JPS6033307A - 転炉の吹錬用羽口 - 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】 この発明は、底吹転炉及び上底吹転炉の吹錬用羽口に関
するものである。

従来より、転炉内に収容された溶鉄中に転炉底部から吹
錬用ガスを底吹する吹鋪用羽口として、２重管羽目が知
られている。この２重管羽目ハ、外貢とこの外管に内挿
された内管とよりなり、内管側からは酸素等の精錬ガス
加、ｊ内管と外管との間隙からは保護ガス、例えばプロ
パン等の炭化水素ガスが転炉内に収容された溶鉄中に吹
込まれる。

この２重管羽目は、精錬ガスと共に保護ガスが溶鉄中に
吹込まれることから、トーマス転炉等に比べ羽口寿命が
長いという利点がある。しかし、この２重管羽口を用い
る場合でも、操業を重ねるうちに転炉内の羽目開口部近
傍の炉底耐大物が除々に損耗し、結果として羽目開口部
から離れた部分の炉底耐大物との間に損耗量の差が生じ
、そのため炉底寿命は専ら羽目間口部近傍の炉底耐大物
の損耗■に依存していた。

また、低炭素鋼を溶製する場合、羽口径の大きな２重管
羽口が用いられるが、その羽口径の大きな２重管扇口を
備えた底吹転炉を用いて高炭素絹を溶製する場合、吹込
みガス量を一定以上絞り込むと羽口に溶湯が侵入し、そ
れを防止するためには吹込みガスの絞り込みを抑制する
必要があった。

逆に、羽口径の小さい２重管羽口を備えた底吹転炉を用
いて低炭素鋼を溶製する場合、吹込みガス流ｍを過大に
すると、いわゆる吹抜けが生じ、スピッティングまたは
スロッピング現象による鉄歩留低下、類ライニングの損
傷が避けられない。したがって羽口径をある大きさに設
定した２重管羽目のガス吹込み母を変化させる範囲は限
定され、従来の２重管羽口では汎用性に不満足な点があ
った。更に、低炭素鋼を溶製するべく羽口径の大きな２
重管羽目を設けた場合であっても、高速吹錬を行なうた
めに吹込みガス流口を増大させるとやはり吹抜けが生じ
、そのため生産性の向上には限界があった。

以上の問題を解決するために従来の２重管羽目を改良し
た精錬用ガス吹込み管が特開昭５５−１６４０１８号公
報において開示されている。この精錬用ガス吹込み管は
、ガス流ｎを調整して変化させ得る範囲が広い２重管羽
目を得ることを目的として提案されたものであり、第１
図に示すように、小径管１を隣接して接合させた集合管
体２を、管軸方向に対して所定角度捻転させ、かつ、外
管３に内押してなるものである。操業に際しては、小径
管１内側からＮ錬ガスが転炉自溶鉄中に吹込まれ、集合
管体２と外管３との間隙からは保護ガスが吹込まれる。

そして、集合管体２が所定角度捻転せしめられているこ
とから、大流邑のガスを吹込んでも吹抜けは生じず、ま
た、ガス流■を絞り込み高炭素鋼を溶製することもでき
る。

しかし、上記提案の端線用ガス吹込み管においては、精
錬ガスが吹出される小径管１の断面積の和（Ｓｉｎ）と
、保護ガスが吹出される集合管体２と外管３との間隙の
断面積（Ｓｏｕｔ）との比（Ｓｏｕｔ　／　Ｓ　ｉｎ）
が約０．５程度となり、この精錬用ガス吹込み管におい
ては、外管３に小径管１を内接させて配設するという構
造上の制約があることから、その比率をそれ以下とする
ことはできず、通常の２重管羽口ではその比が約０．２
５程度であるのに比べると保護ガス吹出し部の断面積が
過度に大きくなるという欠点があり、そのため次のよう
な問題が生じる。すなわち、保護ガス流量と酸素流量と
の比率を通常の２重管羽目と同程度にすると、保護ガス
の流速が通常の２重管羽口を用いる場合の約１／２程度
となり、そのため保護ガス吹出し部に転炉内溶鉄が差し
込む危険が生じる。逆に、そのような危険を回避するた
めに保護ガスの流速を通常の２重管羽目と同程度にする
と、保護ガス流口が酸素流］に比し杓２倍稈戊必要とな
り、生産コストが高くなるという不利益がある。

そこで本出願人は本出願前に出願した特願昭５８−５２
８０１号において、以上のような従来の諸問題を解消し
た転炉の吹錬用羽目を提案した。

その転炉の吹錬用羽目は第２図におよび第３図に示され
るように、外管４内門に内管５を同心的に装備してなる
３木の同心２岳管を溶接により相互に接合して並設し、
かつ転炉底部近傍から転炉底部間口部にかけて相伴って
捻転せしめられた捻転部６が設けられてなる。上記外筐
４下部には保護ガス送給ロアが設けられてこの保護ガス
送給ロアから外管４と内管５との隙間【二保３ガスが送
給され、また内管５の図示しない端部からは内管５内側
に酸化性ガスが送給される。そして、この特願昭５８−
５２８０１号に提案した転炉の吹錬用羽目によれば、転
炉内羽目開口部近傍の炉底耐大物の］員耗を緩和して炉
底寿命を延ばすことができ、また吹込みガス流釉を増加
しても吹抜けやスピッティング等が生じて歩留りが低下
するようなことはなく、特に、Ｎ１素吹込み部所面積と
保護ガス吹込み部所面積との比を任意に設定して通常の
２重管羽目と同程度にすることが可能であり、したがっ
て保間ガス流量を通常の２重管羽口を用いる現金に較べ
特に増加させるような必要はなく、生産コストを低くす
ることができ、前述した従来技術の諸問題を解消するこ
とかできる。

しかし、本発明者等が更に研究を重ねたところ、上述の
特願昭５８−５２８０１号に提案した転炉の吹錬用羽口
について次のような問題があることが判明した。すなわ
ち、上記吹錬用羽目には外管４内側に内管５を同心的に
装備してなる複数の同心２※管を４目伴って捻転せしめ
た捻転部６が醗けられが、そのように同心２重管を捻転
せしめる際には外管４と内管５との相互の隙間が不均一
となり、場合によっては外管４内壁と内管５外壁とが密
着し、相互の隙間が消失する部分が生じていた。

そしてそのように外管４内壁と内管５外壁どが密着して
相互の隙間が消失する部分が生じると、その隙間を通過
する保護ガスによる管の冷却効果が低下し、そのためこ
の捻転部６が形成された吹錬用羽口を用いた場合の転炉
内肩ロ開ロ部近傍の炉底耐大物の損耗緩和という利点が
効果的にはあられれないという不都合があった。

この発明は以上の従来の８情に鑑みてなされたものであ
って、外管と、この外管に内挿された内管とよりなる同
心２重管を転炉底部に開口させてなる転炉の吹錬用羽口
であって、複数の上記同心２重管を相互に隣接させ、か
つそれらの同心２Ｍ管を相互に捻じり合わせた捻転部を
形成してなる転炉の吹錬用羽目の、その捻転部を形成す
る際に、外管内壁と内管外壁との相互の隙間が均一とな
るようにし、そのように同心２重管を相互に捻じり合わ
せた捻転部を形成してなる転炉の吹錬用羽口の転炉内羽
目開口部近傍の炉底耐大物の損耗緩和という利点をさら
に強化した転炉の吹錬用羽目を提供することを目的とす
る。

すなわち、この発明の転炉の吹錬用羽目は、外管と、こ
の外管に内挿された内管とよりなる同心２重管を転炉底
部に開口させてなる転炉の吹錬用羽目において、複数の
各々の同心２重管を形成する内管と外管との間に突部を
設け、そのようにしてなる同心２重管を相互に隣接させ
、かつそれらの同心２重管を相互に捻じり合わせた捻転
部を形成したことを特徴とするものである。

以下にこの発明の実施例を第４図〜第６図を参照して説
明する。

第４図において、外管４内側に挿入された内管５ａには
、外管４内壁と内管５ａ外壁との隙間を一定に保持する
ための突部として、高さが一定な６筋のスプライン８が
内管５ａと一体に設けられている。このスプライン８は
各２重管の軸方向全長にわたって、若しくは少なくとも
捻転部６が形成される部分について設けられる。したが
って、各２重管を相伴って捻転させてもスプライン８が
外管４内壁と内管５ａ外壁との隙間を一定に保持するた
め、その隙間に不均一な部分が生じたり、あるいは外管
４内壁と内管５ａとが密着する部分が生じるようなこと
はない。

第５図は他の実施例の断面図であり、外管４ａ内壁に外
管４ａと一体なスプライン８ａが外管４ａ内窒と内管５
外壁との隙間を一定に保持する突部として形成さたもの
である。この実施例についても前記第４図に示す実施例
と同様の効果が秦される。

第６図はさらに他の実施例を示し、外管４内壁と内管５
外壁との間に各２重管の軸方向全長にわたって延びる板
体９が外管と内管との間に突部として配設されたもので
ある。この板体９は外管４若しくは内管５に対して、ス
ボッｌ”　ｉｌ　接によって固定されている。この実施
例についても前記第４図および第５図に示される実／Ｊ
Ｉ　ＶＡど同様の効果が奏される。

なお、この発明の実＆’Ａの態４．■は上記各実施例に
限られず、例えば内管５外壁もしくは外管４内壁に突部
として一定の高さの突起部を点在させるようにしても良
い。

次にこの発明の実施例の吹錬用羽目とそれに対する比較
例として特願昭５８−５２８０１号に記載した吹錬用羽
目および特開昭５５−１６４０１８号公報において開示
されているものとを用いて５を底吹試践転炉で溶銑に対
する吹錬を行なった結果を記す。

実施例１ Ｃ／′４．４〜４．６％、　Ｓｉ／　０．２〜０．５％
、　Ｌ４ｎ　１０．４”−０，６％、　Ｐ／　０．１〜
０．１３　％、　Ｓ１０．００７〜０．０２０％の組成
で、温度が１２５０〜１３２０’Ｃの溶銑５．０〜５．
６１に対し吹錬を行ない、組成がＣ／　０．０４９６以
下、　Ｓｉ　／　ｊｒ、ｋ（ｎ　１０．２〜０．３％、
　Ｐｌｏ、０１〜０．０３％、　Ｓ１０．００Ｇ〜０．
００１５％で温度が１６８０〜１７２０℃の２溶ＳＩを
（りた。

吹錬用別口は前記第４０に示すこの発明の実施例のもの
を用いた。その材質は外管４および内管５ａともにＣｕ
とし、管捻転部は底吹試験転炉の底部間口端部から下方
に向かって４ｏｏｍｍの範囲において、外管４および内
管５ａを管軸方向に対して４０°の角度で捻り合わせて
形成した。

内管５ａの内径を１ＱＩｌｌＩ！ｌφ、その肉厚を１．
５ｍｍ。

外管４の内径を１４．５ｍｍφ、その肉ｇを２ｍｍとし
た。

また、内管５ａ外壁のスプライン８は高さＱ、４ｍｍ、
幅３ｍｍとＣ１内管５ａ１体に対して等間隔に６本設け
た。なお、内管５ａ１本あたりの酵素流ｉｉｔよ３　Ｎ
　ｍ　／　ｍｉｎとし、したがって３水金体で９Ｎ！ｌ
／ｍｔｈとした。また、酸素流Ｑに対するプロパン流量
の比は４％として、内外管の隙間から噴射させた。

実流例２ 上記実施例１と同様の吹錬を、スプライン【ま設けずに
高さｏ、４ｍｍ、幅３ｍｍ、管伯方向の長さ３ｍｍの突
起部を周方向に平均４個、管軸方向に２０ｎ＋ｍ間隔で
内管上に設け、他は上記実１条例と同様にした吹錬用羽
口を用いて上記実施例１と同様の吹錬を行なった。

比較例１ 内管と外管との間にスプラインは設けずに他は前記実施
例１と同様にした吹錬用羽目を用いて、前記実施例１と
同様の吹錬を行なった。

比較例２ 内管内径１０ｍｍφ、肉厚１．５ｍｍ、外管を内径が１
４．５ｍｍ、肉厚２ｍｍとして形成した２重管羽口を３
本適当な間隔で炉底部に配設し、前記実施例１と同様の
吹錬を行なった。

上記各実施例および各比較例は各々１５回ずつ行なった
。そしてその間の羽口溶損速度を計測した。その平均羽
目溶損速度を第１表に示す。

第１表に示されるように、実施例１および実施例２０羽
口は比較例１の羽口の半分の溶損速度であり、２ｍ管羽
口の１／４以下の溶損速度である。

また、吹錬実験後の底吹試験転炉の底面羽目周囲の耐火
物を観察したところ、実施例の吹錬用羽口の周囲の耐火
物には、他部に比し顕著な損耗はみとめられなかった。

以上の結果から、この発明実施例の吹錬用羽口の耐溶損
性が従来の単なる２重管羽目に較べてはるかに良好であ
ることがわかる。

次に酸素吹出し速度を２倍としく　１８　Ｎｍ　／ｍ１
ｎ）、他の条件は同様にして、実施例１の吹錬用羽目及
び比較例２を用いて溶銑への吹錬実験を５回反復して行
ない、出門した溶鋼の重色から鉄歩留を下式により算出
した。

溶鋼型８ 鉄歩留＝−ｘ１００（％） 溶専市 その結果を第２表に示す。

第２表から、実茄例１の吹錬用羽口を用いた場合の方が
、従来の単なる２ｍ管羽目である比較例２の場合に較べ
、鉄歩留がはるかに大きいことがわかる。これはこの発
明の実施例の場合、酸素送給速度を速くしても、スピッ
ティングの発生が顕著となるということがなく、スピッ
ティングによって失われる鉄分が比較例の場合に較べ、
はるかに少ないためである。

次に、上記実施例２の吹錬用羽目の捻転部６における捻
じり角度を５°、１０’、４５°と変化させたものを用
いて、同様の吹錬実験を行なった。

その結果、捻じり角度を５°とした場合の鉄歩留は８５
．９％、１０°とした場合の鉄歩留は９１．０％となっ
た。また、捻じり角度を４５°とした場合、羽口溶損速
度が０．９ｆｆｌｌｌｌ／チヤージとなった。したがっ
て、鉄歩留を高くし、羽口溶損速度を低く抑えるために
は、上記捻転部６における捻じり角度を１０°以上４０
°以下に設定するのが望ましい。

以上のようにこの発明によれば、複数の同心２ｍ管を相
互に隣接させ、かつそれらの同心２重管を相互に捻じり
合せた捻転部を形成すると共に各々の同心２重管を形成
する内管の外壁と外管の内壁との門に突部を設けるよう
にしたので、吹込みガス流目を増加しても吹抜けやスピ
ッティング等が生じて歩留りが低下するようなことはな
く、特に、葭素吹込み部所面積と保護ガス吹込み部所内
債との比を任意に設定して通常の２重管羽目と同程度に
することが可能であり、したがって保護ガス流台を通常
の２重管羽目を用いる場合に較べ特に増加させるような
必要はなく、生産コストを低くすることができる。

特に、同心２重管を形成する内管の外壁と外管の内壁と
の間に突部を設けたので、同心２重管を相互に捻り合わ
せて捻転部を形成する際にも内管外壁と外管内壁との隙
間が不均一となったり、あるいは内管外壁と外管内壁と
が相互に密着したりするようなことはなく、したがって
内管外壁と外管内壁との間を通過する保護ガスの流通が
阻害されることに起因する管をの冷却効果の低減を防止
することができ転炉内羽目開口部近傍の炉底耐大物の損
耗を緩和する効果をより顕著なものとすることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の捻転部を有する０錬用ガス吹込み管の断
面図、第２図はこの出願の前の出願にかかる捻転部を有
する吹錬用羽目の側面図、第３図は第２図Ａ−Ａ断面図
、第４図はこの発明の一実施例の断面図、第５図はこの
発明の他の実施例の断面図、第６図はこの発明の更に他
の実施例の断面図である。 ４・・・外管、　５・・・内管、　６・・・捻転部、　
８・・・スプライン。 出願人　川崎製鉄株式会社 代理人　弁理士　豊田酸欠 （ほか１名） 第１図 第３図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）外管と、この外管に内挿された内管とよりなる同
   心２重管を転炉底部に開口させてなる転炉の吹錬用羽目
   において、各々の同心２重管を形成する内管と外管との
   間に突部を設け、そのようにしてなる複数の同心２重管
   を相互に間接させ、かつそれ等の同心２重管を相互に捻
   じり合せた捻転部を形成したことを特徴とする転炉の吹
   錬用羽目。
2. （２）上記捻転部における同心２重管の管軸方向に対す
   る捻じり角度を１０’以上４０’以下としたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の転炉の吹錬用羽口。