JPH02156011A - 炉肩羽口を備えた転炉による酸素転炉製鋼法 - Google Patents

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） この発明は、酸素精錬時、溶湯に有効に熱を付与し、か
つ炉壁の溶損を低減する酸素転炉製鋼法に関する。

（従来の技術） 従来より、酸素転炉製鋼において熱バランスを改善する
には、２次燃焼比率を向上させるのが一般的方法である
。ここに、２次燃焼比率（以下、ＧＯ＋ＣＯ！ の容積比で与えられ、ＣＯが無くなればｐｃ比率が１０
０％になる。

ここに、「ＣＯ□」は、炉内雰囲気中におけるｃｏ２濃
度であり、一方「ＣＯ」は炉内雰囲気中におけるＣＯ濃
度である。

かかる２次燃焼比率を向上させるには、広角ランス（酸
素ジェットの拡がり角が大きいランス）がよく用いられ
るが、この場合、炉壁溶損が大きくなる。

また上吹ランスのほかに２次燃焼用の酸素を吹込むサブ
ランスまたは羽口を設けることがあり、たとえば特公昭
５３−３５７６４号記載の転炉のように炉壁に変位可能
な羽目を設けたものもある。いずれにせよ ＣＯ＋　　−Ｏｆ　　＝ＣＯ□ の発熱反応を促進し、反応熱を多量に溶湯に着熱させる
具体的方法の例である。しかし気相と溶湯との間にはス
ラグ層が存在し、しかもスラグ層は気体を多量に含んで
いるので熱伝導が悪い。

また、２次燃焼を促進すると一般に炉壁の溶損が大きい
。

（発明が解決しようとする課題） したがって、この発明の第一の目的は、２次燃焼比率が
同じであっても炉壁の溶損の少ない酸素供給方法を確立
した酸素転炉製鋼法を提供することである。

ところで、転炉製鋼の主目的は脱炭であり、脱炭によっ
て生成したＣＯガスをさらに燃焼させることにより２次
燃焼が起こるが、同−脱炭ｉｔ（溶鋼１トン当りの炭素
減少１　ｋ　ｇ　）でも、２次燃焼比率が高いほど溶鋼
の温度上昇が大きく、その結果製鋼の際のスクラップ比
も増大する。

したがって、この発明の第二の目的は、２次燃焼比率を
高めて溶湯の温度を上昇させスクラップ比率の増大化を
はかることのできる酸素転炉製鋼法を提供することであ
る。

（課題を解決するため９手段） ところで、２次燃焼は主として溶湯面付近で起こるから
、２次燃焼を行わせるためには酸素を広く溶湯面に送る
必要がある。しかし、溶湯と炉体との接触点付近で２次
燃焼が起こると炉壁の溶損が著しくなる。

また炉底羽口から酸素を供給すると、溶湯内でＣＯまた
はＣの酸化反応を起こし、溶鋼温度を上昇させる。炉底
に設けた底吹羽口から不活性ガスのみを供給しても、そ
の不活性ガスは溶湯を攪拌する結果溶湯表面で炭素の酸
化反応を促進する。

そこで、この発明の発明者らは、第１図に模式的に示す
１６０トン転炉ｌＯで上吹ランス１２として通常の拡が
り角のランスを用い、炉層に上吹きランスと約３５°の
角度をなす方向に複数の２次燃焼用の羽口（以下「２０
羽口」という）１４を４個設けて、一方、炉底には底吹
羽口１６を４ケ所に設けて種々の実験を行った。その結
果、かかる２０羽口より酸素を供給することにすれば、
溶湯の比較的全面に酸素を供給して２次燃焼を促進し、
しかも炉壁のン容損も少なくすることができること、お
よびＰＣ比率は２０羽口を閉じた場合で２０％、２０羽
口からの６流量を全流量の３０〜３５％以上にすればＰ
Ｃ比率は４０％以上になり、このときスクラップ比率を
５％以上、一般には１０％以上とすることができること
を知り、この発明を完成した。

よって、この発明の要旨とするところは、上吹ランス、
炉肩羽口および底吹羽口から酸素を供給する転炉製鋼法
であって、上吹ランスの送Ｍｌはｌ　Ｎｍ３／（ｍｉｎ
・ｔ）以下で２次燃焼比率が４０％以上であることを特
徴とする炉肩羽口を備えた転炉による酸素転炉製鋼法で
ある。

また別の態様によれば、上記底吹羽口からは酸素のかわ
りに不活性ガスのみを供給するようにしてもよい。

ここに、「炉肩羽口」とはいわゆる転炉炉肩部に設けた
羽口であって、その羽口の数は特に制限ないが、対称位
置に設けるのが炉況安定のために好ましい、上吹ランス
の構造および底吹羽口をも含めての羽口構造は慣用のも
のを利用すればよく、この発明にあっては特に制限され
ない。

このように、この発明にあつては上吹ランスからの送酸
量を抑えるとともに２次燃焼比率を４０％以上とするこ
とにより炉体溶損を防止して溶湯温度を上昇させ、スク
ラップ比率を上昇させることができる。

、ここで、２次燃料比率を４０％以上とするには、例え
ば次のような手段が考えられる。

■炉層に設けた羽口からの酸素供給の調整、および ■上吹ランスとして広角ランスまたは副孔付ランスを使
用すること である。

（作用） 次に、この発明において操作条件を上記のように限定し
た理由についてさらに具体的に説明する。

まず、転炉吹錬の主目的は脱炭であるが、溶鋼中の脱炭
量ΔＣ（ｋｇ／ｌ、　？８鋼ＩＬ当りの脱炭量ｋｇ）に
大体比例して溶鋼の温度上昇（至）を伴うが、その比例
係数はＰＣ比率で異なり一１ＰＣ比率が大きいほど比例
係数が大きく結局同じ脱炭量に対して温度上昇が大きい
。

一方、同一量の銑鉄を吹錬する場合には脱炭量はほぼ一
定であるから、ＰＣ比率に応じてΔＴが大きくなり従っ
てスクラップ比も大きくなる。

上吹Ｏ２の運動Ｍ（流量に関係がある）が２０羽口から
のＯｔのそれに比べて著しく大きいと、２０羽口より０
．を供給しても、ＰＣ比率が上らずその効果がない、こ
の理由は２０羽口からのＯｔが上吹ランスの０□に巻き
こまれるためと考えられる。この意味で上吹ランスの島
流量に上限を設ける必要がある。

この発明にあってその上限はＩ　Ｎｍ’八ｍへｎ−ｔ）
（分母のｔは溶鋼１を当り）とする、このため上吹ラン
スＯｔをＩ　Ｎｍ３μ５ｉｎ−ｔ）以下に制限し、上吹
ランス、２０羽口、底吹羽口から送酸する。

２次燃焼比率を高めるためには前項に述べたように溶湯
の全表面に０８を送風しなければならない。

そのためにこの発明では炉層に羽口を設けてその羽口か
ら酸素を供給しているが、上吹ランスのＯｔ液流量ある
限度を鰯えると、炉肩羽口からの送酸の効果が薄くなる
。この点、この発明では前述のように上吹ランスのＯｔ
液流量Ｉ　Ｎｍ３μ５ｉｎ−を以下に制限している。一
方、２次燃焼効率が向上すれば溶鋼の温度も上昇し、温
度上昇はｊ４熱効率が高いほど大きい。？Ｈ’４温度が
上昇すれば、それだけスクラップ比を上げることができ
る。したがって、この発明において２次燃焼比を４０％
以上としている。すでに述べたように、この２次燃焼比
はランス高さ、送酸速度を調整することにより調整でき
る。

次に、実施例に関連させてさらにこの発明を具体的に説
明する。

実施例１ 第１図に模式的に示す１６０トン転炉を用いて普通鋼を
溶製した。炉肩羽口の取付角度は３５″であった。上吹
きランスからの送酸１１５ＯＮｎｉ’／ｗｉｎ、底吹羽
口からの送酸量５　Ｎｍ’／ｗｉｎであうた。そのとき
のｐｃ比率と炉肩羽口の送Ｍｌ比率（炉肩羽口からの０
．量／全０！量）の関係を第２図にグラフに示す０図示
グラフからも明らかなように、ｐｃ比率の上昇は次第に
鈍化し送酸比率３０〜３５％でｐｃ比率４０％に達しそ
の後の上昇は非常にゆるやかになる。

すなわち、２次燃焼比率を４０％以上とするには全０８
に対する炉層からの送酸量比率を３０％以上とすればよ
い。

一方、炉壁の溶損は炉内に高温よりも炉壁上で燃焼が起
こることの方が影響が大きい、そのためには炉肩羽口の
傾斜角が重要である０本例において発明者らが実験した
１６０トン転炉では上吹ランス（鉛直）に対して約３５
°内方に０□を噴射した場合が、２次燃焼効率もよく炉
壁の溶損も軽微であった。この最適角は転炉の形状によ
ってもある程度異なるであろう。

実施例２ 実施例１と同様にして１６０トン転炉を使用して普通鋼
を溶製した。底吹きガス量（Ｎ□）は主管内からは３Ｋ
Ｎｎ（／ｈ、外管内かラバ０．６　ＫＮｆｆｒ／ｈテｆ
）ツタ。

吹錬時間は１５〜２０分であった。上吹き量は２０ＸＮ
ｒｒｒ／ｈと５〜９ＫＮｒｌ？ハとの二種に変更した。

脱炭量と溶湯の温度変化との関係をみた。

第３囚のグラフの横軸は脱炭量（溶鋼１仁当りの脱炭１
ｋｇ）　、縦軸に吹錬開始後の温度上昇を示す、パラメ
ータとして２次燃焼比率をとって実験値を整理している
。

第３図の結果からも分かるように、２次燃焼比率を高め
ることによって溶湯の温度上昇が著しくなることが分か
る。

実施Ｎ３ 実施例２と同様にして１５〜２０分間吹錬を行った。

本例ではＰＣ比率とスクラップ比率との関係をみた。

結果を第４図にグラフでまとめて示す。

第４図においてスクラップ比のＰＣ比率に対する勾配は
着熱効率に関係し、その実線は着熱効率７０％の場合に
相当し、破線は１００％の場合に対応する。ＰＣ比率が
増大するにつれスクラップ比率は増加し、例えばＰＣ比
率４０％以上でスクラップ比率は約１０％となる。

実施例４ これまでの実施例を繰り返したが、本例ではＰＣ羽目の
運動量とメインランス、つまり上吹ランスの運動量との
関係において２０羽口の効果がみられる５■域を調べた
。

結果は第５図に模式的に示す通りであって、メイランス
の運動量に対しある限度以上の運動量を２０羽口を存す
るものでなければならない、換言すれば、常に２０羽口
の効果が期待できるようにするにはメインランスからの
運動量、つまり送酸量に上限を設ける必要がある。

その上限は第５図より換算するとｌＮｍ３／（Ｉｌｉｎ
・１）　（分母のｔは溶鋼１を当り）となる。

２次燃焼比率を高めるためには前項に述べたように溶湯
の全表面にａｔを送風しなければならない。

そのためにこの発明では炉層に羽口を設けてその羽口か
ら酸素を供給しているが、すでに説明したように上吹ラ
ンスのＯＲ流量がある限度を趨えると、炉周羽口からの
送酸の効果が薄くなる０本例の結果によれば上吹ランス
の送酸流量の３限はＩ　Ｎｍ３／（霧１ｎ−ｔ）である
。

（発明の効果） 以上詳述してきたように、この発明にしたがって、炉周
羽口を適当な角度で設は上吹０２流量をｌＮｍｆｆ／（
ｗｉｎ・ｔ）以下に抑え、２次燃焼比率を４０％以上に
すべく炉周羽口から多量の０．を送酸すれば、（１）炉
壁の溶損が減少するとともに （２）湯温度が上昇しスクラップ比を高めることができ
る ことから精錬コストが大幅に低減するなどすぐれた実用
上の効果が期待される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明における送酸形態の模式的説明図； 第２図は、炉周羽口からの送酸比と２次燃焼比率との関
係を示すグラフ： 第３図は、脱炭量（溶鋼１を当りの脱炭量ｋｇ）と、吹
錬開始後の温度上昇との関係をパラメータとして２次燃
焼比率をとって整理して示すグラフ：第４図は、２次燃
焼比率とスクラップ比との関係を、実線（実験に相当す
る）は着熱効率７０％に、破線は１００％に対応するそ
れぞれの場合において、示すグラフ；および 第５図は、上吹ランスのＯＸ運動量と炉周羽口の０□運
動量との関係を示すグラフである。 朱ｌ凹 １０：転炉 １２：上吹ランス １４　：　２０羽口 １６：底吹ランス

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）上吹ランス、炉肩羽口および底吹羽口から酸素を
   供給する転炉製鋼法であって、上吹ランスの送酸速度は
   溶鋼１トン当り１Ｎｍ＾３／ｍｉｎ以下で２次燃焼比率
   が４０％以上であることを特徴とする炉肩羽口を備えた
   転炉による酸素転炉製鋼法。
2. （２）前記底吹羽口からは酸素のかわりに攪拌用不活性
   ガスを供給する請求項１記載の酸素転炉製鋼法。