RU2181384C1 - Tuyere for blowing melt metal - Google Patents
Tuyere for blowing melt metal Download PDFInfo
- Publication number
- RU2181384C1 RU2181384C1 RU2000132773A RU2000132773A RU2181384C1 RU 2181384 C1 RU2181384 C1 RU 2181384C1 RU 2000132773 A RU2000132773 A RU 2000132773A RU 2000132773 A RU2000132773 A RU 2000132773A RU 2181384 C1 RU2181384 C1 RU 2181384C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cooling water
- circulation
- circuit
- nozzles
- supply path
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Furnace Charging Or Discharging (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к конструкции фурм для продувки жидкого расплава кислородом в конвертерах. The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to the design of tuyeres for purging a liquid melt with oxygen in converters.
Из предшествующего уровня техники известны фурмы, предназначенные для верхней продувки расплава металла в конвертере, см., например, В.П. Григорьев и др. Конструкции и проектирование агрегатов сталеплавильного производства, М.: МИСИС, 1995 г., с. 54-61. From the prior art tuyeres are known intended for upper purging of a metal melt in a converter; see, for example, V.P. Grigoriev and others. Design and engineering of steelmaking units, M .: MISIS, 1995, p. 54-61.
Однако продувка расплава через эти фурмы сопровождается вибрацией конвертера из-за неравномерного выхода газовых пузырей на поверхность расплава, а также разбрызгиванием металла и шлака на поверхность футеровки, что снижает время безаварийной работы конвертера. However, blowing the melt through these lances is accompanied by vibration of the converter due to the uneven exit of gas bubbles on the surface of the melt, as well as spraying of metal and slag on the surface of the lining, which reduces the trouble-free operation of the converter.
Для обеспечения высокой степени перемешивания металла в конвертере и повышения стойкости футеровки используются фурмы с тангенциально-наклонными дутьевыми соплами, см., например, патенты России 2111262, С 21 С 5/28, 1997 г. и 2103378, С 21 С 5/28-5/35, 1997 г. To ensure a high degree of mixing of the metal in the converter and increase the durability of the lining, tuyeres with tangentially inclined blast nozzles are used, see, for example, Russian patents 2111262,
Особенностью таких фурм является пространственная ориентация дутьевых сопел, под действием струй которых в верхнем слое расплава формируется вращающийся стационарный вихревой слой. A feature of such tuyeres is the spatial orientation of the blast nozzles, under the action of the jets of which a rotating stationary vortex layer is formed in the upper melt layer.
В одном из вариантов осуществления изобретения по патенту 2111262 приведена конструкция фурмы с центральным продувочным каналом и продувочными соплами, ориентированными тангенциально-наклонно к оси фурмы. In one of the embodiments of the invention according to patent 2111262, a lance construction with a central purge channel and purge nozzles oriented tangentially obliquely to the axis of the lance is shown.
В подобных фурмах-аналогах тангенциально-наклонное положение продувочных сопел определяется центральным расположением продувочного тракта (соответственно тракты подвода и отвода охлаждающей воды расположены в периферийных кольцевых концентричных каналах). Это определяет максимально возможное расстояние, на котором могут быть расположены продувочные сопла от центра фурмы и между собой. В свою очередь положение сопел и расстояние между двумя противоположно расположенными дутьевыми соплами определяет плечо пары сил, вращающий момент от которых передается при продувке на расплав металла. In similar analog tuyeres, the tangentially inclined position of the blowing nozzles is determined by the central location of the blowing path (respectively, the cooling water supply and drain paths are located in peripheral annular concentric channels). This determines the maximum possible distance at which purge nozzles can be located from the center of the lance and between each other. In turn, the position of the nozzles and the distance between two oppositely located blast nozzles determines the shoulder of a pair of forces, the torque from which is transmitted when blowing to the molten metal.
Однако в указанных фурмах внутреннее устройство наконечников (подключение дутьевых сопел к тракту подачи дутьевого агента расположено за трактами подачи и отвода охлаждающей воды) ограничивает возможность ориентации сопел, например ориентировка сопел в плоскостях, параллельных оси фурмы, приводит (из-за малого расстояния между выходными срезами сопел) к локализации зоны перемешивания расплава и снижению качества расплава, при этом диаметр вращающегося стационарного вихревого слоя будет недостаточным. However, in the indicated tuyeres, the internal arrangement of the tips (the connection of the blowing nozzles to the supply path of the blowing agent is located behind the supply and discharge paths of cooling water) limits the possibility of nozzle orientation, for example, the orientation of the nozzles in planes parallel to the axis of the tuyere results (due to the small distance between the exit sections nozzles) to localize the melt mixing zone and reduce the quality of the melt, while the diameter of the rotating stationary vortex layer will be insufficient.
Прототипом изобретения является фурма, содержащая многосопловую головку с наклонными соплами, наружную и внутреннюю тарелки с разделителем и центральной стержневой стяжкой. Головка фурмы посредством соответствующих переходников подсоединена к трактам подачи охлаждающего агента подвода и отвода охлаждающей воды, см. патент России 2058398, С 21 С 5/48, 1993 г. A prototype of the invention is a lance containing a multi-nozzle head with inclined nozzles, an outer and an inner plate with a separator and a central rod coupler. The lance head is connected via appropriate adapters to the supply paths of the cooling agent for supplying and discharging cooling water, see Russian Patent 2058398,
Недостатком прототипа, также как и аналогов, является сложность изготовления, поскольку подключение продувочных сопел к тракту подачи продувочного агента через тракт подачи охлаждающей жидкости приводит к необходимости обеспечения высоконадежной и точной сварки сопел с нижней и верхней тарелками, а также с разделителем. Кроме того, такая схема подключения сопел ограничивает возможность варьирования их положением, например исключено наклонное расположение сопел в плоскости, параллельной оси фурмы. The disadvantage of the prototype, as well as analogues, is the complexity of manufacture, since the connection of the purge nozzles to the supply path of the purge agent through the coolant supply path leads to the need for highly reliable and accurate welding of nozzles with the lower and upper plates, as well as with a separator. In addition, this nozzle connection scheme limits the possibility of varying their position, for example, the inclined arrangement of the nozzles in a plane parallel to the axis of the lance is excluded.
Технической задачей, на решение которой направлено предложенное изобретение, является создание простой и эффективной конструкции фурмы, с обеспечением возможности наклонной установки дутьевых сопел в плоскостях параллельных оси фурмы. The technical problem to which the proposed invention is directed is to create a simple and effective lance design, with the possibility of inclined installation of blast nozzles in planes parallel to the lance axis.
Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в фурме для продувки расплава металла, содержащей концентрично расположенные трубы, образующие тракты для подачи продувочного агента, подвода и отвода охлаждающей воды, и закрепленный на трубах посредством переходников наконечник с дутьевыми наклонными соплами и циркуляционной охлаждающей камерой, образованной внутренней и наружной тарелками, снабженными стержневой стяжкой и размещенным между ними разделителем, согласно изобретению, в зоне расположения дутьевых сопел, наконечник выполнен двустенным с внешней стенкой в виде наружной тарелки и внутренней - в виде разделителя, при этом тракт подвода охлаждающей воды сообщен с циркуляционной камерой посредством патрубков, входные участки которых закреплены в глухом переходнике тракта для подвода охлаждающей воды, а выходные - во внутренней тарелке, причем дутьевые сопла установлены с минимально необходимым для их охлаждения зазором относительно вертикального участка внутренней стенки. The solution to this problem is provided by the fact that in the lance for purging a molten metal containing concentrically arranged pipes forming paths for supplying a purging agent, supplying and discharging cooling water, and a tip fixed to the pipes with adapters with blasting inclined nozzles and a circulation cooling chamber formed by an internal and outer plates equipped with a rod coupler and placed between them by a separator, according to the invention, in the area of the blast nozzles, tip it is made double-walled with an external wall in the form of an external plate and an internal one in the form of a separator, while the cooling water supply path is in communication with the circulation chamber by means of nozzles, the inlet sections of which are fixed in the blind adapter of the tract for supplying cooling water, and the weekend in the inner plate, moreover the blast nozzles are installed with the minimum clearance necessary for their cooling relative to the vertical portion of the inner wall.
В предпочтительных вариантах выполнения тракт подвода охлаждающей воды может быть сообщен с циркуляционной камерой посредством радиальных патрубков, входные участки которых закреплены в глухом переходнике тракта подвода охлаждающей воды, а выходные - в коллекторе, выполненном в виде кольцевого цилиндра с выходными отверстиями, при этом внутренняя тарелка закреплена в центральной части на коллекторе, установленном на стержневой стяжке, закрепленной посредством крестовины в концевой части трубы тракта подачи продувочного агента. In preferred embodiments, the cooling water supply path can be communicated with the circulation chamber by means of radial nozzles, the inlet sections of which are fixed in a blind adapter of the cooling water supply path, and the output sections are in a manifold made in the form of an annular cylinder with outlet openings, while the inner plate is fixed in the central part on a manifold mounted on a rod coupler fixed by means of a cross in the end part of the pipe of the purge agent supply path.
Кроме того, фурма может быть дополнительно снабжена трактом подачи порошкового материала, выполненным в виде центральной трубы, при этом стержневая стяжка закреплена в центральной трубе и выполнена с осевым каналом, сообщенным с трактом подачи порошкового материала; патрубки для сообщения циркуляционной охлаждающей камеры с трактом подвода охлаждающей воды могут быть выполнены изогнутыми или ломаными с ориентацией их выходов, направленных в периферийную зону циркуляционной охлаждающей камеры; циркуляционная охлаждающая камера может быть дополнительно снабжена отбойником струй охлаждающей воды, установленным на стержневой стяжке; в зазоре между вертикальным участком внутренней стенки и дутьевыми соплами могут быть дополнительно установлены средства для обеспечения принудительной циркуляции охлаждающей воды, выполненные в виде эжекторных трубок, соединяющих полость циркуляционной охлаждающей камеры с трактом отвода охлаждающей воды; стержневая стяжка может быть выполнена с осевым каналом, сообщенным с трактом подачи продувочного агента; выходной участок осевого канала стержневой стяжки может быть выполнен в виде сопла. In addition, the tuyere can be additionally equipped with a powder material supply path made in the form of a central pipe, wherein the core coupler is fixed in the central pipe and is made with an axial channel in communication with the powder material supply path; the nozzles for communication of the circulation cooling chamber with the cooling water supply path may be made curved or broken with the orientation of their outputs directed to the peripheral zone of the circulation cooling chamber; the circulation cooling chamber may be further provided with a chipper of cooling water jets mounted on a core coupler; in the gap between the vertical portion of the inner wall and the blast nozzles, additional means can be installed to ensure forced circulation of cooling water, made in the form of ejector tubes connecting the cavity of the circulation cooling chamber to the cooling water drain path; the rod coupler can be made with an axial channel in communication with the supply path of the purge agent; the output section of the axial channel of the core coupler can be made in the form of a nozzle.
Техническим результатом от использования изобретения является упрощение конструкции фурмы. Дополнительно при продувке снижаются вибрации конвертера, поскольку в поверхностном слое расплава металла образуется циркуляционный вихревой поток с возникновением поля центробежных сил, в котором происходит вытеснение газовых пузырей к центру конвертера. Кроме этого, образующееся стационарное течение в пристеночной зоне конвертера, расположенной в поверхностном слое расплава, равномерно омывает футеровку, обеспечивая этим равномерный износ футеровки, а также оптимальные условия шлакообразования, дожигания СО над поверхностью расплава в конвертере и рециркуляционное осаждение брызг в расплав. The technical result from the use of the invention is to simplify the design of the lance. Additionally, when the purge is reduced, the converter vibrations are reduced, since a circulating vortex flow is formed in the surface layer of the metal melt with the appearance of a centrifugal force field in which gas bubbles are displaced to the center of the converter. In addition, the stationary flow formed in the near-wall zone of the converter located in the surface layer of the melt uniformly washes the lining, thereby ensuring uniform wear of the lining, as well as optimal conditions for slag formation, afterburning of CO over the surface of the melt in the converter and recirculating deposition of spatter into the melt.
На фиг.1 показан общий вид фурмы (продольный разрез);
на фиг.2 - сечение А-А фиг.1;
на фиг.3 - вид В продольный разрез (увеличено);
на фиг.4, 5, 6 - варианты выполнения;
на фиг.7 - вариант выполнения, общий вид (продольный разрез);
на фиг.8 - сечение С-С фиг.7;
на фиг.9 - вариант выполнения, общий вид (продольный разрез).Figure 1 shows a General view of the tuyeres (longitudinal section);
figure 2 is a section aa of figure 1;
figure 3 is a view of a longitudinal section (enlarged);
figure 4, 5, 6 - embodiments;
Fig.7 is an embodiment, a General view (longitudinal section);
in Fig.8 is a section CC of Fig.7;
figure 9 is an embodiment, a General view (longitudinal section).
Фурма для продувки расплава металла содержит концентрично расположенные трубы 1, 2, 3, образующие тракты для подачи продувочного агента, подвода и отвода охлаждающей воды, и закрепленный на трубах посредством переходников 4, 5, 6 наконечник с дутьевыми наклонными соплами 7 и циркуляционной охлаждающей камерой, образованной внутренней 8 и наружной 9 тарелками, соединенными стержневой стяжкой 10 и размещенным между ними разделителем 11. Переходник 4 выполнен глухим. Наконечник в зоне расположения дутьевых сопел выполнен двустенным с внешней стенкой в виде наружной тарелки 9 и внутренней - в виде разделителя 11, при этом тракт подвода охлаждающей воды сообщен с циркуляционной камерой посредством патрубков 12, входные участки которых закреплены в переходнике 4, а выходные - во внутренней тарелке 8, причем дутьевые сопла 7 установлены с минимально необходимым для их охлаждения зазором τ относительно вертикального участка внутренней стенки (разделителя 11). The lance for purging a molten metal contains concentrically arranged pipes 1, 2, 3, forming paths for supplying a purging agent, supply and removal of cooling water, and a tip fixed to the pipes with
В вариантах выполнения патрубки 12 могут быть выполнены изогнутыми (см. фиг. 4) или ломаными (см. фиг.6), при этом их выход сориентирован в направлении периферийной зоны циркуляционной охлаждающей камеры. In embodiments, the
В варианте выполнения (см. фиг.5) на стержневой стяжке 10 напротив патрубков 12 установлен отбойник 13 струй охлаждающей воды. In an embodiment (see FIG. 5), a
Для улучшения охлаждения дутьевых сопел 7 в области зазора τ между вертикальным участком внутренней стенки и дутьевыми соплами дополнительно установлены средства для принудительной циркуляции охлаждающей воды, выполненные в виде эжекторных трубок 14, соединяющих полость циркуляционной охлаждающей камеры с трактом отвода охлаждающей воды. To improve the cooling of the blowing
Во всех вышеуказанных вариантах выполнения стержневая стяжка 10 может быть выполнена как без канала (не показано), так и с осевым каналом 15, сообщенным с трактом подачи продувочного агента (на выходном участке канал 15 может быть снабжен соплом 16). При необходимости канал 15 может быть заглушен, например, с помощью пробки (не показана). In all of the above embodiments, the
В варианте выполнения (см. фиг. 7, 8) тракт подвода охлаждающей воды сообщен с циркуляционной камерой посредством патрубков 12, расположенных радиально. Входные участки этих патрубков закреплены в глухом переходнике 4 тракта подвода охлаждающей воды, а выходные - в коллекторе 17, выполненном в виде кольцевого цилиндра с выходными отверстиями 18, при этом центральная часть внутренней тарелки 8 закреплена на коллекторе 17, который установлен на стержневой стяжке 10, закрепленной посредством крестовины 19 в концевой части трубы 1 тракта подачи продувочного агента. In an embodiment (see Fig. 7, 8), the cooling water supply path is in communication with the circulation chamber by means of
Вариант выполнения, показанный на фиг.9, отличается от предыдущего тем, что фурма дополнительно снабжена трактом подачи порошкового материала, выполненным в виде центральной трубы 20, в концевой части которой посредством муфты 21 закреплена стержневая стяжка 10. The embodiment shown in Fig. 9 differs from the previous one in that the lance is additionally provided with a powder material supply path made in the form of a
Во всех вариантах выполнения монтаж наконечника на трубы 1, 2, 3, 20 производится посредством сварки в последовательности от центра к периферии, соответственно с этим выбирается длина переходников 4, 5, 6. In all embodiments, the installation of the tip on the
Предложенная фурма работает следующим образом. The proposed lance works as follows.
Подача продувочного агента к соплам 7 осуществляется по внутренней трубе 1. Охлаждающая вода по кольцевому пространству между трубами 1 и 2 и патрубками 12 поступает в циркуляционную камеру наконечника, омывает сопла 7 и отводится по кольцевому пространству между трубами 2 и 3. The supply of the purge agent to the
В варианте изобретения (см. фиг.1) за счет эффекта эжекции, возникающем на срезе трубки 14, расположенном в водяном потоке, осуществляется постоянное поступление воды в зазор τ. Это обеспечивает дополнительное охлаждение сопел 7. In an embodiment of the invention (see FIG. 1), due to the ejection effect that arises on the section of the tube 14 located in the water stream, a constant flow of water into the gap τ is achieved. This provides
В вариантах изобретения (см. фиг.4, 5, 6) интенсификация теплообмена в циркуляционной камере наконечника и исключение возможности возникновения в ней застойных зон достигается за счет направления струй охлаждающей воды на ее периферию. При этом в варианте, показанном на фиг.4, 6, струи охлаждающей воды направляются на периферию камеры посредством изогнутых или ломаных патрубков 12, а в варианте, см. фиг.5, это осуществлено за счет прямого патрубка и отбойника 13. In embodiments of the invention (see Figs. 4, 5, 6), intensification of heat transfer in the circulation chamber of the tip and elimination of the possibility of stagnant zones in it is achieved by directing jets of cooling water to its periphery. Moreover, in the embodiment shown in FIGS. 4, 6, the jets of cooling water are directed to the periphery of the chamber by means of curved or
При необходимости канал 15 стержневой стяжки 10 можно использовать как дутьевое сопло, так и для подачи в расплав (через трубу 20) псевдоожиженного порошкового материала. Это расширяет технологические возможности использования предложенной фурмы. If necessary, the channel 15 of the
В фурме, см. вариант выполнения, показанный на фиг.7, 8, охлаждающая вода поступает в циркуляционную камеру из выходных отверстий 18 коллектора 17, соединенного с радиальными патрубками 12. Этот вариант выполнения (наряду с основной целью изобретения) позволяет значительно снизить нагрузки на сварные швы наконечника, поскольку основные нагрузки воспринимаются трубой 1 через крестовину 19 стержневой стяжки 10. In the lance, see the embodiment shown in Figs. 7, 8, cooling water enters the circulation chamber from the
В варианте выполнения, см. фиг.9, через дополнительный тракт 20 в процессе продувки можно осуществлять подачу в расплав порошкового материала. В этом варианте стержневая стяжка 10 закреплена в концевой части центральной трубы 20, что также как и в предыдущем варианте дополнительно позволяет разгрузить сварные швы наконечника и повысить надежность фурмы. In an embodiment, see Fig. 9, through an
По сравнению с существующими предложенная фурма имеет более технологичную конструкцию, при этом не возникает затруднений при установке дутьевых сопел 7 практически под любым углом γ, см. фиг.3. Compared with existing, the proposed lance has a more technological design, while there is no difficulty in installing
Использование предложенной фурмы позволяет при тех же давлениях продувочного агента создавать более интенсивную круговую циркуляцию поверхностного слоя расплава в конвертере, за счет чего снижаются вибрации конвертера и повышается стойкость его футеровки. Using the proposed tuyeres allows for the same pressure of the blowing agent to create a more intense circular circulation of the surface layer of the melt in the converter, thereby reducing the vibration of the converter and increasing the durability of its lining.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000132773A RU2181384C1 (en) | 2000-12-27 | 2000-12-27 | Tuyere for blowing melt metal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000132773A RU2181384C1 (en) | 2000-12-27 | 2000-12-27 | Tuyere for blowing melt metal |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2181384C1 true RU2181384C1 (en) | 2002-04-20 |
Family
ID=20244055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000132773A RU2181384C1 (en) | 2000-12-27 | 2000-12-27 | Tuyere for blowing melt metal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2181384C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1330777C (en) * | 2005-07-28 | 2007-08-08 | 天津钢铁有限公司 | Water cooling structure of converter oxygen gun |
-
2000
- 2000-12-27 RU RU2000132773A patent/RU2181384C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1330777C (en) * | 2005-07-28 | 2007-08-08 | 天津钢铁有限公司 | Water cooling structure of converter oxygen gun |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101929802B (en) | Side-blown spray gun | |
| US5377960A (en) | Oxygen/carbon blowing lance assembly | |
| KR100767876B1 (en) | Apparatus for Injecting Gas into a Vessel | |
| AU2007246207B2 (en) | Apparatus for injecting gas into a vessel | |
| US3411716A (en) | Oxygen lance for steelmaking furnaces | |
| AU2007246209B2 (en) | Inducing swirl in a gas flow | |
| JPH01312023A (en) | Blowing lance | |
| US3112194A (en) | Molten bath treating method and apparatus | |
| KR20010078132A (en) | Apparatus for injecting solid particulate material into a vessel | |
| US20080128963A1 (en) | Apparatus for injecting gas into a vessel | |
| RU2181384C1 (en) | Tuyere for blowing melt metal | |
| JP2006138623A (en) | Apparatus for injecting gas into vessel | |
| EP0832305B1 (en) | Combined oxygen blowing/fuel burner lance assembly | |
| JP2008190854A (en) | Apparatus for injecting gas into vessel | |
| WO2020173088A1 (en) | Coaxial dual supersonic speed oxygen flow coherent oxygen lance | |
| AU2007246208B2 (en) | Apparatus for injecting gas into a vessel | |
| US4386737A (en) | Flame guniting lance | |
| JP2008196048A (en) | Apparatus for injecting material into vessel | |
| EP0062986A1 (en) | Lance for repairing refining vessel | |
| JP2986244B2 (en) | Pulverized coal injection lance for blast furnace | |
| CN100573009C (en) | A kind of pulverizing jet reaches the method by this pulverizing jet donor material in smelting furnace | |
| AU2009326862B2 (en) | Apparatus for injecting gas into a vessel | |
| US3020035A (en) | Oxygen roof jet device | |
| JPH03281709A (en) | Apparatus for manufacturing metal powder and gas atomizing nozzle | |
| SU1666548A1 (en) | Tuyere for blowing metals |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181228 |