DE2603965B1

DE2603965B1 - BLASLANCE

Info

Publication number: DE2603965B1
Application number: DE19762603965
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl.-Ing. Dr.-Ing. 2821 Meyenburg Danckert
Original assignee: Kloeckner Werke AG
Current assignee: Kloeckner Werke AG
Priority date: 1976-02-03
Filing date: 1976-02-03
Publication date: 1977-06-23
Also published as: JPS5295519A; GB1551451A; FR2340377B1; IT1075069B; FR2340377A1; JPS553416B2; SU650513A3; NL7611575A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Blaslanze mit einem daran befestigten Kopf zum Einblasen von Blasgut in flüssiges Metall, insbesondere zum Entschwefeln von Roheisen in einer Pfanne, wobei der Lanzenkopf mehrere mit Abstand zu der Lanze angeordnete Austrittsöffnungen für das Blasgut aufweist. The present invention relates to a blowing lance with a head attached thereto for blowing in Blown material in liquid metal, in particular for desulfurizing pig iron in a pan, the Lance head has a plurality of outlet openings for the blown material which are arranged at a distance from the lance.

Seit einigen Jahren wird vor allem zur Roheisenentschwefelung und zur Stahlkonditionierung das Tauchlanzenverfahren immer häufiger angewendet. Es erlaubt das Einbringen von Feststoffen mit Hilfe von Trägergasen in flüssiges Metall über feuerfest ummantelte Blaslanzen.For some years now, the immersion lance process has been used primarily for hot metal desulphurization and steel conditioning used more and more often. It allows solids to be introduced with the aid of carrier gases in liquid metal via fire-proof coated blowing lances.

Da die Intensität des Umsatzes des Blasgutes mit dem flüssigen Metall weitgehend von der Verweilzeit der mit dem Feststoff beladenen Blasen in der Schmelze abhängt, werden die Blaslanzen möglichst tief in die Schmelze eingetaucht. Da der Umsatz zwischen Blasgut und Metall an der Oberfläche der in der Schmelze aufsteigenden Blasen stattfindet, wird versucht, die Austrittsöffnung der Blaslanze möglichst klein zu halten und auf diese Weise die Oberfläche der austretenden Blasen zu vergrößern.Since the intensity of the sales of the blown material with the liquid metal largely depends on the residence time of the with depends on the solid-laden bubbles in the melt, the blowing lances are as deep as possible into the Immersed in the melt. Because the turnover between blown material and metal on the surface of the melt When rising bubbles take place, an attempt is made to keep the outlet opening of the blowing lance as small as possible and in this way to increase the surface area of the emerging bubbles.

Als Blaslanzen wurden bisher Einlochlanzen verwendet, die vertikal oder schräg nach unten in die Schmelze eintauchen. Die Austrittsöffnung der Einlochlanze weist in die gleiche Richtung wie der Lanzenschaft. Hierbei besteht die Gefahr, daß sich die Austrittsöffnung der Lanze beim Durchfahren fester, zäher oder dicker Schlackendecken leicht verstopft. Auch kann die Lanze nicht bis auf den Boden des Behandlungsgefäßes, beispielsweise eine Torpedopfanne, abgesenkt werden, weil die Austrittsöffnung beim Aufsetzen auf den Boden ebenfalls verstopfen würde. Verstopfungsgefahr besteht weiterhin, wenn die Blaslanze auf Bären — d. h. auf festen Ansätzen, die sich auf dem Boden des Behandlungsgefäßes bilden können — aufsetzt. Auswaschungen der feuerfesten Zustellung im Bodenbereich des Behandlungsgefäßes, die mit zunehmender Einsatzzeit bis zu 20 cm betragen können und eine entsprechend größere Eintauchtiefe der Blaslanze erlauben würden, können für eine Verbesserung des Behandlungseffektes nicht genutzt werden.So far, single-hole lances have been used as blowing lances, which penetrate the melt vertically or diagonally downwards immerse. The outlet opening of the single-hole lance points in the same direction as the lance shaft. Here there is a risk that the outlet opening of the lance will become harder, tougher or thicker when it is passed through Slag tops slightly clogged. Also, the lance cannot reach the bottom of the treatment vessel, for example a torpedo ladle, because the outlet opening is lowered when it is placed on the ground would also clog. There is still a risk of clogging if the blow lance hits bears - i. H. on solid approaches that can form on the bottom of the treatment vessel - touches down. Washouts the refractory lining in the bottom area of the treatment vessel, which increases with the duration of use can be up to 20 cm and allow a correspondingly greater immersion depth of the blower lance would not be used to improve the treatment effect.

Nach unten gerichtete Austrittsöffnungen führen ferner über die normalen Verschleißerscheinungen hinaus zu beschleunigter Zerstörung der feuerfesten Zustellung im Bodenbereich unter der Lanze.Downwardly directed outlet openings also lead to normal wear and tear in addition to accelerated destruction of the refractory lining in the floor area under the lance.

Ferner ist aus der OE-PS 2 24 673 eine Tauchlanze der eingangs genannten Art bekannt, bei der der Lanzenkopf mehrere mit Abstand zu der Lanze angeordnete Austrittsöffnungen für das Blasgut aufweist, die seitlich in die Schmelze gerichtet sind. Zwar ist bei einer derartigen Lanze die Gefahr geringer als bei mit nach unten gerichteten Austrittsöffnungen, daß sie beim Durchfahren von Schlackenschichten verstopft, jedoch würden sich auch bei einer derartigen Lanze Auswaschungen der feuerfesten Zustellung im Bodenbereich des Behandlungsgefäßes ergeben, wenn die Lanze auf den Boden des Behandlungsgefäßes aufgesetzt werden würde. Auch hierbei ergibt sich ebenso wie bei Lanzen mit nach unten gerichteter Austrittsöffnung eine Wirbelbildung in der Schmelze, die sich insbesondere bei Behandlungsgefäßen mit ungünstiger geometrischer Form, etwa Roheisentransportpfannen ungünstig bemerkbar macht.Furthermore, from OE-PS 2 24 673 a diving lance of the type mentioned is known in which the The lance head has a plurality of outlet openings for the blown material, which are arranged at a distance from the lance, which are directed laterally into the melt. It is true that with such a lance the risk is lower than with with downwardly directed outlet openings that they clog when passing through layers of slag, however, even with such a lance, the refractory lining would be washed out in the floor area of the treatment vessel result when the lance is placed on the bottom of the treatment vessel would be. Here, too, as in the case of lances, the outlet opening is directed downwards a vortex formation in the melt, which occurs especially in treatment vessels with an unfavorable geometrical shape Form, such as pig iron transport ladles, makes it unfavorably noticeable.

Ferner besitzt diese bekannte Blaslanze für jede Austrittsöffnung ein einzelnes Zuführungsrohr, das sich auch durch den Lanzenschaft hindurcherstreckt, wodurch sich sehr lange einzelne Förderrohre für das Blasgut mit engem Querschnitt ergeben, wodurch infolge der großen Reibung eine erhebliche Verstopfungsgefahr entsteht.Furthermore, this known blowing lance has a single feed pipe for each outlet opening, which is also extends through the lance shaft, which means that very long individual delivery tubes for the Blown material with a narrow cross-section result, which creates a significant risk of clogging due to the large amount of friction arises.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Blaslanze zu schaffen,The object of the present invention is to create a blowing lance,

— bei der die Gefahr, daß sie beim Durchfahren fester, zäher oder dicker Schlackenschichten verstopft, gering ist,- where there is a risk of it clogging when driving through solid, tough or thick layers of slag, is low

— die deshalb zum Aufbrechen fester Schlackendeckel benutzt werden kann,- which can therefore be used to break open solid slag covers,

— mit der eine maximale Eintauchtiefe gewährleistet werden kann, ohne daß dies zu verstärktem Auswaschen der feuerfesten Zustellung im Gefäßboden unter der Blaslanze führt, und- with which a maximum immersion depth can be guaranteed without this being intensified Washing out the refractory lining in the bottom of the vessel under the blowing lance leads, and

— die eine Auflösung des Feststoff/Trägergasstrahls in feine Teilstrahlen auch bei niedrigen Fördergeschwindigkeiten ohne Verstopfungsgefahr erlaubt.- the resolution of the solid / carrier gas jet into fine partial jets even at low conveying speeds Allowed without the risk of clogging.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Austrittsöffnungen nach oben in die Schmelze gerichtet sind.
Die in der Fachwelt vertretene Meinung, daß hierbei infolge der beschleunigten Ablösung der einzelnen Blasen von den Austrittsöffnungen das Rücklaufen von Metall in diese Austrittsöffnungen und damit ihre Verstopfung zu erwarten sei, konnte widerlegt werden. Es zeigte sich im Gegenteil, daß vor allem bei dieser Anordnung der Austrittsöffnungen eine Auflösung des Feststoff/Trägergasstromes in feine Teilstrahlen bei stark verringerter Verstopfungsgefahr und guter Gleichmäßigkeit des Austrags möglich ist. Diese EffekteThis object is achieved in that the outlet openings are directed upwards into the melt.
The opinion expressed in the professional world that in this case, as a result of the accelerated detachment of the individual bubbles from the outlet openings, the return of metal into these outlet openings and thus their blockage is to be expected, has been refuted. On the contrary, it was found that, particularly with this arrangement of the outlet openings, the solids / carrier gas flow can be broken up into fine partial jets with a greatly reduced risk of clogging and good uniformity of the discharge. These effects

sind am ausgeprägtesten bei senkrecht nach oben gerichteten Austrittsöffnungen. Ein zusätzlicher Schutz gegen Verstopfung der Austrittsöffnungen infolge von Ansätzen aus Fördergut und rücklaufendem Metall wird durch düsenförmige Ausbildung der Austrittsöffnungen erreicht.are most pronounced with outlet openings pointing vertically upwards. An additional protection against clogging of the outlet openings as a result of approaches from conveyed goods and returning metal achieved by the nozzle-shaped design of the outlet openings.

Durch Einblasen des Blasgutes durch die nach oben in die Schmelze gerichteten Austrittsöffnungen der Blaslanze wird zusätzlich eine gute Umwälzung der zu behandelnden Schmelze ohne Wirbelbildung erzielt, was sich günstig auf den Verbrauch an Blasgut auswirkt.By blowing in the blown material through the outlet openings of the blowing lance that are directed upwards into the melt In addition, good circulation of the melt to be treated is achieved without the formation of eddies, which has a positive effect on the consumption of blown material.

Der Lanzenkopf ist vorzugsweise T-förmig ausgebildet und weist mindestens zwei Austrittsöffnungen auf, die im Bereich der beiden Enden des zur Lanze senkrecht verlaufenden Schenkels des Lanzenkopfes angeordnet sind. Diese werden möglichst weit entfernt vom senkrechten Lanzenschaft angeordnet Sind mehr als zwei Austrittsöffnungen vorgesehen, so werden diese so angeordnet, daß die Blasgutstrahlen in möglichst großer Entfernung voneinander in die Schmelze eintreten. Auf diese Weise wird ein optimaler Umsatz zwischen dem eingeblasenen Feststoff und dem flüssigen Metall erreicht. Um ein Schlagen der Lanze während des Blasvorganges zu vermeiden, können die Austrittsöffnungen im Lanzenkopf gleichmäßig verteilt in verschiedene Richtungen weisen, wenn die Lanze senkrecht in die Schmelze eingefahren wird, und einseitig in einer Richtung angeordnet sein, wenn die Lanze schräg in die Schmelze eingefahren wird. Hierdurch läßt sich die Lebensdauer der feuerfest ummantelten Lanze erhöhen.The lance head is preferably T-shaped and has at least two outlet openings, those in the area of the two ends of the leg of the lance head running perpendicular to the lance are arranged. These are placed as far away as possible from the vertical lance shaft. Are more provided as two outlet openings, these are arranged so that the blown material jets in as far as possible from each other enter the melt. This way it becomes an optimal Conversion between the blown solid and the liquid metal achieved. To strike the lance To avoid during the blowing process, the outlet openings in the lance head can be evenly distributed point in different directions when the lance is retracted vertically into the melt, and be arranged on one side in one direction when the lance is inserted at an angle into the melt. This increases the service life of the refractory coated lance.

Der zur Lanze senkrecht verlaufende Schenkel des T-förmigen Lanzenkopfes kann an seinen Enden auch nach oben gerichtet oder insgesamt kreisbogenförmig ausgebildet sein.The leg of the T-shaped lance head running perpendicular to the lance can also be used at its ends directed upwards or be designed in the form of an arc of a circle as a whole.

Jeder Austrittsöffnung wird zweckmäßigerweise ein gesonderter Kanal für das Blasgut zugeordnet, der von der Bohrung des Lanzenschafts zur Austrittsöffnung führt. Der Lanzenkopf ist vorzugsweise an die Lanze anschraubbar ausgebildet und wird separat gefertigt.Each outlet opening is expediently assigned a separate channel for the blown material, which is from the bore of the lance shaft leads to the outlet opening. The lance head is preferably on the lance designed to be screwable and manufactured separately.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert: The invention is explained in more detail below with reference to the preferred exemplary embodiments shown in the drawings:

F i g. 1 zeigt eine Blaslanze im Bereich des Lanzenkopfes gemäß einer ersten Ausführungsform ausschnittsweise und im Schnitt sowie in Seitenansicht;F i g. 1 shows a section of a blowing lance in the area of the lance head according to a first embodiment and in section and in side view;

Fig.2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Blaslanze ebenfalls ausschnittsweise und im Schnitt sowie in Seitenansicht und in Draufsicht (letztere schematisiert);FIG. 2 shows a second embodiment of the blower lance also in part and in section as well as in side view and in plan view (the latter schematized);

Fig.3 zeigt eine dritte Ausführungsform der Blaslanze in den Darstellungsformen von F i g. 2.FIG. 3 shows a third embodiment of the blower lance in the forms of illustration from FIG. 2.

Die in F i g. 1 dargestellte Blaslanze 1 besteht aus einem Rohr 15, das in geeigneter Weise mit feuerfestem Material 16 ummantelt ist. An seinem unteren Ende hat das Rohr 15 ein Innengewinde 17. Aufgrund des Innengewindes 17 ist ein mit einem entsprechenden Gewinde 18 an seinem oberen Ende versehener Lanzenkopf 2 mit der Lanze 1 verschraubbar. Der zwischen Lanze 1 und Lanzenkopf 2 gebildete Spalt wird mit feuerfestem Material 19 ausgefüllt.The in F i g. 1 shown blowing lance 1 consists of a tube 15, which is suitably refractory Material 16 is coated. At its lower end, the tube 15 has an internal thread 17. Due to the Internal thread 17 is provided with a corresponding thread 18 at its upper end Lance head 2 can be screwed to lance 1. The gap formed between lance 1 and lance head 2 is filled with refractory material 19.

Der Lanzenkopf 2 ist vorteilhafterweise T-förmig ausgebildet mit einem senkrecht zur Lanze 1 verlaufenden Schenkel 3 und einem in Richtung der Lanze 1 verlaufenden Schenkel 4, mit dem der Lanzenkopf 2 an der Lanze 1 befestigt wird. In ein dickes Rohr 20, das mit dem Gewinde 18 zum Befestigen an der Lanze 1 versehen ist und sich nur im Schenkel 4 erstreckt, werden dünnere, Kanäle bildende Rohre 6 eingeführt und angeschweißt Sie führen zu Austrittsöffnungen 5, 5', wobei die Austrittsöffnungen 5 sich im Bereich der stirnseitigen Enden des Schenkels 3 befinden, während die Austrittsöffnungen 5' etwa in der Mitte zwischen dem Rohr 20 und den Austrittsöffnungen 5 angeordnet sind. Die Austrittsöffnungen 5 und 5' sind vertikal nach oben gerichtet. Die Rohre 6 sind mit einem feuerfesten Material 21 ummanteln, das mit Hilfe von an den Rohren 6 befindlichen Verankerungen 22, die in F i g. 1 nur angedeutet sind, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme weiterer Mittel zum Halten des feuerfesten Materials, gehalten wird. In die Enden der Rohre 6 können Tonerderöhrchen 23 geschoben werden. Die Tonerderöhrchen 23 können dabei entsprechend dem Ausschnitt A düsenförmig ausgebildet sein.The lance head 2 is advantageously T-shaped with a leg 3 running perpendicular to the lance 1 and a leg 4 running in the direction of the lance 1, with which the lance head 2 is attached to the lance 1. In a thick tube 20, which is provided with the thread 18 for fastening to the lance 1 and extends only in the leg 4, thinner, channel-forming tubes 6 are inserted and welded are located in the area of the front ends of the leg 3, while the outlet openings 5 'are arranged approximately in the middle between the tube 20 and the outlet openings 5. The outlet openings 5 and 5 'are directed vertically upwards. The pipes 6 are sheathed with a refractory material 21, which is secured with the aid of anchors 22 located on the pipes 6, which are shown in FIG. 1 are only indicated, if necessary with the aid of further means for holding the refractory material, is held. Alumina tubes 23 can be pushed into the ends of the tubes 6. The alumina tubes 23 can be designed in the shape of a nozzle corresponding to the section A.

Die in Fig.2 dargestellte Ausführungsform der Blaslanze unterscheidet sich von der in F i g. 1 wiedergegebenen dadurch, daß die Austrittsöffnungen im Lanzenkopf unter einem Winkel von etwa 45° gleichmäßig verteilt in unterschiedliche Richtungen weisen. Dies ist für eine Stabilisierung der Lage der Lanze während des Blasens vorteilhaft, wenn die Lanze senkrecht in die Schmelze eingefahren wird.The embodiment of the blowing lance shown in FIG. 2 differs from that in FIG. 1 reproduced in that the outlet openings in the lance head at an angle of about 45 ° evenly distributed pointing in different directions. This is for a stabilization of the situation Lance during blowing is advantageous if the lance is inserted vertically into the melt.

Die in Fig.3 dargestellte Ausführungsform der Blaslanze unterscheidet sich von den in den F i g. 1 und 2 wiedergegebenen dadurch, daß die Austrittsöffnungen nur in eine Richtung weisen. Hierdurch wird die Lage der Lanze während des Blasens stabilisiert, wenn die Blaslanze schräg in die Schmelze eingefahren wird, wobei dann die Austrittsöffnungen nach oben weisen.The embodiment shown in Figure 3 Blowing lance differs from that in FIGS. 1 and 2 reproduced in that the outlet openings only point in one direction. This stabilizes the position of the lance during blowing when the Blowing lance is inserted at an angle into the melt, the outlet openings then pointing upwards.

Aufgrund der nach oben gerichteten Austrittsöffnungen einer erfindungsgemäßen Lanze wird die Ablösung der mit dem 3Iasgut beladenen Blasen aus den Austrittsöffnungen erleichtert Dieses führt im Vergleich zu herkömmlichen Lanzen zu gleichmäßigerem Materialfluß und damit ruhigerer Förderung, wodurch die Lebensdauer der Blaslanze erhöht wird. Die Verstopfungsgefahr ist gegenüber herkömmlichen Lanzen auch bei niedrigeren Förderraten verringert. Ferner können die Austrittsöffnungen ohne Verstopfungsgefahr verkleinert werden. Dies erlaubt, mehrere Austrittsöffnungen vorzusehen, wodurch sich ein »Brauseeffekt« ergibt, der einerseits den Metallauswurf einschränkt und andererseits wegen der stark vergrößerten Oberfläche der aus den Austrittsöffnungen austretenden, mit Blasgut beladenen Gasblasen günstigere metallurgische Bedingungen gewährleistetDue to the upwardly directed outlet openings of a lance according to the invention, the detachment the bubbles loaded with the 3Iasgut from the outlet openings facilitate this leads in comparison to conventional lances for a more even material flow and thus quieter conveyance, whereby the service life of the blower lance is increased. The risk of clogging is compared to conventional lances also reduced at lower delivery rates. Furthermore, the outlet openings can be used without the risk of clogging can be reduced in size. This allows several outlet openings to be provided, creating a "shower effect" results, which on the one hand restricts the metal ejection and on the other hand because of the greatly increased The surface of the gas bubbles loaded with blown material and emerging from the outlet openings is more favorable metallurgical conditions guaranteed

Derartige Lanzen können bis zum Boden des Behandlungsgefäßes abgesenkt werden, so daß die maximale Eintauchtiefe in jedem Falle erreicht wird. Bei mittleren Eintauchtiefen von etwa 1,60 m, wie sie bei herkömmlichen Lanzen in Torpedopfannen etwa erreicht werden — der Abstand des Lanzenendes vom Gefäßboden beträgt etwa 20 cm —, bedeutet dies Auswaschungen von etwa 20 cm Tiefe im Gefäßboden vorausgesetzt —, daß die Eintauchtiefe der Lanze um bis zu 40 cm oder bis 25% vergrößert werden kann. Bei nur halb gefüllten Torpedopfannen liegt die Vergrößerung der Eintauchtiefe sogar im Bereich von 60%.Such lances can be lowered to the bottom of the treatment vessel so that the maximum immersion depth is reached in each case. At average immersion depths of about 1.60 m, as in conventional lances can be achieved in torpedo pans - the distance between the end of the lance and the The bottom of the vessel is about 20 cm - this means washouts from about 20 cm deep in the bottom of the vessel provided - that the immersion depth of the lance can be increased by up to 40 cm or up to 25%. at With torpedo pans only half full, the increase in immersion depth is even in the region of 60%.

Die Gefahr, daß beim Durchfahren fester, zäher oder dichter Schlackendecken oder beim Aufsetzen auf dem Gefäßboden die Austrittsöffnungen verstopfen, ist sehr gering, da diese nach oben gerichtet sind.The danger that when driving through solid, tough or dense slag ceilings or when touching the Clogging the outlet openings is very small, as these are directed upwards.

Durch die nach oben gerichteten Austrittsöffnungen wird darüber hinaus der Feuerfestverschleiß im Bodenbereich unter der Blaslanze stark eingeschränkt. Durch geeignete Anordnung der AustrittsöffnungenThe upwardly directed outlet openings also reduce the wear and tear on the refractories in the Ground area under the lance severely restricted. Through a suitable arrangement of the outlet openings

kann die Lage der Lanze beim Blasen stabilisiert und dadurch die Lebensdauer der Blaslanze erhöht werden. Die nach oben gerichteten Austrittsöffnungen erlauben es ferner, die Lanze zum Eindrücken fester Schlackendeckel zu benutzen.
Dadurch, daß das Blasgut in feinen Teilstrahlen in die Schmelze gelangt und gegenüber den Einlochlanzen in größere Entfernung vom Lanzenschaft in der Schmelze aufsteigt, wird der Reaktionsbereich vom Lanzenschaft weg in das Schmelzeninnere verlagert Dies führt zu erhöhter Haltbarkeit der feuerfesten Ummantelung der Lanze.the position of the lance during blowing can be stabilized, thereby increasing the service life of the blowing lance. The upwardly directed outlet openings also make it possible to use the lance for pressing in solid slag covers.
The fact that the blown material reaches the melt in fine partial jets and rises in the melt at a greater distance from the lance shaft than the single-hole lances means that the reaction area is shifted away from the lance shaft into the interior of the melt.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Blowing lance with a lance head attached to it for blowing blown material into liquid metal, in particular for desulphurising pig iron in a pan, the lance head having several Has outlet openings for the blown material arranged at a distance from the lance, characterized in that that the outlet openings (5.5 ') are directed upwards into the melt.

2. Blowing lance according to claim 1, characterized in that the lance head (2) is T-shaped is.

3. Blowing lance according to claim 1 or 2, characterized in that in the lance head (2) each A separate channel (6) is assigned to the outlet opening (5, 5 ').

4. Blowing lance according to one of claims 1 to 3, characterized in that the lance head (2) on the lance (1) can be screwed on.

5. Blowing lance according to one of claims 1 to 4, characterized in that when retracted vertically Lance (1) the outlet openings (5.5 ') in the lance head (2) evenly distributed in different Show directions and, if the lance (1) is to be retracted at an angle, point in one direction on one side.

6. Blowing lance according to one of claims 1 to 5, characterized in that the outlet openings (5, 5 ') are nozzle-shaped in the lance head (2).