JPS5927362B2 - 溶融金属精錬用の羽口 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶鋼等の溶融金属の精錬炉、例えばＡＯＤ炉、
Ｑ−ＢＯＰ炉、複合吹錬炉又は取鍋若しくはタンディツ
シュ等に流体を供給する羽口に関するものである。

近年溶鋼等の溶融金属の精錬には炉体底部、又は側壁下
部に設けた羽目から酸素ガス等の精錬用流体、或いはア
ルゴンガス、炭化水素等の攪拌用ガスを炉内に吹き込む
ＡＯＤ炉、Ｑ−ＢＯＰ炉。

複合吹錬炉等が用いられることが多い。

ところでこの種の精錬炉において用いられている羽目は
例えば二重管構造等に形成され、内管を介して精錬用流
体を、また内管と外管との間を通じて攪拌用流体を供給
することとしているが、このような構造を採用した精錬
炉においては、羽口開口位置周辺の炉内耐火物がすりば
ち状に溶損し易く、溶融金属の攪拌作用の安定を欠き、
また精錬効果を損うこととなシ、羽目の周辺耐火物を早
期に取り替えることを余儀なくされるなどの不都合があ
った。

本願発明者等はこのような羽口近傍における耐火物の溶
損発生原因についての実験研究の結果、通常の円筒状羽
目、或いは円形断面の二重管構造と′なっている羽目か
ら溶融金属中に精錬用ガス及び攪拌用流体を吹き込んだ
場合、溶融金属中にガスの空洞、即ちキャビティが形成
され、このキャビティは所定体積に迄成長すると、バラ
ンスを失って一部は潰れて離散し、残りは羽口近傍の耐
火壁に逆流衝突する所謂吹きもどし現象が繰シ返し生ず
るが、これに伴って羽口近傍の耐火物に繰り返し加えら
れる衝撃力及び羽口近傍耐火物と精錬用ガス等に含まれ
る活性ガスとの反応等が主要原因となっていること、ま
た吹きもどし現象自体の発生防止には羽目からの精錬ガ
ス等の噴射圧を全断面について均一とするのが有効であ
ることを知見した。

本発明はかかる知見に基いてなされたものであって、そ
の目的とするところは、溶融金属中に精錬用又は攪拌用
の流体を吹き込むノズル部をスリット状に形成スると共
に、このノズル部にノズル部容積よりも著しく大きい容
積を有する分配室を連設し、流体を静圧状態にて分配室
からノズル部に流入せしめ得ることとし、スリット状の
ノズル部の全幅から均一に流体を吹き出させしめること
が出来て溶融金属内における吹きもどし現象を効率よく
防止出来、また精錬用流体と共に羽口冷却用流体を用い
る場合にはノズル部は３層とし、中央に位置する第１の
ノズル部よりもその両側に重ねられる第２．第３のノズ
ル部の幅を、第２．第３のノズル部の両端が第１のノズ
ル部の両側よりも第１のノズル部の厚さの３倍以上突き
出すように長くして、第１のノズル部の両側より突き出
された第２．第３のノズル部間に耐火物を介在せしめる
ことにより、第１のノズル部を効率よく冷却してその溶
損等を防止し得るようにした溶融金属精錬用の羽口を提
供するにある。

以下本発明を図面に示した実施例に基いて具体的に説明
する。

第１図は溶融金属精錬用羽目（以下本発明品という）を
用いた複合吹錬炉の要部を断面にて示す模式図、第２図
は本発明品の斜視図、第３図は同じく拡大縦断面図、第
４図はノズル部の一部拡大前面図であり、図中Ｆは複合
吹錬炉、Ｆｌは鉄皮、Ｆ２け耐火物であって、その底部
に本発明品たる羽口が装着され、供給管Ｈ□、フレキシ
ブルチューブＴ０を経て給送されてくる酸素ガス等の精
錬用流体及び供給管Ｈ２ｊ Ｈ３、フレキシブルチュー
ブＴ ２ 、Ｔ ３を経て給送されてくるアルゴンガス
等の冷却を兼ねる攪拌用流体を炉内における溶融金属中
に吹き込むようにしである。

羽口は第２〜４図に示す如く精錬用流体のノズル部１１
、冷却及び攪拌用流体のノズル部１２゜１３及びこれら
各ノズル部１１，１２，１３の基端部に装着されたヘッ
ダ２１，２２，２３等にで構成されている。

各ノズル部１１，１２．’１３はいずれも断面偏平なス
リット状に形成されており、その厚さはいずれも等しく
、また幅寸法はノズル部１１よりもノズル部１２，１３
の方が若干長く形成されている。

各ノズル部１１，１２，１３はノズル部１１を中にして
ノズル部１３，１３を一’Ｃの両側、即ち上、下面に重
ね合せた状態で、ノズル部１２，１３の幅方向における
両側部はノズル部１１の幅方向の両側部よりも夫々所要
寸法Ｗだけ側方に張り出させて配設されている。

ノズル部１１の両側部に対するノズル部１２，１３の両
側部の張り出し寸法ｗ（／′ｉノズル部１１の厚さｄ１
換言すれば両ノズル部１２，１３の離隔寸法の３倍以上
、即ちｗ）３ｄに設定され、両ノズル部１２゜１３の端
部間の隙間には耐火性材料１４，１４が充填されている
。

一方、ヘッダ２１は円筒状に、またヘッダ２２゜２３は
角筒状に形成されており、ノズル部１１゜１２．１３０
幅寸法に略等しい長さを備え、ノズル部１１，１２，１
３の基端部けその全幅にわたりヘッダ２１，２２，２３
内の分配室２１ａ。

２２ａ 、２３ａに連接されている。

そして前記したフレキシブルチューブＴ１．Ｆ２．Ｆ３
の一端は夫々前記ヘッダ２１，２２，２３の長手方向の
一端部に夫々口金２１ｂ、２２ｂ、２３ｂを用いて接続
されている。

ヘッダ２１，２２，２３０容積は夫々これに接続したノ
ズル部１１，１２，１３の容積、即ち、ノズル部１１，
１２，１３０先端部から基端部に至る内容積の１５倍以
上に設定するのが望ましい。

２（／ｉヘッダ２１，２２，２３の取付用フランジであ
る。

而して供給管Ｈ１、フレキシブルチューブＴ１、口金２
１ｂを経てヘッダ２１の分配室２１ａ内に供給された精
錬用の流体は大容積の分配室２１ａ内で動圧を減殺され
、ノズル部１１０基端側にその全幅にわたって均一に供
給され、溶融金属中にノズル部１１の全体から均一な圧
力にて吹き込まれる。

同様に供給管Ｈ２，Ｈ３、フレキシブルチューブＴ ２
ｔ Ｔ ３及び口金２２ｂ 、２３ｂを経て分配室２
２ａ 、２３ａ内に供給された精錬用の流体は大容積の
分配室２２ａ内で動圧を減殺され、ノズル部１２，１３
の基端側にノズル部１２゜１３の全幅にわたって均一に
供給され、ノズル部１２．１３から精錬用流体を包む態
様で溶融金属中に均一に吹き込まれる。

第５図はノズル部の容積に対する分配室の容積の大きさ
とノズル部から吹き出される流体のノズル部の全幅にわ
たる圧力分布との関係を示すグラフであって、横軸にノ
ズル部の幅方向の位置を、縦軸にヒトー管全圧（ｋｇ／
ｉ）を示しである。

グラフ中破線はノズル部容積に対する分配室容積を７倍
とした場合の、また１点鎖線はノズル部容積に対する分
配室容積を１５倍とした場合の、更に実線はノズル部容
積に対する分配室容積を３２倍とした場合の各結果を示
している。

このグラフから明らかなように、いずれの場合も、ノズ
ル部から流体の吹き出し圧力は、口金接続側の対面→に
おいて大きく、分配室における口金接続側に向うに従っ
て漸減する傾向がみられるが、この変化はノズル部容積
に対する分配室容積の割合が大きい程変化が小さくなっ
ており、この割合が１５倍以上となれば吹きもどし現象
の発生防止が著しく高められることが確認された。

第６図は本発明の他の実施例であって、精錬用流体のノ
ズル部１１の幅方向の両端部からその側方に張り出され
た攪拌用流体のノズル部１２゜１３の両端部（図には片
側のみ示す）を夫々端末において相接するよう折曲し、
ノズル部１１０幅方向の端部と、これよりも更に側方に
張り出されたノズル部１２，１３０幅方向の端部との間
に断面三角形状をなす空所を形成し、この空所内に耐火
性材料３４を充填せしめて構成されている。

なお各ヘッダについては図面には示していないが、ノズ
ル部１２，１３に接続すべきヘッダの長手方向の両端部
はいずれもノズル部１２，１３の端部形状に合せて曲折
されていることは言うまでもない。

他の構成はいずれも第２図に示す実施例と同じであり、
対応する部分には同じ番号を付しである。

かく構成された実施例にあっては、前記第２図に示す実
施例に比較して、ノズル部１１の幅方向両端部を包む態
様で耐火性材料３４及びノズル部１２．１３の両端部が
位置せしめられているため、ノズル部１１の幅方向両端
部に対する冷却効果が大幅に向上し、ノズル部１１の溶
損が確実に防止される。

第７，８図はいずれも本発明の他の実施例を示すノズル
部の前面図であり、第７図に示す実施例の場合は３層に
積層された各ノズル部１１，１２゜１３がいずれも積層
された状態のまま断面Ｃ形に曲成され、また第８図に示
す実施例の場合は同じく３層に積層された状態のまま断
面Ｖ形に曲成されている。

他の構成については前記第２〜４図に示す実施例の場合
と同様であり、対応する部分には同じ番号を付しである
。

ノズル部１１，１２゜１３を上述した如く各種形状に曲
成することによる形状の相異はそれ自体溶融金属中にお
ける吹きもどし現象の発生防止機能を何ら損うものでな
いことが確認されており、このようなノズル部１１゜１
２．１３の断面形状については必要に応じ適宜に設定す
ればよい。

以上の如く本発明品にあってはノズル部におけるスリッ
ト状開口部全体から均一な圧力にて、精錬用流体及び／
又はノズル部等の冷却を兼ねる攪拌用流体を溶融金属中
に吹き込むことが出来ることとなって、溶融金属中での
吹きもどし現象の発生を可及的に抑制せしめ得ることは
勿論、冷却を兼ねる攪拌用流体を吹き込むためのノズル
部の幅方向両端部は精錬用流体を吹き込むためのノズル
部の幅方向両端部よりも側方に所要寸法張り出させて、
この張り出した攪拌用流体の吹き込み用ノズル部の両端
部間に耐火性材料を介在せしめたから、精錬用流体吹込
用のノズル部に対する冷却効果が大きく、ノズル部の溶
損を確実に防止し得、ノズル部全体の製作も容易となる
など、本発明は優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明品を用いた複合吹錬炉の一部を断面で示
す模式図、第２図は本発明品を横向きにした状態で示す
拡大斜視図、第３図は同じく本発明品の拡大縦断面図、
第４図はノズル部の一部拡大前面図、第５図はノズル部
から吹き出される流体の圧力分布図、第６．７，８図は
いずれも本発明の他の実施例を示す前面図である。 １１．１２，１３・・・・・・ノズル部、２１，２２゜
２３・・・・・・ヘッダ、Ｈｌ、Ｈ２，Ｈ３・・・・・
・供給管、Ｔ１．Ｔ２．Ｔ３・・・・・・フレキシブル
チューブ、Ｆ・・・・・・複合吹錬炉。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶融金属中に精錬用又は攪拌用の流体を吹き込むべ
   く設けられる羽目において、断面スリット状をなすノズ
   ル部と、該ノズル部にその全幅にわたシ流体を均一に供
   給すべく、連接されるノズル部容積の所定倍率の容積を
   もつ分配室を有するヘッダとを具備することを特徴とす
   る溶融金属精錬用の羽目。 ２ 溶融金属中に精錬用又は攪拌用の流体を吹き込むべ
   く設けられる羽口において、断面スリット状をなす第１
   のノズル部と、断面スリット状に形成され、幅方向の両
   側部を前記第１のノズル部の両側部から所要寸法張り出
   させた状態で第１のノズル部の両側に重合配設された第
   ２及び第３のノズル部と、第１のノズル付の両側部から
   張り出した第２．第３のノズル部の両側部間に介在せし
   められた耐火性材料と、第１．第２．第３のノズル部夫
   々に、その全幅にわたり流体を均一に供給すべく連接さ
   れ、各ノズル部容積の所定倍率の容積をもつヘッダとを
   具備することを特徴とする溶融金属精錬用の羽目。