DE2131345A1

DE2131345A1 - Doppelauslass-Lanze zum Frischen von Stahl bei Konverter-Prozessen

Info

Publication number: DE2131345A1
Application number: DE19712131345
Authority: DE
Inventors: Bruno Dr Imberti; Alberto Dr Rom Praitani; Aldo Dr Ramacciotti
Original assignee: Centro Sperimentale Metallurgico SpA
Current assignee: Centro Sperimentale Metallurgico SpA
Priority date: 1970-07-01
Filing date: 1971-06-24
Publication date: 1972-01-13
Also published as: CA974057A; AT334935B; ATA570971A; JPS523322B1; FR2097098B1; FR2097098A1; ES392685A1; GB1349069A; US3730505A; NL7109012A; ZA713585B; BE769142A; LU63398A1

Description

Centro Sperimentale Metallurgico S.p.Α., 21313Λ5 Via di Castel Romano, Rom / Italien

Doppelauslaß-Lanze zum Prischen von Stahl bei Konverter-Prozessen.

Die Erfindung betrifft eine Doppelauslaß-Lanze zum Prischen von Stahl bei Konverterprozessen, bei denen aufgeblasen wird. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Lanze, die beim Prischen von Stahl verwendet werden kann und mit der gleichzeitig und über getrennte Düsen Sauerstoff und/oder andere Gase und ggf. auch andere Substanzen, die zur Entwicklung der Frisch-Reaktionen nötig sind, ebenso wie Sauerstoff und/oder andere oxydierende Gase, die zur innerhalb des Konverters zu erfolgenden Verbrennung des durch die Reaktionen gebildeten Kohlenmonoxyds nötig sind, zugeführt werden können.

Es ist bekannt, daß die Verbrennung von Kohlenmonoxyd zu Kohlendioxyd ein hoch exothermer Vorgang ist. Die entwickelte Hitze kann daher vorteilhaft verwendet werden, wenn man die Verbrennung im Inneren des Konverters vor sich gehen läßt. In diesem Falle ist es in der Tat möglich, eine größere Menge eines Kalt-Metall-Einsatzes zu schmelzen und/oder nachfolgende metallurgische Operationen, z.B. Legierungsvorgänge, durchzuführen, ohne von außen Wärme zuführen zu müssen.

Die bisher angestellten Versuche zur Durchführung der CO-Verbrennung in Konvertern begegneten einer doppelten Reihe von Schwierigkeiten, die einerseits auf die Bildung innerhalb des Konverters selbst zurückzuführen und als Ergebnis des Einblasena von Sauerstoff bevorzugte Wege

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des Gasstromes anzusehen sind, die das Vermischen des Sauerstoffs mit dem Kohlenmonoxyd begrenzen und so eine unvollständige Verbrennung des letzteren zur Folge habenj und die andererseits auf die außerordentlichen thermischen Beanspruchungen zurückführbar sind, denen das feuerfeste Material (der Auskleidung) während der Verbrennung ausgesetzt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lanze vorzusehen, die - als Ergebnis der strukturellen Besonderheiten ihrer Teile und ihrer gegenseitigen Stellung - sowohl in Längsrichtung als auch radial, bezogen auf die Lanzenachse, ein ausreichendes Vermischen des durch einen getrennten Kanal aus der Frischdüse eingeblasenen Sauerstoffs mit dem von dem Bad entwickelten Kohlenmonoxyd gewährleistet. Um Zweck und Aufgabe der Erfindung noch klarer wiederzugeben, ist außerdem zu bemerken, daß die Verwendbarkeit der Lanze besonders für Konverter geeignet sein soll, die um eine senkrechte Achse rotieren und so zur Durchführung eines Verfahrens beitragen, wie es in der italienischen Patentanmeldung No. 50 894 A/70 beschrieben ist. Tatsächlich kann nur die besondere Form, die in diesem Falle das Bad besitzt, welches sich infolge der Rotation entlang der Wände aufwärtsbewegt, einerseits einen genügenden thermischen Schutz des feuerfesten Materials während der CO-Verbrennung und andererseits aufgrund der vergrößerten freigelegten Oberfläche einen günstigeren Wärmeaustausch zwischen der Badoberfläche und der darüber befindlichen Atmosphäre, in der die Verbrennung abläuft, sicherstellen.

Wenn die Lanze entlang der geometrischen Achse des Konverters angeordnet ist und diese Achse mit der Rotationsachse des Konverters zusammenfällt, so wird der Vorteil erreicht, daß unter diesen Bedingungen - da die Verbrennung im Inneren des Konverters abläuft und da es dadurch

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möglieh ist, ihn mit festem Schrott (der in den Anfangsstufen des Prozesses aus dem flüssigen Bad austreten könnte) zu beschicken - die möglichen Stöße der Lanze gegen den festen Schrott nur eine unbedeutende Auswirkung haben; sie sind, wenn die lineare Rotationsgeschwindigkeit des Bades sich im Einklang mit dem Lanzenkopf befindet, praktisch gleich Null.

Gegenstand der Erfindung bildet nun eine Lanze folgender Beschaffenheit: eine einzige Zuführung für Sauerstoff und/oder andere Gase, die zum Prischen nötig sind (Primär-

oder

Strahl), und für Sauerstoff und/andere Gase, die zur CO-Verbrennung nötig sind (Sekundär-Strahl); oder: getrennte Zuführungen, wenn der Primär-Strahl aus Gasen besteht (gegebenenfalls auch vermischt mit anderen Substanzen zum Frischen), deren Qualität und/oder χ1έ££ΐϋ Verschieden von denen sind, die für den Sekundär-Strahl gebraucht werden. Sowohl die Zufuhrleitung für den Primär-Strahl als auch die für den Sekundär-Strahl enden in einer Gruppe von Düsen, von denen die für die Zufuhr des Primär-Strahls Hauptdüsen und die für die Zufuhr des Sekundär-Strahls Absperr-Düsen genannt werden, g alle Düsen laufen von der Achse der Lanze weg, mit welcher sie einen spitzen Winkel bilden, und sind symmetrisch zu ihr angeordnet.

Absperr-Düsen unter 90° zur Lanzenachse oder in einem stumpfen Winkel von ihr ausgehend sind bei weitem nicht so befriedigend. Die Nachteile, die mit dieser Anordnung verbunden sind, können der Tatsache zugeschrieben werden, daß der Sauerstoff-Weg im Inneren des Konverters kleiner ist als der, der im Falle von Absperr-Düsen zurückgelegt wird, die im spitzen Winkel von der Achse der Lanze weglaufen. Es leuchtet ohne weiteres ein, daß, wenn der von dem Sauerstoff im Inneren des Konverters zurückgelegte Weg kleiner ist, auch das Vorerhitzen des Sauerstoffs und

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der Vermischungsgrad mit CO und demzufolge auch die CO-Verbrennung geringer sein werden.

Zur Beseitigung aller erwähnten Nachteile und Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist als spezifischer Erfindungsgegenstand eine Dopp'elauslaß-Lanze zum Prischen von Stahl für Konverter-Prozesse vorgesehen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie eine Hauptleitung in zentraler Lage koaxial zur Lanze selbst umfaßt, wobei die Hauptleitung in einen Satz Düsen ausläuft (mündet), die von der Achse der Lanze weglaufen,mit der sie einen spitzen Winkel bilden, und symmetrisch dazu liegen, ferner eine sekundäre äußere, koaxial zur Hauptleitung angeordnete Ringleitung, welche in einen Satz Düsen ausläuft bzw. einmündet, die Absperr-Düsen genannt werden und im spitzen Winkel von der Lanzenachse weglaufen sowie symmetrisch dazu liegen, und schließlich mit Haupt- und Sekundärleitung koaxiale Ringleitungen zum Ein- und Abführen von Kühlflüssigkeit, wobei die neigung der Austrittsdüsen der Hauptleitung sowie der Sekundärleitung und ihre gegenseitige Stellung in Längs- und Radialrichrung in Bezug auf die Lanzenachse derart ist, daß die Lanze besonders für die Verblendung in um eine vertikale Achse rotierenden Konvertern geeignet ist.

Diese Erfindung soll durch die nachfolgende detaillierte Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung anhand eines bevorzugten, den Erfindungsgedanken jedoch nicht limitierenden Beispiels näher erläutert werden. Es wird dabei auf die schematische Zeichnung Bezug genommen, in der die teilweise geschnittene Ansicht des End- oder Kopfteiles einer erfindungsgemäßen Lanze gezeigt ist.

In dieser Ausführungsform umfaßt die einen kreisförmigen Querschnitt aufweisende und aus Stahl mit einem Kopf aus Kupfer bestehende Lanze eine Hauptleitung zum Zuführen

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des Sauerstoffs eines Primär-Strahls, welche in zwei gleiche Hauptdüsen 2 ausläuft bzw. einmündet, die ebenfalls einen kreisförmigen Querschnitt haben und von der Lanzenachse, mit der sie einen spitzen Winkel zwischen 10 und 60 bilden, weglaufen und symmetrisch dazu liegen. Konzentrisch mit der Hauptleitung 1 ist eine Sekundärleitung in Form einer Ringleitung 3 zum Zuführen eines Sekundär-Strahls vorgesehen, welche in sechs Sperrdüsen 4 ausläuft, die einander gleich sind, und eine Kreisquerschnittsform haben, wobei sie von der Lanzenachse, mit der sie einen spitzen Winkel zwischen 10 und 60 bilden, weglaufen und symmetrisch zu dieser liegen. Sie bilden eine Sauerstoffsperre, die eine im wesentlichen konische Form hat.

Nimmt man das untere Ende des Lanzenkopfes als Bezugsebene, so ist die Ebene, in der die Mittelpunkte 5 der Ausgangsöffnungen der Hauptdüsen 2 liegen, dieser Bezugsebene näher als die Ebene, die parallel dazu liegt und in der die Mittelpunkte 6 der Ausgangsöffnungen der Sperrdüsen 4 sitzen; die genannten Mittelpunktsebenen liegen senkrecht zur Lanzenachse/in einer 0 - 30-fachen Entfernung des Durchmessers der Lanze zueinander.

Die Mittelpunkte 5, 6 liegen auf zwei Umfangen, von denen der Umfang, der sich auf die Mittelpunkte 6 der Sperrdünen 4 bezieht, einen größeren Radius hat.

Koaxial mit den Leitungen 1 und 3 sind ein ringförmiger Kanal oder eine Ringleitung 7 zum Einführen von Kühlflüsnigkiiifc und ein ringförmiger Kanal oder eine RingLeitimg B zum Ab Leiten der FLüfjnigkeit vorgesehen.

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BAD ORIGINAL

Claims

Centro Sperimentale Metallurgico S.p.A., Via di Castel Romano, Rom / Italien

Doppelauslaß-Lanze zum Prischen von Stahl bei Konverter-Prozessen.

Patentansprüche :

Doppelauslaß-Lanze zum Frischen, bestehend aus einer Hauptleitung in zentraler Lage, die mit ihrer Achse mit der Lanzenachse zusammenfällt und in einen Satz Düsen ausläuft, aus einer sekundären äußeren Ringleitung, die konzentrisch um die Hauptleitung angeordnet ist und ihrerseits in einen zweiten Düsensatz ausläuft, sowie aus Ringleitungen, die konzentrisch um die oben genannten Haupt- und Sekundärleitungen zum Ein- und Abführen von Kühlflüssigkeit angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Austrittsdüsen (2) der Hauptleitung (1) in Bezug auf die Lanzenachse konisch abwärts gerichtet im spitzen Winkel auseinanderlaufen und symmetrisch angeordnet sind; daß die Austrittsdüsen (4) der Sekundär leitung (3) ebenfalls in Bezug auf" die Lanzenachse abwärts im spitzen Winkel geneigt sind, tier jedoch gegebenenfalls von dem der Hauptleitungsdüsen (2) abweichen kann, und symmetrisch angeordnet sind und daß die; Neigung der Hauptleitungs- und auch dor SekundärLoitungsaustrittsdüsen sowie ihre jeweilige Lage - l^?itii.-;tj und radial ^rj;ur Lanzenachse - derart

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2. Doppelauslaß-Lanze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß wenigstens zwei Hauptleitungsaustrittsäüsen (2) vorgesehen sind und das Verhältnis zwischen der Anzahl der SekundärleitungsaustrittsdüdTsen (4 ) und der der Hauptleitungsaustrittsdüefeen (2) mindestens 2 : 1 beträgt.
3. Doppelauslaß-Lanze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Hauptleitungsaustrittsdüsen (2) in Bezug auf die Lanzenachse im spitzen Winkel von 10 bis 60 abwärts geneigt sind.
4. Doppelauslaß-Lanze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die Sekundärleitungsaustrittsdüsen (4) in Bezug auf die Lanzenachse im spitzen Winkel von 10 bis 60 abwärts geneigt sind und so einen Sperr-Vorhang aus Sauerstoff'von im wesentlichen konischer Form bilden.
5. Doppelauslaß-Lanze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die Ebene, in der die Mittelpunkte (5) der Ausgangs- oder Endöffnungen der H-auptleitungsaustrittsdüsen (2) liegen, sich im Verhältnis zum unteren Ende des Lanzenkopfes diesem näher befindet als die andere parallele Ebene, in der die Mittelpunkte (6) der Ausgangsöffnungen der Sperrdüsen (4) liegen, wobei beide Ebenen senkrecht zur Lanzenmittellinie liegen.
6. Doppelauslaß-Lanze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

daß die Ebene, in der die Mittelpunkte (5) der Endöffnungen der Hauptleitungsaustrittsdüsen (2)

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liegen, und die Ebene, in der die Mittelpunkte der Endöffnungen der Sperrdüsen (4) liegen., voneinander um 0 - 30-fache Durchmesserlänge der Lanze getrennt sind.

Doppelauslaß-Lanze nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet,

daß, der Radius der Kreislinie, auf der die Mittelpunkte (6) der Ausgangslöcher der Sperrdüsen (¹I) liegen, größer als der entsprechende Radius der Kreislinie ist, auf der die Mittelpunkte (5) der Ausgangslöcher der Hauptleitungsaustrittsdüsen (2) liegen.

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