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EP0646183A1 - Process and device for blowing oxygen over metal melts - Google Patents

Process and device for blowing oxygen over metal melts

Info

Publication number
EP0646183A1
EP0646183A1 EP93909350A EP93909350A EP0646183A1 EP 0646183 A1 EP0646183 A1 EP 0646183A1 EP 93909350 A EP93909350 A EP 93909350A EP 93909350 A EP93909350 A EP 93909350A EP 0646183 A1 EP0646183 A1 EP 0646183A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
oxygen
nozzle
lance
blowing lance
blowing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP93909350A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0646183B1 (en
Inventor
Anatoly Sizov
Horst-Dieter Schöler
Ulrich Meyer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vodafone GmbH
Original Assignee
Mannesmann AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mannesmann AG filed Critical Mannesmann AG
Publication of EP0646183A1 publication Critical patent/EP0646183A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0646183B1 publication Critical patent/EP0646183B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/16—Introducing a fluid jet or current into the charge
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42—Constructional features of converters
    • C21C5/46—Details or accessories
    • C21C5/4606—Lances or injectors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/10—Handling in a vacuum
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/16—Introducing a fluid jet or current into the charge
    • F27D2003/162—Introducing a fluid jet or current into the charge the fluid being an oxidant or a fuel
    • F27D2003/163—Introducing a fluid jet or current into the charge the fluid being an oxidant or a fuel the fluid being an oxidant
    • F27D2003/164—Oxygen

Definitions

  • the aim is, among other things, a large bath surface and a possibly large reaction space in the container to achieve a high one
  • EP 0 081 448 B1 discloses a method and a device for freshening a steel bath by means of oxygen inflation lances, in which the oxygen hits the bath surface at a speed in the supersonic range. The entire oxygen flow is divided into a hard and a soft jet.
  • the oxygen stream strikes the surface of the steel bath in a relatively limited area, forms a deep outflow in the bath and throws metal droplets into the gas space above the melt.
  • the oxygen stream strikes the surface of the steel bath in a relatively limited area, forms a deep outflow in the bath and throws metal droplets into the gas space above the melt.
  • the invention has set itself the goal of a method and a
  • the oxygen flow is pulsed and compressed within the lance.
  • the blowing lance has wear-free elements in the nozzle and pocket tube.
  • the oxygen flow entering the lance is accelerated by an annular nozzle and thereby pulsed to an accelerated and compressed plug.
  • the oxygen plug hits the mouth of the sack tube and is separated into two parts, one oxygen core and one
  • Oxygen screen The accelerated and compressed oxygen core flows into the bag tube, fills it and bounces at the closed end of the bag tube. After impacting the floor of the
  • Sac tube flows the oxygen core towards the mouth of the
  • Oxygen core on the oxygen plug flowing through the ring nozzle Those moving in opposite directions
  • Oxygen torus largely forms a plug again. This toroidal plug leaves the lance through holes.
  • Design of the hole is influenced on the
  • the oxygen bell thus formed creates a stable system of high intensity toroidal vortices in the melt
  • the laval-shaped nozzles provided at the head end of the blowing lance have stabilizing elements with which influence on the position of the
  • Oxygen core as well as the shape of the oxygen screen is taken.
  • Fig. 3 nozzle with stabilizing element.
  • FIG. 1 shows a vacuum level 10 with a vacuum container 11 on which a vacuum hood 12 rests.
  • the vacuum hood 12 has one
  • a passage 13 is provided through which a blowing lance 40 can be guided to the pan 30 placed in the vacuum position.
  • the blowing lance 40 is fastened to a carriage 22 which is arranged to be movable on a frame 21 of a lance device 20.
  • the pan 30 has a pan vessel 31 which can be closed by a pan lid 32.
  • the pan lid 32 has a lid opening 33 through which the blowing lance 40 can be guided.
  • a rinsing device 34 is provided as well as a closure 35 for shutting off the tap opening.
  • the melt 39 is in the pan.
  • Fig. 2 shows the blow punch 40 with the wall 41, in the
  • a ring nozzle 42 is arranged at the bottom end.
  • Nozzles 50 are provided on the head-end part of the blowing lance 40.
  • a pocket tube 44 is arranged on the Lanzenmit tenachse I, the mouth 45 facing the ring nozzle 42 and the bottom 46 to the nozzle 50.
  • a compartment space 43 is located between the pocket tube mouth 45 and the ring nozzle 42. Between the pocket tube base 46 and the nozzle 50 there is a pre-nozzle space 48. The compartment space 43 and the pre-nozzle space 48 are connected via an annular channel 47.
  • the nozzle 50 has a stabilizing element 51.
  • a displacement body 49 is arranged in the center of the ring nozzle 42.
  • the inner radius of the wall 41 is D
  • the distance of the ring nozzle 42 to the mouth 45 of the pocket tube 44 is a
  • the length of the pre-nozzle space 48 is b
  • the nozzle diameter in the narrowest cross section is d O
  • FIG 3 shows a nozzle 50.
  • the narrowest cross section of the laval-shaped nozzle 50 has a diameter d o and one
  • Nozzle outlet cross section d a is one
  • Stabilizing element 51 has the shape of a tubular collar with an inner diameter d i and a length l.
  • the oxygen jet 60 is shown, which has a core 61 and a screen 62 surrounding it.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
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  • Image-Pickup Tubes, Image-Amplification Tubes, And Storage Tubes (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
  • Furnace Charging Or Discharging (AREA)

Abstract

PCT No. PCT/DE93/00362 Sec. 371 Date Feb. 10, 1995 Sec. 102(e) Date Feb. 10, 1995 PCT Filed Apr. 22, 1993 PCT Pub. No. WO94/00604 PCT Pub. Date Jan. 6, 1994The invention relates to a process and a device for blowing oxygen over a metal melt under a vacuum. The oxygen is to be applied over a large surface with a large intermediate phase area while avoiding overcooling in the metal bath by simple, easily maintained structural means. The flow of oxygen in the lance is accelerated and compressed into plug-shaped oxygen pulses, which leave the lance in succession and which form an oxygen bell over the vacuum above the metal melt, having an oxygen casing and an oxygen core, the core moving at a speed similar to that of the casing. At the base of the wall 41 of the blowing lance 40 there is an annular nozzle 42. At a distance behind the annular nozzle 42 in the direction of flow of the oxygen there is a blind tube 44 forming a fan-shaped compartment 43. Between the bottom 46 of the blind tube 44 and the head of the blowing lance 40 there is a pre-nozzle chamber 48 and in the head of the blowing lance 40 there is at least one base nozzle 50 directed toward the melt. The head nozzle 50 takes the form of a Laval nozzle and has components 51 to stabilize the flow of oxygen.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Aufblasen von Sauerstoff auf MetalIschmelzen Method and device for inflating oxygen on molten metals
Bei der Stahlherstellung ist es bekannt, die in Pfannen, Lichtbogenöfen oder auch Konvertern befindliche Metallschmelze einem Vakuum In steel production, it is known that the metal melt in pans, arc furnaces or converters is vacuum
auszusetzen und mittels einer Lanze Sauerstoff auf die Metalloberfläche aufzublasen. Durch die CO-Partialdruckerniedrigung unter Vakuum ist die Entkohlung hochlegierter Schmelzen bis zur niedrigsten C-Gehalten bei gleichzeitig hohem Chromausbringen ohne überf Tischen möglich. Angestrebt wird unter anderem eine große Badoberfläche, sowie ein möglist großer Reaktionsraum im Behälter zur Erreichung einer hohen suspend and use a lance to blow oxygen onto the metal surface. Due to the CO partial pressure reduction under vacuum, decarburization of high-alloy melts down to the lowest C contents with a high chrome output is possible without over-tables. The aim is, among other things, a large bath surface and a possibly large reaction space in the container to achieve a high one
Fnschgescnwindigkeit beim Aufblasen des Sauerstoffs selbst bei hohen Kohlenstoftausgangsgehalten. Fake speed when inflating oxygen even at high carbon output levels.
Bei den üblicherweise eingesetzten Aufblaslanzen trifft der With the inflation lances usually used, the
Sauerstoffstrahl relativ hart auf die Badoberfläche auf. Eine Oxygen jet relatively hard on the bath surface. A
Möglichkeit, auf den Blasstrahl Einfluß zu nehmen, ist neben der Anzahl und Stromungsrichtung der Blasdusen den Strahl pulsierend austreten zu lassen. So ist aus der DE-AS 27 09 234 eine Vorrichtung zum Verblasen von Roheisen zu Stahl im Sauerstoffaufblaskonverter bekannt, bei dem über Steuereinrichtungen abwechselnd betätigbare Steuerventile zur Pulsierung dps Sauerstoff Strahls vorgesehen sind. Aus dieser Schnft ist nicht bekannt, den Sauerstoff unter Vakuum einzublasen. Wesentlicher Nachteil dieser bekannten Blaslanze ist die Verwendung von separat anzusteuernden Fluidik-Steuerelementen. Possibility to influence the blow jet, in addition to the number and direction of flow of the blow nozzles, is to let the jet emerge pulsating. From DE-AS 27 09 234, a device for blowing pig iron to steel in an oxygen inflation converter is known, in which control valves, which can be actuated alternately, are provided for pulsing the oxygen jet. It is not known from this section to blow in the oxygen under vacuum. The main disadvantage of this known blowing lance is the use of separately controllable fluidic control elements.
Aus EP 0 081 448 B1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Frischen eines Stahlbades durch Sauerstoff-Aufblaslanzen bekannt, bei dem der Sauerstoff mit einer Geschwindigkeit im überschallbereich auf die Badoberfläche auftrifft. Die gesamte Sauerstoff Strömung ist dabei aufgeteilt in einen harten und in einen weichen Strahl. EP 0 081 448 B1 discloses a method and a device for freshening a steel bath by means of oxygen inflation lances, in which the oxygen hits the bath surface at a speed in the supersonic range. The entire oxygen flow is divided into a hard and a soft jet.
Der aus dieser Schrift bekannte Gegenstand findet Verwendung in The object known from this document is used in
Schmelzgef aßen in einer Umgebung mit atmosphärischem Druck. Melting vessels in an atmosphere with atmospheric pressure.
Bei Aufblaseinrichtungen dieser Bauart trifft der Sauerstoff ström in einer relativ begrenzten Fläche auf die Oberfläche des Stahlbades auf, bildet im Bad eine tiefe Auskolkung und schleudert Metalltröpfchen in den Gasraum oberhalb der Schmelze. Darüber hinaus läßt sich der In inflators of this type, the oxygen stream strikes the surface of the steel bath in a relatively limited area, forms a deep outflow in the bath and throws metal droplets into the gas space above the melt. In addition, the
Sauerstoff strahl nicht ausreichend stabilisieren, so daß der harte Strahl innerhalb der Gesamtstromung wandert. Do not stabilize the oxygen jet sufficiently so that the hard jet travels within the overall flow.
Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, ein Verfahren und eine The invention has set itself the goal of a method and a
Vorrichtung zum Aufblasen von Sauerstoff auf eine unter Vakuum Device for inflating oxygen onto a vacuum
befindliche Metaltschmelze zu schaffen, mit einfachen konstruktiven, wartungs. reundlichen Mitteln den Sauerstoff großflächig bei großer Zwischenphasenoberfläche unter Vermeidung von überfrischungen in das Metallbad einzubringen. Die Erfindung erreicht dieses Ziel mit den kennzeichnenden to create existing metal melt with simple constructive, maintenance. friendly means to introduce the oxygen into the metal bath over a large area with a large interphase surface while avoiding overfilling. The invention achieves this aim with the characteristic
Merkmalen des Verfahrensanspruchs 1 und des Vorrichtungsanspruchs 4. Features of method claim 1 and device claim 4.
Erfindungsgemäß wird derr Sauerstoffstrom innerhalb der Lanze pulsierend beschleunigt und verdichtet. Die Verdichtungen des According to the invention, the oxygen flow is pulsed and compressed within the lance. The densifications of the
Sauerstoffstromes treten pfropfenförmig nacheinander aus der Lanze aus. Diese Sauerstoffimpulse bereiten sich im wesentlichen Oxygen streams emerge from the lance in the shape of a plug. These oxygen pulses are essentially preparing
parallel zur Lanzenhauptachse und seitlich im Vakuum oberhalb der Schmelze glockenförmig aus, wobei der Sauerstoff-Blaskern im parallel to the main lance axis and laterally in a vacuum above the melt, the oxygen blower core in the
Vergleich zum Sauerstoffschirm ähnliche Geschwindigkeiten aufweist. Has similar speeds compared to the oxygen screen.
Die Blaslanze weist dabei verschleißfreie Elemente in Düse und Sackrohr auf. Der in die Lanze eintretende Sauerstoffström wird durch eine Ringdüse beschleunigt und dabei pulsierend zu einem beschleunigten und verdichteten Pfropfen ausgebildet. Der Sauerstoffpfropfen trifft dabei auf die Mündung des Sackrohres udn wird in zwei Teile getrennt, und zwar einen Sauerstoffkern und einen The blowing lance has wear-free elements in the nozzle and pocket tube. The oxygen flow entering the lance is accelerated by an annular nozzle and thereby pulsed to an accelerated and compressed plug. The oxygen plug hits the mouth of the sack tube and is separated into two parts, one oxygen core and one
Sauerstoffschirm. Der beschleunigte und verdichtete Sauerstoffkern strömt in das Sackrohr, füllt dieses und prallt am geschlossenen Ende des Sackrohres auf. Nach dem Aufprall auf den Boden des Oxygen screen. The accelerated and compressed oxygen core flows into the bag tube, fills it and bounces at the closed end of the bag tube. After impacting the floor of the
Sackrohres fließt der Sauerstoffkern in Richtung Mündung des Sac tube flows the oxygen core towards the mouth of the
Sackrohres zurück. Nach Verlassen des Sackrohres trifft der Pocket pipe back. After leaving the pocket tube, the
Sauerstoffkern auf den durch die Ringdüse strömenden Sauerstoffpfropfen. Die richtungsmäßig entgegengesetzt sich bewegenden Oxygen core on the oxygen plug flowing through the ring nozzle. Those moving in opposite directions
Sauerstoffströme prallen aufeinander und bilden einen Fächerstrahl. Dieser Fächerstrahl sperrt die Sauerstoffleituπg ab. Während der aktiven Phase des Fächers wird der Zustrom an Sauerstoff Oxygen flows collide and form a fan beam. This fan beam shuts off the oxygen conduction. During the active phase of the fan, the influx of oxygen
unterbrochen und gleichzeitig hat das Sackrohr die Möglichkeit, sich zu entleeren. Nach dem Zusammenbrechen des Fächers beginnt der gerade geschilderte Vorgang wieder von neuem. Ein vom Sauerstoffpfropfen abgetrennte Sauerstofftorus strömt innerhalb der Lanze am Sackrohr vorbei zum Lanzenkopf. In Strömungsrichtung nach dem Sackrohr ist ein Vordüsenraum vorgesehen, in den sich der interrupted and at the same time the pocket pipe has the possibility to empty itself. After the fan has collapsed, the process just described begins again. An oxygen torus separated from the oxygen plug flows inside the lance past the pocket tube to the lance head. A pre-nozzle space is provided in the flow direction after the pocket pipe, into which the
Sauerstofftorus weitgehendst wieder zu einem Pfropfen ausbildet. Dieser toroidale Pfropfen verläßt die Lanze über Bohrungen. Durch die Oxygen torus largely forms a plug again. This toroidal plug leaves the lance through holes. Through the
Ausgestaltung der Bohrung wird Einfluß genommen auf den Design of the hole is influenced on the
Sauerstoffblaskern sowie auf die diesen umhüllenden Sauerstoffschirme. Oxygen blower core and on the oxygen screens enveloping them.
Die so gebildete Sauerstoffglocke erzeugt in der Schmelze ein stabiles System von toroidalen Wirbeln mit hoher Intensität, das beim The oxygen bell thus formed creates a stable system of high intensity toroidal vortices in the melt
Druckverlauf oberhalb der Schmelzebadoberfläche nicht zerstört wird. Die Sauerstoffstrahlen dringen tief in die Schmelze ein, wobei im Vergleich zu anderen Systemen eine hohe Strahlungsdurchdnngungstief e in der Schmelze erreicht wird. In den Vertiefungen wird eine intentive Pressure curve above the melt bath surface is not destroyed. The oxygen jets penetrate deep into the melt, with a high radiation penetration depth in the melt being achieved in comparison to other systems. In the recesses, an intentive
Tropfenbildung hervorgerufen. Darüber hinaus wird im Schmelzbad ein System von Längs- und Querwellen erzeugt. Die Vertiefungen selber weisen dabei eine parabolische Form auf. Drop formation caused. In addition, a system of longitudinal and transverse waves is created in the weld pool. The depressions themselves have a parabolic shape.
Die kopfendig an der Blaslanze vorgesehenen lavalf örmigen Düsen weisen Stabil lsierungselemente auf, mit denen Einfluß auf die Lage des The laval-shaped nozzles provided at the head end of the blowing lance have stabilizing elements with which influence on the position of the
Sauerstoffkerns sowie die Form des Sauerstoffschirms genommen wird. Oxygen core as well as the shape of the oxygen screen is taken.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteranspruchen dargelegt. So wird in der fußseitig angeordneten Ringdüse ein Advantageous developments of the invention are set out in the subclaims. So is in the ring nozzle arranged on the foot side
verdrangungskörper angeordnet, der positiven Einfluß auf den in das Sackrohr einströmende Sauerstoffvolumen nimmt. displacement body arranged, which has a positive influence on the volume of oxygen flowing into the pocket tube.
Ein Beispiel der Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigt: An example of the invention is shown in the accompanying drawing and described below. It shows:
Fig. 1 eine übersieht des Ofens, 1 overlooks the furnace,
Fig. 2 5chnitt einer Blaslanze, 2 section of a blowing lance,
Fig. 3 Düse mit Stabilisierungselement. Fig. 3 nozzle with stabilizing element.
Die Fig. 1 zeigt einen Vakuumstand 10 mit einem Vakuumbehälter 11, auf dem eine Vakuumhaube 12 aufliegt. Die Vakuumhaube 12 weist einen 1 shows a vacuum level 10 with a vacuum container 11 on which a vacuum hood 12 rests. The vacuum hood 12 has one
Rnschluß 14 zu einer nicht weiter dargestellten Vakuumanlage auf. Connection 14 to a vacuum system, not shown.
Weiterhin ist ein Durchtritt 13 vorgesehen, durch den eine Blaslanze 40 zu der im Vakuumstand abgestellten Pfanne 30 führbar ist. Furthermore, a passage 13 is provided through which a blowing lance 40 can be guided to the pan 30 placed in the vacuum position.
Die Blaslanze 40 ist an einem Schlitten 22 befestigt, der an einem Gerüst 21 einer Lanzeneinrichtung 20 verfahrbar angeordnet ist. The blowing lance 40 is fastened to a carriage 22 which is arranged to be movable on a frame 21 of a lance device 20.
Die Pfanne 30 besitzt ein Pfannengefäß 31, das durch einen Pfannendeckel 32 verschließbar ist. Der Pfannendeckel 32 besitzt eine Deckelöffnung 33, durch die die Blaslanze 40 führbar ist. The pan 30 has a pan vessel 31 which can be closed by a pan lid 32. The pan lid 32 has a lid opening 33 through which the blowing lance 40 can be guided.
Am Boden des Pfannengefaßes 31 ist eine Spüleιnrichtung 34 vorgesehen sowie ein Verschluß 35 zum Absperren der Abstichöffnung. In der Pfanne befindet sich die Schmelze 39. At the bottom of the pan 31 a rinsing device 34 is provided as well as a closure 35 for shutting off the tap opening. The melt 39 is in the pan.
Die Fig. 2 zeigt die Blastanze 40 mit der Wandung 41, in deren Fig. 2 shows the blow punch 40 with the wall 41, in the
fußendigen Bereich eine Ringduse 42 angeordnet ist. Am kopfendigen Teil der Blaslanze 40 sind Düsen 50 vorgesehen. Zwischen der Ringduse 42 und den Düsen 50 ist auf der Lanzenmit tenachse I ein Sackrohr 44 angeordnet, dessen Mündung 45 zur Ringdüse 42 und dessen Boden 46 zur Düse 50 weist. a ring nozzle 42 is arranged at the bottom end. Nozzles 50 are provided on the head-end part of the blowing lance 40. Between the ring nozzle 42 and the nozzles 50, a pocket tube 44 is arranged on the Lanzenmit tenachse I, the mouth 45 facing the ring nozzle 42 and the bottom 46 to the nozzle 50.
Zwischen der Sackrohrmündung 45 und der Ringdüse 42 befindet sich ein Fächerraum 43. Zwischen dem Sackrohrboden 46 und der Düse 50 befindet sich ein Vordüsenraum 48. Der Fächerraum 43 und der Vordüsenraum 48 stphen über einen Ringkanal 47 in Verbindung. A compartment space 43 is located between the pocket tube mouth 45 and the ring nozzle 42. Between the pocket tube base 46 and the nozzle 50 there is a pre-nozzle space 48. The compartment space 43 and the pre-nozzle space 48 are connected via an annular channel 47.
Die Düse 50 weist ein Stabilisierungselement 51 auf. Im Zentrum der Ringduse 42 ist ein Verdrangungskörper 49 angeordnet. The nozzle 50 has a stabilizing element 51. A displacement body 49 is arranged in the center of the ring nozzle 42.
Der Innenradius der Wandung 41 ist mit D, der Abstand der Ringdüse 42 zur Mundung 45 des Sackrohres 44 mit a, die Länge des Vordüsenraumes 48 mit b und der Dusendurchmesser im engsten Querschnitt mit dO The inner radius of the wall 41 is D, the distance of the ring nozzle 42 to the mouth 45 of the pocket tube 44 is a, the length of the pre-nozzle space 48 is b and the nozzle diameter in the narrowest cross section is d O
bezeichnet. designated.
Die Fig. 3 zeigt eine Düse 50. Die lavalförmig ausgestaltete Düse 50 besitzt im engsten Querschnitt einen Durchmesser do und einen 3 shows a nozzle 50. The narrowest cross section of the laval-shaped nozzle 50 has a diameter d o and one
Düsenaustrittsquerschnitt da. Die lavalförmige Düse 50 ist mit einemNozzle outlet cross section d a . The laval nozzle 50 is one
Stabil lsierungselement 51 verbunden. Das dargestellte Stable isolation element 51 connected. The illustrated
Stabilisierungselement 51 hat die Form eines rohrförmigen Kragens mit einem Innendurchmesser di sowie einer Länge l. Stabilizing element 51 has the shape of a tubular collar with an inner diameter d i and a length l.
Weiterhin ist der Sauerstof f strahl 60 dargestellt, der einen Kern 61 und einen ihn umgebenden Schirm 62 aufweist. Furthermore, the oxygen jet 60 is shown, which has a core 61 and a screen 62 surrounding it.

Claims

Patentansprüche: Claims:
1. Verfahren zum Aufblasen von Sauerstoff durch eine Lanze auf eine unter Vakuum befindliche Metallschmelze, 1. Process for blowing oxygen through a lance onto a metal melt under vacuum,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) der Sauerstoffstrom wird innerhalb der Lanze pulsierend zu einem torusartig beschleunigten und verdichteten Pfropfen ausgebildet, b) die Sauerstoffpfropfen verlassen die Lanze mit überschallgeschwindigkeit, characterized by the following features: a) the oxygen flow is pulsed within the lance into a toroidally accelerated and compressed plug, b) the oxygen plugs leave the lance at supersonic speed,
c) die Sauerstoffpfropfen werden bei ihrem zeitlich in Reihe c) the oxygen plugs are in series at their time
erfolgenden Verlassen der Blaslanze in einen Sauerstoffkern und einen diesen umhülenden Sauerstoffschirm getrennt,  leaving the blowing lance separated into an oxygen core and an oxygen screen surrounding it,
d) der Sauerstoffschirm breitet sich in dem Vakuum oberhalb der d) the oxygen screen spreads in the vacuum above the
Schmelze großvolumig glockenförmig aus und  Melt large-volume bell-shaped and
e) der Sauerstoffkern und der Sauerstoffschirm bewegen sich vor e) the oxygen core and the oxygen screen move forward
ihrem Auftreffen auf die Schmelze mit einer Relativgeschwindigkeit zueinander in einem Verhältnis:  their impact on the melt at a relative speed to one another in a ratio:
Index z = Sauerstoffkern Index z = oxygen nucleus
Index p = Sauerstoffschirm  Index p = oxygen screen
= Dichte  = Density
v = Geschwindigkeit wobei sich das Verhältnis zwischen dem Druck des Sauerstoffes in der Lanze (pO) und dem Druck in der Kammer (pK) in den Bereichen: pQ /pK = 40 bis 1.100 oder v = velocity where the ratio between the pressure of the oxygen in the lance (p O ) and the pressure in the chamber (p K ) is in the ranges: p Q / p K = 40 to 1,100 or
pO /pK = 1.100 bis 4.500 und wobei das Verhältnis zwischen der Geschwindigkeit der p O / p K = 1,100 to 4,500 and wherein the ratio between the speed of the
Druckwelle (1/2 v2) und dem Druck des Sauerstoffes in der Lanze (pO) in dem Bereich Pressure wave (1/2 v 2 ) and the pressure of oxygen in the lance (p O ) in the area
sich befindet. located.
2. Verfahren nach Anspruch 1, 2. The method according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
daß der Sauerstoffschirm formmäßig stabilisiert den Sauerstoffkern koaxial umgibt.  that the oxygen screen stabilizes the oxygen core coaxially.
3. Verfahren nach Anspruch 2, 3. The method according to claim 2,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
daß der Sauerstoffkern und der Sauerstoffschirm auf die Oberfläche der Schmelze unter einem einstellbaren Winkel von 0 bis 30° zur Gefäßmittenachse auftreffen.  that the oxygen core and the oxygen screen strike the surface of the melt at an adjustable angle of 0 to 30 ° to the center axis of the vessel.
4. Blaslanze zum Aufblasen von Sauerstoff einer unter Vakuum 4. Blow lance for inflating oxygen one under vacuum
befindlichen Metallschmelze zur Durchführung des Verfahrens nach metal melt located to carry out the method
Anspruch 1, Claim 1
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
daß fußseitig an der Wandung (41) der Blaslanze (40) eine Ringdüse (42) angeordnet ist,  that an annular nozzle (42) is arranged on the foot side of the wall (41) of the blowing lance (40),
daß in Strömungsrichtung des Sauerstoffes nach derr Ringdüse (42) von dieser beabstandet einen Fächerraum (43) bildend ein Sackrohr (44) vorgesehen ist, das zentrisch in der Blaslanze (40)  that in the flow direction of the oxygen after the ring nozzle (42) spaced therefrom forming a compartment (43) there is a pocket tube (44) which is centered in the blowing lance (40)
angeordnet ist und dessen Mündung (45) zur Ringdüse (42) weist, daß zwischen dem Boden (46) des Sackrohres (44) und dem Kopf der Blaslanze (40) ein Vordüsenraum (48) vorgesehen ist, der mindestens eine in Richtung Metallschmelze (39) weisende is arranged and its mouth (45) to the ring nozzle (42) that between the bottom (46) of the sack tube (44) and the head of the blowing lance (40) a pre-nozzle space (48) is provided which at least one pointing towards the molten metal (39)
im Kopf der Blaslanze als Düse ausgebildete Öffnung (50)  opening in the head of the blowing lance designed as a nozzle (50)
besitzt,  owns
daß die Öffnung (50) lavaldüsenförmig ausgestaltet ist und  that the opening (50) is laval nozzle-shaped and
Elemente (51) zur Stabilisierung des Sauerstoffstromes aufweist.  Has elements (51) for stabilizing the oxygen flow.
5. Blaslanze nach Anspruch 4, 5. blowing lance according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
daß die Ringdüse (42) die Form eine Lavaldüse besitzt.  that the ring nozzle (42) has the shape of a Laval nozzle.
6. Blaslanze nach Anspruch 5, 6. blowing lance according to claim 5,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
daß im Zentrum der Ringdüse (42) ein Verdrängungskörper (49) angeordnet ist.  that a displacer (49) is arranged in the center of the ring nozzle (42).
7. Blaslanze nach Anspruch 4, 7. blowing lance according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
daß der Abstand (a) der Ringdüse (42) zur Mündung (45) des  that the distance (a) of the ring nozzle (42) to the mouth (45) of the
Sackrohres (44) zum Innenradius (D) der Wandung (41) der Blaslanze (40) sich verhält wie a/D = 0,3 bis 0,8.  The blind tube (44) to the inner radius (D) of the wall (41) of the blowing lance (40) behaves like a / D = 0.3 to 0.8.
8. Blaslanze nach Anspruch 7, 8. blowing lance according to claim 7,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
daß die Länge (b) des Vordüsenraumes (48) zum Innenradius (D) der Wandung (41) der Blaslanze (40) sich verhält wie b/D = 0,8 bis 1,3.  that the length (b) of the pre-nozzle space (48) to the inner radius (D) of the wall (41) of the blowing lance (40) behaves as b / D = 0.8 to 1.3.
9. Blaslanze nach Anspruch 4, 9. blowing lance according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
daß das Stabilisierungselement (51) ein an die lavalformige, einen Düsenaustrittsquerschnitt (da) aufweisende Düse (50) angesetzter rohrförmiger Kragen (52) ist mit einem Innendurchmesser (di) und einer Länge (1), wobei sich di / dy = 1,06 bis 1,04 l/da = 0,3 bis 1,9 verhält. that the stabilizing element (51) is a tubular collar (52) attached to the laval-shaped nozzle (50) having a nozzle outlet cross-section (d a ) and has an inner diameter (d i ) and a length (1) d i / d y = 1.06 to 1.04 l / d a = 0.3 to 1.9.
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