JPH0377247B2 - - Google Patents

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JPH0377247B2
JPH0377247B2 JP18248785A JP18248785A JPH0377247B2 JP H0377247 B2 JPH0377247 B2 JP H0377247B2 JP 18248785 A JP18248785 A JP 18248785A JP 18248785 A JP18248785 A JP 18248785A JP H0377247 B2 JPH0377247 B2 JP H0377247B2
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JP
Japan
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nozzle
lance
blowing
converter
sub
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JP18248785A
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JPS6244517A (ja
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Nobumoto Takashiba
Shinji Kojima
Rinzo Tachibana
Takayasu Yamada
Fumiaki Yoshikawa
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Priority to EP86401842A priority patent/EP0214902B1/en
Priority to KR1019860006818A priority patent/KR930007311B1/ko
Priority to DE8686401842T priority patent/DE3671472D1/de
Priority to BR8603962A priority patent/BR8603962A/pt
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42Constructional features of converters
    • C21C5/46Details or accessories
    • C21C5/4606Lances or injectors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (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〕 本発明は転炉吹錬用ランスに係り、特に2次燃
焼を行い熱効率を向上できる副ノズルを備えた吹
錬用ランスに関し、転炉吹錬の分野で利用され
る。
〔従来の技術〕
転炉における炉内反応を特徴づけるものは、上
吹きランスノズルから供給される酸素ジエツトに
よつて生じる鋼浴の激しい撹拌と急速な反応であ
る。高純度、高エネルギーの気体酸素流は火点
(酸素ジエツトと鋼浴の衝突面)で脱炭反応に代
表されるガス一鋼浴反応を起こさせると共に石灰
の滓化を促し、脱りんに代表されるスラグ−鋼浴
間反応を同時に進行させる。転炉用原料の溶銑配
合率が95%前後と高い場合は、溶銑中のCが溶鋼
温度上昇のための熱源として十分であつたが、溶
銑配合率を低下させたりスクラツプや鉄鉱石の配
合割合を高めると、何らかの方法で溶鋼温度上昇
のための熱源を補償する必要が生じる。この方法
としてコークス等の炭材添加法と共に、吹錬時脱
炭によつて発生するCOガスを吹錬用とは別のノ
ズルから噴射したO2で燃焼させ、これを鋼浴に
伝達させるいわゆる2次燃焼法がある。
この2次燃焼用のO2吹込みランスとして種々
提案されているが、その目的とするところは、従
来の吹錬用O2噴出用主ノズルに加えて、その主
ノズルの上方に2次燃焼用O2噴出用副ノズルを
備えたものである。その代表的なものとして、特
開昭53−102205が開示されている。これは第5図
A,Bに示す如く、ランス2に吹錬用主ノズル4
と2次燃焼用副ノズル6をそれぞれ3〜5個交互
に配置し、副ノズル6は主ノズル4の上方位置と
し、いずれも中央の酸素経路8から分岐し、また
冷却水路10を備えた転炉吹込用ランスである。
このランス2を使用する炉内2次燃焼操業は次
のように行われる。一般に転炉炉内はほぼ大気圧
に等しく、ランス2の酸素供給管内圧は数〜十数
Kg/cm2であり、かつ主ノズル4はいわゆるラバー
ル形状となつていることから超音波でO2が噴出
する。従つて鋼浴から1〜3m程度のランス高さ
の場合でも、鋼浴に衝突する時は、その圧力は鋼
浴上面のスラグ浴静圧よりも高く、かつ100m/
s以上にも及ぶ流速を維持していることから鋼浴
面に達し、溶鋼を撹拌し急速な脱炭反応を促進す
る。
一方、副ノズル6は主ノズル4よりも高い位置
にあることと、ノズル形状をストレートとするこ
とで音速で噴出したO2が鋼浴に達するエネルギ
ーが小さいことから、脱炭に利用するよりも主ノ
ズル4で脱炭反応により発生させたCOガスを燃
焼させ、その燃焼熱を輻射もしくは伝熱により溶
鋼に伝達させるようにしている。このランス2を
使用した2次燃焼実績は、2次燃焼率が最大でも
30%であり、その着熱効率に至つては20%が限界
であると報告されているが、一般には燃焼効率は
ともかく着熱効率は前記値より更に小さく、スク
ラツプ配合率で5%程度上昇させることが実績限
界である。
しかるに、スクラツプ価格はその供給量の増大
から漸次下落する傾向にあり、いづれは溶銑より
安価になることが想定され、事実欧米では高スク
ラツプの配合吹錬が種々の対策のもとで実行に移
されている。従つてこうした高スクラツプの配合
吹錬に応えるべく2次燃焼率の向上および着熱効
率の増加が緊急の課題となつているが、上記の如
く現状においては十分の成果を得るに至つていな
い。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決
し、2次燃焼率および着熱効率を向上できる2次
燃焼用副ノズルを備えた吹錬用ランスを提供する
にある。
〔問題点を解決するための手段および作用〕
本発明の要旨とするところは次の如くである。
すなわち、精錬用の主ノズルと共に副ノズルを備
えた転炉吹錬用ランスにおいて、前記副ノズルは
噴出流速が亜音速になる如く先拡がり形状もしく
は内部に多孔板、流路断面変更板等のガス流抵抗
体を設けた形状またはこれらの両者を組合せた形
状であることを特徴とする転炉吹錬用ランスであ
る。
発明者らは2次燃焼によるCOガス燃焼熱の溶
鋼への伝達は、主に次の二つの機構によることを
種々のモデル実験により見出した。その一つは、
燃焼熱が炉内でフオーミングしているスラグに直
接伝達されてスラグ温度が上昇し、フオーミング
スラグが下降して溶鋼と接触する際に鋼浴−スラ
グ界面で熱伝達され溶鋼温度が上昇する機構であ
り、今一つは、CO燃焼帯の発熱が直接輻射によ
り溶鋼またはスラグに伝達されたり、あるいは輻
射により転炉炉壁に伝達され間接的に溶鋼の温度
を上昇させる機構である。
他方、ガスの燃焼実験からは次の知見を得た。
すなわち、COガスの燃焼速度は火炎伝播速度に
よつて決り、COガスの場合この火炎伝播速度は
10m/s以下、望ましくは数m/s以下である。
従つて2次燃焼が生じるのは供給O2とCOガスの
混合域での流速が10m/s以下の範囲で急激に起
るので、2次燃焼を発生せしめたい領域における
O2供給速度を前記火炎伝播速度に制御すること
が必要となる。
一方、前記の種々の実験から2次燃焼帯は、炉
内の鋼浴の上方のフオーミングスラグの豊富な領
域であることが望ましく、ランス高さが鋼浴面か
ら1.5〜4.0m程度であれば、ランスのノズル噴出
口から1.0〜4.0mの範囲に前記火炎伝播速度とな
るようにO2噴出速度を制御するのが最も効果的
である。この時のノズル噴出速度は亜音速である
ことが条件で望ましくは100m/s以下である。
従つて本発明においては、酸素経路内圧が数〜
10Kg/cm2の転炉内上吹ランスに噴出流速が亜音速
望ましくは100m/s以下の副ノズルを設けた。
次に本発明の詳細を図示の実施例により説明す
る。一般に圧縮性流体では流体が亜音速の領域で
先拡がりノズルに流入すると圧力が上昇し流速が
低下する。転炉ランス内は数〜10数Kg/cm2の圧力
でO2流速が200〜300m/s程度であるから、第
1図A,B,C,Dに示す如き先拡がりの副ノズ
ル6に酸素経路から流入する場合は、流入部では
音速に近い状態になるが、ノズル流入直後から先
拡がりの影響でO2ガスの圧力が増加し流速は減
少し始め、亜音速の噴出流速を得ることができ
る。
酸素経路8から分岐する本発明による副ノズル
6の亜音速の噴出流速を得る先拡がりの態様は第
1図A,B,C,Dのいずれでもよいが、更にス
トレート管の内部に多孔板や流路断面変更板を設
けたもの、もしくは第1図A,B,C,Dの内部
に多孔板や流路断面変更板を設けた構成としてよ
く、いずれの場合も酸素経路8の200〜300m/s
の流速を減速して100m/s以下の亜音速とする
ことができる。第1B図A,Bは第1図Bの場合
の先拡がり副ノズル6を採用した本発明の転炉吹
錬用ランスの実施例を示す断面図である。この場
合、先拡がり副ノズル6の設置位置は酸素経路8
内ならば任意の位置でよく特に限定の要はない。
第2図A,Bは先拡がり形状の副ノズル6の内
部に多孔板12のガス流抵抗体を設けたものであ
る。また、第3図A〜Eは先拡がり形状の副ノズ
ル6の内部に互違いの流路断面変更板14のガス
流抵抗体を設けたものである。これらは副ノズル
6の先後端が先拡がりの形状であり、更に中央部
にはガス流抵抗体を設けてあるので流速の減速効
果はより著しい。
本発明者らの実験によれば、第3図Aにおいて
入口径:d1、途中径:d2、出口径:d3、ノズ全
長:lとするとd2/d1=1.1〜10.0、d3/d1=1.1
〜20.0、d3<l<200d3の範囲が実用的で効果の
あることが認められた。
第4図A,Bは第3図A〜Eに示す副ノズル6
を2次燃焼用副ノズル6として採用したランスの
全体を示したもので、4個の吹錬用O2吹込主ノ
ズル4の中間部に4個の2次燃焼用O2吹込用副
ノズル6を備えランス中央の酸素経路8からO2
供給内圧で各々のノズルにO2を吹込むように配
し、かつランスチツプおよびランス外周は従来と
同様に冷却水路10を設けて炉内の熱から保護す
る構成となつている。
この場合の副ノズル6の仕様は、d2/d1=1.8、
d3/d1=2.4、l=20d3であり、実験において酸
素経路8内の圧力は9.5Kg/cm2とした時、ノズル
先端のO2噴出流は約70m/sの速度であつた。
従つて、第4図の転炉上吹ランスにおいては、主
ノズル4からマツハ数M>1の超音速でO2が鋼
浴撹拌と脱炭に供され、一方副ノズル6からは70
m/s程度の亜音速のO2噴出流が噴出され、効
率的な2次燃焼を行うことができた。
〔実施例〕
第4図に図示の本発明の転炉上吹ランスを用
い、底吹きも併用して200t/ch転炉で主ノズルか
ら500Nm3/min、副ノズルから170Nm3/minの
酸素を吹込み、ランス高さ3.5mとした時、炉内
発生COガスの2次燃焼率は35〜40%で、従来の
15〜25%増であるにもかかわらず燃焼帯形成域が
ランス先端から1〜2m、鋼浴界面から上方1〜
2mのほぼ理想的な領域に形成されることから着
熱効率が実に60〜70%に達した。
その結果、転炉原料中のスクラツプ比を20%程
度まで高めることができ、従来のほぼ4倍の大量
のスクラツプを処理することができた。
〔発明の効果〕
本発明は上記実施例からも明らかな如く、副ノ
ズルの噴出流速が亜音速になる如く先拡がりおよ
び/またはガス流体抵抗体を備えた形状の副ノズ
ルを設け2次燃焼率を向上することにより、炉内
発生のCO燃焼率は従来の15〜20%増であるにも
かかわらず、転炉装入原料のスクラツプ比を従来
の4倍にも増加する画期的効果をあげることがで
きた。
【図面の簡単な説明】
第1図A,B,C,Dは本発明の先拡がりの副
ノズルの態様を示す縦断面図、第1B図A,Bは
第1図Bの態様の副ノズルを具備する本発明によ
る転炉吹錬用ランスの実施例を示し、Aは先端部
の縦断面図、BはAのB−B折線矢視断面図、第
2図A,Bはいずれも本発明の流体抵抗体を設け
た副ノズルを示し、Aは縦断面図、BはAのB−
B矢視断面図、第3図A〜Eはいずれも本発明の
その他の実施態様を示し、Aは縦断面図、B〜E
はAの各部の断面図、第4図A,Bはいずれも本
発明の特徴とする副ノズルを備えた転炉吹錬用ラ
ンスを示し、Aは縦断面図、Bは横断面図、第5
図A,Bはいずれも従来の転炉吹錬用ランスを示
しAは横断面図、BはAのB−B折線矢視断面図
である。 2……吹錬用ランス、4……吹錬用主ノズル、
6……2次燃焼用副ノズル、8……酸素経路、1
0……冷却水路、12……多孔板、14……流路
断面変更板。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 精錬用の主ノズルと共に副ノズルを備えた転
    炉吹錬用ランスにおいて、前記副ノズルは噴出流
    速が亜音速になる如く先拡がり形状もしくは内部
    に多孔板、流路断面変更板等のガス流抵抗体を設
    けた形状またはこれらの両者を組合せた形状であ
    ることを特徴とする転炉吹錬用ランス。
JP60182487A 1985-08-20 1985-08-20 転炉吹錬用ランス Granted JPS6244517A (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60182487A JPS6244517A (ja) 1985-08-20 1985-08-20 転炉吹錬用ランス
US06/897,524 US4746103A (en) 1985-08-20 1986-08-18 Lance for blow-refinement in converter
CA000516195A CA1293121C (en) 1985-08-20 1986-08-18 Lance for blow-refinement in converter
EP86401842A EP0214902B1 (en) 1985-08-20 1986-08-19 Lance for blow-refinement in converter
KR1019860006818A KR930007311B1 (ko) 1985-08-20 1986-08-19 전로 취련용 랜스(lance)
DE8686401842T DE3671472D1 (de) 1985-08-20 1986-08-19 Lanze zum blasen und frischen im konverter.
BR8603962A BR8603962A (pt) 1985-08-20 1986-08-19 Lanca para refino por sopro em um convertedor

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JP60182487A JPS6244517A (ja) 1985-08-20 1985-08-20 転炉吹錬用ランス

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Publication Number Publication Date
JPS6244517A JPS6244517A (ja) 1987-02-26
JPH0377247B2 true JPH0377247B2 (ja) 1991-12-10

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ID=16119138

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JP60182487A Granted JPS6244517A (ja) 1985-08-20 1985-08-20 転炉吹錬用ランス

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6903475B2 (en) 2001-02-23 2005-06-07 Black & Decker Inc. Stator assembly with an overmolding that secures magnets to a flux ring and the flux ring to a stator housing
US7038343B2 (en) 2002-02-22 2006-05-02 Black & Decker Inc. Field assembly for a motor and method of making same

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JPS6244517A (ja) 1987-02-26

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