DE4442362C1 - Verfahren und Vorrichtung zum Behandeln von einer in einem metallurgischen Gefäß befindlichen Metallschmelze - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Behandeln von einer in einem metallurgischen Gefäß befindlichen MetallschmelzeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufblasen von sauerstoffhaltigem Gas mit und
ohne Feststoff auf eine in einem metallurgischen Gefäß befindlichen Metallschmelze,
ein Verfahren zum Erzeugen einer Brennflamme und die entsprechenden
Vorrichtungen nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1, 2, 6, 9, 13 und 18.
Es sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt, mit denen Sauerstoff auf eine
Metallschmelze aufgeblasen wird und mit denen durch Zumischen von Brennstoff die
Schmelze aufgeheizt werden kann.
So ist aus der EP 0 584 814 A2 eine sog. top-blow-lance bekannt, deren Lanzenmündung
laval-förmig ausgestaltet ist und die Bohrungen aufweist, über die ein brennbares
Medium in den Hauptstrom der Lanze injiziert werden kann. Der Hauptstrom,
bestehend aus Sauerstoff oder sauerstoffhaltigem Gas, verläßt die Lanzendüse mit
Überschallgeschwindigkeit, aber unter konventionellen Strömungsbedingungen.
Die aus dieser Schrift bekannte Lanze besitzt einen wassergekühlten Mantel. Eine
Vorrichtung zum Eindüsen von Feststoffen ist nicht vorgesehen.
Anlagen, bei denen Feststoffe zugegeben werden können, weisen regelmäßig
Zusatzeinrichtungen auf. So ist aus der DE 20 26 780 C2 ein im Deckel des Gefäßes
eingesteckter Zugabetrichter bekannt, durch den Feststoff - hier Zunder als
Oxidationsmittel - der Schmelze zugeführt werden kann.
Aus der DE 29 18 213 C2 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
metallurgischen Behandeln von Metallschmelzen bekannt, bei denen eine
Mehrphasenbehandlung in einer einzigen Vorrichtung ermöglicht wird, in denen unter
Beibehaltung der Abschlußhaube mindestens eine durch den Deckel geführte erste
Einrichtung, hier eine Elektrode, durch eine zweite Einrichtung, hier eine Frischlanze,
ersetzt wird.
Die Erfindung hat sich das Ziel gesetzt, ein Verfahren und eine dazu geeignete Lanze
als einheitliches Bauteil zu schaffen, bei denen ohne bauliche Umbaumaßnahmen mit
konstruktiv einfachen Mitteln verschiedene unterschiedliche Verfahrensschritte bei der
Behandlung von in einem metallurgischen Gefäß befindliche Metallschmelzen bei
Steigerung der Einbringraten der einzelnen Medien durchführbar sind.
Die Erfindung erreicht dieses Ziel durch die kennzeichnenden Merkmale der
Verfahrensansprüche 1, 2 und 6 sowie die Vorrichtungsansprüche 9, 13 und 19.
Erfindungsgemäß wird eine Multifunktionslanze vorgeschlagen, bei der unabhängig
voneinander die Verfahren Aufblasen von Sauerstoff mit und ohne Feststoffe und das
Erzeugen einer Brennflamme möglich ist. Für den jeweiligen Verfahrensschritt werden
lediglich die einzelnen Versorgungsleitungen entsprechend geschaltet, beim Aufblasen
von Sauerstoff mit Feststoffen wird lediglich das Feststoffleitrohr tiefer in die Lanze
hineingefahren.
In jeder Verfahrensstufe sind durch Einflußnahme insbesondere auf das
Medienfließverhalten maximale Einbringraten möglich.
So wird beim Verfahren zum Aufblasen von sauerstoffhaltigem Gas der Gasstrom in
besonders einfacher Art zum Schwingen angeregt, und zwar in der Weise, daß die
Gasvolumina in Form von Längswellen trotz der hohen Mengen in besonders weicher
Form auf der Oberfläche der Flüssigschmelze auftreffen.
Das Verfahren und die Vorrichtung eignen sich für die Behandlung von
Metallschmelzen unter Atmosphärendruck wie auch unter Vakuum.
Beim Einsatz der Lanze zum Erzeugen einer Brennflamme wird nicht nur der
Sauerstoffhauptstrom zum Pulsieren gebracht, auch das Brenngas wird zum
Schwingen angeregt und dabei in seiner Frequenz so abgestimmt, daß im Vergleich zu
konventionell strömenden Medien eine deutliche Steigerung und eine intensivere
Vermischung der einzelnen Medien erfolgt. Die Pulsfrequenz des Sauerstoffs liegt
dabei zwischen 60 und 900 Hertz, bei einem Druck von 3 bis 11 bar. Die Pulsfrequenz
des Brenngases weist eine vergleichbare Größe auf, wobei der Druck leicht über dem
des Hauptgases liegt. Als Brenngas finden Erdgas, Koksgas und vergleichbare Gase
Verwendung. Das Brenngas wird in kleinen Dosen über eine Vielzahl von Düsen in den
Sauerstoffstrom injiziert. Die einzelnen Düsen besitzen in Abhängigkeit des Abstandes
zum kritischen Durchmesser der laval-förmigen Lanzenmündung einen vorgegebenen Winkel, der auf die
momentane Gasgeschwindigkeit und die aktuelle Schwingungsart Rücksicht nimmt.
Die einzelnen Düsen sind selber als Generatoren ausgebildet, so daß mit einfachen
Mitteln das Brenngas unmittelbar vor der Zumischung in den Hauptstrom zum
Schwingen angeregt wird.
Das Brenngas kann über einen Ringspalt, der durch das Brenngaszufuhrrohr und das
Sauerstoffleitrohr begrenzt ist oder über eine eigene Brennstoffzufuhrleitung zugeführt
werden.
Beim Aufblasen von Sauerstoff und gleichzeitig von Feststoffen wird die
Feststoffzufuhrlanze mit seiner Mündung bis in Strömungsrichtung hinter dem
kritischen Durchmesser positioniert. Die körnigen oder auch staubförmigen Feststoffe
werden von einem Fördergas transportiert. Dieses Gasfeststoffgemisch wird an der
Mündung der Feststofförderlanze vom vorbeiströmenden Sauerstoffstrom mitgerissen.
Zur weiteren Erhöhung dieses Effektes wird vorgeschlagen, die Mündung in der Weise
auszugestalten, daß der Umfang des Mündungsbereiches größer ist als der Umfang
des rohrförmigen Feststoffrohres. Am einfachsten geschieht dies durch ein
sternförmiges Bördeln des Mündungsbereichs. Bei gleicher Querschnittsfläche steht
dem mit hoher Geschwindigkeit vorbeiströmenden Sauerstoffstrahl eine größere
Umfangslinie zur Verfügung, das mit Feststoffen belegte Fördergas mitzureißen.
Weiterhin wird vorgeschlagen, den Prallring, der den Hauptstrom zum Schwingen
anregt, stromabwärts laval-förmig auszugestalten und so nicht
erwünschte Behinderungen nach der Blende zu vermeiden.
Um den Hauptgasstrom bei allen denkbaren Gasmengen ohne Austausch der Lanzen
optimal zum Schwingen anzuregen wird vorgeschlagen, die Einengung im kritischen
Durchmesser der Laval-Düse verstellbar auszugestalten. Dabei wird vorgeschlagen,
die konstruktiv einfach ausgestalteten Kipphebel einendig zu lagern und einstellbar zu
kippen.
Ein Beispiel der Erfindung ist in der beigefügten Zeichnung dargelegt. Dabei zeigt die
Fig. 1 das Schema einer Lanze mit sämtlichen Bauelementen zur
Durchführung der verschiedenen Verfahren,
Fig. 2 den Mündungsbereich der Feststofförderlanze und
Fig. 3 Schema der Brennstoffdüse.
Die Fig. 1 zeigt eine Lanze, die sich aus einem Wasserleitrohr 21 und einem
Sauerstoffleitrohr 11 zusammensetzt, das fußendig mit diesem verbunden von einem
Wassertrennschirm 22 umhüllt wird, der wiederum fußendig mit
dem Wasserleitrohr 21 verbunden ist.
Im linken Teil der Fig. 1 ist ein Brenngasleitrohr 31 vorgesehen, das das
Sauerstoffleitrohr 11 umhüllt und einen spaltförmigen Freiraum für die Zuführung von
Brenngas zuläßt. Im rechten Teil der Fig. 1 ist ein Rohr als Brenngaszufuhrleitung 32,
das unmittelbar vom Fußende zum Kopfende der Lanze geführt ist, aufgezeigt.
Die einzelnen Medien Wasser W, Brenngas B, Feststoff F, Fördergas G und
Sauerstoff S werden über die einzelnen Stutzen, und zwar Gaszufuhr 12,
Wasserzufuhr 23, Wasserabfuhr 24, Brenngaszufuhr 33 und Feststoffzufuhr 42 der
Lanze zugeführt.
Im Zentrum des Sauerstoffleitrohres 11 ist ein Verdrängungsrohr 41 angeordnet, das
bei vorgegebener Eindringtiefe in das Sauerstoffleitrohr 11 als Feststoffzuführrohr
einsetzbar ist.
Im Sauerstoffleitrohr 11 ist mit einem Abstand IB in Strömungsrichtung vor dem
kritischen Durchmesser der laval-förmigen Lanzenmündung ein Prallring 13 befestigt. Der Prallring 13
besitzt einen freien Durchtritt DB. Der Prallring 13 kann auf seiner stromabwärts
liegenden Seite eine laval-förmige Ausgestaltung 15 aufweisen.
Das Sauerstoffleitrohr 11 besitzt eine Einengung 14, den kritischen Durchmesser der
laval-förmigen Lanzenmündung. Dieser kritische Durchmesser 14 kann durch Verstellelemente 16 variiert
werden.
Beim Einsatz der Lanze als reine Aufblaslanze ohne Feststoffe mündet das Rohr 41 in
Stromrichtung vor dem Prallring 13 in einem Abstand Ip.
Beim Einsatz des Rohres 41 als Feststoffzuführrohr wird dieses Rohr in der Weise
verschoben, daß es durch den Freiraum der Prallplatte 13 und die Einengung des
kritischen Durchmessers 14 hindurchragt und von der Einengung 14 stromabwärts ein
Abstand IK besitzt.
Im Laval-Düsenbereich 17 des Sauerstoffleitrohres 11 sind Düsen 34 vorgesehen, die
eine Erweiterungsstufe 35 aufweisen.
Die Düsen 34 weisen zu einer jeweiligen Ebene senkrecht zur Lanzenmittenachse
I einen Winkel α auf, der umso flacher (kleiner) wird, je weiter die einzelne Düse 34 vom
kritischen Durchmesser 14 entfernt ist. Die erste Düse 34 ist mindestens im
Abstand ID vom kritischen Durchmesser 14 beabstandet.
Die einzelnen Pfeile zeigen die Strömungsrichtung des Mediums an.
Die Fig. 2 zeigt den Mündungsbereich des Feststoffzuführrohres 41 mit einer
sternförmigen Ausbördelung. Durch die besondere Formgestaltung besitzt das
Feststoffzuführrohr 41 einen konstanten Querschnitt A, wobei die Umfangslinie des
verformten Teils UV länger ist als die Umformungslinie eines unverformten Rohres UR.
Die Fig. 3 zeigt eine Düse 34 mit einer ausgangsseitigen Erweiterungsstufe 35.
Weiterhin aufgezeigt sind die Bemaßungen Länge der Düse Ld, Länge Generator Lg,
Durchmesser Düse DD und Durchmesser Generator DG.
Bezugszeichenliste
Sauerstoff
11 Sauerstoffleitrohr
12 Sauerstoffzuführstutzen
13 Prallring
14 Einengung (kritischer Durchmesser)
15 lavalförmige Ausgestaltung
16 Verstellelement
17 Laval-Düse
11 Sauerstoffleitrohr
12 Sauerstoffzuführstutzen
13 Prallring
14 Einengung (kritischer Durchmesser)
15 lavalförmige Ausgestaltung
16 Verstellelement
17 Laval-Düse
Wasser
21 Wasserleitrohr
22 Wassertrennschirm
23 Wasserzuführstutzen
24 Wasserabführstutzen
21 Wasserleitrohr
22 Wassertrennschirm
23 Wasserzuführstutzen
24 Wasserabführstutzen
Brenngas
31 Brenngasleitrohr
32 Brenngaszuführleitung
33 Brenngaszuführstutzen
34 Düse
35 Erweiterungsstufe
31 Brenngasleitrohr
32 Brenngaszuführleitung
33 Brenngaszuführstutzen
34 Düse
35 Erweiterungsstufe
Feststoff
41 Feststoffzuführrohr
42 Feststoffzuführstutzen
41 Feststoffzuführrohr
42 Feststoffzuführstutzen
S Sauerstoff
F Feststoff
W Wasser
B Brenngas
G Fördergas
I Lanzenhauptachse
A Fläche
DG Durchmesser Generator
DD Durchmesser Brennstoffdüse
DB Durchmesser Blende
DK kritischer Durchmesser
DS lichte Weite Sauerstoffleitrohr
d lichte Weite Feststoffzuführrohr
Ip Abstand Rohr 41 zur Platte 13 (bei Sauerstoff)
ID Abstand kritischer Durchmesser zur Brennstoffdüse
IK Abstand Mündung Feststoffzuführrohr zum kritischen Durchmesser
IB Abstand Prallring zum kritischen Durchmesser
Ld Länge Düse
Lg Länge Generator
UV Umfang verformter Teil
UR Umfang rohrförmig
α Bohrungswinkel
Id Abstand Rohr 41 (bei Feststoff) zum kritischen Durchmesser
F Feststoff
W Wasser
B Brenngas
G Fördergas
I Lanzenhauptachse
A Fläche
DG Durchmesser Generator
DD Durchmesser Brennstoffdüse
DB Durchmesser Blende
DK kritischer Durchmesser
DS lichte Weite Sauerstoffleitrohr
d lichte Weite Feststoffzuführrohr
Ip Abstand Rohr 41 zur Platte 13 (bei Sauerstoff)
ID Abstand kritischer Durchmesser zur Brennstoffdüse
IK Abstand Mündung Feststoffzuführrohr zum kritischen Durchmesser
IB Abstand Prallring zum kritischen Durchmesser
Ld Länge Düse
Lg Länge Generator
UV Umfang verformter Teil
UR Umfang rohrförmig
α Bohrungswinkel
Id Abstand Rohr 41 (bei Feststoff) zum kritischen Durchmesser
Claims (21)
1. Verfahren zum Aufblasen von sauerstoffhaltigem Gas auf eine, in einem
metallurgischen Gefäß befindliche Metallschmelze, insbesondere eine unter
Vakuum gesetzte Stahlschmelze in einem RH-Gefäß,
gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- a) Sauerstoff oder mit Sauerstoff angereichertes Gas wird ringförmig durch eine auf die Schmelze gerichtete Lanze geführt,
- b) nach einer vorgebbaren Strecke wird der ringförmige Gasstrom zu einem Vollstrom mit kreisförmigem Querschnitt erweitert,
- c) im weiteren Vorwärtsbewegen prallt der Gasstrom in seinem Außenbereich auf ein als ringförmige Blende ausgestaltetes Hindernis,
- d) der auf das Hindernis aufgeprallte Gasstrom fließt zurück, trifft dabei auf den in Richtung Schmelze fließenden Gasstrom und regt diesen zum Schwingen an,
- e) der durch die Öffnung des ringförmigen Hindernisses strömende, zum Schwingen angeregte Gasstrom durchströmt anschließend den kritischen Querschnitt einer laval-förmigen Lanzenmündung und verläßt diese mit Überschallgeschwindigkeit.
2. Verfahren zum Erzeugen einer Brennflamme in dem Freiraum eines metallurgischen Gefäßes oberhalb
einer in dem metallurgischen Gefäß befindlichen Metallschmelze, insbesondere
einer unter Vakuum gesetzten Stahlschmelze in einem RH-Gefäß,
gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- a) Sauerstoff oder mit Sauerstoff angereichertes Gas wird ringförmig durch eine auf die Schmelze gerichtete Lanze geführt,
- b) nach einer vorgebbaren Strecke wird der ringförmige Gasstrom zu einem Vollstrom mit kreisförmigem Querschnitt erweitert,
- c) im weiteren Vorwärtsbewegen prallt der Gasstrom in seinem Außenbereich auf ein als ringförmige Blende ausgestaltetes Hindernis,
- d) der auf das Hindernis aufgeprallte Gasstrom fließt zurück, trifft dabei auf den in Richtung Schmelze fließenden Gasstrom und regt diesen zum Schwingen an,
- e) der durch die Öffnung des ringförmigen Hindernisses sich bewegende, zum Schwingen angeregte Gasstrom durchströmt anschließend den kritischen Querschnitt einer laval-förmigen Lanzenmündung,
- f) gleichzeitig zur Förderung des Sauerstoff- bzw. sauerstoffhaltigen Hauptstromes wird Brenngas zur laval-förmigen Lanzenmündung geführt,
- g) im Bereich der Lanzenmündung wird das Brenngas auf mehrere Düsen verteilt,
- h) in den Düsen wird das Brenngas zum Schwingen angeregt und
- i) durch die Düsen in der Innenwandung einer laval-förmigen Lanzenmündung wird das Brenngas in einem bestimmten Winkel geneigt zur Lanzenmittenachse, in sich bewegenden Einzelströmen zugeführt,
- j) im Inneren der laval-förmigen Lanzenmündung mischen sich innig die schwingenden Einzelströme des Brenngases mit dem schwingenden Sauerstoff- bzw. sauerstoffhaltigen Hauptstrom und
- k) das Brenngas/Sauerstoffgemisch verläßt die laval-förmige Lanzenmündung mit Überschallgeschwindigkeit.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Pulsfrequenz des Sauerstoff- oder sauerstoffhaltigen Gases auf f = 60 bis 900
Hertz, bei einer Druckamplitude im kritischen Durchtritt von p = 3 bis 11 bar bei
einer Menge von Q = 200 bis 3000 Nm³/h eingestellt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Pulsfrequenz des Brenngases auf f = 60 bis 900 Hertz bei p = 4 bis 20 bar
eingestellt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Brenngas Erdgas zugeführt wird.
6. Verfahren zum Aufblasen von mit Feststoffen angereichertem sauerstoffhaltigem
Gas auf eine in einem metallurgischen Gefäß befindliche Metallschmelze,
insbesondere eine unter Vakuum befindliche Stahlschmelze in einem RH-
Gefäß,
gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- a) Sauerstoff oder mit Sauerstoff angereichertes Gas wird ringförmig durch eine auf die Schmelze gerichtete Lanze geführt,
- b) vor Erreichen des kritischen Durchmessers einer laval-förmigen Lanzenmündung prallt der ringförmige Gasstrom in seinem Außenbereich auf ein als ringförmige Blende ausgestaltetes Hindernis,
- c) der auf das ringförmige Hindernis aufgeprallte Gasstrom fließt zurück, trifft dabei auf den in Richtung Schmelze strömenden Restringstrom und regt diesen zum Schwingen an,
- d) der schwingende Restringstrom strömt, seine Ringform beibehaltend, an dem Hindernis vorbei durch den kritischen Querschnitt der Lanzenmündung,
- e) gleichzeitig zur Förderung des Sauerstoff- oder sauerstoffhaltigen Gases wird koaxial zu diesem ein durch ein Fördergas bewegter feinkörniger Feststoff bis zur Lanzenmündung transportiert,
- f) der mit Überschallgeschwindigkeit sich bewegende ringförmige Hauptstrom des Sauerstoff- bzw. sauerstoffhaltigen Gases reißt das langsamer strömende Feststoff/Gasgemisch mit und vermischt sich innig mit diesem,
- g) das Gemisch aus Sauerstoff, Fördergas und Feststoff verläßt schwingend die Lanzenmündung mit Überschallgeschwindigkeit.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß Feststoff mit einer Korngröße von 0,1 bis 0,3 mm, bei einem
Durchsatz von M = 60 bis 250 kg/min, zugeführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß metallischer oder graphithaltiger Feststoff, insbesondere Fe₂O₃, Al oder
C zugeführt wird.
9. Lanze zum Behandeln von in metallurgischen Gefäßen befindlichen, flüssigen
Metallschmelzen, insbesondere von einem einem Vakuum ausgesetzten Strahl in RH-
Gefäßen, die kopfendig am inneren Leitrohr der Lanze zum Führen von Gasen,
im wesentlichen Sauerstoff, eine laval-förmige Lanzenmündung besitzt, und über
seine Gesamtlänge einen Kühlmantel aufweist sowie fußendig an eine
Sauerstoff- und eine Kühlmedienversorgungsstation angeschlossen ist, zur
Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Sauerstoffleitrohr (11) in einem Abstand (IB) in Gasströmungsrichtung vor
der Einengung (kritischer Durchmesser 14) von IB 0,7 bis 0,9 DS, mit DS als
lichte Weite des Sauerstoffleitrohres (11), ein Prallring (13) befestigt ist, und
daß im Sauerstoffleitrohr (11) fußendig gehalten und koaxial zu diesem geführt
ein Rohr (41) vorgesehen ist, welches kopfendig in Gasströmrichtung vor dem
Prallring (13) in einem Abstand IP = 0,1 bis 0,3×DS endet.
10. Lanze nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Prallring (13) stromabwärts eine mit einer laval-förmigen Lanzenmündung vergleichbare
Ausgestaltung (15) besitzt.
11. Lanze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einengung (14) Elemente (16) aufweist, mit der der kritische
Durchmesser (DK) verstellbar ist.
12. Lanze nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verstellelemente (16) einendig gelagerte Kipphebel sind.
13. Lanze zum Behandeln von in metallurgischen Gefäßen befindlichen, flüssigen,
Metallschmelzen, insbesondere von einem einem Vakuum ausgesetzten Stahl in RH-
Gefäßen, die kopfendig am inneren Leitrohr der Lanze zum Führen von Gasen,
im wesentlichen Sauerstoff, eine laval-förmige Lanzenmündung besitzt, in der
Düsen angeordnet sind, die an Versorgungsleitungen angeschlossen sind, und
die über ihre gesamte Länge einen Kühlmantel aufweist sowie fußendig mit einer
Sauerstoff-, einer Kühlmedien- und einer Brenngasversorgungsstation in
Verbindung steht, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Sauerstoffleitrohr (11) in einem Abstand IB in Gasströmungsrichtung vor der Einengung (kritischer Durchmesser 14) von IB = 0,7 bis 0,9×DS, mit DS als lichte Weite des Sauerstoffleitrohres (11), ein Prallring (13) befestigt ist,
daß im Sauerstoffleitrohr (11) fußendig gehalten und koaxial zu diesem geführt ein Rohr (41) vorgesehen ist, welches kopfendig in Gasströmungsrichtung vor dem Prallring (13) in einem Abstand IP = 0,1 bis 0,3×DS endet,
daß mindestens sechs Düsen (34) jeweils in einer vertikalen Ebene mindestens als Dreier-Gruppen angeordnet sind,
daß die erste Düse (34) einen Abstand zur Einengung (14) von ID<1,4×DK, mit DK als kritischen Durchmesser, beabstandet ist und daß die Düsen (34) als Schwingungsgeneratoren ausgestaltet sind.
daß im Sauerstoffleitrohr (11) in einem Abstand IB in Gasströmungsrichtung vor der Einengung (kritischer Durchmesser 14) von IB = 0,7 bis 0,9×DS, mit DS als lichte Weite des Sauerstoffleitrohres (11), ein Prallring (13) befestigt ist,
daß im Sauerstoffleitrohr (11) fußendig gehalten und koaxial zu diesem geführt ein Rohr (41) vorgesehen ist, welches kopfendig in Gasströmungsrichtung vor dem Prallring (13) in einem Abstand IP = 0,1 bis 0,3×DS endet,
daß mindestens sechs Düsen (34) jeweils in einer vertikalen Ebene mindestens als Dreier-Gruppen angeordnet sind,
daß die erste Düse (34) einen Abstand zur Einengung (14) von ID<1,4×DK, mit DK als kritischen Durchmesser, beabstandet ist und daß die Düsen (34) als Schwingungsgeneratoren ausgestaltet sind.
14. Lanze nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anzahl (n) der Düsen (34) zwischen n = 6 bis 60 beträgt.
15. Lanze nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Düsen (34) eine Länge Ld = 10 bis 50 mm und einen Durchmesser DD = 3-15 mm aufweisen und
daß mündungsseitig eine als Generator dienende Erweiterungsstufe (35) vorgesehen ist mit DG/DD = 1,1 bis 2,0, mit DG als Generatordurchmesser und Lg/DD = 0,3 bis 1,8, mit Lg als Generatorlänge.
daß die Düsen (34) eine Länge Ld = 10 bis 50 mm und einen Durchmesser DD = 3-15 mm aufweisen und
daß mündungsseitig eine als Generator dienende Erweiterungsstufe (35) vorgesehen ist mit DG/DD = 1,1 bis 2,0, mit DG als Generatordurchmesser und Lg/DD = 0,3 bis 1,8, mit Lg als Generatorlänge.
16. Lanze nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Bohrungswinkel αI zwischen einer senkrecht zur Lanzenlängsachse (I)
angeordneten Ebene und der Mittelachse der ersten Düse (34) in Strömungsrichtung
αI = 10 bis 30° beträgt und
daß die nachfolgenden Düsen (34) in Abhängigkeit ihrer Rangfolge, kleinere positive Winkel αII bis αn als Index aufweisen.
daß die nachfolgenden Düsen (34) in Abhängigkeit ihrer Rangfolge, kleinere positive Winkel αII bis αn als Index aufweisen.
17. Lanze nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Brenngaszufuhr über einen durch ein Brenngasleitrohr (31) und das
Sauerstoffleitrohr (11) gebildeten ringförmigen Spalt den Düsen (34) zugeführt
wird.
18. Lanze nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Düsen (34) über eine Brenngaszuführleitung (32) mit einer
Brenngasversorgungsstation in Verbindung stehen.
19. Lanze zum Behandeln von in metallurgischen Gefäßen befindlichen, flüssigen,
Metallschmelzen, insbesondere von einem einem Vakuum ausgesetzten Stahl in RH-Gefäßen,
die kopfendig am inneren Leitrohr der Lanze zum Führen von Gasen, im
wesentlichen Sauerstoff, eine laval-förmige Lanzenmündung besitzt und über ihre
gesamte Länge einen Kühlmantel aufweist sowie fußendig an eine Sauerstoff-
und eine Kühlmedienversorgungsstation angeschlossen ist, sowie eine
Einrichtung zum Fördern von Feststoffen einschließlich der Fördergas- und
Feststoffversorgungsstation zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Sauerstoffleitrohr (11) in einem Abstand IB in Gasströmungsrichtung vor der Einengung (kritischer Durchmesser 14) von LB = 0,7 bis 0,9×DS, mit DS als lichte Weite des Sauerstoffleitrohres (11), ein Prallring (13) befestigt ist,
daß fußendig im Sauerstoffleitrohr (11) koaxial zu diesem in seiner Eindringtiefe in dieses einstellbar verschiebbar ein Feststoffzuführrohr (41) angeordnet ist,
daß das Feststoffzuführrohr (41) kopfendig so tief in das Sauerstoffleitrohr (11) eindringt, daß es stromabwärts über den Prallring (13) und die Einengung (kritischer Durchmesser) DK hinaus in einem Abstand IK<0,1×DS, mit DS als lichte Weite des Sauerstoffleitrohres (11) mündet.
daß im Sauerstoffleitrohr (11) in einem Abstand IB in Gasströmungsrichtung vor der Einengung (kritischer Durchmesser 14) von LB = 0,7 bis 0,9×DS, mit DS als lichte Weite des Sauerstoffleitrohres (11), ein Prallring (13) befestigt ist,
daß fußendig im Sauerstoffleitrohr (11) koaxial zu diesem in seiner Eindringtiefe in dieses einstellbar verschiebbar ein Feststoffzuführrohr (41) angeordnet ist,
daß das Feststoffzuführrohr (41) kopfendig so tief in das Sauerstoffleitrohr (11) eindringt, daß es stromabwärts über den Prallring (13) und die Einengung (kritischer Durchmesser) DK hinaus in einem Abstand IK<0,1×DS, mit DS als lichte Weite des Sauerstoffleitrohres (11) mündet.
20. Lanze nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Feststoffzuführrohr (41) im Bereich seiner Mündung in der Weise
verformt ist, daß bei konstanter Durchtrittsfläche das Verhältnis des verformten
Umfanges UV zum rohrförmigen Umfang UR
UV/UR = 1,1 bis 1,3 beträgt.
21. Lanze nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
daß die Umfangslinie des verformten Umfanges UV sternförmig ausgestaltet ist.
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EP95935838A EP0792378B1 (de) | 1994-11-18 | 1995-10-27 | Verfahren und vorrichtung zum aufblasen von sauerstoffhaltigem gas mit und ohne feststoff auf eine in einem metallurgischen gefäss insbesondere in einem rh-gefäss befindlichen metallschmelze |
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RU97110068A RU2135604C1 (ru) | 1994-11-18 | 1995-10-27 | Способ продувки сверху кислородсодержащего газа через расплав металла и фурма для обработки жидкого расплава металла |
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