JP2000234116A - 転炉吹錬用ラバールノズル及びそれを使った操業方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 転炉吹錬用上吹きランスのラバールノズルか
ら吹き出す酸素ガスの適正膨張制御を可能にして、各吹
錬段階の最適な送酸量において、酸素噴流の運動量を最
大にすることで、転炉の脱炭効率を向上させる。 【解決手段】 転炉吹錬用上吹きランスのラバールノズ
ルにおいて、ラバールノズル１のスロート口１ｂと吹き
出し口１ａの間の内面に、ガス吹き出し用の吹き出し孔
２を設ける。また、吹き出し孔２をラバールノズル１の
中心軸から等距離の位置に配置する。更に、ラバールノ
ズルの中心軸方向に、吹き出し孔２を複数設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、上吹き転炉におけ
る吹錬用ランスの先端に装着するラバールノズルと、そ
の使用方法に関わる。

【０００２】

【従来の技術】転炉内での反応は、転炉吹錬用上吹きラ
ンスのラバールノズルから噴出する超音速酸素噴流が、
鋼中の炭素と反応する脱炭反応である。この脱炭反応
は、吹錬初期と吹錬後期では、反応律速となる反応過程
が異なると言われている。吹錬初期の炭素の含有量の多
い溶鋼に対しては、酸素の供給律速となるので、出来る
だけ大量の酸素を供給することが必要とされる。即ち、
酸素噴流の溶鋼浴面での流量流速（衝突圧力）を高くし
て、火点（酸素噴流と溶鋼浴の衝突面）の温度を高くと
り、界面での反応を促進させた方が有利である。一方、
吹錬後期の炭素含有量の少ない溶鋼に対しては、鋼中の
炭素の拡散律速となるので、溶鋼の大きな撹拌性を確保
することが重要となる。これと同時に、溶鋼中に溶解す
る酸素量を抑える目的から、供給酸素量（送酸量）はで
きるだけ減らすことも要求される（酸素の運動量確保と
送酸量の低減の同時達成）。

【０００３】以上のように、吹錬初期と後期の両段階に
おいて、浴面上での酸素の運動量（鋼浴面での衝突圧
力）は、十分大きくすることが必要であるが、その一方
で、送酸量は、それぞれの律速反応に応じて、増減でき
ることが望ましい。ノズルの効率最大化を図る目的で、
超音速酸素噴流の運動量（鋼浴面での衝突圧力）を最大
にするためには、ノズルから噴出するガスの絶対静圧
と、転炉内雰囲気圧力が等しくなるように膨張させるこ
とが必要である（これを適正膨張と言う）。

【０００４】ところが、この適正膨張条件は、ランス二
次圧力を決定すると、ラバールノズルのスロート口面積
と吹き出し口の面積の比率（ラバールノズルの面積比）
によって、一意的に決まってしまう。このため、送酸流
量を変えるために二次圧力を変化させると、ノズルの出
口の圧力が、不適正な膨張圧力となるので、ノズルの効
率が著しく下がる。即ち、吐出酸素噴流の運動量が急速
に減衰する。例えば、吹錬初期に最大の脱炭効率を確保
するために、ラバールノズルスロート口面積と吹き出し
口面積の比を、ランス二次圧力高圧において適正膨張す
るように設計する（面積比を大きくする）と、低圧にお
いて、過膨張となる。このため、吹錬後期の低圧操業
（低送酸量操業）では、ノズル内部に衝撃波が生じ、ノ
ズルのエネルギー効率が極端に低下する（即ち、鋼浴面
での衝突圧力が極端に低下する）上に、吐出ガスの脈動
等の影響でガス噴出が不安定となり、操業上、望ましく
ない。これに対して、例えば、特開昭６２−２３０９２
８号公報では、ノズルスロート開口部に、送酸量を調整
するニードル弁をつけたラバールノズルが開示されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のラ
バールノズルでは、適正膨張させることができる二次圧
力が１点である。従って、ランス二次圧力を調整するだ
けで、ノズルの効率を下げずに、ガス流量を増減させる
ことはできない。この問題を解決する装置として、前記
した特開昭６２−２３０９２８号公報がある。しかし、
この装置では、スロート面積を変えることはできるが、
ランスの上部に機械的な駆動装置を設ける必要があり、
実用的ではない。

【０００６】一方、特許２６８８３１０号、特開平６−
７３４３４号公報には、ラバールノズルの吹き出し口
と、スロート口の間に、燃料ガス供給口を備えたラバー
ルノズル及び、その操業方法が開示されている。ところ
が、これらの発明は、単に、酸素と燃料ガスの混合を促
進して、効率よく燃焼させ、真空処理槽内の温度工程能
力を改善・地金付きの防止を図るためのものである。こ
れらの発明によって、酸素ガス主流の膨張強度をコント
ロールし、ラバールノズル内に形成される衝撃波を緩和
して、吐出酸素噴流の運動量を増加させる効果について
の認識は全く述べられていない。

【０００７】このような問題点を鑑み、本発明では、適
正膨張できるランス二次圧力を変化させることができ、
操作性、メインテナンス性に優れたラバールノズル及び
これを使った操業方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この問題点を解決するた
めの本発明に係る請求項１は、転炉吹錬用上吹きランス
の先端部に装着する酸素ガスを噴出するラバールノズル
において、ラバールノズルのスロート口と吹き出し口の
間の内面に、ガス吹き出し用の吹き出し孔を設けたこと
を特徴とするラバールノズルである。また、請求項２
は、吹き出し孔をラバールノズルの中心軸から等距離の
位置に配置し、等しい形状の吹き出し孔を、中心軸から
円周上に等距離間隔で並べたことを特徴とするラバール
ノズルである。更に、請求項３は、１つ又は複数の吹き
出し孔を、ラバールノズルのスロート口からの中心軸方
向距離が等しい位置に設けたことを特徴とするラバール
ノズルである。請求項４は、吹き出し孔をラバールノズ
ルの中心軸方向の異なった位置に、複数設けたことを特
徴とするラバールノズルである。そして、請求項５は前
記吹き出し孔からのガス吹き出し方向の角度が、前記ラ
バールノズルの主流に対し垂直もしくは平行、またはこ
れらの間の角度であることを特徴とするラバールノズル
である。

【０００９】本発明の請求項６は、これらのラバールノ
ズルを用いて酸素ガスの噴出を行うに際し、ラバールノ
ズルから噴出する酸素ガスの流量に応じて、使用する吹
き出し口の位置及び／又は、数を変更することを特徴と
するラバールノズルを使った操業方法である。

【００１０】本発明の請求項７は、ラバールノズルから
炉内に酸素ガスを吹き込む金属溶解炉の操業方法におい
て、前記ラバールノズルのスロート口と吹き出し口との
間の内面にガス吹き出し用の吹き出し孔を設け、前記ラ
バールノズルから吹き出す酸素ガスの流量に応じて前記
吹き出し孔からラバールノズル流路内にガスを吹き込む
ことを特徴とする金属溶解炉の操業方法である。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明のラバールノズル
の一例を示した図である。一般に、ラバールノズルは、
吹錬用ランスの先端部に１〜５個装着されるが、この例
は複数個装着した場合の一つについて記載している。ラ
ンス二次圧容器３に所定の内圧で蓄えられた酸素は、ラ
バールノズル１を介して、転炉内に噴出される。ラバー
ルノズル１は、テーパー部の間の内面に吹き出し孔２を
備えていることが特徴である。この特徴がもたらす作用
を以下に説明する。

【００１２】ラバールノズル１は、面積比（スロート口
１ｂ面積に対する吹き出し口１ａ面積の比）を大きくと
って、ランス二次圧容器３の圧力が比較的高圧で、適正
膨張できるように設計されている。従って、ランス二次
圧の高圧操業では、ラバールノズル１は、吹き出し孔２
からガスを吹き出す必要がなく、最大のノズル効率での
操業が可能である。ところが、ランス二次圧力を下げて
いくと、徐々に、適正膨張領域から外れて、過膨張とな
る。過膨張の場合、転炉内の圧力よりも、ノズルスロー
ト口１ｂとノズル吹き出し口１ａの間（テーパー部）の
圧力が低くなるので、ラバールノズル１の内部空間（テ
ーパー部のいずれかの位置）で衝撃波が生じやすく、こ
のことにより、ノズルの効率が大きく下がってしまう。

【００１３】これに対して、本発明装置のような、ラバ
ールノズルのテーパー部に吹き出し孔２を有するラバー
ルノズル１を用いると、吹き出し孔２から少量のガスを
吹き出すことができる。このことによって、ラバールノ
ズル１のテーパー部に沿って流れてきた境界層ガスが、
吹き出し孔２からの噴出ガスによって押し出され、その
位置で境界層の剥離現象が引き起こされる。このこと
は、吹き出し孔２において、主流ガスの膨張を阻害する
ことになり、実質的に、ラバールノズルの面積比を小さ
くすることと等価となる。従って、ラバールノズル１の
拡がり部分の途中に吹き出し孔２を備えることで、ラン
ス二次容器３の圧力を小さくしても、主流のガス流れを
適正膨張に調整することが可能である。このことによ
り、主流噴流のガス流速が高くなり、鋼浴面での衝突圧
力は、高圧化することになる。このことにより、火点
（酸素噴流と溶鋼浴の衝突面）の温度を高くとり、界面
での脱炭反応を促進することができて、脱炭速度を向上
（脱炭時間を短縮）させることができる。

【００１４】図２は、矩形テーパー状のラバールノズル
１に、吹き出し孔２を備えた例の模式図である。図２の
上図は、側面図を示し、図２の下図はラバールノズル１
のテーパー内部を下面から眺めた模式図である。ラバー
ルノズルとは、一般に断面積の小さなノズルスロート口
１ｂから、断面積の大きなノズル吹き出し口１ａへと流
路がテーパー状に拡大したノズルのことを指している。
従って、断面形状は、このような矩形であったり、その
他に、円形、楕円形など、多くの発展形状が考えられる
が、いずれの形状でも、本質的な差はない。

【００１５】ただし、一般の転炉用のランスの場合、ラ
バールノズルを円錐形にする場合が多い。図３は、ノズ
ルスロート口を円形にして、円錐形のテーパー部に長孔
の吹き出し孔２を備えたノズル例の模式図である。図３
の上図は、側面図を示し、図３の下図はラバールノズル
１のテーパー内部を下面から眺めた模式図である。３つ
の吹き出し孔２のうち、適当な数を選んで、ガスを吹き
出せば、それぞれのガス吹き込み孔の周囲で、テーパー
の拡がりによるガス膨張が止められるので、ランス二次
圧力の低下に応じて、適正膨張にコントロールすること
が可能である。

【００１６】ところが、このような配置では、３つの吹
き出し孔２のすべてからガスを吹き出した場合には、吹
き出し孔２の存在しない壁が、主流の自然な流れを阻害
する上、吹き出し孔２の存在しない側では境界層の剥離
が行われないので、同じ適正膨張であっても、若干ノズ
ル効率が低下する（最大の吐出流速が低下する）。そこ
で、ノズル効率を更に向上させる目的で、吹き出し孔２
である長孔又は小孔を等しい形状にして、吹き出し孔２
の各要素が、ノズル口の中心軸４から等距離であり、そ
れぞれの吹き出し孔２が中心軸４を軸中心とした円周上
に等距離間隔の位置になるように配列する。ここで、ノ
ズル口の中心軸とは、円形口の場合は、円の中心点であ
り、任意形状の場合は、重心点を意味する。また、円周
方向に等距離間隔とは、隣り合う吹き出し孔２の中心点
（重心点）の最短距離が、等しいことを意味する。図４
は、その実施態様を示す図である。吹き出し孔２の各要
素は、ノズル口の中心４に対して、軸対称であり、それ
ぞれが中心４から等距離の位置に対応している。（吹き
出し孔２の各要素が軸対称等距離とは、吹き出し孔２
が、ノズル口の中心軸４から等距離であり、それぞれの
吹き出し孔２が、中心軸４を軸中心とした円周上に等距
離間隔であることの一例である。）また、別の実施態様
を図５に示す。この場合は、吹き出し孔２の各要素は、
中心軸４を軸中心とした軸対称の関係にはないが、吹き
出し孔２の各要素は、中心軸４から等距離であり、隣り
合う吹き出し孔２間の距離は、等しく設置している。こ
のように、吹き出し孔２である長孔又は小孔を等しい形
状にして、吹き出し孔２の各要素が、ノズル口の中心軸
４から等距離であり、それぞれの吹き出し孔２が中心軸
４を軸中心とした円周上に等距離間隔の位置になるよう
に配列すれば、ラバールノズル１からの主流のガス流れ
を中心軸上にコントロールし、主流の衝突圧力を向上さ
せることができる。

【００１７】また、より理想的な適正膨張を達成する別
のラバールノズル１について説明する。図４の例のよう
に、円錐台のテーパー形状のラバールノズルであって、
テーパー部下面から見た吹き出し孔２の形状が、長孔状
の場合、１つの吹き出し孔２の開口位置が、吹き出し孔
２の中心軸４方向に凹凸がつくことになる。即ち、この
場合、吹き出し孔２の縦断面図は、図６に示したよう
に、ノズル中央に向かって凸型の形状となる。このた
め、境界層剥離の中心軸方向位置が、ノズルの円周方向
に分布を有することになり、理想的な適正膨張を達成し
ているとは言えない。これに対して、吹き出し孔２を、
ラバールノズルのスロート口からの中心軸方向距離が等
しい位置にくるように、開口することで、より理想的な
適正膨張を達成することができる。ここで、中心軸方向
距離とは、スロート口の中心点と、吹き出し口の中心点
の直線距離、すなわち最短距離を意味する。その理由
は、主流境界層の剥離位置（ガス膨張を止める位置）
が、吹き出し孔２の各要素点で一定するからである。そ
の実施態様の例を図７及び図８に示している。これら
は、ラバールノズルのスロート口からの中心軸方向距離
が等しい位置にくるように、吹き出し孔２の形状を小円
孔にして、複数配置した場合の例である。厳密には、お
のおのの小円孔の周囲には、中心軸４方向に小さな凹凸
がつくが、その影響は軽微である。また、同様に、図
９、図１０及び図１１は、別の実施態様を示したもので
ある。これらは、ラバールノズルのスロート口からの中
心軸方向距離が等しい位置にくるように、吹き出し孔２
を、ノズル口の周囲を囲むような円周環状のスリットに
している。図９、図１０及び図１１は、円周方向のスリ
ット長さと、吹き出し孔２の個数（図９では２個、図１
０では４個、図１１では２個）が異なる。勿論、スリッ
トを円周方向に取り囲むようにつなげて、１つの吹き出
し孔２にした場合でも、同様の効果があることは言うま
でもない（図１２）。このように、ラバールノズルの形
状が、円錐台のテーパー形状である場合は、吹き出し孔
２は、小さな孔が円周方向に並んだり、又は、円周環状
のスリット形状となる。

【００１８】一方、例えば、ラバールノズルの形状が、
矩形テーパー状の場合、図１３で示したように、長孔と
なる。また、この場合で、単独の吹き出し孔２にした時
には、図１４に示したように、吹き出し孔２を取り囲む
ロの字形状となる。また、図１５は、左右と上下の長孔
の長さが異なる場合の例である。

【００１９】このように、吹き出し孔２の形状や形態
は、ラバールノズル１の断面形状に依存している。但
し、円形、楕円形、矩形など、いずれの断面形状におい
ても、ラバールノズルのスロート口からの中心軸方向距
離が等しい位置にくるように吹き出し孔２の形状を決め
て、適当に配置すれば、同様の効果がある。

【００２０】次に、図１６は、吹き出し孔２をラバール
ノズルの中心軸方向に複数設け、ノズル口を中心４とし
て、吹き出し孔２及び２ａを、それぞれ異なる同心円上
に備えたラバールノズルの例である。ここでは、側面図
は省略し、ラバールノズル１のテーパー内部を下面から
眺めた模式図のみを示している。内側の吹き出し孔２を
白抜きの長孔、外側の吹き出し孔２ａをハッチングした
長孔で、それぞれ示している。同様に、図１７は、図４
と同じ形式で、吹き出し孔２及び２ａを、ラバールノズ
ルの中心軸方向に複数設けた場合の例である。更に、図
１８は、吹き出し孔２及び２ａを円孔（図８に対応）に
して、ラバールノズルの中心軸方向に複数設けた場合の
例を示している。また、図１９は、図１０と同じ形式
で、吹き出し孔２及び２ａを、中心軸方向に複数配置し
た例である。これらの場合、以下に説明する方法によ
り、ランス二次圧容器３の圧力を２点以上変化させて
も、それぞれのランス二次圧力において、主流のガスを
適正膨張させることが可能である。

【００２１】すなわち、ランス二次圧容器３の圧力が最
高圧（送酸量最大）の時は、吹き出し孔２及び２ａから
ガスを吹き出さずに、適正膨張させる。次に、ランス二
次圧容器３の圧力を中圧（送酸量中量）に下げた時に、
外側の吹き出し孔２ａからガスを吹き出し、吹き出し孔
２ａを囲む同心円上で膨張が阻害できるので、適正膨張
にできる。更に、ランス二次圧容器３の圧力を最低圧力
（送酸量最低）にした時は、吹き出し孔２ａのガス噴出
を止め、内側の吹き出し孔２からガス噴出させること
で、同様に、適正膨張させることができる。

【００２２】同様な原理で、図２０に示したように、吹
き出し孔２をラバールノズルの中心軸方向に３個設ける
ことで、適正膨張圧力は、４点のランス二次圧容器３の
圧力において、適正膨張させることができる。以下、同
様にして、吹き出し孔２をラバールノズルの中心軸方向
に複数Ｎ個設けることで、Ｎ＋１個のランス二次圧容器
３の圧力において、適正膨張させることができるのであ
る。

【００２３】このように、吹き出し孔２又は２ａ（又は
２ｂ）を、吹き出し孔をラバールノズルの中心軸方向の
異なった位置に、複数設けた装置を使い、ラバールノズ
ルの中心軸方向の吹き出し孔２又は２ａ（又は２ｂ）の
吹き出し位置及び/又は数を適切に変えることで、適正
膨張できる二次圧力を変化させ、それぞれの二次圧力に
おいて、最大の噴出流速（火点での衝突圧力）を得るこ
とができる。このことによって、脱炭速度を大きく向上
（脱炭時間を短縮）させることができるのである。

【００２４】以上、本発明の装置（請求項１、２、３及
び４）を用い、ラバールノズルから噴出する酸素ガスの
流量（即ち、ランス二次圧力）に応じて、使用する吹き
出し孔の位置や数を変えることで、そのランス二次圧力
における最大の、火点での衝突圧力に制御することが可
能である。このことは、脱炭反応速度を向上することに
も結びつき、短時間で、低い炭素濃度まで下げる方法を
提供することになる。

【００２５】また、本装置及び方法は、単に適正膨張を
達成するだけではなく、操業ニーズに合わせて、もっと
広い意味での「膨張」を制御する目的にも有効である。
即ち、所要とする衝突圧力に応じて、弱い過膨張から、
適正膨張、不足膨張までの任意の膨張強度に調節するの
である。例えば、鋼種によっては、ランス二次圧の高圧
操業（高い送酸量の操業）において、浴面上での酸素の
衝突圧力（運動量）を低く抑えたい場合も考えられる。
この場合は、ラバールノズル１の面積比（スロート口１
ｂ面積に対する吹き出し口１ａ面積の比）を、適正膨張
の設計値より大きくとって、過膨張気味に噴出すること
が有効である。ところが、このまま、ランス二次圧の低
圧操業にすると、極端な過膨張となって、浴面での衝突
圧力が大きく下がり、且つ、噴出が不安定となる恐れが
ある。そこで、この時、吹き出し孔２または２ａまたは
２ｂから、ガスを吹き出すことで、必要とする衝突圧力
まで運動量を増加させるのである。この場合の膨張は、
必ずしも、「適正膨張」である必要はなく、所要とする
衝突圧力に応じて、弱い過膨張から、適正膨張、不足膨
張まで、吹き出し孔２または２ａまたは２ｂの位置によ
り、任意に選べるのである。

【００２６】吹き出し孔２から吹き出すガスの種類に
は、酸素を用いることが望ましいが、本発明の作用を実
現する上では、不活性ガスや、空気などが適用可能であ
る。例えば、アルゴン、二酸化炭素、空気、窒素などが
考えられる。

【００２７】図１のラバールノズルの断面図では、吹き
出し孔２は、ラバールノズル１内の流れに対して、ほぼ
垂直に向いた構造（垂直関係）になっている。一方、図
２１は、図１のラバールノズル１周辺だけを抜き出し
て、その態様の一例を示した図であり、吹き出し孔２か
らのガス吹き出し方向が、ラバールノズルの主流に沿う
ような構造（平行関係）になっている。図１と図２１の
いずれの態様についても、同様の効果がある。また、垂
直関係から平行関係の間の、任意の角度を付けて、吹き
出し孔２からガスを吹き出す構造にしても、同様の効果
がある。

【００２８】また、本発明は、転炉の他に、真空脱ガス
炉や、スクラップ溶解炉など、その他のラバールノズル
を有する脱炭・脱リン溶解炉にも有効であることは言う
までもない。

【００２９】

【実施例】表１に、本発明の実施例と従来装置（吹き出
し孔２を有しない装置）を比較した実験結果を示す。装
置構成は、条件Ｎｏ．３とＮｏ．４は、図３に示したも
のと同じであり、条件Ｎｏ．５とＮｏ．６は、図４に示
したものと同じである。更に、条件Ｎｏ．７とＮｏ．８
は、図１０に示したものと同じである。これらの場合の
ラバールノズル１は、円錐形のテーパー形状を有してい
る。噴流の効率は、ノズル出口先端から１０００mm離れ
た位置での、噴流の最大ガス流速で評価した。ガス流速
は、浴面において衝突圧力に変換されるので、浴面衝突
圧力と等価なパラメーターである。吹き出し容器内の絶
対静圧は、０．１MPa で一定である。また、ラバールノ
ズル１のラバール部の長さは１００mmである。更に、吹
き出し孔２のスリット幅（短幅方向）は、１．５mmであ
る。表１に示す条件Ｎｏ．１とＮｏ．３、Ｎｏ．５及び
Ｎｏ．７、そして、Ｎｏ．２とＮｏ．４、Ｎｏ．６及び
Ｎｏ．８の組み合わせが、それぞれ、比較すべき従来装
置と本発明装置の組み合わせである。表中の「ガス供給
口２の位置でのラバールノズル１の口径」は、吹き出し
孔２の形状によっては、円周方向に分布があるが、その
平均値で示している。また、質量流量比は、ラバールノ
ズル主流の質量流量Ｗmainに対する、吹き出し孔から噴
出する総ガス流量Ｗinの比率である。

【００３０】本発明装置により、ランス二次圧力低圧に
おいて、最大ガス流速が改善され、より高速になってい
ることが分かる。この理由は、従来装置では、ランス二
次圧力低圧においては過膨張となり、ノズル内部で生成
する衝撃波が、噴流のエネルギー損失につながるためで
ある。最大ガス流速を比較すると、図３の装置の場合
（条件Ｎｏ．３と条件Ｎｏ．４）に比べて、図４の装置
の場合（条件Ｎｏ．５と条件Ｎｏ．６）は、高速化して
いることが分かる。図１０の装置の場合（条件Ｎｏ．７
と条件Ｎｏ．８）においては、最大ガス流速は、さらに
高速化している。

【００３１】また、表２に、本発明の装置と従来装置
（吹き出し孔２を有しない装置：条件Ｎｏ．９）を比較
した実験結果を示す。装置構成は、条件Ｎｏ．１０は、
図１７に示した装置を用いて行ったものであり、条件Ｎ
ｏ．１１は、図１７、そして、条件Ｎｏ．１２は、図１
９に示した装置を用いて行ったものである。評価方法
は、噴流中心軸上での１０００mm下流での最大ガス流速
を用いており、表１のものと同じである。本発明の装置
では、ランス二次絶対圧０．３７MPa の時には、吹き出
し孔２のみから、ガスを吹き出し、ランス二次絶対圧
０．６７MPa の時には、吹き出し孔２ａのみから、ガス
を吹き出している。このように、ランス二次圧力に応じ
て、吹き出す吹き出し孔の数及び組み合わせを変えるこ
とで、ガスの膨張量をコントロールすることができ、い
ずれの条件においても、噴流下流まで、高速のガス流速
を保つことが出来る。

【００３２】表３に、本発明の方法と従来の方法を比較
するために、脱炭能力を比較した実験結果を示す。本実
験では、２７０トン転炉において、５つのラバールノズ
ル１を有するランスを用い、送酸量に応じて、ランス二
次絶対圧力を調整して、噴流強度のコントロールを行っ
た。吹錬時間全体で送り込んだ全酸素量（全送酸量）に
対する累計の送酸量が、（１）０〜８０％、（２）８０
〜９０％、（３）９０〜１００％の各時間帯に対して、
表３に示す条件Ｎｏ．に対応する条件で、送酸してい
る。表３中の条件ＮＯ．の詳細は、表１、表２に記載し
ているものである。各吹錬条件Ｎｏ．とも、全送酸量は
一定であり、ＯＲＰ前処理条件、底吹き条件など、他の
吹錬条件も、すべて一定条件下で実施している。最右欄
に、吹き止め時の溶鋼炭素濃度を示しているが、いずれ
の場合も、本発明方法による方が、溶鋼炭素濃度を低く
できることが分かる。これは、本発明方法は、吹錬後期
（全送酸量に対する割合８０％以上）において、送酸量
を抑えながらも、溶鋼への衝突圧力が増大させることが
できるので、火点での反応性や溶鋼の撹拌性が高まり、
低炭素条件での脱炭反応が促進したためである。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【表２】

【００３５】

【表３】

【００３６】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によっ
て、ランス二次圧力を変化させても、ノズルのエネルギ
ー効率が高い適正膨張噴流を形成することが可能な転炉
吹錬用ラバールノズルが得られると共に、該ノズルを用
いることで適正な酸素ガス噴出による操業方法が達成さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置のラバールノズルの縦断面を模式的
に示したものである。

【図２】本発明装置を適用したラバールノズルの１態様
を示す側面及び下面図を模式的に示したものである。

【図３】本発明装置を適用したラバールノズルの他の態
様を示す側面及び下面図を模式的に示したものである。

【図４】本発明装置を適用したラバールノズルの他の態
様を示す側面及び下面図を模式的に示したものである。

【図５】本発明装置を適用したラバールノズルの他の態
様を示す側面及び下面図を模式的に示したものである。

【図６】本発明装置を適用したラバールノズルの吹き出
し孔の１態様を示す縦断面を模式的に示したものであ
る。

【図７】本発明装置を適用したラバールノズルの他の態
様を示す側面及び下面図を模式的に示したものである。

【図８】本発明装置を適用したラバールノズルの他の態
様を示す側面及び下面図を模式的に示したものである。

【図９】本発明装置を適用したラバールノズルの他の態
様を示す側面及び下面図を模式的に示したものである。

【図１０】本発明装置を適用したラバールノズルの他の
態様を示す側面及び下面図を模式的に示したものであ
る。

【図１１】本発明装置を適用したラバールノズルの他の
態様を示す側面及び下面図を模式的に示したものであ
る。

【図１２】本発明装置を適用したラバールノズルの他の
態様を示す側面及び下面図を模式的に示したものであ
る。

【図１３】本発明装置を適用したラバールノズルの他の
態様を示す側面及び下面図を模式的に示したものであ
る。

【図１４】本発明装置を適用したラバールノズルの他の
態様を示す側面及び下面図を模式的に示したものであ
る。

【図１５】本発明装置を適用したラバールノズルの他の
態様を示す側面及び下面図を模式的に示したものであ
る。

【図１６】本発明装置を適用したラバールノズルの他の
態様を示す下面図を模式的に示したものである。

【図１７】本発明装置を適用したラバールノズルの他の
態様を示す下面図を模式的に示したものである。

【図１８】本発明装置を適用したラバールノズルの他の
態様を示す下面図を模式的に示したものである。

【図１９】本発明装置を適用したラバールノズルの他の
態様を示す下面図を模式的に示したものである。

【図２０】本発明装置を適用したラバールノズルの他の
態様を示す下面図を模式的に示したものである。

【図２１】本発明装置を適用したラバールノズルの他の
態様を示す縦断面を模式的に示したものである。

【符号の説明】

１ ラバールノズル １ａ ラバールノズル吹き出し口 １ｂ ラバールノズルスロート口 ２ 吹き出し孔 ２ａ 吹き出し孔 ２ｂ 吹き出し孔 ３ ランス二次圧容器 ４ ラバールノズル口

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 転炉吹錬用上吹きランスの先端部に装着
   し、酸素ガスを噴出するラバールノズルにおいて、該ラ
   バールノズルのスロート口と吹き出し口の間の内面に、
   ガス吹き出し用の吹き出し孔を設けたことを特徴とする
   ラバールノズル。
2. 【請求項２】 前記吹き出し孔をラバールノズルの中心
   軸から等距離の位置に配置し、等しい形状の該吹き出し
   孔を、該中心軸の円周上に等距離間隔で並べたことを特
   徴とする請求項１記載のラバールノズル。
3. 【請求項３】 １つ又は複数の前記吹き出し孔を、ラバ
   ールノズルのスロート口からの中心軸方向距離が等しい
   位置に設けたことを特徴とする請求項１記載のラバール
   ノズル。
4. 【請求項４】 前記吹き出し孔をラバールノズルの中心
   軸方向の異なった位置に、複数設けたことを特徴とする
   請求項１、２又は３記載のラバールノズル。
5. 【請求項５】 前記吹き出し孔からのガス吹き出し方向
   の角度が、前記ラバールノズルの主流に対し垂直もしく
   は平行、またはこれらの間の角度であることを特徴とす
   る請求項１〜４のいずれか１項に記載のラバールノズ
   ル。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１項に記載のラ
   バールノズルを用いて酸素ガスの噴出を行うに際し、ラ
   バールノズルから噴出する酸素ガスの流量に応じて、使
   用する吹き出し孔の位置及び／又は数を変更することを
   特徴とするラバールノズルを使った操業方法。
7. 【請求項７】 ラバールノズルから炉内に酸素ガスを吹
   き込む金属溶解炉の操業方法において、前記ラバールノ
   ズルのスロート口と吹き出し口との間の内面にガス吹き
   出し用の吹き出し孔を設け、前記ラバールノズルから吹
   き出す酸素ガスの流量に応じて前記吹き出し孔からラバ
   ールノズル流路内にガスを吹き込むことを特徴とする金
   属溶解炉の操業方法。