EP0261365B1 - Tauchlanze - Google Patents

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EP0261365B1
EP0261365B1 EP87111378A EP87111378A EP0261365B1 EP 0261365 B1 EP0261365 B1 EP 0261365B1 EP 87111378 A EP87111378 A EP 87111378A EP 87111378 A EP87111378 A EP 87111378A EP 0261365 B1 EP0261365 B1 EP 0261365B1
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EP
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inner tube
ribbed
immersion lance
lance according
jacketing
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EP87111378A
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EP0261365A1 (de
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Erich Struzik
Hans Dieter Hofmann
Dirk Stein
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Plibrico Co GmbH
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Plibrico Co GmbH
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42—Constructional features of converters
    • C21C5/46—Details or accessories
    • C21C5/4606—Lances or injectors
    • C21C5/4613—Refractory coated lances; Immersion lances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
    • C21C1/08—Manufacture of cast-iron

Definitions

  • the invention relates to an 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 metal, in particular for the treatment of pig iron or steel.
  • 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.
  • Immersion lances of this type are known in diverse forms and are used for mixing steel melts, for degassing or desulfurization.
  • the lances must be designed in such a way that they withstand the considerable stresses that arise during the blowing process due to the temperature itself and the change in temperature, 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 occur.
  • 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.
  • the moment of resistance of the entire lance should be increased significantly and the effect of damaging vibrations on the lance should be avoided.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • the invention is applicable to all diving 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.
  • 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.
  • an easily breakable head piece 8 made of refractory material is provided between the lower end 6 of the outlet pipe 5 and the lowest point 7 of the casing 3.
  • 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 these channels 13, the gases, which may be loaded with solids, pass from the inner tube 2 into the molten metal when the immersion lance is immersed. 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.
  • 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.
  • 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, z. B. are attached by welding or soldering.
  • a plurality of rods 14 can surround the rib belt 9 in a cage-like manner.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

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.
  • 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.
  • 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.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Tauchtanze 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.
  • 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.
  • 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.
  • Vorteilhafterweise erstreckt sich das Rippenband über nahezu die gesamte von der Ummantelung abgedeckte Länge des Innenrohrs, um die Wärmeabfuhr optimal zu gestalten.
  • 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.
  • Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels einer Tauchlanze mit den beanspruchten Merkmalen nachfolgend näher beschrieben.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

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.
2. Tauchlanze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippenteile (10) rechtwinklig zur Längsachse des Innenrohres (2) stehen.
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.
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.
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.
6. Tauchlanze nach einen der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippenteile (10) gewellt sind.
7. Tauchlanze nach einen der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß die Rippenteffe (10) durch mindestens einen sich parallel zur Achse des Innenrohrs (2) erstreckenden Stab (14) miteinander verbunden sind.
8. Tauchlanze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Stäbe (14) abstandsweise am Umfang des Rippenbandes (9) verteilt käfigartig angebracht sind.
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