JP7020540B2 - 上吹きランス及び上吹きランスの被覆方法 - Google Patents
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Description
かかる知見に基づき完成された本発明の要旨は、以下の通りである。
(2)前記被覆部の厚さが300μm以上である、(1)に記載の上吹きランス。
(3)鋼製のランス本体部と、前記ランス本体部の先端に設けられたノズル部と、を備える水冷式の上吹きランスの被覆方法であって、前記ランス本体部の外筒の処理容器内に位置し得る部分のうち、前記外筒に存在する少なくとも一部の溶接部を、銅からなる被覆材を用いて、被覆後の表面におけるJIS B0601:2013で規定された算術平均粗さRaが3μm以下となるように被覆する、上吹きランスの被覆方法。
(4)前記溶接部は、前記被覆材を溶射、溶接肉盛、又は、めっきすることで被覆される、(3)に記載の上吹きランスの被覆方法。
(5)前記被覆材は、最終的な厚さが300μm以上となるように被覆される、(3)又は(4)に記載の上吹きランスの被覆方法。
以下に示す本発明の実施形態では、上吹きランスを用いる処理容器として、上吹き転炉を例に挙げて説明を行うものとする。まず、図1を参照して、上吹き転炉設備の概略構成について説明する。図1は、本実施形態に係る上吹きランスを用いる上吹き転炉設備の構成を示した概略説明図である。
本実施形態に係る上吹きランス100の構成を、図2及び図3を参照しながら、より詳細に説明する。図2は、本実施形態に係る上吹きランス100の概略構成を示した説明図である。図3は、本実施形態に係る上吹きランス100の構成する部材を示した説明図である。
(被覆部140の形成位置)
被覆部140は、上記したように、転炉本体10の内部に挿入される第3の円筒部130の外表面の少なくとも一部に設けられる。より詳細には、かかる被覆部140は、転炉本体10内に位置し得る、第3の円筒部130の外表面に存在する少なくとも一部の溶接部135を覆うように設けられることが好ましい。
本発明者は、上吹きランス100の長寿命化及びメンテナンス性について検討したところ、ランスを長寿命化し、メンテナンス作業の頻度を低減するような素材として、耐食性を有し、他の金属に比べて比較的安価である、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)を用いて、上吹きランス100の表面を被覆することに想到した。
被覆部140の厚さは、溶銑5の処理で生じる摩耗の程度、被覆部140の表面温度、使用する上吹き転炉設備等に応じて設定することができる。
続いて、上吹きランス100の被覆方法(より詳細には、被覆部140の形成方法)について説明する。
上記のように、本実施形態に係る上吹きランス及び上吹きランスの被覆方法では、ランス本体部151における第3の円筒部130の外表面が、銅、ニッケル、コバルトの少なくともいずれか一つを構成元素として含む被覆用金属で覆われた被覆部を有することで、第3の円筒部130への地金7の付着を抑制することができる。
第3の円筒部130の表面の少なくとも一部に対して、研磨した場合、銅を溶射した場合及びセラミックスを溶射した場合のそれぞれについて、地金手入れまでの吹錬数を調査した。かかる調査に先立ち、第3の円筒部130の外表面の温度は、外表面の状態によって大きく変化すると考えられるため、第3の円筒部130の外表面の放射率の違いによる表面温度を調査した。例えば、第3の円筒部130が、研磨仕上げされて光沢を有している場合、その放射率は小さいく、輻射による温度上昇は小さい。しかしながら、外表面が吹錬中の摩耗やCOガス等により劣化すると、放射率が大きくなって表面温度は高くなるため、地金7が溶着しやすくなると考えられる。
実験例1で得られた知見を更に検証するために、本発明者は、一般的に用いられている炭素鋼のランス外筒を有する上吹きランスを用いて、各種条件を変更しながら、吹錬数比、及び、全長に対する曲りという観点から、検証を行った。
まず、目視で、曲りが大きい方向が測れるように上吹きランスを設置する。その後、目視で、曲りが凹んでいる方向から、上吹きランスの管軸方向に対して平行に糸を張り、ランス長さL0を測定する。また、中間の3点以上の位置で、糸からランスまでの距離を測定し、得られた3つ以上の距離のうち最大のものをL1とする。この場合に、着目する上吹きランスの曲りは、L1となる。得られた測定値L0、L1を用い、比率(L1/L0)を算出し、得られた比率をパーセント表記で表すこととした。
7 地金
9 スラグ
10 転炉本体
12 炉口
20 排ガスフード
22 ランス通過口
100 上吹きランス
102 主孔
110 第1の円筒部
120 第2の円筒部
130 第3の円筒部
135 溶接部
140 被覆部
151 ランス本体部
151a 内筒
151b 外筒
153 ノズル部
Claims (5)
- 水冷式の上吹きランスであって、
鋼製のランス本体部と、
前記ランス本体部の先端に設けられたノズル部と、
前記ランス本体部の外筒の少なくとも一部に対して設けられた、銅からなる被覆部と、
を備え、
前記被覆部は、処理容器内に位置し得る部分のうち、前記外筒に存在する少なくとも一部の溶接部を被覆するように設けられ、
前記被覆部の表面における、JIS B0601:2013で規定された算術平均粗さRaは、3μm以下である、上吹きランス。 - 前記被覆部の厚さが300μm以上である、請求項1に記載の上吹きランス。
- 鋼製のランス本体部と、前記ランス本体部の先端に設けられたノズル部と、を備える水冷式の上吹きランスの被覆方法であって、
前記ランス本体部の外筒の処理容器内に位置し得る部分のうち、前記外筒に存在する少なくとも一部の溶接部を、銅からなる被覆材を用いて、被覆後の表面におけるJIS B0601:2013で規定された算術平均粗さRaが3μm以下となるように被覆する、上吹きランスの被覆方法。 - 前記溶接部は、前記被覆材を溶射、溶接肉盛、又は、めっきすることで被覆される、請求項3に記載の上吹きランスの被覆方法。
- 前記被覆材は、最終的な厚さが300μm以上となるように被覆される、請求項3又は4に記載の上吹きランスの被覆方法。
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