JPH0572955U

JPH0572955U - 射出ノズル

Info

Publication number: JPH0572955U
Application number: JP034591U
Authority: JP
Inventors: ジョセフワース，ジュニアエミル
Original assignee: ミネラルズテクノロジーズインコーポレイテッド
Priority date: 1986-11-28
Filing date: 1992-05-25
Publication date: 1993-10-05
Anticipated expiration: 2002-11-26
Also published as: ES2020567B3; CN87108060A; KR910001899B1; AU586132B2; JPH0721560Y2; KR880005969A; JPS63140742A; BR8706426A; AU8186487A; DE3768459D1; EP0273576A1; CN1008378B; CS855087A2; PL268996A1; EP0273576B1; CS274667B2; MX165481B; IN172027B; CA1302096C; US4705261A

Abstract

(57)【要約】【目的】ワイヤ形状のカルシウムを溶湯中に射出する
際、保護ガスを溶湯中に効率的に導入し得るようにした
射出ノズルを提供する。【構成】溶融物の内部にワイヤ形状の作用物質１２を
直接添加するための射出ノズルは、先端部に作用物質１
２を通過させる終端開口４４を備えた軸方向の通路を有
するが、ワイヤ１２を対称的に包囲し多数の独立したガ
ス噴流を生じさせるように、終端開口４４を星形の形状
の横断面にした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は溶融した鋼などにワイヤ形状の作用物質を添加するのに使用する射出ノズルに係る。

【０００２】

【従来の技術】

製鋼過程において、好適な炉において生産される鉄の溶湯は、普通、タッピングによって取鍋内に移され、そこにおいて、該溶湯を製錬する、または、合金にするために、一種または数種の作用物質を添加して処理される。脱酸し、脱硫し、そしてその他鋼において所望凝固特性を生じさせるため一般に使用される製錬用の作用物質はカルシウムである。カルシウムは鋼よりも軽くそして高反応性を有するから、カルシウムは、好ましくは耐火性の射出ノズルを通じて溶湯表面の十分下方で溶湯中に導入されるように構成された鉄被覆のワイヤの形態で添加される。そのようなカルシウム添加に極めて好適な一方法が米国特許第４，４８１，０３２号に開示されている。

【０００３】また、上述の方法で溶湯中にカルシウムのワイヤを導入する一装置が、米国特許第４，５１２，８００号に開示されている。この装置では、上記作用物質は特別な形状で且つ円形の横断面を有するオリフィスを備えた射出ノズルを通過する。さらに、アルゴンのごとき不活性ガスも上記作用物質とオリフィスの壁との間の環状空間を通ることによって前記オリフィスを通過して溶湯中に入る。前記射出ノズル内のガス圧力は、溶湯がオリフィス内に進入してそれを閉塞するのを防ぐように選ばれている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

前記米国特許第４，５１２，８００号記載の装置はワイヤ形状のカルシウムを溶湯中に効果的に射出するが、保護ガスを溶湯中に導入するためのより効率的な手段が望まれる。そのような手段を提供することが本考案の主たる目的である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本発明者は、円形以外の横断面を有する終端開口を備えた射出ノズルを使用することによって、溶融鋼への上述のごときワイヤ形状のカルシウムの添加中に、カルシウム及び保護ガスを、より効率的に利用し得ることを見い出した。

【０００６】従って、本考案は溶湯の内部へ直接にワイヤ形状の作用物質を添加するための射出ノズルであって、それを通過して上記作用物質が該ノズルから出る終端開口を備えた軸方向の孔を有する先端部を有し、前記終端開口が星の形の横断面を有するものを提供する。

【０００７】その星は好ましくは６個から１２個の等間隔の頂点、より好ましくは８個の頂点を有し、そしてワイヤ形状の作用物質の直径の約１０１％から１１０％の凹所直径及び該凹所直径の約１２５％から１５０％の頂点直径を有するような寸法にされる。前記射出ノズルの先端部は好ましくは交換自在にされる。

【０００８】本考案のノズルを用いて溶融金属の浴へワイヤ形状の作用物質を添加する場合、射出ノズルが溶湯によって実際上閉塞されないように維持するのに十分な流量の不活性ガスを上記ノズルを通じて供給しつつ、前記浴中に上記ノズルを差込みそして作用物質を上記ノズルを通じて下方へ給送する。

【０００９】好ましくは、上記金属は鉄であり、そして作用物質はカルシウムである。

【００１０】本考案の射出ノズルの特徴及び利点は、添付図面を参照しつつ本考案の一好適実施例につき以下述べる詳細な説明から明らかになるであろう。

【００１１】本考案による好ましい一実施例の装置は射出ノズル１０を有し、該射出ノズル１０はその交換可能な先端部１８が、取鍋１６内に収容された溶融金属浴１４の表面の十分下方まで没入されたとき該溶融金属浴１４中にワイヤ形状の作用物質１２を射出する働きをする。上記作用物質１２は、リール２０から、送り装置２２によって気密導管２４及び射出ノズル１０を通じて溶融金属浴１４内に送られる。不活性ガスが導管２４内へ供給され、ガス供給口の直ぐ上流に配置された密閉装置２６が、給送経路に沿って後方向への作用物質１２の周囲のガスの漏失を防ぐ。これら装置は枢動自在に取付けられたテーブル２８に配置される。テーブル２８はヒンジ３０によって枢動する。油圧または空気圧持上装置３２がテーブル２８を昇降させ、そしてそれにより射出ノズル１０を溶融金属浴１４に対して昇降させる。そのような機構自体は、例えば、米国特許第４，５１２，８００号に詳細に開示されている。

【００１２】図２に示されているように、先端部１８を有する射出ノズル１０は心管３４及び耐火ケーシング３６内に収容されたその延長部３５を有する。心管３４は約２．５cm（約１″）の内径を有し、鉄または鋼のごときものからなり、一方、耐火ケーシング３６は、約２０cm（約８″）の外径を有し、アルミナまたはその他好適な耐火材料から構成される。前記射出ノズル１０は、普通、約２．４ｍ（約８ ′）の長さを有し、先端部１８は約２３cm（約９″）の長さを有する。該先端部１８は、心管３４とその延長部３８との間においてねじ結合またはその他の好適な手段によって射出ノズル１０の残部に交換可能に結合される。先端部１８内の心管延長部３５はインサート３８にねじ結合またはその他の方法で機械的に結合される。該インサート３８は約１５mm（約６″）の長さを有し、好ましくは黒鉛のごとき濡れない材料から作られる。射出ノズル１０と先端部１８との結合部及び先端部１８内の心管延長部３５とインサート３８との結合部は、ともにガス不透過性である。

【００１３】インサート３８の細部は図３から図５に図示されている。インサート３８は正８頂点星４４の形状を有する終端開口４２を形成された軸方向の通路または孔４０を有する。星４４は８個の等間隔の頂点を有するものとして図示されているが、星４４は５個以上の頂点好ましくは６個から１２個の等しく離された頂点を有するのが好ましい。

【００１４】図５に図示されるように、星４４は送られるワイヤ１２の寸法に応じて選ばれる寸法を有し、該星４４の凹所直径Ｄ_Rはワイヤ１２の直径より、僅かに大きく、好ましくはその約１０１％から１１０％にされる。これにより、終端開口４２において所望の不活性ガス流れパターンが得られ、そして終端開口４２を通過するワイヤ１２の対称的進行が達成される。溶融金属浴１４へ送られるワイヤ１２はほとんど直径約３mm〜１２mmであるから、凹所直径Ｄ_Rは通常約３mmから１３ mmの範囲にされる。終端開口４２における所望の不活性ガス流れパターンをさらに保証するため、星４４の頂点直径Ｄ_Pは凹所直径Ｄ_Rの約１１０％から２００％、好ましくは約１２５％から１５０％、にされるべきである。

【００１５】本考案の実施例の射出ノズル１０は、独特の横断面を有するその終端開口を以て、横断面区域が円形である米国特許第４，５１２，８００号に開示されるごときオリフィスに重要な改良が加えてある。本発明の星形構成は、出て行くワイヤ状作用物質１２を対称的にかつ均一的に包囲する多数の独立したガス噴流を形成し、それにより、送られる作用物質１２を開口４２内で中心に位置させるのに役立つ。その削減された自由横断面区域は、パージングガス要求量を著しく減少させる。これに加えて、下記例において示されるように、ワイヤ消費効率を含む冶金学上の諸結果が改善される。

【００１６】例１ＢＯＦ炉から取鍋内への鉄溶湯のタッピングが行われ、そして取鍋内の溶湯はその非金属介在物の改良のために、カルシウムを添加して１６２０℃（２９５０ °Ｆ）の温度で処理された。カルシウムは７．８mm（０．３０７″）の鋼被覆のワイヤ形状であり、米国特許第４，４８１，０３２号記載の技術により溶湯に対し添加された。

【００１７】最初、直径１０．４mm（０．４１０″）の円形出口オリフィスを有する射出ノズルが使用された。概ね３６Kg（８０lb）のカルシウム（０．２０Kg（０．４５ lb）／ｔ溶湯）が５０ppm レベルの所望最終カルシウムを溶湯中に得るように、４〜５分間に亙って溶湯に添加された。０．７６m³／分（２５ＳＣＦＭ）のアルゴン保護ガス流が、溶湯による出口オリフィスの閉塞を防止するために要求され、総計３．７m³（１２５ＳＣＦ）のアルゴンが消費された。カルシウム回収率は２２．５％であった。

【００１８】次に、同様の射出ノズルに正８頂点星形状の出口オリフィスを設けたものを使用して同様の溶湯に対しカルシウムが添加された。この星は、７．９mm（０．３１０″）の凹所Ｄ_Rと１０．４mm（０．４１０″）の頂点直径Ｄ_Pとを有した。必要とした添加は、最初の処理におけるそれと同じ最終カルシウムレベルを得るための２４Kg（５４lb）のカルシウム（０．１３Kg（０．３０lb）／ｔ溶湯）及び出口オリフィスを溶湯によって閉塞されないように維持するための僅か０．２６m³／分（９．５ＳＣＦＭ）のアルゴン保護ガス流に過ぎなかった。総計１．２ m³／分（４３ＳＣＦ）のアルゴンが消費され、そしてカルシウム回収率は３０．５％であった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の射出ノズルを使用するワイヤ形状の作
用物質射出装置の諸部分の配列を示す側面図。

【図２】部分的にその横断面を以て示される図１の射出
ノズルの側面図。

【図３】図１の射出ノズルのインサート部分の端面図。

【図４】図３の４−４線に沿って取られた横断面図。

【図５】頂点直径と凹所直径との関係を示す図３の拡大
図面。

【符号の説明】

１０射出ノズル１２ワイヤ１４溶融金属湯１６取鍋１８先端部２２送り装置２４密閉導管２６密閉装置３４心管３６耐火ケーシング３８インサート４０通路または孔４２終端開口４４星

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ２１Ｃ 1/00 5/00 Ｃ２２Ｂ 9/10 １０２ 8722−4Ｋ

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】溶融物の内部にワイヤ形状の作用物質を
直接添加するための射出ノズルであって、該ノズルの先
端部は前記作用物質を通過させる終端開口を備えた軸方
向の通路を有し、前記終端開口が、出て行く前記ワイヤ
を対称的に包囲し、多数の独立したガス噴流を生じさせ
るように星形の形状の横断面を有する射出ノズル。
【請求項２】請求項１に記載の射出ノズルにおいて、
前記星形が６個から１２個の互いに均一に離隔して配置
された頂点を有する形状である射出ノズル。
【請求項３】請求項２に記載の射出ノズルにおいて、
前記星形が８個の頂点を有する形状である射出ノズル。
【請求項４】請求項２に記載の射出ノズルにおいて、
前記星形が前記ワイヤ形状の作用物質の直径の約１０１
％から１１０％の凹所直径及び該凹所直径の約１２５％
から１５０％の頂点直径を有する形状である射出ノズ
ル。
【請求項５】請求項１に記載の射出ノズルにおいて、
該ノズルの先端部が交換自在である射出ノズル。