JPH06213577A - 多媒質羽口の操作方法および多媒質羽口機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 様々なガス状物質、液体状物質、気体搬送可
能な物質、固体状物質およびこれら媒質の任意混合物の
ための少なくとも２つの導入チャンネルを有する多媒質
羽口に関する。これら羽口は、その１以上が対応する反
応容器内の金属溶融物の湯面下および／または湯面上に
配設された場合に適用され、例えば、冶金工程の操作期
間に、少なくとも１つの媒質羽口の少なくとも１つの媒
質導入チャンネルにおいて、媒質供給を一時的にオフに
切り替えるか、または媒質圧力を割込み圧力の半分より
小さく減少させるよう操作される。 【効果】 上記構成の多媒質羽口によれば、オフ切替え
または導入圧力減少する媒質およびその流通チャンネル
を選択することにより、金属湯面上または湯面下の両方
において操作される場合の媒質消費を低下させ、工程で
の熱バランスの改善を確実とする方法にて操作できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、冶金工程における操作方
法と、様々なガス状物質、液体状物質、気体搬送可能な
物質、固体状物質およびこれら媒質の任意混合物のため
の少なくとも２つの導入チャンネルを有するこの多媒質
羽口とに関し、これら羽口の１個以上が、対応する反応
容器内の金属溶融物の湯面の下方および／または湯面の
上方に配設された場合に適用される。

【０００２】

【発明の技術的背景】溶湯に関係する多くの近代的冶金
工程、例えば鉛・銅の製造および鋼精錬における精錬方
法、および製鉄において、羽口は、湯表面の下方および
湯表面の上方に反応剤を供給するために用いられてい
る。純粋酸素を用いた今日の製鋼では、対応する羽口ヘ
ッドを有する水冷ランスが酸素上吹転炉にて酸素を上吹
出しするために用いられ、かつ不活性ガスが、充分な湯
流動を維持するために、管状またはスロット状ガス導入
チャンネルを有する底パージ装置を介して溶融物に供給
される。底吹出し製鉄工程であるＯＢＭ法、およびその
さらなる改良法であるＫＭＳ工程などの導入に伴って、
羽口は、石灰添加を伴うか否かにかかわらず、酸素を導
入するために重要になってきており、このような羽口
は、炭化水素含有保護媒質によって被覆されている。ま
た、鉄湯表面の上方にて耐火容器のライニング中に配設
され、酸素様ガスを供給して製鋼転炉のガス空間の反応
ガスを後燃えさせ、屑鉄溶融能力を増加させる上方吹出
し羽口が専門家の間で興味ある話題となってきている。

【０００３】ドイツ国特許第１５８３９６８号はＯＢＭ
法の基本出願であり、酸素と窒素不含有ジャケットガス
とが、転炉底部に配設される羽口管を介して溶融物内に
吹き込まれる底吹出し転炉での銑鉄の精錬を開示してい
る。この方法は、底部の片半部に配設される羽口により
溶融物の定方向循環流動を作り出すものとして知られた
手段、およびジャケットガスとしての炭化水素ガスを羽
口に供給するものとして知られた手段の組合せに特徴が
ある。ＫＭＳ工程は、最初にドイツ国特許第２７５５１
６５号によって開示されており、湯面の上方または湯面
の下方に保護媒質ジャケットを有する酸素導入羽口を備
えた転炉での銑鉄の精錬における屑鉄比に特徴がある。
この工程では、精錬酸素量の２０％〜８０％が、湯面に
向けられかつ転炉ガス空間で自由噴流として作用する１
つ以上のガスジェットによって、精錬期間の実質部分を
通じて溶融物に供給される。製鉄のためのこのような精
錬方法に伴って、例えばドイツ国公開第２５２０８８３
号公報に開示されるように、鉄湯中での石炭ガス化が鉄
冶金に利用されている。鉄湯反応器内での石炭または炭
素質燃料とスラグ層との、実質的にＣＯおよびＨ₂ から
なるガスへの連続ガス化のためのこの方法は、1 つ以上
の羽口を介した燃料およびガス化媒質の鉄湯表面下への
供給をともなっており、石炭または炭素質燃料と、酸素
または酸素様ガスと（後者は炭化水素によって被覆され
る）が、溶融物に供給されることを特徴としている。

【０００４】上記方法は、異なる目的を達成するもので
あるが、溶融物湯の下方および上方での媒質羽口の適用
を共通点としている。この事実は、冶金工程のための構
造および操作に関するこれら媒質羽口の非常な重要性を
示している。したがって、従来技術では、多くの羽口機
構およびこれら羽口の操作方法が提示されている。

【０００５】湯中用羽口を用いた鋼精錬には、上記最初
のＯＢＭ特許にすでに開示されるような２本の同軸管か
らなる機構が今だ主に用いられている。スラグ形成固
体、特に粉末状石灰は、羽口の中央管を介して流動する
酸素に移送され、したがって別途羽口導入チャネルを必
要としない。ドイツ国特許第２３２４０８６号は、第３
の同軸管を備える構造の羽口に関し、この羽口構造で
は、２本の同軸管からなる実質的な羽口が移動可能に配
設される。この発明の利点は、羽口周囲の耐火材料を修
理することができることを含む。

【０００６】ドイツ特許第２４３８１４２号は、反応ガ
スを導入するための羽口に関し、この羽口の中心は、反
応ガスが流通しない固体芯を備え、媒質供給チャンネル
は環状隙間であるかまたは環状隙間と類似している。反
応ガス導入チャンネルは、反応ガスにひねりを与えてこ
れらガスの発生角度を増加させるために、ガイドエレメ
ント、例えば渦巻型および螺旋状邪魔板などを有するこ
とができる。

【０００７】鉄湯における石炭ガス化に関しては、他の
羽口構造および操作様式が示されている。例えば、ドイ
ツ国公開第２５２０８８３号公報は、４本以上の同軸管
からなる羽口、および羽口マウス以前、即ち羽口内での
反応剤、酸素および石炭の混合を開示している。混合操
作を機能させるために、中央管は２本の同長同軸管内に
位置し、これら２本の外側管よりも短く、羽口保護媒質
は２本の外側管間の環状隙間を流通し、反応剤は最初は
中央管近傍の環状ギャップを介し、次いで中央管そのも
のを介して流通する。溶融物中を通される媒質の流通特
性に影響を与えるために、この出願は、同様に環状隙間
内のガイドエレメントに言及している。

【０００８】様々な媒質およびガス−固体サスペンジョ
ンのための羽口操作に関する公知文献では、羽口の各導
入チャンネルにおいて充分高い圧力を維持することが強
調されている。例えば、１つの導入チャンネルでの媒質
装填に要求される圧力を維持するための特定制御手段が
知られている。非常に多くの対応文献および特許を代表
する一例は、ドイツ国特許第３１４３７９５号による、
羽口の媒質供給のための特定バルブの圧力制御である。

【０００９】媒質供給羽口の各導入チャンネルの一定し
た流動もまた、冶金工程の操作に不利益をもたらす結果
となる。例えば、もしガス−固体サスペンジョンが、別
の羽口チャンネルを介して溶融物湯中に吹き込まれ、あ
る工程時間の後に固体（例えばスラグ形成剤または燃
料）がもはや必要でなくなった場合、公知方法では、羽
口チャンネルは、充分な圧力のキャリアガスまたは他の
不活性ガスに晒して作動状態としておかなければならな
い。このことは、比較的高いガス消費およびそれに対応
するコスト高につながる。また同時に、このガスは溶融
物を冷却し、この熱損失が工程の熱バランスに好ましく
ない影響を与える。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明
は、公知羽口の上記不利益がなく、経済的かつ高い操作
信頼性を持って作動させることが可能な、媒質供給羽口
の有利な操作方法および２以上の媒質を供給するための
羽口機構を開発するという課題に基づいている。公知羽
口機構の可能な用途、確実な制御および安全な操作様式
は保存されるべきであって、新規媒質羽口の適用は、さ
らに、金属湯面上方または湯面下方の両方において操作
される場合の媒質消費を低下させ、工程での熱バランス
の改善を確実としなければならない。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この問題の解決方法とし
ては、最初に言及したタイプの方法において、これら多
媒質羽口の少なくとも１つを用いた冶金工程の操作期間
に、羽口の少なくとも１つの媒質導入チャンネルにて媒
質供給をオフに切り替えるか、または媒質圧力を割込み
圧力の半分より小さく減少させることがある。

【００１２】本発明の目的は、冶金工程における多媒質
羽口の操作方法にあり、この方法では、羽口は、様々な
ガス状物質、液体状物質、気体搬送可能な物質、固体状
物質およびこれら媒質の任意混合物などのための少なく
とも２つの導入チャンネルを有し、その１個以上が、対
応する反応容器内の金属溶融物の湯面下および／または
湯面上に配設された場合に適用されるのであって、冶金
工程の操作期間に、少なくとも１つの媒質羽口の少なく
とも１つの媒質導入チャンネルにおいて、媒質供給を一
時的にオフに切り替えるか、または媒質圧力を割込み圧
力の半分より小さく減少させることが特徴となってい
る。

【００１３】本発明の目的は、また、少なくとも２つの
導入チャンネルを有する上記方法を遂行するための多媒
質羽口にあり、これらチャンネルは、実質的に、内部挿
入環状媒質導入手段、好ましくは同軸配設管からなるの
であって、開放直径ａを有する外側管状媒質導入手段
が、少なくとも直径ａに対応する長さｂだけ後退するよ
うに第二媒質導入手段を内蔵することを特徴とする。

【００１４】本発明の目的は、また、精錬容器に限定さ
れない製鋼、非鉄溶融物の精錬、石炭ガス化、金属鉱石
の溶融還元および混入塵芥等の廃棄物質の処理に対する
上記方法および多媒質羽口の用途にある。

【００１５】意外なことに、本発明の方法は、多媒質羽
口、即ち羽口は、様々な媒質のための少なくとも２つの
導入チャンネルを有し、反応容器内の金属湯面下および
／または湯面上に取着され得る羽口において、媒質の完
全なオフ切替え、または少なくともこの媒質の割込み圧
力の半分より小さい値への媒質圧力の削減を許容するこ
の驚くべき発見は、羽口の各媒質供給チャンネルにおい
て充分なガス圧力が維持されるべきであるという公知見
解と実際的に矛盾するものであって、結果として、本発
明方法の多くの非常に現実的なデザインを生みだす。特
に公知羽口操作において要求される羽口チャンネルでの
パージガスの節約と、これらパージガスがもはや加熱さ
れる必要がないことによる明らかな熱損失の削減とによ
る所望の経済的改善に伴い、特に制御手段や、バルブ及
びその駆動手段を削減してさらなる簡略化を達成でき、
この簡略化は、本発明方法の経済性および操作信頼性に
関する好ましい効果を奏する。

【００１６】本発明によれば、３つの同軸管からなる湯
中用羽口において、３つの媒質の１つの供給が、如何な
る所望操作時間の後でも完全にオフ切替えできる。この
羽口の外側羽口管は、該外側羽口管の直径の約２倍だけ
後退して装着される２本の他の羽口管を内蔵している。
もしこの湯中用羽口が、例えばキャリアガス（窒素）を
用いてサスペンジョンとしたコークスまたは石炭のよう
な炭素質固体燃料と、酸素および羽口保護媒質とを導入
するために用いられた場合、燃料供給は、搬送ガスを流
出し続けさせることなく、予め計算された導入時間の
後、オフ切替えすることができる。ある間欠期間の後、
燃料供給は、例えば溶融物湯の温度調整のために再開さ
れ、しかる後に再度オフ切替えすることができる。この
ような媒質供給の休止の回数は、任意に、間欠搬送に到
るまで選択することができる。この上記湯中用羽口の操
作において、羽口保護媒質、主にガス状または液体状炭
化水素、例えば天然ガス、プロパンおよび軽燃料油など
は、一般的には外側環状隙間を流通し、酸素は次の環状
隙間から導入され、燃料−搬送ガスサスペンジョン、例
えば無煙炭および窒素などは、中央管から導入される。
しかしながら、酸素は、また中央管を流通させることが
でき、燃料は、隣接する環状隙間を流通させることがで
きる。

【００１７】本発明の更なる特徴によれば、媒質供給は
完全にオフ切替えする必要はなく、残存流出を維持する
ことも可能である。例えば、燃料−ガスサスペンジョン
のための多媒質羽口の導入口圧力は、約４バールである
が、部分的オフ切替えの場合には、搬送ガスが、１．５
バールの圧力で流出し続けていてもよい。

【００１８】本発明の更なるデザインによれば、上述の
羽口は、４つの導入チャンネルを備えることができ、最
も簡単な場合には、４つの同軸管から構成することが可
能であって、このようにして、空気あるいは余熱された
空気が、例えば中央管に隣接する環状隙間にて付加的に
溶融物湯に導入され、燃料供給がオフ切替えされる場合
には、空気流動は、休止させるかまたは最小残存量まで
減少させることができる。

【００１９】本発明方法は、異なった媒質を金属湯面に
上吹付けするために好適に適用することができる。例え
ば、本発明方法は、溶融物湯から発生する反応ガス、主
にＣＯおよびＨ₂ を後燃えさせるのに好適に適用でき、
場合によっては、後燃えから得られた熱の溶融物湯への
再伝導さえ改善する。本発明に係る方法は、また、ドイ
ツ国特許第３６３９０５５号に開示されるような、ＫＥ
Ｓ法におけるエネルギー供給を増加させるのに好適に用
いることができる。この適用方法では、反応ガス後燃え
からの熱伝導を増加させることも可能であった。

【００２０】本発明の多媒質羽口は、３つ以上の同軸管
から、内側管が少なくとも外側管の直径だけ後退して該
外側管内に装着されているように構成して上吹付け羽口
とすることができる。そして、この多媒質羽口の本発明
の適用では、媒質流動は、少なくとも１つの媒質導入チ
ャンネルで工程間に少なくとも１回、オフ切替えされる
かまたはかなり抑制、即ち媒質圧力を割込み圧力の半分
以下に減じられる。

【００２１】本発明の有利なデザインによれば、湯面の
上方に配設される多媒質羽口は、空冷および／または水
冷で強制的に冷却される外側管と、その中に後退する内
側管、例えば３つの後退同軸管とを有し、水冷外側管に
隣接する第一環状隙間を介して空気が流通し、第二環状
隙間を介して石炭塵が流通し、中央管に隣接する第三環
状隙間を介して天然ガスが流通し、かつ中央管を介して
酸素が流通する。１つの操作様式によれば、これら媒質
流動の１つ、２つまたは３つが、オフ切替えされる。例
えば、多媒質羽口の操作において、約半分のバッチタイ
ムであって、上述の４媒質が流動するスイッチオン状態
の後、酸素以外の全ての媒質をオフ切替えして、反応ガ
スを後燃させるために精錬容器のガス空間に酸素のみを
導入させることが有用であることが判明した。

【００２２】本発明の更なる特徴によれば、羽口開口部
（tuyere mouth) を形成することによってより高い導出
率を得て、媒質流通量を増加させることが可能である。
個々の媒質供給チャンネルの開口部、特に中央管の開口
部はラバル管形状に形成される。また、個々の媒質導入
チャンネルの表面に、耐磨耗デザインを付与することも
本発明の範囲内である。これは、例えば硬質クロムメッ
キまたはビルドアップ溶接によって行うことができる。
セメントセラミック(cemented ceramic)管が、特にガス
−固体を移送するためのチャンネルに有利であることが
判明した。また、媒質供給チャンネル、例えば好ましく
は同軸管に、同一または異なった材料を用いることも本
発明の範囲内である。例えば、銅が水冷外側管に用いる
ことができる一方、他の管は、一般の鋼、または耐磨耗
性特殊鋼合金を含む特殊鋼から製造される。

【００２３】個々の媒質のための供給管において、戻し
バルブ(return valve)またはチェックバルブを取着する
ことが有用であることが判明した。これら戻しバルブ
は、好ましくは、集合供給管と多媒質羽口との間、即ち
個々の媒質チャンネル各々の供給管に配設される。

【００２４】多媒質羽口の上吹出し羽口としての本発明
における適用では、この多媒質羽口は、例えば製鋼転炉
の側壁または円錐状上部、あるいは伸長銅精錬炉の円筒
形天井において、好ましくは反応容器の耐火ライニング
を貫通して、金属湯表面の上方に設けられる。多媒質羽
口は、このようにして、通常３以上の同軸管から構成さ
れ、冶金工程で要求される種々の媒質が個々の環状隙間
および中央管を介して湯面に吹き出される。この羽口
は、すくなくとも２つの媒質導入チャンネルを有し、よ
って、多媒質羽口を操作する方法によれば、１つの媒質
は冶金工程の操作時間の間に少なくとも１回、あるいは
繰り返しオフ切替えされる。したがって、もし羽口に２
以上の導入チャンネルがあれば、１つ以外の全ての媒質
をオフ切替えすることができる。

【００２５】本発明の多媒質羽口の有利なデザインは、
羽口をランス形状とし、冶金反応容器の壁部または屋根
部に移動可能に取着することである。多媒質羽口のこの
移動可能な設置によって、各キャンペーン（最初から吹
止めまでの期間）の前に羽口を最適上吹出し位置に配置
させることができる他、種々の工程区分間および様々な
工程操作の間に、金属湯面に対応して羽口の吹出し角度
を変化させることができる。多媒質羽口の配設高さは、
長手軸方向においてそれを移動させる所定限界内で変化
させることができる。例えば、多媒質羽口ガス噴出のた
めには、静止湯表面に対し、２０°〜９０°の間の上吹
出し角度が有用であることが判明した。上吹出し高さ、
即ち静止湯面と多媒質羽口の開口部との間の高さは、反
応容器高さに対応して比較的自由に変更することができ
る。実用的には、１ｍの範囲、例えば湯表面上の１．５
０〜２．５０ｍの範囲の高さ、或いは２．５０〜３．５
０ｍの範囲から約９ｍ〜１０ｍの範囲まで、での様々な
変更が好ましいことが判明した。

【００２６】本発明によれば、多媒質羽口がランス形状
のデザインを有する場合、外側羽口間は強制冷却される
ことが好ましい。外側羽口管に隣接する多くとも１つの
更なる羽口管を前進せしめ、略同一の長さのこれら２本
の外側管に環状隙間を形成させ、この環状隙間を介し
て、冶金工程の操作中に好ましくは保護媒質が流動する
ようにすることも本発明方法の範囲内である。これら２
本の前進羽口管は、少なくとも更に１本の、後退羽口管
を内蔵している。このデザインによって、開口部空間
は、２本の前進外側管の内側と、１本以上の後退羽口管
によって形成されることとなる。内側管は、少なくとも
内側の前進管の直径ａに対応する距離ｂだけ、羽口先端
から後退して装着される。多媒質羽口のこの態様は、冶
金工程において操作するための方法によって、上吹出し
羽口としても湯中用羽口としても有用であることが判明
した。しかしながら、この多媒質羽口は、湯面下に反応
剤を導入するのに好ましく用いられる。

【００２７】本発明の多媒質羽口の湯中型デザインに伴
って、外側羽口管内、または２本の前進外側羽口管の内
側に配設される更なる同軸管は、羽口長手方向軸上で移
動可能なように、好ましくは内側管を反応容器の外側に
向かって移動させて取り外せるように設けることができ
る。この多くとも２本以上の外側前進羽口管内での媒質
導入チャンネルの移動可能性は、羽口開口部と後退内側
管との間の、少なくとも内側前進羽口管の直径に対応し
た距離ｂを何時でも維持するための操作準備を可能とす
る。本発明によれば、これは、１本以上の内側羽口管が
外側前進羽口管を越えて突出すること、即ち、例えばド
イツ国特許第１７５８８１６号の図１に示される如く、
外側羽口管よりも溶融物湯中にさらに突出することを防
止する。このような多媒質羽口の操作状態は、本発明に
よる多媒質羽口の適用において好ましくなく、避けられ
るべきである。

【００２８】多媒質羽口を操作する本発明方法におい
て、導入チャンネルへの媒質の供給をオフ切替えするた
め、或いは媒質圧力を割込み圧力の半分より小さく減少
させるためのオフ切替え手段または抑制手段は、反応容
器上に直接、あるいは羽口フランジ上に直に搭載せず
に、一般的な常温領域に移動させることが有利であるこ
とが判明した。例えば、製鋼用転炉では、これら切替え
用構成部材は、羽口への管が開通される転炉ピボット
（羽口の上流と見なされる）より前に取着されるべきで
ある。これらオフ切替えバルブまたは抑制バルブの操作
信頼性にとって、これらを通常室温の環境中に配設する
ことが有利であることが判明した。

【００２９】多媒質羽口を操作する本発明方法の驚くべ
き効果のために可能な１つの説明としては、１つの媒質
チャンネルに対して媒質供給がオフ切替えされた場合、
（外側羽口管の直径ａ、または２本の前進羽口管が存在
するばあいにはこれら２本の間の内側の１本の直径ａに
少なくとも対応する）長さｂに亘る前進外側管によって
のみ形成される羽口前方空間での激しい乱流が、溶融物
湯の多媒質羽口の所謂開口部空間に流入することを防止
するということである。媒質供給が、少なくとも１つの
媒質で、あるいは羽口動作に応じて更なる媒質でオフ切
替えされる場合多媒質羽口の開口部空間への流入は、略
音速に達する。この比較的高い媒質速度を確実とするた
めに、羽口導入口にて少なくとも３バールの媒質導入圧
力を用いることは本発明の範囲内である。本発明の更な
る特徴によれば、多媒質羽口の中央管は、例えばラバル
管型に形成し、媒質がこの媒質導入チャンネルから羽口
の開口部空間に超音速で流出するようにしてもよい。

【００３０】湯中配置における多媒質羽口の高い耐久性
のためのもう１つの納得できる説明としては、羽口開口
部空間における、酸化ガス、例えば酸素または空気と、
羽口保護媒質、例えば天然ガスとの前混合がある。炭化
水素の湯中羽口保護効果のための１つの説明は、炭化水
素が酸素と溶融物湯との反応を遅らせており、このこと
は羽口開口部空間でのこれら２つの媒質の前混合によっ
て改善されているのであろうと言うことを挙げられる。
さらに、２本の同軸管からなる通常の湯中用羽口では、
羽口保護媒質が、羽口保護のために、耐火ライニング中
の漂流ガス（バックグラウンドガス）として高率で消費
されることが知られている。本発明の多媒質羽口では、
開口部空間への羽口保護媒質の導入は、炭化水素の直接
的な羽口保護への適用を改善するであろう。

【００３１】以下、本発明の方法および多媒質羽口を、
図面および非限定的実施例によりさらに詳細に説明す
る。

【００３２】

【実施例】図１は、金属湯面の下方にて冶金反応容器の
耐火煉瓦積み中に取り付けられた多媒質羽口の長手方向
断面を示す。

【００３３】図２は、反応容器中の、金属湯の上方に通
常設けられる水冷多媒質羽口の長手方向断面図を示す。
図１によれば、多媒質羽口の外側管３は、溶融物湯１下
の耐火煉瓦積み２の中に配置されている。外側羽口管３
は、他の前進羽口管７を収容しており、これら２本の羽
口管３および７は、操作時間の間、保護媒質が好適に流
通される外側前進環状隙間９を形成する。羽口管７は、
ａとして引用される直径４を有している。羽口開口部で
は、典型的なマッシュルーム５が観察される。耐火ライ
ニング面は、ライン６で示される。

【００３４】多媒質羽口の前進外側管３および７は、２
本の更なる同軸管３５および８を収容しており、これら
は、外側から内側に向かって環状断面の後退媒質導入チ
ャンネル１０および３６を形成する。中央媒質導入チャ
ンネル１１は、管８の内径を有する環状断面を有してい
る。管３５および８は、外側管３および７内に、ｂとし
て引用される長さだけ後退して配設される。したがっ
て、多媒質羽口の開口部空間は、ｂとして引用される長
さまたは高さと、ａとして引用される管７の直径によっ
て定義される。

【００３５】金属湯面下の耐火ライニング中に配設され
たこれら多媒質羽口は、例えば酸素吹込転炉での製鋼に
おいて有用であることが判明した。６０ｔのＫＭＳ転炉
では、異なったスクラップ比を用い、この様にして生産
上の要請に適合させることができる。スクラップ比を１
０から２０ｔに増加させることにより、約２２００ｋｇ
のコークス、およびこれに加えて約２０００Ｎｍ³ の酸
素を溶融物中に導入する。ＫＭＳ転炉の底部には、６個
の上述の多媒質羽口が備えられている。鉄鋼精錬のため
には、約２０Ｎｍ³ ／分の天然ガスが、外側媒質チャン
ネル９を介して流通され、これは酸素導入量に基づいた
約８％の量に対応する。第二媒質導入チャンネル１０を
介して空気が溶融物中に導入され、第三媒質導入チャン
ネル３６を介して酸素が導入され、さらに中央媒質導入
チャンネル１１を介して粉砕コークが窒素のサスペンジ
ョンとして導入される。コークスの吹込み量は、約１８
０ｋｇ／分であり、酸素の吹込み量は、約２５０Ｎｍ³
／分である。約１２分の吹込み時間の後に、媒質導入チ
ャンネル１１を介するコークス供給および媒質導入チャ
ンネル１０を介する空気供給がオフ切替えされる。この
時から、媒質導入チャンネル３６を介して酸素が流通さ
れ、外側媒質導入チャンネル９を介して天然ガスが流通
される。さらに５分経過後、即ち１７分の合計吹込み時
間の後、１バッチが、完全に精錬され、炭素含有量約
０．０２％にて転炉から出湯する。

【００３６】製鋼転炉の底部における上述の多媒質羽口
は、周囲の耐火性煉瓦積み２とともに均質に消耗する。
外側羽口管３および７は、一般的には、１ｍｍ／バッチ
以下の消耗割合で焼失後退する。内側同軸羽口管３５お
よび８は、羽口開口部空間に望まれる程度にｂとして引
用される長さを調節するために、不図示の装置によって
外側に移動させることができる。経験的には、羽口管３
５および８は、略３０〜５０の溶融回数毎に、約ａで引
用される直径４の値だけ引き抜かれる。

【００３７】図１によれば、多媒質羽口は、強制的に冷
却される外側羽口管１５を備えている。水冷が用いら
れ、冷媒はチャンネル１６を介して流通する。また、羽
口は、２本の同軸内側羽口管１７および１８を有してお
り、これらは、外側から内側に向かって媒質導入チャン
ネル１９、２０および２１を形成する。多媒質羽口の開
口部空間は、ａとして引用される直径と、ｂとして引用
される長さとを有する。加えて、羽口管１８は、再度ｃ
として引用される長さ２４だけ後退して配設される。

【００３８】図２に示される多媒質羽口は、主に外側水
冷羽口管１５の形状から、結果としてランス形状を有し
ており、この本発明羽口は、主に様々な冶金工程のため
の上吹出し羽口に適している。例えば、ＫＥＳ法による
製鋼において、この羽口は溶鉱炉の屋根部に装備され、
加熱あるいは後燃え羽口として用いられる。移動可能に
懸垂されることにより、この多媒質羽口は、金属湯面に
対応してどの様な所望の上吹出し角度にも調節すること
ができる。媒質導入チャンネルの操作において外側から
内側に向かって、チャンネル１９を介して天然ガスが、
チャンネル２０を介してコークス塵が、さらに中央パイ
プ２１を介して酸素が精錬容器内に導入されることが有
利であることが判明した。製鋼における略半分のバッチ
時間の後、酸素以外の全ての媒質がオフ切替えされ、こ
のようにして多媒質羽口のチャンネル２１を介して酸素
のみが流通する。この操作様式は、炉内ガス空間での反
応ガスの後燃えによる熱の非常に有利な適用を可能とす
るとともに、明らかな電気エネルギーの節約を可能とす
る。

【００３９】冶金工程における上吹出しのための多媒質
羽口は、勿論、図２に係わらず、４以上の導入チャンネ
ルを持つことができる。４つの媒質導入チャンネルが存
在する場合、天然ガスは外側環状隙間を流通し、空気は
次のチャンネルを流通し、次に石炭塵が流通し、そして
中央管を酸素が流通する。

【００４０】多媒質羽口を操作するための方法の大規模
な適用において、溶融物上で用いる場合、即ち上吹出し
羽口またはランスとして用いる場合には中央チャンネル
に酸素を流通させて羽口を操作し、湯中用羽口として用
いる場合には中央チャンネルに炭素質燃料を導入するこ
とが好適であることが判明した。

【００４１】本発明によれば、多媒質羽口を操作するた
めの方法、および多媒質羽口そのものは、本発明の範囲
を越えることなく、冶金工程の様々な操作条件に適合さ
せることができる。その一例は、汚染ダストの処理であ
る。このダストは、粉砕コークなどの燃料に添加するこ
とができ、工程熱バランスを補うために溶融物湯中に導
入されるか、あるいは汚染粉体材料またはこれら危険な
粉塵の幾つかは、多媒質羽口の１つ以上の付加的な媒質
導入チャンネルを介して溶融物湯に吹き込まれる。この
ように、多媒質羽口およびその操作方法の多様な可能性
を変化させることと同時に、この冶金方法にこれらを最
適化することも本発明の範囲内である。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
様々なガス状物質、液体状物質、気体搬送可能な物質、
固体状物質およびこれら媒質の任意混合物のための少な
くとも２つの導入チャンネルを有する多媒質羽口の１以
上を、対応する反応容器内の金属溶融物の湯面下および
／または湯面上に配設された場合に適用し、例えば、冶
金工程の操作期間に、少なくとも１つの媒質羽口の少な
くとも１つの媒質導入チャンネルにおいて、媒質供給を
一時的にオフに切り替えるか、または媒質圧力を割込み
圧力の半分より小さく減少させるよう操作するようにし
たため、オフ切替えまたは導入圧力を減ずる媒質、或い
はその導入チャンネル等を選択することにより、金属湯
面上または湯面下のいずれか、またはその両方において
操作される場合において、媒質消費を低下させ、工程で
の熱バランスの改善を確実とすることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、金属湯面下にて、冶金反応容器の耐火
煉瓦積み中に取り付けられた実施例に係る多媒質羽口の
長手方向断面図である。

【図２】図２は、反応容器中にて金属湯の上方に通常設
けられる、実施例に係る水冷多媒質羽口の長手方向断面
図である。

【符号の説明】

１…溶融物湯 ２…耐火煉瓦積み ３…外側管 ４…直径ａ ７…前進羽口管 ８…中央管 ９，１０，１９，２０，３６…媒質導入チャンネル（環
状隙間） １１，２１…媒質導入チャンネル（中央管） １２…高さｂ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハラルド ベルガー オーストリア 4020 リンツ マリアヒル フガッセ 11

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 羽口が、様々なガス状物質、液体状物
   質、気体搬送可能な物質、固体状物質およびこれら媒質
   の任意混合物のための少なくとも２つの導入チャンネル
   を有し、かつその１以上が、対応する反応容器内の金属
   溶融物の湯面の下方および／または湯面の上方に配設さ
   れた場合に適用される冶金工程での多媒質羽口の操作方
   法において、冶金工程の操作期間に、少なくとも１つの
   媒質羽口の少なくとも１つの媒質導入チャンネルにおい
   て、媒質供給を一時的にオフに切り替えるか、または媒
   質圧力を割込み圧力の半分より小さく減少させることを
   特徴とする冶金工程での多媒質羽口の操作方法。
2. 【請求項２】 媒質供給が、多媒質羽口の少なくとも１
   つの導入チャンネルにおいて、繰り返し、オフ切替えか
   つ再開されることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 媒質圧力が、多媒質羽口の少なくとも１
   つの導入チャンネルにおいて、繰り返し、割込み圧力の
   半分に減少されかつ再増加されることを特徴とする請求
   項１または２記載の方法。
4. 【請求項４】 媒質圧力が、多媒質羽口の少なくとも２
   つの導入チャンネルにおいて、同時に、オフ切替えされ
   るか、または割込み圧力の半分に減少されることを特徴
   とする請求項１ないし３記載の方法。
5. 【請求項５】 多媒質羽口が冶金容器内にて湯面の上方
   で操作され、特に冶金溶融物からの反応ガスのための後
   燃え羽口として操作される場合、多媒質羽口がランス形
   状を有し、上吹出し高さおよび／または上吹出し角度が
   調節可能であることを特徴とする請求項１ないし４記載
   の方法。
6. 【請求項６】 少なくとも２つの導入チャンネルを有
   し、これらチャンネルが貫通管状媒質導入手段、好まし
   くは同軸で配設されるパイプから実質的になる請求項１
   ないし５記載の方法を行うための多媒質羽口であって、
   開口直径ａを有する外側管状媒質導入手段が、第二媒質
   導入手段を収容しており、該第二媒質導入手段は、少な
   くとも、直径ａに対応する長さｂだけ前記外側媒質導入
   手段より後退していることを特徴とする多媒質羽口。
7. 【請求項７】 前記第二媒質供給手段が、１つ以上の更
   なる媒質供給手段を有し、該媒質供給手段は、第二媒質
   供給手段より後退するか、あるいは該手段と略同じに終
   端することを特徴とする請求項６記載の多媒質羽口。
8. 【請求項８】 前記媒質供給手段が同軸上に配置された
   パイプからなり、異なったパイプ直径によって個々のパ
   イプ間に環状隙間が付与され、パイプ間のスペーサによ
   って環状隙間の均一な幅が確保されることを特徴とする
   請求項６または７記載の多媒質羽口。
9. 【請求項９】 中央パイプ（中央媒質供給手段）の開口
   部がラバル管状に形成されることを特徴とする請求項６
   ないし８記載の多媒質羽口。
10. 【請求項１０】 パイプ／媒質供給手段は、耐磨耗性面
    を有することを特徴とする請求項６ないし９記載の多媒
    質羽口。
11. 【請求項１１】 外側媒質供給手段は、強制冷却、好ま
    しくは水冷されることを特徴とする請求項６ないし１０
    記載の多媒質羽口。