JP6340919B2 - Converter refining method using top blowing lance - Google Patents
Converter refining method using top blowing lance Download PDFInfo
- Publication number
- JP6340919B2 JP6340919B2 JP2014107245A JP2014107245A JP6340919B2 JP 6340919 B2 JP6340919 B2 JP 6340919B2 JP 2014107245 A JP2014107245 A JP 2014107245A JP 2014107245 A JP2014107245 A JP 2014107245A JP 6340919 B2 JP6340919 B2 JP 6340919B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lance
- kinetic energy
- nozzle
- total kinetic
- height
- 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.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
Description
本発明は、上吹きランスを用いた転炉精錬方法に関するものである。 The present invention relates to a converter refining method using an upper blowing lance.
上底吹き転炉、上吹き転炉においてはいずれも、上吹きランスを用いた転炉精錬が行われる。上吹きランスの先端に設けられた酸素ノズルから純酸素ガスを高速で転炉中の溶湯（溶融金属）に噴射し、ガスの衝突によって溶湯を攪拌するとともに、酸素ガスによって溶湯中の不純物成分を酸化させて金属精錬が行われる。酸素ノズルとしてはラバールノズルが用いられ、酸素ノズルから超音速噴流を吐出させる。複数の酸素ノズルを有する多孔ノズルランスが用いられている。 In both the top-bottom blow converter and the top blow converter, converter refining using an upper blow lance is performed. Pure oxygen gas is injected at high speed from the oxygen nozzle provided at the tip of the top blowing lance to the molten metal (molten metal) in the converter, and the molten metal is agitated by gas collision. Metal refining is performed by oxidizing. A Laval nozzle is used as the oxygen nozzle, and a supersonic jet is discharged from the oxygen nozzle. A porous nozzle lance having a plurality of oxygen nozzles is used.
所定のノズル形状（ノズルスロート径、ノズル孔数、ノズルの広がり角度）を有するランスを用いて酸素吹き込みを行うに際し、送酸速度とランス高さ（ランス先端と湯面との距離）を変更することにより、転炉中の溶湯に与える酸素ガスジェットの影響を調整することができる。同じ送酸速度であれば、ランス高さを低くすると酸素ガスジェットの影響が高まり、溶湯の攪拌動力が高まるとともに、溶湯が跳ね返るスピッティング現象が増大し、ランス先端への地金付着も増大する。逆にランス高さを高くすると酸素ガスジェットの影響が弱まり、弱攪拌に特有の精錬反応（いわゆる「ソフトブロー」）が進行するとともに、転炉中の雰囲気ガスと酸素ガスジェットとの混合が進んで二次燃焼率が増大する原因ともなる。そのため、転炉及びランスの種類ごとに、最適な送酸速度とランス高さが定められ、転炉精錬が行われる。 When oxygen is blown using a lance having a predetermined nozzle shape (nozzle throat diameter, number of nozzle holes, nozzle spread angle), the oxygen feed rate and lance height (distance between the lance tip and the molten metal surface) are changed. Thus, the influence of the oxygen gas jet on the molten metal in the converter can be adjusted. At the same acid delivery rate, lowering the lance height increases the influence of the oxygen gas jet, increasing the stirring power of the molten metal, increasing the spitting phenomenon of the molten metal rebounding, and increasing the adhesion of metal to the tip of the lance. . Conversely, when the lance height is increased, the influence of the oxygen gas jet is weakened, a refining reaction peculiar to weak stirring (so-called “soft blow”) proceeds, and mixing of the atmospheric gas and the oxygen gas jet in the converter proceeds. This also increases the secondary combustion rate. Therefore, the optimum acid feed rate and lance height are determined for each type of converter and lance, and converter refining is performed.
特許文献１には、排ガス中のＣＯ及びＣＯ2濃度より二次燃焼による反応熱量を求め、実測した排ガス温度及び火点温度より溶鋼・スラグへの着熱分配率を決定して溶鋼・スラグ温度を推定し、この推定値に対応して送酸量、ランス高さ、底吹きガス流量を操作することで溶鋼・スラグ温度を制御することを特徴とする転炉吹錬制御方法が開示されている。しかし、これら諸パラメータを計測した上で溶鋼・スラグ温度を推定し、この推定値に対応して送酸量、ランス高さ、底吹きガス流量を操作するのでは、対応が煩雑すぎる問題がある。
In
非特許文献１によると、転炉上吹きの総運動エネルギーＪは以下の式で表される。
Ｊ＝ｎｃｏｓξ・(π・ρg)／20・(6.313・Ｄe／ｘ)3
×(ｘ・ｔａｎθ／2)2・ｕ'3 (0, 0) （１）
上記式のｘをまとめて記述すると、
Ｊ＝ｎｃｏｓξ・(π・ρg)／20・(6.313・Ｄe)3・(ｔａｎθ／2)2・ｕ'3 (0, 0)／ｘ
となり、Ｊはｘに反比例する形となる。
ここで、ｎ：ノズル孔数、ξ：ノズル広がり角度(°)、ρg：気体の密度(kg/m3)、Ｄe：先端部でのノズル径(m)、ｘ：ランス高さ(m)、θ：ジェットの広がり角度(°)、ｕ' (0, 0)：ノズル先端部での見掛けの流速(Nm/s)、を意味する。即ち、他の条件を一定にしてランス高さのみを変化させた場合、総運動エネルギーはランス高さに反比例する。以下、本発明ではランス高さをｘではなく「Ｈ」と表記する。
According to
J = n cosξ · (π · ρ g ) / 20 · (6.313 · D e / x) 3
× (x · tanθ / 2) 2 · u ' 3 (0, 0) (1)
When x in the above formula is described together,
J = n cosξ · (π · ρ g ) / 20 · (6.313 · D e ) 3 · (tan θ / 2) 2 · u ′ 3 (0, 0) / x
J is in inverse proportion to x.
Here, n: number of nozzle holes, ξ: nozzle spread angle (°), ρ g : gas density (kg / m 3 ), D e : nozzle diameter (m) at the tip, x: lance height ( m), θ: Jet spread angle (°), u ′ (0, 0): Means the apparent flow velocity (Nm / s) at the nozzle tip. That is, when only the lance height is changed with other conditions fixed, the total kinetic energy is inversely proportional to the lance height. Hereinafter, in the present invention, the lance height is expressed as “H” instead of x.
転炉においてランス先端のノズル形状を定め、当該ノズル形状にマッチした最適な送酸速度とランス高さが定められ、転炉精錬が行われる。ランス先端のノズル部分を交換した直後においては、最適送酸条件が適用されているため、上吹きガスジェットによる溶湯の攪拌を適切に得られ、かつスピッティングも十分に抑えられ、二次燃焼率が高すぎない良好な吹錬を行うことができる。 In the converter, the shape of the nozzle at the tip of the lance is determined, the optimum acid feed rate and the lance height matching the nozzle shape are determined, and converter refining is performed. Immediately after replacing the nozzle part at the tip of the lance, the optimum acid feeding conditions are applied, so that the molten metal can be properly stirred by the top-blown gas jet, and the spitting can be sufficiently suppressed. Good blowing can be performed that is not too high.
ところが、新品のノズルを使用し始めてランス使用回数数十回が経過すると、スピッティングに起因するランス先端への地金付着でノズル交換を余儀なくされる場合が見られた。さらにランス使用回数が２００回を超えると、逆に弱攪拌になり、二次燃焼率が増大する傾向が見られることがあった。 However, when dozens of lances were used after starting to use a new nozzle, there was a case where the nozzle was forced to be replaced due to adhesion of the metal to the tip of the lance caused by spitting. Further, when the number of lances used exceeds 200 times, weak agitation occurs, and the secondary combustion rate tends to increase.
本発明は、上吹きランスを用いた転炉精錬方法において、ランス使用回数が変わっても常に良好な吹錬状況を保持し、ランス先端への地金付着を防止し、二次燃焼率の増大をも防止することのできる転炉精錬方法を提供することを目的とする。 In the converter refining method using the top blow lance, the present invention always maintains a good blowing condition even if the number of times the lance is used, prevents the adhesion of the metal to the tip of the lance, and increases the secondary combustion rate. It aims at providing the converter refining method which can also prevent.
即ち、本発明の要旨とするところは以下のとおりである。
（１）先端に酸素ノズルとして３孔以上の多孔ノズルを有する上吹きランスを用いた転炉精錬方法において、ランスの使用回数に応じてランス高さの設定値を決定するに際し、
ノズル形状が変形していない場合の最適ランス高さＨ0を予め定め、
ランス高さを所定の高さとしたときのランス使用回数と湯面に到達するジェットの全運動エネルギーとの関係を予め求めておき、ランス初回の全運動エネルギーを基準とした全運動エネルギー比を求め、
ランス使用回数初期段階において全運動エネルギー比が１よりも大きくなる領域の一部又は全部においてランス高さをＨ0よりも高い高さとし、ランス使用回数後半において全運動エネルギー比が１よりも小さくなる領域の一部又は全部においてランス高さをＨ0よりも低い高さとすることを特徴とする転炉精錬方法。
That is, the gist of the present invention is as follows .
(1 ) In a converter refining method using an upper blowing lance having a porous nozzle having three or more holes as an oxygen nozzle at the tip, when determining a setting value of the lance height according to the number of times of use of the lance,
The optimum lance height H 0 is determined in advance when the nozzle shape is not deformed,
The relationship between the number of lance usages and the total kinetic energy of the jet reaching the molten metal surface when the lance height is set to a predetermined height is obtained in advance, and the total kinetic energy ratio based on the total kinetic energy at the first lance is obtained. ,
The lance height is set higher than H 0 in a part or all of the region where the total kinetic energy ratio is larger than 1 in the initial stage of lance usage, and the total kinetic energy ratio is smaller than 1 in the latter half of the lance usage. A converter refining method, wherein a lance height is lower than H 0 in a part or all of the region.
本発明は、上吹きランスを用いた転炉精錬方法において、ランスの使用回数に応じてランス高さの設定値を決定することにより、ランス使用回数によらず、常に良好な吹錬状況を保持し、ランス先端への地金付着を防止し、二次燃焼率の増大をも防止することができる。 In the converter refining method using the top blow lance, the present invention always maintains a good blowing condition regardless of the number of lance use by determining the set value of the lance height according to the number of use of the lance. In addition, adhesion of the metal to the tip of the lance can be prevented, and an increase in the secondary combustion rate can be prevented.
上吹きランス先端の酸素ノズルとして３孔以上の多孔ノズルが用いられている。酸素ノズルはランス先端の同一円周上に同一角度間隔で配置されることが多い。ランスノズルの使用回数とノズルの変形状況との関係を調査したところ、ランスノズルの使用回数が増大するとともに、ノズル出口形状が変形して出口直径が減少する部分が生じることがわかった。特に各ノズルのうちのランス外周側に近い側でノズル形状の変形が進行する。図１はランス１のノズル２変形状況を示す図であり、（ａ）はランス使用開始前、（ｃ）はノズル変形が発生した後の状態を示し、（ｂ）（ｄ）はそれぞれＢ−Ｂ矢視部分図、Ｄ−Ｄ矢視部分図である。ノズル出口形状が変形して直径が最も小さくなった部分の直径をここでは「ノズル最小径」と呼ぶ。最小径は、ランス半径方向のノズル直径であることが多い。そして、ランス使用回数の進行とともに、ノズル最小径が小さくなっていくことが観察された。ラバールノズルのスロート径をＤt、出口の初期径をＤe0、実際のノズル最小径をＤeとおき、
δ／Ｄt＝（Ｄe0−Ｄe）／Ｄt
とする。δ／Ｄtを「局部変形度」とよぶ。ランス使用回数と局部変形度との関係を調査したところ、図２に示すような結果が得られた。
A perforated nozzle having three or more holes is used as an oxygen nozzle at the tip of the top blowing lance. Oxygen nozzles are often arranged at the same angular intervals on the same circumference of the lance tip. As a result of investigating the relationship between the number of times of use of the lance nozzle and the deformation state of the nozzle, it was found that the number of times of use of the lance nozzle increases, and that the nozzle outlet shape is deformed and a portion where the outlet diameter decreases is generated. In particular, the deformation of the nozzle shape proceeds on the side of each nozzle close to the outer peripheral side of the lance. 1A and 1B are diagrams showing the deformation state of the
δ / D t = (D e0 −D e ) / D t
And The [delta] / D t is referred to as "local deformation degree". When the relationship between the number of times of lance use and the degree of local deformation was investigated, the results shown in FIG. 2 were obtained.
次に、ラボ実験により、湯面に到達するジェットの全運動エネルギーを計測し、局部変形度によって全運動エネルギーがどのように変化するかを評価した。ここで、全運動エネルギーとは、前記（１）式で表される上吹きジェットが有する総運動エネルギーを意味する。ノズルの変形が起きていないときの全運動エネルギーをＪ0、所定の変形が発生したときの全運動エネルギーをＪとし、Ｊ／Ｊ0を全運動エネルギー比とし、全運動エネルギー比の推移を評価した。その結果を図３に示す。図３において、「○」が実測値、実線は実測値に合致するように定めた二次曲線（図３中の二次式）を示す。図３の実線から明らかなように、局部変形度が大きくなるに従って全運動エネルギー比が最初は増大し、局部変形度があるところまで大きくなる（局部変形度が０．０５程度）と全運動エネルギー比は減少に転じ、さらに局部変形度が大きくなる（局部変形度が０．０８程度）と逆に全運動エネルギー比が１より小さくなって減少傾向が続くことが明らかになった。 Next, the total kinetic energy of the jet that reached the molten metal surface was measured by a laboratory experiment to evaluate how the total kinetic energy changes depending on the degree of local deformation. Here, the total kinetic energy means the total kinetic energy of the upper blowing jet represented by the formula (1). J 0 is the total kinetic energy when the nozzle is not deformed, J is the total kinetic energy when the predetermined deformation occurs, and J / J 0 is the total kinetic energy ratio. did. The result is shown in FIG. In FIG. 3, “◯” indicates a measured value, and a solid line indicates a quadratic curve (secondary expression in FIG. 3) determined so as to match the measured value. As is clear from the solid line in FIG. 3, the total kinetic energy ratio increases initially as the local deformation increases, and the total kinetic energy increases when the local deformation increases to a certain level (local deformation is about 0.05). The ratio turned to decrease, and it became clear that the local kinetic energy ratio became smaller than 1 and the decreasing tendency continued, while the local deformation increased (local deformation was about 0.08).
図２に示すランス使用回数と局部変形度との関係と、上記図３に示すラボ実験における局部変形度と全運動エネルギー比の関係をあわせ考えると、ランス使用回数の初期において全運動エネルギー比はランス使用回数とともに増大し、ランス使用回数があるところまで進むと全運動エネルギー比は減少に転じ、さらにランス使用回数が増大すると全運動エネルギー比が１より小さくなって減少傾向が続くことが推論できる。 Considering the relationship between the number of times of lance use and local deformation shown in FIG. 2 and the relationship between the degree of local deformation and the total kinetic energy ratio in the laboratory experiment shown in FIG. 3, the total kinetic energy ratio is It can be inferred that the total kinetic energy ratio starts to decrease when the lance is used, increases with the number of lances used, and decreases when the number of lances is used. .
転炉上吹きの全運動エネルギーＪに関する前記（１）式によると、全運動エネルギーＪはランス高さＨに反比例する関係にある。従って、ランス使用回数数十回において全運動エネルギー比が過大となる状況では、ランス高さＨを増大することによって全運動エネルギー比を下げて最適化することができる。一方、ランス使用回数が２００回を超えて全運動エネルギー比が過小となる状況では、ランス高さＨを低減することによって全運動エネルギー比を上げて最適化することができる。ランス高さＨの最適な変更代については、全運動エネルギー比の変化量に応じて、（１）式に基づいて算出することが可能である。 According to the above equation (1) regarding the total kinetic energy J of the top blowing of the converter, the total kinetic energy J is inversely proportional to the lance height H. Therefore, in a situation where the total kinetic energy ratio becomes excessive at several tens of times of using the lance, the total kinetic energy ratio can be lowered and optimized by increasing the lance height H. On the other hand, in a situation where the number of lance usage exceeds 200 and the total kinetic energy ratio is excessively small, the total kinetic energy ratio can be increased and optimized by reducing the lance height H. The optimal change allowance of the lance height H can be calculated based on the equation (1) according to the amount of change in the total kinetic energy ratio.
本発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、上吹きランスを用いた転炉精錬方法において、ランスの使用回数に応じてランス高さの設定値を決定することを特徴とする。 The present invention has been made based on the above knowledge, and is characterized in that, in a converter refining method using an upper blow lance, a set value of the lance height is determined according to the number of times the lance is used.
具体的には、ランス高さを所定の高さとしたときのランス使用回数と湯面に到達するジェットの全運動エネルギーとの関係を予め求めておき、ランス初回の全運動エネルギーを基準とした全運動エネルギー比が目標範囲に入るようにランス高さの設定値を決定する。まず、ランスノズルが変形していないときの最適ランス高さを所定高さＨ0とする。所定ランス高さＨ0では全運動エネルギー比が過大となるランス使用回数数十回の領域では、ランス高さを所定高さＨ0よりも高くすることによって全運動エネルギー比を適正化する。所定ランス高さＨ0では全運動エネルギー比が過小となるランス使用回数２００回以上の領域では、ランス高さを所定高さＨ0よりも低くすることによって全運動エネルギー比を適正化する。 Specifically, the relationship between the number of times the lance is used and the total kinetic energy of the jet reaching the molten metal surface when the lance height is set to a predetermined height is obtained in advance, The set value of the lance height is determined so that the kinetic energy ratio falls within the target range. First, the optimum lance height when the lance nozzle is not deformed is set to a predetermined height H 0 . In an area where the total kinetic energy ratio becomes excessive at a predetermined lance height H 0 , the total kinetic energy ratio is optimized by making the lance height higher than the predetermined height H 0 . In a region where the total kinetic energy ratio is excessively small at the predetermined lance height H 0 and the lance usage count is 200 times or more, the total kinetic energy ratio is optimized by making the lance height lower than the predetermined height H 0 .
より具体的には、ランス使用回数とノズル形状変形状況との関係を求め、当該関係に基づいて、前記ランス使用回数と全運動エネルギー比との関係を求めることができる。ノズル形状変形状況と全運動エネルギー比との関係についてはラボ実験で予め求めることができる。そして、ランス使用回数とノズル形状変形状況との関係については、使用したランスノズルの変形実績から求めることができる。これら事実を組み合わせることにより、ランス使用回数と全運動エネルギー比との関係を求めることができる。 More specifically, the relationship between the lance usage count and the nozzle shape deformation status can be obtained, and the relationship between the lance usage count and the total kinetic energy ratio can be obtained based on the relationship. The relationship between the nozzle shape deformation state and the total kinetic energy ratio can be obtained in advance by a laboratory experiment. The relationship between the lance usage count and the nozzle shape deformation status can be obtained from the deformation results of the used lance nozzle. By combining these facts, the relationship between the lance usage count and the total kinetic energy ratio can be obtained.
上記種々の評価結果から、転炉精錬におけるランス使用回数と精錬状況との関係実績に基づいて、ランス使用回数ごとの最適なランス高さを定めることができる。 From the above various evaluation results, the optimum lance height can be determined for each lance use count based on the relationship between the lance use count and the refining status in converter refining.
あるいはこれら評価を行わずとも転炉精錬におけるランス使用回数と精錬状況との関係実績に基づいて、ランス使用回数ごとの最適なランス高さを定めることができる。即ち、新品のノズルを使用し始めてランス使用回数数十回が経過したときに、スピッティングに起因するランス先端への地金付着でノズル交換を余儀なくされる場合が見られたのなら、この時点で全運動エネルギー比が過大となったことが原因と推定できるので、この時点でのランス高さを増大することで対応可能である。さらにランス使用回数が一定回数を超えたときに弱攪拌傾向になり、二次燃焼率が増大する傾向が見られたのなら、この時点で全運動エネルギー比が過小となったことが原因と推定できるので、この時点でのランス高さを低減することで対応可能である。 Alternatively, the optimum lance height can be determined for each lance usage count based on the relationship between the lance usage count and the refining status in converter refining without performing these evaluations. In other words, if tens of lances have been used for the first time after the new nozzle has been used, the nozzle may have to be replaced due to the adhesion of the metal to the tip of the lance due to spitting. Therefore, it can be presumed that the total kinetic energy ratio is excessive, so this can be dealt with by increasing the lance height at this point. Furthermore, if the number of lances used exceeds a certain number, weak stirring tends to occur, and if the secondary combustion rate tends to increase, it is assumed that the total kinetic energy ratio has become too small at this point. This can be done by reducing the lance height at this point.
即ち、ランス使用回数と湯面に到達するジェットの全運動エネルギーとの関係を予め求めた場合、あるいは求めていない場合のいずれにおいても、ランス基準使用回数（Ｎ1、Ｎ2（Ｎ1＜Ｎ2））を定め、ノズル形状が変形していない場合の最適ランス高さＨ0を予め定め、ランス使用回数が前記Ｎ1以下の一部又は全部においてランス高さをＨ0よりも高い高さとし、ランス使用回数が前記Ｎ2以上の一部又は全部においてランス高さをＨ0よりも低い高さとすることで対応することができる。 That is, whether the relationship between the lance usage count and the total kinetic energy of the jet reaching the molten metal surface is obtained in advance or not, the lance reference usage count (N 1 , N 2 (N 1 <N 2 )), the optimal lance height H 0 when the nozzle shape is not deformed is determined in advance, and the lance height is set higher than H 0 in a part or all of the lance usage number less than or equal to N 1. This can be dealt with by setting the lance height to be lower than H 0 in part or all of the lance usage number N 2 or more.
ランス使用回数と湯面に到達するジェットの全運動エネルギーとの関係を予め求めた場合は、ランス使用回数初期段階において全運動エネルギー比が１よりも大きくなる領域をＮ1以下に包含するようにＮ1を定める。また、ランス使用回数後半において全運動エネルギー比が１よりも小さくなる領域をＮ2以上に包含するようにＮ2を定める。そして、Ｎ1以下の一部又は全部においてランス高さをＨ0よりも高い高さとすることにより、当該領域においてジェットの全運動エネルギー過多によるランス地金付きトラブルを低減することができる。また、ランス使用回数が前記Ｎ2以上の一部又は全部においてランス高さをＨ0よりも低い高さとすることにより、当該領域における二次燃焼率の増大を防止することができる。 When the relationship between the lance usage count and the total kinetic energy of the jet reaching the molten metal surface is obtained in advance, a region where the total kinetic energy ratio is greater than 1 in the initial stage of the lance usage count is included in N 1 or less. N 1 is determined. Further, N 2 is determined so that a region where the total kinetic energy ratio becomes smaller than 1 in the latter half of the lance use is included in N 2 or more. And by making the lance height higher than H 0 in a part or all of N 1 or less, troubles with lance bullion due to excessive total kinetic energy of the jet can be reduced in this region. Further, by setting the lance height to a height lower than H 0 in a part or all of the lance usage frequency of N 2 or more, it is possible to prevent an increase in the secondary combustion rate in the region.
ランス使用の初期段階では、まだノズルの変形は発生していないので、ランス高さはＨ0とすることにより最適精錬を行うことができる。ただし、ランスの使用を開始した当初からノズルの変形は急速に進行し、ランス高さを増大する方が好ましい状況に立ち至る。従って、ランス使用回数がＮ1以下の全域、即ちランス使用初回を含めてランス高さＨをＨ0よりも高い値とすることとしても本発明の効果を十分に発揮することができる。 In the initial stage of using the lance, since the nozzle has not yet deformed, optimum refining can be performed by setting the lance height to H 0 . However, the deformation of the nozzle proceeds rapidly from the beginning of the use of the lance, and it is preferable to increase the lance height. Therefore, the effect of the present invention can be fully exerted even when the lance height H is set to a value higher than H 0 including the entire lance use frequency of N 1 or less, that is, including the first lance use.
溶湯量４００トンの上底吹き転炉において本発明を適用した。ランスには４孔のノズルを同円周上に配置しており、スロート径Ｄtは８０ｍｍφ、初期出口径Ｄe0は８５ｍｍφである。新品のランスを用い、酸素ガス供給量を８０ｋＮｍ3／Ｈｒとしたときの最適ランス高さＨ０は４．０ｍである。 The present invention was applied to an upper-bottom blowing converter having a molten metal amount of 400 tons. The lance has a nozzle of 4 holes are arranged on the same circumference, throat diameter D t is 80 mm, the initial outlet diameter D e0 is 85Mmfai. When a new lance is used and the oxygen gas supply rate is 80 kNm 3 / Hr, the optimum lance height H 0 is 4.0 m.
ランスノズルの使用回数とノズルの変形状況との関係を調査したところ、ランスノズルの使用回数が増大するとともに、ノズル出口形状が変形して出口直径が減少する部分が生じることがわかった。特に各ノズルのうちのランス外周側に近い側でノズル形状の変形が進行する。ランス使用回数と局部変形度（δ／Ｄt＝（Ｄe0−Ｄe）／Ｄt）との関係を調査したところ、図２に示すような結果が得られた。 As a result of investigating the relationship between the number of times of use of the lance nozzle and the deformation state of the nozzle, it was found that the number of times of use of the lance nozzle increases, and that the nozzle outlet shape is deformed and a portion where the outlet diameter decreases is generated. In particular, the deformation of the nozzle shape proceeds on the side of each nozzle close to the outer peripheral side of the lance. When the relationship between the number of times of lance use and the degree of local deformation (δ / D t = (D e0 −D e ) / D t ) was investigated, the result shown in FIG. 2 was obtained.
次に前述の通り、ラボ実験により、湯面に到達するジェットの全運動エネルギーを計測し、局部変形度によって全運動エネルギーがどのように変化するかを評価した。ノズルの変形が起きていないときの全運動エネルギーをＪ0、所定の変形が発生したときの全運動エネルギーをＪとし、Ｊ／Ｊ0を全運動エネルギー比とし、全運動エネルギー比の推移を評価した。その結果、図３に示す結果が得られた。即ち、局部変形度が大きくなるに従って全運動エネルギー比が最初は増大し、局部変形度があるところまで大きくなる（局部変形度が０．０５程度）と全運動エネルギー比は減少に転じ、さらに局部変形度が大きくなる（局部変形度が０．０８程度）と逆に全運動エネルギー比が１より小さくなって減少傾向が続くことが明らかになった。 Next, as described above, the total kinetic energy of the jet reaching the molten metal surface was measured by a laboratory experiment, and it was evaluated how the total kinetic energy changes depending on the degree of local deformation. J 0 is the total kinetic energy when the nozzle is not deformed, J is the total kinetic energy when the predetermined deformation occurs, and J / J 0 is the total kinetic energy ratio. did. As a result, the result shown in FIG. 3 was obtained. That is, as the local deformation increases, the total kinetic energy ratio increases initially, and when the local deformation increases to a certain extent (local deformation is about 0.05), the total kinetic energy ratio starts to decrease, and further, On the contrary, it became clear that the total kinetic energy ratio became smaller than 1 and the decreasing tendency continued as the degree of deformation increased (local degree of deformation was about 0.08).
これら事実を組み合わせることにより、ランス高さ一定としたときのランス使用回数と全運動エネルギー比との関係を求めた。そして、本発明例では、ランス使用回数によって全運動エネルギー比が変動しないように、ランス使用回数ごとのランス高さを変更することとした。図２のランス使用回数と局部変形度の関係、図３の局部変形度と全運動エネルギー比の関係（実線）から、ランス使用回数と全運動エネルギー比の関係を求めた。次に、前記（１）式に基づき、ランス使用回数に関わらず全運動エネルギー比が一定になるように、ランス使用回数とランス高さの関係を求めた。その結果を図４の実線に示す。そこで、図４の実線を参照しつつ、具体的には、ランス使用開始直後からランス使用回数Ｎ1＝５０回まではランス高さＨをＨ0＋０．１〜Ｈ0＋０．１５ｍとし、ランス使用回数Ｎ1からＮ2＝２００回まではランス高さをＨ0＋０．１〜Ｈ0とし、ランス使用回数Ｎ2以降はランス高さをＨ0〜Ｈ0−０．１ｍとした。これに対して従来例は、ランス使用回数によらず、ランス高さをＨ0一定とした。図４の「○」は、実際の精錬で本発明の実施例として行った例のプロットである。本発明例は従来例と比較し、飛散した地金のノズル付着によるランスの異常溶損頻度が低減し、図５に示すように、ランスノズル寿命が従来例の１．２倍に延長した。主に、ランス使用回数４０回未満での異常溶損の発生が低減したことによる。また、従来例では二次燃焼率が過剰であったが、図６に示すように、本発明例は従来例に比較して二次燃焼率が低下し、適切な二次燃焼率を実現した。主に、ランス使用回数２００回以上における二次燃焼率の過剰が改善されたことによる。これにより、転炉ガス（ＬＤＧ）の炉内燃焼ロスを抑制でき、ユーティリティコスト削減につながった。 By combining these facts, the relationship between the number of lance usage and the total kinetic energy ratio when the lance height was constant was obtained. And in the example of this invention, it decided to change the lance height for every lance use frequency so that a total kinetic energy ratio may not change with the lance use frequency. The relationship between the number of lance usages and the total kinetic energy ratio was obtained from the relationship between the number of lance usages and the local deformation rate in FIG. 2 and the relationship between the local deformation rate and the total kinetic energy ratio (solid line) in FIG. Next, the relationship between the lance usage count and the lance height was determined so that the total kinetic energy ratio was constant regardless of the lance usage count, based on the equation (1). The result is shown by the solid line in FIG. Therefore, with reference to the solid line in FIG. 4, specifically, from immediately after the lance use start until the lance used number N 1 = 50 times and the lance height H and H 0 + 0.1~H 0 + 0.15m, Reims from using times N 1 to N 2 = 200 times the lance height and H 0 + 0.1~H 0, the lance used number N 2 after the lance height and H 0 ~H 0 -0.1m. On the other hand, in the conventional example, the lance height is fixed at H 0 regardless of the number of times of use of the lance. “◯” in FIG. 4 is a plot of an example performed as an embodiment of the present invention by actual refining. Compared with the conventional example, the example of the present invention reduced the frequency of abnormal lance damage due to adhesion of scattered metal nozzles, and the life of the lance nozzle was extended to 1.2 times that of the conventional example, as shown in FIG. This is mainly due to the reduction in the occurrence of abnormal erosion when the lance is used less than 40 times. Further, the secondary combustion rate was excessive in the conventional example, but as shown in FIG. 6, the secondary combustion rate in the example of the present invention was lower than that in the conventional example, and an appropriate secondary combustion rate was realized. . This is mainly due to the improvement of the excess secondary combustion rate when the lance is used 200 times or more. As a result, in-furnace combustion loss of converter gas (LDG) can be suppressed, leading to utility cost reduction.
１ ランス
２ ノズル
Ｄt スロート径
Ｄe0 初期出口径
Ｄe ノズル最小径
δ 変形量
Ｈ ランス高さ
1
Claims (1)
ノズル形状が変形していない場合の最適ランス高さＨ0を予め定め、
ランス高さを所定の高さとしたときのランス使用回数と湯面に到達するジェットの全運動エネルギーとの関係を予め求めておき、ランス初回の全運動エネルギーを基準とした全運動エネルギー比を求め、
ランス使用回数初期段階において全運動エネルギー比が１よりも大きくなる領域の一部又は全部においてランス高さをＨ0よりも高い高さとし、ランス使用回数後半において全運動エネルギー比が１よりも小さくなる領域の一部又は全部においてランス高さをＨ0よりも低い高さとすることを特徴とする転炉精錬方法。 In the converter refining method using an upper blowing lance having a porous nozzle having three or more holes as an oxygen nozzle at the tip, when determining the setting value of the lance height according to the number of times the lance is used,
The optimum lance height H 0 is determined in advance when the nozzle shape is not deformed,
The relationship between the number of lance usages and the total kinetic energy of the jet reaching the molten metal surface when the lance height is set to a predetermined height is obtained in advance, and the total kinetic energy ratio based on the total kinetic energy at the first lance is obtained. ,
The lance height is set higher than H 0 in a part or all of the region where the total kinetic energy ratio is larger than 1 in the initial stage of lance usage, and the total kinetic energy ratio is smaller than 1 in the latter half of the lance usage. A converter refining method, wherein a lance height is lower than H 0 in a part or all of the region.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014107245A JP6340919B2 (en) | 2014-05-23 | 2014-05-23 | Converter refining method using top blowing lance |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014107245A JP6340919B2 (en) | 2014-05-23 | 2014-05-23 | Converter refining method using top blowing lance |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2015221931A JP2015221931A (en) | 2015-12-10 |
| JP6340919B2 true JP6340919B2 (en) | 2018-06-13 |
Family
ID=54785106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014107245A Active JP6340919B2 (en) | 2014-05-23 | 2014-05-23 | Converter refining method using top blowing lance |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6340919B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6710169B2 (en) | 2017-02-17 | 2020-06-17 | ニチアス株式会社 | Internal combustion engine |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60230929A (en) * | 1984-04-27 | 1985-11-16 | Nippon Steel Corp | Method for operating converter |
| JPH0559422A (en) * | 1991-08-29 | 1993-03-09 | Nkk Corp | Method for controlling secondary combustion in melting and refining furnace |
| JPH05263120A (en) * | 1992-03-19 | 1993-10-12 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Method for controlling blowing in converter |
| JPH07331315A (en) * | 1994-06-02 | 1995-12-19 | Nippon Steel Corp | Refining method for extra-low carbon steel in converter |
| JPH09302407A (en) * | 1996-05-09 | 1997-11-25 | Nippon Steel Corp | Top-blown oxygen lance excellent in firing point pressure distribution control characteristic |
| JPH10280026A (en) * | 1997-04-04 | 1998-10-20 | Nippon Steel Corp | Lance nozzle for converter blowing and manufacture thereof |
| JP2001316713A (en) * | 2000-05-09 | 2001-11-16 | Nkk Corp | Method for controlling top-blown oxygen into oxygen steel making furnace |
-
2014
- 2014-05-23 JP JP2014107245A patent/JP6340919B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2015221931A (en) | 2015-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5553179B2 (en) | Reduction method of spitting in converter decarburization refining. | |
| JP6660044B2 (en) | Method of acid refining of molten iron and top blowing lance | |
| CN110042199B (en) | Bottom stirring tuyere and method for alkaline oxygen furnace | |
| JP5510508B2 (en) | Top blowing lance for hot metal blowing and decarburization method for hot metal and dephosphorization | |
| JP6340919B2 (en) | Converter refining method using top blowing lance | |
| JP2010163658A (en) | Top-blowing lance for refinement of molten metal | |
| JP7003947B2 (en) | Top-blown lance and molten iron refining method | |
| JP2013049890A (en) | Converter blowing method | |
| JP2012167364A (en) | Refining method in converter excellent in suppression effect of dust generation | |
| JP5915568B2 (en) | Method of refining hot metal in converter type refining furnace | |
| JP2009191289A (en) | Method and apparatus for desulfurizing molten steel | |
| JP6658365B2 (en) | Hot metal refining method | |
| JP2011202236A (en) | Top-blowing lance for converter, and method for operating converter | |
| JP2012082492A (en) | Converter refining method | |
| JP2009149956A (en) | Method for producing molten steel with converter | |
| JP4739920B2 (en) | Blast furnace operation method with small furnace heat fluctuation | |
| JP2017057468A (en) | Top blown lance of converter and operation method of converter | |
| JP6515335B2 (en) | Converter melting method of iron containing materials | |
| JP7243414B2 (en) | Hot metal refining method | |
| JP6048379B2 (en) | Molten metal refining method and refining equipment | |
| JP5304816B2 (en) | Manufacturing method of molten steel | |
| JP6098572B2 (en) | Hot metal pretreatment method | |
| JP2012082491A (en) | Converter refining method | |
| JP6939828B2 (en) | Acid feeding refining method for molten iron | |
| JP2018024911A (en) | Method for melting bullion adhered in ladle in molten iron preliminary treatment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170110 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20171214 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20171226 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180219 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180313 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180328 |
|
| 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: 20180417 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180430 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6340919 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |