EP0261365A1 - Immersion lance - Google Patents

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EP0261365A1 EP87111378A EP87111378A EP0261365A1 EP 0261365 A1 EP0261365 A1 EP 0261365A1 EP 87111378 A EP87111378 A EP 87111378A EP 87111378 A EP87111378 A EP 87111378A EP 0261365 A1 EP0261365 A1 EP 0261365A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Tauchlanze zum Einbringen von Behandlungsmedien, wie Gasen, insbesondere inerten Gase und/oder Trägergasen, mit denen Feststoffe, wie schlackenbildende Stoffe, Kohlenstoff oder dgl. transportiert werden, in einen mit flüssigem Metall gefüllten Behälter, insbesondere zur Behandlung von Roheisen oder Stahl. Die Tauchlanze besteht aus einem metallenen Innenrohr für die Zufuhr des Mediums und einer feuerfesten monolithischen keramischen Ummantelung, die mittels einer am Innenrohr anliegenden Armierung gehalten ist, und einer oder mehreren die Ummantelung durchdringenden Auslauföffnungen. Kennzeichen der Erfindung ist, daß die das Innenrohr (2) umgebende Armierung aus mindestens einem spiralförmig gewickelten Rippenband (9) gebildet ist, das Rippenteile (10) mit gleichmäßigen Abständen (11) bildet und mit dem Innenrohr (2) verbunden ist.The invention relates to a submersible lance for introducing treatment media, such as gases, in particular inert gases and / or carrier gases, with which solids, such as slag-forming substances, carbon or the like, are transported into a container filled with liquid metal, in particular for the treatment of pig iron or Stole. The immersion lance consists of a metal inner tube for the supply of the medium and a refractory monolithic ceramic jacket, which is held by means of a reinforcement attached to the inner tube, and one or more outlet openings penetrating the jacket. The invention is characterized in that the reinforcement surrounding the inner tube (2) is formed from at least one spirally wound ribbed belt (9), which forms ribbed parts (10) at uniform intervals (11) and is connected to the inner tube (2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Tauchlanze zum Einbringen von Behandlungsmedien, wie Gasen insbesondere inerten Gase und/oder Trägergasen, mit denen Feststoffe, wie schlackenbildende Stoffe, Kohlenstoff oder dgl. transportiert werden, in einen mit Metall gefüllten Behälter, insbesondere zur Behandlung von Roheisen oder Stahl. Die Tauchlanze besteht aus einem metallenen Innenrohr für die Zufuhr des Mediums und einer feuerfesten monolithischen keramischen Ummantelung, die mittels einer am Innenrohr anliegenden Armierung gehalten ist, und einer oder mehreren die Ummantelung durchdringenden Auslauföffnungen.The invention relates to a submersible lance for introducing treatment media, such as gases, in particular inert gases and / or carrier gases, with which solids, such as slag-forming substances, carbon or the like, are transported into a container filled with metal, in particular for the treatment of pig iron or steel. The immersion lance consists of a metal inner tube for the supply of the medium and a refractory monolithic ceramic jacket, which is held by means of a reinforcement attached to the inner tube, and one or more outlet openings penetrating the jacket.

Derartige Tauchlanzen sind in vielfältiger Form bekannt und werden zum Durchmischen von Stahlschmelzen, zum Entgasen oder Entschwefeln verwendet. Dazu müssen die Lanzen so ausgelegt sein, daß sie den erheblichen Beanspruchungen widerstehen, die beim Blasvorgang infolge der Temperatur an sich sowie des Temperaturwechsels, infolge des erosiven Angriffs durch das Metall und die Schlacke, aufgrund chemischer Vorgänge und mechanischer Beanspruchung infolge der statisch und dynamisch-mechanischen Kräfte in Form von Auftrieb und Vibrationen auftreten.Immersion lances of this type are known in various forms and are used for mixing steel melts, for degassing or desulfurization. To do this, the lances must be designed so that they can withstand considerable stress resist, which occur during the blowing process due to the temperature as well as the temperature change, due to the erosive attack by the metal and the slag, due to chemical processes and mechanical stress due to the static and dynamic-mechanical forces in the form of buoyancy and vibrations.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tauchlanze zu schaffen, deren wärmeableitende Fläche um ein wesentliches Maß vergrößert ist, wodurch die thermische Beanspruchung des Feuerfest-Materials wesentlich niedriger ist und dadurch eine längere Standzeit entsteht. Außerdem soll das Widerstandsmoment der gesamten Lanze wesentlich erhöht und danach die Einwirkung zerstörender Schwingungen auf die Lanze vermieden werden.The invention has for its object to provide a submersible lance, the heat-dissipating surface is increased by a substantial amount, whereby the thermal stress on the refractory material is significantly lower and thereby a longer service life. In addition, the moment of resistance of the entire lance should be increased significantly and the effect of damaging vibrations on the lance should be avoided.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Tauchlanze mit den gattungsgemäßen Merkmalen dadurch gelöst, daß die das Innenrohr umgebende Armierung mindestens aus einem spiralförmig gewickelten Rippenband gebildet ist, das Rippenteile mit gleichmäßigen Abständen bildet und mit dem Innenrohr verbunden ist.This object is achieved in a submersible lance with the generic features in that the reinforcement surrounding the inner tube is formed at least from a spirally wound ribbed belt, which forms rib parts at uniform intervals and is connected to the inner tube.

Die durch das spiralförmige Rippenband um das Innenrohr erzielte Vergrößerung der wärmeableitenden Fläche bewirkt eine erhebliche Verbesserung der kühlenden Wirkung des Spülgases, wodurch kurzzeitige Überhitzungen und Verstopfungen innerhalb der Lanze vermieden werden. Gleichzeitig wird die Stabilität der Tauchlanze vergrößert.The enlargement of the heat-dissipating surface achieved by the spiral ribbed band around the inner tube brings about a considerable improvement in the cooling effect of the flushing gas, as a result of which brief overheating and blockages within the lance are avoided. At the same time, the stability of the diving lance is increased.

Bevorzugt stehen die Rippenteile rechtwinklig zur Längsachse des Innenrohres, damit größtmögliche Stabilität gesichert ist. Demselben Zweck dient die Abstimmung der Abstände zwischen benachbarten Rippenwindungen auf 1/6 bis 3/6 des Innendurchmessers des Innenrohrs.The rib parts are preferably at right angles to the longitudinal axis of the inner tube, so that the greatest possible stability is ensured. The same purpose serves the adjustment of the distances between adjacent fin windings to 1/6 to 3/6 of the inner diameter of the inner tube.

Vorteilhafterweise erstreckt sich das Rippenband über nahezu die gesamte von der Ummantelung abgedeckte Länge des Innenrohrs, um die Wärmeabfuhr optimal zu gestalten.The ribbed belt advantageously extends over almost the entire length of the inner tube covered by the sheathing, in order to optimize the heat dissipation.

An sich ist die Erfindung auf alle Tauchlanzen mit beliebiger Gestaltung, Lage und Anordnung der Austrittsöffnungen anwendbar. Eine vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich jedoch, wenn das untere Ende des Innenrohres mit einer dünnen Blechscheibe verschlossen ist, an die sich ein Austrittsrohr anschließt, dessen Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser des Innenrohres. Das untere Ende des Austrittsrohres soll dabei vor dem untersten Punkt der Ummantelung enden. Im untersten Bereich der Ummantelung soll weiterhin zwischen dem untersten Punkt und dem unteren Ende des Austrittsrohres ein zentrales Kopfstück aus einem einfach zu entfernenden feuerfesten Material eingesetzt sein.As such, the invention is applicable to all submersible lances with any design, position and arrangement of the outlet openings. An advantageous embodiment results, however, if the lower end of the inner tube is closed with a thin sheet metal disk, which is followed by an outlet tube, the diameter of which is smaller than the diameter of the inner tube. The lower end of the outlet pipe should end in front of the lowest point of the casing. In the lowest area of the casing, a central head piece made of an easy-to-remove refractory material should continue to be inserted between the lowest point and the lower end of the outlet pipe.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels einer Tauchlanze mit den beanspruchten Merkmalen nachfolgend näher beschrieben.The invention is described below with reference to the embodiment of a diving lance shown in the drawing with the claimed features.

Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt der Tauchlanze. Die Tauchlanze 1 besteht aus einem metallenen Innenrohr 2 und einer feuerfesten keramischen monolithischen Ummantelung 3. Das untere Ende des Innenrohres 2 ist mit einer dünnen Blechscheibe 4 verschlossen, an die sich ein Austrittrohr 5 anschließt. Zwischen dem unteren Ende 6 des Austrittsrohres 5 und dem untersten Punkt 7 der Ummantelung 3 ist ein leicht ausbrechbares Kopfstück 8 aus Feuerfest-Material vorgesehen.The only figure shows a longitudinal section of the diving lance. The immersion lance 1 consists of a metal inner tube 2 and a refractory ceramic monolithic casing 3. The lower end of the inner tube 2 is closed with a thin sheet metal disc 4, to which an outlet tube 5 is connected. Between the lower end 6 of the outlet pipe 5 and the lowermost point 7 of the casing 3, an easily breakable head piece 8 made of refractory material is provided.

Das Innenrohr 2 steht am unteren Ende 12 durch einen oder mehrere seitliche Kanäle 13 in der Ummantelung 3 mit der Umgebung in Verbindug. Durch diesen oder diese Kanäle 13 gelangen die ggf. mit Feststoffen beladenen Gase aus dem Innenrohr 2 bei eingetauchter Tauchlanze in die Metallschmelze. Wenn eine oder mehrere der Kanäle 13 mit Schlacke- oder Metallresten verstopft ist, wird das Kopfstück 8 ausgebrochen und die Blechscheibe 4 durchstoßen. Damit hat das Innenrohr 2 eine leicht zu schaffende weitere Ausmündung.The inner tube 2 is connected to the environment at the lower end 12 through one or more lateral channels 13 in the casing 3. Through this or this Channels 13 the gases possibly loaded with solids get out of the inner tube 2 with the immersion lance immersed in the metal melt. If one or more of the channels 13 is clogged with slag or metal residues, the head piece 8 is broken out and the sheet metal disk 4 is pierced. So that the inner tube 2 has an easy to create further mouth.

Das Innenrohr 2 ist mit einem spiralförmig gewickelten Rippenband 9 umgeben, das so gewickelt ist, daß Rippenteile 10 mit gleichmäßigen Abständen 11 in Axialrichtung der Lanze gebildet sind. Die Rippenteile 10 stehen, wie die Zeichnung erkennen läßt, im rechten Winkel zur Längsachse des Innenrohres 2 und sind gewellt. Dadurch wird die wärmeableitende Oberfläche vergrößert.The inner tube 2 is surrounded by a spirally wound fin band 9, which is wound so that fin parts 10 are formed with uniform intervals 11 in the axial direction of the lance. The rib parts 10 are, as the drawing shows, at right angles to the longitudinal axis of the inner tube 2 and are corrugated. This increases the heat-dissipating surface.

Eine Stabilitätserhöhung ergibt sich durch einen oder mehrere Stäbe 14, die am Außenumfang des Rippenbandes 9 parallel zur Achse des Innenrohrs 2, z. B. durch Schweißen oder Löten, angebracht sind. Mehrere Stäbe 14 können das Rippenband 9 käfigartig umgeben. An increase in stability results from one or more rods 14 which on the outer circumference of the ribbed belt 9 parallel to the axis of the inner tube 2, for. B. are attached by welding or soldering. A plurality of rods 14 can surround the rib belt 9 in a cage-like manner.

Claims (8)

1. Tauchlanze zum Einbringen von Behandlungsmedien, wie Gasen, insbesondere inerten Gase und/oder Trägergasen, mit denen Feststoffe, wie schlackenbildende Stoffe, Kohlenstoff oder dgl. transportiert werden, in einen mit flüssigem Metall gefüllten Behälter, insbesondere zur Behandlung von Roheisen oder Stahl, bestehend aus einem metallenen Innenrohr für die Zufuhr des Mediums und einer feuerfesten monolithischen keramischen Ummantelung, die mittels einer am Innenrohr anliegenden Armierung gehalten ist, und einer oder mehreren die Ummantelung durchdringenden Auslauföffnungen,
dadurch gekennzeichnet, daß die das Innenrohr (2) umgebende Armierung aus mindestens einem spiralförmig gewickelten Rippenband (9) gebildet ist, das Rippenteile (10) mit gleichmäßigen Abständen (11) bildet und mit dem Innenrohr (2) verbunden ist.1. immersion lance for introducing treatment media, such as gases, in particular inert gases and / or carrier gases, with which solids, such as slag-forming substances, carbon or the like, are transported into a container filled with liquid metal, in particular for the treatment of pig iron or steel, consisting of a metal inner tube for the supply of the medium and a refractory monolithic ceramic jacket, which is held by means of a reinforcement attached to the inner tube, and one or more outlet openings penetrating the jacket,
characterized in that the reinforcement surrounding the inner tube (2) is formed from at least one spirally wound fin band (9) which forms fin parts (10) at uniform intervals (11) and is connected to the inner tube (2). 2. Tauchlanze nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Rippenteile (10) rechtwinklig zur Längsachse des Innenrohres (2) stehen.2. diving lance according to claim 1,
characterized in that the rib parts (10) are perpendicular to the longitudinal axis of the inner tube (2). 3. Tauchlanze nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Rippenband (9) so gewickelt ist, daß die Abstände (11) zwischen benachbarten Rippenwindungen 1/6 bis 3/6 des Innendurchmessers des Innenrohres (2) betragen.3. diving lance according to claim 1 or 2,
characterized in that the fin belt (9) is wound so that the distances (11) between adjacent fin windings are 1/6 to 3/6 of the inner diameter of the inner tube (2). 4. Tauchlanze nach einen der Anspüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß sich das Rippenband (9) über nahezu die gesamte von der Ummantelung (3) abgedeckte Länge des Innenrohres (2) erstreckt.4. diving lance according to one of claims 1 to 3,
characterized in that the ribbed belt (9) extends over almost the entire length of the inner tube (2) covered by the casing (3). 5. Tauchlanze nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende (12) des Innenrohres (2) mit einer dünnen Blechscheibe (4) verschlossen ist, an die sich ein Austrittsrohr (5) anschließt, dessen Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser des Innenrohres (2), daß das untere Ende (6) des Austrittsrohres (5) vor dem untersten Punkt (7) der Ummantelung (3) endet und daß im untersten Bereich der Ummantelung (3) zwischen dem untersten Punkt (7) und dem unteren Ende (6) des Austrittsrohres (5) ein zentrales Kopfstück (8) aus einem einfach zu entfernenden feuerfesten Material eingesetzt ist.5. diving lance according to one of claims 1 to 4,
characterized in that the lower end (12) of the inner tube (2) is closed with a thin sheet metal disc (4) to which an outlet tube (5) connects, the diameter of which is smaller than the diameter of the inner tube (2), that the lower end (6) of the outlet pipe (5) ends before the lowest point (7) of the casing (3) and that in the lowest region of the casing (3) between the lowest point (7) and the lower end (6) of the outlet pipe ( 5) a central head piece (8) made of an easy-to-remove refractory material is used. 6. Tauchlanze nach einen der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Rippenteile (10) gewellt sind.6. diving lance according to one of claims 1 to 5,
characterized in that the rib parts (10) are corrugated. 7. Tauchlanze nach einen der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Rippenteile (10) durch mindestens einen sich parallel zur Achse des Innenrohrs (2) erstreckenden Stab (14) miteinander verbunden sind.7. diving lance according to one of claims 1 to 6,
characterized in that the rib parts (10) are connected to one another by at least one rod (14) extending parallel to the axis of the inner tube (2). 8. Tauchlanze nach Anspruch 7,
dad urch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Stäbe (14) abstandsweise am Umfang des Rippenbandes (9) verteilt käfigartig angebracht sind.8. diving lance according to claim 7,
dad characterized in that two or more rods (14) are spaced cage-like attached to the circumference of the ribbed belt (9).
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