JPS6242010B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本発明は溶鉄樋精錬方法に関し、特に溶鉄樋の
延命化と精錬効率の向上を同時に達成することの
できる溶鉄樋精錬方法に関するものである。 尚本明細書では、高炉から出湯される溶銑を鋳
床上で連続的に脱珪処理する方法を主体にして説
明するが、本発明は勿論これに限定される訳では
なく、溶銑や溶鋼を樋通過々程で連続的に脱燐或
は脱硫する等の様な各種処理方法において同様に
適用することができる。 ［従来の技術］ 取鍋脱珪法に代わる比較的新しい脱珪法とし
て、高炉から出湯されて鋳床の出銑樋を流れる溶
銑に脱珪剤を投入し、取鍋へ受け入れるまでに脱
珪処理を完了してしまう溶銑樋脱珪法が普及して
きている。即ちこの方法には、溶銑樋を流れる
溶銑に脱珪剤を投入し、溶銑の流れによつて生じ
る撹拌効果を利用して脱珪剤を溶銑中に巻込んで
脱珪を行なう方法、上記方法では撹拌巻込み効
果が弱いことに鑑み、溶銑樋を流れる溶銑中にイ
ンジエクシヨンランスを突込み、該ランスからキ
ヤリヤガスと共に粉粒状の脱珪剤を吹込んで、溶
銑と脱珪剤の反応を促進させる方法、及び上記
の方法では後述の様な問題がある為ランスの侵
食を防止すべくキヤリヤガスと共に粉粒状の脱珪
剤を吹付け、溶銑流と該吹付けによつて生じる撹
拌力を利用して脱珪剤と溶銑の接触効率を高め、
脱珪効率を向上させる方法が知られており、何れ
も溶銑樋を流下する過程で脱珪を進めることがで
きるので、極めて能率の高い方法として賞用され
ている。殊にの方法では、ランスからのガス吹
込みに伴なうバブリングと溶銑の乱流による撹拌
が重なつて発揮され撹拌効率が高まる為、高レベ
ルの脱珪効率が発揮されるものと考えられてい
る。 ［発明が解決しようとする問題点］ ところが上記の方法にも全く問題がない訳で
はなく、下記の様な改善すべき種々の問題が残さ
れており、こうした問題は樋上で精錬（脱燐、脱
硫等）を行なう場合についての共通の欠点と言え
る。 ａ○ 吹込ガスのバブリングによつて溶銑が樋外に
飛散する為非常に危険であり、且つ溶銑ロスに
もつながつてくる。 ｂ○ 溶銑樋や吹込ランスを構成する耐火物がスラ
グライン付近で著しく侵食を受ける。 ｃ○ 脱珪剤は溶銑に比べて比重が小さく、吹込み
後はすみやかに溶銑表面へ浮上する為、相当量
の脱珪剤が未反応のままで排出される。 ｄ○ 脱珪剤はランス最先端部に開口したノズルか
らキヤリヤガスと共に下向きに吹込まれるが、
この吹込み流によつて溶銑樋の下面が局部的に
侵食される為、溶銑樋としての寿命が更に短縮
される。 しかもランスは、湯面の上方から片持ち状態
で垂下されて先端が溶銑内へ浸漬されているの
が通例であり、高質量溶銑の急速な流れ（比
重：約6.7、流速：約80cm／sec）を受けて著し
く振動する他、脱珪剤の吹込時に受ける衝撃的
反作用の為ランス自体に微細なクラツクが発生
し易い。この様なクラツクが発生すると、この
クラツク内に溶銑又はスラグが浸入して侵食が
著しく促進される為、ランス先端が短時間のう
ちに破壊してしまう。 この様な背景の下で前記の方法が開発されて
きたが、の方法では溶銑及び脱珪剤の飛散が激
しく、飛散防止の観点から吹付け速度を低下させ
る等の対策が必要であり、実用性が少ない。そこ
で再びの方法に戻らざるを得なくなるという状
況であり、の方法を実施するに当たつては、前
記ａ○として示した溶銑の飛散、同ｂ○として示した
スラグライン付近における溶銑樋及びランスの侵
食及び同ｃ○として示した脱珪効率の問題を夫々改
善することが重要な課題となつており、これらは
樋上で製錬（脱燐、脱硫等）を行なう場合を含め
た共通の課題といえる。尚前記ｄ○に述べた欠点に
ついては別の観点から改良研究を重ね、別途特許
出願を行なつている。 ［問題点を解決する為の手段］ 上記の問題を解決し得た本発明の溶銑樋精錬方
法とは、溶鉄樋中に精錬剤を投入して製錬を行な
う方法において、溶鉄樋における任意の位置に広
幅のスラグ流路を形成し、下方側の溶鉄流路にイ
ンジエクシヨンランスを突込んで、溶鉄内へキヤ
リヤガスと共に精錬剤を吹込むところに要旨を有
するものである。 ［作 用］ 本発明に係る溶鉄樋精錬法の基本的な構成は前
記に示した所謂脱珪剤インジエクシヨン法に従
うものであるが、本発明では前記ａ○〜ｃ○の問題点
を解消乃至抑制する為、溶鉄樋の構成に工夫を加
えている。即ち後記実施例でも明らかにする様に
本発明では、比較的流路面積の狭い溶鉄流路の上
方適所に広幅のスラグ流路が形成された溶鉄樋を
使用し、該スラグ流路形成位置近傍の溶鉄流路を
流れる溶鉄中にインジエクシヨンランス（以下単
にランスという）を突込んで粉粒状の精錬剤を吹
込むものであり、この様な特殊な溶鉄樋を使用す
ることによつて次の様な作用が発揮される。 (イ) 精錬剤吹込位置近傍のスラグ流路が広幅に構
成されているので溶鉄が樋外へ飛散しにくく安
全性が向上すると共に溶鉄の飛散ロスも抑えら
れる。 (ロ) 溶鉄樋やランスのスラグライン付近で生じる
侵食は、これらの中の耐火材成分が精錬工程で
副生する酸化鉄（FeO）等と反応して溶出する
為に起こるものと考えられており、特にスラグ
流速が早く且つ激しく撹拌されている部分では
摩擦力の増大とも相まつて侵食が急速に進行す
る。ところが本発明では、前述の如く溶鉄流路
の上部に広幅のスラグ流路が形成されており、
この部分でスラグの流速が遅くなるため、溶鉄
樋やランスの侵食も著しく抑制されることにな
る。しかもスラグ流速が遅くなつた分だけ溶鉄
と精錬剤との接触時間が延長されることにな
り、精錬剤の反応率が向上するため、精錬効率
の向上と精錬剤ロスの低減も推進される。 ［実施例］ 以下、実施例図面を参照しながら本発明の構成
及び作用効果を一層明確にする。 第１，２図は本発明の実施例を示すもので、第
１図は概略平面図、第２図は第１図における−
線断面相当図を示し、図中１は溶鉄樋、２はラ
ンス、Ｍは溶鉄、Ｓはスラグ、Ｆは精錬剤、Ｃは
キヤリヤガスを夫々示し、矢印は溶鉄の流れを表
わしている。 これらの図からも明らかな様に本発明では、溶
鉄樋１の適当な位置において、上方を幅広く形成
し、その下部は、その前後から同一の幅で延長さ
れる溶鉄流路１ａを形成すると共に、上方の幅広
く形成した部分はスラグ流路１ｂとして構成し、
該スラグ流路１ｂ形成位置の略中央部に対応する
溶鉄流路１ａにランス２の先端を浸漬配置する。
そして該溶銑流路１ａを流れる溶鉄Ｍに、ランス
２から粉粒状の精錬剤ＦをキヤリヤガスＣと共に
吹込み、該ガスのバブリング効果と溶鉄流によつ
て生じる撹拌効果を利用して溶鉄Ｍ中に精錬剤Ｆ
を分散させ、精錬反応を進めるものである。この
場合通常の溶鉄樋を使用すると、前述の如く或は
第３図（概略横断面）にも略示する如く、バブリ
ング撹拌に伴つて湯面上に生ずる湯末（溶鉄及び
精錬剤を含む）が溶鉄樋１の両側へ飛散し、作業
員に危害を及ぼす恐れがあるばかりでなく環境を
著しく汚染し、更には溶鉄や精錬剤のロスを招
く。しかるに本発明であれば、第１，２図にも示
す様にランス浸漬位置の近傍に広幅のスラグ流路
１ｂを形成しているので、飛散した湯末の殆んど
は該流路１ｂに落ちて捕集され、作業員に危害を
与えたり溶鉄等のロスを招く恐れはなくなる。尚
第２図に鎖線で示す如く溶鉄樋１のランス突込み
部周辺をおおうカバー３を取付けておけば、飛散
によつて生ずる問題を一層確実に阻止することが
できる。 更に本発明では、上記の様な効果に加えて、溶
鉄樋１及びランス２のスラグライン付近で進行す
る耐火物の侵食を抑制し得る他、精錬効率を高め
るという効果をも発揮する。即ち先に説明した様
にインジエクシヨン法を採用した溶鉄樋精錬に当
たつては、溶鉄樋１及びランス２のスラグライン
付近における耐火物が激しく侵食されることが確
認されており［例えば第３図における斜線イ，ロ
で示す部分］、該侵食の主な原因としては、(a)精
錬剤のガス吹込み工程でスラグライン付近に生成
する酸化鉄が溶鉄樋やランスの耐火性成分と反応
してこれを溶出させる。(b)スラグＳは比較的融点
が高く且つ高粘性であり、これが強力なバブリン
グ撹拌を受けつつ高速で流れる為その摩擦力によ
つて耐火物が摩耗する、ということが考えられ、
これらが相加的乃至相剰的に作用してスラグライ
ン付近の耐火物が急速に侵食を受けるものと思わ
れるが、本発明では溶鉄樋１を図示した様な構造
とすることによつて、上記(a)、(b)の侵食作用を著
しく抑制することができる。この点を更に詳細に
説明すると、本発明では精錬剤吹込み位置近傍の
上方部にスラグ流路１ｂが形成されており、溶鉄
Ｍ中を浮上しながら精錬に寄与した後の生成スラ
グＳはスラグ流路１ｂへ浮上してくるが、該流路
１ｂは図示する様に幅広く形成されているので、
当該部分におけるスラグＳの流れは溶鉄流路１ａ
を流れる溶鉄に比べて非常に遅くなる。その為前
述の如きスラグの流れによつて生じる摩擦力が激
減し、スラグライン付近に見られる機械的刺激は
大幅に抑制され侵食が少なくなる。また耐火物侵
食の他の主原因である酸化鉄との反応について
は、上記の様に精錬剤吹込み位置におけるスラグ
専用流路１ｂが拡大されている為、生成する酸化
鉄が該流路１ｂ全体に分散され、結局耐火物の侵
食を進める酸化鉄等の単位面積当たりの濃度が非
常に薄いものとなり、化学的な侵食も著しく抑制
される。そしてこれら機械的及び化学的侵食の抑
制効果が相剰的に発揮される結果、スラグライン
付近における耐火物の侵食を最小限に抑えること
ができる。尚広幅のスラグ流路１ｂをゆつくり流
下したスラグＳは、第１図の右側に移動した後通
常幅の溶鉄樋１に沿つて高速で流下していくが、
この時点では脱珪反応の進行によつてスラグＳ中
の酸化鉄濃度が低下しているので、耐火物の侵食
はそれほど進行しない、しかし第４図（平面図）
に示す如く、広幅のスラグ流路１ｂを下流方向に
むかつて長尺に形成しておけば、スラグ流速の遅
延効果が一層有効に発揮される結果、精錬剤吹込
み位置よりも下流側における侵食をより効果的に
抑制することができる。 尚バブリング撹拌により飛散した溶鉄Ｍは一旦
スラグ流路１ｂ上へ落下した後、有価精錬剤を含
むスラグＳ層を通して精錬処理を受けた後下方の
溶鉄流路１ａ内の溶鉄Ｍと合流し、またバブリン
グ撹拌が最も強力に行なわれる部位でスラグＳの
流速が遅くなる構成となつており、当該部位にお
いてスラグＳ中の有価精錬剤成分は溶鉄Ｍと効率
良く接触する為、精錬効率自体が向上するばかり
でなく有価精錬剤の排出ロスも減少し、同一精錬
効率を確保する為の精錬剤原単位の低減を図るこ
とも可能となる。 本発明は概略以上の様に構成されるが、要する
に溶鉄樋の適所に溶鉄流路よりも広幅のスラグ流
路を形成し、当該位置の溶鉄流路に浸漬したラン
スから精錬剤をキヤリヤガスと共に吹込むところ
にその要旨が存在するものであつて、かかる要旨
を有効に生かし得る限り溶鉄樋１の具体的な形状
或はランスの構造や設置法等は適当に変更するこ
とができる。例えば溶鉄樋に形成されるスラグ流
路の形状は第１，４図に示した例の他、矩形或は
多角形等を採用することができる。またランス２
としては単孔で下吹き式のものを示したが、勿論
多孔式であつてもよく、更には第５図（要部見取
り図）に示す如くランスの先端部に横向きに１個
若しくは複数個のノズルを開口したものであつて
もかまわない。特に横向きノズルを設けたランス
２を使用した場合は、下向きノズル付きランスを
用いた場合に見られる溶鉄樋下面の局部侵食（精
錬剤吹込み位置に対面する溶鉄樋底面が吹込み流
及び精錬剤の作用で局部的に浸食される現象）が
抑制される。またこの様なランスを溶鉄樋下面に
接して固定しておけば（第６図参照）、溶鉄流の
衝突或は脱珪剤吹込み時に受ける衝撃的反作用等
によつて生じるランス２の振動が防止され、ラン
ス先端耐火物のクラツク発生及びそれに伴う寿命
短縮といつた問題も緩和されるので好ましい。 第１表は、本発明法と従来の溶鉄樋精錬法を採
用した場合における侵食速度等の比較実験結果
（脱珪処理例）を示したものであり、本発明の特
徴が如実に発揮されていることが分かる。

【表】

【表】 ※ スケール主体でも良い。
但し侵食量及び脱珪効率は次の様にして求め
た。 ＜侵食量：共に１ケ月間の平均＞ 溶銑：樋耐火物使用量計（ＫＧ）／脱珪処理溶銑量（
トン） ランス：ランス用耐火物使用量計（ＫＧ）／脱珪処理
溶銑量（トン） ＜脱珪酸素効率＞ 脱珪反応に用いられた酸素量（ＫＧ）／脱珪剤中の有
効酸素量（ＫＧ） ×100（％） ［発明の効果］ 本発明は以上の様に構成されており、溶鉄樋及
びランスの侵食を著しく抑制してその延命化を達
成し得るばかりでなく、溶鉄ロスの低減、精錬効
率の向上、更には作業員の安全確保といつた多く
の効果を享受することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す概略平面図、第
２図は第１図における−線断面相当図、第３
図は従来例の問題点を説明する為の第２図対応
図、第４図は本発明で使用する溶鉄樋の他の例を
示す概略平面図、第５図は本発明で使用するラン
スを例示する先端見取り図、第６図はランスの好
ましい設置例を示す横断面説明図である。 １…溶鉄樋、１ａ…溶鉄流路、１ｂ…スラグ流
路、２…ランス、Ｍ…溶鉄、Ｓ…スラグ、Ｆ…精
錬剤、Ｃ…キヤリヤガス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 溶鉄樋中に精錬剤を投入して精錬を行なう方
   法において、溶鉄樋における任意の位置に広幅の
   スラグ流路を形成し、下方側の溶鉄流路にインジ
   エクシヨンランスを突込んで、溶鉄内へキヤリヤ
   ガスと共に精錬剤を吹込むことを特徴とする溶鉄
   樋精錬方法。