JPH059555A - 減圧下における脱ガス容器内溶融金属の酸素吹錬方法 - Google Patents
減圧下における脱ガス容器内溶融金属の酸素吹錬方法Info
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- JPH059555A JPH059555A JP16166291A JP16166291A JPH059555A JP H059555 A JPH059555 A JP H059555A JP 16166291 A JP16166291 A JP 16166291A JP 16166291 A JP16166291 A JP 16166291A JP H059555 A JPH059555 A JP H059555A
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Abstract
おける溶鋼の効率のよい脱炭、または鋼浴昇熱の2つを
選択的に行うことができる吹錬法を達成する。 【構成】 RH脱ガス槽内やVOD法取鍋内の溶鋼浴面
に酸素ガスを吹きつけて吹錬するに際し、先広がりのラ
バールランスノズル1を用い、ノズルスロート部3の面
積とノズル吐出孔2とにより決まるマッハ数を得るため
のノズル一次側圧力と二次側圧力との比と、このノズル
スロート部3でマッハ数1を得るためのスロート部圧力
との積で決定される真空度以上の圧力下で吹錬すること
により脱炭を主に行い、逆に前記真空度未満の圧力下で
吹錬することにより二次燃焼による昇熱を主に行う。
Description
属の酸素吹錬に関し、特に酸素上吹ランスによる脱炭反
応および金属浴の昇熱の制御方法に関するものである。
脱炭を行うにあたり、上吹酸素ランスのノズルチップを
ラバール形状として脱炭効率を上げる方法として特開昭
57−137415号、特開昭52-43717号、特開昭50−104714
号、特開平2-54714号公報等に開示された技術がある。
記従来の技術は、ラバール型ノズルの所定マッハ数が吹
錬中の槽内圧力の上限で得られるように設計することに
よって脱炭を効率良く行う方法である。しかしながら槽
内圧力は 760トールの常圧から 0.1トール程度の真空に
まで変化するため、設計圧力をどの圧力にとるかを決定
することは困難である。また、本法によれば脱炭と昇熱
の作用のうち、脱炭のみが効率よく行われるが一酸化炭
素ガスの二次燃焼による昇熱を効率良く行うことはでき
ない。さらに真空度を制御しないため、ラバールノズル
の効率を設計通り発揮できず、酸素圧力を変化した時設
計マッハ数が変動し、ラバールノズルの設計操作域をは
ずれ易いという問題がある。
技術の問題点を解決し減圧下における効率のよい脱炭、
または一酸化炭素の二次燃焼による金属浴昇熱の2つを
選択的に達成し得る酸素吹錬技術を提供するためになさ
れたものである。
置の脱ガス容器内に上吹ランスを具え、この上吹ランス
から酸素ガスを容器内溶融金属浴面に吹きつけ溶融金属
を酸素吹錬する方法において、先広がりのラバールラン
スノズルを用い、下記の工程(A)、(B)を単独また
は複合して選択的に実施することを特徴とする減圧下に
おける脱ガス容器内溶融金属の酸素吹錬方法である。
孔面積とにより決まるマッハ数を得るためのノズル一次
側圧力と二次側圧力の比「(二次側圧力)/(一次側圧
力)」と該ノズルスロート部でマッハ数1を得るための
「スロート部圧力」との積で決定される真空度以上の圧
力下で吹錬を行うことにより脱炭を主に行う工程。 (B)ノズルスロート部面積とノズル吐出孔面積とによ
り決まるマッハ数を得るためのノズル一次側圧力と二次
側圧力の比「(二次側圧力)/(一次側圧力)」と該ノ
ズルスロート部でマッハ数1を得るための「スロート部
圧力」との積で決定される真空度より低い圧力下で吹錬
を行うことにより、二次燃焼による昇熱を主に行う工
程。
容器内に上吹ランスを具え、この上吹ランスから酸素ガ
スを容器内溶融金属浴面に吹きつけ溶融金属を酸素吹錬
する方法において、先広がりのラバールランスノズルを
用い、下記の(A)、(B)2つの工程を選択的に行う
減圧下における脱ガス容器内溶融金属の酸素吹錬方法で
ある。
圧力」との比より算出されるマッハ数を得るためのノズ
ルスロート部面積とノズル吐出孔面積の比「(吐出孔面
積)/(スロート部面積)」以上のラバールランスノズ
ルを用いることにより脱炭を主に行う工程。 (B)必要な容器内真空度と「スロート部圧力」との比
より算出されるマッハ数を得るためのノズルスロート部
面積とノズル吐出孔面積の比「(吐出孔面積)/(スロ
ート部面積)」より小さい比のラバールランスノズルを
用いることにより、二次燃焼による昇熱を主に行う工
程。
直進性を保持し、できる限り高速で酸素を金属浴面に到
達させることが有効である。一方、溶融金属浴の昇熱を
効率よく行わせるためには、ある程度の脱炭効率を保持
しながら酸素ジェットを拡散させ、溶融金属浴から脱炭
によって発生するCOガスと酸素ガスを効率良く接触させ
COガスを2次燃焼させることが有効である。
図1に示すようにラバールランスノズル中間にノズル吐
出孔2の孔径より小径のノズルスロート部3を設けたラ
ンス1では、ランス元圧がジェットの噴出される雰囲気
圧力の約2倍以上あるとノズルスロート部3の流速は音
速となり、流量がランス元圧とノズルスロート部3の断
面積に一次比例すること、また、理論的に達成可能なノ
ズル吐出孔のマッハ数(ノズルスロート部流速が音速と
なった場合の該流速と吐出速度の比)がランス元圧と雰
囲気圧力のみによって決まり次式が成立する。
ラバールランスノズルの形状はノズル吐出孔の目標マッ
ハ数M2 によって決定され次式により示される。
スロート部での流速WS は次式により示される。
で考えれば入口温度のみで決まる。一方、供給すべきガ
ス流量Qとスロート部流速WSの関係を以下に示す。
S は設定ガス流量Qとノズル入口ガス温度T1 、スロー
ト部断面積AS により決定されることが判る。スロート
部断面積AS とノズル吐出口断面積A2 とにより式
(2)で決定されるマッハ数M2 を式(1)に代入する
ことにより、「設計ノズル(二次圧力)/設計ノズル
(一次圧力)」、(P2 /P1 )が算出される。本ラバ
ールランスノズルは、式(7)で決定されるスロート部
圧力PS に対し、一次側圧力P1 が高い。つまりP1 ≧
PS であればガス吐出流は超音速を維持し得る。よって
P2 ′≧(P2 /P1 )×PS を満たすP2 ′を操業時
の脱ガス容器内圧力とすることで、超音速ガスジェット
による吹錬を維持でき、効率のよい脱炭が可能である。
力、つまりP1 =PS となってもノズル吐出孔の圧力P
2 と脱ガス容器内のP2 ′との関係ではP2 >P2 ′が
成立し得る。この状態ではラバールランスノズルの吐出
ガスは完全に膨張しておらず、ノズルを出た瞬間に脱ガ
ス容器内圧力P2 ′に等しくなろうと噴出直進しつつ振
動状に膨張する。よって超音速ジェットは乱れ拡がる。
そのため脱ガス容器内COガス等の可燃性ガスと酸素ガス
との接触界面積が増加し、二次燃焼が促進され効率的な
昇熱が行われる。
内真空度P2 が存在する時、式(3)、(6)で算出さ
れるこの圧力P2 とスロート部圧力PS との比(P2 /
PS )を用い、式(1)によりノズル吐出口マッハ数M
2 を算出する。このマッハ数M2 より式(2)でスロー
ト部断面積/ノズル吐出口断面積(AS /A2 )が求ま
る。本ラバールランスを設計ランス元圧P1 で運用する
とすれば、(P2 /P S )=(P2 ′/P1 )、ラバー
ルランスの二次側設計圧力はP2 ′となる。(A2 ′/
AS )≧(A2 /AS )のランスでは、二次側設計圧力
P2 ″はP2 ″<P2 ′となり、必要な真空度P2 より
低い圧力まで超音速ジェットによる吹錬が確保でき、効
率のよい脱炭が可能である。
(A2 ′/A2 )<(A2 /AS )となるラバールラン
スノズルでは、ランス元圧P1 =PS の場合のノズル出
口圧力P2 ′はP2 ′>P2 となる。したがって超音速
酸素ガスジェットはノズルから脱ガス容器内に吐出した
瞬間より周辺へ振動状に膨張しつつ直進する。そのた
め、ジェットは乱れ、脱ガス容器内のCOガス等の可燃性
ガスと酸素ガスとの接触界面積が増加し、効率的な二次
燃焼による昇熱が行われる。
の溶鋼を2分で一循環できる循環流量のRH脱ガス設備
を用い、上吹きによって 18.7Nm3/分の酸素流量で酸素
吹錬を行った。実施例1 開孔比(A2 /AS )= 8.5のラバールランスノズルを
用いた。本ランスの超音速ジェットを得る限界圧力
P2 ′は23トールである。蒸気ブースターの使用段数お
よび/またはリーク空気流量の制御によって排気能力を
制御することによって30トールに雰囲気圧力を固定し
た。
用いた。本ランスでの超音速ジェットを得る限界圧力P
2 ′は56トールである。槽内圧力を実施例1と同様に30
トールに雰囲気圧力を固定した。実施例3 雰囲気圧力30トールで制御し、雰囲気圧力を固定した操
業を行った。30トールに見合うラバールランスノズルは
開孔比 6.8であるが、この時は開孔比 8.5のランスを用
いた。
業を行った。30トールに見合うラバールランスノズルの
開孔比は 6.8であるが、この時は開孔比 4.5のラバール
ランスノズルを用いた。以上の実施例における脱炭を主
とする(1)と(3)、昇温を主とする(2)と(4)
はそれぞれ操業上全く同じ条件となる。ランス元圧は2
kg/cm2−G、酸素吹錬時間は20分とした。
ールの間で操業した。処理時間は20分とした。操業結果
を比較して表1に示す。
発明法の実施例の(1)、(3)では、脱炭は著しく良
く、 25ppmまで低減できた。また、酸素の利用効率の上
昇によってスラグ中トータルFeの増加も抑制されるとい
う効果も生じた。溶鋼の昇温を指向した実施例の
(2)、(4)においては、ラバール内の衝撃波により
ストレートノズルの場合の吐出後の空間で生じる衝撃波
によって、大きな減速が得られ、よりソフトブロー化し
たため、温度降下は比較例に比べ13℃向上した。比較例
と比べるとスラグ中トータルFeの増加はあまり見られな
かった。
について述べたが、VOD法取鍋内や真空容器内に金属
浴を収容し、この金属浴に上吹ランスを用いて酸素吹錬
を行う他の脱ガス設備にも適用し得ることはいうまでも
ない。
ズルで決まる設計圧力に対し操業圧を制御する。又は、
操業圧に対しラバールランスを決定選択することで脱
炭の効率向上、溶融金属昇熱度向上が選択的にでき、
しかも、処理後T. Feは工程法に比べ減少するか、もし
くはほとんど増加しない。
等の原単位が低減され、精錬用酸素原単位も低減でき
る。
である。
気圧力(P2 )/ランス元圧(P1 )〕との関係を示す
特性図である。
ロート部断面積(A1 )/吐出孔断面積(A2 )〕との
関係を示す特性図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 真空脱ガス装置の脱ガス容器内に上吹ラ
ンスを具え、この上吹ランスから酸素ガスを容器内溶融
金属浴面に吹きつけ溶融金属を酸素吹錬する方法におい
て、先広がりのラバールランスノズルを用い、下記の工
程(A)、(B)を単独または複合して選択的に実施す
ることを特徴とする減圧下における脱ガス容器内溶融金
属の酸素吹錬方法。 (A)ノズルスロート部面積とノズル吐出孔面積とによ
り決まるマッハ数を得るためのノズル一次側圧力と二次
側圧力の比「(二次側圧力)/(一次側圧力)」と該ノ
ズルスロート部でマッハ数1を得るための「スロート部
圧力」との積で決定される真空度以上の圧力下で吹錬を
行うことにより脱炭を主に行う工程。 (B)ノズルスロート部面積とノズル吐出孔面積とによ
り決まるマッハ数を得るためのノズル一次側圧力と二次
側圧力の比「(二次側圧力)/(一次側圧力)」と該ノ
ズルスロート部でマッハ数1を得るための「スロート部
圧力」との積で決定される真空度より低い圧力下で吹錬
を行うことにより、二次燃焼による昇熱を主に行う工
程。 - 【請求項2】 真空脱ガス装置の脱ガス容器内に上吹ラ
ンスを具え、この上吹ランスから酸素ガスを容器内溶融
金属浴面に吹きつけ溶融金属を酸素吹錬する方法におい
て、先広がりのラバールランスノズルを用い、下記の
(A)、(B)2つの工程を選択的に行う請求項1記載
の減圧下における脱ガス容器内溶融金属の酸素吹錬方
法。 (A)必要な容器内真空度と「スロート部圧力」との比
より算出されるマッハ数を得るためのノズルスロート部
面積とノズル吐出孔面積の比「(吐出孔面積)/(スロ
ート部面積)」以上のラバールランスノズルを用いるこ
とにより脱炭を主に行う工程。 (B)必要な容器内真空度と「スロート部圧力」との比
より算出されるマッハ数を得るためのノズルスロート部
面積とノズル吐出孔面積の比「(吐出孔面積)/(スロ
ート部面積)」より小さい比のラバールランスノズルを
用いることにより、二次燃焼による昇熱を主に行う工
程。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16166291A JPH07116501B2 (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | 減圧下における脱ガス容器内溶融金属の酸素吹錬方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16166291A JPH07116501B2 (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | 減圧下における脱ガス容器内溶融金属の酸素吹錬方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH059555A true JPH059555A (ja) | 1993-01-19 |
| JPH07116501B2 JPH07116501B2 (ja) | 1995-12-13 |
Family
ID=15739451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16166291A Expired - Fee Related JPH07116501B2 (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | 減圧下における脱ガス容器内溶融金属の酸素吹錬方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07116501B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006070285A (ja) * | 2004-08-31 | 2006-03-16 | Jfe Steel Kk | 減圧下における溶融金属の精錬方法及び精錬用上吹きランス |
| JP2017075399A (ja) * | 2015-10-15 | 2017-04-20 | Jfeスチール株式会社 | 上吹きランス、真空脱ガス装置および真空脱ガス処理方法 |
| JP2017075400A (ja) * | 2015-10-15 | 2017-04-20 | Jfeスチール株式会社 | 上吹きランス、真空脱ガス装置および真空脱ガス処理方法 |
| JP2019167561A (ja) * | 2018-03-22 | 2019-10-03 | 日本製鉄株式会社 | 溶鋼の昇温方法 |
-
1991
- 1991-07-02 JP JP16166291A patent/JPH07116501B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006070285A (ja) * | 2004-08-31 | 2006-03-16 | Jfe Steel Kk | 減圧下における溶融金属の精錬方法及び精錬用上吹きランス |
| JP2017075399A (ja) * | 2015-10-15 | 2017-04-20 | Jfeスチール株式会社 | 上吹きランス、真空脱ガス装置および真空脱ガス処理方法 |
| JP2017075400A (ja) * | 2015-10-15 | 2017-04-20 | Jfeスチール株式会社 | 上吹きランス、真空脱ガス装置および真空脱ガス処理方法 |
| JP2019167561A (ja) * | 2018-03-22 | 2019-10-03 | 日本製鉄株式会社 | 溶鋼の昇温方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07116501B2 (ja) | 1995-12-13 |
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