RU2349648C2 - Tuyere for alloy bklowing-off - Google Patents
Tuyere for alloy bklowing-off Download PDFInfo
- Publication number
- RU2349648C2 RU2349648C2 RU2007109567/02A RU2007109567A RU2349648C2 RU 2349648 C2 RU2349648 C2 RU 2349648C2 RU 2007109567/02 A RU2007109567/02 A RU 2007109567/02A RU 2007109567 A RU2007109567 A RU 2007109567A RU 2349648 C2 RU2349648 C2 RU 2349648C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lance
- tuyere
- melt
- nozzle
- supply
- Prior art date
Links
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 21
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 9
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 238000005422 blasting Methods 0.000 abstract description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000008400 supply water Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 6
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 4
- 206010011878 Deafness Diseases 0.000 description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 241000271510 Agkistrodon contortrix Species 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000036284 oxygen consumption Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Furnace Charging Or Discharging (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к металлургии, в частности к конструкции фурм для продувки расплава газообразным агентом, проводящейся в аппаратах с использованием струйной подачи дутья в расплав.The present invention relates to metallurgy, in particular to the design of tuyeres for blowing the melt with a gaseous agent, carried out in apparatuses using jet injection of blast into the melt.
Для продувки расплава известны следующие фурмы:The following lances are known for purging the melt:
- фурма для продувки расплава металла (№2181384, МПК С21С 5/48), содержащая 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;- a lance for purging a molten metal (No. 2181384, IPC С21С 5/48), containing concentrically arranged pipes forming paths for supplying a purging agent, supplying and discharging cooling water, and a nozzle with blasting inclined nozzles and a circulation cooling chamber fixed to the pipes by means of adapters ;
- фурма вертикального конвертера (В.И. Коротич, С.Г. Братчиков. Металлургия черных металлов. - М.: Металлургия, 1987, рис.56, стр.147-148), содержащая концентрично расположенные трубы, образующие тракты для подачи газообразного агента, подвода и отвода охлаждающей воды и соединенные с наконечником;- lance of a vertical converter (V.I. Korotich, S.G. Bratchikov. Metallurgy of ferrous metals. - M.: Metallurgy, 1987, Fig. 56, p. 147-148), containing concentrically arranged pipes that form paths for supplying gaseous agent, supply and removal of cooling water and connected to the tip;
- универсальная комбинированная фурма с подвижными элементам, выполняющими функции горелки продувочной трубы (RU №2211248, МПК F27B 3/22), дополнительно оснащенная внутренней направляющей трубой для подачи горючего газа к соплам;- a universal combined tuyere with movable elements that perform the functions of a purge pipe burner (RU No. 2211248, IPC F27B 3/22), additionally equipped with an internal guide tube for supplying combustible gas to the nozzles;
- фурмы с внешним и внутренним смешением топлива и кислорода (Теплотехника металлургического производства. Т.2. Конструкция и работа печей: Учебное пособие для вузов / Кривандин В.А., Белоусов, В.В., Сборщиков Г.С. и др. - М.: МиСиС, 2001, стр.566, рис.36.3 и стр.567, рис.36.4).- tuyeres with external and internal mixing of fuel and oxygen (Heat engineering of metallurgical production. T.2. Design and operation of furnaces: Textbook for universities / Krivandin V.A., Belousov, V.V., Sbornikov G.S., etc. - M .: MiSiS, 2001, p. 566, fig. 36.3 and p. 567, fig. 36.4).
Указанные фурмы для непогруженной продувки расплавов, вертикально установленные в металлургической аппарате, осуществляют центральную подачу газовой струи в одном направлении (сверху вниз), создавая в зоне встречи струи с перерабатываемым материалом (расплавом) пространственно неуправляемый высокотемпературный кратер и сосредоточенную зону перемешивания, а периферийные участки изолированы от интенсивных процессов тепло- и массопереноса, что приводит к снижению извлечения металла и производительности металлургического аппарата.These tuyeres for non-immersed blowing of melts, vertically mounted in a metallurgical apparatus, carry out a central gas flow in one direction (from top to bottom), creating a spatially uncontrolled high-temperature crater and concentrated mixing zone in the meeting zone of the jet with the processed material (melt), and the peripheral sections are isolated from intensive processes of heat and mass transfer, which leads to a decrease in metal recovery and productivity of the metallurgical apparatus.
Прототипом заявляемого изобретения выбрана фурма для продувки расплава (RU 2244020, МПК С21С 5/48), горизонтально установленная в металлургическом агрегате струйного типа, содержащая концентрично расположенные трубы, образующие тракты для подачи продувочного агента, подвода и отвода охлаждающей воды, соединенные наконечником, в боковой стенке которого расположена дутьевая насадка под углом 110-120° к продольной оси фурмы.The prototype of the claimed invention selected a lance for purging the melt (RU 2244020, IPC С21С 5/48), horizontally mounted in the metallurgical unit of the jet type, containing concentrically arranged pipes forming ducts for supplying a purge agent, supply and removal of cooling water connected by a tip to the side the wall of which is a blow nozzle at an angle of 110-120 ° to the longitudinal axis of the lance.
В принципе недостаток в фурме-прототипе сохраняется. Неспособность эффективно использовать динамический напор струи для создания управляемого тепломассопереноса в объеме расплава приводит к низкой производительности металлургического аппарата и повышенному содержанию металла в шлаках.In principle, the lack of a lance prototype persists. Failure to effectively use the dynamic pressure of the jet to create controlled heat and mass transfer in the melt volume leads to low productivity of the metallurgical apparatus and an increased metal content in the slag.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение извлечения металла и производительности печи.The technical result of the invention is to increase metal recovery and furnace productivity.
Технический результат достигается тем, что фурма для продувки расплава, горизонтально установленная в металлургическом аппарате струйного типа, содержащая концентрично расположенные трубы, образующие тракты для подачи кислорода, подвода и отвода охлаждающей воды, соединенные наконечником, в боковой стенке которой расположена дутьевая насадка под углом 110-120° к продольной оси фурмы, снабжена устройством для фиксированного поворота фурмы вокруг основной оси на угол на 20-25°. Устройство для фиксированного поворота вокруг основной оси фурмы выполнено в виде, например, закрепленного на стойке роликового механизма.The technical result is achieved by the fact that the lance for blowing the melt, horizontally installed in the metallurgical apparatus of the jet type, containing concentrically arranged pipes forming paths for oxygen supply, supply and removal of cooling water, connected by a tip, in the side wall of which there is a blow nozzle at an angle of 110- 120 ° to the longitudinal axis of the lance, equipped with a device for a fixed rotation of the lance around the main axis by an angle of 20-25 °. A device for a fixed rotation around the main axis of the tuyere is made in the form, for example, of a roller mechanism fixed to a rack.
Конструкция фурмы для продувки расплава поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема установки фурмы, на фиг.2 показан продольный разрез головки фурмы, а на фиг.3 - продольный разрез головки фурмы, дополнительно оснащенной трубой для подачи жидкого топлива.The design of the lance for blowing the melt is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a diagram of the installation of the lance, Fig. 2 shows a longitudinal section of the lance head, and Fig. 3 is a longitudinal section of the lance head, additionally equipped with a pipe for supplying liquid fuel.
Фурма для продувки расплава содержит: 1 - корпус фурмы; 2 - головка фурмы; 3 - глухой колпак; 4 - дутьевая насадка; 5 - боковая стенка печи; 6 - патрубок для подачи дутья; 7 - патрубок для подвода охлаждающей воды; 5 - патрубок отвода воды; 9 - устройство для поворота и фиксации фурмы; 10 - стойка для крепления фурмы; 11 - циркуляционная камера; 12 - труба для подачи дутья; 13 - труба для подачи охлаждающей жидкости; 14 - труба для отвода охлаждающей жидкости; 15 - сквозные продольные сверления; 16 - дополнительная внутренняя труба для подачи жидкого топлива; 17 - топливная насадка.The lance for blowing the melt contains: 1 - lance body; 2 - lance head; 3 - a deaf cap; 4 - blow nozzle; 5 - side wall of the furnace; 6 - pipe for supplying blast; 7 - pipe for supplying cooling water; 5 - a branch pipe of water drainage; 9 - a device for turning and fixing the lance; 10 - a rack for attaching lances; 11 - circulation chamber; 12 - pipe for supplying blast; 13 - pipe for supplying coolant; 14 - pipe for draining the coolant; 15 - through longitudinal drilling; 16 - additional inner pipe for supplying liquid fuel; 17 - a fuel nozzle.
Фурма для продувки расплава состоит из комплекта трех стандартных стальных труб, концентрически входящих одна в другую. Внутренняя груба 13, соединенная с патрубком 7, образует тракт для подачи воды. Тракт для подачи дутья, соединенный с патрубком 6, образован внутренней 13 и промежуточной трубами 12. Этот тракт заканчивается дутьевой насадкой 4, выполненной в медной головке фурмы 2, причем ее ось направлена под углом α=110°-120° к продольной оси фурмы. Вода из тракта для подвода охлаждающей жидкости поступает в циркуляционную камеру 11 и ударяет в глухой колпак 3. Из полости глухого колпака 3 вода устремляется по сквозным продольным отверстиям 15 в тракт для отвода воды, образованный внешней трубой 14 и промежуточной трубой 12, откуда удаляется через патрубок 8. Сборка труб, головки фурмы 2 и глухого колпака 3 выполняется на резьбовых соединениях, патрубки 6, 7, 8 привариваются к соответствующим назначению стальным трубам фурмы. Внутри печи находится только головка фурмы и глухой колпак. Соединения между патрубками и магистральной системой подачи дутья и жидкости осуществляется с помощью гибких шлангов или газопроводов, гидропроводов (на фигурах не показаны).The melt blowing lance consists of a set of three standard steel pipes concentrically falling into one another. The
Фурма для продувки расплава устанавливается горизонтально в боковой стенке печи 5 над расплавом, при этом оставляется зазор между фурмой и стенкой. Поворот фурмы вокруг основной оси обеспечивают устройством 9, выполненным, например, в виде роликового механизма или зубчатой передачи и закрепленным на стойке 10. Фиксацию после поворота фурмы можно производить, например, с помощью прижимного болта (на фигурах не показан), вкручиваемого в устройство 9 с упором на фурму или другого стопорного приспособления.The lance for blowing the melt is installed horizontally in the side wall of the furnace 5 above the melt, while leaving a gap between the lance and the wall. The rotation of the tuyeres around the main axis is provided by a device 9, made, for example, in the form of a roller mechanism or a gear transmission and mounted on a stand 10. Fixation after turning the tuyeres can be done, for example, by means of a clamping bolt (not shown in the figures) screwed into the device 9 focusing on a lance or other locking device.
Фурма для продувки расплава может работать в восстановительном или окислительном режимах пламенной подачи газа к расплаву. Первый режим характеризуется значением коэффициента избытка кислорода меньшим единицы (αи<1). Например, удельный теоретический расход воздуха на сжигание 1 кг моторного топлива по справочным данным 10,7 м3/кг, в пересчете на технический кислород (95% О2) это составит: 10,7-21/95=2,37 м3/кг (αи=1). Исходя из расчета для восстановительного режима необходимо подать менее 2,37 м кислорода на 1 кг топлива. Если по технологическим условиям возникает необходимость получения пламенной окислительной струи, то следует увеличить расход кислорода, т.е. принять αи>1.The lance for blowing the melt can work in the reducing or oxidizing modes of flame supply of gas to the melt. The first mode is characterized by a value of the coefficient of excess oxygen less than unity (α and <1). For example, the specific theoretical air consumption for burning 1 kg of motor fuel according to the reference data is 10.7 m 3 / kg, in terms of technical oxygen (95% O 2 ) this will be: 10.7-21 / 95 = 2.37 m 3 / kg (α and = 1). Based on the calculation for the recovery regime, it is necessary to supply less than 2.37 m of oxygen per 1 kg of fuel. If, according to the technological conditions, it becomes necessary to obtain a flame oxidizing jet, then the oxygen consumption should be increased, i.e. take α and > 1.
При повороте фурмы меняется пространственная направленность газовой струи и, соответственно, пространственная ориентация высокотемпературного кратера, расположенного в зоне встречи газовой струи с перерабатываемым материалом, в сторону зоны, имеющей наименьшую температуру. В результате смещения высокотемпературного кратера уравновешивается температурное поле в металлургическом аппарате, увеличивается скорость плавления и объем перерабатываемого материала.When the tuyere turns, the spatial orientation of the gas stream and, accordingly, the spatial orientation of the high-temperature crater located in the zone of the gas stream meeting the processed material change towards the zone with the lowest temperature. As a result of the displacement of the high-temperature crater, the temperature field in the metallurgical apparatus is balanced, the melting rate and the volume of the processed material increase.
В печи с цилиндрическим рабочим пространством фурму поворачивают на угол до 45° вокруг основной оси. Диапазон поворота фурмы от 0° до 45° необходим для сохранения равного расстояния от дутьевой насадки фурмы до уровня расплава при колебании последнего в аппарате, а также быстрого расплавления откосов твердого материала в местах загрузки, настылей и других нерасплавленных образований. При угле свыше 45° происходит проскальзывание газовой струи по поверхности расплава, что приводит к снижению усвоения газового агента расплавом. В результате воздействия динамического напора газовой струи при повороте фурмы расплав приобретает вращательное движение с регламентированным тепловым полем. Для увеличения производительности устанавливают комплект фурм с разворотом в одном направлении равномерно по окружности или дуге металлургического аппарата.In a furnace with a cylindrical working space, the lance is turned at an angle of up to 45 ° around the main axis. The lance rotation range from 0 ° to 45 ° is necessary to maintain an equal distance from the lance blasting nozzle to the melt level when the latter oscillates in the apparatus, as well as to quickly melt slopes of solid material at loading points, nastily and other unmelted formations. At an angle above 45 °, the gas stream slides over the surface of the melt, which leads to a decrease in the absorption of the gas agent by the melt. As a result of the influence of the dynamic pressure of the gas jet during the rotation of the lance, the melt acquires a rotational motion with a regulated thermal field. To increase productivity, a set of tuyeres is installed with a turn in one direction evenly around the circumference or arc of the metallurgical apparatus.
Скорость вращения расплава увеличивается в зависимости от количества установленных фурм и угла их поворота. Максимальная скорость вращения расплава достигается при угле поворота 20-25°.The melt rotation speed increases depending on the number of tuyeres installed and their rotation angle. The maximum melt rotation speed is achieved at a rotation angle of 20-25 °.
В печи, имеющей прямоугольное продольное сечение, фурму или несколько аналогичных фурм устанавливают в боковой стенке аппарата с поворотом в сторону удаления шлака. Тогда динамический напор одной или нескольких дутьевых струй обеспечивает отгон шлака с реакционной поверхности штейна или другого расплава к месту отстаивания шлака и его удаления.In a furnace having a rectangular longitudinal section, a tuyere or several similar tuyeres are installed in the side wall of the apparatus with rotation towards slag removal. Then the dynamic pressure of one or more blast jets ensures slag distillation from the reaction surface of the matte or other melt to the place of settling of the slag and its removal.
Таким образом, истекающая из фурмы подвижная струя газообразного агента оказывает управляемое воздействие на перемешивание расплава и температурное поле перерабатываемого материала, вследствие чего достигается технический эффект, а именно увеличивается извлечение металла и производительность печи.Thus, the mobile jet of the gaseous agent flowing out from the lance has a controlled effect on the mixing of the melt and the temperature field of the processed material, as a result of which a technical effect is achieved, namely, the metal recovery and furnace productivity are increased.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007109567/02A RU2349648C2 (en) | 2007-03-15 | 2007-03-15 | Tuyere for alloy bklowing-off |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007109567/02A RU2349648C2 (en) | 2007-03-15 | 2007-03-15 | Tuyere for alloy bklowing-off |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007109567A RU2007109567A (en) | 2008-09-20 |
| RU2349648C2 true RU2349648C2 (en) | 2009-03-20 |
Family
ID=39867730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007109567/02A RU2349648C2 (en) | 2007-03-15 | 2007-03-15 | Tuyere for alloy bklowing-off |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2349648C2 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4887800A (en) * | 1987-01-09 | 1989-12-19 | Nippon Kokan Kabushiki Kaisha | Tuyere of blast furnace |
| RU2185447C2 (en) * | 2000-07-03 | 2002-07-20 | Открытое акционерное общество "Северсталь" | Method of blowing metal of converter and tuyere for method embodiment |
| RU2244020C1 (en) * | 2003-12-15 | 2005-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет) | Tuyere for blasting of melts |
-
2007
- 2007-03-15 RU RU2007109567/02A patent/RU2349648C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4887800A (en) * | 1987-01-09 | 1989-12-19 | Nippon Kokan Kabushiki Kaisha | Tuyere of blast furnace |
| RU2185447C2 (en) * | 2000-07-03 | 2002-07-20 | Открытое акционерное общество "Северсталь" | Method of blowing metal of converter and tuyere for method embodiment |
| RU2244020C1 (en) * | 2003-12-15 | 2005-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет) | Tuyere for blasting of melts |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| КРАЙНЕВ А.Ф. Механика машин. - М.: Машиностроение, 2000, с.420. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007109567A (en) | 2008-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2154110C2 (en) | Device for producing molten conversion pig iron | |
| CA2066455C (en) | Top submerged injection with a shrouded lance | |
| EP2751297B1 (en) | Lances for top submerged injection | |
| RU2203961C2 (en) | Tuyere for feeding raw material and method for introducing solid raw materials into metallurgical vessel | |
| EA025696B1 (en) | Fluid cooled lance for top submerged injection | |
| KR101700078B1 (en) | Top submerged injection lance for enhanced submerged combustion | |
| US6565800B2 (en) | Apparatus for injecting solid particulate material into a vessel | |
| US4047936A (en) | Process for refining hot metal to steel | |
| EP0597270A2 (en) | A method for operating a multimedia tuyère and the tuyère system | |
| RU2349648C2 (en) | Tuyere for alloy bklowing-off | |
| JP2008190854A (en) | Apparatus for injecting gas into vessel | |
| US8703042B2 (en) | Method and system of removing accretion buildup in a furnace | |
| BRPI1100201B1 (en) | PILOT BURNER Vacuum Circulating Degassing Installation | |
| CA2388397A1 (en) | Process for the metallurgical treatment of molten steel in a converter with oxygen top blown onto the molten steel and an oxygen blowing lance | |
| AU640955B2 (en) | Top submerged injection with a shrouded lance | |
| SU1079671A1 (en) | Gas blowing device | |
| SU430161A1 (en) | ||
| RU2343205C1 (en) | Technique of steel smelting in arc steel-making furnace and facility for its implementation | |
| SU472981A1 (en) | Rotating tuyere | |
| SU1261962A1 (en) | Tuyere for blowing melts | |
| AU2001261907B2 (en) | Apparatus for injecting solid particulate material into a vessel | |
| SU1235918A1 (en) | Apparatus for blowing gas and continuous measuring of metal temperature | |
| SU1315480A1 (en) | Tuyere for blowing metal in converter | |
| UA10372U (en) | An immersed tuyere for blowing and incorporation of reagents into the melt | |
| UA21496U (en) | Air tuyere for blast furnace |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090316 |