DD238813A5

DD238813A5 - BLASLANT FOR THE TREATMENT OF METAL MELTS IN HUETTENWERKSANLAGEN

Info

Publication number: DD238813A5
Application number: DD85274162A
Authority: DD
Inventors: Zoltan Szoenyi; Jozsef Zambo; Gabor Nagy; Istvan Pragay; Lajos Mityok
Original assignee: Vasipari Kutato Es Fejlesztoe Vallalat,Hu
Priority date: 1981-03-24
Filing date: 1985-03-15
Publication date: 1986-09-03

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Blaslanze zur Behandlung von Metallschmelzen in Huettenwerksanlagen, die aus einem mit feuerfester keramischer Umhuellung versehenen Metallrohr besteht. Ziel ist es, Beschaedigungen an der Blaslanze zu verhindern, die Lebensdauer der Blaslanze zu erhoehen, den Lanzenverbrauch zu verringern und die Zahl der Ausfallschmelzen zu vermindern. Aufgabe ist es, eine Blaslanze zu schaffen, die weniger starr als die bisher bekannten ist und verhaeltnismaessig waermebestaendiger ist. Als Loesung wird vorgeschlagen, dass das Metallrohr aus mehreren Schichten aufgebaut ist und zwischen den Schichten Kuehlmittelkanaele vorgesehen sind. Ausserdem ist zwischen dem Metallrohr und der Umhuellung eine waermebestaendige elastische Schicht angeordnet. Das Metallrohr besteht aus einem Foerderrohr und einem Mantelrohr, zwischen denen radiale Rippen vorgesehen sind. Die Kuehlmittelkanaele koennen als Umkehrkammern ausgebildet sein. Fig. 1The invention relates to a lance for the treatment of molten metal in Huettenwerksanlagen, which consists of a provided with refractory ceramic wrapping metal tube. The aim is to prevent damage to the lance, to increase the life of the lance, to reduce lance consumption and to reduce the number of breakdown fuses. The task is to create a lance that is less rigid than the previously known and is relatively heat-resistant. As a solution, it is proposed that the metal tube is made up of several layers and coolant channels are provided between the layers. In addition, a heat-resistant elastic layer is arranged between the metal tube and the wrapping. The metal tube consists of a conveyor tube and a jacket tube, between which radial ribs are provided. The Kühlmittelkanaele can be designed as reverse chambers. Fig. 1

Description

Aim of the invention

Ziel der Erfindung ist es, Beschädigungen an der Blaslanze zu verhindern, die Lebensdauer der Blaslanze zu erhöhen, den Lanzenverbrauch zu verringern und die Zahl der Ausfallschmelzen zu vermindern.The aim of the invention is to prevent damage to the lance, to increase the life of the lance, to reduce lance consumption and to reduce the number of failure melts.

Explanation of the essence of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Blaslanze zur Behandlung von Metallschmelzen in Hüttenwerksanlagen, bestehend aus einem mit feuerbeständiger keramischer Umhüllung versehenen Metallrohr, zu schaffen, die weniger starr als die bisher bekannten Blaslanzen ist und verhältnismäßig wärmebeständiger ist.The object of the invention is to provide a lance for the treatment of molten metal in steelworks, consisting of a provided with fire-resistant ceramic cladding metal tube, which is less rigid than the previously known Blaslanzen and is relatively more heat resistant.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Metallrohr aus mehreren Schichten aufgebaut ist und zwischen den Schichten Kühlmittelkanäle vorgesehen sind, und daß zwischen dem Metallrohr und der Umhüllung eine wärmebeständige elastische Schicht vorgesehen ist.According to the invention the object is achieved in that the metal tube is constructed of several layers and coolant channels are provided between the layers, and that between the metal tube and the sheath, a heat-resistant elastic layer is provided.

Das mehrschichtige Metallrohr besteht zweckt' ^nlicherweise aus Einern inneren Förderrohrund dem äußeren Mantelrohr, wobei zwischen den beiden radiale Rippen angeordnet sind.The multi-layer metal tube is suitably made up of an inner conveyor tube and the outer jacket tube, with radial ribs between the two.

ausgebildet, z.B. auf die Weise, daß die Rippen am unteren Teil der Lanze kürzer als das Förderrohr und das Mantelrohr ausgeführt sind. Der Kühlmittelkanal kann jedoch auch auf die Weise ausgeführt sein, daß die Rippen an ihrem unteren Teil mit Bohrungen versehen werden.formed, e.g. in such a way that the ribs on the lower part of the lance are made shorter than the conveying tube and the jacket tube. However, the coolant channel may also be designed in such a way that the ribs are provided at its lower part with holes.

An dem unteren Teil des Förderrohres und des Mantelrohres ist ein Abschlußstutzen befestigt. Der Abschlußstutzen ist an seinem Außenmatitel mit einem Schraubengewinde versehen und auf dieses ist ein Stopfenkopfstein aufgeschraubt.At the lower part of the conveying tube and the jacket tube, a connecting piece is attached. The filler neck is provided on its outer mate with a screw thread and on this a plug head is screwed.

Die Blaslanze ist an ihrem oberen Ende mit Kühlmitteleintrittsstutzen versehen.The lance is provided at its upper end with coolant inlet nozzle.

Die zwischen dem Metallrohr und der Umhüllung vorgesehene hitzebeständige elastische Schicht wird zweckdienlicherweise durch eine um das Metallrohr gebundene Asbestschnur gebildet, wobei die Umhüllung selbst aus einer einzigen gegossenen Schicht bzw. mehreren Schichten und Schamottrohren ausgeführt werden kann.The heat-resistant elastic layer provided between the metal tube and the sheath is conveniently formed by an asbestos cord bonded around the metal tube, which sheath itself may be made of a single cast layer or layers and ceramic tubes.

So kann auf der elastischen Schicht eine aus selbstbindendem feuerbeständigem Ton ausgebildete Schicht vorgesehen sein, auf der noch eine aus Schamottrohren bestehende Schicht angeordnet werden kann.Thus, it is possible to provide on the elastic layer a layer formed of self-bonding fire-resistant clay on which a layer consisting of fireclay pipes can still be arranged.

Auf der aus selbstbindendem feuerbeständigem Ton ausgebildeten Schicht kann aber auch eine AI₂O₃-haltige feuerbeständige gegossene Betonschicht aufgetragen werden.However, it is also possible to apply an AI ₂ O ₃ -containing fire-resistant cast concrete layer to the layer formed from self-bonding fireproof clay.

Die erfindungsgemäß ausgeführten Lanzen sind wesentlich elastischer als die nach herkömmlichen Konstruktionen ausgeführten, da zwischen dem Metallrohr und der Umhüllung eine elastische Schicht vorgesehen ist. Dementsprechend ist die Umhüllung keiner aus dem Unterschied der Wärmedehnungskoeffizienten resultierenden Beanspruchung ausgesetzt und bietet auch äußeren mechanischen Einwirkungen einen besseren Widerstand.The inventively designed lances are much more elastic than those designed according to conventional constructions, since an elastic layer is provided between the metal tube and the sheath. Accordingly, the cladding is not exposed to stress resulting from the difference in thermal expansion coefficients, and also offers better resistance to external mechanical effects.

Ein weiterer grundlegender Vorteil der erfindungsgemäßen Au 'ührung besteht darin, daß das Metallrohr aus mehrer >n Schichten aufgebaut ist und daß zwischen den Schichten Kühlmittelkanäle vorgesehen sind. Dieser Umstand verminde -t die Wärmebeanspruchung der Lanze in weitgehendein Maße.Another fundamental advantage of the invention is that the metal tube is made up of several layers and that coolant channels are provided between the layers. This circumstance reduces the heat load of the lance to a large extent.

Infolge der vorgenannten Konstruktionsvorkehrungen verfügen die erfindungsgemäßen Lanzen über eine wesentlich längere Lebensdauer als die herkömmlichen, was auf dem gegebenen Gebiet nicht nur wegen des geringeren Lanzenverbrauchs, sondern - und insbesondere deshalb - wesentliche Einsparungen bringt, weii die Zahl der Ausfallschmelzen im wesentlichen Maße vermindert werden kann, was unter Berücksichtigung der Pfannengrößen von wesentlicher Bedeutung ist.As a result of the above design arrangements, the lances according to the invention have a much longer life than the conventional, which in the given field not only because of the lower lance consumption, but - and in particular therefore - brings significant savings weii the number of failure melts can be substantially reduced which is essential considering the size of the pans.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einigen Ausführungsbeispielen erläutert w -den. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:The invention will be explained below in some embodiments W -den. In the accompanying drawing show:

Fig. 1: eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lanze zum Teil im Schnitt; Fig. 2: den Schnitt gemäß der Linie H-Il der in Fig. 1 dargestellten Lanze; Fig.3: eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lanze.Fig. 1: an embodiment of the lance according to the invention partly in section; Fig. 2: the section along the line H-II of the lance shown in Figure 1; 3 shows another embodiment of the lance according to the invention.

Im Inneren der in Fig. 1 dargestellten Lanze sind к jnzentrisch zueinander ein Förderrohr 1 und ein Mantelrohr 2 angeordnet. Das Förderrohr 1 und das Mantelrohr 2 werden dur Jh radiale Rippen 3 miteinander verbunden. Die Rippen 3 sind an das Förderrohr 1 und das Mantelrohr 2 angeschweißt. Am unteren Teil der Rippen 3 sind Bohrungen 4 vorgesehen zur Durchführung des Kühlmittels zwischen den zueiander parallel verlaufenden Kanälen. Auf der die Schnittzeichnung von Fig. 1 darstellenden Fig. 2 ist gut ersichtlich, daß bei der dargestellten Ausführungsfonn der zwischen den beiden Rohren liegende Raum in vier Teile aufgeteilt ist, d. h , daß vier Kühlmitteikanäle vorgesehen sind. Von diesen leiten zweckdienlicherweise die Kanäle 5a das Kühlmittel nach unten, die Kanäle 5 b nach oben, wobei das Kühlmittel durch die Bohrungen 4 aus den Kanälen 5a in die Kanäle 5b gelangen.In the interior of the lance shown in FIG. 1, a conveying tube 1 and a jacket tube 2 are arranged in relation to each other. The delivery pipe 1 and the jacket tube 2 are connected to each other by means of radial ribs 3. The ribs 3 are welded to the delivery pipe 1 and the jacket tube 2. At the lower part of the ribs 3 bores 4 are provided for the passage of the coolant between the zueiander parallel channels. On the cross-sectional drawing of Fig. 1 illustrative Fig. 2 is clearly seen that in the illustrated embodiment of the embodiment lying between the two tubes space is divided into four parts, d. h, that four Kühlmitteikanäle are provided. Of these, suitably pass the channels 5a, the coolant down, the channels 5 b upwards, the coolant pass through the holes 4 from the channels 5a in the channels 5b.

An das Förderrohr 1 und das Mantelrohr 2 ist am unteren Teil der Lanze der Abschlußstutzen 6 angeschweißt. Dieser schließt einerseits den unteren Teil der Kanäle 5a und 5 b ab, andererseits befestigt er mit Hilfe des auf seinem Außenmantel vorgeseheheruGewindes den Stopfenkopfstein 7, der die Spitze der Lanze bildet. Der Stopfenkopfstein 7 ist mit einer zentralen Düse 8 versehen, die koaxial mit dem zentralen Kanal des Förderrohres 1 und des Abschlußstutzens 6 angeordnet ist.To the delivery pipe 1 and the jacket tube 2, the end piece 6 is welded to the lower part of the lance. On the one hand, it closes off the lower part of the channels 5a and 5b, on the other hand it fixes the stopper head 7, which forms the tip of the lance, by means of the thread provided on its outer shell. The stopper head 7 is provided with a central nozzle 8, which is arranged coaxially with the central channel of the conveying tube 1 and the discharge nozzle 6.

Auf den Außenmantel des Mantelrohres 2 ist eine Asbsstschnur aufgewickelt, und diese bildet die elastische Schicht 9.On the outer jacket of the jacket tube 2 a Asbsstschnur is wound, and this forms the elastic layer. 9

Auf diese Schicht 9 wird selbstbindender feuerbeständiger Ton als nächste Schicht 10 aufgetragen.Self-bonding fire-resistant clay is applied to this layer 9 as the next layer 10.

Als abschließende Schicht 11 der Umhüllung werden dann Schamottrohrstücke auf die Lanze aufgezogen.As a final layer 11 of the envelope then fireclay pieces are mounted on the lance.

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lanzenkonstruktion. Bei dieser Ausführung ist das Lanzeninnere ebenfalls aus dem Förderrohr 1 und dem Mantelrohr 2 sowie den zwischen diese eingeschweißten Rippen 3 aufgebaut.Fig. 3 shows another embodiment of the lance construction according to the invention. In this embodiment, the interior of the lance is also constructed of the delivery pipe 1 and the casing tube 2 and the ribs 3 welded between them.

Der untere Teil der Lanze wird bei dieser Ausführung durch die Bodenplatte 12 abgegrenzt, die an das Förderrohr 1 und das Mantelrohr 2 angeschweißt wurden. Diese Bodenplatte 12 schließt die zwischen dem Förderrohr 1 und dem Mantelrohr 2 vorliegenden Kühlmittelkanäle ab und trägt die auf die ähnlich der auf Fig. 1 dargestellten Ausführung vorgesehene elastische Schicht aufgetragenen Schichten 10 und 13.The lower part of the lance is delimited in this embodiment by the bottom plate 12, which were welded to the conveying tube 1 and the jacket tube 2. This base plate 12 closes off the coolant channels present between the delivery tube 1 and the jacket tube 2 and carries the layers 10 and 13 applied to the elastic layer provided similar to that shown in FIG. 1.

Die Schicht 10 besteht—ähnlich der im vorhergehenden Beispiel vorgeführten—aus selbstbindendem feuerbeständigem Ton, die Schicht 13 aus Feuerfestbeton mit einem АІгОз-Gehaltvon etwa 80%, der in Schablonen über die Schicht 10 gegossen wurde.The layer 10 is similar to the self-bonding refractory clay shown in the previous example, the layer 13 of refractory concrete having about 80% AІІОзз content poured over the layer 10 in templates.

Die Umkehrkammer der Kühlmittelkanäle wurde bei dieser Ausführung ausgebildet, daß die Rippen 3 kürzer als das Förderrohr 1 und das Mantelrohr 2 vorgesehen sind, so daß das Kühlmittel zwischen dem unteren Rand der Rippen 3 und der Bodenplatte 12 aus dem einen Kanal in den anderen Kanal übertreten kann.The reversing chamber of the coolant channels was formed in this embodiment, that the ribs 3 are shorter than the conveyor tube 1 and the jacket tube 2 are provided so that the coolant between the lower edge of the ribs 3 and the bottom plate 12 from one channel to the other channel can.

Die Ausführungen haben sich in der Praxis außerordentlich gut bewährt, und mit ihrer Hilfe konnte eine Technologie verwirklicht werden, die bei den früheren Lanzenausführungen überhaupt nicht zu verwirklichen war. So wurde mit Hilfe der außerordentlich widerstandsfähigen und elastischer) Lanzen der Beginn des Einblasens b', eits im Verlaufe des Auslasses möglich. Dies bedeutet, daß die Lanze bereits vor Beginn des Auslasses in die Gießpfanne gp^f jhrt wird, und sobald das Einströmen der Metallschmelze in die Gießpfanne beginnt, kann das Einblasen eingeleitet werden.The designs have proven extremely effective in practice, and with their help, a technology could be realized that was not possible at all in the earlier lance designs. Thus, with the help of the extremely resistant and elastic lances, it was possible to start the injection b ', in the course of the outlet. This means that the lance is jhrt before the start of the outlet into the ladle gp ^f, and as soon as the inflow of molten metal begins in the ladle, the injection can be initiated.

Da unter derartigen Umständen die Lanze der mechanischen und der Wärmewirkuncj .fyt ausströmenden heißen Metallschmelze gleichzeitig ausgesetzt ist, konnte diese Technologie mit den früheren Lanzen nicht vei wirklicht werden. Die erfindungsgemäß ausgeführten Lanzen konnten demgegenüber die vorstehend beschriebene Beanspruchung ohne Schaden ertragen, und mit ihrer Hilfe wurde das Einblasen auch in die etwa 5 bis 10 Minuten lang aus einer Höhe von ca, 6 m herabstürzende Stahlschmelze möglich.Since under such circumstances the lance is exposed to both the mechanical and the thermal effluent hot molten metal effluent simultaneously, this technology could not be realized with the prior lances. By contrast, the lances constructed according to the invention were able to endure the stress described above without damage and, with their help, injection was also possible in the steel melt dropping from a height of about 6 m for about 5 to 10 minutes.

Nach dem Auslaß wird das Einblasen in der Regel noch weitere 15 bis 20 Minuten lang fortgesetzt, und dann kann weiteres Einblasen im Verlaufe des Gießens und/oder auch nach diesem vorgenommen werden.After discharge, injection is usually continued for an additional 15 to 20 minutes, and then further injection may be made during and / or after the casting.

Natürlich kann die Lanze gemäß der Erfindung auch zum herkömmlichen Einblasen in volle Pfannen oder Konverter benutzt werden. Charakteristisch für ihre Haltbarkeit ist, daß während zu den mit herkömmlichen Lanzen vorgenommenen Behandlungen im allgemeinen vier Lanzen zu drei Behandlungen verbraucht wurden und auch mit Lanzen der besten Qualität höchstens die Behandlung von 9 bis 10 Schmelzen möglich war, können mit den erfindungsgemäßen Lanzen ohne weiteres auch 15 Schmelzen behandelt werden.Of course, the lance according to the invention can also be used for conventional injection into full pans or converters. Characteristic of their durability is that during the treatments performed with conventional lances generally four lances were consumed to three treatments and also with lances of the best quality at most the treatment of 9 to 10 melts was possible with the lances according to the invention also readily 15 melts are treated.

Ebenfalls charakteristisch ist, daß im Verlaufe der mit erfindungsgemäßen Lanzen geführten Behandlungen das Einblasen in 120t-Pfannen vorgenommen wurde und bei 410 Schmelzen/Chargen/ insgesamt nur einmal die Schmelze infolge eines Lanzenfehlers zu Ausschuß wurde.It is also characteristic that, in the course of the treatments carried out with lances according to the invention, the blowing was carried out in 120t pans and at 410 melts / batches / in total only once the melt became a reject due to a lance defect.

Aus vorstehenden Darlegungen ist zu ersehen, daß die erfindungsgemäße Lanze nicht nur im Verlaufe der nach herkömmlicher Technologie vorgenommenen Behandlungen eine die frühere wesentliche überschreitende Lebensdauer und so eine preiswerteie Technologie gewährleistet, sondern darüber hinaus auch die Anwendung derartiger neuer Technologien ermöglicht, die mit den früher bekannten Ausführungen nicht verwirklicht werden konnten.From the above, it can be seen that the lance according to the invention not only ensures a life span exceeding that of previous conventional technology, but also makes it possible to use such novel technologies as those previously known Executions could not be realized.

Obwohl mit den vorgeführten Beispielen !ediglich zwei Asjsführursgsformen der erfindungsgemäßeri Lanze boschrieben wurden, ist offensichtlich, daß ein Fachmann auf ihrer Grundlage zahlreiche ähnliche Varianten verwirklichen kann.Although only two Asjsführursgsformen the lance according to the invention have been boschrieben with the examples presented, it is obvious that a person skilled in the art can realize many similar variants on their basis.

Claims

Erfindunqsanspruch:

1. lance for the treatment of molten metal in steelworks, consisting of a provided with fire-resistant ceramic cladding metal tube, characterized in that the metal tube is constructed of several layers and between the layers coolant channels (5a, 5b) are provided and that between the metal tube and the Enclosed a heat-resistant elastic layer (9) is arranged.

2. Blowgun according to item 1, characterized in that the metal tube consists of a delivery pipe (1) and a jacket tube (2) and between them radial ribs (3) are provided.

3. blowing lance according to item 1 or 2, characterized in that the coolant channels (5a, 5 b) are formed as a reversing chamber.

4. Blowgun according to item 3, characterized in that the reversing chamber by in the lower part of the ribs (3) provided holes (4) are formed.

5. blowing lance according to item 3, characterized in that as a reversal chamber, the ribs (3) are designed so that they are shorter at the lower part of the lance as the delivery pipe (1) and the casing tube U) .

6. Blowgun according to one of the items 1 to 5, characterized in that at the lower part of the Forderrohres (1) and the jacket tube (2) has a final connection (6) is attached.

7. biasing lance according to item 6, characterized in that the end piece is provided on its outer jacket with a screw thread and screwed onto this a plug head stone (7).

8. Blowgun according to one of the items 1 to 7, characterized in that it is provided at its upper end with coolant inlet nozzle.

9. blowing lance according to one of the items 1 to 8, characterized in that the elastic layer (9) is made of asbestos cord.

10. Blowing lance according to one of the items 1 to 9, characterized in that on the elastic layer (9) formed from a self-bonding fireproof clay layer (10) is provided.

11. Blowing lance according to item 10, characterized in that provided on the selbstbindendem fireproof clay layer (10) formed of a Schamottrohren layer (11) is provided.

12. Blowing lance according to item 10, characterized in that provided on the selbstbindendem fireproof clay layer (10) is an AI ₂ O ₃ -containing fire-resistant poured concrete layer (13) is provided.

For this 2 pages drawings

Field of application of the invention

The invention relates to a lance for the treatment of molten metal in steel works, which consists of a provided with refractory ceramic cladding metal tube.

Characteristic of the known technical solutions

With the development of black metallurgy technology, as well as the desire to increase the size, capacity and specific performance of metallurgical equipment, numerous steel treatment processes have been developed in the last decade outside of smelting plants. These processes are used primarily for deoxidizing and desulphurising the steels.

The idea of introducing powdered substances into the molten metal was brought to the foreground primarily by efforts to save material and to maximize the effectiveness of the process, although in practice certain technological operations can only be carried out in this way.

The supply of such powdery or granular materials in the molten metal is carried out by means of injection systems.

The injection systems also include the blowing lances, with the help of various gases and possibly powdered or nucleated media are led under the surface of the melt.

The known lances generally consist of a thick-walled copper tube, which is provided with a casing made of refractory material.

In the course of the production of the so-called once-used lance type, a self-binding fireproof mass is applied to the casing of the copper pipe, and according to this, also fireproof clay, in general made of fireclay, are mounted on this clay. Thereafter, a fireproof mass is again applied to this from the outside and the casing is then dried.

The lances, which can be used several times, are produced by casting a coating on the copper tube of liquid fire-resistant clay with an АІгОз content of more than 80% and then burning it out.

A fundamental disadvantage of both types of lances is that they are extremely rigid and brittle, which very often leads to their damage in the course of operation. The hot molten metal is never in a dormant state

Condition and thereby causes the diving lance in whirl, so that cracks occur in the enclosure, after which then the lance ziomlich quickly unusable.

Eids also strong tendency to crack causes the essential difference between the coefficients of thermal expansion of thick-walled copper pipes? and the serving. Since the two layers are in communication with each other and there is a substantial heating of the lance when immersed in the hot molten metal, already resulting only from the difference in the coefficients of thermal expansion cracks.

Further difficulties cause the heating of the lances, since the temperature of the metal melts in general 1000 ^O C significantly exceeded.