CN108463299A - 熔融金属用的添加材料投入方法和熔融金属用的添加材料投入装置 - Google Patents

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CN108463299A CN201780006519.2A CN201780006519A CN108463299A CN 108463299 A CN108463299 A CN 108463299A CN 201780006519 A CN201780006519 A CN 201780006519A CN 108463299 A CN108463299 A CN 108463299A
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Abstract

本发明提供一种添加材料投入方法，其是向收纳有熔融金属的容器投入添加材料的方法，该添加材料投入方法包含：在收纳于所述容器的熔融金属的上方配置喷嘴的喷嘴配置工序；以及利用载气将添加材料向所述喷嘴输送并使其从该喷嘴的喷出口喷出的添加材料喷出工序，在所述喷嘴中，所述喷出口的面积比导入口的面积大。根据该投入方法，能够对收纳于容器的熔融金属的表面均匀地供给添加材料，兼顾添加材料的充分的添加效果和添加材料使用量的减少。

Description

熔融金属用的添加材料投入方法和熔融金属用的添加材料投 入装置
技术领域
本发明涉及在金属的制造过程中，例如在制钢的过程中，向收纳有钢水等熔融金属的容器投入保温材料等添加材料的添加材料投入方法和添加材料投入装置，更详细地，涉及使用喷嘴向容器投入添加材料的添加材料投入方法和添加材料投入装置。
背景技术
在对利用高炉制造的铁水实施了适当的预备处理后，使用转炉实施脱碳处理和升温处理，使其成为1600℃左右的钢水。使用二次精炼设备对该钢水实施成分调整和脱气处理。使用连续铸造机使经过这样的制钢过程的钢水凝固，使其成为钢板、钢锭、钢坯等钢的铸件。
此时，经过了使用转炉的处理工序(以下，称为“转炉工序”。)的钢水在被收纳于浇包等容器的状态下，被依次输送至二次精炼设备和连续铸造机来实施处理。向连续铸造机供给的钢水需要具有比凝固温度高的适当的温度。然而，在实施了转炉工序后，容器内的钢水的温度因放热而降低。在钢水的温度降低至比预定的温度低的温度的情况下，与温度的降低幅度对应地，在二次精炼时添加被氧化元素，能够利用该被氧化元素的氧化热来提高钢水的温度。
然而，若实施这样的升温处理，则会增加二次精炼的操作时间。而且，经过升温处理的实施，会产生由被氧化元素生成的氧化物，从而使钢水中的氧化物的量增加。在该情况下，向连续铸造机供给钢水的喷嘴易于堵塞，从而生产率降低，另外，连续铸造这样的钢水而得到的铸件的品质降低。因而，在二次精炼时优选不实施升温处理。
也考虑增大转炉工序中的升温幅度来提高从转炉出钢的出钢温度，以代替二次精炼时的升温处理。然而，在该情况下，转炉工序中的生产率降低，并且施加于转炉设备的热负荷过量。因此，对于提高出钢温度存在限制。
因而，在从转炉工序以后到开始连续铸造为止的工序中，需要抑制因放热而导致的钢水温度的降低。作为有效地抑制钢水温度的降低的方法，有向收纳有钢水的容器投入保温材料(钢水用保温材料)的方法。保温材料具有粒子的集合体的形态，各粒子的直径例如是数毫米左右。对保温材料要求具有以下的特性。
(1)比钢水密度小。
(2)不会进行对钢水造成不良影响的反应。
(3)通过覆盖钢水表面，能够抑制从钢水向大气的放热。
为了得到上述(3)的特性，保温材料优选在钢水表面上不凝集而是分散。作为能够用作保温材料的材料，具体地，已知有膨胀蛭石(vermiculite)(对蛭石、生蛭石(日文：苦土蛭石)等实施加热处理后得到的材料)、烤稻壳(烤过的稻壳)等。
保温材料优选向钢水的整个表面供给。作为保温材料投入方法的具体例，有将应投入的全部保温材料分成分别为10kg以下程度的量的多个投入单位来投入的方法。在该情况下，将保温材料按照每个该投入单位装入小袋，通过手工操作一边将其适当地分散一边向收纳有钢水的容器内投入。然而，在通过手工操作投入保温材料的方法的情况下，保温材料的投入需要时间。另外，从转炉转移至容器的钢水具有1600℃以上的高温，由此人员靠近至钢水附近来进行操作的方法存在限制。
因此，开发了不依靠手工操作的保温材料投入方法。在专利文献1中，公开了在容器的上方设置收纳有保温材料的料斗，使保温材料在重力的作用下下落的方法。在料斗的底部设有多个阀片，通过打开各阀片，能够排出料斗内的保温材料来向容器内投入。这样一来，通过从料斗底部的多个部位投入保温材料，保温材料向钢水的整个表面供给。
在专利文献2中，公开了在底部构成为格子状的箱型夹具内配置被填充于集装袋的保温材料，利用钢水的热量破坏集装袋，使保温材料在重力的作用下下落的方法。在该方法中，通过使保温材料通过格子来延长保温材料的下落持续时间。因此，在保温材料的下落过程中，通过利用吊车使箱型夹具在水平面内移动，能够向钢水的整个表面供给保温材料。
在专利文献3中，公开了使用载气向收纳有钢水的中间包内投入保温材料的方法。在该方法中，在中间包的盖与钢水的液面之间配置有喷嘴的喷出口，保温材料与载气一起从该喷出口被吹送至钢水的液面。根据该方法，保温材料相对于钢水表面的覆盖率提高。在专利文献3中记载了，由此能够避免保温材料的过量投入，优化保温材料的投入量，因而对于成本改善是有效的。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第2971829号公报
专利文献2：日本特开昭61－219462号公报
专利文献3：日本特开昭63－108954号公报
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1和2所记载的方法中，能够对钢水表面以某程度均匀地供给保温材料。然而，在这些方法中，保温材料是在重力的作用下下落来向钢水表面供给的。另外，由于保温材料需要在短时间内投入，因此保温材料的份数存在限制。根据以上所述，以能够满意的程度均匀地投入保温材料是困难的。由此，有时在钢水表面上从保温材料露出的露出部变多而保温效果变得不充分。另外，若为了确保充分的保温效果而欲减少钢水表面的露出，则会使保温材料的投入量过多，从而有经济性变差的问题。
而且，由于钢水是高温，从钢水的表面产生上升气流，因此在专利文献1和2所记载的方法中，产生投入的保温材料的一部分被上升气流推送而向设备的周围飞散，使环境恶化的问题。
与此相对，在专利文献3的方法中，由于保温材料与载气一起被吹送至钢水表面，因此能够均匀地向钢水表面供给，优化保温效果和保温材料使用量。然而，在专利文献3中，记载了将该方法应用于在上部设有盖的中间包的情况，而关于在未设有盖的容器中应用同样的设备的方法则没有具体的记载。若将该方法应用于未设有盖的容器，则由于喷嘴的喷出口朝向水平方向，因此保温材料易于被上升气流推送而向周围飞散。由此，不能得到充分的保温效果，或者，为了确保保温效果而需要增加保温材料的使用量，使经济性恶化。
另外，有时会向钢水的表面供给炉渣改性材料或炉渣固化材料。在该情况下，若不将炉渣改性材料或炉渣固化材料向钢水的表面均匀地供给，则不能充分地得到炉渣改性或炉渣固化的效果。另外，若炉渣改性材料或炉渣固化材料飞散，则会使环境和经济性恶化。而且，在向钢水以外的熔融金属，例如铁水等添加添加材料的情况下，也会产生同样的问题。
因此，本发明的目的在于，提供一种无论容器是否设有盖都能够对收纳于容器的熔融金属的表面均匀地供给添加材料，兼顾添加材料的充分的添加效果和添加材料使用量的减少的添加材料投入方法和添加材料投入装置。
用于解决问题的方案
本发明的主旨在于下述(1)的添加材料投入方法和下述(2)的添加材料投入装置。
(1)一种添加材料投入方法，其是向收纳有熔融金属的容器投入添加材料的方法，该添加材料投入方法包含：
在收纳于所述容器的熔融金属的上方配置喷嘴的喷嘴配置工序；以及
利用载气将添加材料向所述喷嘴输送并使其从该喷嘴的喷出口喷出的添加材料喷出工序，
在所述喷嘴中，所述喷出口的面积比导入口的面积大。
(2)一种添加材料投入装置，其是向收纳有熔融金属的容器内投入添加材料的装置，该添加材料投入装置包括：
箱，其用于收纳所述添加材料；
喷嘴，其配置于收纳于所述容器的熔融金属的上方，所述喷嘴的喷出口设于该喷嘴的下端；
添加材料输送配管，其连接所述喷嘴与所述箱；以及
载气导入装置，其向所述添加材料输送配管供给载气，利用该载气将收纳于所述箱的添加材料经由所述添加材料输送配管向所述喷嘴输送，
在所述喷嘴中，喷出口的面积比导入口的面积大。
发明的效果
根据该添加材料投入方法和添加材料投入装置，无论容器是否设有盖都能够对收纳于容器的熔融金属的表面均匀地供给添加材料，兼顾添加材料的充分的添加效果和添加材料使用量的减少。作为添加材料的添加效果，例如在添加材料是保温材料的情况下，能得到充分的保温效果。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的保温材料投入装置的剖视图。
图2是表示输送配管与载气导入装置的连接部附近的结构的剖视图。
具体实施方式
本发明人关于向未设有盖的容器内的钢水表面均匀地供给保温材料的方法进行了各种实验。首先，进行了如下试验，即，将下端形成有喷出口的一个喷嘴配置于未设有盖的容器内的钢水表面的上方，利用载气将保温材料从该喷嘴的喷出口吹送至钢水表面。容器的开口部的直径设为3.0m以上。此时，喷嘴的喷出口朝向铅垂下方。
其结果，在从容器上端到喷嘴的喷出口为止的高度方向的距离(以下，也称为“喷嘴高度”。)比1.2m大的情况下，如以下所述。即，若将保温材料的使用量增加至能够向钢水表面均匀地供给保温材料的程度，则因来自钢水表面的上升气流而飞散的保温材料的量增加，使设备周围的环境恶化。
另一方面，在喷嘴高度为1.2m以下的情况下，保温材料实质上不飞散。然而，在该情况下，不能向钢水表面均匀地供给保温材料，堆积于钢水表面的保温材料的量会产生偏差。特别是，在喷嘴高度不足0.4m的情况下，堆积于钢水表面的保温材料的量的偏差明显。
本发明人也讨论了改变喷嘴喷出口的数量和形状的方案。然而，可以预想，对于对未设有盖且开口部的直径为3.0m以上的容器内的钢水表面均匀地供给保温材料并兼顾充分的保温效果和保温材料使用量的减少而言，只使用单一的喷嘴，是困难的。
因此，本发明人进行了在收纳于容器的钢水的上方设置两个喷嘴来向容器投入保温材料的试验。其结果，确认了保温材料均匀地分散而向钢水表面供给，并且由钢水上的上升气流导致的保温材料的飞散减少。特别是，在喷嘴高度为0.4m以上1.2m以下时，向钢水表面供给的保温材料的均匀性高，实质上不产生由钢水上的上升气流导致的保温材料的飞散。
而且，本发明人通过讨论保温材料的适当使用量，确认了在堆积于钢水表面上的保温材料的平均厚度为5mm以上25mm以下时，保温效果与保温材料使用量的平衡更加良好。由于保温材料的粒径通常为5mm左右，因此在平均厚度不足5mm的情况下，不能够覆盖整个钢水表面。在平均厚度超过25mm的情况下，随着平均厚度的增加，对钢水保温的效果饱和而保持基本恒定，保温材料使用量过多。
本发明是基于上述见解而完成的。
如上所述，本发明的添加材料投入方法是向收纳有熔融金属的容器投入添加材料的方法。该方法包含：在收纳于容器的熔融金属的上方配置喷嘴的喷嘴配置工序；以及利用载气将添加材料向喷嘴输送并使其从该喷嘴的喷出口喷出的添加材料喷出工序。在喷嘴中，喷出口的面积比导入口的面积大。
容器的开口部的直径也可以为3.0m以上。在该情况下，在添加材料喷出工序中，从容器的上端到喷出口为止的高度方向的距离优选为0.4m以上1.2m以下。
添加材料也可以是保温材料。在该情况下，在添加材料喷出工序中，优选使添加材料以5mm以上25mm以下的平均厚度堆积于熔融金属的表面上。
喷出口的面积相对于导入口的面积的比例优选为2以上。熔融金属也可以是钢水。喷嘴配置工序也可以包含在收纳于容器的熔融金属的上方配置多个喷嘴的工序。
如上所述，本发明的添加材料投入装置是向收纳有熔融金属的容器内投入添加材料的装置。该装置包括箱、喷嘴、添加材料输送配管以及载气导入装置。箱用于收纳添加材料。喷嘴配置于收纳于容器的熔融金属的上方，喷嘴的喷出口设于该喷嘴的下端。添加材料输送配管连接喷嘴与箱。载气导入装置向添加材料输送配管供给载气，利用该载气将收纳于箱的添加材料经由添加材料输送配管向喷嘴输送。在喷嘴中，喷出口的面积比导入口的面积大。
喷出口的面积相对于导入口的面积的比例优选为2以上。添加材料也可以是保温材料。熔融金属也可以是钢水。该添加材料投入装置也可以具备多个喷嘴。在该情况下，添加材料输送配管连接多个喷嘴中的各喷嘴与箱，载气导入装置也可以是将收纳于箱的添加材料经由添加材料输送配管向多个喷嘴中的各喷嘴输送的装置。
以下，参照附图，以熔融金属是钢水且添加材料是保温材料的情况为例，详细说明本发明的实施方式。
图1是表示本发明的一个实施方式的保温材料投入装置的结构的剖视图。该保温材料投入装置20包括收纳有保温材料14的箱15以及配置于收纳于容器12的钢水13的上方的多个(在该实施方式中为两个)喷嘴11。容器12用于钢水13的收纳和运输。容器12不具备盖，其上部开放。
形成于各喷嘴11的喷出口11a位于该喷嘴11的下端并朝向下方。多个喷嘴11互相分离地在水平方向排列。在俯视观察时，相对于收纳于容器12的钢水13的表面，多个喷嘴11优选为均匀地配置。各喷嘴11经由输送配管16连接于箱15。
在箱15的侧壁的下部形成有保温材料排出口15a。输送配管16连接于保温材料排出口15a。在输送配管16中的、保温材料排出口15a的附近连接有载气导入装置17。载气导入装置17将用于输送保温材料14的载气向输送配管16导入。
图2是表示输送配管与载气导入装置的连接部附近的结构的剖视图。载气导入装置17包括收纳有载气的载气收纳部(未图示)以及将收纳于载气收纳部的载气向输送配管16导入的载气导入管21。作为载气，优选使用氩气或氮气等非活性气体。使用非活性气体是为了难以产生与钢水的反应(包含与钢水的结合。)。
输送配管16中的、与保温材料排出口15a连接的连接部附近的部分(以下，称为“第1部分”。)16a具有向远离箱15的方向下倾的下倾斜面，作为射出部发挥功能。输送配管16中的、与第1部分16a相邻的部分(以下，称为“第2部分”。)16b形成为大致水平。载气导入管21连接于输送配管16的第2部分16b。在其连接部附近，载气导入管21与输送配管16的比连接部靠箱15侧的部分(第2部分16b)形成为锐角。
收纳于箱15的保温材料14的一部分在重力的作用下，流入输送配管16的第1部分16a，进而，向第2部分16b中的、与第1部分16a相邻的部分流入。在该状态下，若启动载气导入装置17，将载气向输送配管16的第2部分16b导入，则载气在输送配管16内主要向喷嘴11侧流动。在图2中用虚线箭头表示载气的主要流动方向。这是因为，在输送配管16的箱15侧的部分存在较多的保温材料14从而压力损失较大，并且载气导入管21形成为上述角度地连接于输送配管16。
若载气这样地在输送配管16流动，则比输送配管16与载气导入管21的连接部靠箱15侧的部分成为负压，由此，保温材料14在被引入至该连接部附近之后，由载气输送。在图2中用白色箭头表示保温材料的主要输送方向。在这样的作用下，收纳于箱15的保温材料14经由输送配管16向喷嘴11输送，从喷嘴11的喷出口11a喷出。输送配管16的长度的上限由载气导入装置17的送气能力决定。
收纳于箱15的保温材料14的种类没有特别的限定，例如能够设为膨胀蛭石。在该情况下，构成保温材料14的粒子的直径优选为3mm～10mm，例如能够设为大约5mm。若粒子的直径不足3mm，则不能忽略因在钢水13的上方产生的上升气流而飞散的保温材料14的量。若粒子的直径超过10mm，则难以利用载气顺畅地输送保温材料14。
在箱15之下，设有质量计(未图示)。利用质量计，能够测量箱15和收纳于箱15的内部的保温材料14的合计质量。能够根据利用该质量计测量的质量的经时变化来计算出每单位时间向容器12投入的保温材料14的投入量。
该保温材料投入装置20也可以具备多个箱15。在该情况下，对于各箱15设有一个或多个喷嘴11，各喷嘴11能够经由连接有载气导入装置17的输送配管16连接于箱15。
在喷嘴11中，载气和保温材料14的喷出口11a的面积比载气和保温材料14的导入口11b(与输送配管16的连接部)的面积大。此处，对于导入口11b和喷出口11a而言，“面积”是指沿着喷嘴11的中心轴线观察时的开口面积。
载气以V(m3/min)的体积速度从输送配管16向喷嘴11供给。在喷嘴11中，将导入口11b的面积设为S1(m2)，将喷出口11a的面积设为S2(m2)。若忽略载气的体积膨胀，则在导入口11b处的载气的线速度V1为V/S1(m/min)，在喷出口11a处的载气的线速度V2为V/S2(m/min)。由于S1＜S2，因此V1＞V2。即，相比于导入口11b，载气的线速度在喷出口11a处减小。
为了将保温材料14输送至喷嘴11，输送配管16内的载气的线速度需要大到某程度。若载气以这样大的线速度与保温材料14一起向容器12内的钢水13表面喷出，则向容器12的外部飞散的保温材料14的量增多。在喷嘴11中，由于导入口11b的面积S1与喷出口11a的面积S2的关系为S1＜S2，因此载气和保温材料14的线速度减小，从而能够抑制这样的飞散。为了充分地得到这样的效果，喷出口11a的面积S2相对于导入口11b的面积S1的比例S2/S1优选为2以上，进而优选为3以上。
喷嘴11的面积优选为从导入口11b向喷出口11a连续地变大。即，喷嘴11的内表面优选具有朝向下方扩张的形状，例如圆锥或圆台的侧面的形状。在该情况下，喷嘴11内表面的横截面形状成为圆形。喷嘴11内表面的扩张角度优选为60°～90°。由此，易于将保温材料14向钢水13的表面上均匀地供给，并且易于防止保温材料14因在钢水13的上方产生的上升气流而飞散。
若喷嘴11的内表面的扩张角度不足60°，则由于保温材料14集中于喷嘴11的中心轴线上附近地喷出，因此不能将保温材料14向钢水13的表面上均匀地供给。另一方面，若喷嘴11的内表面的扩张角度超过90°，则保温材料14从喷出口11a扩散地喷出，从而保温材料14的向下的速度分量减小，被上升气流推送而飞散的保温材料的量增多。
在该实施方式中，输送配管16和载气导入装置17的个数与喷嘴11的个数相同，对于多个喷嘴11中的各喷嘴11，分别设有单独的载气导入装置17和输送配管16。也可以不采用这样的结构，而使输送配管16和载气导入装置17的个数比喷嘴11的个数少。在该情况下，通过使输送配管16分支，能够在任一喷嘴11均设有与其对应的载气导入装置17。
然而，在输送配管16和载气导入装置17的个数比喷嘴11的个数少的情况下，会产生以下的问题。即，若在输送配管16中的分支前的部分(比分支点靠载气导入装置17侧的部分)产生保温材料14堵塞等故障，则不能将保温材料14向连接于该输送配管16的任一喷嘴11输送。另外，输送到输送配管16中的分支前的部分的保温材料14不能平均地分配给分支后的部分(比分支点靠喷嘴11侧的部分)，从而保温材料的输送量会产生偏差。
通过将输送配管16和载气导入装置17的个数设为与喷嘴11的个数相同，对于一个喷嘴11设置独立的一个载气导入装置17和输送配管16，能够不产生上述问题。
容器12的开口部的形状例如是圆形，其直径例如为3.0m以上。在容器12的开口部的形状是圆形的情况下，容器12具有例如有底圆筒状的形状。
容器12的开口部的形状也可以不是圆形，例如，也可以是多边形(例如矩形)、椭圆、或不规则图形。在该情况下，面积与容器12的开口部的面积相同的圆的直径(这样定义的直径在以下也称为“开口部的直径”。)例如为3.0m以上。喷嘴11的内表面也可以具有与容器12的开口部的形状相匹配的形状。例如，在容器12的开口部的形状是矩形的情况下，喷嘴11内表面的横截面的形状也能够设为矩形。由此，能够有效地将保温材料14均匀地向钢水13的表面供给。喷嘴11的内表面也可以不具有与容器12的开口部的形状相匹配的形状。
若开口部的直径不足3.0m，则即使利用一个喷嘴11投入保温材料14也易于向钢水13的表面均匀地供给保温材料14。容器12的开口部的直径的上限没有特别的限定。
以下，将从容器12的上端部到喷嘴11的喷出口11a(喷嘴11的下端)为止的高度方向的距离H称为“喷嘴高度”。在容器12的开口部的直径为3.0m以上时，喷嘴高度H优选为0.4m以上1.2m以下。由此，能够向钢水13的表面均匀地供给保温材料14并且抑制保温材料14的飞散。各喷嘴11的喷嘴高度H相比于其他的喷嘴11的喷嘴高度H，既可以相同，也可以不同。
根据容器12的大小和形状，适当地设定喷嘴11的数量和配置，使其能够向钢水13的表面上均匀地供给保温材料14。
接着，对本发明的一个实施方式的保温材料投入方法进行说明。
以下，容器12设为注入有在转炉的吹炼结束后的钢水的浇包，但本发明的容器12不限定于此。借助浇包运输台车使该浇包向保温材料投入装置20所具备的多个喷嘴11的下方移动。由此，在收纳于浇包的钢水13的上方配置有多个喷嘴11。在该状态下，喷嘴高度H优选为0.4m以上1.2m以下。
接着，启动载气导入装置17，向输送配管16内导入载气。由此，在输送配管16内输送保温材料14。此处，载气导入装置17可以在浇包运输台车停止后启动，也可以在浇包运输台车移动时启动。
在输送配管16内输送的保温材料14与载气一起从位于喷嘴11的下端的喷出口11a喷出并向浇包内投入。喷出的保温材料14向收纳于浇包内的钢水13的表面均匀地供给。在喷嘴高度H为0.4m以上1.2m以下时，向钢水13的表面供给的保温材料14的均匀性提高。此时，若喷嘴11的内表面具有朝向下方扩张的形状，则向钢水13的表面供给的保温材料14的均匀性进一步提高。
在投入预定量的保温材料14后，停止载气导入装置17，结束保温材料14的投入。保温材料14的投入时间根据投入量而不同，例如是10秒～30秒左右。之后，将浇包运输至接下来的工序，例如实施二次精炼工序的位置。
对于钢水13的表面和覆盖钢水13的表面的保温材料14而言，即使不用特殊的仪器也能够通过目视来识别。因此，被保温材料14覆盖的部分相对于钢水13的整个表面的面积比例(％)(覆盖率)能够通过适当地观察浇包内来估算。
若已预先求出堆积于钢水13的表面上的保温材料14(保温材料堆积层)的体积密度，则根据下述公式，能够由保温材料14的投入量(质量)和覆盖率求出堆积于钢水13的表面上的保温材料10的平均厚度。
[平均厚度](mm)＝[保温材料的投入量](kg)/[保温材料堆积层的体积密度](kg/m3)/[钢水的整个表面积](m2)×[覆盖率](％)×10
优选以使保温材料堆积层的平均厚度为5mm以上25mm以下的方式投入保温材料14。在该情况下，保温材料14的保温效果与保温材料14的使用量的平衡变得良好。即，能够得到充分的保温效果，并且避免保温材料14的过量的使用。
本发明不限定于上述实施方式，在不变更发明的主旨的范围内能够进行各种变更。例如，在上述实施方式中，在容器12未设有盖(覆盖物)，但本发明也能够应用于设有盖的容器12。在该情况下，以喷嘴11的喷出口11a位于钢水13的表面与盖之间的方式配置喷嘴11。
添加材料除保温材料以外，例如也可以是炉渣改性材料或炉渣固化材料。熔融金属除钢水以外，例如也可以是铁水，也可以是铁系以外的熔融金属。喷嘴11的数量也可以是三个以上，在容器的开口部足够小的情况下，也可以是一个。
【实施例】
为了确认本发明的效果，在不同的条件下进行向容器投入保温材料的试验，测量各个情况的钢水的温度降低速度。在任一情况下都是，首先，将利用350t容量的顶底复吹转炉处理的350t～360t的未脱氧钢水向作为容器的浇包出钢。该钢水的出钢后的温度为1590℃～1610℃。在出钢时，不投入含有C、Si、Mn、Al等的铁合金，而是仅投入1.0kg/t～1.5kg/t的生石灰。浇包的开口部的形状是圆形，其直径为4.7m。因而，收纳于浇包的钢水的表面积为17.3m2。
接着，将浇包向远离转炉的方向移动大约10m，将钢水用温度测量探头从上部插入浇包内的钢水来测量钢水的温度。浇包的移动通过使用浇包运输台车来进行(在以下的说明中移动浇包时也是相同的)。之后，将浇包向远离转炉的方向进一步移动大约7m，向浇包内投入保温材料。为了比较，也进行了不投入保温材料的试验。
保温材料通过具有图1所示的结构的保温材料投入装置来投入。喷嘴通过大约20m的输送配管连接于箱。在箱内收纳有整粒为粒径5mm以上10mm以下的造纸屑类保温材料。该保温材料的体积密度为0.5t/m3，预想在堆积于钢水的表面上的情况下也具有相同的体积密度。作为输送配管，使用内径为105.3mm的钢管。输送配管的喷嘴侧的端部构成为可分离的结构，其能够替换为长度不同的端部。通过替换输送配管的端部来调整喷嘴高度。
作为利用载气导入装置导入的载气，使用工业用氮气，将该工业用氮气以10m3/min的流量向输送配管导入。
在保温材料的投入结束后，通过目视来估算保温材料对钢水表面的覆盖率(以下，简称为“覆盖率”。)。之后，为了进行二次精炼处理而将浇包移动，在进行二次精炼处理前，利用与上述相同的方法测量钢水的温度。然后，根据第一次测量的钢水的温度与第二次测量的钢水的温度的差和从第一次测量到第二次测量经过的时间，计算出温度降低速度。
在表1中表示试验条件(喷嘴的数量、喷出口面积相对于导入口面积的比例和高度、以及保温材料的投入量)和试验结果(覆盖率、堆积于钢水上的保温材料的平均厚度和钢水的温度降低速度)。
在条件A下的试验中，不投入保温材料。在条件B和条件C下的试验中，仅使用一个喷嘴来投入保温材料。在条件D～H下的试验中，使用两个喷嘴来投入保温材料。在条件B下的试验中，使用喷出口面积相对于导入口面积的比例为1的喷嘴，在条件C～H下的试验中，使用喷出口面积相对于导入口面积的比例为3的喷嘴。条件C～H下的保温材料投入方法是本发明的实施例，条件A和条件B下的保温材料投入方法是不满足本发明的必要条件的比较例。
【表1】
钢水的温度降低速度在试验条件A下的试验中为0.45℃/min，该速度比其他条件的试验大。这是由于不投入保温材料，从而从钢水的表面的放热量较大。
根据该结果，在自转炉出钢后经过70分钟时，在不投入保温材料的情况下，钢水的温度降低31.5℃。若将钢水的温度降低速度抑制在0.40℃/min，则与不投入保温材料的情况相比，能够将经过70分钟后的钢水的温度降低量抑制3.5℃。由此，不需要使从转炉出钢的出钢温度过高，能够将在转炉的钢水的温度降低至能够得到所意图的成本降低效果的程度。
在试验条件B下的试验中，覆盖率为40％，钢水的温度降低速度为0.43℃/min。与此相对，在试验条件C下的试验中，覆盖率为60％，钢水的温度降低速度为0.41℃/min。根据该结果，确认了，使用喷出口面积相对于导入口面积的比例较大的喷嘴能够提高覆盖率，能够降低钢水的温度降低速度。
与这些使用一个喷嘴的情况相对地，在试验条件D～H下的试验中，覆盖率为65％～90％，钢水的温度降低速度为0.35℃/min～0.40℃/min。根据该结果，确认了，至少在使用开口部的直径为4.7m的浇包的情况下，与使用一个喷嘴的情况相比，使用两个喷嘴的情况能够提高覆盖率，由此，能够降低钢水的温度降低速度。但是，另外，在使用开口部的直径为2m的浇包进行试验时，即使使用喷出口面积相对于导入口面积的比例为3的一个喷嘴也能够充分地提高覆盖率，降低钢水的温度降低速度。
在试验条件D～H下，均能够通过抑制钢水的温度降低速度来得到上述的所意图的成本降低效果。特别是，确认了，在试验条件D、G和H下，覆盖率高达90％，另外，温度降低速度低至0.35℃/min～0.36℃/min，从而能够得到充分地抑制温度降低的效果。
与试验条件D下的试验相比，在试验条件E下的试验中，覆盖率降低。这与喷嘴高度在试验条件D中为1.0m而在试验条件E中低至0.3m有关。与试验条件D下的试验相比，在试验条件F下的试验中，在钢水的上方被上升气流推送而向浇包的外部飞散的保温材料的量较多。这是与喷嘴高度在试验条件D中为1.0m而在试验条件F中高达1.5m有关。
与试验条件D下的试验相比，在试验条件G下的试验中，堆积于钢水上的保温材料的平均厚度变大，钢水的温度降低速度被抑制。这是与保温材料的投入量在试验条件D中为50kg而在试验条件G中多达200kg有关。根据该结果可知，随着保温材料的平均厚度从6mm增大至25mm，抑制钢水的温度降低的效果增强。
在试验条件H中，保温材料的投入量为250kg，与试验条件G相比更多。与试验条件G下的试验相比，在试验条件H下的试验中，堆积于钢水上的保温材料的平均厚度变大，但钢水的温度降低速度相同。根据该结果可知，保温材料的平均厚度为25mm以上时，抑制钢水的温度降低的效果基本饱和。
附图标记说明
11、喷嘴；11a、喷出口；12、容器；13、钢水；14、保温材料；15、箱；16、输送配管；17、载气导入装置；20、保温材料投入装置。

Claims (12)

1.一种添加材料投入方法，其是向收纳有熔融金属的容器投入添加材料的方法，该添加材料投入方法包含：
在收纳于所述容器的熔融金属的上方配置喷嘴的喷嘴配置工序；以及
利用载气将添加材料向所述喷嘴输送并使其从该喷嘴的喷出口喷出的添加材料喷出工序，
在所述喷嘴中，所述喷出口的面积比导入口的面积大。
2.根据权利要求1所述的添加材料投入方法，其中，
所述容器的开口部的直径为3.0m以上，
在所述添加材料喷出工序中，从所述容器的上端到所述喷出口为止的高度方向的距离为0.4m以上1.2m以下。
3.根据权利要求1或2所述的添加材料投入方法，其中，
所述添加材料是保温材料。
4.根据权利要求3所述的添加材料投入方法，其中，
在所述添加材料喷出工序中，使添加材料以5mm以上25mm以下的平均厚度堆积于熔融金属的表面上。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的添加材料投入方法，其中，
所述喷出口的面积相对于所述导入口的面积的比例为2以上。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的添加材料投入方法，其中，
所述熔融金属是钢水。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的添加材料投入方法，其中，
所述喷嘴配置工序包含在收纳于所述容器的熔融金属的上方配置多个所述喷嘴的工序。
8.一种添加材料投入装置，其是向收纳有熔融金属的容器内投入添加材料的装置，该添加材料投入装置包括：
箱，其用于收纳所述添加材料；
喷嘴，其配置于收纳于所述容器的熔融金属的上方，所述喷嘴的喷出口设于该喷嘴的下端；
添加材料输送配管，其连接所述喷嘴与所述箱；以及
载气导入装置，其向所述添加材料输送配管供给载气，利用该载气将收纳于所述箱的添加材料经由所述添加材料输送配管向所述喷嘴输送，
在所述喷嘴中，所述喷出口的面积比导入口的面积大。
9.根据权利要求8所述的添加材料投入装置，其中，
所述喷出口的面积相对于所述导入口的面积的比例为2以上。
10.根据权利要求8或9所述的添加材料投入装置，其中，
所述添加材料是保温材料。
11.根据权利要求8～10中任一项所述的添加材料投入装置，其中，
所述熔融金属是钢水。
12.根据权利要求8～11中任一项所述的添加材料投入装置，其中，
该添加材料投入装置具备多个所述喷嘴，
所述添加材料输送配管连接多个所述喷嘴中的各喷嘴与所述箱，
所述载气导入装置将收纳于所述箱的添加材料经由所述添加材料输送配管向多个所述喷嘴中的各喷嘴输送。
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