JPS5819424A - 転炉の炉底羽口の冷却制御法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 仁の発明は、転炉の炉底羽口の乍却制御法に関シ、とく
に転炉吹錬の全期間にわたって炉底羽口ならびに誼羽口
近傍の炉底れんがの効果的な冷却保護を達成しようとす
るものである。

−・般に、底吹き転炉や上、底吹き転炉など底吹き機能
をそなえる転炉においては、炉底に設けた羽口の溶損防
止の九めに羽口構造を二重管や三重管などの多重管とし
、この多重管の環状すき間から冷却用流体として九とえ
ばプロパンなどの炭化水素系ガスやＯＯ２ガスないしは
液体ＣＯ□などを吹込んでその熱分解による吸熱反応を
利用して炉底羽口の冷却保ｌｉを行っている。

この種構造の羽口たと又は底吹き転炉に設けた三重管羽
目においては、第１図および第一図にその断面および平
面金示したように炉内側の冷却用流体の流路である環状
流路ｌに沿ってマツシュルームと呼ばれる多孔質の凝固
殻コが形成されるが、このマツシュルーム−〇形状およ
び大きさが冷却る。

すなわち冷却用流体の冷却能を最大限に発揮するには該
冷却用流体の流れを均一なものとすることが肝要である
が、このためにはマッシュルームが形状、大きさとも理
想的に形成される必要があり、かくしてはじめて羽口お
よび羽口近傍の炉底れんがの溶損を最小限に抑えること
ができると考えら詐るのである。

従って上記の目的を達成するには、吹錬全期間にわたっ
てマツシュルームの形成状態を正確に把握することが肝
要となる０ しかしながら従来は、吹錬中におけるマツシュルームの
形状判断はできなくて、吹錬終了後出湯して炉内を空に
したのちの目視による観察によらざるを得す、従って効
果的な羽口の冷却さらにはその制御を行うことはできな
かったのであるＯこの発明は上記の問題を有利に解決す
るもので、吹錬中におけるマツシュルームの形成状態を
冷却用流体の吹込み流量、および圧力から的確に把握し
、その形状変化に応じて冷却用流体の吹込み流量を調節
することにより、吹錬全期間にわたってマツシュルーム
の形状、大きさを常に最適な状態に維持して、効果的な
羽口冷却を可能ならしめたものである。

すなわちこの発明は、底吹き愼舵をそなえる転炉の炉底
に設けた多重管羽口により酸化性精錬ガスを転炉内に収
容した金属溶湯中に吹込み、かつ該羽目をその環状すき
間から冷却用流体を吹込んで冷却するに当り、既往の吹
錬実績に基く羽口冷却能を最大とする冷却用流体の流量
と圧力との関係について理想流量特性曲線を予め求めて
おき、この理想流量特性曲線に対する実操業における冷
却用流体の流量および圧力の偏差から該羽口の冷却状況
を判定し、該偏差に応じて冷却用流体の吹込み量を調節
することにより該偏差を減じて羽口冷却能を高めること
を特徴とする転炉の炉底羽口の冷却制御法である。

以下この発明を由来するに至った実験結果に基いてこの
発明を具体的に説明する。なお冷却用流体としては冷却
用ガスを用いた場合について示す。

さてたとえば三重管羽口をそなえた底吹き転炉において
は、酸化性精錬ガスを吹込む中心流路および冷却用ガス
を吹込む環状流路の圧力をそれぞｎ測定しているが、と
くにマツシュルームの形成と関係の深い環状流路の圧力
に注目すると、環状流路圧は冷却用ガスの流量および吹
錬経過時間によって変動している。この圧力変動の原因
は、冷却能の増減、鋼浴温度の変化および溶鋼中炭素含
有量の減少に伴う凝固温度の変化などによってマツシュ
ルームの形状、大きさが変化するためと考えられる。

そこで発明者らはこの環状流路の圧力変動に注目し、逆
に環状流路圧を検出することからマツシュルームの形成
状態を把握できないものかと考え、出湯後の目視観察に
よりマツシュルームが最適と認められたチャージにおけ
る冷却用ガスの吹込み条件を吹込み流量と圧力との関係
で整理してみた０その結果を第３図にプロットして示す
。

同図より明らかなように各測定点は多少のバラツキはあ
るものの、ほぼ直線上にのることがわかった。

このことは、冷却用ガスの吹込み条件を１掲の直線に沿
う流量および圧力に制御することによって効果的な羽目
冷却を行えることを示唆するものであり、実際後述する
ように１掲の直線で示される流量、圧力の下に冷却用ガ
スの吹込みを行うことにより高い冷却能の下に効果的な
羽口の保護が達成されたのである。

この明細書では、１掲したように理想的な形状大きさの
マツシュルームを形成して最大の冷却能をもたらす冷却
ガスの吹込み条件を与える直線を理想流量特性曲線と呼
びＭＮで示す。なお効果的な羽口冷却をもたらす冷却用
ガスの吹込み条件は、ＭＮで示される吹込み流量および
圧力を厳密に満足させる必要はなく、ある程度の幅をも
って貯容される。そこでこの発明では第参図に示したよ
うにＭＮを挾んで許容幅だけ離れて平行に二本の直線を
引き、これらをそれぞれマツシュルーム過小限界曲線Ｍ
ＳＬマツシュルーム過大限界曲線ＭＬＬと名付け、これ
らの両曲線ＭＳＬ・ＭＬＬで挾まれた領域を適正領域と
して、冷却ガスの吹込み条件がこの適正領域内にあれば
マツシュルームの形状、大きさは良好で効果的な羽口冷
却が達成できると判定する。

これらの曲線ＭＮ、ＭＳＬおよびＭＬＬの求め方の一例
を次に述べる。

（１）マツシュルームの形状が理想的と認められたとき
の操業データを微多く収集する。

（２）理想流量特性曲線をｙ−ａｚ＋ｂの形の直線式で
近似するものとし、各操業データの圧力（ｘｎ）。

流量（ｙｎ）をｘ、ｙ座標とする点（ｘｎ、ｙ１）のｙ
−ａｘ＋ｂに対する距離Ｄｎをそれぞれ求める。

（３）で表わされるＳを最小Ｓｍｉｎにするときの係数
ａ、ｂの値（ａ１、ｂ１）を求め、このｙ＝ａ１ｘ＋ｂ
１で表される直線をＭＮとする。

（４）（ＮＦ：自由度）なるσを求め、上記ｙ＝ａ１ｘ
＋ｂ１に平行で±σだけ離れた二本の直線を引き、これ
らをＭＳＬ−ＭＬＬとする。

なお、０のとりかたは、種々の方法が考えられるが、こ
こでは一つの基準として標準偏差？全採用し、ここに自
由度Ｎ、は、Ｎｙ−ａ　−／　（Ｎ：データ数）で求め
られる。

かくして実操業において測定した冷却用ガスの圧力（ｘ
ｎ）と流量（ｙｎ）をｘ、ｙ座標とする点（ｘｎ。

ｙｎ）が”ＳＬとＭＬＬとに挾まれた適正領域内にあれ
ば、マツシュルームの形状、大きさは良好と判定し、ま
たこの領域からはずれた場合で”ＳＬより上側にある場
合はマツシュルーム過小’　ＩＬＬより下側にある場合
はマツシュルーム過大と判定して冷却用ガスの吹込み流
量を調節することによりマ　□ツシュルームを良好な形
状、大きさに修正するのである。

以下第ｊ図ム、Ｂを参照してマツシュルームの形成状態
を判定しながら冷却用ガスの吹込み流量を調節して炉底
羽口の冷却制御を行う要領について説明する。第５図Ａ
、Ｂにはそれぞれ容量２５０トンの上、底吹き転炉につ
いて求めたＭＮ、ＭＳＬおよびＭＬＬを示し、当初冷却
用ガスの吹込み流量社７ＮＭ／ｍｉｎであった。

（イ）まずマツシュルームの大きさが過小になりつつあ
る場合、すなわち第５図Ａに示したところにおいて圧力
と流量で示される座標点がＭＮからしだいに遠ざかって
図中ａで示される位置に移動し、適正領域から逸脱する
おそれが生じた場合には次のような措置をとる。

冷却ガスの流量を１０Ｎｍ／ｍｉｎまで増加させる。

すると座標点は圧力上昇を伴って図中すの位置に移動し
、その後時間の経過とともに冷却効果が増大して、マツ
シュルームが成長し、それに伴って圧力が上昇（矢印０
）してぃきやがて座標点はＭＮ上の６点にくる。この時
点で冷却ガス流量を元の７Ｎｍ／ｍｉｎに減じて・点に
戻すのである。

（ロ）一方マッシュルームの形状が過大になりつつめる
場合は、次のような措置をとｎばよい。

すなわち座標点が第５図すに示したところにおいてａ′
の位置に移動し、ＭＬＬの下方のマツシュルーム過大領
域に入るおそれが生じた場合には、まず冷却ガスの流量
を７Ｎｍ／ｍｉｎから４Ｎｍ／ｍｉｎまで下げる。する
と座標点は圧力降下を伴ってｂ′点に移動するが、この
ままの流量に保持しておくとマツシュルームはしだいに
小さくなって圧力が減少（矢印Ｃ′）する結果、座標点
はＮＩＢ上のｄ′点に移行する０そしてこの時点で流量
を７ＮＩＢ／ｍｉｎに増大してｅ′点に戻すのである。

かくして吹錬全期間にわ九ってマツシュルームの形状、
大きさを適正に維持でき、高い冷却能の下に効果的な羽
目冷却が容易に達成できるのである。

以上、この発明法管上、底吹き転炉における炉底羽口の
冷却制御に適用した場合につき主に説明したが、その他
底吹き転炉、不活性ガスのみ管底吹きする転炉（ＬＤ　
−ＫＧ）およびムＯＤ転炉など底吹き愼罷をそなえる転
炉いずれに対しても適用できるのはいうまでもない。さ
らにこの発明法は、三重管羽口だけでなく、三重管羽口
その他これらに類する冷却用流体の吹、込み機能をもつ
ものであればいずれに対しても勿論適用できる。

以上述べたようにこの発明によれば、底吹き嶺ｍａｔ−
そなえる転炉においてその吹錬全期間にわたり、底吹き
羽口の環状流路に沿って生成するマツシュルームの形状
、大きさを冷却用流体の吹込み流量の調節によって常に
理想形に制御できるので、高い冷却能の下で炉底羽口お
よびその近傍の炉底れんがの溶損を最小限に抑制するこ
とができ、従って羽口の寿命延長に役立つ。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそｎぞれマツシュルームの形成状
態を底吹き転炉の炉底羽口と共に示した断面図および平
面図、第３図は理想形のマツシュルームが得られたとき
の冷却用ガスの吹込み流量と圧力との関係を示したグラ
フ、第参図は好適なマツシュルームか形成される流量特
性の適正領域を示した図、そして第５図Ａ、Ｂはそれぞ
れ冷却用ガスの吹込み流量調節による炉底羽口の冷却制
御要領の説明図である。 特許出願人　　川崎製鉄株式会社 第１図 第８図 圧力　リＩｃｗｐｔｉ 圧り惰４−ｑ 第５図 （Ａ） 反かりＡｆｎ−ｑ 圧力癩−ｑ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、底吹き慎能會そなえる転炉の炉底に設は九多重管羽
   目により酸化性精錬ガスを転炉内に収容した金属溶湯中
   に吹込み、かつ該羽口をその環状すき間から冷却用流体
   を吹込んで冷却するに当り、既往の吹錬実績に基く羽口
   冷却能を最大とする冷却用流体の流量と圧力との間係に
   ついて理想流量特性曲線を予め求めておき、この理想流
   量特性曲線に対する実操業における冷却用流体の流量お
   よび圧力の偏差から骸羽口の冷却状況を判定し、該偏差
   に応じて冷却用流体の吹込み量を調節することにより該
   偏差上域じて羽口ｑ却能を高めふことを特徴上する１炉
   の炉底羽口の冷却制御法０