JP6398582B2 - Powder blowing lance device, powder blowing method, and converter refining method - Google Patents

Powder blowing lance device, powder blowing method, and converter refining method Download PDF

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Description

本発明は、転炉内の溶湯に対して酸素ガスとともに粉体を吹き付けるための粉体吹き込みランス装置、及びそれを用いた粉体吹き込み方法、並びに当該粉体吹き込みランス装置を有する転炉を用いた転炉精錬方法に関するものである。   The present invention uses a powder blowing lance device for blowing powder together with oxygen gas to a molten metal in a converter, a powder blowing method using the same, and a converter having the powder blowing lance device. It relates to the converter refining method.

転炉を用いた鉄鋼精錬において、従前には、転炉に装入した溶銑について1回の精錬で脱りん精錬と脱炭精錬をともに行う方法が用いられていた。近年は、まず溶銑予備処理として溶銑の脱りん精錬を行い、その後に転炉にて脱炭精錬を行う方法が多く用いられている。溶銑予備処理を行う精錬炉として、最近は反応効率の面より転炉を用いることが多くなっている。   Conventionally, in steel refining using a converter, a method of performing both dephosphorization and decarburization refining by one refining of hot metal charged in the converter has been used. In recent years, many methods have been used in which hot metal dephosphorization is first performed as a hot metal preliminary treatment, and then decarburization is performed in a converter. Recently, converters are increasingly used as refining furnaces to perform hot metal pretreatment in terms of reaction efficiency.

転炉内で脱りん精錬を行う場合、脱りん精錬後に生成した脱りんスラグと溶鉄とを分離し、その後に転炉内で脱炭精錬を行う。脱りんスラグを分離する方法としては、脱りん精錬を行った転炉の出鋼口から溶鉄を出湯した後にスラグを排出し、溶鉄を異なる転炉に装入して脱炭精錬を行う方法(以下「別転炉法」ともいう。)と、脱りん精錬後に溶鉄を転炉内に残したまま転炉を傾動して炉口からスラグのみを排出し、その後に同じ転炉で脱炭精錬を行う方法(以下「同一転炉法」ともいう。)のいずれかが用いられている。同一転炉法は別転炉法と比較して、出湯や再装入の必要がないので転炉の生産性を低下させることがなく、溶鉄の移し替えによる放熱ロスも少ないので好ましい。   When performing dephosphorization refining in a converter, dephosphorization slag and molten iron produced after dephosphorization are separated, and then decarburization refining is performed in the converter. As a method for separating dephosphorization slag, the molten iron is discharged from the steel outlet of the converter where the dephosphorization and refining was performed, the slag is discharged, and the molten iron is charged into a different converter and decarburized and refined ( (Hereinafter also referred to as “the separate converter method”), and after dephosphorization and refining, the converter is tilted while leaving the molten iron in the converter, and only the slag is discharged from the furnace port, and then decarburization and refining in the same converter. One of the methods (hereinafter also referred to as “same converter method”) is used. The same converter method is preferable as compared with the separate converter method because there is no need for tapping and recharging, so the productivity of the converter is not reduced and the heat loss due to the transfer of molten iron is small.

転炉精錬において、上吹きランスから転炉内の溶湯に対して酸素ガスを吹き付けるとともに、近年は転炉の底部からもガスを吹き込む上底吹き転炉が主に用いられている。   In converter refining, an upper bottom blowing converter in which oxygen gas is blown from the top blowing lance to the molten metal in the converter and gas is also blown from the bottom of the converter in recent years is mainly used.

特許文献1には、上底吹き転炉における精錬方法として、上吹きランスから溶鉄表面に吹き付ける酸素ジェットに造滓用粉状フラックスを帯同随伴させて溶鉄に吹き付けて精錬を行う方法が開示されている。実施例によると、転炉に溶銑を装入し、脱けい素、脱りん、脱炭精錬を一度に行い、吹錬初期から吹錬末期15〜20分に至る間に上吹きランスから酸素とともに生石灰粉を継続して吹き付けている。   Patent Document 1 discloses a refining method in a top-bottom blown converter, in which a powdery flux for slagging is accompanied by an oxygen jet sprayed from the top blowing lance to the surface of the molten iron, and the refining is performed by spraying the molten iron on the molten iron. Yes. According to the embodiment, molten iron is charged into the converter, desiliconization, dephosphorization, and decarburization refining are performed at once, and from the top blowing lance with oxygen from the top blowing lance during the period of 15-20 minutes from the beginning of blowing. Continuously spraying quicklime powder.

特許文献2においては、転炉型の溶銑予備処理炉を用いて溶銑の脱珪脱りん処理を行うに際し、微粉CaO源を用い、上吹き酸素とともに吹きつけを行う方法と、底吹き羽口よりCaO源を吹き込む方法とを併用することが開示されている。   In Patent Document 2, when performing desiliconization and dephosphorization processing of hot metal using a converter type hot metal pretreatment furnace, a method of spraying together with top blowing oxygen using a fine powder CaO source, and a bottom blowing tuyere It is disclosed that a method of blowing a CaO source is used in combination.

特許文献3には、上吹きランスとして、主精錬用酸素、粉体造滓剤、2次精錬用酸素をそれぞれ別々に吹き込むことができるノズルを具備した上吹きランスを用いて精錬する方法が開示されている。中心部のノズル(粉体造滓剤用ノズル)より微粉状の生石灰等造滓剤を吹き込んで精錬を行い、底吹きノズルより攪拌用ガスを吹き込む。主精錬用酸素ノズル、2次精錬用酸素ノズルは中心部の粉体造滓剤用ノズルの周辺に配置されている。   Patent Document 3 discloses a refining method using an upper blowing lance equipped with a nozzle capable of separately blowing main refining oxygen, a powder refining agent, and secondary refining oxygen as an upper blowing lance. Has been. Refinement is carried out by blowing fine powdery lime-forming agent from the central nozzle (powder-making agent nozzle), and stirring gas is blown from the bottom blowing nozzle. The main refining oxygen nozzle and the secondary refining oxygen nozzle are arranged around the powder forming agent nozzle in the center.

転炉で精錬を行う際には、転炉炉口を上に向け、上吹きランスを炉口から下降させてランス先端を溶湯表面近くに配置し、酸素上吹きを行う。溶銑装入や出鋼の際には転炉を傾動するので、ランスを上昇させる。ランス昇降のため、ランス昇降装置が用いられる。ランス昇降装置は昇降案内装置と昇降架台を備え、昇降架台は昇降案内装置に沿って昇降可能であり、ランスは昇降架台に取り付けられる。ランスへの酸素ガスの供給については、ランスの昇降に対応するため、酸素用フレキシブルホースが用いられる。酸素用フレキシブルホースのランスへの接続口を上に向け、ランスのホースへの接続口を下に向けて両者の間を接続する。ランスのホースへの接続口を下に向けるため、ランス上端には酸素流通用のU字状の配管が配置されている(非特許文献1参照)。   When refining in a converter, the converter furnace mouth is turned upward, the top blowing lance is lowered from the furnace mouth, the tip of the lance is placed near the molten metal surface, and oxygen top blowing is performed. Since the converter is tilted during hot metal charging and steel removal, the lance is raised. A lance lifting device is used for lifting the lance. The lance lifting device includes a lifting guide device and a lifting platform, the lifting platform can be moved up and down along the lifting guide device, and the lance is attached to the lifting platform. Regarding the supply of oxygen gas to the lance, a flexible hose for oxygen is used in order to cope with the raising and lowering of the lance. Connect the oxygen flexible hose with the connection port to the lance facing up and the connection port with the lance hose facing down. In order to direct the connection port to the hose of the lance downward, a U-shaped pipe for oxygen circulation is arranged at the upper end of the lance (see Non-Patent Document 1).

ランスノズルの補修や操業上の理由からランスを交換することがある。ランスを迅速に交換するため、1つの転炉にランス昇降装置を2組配置することがある。2組のランス昇降装置を横行させて操業位置と待機位置との間を行き来させる(非特許文献2参照)。待機位置において、酸素ガス流路の切り離し部を切り離した上で、ランスをホイストクレーンなどで吊り上げて昇降架台から取り外し、ランスを交換する。新しいランスを昇降架台に配置し、酸素ガス流路の切り離し部を接続する。ランスの上端には、ホイストクレーンで吊り上げるための架け具が配置されている(非特許文献2第461頁図8・42参照)。この架け具にホイストクレーンのフックを架けることにより、ランスを単独で昇降させて昇降架台から取り外し取り付けることが可能となる。   The lance may be replaced for lance nozzle repair or operational reasons. In order to replace the lance quickly, two sets of lance lifting devices may be arranged in one converter. Two sets of lance lifting devices are traversed to move back and forth between the operation position and the standby position (see Non-Patent Document 2). At the standby position, after cutting off the cut-off portion of the oxygen gas flow path, the lance is lifted with a hoist crane or the like, removed from the lifting platform, and the lance is replaced. Place a new lance on the lifting platform and connect the disconnected part of the oxygen gas flow path. At the upper end of the lance, a frame for lifting with a hoist crane is disposed (see Non-Patent Document 2, page 461, FIGS. 8 and 42). By hanging a hoist crane hook on the frame, the lance can be lifted and lowered separately from the lifting rack.

特開昭58−19423号公報Japanese Patent Laid-Open No. 58-19423 特開2010−150574号公報(特5386972)JP 2010-150574 A (Japanese Patent No. 5386972) 特開昭60−56009号公報JP 60-56009 A

社団法人日本鉄鋼協会「わが国における酸素製鋼法の歴史」 第185頁Japan Iron and Steel Institute “Oxygen Steelmaking History in Japan” page 185 日本鉄鋼協会編「第3版鉄鋼便覧II製銑・製鋼」第461頁Japan Iron and Steel Institute, 3rd edition Steel Handbook II Steelmaking and Steelmaking, page 461

転炉内の溶湯に対して酸素ガスとともに粉体を吹き付けるためには、ランスの上端付近において、酸素ガス流路に粉体を合流させる必要がある。ランスの上端付近まで粉体を輸送するため、酸素ガスを酸素用フレキシブルホースでランス上端付近に供給していると同様、粉体を搬送ガスとともに粉体用フレキシブルホースでランス上端付近に供給する。粉体搬送経路は、粉体用フレキシブルホースの先端からさらに延びて、合流位置にて酸素ガス流路に合流する。粉体用フレキシブルホースで供給された搬送ガスと粉体は、前記合流位置で酸素ガスと合流し、以降は酸素ガスに搬送され、ランス下端のノズルから酸素ガス、粉体、搬送ガスが溶湯に向けて噴出する。   In order to spray powder together with oxygen gas to the molten metal in the converter, it is necessary to join the powder to the oxygen gas flow path in the vicinity of the upper end of the lance. In order to transport the powder to the vicinity of the upper end of the lance, the oxygen gas is supplied to the vicinity of the upper end of the lance with the flexible hose for powder together with the carrier gas in the same manner as oxygen gas is supplied to the vicinity of the upper end of the lance by the flexible hose for oxygen. The powder conveyance path further extends from the tip of the powder flexible hose and merges with the oxygen gas flow path at the merge position. The carrier gas and the powder supplied by the flexible hose for powder merge with the oxygen gas at the joining position, and are thereafter conveyed to the oxygen gas. The oxygen gas, powder, and carrier gas are transferred to the molten metal from the nozzle at the lower end of the lance. It spouts towards.

転炉精錬においては、チャージごとに種々の品種が溶製される。上吹きランスから酸素ガスとともに粉体を吹き付ける機能を有する転炉においても、品種によって粉体吹きつけを行う品種と行わない品種が混在することがある。粉体吹きつけを行わない品種を精錬する際には、粉体搬送経路には搬送ガスと粉体を供給しない一方、酸素ガス流路には常圧よりも高い圧力(以降、「高圧」と記載する場合がある。)の酸素ガスが供給される。そのため、粉体搬送経路と酸素ガス流路の合流位置で酸素ガスが粉体搬送経路に入り込み、粉体用フレキシブルホースに高圧の酸素ガスが入り込むこととなる。即ち、粉体吹き込みを行わない場合においても粉体用フレキシブルホースは高圧の酸素ガスの内圧を受けるため、粉体用フレキシブルホースの寿命か短くなるという問題を有している。   In converter refining, various varieties are melted for each charge. Even in a converter having a function of spraying powder together with oxygen gas from an upper blowing lance, there are cases where a variety of types in which powder is sprayed and a variety in which powder is not sprayed are mixed. When refining varieties that are not sprayed with powder, the carrier gas and powder are not supplied to the powder transport path, while the oxygen gas flow path has a pressure higher than normal pressure (hereinafter referred to as “high pressure”). Oxygen gas may be supplied. Therefore, oxygen gas enters the powder conveyance path at the joining position of the powder conveyance path and the oxygen gas flow path, and high-pressure oxygen gas enters the flexible hose for powder. That is, even when powder blowing is not performed, the powdered flexible hose is subject to the internal pressure of high-pressure oxygen gas, so that the lifetime of the powdered flexible hose is shortened.

本発明は、転炉内の溶湯に対して酸素ガスとともに粉体を吹き付けるための粉体吹き込みランス装置において、粉体吹き込みを行わない精錬に際して粉体用フレキシブルホースを保護することのできる粉体吹き込みランス装置を提供することを目的とする。   The present invention relates to a powder blowing lance device for blowing powder together with oxygen gas to molten metal in a converter, and can be used to protect a flexible hose for powder during refining without performing powder blowing. An object is to provide a lance device.

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)転炉内の溶湯に対して酸素ガスとともに粉体を吹き付けるための粉体吹き込みランス装置であって、ランスを昇降させるランス昇降装置は昇降案内装置と昇降架台を備え、昇降架台は昇降案内装置に沿って昇降可能であり、ランスは昇降架台に取り付けられており、
酸素ガスは酸素用フレキシブルホースによって昇降架台に送られ、昇降架台上で酸素ガス流路は、ランス交換のための酸素流路切り離し部を経て、U字状に曲げられてランス上端からランス内に供給され、
粉体は搬送ガスとともに粉体用フレキシブルホースによって昇降架台に送られ、昇降架台上でランス交換のための粉体流路切り離し部を経て、粉体搬送経路はU字状の酸素ガス流路の曲管部に合流し、粉体は酸素ガスとともにランス下端のすべてのノズルを経由して転炉内の溶湯に吹き付けられ、
昇降架台上の粉体搬送経路の途中であって前記切り離し部の上流側に遮断弁(以下「末端弁」という。)を備えることを特徴とする粉体吹き込みランス装置。
(2)前記粉体搬送経路がU字状の酸素ガス流路の曲管部内に入り込む位置において、粉体搬送経路は垂直に対して傾斜角度をもって酸素ガス流路に入り込み、U字状の酸素ガス流路の曲管部の少なくとも一部において、酸素ガス流路と粉体搬送経路とが二重管の形態を有し、二重管の内管の末端部から粉体が直接垂直のランス内に導入されるように、内管が配置されてなることを特徴とする上記(1)に記載の粉体吹き込みランス装置。
(3)前記粉体搬送経路の途中であって粉体用フレキシブルホースの上流側に上流遮断弁を有し、上流遮断弁と前記末端弁との間に圧抜き弁を有することを特徴とする上記(1)又は(2)に記載の粉体吹き込みランス装置。
(4)上記(1)又は(2)に記載の粉体吹き込みランス装置を用いた粉体吹き込み方法であって、ランス先端から粉体を吹き込まず酸素ガスのみを吹き込む時点では前記末端弁を閉じ、ランス先端から粉体とともに酸素ガスを吹き込む時点では前記末端弁を開くことを特徴とする粉体吹き込み方法。
(5)上記(3)に記載の粉体吹き込みランス装置を用いた粉体吹き込み方法であって、ランス先端から粉体を吹き込まず酸素ガスのみを吹き込む時点では前記末端弁と上流遮断弁を閉じるとともに圧抜き弁を解放し、ランス先端から粉体とともに酸素ガスを吹き込む時点では前記末端弁と上流遮断弁を開くとともに圧抜き弁を閉じることを特徴とする粉体吹き込み方法。
(6)上記(1)乃至(3)のいずれか1つに記載の粉体吹き込みランス装置を有する転炉を用いた転炉精錬方法であって、転炉に装入した溶銑についてまず脱りん精錬を行い、脱りん精錬後の転炉内に溶湯を残したままで溶融スラグを転炉炉口から排出し、次いで脱炭精錬を行うに際し、前記脱りん精錬時に前記ランスから酸素ガスとともに粉体を吹き込み、前記脱炭精錬の初期において前記ランスから酸素ガスとともに粉体を吹き込み、脱炭精錬の末期にはランスから粉体を吹き込まずに酸素ガスのみを吹き込む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) A powder blowing lance device for blowing powder together with oxygen gas to the molten metal in the converter. The lance lifting device for lifting the lance includes a lifting guide device and a lifting platform, and the lifting platform is lifted and lowered. It can be moved up and down along the guide device, and the lance is attached to the lifting platform.
Oxygen gas is sent to the lifting platform by an oxygen flexible hose, and the oxygen gas flow path is bent into a U-shape through the oxygen flow path disconnecting part for exchanging the lance, and enters the lance from the upper end of the lance. Supplied,
The powder is sent to the lifting platform together with the carrier gas by the flexible hose for powder, and the powder transportation path is a U-shaped oxygen gas channel through the powder channel separation part for lance replacement on the lifting platform . After joining the curved pipe , the powder is blown along with oxygen gas to the molten metal in the converter via all nozzles at the bottom of the lance,
A powder blowing lance device comprising a shut-off valve (hereinafter referred to as “end valve”) in the middle of a powder conveyance path on a lifting platform and upstream of the separation portion.
(2) at a position where the powder transport path from entering the curved pipe portion of the U-shaped oxygen gas channel, the powder transport path enters the oxygen gas flow path with an inclination angle to the vertical, U-shaped In at least a part of the bent portion of the oxygen gas flow path, the oxygen gas flow path and the powder conveyance path have a double pipe shape, and the powder is directly perpendicular from the end of the inner pipe of the double pipe. The powder blowing lance device according to (1) above , wherein an inner tube is disposed so as to be introduced into the lance.
(3) In the middle of the powder conveyance path, an upstream shut-off valve is provided upstream of the powder flexible hose, and a pressure release valve is provided between the upstream shut-off valve and the end valve. The powder blowing lance device according to the above (1) or (2).
(4) A powder blowing method using the powder blowing lance device according to the above (1) or (2), wherein the end valve is closed at the time of blowing only oxygen gas without blowing powder from the tip of the lance. The powder blowing method is characterized in that the end valve is opened when oxygen gas is blown together with powder from the tip of the lance.
(5) A powder blowing method using the powder blowing lance device as described in (3) above, wherein the terminal valve and the upstream shut-off valve are closed when only oxygen gas is blown without blowing powder from the tip of the lance. And a pressure blowing valve, wherein at the time when oxygen gas is blown together with powder from the tip of the lance, the terminal valve and the upstream shut-off valve are opened and the pressure relief valve is closed.
(6) above (1) to (3) of a any one converter refining method using a converter having a powder blowing lance according to, first the molten iron was charged into a converter dephosphorization When refining and discharging molten slag from the converter furnace port while leaving the molten metal in the converter after dephosphorization refining, and then performing decarburization refining, the powder together with oxygen gas from the lance during the dephosphorization refining A converter refining method characterized in that, in the initial stage of the decarburization refining, powder is blown together with oxygen gas from the lance, and in the final stage of the decarburization refining, only oxygen gas is blown without blowing powder from the lance. .

本発明は、転炉内の溶湯に対して酸素ガスとともに粉体を吹き付けるための粉体吹き込みランス装置において、ランスは昇降架台に取り付けられて昇降し、粉体搬送経路はU字状の酸素ガス流路に合流し、昇降架台上の粉体搬送経路の途中であって粉体流路切り離し部の上流側に遮断弁(末端弁)を備える。これにより、吹錬中において上吹きランスから酸素ガスを溶湯に吹き付けるものの粉体は吹き付けない場合、末端弁を遮断することにより、高圧の酸素ガスの圧力が粉体用フレキシブルホースにかからないので、粉体用フレキシブルホースの寿命を延長することが可能となる。   The present invention relates to a powder blowing lance device for blowing powder together with oxygen gas to a molten metal in a converter, the lance is attached to an elevating base and moves up and down, and the powder conveyance path is a U-shaped oxygen gas A shut-off valve (end valve) is provided in the middle of the powder conveyance path on the lifting platform and on the upstream side of the powder flow path separating portion. As a result, when oxygen gas is blown from the top blowing lance to the molten metal during blowing, but the powder is not sprayed, the pressure of the high pressure oxygen gas is not applied to the powder flexible hose by blocking the end valve. It is possible to extend the life of the body flexible hose.

本発明の粉体吹き込みランス装置の昇降架台上の部分を示す図である。It is a figure which shows the part on the lifting stand of the powder blowing lance apparatus of this invention. 本発明の粉体吹き込みランス装置の全体を示す概念図であり、(a)はランスが上昇上限に位置している図、(b)はランスが吹き込み位置に下降している状況を示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a conceptual diagram which shows the whole powder blowing lance apparatus of this invention, (a) is a figure in which a lance is located in a raise upper limit, (b) is a figure which shows the condition where the lance is falling to the blowing position. is there. 本発明の粉体吹き込みランス装置の一部を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing a part of the powder blowing lance device of the present invention.

図1〜3に基づいて本発明を説明する。   The present invention will be described with reference to FIGS.

図2に示すように、上吹きランス2の先端に位置するノズル3から酸素ガスとともに吹き付けられる粉体は、粉体供給装置19から供給される。粉体供給装置19において、粉体は吹き込みタンク20に貯蔵され、吹き込みタンク下部のフィーダー21を経由して搬送ガスに搬送され、粉体搬送経路32の配管内を移動する。粉体搬送経路32は、粉体用フレキシブルホース15を経て、ランス上端付近の合流部17で酸素ガス流路31に合流する。酸素吹錬中において、ランス上端付近の酸素ガス流路内圧力は、例えば1MPa未満の高圧となるので、粉体搬送経路内の搬送ガス圧力もそれに見合った高圧となる。   As shown in FIG. 2, the powder sprayed together with oxygen gas from the nozzle 3 located at the tip of the upper blowing lance 2 is supplied from a powder supply device 19. In the powder supply device 19, the powder is stored in the blowing tank 20, conveyed to the carrier gas via the feeder 21 below the blowing tank, and moves in the piping of the powder conveying path 32. The powder conveyance path 32 passes through the powder flexible hose 15 and joins the oxygen gas flow path 31 at the joining portion 17 near the upper end of the lance. During oxygen blowing, the pressure in the oxygen gas flow path near the upper end of the lance is, for example, a high pressure of less than 1 MPa, so the transport gas pressure in the powder transport path is also a high pressure commensurate with it.

酸素吹錬中に粉体吹き込みを行わない場合には、粉体供給装置19からの搬送ガス供給も行わないので、粉体搬送経路内の搬送ガス圧力が低下する。このとき、酸素ガス流路31と粉体搬送経路32の合流位置から高圧の酸素ガスが粉体搬送経路32に逆流し、粉体供給装置19に酸素ガスが逆流することがないように、粉体搬送経路32の粉体用フレキシブルホース上流側に遮断弁(上流遮断弁18)が設けられる。粉体輸送を行わないタイミングではこの上流遮断弁18を閉とし、酸素ガスの逆流を防止する。上流遮断弁18は逆流防止弁とも呼ばれる。   When powder blowing is not performed during oxygen blowing, the carrier gas supply from the powder feeder 19 is not performed, so the carrier gas pressure in the powder carrier path is reduced. At this time, the high-pressure oxygen gas flows backward from the joining position of the oxygen gas flow path 31 and the powder conveyance path 32 to the powder conveyance path 32, so that the oxygen gas does not flow back to the powder supply device 19. A shut-off valve (upstream shut-off valve 18) is provided on the upstream side of the powder flexible hose in the body conveyance path 32. At the timing when the powder is not transported, the upstream shut-off valve 18 is closed to prevent the backflow of oxygen gas. The upstream shut-off valve 18 is also called a backflow prevention valve.

酸素吹錬中に粉体吹き込みを行わない場合には、上記上流遮断弁18を閉としているので、上流遮断弁18のさらに上流側には高圧の酸素ガスが滞留することはない。しかし、上流遮断弁18よりも下流側の粉体用フレキシブルホース15には高圧の酸素ガスが滞留してフレキシブルホースに内圧がかかり続けることとなる。   When powder blowing is not performed during oxygen blowing, the upstream shut-off valve 18 is closed, so that high-pressure oxygen gas does not stay on the upstream side of the upstream shut-off valve 18. However, high-pressure oxygen gas stays in the powder flexible hose 15 on the downstream side of the upstream shut-off valve 18 and the internal pressure is continuously applied to the flexible hose.

本発明において、ランスを昇降させるランス昇降装置4は昇降案内装置5と昇降架台6を備え、昇降架台6は昇降案内装置5に沿って昇降可能であり、ランス2は昇降架台6に取り付けられている。酸素ガスは酸素用フレキシブルホース11によって昇降架台6に送られ、昇降架台6上で酸素ガス流路31は、ランス交換のための酸素流路切り離し部12を経て、U字状に曲げられたU字状部13を経てランス上端14からランス2内に供給される。ランス交換時には、酸素流路切り離し部12を切り離した上で、ランス2をホイストクレーンなどで吊り上げて昇降架台6から取り外し、ランスを交換する。   In the present invention, the lance elevating device 4 for elevating and lowering the lance includes an elevating guide device 5 and an elevating frame 6, the elevating frame 6 can be moved up and down along the elevating guide device 5, and the lance 2 is attached to the elevating frame 6. Yes. Oxygen gas is sent to the lifting platform 6 by the oxygen flexible hose 11, and the oxygen gas channel 31 on the lifting platform 6 passes through the oxygen channel disconnecting portion 12 for lance replacement and is bent into a U shape. It is fed into the lance 2 from the lance upper end 14 via the character-shaped portion 13. When exchanging the lance, the oxygen flow path disconnecting portion 12 is disconnected, and then the lance 2 is lifted by a hoist crane or the like and removed from the lifting platform 6 to replace the lance.

上吹きランスからの粉体吹きつけのため、粉体は搬送ガスとともに粉体用フレキシブルホース15を経由して昇降架台6に送られる。粉体搬送経路32についても、昇降架台上にランス交換のための粉体流路切り離し部16を有している。ランス交換時には粉体流路切り離し部16をも切り離した上でランス交換する。粉体搬送経路32は粉体流路切り離し部16を経てU字状の酸素ガス流路31に合流し、粉体は酸素ガスとともにランス下端のノズル3を経由して転炉1内の溶湯に吹き付けられる。   In order to spray the powder from the upper blowing lance, the powder is sent to the lifting platform 6 via the powder flexible hose 15 together with the carrier gas. The powder conveyance path 32 also has a powder flow path separating portion 16 for exchanging lances on the lifting platform. At the time of lance replacement, the lance replacement is performed after the powder flow path disconnecting portion 16 is also disconnected. The powder conveyance path 32 is joined to the U-shaped oxygen gas flow path 31 through the powder flow path separating portion 16, and the powder is transferred to the molten metal in the converter 1 through the nozzle 3 at the lower end of the lance together with the oxygen gas. Be sprayed.

本発明の粉体吹き込みランス装置においては、図1に示すように、昇降架台6上の粉体搬送経路32の途中であって粉体流路切り離し部16の上流側に遮断弁(末端弁7)を備えることを特徴とする。末端弁7は昇降架台上の粉体搬送経路32の途中に設けるので、粉体用フレキシブルホース15の下流側である。従って、吹錬中において上吹きランス2から酸素ガスを溶湯に吹き付けるものの粉体は吹き付けない場合、末端弁7を遮断することにより、高圧の酸素ガスの圧力が粉体用フレキシブルホース15にかからないこととなる。   In the powder blowing lance device of the present invention, as shown in FIG. 1, a shut-off valve (end valve 7) is provided in the middle of the powder conveyance path 32 on the lifting platform 6 and upstream of the powder flow path separating portion 16. ). Since the end valve 7 is provided in the middle of the powder conveyance path 32 on the lifting platform, it is on the downstream side of the powder flexible hose 15. Therefore, when oxygen powder is blown from the top blowing lance 2 to the molten metal during blowing, but the powder is not sprayed, the pressure of the high-pressure oxygen gas is not applied to the powder flexible hose 15 by blocking the end valve 7. It becomes.

本発明の粉体搬送経路32においてはさらに、図2に示すように、上流側遮断弁18と末端弁7との間に圧抜き弁9を設けると好ましい。粉体の吹きつけを行わない場合、上流側遮断弁18と末端弁7とをともに遮断した上で圧抜き弁9を解放することにより、粉体用フレキシブルホース15の内圧を常圧とすることができ、粉体用フレキシブルホース15の寿命をより一層延長することが可能となる。   In the powder conveyance path 32 of the present invention, it is further preferable to provide a pressure relief valve 9 between the upstream shut-off valve 18 and the end valve 7 as shown in FIG. When the powder is not blown, the internal pressure of the powder flexible hose 15 is made normal by releasing the pressure relief valve 9 after shutting off both the upstream side shut-off valve 18 and the end valve 7. Thus, the life of the powdered flexible hose 15 can be further extended.

上記本発明の末端弁7を操作するための制御ケーブルを設置する必要がある。末端弁7を粉体搬送経路32のうちの粉体流路切り離し部16の下流側に設けると、ランス交換時に末端弁7がランス2とともに切り離される側に配置されることとなるので、末端弁7の制御ケーブルも切り離す必要が生じ、作業が繁雑になるので好ましくない。また、使用するすべてのランスに末端弁を設ける必要が生じるので不経済である。本発明においては、末端弁7を昇降架台上の粉体搬送経路32の途中であって粉体流路切り離し部16の上流側に設けることによってこの問題を解決した。ランス交換時においても、末端弁7は昇降架台6上に固定されたままであるため、末端弁7の制御ケーブルを切り離す必要がない。また、末端弁をランスの昇降架台1台毎に設ければ足りるので経済的である。   It is necessary to install a control cable for operating the end valve 7 of the present invention. If the end valve 7 is provided on the downstream side of the powder flow path disconnecting portion 16 in the powder conveyance path 32, the end valve 7 is disposed on the side where the end valve 7 is disconnected together with the lance 2 when replacing the lance. The control cable 7 is also required to be disconnected, which is not preferable because the work becomes complicated. Moreover, since it is necessary to provide end valves for all the lances to be used, it is uneconomical. In the present invention, this problem is solved by providing the end valve 7 in the middle of the powder conveyance path 32 on the lifting platform and on the upstream side of the powder flow path separating portion 16. Even at the time of exchanging the lance, the end valve 7 remains fixed on the lifting platform 6, so there is no need to disconnect the control cable of the end valve 7. Further, it is economical because it is sufficient to provide a terminal valve for each lance lifting platform.

ランス装置の酸素ガス流路31は、前述のように酸素用フレキシブルホース11を経由して昇降架台6に送られ、昇降架台上で酸素ガス流路31は、ランス交換のための酸素流路切り離し部12を経て、U字状に曲げられたU字状部13を経てランス上端14から垂直にランス2内に供給される。この酸素ガス流路31に粉体吹き込み経路を合流させるに当たり、酸素ガスが垂直にランス内に導かれる部分において、粉体と搬送ガスも垂直にランス内に合流できれば好都合である。ところが、ランス2の垂直直上には前述のように、ランスをホイストクレーンで吊り上げるための架け具22が配置されている(図1)。粉体をランスに対して垂直に合流させようとすると、粉体供給経路はこの架け具と干渉してしまう。架け具の位置をさらに上方に変更すると、ホイストクレーンの位置も上方に変更する必要が生じ、転炉工場の建屋高さを高くする必要が生じるので現実的ではない。   The oxygen gas flow path 31 of the lance device is sent to the lift frame 6 via the oxygen flexible hose 11 as described above, and the oxygen gas flow path 31 is separated from the oxygen flow path for lance replacement on the lift frame. The lance 2 is supplied vertically from the upper end 14 of the lance via the U-shaped portion 13 bent into a U-shape through the portion 12. When the powder blowing path is joined to the oxygen gas flow path 31, it is advantageous if the powder and the carrier gas can also join the lance vertically in a portion where the oxygen gas is vertically guided into the lance. However, as described above, a bracket 22 for lifting the lance with a hoist crane is disposed immediately above the lance 2 (FIG. 1). When trying to join the powder vertically to the lance, the powder supply path interferes with this frame. If the position of the frame is changed further upward, the position of the hoist crane needs to be changed upward, and the converter height of the converter factory needs to be increased, which is not realistic.

本発明は、粉体搬送経路がU字状の酸素ガス流路に内に入り込む合流部17について、図1に示すように、粉体搬送経路32は垂直に対して傾斜角度θをもって酸素ガス流路31に入り込むように配置することによって上記問題を解決した。粉体搬送経路32が傾斜しているので、ランス直上に配置された架け具22の位置を回避して粉体搬送経路32を設置することが可能となる。垂直に対する傾斜角度θは約40度以上であればより確実に問題を回避することができるため好ましい。図1、3においては、垂直に対する傾斜角度θを45度としている。   In the present invention, as shown in FIG. 1, the powder conveyance path 32 has an inclination angle θ with respect to the vertical, as shown in FIG. 1, with respect to the junction 17 where the powder conveyance path enters the U-shaped oxygen gas flow path. The above-mentioned problem was solved by arranging so as to enter the road 31. Since the powder conveyance path 32 is inclined, it is possible to install the powder conveyance path 32 while avoiding the position of the bracket 22 arranged immediately above the lance. The inclination angle θ with respect to the vertical is preferably about 40 degrees or more because the problem can be avoided more reliably. 1 and 3, the inclination angle θ with respect to the vertical is 45 degrees.

酸素流路のU字状に曲げられたU字状部13は、材質として銅管が用いられている。材質として銅管を用いたのは、内部を純酸素ガスが流通するため、発火と延焼を防ぐ目的として好適であるためである。酸素ガス中に粉体を合流させた後、U字状部13の銅管の内壁に粉体が衝突すると、銅管が摩耗する原因となり好ましくない。上記のように粉体搬送経路32は垂直に対して傾斜角度θをもって酸素ガス流路の合流部17に入り込むように配置すると、このままでは合流した粉体がU字状部13の銅管に衝突する懸念がある。そこで本発明では、U字状の酸素ガス流路の少なくとも一部において、酸素ガス流路31と粉体搬送経路32とが二重管の形態を有してなることとしてこの問題を解決した。酸素ガス流路31を外管とすると、粉体輸送経路32は内管8となる。粉体搬送経路32が酸素ガス流路31に合流した後も二重管の形態とすれば、二重管となっている領域において粉体は内管8の内壁のみに衝突し、銅管で形成される外管の内壁には衝突しないので、銅管の摩耗を防止することができる。そして、二重管の内管8の末端部を開放とし、内管から搬送ガスとともに放出される粉体がU字状の銅管の内壁に衝突せずに垂直のランス2内に導入されるように内管8を配置することが好ましい。さらに、図3に示すように内管8の末端部が垂直下方に向いていると、ランス内においても粉体がランス内壁に衝突しないのでより好ましい。二重管の内管8の内面については、例えばセラミックスとすることにより、粉体吹き込みに起因する摩耗を防止することができる。   A copper pipe is used as the material of the U-shaped portion 13 bent into the U-shape of the oxygen flow path. The reason why the copper pipe is used as the material is that it is suitable for the purpose of preventing ignition and fire spread because pure oxygen gas flows inside. If the powder collides with the inner wall of the U-shaped portion 13 after the powder is merged into the oxygen gas, it is not preferable because the copper tube is worn. As described above, when the powder conveyance path 32 is arranged so as to enter the merging portion 17 of the oxygen gas flow path with an inclination angle θ with respect to the vertical, the merged powder collides with the copper tube of the U-shaped portion 13 as it is. There are concerns. Therefore, the present invention solves this problem by assuming that the oxygen gas flow path 31 and the powder conveyance path 32 have a double-pipe configuration in at least a part of the U-shaped oxygen gas flow path. When the oxygen gas flow path 31 is an outer tube, the powder transport path 32 is the inner tube 8. Even if the powder conveyance path 32 joins the oxygen gas flow path 31, if it is in the form of a double pipe, the powder will collide only with the inner wall of the inner pipe 8 in the double pipe region, Since it does not collide with the inner wall of the formed outer tube, wear of the copper tube can be prevented. Then, the end portion of the inner tube 8 of the double tube is opened, and the powder discharged from the inner tube together with the carrier gas is introduced into the vertical lance 2 without colliding with the inner wall of the U-shaped copper tube. It is preferable to arrange the inner tube 8 as described above. Furthermore, as shown in FIG. 3, it is more preferable that the end portion of the inner tube 8 is directed vertically downward because the powder does not collide with the inner wall of the lance even in the lance. About the inner surface of the inner tube 8 of the double tube, for example, ceramics can be used to prevent wear due to powder blowing.

酸素ガスとともに粉体を吹き付けるための粉体吹き込みランス装置においては、前述のとおり、粉体搬送経路32の粉体用フレキシブルホース15上流側に遮断弁(上流遮断弁18)が設けられる(図2参照)。粉体輸送を行わないタイミングではこの上流遮断弁18を閉とし、酸素ガスの逆流を防止する。本発明は、上述のとおり、昇降架台上の粉体搬送経路の途中に遮断弁(末端弁7)を備える。末端弁7は粉体用フレキシブルホース15の下流側に位置する。本発明はさらに、図2に示すように、上流遮断弁18と末端弁7との間に圧抜き弁9を有することとすると好ましい。転炉内に酸素ガスは吹き込むが粉体は吹き込まないタイミングにおいて、上流遮断弁18と末端弁7をともに閉とした上で、圧抜き弁9を開とすることにより、粉体用フレキシブルホース15の内圧を常圧とし、粉体用フレキシブルホースの内外圧力差をなくしてホースへの負荷を軽減することができる。   In the powder blowing lance device for blowing powder together with oxygen gas, as described above, a shut-off valve (upstream shut-off valve 18) is provided on the upstream side of the powder flexible hose 15 in the powder transport path 32 (FIG. 2). reference). At the timing when the powder is not transported, the upstream shut-off valve 18 is closed to prevent the backflow of oxygen gas. As described above, the present invention includes a shut-off valve (terminal valve 7) in the middle of the powder conveyance path on the lifting platform. The end valve 7 is located downstream of the powder flexible hose 15. The present invention preferably further includes a pressure relief valve 9 between the upstream shut-off valve 18 and the end valve 7, as shown in FIG. At the timing when oxygen gas is blown into the converter but no powder is blown, both the upstream shut-off valve 18 and the end valve 7 are closed, and the pressure relief valve 9 is opened, whereby the powder flexible hose 15 is opened. The pressure on the hose can be reduced by reducing the internal and external pressure difference of the flexible hose for powder.

上記本発明の粉体吹き込みランス装置を用いた粉体吹き込み方法について説明する。本発明の粉体吹き込みランス装置を用いる場合、ランス先端のノズル3から純酸素ガスと粉体をともに吹き付ける形態と、ランス先端からは純酸素ガスのみを吹き付け、粉体吹きつけを伴わない形態を自由に切り替えることができる。具体的には、昇降架台上の粉体搬送経路32の途中であって粉体流路切り離し部16の上流側に遮断弁(末端弁7)を備えており、ランス先端から粉体を吹き込まず酸素ガスのみを吹き込む時点では末端弁7を閉じ、ランス先端から粉体とともに酸素ガスを吹き込む時点では末端弁7を開くことで、前記の2つの形態の切り替えを行うことができる。吹錬中において上吹きランス2から酸素ガスを溶湯に吹き付けるものの粉体は吹き付けない場合、末端弁7を遮断することにより、高圧の酸素ガスの圧力が粉体用フレキシブルホース15にかからないこととなる。これにより、粉体用フレキシブルホース15の寿命を十分に保持することが可能となる。   The powder blowing method using the powder blowing lance device of the present invention will be described. In the case of using the powder blowing lance device of the present invention, a mode in which both pure oxygen gas and powder are blown from the nozzle 3 at the tip of the lance, and a mode in which only pure oxygen gas is blown from the tip of the lance and no powder blowing is involved. You can switch freely. Specifically, a shut-off valve (end valve 7) is provided in the middle of the powder conveyance path 32 on the lifting platform and on the upstream side of the powder flow path separating portion 16, so that powder is not blown from the tip of the lance. When the oxygen gas alone is blown, the end valve 7 is closed, and when the oxygen gas is blown together with the powder from the tip of the lance, the end valve 7 is opened to switch between the two modes. In the case of blowing oxygen gas from the top blowing lance 2 to the molten metal during blowing, if the powder is not blown, the pressure of the high-pressure oxygen gas is not applied to the powder flexible hose 15 by blocking the end valve 7. . As a result, the lifetime of the powder-use flexible hose 15 can be sufficiently maintained.

さらに、上流遮断弁と前記末端弁との間に圧抜き弁を有する粉体吹き込みランス装置を用いる場合には、ランス先端から粉体を吹き込まず酸素ガスのみを吹き込む時点では末端弁7と上流遮断弁18を閉じるとともに圧抜き弁9を解放し、ランス先端から粉体とともに酸素ガスを吹き込む時点では末端弁7と上流遮断弁18を開くとともに圧抜き弁9を閉じることにより、粉体の吹きつけを行わないときは粉体用フレキシブルホース15の内圧を常圧とすることができ、粉体用フレキシブルホースの寿命をより一層延長することが可能となる。   Further, when using a powder blowing lance device having a pressure relief valve between the upstream shutoff valve and the end valve, the upstream shutoff from the end valve 7 is performed when only oxygen gas is blown from the tip of the lance. When the valve 18 is closed and the pressure relief valve 9 is released and oxygen gas is blown together with powder from the tip of the lance, the terminal valve 7 and the upstream shut-off valve 18 are opened and the pressure relief valve 9 is closed to blow the powder. When this is not performed, the internal pressure of the powder flexible hose 15 can be made normal, and the life of the powder flexible hose can be further extended.

脱りん精錬と脱炭精錬とを分離し、脱りん精錬を転炉内で行う場合、前述のように、脱りん精錬を行った転炉の出鋼口から溶鉄を出湯した後にスラグを排出し、溶鉄を異なる転炉に装入して脱炭精錬を行う方法(別転炉法)と、脱りん精錬後に溶鉄を転炉内に残したまま転炉を傾動して炉口からスラグのみを排出し、その後に同じ転炉で脱炭精錬を行う方法(同一転炉法)のいずれかが用いられている。   When dephosphorization and decarburization are separated and dephosphorization is performed in the converter, as described above, slag is discharged after discharging molten iron from the outlet of the converter where dephosphorization was performed. , Decarburizing and refining by charging molten iron into different converters (separate converter method), and tilting the converter while leaving the molten iron in the converter after dephosphorization and removing only slag from the furnace port Any one of the methods (the same converter method) of discharging and then decarburizing and refining in the same converter is used.

特許文献2には、転炉型の溶銑予備処理炉を用いて溶銑の脱珪脱りん処理を行うに際し、微粉CaO源を用い、上吹き酸素とともに吹きつけを行う方法と、底吹き羽口よりCaO源を吹き込む方法とを併用することが開示されている。特許文献2には、対象とする方法が別転炉法か同一転炉法かは明示されておらず、脱りん精錬についてのみ言及され、脱炭精錬については言及されていない。   In Patent Document 2, when performing desiliconization and dephosphorization of hot metal using a converter type hot metal pretreatment furnace, a method of spraying together with top blowing oxygen using a fine powder CaO source, and a bottom blowing tuyere It is disclosed that a method of blowing a CaO source is used in combination. Patent Document 2 does not clearly indicate whether the target method is a separate converter method or the same converter method, and only refers to dephosphorization refining, and does not refer to decarburization refining.

別転炉法、同一転炉法のいずれも、便宜上精錬前期を「脱りん精錬」、精錬後期を「脱炭精錬」と名付けているが、精錬後期においても脱炭とともに仕上げ脱りん精錬が進行していることが多い。そのため、脱炭精錬においても、ランスから酸素ガスとともに粉体を吹き込むことにより、仕上げ脱りん精錬能力をより向上させることができる。一方、粉体吹き込み経路において粉体を管内輸送するために搬送ガスが用いられる。搬送ガスとしては窒素ガスが一般的である。粉体搬送経路と酸素ガス流路が合流した後、酸素ガス流路中には酸素ガス、粉体、搬送ガスが混合して流れ、ランス先端からは酸素ガス、粉体、搬送ガスが溶湯表面に吹き付けられる。搬送ガスとして窒素ガスを用いる場合、この窒素ガスはいったん溶湯中に溶解し、溶湯の窒素濃度を上昇させる原因となる。溶製する溶鋼の目標成分が低窒素鋼である場合、搬送ガスに起因して吹き止め溶鋼中の窒素濃度が上昇することは好ましくない。それに対して本発明の粉体吹き込みランス装置を有する転炉を用いた同一転炉法による転炉精錬方法においては、脱炭精錬の初期においてランスから酸素ガスとともに粉体を吹き込み、脱炭精錬の末期にはランスから粉体を吹き込まずに酸素ガスのみを吹き込むこととすると好ましい。脱炭精錬初期にランスから酸素ガスとともに粉体を吹き込むことによって仕上げ脱燐反応を促進し、一方で脱炭精錬の末期にはランスから粉体を吹き込まずに酸素ガスのみを吹き込むことにより、一旦は搬送ガスの吹き込みによって溶湯中窒素濃度が上昇するものの、その後は酸素ガスのみを吹き込むことによって溶湯の低窒素化が進み、吹き止め溶鋼中窒素濃度を低減することが可能となる。脱炭精錬の初期とは、特に限定されないが、脱炭精錬時間全体の初期25%程度までの時間帯が例示でき、一方、脱炭精錬の末期とは、残りの時間帯を意味している。本発明の粉体吹き込みランス装置は末端弁を備えているので、粉体吹き込みを行わない脱炭精錬末期において末端弁を閉じて粉体用フレキシブルホース内に高圧の酸素ガスが充満することを防止できる。   In both the separate converter method and the same converter method, for the sake of convenience, the first half of refining is named “dephosphorization refining”, and the second half of refining is named “decarburization refining”. Often doing. Therefore, also in decarburization refining, finishing dephosphorization refining ability can be improved more by blowing powder with oxygen gas from a lance. On the other hand, a carrier gas is used to transport the powder in the tube in the powder blowing path. Nitrogen gas is generally used as the carrier gas. After the powder transfer path and oxygen gas flow path merge, oxygen gas, powder, and transfer gas flow in the oxygen gas flow path, and oxygen gas, powder, and transfer gas flow from the tip of the lance to the surface of the melt. Is sprayed on. When nitrogen gas is used as the carrier gas, the nitrogen gas is once dissolved in the molten metal, causing a rise in the nitrogen concentration of the molten metal. When the target component of the molten steel to be melted is low nitrogen steel, it is not preferable that the nitrogen concentration in the blown molten steel increases due to the carrier gas. On the other hand, in the converter refining method by the same converter method using the converter having the powder blowing lance device of the present invention, powder is blown together with oxygen gas from the lance at the initial stage of decarburization refining, In the final stage, it is preferable to blow only oxygen gas without blowing powder from the lance. The final dephosphorization reaction is promoted by blowing powder together with oxygen gas from the lance at the beginning of decarburization refining, while at the end of decarburization refining, only oxygen gas is blown without blowing powder from the lance. Although the nitrogen concentration in the molten metal is increased by blowing the carrier gas, the nitrogen concentration of the molten metal is advanced by blowing only oxygen gas thereafter, and the nitrogen concentration in the blown molten steel can be reduced. The initial stage of decarburization refining is not particularly limited, but examples include the time period up to about 25% of the initial decarburization refining time, while the last stage of decarburization refining means the remaining time period. . Since the powder blowing lance device of the present invention is provided with a terminal valve, the terminal valve is closed at the end of decarburization refining without powder blowing to prevent high-pressure oxygen gas from filling the flexible hose for powder. it can.

さらに、上流遮断弁と末端弁との間に圧抜き弁を有する本発明においては、上流遮断弁や末端弁にリークが発生したとしても、酸素ガスのみをランスから溶湯に吹き付ける脱炭精錬末期において、リークしたガスは圧抜き弁を経由して系外に放出される。従って、酸素ガスが粉体用フレキシブルホース側にリークしたとしてもリークした酸素ガスが粉体吹き込み装置に混入することはない。逆に、粉体吹き込み装置側の窒素ガスがリークしたとしても、酸素ガスの方が圧力が高いため、末端弁を経由して酸素ガス中に混入することがないので、吹き止め溶鋼の窒素濃度上昇を防止することができる。   Further, in the present invention having a pressure relief valve between the upstream shut-off valve and the end valve, even if a leak occurs in the upstream shut-off valve or the end valve, in the final stage of decarburization refining in which only oxygen gas is blown from the lance to the molten metal. The leaked gas is discharged out of the system via the pressure relief valve. Therefore, even if oxygen gas leaks to the powder flexible hose side, the leaked oxygen gas does not enter the powder blowing device. Conversely, even if the nitrogen gas on the powder blowing device side leaks, since the pressure of oxygen gas is higher, it will not be mixed into the oxygen gas via the end valve. The rise can be prevented.

ひとつの転炉工場においては、通常、種々の品種が製造されている。そして、転炉で脱りん精錬と脱炭精錬を分離して行う場合、同一転炉法でも別転炉法でも、脱りん精錬において粉体吹き込みを実施する品種と実施しない品種が混在することがある。このような場合も、本発明の粉体吹き込みランス装置を備えた転炉であれば、粉体吹き込みを必要としない品種については、脱りん精錬時に粉体吹き込みを行わずに酸素ガス吹き込みのみを行うことができる。本発明の粉体吹き込みランス装置は末端弁を備えているので、粉体吹き込みを行わない品種の脱りん精錬において末端弁を閉じて粉体用フレキシブルホース内に高圧の酸素ガスが充満することを防止できる。   In one converter factory, various varieties are usually manufactured. When dephosphorization and decarburization are separately performed in a converter, there may be a mix of varieties that perform powder blowing and non-implement varieties in dephosphorization and refining, both in the same converter method and in different converter methods. is there. Even in such a case, if the converter is equipped with the powder blowing lance device of the present invention, for the types that do not require powder blowing, only oxygen gas blowing is performed without powder blowing during dephosphorization refining. It can be carried out. Since the powder blowing lance device of the present invention is equipped with a terminal valve, in the dephosphorization refining of the type that does not perform powder blowing, the terminal valve is closed and the powdered flexible hose is filled with high-pressure oxygen gas. Can be prevented.

上吹きランスにおいて酸素ガスとともに粉体を吹き込む場合、特許文献3に記載のように、ランス先端のノズルの摩滅損耗が生じることがある。これに対し上記本発明のように、転炉での精錬全体時間のうち、例えば同一転炉法における脱炭精錬の末期にはランスから粉体を吹き込まずに酸素ガスのみを吹き込み、あるいは種々の品種のうちの一部品種のみで粉体吹き込みを行い、それ以外の品種ではランスから粉体を吹き込まずに酸素ガスのみを吹き込むこととすれば、ランスから溶湯表面に酸素ガスを吹き込む全時間のうちで粉体吹き込みを併用する時間比率が低くなる。そしてこのような操業形態においては、酸素ガス吹き込みのみを行った場合のランス寿命の時間内において、粉体吹き込み起因によるランスの摩滅損耗原因でランス寿命がさらに短縮することを防止できる。従って、あえて特許文献3に記載のように4重管ランスを用いることなく、酸素ガスに粉体を合流させた上で溶湯に吹き込むことができる。   When powder is blown together with oxygen gas in an upper blowing lance, as described in Patent Document 3, wear and abrasion of the nozzle at the tip of the lance may occur. On the other hand, as in the present invention, of the total refining time in the converter, for example, at the end of decarburization refining in the same converter method, only oxygen gas is blown without blowing powder from the lance, or various If only one of the varieties is blown with powder, and other varieties are blown with oxygen gas without blowing powder from the lance, the entire time of blowing oxygen gas from the lance to the surface of the molten metal Among them, the time ratio for using the powder blowing together becomes low. In such an operation mode, it is possible to prevent the lance life from being further shortened due to wear and tear of the lance due to powder blowing within the lance life time when only oxygen gas blowing is performed. Therefore, as described in Patent Document 3, the powder can be blown into the molten metal after the powder is joined to the oxygen gas without using a quadruple tube lance.

溶鋼量300トンの上底吹き転炉において図1〜3に示す本発明を適用した。転炉に溶銑を装入し、まず脱りん精錬を行い、脱りん精錬後に溶鉄を転炉内に残したまま転炉を傾動して炉口からスラグのみを排出し、その後に同じ転炉で脱炭精錬を行う方法(同一転炉法)を適用している。   The present invention shown in FIGS. 1 to 3 was applied to an upper bottom blowing converter with a molten steel amount of 300 tons. The converter is charged with hot metal, first dephosphorized, and after dephosphorizing, the converter is tilted while leaving the molten iron in the converter, and only the slag is discharged from the furnace port. A decarburization refining method (same converter method) is applied.

上吹きランス先端から酸素ガスとともに吹き付けられる粉体は、粉体供給装置19から供給される。粉体供給装置19において、粉体は吹き込みタンク20に貯蔵され、吹き込みタンク下部のフィーダー21を経由して搬送ガスによって搬送され、粉体搬送経路32の配管内を移動する。搬送ガスとして窒素ガスを用いる。粉体搬送経路32は、粉体用フレキシブルホース15を経て、昇降架台6に送られ、昇降架台上でランス交換のための粉体流路切り離し部16を経て、粉体搬送経路32は合流部17においてU字状の酸素ガス流路(U字状部13)に合流する。昇降架台上の粉体流路切り離し部16の上流側に末端弁7を備える。粉体搬送経路32は垂直に対して45度の傾斜角度θをもって酸素ガス流路31に入り込み、U字状の酸素ガス流路において酸素ガス流路と粉体搬送経路とが二重管の形態を有している。粉体搬送経路32の途中であって粉体用フレキシブルホース15の上流側に上流遮断弁18を有し、上流遮断弁8と末端弁7との間に圧抜き弁9を有する。   The powder sprayed together with the oxygen gas from the tip of the upper spray lance is supplied from the powder supply device 19. In the powder supply device 19, the powder is stored in the blowing tank 20, conveyed by the carrier gas via the feeder 21 below the blowing tank, and moves in the piping of the powder conveying path 32. Nitrogen gas is used as the carrier gas. The powder conveyance path 32 is sent to the lifting platform 6 via the powder flexible hose 15, and passes through the powder flow path separating unit 16 for exchanging lances on the lifting platform, and the powder conveyance path 32 is a joining section. In 17, it merges with the U-shaped oxygen gas flow path (U-shaped portion 13). A terminal valve 7 is provided on the upstream side of the powder flow path disconnecting portion 16 on the lifting platform. The powder conveyance path 32 enters the oxygen gas flow path 31 with an inclination angle θ of 45 degrees with respect to the vertical, and in the U-shaped oxygen gas flow path, the oxygen gas flow path and the powder conveyance path are in the form of a double tube. have. An upstream cutoff valve 18 is provided in the middle of the powder conveyance path 32 and upstream of the powder flexible hose 15, and a pressure relief valve 9 is provided between the upstream cutoff valve 8 and the end valve 7.

この転炉にて精錬する品種全体のうちの30%の品種にて上吹きランスからの粉体吹き込みを行い、残りの品種においては粉体吹き込みを行わなかった。また、粉体吹き込みを行う品種において、脱りん精錬では精錬時間全体で粉体吹き込みを行い、脱炭精錬では脱炭精錬時間全体の初期25%で粉体吹き込みを行い、残りの75%の時間では粉体吹き込みを行わなかった。粉体としてはCaO粉を吹き込み、粉体吹き込み速度が800kg/min程度、1チャージあたりの粉体吹き込み量は1〜3トン/チャージ程度とした。粉体吹き込み時の搬送ガス(窒素ガス)流量は約2000Nm3/h程度であった。 30% of the varieties refined in this converter were blown with powder from the top lance, and the remaining varieties were not blown with powder. Also, in varieties that perform powder injection, powder removal is performed during the entire refining time in dephosphorization refining, and powder injection is performed in the initial 25% of the total decarburization refining time, and the remaining 75% of time. Then, powder blowing was not performed. As the powder, CaO powder was blown, the powder blowing speed was about 800 kg / min, and the amount of powder blown per charge was about 1 to 3 tons / charge. The carrier gas (nitrogen gas) flow rate when the powder was blown was about 2000 Nm 3 / h.

脱りん精錬では、上吹き酸素ジェットによる溶鋼攪拌を抑制して脱りん反応を促進するため、上吹きランスノズルからの送酸速度は20000〜30000Nm3/hとし、酸素のみ吹き込み時はノズル背圧が0.25〜0.35MPa程度となった。脱炭精錬では、上吹き酸素ジェットによる溶鋼攪拌による脱炭精錬を促進するため、上吹きランスノズルからの送酸速度は60000〜70000Nm3/hとし、酸素のみ吹き込み時はノズル背圧が0.65〜0.75MPa程度となった。上吹きランスから粉体吹き込みを行い、粉体吹き込み速度が800kg/min程度の場合、上吹きランスのノズル背圧は粉体を吹き込まない場合と比較して約0.2MPa程度上昇した。 In dephosphorization refining, the acid feed rate from the top blowing lance nozzle is set to 20000 to 30000 Nm 3 / h to suppress the stirring of the molten steel by the top blowing oxygen jet and the nozzle back pressure when only oxygen is blown. Was about 0.25 to 0.35 MPa. In the decarburization refining, in order to promote decarburization refining by stirring the molten steel with an upper blowing oxygen jet, the acid feed rate from the upper blowing lance nozzle is set to 60000-70000 Nm 3 / h, and when only oxygen is blown, the nozzle back pressure is 0. The pressure was about 65 to 0.75 MPa. When powder was blown from the top blowing lance and the powder blowing speed was about 800 kg / min, the nozzle back pressure of the top blowing lance increased by about 0.2 MPa compared to the case where no powder was blown.

ノズル背圧が最も高くなるのは、脱炭精錬時に粉体吹き込みを併用するときであるが、このときでもノズル背圧は1MPa未満とすることができた。   The nozzle back pressure becomes the highest when powder blowing is used in combination with decarburization refining. Even at this time, the nozzle back pressure could be less than 1 MPa.

転炉精錬を行うに当たり、ランス先端から粉体を吹き込まず酸素ガスのみを吹き込む時点では末端弁7と上流遮断弁18を閉じるとともに圧抜き弁9を解放し、ランス先端から粉体とともに酸素ガスを吹き込む時点では末端弁7と上流遮断弁18を開くとともに圧抜き弁9を閉じた。   In refining the converter, when only oxygen gas is blown without blowing powder from the tip of the lance, the end valve 7 and the upstream shut-off valve 18 are closed and the pressure relief valve 9 is released, and oxygen gas is fed together with powder from the tip of the lance. At the time of blowing, the end valve 7 and the upstream shut-off valve 18 were opened and the pressure relief valve 9 was closed.

以上の条件で転炉精錬を行った。その結果、ランスの寿命は、約300チャージ程度であって、粉体吹き込みを行わない場合と何ら変化がなかった。寿命に達したランスのノズルを観察した結果、粉体吹き込みに起因するノズルの摩耗は特に観察されなかった。また、粉体用フレキシブルホースの損傷も特に観察されなかった。従って、粉体用フレキシブルホースとしては、酸素の背圧の影響を考慮する必要がない仕様(一般仕様)の使用が可能であることが確認できた。   Converter refining was performed under the above conditions. As a result, the life of the lance was about 300 charges, and there was no change from when no powder was blown. As a result of observing the nozzle of the lance that had reached the end of its life, no particular wear of the nozzle due to powder blowing was observed. In addition, damage to the flexible hose for powder was not particularly observed. Therefore, it was confirmed that the specification (general specification) that does not need to consider the influence of the back pressure of oxygen can be used as the flexible hose for powder.

1 転炉
2 上吹きランス
3 ノズル
4 昇降装置
5 昇降案内装置
6 昇降架台
7 末端弁
8 内管
9 圧抜き弁
11 酸素用フレキシブルホース
12 酸素流路切り離し部
13 U字状部
14 ランス上端
15 粉体用フレキシブルホース
16 粉体流路切り離し部
17 合流部
18 上流遮断弁
19 粉体供給装置
20 吹き込みタンク
21 フィーダー
22 架け具
31 酸素ガス流路
32 粉体搬送経路
θ 傾斜角度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Converter 2 Top blowing lance 3 Nozzle 4 Lifting device 5 Lifting guide device 6 Lifting stand 7 Terminal valve 8 Inner tube 9 Pressure relief valve 11 Oxygen flexible hose 12 Oxygen flow path separation part 13 U-shaped part 14 Lance upper end 15 Powder Body flexible hose 16 Powder flow path disconnecting section 17 Merge section 18 Upstream shut-off valve 19 Powder supply device 20 Blowing tank 21 Feeder 22 Fitting 31 Oxygen gas flow path 32 Powder transport path θ Inclination angle

Claims (6)

転炉内の溶湯に対して酸素ガスとともに粉体を吹き付けるための粉体吹き込みランス装置であって、ランスを昇降させるランス昇降装置は昇降案内装置と昇降架台を備え、昇降架台は昇降案内装置に沿って昇降可能であり、ランスは昇降架台に取り付けられており、酸素ガスは酸素用フレキシブルホースによって昇降架台に送られ、昇降架台上で酸素ガス流路は、ランス交換のための酸素流路切り離し部を経て、U字状に曲げられてランス上端からランス内に供給され、
粉体は搬送ガスとともに粉体用フレキシブルホースによって昇降架台に送られ、昇降架台上でランス交換のための粉体流路切り離し部を経て、粉体搬送経路はU字状の酸素ガス流路の曲管部に合流し、粉体は酸素ガスとともにランス下端のすべてのノズルを経由して転炉内の溶湯に吹き付けられ、
昇降架台上の粉体搬送経路の途中であって前記切り離し部の上流側に遮断弁(以下「末端弁」という。)を備えることを特徴とする粉体吹き込みランス装置。
A powder blowing lance device for spraying powder together with oxygen gas to the molten metal in the converter, the lance lifting device for raising and lowering the lance includes a lifting guide device and a lifting stand, and the lifting stand is a lifting guide device The lance is attached to the lifting platform, oxygen gas is sent to the lifting platform by an oxygen flexible hose, and the oxygen gas channel on the lifting platform is separated from the oxygen channel for lance replacement. Through the section, bent into a U-shape and fed into the lance from the upper end of the lance,
The powder is sent to the lifting platform together with the carrier gas by the flexible hose for powder, and the powder transportation path is a U-shaped oxygen gas channel through the powder channel separation part for lance replacement on the lifting platform . After joining the curved pipe , the powder is blown along with oxygen gas to the molten metal in the converter via all nozzles at the bottom of the lance,
A powder blowing lance device comprising a shut-off valve (hereinafter referred to as “end valve”) in the middle of a powder conveyance path on a lifting platform and upstream of the separation portion.
前記粉体搬送経路がU字状の酸素ガス流路の曲管部内に入り込む位置において、粉体搬送経路は垂直に対して傾斜角度をもって酸素ガス流路に入り込み、U字状の酸素ガス流路の曲管部の少なくとも一部において、酸素ガス流路と粉体搬送経路とが二重管の形態を有し、二重管の内管の末端部から粉体が直接垂直のランス内に導入されるように、内管が配置されてなることを特徴とする請求項1に記載の粉体吹き込みランス装置。 At a position where the powder transport path from entering the curved pipe portion of the U-shaped oxygen gas channel, the powder transport path enters the oxygen gas flow path with an inclination angle to the vertical, U-shaped oxygen gas stream In at least a part of the curved pipe portion of the path, the oxygen gas flow path and the powder conveyance path have a double pipe shape, and the powder directly enters the vertical lance from the end of the inner pipe of the double pipe. 2. The powder blowing lance device according to claim 1 , wherein an inner tube is arranged so as to be introduced. 前記粉体搬送経路の途中であって粉体用フレキシブルホースの上流側に上流遮断弁を有し、上流遮断弁と前記末端弁との間に圧抜き弁を有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の粉体吹き込みランス装置。 The upstream shut-off valve is provided in the middle of the powder conveyance path and upstream of the powder flexible hose, and a pressure release valve is provided between the upstream shut-off valve and the end valve. Or the powder blowing lance apparatus of Claim 2. 請求項1又は請求項2に記載の粉体吹き込みランス装置を用いた粉体吹き込み方法であって、ランス先端から粉体を吹き込まず酸素ガスのみを吹き込む時点では前記末端弁を閉じ、ランス先端から粉体とともに酸素ガスを吹き込む時点では前記末端弁を開くことを特徴とする粉体吹き込み方法。 A powder blowing method using the powder blowing lance device according to claim 1 or 2, wherein at the time of blowing only oxygen gas without blowing powder from the tip of the lance, the end valve is closed and A powder blowing method, wherein the end valve is opened when oxygen gas is blown together with the powder. 請求項3に記載の粉体吹き込みランス装置を用いた粉体吹き込み方法であって、ランス先端から粉体を吹き込まず酸素ガスのみを吹き込む時点では前記末端弁と上流遮断弁を閉じるとともに圧抜き弁を解放し、ランス先端から粉体とともに酸素ガスを吹き込む時点では前記末端弁と上流遮断弁を開くとともに圧抜き弁を閉じることを特徴とする粉体吹き込み方法。   4. A powder blowing method using the powder blowing lance device according to claim 3, wherein at the time of blowing only oxygen gas without blowing powder from the tip of the lance, the terminal valve and the upstream shut-off valve are closed and a pressure relief valve. The powder blowing method is characterized by opening the terminal valve and the upstream shut-off valve and closing the pressure release valve when oxygen gas is blown together with powder from the tip of the lance. 請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の粉体吹き込みランス装置を有する転炉を用いた転炉精錬方法であって、転炉に装入した溶銑についてまず脱りん精錬を行い、脱りん精錬後の転炉内に溶湯を残したままで溶融スラグを転炉炉口から排出し、次いで脱炭精錬を行うに際し、前記脱りん精錬時に前記ランスから酸素ガスとともに粉体を吹き込み、前記脱炭精錬の初期において前記ランスから酸素ガスとともに粉体を吹き込み、脱炭精錬の末期にはランスから粉体を吹き込まずに酸素ガスのみを吹き込むことを特徴とする転炉精錬方法。 A converter refining method using a converter having a powder blowing lance according to any one of claims 1 to 3, carried out first dephosphorization refining the molten iron was charged into a converter, The molten slag is discharged from the converter furnace port while leaving the molten metal in the converter after dephosphorization and refining, and then when decarburizing and refining, powder is blown together with oxygen gas from the lance during the dephosphorization and refining, A converter refining method, wherein powder is blown together with oxygen gas from the lance at an early stage of decarburization refining, and oxygen gas is blown without blowing powder from the lance at the end of decarburization refining.
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