JP2022013818A - 転炉精錬用上吹きランスおよびそのランスを用いた溶鉄の精錬方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ランスの軸芯と共通する軸芯を有するランス内管と、該ランス内管の底壁につながり、かつ、該ランスの軸芯に対してノズル軸芯が傾斜した少なくとも1つのノズルとを備え、該ランス内管を通して送給された精錬用酸素含有ガスおよび粉体副原料を、該ノズルを介して転炉容器内に収容された溶鉄に吹き付けることにより該溶鉄の精錬を行う転炉精錬用上吹きランスにおいて、該底壁に、該ランスの軸芯とのなす角度θ１が６５°≦θ１≦８０°に設定された傾斜面を設ける。【選択図】図２

Description

本発明は、上吹き転炉、上底吹き転炉等の上吹き機能を有する精錬容器を用い、溶鉄の脱燐、脱珪等のために酸素ガスや粉体を供給して精錬を実施するのに好適な転炉精錬用上吹きランスおよびそのランスを用いた溶鉄の精錬方法に関するものである。

近年、鋼材に対する要求品質は益々厳格化しており、燐や硫黄といった不純物元素の低減が求められている。このような要求に対応するため、製鉄所の製鋼工程では、溶銑の段階で予め脱燐処理（予備処理ともいう）を実施し、溶銑中の燐をある程度除去することが一般的になっている。

この脱燐処理では、溶銑を収容する転炉などの精錬容器に、上吹きランスを挿入して該上吹きランスの先端面に形成された噴射孔から精錬用酸素ガスおよび生石灰等の粉体を上吹きするか、あるいは、必要に応じて炉底からも精錬用酸素ガス底吹きしているが、上吹きランスからの酸素ジェットと溶鉄との衝突面である火点に粉体を吹き付けることによって、石灰の融解が促進され脱燐反応効率が向上することから、この方法では、粉体をできる限り大量に高速度で吹き付け火点に到達させることが求められている。

しかし、粉体吹き付け速度が増加すると、粉体によるノズル内部の摩耗が問題となる。ノズル内部の摩耗が進行すると、ノズルを冷却するための冷却水の流路に穴が開き、冷却水漏れが起こり重大な操業トラブルとなり、生産性の低下を招く。また、ノズル内部の摩耗が進行すると、ノズル形状が変化することとなり、酸素ジェット挙動が変動して吹錬制御が困難になる問題も生じる。

そこで、この課題を解決するために、これまでに種々の提案がなされている。例えば、特許文献１には、ランス内に緩衝空間を設けることにより、冷却水の流路が破孔しても冷却水漏れを起こさないランス形状が開示されている。また、特許文献２には、ノズル孔の内面に電気めっきによる硬質クロムめっきを施すことで摩耗を抑制する方法が開示されている。

さらに、実操業ではスピッティング抑制の観点から、酸素ジェットの動圧を分散させるために、ノズルに傾斜角を付与して多孔化するのが一般的であり、これによっても粉体による摩耗は大きく変化する。例えば、単孔ノズルを鉛直設置して用いるランスにおいては、酸素ジェットとともに流れる粉体の大半はノズルの内壁に衝突することなく吹き付けることが可能となり、摩耗が抑えられるが、多孔ノズルを備えたランスにおいては、ランス内管の軸方向に対してノズル内壁が角度を持つため、粉体が酸素ジェットに乗らなければノズル内壁に衝突することとなり、粉体による摩耗が起こりやすくなる。したがって、多孔ノズルを備えたランスでは、ノズルの材質によらずに粉体による摩耗抑制技術が必要である。

多孔ノズルを備えたランスを前提とした技術として、例えば、特許文献３には上吹きランスから粉体を吹き付けるに際し、ノズルスロート部の横断面積の総和とランス内管流路の横断面積の比を調整して、粉体がノズル部を通る際の分布を変える方法が開示されている。しかしながら、上記従来技術はいずれも以下に述べるような問題が残されている。

すなわち、特許文献１に開示のランスでは、冷却水漏れを検知して重大な操業トラブルを回避することが可能となるものの、ノズルの摩耗を抑制することについてはなんら言及がされていない。

また、特許文献２に開示の硬質クロムめっきを施す方法では、ノズルの耐摩耗性を向上させることができるが、粉体のノズル内面への衝突自体は抑制されない。また、ノズル孔内へ硬質クロムめっきを施すことは簡単な方法とは言い難く、非常に高価な方法でもある。

さらに、特許文献３に開示の方法は、スピッティングの抑制を目的としており、ノズル摩耗抑制については言及されておらず、しかも、ランス内管とノズルが角度を有するため、粉体がノズル部を通過する際の分布を変化させることができたとしても、粉体がノズル内壁に衝突する可能性が高く、ノズルの摩耗を抑制することは困難であることが想定された。

特開２００８－２０８４０７号公報 特開２００３－２１３３１８号公報 特開２０１２－２５１１９９号公報

本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、ランスの軸芯に対して角度が付されたノズルを有するランスにつき、該ノズルにおける粉体摩耗を極力抑制できる転炉精錬用上吹きランスおよびそのランスを用いた溶鉄の精錬方法を提案することを目的とする。

本発明は、ランスの軸芯と共通する軸芯を有するランス内管と、該ランス内管の底壁につながり、かつ、該ランスの軸芯に対してノズル軸芯が傾斜した少なくとも1つのノズルとを備え、該ランス内管を通して送給された精錬用酸素含有ガスおよび粉体副原料を該ノズルを介して転炉容器内に収容された溶鉄に吹き付けることにより該溶鉄の精錬を行う転炉精錬用上吹きランスであって、
該底壁に、該ランスの軸芯とのなす角度θ１が６５°≦θ１≦８０°に設定された傾斜面を設けたことを特徴とする転炉精錬用上吹きランスである。

上記の構成からなる転炉精錬用上吹きランスにおいて、前記ノズルは、ノズル軸芯が前記底壁の傾斜面に対して直交する向きで該傾斜面につながるものであること、また、前記ランス内管は、前記ランスの軸芯に沿う壁面をもった内周壁と、該内周壁の壁面に沿う壁面をもった外周壁と、該内周壁および外周壁をそれらの末端部において相互につなぎ合わせる底壁とによって区画され、その内側に該精錬用酸素含有ガスおよび粉体副原料の送給流路を形成する環状空間を有すること、また、前記ノズルは、ノズルスロート径をｄ１とし、前記傾斜面の内端から該ノズルのノズル軸芯に至るまでの該傾斜面に沿う長さをＬ１とし、前記傾斜面の内端から前記傾斜面の外端に至るまでの該傾斜面に沿う長さをＬ０とした場合に、Ｌ１／Ｌ０は、
（０．７５ｄ１／Ｌ０）≦（Ｌ１／Ｌ０）≦１－（０．７５ｄ１／Ｌ０）
の条件を満足するものであること、さらに、前記ランス内管の内側に、前記ランスの軸芯に沿う流路が形成されたランス中心管を設けたこと、が課題解決のための具体的手段として好ましい。

また、本発明は、上記の構成からなる転炉精錬用上吹きランスを使用して、該上吹きランスから精錬用酸素含有ガスとともに粉体副原料を吹き付けることにより転炉容器内に収容された溶鉄を精錬することを特徴とする転炉精錬用上吹きランスを用いた溶鉄の精錬方法である。

本発明によれば、ノズル内のガスの流れが均一化されるため、粉体副原料との接触によるノズル内壁の損耗を抑制することが可能であり、転炉精錬用上吹きランスの使用寿命を大幅に延長することができる。

本発明にしたがう転炉精錬用上吹きランスの実施の形態を模式的に示した図であり、（ａ）は、図１（ｂ）のＡ－Ａ断面を示した図であり、（ｂ）は、図１（ａ）の底面（ランス先端部）を示した図である。 図１（ａ）（ｂ）に示した転炉精錬用上吹きランスの要部を拡大して模式的に示した図である。 ノズルのスロート径が傾斜面の長さの１．０倍になる転炉精錬用上吹きランスを模式的に示した図であり、（ａ）は、図１（ａ）のＢ－Ｂ断面に対応する断面を示した図であり、（ｂ）は、図３（ａ）のＣ－Ｃ断面を示した図であり、（ｃ）は、図３（ａ）のＤ－Ｄ断面を示した図である。 本発明にしたがう転炉精錬用上吹きランスの先端部分の要部を模式的に示した図であり、（ａ）は、図１（ａ）のＢ－Ｂ断面に対応する断面を示した図であり、（ｂ）は、図４（ａ）のＥ－Ｅ断面を示した図である。 Ｌ１／Ｌ０が（０．７５ｄ１／Ｌ０）よりも小さくなる場合の転炉精錬用上吹きランスの先端部分の要部を模式的に示した図であり、（ａ）は、図１（ａ）のＢ－Ｂ断面に対応する断面を示した図であり、（ｂ）は、図５（ａ）のＦ－Ｆ断面を示した図である。 Ｌ１／Ｌ０が１－（０．７５ｄ１／Ｌ０）よりも大きくなる場合の転炉精錬用上吹きランスの先端部分の要部を模式的に示した図であり、（ａ）は、図１（ａ）のＢ－Ｂ断面に対応する断面を示した図であり、（ｂ）は、図６（ａ）のＧ－Ｇ断面を示した図である。 ノズル内の酸素ガスのガス流速分布を示した図である。 ノズル内の粉体軌跡と粉体速度分布を示した図である。 ノズル内の酸素ガスのガス流速分布を示した図である。 転炉精錬用上吹きランスの要部を拡大して模式的に示した図である。 本発明にしたがう転炉精錬用上吹きランスの他の実施の形態を模式的に示した図であり、（ａ）は、（ｂ）のＨ－Ｈ断面を示した図であり、（ｂ）は、（ａ）の底面（ランス先端部）を示した図である。

以下、図面を参照して本発明をより具体的に説明する。
図１（ａ）（ｂ）は、本発明にしたがう転炉精錬用上吹きランスの実施の形態をランス先端部分について模式的に示した図であり、図１（ａ）は、図１（ｂ）のＡ－Ａ断面を示した図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の底面（ランスの先端部）を示した図である。また、図２は、図１（ａ）（ｂ）に示した転炉精錬用上吹きランスの要部を拡大して模式的に示した図である。

図１、２における符号１は、ランスの軸芯Ｏと共通する軸芯を有するランス内管である。ランス内管１は、ランスの軸芯Ｏに沿う壁面、より好ましくは該ランスの軸芯Ｏに平行な壁面をもった内周壁１ａと、該内周壁１ａの壁面に沿う壁面、より好ましくは内周壁１ａの壁面と平行な壁面をもった外周壁１ｂと、該内周壁１ａおよび該周壁１ｂをそれらの末端部において相互につなぎ合わせる底壁１ｃとを備えたものから構成されており、その内側には、内周壁１ａ、外周壁１ｂおよび底壁１ｃによって区画された、精錬用酸素含有ガスおよび粉体副原料の送給経路を形成するための環状空間Ｍが設けられている。底壁１ｃには、ランスの軸芯Ｏとのなす角度（内周壁１ａの壁面とのなす角度）θ１が６５°≦θ１≦８０°に設定された傾斜面１ｃ１が形成されている。傾斜面１ｃ１は、フラットな面でもよいし曲面であってもよい。

本発明においては、ランスの軸芯Ｏと底壁１ｃとのなす角度θ１を、６５°≦θ１≦８０°に設定することとしたが、その理由は、θ１が６５°よりも小さいと、ランスに冷却水路を形成するための十分なスペースを確保するのが困難となり、ランス先端における冷却能の不足によりノズルが熱変形して冷却水漏れを起こすおそれがある一方、θ１が８０°を超えると、ノズル２内における精錬用酸素含有ガスの流れが不均一（偏流）となり、流速の高い流れに乗った粉体の、ノズル２内面への衝突によりノズル２の摩耗が促進されるのが避けられないが、ランスの軸芯Ｏと底壁１ｃとのなす角度θ１を、６５°≦θ１≦８０°に設定することにより、ランス先端における冷却能を確保しながら、精錬用酸素含有ガスの流れを均一化してノズル２における摩耗を抑制するのに有利だからである。

また、符号２は、円筒状の開孔を有し、ランス内管１の底壁１ｃにつながるノズルである。ノズル２は、ストレートノズルやラバーノズルを適用することが可能で、ノズル軸芯ｎがランスの軸芯Ｏに対して傾斜しており、底壁１ｃの傾斜面１ｃ１に対してはノズル軸芯ｎが直交する向きでつながっている。ノズル２のスロート径ｄ１は、傾斜面１ｃ１の長さ、すなわち、底壁１ｃの傾斜面１ｃ１の内端１ｃ２から前記底壁１ｃの傾斜面１ｃ１の外端１ｃ３に至るまでの該傾斜面1ｃ1に沿う長さＬ０の０．４～０．７５倍程度に設定される。ここで、ノズル２のスロート径ｄ１が、傾斜面１ｃ１の長さＬ０の０．４倍よりも小さくなると、ランス内管１からノズル２に精錬用酸素ガスが流入する際に、流路の断面積が大幅に縮小されることになり、非常に大きな圧力損失が発生してしまう。一方、ノズル２のスロート径ｄ１が、傾斜面１ｃ１の長さＬ０の０．７５倍よりも大きくなると、ノズル２内における精錬用酸素ガスの流れが不均一（偏流）となることが予想される。図３（ａ）～（ｃ）は、ノズル２のスロート径ｄ１が傾斜面１ｃ１の長さＬ０の１．０倍になる転炉精錬用上吹きランスを模式的に示した図であり、図３（ａ）は、図１（ａ）のＢ－Ｂ断面に対応する断面を示した図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＣ－Ｃ断面を示した図であり、図３（ｃ）は、図３（ａ）のＤ－Ｄ断面を示した図である。図３（ｂ）のように、ノズル２のスロート径ｄ１が、傾斜面１ｃ１の長さＬ０と等しくなると、ランス内管１からノズル２に精錬用酸素ガスが流入する際に偏流が発生するが、図３（ｃ）の断面では、偏流は発生しない。すなわち、ノズル２内で考えると、精錬用酸素ガスの流れが不均一（偏流）となる。

ノズル２の傾斜角θ２は、１０°未満ではノズル孔から噴射される酸素ガスジェット同士が合体してスピッティング発生量が増加する一方、２５°より大きくなると火点と炉壁との距離が短くなり、炉壁耐火物の溶損が起こりやすくなる。このため、ノズル２の傾斜角θ２は１０°～２５°に設定するのが好ましい。

ノズル２の、底壁１ｃに対する位置関係Ｌ１／Ｌ０は、スロート径をｄ１とし、底壁１ｃの傾斜面１ｃ１の内端１ｃ２から該ノズル２のノズル軸芯ｎに至るまでの該傾斜面１ｃ１に沿う長さＬ１とし、底壁１ｃの傾斜面１ｃ１の内端１ｃ２から前記底壁１ｃの傾斜面１ｃ１の外端１ｃ３に至るまでの該傾斜面1ｃ1に沿う長さをＬ０とした場合に、（０．７５ｄ１／Ｌ０）≦（Ｌ１／Ｌ０）≦１－（０．７５ｄ１／Ｌ０）の条件を満足するように設定することができる。

本発明において、Ｌ１／Ｌ０を、上記の条件を満足するように設定するのがよい理由について説明する。図４（ａ）（ｂ）は、本発明にしたがう転炉精錬用上吹きランスの先端部分の要部を模式的に示した図であり、図４（ａ）は、図１（ａ）のＢ－Ｂ断面に対応する断面を示した図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＥ－Ｅ断面を示した図である。また、図５（ａ）（ｂ）は、Ｌ１／Ｌ０が（０．７５ｄ１／Ｌ０）よりも小さくなる場合の転炉精錬用上吹きランスの先端部分の要部を模式的に示した図であり、図５（ａ）は、図１（ａ）のＢ－Ｂ断面に対応する断面を示した図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＦ-Ｆ断面を示した図である。さらに、図６（ａ）（ｂ）は、Ｌ１／Ｌ０が１－（０．７５ｄ１／Ｌ０）よりも大きくなる場合の転炉精錬用上吹きランスの先端部分の要部を模式的に示した図であり、図６（ａ）は、図１（ａ）のＢ－Ｂ断面に対応する断面を示した図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＧ-Ｇ断面を示した図である。図４（ａ）（ｂ）～図６（ａ）（ｂ）に示す転炉精錬用上吹きランスにおいて、Ｌ１／Ｌ０が、（０．７５ｄ１／Ｌ０）よりも小さくなると、図５（ａ）（ｂ）に示すように、ノズル２の、ランス内管１の内周壁１ａに対する距離が近くなる一方、Ｌ１／Ｌ０が１－（０．７５ｄ１／Ｌ０）よりも大きくなると、図６（ａ）（ｂ）に示すように、ノズル２の、ランス内管１の外周壁１ｂに対する距離が近くなり、いずれにおいても、ノズル２内における精錬用酸素ガスの流れが不均一（偏流）となり、流速の高い流れに乗った粉体がノズル２の内面に衝突してしまい、ノズル２の摩耗が促進されるのが避けられないが、Ｌ１／Ｌ０を、（０．７５ｄ１／Ｌ０）≦（Ｌ１／Ｌ０）≦１－（０．７５ｄ１／Ｌ０）とすることにより、精錬用酸素含有ガスの流れの均一化を図りノズル２の摩耗を抑制することができる。

また、図における符号３は、ランス内管１の内周壁１ａの径方向内側に設けられ、ランスの軸芯Ｏに沿う流路３ａ、より具体的には、ランスの軸芯Оに平行な流路３ａを有するランス中心管である。ランス中心管３の下端部には、ランスの軸芯Ｏと共通する軸芯を有するノズル４が設けられており、流路３ａを通して送給された精錬用酸素含有ガス等を、ノズル４を介して転炉内に収容された溶鉄に吹き付けることができるようになっている。

また、図における符号５は、ランス内管１を取り囲むように設けられた管体、６は、管体５を取り囲むように設けられた管体である。管体５と管体６とによってその内側に冷却水を通すための流路７が形成されている。

この種のランスにおいて不可避なノズル２の摩耗は、ノズル２の流路面積がランス内管１の流路面積に比較して急激に小さくなるため、ノズル２内において精錬用酸素含有ガスの流れが不均一（偏流）となり、流速の高い流れに乗った粉体がノズル２の内面に衝突することにより発生することが原因であり、それを抑制するには、精錬用酸素含有ガスの流れの均一化を図ること、すなわち、精錬用酸素含有ガスの偏流を小さくすることが有効であることが明らかとなった。

表１は、精錬用酸素含有ガスの偏流を小さくするランス構造についての検討を行うべく、ランス内管１の内径を６０ｍｍ、外径を２５０ｍｍ、ノズル２のスロート径ｄ１を４０ｍｍ、ノズル数を６、ノズル２の傾斜角度θ２を１８°に設定し、精錬用酸素含有ガスの流量（上吹き酸素流量）を４００００Ｎｍ^３／ｈ、粒径５０μｍの生石灰粉体を粉体副原料として５００ｋｇ／ｍｉｎで一定時間通過させる条件で溶鉄の精錬を行うに当たり、Ｌ１／Ｌ０を種々変更した場合につき、上吹きランスにおける精錬用酸素含有ガスおよび粉体副原料の流動を模擬した熱流体シミュレーションにてノズル２の損耗量を計算した結果を示したものである。なお、このシミュレーションでは、汎用熱流体ソフトウエアであるＳＴＡＲ－ＣＣＭ＋を用いた。また、本条件では、ランス内管１の内径が６０ｍｍ、外径が２５０ｍｍ、ノズル２のスロート径ｄ１が４０ｍｍとしているため、ｄ１／Ｌ０は、０．４２となる。

表１における損耗指数は、Ｎｏ．７における上吹きランスを用いた場合のノズルの損耗量を１として指数化した値を示したものであって、損耗指数が小さくなるほど損耗量が小さくなることを示したものである。表１より、底壁１ｃの傾斜面１ｃ１の角度θ１を６０～８０°の範囲に設定した場合、あるいは、これに加えて、Ｌ１／Ｌ０を（０．７５ｄ１／Ｌ０）≦（Ｌ１／Ｌ０）≦１－（０．７５ｄ１／Ｌ０）の条件に設定した場合に、ノズル２の損耗指数がＮｏ．７のものよりも小さくなり、ノズル２の損耗量が軽減されることが判明した。

この際、ノズル２の内部の流動（ガス流速分布）について調査したところ、Ｎｏ．５～７では、図７に示すようにノズル２内で酸素ガスの偏流が見られ、流速の高い領域が形成されるため、図８に示すようにガスの流れに乗って多くの粉体がノズル２の内面に衝突し、この衝突によってノズル摩耗が促進されることとなっていたが、Ｎｏ．１～４、８では、図９に示すようノズル２内の酸素ガスの流動はほぼ均一であり、偏流はみられなかった。

なお、表１のＮｏ．８については、ノズル２内の流動はほぼ均一であり、偏流はみられないものの、θ1が６０°であり、冷却水路を形成するための十分なスペースを確保するのが困難になることから、ランス先端の冷却能の不足によりノズルが熱変形して冷却水漏れを起こすおそれがある。

本発明にしたがう転炉精錬用上吹きランスは、ランス内管１の底壁１ｃに傾斜面１ｃ１を設け、傾斜面１ｃ１に対してノズル２を垂直に接続する構造からなるものを基本構成としているため、ランス内管１の内周壁１ａと底壁１ｃの内端とが交差する部位、ランス内管１の外周壁１ｂと底壁１ｃの外端とが交差する部位では、酸素ガス、粉体の流れがよどむことも予想される。このため、本発明においては、その領域に図１０に示すように、半径が５～２０ｍｍ程度のＲ（アール）を付与しておくのが望ましく、この場合、Ｌ１、Ｌ０は、内周壁１ａの延長線と傾斜面１ｃ１の延長線との交点Ｐ１、外周壁１ｂの延長線と傾斜面１ｃ１の延長線との交点Ｐ２を基準にして設定すればよい。

図１１（ａ）（ｂ）は、本発明にしたがう転炉精錬用上吹きランスの他の実施の形態を模式的に示した図である。この例は、ランス中心管３を備えない構造からなるものであり、かかる構造からなるランスにおいても、底壁１ｃにおける傾斜面１ｃ１の角度θ１を６５～８０°の範囲に設定するか、あるいは、これに加えて、Ｌ１／Ｌ０を（０．７５ｄ１／Ｌ０）≦（Ｌ１／Ｌ０）≦１－（０．７５ｄ１／Ｌ０）に設定することにより、ノズル２の損耗を軽減することができる。

本発明の効果を確認するため、成分組成（平均値）が、Ｃ：４．３ｍａｓｓ％、Ｓｉ：０．４０ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．２８ｍａｓｓ％、Ｐ：０．１２５ｍａｓｓ％、Ｓ：０．０４ｍａｓｓ％、残部がＦｅからなる溶鉄を収容した容量３００トン規模の転炉で、上掲図１に示した構造からなる上吹きランスを用いて予備吹錬を行い、ノズル摩耗によりランス内部の冷却水流路に穴が開いて水漏れが起きるまでのランスの使用回数についての調査を行った。

上吹きランスのランス内管の内径は６０ｍｍ、外径は２５０ｍｍ、スロート径は５０ｍｍ、ノズル孔数は６、ノズルの傾斜角は１８°に設定し、θ１とＬ１／Ｌ０については、種々変更したものとし、上吹き酸素含有ガスの流量は４００００Ｎｍ^３／ｈ、また、粉体副原料は粒径１～２００μｍの生石灰粉体を５００ｋｇ／ｍｉｎの条件で吹き付けることとした。

表２にその結果を示す。なお、表２において、ランス使用指数とは、θ１が９０°、Ｌ１／Ｌ０が０．５０になる上吹きランス（比較例１）を用いて予備吹錬を行い、水漏れが発生するまでのランス使用回数を１として指数化した値である。

実施例１～６は、θ１が本発明で規定する条件を満足するものであって、比較例１に比べ、ランス使用指数の値が大きくなることが明らかとなった。

とくに、実施例１～４は、Ｌ１／Ｌ０が本発明で規定する条件をも満足するものであって、この場合、ランス使用指数の値は、比較例１の２倍を超える、より好ましい結果が得られた。

一方、比較例２は、ランス使用指数は大幅に減少しているが、これは、ノズル摩耗による冷却水漏れではなく、ランス先端の熱変形により水漏れが生じたことによる。

とくに、θ１が６０°であると、冷却水路を十分に確保することが困難となり、ランス先端の冷却能が不足したことで熱変形が生じ、冷却水漏れが起こったと推察される。

以上のことから、本発明を実施することにより、ランス使用回数を大幅に増加させることが可能で、ランスの長寿命化を達成することができることが確認された。

本発明によれば、ノズルにおける粉体摩耗を極力抑制して使用寿命を大幅に延長可能な転炉精錬用上吹きランスおよびそのランスを用いた溶鉄の精錬方法が提供できる。

１ ランス内管
１ａ 内周壁
１ｂ 外周壁
１ｃ 底壁
１ｃ１ 傾斜面
１ｃ２ 傾斜面の内端
１ｃ３ 外傾斜面の外端
２ ノズル
３ ランス中心管
３ａ 流路
４ ノズル
５ 管体
６ 管体
７ 流路
О ランスの軸心
ｎ ノズル軸芯

Claims (6)

1. ランスの軸芯と共通する軸芯を有するランス内管と、該ランス内管の底壁につながり、かつ、該ランスの軸芯に対してノズル軸芯が傾斜した少なくとも1つのノズルとを備え、該ランス内管を通して送給された精錬用酸素含有ガスおよび粉体副原料を該ノズルを介して転炉容器内に収容された溶鉄に吹き付けることにより該溶鉄の精錬を行う転炉精錬用上吹きランスであって、
   該底壁に、該ランスの軸芯とのなす角度θ１が６５°≦θ１≦８０°に設定された傾斜面を設けたことを特徴とする転炉精錬用上吹きランス。
2. 前記ノズルは、ノズル軸芯が前記底壁の傾斜面に対して直交する向きで該傾斜面につながるものであることを特徴とする請求項１に記載した転炉精錬用上吹きランス。
3. 前記ランス内管は、前記ランスの軸芯に沿う壁面をもった内周壁と、該内周壁の壁面に沿う壁面をもった外周壁と、該内周壁および外周壁をそれらの末端部において相互につなぎ合わせる底壁とによって区画され、その内側に該精錬用酸素含有ガスおよび粉体副原料の送給流路を形成する環状空間を有することを特徴とする請求項1または２に記載した転炉精錬用上吹きランス。
4. 前記ノズルは、スロート径をｄ１とし、前記傾斜面の内端から該ノズルのノズル軸芯に至るまでの該傾斜面に沿う長さＬ１とし、前記傾斜面の内端から前記傾斜面の外端に至るまでの該傾斜面に沿う長さをＬ０とした場合に、Ｌ１／Ｌ０は、
   （０．７５ｄ１／Ｌ０）≦（Ｌ１／Ｌ０）≦１－（０．７５ｄ１／Ｌ０）
   の条件を満足するものであることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載した転炉精錬用上吹きランス。
5. 前記ランス内管の内側に、前記ランスの軸芯に沿う流路が形成されたランス中心管を設けたことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載した転炉精錬用上吹きランス。
6. 請求項１～５のいずれか１項に記載の転炉精錬用上吹きランスを使用して、該上吹きランスから精錬用酸素含有ガスとともに粉体副原料を吹き付けることにより転炉容器内に収容された溶鉄を精錬することを特徴とする溶鉄の精錬方法。

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