EP2882876A1 - Hot blast lance with a nozzle brick arranged at the hot blast outlet - Google Patents

Hot blast lance with a nozzle brick arranged at the hot blast outlet

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EP2882876A1
EP2882876A1 EP13737535.8A EP13737535A EP2882876A1 EP 2882876 A1 EP2882876 A1 EP 2882876A1 EP 13737535 A EP13737535 A EP 13737535A EP 2882876 A1 EP2882876 A1 EP 2882876A1
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EP
European Patent Office
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hot blast
nozzle
hot
lance
blast lance
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Christian GÜNTHER
Michael Wahl
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Saarstahl AG
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Saarstahl AG
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Publication date
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Publication of EP2882876B1 publication Critical patent/EP2882876B1/en
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    • 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
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
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    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
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    • C21C5/46—Details or accessories
    • C21C5/48—Bottoms or tuyéres of converters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
    • F27B3/10—Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
    • F27B3/22—Arrangements of air or gas supply devices
    • F27B3/225—Oxygen blowing
    • 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
    • F27D2003/168—Introducing a fluid jet or current into the charge through a lance
    • F27D2003/169—Construction of the lance, e.g. lances for injecting particles

Definitions

  • the invention relates to a hot blast lance with a hot stone outlet arranged nozzle block for use in metallurgical processes, such as in the
  • Supply of the oxygen can be done by bottom blowing and / or by blowing.
  • bottom blowing the converter in the bottom area on one or more special floor nozzles, through which the oxygen is supplied.
  • the oxygen is introduced by means of a lance.
  • Converter with oxidizing gases are burned. The resulting heat is transferred to the melt.
  • oxygen and / or fuels are supplied via bottom nozzles.
  • Hot air source can be generated efficiently, if here a so-called Pebble Heater is used.
  • the pebble heater in itself, as an embodiment of a
  • the hot air must then be conveyed from the hot air outlet of the pebble heater to the tip of the lance, to be blown from there into a metallurgical reaction vessel.
  • the present invention has for its object to enable the introduction of hot blast in a metallurgical vessel, such as bspwnden converter, in an efficient manner.
  • the task is at a
  • Hot blast outlet arranged nozzle stone according to the invention achieved by the characterizing features of claim 1.
  • the nozzle block is provided with at least one H effetwindaustrittsdüse, and is replaceable, and rests on the hot air outlet on a support ring.
  • the hot blast has a temperature of 500 ° C to 1,400 ° C, advantageously 1,200 ° C.
  • Jet velocity at the exit of the jet from the lance in the range from 250 m / s to 600 m / s,
  • Nozzle diameter at the lance tip is.
  • Reactor usually measured at the handled in the reactor batch or Abstichmati. Accordingly, the geometric dimensions of the reactor vessel grow much slower than the batch or tapping weight handled in the reactor.
  • Outlet opening of the hot blast jet can no longer dissipate its initial pulse inside the reaction vessel until it reaches the bath surface far enough. From a certain reactor size, it may therefore be necessary, the hot blast into several beams
  • Afterburning can be used in the converter.
  • incoming hot blast placed in front of the nozzle tip nozzle channel is substantially parallel to the lance axis.
  • the nozzle channels of at least two nozzles should run obliquely to the longitudinal axis of the hot blast lance.
  • the hot blast is discharged from the nozzle with a twist and moves "helically M from above onto the steel bath.
  • the nozzle block contains more than one, preferably three nozzles. In the case of only one nozzle, this has substantially in the direction of the longitudinal axis of the
  • Hot blast lance If there are several nozzles, make sure that the nozzle channels have a minimum angle of preferably 11 ° to each other. This refinement is based on the knowledge that the run length of the jet is related to the nozzle diameter. By the hot air exiting through a plurality of nozzles, which are each reduced in diameter over a larger nozzle, thereby the run length of the individual beams is reduced.
  • the nozzle block contains three nozzles, the nozzle channel longitudinal axes are inclined to the longitudinal axis of the hot blast lance so that they do not intersect.
  • nozzle channel longitudinal axes are approximately in the direction of the longitudinal axis of the hot blast lance, but only so that they do not intersect, that is. So pass by. This causes an additional tilting of the nozzle channel longitudinal axes, so that they ultimately generate a swirl when exiting the hot blast.
  • the nozzle block may also have more than three nozzles.
  • the nozzles are oriented such that the longitudinal axes of two nozzles form an angle greater than 20 °.
  • This embodiment is related to the knowledge that the rays emerging from the nozzles have a certain opening angle. Furthermore, the rays generate a due to their flow in the edge region
  • Negative pressure through which gaseous particles are drawn into the flow which are located in this edge region. If two hot air flows are too close to each other, the two hot air flows attract because of the negative pressure and combine to form a stream.
  • nozzle stone made of a refractory material or even from a
  • microstructures may, for example, take the form of
  • Hot blast outlet surface is convex.
  • the radius of curvature of the convex hot-air outlet surface is dimensioned such that the inclined longitudinal axis of the nozzle channel or the inclined longitudinal axes of the nozzle channels approximately at the radius of convex hot blast outlet surface of the nozzle block
  • the hot blast lance is provided there with a separate or integrated on an inner tube of the hot blast lance arranged support ring, the nozzle stone at the open end of the hot blast lance as
  • Cooling channel system of the nozzle block is connected in a fluid-tight manner. In this way, effective cooling of the nozzle stone results, which leads to a significant increase in the service life.
  • the nozzle stone be provided on the in the intended use position for molten bath or steel bath side facing with a shield, which the nozzle stone with
  • This shielding could be understood as a kind of protective goggle which protects the nozzle block as such against temperature radiation, i. covers, while leaving the nozzle openings free. This ensures that the material of the nozzle stone is very well protected against the high temperature radiation, without the nozzles being disturbed in terms of flow.
  • the shielding is provided with a cooling channel system which can be charged with coolant. This has the advantage that you have the
  • Nozzle stone as such no longer has to cool. This in turn has the advantage that the blown hot blast virtually no or hardly any thermal energy is withdrawn.
  • the nozzle block consists of at least two parts, i. two or more parts is formed, and that the parts are formed so that they are in
  • the nozzle channels are formed at least on the inlet side of the
  • Hot wind have a different contour from the round cross-section. Examples of this are described and illustrated below. Thus, according to the invention, the use of a
  • Hot blast lance according to one of claims 1 to 10 for blowing hot blast above a steel bath or above a scrap heap / heap in one
  • Converter incoming hot air is imprinted a component of movement in the horizontal direction. This advantageously increases the run length of the
  • Hot air jet in the converter atmosphere In a corresponding embodiment of the geometry can be achieved in that the hot blast in the
  • Figure 1 perspective sectional view of the lower part of a hot blast lance
  • Figure 1 shows a perspective sectional view of the lower end of the hot blast lance. It is also closed
  • This support ring can also be integral
  • gas-dynamic velocities produced a uniform tight contact pressure down on the support ring.
  • the uniform contact pressure on the support ring is generated by the outer contour of the nozzle block.
  • FIG. 3 shows various embodiments of the nozzle block.
  • the upper part of the picture shows an embodiment with only one centric nozzle channel.
  • the lower illustration shows a nozzle stone with also three nozzle channels. Here, however, is the
  • the nozzle channels do not have a round cross section on the hot air inlet side into the nozzle block. This cross-section can continue downwards, even in a curved nozzle channel guide, to the lower hot blast exit surface.
  • the nozzle stone itself in the hot blast lance according to the present invention may therefore be a ceramic stone, or consist of a temperature-resistant steel alloy or consist of a water-cooled copper head.
  • Figure 4 shows three representations for different
  • the picture above shows a nozzle stone 1 at the lower end of a Heiwindlanze 3, with an integrated
  • Cooling duct system 6 This cooling duct system 6 of the
  • Nozzle block 1 is connected to the cooling duct system
  • Hot blast lance 3 connected in a coolant-tight manner.
  • the exchangeable nozzle block at the lower end of the hot blast lance is welded to the Heinlyn lance, such that the cooling channels of the hot blast lance are connected in a coolant-tight manner with the cooling channels of the nozzle block.
  • the middle part of Figure 4 shows a variant in the nozzle block 1 at the in the molten bath
  • a bspw ceramic or cooled metallic shield 5 which covers the nozzle stone as far as possible but leaves the nozzle openings. This gives the nozzle stone a very
  • the lower part of the picture represents an embodiment showing the nozzle block 1 in a multi-part embodiment.
  • the individual parts of the nozzle block are in turn so
  • Figure 5 shows again in a perspective

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Abstract

The invention relates to a hot blast lance with a nozzle brick arranged at the hot blast outlet for use in metallurgical process, such as the production of steel in a converter, said lance having at least one hot blast outlet nozzle in the nozzle brick, via which hot blast is blown into the steel melt of a converter, according to the preamble of claim 1. In order to enable introduction of hot blast into the converter in an efficient manner, according to the invention the nozzle brick (1) is furnished with at least one hot blast outlet nozzle or nozzle channel (10), is interchangeable and is supported at the hot blast outlet (3) on a bearing ring (4).

Description

Heißwindlanze mit einem am Heißwindaustritt angeordneten  Hot blast lance with a arranged at the hot air outlet
Düsenstein  nozzle block
Die Erfindung betrifft eine Heißwindlanze mit einem am Heißwindaustritt angeordneten Düsenstein für den Einsatz in metallurgischen Prozessen, wie bspw bei der The invention relates to a hot blast lance with a hot stone outlet arranged nozzle block for use in metallurgical processes, such as in the
Stahlherstellung in einem Konverter, mit mindestens einer Heißwindaustrittsdüse im Düsenstein, über welche Heißwind auf das Stahlbad eines Konverters aufgeblasen wird, gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1. Bei metallurgischen Prozessen ist die Einleitung von Reaktionsgasen wie bspw Sauerstoff Stand der Technik. So ist es auch bei der Stahlherstellung bekannt, der Schmelze Sauerstoff zuzuführen, mit dem Ziel, Steel production in a converter, with at least one Heißwindaustrittsdüse in the nozzle block over which hot air is blown onto the steel bath of a converter, according to the preamble of claim 1. In metallurgical processes, the introduction of reaction gases such as oxygen state of the art. So it is also known in steel production to supply oxygen to the melt, with the aim of
unerwünschte Bestandteile aus der Schmelze zu entfernen. Dieser Vorgang wird als „Frischen" bezeichnet. Die Remove unwanted components from the melt. This process is called "freshness." The
Zuführung des Sauerstoffs kann durch Bodenblasen erfolgen und/oder durch Aufblasen. Beim Bodenblasen weist der Konverter im Bodenbereich eine oder mehrer spezielle Bodendüsen auf, durch die der Sauerstoff zugeführt wird. Beim Aufblasverfahren wird der Sauerstoff mittels einer Lanze eingebracht .  Supply of the oxygen can be done by bottom blowing and / or by blowing. When bottom blowing, the converter in the bottom area on one or more special floor nozzles, through which the oxygen is supplied. In the inflation process, the oxygen is introduced by means of a lance.
Aus metallurgischen Prozessen ist weiterhin bekannt, dass der mittels einer Sauerstofflanze eingebrachte Sauerstoff nicht vollständig in Frischreaktionen verbraucht wird. Vielmehr können von einem Teil des eingeblasenen It is further known from metallurgical processes that the oxygen introduced by means of an oxygen lance is not completely consumed in fresh reactions. Rather, can be blown in by part of the
Sauerstoffs, die beim Frischen enstehenden Oxygen, which arises when freshening
Reaktionsprodukte wie bspw CO oder H2 in der Reaction products such as CO or H2 in the
Gasatmosphäre oberhalb der Eisenschmelze zumindest teilweise zu C02 und/oder H20 nachverbrannt werden. Durch diese Vorgehensweise lassen sich der CO-Anteil sowie auch der H2-Anteil im Prozessgas verringern. Gas atmosphere above the molten iron at least partially post-combusted to C02 and / or H20. This procedure can be used to reduce the CO content as well as the H 2 content in the process gas.
Es ist auch bekannt, dass sich eine wie oben beschriebene Nachverbrennung besonders vorteilhaft betreiben lässt, wenn hierfür an Stelle von reinem Sauerstoff, Heißwind eingesetzt wird. It is also known that afterburning as described above can be operated particularly advantageously when hot air is used instead of pure oxygen.
Bei der Stahlherstellung in Reaktionsgefäßen, wie bspw m Konvertern wird sowohl Roheisen als auch Schrott als Einsatzmaterial verwendet. Zusätzlich kann aber auch im sogenannten Direktreduktionsverfahren hergestellter Eisenschwamm in Form von DRI (Direct Reduced Iron) oder HBI (Hot Briquetted Iron) eingesetzt werden. Ein Beispiel hierfür ist aus der EP 1 920 075 Bl bekannt. In the production of steel in reaction vessels, such as m converters both pig iron and scrap is used as a feedstock. In addition, however, also produced in the so-called direct reduction process sponge iron in the form of DRI (Direct Reduced Iron) or HBI (Hot Briquetted Iron) can be used. An example of this is known from EP 1 920 075 B1.
Ein weiteres Verfahren ist aus der DE 43 43 957 AI bekannt, bei welchem in der Betriebsphase des Konverters Brennstoffe, Sauerstoff enthaltende Gase und Another method is known from DE 43 43 957 AI, in which in the operating phase of the converter fuels, oxygen-containing gases and
Eisenrohstoffe, auch Schrott eingeführt werden, und die Reaktionsgase oberhalb der Schmelze im Gasraum des Iron raw materials, also scrap are introduced, and the reaction gases above the melt in the gas space of the
Konverters mit oxidierenden Gasen nachverbrannt werden. Die dabei entstehende Wärme wird auf die Schmelze übertragen. Zusätzlich wird über Bodendüsen Sauerstoff und/oder Brennstoffe zugeführt. Converter with oxidizing gases are burned. The resulting heat is transferred to the melt. In addition, oxygen and / or fuels are supplied via bottom nozzles.
Soweit ist die Kombination der bodenseitigen Einblasung mit Sauerstoff sowie die Aufblasung von Heißwind auf die Schmelze als solche bekannt. Es ist ferner bekannt, dass sich Heißluft in einer So far, the combination of the bottom-side insufflation with oxygen and the inflating hot blast on the melt is known as such. It is also known that hot air in a
Heißluftquelle effizient erzeugen lässt, wenn hier ein sogenannter Pebble-Heater eingesetzt wird. Der Pebble- Heater an sich, als eine Ausführungsform eines Hot air source can be generated efficiently, if here a so-called Pebble Heater is used. The pebble heater in itself, as an embodiment of a
Regenerators ist aus dem Stand der Technik bekannt. In der Patentliteratur ist der Pebble-Heater beispielsweise beschrieben in der DE 38 41 708 Cl oder in der EP 908 692 A2 . Mittels eines solchen Pebble-Heaters lässt sich Heißluft mit Temperaturen von 1 . 200° Celsius und mehr erzeugen. Regenerators is known from the prior art. In the patent literature, the pebble heater is described, for example, in DE 38 41 708 C1 or in EP 908 692 A2. By means of such a Pebble-Heater can be hot air at temperatures of 1. Generate 200 ° Celsius and more.
Die Heißluft muss dann vom Heißluft-Auslass des Pebble- Heaters zur Spitze der Lanze gefördert werden, um von dort in ein metallurgisches Reaktionsgefäß eingeblasen zu werden . The hot air must then be conveyed from the hot air outlet of the pebble heater to the tip of the lance, to be blown from there into a metallurgical reaction vessel.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Einbringung von Heißwind in ein metallurgisches Gefäß, wie bspwnden Konverter, auf effiziente Weise zu ermöglichen. Die gestellte Aufgabe wird bei einer The present invention has for its object to enable the introduction of hot blast in a metallurgical vessel, such as bspwnden converter, in an efficient manner. The task is at a
Heißwindlanze der gattungsgemäßen Art mit einem am Hot blast lance of the generic type with an am
Heißwindaustritt angeordneten Düsenstein erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Hot blast outlet arranged nozzle stone according to the invention achieved by the characterizing features of claim 1.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Further advantageous embodiments are in the
abhängigen Ansprüchen angegeben. Eine erfindungsgemäße Verwendung ist in Anspruch 14 angegeben . specified dependent claims. A use according to the invention is specified in claim 14.
Kern der Erfindung besteht darin, dass der Düsenstein mit mindestens einer Heißwindaustrittsdüse versehen ist, und auswechselbar ist, und am Heißwindaustritt an einem Auflagering aufliegt. Essence of the invention is that the nozzle block is provided with at least one Heißwindaustrittsdüse, and is replaceable, and rests on the hot air outlet on a support ring.
Wesentlich ist, dass der für einen metallurgischen It is essential that for a metallurgical
Prozess bereit gestellte Heißwind allein durch den Process provided by hot air alone through the
Einsatz eines erfindungsgemäß ausgestalteten speziellen Düsensteins an der Spitze der zuführenden Heißwindlanze im Hinblick auf die für die Strahlausbreitung  Use of a special nozzle block designed according to the invention at the tip of the feeding hot blast lance with respect to the beam propagation
entscheidenden Parametern wie Strahlgeometrie und crucial parameters such as beam geometry and
Strahlimpuls konditionieren lässt, ohne dass hierfür die Ausführung der Heißwindlanze im Übrigen verändert werden muss . Dies gestattet die oben genannte Erfindung nun in vorteilhaftem Maße. Der Heißwind weist eine Temperatur von 500 °C bis 1.400 °C, vorteilhafterweise 1.200 °C auf. Zur Optimierung der Eigenschaften als Nachvebrennungsstrahl , hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, den Heißwindstrahl so auszuformen, dass Mündungsgeschwindidgkeiten (= It is possible to condition the jet pulse without, incidentally, having to change the design of the hot blast lance. This allows the above invention now to an advantageous extent. The hot blast has a temperature of 500 ° C to 1,400 ° C, advantageously 1,200 ° C. In order to optimize the properties as a post combustion jet, it has proved to be particularly advantageous to form the hot blast jet in such a way that outflow velocities (=
Strahlgeschwindigkeit am Austritt des Strahls aus der Lanze) im Bereich von 250 m/s bis 600 m/s, Jet velocity at the exit of the jet from the lance) in the range from 250 m / s to 600 m / s,
vorteilhafterweise 350 m/s realisiert werden. advantageously be realized 350 m / s.
Im Hinblick auf noch baulich handhabbare äußere With regard to structurally manageable exterior
Abmessungen einer Heißwindlanze muss diese so ausgelegt werden, dass der Heißwind vor Austritt aus der Dimensions of a hot blast lance, this must be designed so that the hot air before exiting the
Lanzenmündung notgedrungen mit Geschwindigkeiten von 100 bis 300 m/s, vorzugsweise 150 m/s durch den Lanzenkörper strömt . Lanzenmündung forced passed at speeds of 100 to 300 m / s, preferably 150 m / s through the lance body.
Bei der Auslegung der Heißwindlanze für metallurgische Prozesse mit unterschiedlichen Abstich- und/oder When designing the hot blast lance for metallurgical processes with different tapping and / or
Chargengewichten ist zu berücksichtigen, dass die äußeren Abmessungen des metallurgischen Reaktors und die der darauf angepassten Heißwindlanze unterschiedlich Batch weights must be taken into account that the outer dimensions of the metallurgical reactor and that of the adapted hot blast lance different
skalieren. scale.
Für die Lanze gilt, dass die Lauflänge (= die Wegstrecke, die der Heißwindstrahl zurücklegen muss, bis sich sein Impuls nicht mehr erheblich von dem der umgebenden For the lance, the run length (= the distance the hot blast has to travel until its momentum is no longer significantly different from that of the surrounding one
Atmosphäre abweicht) ca. das 20-fache des Atmosphere deviates) about 20 times the
Düsendurchmessers an der Lanzenspitze beträgt. Gleichzeitig wird das Volumen eines metallurgischenNozzle diameter at the lance tip is. At the same time, the volume of a metallurgical
Reaktors üblicherweise an dem im Reaktor gehandhabten Chargen- bzw. Abstichgewicht bemessen. Entsprechend wachsen die geometrischen Abmessungen des Reaktorgefäßes deutlich langamer als das im Reaktor gehandhabte Chargen- oder Abstichgewicht. Reactor usually measured at the handled in the reactor batch or Abstichgewicht. Accordingly, the geometric dimensions of the reactor vessel grow much slower than the batch or tapping weight handled in the reactor.
In der Konsequenz ergibt sich, dass für ein kleines Reaktionsgefäß mit einem Fassungsvermögen von etwa 10 Tonnen Flüssigmetall eine Lanzengeometrie mit nur einer Mündungsöffnung vorteilhaft ist. Ab einer bestimmten Größe und der damit skalierenden Heißwindrate kann es passieren, dass bei Ausformung mit nur einer The consequence of this is that for a small reaction vessel with a capacity of about 10 tons of liquid metal, a lance geometry with only one orifice opening is advantageous. From a certain size and the thus-scaled hot-wind rate, it can happen that with forming only one
Austrittsöffnung der Heißwindstrahl seinen Anfangsimpuls im Inneren des Reaktionsgefäßes bis zum Erreichen der Badoberfläch nicht mehr weit genug abbauen kann. Ab einer bestimmten Reaktorrgröße kann es daher erforderlich werden, den Heißwindstrahl in mehrere Strahlen Outlet opening of the hot blast jet can no longer dissipate its initial pulse inside the reaction vessel until it reaches the bath surface far enough. From a certain reactor size, it may therefore be necessary, the hot blast into several beams
aufzuteilen. Erfindungsgemäß wird dies erreicht, in dem ein anders ausgeformter Düsenstein mit nicht mehr nur einer sonderen mehrerer Austrittsöffnungen in die ansonsten vom Bauprinzip her gleiche Heißwindlanze eingesetzt wird. So kann erreicht werden, dass der Heißwind nicht in das Stahlbad eindringt, sondern im Wesentlichen in der Konverteratmosphäre die Nachverbrennung der Abgase bewirkt, so dass die frei werdende Energie dieser divide. This is achieved according to the invention, in which a differently shaped nozzle stone is no longer used with only one special multiple outlet openings in the otherwise identical hot blast lance from the construction principle. Thus, it can be achieved that the hot wind does not penetrate into the steel bath, but essentially causes the afterburning of the exhaust gases in the converter atmosphere, so that the released energy of this
Nachverbrennung im Konverter genutzt werden kann. Afterburning can be used in the converter.
Im Fall einer Düse mit Einzelöffnung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass der in Richtung des In the case of a single-port nozzle, it has been found to be advantageous in the direction of the
einströmenden Heißwindes vor der Düsenspitze platzierte Düsenkanal im Wesentlichen parallel zur Lanzenachse verläuft . incoming hot blast placed in front of the nozzle tip nozzle channel is substantially parallel to the lance axis.
Bei einer Ausformung mit mehreren, bspw drei In a molding with several, for example, three
Düsenöffnungen sollten die Düsenkanäle der wengistens zwei Düsen schräg zur Längsachse der Heißwindlanze verlaufen. Nozzle openings, the nozzle channels of at least two nozzles should run obliquely to the longitudinal axis of the hot blast lance.
Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 2 oder 3 erweist es sich weiterhin als vorteilhaft, dass durch die In the embodiment according to claim 2 or 3, it proves to be further advantageous that through the
Verlängerung des Weges des Heißwindes in der Extending the path of hot blast in the
Konverteratmosphäre die Effizienz der Nachverbrennung und/oder der Wärmeübertragung in das Schmelzbad  Converter atmosphere, the efficiency of post-combustion and / or heat transfer into the molten bath
verbessert wird. Besonders vorteilhaft wird der Heißwind aus der Düse mit einem Drall ausgegeben und bewegt sich „schraubenlinienförmigM von oben auf das Stahlbad. is improved. Particularly advantageously, the hot blast is discharged from the nozzle with a twist and moves "helically M from above onto the steel bath.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass der Düsenstein mehr als eine, vorzugsweise drei Düsen enthält. Im Fall von nur einer Düse weist diese im Wesentlichen in Richtung zu der Längsachse der In a further advantageous embodiment, it is stated that the nozzle block contains more than one, preferably three nozzles. In the case of only one nozzle, this has substantially in the direction of the longitudinal axis of the
Heißwindlanze. Bei mehreren Düsen ist zu beachten, dass die Düsenkanäle einen Mindestwinkel von vorzugsweise 11° zueinander einhalten müssen. Dieser Ausgestaltung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass die Lauflänge des Strahls mit dem Düsendurchmesser zusammenhängt. Indem die Heißluft durch mehrere Düsen austritt, die für sich jeweils im Durchmesser reduziert sind gegenüber einer größeren Düse, wird dadurch die Lauflänge der einzelnen Strahlen reduziert. Hot blast lance. If there are several nozzles, make sure that the nozzle channels have a minimum angle of preferably 11 ° to each other. This refinement is based on the knowledge that the run length of the jet is related to the nozzle diameter. By the hot air exiting through a plurality of nozzles, which are each reduced in diameter over a larger nozzle, thereby the run length of the individual beams is reduced.
In einer Ausgestaltung ist daher vorgesehen, dass der Düsenstein drei Düsen enthält, deren Düsenkanal- Längsachsen zur Längsachse der Heißwindlanze so geneigt sind, dass sie diese nicht schneiden. In one embodiment, it is therefore provided that the nozzle block contains three nozzles, the nozzle channel longitudinal axes are inclined to the longitudinal axis of the hot blast lance so that they do not intersect.
Das heisst, die Düsenkanal-Längsachsen weisen zwar in etwa in Richtung auf die Längsachse der Heißwindlanze zu, aber nur so, dass sie diese nicht schneiden, d.h. also vorbei verlaufen. Dies bewirkt eine zusätzlich Kippung der Düsenkanallängsachsen, so dass sie beim Austritt im Heißwind letztendlich einen Drall erzeugen.  That is, although the nozzle channel longitudinal axes are approximately in the direction of the longitudinal axis of the hot blast lance, but only so that they do not intersect, that is. So pass by. This causes an additional tilting of the nozzle channel longitudinal axes, so that they ultimately generate a swirl when exiting the hot blast.
In einer alternativen Ausgestaltung kann der Düsenstein auch mehr als drei Düsen aufweisen. In an alternative embodiment, the nozzle block may also have more than three nozzles.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist daher vorgesehen, dass die Düsen derart orientiert sind, dass die Längsachsen zweier Düsen einen Winkel größer als 20° bilden. In a further advantageous embodiment, it is therefore provided that the nozzles are oriented such that the longitudinal axes of two nozzles form an angle greater than 20 °.
Diese Ausgestaltung hängt mit der Erkenntnis zusammen, dass die aus den Düsen austretenden Strahlen einen bestimmten Öffnungswinkel haben. Weiterhin erzeugen die Strahlen auf Grund ihrer Strömung im Randbereich einenThis embodiment is related to the knowledge that the rays emerging from the nozzles have a certain opening angle. Furthermore, the rays generate a due to their flow in the edge region
Unterdruck, durch den gasförmige Teilchen in die Strömung hineingezogen werden, die sich in diesem Randbereich befinden. Liegen zwei Heißluftströme zu dicht beieinander, ziehen sich die beiden Heißluftströme wegen des Unterdrucks an und vereinigen sich zu einem Strom. Die Vorgabe der Orientierung der Düsen nach der Negative pressure through which gaseous particles are drawn into the flow, which are located in this edge region. If two hot air flows are too close to each other, the two hot air flows attract because of the negative pressure and combine to form a stream. The specification of the orientation of the nozzles after the
beschriebenen Ausgestaltung beruht auf der Erkenntnis, dass der sogenannte Freistrahlwinkel einer Strömung ca. 11° beträgt. Da sich die Freiwinkel der beiden described embodiment is based on the finding that the so-called free jet angle of a flow is about 11 °. Because the clearance angle of the two
nebeneinander liegenden Strömungen addieren, ergibt sich daraus der Mindestwinkel zwischen den Mittelachsen der Düsen und damit zwischen den Mittelachsen der beiden Strömungen. Add adjacent flows, this results in the minimum angle between the center axes of the nozzle and thus between the center axes of the two currents.
Es ist weiter ausgestaltet, dass der Düsenstein aus einem feuerfesten Material oder aber auch aus einem It is further designed that the nozzle stone made of a refractory material or even from a
hochtemperaturbeständugen metallischen Werkstoff, wie bspw einer Superlegierung besteht. hochtemperaturbeständugen metallic material, such as a superalloy consists.
Dabei ist weiterhin vorteilhaft ausgestaltet, dass zumindest die Innenoberflächen der Düsen beschichtet und/oder geglättet sind. In this case, it is furthermore advantageously configured that at least the inner surfaces of the nozzles are coated and / or smoothed.
Dabei können weiterhin die Innenoberflächen der Düsen strömungswiderstandsreduziert strukturiert sein Hierzu können Mikrostrukturen bspw in Form von In this case, furthermore, the inner surfaces of the nozzles can be structured with reduced flow resistance. For this purpose, microstructures may, for example, take the form of
Haifischhautstrukturen gewählt werden. Shark skin structures are chosen.
Ebenso vorteilhaft ist, dass der Düsenstein an der It is equally advantageous that the nozzle block on the
Heißwindaustrittflache konvex ausgeformt ist. Hot blast outlet surface is convex.
Weiterhin ist ausgestaltet, dass der Krümmungsradius der konvexen Heißwindaustrittsfläche so bemessen ist, dass die geneigte Längsachse des Düsenkanals bzw die geneigten Längsachsen der Düsenkanäle in etwa mit dem Radius der konvexen Heißwindaustrittsfläche des Düsensteins Furthermore, it is configured such that the radius of curvature of the convex hot-air outlet surface is dimensioned such that the inclined longitudinal axis of the nozzle channel or the inclined longitudinal axes of the nozzle channels approximately at the radius of convex hot blast outlet surface of the nozzle block
zusammenfallen. Dies gibt eine Krümmung vor, bei der die Flächennormalen der aüßeren Düsenöffnungen mit dem Radius der Konvexität in etwa zusammen fallen. coincide. This gives a curvature in which the surface normals of the outer nozzle openings coincide approximately with the radius of the convexity.
Zur Befestigung des Düsensteins bzw als Widerlager für denselben am offenen Ende der Heißwindlanze ist To attach the nozzle block or as an abutment for the same at the open end of the hot blast lance
vorgesehen, dass die Heißwindlanze dort mit einem separaten oder an einem Innenrohr der Heißwindlanze integriert angeordneten Auflagering versehen ist, der den Düsenstein am offenen Ende der Heißwindlanze als provided that the hot blast lance is provided there with a separate or integrated on an inner tube of the hot blast lance arranged support ring, the nozzle stone at the open end of the hot blast lance as
Widerlager hält. Auf diese Weise ergibt sich, dass der Düsenstein nicht klemmend befestigt werden muss, was aufgrund unterschiedlicher Abutment stops. In this way, it follows that the nozzle block does not have to be clamped, which is due to different
Materialausdehnungskoeffinzienten zwischen Heißwindlanze und Düsenstein auch problematisch wäre. Materialausdehnungskoeffinzienten between hot blast lance and nozzle stone would also be problematic.
Weiterhin ist ausgeführt, dass der erfindungsgemäß auf dem Widerlager aufliegende Düsenstein durch Ausformung einer Nut daran gehindert wird, sich während der Furthermore, it is stated that the present invention resting on the abutment nozzle block is prevented by forming a groove it, during the
Betriebes der Heißwindlanze radial zur Lanzenachse zu verdrehen .  Operation of the hot blast lance to rotate radially to the lance axis.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass sowohl die Heißwindlanze selbst als auch der Düsenstein mit jeweils einem mit Kühlmittel In a further advantageous embodiment, it is provided that both the hot blast lance itself and the nozzle block, each with a coolant
beaufschlagten KühlkanalSystem versehen sind, und dass das Kühlkanalsystem der Heißwindlanze mit dem acted upon cooling duct system, and that the cooling duct system of the hot blast lance with the
KühlkanalSystem des Düsensteins kühlmittelschlüssig verbunden ist. Auf diese Weise ergibt sich eine effektive Kühlung des Düsenstein, die zu einer erheblichen Erhöhung der Standzeit führt. Cooling channel system of the nozzle block is connected in a fluid-tight manner. In this way, effective cooling of the nozzle stone results, which leads to a significant increase in the service life.
Alternativ dazu oder auch zusätzlich kann der Düsenstein auf der in der bestimmungsgemäßen Gebrauchsstellung zum Schmelzbad oder Stahlbad zugewandten Seite mit einer Schirmung versehen sein, welche den Düsenstein mit Alternatively or additionally, the nozzle stone be provided on the in the intended use position for molten bath or steel bath side facing with a shield, which the nozzle stone with
Ausnahme der Düsenöffnungen abdeckt. Diese Schirmung könnte man als eine Art Schutzbrille verstehen, die den Düsenstein als solches gegen Temperaturstrahlung schützt, d.h. abdeckt, dabei aber die Düsenöffnungen freilässt. So ist gewährleistet, dass das Material des Düsenstein sehr gut gegen die hohe TemperaturStrahlung geschützt ist, ohne dass die Düsen strömungstechnisch gestört werden . Exception of the nozzle openings covers. This shielding could be understood as a kind of protective goggle which protects the nozzle block as such against temperature radiation, i. covers, while leaving the nozzle openings free. This ensures that the material of the nozzle stone is very well protected against the high temperature radiation, without the nozzles being disturbed in terms of flow.
Hierzu ist es weiterhin vorteilhaft, dass die Schirmung mit einem mit Kühlmittel beaufschlagbaren KühlkanalSystem versehen ist. Dies hat den Vorteil, dass man den For this purpose, it is furthermore advantageous that the shielding is provided with a cooling channel system which can be charged with coolant. This has the advantage that you have the
Düsenstein als solches nicht mehr kühlen muss. Dies wiederum hat den Vorteil, dass dem eingeblasenen Heißwind praktisch keine oder kaum thermische Energie entzogen wird.  Nozzle stone as such no longer has to cool. This in turn has the advantage that the blown hot blast virtually no or hardly any thermal energy is withdrawn.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Düsenstein aus mindestens zwei Teilen bestehend, d.h. zwei oder mehrteilig ausgebildet ist, und dass die Teile so ausgebildet sind, dass sie sich im In a further advantageous embodiment, it is provided that the nozzle block consists of at least two parts, i. two or more parts is formed, and that the parts are formed so that they are in
zusammengefügten Zustand komplementär ergänzend zu einem kompletten Düsenstein zusammenfügen lassen. join together assembled state complementary to a complete nozzle stone.
Dies erleichtert den Einbau und den Wechsel des This facilitates the installation and the change of
Düsenstein in der Lanze ganz erheblich. Weiterhin ist erfindungsgemäß ausgestaltet, dass die Düsenkanäle zumindest auf der Eintrittsseite des Nozzle stone in the lance quite significant. Furthermore, according to the invention, the nozzle channels are formed at least on the inlet side of the
Heißwindes einen vom runden Querschnitt abweichende Kontur aufweisen. Beispiele hierfür sind weiter unten noch beschrieben und dargestellt. Somit erfindungsgemäß ist die Verwendung einer Hot wind have a different contour from the round cross-section. Examples of this are described and illustrated below. Thus, according to the invention, the use of a
Heißwindlanze nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zum Einblasen von Heißwind oberhalb eines Stahlbades bzw. oberhalb eines Schrotthaufens/Haufwerkes in einem Hot blast lance according to one of claims 1 to 10 for blowing hot blast above a steel bath or above a scrap heap / heap in one
Stahlkonverter . Steel converter.
Es erweist sich als vorteilhaft, dass der in den It proves to be advantageous that in the
Konverter einströmenden Heißluft eine Bewegungskomponente in horizontaler Richtung aufgeprägt wird. Dadurch vergrößert sich vorteilhaft die Lauflänge des Converter incoming hot air is imprinted a component of movement in the horizontal direction. This advantageously increases the run length of the
Heißwindstrahls in der Konverteratmosphäre. Bei einer entsprechenden Ausgestaltung der Geometrie kann dadurch erreicht werden, dass der Heißwindstrahl in der Hot air jet in the converter atmosphere. In a corresponding embodiment of the geometry can be achieved in that the hot blast in the
Konverteratmosphäre verbleibt und nicht in das Stahlbad eindringt . Converter atmosphere remains and does not penetrate into the steel bath.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der An embodiment of the invention is in the
Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben. Drawing shown and described in more detail below.
Es zeigt: It shows:
Figur 1 Perspektivische Schnitt-Darstellung auf den unteren Teil einer Heißwindlanze Figure 1 perspective sectional view of the lower part of a hot blast lance
Figur 2 Detailschnitt-Darstellung der Heißwindlanze Figure 2 detail sectional view of the hot blast lance
Figur 3 Perspektivische Ansicht des Düsensteins in transparenter Darstellung Figure 3 Perspective view of the nozzle block in a transparent representation
Figur 4 (oben) Düsenstein mit Kühlung Figure 4 (top) nozzle block with cooling
(mitte) Düsenstein mit Schirmung  (middle) nozzle stone with shielding
(unten) Düsenstein mehrteilig Figur 5 perspektivische Darstellung des Düsensteins mit Kühlung (below) nozzle stone in several parts Figure 5 perspective view of the nozzle block with cooling
Figur 1 zeigt eine perspektivische Schnittdarstellung auf das untere Ende der Heißwindlanze. Ferner ist zu Figure 1 shows a perspective sectional view of the lower end of the hot blast lance. It is also closed
erkennen, dass der Düsenstein auf einem am unteren recognize that the nozzle stone on one at the bottom
Rohrende der Heißwindlanze angeordneten Auflagering aufliegt. Dieser Auflagering kann auch integraler Pipe end of the hot blast lance arranged Auflagering rests. This support ring can also be integral
Bestandteil des Heißwindrohres, oder des inneren Rohres der Heißwindlanze sein. Part of the hot blast pipe, or the inner tube of the hot blast lance.
Ferner ist zu erkennen, dass der Düsenstein, in dem die Düsen angeordnet sind, am Außenumfang eine Stufe  Furthermore, it can be seen that the nozzle block in which the nozzles are arranged on the outer periphery of a stage
aufweist, in der Art, dass der oberhalb der Stufe angeordnete Durchmesser des Düsensteins kleiner ist, als der untere auf dem Auflagering aufliegende Abschnitt des Düsensteins . has, in such a way that the arranged above the stage diameter of the nozzle block is smaller than the lower resting on the support ring portion of the nozzle block.
Damit wird im Heißwindbetrieb bei den hohen  This is in the hot wind operation at the high
gasdynamischen Geschwindigkeiten eine gleichförmige dichte Anpressung nach unten auf den Auflagering erzeugt. gas-dynamic velocities produced a uniform tight contact pressure down on the support ring.
Figur 2 zeigt diese Details nochmals deutlich. Figure 2 shows these details again clearly.
Die gleichförmige Anpressung auf den Auflagering wird durch die Außenkontur des Düsensteins erzeugt.  The uniform contact pressure on the support ring is generated by the outer contour of the nozzle block.
Figur 3 zeigt verschiedene Ausführungen des Düsensteins. Der obere Bildteil zeigt eine Ausführung mit nur einem hierbei zentrisch angeordneten Düsenkanal . FIG. 3 shows various embodiments of the nozzle block. The upper part of the picture shows an embodiment with only one centric nozzle channel.
Darunter ist eine perspektivische Ansicht eines Below is a perspective view of a
Düsensteins mit 3 Düsenkanälen, die in der oben Nozzle block with 3 nozzle channels, in the top
beschriebenen Weise verlaufen. described way.
Es ist zu erkennen, dass die gedachten Achsen der  It can be seen that the imaginary axes of the
Düsenkanäle zwar zur mittigen Längsachse, die auch die Längsachse der Heißwindlanze ist hin weisen, aber diese nicht schneiden. So dass sich eine weitere Neigungskomponente der Längsachsen der Düsenkanäle ergibt, die zusätzlich einen Drall ergibt. Although nozzle channels to the central longitudinal axis, which is also the longitudinal axis of the hot blast lance point out, but these do not cut. So that's another Tilt component of the longitudinal axes of the nozzle channels results, which additionally gives a twist.
Ebenso ist zu erkennen, dass die nach unten weisende Außenfläche des Düsensteins, in die die Düsenkanäle austreten, konvex geformt ist, was die Gasdynamik in der oben bereits beschriebenen Weise verbessert. It can also be seen that the downwardly facing outer surface of the nozzle block, into which the nozzle channels exit, is convex, which improves the gas dynamics in the manner already described above.
Die untere Darstellung zeigt einen Düsenstein mit ebenfalls drei Düsenkanälen. Hierbei ist jedoch dieThe lower illustration shows a nozzle stone with also three nozzle channels. Here, however, is the
Besonderheit, dass auf der Heißwindeintrittseite in den Düsenstein die Düsenkanäle keinen runden Querschnitt aufweisen. Dieser Querschnitt kann sich nach unten, sogar in einer gebogenen Düsenkanalführung fortsetzen, bis zur unteren Heißwindaustrittsfläche. Special feature that the nozzle channels do not have a round cross section on the hot air inlet side into the nozzle block. This cross-section can continue downwards, even in a curved nozzle channel guide, to the lower hot blast exit surface.
Der Düsenstein selbst bei der Heißwindlanze nach der vorliegenden Erfindung kann also ein keramischer Stein sein, oder aus einer temperaturbeständigen Stahllegierung bestehen oder auch aus einem wassergekühlten Kupferkopf bestehen. The nozzle stone itself in the hot blast lance according to the present invention may therefore be a ceramic stone, or consist of a temperature-resistant steel alloy or consist of a water-cooled copper head.
Ferner wird ebenso beabsichtigt, durch die Düse bzw. Furthermore, it is also intended by the nozzle or
durch die Düsen einen gerichteten Kanal vorzusehen, durch den der Heißwind mit einem Drall in die through the nozzles to provide a directional channel through which the hot blast with a twist in the
Konverteratmosphäre ausgegeben wird. Converter atmosphere is output.
Figur 4 zeigt drei Darstellungen für verschiedene Figure 4 shows three representations for different
Düsenstein-Varianten . Nozzle stone variants.
Der Bildteil oben zeigt einen Düsenstein 1 am unteren Ende einer Heiwindlanze 3 , mit einem integrierten The picture above shows a nozzle stone 1 at the lower end of a Heiwindlanze 3, with an integrated
KühlkanalSystem 6. Dieses KühlkanalSystem 6 des Cooling duct system 6. This cooling duct system 6 of the
Düsensteins 1 ist mit dem KühlkanalSystem der Nozzle block 1 is connected to the cooling duct system
Heißwindlanze 3 kühlmittelschlüssig verbunden. Das heisst, dass die Kühlmittelkanäle des Düsensteins vom selben Kühlmittel, bspw Wasser durchflössen werden, wie die Kühlmittelkanäle der Heißwindlanze. Hierzu wird der wechselbare Düsenstein am unteren Ende der Heißwindlanze mit der Heinwindlanze verschweißt, derart, dass die Kühlkanäle der Heißwindlanz mit den Kühlkanälen des Düsensteins kühlmittelschlüssig verbunden sind. Hot blast lance 3 connected in a coolant-tight manner. The means that the coolant channels of the nozzle block are flowed through by the same coolant, for example water, as the coolant channels of the hot blast lance. For this purpose, the exchangeable nozzle block at the lower end of the hot blast lance is welded to the Heinlyn lance, such that the cooling channels of the hot blast lance are connected in a coolant-tight manner with the cooling channels of the nozzle block.
Der mittlere Bildteil von Figur 4 zeigt ein Variante, bei der Düsenstein 1 an der in der zum Schmelzbad The middle part of Figure 4 shows a variant in the nozzle block 1 at the in the molten bath
hinweisenden Außenseite mit einer bspw keramischen oder gekühlten metallischen Schirmung 5 versehen ist, die den Düsenstein weitestgehend abdeckt aber die Düsenöffnungen freilässt. Damit erhält der Düsenstein eine sehr indicative outside is provided with a bspw ceramic or cooled metallic shield 5, which covers the nozzle stone as far as possible but leaves the nozzle openings. This gives the nozzle stone a very
vorteilhafte Abschirmung gegen die hohe advantageous shield against the high
TemperaturStrahlung von der Schmelzbadoberfläche und den Verbrennungsprozessen im Betrieb.  Temperature radiation from the surface of the molten bath and the combustion processes during operation.
Der untere Bildteil stellt eine Ausführungsform dar, die den Düsenstein 1 in einer mehrteiligen Auführung zeigt. Die Einzelteile des Düsensteins sind wiederum so The lower part of the picture represents an embodiment showing the nozzle block 1 in a multi-part embodiment. The individual parts of the nozzle block are in turn so
ausgebildet, dass sich sich im zusammengefügten Zustand dann wieder zu einem kompletten Düsenstein komplementär ergänzen. formed, that complement each other in the assembled state again to a complete nozzle stone complementary.
Dies erleichtert ganz erheblich den Einbau und den This greatly facilitates the installation and the
Wechsel des Düsensteins . Change of the nozzle block.
Figur 5 zeigt nochmals in einer perspektivischen Figure 5 shows again in a perspective
Schnittdarstellung, wie die Kühlmittelkanäle 6 Sectional view, as the coolant channels. 6
kühlmittelschlüssig mit den Kühlkanälen der Heißwindlanze 3 verbunden sind. Bezugszeichen are connected in a fluid-tight manner with the cooling channels of the hot blast lance 3. reference numeral
1 Düsenstein 1 nozzle stone
2 Austrittstelle für Heißwind aus der Heißwindlanze 2 exit point for hot blast from the hot blast lance
3 Heißwindlanze 3 hot blast lance
4 Auflagering  4 support ring
5 Schirmung  5 shielding
6 Kühlung  6 cooling
10 Heißwindaustrittsdüse/Düsenkanal 10 hot air outlet nozzle / nozzle channel

Claims

Patentanspr che Patent claims
1. Heißwindlanze mit einem am Heißwindaustritt angeordneten 1. Hot blast lance with one arranged at the hot blast outlet
Düsenstein für den Einsatz in metallurgischen Prozessen, wie bspw bei der Stahlherstellung in einem Konverter, mit mindestens einer Nozzle stone for use in metallurgical processes, such as steel production in a converter, with at least one
Heißwindaustrittsdüse im Düsenstein, über welche Heißwind auf das Stahlbad eines Konverters Hot air outlet nozzle in the nozzle stone, through which hot air flows onto the steel bath of a converter
aufgeblasen wird, is inflated,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass der Düsenstein (1) mit mindestens einer that the nozzle stone (1) with at least one
Heißwindaustrittsdüse oder Düsenkanal (10) versehen ist, und auswechselbar ist, und am Heißwindaustritt (3) an einem Auflagering (4) aufliegt. Hot wind outlet nozzle or nozzle channel (10) is provided, and is replaceable, and rests on a support ring (4) at the hot wind outlet (3).
2. Heißwindlanze nach Anspruch 1, 2. Hot blast lance according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass der Düsenstein (3) mindestens zwei Düsenkanäle (10) aufweist, die so ausgerichtet sind, dass deren that the nozzle block (3) has at least two nozzle channels (10), which are aligned so that their
Längsachse schräg zur Längsachse der Heißwindlanze (2) verläuft. Longitudinal axis runs obliquely to the longitudinal axis of the hot blast lance (2).
3. Heißwindlanze nach Anspruch 1 oder 2 , 3. Hot blast lance according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass der Düsenstein (1) drei Düsenkanäle (10) enthält, deren Düsenkanal-Längsachsen zumindest zur Längsachse der Heißwindlanze (2) hin weisen. that the nozzle block (1) contains three nozzle channels (10), the nozzle channel longitudinal axes of which point at least towards the longitudinal axis of the hot blast lance (2).
4. Heißwindlanze nach Anspruch 3 , 4. Hot blast lance according to claim 3,
dadurch gekennzeichnet. characterized.
dass der Düsenstein mehr als drei Düsenkanäle enthält . that the nozzle stone contains more than three nozzle channels.
5. Heißwindlanze nach Anspruch 3 oder 4 , 5. Hot blast lance according to claim 3 or 4,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Düsenkanal-Längsachsen zur Längsachse so geneigt sind, dass sie diese nicht schneiden. that the nozzle channel longitudinal axes are inclined to the longitudinal axis in such a way that they do not intersect it.
6. Heißwindlanze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 6. Hot blast lance according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Düsen derart orientiert sind, dass die Längsachsen zweier Düsen einen Winkel größer als 20° bilden. that the nozzles are oriented in such a way that the longitudinal axes of two nozzles form an angle greater than 20°.
Heißwindlanze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, Hot blast lance according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass der Düsenstein aus einem feuerfesten Material oder einer metallischen Superlegierung besteht. that the nozzle stone consists of a fireproof material or a metallic superalloy.
Heißwindlanze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, Hot blast lance according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass zumindest die Innenoberflächen der Düsen beschichtet und/oder geglättet sind. that at least the inner surfaces of the nozzles are coated and/or smoothed.
9. Heißwindlanze nach Anspruch 7 , 9. Hot blast lance according to claim 7,
dadurch gekennzeichnet. dass die Innenoberflächen der Düsen characterized. that the inner surfaces of the nozzles
Stromungswiderstandsreduziert strukturiert sind. Are structured with reduced flow resistance.
10. Heißwindlanze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 10. Hot blast lance according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass der Düsenstein an der Heißwindaustrittflache konvex ausgeformt ist. that the nozzle stone is convex on the hot blast outlet surface.
11. Heißwindlanze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 11. Hot blast lance according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass der Krümmungsradius der konvexen that the radius of curvature of the convex
Heißwindaustrittsfläche so bemessen ist, dass die geneigte Längsachse des Düsenkanals bzw die geneigten Längsachsen der Düsenkanäle in etwa mit dem Radius der konvexen Heißwindaustrittsfläche des Düsensteins zusammenfallen . Hot wind outlet surface is dimensioned such that the inclined longitudinal axis of the nozzle channel or the inclined longitudinal axes of the nozzle channels coincide approximately with the radius of the convex hot wind outlet surface of the nozzle block.
12. Heißwindlanze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 12. Hot blast lance according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Heißwindlanze am Heißwindaustrittsende mit einem separaten oder an einem Innenrohr der that the hot blast lance is connected to a separate or inner tube at the hot blast outlet end
Heißwindlanze integriert angeordneten Auflagering versehen ist, der den Düsenstein am offenen Ende der Heißwindlanze als Widerlager hält. Hot wind lance is provided with an integrated support ring, which holds the nozzle stone at the open end of the hot wind lance as an abutment.
13. Heißwindlanze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 13. Hot blast lance according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Düsenkanäle zumindest auf der Eintrittsseite des Heißwindes einen vom runden Querschnitt that the nozzle channels have a round cross section, at least on the inlet side of the hot blast
abweichende Kontur aufweisen. have different contours.
14. Heißwindlanze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 14. Hot blast lance according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass der auf dem Auflagering als Widerlager that on the support ring as an abutment
aufliegende Düsenstein durch Ausformung einer Nut daran gehindert wird, sich während der Betriebes der Heißwindlanze radial zur Lanzenachse zu verdrehen. The resting nozzle stone is prevented from rotating radially to the lance axis during operation of the hot blast lance by forming a groove.
15. Heißwindlanze nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, 15. Hot blast lance according to one of the preceding claims 1 to 14, characterized in
dass sowohl die Heißwindlanze selbst als auch der Düsenstein mit jeweils einem mit Kühlmittel that both the hot blast lance itself and the nozzle stone each have coolant
beaufschlagten KühlkanalSystem versehen sind, und dass das Kühlkanalsystem der Heißwindlanze mit dem Kühlkanalsystem des Düsensteins kühlmittelschlüssig verbunden ist. acted upon cooling channel system, and that the cooling channel system of the hot blast lance is connected to the cooling channel system of the nozzle stone in a coolant-locking manner.
16. Heißwindlanze nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, 16. Hot blast lance according to one of the preceding claims 1 to 15, characterized in
dass der Düsenstein auf der in der bestimmungsgemäßen Gebrauchsstellung zum Schmelzbad oder Stahlbad zugewandten Seite mit einer Schirmung versehen ist, welche den Düsenstein mit Ausnahme der Düsenöffnungen abdeckt . that the nozzle stone is provided with a shield on the side facing the melt pool or steel bath in the intended position of use, which covers the nozzle stone with the exception of the nozzle openings.
17. Heißwindlanze nach Anspruch 16, 17. Hot blast lance according to claim 16,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Schirmung mit einem mit Kühlmittel beaufschlagbaren Kühlkanalsystem versehen ist. that the shielding with a coolant which can be acted upon by a cooling channel system.
18. Heißwindlanze nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, 18. Hot blast lance according to one of the preceding claims 1 to 17, characterized in
dass der Düsenstein aus mindestens zwei Teilen bestehend, d.h. zwei oder mehrteilig ausgebildet ist, und dass die Teile so ausgebildet sind, dass sie sich im zusammengefügten Zustand komplementär ergänzend zu einem kompletten Düsenstein zusammenfügen lassen. that the nozzle block consists of at least two parts, i.e. is designed in two or more parts, and that the parts are designed in such a way that, when assembled, they can be put together in a complementary manner to form a complete nozzle block.
19. Verwendung einer Lanze nach einem der Ansprüche 1 bis 18 zum Einblasen von Heißluft oberhalb eines Stahlbades bzw. oberhalb eines Schrotthaufens/Haufwerkes in einem 19. Use of a lance according to one of claims 1 to 18 for blowing in hot air above a steel bath or above a scrap heap/heap in one
Stahlkonverter . Steel converter.
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