NO772922L - Metallurgisk lanse og fremgangsmaate ved fremstilling derav - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår metallurgiske lanser for injisering av materialer i beholdere som inneholder smeltet metall.

Ved behandlingen av smeltet metall er det nødvendig i massen av smeltet metall å innføre materialer som er istand til å bevirke visse kjemiske prosesser i smeiten. Ved f.eks. den fremgangsmåte som er generelt kjent som avsvovling av varmt jern i overførings-øser, forbindes således en lanse med en nitrogenkilde under trykk og med en tilførsel av pulverformig kalsiumcarbid, idet gassen og pulveret danner et fluidisert system som ved hjelp av lansen injiseres under det smeltede metalls overflate. En omsetning finner sted mellom bestanddelene i metallet og det innførte reagens, hvorved svovel overføres fra metallet til den kalsiumslagg som dannes .

Suksessen ved slike injiseringsmetoder, og for den saks skyld også andre varme, metallurgiske injiseringsprosesser, er fullstendig avhengig av at en rimelig lanse er tilgjengelig som er istand til å motstå de betingelser som foreligger når prosessen utføres, hvor fysikalske krefter på grunn av turbulens, vibrering og pulsering kombinert med varmespenninger på grunn av hurtig oppvarming og avkjøling, spesielt de forskjellige varmeekspansjoner som fore-kommer i stålrøret som er vanlig anvendt og i det ildfaste belegg som det vanligvis er forsynt med, forårsaker at lansen svikter,, og dette kommer i tillegg til den uungåelige kjemiske høytemperatur-erosjon som finner sted.

Det er således kjent et forsøk på å forlenge lansens levealder ved å forsyne stålrøret med en spiralvikling av en tråd slik at det fås en anordning som virker.som en trådduk som er viklet på stålrøret. Et ildfast belegg påføres derefter på røret, og trådduken virker som forankringsmateriale. Det har imidlertid i praksis vist seg at en lanse av denne type ikke kan forsynes med et ildfast belegg med en tykkelse på. over 15 mm, og når et belegg med denne tykkelse anvendes, har det igjen vist seg i praksis at lansen nedbrytes hurtig med det resultat at det har vist seg nød-vendig å anvende flere lanser for å utføre en avsvovlingsprosess i store støpeøser som inneholder 240 tonn smeltet metall. En av-flaking eller separering av de ildfaste belegglag finner således sted samtidig med både en langsgående sprekkdannelse i det ildfaste belegg og dannelse av riss i det ildfaste belegg, og dette kommer i tillegg til den svelling eller blæredannelse som ledsager ut-vikling av gass under oppvarmingen av lansen. Disse faktorer sammen med en utilstrekkelig avkjølingsmekanisme når lansen inn-'føres og fjernes, virker til å nedsette lansens levealder.

Forsøk har vist at da en lanse av den ovenfor beskrevne type ble anvendt, var det vanskelig på stålrøret ved hjelp av vanlig ekstrudering å påføre et ildfast materiale med en tilstrekkelig tykkelse (dvs. over 20 mm) til å gi en tilstrekkelig høy varmefor-skjell mellom det ildfaste materiales innside og utside til at det ildfaste materiale ville befordre den avkjøling som ble erholdt ved at de fluidiserte materialer strømmet gjennom lansen, uten at det ildfaste materiale sprakk, og det ildfaste materiale kunne ikke holdes på plass på stålrøret ved den forankringsvirkning som trådduken ga.

I et forsøk på å unngå disse vanskeligheter er det i britisk patentskrift nr. 1431123 blitt foreslått å tilveiebringe en lanse ved å feste hovedforankringsanordninger langs et metallrørs lengde og rundt dets omkrets og å tilveiebringe ytterligere supplerende forankringsanordninger langs metallrørets lengde og rundt dets omkrets, og å påføre et ildfast materiale på røret og dets forankringsanordninger ved en vibrasjonsformningsmetode. Denne metode og lansen erholdt ved denne metode har gitt suksess ved at metoden sterkt forenkler fremstillingen av lanser med en tilsvarende ned-settelse av omkostningene samtidig som det fås en lanse som kan anvendes en rekke ganger, f.eks. for avsvovlingsprosesser..

Oppfinnelsen angår en metallurgisk lanse for injisering av fluida i smeltet metall, og lansen er særpreget ved at den omfatter en metallrørlengde med en rekke kontinuerlige ribber langs røret, anordninger som danner en bro mellom de ytterste ender av ribbene og til hvilke forankringsanordninger er festet og som er anordnet i avstand fra hverandre langs røret, og et ildfast belegg på røret.

Selv om to diametralt motstående ribber ville ha vært tilstrekkelig, foretrekkes det at minst tre ribber er anordnet med samme innbyrdes avstand rundt rørets omkrets.

Det foretrekkes at anordningen som danner en bro mellom ribbenes ytterste ender, er en piggtråd som spiralformet er viklet rundt ribbene, og hvor piggene på tråden danner forankringsanordningene. Når minst tre ribber anvendes, vil piggtråden uunn-gåelig være anordnet i avstand fra røret, og når et egnet ildfast materiale derfor påføres, vil piggene bli fullstendig innleiret i det ildfaste materiale og således medvirke til at det ildfaste materiale vil holdes fast på røret.

De kontinuerlige, langsgående ribber kan være dannet i ett stykke med røret, f.eks. ved en egnet ekstruderingsprosess. De kan også være dannet adskilt fra røret og festet til rørets omkrets ved sveising.

Selv om en hvilken som helst metode for påføring av det ildfaste materiale på røret kan anvendes, som vanlig støping eller endog ekstrudering, foretrekkes det ifølge en ytterligere fore-trukken utførelsesform av oppfinnelsen å anvende en vibrasjons-støpe-/pressemetode for å sikre at belegget blir fritt for sprekker.

Oppfinnelsen angår således også en fremgangsmåte ved fremstilling av en lanse av den ovenfor beskrevne type, og fremgangsmåten er særpreget ved at en rekke kontinuerlige ribber dannes langs et metallrør og i avstand rundt dets omkrets, støtteforankringsan-ordninger påføres rundt ribbeanordningene slik at forankringsanordningene strekker seg rundt rørets omkrets og langs dets lengde, røret med dets forankringsanordninger anbringes i en form med åpen topp, et egnet ildfast materiale tilføres til formen, formen vibreres for å kompaktere det ildfaste materiale rundt røret og ribbene,

og når forankringsanordningene er blitt innleiret i det ildfaste materiale, utsettes dette for en avsluttende presseoperasjon, og til slutt tørkes belegget på røret.

Forankringsanordningene utgjøres fortrinnsvis av piggene på

en piggtråd, og piggtråden pakkes spiralformig rundt ribbene på røret.

Formen utsettes i alminnelighet for en meget sterk vibrasjon, f.eks. 1400-3000 cykler/min. Selv om vanlig tørking kan anvendes, foretrekkes det å tørke belegget innenifra og ut for å unngå at det dannes sprekker under tørkingen. Således kan et isolert, elektrisk motstandsoppvarmingselement anbringes langs rørets innside og elektrisk strøm ledes langs oppvarmingselementet som av-gir varme som virker mot rørets innside. Temperatursyklusen kan kontrolleres ved hjelp av et termoelement og en temperaturregulator for erholdelse av den korrekte temperatur, ikke bare for tørking, men også for å fullstendiggjøre enhver kjemisk binding når det ildfaste materiale som påføres på røret, er et kjemisk bundet ildfast materiale. Flere utførelsesformer av den foreliggende opp-finnelse vil bli beskrevet under henvisning til tegningene, hvorav

Fig. 1 er et sideriss av en lanse ifølge oppfinnelsen,

Fig. 2 et snitt langs linjen 2-2 ifølge Fig. 1,

Fig. 3 tilsvarer Fig. 2, men viser en annen utførelsesform av en lanse ifølge oppfinnelsen, Fig. 4 tilsvarer Fig. 2, men viser en tredje utførelsesform av en lanse ifølge oppfinnelsen, og Fig. 5 tilsvarer Fig. 2, men viser en fjerde utførelsesform av en lanse ifølge oppfinnelsen.

På Fig. 1 og 2 er en lanse 1 for injisering av fluida i smeltet metall laget av en metallrørlengde 2 med fire kontinuerlige ribber 3 som strekker seg langs røret 2 og er anordnet i en avstand av 90° fra hverandre rundt rørets omkrets. Ribbene 3 er blitt laget uavhengig av røret og derefter sveiset på røret. En piggtråd-lengde 4 er spiralformig viklet rundt ribbene 3 slik at, som vist spesielt på Fig. 2, trådens pigger befinner seg i avstand fra røret 2. På røret 2 er påført et belegg 5 av et ildfast materiale som, som vist på Fig. 2, befinner seg i intim kontakt med røret 2, og ribbene 3 og piggtråden 4 er derfor innleiret i det ildfaste materiale.

På grunn av at piggtrådens 4 pigger (og i en mindre grad ribbene 3) er fullstendig innleiret i det ildfaste materiale, vil disse tjene som meget effektive forankringsmidler som medvirker til at det ildfaste materiale holdes på plass på røret når dette anvendes.

Selv om fire ribber 3 er vist på Fig. 1 og 2, vil det forstås at et hvilket som helst egnet antall og en hvilken som helst anordning av ribbene kan anvendes. Dette er vist som et eksempel på

Fig. 3-5, hvor hhv. 3, 5 og 6 ribber 3 er gjengitt.

Den foretrukne fremgangsmåte ved fremstilling av lansene

vist på Fig. 1-5 er å anvende en vibrasjons-/støpemetode. Efter at ribbene 3 er blitt sveiset på røret 2 og piggtråden 4 er blitt spiralformig påviklet, anbringes røret i en form med åpen topp og med et formhulrom som har den form som belegget 5 av ildfast materiale skal ha. Det ildfaste materiale innføres i form av en fuktig blanding i formen slik at det omgir røret, og formen vibreres med en høy frekvens av 1400-3000 cykler/min. Derefter utsettes lansen for et avsluttende pressetrinn. Det ildfaste materiale blir derefter tørket, og selv om en hvilken som helst tørkemetode kan anvendes, foretrekkes det å tørke materialet innenifra og utad for å unngå at sprekker dannes under tørkingen. Et isolert varmeelement kan således strekkes langs rørets 2 innerside. Tørke-syklusen kontrolleres ved hjelp av et termoelement og en temperatur-reguleringsanordning ikke bare for å oppnå de korrekte tørke-temperaturer, men også for å fullstendiggjøre en eventuell kjemisk binding når det ildfaste materiale som er blitt påført på røret,

er et kjemisk bundet ildfast materiale.

Claims (10)

1. Metallurgisk lanse for injisering av materialer som danner et fluidisert system, i smeltet metall, karakterisert ved at den omfatter en metallrørlengde (2) med en rekke kontinuerlige ribber (3) som strekker seg langs røret, anordninger (4) som danner en bro mellom ribbenes ytterste ender og hvortil f orankringsanordninger er festet, idet de broslagende anordninger er anordnet i avstand langs røret, og et ildfast belegg (5) på røret.

2. Lanse ifølge krav 1, karakterisert ved at den har minst tre ribber (3).

3. Lanse ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at anordningene som danner en bro mellom ribbenes (3) ytterste ender, er en piggtråd (4) som er viklet spiralformig rundt ribbene, og hvor trådens pigger danner forankringsanordningene.

4. Lanse ifølge krav 1-3, karakterisert ved at de langsgående ribber (3) er dannet i ett stykke med røret (2) ved en egnet ekstruderingsprosess.

5. Lanse ifølge krav 1-3, karakterisert ved at de langsgående ribber (3) er blitt fremstilt uavhengig av røret (2) og er festet til rørets omkrets ved sveising.

6. Fremgangsmåte ved fremstilling av en metallurgisk lanse ifølge krav 1-5, karakterisert ved at en rekke kontinuerlige ribber dannes langs et metallrør og i avstand rundt rørets omkrets, at det rundt ribbene påføres anordninger som understøtter forankringsanordninger slik at forankringsanordningene strekker seg rundt rørets omkrets og langs dets lengde, at røret med dets forankringsanordninger anbringes i en form med åpen topp, at et egnet ildfast materiale tilføres til formen som vibreres for å kompaktere det ildfaste materiale rundt røret og ribbene, at når forankringsanordningene er blitt innleiret i det ildfaste materiale, utsettes det ildfaste materiale for en avsluttende presseoperasjon, og at belegget på røret til slutt tørkes.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at det anvendes en vibrasjonsfrekvens av 1400-3000 cykler/min.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 6 eller 7, karakterisert ved at det ildfaste materiale tørkes innenifra og utad.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at et isolert varmeelement føres langs rørets innside.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 7-9, karakterisert ved at det anvendes en tørketemperatur som er valgt ikke bare for å gi en korrekt tørking, men også for å bevirke fullførelse av en eventuell kjemisk binding av det ildfaste materiale når det som ildfast materiale anvendes et kjemisk bundet ildfast materiale.