JPH11172319A - 溶融金属中への炭化水素ガスの吹込み方法 - Google Patents
溶融金属中への炭化水素ガスの吹込み方法Info
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- JPH11172319A JPH11172319A JP34001097A JP34001097A JPH11172319A JP H11172319 A JPH11172319 A JP H11172319A JP 34001097 A JP34001097 A JP 34001097A JP 34001097 A JP34001097 A JP 34001097A JP H11172319 A JPH11172319 A JP H11172319A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 二重管羽口を用いて、三重管羽口並みに大量
の炭化水素ガスを吹き込むことができる方法を提供す
る。 【解決手段】 内管の炭化水素ガス流量Qoと外管の断熱
性ガス流量Q の比Q/Qoが0.05〜1.0 の範囲である。
の炭化水素ガスを吹き込むことができる方法を提供す
る。 【解決手段】 内管の炭化水素ガス流量Qoと外管の断熱
性ガス流量Q の比Q/Qoが0.05〜1.0 の範囲である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶融金属中への二
重管を使用した炭化水素ガスの吹き込み方法に関する。
重管を使用した炭化水素ガスの吹き込み方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】転炉で脱炭精錬を効率よく進行させるた
めに、溶鋼の攪拌を強化するのが有効であることは広く
知られている。そのため、現在の転炉は主な酸素供給源
である上吹きランスに加えて、溶鋼の攪拌を目的として
底吹き羽口を設置し、酸素、炭化水素ガス、不活性ガス
を底吹き羽口を通して溶鋼に吹き込んでいる。
めに、溶鋼の攪拌を強化するのが有効であることは広く
知られている。そのため、現在の転炉は主な酸素供給源
である上吹きランスに加えて、溶鋼の攪拌を目的として
底吹き羽口を設置し、酸素、炭化水素ガス、不活性ガス
を底吹き羽口を通して溶鋼に吹き込んでいる。
【０００３】発明者らは先に３重管構造の羽口を特開平
５−２１４４２０号公報にて提案し、内管と外管に炭化
水素ガスを、中管に酸素を吹き込むことにより、脱炭時
の溶鋼攪拌を増加する手段として高価な不活性ガスに代
えて安価な炭化水素ガスを大量に吹き込むことが可能と
なることを示したが、下記の問題点がある。
５−２１４４２０号公報にて提案し、内管と外管に炭化
水素ガスを、中管に酸素を吹き込むことにより、脱炭時
の溶鋼攪拌を増加する手段として高価な不活性ガスに代
えて安価な炭化水素ガスを大量に吹き込むことが可能と
なることを示したが、下記の問題点がある。
【０００４】（１）１羽口当たり、ガス流量制御系が３
系統必要であり設備費が高くなる。 （２）ガス通過面積が大きく、ガス量をあまり必要とし
ない吹錬の初期および中期でも、羽口地金湯差し防止用
（地金入り込み防止用にガス圧をかける）の必要ガス量
が単管、二重管羽口の場合よりも多く、ガスコストの上
昇を招く。
系統必要であり設備費が高くなる。 （２）ガス通過面積が大きく、ガス量をあまり必要とし
ない吹錬の初期および中期でも、羽口地金湯差し防止用
（地金入り込み防止用にガス圧をかける）の必要ガス量
が単管、二重管羽口の場合よりも多く、ガスコストの上
昇を招く。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、二重
管羽口を用いて炭化水素ガスを大量に吹き込み、溶融金
属の攪拌を行い、三重管羽口と同等以上の効果を得る方
法を提供することにある。
管羽口を用いて炭化水素ガスを大量に吹き込み、溶融金
属の攪拌を行い、三重管羽口と同等以上の効果を得る方
法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】吹錬前期に、三重管の全
管Ar吹きを行い、吹錬後期に炭化水素ガスとしてLPGを
使用し、内管LPG-中管O2- 外管LPG に切り替えた後の温
度推移を調査した。
管Ar吹きを行い、吹錬後期に炭化水素ガスとしてLPGを
使用し、内管LPG-中管O2- 外管LPG に切り替えた後の温
度推移を調査した。
【０００７】温度推移は、三重管の溶銑と接する面から
手前50mmの内管内側部に熱電対を埋め込み、温度測定を
行う方法で求めた。
手前50mmの内管内側部に熱電対を埋め込み、温度測定を
行う方法で求めた。
【０００８】温度推移の調査結果から下記（Ａ）の知
見、（Ｂ）の着想を得た。（Ａ）内管のLPG は、中管の
O2および外管のLPG によって二重に断熱されており、内
管のLPG が分解温度までに至っていない。
見、（Ｂ）の着想を得た。（Ａ）内管のLPG は、中管の
O2および外管のLPG によって二重に断熱されており、内
管のLPG が分解温度までに至っていない。
【０００９】（Ｂ）三重管のように二重の断熱作用がな
くても、一重（単層）の断熱で内管の炭化水素ガスが分
解温度以下に保持できれば、二重管を使用しても、同様
な炭化水素ガス吹きが可能である。
くても、一重（単層）の断熱で内管の炭化水素ガスが分
解温度以下に保持できれば、二重管を使用しても、同様
な炭化水素ガス吹きが可能である。
【００１０】（Ｂ）の着想を実現する手段として、内管
の炭化水素ガスが羽口内で分解しない臨界的な条件を下
記のように見出し、本発明が完成した。
の炭化水素ガスが羽口内で分解しない臨界的な条件を下
記のように見出し、本発明が完成した。
【００１１】すなわち、本発明は、溶融金属中へ炭化水
素ガスを内管、外管からなる２重管羽口を用いて吹き込
む方法において、内管の炭化水素ガス流量Qoと外管の断
熱性ガス流量Q の比Q/Qoが0.05〜1.0 の範囲であること
を特徴とする炭化水素ガスの吹き込み方法である。
素ガスを内管、外管からなる２重管羽口を用いて吹き込
む方法において、内管の炭化水素ガス流量Qoと外管の断
熱性ガス流量Q の比Q/Qoが0.05〜1.0 の範囲であること
を特徴とする炭化水素ガスの吹き込み方法である。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の好適態様としては、上・
底吹き精錬に際しての炉底羽口からの炭化水素ガスの吹
き込みが例示される。
底吹き精錬に際しての炉底羽口からの炭化水素ガスの吹
き込みが例示される。
【００１３】図１は、転炉底吹き用の二重管羽口の一例
であって、転炉の炉底部に設置した内管１、外管２の２
つのパイプ（ステンレス製）から構成されている。
であって、転炉の炉底部に設置した内管１、外管２の２
つのパイプ（ステンレス製）から構成されている。
【００１４】本発明では、この内管に炭化水素ガス３、
外管に断熱性ガス４あるいは断熱性ガスと炭化水素ガス
の混合ガスを導入する。各ガスは流路別、ガス種別に独
立に流量コントロールすることが望ましい。
外管に断熱性ガス４あるいは断熱性ガスと炭化水素ガス
の混合ガスを導入する。各ガスは流路別、ガス種別に独
立に流量コントロールすることが望ましい。
【００１５】炭化水素ガスは、CH4 、C2H6、C3H8、C4H
10 などを単独あるいは混合ガスとして用いる。断熱性
ガスは、Ar、N2などの不活性ガスが含まれるが、本発明
の狙いとする断熱効果が期待できるCO、CO2 なども単独
あるいは混合ガスとしてそれぞれ用いることができる。
10 などを単独あるいは混合ガスとして用いる。断熱性
ガスは、Ar、N2などの不活性ガスが含まれるが、本発明
の狙いとする断熱効果が期待できるCO、CO2 なども単独
あるいは混合ガスとしてそれぞれ用いることができる。
【００１６】内管（LPG=3 〜12Nm3/min ）外管（Ar=0.1
〜15Nm3/min)の流量（以下、流量は全て羽口１本当たり
の流量を示す）をそれぞれ変えた試験結果を図２に示
す。
〜15Nm3/min)の流量（以下、流量は全て羽口１本当たり
の流量を示す）をそれぞれ変えた試験結果を図２に示
す。
【００１７】図２に示すように、内管の炭化水素ガス
（LPG ）流量をQo(Nm3/min) 、外管の断熱性ガス（Ar）
流量をQ(Nm3/min)とし、流量比Q/Qoで整理するとQ/Qoを
0.05〜1.0 に制御することにより、羽口損耗速度を低く
抑え、安定操業が可能となる。
（LPG ）流量をQo(Nm3/min) 、外管の断熱性ガス（Ar）
流量をQ(Nm3/min)とし、流量比Q/Qoで整理するとQ/Qoを
0.05〜1.0 に制御することにより、羽口損耗速度を低く
抑え、安定操業が可能となる。
【００１８】なお、図２に示す「羽口前圧」は、羽口手
前のガス圧力の値を示し、羽口の閉塞状況を示す指標で
あり、値が低いほど圧損が小さく、ガスの元圧１０kg/c
m2に近づくほど閉塞状況が悪化していることを示す。閉
塞のない通常の「羽口前圧」は、約６kg/cm2である。
前のガス圧力の値を示し、羽口の閉塞状況を示す指標で
あり、値が低いほど圧損が小さく、ガスの元圧１０kg/c
m2に近づくほど閉塞状況が悪化していることを示す。閉
塞のない通常の「羽口前圧」は、約６kg/cm2である。
【００１９】流量比Q/Qoが0.05未満になると、外管ガス
による断熱効果が著しく低下し、内管の炭化水素ガス
（LPG ）温度が分解温度以上に上昇し、内管の炭化水素
ガス（LPG ）が分解反応を起こし、この吸熱反応と外管
ガス断熱効果が小さいことが重なり、外管金物温度が低
下し外管金物に接する耐火物温度も低下し、熱スポール
に起因する耐火物剥離が生じて、羽口寿命が著しく悪化
する。
による断熱効果が著しく低下し、内管の炭化水素ガス
（LPG ）温度が分解温度以上に上昇し、内管の炭化水素
ガス（LPG ）が分解反応を起こし、この吸熱反応と外管
ガス断熱効果が小さいことが重なり、外管金物温度が低
下し外管金物に接する耐火物温度も低下し、熱スポール
に起因する耐火物剥離が生じて、羽口寿命が著しく悪化
する。
【００２０】また、過冷のため溶鉄が凝固して生成する
マッシュルームが過大に成長し、羽口前圧力が増大し安
定操業が不可能となる。
マッシュルームが過大に成長し、羽口前圧力が増大し安
定操業が不可能となる。
【００２１】流量比Q/Qoが1.0 を超えると、溶銑の飛散
粒子の転炉炉口への付着量が増大し、また飛散粒子が排
気系にまで到達し集塵水中のFe濃度が急激に増大する。
転炉の炉口への地金付着量が増大すると、溶銑の転炉へ
の注銑が困難となり、炉口地金を専用ランスにより溶解
したり、スクレイパーにより地金をはぎ取るといった操
作が頻繁に必要となり、転炉の生産性が低下する問題を
生じる。また、飛散粒子が排気系に到達する量が増大す
ると溶銑歩留まりが低下し生産コストが増大する問題も
生じる。
粒子の転炉炉口への付着量が増大し、また飛散粒子が排
気系にまで到達し集塵水中のFe濃度が急激に増大する。
転炉の炉口への地金付着量が増大すると、溶銑の転炉へ
の注銑が困難となり、炉口地金を専用ランスにより溶解
したり、スクレイパーにより地金をはぎ取るといった操
作が頻繁に必要となり、転炉の生産性が低下する問題を
生じる。また、飛散粒子が排気系に到達する量が増大す
ると溶銑歩留まりが低下し生産コストが増大する問題も
生じる。
【００２２】流量比Q/Qoは、好ましくは０．１〜０．５
である。また、この間は、効果の差がほとんど無いた
め、断熱ガスの吹き込み量を減らしても特に支障が無
い。従って、ガスコスト低減の観点からは、流量比がQ/
Qo０．１に近い所が経済的である。
である。また、この間は、効果の差がほとんど無いた
め、断熱ガスの吹き込み量を減らしても特に支障が無
い。従って、ガスコスト低減の観点からは、流量比がQ/
Qo０．１に近い所が経済的である。
【００２３】なお、図２に示す「鉄歩留まり」は平均的
な三重管での出鋼歩留まりを基準として、増減％を比較
した。
な三重管での出鋼歩留まりを基準として、増減％を比較
した。
【００２４】炭化水素ガスのガス種としてCH4 、C2H6、
C3H8、C4H10 の単体あるいは混合ガスを用い、断熱性ガ
ス種としてAr、N2、CO、CO2 の単体あるいは混合ガスを
用いるが上記のQ/Qoの上限値・下限値に影響はない。
C3H8、C4H10 の単体あるいは混合ガスを用い、断熱性ガ
ス種としてAr、N2、CO、CO2 の単体あるいは混合ガスを
用いるが上記のQ/Qoの上限値・下限値に影響はない。
【００２５】
【実施例】（実施例１）溶銑250トン(温度1200〜1300℃、
成分は表１に示す）を転炉に装入し、酸素ガスを850Nm3
/minで上吹きランス（6 孔、傾斜角15度、スロート径48
mm、ランス高さ2.5m）から溶鉄に上吹き吹錬した。
成分は表１に示す）を転炉に装入し、酸素ガスを850Nm3
/minで上吹きランス（6 孔、傾斜角15度、スロート径48
mm、ランス高さ2.5m）から溶鉄に上吹き吹錬した。
【００２６】
【表１】
【００２７】転炉の炉底に設けた４本の二重管羽口から
吹錬前期および中期には、内管と外管にCO2 を流し、吹
錬後期([C]=0.5% 以下) には、内管にLPG を外管にCO2
を流して、[C]=0.05% になるまで吹錬した。その結果を
表２にまとめて示す。
吹錬前期および中期には、内管と外管にCO2 を流し、吹
錬後期([C]=0.5% 以下) には、内管にLPG を外管にCO2
を流して、[C]=0.05% になるまで吹錬した。その結果を
表２にまとめて示す。
【００２８】比較例１に示す三重管を組み込んだ試験を
行い本発明と比較し、同じく表２に示す。
行い本発明と比較し、同じく表２に示す。
【００２９】また、三重管羽口とのランニングコスト、
設備費の比較を実施したが、単管での値を基準（１．
０）にした指数で表示した。
設備費の比較を実施したが、単管での値を基準（１．
０）にした指数で表示した。
【００３０】
【表２】
【００３１】本発明例１（Q/Qo=0.06 ）〜本発明例４
（Q/Qo=0.9）では、羽口損耗速度が三重管（比較例１の
羽口損耗速度は、0.3mm/ch）並みの0.17〜0.20mm/ch が
得られた。
（Q/Qo=0.9）では、羽口損耗速度が三重管（比較例１の
羽口損耗速度は、0.3mm/ch）並みの0.17〜0.20mm/ch が
得られた。
【００３２】また、本発明例５〜本発明例７に示すよう
に、Q/Qo=0.2が一定の条件下、断熱性ガスの種類を変え
ても羽口損耗速度は、0.17mm/ch と一定であった。
に、Q/Qo=0.2が一定の条件下、断熱性ガスの種類を変え
ても羽口損耗速度は、0.17mm/ch と一定であった。
【００３３】比較例２（Q/Qo=0.04 ）、比較例３（Q/Qo
=1.2）では、羽口損耗速度はそれぞれ1.0 、1.1 mm/ch
と早くなった。 二重管羽口のガスコストは、三重管の
約半分、設備費は約１／３と小さかった。
=1.2）では、羽口損耗速度はそれぞれ1.0 、1.1 mm/ch
と早くなった。 二重管羽口のガスコストは、三重管の
約半分、設備費は約１／３と小さかった。
【００３４】
【発明の効果】本発明により、従来の三重管に比べてラ
ンニングコスト、設備費用を低下でき、しかも三重管並
に炭化水素ガスを吹き込むことができる。
ンニングコスト、設備費用を低下でき、しかも三重管並
に炭化水素ガスを吹き込むことができる。
【図１】二重管の羽口の構造と使用方法を示す概念図で
ある。
ある。
【図２】Q/Q0と鉄歩留まり指数、羽口前圧力との関係を
示すグラフである。
示すグラフである。
１：内管、 ２：外管、 ３：炭化水素ガス、 ４：断熱性ガス
Claims (1)
- 【請求項１】 溶融金属中へ炭化水素ガスを内管、外管
からなる２重管羽口を用いて吹き込む方法において、内
管の炭化水素ガス流量Qoと外管の断熱性ガス流量Q の比
Q/Qoが0.05〜1.0 の範囲であることを特徴とする炭化水
素ガスの吹き込み方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34001097A JP3496490B2 (ja) | 1997-12-10 | 1997-12-10 | 溶融金属中への炭化水素ガスの吹込み方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34001097A JP3496490B2 (ja) | 1997-12-10 | 1997-12-10 | 溶融金属中への炭化水素ガスの吹込み方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11172319A true JPH11172319A (ja) | 1999-06-29 |
| JP3496490B2 JP3496490B2 (ja) | 2004-02-09 |
Family
ID=18332892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34001097A Expired - Fee Related JP3496490B2 (ja) | 1997-12-10 | 1997-12-10 | 溶融金属中への炭化水素ガスの吹込み方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3496490B2 (ja) |
-
1997
- 1997-12-10 JP JP34001097A patent/JP3496490B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3496490B2 (ja) | 2004-02-09 |
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