[go: up one dir, main page]

WO2013000497A1 - Lanzenkopf für eine sauerstofflanze - Google Patents

Lanzenkopf für eine sauerstofflanze Download PDF

Info

Publication number
WO2013000497A1
WO2013000497A1 PCT/EP2011/060708 EP2011060708W WO2013000497A1 WO 2013000497 A1 WO2013000497 A1 WO 2013000497A1 EP 2011060708 W EP2011060708 W EP 2011060708W WO 2013000497 A1 WO2013000497 A1 WO 2013000497A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
channel
nozzle
lance head
nozzle body
cooling water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2011/060708
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ralf Czingon
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SAAR-METALLWERKE GmbH
Saar Metallwerke GmbH
Original Assignee
SAAR-METALLWERKE GmbH
Saar Metallwerke GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SAAR-METALLWERKE GmbH, Saar Metallwerke GmbH filed Critical SAAR-METALLWERKE GmbH
Priority to PCT/EP2011/060708 priority Critical patent/WO2013000497A1/de
Priority to EP11735612.1A priority patent/EP2723908B1/de
Publication of WO2013000497A1 publication Critical patent/WO2013000497A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42Constructional features of converters
    • C21C5/46Details or accessories
    • C21C5/4606Lances or injectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/16Introducing a fluid jet or current into the charge
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42Constructional features of converters
    • C21C5/46Details or accessories
    • C21C5/4606Lances or injectors
    • C21C2005/4626Means for cooling, e.g. by gases, fluids or liquids

Definitions

  • the present invention relates to a lance head for an oxygen lance having a nozzle body with a connection end formed on an upstream side, wherein the connection end has a central connection region for connection to an oxygen tube and a peripheral connection region for connection to a concentric to
  • At least one nozzle bore for forming an oxygen nozzle is provided, which extends between the terminal end and a front surface of the nozzle body, wherein the lance head has at least one cooling water guide, one of the peripheral Connection region to the central axis directed towards the inlet channel and directed from the central axis to the peripheral connection region outflow channel, wherein the formation of thedewasserleit boots the inflow and the outflow are connected to each other in an angled channel transition ofméwasserleit vibration.
  • a lance head of the aforementioned type is known from US 4,052,005.
  • the inflow of the rule between the nozzle holes formed in the nozzle bodydewasserleit leads to the central axis of the nozzle body and form with outflow channels angled channel transitions, ej eweils are arranged in each case on the same side of the central axis as the inflow and the associated outflow channel.
  • both the inlet channel and the outlet channel of each cooling-water guide device are formed in the same nozzle intermediate wall between two adjacent nozzle bores.
  • the lance head known from US Pat. No. 4,052,005 achieves an extreme reduction of the flow velocity up to the risk of at least localized formation of dead water in the cooling water conducting device, with the consequence of Ri sikos local overheating, which can lead to gas bubble formation in the cooling water flow and thus to an interruption of the cooling water flow.
  • the present invention has for its object to provide a lance head, which allows improved cooling performance and in particular reduces the risk of local overheating in the preparation ch the channel transitions between the inflow and outflow of theméwasserleit proposeden.
  • the inflow channel or the outflow from the peripheral terminal portion extends past the central axis of the nozzle body, and the inflow channel schli eats with the outflow to form the channel junction in a Eb perpendicular to the center axis a channel angle a greater than 90 degrees ,
  • the cooling water conduit means is integrally formed integrally with a monolithic passage wall formed by the nozzle body, such that no further clearance is required to form the cooling water guiding device in addition to the nozzle body.
  • the lance head with the therein-trained cooling water guide can be executed as a monolithic component.
  • the lance head is designed as a formed part, in particular as a forged part, in which the cooling water guiding device is formed by a wall of bores formed integrally in the nozzle body.
  • the nozzle body has a plurality of nozzle bores for forming a plurality of acid nozzles, wherein the nozzle bores are spaced by nozzle interspaces formed by the nozzle body and in each case an inflow channel and an adjoining outflow channel are formed in different nozzle intermediate walls to form a plurality ofméwasserlei are the advantages explained above, in particular with regard to a possibly small flow deflection in the area of the channel transitions and, associated therewith, the lowest possible speed reduction. production in the cooling flow, even with a lance head with a plurality of nozzles achievable.
  • the cooling water devices have in each case an inlet channel and an outlet channel, which are connected to one another by means of a channel transition, and the channel transitions of the individual cooling water guide devices about the center axis of the channel Nozzle body are arranged around.
  • a particularly effective cooling of the central region with the formation of a turbulent flow in the region of the annular channel can be achieved if the annular channel is formed by the mutually transiently formed channel transitions of the plurality of cooling-water conducting devices.
  • the inflow of thedewasserl eiteinri direction which extends from the peripheral connection portion on the central axis of the nozzle body over, has a larger flow cross-section than the connected via the channel transition inlet channel.
  • peripheral connection region of the nozzle body has a profiled flow contour for the defined flow application of a End region of the cooling water pipe assembly, in particular di e cooling performance can be improved at the transition from the nozzle body to the cooling water pipe assembly.
  • the peripheral connection region adjacent to an outlet cross-section of the outflow channel is provided with a flow-through device for applying a flow to a connection end of the outer tube of the cooling-water tube arrangement, so that, for example, a connection device designed by means of welded connection can preferably be cooled.
  • the nozzle holes are arranged with their nozzle outlet sections in Düsenmündungsmulden in the front surface of the nozzle body, such that an opening edge of the nozzle holes in a is arranged to a nozzle axis perpendicular opening plane, so that in the area of the front surface the development of local overheating as a result of an asymmetric flow in the region of the outlet cross sections of the nozzle bores is prevented or the risk of the occurrence of such overheating can be reduced.
  • the cylindrical part of the nozzle outlet channel forms a wear projection on the front surface, such that a reduction of this wear supernatant, in particular by material losses on the nozzle body as a result of melting, not to a wesentli Chen impairment of the flow conditions in the nozzle outlet cross-section and a corresponding reduction in performance of the lance head leads.
  • the Stan time of the lance head is significantly increased.
  • FIG. 1 shows a lance head in longitudinal sectional view corresponding to the section line I-I shown in FIG. 2;
  • FIG. 2 shows a bottom view of the lance head shown in FIG. 1 in a partially cutaway view
  • Fig. 3 is a cross-sectional view of that shown in Fig. 1
  • Fig. 4 is a longitudinal sectional view of the lance head
  • 5 is an isometric view of the lance head in plan view of the front face of the lance head
  • Fig. 6 is an enlarged view of a in the front surface of
  • Fig. 7 is an enlarged view of that shown in Fig. 4
  • connection end 1 3 shows in a longitudinal section a lance head 10, which has a nozzle body 1 1, with a connection end 1 3 formed on an inflow side 1 2.
  • the connection end 1 3 has a central connection region 14 to which an acid tube 1 5 is attached a welded joint 1 6 is connected.
  • this is Oxygen tube 1 5 al s S urstoffrohran gleichstutzen formed, which is connectable to an oxygen supply line not shown here.
  • the central connection region 14 is surrounded by a peripheral connection region 1 7, the voltage for connection with ei n hedewasserrohran- Ord 1 8 di ent.
  • the cooling water tube assembly 1 8 summarizes a first, designed as an inner tube 1 9 pipe concentric to the acid tube 1 5 arranged i st, and a second, designed as an outer tube 20 tube, which in turn is arranged concentrically to the inner tube 1 9.
  • Both the inner tube 1 9 and the outer tube 20 are connected via welding connections 21 and 22 to the nozzle body 1 1.
  • Each inflow channel 24 together with the associated outflow channel 26 forms a cooling water guide device 28, which has an angled channel transition 29 in the transition between the inflow channel 24 and the outflow channel 26.
  • the channel transition 29 is formed in the illustrated embodiment so that the inflow channel 24 and the outflow 26 both in a plane parallel to the central axis 25, as shown in FIG. Ersi slich e, a channel angle ß imlag s, which is greater than s s 90 degrees i st , And, as shown in Fig. 2, in a direction perpendicular to the central axis 25 level forming a channel angle greater than 90 degrees. Although this does not result in a straight-line overall alignment of the cooling water conducting means.
  • the nozzle body in the present case has a total of six nozzle bores 30 which in each case are spaced apart from one another by nozzle intermediate wall regions 3 1 in a defined radial arrangement around the center axis 25.
  • nozzle intermediate wall regions 3 1 extend the egg nströmkanäle 24 and the outflow 26 of thedewasserleit Anlagenen 28, of which in Fig. 2 of Mattersi chtli chkei t half only one cooling water guide 28 is shown.
  • the inflow channel 24 and the outflow channel 26 extend in different nozzle intermediate walls 3 1, which are arranged opposite one another. This results in a comparatively extended orientation of the cooling water devices 28,
  • the si ch in each case with their inflow channels 24 and Ausströmkanälen 26 in the nozzle intermediate wall portions 3 1 extend between the nozzle bores 30, resulting in a central axis 25 concentric arrangement of channel junctions 29, as shown in Fig. 3 forming an annular channel 32, with mutually transiently arranged channel junctions 29.
  • each nozzle intermediate wall region 3 1 of the nozzle body 11 with inlet channels 24 and outflow channels 26 is provided so that 30 a particularly uniform cooling of the monolithic nozzle body 1 1 is made possible.
  • peripheral connection region 1 7 is provided with a flow-guiding device 33 which is annularly formed here on the nozzle body 11 and ensures that the weld connection 22 is intensively applied in the region of a connection end 34 of the outer tube 20.
  • nozzle outlet cross-sections 39 which are formed by di e nozzle holes 30 in a front surface 35 of the nozzle body, nozzle orifice recesses 36 are formed, e e define an opening edge 37, the is arranged in an opening plane perpendicular to a nozzle axis 38, so that the flow conditions, the emerging from the nozzle bores 30 oxygen flow along the
  • Opening edge 37 are formed constant and so the occurrence of local temperature peaks at the opening edge, di e could lead to a further undesirable increase in temperature of the nozzle body 1 1, can be counteracted.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Furnace Charging Or Discharging (AREA)
  • Nozzles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Lanzenkopf (10) für eine Sauerstofflanze, der zumindest eine Kühlwasserleiteinrichtung (28) aufweist, die einen von einem peripheren Anschlussbereich (14) zu einer Mittelachse (25) des Düsenkörpers (11) gerichteten Einströmkanal (24) und einen von der Mittelachse zum peripheren Anschlussbereich gerichteten Ausströmkanal (26) aufweist, wobei zur Ausbildung der Kühlwasserleiteinrichtung der Einströmkanal und der Ausströmkanal in einem abgewinkelten Kanalübergang (29) der Kühlwasserleiteinrichtung miteinander verbunden sind, wobei sich der Einströmkanal (24) oder der Ausströmkanal (26) von dem peripheren Anschlussbereich an der Mittelachse des Düsenkörpers vorbei erstreckt.

Description

Lanzenkopf für eine Sauerstofflanze
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lanzenkopf für eine Sauerstofflanze, der einen Düsenkörper mit einem auf einer Zuströmseite ausgebildeten Anschlussende aufweist, wobei das Anschlussende einen zentralen Anschlussbereich zum Anschluss an ein Sauerstoffrohr und einen peripheren Anschlussbereich zum Anschluss an eine konzentrisch zum
Sauerstoffrohr angeordnete Kühlwasserrohranordnung mit einem Kühlwasserzuführkanal und einem Kühlwasserrückstromkanal aufweist, wobei in dem Düsenkörper zumindest eine Düsenbohrung zur Ausbildung einer Sauerstoffdüse vorgesehen ist, die sich zwischen dem Anschlussende und einer Frontfläche des Düsenkörpers erstreckt, wobei der Lanzenkopf zumindest eine Kühlwasserleiteinrichtung aufweist, die einen von dem peripheren Anschlussbereich zur Mittelachse hin gerichteten Einströmkanal und einen von der Mittelachse zum peripheren Anschlussbereich gerichteten Ausströmkanal aufweist, wobei zur Ausbildung der Kühlwasserleiteinrichtung der Einströmkanal und der Ausströmkanal in einem abgewinkelten Kanalübergang der Kühlwasserleiteinrichtung miteinander verbunden sind. Ein Lanzenkopf der eingangs genannten Art ist aus der US 4,052,005 bekannt. Bei dem bekannten Lanzenkopf erstrecken sich die Einströmkanäle der zwi schen den Düsenbohrungen im Düsenkörper ausgebildeten Kühlwasserleiteinrichtungen bis zur Mittel achse des Düsenkörpers und bilden mit Ausströmkanälen abgewinkelte Kanalübergänge aus, di e j eweils auf derselben Seite der Mittelachse angeordnet sind wie der Einströmkanal und der zugehörige Ausströmkanal . Gleichzeitig sind sowohl der Einströmkanal als auch der Ausströmkanal j eder Kühlwasser- leiteinrichtung in derselben Düsenzwischenwand zwi schen zwei benach- harten Düsenbohrungen ausgebildet. Als Folge hi ervon ergibt sich zwischen dem Einströmkanal und dem Ausströmkanal j eder Kühlwasserleiteinrichtung in einer Ebene senkrecht zur Mittelachse des Düsenkörpers in einem Kanalübergang ein Kanalwinkel , der deutlich kleiner als 90 Grad ist und etwa 45 Grad beträgt. Für den Strömungsverlauf bedeutet dies, dass die Kühlwasserströmung bei einem Übergang vom Einströmkanal in den Ausströmkanal nahezu wieder in di e Gegenrichtung umgelenkt wird. Dies führt dazu, dass sich zumindest in einem Teilbereich des Kanalübergangs eine Stauströmung ausbildet mit einer entsprechend geringen Strömungsgeschwindigkeit. Lanzenköpfe der eingangs genannten Art, wi e insbesondere der in der US 4,052,005 beschriebene Lanzenkopf, werden in Schmelzöfen bei der Stahlherstellung eingesetzt wird und dienen zum Aufblasen von S auerstoff auf die B adoberfläche eines im Ofengefäß des Schm elzofens aufgeschmolzene S chmelzbades. Aufgrund der dabei auftretenden hohen Temperaturen ist es notwendig, den Lanzenkopf mittels der im Düsenkörper ausgebildeten Kühlwasserleiteinrichtungen soweit zu kühlen, dass der Lanzenkopf in einen für den optimalen S chmelzprozess geeigneten Abstand zur B adoberfläche bewegt werden kann, ohne dass die Gefahr eines Aufschmelzens des Lanzenkopfs besteht. Mit der durch die Kühl- wasserleiteinri chtungen im Düsenkörper zirkulierenden Kühlwasserströmung soll daher für eine ausreichende Kühlung gesorgt werden. Dabei erweist es sich natürlich als wesentlich, dass ein entsprechender Kühlwasserdurchsatz im Lanzenkopf erreichbar ist.
B ei dem aus der US 4,052,005 bekannten Lanzenkopf erfolgt aufgrund der V-förmigen Anstellung des Ausströmkanals zum Einströmkanal im Bereich des Kanalübergang j eder Kühlwasserleiteinrichtung eine extreme Reduktion der Strömungsgeschwindigkeit bis hin zur Gefahr einer zumindest lokal en Totwasserbildung in der Kühlwasserleiteinrichtung, mit der Folge des Ri sikos örtlicher Überhitzungen, die bis zur Gasblasenbildung im Kühlwasserstrom und damit zu einer Unterbrechung des Kühlwasserstroms führen können.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lanzenkopf vorzuschlagen, der eine verbesserte Kühlleistung ermöglicht und insbesondere die Gefahr einer lokalen Überhitzung im Berei ch der Kanalübergänge zwischen dem Einströmkanal und dem Ausströmkanal der Kühlwasserleiteinrichtungen reduziert.
B ei dem erfindungsgemäßen Lanzenkopf erstreckt sich der Einströmkanal oder der Ausströmkanal von dem peripheren Anschlussbereich an der Mittelachse des Düsenkörpers vorbei , und der Einströmkanal schli eßt mit dem Ausströmkanal zur Ausbildung des Kanalübergangs in einer Eb ene senkrecht zur Mittel achse einen Kanalwinkel a größer 90 Grad ein.
Aufgrund der besonderen Relativanordnung von Einströmkanal und Ausströmkanal bei den Kühlwasserleiteinrichtungen ergibt sich im
Vergleich zu dem bekannten Lanzenkopf eine relativ gestreckte Ausrichtung der Kühlwasserleiteinrichtung mit entsprechend ausgerichtetem Strömungsverlauf, bei dem eine extreme Umlenkung der Kühlwasserströmung vermieden wird. Die Folge hiervon ist, dass di e Strömungsgeschwindigkeit im Übergang vom Einströmkanal zum Ausströmkanal wesentlich weniger reduziert wird. Eine di e S trömungsgeschwindigkeit im Übergang vom Einströmkanal zum Ausströmkanal besonders geringfügi g reduzierende Umlenkung der Kühlwasserströmung ergibt sich, wenn bei einer bevorzugten Ausführungsform der Einströmkanal mit dem Ausströmkanal zur Ausbildung des Kanalübergangs in einer Ebene parallel zur Mittelachse einen Kanalwinkel ß größer 90 Grad einschließt.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform i st die Kühlwasserleiteinri chtung einstückig zusammenhängend ausgebildet ist, mit einer durch den Düsenkörper ausgebildeten monolithische Kanalwandung, derart, dass zur Ausbildung der Kühlwasserleiteinrichtung neben dem Düsenkörper kein weiteres B auteil benötigt wird. Somit kann d er Lanzenkopf mit der darin ausgebi ldeten Kühlwasserleiteinrichtung als ein monolithisches Bautei l ausgeführt werden. Zur Ausgestaltung der Kühlwasserl eiteinrichtung werden keine weiteren Bauteil e benötigt, vielmehr ist diese integraler Bestandteil des als Düsenkörper ausgebildeten Lanzenkopfs .
B ei einer bevorzugten Ausgestaltung des Lanzenkopfs ist dieser als Umformteil, insbesondere als S chmiedeteil ausbildet, bei dem die Kühlwasserleiteinrichtung durch eine im Düsenkörper zusammenhängend ausgebildete B ohrungswandung ausgebildet ist. Somit ist es möglich, den Lanzenkopf nachfolgend d em Umformvorgang ausschließli ch in spanend er B earbeitung, wie Bohren, Drehen, Fräsen, herzustellen.
Wenn der Düsenkörper zur Ausbildung einer Mehrzahl von S auerstoffdüsen eine Mehrzahl von Düsenbohrungen aufweist, wobei die Düsenboh- rungen durch vom Düsenkörper ausgebildete Düsenzwischenwände beabstandet sind und zur Ausbildung einer Mehrzahl von Kühlwasserlei teinrichtungen jeweils ein Einströmkanal und ein daran anschließender Ausströmkanal in unterschiedlichen Düsenzwischenwänden ausgebildet sind, sind die vorstehend erläuterten Vorteile, insbesondere betreffend eine mögli chst geringe Strömungsumlenkung im Berei ch des Kanalübergänge und damit verbunden eine möglichst geringe Geschwindigkeitsre- duktion in der Kühlströmung, auch bei einem Lanzenkopf mit einer Mehrzahl von Düsen erzielbar.
Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn bei einer Mehrzahl von in dem Düsenkörper ausgebildeten Kühlwasserl eiteinrichtungen di e Kühlwasser- Ieiteinrichtungen j eweils ei nen Einströmkanal und einen Ausströmkanal aufweisen, die mittels eines Kanalübergangs miteinander verbunden sind, und die Kanalübergänge der einzelnen Kühlwasserleiteinrichtungen um die Mittelachse des Düsenkörpers herum angeordnet sind.
Wenn darüber hinaus di e Kanalübergänge der Mehrzahl von Kühl asser- Ieiteinri chtungen des Düsenkörpers über einen Ringkanal miteinander verbunden sind , lässt sich insbesondere für den Zentralbereich d es Düsenkörpers eine wirkungsvoll e Kühlung realisi eren.
Eine besonders effektive Kühlung des Zentralbereichs mit Ausbildung einer turbulenten Strömung im B ereich des Ringkanals lässt sich erzie- len, wenn der Ri ngkanal durch die ineinander übergehend ausgebi l deten Kanalübergänge der Mehrzahl von Kühlwasserleiteinrichtungen gebildet wird.
Zur Erzielung einer möglichst großen Kühlleistung ist es vorteilhaft, wenn der Einströmkanal der Kühlwasserl eiteinri chtung, der sich von dem peripheren Anschlussbereich an der Mittelachse des Düsenkörpers vorbei erstreckt, einen größeren Strömungsquerschnitt aufweist als der über den Kanalübergang angeschlossene Einströmkanal . D abei ist es insbesondere mögl ich, durch die Reduktion des Strömungsquerschnitts eine Beschleunigung der Kühlwasserströmung im Ausströmkanal zu erzeugen, um di e Temperaturerhöhung der Kühlwasserströmung im Verl auf des Einströmkanals im Hinblick auf eine annähernde Konstanz der Kühlleistung in der Kühlwasserleiteinrichtung zumindest teilweise zu kompensieren.
Wenn der periphere Anschlussbereich des Düsenkörpers eine profilierte Strömungskontur zur definierten S trömungsbeaufschl agung eines An- Schlussbereichs der Kühl wasserrohranordnung aufweist, kann insbesondere di e Kühlleistung am Übergang vom Düsenkörper zur Kühlwasserrohranordnung verbessert werden.
Bei einer besonderen Ausführungsform ist der periphere Anschlussbereich benachbart einem Austrittsquerschnitt des Ausströmkanals mit einer Strömungsl eiteinrichtung zur Strömungsbeaufschlagung eines Anschlussendes des Außenrohrs der Kühlwasserrohranordnung versehen, so dass beispielsweise eine mittels S chweißverbindung ausgeführte Anschlusseinrichtung bevorzugt gekühlt werden kann .
Insbesondere bei einem Lanzenkopf mit den Merkmal en des Anspruchs 1 , aber auch unabhängi g von der Ausbildung der Kühlwasserleiteinrichtung ist es vorteilhaft, wenn in der Frontfläche des Düsenkörpers die Düsenbohrungen mit ihren Düsenaustrittsquerschnitten in Düsenmündungsmulden angeordnet sind, derart, dass ein Öffnungsrand der Düsenbohrungen in einer zu einer Düsenachse senkrechten Öffnungsebene angeordnet ist, so dass im B ereich der Frontfläche die Ausbi l dung von lokal en Überhitzungen als Folge einer asymmetrischen G asströmung im B ereich der Austrittsquerschnitte der Düsenbohrungen verhindert bzw , das Risiko des Auftretens derartiger Überhitzungen reduziert werden kann.
Ebenfal ls insb esondere bei einem Lanzenkopf mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , aber auch unabhängig von der Ausbildung d er Kühlwasserleiteinrichtung, oder auch in Kombination mit der vorstehend erläuterten vorteilhaften Ausgestaltung von Düsenmündungsmulden in der Frontfläche des Düsenkörpers, ist es vorteilhaft, wenn in der Frontfläche des Düsenkörpers ausgebildete Düsenaustrittsquerschnitte durch eine zylindrischen Düsenaustrittskanal definiert sind, der an einen sich in Strömungsri chtung erweiternden von der Düsenbohrung ausgebil deten Expansionskanal anschließt. Hierbei bildet der zylindrische Teil des Düsenaustrittskanal einen Verschleißüberstand an der Frontfläche aus, derart, dass eine Reduzierung diese Verschleißüberstands, insbesondere durch Materialverluste am Düsenkörper infol ge Aufschmelzens, nicht zu einer wesentli chen Beeinträchtigung der Strömungsverhältnisse im Düsenaustrittsquerschnitt und zu einer entsprechenden Leistungsverringerung des Lanzenkopfs führt. Hierdurch wird die Stanzeit des Lanzenkopfs erheblich erhöht.
Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lanzenkopfs anhand der Zeichnungen näher erl äutert,
Es zeigen:
Fig. 1 einen Lanzenkopf in Längsschnittdarstellung entsprechend dem in Fig. 2 dargestellten Schnittlinienverlauf I- I;
Fig. 2 eine Unteransicht des in Fig. 1 dargestellten Lanzenkopfs in teilweise geschnittener Darstellung;
Fig. 3 eine Querschnittdarstellung des in Fig. 1 dargestellten
Lanzenkopfs längs dem S chnittlinienverlauf III-III in Fig. 1 ;
Fig. 4 eine Längsschnittdarstellung des Lanzenkopf;
Fig. 5 eine isometrische Darstellung des Lanzenkopfs in Draufsicht auf die Frontfläche des Lanzenkopfs ;
Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung einer in der Frontfläche des
Lanzenkopfs ausgebildeten Düsenmündungsmulde;
Fig. 7 eine vergrößerte Darstellung der in Fig. 4 dargestellten
Längsschnittdarstellung im Bereich einer Düsenbohrung.
Fig. 1 zeigt in einem Längsschnitt einen Lanzenkopf 1 0, der einen Düsenkörper 1 1 aufweist, mit einem auf einer Zuströmseite 1 2 ausgebildeten Anschlussende 1 3. Das Anschlussende 1 3 weist einen zentralen Anschlussbereich 14 auf, an den ein S auerstoffrohr 1 5 mittels einer Schweißverbindung 1 6 angeschlossen ist . Im vorli egenden Fall ist das Sauerstoffrohr 1 5 al s S auerstoffrohranschlussstutzen ausgebildet, der mit einer hier nicht näher dargestellten Sauerstoffzuleitung verbindbar ist.
Der zentrale Anschlussbereich 14 ist umgeben von einem peripheren Anschlussbereich 1 7, der zur Verbindung mit ei n er Kühlwasserrohran- Ord nung 1 8 di ent. Die Kühlwasserrohranordnung 1 8 um fasst ein erstes, als Innenrohr 1 9 ausgebildetes Rohr, das konzentrisch zum S auerstoffrohr 1 5 angeordnet i st, und ein zweites, als Außenrohr 20 ausgebildetes Rohr, das wiederum konzentrisch zum Innenrohr 1 9 angeordnet ist.
Sowohl das Innenrohr 1 9 als auch das Außenrohr 20 sind über Schweiß- Verbindungen 21 bzw. 22 an den Düsenkörper 1 1 angeschlossen.
Zwischen dem Innenrohr 1 9 und dem Sauerstoffrohr 1 5 ist ein als Ringkanal ausgebildeter Kühlwasserzuführkanal 23 ausgebildet, der eine Kühlwasserzuströmung zu Einströmkanälen 24 ermöglicht, die als Bohrungen im Düsenkörper 1 1 ausgebildet sind und sich, wie in Fig. 1 dargestellt, von dem peripheren Anschlussberei ch 1 7 an einer Mittelachse 25 des Düsenkörpers 1 1 vorbei bis zu Ausströmkanälen 26 erstrecken, die si ch von der Mittel achse 25 weg zum peripheren Anschlussberei ch 1 7 erstrecken, wo si e in einen Kühlwasserrückstromkanal 27 einmünden, der als Ringkanal zwischen dem Innenrohr 1 9 und dem Außenrohr 20 der Kühlwasserrohranordnung 1 8 ausgebildet ist. Jeder Einströmkanal 24 bildet zusammen mi t dem zugeordneten Ausströmkanal 26 eine Kühlwasserleiteinrichtung 28 auf, die im Übergang zwischen dem Einströmkanal 24 und dem Ausströmkanal 26 einen abgewinkelten Kanalübergang 29 aufweist. Der Kanalübergang 29 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel so ausgebildet, dass der Einströmkanal 24 und der Ausströmkanal 26 sowohl in einer Ebene parallel zur Mittelachse 25 , wie aus Fig. 1 ersi chtlich, einen Kanalwinkel ß ausbild en, der größer al s 90 Grad i st, als auch, wie aus Fig. 2 ersichtlich, in einer zur Mittel achse 25 senkrechten Ebene einen Kanal winkel ausbilden, der größer als 90 Grad ist. Hieraus ergibt sich zwar keine gradlinige Gesamtausrichtung der Kühlwasserleiteinrich- tung 28. Jedoch ist durch den mit den Winkeln a und ß ausgebildeten Kanalübergang 29, die j eweils größer als 90 Grad sind, eine vergleichsweise nur moderat abgewinkelte Ausrichtung der Kühlwasserleiteinrichtung 28 möglich, so dass bei einer Durchströmung der Kühlwasserleitein- richtung 28 mit Kühlwasser im Bereich des Kanal übergangs 29 eine entsprechend geringe S tauströmung ausgebildet wird.
Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich, weist der Düsenkörper im vorliegenden Fall insgesamt sechs Düsenbohrungen 30 auf, die j eweils durch Düsenzwischenwandbereiche 3 1 voneinander beabstandet in definierter radi aler Anordnung um die Mittel achse 25 herum ausgebildet sind . In den Düsenzwischenwandbereichen 3 1 erstrecken sich di e Ei nströmkanäle 24 und die Ausströmkanäle 26 der Kühlwasserleiteinrichtungen 28 , von denen in Fig. 2 der Übersi chtli chkei t halber nur eine Kühlwasserleiteinrichtung 28 dargestellt ist. Dabei verlaufen der Ein- strömkanal 24 und der Ausströmkanal 26 in unterschiedlichen Düsenzwischenwänden 3 1 , die einander gegenüberliegend angeordnet sind . Hieraus ergibt sich eine vergl ei chsweise gestreckte Ausrichtung der Kühl wasserl eiteinrichtungen 28 ,
Aufgrund der Mehrzahl von Kühlwasserleiteinrichtungen 28, die si ch j eweils mit ihren Einströmkanälen 24 und Ausströmkanälen 26 in den Düsenzwischenwandbereichen 3 1 zwischen den Düsenbohrungen 30 erstrecken, ergibt sich eine zur Mittelachse 25 konzentrische Anordnung von Kanalübergängen 29, die, wie in Fig. 3 dargestellt, einen Ringkanal 32 ausbilden, mit ineinander übergehend angeordneten Kanalübergängen 29.
Insbesondere aus der Darstellung entsprechend Fig. 4 , in der in einer Längsschnittdarstellung des Lanzenkopfs 1 0 zwei di ametral im Düsenkopf angeordnete Düsenbohrungen 30 im Schnitt dargestellt sind, wird deutlich, dass j ede Düsenzwischenwandbereich 3 1 des Düsenkörpers 1 1 mit Einströmkanäl en 24 und Ausströmkanälen 26 versehen ist, so dass 30 eine besonders gleichmäßige Kühlung des monolithisch ausgebildeten Düsenkörpers 1 1 ermöglicht wird.
Dabei wird auch die Ausbildung einer im Düsenkörper 1 1 gleichmäßig verteilten Kühlleistung dadurch ermöglicht, dass, wie in Fig. 1 darge- stellt, der Ausströmkanal 26 einer Kühlwasserleiteinrichtung 28 einen verglei chsweise kl eineren Strömungsquerschnitt als der Einströmkanal 24 derselben Kühlwasserleiteinrichtung 28 aufweist, so dass es im
Ausströmkanal 26 zu einer verglei chsweise beschleuni gten Strömung des im Vergl eich zum Einströmkanal 24 durch die bei der Durchströmung des Einströmkanals 24 aufgenommene Wärmemenge höher temperierten Kühlwasserstroms kommt.
Fig. 1 zeigt auch, dass der periphere Anschlussbereich 1 7 mit einer hier ringförmig am Düsenkörper 1 1 ausgebildeten Strömungsleiteinrichtung 33 versehen ist, die dafür sorgt, dass es im Bereich eines Anschlussendes 34 des Außenrohrs 20 zur intensiven S trömungsbeaufschlagung der Schweißverbindung 22 kommt.
Wie aus einer Zusammenschau der Fig. 5, 6 und 7 deutlich wird, werden im Berei ch von Düsenaustrittsquerschnitten 39 , die durch di e Düsenbohrungen 30 in einer Frontfläche 35 des Düsenkörpers gebildet werden, Düsenmündungsmulden 36 ausgebildet, di e einen Öffnungsrand 37 definieren, der in einer zu einer Düsenachse 38 senkrechten Öffnungsebene angeordnet ist, so dass die Strömungsbedingungen, der aus den Düsenbohrungen 30 austretenden Sauerstoffströmung entlang dem
Öffnungsrand 37 konstant ausgebildet sind und so dem Auftreten lokaler Temperaturspitzen am Öffnungsrand, di e zu einer weiteren unerwünschten Temperaturerhöhung des Düsenkörpers 1 1 führen könnten, entgegengewirkt werden kann.

Claims

Patentansprüche
1. Lanzenkopf (10) für eine Sauerstofflanze, der einen Düsenkörper (11) mit einem auf einer Zuströmseite (12) ausgebildeten Anschlussende (13) aufweist, wobei das Anschlussende einen zentralen Anschlussbereich (14) zum Anschluss an ein Sauerstoffrohr (15) und einen peripheren Anschlussbereich (17) zum Anschluss an eine konzentrisch zum Sauerstoffrohr angeordnete Kühlwasserrohranordnung (18) mit einem Kühlwasserzuführkanal (23) und einem Kühlwasserrückstromkanal (27) aufweist, wobei in dem Düsenkörper zumindest eine Düsenbohrung (30) zur Ausbildung einer Sauerstoffdüse vorgesehen ist, die sich zwischen dem Anschlussende und einer Frontfläche (35) des Düsenkörpers erstreckt, wobei der Lanzenkopf zumin- dest eine Kühlwasserleiteinrichtung (28) aufweist, die einen von dem peripheren Anschlussbereich zu einer Mittelachse des Düsenkörpers gerichteten Einströmkanal (24) und einen von der Mittelachse zum peripheren Anschlussbereich gerichteten Ausströmkanal (26) aufweist, wobei zur Ausbildung der Kühlwasserleiteinrichtung der Ein- strömkanal und der Ausströmkanal in einem abgewinkelten Kanalübergang (29) der Kühlwasserleiteinrichtung miteinander verbunden sind,
dad ch gekennzeichnet,
dass sich der Einströmkanal (24) oder der Ausströmkanal (26) von dem peripheren Anschlussbereich an der Mittelachse des Düsenkörpers vorbei erstreckt und der Einströmkanal mit dem Ausströmkanal zur Ausbildung des Kanalübergangs in einer Ebene senkrecht zur Mittelachse einen Kanalwinkel größer 90 Grad einschließt.
Lanzenkopf nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Einströmkanal (24) mit dem Ausströmkanal (26) zur Ausbildung des Kanalübergangs (29) in einer Ebene parallel zur Mittelachse (25) einen Kanalwinkel ß größer 90 Grad einschließt.
Lanzenkopf nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gek nnzeichnet,
dass die Kühlwasserleiteinrichtung (28) einstückig zusammenhängend ausgebildet ist, mit einer durch den Düsenkörper (11) ausgebildeten monolithische Kanalwandung.
Lanzenkopf nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kühlwasserleiteinrichtung (28) durch eine im Düsenkörper (11) zusammenhängend ausgebildete Bohrungswandung ausgebildet ist.
Lanzenkopf nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadu ch gekennzeichnet,
dass der Düsenkörper (11) zur Ausbildung einer Mehrzahl von Sauerstoffdüsen eine Mehrzahl von Düsenbohrungen (30) aufweist, wobei die Düsenbohrungen durch vom Düsenkörper ausgebildete Düsenzwischenwände (31) beabstandet sind und zur Ausbildung einer Mehrzahl von Kühlwasserleiteinrichtungen (28) jeweils ein Einströmkanal (24) und ein daran anschließender Ausströmkanal (26) in unterschiedlichen Düsenzwischenwänden (31) ausgebildet sind.
Lanzenkopf nach Anspruch 5,
dadurch geke nzeichnet,
dass die Mehrzahl von Kühlwasserleiteinrichtungen (28) jeweils einen Einströmkanal (24) und einen Ausströmkanal (26) aufweisen, die mittels eines Kanalübergangs (29) miteinander verbunden sind, wobei die Kanalübergänge (29) um die Mittelachse (25) des Düsenkörpers herum angeordnet sind.
7. Lanzenkopf nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeich et,
dass die Kanalübergänge (29) über einen Ringkanal (32) miteinander verbunden sind,
8. Lanzenkopf nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Ringkanal (32) durch die ineinander übergehend ausgebildeten Kanalübergänge (29) ausgebildet ist.
9. Lanzenkopf nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Einströmkanal (24), der sich von dem peripheren Anschluss- bereich (17) an der Mittelachse (25) des Düsenkörpers (11) vorbei erstreckt, einen größeren Strömungsquerschnitt aufweist als der mittels des Kanalübergangs (29) angeschlossene Ausströmkanal (26).
10. Lanzenkopf nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der periphere Anschlussbereich (17) eine profilierte Strömungskontur zur definierten Strömungsbeaufschlagung eines Anschlussbereichs der Kühlwasserrohranordnung (18) aufweist,
11. Lanzenkopf nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass der periphere Anschlussbereich (17) benachbart einem Austrittquerschnitt des Ausströmkanals (26) eine Strömungsleiteinrichtung (33) zur Strömungsbeaufschlagung eines Anschlussendes (34) eines Außenrohrs (20) der Kühlwasserrohranordnung (18) aufweist.
12. Lanzenkopf nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass in der Frontfläche (35) des Düsenkörpers (11) die Düsenbohrungen (30) mit ihren Düsenaustrittsquerschnitten (39) in Düsenmündungsmulden (36) angeordnet sind, derart, dass ein Öffnungsrand (37) der Düsenbohrungen in einer zu einer Düsenachse (38) senkrechten Öffnungsebene angeordnet ist,
13. Lanzenkopf nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass in der Frontfläche (35) des Düsenkörpers (11) ausgebildete Düsenaustrittsquerschnitte durch eine zylindrischen Düsenaustrittskanal definiert sind, der an einen sich in Strömungsrichtung erweiternden von der Düsenbohrung ausgebildeten Expansionskanal anschließt.
PCT/EP2011/060708 2011-06-27 2011-06-27 Lanzenkopf für eine sauerstofflanze Ceased WO2013000497A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2011/060708 WO2013000497A1 (de) 2011-06-27 2011-06-27 Lanzenkopf für eine sauerstofflanze
EP11735612.1A EP2723908B1 (de) 2011-06-27 2011-06-27 Lanzenkopf für eine sauerstofflanze

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2011/060708 WO2013000497A1 (de) 2011-06-27 2011-06-27 Lanzenkopf für eine sauerstofflanze

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013000497A1 true WO2013000497A1 (de) 2013-01-03

Family

ID=44628903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2011/060708 Ceased WO2013000497A1 (de) 2011-06-27 2011-06-27 Lanzenkopf für eine sauerstofflanze

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP2723908B1 (de)
WO (1) WO2013000497A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014222452A1 (de) 2014-11-04 2016-05-04 Saar-Metallwerke Gmbh Lanzenkopf für eine Sauerstofflanze
WO2016124674A1 (de) 2015-02-04 2016-08-11 Saar-Metallwerke Gmbh Lanzenkopf für eine sauerstofflanze
CN114144533A (zh) * 2019-09-24 2022-03-04 西门子(中国)有限公司 氧气输送装置及其制造方法、拉伐尔喷嘴及其制造方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3322348A (en) * 1964-01-09 1967-05-30 Hoerder Huettenunion Ag Apparatus for the treatment of metal melts with gases
FR1518141A (fr) * 1967-04-06 1968-03-22 Nova Hut Klementa Gottwalda Na Lance de soufflage pour la combustion de combustibles liquides au moyen de gaz d'oxydation
US3743814A (en) * 1970-12-18 1973-07-03 G Oakes Oxygen lance
US4052005A (en) 1976-03-11 1977-10-04 Berry Metal Company Oxygen lance nozzle
US4190238A (en) * 1978-05-11 1980-02-26 Stahlwerke Peine-Salzgitter Ag Lance head for a fining lance
US4417721A (en) * 1982-06-04 1983-11-29 Pehlke Robert D Lance tip for oxygen steelmaking

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3322348A (en) * 1964-01-09 1967-05-30 Hoerder Huettenunion Ag Apparatus for the treatment of metal melts with gases
FR1518141A (fr) * 1967-04-06 1968-03-22 Nova Hut Klementa Gottwalda Na Lance de soufflage pour la combustion de combustibles liquides au moyen de gaz d'oxydation
US3743814A (en) * 1970-12-18 1973-07-03 G Oakes Oxygen lance
US4052005A (en) 1976-03-11 1977-10-04 Berry Metal Company Oxygen lance nozzle
US4190238A (en) * 1978-05-11 1980-02-26 Stahlwerke Peine-Salzgitter Ag Lance head for a fining lance
US4417721A (en) * 1982-06-04 1983-11-29 Pehlke Robert D Lance tip for oxygen steelmaking

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014222452A1 (de) 2014-11-04 2016-05-04 Saar-Metallwerke Gmbh Lanzenkopf für eine Sauerstofflanze
WO2016071273A1 (de) 2014-11-04 2016-05-12 Saar-Metallwerke Gmbh Lanzenkopf für eine sauerstofflanze
WO2016124674A1 (de) 2015-02-04 2016-08-11 Saar-Metallwerke Gmbh Lanzenkopf für eine sauerstofflanze
CN114144533A (zh) * 2019-09-24 2022-03-04 西门子(中国)有限公司 氧气输送装置及其制造方法、拉伐尔喷嘴及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2723908A1 (de) 2014-04-30
EP2723908B1 (de) 2016-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0340207B1 (de) Blaslanze
DE4440323A1 (de) Düse für einen Brennerkopf eines Plasmaspritzgeräts
DE69603485T2 (de) Blaslanze mit angeschweisstem duesenkopf zum aufblasen von gas auf baeder
DE212015000227U1 (de) Plasmaschneidbrenner, Düse und Abschirmkappe
EP0109097B2 (de) Plattenförmiger Wärmetauscher
EP1668236B1 (de) Brennkammer mit kühleinrichtung und verfahren zur herstellung der brennkammer
EP2723908A1 (de) Lanzenkopf für eine sauerstofflanze
EP1136621B1 (de) Rotierbare Walze
WO1995022730A1 (de) Peripher gebohrte walze zur behandlung von bahnmaterial
DE2022388B2 (de) Fluessigkeitsgekuehlte hochofenwindform
EP3645149B1 (de) Verteiler für ein fluid
EP1322790B1 (de) Kühlelement für schachtöfen
AT515245A2 (de) Rohrbündel-Wärmetauschergruppe und Apparat, insbesondere Reaktor für die Erzeugung von Melamin umfassend eine solche Wärmetauschergruppe
EP0020813A1 (de) Dampf-Drosselventil
DE10352881A1 (de) Wärmeübertrager, insbesondere Ladeluft-/Kühlmittel-Kühler
EP4089357B1 (de) Wärmetauscher
WO2016071273A1 (de) Lanzenkopf für eine sauerstofflanze
EP1155154A1 (de) Blasform für schachtöfen, insbesondere hochöfen oder heisswindkupolöfen
WO2016124674A1 (de) Lanzenkopf für eine sauerstofflanze
DE10017604A1 (de) Rotierbare Walze
DE19806788C2 (de) Kühlelement für Schachtöfen, insbesondere Hochöfen
EP0104326A2 (de) Zweikreislanze zum frischen von metallschmelzen
DE19860553C2 (de) Flüssigkeitsgekühlter Verbrennungsrost
EP1077357B1 (de) Kühlelement
WO2014063176A1 (de) Glasschmelzelektrode mit kühleinrichtung sowie kühleinrichtung für eine glasschmelzelektrode

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11735612

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011735612

Country of ref document: EP