DE2034575B2 - Mit einer wassergekühlten Blaslanze verbindbarer Düsenkopf - Google Patents
Mit einer wassergekühlten Blaslanze verbindbarer DüsenkopfInfo
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Description
Berührung gelangenden Düsenkopf 1 und einen eigenen Bauteil bildenden Wasserumlenkring 2, der das Kühlwasser
zum Düsenkopf 1 lenkt. Der Düsenkopf 1 besteht aus einem Einlaufstück 3, drei einzelnen
Düsenrohren 4 und der Stirnplatte 5, die durch Löten
oder Schweißen miteinander fest verbunden sind. Die Achsen der Düsenrohre 4 sind zur Vertikalen geneigt.
Im Wasserumlenkring 2 sind Ausnehmungen 6 vorgesehen, zwischen deren Wänden und den Düsenrohren 4
ringförmige Kanäle gebildet werden, durch welche das Kühlwasser mit hoher Geschwindigkeit im Sinne der in
F i g. 1 a eingezeichneten Pfeile nach unten zur Stirnplatte 5 strömt. Zwischen den einzelnen Teilen 3, 4, 5 des
Düsenkopfes 1 bestehen insgesamt sechs Verbindungsstellen (jeweils drei an den durch 7 und 8 bezeichneten
Stellen), von welchen die drei Verbindungsstellen 7 in einer Ebene nahe der Oberfläche der Stirnplatte 5 liegen
und daher beim betrieblichen Einsatz im Konverter sehr gefährdet sind. Aus Fig. la ist deutlich erkennbar, daß
es außerordentlich schwierig ist, die konisch ausgebildeten Düsenrohre 4, welche sehr nahe nebeneinander
angeordnet sein müssen, mit der Stirnplatte 5 und dem Einlaufstück 3 rundum dicht zu verlöten oder zu
verschweißen. Der Düsenkopf 1 ist an seinem Einlaufstück 3 mit dem Sauerstoffrohr 9 der Blaslanze
und an seiner Stirnplatte 5 mit dem Außenrohr U verschweißt oder verlötet. Zwischen den Rohren 9 und
11 ist ein Wasserführungsrohr 10 eingebaut, welches mit dem Wasserumlenkring 2, der auf Rippen 15 der
Stirnplatte 5 aufliegt, fest verbunden ist, so daß auch die Stirnplatte intensiv gekühlt wird. Die besonders
gefährdeten Zonen der Stirnplatte 5 sind der mit 12 bezeichnete Mittelteil (Stern) und die Kanten 13 im
Bereich der Austrittsöffnungen 14 für den Sauerstoff.
Gegenüber der bekannten Ausführung ist in Fig.2a
der erfindungsgernäße Düsenkopf dargestellt. Es weist einen nur aus zwei Teilen bestehenden Düsenkopf Γ auf,
nämlich das Einlaufstück 3' mit rohrförmigen Ansätzen 17 und eine Stirnplatte 5' mit rohrförmigen Ansätzen 16,
wobei nur noch drei Verbindungsstellen 18 vorhanden sind, welche sich in einem großen Abstand von der
Stirnfläche der Stirnplatte 5' befinden und in einer
ίο Ebene liegen, die zur Düsenkopfachse 33 senkrecht
steht. Eine Lösung dieser Verbindung infolge Wärmeeinwirkung ist nicht möglich, weil die Verbindungsstellen
etwa in der Mitte des Düsenkopfes Γ liegen. Es ist zweckmäßig, die Ebene der Verbindungsstellen 18 in
einem Abstand von V4 bis V3 der Bauhöhe des
Düsenkopfes Γ von der Stirnfläche oder Oberfläche der Stirnplatte 5' anzuordnen. Im Wasserumlenkring 2' sind
Ausnehmungen 6' vorgesehen, die die Rohre 16 um etwa 2/j ihres Umfanges umgeben, wodurch durchgehende
ringförmige Kanäle gebildet werden; in Fig. 2a ist die Wasserströmung durch Pfeile veranschaulicht.
Die Geschwindigkeit des Kühlwassers wird beim Durchströmen des Düsenkopfes im Bereich des
Wasserumlenkringes 2' annähernd kontinuierlich bis zu einem Maximum gesteigert, welches am Eintritt des
Kühlwassers in den durch die Rohre 10, 11 gebildeten Raum erreicht wird. Der Wasserumlenkring 2' liegt auf
schmalen Rippen 15' (F i g. 2b) auf. Der Wasserumlenkring 2' ist vorzugsweise einteilig ausgeführt. Im Bereich
w des Einlaufstückes 3' ist eine Rille oder Kerbe 20
vorgesehen, in welche Stellschrauben 19 zur Zentrierung des Wasserführungsrohres 10 gegenüber dem
Sauerstoffrohr 9 eingreifen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Mit einer wassergekühlten Blaslanze verbindbarer Düsenkopf mit einer oder mehreren Austrittsöffnungen
für ein gasförmiges Frischmittel und gegebenenfalls feinkörnige Zuschlagstoffe, mit
einem Einlaufstück, einem oder mehreren, einen wassergekühlten Raum durchsetzenden Düsenrohren,
die mit einer rohrfömige Ansätze aufweisenden Stirnplatte verbunden sind, dadurch gekennzeichnet,
daß das Einlaufstück (3') rohiförmige Ansätze (17) aufweist, die mit den rohrförmigen
Ansätzen (16) der Stirnplatte (5') zur Bildung der Düsenrohre verbunden sind, wobei die Verbindungsebene
(18) senkrecht zur Düsenkopfachse (33) in einem Abstand von etwa 1A bis 2/3, vorzugsweise
etwa V3 der Bauhöhe des Düsenkopfes (!'), von der
Stirnplatte (5') liegt.
2. Düsenkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf Rippen (15') der Stirnplatte (5') ein
Wasserumlenkkörper (2') aufliegt, der eine der Anzahl und Form der Düsenrohre entsprechende
Anzahl von Ausnehmungen (6') aufweist, wobei die Wände der Ausnehmungen (6') die Düsenrohre um
mindestens 2/3 ihres Umfanges mit Abstand umgeben,
wodurch ringförmige durchgehende Kühlwasserkanäle gebildet werden.
Die Erfindung betrifft einen mit einer wassergekühlten Blaslanze verbindbaren Düsenkopf mit einer oder
mehreren Austrittsöffnungen für ein gasförmiges Frischmittel und gegebenenfalls feinkörnige Zuschlagstoffe,
mit einem Einlaufstück, einem oder mehreren, einen wassergekühlten Raum durchsetzenden Düsenrohren,
die mit einer rohrförmige Ansätze aufweisenden Stirnplatte verbunden sind.
Beim Sauerstoffaufblasverfahren wird der zum Frischen des Roheisens erforderliche Sauerstoff durch
wassergekühlte Blaslanzen auf das Metallbad geblasen. Diese Blaslanzen haben an ihrem unteren Ende einen
Düsenkopf, der meist aus sauerstoffreiem Elektrolytkupfer hergestellt wird, wodurch wegen der guten
Wärmeleitfähigkeit und der geringen Affinität des Kupfers zum Sauerstoff eine gute Haltbarkeit erreicht
wird.
Im Zuge der Entwicklung des Sauerstoffaufblasverfahrens
wurden zunächst Blaslanzen mit nur einer einzigen Austrittsöffnung für den Sauerstoff und
gegebenenfalls feinkörnige Zuschlagstoffe verwendet. Die Blaslanzen bestanden gewöhnlich aus einem
Sauerstoffzuführungsrohr und einem Düsenkopf, wobei die Austrittsöffnung im Düsenkopf vorzugsweise
konvergierend — divergierend (Lavaldüse) geformt war. Die Herstellung der Düsenköpfe erfolgte durch
spanabhebende Formgebung eines vorgeschmiedeten Rohlings. Später wurden mit zunehmender Konvertergröße
Düsenköpfe mit mehreren Austrittsöffnungen, sogenannte Mehrlochdüsen, eingesetzt, aus welchen das
Frischmittel in mehreren Strahlen, deren Achsen zur Blaslanzenachse unter einem bestimmten Winkel
geneigt sind, austritt, so daß die Reaktionsfläche des Sauerstoffes mit der Schmelze vergrößert wurde. Heute
werden die meisten Sauerstoffaufblaskonverter mit Mehrlochdüsen, die z. B. drei, vier, fünf oder sechs
Austrittsöffnungen aufweisen, ausgestattet. Die Düscn-
köpfe für diese Blaslanzen wurden zunächst genau so gebaut wie jene für die Einlochdüsen. Es zeigt sich
jedoch, daß diese Bauweise ungeeignet ist, weil infolge mangelhafter Kühlung des Mittelteiles des Düsenkopfes
— des sogenannten Sterns — ein starker Verschleiß eintritt, der ein Leckwerden und einen ungünstigen
Blasverlauf verursachen kann, was zu einem Auswurf von Schlacke und Metall aus dem Konverter und zu
einem höheren Stickstoffgehalt des Stahles führt. Es wurde erkannt, daß der bisher aus einem Stück
bestehende Düsenkopf in mehrere Einzelteile aufgelöst werden muß. Ein solcher Düsenkopf, wie er als Stand
der Technik vorausgesetzt ist, ist beispielsweise aus der FR-PS 15 27 474 bekannt. Die Einzelteile eines solchen
Düsenkopfes müssen für sich gefertigt und anschließend durch Löten oder Schweißen verbunden werden, damit
ein Kühlwasserzutritt zu den einzelnen Düsenrohren ermöglicht wird. Der Zusammenbau erfordert eine sehr
genaue Bearbeitung und Passung der Einzelteile sowie einen beträchtlichen Zeitaufwand für das Löten oder
Schweißen, wobei eine besondere handwerkliche Fertigkeit erforderlich ist, weil es sehr schwierig ist, die
sehr dicht nebeneinander angeordneten Düsenrohre rundum mit den Ansätzen der Stirnplatte und mit dem
Einlaufstück zu verbinden. Die Haltbarkeit der so hergestellten Mehrlochdüsen wurde zwar verbessert,
doch sind vorzeitige Ausfälle der Düsenköpfe durch unvermeidliche Mängel bei der Fertigung gegeben. Ein
besonderer Nachteil besteht darin, daß in dem Teil des Düsenkopfes, der mit dem Sauerstoff in Berührung
gelangt, zwei Trennebenen vorhanden sind, von denen die eine sehr nahe der Oberfläche der Stirnplatte liegt.
Bei einem Abbrand des Düsenkopfes in der Umgebung der Austrittsöffnungen kann es vorkommen, daß die
Lötverbindung dieser Trennebene aufgeht, was einen Ausfall des Düsenkopfes zur Folge hat.
Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines neuen Düsenkopfes für Sauerstoffblaslanzen mit einer oder
mehreren Austrittsöffnungen, welcher diese Nachteile und Schwierigkeiten durch Reduzierung der zusammenzubauenden
Teile vermeidet.
Die Erfindung besteht bei einem Düsenkopf der eingangs definierten Art darin, daß das Einlaufstück
rohrförmige Ansätze aufweist, die mit den rohrförmigen Ansätzen der Stirnplatte zur Bildung der Düsenrohre
verbunden sind, wobei die Verbindungsebene senkrecht zur Düsenkopfachse in einem Abstand von etwa '/4 bis
2h, vorzugsweise etwa V3 der Bauhöhe des Düsenkopfes,
von der Stirnplatte liegt.
Vorzugsweise liegt ein Wasserumlenkkörper auf Rippen der Stirnplatte auf, der eine der Anzahl und
Form der Düsenrohre entsprechende Anzahl von Ausnehmungen aufweist, wobei die Wände der Ausnehmungen
die Düsenrohre um mindestens 2A3 ihres
Umfanges mit Abstand umgeben, wodurch ringförmige durchgehende Kühlwasserkanäle gebildet werden.
Ein Ausfiihrungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher beschrieben. Fig. la ist ein
Vertikalschnitt durch einen mit einer Blaslanze verbundenen Düsenkopf nach der bekannten Konstruktionsund
Fertigungstechnik, wie diese auch bei der Anmelderin bisher geübt wurde. Fig. Ib ist ein
Horizontalschnitt nach der Linie I-I der Fig. la. Fig. 2a
ist ein Vertikalschnitt durch den erfindungsgemäßen Düsenkopf und F i g. 2b der Horizontalschnitt nach der
Linie H-II der F ig. 2a.
Der als Stand der Technik vorauszusetzende Düsenkopf
nach F i g. la besitzt einen mit dem Frischmittel in
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