WO2010060770A1 - Düse zum eindüsen von sauerstoffhaltigem gas in ein roheisenaggregat mit injektoreinsatzröhre - Google Patents

Düse zum eindüsen von sauerstoffhaltigem gas in ein roheisenaggregat mit injektoreinsatzröhre Download PDF

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gas
nozzle
injektoreinsatzröhre
wall
oxygen
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PCT/EP2009/064685
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Stefan Lechner
Marinko Lekic-Ninic
Georg Aichinger
Franz Berner
Jan-Friedemann Plaul
Johannes Leopold Schenk
Martin Schmidt
Thomas SÖNTGEN
Bogdan Vuletic
Kurt Wieder
Johann Wurm
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Siemens Vai Metals Technologies Gmbh & Co
Siemens Aktiengesellschaft
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    • F27D2003/162—Introducing a fluid jet or current into the charge the fluid being an oxidant or a fuel
    • F27D2003/163—Introducing a fluid jet or current into the charge the fluid being an oxidant or a fuel the fluid being an oxidant
    • F27D2003/164—Oxygen

Definitions

  • the invention relates to a nozzle, preferably made of copper or copper alloy, for injecting oxygen-containing gas into a pig iron production unit, the nozzle being provided with an injector insert tube.
  • oxygen or oxygen-containing gas is injected by means of exothermic oxidation processes for the production of reducing gas and for the provision of heat required for the ongoing chemical and physical conversions.
  • oxygen and "oxygen-containing gas” are used as synonyms in the following text.
  • the adjacent to the reaction space of the pig iron generating unit parts of the devices for injecting oxygen are exposed to high temperatures, which makes intensive cooling of these parts necessary.
  • the nozzles are made for injecting oxygen from copper or copper alloy.
  • media from the reaction space is aspirated to the oxygen jet.
  • These media are, for example, hot gases, solid particles or liquid particles such as molten iron or molten slag.
  • the suction causes an outflow direction of the oxygen opposite reverse flow of these media, which continues up to the outlet edge of the oxygen channel of the nozzle.
  • hot gases, solid and liquid particles are consequently sucked into the oxygen channel, which leads to deposits in the oxygen channel and to thermal-abrasive wear of the nozzle.
  • Hot gases entering the oxygen channel result in build-up of resistance to the oxygen flow direction, heating of the oxygen, and hence thermal stress on the nozzle and thermal wear.
  • the use of copper or copper alloy as a nozzle material offers the advantage of being easy to cool owing to its thermal conductivity, it has the disadvantage of offering little resistance to thermal-abrasive wear owing to its strength.
  • the wear has negative effects in several ways. On the one hand, replacement of worn nozzles is necessary for maintenance, which means downtime and thus loss of production.
  • the reaction behavior changes in the pig iron production unit, since the oxygen jet penetrates at different shapes of the outlet edge to different degrees in the reaction space; A production planning over a longer period of time is made difficult by fluctuations in the reduction time associated with wear of the outlet edge.
  • the wear carries a significant safety risk, since the nozzle is cooled with water. If wear causes a leak in the cooling water channel, water may enter the reaction chamber and explosions may occur.
  • a nozzle for injecting oxygen-containing gas into a pig iron production unit wherein the nozzle has at least one gas channel, wherein the nozzle is characterized in that
  • an injector insert tube which is preferably interchangeable inserted into the gas passage of the nozzle is arranged so that over the entire length of the Injektor conceptrschreibe a Injektor nurschreibe enclosing space between the wall of the gas channel and the outer wall of the Injektor nurauche is present, the Injektor antagonistrschreibe is provided with spacers, which support them in the inserted state on the wall of the gas channel,
  • the injector insert tube is made of refractory material
  • the injector insert tube extends at least to the end of the nozzle containing the mouth of the gas channel
  • the injector insert tube is connected to an inlet for oxygen-containing gas
  • the gap between the wall of the gas channel and the outer wall of the Injektor consrillere is connected to a supply line for inert gas or with an oxygen-containing gas supply line.
  • Crude iron generating unit enters, and at the same time a between outer wall of the Injektor devisrschreibe and the wall of the gas channel existing gap is traversed by a gas which exits after flowing through the gap with a gas outlet velocity in the pig iron production unit,
  • the oxygen gas inlet velocity is greater than the gas outlet velocity.
  • the oxygen-containing gas entering the hot metal production unit from the injector insert tube is enveloped by a jacket of gas flowing at a lower speed. Since the gas emerging at the gas outlet speed into the pig iron production unit is slower, there is less suction of media from the reaction space of the pig iron production unit and less reverse flow of such media towards the nozzle. Accordingly, the wear caused by such backflows as well as deposits on the nozzle and in the gas passage are reduced, and the service life of the nozzle is increased.
  • the nozzle is made of copper or copper alloy to ensure good heat dissipation in its cooling.
  • the nozzle may include one or more gas passages through which gases may be supplied to the pig iron production unit.
  • an injector insert tube is arranged in at least one of these gas channels.
  • the Injektor scholarrschreibe is preferably replaceable used in the gas channel. This offers the advantage that a wetted by Injektor nurschreibe can be easily replaced.
  • interchangeably applicable is meant a type of insertion in which either no fixing connection between injector insert tube and gas channel is formed, or a detachable without attacking the structure of the nozzle connection between insert and gas channel is formed the structure of the nozzle releasable connection type is, for example, gluing or screwing.
  • One way of insertion, in which no fixing connection between injector insert tube and gas channel is formed is, for example, insertion.
  • a type of insertion in which no fixing connection between the injector insert tube and the gas channel is formed is preferred.
  • such a type is realized by the fact that, in the event that the diameter of the gas channel in the direction of the reaction space continuously or partially abruptly tapered, the outer contour of the Injektor nurschreibe the inner contour of the gas channel follows and by the pressure of the flowing oxygen-containing gas, but not by a connection between Injektor nurschreibe and gas channel, is held in position.
  • the Injektor nurschreibe is arranged in the gas channel, that there is a gap between its outer wall and the wall of the gas channel.
  • the space encloses the Injektor nurschreibe over its entire length. This ensures that gas introduced into the intermediate space can cool the injector insert tube over its entire length.
  • the spacers are preferably made as thin and narrow as possible.
  • a plurality of injector insert tubes are arranged in a gas channel, wherein in each case within a first Injektor corprschreibe a further Injektor nurschreibe is arranged with a smaller diameter.
  • an annular gap is formed between the walls of these two Injektor nuröhren.
  • the Injektor nurschreibe is made of refractory material, which has a high mechanical strength, dimensional stability, wear resistance, corrosion resistance and high permissible operating temperature tolerates. As a result, the susceptibility to wear of the Injektor nurschreibe is reduced under operating conditions.
  • the refractory material is, for example, aluminum oxide Al 2 O 3, zirconium dioxide ZrO 2 , magnesium oxide MgO, non-oxidic ceramic
  • Fiber composites for example consisting of silicon carbide SiC and carbon fibers C, or oxidic ceramic fiber composite materials such as a ceramic sheet, for example fibers of Al 2 O 3 with binder of SiO 2 or ZrO 2 or Al 2 O 3.
  • refractory material includes high temperature resistant steels.
  • the preferred refractory material is ceramic sheet.
  • the Injektor crizode extends at least to the mouth of the gas channel in the reaction space of the pig iron production unit. This ensures that mixing of the gas streams flowing out of the injector insert tube and from the intermediate space does not already occur within the gas channel. As a result, the effect of shrouding the faster-flowing oxygen-containing gas by the slower flowing gas in the reaction space of the pig iron production unit is particularly pronounced, and backflows are effectively prevented.
  • the space enclosed by the injector insert tube is connected to an introduction for oxygen-containing gas.
  • the gas flowing in the gap between the outer wall of the injector insert tube and the wall of the gas channel may be an inert gas such as an inert gas such as nitrogen or argon, or water vapor, or natural gas, or a gas generated in the pig iron generator, or a mixture of various shield gases. or oxygen-containing gas. Preference is given to using argon or nitrogen as protective gas.
  • Inert gas supply line or connected to an oxygen-containing gas supply line.
  • the protective gas and substances can be injected into the reaction chamber of the pig iron production unit, for example, granules, oils or dusts. This allows the supply of desired in the production of pig iron substances in the reaction space or the disposal of waste materials.
  • the oxygen gas entry velocity is between 70 and 330 m / s, preferably 170-220 m / s.
  • the gas outlet velocity is between 20 and 60 m / s. At less than 20 m / s, the pressure prevailing in the pig iron production unit can not be overcome. At more than 60 m / s, so much inert gas is introduced into the pig iron production unit that the processes occurring in the pig iron production unit are influenced.
  • the pig ironmaking unit may be a melter gasifier or a blast furnace. Preferred is the use of the present invention in a melter gasifier.
  • the injector insert tube extends beyond the end face of the nozzle containing the mouth of the gas channel.
  • the gas channel is provided in the region of the orifice with one or more inserts of refractory material, which extend at least to the end of the nozzle containing the mouth of the oxygen channel, wherein the outlet edge is included.
  • the refractory material of an insert the same materials are used, which are called for the refractory material of Injektor antagonistrschreibe.
  • the area of the outlet of the gas channel is to be understood as meaning the 10% of the longitudinal extent of the gas channel emanating from the outlet edge. It has been found that a major problem with nozzle wear is thermal-abrasive wear at the outlet edge of the orifice.
  • An insert may for example be cylindrical.
  • the insert extends beyond the end face of the nozzle containing the mouth of the oxygen channel, the outlet edge is particularly well protected against wear.
  • the entering into the pig iron generator gas is bundled longer, which increases the risk of the occurrence of wear
  • the end face of the nozzle containing the mouth of the gas channel is provided with one or more inserts of refractory material, wherein the outlet edge of the Outlet is completely covered.
  • the same materials are used, which are called for the refractory material of Injektor complaintrschreibe.
  • An insert may for example be disc-shaped.
  • existing nozzles can be provided with the shape of the gas channel adapted injector insert tubes according to the invention. If necessary, modifications to the nozzles are necessary.
  • Figure 1 shows a section of an area of the wall of a
  • FIG. 2 shows a detail of an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 shows a section of a nozzle in longitudinal section for a further embodiment of the present invention.
  • FIGs 4 and 5 show variants of the connection between Injektor doctorrschreibe and
  • FIG. 6 shows an embodiment of the present invention in which the
  • Figure 1 shows a section of an area of the wall 1 of a
  • Pig iron production unit On the wall 1 of the pig iron production unit, a sleeve 2 is mounted, which extends into the interior of the pig iron aggregate. At the interior of the pig iron production unit facing the end of the sleeve 2 is a Nozzle 4 inserted. Both sleeve 2 and nozzle 4 have cooling channels 3a, 3b, in which water circulates. For effective heat dissipation, the nozzle 4 is made of a copper alloy. The nozzle 4 is traversed along by a gas channel. In the gas channel of the nozzle 4, an injector insert tube 5 made of refractory material interchangeable used, which extends to the end of the nozzle 4 containing the mouth of the gas channel.
  • an introduction 6 is conducted for oxygen-containing gas.
  • This oxygen-containing gas introduction 6 is connected to the space enclosed by the injector insert tube 5.
  • the oxygen-containing gas flowing through the introduction 6 and the Injektor scholarrschreibe 5 is shown by straight arrows.
  • Between the outer wall of the Injektor nurschreibe 5 and wall of the gas channel existing gap 7 is connected to a supply line 8 for inert gas.
  • the protective gas flowing through the supply line 8 and the gap 7 is represented by wavy arrows.
  • the supply line 8 for inert gas is passed through an opening in the wall 1 of the pig iron production unit and the sleeve 2. From the Injektor nurschreibe 5, the oxygen-containing gas enters the reaction chamber 9 in the interior of the pig iron production unit. It is enveloped by the protective gas, which exits from the gap 7. The oxygen gas entry velocity is greater than the gas exit velocity.
  • Injektor devisrschreibe 5 In order to hold the inserted Injektor devisrschreibe 5 in position, it is provided with spacers 10, which support them on the wall of the gas channel
  • FIG. 2 shows, for an embodiment of the present invention, a section of a nozzle 4, in which an injector insert tube 5 is inserted into the gas channel of a copper nozzle 4.
  • the shape of the Injektor scholarrschreibe 5 is fluidically optimally adapted to the shape of the gas channel; its inner and outer contour follows the contour of the gas channel. This ensures that the fluidic effects caused by the Form of the gas channel to be achieved, also occur when flowing through the Injektor scholarrschreibe.
  • the Injektor nucleus 5 By providing little flow resistance spacer 10, the Injektorliche 5 is supported on the inner wall of the gas channel.
  • the reaction space 9 of the pig iron production unit is located to the right of the nozzle 4.
  • the Injektor densenor densities are located to the right of the nozzle 4.
  • the Injektor densenor densities are located to the right of the nozzle 4.
  • the Injektor densenor 5 extends beyond the end face 1 1 of the nozzle, which contains the mouth of the gas channel in the reaction chamber, and thus protrudes into the reaction space.
  • Through the Injektor denst gas Through the Injektor denst gas flows into the reaction chamber 9.
  • This protective gas which exits the pig iron production unit at a low gas exit velocity, envelops the oxygen flow entering the pig iron production unit from the injector insert tube 5, which is represented by straight arrows, and cools the nozzle 4 and the injector insert tube 5.
  • Figure 3 largely corresponds to Figure 2, with the difference that the gas channel is provided in the mouth region with a cylindrical insert piece 12 of refractory material, which protects the outlet edge of the gas channel from wear.
  • FIGS. 4 and 5 show variants of the connection between injector insert tube 5 and gas channel of a nozzle 4.
  • FIG. 4 shows how the injector insert tube 5 is glued to a spacer ring 14 fastened in the gas channel.
  • the adhesive joint 15 is shown with a wavy line.
  • FIG. 4 a shows the area of the connection circled in broken lines in FIG. 4 enlarged.
  • FIG. 5 shows how the injector insert tube 5 is inserted into a groove 16 of a spacer ring 14 fastened in the gas channel and additionally glued to the spacer ring 14 with an adhesive bond 15.
  • FIG. 5a shows the area of the connection circled in broken lines in FIG.
  • the injector insert tube does not have to extend over the entire length of the gas channel. It is only important that it extends at least to the end of the nozzle containing the mouth of the gas channel in the reaction space. Accordingly, the Injektor scholarrschreibe can extend over only a portion of the length of the gas channel. A shorter injector tube is easier and cheaper to manufacture.
  • the oxygen-containing gas introduction and the protective gas supply line or the oxygen-containing gas supply line are then to be extended into the gas channel as far as the injector insert tube.
  • FIG. 6 shows an embodiment of the present invention in which the injector insert tube 5 does not extend over the entire length of the gas channel of the nozzle 4.
  • the attachment of the injector insert tube on the extension tube can be made on one of the types mentioned for the connection between the gas channel and Injektor nurschreibe.
  • the extension tube may have at its end a groove into which the Injektor crizrschreibe is inserted, which groove is additionally provided for example with an adhesive connection.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Düse (4) zum Eindüsen von sauerstoffhaltigem Gas in ein Roheisenerzeugungsaggregat, bei der im Gaskanal der Düse eine aus Feuerfestmaterial gefertigte Injektoreinsatzröhre (5), angeordnet ist, wobei über die gesamte Länge der Injektoreinsatzröhre (5) ein die Injektoreinsatzröhre umschließender Zwischenraum (7) zwischen der Wand des Gaskanals und der Außenwand der Injektoreinsatzröhre (5) vorhanden ist. Die Injektoreinsatzröhre (5) erstreckt sich zumindest bis zur die Ausmündung des Gaskanals enthaltenden Stirnfläche (11) der Düse. Der von der Injektoreinsatzröhre (5) umschlossene Raum ist mit einer Einleitung für sauerstoffhaltiges Gas (6) verbunden, und der Zwischenraum (7) zwischen der Wand des Gaskanals und der Außenwand der Injektoreinsatzröhre (5) ist mit einer Zufuhrleitung für Schutzgas (8) oder mit einer Zufuhrleitung für sauerstoffhaltiges Gas verbunden. Weiterhin betrifft die Erfindung die Injektoreinsatzröhre (5) sowie ein Verfahren zum Eindüsen von sauerstoffhaltigem Gas aus einer erfindungsgemäßen Düse (4), bei dem sauerstoffhaltiges Gas in einen von der Innenwand der Injektoreinsatzröhre umschlossenen Raum eingeleitet wird, und das sauerstoffhaltige Gas nach Durchströmen der Injektoreinsatzröhre mit einer Sauerstoffgaseintrittsgeschwindigkeit in das Roheisenerzeugungsaggregat eintritt, und gleichzeitig ein zwischen Außenwand der Injektoreinsatzröhre und Wand des Gaskanals vorhandener Zwischenraum (7) von einem Gas durchströmt wird, welches nach Durchströmen des Zwischenraumes (7) mit einer Gasaustrittsgeschwindigkeit in das Roheisenerzeugungsaggregat austritt, wobei die Sauerstoffgaseintrittsgeschwindigkeit größer ist als die Gasaustrittsgeschwindigkeit.

Description

Düse zum Eindüsen von sauerstoffhaltigem Gas in ein Roheisenaggregat mit
Injektoreinsatzröhre
Die Erfindung betrifft eine, vorzugsweise aus Kupfer oder Kupferlegierung gefertigte, Düse zum Eindüsen von sauerstoffhaltigem Gas in ein Roheisenerzeugungsaggregat, wobei die Düse mit einer Injektoreinsatzröhre versehen ist.
In Roheisenerzeugungsaggregaten, in denen eisenoxidhaltiges Material unter Verwendung von Kohlenstoffträgern zu Roheisen reduziert wird, wird zur Herstellung von reduzierend wirkendem Gas sowie zur Bereitstellung von für die ablaufenden chemischen und physikalischen Umwandlungen notwendiger Wärme durch exotherme Oxidationsprozesse Sauerstoff beziehungsweise sauerstoffhaltiges Gas eingedüst. Zur leichteren Lesbarkeit werden im folgenden Text die Begriffe „Sauerstoff" und „sauerstoffhaltiges Gas" als Synonyme benutzt. Die an den Reaktionsraum des Roheisenerzeugungsaggregates angrenzenden Teile der Vorrichtungen zum Eindüsen von Sauerstoff sind dabei hohen Temperaturen ausgesetzt, was eine intensive Kühlung dieser Teile notwendig macht. Um eine besonders gute Wärmeabfuhr bei der Kühlung zu erreichen sind die Düsen zum Eindüsen von Sauerstoff aus Kupfer oder Kupferlegierung gefertigt.
Beim Betrieb des Roheisenerzeugungsaggregates besteht das Problem, dass es bei den verwendeten hohen Sauerstoff-Einblasegeschwindigkeiten zwischen 70 und 330 m/s zu einer Ansaugung von Medien aus dem Reaktionsraum zum Sauerstoffstrahl kommt. Diese Medien sind beispielsweise heiße Gase, Feststoffpartikel oder Flüssigkeitspartikel wie etwa geschmolzenes Eisen oder geschmolzene Schlacke. Das Ansaugen bewirkt eine der Ausströmrichtung des Sauerstoffs entgegengesetzte Rückströmung dieser Medien, die sich bis zur Auslasskante des Sauerstoffkanals der Düse fortsetzt. Es zeigt sich, dass infolgedessen heiße Gase, Feststoff- und Flüssigkeitspartikel in den Sauerstoffkanal eingesaugt werden, was zu Ablagerungen im Sauerstoffkanal und zu thermisch-abrasivem Verschleiß der Düse führt. In den Sauerstoffkanal eintretende heiße Gase führen zu einem Aufbau von Widerstand gegen die Sauerstoffströmungsrichtung, zu einer Erwärmung des Sauerstoffs, und damit zu einer thermischen Belastung der Düse und thermisch bedingtem Verschleiß. Die Verwendung von Kupfer oder Kupfer-Legierung als Düsen-Material bietet zwar den Vorteil, aufgrund seiner Wärmeleitfähigkeit gut kühlbar zu sein, hat aber den Nachteil, aufgrund seiner Festigkeit dem thermisch-abrasiven Verschleiß wenig Widerstand entgegenzusetzen. Der Verschleiß wirkt sich in mehrfacher Weise negativ aus. Einerseits ist für die Instandhaltung ein Austausch von verschlissenen Düsen notwendig, was Betriebsstillstände und damit Produktionsausfall bedeutet. Weiterhin ändert sich das Reaktionsverhalten im Roheisenerzeugungsaggregat, da der Sauerstoffstrahl bei unterschiedlichen Formen der Auslasskante verschieden weit in den Reaktionsraum eindringt; eine Produktionsplanung über eine längere Zeitspanne wird durch Verschleiß der Auslasskante verbundenen Schwankungen der Reduktionszeit erschwert. Zudem birgt der Verschleiß ein erhebliches Sicherheitsrisiko, da die Düse mit Wasser gekühlt wird. Erzeugt der Verschleiß ein Leck im Kühlwasserkanal, kann es zu Wassereintritt in den Reaktionsraum und Explosionen kommen.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine, vorzugsweise aus Kupfer oder Kupfer-Legierung gefertigte, Düse zum Eindüsen von sauerstoffhaltigem Gas in ein Roheisenerzeugungsaggregat anzugeben, bei welcher der Verschleiß der Düse vermindert wird und die dabei einfach zu fertigen und zu warten ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine
Düse zum Eindüsen von sauerstoffhaltigem Gas in ein Roheisenerzeugungsaggregat, wobei die Düse zumindest einen Gaskanal aufweist, wobei die Düse dadurch gekennzeichnet ist, dass
- im Gaskanal der Düse eine Injektoreinsatzröhre, welche bevorzugterweise auswechselbar in den Gaskanal der Düse einsetzbar ist, so angeordnet ist, dass über die gesamte Länge der Injektoreinsatzröhre ein die Injektoreinsatzröhre umschließender Zwischenraum zwischen der Wand des Gaskanals und der Außenwand der Injektoreinsatzröhre vorhanden ist, wobei die Injektoreinsatzröhre mit Distanzhaltern versehen ist, die sie im eingesetzten Zustand an der Wand des Gaskanals abstützen,
- die Injektoreinsatzröhre aus Feuerfestmaterial gefertigt ist,
- die Injektoreinsatzröhre sich zumindest bis zur die Ausmündung des Gaskanals enthaltenden Stirnfläche der Düse erstreckt,
- und der von der Injektoreinsatzröhre umschlossene Raum mit einer Einleitung für sauerstoffhaltiges Gas verbunden ist, - und der Zwischenraum zwischen der Wand des Gaskanals und der Außenwand der Injektoreinsatzröhre mit einer Zufuhrleitung für Schutzgas oder mit einer Zufuhrleitung für sauerstoffhaltiges Gas verbunden ist.
Das erfindungsgemäße
Verfahren zum Eindüsen von sauerstoffhaltigem Gas aus einer Düse, welche zumindest einen Gaskanal aufweist, in ein Roheisenerzeugungsaggregat, ist dadurch gekennzeichnet, dass sauerstoffhaltiges Gas in einen von der Innenwand einer in den Gaskanal der Düse auswechselbar eingesetzten Injektoreinsatzröhre umschlossenen
Raum eingeleitet wird, und das sauerstoffhaltige Gas nach Durchströmen der Injektoreinsatzröhre mit einer Sauerstoffgaseintrittsgeschwindigkeit in das
Roheisenerzeugungsaggregat eintritt, und gleichzeitig ein zwischen Außenwand der Injektoreinsatzröhre und Wand des Gaskanals vorhandener Zwischenraum von einem Gas durchströmt wird, welches nach Durchströmen des Zwischenraumes mit einer Gasaustrittsgeschwindigkeit in das Roheisenerzeugungsaggregat austritt,
- wobei die Sauerstoffgaseintrittsgeschwindigkeit größer ist als die Gasaustrittsgeschwindigkeit.
Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das aus der Injektoreinsatzröhre in das Roheisenerzeugungsaggregat eintretende sauerstoffhaltige Gas von einem Mantel aus mit niedrigerer Geschwindigkeit strömendem Gas umhüllt. Da das mit der Gasaustrittsgeschwindigkeit in das Roheisenerzeugungsaggregat austretende Gas langsamer ist, kommt es zu weniger Ansaugung von Medien aus dem Reaktionsraum des Roheisenerzeugungsaggregates und weniger Rückströmung solcher Medien in Richtung Düse. Entsprechend sind der von solchen Rückströmungen hervorgerufene Verschleiß sowie Ablagerungen an der Düse und im Gaskanal vermindert, und die Standzeit der Düse wird erhöht.
Vorzugsweise ist die Düse aus Kupfer oder aus Kupfer-Legierung gefertigt, um eine gute Wärmeabfuhr bei ihrer Kühlung zu gewährleisten. Die Düse kann einen oder mehrere Gaskanäle aufweisen, durch die Gase dem Roheisenerzeugungsaggregat zugeführt werden können. In der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in zumindest einem dieser Gaskanäle eine Injektoreinsatzröhre angeordnet. Die Injektoreinsatzröhre ist bevorzugt auswechselbar in den Gaskanal einsetzbar. Das bietet den Vorteil, dass eine durch Verschleiß angegriffene Injektoreinsatzröhre leicht ausgetauscht werden kann. Unter „auswechselbar einsetzbar" ist dabei eine Art des Einsetzens zu verstehen, bei der entweder keine fixierende Verbindung zwischen Injektoreinsatzröhre und Gaskanal gebildet wird, oder eine ohne Angriff auf die Struktur der Düse lösbare Verbindung zwischen Einsatzstück und Gaskanal gebildet wird. Eine derartige ohne Angriff auf die Struktur der Düse lösbare Verbindungsart ist beispielsweise Kleben oder Schrauben.
Eine Art des Einsetzens, bei der keine fixierende Verbindung zwischen Injektoreinsatzröhre und Gaskanal gebildet wird, ist beispielsweise Hineinstecken. Eine Art des Einsetzens, bei der keine fixierende Verbindung zwischen Injektoreinsatzröhre und Gaskanal gebildet wird, ist bevorzugt. Beispielsweise wird eine solche Art dadurch verwirklicht, dass für den Fall, dass der Durchmesser des Gaskanals sich in Richtung Reaktionsraum hin stetig oder abschnittsweise sprunghaft verjüngt, die Aussenkontur der Injektoreinsatzröhre der Innenkontur des Gaskanals folgt und durch den Druck des strömenden sauerstoffhaltigen Gases, nicht aber durch eine Verbindung zwischen Injektoreinsatzröhre und Gaskanal, in Position gehalten wird.
Die Injektoreinsatzröhre ist so im Gaskanal angeordnet, dass zwischen ihrer Außenwand und der Wand des Gaskanals ein Zwischenraum vorhanden ist. Der Zwischenraum umschließt die Injektoreinsatzröhre über deren gesamte Länge. Damit wird erreicht, dass in den Zwischenraum eingebrachtes Gas die Injektoreinsatzröhre über ihre gesamte Länge kühlen kann.
Um die eingesetzte Injektoreinsatzröhre in Position zu halten, ist sie mit Distanzhaltern versehen, welche sie an der Wand des Gaskanals abstützen. Um die Strömung des im Zwischenraum zwischen Aussenwand der Injektoreinsatzröhre und Wand des Gaskanals eingebrachten Gases nicht zu behindern, sind die Distanzhalter vorzugsweise möglichst dünn und schmal ausgeführt. Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind in einem Gaskanal mehrere Injektoreinsatzröhren angeordnet, wobei jeweils innerhalb einer ersten Injektoreinsatzröhre eine weitere Injektoreinsatzröhre mit geringerem Durchmesser angeordnet ist. Zwischen den Wänden dieser beiden Injektoreinsatzröhren bildet sich dabei ein Ringspalt aus. Durch jeden dieser Ringspalte zwischen zwei Injektoreinsatzröhren können verschiedene Medien geleitet werden. Für die Befestigung der Injektoreinsatzröhren ineinander gilt entsprechend das für die Befestigung einer Injektoreinsatzröhre im Gaskanal gesagte.
Die Injektoreinsatzröhre ist aus Feuerfestmaterial gefertigt, welches eine hohe mechanische Festigkeit, Formstabilität, Verschleißbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit aufweist sowie hohe zulässige Einsatztemperatur verträgt. Dadurch ist die Verschleißanfälligkeit der Injektoreinsatzröhre unter Betriebsbedingungen herabgesetzt. Bei dem Feuerfestmaterial handelt es sich beipielsweise um Aluminiumoxid AI2O3, Zirkoniumdioxid ZrO2, Magnesiumoxid MgO, nicht-oxidische keramische
Faser-Verbundwerkstoffe wie beispielsweise bestehend aus Siliziumcarbid SiC und Fasern aus Kohlenstoff C , oder oxidische keramische Faser- Verbundwerkstoffe wie etwa Keramik-Blech, beispielsweise Fasern aus AI2O3 mit Binder aus SiO2 oder ZrO2 oder AI2O3. Von dem Begriff Feuerfestmaterial sind dabei auch hochtemperaturbeständige Stähle umfasst.
Das bevorzugte Feuerfestmaterial ist Keramikblech. Ein Keramik-Blech mit Fasern aus 99,9 Massen% AI2O3 (Rest Verunreinigungen),und einer Matrix aus 93 Massen% AI2O3 und 7 Massen% Zirkoniumdioxid, welches mit 8 mol% Yttriumoxid stabilisiert ist, hat eine Biegefestigkeit nach DIN EN 843-1 [N/mm2] bei RT= 160 - 170; eine Zugfestigkeit nach DIN V ENV 1892 [N/mm2] bei 10000C =35; ein E - Modul nach DIN EN 843-2 [N/mm2] bei RT =50000.
Die Injektoreinsatzröhre erstreckt sich zumindest bis zur die Ausmündung des Gaskanals in den Reaktionsraum des Roheisenerzeugungsaggregates. Dadurch ist gewährleistet, dass es nicht schon innerhalb des Gaskanals zu einer Vermischung der aus der Injektoreinsatzröhre und aus dem Zwischenraum strömenden Gasströme kommt. Infolgedessen ist der Effekt der Ummantelung des schneller strömenden sauerstoffhaltigen Gases durch das langsamer strömende Gas im Reaktionsraum des Roheisenerzeugungsaggregates besonders ausgeprägt und Rückströmungen werden effektiv verhindert. Um die Injektoreinsatzröhre mit sauerstoffhaltigem Gas versorgen zu können, ist der von der Injektoreinsatzröhre umschlossene Raum mit einer Einleitung für sauerstoffhaltiges Gas verbunden. Das in dem zwischen Außenwand der Injektoreinsatzröhre und Wand des Gaskanals vorhandenen Zwischenraum strömende Gas kann ein Schutzgas wie beispielsweise ein Inertgas, wie etwa Stickstoff oder Argon, sein, oder Wasserdampf, oder Erdgas, oder ein im Roheisenerzeugungsaggregat anfallendes Gas, oder ein Gemisch verschiedener Schutzgase, oder sauerstoffhaltiges Gas sein. Bevorzugt werden als Schutzgas Argon oder Stickstoff eingesetzt.
Um den Zwischenraum mit solchem Gas versorgen zu können, ist er mit einer
Zufuhrleitung für Schutzgas oder mit einer Zufuhrleitung für sauerstoffhaltiges Gas verbunden.
Mit dem Schutzgas können auch Substanzen in den Reaktionsraum des Roheisenerzeugungsaggregates eingeblasen werden, beispielsweise Granulate, Öle oder Stäube. Das ermöglicht die Zufuhr von bei der Roheisenerzeugung erwünschten Substanzen in den Reaktionsraum beziehungsweise die Entsorgung von Abfallstoffen.
Je geringer die Temperatur des im zwischen Außenwand der Injektoreinsatzröhre und Wand des Gaskanals vorhandenen Zwischenraum strömenden Gases ist, desto größer seine kühlende Wirkung auf die Düse und auf die Injektoreinsatzröhre. Diese kühlende Wirkung trägt zur Verminderung von thermisch bedingtem Verschleiß bei.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beträgt die Sauerstoffgaseintrittsgeschwindigkeit zwischen 70 und 330 m/s, bevorzugt 170-220 m/s. Die Gasaustrittsgeschwindigkeit beträgt zwischen 20 und 60 m/s. Bei weniger als 20 m/s kann der im Roheisenerzeugungsaggregat herrschende Druck nicht überwunden werden. Bei mehr als 60 m/s wird in das Roheisenerzeugungsaggregat so viel Schutzgas eingeleitet, dass die im Roheisenerzeugungsaggregat ablaufenden Prozesse beeinflusst spürbar werden.
Das Roheisenerzeugungsaggregat kann ein Einschmelzvergaser oder ein Hochofen sein. Bevorzugt ist der Einsatz der vorliegenden Erfindung in einem Einschmelzvergaser. Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erstreckt sich die Injektoreinsatzröhre über die die Ausmündung des Gaskanals enthaltende Stirnfläche der Düse hinaus. Dadurch wird das in das Roheisenerzeugungsaggregat eintretende sauerstoffhaltige Gas länger gebündelt und kann daher gerichteter und tiefer in den Reaktionsraum eindringen. Daraus ergibt sich bessere Ausnutzung des sauertoffhaltigen Gases für die im Reaktionsraum des Roheisenerzeugungsaggregates ablaufenden Reaktionen.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Gaskanal im Bereich der Ausmündung mit einem oder mehreren Einsatzstücken aus Feuerfestmaterial versehen, die sich zumindest bis zur die Ausmündung des Sauerstoffkanals enthaltenden Stirnfläche der Düse erstrecken, wobei die Auslasskante mit einbezogen wird. Für das Feuerfestmaterial eines Einsatzstückes kommen die selben Materialien in Frage, die für das Feuerfestmaterial der Injektoreinsatzröhre genannt sind. Unter Bereich der Ausmündung des Gaskanals ist dabei zu verstehen die von der Auslasskante ausgehenden 10 % der Längserstreckung des Gaskanals. Es hat sich gezeigt, dass ein Hauptproblem beim Verschleiß der Düse der thermisch-abrasive Verschleiß an der Auslasskante der Ausmündung ist. Nach dem Beginn des Verschleißes an der Auslasskante schreitet der Verschleiß immer schneller und weiter fort, da eine verschleißbedingte Abrundung der Auslasskante einerseits eine verminderte Kühlung der Auslasskante durch den eingedüsten Sauerstoff nach sich zieht und andererseits eine verstärkte Saugwirkung und damit verbunden einen Temperaturanstieg in der von Verschleiß betroffenen Problemzone bewirkt. Die Ausmündung mit widerstandsfähigen Einsatzstücken zu versehen hat den Vorteil, dass die Gefahr fortschreitender Verschleißprobleme an der Auslasskante der Ausmündung vermindert wird. Ein Einsatzstück kann beispielweise zylinderförmig sein.
Erstreckt sich das Einsatzstück über die die Ausmündung des Sauerstoffkanals enthaltenden Stirnfläche der Düse hinaus, ist die Auslasskante besonders gut vor Verschleiß geschützt. Zudem wird das in das Roheisenerzeugungsaggregat eintretende Gas länger gebündelt, was die Gefahr des Auftretens von verschleißfördernder
Ansaugung und Rückströmungen von Medien aus dem Reaktionsraum vermindert.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die die Ausmündung des Gaskanals enthaltende Stirnfläche der Düse mit einem oder mehreren Einsatzstücken aus Feuerfestmaterial versehen, wobei die Auslasskante der Ausmündung vollständig bedeckt ist. Für das Feuerfestmaterial eines derartigen Einsatzstückes kommen die selben Materialien in Frage, die für das Feuerfestmaterial der Injektoreinsatzröhre genannt sind. Die Stirnfläche samt Auslasskante mit widerstandsfähigen Einsatzstücken zu versehen hat den Vorteil, dass die Gefahr fortschreitender Verschleißprobleme an der Auslasskante der Ausmündung und an der Stirnfläche vermindert wird. Ein Einsatzstück kann beispielsweise scheibenförmig sein.
Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Düse beziehungsweise der erfindungsgemäßen Injektoreinsatzröhre ergibt sich gegenüber dem Stand der Technik der Vorteil, dass sich die Standzeit der Düse erhöht, ohne die Wartung zu erschweren oder die Herstellung zu verkomplizieren.
Vorteilhafterweise können bereits bestehende Düsen mit der Form des Gaskanals angepassten erfindungsgemäßen Injektoreinsatzröhren versehen werden. Gegebenenfalls sind dazu Umbauarbeiten an den Düsen notwendig.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand der schematischen beispielhaften Figuren erläutert.
Figur 1 zeigt einen Ausschnitt eines Bereiches der Wand eines
Roheisenerzeugungsaggregates mit einer Düse im Längsschnitt.
Figur 2 zeigt für eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Ausschnitt einer
Düs im Längsschnitt e.
Figur 3 zeigt für eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Ausschnitt einer Düse im Längsschnitt.
Figuren 4 und 5 zeigen Varianten der Verbindung zwischen Injektoreinsatzröhre und
Gaskanal einer Düse im Längsschnitt.
Figur 6 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der sich die
Injektoreinsatzröhre nur über einen Teil der Länge des Gaskanals erstreckt im Längsschnitt.
Figur 1 zeigt einen Ausschnitt eines Bereiches der Wand 1 eines
Roheisenerzeugungsaggregates. An der Wand 1 des Roheisenerzeugungsaggregates ist eine Hülse 2 angebracht, die sich in das Innere des Roheisenaggregates erstreckt. Am dem Inneren des Roheisenerzeugungsaggregates zugewandten Ende der Hülse 2 ist eine Düse 4 eingesetzt. Sowohl Hülse 2 als auch Düse 4 besitzen Kühlkanäle 3a, 3b, in denen Wasser zirkuliert. Zur effektiven Wärmeableitung ist die Düse 4 aus einer Kupferlegierung gefertigt. Die Düse 4 wird längs von einem Gaskanal durchsetzt. In den Gaskanal der Düse 4 eine Injektoreinsatzröhre 5 aus Feuerfestmaterial auswechselbar eingesetzt, die sich bis zur die Ausmündung des Gaskanals enthaltenden Stirnfläche der Düse 4 erstreckt.
Durch eine Öffnung in der Wand 1 des Roheisenerzeugungsaggregates und durch die Hülse 2 wird eine Einleitung 6 für sauerstoffhaltiges Gas geführt. Diese Einleitung 6 für sauerstoffhaltiges Gas ist mit dem von der Injektoreinsatzröhre 5 umschlossenen Raum verbunden. Das durch die Einleitung 6 und die Injektoreinsatzröhre 5 strömende sauerstoffhaltige Gas ist durch gerade Pfeile dargestellt. Der zwischen Außenwand der Injektoreinsatzröhre 5 und Wand des Gaskanals vorhandenen Zwischenraum 7 ist mit einer Zufuhrleitung 8 für Schutzgas verbunden. Das durch die Zufuhrleitung 8 und den Zwischenraum 7 strömende Schutzgas ist durch gewellte Pfeile dargestellt. Die
Verbindung der Einleitung 6 mit dem von der Injektoreinsatzröhre 5 umschlossenen Raum sowie die Verbindung des zwischen Außenwand der Injektoreinsatzröhre 5 und Wand des Gaskanals vorhandenen Zwischenraums 7 mit der Zufuhrleitung 8 erfolgt über ein Zwischenstück 13.
Die Zufuhrleitung 8 für Schutzgas wird durch eine Öffnung in der Wand 1 des Roheisenerzeugungsaggregates und die Hülse 2 geführt. Aus der Injektoreinsatzröhre 5 tritt das sauerstoffhaltige Gas in den Reaktionsraum 9 im Inneren des Roheisenerzeugungsaggregates ein. Es wird dabei vom Schutzgas umhüllt, das aus dem Zwischenraum 7 austritt. Dabei ist die Sauerstoffgaseintrittsgeschwindigkeit größer ist als die Gasaustrittsgeschwindigkeit.
Um die eingesetzte Injektoreinsatzröhre 5 in Position zu halten, ist sie mit Distanzhaltern 10 versehen, welche sie an der Wand des Gaskanals abstützen
Figur 2 zeigt für eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Ausschnitt einer Düse 4, bei dem eine Injektoreinsatzröhre 5 in den Gaskanal einer kupfernen Düse 4 eingesetzt ist. Die Form der Injektoreinsatzröhre 5 ist strömungstechnisch optimal an die Form des Gaskanals angepasst; ihre Innen- und Außenkontur folgt der Kontur des Gaskanals. Dadurch wird erreicht, dass die strömungstechnischen Effekte, die durch die Form des Gaskanals erreicht werden sollen, auch beim Durchströmen der Injektoreinsatzröhre auftreten.
Durch wenig Strömungswiderstand bietende Distanzhalter 10 ist die Injektoreinsatzröhre 5 an der Innenwand des Gaskanals abgestützt. Der Reaktionsraum 9 des Roheisenerzeugungsaggregates ist rechts der Düse 4 gelegen. Die Injektoreinsatzröhre 5 erstreckt sich über die Stirnfläche 1 1 des Düse, welche die Ausmündung des Gaskanals in den Reaktionsraum enthält, hinaus und ragt somit in den Reaktionsraum hinein. Durch die Injektoreinsatzröhre 5 strömt Sauerstoff in den Reaktionsraum 9. Durch den zwischen Außenwand der Injektoreinsatzröhre und Wand des Gaskanals vorhandenen Zwischenraum 7 strömt durch gewellte Pfeile dargestelltes Schutzgas in den Reaktionsraum. Dieses mit niedriger Gasaustrittsgeschwindigkeit in das Roheisenerzeugungsaggregat austretende Schutzgas umhüllt den aus der Injektoreinsatzröhre 5 in das Roheisenerzeugungsaggregat eintretenden Sauerstoffstrom, der durch gerade Pfeile dargestellt ist, und kühlt die Düse 4 sowie die Injektoreinsatzröhre 5.
Figur 3 entspricht weitgehend Figur 2, mit dem Unterschied, dass der Gaskanal im Mündungsbereich mit einem zylinderförmigen Einsatzstück 12 aus Feuerfestmaterial versehen ist, welches die Auslasskante des Gaskanals vor Verschleiß schützt.
Figuren 4 und 5 zeigen Varianten der Verbindung zwischen Injektoreinsatzröhre 5 und Gaskanal einer Düse 4.
In Figur 4 ist dargestellt, wie die Injektoreinsatzröhre 5 an einem im Gaskanal befestigten Distanzring 14 angeklebt ist. Die Klebeverbindung 15 ist mit einer gewellten Linie dargestellt. Figur 4a zeigt den in Figur 4 strichliert umkreisten Bereich der Verbindung vergrößert.
In Figur 5 ist dargestellt, wie die Injektoreinsatzröhre 5 in eine Nut 16 eines im Gaskanal befestigten Distanzringes 14 eingesetzt und zusätzlich an den Distanzring 14 mit einer Klebeverbindung 15 angeklebt ist. Figur 5a zeigt den in Figur 5 strichliert umkreisten Bereich der Verbindung vergrößert.
Die Injektoreinsatzröhre muss sich nicht über gesamte Länge des Gaskanals erstrecken. Wichtig ist lediglich, dass sie sich zumindest bis zur die Ausmündung des Gaskanals in den Reaktionsraum enthaltenden Stirnfläche der Düse erstreckt. Entsprechend kann sich die Injektoreinsatzröhre auch nur über einen Teil der Länge des Gaskanals erstrecken. Eine kürzere Injektoreinsatzröhre ist einfacher und billiger zu fertigen. Die Einleitung für sauerstoffhaltiges Gas sowie die Zufuhrleitung für Schutzgas beziehungsweise die Zufuhrleitung für sauerstoffhaltiges Gas sind dann bis zur Injektoreinsatzröhre in den Gaskanal hinein zu verlängern. In Figur 6 ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt, bei der die Injektoreinsatzröhre 5 sich nicht über die gesamte Länge des Gaskanals der Düse 4 erstreckt. Die Verbindung der Einleitung 6 mit dem von der Injektoreinsatzröhre 5 umschlossenen Raum sowie die Verbindung des zwischen Außenwand der Injektoreinsatzröhre 5 und Wand des Gaskanals vorhandenen Zwischenraums 7 mit der Zufuhrleitung 8 erfolgt über ein Zwischenstück 17, von dem sich ein Verlängerungsrohr 18 in den Gaskanal hinein erstreckt. Das Verlängerungsrohr 18 ist über Distanzhalter 19 an der Wand des Gaskanals abgestützt. Am Ende des Verlängerungsrohres 18 ist die Injektoreinsatzröhre 19 befestigt.
Die Befestigung der Injektoreinsatzröhre am Verlängerungsrohr kann auf eine der für die Verbindung zwischen Gaskanal und Injektoreinsatzröhre genannten Arten erfolgen. Beispielsweise kann das Verlängerungsrohr an seinem Ende eine Nut aufweisen, in die die Injektoreinsatzröhre eingesteckt ist, welche Nut zusätzlich beispielsweise mit einer Klebeverbindung versehen ist.
1 Wand (eines Roheisenerzeugungsaggregates)
2 Hülse
3 Kühlkanal
4 Düse 5 Injektoreinsatzröhre
6 Einleitung für sauerstoffhaltiges Gas
7 Zwischenraum (zwischen Außenwand der
Injektoreinsatzröhre 5 und Wand des Gaskanals vorhanden)
8 Zufuhrleitung für Schutzgas 9 Reaktionsraum
10 Distanzhalter
11 Stirnfläche
12 zylinderförmiges Einsatzstück
13 Zwischenstück 14 Distanzring
15 Klebeverbindung
16 Nut
17 Zwischenstück
18 Verlängerungsrohr 19 Distanzhalter

Claims

Patentansprüche
1 ) Düse (4) zum Eindüsen von sauerstoffhaltigem Gas in ein Roheisenerzeugungsaggregat, wobei die Düse (4) zumindest einen Gaskanal aufweist, wobei die Düse (4) dadurch gekennzeichnet ist, dass
- im Gaskanal der Düse eine Injektoreinsatzröhre (5), welche bevorzugterweise auswechselbar in den Gaskanal der Düse (4) einsetzbar ist, so angeordnet ist, dass über die gesamte Länge der Injektoreinsatzröhre (5) ein die Injektoreinsatzröhre (5) umschließender Zwischenraum (7) zwischen der Wand des Gaskanals und der Außenwand der Injektoreinsatzröhre (5) vorhanden ist, wobei die Injektoreinsatzröhre (5) mit Distanzhaltern (10) versehen ist, die sie im eingesetzten Zustand an der Wand des Gaskanals abstützen,
- die Injektoreinsatzröhre (5) aus Feuerfestmaterial gefertigt ist,
- die Injektoreinsatzröhre (5) sich zumindest bis zur die Ausmündung des Gaskanals enthaltenden Stirnfläche (1 1 ) der Düse erstreckt,
- und der von der Injektoreinsatzröhre (5) umschlossene Raum mit einer Einleitung für sauerstoffhaltiges Gas (6) verbunden ist,
- und der Zwischenraum (7) zwischen der Wand des Gaskanals und der Außenwand der Injektoreinsatzröhre (5) mit einer Zufuhrleitung für Schutzgas (8) oder mit einer Zufuhrleitung für sauerstoffhaltiges Gas verbunden ist.
2) Düse (4) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Roheisenerzeugungsaggregat ein Einschmelzvergaser ist.
3) Düse (4) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Feuerfestmaterial um Aluminiumoxid AI2O3, Zirkoniumdioxid ZrO2, Magnesiumoxid MgO, nicht oxidische keramische Faser-Verbundwerkstoffe, oder oxidische keramische Faser- Verbundwerkstoffe oder um hochtemperaturbeständige Stähle handelt.
4) Düse (4) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Injektoreinsatzröhre (5) über die die Ausmündung des Gaskanals enthaltende Stirnfläche (11 ) der Düse (4) hinaus erstreckt. 5) Düse (4) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gaskanal im Bereich der Ausmündung mit einem oder mehreren Einsatzstücken (12) aus Feuerfestmaterial versehen ist, die sich zumindest bis zur die Ausmündung des Sauerstoffkanals enthaltenden Stirnfläche (11 ) der Düse (4) erstrecken.
6) Düse (4) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die Ausmündung des Gaskanals enthaltende Stirnfläche (1 1 ) der Düse (4) mit einem oder mehreren Einsatzstücken aus Feuerfestmaterial versehen ist, wobei die Auslasskante der Ausmündung vollständig bedeckt ist.
7) Injektoreinsatzröhre (5) für eine Düse (4) zum Eindüsen von sauerstoffhaltigem Gas in ein Roheisenerzeugungsaggregat, wobei die Injektoreinsatzröhre (5) auswechselbar in einen Gaskanal der Düse (4) einsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass - die Injektoreinsatzröhre (5) aus Feuerfestmaterial gefertigt ist,
- und die Injektoreinsatzröhre (5) sich im eingesetzten Zustand zumindest bis zur die Ausmündung des Gaskanals enthaltenden Stirnfläche (1 1 ) der Düse (4) erstreckt,
- und die Injektoreinsatzröhre (5) mit Distanzhaltern (10) versehen ist, die sie im eingesetzten Zustand an der Wand des Gaskanals abstützen.
8) Injektoreinsatzröhre (5) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Roheisenerzeugungsaggregat ein Einschmelzvergaser ist.
9) Injektoreinsatzröhre (5) gemäß Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Feuerfestmaterial um um Aluminiumoxid AI2O3, Zirkoniumdioxid ZrO2,
Magnesiumoxid MgO, nicht-oxidische keramische Faser-Verbundwerkstoffe, oder oxidische keramische Faser- Verbundwerkstoffe oder um hochtemperaturbeständige Stähle handelt.
10) Injektoreinsatzröhre (5) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Injektoreinsatzröhre (5) im eingesetzten Zustand über die die Ausmündung des Gaskanals enthaltende Stirnfläche (11 ) der Düse (4) hinaus erstreckt. 11 ) Verwendung einer Düse (4) gemäß einem der der Ansprüche 1 -6 bei der Roheisenerzeugung.
12) Verwendung einer Injektoreinsatzröhre (5) gemäß einem der Ansprüche 7-10 bei der Roheisenerzeugung.
13) Verwendung gemäß Anspruch 11 oder 12 bei der Roheisenerzeugung in einem Einschmelzvergaser.
14) Verfahren zum Eindüsen von sauerstoffhaltigem Gas aus einer Düse (4) , welche zumindest einen Gaskanal aufweist, in ein Roheisenerzeugungsaggregat, dadurch gekennzeichnet, dass sauerstoffhaltiges Gas in einen von der Innenwand einer in den Gaskanal der Düse auswechselbar eingesetzten
Injektoreinsatzröhre (5) umschlossenen
Raum eingeleitet wird, und das sauerstoffhaltige Gas nach Durchströmen der Injektoreinsatzröhre (5) mit einer Sauerstoffgaseintrittsgeschwindigkeit in das Roheisenerzeugungsaggregat eintritt, und gleichzeitig ein zwischen Außenwand der Injektoreinsatzröhre (5) und Wand des Gaskanals vorhandener Zwischenraum (7) von einem Gas durchströmt wird, welches nach Durchströmen des Zwischenraumes (7) mit einer Gasaustrittsgeschwindigkeit in das Roheisenerzeugungsaggregat austritt, - wobei die Sauerstoffgaseintrittsgeschwindigkeit größer ist als die
Gasaustrittsgeschwindigkeit
15) Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das den Zwischenraum (7) zwischen Außenwand der Injektoreinsatzröhre (5) und Wand des Gaskanals durchströmende Gas Schutzgas oder sauerstoffhaltiges Gas ist.
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