JPH059544A - 頂部吹き込みランス - Google Patents
頂部吹き込みランスInfo
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- JPH059544A JPH059544A JP3325903A JP32590391A JPH059544A JP H059544 A JPH059544 A JP H059544A JP 3325903 A JP3325903 A JP 3325903A JP 32590391 A JP32590391 A JP 32590391A JP H059544 A JPH059544 A JP H059544A
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Classifications
-
- 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
- C21C5/4606—Lances or injectors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ガス流の速度及び流量を互いに独立的に調整
することができ、液状浴の表面に対するインパクトポイ
ントを精製作業中に連続的に移動させることができる酸
素吹き込みランスを得るにある。 【構成】 冶金容器に収容したモルテン金属浴に酸化精
製ガスを吹き込むことにより精製するときに使用するた
め、精製ガス流の速度及び流量を互いに独立的に調整す
るよう断面が可変の同軸状のノズル組立体を有する頂部
吹き込みランス１において、精製ガス流を偶数個の別個
のほぼ等しいジェットに分割し、ランスの本体内の調整
自在のノズルの下流域で流出精製ガス流の中心に、ラン
スの軸線に対してほぼ等しい角度だが前記軸線に対して
直径方向に互いに対向する向きにランスヘッド３から流
出させる分離装置18を配置する。
することができ、液状浴の表面に対するインパクトポイ
ントを精製作業中に連続的に移動させることができる酸
素吹き込みランスを得るにある。 【構成】 冶金容器に収容したモルテン金属浴に酸化精
製ガスを吹き込むことにより精製するときに使用するた
め、精製ガス流の速度及び流量を互いに独立的に調整す
るよう断面が可変の同軸状のノズル組立体を有する頂部
吹き込みランス１において、精製ガス流を偶数個の別個
のほぼ等しいジェットに分割し、ランスの本体内の調整
自在のノズルの下流域で流出精製ガス流の中心に、ラン
スの軸線に対してほぼ等しい角度だが前記軸線に対して
直径方向に互いに対向する向きにランスヘッド３から流
出させる分離装置18を配置する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、精製ランスに関するも
のである。特に、冶金ベッセルに収容したモルテン金属
浴に酸化精製ガスを噴射してモルテン金属を精製するの
に使用するための精製ランスに関する。
のである。特に、冶金ベッセルに収容したモルテン金属
浴に酸化精製ガスを噴射してモルテン金属を精製するの
に使用するための精製ランスに関する。
【０００２】
【従来の技術】ホットメタルまたは鉄合金を、酸化ガ
ス、一般的には技術的な酸素(technicaloxygen)を上方
から冶金ベッセル内の液状金属浴に噴射または吹き込む
ことにより精製する精製プロセス中には、当該精製プロ
セスの進行状況に応じて、酸化ガスの流れの特性並びに
浴の表面の突入ポイントを変更できるか否かが最も重要
になる。このことは、最近の精製テクノロジーが主に酸
化ガスの超音速ジェットを使用するため、より重要であ
る。
ス、一般的には技術的な酸素(technicaloxygen)を上方
から冶金ベッセル内の液状金属浴に噴射または吹き込む
ことにより精製する精製プロセス中には、当該精製プロ
セスの進行状況に応じて、酸化ガスの流れの特性並びに
浴の表面の突入ポイントを変更できるか否かが最も重要
になる。このことは、最近の精製テクノロジーが主に酸
化ガスの超音速ジェットを使用するため、より重要であ
る。
【０００３】上述の精製プロセスに使用するよう設計す
るガス吹き込みランスの製造は、複雑になる。実際、酸
化ガスは、一方では金属浴に反応して鉄の脱炭のような
反応を生ずることが必要となり、他方では浴の表面の上
方で脱炭反応の結果生ずる一酸化炭素のポスト燃焼が確
実に生ずるようにすることが必要となる。更に、ガス流
の速度とは無関係に独立的にベッセルに吹き込む酸化ガ
スの量を調整することができなければならない。更に、
ガスジェットが浴に当たるスポットを精製作業を行って
いる浴の表面にわたって移動させ、冶金反応を生ずる領
域を拡大し、ガスジェットによる攪拌効果を促進するこ
とが望ましい。更に、ポスト燃焼のための酸素は、浴の
表面の最大限の反応領域にわたり拡散できなければなら
ないとともに、同時に一酸化炭素のポスト燃焼は、浴の
表面にできるかぎり近接するが、発散エネルギがランス
及び／またはベッセル開口に損傷を与える危険性がある
ベッセル上部の付近であってはならない。
るガス吹き込みランスの製造は、複雑になる。実際、酸
化ガスは、一方では金属浴に反応して鉄の脱炭のような
反応を生ずることが必要となり、他方では浴の表面の上
方で脱炭反応の結果生ずる一酸化炭素のポスト燃焼が確
実に生ずるようにすることが必要となる。更に、ガス流
の速度とは無関係に独立的にベッセルに吹き込む酸化ガ
スの量を調整することができなければならない。更に、
ガスジェットが浴に当たるスポットを精製作業を行って
いる浴の表面にわたって移動させ、冶金反応を生ずる領
域を拡大し、ガスジェットによる攪拌効果を促進するこ
とが望ましい。更に、ポスト燃焼のための酸素は、浴の
表面の最大限の反応領域にわたり拡散できなければなら
ないとともに、同時に一酸化炭素のポスト燃焼は、浴の
表面にできるかぎり近接するが、発散エネルギがランス
及び／またはベッセル開口に損傷を与える危険性がある
ベッセル上部の付近であってはならない。
【０００４】ルクセンブルグ国特許第86322 号（米国特
許第4,730,784 号−ヨーロッパ国特許第235,621 号）に
おいては、酸素流の流出速度（マッハ数）及び流量を互
いに独立的に変化させることができる酸素吹き込み精製
ランスのノズルについて記載している。この精製ランス
は、ルクセンブルグ国特許第87353 号（米国特許出願第
395,104 号）に記載されているように更に改良され、オ
ペレータが、異なる精製フェーズの関数として浴に供給
する第一次酸素の量を変化させるとともに、酸素ジェッ
トに対して必要とされる最適形状及び速度も与えるよう
にしている。このルクセンブルグ国特許第87353 号によ
れば、この精製ランスには、第一次酸素ジェットの形状
を形成して案内するノズルを設ける。このノズルは、断
面が可変の導管により形成し、この断面は先ず集束通
路、次にスロート通路、最終的に拡開通路を画定する。
このノズルは、スロート通路のレベルでノズルの軸線に
沿って移動可能な中心本体を有する。この中心本体は、
ほぼ円筒形の主要部分に凹面状にテーパーがついたノー
ズ部分が連続する形状を有する。この中心本体を移動す
ることにより、スロート通路の自由断面及びの拡開通路
の形状が変更され、この結果としてノズルの特性を連続
的に調整することができるようになる。
許第4,730,784 号−ヨーロッパ国特許第235,621 号）に
おいては、酸素流の流出速度（マッハ数）及び流量を互
いに独立的に変化させることができる酸素吹き込み精製
ランスのノズルについて記載している。この精製ランス
は、ルクセンブルグ国特許第87353 号（米国特許出願第
395,104 号）に記載されているように更に改良され、オ
ペレータが、異なる精製フェーズの関数として浴に供給
する第一次酸素の量を変化させるとともに、酸素ジェッ
トに対して必要とされる最適形状及び速度も与えるよう
にしている。このルクセンブルグ国特許第87353 号によ
れば、この精製ランスには、第一次酸素ジェットの形状
を形成して案内するノズルを設ける。このノズルは、断
面が可変の導管により形成し、この断面は先ず集束通
路、次にスロート通路、最終的に拡開通路を画定する。
このノズルは、スロート通路のレベルでノズルの軸線に
沿って移動可能な中心本体を有する。この中心本体は、
ほぼ円筒形の主要部分に凹面状にテーパーがついたノー
ズ部分が連続する形状を有する。この中心本体を移動す
ることにより、スロート通路の自由断面及びの拡開通路
の形状が変更され、この結果としてノズルの特性を連続
的に調整することができるようになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明による酸素吹き
込みランスは、ルクセンブルグ国特許第87353 号に記載
の装置を使用し、好適な組み込み方法により新規な金属
精製ランスの設計に改良することを目的としている。
込みランスは、ルクセンブルグ国特許第87353 号に記載
の装置を使用し、好適な組み込み方法により新規な金属
精製ランスの設計に改良することを目的としている。
【０００６】ルクセンブルグ国特許第86321 号（米国特
許第4,730,813 号）には、酸素頂部吹き込み精製ランス
に関連して、ランスヘッドから流出する酸素ジェットを
所定限界範囲内で、ランスの主軸線に対して偏向させ、
精製すべき液浴の表面の種々の突入ポイントに入射させ
るよう指向させる装置について記載している。このルク
センブルグ国特許第86321 号による装置には、ランスヘ
ッドの流出口の近傍にほぼ截頭西洋なしのような形状の
室を設けている。ノズルの出口レベルの近傍でノズルか
ら流出する第一次酸素の主要ジェットに側方から突き当
たるガスジェットによりこの主要ジェットをほぼ截頭西
洋なしのような形状の室の一方の側面に転向させる。こ
の転向したジェットは、側方偏向ジェットが流出する側
面とは反対側の室の壁に沿って移動する。この方法によ
り超音速酸素流は、ランス本体の軸線に対して所定の角
度をなしてランスヘッドの出口から流出する。酸素流の
この偏向角度は、室の壁の形状に大きく依存する。側方
ガスジェットのために数個のオリフィスを設けること、
及びジェットを順次主要精製ガス流に対して指向させる
ことによりこの主要流の金属浴の表面へのインパクトポ
イントは円周に沿ってシフトし、または偏向させるため
の側方ジェットの位置に基づき、浴の表面の規定した位
置に指向することができる。
許第4,730,813 号）には、酸素頂部吹き込み精製ランス
に関連して、ランスヘッドから流出する酸素ジェットを
所定限界範囲内で、ランスの主軸線に対して偏向させ、
精製すべき液浴の表面の種々の突入ポイントに入射させ
るよう指向させる装置について記載している。このルク
センブルグ国特許第86321 号による装置には、ランスヘ
ッドの流出口の近傍にほぼ截頭西洋なしのような形状の
室を設けている。ノズルの出口レベルの近傍でノズルか
ら流出する第一次酸素の主要ジェットに側方から突き当
たるガスジェットによりこの主要ジェットをほぼ截頭西
洋なしのような形状の室の一方の側面に転向させる。こ
の転向したジェットは、側方偏向ジェットが流出する側
面とは反対側の室の壁に沿って移動する。この方法によ
り超音速酸素流は、ランス本体の軸線に対して所定の角
度をなしてランスヘッドの出口から流出する。酸素流の
この偏向角度は、室の壁の形状に大きく依存する。側方
ガスジェットのために数個のオリフィスを設けること、
及びジェットを順次主要精製ガス流に対して指向させる
ことによりこの主要流の金属浴の表面へのインパクトポ
イントは円周に沿ってシフトし、または偏向させるため
の側方ジェットの位置に基づき、浴の表面の規定した位
置に指向することができる。
【０００７】このようにして、超音速主要精製酸素流を
偏向させることができるが、従来のランスは、ランス本
体の懸垂及び係止部分に対して大きな側方反作用力を与
えることになり、保持装置に関連する問題に対する信頼
性のある解決法を見出すのは困難となる。更に、このル
クセンブルグ国特許によるランスの設計に対しては、第
一次酸素ジェットの主要流の偏向を、側方偏向ジェット
のオリフィスに対応する特定の位置に規定された所定の
部分でしか生じないという問題点がある。
偏向させることができるが、従来のランスは、ランス本
体の懸垂及び係止部分に対して大きな側方反作用力を与
えることになり、保持装置に関連する問題に対する信頼
性のある解決法を見出すのは困難となる。更に、このル
クセンブルグ国特許によるランスの設計に対しては、第
一次酸素ジェットの主要流の偏向を、側方偏向ジェット
のオリフィスに対応する特定の位置に規定された所定の
部分でしか生じないという問題点がある。
【０００８】従って、本発明の目的は、ガス流の速度及
び流量を互いに独立的に調整することができ、液状浴の
表面に対するインパクトポイントを精製作業中に連続的
に移動させることができる酸素吹き込みランスを得るに
ある。
び流量を互いに独立的に調整することができ、液状浴の
表面に対するインパクトポイントを精製作業中に連続的
に移動させることができる酸素吹き込みランスを得るに
ある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明酸素吹き込み精製ランスは、冶金容器に収容
したモルテン金属をこのモルテン金属浴に酸化精製ガス
を吹き込むことにより精製するときに使用するため、精
製ガス流の速度及び流量を互いに独立的に調整するよう
断面が可変の同軸状のノズル組立体を有する頂部吹き込
みランスにおいて、前記精製ガス流を偶数個の別個のほ
ぼ等しいジェットに分割し、前記ランスの本体内の調整
自在のノズルの下流域で流出精製ガス流の中心に、前記
ランスの軸線に対してほぼ等しい角度だが前記軸線に対
して直径方向に互いに対向する向きにランスヘッドから
流出させる分離装置を配置したことを特徴とする。
め、本発明酸素吹き込み精製ランスは、冶金容器に収容
したモルテン金属をこのモルテン金属浴に酸化精製ガス
を吹き込むことにより精製するときに使用するため、精
製ガス流の速度及び流量を互いに独立的に調整するよう
断面が可変の同軸状のノズル組立体を有する頂部吹き込
みランスにおいて、前記精製ガス流を偶数個の別個のほ
ぼ等しいジェットに分割し、前記ランスの本体内の調整
自在のノズルの下流域で流出精製ガス流の中心に、前記
ランスの軸線に対してほぼ等しい角度だが前記軸線に対
して直径方向に互いに対向する向きにランスヘッドから
流出させる分離装置を配置したことを特徴とする。
【００１０】
【実施例】次に、図面につき本発明の好適な実施例を説
明する。
明する。
【００１１】図１の及び図２に示すように、本発明によ
る酸素吹き込みランス１は、主に、ランス本体２に溶接
したランスヘッド３により構成する。このランス本体２
は、同心状のスチールパイプにより形成した４個の壁
４、５、６及び７のダブルマントルにより構成し、これ
ら壁は溶接スペーサにより互いに離れた状態に維持し、
ランスヘッド３に連結し、これにより、３個の壁４、
５、６により区切られてランスヘッド３に向けて下方に
延びる水冷却回路９を構成する。
る酸素吹き込みランス１は、主に、ランス本体２に溶接
したランスヘッド３により構成する。このランス本体２
は、同心状のスチールパイプにより形成した４個の壁
４、５、６及び７のダブルマントルにより構成し、これ
ら壁は溶接スペーサにより互いに離れた状態に維持し、
ランスヘッド３に連結し、これにより、３個の壁４、
５、６により区切られてランスヘッド３に向けて下方に
延びる水冷却回路９を構成する。
【００１２】ランス本体並びに流体例えば、酸素、窒素
及び冷却水の供給パイプの懸垂方法は、本発明の目的に
は関係ないので、図１及び図２に示さない。
及び冷却水の供給パイプの懸垂方法は、本発明の目的に
は関係ないので、図１及び図２に示さない。
【００１３】ランス本体２の内側壁７は、ラバル(Lava
l) ノズル形状の組立体12を支持する同心状の支持シャ
フト11とともに長手方向軸線ａ−ａ′の方向の断面で見
て環状室10を形成する。支持シャフト11は、以下に説明
する種々の制御機構に電流を供給するための電気的接続
部（図示せず）に一体にすることができるパイプにより
構成すると好適である。他の実施例によれば、シャフト
11及び内壁７自体を、上述の制御機構に電流を供給する
導体として作用させることもできる。
l) ノズル形状の組立体12を支持する同心状の支持シャ
フト11とともに長手方向軸線ａ−ａ′の方向の断面で見
て環状室10を形成する。支持シャフト11は、以下に説明
する種々の制御機構に電流を供給するための電気的接続
部（図示せず）に一体にすることができるパイプにより
構成すると好適である。他の実施例によれば、シャフト
11及び内壁７自体を、上述の制御機構に電流を供給する
導体として作用させることもできる。
【００１４】ラバルノズルの形態の支持シャフト11の組
立体12は、リニアサーボモータ14のような駆動機構を介
して支持シャフト11に連結した並進移動ピース13を有す
るとともに、円筒形のスリーブ15を有し、このスリーブ
内で上述の並進移動ピース13を精製ランス１の軸線ａ−
ａ′の方向に移動可能にする。図２に示すように、並進
ピース13の下端部は、連続した空力学的な流線型カーブ
を描くニードル形状を有し、精製ガス流の乱流発生を減
少するようにする。
立体12は、リニアサーボモータ14のような駆動機構を介
して支持シャフト11に連結した並進移動ピース13を有す
るとともに、円筒形のスリーブ15を有し、このスリーブ
内で上述の並進移動ピース13を精製ランス１の軸線ａ−
ａ′の方向に移動可能にする。図２に示すように、並進
ピース13の下端部は、連続した空力学的な流線型カーブ
を描くニードル形状を有し、精製ガス流の乱流発生を減
少するようにする。
【００１５】ランス本体２を形成するダブルマントルの
壁７の内部には、精製ガス即ち、第一次酸素のための同
心状の導管即ちダクト16を配置する。並進移動ピース13
のレベルにおいて、同心導管16には、収縮部とスロート
部17とを設け、ニードル状の並進移動ピース13とともに
ラバルノズルを形成し、このラバルノズルの特性または
パラメータは並進移動ピース13を移動することによって
変更することができる。このラバルノズルにより、精錬
ガスの流量を、ラバルノズルから流出するとき、及び導
管16の円筒形の部分17に同心状に流入するときに、ラバ
ルノズルの出口でガス流が有する超音速とは無関係に制
御することができる。
壁７の内部には、精製ガス即ち、第一次酸素のための同
心状の導管即ちダクト16を配置する。並進移動ピース13
のレベルにおいて、同心導管16には、収縮部とスロート
部17とを設け、ニードル状の並進移動ピース13とともに
ラバルノズルを形成し、このラバルノズルの特性または
パラメータは並進移動ピース13を移動することによって
変更することができる。このラバルノズルにより、精錬
ガスの流量を、ラバルノズルから流出するとき、及び導
管16の円筒形の部分17に同心状に流入するときに、ラバ
ルノズルの出口でガス流が有する超音速とは無関係に制
御することができる。
【００１６】断面の変化するラバルノズル12が作用する
様子は、ルクセンブルグ特許第87353 号に詳細に記載さ
れており、この特許の主な特徴を本明細書に記載する。
様子は、ルクセンブルグ特許第87353 号に詳細に記載さ
れており、この特許の主な特徴を本明細書に記載する。
【００１７】本発明によれば、精製ガスの導管16の部分
17の下流域において、酸素吹き込みランス１には、超音
速ガス流の中心に配置した分離装置18（図１参照）を設
け、この分離装置18によりこのガス流を空力学的に正確
に２個の別個のほぼ等しい超音速ジェットに分離する。
分離装置18から流出した後、精製ガスのこれら超音速ジ
ェットは、ランスのヘッド部分３に流入し、以下に説明
するように所定の角度の偏向を受ける。
17の下流域において、酸素吹き込みランス１には、超音
速ガス流の中心に配置した分離装置18（図１参照）を設
け、この分離装置18によりこのガス流を空力学的に正確
に２個の別個のほぼ等しい超音速ジェットに分離する。
分離装置18から流出した後、精製ガスのこれら超音速ジ
ェットは、ランスのヘッド部分３に流入し、以下に説明
するように所定の角度の偏向を受ける。
【００１８】上述の分離装置18は、ロータの形状を有す
る実施例とし、上方の円筒形部分19を懸垂及び回転装置
20に懸垂し、この装置20は上方軸受21並びに下方軸受22
を有する。図示の実施例においては、分離ロータ装置18
の上方軸受21及び下方軸受22は玉軸受とし、この軸受の
ケーシングをランス本体２の壁７に緊密にただし着脱自
在に懸垂する。固定手段の若干は図１に詳細に示すが、
本発明には間接的にしか関係ないので、これ以上説明し
ない。これらは本発明を技術的に実施することができる
ように選択すべきであり、従って、図１に示す手段とは
異なるものにすることもでき、図示のものは単に好適な
実施例を示したに過ぎない。
る実施例とし、上方の円筒形部分19を懸垂及び回転装置
20に懸垂し、この装置20は上方軸受21並びに下方軸受22
を有する。図示の実施例においては、分離ロータ装置18
の上方軸受21及び下方軸受22は玉軸受とし、この軸受の
ケーシングをランス本体２の壁７に緊密にただし着脱自
在に懸垂する。固定手段の若干は図１に詳細に示すが、
本発明には間接的にしか関係ないので、これ以上説明し
ない。これらは本発明を技術的に実施することができる
ように選択すべきであり、従って、図１に示す手段とは
異なるものにすることもでき、図示のものは単に好適な
実施例を示したに過ぎない。
【００１９】ランス本体２の壁７と導管16との間に組み
込んだ１個または数個のサーボモータ23は、ロータ18に
回転運動を与えるためのものであり、ロータの角速度は
適当な範囲に選択する。
込んだ１個または数個のサーボモータ23は、ロータ18に
回転運動を与えるためのものであり、ロータの角速度は
適当な範囲に選択する。
【００２０】この回転運動付与を行うために、サーボモ
ータ23のシャフトにピニオン24を設け、このピニオン24
により懸垂及び回転装置20に設けた歯車25を動作させ
る。
ータ23のシャフトにピニオン24を設け、このピニオン24
により懸垂及び回転装置20に設けた歯車25を動作させ
る。
【００２１】外部電源のための、またサーボモータ14、
23の外部モータ制御のための電気的接続部を、壁７と導
管16との間に配置する。
23の外部モータ制御のための電気的接続部を、壁７と導
管16との間に配置する。
【００２２】しかし、特別な実施例によれば、壁７と導
管16との間の空間に中性ガス例えば、窒素を充填し、精
製ガス即ち、精製ランス１の中心ガスダクト17を通過す
るよう移送される酸素の圧力に比べて僅かに高い圧力に
する。このようにすることの目的は、この空間に酸素が
進入してサーボモータ及びサーボモータの接続部が発火
するのを回避するためである。異なる素子間、特にロー
タと固定部分との間の静電気の放電を回避するため、等
電位にする手段例えば、コネクタ26を設けておく。
管16との間の空間に中性ガス例えば、窒素を充填し、精
製ガス即ち、精製ランス１の中心ガスダクト17を通過す
るよう移送される酸素の圧力に比べて僅かに高い圧力に
する。このようにすることの目的は、この空間に酸素が
進入してサーボモータ及びサーボモータの接続部が発火
するのを回避するためである。異なる素子間、特にロー
タと固定部分との間の静電気の放電を回避するため、等
電位にする手段例えば、コネクタ26を設けておく。
【００２３】回転分離装置18は、適当な手段例えば、部
分37により示した手段により互いに連結した２個の主要
部分を有する。内部が円筒形形状の上方部分19は、所定
距離にわたって設け、またこの部分19は回転するが、精
製ガスの超音波流のための安定化経路を構成する。図３
〜図７に示すように、下方部分またはロータ18の吹き込
みヘッド27は、このロータヘッド27を２個の室29、30に
分離する隔壁28を有する。隔壁28は、精製ガスの流入す
る流れのインパクトポイント31のレベルにおいて、また
２個の分割したジェットがロータから流出する分離ポイ
ント32において尖端形状にする。ロータ18のヘッド部分
における室29、30の内壁は、湾曲した半円筒形の形状、
いわゆる偏向半円筒形の形状にする。図６及び図７のＢ
−Ｂ及びＣ−Ｃ線上の断面で見て分かるように、２個の
室29、30を互いにまたランス１の中心軸線ａ−ａ′に対
して偏心させる。隔壁28のインパクトポイント31におい
て、精製ガスの中心超音波流は２個の同一（またはほぼ
同一の）超音波ジェットに分割され、室29または30を通
過する理枯れは、ランス１の軸線ａ−ａ′に対して偏心
し、所定の角度をなしてロータ27のヘッドから流出す
る。上述のように偏心する２個の室29、30は、ランスの
ヘッドから流出するとき２個の超音波ジェット間で干渉
は生じない。２個の超音波ジェットは同一（またはほぼ
同一）であり、ロータ27のヘッドから同一（またはほぼ
同一）の角度で、しかし、ランス１の軸線ａ−ａ′に対
して直径方向に互いに対向する２個の方向に指向して流
出する。このことによれば、超音波ジェットによって生
ずる力は、本発明による装置では相殺されてランスに
は、半径方向の動的な力は生じない。（但し、ロータに
作用する残留モーメントは存在する）。本発明による装
置においては、超音速ジェットの力は、力が互いに相殺
するため、中和される。従って、本発明により精製ラン
ス１を支持案内するためのアタッチメントも、ランス軸
線に対して精製ガスの超音速ジェットが偏向することか
ら生ずる応力を受けることがない（ルクセンブルグ国特
許第86321 号には、従来の装置ではこのような応力を受
けることが記載されている）。
分37により示した手段により互いに連結した２個の主要
部分を有する。内部が円筒形形状の上方部分19は、所定
距離にわたって設け、またこの部分19は回転するが、精
製ガスの超音波流のための安定化経路を構成する。図３
〜図７に示すように、下方部分またはロータ18の吹き込
みヘッド27は、このロータヘッド27を２個の室29、30に
分離する隔壁28を有する。隔壁28は、精製ガスの流入す
る流れのインパクトポイント31のレベルにおいて、また
２個の分割したジェットがロータから流出する分離ポイ
ント32において尖端形状にする。ロータ18のヘッド部分
における室29、30の内壁は、湾曲した半円筒形の形状、
いわゆる偏向半円筒形の形状にする。図６及び図７のＢ
−Ｂ及びＣ−Ｃ線上の断面で見て分かるように、２個の
室29、30を互いにまたランス１の中心軸線ａ−ａ′に対
して偏心させる。隔壁28のインパクトポイント31におい
て、精製ガスの中心超音波流は２個の同一（またはほぼ
同一の）超音波ジェットに分割され、室29または30を通
過する理枯れは、ランス１の軸線ａ−ａ′に対して偏心
し、所定の角度をなしてロータ27のヘッドから流出す
る。上述のように偏心する２個の室29、30は、ランスの
ヘッドから流出するとき２個の超音波ジェット間で干渉
は生じない。２個の超音波ジェットは同一（またはほぼ
同一）であり、ロータ27のヘッドから同一（またはほぼ
同一）の角度で、しかし、ランス１の軸線ａ−ａ′に対
して直径方向に互いに対向する２個の方向に指向して流
出する。このことによれば、超音波ジェットによって生
ずる力は、本発明による装置では相殺されてランスに
は、半径方向の動的な力は生じない。（但し、ロータに
作用する残留モーメントは存在する）。本発明による装
置においては、超音速ジェットの力は、力が互いに相殺
するため、中和される。従って、本発明により精製ラン
ス１を支持案内するためのアタッチメントも、ランス軸
線に対して精製ガスの超音速ジェットが偏向することか
ら生ずる応力を受けることがない（ルクセンブルグ国特
許第86321 号には、従来の装置ではこのような応力を受
けることが記載されている）。
【００２４】本発明の他の特徴によれば、ロータ27のヘ
ッドは、回転駆動させられる。この結果、精製ガスの２
個のジェットが精製プロセスにおける液状金属浴の表面
に吹きかかるポイントが円形経路に沿って連続的に移動
する。この経路の半径は、ジェットの偏向角度と、ラン
ス３のヘッドと浴との間の距離の関数である。精製ガス
の超音速ジェットの偏向角度は、偏向室29、30における
内壁の曲率角度の関数である。
ッドは、回転駆動させられる。この結果、精製ガスの２
個のジェットが精製プロセスにおける液状金属浴の表面
に吹きかかるポイントが円形経路に沿って連続的に移動
する。この経路の半径は、ジェットの偏向角度と、ラン
ス３のヘッドと浴との間の距離の関数である。精製ガス
の超音速ジェットの偏向角度は、偏向室29、30における
内壁の曲率角度の関数である。
【００２５】第１図に示す本発明装置の好適な実施例に
おいては、ランス３のヘッドの設計は、ランス本体にヘ
ッドを容易かつ迅速に取り付けることができるととも
に、ランス本体から取り外すことができるように選択し
てある。この設計によれば、この部分での高温または液
状金属粒子の飛散（いわゆるはね飛び）により摩耗する
全てのピースを迅速に交換することができる。この設計
によれば、特定の使用に対して精製ガスジェットの異な
る偏向角度が必要な場合または望ましい場合、ロータヘ
ッド27を迅速に交換することができる。
おいては、ランス３のヘッドの設計は、ランス本体にヘ
ッドを容易かつ迅速に取り付けることができるととも
に、ランス本体から取り外すことができるように選択し
てある。この設計によれば、この部分での高温または液
状金属粒子の飛散（いわゆるはね飛び）により摩耗する
全てのピースを迅速に交換することができる。この設計
によれば、特定の使用に対して精製ガスジェットの異な
る偏向角度が必要な場合または望ましい場合、ロータヘ
ッド27を迅速に交換することができる。
【００２６】図１から明らかなように、ロータ27のヘッ
ドはランスのヘッド３の流出オリフィス33に対して僅か
に後方に配置する。環状ガス流好適には、酸素ガス流を
ロータ27のヘッドの外壁とランスのヘッド３の内壁との
間に通過させる。この環状流は、音速以下のサブソニッ
クな速度にする。この環状流は、ロータ27のヘッドを包
囲し、また若干の保護を行う。
ドはランスのヘッド３の流出オリフィス33に対して僅か
に後方に配置する。環状ガス流好適には、酸素ガス流を
ロータ27のヘッドの外壁とランスのヘッド３の内壁との
間に通過させる。この環状流は、音速以下のサブソニッ
クな速度にする。この環状流は、ロータ27のヘッドを包
囲し、また若干の保護を行う。
【００２７】ポスト−燃焼(post-combustion) ノズル34
を中心オリフィス33の周りでランスのヘッド３に設け
る。図示の実施例においては、８個のノズルを設ける。
これらノズルは、ランスヘッドの周囲に沿って等間隔に
配置する。好適には、ポスト−燃焼ノズル34は、ルクセ
ンブルグ国特許第87354 号に記載の「ダブルプランドル
(double Prandle-Meyer)効果」形とする。このようなノ
ズルは、精製ガスの２個のジェットの周りにほぼ連続し
たガススクリーンを構成する。ポスト−燃焼ノズル34に
は、第二次ガス流により酸素を供給し、このためにラン
ス１のダブルマントルの壁６、７間の環状空間を設けて
おく。サブソニック速度の第二次ガス流も、ランスヘッ
ド３の内壁36に配置したオリフィス35により上述のロー
タヘッド27のための環状サブソニック保護ガス流を供給
する。
を中心オリフィス33の周りでランスのヘッド３に設け
る。図示の実施例においては、８個のノズルを設ける。
これらノズルは、ランスヘッドの周囲に沿って等間隔に
配置する。好適には、ポスト−燃焼ノズル34は、ルクセ
ンブルグ国特許第87354 号に記載の「ダブルプランドル
(double Prandle-Meyer)効果」形とする。このようなノ
ズルは、精製ガスの２個のジェットの周りにほぼ連続し
たガススクリーンを構成する。ポスト−燃焼ノズル34に
は、第二次ガス流により酸素を供給し、このためにラン
ス１のダブルマントルの壁６、７間の環状空間を設けて
おく。サブソニック速度の第二次ガス流も、ランスヘッ
ド３の内壁36に配置したオリフィス35により上述のロー
タヘッド27のための環状サブソニック保護ガス流を供給
する。
【００２８】
【発明の効果】本発明は、製鉄所の処理施設において、
モルテン金属浴を酸化ガスにより精製するための冶金ベ
ッセルのための特別な噴射ランスを提供する。実際、本
発明の着想により、この特別なランスは、精製作業工程
中でも、可変ラバルノズルによりランスが精製ガス流の
特性を変更することができ、更に、ガス流を分割しかつ
発生した個別のジェットの回転及び向きを変更する機構
18、27により浴の表面に吹きつける各個別のジェットの
衝突ポイントを移動することができる。
モルテン金属浴を酸化ガスにより精製するための冶金ベ
ッセルのための特別な噴射ランスを提供する。実際、本
発明の着想により、この特別なランスは、精製作業工程
中でも、可変ラバルノズルによりランスが精製ガス流の
特性を変更することができ、更に、ガス流を分割しかつ
発生した個別のジェットの回転及び向きを変更する機構
18、27により浴の表面に吹きつける各個別のジェットの
衝突ポイントを移動することができる。
【００２９】各超音速精製ガスジェットのモルテン金属
浴の内部への貫入及び浴の攪拌は、精製作業の全工程中
に確実に行われ。
浴の内部への貫入及び浴の攪拌は、精製作業の全工程中
に確実に行われ。
【００３０】ランスは、作業中に作動効率を損なう機械
的応力を受けないよう設計する。第二次ガス流は、モル
テン金属粒子の飛散による破壊作用からランスの回転部
分を保護し、第二次ガスのこれらのジェットは、精製処
理中に浴から流出する反応ガスのポスト燃焼に必要な酸
化ガスを供給する。
的応力を受けないよう設計する。第二次ガス流は、モル
テン金属粒子の飛散による破壊作用からランスの回転部
分を保護し、第二次ガスのこれらのジェットは、精製処
理中に浴から流出する反応ガスのポスト燃焼に必要な酸
化ガスを供給する。
【００３１】上述したところは、本発明の好適な実施例
を説明したに過ぎず、請求の範囲において種々の変更を
加えることができること勿論である。例えば、精製ガス
のメイン超音速ガス流を２個の互いに等しい個別のジェ
ットに分割するだけでなく、他の数の互いに等しい個別
のジェットに分割する回転分割手段を使用することも本
発明の範囲である。図８は、４個のジェットランスの図
７のレベルＣ−Ｃに対応するオリフィスレベルの断面を
示す。本発明によるこの実施例では、隔壁28′をクロス
形状にし、第一次主要ガスの流出チャンネルの分割によ
り４個の室29′、29″、30′、30″を生ずる。この実施
例においても４個のジェットも互いに他のジェットに干
渉することがない。
を説明したに過ぎず、請求の範囲において種々の変更を
加えることができること勿論である。例えば、精製ガス
のメイン超音速ガス流を２個の互いに等しい個別のジェ
ットに分割するだけでなく、他の数の互いに等しい個別
のジェットに分割する回転分割手段を使用することも本
発明の範囲である。図８は、４個のジェットランスの図
７のレベルＣ−Ｃに対応するオリフィスレベルの断面を
示す。本発明によるこの実施例では、隔壁28′をクロス
形状にし、第一次主要ガスの流出チャンネルの分割によ
り４個の室29′、29″、30′、30″を生ずる。この実施
例においても４個のジェットも互いに他のジェットに干
渉することがない。
【図１】本発明によるランスの実施例のランス本体の縦
断面である。
断面である。
【図２】図１に示すランス本体の上流域部分の縦断面で
ある。
ある。
【図３】図１に示すランスのロータのヘッドの縦断面図
である。
である。
【図４】図３に対して90°ずれた断面におけるランスの
ロータヘッドの他の縦断面図である。
ロータヘッドの他の縦断面図である。
【図５】図３及び図４の平面Ａ−Ａに沿う横断面図であ
る。
る。
【図６】図３及び図４の平面Ｂ−Ｂに沿う横断面図であ
る。
る。
【図７】図３及び図４の平面Ｃ−Ｃに沿う横断面図であ
る。
る。
【図８】出口レベルでの４個の孔を有するロータヘッド
の断面図である。
の断面図である。
1 酸素吹き込みランス
2 ランス本体
3 ランスヘッド
4,5,6,7 壁
9 水冷却回路
10 環状空間
11 支持シャフト
12 下端部（ラバルノズル）
13 並進移動ピース
14 リニアサーボモータ
15 スリーブ
16 ダクト
17 ネック部
18 分離ロータ装置
21,22 ロール軸受
33 流出オリフィス
34 ポスト−燃焼ノズル
40 ピース
41 回転駆動機構
42 駆動翼
43 スリット
44 開孔
45 分割中心ランプ
46 チャンネル
47 ガスダクト
48 流出ノズル
49 有孔ロータ前壁
50 側壁
51 開孔
52 環状室
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 パトリツク デルングス
ルクセンブルグ国 エル−8356 ガーニツ
シユ リユ デ シヤン 17
(72)発明者 カルロ ハインツ
ルクセンブルグ国 エル−2154 ルクセン
ブルグ スクワール アロイーズ メイヤ
ー ２
(72)発明者 カルロ ルクス
ルクセンブルグ国 エル−8054 ベルトラ
ンジユ リユ デ ダーリアス ５
(72)発明者 ロベール モーゼル
ルクセンブルグ国 エル−3244 デユード
ランジユ リユ コムト ベルテイエ 20
(72)発明者 フランソワ ウツトリー
ルクセンブルグ国 エル−3563 デユード
ランジユ リユ エム シユミツト ９
Claims (12)
- 【請求項１】冶金容器に収容したモルテン金属をこのモ
ルテン金属浴に酸化精製ガスを吹き込むことにより精製
するときに使用するため、精製ガス流の速度及び流量を
互いに独立的に調整するよう断面が可変の同軸状のノズ
ル組立体(12-16) を有する頂部吹き込みランスにおい
て、前記精製ガス流を偶数個の別個のほぼ等しいジェッ
トに分割し、前記ランス（１）の本体内の調整自在のノ
ズル(12)の下流域で流出精製ガス流の中心に、前記ラン
ス（１）の軸線（ａ−ａ′）に対してほぼ等しい角度だ
が前記軸線（ａ−ａ′）に対して直径方向に互いに対向
する向きにランスヘッド（３）から流出させる分離装置
(18)を配置したことを特徴とする頂部吹き込みランス。 - 【請求項２】前記分離装置(18)に対してランス（１）の
軸線（ａ−ａ′）の周りに回転運動を与える回転運動付
与手段(23)を設けた請求項１記載の頂部吹き込みラン
ス。 - 【請求項３】前記調整自在のノズルの形状を、精製ガス
流に超音波速度を与えるラバルノズル形状にし、前記ラ
バルノズルには、精製ガスの速度とは無関係に精製ガス
の流量を制御することができるようノズル通路の特性を
変化させる制御手段(14)を設けた請求項１または２記載
の頂部吹き込みランス。 - 【請求項４】前記分離装置(18)の形状を円筒形の形状に
し、この円筒形の下流域部分を中心隔壁（28、28′）に
よって偶数個の等しい室(29,29′,29 ″,30,30′、3
0″）に分割した請求項１乃至３のうちのいずれか一項
に記載の頂部吹き込みランス。 - 【請求項５】前記分離装置(18)の各室(29,29′,29″,3
0,30′、30″）を、主に半円筒形または４分円筒形の湾
曲円筒形セクタに形状にした請求項４記載の頂部吹き込
みランス。 - 【請求項６】前記分離装置(18)の各室(29,29′,29″,3
0,30′、30″）を互いにまたランス（１）の軸線（ａ−
ａ′）に対して偏心させた請求項５記載の頂部吹き込み
ランス。 - 【請求項７】前記分離ロータ装置(18)をランス（１）の
本体に着脱自在かつ容易に交換可能に取り付ける構成と
した請求項１乃至６のうちのいずれか一項に記載の頂部
吹き込みランス。 - 【請求項８】前記分離装置(18)に対して回転運動を与え
る回転運動付与手段(23)及び前記調整自在ラバルノズル
部分(12)の軸線方向並進手段(14)の双方をサーボモータ
とした請求項２乃至７のうちのいずれか一項に記載の頂
部吹き込みランス。 - 【請求項９】サーボモータ(14)、(23)の電気部品を、精
製ガスの圧力に比較して僅かに高い圧力の中性ガス環境
により包囲した請求項８記載の頂部吹き込みランス。 - 【請求項１０】ランスのヘッド（３）には、酸化ガスの
二次音速以下のサブソニック流を供給したポスト燃焼ノ
ズル(34)を設けた請求項１乃至９のうちのいずれか一項
に記載の頂部吹き込みランス。 - 【請求項１１】二次サブソニックガスをポスト燃焼ノズ
ル(34)に供給する導管に、前記二次サブソニックガスの
一部をランスのヘッド（３）の内壁(36)と分離装置(18)
のヘッド部分(27)との間のギャップに転向させ、前記分
離ロータ装置(18)の周りに環状のサブソニックガス流を
発生するオリフィス(35)を設けた請求項10記載の頂部吹
き込みランス。 - 【請求項１２】２重マントル部分及びランス（１）のヘ
ッド部分（３）に水供給冷却回路(9)を設けた請求項１
乃至11のうちのいずれか一項に記載の頂部吹き込みラン
ス。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LU87855A LU87855A1 (fr) | 1990-12-10 | 1990-12-10 | Lance de soufflage |
| LU87855 | 1990-12-10 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH059544A true JPH059544A (ja) | 1993-01-19 |
Family
ID=19731265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3325903A Pending JPH059544A (ja) | 1990-12-10 | 1991-12-10 | 頂部吹き込みランス |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5227118A (ja) |
| EP (1) | EP0490101A1 (ja) |
| JP (1) | JPH059544A (ja) |
| AU (1) | AU644486B2 (ja) |
| BR (1) | BR9105106A (ja) |
| CA (1) | CA2054612A1 (ja) |
| LU (1) | LU87855A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016079422A (ja) * | 2014-10-10 | 2016-05-16 | 新日鐵住金株式会社 | Ｒｈ真空脱ガス設備の上吹きランス装置 |
| JP2019052372A (ja) * | 2017-09-12 | 2019-04-04 | 新日鐵住金株式会社 | 上吹きランス及び二次精錬方法 |
| JP2020094243A (ja) * | 2018-12-13 | 2020-06-18 | 日本製鉄株式会社 | 上吹きランス |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| LU87857A1 (fr) * | 1990-12-10 | 1992-08-25 | Arbed | Procede de regulation de l'operation d'affinage de fonte |
| LU88023A1 (fr) * | 1991-10-30 | 1993-05-17 | Arbed | Lance de soufflage |
| DE4221266C1 (de) * | 1992-06-26 | 1993-10-21 | Mannesmann Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Aufblasen von Sauerstoff auf Metallschmelzen |
| SE511424C2 (sv) * | 1993-12-30 | 1999-09-27 | Stiftelsen Metallurg Forsk | Ringspaltdysa och sätt att blåsa en metallsmälta |
| US6599464B1 (en) * | 1999-10-06 | 2003-07-29 | Bernd Feldhaus | Steelmaking lance with integral temperature probe |
| GB0209364D0 (en) * | 2002-04-24 | 2002-06-05 | Boc Group Plc | Injection of particulate material into liquid |
| DE102020215147A1 (de) | 2020-12-01 | 2022-06-02 | Sms Group Gmbh | Verfahren zum pyrometallurgischen Einschmelzen von metallhaltigen Rohstoffen, Reststoffen und/oder Sekundärreststoffen |
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