DE19642172C1

DE19642172C1 - Refractory blow lance production

Info

Publication number: DE19642172C1
Application number: DE1996142172
Authority: DE
Inventors: Alfred Dipl Ing Remke; Dirk Dipl Ing Stein
Original assignee: Plibrico Co GmbH
Current assignee: Calderys Deutschland Gmbh and Co OHG
Priority date: 1996-10-12
Filing date: 1996-10-12
Publication date: 1997-08-21
Anticipated expiration: 2016-10-13

Abstract

The method concerns production of refractory blow lances for introduction of gaseous and/or solid materials into metal melts. Such lances consist of a carrier pipe and a refractory outer cover joined to the carrier pipe by means of anchoring elements. The method is characterised by the fact that the refractory cover is produced by pressing a paste (which subsequently sets) of refractory material into a mould accommodating the carrier pipe and anchoring elements. The mould for the production of the proposed refractory blow lance is made up of two or more pipe segments lined with a rubber or plastic material. The mould is deaerated and/or evacuated while a paste of refractory material is introduced. The paste is introduced with the mould oriented vertically. Upper connections are used for de-aeration, evacuation and filling the mould with refractory paste. This paste is introduced with an excess pressure of 2-6 bar. The paste is mixed in a pump mixing chamber. Steel needles are added to the paste. The mould is subjected vibrations during and/or after introduction of the paste.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von feu erfesten Blaslanzen zum Einbringen von gasförmigen und/oder festen Behandlungsmedien oder Zuschlagsstoffen in Metall schmelzen, wobei die Blaslanze aus einem inneren Trägerrohr und einer das Trägerrohr umfänglich umgebenden Feuerfestumman telung besteht, die mittels Ankerelementen mit dem Trägerrohr verbunden ist.The invention relates to a method for producing feu experienced blowing lances for introducing gaseous and / or solid treatment media or aggregates in metal melt, blowing the lance from an inner support tube and a refractory surrounding the support tube telung exists that by means of anchor elements with the support tube connected is.

Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Form zur Durch führung dieses Verfahrens.In addition, the invention relates to a form for through implementation of this procedure.

Feuerfeste Blaslanzen, in der Hüttentechnik auch einfach Lan zen oder Tauchlanzen genannt, dienen z. B. zum Einblasen von Behandlungsgasen oder Trägergasen, mit denen Feststoffe trans portiert werden, in flüssige Metallschmelzen.Fireproof blow lances, also simply Lan in the metallurgy zen or diving lances, z. B. for blowing in Treatment gases or carrier gases with which solids trans be ported into liquid metal melts.

Sie werden insbesondere bei der Pfannenmetallurgie eingesetzt, bei der die metallurgische Arbeit zur Feineinstellung der Legierungszusammensetzung, des Reinheitsgrades oder der Abguß temperatur in der Pfanne vorgenommen wird.They are used especially in ladle metallurgy, where the metallurgical work to fine tune the Alloy composition, the degree of purity or the cast temperature is carried out in the pan.

Die heute gebräuchlichen Lanzen werden unterschieden in Spül lanzen, die dem Eingasen von inerten Spülgasen wie Argon die nen, in Oxygenlanzen, die zur Sauerstoffzufuhr beim Frisch prozeß oder zur Temperaturerhöhung der Schmelze verwendet werden, in Feststofflanzen, bei denen mit inerten Trägergasen granulat- oder pulverförmige Reaktions- oder Zuschlagsstoffe wie Kalk oder Silizium eingeblasen werden und schließlich die sogenannten Roheisenlanzen, bei denen das Roheisen durch die Zuführung von Kalzium- oder Magnesiumoxyd entschwefelt wird.The lances commonly used today are divided into flushing lances, which are the gassing of inert purge gases such as argon NEN, in oxygen lances, to supply oxygen when fresh process or used to raise the temperature of the melt be, in solid lances, in which with inert carrier gases granular or powdered reaction or additives like lime or silicon and finally the so - called pig iron lances, in which the pig iron through the Adding calcium or magnesium oxide is desulfurized.

Die Blaslanzen werden dabei oberhalb der Pfanne an Haltevor richtungen befestigt und das Trägerrohr wird mit den entspre chenden Zuführungsleitungen verbunden.The blow lances are held above the pan directions attached and the support tube is with the corresponding Appropriate feed lines connected.

Es liegt auf der Hand, daß derartige Lanzen bei ihrem Einsatz einer erheblichen thermischen und, insbesondere in der Schlac kenzone, einer chemischen Beanspruchung unterliegen.It is obvious that such lances when used a significant thermal and, especially in the Schlac kenzone, subject to chemical stress.

Darüber hinaus werden die Lanzen durch dynamisch-mechanische Kräfte in Form von Auftrieb und Vibrationen beansprucht.In addition, the lances are made by dynamic mechanical Forces in the form of buoyancy and vibrations are used.

Um die Haltbarkeit der verwendeten Blaslanzen zu erhöhen, wird das eigentliche Eindüsungsrohr, auch Trägerrohr genannt, durch einen feuerfesten Mantel geschützt, der z. B. aus Schamotte, Korund, Mullit, Andalusit, Bauxit usw. bestehen kann. Diese Feuerfestummantelung ist mit Hilfe von Ankerelementen mit dem Trägerrohr verbunden, die neben einer mechanischen Verklamme rung des feuerfesten Materials mit dem Trägerrohr auch die Aufgabe haben, Wärme aus der Feuerfestschicht in das Träger rohr abzuleiten, um auf diese Weise die kühlende Wirkung der einzudüsenden Gase auszunutzen. Eine derartige Blaslanze ist beispielsweise in der auf die Anmelderin zurückgehenden Pa tentschrift DE 37 44 715 beschrieben.In order to increase the durability of the blowing lances used the actual injection pipe, also called carrier pipe, through protected a fireproof coat that z. B. from chamotte, Corundum, mullite, andalusite, bauxite, etc. can exist. This Refractory cladding is made with the help of anchor elements Carrier tube connected, in addition to a mechanical clamp the refractory material with the support tube also Have task of heat from the refractory layer in the carrier pipe to derive the cooling effect of the gases to be injected. Such a blowing lance is for example in the Pa dating back to the applicant tent document DE 37 44 715 described.

Bei der Herstellung gattungsgemäßer Blaslanzen wird beim Stand der Technik eine in der Regel aus zwei Halbschalen zusammen setzbare Form verwendet, die auf einem Rüttel- bzw. Vibra tionstisch angeordnet ist und einen in Längsrichtung verlau fenden Gießtrichter aufweist, durch den die pastöse feuerfeste Masse manuell oder halbmanuell eingefüllt wird. Zuvor wird das Trägerrohr mit den Ankerelementen in das Forminnere eingelegt.In the production of generic blowing lances at the stand The technology usually consists of two half shells settable form used on a vibrating or vibra tion table is arranged and one in the longitudinal direction has pouring funnel through which the pasty refractory Mass is filled manually or semi-manually. Before that Carrier tube with the anchor elements inserted into the mold interior.

Da die heute verwendeten feuerfesten keramischen Versätze in der Regel thixotrop eingestellt sind, sind sie nur schwer und mit großem Zeitaufwand zu vergießen. Zur Verdichtung der einge füllten Feuerfestmasse wird dabei, wie bereits erwähnt, die Form vibriert, um das bereits eingefüllte Material zu entlüften. Anschließend wird der dabei im oberen Bereich der horizontal liegenden Form unterhalb des Gießtrichters entstandene Hohlraum erneut befüllt und das Material durch Vibrieren verdichtet. Dieser Vorgang, der ggf. mehrere Male wiederholt werden muß, verlangt großes Geschick von dem damit befaßten Personal, da im Bereich des Gießtrichters weder eine Vertiefung durch eine Fehlmenge an Feuerfestmaterial noch eine Erhöhung durch eine Überschußmenge an feuerfestem Material entstehen darf. In der Praxis ist jedoch ein derartiger Fehler, der als Gießkragen bezeichnet wird, nicht zu verhindern, so daß die fertige Lanze in der Regel mechanisch nachbearbeitet werden muß.Since the refractory ceramic offsets used today in are usually set thixotropically, they are difficult and to shed with a lot of time. To compress the filled refractory mass, as already mentioned, the shape vibrates to vent the already filled material. Then the horizontal becomes in the upper area lying cavity below the pouring funnel refilled and the material compacted by vibrating. This process, which may have to be repeated several times, requires great skill from the staff involved, since in the Area of the pouring funnel neither a depression by a Shortage of refractory material is increased by an Excess amount of refractory material may arise. In the Practice, however, is one such mistake, called a pouring collar is not prevented, so the finished lance usually has to be mechanically reworked.

Dennoch kommt es in diesem Bereich zu einem verstärkten Angriff z. B. durch chemischen Angriff in der Schlackenzone.However, there is an increased attack in this area e.g. B. by chemical attack in the slag zone.

Die durch die langen Abgießzeiten bedingten langen Vibrations zeiten führen bei dem beschriebenen Herstellungsprozeß zu einem weiteren gravierenden Problem. Zumindest die zuerst eingefüllte Feuerfestmasse neigt nämlich durch längere Vibration zu einer Materialentmischung. Diese äußert sich darin, daß Kornfraktionen mit geringer Teilchengröße aus dem homogenen Materialverbund austreten, so daß die angestrebten hohen Bindungskräfte im abgebundenen Feuerfestmaterial herabgesetzt werden. Werden jedoch andererseits, um dieses Problem zu vermeiden, die Vi brationszeiten verkürzt, kommt es zur Bildung von Lunkern bzw. Luftblasen in der Feuerfestmasse, die die späteren Gebrauchs eigenschaften ebenfalls negativ beeinflussen.The long vibrations caused by the long pouring times times lead to a in the manufacturing process described another serious problem. At least the one filled in first Refractory mass tends to be caused by prolonged vibration Material segregation. This manifests itself in the fact that grain fractions with a small particle size from the homogeneous material composite emerge, so that the desired high binding forces in set refractory material can be reduced. Will however, on the other hand, to avoid this problem, the Vi reduced shortening times, voids are formed or Air bubbles in the refractory mass that the later use also negatively affect properties.

Insgesamt liegen die reinen Abgießzeiten bei dem herkömmlichen Herstellungsverfahren bei ca. 15 min pro Lanze.Overall, the pure pouring times are the same as for conventional ones Manufacturing process at about 15 min per lance.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von feuerfesten Blaslanzen zu schaffen, das weniger zeitaufwendig ist. The invention has for its object a method for Manufacture of fireproof blow lances to create the less is time consuming.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Bildung der späteren abgebundenen Feuerfestummantelung eine pastöse Masse aus Feuerfestmaterial in eine das Trägerrohr und die Ankerelemente aufnehmende, geschlossene Form unter Überdruck mittels einer Fördereinrichtung, wie einer Pumpe, eingepreßt wird.This object is achieved in that Formation of the later set refractory casing pasty mass of refractory material in a the support tube and the closed form receiving the anchor elements under excess pressure by means of a conveyor, such as a pump, is pressed.

Eine Form zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 10.A form for carrying out the method according to the invention results from the characterizing part of claim 10.

Im Gegensatz zur herrschenden Meinung gelingt mit dem erfin dungsgemäßen Verfahren das Befüllen der Form ohne Beschädigung der Ankerelemente, die z. B. gemäß der DE-PS 37 44 715 aus einem das Trägerrohr schraubenförmig umgebenden Rippenband bestehen, überraschenderweise dann, wenn das pastöse Feuerfestmaterial unter Überdruck, beispielsweise mit Hilfe einer modifizierten Betonpumpe, in die Form eingepreßt wird. Die Befüllungsdauer, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in der Größenordnung von lediglich 100 bis 120 sec liegt, ist hierbei nämlich so kurz, daß bleibende Verformungen der Ankerelemente nicht auftreten. Gleichzeitig können durch die Vorverdichtung der Feuerfestmasse die Vibrationszeiten außerordentlich verkürzt werden, so daß Materialentmischungen praktisch vollständig ausgeschlossen sind.Contrary to the prevailing opinion, the invent is successful method according to the invention filling the mold without damage the anchor elements, the z. B. according to DE-PS 37 44 715 from one the carrier tube consists of a ribbed belt surrounding the screw, Surprisingly, when the pasty refractory material under pressure, for example with the help of a modified Concrete pump into which the mold is pressed. The filling time, which in the process according to the invention in the order of is only 100 to 120 seconds, because it is so short that permanent deformations of the anchor elements do not occur. At the same time, the precompression of the refractory mass the vibration times are greatly reduced, so that Material segregation are practically completely excluded.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die pastöse Feuerfestmasse in etwa vertikaler Lage der Form von oben einge preßt wird und die Form gleichzeitig beim Einfüllen mit Hilfe eines Unterdruckanschlusses evakuiert bzw. teilevakuiert wird. Dadurch kann die sehr schnell in der Form aufsteigende Masse keine Luftblasen einschließen, so daß spätere Fehlstellen in Form von Lunkern praktisch ausgeschlossen bzw. auf eine Größe reduziert sind, die die Gebrauchseigenschaften nicht mehr ungün stig beeinflussen.It has proven to be particularly advantageous if the pasty Refractory mass in approximately vertical position of the form turned on from above is pressed and the shape at the same time when filling with the help a vacuum connection is evacuated or partially evacuated. This allows the mass to rise very quickly in the form do not include air bubbles, so that later defects in Form of cavities practically excluded or to a size are reduced, the use properties are no longer unun influence.

Dieser Sachverhalt läßt sich an den Schliffbildern von konven tionell abgegossenen Ummantelungen im Vergleich zu nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Blaslanzen eindeutig belegen. Andererseits erscheint eine Evakuierung der Form nicht unbedingt notwendig zu sein, sofern die Form mit Hilfe von entsprechenden Entlüftungsöffnungen beim Befüllen aus reichend entlüftet wird.This fact can be seen in the micrographs of konven tionally cast jackets compared to after Blow lances produced according to the inventive method clearly occupy. On the other hand, an evacuation of the shape appears not absolutely necessary, provided the shape is with the help from appropriate ventilation openings when filling is adequately vented.

Es hat sich dabei als vorteilhaft erwiesen, die Entlüftungs- bzw. Evakuierungsanschlüsse und den Befüllungsstutzen für die Feuerfestmasse an der oberen Kopfseite der senkrecht stehenden Form anzuordnen.It has proven to be advantageous to vent the or evacuation connections and the filling nozzle for the Refractory mass on the upper side of the head of the vertical Arrange shape.

Der vorzugsweise beim Befüllen der Form einzustellende Über druck liegt bei ca. 4 bar, wobei auch Drücke von 2 bis 6 bar realisiert werden können.The excess to be preferably set when filling the mold Pressure is around 4 bar, with pressures from 2 to 6 bar can be realized.

Es sei erwähnt, daß zum Befüllen der Form bzw. zur Erzeugung des Überdruckes nicht nur Betonpumpen, sondern auch unter Druck stehende Gießtrichter, Strangpressen oder andere Vor verdichter verwendet werden können.It should be mentioned that for filling the mold or for production of overpressure not only concrete pumps, but also under Pressure casting funnels, extrusion presses or other pre compressors can be used.

Bei der Verwendung von pumpen läßt sich jedoch das erfindungs gemäße Verfahren dann weiter vereinfachen, wenn die zur Bil dung der pastösen Feuerfestmasse erforderlichen Kornfraktionen und Zuschlagstoffe bzw. das zuzugebende Wasser in eine Misch kammer der Betonpumpe einzeln zugegeben, dort vermischt und anschließend unter Druck in die Gießform gefördert werden. Dann kann auf die Verwendung von bisher üblichen speziellen Mischaggregaten verzichtet werden.When using pumps, however, the Invention can further simplify the appropriate procedures if the bil of the pasty refractory mass required grain fractions and additives or the water to be added in a mixture Chamber of the concrete pump individually added, mixed there and then be conveyed into the mold under pressure. Then you can use the usual special Mixing units can be dispensed with.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es darüber hinaus sehr leicht möglich, der pastösen Feuerfestmasse Stahlnadeln zur Armierung zuzumischen. Dadurch wird u. a. eine deutliche Ver besserung der späteren thermischen Belastbarkeit des Feuer festmantels erreicht.It is also very much with the method according to the invention easily possible, the pasty refractory steel needles Add reinforcement. This will u. a. a clear ver improvement of the later thermal resilience of the fire hard shell reached.

Wie bereits erwähnt, kann durch die Vorverdichtung des einge preßten Feuerfestmaterials eine nachfolgende Verdichtung durch Vibration oder Rütteln weitgehend minimiert werden, so daß auf den Einsatz großer Rütteltische verzichtet werden kann. Es reicht zum Endverdichten aus, wenn mehrere verschiedene Kleinstrüttler die Form mit Schwingungen beaufschlagen.As already mentioned, the pre-compression of the pressed a subsequent compression through refractory material Vibration or shaking are largely minimized, so that on the use of large vibrating tables can be dispensed with. It is sufficient for final compression if several different ones Small vibrators apply vibrations to the mold.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gelingt es darüber hinaus auf einfache Weise, einen gezielten Zonenaufbau des Feuer festmantels dadurch zu erreichen, daß die Mischungen bzgl. ihrer Zusammensetzung beim Befüllen der Form variiert werden. So können z. B. zuerst hochwertige Feuerfestmassen eingefüllt werden, so daß der untere, in die Schmelze bzw. die Schlacke eintauchende Teil der Lanze eine bessere chemische Beständig keit bzw. höhere thermische Widerstandsfähigkeit aufweist.It is also possible with the method according to the invention in a simple way, a targeted zone structure of the fire to achieve solid jacket that the mixtures with respect. their composition can be varied when filling the mold. So z. B. first filled with high-quality refractory materials be, so that the lower, in the melt or slag immersed part of the lance better chemical resistance speed or higher thermal resistance.

Die in Anspruch 10 beschriebene Form zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht aus in der Regel zwei über Scharniere verbundenen teilkreisförmigen Halbschalen, die zum Herausnehmen der ummantelten Lanze auseinandergeklappt werden können. Vorzugsweise sind die Halbschalen bzw. Rohrseg mente innen kunststoff- oder gummibeschichtet. Dadurch lassen sich außerordentlich glatte Manteloberflächen erzeugen, die die Korrosionsbeständigkeit der fertigen Blaslanze weiter verbessern. Diese gummierten oder kunststoffbeschichteten Innenflächen verhindern gleichfalls ein Anbacken der abgegos senen Ummantelung, so daß die ummantelte Lanze problemlos aus der Form herausgenommen werden kann.The form described in claim 10 for performing the The method according to the invention generally consists of two Partially circular half-shells connected via hinges unfolded to remove the covered lance can be. The half-shells or pipe segments are preferred inside plastic or rubber coated. Let it through create extraordinarily smooth jacket surfaces that the corrosion resistance of the finished blowing lance further improve. These rubberized or plastic coated Internal surfaces also prevent caked-on cakes senen sheathing, so that the covered lance without problems the shape can be removed.

Claims

1. A process for the production of fireproof blowing lances for introducing gaseous and / or solid treatment media or additives in molten metal, the blowing lance consisting of an inner carrier tube and a circumferentially surrounding refractory casing which is connected to the carrier tube by means of anchor elements , characterized in that for the formation of the later set refractory coating a pasty mass of refractory material is pressed into a receiving the receiving tube and the anchor elements, closed form under pressure by means of a conveying device.

2. The method according to claim 1, characterized records that the shape when pressing the pasty Refractory is vented and / or evacuated.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized ge indicates that the pasty refractory mass in about vertical position of the mold is pressed.

4. The method according to claim 3, characterized records that the shape by in a vertical position seen top vent or connection elements vent tet, evacuated and / or with pasty refractory mass is filled.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized characterized that the pasty refractory mass into the mold with an overpressure of 2 to 6 bar is pressed.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized characterized that the the pasty fire grain fractions, aggregates and / or water in a mixing chamber of the pump the.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized characterized that the pasty refractory massive steel needles are added.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized characterized that the shape during and / or after pressing in the pasty refractory mass Is subjected to vibration treatment.

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized characterized in that when filling the form successively pasty refractory masses of different Composition are injected.

10. Mold for the manufacture of fireproof blowing lances for one bring gaseous and / or solid treatment media or aggregates in molten metal, the blow lance from an inner support tube and one the support pipe surrounding the refractory casing, which are connected to the support tube by means of anchor elements is to carry out the method according to one of the Claims 1 to 9, characterized net that they consist of two or more, to a tube with circular inner cross-section or Elongated, partially connected by hinges circular tube segments that exist on their inside wear a plastic or rubber coating on the sides, the form in the assembled state except for the Venting or evacuation elements and the or Filling connections is closed.