JP3982389B2 - Operation method of horizontal blowing refining furnace - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、横吹き精錬炉の操業方法に関し、更に詳細には、炉壁に略水平に設けられた横吹き羽口から溶鋼中に精錬用ガスを吹き込む吹錬により脱炭、還元、成分調整等を行なう横吹き精錬炉の操業方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、鋼中の非金属介在物やガス成分を著しく低減させた、清浄度の高い製品を求めるユーザの品質要求が厳しくなってきたことにより、転炉、電気炉によって生産されている所謂高級鋼、低合金鋼、特殊鋼は、何らかの形で真空精錬、もしくはそれに代わる炉外精錬工程で処理されている。例えば、真空精錬と炉外製錬工程を組み合わせたステンレス鋼の精錬方法として、AOD精錬法がある。このAOD精錬法は、転炉や電炉等で溶解された溶鋼を、移送鍋により横吹き精錬炉の一種であるAOD炉(アルゴン酸素脱炭炉)に移し、ベッセル内を真空排気装置により減圧しながら、酸素ガスと共に不活性ガス(Ar、N2)等の精錬用ガスを溶鋼中に吹き込む吹錬により、Crの酸化損失を抑えながら、脱炭、還元、成分調整等を行なうものである。
【0003】
前記AOD炉では、図4または図5に示すように、炉10の本体であるベッセル12が支持体11,11を介して傾動可能に支持され、その縦軸線Pを鉛直に立てて、材料や添加物の装入や溶鋼を取鍋等に出鋼するための出鋼口12aが真上を向く鉛直姿勢で吹錬される。また、精錬の完了した溶鋼の出鋼に際しては、モータ等の傾動装置(図示せず)で前記ベッセル12を支持体11,11を支点として傾動させることで、前記出鋼口12aから溶鋼を取鍋等へ出鋼するようになっている。前記ベッセル12は、鋼板からなる外殻14と、該外殻14の内側に2重に張られた耐火物16,18とで構成される。また、前記ベッセル12の炉壁には、図5に示すように、出鋼する際に下側となる出鋼側とは反対側に偏った部分(図面上では下側)の底部近傍に複数の横吹き羽口20が周方向に離間して設けられている。なお、前記横吹き羽口20は、ベッセル12の縦軸線Pと直交する略水平姿勢で、外殻14および耐火物16,18を貫通して溶鋼中に開口している。そして、各横吹き羽口20から、酸素ガス、アルゴンガス,窒素ガス等の精錬用ガスをベッセル12内の溶鋼中に吹き込んで、溶鋼を激しく撹拌するよう構成されている。
【0004】
前記耐火物は、外殻14側に臨む永久張レンガ16と溶鋼に接する内張レンガ18とから構成され、所要の大きさのブロック状に形成された各レンガ16,18を積み重ねて構築(築炉)されている。前記永久張レンガ16としては、焼成マグネシアレンガ等が用いられ、また内張レンガ18としては、マグクロ質ダイレクトボンドレンガやドロマイトレンガ等が用いられる。そして、前記内張レンガ18は、吹錬中の溶鋼やスラグの激しい撹拌、ダストおよびガスの大量発生、急激な温度変化等、かなり過酷な条件の下に使用される。
【0005】
前記内張レンガ18は、操業を繰り返すと、様々な要因で溶損していく。この内張レンガ18の溶損の要因としては、炉壁の底部近傍に設けられた横吹き羽口20より大量に吹き込まれる精錬用ガスと溶鋼成分の反応熱による溶鋼温度の高温化およびガス流や溶鋼流による内張レンガ18の表面に対する摩擦現象等に起因する機械的摩擦がある。また、吹錬終了時から次の吹錬の間に内張レンガ18の表面温度が低下することに起因する熱応力による亀裂あるいは剥離が生じる熱的スポーリング、更にスラグが内張レンガ18に侵入することで、化学的浸食作用による内張レンガ18表面に形成される変質層と未変質層との熱膨張の差により剥離する構造的スポーリング等が挙げられる。
【0006】
前記内張レンガ18の溶損が進み、該レンガ18の残寸が短くなると、ベッセル12より脱落してしまう。そこで、吹き付けによる補修や部分的な張り替えや全体の張り替え(解体−築炉)が必要となる。また、前記ベッセル12内において、内張レンガ18の溶損速度は部位によって異なり、特に横吹き羽口20の上方および周辺に位置する内張レンガ18は、吹き込まれるガスで溶鋼が撹拌されることによる機械的摩擦と温度変化による熱的スポーリングが激しく起こるため、局所溶損が著しい。すなわち、横吹き羽口20上方付近の内張レンガ18の溶損速度が、ベッセル12における内張レンガ18全体の耐用寿命を左右している。そこで、前記内張レンガ18の耐用寿命を延ばすため、該内張レンガ18について溶損パターンを考慮して、図4に示すように、内張レンガ18の厚み(内外方向の長さ)を各ゾーンによって変えており、特に横吹き羽口20の上方および周辺の内張レンガ18は厚く設定している。
【0007】
また、横吹き羽口20付近の耐火物の形状を変更することで、耐久性を向上させるものがある(例えば、特許文献1参照)。更には、横吹き羽口20付近の耐火物について、その耐摩耗性をより向上させた材質の耐火物を採用することが行なわれている(例えば、特許文献2参照)。
【0008】
【特許文献1】
特開平7−253278号公報
【特許文献2】
特開平11−100256号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記内張レンガ18を厚くすると重量が増すと共に、ベッセル12内の容積が少なくなるので限界があった。また、耐火物の形状や材質を変更するものでは、設備費が嵩む問題が指摘される。
【0010】
【発明の目的】
この発明は、従来の技術に係る前記問題に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、略水平に横吹き羽口を設けた横吹き精錬炉において、コストを掛けることなく、ベッセルに内張りされた耐火物の耐用寿命を延ばし得る横吹き精錬炉の操業方法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本発明に係る横吹き精錬炉の操業方法は、
外殻に内張した耐火物からなる炉壁の下部に横吹き羽口が略水平、かつ周方向に偏在して設けられたベッセルを備えた横吹き精錬炉を使用し、前記横吹き羽口から前記ベッセル内の溶鋼中に精錬用ガスを吹き込んで操業を行なうに際し、
前記横吹き羽口が所要角度だけ上向きとなるよう前記ベッセルの傾斜姿勢を保持して操業するようにしたことを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る横吹き精錬炉の操業方法につき、好適な実施形態例を挙げて以下に説明する。なお、横吹き精錬炉としてAOD炉を例に挙げて説明するが、AOD炉自体の構造は、図4または図5を参照して説明した従来の技術と基本的に同一であるので、既出の部材については、同じ参照符号を使用し、その詳細な説明は省略する。
【0013】
図1に示すベッセル12には、前述した如く、出鋼側と反対方向の炉壁に偏った部分(周方向の一部分に偏って)、周方向に所定間隔で複数(実施形態例では例えば5本であるが、その数には限定されず、1本であってもよい。)の横吹き羽口20が設けられている。この横吹き羽口20は2重構造であって、その軸線はベッセル12の縦軸線Pと略直交、すなわち略水平に設定してある。そして、操業に際しては、溶鋼が装入されたベッセル12を、前記傾動装置により支持体11,11を傾動中心Oとして、該傾動中心Oを通るベッセル12の縦軸線Pを同じく傾動中心Oを通る鉛直線Sに対して傾けて、前記横吹き羽口20が上向き(ガスの吹出口が上を向く)となる傾斜姿勢に保持した状態で吹錬が行なわれるよう構成される。なお、従来のようにベッセル12を鉛直姿勢で操業する際においても、溶鋼中に精錬用ガスを吹き込むことにより前記出鋼口12aから溶鋼が飛散しており、該ベッセル12を傾斜することで溶鋼界面と出鋼口12aとの距離が短くなると、溶鋼の飛散量は増加する。すなわち、ベッセル12の傾斜姿勢における縦軸線Pの鉛直線Sに対する傾斜角度θは、溶鋼の飛散を考慮すると、0°<θ≦10°の範囲が好ましく、特に最適には3°≦θ≦5°の範囲である。
【0014】
【実施形態例の作用】
次に、実施形態例に係る横吹き精錬炉の操業方法の作用について説明する。図1に示すように、ベッセル12の出鋼口12aが出鋼側とは反対を向くよう該ベッセル12を傾けることで、前記横吹き羽口20は上向きとなり、これに伴って該横吹き羽口20の上方に位置する内張レンガ18は、該横吹き羽口20から吹き出されるガスの吹き出し方向に対して逃げる方向に退避する。この状態で操業すると、前記横吹き羽口20から溶鋼中へは、該横吹き羽口20上方の内張レンガ18から離間する方向にガスが吹き込まれる。すなわち、前記横吹き羽口20上方の内張レンガ18近傍での溶鋼撹拌は少なくなり、これによって、該内張レンガ18の溶損が抑制され、耐火物の耐用寿命の向上が図られる。しかも、耐火物の厚み、形状、材質を変更する必要がないから、設備コストが上昇することもない。
【0015】
前記ベッセル12は、既存の傾動装置を使用して傾斜させることができ、またガス吹き込み設備や廃ガス処理設備等の設備を変更する必要もない。すなわち、本実施形態例に係る横吹き精錬炉の操業方法は、既存の設備を変更することなく簡単に実施可能である。
【0016】
ここで、AOD炉10による吹錬に際し、前記横吹き羽口20から吹き込まれるガスによる溶鋼の撹拌エネルギーは、該横吹き羽口20の吹出口と溶鋼界面との間に一定の関係がある。すなわち、実施形態例のように、ベッセル12を傾斜させることで、横吹き羽口20の吹出口と溶鋼界面との距離Lは長くなり、これに伴いガスによる撹拌エネルギーが増加し、精錬能力が向上する。また、吹き込みガスを削減して精錬コストを低減することができる。
【0017】
【実施例】
炉底から3段目の内張レンガ18に対応する位置に5本の横吹き羽口20が設けられているベッセル12に、70tのステンレス鋼の溶鋼を装入し、前記横吹き羽口20からアルゴンガスを吹き込む。このアルゴンガスは、精錬スタートから溶鋼中のC(炭素)濃度が0.6%までは吹き込まず、その後、Cが0.6〜0.3%の範囲では1000Nm3/hr、Cが0.3〜0.1%の範囲では2100Nm3/hrのアルゴンガスを吹き込む。前記条件において、ベッセル12の縦軸線Pを鉛直線Sに一致させた鉛直姿勢で操業する従来例と、ベッセル12の縦軸線Pを鉛直線Sに対して5°傾け、横吹き羽口20が上向きになる傾斜姿勢で操業する実施例との内張レンガ18の耐用回数(ch)を比較した。なお、前記内張レンガ18の耐用回数(ch)はチャージによって表され、この1チャージとは、溶鋼の装入、吹錬、出鋼するまでの1サイクルである。ここで、内張レンガ18の予想耐用回数(ch)は、重回帰分析により、Al還元ch比率、アクティブ時間、間欠度、真空処理時間、マグネシア使用量、塩基度、再処理比率から導かれる。そして、従来例の操業においては、内張レンガ18の実績耐用回数は、図2に示す予想耐用回数(理論値)に収束してゆく。これに対し、実施例の操業では、予想耐用回数より実績耐用回数が向上することが確認された。
【0018】
次に、前述した条件[0017]で操業した際に、前記横吹き羽口20より上方の内張レンガ18の段数による溶損速度を比較し、その結果を図3に示す。図3からも明らかな如く、横吹き羽口20が設けられる3段目の内張レンガ18より上方の4段目から8段目の内張レンガ18においては、従来例に比べて実施例の方が溶損速度が低下、すなわち耐用寿命が延びていることが確認できた。
【0019】
【発明の効果】
以上に説明した如く、本発明に係る横吹き精錬炉の操業方法によれば、横吹き羽口が上向きになるようベッセルを傾斜して吹錬することで、横吹き羽口上方の耐火物の溶損を抑制でき、ベッセル内耐火物の耐用寿命を延ばし得る。このことにより、耐火物の張り替え周期が長くなり、炉の補修、張り替えに掛かるコストを削減し得る。また、ベッセルを傾けることで、横吹き羽口の吹出口から溶鋼界面までの距離が長くなり、これに伴い撹拌効率が向上して、精錬能力が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好適な実施形態例に係る吹錬時のベッセルの状況を示す縦断面図である。
【図2】実施例と従来例との内張レンガの耐久寿命に関するデータを、横軸に予想耐用回数、縦軸に実績耐用回数をプロットしたグラフ図である。
【図3】実施例と従来例との横吹き羽口上方の内張レンガの溶損速度を示すグラフ図である。
【図4】従来の技術に係る吹錬時のベッセルの状況を示す縦断面図である。
【図5】ベッセルの横断面図である。
【符号の説明】
10 AOD炉(横吹き精錬炉),12 ベッセル,14 外殻
16 永久張レンガ(耐火物),18 内張レンガ(耐火物),20 横吹き羽口
P 縦軸線,S 鉛直線,θ 傾斜角度[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for operating a horizontal blowing refining furnace, and more specifically, decarburization, reduction, and component adjustment by blowing a refining gas into molten steel from a horizontal blowing tuyere provided substantially horizontally on the furnace wall. It is related with the operating method of the horizontal blowing smelting furnace which performs etc.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the so-called high-grade steel produced by converters and electric furnaces has become strict due to the stricter quality requirements of users seeking products with a high degree of cleanliness, with significantly reduced non-metallic inclusions and gas components in steel. Low alloy steels and special steels are processed in some form by vacuum refining, or an alternative furnace refining process. For example, there is an AOD refining method as a refining method of stainless steel that combines vacuum refining and out-of-furnace refining processes. In this AOD refining method, molten steel melted in a converter, electric furnace, etc. is transferred to an AOD furnace (argon oxygen decarburization furnace), which is a type of horizontal blown refining furnace, using a transfer pan, and the inside of the vessel is depressurized by a vacuum exhaust device. However, decarburization, reduction, component adjustment, and the like are performed while suppressing oxidation loss of Cr by blowing a refining gas such as an inert gas (Ar, N 2 ) together with oxygen gas into the molten steel.
[0003]
In the AOD furnace, as shown in FIG. 4 or FIG. 5, a
[0004]
The refractory is made up of
[0005]
The
[0006]
When melting of the
[0007]
Moreover, there exists a thing which improves durability by changing the shape of the refractory in the vicinity of the horizontal blowing tuyere 20 (for example, refer patent document 1). Further, a refractory material having improved wear resistance has been adopted for the refractory near the side blow tuyere 20 (see, for example, Patent Document 2).
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-7-253278 [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-1000025
[Problems to be solved by the invention]
However, when the
[0010]
OBJECT OF THE INVENTION
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in view of the above-described problems related to the prior art, and it is proposed to suitably solve this problem. In a horizontal blowing refining furnace provided with horizontal blowing tuyere substantially horizontally, no cost is applied. An object of the present invention is to provide a method for operating a horizontal blowing smelting furnace that can extend the useful life of a refractory lined on a vessel.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to overcome the above-mentioned problems and achieve the intended purpose, the operation method of the horizontal blowing smelting furnace according to the present invention is:
The horizontal blown tuyeres are provided with a horizontal blown refining furnace provided with a vessel provided with a horizontal blower tuyere at a lower part of a furnace wall made of a refractory lined on the outer shell and being unevenly distributed in the circumferential direction. From the operation of blowing the gas for refining into the molten steel in the vessel from
The horizontal blowing tuyere is operated while maintaining the inclined posture of the vessel so that the required angle is upward.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the operation method of the horizontal blowing smelting furnace according to the present invention will be described below with reference to preferred embodiments. Although the AOD furnace will be described as an example of the horizontal blowing refining furnace, the structure of the AOD furnace itself is basically the same as the conventional technique described with reference to FIG. 4 or FIG. About the member, the same referential mark is used and the detailed description is abbreviate | omitted.
[0013]
As described above, the
[0014]
Operation of Embodiment Example
Next, the effect | action of the operating method of the horizontal blowing smelting furnace which concerns on the example of an embodiment is demonstrated. As shown in FIG. 1, by tilting the
[0015]
The
[0016]
Here, during the blowing by the
[0017]
【Example】
A 70 t stainless steel molten steel is charged into the
[0018]
Next, when operating under the above-mentioned conditions [0017], the erosion speeds due to the number of lining
[0019]
【The invention's effect】
As described above, according to the operation method of the horizontal blowing refining furnace according to the present invention, the refractory above the horizontal blowing tuyere is blown by tilting the vessel so that the horizontal blowing tuyere is facing upward. Melting loss can be suppressed, and the useful life of the refractory in the vessel can be extended. As a result, the refractory replacement period becomes longer, and the cost required for furnace repair and replacement can be reduced. In addition, by tilting the vessel, the distance from the outlet of the horizontal blowing tuyere to the molten steel interface is increased, and accordingly, the stirring efficiency is improved and the refining ability is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a state of a vessel during blowing according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph in which data relating to the endurance life of the lining bricks of an example and a conventional example is plotted with the expected service life on the horizontal axis and the actual service life on the vertical axis.
FIG. 3 is a graph showing the erosion rate of the lining bricks above the horizontal blowing tuyere of the example and the conventional example.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a state of a vessel during blowing according to a conventional technique.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a vessel.
[Explanation of symbols]
10 AOD furnace (horizontal blown refining furnace), 12 vessel, 14
Claims (2)
前記横吹き羽口(20)が所要角度だけ上向きとなるよう前記ベッセル(12)の傾斜姿勢を保持して操業するようにした
ことを特徴とする横吹き精錬炉の操業方法。A horizontal blowing tuyere (20) is provided in the lower part of the furnace wall made of refractory (16, 18) lined on the outer shell (14), and is provided with a vessel (12) provided in a substantially horizontal and circumferentially distributed manner. When performing the operation by blowing a refining gas from the horizontal blowing tuyere (20) into the molten steel in the vessel (12) using the horizontal blowing refining furnace (10),
A method for operating a horizontal blown refining furnace, characterized in that the horizontal blown tuyere (20) is operated while maintaining the inclined posture of the vessel (12) so that the required angle is upward.
Priority Applications (1)
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JP2004162091A JP2004162091A (en) | 2004-06-10 |
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