NO131137B

NO131137B -

Info

Publication number: NO131137B
Application number: NO02810/71A
Authority: NO
Inventors: T Us Acre; F Us Gimbel; S Us Ramachandran; T Us Beck
Original assignee: Allegheny Ludlum Ind Inc
Priority date: 1970-07-29
Filing date: 1971-07-23
Publication date: 1974-12-30
Also published as: SE375325B; JPS5511879B1; NO131137C; US3645520A; NL7110431A; FR2099664A1; FR2099664B1; AT324380B; BE770687A; CA953106A; DE2136743A1; AU465187B2; AU3153471A; DE2136743B2; GB1318486A

Description

En rekke problemer kan være forbundet med innføringen av et fluidum i en væske, særlig ved høye trykk. Ett slikt problem er spruting av væsken. Når væsken er het, korroderende eller på annen måte farlig for personalet, kan væskesprut representere et særlig vanskelig problem. Det er funnet at ved å regulere vinkelen for innføringen av fluidum i væsken kan man bringe sprutingen til et minimum, og dessuten kan fordelingen og spredningen av flui-det i væsken forbedres. For å innføre et fluidum i smeltet metall såsom jern eller jernlegeringer, må denne vinkel holdes nøyaktig innenfor grenser mellom 15° og 90° i forhold til lansens lengdeakse for å oppnå en maksimal effektivitet og en minimal spruting. Fortrinnsvis bør vinkelen være mellom 25° og 75°. A number of problems can be associated with the introduction of a fluid into a liquid, particularly at high pressures. One such problem is splashing of the liquid. When the liquid is hot, corrosive or otherwise dangerous to personnel, liquid splashes can represent a particularly difficult problem. It has been found that by regulating the angle for the introduction of fluid into the liquid, splashing can be brought to a minimum, and furthermore, the distribution and dispersion of the fluid in the liquid can be improved. To introduce a fluid into molten metal such as iron or iron alloys, this angle must be precisely kept within limits between 15° and 90° in relation to the longitudinal axis of the lance to achieve maximum efficiency and minimum spatter. Preferably, the angle should be between 25° and 75°.

Man kan konstruere en forholdsvis enkel innretning for å innføre et fluidum i en væske i en bestemt vinkel ved ganske en-kelt å bøye fluidumavløpsendene for ledningene til den ønskede vinkel. Slike lanser kan imidlertid ikke brukes effektivt i slike omgivelser hvor lansen blir konsumert, da erosjon av lansen uten-for den vinkel-bøyede del av ledningen i betydelig grad vil mins- A relatively simple device can be constructed to introduce a fluid into a liquid at a specific angle by simply bending the fluid outlet ends of the lines to the desired angle. However, such lances cannot be used effectively in such environments where the lance is consumed, as erosion of the lance outside the angularly bent part of the wire will significantly reduce

ke effektiviteten av lansen. Skjønt det er mulig å bruke en ildfast foring eller en annen beskyttende omhylling som vesentlig vil minske forbruket av den beskrevne lanse, er det også mulig å anvende konsumerbare lanser. Det er imidlertid klart at bruken av konsumerbare lanser er forbundet med det problem å kunne opp-rettholde fluidets utstrømningsvinkel langs hele lengden av lan- ke the effectiveness of the lance. Although it is possible to use a refractory lining or another protective covering which will significantly reduce the consumption of the described lance, it is also possible to use consumable lances. However, it is clear that the use of consumable lances is associated with the problem of being able to maintain the fluid's outflow angle along the entire length of the lance.

sen innenfor ønskede grenser under konsumeringen av lansen. Fore-liggende oppfinnelse angår således nærmere bestemt en konsumerbar sen within desired limits during the consumption of the lance. The present invention thus relates more specifically to a consumable

lanse av den type som er beregnet for innføring av et fluidum i en væske, f.eks. i smeltet metall,<*>ved en forutbestemt og konstant inn-føringsvinkel mens lansen blir forbrukt. lance of the type intended for introducing a fluid into a liquid, e.g. in molten metal,<*>at a predetermined and constant insertion angle while the lance is consumed.

Det nye og særegne ved den konsumerbare lanse ifølge oppfinnelsen består i første rekke i at lansen omfatter et utvendig hus, minst én uavbrudt ledning gjennom hvilken fluidum kan inn- ' føres, og som er anordnet innenfor huset, hvilken uavbrudte ledning er anordnet i en forutbestemt og konstant, spiss vinkel, på fortrinnsvis mellom 15 og 90°, i forhold til lansens lengdeakse og strekker seg stort sett langs hele den konsumerbare del av, ledningens lengde, således at fluidets utstrømningsvinkel fra lansen og ledningen er forutbestemt og konstant mens lansen og ledningen blir forbrukt. The new and distinctive feature of the consumable lance according to the invention is primarily that the lance comprises an external housing, at least one continuous line through which fluid can be introduced, and which is arranged inside the housing, which continuous line is arranged in a predetermined and a constant, acute angle, preferably between 15 and 90°, relative to the longitudinal axis of the lance and extending largely along the entire consumable part of the length of the line, so that the fluid outflow angle from the lance and the line is predetermined and constant while the lance and the line is consumed.

Lanser ifølge oppfinnelsen kan med fordel brukes for oksygenstålraffinering, og særlig for vakuum-dekarburering av le-gert stål „ Lances according to the invention can be advantageously used for oxygen steel refining, and in particular for vacuum decarburization of alloy steel.

I det følgende skal flere utførelsesformer av oppfinnelsen beskrives under henvisning til vedføyede tegninger. Fig. 1 er et skjematisk sideriss som viser en utførelsesform av en konsumerbar lanse for fluiduminnføring, hvor fluidumstrålene holdes skrånende under konsumeringen av lansen. Fig. 2 viser en annen utførelsesform av en konsumerbar lanse for fluiduminnføring som også opprettholder en reguler-bar vinkel under konsumeringen av lansen, mens In the following, several embodiments of the invention will be described with reference to the attached drawings. Fig. 1 is a schematic side view showing an embodiment of a consumable lance for fluid introduction, where the fluid jets are kept inclined during the consumption of the lance. Fig. 2 shows another embodiment of a consumable lance for fluid introduction which also maintains an adjustable angle during the consumption of the lance, while

fig. 3 viser en tredje utførelsesform av lansen som består av flere seksjoner. fig. 3 shows a third embodiment of the lance consisting of several sections.

Som vist på fig. 1-3, omfatter den konsumerbare lanse et utvendig hus 10, 10A og 10B og forskjellige ledninger 12, 12A og 12B gjennom hvilke fluidum kan innføres og som er anordnet As shown in fig. 1-3, the consumable lance comprises an outer housing 10, 10A and 10B and various lines 12, 12A and 12B through which fluid can be introduced and which are arranged

innenfor huset. Ledningene er uavbrudt, i det minste langs den del—-a-v—lansen som skal forbrukes. -Ledningene-er ved deres inn-løpsender for fluidum forbundet med en fluidumkilde, f.eks. et matningsrør 8, som kan være forbundet med fluidumkilden ved hjelp av et rør, som vist. Skjønt det utvendige hus kan være konstruert av et hvilket som helst passende materiale avhengig av den påtenkte anvendelse av lansen, vil man i lanser som brukes for å innføre inside the house. The wires are continuous, at least along the part—-a-v—lance to be consumed. -The lines-are at their fluid inlet end connected to a fluid source, e.g. a feed tube 8, which may be connected to the fluid source by means of a tube, as shown. Although the outer housing may be constructed of any suitable material depending on the intended application of the lance, in lances used to introduce

et fluidum i smeltet metall vanligvis bruke et ildfast materiale som konstruksjonsmateriale for huset. Faktisk kan hele lansen være konstruert av ildfast materiale. Uttrykket "utvendig, hus" brukes her i dets bredeste betydning, og det betegner en hvilken som helst omhylling eller lignende for ledningene som et fluidum passerer igjennom. Selve ledningene slutter i åpningen 14, 14A og 14B. Når lansen er neddyppet i en væske, vil fluidum innføres a fluid in molten metal usually use a refractory material as construction material for the housing. In fact, the entire lance may be constructed of refractory material. The term "exterior, housing" is used here in its broadest sense, and it denotes any enclosure or the like for the conduits through which a fluid passes. The wires themselves end in the opening 14, 14A and 14B. When the lance is immersed in a liquid, fluid will be introduced

gjennom ledningene inn i væsken i en vinkel som skråner i forhold til lansens lengdeakse. Når det gjelder lanser som brukes for å innføre et fluidum i smeltet metall, bør denne vinkel ligge mellom 15° og 90°, fortrinnsvis mellom 25° og 75°„ through the wires into the liquid at an angle inclined to the longitudinal axis of the lance. In the case of lances used to introduce a fluid into molten metal, this angle should be between 15° and 90°, preferably between 25° and 75°„

I den på fig. 1 viste utførelsesform er de uavbrudte ledninger spiralformede» Vinkelen av spiralen er slik regulert at fluidum vil innføres i væsken i en forhåndsbestemt valgt vinkel, In the one in fig. 1 shown embodiment, the continuous lines are spiral shaped" The angle of the spiral is so regulated that fluid will be introduced into the fluid at a predetermined selected angle,

mens lansen blir konsumert. Det kan også sees at det for å opp- while the lance is consumed. It can also be seen that in order to

nå optimale resultater er anordnet flere ledninger. Dette sikrer en god spredning og fordeling av fluidum i væsken. Skjønt spiral-formen foretrekkes, kan de på fig. 2 og 3 viste utformninger være like tilfredsstillende. Som det kan sees på fig. 2, er ledningene anordnet i siksak langs i det minste den konsumerbare del av lansens lengde. De i siksak løpende ledninger danner tilsammen et krysningsmønster. I den på fig. 3 viste utførelsesform løper ledningene i siksak i et X-formet mønster. now optimal results are arranged several wires. This ensures a good dispersion and distribution of fluid in the liquid. Although the spiral shape is preferred, those in fig. 2 and 3 proved designs to be equally satisfactory. As can be seen in fig. 2, the wires are arranged in a zigzag pattern along at least the consumable part of the length of the lance. The zigzag running wires together form a crossing pattern. In the one in fig. In the embodiment shown in 3, the wires run zigzag in an X-shaped pattern.

Fig. 3 viser også en utførelsesform ved hvilken et flertall seksjoner kan settes sammen for å danne en lanse med en hvilken som helst ønsket lengde. En slik konstruksjon kan brukes for massefabrikasjon av lansesegmenter, idet utbyttbarheten av segmentene representerer en ytterligere fordel av denne utførelsesform. segmentene danner faktisk tilsammen et flertall uavbrudte lednin- Fig. 3 also shows an embodiment in which a plurality of sections can be assembled to form a lance of any desired length. Such a construction can be used for mass fabrication of lance segments, the interchangeability of the segments representing a further advantage of this embodiment. the segments actually together form a plurality of uninterrupted lines

ger langs i det minste den konsumerbare del av lansens lengde. provides along at least the consumable portion of the lance's length.

Utstrakte forsøk med forskjellige lanser har vist at inn-førings vinke len for fluidum i en væske har ytterst stor innvirkning på spredningen av fluidum i væsken og for spruting av væsken.. En hellende gasstrøm på 15° til 90° i forhold til vertikalen tilveie-bringer en tilfredsstillende blærespredning og en minimal sprut- Extensive experiments with different lances have shown that the introduction angle of fluid in a liquid has an extremely large effect on the dispersion of fluid in the liquid and on the spraying of the liquid. An inclined gas flow of 15° to 90° in relation to the vertical provides brings a satisfactory bladder spread and a minimal spatter

ing. Begge disse faktorer er særlig viktige når det gjelder raffinering av metaller, såsom dekarburering av jern og jernlegeringer. Eng. Both of these factors are particularly important when it comes to the refining of metals, such as the decarburization of iron and iron alloys.

Lansekonstruksjonen kan innenfor rammen av oppfinnelsen tilpasses spesielle, anvendelser for å gjøre driften optimal. Således kan f.eks. antallet og anordningen av åpninger, størrelsen av åpningene og ledningene og strømningshastighetene velges i sam-svar med spesifikke krav. Når man imidlertid først har valgt eller forhåndsbestemt en innføringsvinkel for fluidum kan lansen ifølge oppfinnelsen effektivt brukes for å sikre en bestemt flui-duminnføringsvinkel langs den konsumerbare del av lansen. Within the framework of the invention, the lance construction can be adapted to special applications in order to make the operation optimal. Thus, e.g. the number and arrangement of openings, the size of the openings and conduits, and the flow rates are selected in accordance with specific requirements. However, when one has first selected or predetermined an introduction angle for fluid, the lance according to the invention can be effectively used to ensure a specific fluid introduction angle along the consumable part of the lance.

Claims

1. Consumable lance for introducing a fluid into a. liquid, e.g. in molten metal, at a predetermined and constant insertion angle while the lance is being consumed, character characterized in that it comprises an external housing (10, 10A, 10B), at least one continuous conduit (12, 12A, 12B) through which fluid can be introduced, and which is arranged within the housing, which continuous conduit is arranged in a predetermined and constant , acute angle, of preferably between 15 and 90°, in relation to the longitudinal axis of the lance and extends largely along the entire consumable part of the length of the line, so that the fluid outflow angle from the lance and the line is predetermined and constant while the lance and the line are being consumed.

2. Lance as specified in claim 1, characterized in that the housing includes a refractory lining.

3. Lance as set forth in claim 1, characterized in that it comprises at least one helical line (12) with a predetermined and constant spiral angle to provide a predetermined and constant outflow angle of fluid while the lance is consumed.

4. Lance as stated in claim 1, characterized in that it comprises at least one zigzag-running wire (12A, 12B) with predetermined and constant angles.

5. Lance as stated in claim 4, characterized in that the wires (12B) form a crossing pattern.

6. Lance as stated in claim 1, characterized in that the wires form one or more X-shaped patterns.