Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
LANCE HEAD FOR AN OXYGEN LANCE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/124674
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a lance head (10) for an oxygen lance, wherein the lance head is formed from a base body (11) comprising an oxygen pipe (12) and a cooling water pipe arrangement (13) arranged concentrically with respect to the oxygen pipe, wherein the oxygen pipe and the cooling water pipe arrangement are each connected to a base body by means of a bonded connection, wherein the base body comprises an inflow side (26) and a front side (23), wherein in the base body at least one nozzle channel (24) is provided, which extends between the inflow side and the front side and forms an oxygen nozzle, wherein within the base body a cooling water inflow channel (27) and a cooling water return channel (28) meet in a distribution chamber (31), wherein a bypass (39) is configured between the cooling water inflow channel and the cooling water return flow channel in the base body.

More Like This:
Inventors:
CZINGON, Ralf (Käuersbachstr. 20, Saarwellingen, 66793, DE)
MÜLLER, Jens (Sankt Barbara Str. 2, Saarbrücken/Gersweiler, 66128, DE)
Application Number:
EP2016/052349
Publication Date:
August 11, 2016
Filing Date:
February 04, 2016
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
SAAR-METALLWERKE GMBH (Am Römerkastell 6, Saarbrücken, 66121, DE)
International Classes:
F27D3/16; C21C5/46
Domestic Patent References:
WO2000071760A12000-11-30
WO2013000497A12013-01-03
Foreign References:
DE102006010287A12007-09-13
CN2738188Y2005-11-02
US5370309A1994-12-06
Attorney, Agent or Firm:
ADVOTEC. PATENT- UND RECHTSANWÄLTE (Bahnhofstraße 4, Siegen, 57072, DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

Lanzenkopf (10, 43, 63, 77, 86, 94, 99) für eine Sauerstofflanze, wobei der Lanzenkopf aus einem Basiskörper (11, 44, 82, 87), einem Sauerstoffrohr (12, 47) und einer konzentrisch zum Sauerstoffrohr angeordneten Kühlwasserrohranordnung (13) ausgebildet ist, wobei das Sauerstoffrohr und die Kühlwasserrohranordnung jeweils mittels einer stoffschlüssigen Verbindung am Basiskörper angeschlossen sind, wobei der Basiskörper eine Zuströmseite (26, 80) und eine Frontseite (23, 56, 81) aufweist, wobei in dem Basiskörper zumindest ein Düsenkanal (24, 58, 84) vorgesehen ist, der sich zwischen der Zuströmseite und der Frontseite erstreckt und eine Sauerstoffdüse (25, 57, 85) ausbildet, wobei innerhalb des Basiskörpers ein Kühlwasserzuführkanal (27, 52, 71, 88) und ein Kühlwasserrückstromkanal (28, 54, 73, 89) in einem Verteilraum (31, 50, 64, 78, 95) zusammentreffen,

dadurch g e k e nn z e i c hn e t ,

dass zwischen dem Kühlwasserzuführkanal und dem Kühlwasserrückstromkanal im Basiskörper ein Bypass (39, 62, 91) ausgebildet ist.

Lanzenkopf nach Anspruch 1, dadurch g e k e nn z e i c hn e t ,

dass der Kühlwasserrückstromkanal (28, 54, 73, 89) zwischenliegend der Frontseite (23, 56, 81) und dem Kühlwasserzuführkanal (27, 52, 71, 88) verläuft.

3. Lanzenkopf nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch g e k e nn z e i c hn e t ,

dass der Bypass (39, 62, 91) den Kühlwasserzuführkanal (27, 52, 71, 88) mit dem Kühlwasserrückstromkanal (28, 54, 73, 89) derart verbindet, dass eine Rückseite (35, 55, 75) der Frontseite (23, 56, 81) mit Kühlwasser anströmbar ist.

4. Lanzenkopf nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch g e k e nn z e i c hn e t ,

dass der Bypass (39, 62, 91) einen Querschnitt aufweist, der relativ zu einem Querschnitt des Kühlwasserzuführkanals (27, 52, 71, 88) und zu einem Querschnitt des Kühlwasserrückstromkanals (28, 54, 73, 89) um ein Vielfaches kleiner ist.

5. Lanzenkopf nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch g e k e nn z e i c hn e t ,

dass der Verteilraum (31, 50, 64, 78) durch eine relativ zu einer Mittenachse (33, 83) des Lanzenkopfs (10, 43, 63, 77, 86) zentrische Bohrung (32, 68) in dem Basiskörper (11, 44, 82, 87) ausgebildet ist.

6. Lanzenkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch g e k e nn z e i c hn e t ,

dass der Verteilraum (95) durch eine Vielzahl relativ zu einer Mittenachse (33, 83) des Lanzenkopfs (94, 99) kreisringförmig angeordneten Bohrungen (96) in dem Basiskörper ausgebildet ist.

7. Lanzenkopf nach Anspruch 5 oder 6,

dadurch g e k e nn z e i c hn e t ,

dass der Verteilraum (31, 50, 64, 78, 95) mittels einer Platte (34) auf der Zuströmseite (26, 80) verschlossen ist.

8. Lanzenkopf nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch g e k e nn z e i c hn e t ,

dass der Bypass (39, 62, 91) zumindest eine Bohrung (38, 61, 90) ist, wobei eine Vielzahl von Bohrungen koaxial relativ zum Verteilraum (31, 50, 64, 78) ausgebildet sind.

9. Lanzenkopf nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch g e k e nn z e i c hn e t ,

dass der Basiskörper (11, 44, 82, 87) jeweils eine Mehrzahl von Kühlwasserzuführkanälen (27, 52, 71, 88), Kühlwasserrückstromkanälen (28, 54, 73, 89) und Düsenkanälen (24, 58, 84) aufweist, wobei die Düsenkanäle durch vom Basiskörper ausgebildete Düsenzwischenwände (59) beabstandet sind, und die Kühlwasserzuführkanäle (27, 52, 71, 88) und Kühlwasserrückstromkanäle (28, 54, 73, 89) in den Düsenzwischenwänden ausgebildet sind.

10. Lanzenkopf nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch g e k e nn z e i c hn e t ,

dass die Kühlwasserzuführkanäle (27, 52, 71, 88) und/oder die Kühlwasserrückstromkanäle (28, 54, 73, 89) jeweils über einen im Basiskörper (11, 44, 82, 87) ausgebildeten Ringkanal (40, 92, 93) miteinander verbunden sind.

11. Lanzenkopf nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch g e k e nn z e i c hn e t ,

dass der Basiskörper (11, 82, 87) monolithisch ausgebildet ist.

12. Lanzenkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 10,

dadurch g e k e nn z e i c hn e t ,

dass der Basiskörper (44) aus einem Basiselement (45) und einem verzehrbaren Gehäuseelement (46) ausgebildet ist, wobei das Gehäuseelement mit dem Basiselement lösbar oder unlösbar verbunden ist.

13. Lanzenkopf nach Anspruch 12,

dadurch g ek e nn z e i c hn e t ,

dass das Sauerstoffrohr (47) von dem Basiselement (45) des Basiskörpers (44) ausgebildet ist.

14. Lanzenkopf nach 1 einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch g e k e nn z e i c hn e t ,

dass auf einer Rückseite (35, 55, 75) der Frontseite (23, 56, 81) innerhalb des Verteilraums (31, 50, 64, 78, 95) eine Umlenkeinrichtung (36) für Kühlwasser ausgebildet ist.

15. Lanzenkopf nach Anspruch 14,

dadurch g e k e nn z e i c hn e t ,

dass die Umlenkeinrichtung (36) in Art eines Konus oder Kegels (37) ausgebildet ist.

16. Lanzenkopf nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch g e k e nn z e i c hn e t ,

dass der Verteilraum (50, 64, 78, 95) kreisringförmig ausgebildet ist.

17. Lanzenkopf nach Anspruch einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e nn z e i c hn e t ,

dass ein relativ zum Lanzenkopf (77) zentrischer Düsenkanal (84) ausgebildet ist.

18. Lanzenkopf nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch g e k e nn z e i c hn e t ,

dass der Kühlwasserzuführkanal (27, 52, 71, 88) und/oder der Kühlwasserrückstromkanal (28, 54, 73, 89) jeweils durch eine gerade Ka- nalbohrung (29, 30, 53) ausgebildet ist.

19. Lanzenkopf nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch g e k e nn z e i c hn e t ,

dass ein Ring (65) zur Strömungsoptimierung im Verteilraum (64) eingesetzt ist. 20. Lanzenkopf nach Anspruch 19,

dadurch g e k e nn z e i c hn e t ,

dass der Ring (65) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass ein oberer, der Frontseite (23, 56, 81) abgewandter Querschnittbereich (72) des Kühlwasserrückstromkanals (73) abgedeckt ist.

Description:
Lanzenkopf für eine Sauerstofflanze

Die Erfindung betrifft einen Lanzenkopf für eine Sauerstofflanze, wobei der Lanzenkopf aus einem Basiskörper, einem Sauerstoffrohr und einer konzentrisch zum Sauerstoffrohr angeordneten Kühlwasserrohranordnung ausgebildet ist, wobei das Sauerstoffrohr und die Kühlwasserrohranordnung j eweils mittels einer stoffschlüssigen Verbindung am Basiskörper angeschlossen sind, wobei der Basiskörper eine Zuströmseite und eine

Frontseite aufweist, wobei in dem Basiskörper zumindest ein Düsenkanal vorgesehen ist, der sich zwischen der Zuströmseite und der Frontseite erstreckt und eine Sauerstoffdüse ausbildet, wobei innerhalb des Basiskörpers ein Kühlwasserzuführkanal und ein Kühlwasserrückstromkanal in einem Verteilraum zusammentreffen.

Derartige Lanzenköpfe sind hinreichend bekannt und werden in

Schmelzö fen bei der Stahlherstellung eingesetzt. Sie dienen zum Aufblasen von Sauerstoff auf eine Badoberfläche eines in einem Ofengefäß des Schmelzo fens aufgeschmo lzenen Schmelzebads. Aufgrund der dabei auftretenden hohen Temperaturen ist es notwendig, den Lanzenkopf mittels der in einem Düsenkörper ausgebildeten Kühlwasserleiteinrich- tungen so zu kühlen, dass der Lanzenkopf in einen für einen optimalen Schmelzprozess geeigneten Abstand zur Badoberfläche bewegt werden kann, ohne das die Gefahr eines Aufschmelzens des Lanzenkopfes besteht. Mittels einer durch die Kühlwasserleiteinrichtungen in einem Basiskörper zirkulierenden Kühlwasserströmung wird für eine ausreichende Kühlung des Lanzenkopfes gesorgt. Ein derartiger Lanzenkopf ist beispielsweise aus der WO 201 3/000497 A I bekannt.

Bei den bekannten Lanzenköpfen ist der Basiskörper regelmäßig aus einem mono lithischen Metallblock ausgebildet, der von Düsenkanälen und Kühlwasserkanälen durchsetzt ist. Der Basiskörper weist eine

Fronseite auf, die dem Schmelzebad zugewandt ist, und aus dem die Düsenkanäle austreten. Die Kühlwasserkanäle verlaufen unmittelbar an einer Rückseite der Frontseite innerhalb des Basiskörpers derart, dass eine Kühlung der Frontseite mit Kühlwasser erfolgt. Dadurch wird es überhaupt erst möglich den Lanzenkopf zu verwenden, da beim Anblasen eines Schmelzebades der Lanzenkopf stark erhitzt und einer aggressiven Atmosphäre innerhalb eines Gefäßes ausgesetzt wird, wodurch es unter anderem auch durch abrasive Metallpartikel und Anbackungen an dem Lanzenkopf zu einem Verschleiß des Materials des Lanzenkopfes kommt. Eine geometrische Gestalt der Kanäle des Basiskörpers beziehungsweise des Lanzenkopfes sowie deren Relativanordnung ist, beispielsweise durch spanende Fertigungsverfahren, nur unter hohem Aufwand herzustellen, weshalb zur Vermeidung von Kosten eine hohe Standzeit des Lanzenkopfes angestrebt wird. Insbesondere eine gleichmäßige Kühlung der Frontseite trägt zur Verlängerung der Standzeit des Lanzenkopfes bei. Bei den bekannten Lanzenköpfen ist es j edoch nachteilig, dass die Frontseite der Lanzenköpfe entsprechend eines Verlaufs der Kühlwasserkanäle im Basiskörper ungleichmäßig gekühlt wird. Einer gleichmäßigeren Kühlung der Frontseite steht jedoch entgegen, dass die Kühlwasser- kanäle dann gegebenenfalls unter höherem Kostenaufwand herzustellen sind. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Lanzenkopf vorzuschlagen, der hinsichtlich Standzeit und Herstellungskosten optimiert ist.

Diese Aufgabe wird durch einen Lanzenkopf mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Der erfindungsgemäße Lanzenkopf für eine Sauerstofflanze ist aus einem Basiskörper, einem Sauerstoffrohr und einer konzentrisch zum Sauerstoffrohr angeordneten Kühlwasserrohranordnung ausgebildet, wobei das Sauerstoffrohr und die Kühlwasserrohranordnung j eweils mittels einer stoffschlüssigen Verbindung am Basiskörper angeschlossen sind, wobei der Basiskörper eine Zuströmseite und eine Frontseite aufweist, wobei in dem Basiskörper zumindest ein Düsenkanal vorgesehen ist, der sich zwischen der Zuströmseite und der Frontseite erstreckt und eine Sauerstoffdüse ausbildet, wobei innerhalb des Basiskörpers ein Kühlwasserzu- führkanal und ein Kühlwasserrückstromkanal in einem Verteilraum zusammentreffen, wobei zwischen dem Kühlwasserzuführkanal und dem Kühlwasserrückstromkanal im Basiskörper ein Bypass ausgebildet ist.

Die Kühlwasserrohranordnung kann ein Außenrohr und ein Innenrohr aufweisen, die mit dem Basiskörper verbunden sind, so dass der Kühl- wasserzuführkanal und der Kühlwasserrückstromkanal an das Außenrohr bzw. Innenrohr angeschlossen sind. Das Kühlwasser fließt dann von dem Kühlwasserzuführkanal in den Verteilraum und von dort in den Kühlwasserrückstromkanal. Dabei wird das Kühlwasser auf eine Rückseite der Frontseite geleitet, so dass die durch ein Schmelzebad erwärmte Front- seite durch eine Abfuhr von Wärmeenergie mittels des Kühlwassers gekühlt wird. Zwischen dem Kühlwasserzuführkanal und dem Kühlwasserrückstromkanal im Basiskörper ist ein Bypass ausgebildet, über den Kühlwasser unmittelbar vom Kühlwasserzuführkanal in den Kühlwasserrückstromkanal einströmen kann, ohne dass dieses Kühlwasser den Verteilraum passieren muss. Eine Position des Bypasses ist dabei so gewählt, dass das Kühlwasser an einer Stelle in dem Kühlwasserrück- Stromkanal einströmt, an der das über den Verteilraum strömende Kühlwasser sich bereits durch den Kontakt mit der Rückseite der Frontseite wesentlich erwärmt hat. So ist es möglich, ein Temperaturniveau des Kühlwassers im Kühlwasserrückstromkanal durch ergänzend über den Bypass zugeführtes Kühlwasser mit einem vergleichsweise niedrigen

Temperaturniveau abzusenken. Der Bypass bewirkt so eine Strömungsoptimierung eines Kühlwasserstroms im Kühlwasserrückstromkanal, dass eine gleichmäßigere homogene Kühlung der Frontseite erfo lgt. Große Temperaturdifferenzen auf der Frontseite werden dadurch vermieden, so dass ein gleichmäßigerer Verschleiß der Frontseite, und damit eine Verlängerung der Standzeit des Lanzenkopfes bewirkt wird.

Es ist daher besonders vorteilhaft, wenn der Kühlwasserrückstromkanal zwischenliegend der Frontseite und dem Kühlwasserzuführkanal verläuft. Das vom Kühlwasserzuführkanal in den Verteilraum einströmende

Kühlwasser mit vergleichsweise niedrigem Temperaturniveau wird im Kühlwasserzuführkanal zunächst nicht wesentlich erwärmt, da dann alleine der Kühlwasserrückstromkanal die Rückseite der Frontseite ausbildet.

Weiter kann der Bypass den Kühlwasserzuführkanal mit dem Kühlwas- serrückstromkanal derart verbinden, dass die Rückseite der Frontseite mit Kühlwasser anströmbar ist. Der Bypass kann demnach so mit dem Kühlwasserrückstromkanal verbunden sein, dass ein aus dem Bypass austretender Kühlwasserstrom direkt auf die Rückseite der Frontseite gerichtet ist. Dadurch kann eine turbulente Strömung bzw. Verwirbelung des Kühlwasserstroms des Bypasses im Bereich der Rückseite der Frontseite bewirkt werden, weshalb in diesem Bereich auch eine gute Durchmischung des Kühlwassers des Bypasses mit vergleichsweise geringem Temperaturniveau mit dem Kühlwasser aus dem Verteilraum mit vergleichsweise hohem Temperaturniveau erfolgen kann. Der Bypass kann einen Querschnitt aufweisen, der relativ zu einem

Querschnitt des Kühlwasserzuführkanals und zu einem Querschnitt des Kühlwasserrückstromkanals um ein Vielfaches kleiner sein kann. Folglich kann dann ein größeres Volumen an Kühlwasser pro Zeiteinheit über den Verteilraum strömen, als über den Bypass. Dies stellt die Ausbildung einer Hauptströmungsrichtung im Kühlwasserrückstromkanal sicher. Der Verteilraum kann durch eine relativ zu einer Mittenachse des Lanzenkopfes zentrische Bohrung in dem Basiskörper ausgebildet sein.

Wenn der Verteilraum relativ zur Mittenachse zentrisch ausgebildet ist, kann das Kühlwasser dann von dem Verteilraum hinter einem Mittenbereich der Frontseite in Richtung hin zu einem Außenbereich der Frontsei- te über den Kühlwasserrückstromkanal fließen. So kann in erster Linie eine Kühlung des Mittenbereichs sichergestellt werden, wobei sich das Kühlwasser im Kühlwasserrückstromkanal, der dann in radialer Richtung verlaufen kann, nach außen hin erwärmt. Das aus dem Bypass zuströmende frische Kühlwasser sorgt dann für eine Absenkung des Tempera- turniveaus des Kühlwasserstroms im Außenbereich. Weiter wird es möglich, den Basiskörper durch die Ausbildung des Verteilraums als eine einfache zentrische Bohrung besonders einfach und kostengünstig herzustellen.

Der Verteilraum kann durch eine Vielzahl relativ zu einer Mittenachse des Lanzenkopfes kreisringförmig angeordneten Bohrungen in dem

Basiskörper ausgebildet sein. Dadurch wird der Lanzenkopf noch kostengünstiger herstellbar, wenn im Zentrum des Verteilraums ein Steg stehen bleiben so ll. Der Steg ist hinsichtlich Stabilität und Kühlung vorteilhaft.

Um die Zuströmseite, über die Sauerstoff in den Düsenkanal strömt, gegenüber dem Verteilraum bzw. der zentrischen Bohrung oder der Vielzahl von Bohrungen abzuschließen, kann der Verteilraum mittels einer Platte auf der Zuströmseite verschlo ssen sein. Beispielsweise kann dann die zentrische Bohrung von der Zuströmseite in dem Basiskörper ausgebildet werden und nachfolgend durch die Platte gegenüber der Zuströmseite abgedichtet werden. Die Platte kann in die zentrische Bohrung eingepresst, mit dem Basiskörper verschweißt oder in die zentrische Bohrung eingeschraubt werden. Wenn der Basiskörper beispielsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung besteht, kann die Platte aus dem gleichen oder einem kostengünstigeren Material hergestellt werden. Der Bypass kann zumindest eine Bohrung sein, wobei eine Vielzahl von Bohrungen koaxial relativ zum Verteilraum ausgebildet sein kann. In einer besonders einfachen Ausführungsform kann der Bypass eine gerade Bohrung sein, die den Kühlwasserzuführkanal mit dem Kühlwasserrückstromkanal verbindet. Der Bypass ist dann besonders einfach herstellbar. Optional kann der Bypass auch aus einer Mehrzahl von Bohrungen ausgebildet sein, die den Kühlwasserzuführkanal mit dem Kühlwasserrückstromkanal verbinden. Dabei kann vorgesehen sein, dass diese Bohrungen unterschiedliche Querschnitte aufweisen, so dass j e nach Lage der Bohrungen relativ zu einer Mittenachse des Lanzenkopfes bzw. je nach Abstand der j eweiligen Bohrung von dem Verteilraum die Bohrungen unterschiedliche Querschnitte aufweisen können. So wird es möglich j e nach dem Temperaturniveau des durch den Kühlwasserrückstromkanal strömenden Kühlwassers frisches Kühlwasser mit niedrigerem Temperaturniveau an geeigneter Stelle in der geeigneten Menge in den Kühlwasserrückstromkanal einzuleiten. Auch wenn in dem Basiskörper eine Vielzahl von Kühlwasserzuführkanälen und Kühlwasserrückstromkanälen ausgebildet sind, die über einen einzelnen Verteilraum verbunden sind, können zwischen diesen j eweils Bohrungen bzw. Bypäs- se ausgebildet sein. Die Bohrungen können dann auch koaxial relativ zum Verteilraum angeordnet sein.

Demnach kann der Basiskörper j eweils eine Mehrzahl von Kühlwasserzuführkanälen, Kühlwasserrückstromkanälen und Düsenkanälen aufweisen, wobei die Düsenkanäle durch vom Basiskörper ausgebildete Düsenzwischenwände beabstandet sein können, und die Kühlwasserzuführkanäle und Kühlwasserrückstromkanäle in den Düsenzwischenwänden ausgebildet sein können. Folglich können relativ zur Mittenachse des Lanzenkop- fes die Düsenkanäle auf einer kreisringförmigen konzentrischen Bahn bzw. koaxial um die Mittenachse angeordnet sein, wobei die Kühlwasserkanäle dann j eweils zwischen den Düsenkanälen in radialer Richtung verlaufen können. Die Kühlwasserzuführkanäle und/oder die Kühlwasserrückstromkanäle können j eweils über einen im Basiskörper ausgebildeten Ringkanal miteinander verbunden sein. Beispielsweise kann der Ringkanal des Kühlwasserrückstromkanals auch auf einer Rückseite der Frontseite ausgebildet sein. Benachbart kann weiter ein Ringkanal des Kühlwasser- zuführkanals angeordnet sein, so dass es möglich ist, den Bypass zwischen beiden Ringkanälen auszubilden. Beispielsweise kann dann auch eine gleichmäßigere Kühlung einer radialen Außenfläche des Basiskörpers oder eines Außenrohrs des Lanzenkopfes gewährleistet werden.

Der Basiskörper kann monolithisch ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Basiskörper aus Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehen und durch Schmieden, Gießen und/oder spanende Bearbeitung hergestellt sein.

Alternativ kann der Basiskörper auch aus einem Basiselement und einem verzehrbaren Gehäuseelement ausgebildet sein, wobei das Gehäuseele- ment dann mit dem Basiselement lösbar oder unlösbar verbunden sein kann. Dadurch, dass der Basiskörper dann mehrteilig ausgebildet ist, kann eine Herstellung des Basiskörpers wesentlich vereinfacht werden, da sich eine komplexe Geometrie aus Düsenkanälen und Kühlwasserkanälen einfacher herstellen lässt. Weiter kann das Basiselement so ausge- bildet werden, dass dieses nicht mit der aggressiven Atmosphäre innerhalb eines Ofengefäßes in Kontakt gelangt und daher kaum verschleißen kann. Das Gehäuseelement kann dann die Frontseite des Basiskörpers ausbilden und wird bei dem Einblasen von Sauerstoff in das Ofengefäß von der aggressiven Atmosphäre verschlissen bzw. verzehrt. Ist dann ein Verschleißzustand erreicht, der einen Austausch des Lanzenkopfes erfordert, ist es bereits schon ausreichend, alleine das Gehäuseelement auszuwechseln und zu erneuern. Dadurch können die Kosten für eine Ertüchtigung des Lanzenkopfes wesentlich gesenkt werden, da kein kompletter Austausch des Lanzenkopfes mehr erforderlich ist. Auch wird durch die lösbare Verbindung des Gehäuseelements mit dem Basisele- ment ein einfacher Austausch des Gehäuseelements ermöglicht.

Das Sauerstoffrohr kann von dem Basiselement des Basiskörpers ausgebildet sein. Bei dieser Ausführungsform des Lanzenkopfes ist es nicht mehr erforderlich, das Sauerstoffrohr, beispielsweise durch Verschweißen, mit dem Basiskörper zu verbinden, da das Basiselement das Sauer- stoffrohr bereits ausbildet. Insbesondere wird die Ausbildung des Sauerstoffrohrs durch das Basiselement durch die mehrteilige Ausbildung des Basiskörpers erst möglich.

Auf einer Rückseite der Frontseite des Basiskörpers kann innerhalb des Verteilraums eine Umlenkeinrichtung für Kühlwasser ausgebildet sein. Die Umlenkeinrichtung dient dann zur Kühlwasserströmungsführung des durch den Verteilraum strömenden Kühlwassers in den Kühlwasserrückstromkanal. Eine Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers im Übergang von Verteilraum zu Kühlwasserrückstromkanal wird dann nicht wesentlich reduziert, wodurch sich eine noch gleichmäßigere Kühlung der Frontseite ergibt.

Die Umlenkeinrichtung kann in Art eines Konus oder Kegels ausgebildet sein, der in den Verteilraum hineinragt. Die Umlenkeinrichtung kann auch eine Rückseite der Frontseite des Basiskörpers ausbilden. Durch die Umlenkeinrichtung kann auch eine weitestgehend laminare Strömung von Kühlwasser beim Übertritt von dem Verteilraum in den Kühlwasserrückstromkanal bewirkt werden.

Der Verteilraum kann auch kreisringförmig ausgebildet sein, wobei dadurch eine gezielte Führung einer Kühlwasserströmung im Verteilraum möglich wird. Die kreisringförmige Ausbildung des Verteilraums ist einfach möglich, wenn ein zentrischer säulenförmiger Stab innerhalb des Verteilraums angeordnet ist.

Insbesondere dann kann auch ein relativ zum Lanzenkopf zentrischer Düsenkanal ausgebildet sein. Der zentrische Düsenkanal kann innerhalb des zentrischen Stabes verlaufen. Der zentrische Düsenkanal kann gegenüber gegebenenfalls vorhandenen, weiteren Düsenkanälen einen vergleichsweise geringeren Drosselungsquerschnitt aufweisen. Auch ist eine direkte Verbindung von dem zentralen Sauerstoffrohr auf der

Zuströmseite in ein Zentrum des Lanzenkopfes an der Frontseite mög- lieh, ohne dass weitere, zusätzliche Bauteile zur Herstellung benötigt werden.

Der Kühlwasserzuführkanal und/oder der Kühlwasserrückstromkanal kann j eweils durch eine gerade Kanalbohrung ausgebildet sein. Die Ausbildung der Kühlwasserkanäle als gerade Kanalbohrung ist besonders einfach und senkt wesentlich die Herstellungskosten des Lanzenkopfes. Diese Ausbildung der Kühlwasserkanäle wird j edoch erst durch die Ausbildung des zentralen Verteilraums möglich, in dem alle Kühlwasserkanäle, mit Ausnahme des Bypasses, zusammenlaufen. Auf eine Ausbildung von gegebenenfalls nur schwer herstellbaren Kühlwasserleiteinrich- tungen, wie sie bei anderen Kühlwasserkanalformen erforderlich sind, kann daher verzichtet werden.

In einer Ausführungsform kann ein Ring zur Strömungsoptimierung im Verteilraum eingesetzt sein. Der obere Querschnittsbereich der Kühlwasserrückstromkanäle ist weniger an einer Kühlung der Frontseite beteiligt. Mittels des Rings kann der Querschnittsbereich des Kühlwasserrückstromkanals bzw. ein Abfließquerschnitt verengt und ein Kühlwasserstrom derart manipuliert werden, dass eine Standzeit des Lanzenkopfes verlängert wird. Der Ring kann zur Manipulation des Kühlwasserstroms genutzt werden, derart, dass eine effiziente und ausreichende Kühlwas- serströmung zur Erzeugung einer ausreichenden Kühlwirkung, insbesondere im besonders gefährdeten Zentrum des Lanzenkopfes bzw. dessen Frontseite gewährleistet wird. Der Ring kann derart ausgebildet und angeordnet sein, dass ein oberer, der Frontseite abgewandter Querschnittsbereich des Kühlwasserrückstromkanals abgedeckt ist. Dadurch wird erreicht, dass einerseits eine Kühlwasserströmung zum Zentrum des Lanzenkopfes hin ausgerichtet, und andererseits ein unerwünschtes Abfließen des Kühlwasserstroms über den oberen Bereich der unteren Kühlwasserrückstromkanäle verhindert wird. Der Ring ist kostengünstig herstellbar und erlaubt eine Strömungsoptimierung im Verteilraum und dem angeschlossen Kühlwasserrückstromkanal mit einfachen Mitteln.

Nachfo lgend werden bevorzugte Ausführungsformen des Lanzenkopfes anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Lanzenkopfes in einer

Seitenansicht;

Fig. 2 eine Längsschnittansicht des Lanzenkopfes;

Fig. 3 eine Längsschnittansicht des Lanzenkopfes orthogonal zu der Längsschnittansicht aus Fig. 2;

Fig. 4 eine zweite Ausführungsform eines Lanzenkopfes in einer

Längs schnitt ansieht;

Fig. 5 eine Längsschnittansicht des Lanzenkopfes orthogonal zu der Längsschnittansicht aus Fig. 4;

Fig. 6 eine dritte Ausführungsform eines Lanzenkopfes in einer

Längs schnitt ansieht;

Fig. 7 eine Längsschnittansicht des Lanzenkopfes orthogonal zu der Längsschnittansicht aus Fig. 6; Fig. 8 eine vierte Ausführungsform eines Lanzenkopfes in einer Längs schnitt ansieht;

Fig. 9 eine fünfte Ausführungsform eines Lanzenkopfes in einer

Längs schnitt ansieht; Fig. 10 eine Ausführungsform eines Basiskörpers in einer perspektivischen Ansicht

Fig. 11 eine sechste Ausführungsform eines Lanzenkopfes in einer

Längs schnitt ansieht;

Fig. 12 der Lanzenkopf aus Fig. 11 in einer Rückansicht; Fig. 13 eine siebte Ausführungsform eines Lanzenkopfes in einer

Längs schnitt ansieht;

Fig. 14 der Lanzenkopf aus Fig. 13 in einer Rückansicht.

Eine Zusammenschau der Fig. 1 bis 3 zeigt einen Lanzenkopf 10, der aus einem Basiskörper 1 1 , einem Sauerstoffrohr 12 und einer Kühlwasser- rohranordnung 13 ausgebildet ist. Die Kühlwasserrohranordnung 13 umfasst einen Kühlwasserzulauf 14 und einen Kühlwasserablauf 15 , die von einem Außenrohr 16 und einem Innenrohr 17 ausgebildet werden. Das Sauerstoffrohr 12 , das Außenrohr 16 und das Innenrohr 17 sind j eweils mittels Schweißverbindungen 1 8 , 19 bzw. 20 an dem Basiskörper 1 1 angeschlossen. Insbesondere das Sauerstoffrohr 12 ist als ein Sauer- stoffrohranschlussstutzen 21 mit hier nicht dargestellten Dichtungen zum Anschluss an eine hier nicht näher dargestellte Sauerstoffleitung ausgebildet. Das Außenrohr 16 bildet zusammen mit dem Basiskörper 1 1 ein Gehäuse 22 des Lanzenkopfes 10 aus, welches regelmäßig einem Ver- schleiß innerhalb einer hier nicht näher dargestellten Atmosphäre in einem Ofengefäß ausgesetzt ist. Das Gehäuse 22 und insbesondere eine Frontseite 23 des Basiskörpers 1 1 ist daher abrasiven Partikeln ausgesetzt, so dass das Gehäuse 22 während eines Blasvorgangs im Bereich der Frontseite 23 in Folge eines Materialabtrags durch die abrasiv wirkenden Partikel verzehrt wird. Wesentlich für einen Verschleiß des aus einer Kupferlegierung bestehenden Basiskörpers 1 1 ist j edoch auch eine Kühlung der Frontseite während des Blasvorgangs . Insbesondere eine gleichmäßige Kühlung der Frontseite 23 bewirkt eine Verlängerung der Standzeit des Lanzenkopfes 10.

In dem Basiskörper 1 1 ist weiter eine Mehrzahl von Düsenkanälen 24 ausgebildet, die Sauerstoffdüsen 25 ausbilden, über die Sauerstoff auf eine hier nicht dargestellte Badoberfläche aufgeblasen werden kann. Die Düsenkanäle 24 verlaufen von einer Zuströmseite 26 des Basiskörpers 1 1 am Ende des Sauerstoffrohrs 12 hin zu der Frontseite 23 des Basiskörpers 1 1 . Darüber hinaus ist innerhalb des Basiskörpers 1 1 j eweils eine Mehrzahl von Kühlwasserzuführkanälen 27 und Kühlwasserrückstromkanälen 28 ausgebildet. Der Kühlwasserzuführkanal 27 ist als einfache gerade Bohrung 29 und der Kühlwasserrückstromkanal 28 als doppelte, gerade Bohrung 30 ausgebildet. Die Kühlwasserzuführkanäle 27 sind an den Kühlwasserzulauf 14 angeschlo ssen und münden in einem zentrischen Verteilraum 3 1 , der als eine zentrische Bohrung 32 im Basiskörper 1 1 ausgebildet ist. Auch die Kühlwasserrückstromkanäle 28 verlaufen von dem Verteilraum 3 1 ausgehend zu dem Kühlwasserablauf 1 5 hin und sind somit an diesen angeschlo ssen. Ein hier nicht dargestellter Kühlwasserstrom fließt fo lglich von dem Kühlwasserzulauf 14 durch die Kühlwasserzuführkanäle 27 in Richtung einer Mittenachse 33 des Lanzenkopfes 10 in den Verteilraum 3 1 und von dort durch die Kühlwasser- rückstromkanäle 28 in radialer Richtung weg von der Mittenachse 33 in den Kühlwasserablauf 15. Dadurch, dass der Verteilraum 3 1 durch die Bohrung 32 ausgebildet ist, ist der Verteilraum 3 1 besonders einfach herstellbar. Der Verteilraum 3 1 bzw. die Bohrung 32 ist gegenüber dem Sauerstoffrohr 12 bzw. der Zuströmseite 26 mittels einer Platte 34 dicht abgeschlossen. Weiter ist am einer Rückseite 35 der Frontseite 23 im Bereich des Verteilraums 3 1 eine Umlenkeinrichtung 36 in Form eines Kegels 37 ausgebildet, über die ein Kühlwasserstrom von dem Verteil- räum 3 1 in die Kühlwasserrückstromkanäle 28 umgelenkt bzw. eingeleitet werden kann.

Jeweils zwischen den Kühlwasserzuführkanälen 27 und den Kühlwasserrückstromkanälen 28 ist ein durch eine gerade Bohrung 38 im Basiskör- per 1 1 ausgebildeter Bypass 39 angeordnet. Die Bohrungen 38 münden in einen Ringkanal 40 der Kühlwasserrückstromkanäle 28 im Basiskörper 1 1 . Eine Mittenachse 41 der Bohrungen 38 ist dabei so ausgerichtet, dass eine Kühlwasserströmung von dem betreffenden Kühlwasserzuführkanal 27 durch die Bohrung 38 auf die Rückseite 35 bewirkt wird. Dadurch wird ein Unterteil 42 des Basiskörpers 1 1 bzw. die Frontseite 23 mit Kühlwasser gekühlt, welches im Vergleich zu von dem Verteilraum 3 1 durch die Kühlwasserrückstromkanäle 28 strömenden Kühlwasser ein niedrigeres Temperaturniveau aufweist. Bei dem von dem Verteilraum 3 1 durch die Kühlwasserrückstromkanäle 28 strömenden Kühlwasser erfolgt insbesondere eine Erwärmung des Kühlwassers entlang des Kühlwasserrückstromkanals 28 durch einen Kontakt mit der Rückseite 35. Durch die Bohrungen 38 kann daher ein Temperaturniveau an der den Bohrungen 38 gegenüberliegenden Rückseite 35 der Frontseite 23 gesenkt und damit eine Temperaturverteilung der Frontseite 23 im Wesentlichen homogeni- siert werden. Auch wird ein möglicher Druckverlust in den Kühlwasserrückstromkanälen 28 bzw. im Ringkanal 40 durch die ergänzende Zuführung von Kühlwasser über die Bohrungen 38 ausgeglichen.

Eine Zusammenschau der Fig. 4 und 5 zeigt einen Lanzenkopf 43 , bei dem ein Basiskörper 44 aus einem Basiselement 45 und einem verzehrba- ren Gehäuseelement 46 ausgebildet ist. Das Basiselement 45 bildet hier ein Sauerstoffrohr 47 aus und ist mit dem Gehäuseelement 46 lösbar verbunden. Ein Innenrohr 48 ist mittels einer Gewindeverbindung 49 am Basiselement 45 befestigt. In einem Verteilraum 50 ist ein zentrischer Stab 5 1 an dem Basiskörper 44 ausgebildet, der mit dem Gehäuseelement 46 verbunden ist. In dem Basiselement 45 sind weiter Kühlwasserzuführkanäle 52 durch j eweils eine Bohrung 53 ausgebildet, die in dem Verteil- räum 50 mündet. Kühlwasserrückstromkanäle 54 sind zwischenliegend einer Rückseite 55 einer Frontseite 56 des Gehäuseelements 46 und dem Basiselement 45 ausgebildet. Die Kühlwasserrückstromkanäle 54 verlaufen dabei zwischen Sauerstoffdüsen 57 bzw. Düsenkanälen 58 mit Dü- senzwischenwänden 59. In einer Wandung 60 des Basiselements 45 sind Bohrungen 61 ausgebildet, die j eweils einen Bypass 62 ausbilden. Der Bypass 62 verläuft j eweils von dem Kühlwasserzuführkanal 52 zu dem Kühlwasserrückstromkanal 54 benachbart dem Verteilraum 50.

Eine Zusammenschau der Fig. 6 und 7 zeigt einen Lanzenkopf 63 mit im Unterschied zu dem in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Lanzenkopf einen

Verteilraum 64, in den ein Ring 65 eingesetzt ist. Der Ring 65 weist an einem äußeren Durchmesser 66 einen Absatz 67 auf, so dass er einfach in eine Bohrung 68 des Verteilraums 64 eingesetzt und positioniert werden kann. Dabei überdeckt der Ring 65 einen unteren Querschnittsbereich 70 von Kühlwasserzuführkanälen 71 und einen oberen Querschnittsbereich 72 von Kühlwasserrückstromkanälen 73 . Mit dem Ring 65 ist es somit möglich, eine Kühlwasserströmung vorteilhaft zu beeinflussen und beispielsweise zu drosseln. Auf eine komplizierte geometrische Ausbildung der Kühlwasserzuführkanäle 71 und der Kühlwasserrückstromkanä- le 73 bzw. des Verteilraums 64 kann so verzichtet werden. Insbesondere bewirkt der Ring 65 eine Verengung eines Abfließquerschnitts 74 des Kühlwasserrückstromkanals 73 derart, dass eine verbesserte Kühlung einer Rückseite 75 eines Unterteils 76 des Lanzenkopfes 63 erfolgt. Eine Standzeit des Lanzenkopfes 63 wird durch den Ring 65 wesentlich erhöht.

Die Fig. 8 zeigt einen Lanzenkopf 77 , bei dem im Unterschied zu dem Lanzenkopf der Fig. 6 und 7 ein Verteilraum 78 mit einem zentrischen Stab 79 ausgebildet ist. Der Stab 79 verläuft von einer Zuströmseite 80 auf eine Frontseite 8 1 eines Basiskörpers 82 des Lanzenkopfes 77. Dabei ist innerhalb des Stabs 79 koaxial zu einer Mittenachse 83 ein Düsenkanal 84 ausgebildet, der seinerseits eine S auerstoffdüse 85 ausbildet. Diese Sauerstoffdüse 85 weist einen vergleichsweise geringen Querschnitt auf.

Die Fig. 9 zeigt einen Lanzenkopf 86 , bei dem im Unterschied zum Lanzenkopf aus Fig. 8 kein zentraler Düsenkanal ausgebildet ist. Die Fig. 10 zeigt einen Basiskörper 87 eines Lanzenkopfes, der hier nicht vollständig dargestellt ist, wobei Kühlwasserzuführkanäle 88 , Kühlwasserrückstromkanäle 89 und Bohrungen 90 ersichtlich sind, die j eweils einen Bypass 91 ausbilden. Die Bohrungen 90 verlaufen von einem Ringkanal 92 der Kühlwasserzuführkanäle 88 hin zu einem Ring- kanal 93 der Kühlwasserrückstromkanäle 89.

Eine Zusammenschau der Fig. 11 und 12 zeigt einen Lanzenkopf 94 bei dem ein Verteilraum 95 durch eine Vielzahl von relativ zueinander kreisringförmig angeordneten Sacklochbohrungen 96 ausgebildet ist. Ein stegförmiger Stab 97 verbleibt dann mittig im Verteilraum 95. Eine Platte, die in eine Durchmesseröffnung 98 des Verteilraums 95 eingesetzt werden kann ist hier nicht dargestellt.

Eine Zusammenschau der Fig. 13 und 14 zeigt einen Lanzenkopf 99 ähnlich dem Lanzenkopf aus Fig. 11.