DE2849504A1 - Immersion lance for injecting gas or powder into molten metal - esp. into steel, where lance tube is reinforced by tubes carrying coolant - Google Patents

Immersion lance for injecting gas or powder into molten metal - esp. into steel, where lance tube is reinforced by tubes carrying coolant

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DE2849504A1 DE19782849504 DE2849504A DE2849504A1 DE 2849504 A1 DE2849504 A1 DE 2849504A1 DE 19782849504 DE19782849504 DE 19782849504 DE 2849504 A DE2849504 A DE 2849504A DE 2849504 A1 DE2849504 A1 DE 2849504A1
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Abstract

The lance is formed by a metal tube (I), reinforced by longitudinal ribs consisting of metal tubes (II) through which a coolant flows. Tubes (II) are welded onto tube (I), and the assembly (I) and (II) is sheathed in a nonmetallic refractory material. The bottom ends of tubes (II) are pref. joined together by transverse channels to form a closed cooling circuit. Alternatively, the bottom ends of tubes (II) pref. have nozzles via which the coolant enters the lance tube (I), and tubes (I) and (II) are pref. fitted with uniformly spaced anchors which securely locate them in the refractory sheath. The outer dias. of tubes (II) are pref. 0.4-0.6 times the outer dia. of tube (I). The life of the lance is greatly increased as compared with the lance described in DT 2626892.

Description

Tauchlanze zum Einblasen von Gasen oder Immersion lance for blowing in gases or

pulverisierter Feststoffen in ein Metallbad, insbesondere Eine Stahlschmelze Die Erfindung betrifft eine Tauchlanze zum Einblasen von Gasen oder pulverisierten Feststoffen in ein Metallbad, insbesondere eine Metallschmelze, bestehend aus einem metallischen Blasrohr, dessen Außenumfang mit einer Schicht aus nichtmetallischem, feuerfestem Material verkleidet ist, in welche eine mit dem Blasrohr verbundene -metallische Armierung eingebettet ist, die mehrere am Außenumfang des Blasrohres angeschweißte Längs'rippen aufweist. powdered solids in a metal bath, especially molten steel The invention relates to an immersion lance for blowing in gases or pulverized ones Solids in a metal bath, in particular a molten metal, consisting of a metallic blowpipe, the outer circumference of which is covered with a layer of non-metallic, refractory material is clad, in which a connected to the blowpipe -metallic reinforcement is embedded, the several on the outer circumference of the blowpipe Has welded longitudinal ribs.

Tauchlanzen der genannten Art sind beim Einsatz nicht nur sehr hohen thermischen Belastungen, sondern auch starken mechanischen Kräften ausgesetzt. Diese Kraft sind dazu in der Lage, das Blasrohr so zu verformen, daß die nichtmetallische feuerfeste Verkleidung rissig wird und trotz der darin eingebetteten Armierung abspringt.Immersion lances of the type mentioned are not only very high when used thermal loads, but also exposed to strong mechanical forces. These Kraft are able to deform the blowpipe so that the non-metallic refractory cladding cracks and pops off despite the reinforcement embedded in it.

Die bei einer nach dem Stande der Technik (DE-OS 2 626 892) bekannten Tauchlanze der genannten Art verwendete Armierung enthält mit dem Blasrohr verschweißte Flacheisen, die gleichmäßig auf den Umfang des Blasrohres verteilt sind und das Blasrchr versteifende Längsrippen bilden. Diese Längsrippen vermögen jedoch das Blasrohr nur ungenügend zu versteifen, weil die freien Außenränder der Längsrippen beim Einsatz der Blaslanze Bemperaturen erreichen, bei denen der metallische Werkstoff zu erweichen beginnt, so daß die Längsrippen bei mechanischer Belastung der Tauchlanze Verformungen erleiden, denen das verhältnismäßig spröde feuerfeste Material nicht zu folgen vermag. Die Folge ist, daß dieses Material reißt, so daß die Tauchlanze bereits nach verhältnismäßig kurzer Einsatzzeit zerstört wird.The one known from the prior art (DE-OS 2 626 892) Immersion lance of the type mentioned contains reinforcement welded to the blowpipe Flat iron that are evenly distributed around the circumference of the blowpipe and that Form stiffening longitudinal ribs. However, these longitudinal ribs can do that To stiffen the blowpipe insufficiently because the free outer edges of the longitudinal ribs when using the blower lance reach temperatures at which the metallic material begins to soften, so that the longitudinal ribs under mechanical stress on the immersion lance Suffer deformations that the relatively brittle refractory material does not able to follow. The result is that this material tears, so that the immersion lance is destroyed after a relatively short period of use.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, die Tauchlanze der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß die Standzeit erheblich verlängert wird.It is therefore the object of the invention to provide the immersion lance of the introduction mentioned type to the effect that the service life is extended considerably will.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von einer Tauchlanze der eingangs genannten Art vor, daß die Längsrippen als Hohlprofile mit ringsum gleicher Wandstärke, insbesondere als Rohre ausgebildet sind, die von einem kühlenden Medium durchströmt werden.To solve this problem, the invention proposes on the basis of one Immersion lance of the type mentioned above that the longitudinal ribs as hollow profiles with All around the same wall thickness, in particular as tubes are formed by a cooling medium are flowed through.

Die bei der Tauchlanze gemäß der Erfindung verwendeten Längsrippen in Form von gekühlten Hohlprofilen mit ringsum gleicher Wandstärke (Rohre), bewirken eine erhebliche Steigerung des Widerstandsmomentes der Tauchlanze gegen Biegekräfte. Die gleichmäßige Kühlung der Hohlprofile verhindert, daß sich der metallische Werkstoff dieser Hohlprofile durch die beim>Einsatz zwangsläufig auftretende Wärmezufuhr unzulässig erwärmt, so daß das hohe Widerstandsmoment auch beim Einsatz der Tauchlanze aufrechterhalten bleibt. Neben einer Steigerung der Biegefestigkeit der Tauchlanze bewirken die am Außenumfang des Blasrohres angeschweißten Hohlprofile (Rohre) eine besonders gute-Verzahnung zwischen dem Verkleidungsmaterial und dem Blasrohr. Bei der erfindungsgemäß verbesserten Tauchlanze treten Risse im feuerfesten Verkleidungsmaterial praktisch nicht mehr auf, so daß die Lanze solange eingesetzt werden kann, bis das feuerfeste Material nahezu vollständig verschlissen ist. Die Standzeiten einer Tauchlanze gemäß der Erfindung liegen um ein Mehrfaches höher, als bei nach dem Stande der Technik bekannten Tauchlanzen.The longitudinal ribs used in the immersion lance according to the invention in the form of cooled hollow profiles with the same wall thickness all around (pipes) a considerable increase in the section modulus of the immersion lance against bending forces. The uniform cooling of the hollow profiles prevents the metallic material from becoming of these hollow profiles due to the heat supply that inevitably occurs during> use heated impermissibly, so that the high moment of resistance even when using the immersion lance is maintained. In addition to an increase in the flexural strength of the immersion lance The hollow profiles (pipes) welded to the outer circumference of the blowpipe cause a particularly good interlocking between the cladding material and the blowpipe. at In the immersion lance improved according to the invention, cracks appear in the refractory lining material practically no longer on, so that the lance can be used until the refractory material is almost completely worn out. The service life of a diving lance according to the invention are several times higher than in the prior art Technique known diving lances.

Gemäß einer ersten Ausführungsform sind die Innenräume der Hohlprofile am unteren Ende der Tauchlanze durch Querkanäle verbunden. Diese Querkanäle ermöglichen eine Zirkulation des Kühlmediums durch die Hchlprofile.According to a first embodiment, the interior spaces are the hollow profiles connected by cross channels at the lower end of the immersion lance. These transverse channels allow a circulation of the cooling medium through the Hchlprofile.

Alternativ können die Innenräume der Hohlprofile am unteren Ende der Tauchlanze über Düsen in das Blasrohr einmünden. Alternatively, the interiors of the hollow profiles can be at the lower end the immersion lance open into the blowpipe via nozzles.

In diesem Falle tritt das Kühlmedium von den Hohlprofilen am unteren Ende der Tauchlanze in das Blasrohr über und unterstützt den Einblasvorgang. In diesem Falle wird als Kühlmedium das zur Behandlung der Stahlschmelze verwendete Gas oder Trägergas, in der Regel Argon, verwendet. In this case, the cooling medium emerges from the hollow profiles at the bottom End of the immersion lance into the blowpipe and supports the blowing process. In In this case, the cooling medium used for treating the molten steel is used Gas or carrier gas, usually argon, is used.

Zur Verbesserung des Verbundes zwischen dem Blasrohr und der Verkleidung ist weiterhin vorgesehen, daß das Blasrohr und/oder die Hohlprofile in regelmäßigen Abständen mit sich radial in die Verkleidung erstreckenden Ankern bestückt sind. To improve the bond between the blowpipe and the cladding it is also provided that the blowpipe and / or the hollow profiles in regular Distances are equipped with anchors extending radially into the cladding.

Besonders günstige Standzeiten der Tauchlanze haben sich ergeben, wenn die Außendurchmesser der Hohlprofile etwa dem o,4 bis o,6-fachen Außendurchmesser des Blasrohres entsprechen und die Wandstärken der Hohlprofile etwa der o,7 bis 1-fachen Wandstärke des Blasrohres entsphen. Particularly favorable service lives of the immersion lance have resulted, when the outer diameter of the hollow profiles is approximately 0.4 to 0.6 times the outer diameter of the blowpipe correspond and the wall thicknesses of the hollow profiles about the o, 7 to 1 times the wall thickness of the blowpipe.

Zweckmäßig erfolgt die Verschweißung zwischen dem Blasrohr und dem Hohlprofil an in Längsrichtung der Tauchlanze mit Abstand angeordneten Stellen. Wegen der intensiven Kühlung der Hohlprofile reicht eine solche punktweise Verschweißung völlig aus, so daß die Schweißarbeiten auf ein Minimum reduziert werden können.The welding is expediently carried out between the blowpipe and the Hollow profile at points spaced apart in the longitudinal direction of the immersion lance. Because of the intensive cooling of the hollow profiles, such point-by-point welding is sufficient fully off so that the welding work can be reduced to a minimum.

Die mauchlanze gemäß der Erfindung ist weiterhin gekennzeichnet durch einen am unteren Ende der Tauchlanze angeordneten Blaskopf mit mehreren im wesentlichen radial angeordneten Gasaustrittsdüsen. Bei Verwendung eines solchen Blaskopfes mit im wesentlichen radial angeordneten Gasaustrittsdüsen wird die Tauchlanze aufgrund der sich ausbildenden Strömungen und Wirbel im flüssigen Metall mechanisch weniger beansprucht, als bei herkömmlichen Blasköpfen mit axial austretenden Gasaustrittsdüsen. Diese geringere mechanische Beanspruchung führt im Zusammenwirken mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen stabileren Bauweise der Tauchlanze zu noch längeren Standzeiten.The lance according to the invention is further characterized by a blow head arranged at the lower end of the immersion lance with a plurality of essentially radially arranged gas outlet nozzles. When using such a blow head with The immersion lance is due to essentially radially arranged gas outlet nozzles mechanically less of the currents and eddies that develop in the liquid metal stressed than with conventional blow heads with axially exiting gas outlet nozzles. This lower mechanical stress results in interaction with the invention proposed more stable construction of the immersion lance for even longer service lives.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Big. 1 einen Querschnitt durch eine Tauchlanze gemäß der Erfindung und Fig. 2 und 3 Längsschnitte durch die unteren Abschnitte von Tauchlanzen gemäß der Erfindung in unterschiedlicher Ausführungsform.Embodiments of the invention are described below with reference to Drawing explained in more detail. It shows: Big. 1 shows a cross section through an immersion lance according to the invention and FIGS. 2 and 3 are longitudinal sections through the lower sections of immersion lances according to the invention in different embodiments.

In der Zeichnung ist das Blasrohr mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Es besteht aus normalem Baustahl und hat einen Außendurchmesser von 60 mm und eine Wandstärke von 1o mm. Am Außenumfang des Blasrohres sind gleichmäßig über den Umfang verteilt drei zur Versteifung des Blasrohres 1 dienende Rohre befestigt, die durch in Längsrichtung des Blasrohres 1 mit Abstand angeordnete Schweißpunkte 3 am Blasrohr 1 angeschweißt sind. Diese Rohre 2 bestehen ebenfalls aus normalem Baustahl und haben beim Ausführungsbeispiel einen Außendurchmesser von 38 mm und eine Wandstärke von ebenfalls 10 mm. Weiterhin ist an dem Blasrohr und/oder den Rohren 2 eine Vielzahl von sich radial erstreckenden Ankern 4 befestigt. Die aus dem Blasrohr 1, den Rohren 2 und den Ankern 4 bestehende Metallkonstruktion ist in eine Verkleidungschicht 5 aus Feuerfestbeton eingebettet, wobei die Rohre 2 und die Anker 4 zugleich zur Armierung dieser Verkleidungsschicht 5 dienen.The blowpipe is denoted by the reference number 1 in the drawing. It is made of normal structural steel and has an outside diameter from 60 mm and a wall thickness of 10 mm. On the outer circumference of the blowpipe are evenly three pipes distributed over the circumference for stiffening the blowpipe 1 are attached, the weld points arranged at a distance in the longitudinal direction of the blowpipe 1 3 are welded to the blowpipe 1. These tubes 2 are also made of normal Structural steel and in the exemplary embodiment have an outer diameter of 38 mm and a wall thickness of also 10 mm. Furthermore, is on the blowpipe and / or the Tubes 2 a plurality of radially extending anchors 4 attached. From the blowpipe 1, the pipes 2 and the anchors 4 is existing metal structure embedded in a cladding layer 5 made of refractory concrete, the pipes 2 and the anchors 4 also serve to reinforce this cladding layer 5.

Am unteren Ende der Tauchlanze ist ein Blaskopf 6 mit radial ausmündenden Gasaustrittsdüsen 7 angeordnet, in welchen das untere Ende des Blasrohres 1 einmündet und welcher dazu dient, da durch das Blasrohr 1 durchtretende Gas bzw. Gas-Pulver-Gemisch ( siehe Pfeil 8 ) in die Schmelze einzubringen. In die Rohre 2 kann von oben ein Kühlmedium, beispielsweise ein kühlendes Gas ( siehe Pfeil 9 ) eingegeben werden. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 wird das Gas durch Querkanäle 1o von einem Rohr 2 in ein anderes Rohr 2 übergeleitet, so daß ein einseitig offener Kühlmitteldurchlauf entsteht.At the lower end of the immersion lance is a blow head 6 with radially opening out Arranged gas outlet nozzles 7, into which the lower end of the blowpipe 1 opens and which serves as the gas or gas-powder mixture passing through the blowpipe 1 (see arrow 8) to be introduced into the melt. In the tubes 2 can be from above Cooling medium, for example a cooling gas (see arrow 9) can be entered. In the embodiment of FIG. 2, the gas is through transverse channels 1o from a Tube 2 transferred into another tube 2, so that a coolant flow that is open on one side arises.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 wird das kühlende Gas 8 demgegenüber durch Düsen 11 in das Blasrohr 1 eingedüst und unterstützt auf diese Weise den Blasstrom 8. In diesem Falle wird als Kühlmedium das gleiche Gas wie für die Behandlung der Metallschmelze verwendet.In the embodiment according to FIG. 3, the cooling gas 8 is in contrast injected through nozzles 11 into the blowpipe 1 and in this way supports the blown flow 8. In this case, the same gas as for the treatment of the Molten metal used.

Die intensive Kühlung der Tauchlanze gemäß der Erfindung gestattet ohne weiteres die Verwendung von normalem Baustahl anstelle von hoch warmfestem Stuhl so daß für die Herstellung der Tauchlanze gemäß der Erfindung verhältnismäßig billiges Ausgangsmaterial verwendet werden kann.The intensive cooling of the immersion lance according to the invention is permitted without further ado the use of normal structural steel instead of high-temperature steel Chair so that for the manufacture of the immersion lance according to the invention relatively cheap starting material can be used.

Ansprüche Expectations

Claims (7)

Patentansprüche 1. Tauchlanze zum Einblasen von Gasen oder pulverisierten Feststoffen in ein Metallbad, insbesondere eine Stahlschmelze., bestehend aus einem metallischen Blasrohr, dessen Außenumfang mit einer Schicht aus nichtmetallischem, feuerfestem Material verkleidet ist, in welche eine mit dem Blasrohr verbundene metallische Armierung eingebettet. ist, die mehrere am Außenumfang des Blasrohres angeschweißte Längsrippen aufweist, d a d u r c h g e ke n n z e i c h n e t, daß die Längsrippen als Hohlprofile (2) mit ringsum gleicher 5fianlstärke, insbesondere als Rohre ausgebildet sind, die von einem kühlenden Tledium (8) durchströmt werden. Claims 1. Immersion lance for blowing in gases or pulverized Solids in a metal bath, in particular a molten steel., Consisting of a metallic blowpipe, the outer circumference of which is covered with a layer of non-metallic, refractory material is clad, in which a connected to the blowpipe metallic reinforcement embedded. is, the several on the outer circumference of the blowpipe has welded longitudinal ribs, which means that the longitudinal ribs as hollow profiles (2) with the same 5fianl thickness all around, in particular are designed as tubes through which a cooling Tledium (8) flows. 2. Tauchlanze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenräume der Hohlprofile (2) am unteren Ende der Tauchlanze durch Querkanäle (9) verbau den sind. 2. Immersion lance according to claim 1, characterized in that the interiors the hollow profiles (2) at the lower end of the immersion lance through transverse channels (9) obstruct the are. 3. Tauchlanze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenräume der Hohlprofile (2 ) am unteren Ende der Tauchlanze über Düsen (lo) in das Blasrohr (1) einmünden. 3. Immersion lance according to claim 1, characterized in that the interiors the hollow profiles (2) at the lower end of the immersion lance via nozzles (lo) into the blowpipe (1) merge. 4. Tauchlanze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Blasrohr (1) und/oder die Eohlprofile (2) in regelmäßigen Abständen mit sich radial in die Verkleidungsschicht (5) erstreckenden Ankern (4) bestückt sind. 4. Immersion lance according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the blowpipe (1) and / or the Eohlprofile (2) with at regular intervals are fitted with anchors (4) extending radially into the cladding layer (5). 5. Tauchlanze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Außendurchmesser der Hohlprofile (2) etwa dem o,4 - q6-fabhen Außendurchmesser des Blasrohres (1) entsprechen und die Wandstärken der Hohlprofile (2) etwa der o,7- 1-fachen Wandstärke des Blasrohres (1) entsprechen. 5. Immersion lance according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the outer diameter of the hollow profiles (2) approximately the 0.4 - q6-colored outer diameter of the blowpipe (1) and the wall thicknesses of the hollow profiles (2) are about o, 7-1 times the wall thickness of the blowpipe (1) correspond. 6. Tauchlanze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschweißung zwischen dem Blasrohr (1) und den Hohlprofilen (2) an in nängsrichtung der Tauchlanze mit Abstand angeordneten Stellen erfolgt. 6. Immersion lance according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the weld between the blowpipe (1) and the hollow profiles (2) in the longitudinal direction the immersion lance takes place at spaced locations. 7. Tauchlanze nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen am unteren Ende der Tauchlanze angeordneten Blaskopf (6) mit mehreren im wesentlichen radial angeordneten Gasaustrittsiüsen (7). 7. Immersion lance according to one or more of claims 1 to 6, characterized by a blow head (6) with several at the lower end of the immersion lance essentially radially arranged gas outlet nozzles (7).
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2903211A1 (en) * 1979-01-27 1980-07-31 Stiftelsen Metallurg Forsk Powder and gas injection lance - has outward inclined exit ports close to support point
DE3219002A1 (en) * 1981-07-30 1983-02-17 Denka Engineering BLOWING WITH A VARIETY OF NOZZLES
DE8622299U1 (en) * 1986-08-20 1986-10-02 Plibrico Co GmbH, 4000 Düsseldorf Diving lance

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