JP2006213940A - Lance used for both blowing and in-furnace skull melting, and operation method of top-bottom-blown converter type refining furnace - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、吹錬及び炉内地金溶解兼用ランス、及び上底吹き転炉型精錬炉の操業方法に関し、例えば、上底吹き転炉型精錬炉において吹錬及び炉内地金溶解をいずれも行うことができる吹錬及び炉内地金溶解兼用ランスと、この吹錬及び炉内地金溶解兼用ランスを用いた上底吹き転炉型精錬炉の操業方法とに関する。 The present invention relates to a method for operating a smelting lance and melting ingot in a furnace, and an operation method of an upper bottom blowing converter type smelting furnace. The present invention relates to a lance that can be used for both blowing and in-furnace metal melting, and a method for operating an upper-bottom converter type refining furnace that uses this smelting and lance for melting metal in the furnace.
転炉での吹錬時に飛散した地金やスラグは、転炉の内側壁の上部に付着する。付着した地金やスラグ(以下、「付着地金」という。)は吹錬を繰り返す毎に成長し、ある程度の大きさ以上になって転炉への注銑やスクラップの装入の障害になる。このため、転炉での吹錬では付着地金を効率良く除去することが必要である。 Ingots and slag scattered during blowing in the converter adhere to the upper part of the inner wall of the converter. Adhered bullion and slag (hereinafter referred to as “adhered bullion”) grows each time the blowing is repeated, and becomes larger than a certain size and becomes an obstacle to pouring into the converter and charging scrap. . For this reason, it is necessary to remove adhering metal efficiently in blowing in a converter.
付着地金、主に転炉の炉口付近の付着地金を除去する手段として、スクラップシュートを付着地金に擦り当てるか、あるいはぶつける等によって付着地金を機械的に除去することが知られている。しかし、この手段では、炉口付近の付着地金しか除去できないとともに、ある程度の大きさ以上に成長した付着地金の除去にはかなりの時間を要してしまう。特に転炉型溶銑脱燐等により炉内の付着地金が成長し易い転炉吹錬では、この方法は効率的ではない。このように、転炉炉内へ付着した付着地金を機械的に除去する方法は除去可能な付着地金の量に限界があり、また除去に要する時間も長い。 It is known to remove the adhering metal mechanically by rubbing or hitting the scrap chute against the adhering metal as a means of removing the adhering metal, mainly the vicinity of the converter furnace. ing. However, this means can remove only the adhering metal in the vicinity of the furnace opening, and it takes a considerable time to remove the adhering metal that has grown to a certain size. In particular, this method is not efficient in converter blowing, in which the deposited metal in the furnace is likely to grow due to converter-type hot metal dephosphorization or the like. As described above, the method of mechanically removing the attached metal that has adhered to the converter furnace has a limit in the amount of attached metal that can be removed, and the time required for the removal is long.
特許文献1には、吹錬終了後の非製鋼中に地金溶解専用ランスを用いて付着地金を溶解除去する発明が、特許文献2には、さらにこの地金溶解専用ランスを回転させる発明が、それぞれ開示されている。しかし、これらの発明では、非製鋼中に付着地金の溶解除去を行うものであるために付着地金を溶解するための時間を確保する必要が生じるとともに、溶銑脱燐等の温度が低い条件下では付着地金の表面温度も低下するために付着地金に酸素を吹き付けても着火(高温酸化反応)せず、付着地金の溶解効率が悪化し易い。このように、非製鋼中に地金溶解専用ランスから酸素を吹き付けて付着地金を溶解する方法は、付着地金の溶解のために時間を確保する必要があり、効率的ではない。
Patent Document 1 discloses an invention for dissolving and removing adhering ingots using non-steel melting lances during non-steeling after the completion of blowing, and
そこで、特許文献3には、吹錬用ノズル及び炉口地金溶解用ノズルをいずれも備える吹錬及び炉口地金溶解兼用ランスを用いて、吹錬を行いながら同時に付着地金を溶解除去する発明が開示されている。この発明によれば、付着地金を溶解するための時間を確保する必要がないために効率的であるとともに、溶銑脱燐等の温度が低い場合においても付着地金の溶解除去を効率的に行うことができる。
特許文献3により開示された発明では、炉口地金溶解用ノズルは固定されておりその位置は不変である。このため、炉口地金溶解用ノズルが指向する方位に存在する付着地金が、他の方位に存在する付着地金よりも優先して溶解される。このため、他の方位に存在する付着地金も含めて炉内全域の付着地金が溶解するまでこのランスを使用し続けると、炉口地金溶解用ノズルが指向する方位に存在する耐火物を損傷させてしまう。また、炉内周方向へ不均一に付着地金が成長した場合も事情は同じであり、付着地金が少ない方位の耐火物を損傷させてしまう。
In the invention disclosed in
なお、炉口地金溶解用ノズルが指向する方位を除いた他の方位に存在する付着地金も含めて炉内全域の付着地金を溶解するには、特許文献3により開示された吹錬及び炉口地金溶解兼用ランスにおける炉口地金溶解用ノズルを、ランス横断面(水平面)の同心円上に多数配置すればいいのでは、と一見考えられる。しかし、炉口地金溶解用ノズルを同心円上に多数配置すると、ランス内部のランス冷却水の水路が不可避的に減少して冷却能力が不足するために、ランスからの水漏れが誘発される。一方、炉口地金溶解用ノズルを同心円状に疎らに配置したのでは、ランスからの水漏れを防止することはできるものの、付着地金を溶解できる範囲が狭まってしまう。
In addition, in order to melt | dissolve the adhesion | attachment metal in the whole furnace inside also including the adhesion | attachment metal | metal existing in the other direction except the direction which the nozzle for melting | dissolving a furnace mouth metal | bulb directs, the blowing disclosed by
本発明は、先端に配置されて吹錬のための酸素を噴射する先端噴射口と、この先端噴射口よりも上方の側面に配置されて炉内地金溶解のための酸素を噴射する側面噴射口とを備え、軸回りに回転可能であることを特徴とする吹錬及び炉内地金溶解兼用ランスである。 The present invention has a tip injection port arranged at the tip for injecting oxygen for blowing, and a side injection port arranged on the side surface above the tip injection port for injecting oxygen for melting ingot in the furnace. And a lance for both melting and ingot melting in the furnace, characterized in that it can rotate around its axis.
また、本発明は、先端に配置されて吹錬のための酸素を噴射する先端噴射口と、この先端噴射口よりも上方の側面に配置されて炉内地金溶解のための酸素を噴射する側面噴射口とを備え、側面噴射口がランス横断面の同心円状に並設された12方向以下の噴射口を有し、軸回りに回転可能であることを特徴とする吹錬及び炉内地金溶解兼用ランスである。 Further, the present invention provides a tip injection port that is arranged at the tip and injects oxygen for blowing, and a side surface that is arranged on a side surface above the tip injection port and injects oxygen for melting the ingot in the furnace. Blasting and melting of in-furnace ingots, characterized in that the side injection port has 12 or less injection ports arranged concentrically in a lance cross section and is rotatable about its axis. It is a combined lance.
別の観点からは、本発明は、上底吹き転炉型精錬炉において、上記の本発明に係る吹錬及び炉内地金溶解兼用ランスを用いて、炉内地金を溶解しながら吹錬を行うことを特徴とする上底吹き転炉型精錬炉の操業方法である。 From another point of view, the present invention is a top bottom blowing converter type smelting furnace, which performs blowing while melting the ingot in the furnace using the above-described lance for both melting and ingot melting in the furnace. It is the operating method of the top bottom blowing converter type refining furnace characterized by this.
この本発明に係る上底吹き転炉型精錬炉の操業方法では、炉内地金の溶解が吹錬及び炉内地金溶解兼用ランスを非吹錬中に回転させながら行われるとともに、吹錬が吹錬及び炉内地金溶解兼用ランスを回転させずに行われることが望ましい。 In the operation method of the top bottom blowing converter type smelting furnace according to the present invention, melting of the ingot in the furnace is performed while the blowing and lance for melting ingot in the furnace are rotated during non-blowing and the blowing is performed. It is desirable to carry out the smelting and melting of the ingot in the furnace without rotating the lance.
これらの本発明に係る上底吹き転炉型精錬炉の操業方法では、上底吹き転炉型精錬炉が溶銑脱燐を行うことが望ましい。 In the operation method of the top bottom blowing converter type refining furnace according to the present invention, it is desirable that the top bottom blowing converter type refining furnace performs hot metal dephosphorization.
本発明によれば、上底吹き転炉型精錬炉において回転機能を有する吹錬及び炉内地金溶解兼用ランスを使用するため、付着地金の溶解時間の確保を避けて炉内の付着地金を効率よく除去することが可能である。また、転炉の耐火物の溶損を抑制し、ランスからの水漏れの発生頻度を減少させながら付着地金を除去することができる。 According to the present invention, in the top bottom blowing converter type smelting furnace, the smelting lance having a rotating function and the in-furnace metal melting lance are used. Can be efficiently removed. Moreover, the molten metal of the refractory of a converter can be suppressed, and adhesion metal can be removed, reducing the frequency of occurrence of water leakage from the lance.
以下、本発明を実施するための最良の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本実施の形態の吹錬及び炉内地金溶解兼用ランス7の構造を示す説明図であり、図1(a)は全体図であり、図1(b)は地金溶解用ノズル部の横断面図であり、図1(a)におけるA−A断面図である。
The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is an explanatory view showing the structure of the lance 7 for both blowing and melting in-furnace of the present embodiment, FIG. 1 (a) is an overall view, and FIG. It is a cross-sectional view of a part, and is an AA cross-sectional view in FIG.
図1(a)及び図1(b)に示すように、吹錬及び炉内地金溶解兼用ランス7は3重管からなり、一番内側の内筒5aを酸素供給管3として、その先端に吹錬のための酸素を噴出するための吹錬用ノズル1を有している。
As shown in FIG. 1 (a) and FIG. 1 (b), the lance 7 for both blowing and ingot melting is composed of a triple pipe, and the innermost
吹錬及び炉内地金溶解兼用ランス7では,酸素供給管3を覆うように冷却水給水管4aと、さらに冷却水給水管4aを覆うように冷却水排水管4bとが配置されており、冷却水が中間筒5bの最下部で内筒5a側から外筒5c側へ折り返す構造となっている。
In the blow lance and in-furnace metal melting lance 7, a cooling
さらに、吹錬用ノズル1から上下方向に所定の距離だけ離れたランス側面上方位置に、地金溶解用の酸素を噴出するための地金溶解用ノズル2が配置されている。この地金溶解用ノズル2は、酸素供給管3と連通した酸素通路2aを有しており、この酸素通路2aは冷却水給水管4a及び冷却水排水管4bを貫通して設けられている。
Further, a
本実施の形態では、この地金溶解用ノズル2の設置数は、ランス横断面において4個としたが、これに限定されるものではなく、ランス横断面の同心円上に12個以下であればよい。
In the present embodiment, the number of the
図2は、吹錬及び炉内地金溶解兼用ランス7の横断面における同心円上に設けた地金溶解用ノズル2の個数(方位数)と、ランス水漏れトラブル頻度(吹錬用ノズル1の寿命以前に地金溶解用ノズル2が水漏れする頻度)(%)との関係の一例を示すグラフである。
FIG. 2 shows the number of
例えば図1(b)及び図2に示すように、地金溶解用ノズル2を、ランス横断面の同心円上に4方位程度の疎らに配置すれば、ランス水漏れトラブルは事実上発生しない。
しかし、図2にグラフで示すように、地金溶解用ノズル2の個数が14個以上になると、冷却水給水管4a及び冷却水排水管4bの内径を十分に確保できなくなることに伴って冷却水の水路が不可避的に減少して冷却能力が不足するために、ランスの水漏れトラブルが頻発されて操業上の大きな問題となることから、地金溶解用ノズル2の個数は12方位以下とすることが望ましい。地金溶解用ノズル2の個数は12方位以下とすることにより、水漏れトラブルを発生させることなく、炉内全域の付着地金を溶解することが可能となる。
For example, as shown in FIGS. 1B and 2, if the
However, as shown in the graph of FIG. 2, when the number of the
また、図1(a)に示すように、本実施の形態の吹錬及び炉内地金溶解兼用ランス7は、上部に公知のスイベル管継手6a及びランス回転用モーター6bを備えており、このスイベル管継手6aを介して、酸素供給管3及び内筒5aの内部、冷却水給水管4a及び内筒5a〜中間筒5bの間の空間、さらには、冷却水排水管4b及び中間筒5b〜外筒5cの間の空間が、連通されている。これにより、酸素供給管3及び内筒5aの内部、冷却水給水管4a及び内筒5a〜中間筒5bの間の空間、さらには、冷却水排水管4b及び中間筒5b〜外筒5cの間の空間が、連通された状態で、酸素供給管3、冷却水給水管4a及び冷却水排水管4bに対して、内筒5aの内部、内筒5a〜中間筒5bの間の空間、及び中間筒5b〜外筒5cの間の空間が、回転することができる。すなわち、スイベル管継手6aより下方に存在する部分を、ランス中心(鉛直方向)を軸として回転可能な構造となっている。
Further, as shown in FIG. 1 (a), the lance 7 for both blowing and ingot melting in the present embodiment is provided with a known
本実施の形態の吹錬及び炉内地金溶解兼用ランス7は、以上のように構成される。次に、この吹錬及び炉内地金溶解兼用ランス7を用いて、炉内に付着した地金を溶解除去しながら吹錬を行う状況を説明する。 The blow lance and in-furnace metal melt melting lance 7 of the present embodiment is configured as described above. Next, a situation in which blowing is performed while melting and removing the metal attached to the inside of the furnace using the blowing and melting metal lance 7 will be described.
図3は、本実施の形態の吹錬及び炉内地金溶解兼用ランス7を、上底吹き転炉型精錬炉8の内部に配置して、炉内に付着した地金10を溶解除去しながら吹錬を行う状況を示す説明図である。なお、本実施の形態は、上底吹き転炉型精錬炉8は、溶銑脱燐を行うものである。
FIG. 3 shows that the lance 7 for blowing and melting in-furnace metal of the present embodiment is disposed inside the top bottom blowing converter
まず、上底吹き転炉型精錬炉8の内部に吹錬及び炉内地金溶解兼用ランス7を挿入した後、吹錬を行う。この時、吹錬及び炉内地金溶解兼用ランス7の吹錬用ノズル1からは溶銑9へ向けて精錬用の酸素が噴射され、吹錬が行われる。一方、地金溶解用ノズル2からは、付着地金10へ向けて地金溶解用の酸素が噴射され、付着地金が溶解される。
First, after inserting the lance 7 for both melting and ingot melting into the inside of the upper bottom blowing converter
図4は、図3におけるB−B断面を示す説明図であり、図4(a)は吹錬及び炉内地金溶解兼用ランス7を回転させない場合を示し、図4(b)は吹錬及び炉内地金溶解兼用ランス7を回転させた場合を示す。 4 is an explanatory view showing a BB cross section in FIG. 3, FIG. 4 (a) shows a case where the lance 7 combined with blowing and ingot melting is not rotated, and FIG. 4 (b) shows blowing and A case where the in-furnace metal melting and lance 7 is rotated is shown.
図4(a)に示すように、吹錬及び炉内地金溶解兼用ランス7を回転させない場合には、付着地金10の溶解は地金溶解用ノズル2が指向する方位から優先的に進行し、本実施の形態のように地金溶解用ノズル2が4個であると、この4方位から付着地金10の溶解が進行する。
As shown in FIG. 4A, when the lance 7 for blowing and melting the ingot in the furnace is not rotated, the adhesion of the
これに対し、吹錬及び炉内地金溶解兼用ランス7を回転させると、図4(b)に示すように、炉内全域の付着地金10を均一に溶解除去することができる。吹錬及び炉内地金溶解兼用ランス7の回転は、吹錬中又は非製鋼中のいずれであってもよい。しかし、吹錬中に吹錬及び炉内地金溶解兼用ランス7を回転させるには、ランス架台等への応力やスイベル管継手6の密閉性への要求が高まり、設備負荷が大きくなる。これに対し、吹錬及び炉内地金溶解兼用ランス7を非製鋼中に回転させることとすれば、比較的簡単な設備で済むために設備負荷の上昇を抑制できる。このような観点から、吹錬及び炉内地金溶解兼用ランス7は、非製鋼中に回転させながら付着地金10の除去を行うことが望ましい。
On the other hand, when the blow lance and the in-furnace ingot melting lance 7 are rotated, as shown in FIG. 4 (b), the adhering
また、1ヒート毎に間欠的に吹錬及び炉内地金溶解兼用ランス7を回転させることとすれば、転炉耐火物の損傷をいっそう抑制して、炉内全域の付着地金10を溶解除去することができる。
Also, if the lance 7 for both blowing and melting the ingot in the furnace is rotated intermittently for each heat, the damage to the converter refractory is further suppressed, and the adhered
このように、本実施の形態によれば、吹錬及び炉内地金溶解兼用ランス7を用いるため、付着地金10の溶解のために時間を確保する必要がなくなり、効率的に付着地金10を溶解除去することができる。
As described above, according to the present embodiment, since the lance 7 for both blowing and melting the ingot in the furnace is used, it is not necessary to secure time for melting the adhering
また、本実施の形態では、例えばスイベル管継手6を用いて酸素供給管3及び内筒5aの内部、冷却水給水管4a及び内筒5a〜中間筒5bの間の空間、さらには、冷却水排水管4b及び中間筒5b〜外筒5cの間の空間が、連通された状態で、酸素供給管3、冷却水給水管4a及び冷却水排水管4bに対して、内筒5aの内部、内筒5a〜中間筒5bの間の空間、及び中間筒5b〜外筒5cの間の空間が、回転することができるように構成することによって、吹錬及び炉内地金溶解兼用ランス7をその中心軸(鉛直軸)を軸として回転させるため、地金溶解用ノズル2から任意の方位へ吹酸できるようになり、これにより、炉内全域の付着地金10を均一に溶解除去することができ、転炉耐火物の部分的な損傷を抑制できる。
Moreover, in this Embodiment, the space between the inside of the
さらに、本実施の形態の上底吹き転炉型精錬炉8は、溶銑脱燐を行うものである。上述したように、転炉型溶銑脱燐の出湯温度は、脱炭吹錬の出湯温度よりも低い。これに起因して、転炉型溶銑脱燐炉内に付着する地金の量は大きく、付着するスピードも速い。さらに、転炉型溶銑脱燐では出湯温度が低いために出湯終了後に短時間で付着地金の表面温度が低下し、非製鋼中に酸素で付着地金を溶解することが難しい。
Furthermore, the upper bottom blowing converter
これに対し、本実施の形態では、吹錬及び炉内地金溶解兼用ランス7に回転機能を付与しているため、転炉型溶銑脱燐炉8内であっても、効率良く付着地金10を溶解することができる。
On the other hand, in the present embodiment, since the rotating function is imparted to the lance 7 for both blowing and melting in-furnace metal, even in the converter type hot
このように、本実施の形態により、付着地金10の溶解時間の確保を避けて炉内の付着地金10を効率よく除去可能することが可能である。また、転炉8の耐火物の溶損を抑制し、吹錬及び炉内地金溶解兼用ランス7からの水漏れの発生頻度を減少させながら付着地金10を除去することができる。
Thus, according to the present embodiment, it is possible to efficiently remove the adhering
さらに、本発明を、実施例を参照しながら具体的に説明する。
本実施例は、本発明を転炉型溶銑脱燐に適用したものである。この転炉型溶銑脱燐の条件は、出湯後の鍋中温度が1250〜1400℃であり、出湯後の[C]含有量が3.0〜4.0質量%の場合である。
Furthermore, the present invention will be specifically described with reference to examples.
In this embodiment, the present invention is applied to converter type hot metal dephosphorization. The conditions of this converter type hot metal dephosphorization are the case where the temperature in the pan after pouring is 1250 to 1400 ° C., and the [C] content after pouring is 3.0 to 4.0 mass%.
図1に示す本発明に係る吹錬及び炉内地金溶解兼用ランス7には、吹錬用ノズル1として直径46mm、傾角15°のラバールノズルを4個形成し、地金溶解用ノズル2として直径7mmのストレートノズルを吹錬用ノズル1の上方位置に500mmピッチで3段、各々の高さの同心円上に4箇所形成した。
In the lance 7 for blowing and melting in-furnace metal according to the present invention shown in FIG. 1, four laval nozzles having a diameter of 46 mm and an inclination angle of 15 ° are formed as the nozzle 1 for blowing, and the
この本発明に係る吹錬及び炉内地金溶解兼用ランス7を、吹錬用ノズル1と溶銑9との間隔が2.0mとなるように転炉8の内部に挿入し、ランス前圧7.0kg/cm2、酸素流量30000NM3/hrの条件で吹錬を行った。そして、毎ヒート吹錬後、非製鋼中にランスを10°毎に回転させた。
The lance 7 for blowing and melting in-furnace metal according to the present invention is inserted into the
併せて比較例1〜3として、以下の条件で付着地金の除去を行った。
比較例1:スクラップシュートによる機械的除去
比較例2:非製鋼中に地金溶解専用ランスを用いた溶解除去
比較例3:回転機能を有さない吹錬及び炉内地金溶解兼用ランスを用いて溶解除去
結果を表1にまとめて示す。
In addition, as Comparative Examples 1 to 3, adhesion metal was removed under the following conditions.
Comparative example 1: Mechanical removal by scrap chute Comparative example 2: Dissolution removal using a lance dedicated for melting metal during non-steel production Comparative example 3: Using a lance for melting and melting in-furnace without a rotating function The dissolution removal results are summarized in Table 1.
表1に示すように、本発明例によれば、付着地金10の溶解時間の確保を避けて炉内全域の付着地金10を効率よく除去可能することが可能であった。また、転炉8の耐火物の溶損を抑制し、吹錬及び炉内地金溶解兼用ランス7からの水漏れの発生頻度を減少させながら付着地金10を除去することができた。
As shown in Table 1, according to the example of the present invention, it was possible to efficiently remove the adhering
これに対し、比較例1では、炉口近辺の付着地金を除去することはできたが、炉口から離れた部分の付着地金を除去することはできなかった。
比較例2では、転炉型溶銑脱燐の場合に、付着地金の表面温度が低いために付着地金に着火せず、付着地金は全く除去できなかった。
On the other hand, in Comparative Example 1, it was possible to remove the attached metal near the furnace port, but it was not possible to remove the attached metal away from the furnace port.
In Comparative Example 2, in the case of converter type hot metal dephosphorization, the surface of the attached metal was low, so the attached metal was not ignited, and the attached metal could not be removed at all.
さらに、比較例3では、地金溶解用ノズル2が指向する方位の付着地金を効率良く除去することはできたが、その他の方位の付着地金を除去することはできなかった。
Furthermore, in Comparative Example 3, it was possible to efficiently remove the attached metal in the direction directed by the
1 吹錬用ノズル
2 地金溶解用ノズル
2a 酸素通路
3 酸素供給管
4a 冷却水給水管
4b 冷却水排水管
5a 内筒
5b 中間筒
5c 外筒
6a スイベル管継手
6b ランス回転用モーター
7 吹錬及び炉内地金溶解兼用ランス
8 上底吹き転炉型精錬炉
9 溶銑
10 付着地金
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Cited By (1)
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JP2013245381A (en) * | 2012-05-28 | 2013-12-09 | Nippon Steel & Sumikin Engineering Co Ltd | Lance |
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2005
- 2005-02-01 JP JP2005025362A patent/JP2006213940A/en active Pending
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