DE2819714A1

DE2819714A1 - Tauchlanze zum einbringen von inerten gasen und/oder zuschlagstoffen in metallschmelzen

Info

Publication number: DE2819714A1
Application number: DE19782819714
Authority: DE
Inventors: Konrad Breitzmann
Original assignee: PURMETALL GES fur STAHLVEREDL
Current assignee: PURMETALL GES fur STAHLVEREDL
Priority date: 1978-05-05
Filing date: 1978-05-05
Publication date: 1979-11-08

Description

Titel: Tauchlanze zum Einbringen von inerten Gasen und/oder
Zuschlagstoffen in Metallschmelzen Die Erfindung betrifft eine Tauchlanze zum Einbringen von inerten Gasen und/oder Zuschlagstoffen in Metallschmelzen, bestehend aus einem inneren Rohr, das von einem Mantelrohr umhüllt ist und das seinerseits an dem in die Schmelze tauchenden Teil von feuerfester Masse umgeben ist.
Zum Einblasen von inerten Gasen sowie von Gasen, die mit dosierbaren Mengen von metallurgisch wirksamen, pulverförmigen oder feinkörnigen Stoffen aufgeladen sind in Metallschmelzen, vorzugsweise in Stahlschmelzen, werden zum Zwecke der Temperaturhomogenisierung und/oder zur metallurgischen Behandlung Tauchlanzen eingefUhrt, durch die die genannten Gase oder Stoffe in die Metallschmelze gelangen. Derartige Tauchlanzen bestehen aus einem inneren Rohr, das zentrisch in einem äußeren Rohr gelagert ist, wobei das innere Rohr sehr genau bearbeitet sein Muß, um einen einwandfreien Materialfluß zu gewährleisten. Dieses innere Rohr wird in ein herkömmliches äußeres Profilrohr gesteckt und an den Enden durch Schweißung mit diesem verbunden. Das äußere Rohr ist durch feuerfeste Masse umhüllt und an der in das Bad reichenden Spitze des Rohres ist ein Stopfen aufgeschraubt, der von einem ai äußeren Rohr angesetzten Gewinde getragen wird0 Das Gewindeteil wird häufig durch Schweißung entweder auf das innere Rohr oder auf das äußere Rohr aufgesetzt.
Die Aufbringung der äußeren Isolierung mit ff-Formsteinen erfolgt durch Aufschieben auf das äußere Rohr, wobei das feste Aufeinanderliegen der einzelnen Formsteine durch eine am freien Ende der Lanze angebrachte Spiralfeder erfolgt. Durch diese zusammengesetzte, konstruktiv nicht als stabil zu bezeichnende Konstruktion tritt häufig ein "Schwingen" der Tauchlanze im Betrieb auf, was zu Brüchen in den Steinen und sogar zum Betriebsausfall der Lanze führt.
Die Herstellung derartiger Tauchlanzen ist außerordentlich kostspielig, da der Zusammenbau und das Aufschrouben des Stopfens nicht nur die Aufbringung eines Gewindes, sondern auch beträchtliche Handarbeit erfordern. Auch das Aufschieben der einzelnen Formsteine und die Verwendung einer Spiralfeder sind als unangebracht anzusehen, wenn man bedenkt, daß der Einsatz einer solchen Tauchlanze bis zu deren Zerstörung durch das heiße Bad etwa 5 bis 15 Minuten dauert, so daß eine Tauchlanze oft nach einmaligem Einsatz und häufig sogar während eines solchen zerstört wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tauchlanze zu schaffen, die einfach und billig herzustellen ist und die dadurch die Kosten des Stahlwerksbetriebes herabsetzt und eine mehrmalige Benutzung gestattet. DarUber hinaus sollen Schwingungen vermieden werden.
Diese Aufgabe wird bei einer Tauchlanze zum Einbringen von inerten Gasen und Zuschlagstoffen in Metallschmelzen dadurch gelöst, daß zwischen innerem Rohr und Mantelrohr ein mit feuerfester Masse ausgefüllter Zwischenraum angeordnet ist0 Dabei werden das innere Rohr und das Mantelrohr aus unterschiedlich geformten Hohlprofilen hergestellt. Zweckmäßigerweise besteht das Mantelrohr aus einem hohlförmigen Kastenprofil, das zweckmäßigerweise aus zwei U-Profilen durch Schweißung oder Punktschweißung zusammengesetzt wird. Es ist ebenfalls erfindungsgemaß möglich, die Hohlprofile im Strangguß herzustellen. Durch diese Maßnahmen wird eine kostengünstige Herstellung und eine gegen Schwingungen stabile Konstruktion geschaffen.
Um dem Fall zu begegnen, daß das innere Rohr zerstört oder verstopft ist, wird im Zwischenraum zwischen innerem Rohr und Mantelrohr ein By-pass-Rohr angeordnet. Die äußere Isolierung kann in bekannter Weise durch Hohlsteine mit Bohrungen oder aber auch durch ein hochfeuerfestes Material bestehen, wobei zweckmßigerweise die Ummantelung in einer Vorrichtung vorgenommen wird. Das dann trocknende Material bildet einen monolitischen Mantel und weist eine erhöhte Beständigkeit gegenüber thermischen und chemischen sowie mechanischen Beanspruchungen der Metallschmelze auf.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung mUndet der untere Austritt des inneren Rohres in einer oder mehreren Uffnungen seitlich aus. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen um das Bad in Bewegung zu versetzen, die Ausmundung etwa im Winkel zwischen 300 und 700 zur Rohrlängsebene anzuordnen, so daß ein tangentialer Austritt der zugeführten Gase erreicht wird.
Da häufig nur der untere Teil der Tauchlanze zerstört wird, ist erfindungsgemäß das innere Rohr so angeordnet, daß es Uber das äußere Rohr hinaussteht und eine gewisse Abzehrung ermöglicht.
Es ist erfindungsgemäß ebenfalls möglich, auf das innere Rohr ein Keramikröhrchen auf- oder einzuschieben, um die Reisezeit einer solchen Tauchlanze insgesamt zu erhöhen und nur das höchstbeanspruchte Teil auszuwechseln. Es kann gegebenenfalls auch der am inneren Rohr verankerte Stopfenteil neu mit ff-Beton ausgebessert werden, um die erfindungsgemäße Tauchlanze in ihrer Gesamtheit weiter zu verwenden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Tauchlanze; Fig. 2 einen Querschnitt durch eine andere Tauchlanze; Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Tauchlanze mit Kastenprofilen und Fig. 4 einen Längsschnitt durch das vordere Teil einer Tauchlanze mit mehreren Gasaustritten.
Wie es aus Figur 1 hervorgeht, besteht die Tauchlanze aus einem inneren Rohr 1 und einem Mantelrohr 2, wobei beide aus runden, quadratischen oder eckigen Hohlprofilen hergestellt sind. Der Zwischenraum zwischen innerem Rohr 1 und Mantelrohr 2 wird durch eine feuerfeste Stampfmasse 3 ausgefüllt. Das Mantelrohr 2 ist von feuerfesten Steinen 4 oder einer hochfeuerfesten Masse, die zweckmäßigerweise in einer Vorrichtung aufgetragen wird, umgeben. Das innere Rohr 1 ist an seiner der Schmelze zugewandten Seite mit einem Verlängerungsstück 5 versehen, das aufgeschraubt oder bereits angeformt sein kann. Auf diesem Verlängerungsstück 5 ist gleichzeitig ein Stopfen angeformt, der mit Ankern 7, 8 zusätzlich gehaltert sein kann, wobei es erfindungsgemdß möglich ist, den Stopfen ebenfalls aus der feuerfesten Masse 4 oder einer hochfeuerfesten Masse zu formen. Wie es aus der Zeichnung ersichtlich ist, reicht das VerlängerungsstUck 5 nicht bis ganz an das Ende des Stopfens, damit eine gewisse Abzehrung des Stopfens möglich ist und das Verldngerungsstück erst später durch die agressive Schlacke angegriffen wird.
In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung wird in der Schlackenzone ein hochwertigeres Material für die Tauchlanze verwandt als in dem Bereich der Tauchlanze, der außerhalb der Schlacke liegt. Es ist ebenfalls möglich, das Verlängerungsstück aus einer mechanisch stabilieren Material als das innere Rohr herzustellen oder ein einschiebbares Keratikrdhrchen (24) auf dieses auf- oder einzusetzen.
Wie es Figur 2 zeigt, wird das innere Rohr 1 aus einei hochwertigen Hohlprofil von der feuerfesten Masse 3 umgeben und diese wiederum von zwei U-förrigen Kastenprofilen 9 und 10, die das Mantelrohr 2 bilden. An den Stellen 11 und 12 sind die Kanten der ULProfile geschweißt oder punktgeschweißt, ul eine billige Herstellung zu ermöglichen. Das Mantelrohr 2 ist, wie es schematisch angedeutet ist, ebenfalls wieder von einer feuerfesten Masse umgeben, die entsprechend de Kastenprofil einen quadratischen Querschnitt aufweisen kann; erfindungsgeuß ist es jedoch auch Möglich, die feuerfeste Masse .it einer runden Querschnitt aufzutragen.
In der linken unteren Ecke der feuerfesten Masse 3 ist ein By-pass-Rohr 13 eingebautt ui die Zufuhrung eines Tragergases auch dann zu erröglichen, wenn eine Verstopfung des inneren Rohres stattgefunden haben sollte oder wenn es gewünscht ist, Uber ein solches By-pass-Rohr weitere Zuschlagstoffe iit eine weiteren Trägergas zuzuführen. Die feuerfeste Masse kann aus bekannten Stoffen, wie Korund, Bauxit, Kagnesia oder dergleichen bestehen.
In Figur 3 ist eine andere Tauchlanze dargestellt, die aus zwei quadratischen Hohlprofilen, die beispielsweise ii Strangguß hergestellt sein können, besteht. Das innere Rohr 1 ist ein derartiges Hohlprofil, welches DistanzstUcke 14, 15, 16 und 17 aufweist, welche das innere Rohr 1 an der äußeren Rohr 2, das ebenfalls ein quadratisches oder rechteckiges Hohiprofil ist, abstützt, Dabei ist es erfindungsgeiöß Möglich, beide Profile gegeneinander an den Stellen 18 und/oder 19 zu verschweißen. Die Zwischenrouse zwischen den beiden Kastenprofilen werden durch Zement oder Starpfrasse 3 ausgefüllt.
Eine andere Ausführung der in die Metallschmelze eintauchenden Tauchlanzenspitze ist in Figur 4 gezeigt. Dabei ist der Gas-und Medienaustritt aus dem inneren Rohr 1 in zwei oder mehrere Austritte 20 und 21, die seitlich der Tauchlanze ausmünden, aufgeteilt. Das Medium strömt entlang der Richtung der Pfeile 22.
Dabei ist zur Verbilligung der Herstellungskosten das innere Rohr an seinem unteren Ende mit einem Verschluß 23 versehen, an dem die Verankerungen 7, 8 angebracht sein können, die den Stopfen 6 halten.
Es ist ebenfalls möglich, die Austritte 20 und 21 und gegebenenfalls weitere Austritte tangential anzuordnen, so daß bei Austritt des Mediums, während die Tauchlanze auf dem Boden des Schmelzbehälters aufliegt, der Medienaustritt einen Drall im Schmelzbad erzeugt, der vom Boden nach der Oberfläche gerichtet ist und der dadurch eine bessere Durchmischung des zugeführten Materials mit der Metallschmelze ermöglicht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE-1. Tauchlanze zum Einbringen von inerten Gasen und/oder Zuschlagstoffen in Metallschmelzen, bestehend aus einem inneren Rohr, das von einem Mantelrohr umhüllt ist und das seinerseits an dem in die Schmelze tauchenden Teil von feuerfester Masse umgeben ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen innerem Rohr (l) und Mantelrohr (2) ein mit feuerfester Masse (3) ausgefüllter Zwischenraum angeordnet ist.
2. Tauchlanze nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß inneres Rohr (1) und Mantelrohr aus unterschiedlich geformten Hohiprofilen bestehen.
3. Tauchlanze nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß das Mantelrohr (2) aus einem Hohlprofil (9, 10) besteht.
4. Tauchlanze nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß das Hohlprofil ein Kastenprofil ist.
5. Tauchlanze nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß das Hohlprofil aus zwei U-Profilen zusammengesetzt ist.
6o Tauchlanze nach Anspruch 2 und/oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Hohlprofile im Strangguß hergestellt sind.
7. Tauchlanze nach Anspruch 1 und/oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß im Zwischenraum (3) ein By-pass-Rohr (13) eingebaut ist.
8. Tauchlanze nach Anspruch 1 und/oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der untere Austritt des inneren Rohres (1) in einer oder mehreren Öffnungen seitlich ausmündet,
9. Tauchlanze nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Ausmundung etwa im Winkel zwischen 300 und 700 zur Rohrlängsebene steht mit der Maßgabe, einen etwa tangentialen Austritt der zugeführten Gase zu erreichen.
10. Tauchlanze nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß diese auf dem Boden des Schmelzbehälters auflagerbar ist.
11. Tauchlanze nach Anspruch 1 und/oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das innere Rohr (1) über das Mantelrohr (2) hinausragt und an seinem sauberen, der Schmelze zugewandten Ende von einem Stopfen (6) abgedeckt ist0
12. Tauchlanze nach Anspruch 11, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Stopfen (6) aus feuerfester Masse besteht.
13. Tauchlanze nach Anspruch 11, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Stopfen (6) auf Waikam oder dergleichen besteht.
14. Tauchlanze nach Anspruch 11 und/oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Stopfen (6) am inneren Rohr (1) verankert ist und aus der gleichen ff-Masse wie die ff-Masse (4) besteht und mit dieser zusammen angeformt ist.
15. Tauchlanze nach Anspruch 11 und/oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß am inneren Rohr (1) ein Keramikröhrchen (24) auf- oder eingeschoben ist.