EP0051746B1

EP0051746B1 - Immersion lance for steel making purposes

Info

Publication number: EP0051746B1
Application number: EP81107966A
Authority: EP
Inventors: Peter Schütz
Original assignee: Krupp Stahl AG
Current assignee: Krupp Stahl AG
Priority date: 1980-11-07
Filing date: 1981-10-06
Publication date: 1984-09-19
Also published as: DE3041995C2; DE3041995A1; ATE9492T1; EP0051746A1

Abstract

1. Immersion lance for steelworks operations, for blowing gases and/or pulverulent solids into pig-iron or steel melts, with a nozzle at the front end and with means for connecting a coupling at the rear end, comprising a lance pipe and a refractory jacket which is composed of a plurality of annular cylindrical segments, wherein the foremost segment is axially secured on the lance pipe by means of a holder, and the rearmost segment, which is arranged at a spacing from the connecting means of the coupling, abuts by means of an axially yieldable intermediate element, namely a preloaded spring, on an axially adjustable releasable abutment which is connected to the lance pipe by a force-locking connection, characterized in that a clamping element (8) variable in its axial extent is provided between the abutment (5) and the yieldable intermediate element (6).

Description

Die Erfindung betrifft eine Tauchlanze für den Stahlwerksbetrieb mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.The invention relates to a submersible lance for steelworks with the features of the preamble of patent claim 1.

Eine derartige Tauchlanze ist zum Einblasen von Gas in die flüssige Schmelze in einem metallurgischen Behandlungsgefäß aus der WO-A1-80/01 923 bekannt.Such an immersion lance is known from WO-A1-80 / 01 923 for blowing gas into the liquid melt in a metallurgical treatment vessel.

Für die Entschwefelung von Roheisen- oder Stahlschmelzen nach dem Tauchlanzenverfahren verwendete Lanzen erreichen wegen der Größe der Behandlungsgefäße (bis zu 400 _t Schmelzgewicht) Längen von 5 bis 7 m. Sie entsprechen im Grundaufbau der gattungsgemäß bekannten Lanze. Beim Einblasen von pulverförmigen Entschwefelungsmitteln unter Druck in die Schmelze kommt es häufig zu starken Schwingungen und Vibrationen der Tauchlanze, die zu einer Beschädigung der das Lanzenrohr umgebenden Feuerfestummantelung führt. Die Tauchlanze muß dann vorzeitig gewechselt und repariert werden.Lances used for the desulphurization of pig iron or steel melts using the immersion lance method reach lengths of 5 to 7 m due to the size of the treatment vessels (up to 400 _t melt weight). The basic structure of the lance is known. When powdered desulfurization agents are blown into the melt under pressure, there are often strong oscillations and vibrations of the immersion lance, which leads to damage to the refractory casing surrounding the lance tube. The diving lance must then be changed and repaired prematurely.

Gattungsgemäße Lanzen müssen den im Betrieb auftretenden Belastungen gewachsen sein, d. h. die einzelnen ringzylindrischen Feuerfestsegmente müssen gegeneinander fest verspannt werden. Ferner muß die Lanze unterschiedliche Längsdehnungen zwischen Lanzenrohr und Feuerfestummantelung aufnehmen können, ohne daß die Verspannung beeinträchtigt wird. Die beim Blasbetrieb auftretenden Schwingungseinflüsse müssen ohne Gefährdung der Feuerfestummantelung bewältigt werden.Generic lances must be able to withstand the loads occurring during operation, i.e. H. the individual ring-cylindrical refractory segments must be firmly braced against each other. Furthermore, the lance must be able to absorb different longitudinal expansions between the lance tube and the refractory casing without the bracing being impaired. The vibrations that occur during blowing operations must be managed without endangering the refractory casing.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, Mittel anzugeben, um die Vorspannung, unter der die einzelnen ringzylindrischen Feuerfest-Segmente gegeneinander verspannt sind, in geeigneter Weise einstellen zu können.The object of the present invention is now to provide means in order to be able to adjust the prestress under which the individual ring-cylindrical refractory segments are braced against one another in a suitable manner.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Tauchlanze der gattungsgemäßen Art vorgeschlagen, daß zwischen dem Widerlager und dem nachgiebigen Zwischenglied ein in seiner axialen Erstreckung veränderbares Spannelement vorgesehen ist. In bevorzugter Ausgestaltung besteht das Spannelement aus zwei miteinander über Gewinde verbundenen Hülsen, von denen die innere Hülse starr mit dem Widerlager verbunden ist, während die äußere Hülse an einem Druckflansch, gegenüber diesem verdrehbar, anliegt und mit einem Außensechskant oder dergleichen zum Verdrehen der Hülse versehen ist.To achieve the object, the invention proposes, in the case of a submersible lance of the generic type, that a clamping element which is variable in its axial extent is provided between the abutment and the flexible intermediate member. In a preferred embodiment, the clamping element consists of two sleeves which are connected to one another by threads, of which the inner sleeve is rigidly connected to the abutment, while the outer sleeve rests on a pressure flange which can be rotated relative to the latter and is provided with an external hexagon or the like for rotating the sleeve is.

Die erfindungsgemäße Tauchlanze erfüllt die gestellte Aufgabe und zeichnet sich darüber hinaus durch hohe Betriebssicherheit und Haltbarkeit aus. Die kraftschlüssige Verbindung des Widerlagers mit dem Lanzenrohr gestattet es, das Widerlager an jeder beliebigen Stelle des Lanzenrohres anzubringen, ohne daß an der endgültig festzulegenden Stelle Verbindungsmittel wie Außengewinde oder Ringnuten eingeschnitten werden müssen. Damit vermeidet man eine Schwächung des Lanzenrohres gegenüber den beim Blasbetrieb auftretenden mechanischen Belastungen. Zum Zusammenbau kann das Widerlager abgezogen und es können die einzelnen Segmente auf das glatte Lanzenrohr aufgeschoben und ausgerichtet werden. Es steht genügend axialer Bauraum zur Verfügung, wenn die einzelnen Segmente beim Zusammenbau aus irgendwelchen Gründen, sei es zum Befestigen der meist ebenfalls feuerfesten Düse, axial hin und her geschoben werden müssen. Beim Blasbetrieb sichert die Vorspannung der Feder auch beim Auftreten von Dehnungen und Schwingungen eine feste Verspannung der einzelnen Segmente der Feuerfestummantelung. Darüber hinaus ermöglicht es die erfindungsgemäße Tauchlanze, die Vorspannung der Feder in geeigneter Weise einzustellen.The diving lance according to the invention fulfills the stated task and is furthermore distinguished by high operational reliability and durability. The non-positive connection of the abutment with the lance tube allows the abutment to be attached at any point on the lance tube without the need to cut connecting means such as external threads or annular grooves at the final location. This avoids a weakening of the lance tube compared to the mechanical loads that occur during blowing operation. For assembly, the abutment can be pulled off and the individual segments can be pushed onto the smooth lance tube and aligned. Sufficient axial installation space is available if the individual segments have to be pushed axially back and forth during assembly for any reason, be it to fasten the usually also refractory nozzle. When blowing, the pre-tensioning of the spring ensures a firm tensioning of the individual segments of the refractory sheathing even when expansions and vibrations occur. In addition, the immersion lance according to the invention makes it possible to adjust the pretension of the spring in a suitable manner.

Die Erfindung wird nun anhand der Figuren, die ein Ausführungsbeispiel zeigen, beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Tauchlanze,
Fig. 2 eine Einzelheit aus Fig. 1 in vergrößerter Darstellung.

The invention will now be described with reference to the figures, which show an embodiment. It shows

1 is a diving lance,
Fig. 2 shows a detail of Fig. 1 in an enlarged view.

Die in Fig. 1 dargestellte Tauchlanze für den Stahlwerksbetrieb besteht im wesentlichen aus einem Lanzenrohr 1, einer Feuerfestummantelung 2 und einer Düse 3.1 consists essentially of a lance tube 1, a refractory casing 2 and a nozzle 3.

Die Feuerfestummantelung 2 ist aus mehreren ringzylindrischen Segmenten 2a, 2b, 2c, 2d und 2e zusammengesetzt. Das vorderste Segment 2a ist über eine Halterung in Form eines flanschartigen Ansatzes 4 des Lanzenrohres 1 auf dem Lanzenrohr axial fixiert, wobei bei dieser Fixierung das bekannte Einschrauben einer feuerfesten Düse 3 in das vorderste Segment 2a Anwendung gefunden hat.The refractory casing 2 is composed of a plurality of ring-cylindrical segments 2a, 2b, 2c, 2d and 2e. The foremost segment 2a is axially fixed on the lance tube by means of a holder in the form of a flange-like extension 4 of the lance tube 1, the known screwing of a refractory nozzle 3 into the foremost segment 2a having been used for this fixing.

Die einzelnen Segmente 2a bis 2e sind nut-und federartig miteinander verbunden, wobei diese Verbindung durch das Verspannen der einzelnen Segmente 2a bis 2e über eine vorgespannte Feder 6 gesichert ist.The individual segments 2a to 2e are connected to one another in the manner of a tongue and groove, this connection being secured by tensioning the individual segments 2a to 2e via a prestressed spring 6.

Die Feder 6 stützt sich hier über einen Druckflansch 7 und ein in seiner axialen Erstreckung veränderbares Spannelement 8 an einem Widerlager 5 an, welches im wesentlichen ein Ringblock ist, der mit drei auf seinem Umfang verteilte Druckschrauben kraftschlüssig mit dem Lanzenrohr verbunden ist.The spring 6 is supported here via a pressure flange 7 and a clamping element 8 which can be changed in its axial extent on an abutment 5, which is essentially an annular block which is non-positively connected to the lance tube with three pressure screws distributed over its circumference.

Am hinteren Ende des Lanzenrohres sind Mittel 9 in Form eines Gewindes zum Anschluß einer Kupplung, über die die Lanze gehalten und über die Blasmittel zugeführt wird, versehen.At the rear end of the lance tube means 9 are provided in the form of a thread for connecting a coupling via which the lance is held and supplied via the blowing means.

Fig. zeigt einen Ausschnitt aus Fig. 1, nämlich den Teil des Lanzenrohres 1 vom Widerlager 5 bis zum nachgiebigen Zwischenglied 6. Eine gestrichelte Linie 11 kennzeichnet die Lanzenachse.1 shows a section of FIG. 1, namely the part of the lance tube 1 from the abutment 5 to the flexible intermediate member 6. A dashed line 11 identifies the lance axis.

Im einzelnen ist die Gestaltung des in seiner axialen Erstreckung veränderbaren Spannelements 8 zu sehen. Dieses besteht aus zwei miteinander über Gewinde verbundene Hülsen 12 und 13, von denen nur die innere Hülse 12 starr ,mit dem Widerlager 5 verbunden, hier Teil des Widerlagers 5, ist, während die äußere Hülse 13 am Druckflansch 7 anliegt. Die Anlagefläche ist dabei so gestaltet, daß die äußere Hülse 13 gegenüber dem Druckflansch 7 verdreht werden kann. Zum Verdrehen ist an der äußeren Hülse 13 ein Außensechskant 15 zum Ansatz eines Schlüssels oder dergleichen vorgesehen.The design of the clamping element 8, which can be changed in its axial extent, can be seen in detail. This consists of two threaded sleeves 12 and 13, of which only the inner sleeve 12 is rigid, connected to the abutment 5, here part of the abutment 5, while the outer sleeve 13 abuts the pressure flange 7. The contact surface is designed so that the outer sleeve 13 can be rotated relative to the pressure flange 7. To rotate an outer hexagon 15 is provided on the outer sleeve 13 to attach a key or the like.

Von den drei, gleichmäßig auf den Umfang verteilten Druckschrauben ist in Fig. 2, ebenso in Fig. 1, nur eine Druckschraube 10 zu sehen, die in einer entsprechenden Gewindebohrung 14 des Widerlagers 5 und unter Druck auf der Außenfläche des Lanzenrohres 1 aufsitzt.Of the three pressure screws evenly distributed over the circumference, only one pressure screw 10 can be seen in FIG. 2, likewise in FIG. 1, which is seated in a corresponding threaded bore 14 of the abutment 5 and under pressure on the outer surface of the lance tube 1.

Im übrigen ist das nachgiebige Zwischenglied 6 eine Schraubenfeder, deren nach dem Vorspannen verbleibender Federweg so dimensioniert ist, daß die Feder bei keinem Betriebszustand blocken kann.Otherwise, the resilient intermediate member 6 is a helical spring, the spring travel remaining after the prestressing is dimensioned such that the spring cannot block in any operating state.

Claims

2. Immersion lance according to claim 1, characterized in that the clamping element (8) comprises two sleeves (12, 13) which are connected to each other by screwthreading and of which the inner sleeve (12) is connected rigidly to the abutment (5) whereas the outer sleeve (13) abuts on a pressure flange (7) and is rotatable relatively to the latter, and is provided with a hexagon nut element (15) or the like for rotating the sleeve (13).