JPH11246902A

JPH11246902A - 粉体吹込み用ランス

Info

Publication number: JPH11246902A
Application number: JP5205198A
Authority: JP
Inventors: Seiji Hosohara; 聖司細原; Hideji Takeuchi; 秀次竹内; Kenichi Tanmachi; 健一反町
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1998-03-04
Filing date: 1998-03-04
Publication date: 1999-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、溶銑予備処理で、特に脱燐時に、傾
斜して使用する冷却効果の優れた粉体吹込み用ランスを
提供することを目的としている。【解決手段】溶銑中に傾斜、浸漬して使用され、精錬用
フラックス及び気体酸素を通す内管と、冷却ガスを通す
外管とで形成した二重管方式の粉体吹込み用ランスであ
り、前記内管とそれを囲む外管とによって形成される間
隙を、管軸の長手方向に交差する断面で少なくとも２つ
の冷却ガス流路に仕切るように、管軸の長手方向に沿う
仕切部材を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉体吹込み用ラン
スに係わり、特に、転炉で酸素吹錬する前の溶銑に、予
め酸化鉄、石灰等のフラックス及び気体酸素を吹き込
み、脱珪、脱燐を行う所謂溶銑予備処理で使用する粉体
吹込み用ランスに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、製鋼では、転炉で溶銑を酸素吹錬
して脱炭する前に、予め該溶銑から脱珪、脱燐、脱硫
し、転炉での精錬負荷を低減するようになった。この溶
銑予備処理は、精錬剤としての前記フラックスを溶銑に
上添加、あるいは吹込むことにより行うので、溶銑温度
が低下する傾向にある。最近は、従来より一層低燐、低
硫の鋼が要求されるので、溶銑に投入するフラックス量
が増加し、ますます溶銑温度が低下する方向に進んでい
る。そのため、現在は、次工程である転炉での脱炭処理
において、予備処理済みの溶銑に昇熱剤を添加したり、
あるいは、脱炭処理での温度不足を回避するよう、溶銑
予備処理におけるフラックス投入量を制限したりしてい
る。

【０００３】この溶銑温度の降下を抑制する方法の一つ
に、溶銑予備処理で脱珪、脱燐する際に、フラックスに
加えて気体酸素を溶銑に吹込む技術がある。これは、熱
源としての酸化鉄中の酸素の一部を気体酸素に代替する
ことで、酸化鉄の顕熱に相当する分だけ溶銑温度の降下
量を削減するものである。この例として、特開平４−２
８０９０９号公報は、フラックス吹込み用ランスとは別
のランスを介して、溶銑中に酸素ガスを吹き付ける技術
を開示している。しかしながら、この技術をトピード・
カーを反応容器として用いた場合に適用すると、該トピ
ード・カーの受出銑口周辺の耐火物が激しく損耗し、そ
の修理作業の頻度や耐火物コストの増加を招く。

【０００４】また、「鉄と鋼」ｖｏｌ．８２（１９９
６）、ｐ５６９は、一本の単管方式ランスを介し、脱燐
剤と気体酸素とを同時に吹込む技術を開示している。し
かしながら、この技術も、使用する総酸素量（気体酸素
量＋酸化鉄の酸素量）に対する気体酸素の比率（以下、
気酸比率と称する）を増加させていくと、ランスの損耗
速度が大きくなり、ランス交換頻度の増加、脱珪あるい
は脱燐処理比率の低下を招く。

【０００５】そこで、特開昭５８−２２１２１０号公報
は、ランスを二重管構造とし、その外管から炭化水素系
ガスを、内管からフラックスと気体酸素とを吹込むこと
を提案した。しかしながら、このランスは、ランス自体
の冷却が不足し、前記気酸比率を上昇すると、ランスの
損耗量が増加した。また、特開昭６０−１６２７１２号
公報は、上記同様の二重管構造のランスを用い、外管か
ら（酸化鉄＋窒素ガス）を、内管から（造滓剤＋気体酸
素）を吹き込む技術を開示した。しかしながら、この技
術では、間隙の狭い外管から粉体を吹込むので、詰り防
止のため該隙間を大きくしなければならない。そのた
め、ランスの径が著しく大きくなり、その製作にコスト
がかかるのみならず、ランス交換時の手間も大きくな
る。

【０００６】、

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる事情
に鑑み、溶銑予備処理で、特に脱燐時に、傾斜して使用
する冷却効果の優れた粉体吹込み用ランスを提供するこ
とを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】発明者は、前記目的を達
成するため、溶銑予備処理時に溶銑中に浸漬、傾斜して
使用する粉体吹込み用ランスの溶損状況を調査した。そ
の結果、該溶損が、ランスを傾斜させた時に上面側にな
る部分で著しいことを知り、その対策を鋭意検討した成
果を本発明として完成させた。

【０００８】すなわち、本発明は、溶銑中に傾斜、浸漬
して使用され、精錬用フラックス及び気体酸素を通す内
管と、冷却ガスを通す外管とで形成した二重管方式の粉
体吹込み用ランスにおいて、前記内管とそれを囲む外管
によって形成される間隙を、管の長手方向に交差する断
面で少なくとも２つの冷却ガス流路に仕切るように、管
の長手方向に沿う仕切部材を設けたことを特徴とする粉
体吹込み用ランスである。

【０００９】また、本発明は、前記仕切部材で二分した
冷却ガス流路のうち、ランスの傾斜で上面側になる流路
に、より多量の冷却ガスを通過させるよう、ガス分配手
段を設けたことを特徴とする粉体吹込み用ランスであ
る。さらに、本発明は、溶銑中に傾斜、浸漬して使用さ
れ、精錬用フラックス及び気体酸素が通る内管と、冷却
ガスが通る外管とで形成した二重管方式の粉体吹込み用
ランスにおいて、前記外管の管軸に対して内管を偏心さ
せてなることを特徴とする粉体吹込み用ランスである。

【００１０】加えて、本発明は、ランスの傾斜で上面側
になる冷却ガス流路を、前記偏心で断面を広くした流路
としたことを特徴とする粉体吹込み用ランスである。さ
らに加えて、本発明は、前記精錬用フラックスを、酸化
鉄及び／又は生石灰としたり、あるいは前記冷却ガス
を、炭化水素系ガスとしてなることを特徴とする粉体吹
込み用ランスでもある。

【００１１】本発明によれば、溶銑予備処理に、溶銑中
に浸漬、傾斜させて使用するランスを、上記のような構
造にしたので、ランスの上面側の冷却が促進されるよう
になる。その結果、ランスの溶損が減少し、その寿命を
延長できるようになる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
係る粉体吹込み用ランス（以下、ランスという）を、ト
ピード・カーに保持した溶銑の脱燐処理に用いた例で説
明する。前述したように、従来より、径が異なる２種類
の鋼管を同心円を描くよう組合わせて二重構造を形成さ
せ、その外管１の表面を、例えば、Ａｌ₂ Ｏ₃ のような
耐火物２で覆い保護したランス３は存在している。そし
て、内管４内に精錬用フラックス８（以下、脱燐剤とい
う）、外管１内、つまり内管４と外管１の間隙に冷却ガ
ス６を流すことも行われていた。かかるランス３を、溶
銑中に浸漬し、内管４に気体酸素７と脱燐剤８を流して
溶銑の脱燐処理に使用すると、前記した酸化鉄と脱燐剤
８を流す場合に比べ、酸化鉄の分解吸熱がない分、溶銑
温度の低下が抑制できるという利点があった。

【００１３】ところで、トピード・カー内の溶銑に粉体
吹込みを行って精錬する場合には、該トピード・カー内
の全体にわたって溶銑の循環流を形成させるため、通常
は、ランスを傾斜して溶銑中に浸漬する。しかし、ラン
ス３の粉体出口近傍の冷却不足で、ランス３が異常損
耗、つまり傾斜させることによる上面側が激しく溶損す
る。そこで、従来も外管１に炭化水素系ガスなどの冷却
ガス６を使用していた。それでも、該上面の溶損は避け
られなかったので、発明者は、ランス３の内管４と外管
１の間隙で通過する冷却ガス６の温度分布を測定した。
その結果、上面側の冷却ガス６の温度は、下面側の温度
に比べて高く、ランス３の上面側が優先的に損耗する原
因が明確になった。

【００１４】そこで、発明者は、そのランスを、図１に
示すように、内管４と外管１の間隙に、管の長手方向に
沿って仕切部材を設け、該間隙内を少なくとも２室に分
ける構造とした。これによって、外管１内を流れる冷却
ガス６は、少なくとも２つの異なった流路を持つことに
なる。そして、傾斜によって上面側となる流路に、より
多量の冷却ガス６を流すようにしたので、上面側の冷却
が促進され、その部分の温度上昇が抑制されるようにな
った。

【００１５】図１では、板状の仕切部材１０を内管４の
中心軸を通る延長線上に配置してある。この場合は、上
記２つの流路に流す冷却ガス６の流量を、別途設けた分
配手段（図示せず）で、異なるように調整すれば良い。
具体的には、該ランス３に冷却ガス６を供給する配管を
２系路設け、それぞれに開閉弁を備えたり、１本の配管
を２系統に途中で分岐し、それぞれに異なる流量を流せ
ば良い。また、本発明では、上記仕切部材１０を、その
延長線が内管４の管軸を外すように取付け、２室の断面
積を異ならせることも考えた。これにより、前記分配手
段を配置せずとも、一本の冷却ガス配管を設けるだけ
で、前記流量調整が可能となるからである。

【００１６】また、この考えを発展させ、本発明では、
図２に示すような偏心型のランス３も提案する。つま
り、内管４と外管１の断面での配置を、同心円状とせず
に片寄らせたのである。これにより、大がかりな仕切部
材１０を用い２室とせずとも、内外管の間隙に簡単な固
定部材（スペーサ）９を入れることで、外管１内を流れ
る冷却ガス６に断面に関する流量分布が生じるようにな
る。つまり、断面積の大きい側を、より大きな冷却を必
要とする側にして、ランス３を使用することになる。な
お、断面積の変更に用いるスペーサ９の長さは、所望の
断面積に応じて定めれば良い。また、その材質は、前記
仕切部材１０と同種のもので良く、耐熱性の高い鋼材、
あるいはセラミックが使用できる。さらに、使用する冷
却ガス６としては、窒素ガス、アルゴン・ガスでも良い
が、ランス３内で熱分解して吸熱する炭化水素系ガスが
好ましい。

【００１７】

【実施例】トピード・カーに高炉から出銑した溶銑を約
２００トン装入し、該溶銑中に傾斜、浸漬した３種類の
異なった構造のランス３を介して脱燐剤を吹込み、溶銑
脱燐を行った。その際、いずれの方法でも精錬用フラッ
クスとしての脱燐剤８にはＣａＯ及び酸化鉄を用い、そ
れを気体酸素９と混合して吹き込んだ。なお、脱燐剤８
の吹込み量は、３００〜３５０ｋｇ／分、気体酸素９の
吹込み量は、０〜３０Ｎｍ³ ／分で，吹込み時間は、２
０〜３０分間である。

【００１８】その結果を、図３に、気酸比率とランス寿
命（従来の単管で気酸比率＝０の場合を１として規格
化）との関係で示す。ランス３として従来の単管方式の
ものを使用した場合（比較例１）は、気酸比率が高くな
るにつれ、ランス寿命が短くなっている。内管４と外管
１とを単純に同心円状に配置し、内管４内に脱燐剤と気
体酸素、外管１に冷却ガス６としてプロパン・ガスを流
した場合（比較例２）は、ランス寿命が比較例１に比べ
ると延びている。しかし、気酸比率が上昇するにつれ
て、その寿命は短くなる。

【００１９】これらの従来方式のランスを使用した場合
に比べ、本発明に係るランス（図１）を使用した場合
（実施例）は、気酸比率の変化があっても、その寿命が
殆ど低下せず、優れた冷却効果があったものと思われ
る。なお、この際、冷却ガスとしての総プロパン流量
は、比較例２と同じとし、ランスの２系統の冷却ガス流
路には、それぞれ異なった流量を流した。つまり、ラン
ス上面側と下面側の冷却ガス流路に流すプロパン・ガス
の流量比を１．５：１とした。また、この実施例と比較
例２の場合に、ランス先端で上記冷却ガス流路内の温度
を実測した。その結果を表１に示す。表１より、比較例
２では、流路内のランス上面側と下面側で１００℃以上
の温度差があったが、実施例では、ほぼ均一になってい
ることがわかる。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明により、溶
銑予備処理で、溶銑中に傾斜、浸漬して使用するランス
の寿命が、気体酸素を使用しても、従来より延長される
ようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るランスの構造を示す断面図であ
る。

【図２】本発明に係るランスの別形態（偏心型）を示す
断面図である。

【図３】ランスの寿命を、本発明に係るランスと、従来
のランスとで比較した図である。

【符号の説明】

１外管２耐火物３ランス４内管５間隙６冷却ガス７気体酸素８脱燐剤９スペーサ１０仕切部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶銑中に傾斜、浸漬して使用され、精錬
用フラックス及び気体酸素を通す内管と、冷却ガスを通
す外管とで形成した二重管方式の粉体吹込み用ランスに
おいて、前記内管とそれを囲む外管によって形成される間隙を、
管の長手方向に交差する断面で少なくとも２つの冷却ガ
ス流路に仕切るように、管の長手方向に沿う仕切部材を
設けたことを特徴とする粉体吹込み用ランス。
【請求項２】前記仕切部材で仕切った冷却ガス流路の
うち、ランスの傾斜で上面側になる流路に、より多量の
冷却ガスを通過させるよう、ガス分配手段を設けたこと
を特徴とする請求項１記載の粉体吹込み用ランス。
【請求項３】溶銑中に傾斜、浸漬して使用され、精錬
用フラックス及び気体酸素が通る内管と、冷却ガスが通
る外管とで形成した二重管方式の粉体吹込み用ランスに
おいて、前記外管の管軸に対して内管を偏心させてなることを特
徴とする粉体吹込み用ランス。
【請求項４】ランスの傾斜で上面側になる冷却ガス流
路を、前記偏心で断面を広くした流路としたことを特徴
とする請求項３記載の粉体吹込み用ランス。
【請求項５】前記精錬用フラックスを、酸化鉄及び／
又は生石灰としてなることを特徴とする請求項１〜４記
載の粉体吹込み用ランス。
【請求項６】前記冷却ガスを、炭化水素系ガスとして
なることを特徴とする請求項１〜５記載の粉体吹込み用
ランス。