DE7017906U

DE7017906U - WATER-COOLED OXYGEN PLANTS FOR REFRESHING STEEL.

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Publication number: DE7017906U
Application number: DE19707017906
Authority: DE
Original assignee: SIEGERLAENDER KUPFERWERKE GmbH
Current assignee: SIEGERLAENDER KUPFERWERKE GmbH
Priority date: 1970-05-13
Filing date: 1970-05-13
Publication date: 1970-09-10

Description

PATENTANWÄLTE P.W. HEMMERICH · GERD MÜLLER ■ D. GROSSEPATENT LAWYERS P.W. HEMMERICH · GERD MÜLLER ■ D. GROSSE

29.April 1970 g.ke. 711^April 29, 1970 g.ke. 711 ^

Siegerländer Kupferwerke GmbH, 593 Hüttental-WeidenauSiegerländer Kupferwerke GmbH, 593 Hüttental-Weidenau

Wassergekühlte Sauerstofflanze!! für das Frischen von Stahl Water-cooled oxygen lance !! for refining steel

Die Neuerung betrifft eine wassergekühlte Sauerstofflanze geringen Durchmessers, wie sie für das Frischen von Stahl in Elektro-, Siemens-Martin- oder ähnlichen Wannenofen verwendet werden. Bei derartigen Sauerstofflanzen verhältnismäßig geringen Durchmessers ist es üblich, den Lanzenschaft mit einem durch ein Mittelrohr in den Kühlmittelzufluß sowie Rückfluß aufgeteilten Kühlmantel zu versehen, und nach vorne abgeschlossen wird die Lanze durch einen aus Kupfer bestehenden, aus dem Vollen gearbeiteten und gegossenen Lanzenkopf. Es ist zwar beispielsweise aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1 990 369 bekannt, bei Lanzen größeren Durchmessers auch den Lanzenkopf in die Kühlung einzubeziehen, bei den insbesondere für kleinere Wannenöfen verwendeten Sauerstoff lanzen, geringeren Durchmessers, beispielsweise von Durchmessern im Bereiche von 80 bis 200 mm, hat man jedoch in der Praxis auf eine derart intensive Wasserkühlung verzichtet, zumal die Ansicht verbreitet geäußert wurde, daß bei so geringen Abmessungen die Kühlung der Rückfläche des Lanzenkopfes im Verein mit der Wärmeabfuhr über die Rohre des Lanzenschaftes durchaus ausreichend sei. Diese Ansicht wurde aufrecht erhalten, obwohl die Lebensdauer derartiger Lanzen im praktischen Betriebe zu wünschen übrig ließ.The innovation concerns a water-cooled oxygen lance low Diameter as used for the refining of steel in electrical, Siemens-Martin or similar furnace can be used. With such oxygen lances of relatively small diameter, it is common to to provide the lance shaft with a cooling jacket divided into the coolant inflow and reflux by a central tube, and after The lance is closed at the front by a lance head made of copper, worked from the solid and cast. It is for example known from the German utility model 1 990 369, at Larger diameter lances also include the lance head in the cooling, in the case of oxygen, which is used in particular for smaller tank furnaces Lances of smaller diameter, for example diameters in the range from 80 to 200 mm, are, however, available in practice such an intensive water cooling is dispensed with, especially since the view has been widespread that with such small dimensions the cooling the back surface of the lance head in combination with the heat dissipation via the tubes of the lance shaft is quite sufficient. That view was maintained, although the service life of such lances in practical operation left something to be desired.

Die Neuerung geht von der Aufgabe aus, die Lebensdauer solcher dem stärksten Verschleiß im Bereiche des Lanzenkopfes unterliegenden Sauerstofflanzen erheblich zu erhöhen. Erreicht wird dieses gemäß der Neuerung, indem der Lanzenkopf im Bereiche der Verlängerung desThe innovation is based on the task, the lifespan of such strongest wear in the area of the lance head Significantly increase oxygen lances. This is achieved according to the innovation by placing the lance head in the area of the extension of the

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Mittelrohres bis auf eine Stirnfläche geringer Stärke abgesetzt
und das Mittelrohr bis kurz vor die innere Wandung dieser Stirnfläche geführt ist. Verstärken läßt sich die Wirkung, indem sowohlCentral tube set down on an end face of small thickness
and the central tube is guided to just before the inner wall of this end face. The effect can be increased by both

ausgebildet werden, daß zum freien Ende des Mittelrohres hin der
Abstand derselben abnimmt. Eine weitere Intensivierung der Kühlung und, damit verbunden, eine weitere Steigerung der Lebensdauer ergibt sich, wenn das Mittelrohr im Endbereiche Schlitze aufweist
und an die Schlitze ansetzenden Segmente gegen den Zentralkörper
hin abgebogen sind, so daß das Kühlwasser nicht nur im wesentlichen aohsparallel die Lanze durchläuft, sondern im Bereiche der L-mzenkopfes hin zusätzlich eine routierende Bewegung aufnimm+ *n- j. durch intensive Bespülung von Flächen des Lanzenkopfes diesen verstärkt
Wärme entzieht.be formed that towards the free end of the central tube
Distance of the same decreases. A further intensification of the cooling and, associated therewith, a further increase in the service life results if the central tube has slots in the end region
and segments attached to the slots against the central body
are bent so that the cooling water not only runs through the lance essentially parallel to the axis, but also absorbs a routing movement in the area of the l-mzenkopfes + * n- j. intensified by intensive flushing of the surfaces of the lance head
Withdraws heat.

Als wesentlich hat es sich schließlich gezeigt, den Lanzenkopf
nicht aus dem Vollen zu arbeiten, sondern das Material des Lanzenkopfes durch Schmiede- und/oder Preßvorgänge zu formen, so daß durch Materialverfestigung höhere Festigkeits- sowie Wärmeleitwcrte erreicht werden.Ultimately, it turned out to be essential, the lance head
not to work from the solid, but to shape the material of the lance head by forging and / or pressing processes, so that higher strength and thermal conductivity can be achieved through material consolidation.

Im einzelnen ist die Neuerung anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit dieses darstellenden Zeichnungen erläutert. Es zeigt hierbei:In detail, the innovation is based on the description of an exemplary embodiment explained in connection with this illustrative drawings. It shows:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Kopfstück einer Sauerstofflanze undFig. 1 is a longitudinal section through the head piece of an oxygen lance and

Fig. 2 einen Schnitt dreh die Sauerstofflanze der Fig. 1 entlang der Linie H-II.Fig. 2 is a section rotating the oxygen lance of FIG. 1 along the line H-II.

In den Figuren ist der Kopfbereich einer abgebrochen dargestellten Sauerstofflanze gezeigt, deren Innenrohr 1 der Zuführung des Sauerstoffes dient und durch den Zentralkörper 2 des Lanzenkopfes 3 abgeschlossen wird, der einstückig aus Kupfer erstellt ist. Die hintere Bohrung des Zentralkörpers 2 teilt sich in drei Düsenkanäle k auf,In the figures, the head area of an oxygen lance, shown broken off, is shown, the inner tube 1 of which is used to supply the oxygen and is closed off by the central body 2 of the lance head 3, which is made in one piece from copper. The rear bore of the central body 2 is divided into three nozzle channels k ,

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die jeweils um 12o° gegeneinander versetzt um gleiche Winkel gegen die Achse des Lanzenkopfes 3 geneigt verlaufen und in dessen Stirnfläche 5 enden. Der Lanzenkopf ist in den äußeren Bereichen dereach offset from one another by 12o ° by the same angle the axis of the lance head 3 run inclined and in its end face 5 ends. The lance head is in the outer areas of the

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mit ihm erstellten Bereich des Außenrohres über, an das sich das eigentliche Außenrohr 6 anschließt· Zur Minderung des Verschleißes sowie thermischer Spannungen sind die an den Lanzenkopf 3 angrenzenden Rohre wie dieser aus Kupfer erstellt.area of the outer tube created with it, to which the actual outer tube 6 connects · To reduce wear as well as thermal stresses, the pipes adjoining the lance head 3 are made of copper like this one.

Der zwischen dem Innenrohr 1 und dem Außenrohr 6 gebildete Wassermantel wird durch ein Mittelrohr 7 unterteilt, so daß das frisch zuströmende Wasser, durch dieses Mittelrohr 7 geleitet, die Oberfläche des Zentralkörpers 2 intensiv umspült und eine starke Kühlwirkung auch direkt unter der verhältnismäßig dünnwandig ausgeführten Stirnfläche 5 ausübt. Die Kühlung des Außenmantels des Zentralkörpers 2 wird dadurch intensiviert« daß das Innenrohr zu dessen freien Ende hin dicht an ihn herangeführt wird, so daß durch Bildung eines engeren Spaltes höhere Wassergeschwindigkeiten und damit höhere Wärmeübergänge erzielt werden. Weiter intensiviert wird die Kühlung des Außenmantels des Zentralkörpers 2, indem der Endbereich des Mittelrohres als Umlenkstück 8 ausgebildet ist, in dem durch in ihm vorgesehene Schlitze Segmente begrenzt werden, die als Umlenksegmente zum Zentralkörper 2 hin ausgebogen sind. Das in Richtung des Lanzenkopfes der Lanzenschaft durchströmende Wasser wird hierdurch im B-reiehe des Zentralkörpers 2 des Lanzenkopfes 3 zusätzlich mit einer in Umfangsrichtung verlaufenden Strömungskomponente versehen, welche die Strömungsgeschwindigkeit und damit die Kühlwirkung weiter erhöht· Eine ebenso intensive Kühlung erfolgt im eigentlichen Umlenkbereich unterhalb der Stirnfläche 5» so daß durch die erwirkte Strömung eine starke Wärmeabfuhr erreicht wird, durch welche die Temperaturen des Lanzenkopfes, insbesondere aber die Temperaturen entlang der Stirnfläche 5 so niedrig bleiben, daß ein nennenswerter Verschleiß nicht auftritt und eine lange Standzeit erreicht wird.The water jacket formed between the inner pipe 1 and the outer pipe 6 is divided by a central pipe 7, so that the freshly flowing water, passed through this central pipe 7, the surface of the central body 2 washes around intensively and a strong cooling effect also directly under the relatively thin-walled end face 5 exercises. The cooling of the outer jacket of the central body 2 is intensified by the fact that the inner tube to its free end is brought up close to him, so that higher water velocities and thus higher heat transfers through the formation of a narrower gap be achieved. The cooling of the outer jacket of the central body 2 is further intensified by the end region of the central tube is designed as a deflection piece 8, in which segments are delimited by slots provided in it, which are used as deflection segments are bent towards the central body 2. The water flowing through the lance shaft in the direction of the lance head is thereby in the B-row of the central body 2 of the lance head 3 is additionally provided with a flow component running in the circumferential direction, which the flow rate and thus the cooling effect are further increased An equally intensive cooling takes place in the actual deflection area below the end face 5 »so that a strong heat dissipation is achieved, through which the temperatures of the lance head, but in particular the temperatures along the end face 5 remain so low that significant wear does not occur and a long service life is achieved.

Wesentlich zur intensiven Kühlung und zur Verringerung des Verschleißes trägt bei, daß der Lanzenkopf 3 nicht aus dem Vollen, das heißt ausEssential for intensive cooling and to reduce wear contributes to the fact that the lance head 3 is not from the full, that is, from

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einem Gußstück, durch spanabhebende Bearbeitung geformt ist, sondern daß mindestens Teilarbeitsgänge bei der Fertigung durch formende Schmiede- bzw. Preßvorgänge vorgenommen sind. Hierbei wird eine Gefügeverdichtung des Materiales erwirkt* die einerseits die mechani sehe Festigkeit und Beständigkeit erhöht, während andererseits die Wärmeleitung verbessert wird, so daß die Temperaturdifferenz zwischen gekühlten, wasserumspülten sowie aufgeheizten, der Ofenhitze sowie Eisenspritzern ausgesetzten Flächen weiter gesenkt und die Oberflächentemperatur der Temperatur des Kühlwassers angfjLichen werden. Insbesondere durch die Kombination der einzelnen Maßnahmen werden Standzeiten erreicht, welche die bisher erreichten um einen sehr erheblichen Faktor überschreiten, so daß die durch die kompliziertere Hessteilung anfallenden zusätzlichen, bisher so gefürchteten Kosten durch eine Verlängerung der Standzeit beispielsweise um den Faktor oder mehr sich, als völlig bedeutungslos erweisen.a casting that is formed by machining, but rather that at least partial work steps are carried out in the production by forming forging or pressing processes. Here is a Structural compaction of the material causes * on the one hand the mechani see strength and durability increased, while on the other hand the Thermal conduction is improved, so that the temperature difference between Cooled, water-rinsed and heated surfaces exposed to oven heat and iron splashes are further reduced and the surface temperature the temperature of the cooling water. In particular through the combination of the individual measures, service lives are achieved which are very substantial compared to those previously achieved Exceeding the factor, so that the more complicated division Accruing additional, previously feared costs by extending the service life, for example by the factor or more, turn out to be completely meaningless.

Claims

PATENT LAWYERS F.W. H EMM ER I · GERD MÜLLER ■ D. G ROSSE il 197o g.ke 71 Siegerländer Kupferwerke GmbH, 593 Hüttental-Weidenau Protection claims

1. Small diameter water-cooled oxygen lance for the refining of steel in electric, Siemens - Martin or similar lüxen furnace with an outlet made of copper for the oxygen-containing lance head and a coolant inflow provided in the lance shaft central pipe separating the drain,

characterized,

that the lance head (3) int areas of the extension of the Central tube (7) is less except for an end face (5) Strength is deposited, and that the central agitator is guided to just before the inner wall of the end face.

2. Oxygen lance according to claim 1,
characterized,

that towards the free end (deflection piece 8) of the central tube (7) the distance between the same and the central body (2) of the lance head (3) decreases.

3. Oxygen lance according to claims 1 or 2,
characterized,

that the central tube (7) has slots in the end area (deflection piece 8), and that the segments (9) attached to the slots are bent towards the central body (2).

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. Sauerstofflanze nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Lanzenkopfes 3 durch Schmiede- und/oder Preßvorgänge geformt und dessen Gefüge verdichtet ist· . Oxygen lance according to one of Claims 1 to 3 »characterized in that the material of the lance head 3 is formed by forging and / or pressing processes and its structure is compacted.