EP1163964A1 - Vorrichtung zum Einleiten eines insbesondere gasförmigen Behandlungsmediums in einen mit flüssigem Metall gefüllten Behälter - Google Patents

Vorrichtung zum Einleiten eines insbesondere gasförmigen Behandlungsmediums in einen mit flüssigem Metall gefüllten Behälter Download PDF

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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D1/00—Treatment of fused masses in the ladle or the supply runners before casting
    • B22D1/002—Treatment with gases
    • B22D1/005—Injection assemblies therefor

Definitions

  • the invention relates to a device for introducing of a particularly gaseous treatment medium in one container filled with liquid metal, consisting of a metallic inner tube with a metal reinforcement for securing one penetrated by at least one outlet channel, fireproof casing.
  • Such a device also referred to as a diving lance is known from EP-PS 0 261 365.
  • treatment media such as gases, in particular inert gases and / or carrier gases with solids, for example slag-forming substances and carbon, in the liquid metal initiated.
  • the Reinforced metal inner tube made of at least one helically wound ribbed band, which has a rectangular cross-section and upright to the longitudinal axis of the inner tube is arranged.
  • the invention is therefore based on the object Device for introducing an especially gaseous treatment medium into a container filled with liquid metal create, in which the notch effect is significantly reduced and thus the service life is increased.
  • the connection between the reinforcement and the refractory casing is to be improved so that a greater heat transfer from the reinforcement to the refractory Sheathing is achieved.
  • the reinforcement consists of at least two corrugated and outside bars attached to each other offset on the inner tube which is at least a rounded outer cross section exhibit.
  • the notch effect, that apply the reinforcement to the refractory casing can, significantly reduced, leading to an increase in tool life contributes to the device. Due to the inevitably larger Cross-section of the reinforcement is the heat transfer from the reinforcement improved on the refractory casing. But this carries also to increase the bending stiffness and reduce it the risk of torsion of the device.
  • the lower area is one Device, also referred to as a diving lance, shown those for introducing a particularly gaseous treatment medium in a container filled with liquid metal.
  • This device initially consists of a metallic tube, hereinafter referred to as the inner tube 1, with a relatively large Cross section, which in its lower or immersion area is closed by a plate 2.
  • a plate 2 In this plate 2 is a Outlet pipe 3 used.
  • the lower area of the inner tube 1 is of a fire-resistant casing 4 made of ceramic material enclosed in which there is an outlet duct 3a. To secure this casing 4 on the inner tube 1, the same is the same provided with a metallic reinforcement 5.
  • the reinforcement 5 is in the illustrated embodiment from two rods 6 with a circular cross section, which as Helix shaped and attached to the inner tube 1. In the Drawing, however, only one rod 6 is shown. In advantageous The rods 6 are even over the circumference of the inner tube 1 distributed. Due to the helical design the rods 6 are the same only in individual places firmly connected to the inner tube 1. This means that the refractory Sheathing 4 made of ceramic material, the rods 6 partially fully encloses what a good connection of the casing 4 with the reinforcement 5 and thus with the inner tube 1 brings itself. Due to the circular cross section of the rods 6 Reinforcement 5 does not have any notch effect on the sheathing 4 exercised, which increases the life of the device or diving lance increased.
  • the distance between the individual coils or turns the rods 6 of the reinforcement 5 is dependent on the diameter of the inner tube 1 about 50 to 200 mm.
  • the diameter of the Bars 6 of the reinforcement 5 can be between 3 and 20 mm, wherein the outer diameter of the coils is about 15 to 40 mm.
  • the Reinforcement 5 formed from at least two corrugated bars 6 is arranged entangled on the inner tube 1.
  • the entanglement extends through an angle of approximately in the drawing 45 °; however, this entanglement can also be larger, for example Be 360 ° and more.
  • the rods are 6 the reinforcement 5 is not crossed, but run exactly parallel to the axis of the inner tube 1.
  • the rods 6, which form the reinforcement 5, than in one Form corrugated level can then either entangled according to Figure 1 or accordingly of Figure 2 extending axially to the axis of the inner tube 1 on the Inner tube 1 may be attached. The waves of the rods 6 then take off a radial position to the inner tube 1.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Einleiten eines insbesondere gasförmigen Behandlungsmediums in einen mit flüssigem Metall gefüllten Behälter, bestehend aus einem metallischen Innenrohr mit einer Armierung aus Metall zur Sicherung einer von mindestens einem Austrittskanal durchdrungenen, feuerfesten Ummantelung. Um die Kerbwirkung erheblich zu reduzieren, die Standzeit zu erhöhen, die Verbindung zwischen der Armierung (5) und der feuerfesten Ummantelung zu verbessern und einen größeren Wärmeübergang von der Armierung (5) an die feuerfeste Ummantelung zu erreichen, ist die Armierung (5) aus mindestens zwei gewellten und außen gegeneinander versetzt auf dem Innenrohr (1) befestigten Stäben (6) gebildet, die zumindest einen abgerundeten Außenquerschnitt aufweisen. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Einleiten eines insbesondere gasförmigen Behandlungsmediums in einen mit flüssigem Metall gefüllten Behälter, bestehend aus einem metallischen Innenrohr mit einer Armierung aus Metall zur Sicherung einer von mindestens einem Austrittskanal durchdrungenen, feuerfesten Ummantelung.
Eine derartige Vorrichtung, die auch als Tauchlanze bezeichnet wird, ist aus der EP-PS 0 261 365 bekannt. Mit dieser Vorrichtung werden Behandlungsmedien, wie Gase, insbesondere inerte Gase und/oder Trägergase mit Feststoffen, beispielsweise schlackenbildende Stoffe und Kohlenstoff, in das flüssige Metall eingeleitet. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist die auf dem Innenrohr befestigte Armierung aus Metall aus mindestens einem schraubenlinienförmig aufgewickelten Rippenband gebildet, welches rechtwinkligen Querschnitt aufweist und hochkant zur Längsachse des Innenrohres angeordnet ist. Bei einer derartig ausgebildeten Armierung besteht, insbesondere durch den Querschnitt des Rippenbandes bedingt, die Gefahr einer Kerbwirkung. Dies bedeutet, dass - von den Ecken des Rippenbandes ausgehend - Kerben bzw. Risse in der feuerfesten Ummantelung entstehen können, durch die die Vorrichtung entweder unbrauchbar bzw. deren Standzeit erheblich reduziert wird. Zwischen dem Rippenband und der Ummantelung findet darüber hinaus keine innige Verankerung statt. Dies bringt es mit sich, dass durch die kühlere Temperatur eines im Innenrohr strömenden Behandlungsmediums über das Rippenband keine nennenswerte Abkühlung der feuerfesten Ummantelung stattfinden kann.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Einleiten eines insbesondere gasförmigen Behandlungsmediums in einen mit flüssigem Metall gefüllten Behälter zu schaffen, bei der die Kerbwirkung erheblich reduziert und damit die Standzeit erhöht wird. Die Verbindung zwischen der Armierung und der feuerfesten Ummantelung soll verbessert werden, so dass ein größerer Wärmeübergang von der Armierung an die feuerfeste Ummantelung erreicht wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung vorgeschlagen, dass die Armierung aus mindestens zwei gewellten und außen gegeneinander versetzt auf dem Innenrohr befestigten Stäben gebildet ist, die zumindest einen abgerundeten Außenquerschnitt aufweisen.
Durch eine derartig ausgebildete Armierung wird die Kerbwirkung, die die Armierung auf die feuerfeste Ummantelung ausüben kann, erheblich reduziert, was zu einer Erhöhung der Standzeit der Vorrichtung beiträgt. Durch den zwangsläufig größeren Querschnitt der Armierung wird der Wärmeübergang von der Armierung auf die feuerfeste Ummantelung verbessert. Dies trägt aber auch zu einer Erhöhung der Biegesteifigkeit und einer Reduzierung der Torsionsgefahr der Vorrichtung bei.
Weitere Merkmale einer Vorrichtung gemäß der Erfindung sind in der Ansprüchen 2 bis 5 offenbart.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand in einer Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen
Fig. 1
einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung und
Fig. 2
eine Aufrißdarstellung eines Innenrohres mit einer anders ausgestalteten Armierung.
In der Figur 1 der Zeichnung ist der untere Bereich einer Vorrichtung, die auch als Tauchlanze bezeichnet wird, gezeigt, die zum Einleiten eines insbesondere gasförmigen Behandlungsmediums in einen mit flüssigem Metall gefüllten Behälter dient. Diese Vorrichtung besteht zunächst aus einem metallischen Rohr, nachfolgend als Innenrohr 1 bezeichnet, mit verhältnismäßig großem Querschnitt, welches in seinem unteren bzw. Eintauchbereich durch eine Platte 2 verschlossen ist. In diese Platte 2 ist ein Austrittsrohr 3 eingesetzt. Der untere Bereich des Innenrohres 1 ist von einer feuerfesten Ummantelung 4 aus keramischem Werkstoff umschlossen, in der sich ein Austrittskanal 3a befindet. Um diese Ummantelung 4 auf dem Innenrohr 1 zu sichern, ist dasselbe mit einer metallischen Armierung 5 versehen.
Die Armierung 5 besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel aus zwei Stäben 6 mit kreisförmigem Querschnitt, die als Wendel geformt und auf dem Innenrohr 1 befestigt sind. In der Zeichnung ist jedoch nur ein Stab 6 dargestellt. In vorteilhafter Weise sind die Stäbe 6 gleichmäßig über den Umfang des Innenrohres 1 verteilt angeordnet. Durch die wendelartige Ausgestaltung der Stäbe 6 sind dieselben nur an einzelnen Stellen fest mit dem Innenrohr 1 verbunden. Dies bedeutet, dass die feuerfeste Ummantelung 4 aus keramischem Werkstoff die Stäbe 6 teilweise voll umschließt, was eine gute Verbindung der Ummantelung 4 mit der Armierung 5 und damit mit dem Innenrohr 1 mit sich bringt. Durch den kreisförmigen Querschnitt der Stäbe 6 der Armierung 5 wird von denselben keinerlei Kerbwirkung auf die Ummantelung 4 ausgeübt, wodurch sich die Standzeit der Vorrichtung bzw. Tauchlanze erhöht. Durch den Querschnitt der Stäbe 6 und durch die wendelartige Form wird eine großflächige Berührung der Ummantelung 4 mit den Stäben 6 bzw. der Armierung 5 erreicht. Dies trägt dazu bei, dass die Ummantelung 4 von einem durch das Innenrohr 1 strömenden Gas mit einer niedrigen Temperatur über die Armierung 5 gekühlt werden kann. Durch den Querschnitt und die Form der Armierung 5 wird die Biegesteifigkeit der Vorrichtung erhöht, während sich gleichzeitig die Torsion verringert. Wird zumindest ein Stab 6 der Armierung 5 hohl ausgebildet, kann durch denselben zusätzlich ein Medium zur Kühlung der Ummantelung 4 geleitet werden. Ferner besteht die Möglichkeit, über eine hohle Armierung 5 zusätzlich ein weiteres, insbesondere gasförmiges Medium in das flüssige Metall einzuleiten. Dazu muß die hohle Armierung 2 einen entsprechenden, äußeren Anschluß und im Bereich der Ummantelung 3 einen Auslaßkanal besitzen.
Der Abstand zwischen den einzelnen Wendeln bzw. Windungen der Stäbe 6 der Armierung 5 beträgt in Abhängigkeit vom Durchmesser des Innenrohres 1 etwa 50 bis 200 mm. Der Durchmesser der Stäbe 6 der Armierung 5 kann zwischen 3 und 20 mm betragen, wobei der Außendurchmesser der Wendeln etwa 15 bis 40 mm ist. Bei einer hohlen Ausgestaltung eines Stabes 6 der Armierung 5 beträgt dessen Wandstärke mindestens 0,5 mm.
Aus der Figur 1 der Zeichnung ist ersichtlich, dass die aus mindestens zwei gewellten Stäben 6 gebildete Armierung 5 verschränkt auf dem Innenrohr 1 angeordnet ist. Die Verschränkung erstreckt sich in der Zeichnung um einen Winkel von etwa 45°; diese Verschränkung kann jedoch auch größer, beispielsweise 360° und mehr sein.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 2 sind die Stäbe 6 der Armierung 5 nicht verschränkt, sondern verlaufen genau parallel zur Achse des Innenrohres 1.
In Abänderung der erläuterten Ausführungsbeispiele ist es möglich, die Stäbe 6, die die Armierung 5 bilden, als in einer Ebene gewellt auszubilden. Diese gewellten Stäbe 6 können dann entweder entsprechend der Figur 1 verschränkt oder entsprechend der Figur 2 axial zur Achse des Innenrohres 1 verlaufend auf dem Innenrohr 1 befestigt sein. Die Wellen der Stäbe 6 nehmen dann eine radiale Lage zum Innenrohr 1 ein.

Claims (5)

  1. Vorrichtung zum Einleiten eines insbesondere gasförmigen Behandlungsmediums in einen mit flüssigem Metall gefüllten Behälter, bestehend aus einem metallischen Innenrohr mit einer Armierung aus Metall zur Sicherung einer von mindestens einem Austrittskanal durchdrungenen, feuerfesten Ummantelung,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Armierung (5) aus mindestens zwei gewellten und außen gegeneinander versetzt auf dem Innenrohr (1) befestigten Stäben (6) gebildet ist, die zumindest einen abgerundeten Außenquerschnitt aufweisen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die gewellten Stäbe (6) als Wendel ausgebildet sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Stäbe (6) kreisförmigen oder ovalen Querschnitt aufweisen.
  4. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Stäbe (6) hohl ausgebildet sind.
  5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Stäbe (6) verschränkt auf dem Innenrohr (1) angeordnet sind.
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