JPH0735482A - 電気炉用水冷ランス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 酸素吹精作業中におけるスロッピング・スプ
ラッシュの飛散及び歩留低下の防止、作業性、稼働率及
び生産性の向上を図る。 【構成】 製鋼用電気炉２内に酸素を吹き込むための水
冷された非消耗型ランス１であって、ランス１の先端部
に、主酸素噴出流ＦＯの周囲を覆うサブ酸素流バリアＦ
Ｂ形成用の酸素吹出ノズル１７を備えた水冷構造の酸素
吹出ヘッダー１４を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、製鋼用電気炉に酸素を
吹精する際に使用される水冷ランスに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】製鋼用電気炉において、炉内に酸素を吹
き込む場合、ランスパイプと称する表面をカロライズし
た消耗型のパイプが使用されており、炉の吹精作業開口
（除滓口）からランスパイプを作業者が手で持って炉内
に挿入し、図５に示すように、ランス４１から酸素を噴
出して、湯だまり４２上方の赤熱したスクラップ４３に
吹精し、スクラップ４３を加熱・切断している。

【０００３】従来、消耗型ランスパイプの使用には、３
人の作業者が同時に作業するか、ランスマニピュレータ
を使用するかであるが、前者では炉前の厳しい作業環境
下であるため、作業者の健康上の問題もあり、また、後
者では作業範囲が広いため大掛かりな装置となり、炉前
作業スペースが狭くなって他の作業に支障をきたし、ま
たコスト高になる等の問題があった。

【０００４】そこで、本願出願人は、すでに、上記問題
点を解消しうる非消耗型酸素吹精ランスを使用した酸素
吹精方法及び装置を提案している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、非消耗型水
冷ランスを使用して吹精を行なう場合、ランス先端から
噴出される酸素流の速度は、マッハ２前後であり、図５
に示すように、酸素流ＦＯの衝当する部分及びその周囲
のスラグ４４、溶鋼４２が吹き飛ばされ、この溶鋼等の
吹飛び、即ちスロッピング・スプラッシュが、炉内のパ
ネルに付着したり、除滓口から炉前に吹き出し、集塵エ
ルボー内等へは飛び込むほか、スプラッシュ付着物の成
長、落下など電気炉操業作業への支障、歩留りの低下を
招来しており、水冷ランスの稼働率低下或いは使用停
止、能力を低下させての使用、更には電気炉生産能率の
低下をもたらす等の問題が生じている。

【０００６】本発明は、上述のような実状に鑑みてなさ
れたもので、その目的とするところは、酸素吹精作業中
におけるスロッピング・スプラッシュの飛散及び歩留り
低下の防止を図り、作業性、稼働率及び生産性の向上等
を図ることができる電気炉用水冷ランスを提供するにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、次の技術的手段を講じた。即ち、本発
明は、製鋼用電気炉内に酸素を吹き込むための水冷され
た非消耗型ランスであって、該ランス先端部に、主酸素
噴出流の周囲を覆うサブ酸素流バリア形成用の酸素吹出
ノズルを備えた水冷構造の酸素吹出ヘッダーを設けたこ
とを特徴としている。

【０００８】

【作用】本発明によれば、電気炉内に水冷ランスから主
酸素を吹き出すと同時に、酸素吹出ヘッダーのノズルか
らサブ酸素を吹出すことによって、主酸素流の周囲をサ
ブ酸素流が取り囲んで、サブ酸素バリアを形成する。し
たがって、主酸素流の衝突によってスロッピング・スプ
ラッシュが発生しても、前記サブ酸素バリアによってス
プラッシュが外部へ飛散するのが防止され、炉壁・天井
パネル受熱面等へのスプラッシュ付着・成長防止及び途
中落下防止が図られ、生産性が向上する。

【０００９】また、溶解期においては、主酸素流域に加
えてサブ酸素流域が形成されるので、溶解範囲が広くな
り生産効率が向上する。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１及び図２は本発明の実施例を示し、図３，図４
は本発明実施例ランス１を装備した電気炉２を示してお
り、電気炉２への酸素吹精を単独で行いうると共に、カ
ーボン粉の吹込みを酸素吹精と同時に行いうるようにな
っている。

【００１１】図１，図２において、１は非消耗型の酸素
吹精用水冷ランス、２は製鋼用電気炉、３は炉体側壁に
設けられた吹精作業開口（除滓口）、４は作業扉、５は
水冷炉壁、６は炉前作業床、７は酸素吹精装置、８は溶
鋼、９はスラグ、１０はスクラップ、１１はカーボン粉
吹込みランスである。前記ランス１は、図１に示すよう
に、中空管状で先端に主酸素吹出ノズル１２を備え、外
周側に冷却水通路１３が形成されて水冷構造となってお
り、先端部外周には、リング状の酸素吹出ヘッダー１４
が、主酸素流ＦＯの中心軸線を囲むように、かつランス
１軸線に対して斜めに、しかも着脱可能に取付けられて
いる。

【００１２】前記ランス１の酸素吹出ヘッダー１４は、
主酸素流ＦＯの周囲を覆う酸素（以下サブ酸素という）
流バリア（スクリーン）ＦＢを形成するためのもので、
略Ｃ型ヘッダー管１５がリング状に形成された冷却水管
１６内に、該管１６と同心状に嵌装され、その両端１５
Ａ，１５Ｂが閉塞されると共に、該ヘッダー１４には略
等間隔で多数のサブ酸素吹出ノズル１７が、リング中心
軸線方向にかつ前記冷却水管１６を貫通して固着されて
いる。

【００１３】そして、前記酸素吹出ヘッダー１４のリン
グ中間部分に酸素供給管１８が接続され、冷却水管１６
の一個所に仕切壁１９を設けてその一側には冷却水供給
管２０が接続され、他側には排水管２１が接続されてお
り、前記ヘッダー１４もランス１と同様に水冷構造とさ
れている。前記酸素吹精装置７は、炉前側方の作業床６
上に設置されたランス支持台２２と、該支持台２２上に
上下方向傾動可能に取付けられた傾動台２３と、該傾動
台２３上に垂直軸心回りに旋回可能に取付けられたラン
ス保持アーム２４と、ランス保持アーム２４の先端に水
平方向に所定の角度θ（例えば１５〜２０度）首振り傾
動可能に装着された前記ランス１及び１１と、傾動台２
３の駆動手段２５と及びアーム旋回駆動手段３０と、ラ
ンス冷却用給水ホース２６及び排水ホース２７と、酸素
供給ホース２８及びカーボン粉供給ホース２９から成っ
ている。

【００１４】前記傾動台２３は、その駆動手段２５によ
ってランス１，１１先端が共に１００〜１５０ｍｍ程度
上下動可能とされ、前記ランス１，１１の左右方向への
首振り傾動と相俟って、溶鋼８及びスラグ９面に対して
最適な位置にかつ適正な角度で効果的な吹精が行いうる
ようになっている。前記ランス保持アーム２４の基端２
４Ａは、傾動台２３上に旋回軸３１を介して取付けら
れ、旋回駆動手段３０によって回動されるようになって
いる。

【００１５】前記ランス１，１１の先端部は、熱負荷に
対して強い材料例えば純銅又は銅鋳物等で構成され、酸
素吹精ランス１の先端ノズル１２は、水平面（溶鋼面）
に対して約４５度前後（４０〜４５°）の下向き角度で
酸素炎（主酸素ＦＯ）を吹込み、スクラップ１０の溶解
と、スラグライン及び溶鋼面に対する酸素吹精を効果的
に行いうるようになっている。

【００１６】また、カーボン粉吹込みランス１１の先端
は、酸素吹精ランス１の先端よりも後方に位置させ、熱
負荷を少なくすると共に、酸素炎の適正位置にカーボン
粉Ｃを吹込むことができ、さらに、サブ酸素流バリアＦ
Ｂもカーボン粉吹込みを邪魔しないように、ヘッダー１
４の下側に冷却水供給管２０及び排水管２１の入・出口
を設けかつヘッダー管１５をなくしてある。

【００１７】なお、酸素吹出ヘッダー１４は、炉内熱負
荷を考慮して熱負荷に対して強い材料例えば純銅又は銅
鋳物管等で構成されている。上記実施例において、酸素
と同時にカーボン粉Ｃを電気炉２内に吹込む場合、図４
に２点鎖線２４４で示す待機位置に収納されているラン
ス保持アーム２４を、旋回駆動手段３０により同図中２
点鎖線２４３，２４２，２４１で示すように順次旋回さ
せ、図４に実線２４で示すように両ランス１，１１の先
端を炉２内にその作業開口３から挿入し、適正位置にセ
ットした後、水冷されている各ランス１，１１及びヘッ
ダー１４から酸素及びカーボン粉Ｃを同時に吹き込む。

【００１８】主酸素ＦＯの周囲には、サブ酸素流バリア
ＦＢが形成され、該バリアＦＢ内で酸素吹精と同時に吹
込まれたカーボン粉Ｃが、酸素吹精炎中に混合され、溶
解初期にはサブ酸素と共に燃焼に寄与してスクラップ１
０の溶解を促進し、溶解中期及び精練期には、直接酸素
吹精炎により強力に溶鋼に反応し、フォーミースラグ効
果及び加炭効果を発揮する。したがって、製鋼用副資材
であるカーボン粉の使用量が半減し、コスト低下が図れ
る。

【００１９】また、主酸素流ＦＯは、サブ酸素流バリア
ＦＢによって外周から覆われているので、主酸素流ＦＯ
によってスプラッシュが発生しても、前記バリアＦＢに
よってその外部への飛散が阻止される。したがって、炉
壁、炉内天井パネル等へのスラグ９及び溶鋼８の飛散付
着が防止され、前記開口部３から炉前に吹出したり集塵
エルボー内等に飛び込むことがないうえ、付着溶鋼等の
成長、落下等を阻止でき歩留り向上を図ることができ
る。

【００２０】そして、酸素吹精ランス１及びカーボン粉
吹込みランス１１は、共に冷却水によって冷却されて消
耗しないし、また酸素吹込ヘッダー１４も水冷されてい
るので、各ランス１，１１の先端位置を吹精終了までセ
ット状態のままに保持することができ、吹精効率を高め
ることができる。そこで、吹精作業が終了すると、前記
アーム旋回駆動手段３０により、ランス保持アーム２４
を図４に２点鎖線２４１，２４２，２４３，２４４で示
すように、順次旋回させて待機位置２４４に移動する。
この待機状態では、両ランス１，１１が炉前の側方に位
置しているので、炉前作業スペースが広く、炉前での作
業がし易くスペースの有効利用が図れる。

【００２１】なお、上記実施例において、酸素吹精のみ
を単独で行なう場合は、カーボン粉吹込みランス１１か
らのカーボン粉吹込みを中止して水冷のみをしておく
か、又は該ランス１１を後退させて熱影響を受けないよ
うにし或いは取外しておけばよい。本発明は、上記実施
例に限定されるものではなく、例えば前記ヘッダー１４
のヘッダー管１５は２本とすることができ、適宜設計変
更できる。

【００２２】

【発明の効果】本発明は、上述のように、製鋼用電気炉
内に酸素を吹き込むための水冷された非消耗型ランスで
あって、該ランス先端部に、主酸素噴出流の周囲を覆う
サブ酸素流バリア形成用の酸素吹出ノズルを備えた水冷
構造の酸素吹出ヘッダーを設けたことを特徴とするもの
であるから、吹精中における溶解・スラグ等のスロッピ
ング・スプラッシュの低減、飛散防止を図ることがで
き、主酸素流量の増加及び時間短縮、溶解期におけるサ
ブ酸素流バリアによる溶解範囲の拡大と効率の向上を実
現できる。

【００２３】また、飛散したスプラッシュが炉壁や天井
パネルの受熱面に付着し、成長し、途中落下したり、除
滓口扉、炉蓋等の開動作不能になったり、集塵エルボー
内ガス通路が狭くなって操業上能率低下、事故発生とい
った従来の諸問題を一掃することができ、作業性、歩留
り、稼働率及び生産性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の要部を示す中央縦断側面図で
ある。

【図２】同実施例における酸素吹出ヘッダーの図１Ａ−
Ａ線断面拡大図である。

【図３】同実施例ランスを装備した電気炉の一部破断側
面図である。

【図４】図３の要部拡大平面図である。

【図５】酸素吹精におけるスプラッシュ等の発生状況説
明図である。

【符号の説明】

１ 酸素吹精用水冷ランス ２ 電気炉 １４ 酸素吹出ヘッダー １５ ヘッダー管 １６ 冷却水管 １７ 酸素吹出ノズル ＦＯ 主酸素流 ＦＢ サブ酸素流バリア

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 製鋼用電気炉内に酸素を吹き込むための
   水冷された非消耗型ランスであって、該ランス先端部
   に、主酸素噴出流の周囲を覆うサブ酸素流バリア形成用
   の酸素吹出ノズルを備えた水冷構造の酸素吹出ヘッダー
   を設けたことを特徴とする電気炉用水冷ランス。