JPH0225963B2 - - Google Patents

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JPH0225963B2
JPH0225963B2 JP15346586A JP15346586A JPH0225963B2 JP H0225963 B2 JPH0225963 B2 JP H0225963B2 JP 15346586 A JP15346586 A JP 15346586A JP 15346586 A JP15346586 A JP 15346586A JP H0225963 B2 JPH0225963 B2 JP H0225963B2
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JP
Japan
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hot metal
refining agent
chute
desiliconization
gas
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JP15346586A
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JPS6311612A (ja
Inventor
Kanji Takeda
Seiji Taguchi
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、溶銑を鋳床において連続的に予備処
理する場合に用いる精錬剤投射装置に関する。
〔従来の技術〕
溶銑の製鋼操作に先立つて脱珪、脱燐および/
または脱硫などの処理を行う溶銑予備処理におい
ては、従来、 粉または粒状の脱珪剤、脱硫剤などの精錬処
理剤(以下単に精錬剤という)を溶銑を溜めた
反応容器内に添加しつつ、スターラによる機械
的撹拌もしくは、ポーラスプラグを通した不活
性気体のバブリングなどによつて、溶銑を強制
的に撹拌することにより反応させる装置、 インジエクシヨン装置、すなわち溶銑内に浸
漬させることができるランスを通じて上記精錬
剤を溶銑中に吹き込む装置 が主に用いられている。
これらの装置はバツチ処理に適しているが連続
処理には適しない。すなわち前者の装置は浴面上
に浮遊する精錬剤により主として溶銑との界面で
反応させるため、反応速度が遅いし、一方後者の
インジエクシヨン装置はガス吹込み量が反応容器
の大きさによつて制限され、連続処理に適合する
ために必要な添加量を確保することが困難である
という問題がある。
連続処理に適合する装置としては特開昭59−
123709号に開示されている、ガスを用いて粉体を
加速する投射添加装置が知られている。この装置
は、ガスを精錬剤の添加時の加速用として使用す
るもので溶湯中への吹き込みを行うものではな
く、前記の従来技術で述べているような吹き抜け
によるガス使用量の制限などがなく、精錬剤の大
量添加に適している。しかしながら、従来の投射
添加装置は粉体の輸送手段として気流輸送を採用
しており、このため、吹込み管の形状は円形であ
る。従つて、精錬剤の添加量を増加していくと溶
銑と精錬剤の接触が不十分になり、スプラツシユ
が大量に生じ、十分な添加量が確保できなくなる
という問題があつた。また、気流輸送を用いてい
るため、使用できる粉体は乾燥した微粒子に制限
されるという問題点があつた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は従来技術、とくに投射添加装置の以下
の問題を解決しようとするものである。
(1) 精錬剤の大量添加時に、溶銑と精錬剤の接触
が不十分になつて、スプラツシユが発生するの
を防止する。
(2) 精錬剤として使用できる粉体を、電磁フイー
ダで切出しができる未乾燥の小粒子にまで範囲
を広げることにより、精錬剤選択の幅を拡大す
る。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、溶銑を連続予備処理する精錬剤投射
装置において、精錬剤を供給するシユートと、該
シユートから排出した精錬剤を加速して溶銑中に
吹込むガスの投射管とから成り、該投射管の横断
面が略長円もしくは長方形であり、この断面の長
軸と短軸の長さの比が1.5以上であることを特徴
とする精錬剤投射装置を問題解決の手段とする。
〔作用〕
溶銑と精錬剤との接触を良くするためには溶銑
の落下流の巾全体に精錬剤を投射することが望ま
しい。このためには、投射管の形状を任意に設定
できる粉体輸送方式を採用する必要がある。
本発明装置の適用される系は、原料を切り出す
原料排出系と、排出された原料を加速して溶銑に
投射するための投射系から成つている。
第2図に本発明に係る溶銑処理装置の全体図を
示す。原料排出系統は脱珪剤ホツパ1、電磁フイ
ーダ2およびベルトコンベヤ7から成つている。
電磁フイーダ2は、湿つた原料でも排出できるよ
うフイーダ面に付着防止用高分子ライナを取付け
ることが望ましい。また、精錬剤の排出量の制御
は、図示してないがホツパ1の重量変化、あるい
はベルトコンベヤ7に付設したメリツクスケール
により測定し、制御を行う必要がある。精錬剤の
投射位置は従来から行われているように溶銑の下
降流動域とする。すなわち、上流側溶銑樋4から
下流側溶銑樋6への落下流5により下流側溶銑樋
6内に生ずる下降流動域に投射する。具体的に
は、落下流5の主流と下流側溶銑樋6内の液面の
交点近傍としている。
投射系では、排出された原料を所定の速度まで
加速するものであり、詳細は第1図に示す。
本発明の1つの特徴は、第1図に示す投射管1
2の構造にある。ベルトコンベヤから排出された
精錬剤はシユート8上に落下し、自重によりシユ
ート8内を落下する。シユート8内での精錬剤の
付着、棚吊りを防止するためシユート8内には高
分子ライナ13を貼りつけ、かつ、バイブレータ
3を取り付けている。
これらの対策により、通常の精錬剤を乾燥工程
を経ることなく精錬剤として用いることができ
る。
加速用空気15は空気吹込み口14から吹き込
まれ、整流板9により整流され、インジエクシヨ
ン室10に入る。インジエクシヨン室10から噴
射される空気は投射管12に入る。投射管12は
上流側の巾W2、下流側巾W1とするとW2<W1
なるように構成している。加速用空気はシユート
8から落下する精錬剤を加速し、交換可能な投射
管12の先端から20m/sec以上のスピードで溶
銑に向けて投射される。
シユート8の上部は大気に開放されているた
め、シユート8から上方への空気の逆流を防止す
るには、投射管12の上下の寸法W2、W1の間に
一定の制約条件がある。一般に圧縮性気体のエネ
ルギー保存則は、ベルヌーイの式(1)式で表され
る。
1/2(Vg2 1−Vg2 2)−∫P2 P11/ρdP=0………(1
) ただし、各文字の添字1、2、3、4は 1:インジエクシヨン室(第1図中の位置) 2:インジエクシヨン室下端(位置) 3:投射管上部(位置) 4:投射管端部(位置) を示すものであり、また(1)式中の各文字は、 Vg:ガス流速m/s P:圧力N/m2 ρ:密度Kg/m3 を示している。
また、気流中に粒子が含まれ、ガスの質量流量
G(Kg/sm2)、固体の質量流量m(Kg/sm2)の
場合には、エネルギー保存則は(1)式と同様にして
(2)式で表わされる。
1/2GVg2 1−Vg2 2)+1/2m(Vs2 1−Vs2 2) −G∫P2 P11/ρdP=0 ………(2) 投射管12の下端部(位置)で大気圧に開放
され、P4=1.0×105N/m2である場合に、シユー
ト8上部から加速用空気が逆流しないために、イ
ンジエクシヨン室10の下端の圧力P2はP2<1.0
×105N/m2である必要がある。このためには(2)
式、(1)式で計算される流速に一定の制約条件が必
要である。
〔実施例〕
第1図に示す本発明の実施例装置を製造した。
配管内の管路の設計により、シユート上部を開放
状態で吹込み粒子の加速を行うようにし、その配
管の設計の実例を示すと次の通りである。
投射管先端の粒子の速度は20m/s、固気比
100Kg/m3とすると、投射管の先端における質量
流量(ガス)Gは G=26Kg/sm2、 固体の質量流量mは m=6000Kg/sm2、 これを(2)式に代入し、近似的に ρ=RM/RT、 ただし、 M:平均モル重量28.8 R:気体定数8.314×103 T:絶対温度K と仮定する。
上記(2)式はP1からP2に積分して下記(3)式のよ
うになる。
1/2G(Vg2 1−Vg2 2)+1/2m(Vs2 1−Vs2 2) −G×RT/M(lnP2/P1)=0 ………(3) 一方入口側のガスの流速と圧力の関係は(4)式で
表される。
Vg1=G/Pg1=GRT/P1M ………(4) (3)式より、投射管上部:3、投射管下部:4の
記号に変便する。
Vg2 3=Vg2 4−m/G(Vs2 3−Vs2 4)+2RT/MlnP2/P3 ………(5) (5)式に出口側圧力P4=1.0×105N/m2を代入す
ると、P3=1.21×105N/m2となる。
(Vg3=16.9m/s) 一方、インジエクシヨン室下端の圧力P2≦1.0
×105N/m2である条件は(1)式を用いて求めるこ
とができる。すなわち、(1)式より Vg2 2−Vg2 3+8.314×103×273×2/28.8 ×ln1.21Vg2=174m/s となる。
従つて、インジエクシヨン室下端10の断面積
を投射管12内の断面積の約1/10にする必要があ
る。ここでは余裕をみて1/12とした。
このようにシユート入口を大気に開放した状態
で投射することにより、次のメリツトがある。
第1に種々の粒子を使用することができる。従
来方法の気流輸送方式では、管内のガス流速と輸
送可能な粒子の粒径の間には一定の関係があり、
一定のガス流速のもとでは、使用できる粒子の粒
径に上限がある。本方式ではガス自体は加速用に
しか使用しないので、輸送上からの制限は生じな
い。
第2に垂直落下部をガス流により加速するた
め、固体とガスの比(固気比)を大きくすること
ができる。気流輸送方式の場合には高々数10Kg/
m3だつたものが、100Kg/m3まで上昇させること
ができる。
第3に投射管の形状を任意にすることができ
る。従来の気流輸送方式では、輸送管内の形状は
円形であり、粒子の分配性の問題から投射管の形
状の円形に限られる。本方法ではシユートの形状
により、円形、矩形等任意の形状をとることがで
きる。
本発明はこのような重力輸送方式で粉体を投射
することに特徴があるが、この重力輸送方式を用
いた場合の投射管形状と脱珪剤原単位の関係につ
いて実験を行つた。
第3図には従来方式で円形ランスを用いた場合
の、脱珪前珪素量[Si]iと脱珪後珪素量[Si]
fとの関係を示す。脱珪前珪素量[Si]iが低い
場合には、脱珪剤投入量も少なく次工程で必要と
する脱珪後珪素含有量[Si]f<0.15%を達成で
きる。しかし脱珪前の珪素量[Si]iが増加する
につれ脱珪剤投入量が増加し、脱珪剤と溶銑の接
触が不十分となり、CO発生反応が活発になるた
め、スプラツシユが多量に発生する。
このため、脱珪前珪素含有量[Si]iが0.28%
以上では脱珪後珪素量[Si]f<0.15%を達成で
きなくなる。そこで本発明の投射管の断面を長円
もしくは長方形にし、その断面の長軸と短軸の比
を種々変更し、第3図の限界線、すなわちスプラ
ツシユが発生しない最大投入原単位の変化を調査
した。
結果を第4図に示すが、通常の初期脱珪前珪素
含有量は高々0.6%であり、長辺と短辺の比を1.5
以上にすることにより、最終脱珪後珪素含有量
[Si]f<0.15%を達成することが可能である。
これは、溶銑の落下領域のまわりに偏平状に吹
き付けることにより、脱珪剤と溶銑の混合が十分
におこるため、スプラツシユの発生する最大原単
位を増加させることができることによる。長軸、
短軸という表現をしているが、円形断面以外であ
れば良く、最も望ましくは、落下溶銑流を取り囲
む形の偏平形状が良い。
本装置を用いて脱珪操業を行つた際の初期脱珪
前珪素含有量と脱珪後珪素含有量の関係を第5図
に示す。第3図の従来法の場合には投入原単位に
上限があるため初期珪素量が>0.26%以上では脱
珪後珪素量を0.15%以下とすることが達成できな
い。一方本発明装置の第5図では実用上問題とな
る珪素量が0.6%以下では脱珪後珪素量を全量
0.15%以下とすることができる。
〔発明の効果〕 精錬剤として脱珪剤を用いる場合、初期金属鉱
石中に含まれる珪素量が高い場合でも次工程が要
求する最終珪素量が0.15%以下を満足することが
でき、脱燐前に仕上脱珪を行う等の余分な処理が
必要なくなる。
また、従来方法では、気流輸送を用いている関
係上、使用できる−1mm以下の粒径の精錬剤で、
かつ乾燥工程が必要であつたが、本発明では、粒
径に制約はなく、通常のベルトコンベヤ、ホツパ
でハンドリングできる程度の粒子であればすべて
適用できるという利点がある。粒子の選択巾の拡
大は、精錬剤原単位が高い際の精錬剤の確保を容
易にする利点を有している。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の縦断面図、第2図は
本発明の適用される溶銑処理の全体説明図、第3
図は従来法での脱珪結果を示すグラフ、第4図は
投射管の形状と最大投入原単位を示すグラフ、第
5図は本発明による脱珪結果を示すグラフであ
る。 1……精錬剤ホツパ、2……電磁フイーダ、3
……バイブレータ、4……上流側溶銑樋、5……
溶銑、6……下流側溶銑樋、7……ベルトコンベ
ヤ、8……シユート、9……整流板、10……イ
ンジエクシヨン室、11……耐摩耗ライナ、12
……投射管、13……高分子ライナ、14……空
気吹込み口、15……加速用空気。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 溶銑を連続予備処理する精錬剤投射装置にお
    いて、精錬剤を供給するシユートと、該シユート
    から排出した精錬剤を加速して溶銑中に吹込むガ
    スの投射管とから成り、該投射管の横断面が略長
    円もしくは長方形であり、この断面の長軸と短軸
    の長さの比が1.5以上であることを特徴とする精
    錬剤投射装置。
JP15346586A 1986-06-30 1986-06-30 精錬剤投射装置 Granted JPS6311612A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15346586A JPS6311612A (ja) 1986-06-30 1986-06-30 精錬剤投射装置

Applications Claiming Priority (1)

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JP15346586A JPS6311612A (ja) 1986-06-30 1986-06-30 精錬剤投射装置

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JPS6311612A JPS6311612A (ja) 1988-01-19
JPH0225963B2 true JPH0225963B2 (ja) 1990-06-06

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP5983059B2 (ja) * 2011-07-08 2016-08-31 Jfeスチール株式会社 脱硫装置用の粉状添加剤の添加装置及び添加方法

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