JP2005090865A

JP2005090865A - 多孔バーナー・ランス及び冷鉄源の溶解・精錬方法

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Publication number: JP2005090865A
Application number: JP2003324856A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Igarashi; 弘五十嵐; Tomonobu Abe; 智信阿部; Shinichi Miyake; 新一三宅
Original assignee: Taiyo Nippon Sanso Corp
Current assignee: Taiyo Nippon Sanso Corp
Priority date: 2003-09-17
Filing date: 2003-09-17
Publication date: 2005-04-07
Anticipated expiration: 2023-09-17
Also published as: JP4119336B2

Abstract

【課題】１本のバーナー・ランスから広いエリアへ火炎や酸素噴流を供給することができ、酸素噴流の速度減衰も抑制することができる多孔バーナー・ランスを提供するとともに、この多孔バーナー・ランスを使用して効率よく冷鉄源を溶解、精錬することができる冷鉄源の溶解・精錬方法を提供する。
【解決手段】酸素供給路１３と燃料供給路１４とを備えた本体部１２の先端に酸素及び燃料を噴出する火炎噴出口１７を複数個設けた多孔バーナー・ランスであって、各火炎噴出口は、中心に配置した酸素噴出用の中細ノズル１８と、該中細ノズルの出口近傍から中細ノズル内に燃料を噴出して火炎を形成する燃料噴出孔１９とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、多孔バーナー・ランス及び冷鉄源の溶解・精錬方法に関し、詳しくは、冷鉄源の溶解・精練工程で冷鉄源を溶解する際の高温燃焼火炎の投入や、冷鉄源が溶け落ちた後の溶鋼への酸素の吹き込みに使用する多孔バーナー・ランスに関し、さらに、この多孔バーナー・ランスを使用した冷鉄源の溶解・精錬方法に関する。

電気炉製鋼に代表される冷鉄源の溶解・精練では、燃料を酸素で燃焼させる酸素バーナや、溶鋼に酸素を吹込むランスが用いられている。従来のバーナは、電気炉の炉壁あるいは作業口に設置され、鉄スクラップに代表される冷鉄源を加熱・溶断しながら溶解を促進することにより、電気炉の省電力化を可能にしてきた。一方、従来のランスは、電気炉の作業口から非水冷の消耗型ランスパイプあるいは水冷ランスから高速で溶鋼中に酸素を吹き込み、溶鋼の脱炭等の精練を行っていた。

近年、冷鉄源の溶解・精練に使用するバーナーの機能をより強化したバーナとして、中心に一次酸素を噴出する中細ノズルを、その周囲に燃料を噴出する流路を、さらにその外周に二次酸素を噴出する流路を設けたバーナが提案されている。これらのバーナは、中心から一次酸素を高速で噴出し、さらにその周囲に火炎を形成することにより、固体冷鉄源を加熱しながら高速で溶断できるようにしている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。

また、中心に一次酸素を高速で噴出する中細ノズルを、その外周に燃料を噴出する複数の燃料噴出孔を、さらにその外周に二次酸素を噴出する複数の二次酸素噴出孔を設けたバーナ・ランスが提案されている。このバーナ・ランスは、中心から高速で噴出する一次酸素噴流の周囲を包み込むように火炎を形成することにより、中心の一次酸素噴流の速度減衰を抑制し、溶鋼から離れた位置から溶鋼中に酸素を吹込むことができるようにしている（例えば、特許文献３参照。）。

一方、ノズル先端中央部に設けた複数の一次酸素噴出口から一次酸素をそれぞれ噴出させるとともに、その外周に設けた燃料噴出孔及び二次酸素噴出孔から燃料及び二次酸素をそれぞれ噴出させ、前記複数の一次酸素噴流の外周に火炎エンベローブを形成することにより、１本のバーナ・ランスで、より広いエリアへ火炎や酸素噴流を形成できるようにしたものも提案されている（例えば、特許文献４参照。）。
特開平８−７５３６４号公報特開平１０−９５２４号公報特開平１０−２５９４１３号公報特開２０００−３１３９１３号公報

炉内の広いエリアへ火炎や酸素噴流を供給するためには、前記特許文献１〜３に記載されたようなバーナー・ランスでは、バーナ・ランスの設置本数を増加させる必要があり、その設置のためにユーテリティー配管等の設備増設が必要となる。したがって、設置コストが高くなり、さらに本数が増えるためにメンテナンスも面倒なものとなる。また、前記特許文献４に記載されたようなバーナー・ランスでは、１本のバーナー・ランスで広いエリアに火炎や酸素噴流を供給することはできるが、この場合は、一次酸素噴流の性能が損なわれ、冷鉄源の高速溶断や溶鋼への酸素吹込み等の機能が不十分となっていた。

そこで本発明は、１本のバーナー・ランスから広いエリアへ火炎や酸素噴流を供給することができ、酸素噴流の速度減衰も抑制することができる多孔バーナー・ランスを提供するとともに、この多孔バーナー・ランスを使用して効率よく冷鉄源を溶解、精錬することができる冷鉄源の溶解・精錬方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の多孔バーナー・ランスは、酸素供給路と燃料供給路とを備えた本体部の先端に酸素及び燃料を噴出する火炎噴出口を複数個設けた多孔バーナー・ランスであって、各火炎噴出口は、中心に配置した酸素噴出用の中細ノズルと、該中細ノズルの出口近傍から中細ノズル内に燃料を噴出して火炎を形成する燃料噴出孔とを備えていることを特徴としている。

さらに、本発明の多孔バーナー・ランスは、前記本体部先端における前記火炎噴出口の中心間の距離が、各火炎噴出口の出口径に対して２．８倍以上に設定されていることを特徴としている。

加えて、前記火炎噴出口は、前記中細ノズルの出口部から本体部先端に至る直胴部を有し、該直胴部には周溝が設けられていることを特徴としている。さらに、前記酸素が前記火炎噴出口から超音速で噴出することを特徴とし、前記本体部の先端に粉体を噴出する粉体噴出孔を有していることを特徴としている。

また、本発明の冷鉄源の溶解・精錬方法は、第１の方法として、前記構成の多孔バーナー・ランスを使用した冷鉄源の溶解・精錬方法であって、前記酸素の流量を実質的に一定に保った状態で燃料の流量を変化させ、主に冷鉄源を溶解する溶解期では酸素比を１以上とし、冷鉄源が溶け落ちた後の精錬期では酸素比を３以上とすることを特徴としている。

さらに、本発明の冷鉄源の溶解・精錬方法は、第２の方法として、前記構成の多孔バーナー・ランスを使用した冷鉄源の溶解・精錬方法であって、前記酸素の流量を実質的に一定に保った状態で燃料の流量を変化させ、主に冷鉄源を溶解する溶解期では酸素比を１以上とし、冷鉄源が溶け落ちた後の精錬期では燃料の供給を停止することを特徴としている。

本発明によれば、１本のバーナー・ランスから複数の高速の酸素と火炎とを独立に形成することができるので、酸素噴流の速度・濃度減衰を大幅に抑制することができる。実際の電気炉において、広い範囲を高速に加熱・溶断することが可能となり、溶解時間を短縮できる。さらに、溶鋼への酸素吹込み機能も有しているので、精練も効率的に行うことができ、電気炉の高効率化及び生産性の向上に寄与することができる。

図１及び図２は、本発明の多孔バーナー・ランスの一形態例を示すもので、図１は要部の断面図、図２は正面図である。この多孔バーナー・ランス１１は、本体部１２の中心に酸素Ｏ_２を供給する酸素供給路１３を設け、その外周に燃料Ｆを供給する燃料供給路１４を設けるとともに、最外周に冷却水Ｗの往路１５ａ及び復路１５ｂを有する水冷ジャケット１５を設けた多重管構造を有している。本体部１２の先端に連設したノズル部１６は、先端に２個の火炎噴出口１７を備えている。この火炎噴出口１７は、前記酸素供給路１３を二股に分岐させた状態の中細ノズル１８と、該中細ノズル１８の出口近傍から中細ノズル内に向けて燃料を噴出する燃料噴出孔１９とを有しており、中細ノズル１８の出口端１８ａとノズル先端との間には、周溝２１を有する略円筒状の直胴部２２が設けられている。

燃料供給路１４は、ノズル部１６の内部に設けられた燃料供給筒２３に燃料通路２４を介して連通しており、前記燃料噴出孔１９は、燃料供給路１４の先端及び燃料供給筒２３の先端にそれぞれ連通した状態で、中細ノズル１８の出口近傍周面に開口している。また、水冷ジャケット１５は、ノズル部１６の先端にも冷却流路１５ｃを有しており、火炎噴出口１７の周囲も冷却できるようにしている。

火炎噴出口１７の出口径Ｄ_１と、各火炎噴出口１７の中心間の距離ＰＣＤとは、ＰＣＤがＤ_１に対して２．８倍以上となるように設定されている。各火炎噴出口１７の中心間距離ＰＣＤが小さくなると、各火炎噴出口１７から噴出する酸素噴流の周囲に形成される火炎同士が干渉して火炎長が短くなり、酸素噴流の減衰抑制効果を十分に得られなくなる。また、冷却流路１５ｃが小さくなってしまい、ノズル部先端の冷却が十分に行えなくなるおそれがある。

中細ノズル１８は、その中間部に内径の小さなスロート部２５を有しており、その前後は次第に拡開する円錐面２６となっている。一般的に、噴流を超音速に加速する場合、理想的なノズル構造としてラバールノズルがある。このラバールノズルは、スロート部２５の断面積Ａ_Ｌ１を以下の式（１）により算出し設計する。

さらに、スロート部２５の断面積Ａ_Ｌ１とラバールノズルの出口断面積Ａ_Ｌ２との関係を以下の式（２）から算出して出口径を設定する。

本発明で使用する中細ノズル１８では、前記式（２）で算出される断面積比よりも、大きな比の値となるように出口断面積Ａ_Ｌ２を大きめに設定することが好ましい。これにより、超音速で噴出する酸素を過膨張状態にして中細ノズル１８の出口付近を負圧とし、酸素が燃料噴出孔１９へ逆流することを防ぎ、逆火を未然に防止することができる。さらに、出口側円錐面の拡開角度θ_１は、軸線に対して３〜１０度の開き角にすることが好ましく、この範囲外においては、酸素の噴流の膨張状態が悪化し、衝撃波を生じて噴出流速が低下する。

前記燃料噴出孔１９からの燃料の噴出角度θ_２は、中細ノズル１８の軸線に対して、燃料が気体燃料の場合には５〜６０度、好ましくは５〜４０度の範囲、液体燃料の場合は、５〜９０度の範囲が好ましい。この噴出角度θ_２を小さくし過ぎると、燃料と酸素との混合が不十分となって失火することがあり、噴出角度θ_２を大きくし過ぎると、燃料と酸素との混合が促進されて火炎長が短くなり、酸素の流速減衰抑制効果が小さくなってしまう。また、燃料噴出孔１９からの燃料の噴出速度は、５〜８０ｍ／ｓ、好ましくは、５〜４０ｍ／ｓの範囲に設定することにより、より安定した長火炎を形成することができる。

直胴部２２は、中細ノズル１８の出口と略同じ口径を有しており、その長さＬ_３は、通常は、６〜３０ｍｍ、好ましくは１０〜２０ｍｍである。また、周溝２１における深さＬ_１は、以下の式（３）を満たすように設定することが好ましい。

このような周溝２１を有する直胴部２２を設けることにより、燃料が噴出後に広がることを抑制することとができるとともに、周溝２１によって火炎を安定化させることができる。直胴部２２の長さＬ_３が小さ過ぎる場合は、燃料が外側へ広がってしまい、火炎長が短くなって酸素噴流の速度減衰抑制効果が小さくなり、長さＬ_３が大き過ぎると、ノズル内での燃焼が急速に促進され、火炎長が短くなって酸素噴流の流速減衰抑制効果が小さくなる。また、周溝２１の深さＬ_１が前記式（３）を満たさない場合は、安定した火炎を得ることができなくなり、失火してしまうことがある。さらに、この周溝２１の幅Ｌ_２を３ｍｍ以上とすることにより、火炎をより安定化させることができる。

また、図３及び図４に示すように、前記形態例の構成に加えて、本体部１２の先端に粉体を噴出する粉体噴出孔２７を設けておくことにより、製鋼プロセスでは、溶鋼に酸素と共に廃プラスチックやコークス等の粉体固体燃料を導入して燃焼エネルギーを溶鋼に着熱させることができ、精錬プロセスでは、粉状のフラックスを吹き込んで冶金反応を促進させたり、反応効率を向上させたりすることができる。

次に、このように形成した多孔バーナー・ランス１１を用いた冷鉄源の溶解・精錬方法を、図５乃至図９を参照して説明する。代表的な冷鉄源の溶解・精練炉として製鋼用電気炉が知られている。図５は、製鋼用電気炉５１における多孔バーナー・ランス１１の設置例を示す断面平面図であって、多孔バーナー・ランス１１は、電極５１ａの配置状況によって炉内に発生するコールドスポット部５２を加熱する位置にそれぞれ設置され、また、必要に応じて作業口５３にも設置される。

図６及び図７は、溶解期（図６）と精練期（図７）とにおける多孔バーナー・ランス１１の使用方法を説明するための縦断面図である。図６に示すように、主に固体原料（冷鉄源）５４を溶解する溶解期においては、多孔バーナー・ランス１１の酸素比を１以上、好ましくは酸素比を１〜３の範囲にして燃焼させる。これにより、多孔バーナー・ランス１１から発生した高温火炎５５による冷鉄源５４の加熱と高速酸素噴流５６とにより、高速加熱・高速溶断が可能となる。このとき、バーナ酸素比を１未満にすると、酸素不足の火炎となって不完全燃焼による着熱効率の低下が生じる。酸素比１以上の酸素過剰状態で燃焼させることにより、炉内から発生するＣＯ等の未燃ガスを炉内で燃焼させ、その熱を有効に利用することができる。

図７に示すように、冷鉄源が溶け落ちた後、主に溶鋼５７を加熱・精練する精練期においては、多孔バーナー・ランス１１の酸素比を３以上にして燃焼させる。この精練期においては、溶解期とは異なり、多孔バーナー・ランス１１の火炎が溶鋼を表面から加熱する状態となるので、溶鋼５７の加熱効率が低下する。このため、高速酸素噴流５６の速度減衰を抑制するだけの燃料を燃焼させ、高速酸素噴流５６による脱炭機能を強化する。このとき、溶解期及び精練期における酸素比の制御は、燃料流量の調整のみで行うようにすることにより、簡単な制御で、溶解期の加熱・溶断機能と、精練期の溶鋼への酸素吹込み機能との両機能を無駄なく効果的に利用することができる。

図８及び図９は、製鋼用電気炉の作業口５３における多孔バーナー・ランス１１の使用例を示している。作業口５３で多孔バーナー・ランス１１を使用する際には、従来と同様に、スラグドアに固定したり、駆動機能を持った支持装置に固定したりすればよい。このように作業口５３で多孔バーナー・ランス１１を使用する場合も、前記同様にして溶解期及び精練期に適した酸素比にそれぞれ設定して運転することができる。さらに、作業口５３の場合は、多孔バーナー・ランス１１を移動させることができるので、精錬期においてスラグ中に先端を浸漬させることが可能であるから、図９に示すように、多孔バーナー・ランス１１への燃料の供給を停止し、高速の酸素のみを噴出させる運転を行うことが好ましい。すなわち、火炎によって酸素噴流５６の速度減衰を抑制する必要がないため、酸素のみの噴出で十分に溶鋼内に酸素を吹き込むことができる。

従来は、作業口５３からバーナで溶鋼を加熱するとともに、別途のランスから溶鋼中に酸素を吹き込むようにしていたが、前述のように、多孔バーナー・ランス１１を作業口５３に設置することにより、バーナ及びランスの両方の機能を持たせることができる。さらに、炉壁設置及び作業口設置の両方とも、多孔バーナー・ランス１１から二つ以上の火炎と酸素噴流とが形成されるため、従来の一つの火炎・酸素噴流に比べ、この多孔バーナー・ランス１１の影響範囲が拡大し、溶解及び脱炭等の精練反応を促進できる。

実施例１
図１０及び図１１に示すように、多孔バーナー・ランス１１として、軸線の開き角度を５度に設定した火炎噴出口１７を円周上に等間隔で３箇所に設け、酸素ノズルの出口径Ｄ_１を１３．７ｍｍに、中心間距離ＰＣＤを３０ｍｍ，４０ｍｍ，５８ｍｍにそれぞれ設定して製作した。この多孔バーナー・ランス１１の仕様を表１に示す。なお、燃料にはＬＰガスを使用した。

各多孔バーナー・ランスをそれぞれ使用し、表１に示す条件で酸素及びＬＰガスを供給して燃焼させ、ノズル先端からの中心軸方向距離と酸素流速（酸素マッハ数）との関係を測定した。酸素流速は、ピトー管を使用し、噴流動圧を計測することによって算出した。また、中心間距離ＰＣＤが３０ｍｍのものでは、燃料噴出孔から燃料を噴出させて燃焼させた場合と、燃料を噴出させなかった場合（非燃焼）とについてそれぞれ測定した。測定結果を図１２に示す。

この結果から、燃料を燃焼させなかった場合に比べて、燃料を燃焼させた場合の方が、ノズル先端から遠方まで酸素噴流の速度減衰がより抑制されていることがわかる。さらに、中心間距離ＰＣＤが大きくなると、速度減衰の抑制効果も大きくなることがわかる。

実施例２
実施例１と同様の多孔バーナー・ランス１１において、酸素ノズルの出口径Ｄ_１を２１．６ｍｍとし、中心間距離ＰＣＤを４７．５ｍｍ，５８ｍｍ，６５ｍｍとしたものをそれぞれ製作した。その仕様を表１に示す。

各多孔バーナー・ランスを使用し、表１に示す条件で酸素及びＬＰガスを供給し、実施例１と同様にしてノズル先端からの中心軸方向距離と酸素流速（酸素マッハ数）との関係を測定した。測定結果を図１３に示す。

この結果から、中心間距離ＰＣＤが４７．５ｍｍのもので燃焼時と非燃焼時とを比較すると、実施例１と同様に、燃焼時に酸素噴流の速度減衰が抑制されていることがわかる。さらに、中心間距離ＰＣＤを大きくすると、速度減衰の抑制効果が更に大きくなることもわかる。

実施例３
実施例１で製作した多孔バーナー・ランス（Ｄ_１＝１３．７ｍｍ）に中心間距離ＰＣＤを４７．５ｍｍ，９０ｍｍとしたものを追加するとともに、実施例２で製作した多孔バーナー・ランス（Ｄ_１＝２１．６ｍｍ）に中心間距離ＰＣＤを１００ｍｍとしたものを追加した。これらの多孔バーナー・ランスを表１の条件で使用し、燃焼時と非燃焼時とにおける酸素流速をそれぞれ測定した。なお、測定に際しては、規模の影響を排除するため、ノズル中心軸方向距離ＬｘをＤ_１で無次元化した「Ｌｘ／Ｄ_１＝５０」の位置でそれぞれ測定した。測定結果を図１４に示す。

この結果から、酸素流速は、非燃焼時には、ＰＣＤ／Ｄ_１に関係なく略一定の速度であるのに対し、燃焼時には、ＰＣＤ／Ｄ_１が２．８以上になると酸素流速が大幅に高速化することがわかった。ＰＣＤ／Ｄ_１が２．８未満になると、酸素噴流の周囲に形成される火炎同士が相互に干渉して火炎が短くなり、酸素流速の減衰抑制効果が小さくなる。したがって、中心間距離ＰＣＤは、出口径Ｄ_１に対して２．８倍以上に設定することが望ましいことがわかる。

実施例４及び比較例
比較例として、図１５及び図１６に示すように、円周上に等間隔で設けた３箇所のラバールノズルからなる酸素噴出口６１の周囲に多数の燃料噴出孔６２と二次酸素噴出孔６３とをマルチホールでそれぞれ設けた従来の多孔バーナーを製造した。

この比較例バーナーと、前記実施例２で製作した出口径Ｄ_１＝２１．６ｍｍ、中心間距離ＰＣＤ＝５８ｍｍの多孔バーナー・ランス（実施例バーナー）とを使用し、表１の条件で燃焼させて噴流特性を比較した。その結果を図１７及び図１８に示す。実施例バーナーでは、比較例バーナーに比べて酸素噴流速度・濃度ともに大幅に減衰抑制効果があり、特に速度減衰抑制効果に大きな差があり、高速で高濃度の酸素噴流をより遠くまで維持できることがわかる。

さらに、ノズル先端から８００ｍｍの位置での半径方向距離に対する酸素のマッハ数分布を図１９に示す。比較例バーナーでは、３箇所の酸素噴出口６１から噴出した酸素噴流が互いに干渉しあい、一つの噴流になるとともに速度も大幅に減衰し、半径方向になだらかな分布となっている。一方、実施例バーナーでは、各火炎噴出口１７から噴出する酸素噴流を包囲するように燃料を噴出させて火炎を形成しているため、酸素速度の減衰を大幅に抑制でき、半径方向にシャープな分布となる。これにより、極めて貫通力の強い酸素噴流を１本のバーナー・ランスから複数個形成でき、冷鉄源の溶断及び溶鋼への酸素吹込みに大きな効果を発揮することができる。

実施例５
従来の一般的な重油酸素バーナーを炉壁に４本、作業口に１本の計５本設置するとともに、作業口に消耗型酸素ランスを設置した１バッチあたり８０ｔｏｎ規模の電気炉を使用し、図２０（Ａ）に示す工程パターンで冷鉄源を溶解・精錬した。次に、全ての重油酸素バーナーを、図１及び図２に示した構造の多孔バーナー・ランス１１に交換し、図２０（Ｂ）に示す工程パターンで冷鉄源を溶解・精錬した。

バーナー交換を実施する前（従来法）では、冷鉄源の溶解期にはバーナを使用し、冷鉄源が溶け落ちた後は、ランスにより溶鋼中へ直接酸素を吹込んだ。多孔バーナー・ランスへの交換を実施した後は、冷鉄源が溶け落ちた後は、燃料流量を低下させた状態で酸素を吹き込み、作業口の消耗型酸素ランスは使用しなかった。交換実施前と実施後における電気炉の各操業結果を表２に示す。

交換実施前後を比較すると、溶解期において、冷鉄源の固体鉄スクラップの加熱・溶断が広い範囲で高速にできたことにより、溶解期の時間が短縮でき、早期に電力パワーを高めることができた。さらに、作業口からの酸素吹込みも早期に行うことが可能となる。この結果、酸素原単位、電力原単位の低減と生産性の向上とを図れる。

電気炉等を用いた溶解・精練工程において、冷鉄源を加熱・溶断したり、溶鋼中に酸素を吹き込んだりする用途に使用できる。

本発明の多孔バーナー・ランスの一形態例を示す要部の断面図である。同じく正面図である。本発明の多孔バーナー・ランスの他の形態例を示す図４のIII−III線断面図である。同じく正面図である。製鋼用電気炉における多孔バーナー・ランスの設置例を示す断面平面図である。溶解期における多孔バーナー・ランスの使用方法を説明するための縦断面図である。精練期における多孔バーナー・ランスの使用方法を説明するための縦断面図である。製鋼用電気炉の作業口における多孔バーナー・ランスの使用例を示す縦断面図である。製鋼用電気炉の作業口における多孔バーナー・ランスの他の使用例を示す縦断面図である。実施例１で使用した多孔バーナー・ランスを示す図１１のＸ−Ｘ線断面図である。同じく正面図である。実施例１で測定したノズル中心軸方向距離と酸素マッハ数との関係を示す図である。実施例２で測定したノズル中心軸方向距離と酸素マッハ数との関係を示す図である。実施例３で測定したＰＣＤ／Ｄ_１と酸素マッハ数との関係を示す図である。実施例４で比較例として用いた従来の多孔バーナーを示す図１６のXV−XV線断面図である。同じく正面図である。実施例４で測定した多孔バーナー・ランスと従来の多孔バーナーとにおけるノズル中心軸方向距離と酸素マッハ数との関係を対比して示す図である。実施例４で測定した多孔バーナー・ランスと従来の多孔バーナーとにおけるノズル中心軸方向距離と酸素濃度との関係を対比して示す図である。実施例４で測定した多孔バーナー・ランスと従来の多孔バーナーとにおける酸素のマッハ数分布を対比して示す図である。実施例５における工程パターンを示す図である。

符号の説明

１１…多孔バーナー・ランス、１２…本体部、１３…酸素供給路、１４…燃料供給路、１５…水冷ジャケット、１６…ノズル部、１７…火炎噴出口、１８…中細ノズル、１９…燃料噴出孔、２１…周溝、２２…直胴部、２３…燃料供給筒、２４…燃料通路、２５…スロート部、２６…円錐面、２７…粉体噴出孔、５１…製鋼用電気炉、５２…コールドスポット部、５３…作業口、５４…固体原料（冷鉄源）、５５…高温火炎、５６…高速酸素噴流、５７…溶鋼

Claims

酸素供給路と燃料供給路とを備えた本体部の先端に酸素及び燃料を噴出する火炎噴出口を複数個設けた多孔バーナー・ランスであって、各火炎噴出口は、中心に配置した酸素噴出用の中細ノズルと、該中細ノズルの出口近傍から中細ノズル内に燃料を噴出して火炎を形成する燃料噴出孔とを備えていることを特徴とする多孔バーナー・ランス。
前記本体部先端における前記火炎噴出口の中心間の距離は、各火炎噴出口の出口径に対して２．８倍以上に設定されていることを特徴とする請求項１記載の多孔バーナー・ランス。
前記火炎噴出口は、前記中細ノズルの出口部から本体部先端に至る直胴部を有し、該直胴部には周溝が設けられていることを特徴とする請求項１記載の多孔バーナー・ランス。
前記酸素が前記火炎噴出口から超音速で噴出することを特徴とする請求項１記載の多孔バーナー・ランス。
前記本体部の先端に粉体を噴出する粉体噴出孔を有していることを特徴とする請求項１記載の多孔バーナー・ランス。
請求項１乃至５のいずれか１項記載の多孔バーナー・ランスを使用した冷鉄源の溶解・精錬方法であって、前記酸素の流量を実質的に一定に保った状態で燃料の流量を変化させ、主に冷鉄源を溶解する溶解期では酸素比を１以上とし、冷鉄源が溶け落ちた後の精錬期では酸素比を３以上とすることを特徴とする冷鉄源の溶解・精錬方法。
請求項１乃至５のいずれか１項記載の多孔バーナー・ランスを使用した冷鉄源の溶解・精錬方法であって、前記酸素の流量を実質的に一定に保った状態で燃料の流量を変化させ、主に冷鉄源を溶解する溶解期では酸素比を１以上とし、冷鉄源が溶け落ちた後の精錬期では燃料の供給を停止することを特徴とする冷鉄源の溶解・精錬方法。