JPH0256404B2 - - Google Patents
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- JPH0256404B2 JPH0256404B2 JP3031984A JP3031984A JPH0256404B2 JP H0256404 B2 JPH0256404 B2 JP H0256404B2 JP 3031984 A JP3031984 A JP 3031984A JP 3031984 A JP3031984 A JP 3031984A JP H0256404 B2 JPH0256404 B2 JP H0256404B2
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- oxygen
- gas
- hot water
- tube
- Prior art date
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-
- 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
- C21C5/48—Bottoms or tuyéres of converters
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、溶融金属の湯と反応する気体酸素を
湯面下から耐火物製単管ノズルによつて供給する
方法に関するものでものである。
湯面下から耐火物製単管ノズルによつて供給する
方法に関するものでものである。
従来より、溶融金属の湯中に気体酸素または固
体状の酸素源を供給して酸化精錬することが実施
されているが、この酸素源の供給方法としては、
炉底の羽口から気体の酸素を供給する方法と、浸
漬ランスなどを用いて気体酸素や粉状酸素源を供
給する方法がよく実施されている。しかし、気体
の酸素を湯面下に直接供給する場合には、反応熱
によつて羽口やノズルさらにはランスがすぐに溶
損するので、酸素濃度を薄くしたり、あるいは高
濃度酸素を使用する場合には二重管構造の羽口や
ランスなどを使用して外管から冷却用ガスを同時
に供給している。また、粉状の固体酸素源を湯面
下にインジエクシヨンする場合には、そのキヤリ
ヤガスとして不活性ガスが使用されている。
体状の酸素源を供給して酸化精錬することが実施
されているが、この酸素源の供給方法としては、
炉底の羽口から気体の酸素を供給する方法と、浸
漬ランスなどを用いて気体酸素や粉状酸素源を供
給する方法がよく実施されている。しかし、気体
の酸素を湯面下に直接供給する場合には、反応熱
によつて羽口やノズルさらにはランスがすぐに溶
損するので、酸素濃度を薄くしたり、あるいは高
濃度酸素を使用する場合には二重管構造の羽口や
ランスなどを使用して外管から冷却用ガスを同時
に供給している。また、粉状の固体酸素源を湯面
下にインジエクシヨンする場合には、そのキヤリ
ヤガスとして不活性ガスが使用されている。
すなわち、従来においては、反応性の酸素源を
湯面下に供給する場合には、その急激な反応熱を
緩和するなんらかの処方が必要とされていた。
湯面下に供給する場合には、その急激な反応熱を
緩和するなんらかの処方が必要とされていた。
例えば、溶銑の脱珪、脱燐処理を例として、そ
の従来の処方みると、固体状の酸化剤あるいは気
体酸素を溶銑に供給することが行われているが、
これら酸化剤を湯面下に供給する場合には、つぎ
の二種類の方法が主として実施されている。
の従来の処方みると、固体状の酸化剤あるいは気
体酸素を溶銑に供給することが行われているが、
これら酸化剤を湯面下に供給する場合には、つぎ
の二種類の方法が主として実施されている。
その一つは、粉状の固体酸化剤をキヤリヤガス
（搬送ガス）を用いて湯中にインジエクシヨンす
る方法であり、この搬送ガスとしては、不活性ガ
ス例えばN2ガスが使用される。この場合、イン
ジエクシヨンランスを湯面下に上方から浸漬して
行う所謂上吹きインジエクシヨン法が一般的であ
る。
（搬送ガス）を用いて湯中にインジエクシヨンす
る方法であり、この搬送ガスとしては、不活性ガ
ス例えばN2ガスが使用される。この場合、イン
ジエクシヨンランスを湯面下に上方から浸漬して
行う所謂上吹きインジエクシヨン法が一般的であ
る。
その二は、気体酸素を湯中に供給する方法であ
り、これには二重管構造の浸漬ランスや二重管構
造のノズル（羽口）を用い、その外管から冷却用
ガス例えば不活性ガスや炭化水素ガスを供給しな
がらその内管に酸素富化ガスや純酸素を供給する
方法である。この場合、溶銑を対象とするさいに
は、反応容器の底部に設置した二重管羽口を用い
て行う所謂底吹き法が最も一般的である（例えば
酸素ガスの大量吹き込みを実施する炉として、二
重管羽口を炉底に設けたＱ−BOP転炉が知られ
ている。なお、溶銑は精錬の進行に伴い溶鋼とな
る）。
り、これには二重管構造の浸漬ランスや二重管構
造のノズル（羽口）を用い、その外管から冷却用
ガス例えば不活性ガスや炭化水素ガスを供給しな
がらその内管に酸素富化ガスや純酸素を供給する
方法である。この場合、溶銑を対象とするさいに
は、反応容器の底部に設置した二重管羽口を用い
て行う所謂底吹き法が最も一般的である（例えば
酸素ガスの大量吹き込みを実施する炉として、二
重管羽口を炉底に設けたＱ−BOP転炉が知られ
ている。なお、溶銑は精錬の進行に伴い溶鋼とな
る）。
これらの方法は、それなりに効果をあげてはい
るが、なお十分なものではない。なぜなら、いず
れの場合にも、本来の精錬に必要な酸化剤の他に
直接的には酸化反応に関与しない多量のキヤリヤ
ガスや冷却用ガスを同時に吹き込むことが必要で
あるからである。また、このキヤリヤガスや冷却
ガスの使用量が増えればそれだけ精錬原価を高め
ることになるし、冷却ガス使用の場合には、先に
も述べたように二重管構造の如き特殊な構造の吹
込構造を取らざるを得ず、このインジエクシヨン
装置自身に多大の費用を必要とする。
るが、なお十分なものではない。なぜなら、いず
れの場合にも、本来の精錬に必要な酸化剤の他に
直接的には酸化反応に関与しない多量のキヤリヤ
ガスや冷却用ガスを同時に吹き込むことが必要で
あるからである。また、このキヤリヤガスや冷却
ガスの使用量が増えればそれだけ精錬原価を高め
ることになるし、冷却ガス使用の場合には、先に
も述べたように二重管構造の如き特殊な構造の吹
込構造を取らざるを得ず、このインジエクシヨン
装置自身に多大の費用を必要とする。
従つて、不活性ガスや冷却ガスを用いないで、
あるいはその量を出来るだけ少なくして気体酸素
を溶銑中に供給することが望まれるのであるが、
既述のように、この場合には、酸素ガスジエツト
と溶銑が衝突する反応サイトでの温度上昇が激し
く、この急激な反応熱によつて通常の耐火物から
なるランスやノズルではすぐに溶損してしまうの
で、その実現ができない。事実、このような実質
的に酸素源だけを溶銑の湯面下に供給して酸化精
錬を永続的に実施した事例はこれまでに存在しな
い。
あるいはその量を出来るだけ少なくして気体酸素
を溶銑中に供給することが望まれるのであるが、
既述のように、この場合には、酸素ガスジエツト
と溶銑が衝突する反応サイトでの温度上昇が激し
く、この急激な反応熱によつて通常の耐火物から
なるランスやノズルではすぐに溶損してしまうの
で、その実現ができない。事実、このような実質
的に酸素源だけを溶銑の湯面下に供給して酸化精
錬を永続的に実施した事例はこれまでに存在しな
い。
本発明はこれを実現することを目的としてなさ
れたものである。すなわち本発明者らは、気体酸
素を高濃度で含むガスを用いて固体酸素源と共に
底吹きする場合には、前記の目的が好適に達成さ
れることを見いだした。すなわち、従来のように
二重管構造のものではなくこれに代えて単管構造
のノズルを使用し、酸素含有気体をキヤリヤガス
として粉状固体物質を同伴させながら、湯中に底
吹きした場合には、このような単管ノズルを使用
しても、その気体酸素中の酸素濃度を低くするよ
りもむしろ高くした方が、ノズルの損傷なく永続
的な吹き込みが好適に実施できる事実を見いだす
ことができた。
れたものである。すなわち本発明者らは、気体酸
素を高濃度で含むガスを用いて固体酸素源と共に
底吹きする場合には、前記の目的が好適に達成さ
れることを見いだした。すなわち、従来のように
二重管構造のものではなくこれに代えて単管構造
のノズルを使用し、酸素含有気体をキヤリヤガス
として粉状固体物質を同伴させながら、湯中に底
吹きした場合には、このような単管ノズルを使用
しても、その気体酸素中の酸素濃度を低くするよ
りもむしろ高くした方が、ノズルの損傷なく永続
的な吹き込みが好適に実施できる事実を見いだす
ことができた。
本発明は、この知見にもとずき、湯と反応する
酸素源を湯中に単管ノズルを用いて供給する方法
を提供するものであり、その骨子は、 少なくとも先端部が耐火物製で且つ単管構造を
もつ耐火物製単管ノズルを、溶融金属を入れた容
器の湯が接する部位のボデイに取付け、 この単管ノズルから、酸素含有気体と粉状の固
体物質を湯中に供給し、 この固体物質の顕熱と潜熱による奪熱によりこ
の単管ノズルの先端部に湯のメタル分を含む物質
を管状に凝固させ、この凝固物で該単管ノズルを
保護しながら湯と反応する酸素を湯中に直接供給
する点にもある。
酸素源を湯中に単管ノズルを用いて供給する方法
を提供するものであり、その骨子は、 少なくとも先端部が耐火物製で且つ単管構造を
もつ耐火物製単管ノズルを、溶融金属を入れた容
器の湯が接する部位のボデイに取付け、 この単管ノズルから、酸素含有気体と粉状の固
体物質を湯中に供給し、 この固体物質の顕熱と潜熱による奪熱によりこ
の単管ノズルの先端部に湯のメタル分を含む物質
を管状に凝固させ、この凝固物で該単管ノズルを
保護しながら湯と反応する酸素を湯中に直接供給
する点にもある。
本発明方法の原理は、気体と固体からなる酸素
源を用いて金属の精錬を実施する場合に一般的に
適用可能であるが、その一つの応用例として、溶
銑の脱珪、脱燐処理が挙げられる。以下にこの溶
銑の処理を例として本発明法を具体的に説明しよ
う。
源を用いて金属の精錬を実施する場合に一般的に
適用可能であるが、その一つの応用例として、溶
銑の脱珪、脱燐処理が挙げられる。以下にこの溶
銑の処理を例として本発明法を具体的に説明しよ
う。
第１図は、本発明法にしたがう耐火物製単管ノ
ズルを精錬容器の底部ボデイに装着した状態を示
している。この単管ノズルは、炉底の煉瓦層例え
ばMgO系煉瓦層１の厚み内に、この煉瓦層１の
内表面２とノズル先端面３が整合するように、モ
ルタル層１２を介して装着されており、従つてそ
のノズル口４が丁度炉底の内表面と一致するレベ
ルに設けられている。この単管ノズル全体は、耐
火物スタンプ層５内に、耐火物製の筒６を挿入し
て構成され、この耐火物製の筒６が流体通路７を
形成している。耐火物スタンプ層５は例えば
Al2O3−Cr2O3系の耐火物で、また耐火物製の筒
６は例えば再結晶Al2O3またはMgO系の耐火物で
構成される。すなわち、このノズルはその先端部
を含め、通常の汎用耐火物材料から構成され、そ
の構造としては単管構造を有している。流体通路
７は、鋼製例えばステンレス鋼製のパイプ８に連
結しており、このパイプ８が容器外のジヨイント
９に接続され、このジヨイント９には、酸素含有
気体源１０と粉状の固体物質源１１から夫々所定
の量に配分された混合流体が供給される。
ズルを精錬容器の底部ボデイに装着した状態を示
している。この単管ノズルは、炉底の煉瓦層例え
ばMgO系煉瓦層１の厚み内に、この煉瓦層１の
内表面２とノズル先端面３が整合するように、モ
ルタル層１２を介して装着されており、従つてそ
のノズル口４が丁度炉底の内表面と一致するレベ
ルに設けられている。この単管ノズル全体は、耐
火物スタンプ層５内に、耐火物製の筒６を挿入し
て構成され、この耐火物製の筒６が流体通路７を
形成している。耐火物スタンプ層５は例えば
Al2O3−Cr2O3系の耐火物で、また耐火物製の筒
６は例えば再結晶Al2O3またはMgO系の耐火物で
構成される。すなわち、このノズルはその先端部
を含め、通常の汎用耐火物材料から構成され、そ
の構造としては単管構造を有している。流体通路
７は、鋼製例えばステンレス鋼製のパイプ８に連
結しており、このパイプ８が容器外のジヨイント
９に接続され、このジヨイント９には、酸素含有
気体源１０と粉状の固体物質源１１から夫々所定
の量に配分された混合流体が供給される。
通常、このような耐火物製単管ノズルから純酸
素または酸素富化ガスを供給すると、たちまちこ
のノズルは溶損してしまい、吹錬を続行すること
はできない。従つて、従来においては、酸素吹錬
でも他の不活性ガス例えば窒素ガスを酸素と共に
供給していた。その最もよい例が転炉における空
気（窒素ガス＋酸素ガス）吹き込みである。そし
て、純酸素または酸素富化ガスを炉底から供給す
る場合には、このような単管構造のノズルでは溶
損してしまうので、これに代えて、既述のように
二重管構造のノズルを使用し、その外管から窒素
ガスやアルゴンガス、さらには炭化水素ガスなど
の冷却用ガスを吹き込むことによつてノズルを冷
却しながらこれを実施していた。
素または酸素富化ガスを供給すると、たちまちこ
のノズルは溶損してしまい、吹錬を続行すること
はできない。従つて、従来においては、酸素吹錬
でも他の不活性ガス例えば窒素ガスを酸素と共に
供給していた。その最もよい例が転炉における空
気（窒素ガス＋酸素ガス）吹き込みである。そし
て、純酸素または酸素富化ガスを炉底から供給す
る場合には、このような単管構造のノズルでは溶
損してしまうので、これに代えて、既述のように
二重管構造のノズルを使用し、その外管から窒素
ガスやアルゴンガス、さらには炭化水素ガスなど
の冷却用ガスを吹き込むことによつてノズルを冷
却しながらこれを実施していた。
ところが、本発明者らの実験によると、このよ
うな炉底の耐火物製単管ノズルから酸素リツチな
酸素富化ガスを吹き込んでも、このガス中に粉状
の固体物質を同伴させるならば、むしろガス中の
酸素濃度を高めた状態の方が有利に、半永続的な
吹き込みができることがわかつた。しかもこの粉
状の固体物質としては、精錬に必要な酸素源とな
る固体物質であつてもよいのである。
うな炉底の耐火物製単管ノズルから酸素リツチな
酸素富化ガスを吹き込んでも、このガス中に粉状
の固体物質を同伴させるならば、むしろガス中の
酸素濃度を高めた状態の方が有利に、半永続的な
吹き込みができることがわかつた。しかもこの粉
状の固体物質としては、精錬に必要な酸素源とな
る固体物質であつてもよいのである。
第２図〜第５図は、耐火物性単管ノズルの溶損
の挙動を調べるために本発明者らが行つた試験の
代表例を図解的に示したものである。
の挙動を調べるために本発明者らが行つた試験の
代表例を図解的に示したものである。
試験１（結果は第２図に対応）
ノズル口径が３mmφで、第１図の６で示すノズ
ル内面が再結晶Al2O3で構成した耐火物性単管ノ
ズルを300Kg高周波炉の炉底に取付け、この耐火
物性単管ノズルから、この炉内のＣ：4.0％、
Mn：〜0.55％、Si：0.42％、Ｐ：0.135％、Ｓ：
0.033％を含む1350〜1320℃の溶銑に対して、空
気（酸素濃度≒21Vol％）をキヤリヤガスとし用
いて、40％CaO−10％CaF2−50％ミルスケール
からなる粉状物質を毎分600ｇの供給速度で、湯
中に底吹きした。キヤリヤガスの流量は80Nl／
分であつた。この底吹きインジエクシヨンを開始
して約５分後に粉体供給配管内の圧力が上昇し始
め、12分後に６Kg／mm2に達し、粉体の供給が遮断
された。直ちに試験を停止してこのノズル近傍を
観察したとこの、第２図に示すように、このノズ
ル先端部において、ノズル上面を覆うように凝固
殻１３が生成しており、この凝固殻１３内の通路
は１mm以下となつていた。
ル内面が再結晶Al2O3で構成した耐火物性単管ノ
ズルを300Kg高周波炉の炉底に取付け、この耐火
物性単管ノズルから、この炉内のＣ：4.0％、
Mn：〜0.55％、Si：0.42％、Ｐ：0.135％、Ｓ：
0.033％を含む1350〜1320℃の溶銑に対して、空
気（酸素濃度≒21Vol％）をキヤリヤガスとし用
いて、40％CaO−10％CaF2−50％ミルスケール
からなる粉状物質を毎分600ｇの供給速度で、湯
中に底吹きした。キヤリヤガスの流量は80Nl／
分であつた。この底吹きインジエクシヨンを開始
して約５分後に粉体供給配管内の圧力が上昇し始
め、12分後に６Kg／mm2に達し、粉体の供給が遮断
された。直ちに試験を停止してこのノズル近傍を
観察したとこの、第２図に示すように、このノズ
ル先端部において、ノズル上面を覆うように凝固
殻１３が生成しており、この凝固殻１３内の通路
は１mm以下となつていた。
試験２ （結果は第３図に対応）
キヤリヤガスとして、酸素80Vol％＋Ar20Vol
％のガスを使用した以外は試験１と同一の試験を
実施した。すなわち、試験１よりも酸素濃度を高
めたキヤリヤガスを用いて同様の実験を行つた。
この場合には、配管内の圧力は3.45Kg／cm2でまつ
たく一定となり、きわめて安定した吹き込み状態
となつて粉体を含む混合流体の供給はなんの支障
もなく実施できた。このことは、ノズル口の近傍
で定常状態が達成されていると考えられた。この
底吹きインジエクシヨンを30分後に停止してその
ノズル近傍を観察したのが第３図である。図示の
ように、この場合には、ノズル先端から炉内に高
さ約25mm、外径約17mmの筒状の凝固殻１４が生成
していた。そしてノズルは全く溶損していなかつ
た。この凝固殻を採取し、その断面を顕微鏡観察
したところ、Feメタル中にところどころ酸化物
らしい物質が点在している組織が観察された。
％のガスを使用した以外は試験１と同一の試験を
実施した。すなわち、試験１よりも酸素濃度を高
めたキヤリヤガスを用いて同様の実験を行つた。
この場合には、配管内の圧力は3.45Kg／cm2でまつ
たく一定となり、きわめて安定した吹き込み状態
となつて粉体を含む混合流体の供給はなんの支障
もなく実施できた。このことは、ノズル口の近傍
で定常状態が達成されていると考えられた。この
底吹きインジエクシヨンを30分後に停止してその
ノズル近傍を観察したのが第３図である。図示の
ように、この場合には、ノズル先端から炉内に高
さ約25mm、外径約17mmの筒状の凝固殻１４が生成
していた。そしてノズルは全く溶損していなかつ
た。この凝固殻を採取し、その断面を顕微鏡観察
したところ、Feメタル中にところどころ酸化物
らしい物質が点在している組織が観察された。
試験３ （結果は第４図に対応）
キヤリヤガスとして、酸素60Vol％＋Ar40Vol
％のガスを使用した以外は試験２と同一の試験を
実施した。すなわち、試験２よりも酸素濃度を若
干低くしたキヤリヤガスを用いて同様の実験を行
つた。この場合にも、粉体を含む混合流体の供給
はなんの支障もなく実施できた。この底吹きイン
ジエクシヨンを30分後に停止してそのノズル近傍
を観察したのが第４図である。図示のように、こ
の場合にも、ノズル先端から炉内に向けて筒状の
凝固殻１４が生成しており、ノズルは全く溶損し
ていなかつた。
％のガスを使用した以外は試験２と同一の試験を
実施した。すなわち、試験２よりも酸素濃度を若
干低くしたキヤリヤガスを用いて同様の実験を行
つた。この場合にも、粉体を含む混合流体の供給
はなんの支障もなく実施できた。この底吹きイン
ジエクシヨンを30分後に停止してそのノズル近傍
を観察したのが第４図である。図示のように、こ
の場合にも、ノズル先端から炉内に向けて筒状の
凝固殻１４が生成しており、ノズルは全く溶損し
ていなかつた。
試験 ４（結果は第５図に対応）
キヤリヤガスとして、酸素100Vol％の純酸素
ガスを使用した以外は試験１と同一の試験を実施
した。この場合には、時間がたつにつれて供給配
管内の圧力が低下傾向が強くなつた。インジエク
シヨンを30分で停止し、そのノズル状態を観察し
たところ、第５図に見られるように、ノズル口近
傍は溶損していた。すなわち、この条件では酸素
濃度100％の純酸素でインジエクシヨンすると耐
火物単管ノズルは溶損することがわかつた。
ガスを使用した以外は試験１と同一の試験を実施
した。この場合には、時間がたつにつれて供給配
管内の圧力が低下傾向が強くなつた。インジエク
シヨンを30分で停止し、そのノズル状態を観察し
たところ、第５図に見られるように、ノズル口近
傍は溶損していた。すなわち、この条件では酸素
濃度100％の純酸素でインジエクシヨンすると耐
火物単管ノズルは溶損することがわかつた。
以上の試験の他に、キヤリヤガス中の酸素濃度
を種々変化させたり、粉状物質のキヤリヤガス中
への配合割合や、物質の種類を変え、またノズル
を構成する耐火物の種類を変えたりして、数多く
の試験を繰り返した結果、キヤリヤガス中の酸素
濃度は全気体中で50〜90Vol％、好ましくは60〜
90Vol％の範囲とし、粉状物質は全気体1Nm3／
minあたり４〜50Kg／minの供給速度でこのキヤ
リヤガスに同伴させた場合に良好な管状の凝固殻
が形成されることがわかつた。キヤリヤガス中の
酸素濃度がこの適正範囲より低い場合には前記試
験１のようにノズルの閉塞現象が生じ、また、
90Vol％を越えるような純酸素に近い状態では、
前記試験４の結果のように溶損する事態が生ずる
こともあつた。また、粉状物質としては、鉄鉱
石、ミルスケール、焼結鉱粉などの酸化鉄粉、
CaO、CaF2などのフラツクス材料が好適に使用
でき、これらを前記範囲内で適正に供給した場合
に良好な凝固殻の生成を見た。一方、ノズルを構
成する耐火物については、Al2O3系、MgO系、
ZrO2系などについて試験したが、これらの間に
は特に大きな差異は認められず、通常の再結晶
Al2O3やMgO系耐火物で十分であることが判明し
た。
を種々変化させたり、粉状物質のキヤリヤガス中
への配合割合や、物質の種類を変え、またノズル
を構成する耐火物の種類を変えたりして、数多く
の試験を繰り返した結果、キヤリヤガス中の酸素
濃度は全気体中で50〜90Vol％、好ましくは60〜
90Vol％の範囲とし、粉状物質は全気体1Nm3／
minあたり４〜50Kg／minの供給速度でこのキヤ
リヤガスに同伴させた場合に良好な管状の凝固殻
が形成されることがわかつた。キヤリヤガス中の
酸素濃度がこの適正範囲より低い場合には前記試
験１のようにノズルの閉塞現象が生じ、また、
90Vol％を越えるような純酸素に近い状態では、
前記試験４の結果のように溶損する事態が生ずる
こともあつた。また、粉状物質としては、鉄鉱
石、ミルスケール、焼結鉱粉などの酸化鉄粉、
CaO、CaF2などのフラツクス材料が好適に使用
でき、これらを前記範囲内で適正に供給した場合
に良好な凝固殻の生成を見た。一方、ノズルを構
成する耐火物については、Al2O3系、MgO系、
ZrO2系などについて試験したが、これらの間に
は特に大きな差異は認められず、通常の再結晶
Al2O3やMgO系耐火物で十分であることが判明し
た。
以上の試験の総合結果として、ノズル溶損防止
に対して劇的な効果を示す因子は、キヤリヤガス
中の酸素濃度であり、粉体インジエクシヨンに対
して、所定濃度以上の酸素リツチのガスをキヤリ
ヤガスとして使用した場合には、予想に反して耐
火物性単管ノズルであつてもその溶損が起こらな
いということが確認された。すなわち、粉状の固
体物質がもつ顕熱と潜熱の奪熱効果と、キヤリヤ
ガス中の酸素ガスが溶銑と衝突するときに生ずる
急激な発熱量とがバランスして、ノズル先端部に
湯のメタル分を含む物質の凝固殻が生成し、これ
が過剰に成長するようなこともない領域が存在す
るのであり、この領域を実現する条件でインジエ
クシヨンを実施すればよいことになる。この定常
状態は連続的なインジエクシヨンを続行するによ
つて維持することができる。
に対して劇的な効果を示す因子は、キヤリヤガス
中の酸素濃度であり、粉体インジエクシヨンに対
して、所定濃度以上の酸素リツチのガスをキヤリ
ヤガスとして使用した場合には、予想に反して耐
火物性単管ノズルであつてもその溶損が起こらな
いということが確認された。すなわち、粉状の固
体物質がもつ顕熱と潜熱の奪熱効果と、キヤリヤ
ガス中の酸素ガスが溶銑と衝突するときに生ずる
急激な発熱量とがバランスして、ノズル先端部に
湯のメタル分を含む物質の凝固殻が生成し、これ
が過剰に成長するようなこともない領域が存在す
るのであり、この領域を実現する条件でインジエ
クシヨンを実施すればよいことになる。この定常
状態は連続的なインジエクシヨンを続行するによ
つて維持することができる。
しかし、このインジエクシヨンを底吹きではな
く、上吹きにした場合には、このような良好な結
果は得られなかつた。本発明者らは、前記の底吹
きに代えて、種々の耐火物よりなる単管ランスを
溶湯中に湯面上より浸漬し、キヤリヤガス中の酸
素濃度を変えて同じような試験を行つたが、粉体
量が底吹きの場合と同様でも、酸素ガス濃度が
80Vol％で、ランスは著しく溶損した。すなわ
ち、インジエクシヨンの物質とその量が同一で
も、上吹きでは前記底吹きのような良好な結果は
得られないのである。その理由は必ずしも明確で
はないが、ノズルまわりの温度分布が上吹きと底
吹きでは基本的に異なることと、また、底吹きの
場合には一定の固定された場所からの上向きへの
インジエクシヨンであるから凝固殻の生成にとつ
て好ましい定常的な状況が維持されやすいのに対
し、上吹きではこのような定常的な状況の維持が
困難であること等が関係しているのであろう。
く、上吹きにした場合には、このような良好な結
果は得られなかつた。本発明者らは、前記の底吹
きに代えて、種々の耐火物よりなる単管ランスを
溶湯中に湯面上より浸漬し、キヤリヤガス中の酸
素濃度を変えて同じような試験を行つたが、粉体
量が底吹きの場合と同様でも、酸素ガス濃度が
80Vol％で、ランスは著しく溶損した。すなわ
ち、インジエクシヨンの物質とその量が同一で
も、上吹きでは前記底吹きのような良好な結果は
得られないのである。その理由は必ずしも明確で
はないが、ノズルまわりの温度分布が上吹きと底
吹きでは基本的に異なることと、また、底吹きの
場合には一定の固定された場所からの上向きへの
インジエクシヨンであるから凝固殻の生成にとつ
て好ましい定常的な状況が維持されやすいのに対
し、上吹きではこのような定常的な状況の維持が
困難であること等が関係しているのであろう。
従つて、本発明方法は、溶湯を収容した容器に
おいて、湯と接する部位の容器ボデイに耐火物性
単管ノズルを設置して実施することが基本的に重
要である。この湯と接する部位は容器の底である
のが好ましいが、側壁であつても湯と接する部位
であれば、十分に実施可能である。そして、本発
明法を実施する場合には、上吹きインジエクシヨ
ンでは達し得ないような浴の撹拌効果が得られる
ことも有利な点である。
おいて、湯と接する部位の容器ボデイに耐火物性
単管ノズルを設置して実施することが基本的に重
要である。この湯と接する部位は容器の底である
のが好ましいが、側壁であつても湯と接する部位
であれば、十分に実施可能である。そして、本発
明法を実施する場合には、上吹きインジエクシヨ
ンでは達し得ないような浴の撹拌効果が得られる
ことも有利な点である。
以上のように、本発明は、ノズル先端に凝固シ
エルを形成させることを特徴的な要件として、冷
却ガスを使用することなく酸素富化ガスを耐火物
製単管ノズルから湯中に直接供給することを可能
としたもので、酸化反応を行わせる場合の金属精
錬において、従来の酸化剤供給法に代わる極めて
効果的な酸素源供給方法を提供するものである。
エルを形成させることを特徴的な要件として、冷
却ガスを使用することなく酸素富化ガスを耐火物
製単管ノズルから湯中に直接供給することを可能
としたもので、酸化反応を行わせる場合の金属精
錬において、従来の酸化剤供給法に代わる極めて
効果的な酸素源供給方法を提供するものである。
第１図は、本発明法にしたがう耐火物製単管ノ
ズルを精錬容器の底部ボデイに装着した状態を示
す断面図、第２図〜第５図は、本文の試験１〜試
験４を実施した場合に生じたノズル先端部の凝固
シエルの状態と溶損状態を示すノズル先端部の略
断面図である。 １…炉底の煉瓦層、２…煉瓦層１の内表面、３
…ノズル先端面、４…ノズル口、５…耐火物スタ
ンプ層、６…耐火物製の筒、７…流体通路、８…
鋼製のパイプ、９…ジヨイント、１０…酸素含有
気体源、１１…粉状の固体物質源、１４…凝固シ
エル。
ズルを精錬容器の底部ボデイに装着した状態を示
す断面図、第２図〜第５図は、本文の試験１〜試
験４を実施した場合に生じたノズル先端部の凝固
シエルの状態と溶損状態を示すノズル先端部の略
断面図である。 １…炉底の煉瓦層、２…煉瓦層１の内表面、３
…ノズル先端面、４…ノズル口、５…耐火物スタ
ンプ層、６…耐火物製の筒、７…流体通路、８…
鋼製のパイプ、９…ジヨイント、１０…酸素含有
気体源、１１…粉状の固体物質源、１４…凝固シ
エル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも先端部が耐火物製で且つ単管構造
をもつ耐火物製単管ノズルを、溶融金属を入れた
容器の湯が接する部位のボデイに取付け、 この単管ノズルから、酸素含有気体と粉状の固
体物質を湯中に供給し、 この固体物質の顕熱と潜熱による奪熱によりこ
の単管ノズルの先端部に湯のメタル分を含む物質
を管状に凝固させ、この凝固物で該単管ノズルを
保護しながら湯と反応する酸素を湯中に直接供給
する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3031984A JPS60177117A (ja) | 1984-02-22 | 1984-02-22 | 反応性酸素を溶湯中に直接供給する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3031984A JPS60177117A (ja) | 1984-02-22 | 1984-02-22 | 反応性酸素を溶湯中に直接供給する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60177117A JPS60177117A (ja) | 1985-09-11 |
| JPH0256404B2 true JPH0256404B2 (ja) | 1990-11-30 |
Family
ID=12300474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3031984A Granted JPS60177117A (ja) | 1984-02-22 | 1984-02-22 | 反応性酸素を溶湯中に直接供給する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60177117A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2558964Y2 (ja) * | 1995-02-08 | 1998-01-14 | 株式会社板屋製作所 | 樹脂成形用金型 |
-
1984
- 1984-02-22 JP JP3031984A patent/JPS60177117A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60177117A (ja) | 1985-09-11 |
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