DE2136743A1 - Wear lance - Google Patents

Description

Due Erfindung bezieht sich auf eine Verschleißlanze zum Einführen eines Strömungsmittels in eine Flüssigkeit unter einem bei fortschreitendem Verschleiß der Lanze gesteuerten Winkel.The invention relates to a wear lance for introducing a fluid into a liquid at an angle controlled as the lance wears.

Das Einführen eines Strömungsmittels in ein Bad aus einer Flüssigkeit ist ein in den verschiedensten Verfahren zweckmäßiger oder notwendiger Schritt. In einigen Fällen dient das Einführen des Strömungsmittel zum Rühren der Flüssigkeit, in anderen wieder soll das Strömungsmittel damit reagieren. Zur letzteren Gruppen gehören die Fälle, in denen ein Gas, beispielsweise Sauerstoff, in eineIntroducing a fluid into a bath of liquid is one of a variety of methods expedient or necessary step. In some cases, the introduction of the fluid is used to stir the Liquid, in others the fluid should react with it. The latter groups include the cases in which a gas, for example oxygen, in a

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Metallschmelze, etwa Eisen oder eine Eisenlegierung eingeblasen wird. Verschiedene bei der Herstellung von Stahl angewendete Frischverfahren beruhen darauf, daß Sauerstoff oder sauerstoffhaltige Gasgemische auf die Oberfläche einer Metallschmelze geblasen oder in diese eingeblasen werden. Dazu verwendet man vorwiegend feuerfeste und/oder wassergekühlte Lanzen, im wesentlichen in Form von senkrecht in den die Metallschmelze enthaltenden Ofen hineinragenden Rohren.Molten metal, such as iron or an iron alloy, blown in will. Various refining processes used in the manufacture of steel are based on the fact that oxygen or oxygen-containing gas mixtures blown onto the surface of a molten metal or blown into it will. For this purpose, mainly refractory and / or water-cooled lances, essentially in the form of vertical ones, are used tubes projecting into the furnace containing the molten metal.

Bei der Einführung eines Strömungsmittels in ein Flüssig- ^ keitsbad treten insbesondere bei hohen Drücken verschiedene Probleme auf. Ein derartiges Problem stellt das Spritzen der Flü-ssigkeit dar. In Fällen, in denen die Flüssigkeit sehr heiß, korrosiv oder in andererweise gefährlich für das Bedienungspersonal ist, kann das Problem des Spritzens besonders schwerwiegend sein. In diesem Zusammenhang wurde festgestellt, daß sich das Spritzen durch Steuerung des Einführungswinkels des Strömungsmittels in die Flüssigkeit auf ein Mindestmaß beschränken und zusätzlich die Verteilung des Strömungsmittels in der Flüssigkeit verbessern läßt. Beim Einführen eines" Strömungsmittels inWhen a fluid is introduced into a liquid bath, various pressures occur, particularly at high pressures Problems. One such problem is the splashing of the liquid. In cases where the liquid very hot, corrosive, or otherwise dangerous to operators can cause the problem of splashing be particularly serious. In this connection it was found that the spraying can be controlled by control the angle of introduction of the fluid into the liquid to a minimum and additionally improve the distribution of the fluid in the liquid leaves. When introducing a "fluid into

eine Metallschmelze soll dieser Winkel zur Erzielung der größtmöglichen Wirksamkeit und stärkster Einschränkung des Spritzens zwischen etwa "Iß und 90° zur Längsachse der Lanze betragen. Vorzugsweise liegt der Winkel zwischen 25 und 75°.a molten metal should use this angle to achieve the greatest possible effectiveness and greatest restriction of spraying between about "3" and 90 ° to the longitudinal axis the lance. The angle is preferably between 25 and 75 °.

Eine Vorrichtung zum Einführen eines Strömungsmittels unter einem beliebigen Winkel in eine Flüssigkeit ließe sich relativ einfach darstellen,'indem man die Auslaßenden der Strömungsmittelleitungen im betreffenden Winkel abbiegt. Derartige Lanzen sind jedoch in einer Umgebung, in der die "Lanze dem Verschleiß unterworfen ist, nicht wirksam verwendbar, da dann der Wirkungsgrad der Lanze beträchtlich abnimmt, sobald die Abnützung bis zu dem Punkt, an dem die Leitungen abgebogen sind, fortgeschrittenA device for introducing a fluid into a liquid at any angle could be made relatively simply by bending the outlet ends of the fluid lines at the relevant angle. Such lances, however, are not effective in an environment in which the lance is subject to wear, since the efficiency of the lance will then decrease considerably as the wear progresses to the point where the lines are bent

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ist. Wenngleich sich der Verschleiß der Lanze durch Verwendung von feuerfesten oder in anderer~V.'eise schützenden Überzügen beträchtlich einschränken läßt, erscheint die Verwendung einer verschleißbaren Lanze vielfach zweckmäßiger. Bei der Verwendung einer verschleißbaren Lanze erhebt sich jedoch offensichtlich das Problem, den Austrittswinkel des Strömungsmittels im Verlauf des Verschleißes der Lanze auf dem gewünschten Wert zu halten. Ein wichtiges Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Verschleißlanze zum Einführen eines Strömungsmittels in eine Flüssigkeit unter einem bei fortschreitendem Verschleiß der Lanze gesteuerten Winkel.is. Although the lance will wear out through use of fireproof or otherwise ice-protective Can considerably restrict coatings, the use of a wearable lance appears to be much more expedient. However, when using a wearable lance the problem arises, the exit angle of the fluid in the course of the wear of the lance at the desired value. An important object of the invention is to provide a wear lance for introducing fluid into it a liquid under one with progressive wear the lance controlled angle.

Bei einer Lanze der genannten Art ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß innerhalb einer äußeren Umhüllung wenigstens ein von einem Strömungsmittel durchströmbarer Durchlaß in einem vorbestimmten Winkel gegenüber der Längsachse der Lanze im wesentlichen über die Gesamtlänge des zum Verschleiß bestimmten Teils- der Lanze verläuft, so daß der Austrittswinkel des Strömungsmittels aus der Lanze bei fortschreitendem Verschleiß derselben und des Durchlasses bestimmbar ist". In Ausführungen derartiger Lanzen zum Einführen eines Strömungsmittels in eine Metallschmelze, beispielsweise aus JSisen oder Eisenlegierungen .beträgt der Austrittswinkel des Strömungsmittels bzw. der Winkel, den der Durchlaß zur Längsachse der Lanze bildet, über den gesamten zum Verschleiß bestimmten Teil der Lanze vorzugsweise 1.5 Ms 90°.In a lance of the type mentioned, it is provided according to the invention that at least one outer casing a passage through which a fluid can flow at a predetermined angle with respect to the Longitudinal axis of the lance essentially over the entire length of the part of the lance intended for wear runs so that the exit angle of the fluid can be determined from the lance with increasing wear of the same and the passage ". In remarks such lances for introducing a fluid into a molten metal, for example made of JSisen or Iron alloys. Is the exit angle of the fluid or the angle that the passage forms to the longitudinal axis of the lance over the entire length of the wear certain part of the lance preferably 1.5 Ms 90 °.

Die erfindungsgemäße Lanze ist insbesondere geeignet zur Verwendung beim Frischen von Stahl mittels Sauerstoff und beim Entkohlen von Stahllegierungen im Vakuum.The lance according to the invention is particularly suitable for Used for refining steel with oxygen and for decarburizing steel alloys in a vacuum.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigtι Further features, details and advantages of the invention emerge from the following description of exemplary embodiments with reference to the drawing. It shows ι

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Pig. 1 eine schematisierte Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer Lanze zum Einführen eines St römungsmittels unter einem bei fortschreitendem Verschleiß stets geneigt gehaltenen Strahlaustritt,Pig. 1 is a schematic side view of a first embodiment a lance for introducing a hydraulic fluid under a with progressive wear always inclined beam exit,

Fig. 2 eine Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Verschleißlanze zum Einführen eines Strömungsmittels, ebenfalls unter einem beim fortschreitenden Verschleiß gesteuerten Winkel undFig. 2 is an illustration of a second embodiment of a Wear lance for introducing a fluid, also under one as it progresses Wear controlled angle and

Fig. 3 eine Darstellung einer dritten, aus mehreren Teilstücken zusammengesetzten Ausführungsform der Lanze.3 shows a representation of a third one made up of several parts composite embodiment of the lance.

Die in Fig.-'I bis 5 dargestellten Ausführungsformen der Lanze weisen jeweils eine äußere Umhüllung 10 bzw. 10A- bzw. 1OB sowie eine Anzahl darin verlaufender, von einem Strömungsmittel durchströmbarer Durchlässe 12 bzw. 12A bzw. 12B auf. Die Durchlässe verlaufen wenigstens in den zum Verschleiß bestimmten Teilen der Lanzen kontinuierlich. An der Zutrittsseite des Strömungsmittels sind sie beispielsweise über eine Zuleitung und einen Rohranschluß mit einer Strömungsmittelquelle verbunden. Wenngleich die äußere Umhüllung je nach dem späteren Verwendungszweck der Lanze aus verschiedenen geeigneten Werkstoffen hergestellt sein kann, ist bei einer zum Einführen von Strömungsmitteln in eine Metallschmelze bestimmten Lanze vorzugsweise ein feuerfester Werkstoff geeignet. Zweckmäßig besteht sogar die gesamte Lanze aus feuerfestem Material. Der Ausdruck "Umhüllung" ist hier im breitesten Sinne verwendet und bezeichnet jede beliebige Art eines Überzugs od. dergl. an den von den Strömungsmitteln durchströmbaren Durchlässen. Die einzelnen Durchlässe laufen in Auslassen 14, 14A bzw. 14B aus. Beim Eintauchen der Lanze in ein Flüssigkeitsbad ist das Strömungsmittel über die Durchlässe in einem Winkel zur Längsachse der Lanze in die Flüssigkeit einführbar c. Bei einer Lanze für das Einführen vonThe embodiments shown in Fig .- 'I to 5 Lance each have an outer casing 10 or 10A or 10B as well as a number of one running therein Passages 12 and 12A through which fluid can flow or 12B. The passages run continuously at least in the parts of the lances that are intended to be worn. On the inlet side of the fluid they are, for example, via a feed line and a pipe connection connected to a source of fluid. Although the outer casing is made of various suitable materials depending on the later use of the lance can be, is preferred in a lance intended for introducing fluids into a molten metal a refractory material suitable. The entire lance is expediently made of refractory material. The term "envelope" is used in the broadest sense and refers to any type of coating or the like at the passages through which the fluid can flow. The individual passages run in outlets 14, 14A and 14B, respectively. When dipping the lance into a Liquid bath is the fluid through the passages at an angle to the longitudinal axis of the lance into the liquid insertable c. With a lance for introducing

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Strömungsmitteln in eine Metallschmelze liegt dieser Winkel zv/eckmäßig zwisehen 15 und 90 und vorzugsweise zwischen 25 und 75°·Fluid in a molten metal, this angle is between 15 and 90 and preferably between 25 and 75 °

In der Ausführung der Lanze nach Fig. 1 verlaufen die kontinuierlichen Durchlässe in Form von Spiralen mit einer vorbestimmten Steigung, so daß das Strömungsmittel bei fortschreitendem Verschleiß der Lanze in einem bestimmten Winkel in die Flüssigkeit eingeführt wird. Zur Erzielung einer besonders günstigen Wirksamkeit sind mehrere Durchlässe vorhanden. Daraus ergibt sich eine vorteilhafte Verteilung, des Strömungsmittels im Flüssigkeitsbad. Wenngleich sich die Spiralform für die »Durchlässe als besonders günstig erweist,können die Anordnungen der Durchlässe nach Fig. 2 und 3 ebenfalls befriedigende Ergebnisse erbringen. In Fig. 2 verlaufen die Durchlässe zickzackförmig und einander kreuzend wenigstens im zum Verschleiß bestimmten Teil der Lanze. In der Ausführung nach Fig. 3 bilden die Durchlässe eine Folge von X-förmigen Mustern.In the embodiment of the lance according to FIG. 1, the continuous lines run Passages in the form of spirals with a predetermined pitch, so that the fluid at As the lance wears progressively, it is inserted into the liquid at a certain angle. To achieve There are several passages, which are particularly effective. This results in an advantageous one Distribution, of the fluid in the liquid bath. Although the spiral shape is suitable for the »passages proves to be particularly favorable, the arrangements of the Passages according to FIGS. 2 and 3 are also satisfactory Bring results. In Fig. 2, the passages run zigzag and cross each other at least in the Wear certain part of the lance. In the embodiment according to FIG. 3, the passages form a sequence of X-shaped ones Inspect.

Die Ausführung nach Fig. 3 weist ferner-die Besonderheit auf, daß eine Lanze von beliebiger Länge -aus einer Anzahl von Teilstücken zusammengesetzt ist. Eine solche Ausführung erleichtert eine Massenherstellung der Teilstücke der Lanze und erbringt den zusätzlichen Vorteil einer Auswechselbarkeit der Teilstücke. Zusammen bilden die Teilstücke eine Anzahl wirkungsmäßig kontinuierlicher Durchlässe über die Länge wenigstens des zum Verschleiß bestimmten Teils der Lanze.The embodiment according to FIG. 3 also has the special feature on that a lance of any length - from a number is composed of sections. Such a design facilitates mass production of the sections the lance and has the additional advantage that the parts can be exchanged. Together they form Sections have a number of effectively continuous passages over the length of at least that for wear certain part of the lance.

Eingehende Versuche mit verschiedenen Lanzen zeigten im Ergebnis, daß der Einführwinkel des Strömungsmittels in die Flüssigkeit von beträchtlichem Einfluß auf seine Verteilung in der Flüssigkeit und auf das Spritzen der Flüssigkeit ist. Bei einem Gasstrahl erbringt eine Neigung im Winkel zwischen I5 und 90° zu Senkrechten dieIn-depth tests with various lances showed that the angle of introduction of the fluid in the liquid has a considerable influence on its distribution in the liquid and on the splashing of the Liquid is. In the case of a gas jet, an inclination at an angle between 15 and 90 ° to the perpendicular produces the

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günstigsten Ergebnisse hinsichtlich Verteilung der Blasen und Verringerung des Spritzens. Diese beiden Faktoren sind von besonderer Wichtigkeit bei der Metallveredelung, beispielsweise beim Entkohlen von Eisen und Eisenlegierungen.best results in terms of bubble distribution and reducing splash. These two factors are of particular importance in metal finishing, for example when decarburizing iron and iron alloys.

Im Rahmen der Erfindung läßt sich die Ausführungsform der Lanze zur Erzielung günstigster Wirkungen den verschiedensten Verv/endungszv/ecken anpassen. So können die Anzahl und Anordnung der Austrittsöffnungen, die Abmessungen der Austrittsöffnungen und" Durchlässe sowie deren Durch-Within the scope of the invention, the embodiment of the lance can be of the most varied to achieve the most favorable effects Adapt verv / endings / corners. The number and arrangement of the outlet openings, the dimensions the outlet openings and "passages as well as their passages

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Strömungsrate jeweils den gegebenen Verhältnissen angepaßt sein. Nachdem jedoch einmal der Winkel für den.Austritt des Strömungsmittels festgelegt ist, ist bei Verwendung einer Lanze in der erfindungsgemäßen Ausführung ein bestimmter Austrittswinkel des Strömungsmittels über das gesamte zum Verschleiß bestimmte Teil der Lanze gewährleistet. The flow rate must be adapted to the given conditions. After that, however, the angle for the exit of the fluid is set, is when using a lance in the embodiment according to the invention a certain exit angle of the fluid over the entire part of the lance intended for wear is guaranteed.

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Claims (1)

Pat ρηΊνΟη sprüche:Pat ρηΊνΟη says : 1. Verschloißlanae sum Einführen eines Strömungsmittel ε in eine Flüssigkeit unter einem bei fortschreitendem Verschleiß der Lanze gesteuerten Winkel, d«.durch gekennzeichnet, daß innerhalb einer äußeren Umhüllung (10 bzw. 1OA bzw. 10B) wenigstens ein von einem ■ Strömungsmittel durchströmbarer Durchlaß (12 bzw. 12A bzw. 12B) in einem vorbestimmten Winkel zur Längsachse ^der Lanze im wesentlichen über die Gesaratlänge des zum Verschleiß bestimmten Teils der Lanze verläuft, so daß der Austrittswinkel des Strömungsmittels aus der Lanze bei fortschreitendem Verschleiß derselben und des Durchlasses bestimmbar ist.1. Verschloißlanae sum introduction of a fluid ε into a liquid at an angle that is controlled with increasing wear of the lance, d « marked that within an outer Cover (10 or 10A or 10B) at least one passage (12 or 12A) through which a fluid can flow or 12B) at a predetermined angle to the longitudinal axis ^ of the lance essentially over the length of the Gesarat to the Wear certain part of the lance runs so that the exit angle of the fluid from the lance can be determined with progressive wear of the same and the passage. 2. Verschleißlanze zum Einführen eines Strömungsmittels in eine Metallschmelze unter einem bei fortschreitendem Verschleiß der Lanze zur Verringerung des Sprit-- _.. zens der Metallschmelze gesteuerten Winkel, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb einer schützenden Umhüllung (10 bzw. 1OA bzw. 10B) wenigstens ein kontinuierlicher, von einem Strömungsmittel durchströrabarer Durchlaß (12 bzw. 12A bzw. 12B) in einem vorbestimmten Winkel zwisehen 15 und 90° zur Längsachse der Lanze im wesentlichen über die Gesamtlänge des zum Verschleiß bestimmten Teils der Lanze verläuft, so daß der Austrittswinkel des Strömungsmittels aus der Lanze bei fortschreitendem Verschleiß derselben und des Durchlasses bestimmbar ist.2. Wear lance for introducing a fluid into a molten metal under a lance with increasing wear to reduce the fuel-- _ .. zens of the molten metal controlled angle, characterized in that within a protective Enclosure (10 or 10A or 10B) at least one continuous one, through which a fluid can flow Passage (12 or 12A or 12B) at a predetermined angle between 15 and 90 ° to the longitudinal axis of the Lance runs essentially over the entire length of the part of the lance intended for wear, so that the Exit angle of the fluid from the lance at progressive wear of the same and the passage can be determined. 5. Lanze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zum Verschleiß bestimmte Teil von mehreren in vorbestimmtem Winkel verlaufenden Durchlässen (12 bzw. 12A bzw. 12B) durchsetzt ist.5. Lance according to claim 1 or 2, characterized in that the part intended for wear of several passages running at a predetermined angle (12 or 12A or 12B) is penetrated. 109886/1287 ^{BAD 0R1G!NAL} 109886/1287 ^{BAD 0R1G! NAL} 4. Lanze nach einem der Ansprüche 1 bis 5>, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (10 bzw. 10A bzw. 10B) eine feuerfeste Umkleidung aufweist.4. Lance according to one of claims 1 to 5>, characterized characterized in that the casing (10 or 10A or 10B) has a fire-resistant casing. 5. Lanze nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4, dadurch g e k e nn ze i c h η e t, daß der Durchlaß (12) zur Erzielung eines vorbestimmten Austrittswinkels des Strömungsmittels bei fortschreitendem Verschleiß in Form einer Spirale verläuft.5. Lance according to one of claims 1, 2 or 4, characterized g e k e nn i c h η e t that the passage (12) to Achievement of a predetermined exit angle of the fluid with progressive wear in the form runs in a spiral. "6. Lanze nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch g e k e η n- * zeichnet, daß der Durchlaß (12A) in bestimmten Winkeln zickzackförmig verläuft."6. Lance according to claim 1, 2 or 4, characterized in that the passage (12A) is at certain angles runs zigzag. 7. Lanze nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4·, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere spiralförmig verlaufende Durchlässe (12) vorhanden sind.7. Lance according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that there are several spirally extending passages (12). 8. Lanze nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere zickzackförmig verlaufende Durchlässe (12A) vorhanden sind.8. Lance according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that there are a plurality of zigzag passages (12A). 9. Lanze nach Anspruch 8, dadurch g -e k e η η zeichnet, daß die Durchlässe (12A) einander kreu-9. Lance according to claim 8, characterized in that g -e k e η η, that the passages (12A) cross each other ψ ζend verlaufen. ψ ζend run away. 10. Lanze nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gek ennzeichnet, daß sie eine Anzahl von untereinander ein X-förmiges Muster bildenden Durchlässen (12B) aufweist.10. Lance according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that it has a number of passages (12B) forming an X-shaped pattern among one another. 11. Lanze nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlässe (12B) mehrere X-förmige Muster bilden.11. Lance according to claim 10, characterized in that the passages (12B) have a plurality of X-shaped Form patterns. 109886/1287109886/1287 I fI f 12. Verschleißlanze wenigstens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, zum Einführen eines durch Sauerstoff oder ein Sauerstoff enthaltendes Gas gebildeten Strömungsmittels in eine Schmelze von Eisen oder einer Eisenlegierung, dadurch gek en n. zeichnet, daß eine Anzahl kontinuierlicher Durchlässe (12, 12A, 12B) jeweils in einem vorbestimmten Winkel von 15 "bis 90° zur Längsachse im wesentlichen über die Gesamtlänge des zum Verschleiß bestimmten Teils der Lanze verläuft.12. Wear lance according to at least one of the claims 1 to 11, for introducing a fluid formed by oxygen or an oxygen-containing gas in a melt of iron or an iron alloy, characterized in that a number continuous passages (12, 12A, 12B) each at a predetermined angle of 15 "to 90 ° to the longitudinal axis runs essentially over the entire length of the part of the lance intended for wear. ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED 109886/1287109886/1287 LeerseifeEmpty soap