JPH01219116A

JPH01219116A - 二次燃焼比率を高めた転炉精錬法

Info

Publication number: JPH01219116A
Application number: JP63045461A
Authority: JP
Inventors: Takashi Tanioku; 谷奥　俊; Kiyoshi Ichihara; 清市原; Takeshi Katogi; 健加藤木; Hiroshi Tomono; 友野　宏; Tsutomu Nagahata; 永幡　勉
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1988-02-26
Filing date: 1988-02-26
Publication date: 1989-09-01

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、製鋼用、転炉における炉内二次燃焼反応を促
進して鋼浴に熱を付加する転炉精錬法に関するものであ
る。

（従来の技術）近年、取鍋精錬、真空精錬等の炉外精錬が盛んになるに
つれてこれら精錬中における溶鋼温度降下が新たな問題
となっている。そこで、このような問題に対して、前工
程の転炉精錬で採られている対策に、出鋼時の溶鋼温度
を従来より高くする熱裕度拡大技術がある。これには、
熱源補償用の炭材を添加する方法やスクラップを予熱し
たうえで添加する方法などがあるが、余分の炭材やスク
ラップの予熱装置を必要とするためコストが嵩み経済的
に好ましくない。

そこで、近年これに代わる転炉熱裕度拡大技術として研
究・開発されているものに、精錬時、溶鋼内の脱炭反応
に伴う一次燃焼（Ｃ＋１／２ｏｚ→ＣＯ）で発生したＣ
Ｏガスを二次燃焼（ｃｏ＋１／２０ｚ→Ｃｏｔ）させて
、この二次燃焼で生じた熱を溶鋼に着熱させてやるいわ
ゆる二次燃焼法がある。そして、この二次燃焼の促進法
として、精練用の主孔とは別に、二次燃焼用の副孔を備
えたランスノズルを用いた方法が開発の主流となってお
り、これに関するランスノズルや二次燃焼法の特許も多
数出願されている０例えば、特開昭６２−１６１９１１
号公報および特開昭６２−４４５１７号公報には、副孔
を光拡がり形状としたランスノズル、もしくは副孔内に
ガス流抵抗体を設けたランスノズルが開示されている。

更に、特開昭６０−１８７６１０号公報には、主孔と副
孔を有するランスノズルを回転させて二次燃焼を促進す
る方法、特開昭６２−３３７１０号公報には副孔と場面
間の距離、副孔酸素量および流速を特定して行う二次燃
焼法がそれぞれ開示されている。

確かに、これら特許に開示されているランスノズルを使
用したり、或いは二次燃焼条件を適用することで二次燃
焼比率は向上するが、その向上は現在のところ高々３５
〜４０％程度である。

（発明が解決しようとする課題）本発明の課題は、精錬用の主孔の他に、二次燃焼用の副
孔を備えたランスノズルを使用して行う製鋼用転炉の二
次燃焼法において、二次燃焼比率を飛躍的に高め、且つ
スクラップ比も併せて高めることができる転炉精錬法を
提供することにある。

（課題を解決するための手段）転炉内の二次燃焼比率は、下記のとおり定義される。

〔二次燃焼比率＝二次燃焼によりＣＯ□となったＣＯガ
ス量／−次燃焼により生成したＣＯガス量〕一般に精錬
用の主孔の他に二次燃焼用の副孔を備えたランスノズル
を用いた二次燃焼法において、鋼浴面からノズル先端ま
での距Ｍ（ランス高さ）を高くする程、二次燃焼比率が
向上することは知られている。しかし、本発明者らの試
験結果によれば、単にランス高さを高くするだけでは二
次燃焼比率の向上に限界がある。

そこで、本発明者らは、ランス高さを一定の高さ以上と
した上で、他の吹錬条件を種々変更して精錬を行い下記
の知見を得た。即ち、 ■副孔からの酸素ジェット角度を大きくすれば、副孔酸
素ジェットが溶鋼上−杯に拡がりランス高さの効果と相
乗して二次燃焼比率が大きく向上すること。

■さらに、この副孔の酸素ジェット流量を太き（すれば
、炉内溶鋼上の酸素供給量が増して二次燃焼比率がより
向上すること、である。

本発明は、このような知見を基になされたものであって
、その要旨は下記の転炉精錬法にある。

「主孔と共に副孔を有するランスノズルを使用し、該ラ
ンスノズルの主孔から精錬用酸素を吹き込むと共に、副
孔から二次燃焼用酸素を吹き込んで炉内で発生したＣＯ
ガスを燃焼させる転炉精錬法において、ランスノズル先
端を鋼浴面から少なくとも３種以上の高さに配置するこ
と、副孔から吹き込む酸素ジェット角度を垂線に対して
３０〜６０＠とすること、および下記式で示す副孔酸素
流量比を６５〜８０％とすることを特徴とする二次燃焼
比率を高めた転炉精錬法。

・・・・・・・・Ａ式％式％以下、本発明の転炉精錬法について詳細に説明する。

まず、本発明の転炉精錬法は、主孔と副孔を有するラン
スノズルを用いて行うものである。第１図は、このよう
な上吹ランスノズルの一例を示したものであって、図（
Ａ）は縦断面図、図（Ｂ）は図（Ａ）のａ−ａ線部分断
面図である。このランスノズル（１）は、精錬用の主孔
（２）とその側部の二次燃焼用の副孔（３）ををそれぞ
れ複数孔有している。そして、主孔（２）からは精錬用
の酸素ジェットを溶鋼に吹き込み、副孔（３）からは二
次燃焼用の酸素ジェットを溶鋼面上の空間に吹き込むよ
うになっている。

主孔と副孔を有するランスノズルを用いる利点は、−次
燃焼と二次燃焼の反応位置が異なり、−次燃焼は溶鋼内
で起こるが、二次燃焼は溶鋼上で起こるから、主孔と副
孔からなるランスノズルを使用し、酸素ジェットの噴射
角度を替えて吹き込むことで、そ゛れぞれの反応を起こ
させる位置に酸素ジェットを供給することができること
にある。

このとき、主孔と副孔の孔数の少ないランスノズルでは
、炉内円周方向に均一に酸素ジェットを供給することが
困難となるので、本発明では、主孔（２）が３孔以上、
副孔（３）が４孔以上、且つ主孔（２）と副孔が合計で
７孔以上あるランスノズルを使用するのが望ましい。

さて、本発明の二次燃焼比率を高めた転炉精錬法では、
精錬に際しては、ランスノズル先端を鋼浴面から少な（
とも３曽以上の高さに配置して行う。

ランスノズルの高さは、原理的には炉の大きさ、即ち、
鋼浴面の表面積、鋼浴面上の空間（二次燃焼反応の起こ
る空間）の形状、容積などに応じて決定されるべきもの
である。しかし、現在製鋼の実操業に使用される転炉の
形状・容積はおよそ一定の範囲におさまっており、かか
る実炉の条件下では、ランス高さをｉ以上とすれば、後
述の条件と相俟って高い二次燃焼比率を得ることができ
る。

ランス高さが低いと、本発明のように副孔酸素ジェット
角度を大きくしても、二次燃焼が起こる溶鋼表面に効率
的に副孔から酸素ジェットを供給することができず、こ
の酸素ジェットが一次燃焼に消費されてしまい二次燃焼
比率の向上は小さい。

望ましいランス高さは３〜５ｍである。

本発明は、上記のような主孔と副孔とを有するランスノ
ズルを使用して、これを鋼溶面から少な（とも３１以上
の高さに配置して精錬を行う訳であるが、その時、前記
副孔から吹き込む二次燃焼用の酸素ジェット角度を垂線
に対して３０〜６０°とするとともに、前記Ａ式で示す
副孔酸素流量比を６５〜８０％とすることが重要である
。

副孔酸素ジェット角度（垂線、即ちランス中心軸に対す
る副孔の傾斜角度：第１図における角α）を３０〜６０
＠とする理由は、３０°より小さい角度ではランス高さ
を高くしても４０％を超えるような高い二次燃焼比率が
得られないからである。一方、副孔酸素ジェット角度を
必要以上に大きくすると、酸素ジェットが鋼浴面より高
いところで拡散し、二次燃焼比率および着熱効率の向上
が小さい。また、二次燃焼比率および着熱効率を高めよ
うとすれば、ランス高さを低くしなければならず二次燃
焼反応部にランスが入り込んで溶損の原因を招くことに
なるから、本発明では上限の副孔酸素ジェット角度を６
０°とする。

第２図は、後述する実施例の条件で、ランス高さを変え
て二次燃焼比率を測定した結果を示すものである。ラン
スは、第１表に示すＰＣ−Ｂ即ち、副孔酸素ジェット角
度が３０°のもの（図中Ｏ印）と、ＰＣ−Ｃ即ち、副孔
酸素ジェット角度が２０゛のものく図中口印）の２タイ
プの第１図に示す構造のものを使用した。それぞれの副
孔酸素流量比は６７％と６２％である。

第２図から、ランス高さを高くとることで二次燃焼比率
が向上することがわかる。しかし、ランス高さを高（し
ても副孔酸素ジェット角度が２０゜と小さい場合には４
０％を超えるような高い二次燃焼比率を得るのが困難で
あるが、副孔酸素ジェット角度を３０°と大きくすると
例えば、６０％を超えるような高い二次燃焼比率とする
ことができる。

このように副孔酸素ジェット角度を３０゛以上にすれば
、酸素ジェットが溶鋼表面上に一杯に拡がり、ランス高
さを高くする効果き相乗して二次燃焼比率が向上するの
である。

また、本発明において副孔酸素流量比（全酸素流量に対
する副孔酸素流量）を６５〜８０％とする理由は、６５
％未満では酸素ジェット角度を３０゛以上としても４０
％を超えるような高い二次燃焼比率が得られないからで
ある。一方、８０％を超えるような副孔酸素流量比とす
れば、主孔の酸素流量が少なくなって転炉精錬に支障を
きたすことになるとともに副孔酸素流量が必要以上に多
くなりすぎて経済上好ましくないからである。さらには
副孔酸素流量比を必要以上に高くすると二次燃焼が激し
くなってランスが？容を具する恐れがある。

第３図は、第１表に示す４タイプのランスノズルを使用
して副孔酸素流量比と二次燃焼比率との関係を調べた結
果を示したものである。

ランス高さは４論である。

第３図から明らかなように、副孔酸素ジェット角度が３
０°で副孔酸素流量比が２０％のランスノズルタイプＰ
Ｃ−Ａのもの（図中・印）では、副孔酸素ジェット角度
は大きいが副孔酸素流量比が小さいので４０％超えるよ
うな高い二次燃焼比率が得られない、また、副孔酸素流
量比は６２％と高いが副孔酸素ジェット角度が２０＠と
小さいランスノズルタイプｐｃ−ｃのもの（図中０印）
および副孔を有しないノズル形状がストレートに近いソ
フトプローである通常タイプのもの（図中ム印）でも同
様に高い二次燃焼比率が得られない。

これに対して、本発明範囲の副孔酸素ジェット角度が３
０°で且つ副孔酸素流量比が６７％のランスノズルタイ
プＰＣ−Ｂのもの（図中Ｏ印）は、４０％を超える高い
二次燃焼比率である。

以下、実施例により本発明を更に説明する。

（実施例）１６０Ｔの複合吹錬炉を使用して下記条件で吹錬を行っ
た。

■上吹きランスノズルランスタイプ　　　シングルフローランス精錬用主孔　
　　　径３１〜４２ａｎＸ３孔酸素ジェット角度　１０
” 二次燃焼用副孔　　径１５〜３１＋ｓ＋ｗｘ５孔酸素ジ
ェット角度　２０＠および３０゜ ■酸素ジェット流量精錬用主孔　　　　０．６９〜０．８７Ｎｍ３／＋ｍ１
ｎ−Ｔｏｎ二次燃焼川副孔　　１．３９〜１．７４Ｎｍ
３／ｗｉｎ　−Ｔｏｎランス高さ（溶鋼表面〜ランス先
端間距離）２．５〜４．３ｍこのような条件に従い吹錬したときの二次燃焼比率を調
べた結果を第２表に、具体的なランス高さ、副孔酸素ジ
エント角度、および副孔酸素流量比とともに示す。

また、上記の条件で吹錬したときの配合可能なスクラッ
プ比を調べた結果を第４図に示す。

第２表より明らかなように、本発明例のものは５０〜７
０％と高い二次燃焼比率であＳが、本発明の限定範囲よ
り外れた比較例のものはいずれも二次燃焼率は４０％以
下と低い。

また、第４図に示すように、従来１０％の二次燃焼比率
の上昇に対して３．４％のスクランプ比の向上しか得ら
れなかったが、本発明法では４．０％向上される。さら
に本発明法では、約７０％の推定着熱効率が得られた。

（発明の効果）以上説明した如く、本発明法によれば二次燃焼比率を、
従来の常識をはるかに上回る最大で７０％程度まで高め
ることができ、スクランプ配合比も従来より一段と大き
くすることができる。さらに、本発明法では約７０％の
推定着熱効率が得られた。

なお、本発明法は、通常の上吹き転炉にも、また上下吹
き転炉にも適用できることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明法で使用する主孔と副孔を有する上吹
きランスノズルの一例を示したもので、図（Ａ）は縦断
面図、図＜８）は図（Ａ）のａ−ａ線部分断面図、第２図は、副孔酸素ジェット角度（α）を２０”および
３０°のランスノズルにおけるランス高さと二次燃焼比
率との関係を示すグラフ、第３図は、副孔酸素流量比と二次燃焼比率との関係を示
すグラフ、第４図は、二次燃焼比率とスクラップ比の関係を示すグ
ラフ、である。（１１ランスノズル　　（２）主孔（３）副孔

Claims

【特許請求の範囲】主孔と共に副孔を有するランスノズルを使用し、該ラン
スノズルの主孔から精錬用酸素を吹き込むと共に、副孔
から二次燃焼用酸素を吹き込んで炉内で発生したＣＯガ
スを燃焼させる転炉精錬法において、ランスノズル先端
を鋼浴面から少なくとも３ｍ以上の高さに配置すること
、副孔から吹き込む酸素ジェット角度を垂線に対して３
０〜６０°とすること、および下記式で示す副孔酸素流
量比を６５〜８０％とすることを特徴とする二次燃焼比
率を高めた転炉精錬法。副孔酸素流量比＝（副孔酸素流量／全酸素流量）×１０
０（％）但し、全酸素流量＝主孔酸素流量＋副孔酸素流
量