JPH07126732A - 酸素精錬炉用２次燃焼ランス - Google Patents
酸素精錬炉用２次燃焼ランスInfo
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- JPH07126732A JPH07126732A JP27566193A JP27566193A JPH07126732A JP H07126732 A JPH07126732 A JP H07126732A JP 27566193 A JP27566193 A JP 27566193A JP 27566193 A JP27566193 A JP 27566193A JP H07126732 A JPH07126732 A JP H07126732A
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- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 74
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- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 還元反応をできるだけ抑制しながら副孔より
の酸素供給量を増やして２次燃焼率の向上を図らせ得る
酸素精錬炉用２次燃焼ランスを提供する。 【構成】 脱炭用酸素ジェット５を噴射する主孔３が先
端に、複数個の２次燃焼用の副孔２を側面に有する酸素
精錬炉用２次燃焼ランス１である。副孔２は、ランス軸
方向の少なくとも２段に、各段毎では同一円周位置に、
段間では同一軸線位置に配列されるとともに、同一軸線
位置における段間の各副孔２からの酸素ジェット４が主
孔３からの脱炭用酸素ジェット５の外側位置の溶鋼６表
面でオーバーラップ９するように、各副孔２のノズル取
付角度がそれぞれ設定される。
の酸素供給量を増やして２次燃焼率の向上を図らせ得る
酸素精錬炉用２次燃焼ランスを提供する。 【構成】 脱炭用酸素ジェット５を噴射する主孔３が先
端に、複数個の２次燃焼用の副孔２を側面に有する酸素
精錬炉用２次燃焼ランス１である。副孔２は、ランス軸
方向の少なくとも２段に、各段毎では同一円周位置に、
段間では同一軸線位置に配列されるとともに、同一軸線
位置における段間の各副孔２からの酸素ジェット４が主
孔３からの脱炭用酸素ジェット５の外側位置の溶鋼６表
面でオーバーラップ９するように、各副孔２のノズル取
付角度がそれぞれ設定される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、転炉等の酸素精錬炉に
おける炉内２次燃焼率を向上させるために用いられる２
次燃焼ランスの構成に関する。
おける炉内２次燃焼率を向上させるために用いられる２
次燃焼ランスの構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】脱炭用ジェットを噴射する主孔を先端
に、２次燃焼用の副孔を側面に複数個有する酸素精錬炉
用２次燃焼ランスの従来の構造が図５に、炉内での２次
燃焼の態様が図６にそれぞれ示される。このランス１
は、脱炭用酸素ジェットを噴射する主孔３を先端に持つ
通常の脱炭用ランスの側面に２次燃焼用の副孔２を複数
個配置して設けたものであり、例えば転炉に設置してそ
の吹錬中に副孔２から低流速の酸素を炉内に噴射し、脱
炭反応により炉内に多量に存在しているＣＯと反応させ
てＣＯ2 まで燃焼させる（図６参照）ことによって、排
ガス２次燃焼を行わせている。ところで、従来は、炉内
２次燃焼率を上げるために２次燃焼用酸素の流速を高め
ることなく、酸素量を増加するような特殊な構造の副孔
を備えたランスが用いられている。
に、２次燃焼用の副孔を側面に複数個有する酸素精錬炉
用２次燃焼ランスの従来の構造が図５に、炉内での２次
燃焼の態様が図６にそれぞれ示される。このランス１
は、脱炭用酸素ジェットを噴射する主孔３を先端に持つ
通常の脱炭用ランスの側面に２次燃焼用の副孔２を複数
個配置して設けたものであり、例えば転炉に設置してそ
の吹錬中に副孔２から低流速の酸素を炉内に噴射し、脱
炭反応により炉内に多量に存在しているＣＯと反応させ
てＣＯ2 まで燃焼させる（図６参照）ことによって、排
ガス２次燃焼を行わせている。ところで、従来は、炉内
２次燃焼率を上げるために２次燃焼用酸素の流速を高め
ることなく、酸素量を増加するような特殊な構造の副孔
を備えたランスが用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この種の２次燃焼ラン
スを使用して２次燃焼率を上げるためには、副孔２から
供給する酸素量を増量することが必要である。しかし、
酸素量を増加することにより、副孔２から供給される酸
素の流速が当然増加する。この結果、炉内のＣＯガスと
十分に反応しない状態のままで溶鋼面に到達し、これに
よって溶鋼の脱炭に寄与する酸素の比率が増加する反
面、２次燃焼によって生成したＣＯ2 ガスを酸素ジェッ
トに巻込み、溶鋼面でＣＯ2 ＋Ｃ→２ＣＯの還元反応を
発生して、却って２次燃焼率を低下させてしまう問題が
ある。一方、２次燃焼用の酸素流速を低下させるために
副孔数を増加させることが考えられるが、副孔数の増加
は上述する還元反応状態を助長することに繋がって、や
はり２次燃焼率の低下につながる問題がある。
スを使用して２次燃焼率を上げるためには、副孔２から
供給する酸素量を増量することが必要である。しかし、
酸素量を増加することにより、副孔２から供給される酸
素の流速が当然増加する。この結果、炉内のＣＯガスと
十分に反応しない状態のままで溶鋼面に到達し、これに
よって溶鋼の脱炭に寄与する酸素の比率が増加する反
面、２次燃焼によって生成したＣＯ2 ガスを酸素ジェッ
トに巻込み、溶鋼面でＣＯ2 ＋Ｃ→２ＣＯの還元反応を
発生して、却って２次燃焼率を低下させてしまう問題が
ある。一方、２次燃焼用の酸素流速を低下させるために
副孔数を増加させることが考えられるが、副孔数の増加
は上述する還元反応状態を助長することに繋がって、や
はり２次燃焼率の低下につながる問題がある。
【０００４】本発明は、このような問題点の解消を図る
ために成されたものであり、本発明の目的は、還元反応
をできるだけ抑制しながら副孔よりの酸素供給量を増や
して２次燃焼率の向上を図らせ得る酸素精錬炉用２次燃
焼ランスを提供することにある。
ために成されたものであり、本発明の目的は、還元反応
をできるだけ抑制しながら副孔よりの酸素供給量を増や
して２次燃焼率の向上を図らせ得る酸素精錬炉用２次燃
焼ランスを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため以下に述べる構成としたものである。即
ち、本発明は、脱炭用酸素ジェットを噴射する主孔を先
端に有し、２次燃焼用の副孔を側面に複数個有する酸素
精錬炉用２次燃焼ランスであって、前記副孔は、ランス
軸方向の少なくとも２段に、各段毎では同一円周位置
に、段間では同一軸線位置に配列されるとともに、同一
軸線位置における段間の各副孔からの酸素ジェットが主
孔からの脱炭用酸素ジェットの外側位置の溶鋼表面でオ
ーバーラップするように、各副孔のノズル取付角度がそ
れぞれ設定されてなることを特徴とする酸素精錬炉用２
次燃焼ランスである。
達成するため以下に述べる構成としたものである。即
ち、本発明は、脱炭用酸素ジェットを噴射する主孔を先
端に有し、２次燃焼用の副孔を側面に複数個有する酸素
精錬炉用２次燃焼ランスであって、前記副孔は、ランス
軸方向の少なくとも２段に、各段毎では同一円周位置
に、段間では同一軸線位置に配列されるとともに、同一
軸線位置における段間の各副孔からの酸素ジェットが主
孔からの脱炭用酸素ジェットの外側位置の溶鋼表面でオ
ーバーラップするように、各副孔のノズル取付角度がそ
れぞれ設定されてなることを特徴とする酸素精錬炉用２
次燃焼ランスである。
【０００６】本発明はまた、上記の酸素精錬炉用２次燃
焼ランスにおいて、各副孔からの酸素ジェットにおける
中心流線の溶鋼表面での位置が、主孔からの脱炭用酸素
ジェットの溶鋼表面での外周位置と酸素精錬炉の炉壁と
の間の略中間点になるように、各副孔のノズル取付角度
がそれぞれ設定されることを特徴とする。本発明はま
た、上記の酸素精錬炉用２次燃焼ランスにおいて、各副
孔のノズル取付角度が、下記式を満足する値であること
を特徴とする。
焼ランスにおいて、各副孔からの酸素ジェットにおける
中心流線の溶鋼表面での位置が、主孔からの脱炭用酸素
ジェットの溶鋼表面での外周位置と酸素精錬炉の炉壁と
の間の略中間点になるように、各副孔のノズル取付角度
がそれぞれ設定されることを特徴とする。本発明はま
た、上記の酸素精錬炉用２次燃焼ランスにおいて、各副
孔のノズル取付角度が、下記式を満足する値であること
を特徴とする。
【０００７】θi ＝ｔａｎ-1［｛（ 0.5ｒ1 ＋ 0.5
ｒ2 ）−ｒL ｝／（Ｈ＋ｈi ）］ （i ：段数＝１，２，……，ｎ）
ｒ2 ）−ｒL ｝／（Ｈ＋ｈi ）］ （i ：段数＝１，２，……，ｎ）
【０００８】但し、θi ：各段の副孔のノズル取付角
度， Ｈ ：鋼浴からの２次燃焼ランス先端の高さ， ｈi ：２次燃焼ランス先端からの各段の副孔の高さ， ｒ1 ：脱炭用酸素ジェット火点の外周半径 ｒ2 ：２次燃焼ランス軸中心から酸素精錬炉々壁までの
距離， ｒL ：２次燃焼ランス本体の半径，
度， Ｈ ：鋼浴からの２次燃焼ランス先端の高さ， ｈi ：２次燃焼ランス先端からの各段の副孔の高さ， ｒ1 ：脱炭用酸素ジェット火点の外周半径 ｒ2 ：２次燃焼ランス軸中心から酸素精錬炉々壁までの
距離， ｒL ：２次燃焼ランス本体の半径，
【０００９】
【作用】本発明に従えば、酸素精錬炉用２次燃焼ランス
の前記副孔は、ランス軸方向の少なくとも２段に、各段
毎では同一円周位置に、段間では同一軸線位置に配列さ
れるとともに、同一軸線位置における段間の各副孔から
の酸素ジェットが主孔からの脱炭用酸素ジェットの外側
の溶鋼表面でオーバーラップするように、ノズル取付角
度がそれぞれ設定されている。ここにおいて、２次燃焼
用酸素が溶鋼表面に達した際に起こるＣＯ2 ＋Ｃ→２Ｃ
Ｏの還元反応の速度は、２次燃焼用酸素ジェットによっ
て生じる火点面積に比例することが明らかである点か
ら、本発明の如く２次燃焼用酸素をオーバーラップさせ
ると、火点面積は副孔の段数には関わりなく増加しない
で略一定となるため、その結果、還元反応サイトの増大
効果を抑制できる。従って、２次燃焼率を効率的に高め
ることができる。
の前記副孔は、ランス軸方向の少なくとも２段に、各段
毎では同一円周位置に、段間では同一軸線位置に配列さ
れるとともに、同一軸線位置における段間の各副孔から
の酸素ジェットが主孔からの脱炭用酸素ジェットの外側
の溶鋼表面でオーバーラップするように、ノズル取付角
度がそれぞれ設定されている。ここにおいて、２次燃焼
用酸素が溶鋼表面に達した際に起こるＣＯ2 ＋Ｃ→２Ｃ
Ｏの還元反応の速度は、２次燃焼用酸素ジェットによっ
て生じる火点面積に比例することが明らかである点か
ら、本発明の如く２次燃焼用酸素をオーバーラップさせ
ると、火点面積は副孔の段数には関わりなく増加しない
で略一定となるため、その結果、還元反応サイトの増大
効果を抑制できる。従って、２次燃焼率を効率的に高め
ることができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例について添付図面を参
照しながら説明する。図１は、本発明の実施例に係る酸
素精錬炉用２次燃焼ランス１（以下、２次燃焼ランス１
と略称する）の略示構造図である。この２次燃焼ランス
１は、例えば上吹転炉内に上部開口から挿入し、吹錬作
業中に鋼浴６の表面から２ｍ前後程度の位置で先端に設
けられる主孔３のノズルより高圧酸素の脱炭用酸素ジェ
ット５を鋼浴６に噴出して脱炭を行う。２次燃焼ランス
１は、本体の主孔３寄り側面に複数個の副孔２が穿設さ
れて、後述する如き取付角度でノズルが取付けられ、脱
炭用酸素ジェット５の外側位置に２次燃焼用酸素ジェッ
ト４を噴出するように設けられる。
照しながら説明する。図１は、本発明の実施例に係る酸
素精錬炉用２次燃焼ランス１（以下、２次燃焼ランス１
と略称する）の略示構造図である。この２次燃焼ランス
１は、例えば上吹転炉内に上部開口から挿入し、吹錬作
業中に鋼浴６の表面から２ｍ前後程度の位置で先端に設
けられる主孔３のノズルより高圧酸素の脱炭用酸素ジェ
ット５を鋼浴６に噴出して脱炭を行う。２次燃焼ランス
１は、本体の主孔３寄り側面に複数個の副孔２が穿設さ
れて、後述する如き取付角度でノズルが取付けられ、脱
炭用酸素ジェット５の外側位置に２次燃焼用酸素ジェッ
ト４を噴出するように設けられる。
【００１１】前記副孔２は、ランス軸方向の多段，例え
ば上下２段に設けられ、各段毎については同一円周上
に、かつ、段間については同一軸線上に位置してそれぞ
れ配列されており、同一軸線上に位置している上・下の
副孔２は、該各ノズルからの２次燃焼用酸素ジェット４
が鋼浴６の表面でオーバーラップして噴出するように取
付角度がそれぞれ決められている。図２には、図１図示
２次燃焼ランス１によって鋼浴表面に生成される酸素ジ
ェットの火点パターンが平面示されるが、主孔３から噴
出する脱炭用酸素ジェット５の火点７は、中心部の小径
円周上に等分周して形成され、一方、副孔２から噴出す
る２次燃焼用酸素ジェット４の火点８は、前記小径円と
同心を成す大径円周上に等分周して前記火点７の外側に
位置して形成され、かつ、それぞれが右下がり斜線域で
示されるようにオーバーラップ９した部分を有してい
る。なお、この例では、副孔２からの２次燃焼用酸素ジ
ェット４の９０％程度迄がオーバーラップ９した状態に
なっている。
ば上下２段に設けられ、各段毎については同一円周上
に、かつ、段間については同一軸線上に位置してそれぞ
れ配列されており、同一軸線上に位置している上・下の
副孔２は、該各ノズルからの２次燃焼用酸素ジェット４
が鋼浴６の表面でオーバーラップして噴出するように取
付角度がそれぞれ決められている。図２には、図１図示
２次燃焼ランス１によって鋼浴表面に生成される酸素ジ
ェットの火点パターンが平面示されるが、主孔３から噴
出する脱炭用酸素ジェット５の火点７は、中心部の小径
円周上に等分周して形成され、一方、副孔２から噴出す
る２次燃焼用酸素ジェット４の火点８は、前記小径円と
同心を成す大径円周上に等分周して前記火点７の外側に
位置して形成され、かつ、それぞれが右下がり斜線域で
示されるようにオーバーラップ９した部分を有してい
る。なお、この例では、副孔２からの２次燃焼用酸素ジ
ェット４の９０％程度迄がオーバーラップ９した状態に
なっている。
【００１２】各副孔２のノズルの取付角度を設定するに
際して、図３の本実施例に係る２次燃焼ランス１の寸法
関係図を参照して以下説明する。段数を i＝１，２，…
…，ｎ、各段の副孔２のノズル取付角度をθi 、鋼浴６
表面からの２次燃焼ランス１先端の高さをＨ、２次燃焼
ランス１先端からの各段の副孔２の高さをｈi 、脱炭用
酸素ジェット火点７の外周半径をｒ1 、２次燃焼ランス
１軸中心から酸素精錬炉々壁１０までの距離をｒ2 、２
次燃焼ランス１本体の半径をｒL 、とそれぞれ定めたと
すると、ノズル取付角度θi は、
際して、図３の本実施例に係る２次燃焼ランス１の寸法
関係図を参照して以下説明する。段数を i＝１，２，…
…，ｎ、各段の副孔２のノズル取付角度をθi 、鋼浴６
表面からの２次燃焼ランス１先端の高さをＨ、２次燃焼
ランス１先端からの各段の副孔２の高さをｈi 、脱炭用
酸素ジェット火点７の外周半径をｒ1 、２次燃焼ランス
１軸中心から酸素精錬炉々壁１０までの距離をｒ2 、２
次燃焼ランス１本体の半径をｒL 、とそれぞれ定めたと
すると、ノズル取付角度θi は、
【００１３】θi ＝ｔａｎ-1［｛（ 0.5ｒ1 ＋ 0.5
ｒ2 ）−ｒL ｝／（Ｈ＋ｈi ）］ の式で表される。
ｒ2 ）−ｒL ｝／（Ｈ＋ｈi ）］ の式で表される。
【００１４】上式に基づいてノズル取付角度θi を設定
することによって、ノズル径が同じであれば２次燃焼用
酸素ジェット４の火点８は略１００％重なり合うことに
なり、その結果、副孔２から供給された酸素に起因して
火点８で生じるＣ０2 の還元反応は、火点面積が限定さ
れているので相当量抑制され、副孔２から供給された酸
素が２次燃焼に寄与する比率が例えば２５％向上するこ
とが判った。図４にオーバーラップ９が有る本発明実施
例（線イ）とオーバーラップ９が無い同形の比較ランス
（線ロ）との２次燃焼率の変化が線図で示される通り、
本発明実施例は、吹錬中の炉内の２次燃焼率が約５％増
加した。
することによって、ノズル径が同じであれば２次燃焼用
酸素ジェット４の火点８は略１００％重なり合うことに
なり、その結果、副孔２から供給された酸素に起因して
火点８で生じるＣ０2 の還元反応は、火点面積が限定さ
れているので相当量抑制され、副孔２から供給された酸
素が２次燃焼に寄与する比率が例えば２５％向上するこ
とが判った。図４にオーバーラップ９が有る本発明実施
例（線イ）とオーバーラップ９が無い同形の比較ランス
（線ロ）との２次燃焼率の変化が線図で示される通り、
本発明実施例は、吹錬中の炉内の２次燃焼率が約５％増
加した。
【００１５】次に、２次燃焼ランスのタイプによる排ガ
ス２次燃焼率の変化を示すと下記の「表１」の通りであ
る。この表は、本発明に係る２次燃焼ランスを使用した
際の炉内２次燃焼率と、通常ランス及びオーバーラップ
無し２次燃焼ランスの炉内２次燃焼率とを比較したもの
である。
ス２次燃焼率の変化を示すと下記の「表１」の通りであ
る。この表は、本発明に係る２次燃焼ランスを使用した
際の炉内２次燃焼率と、通常ランス及びオーバーラップ
無し２次燃焼ランスの炉内２次燃焼率とを比較したもの
である。
【００１６】
【表１】
【００１７】上記の「表１」によって明らかな通り、副
孔２を有し、かつ、オーバーラップ９を有する本発明実
施例の場合、炉内平均２次燃焼率、２次燃焼用酸素効率
共に高い値を示していて、所期の目的が十分達成される
ことが証される。
孔２を有し、かつ、オーバーラップ９を有する本発明実
施例の場合、炉内平均２次燃焼率、２次燃焼用酸素効率
共に高い値を示していて、所期の目的が十分達成される
ことが証される。
【００１８】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、副孔から
噴出する２次燃焼用酸素を鋼浴表面でオーバーラップさ
せるようにしているため、２次燃焼用酸素ジェットによ
る火点面積は、副孔の段数には関わりなく増加しないで
略一定となるため、その結果、還元反応サイトの増大効
果を抑制できる。従って、２次燃焼率を効率的に高めな
がら２次燃焼用酸素効率を向上することが可能である。
噴出する２次燃焼用酸素を鋼浴表面でオーバーラップさ
せるようにしているため、２次燃焼用酸素ジェットによ
る火点面積は、副孔の段数には関わりなく増加しないで
略一定となるため、その結果、還元反応サイトの増大効
果を抑制できる。従って、２次燃焼率を効率的に高めな
がら２次燃焼用酸素効率を向上することが可能である。
【図１】本発明の実施例に係る酸素精錬炉用２次燃焼ラ
ンス１の略示構造図である。
ンス１の略示構造図である。
【図２】図１図示の２次燃焼ランス１によって鋼浴表面
に生成される酸素ジェットの火点パターンの平面図であ
る。
に生成される酸素ジェットの火点パターンの平面図であ
る。
【図３】図１図示の２次燃焼ランス１の寸法関係図であ
る。
る。
【図４】オーバーラップ９が有る本発明実施例とオーバ
ーラップ９が無い同形の比較ランスとの２次燃焼率の変
化の比較線図である。
ーラップ９が無い同形の比較ランスとの２次燃焼率の変
化の比較線図である。
【図５】従来の酸素精錬炉用２次燃焼ランスの構造図で
ある。
ある。
【図６】図５図示の２次燃焼ランスにおける炉内での２
次燃焼の態様を示す正面図である。
次燃焼の態様を示す正面図である。
１…２次燃焼ランス ２…副孔 ３…主孔 ４…２次燃焼用酸素ジェット ５…脱炭用酸素ジェット ６…鋼浴 ７…火点 ８…火点 ９…オーバーラップ １０…炉壁
Claims (3)
- 【請求項１】 脱炭用酸素ジェットを噴射する主孔を先
端に有し、２次燃焼用の副孔を側面に複数個有する酸素
精錬炉用２次燃焼ランスであって、前記副孔は、ランス
軸方向の少なくとも２段に、各段毎では同一円周位置
に、段間では同一軸線位置に配列されるとともに、同一
軸線位置における段間の各副孔からの酸素ジェットが主
孔からの脱炭用酸素ジェットの外側位置の溶鋼表面でオ
ーバーラップするように、各副孔のノズル取付角度がそ
れぞれ設定されてなることを特徴とする酸素精錬炉用２
次燃焼ランス。 - 【請求項２】 各副孔からの酸素ジェットにおける中心
流線の溶鋼表面での位置が、主孔からの脱炭用酸素ジェ
ットの溶鋼表面での外周位置と酸素精錬炉の炉壁との間
の略中間点になるように、各副孔のノズル取付角度がそ
れぞれ設定されることを特徴とする請求項１に記載の酸
素精錬炉用２次燃焼ランス。 - 【請求項３】 各副孔のノズル取付角度が、下記式を満
足する値であることを特徴とする請求項２に記載の酸素
精錬炉用２次燃焼ランス。 記 θi ＝ｔａｎ-1［｛（ 0.5ｒ1 ＋ 0.5ｒ2 ）−ｒL ｝／
（Ｈ＋ｈi ）］ （i ：段数＝１，２，……，ｎ） 但し、θi ：各段の副孔のノズル取付角度， Ｈ ：鋼浴からの２次燃焼ランス先端の高さ， ｈi ：２次燃焼ランス先端からの各副孔の高さ， ｒ1 ：脱炭用酸素ジェット火点の外周半径 ｒ2 ：２次燃焼ランス軸中心から酸素精錬炉々壁までの
距離， ｒL ：２次燃焼ランス本体の半径，
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27566193A JPH07126732A (ja) | 1993-11-04 | 1993-11-04 | 酸素精錬炉用２次燃焼ランス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27566193A JPH07126732A (ja) | 1993-11-04 | 1993-11-04 | 酸素精錬炉用２次燃焼ランス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07126732A true JPH07126732A (ja) | 1995-05-16 |
Family
ID=17558586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27566193A Withdrawn JPH07126732A (ja) | 1993-11-04 | 1993-11-04 | 酸素精錬炉用２次燃焼ランス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07126732A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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1993
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