JPS6199618A - 転炉の吹錬羽口 - 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】 （産業上の利用分野ン 底吹き転炉又は上底吹き転炉の吹錬用羽口の改良に関し
てこの明細書で述べる技術内容は、溶銑浴中へ精練ガス
を保護ガスとともに吹込むことによって有効な脱炭その
他の精錬を適切かつ有利に実現することについての開発
研究の成果を与えるところにある。

（従来の技術） 転炉内に収容された溶銑浴中に転炉！、部から精練ガス
を底吹きする転炉の吹錬用羽口としては、一般に２重管
羽目が知られている。

この２恵管羽口は、外管とその内径よりやや細い外径の
内管とのはめ合いになり、内管を通して純６１票又は不
活性ガスとの混合気体の如き精錬ガスを、内管と外管と
の狭崎Ｐ通して多くの場合プロパンなど炭化水票の如き
保護ガスとと５に転炉内に予め装入した溶銑浴中に吹込
むように転炉の炉底に仕組まれる。

この２重管羽口は、精錬ガスと共に保設ガスを溶鉄中に
吹込訃ので、トーマス転炉などに比べ羽口寿命がはるか
に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、操業を冨ねるうちに転炉内の羽口開口部
近傍の炉床耐火物が徐々に損耗し羽口開口部から離れた
部分の炉底耐大物との間に損耗量の差が生じる。

つまり炉底寿命は専ら羽口開口部近傍の炉底耐大物の損
耗量に依存するわけである。

また、低炭素鋼を溶製する場合には、羽口径の大きな２
重管羽口が必要とされるが、その羽口径の大きな２重管
羽口を備えた底吹き転炉を用いる吹錬に際し、吹込みガ
ス屋を一定限度以上に絞り込むと羽口に溶湯が侵入する
うれいがあるので吹込みガスの絞り込みが抑制される。

さればといっテ羽ロ径（７）　小さい２重管羽口を用い
たとすると吹込みガスの大流量を必要とする操業条件に
て、いわゆる吹抜けが生じてスピッティングまたはスロ
ンピング現象による鉄歩留低下、炉ライニングの損傷が
避けられない。

丁なわち羽口径をある大きさに設定した２重管羽口のガ
ス吹込み社を変化させる範囲が限定されるため、汎用性
に不満足な点があったのである。

加えて羽口径の大きな２重管羽口にあっても、たとえば
高速吹錬を目指して吹込みガス流量を増大させるとやは
り吹抜けが生じて、そのため生産性の向上に限界があっ
たことも問題点に数えられる。

この点特開昭５５−１６４（１１８号公報においｒ　　
ては精錬用ガス吹込み屋を調整して変化させ得る帖囲の
広い２重管羽口を得ることを目的として複数の小径管を
瞬接して接合させた集合管束を、所定角度で捻転させ、
この集合管束を外管８に内挿し、各小径管から精練ガス
をそして集合管束と外管８とのすき間から保護ガスを吹
込むようにし、集合管束の捻転により大流量の精錬ガス
な吹込んでも吹抜けを生ぜず、また、ガス流量の絞り込
みによる溶湯の浸入も妨げるようにしたものである。

しかし乍らこの場合には精錬ガスを導く小径管の断面積
の和（Ｓｉｎ）と、係挿ガスを導通させる集合管束と外
管とのすき間の全断面積（ｓ　ｏｕｔ　Ｊとの比（Ｓ　
Ｏｕｔ／Ｓ　ｉｎ　）が約０．５　Ｎ　度Ｇｃ　モミ大
トなって外管内に複数の小径管を内接配設する構造上の
制約のもとて上記比率をより小さくすることはできず、
通常の２重管羽口で約０．２５程度であるのと較べて保
護ガスの流通断面積が過大なため次の問題を伴う。

丁なわち、精錬ガスに対する保護ガスの流量比率を、通
常の２重管羽口と同程度にしようとすると、保護ガスの
流速が通常の２重管羽口を用いる場合の約％程度となっ
てそのため保ｈガスの吹出し開口に溶鉄が差し込む危険
が生じ、そのような危険を回避するため保護ガスの流速
を通常の２重管羽口と同程度にするには著大な保護ガス
流量の増加で生産コストにひびくなどの不利を伴うロ一
方出願人はさきに特願昭５８−１４２９７５号明細書に
おいて、個々には、止揚した羽口径の小さい同心２重管
の複数本を隣接した外管が接合するように東ねて捻転さ
せ、ここに上記の同心関係を維持するため、外管と内管
のすき間にスペーサを介装することご提案した。

このようにして転炉内羽ロ開ロ部近傍の炉底耐大物の損
耗を緩和し、炉底寿命の延長をはかりながらガス吹込み
量を変化させて調整することができる範囲を拡大し、従
って生産性向上に役立つ高速吹錬を行なうべく吹込みガ
ス流ｇｋご増大させても吹抜けの如き支障のない汎用性
、また保護ガス流量についても通常の２重管羽口と同程
度で済む経済性をあわせ成就することができた。

しかし発明者らが更に研究を重ねたところ高速吹錬を行
う場合又は脱りんなどの目的で石灰粉末を精錬ガスに混
入する場合など、小径内管の捻転に由来した精錬ガスの
圧損が大きいことに起因して内管内壁の摩耗が生じるこ
とが判った。

そしてこの摩耗は捻転の形成の容易な鋼などの軟かい材
質を用いるとき著しい。つまり転炉内羽ロ開ロ部近傍の
炉底耐火物の損耗緩和という利点は失なわれないものの
該羽口の捻転による内管内壁の摩耗が進行して、もしも
酸素ガスが内管を貫通したときには保護ガスとしてのプ
ロパンガスの流路に入り込んでガス爆発による、大事故
を引き起こす危険の下に羽口０命の低下つまり、は早期
の羽口交換が余儀なくされるという不都合があった。

（発明が解決しようとする問題点） この発明は以上のべた従来の開発事情に鑑み、伝炉内羽
ロ開ロ部近傍の炉底耐火物の損耗を緩和し炉底寿命を延
ばすことを前提として、ガス吹込み衆コ変化させて吹錬
条件ご調整することができる範囲が広くしたがって汎用
性に冨み、また、生産性を向上するために高速吹錬を行
なうべく吹込みガス流量を増大させる場合や脱りんなど
の目的で石灰粉末を精錬ガスとともに高速で流す場合な
どにおいても吹抜けや、捻転による内管内壁の摩耗がほ
とんどなく、更に保護ガス流量が通常の２重管羽口と同
程度で済み、生産コストを低くすることができる転炉の
吹錬用羽口を提供することを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） この発明は薄肉外筒とその内面との間に狭隙を形成した
、多孔中空の内筒とよりなり、内筒の少くとも端部領域
で該多孔が多重らせん状をなして内面の端面に開口し、
上記狭隙を保護ガス、多孔を精錬ガスの各供給通路に供
することを特徴とする転炉の吹錬用羽口である。

この発明の転炉の吹錬用羽口は、第１図に実施例につい
て断面を示したように、薄肉外ＩＩ！ｌｉ１と、この薄
肉外筒１の内部に挿入した多孔中空の内筒２とより主と
してなる。薄肉外面ｌは従来の同心２重管の外管とほば
同様に、その内面で内［２の外周との間に狭隙３を形成
する。

内面２はその少くとも端部領域で多重らせん状をなして
内＠２の端面に開口する複数の図示例で８個の孔令を配
設した多孔中空体である。

内筒２はこの例で金掬外皮５内にて、その少くとも端部
領域で３．亜らせん状に互いに間隔をおいて捻り合わせ
た形のらせん中子を設定し、該中子のまわりに溶融金属
を注入凝固させ、らせん中子を抜きとることによって多
孔中空状につくる。図中６は、かくして得られる金鵡充
てん体である。

内１’１２はまた第２図のように、上記らせん中子に代
え、これに讃似の外観に捻り合わせた８本の金糾管東７
を用いてそのまわりに上剥とほぼ同様にして溶融金属の
注入凝固により金綻管束７を理め殺しとして多孔中空状
につくってもよく、この例ではその充てん体６の外囲い
に役立った金鵬外皮５【取除き、充てん体６が直接外Ｈ
１の内面との間に狭＠８を形成する場合を図解した。何
れの場合も、内筒２の多重らせん状をなして開口Ｔる孔
４を区画する充てん体６は、耐摩耗性の高い、高硬度材
料たとえばＱｒ　、　Ｎｉ・Ｍｏ又はＶの如きを含有す
る鋳鋼やその他、耐摩耗性に優れるセラミックなども適
合する。

（作用ン 外面ｌ内に内筒２を保持固定し、挟＠１には保護ガ入そ
して内筒２の端ｇｇｉ域多重らせん状をなして内Ｗ１ｚ
の端面に開口する複数の孔４を通して精錬ガスを、それ
ぞれこの発明に従う吹錬羽口とさきに掲げた特願昭５ｇ
−１４２９’ＬＳ号明細書に示した羽口（第３図参照）
とを用いて５を底吹き転炉に吹込むことによる吹錬を５
ヒートあて行い、実験後に両羽口の捻転による精錬ガス
通路壁の摩耗Ｊｌ＆’２比較した。

この発明の吹錬用羽口の材質は外筒ｌと金属外皮５はと
もにＣｉｕとし、内筒２内の金属光てん体６は２７％Ｏ
ｒ　−Ｎｉ　％Ｍｏ　、Ｖｆ１４ニよルモノトシた。こ
こに孔４の内径は１０簡φでらせん角は２５゜とし、内
面２は外径慟δ鴎、長さ４００智で金＾外皮５の肉厚を
１．５鴎、そして外筒ｌは内径４４．４龍φ　、肉厚２
．０Ｍとし従って狭隙８の丁き間は０．７絹である。羽
口に対するｒｌＩｉ流看は孔４のそれぞれについて３１
１ｉ１１１７ｍ１ｎ宛とし、したがって全体で９　Ｎｍ
”／ｍｊ−ｎとし、またこの酸素流量に対するプロパン
流量の比は４％として、狭隙３から噴射させたロ 一方、比較に用いた羽口は内径１４４ｍ、肉厚２ｇｌ５
の外管フおよび内径ＩＱｍｓ肉厚１．５　ｍの内管８と
もにＣｕ１Ｉとし、炉底ｇ開口端部から下方に４００簡
の範囲Ｒにわたって外管フおよび内管８を羽口の軸心に
対して２５°の角度で捻り合わせて形成したものである
。ここにスペーサ９は幅３　ｍ　。

高さ０・４ｍで内管１不当りにを設けた。つまり精錬用
ガスおよび保護ガスの流れる流路断ｒｆＪ積は両羽口に
つき共通に揃えたわけである。

吹錬条件は次の通りである。

０　／　４．４〜４．６％、Ｓｉ　／　０．２〜Ｏ−５
％、Ｍｎ　１０．４〜０．６％、Ｐｌｏ、１〜０．１δ
％、Ｓ１０．００７〜１３．０２０％の組成になり、温
夏１２５０〜１３２０℃の溶銑５．０〜５．６ｔに対し
吹錬を行ない、Ｃ１０，０４％以下、Ｓｉ７　ｔｒ　％
７＋（ｎ　７０．２〜０．３　％、Ｐｌｏ、０１〜０．
０３％、Ｓ１０．００６〜０．００１５％の組成になり
温度１６８０〜１７２０℃の溶鋼を得た。

この吹錬中送酸速度はＩ　Ｂ　Ｎｓ＋’／ｍｉｎとし、
吹錬中の前半と後半とにおいて、各２５０に９のｃａｏ
粉を５０　ｋｇ／ｍｉｎの高速で吹込んだ。

上記の条件で吹錬を行い、実験後に摩耗量を調べた結果
は表１に示した。

表１ 注）内管１本当りの平均で示Ｔ。

表１に示されるように比較用羽口の摩耗量は７００μ１
５ヒートのように著しく、内管の肉厚の約半分まで摩耗
した。

しかしこの発明によると摩耗量は１０μ１５ヒートと非
常に小さい。また、実験後の炉底観察を行ったところ一
発明の羽口も比較用の羽口でもその１　　□５およ。ヨ
。。、Ｄｏ□よ□、５□１ず、炉底耐大物の耐溶損性は
失われていない。

ざらに実峡による５ヒ一ト間における鉄歩留を下記の式 により算出した結果、９０〜９４％と高い鉄歩留であり
、吹抜は現象すなわちスビッチイングが少ない特性につ
いては白羽口において同様に保たれていることが明らか
になった。

（発明の効果） 以上のようにこの発明の吹錬用羽口は転炉内側ロ開ロ部
近傍の炉底耐火物の損耗を緩和し、炉底寿命を延ば丁こ
とができると共に羽口内管を流れる酸累ガスと羽口の内
管と外管の間ＦｉＡＣｔ流れるプロパンガスが合流する
ことによって発生するガス爆発事故を回避し、ガス吹込
み緻を変化させて調整Ｔることができる範Ｉが広くした
がって汎用性に冨み、また生産性を向上Ｔるために高速
吹錬を行なうべく吹込みガスｔａｍｅ増大させる場合や
脱りんなどの目的で石灰粉末を精錬ガスととも゛に高速
で流す場合においても吹抜けや捻転邪による内管内型の
摩耗かはとんどなく、史に保麹ガスｒ／＃Ｊ量が通常の
２京管羽口と同程度で済み、生産コストを低くすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による転炉の吹錬用羽口を示す断面図
、 第ｚＦＡは他の具体例の横断面図であり、第８図は比較
用羽口の断面図である。 １・・・薄肉外ＷＲ２・・・内面 ８・・・狭隙　　　　　鳴・・・孔 特許出願人　　川崎製鉄株式会社 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、薄肉外筒とその内面との間に狭隙を形成した、多孔
   中空の内筒とよりなり、内筒の少くとも端部領域で該多
   孔が多重らせん状をなして内筒の端面に開口し、上記狭
   隙を保護ガス、多孔を精錬ガスの各供給通路に供するこ
   とを特徴とする、転炉の吹錬用羽口。