JPS62130211A - 転炉の精錬方法 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、上吹き転炉での精錬方法、とくに上吹きラ
ンスからの酸化性ガスの噴射方法についての改良に関す
る。

（従来の技術） 上吹き転炉の上吹きランスについて「わが国における酸
素製鋼法の歴史」　（昭和５＋７年日本鉄鋼協会発行）
の１８１頁には３〜４孔のラバール型ノズルを備える上
吹きランスから高圧の純酸素ガスを超音速ジェットとし
て溶鋼浴面に吹き付は溶鋼中の炭素と反応させ、溶鋼の
脱炭を行う精錬方法が開示されている。

この精錬方法は上吹きランスからの超音速ジェットの運
動エネルギーを鋼浴に伝達させて該鋼浴を撹拌し、炉内
の精錬反応を均一に進行させて炉内で局所的な過酸化ゾ
ーンが生じないようにし、鉄の酸化を防止し脱炭を進行
させることを目毒している。

しかし上吹きランスからの超音速ジェットの運動エネル
ギーによる攪拌では、熱力学的平衡論から予測される値
をこえた鉄の酸化を防ぐには不十分である。

一方鋼浴の攪拌を強化し鉄の過剰な酸化を防止して歩留
りを向上する方法として、転炉の炉底から不活性ガスを
吹込む、いわゆる底吹き転炉製鋼法がその多大な効果と
ともに知られているが、羽目の耐用期間が短いこと、羽
口の維持管理に労力を要すること、などの問題がある。

（発明が解決しようとする問題点） 上吹きランスによる鋼浴の攪拌力を、底吹き転炉での攪
拌力と同程度まで強化し得る転炉の精錬方法、とくにガ
スの噴射方法を提案することが、この発明の目的である
。

（問題点を解決するための手段） 発明者らは上吹きランスから鋼浴面に吹き付けられる超
音速ジェットによる溶鋼の攪拌について、空気と水を用
いるコールド模型実験を実施し種々の空気吹き付は条件
下での水の混合状況を観察した結果、上吹きランスを回
転させながら空気の吹き付けを行うと水の攪拌状況が変
化することを見い出した。また上吹きランスの回転を一
定の周期で逆転させることによって、水の攪拌がさらに
進むこともわかった。

この発明は上記知見に由来するものである。

すなわちこの発明は、転炉内に収容した溶鉄の浴面上に
垂下する上吹きランスから、酸化性ガスを供給して溶鉄
の精錬を行うに当たり、上吹きランスを回転させること
を特徴とする転炉の精錬方法である。

また上吹きランスの回転が２０　ｍ１ｎ−’以上である
ことと、上吹きランスの回転か正逆転であることがこの
発明の実施に有利である。

さて第１図にこの発明に従う上吹き転炉を示す。

転炉１内へ装入された溶ｗＡ２に上吹きランス３からの
酸素ガスの超音速ジェット４を吹き付ける際に、上吹き
ランス３を回転させて超音速ジェット４の吹き付は位置
を変化させることで、溶鋼２の撹拌を促進するものであ
る。

ここで上吹きランス３には、２０　ｍ１ｎ−’以上の回
転を与えることが望ましい。

上吹きランス３を一定周期で交互に正逆転させることに
よって、溶鋼２の攪拌をさらに促進できる。

第１図で示したような処理容量が８０トン／回規模の転
炉の１八。縮尺模型を用いて上吹きランスの回転が浴の
攪拌に及ぼす影響について、転炉における酸素ガスを空
気、溶鋼を水としたコールド模型による実験を行った。

鋼浴の攪拌の指標として炉内の水にインクを添加し、目
視観察にてインクが水中に均一分散するに要する時間（
均一混合時間）を測定した結果を第２図に示す。

第２図から、上吹きランスの回転が増加するにつれて、
とくに２０　ｍ１ｎ−’以上から浴の攪拌が向上するこ
とがわかる。ただし、その向上効果には限界があり、１
００ｒａｉｎ−’以上では飽和傾向が認められた。

また回転している上吹きランスを一定周期（５秒間隔）
で逆転させると、第２図に破線で示すように、さらに攪
拌効果が向上することが認められた。

該コールドモデル実験の結果に基づいて、溶鋼が装入さ
れた５トン規模の転炉において、上吹きランスを高速回
転、又は一定周期で反転させながら炭素濃度が０．００
６〜０．１４ｉ＋ｔχまでの吹錬を行い、上吹きランス
の回転による効果を調査した。鋼浴の攪拌向上を鉄の酸
化損失量で評価することとし、スラブ中に鉄酸化物とし
て存在する鉄の濃度（Ｔ。

Ｆｅ）を求めた結果を、第３図に示す。

先のコールドモデルにて推察した通り、上吹きランスの
回転によって鋼浴の撹拌が促進され局所的な鉄の過剰酸
化を防止するためと考えられる、スラブ中のＴ、Ｆｅの
減少を認めることができた。

また回転している上吹きランスを周期的に逆転させると
、攪拌効果がさらに向上することも明らかである。

（作　用） 上吹きランスの回転によって鋼浴の過剰酸化が防止され
スラブ中の酸化鉄の量が減少したのは、鋼浴の攪拌が向
上したからであり、その機構は次のように考えられる。

すなわち上吹きランスからの超音速ガスジェットを鋼浴
に吹き付けると、超音速ガスジェットの運動エネルギー
によって鋼浴面に凹みができる。

そして上吹きランスを回転させるとこの凹みが鋼浴面上
移動するために、鋼浴中には凹みの移動に呼応して回転
流が生じ、この回転流が鋼浴の攪拌を促進する。

また一定周期で上吹きランスを逆転させると攪拌効果が
さらに向上するのは、上吹きランスの回転が同一方向で
は鋼浴の流動方向も定常流となり浴内の乱れが比較的少
ないのに対し、上吹きランスを一定周期で逆転させると
ランスの回転に呼応して生じる鋼浴の回転流動が定常流
に達する前に逆転するため、鋼浴流動はいつも非定常の
流れとなり、乱れが大きくなることが考えられる。

（実施例） ５トン容量の転炉に、Ｃ：　４．１〜４．３　ｗｔχ、
Ｓｉ　：　０．３１〜０．４４ｗｔχ、Ｍｎ　：　０．
３３〜０．３８ｗｔχ、Ｐ：０．１１〜０．１３ｗｔＸ
　、　Ｓ　：　０．０３１〜０．０３９　ｗｔχを含む
、１２３０〜１２８０℃の溶銑を４．５〜５．０トン装
入し、上吹きランスから溶銑１トン当たり３．ＯＮｍ’
／ｍｉｎの純酸素を吹き付けた。

精錬用のフラッフはＣａＯを用い、溶銑中のＳｉおよび
吹錬中の熱源として吹錬初期に添加するＦｅＳ　ｉが酸
化されて生じるＳｉｎ、との混合比ＣａＯ／　Ｓｉｎｇ
が３．０〜５．０となるように添加した。

また上吹きランスのノズルは３孔で、スロート部の直径
が１０ｍ１のラバール型ノズルであり、温浴面と上吹き
ランス先端との間の距離（ランスハイド）は５００■貢
とした。

さらに上吹きランスを、６０ｍ１ｎ−’で回転させる（
実施例１）、６０ｍ１ｎ＝で回転させ、かつｌＯ秒間隔
で逆転させる（実施例２）、および回転させない（比較
例）、の３方法について、各方法とも５チヤージの実験
を行った。

吹錬終了時の鋼浴中の炭素濃度が０．０４〜０．０６ｗ
ｔχのときのスラグ中のＴ、Ｆｅ濃度を求めた結果を、
表１に示す。

表１　吹止め時のＴ、Ｆｅ（５チヤージの平均）表１か
ら明らかなように、実施例１および実施例２のスラグ中
のＴ、Ｆｅは比較例に比し濃度は低く、鉄の酸化損失が
抑制され鉄の歩留りを向上できる。また実施例１よりも
実施例２のＴ、Ｆｅ濃度が低下しているが、これは実施
例２の鋼浴攪拌能力が優れているためである。

なお上記実施例と同様の転炉を用いて、炉底に４木の羽
目を設けて不活性ガスであるＡｒを浴中に吹き込み、上
吹きランスは回転しない、いわゆる上底吹き転炉による
吹錬を行った。底吹きガス流量は溶銑１トン当たり０．
０７Ｎｍ’／ｍｉｎ　、同様に上吹きランスによる酸素
供給量は３　Ｎｍ３／ｍｉｎとし、その他の条件は先の
実施例と同一とした。

吹錬終了時の鋼浴中の炭素濃度が０．０４〜０．０６％
のときのスラグ中のＴ、Ｆｅ＞１３度は、５チヤージの
実験の平均値として１６．８ｗｔ！であった。これは上
記実施例１とほぼ等しい値で、実施例２よりも劣ること
がわかった。

（発明の効果） この発明によれば、鋼浴の攪拌が促進されるので、部分
的な過酸化ゾーンの生成抑制、すなわち鉄の過剰酸化を
防止できるため、煩雑な底吹き込みを用いずとも鉄源の
歩留りを上底吹き転炉と同程度か、それ以上に向上し得
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は上吹き転炉の説明図、 第２図は上吹きランスの回転速度と混合時間との関係を
示すグラフ、 第３図は上吹きランスの回転速度とＴ、Ｆｅとの関係を
示すグラフである。 第１図 第２図 ランス回転速度（慴ｉｎ−’） 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、転炉内に収容した溶鉄の浴面上に垂下する上吹きラ
   ンスから、酸化性ガスを供給して溶鉄の精錬を行うに当
   たり、 上吹きランスを回転させることを特徴とす る転炉の精錬方法。 ２、上吹きランスの回転が２０ｍｉｎ＾−＾１以上であ
   ることを特徴とする１記載の方法。 ３、上吹きランスの回転が正逆転であることを特徴とす
   る１記載の方法。