JP2003138311A - Gas top-blowing lance - Google Patents

Gas top-blowing lance

Info

Publication number
JP2003138311A
JP2003138311A JP2001334156A JP2001334156A JP2003138311A JP 2003138311 A JP2003138311 A JP 2003138311A JP 2001334156 A JP2001334156 A JP 2001334156A JP 2001334156 A JP2001334156 A JP 2001334156A JP 2003138311 A JP2003138311 A JP 2003138311A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
lance
blowing
nozzle
flow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001334156A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Goro Okuyama
悟郎 奥山
Seiji Nabeshima
誠司 鍋島
Hideji Takeuchi
秀次 竹内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
Priority to JP2001334156A priority Critical patent/JP2003138311A/en
Publication of JP2003138311A publication Critical patent/JP2003138311A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas top-blowing lance provided with a turning means for giving the turning flow to the spouted oxygen gas jet at the side surface of a through hole only by modifying the lance without needing large capital investment. SOLUTION: The volume of gas flowing through in a main flowing course 8 and that of gas flowing through the turning flow course 6 are divided by the ratio of the cross sectional area of an orifice 11 for main gas to that of an orifice 12 for turning gas arranged in the lance.

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、転炉、特に脱炭
炉、鉄浴型溶融還元炉、転炉型スクラップ溶解炉等で溶
鉄を精錬する際のガス上吹きランスの構造に関する。 【0002】 【従来の技術】最近、製鋼分野では、転炉内の溶銑にク
ロム鉱石あるいは鉄鉱石等の鉱石原料とコークス等の炭
材とを添加し、該鉱石を直接溶融還元することによっ
て、鉱石中の有価金属を回収する技術が普及している。
このような鉱石の溶融還元を実施するに際しては、通
常、大量の加熱・還元エネルギーが必要となる。また、
溶融還元に限らず、高炉溶銑を原料とした一般的な製鋼
を行う転炉操業においても、鉱石、スクラップを大量に
転炉内に供給し、加熱・還元、および溶解を行うことが
ある。さらにステンレス鋼における転炉での脱炭吹錬で
は、メタル中のCrの酸化ロスを削減するために吹錬初
期において、高温に昇熱しなければならない。そこで生
産性を高位に維持しつつ、こうした操業を行うために
は、エネルギー源としての炭材と、これを燃焼させる酸
素ガスとを可能な限り高速で供給する必要がある。 【0003】通常、転炉内に保持した溶銑あるいは溶鋼
(以下、溶湯という)への酸素ガスの供給は、その大部
分の量を上吹きランスを用いて行うが、上述の要求に従
い酸素ガスの供給速度を増加させると、ダストの発生が
増大するという問題が生じる。このダストの発生速度の
増大は、製造する溶鋼の歩留まりの低下及びその後のダ
スト処理コストの増大等をきたし、特に溶融還元を高い
生産性下で行うには、ダスト発生速度の抑制が重要とな
っている。 【0004】また、通常、上吹き酸素を高速で供給する
と2次燃焼率が低下し、溶湯の昇熱効率が低下するとい
った問題もある。 【0005】ところで、このようなダストは、溶湯の脱
炭反応によって生じるCOガス気泡がはじけることに起
因するもの、あるいは溶湯から金属成分が直接蒸発する
ことに起因するものが主体と考えられるが、両者とも、
上吹きする酸素ガスジェットと溶湯との衝突程度や酸素
ガスの供給速度が増加するに従い増大する。このダスト
発生の抑制対策としては、溶湯上に存在する溶融スラグ
層で、上吹き酸素ガスジェットを溶湯表面から遮断する
ことが有効である。そのためには、上吹き酸素ガスジェ
ットが衝突することによって生じるスラグ層のくぼみ深
さを低減して、くぼみが溶湯表面に達しないようにする
ことが必要である。つまり、上吹き酸素ガスジェットを
いわゆるソフトブローにすることにより上記のダスト発
生速度抑制などの条件が達成される。 【0006】同時に、上吹き酸素ガスジェットのソフト
ブロー化は、2次燃焼率の向上をもたらすことが知られ
ており、ダスト発生速度を低減しつつ溶湯への熱エネル
ギー供給速度を増大させる方法として極めて有効であ
る。 【0007】ここで2次燃焼とは、溶湯の酸素精錬によ
り炉内で発生したCOガスを、炉内の上部空間でCO2
にまで燃焼させることを言い、2次燃焼率は転炉排ガス
組成の[(vol%CO2)/{(vol%CO)+
(vol%CO2)}]×100で表される。また、着
熱効率とは、2次燃焼で発生した熱が溶鉄およびスラグ
の顕熱となる効率をいう。 【0008】従来、転炉精錬においては、炉内での2次
燃焼率を増大させるため、つまり熱供給能力を向上させ
るため、上吹き酸素ガスジェットをソフトブロー化する
際には、以下のような方法がとられている。 【0009】(1)上吹きランスの先端位置(以下、ラ
ンス高さと称する)を上昇させる。 【0010】(2)上吹きランスのノズルを多孔にして
上吹き酸素ガスジェットを分散させる。 【0011】(3)上吹きランスのノズル形状を非円形
にして上吹き酸素ガスジェットの流速の減衰を促進す
る。 【0012】(4)上吹きランスからのガスの主流を旋
回流にして上吹き酸素ガスジェットの流速の減衰を促進
する。 【0013】上記(3)に関しては下記の技術が開示さ
れている。特開昭61−143507号公報には、CO
の2次燃焼増大効果を得るために長径軸と短径軸の比が
1.2以上の非円形開口よりなり、互いに同形のノズル
を少なくとも2つ以上有する転炉の2次燃焼促進用ラン
スが開示されており、ノズルが3孔または4孔の時、ラ
ンスの半径線上に各ノズルの長径を備えたものも示され
ている。このノズル孔は横断面が変化しない一様な孔で
ある。 【0014】特開昭62−44517号公報には、主ノ
ズルの周囲を取り巻く帯状断面の亜音速副ノズルを配置
してCOの2次燃焼熱の回収を図っている。 【0015】特開平8−60219号公報では、上吹き
ガスを噴出せしめるノズルを2個以上20個以下有し、
ノズル形状が長方形、楕円形、円弧形、もしくはそれら
を組み合わせた形状のものを用いる転炉精錬技術を開示
している。この技術は高着熱効率、高2次燃焼率で、か
つダストが少なく鉄歩留まりが高い脱炭精錬に関するも
ので、長辺と短辺の比が大きい、いわゆる細長い噴出孔
から出たガスは円形孔から出たガスに比べて噴出直後に
ガスの流速の大きな減衰が起こることが記載されてい
る。そして実施例として、ノズル開口の配列が「二」の
字状、大半円と小半円が対向した形状、小半円の下に
「ハ」の字を配した形状、「二」の字状の周囲に断続円
弧が取り巻いた形状などのノズルを例示している。この
技術もノズル孔は横断面が変化しない一様な形状であ
る。 【0016】上記(4)に関しては下記の技術が開示さ
れている。特開平11−58528号公報では、単孔の
下拡がりの円錐台状の貫通孔の頂部に、酸素ガスが前記
貫通孔の円形断面の接線成分を有するように、該酸素ガ
スを水平方向に導入する開口を設けたノズル・チップが
開示されている。この技術は高着熱効率、高2次燃焼率
で、かつダストが少なく鉄歩留まりが高い脱炭精錬に関
するもので、ガスの主流を旋回させることにより、溶鋼
面に対しての流速を大幅に低減できる。 【0017】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
(1)のランス高さの上昇は、2次燃焼で発生した熱の
着熱効率が低く、結果として排ガス温度の上昇、炉内の
内張り耐火物の溶損の増大をもたらし、好ましくない。
また、上記(2)のノズルの多孔化は、孔の鉛直に対す
る傾斜角(以下、ノズル傾角と称する)をある程度大き
くしないと、多孔ノズルより分散させて供給した酸素ガ
スジェットが再集合してしまい、結果として充分なソフ
トブロー効果が得られない。一方、ノズル傾角を大きく
すると酸素ガスジェットが炉壁に直接衝突して、炉壁を
損傷するという問題が生じる。さらに(3)のノズルの
非円形化に関しては、単なる非円形化によるガスジェッ
トの流速の減衰効果は本発明に比較して小さく、この効
果を大きくするためには極めて非円形度を大きくとらね
ばならず、ランス構造の複雑化やそれに伴う耐久性の劣
化を招く。(4)の旋回流に関しては、ガスジェットの
流速の減衰効果は大きく、ダスト低減および高2次燃焼
化への効果が大きい。しかしながら、旋回流のみではガ
ス流の拡がりが大きいため、高ランス高さ時では耐火物
に直接酸素があたり、耐火物溶損が大きくなる。また、
ノズル直下近傍では、旋回流中心部に強い上向きのガス
流れが生じており、低ランス高さ時ではランス孔内への
地金やダストの飛び込みにより、ノズルの低寿命が問題
となる。 【0018】そこで本発明者らは、特願平11−339
314号において貫通孔の側面に、噴出する酸素ガス・
ジェットに旋回流れを付与する旋回手段を備えたガス上
吹き用ランスを提供した。しかしながら、前記ガス上吹
きランスは貫通孔軸方向流れと旋回流れの2系統のガス
流れを制御しなくてはならず、ランス本体と周辺設備の
改造には大きな投資を必要とするものであった。 【0019】本発明の目的は、上記事情に鑑み、ランス
内の改造のみで大きな設備投資を必要とせずに、噴出す
る酸素ガス・ジェットに旋回流れを付与する旋回手段を
貫通孔の側面に備えたガス上吹き用ランスを開発し、こ
れを提供することである。 【0020】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、発明者は鋭意検討、実験を重ねることにより、その
成果を本発明として完成させた。すなわち本発明は、転
炉型精錬炉内に保持した溶湯に上方から酸素ガス・ジェ
ットを吹き付けるランスであって、長尺の筒体先端に1
個または複数個の貫通孔を有するノズル・チップを備
え、該貫通孔から噴出する酸素ガス・ジェットに旋回流
れを付与する旋回流経路を該貫通孔の側面に備えたガス
上吹きランスにおいて、前記貫通孔に流れるガスと前記
旋回流経路に流れるガスを分岐するオリフィス板をラン
ス内に設けたことを特徴とするガス上吹きランスであ
る。多孔オリフィス板はガス流路に直角に配設された1
枚のオリフィス板に旋回流経路に流れるガスおよび/又
は貫通孔に流れるガスを制限するオリフィスを形成する
孔を開口したものである。本発明によれば、ランス内の
改造のみで、大きな設備投資を必要とせずに、ランスか
ら噴出されたガス流速のソフトブローを達成することが
できる。 【0021】 【発明の実施の形態】以下、発明をなすに至った経緯を
まじえ、本発明の実施の形態を説明する。先ず、発明者
は、ガス上吹きランスを用いたソフトブロー化の効果を
確認するため、コールドモデル実験で上吹きガス・ジェ
ットの流速分布を測定した。ここで使用した実施例の上
吹きランスのノズルチップを図1〜3に示した。図1は
本発明の実施例のノズル1の縦断面図、図2は図1のA
−A矢視図、図3は図1のB−B矢視図である。実施例
のノズル1は、上流流路2から上吹き噴射ガス・ジェッ
ト(下向流)9を下方に噴出する主流れ経路8と、この
主流れ経路8に旋回運動を付与する旋回流径路6とを備
えている。この実施例では、主流れ経路8は1つであ
り、円錐台状の孔となっている。主流れ4は図2に示す
ようにオリフィス板3の中央に設けられた主ガス用のオ
リフィス11を通って下降する。旋回流流路6に進入す
る分岐流れ5は図2に示す旋回ガス用のオリフィス12
を通って、旋回流経路6に入り、図3に示すように、旋
回流7となって主流れ経路8に流入し、噴射ガス・ジェ
ット(下向流)9に旋回成分10を付与する。この実施
例のノズルは一つの主流れ経路8に4つの旋回流経路6
が連結されている。主流れ4と分岐流れ5の流量は、お
おむねオリフィス11、12の開口面積に比例して案分
されるので、適正量に応じて各オリフィス11、12の
開口面積の大きさや比率を定めることができる。ガスは
それら孔の上流側に設けたオリフィス11、12によ
り、主流れ4と分岐流れ5側に流れるガス流量が分岐さ
れる。 【0022】従来例として、図4に示すような、噴出孔
13の流路の断面積が急拡大する形式の貫通孔を6個設
けたノズルチップ1を使用して実施例と比較した。図4
(a)は横断面図、図4(b)は縦断面図である。 【0023】使用したガスは、窒素であり、ガス・ジェ
ットは、ランス軸方向(鉛直下方)に噴出させた。ガス
の流量は、9.0m3(標準状態)/minとし、ノズ
ル先端から下方600mmの位置で、ガス・ジェット流
速の鉛直成分の半径方向分布を測定した。図5に、それ
ぞれの位置での前記図1、図4に示す各ノズル・チップ
を使用した場合のノズル先端から下方600mmの位置
におけるガス流速分布を示した。図5に示した曲線21
は図1に示す実施例のノズルの噴流流速分布を示すもの
で、流速が小さくソフトブロー化している。また急拡大
の噴出孔13を6個設けた図4に示す従来のノズルは、
曲線22で示すように、噴流流速が大きくハードブロー
となった。実施例のノズルは噴流流速が小さくソフトブ
ロー化していることから、ダスト発生低減や2次燃焼向
上に効果がある。 【0024】 【実施例】5ton規模の上底吹き転炉で溶湯の昇熱吹
錬とCr鉱石の溶融還元吹錬の操業を行い、昇熱速度お
よび溶融還元中のダスト発生速度を調査した。 【0025】操業は以下の手順で行った、表1に示す化
学組成の溶銑を転炉に装入した後、まず底吹き羽口を介
して窒素ガスを5.0m3(標準状態)/min吹込
み、上吹きランスを介して純酸素ガスを20m3(標準
状態)/min吹き込みつつ、炉上に設けたシューター
から塊コークスおよび造滓材としての生石灰、珪石を炉
内に投入して昇熱、造滓を行った。実施例の旋回ガス用
のオリフィス12と主ガス用のオリフィス11の断面積
比は0.1とした。昇熱後、脱炭吹錬を実施した。操業
中、溶湯温度の測定は、いわゆるサブランスを用いて行
い、この測定値に基づいて、昇熱速度を測定した。ま
た、溶融還元吹錬ではCr鉱石と炭材を適宜連続投入
し、煙道より排ガスを適宜サンプリングし、排ガス中の
ダスト濃度を調査した。 【0026】本発明に係る図1に示すランスを用いた実
施例と、図4に示すような流路断面が急拡大する形式の
従来のランスを用いた比較例とについて、操業時の昇熱
速度指数、ダスト発生速度指数を表2に示した。表2に
示したランス高さは、溶湯表面から上吹きランス先端ま
での距離である。昇熱速度指数は、比較例1の昇熱速度
を100として、相対的に比較したものである。また、
ダスト発生速度指数は、比較例1の値を1.0として相
対的に比較して示したものである。 【0027】表2の実施例と比較例を比較すると、実施
例において昇熱速度が大幅に向上しかつ、脱炭吹錬時で
は脱炭酸素効率が比較例と同等であることが確認され
た。 【0028】なお、上記実施例および比較例は、転炉精
錬における昇熱・Cr鉱石溶融還元吹錬に関するもので
あるが、本発明の技術は、鉄鉱石、マンガン鉱石、ニッ
ケル鉱石、その他の炭素還元可能な鉱石、又はその塊状
化鉱石、予備還元鉱石等についても効果的に適用するこ
とができる。また転炉精錬におけるスクラップ等、冷鉄
源の使用量増大にも効果があることは言うまでもない。 【0029】 【表1】 【0030】 【表2】 【0031】 【発明の効果】以上述べたように、本発明により、昇
熱、スクラップ溶解時あるいは溶融還元時の炉内におい
ては2次燃焼率や着熱効率を高位に維持しつつ、しかも
ダストの発生速度を大幅に低下させることが可能となっ
た。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for refining molten iron in a converter, especially a decarburizing furnace, an iron bath type smelting reduction furnace, a converter type scrap melting furnace, and the like. The present invention relates to the structure of a gas blowing lance. In the field of steelmaking, ore raw materials such as chromium ore and iron ore and carbonaceous materials such as coke have recently been added to hot metal in a converter, and the ore is directly melted and reduced. Techniques for recovering valuable metals in ore have become widespread.
In carrying out such smelting reduction of ore, a large amount of heating / reducing energy is usually required. Also,
Not only in the smelting reduction, but also in the converter operation in which general steelmaking using blast furnace molten iron as a raw material, a large amount of ore and scrap are supplied into the converter, and heating, reduction, and melting may be performed. Furthermore, in the decarburization blowing of stainless steel in a converter, the temperature must be raised to a high temperature in the initial stage of blowing to reduce the oxidation loss of Cr in the metal. Therefore, in order to perform such an operation while maintaining the productivity at a high level, it is necessary to supply a carbon material as an energy source and oxygen gas for burning the carbon material as quickly as possible. [0003] Usually, the supply of oxygen gas to hot metal or molten steel (hereinafter, referred to as molten metal) held in a converter is performed by using an upper-blowing lance for most of the supply of oxygen gas. Increasing the supply speed causes a problem that dust generation increases. This increase in the generation rate of dust causes a decrease in the yield of molten steel to be manufactured and an increase in the cost of subsequent dust treatment. In particular, in order to perform smelting reduction at high productivity, it is important to suppress the dust generation rate. ing. [0004] Further, when the top-blown oxygen is supplied at a high speed, there is also a problem that the secondary combustion rate is reduced and the heat-up efficiency of the molten metal is reduced. [0005] By the way, it is considered that such dust is mainly caused by bursting of CO gas bubbles generated by the decarburization reaction of the molten metal, or caused by direct evaporation of metal components from the molten metal. Both
It increases as the degree of collision between the oxygen gas jet blown upward and the molten metal and the supply speed of the oxygen gas increase. As a countermeasure for suppressing the generation of dust, it is effective to block the top-blown oxygen gas jet from the surface of the molten metal in the molten slag layer existing on the molten metal. For this purpose, it is necessary to reduce the depth of the depression in the slag layer caused by the collision of the top-blown oxygen gas jet so that the depression does not reach the surface of the molten metal. In other words, the above-described conditions such as the suppression of the dust generation speed are achieved by making the upper blown oxygen gas jet a so-called soft blow. At the same time, it is known that soft blowing of the top-blown oxygen gas jet results in an improvement in the secondary combustion rate, and as a method for increasing the rate of supplying thermal energy to the molten metal while reducing the rate of dust generation. Extremely effective. [0007] The secondary combustion means that CO gas generated in the furnace by oxygen refining of molten metal is converted into CO 2 in the upper space in the furnace.
And the secondary combustion rate is calculated as [(vol% CO 2 ) / {(vol% CO) +
(Vol% CO 2 )}] × 100. In addition, the heat transfer efficiency refers to an efficiency at which heat generated in the secondary combustion becomes sensible heat of the molten iron and the slag. [0008] Conventionally, in converter refining, in order to increase the secondary combustion rate in the furnace, that is, to improve the heat supply capacity, the soft blow of the top-blown oxygen gas jet is performed as follows. Method is taken. (1) The tip position of the upper blowing lance (hereinafter referred to as the lance height) is raised. (2) The nozzle of the top blowing lance is made porous to disperse the top blowing oxygen gas jet. (3) The nozzle shape of the upper blowing lance is made non-circular to promote the attenuation of the flow velocity of the upper blowing oxygen gas jet. (4) The main flow of the gas from the upper blowing lance is turned into a swirling flow to promote the attenuation of the flow velocity of the upper blowing oxygen gas jet. Regarding the above (3), the following technology is disclosed. JP-A-61-143507 discloses that CO
In order to obtain the effect of increasing the secondary combustion, the ratio of the major axis to the minor axis is a non-circular opening having a ratio of 1.2 or more, and the secondary combustion promoting lance of a converter having at least two or more nozzles of the same shape is provided. Disclosed is also shown that, when the nozzle has three or four holes, each nozzle has a major axis on the radial line of the lance. This nozzle hole is a uniform hole whose cross section does not change. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-44517, a subsonic sub-nozzle having a band-shaped cross-section surrounding the main nozzle is disposed to recover the secondary combustion heat of CO. In Japanese Patent Application Laid-Open No. H8-60219, two or more nozzles for ejecting an upper blowing gas are provided,
A converter refining technique using a nozzle having a rectangular shape, an elliptical shape, an arc shape, or a combination thereof is disclosed. This technology is related to decarburization refining with high heat transfer efficiency, high secondary combustion rate, low dust and high iron yield, and the ratio of long side to short side is large. It is described that the gas flow velocity is greatly attenuated immediately after the gas is ejected as compared with the gas emitted from the gas. And as an example, the arrangement of the nozzle openings is in the shape of a “2”, the shape in which the majority circle and the small semicircle face each other, the shape in which the “C” is arranged below the small semicircle, the periphery of the “2” shape 2 illustrates a nozzle having a shape surrounded by an intermittent arc. Also in this technique, the nozzle hole has a uniform shape whose cross section does not change. Regarding the above (4), the following technology is disclosed. In Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-58528, the oxygen gas is introduced horizontally at the top of a single-hole downwardly extending truncated conical through-hole such that the oxygen gas has a tangential component having a circular cross section of the through-hole. Disclosed is a nozzle tip provided with an opening. This technology is related to decarburization refining with high heat transfer efficiency, high secondary combustion rate, low dust and high iron yield. By turning the main gas flow, the flow velocity to the molten steel surface can be greatly reduced. . [0017] However, the increase in the lance height in the above (1) causes a low heat transfer efficiency of heat generated in the secondary combustion, resulting in a rise in exhaust gas temperature and lining in the furnace. This leads to an increase in erosion of the refractory, which is not preferable.
In addition, in the case of making the nozzle porous in the above (2), unless the inclination angle of the hole with respect to the vertical (hereinafter referred to as the nozzle inclination angle) is increased to some extent, the oxygen gas jet dispersed and supplied from the multi-hole nozzle is reassembled. As a result, a sufficient soft blow effect cannot be obtained. On the other hand, if the nozzle inclination angle is increased, the oxygen gas jet directly collides with the furnace wall, causing a problem that the furnace wall is damaged. Regarding the non-circularization of the nozzle in (3), the effect of attenuating the flow velocity of the gas jet due to the mere non-circularization is smaller than that of the present invention. In addition, the lance structure becomes complicated and the durability deteriorates. With respect to the swirling flow (4), the gas jet flow velocity has a large damping effect, and has a great effect on dust reduction and high secondary combustion. However, since the gas flow spreads greatly only with the swirling flow, when the lance height is high, oxygen directly hits the refractory and the refractory erosion increases. Also,
In the vicinity immediately below the nozzle, a strong upward gas flow is generated at the center of the swirling flow, and when the lance height is low, the metal or dust jumps into the lance hole, resulting in a problem of a short life of the nozzle. The inventors of the present invention have proposed Japanese Patent Application No. 11-339.
In No. 314, the oxygen gas spouted on the side of the through hole
A lance for blowing gas upward provided with a swirling means for imparting a swirling flow to the jet is provided. However, the above-mentioned gas blowing lance has to control two types of gas flows, that is, an axial flow and a swirling flow, and requires a large investment in remodeling the lance body and peripheral equipment. . In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a swirl means for imparting a swirl flow to an ejected oxygen gas jet on a side surface of a through-hole without requiring a large capital investment only by remodeling the lance. To develop and provide a lance for gas blowing. Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the inventor has made extensive studies and experiments and completed the results as the present invention. That is, the present invention relates to a lance for blowing an oxygen gas jet from above onto a molten metal held in a converter type refining furnace, and a lance is provided at the tip of a long cylindrical body.
A gas tip blowing lance having a nozzle tip having one or a plurality of through holes, and a swirling flow path provided on a side surface of the through hole for imparting a swirling flow to an oxygen gas jet ejected from the through hole; A gas blowing lance characterized in that an orifice plate is provided in a lance for branching a gas flowing through a through hole and a gas flowing through the swirling flow path. The perforated orifice plate is arranged at a right angle to the gas flow path.
The orifice plate has an opening formed with an orifice for restricting gas flowing in the swirling flow path and / or gas flowing in the through hole. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, soft blow of the gas flow velocity injected from the lance can be achieved only by remodeling in a lance, without requiring large capital investment. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The embodiments of the present invention will be described below on the basis of the circumstances leading to the invention. First, the inventor measured the flow velocity distribution of the top-blown gas jet in a cold model experiment in order to confirm the effect of soft blowing using the top-blown gas lance. FIGS. 1 to 3 show the nozzle tip of the upper blowing lance used in the embodiment used here. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a nozzle 1 according to an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a view along arrow A, and FIG. 3 is a view along arrow BB in FIG. The nozzle 1 according to the embodiment includes a main flow path 8 for ejecting an upwardly blown jet gas jet (downward flow) 9 downward from the upstream flow path 2 and a swirling flow path 6 for imparting a swirling motion to the main flow path 8. And In this embodiment, there is one main flow path 8, which is a frustoconical hole. The main stream 4 descends through a main gas orifice 11 provided at the center of the orifice plate 3 as shown in FIG. The branch flow 5 entering the swirl flow path 6 is formed by a swirl gas orifice 12 shown in FIG.
And enters a swirl flow path 6, as shown in FIG. 3, as a swirl flow 7, flows into a main flow path 8, and imparts a swirl component 10 to the jet gas jet (downflow) 9. The nozzle of this embodiment has four swirl flow paths 6 in one main flow path 8.
Are connected. Since the flow rates of the main flow 4 and the branch flow 5 are roughly divided in proportion to the opening areas of the orifices 11 and 12, it is possible to determine the size and ratio of the opening areas of the orifices 11 and 12 according to the appropriate amounts. it can. The gas flows into the main flow 4 and the branch flow 5 by the orifices 11 and 12 provided upstream of the holes. As a conventional example, a comparison was made with the embodiment using a nozzle tip 1 provided with six through-holes of a type in which the cross-sectional area of the flow path of the ejection hole 13 rapidly increased as shown in FIG. FIG.
FIG. 4A is a transverse sectional view, and FIG. 4B is a longitudinal sectional view. The gas used was nitrogen, and the gas jet was jetted in the axial direction of the lance (vertically downward). The gas flow rate was 9.0 m 3 (standard state) / min, and the radial distribution of the vertical component of the gas jet flow velocity was measured at a position 600 mm below the tip of the nozzle. FIG. 5 shows the gas flow velocity distribution at a position 600 mm below the tip of the nozzle when each of the nozzle tips shown in FIGS. 1 and 4 is used at each position. Curve 21 shown in FIG.
1 shows the jet flow velocity distribution of the nozzle of the embodiment shown in FIG. In addition, the conventional nozzle shown in FIG.
As shown by the curve 22, the jet flow velocity was large and hard blow occurred. Since the nozzle of the embodiment has a small jet flow velocity and is soft-blowed, it is effective in reducing dust generation and improving secondary combustion. EXAMPLE Heating and blowing of molten metal and smelting and reducing blowing of Cr ore were performed in a 5-ton scale top and bottom blown converter, and the heating rate and dust generation rate during smelting reduction were investigated. The operation was carried out according to the following procedure. After the molten iron having the chemical composition shown in Table 1 was charged into the converter, first, nitrogen gas was introduced at 5.0 m 3 (standard state) / min through the bottom-blowing tuyere. While blowing pure oxygen gas through the top blowing lance at a rate of 20 m 3 (standard condition) / min, lump coke and quick lime and silica as slag-making materials were charged into the furnace from a shooter provided on the furnace and raised. Heat and slag were made. The cross-sectional area ratio between the orifice 12 for swirling gas and the orifice 11 for main gas in the embodiment was set to 0.1. After heating, decarburization blowing was performed. During operation, the temperature of the molten metal was measured using a so-called sub-lance, and the rate of heating was measured based on the measured value. In the smelting reduction blowing, the Cr ore and the carbonaceous material were continuously charged as appropriate, and the flue gas was appropriately sampled from the flue to investigate the dust concentration in the flue gas. In the embodiment using the lance shown in FIG. 1 according to the present invention and the comparative example using the conventional lance in which the cross section of the flow path suddenly expands as shown in FIG. Table 2 shows the speed index and the dust generation speed index. The lance height shown in Table 2 is the distance from the surface of the molten metal to the tip of the upper blowing lance. The heat-up rate index is a relative comparison with the heat-up rate of Comparative Example 1 being 100. Also,
The dust generation rate index is a relative comparison with the value of Comparative Example 1 being 1.0. A comparison between the example of Table 2 and the comparative example confirmed that the rate of heat rise was significantly improved in the example, and that the decarboxylation efficiency during decarburization blowing was equivalent to that of the comparative example. . Although the above Examples and Comparative Examples relate to heat-up and smelting reduction blowing of Cr ore in converter refining, the technology of the present invention relates to iron ore, manganese ore, nickel ore, and other carbon ore. The present invention can also be effectively applied to reducible ores, or aggregated ores thereof, preliminary reduced ores, and the like. Needless to say, it is also effective in increasing the usage of cold iron sources such as scrap in converter refining. [Table 1] [Table 2] As described above, according to the present invention, in the furnace at the time of heating, scrap melting, or smelting reduction, the secondary combustion rate and the heating efficiency are maintained at a high level, and the dust emission is reduced. The generation speed can be greatly reduced.

【図面の簡単な説明】 【図1】実施例のノズルチップの縦断面図である。 【図2】図1のA−A矢視図である。 【図3】図1のB−B矢視図である。 【図4】比較例のノズルチップを示し、(a)は横断面
図、(b)は縦断面図である。 【図5】各種ランスを使用したコールドモデル実験で得
た、ノズル先端から下方600mmの位置における、ガ
スジェット流速の鉛直方向成分の半径方向分布を示すグ
ラフである。 【符号の説明】 1 ノズルチップ 2 上流流路 3 オリフィス板 4 主流れ 5 分岐流れ 6 旋回流経路 7 旋回流 8 主流れ経路(円錐台状孔) 9 噴射ガス・ジェット(下向流) 10 旋回成分 11 主ガス用のオリフィス 12 旋回ガス用のオリフィス 13 噴出孔 21、22 曲線
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a nozzle tip of an embodiment. FIG. 2 is a view as viewed in the direction of arrows AA in FIG. 1; FIG. 3 is a view taken in the direction of arrows BB in FIG. 1; 4A and 4B show a nozzle tip of a comparative example, in which FIG. 4A is a cross-sectional view, and FIG. FIG. 5 is a graph showing a radial distribution of a vertical component of a gas jet flow velocity at a position 600 mm below a nozzle tip, obtained by a cold model experiment using various lances. [Description of Signs] 1 Nozzle tip 2 Upstream channel 3 Orifice plate 4 Main flow 5 Branch flow 6 Swirl flow path 7 Swirl flow 8 Main flow path (frustoconical hole) 9 Injected gas jet (downward flow) 10 Swirl Component 11 Orifice 12 for main gas Orifice 13 for swirling gas Orifices 21 and 22 Curve

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 秀次 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 Fターム(参考) 4K070 CF02    ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (72) Inventor Hideji Takeuchi             1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba-shi, Chiba             Iron Research Institute F term (reference) 4K070 CF02

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 転炉型精錬炉内に保持した溶湯に上方か
ら酸素ガス・ジェットを吹き付けるランスであって、長
尺の筒体先端に1個または複数個の貫通孔を有するノズ
ル・チップを備え、該貫通孔から噴出する酸素ガス・ジ
ェットに旋回流れを付与する旋回流経路を該貫通孔の側
面に備えたガス上吹きランスにおいて、前記貫通孔に流
れるガスと前記旋回流経路に流れるガスを分岐するオリ
フィス板をランス内に設けたことを特徴とするガス上吹
きランス。
Claims: 1. A lance for blowing an oxygen gas jet from above onto a molten metal held in a converter type refining furnace, wherein one or more through holes are provided at the tip of a long cylindrical body. A nozzle tip having a swirl flow path for providing a swirl flow to the oxygen gas jet ejected from the through-hole at a side surface of the through-hole. An upper gas blowing lance, wherein an orifice plate for branching a gas flowing in a swirling flow path is provided in the lance.
JP2001334156A 2001-10-31 2001-10-31 Gas top-blowing lance Pending JP2003138311A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001334156A JP2003138311A (en) 2001-10-31 2001-10-31 Gas top-blowing lance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001334156A JP2003138311A (en) 2001-10-31 2001-10-31 Gas top-blowing lance

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003138311A true JP2003138311A (en) 2003-05-14

Family

ID=19149326

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001334156A Pending JP2003138311A (en) 2001-10-31 2001-10-31 Gas top-blowing lance

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003138311A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102168162A (en) * 2011-03-22 2011-08-31 熊烈强 Air cyclone cooling type wire feeding gun

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102168162A (en) * 2011-03-22 2011-08-31 熊烈强 Air cyclone cooling type wire feeding gun
CN102168162B (en) * 2011-03-22 2012-07-18 熊烈强 Air cyclone cooling type wire feeding gun

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2006348331A (en) Top-blowing lance for refining molten metal, and blowing method for molten metal
WO2005069977A2 (en) Method for producing low carbon steel
WO2002040721A1 (en) Converter oxygen blowing method and upward blowing lance for converter oxygen blowing
JP2001220617A (en) Gas blowing lance
JP2006328432A (en) Blowing method for converter and top-blowing lance for converter blowing
JP2007239082A (en) Method for oxidize-refining molten metal and top-blown lance for refining
JP2003138311A (en) Gas top-blowing lance
JP2011202236A (en) Top-blowing lance for converter, and method for operating converter
JP4385855B2 (en) Converter blowing method and top blowing lance for converter blowing
JP2012082492A (en) Converter refining method
JP3655659B2 (en) Blow acid sending method on converter with good yield
JPH05195037A (en) Top blowing oxygen lance in converter
JPH1030110A (en) Method for blowing oxygen in top-bottom combination-blown converter
JP4686873B2 (en) Hot phosphorus dephosphorization method
JPH08253804A (en) Method for dephosphorizing molten iron in high productivity
JPH11158528A (en) Lance for gas top-blowing
JP2012082491A (en) Converter refining method
JP2023081327A (en) Refining lance and refining method of molten iron
JPH07216430A (en) Molten steel production method and top blowing lance for molten metal refining
JP2001279310A (en) Method for operating iron bath type smelting reduction furnace
JPH0860221A (en) Converter steelmaking method
RU2185447C2 (en) Method of blowing metal of converter and tuyere for method embodiment
JP2000345228A (en) Top-blown lance
JP4470673B2 (en) Vacuum decarburization refining method for molten steel
JP4244546B2 (en) Top blowing lance for converter smelting

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20041028

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20051227

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060110

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20060509