RU2285049C2 - Device for delivery of gas to reservoir - Google Patents
Device for delivery of gas to reservoir Download PDFInfo
- Publication number
- RU2285049C2 RU2285049C2 RU2002131795/02A RU2002131795A RU2285049C2 RU 2285049 C2 RU2285049 C2 RU 2285049C2 RU 2002131795/02 A RU2002131795/02 A RU 2002131795/02A RU 2002131795 A RU2002131795 A RU 2002131795A RU 2285049 C2 RU2285049 C2 RU 2285049C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- channel
- passage
- central
- gas
- flow
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
-
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D2214/00—Cooling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Furnace Charging Or Discharging (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Percussion Or Vibration Massage (AREA)
- Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к устройству для подачи газа в емкость. Оно предназначено, в частности, но не исключительно, для подачи потока газа в металлургическую емкость в условиях высокой температуры. Такой металлургической емкостью может быть, например, плавильная емкость, в которой расплавленный металл получают посредством способа прямой плавки.The present invention relates to a device for supplying gas to a container. It is intended, in particular, but not exclusively, for supplying a gas stream to a metallurgical vessel at high temperatures. Such a metallurgical vessel may, for example, be a melting vessel in which molten metal is produced by a direct smelting process.
Известный способ прямой плавки, который основан на использовании слоя расплавленного металла в качестве реакционной среды, и обычно упоминается в литературе как способ «HIsmelt», описан в Международной заявке на патент РСТ/AU/00197 (WO 96/31627) на имя заявителя.The known direct smelting method, which is based on the use of a layer of molten metal as a reaction medium, and is commonly referred to in the literature as the “HIsmelt” method, is described in International Patent Application PCT / AU / 00197 (WO 96/31627) in the name of the applicant.
Способ прямой плавки «HIsmelt», описанный в Международной заявке, содержит следующие стадии:The HIsmelt direct smelting process described in the International Application comprises the following steps:
(а) образуют ванну из расплавленного железа и шлака в емкости;(a) form a bath of molten iron and slag in a vessel;
(b) вводят в ванну:(b) is introduced into the bath:
(i) исходный материал, содержащий металл, обычно оксиды металла; и(i) a starting material containing metal, typically metal oxides; and
(ii) твердый углеродсодержащий материал, обычно уголь, который действует как восстановитель оксидов металла и источник энергии; и(ii) a solid carbonaceous material, usually coal, which acts as a reducing agent for metal oxides and an energy source; and
(с) плавят исходный материал, содержащий металл, для получения слоя металла.(c) melting the starting material containing the metal to obtain a metal layer.
Термин «плавка» в данном случае понимается как обозначение термической обработки, в которой имеют место химические реакции восстановления оксидов металла для получения жидкого металла.The term "smelting" in this case is understood as a designation of heat treatment in which chemical reactions of reduction of metal oxides to produce liquid metal take place.
Процесс «HIsmelt» также содержит последующее сжигание реакционных газов, как например СО и Н2, которые выделяются из ванны в пространство над ванной, в газе, содержащем кислород, и возвращение тепла, полученного при последующем сжигании, в ванну, чтобы пополнить тепловую энергию, необходимую для плавления исходных материалов, содержащих металл.The HIsmelt process also includes the subsequent combustion of reaction gases, such as CO and H 2 , which are released from the bath into the space above the bath, in a gas containing oxygen, and the return of heat from the subsequent combustion to the bath to replenish thermal energy, necessary for melting raw materials containing metal.
Процесс «HIsmelt» содержит также образование зоны перехода над номинальной поверхностью ванны в состоянии покоя, в которой находится благоприятная масса поднимающихся и впоследствии опускающихся капель или всплесков, или потоков расплавленного металла и/или шлака, которые создают эффективную среду для передачи в ванну тепловой энергии, полученной при последующем сжигании реакционных газов над ванной.The HIsmelt process also contains the formation of a transition zone over the nominal surface of the bath at rest, in which there is a favorable mass of rising and subsequently dropping drops or splashes, or flows of molten metal and / or slag, which create an effective environment for transferring thermal energy to the bath, obtained by subsequent combustion of the reaction gases over the bath.
В процессе «HIsmelt» исходный материал, содержащий металл, и твердый углеродсодержащий материал вводят в слой металла через ряд фурм/трубок, которые наклонены к вертикали так, что они проходят по направлению вниз и внутрь через боковую стенку емкости для плавки, и в нижнюю часть емкости для того, чтобы подавать частицы твердого материала в слой металла на дне емкости. Чтобы стимулировать последующее сжигание реакционных газов в верхней части емкости, горячее дутье, которое может быть обогащено кислородом, вводится в верхнюю часть емкости через проходящую вниз фурму для подачи горячего воздуха. Чтобы стимулировать эффективное последующее сжигание газов в верхней части емкости, желательно, чтобы входящее горячее дутье выходило из фурмы в виде движения с завихрением. Для достижения этого на выходном конце фурмы должны быть смонтированы внешние направляющие для потока, чтобы создать соответствующее движение с завихрением. Верхние части емкости могут достичь температур порядка 2000°С, и горячий воздух может быть подан в фурму при температурах порядка 1100-1400°С. Фурма должна поэтому иметь возможность выдерживать экстремально высокие температуры как внутренних, так и наружных стенок, особенно на подающем конце фурмы, который выступает в зону горения емкости. Согласно изобретению предлагается такая конструкция фурмы, которая дает возможность внутреннего охлаждения водой соответствующих компонентов и работы при очень высоких температурах окружающей среды.In the HIsmelt process, a metal-containing starting material and solid carbon-containing material are introduced into the metal layer through a series of tuyeres / tubes that are inclined to the vertical so that they pass downward and inward through the side wall of the smelting vessel and into the lower part tanks in order to feed particles of solid material into the metal layer at the bottom of the tank. In order to stimulate the subsequent combustion of the reaction gases in the upper part of the vessel, hot blast, which can be enriched with oxygen, is introduced into the upper part of the vessel through a downward lance for supplying hot air. In order to stimulate effective subsequent combustion of gases in the upper part of the tank, it is desirable that the incoming hot blast exits the lance in the form of a swirl motion. To achieve this, external flow guides must be mounted at the output end of the lance to create a corresponding swirl motion. The upper parts of the tank can reach temperatures of the order of 2000 ° C, and hot air can be supplied to the lance at temperatures of the order of 1100-1400 ° C. The lance must therefore be able to withstand extremely high temperatures of both internal and external walls, especially at the feed end of the lance, which protrudes into the combustion zone of the tank. According to the invention, a lance design is proposed which enables internal cooling of the respective components by water and operation at very high ambient temperatures.
Согласно изобретению предложено устройство для подачи газа в емкость, включающее:According to the invention, a device for supplying gas to a container, including:
канал для потока газа, проходящий от заднего конца до переднего конца, из которого газ выходит из канала;a gas flow passage extending from a rear end to a front end from which gas exits the channel;
удлиненную центральную трубообразную конструкцию, проходящую внутри канала для потока газа от его заднего конца до его переднего конца;an elongated central tube-like structure extending inside the channel for gas flow from its rear end to its front end;
множество лопастей, направляющих поток, размещенных вокруг центральной трубообразной конструкции вблизи переднего конца канала для того, чтобы создать движение с завихрением потока газа, направленного к переднему концу канала, причем передний конец центральной конструкции и передний конец канала взаимодействуют друг с другом так, чтобы образовать кольцевое сопло для потока газа из канала с завихрением, которое создается посредством указанных лопастей;a plurality of flow guiding vanes arranged around a central pipe-like structure near the front end of the channel in order to create a movement with a swirl of gas flow directed towards the front end of the channel, the front end of the central structure and the front end of the channel interacting with each other so as to form an annular a nozzle for the flow of gas from the channel with a swirl, which is created by means of these blades;
проходы для охлаждающей воды внутри центральной трубообразной конструкции для того, чтобы поток охлаждающей воды проходил вперед через центральную конструкцию от ее заднего конца к ее переднему концу, и охлаждал изнутри этот передний конец, и возвращался оттуда обратно через центральную конструкцию к ее заднему концу.cooling water passages inside the central tube-like structure so that the flow of cooling water flows forward through the central structure from its rear end to its front end, and cools this front end from the inside, and returns from there through the central structure to its rear end.
Передний конец канала может быть выполнен в виде полого кольцевого наконечника, а канал для потока газа может включать проходы для подачи охлаждающей воды в наконечник канала и возврата воды, для того, чтобы подавать охлаждающую воду вперед вдоль канала в наконечник канала и возвращать эту охлаждающую воду обратно вдоль канала.The front end of the channel can be made in the form of a hollow annular tip, and the gas flow channel can include passages for supplying cooling water to the channel tip and returning water, in order to supply cooling water forward along the channel to the channel tip and return this cooling water back along the canal.
Внутренняя периферическая поверхность канала может быть футерована огнеупорным материалом.The inner peripheral surface of the channel may be lined with refractory material.
Предпочтительно, центральная трубообразная конструкция образует центральный проход для потока воды для того, чтобы поток воды проходил вперед через эту конструкцию прямо в передний конец центральной конструкции, и кольцевой проход для потока воды, размещенный вокруг центрального прохода, для того, чтобы поток воды возвращался из переднего конца центральной конструкции обратно в задний конец этой конструкции.Preferably, the central tube-like structure forms a central water flow passage so that the water flow flows forward through this structure directly to the front end of the central structure, and an annular water flow passage arranged around the central passage so that the water flow returns from the front end of the central structure back to the rear end of this structure.
Центральная трубообразная конструкция может содержать центральную трубу, которая создает центральный проход для потока воды, и дополнительную трубу, размещенную вокруг центральной трубы для того, чтобы образовать указанный кольцевой проход для потока воды между трубами.The central pipe-like structure may include a central pipe that creates a central passage for water flow, and an additional pipe placed around the central pipe in order to form said annular passage for water flow between the pipes.
Предпочтительно, центральная конструкция включает теплоизоляционный наружный экран для того, чтобы задержать передачу тепла от газа в канале для потока газа к проходам для охлаждающей воды в центральной конструкции.Preferably, the central structure includes a heat-insulating outer screen in order to delay the transfer of heat from the gas in the gas flow passage to the cooling water passages in the central structure.
Теплоизоляционный экран может содержать множество трубообразных сегментов из теплоизоляционного материала, размещенных вплотную друг к другу для образования теплозащитного экрана в виде по существу непрерывной трубы, проходящей от заднего конца до переднего конца центральной конструкции вокруг кольцевого воздушного зазора, размещенного непосредственно внутри теплозащитного экрана.The heat shield may comprise a plurality of tube-shaped segments of heat insulation material placed adjacent to each other to form a heat shield in the form of a substantially continuous pipe extending from the rear end to the front end of the central structure around an annular air gap located directly inside the heat shield.
Указанный воздушный зазор может быть образован между трубообразным теплозащитным экраном и дополнительной трубой, образующей наружную стенку кольцевого прохода для возврата потока воды.The specified air gap can be formed between the pipe-shaped heat shield and an additional pipe forming the outer wall of the annular passage to return the water flow.
Предпочтительно, указанные трубообразные сегменты теплозащитного экрана имеют опору для приспособления к продольному расширению каждого сегмента независимо от других таких сегментов.Preferably, said tube-shaped segments of the heat shield are supported to adapt to the longitudinal expansion of each segment independently of other such segments.
Передний конец центральной конструкции может включать часть в виде куполообразного выступа, снабженного внутри одним спиральным проходом для охлаждающей воды для того, чтобы принимать воду из центрального прохода для потока воды в центральной конструкции у наконечника выступа, и направлять эту воду в виде одного потока вокруг выступа и обратно вдоль него для того, чтобы охлаждать выступ одним когерентным потоком охлаждающей воды.The front end of the central structure may include a dome-shaped protrusion part provided inside with one spiral cooling water passage in order to receive water from the central water flow passage in the central structure at the tip of the protrusion, and direct this water in a single stream around the protrusion and back along it in order to cool the protrusion with one coherent stream of cooling water.
Устройство может включать вход для подачи горячего газа в задний конец канала, причем вход для газа содержит огнеупорный корпус, образующий первый трубообразный проход для газа, расположенный на одной оси с задним концом канала и проходящий прямо к нему, и второй трубообразный проход для газа, расположенный поперек первого прохода, чтобы принимать горячий газ и направлять его в первый проход так, чтобы горячий газ и любые частицы, унесенные им, ударялись об огнеупорную стенку первого прохода, при этом поток газа изменяет направление на пути из первого прохода во второй проход.The device may include an inlet for supplying hot gas to the rear end of the channel, the gas inlet comprising a refractory body forming a first pipe-like gas passage located on the same axis as the rear end of the channel and passing directly thereto, and a second gas-shaped pipe passage for gas across the first pass to receive hot gas and direct it into the first pass so that the hot gas and any particles carried away by it hit the refractory wall of the first pass, while the gas flow changes direction to put and from the first pass to the second pass.
Первый и второй проходы для потока газа могут быть по существу перпендикулярными друг другу.The first and second passages for the gas flow can be essentially perpendicular to each other.
Центральная трубообразная конструкция может проходить по центру средства для входа газа через первый и второй проходы для потока газа и назад на расстояние от входа для газа. Задний конец центральной конструкции может поэтому быть размещен позади входа для газа, и может быть снабжен соединениями для воды, для потока охлаждающей воды в центральную конструкцию и из нее.The central tube-like structure may extend in the center of the gas inlet means through the first and second gas flow passages and backward to a distance from the gas inlet. The rear end of the central structure may therefore be located behind the gas inlet, and may be provided with water connections for the flow of cooling water into and out of the central structure.
Ниже изобретение описывается более подробно на примере конкретного конструктивного выполнения устройства со ссылкой на прилагаемые чертежи.Below the invention is described in more detail on the example of a specific structural embodiment of the device with reference to the accompanying drawings.
На фиг.1 представлен вертикальный разрез емкости для прямой плавки с двумя фурмами для введения твердых частиц и фурмой для горячей продувки согласно изобретению;Figure 1 presents a vertical section of a tank for direct smelting with two tuyeres for introducing solid particles and a tuyere for hot purging according to the invention;
фиг.2 - продольное сечение фурмы для горячей продувки;figure 2 is a longitudinal section of a lance for hot purging;
фиг.3 - продольное сечение в увеличенном масштабе передней части центральной конструкции фурмы;figure 3 is a longitudinal section on an enlarged scale of the front of the central structure of the lance;
фиг.4 и 5 - конструкция конца переднего выступа центральной конструкции;4 and 5 - the construction of the end of the front protrusion of the Central structure;
фиг.6 - продольное сечение центральной конструкции;6 is a longitudinal section of a Central structure;
фиг.7 - участок 8 на фиг.6;Fig.7 -
фиг.8 - поперечное сечение по линии 8-8 на фиг.7; иFig.8 is a cross section along line 8-8 in Fig.7; and
фиг.9 - поперечное сечение по линии 9-9 на фиг.7.Fig.9 is a cross section along the line 9-9 in Fig.7.
На фиг.1 показана емкость для прямой плавки, предназначенная для проведения процесса «HIsmelt», описанного в Международной заявке на патент PCT/AU96/00197. Металлургическая емкость обозначена в целом позицией 11 и имеет под, который включает основание 12 и стороны 13, образованные из огнеупорных кирпичей; боковые стенки 14, которые образуют в основном цилиндрический корпус, который проходит вверх по сторонам 13 пода и который включает верхнюю часть 15 корпуса и нижнюю часть 16 корпуса; крышку 17; выход 18 для отходящих газов; форкамеру 19 для непрерывной выгрузки расплавленного металла; и летку 21 для выгрузки расплавленного шлака.Figure 1 shows the tank for direct smelting, designed to carry out the process "HIsmelt" described in International patent application PCT / AU96 / 00197. The metallurgical capacity is generally indicated by 11 and has a bottom, which includes a base 12 and sides 13 formed of refractory bricks; side walls 14, which form a generally cylindrical body, which extends up the sides 13 of the hearth and which includes the upper part 15 of the housing and the lower part 16 of the housing; cover 17; outlet 18 for exhaust gases; prechamber 19 for continuous discharge of molten metal; and tap hole 21 for discharging molten slag.
При работе емкость содержит ванну из расплавленного железа и шлака, которая включает слой 22 расплавленного металла и слой 23 расплавленного шлака на слое 22 металла. Стрелка, обозначенная позицией 24, показывает положение номинальной поверхности в состоянии покоя слоя 22 металла, и стрелка, обозначенная номером 25, показывает положение номинальной поверхности в состоянии покоя слоя 23 шлака. Понятно, что термин «поверхность в состоянии покоя» обозначает поверхность, когда в емкость не вводятся газ и твердые частицы.In operation, the vessel comprises a bath of molten iron and slag, which includes a molten metal layer 22 and a molten slag layer 23 on a metal layer 22. The arrow indicated by 24 indicates the position of the nominal surface at rest of the metal layer 22, and the arrow indicated by 25 indicates the position of the nominal surface at rest of the slag layer 23. It is understood that the term “surface at rest” means a surface when gas and solid particles are not introduced into the container.
На емкости смонтированы проходящая по направлению вниз фурма 26 для горячей продувки, для того, чтобы подавать горячий воздух в верхнюю часть емкости, и две фурмы 27 для подачи твердых частиц, проходящие по направлению вниз и внутрь через боковые стенки 14 и внутрь слоя 23 шлака для подачи железной руды, твердого углеродсодержащего материала и флюсов, увлекаемых газом-носителем, обедненным кислородом, в слой 22 металла. Положение фурм 27 выбрано так, чтобы их выходные концы 28 находились над поверхностью слоя 22 металла во время процесса. Это положение фурм уменьшает риск аварии при контакте с расплавленным металлом и также позволяет охлаждать фурмы принудительным внутренним водяным охлаждением без значительного риска, что вода войдет в контакт с расплавленным металлом в емкости.On the tank mounted downward
Конструкция фурмы 26 для горячей продувки показана на фиг.2-9. Как показано на этих фигурах, фурма 26 содержит удлиненный канал 31, в который подают горячий газ через вход 32 для газа, подводимого в верхнюю часть емкости. Фурма включает удлиненную центральную трубообразную конструкцию 33, которая проходит внутри канала 31 для потока газа от его заднего конца до его переднего конца. Вблизи переднего конца канала на центральную конструкцию 33 опирается ряд из четырех лопастей 34, которые создают завихрение потока газа, выходящего из канала. Передний конец центральной конструкции 33 имеет куполообразный выступ 35, который выступает вперед на расстояние от наконечника 36 канала 31, так что передний конец центрального корпуса и наконечник, которым заканчивается канал, взаимодействуют друг с другом для образования кольцевого сопла для расходящегося потока газа из канала с завихрением, создаваемым лопастями 34. Лопасти 34 размещены в виде четырехзаходного спирального образования и установлены на скользящей посадке внутри переднего конца канала.The design of the
Стенка основной части канала 31, проходящая вниз по потоку от входа 32 для газа, изнутри охлаждается водой. Эта часть канала содержит ряд из трех концентричных стальных труб 37, 38, 39, проходящих в переднюю концевую часть канала, где они соединяются с наконечником 36 канала. Наконечник 36 канала представляет собой полое кольцевое образование и имеет внутреннее охлаждение водой, подаваемой и возвращающейся через проходы в стенке канала 31. Конкретно, охлаждающая вода подается через вход 41 и кольцевой входной разветвленный трубопровод 42 внутрь внутреннего кольцевого прохода 43 для потока воды, образованного между трубами 38, 39 канала, через полую внутреннюю часть наконечника 36 канала через расположенные по окружности с промежутками отверстия в наконечнике. Вода возвращается из наконечника через расположенные по окружности с промежутками отверстия в наружный кольцевой проход 44 для возврата воды, образованный между трубами 37, 38, и обратно к выходу 45 для воды на заднем конце охлаждаемой водой части канала 31.The wall of the main part of the
Охлаждаемая водой часть канала 31 изнутри футерована внутренней огнеупорной футеровкой 46, которая пригнана к самой внутренней металлической трубе 39 канала, и проходит через нее к охлаждаемому водой наконечнику 36 канала. Внутренняя периферия наконечника 36 канала в общем выполнена заподлицо c внутренней поверхностью огнеупорной футеровки, что образует эффективный проход для потока газа через канал. Передний конец огнеупорной футеровки имеет часть 47 слегка уменьшенного диаметра, в которую заходят лопасти 34, создающие завихрение, на плотной скользящей посадке. Позади части 47 огнеупорная футеровка имеет несколько больший диаметр, чтобы дать возможность вставить центральную конструкцию 33 по направлению вниз через канал при монтаже фурмы до тех пор, пока лопасти 34, создающие завихрение, не достигнут переднего конца канала, где они входят в плотное зацепление с огнеупорной частью 47 посредством конусного огнеупорного участка 48, который размещает и направляет лопасти внутри огнеупорной части 47.The water-cooled portion of the
Передний конец центральной конструкции 33, на который опираются лопасти 34, создающие завихрение, изнутри охлаждается водой, подаваемой вперед через центральную конструкцию от заднего конца до переднего конца фурмы, и затем возвращающейся обратно вдоль центральной конструкции к заднему концу фурмы. Это позволяет подавать очень мощный поток охлаждающей воды прямо в передний конец центральной конструкции и в куполообразный выступ 35, в частности, на который при работе фурмы воздействует флюс с очень высокой температурой.The front end of the
Центральная конструкция 33 содержит внутреннюю и наружную концентричные стальные трубы 50, 51, образованные сегментами труб, размещенными вплотную друг к другу, и сваренными друг с другом. Внутренняя труба 50 образует центральный проход 52 для потока воды, через который вода проходит вперед через центральную конструкцию из входа 53 для воды на заднем конце фурмы к выступу 35 на переднем конце центральной конструкции, и кольцевой проход 54 для возврата воды, образованный между двумя трубами, через который охлаждающая вода возвращается из выступа 35 обратно через центральную конструкцию к выходу 55 для воды на заднем конце фурмы.The
Конец 35 выступа центральной конструкции 33 содержит внутренний медный корпус 61, смонтированный внутри оболочки 62 наружного куполообразного выступа, также изготовленной из меди. Внутренний медный корпус 61 имеет центральный проход 63 для потока воды, принимаемого из центрального прохода 52 конструкции 33, и направляемого к наконечнику выступа. Конец 35 выступа снабжен выступающими ребрами 64, которые плотно пригнаны внутрь оболочки 62 выступа для того, чтобы образовать один непрерывный проход 65 для потока охлаждающей воды между внутренней частью 61 и наружной оболочкой 62 выступа. Это особенно хорошо видно на фиг.4 и 5. Ребра 64 имеют такую форму, что образуется один непрерывный проход 65 в виде кольцевых сегментов 66, соединенных между собой сегментами 67, имеющими наклон от одного кольцевого сегмента к следующему.The
Таким образом, проход 65 проходит от наконечника выступа в виде спирали, которая, хотя и не является правильным спиральным образованием, образует спираль вокруг выступа и обратно вдоль него, до выхода на заднем конце выступа внутри кольцевого прохода для возврата, образованного между трубами 51, 52 центральной конструкции 33.Thus, the
Принудительный поток охлаждающей воды в виде одного когерентного потока через спиральный проход 65, проходящего вокруг конца 35 выступа центральной конструкции и обратно вдоль него, обеспечивает эффективный отвод тепла и исключает образование «горячих точек» на выступе, которые могут возникнуть, если имеется возможность разделения охлаждающей воды на отдельные потоки у выступа. В показанном устройстве охлаждающая вода ограничена одним потоком с того момента, когда она входит в конец 35 выступа до того момента, когда она выходит из конца выступа.The forced flow of cooling water in the form of a single coherent flow through a
Внутренняя конструкция 33 снабжена наружным теплозащитным экраном 69, отражающим тепло, передаваемое от потока горячего газа, входящего в канал 31, к охлаждающей воде, проходящей внутри центральной конструкции 33. В случае воздействия очень высоких температур и больших расходов газа, требующихся в установке для плавки большого масштаба, сплошной огнеупорный экран может иметь лишь небольшой срок службы. В показанной на чертеже конструкции экран 69 образован из трубообразных втулок из керамического материала, который имеется на рынке под названием UMCO. Эти втулки расположены вплотную друг к другу, чтобы образовать непрерывный керамический экран, окружающий воздушный зазор 70 между экраном и самой удаленной трубой 51 центральной конструкции. В частности, экран может быть изготовлен из трубообразных сегментов из UMCO 50, который содержит в вес.% от 0,05 до 0,12% углерода, от 0,5 до 1% кремния, максимум от 0,5 до 1% марганца, 0,02% фосфора, 0,02% серы, от 27 до 29% хрома, от 48 до 52% кобальта, остальное преимущественно железо. Этот материал обеспечивает эффективное теплозащитное экранирование, но он подвержен значительному тепловому расширению при высоких температурах. Чтобы решить эту проблему, отдельные трубообразные сегменты теплозащитного экрана образованы и смонтированы, как показано на фиг.6-9, чтобы дать им возможность расширяться в продольном направлении независимо друг от друга, при этом экран все время остается по существу непрерывным. Как показано на этих фигурах, отдельные втулки смонтированы на фиксирующих полосах 71 и опорных пластинах 72, пригнанных к наружной трубе 51 центральной конструкции 33, причем задний конец каждой трубы экрана имеет ступеньку 73 для того, чтобы пригнать ее к опорной пластине с зазором 74 на конце, чтобы обеспечить возможность независимого продольного теплозащитного расширения каждой полосы. Удерживающие от поворота полоски 75 могут также быть смонтированы на каждой втулке, чтобы пригнать их к одной из фиксирующих полос 71 на трубе 52 для предотвращения поворота втулок экрана.The
Горячий газ поступает в канал 31 через вход 32 для газа. Горячий газ может представлять собой воздух, обогащенный кислородом, поступающий через нагревательные печи при температуре порядка 1200°С. Этот воздух подается через систему трубопроводов с огнеупорной футеровкой, и он захватывает огнеупорный порошок, который может вызвать проблемы сильной эрозии, если он поступает с высокой скоростью непосредственно в основную охлаждаемую водой часть канала 31. Вход 32 для газа сконструирован так, чтобы обеспечить подачу в канал большого объема горячего воздуха с частицами огнеупора, и в то же время свести к минимуму повреждение охлаждаемой водой части канала. Канал 31 образован Т-образным корпусом 81, отформованным в виде блока из износостойкого огнеупорного материала и размещенным внутри тонкостенной наружной металлической оболочки 82. Корпус 81 образует первый трубообразный проход 83, расположенный на одной оси с центральным проходом канала 31, и второй трубообразный проход 84, перпендикулярный к проходу 83, для того, чтобы принимать поток горячего воздуха, поступающего из печей (не показаны). Проход 83 расположен на одной оси с проходом для потока газа канала 31 и соединен с ним через центральный проход 85 в огнеупорной соединительной детали 86 входа 32.Hot gas enters the
Горячий воздух, подаваемый во вход 32, проходит через трубообразный проход 84 корпуса 81 и ударяется об износостойкую огнеупорную стенку толстого огнеупорного корпуса 82, которая является стойкой к эрозии. Затем поток газа изменяет направление и проходит под прямым углом по направлению вниз через проход 83 корпуса 81 Т-образной формы и центральный проход 85 переходной части 86, и в основную часть канала. Стенка прохода 83 может быть сведена на конус по направлению потока вперед для того, чтобы ускорить поток в канале. Она может, например, быть сведена на конус со включенным углом порядка 7°. Толщина переходного огнеупорного корпуса 86 сведена на конус, чтобы пригнать его к толстой стенке огнеупорного корпуса 81 с одного конца и к значительно более тонкой огнеупорной футеровке 48 основной части канала 31. Он соответственно также имеет водяное охлаждение посредством кольцевой охлаждающей водяной рубашки 87, через которую охлаждающая вода циркулирует от входа 88 к выходу 89. Задний конец центральной конструкции 33 проходит через трубообразный проход 83 входа 32 для газа. Он размещен внутри заглушки 91 из огнеупорной футеровки, которая закрывает задний конец прохода 83, причем задний конец центральной конструкции 33 проходит назад от входа 32 для газа к входу 53 для потока воды и выходу 55.Hot air supplied to the
С помощью показанного устройства можно вводить большие объемы горячего газа в емкость 26 для плавки при высокой температуре. Центральная конструкция 33 может подавать большие объемы охлаждающей воды быстро и непосредственно в часть выступа центральной конструкции, и принудительный поток этой охлаждающей воды, в виде неразделенного охлаждающего потока вокруг конструкции выступа дает возможность очень эффективного отбора тепла от переднего конца центральной конструкции. Независимый поток воды к наконечнику канала также дает возможность эффективного отбора тепла от других сильно нагреваемых флюсом компонентов фурмы. Подача потока горячего воздуха во вход, в котором он ударяется о толстую стенку огнеупорной камеры или прохода, перед тем, как пройти вниз в канал, позволяет обрабатывать большие объемы воздуха, загрязненного огнеупорным порошком, без сильной эрозии огнеупорной футеровки и теплозащитного экрана в основной части фурмы.Using the device shown, large volumes of hot gas can be introduced into the
Claims (15)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AUPR4369A AUPR436901A0 (en) | 2001-04-11 | 2001-04-11 | Apparatus for injecting gas into a vessel |
| AUPR4369 | 2001-04-11 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002131795A RU2002131795A (en) | 2004-04-20 |
| RU2285049C2 true RU2285049C2 (en) | 2006-10-10 |
Family
ID=3828365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002131795/02A RU2285049C2 (en) | 2001-04-11 | 2002-04-10 | Device for delivery of gas to reservoir |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1377689B1 (en) |
| JP (1) | JP4175896B2 (en) |
| KR (1) | KR100825940B1 (en) |
| CN (1) | CN1243836C (en) |
| AT (1) | ATE298006T1 (en) |
| AU (1) | AUPR436901A0 (en) |
| BR (1) | BR0204820B1 (en) |
| CA (1) | CA2410797C (en) |
| DE (1) | DE60204675T2 (en) |
| MX (1) | MXPA02012159A (en) |
| RU (1) | RU2285049C2 (en) |
| WO (1) | WO2002083958A1 (en) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AUPR624801A0 (en) * | 2001-07-10 | 2001-08-02 | Technological Resources Pty Limited | A gas injection lance |
| BRPI0516495B1 (en) * | 2004-10-15 | 2015-07-21 | Tech Resources Pty Ltd | Spear to inject gas into a vessel |
| EP1652940B1 (en) * | 2004-10-15 | 2009-12-30 | Technological Resources Pty. Ltd. | Apparatus for injecting gas into a vessel |
| JP5209189B2 (en) * | 2005-05-31 | 2013-06-12 | テクノロジカル リソーシズ プロプライエタリー リミテッド | Induction of vortex in gas flow |
| AU2007246209B2 (en) * | 2006-12-15 | 2011-11-17 | Technological Resources Pty. Limited | Inducing swirl in a gas flow |
| US7568681B2 (en) * | 2006-12-15 | 2009-08-04 | Technology Resources Pty. Limited | Apparatus for injecting gas into a vessel |
| CN101303196B (en) * | 2006-12-15 | 2011-12-14 | 技术资源有限公司 | device for injecting gas into a container |
| US9683739B2 (en) | 2009-11-09 | 2017-06-20 | Woodward, Inc. | Variable-area fuel injector with improved circumferential spray uniformity |
| DE102012016045B3 (en) * | 2012-08-08 | 2013-10-24 | Saarstahl Ag | Method for operating a Aufblaslanzenanordnung, and Aufblaslanzenanordnung itself |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1643617A1 (en) * | 1989-05-03 | 1991-04-23 | Мариупольский металлургический институт | Lance for oxygen supply to a converter |
| RU2025496C1 (en) * | 1988-02-12 | 1994-12-30 | Клекнер Кра Патент ГмбХ | Method for afterburning active burnable gases and a device to implement it |
| US5599375A (en) * | 1994-08-29 | 1997-02-04 | American Combustion, Inc. | Method for electric steelmaking |
| RU2084541C1 (en) * | 1995-07-06 | 1997-07-20 | Московский государственный институт стали и сплавов (технологический университет) | Tuyere for afterburning combustible gases in cavity of steel melting units |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0464226A (en) * | 1990-07-04 | 1992-02-28 | Tadahiro Omi | Electronic device having metallic fluoride film |
| GB9023716D0 (en) * | 1990-10-31 | 1990-12-12 | Whellock John G | Metallurgical apparatus and methods |
| SE500956C2 (en) * | 1991-01-17 | 1994-10-10 | Ssab Tunnplaat Ab | Blast position with carbon injection lance |
-
2001
- 2001-04-11 AU AUPR4369A patent/AUPR436901A0/en not_active Abandoned
-
2002
- 2002-04-10 DE DE60204675T patent/DE60204675T2/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-04-10 KR KR1020027016824A patent/KR100825940B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-04-10 AT AT02717831T patent/ATE298006T1/en active
- 2002-04-10 BR BRPI0204820-5A patent/BR0204820B1/en not_active IP Right Cessation
- 2002-04-10 CN CNB028011163A patent/CN1243836C/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-04-10 RU RU2002131795/02A patent/RU2285049C2/en not_active IP Right Cessation
- 2002-04-10 JP JP2002581698A patent/JP4175896B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-04-10 EP EP02717831A patent/EP1377689B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-04-10 CA CA2410797A patent/CA2410797C/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-04-10 WO PCT/AU2002/000458 patent/WO2002083958A1/en not_active Ceased
- 2002-04-10 MX MXPA02012159A patent/MXPA02012159A/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2025496C1 (en) * | 1988-02-12 | 1994-12-30 | Клекнер Кра Патент ГмбХ | Method for afterburning active burnable gases and a device to implement it |
| SU1643617A1 (en) * | 1989-05-03 | 1991-04-23 | Мариупольский металлургический институт | Lance for oxygen supply to a converter |
| US5599375A (en) * | 1994-08-29 | 1997-02-04 | American Combustion, Inc. | Method for electric steelmaking |
| RU2084541C1 (en) * | 1995-07-06 | 1997-07-20 | Московский государственный институт стали и сплавов (технологический университет) | Tuyere for afterburning combustible gases in cavity of steel melting units |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20030011884A (en) | 2003-02-11 |
| WO2002083958A1 (en) | 2002-10-24 |
| CN1461351A (en) | 2003-12-10 |
| AUPR436901A0 (en) | 2001-05-17 |
| BR0204820A (en) | 2003-07-08 |
| EP1377689A4 (en) | 2004-07-21 |
| CN1243836C (en) | 2006-03-01 |
| EP1377689A1 (en) | 2004-01-07 |
| EP1377689B1 (en) | 2005-06-15 |
| ATE298006T1 (en) | 2005-07-15 |
| CA2410797C (en) | 2010-06-08 |
| CA2410797A1 (en) | 2002-10-24 |
| DE60204675T2 (en) | 2005-10-06 |
| DE60204675D1 (en) | 2005-07-21 |
| BR0204820B1 (en) | 2011-09-20 |
| MXPA02012159A (en) | 2003-06-06 |
| KR100825940B1 (en) | 2008-04-29 |
| JP4175896B2 (en) | 2008-11-05 |
| JP2004518826A (en) | 2004-06-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4309257B2 (en) | Gas blow lance | |
| US6440356B2 (en) | Apparatus for injecting gas into a vessel | |
| US7568681B2 (en) | Apparatus for injecting gas into a vessel | |
| JP2012255645A (en) | Apparatus for injecting solid particulate material into vessel | |
| US6673305B2 (en) | Apparatus for injecting gas into a vessel | |
| CN101294771A (en) | create vortices in the airflow | |
| RU2285049C2 (en) | Device for delivery of gas to reservoir | |
| WO2008070089A1 (en) | Apparatus for injecting gas into a vessel | |
| US7481965B2 (en) | Apparatus for injecting gas into a vessel | |
| EP1652941B1 (en) | Apparatus for injecting gas into a vessel | |
| CN102308007A (en) | Injecting gas into a vessel | |
| CN103757177A (en) | Apparatus for injecting gas into a vessel | |
| AU2002248959B2 (en) | Apparatus for injecting gas into a vessel | |
| AU2005220280B2 (en) | Apparatus for injecting gas into a vessel |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180411 |