JPH10273714A - 底吹き羽口 - Google Patents

底吹き羽口

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JPH10273714A
JPH10273714A JP9497597A JP9497597A JPH10273714A JP H10273714 A JPH10273714 A JP H10273714A JP 9497597 A JP9497597 A JP 9497597A JP 9497597 A JP9497597 A JP 9497597A JP H10273714 A JPH10273714 A JP H10273714A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 純酸素底吹きもしくは上底吹き転炉の底吹き
羽口は、周知の如く内管・外管の2重管構造で、内管か
ら精錬用ガスとして純酸素を吹込み、外管と内管との間
隙からプロパン等の羽口保護冷却用ガスを吹込み炉底羽
口の損傷を防止している。しかし、従来、吹錬時と非吹
錬時の羽口れんがの温度差が500℃にも達し、その結
果、羽口れんがにクラック発生、れんがの脱落等があ
り、羽口先端の損耗を抑制できなかったので、これを達
成する新たな底吹き羽口構造を提供する。 【解決手段】 本発明は前記外管の更に外側に不活性ガ
スを流す断熱管を設けたことが大きな特徴であって、該
断熱管の外面に接して、もしくは羽口周囲の耐火物中に
埋没して温度センサーを設け、該温度センサーの温度情
報に基づき、断熱管に流す不活性ガス量を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は底吹き羽口に係り、
特に純酸素底吹き転炉、もしくは純酸素上底吹き転炉に
用いられる多重構造の底吹き羽口に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、純酸素底吹き転炉もしくは純酸素
上底吹き転炉の底吹き羽口においては、図3に示す如き
2重管構造の底吹き羽口が使用されている。鉄皮2にラ
イニングされた永久れんが3および炉底れんが4には内
管6と外管8の2重管構造の羽口が羽口取付けフランジ
12上に固定して設けられ、内管6からは精錬用ガスと
して純酸素、窒素、アルゴン、炭酸ガスを吹込み、外管
8と内管6の間隙10からは羽口の保護冷却用ガスとし
てプロパン、窒素、アルゴン、炭酸ガス等を吹込み、炉
底羽口の損傷の防止を図っている。上記の如き2重管構
造の羽口においては保護冷却用ガスにより羽口先端に生
成する凝固鉄いわゆるマッシュルームを安定して生成
し、存在させることが重要である。しかし、操業中に
は、加熱、冷却による温度の変動が大きいうえ、炉底耐
火物とマッシュルームの含熱量(比熱)、熱伝導率、線
膨張率の差異から、マッシュルームが羽口保護の効果を
従来十分に挙げ得ないことがある。
【0003】底吹き機能を有する上記の如き転炉の冶金
的な優位性、長所は周知であるが、底吹き羽口が、安定
操業、炉寿命を左右し、その長寿命化、安定化が底吹き
転炉の最大の課題の一つである。この課題に対し、従来
以下の如き数々の対策、技術開発が行なわれてきてい
る。 耐スポーリング性に優れた羽口れんがの開発 スラグコーティング技術の開発 操業方法の改善(Q、D、T法;Quick Dir
ect Tapping) 羽口冷却の適正化 (イ)プロパン等の冷却ガス流量の適正制御 (ロ)酸素ガスへのAr、N2、CO2等の希釈冷却ガス
の混入
【0004】以上の従来技術は、いずれも羽口寿命の向
上、損耗抑制に大きな効果を発揮しており、一応の成功
を収めている。しかし、羽口損耗現象面からみると、以
下の点で未だ問題が残されている。すなわち、羽口れん
がの吹錬中と非吹錬中との大きな温度変化を抑制し、羽
口冷却を適正化する手段としての下記技術において満足
すべき技術が開発されていない。 プロパン等の羽口冷却ガスの流量を低下させ、吹錬中
の羽口外管温度、羽口れんがの過冷却を防止する。 羽口冷却ガス(プロパン)に希釈ガス(Ar、N2
CO2など)を混合し、吹錬中の羽口外管温度、羽口れ
んがの過冷却を防止する。 、と併せ、羽口内管から吹込まれる純酸素ガスに
希釈ガス(Ar、N2、CO2)を混合し、冷却ガスによ
る必要冷却量を減少させる。
【0005】以上の方法、手段は、羽口外管の過冷却を
防止し、羽口れんがの温度変化を抑制可能であるが、羽
口先端に形成されるマッシュルームまでもが縮小してし
まい、羽口れんがのクラック発生、れんが欠落は抑制で
きても、溶鋼と接する面の保護層が小さくなることによ
り、羽口先端からの損耗を抑制できない。また、の方
法はマッシュルームに与える熱量が小さくなり、マッシ
ュルーム維持保護には有効であるが、底吹きガスのほと
んどを占める内管ガスに希釈ガスを混合することは、精
錬ガスコストの上昇を招く結果となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
底吹き羽口の従来技術の問題点、特に羽口れんがの吹錬
中と非吹錬中との大なる温度変化を抑制し、羽口冷却を
適正化し、もってマッシュルームの適正保護を有効とす
る底吹き羽口構造を提供しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者は底吹き羽口構
造の内、特に、羽口外管は吹錬時の過冷却ならびに非吹
錬時の温度上昇により甚しい温度変化によって羽口れん
が内にクラックの発生、れんがの欠落が生じ、一方羽口
冷却ガス流量を低下させた場合には溶鋼と接する面のマ
ッシュルームの保護層が小さくなり、羽口先端からの損
耗も甚しい現状に鑑み、外管の外側に更に最外管を設け
て不活性ガスを流す断熱管を設けることに着目し、試験
を重ねた結果、本発明を完成したもので、その要旨とす
るところは次のとおりである。 (1)精錬用ガスを吹込む内管と羽口の保護冷却用ガス
を吹込む外管との2重管構造を有して成る純酸素底吹き
もしくは純酸素上底吹き転炉の底吹き羽口において、前
記外管の更に外側に不活性ガスを流す断熱管を設けたこ
とを特徴とする底吹き羽口。 (2)前記内管、外管および断熱管より成る羽口周囲の
耐火物中に埋没して、もしくは前記断熱管の外面に接し
て設けられた温度センサーを有して成り、該温度センサ
ーによる温度情報に基づき前記不活性ガスの流量を制御
することを特徴とする上記(1)に記載の底吹き羽口。 (3)前記断熱管は高温強度の大なるステンレス鋼もし
くは耐熱鋼より成ることを特徴とする上記(1)もしく
は(2)に記載の底吹き羽口。 (4)前記外管の外面と断熱管の内面との間隙はほぼ1
mmであることを特徴とする上記(1)、(2)、
(3)のいずれかの項に記載の底吹き羽口。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図面を
参照して説明する。図1は本発明の底吹き羽口の構成を
示す断面図である。図1で示す本発明の底吹き羽口の構
成は、先に図3で説明した従来技術の2重管の底吹き羽
口の外管の更に外側に、外管の過冷却を防止する断熱管
を設けたものである。すなわち、転炉鉄皮13にライニ
ングされた永久れんが14および炉底れんが15には、
羽口内管16と羽口外管18の2重構造の羽口が設けら
れ、羽口の外側には羽口れんが20が設けられており、
羽口内管16からは精錬用ガスとして主として純酸素を
吹込み、羽口外管18と羽口内管16との間隙19から
は羽口の保護冷却用ガスとして主としてプロパンが吹込
まれることは従来と同一である。
【0009】本発明は羽口外管18および羽口れんが2
0が冷却ガス、プロパン、により過冷却されるのを防止
するため、羽口外管の更に外側に断熱管22を設けたの
が大きな特徴である。羽口外管18と断熱管22との間
の間隙24は一定に保ち、設置することにより、2重管
羽口の外管18と、周囲の羽口れんが20との断熱化を
図ることができ、羽口れんが20の温度変化を抑制し、
羽口外管18の損耗速度を低減する作用を有している。
断熱管22の内面と羽口外管18の外面との間に形成さ
れる間隙24には、溶銑もしくは溶鋼26が侵入し閉塞
するのを防止するため最低流量のガスを吹込む。このガ
スは羽口冷却ガスのように熱分解して吸熱冷却効果を有
せず、また溶銑、溶鋼26と反応して発熱しない不活性
ガス、例えば、アルゴンガス(Ar)、もしくは窒素ガ
ス(N2ガス)を用いるのが望ましい。本発明では、こ
のガスを断熱管保護ガスと呼ぶこととする。
【0010】断熱管22には、その長手方向の適当な箇
所に温度センサー28を設け、この温度センサー28よ
り得られる温度情報に基づいて、断熱管保護ガス30の
流量を制御する。具体的には該羽口れんが20の温度変
化が小さくなるように断熱管保護ガス30の流量の増減
を行う。温度センサー28の設置位置は、必ずしも断熱
管22の長手方向の位置でなくてもよい。すなわち、羽
口れんが20の中の適当な位置に埋没して設けてもよ
い。また、断熱管22の材料としては、溶融温度が高
く、かつ高温強度の大なる材料の使用が望ましく、具体
的にはステンレス鋼もしくは耐熱鋼が望ましい。
【0011】
【実施例】250tのK−BOPと称される上底吹き転
炉に本発明を適用し底吹き羽口の損耗速度を調査した。
すなわち、図1において、底吹き羽口は2重管羽口で羽
口内管16からは酸素ガスに希釈ガスとしてAr、N2
を混入し、羽口外管18と内管16との間隙19から冷
却ガスとしてプロパンに少量の希釈ガスAr、N2を吹
込み、更に外管18の外側に本発明の断熱管22を組込
み実吹錬した。断熱管22と外管18との間の間隙24
はほぼ1mmとし、その間隙を均一に維持するために外
管18の外面に管長手方向に連続した突起のスプライン
を数本設けた。この間隙24に流すガス、すなわち、断
熱管保護ガス30は、ArもしくはN2とし、鋼種によ
り適宜選択した。断熱管保護ガスの流量は吹錬中は最低
流量を1Nm3/min(羽口1本当り)とし、断熱管
22に設けた温度センサー28の値が適切な温度になる
ように、間隙24に流す不活性ガス流量を制御した。
【0012】非吹錬中に間隙24が溶鋼16の侵入によ
り閉塞するおそれがない場合には、保護ガス30の流量
をゼロとし、それ以外の場合には羽口1本当り0.1N
3/minまで減少して操業を行った。この試験操業
の結果を従来法と比較して、羽口れんがの吹錬中および
非吹錬中の温度変化量(最大値)および従来法における
羽口損耗速度を1とした場合の本発明実施例の値を表1
に示した。なお、吹錬操業条件は従来法および本実施例
ともほとんど同一とした。また羽口先端のマッシュルー
ムも目視観察では両者ともにほとんど差異は認められな
かった。
【0013】
【表1】
【0014】
【発明の効果】本発明は従来の2重管羽口の外側に1m
m程度の間隙をもって断熱管を設け、その間隙24に不
活性ガスを流し、この断熱管22の長手方向に温度セン
サー28を設けて該温度センサーが適正な温度値になる
ように不活性ガス流量を制御したので次の効果を挙げる
ことができた。 (イ)羽口先端に生成するマッシュルーム31を縮少さ
せることなく、羽口れんが20の吹錬時および非吹錬時
の最大温度変化量を従来の500℃から約50℃に1/
10に激減させ、かつ羽口損耗指数を従来法の1から
0.32まで低減させることができ、羽口寿命の延長を
低コストで実現させることができた。 (ロ)(イ)の結果、底吹き、上底吹き転炉の炉寿命を
向上でき、生産性の向上、コスト低減に大きく寄与でき
た。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による底吹き羽口の実施例の構成を示す
断面図である。
【図2】従来の底吹き羽口の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
2、13 転炉鉄皮 4、15 炉底れんが 6 内管 8 外管 10 間隙 14 永久れんが 16 羽口内管 18 羽口外管 19 間隙 20 羽口れんが 22 断熱管 24 間隙 26 溶鋼 28 温度センサー 30 断熱管保護ガス 31 マッシュルーム

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 精錬用ガスを吹込む内管と羽口の保護冷
    却用ガスを吹込む外管との2重管構造を有して成る純酸
    素底吹きもしくは純酸素上底吹き転炉の底吹き羽口にお
    いて、前記外管の更に外側に不活性ガスを流す断熱管を
    設けたことを特徴とする底吹き羽口。
  2. 【請求項2】 前記内管、外管および断熱管より成る羽
    口周囲の耐火物中に埋没して、もしくは前記断熱管の外
    面に接して設けられた温度センサーを有して成り、該温
    度センサーによる温度情報に基づき前記不活性ガスの流
    量を制御することを特徴とする請求項1に記載の底吹き
    羽口。
  3. 【請求項3】 前記断熱管は高温強度の大なるステンレ
    ス鋼もしくは耐熱鋼より成ることを特徴とする請求項1
    もしくは2に記載の底吹き羽口。
  4. 【請求項4】 前記外管の外面と断熱管の内面との間隙
    はほぼ1mmであることを特徴とする請求項1、2、3
    のいずれかの項に記載の底吹き羽口。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002168375A (ja) * 2000-11-28 2002-06-14 Toho Titanium Co Ltd 高温融体移送管
JP2017071852A (ja) * 2015-10-05 2017-04-13 Jfeスチール株式会社 底吹き羽口によるガス吹き込み方法および鋼の精錬方法

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JP2002168375A (ja) * 2000-11-28 2002-06-14 Toho Titanium Co Ltd 高温融体移送管
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