JP2013245381A

JP2013245381A - ランス

Info

Publication number: JP2013245381A
Application number: JP2012120569A
Authority: JP
Inventors: Fuminori Otake; 史典大武; Shinichiro Kurata; 紳一郎倉田; Tetsuro Shumori; 哲朗主森
Original assignee: NS Plant Designing Corp; Nippon Steel and Sumikin Engineering Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Engineering Co Ltd; Nippon Steel Plant Designing Corp
Priority date: 2012-05-28
Filing date: 2012-05-28
Publication date: 2013-12-09
Anticipated expiration: 2032-05-28
Also published as: JP5879202B2

Abstract

【課題】転炉における銑鉄の精錬と、該転炉の炉口側の内周面及び炉口付近に付着した地金溶断とを１本で行うことができ、且つ、精錬中であっても地金溶断や二次燃焼を利用した地金削減を実施することができ、非精錬中の地金溶断時間を短縮することができる、構成が簡易なランスを得る。
【解決手段】ランス本体部１３と、該ランス本体部１３の下端側に取付けられて、酸素ガス４を噴射する精錬用ノズル１５を有するノズルチップ１４とを有し、上記ランス本体部１３が、精錬用酸素ガス流路１６と、地金溶断用酸素ガス流路１９と、冷却媒体流路２０とを備えたランス５において、上記ランス本体部１３に、上記地金溶断用酸素ガス流路１９を流通する地金溶断用の酸素ガス１８を、転炉２に付着した地金に向けて噴射する地金溶断用ノズル３１を設けた構成とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、転炉内の銑鉄に精錬用の酸素ガスを吹き付けると共に、転炉の炉口側の内周面及び炉口付近に付着した地金を酸素溶断することが可能なランスに関するものである。

製鋼用の転炉においては、該転炉内の銑鉄を精錬するため、ランスによって該銑鉄に酸素を吹き付けて炭素やケイ素、リン等の不純物を燃焼させることが広く行われている。
上記ランスは、一般に、昇降自在のランス本体部と、該ランス本体部の下端部に取付けられて、酸素ガスを噴射する精錬用ノズルを有するノズルチップとを備えていて、ランス本体部内に設けられた精錬用酸素ガス流路を通じてノズルチップに精錬用の酸素ガスが供給され、精錬用ノズルから銑鉄に向けて酸素ガスが噴射される構成となっている。また、ランスの先端は熱負荷が大きいため、ノズルチップを熱伝導率の高い銅等の金属で形成し、該ノズルチップ内に、ランス本体部に設けられた冷却媒体流路を通じて冷却水等の冷却媒体を循環させるようになっている。

一方、上記転炉においては、精錬中のスプラッシュによって炉口側の内周面及び炉口付近に地金が付着するため、この地金を除去することが行われている。一般に、転炉の炉口側の内周面には、該炉口側に行くに従って次第に先細る傾斜部が設けられているが、この傾斜部にはスプラッシュにより地金が付着することが多い。
この地金の除去するに際しては、例えば、特許文献１に記載されているような地金溶断専用のランスを転炉内に挿入し、先端のノズルチップに設けられた地金溶断用ノズルから地金溶断用の酸素ガスを転炉内周面及び炉口付近に付着した地金に対して噴射させることにより、該地金を溶断除去させる技術が知られている。

しかしながら、この特許文献１に記載されている地金溶断専用のランスを用いる場合には、精錬用の酸素ガスを噴射するノズルを有する精錬用ランスを別途用意する必要があり、また２種類のランスを使い分けるため、昇降装置等の周辺設備が増えて設備全体が複雑化するという問題があった。
さらに、特許文献１に記載のランスは、ノズルチップ内に、該ノズルチップの底部の奥まで冷却水を流通させて強制冷却するための強制冷却用の水管を複数有しているが、これらの水管に係る構成が複雑であるため、冷却水の圧損が大きい上、ノズルチップ交換の際にはランス本体部との接合が非常に面倒であった。

また、例えば特許文献２に記載されているように、精錬用の酸素ガスを噴射する精錬用ノズルと、地金溶断用の酸素ガスを噴射する地金溶断用ノズルとの両方を備えた、精錬と地金溶断と１本で行うことができるランスが存在する。
しかしながら、特許文献２のランスは、ランス先端部にあるノズルチップに地金溶断用ノズルがあるため精錬中は地金溶断ができず、これにより非精錬中にすべての地金の溶断を実施する必要があるため、非精錬時間を余計に要するため生産効率を阻害する問題があった。また、精錬中にスプラッシュによる地金溶断用ノズルの閉塞を防ぐため、精錬中であっても該地金溶断用ノズルに酸素ガスを常時流通させているが、該酸素ガスは単に放出するのみであって、有効活用できていなかった。
さらに、ノズルチップに精錬用ノズルと地金溶断用ノズル、さらにはノズルチップ冷却用の冷却媒体を循環させる流路とが設けられているため、ノズルチップ全体の構造が非常に複雑であり、またノズルチップ交換時にはランス本体部との接合が面倒であるという欠点があった。

特開２００５−６０７４７号公報特開昭５６−３６１５号公報

本発明の技術的課題は、転炉における銑鉄の精錬と、該転炉の炉口側の内周面及び炉口付近に付着した地金溶断とを１本で行うことができ、且つ、精錬中であっても地金溶断や二次燃焼を利用した地金削減を実施することができ、非精錬中の地金溶断時間を短縮することができる、構成が簡易なランスを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明のランスは、鉛直方向に延びる管状に形成され、軸線方向に昇降自在且つ軸線周りに回転自在のランス本体部と、該ランス本体部の下端側に取付けられて、上方開口の炉口を有する転炉中の溶銑に精錬用の酸素ガスを噴射する精錬用ノズルを有するノズルチップとを有し、上記ランス本体部が、該ノズルチップに精錬用の酸素ガスを流通させる精錬用酸素ガス流路と、該精錬用酸素ガス流路とは別に設けられて、転炉の炉口側の内周面及び炉口付近に付着した地金を溶断する地金溶断用の酸素ガスを流通させる地金溶断用酸素ガス流路と、上記ノズルチップに該ノズルチップ冷却用の冷却媒体を流通させる冷却媒体流路とを備えたランスにおいて、上記ランス本体部に、上記地金溶断用酸素ガス流路を流通する地金溶断用の酸素ガスを、転炉に付着した地金に向けて噴射する地金溶断用ノズルが設けられていることを特徴とするものである。

本発明においては、上記転炉は、炉口側の内周面に該炉口側に行くに従って次第に先細る傾斜部を有し、上記地金溶断用ノズルは、ランス本体部の精錬時の昇降範囲において、該ランス本体部における、上記傾斜部の炉口側に地金溶断用の酸素ガスを噴射可能となる部分に位置し、且つランス本体部が精錬時の昇降範囲よりも下降した場合に転炉の上記傾斜部の最下端の部分に地金溶断用の酸素ガスを噴射可能な位置となる、ランス本体部の軸線方向の高さに配設されているものとすることが好ましい。

また、本発明においては、上記地金溶断用ノズルは、上記ランス本体部に複数並設されているものとすることができる。

本発明によれば、ランス本体部の下端部に設けられたノズルチップに精錬用の酸素ガスを噴射する精錬用ノズルを設けると共に、ランス本体部に地金溶断用の酸素ガスを噴射する地金溶断用ノズルを設けたため、１本のランスで転炉における銑鉄の精錬と、該転炉の炉口側の内周面及び炉口付近に付着した地金溶断との両方を行うことができる。
しかも、１本のランスで、地金溶断の酸素ガスを狙った位置に噴射させて地金を的確に溶断することが可能である上、精錬と溶断とを別々のランスで行う場合のように新たに昇降設備等を増やす必要が無いという利点がある。

また、ノズルチップには地金溶断用ノズルが存在しないことにより、ノズルチップに精錬用ノズルと地金溶断用ノズルとが設けられているものに比べて該ノズルチップの全体構成を簡単化することができ、これによりランス全体の構成を単純化することができる。
さらに、ノズルチップを交換する場合であっても、該ノズルチップに地金溶断用酸素ガス流路が存在しない分、ノズルチップとランス本体部との接合が容易であるという利点がある。

また、上記地金溶断用ノズルを、ランス本体部の精錬時の昇降範囲において、該ランス本体部における、上記傾斜部の炉口側に地金溶断用の酸素ガスを噴射可能となる部分に位置し、且つランス本体部が精錬時の昇降範囲よりも下降した場合に転炉の傾斜部の最下端の部分に地金溶断用の酸素ガスを噴射可能な位置となる、ランス本体部の軸線方向の高さに設けた場合、精錬中に該地金溶断用ノズルから地金溶断用の酸素ガスを噴射させる。
これにより、炉口付近の地金の直接溶断や二次燃焼によって、最も付着量の多い転炉の傾斜部の炉口付近の付着地金を削減させることが可能となるため非精錬中の地金溶断時間を大幅に削減することができる。その一方で、非精錬中においては傾斜部全体に酸素ガスを噴射させることが可能であるため、傾斜部に付着した地金を確実に溶断できる。
さらに、地金溶断用ノズルから酸素ガスを噴射させることにより、スプラッシュによる該地金溶断用ノズルへの地金付着及び閉塞を防ぐことができる。

本発明に係るランスが用いられたランス装置の一例を模式的に示す正面図である。図１のＡ部の要部拡大正面図である。図１のＢ部の一部破断した要部拡大正面図である。本発明に係るランスのランス本体部及びノズルチップの要部拡大断面図である。図４のＣ−Ｃ断面図である。本発明に係るランスを用いて精錬を行う状態を模式的に示す断面図である。本発明に係るランスを用いて地金の溶断を行う状態を模式的に示す断面図である。

図１〜図７は、本発明のランスの一実施の形態を示すもので、この実施の形態のランスは、図１に示すようなランス装置１において使用される例を示している。
即ち、上記ランス装置１は、転炉２内の銑鉄３に精錬用の酸素ガス４を吹き付けて精錬するランス５と、該ランス５を昇降させる昇降手段と、ランス５を軸線周りに回転させる回転手段７とを備えている。
一方、転炉２は、上方開口の炉口２ａを有していて、該炉口２ａ側の内周面には、炉口２ａ側に行くに従って次第に先細る傾斜部２ｂが形成されている（図６及び図７参照）。

上記昇降手段は、上記ランス５（厳密には後述するランス本体部１３）を軸線周りに回転自在に保持して該ランス５と共に昇降する台車８と、該台車８をランス５の軸線方向に昇降自在にガイドする一対のガイドレール１０，１０と、上記台車８を昇降させる電動モータ等の昇降駆動装置（図示せず）とを有している。そして、昇降駆動装置を駆動させて台車８をガイドレール１０，１０に沿って昇降させることにより、ランス５をその軸線方向に昇降させる構成となっている。
この昇降手段は、精錬時においては、上記ランス５を下降させて転炉２内に挿入させると共に、該ランス５を転炉２内の銑鉄３に対して精錬を行うための所定の位置に昇降させることができ、非精錬時においては、ランス５を精錬時の昇降範囲よりもさらに下方側の範囲で昇降させることができるようになっている。

また、上記回転手段７は、図３に示すように、上側に位置する上記台車８に取付けられた、電動モータ等の回転駆動装置１１と、上記ランス５（厳密にはランス本体部１３）と該回転駆動装置１１との間に介在させた、回転駆動装置１１による回転力をランス５に伝達する歯車等の伝達手段１２とを備えていて、上記昇降手段の台車８及びランス５と一体的に昇降するようになっている。
この実施の形態においては、回転駆動装置１１（この場合は電動モータ）の回転軸１１ａの先端に取付けられて該回転軸１１ａと共に軸線回りに回転する第１の歯車１２ａと、ランス本体部１３の外周面を取り囲むように設けられて、外周側において該第１の歯車１２ａと噛合する円環状の第２の歯車１２ｂと、該第２の歯車１２ｂをランス本体部１３に相対的な位置を不動に固定する固定部材１２ｃとを備えた構成となっている。そして、上記回転軸１１ａの回転により第１の歯車１２ａを回転させて、該第１の歯車１２ａと噛合する第２の歯車１２ｂを同期して回転させ、その回転力を固定部材１２ｃを介してランス本体部１３に伝達させることにより、ランス５を軸線周りに回転させる。なお、図３中、符号９は、外周側に上記第２の歯車１２ｂと当接する回転自在の転動子９ａを有する円環状の軸受、符号８ａは、台車８に設けられた、該軸受９を位置不動に保持する保持部材である。

そして、上記ランス５は、鉛直方向に延びる管状に形成されて、軸線方向に昇降自在且つ軸線周りに回転自在のランス本体部１３と、該ランス本体部１３の下端側に溶接により接合された、転炉２中の溶銑３に精錬用の酸素ガス４を噴射する精錬用ノズル１５を有するノズルチップ１４とを有している。
上記ランス本体部１３は、鋼等の素材で形成されたもので、図４及び図５に示すように、上記ノズルチップ１４に精錬用の酸素ガス４を流通させる精錬用酸素ガス流路１６と、該精錬用酸素ガス流路１６とは別に設けられて、転炉２の炉口２ａ側の内周面及び炉口２ａ付近に付着した地金１７に地金溶断用の酸素ガス１８を流通させる地金溶断用酸素ガス流路１９と、上記ノズルチップ１４に該ノズルチップ冷却用の冷却媒体を流通させる冷却媒体流路２０とを備えている。

上記精錬用酸素ガス流路１６は、図４及び図５に示すように、ランス本体部１３の中心部に、該ランス本体部１３の軸線方向に延びるように設けられていて、下端側において後述するノズルチップ側の精錬用酸素ガス流路２７と連通し、上記精錬用ノズル１５に向けて精錬用の酸素ガス４を供給するようになっている。
上記地金溶断用酸素ガス流路１９は、上記精錬用酸素ガス流路１６の外周側に、該ランス本体部１３の軸線方向に延びるように設けられていて、後述する地金溶断用ノズル３１と連通している。

さらに、上記冷却媒体流路２０は、図４及び図５に示すように、上記地金溶断用酸素ガス流路１９の外周側、即ち、ランス本体部１３内の最も外側に、該ランス本体部１３の軸線方向に延びるように設けられていて、下端側において上記ノズルチップ１４に配設された後述の冷却媒体循環用流路２８と連通して、上記ノズルチップ１４に冷却水等の冷却媒体を流通させている。
この冷却媒体流路２０は、上記地金溶断用酸素ガス流路１９に外周側に隣接した状態で配設された、ノズルチップ１４に向けて冷却媒体を供給する冷却媒体供給路２１と、該冷却媒体供給路２１に外周側に隣接するように設けられて、ノズルチップ１４から排出される冷却媒体を流通させる冷却媒体排出路２２とを備えている。そして、冷却媒体供給路２１は後述するノズルチップ側の冷却媒体供給路２９と、冷却媒体排出路２２は後述するノズルチップ側の冷却媒体排出路３０とにそれぞれ連通している。
したがって、上記ランス本体部１３は、後述する地金溶断用ノズル３１よりも上方にある部分は実質的には４重管構造、下方側に位置する部分は３重管構造となっている。

また、図１及び図２に示すように、上記ランス本体部１３の上端部には、ロータリージョイント１３ａを介して、上記精錬用酸素ガス流路１６に精錬用の酸素ガス４を供給する、精錬用の酸素ガス源に連結された精錬用酸素ガス配管２３と、地金溶断用酸素ガス流路１９に地金溶断用の酸素ガス１８を供給する、地金溶断用の酸素ガス源に連結された地金溶断用酸素ガス配管２４が取付けられている。さらに、上記冷却媒体流路２０のうちの冷却媒体供給路２１に冷却媒体を供給する冷却媒体供給用配管２５と、冷却媒体排出路２２を通して戻ってくる冷却媒体を外部に排出する冷却媒体排出用配管２６とが取付けられている。
上記ロータリージョイント１３ａは、ランス本体部１３の軸線周りの回転に関わらず、精錬用酸素ガス配管２３と精錬用酸素ガス流路１６、地金溶断用酸素ガス配管２４と地金溶断用酸素ガス流路１９、冷却媒体供給用配管２５と冷却媒体供給路２１、冷却媒体排出用配管２６と冷却媒体排出路２２をそれぞれ常時気密に連通させることが可能となっている。

一方、上記ノズルチップ１４は、銅等の熱伝導性に優れた素材で形成されたもので、図５に示すように、上記ランス本体部１３の精錬用酸素ガス流路１６と連通する上述のノズルチップ側の精錬用酸素ガス流路２７と、該精錬用酸素ガス流路２７と連通する上記精錬用ノズル１５と、上記ランス本体部１３の冷却媒体流路２０と連通する上述の冷却媒体循環用流路２８とを備えている。
上記ノズルチップ側の精錬用酸素ガス流路２７は、ノズルチップ１４の中心部に軸線方向に延びるように設けられていて、上端側において上記ランス本体部の精錬用酸素ガス流路１６と連通し、下端側において上記精錬用ノズル１５と連通している。
上記精錬用ノズル１５は、ノズルチップ１４の下端側に複数開設されたもので、ノズルチップ側の精錬用酸素ガス流路内２７を流通する精錬用の酸素ガス４を、ランス５の下方に向けて噴射するようになっている。

また、上記冷却媒体循環用流路２８は、図５に示すように、上記ノズルチップ側の精錬用酸素ガス流路２７の外周側に配設された、上端側において上記ランス本体部１３の冷却媒体供給路２１と連通する上述のノズルチップ側の冷却媒体供給路２９と、該冷却媒体供給路２９の外周側に設けられた、上端側においてランス本体部１３の冷却媒体排出路２２と連通する上述のノズルチップ側の冷却媒体排出路３０とで構成されている。
これらのノズルチップ側の冷却媒体供給路２９と冷却媒体排出路３０とはノズルチップ１４の下端側において相互に連通している。
したがって、上記冷却媒体供給配管２５からランス本体部１３の冷却媒体供給路２１を通じて供給された冷却媒体は、ノズルチップ側の冷却媒体供給路２９内に流入した後、ノズルチップ１４の下端側において折り返して循環するようにノズルチップ側の冷却媒体排出路３０に流入し、さらにランス本体部１３の冷却媒体排出路２２に送られ、最終的には冷却媒体排出用配管２６を通じてランス５の外部に排出されることとなる。

ところで、上記ランス本体部１３には、上記地金溶断用酸素ガス流路１９を流通する地金溶断用の酸素ガス１８を、転炉２内に付着した地金１７に向けて噴射する地金溶断用ノズル３１が設けられている。
この地金溶断用ノズル３１は、上記ランス本体部１３の外周面に沿って同じ高さ且つ等間隔に複数並設されていて、図４及び図５に示すように、それぞれが上記地金溶断用酸素ガス流路１９と、該地金溶断用酸素ガス流路１９の下端側において連通し、上記冷却媒体流路２０を気密に貫通した状態で、ランス本体部１３の外周面に開口している。そして、ランス本体部１３の略側方向けに地金溶断用の酸素ガス１８を噴出可能となっている。
なお、この実施の形態においては、６つの地金溶断用ノズル３１が、ランス本体部１３の同じ軸線方向の高さに一列に並んだ状態で、該ランス本体部１３に開設されていて、これらの６つの地金溶断用ノズル３１により、平面視において約９０度程度で若干下向きの範囲に拡散するように地金溶断用の酸素ガス１８を噴射できるようになっている。

また、上記地金溶断用ノズル３１は、精錬時のランス本体部１３の昇降範囲においては、該ランス本体部１３における、上記傾斜部２ｂの炉口側に地金溶断用の酸素ガス１８を噴射可能となる部分に位置し（図６参照）、且つランス本体部１３が精錬時の昇降範囲よりも下降した場合に転炉の上記傾斜部２ｂの最下端の部分に地金溶断用の酸素ガス１８を噴射可能な位置となる（図７参照）ような、ランス本体部１３の軸線方向の高さに配設されている。
これにより、上記地金溶断用ノズル３１は、転炉２内の銑鉄３の精錬中においては、転炉２の傾斜部２ｂの炉口側に対して地金溶断用の酸素ガス１８を噴射可能である一方、非精錬中においては、ランス本体部１３を昇降・回転させることにより傾斜部２ｂ全体に地金溶断用の酸素ガス１８を噴射することが可能となる。
この実施の形態の場合、図６に示すように、地金溶断用ノズル３１は、精錬中においては、スプラッシュによる地金の付着量が特に多いと思われる上記転炉２の傾斜部２ｂの炉口側（より具体的には、傾斜部２ｂの炉口２ａ寄りの位置）と対向する高さ位置となるように、ランス本体部１３に配設されている。

なお、図６に示すものの場合、地金溶断用ノズル３１は、ランス本体部１３における転炉２内に挿入された部分における炉口２ａの近傍に位置しており、これにより、精錬中の地金溶断用ノズル３１は、転炉２内において傾斜部２と対向した状態で、炉口２ａよりもやや低い高さから傾斜部２ｂの炉口側に向けて地金溶断用の酸素ガス１８を噴射させる態様となっている。
しかしながら、地金溶断用ノズル３１の地金溶断用の酸素ガス１８の上下方向の噴射角度の設定によっては、ランス本体部１３における転炉２内に挿入されてない部分、即ち転炉２外に位置する部分に配設してもよい。この場合、精錬中は地金溶断用ノズル３１が常時転炉２の外に位置した状態で、転炉２の傾斜部２ｂの炉口側に地金溶断用の酸素ガス１８を噴射させる態様とすることができるため、地金溶断用ノズル３１及び地金溶断用酸素ガス流路１９への、転炉２内の下部や銑鉄３の熱による熱負荷を大幅に軽減できる。また、地金溶断用ノズル３１がスプラッシュの影響をきわめて受けにくいという利点もある。

ここで、上記地金溶断用ノズル３１をランス本体部１３に設けた主な理由は次の通りである。
即ち、精錬中であっても、地金溶断用ノズル３１から地金溶断用の酸素ガス１８を噴射させることにより、炉口２ａ付近の地金を直接溶断し、且つ転炉排ガスを、炉口２ａ付近の二次燃焼によって温度上昇させ、炉口２ａ付近の付着地金を削減させ、非精錬中における地金の溶断時間を短縮するためである。
従来のように地金溶断用ノズルがノズルチップに設けられている場合、ノズルチップは精錬中においては炉内下部の溶銑に近い位置にあるため、精錬中は地金を溶断することはできない。そのため、非精錬中にすべての地金溶断を実施する必要があることから、操業サイクルタイムが延長し、非効率な操業となる。
一方で、精錬中に地金溶断ができなくても、スプラッシュによる該地金溶断用ノズルへの地金付着及び閉塞を防ぐために、精錬中も常に該地金溶断用ノズルに酸素ガスを常時流通させる必要があり、酸素ガスを有効に活用できていないという問題もある。

そのため、本発明においては、上記地金溶断用ノズル３１をノズルチップ１４ではなく、ランス本体部１３、特にこの実施の形態は、精錬中に、傾斜部２ｂの炉口側に地金溶断用の酸素ガス１８を噴射可能となるランス本体部１３の高さ位置に配設している。
これにより、精錬中に炉口２ａ付近の地金の直接溶断し、且つ転炉排ガスを、炉口２ａ付近の二次燃焼によって温度上昇させ、炉口２ａ付近の付着地金を削減させることを可能にすることで、非精錬中に行う地金溶断時間を短縮している。
また、精錬中に該地金溶断ノズル３１から酸素ガスを噴射すると、地金溶断だけでなく、スプラッシュによる地金の溶断ノズル３１への付着及び閉塞を防ぐ働きもするため、この点においても酸素ガスを有効に活用することが可能である。

また、本発明においては、地金溶断用ノズル３１がランス本体部１３に設けられたことにより、地金溶断用酸素ガス流路１９はランス本体部１３にのみ存在することになるため、地金溶断用ノズル３１はもちろん、この地金溶断用酸素ガス流路１９に対しても、転炉２の内部や銑鉄３の熱に起因する熱負荷を低減させることができる。
これにより、これらの地金溶断用ノズル３１及び地金溶断用酸素ガス流路１９に過大な熱負荷が作用することを抑止して、熱負荷に起因する割れ等を防止することができ、安定的な地金溶断を行うことができるという利点がある。
この点、この実施の形態の場合は、上記地金溶断用ノズル３１が、精錬中は、傾斜部２ｂの炉口側に地金溶断用の酸素ガス１８を噴射可能となるランス本体部１３の高さ位置に配設されており、また下端部において該地金溶断用ノズル３１と連通している地金溶断用酸素ガス流路１９も、精錬時には炉口２ａ付近、又は転炉２外に位置する。そのため、転炉２内の下部や銑鉄３の熱によってこれら地金溶断用ノズル３１及び地金溶断用酸素ガス流路１９に対して作用する熱負荷を、炉内に位置する場合に比べて格段に小さくすることができることとなる。

上記構成を有するランス５は、転炉２内の銑鉄３を精錬するに際しては、図６に示すように、ランス本体部１３を昇降手段により下降させて転炉２内に挿入させると共に、該ランス５を転炉２内の銑鉄３に対して精錬を行うための所定の位置に適宜昇降させる。
そして、冷却媒体を、ランス本体部１３の冷却媒体流路２０及びノズルチップ１４の冷却媒体循環用流路２８を通じて、ランス本体部１３及びノズルチップ１４の内部に流通、循環させて強制冷却する。また、精錬用の酸素ガス４を、ランス本体部１３の精錬用酸素ガス流路１６及びノズルチップ側の精錬用酸素ガス流路２７を通じて流通させて、ノズルチップ１４の下端部の精錬用ノズル１５から銑鉄３に向けて噴射する。
一方で、地金溶断ノズル３１からは地金溶断用の酸素ガス１８を、傾斜部２ｂの炉口側に向けて噴射する。

このとき、上記地金溶断用ノズル３１は、ランス本体部１３に設けられているため、ノズルチップ１４に設けられている場合に比べてスプラッシュの影響を受けにくく、特に、上記ランス５の場合は、地金溶断用ノズル３１が、該ランス本体部における、上記傾斜部の炉口側に地金溶断用の酸素ガスを噴射可能となる部分の高さに配設されているため、該地金溶断用ノズル３１がスプラッシュの影響を一層効果的に抑えることができる。
さらに、地金溶断用ノズル３１から噴射した地金溶断用の酸素ガス１８により、炉口２ａ付近の地金を直接溶断し、且つ転炉排ガスを、炉口２ａ付近の二次燃焼によって温度上昇させ、炉口２ａ付近の付着地金を削減させることができるため、非精錬中における地金の溶断時間を最小限に抑えることが可能となる。
また、精錬中の地金の直接溶断が終了した場合等、地金溶断用ノズル３１から常に地金溶断用の酸素ガス１８を適量噴射させることにより、該地金溶断用ノズル３１が狭くなったり閉塞したりする事態を確実且つ安定的に防止することができる。

一方、非精錬時において転炉２の炉口２ａ側の内周面や炉口２ａ付近に付着した地金を除去するに際しては、精錬時と同じランス５を用い、昇降手段によってランス本体部１３を昇降させて、地金溶断用ノズル３１を転炉２の内周面（この実施の形態の場合は特に傾斜部２ｂ）や炉口２ａ付近における地金１７が付着した位置に臨ませる。
このとき、地金溶断用ノズル３１は、ランス本体部１３が精錬時の昇降範囲よりも下降した場合に、転炉２の傾斜部２ｂの最下端の部分に地金溶断用の酸素ガス１８を噴射可能な位置となる、ランス本体部１３の軸線方向の高さに配設されているため、地金溶断用ノズル３１を傾斜部２ｂのいずれの位置にも臨ませることができる。

そして、地金溶断用の酸素ガス１８を、ランス本体部１３の地金溶断用酸素ガス流路１９を通じて地金溶断用ノズル３１から噴射させ、該酸素ガス１８によって転炉２の傾斜部２ｂや炉口２ａ付近に付着した地金１７を溶断して除去する。
また、必要に応じて、ランス本体部１３を回転手段７により軸線周りに回転させて、地金溶断用ノズル３１の方向を変更し、転炉２の傾斜部２ｂ及び炉口２ａ付近の全周に亘って地金溶断用の酸素ガス１８を噴射し、地金１７を溶断する。さらに、転炉２の傾斜部２ｂに付着した地金１７の高さに応じて、ランス本体部１３を昇降手段により適宜昇降させ、傾斜部２ｂに付着した地金１７を溶断する。これにより、傾斜部２ｂ全体の地金を確実に溶断、除去することが可能となる。
なお、この地金の溶断作業を行うに際しては、転炉の周囲に設けられた炉前防煙板の窓を通して、目視あるいはカメラや反射鏡等によって溶断の状況を確認しながら行うことができる。
この結果、１本のランス５で精錬と地金溶断との両方を行うことができるため、精錬と地金溶断とを別々の専用ランスで行う場合に比べて、設備全体を単純化することができる。

また、上記構成を有するランス５においては、上記地金溶断用ノズル３１はランス本体部１３に設けられているため、ノズルチップ１４に地金溶断用ノズル３１及び地金溶断用酸素ガス流路１９を設ける必要がなく、これにより、ノズルチップ１４の構成を簡単化することができる。
しかも、ノズルチップ１４は熱負荷が大きいため交換頻度が多いが、ノズルチップ１４の交換時には、ランス本体部１３の地金溶断用酸素ガス流路１９をノズルチップ側に接続する必要がなくなるため、地金溶断用ノズルがノズルチップに設けられている場合に比べ、ノズルチップ１４とランス本体部１３との接合が格段に容易となり、交換し易いという利点がある。
さらに、ノズルチップ１４には、地金溶断用ノズルやこれに連結される地金溶断用の酸素ガスのための流路が存在せず、従来のノズルチップに比べて構成が単純化されたため、複雑な構成に起因するランス本体部１３やランスチップ１４内を流通する流体（酸素ガスや冷却媒体）の圧損を従来よりも抑えることが可能である。

上記実施の形態においては、上記地金溶断用ノズル３１は、ランス本体部１３の精錬時の昇降範囲において、該ランス本体部における、上記傾斜部の炉口側に地金溶断用の酸素ガスを噴射可能となる部分に位置し、且つランス本体部が精錬時の昇降範囲よりも下降した場合に転炉の上記傾斜部２ｂの最下端の部分に地金溶断用の酸素ガス１８を噴射可能な位置となる、ランス本体部１３の軸線方向の高さに配設されている。
しかしながら、地金溶断用ノズルは必ずしもこのような位置に設ける必要はなく、スプラッシュの影響を受けにくく且つ転炉の炉口側の内周面に付着した地金を溶断できる位置であれば、基本的にランス本体部のどの軸線方向の高さに配設してもよい。

また、上記実施の形態においては、地金溶断用ノズル３１をランス本体部１３に６つ開設した構成となっているが、この地金溶断用ノズルはいくつ設けてもよい。
さらに、上記実施の形態においては、複数の地金溶断用ノズル３１を同じ高さで等間隔に一列に並設しているが、異なる高さに複数列設けてもよく、また必ずしも等間隔に配設しなくてもよい。

なお、上記昇降手段は、ランス本体部を確実且つ安定的に昇降できるものであれば上記実施の形態以外の構成であってもよく、さらに、回転手段７についても、ランス本体部を確実且つ安定的に回転できるものであれば上記実施の形態以外の構成を用いることができる。

２転炉
２ａ炉口
２ｂ傾斜部
３銑鉄
４精錬用の酸素ガス
５ランス
１３ランス本体部
１４ノズルチップ
１５精錬用ノズル
１６精錬用酸素ガス流路
１７地金
１８地金溶断用の酸素ガス
１９地金溶断用酸素ガス流路
２０冷却媒体流路
３１地金溶断用ノズル

Claims

鉛直方向に延びる管状に形成され、軸線方向に昇降自在且つ軸線周りに回転自在のランス本体部と、該ランス本体部の下端側に取付けられて、上方開口の炉口を有する転炉中の溶銑に精錬用の酸素ガスを噴射する精錬用ノズルを有するノズルチップとを有し、上記ランス本体部が、該ノズルチップに精錬用の酸素ガスを流通させる精錬用酸素ガス流路と、該精錬用酸素ガス流路とは別に設けられて、転炉の炉口側の内周面及び炉口付近に付着した地金を溶断する地金溶断用の酸素ガスを流通させる地金溶断用酸素ガス流路と、上記ノズルチップに該ノズルチップ冷却用の冷却媒体を流通させる冷却媒体流路とを備えたランスにおいて、
上記ランス本体部に、上記地金溶断用酸素ガス流路を流通する地金溶断用の酸素ガスを、転炉に付着した地金に向けて噴射する地金溶断用ノズルが設けられていることを特徴とするランス。
上記転炉は、炉口側の内周面に該炉口側に行くに従って次第に先細る傾斜部を有し、
上記地金溶断用ノズルは、ランス本体部の精錬時の昇降範囲において、該ランス本体部における、上記傾斜部の炉口側に地金溶断用の酸素ガスを噴射可能となる部分に位置し、且つランス本体部が精錬時の昇降範囲よりも下降した場合に転炉の上記傾斜部の最下端の部分に地金溶断用の酸素ガスを噴射可能な位置となる、ランス本体部の軸線方向の高さに配設されていることを特徴とする請求項１に記載のランス。
上記地金溶断用ノズルは、上記ランス本体部に複数並設されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のランス。