DE8711737U1

DE8711737U1 - Lanzenkopf für eine wassergekühlte Sauerstofflanze

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Publication number: DE8711737U1
Application number: DE8711737U
Authority: DE
Original assignee: REA RHEIN-EMSCHER ARMATUREN
Current assignee: REA RHEIN-EMSCHER ARMATUREN
Priority date: 1986-09-25
Filing date: 1987-08-29
Publication date: 1987-10-22

Description

Lanzenkopf für eine wassergekühlte Sauerstofflanze

Die Erfindung betrifft einen Lanzenkopf für eine wassergekühlte Sauerstofflanze, die in einem Konverter oder einem metallurgischen Schmelzofen etwa lotrecht über der Metallschmelze angeordnet ist, wobei der Lanzenkopf mit mehreren Düsenrohren versehen ist, deren Achse jeweils schräg nach außen auf die Oberfläche der Metallschmelze gerichtet ist.

Zum Frischen von Metallschmelzen mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen in Konvertern oder metallurgischen Schmelzofen finden sogenannte wassergekühlte Sauerstofflanzen Verwendung, an deren Kopf mehrere Düsenöffnungen bzw. wassergekühlte Düsenrohre angeordnet sind, welche den Sauerstoff oder das sauerstoffhaltige Gas auf die Metallschmelze lenken. Die Achse der Düsen verläuft in der Regel in bezug zur mittleren Längsachse der Sauerstofflanze radial nach außen und schräg nach unten. Durch diese Anordnung soll der Sauerstoff unter einem bestimmten Druck gleichmäßig auf die Badobefläche verteilt werder und keinen zu hohen örtlichen Druck ausüben. Beim sogenannten Sauerstoffblasen entsteht eine Badbewegung besonders an der Oberfläche, vom Zentrum des austretenden Sauerstoffstrahles ausgehend, zum Rand des Konverters hin« TDa die Düsen Unter einem gegebenen Winkel zur Achse stehön, wird der Sauerstoffstrahl so geleitet, daß er von jader Düse aus schräg auf die Badoberfläahe auf-

tritt* Hierdurch besteht die Gefahr, daß das flüssige
Metall gegen die Konverterwand gespritzt wird Und somit
einen erheblichen Verschleiß des aus feuerfesten Steinen
Und feuerfester Stampfmasse bestehenden Mauerwerks ver-S ursacht. Desgleichen können Metall- und Schlackespritzer

den Lanzenkopf treffen und ihn trotz der Viasserkühlüng ^! beschädigen, oder sogar undicht und blasunfähig machen. ₍ In diesem Falle muß die Lanze aus dem Konverter gezogen | und ein neuer Länzenkopf an die Lanze angeschweißt |

werden.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
eiivdn Lanzenkopf der gattungsgemäßen Art derart auszubilden, daß die Spritzgefahr erheblich verringert und
hierdurch die Lebensdauer der feuerfesten Konverterauskleidung und der Sauerstofflanze verlängert wird.

Diese Aufgabe wird erfindüngsgemäß dadurch gelöst, daß !

die mittlere Längsachse der Düsenrohre schräg nach unten ;

in einer gleichen Drehrichtung mit Abstand um die Längs- Ji

achse der Sauerstofflanze herum verläuft. 1

Diese Anordnung der Düsenrohre hat den wesentlichen Vor- 5

teil, daß die Sauerstoff- bzw* Gasstrahlen kaum noch I

Schmelzteilchen radial nach außen gegen die Konverter- f

wand spritzen, sondern mit einer tangentialen Kraftkom- I

ponente auf die Badoberfläche einwirken, so daß die I

% Schmelze an ihrer Oberfläche auf einer kreisförmigen _t f Bahn bewegt wird. Diese kreisförmige Bewegung beschleunigt und verbessert außerdem die metallurgische Sauerstoff behandlung .

Je nach der Größe und Geometrie des Konverters können | dem Lanzenkopf mehrere solcher Düsenrohre zugeordnet
sein. Je mehr Düsen ein Lanzenkopf hat, desto ausgeprägter wird die Summe der tangentialen Kraftkomponen- &igr; ten und desto ausgeprägter ist die Kreisbewegung der |

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Schmelzes Auch die die tarigentiale Kraftkomponente verursachende Schräglage kann den betrieblichen Verhältnissen angepaßt werdenj wobei der zwischen der mittleren Längsachse der Düsenrohre und dem von der Längsachse der Sauerstofflanze ausgehende Und durch den Mittelpunkt der Innenöffnung des Düsenrohres führende Radialstrahl eingeschlossene Winkel bis etwa 45° beträgt» Vorzugsweise beträgt dieser Winkel 20° bis 25°.

iö Der Gegenstand deif Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt; es zeigt:

Fig. 1 einen mit einer Sauerstofflanze ausgerüsteten Konverter in einem Längsschnitt,

Fig. 2 den der Sauerstofflanze nach Fig. 1 zugeordnete Lanzenkopf in einem Längsschnitt entlang der in Fig. 3 enthaltenen Linie I-I und

Fig. 3

den Gegenstand der Fig. 2 in einer Draufsicht auf die Stirnfläche.

Der in Fig. 1 dargestellte Konverter 1 ist am Innenmantel mit einer feuerfesten Ausmauerung versehen und enthält eine Metallschmelze 5, welche durch Aufblasen von reinem Sauerstoff, Luft oder anderen sauerstoffhaltigen Gasen metallurgisch behandelt werden soll. Das Aufblasen geschieht mit Hilfe einer wassergekühlten Sauerstofflanze 2, an deren unterem Ende ein mit Düsenöffnungen 4 versehener Lanzenkopf 3 angebracht ist. Die Sauerstofflanze 2 ist zentrisch im Konverter 1 angeordnet, so daß eine günstige Einstelung der auf die Metallschmelze 5 auftreffenden Sauerstoff- bzw. Gasstrahlen möglich ist.

Die Sauerstofflanze 2 besteht, wie Fig. 2 zeigt, aus drei koaxial angeordneten Rohren, nämlich einem Außenrohr 6, einem Zwischenrohr 7 und einem Innenrohr 8. Das

Außenrohr 6 und das Zwischenrohr 1 begrenzen eine ifingi'Örmige Zulauf kanuner 9 für das Kühlwasser, und der Rückfluß des Kühlwassers geschieht durch die zwischen dem Zwischenrohr 7 und dem Innenrohr 8 gebildete ringförmige Rücklaufkammer 10. Die Rohre 6,7 und 8 können aus Stahl oder einem anderen für die höheren Temperaturen geeigneten Werkstoff bestehen. Am unteren Ende der Sauerstofflanze 2 ist der vorzugsweise aus Kupfer bestehende Lanzenkopf angeschweißt. Dieser Lanzenkopf 3 besitzt drei Anschlußstutzen 11 bis 13, welche hinsichtlich Durchmesser und Länge genau mit den Rohren 6 bis 8 übereinstimmen und mit diesen verschweißt sind. Die Schweißnähte sind im übrigen so gelegen, daß zuerst das Innenrohr 8, dann das Zwischenrohr 7 und dann schließlich das Außenrohr 6 angesetzt und angeschweißt werden kann. Der angeschweißte Lanzenkopf 3 besteht aus einer Bodenwand 15 und einer Innenwand 16, zwischen denen sich eine Kühlkammer 17 befindet, in der das von der Zulaufkammer 9 kommende Kühlwasser in die Rücklaufkammer 10 umgelenkt wird.

Der Lanzenkopf 3 ist mit vier Düsenrohren 18 ausgerüstet, die zwischen der Bodenwand 15 und Innenwand 16 angeordnet sind und den durch das Innenrohr 8 strömenden Sauerstoff auf die Oberfläche der Metallschmelze lenken, Die Düsenrohre 18 bilden mit der Bodenwand 15, der Innenwand 16 und den Anschlußstutzen 11 bis 13 einen einheitlichen Baukörper, der vorzugsweise z. B. aus Kupfer, Kupferlegierungen o. dgl. gegossen worden ist. Die Düsenrohre 18 sind zweckmäßig in der Art einer Laval-Düse ausgebildet, d. h. besitzen eine Einschnürung 20.

Erfindungsgemäß sind die Düsenrohre 18 an dem Lanzenkopf 3 so angeordnet, daß die Sauerstoffstrahlen schräg nach außen, zugleich aber schräg nach unten in einer gleichen Drehrichtung au€ die Oberfläche der Metallschmelze gerichtet sind. An der Oberfläche der Metall-

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flädhe entstehen in bezug zur mittleren Längsachse 22 der Sauerstofflanze 2 tangentiale Kraftkomponenten, welche die Metallschmelze kreisförmig um die Längsachse 22 bewegen. Diese Zeichnerisch schwierig darzustellende räumliche Anordnung der Düsenrohre &Idigr;8 läßt siöh beispielsweise dadurch definieren/ daß die mittlere Längsachse 21 der Düsenrohre 18 schräg nach unten in einer gleichen Drehrichtung mit Abstand a um die Längsachse 22 der Sauerstofflanze 2 herum verläuft/ wie dies Fig. zeigt» Die Längsachsen 21 der Düsenrohre 18 schneiden die Längsachse 22 der Sauerstofflanze 2 nicht, sondern Verlaufen neben dieser mit einem Abstand a. Dabei liegen die Längsachsen 21 tangential, jedoch schräg an einem Tangentialkreis 23 an. Das Maß der horizontalen Verdrehung läßt sich durch den WinkelO6 bestimmen, der zwischen der mittleren Längsachse 21 der Düsenrohre 18 und dem von der Längsachse 22 der Sauerstofflanze 2 ausgehenden und durch den Mittelpunkt 24 der Innenöffnung 19 des betreffenden Düsenrohres 18 führenden Radialstrahl 25 gebildet wird. Dieser Winkeioc kann bis zu etwa 45° betragen, liegt aber vorzugsweise bei etwa bis 25°.

Claims

&ggr;.*&Igr;5 —,.' I

&iacgr; 1.. Lanzenkopf (3) für eine wassergekühlte Sauerstoff-

1 lanze (2), die in einem Konverter (1) oder einem

I metallurgischen Schmelzofen etwa lotrecht über der

I Metallschmelze (5) angeordnet ist, wobei der Lanzen-

I 5 kopf (3) mit mehreren Düsenrohren (18) versehen ist,

I deren Achse jeweils schräg nach außen auf die Ober-

I fläche der Metallschmelze (5) gerichtet ist,

I dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Längs-

J achse (21) der Düsenrohre (18) schräg nach unten

I 10 in einer gleichen Drehrichtung mit Abstand um die

I Längsachse (22) der Sauerstofflanze (2) herum verläuft .

\ 2. Lanzenkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

I 15 daß der zwischen der mittleren Längsachse (2¹I der

i Düsenrohre (18) und dem von der Längsachse (22) der

\ Sauerstofflanze (2) ausgehende und durch den Mittel-

1 punkt (24) der Innenöffnung (19) des Düsenrohres (18)

führende Radialstrahl (25) eingeschlossene Winkel OC

20 bis zu 45° beträgt.

3. Lanzenkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel 04 10° bis 25° beträgt.