JPH0519341U - 溶融金属中への粉体吹込用ランス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低コストで実施することができ、スプラッシ
ュや地金吹込み溢れの発生が少なく、かつ粉体の利用効
率を向上させることができる溶融金属中への粉体吹込用
ランスを提供する。 【構成】 内部に直管を有し、該直管を介して溶融金属
中に粉体搬送用ガスとともに粉体を吹き込むランスにお
いて、(i) 前記直管にそれぞれ接続されるとともに、水
平面において、前記直管を中心に90゜ずつ交叉して放射
状に設置される４本の分岐管と、(ii)４本の前記分岐管
にそれぞれ接続されるとともに、水平面において、前記
分岐管の設置方向に対して粉体吐出方向を右方または左
方のいずれか同じ方向に90゜変更する曲がり管とを組合
せて設けた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、溶融金属中への粉体吹込用ランスに関する。さらに具体的には、本 考案は、例えば鉄鋼精錬に代表される各種金属精錬に際して、溶融金属中への粉 体の吹込み効率および操業の安定化の向上を図ることができる溶融金属中への粉 体吹込用ランスに関する。

【０００２】

【従来の技術】

溶銑予備処理時や溶鋼２次精錬時の溶銑または溶鋼等の溶融金属中への脱珪剤 、脱硫剤等の粉体の吹込みには粉体吹込み用ランスが用いられる。従来の粉体吹 込用ランスの一例を図５に示す。

【０００３】 同図に示すように、従来は、ディスペンサー４に収容されている、例えば溶銑 脱硫剤等の精錬剤の粉体５は、例えばN₂ガス等の粉体搬送用ガス８により、輸送 管路３を介して、粉体吹込用ランス１へ搬送される。すなわち、粉体５は、ディ スペンサー４および輸送管路３から構成される粉体供給系を介して、図示しない 粉体搬送用ガス圧送装置から圧送される粉体搬送用ガス８により、溶融金属７中 に浸漬された粉体吹込用ランス１へ輸送される。そして、この粉体吹込用ランス １の先端には、互いに交叉する方向に２つの孔を有する粉体吐出孔２が設けられ ており、この２つの孔から、粉体５は粉体搬送用ガス８とともに溶融金属７中に 吹き込まれる。

【０００４】 このように、従来は、粉体吹込用ランスの先端を溶融金属中へ浸漬し、粉体を 粉体搬送用ガスとともに溶融金属中へ吹込み、溶融金属の精錬を行う方法が多用 されていた。 ところで、近年に至り、生産性をさらに向上させるために溶融金属中への粉体 の吹込み速度を増加させて粉体の利用効率の向上を図りたいという要請が生じて きたが、かかる要請に応えるためには、前記の従来の装置では、粉体搬送用ガス のガス流量を増加する必要があった。

【０００５】 ところが、図５に示す装置において、粉体搬送用ガス８のガス流量を増加する と、スプラッシュや地金吹込み溢れが発生してしまい、安定した操業を行うこと ができなかった。 また、図５に示す装置において、吐出方向が互いに直交し、かつ連結された４ 孔を粉体吐出孔２として粉体吹込用ランス１の先端に設けて吹込み速度を増加さ せ、前記スプラッシュまたは地金吹込み溢れの発生の抑制を図った装置も知られ ているが、この装置には、粉体吹込用ランス１の先端からの地金の差込みにより 粉体吐出孔のうちの１本の孔が閉塞してしまうという問題があり、その対策とし て粉体搬送用ガス８の流速をさらに上昇させても残り３本の孔から粉体搬送用ガ ス８が流れ出てしまい、一旦閉塞した孔を開孔することはできないため、常に４ 本の孔から粉体を溶融金属中に吹き込んで安定した操業を行うことは容易ではな かった。

【０００６】 そこで、従来より、溶融金属中へ粉体を吹き込む際における粉体の利用効率を 向上させる技術が種々提案されている。例えば、 特開昭51−117114号公報には、図６に示すように、粉体５を溶融金属７中に供 給するのに際して、粉体５の搬送に粉体搬送用ガスを全く用いずに、圧縮送出装 置９により、ホッパーから切り出され貯蔵槽10に貯蔵された粉体５を粉体添加管 から溶融金属７中に添加するとともに、管20から撹拌ガス11を溶融金属７中に吹 込み、添加した粉体５と溶融金属７とを充分に接触させ、粉体５の利用効率を向 上する技術が、 特開平１−252716号公報には、図７に示すように、粉体５を粉体搬送用ガスと ともに粉体吹込用ランス１から溶融金属７中に吹き込むとともに、前記粉体搬送 用ガスとは別の気体を気体吹込管12から溶融金属７中に吹込み、溶融金属７中に 吹き込まれた粉体５を再分散させることにより、粉体の利用効率を向上する技術 が、さらに 特開平２−8315号公報には、図８に示すように、溶融金属７中に浸漬された粉 体吹込用ランス１をその軸心回りに回転させつつ、溶融金属７中へ粉体５を粉体 搬送用ガス８とともに吹き込むことにより、溶融金属７の表面の荒れを抑制する と同時に、粉体吹込用ランス１の回転に伴う溶融金属７の回転により、浮上した 粉体５を再度溶融金属７中に巻き込むことにより粉体５の利用効率を上げる技術 が それぞれ提案されている。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、これらの従来の技術には、それぞれ問題がある。 図６に示す従来の技術には、粉体添加管の先端からの地金差込みによる閉塞等 の問題があり、その実施は困難である。 図７に示す従来の技術では、精錬効率の向上は期待できるものの、粉体５を溶 融金属７中で再分散させるために、気体吹込みによりスプラッシュや地金吹込み 溢れが問題となるおそれがある。また、気体吹込み設備を新たに増設する必要が あり、設備費が嵩むという問題もある。

【０００８】 さらに、図８に示す装置は、確かに溶融スラグ面の荒れを防止することができ 、ＮやＰの吸収による鋼質悪化を防止することができるとともに、粉体の利用効 率を上げることができるものの、設備費が著しく嵩むとともに安定性や耐用性の 観点からは充分であるとは言えない。 ここに、本考案の目的は、前記従来の技術の有する問題を全て解消し、低コス トで実施することができ、スプラッシュや地金吹込み溢れの発生が少なく、かつ 粉体の利用効率を向上させることができる溶融金属中への粉体吹込用ランスを提 供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案者らは、粉体吹込用ランスを溶融金属中へ浸漬して粉体の吹込みを行う 際に粉体の利用効率を高めるためには、特開平２−8315号公報により開示された ように、溶融金属に旋回流を付与することが有効であるとの前提に立ち、大規模 な設備改造に伴う設備費の上昇を生じることなく、前記旋回流を付与することが できる手段を種々検討した。

【００１０】 その結果、本考案者らは、粉体吹込用ランスの溶融金属中への粉体吐出方向を 変更すること、具体的には、粉体吹込用ランス浸漬位置を中心とする放射方向 ( 従来の粉体吹込用ランス) から粉体吹込用ランス浸漬位置を中心とする円周方向 へと前記粉体吐出方向を変更することにより、大規模な設備改造を伴わずに溶融 金属に旋回流を付与して、粉体の利用効率を向上させることが可能となることを 知見した。

【００１１】 そこで、本考案者らは、溶融金属に旋回流を付与することができる粉体吹込用 ランスの構造を種々検討した結果、本考案を完成するに至った。 ここに、本考案の要旨とするところは、内部に直管を有し、該直管を介して溶 融金属中に粉体搬送用ガスとともに粉体を吹き込むランスであって、 (i) 前記直管にそれぞれ接続されるとともに、水平面において、前記直管を中心 に放射状に配設される複数本の分岐管と、さらに (ii)複数本の前記分岐管にそれぞれ接続されるとともに、水平面において、前記 分岐管のそれぞれの設置方向に対して角度をもった方向に、すなわち右方または 左方のいずれか同じ方向に粉体吐出方向を変更する複数本の曲がり管と を組合せて有することを特徴とする溶融金属中への粉体吹込用ランスである。

【００１２】 上記の本考案においては、分岐管および曲がり管の設置数は複数であればよく 特に限定を要するものではないが、本考案の実施例を表す図1(a)および図1(b)に 示すように、４本であることが粉体の利用効率の向上を図るとともに粉体吹込用 ランスの製造コストの上昇を抑制するためには望ましい。また、分岐管および曲 がり管は一体に成形してもよい。ただし、分岐管と曲がり管とを分割できる構造 としておくことがメンテナンス性を向上させるためには有利である。

【００１３】 隣合う分岐管同士がなす角度は、それぞれ特に限定を要するものでなく、また 全て等しい値である必要はないが、後述する旋回流の発生を確実化・安定化する ためには互いに近い値または同じ値とすることが望ましい。前述の分岐管の設置 数が４本である場合にはそれぞれ90゜とすることが最も望ましい。

【００１４】 分岐管の設置方向と当該分岐管を介して吐出される粉体の吐出方向とがなす角 度、すなわち曲がり管の曲げ角度は特に限定を要するものでなく、溶融金属に旋 回流を付与することができる程度の角度であればよく、一般的には30゜〜 150゜ 程度である。 なお、前述の隣合う分岐管および曲がり管の設置数が４本であって、分岐管同 士がなす角度が90゜であるときには、前記曲げ角度も90゜であることが前記旋回 流を確実に付与するためには望ましい。

【００１５】

【作用】

以下、本考案を作用効果とともに詳述する。 本考案では、内部に粉体および粉体搬送用ガスの供給用の直管を有する粉体吹 込用ランスにおいて、前記直管の先端部に、水平面に関して放射状となるように 複数本の分岐管を接続し、さらに複数の前記分岐管の先端部それぞれに、水平面 における粉体吐出方向を、全て、分岐管設置方向に対して右方または左方のいず れか同方向に変更する分岐管を複数設けている。

【００１６】 この本考案にかかる粉体吹込用ランスを、図２に示すように従来の粉体供給系 に接続して、溶融金属を収容した例えば取鍋に浸漬して粉体 (精錬剤) を吹き込 むと、前記分岐管の先端に曲がり管が設置されて粉体が溶融金属中に吐出される 方向が分岐管設置方向 (水平面において直管を中心とする円の半径方向) に対し て右方または左方のいずれか同方向に変更してあるため、前記取鍋中の溶融金属 の動きを上方から見た場合の略式説明図である図３に示すように、吹き込まれた 粉体は溶融金属に時計回りまたは反時計回りの円周方向のモーメントを与えるこ と、すなわち円周方向に関する旋回流を与えることができる。

【００１７】 したがって、本考案にかかる粉体吹込用ランスにより粉体を粉体搬送用ガスと ともに溶融金属中に吹き込むと、溶融金属には、精錬中、通常発生する上下方向 に関する循環流とともに前記旋回流が生じる。 図５を用いて説明した、従来の吹込みランス、つまり粉体が溶融金属中に放射 状に吹き込まれる従来の粉体吹込用ランスにより溶融金属中に粉体を吹き込むと 、吹き込まれた粉体が溶融金属中を前記循環流により浮上する間は溶融金属との 反応を生じ得るが、溶融金属の表面にスラグとともに完全に浮上した後は前記循 環流の作用のみでは溶融金属中に再び巻き込まれることはなく、浮上した粉体と 溶融金属とは反応しない。

【００１８】 これに対して、本考案にかかる粉体吹込用ランスを用いて粉体の吹込みを行っ た場合には、このときの溶融金属の状態を模式的に示す図４に示すように、溶融 金属７中に吹き込まれその後一旦溶融金属の表面に浮上した粉体５は、前記旋回 流の作用により溶融金属７中に激しく巻き込まれることになる。したがって粉体 ５は、吹込み〜浮上の間だけでなく、浮上後にも溶融金属７と反応することがで きるために、従来のランスを用いて粉体の吹込みを行った場合に比較して、粉体 ５の利用効率が向上する。

【００１９】 本考案にかかる粉体吹込用ランスを用いれば、前述のように、溶融金属には旋 回流を生じることになるため、溶融金属の表面の荒れ、スプラッシュ飛散等をも 抑制することができる。 また、本考案にかかる粉体吹込用ランスの使用は、通常の粉体吹込設備の改造 を行う必要がなく、例えば特開平２−8315号公報により提案された技術のように ランスを回転させるための設備を設置する必要がないため、設備投資の増大を最 低限に抑制することができる。

【００２０】 本考案にかかる粉体吹込用ランスによる粉体の利用効率は、図３に示す距離ｒ (直管〜曲がり管先端までの分岐管設置方向の距離) の大きさに依存し、距離ｒ が大きい程反応効率が高くなる。 なお、前述の直管、分岐管および曲がり管の周囲には、溶融金属との接触によ る溶損を防ぐために、耐火物からなる耐火性被覆層が設けられている。 さらに、本考案を添付図面により表された実施例を用いて説明するが、これは 本考案の例示であって、これにより本考案が限定されるものでない。

【００２１】

【実施例】

図1(a)は本実施例で用いた本考案にかかる粉体吹込用ランス１の縦断面図であ り、図1(b)は図1(a)中のＡ−Ａ断面図である。 この図1(a)および図1(b)に示す、本考案にかかる粉体吹込用ランス１は、従来 の粉体吹込用ランスと同様に直管14の回りに耐火性被覆層13を有している。この 直管14の下端部に、互いに90゜ずつ交叉する水平方向に分岐管15、15、15および 15が４本接続されており、これらの分岐管15、15、15および15の先端部それぞれ には、粉体吐出方向を前記分岐管15、15、15および15の設置方向に対して左方に 90゜変更するための曲がり管16、16、16および16が設けられている。

【００２２】 そして、前述の直管14の周囲のみならず、分岐管15、15、15および15および曲 がり管16、16、16および16の周囲にも、耐火性被覆層13が設けられており、粉体 吹込み用ランス１が構成されている。 かかる構造を有する本考案にかかる粉体吹込用ランスを、250T溶銑インジェク ション脱硫装置に取りつけて、溶銑 (処理前〔Ｓ〕＝0.026 重量％) 中への脱硫 剤 (95重量％生石灰−４重量％ホタル石−１重量％ソーダ灰) の吹込みを行った 。なお、粉体搬送用ガスはN₂ガスを用い、直管〜曲がり管先端までの分岐管設置 方向の距離ｒと取鍋半径Ｒとの比ｒ／Ｒが0.15、0.25の２種の粉体吹込用ランス を準備して、脱硫を行った。

【００２３】 一方、比較例として図５に示す構造の従来の粉体吹込用ランスを用いて、全く 同じ条件で前記溶銑の脱硫を行った。 本考案例および比較例において、脱硫剤の吹込速度は 130kg/minと全て同じ値 とした。 そして、脱硫剤吹込み後の溶銑が〔Ｓ〕＝0.006 重量％となるまでの間の、脱 硫剤使用量 (T)および処理時間 (分) を測定した。 結果を表１にまとめて示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】 表１から明らかなように、本考案例は比較例より少ない脱硫剤使用量で、かつ 短時間で脱硫を行うことができた。すなわち、本考案によれば、粉体である脱硫 剤の利用効率を著しく向上することができた。 特に、直管〜曲がり管先端までの分岐管設置方向の距離が大きい程、この効果 は大きくなることがわかる。

【００２６】

【考案の効果】

以上詳述したように、本考案により、大規模な設備改造を伴わずに溶融金属に 旋回流を付与することが可能となったために、 粉体吹込み〜浮上の間だけでなく、浮上後にも溶融金属と反応することができ るために、粉体の利用効率を向上させることができ、 溶融金属の表面の荒れ、スプラッシュ飛散等をも抑制することができ、さらに 設備投資の増大を最低限に抑制することができるという効果を得られることと なった。 かかる効果を有する本考案の意義は極めて著しい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案にかかる粉体吹込用ランスの構造を示す
略式断面図であり、図1(a)は縦断面を、図1(b)は図1(a)
のＡ−Ａ断面をそれぞれ示す。

【図２】本考案にかかる粉体吹込用ランスを従来の粉体
吹込装置に適用した状況を模式的に示す略式説明図であ
る。

【図３】本考案にかかる粉体吹込用ランスを用いて粉体
の吹込みを行った際に、取鍋中の溶融金属の動きの一例
を上方から見た場合の略式説明図である。

【図４】本考案にかかる粉体吹込用ランスを用いて粉体
の吹込みを行った際の溶融金属の状態を縦方向について
模式的に示す略式説明図である。

【図５】溶融金属中への従来の粉体吹込装置の一例を示
す略式説明図である。

【図６】特開昭51−117114号公報により提案された粉体
吹込装置を示す略式説明図である。

【図７】特開平１−252716号公報により提案された粉体
吹込装置を示す略式説明図である。

【図８】特開平２−8315号公報により提案された粉体吹
込装置を示す略式説明図である。

【符号の説明】

１：粉体吹込用ランス ２：粉体吐出孔 ３：輸送管路 ４：ディスペンサ
ー ５：粉体 ７：溶融金属 ８：粉体搬送用ガス ９：圧縮送出装置 10：貯蔵槽 11：撹拌ガス 12：気体吹込管 13：耐火性被覆槽 14：直管 15：分岐管 16：曲がり管

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に直管を有し、該直管を介して溶融
   金属中に粉体搬送用ガスとともに粉体を吹き込むランス
   であって、 (i) 前記直管にそれぞれ接続されるとともに、水平面に
   おいて、前記直管を中心に放射状に配設される複数本の
   分岐管と、さらに(ii)複数本の前記分岐管にそれぞれ接
   続されるとともに、水平面において、前記分岐管のそれ
   ぞれの設置方向に対して角度をもった方向に粉体吐出方
   向を変更する複数本の曲がり管とを組合せて有すること
   を特徴とする溶融金属中への粉体吹込用ランス。