FR2797738A1 - Electric arc furnace supersonic gas injection process, especially for oxygen injection into a steel-making arc furnace, uses a surrounding gas jet to protect the supersonic gas jet against the ambient atmosphere - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention a pour objet un procédé d'injection d'un gaz à haute vitesse, notamment supersonique, dans un four à arc électrique pour la fusion et l'affinage d'un bain de métal liquide, au moyen d'une tuyère disposée dessus du bain. The subject of the present invention is a method for injecting a high-speed gas, especially a supersonic gas, into an electric arc furnace for melting and refining a bath of liquid metal, by means of a nozzle arranged above the bath.
On sait que l'utilisation de lances à oxygène supersonique au four à électrique est bien connue de l'homme du métier. Dans les technologies de fabrication de l'acier au four à arc électrique, on réalise la fusion de ferrailles par établissement notamment d'un arc électrique entre les électrodes du four et le métal, de manière à apporter de l'énergie et à fondre le métal et le maintenir en fusion. En utilisant des lances à oxygène supersonique, on apporte au bain de métal liquide l'oxygène nécessaire pour réaliser décarburation et, en couplant cette injection avec celle de carbone, on apporte au laitier l'oxygène nécessaire pour faire du laitier moussant. It is known that the use of supersonic oxygen lances in the electric furnace is well known to those skilled in the art. In the electric arc furnace steel manufacturing technologies, the melting of scrap is effected by, in particular, establishing an electric arc between the electrodes of the furnace and the metal, so as to bring energy and to melt the metal and keep it molten. By using supersonic oxygen lances, the oxygen necessary for decarburization is brought to the liquid metal bath and, by coupling this injection with that of carbon, the slag is provided with the oxygen necessary to make foaming slag.
L'utilisation d'injecteurs supersoniques d'oxygène au four à électrique se pratique depuis un certain nombre d'années. The use of supersonic oxygen injectors in electric furnaces has been practiced for a number of years.
Cette injection peut être réalisée à l'aide de lances de porte, refroidies à l'eau ou non refroidies. Dans ce cas la lance doit être montée une partie mobile, ce qui entraîne une maintenance élevée. De plus, la porte du four doit rester ouverte, favorisant ainsi les entrées d'air, ce qui diminue le rendement thermique du four. Par ailleurs l'oxygène ne peut alors être réparti de façon uniforme dans le bain et le laitier, car il est injecté uniquement par la porte. Ceci est néfaste à l'obtention de temps plus courts d'élaboration de l'acier. This injection can be carried out using door lances, cooled with water or uncooled. In this case the lance must be mounted a moving part, resulting in high maintenance. In addition, the oven door must remain open, thus favoring the air inlets, which reduces the thermal efficiency of the oven. In addition, the oxygen can not be evenly distributed in the bath and the slag, because it is injected only through the door. This is detrimental to obtaining shorter steel making times.
Cette injection peut aussi être réalisée à l'aide d'un injecteur en paroi. II faut alors disposer d'un injecteur capable de supporter des charges thermiques elevées. Par ailleurs, il faut être sûr que l'oxygène puisse atteindre le bain et pénétrer. This injection can also be performed using a wall injector. It is then necessary to have an injector capable of withstanding high thermal loads. In addition, it must be sure that oxygen can reach the bath and penetrate.
II est connu, notamment de US-A-4622007, US-A-4642047, EP- A-866138 A-866139 et EP-A-866140 des systèmes d'injection de gaz, notamment supersoniques, entourés d'une flamme autour du jet central. La flamme aurait pour avantage de protéger le jet des interactions avec l'atmosphère environnante, et par là de rendre le jet plus pénétrant dans le métal, afin que l'oxygène injecté réagisse avec les éléments dissous dans le métal ou le métal lui même. It is known, in particular from US-A-4622007, US-A-4642047, EP-A-866138 A-866139 and EP-A-866140 gas injection systems, especially supersonic, surrounded by a flame around the central jet. The flame would have the advantage of protecting the jet from interactions with the surrounding atmosphere, and thereby to make the jet more penetrating into the metal, so that the injected oxygen reacts with the elements dissolved in the metal or the metal itself.
La flamme est aussi considérée comme faisant baisser la densité de l'atmosphère dans laquelle passe le jet supersonique. Mais un inconvénient de cette flamme réside dans le fait qu'elle peut venir perturber l'écoulement à haute vitesse, notamment supersonique, notamment à l'endroit où cette flamme s'accroche. The flame is also considered to lower the density of the atmosphere in which the supersonic jet passes. But a disadvantage of this flame lies in the fact that it can disturb the flow at high speed, especially supersonic, especially where the flame clings.
En tout cas, la force de pénétration du jet de gaz supersonique, de l'oxygène dans le cas d'un four métallurgique à arc électrique pour l'élaboration de l'acier, doit être suffisante pour lui permettre de réagir avec le metal et les éléments dissous dans le bain de métal liquide et le laitier. In any case, the penetration force of the supersonic gas jet, oxygen in the case of a metallurgical arc furnace for the production of steel, must be sufficient to enable it to react with the metal and the elements dissolved in the bath of liquid metal and the slag.
Conformément au procédé visé par l'invention, on entoure le jet de gaz à haute vitesse, notamment supersonique, par un jet gazeux coaxial protection du jet supersonique issu de la tuyère contre l'atmosphère environnante. In accordance with the method of the invention, the jet of high velocity gas, in particular supersonic gas, is surrounded by a coaxial gas jet protecting the supersonic jet from the nozzle against the surrounding atmosphere.
Lorsque les vitesses et les débits de ces deux jets gazeux sont convenablement choisis relativement l'un à l'autre, on obtient des résultats particulièrement satisfaisants. When the speeds and flow rates of these two gaseous streams are suitably selected relative to one another, particularly satisfactory results are obtained.
Suivant un mode de réalisation du procédé visé par l'invention, le gazeux à haute vitesse, notamment supersonique, et le jet gazeux coaxial sont injectés à des vitesses telles que la différence entre les vitesses du jet supersonique et du jet coaxial, et la différence entre les vitesses jet coaxial de l'atmosphère environnante, sont du même ordre, et le rapport entre ces différences est compris entre 0,7 et 1,3 environ. According to one embodiment of the process according to the invention, the high-speed gas, in particular supersonic gas, and the coaxial gas jet are injected at speeds such as the difference between the speeds of the supersonic jet and the coaxial jet, and the difference between the coaxial jet speeds of the surrounding atmosphere, are of the same order, and the ratio between these differences is between about 0.7 and 1.3.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, le coaxial a température supérieure à celle du jet central, cette température du jet coaxial étant par exemple supérieure à 500 C. . According to another characteristic of the invention, the coaxial temperature is higher than that of the central jet, this coaxial jet temperature being for example greater than 500 C.
Le gaz à haute vitesse, notamment supersonique, l'un du groupe suivant: oxygène, argon, azote, gaz carbonique, air, fumées de combustion, vapeur d'eau. High-speed gas, especially supersonic, one of the following group: oxygen, argon, nitrogen, carbon dioxide, air, combustion fumes, water vapor.
Par gaz à haute vitesse, on entend en général un dont la vitesse initiale à la sortie de la tuyère est d'au moins environ 300 m/s. By high-speed gas is generally meant one whose initial velocity at the exit of the nozzle is at least about 300 m / s.
Ce procédé est particulièrement applicable dans un four metallurgique à arc de production d'acier, dans lequel le gaz à vitesse supersonique est de l'oxygène, injecté dans le bain de métal liquide, de préférence pendant la phase d'affinage. This process is particularly applicable in a steel arc metallurgical furnace in which the supersonic gas gas is oxygen injected into the liquid metal bath, preferably during the refining phase.
Le four électrique à arc pour la mise en oeuvre de procédé de production d'acier est du type comprenant au moins un injecteur d'oxygène ayant un axe longitudinal et une extrémité inférieure. The electric arc furnace for implementing a steel production process is of the type comprising at least one oxygen injector having a longitudinal axis and a lower end.
<B>i</B> Suivant l'invention, ce four électrique à arc est caractérisé en ce que l'injecteur est disposé au-dessus du niveau de la surface du bain de façon que son extrémité inférieure soit placée au-dessus dudit niveau a une hauteur comprise entre environ 0,5 et 1,5m, et avec entre son axe longitudinal et verticale, un angle d'injection compris entre environ 15 et 60 . According to the invention, this electric arc furnace is characterized in that the injector is disposed above the level of the bath surface so that its lower end is placed above said bath surface. level has a height of between about 0.5 and 1.5m, and with between its longitudinal and vertical axis, an injection angle of between about 15 and 60.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés qui en illustrent une forme de réalisation à titre d'exemple limitatif. Other features and advantages of the invention will become apparent from the description which follows, with reference to the accompanying drawings which illustrate an embodiment by way of limiting example.
La figure 1 est une vue en coupe longitudinale schématique d'un injecteur de gaz supersonique agencé conformément à l'invention pour être disposé dans un four à arc électrique. Figure 1 is a schematic longitudinal sectional view of a supersonic gas injector arranged according to the invention to be arranged in an electric arc furnace.
La figure 2 est une vue en élévation schématique d'un four métallurgique à arc électrique équipé d'un injecteur de gaz supersonique et d'un gaz de protection coaxial au gaz supersonique conformément à l'invention. FIG. 2 is a diagrammatic elevational view of an electric arc metallurgical furnace equipped with a supersonic gas injector and a supersonic gas coaxial shielding gas in accordance with the invention.
La figure 3 est une vue de dessus schématique du four métallurgique de la figure 2 ; figure 4 est un diagramme illustrant une séquence de mise en oeuvre de l'injecteur, le diagramme supérieur montrant la variation du débit de l'oxygène supersonique en fonction du temps pendant les phases de fusion et d'affinage, et diagramme inférieur montrant la variation du débit de l'oxygène coaxial de protection en fonction du temps pendant les phases de fusion et d'affinage. Figure 3 is a schematic top view of the metallurgical furnace of Figure 2; FIG. 4 is a diagram illustrating a sequence of implementation of the injector, the upper diagram showing the variation of the flow rate of supersonic oxygen as a function of time during the melting and refining phases, and a lower diagram showing the variation. of the protective coaxial oxygen flow as a function of time during the melting and refining phases.
figure 5 est une vue de dessus schématique de l'extrémité de l'injecteur de gaz supersonique et de gaz coaxial de protection ainsi que de son système de refroidissement. Figure 5 is a schematic top view of the end of the supersonic gas injector and protective coaxial gas and its cooling system.
Avant de décrire un mode de réalisation du procédé et du four métallurgique selon l'invention en référence aux dessins, il est utile d'expliciter un certain nombre de considérations préalables. Before describing an embodiment of the method and the metallurgical furnace according to the invention with reference to the drawings, it is useful to explain a number of preliminary considerations.
L'oxygène est injecté à une vitesse supersonique dans le bain de métal liquide et dans le laitier grâce à un injecteur situé à une certaine distance au dessus du bain. Le jet d'oxygène supersonique est généré par une tuyère dite de Laval dont les dimensions ont été déterminées en fonction des conditions d'utilisation de la tuyère. Ainsi pour dimensionner cette tuyère, le débit désiré et la vitesse de sortie du jet sont pris en compte. Oxygen is injected at supersonic speed into the liquid metal bath and into the slag by means of an injector located at a certain distance above the bath. The supersonic oxygen jet is generated by a so-called Laval nozzle whose dimensions have been determined as a function of the conditions of use of the nozzle. Thus to size this nozzle, the desired flow rate and the output speed of the jet are taken into account.
La forme de la tuyère est telle qu'elle génère un jet supersonique qui s'ouvre très peu par rapport à une tuyère classique. Cette tuyère permet ainsi de réduire l'angle de demi-ouverture du jet au moins de moitié. L'utilisation de l'injecteur en mode supersonique est nécessaire en phase d'affinage. Elle peut même commencer au milieu de la période de fusion de la charge. Sur des fours utilisant des chargements base de AIS (Alternative Iron Sources) le mode supersonique peut être utilisé pendant la totalité de la coulée. The shape of the nozzle is such that it generates a supersonic jet that opens very little compared to a conventional nozzle. This nozzle thus makes it possible to reduce the half-opening angle of the jet by at least half. The use of the injector in supersonic mode is necessary during the refining phase. It can even start in the middle of the charge melting period. On furnaces using AIS (Alternative Iron Sources) loadings the supersonic mode can be used during the entire casting.
Pour augmenter la pénétrabilité d'un jet supersonique, il faut éviter que le jet ne s'ouvre : moins le jet s'ouvre, plus il conserve son énergie cinétique. Il faut donc tenter de diminuer les frottements qu'il subit au niveau de sa couche limite. Or, la principale cause de l'ouverture d'un jet supersonique vient des frottements entre le jet supersonique et l'atmosphère dans laquelle il pénètre. On peut considérer que cette atmosphère est quasi- statique en raison de la vitesse très faible de sa couche en contact celle du jet coaxial par rapport à la vitesse de ce dernier. Ces frottements engendrent des structures cohérentes convectées à des vitesses supersoniques : les ondes de Mach. Ces ondes sont une des origines du bruit des avions à réaction supersoniques. Une des façons d'atténuer ces frottements est de créer un écoulement externe au jet supersonique et coaxial de telle sorte que - la différence des vitesses entre le jet supersonique et le jet coaxial soit si possible subsonique, - la différence des vitesses entre le jet coaxial et l'atmosphère environnante soit si possible subsonique. To increase the penetrability of a supersonic jet, it is necessary to prevent the jet from opening: the less the jet opens, the more it retains its kinetic energy. We must therefore try to reduce the friction it undergoes at its boundary layer. Now, the main cause of the opening of a supersonic jet comes from the friction between the supersonic jet and the atmosphere into which it enters. It can be considered that this atmosphere is quasi-static because of the very low speed of its layer in contact with that of the coaxial jet with respect to the speed of the latter. These friction generate coherent structures convected at supersonic speeds: the Mach waves. These waves are one of the origins of the noise of supersonic jet airplanes. One of the ways to mitigate this friction is to create an external flow to the supersonic and coaxial jet so that - the velocity difference between the supersonic jet and the coaxial jet is subsonic if possible, - the difference in velocities between the coaxial jet and the surrounding atmosphere is subsonic if possible.
De cette manière, on élimine les ondes de Mach, ce qui diminue le bruit du jet supersonique. Or le bruit participe au mélange entre le jet supersonique et son environnement. On peut donc ainsi faire en sorte que le jet s'ouvre que peu et garde son énergie cinétique sur une grande distance. In this way, the waves of Mach are eliminated, which reduces the noise of the supersonic jet. But the noise participates in the mixture between the supersonic jet and its environment. We can thus make sure that the jet opens only slightly and keeps its kinetic energy over a great distance.
Conformément à l'invention il est proposé de réaliser le jet coaxial au moyen d'un gaz chaud de densité plus faible que celle du jet central, de l'oxygène par exemple. According to the invention it is proposed to make the coaxial jet by means of a hot gas of lower density than that of the central jet, oxygen for example.
La tendance actuelle étant d'augmenter les consommations d'oxygène au four à arc électrique, le choix du gaz pour l'écoulement coaxial autour du jet supersonique dans le cas du four à arc électrique se tourne vers un gaz oxygéné, voire de l'oxygène pur. As the current trend is to increase oxygen consumption in the electric arc furnace, the choice of the gas for the coaxial flow around the supersonic jet in the case of the electric arc furnace turns to an oxygenated gas, or even the pure oxygen.
Un second jet d'oxygène entourant le jet supersonique central, s'il est à une température supérieure à celle du jet central, permet de protéger celui-ci et de le rendre plus pénétrant. Cet autre jet a pour but de limiter les frottements entre le jet central et l'atmosphère environnante, qui favorisent l'ouverture du jet. La vitesse de ce jet doit être telle qu'elle rende le plus faible possible le nombre de Mach convectif entre les deux jets. A second jet of oxygen surrounding the central supersonic jet, if it is at a temperature higher than that of the central jet, protects the latter and make it more penetrating. This other jet is intended to limit the friction between the central jet and the surrounding atmosphere, which encourage the opening of the jet. The speed of this jet must be such as to make the convective Mach number as low as possible between the two jets.
ailleurs cet oxygène périphérique, ayant une force pénétration plus faible, ne va pas pénétrer dans le bain ou le laitier. Par contre il peut participer aux réactions de postcombustion des gaz au dessus du bain (CO ou H2). constitue donc une source d'énergie supplémentaire pour le four à arc électrique. moreover, this peripheral oxygen, having a weaker penetration force, will not enter the bath or the slag. On the other hand, it can participate in the afterburning reactions of gases above the bath (CO or H2). is therefore an additional source of energy for the electric arc furnace.
Pendant les périodes de fusion du métal, l'injecteur peut fournir de l'oxygène pour la postcombustion. Cet oxygène est délivré à des vitesses subsoniques par les deux orifices à l'origine des deux jets, conformément prescriptions de la demande de brevet internationale WO 97I00413 au nom AIR LIQUIDE. On peut par ailleurs remplacer le jet périphérique d'oxygène chaud par un autre jet gazeux chaud comme de l'air chaud. On peut aussi envisager un système de recyclage des fumées du four permettant de générer ce jet chaud à l'aide des fumées du four. During periods of metal melting, the injector can supply oxygen for afterburner. This oxygen is delivered at subsonic speeds by the two orifices at the origin of the two jets, in accordance with the prescriptions of international patent application WO 97/00413 by the name AIR LIQUIDE. It is also possible to replace the hot oxygen peripheral jet with another hot gaseous jet such as hot air. It is also possible to envisage a system for recycling the fumes from the furnace making it possible to generate this hot jet using the fumes from the furnace.
La figure 1 illustre schématiquement un injecteur 1 de supersonique, notamment de l'oxygène, destiné à équiper un four électrique à arc 2 (figure 2) équipé d'électrodes 3 disposées au dessus d'un bain 4 de métal liquide. FIG. 1 diagrammatically illustrates an injector 1 of supersonic, in particular oxygen, intended to equip an electric arc furnace 2 (FIG. 2) equipped with electrodes 3 placed above a bath 4 of liquid metal.
L'injecteur 1 comprend un tube central 5 formant une tuyère de LAVAL, s'étendant suivant un axe longitudinal XX de l'injecteur. La tuyère centrale 5 présente une entrée 6, un col sonique 7 et un divergent 8. Lors du passage du dans cette tuyère 5, à savoir par exemple de l'oxygène, la vitesse de gaz devient sonique au col 7 puis supersonique dans le divergent 8. La pression au col est égale à 0.5283 fois la pression en amont. The injector 1 comprises a central tube 5 forming a LAVAL nozzle, extending along a longitudinal axis XX of the injector. The central nozzle 5 has an inlet 6, a sonic neck 7 and a divergent 8. When passing through this nozzle 5, namely for example oxygen, the gas velocity becomes sonic at the neck 7 and then supersonic in the divergent 8. The pressure at the neck is 0.5283 times the pressure upstream.
Autour de la tuyère centrale 5 sont répartis uniformément et à intervalles réguliers une série de canaux longitudinaux 9 de petit diamètre par rapport à celui de la tuyère centrale 5. Around the central nozzle 5 are distributed uniformly and at regular intervals a series of longitudinal channels 9 of small diameter compared to that of the central nozzle 5.
En variante ces différents canaux 9 peuvent être remplacés par un canal annulaire continu unique concentrique à la tuyère 5 et à l'axe longitudinal XX. Dans ce cas la tuyère centrale 5 peut être fixée en place de manière adéquate par rapport au corps environnant 11 de l'injecteur 1 par des moyens appropriés, tels que par exemple de petites cales 12 d'écartement disposées à différents endroits appropriés dans le canal annulaire afin maintenir la tuyère 5 dans la position correcte. Le gaz qui alimente le jet coaxial au jet sortant par le divergent 8 est introduit par le ou les canaux concentriques 9. A la sortie 13 de l'injecteur 1, le jet de gaz coaxial protège le jet de gaz supersonique de l'atmosphère environnante. Au moins un injecteur 1 est disposé au niveau des panneaux refroidis du four 2, au dessus du niveau de la surface du bain 4 de façon que son extrémité inférieure 1a soit placée au dessus dudit niveau à une hauteur H comprise entre environ 0,5 et 1,5 m. En outre, l'injecteur 1 est incliné sur la verticale de façon former, entre son axe longitudinal XX et la verticale, un angle A d'injection compris entre environ 15 et 60 . Alternatively these different channels 9 may be replaced by a single continuous annular channel concentric to the nozzle 5 and the longitudinal axis XX. In this case the central nozzle 5 can be fixed in place adequately with respect to the surrounding body 11 of the injector 1 by appropriate means, such as for example small spacers 12 spaced at different appropriate locations in the channel annular to maintain the nozzle 5 in the correct position. The gas supplying the coaxial jet to the outgoing jet through the diverging portion 8 is introduced through the concentric channel (s) 9. At the outlet 13 of the injector 1, the coaxial gas jet protects the supersonic jet of gas from the surrounding atmosphere. . At least one injector 1 is disposed at the level of the cooled panels of the furnace 2, above the level of the surface of the bath 4 so that its lower end 1a is placed above said level at a height H of between about 0.5 and 1.5 m. In addition, the injector 1 is inclined vertically to form, between its longitudinal axis XX and the vertical, an injection angle A of between about 15 and 60.
Vu de dessus (figure 3) l'injecteur 1 est implanté de manière que son axe longitudinal XX ne soit pas nécessairement radial par rapport à un diamètre D du four circulaire 2 passant par la sortie 13 de la tuyère 5 sur l'axe XX. Son axe longitudinal XX peut donc délimiter un angle B avec le diamètre D du four. Cet angle B peut varier entre 0 et 30 degrés environ. Viewed from above (FIG. 3) the injector 1 is implanted so that its longitudinal axis XX is not necessarily radial with respect to a diameter D of the circular furnace 2 passing through the outlet 13 of the nozzle 5 on the axis XX. Its longitudinal axis XX may therefore delimit an angle B with the diameter D of the oven. This angle B can vary between 0 and about 30 degrees.
L'injecteur 1 est relié à un conduit 14 d'alimentation en gaz supersonique (figure 5) ainsi qu'à un conduit 15 d'alimentation en gaz chaud concentrique, et complémentairement équipé d'un système de refroidissement 16. Ce dernier comporte, de manière connue en soi, une bouillotte 17 munie d'une entrée d'eau de refroidissement 18 et d'une sortie d'eau 19. A la bouillotte 17 est associé un corps 21 de refroidissement des deux alimentations 14, 15 en gaz, ce corps 21 étant équipé d'une entrée d'eau 22 et d'une sortie d'eau 23 pour le refroidissement des conduits d'alimentation de gaz 14, 15 et d'un brûleur non représenté. Les diagrammes de la figure 4 illustrent les séquences d'injection d'un jet central d'oxygène supersonique dans un four à arc électrique (diagramme supérieur E1), et la séquence correspondante d'injection d'oxygène chaud formant le jet coaxial (diagramme inférieur E2). The injector 1 is connected to a supersonic gas supply duct 14 (FIG. 5) and to a duct 15 for supplying concentric hot gas, and complementarily equipped with a cooling system 16. The latter comprises, in a manner known per se, a hot water bottle 17 provided with a cooling water inlet 18 and a water outlet 19. A hot water bottle 17 is associated with a body 21 for cooling the two gas feeds 14, 15, this body 21 being equipped with a water inlet 22 and a water outlet 23 for cooling the gas supply conduits 14, 15 and a not shown burner. The diagrams in FIG. 4 illustrate the injection sequences of a central jet of supersonic oxygen in an electric arc furnace (upper diagram E1), and the corresponding hot oxygen injection sequence forming the coaxial jet (diagram). lower E2).
Chaque diagramme E1, E2 montre la variation du débit d'oxygène en Nm3/h en fonction du temps T durant les phases de fusion F puis d'affinage AF. Each diagram E1, E2 shows the variation of oxygen flow rate in Nm3 / h as a function of time T during the melting phases F and AF refining.
Lors de la période de fusion, l'injecteur 1 est en mode veille. Lorsqu'on passe en période d'affinage AF, le jet central devient supersonique et est protégé par un jet coaxial de température plus élevée que le jet central. <U>Exemple numérique d'utilisation</U> A=30 etB=0 En dehors des périodes d'affinage, l'injecteur 1 a des débits gazeux correspondant aux débits de veille. Ces débits sont les suivants - 02 central : 50 Nm3lh - 02 périphérique coaxial : 100Nm31h. During the melting period, the injector 1 is in standby mode. When switching to the AF refining period, the central jet becomes supersonic and is protected by a coaxial jet of higher temperature than the central jet. <U> Numerical example of use </ U> A = 30 etB = 0 Outside the refining periods, the injector 1 has gas flow rates corresponding to the idle flow rates. These flow rates are as follows - 02 central: 50 Nm3lh - 02 coaxial device: 100Nm31h.
Des que ses alentours ont été dégagés, l'injecteur 1 peut être utilisé en mode d'injection d'oxygène supersonique, et ce jusqu'à la fin de la période d'affinage AF. Les débits respectifs sont les suivants - central : 1000 Nm31h - 02 périphérique: 200 Nm3mlh Une fois la coulée terminée, l'injecteur se retrouve en débit de veille. La température du gaz chaud périphérique se situe aux alentours de 800 C. jet gazeux supersonique et le jet gazeux coaxial sont injectés à des vitesses telles que la différence entre les vitesses du jet supersonique et du jet coaxial et la différence entre les vitesses du jet coaxial et de l'atmosphère environnante, qui est très faible, sont du même ordre, et que le rapport entre ces différences soit compris entre 0,7 et 1,3 environ. As soon as its surroundings have been cleared, the injector 1 can be used in supersonic oxygen injection mode until the end of the AF refining period. The respective flow rates are as follows: - central: 1000 Nm31h - 02 device: 200 Nm3mlh Once the casting is complete, the injector is in standby rate. The temperature of the peripheral hot gas is around 800 C. Supersonic gas jet and the coaxial gas jet are injected at speeds such as the difference between the speeds of the supersonic jet and the coaxial jet and the difference between the speeds of the coaxial jet and the surrounding atmosphere, which is very weak, are of the same order, and the ratio between these differences is between about 0.7 and 1.3.
jet coaxial possède une température supérieure à celle du jet central, cette température du jet coaxial étant par exemple supérieure à 500 C. coaxial jet has a temperature greater than that of the central jet, this coaxial jet temperature being for example greater than 500 C.
gaz supersonique pouvant être l'un quelconque du groupe précité, la vitesse du jet de gaz supersonique est comprise entre 1,5 et 2,5 Mach environ tandis que la vitesse du jet coaxial est comprise entre 150m/s et Mach 1 environ. supersonic gas can be any of the aforementioned group, the supersonic gas jet velocity is between 1.5 and 2.5 Mach approximately while the speed of the coaxial jet is between 150m / s and Mach 1 approximately.
Le jet de gaz supersonique a un débit compris entre environ et 2500 Nm3lh, préférentiellement entre 800 et 1500 Nm31h. The supersonic gas jet has a flow rate of between approximately 2500 and 2500 Nm3lh, preferably between 800 and 1500 Nm31h.
Suivant une autre caractéristique du procédé visé par l'invention la vitesse d'injection du gaz supersonique peut être comprise entre 300 1000m/s environ, préférentiellement entre 450 et 750m/s. Le gaz coaxial chaud peut être soit de l'oxygène préchauffé, soit de l'air préchauffé, soit fumées de four recyclées. According to another characteristic of the process according to the invention, the injection speed of the supersonic gas can be between about 300 and 1000 m / s, preferably between 450 and 750 m / s. The hot coaxial gas may be either preheated oxygen, preheated air, or recycled oven fumes.
L'invention est applicable à divers types de fours métallurgiques, en particulier un four à arc électrique pour la production d'acier comme expose ci-dessus.The invention is applicable to various types of metallurgical furnaces, in particular an electric arc furnace for the production of steel as set forth above.
Claims (13)
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| FR9910602A FR2797738A1 (en) | 1999-08-18 | 1999-08-18 | Electric arc furnace supersonic gas injection process, especially for oxygen injection into a steel-making arc furnace, uses a surrounding gas jet to protect the supersonic gas jet against the ambient atmosphere |
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