DE8125250U1 - "sauerstoff-blaslanze" - Google Patents

"sauerstoff-blaslanze"

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    • C21C5/42—Constructional features of converters
    • C21C5/46—Details or accessories
    • C21C5/4606—Lances or injectors
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Blaslanze zum Sauerstoff-Aufblasen beim Frischen von Roheisen, das einen bestimmten Prozentsatz an festen, kühlenden Zusätzen enthält und bei dem eventuell Inertgas durch den Konverterboden in die Schmelze eingeführt vi/ird.
Das Frischen von Rohstahl durch Blasen von Sauerstoff erlaubt es, in der Charge mehr oder weniger bedeutende Mengen Eisenschrott zu verwenden. Der Umfang dieser 10 Zugabe hängt im u/esentlichen von der verfügbaren thermischen Energiemenge ab, durch die das Schmelzen des zugegebenen Eisenschrotts sichergestellt «/erden kann.
Schlossbleiche 20. Postfach 130219 · a-^6OO;Wi3pp$r1SJ .1 Telefon (02 02) 44 50 96/4512 26 ■ Tefefai (0202)/T5122S Telex B591273soza
Patentanwalt Dr-Ing Dipl.-Ing. A. Soll Patentanwalt Dipl.-Ing Chr. Zapf Patentanwalt Dr-Ing Dipl-Ing W Hasse
DR. SOLF & ZAPF
Zugelassene Vertreter beim Europäischeri Patentamt European Patent Attorneys
Die im Verlauf der Verarbeitung freigesetzte thermische Energie stammt zu einem Teil von den exothermen Oxidationsreaktionen der im Rohstahl enthaltenen oxidierbaren Bestandteile, so daß die zufügbare Menge von kühlenden Stoffen, insbesondere von Eisenschrott, von dem Gehalt an C, Si, P und Mn des beschickten Rohstahls abhängig ist.
Im Verlauf der Entkohlung des Rohstahls wird an der Oberfläche des Behälters CO freigesetzt, das nach den Betriebsbedingungen des Konverters eine mehr oder weniger starke Nachbrennung erfahren kann. Diese exotherme Reaktion stellt eine zusätzliche Energiequelle dar, die zur Erhöhung der Zugaberate des Eisenschrotts ausgenutzt wird.
20
So hat die Anmelderin ein Frischverfahren entwickelt, das in dem luxemburgischen Patent Nr. 81 207 beschrieben ist. Dieses Verfahren sieht vor, den Rohstahl durch Blasen von Sauerstoff von oben zu frischen und von einer in unmittelbarer Nähe der Badoberfläche gelegenen Seite eine Nachverbrennung des im Verlauf der Entkohlung freigesetzten CO»s einzuleiten, indem Sauerstoff über die gesamte genannte Oberfläche verteilt wird, und andererseits die Dicke und Konsistenz der Schlacke zu regulieren, indem durch Einblasen von im wesentlichen inerten Gas vom Boden des Bades aus auf das Ungleichgewicht zwischen der Schlacke und dem Bad eingewirkt wird.
Schtoebleiche 20, Postlach 130219 · D-56U0 WUppertali Telefon (0202) 445096/451226 · Telex, θ591273 soza
Patentanwalt Dr.-lng.Dipl.-lng.A.Sc« Patentanwalt Dip!.-Ing. Chr. Zapf
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ZugebsseneVfertreterbeirnEuOpäisd-teh'Patehtatnt "·' "·'" *··" "*·
European Patent Attorneys
Da dank des permanenten Spülens der Übergangsschicht Metall/Schlacke letztere nicht den schäumigen Zustand annimmt, der sich bei den klassischen Frischverfahren durch Blasen von oben ergibt, wirkt die Schlacke nicht mehr als thermische Isolationsschicht, so daß in der Nähe der Badoberfläche erheblich gesteigerte Temperaturen herrschen, wodurch es möglich ist, die Charge mit größeren Mengen an Eisenschrott oder anderen kühlenden Stoffen zu beschicken.
Um den Sauerstoff auf der Badoberfläche zu verteilen, kann zum Beispiel der Sauerstoffstrom in eine Vielzahl von Strahlen unterteilt werden, die eine im wesentlichen ringförmige Zone bestreichen, und ständig den größtmöglichen Teil der Badoberfläche abdecken. Um diese Technik anwenden zu können, müssen bekanntlich Speziallanzen verwendet werden, die außer einer primären Axialdüse zahlreiche Hilfsdüsen besitzen, die hinsichtlich des Lanzenbogens geneigt sind und dazu dienen, den für die Nachverbrennung notwendigen Sauerstoff zu liefern.
Nun ist die Rolle einer im Rahmen eines Frischverfahrens verwendeten Sauerstoff-Blaslanze, so wie sie beschrieben worden ist, komplexer Natur. In der Tat soll der Sauerstoff einerseits in das Bad eindringen, damit eine Entkohlung stattfindet, und andererseits auf der Badoberfläche so verteilt werden, damit eine Nachverbrennung des freigesetzten CO erfolgt. Darüber hinaus muß sichergestellt werden, daß der Sauerstoff
SchloBbteiche 20. Postfach 130219 ■ D-5600 VÄippertal 1 Telefon (0202) 445096/451226 · Telex; 8591273 soza
It I I I I
Patentanwalt Dr.-lng.Dipl.-lng. A. SoIf Patentanwalt Dipl.-Ing. Chr. Zapf
DR. SOLF & ZAPF
Zugelassene \fertreter barn Biopäsdrieh'Pafeniarrt European Patent Attorneys
derart auf die Badoberfläche gerichtet wird, daß das Nachbrennen des CO nahe der Oberfläche erfolgt und nicht in den oberen Bereichen, wo die freigesetzte Energie nicht dazu dienen könnte, die kühlenden zugesetzten Stoffe schmelzen zu lassen, sondern die l
Lanze selbst in Gefahr brächte ebenso wie möglicherweise das Kühlungssystem des Konverterkamins.
Gleichseitig ist es wünschenswert, über eine Lanze zu j verfügen, deren Gestaltung und Konstruktion weder \
kompliziert noch kostspielig ist, wobei der Lanzen- j
kopf eine solche Stabilität besitzen sollte, daß er \
von den thermischen Bedingungen, denen er ausgesetzt ist, nicht angegriffen wird.
15
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sauerstoff-Blaslanze für das Entkohlen und Nachbrennen zu schaffen, die den oben genannten Kriterien entspricht.
0 Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Lanzenkopf wenigstens eine, vorzugsweise vier Hauptdüsen hat, die dazu dienen, den Entkohlungssauerstoff zu liefern, und wenigstens eine gleiche Anzahl von Nebendüsen, die dazu dienen, den Nachbrenn-5 Sauerstoff zu liefern, wobei die Hauptdüse bzw. -düsen in einer Neigung von 14 - 17° zur Lanzenachse liegt bzw. liegen, während die Nebendüse bzw. -düsen einen Neigungswinkel von 30 - 50° zur benachbarten Hauptdüsenachse hat bzw. haben.
Erfindungsgemäß sind die Haupt düsen auf der Stirnseite des Lanzenkopfes kreisförmig angeordnet. Die Nebendüsen
Schloebteiche 20,Postfach 130219 · D-5600VAjppertali Patentanwalt Dr.-Ing.Dipl.-Ing. A. SoIf
Telefon (0202) 445096/451226 · Tetejft 859J27^j!aza.,, ,, , Patentanwalt CXpl.-lng.Chr Zapf
; 1SjOLF & ZAPF
Zugelassene Vertreter beim Europäischen Patentamt Wuppertal - München
European Patent Attorneys
können nach einer ersten Ausführungsform auf denselben Kreis wie die Hauptdüsen plaziert werden.
Eine zweite Ausführungsform sieht vor, die Nebendüsen auf einem Kreis auf der Stirnseite des Lanzenkopfes anzuordnen, dessen Durchmesser größer ist als der, der die Lage der Hauptdüsen kennzeichnet.
Erfindungsgemäß wird also der Sauerstoff für die Entkohlung, der in das Bad eindringen soll, nicht in senkrechter Richtung zur Oberfläche eingeblasen, sondern in einem bestimmten Winkel. Die Kombination dieses schrägen Strahls mit dem Strahl, der aus den Nebendüsen kommt, die in einem bestimmten Neigungswinkel zur Achse der benachbarten Hauptdüesen stehen, ergibt ideale Voraussetzungen für die Sauerstoffzugabe, da damit erreicht wird, über die üblichen Anteile an Eisenschrott oder anderer kühlenden Stoffe, die dem Bad zugegeben werden, weit hinauszugehen.
Die Hauptdüsen haben vorzugsweise eine sich erweiternde Austrittsöffnung. Darüber hunaus ist der Durchmesser der Austrittsöffnung der Haupfcdüsen wenigstens doppelt so groß wie der der Nebendüsen.
Wenn der Sauerstoff für die Nachverbrennung quer zu den Nebendüsen in Form eines weichen Strahls ausge-• stoßen werden soll, sind die Auslässe dieser Düsen vorteilhafterweise mit Vorrichtungen zum Abbremsen des Strahls versehen.
Schlossbleiche 20. Postfach 130219 · Q;S60aWuppfertEil'f .", :'" .". Patentanwalt Dr.-Ing. Dipl.-Ing. A. SoIf
Telefon (0202) 445096/451226 · Telata*.(02ß2) 45122Ö, ,"",; ; Patentanwalt Dipl.-Ing. Chr. Zapf
Telex: 8591273 soza '..' >'.. ,'. '.:.....*·..' Patentanwalt Dr.-Ing. Dipl.-Ing. W. Hasse
DR SOLF & ZAPF tJ
ZugelasssrieVBrtreterbelmburopäbt^'Pafenlarrt
European Patent Attorneys
Nach einer ersten Ausführungsform können diese Vorrichtungen zum Abbremsen aus Blechen bestehen, die in den Austrittsöffnungen der Nebendüsen in Form einer Spirale angebracht sind.
Eine andere Ausführungsform sieht vor, die Wände der Austrittsöffnungen der Nebendüsen mit Rillen zu versehen, die entweder kreisförmig und senkrecht zur Austrittsachse angeordnet sein können oder die Form
10 einer Spirale haben.
Anhand der in den beiliegenden Abbildungen gezeigten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert.
In Abb. 1 ist der Kopf 1 einer erfindungsgemäßen Blaslanze gezeigt. Diese besteht aus einem äußeren, insbesondere feuerfesten Mantel 2 und einem inneren Stahlrohr 3. Das Ende des Stahlrohrs 3 weist ein Endteil 4 auf mit einem Stutzen 5, der in das Stahlrohr 3 hineinragt, wobei der Stutzen 5 mit der Wandung des Stahlrohrs 3 einen Ringraum 6 einschließt.
Wie sich aus Abb. 2 ergibt, weist die Stirnfläche 5 des Kopfes 1 vier auf einem Kreis um die Lanzenachse X-X angeordnete Hauptdüsen 10 auf und ebenfalls vier auf einem hierzu konzentrischen Kreis angeordnete Nebendüsen 11, wobei der Durchmesser dieses Kreises größer ist als der des Kreises, auf dem die Hauptdüsen 10 liegen. Die Nebendüsen 11 sind vorzugsweise um 45° zu den Hauptdüsen 10 versetzt. Wie sich aus
SchtoBbteiche 20, Postfach 130219 · D-5600 Wuppertal 1 Patentanwalt Dr.-Ing Dipl-Ing. A. SoIf
Telefon (0202) 445096/451226 · Telex: 8591273 soza Patentanwalt Dipl.-Ing. Chr. Zap»
DRSOLF&ZÄFF ^
Zugeba-ene Nfertreler beim Europäisdheh "Patentamt European Patent Attorneys
Abb. 1 ergibt, werden die Hauptdüsen 10 und die Nebendüsen 11 jeweils aus einem an der Innenseite des Mantels 2 ausgebildeten Stutzen 7 bzw. 8 gebildet, die sich jeweils in das Endteil 4 erstrecken und jeweils in eine Durchgangsöffnung 20 bzw. 21 münden. Dabei endet die Durchgangsöffnung 20 im Innenraum des Stutzens 5 und die Durchgangsöffnung 21 im Ringraum 6. Der Durchmesser der Austrittsöffnung der Hauptdüsen 10 ist größer als der der Austrittsöffnung der Nebendüsen 11, und zwar vorzugsweise doppelt so groß. Weiterhin erweitern sich die Hauptdüsen zur Austrittsöffnung hin, um eine hohe Ausströmleistung zu garantieren.
In den Abb. 3, 4, 5 sind Vorrichtungen zum Abbremsen des SauerstoffStrahls für die Nachverbrennung dargestellt, die in den Austrittsöffnungen der Nebendüsen 11 ausgebildet sind. In Abb. 3 ist eine Schikane in Form eines spiralförmigen Bleches 12 gezeigt, während in Abb. 4 die Vorrichtung zum Abbremsen in Form runder eingefräster Rillen 13, 14 und 15 ausgeführt ist, die sich untereinander durch ihr Profil unterscheiden. In Abb. 5 ist eine fortlaufende Rille in Form einer Spirale 16 zu diesem Zwecke dargestellt.
ScWoBbleiche 20, Postfach 130219 · D-5600 \Mjppertal1 Patentanwalt Dr.-lng.Dipl.-lng Λ SoIf
Telefon (0202) 445096/451226 · Telex; 859}273,!5oza,,, ,, ,,,, ,, Palentanwalt Dipl.-lng.Chr. Zapf
DR SOLF & ZAPF
Zugelassene \fertreler beim Europäischen Patenten* · European Patent Attorneys
Il/d/2142
Zusammenfassung
Blaslanze zum Sauerstoff-Aufblasen im Rahmen eines Verfahrens zum Frischen von Roheisen, das einen bestimmten Prozentsatz an festen, kühlenden Zusätzen enthält und bei dem eventuell Inertgas durch den Konverterboden in die Schmelze eingeführt wird, wobei der Lanzenkopf (l) wenigstens eine, vorzugsweise vier Hauptdüsen (10) hat, die Sauerstoff für die Entkohlung liefern, und eine gleiche Anzahl Nebendüsen (11), die den Sauerstoff für die Nachverbrennung liefern, wobei die Hauptdüse bzw. -düsen (10) in einem Neigungswinkel O^ von 14° - 17° zur Lanzenachse X-X und die Nebendüse bzw. -düsen (11) in einem Neigungswinkel ß von 30° - 50° zur benachbarten Hauptdüsenachse verlaufen. Die Hauptdüsen (10) sind auf der Stirnseite des Lanzenkopfes (1) auf einem Kreis um die Lanzenachse X-X angeordnet.
SchtoeWetche 20, Pcetfach 130219 · D-5600 VAjppertal 1 Teiefon (0202) 445096/451226 ■ Telex: 8591273 aoza
PatentanwaJt Dc-lng.Dipl.-lng. A. Soff Patentem«* DipUng. ChE Zapf

Claims (9)

1. Blaslanze zum Sauerstoff-Aufblasen beim Frischen von Roheisen, das einen bestimmten Prozentsatz an festen, kühlenden Zusätzen enthält und bei dem evtl. Inertgas durch den Konverterboden in die Schmelze eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Lanzenkopf (1) wenigstens eine, vorzugsweise vier Hauptdüsen (10) hat, die Sauerstoff für die Entkohlung liefern, und eine gleiche Anzahl Nebendüsen (11), die den Sauerstoff für die Nachverbrennung liefern, wobei die Hauptdüse bzw. -düsen (10) in einem Neigungswinkel ©( von 14 - 17° zur Lanzenachse X-X und die Nebendüse bzw. -düsen (11) in einem Neigungswinkel |3 von 30 - 50° zur benachbarten Hauptdüse verlaufen.
Schlossbleiche 20, Postfach 130219 · D--6.60Q.;WLippe,r1aM Patentanwalt Dr.-Ing. Dipl.-Ing. A. SoIf
Telefon (0202) 445096/451226 · Telefax (02;02) 45112£6. .··■·,: ; Patentanwalt Dipl.-Ing. Chr. Zapf
Telex: 8591 273 soza ·..· ,;,,!,,..,·.; *',.' Patentanwalt Dr.-Ing Dipl.-Ing. W. Hasse
Bx Ί DR.SOUB1AZAPF J
Zugelassene Vtertrater beim &jropäisdhfen T>atentamt European Patent Attorneys
2. Blaslanze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haupt düsen (10) auf der Stirnseite des Lanzenkopfes (1) auf einem Kreis um die Lanzenachse X-X angeordnet sind.
3. Blaslanze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebendüsen (11) auf einem Xreis der Stirnseite des Lanzenkopfes (1) angeordnet sind, dessen Durchmesser größer ist als der des Kreises, der die Lage der Hauptdüsen (10) kennzeichnet.
4. Blaslanze nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Hauptdüsen (10), gemessen an der Austrittsöffnung, mindestens doppelt so groß ist wie der einer Nebendüse (11).
5. Blaslanze nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptdüsen (10) an ihrer Austrittsöffnung eine Ausweitung aufweisen, um das Sauerstoffangebot für das Entkohlen in Form eines harten Strahls zu garantieren.
6. Blaslanze nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslässe der Nebendüsen (11) Vorrichtungen (12,13,14,15,16) zum Abbremsen des Strahls aufweisen, um das Sauerstoffangebot für das Nachverbrennen in Form eines weichen Strahls zu garantieren.
Schtaebleiche 20, Postfach 130219 · D-5600 Wuppertal 1 Paäentanwalt Dr.-Ing. OpL-Ing. A. SoIf
telefon (0202) 445096/451226· Telex; 8591.273.soza Patentanwalt Dipl.-lng.Cht Zapf
DRSOLF&ZAFF
ZüateseeNfeflraterbeimEurDpaschaii Paftterrt European Patent Attorneys
7. Blaslanze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen für das Abbremsen des SauerstoffStrahls für das Nachverbrennen aus Blechen (12) bestehen, die in den Austrittsöffnungen der Nebendüsen (11) in Form
von Spiralen angeordnet sind.
8. Blaslanze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen für das Abbremsen des SauerstoffStrahls für das Nachverbrennen aus Rillen (13,14,15) bestehen, die in die Wände der Austrittsöffnungen der Nebendüsen (11) senkrecht zur Achse eingefräst sind.
9. Blaslanze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung für das Abbremsen des Sauerstoffstrahls für das Nachverbrennen aus einer fortlaufend spiralförmigen Rille (16) besteht, die in die Wand der Austrittsöffnungen der Nebendüsen (11) eingefräst ist.
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Tetefon (0202) 445096/451226 · Telex: 8591273 soza Patentanwalt Dipl-lng.Cht Zapf
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