JPS6244517A - 転炉吹錬用ランス - Google Patents

転炉吹錬用ランス

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JPS6244517A
JPS6244517A JP60182487A JP18248785A JPS6244517A JP S6244517 A JPS6244517 A JP S6244517A JP 60182487 A JP60182487 A JP 60182487A JP 18248785 A JP18248785 A JP 18248785A JP S6244517 A JPS6244517 A JP S6244517A
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lance
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Nobumoto Takashiba
高柴 信元
Shinji Kojima
小島 信司
Rinzo Tachibana
橘 林三
Takayasu Yamada
山田 隆康
Fumiaki Yoshikawa
文明 吉川
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Kawasaki Steel Corp
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42Constructional features of converters
    • C21C5/46Details or accessories
    • C21C5/4606Lances or injectors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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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〕 本発明は転炉吹錬用ランスに係り、特に2次燃焼を行い
熱効率を向上できる副ノズルを備えtこ吹錬用ランスに
関し、転炉吹錬の分野で利用される。
〔従来の技術〕
転炉における炉内反応を特徴づけるものは、上吹きラン
スノズルから供給される酸素ジェッ)−によって生じる
鋼浴のt斂しい撹拌と急速な反応である。高純度、高エ
ネルギーの気体酸素流は欠点(酸素ジェットと鋼浴の衝
突面ンで脱炭反応に代表されるガス−鋼浴反応を起こさ
せろと共に石灰の滓化を促し、脱りんに代表されるスラ
グ−鋼浴間反応を同時に進行させる。転炉用原料の溶銑
配合率が95%前後と高い場合は、溶銑中のCが溶鋼温
度上昇のための熱源として十分てあったか、溶銑配合率
を低下させたリスクラップや鉄鉱石の配合割合を高める
と、何らかの方法で溶鋼温度上昇のための熱源を補償す
る必要が生しる。この方法としてコークス等の炭材添加
法と共に、吹錬時脱炭によって発生するCOガスを吹錬
用とは別のノズルから噴射した02で燃焼させ、これを
鋼浴に伝達させるいわゆる2次燃焼法がある。
この2次燃焼用の02吹込みランスとして種々提案され
ているが、その目的とすると乙ろ1よ、従来の吹錬用o
2噴出用主ノズルに加又て、その主ノズルの上方に2次
燃焼用02噴出用副ノズルを&J 、(たものである。
その代表的なものとして、特開昭53−102205が
開示されている。これは第5図(A)、(B)に示す如
く、ランス2に吹錬用主ノズル4と2次燃焼用副ノズル
6をそれぞれ3〜5個交互に配置し、副ノズル6は主ノ
ズル4の上方位置とし、し)ずれも中央の酸素経路8か
ら分岐し、まtこ冷却水路10を備えた転炉吹込用ラン
スである。
乙のランス2を使用する炉内2次燃焼操業は次のように
行われる。一般に転炉炉内はほぼ大気圧に等しく、ラン
ス2の酸素供給管内圧は数〜十数kg / cm2であ
り、かつ主ノズル4はいわゆるラバール形状となってい
ることから超音速で02が噴出する。従って鋼浴から1
〜3m程度のランス高さの場合でも、鋼浴に衝突する時
は、その圧力は鋼浴上面のスラグ浴静圧よりも高く、か
つ100m/s以上にも及ぶ流速を維持していることが
ら鋼浴面に達し、溶鋼を度拌し急速な脱炭反応を促進す
る。
一方、副ノズル6は主ノズル4よりも高い位置にあるこ
とと、ノズル形状をストレートとする乙とで音速で噴出
した02が鋼浴に達するエネルギーが小さいことから、
脱炭に利用するよりも主ノズル4て脱炭反応により発生
させたCOガスを燃焼させ、その燃焼熱を輻射もしくは
伝熱により溶鋼に伝達させるようにしている。このラン
ス2を使用した2次燃焼実績は、2次燃焼率が最大でも
30%であり、その着熱効率に至っては20%が限界で
あると報告されているが、一般には燃焼効率はともかく
着熱効率は前記値より更に小さく、スクラップ配合率で
5%程度上昇させることが実績限界である。
しかるに、スクラップ価格はその供給量の増大から漸次
下落する傾向にあり、いづれは溶銑より安価になること
が想定され、事実欧米では高スクラップの配合吹錬が種
々の対策のもとて実行に移されている。従ってこうした
高スクラップの配合吹錬に応えるべく2次燃焼率の向上
および着熱効率の増加が緊急の課題となっているが、上
記の如く現状においては十分の成果を得るに至っていな
い。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、2次
燃焼率および着熱効率を向上できる2次燃焼用副ノズル
を備えtこ吹錬用ランスを提供するにある。
〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明の要
旨とするところは次の如くである。
すなわち、精錬用の主ノズルと共に副ノズルを備えた転
炉吹錬用ランスにおいて、前記副ノズルは噴出流速が亜
音速になる如く光拡がり形状もしくは内部に多孔板、流
路断面変更板等のガス流抵抗体を設けた形状またはこれ
らの両者を組合せた形状であることを特徴とする転炉吹
錬用ランスである。
本発明者らは2次燃焼によるCOガス燃焼熱の溶鋼への
伝達は、主に次の二つの機構による乙とを種々のモデル
実験により見出した。その一つは、燃焼熱が炉内でフォ
ーミングしているスラグに直接伝達されてスラグ温度が
上昇し、フォーミングスラグが下降して溶鋼と接触する
際に鋼浴−スラグ・界面で熱伝達され溶鋼温度が上昇す
る機構であり、今一つは、CO燃焼帯の発熱が直接輻射
により溶鋼またばスラグに伝達されたり、あるいは輻射
により転炉炉壁に伝達され間接的に溶鋼の温度を上昇さ
せる機構である。
他方、ガスの燃焼実験からは次の知見を得た。
すなわち、COガスの燃焼速度は火炎伝播速度によって
決す、COガスの場合この火炎伝播速度は10m/s以
下、望ましくは数m / s以下である。従って2次燃
焼が生じるのは供給02とCOガスの混合域での流速が
Iom/s以下の範囲で急激に起るので、2次燃焼を発
生せしめたい領域における02供給速度を前記火炎伝播
速度に制御することが必要となる。
一方、前記の種々の実験から2次燃焼帯は、炉内の鋼浴
の上方のフォーミングスラグの豊富な領域であることが
望ましく、ランス高さが鋼浴面から15〜4.0 m程
度であれば、ランスのノズル噴出口から10〜4.0 
mの範囲に前記火炎伝播速度となるように0□噴出速度
を制御するのが最も効果的である。この時のノズル噴出
速度は亜音速であることが条件で望ましくは100m/
s以下である。
従って本発明においては、酸素経路内圧が数〜10 k
g/am2の転炉的上吹ランスに噴出流速が亜音速望ま
しくは100m/S以下の副ノズルを設けた。
次に本発明の詳細を図示の実施例により説明すろ。−最
に圧縮性流体では流体が亜音速の領域で光拡がりノズル
に流入すると圧力が上昇し流速が低下する。転炉ランス
内は数〜10数kg / am 2の圧力で02流速が
200〜300m / s程度であるから、第1図に示
す如き光拡がりの副ノズル6に酸素経路から流入する場
合は、流入部では音速に近い状態になるが、ノズル流入
直後から光拡がりの影響で02ガスの圧力が増加し流速
は減少し始め、亜音速の噴出流速を得ることができる。
第2図(A)、(B)は光拡がり形状の副ノズル6の内
部に多孔板12のガス流抵抗体を設けたものである。ま
た、第3図(A)〜(E)は光拡がり形状の副ノズル6
の内部に互違いの流路断面変更板14のガス流抵抗体を
設けたものである。これらは副ノズル6の先後端が光拡
がりの形状であり、更に中央部にはガス流抵抗体を設け
であるので流速の減速効果はより著しい。
本発明者らの実験によれば、第3図(A)において 人
口径:dl、途中径:d2、出口径:d3.2ノズル全
長= 1とするとd、/d=1.1〜10.0 。
d、/d3=1.1〜200、d<4’<200dの範
囲が実用的で効果のあることが認められた。
第4図(A)、(B)は第3図(A)〜(E、)に示す
副ノズル6を2次燃焼用副ノズル6として採用したラン
スの全体を示したもので、4個の吹錬用O吹込主ノズル
4の中間部に4個の2次燃焼用02吹込用副ノズル6を
備えランス中央の酸素経路8から0供給内圧で各々のノ
ズルにOを吹込むように配し、かつランスチップおよび
ランス外周は従来と同様に冷却水路10を設けて炉内の
熱から保護する構成となっている。
この場合の副ノズル6の仕様は、d、/d2=1.8、
d、/d、=2.4、l = 20d、であり、実験に
おいて酸素経路8内の圧力は9.5 kg / am2
とした時、ノズル先端の02噴出流は約70 m / 
sの速度であった。従って、 第4図の転炉上吹ランス
においては、主ノズル4からマツハ数M)1の超音速で
02が鋼浴撹拌と脱炭に供され、−万態ノズル6がらは
70 m / s程度の亜音速の02噴出流が噴出され
、効率的な2次燃焼を行うことができた。
〔実施例〕
第4図に図示の本発明の転炉上吹ランスを用い、底吹き
も(j[用して200t/Ch転炉で主ノズルから50
ON rrr / min、副ノズルから17ON r
n’ / winの酸素を吹込み、ランス高さ3.5 
mとした時、炉内発生COガスの2次燃焼率1ま35〜
40%で、従来の15〜25%増であるにもかかわらず
燃焼帯形成域がランス先端から1〜ZmS鋼浴界面から
上方1〜2mのほぼ理想的な領域に形成されろことから
着熱効率が実に60〜70%に達した。
その結果、転炉原料中のスクラップ比を20%程度まで
高めることができ、従来のほぼ4倍の大量のスクラップ
を処理することができた。
〔発明の効果〕
本発明は上記実施例からも明らかな如く、副ノズルの噴
出流速が亜音速になる如く光拡がりおよび/またはガス
流体抵抗体を備えた形状の副ノズルを設け2次燃焼率を
向上することにより、炉内発生のCO燃焼率は従来の1
5〜20%増であるにもかかわらず、転炉装入原料のス
クラップ比を従来の4倍にも増加する画期的効果をあげ
ろことができた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の光拡がりの副ノズルの縦断面図、第2
図(A)、(B)はいずれも本発明の流体抵抗体を設け
た副ノズルを示し、(A)は縦断面図、(B)は(A)
のB−B矢視断面図、第3図fA)〜(E)はいずれも
本発明のその他の実施態様を示し、(A)は縦断面図、
(B)〜(E)は(A)の各部の断面図、第4図(A)
、(B)はいずれも本発明の特徴とする副ノズルを備え
た転炉吹錬用ランスを示し、(A)は縦断面図、(B)
は横断面図、第5図(A)、(B)はいずれも従来の転
炉吹錬用ランスを示しくA)は横断面図、(B)は(A
)のB−B折線矢視断面図である。 2・・・吹錬用ランス    4・吹錬用主ノズル6・
・2次燃焼用副ノズル 8・・・酸素経路10・・・冷
却水路     12 ・多孔板14・・・流路断面変
更板

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)精錬用の主ノズルと共に副ノズルを備えた転炉吹
    錬用ランスにおいて、前記副ノズルは噴出流速が亜音速
    になる如く先拡がり形状もしくは内部に多孔板、流路断
    面変更板等のガス流抵抗体を設けた形状またはこれらの
    両者を組合せた形状であることを特徴とする転炉吹錬用
    ランス。
JP60182487A 1985-08-20 1985-08-20 転炉吹錬用ランス Granted JPS6244517A (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60182487A JPS6244517A (ja) 1985-08-20 1985-08-20 転炉吹錬用ランス
US06/897,524 US4746103A (en) 1985-08-20 1986-08-18 Lance for blow-refinement in converter
CA000516195A CA1293121C (en) 1985-08-20 1986-08-18 Lance for blow-refinement in converter
EP86401842A EP0214902B1 (en) 1985-08-20 1986-08-19 Lance for blow-refinement in converter
KR1019860006818A KR930007311B1 (ko) 1985-08-20 1986-08-19 전로 취련용 랜스(lance)
DE8686401842T DE3671472D1 (de) 1985-08-20 1986-08-19 Lanze zum blasen und frischen im konverter.
BR8603962A BR8603962A (pt) 1985-08-20 1986-08-19 Lanca para refino por sopro em um convertedor

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JPS6244517A true JPS6244517A (ja) 1987-02-26
JPH0377247B2 JPH0377247B2 (ja) 1991-12-10

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