JPH0735954B2 - 溶融金属へのガス吹込み方法及び溶融金属用精錬容器 - Google Patents
溶融金属へのガス吹込み方法及び溶融金属用精錬容器Info
- Publication number
- JPH0735954B2 JPH0735954B2 JP61181362A JP18136286A JPH0735954B2 JP H0735954 B2 JPH0735954 B2 JP H0735954B2 JP 61181362 A JP61181362 A JP 61181362A JP 18136286 A JP18136286 A JP 18136286A JP H0735954 B2 JPH0735954 B2 JP H0735954B2
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- JP
- Japan
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- gas
- molten metal
- gas injection
- container
- nozzle
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- Furnace Charging Or Discharging (AREA)
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、転炉,取鍋等の容器に収容された溶融金属に
ガスを吹き込む方法及びその方法において使用する溶融
金属用精錬容器に関する。
ガスを吹き込む方法及びその方法において使用する溶融
金属用精錬容器に関する。
転炉,取鍋等の容器に収容された溶融金属に精錬,攪
拌,脱ガス等の処理を施すため、容器の壁に設けたノズ
ルを介してガス,媒溶剤等を吹き込むことが行われてい
る。
拌,脱ガス等の処理を施すため、容器の壁に設けたノズ
ルを介してガス,媒溶剤等を吹き込むことが行われてい
る。
たとえば、底吹き転炉においては、底壁に設けたノズル
を介して酸素ガス,天然ガス,ブタン,プロパン等の炭
化水素ガス,脱燐剤,脱硫剤等の媒溶剤が精錬の推移に
応じて吹き込まれている。このように、溶融金属にガス
等を吹き込む機能を備えた容器としては、LD−OB,LD−A
B,LD−CB,Q−BOP,K−BOP等がある。
を介して酸素ガス,天然ガス,ブタン,プロパン等の炭
化水素ガス,脱燐剤,脱硫剤等の媒溶剤が精錬の推移に
応じて吹き込まれている。このように、溶融金属にガス
等を吹き込む機能を備えた容器としては、LD−OB,LD−A
B,LD−CB,Q−BOP,K−BOP等がある。
容器の底壁や側壁に設けられたノズルから容器内に吹き
込まれたガスは、気泡となって溶融金属と接触し、たと
えばそれが酸素ガスである場合、2〔C〕+O2→2COの
反応によって溶融金属の脱炭を行う。またこのとき、脱
燐剤,脱硫剤等の媒溶剤がガスと共に吹き込まれている
場合、ガスによる攪拌のため溶融金属と媒溶剤との接触
が盛んに行われることになり、溶融金属の純化が促進さ
れる。
込まれたガスは、気泡となって溶融金属と接触し、たと
えばそれが酸素ガスである場合、2〔C〕+O2→2COの
反応によって溶融金属の脱炭を行う。またこのとき、脱
燐剤,脱硫剤等の媒溶剤がガスと共に吹き込まれている
場合、ガスによる攪拌のため溶融金属と媒溶剤との接触
が盛んに行われることになり、溶融金属の純化が促進さ
れる。
吹き込んだガスと溶融金属とのこのような反応を迅速に
行わせようとするとき、いきおい多量のガスを容器内に
吹き込むことになる。ところが、ノズルからのガス吹込
み流速を増加させると、吹き込まれたガスは、ノズル先
端から連続的に溶融金属内部に侵入するガス流となる。
そして、この連続したガス流に溶融金属が巻き込まれる
ため、ガス流の周囲に溶融金属の流れが追従する二相流
が生じる。
行わせようとするとき、いきおい多量のガスを容器内に
吹き込むことになる。ところが、ノズルからのガス吹込
み流速を増加させると、吹き込まれたガスは、ノズル先
端から連続的に溶融金属内部に侵入するガス流となる。
そして、この連続したガス流に溶融金属が巻き込まれる
ため、ガス流の周囲に溶融金属の流れが追従する二相流
が生じる。
この溶融金属の内部に延びるガス流は、その先端部で運
動エネルギーを失うにつれ、周囲にある溶融金属の運動
に影響を受けて変動する。たとえば、何等かの原因によ
り溶融金属が不規則な運動をしている場合、ガス流も不
規則に変動し分裂する。このような不規則な変動・分裂
をもたらす原因としては、浴の揺動等がある。また、ガ
ス流の先端部でなくても、流束が細くなったところから
ガス流が切断され易い。このようにして、溶融金属内に
吹き込まれたガス流は、溶融金属浴中で絶えずその長さ
及び形状を変化させている。
動エネルギーを失うにつれ、周囲にある溶融金属の運動
に影響を受けて変動する。たとえば、何等かの原因によ
り溶融金属が不規則な運動をしている場合、ガス流も不
規則に変動し分裂する。このような不規則な変動・分裂
をもたらす原因としては、浴の揺動等がある。また、ガ
ス流の先端部でなくても、流束が細くなったところから
ガス流が切断され易い。このようにして、溶融金属内に
吹き込まれたガス流は、溶融金属浴中で絶えずその長さ
及び形状を変化させている。
また、容器内に吹き込まれたガスは、溶融金属の熱によ
り加熱されて膨張する。このガスの膨張は、ノズルの容
器内出口で集中的に生じ、いわゆる“底たたき現象”と
して観測される。更に、容器内に吹き込まれるガスの圧
力が大きくなるに伴い、吹き込まれたガスが溶融金属内
部を貫通し上部表面から放出される場合もある。これ
は、“吹き抜け”と呼ばれるものであり、吹き抜けたガ
スに随伴して高温の溶融金属が炉外に飛散し、非常に危
険な状況をもたらすことになる。
り加熱されて膨張する。このガスの膨張は、ノズルの容
器内出口で集中的に生じ、いわゆる“底たたき現象”と
して観測される。更に、容器内に吹き込まれるガスの圧
力が大きくなるに伴い、吹き込まれたガスが溶融金属内
部を貫通し上部表面から放出される場合もある。これ
は、“吹き抜け”と呼ばれるものであり、吹き抜けたガ
スに随伴して高温の溶融金属が炉外に飛散し、非常に危
険な状況をもたらすことになる。
本発明は、従来のガス吹込みにおけるこのような問題を
解消すべく創作されたものであり、安定した状態で溶融
金属内部にガス吹込みを行うことを目的とする。
解消すべく創作されたものであり、安定した状態で溶融
金属内部にガス吹込みを行うことを目的とする。
本発明のガス吹込み方法は、容器の底壁及び/又は側壁
に設けられたノズルを介してその容器内に収納されてい
る溶融金属にガスを吹き込むにあたり、隣接するガス吹
込み用孔部間の距離(D)とガス吹込み用孔部の内径
(d)の比(D/d)が10以下で、隣接するガス流が交差
する角度が30度以上で、かつガス吹込み用孔部の出口か
らガス吹込み用孔部の軸心の交差点までの距離がガス吹
込み用孔部の内径(d)の3〜10倍で160mm以下の範囲
でノズルから容器内に複数のガス流を吹込み、ノズル近
傍で相互に衝突させることを特徴とする。
に設けられたノズルを介してその容器内に収納されてい
る溶融金属にガスを吹き込むにあたり、隣接するガス吹
込み用孔部間の距離(D)とガス吹込み用孔部の内径
(d)の比(D/d)が10以下で、隣接するガス流が交差
する角度が30度以上で、かつガス吹込み用孔部の出口か
らガス吹込み用孔部の軸心の交差点までの距離がガス吹
込み用孔部の内径(d)の3〜10倍で160mm以下の範囲
でノズルから容器内に複数のガス流を吹込み、ノズル近
傍で相互に衝突させることを特徴とする。
また、この方法を実施するにあたり使用する溶融金属用
精錬装置は、底壁および/または側壁に、複数のガス吹
込み用孔部を有するガス吹込み用ノズルまたは少なくと
も1本のガス吹込み用孔部を有する2本以上のガス吹込
み用ノズルを備えた溶融金属用精錬容器であって、隣接
するガス吹込み用孔部間の距離(D)とガス吹込み用孔
部の内径(d)の比(D/d)が10以下で、隣接するガス
吹込み用孔部の軸心が交差する角度が30度以上で、かつ
ガス吹込み用孔部の出口からガス吹込み用孔部の軸心の
交差点までの距離がガス吹込み用孔部の内径(d)の3
〜10倍で160mm以下であることを特徴とする。
精錬装置は、底壁および/または側壁に、複数のガス吹
込み用孔部を有するガス吹込み用ノズルまたは少なくと
も1本のガス吹込み用孔部を有する2本以上のガス吹込
み用ノズルを備えた溶融金属用精錬容器であって、隣接
するガス吹込み用孔部間の距離(D)とガス吹込み用孔
部の内径(d)の比(D/d)が10以下で、隣接するガス
吹込み用孔部の軸心が交差する角度が30度以上で、かつ
ガス吹込み用孔部の出口からガス吹込み用孔部の軸心の
交差点までの距離がガス吹込み用孔部の内径(d)の3
〜10倍で160mm以下であることを特徴とする。
第1図は、本発明のガス吹込み方法を概略的に説明する
ものである。
ものである。
容器1の底壁には、複数のガス吹込み用ノズル2a,2bが
設けられている。これらガス吹込み用ノズル2a,2bに
は、それぞれガス吹込み用孔部3a,3bが穿設されてい
る。そして、この孔の径は内径で表すものとする。ガス
吹込み用孔部3a,3bは、それら軸心が容器1内部の交叉
点Pで交わるように、傾斜して配置されている。
設けられている。これらガス吹込み用ノズル2a,2bに
は、それぞれガス吹込み用孔部3a,3bが穿設されてい
る。そして、この孔の径は内径で表すものとする。ガス
吹込み用孔部3a,3bは、それら軸心が容器1内部の交叉
点Pで交わるように、傾斜して配置されている。
この容器1には溶融金属4が収容されており、溶融金属
4の上方にスラグ5が浮遊している。ガス吹込み用孔部
3a,3bを介してこの溶融金属4内部に吹き込まれたガス
は、ガス吹込み用孔部3a,3bの軸心に沿って暫時直進す
る。しかし、それぞれのガス吹込み用孔部3a,3bの軸心
が交叉点Pで交わっているので、ガス吹込み用孔部3a,3
bから吹き込まれた複数のガス流は、交叉点Pで互いに
衝突する。
4の上方にスラグ5が浮遊している。ガス吹込み用孔部
3a,3bを介してこの溶融金属4内部に吹き込まれたガス
は、ガス吹込み用孔部3a,3bの軸心に沿って暫時直進す
る。しかし、それぞれのガス吹込み用孔部3a,3bの軸心
が交叉点Pで交わっているので、ガス吹込み用孔部3a,3
bから吹き込まれた複数のガス流は、交叉点Pで互いに
衝突する。
交叉点Pでの衝突に至る段階,すなわちガス吹込み用ノ
ズル2a,2bの出口から交叉点Pまでの間は、ガス吹込み
用孔部3a,3bから吹き込まれたガスは充分な直進性をも
っているので、予期した通りのガス流となり溶融金属4
内を進む。そして、交叉点Pにおける衝突の結果、それ
らガス流は運動エネルギーを失い、微細な気泡6として
溶融金属4内を上昇する。
ズル2a,2bの出口から交叉点Pまでの間は、ガス吹込み
用孔部3a,3bから吹き込まれたガスは充分な直進性をも
っているので、予期した通りのガス流となり溶融金属4
内を進む。そして、交叉点Pにおける衝突の結果、それ
らガス流は運動エネルギーを失い、微細な気泡6として
溶融金属4内を上昇する。
したがって、大きな運動エネルギーをもったままでガス
流が溶融金属4内を貫通し、吹き抜けを生じるのを防ぐ
ことができる。また、ジェットとして吹き込まれるガス
流のコア部における気相静圧が高くなり、溶融金属4の
流動に起因する乱れが少なくなるので、底たたきが減少
する。そのため、本発明によるとき、より大きなガス圧
で安定した吹込みを行うことが可能となる。
流が溶融金属4内を貫通し、吹き抜けを生じるのを防ぐ
ことができる。また、ジェットとして吹き込まれるガス
流のコア部における気相静圧が高くなり、溶融金属4の
流動に起因する乱れが少なくなるので、底たたきが減少
する。そのため、本発明によるとき、より大きなガス圧
で安定した吹込みを行うことが可能となる。
この交叉点Pの位置は、吹き込まれたガスが溶融金属4
内部の適当な個所に至るまで、直進性を維持することを
目標として定められる。その位置は、好ましくはガス吹
込み用孔部3a,3bの出口から容器1内方にガス吹込み用
孔部の内径(d)の3〜10倍程度の距離だけ離れたとこ
ろである。また、それぞれのガス吹込み用孔部3a,3bか
ら出た複数のガス流が交叉する角度は、30度以上とする
ことが好ましい。
内部の適当な個所に至るまで、直進性を維持することを
目標として定められる。その位置は、好ましくはガス吹
込み用孔部3a,3bの出口から容器1内方にガス吹込み用
孔部の内径(d)の3〜10倍程度の距離だけ離れたとこ
ろである。また、それぞれのガス吹込み用孔部3a,3bか
ら出た複数のガス流が交叉する角度は、30度以上とする
ことが好ましい。
なお、第1図に示した例にあっては、容器1底壁に設け
た複数のガス吹込み用ノズル2a,2bからそれぞれガス吹
込みを行うことにより、複数のガス流を溶融金属4内部
に形成している。しかし、複数のガス流の形成方法は、
これに拘束されるものではなく、他の種々の手段が採用
される。たとえば、一個のノズルによっても複数のガス
流を形成することが可能である。
た複数のガス吹込み用ノズル2a,2bからそれぞれガス吹
込みを行うことにより、複数のガス流を溶融金属4内部
に形成している。しかし、複数のガス流の形成方法は、
これに拘束されるものではなく、他の種々の手段が採用
される。たとえば、一個のノズルによっても複数のガス
流を形成することが可能である。
第2図は、その目的の下に設計されたノズルを数例示
す。同図(a)は、ノズル2の容器内側端面をV字形に
形成し、それぞれの傾斜面にガス吹き込み用孔部3を開
口させたものである。また、同図(b)は、ノズル2の
容器内側端面に、中央部が平坦な窪み7を設け、その窪
み7を区画する内壁を傾斜面とし、その傾斜面にガス吹
き込み用孔部3を開口させたものである。更に、同図
(c)は、同図(b)のノズルに加え、中央部の平坦な
窪み7にもガス吹き込み用孔部3を開口させたものであ
る。
す。同図(a)は、ノズル2の容器内側端面をV字形に
形成し、それぞれの傾斜面にガス吹き込み用孔部3を開
口させたものである。また、同図(b)は、ノズル2の
容器内側端面に、中央部が平坦な窪み7を設け、その窪
み7を区画する内壁を傾斜面とし、その傾斜面にガス吹
き込み用孔部3を開口させたものである。更に、同図
(c)は、同図(b)のノズルに加え、中央部の平坦な
窪み7にもガス吹き込み用孔部3を開口させたものであ
る。
また、以上の説明においては、ガスを吹き込むことにつ
いて述べたが、このガスに燃料,媒溶剤等を随伴させて
も良いことはいうまでもない。
いて述べたが、このガスに燃料,媒溶剤等を随伴させて
も良いことはいうまでもない。
以下、実施例により本発明の特徴を具体的に説明する。
転炉に150トンの溶銑を挿入し、この溶銑に対してガス
吹込みを行った。該転炉は、内径16mmのガス吹込み用孔
部各1本を有するノズルを6本装備しており、通常のガ
ス吹込みによるとき、吹込み限界量はノズル一本当り10
m3/分であり、溶銑を均一に混合するに必要な時間は約7
0秒である。
吹込みを行った。該転炉は、内径16mmのガス吹込み用孔
部各1本を有するノズルを6本装備しており、通常のガ
ス吹込みによるとき、吹込み限界量はノズル一本当り10
m3/分であり、溶銑を均一に混合するに必要な時間は約7
0秒である。
本実施例においては、それら6本のノズルを2本毎に対
とし、それぞれのガス吹込み用孔部から噴出して直進し
たガス流が60度の角度で衝突するようにノズルを転炉の
炉壁に取り付けた。また、対をなしたノズル相互間の距
離は80cmに設定した。このようにノズルを取り付けたと
き、吹込み限界量がノズル1本当たり30m3/分に向上し
た。その結果、溶銑を均一に混合するに必要な時間が約
25秒に短縮された。
とし、それぞれのガス吹込み用孔部から噴出して直進し
たガス流が60度の角度で衝突するようにノズルを転炉の
炉壁に取り付けた。また、対をなしたノズル相互間の距
離は80cmに設定した。このようにノズルを取り付けたと
き、吹込み限界量がノズル1本当たり30m3/分に向上し
た。その結果、溶銑を均一に混合するに必要な時間が約
25秒に短縮された。
また、ガス吹込み用孔部の軸心を変更して、その孔部か
ら噴出されるガス流の吹込み角度を種々変えてみたとこ
ろ、吹込み限界量及び均一混合時間に第3図に示すよう
な変化がみられた。この図から明らかなように、吹込み
角度が15度以上になり、それぞれのガス吹込み用孔部か
ら噴出されるガス流が30度の角度で衝突するとき、吹込
み限界量が上昇し、均一混合時間の短縮化が図られた。
ら噴出されるガス流の吹込み角度を種々変えてみたとこ
ろ、吹込み限界量及び均一混合時間に第3図に示すよう
な変化がみられた。この図から明らかなように、吹込み
角度が15度以上になり、それぞれのガス吹込み用孔部か
ら噴出されるガス流が30度の角度で衝突するとき、吹込
み限界量が上昇し、均一混合時間の短縮化が図られた。
また、第1図に示すように隣接するガス吹込み用ノズル
2a,2bを、そのガス吹込み用孔部3a,3bが互いに交叉する
ように配置してものにおいて、ガス吹込み用孔部3a,3b
間の距離(D)とガス吹込み用孔部の内径(d)との関
係を調べたところ、第4図に示すような関係にあること
が明らかになった。即ち、ガス吹込み用孔部の内径
(d)に対して隣接するガス吹込み用孔部2a,2b間の距
離(D)をあまり大きくすることは好ましくない。この
とき、交叉点Pが容器1の奥深くなり、ノズル2a,2bか
ら噴出されたガス流がその交叉点Pに至る前に流速を失
ってしまう。そのため、第3図に示したようなガス流の
衝突による効果が減退する。この点から、隣接するガス
吹込み用孔部3a,3b間の距離(D)とガス吹込み用孔部
の内径(d)との比(D/d)を10以下に保つことが望ま
しい。
2a,2bを、そのガス吹込み用孔部3a,3bが互いに交叉する
ように配置してものにおいて、ガス吹込み用孔部3a,3b
間の距離(D)とガス吹込み用孔部の内径(d)との関
係を調べたところ、第4図に示すような関係にあること
が明らかになった。即ち、ガス吹込み用孔部の内径
(d)に対して隣接するガス吹込み用孔部2a,2b間の距
離(D)をあまり大きくすることは好ましくない。この
とき、交叉点Pが容器1の奥深くなり、ノズル2a,2bか
ら噴出されたガス流がその交叉点Pに至る前に流速を失
ってしまう。そのため、第3図に示したようなガス流の
衝突による効果が減退する。この点から、隣接するガス
吹込み用孔部3a,3b間の距離(D)とガス吹込み用孔部
の内径(d)との比(D/d)を10以下に保つことが望ま
しい。
以上に説明したように、本発明においては、溶融金属内
に吹き込まれた複数のガス流が、所定深度まで進行した
ところで衝突によりその運動エネルギーを失う。
に吹き込まれた複数のガス流が、所定深度まで進行した
ところで衝突によりその運動エネルギーを失う。
そのため、吹込み圧を上昇しても、ガス流が溶融金属を
突き抜けるようなことがない。すなわち、多量のガス吹
込みが可能となるので、処理能力の向上が図られる。
突き抜けるようなことがない。すなわち、多量のガス吹
込みが可能となるので、処理能力の向上が図られる。
第1図は本発明のガス吹込み方法を説明する概略図であ
り、第2図は本発明のガス吹込み用ノズルについての数
例を示し、第3図及び第4図はそれぞれ吹込み角度及び
羽口−交叉点P間の距離を変えたときの影響を示す。 1……容器、2,2a,2b……ガス吹込み用ノズル 3,3a,3b……ガス吹込み用孔部、4……溶融金属 5……スラグ、6……気泡 7……窪み、P……交叉点
り、第2図は本発明のガス吹込み用ノズルについての数
例を示し、第3図及び第4図はそれぞれ吹込み角度及び
羽口−交叉点P間の距離を変えたときの影響を示す。 1……容器、2,2a,2b……ガス吹込み用ノズル 3,3a,3b……ガス吹込み用孔部、4……溶融金属 5……スラグ、6……気泡 7……窪み、P……交叉点
Claims (2)
- 【請求項1】容器の底壁及び/又は側壁に設けられたノ
ズルを介してその容器に収容されている溶融金属にガス
を吹き込むにあたり、 隣接するガス吹込み用孔部間の距離(D)とガス吹込み
用孔部の内径(d)の比(D/d)が10以下で隣接するガ
ス流が交差する角度が30度以上で、かつガス吹込み用孔
部の出口からガス吹込み用孔部の軸心の交差点までの距
離がガス吹込み用孔部の内径(d)の3〜10倍で160mm
以下の範囲でノズルから容器内に複数のガス流を吹込
み、ノズル近傍で相互に衝突させることを特徴とする溶
融金属へのガス吹込み方法。 - 【請求項2】底壁及び/又は側壁に、複数のガス吹込み
用孔部を有するガス吹込み用ノズル又は少なくとも1本
のガス吹込み用孔部を有する2本以上のガス吹込み用ノ
ズルを備えた溶融金属用精錬容器であって、隣接するガ
ス吹込み用孔部間の距離(D)とガス吹込み用孔部の内
径(d)の比(D/d)が10以下で、隣接するガス吹込み
用孔部の軸心が交差する角度が30度以上で、かつガス吹
込み用孔部の出口からガス吹込み用孔部の軸心の交差点
までの距離がガス吹込み用孔部の内径(d)の3〜10倍
で160mm以下であることを特徴とする溶融金属用精錬容
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61181362A JPH0735954B2 (ja) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | 溶融金属へのガス吹込み方法及び溶融金属用精錬容器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61181362A JPH0735954B2 (ja) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | 溶融金属へのガス吹込み方法及び溶融金属用精錬容器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6338887A JPS6338887A (ja) | 1988-02-19 |
| JPH0735954B2 true JPH0735954B2 (ja) | 1995-04-19 |
Family
ID=16099396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61181362A Expired - Lifetime JPH0735954B2 (ja) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | 溶融金属へのガス吹込み方法及び溶融金属用精錬容器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0735954B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6868985B2 (ja) * | 2016-08-31 | 2021-05-12 | 大阪瓦斯株式会社 | 溶解炉 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS572447Y2 (ja) * | 1979-11-21 | 1982-01-16 | ||
| JPS61515A (ja) * | 1984-06-13 | 1986-01-06 | Daido Steel Co Ltd | ガス吹込み精錬方法 |
| JPS6198862U (ja) * | 1984-12-05 | 1986-06-24 |
-
1986
- 1986-07-31 JP JP61181362A patent/JPH0735954B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6338887A (ja) | 1988-02-19 |
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