JPH0657343A - Device for blowing gas to molten metal - Google Patents
Device for blowing gas to molten metalInfo
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- JPH0657343A JPH0657343A JP4236503A JP23650392A JPH0657343A JP H0657343 A JPH0657343 A JP H0657343A JP 4236503 A JP4236503 A JP 4236503A JP 23650392 A JP23650392 A JP 23650392A JP H0657343 A JPH0657343 A JP H0657343A
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- molten metal
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- bubbles
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、溶融金属内に吹き込ま
れるガスの気泡を微細化するための装置に関するもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for atomizing gas bubbles blown into a molten metal.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から、精錬容器に貯容された溶融金
属内に、容器の壁面に設けられたポーラスプラグまたは
ノズルからAr、N2などの不活性ガスを吹き込み、溶
融金属内の不純物成分を除去することが行われている。
これは、気泡の表面に於て、溶存酸素による酸化反応を
利用して脱炭を行うなど、気泡の表面に於ける化学反応
を利用するもので、反応効率を向上させるためには、吹
き込まれるガスの体積に対するガスと溶融金属との間の
界面の総面積を高めることが望まれる。これはガスの気
泡を微細化することによって達成されるが、そのため
に、ノズル端またはポーラスプラグから気泡が離脱する
のを電磁力で促進したり、気泡を電磁力によって微細な
気泡に分割及び拡散することが提案されている。2. Description of the Related Art Conventionally, an inert gas such as Ar or N 2 is blown into a molten metal stored in a refining vessel from a porous plug or a nozzle provided on the wall surface of the vessel to remove impurities in the molten metal. It is being removed.
This utilizes a chemical reaction on the surface of the bubble, such as decarburization on the surface of the bubble by utilizing an oxidation reaction by dissolved oxygen. In order to improve the reaction efficiency, it is injected. It is desirable to increase the total area of the interface between the gas and the molten metal relative to the volume of gas. This is achieved by making the gas bubbles finer, and for that reason, the electromagnetic force accelerates the detachment of the bubbles from the nozzle end or the porous plug, or the bubbles are divided and diffused into fine bubbles by the electromagnetic force. It is suggested to do so.
【0003】このような電磁力を発生するための方法の
1つとしては、特開平4−36414号、特開平4−3
6415号、特開平4−48027号の各公報に於て提
案されているように、容器外周から溶融金属に向けて電
磁力を印加し、それによって発生する流動を利用するこ
とをもって、吹き込みガスを微細化し、ガスと金属との
反応界面積を増大させ、反応を促進するものがある。し
かしながらこの方法によると、容器全体に対して電磁力
を印加するため、全体的な流動を引き起こすためには電
磁力印加装置が巨大化するという問題がある。As one of the methods for generating such an electromagnetic force, there are JP-A-4-36414 and JP-A-4-3.
As proposed in Japanese Laid-Open Patent Application No. 6415 and Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-48027, a blowing gas is generated by applying an electromagnetic force from the outer circumference of the container toward the molten metal and utilizing the flow generated thereby. There are some that are miniaturized to increase the reaction interfacial area between the gas and the metal and accelerate the reaction. However, according to this method, since the electromagnetic force is applied to the entire container, there is a problem that the electromagnetic force application device becomes huge in order to cause the entire flow.
【0004】電磁力を発生する第2の方法としては、特
公平3−30456号公報に提案されているように、磁
場と電流との同時印加によって吹き込みガスの気泡を微
細化するものがある。この方法の場合は、直流磁場と交
流電流とを同時に印加する必要があるため、第1に、直
流磁場を印加する都合上、磁極間隔を小さくしなければ
ならず、磁場を印加する方向の溶融金属容器の厚みを小
さくせねばならないという問題があり、第2に、電流を
印加するための電極として導電性耐火物を用いなければ
ならず、電極の耐久性及び安定性が問題となる。As a second method of generating an electromagnetic force, as proposed in Japanese Patent Publication No. 30456/1993, there is a method of making bubbles of blown gas fine by simultaneous application of a magnetic field and an electric current. In the case of this method, since it is necessary to apply the DC magnetic field and the AC current at the same time, firstly, for the convenience of applying the DC magnetic field, it is necessary to reduce the magnetic pole interval, and the melting in the direction of applying the magnetic field is required. There is a problem that the thickness of the metal container must be reduced, and secondly, a conductive refractory must be used as an electrode for applying an electric current, which causes problems of durability and stability of the electrode.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】このような従来技術の
問題点に鑑み、本発明の主な目的は、溶融金属の精錬な
どの目的で、溶融金属内に吹き込まれるガスの気泡を、
小型かつ電力消費の小さい装置をもって微細化し、気泡
の表面に於ける化学反応を促進するための装置を提供す
ることにある。In view of the above problems of the prior art, the main object of the present invention is to prevent gas bubbles blown into the molten metal for the purpose of refining the molten metal.
An object of the present invention is to provide a device for promoting a chemical reaction on the surface of bubbles by miniaturizing the device with a small size and low power consumption.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上述した目的は、本発明
によれば、溶融金属を貯溶しまたは流通させる耐熱容器
の適所に設けられたガス吹き出し口と、前記容器を巻回
する誘導コイルと、該誘導コイルに、交流に重畳された
直流電流を供給する直交流電源装置とを有することを特
徴とする溶融金属へのガス吹き込み装置を提供すること
により達成される。According to the present invention, the above-mentioned object is to provide a gas outlet provided at an appropriate position of a heat-resistant container for storing or circulating molten metal, and an induction coil for winding the container. And a cross-flow power supply device for supplying a direct current superimposed on an alternating current to the induction coil, thereby providing a device for blowing gas into a molten metal.
【0007】[0007]
【作用】このようにすれば、誘導コイルを流れる電流に
よって溶融金属内に発生する振動的ローレンツ力をもっ
て、吹き出し口から吹き出されるガスの気泡を微細化す
ることができる。また、比較的小さな容器内で、しかも
吹き出されたガスの近傍に対して電磁力を集中させるこ
とができるので、気泡の微細化効率を高めることができ
る。特に、溶融金属に対し、交流磁場に重畳された直流
電磁場を印加することにより、交流磁場のみを印加した
場合に比較して一層強力な電磁力を引き起こすことがで
きる。By doing so, the gas bubbles blown out from the blow-out port can be made fine by vibrating Lorentz force generated in the molten metal by the current flowing through the induction coil. Further, since the electromagnetic force can be concentrated in the vicinity of the blown gas in a relatively small container, the efficiency of atomizing bubbles can be improved. In particular, by applying a DC electromagnetic field superimposed on an AC magnetic field to the molten metal, a stronger electromagnetic force can be generated as compared with the case where only the AC magnetic field is applied.
【0008】[0008]
【実施例】以下、本発明の好適実施例を添付の図面につ
いて詳しく説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
【0009】溶融金属3を貯溶する容器としての、耐火
煉瓦2により形成された精錬容器1の底部に、円筒形を
なす底室4が凹設されており、更に底室4を含む精錬容
器1の外周が鉄皮8により覆われている。底室4の外周
には誘導コイル5が巻回されており、該誘導コイルは交
流電源6a及び直流電源6bに接続されている。また底
室4の最底部には、ポーラスプラグ7が設けられてお
り、Ar、N2などの不活性ガスを底室4内の溶融金属
3に向けて吹き出し得るようにしてある。A cylindrical bottom chamber 4 is recessed at the bottom of a refining container 1 formed of refractory bricks 2 as a container for storing molten metal 3, and a refining container containing the bottom chamber 4 is further provided. The outer periphery of 1 is covered with a steel skin 8. An induction coil 5 is wound around the outer periphery of the bottom chamber 4, and the induction coil is connected to an AC power supply 6a and a DC power supply 6b. A porous plug 7 is provided at the bottom of the bottom chamber 4 so that an inert gas such as Ar or N 2 can be blown toward the molten metal 3 in the bottom chamber 4.
【0010】ポーラスプラグ7から吹き出されたガス
は、ポーラスプラグ7を離脱して矢印10により示され
るように上向きに上昇する気泡9を形成するが、誘導コ
イル5を流れる交流及び直流電流により引き起こされた
電磁力は、矢印11に示されるように、水平方向の振動
的な力を発生する。この振動的な力は、ポーラスプラグ
7からの気泡の離脱周期を短縮化し、一旦離脱した気泡
を分散させる働きを有する。The gas blown from the porous plug 7 leaves the porous plug 7 and forms a bubble 9 rising upward as shown by an arrow 10, which is caused by alternating and direct currents flowing through the induction coil 5. The electromagnetic force generates a horizontal vibrational force as indicated by an arrow 11. This oscillating force has a function of shortening the period of bubble separation from the porous plug 7 and dispersing the once separated bubbles.
【0011】図2は、本発明の第2の実施例を示すもの
で、第1の実施例に対応する部分には同一の符号を付
し、その詳しい説明を省略する。本実施例の場合、ポー
ラスプラグ7が、底室4の底部ではなく、底室4の外周
に配設されている。FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention. Parts corresponding to those of the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In the case of the present embodiment, the porous plug 7 is arranged not on the bottom of the bottom chamber 4 but on the outer periphery of the bottom chamber 4.
【0012】尚、底室4の設置箇所は上記実施例に限定
されず、精錬容器の底面に代えて、精錬容器の底面に隣
接する側壁に、横方向に凹設することもできる。The installation location of the bottom chamber 4 is not limited to the above embodiment, and instead of the bottom surface of the refining vessel, a side wall adjacent to the bottom surface of the refining vessel can be laterally recessed.
【0013】図3は、本発明の第3の実施例を示すもの
で、本実施例の場合、溶融金属へのガス吹き込み装置
が、底室ではなく、例えば転炉の出鋼口或いは取鍋から
タンディッシュに至るノズルなど、溶融金属を流通させ
る管路に設けられている。FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention. In the case of this embodiment, the apparatus for injecting the gas into the molten metal is not the bottom chamber but is, for example, the tap hole or ladle of the converter. It is provided in the pipe line through which the molten metal flows, such as the nozzle from the tundish to the tundish.
【0014】この、2次精錬装置として構成された溶融
金属へのガス吹き込み装置は、流路を画定する耐火煉瓦
からなる外周壁22と、それを覆う鉄皮27とを有し、
不活性ガスを流路内に吹き出すためのポーラスプラグ2
6が、外周壁22の複数の位置に設けられている。更
に、この外周壁22を巻回する誘導コイル23が設けら
れており、該誘導コイルに対して、交流電源24からの
交流電流に、直流電源25からの直流電流を重畳させた
電流が供給される。The device for injecting gas into the molten metal, which is constructed as a secondary refining device, has an outer peripheral wall 22 made of refractory bricks defining a flow path, and an iron skin 27 covering the outer peripheral wall 22.
Porous plug 2 for blowing out inert gas into the channel
6 are provided at a plurality of positions on the outer peripheral wall 22. Further, an induction coil 23 winding the outer peripheral wall 22 is provided, and a current obtained by superimposing a DC current from the DC power supply 25 on an AC current from the AC power supply 24 is supplied to the induction coil 23. It
【0015】この場合も、コイル23に電流が印加され
ると、矢印29により示される向きに流れる溶融金属に
は、矢印30により示されるように、ローレンツ力が半
径方向に作用する。コイル23に交流電流のみが印加さ
れた場合には、気泡28が発生する部分、あるいは気泡
28自体にこのローレンツ力が作用するため、気泡の離
脱が交流電流の2倍の周波数で行われるが、直流電流を
重畳して印加すると、交流電流の周波数で離脱が行わ
れ、かつローレンツ力の時間変動が概ね正負均等になる
ので、より一層効率が高まる。ここで、交流電流の周波
数及び電流値を適切に選ぶことによって所望の気泡分散
微細化作用が得られることから、溶鋼中の溶存酸素によ
る脱炭反応が促進され、効率的な2次精錬が可能とな
る。Also in this case, when a current is applied to the coil 23, a Lorentz force acts on the molten metal flowing in the direction indicated by the arrow 29 in the radial direction, as indicated by the arrow 30. When only the alternating current is applied to the coil 23, the Lorentz force acts on the portion where the bubble 28 is generated or the bubble 28 itself, so that the bubble is removed at a frequency twice that of the alternating current. When the direct current is superimposed and applied, the desorption is performed at the frequency of the alternating current, and the temporal variation of the Lorentz force becomes substantially positive and negative, so that the efficiency is further enhanced. Here, by appropriately selecting the frequency and current value of the alternating current, the desired bubble dispersion refining action can be obtained, so the decarburization reaction by the dissolved oxygen in the molten steel is promoted, and efficient secondary refining is possible. Becomes
【0016】上記した実施例に於て用いられたポーラス
プラグに代えて、ノズルを用いて不活性ガスを底室内に
吹き出すこともできる。また、ポーラスプラグあるいは
ノズルの個数も、必要に応じて任意に定めることができ
る。また、交流電流は、正弦波に限るものではなく、設
備が許容するものであれば、気泡分散微細化作用を一層
を向上させるために、矩形波などを用いることもでき
る。Instead of the porous plug used in the above embodiment, a nozzle may be used to blow the inert gas into the bottom chamber. Also, the number of porous plugs or nozzles can be arbitrarily determined as needed. Further, the alternating current is not limited to a sine wave, and if the facility allows, a rectangular wave or the like can be used to further improve the bubble dispersion refining action.
【0017】[0017]
【発明の効果】このように本発明によれば、交流電流と
直流電流とを重畳した電流を誘導コイルに供給すること
により、溶融金属内には、コイルの交流電力による交流
磁場と、コイルの直流電流による直流磁場とが重畳さ
れ、コイルに交流電流のみを与えた場合と比較して、直
流磁場×交流磁場の項が新たに加わり、溶融金属に振動
力を効果的に印加することができる。また、吹き込まれ
るガスの気泡を微細化することにより、溶融金属とガス
との間の界面の面積が増大して反応速度が増大するの
で、精錬プロセスなどに於ける処理時間の短縮及び生産
性の向上を達成することができる。これに加えて、気泡
を微細化することにより、不純物を浮遊分離する作用も
向上させることができる。As described above, according to the present invention, by supplying the induction coil with the current in which the alternating current and the direct current are superposed, the alternating magnetic field due to the alternating current power of the coil and the coil Compared with the case where only a DC current is applied to the coil by superimposing a DC magnetic field due to a DC current, a term of DC magnetic field × AC magnetic field is newly added, and the vibrating force can be effectively applied to the molten metal. . Further, by refining the bubbles of the gas to be blown, the area of the interface between the molten metal and the gas is increased and the reaction rate is increased, so that the processing time in the refining process etc. is shortened and the productivity is improved. An improvement can be achieved. In addition to this, by micronizing the bubbles, the action of floating and separating impurities can be improved.
【図1】本発明に基づく気泡微細化装置の第1の実施例
を示す部分縦断面図。FIG. 1 is a partial vertical cross-sectional view showing a first embodiment of an air bubble refining device according to the present invention.
【図2】本発明の第2の実施例を示す図1と同様の図。FIG. 2 is a view similar to FIG. 1 showing a second embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第3の実施例を示す図1と同様の図。FIG. 3 is a view similar to FIG. 1 showing a third embodiment of the present invention.
1 溶融金属 2 耐火煉瓦 3 溶融金属 4 底室 5 誘導コイル 6a 交流電源 6b 直流電源 7 ポーラスプラグ 8 鉄皮 22 外周壁 23 誘導コイル 24 交流電源 26 ポーラスプラグ 27 鉄皮 29、30 矢印 1 Molten Metal 2 Refractory Brick 3 Molten Metal 4 Bottom Chamber 5 Induction Coil 6a AC Power Supply 6b DC Power Supply 7 Porous Plug 8 Iron Skin 22 Outer Wall 23 Induction Coil 24 AC Power Supply 26 Porous Plug 27 Iron Skin 29, 30 Arrows
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 植山 高次 富津市新富20−1 新日本製鐵株式会社技 術開発本部内 (72)発明者 藤崎 敬介 富津市新富20−1 新日本製鐵株式会社技 術開発本部内 (72)発明者 和嶋 潔 富津市新富20−1 新日本製鐵株式会社技 術開発本部内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Koji Ueyama 20-1 Shintomi, Futtsu City Nippon Steel Co., Ltd. Technology Development Division (72) Inventor Keisuke Fujisaki 20-1 Shintomi, Futtsu City Nippon Steel Co., Ltd. Corporate Technology Development Division (72) Inventor Kiyoshi Kijima 20-1 Shintomi, Futtsu City Nippon Steel Corporation Technical Development Division
Claims (1)
容器の適所に設けられたガス吹き出し口と、 前記容器を巻回する誘導コイルと、 該誘導コイルに、交流に重畳された直流電流を供給する
直交流電源装置とを有することを特徴とする溶融金属へ
のガス吹き込み装置。1. A gas outlet provided in a suitable position of a heat-resistant container for storing or circulating molten metal, an induction coil for winding the container, and a direct current superimposed on an alternating current in the induction coil. A cross-flow power supply device for supplying the gas, and a device for injecting gas into the molten metal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4236503A JPH0657343A (en) | 1992-06-12 | 1992-08-11 | Device for blowing gas to molten metal |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4-177831 | 1992-06-12 | ||
JP17783192 | 1992-06-12 | ||
JP4236503A JPH0657343A (en) | 1992-06-12 | 1992-08-11 | Device for blowing gas to molten metal |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0657343A true JPH0657343A (en) | 1994-03-01 |
Family
ID=26498226
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4236503A Withdrawn JPH0657343A (en) | 1992-06-12 | 1992-08-11 | Device for blowing gas to molten metal |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0657343A (en) |
-
1992
- 1992-08-11 JP JP4236503A patent/JPH0657343A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991102 |