JP4172304B2 - 溶融金属の精錬方法 - Google Patents
溶融金属の精錬方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4172304B2 JP4172304B2 JP2003089649A JP2003089649A JP4172304B2 JP 4172304 B2 JP4172304 B2 JP 4172304B2 JP 2003089649 A JP2003089649 A JP 2003089649A JP 2003089649 A JP2003089649 A JP 2003089649A JP 4172304 B2 JP4172304 B2 JP 4172304B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refining
- molten metal
- lance
- gas
- vessel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶融金属の精錬方法に係わり、特に、溶銑や溶鋼中に浸漬し、該溶銑等の脱酸、脱硫、脱燐等の精錬反応を促進するのに有効なガス吹き込みランスを用いての溶融金属の精錬技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、高炉から出銑した溶銑中には、P,S等の鉄鋼材料にとって不純物となる元素が多量に含まれている。このような不純物元素は、次の製鋼工程での精錬負荷となるので、最近は該溶銑を転炉へ装入する前に、予め精錬して除去すること(溶銑予備処理という)が普及している。また、転炉で酸素吹錬して脱炭し、鋼とされた溶鋼も、さらに不純物元素を除去したり、脱ガス、成分調整を図るため、二次精錬と称する処理が行われている。
【0003】
ところで、このような溶銑予備処理あるいは溶鋼の二次精錬の一つに、溶銑又は溶鋼等の溶融金属へ中空のランスを浸漬し、該ランスを介してガスを単独、又は搬送ガスで精錬剤を吹き込み、脱珪、脱燐、脱硫等を行う技術がある(インジェクション法と称されている)。この精錬技術は、吹き込まれた搬送ガスで溶融金属を撹拌しながら、スラグや粉状の精錬剤と溶融金属とを接触させて反応させ、不純物元素を酸化物等の形態としてスラグに吸収、除去するものである。その際に利用するランス1は、図4に示すような先端に平断面で互いに180°離隔した2つの孔(噴出口ともいう)2を有するものが一般的である(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、このようなランス1では、ガスや精錬剤の噴出し方向が常に一定で、しかも限られた範囲内に供給されることになる。つまり、精錬反応に関してのデッドゾーンが生じる。そのため、溶融金属の撹拌が十分に行えないばかりでなく、精錬剤が未反応でスラグ中に残留してしまうことも多く、その反応効率を改善する余地がある。
【0004】
そのため、ランスの改造が種々検討され、図5に示すように、ランス1の先端にその軸線と直交する枝管3を取り付け、複数のガス及び精錬剤の噴出口2を設けたものが提案されている(例えば、特許文献2参照)。しかしながら、そのようなランス1は、製作費が嵩むばかりでなく、構造が複雑であり、特に、枝管3の取り付け部分の強度が弱く、使用上の管理が難しいという問題がある。
【0005】
【特許文献1】
特開昭61−264121号公報
【特許文献2】
特開平7−126736号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる事情に鑑み、精錬剤との反応に関してデッドゾーンが発生せず、且つ簡便に使用可能な溶融金属の精錬方法を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
発明者は、上記目的を達成するため、溶融金属へ浸漬するランスの構造を改善することに注目して鋭意研究を重ね、その成果を本発明に具現化した。
【0009】
すなわち、本発明は、精錬容器に保持した溶融金属へ浸漬した精錬用ランスを介してガス、又はガスと精錬剤を溶融金属へ吹き込み、撹拌する溶融金属の精錬方法において、 前記精錬用ランスに、前記溶融金属へ吹き込むガス、又はガスと精錬剤が通過する通路を内部に備え、該通路の先端を3方向に分岐して精錬剤の噴出口にすると共に、これら3つの噴出口のうちの一対が、ランス長手方向に対して垂直な断面視で中心角140〜220°の範囲で離隔してなるものを使用し、水平断面視で精錬容器の中心から半径方向に該半径の20〜70%の範囲で偏芯させて浸漬すると共に、精錬容器の中心向き方向を0゜として、該ランスの3つの前記噴出口を、それぞれ70〜110゜、−70〜−90゜、−30〜30゜の方向に向けることを特徴とする溶融金属の精錬方法である。ここに、前記溶融金属が溶銑又は溶鋼であるのが好ましい。
【0010】
本発明では、精錬容器に保持した溶融金属へ浸漬され、該溶融金属へ吹き込む搬送ガス及び精錬剤が通過する通路を内部に備えた溶融金属の精錬用ランスに、工夫を凝らし、溶融金属と精錬剤との接触や溶融金属の撹拌が浴全体で起きるようにしたので、溶融金属と精錬剤との反応に関してデッドゾーンが生じないようになる。また、ノズル自体の構造はシンプルなので、使用上の管理が難しいという問題も解消できる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、発明をなすに至った経緯をまじえ、本発明の実施の形態を説明する。
【0012】
発明者は、溶融金属と精錬剤との反応に関するデッドゾーンの発生を抑制するには、溶融金属浴の撹拌を従来より強力にし、精錬剤を浴全体に分散させる必要があると考えた。そして、撹拌の駆動力はガス吹き込みであることから、浴内での溶融金属の流れを活発にすることを検討した。その結果、以前と同様のガス吹き込み量でも、図3に示すように、ガス等の吹き込み位置を精錬容器5の中心6ではなく、壁際に寄せる(偏芯する)ようにすれば、従来よりかなり活発な流動(流動方向を矢印4で示す)ができることに気がついた。しかしながら、通常使用されている図4に示した2孔の精錬用ランスの利用では、この考えを具体化するのに支障があった。そのようなランス1では、噴射されるガスや精錬剤が精錬容器5の壁に強く当たり過ぎて、内張り耐火物にとって好ましくないか、あるいは精錬容器5の中心方向への流動が従来より劣ることが懸念されるからである。
【0013】
そこで、発明者は、この問題を解消すべく精錬用ランス(以下、単にランスと記す)の構造改造に取り組み、図1(a)に示すようなランス1を考えたのである。なお、図1はランスの先端の平断面だけを示したものである。このランスは、搬送ガス及び精錬剤が通る通路7を内部に備えた中空のランスであることは、図4に示した2孔のものと同じである。しかし、精錬剤及びガスの噴出口2は、前記通路の先端を3方向に分岐して3つにした。そして、本発明では、図1(b)に示すように、該3つの噴出口のうち一対(噴射口21と22)をランス長手方向に垂直な断面視で中心角140〜220°の範囲で離隔して設けるようにした。なお、前記3つの噴出口のうち、他の一つの噴出口23は、前記一対の噴出口21及び22の中間位置に設けるのが最も好ましいが、該中間位置から噴出口21側又は噴出口22側へ、中心角にして30°以内偏位していても良い。これにより、噴出口を精錬容器5の側壁へ向けなければ、噴射されるガスや精錬剤が容器の壁に強く当たり過ぎたり、容器の中心方向への流動が従来より劣るという問題が解消できるはずである。なお、中心角140〜220°とした理由については後述する。
【0014】
このランス構造の有効性を確認するため、発明者は、樹脂でかかるランス1と同様な構造のものを試作し、水を溶融金属、発泡スチロールの細粒を精錬剤、ガスを空気としたモデル実験を行った。溶鋼の流動状況は、発泡スチロールの流れで観察して判断したが、図2に示すようなランス1の浸漬及び配置条件の下で非常に好ましい流動が達成できた。そこで、このようなランス1とそれを利用しての精錬方法を本発明としたのである。
【0015】
精錬方法に係る本発明において、ランス1を平断面視で精錬容器5の中心6から半径方向に該半径の20〜70%の範囲で偏芯させて浸漬するようにしたのは、その範囲を外れて配置しても流動が従来より大きくならないからである。また、精錬容器の中心向き方向を0゜としたときに、該ランスの3つの前記噴出口を、それぞれ70〜110゜、−70〜−90゜、−30〜30゜の方向に配置したが、これにより前記ガス及び精錬剤が精錬容器5の側壁へ衝突しないようになり、溶融金属10の流動が適切な状態になるからである。また、このような噴出口の配置にするには、前記ランスの3つの噴出口のうち一対(21と22)を平断面視で中心角140〜220°の範囲で離隔して設けなければならないのである。また、残る一つの噴出口23から噴出されるガスが、精錬容器の中心向き方向に対して−30〜30°の方向となるには、ランスにおける該噴出口23の設置位置が、噴出口21及び22の中間位置からランス中心角にして−30〜30°の範囲にあることが好ましい。
【0016】
【実施例】
極低硫黄鋼を溶製するため、高炉から出銑した溶銑を、予備処理で脱珪、脱燐し、転炉で脱炭して溶鋼とした後、さらに二次精錬を施し脱硫した(図5参照)。その際、二次精錬としては処理能力280トンの蓋を備えた取鍋5に保持した溶鋼10に、ランス1を介して脱硫剤をガス吹き込む所謂「取鍋精錬」を選択し、3孔ランスを使用する本発明に係る精錬方法及び2孔ランスを使用する従来方法による2通りで操業を行った。なお、転炉からの出鋼に際しては、該取鍋10に受けた溶鋼へ石灰3トン、蛍石0.5トン、アルミ缶屑0.3トンを投入した。使用した本発明に係るランス1としては、前記3つの噴出口21と22とが中心角180°の範囲にあり、噴射口21と23との中心角が90°、噴射口22と23の中心角が90°離隔するように設けたものである。また、各ランスの先端浸漬深さは、溶鋼10の浴面から2.5mで、精錬容器5の中心6から半径方向に該半径の30%の位置に偏芯して浸漬した。これらの操業条件及び操業結果を表1に一括して示す。
【0017】
【表1】
【0018】
吹き込みガスにはアルゴン・ガスを採用し、流量は3.0m3(標準状態)/minである。表1より、本発明によれば、S分配比(精錬後のスラグ中S濃度(S)(単位mass%)と溶鋼中のS濃度[S](単位mass%)の比(S)/[S]が安定して120以上であった。一方、ランスとして図4のタイプのものを使用した以外は本発明例と同一条件で処理した従来例では、上記S分配比はバラツキが大きく、平均でも70程度しかなく、本発明が高いS分配比となった。理由は、本発明の適用で溶鋼の撹拌が強まり、スラグと溶鋼の反応が促進されたためと考えられる。このことは、操業中における取鍋の天端と蓋との隙間やランス挿入孔の周囲からのフレームの噴出しが、従来方法の実施時より多くなったことからも予想できた。また、本発明では、生成スラグ中の(T/Fe+MnO)含有量の値が従来よりも低いことから、撹拌能力が向上した結果、スラグ改質も十分に遂行することも確認された。なお、以上の説明は、中間の噴出口23が1個の例であるが、本発明の趣旨を損なわない均等の範囲で、該中間の噴出口を複数に増しても構わない。
【0019】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明により、溶融金属と精錬剤との反応に関してデッドゾーンが生じないようになり、高効率(時間短縮、均一性向上、到達レベル上昇)の炉外精錬が実現できる。また、ランス自体の構造はシンプルなので、使用上の管理が難しいという問題も解消できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る精錬用ランスの先端の平断面を示す図であり、(a)は3つの孔のうちの2つが互いに180°離隔したもの、(b)は2つの孔のうち2つが220°離隔したものである。
【図2】本発明に係る溶融金属の精錬方法における精錬用ランスの浸漬位置を説明する平断面図である。
【図3】精錬容器に保持した溶融金属へ精錬用ランスを偏芯させて浸漬した場合の溶融金属に生じる流動を説明する横断面図である。
【図4】従来の2孔の精錬用ランスを示す図であり、(a)は横断面を、(b)はA−Aでの平断面である。
【図5】先端に枝管を設けた精錬用ランスで溶融金属の精錬を行っている状況を示す横断面図である。
【符号の説明】
1 精錬用ランス
21,22、22 孔(噴出口)
3 枝管
4 流動方向を示す矢印
5 精錬容器(取鍋)
6 中心
7 通路
8 精錬剤のホッパ
9 吹き込みガス
10 溶融金属(溶鋼、溶銑等)
11 スラグ
Claims (2)
- 精錬容器に保持した溶融金属へ浸漬した精錬用ランスを介してガス、又はガスと精錬剤を溶融金属へ吹き込み、撹拌する溶融金属の精錬方法において、
前記精錬用ランスに、前記溶融金属へ吹き込むガス、又はガスと精錬剤が通過する通路を内部に備え、該通路の先端を3方向に分岐して精錬剤の噴出口にすると共に、これら3つの噴出口のうちの一対が、ランス長手方向に対して垂直な断面視で中心角140〜220°の範囲で離隔してなるものを使用し、水平断面視で精錬容器の中心から半径方向に該半径の20〜70%の範囲で偏芯させて浸漬すると共に、精錬容器の中心向き方向を0゜として、該ランスの3つの前記噴出口を、それぞれ70〜110゜、−70〜−90゜、−30〜30゜の方向に向けることを特徴とする溶融金属の精錬方法。 - 前記溶融金属が溶銑又は溶鋼であることを特徴とする請求項1記載の溶融金属の精錬方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003089649A JP4172304B2 (ja) | 2003-03-28 | 2003-03-28 | 溶融金属の精錬方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003089649A JP4172304B2 (ja) | 2003-03-28 | 2003-03-28 | 溶融金属の精錬方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004292924A JP2004292924A (ja) | 2004-10-21 |
JP4172304B2 true JP4172304B2 (ja) | 2008-10-29 |
Family
ID=33403449
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003089649A Expired - Fee Related JP4172304B2 (ja) | 2003-03-28 | 2003-03-28 | 溶融金属の精錬方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4172304B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5855477B2 (ja) * | 2012-01-27 | 2016-02-09 | 株式会社神戸製鋼所 | 溶銑の精錬方法 |
CN102766720A (zh) * | 2012-06-28 | 2012-11-07 | 攀钢集团研究院有限公司 | 一种脱硫喷枪及其脱硫方法 |
-
2003
- 2003-03-28 JP JP2003089649A patent/JP4172304B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004292924A (ja) | 2004-10-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6660044B2 (ja) | 溶鉄の送酸精錬方法及び上吹きランス | |
US5902374A (en) | Vacuum refining method for molten steel | |
JP4715384B2 (ja) | 溶銑の脱燐処理方法及び脱燐処理用上吹きランス | |
GB2121936A (en) | Lance structure and oxygen-blowing process for top-blown converters | |
JP2006348331A (ja) | 溶融金属精錬用上吹きランス及び溶融金属の吹錬方法 | |
JP2008231477A (ja) | 溶銑の脱燐処理方法 | |
JP5855477B2 (ja) | 溶銑の精錬方法 | |
JP4172304B2 (ja) | 溶融金属の精錬方法 | |
JP2001200309A (ja) | 転炉用上吹き酸素ランスおよび転炉精錬方法 | |
JP7001148B2 (ja) | 溶銑の脱りん方法 | |
JP4561067B2 (ja) | 酸素上吹き精錬方法 | |
JP3333339B2 (ja) | 脱炭滓をリサイクルする転炉製鋼法 | |
JPS63140021A (ja) | 溶銑の予備処理方法 | |
JP4686880B2 (ja) | 溶銑の脱燐方法 | |
JP2019090078A (ja) | 吹き込み用浸漬ランス及び溶融鉄の精錬方法 | |
JPH11158527A (ja) | 溶融金属精錬用上吹きランス | |
JP4686873B2 (ja) | 溶銑の脱燐方法 | |
JP2013209746A (ja) | 転炉型精錬炉における溶銑の精錬方法 | |
JP2002012907A (ja) | 金属溶解炉、製錬炉及び精錬炉並びに真空精錬炉の操業方法 | |
JP5412756B2 (ja) | 転炉操業方法 | |
JP2010047830A (ja) | 転炉操業方法 | |
JP2005146335A (ja) | 溶銑の脱りん方法 | |
JP5282539B2 (ja) | 溶銑の脱燐方法 | |
JPS62196314A (ja) | 転炉操業方法 | |
JP2009052090A (ja) | 溶鉄精錬用ランスおよび溶鉄精錬方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060127 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080423 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080430 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080529 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080722 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080804 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110822 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120822 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120822 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130822 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |