KR20180129835A - 취입 랜스 노즐 - Google Patents

Abstract

취입 랜스 노즐은 중심 교반 가스-공급 튜브(2), 중심 개방부(8)를 가지고 분리기(7)로 지칭되는 제2전방 벽 내의 배스를 마주하는 그 일 단부에서 종결되는 내부 냉각제-입구 튜브(5), 외부 냉각제-출구 튜브(10), 열 교환 공간(16), 및 전방 벽(3) 내의 각 개방부(4)로부터 유도하는 교반 가스-출구 파이프(17)를 포함하며, 여기서 분리기(7)는 중심 개방부(8)에서, 높이(H3)가 상기 모서리(18)의 유도 면(19) 및 제3전방 벽(12) 사이에서 정의되도록 하고, 열 교환 공간(16)에서, 예정된 최소 높이(H1)가 중심 개방부(8)를 마주하는 측 상에 존재하도록 하는 축 방향 단면 내에서 만곡된 모서리(18)를 가진다.

Description

취입 랜스 노즐

본 발명은 배스 교반(bath stirring)을 위한 취입 랜스 팁(blowing lance tip)에 관한 것이며,

적어도 2개의 개방부(opening)와 함께 제공되는 제1전방 벽(front wall)에 의해 배스 쪽으로 향한 단부(end)에서 폐쇄된, 교반 기체(stirring gas)를 공급하기 위한 중심 튜브(central tube),

중심 튜브와 함께 냉각 액체의 통로를 위한 제1환형 공동(annular cavity)을 형성하고 분리기(separator)로 불리는 제2전방 벽에 의해 배스 쪽으로 향한 일 단부에서 끝나며, 중심 개방부(central opening) 및 상기 제1전방 벽에 제공된 개방부 당 하나의 통로 오리피스(passage orifice)를 가지는 내부 튜브(internal tube),

내부 튜브와 함께 냉각 액체의 통로를 위한 제2환형 공동을 형성하며, 상기 제1전방 벽에 제공된 개방부 당 하나의 출구 오리피스(outlet orifice) 및 상기 중심 개방부 쪽으로 지향되고 축 방향 단면(axial section)에서 만곡된 외피 표면(curved encelope surface)을 가지는 중심 테이퍼된 영역(central tapered area)을 포함하는 내부 표면(internal surface)을 가지는 제3전방 벽에 의해 배스 쪽으로 향한 단부에서 폐쇄되는 외부 튜브(external tube),

한편으로는 상기 제2전방 벽 및 제3전방 벽의 상기 내부 표면, 다른 한편으로는 상기 중심 개방부 및 상기 제2환형 공동 사이에 위치하고 냉각 액체가 흐르는 열 교환 공간(heat exchange space), 및

상기 제1전방 벽의 각 개방부를 떠나 냉각 액체-기밀(cooling liquid-tight) 방식으로 상기 대응하는 통로 오리피스를 통과하여 상기 대응하는 출구 오리피스까지 가는 주입기(injector)로 불리는 교반 기체를 위한 출구 도관(outlet conduit)을 포함한다.

설명 전반에 걸쳐, 용어 "상기 중심 개방부 쪽으로 지향되고 축 방향 단면에서 만곡된 외피 표면을 가지는 테이퍼된 중심 영역"은 단순함을 위해 종종 "중심 함몰부(central depression)"라는 용어로만 표현될 것이다.

본 발명에서 설명된 바와 같은 취입 랜스 팁은 그 중에서도 강철의 생성을 위한 산소 컨버터(oxygen converter)에 사용된다(BOF Basic Oxygen Furnace, AOD Argon Oxygen Decarburization). 전로는 내부에 포함된 탄소를 연소시키기 위해 용융 철(molten iron)의 배스 내로 산소를 주입함으로써 강철이 얻어지도록 한다. 전로 내로 산소를 취입하는 분야(예를 들어, LD(Linz-Donawitz))의 기본 원리는 링에 배열된 산소의 3 내지 6 제트(jet)를 용융 철의 배스 위로 구동하는 것이다. 이 산소 제트의 형성을 허용하는 랜스는 그런 다음 온도가 1700 °C에 도달할 수 있는 용융 철의 배스 위 1 내지 5 미터 거리에 놓인다.

랜스 팁의 온도는 그런 다음 400 °C까지 증가할 수 있고 대략 20분 동안 그 환경에서 유지되어야 한다. 팁은 그런 다음 회수되고 실온, 즉 20 °C로 복귀된다. 이 압력은 제강 전로 배스(steelmaking converter bath)를 위해 사용된 랜스 팁을 손상시키고 일반적으로, 이 서비스 수명은 상당한 수의 연속적인 사용 동안 그에 가해진 상당한 압력에 따라 감소된다.

랜스 팁의 냉각을 개선하기 위해, 냉각 액체가 랜스 팁의 배스 쪽으로 향한 내부 벽을 따라 이동할 수 있도록 열 교환 공간이 개발되어 왔다. 냉각 액체, 일반적으로 물이 전방 벽을 따라 이동할 때, 이 벽을 형성하는 금속의 열량은 이 냉각 액체로 전달된다. 이 방식으로, 랜스 팁의 온도는 팁 전체에 걸쳐 균일하고, 벽이 배스에 노출되는 곳만 특히 상승되지 않는다.

냉각 액체의 불충분한 순환은 또한 냉각 액체의 온도의 국부적인 상승을 야기할 수 있다. 결과적으로, 액체는 열 응력 하에서 국부적으로 기화할 수 있다. 이는 냉각 액체 내에 갇힌 기체로 채워진 공동의 형성을 초래한다. 이 액체 내 기체 공동(gaseous cavity)의 형성은 캐비테이션 현상(cavitation phenomenon)으로 알려져 있다. 기체 공동 및 고상 사이의 열 교환이 액상 및 고상 사이에서 보다 현저히 나빠지기 때문에, 이 캐비테이션 현상들은 전방 벽 냉각의 유효성의 감소를 야기한다. 냉각이 열 변화에 노출된 벽 전체에 걸쳐 균일하지 않으면, 기계적 응력이 이 벽의 상이한 영역 사이에 나타난다. 이 온도의 불균등한 분포는 결과적으로 랜스 팁의 지속 기간에 감소를 야기한다. 사실 상, 후자는 몇번의 작업 사이클 후에, 그의 서비스 수명을 상당히 제한하는 교란을 가진다.

문헌 US4432534 및 WO9623082는 예를 들어, 냉각 액체가 전방 벽의 내부 표면을 따라 고속으로 유동하도록 설계된 랜스 팁을 가지며, 이 동일한 전방 벽은 상기 유동을 최대화하기 위해 작은 중심 함몰부를 가진다.

문헌 EP0340207은 결국 2차 냉각 액체 제트가 지향되는 랜스 팁의 중심 영역에 상당한 함몰을 제공하여, 액체의 유동에 소용돌이 운동(whirlpool movement)을 야기한다.

문헌 WO0222892는 이 함몰부의 높이 및 기저 사이의 특정 비율을 가지는 배스 쪽으로 향한 표면에서 중심 함몰부를 발달시킴으로써 랜스 팁의 열 교환 공간에서 냉각 액체의 유동을 더욱 개선하도록 시도한다. 이 비율은 열 교환 공간이 대략 일정한 이 공간을 통해 냉각 액체의 통로 속도를 얻기 위해 냉각 액체의 실질적으로 일정한 통로를 위한 섹션을 가지도록 한다.

문헌 DE 19506718은 용강 내 또는 위에 사용되고 열 교환 공간의 2개의 벽, 즉 분리기 및 제3전방 벽의 내부 표면 사이에서 조도(roughness)의 차이에 기초한 냉각 시스템을 가지는 취입 랜스 팁을 설명한다. 조도의 차이 및 용강에 노출된 표면의 최소 곡률 반경 사이의 비율은 적절한 냉각을 보장하기 위해 일정하게 유지되어야 한다.

랜스 팁의 냉각이 효과적이지 않을 때, 기계적 응력의 발생 외에도, 교반 기체 도관을 위한 출구 오리피스 주위에 전방 벽의 침식 현상 또한 나타난다는 것이 관찰되었다.

다음 설명에서, "교반 기체 출구 도관"이라는 표현은 단순함을 위해, 때때로 용어 주입기로만 표현될 것이다.

주입기 출구 오리피스의 직경은 그 모서리에서의 침식에 따라 증가하는 경향이 있다. 이 직경의 증가는 산소 제트를 왜곡시키며, 랜스 팁의 파괴와 동시에, 이 제트의 분산 및 결과적으로 그 유효성의 감소를 야기한다. 탄소 산화 반응은 사실 상, 제트의 배스 내 침투 깊이 및 그 교반에 의해 증폭된다. 용융 금속 배스 위 1 내지 5 m 거리에 놓여 있는 랜스 팁은, 효과적이기 위해, 제트는 가능한한 긴 거리에 걸쳐 일정한 프로파일을 가져야 한다. 이러한 제트가 용융 금속 배스 내로 깊게 침투하지 않아 분산될 때 반응 수율(reaction yield)은 감소된다. 결과적으로, 배스의 반응 수율은 최적이 아니며, 또한 랜스 팁의 서비스 수명의 현저한 가변성을 제시한다.

따라서 효과적인 냉각은 그 서비스 수명을 유리하게 증가시킬뿐만 아니라 그 서비스 수명 동안 반응 수율의 보다 나은 안정성을 보장하고 전방 벽의 모서리에서의 침식을 최소화하기 때문에, 랜스 팁의 적절한 작동을 위해 중요하다. 그러나, 이러한 냉각은 또한 랜스 팁의 사용 동안 맞닥뜨리는 극한 조건에서 이행하기 매우 어렵다.

상기 설명된 문헌들이 팁 냉각 기술의 개선에 기여하지만, 불행하게도 여전히 이 서비스 수명 동안 안정적일 충분한 서비스 수명 또는 반응 수율을 제공하지 못한다.

본 발명의 목적은 제조가 간단하고 랜스 팁의 서비스 수명 동안 용융 금속 배스에서 개선되고, 안정적인 반응 수율을 보장하는 랜스 팁을 제공함으로써 종래 기술의 단점들을 극복하는 것이다.

이 문제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 랜스 팁은 상기 명시된 바와 같이, 분리기가 상기 모서리의 전방부 및 제3전방 벽의 상기 내부 표면 사이에 높이(H3)가 정의되도록 만곡된 중심 개방부에서 축 방향 단면의 모서리를 가지는 곳에 제공되며, 열 교환 공간에서, 최소 예정된 높이 H1 은 H1/H3 비율이 5% 내지 80%, 유리하게는 5% 내지 75%, 바람직하게는 5% 내지 70%, 우선적으로는 5% 내지 65%, 특히 유리하게는 5% 내지 60%, 바람직하게는 10% 내지 60%, 유리하게는 15% 내지 60%, 바람직하게는 20% 내지 60%, 우선적으로는 25 내지 60%, 특히 유리하게는 25% 내지 55%, 바람직하게는 30% 내지 55% 이도록 상기 중심 개방부의 측 상에 존재한다.

상기 인용된 문헌에 반해서, 냉각 액체의 유동이 분리기 상에서, 특히 중심 개방부에서의 그 모서리 및 제3전방 벽에 대한 그 위치에서 동시에 작업함으로써 놀랄 만큼 개선될 수도 있음이 발견되었다.

사실 상, 한편으로는, 중심 개방부에서의 분리기 모서리는, 그 만곡된 축 방향 단면 덕분에, 제1환형 공동으로부터 도착한 냉각 액체가 이 만곡된 모서리 및 제3전방 벽의 내부 표면의 중심 함몰부 사이에서 방해받지 않고 열 교환 공간에 도착하기 위해 점진적 회전을 수행하도록 한다.

랜스 팁의 주입기는 첫째로 제1 및 제2전방 벽 사이의 냉각 액체의 경로에, 그런 다음 제2 및 제3 전방 벽 사이의 열 교환 공간에 장애물을 형성한다. 따라서 냉각 액체의 "진정"은 제1장애물을 우회한 후에 일어나며, 제1 및 제2전방 벽 사이에서 주입기에 의해 형성된다. 이 역할은 축 방향 단면에서 만곡되고 중심 개방부가 형성되게 하는 분리기 모서리에 의한 본 발명에 따라 충족된다.

최대화된 냉각 액체 통로 섹션의 열 교환 공간에서

또한, 분리기의 축 방향 단면에서의 이 만곡된 모서리는 열 교환 공간에 도착하기 전에, 분리기의 만곡된 모서리 및 제3전방 벽의 내부 표면의 테이퍼된 중심 영역 사이의 그 통과 동안 액체의 가속을 개선하는 냉각 액체 유동에서 에너지 손실이 최소화되도록 한다. 이 제1가속은 분리기 모서리 및 중심 함몰부 사이의 냉각 액체 통로 섹션에 의해 통제된다. 주입기의 회전축을 통과하는 원뿔 내에 포함된 체적에서, H1은 열 교환 공간 내의 제3전방 벽의 내부 표면을 따르는 물 통로의 최소 높이이다. 이 제1가속은 랜스 팁의 중심 부분의 냉각이 개선되도록 하며, 이는 금속/액체 교환 표면이 최소로 실질적이므로 영역이 가장 냉각하기 어려운 부분이다.

본 발명에 따른 용어 "통로 섹션"은 냉각 액체의 유동 방향에 수직인 단면으로 이해된다.

다른 한편으로는, 제3전방 벽에 대한 분리기의 위치 조정은 냉각 액체의 가속을 통제하는 예정된 높이를 가지는 열 교환 공간이 형성되게 한다. 본 발명에 따른 분리기는 실질적으로 편평하고 실질적으로 제3전방 벽에 평행하므로, 감소된 난류 및 캐비테이션 현상을 갖는 냉각 액체의 유동을 보장한다.

따라서 본 발명에 따른 랜스 팁은 열 응력에 노출된 벽을 효과적으로 냉각하기 위해 냉각 액체 경로가 최대화되도록 하여 난류를 최소화하고, 이 액체의 가속이 개선되도록 한다. 결과적으로, 본 발명에 따른 랜스 팁의 서비스 수명은 상당히 증가되고 배스에서의 반응 수율이 개선되고 랜스 팁의 서비스 수명 동안 안정적으로 유지되는 이러한 방식으로 주입기 출구의 모서리의 침식은 최소화된다. 사실 상, 적절한 냉각은 교반 기체를 위한 출구의 모서리의 침식을 감소시키며, 이는 주입기 출구에서 보다 일관된 제트가 얻어지도록 한다. 이러한 보다 일관된 제트는 용융 금속 배스 내로 보다 깊게 침투하고 그의 보다 나은 교반을 보장하므로, 배스에서의 반응 수율의 개선을 보장한다. 또한, 본 발명의 팁에 대한 바와 같이, 배스의 표면으로부터 방출되고 랜스 팁을 향해 상승하는 기체 및 먼지는 그의 냉각이 개선될 때 팁의 열화에 보다 적은 영향을 미친다. 결과적으로, 본 발명에 따른 팁의 서비스 수명은 증가된다.

또 다른 특정 실시예에서, 본 발명에 따른 랜스 팁은 예정된 외부 직경(D_ext)을 가지고 상기 분리기 모서리는 두께(e1)에 의해 정의되어 비율 e1/D_ext 은 3% 내지 30%, 바람직하게는 4% 내지 25%, 유리하게는 5% 내지 20%, 우선적으로는 5% 내지 15% 이다.

분리기 모서리의 두께(e1)는 주입기들의 회전축에 평행하며, 제1전방 벽 쪽으로 향한 표면 및 분리기 배스 쪽으로 향한 표면 사이의 거리이다. 이 특정 분리기 모서리 두께는 한편으로는 중심 함몰부를 마주하는 분리기 모서리 주위의 냉각 액체의 회전 보다 개선되게 한다. 다른 한편으로는, 특정 분리기 모서리 두께는 냉각 액체가 유동하고 있을 때 에너지의 손실을 유리하게 감소시킨다. 에너지 손실의 감소는 액체의 가속의 유지 및 따라서 팁의 냉각의 최적화를 초래한다.

유리하게는, 랜스 팁 분리기는 실질적으로 배스 쪽으로 향한 사인파 표면(sinusoidal surface)를 가진다.

용어 "사인파 표면"은 예를 들어, 2개의 오목한 부분들 사이에 볼록한 부분을 가지는 물결 모양의 곡선을 형성하는 표면으로 이해된다. 사인파 표면을 가지는 분리기는, 결과적으로 제2전방 벽에 대해 2개의 오목한 부분들 사이에 볼록한 부분을 가진다. 최소 두께는 결과적으로 분리기의 2개의 최대 두께 사이에 위치된다.

이 사인파 표면은 열 교환 공간 내에서 개선된 통로 섹션을 냉각 액체에 제공하는 이점을 가진다. 사실 상, 상기 언급한 바와 같이, 냉각 액체의 제1가속은 열 교환 공간 내로 진입 전에 발생한다. 분리기의 사인파 표면은 실질적으로 분리기의 중심에서 냉각 액체를 위한 통로 섹션의 증가를 초래한다. 사실 상, 그것의 중심에서 분리기를 실질적으로 가로지르는 주입기들은 열 교환 공간을 차단한다. 따라서 이 공간에서 분리기는 냉각 액체의 통로를 위한 방을 만들도록 (내부를 향한 벌지(bulge)를 가짐) 오목하게 만들어진다. 분리기 배스 쪽으로 향한 표면의 사인파 형태는 따라서 분리기 및 제3전방 벽의 내부 표면 사이에서 주입기의 제2우회 동안 에너지 손실이 감소되도록 한다. 이 사인파 표면은 용융 철의 배스에 노출된 벽의 적절한 냉각에 유리하다.

바람직하게는, 배스 쪽으로 향한 상기 분리기의 상기 실질적으로 사인파 표면은 열 교환 공간이 실질적으로 상기 분리기의 중심에서 최대 높이를 갖도록 한다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 랜스 팁은 배스 반대편에 위치된 제1단부 및 제3전방 벽의 중심 영역에 링크된 배스 쪽으로 향한 제2단부를 포함하는 기둥(pillar)을 가진다.

한편으로는, 이 기둥은 중심 개방부 내로 급락(plunge)할 때 냉각 액체의 순환이0 개선되게 한다. 사실 상, 중심 개방부는 충돌 영역일 수 있고 이 중심 개방부의 중심에 존재하는 기둥은 결과적으로 난류의 최소화를 허용한다. 액체는 그런 다음 열 교환 공간에 도착하기 전에 기둥을 따라 이동할 것이다.

또한, 구리와 같은 양호한 열 전도도의 재료로 유리하게 형성된 이 기둥은 냉각 액체를 향해 배스에 노출된 전방 벽에 축적된 열량의 양호한 전달을 보장한다. 이 열량 전달 현상은 "콜드 싱크(cold sink)"로 알려져 있다. 기둥에 의해 전달된 열은 그런 다음 그 주위로 이동하는 냉각 액체 쪽으로 확산된다.

특히 유리한 방식으로, 기둥은 예정된 길이 L1 를 가지는 중심 영역에 링크된 상기 제1 및 제2 단부 및 중심 영역을 향해 연속적으로 감소하는 축 방향 단면 사이에 얇은 부분을 가지며, 기둥은 제3전방 벽의 내부 표면의 중심 영역과 연속적인 곡면을 형성한다.

본 발명에 따르면, 용어 "연속적인 곡면"은 "곡선의 연속성", 바람직하게는 "접선(tangent)의 연속성"을 가지는 표면으로 이해된다.

본 발명에 따른 용어 "접선의 연속성"은 기둥의 축 방향 단면에서, 기둥의 얇은 부분의 곡선 및 제3전방 벽의 테이퍼된 중심 영역의 곡선이 그 조인트 단부(joint end)의 끝에서, 즉 그 연결부(기둥의 제2단부)에서 동일한 접선들을 가진다는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 접선들은 그 조인트 단부에서의 곡선들의 제1파생물들이다.

"곡선의 연속성"의 제2레벨은 선택적으로 2개의 곡선들(기둥의 얇은 부분 및 제3전방 벽의 내부 표면의 테이퍼된 중심 영역)의 곡률 반경들이 그 조인트 단부에서, 즉 그 연결부(기둥의 제2단부)에서 동일하다는 것을 의미하는 "곡률 연속성"일 수 있다. 달리 말하면, 기둥의 얇은 부분 및 제3전방 벽의 내부 표면의 테이퍼된 중심 영역의 곡선들은 그 연결부에서 동일한 방향을 가지고 또한 이 지점에서 동일한 반경을 가진다. 곡률 반경들은 그 조인트 단부에서의, 즉 기둥의 제2단부에서의 그 연결부에서의 곡선들의 제2파생물들이다.

팁의 주변부(환형 공동)에 도착하는 냉각 액체는 열 교환 공간, 예를 들어 정면에 도착하기 전에 냉각 액체가 기둥 및 분리기의 모서리 사이에서 대략 180° 회전을 수행하는 중심 개방부로 수렴한다. 특정 기하 구조를 가지는 이 기둥의 존재는 한편으로는 냉각 액체가 기둥의 얇은 부분 및 분리기의 모서리 사이에서 통과하는 중심 개방부를 가로지르는 냉각 액체의 유동이 최대화되도록 하고, 다른 한편으로는 냉각 액체가 열 교환 공감에 도착하기 전에 가속되도록 한다. 사실 상, 본 발명에 따른 분리기의 모서리는 중심 개방부의 중심에 유리하게 존재하는 기둥의 중심 얇은 부분과 함께 포지티브 핏(positive fit)을 가진다. 이 2개의 요소들 사이의 이러한 포지티브 핏은 중심 개방부에서 냉각 액체의 대략 180° 회전 동안 냉각 액체의 수반에 특히 유리하므로 액체 내의 난류가 감소되고, 그것을 "진정"시키며 "콜드 싱크"의 역할을 하는 기둥 및 그런 다음 제3전방 벽과의 양호한 접촉을 유지하도록 한다. 또한, 이 기하 구조는 열 교환 구조 내로의 냉각 액체의 통로 전에 냉각 액체의 가속을 또한 허용한다.

유리하게는, 본 발명에 따른 랜스 팁에서, 기둥은 상기 얇은 부분 및 상기 제1단부를 접합하는 예정된 길이(L2)의 제2부분을 가지며, 상기 제2단부는 예정된 직경(D2)에 의해 정의된 원형 횡단면을 가지고, 비율 D2/D_ext 가 랜스 팁의 상기 외부 직경(D_ext)의 2% 내지 30%, 유리하게는 7.5% 내지 17.5%, 바람직하게는 10% 내지 15% 이도록 길이 L2를 따라 일정하다.

랜스 팁의 이 특정 실시예에서, 그것의 직경이 주어지면, 기둥은 팁 내에서 그것이 차지하는 체적의 관점에서 "거대한(massive)" 것으로 고려될 수 있다. 구리와 같은 양호한 열 전도도의 재료로 구성된 이 거대한 기둥은 냉각 액체 쪽으로 배스에 노출된 전방 벽에 축적된 열량의 양호한 전달이 보장되도록 하므로, "콜드 싱크" 현상을 개선한다. 기둥에 의해 전달된 열은 그런 다음 냉각 액체 쪽으로 확산되며, 그 주위에서 이동하고, 만곡된 프로파일을 가지는 얇은 부분 덕분에 금속/액체 열 전달 표면이 증가된다. 따라서, 열은 랜스 팁 내에서 보다 잘 분포되며, 이는 극한 온도에 가장 많이 노출된 영역, 즉 제3전방 벽의 중심의 적절한 냉각을 보다 특히 보장한다. 이 실시예에 따른 랜스 팁은 따라서 팁의 냉각의 보완적인 개선을 초래한다.

유리하게는, 기둥의 상기 얇은 부분(I)은 그것의 제2단부에서 최소 예정된 직경(D3) 를 가지고 상기 중심 영역은 높이(h) 및 베이스(b)를 가지며, 비율 h/(b-D3) 가 20% 내지 120%, 바람직하게는 20% 내지 110%, 유리하게는 30% 내지 110%, 우선적으로는 30% 내지 100%, 특히 40% 내지 100%, 특히 유리하게는 40% 내지 90%, 바람직하게는 45% 내지 85%, 유리하게는 50% 내지 80% 가 되도록 한다.

기둥이 테이퍼된 중심 영역의 상부에 존재하지 않을 때, D3 은 0 이고 h/(b-D3) = h/b 이다.

열 교환 표면은 그런 다음 배스로부터 상승하는 열 전방부(heat front)의 동일한 표면에 대해 증가되고 이는 액체 내에서 소용돌이 또는 캐비테이션을 발생시키지 않는다. 또한, 열 교환 공간에서 액체 통로 섹션은 냉각 액체가 적절한 속도 프로파일을 갖도록 하여, 배스에 노출된 전방 벽의 냉각이 더욱 개선된다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 랜스 팁은 중심 개방부에서 팁의 종 방향 축(L)에 수직하게 취해진 냉각 액체 통로를 위한 거리(R)에 의해 특징지어진다. 기둥이 중심 개방부 내에 존재하지 않을 때, 이 통로 거리는 R₁ 로 표시되고 분리기의 전방부 및 팁의 종 방향 축 사이에서 측정되며, 따라서 중심 개방부의 최소 반경에 대응한다. 기둥이 중심 개방부 내에 존재할 때, 액체 통로 거리 R 은 그런 다음 분리기의 전방부 및 기둥의 얇은 부분(I)의 외부 표면 사이에서 측정되며, 거리는 그런 다음 R₂ 로 표시된다. 2개의 시나리오들에서, 이 통로 거리(R)는 비율 R/H3 이 20% 내지 150%, 바람직하게는 30% 내지 140%, 유리하게는 30% 내지 130%, 우선적으로는 40% 내지 130%, 특히 유리하게는 50% 내지 130%, 바람직하게는 60% 내지 120%, 유리하게는 60% 내지 110%, 바람직하게는 70% 내지 110% 이도록 하며 R 은 기둥의 부재 시 R1 에 대응하고 기둥이 존재 시 R2 에 대응한다.

특히 냉각 액체를 위한 이 통로 거리는 열 교환 공간에 도달하기 전에 중심 개방부로 수렴할 냉각 액체의 유동이 더욱 개선되도록 한다. 팁의 상기 언급된 특징들과 조합하여 중심 개방부에서의 액체 통로 거리는 교란의 감소 및 냉각 액체의 가속을 개선함으로써 유동이 더욱 개선되도록 한다.

유리하게는, 상기 분리기는 제1전방 벽 쪽으로 향한 실질적으로 사인파인 표면을 가진다.

특정 실시예에서, 디플렉터(deflector)는 본 발명에 따른 랜스 팁의 교반 기체를 공급하기 위해 상기 중심 튜브의 중심에 실질적으로 존재한다.

이 디플렉터는 중심 도관을 떠나는 기체가 교반 기체 출구 도관들에 결합하기 위해 적당히 유도되도록 한다.

본 발명에 따른 장치의 특히 유리한 실시예에서, 상기 교반 기체 출구 도관들은 랜스 팁의 종 방향 축에 대해 비스듬히 배열된 회전축을 가진다.

특정 실시예에서, 팁의 상기 요소들은 별도로 생산되고 고 에너지 용접, 바람직하게는 전자 빔 용접(electron beam welding)에 의해 상호 바인딩 영역(binding area)에 고정된다.

전술한 팁은 수행될 기능에 따라 선택된 재료로 각각 구성된 몇 개의 팁 요소들로부터 생산된다. 이 요소들은 그런 다음 고 에너지 용접, 바람직하게는 전자 빔에 의해 그들 사이에 고정된다. 이 유형의 용접은 구리-강철 연결들이 쉽게 달성되고 양호한 액체 밀봉(liquid seal)을 가지며 팁에 가해지는 연속적인 열 사이클로 인한 피로 응력에도 불구하고 이를 보장한다.

본 발명에 따른 다른 형태의 장치는 첨부된 청구항들에 도시되어 있다.

본 명세서에 개시되어 있다.

본 발명의 다른 세부 사항들 및 장점들은 첨부된 도면들을 참조함으로써 제한적이지 않은 다음의 설명들로부터 보다 명확해질 것이다.
도1은 랜스 팁의 정면도이다.
도2는 본 발명에 따른 랜스 팁의 특정 실시예에서의 도1의 선 II-II에 따른 단면도를 도시한다.
도3은 본 발명의 특징된 부분을 도시하기 위해 본 발명에 따른 랜스 팁의 세부 사항을 나타낸다.
도4는 본 발명에 따른 취입 랜스 팁의 변화의, 도2의 것과 유사한 도면을 나타낸다.
도5는 본 발명의 유리한 실시예에 필요한 파라미터들을 측정하기 위한 방법을 도시하기 위해 본 발명에 따른 랜스 팁의 세부 사항을 나타낸다.
도면들에서, 유사하거나 동일한 요소들은 동일한 참조 부호들을 가진다.

도1은 배스 쪽으로 향한 랜스 팁(1)의 제3전방 벽(12)을 도시한다. 이 실시예에 따르면, 랜스 팁(1)은 제3전방 벽(12)의 중심 영역(14) 주위의 링에 놓인 6개의 교반 기체 출구 오리피스들(13)을 가진다.

도2는 본 발명에 따른 랜스 팁을 도시하며 여기서 교반 기체는 중심 튜브(2)를 통해 공급된다. 이 중심 튜브(2)는 적어도 2개의 개방부들(4)과 함께 제공된 배스 쪽으로 지향된 전방 벽(3)에 의해 폐쇄된다.

내부 튜브(5)는 화살표(F₁)의 방향으로 냉각 액체를 공급하기 위해 그 사이에 환형 공동(6)을 형성하도록 중심 튜브(2) 주위에 동축 방식(coaxial manner)으로 배열된다. 이 내부 튜브(5)는 분리기로써 공지된 전방 벽(7)에 의해 종결된다. 이 전방 벽(7)은 중심 개방부(8) 및 중심 튜브(2) 내의 각 개방부(4)와 정렬된 오리피스(9)와 함께 제공된다. 본 발명에 따른 분리기(7)는 아래에 서술될 제3전방 벽(12)에 대한 특정 기하 구조 및 배열을 가진다.

외부 튜브(10)는 내부 튜브(5) 주위에 동축으로 배열된다. 이 외부 튜브는 내부 튜브(5)와 함께 환형 공동(11)을 형성하고, 이는 화살표(F₂)의 방향으로 냉각 액체의 출구로 사용된다. 이 외부 튜브는 교반될 배스를 마주하고 내부 표면(30)을 포함하는 전방 벽(12)에 의해 폐쇄된다. 도2에 도시된 바와 같이, 제3전방 벽(12)의 내부 표면(30)은 중심 개방부(8) 쪽으로 지향되고 축 방향 단면 내에 만곡된 외피 표면을 가지는 테이퍼된 중심 영역(14)과 함께 제공된다.

전방 벽(12)은 또한 전방 벽(3)에 제공된 각각의 개방부(4) 및 전방 벽(7)에 제공된 각각의 통로 출구(9)와 정렬된 출구 오리피스(13)와 함께 제공된다. 각각의 정렬된 출구들 및 개방부들에서, 출구 도관(17)은 랜스 팁 외부에 교반 기체를 배출하도록 배열된다. 도관들(17)의 회전축(m)은 유리하게는 랜스 팁의 종 방향 축(L)에 대해 비스듬히 배열된다.

이 전방 벽(12)의 냉각은 분리기(7) 및 전방 벽(12)의 내부 표면(30) 사이에 위치된 열 교환 공간(16)에서의 냉각 액체의 순환에 의해 보장된다. 도시된 실시예에서, 공동(6)으로부터 오는 냉각 액체는 화살표(F₃)를 따라 열 교환 영역(16) 내로 중심 개방부(8)를 통과한다. 액체는 그런 다음 화살표(F₂)의 방향으로, 즉 공동(11)을 향해 바깥쪽으로 흐른다.

도3에서, 본 발명에 따른 분리기(7)는 실질적으로 편평하고 제3전방 벽(12)의 내부 표면(30)에 실질적으로 평행하다. 이 분리기(7)는 중심 개방부(8), 만곡된 축 방향 단면 모서리(18)를 가진다. 중심 개방부(8)의 최소 직경은 그런 다음 분리기(7)의 모서리(18)의 전방부(19)로부터 측정될 수 있다. 이 전방부(19)를 지나며 랜스 팁의 종 방향 축(L)에 평행한 접선은 중심 개방부(8)의 가장 작은 직경이 측정되게 한다.

전방부(19)를 지나며 랜스 팁의 종 방향 축(L)에 평행한 접선을 따라 취해지고 상기 전방부(19), 및 제3전방 벽(12)의 내부 표면(30) 사이에서 측정된 높이는 도3에 표시된 바와 같이 높이(H3)에 대응한다. 다음으로, 주입기들(17)의 회전축(m)에 평행한 높이(H1)는 분리기(7)의 배스(20) 쪽으로 향한 표면 및 제3전방 벽(12)의 내부 표면(30) 사이에서 중심 개방부(8)의 측 상에 측정된다. 이 높이(H1)는 중심 개방부(8)에서 열 교환 공간(16) 내의 냉각 액체를 위한 최소 통로 높이를 정의한다. 주입기들의 회전축들을 통과하는 원뿔 내에 포함된 체적에서, H1은 열 교환 공간 내의 제3전방 벽의 내부 표면을 따르는 물 통로의 최소 높이이다. 본 발명에 따르면, 비율 H₁/H₃ 은 유리하게는 30% 내지 55% 이다.

분리기(7)의 모서리(18)의 만곡된 축 방향 단면은 유리하게는 중심 개방부(8) 내의 그 수렴 동안 냉각 액체를 수반한다. 또한, 도3에 도시된 바와 같이, 분리기(7)의 모서리(18)는 제3전방 벽(12)의 내부 표면(30)의 테이퍼된 중심 영역(14)과 함께 포지티브 핏을 가진다. 액체는 따라서 제3전방 벽(12)의 내부 표면과 계속 접촉하며, 이는 열 응력에 가장 많이 노출된다. 결과적으로, 감소된 교란 및 캐비테이션 현상을 갖는 냉각 액체의 유동은 그것의 경로를 따라 얻어질 수 있고 유지될 수 있다. 따라서 "진정"된 냉각 액체는 그런 다음 화살표 F₂ 를 따라 제2환형 공동(11)에 의해 팁을 떠나기 전에 주입기들(17)이 열 교환 공간(16)내에 형성하는 장애물을 차분하게 우회할 수 있다.

본 발명에 따른 랜스 팁(1)의 외부 직경(D_ext)은 도2에 나타난 바와 같이, 외부 튜브(10)의 외부 표면들 사이에서 측정된 직경에 대응한다.

일반적으로, 분리기(7)의 두께는 제1전방 벽(3) 쪽으로 향한 표면(21) 및 분리기(7)의 배스(20) 쪽으로 향한 측면 사이에서 측정된다.

따라서 분리기(7)의 모서리(18)의 두께(e1)는 중심 개방부(8)에서 열 교환 공간(16)의 최소 높이(H1)의 연속으로 주입기(17)의 회전축(m)에 평행하게 측정된다. 이 두께는 분리기가 랜스 팁 내에 일정한 체적을 차지하도록 하고, 모서리(18)의 곡선 단면과 조합하여 감소된 교란 및 양호한 가속을 갖는 냉각 액체의 유동이 유지되도록 한다. 바람직하게는, 비율 e1/D_ext 은 5% 내지 15% 이다.

도3에 나타난 랜스 팁의 특정 실시예에서, 분리기(7)의 배스(20) 쪽으로 향한 표면은 실질적으로 사인파이다. 실질적으로 사인파인 형태를 가지는 분리기(7)의 배스(20) 쪽으로 향한 표면의 경우에, 최대 두께(e1)는 제1전방 벽(3) 쪽으로 향한 표면(21) 및 배스(20) 쪽으로 향한 표면의 오목한 부분의 최소값을 지나는 접선 사이에서 측정된다. 반면에, 최소 두께는 제1전방 벽(3) 쪽으로 향한 표면(21) 및 배스(20) 쪽으로 향한 표면의 볼록한 부분의 최대값을 지나는 접선 사이에서 측정된다.

이는 분리기(7)가 또한 중심 개방부(8)에서 그것의 두께(e1), 그것의 중심 내의 실질적으로 최소 두께를 가지므로 열 교환 공간(16)은 분리기(7)의 중심에 실질적으로 최대 높이(H_max)를 가진다는 것을 의미한다. 이 최대 높이(H_max)의 목적은 열 교환 공간(16) 내에 주입기들(17)의 영역 내에서 그것의 통과 동안 냉각 액체를 위한 공간을 더 허용하는 것이다.

도4는 본 발명에 따른 랜스 팁의 특정 실시예를 나타낸다. 이 실시예에서, 특정 형상의 중심 기둥(22)은 중심 개방부(8)의 중심에 존재한다.

기둥(22)은 제1전방 벽(3)의 측 상의 제1단부(E1) 및 제3전방 벽(12)의 내부 표면(30)의 중심 영역(14)에 링크된 제2단부(E2)를 가진다. 이 기둥은 바람직하게는 제1단부 및 연속적인 곡면(23)이 제3전방 벽(12)의 내부 표면(30)의 테이퍼된 중심 영역(14)과 함께 형성되도록 하는 제2단부(E2) 사이에 얇은 부분(I)을 가진다. 이 방식으로, 화살표(F₁)를 따라 제1환형 공동(6)으로부터 오는 냉각 액체는 액체의 경로에 제1장애물을 형성하는 주입기들을 우회한 다음 중심 개방부(8)로 수렴할 분리기(7)의 윗면(21)을 따라 이동한다. 그런 다음 이 중심 개방부(8)의 중심에 존재하는 기둥(22)은 냉각 액체가 제3전방 벽(12)의 내부 표면(30) 쪽으로 안내되도록 하거나 기둥의 얇은 부분(I)은 화살표(F₃)를 따라 이 기둥(22) 및 분리기(7)의 모서리(18) 사이에 액체의 통로를 보장한다. 또한, 기둥(22)과 제3전방 벽(12)의 내부 표면(30)의 테이퍼된 중심 영역(14)의 연결부는 화살표(F₃)를 따라 액체의 점진적 회전을 보장하는 연속적인 곡면(23)을 가진다. 그런 다음 열 교환 공간(16)에 도착하는 냉각 액체 내의 난류는 감소되고 액체는 열 교환 공간(16) 내에 상당한 체적을 차지하는 주입기들을 차분하게 우회할 수 있다. 이 예시에서, 용융 액체 배스에 노출된 전방 벽(12) 내에 축적된 열량은 그것의 ?은 부분(I) 덕분에 냉각 액체와 접촉하는 표면이 증가된 기둥(22)으로 전달되며, 이는 금속/액체 열 전달을 개선한다.

또한, 기둥(22)은 유리하게는 상기 얇은 부분(I) 및 상기 제1단부(E1)를 연결하는 예정된 길이(L2)의 제2부분(II)을 가지며, 상기 제2부분(II)은 길이(L2)를 따라 일정한 예정된 직경(D2)에 의해 정의되는 원형 횡 단면을 가져, 비율(D2/D_ext)은 유리하게는 10% 내지 15% 이다.

사실 상, 기둥(22)은 양호한 열 전도도의 재료로 형성되어 있으며, 열은 배스로부터 상승하여 제3전방 벽(12) 및 그것의 중심 영역(14)에 전달되고, 그런 다음 기둥(22)에 의해 냉각 액체 쪽으로 유도될 수 있다. 기둥(22) 주위에서 이동하는 후자는 제3전방 벽(12)의 열의 일정한 유역(catchment)을 보장한다. 이를 최적화하기 위해, 배스에 가장 많이 노출된 부분들, 즉 제3전방 벽(12) 및 기둥(22)은 주조 구리 보다 더 나은 열 전도도를 보장하는 연질 구리(wrought copper)로 생산된다.

유리하게는, 제1얇은 부분(I)은 제2부분(II)과의 연결부에서 직경(D2)로부터 기둥(22)의 제2단부(E2)에서 바람직하게는 D2의 60% 내지 80% 인 값으로 서서히 변하는 예정된 직경(D1)에 의해 더욱 특징된다. 따라서 기둥(22)의 얇은 부분(I)의 직경(D1)은 그것이 최소값에 도달할 때까지 배스를 향해 랜스 팁의 종 방향 축(L)을 따라 이동하는 동안 점진적으로 감소하며, 그런 다음 기둥의 제2단부(E2)에 대응하는 D3로 불린다.

바람직하게는, 기둥(22)의 얇은 부분(I) 및 제3전방 벽(12)의 내부 표면의 테이퍼된 중심 영역(14) 사이의 연속적인 곡면(23)은 기둥(22)의 제2부분(II)에서의 직경(D2)의 30% 이상인 곡률 반경에 의해 특징된다.

도4에 제시된 실시예에서, 서로 마주하는 분리기(7) 및 기둥(22)의 얇은 부분(I)은 포지티브 핏을 가지고, 따라서 냉각 액체의 가장 섬세한 수반이 가능하도록 보장한다. 사실 상, 분리기(7)의 모서리(18) 및 기둥(22)의 얇은 부분(I)은 경로가 냉각 액체를 위해 형성되도록 하며, 액체 내의 난류를 감소시킨다.

디플렉터(24)는 또한 교반 기체를 공급하기 위해 튜브(2)의 중심에 놓일 수 있다. 이 디플렉터(24)는 중심 도관(2)을 떠나는 기체가 주입기들(17)에 결합하기 위해 적당히 유도되도록 한다.

도5는 제3전방 벽(12)의 내부 표면(30)의 이 중심 영역(14)에 대한 파라미터들을 측정하기 위한 방법을 명확하게 하기 위해 테이퍼된 중심 영역(14)의 세부 사항을 나타낸다. 높이(h)는 종 방향 축(L)에 수직인 랜스 팁의 내부 벽(30)의 평면 접선(32) 및 테이퍼된 중심 영역(14)의 상부에 접하는 평행한 평면(31) 사이에서 측정된다. 테이퍼된 중심 영역(14) 내의 추가적인 요소가, 예를 들어 기둥(22)과 같은 그것의 상부에 제공되면, 평면(31)은 이 추가적인 요소가 존재하지 않는 경우 채택할 수 있는 위치를 유지한다. 기둥(18)의 얇은 부분의 횡단면과 일치하는 테이퍼된 중심 영역(14)의 상부는 최소 직경(D3)을 가지며, 평면(31)은 또한 기둥(22)의 최소 직경(D3)의 이 단면을 지난다.

베이스(b)는 내부 벽(30)의 평면 접선(32) 내에 위치된다. 이는 내부 벽(30)의 연장부와의 교차점들(33)에 의해 포함된다.

유리하게는, 본 발명에 따른 팁은 50% 내지 80% 인 비율 h/(b-D3) 를 가진다. 따라서, 예를 들어, 기둥과 같은 추가적인 요소가 중심 영역(14) 내에 존재하지 않는 경우에, D3은 0이고 비율 h/b 는 바람직하게는 50% 내지 80% 이다.

도5는 또한 중심 개방부(8) 내의 팁의 종 방향 축(L)에 수직하게 취해진 냉각 액체 통로를 위한 거리(R)를 나타낸다. 기둥이 중심 개방부(8) 내에 존재하지 않을 때, 거리(R)는 분리기(7)의 전방부(19) 및 종 방향 축(L) 사이에서 측정되며, 냉각 액체 통로를 위한 이 거리는 그런 다음 R₁ 로 표시되고 중심 개방부(8)의 최소 반경에 대응한다. 기둥(22)이 중심 개방부 내에 존재할 때, 액체 통로 거리(R)는 그런 다음 분리기(7) 전방부(19) 및 기둥(22)의 얇은 부분(I)의 외부 표면 사이에서 측정되며, 거리는 그런 다음 R₂ 로 표시된다. 이러한 2개의 시나리오들에서, 냉각 액체 통로를 위한 이 거리는 비율 R/H3 이 바람직하게는 70% 내지 110% 이며, R은 기둥의 부재 시 R1에 대응하거나 기둥의 존재 시 R2에 대응한다.

본 발명은 상기 설명된 실시예들의 방식으로 제한되지 않으며 수정들은 첨부된 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 적용될 수 있음이 이해된다.

Claims (10)

1. 적어도 2개의 개방부들(4)과 함께 제공되는 제1전방 벽(3)에 의해 배스 쪽으로 향한 단부에서 폐쇄되며, 교반 기체를 공급하기 위한 중심 튜브(2),
   제1전방 벽(4)에 제공된 개방부 당 하나의 통로 오리피스(9) 및 중심 개방부(8)를 구비하는, 분리기(7)로 불리는, 제2전방 벽에 의해 상기 배스 쪽으로 향한 일 단부에서 종결되고 냉각 액체의 통로를 위한 제1환형 공동(6)을 상기 중심 튜브(2)와 함께 형성하는 내부 튜브(5),
   축 방향 단면 내에 만곡된 외피 표면을 가지고 상기 중심 개방부(8) 쪽으로 지향되는 테이퍼된 중심 영역(14)을 포함하는 내부 표면(30)을 가지고 상기 제1전방 벽(4)에 제공된 개방부 당 하나의 출구 오리피스(13)를 가지는 제3전방 벽(12)에 의해 상기 배스 쪽으로 향한 단부에서 폐쇄되고 냉각 액체의 통로를 위한 제2환형 공동(11)을 내부 튜브(5)와 함께 형성하는 외부 튜브(10),
   상기 냉각 액체가 흐르며, 한편으로는 상기 분리기(7) 및 상기 제3전방 벽 사이에 위치되고 다른 한편으로는 상기 중심 개방부(8) 및 상기 제2환형 공동(11) 사이에 위치되며, 상기 냉각 액체가 흐르는 열 교환 공간(16), 및
   주입기(17)로 불리며, 상기 제1전방 벽(3) 내의 각 개방부(4)를 떠나 냉각 액체-기밀 방식으로 대응하는 상기 통로 오리피스(9)를 통과하여 대응하는 상기 출구 오리피스(13)까지 가는 교반 기체를 위한 출구 도관을 포함하며,
   상기 분리기(7)는 높이(H3)가 모서리(18)의 전방부(19) 및 상기 제3전방 벽(12) 사이에 정의되고 열 교환 공간(16)에서 최소 예정된 높이(H1)가 상기 중심 개방부(8)의 측 상에 존재하도록 만곡된 중심 개방부(8)에서 축 방향 단면 내에 모서리(18)를 가지며, 비율 H1/H3 이 5% 내지 80%, 유리하게는 5% 내지 75%, 바람직하게는 5% 내지 70%, 우선적으로는 5% 내지 65%, 특히 유리하게는 5% 내지 60%, 바람직하게는 10% 내지 60%, 유리하게는 15% 내지 60%, 바람직하게는 20% 내지 60%, 우선적으로는 25 내지 60%, 특히 유리하게는 25% 내지 55%, 바람직하게는 30% 내지 55% 인 것으로 특징으로 하는 배스 교반을 목적으로 하는 취입 랜스 팁(1).
   
2. 제1항에 있어서,
   냉각 액체의 상기 통로를 위해, 상기 분리기(7)의 상기 모서리(18)의 상기 전방부(19) 및 상기 팁의 종 방향 축(L) 사이에서 상기 팁의 종 방향 축(L)에 수직하게 취해진 거리(R)에 의해 특징되며,
   상기 거리(R)는 비율 R/H3 이 20% 내지 150%, 바람직하게는 30% 내지 140%, 유리하게는 30% 내지 130%, 우선적으로는 40% 내지 130%, 특히 유리하게는 50% 내지 130%, 바람직하게는 60% 내지 120%, 유리하게는 60% 내지 110%, 바람직하게는 70% 내지 110% 이도록 하는 랜스 팁.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   예정된 외부 직경(D_ext)을 가지며 여기서 상기 분리기(7)의 상기 모서리(18)는 비율 e1/D_ext 이 5% 내지 30%, 바람직하게는 7% 내지 25%, 유리하게는 7% 내지 20%, 우선적으로는 7% 내지 15% 이도록 두께(e1)에 의해 정의되는 랜스 팁.
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 분리기(7)는 실질적으로 사인파인 배스(20) 쪽으로 향한 표면을 가지는 랜스 팁.
   
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 배스 반대편에 위치된 제1단부(E1) 및 상기 제3전방 벽(12)의 상기 내부 표면(30)의 상기 중심 영역(14)에 링크된 상기 배스 쪽으로 향한 제2단부(E2)를 포함하는 기둥(22)을 가지는 랜스 팁.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 기둥(22)은 상기 중심 영역에 링크된 상기 제1 및 제2 단부 사이에 얇은 부분(I)을 가지며,
   이는 예정된 길이(L1) 및 연속적으로 기둥은 제3전방 벽(12)의 내부 표면(30)의 중심 영역(14)과 연속적인 곡면(23)을 형성하는 방식으로 감소하는 축 방향 단면을 가지는 랜스 팁.
   
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 기둥(22)의 상기 얇은 부분(I)은 상기 제2단부(E2)에서 최소 예정된 직경(D3)을 가지고 상기 제3전방 벽(12)의 상기 내부 표면(30)의 상기 중심 영역(14)은 높이(h) 및 베이스(b)를 가져 비율 h/(b-D3) 가 20% 내지 120%, 바람직하게는 20% 내지 110%, 유리하게는 30% 내지 110%, 우선적으로는 30% 내지 100%, 특히 40% 내지 100%, 특히 유리하게는 40% 내지 90%, 바람직하게는 45% 내지 85%, 유리하게는 50% 내지 80% 인 랜스 팁.
   
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   디플렉터(24)는 상기 중심 교반 기체 공급 튜브(2)의 중심에 실질적으로 존재하는 랜스 팁.
   
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 주입기들(17)은 상기 랜스 팁의 종 방향 축(L)에 대해 비스듬하게 배향된 회전축(m)을 가지는 랜스 팁.
   
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 팁의 상기 요소들은 별도로 생산되고 고 에너지 용접, 바람직하게는 전자 빔 용접에 의해 상호 바인딩 영역에 고정되는 취입 랜스 팁.

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