EP2558808A1 - Device for introducing gases into hot liquid media - Google Patents

Device for introducing gases into hot liquid media

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Publication number
EP2558808A1
EP2558808A1 EP10724998A EP10724998A EP2558808A1 EP 2558808 A1 EP2558808 A1 EP 2558808A1 EP 10724998 A EP10724998 A EP 10724998A EP 10724998 A EP10724998 A EP 10724998A EP 2558808 A1 EP2558808 A1 EP 2558808A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gas introduction
introduction element
gas
molybdenum disilicide
introducing
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10724998A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Edgar Schumacher
Hubert Brenner
Renata Franzky
Sagadat Schumacher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Techcom GmbH
Original Assignee
Techcom GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Techcom GmbH filed Critical Techcom GmbH
Publication of EP2558808A1 publication Critical patent/EP2558808A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/16—Introducing a fluid jet or current into the charge
    • 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
    • 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
    • C21C5/48—Bottoms or tuyéres of converters

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and a method for the introduction of gases into hot liquid media, in particular for the introduction of refining gases into the melt liquefied metals in the production and processing of steel in metallurgy.
  • the lower part of the spout lance has a larger one
  • the lower part of the flush lance has two piping systems for two different gases, which are merged at the end of the lower portion in a conical end and then passed together through the upper portion of the lance, whose inner diameter is substantially smaller than the inner diameter of the lower portion , The end of the upper section then leads directly into the crucible, so that the gas is introduced into the melt.
  • the material of the upper tubular portion of the Spüllanze consists in
  • enriched air would be given without cooling the complete wear of the nozzle within minutes. It is therefore necessary for the process, a second tube for the cooling medium, ie a tube in the tube - an annular gap is formed for the cooling medium - in the central tube 0 2 is injected.
  • the cooling medium is CxHy or oils and also H 2 0 steam.
  • the device for introducing gas into a container with a hot liquid medium is characterized in that at least one temperature-resistant gas introduction element which contains predominantly molybdenum disilicide (MoSi 2 ) at at least one end and is arranged at at least one point of the container.
  • MoSi 2 molybdenum disilicide
  • the gas introduction element consists of a ceramic sintered material which contains at least molybdenum disilicide (M0S1 2 ) and is characterized in that the material has at least one tubular passage, wherein the cross-sectional shape of the
  • Gas introduction element is formed arbitrarily, for example, round, oval or polygonal.
  • the material from which the gas introduction element is made has ceramic properties.
  • Gas inlet element is made, sintered. Another advantage is considered that the inner diameter (d) of the gas introduction element is small compared to the length (L) of the
  • a further advantage is that the gas introduction element is inserted at at least one end into an intermediate piece which has a thread on the surface, which is in engagement with a lower part of the flushing lance.
  • transition part is adapted both to the gas inlet element and to the lower part of the flushing lance.
  • the outer diameter of the gas introduction element is between 2 mm and 50 mm.
  • the material of the gas introduction element has an endogenous and / or exogenous resistance (such as, for example, SiSiC).
  • the gas introduction element consists of a ceramic sintered material, at least
  • Molybdenum disilicide M0S12 and characterized in that the compressed and sintered material has a tubular passage, which is produced in a special extrusion process with a mandrel.
  • An advantageous method for the introduction of gases into a hot medium with a gas introduction element whose material predominantly molybdenum disilicide (MoSi 2 ) has at least at one end, is characterized in that the purge gas is introduced into the liquid melt of the metal with oxygen-enriched air, wherein the oxygen content of the gas mixture is> 40%.
  • the DVS lance is almost invulnerable. This makes it possible for the first time that the refractory material surrounding the lance for the overall durability of an injection metallurgy
  • the probably most economical advantage is that sufficient oxygen is made available for the metallurgical oxidation process, and on the other hand, the nitrogen can unfold its stirring effect in the liquid melt.
  • the production costs of compressed air are comparatively very low compared to argon or nitrogen. It is sufficient to use a DVS lance and therefore no CxHy cooling is required.
  • C0 2 also unfolds a beneficial effect in full extent, when the residence time of C0 2 in the steel bath is large enough. Since C0 2 is not stable in the high temperature range, the C0 2 converts to CO under C present in the steel. The energy balance is positively influenced. The new pipe material does not react with CO 2 .
  • FIG. 1 a cross section of a part of the bottom of an electric melting furnace (2), in which the inventive device (1) with the
  • Gas introduction element (4) is inserted
  • Gas introduction element (4) is merged with the lower part of the device (1);
  • FIG. 3 shows a schematic representation of the end region of the lower part of FIG.
  • Fig. 1 shows a cross section through a part of the bottom of a
  • Gas inlet element 4 has directly into the melt 3 of the liquid hot medium, for example iron or steel and thus comes directly into contact with the hot liquid medium. As a result of this direct contact between the gas introduction element 4 and the liquid medium 3 in
  • Gas introduction element 4 is reduced by about 30%, which is due to the fact that the molybdenum disilicide (M0S12) shows a reduced chemical reaction with the gas mixture to be introduced, so that the speed of the molybdenum disilicide (M0S12) shows a reduced chemical reaction with the gas mixture to be introduced, so that the speed of the molybdenum disilicide (M0S12) shows a reduced chemical reaction with the gas mixture to be introduced, so that the speed of the molybdenum disilicide (M0S12) shows a reduced chemical reaction with the gas mixture to be introduced, so that the speed of the molybdenum disilicide (M0S12) shows a reduced chemical reaction with the gas mixture to be introduced, so that the speed of the molybdenum disilicide (M0S12) shows a reduced chemical reaction with the gas mixture to be introduced, so that the speed of the molybdenum disilicide (M0S12) shows a reduced chemical reaction with the gas mixture to be introduced, so that the speed
  • FIG. 2 shows a schematic exploded view of the region for merging between the lower portion of the device 1 and the gas introduction element 4.
  • the gas introduction element 4 has at the end of a stepped cylindrical taper 13 over which an intermediate piece 7 is set.
  • the intermediate piece 7 has on the surface of a thread 8, which extends over the entire length of the intermediate piece 7.
  • Step-shaped taper 13 which projects into the bore of the intermediate piece 7, are glued or welded or otherwise connected together.
  • the thread 8 of the intermediate piece 7 is engaged with the thread 8 'at the end of the lower part 9 of the device 1 in engagement.
  • the intermediate piece serves to improve the durability of the connection between the gas introduction element 4 and the end of the lower part of the device 1, since the material of the
  • Gas introduction element 4 is not suitable to take on the step-shaped taper a thread that would weaken the strength of the compound and would not withstand the occurring pressures.
  • Fig. 3 shows a schematic representation of the end of the lower part 9 of the device 1 together with the total length of the gas introduction element 4, which is tubular.
  • the gas introduction element 4 consists of a sintered and pressed material, which is essentially molybdenum disilicide
  • the special feature of this gas introduction element 4 is the tubular design, wherein the inner diameter of the tube is much smaller than the length (L) of the gas introduction element 4.
  • the fault-prone, sensitive part of the device 1 is the region 10 of the crucible 2, in which the gas introduction element 4 comes into contact with the liquid medium 3. Therefore, at least the end portion of the gas introduction member 4 is made of the aforementioned or a similar material as molybdenum disilicide (MoSi 2 ).
  • MoSi 2 molybdenum disilicide
  • the cross-sectional shape of the gas inlet elements is in principle optional and ranges from round to oval to polygonal. Are also conceivable
  • the pipe diameters used in practice depend basically on whether the required flushing medium is used for the metallurgical process or a stirring medium for better mixing and
  • Diameter which of course also depend on the aggregate size.
  • Example 1 O 2 use in the OBM process - 150 1 converter. Nozzle diameter 26 mm with annular gap cooling.
  • O2 over FeO is the metallurgical oxidizer and is by means of
  • Example 2 Classic 150t LD converter (O2 supply from above via a water cooled O2 lance) with O2 enriched air through the bottom (instead of Ar or N2) requires 2 - 8 mm nozzle diameter and 6 to 10 DVS lances. By offering metallurgically required O 2 through the soil and stirring effect, the advantages of both processes can be combined! There are considerably more LDs worldwide than OBM converters in use.
  • the tube diameter used in metallurgy thus varies between 2 mm and 50 mm
  • breakthrough-proof flushing lance causes the possibility of using exogenous or endogenous gases or media in the high temperature range of 1400 ° C to 1800 ° C.

Abstract

The present invention presents a device (1) which considerably improves the technique of introducing gases into hot liquid media (3) in metallurgical processes for processing metals. The device (1) consists of a lower portion (14) and an upper portion (15), which are coaxially connected to each other at a connecting point, wherein the upper portion is formed by a relatively long gas introducing element (4), which consists of a material (MoSi2) that is largely chemically nonreactive to the gases used (N2, O2). As a result of the use of air enriched with O2 to > 40% O2, there is no need for the complex installation of annular gap cooling, and so the quantity of cooling gas that is necessary in principle in a ratio of 1:5 (CxHy to O2) is likewise rendered superfluous.

Description

VORRICHTUNG ZUR EINLEITUNG VON GASEN  DEVICE FOR INTRODUCING GASES
IN HEISSE FLÜSSIGE MEDIEN  IN HOT LIQUID MEDIA
Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einer Vorrichtung und einem Verfahren zur Einleitung von Gasen in heiße flüssige Medien, insbesondere zur Einleitung von Veredelungsgasen in die Schmelze verflüssigter Metalle bei der Produktion und Bearbeitung von Stahl in der Metallurgie. The present invention relates to an apparatus and a method for the introduction of gases into hot liquid media, in particular for the introduction of refining gases into the melt liquefied metals in the production and processing of steel in metallurgy.
Derartige Vorrichtungen und Verfahren sind im Stand der Technik aus der Such devices and methods are known in the art from
WO 2008/153440 A2 oder der EP 2 154 256 A2 bekannt. Diese Druckschriften zeigen eine Vorrichtung mit einer Düse (Windform) zur Einleitung von heißen Gasen in ein flüssiges Metall. Die bekannte Vorrichtung besteht aus zwei WO 2008/153440 A2 or EP 2 154 256 A2. These documents show a device with a nozzle (tuyere) for the introduction of hot gases into a liquid metal. The known device consists of two
Abschnitten mit mindestens zwei koaxialen Rohren, die eine Spüllanze bilden, durch die das Spülgas bzw. Prozessgas zur Verarbeitung des flüssigen heißen Metalls geführt wird. Der untere Teil der Spüllanze weist einen größeren Sections having at least two coaxial tubes, which form a Spüllanze through which the purge gas or process gas for processing the liquid hot metal is performed. The lower part of the spout lance has a larger one
Durchmesser als der obere Teil der Spüllanze auf, wobei die beiden Abschnitte an ihren jeweiligen Enden zusammengefügt sind. Der untere Teil der Spüllanze weist dabei zwei Rohrleitungssysteme für zwei verschiedene Gase auf, die am Ende des unteren Abschnitts in einem konischen Endstück zusammengeführt werden und dann gemeinsam durch den oberen Abschnitt der Lanze geführt werden, dessen Innendurchmesser wesentlich kleiner ist als der Innendurchmesser des unteren Abschnitts. Das Ende des oberen Abschnitts führt dann direkt in den Schmelztiegel, sodass das Gas in die Schmelze eingeleitet wird. Bei diesem Gaseinleitungsvorgang entsteht das Problem, dass infolge chemischer Reaktionen des heißen Gases und des Materials der Spüllanze sowie des Materials des Schmelztiegels Material am Ende der Spüllanze, also an der Düse, abgetragen wird, wodurch allmählich die Funktion der Spülung des flüssigen Metalls gefährdet ist und schließlich zum Durchbruch des flüssigen Metalls in die Diameter than the upper part of the Spüllanze, wherein the two sections are joined together at their respective ends. The lower part of the flush lance has two piping systems for two different gases, which are merged at the end of the lower portion in a conical end and then passed together through the upper portion of the lance, whose inner diameter is substantially smaller than the inner diameter of the lower portion , The end of the upper section then leads directly into the crucible, so that the gas is introduced into the melt. In this gas introduction process, the problem arises that due to chemical reactions the hot gas and the material of the Spüllanze and the material of the crucible material at the end of Spüllanze, ie at the nozzle, is removed, whereby gradually the function of the purge of the liquid metal is at risk and finally to the breakthrough of the liquid metal in the
Spüllanzenvorrichtung führen kann, was verheerende Auswirkungen hat. Das Material des oberen rohrförmigen Abschnitts der Spüllanze besteht im Spüllanzenvorrichtung can lead, which has devastating effects. The material of the upper tubular portion of the Spüllanze consists in
Allgemeinen aus einem Stahl, der für diese Vorrichtung in etwa eine Standzeit von ein bis zwei Monaten aufweist. Generally from a steel, which has approximately a life of one to two months for this device.
Beim Spülen mit Argon und Stickstoff treten Probleme auf, die die Standzeiten der gesamten Spüleinrichtungen erheblich beeinträchtigen. Bereits unvermeidbare geringe Spuren von O2 im Gas lassen die Düsen an der Feuerseite abschmelzen. Dies führt zur Bildung eines Trichters. Das Feuerfestmaterial verschleisst durch sogenanntes "Abplatzen" immer auf die Höhe der Düse. Ist das Feuerfestmaterial zwar standhaft, so geht es durch den Verschleiß der Düse aber mit verloren. When purging with argon and nitrogen problems occur that significantly affect the life of the entire purging devices. Already inevitable small traces of O2 in the gas melt the nozzles on the fire side. This leads to the formation of a funnel. The refractory material wears so-called "flaking" always on the height of the nozzle. Although the refractory material is steadfast, so it is lost by the wear of the nozzle.
Die gesamte Lebensdauer solch verwendeter Böden hängt also von der The entire life of such used soils depends on the
Verschleißfestigkeit der Düse ab. Es tritt aber auch der umgekehrte Fall ein, dass die Düse durch einen "Ansaugeffekt " bei hoher Gasaustrittsgeschwindigkeit zupackt. Zur Öffnung wäre der Einsatz von 02 wieder von Nöten. Fakt ist, dass diese verstopften Düsen keine Rührwirkung zeigen und geschlossen werden. Dies ist häufig der Fall. Mit O2 angereicherter Luft wäre ein " Aufbrennen " möglich. Wear resistance of the nozzle from. But there is also the reverse case, that the nozzle by a "suction" at high gas outlet velocity grabbed. To open the use of 0 2 would be needed again. The fact is that these clogged nozzles show no stirring effect and are closed. This is often the case. With O 2 enriched air a "burning" would be possible.
Ein weiteres Problem tritt beim Spülen oder bei Sauerstoffzufuhr (OBM Prozess) durch die Düsen auf. Bei Einsatz von reinem Sauerstoff ( auch mit 02 Another problem occurs during rinsing or oxygen delivery (OBM process) through the nozzles. When using pure oxygen (also with 0 2
angereicherter Luft ) wäre ohne Kühlung der Komplettverschleiß der Düse innerhalb von Minuten gegeben. Es ist daher für den Prozess ein zweites Rohr für das Kühlmedium erforderlich, also ein Rohr im Rohr - ein Ringspalt entsteht für das Kühlmedium - im Zentralrohr wird 02 injiziert. Als Kühlmedium dient CxHy oder Öle und auch H20 Dampf. Einige Verfahren sind patentrechtlich geschützt, wie beispielsweise das KS, Tulachermet, OBM oder Korf Verfahren. Neben der Gefahr eines Flüssigstahldurchbruches ( wird durch das Grundpatent eliminiert ) sind diese Anlagen von der Regelungstechnik aufwendig. enriched air) would be given without cooling the complete wear of the nozzle within minutes. It is therefore necessary for the process, a second tube for the cooling medium, ie a tube in the tube - an annular gap is formed for the cooling medium - in the central tube 0 2 is injected. The cooling medium is CxHy or oils and also H 2 0 steam. Some processes are protected by patent, such as the KS, Tulachermet, OBM or Korf process. In addition to the risk of a liquid steel breakthrough (is eliminated by the basic patent) These systems are complex by the control technology.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche die Nachteile im Stand der Technik zumindest teilweise überwindet, einfach und kostengünstig in der Herstellung ist und eine verbesserte Standzeit gewährleistet. It is therefore an object of the present invention to provide a device which at least partially overcomes the disadvantages of the prior art, is simple and inexpensive to manufacture and ensures an improved service life.
Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen der Hauptansprüche gelöst. Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind den Unteransprüchen zu entnehmen. This object is achieved with the characterizing features of the main claims. Other features essential to the invention can be found in the dependent claims.
Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung zur Einleitung von Gas in ein Behältnis mit einem heißen flüssigen Medium dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein temperaturfestes Gaseinleitungselement, das mindestens an einem Ende überwiegend Molybdändisilizid (MoSi2) beinhaltet und an mindestens einer Stelle des Behältnisses angeordnet ist. According to the invention, the device for introducing gas into a container with a hot liquid medium is characterized in that at least one temperature-resistant gas introduction element which contains predominantly molybdenum disilicide (MoSi 2 ) at at least one end and is arranged at at least one point of the container.
Erfindungsgemäß ist es weiterhin, dass das Gaseinleitungselement aus einem keramischen gesinterten Material besteht, das wenigstens Molybdändisilizid (M0S12) enthält und dadurch gekennzeichnet ist, dass der Werkstoff mindestens eine röhrenförmige Durchführung aufweist, wobei die Querschnittsform des According to the invention, furthermore, the gas introduction element consists of a ceramic sintered material which contains at least molybdenum disilicide (M0S1 2 ) and is characterized in that the material has at least one tubular passage, wherein the cross-sectional shape of the
Gaseinleitungselements beliebig ausgeformt ist, zum Beispiel rund, oval oder mehreckig. Gas introduction element is formed arbitrarily, for example, round, oval or polygonal.
Vorteilhaft ist es ferner, dass der Werkstoff, aus dem das Gaseinleitungselement gefertigt ist, keramische Eigenschaften aufweist. It is also advantageous that the material from which the gas introduction element is made has ceramic properties.
Dabei ist es auch vorteilhaft, dass der Werkstoff, aus dem das It is also advantageous that the material from which the
Gaseinleitungselement gefertigt ist, gesintert ist. Ein weiterer Vorteil wird darin gesehen, dass der Innendurchmesser (d) des Gaseinleitungselements klein ist im Vergleich zur Länge (L) des Gas inlet element is made, sintered. Another advantage is considered that the inner diameter (d) of the gas introduction element is small compared to the length (L) of the
Gaseinleitungselements. Gas inlet element.
Vorteilhaft ist es auch, dass das Gaseinleitungselement bei Temperaturen It is also advantageous that the gas introduction element at temperatures
> 550 °C an der Oberfläche eine Quarzglasschicht bildet, die eine schützende Wirkung entfaltet. > 550 ° C forms on the surface of a quartz glass layer, which develops a protective effect.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Gaseinleitungselement an mindestens einem Ende in ein Zwischenstück eingesetzt ist, das an der Oberfläche ein Gewinde aufweist, das mit einem unteren Teil der Spüllanze im Eingriff steht. A further advantage is that the gas introduction element is inserted at at least one end into an intermediate piece which has a thread on the surface, which is in engagement with a lower part of the flushing lance.
Vorteilhaft ist es auch, dass die geometrischen Abmessungen und Formen des Übergangsteils sowohl an das Gaseinleitungselement als auch an den unteren Teil der Spüllanze angepasst ist. It is also advantageous that the geometric dimensions and shapes of the transition part are adapted both to the gas inlet element and to the lower part of the flushing lance.
Vorteilhaft ist es ferner, dass der Außendurchmesser des Gaseinleitungselements zwischen 2 mm und 50 mm liegt. It is also advantageous that the outer diameter of the gas introduction element is between 2 mm and 50 mm.
Ferner ist es vorteilhaft, dass das Material des Gaseinleitungselements eine endogene und/oder exogene Resistenz aufweist (wie z. B. SiSiC). Furthermore, it is advantageous that the material of the gas introduction element has an endogenous and / or exogenous resistance (such as, for example, SiSiC).
Erfindungsgemäß und vorteilhaft ist es ferner, dass das Gaseinleitungselement aus einem keramischen gesinterten Werkstoff besteht, der wenigstens According to the invention and advantageous it is further that the gas introduction element consists of a ceramic sintered material, at least
Molybdändisilizid (M0S12) enthält und sich dadurch auszeichnet, dass das zusammengepresste und gesinterte Material eine rohrförmige Durchführung aufweist, die in einem speziellen Strangpressverfahren mit einem Dorn hergestellt wird. Molybdenum disilicide (M0S12) and characterized in that the compressed and sintered material has a tubular passage, which is produced in a special extrusion process with a mandrel.
Ein vorteilhaftes Verfahren zur Einleitung von Gasen in ein heißes Medium mit einem Gaseinleitungselement, dessen Material mindestens an einem Ende überwiegend Molybdändisilizid (MoSi2) aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, dass das Spülgas mit Sauerstoff angereicherter Luft in die flüssige Schmelze des Metalls eingeleitet wird, wobei der Sauerstoffgehalt des Gasgemischs > 40 % beträgt. An advantageous method for the introduction of gases into a hot medium with a gas introduction element whose material predominantly molybdenum disilicide (MoSi 2 ) has at least at one end, is characterized in that the purge gas is introduced into the liquid melt of the metal with oxygen-enriched air, wherein the oxygen content of the gas mixture is> 40%.
Ein derartiges Verfahren weist verschiedene Vorteile auf. Infolge des Einsatzes von mit 02 angereicherter Luft auf > 40% 02 entfällt die aufwendige Installation von Ringspaltkühlung, sodass die im Prinzip erforderliche Kühlgasmenge im Verhältnis von 1 :5 ( CxHy zu 02 ) ebenfalls überflüssig wird, entfällt. Such a method has several advantages. As a result of the use of 0 2 enriched air to> 40% 0 2 eliminates the costly installation of annular gap cooling, so that the required amount of cooling gas in the ratio of 1: 5 (CxHy to 0 2 ) is also unnecessary, is eliminated.
Da das neue verwendete Material (MoSi2) nicht oxidiert. Because the new material used (MoSi 2 ) does not oxidize.
Durch den Einsatz von Argon und Stickstoff, mit 02 angereicherter Luft, C02, sowie endogener und exogener Medien wird die DVS Lanze quasi nicht mehr angegriffen. Dadurch ist es erstmalig möglich, dass das die Lanze umgebende feuerfeste Material für die Gesamthaltbarkeit einer Injektionsmetallurgie By using argon and nitrogen, with 0 2 enriched air, C0 2 , and endogenous and exogenous media, the DVS lance is almost invulnerable. This makes it possible for the first time that the refractory material surrounding the lance for the overall durability of an injection metallurgy
verantwortlich ist. responsible for.
Der wohl wirtschaftlichste Vorteil besteht einerseits darin, dass ausreichend Sauerstoff für den metallurgischen Oxidationsprozess zur Verfügung gestellt wird und andererseits kann der Stickstoff seine Rührwirkung in der flüssigen Schmelze entfalten. Die Herstellungskosten von Pressluft sind im Vergleich zu Argon oder Stickstoff vergleichsweise sehr gering. Es reicht der Einsatz einer DVS Lanze und daher ist keine CxHy Kühlung erforderlich. On the one hand, the probably most economical advantage is that sufficient oxygen is made available for the metallurgical oxidation process, and on the other hand, the nitrogen can unfold its stirring effect in the liquid melt. The production costs of compressed air are comparatively very low compared to argon or nitrogen. It is sufficient to use a DVS lance and therefore no CxHy cooling is required.
Die Zugabe von C02 entfaltet ebenfalls eine vorteilhafte Wirkung in vollem Umfang dann, wenn die Verweilzeit des C02 im Stahlbad groß genug ist. Da C02 im Hochtemperaturbereich nicht stabil ist, wandelt sich das C02 unter im Stahl vorhandenen C zu CO um. Die Energiebilanz wird positiv beeinflusst. Das neue Rohrmaterial reagiert nicht mit CO2. The addition of C0 2 also unfolds a beneficial effect in full extent, when the residence time of C0 2 in the steel bath is large enough. Since C0 2 is not stable in the high temperature range, the C0 2 converts to CO under C present in the steel. The energy balance is positively influenced. The new pipe material does not react with CO 2 .
Im nun Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 : einen Querschnitt eines Teils des Bodens eines Elektroschmelzofens (2), in dem die erfindungsgemäße Vorrichtung (1) mit dem In the following, the invention will be explained in more detail with reference to drawings. It shows Fig. 1: a cross section of a part of the bottom of an electric melting furnace (2), in which the inventive device (1) with the
Gaseinleitungselement (4) eingesetzt ist;  Gas introduction element (4) is inserted;
Fig. 2: einen Querschnitt durch Teile der Vorrichtung (1), an denen das 2 shows a cross section through parts of the device (1), where the
Gaseinleitungselement (4) mit dem unteren Teil der Vorrichtung (1) zusammengeführt wird;  Gas introduction element (4) is merged with the lower part of the device (1);
Fig. 3: eine schematische Darstellung des Endbereichs des unteren Teils der 3 shows a schematic representation of the end region of the lower part of FIG
Vorrichtung (1) zusammen mit der gesamten Länge des  Device (1) together with the entire length of the
Gaseinleitungselements (4).  Gas introduction element (4).
Die Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen Teil des Bodens eines Fig. 1 shows a cross section through a part of the bottom of a
Elektroschmelztiegels 2, in dem die Vorrichtung 1 mit dem erfindungsgemäßen Gaseinleitungselement 4 eingesetzt ist. Die Öffnung 11 des Electric crucible 2, in which the device 1 is used with the gas introduction element 4 according to the invention. The opening 11 of
Gaseinleitungselements 4 weist direkt in die Schmelze 3 des flüssigen heißen Mediums, zum Beispiel Eisen bzw. Stahl und gerät somit unmittelbar in Berührung mit dem heißen flüssigen Medium. Infolge dieser unmittelbaren Berührung zwischen dem Gaseinleitungselement 4 und dem flüssigen Medium 3 im Gas inlet element 4 has directly into the melt 3 of the liquid hot medium, for example iron or steel and thus comes directly into contact with the hot liquid medium. As a result of this direct contact between the gas introduction element 4 and the liquid medium 3 in
Zusammenwirken mit dem einzuleitenden Gas entstehen chemische und Cooperation with the gas to be introduced arise chemical and
mechanische Reaktionen zwischen dem Gas und dem Boden 12 im Bereich der Öffnung 11 des Gaseinleitungselements, was im Gesamtprozess schließlich zum trichterförmigen Abbau des Materials in diesem Reaktionsbereich führt. Diese Materialabtragung wird durch den Einsatz des erfindungsgemäßen mechanical reactions between the gas and the bottom 12 in the region of the opening 11 of the gas introduction element, which ultimately leads to the funnel-shaped degradation of the material in this reaction region in the overall process. This material removal is through the use of the invention
Gaseinleitungselements 4 um etwa 30 % gemindert, was darauf zurückzuführen ist, dass das Molybdändisilizid (M0S12) eine verminderte chemische Reaktion mit dem einzuleitenden Gasgemisch zeigt, sodass die Geschwindigkeit des Gas introduction element 4 is reduced by about 30%, which is due to the fact that the molybdenum disilicide (M0S12) shows a reduced chemical reaction with the gas mixture to be introduced, so that the speed of the
Materialabbauprozesses stark gemindert ist und somit die Standzeit des Material degradation process is greatly reduced and thus the life of the
Gaseinleitungselements erheblich verlängert wird. Die Fig. 2 zeigt eine schematische Explosionsdarstellung des Bereichs zur Zusammenführung zwischen dem unterem Abschnitt der Vorrichtung 1 und dem Gaseinleitungselement 4. Das Gaseinleitungselement 4 weist am Ende eine stufenförmige zylindrische Verjüngung 13 auf, über die ein Zwischenstück 7 gesetzt wird. Das Zwischenstück 7 weist an der Oberfläche ein Gewinde 8 auf, das sich über die gesamte Länge des Zwischenstücks 7 erstreckt. Die Gas introduction element is considerably extended. Fig. 2 shows a schematic exploded view of the region for merging between the lower portion of the device 1 and the gas introduction element 4. The gas introduction element 4 has at the end of a stepped cylindrical taper 13 over which an intermediate piece 7 is set. The intermediate piece 7 has on the surface of a thread 8, which extends over the entire length of the intermediate piece 7. The
stufenförmige Verjüngung 13, die in die Bohrung des Zwischenstücks 7 hineinragt, werden miteinander verklebt oder verschweißt oder auf andere Art miteinander verbunden. Das Gewinde 8 des Zwischenstücks 7 steht mit dem Gewinde 8' am Ende des unteren Teils 9 der Vorrichtung 1 im Eingriff. Das Zwischenstück dient der besseren Haltbarkeit der Verbindung zwischen dem Gaseinleitungselement 4 und dem Ende des unteren Teils der Vorrichtung 1, da das Material des Step-shaped taper 13, which projects into the bore of the intermediate piece 7, are glued or welded or otherwise connected together. The thread 8 of the intermediate piece 7 is engaged with the thread 8 'at the end of the lower part 9 of the device 1 in engagement. The intermediate piece serves to improve the durability of the connection between the gas introduction element 4 and the end of the lower part of the device 1, since the material of the
Gaseinleitungselements 4 nicht geeignet ist, an der stufenförmigen Verjüngung ein Gewinde aufzunehmen, das die Festigkeit der Verbindung schwächen würde und den auftretenden Drucken nicht standhalten würde. Gas introduction element 4 is not suitable to take on the step-shaped taper a thread that would weaken the strength of the compound and would not withstand the occurring pressures.
Die Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung des Endes des unteren Teils 9 der Vorrichtung 1 zusammen mit der Gesamtlänge des Gaseinleitungselements 4, das rohrförmig ausgebildet ist. Das Gaseinleitungselement 4 besteht aus einem gesinterten und verpressten Material, das im Wesentlichen Molybdändisilizid Fig. 3 shows a schematic representation of the end of the lower part 9 of the device 1 together with the total length of the gas introduction element 4, which is tubular. The gas introduction element 4 consists of a sintered and pressed material, which is essentially molybdenum disilicide
(M0S12) beinhaltet. Das Besondere an diesem Gaseinleitungselement 4 ist die röhrenförmige Ausführung, wobei der Innendurchmesser der Röhre sehr viel kleiner ist als die Länge (L) des Gaseinleitungselements 4. Der störungsanfällige, empfindliche Teil der Vorrichtung 1 ist der Bereich 10 des Schmelztiegels 2, in dem das Gaseinleitungselement 4 mit dem flüssigen Medium 3 in Berührung kommt. Daher ist zumindest der Endbereich des Gaseinleitungselements 4 aus dem genannten oder einem ähnlichen Material wie Molybdändisilizid (MoSi2) gefertigt. Die Querschnittsform der Gaseinleitungselemente ist prinzipiell wahlfrei und reicht von rund über oval bis hin zu mehreckig. Denkbar sind auch (M0S12). The special feature of this gas introduction element 4 is the tubular design, wherein the inner diameter of the tube is much smaller than the length (L) of the gas introduction element 4. The fault-prone, sensitive part of the device 1 is the region 10 of the crucible 2, in which the gas introduction element 4 comes into contact with the liquid medium 3. Therefore, at least the end portion of the gas introduction member 4 is made of the aforementioned or a similar material as molybdenum disilicide (MoSi 2 ). The cross-sectional shape of the gas inlet elements is in principle optional and ranges from round to oval to polygonal. Are also conceivable
Ausführungsformen des Gaseinleitungselementes 4, bei denen in einem Block nicht nur eine Durchführung angeordnet ist, sondern mehr als eine, was die Embodiments of the gas introduction element 4, in which not only one passage is arranged in a block, but more than one, which is the
Gasdurchflussmenge erhöht, bei gleich bleibendem Innendurchmesser der Durchführung. Selbstverständlich kommen auch andere Materialien, die ähnliche chemische Reaktionen in Abhängigkeit von der Temperatur aufweisen, infrage wie beispielsweise SiSiC, das sowohl exogene als auch endogene chemische Gas flow rate increased, with the same inner diameter of the Execution. Of course, other materials that have similar chemical reactions as a function of temperature, such as SiSiC, which is both exogenous and endogenous chemical
Eigenschaften aufweist. Features.
Die in der Praxis eingesetzten Rohrdurchmesser richten sich grundsätzlich danach, ob das benötigte Spülmedium für den metallurgischen Prozess eingesetzt wird oder ein Rührmedium für die bessere Durchmischung und The pipe diameters used in practice depend basically on whether the required flushing medium is used for the metallurgical process or a stirring medium for better mixing and
Gleichgewichtsangleichung eingebracht wird. Ein Richtwert für 02 für Balance adjustment is introduced. A guideline for 0 2 for
metallurgische Zwecke ist bis zu ca. 50 m3 / Tonne Stahl und Ar, N2 bis ca. o,1 m3 / Tonne und Minute. Daraus ergeben sich die unterschiedlichsten metallurgical purposes is up to about 50 m3 / ton steel and Ar, N 2 to about o, 1 m3 / ton and minute. This results in the most diverse
Durchmesser, welche natürlich auch von der Aggregatsgröße abhängen. Diameter, which of course also depend on the aggregate size.
1. Beispiel: O2 Einsatz im OBM Prozess - 150 1 Konverter. Düsendurchmesser 26 mm mit Ringspaltkühlung. Example 1: O 2 use in the OBM process - 150 1 converter. Nozzle diameter 26 mm with annular gap cooling.
O2 über FeO ist der metallurgische Oxidator und wird mittels  O2 over FeO is the metallurgical oxidizer and is by means of
Ringspaltdüsenkühlung durch den Boden eingebracht. Annular gap cooling introduced through the floor.
2. Beispiel: Klassischer 150t LD Konverter (O2 Zufuhr von oben über eine wassergekühlte O2 Lanze ) mit O2 angereicherter Luft durch den Boden (an Stelle von Ar oder N2 ) benötigt 2 - 8 mm Düsendurchmesser und 6 bis 10 DVS Lanzen. Durch des Angebot von metallurgisch benötigten O2 durch den Boden und Rührwirkung lassen sich die Vorteile beider Verfahren vereinen! Es sind weltweit wesentlich mehr LD als OBM Konverter im Einsatz. Example 2: Classic 150t LD converter (O2 supply from above via a water cooled O2 lance) with O2 enriched air through the bottom (instead of Ar or N2) requires 2 - 8 mm nozzle diameter and 6 to 10 DVS lances. By offering metallurgically required O 2 through the soil and stirring effect, the advantages of both processes can be combined! There are considerably more LDs worldwide than OBM converters in use.
Der in der Metallurgie eingesetzte Rohrdurchmesser variiert somit zwischen 2 mm und 50 mm The tube diameter used in metallurgy thus varies between 2 mm and 50 mm
Der Einsatz des keramischen Materiales im Spüler gepaart mit einer The use of the ceramic material in the dishwasher paired with a
durchbruchsicheren Spüllanze, wie beispielsweise aus der WO 2008/153440 A2 bekannt, bewirkt die Einsatzmöglichkeit von exogenen oder endogenen Gasen oder Medien im Hochtemperaturbereich von 1400° C bis 1800° C. breakthrough-proof flushing lance, as known for example from WO 2008/153440 A2, causes the possibility of using exogenous or endogenous gases or media in the high temperature range of 1400 ° C to 1800 ° C.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung (1) zur Einleitung von Gas in ein Behältnis (2) mit einem 1. Device (1) for introducing gas into a container (2) with a
flüssigen heißen Medium (3), gekennzeichnet durch mindestens ein temperaturfestes Gaseinleitungselement (4), das mindestens  liquid hot medium (3), characterized by at least one temperature-resistant gas introduction element (4), the at least
Molybdändisilizid (M0S12) an mindestens einem Ende des Molybdenum disilicide (M0S1 2 ) at least at one end of the
Gaseinleitungselements (4) aufweist und an mindestens einer Stelle (10) des Behältnisses (2) angeordnet ist.  Gas inlet element (4) and at at least one point (10) of the container (2) is arranged.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gaseinleitungselement (4) einen vorbestimmten Innendurchmesser (d) aufweist, der so bemessen ist, dass das flüssige Medium (3) allein aufgrund seiner Viskosität nicht in die Öffnung des Gaseinleitungselements (4) eindringen kann, zum Beispiel für Eisen und Stahl liegt d zwischen 2 mm bis 7 mm. 2. Device according to claim 1, characterized in that the gas introduction element (4) has a predetermined inner diameter (d) which is dimensioned such that the liquid medium (3) does not penetrate into the opening of the gas introduction element (4) solely on account of its viscosity can, for example, for iron and steel d is between 2 mm to 7 mm.
3. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch 3. Device according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des  characterized in that the outer diameter of the
Gaseinleitungselements (4) zwischen 2 mm und 50 mm liegt. Gas introduction element (4) is between 2 mm and 50 mm.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff, aus dem das Gaseinleitungselement (4) gefertigt ist, keramische Eigenschaften aufweist. 4. Apparatus according to claim 1, characterized in that the material from which the gas introduction element (4) is made, has ceramic properties.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff, aus dem das Gaseinleitungselement (4) gefertigt ist, gesintert ist. 5. Apparatus according to claim 1, characterized in that the material from which the gas introduction element (4) is made, is sintered.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsform des Gaseinleitungselements beliebig ausgeformt ist, zum Beispiel rund, oval oder mehreckig oder ein Kombination aus den genannten Formen. 6. Apparatus according to claim 1 and 4, characterized in that the cross-sectional shape of the gas introduction element is arbitrarily shaped, for example, round, oval or polygonal or a combination of the forms mentioned.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine 7. Apparatus according to claim 4, characterized by a
Durchführung (5), deren Innendurchmesser (d) klein im Vergleich zur Länge (L) des Gaseinleitungselements (4) ist.  Feedthrough (5) whose inner diameter (d) is small compared to the length (L) of the gas introduction element (4).
8. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch 8. Device according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass das Gaseinleitungselement (4) bei  characterized in that the gas introduction element (4) at
Temperaturen > 550 °C an der Oberfläche eine Quarzglasschicht bildet, die eine schützende Wirkung entfaltet.  Temperatures> 550 ° C at the surface forms a quartz glass layer, which unfolds a protective effect.
9. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch 9. Device according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass das Gaseinleitungselement (4) an mindestens einem Ende (6) in ein Zwischenstück (7) eingesetzt ist.  in that the gas introduction element (4) is inserted at at least one end (6) into an intermediate piece (7).
10. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch 10. Device according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass das Zwischenstück (7) an der Oberfläche ein Gewinde (8) aufweist, das mit einem Gewinde (8') am Ende (9) des unteren Abschnitts (14) Spüllanze im Eingriff steht. characterized in that the intermediate piece (7) has on the surface a thread (8) which is in engagement with a thread (8 ') at the end (9) of the lower portion (14).
11. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Übergangsteil (7) den geometrischen Abmessungen und Formen des Endes des Gaseinleitungselements (4) und des Endes des unteren Abschnitts der Spüllanze angepasst ist. 11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the transition part (7) is adapted to the geometric dimensions and shapes of the end of the gas introduction element (4) and the end of the lower portion of the Spüllanze.
12. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des 12. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the outer diameter of the
Gaseinleitungselements (4) zwischen 5 mm und 50 mm liegt.  Gas introduction element (4) between 5 mm and 50 mm.
13. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Gaseinleitungselements (4) eine endogene und/oder exogene Resistenz aufweist (wie z. B. SiSiC). 13. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the material of the gas introduction element (4) has an endogenous and / or exogenous resistance (such as SiSiC).
14. Gaseinleitungselement (4) aus einem keramischen gesinterten Material, das wenigstens an einem Ende einen Anteil an Molybdändisilizid (MoSi2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Material mindestens eine rohrförmige Durchführung (d) aufweist. 14 gas introduction element (4) made of a ceramic sintered material having a proportion of molybdenum disilicide (MoSi 2 ) at least at one end, characterized in that the material has at least one tubular passage (d).
15. Verfahren zur Einleitung von Gasen in ein heißes Medium (3) mit einem Gaseinleitungselement (4), dessen Material mindestens an einem Ende überwiegend Molybdändisilizid (M0S12) aufweist und ein Spülgas mit Sauerstoff (02) angereicherte Luft verwendet, wobei der Sauerstoffgehalt > 40 % beträgt. 15. A method for introducing gases into a hot medium (3) with a gas introduction element (4) whose material predominantly molybdenum disilicide (M0S12) has at least one end and a purge gas with oxygen (0 2 ) enriched air used, wherein the oxygen content 40%.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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AU3909672A (en) * 1972-02-17 1973-08-23 British Steel Corporation Aluminium/refractory coated lance
US3853524A (en) * 1974-02-14 1974-12-10 Ppg Industries Inc Bubbler for a glass melting furnace
RU2374328C2 (en) 2007-04-26 2009-11-27 Техком Гмбх Tuyere device for introduction of gas mediums under level of liquid metal

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