JP2000328134A - 真空脱ガス槽用複合ランス及びその使用方法 - Google Patents
真空脱ガス槽用複合ランス及びその使用方法Info
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Abstract
で予熱作業ができるばかりでなく、酸素の吹き付け、溶
鋼の昇温、真空脱ガス装置自体の加熱が円滑に実施可能
な真空脱ガス装置用複合ランスを提供することを目的と
している。 【解決手段】真空脱ガス槽に挿入して使用され、水冷筒
体で形成した酸素ガス通路及び該酸素通路の先端に酸素
を溶融金属へ吹き付るノズルを備えた酸素上吹きランス
と、その周囲を囲む水冷外筒と、該酸素上吹きランスと
水冷外筒との間隙に複数本組み込んだ流体燃料及びその
燃焼用気体の通路と、これら通路の先端に設けた燃焼バ
ーナと、該燃焼バーナの少なくとも1つに内設した点火
プラグとからなる真空脱ガス槽用複合ランスである。
Description
合ランスに係わり、詳しくは、溶鋼の真空精錬、成分調
整等を行う真空脱ガス装置(通常、真空脱ガス槽、排気
手段、取鍋等からなる)自体の予熱及び該装置内に保持
した溶鋼の昇温と、該溶鋼を脱炭精錬する酸素ガスの吹
込みと1本のランスで個別又は連続して行なう技術に関
する。
は、さらに精錬(二次精錬という)され、高級鋼化され
ることが多い。この二次精錬として、前記真空脱ガス装
置(以下、脱ガス槽ということが多い)内に保持した溶
鋼に、酸素を吹き付け、脱炭する方法が普及している。
ところが、かかる真空下での脱炭精錬においては、前記
槽の予熱が不十分であると、溶鋼の温度が低下し過ぎた
り、あるいは脱ガス槽の内壁に多量の地金が付着し、操
業が円滑にできないという問題が生じている。
したり、溶鋼温度を上昇させる種々の対策が研究され、
実用されてきた。最近でも、特開平6−73431号公
報は、図4に示すように、軸芯に設けたスロート部15
とその下に連接した末広がり部16よりなる酸素吹き出
し部と、該末広がり部16の末広がり面に設けた燃料ガ
ス供給孔17とを有する所謂「複合ランス1」を備えた
真空脱ガス装置を提案している。これによれば、1本の
複合ランス1で、溶鋼への酸素の吹き付け、燃料ガスと
酸素とを燃焼させての溶鋼の加熱、及び脱ガス槽の地金
付着防止等ができるとの非常に好都合な効果を期待して
いる。
報記載の複合ランスは、単に、酸素ガスのノズル部に燃
料ガスを吹き出させて、酸素と混合する構造で、実際に
は、脱ガス槽内を十分に予熱する火力がなかった。ま
た、極めて簡単な構造であるため、試用すれば下記のよ
うな問題が生じる恐れがあった。すなわち、 (1)酸素と燃料ガスの混合ガスが自然着火する時にの
みに有効であり、冷えてしまった脱ガス槽内の昇温は、
不可能で、且つ信頼性が非常に乏しい。
らかの原因で消火した場合、脱ガス槽内に燃料ガスが充
満して爆発の危険がある。
槽の予熱作業に時間がかかり、生産性にも悪影響を与え
る。
に鑑み、従来に比べて安心して、且つ短時間で予熱作業
ができるばかりでなく、酸素の吹き付け、溶鋼の昇温、
真空脱ガス装置自体の加熱が円滑に実施可能な真空脱ガ
ス装置用複合ランスを提供することを目的としている。
成するため鋭意研究し、その成果を本発明に具現化し
た。
して使用され、水冷筒体で形成した酸素ガス通路及び該
酸素通路の先端に酸素を溶融金属へ吹き付るノズルを備
えた酸素上吹きランスと、その周囲を囲む水冷外筒と、
該酸素上吹きランスと水冷外筒との間隙に複数本組み込
んだ流体燃料及びその燃焼用気体の通路と、これら通路
の先端に設けた燃焼バーナと、該燃焼バーナの少なくと
も1つに内設した点火プラグとからなることを特徴とす
る真空脱ガス槽用複合ランスである。
軸心上に透明板を取り付けた開口を設け、該開口を介し
て炎を検知するセンサを備えたことを特徴とする真空脱
ガス槽用複合ランスである。
た燃焼バーナの使用中に、前記センサで監視している部
分の炎温度を高めるよう、前記開口に連接する酸素上吹
きランス内に少量の燃焼補助用酸素を供給することを特
徴とする複合ランスの使用方法でもある。
することがなくなり、安全、且つ安定して脱ガス槽及び
溶鋼の加熱や酸素の吹込みが行なえるようになる。
図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
1は、図1(a)及び(b)に示すように、溶鋼に吹き
付ける酸素を供給する酸素ガス通路3とノズル2とを備
えた水冷筒体18を主体とする。そして、該水冷筒体1
8の周囲をさらに水冷外筒19で囲み、該水冷外筒19
と前記水冷筒体18との間隙に流体燃料22やその燃焼
用気体(酸素等)23の通路とする配管を複数本設け、
これら配管の先端を燃焼バーナ6(以下、単にバーナ
6)としてある。それらバーナ6は、2重管構造になっ
ており、一般的に内管20に流体燃料(LPG等)2
2、外管21に該燃料の燃焼用気体23を流すようにな
っている。本発明の重要ポイントは、複数のバーナ6の
少なくとも1つに(内管20の先端)点火プラグ9を取
り付けてスパークを発生させ、流体燃料22と燃焼用気
体23の混合気体に点火するようにしたことである。こ
れによって、バーナ6の使用時に消火が防止される。
らに高めるため、前記酸素ガス通路3用筒体の後端(ノ
ズルと同心軸上の反対側)に石英ガラス等の不燃性透明
板4を張り、そこを介して内部が観察できるようにする
と共に、炎を検出するセンサ5(例えば、紫外線検出
器)を設置した。なお、このセンサ5は、炎を検知でき
なければ、バーナ6への流体燃料22及び燃焼用気体2
3の供給をすべて停止し、N2等の不活性ガスで置換す
る信号を発信するようにしてある。また、ノズル2に
は、流体燃料22の供給と同時に、少量の燃焼補助用酸
素を流し、前記ノズル2近傍の炎温度を安定化して高温
に保ち、センサ5の誤診断を防止するようにしてある。
真空脱ガス槽10で使用する方法について説明する。ま
ず、バーナ6の各内外管(流体燃料と燃焼用気体の通
路)をN2ガス等の不活性ガスで所定時間パージし、そ
の後、点火プラグを備えたバーナに流体燃料22、燃焼
用気体23を供給して、火花により点火する。点火状況
を前記炎の検出用センサ5で確認後、あるいは所定時間
の経過後、他のバーナ6にも流体燃料22、燃焼用気体
23を供給して着火させる。所定時間経過した後、この
着火炎を前記センサ5で監視し、炎が検出されれば、そ
のまま流体燃料等の供給を続行、炎が検出できなけれ
ば、消火してN2ガス等の不活性ガスでバーナ6内をパ
ージする。また、バーナ6への流体燃料22の供給と同
時に、ノズル2に少量の酸素を供給して、監視している
炎の温度を常に高温に保ち、センサ5の誤作動を防止す
る。当然、燃焼が不成功であれば、この燃焼補助用酸素
ガスは、消火の検出時点で閉止し、N2ガスに置換され
る。
アルミを添加して昇熱したり、脱炭等の精錬を行なう場
合には、酸化反応の促進のため、ノズル2から酸素ガス
の吹付けを行なう。その際、バーナ6による脱ガス槽1
0や溶鋼13の加熱は行なわない。つまり、バーナに
は、N2等の不活性ガスを所定量流し、スプラッシュ等
によるバーナ先端の閉塞を防止するようにする。
空脱ガス装置10に適用した。最初は、真空製錬に使用
した脱ガス槽10の内壁面に地金が多量に付着したの
で、操業の停止期間中に該地金を除去すると共に、次回
操業のため該脱ガス槽10を予熱した例である。脱ガス
槽10の下方に溶解物27(地金、スラグ等)を受ける
容器11(スラグポットという)を図2に示すように配
置した後、本発明に係る複合ランス1を脱ガス槽10に
上方から挿入してセットする。そして、前記した脱ガス
槽10の加熱方法に従い、複合ランス1のバーナ6を使
用して、脱ガス槽10を予熱した。なお、真空脱ガス槽
は、180トンの溶鋼を処理するRH式真空脱ガス槽で
あり、該槽の予熱は、流体燃料としてプロパンガスを使
用し、流量60Nm3/hrで4時間、ついで流量13
4Nm3/hrで1時間の合計5時間吹込み、その間
に、槽の内壁温度は1045℃から1400℃に上昇し
た。その結果、使用中に消火することなく、円滑に地金
除去及び予熱ができた。また、従来の複合ランス1を使
用した場合に対して、予熱に要した時間は、70%程度
であった。
いて、溶鋼13の脱炭精錬を行なった。取鍋12に溶鋼
13を装入し、その中に脱ガス槽10の下部を浸漬し、
真空下で取鍋12と脱ガス槽10間で溶鋼13を循環さ
せて精錬を行なった。その際、本発明に係る複合ランス
1を、図3に示すように、脱ガス槽10の上方から挿
入、セットし、そのノズル2を介して酸素ガス25を溶
鋼13に所定の条件で吹き付けた。なお、転炉から出鋼
された直後の取鍋内における溶鋼中炭素(C)濃度は4
96ppmであり、これをRH式真空脱ガス槽に設けた
本発明のランスを使用して、減圧下で酸素流量20Nm
3/minで所定時間の酸素吹錬処理を行なった。この
処理によって23分後に、溶鋼中の炭素濃度は20pp
mの極低炭素領域にまで脱炭することができた。その結
果、溶鋼13の脱炭が従来の複合ランス1を使用した場
合と遜色なく、円滑に行なうことができた。
のランスを使用するだけで、従来に比べて安心して、且
つ短時間で予熱作業ができるようになった。
り、(a)は縦断面図、(b)は平面図である。
状況を示す。
状況を示す図である。
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 真空脱ガス槽に挿入して使用され、水冷
筒体で形成した酸素ガス通路及び該酸素通路の先端に酸
素を溶融金属へ吹き付るノズルを備えた酸素上吹きラン
スと、その周囲を囲む水冷外筒と、該酸素上吹きランス
と水冷外筒との間隙に複数本組み込んだ流体燃料及びそ
の燃焼用気体の通路と、これら通路の先端に設けた燃焼
バーナと、該燃焼バーナの少なくとも1つに内設した点
火プラグとからなることを特徴とする真空脱ガス槽用複
合ランス。 - 【請求項2】 前記酸素上吹きランスの軸心上に透明板
を取り付けた開口を設け、該開口を介して炎を検知する
センサを備えたことを特徴とする請求項1記載の真空脱
ガス槽用複合ランス。 - 【請求項3】 請求項1又は2記載の真空脱ガス槽に設
けた燃焼バーナの使用中に、前記センサで監視している
部分の炎温度を高めるよう、前記開口に連接する酸素上
吹きランス内に少量の酸素を供給することを特徴とする
真空脱ガス槽用複合ランスの使用方法。
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