JP2003064410A - 転炉吹錬方法および上吹きランス - Google Patents
転炉吹錬方法および上吹きランスInfo
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- JP2003064410A JP2003064410A JP2001251192A JP2001251192A JP2003064410A JP 2003064410 A JP2003064410 A JP 2003064410A JP 2001251192 A JP2001251192 A JP 2001251192A JP 2001251192 A JP2001251192 A JP 2001251192A JP 2003064410 A JP2003064410 A JP 2003064410A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 転炉における二次燃焼向上を耐火物付近での
燃焼に起因する耐火物ダメージを回避した条件で可能に
し、転炉における熱裕度向上を可能にするための手段お
よびランスを提供すること。 【解決手段】 好ましくは上吹きランスの孔数を１〜５
として、ランスに付与する酸素背圧を０．８MPa 以上の
条件で、ランス〜浴面距離Ｘとランススロート径ｄから
なるＸ／ｄを８０〜１３０に制御することによって吹錬
を行い、高二次燃焼率を得ることができた。
燃焼に起因する耐火物ダメージを回避した条件で可能に
し、転炉における熱裕度向上を可能にするための手段お
よびランスを提供すること。 【解決手段】 好ましくは上吹きランスの孔数を１〜５
として、ランスに付与する酸素背圧を０．８MPa 以上の
条件で、ランス〜浴面距離Ｘとランススロート径ｄから
なるＸ／ｄを８０〜１３０に制御することによって吹錬
を行い、高二次燃焼率を得ることができた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高い二次燃焼率を
実現でき、熱裕度の高い吹錬が実施可能な転炉吹錬方法
および上吹きランスに関する。
実現でき、熱裕度の高い吹錬が実施可能な転炉吹錬方法
および上吹きランスに関する。
【０００２】
【従来の技術】転炉における吹錬では、スクラップの大
量使用による生産性向上、安価な石灰石による生石灰代
替や、鉄鉱石の多量使用による溶鋼量のアップなどで大
きなコストメリットを享受することが可能であるが、こ
の場合、スクラップの溶解熱や石灰石の分解反応、鉄鉱
石の還元反応などの吸熱反応を補償するための熱裕度の
確保が重要である。転炉における熱裕度の確保について
は、炭材などの熱源の添加が主として行われているが、
炭材使用によるコストアップや、炭材中の硫黄が鋼中に
ピックアップされることによる品質の低下を招く。
量使用による生産性向上、安価な石灰石による生石灰代
替や、鉄鉱石の多量使用による溶鋼量のアップなどで大
きなコストメリットを享受することが可能であるが、こ
の場合、スクラップの溶解熱や石灰石の分解反応、鉄鉱
石の還元反応などの吸熱反応を補償するための熱裕度の
確保が重要である。転炉における熱裕度の確保について
は、炭材などの熱源の添加が主として行われているが、
炭材使用によるコストアップや、炭材中の硫黄が鋼中に
ピックアップされることによる品質の低下を招く。
【０００３】安価に転炉内における熱裕度を向上させる
方法としては、二次燃焼を向上させて転炉内のＣＯガス
の再燃焼熱をメタルに供給することが有効である。二次
燃焼を高めるための吹錬方法としては、特開平０１−２
１９１１６号公報に見られるような二次燃焼専用の副孔
を持つランスの使用などが図られてきた。
方法としては、二次燃焼を向上させて転炉内のＣＯガス
の再燃焼熱をメタルに供給することが有効である。二次
燃焼を高めるための吹錬方法としては、特開平０１−２
１９１１６号公報に見られるような二次燃焼専用の副孔
を持つランスの使用などが図られてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、主孔よりも角
度の大きな副孔から炉内に吹き込まれた酸素は、炉壁の
近傍に燃焼帯を形成することから、耐火物にダメージを
与える危険性が高く、安定操業には用いることが困難で
あるという欠点があった。本発明では、炉壁近傍での燃
焼を伴わず、耐火物へのダメージが著しく小さくできる
高二次燃焼操業を可能とする転炉吹錬方法、および、該
方法が実施可能な吹錬ランスの提供を目的とする。
度の大きな副孔から炉内に吹き込まれた酸素は、炉壁の
近傍に燃焼帯を形成することから、耐火物にダメージを
与える危険性が高く、安定操業には用いることが困難で
あるという欠点があった。本発明では、炉壁近傍での燃
焼を伴わず、耐火物へのダメージが著しく小さくできる
高二次燃焼操業を可能とする転炉吹錬方法、および、該
方法が実施可能な吹錬ランスの提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は以下の方
法および装置である。 （１）転炉吹錬を実施するに際し、ランスから面距離Ｘ
とし、ノズルのスロート径ｄとしたときに、Ｘとｄの比
Ｘ／ｄを８０〜１３０の範囲とすることを特徴とする転
炉吹錬方法。 （２）（１）の方法において、ノズルへの吹き込み酸素
圧力を０．８MPa 以上とし、ランスのノズル孔数を１〜
５孔とすることを特徴とする転炉吹錬方法 （３）転炉吹錬を実施するための上吹きランスにおい
て、ランスから浴面距離Ｘとし、ノズルのスロート径ｄ
としたときに、Ｘとｄの比Ｘ／ｄを８０〜１３０の範囲
とする機能を有することを特徴とする上吹きランス。 （４）（３）の装置において、ノズルへの吹き込み酸素
圧力を０．８MPa 以上とすることが可能で、ランスのノ
ズル孔数を１〜５孔であることを特徴とする上吹きラン
ス。
法および装置である。 （１）転炉吹錬を実施するに際し、ランスから面距離Ｘ
とし、ノズルのスロート径ｄとしたときに、Ｘとｄの比
Ｘ／ｄを８０〜１３０の範囲とすることを特徴とする転
炉吹錬方法。 （２）（１）の方法において、ノズルへの吹き込み酸素
圧力を０．８MPa 以上とし、ランスのノズル孔数を１〜
５孔とすることを特徴とする転炉吹錬方法 （３）転炉吹錬を実施するための上吹きランスにおい
て、ランスから浴面距離Ｘとし、ノズルのスロート径ｄ
としたときに、Ｘとｄの比Ｘ／ｄを８０〜１３０の範囲
とする機能を有することを特徴とする上吹きランス。 （４）（３）の装置において、ノズルへの吹き込み酸素
圧力を０．８MPa 以上とすることが可能で、ランスのノ
ズル孔数を１〜５孔であることを特徴とする上吹きラン
ス。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図１に従って
説明する。この図は、上吹き転炉による脱炭処理を模式
的に示したものである。転炉１内にメタル２が挿入さ
れ、上吹きランス３より酸素ガスが吹き込まれて上吹吹
錬が行われる。なお、４は排ガスフード、５は排ガス分
析計、６は出鋼孔である。上吹きランス３は４孔ランス
であり、そのスロート直径ｄは３０mmである。ランスと
浴面間の距離Ｘは、処理前にサブランスによる浴面測定
を行った値を基準とし、このとき、Ｘとｄの比であるＸ
／ｄ値は８０〜１３０の値（本実施形態ではｄ＝３０で
あるため、２４００〜３９００の範囲が必要）にコント
ロールする必要がある。
説明する。この図は、上吹き転炉による脱炭処理を模式
的に示したものである。転炉１内にメタル２が挿入さ
れ、上吹きランス３より酸素ガスが吹き込まれて上吹吹
錬が行われる。なお、４は排ガスフード、５は排ガス分
析計、６は出鋼孔である。上吹きランス３は４孔ランス
であり、そのスロート直径ｄは３０mmである。ランスと
浴面間の距離Ｘは、処理前にサブランスによる浴面測定
を行った値を基準とし、このとき、Ｘとｄの比であるＸ
／ｄ値は８０〜１３０の値（本実施形態ではｄ＝３０で
あるため、２４００〜３９００の範囲が必要）にコント
ロールする必要がある。
【０００７】これは、発明者らが対向型燃焼噴流に対し
て行った基礎試験の結果得た知見であり、Ｘ／ｄと噴流
中心の酸素濃度の測定結果を図２に示す。この図は、転
炉内の二次燃焼をシミュレートすることを目的に、実機
の１／１０スケールの円筒炉の底からＣＯガスを吹き込
み、上吹き酸素と混合させてフレーム中心位置の酸素濃
度を、管状プローブを介してガス分析計に導入して測定
したものである。酸素流量は１００Nl/min〜５００Nl/m
inとして、底からは酸素流量の３倍のＣＯガスを導入し
た。
て行った基礎試験の結果得た知見であり、Ｘ／ｄと噴流
中心の酸素濃度の測定結果を図２に示す。この図は、転
炉内の二次燃焼をシミュレートすることを目的に、実機
の１／１０スケールの円筒炉の底からＣＯガスを吹き込
み、上吹き酸素と混合させてフレーム中心位置の酸素濃
度を、管状プローブを介してガス分析計に導入して測定
したものである。酸素流量は１００Nl/min〜５００Nl/m
inとして、底からは酸素流量の３倍のＣＯガスを導入し
た。
【０００８】酸素流量やノズル径に関係なく噴流中の酸
素濃度はＸ／ｄに伴って一義的に低下していることが新
たな知見として判明した。これは周囲のＣＯガスを巻き
込んだ結果、噴流中でＣＯ2 ガスに化学変化を起こすた
めであるが、例えば、同一ランス高さ条件においても、
ノズル径を小さくすると共に、酸素圧力を高めて酸素流
量を同一に保つことで、高いＸ／ｄ値が得られると共
に、耐火物近傍での燃焼を伴うこと無く二次燃焼率を高
めることができることが分かった。従って、Ｘ／ｄは高
いほど二次燃焼には有利になり、特に８０以上になる
と、酸素濃度が５０％以下に達し、二次燃焼率を有効に
高められている。一方で１３０超の高い値になると、酸
素フレームがメタルに衝突する前にフレーム中の酸素の
殆どが二次燃焼によってＣＯ2 になるため、それ以上の
範囲では二次燃焼率向上効果は見られず、むしろ、脱炭
酸素効率の低下を生じるため、上限値を設けた。
素濃度はＸ／ｄに伴って一義的に低下していることが新
たな知見として判明した。これは周囲のＣＯガスを巻き
込んだ結果、噴流中でＣＯ2 ガスに化学変化を起こすた
めであるが、例えば、同一ランス高さ条件においても、
ノズル径を小さくすると共に、酸素圧力を高めて酸素流
量を同一に保つことで、高いＸ／ｄ値が得られると共
に、耐火物近傍での燃焼を伴うこと無く二次燃焼率を高
めることができることが分かった。従って、Ｘ／ｄは高
いほど二次燃焼には有利になり、特に８０以上になる
と、酸素濃度が５０％以下に達し、二次燃焼率を有効に
高められている。一方で１３０超の高い値になると、酸
素フレームがメタルに衝突する前にフレーム中の酸素の
殆どが二次燃焼によってＣＯ2 になるため、それ以上の
範囲では二次燃焼率向上効果は見られず、むしろ、脱炭
酸素効率の低下を生じるため、上限値を設けた。
【０００９】また、ノズルへの酸素吹き込み圧力は、
０．８MPa 以上の高圧で、ノズル孔数は１〜５であるこ
とが望ましい。これは、Ｘ／ｄを高くすることは、ノズ
ルを細くしてノズル数を増加させることでも対応できる
が、６孔以上の多孔化を行う場合には、噴流同士の合体
が生じやすくなり、独立したフレームの形成が困難にな
ることから二次燃焼率の低下を招きやすくなるため、孔
数は５孔以下とし、その際ノズル径を小さくするために
は、一般の脱炭炉では０．８MPa 以上の高圧化無しに必
要な酸素量を炉内に供給することが困難になるためであ
る。上記吹錬手段に加え、上記操業が可能なランスも本
発明に属する。
０．８MPa 以上の高圧で、ノズル孔数は１〜５であるこ
とが望ましい。これは、Ｘ／ｄを高くすることは、ノズ
ルを細くしてノズル数を増加させることでも対応できる
が、６孔以上の多孔化を行う場合には、噴流同士の合体
が生じやすくなり、独立したフレームの形成が困難にな
ることから二次燃焼率の低下を招きやすくなるため、孔
数は５孔以下とし、その際ノズル径を小さくするために
は、一般の脱炭炉では０．８MPa 以上の高圧化無しに必
要な酸素量を炉内に供給することが困難になるためであ
る。上記吹錬手段に加え、上記操業が可能なランスも本
発明に属する。
【００１０】
【実施例】本発明の効果を検証するために１００ｔ規模
の上底吹き転炉を用いて１０ｃｈの溶銑脱炭試験を実施
した。初期溶銑成分は［Ｃ］４．２〜４．４、［Ｓｉ］
０．２〜０．３、［Ｍｎ］０．１５〜０．２、［Ｐ］
０．０２〜０．０４（何れも質量％）と不可避的不純物
よりなる、処理前溶銑温度が１２００〜１２３０℃の溶
銑を対象に、脱炭吹錬を実施した。上吹き酸素ランスは
４孔でノズル径は３０mmとし、背圧０．９MPa （絶対
圧）として１６０００Nm3 /hの吹錬を行った。ランス〜
浴面間距離は２６００mmでＸ／ｄは８７であった。
の上底吹き転炉を用いて１０ｃｈの溶銑脱炭試験を実施
した。初期溶銑成分は［Ｃ］４．２〜４．４、［Ｓｉ］
０．２〜０．３、［Ｍｎ］０．１５〜０．２、［Ｐ］
０．０２〜０．０４（何れも質量％）と不可避的不純物
よりなる、処理前溶銑温度が１２００〜１２３０℃の溶
銑を対象に、脱炭吹錬を実施した。上吹き酸素ランスは
４孔でノズル径は３０mmとし、背圧０．９MPa （絶対
圧）として１６０００Nm3 /hの吹錬を行った。ランス〜
浴面間距離は２６００mmでＸ／ｄは８７であった。
【００１１】吹き止め［Ｃ］０．０３〜０．０５質量
％、吹き止め温度１６４０〜１６６５℃の値が得られ、
次式で定義される平均の二次燃焼率は２６％となり、平
均して１９．５ｔのスクラップ使用が可能であった。 二次燃焼率（％）＝ ｛炉内発生ＣＯ2 （％）／（炉内生成ＣＯ（％）＋炉内発生ＣＯ2 （％））｝ ×１００ ・・・・・・（１） また、試験後の調査では、炉体のダメージに関しては、
後述の比較例の操業と差異は認められなかった。
％、吹き止め温度１６４０〜１６６５℃の値が得られ、
次式で定義される平均の二次燃焼率は２６％となり、平
均して１９．５ｔのスクラップ使用が可能であった。 二次燃焼率（％）＝ ｛炉内発生ＣＯ2 （％）／（炉内生成ＣＯ（％）＋炉内発生ＣＯ2 （％））｝ ×１００ ・・・・・・（１） また、試験後の調査では、炉体のダメージに関しては、
後述の比較例の操業と差異は認められなかった。
【００１２】
【比較例】比較例として、ノズル径４０mmの４孔ランス
を用い、それ以外は上記の実施例と同様の条件で１０ｃ
ｈの試験操業を行った。このとき、同一の酸素流量を確
保するために必要な背圧は、０．５３MPa （絶対圧）で
あった。ランス〜湯面間距離も実施例と同一の２６００
mmであり、Ｘ／ｄは６５であった。吹き止め［Ｃ］、温
度共に実施例の範囲で操業できたが、平均の二次燃焼率
は１６％であり、スクラップ使用量は平均で８．７kg/t
まで低下した。
を用い、それ以外は上記の実施例と同様の条件で１０ｃ
ｈの試験操業を行った。このとき、同一の酸素流量を確
保するために必要な背圧は、０．５３MPa （絶対圧）で
あった。ランス〜湯面間距離も実施例と同一の２６００
mmであり、Ｘ／ｄは６５であった。吹き止め［Ｃ］、温
度共に実施例の範囲で操業できたが、平均の二次燃焼率
は１６％であり、スクラップ使用量は平均で８．７kg/t
まで低下した。
【００１３】
【発明の効果】本発明によって、耐火物へのダメージを
増すこと無く二次燃焼率を高めることが可能になり、転
炉での熱裕度向上による大きなメリットが得られる。
増すこと無く二次燃焼率を高めることが可能になり、転
炉での熱裕度向上による大きなメリットが得られる。
【図１】上吹き転炉による脱炭処理を模式的に示した
図。
図。
【図２】Ｘ／ｄとフレーム中酸素濃度の関係を示す図。
１ 転炉
２ メタル
３ 上吹きランス
４ 排ガスフード
５ 排ガス分析計
６ 出鋼孔
Claims (4)
- 【請求項１】 転炉吹錬を実施するに際し、ランスから
浴面距離Ｘとし、ノズルのスロート径ｄとしたときに、
Ｘとｄの比Ｘ／ｄを８０〜１３０の範囲とすることを特
徴とする転炉吹錬方法。 - 【請求項２】 ノズルへの吹き込み酸素圧力を０．８MP
a 以上とし、ランスのノズル孔数を１〜５孔とすること
を特徴とする請求項１記載の転炉吹錬方法。 - 【請求項３】 転炉吹錬を実施するための上吹きランス
において、ランスから浴面距離Ｘとし、ノズルのスロー
ト径ｄとしたときに、Ｘとｄの比Ｘ／ｄを８０〜１３０
の範囲とする機能を有することを特徴とする上吹きラン
ス。 - 【請求項４】 ノズルへの吹き込み酸素圧力を０．８MP
a 以上とすることが可能で、ランスのノズル孔数を１〜
５孔であることを特徴とする請求項３記載の上吹きラン
ス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001251192A JP2003064410A (ja) | 2001-08-22 | 2001-08-22 | 転炉吹錬方法および上吹きランス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001251192A JP2003064410A (ja) | 2001-08-22 | 2001-08-22 | 転炉吹錬方法および上吹きランス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003064410A true JP2003064410A (ja) | 2003-03-05 |
Family
ID=19079877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001251192A Withdrawn JP2003064410A (ja) | 2001-08-22 | 2001-08-22 | 転炉吹錬方法および上吹きランス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003064410A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150035586A (ko) | 2012-07-25 | 2015-04-06 | 가부시키가이샤 후지야쿠힝 | 4-[5-(피리딘-4-일)-1h-1,2,4-트리아졸-3-일]피리딘-2-카르보니트릴의 제조방법 및 그의 중간체 |
| DE102018208433A1 (de) * | 2018-05-29 | 2019-12-05 | Sms Group Gmbh | Sauerstoffinjektor für einen Konverter insbesondere zur Stahlherstellung |
-
2001
- 2001-08-22 JP JP2001251192A patent/JP2003064410A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150035586A (ko) | 2012-07-25 | 2015-04-06 | 가부시키가이샤 후지야쿠힝 | 4-[5-(피리딘-4-일)-1h-1,2,4-트리아졸-3-일]피리딘-2-카르보니트릴의 제조방법 및 그의 중간체 |
| DE102018208433A1 (de) * | 2018-05-29 | 2019-12-05 | Sms Group Gmbh | Sauerstoffinjektor für einen Konverter insbesondere zur Stahlherstellung |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20081104 |