JPH0243312A - 精錬炉用底吹羽口の冷却方法 - 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］ 本発明は底吹転炉あるいは上底吹転炉等の精錬炉におけ
る底吹ガスの効果的吹込み羽口の冷却方法に関するもの
である。

［従来の技術］ 精錬炉内の鋼浴面下に二重管胴口を有する転炉には底吹
転炉あるいは上底吹転炉があり、底吹転炉は精錬用酸素
ガスの全量を上記二重管から吹込む方式であり、上底吹
転炉は精錬用酸素ガスの１部を二重管から吹込む方式で
ある。

いずれの場合も二重管の内管から精錬用酸素ガスを吹込
み鋼浴中のＣ，Ｓｉ、Ｐ等を燃焼させ除去して鋼を精錬
することから、極めて激しい発熱反応を生じ、上記二重
管の吹込ガス先端は高温となり、通常鋼管で製作されて
いる二重管の先端は急速な溶損をすることになる。そこ
でこれ等二重管胴口には例えば特開昭４９−１１３７１
４号公報のように外管に炭化水素をガスあるいは液状で
供給するか、又特開昭５８−１４４４１０号公報のよう
に羽目保護ガスとしてＡｒ、　８２等の不活性ガスや炭
化水素、ＣＯ２ガスの単体か、もしくはこれ等の混合ガ
スを用いて該羽目の冷却保護を図っている。

［発明が解決しようとする課題］ 溶鋼の精錬中、外管から吹込まれた炭化水素により二重
管胴目先端には前述のマッシュルームが形成されて羽目
先端を保護しているが、上記マツシュルームは鋼浴の激
しい攪拌により離脱する。即ち精錬中上記マツシュルー
ムは離脱と形成を繰り返すことになる。

羽口先端に形成されたマツシュルームは第２図の如く、
内管と外管の鋼管に固着した形状をしており、吹込まれ
た炭化水素が通過する微細な貫流した気泡を形成してい
る。

上記マツシュルーム内気泡は微細な由に炭化水素の分解
吸熱を効率的に行なわしめることができる。又マツシュ
ルーム上方にある溶鋼も上記気泡内に侵入することがで
きず、正常なガス通路が確保できるのである。このよう
に羽口の上端にマツシュルームが形成された状態下で吹
錬される正常操業においてはマツシュルーム上方にある
溶鋼はマツシュルームの微細気泡にはばまれて羽口外管
には侵入できず、羽目から吹込まれた炭化水素ガスは羽
口およびマツシュルーム内で連続的な吸熱分解をするこ
とになり結果として羽口の溶損は避けられるのである。

しかしながら該マツシュルームは前述の如く、溶鋼の吹
錬中離脱と形成を絶す繰返しており、このため形成時は
羽口ぺの溶鋼侵入もなく極めて良好であるが、マツシュ
ルームが離脱すると瞬時、羽口外管先端圧力は低下し、
羽口上方の溶鋼は外管スリット内に侵入し凝固閉塞する
ことになる。このため、羽目の冷却剤である炭化水素ガ
スは十分な流量を流し得すその結果羽口先端は加熱され
溶損することになる。又他方、マツシュルームが離脱し
た際、羽口上方の溶鋼が侵入しない程度の十分な炭化水
素ガスを流しておく方法も考えられるが多量の炭化水素
ガスを流す場合には羽口およびマツシュルームが過冷却
となり羽口周囲の耐火物との温度差が大きくなって耐火
物にクラックを発生させ、これにより耐火物が剥離して
寿命を大幅に短めることとなる。又、炭化水素中の水素
が溶鋼に多量に入り鋼をもろくする等の問題がある。

本発明はこれ等従来の冷却法の欠点を解決した極めて自
己冷却制御性の高い羽口冷却方法の提供にある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の精錬用底吹二重管あるいは多重管（以下単に二
重管と称する）羽目の外管の噴出ガス制御は羽口の十分
な冷却と溶鋼の侵入を防止し、羽目寿命を長めるために
、羽口の冷却ガスである炭化水素ガスを一定量の流量制
御をし、ＣＯ２，Ａｒ、Ｎ２のいずれかあるいはこれ等
の混合ガスを一定圧力に制御するとともに、これ等のガ
スを炭化水素ガスに混合して外管に供給することを特徴
とするものである。

［作　　　用］ 本発明の二重管外管には羽口の冷却に供されるプロパン
ガス等の炭化水素ガスと開孔部に溶鋼の侵入を防ぐため
Ｃｏ２．Ａｒ、Ｎ２のいずれかのガスが混合して流され
ている。

炭化水素ガスは低級炭化水素ガスに分解する特徴しい吸
熱を伴なうため金属管で製作されている二重管羽口を冷
却するとともに羽口先端の溶鋼をも冷却して羽目に固着
するいわゆるマツシュルームが形成され、このマツシュ
ルームが羽口先端と溶鋼との直接接触を防いで、羽口の
溶損な著しく小さくしている。

このようにマツシュルームは底吹羽口にとっては極めて
重要なものであり、その形状や大きさは入念にコントロ
ールされなけれはならずこのため適正な炭化水素ガスを
一定量流量制御しているものである。他方この炭化水素
ガスに混合するＡｒ、Ｎ２あるいは００２等の単体もし
くは混合ガスはサポートガスという性格のガスであり定
圧力に制御されている。

このサポートガスの狙いとするところは吹錬中、マツシ
ュルームが健全に形成されている時にはマツシュルーム
自体の圧損により羽目先端部の圧力が一定に制御されて
いるためガス流量は少量でバランスしている。

しかしながら吹錬中にマツシュルームが離脱した場合に
は羽口先端は直接溶鋼に接触し、転炉的溶鋼の深さに応
じた圧力を受けることとなるが、この際でも羽口先端の
圧力は一定圧力に保持されているため、ガス流量は瞬時
に増加し、溶鋼の静圧に打ち勝って流れることになる。

そのため羽口性管間孔部には溶鋼の侵入はなく、羽口全
周に亘り冷却ガスである炭化水素ガスが供給される結果
、羽口先端には再度良好なマツシュルームか形成される
ことになり、羽口の溶損は極めて少ないのである。これ
に対してサポートガスである００２等を一定量一流量制
御する方法も考えられるが、この場合マツシュルームが
離脱した際に溶鋼の侵入を防ぎ得るガス流量を常時流し
ておかなくてはならずマツシュルームが大きくなり圧損
が増えた場合にはマツシュルームにかかる圧力も高くな
り、その圧力に抗しきれずマツシュルームは離脱するこ
ともある。又更に圧力が昇れば配管に設置されている安
全弁が作動しサポートガスを放散することとなり高価な
ガスを消費することとなる。

かかるへい害を防ぐためサポートガスを一定圧力に制御
しマツシュルームの性状の変化に対しても常時一定圧力
でマツシュルームを保持し、マツシュルームが容易に離
脱しないようにしており、しかもマツシュルームが離脱
した場合には羽口上方の溶鋼の侵入を防止することがで
きる。

ここで炭化水素系のガスは羽口の熱負荷に応じた通常の
所定量を一定流量で供給し、サポートガスである不活性
ガスあるいはＣＯ２ガス／これ等の混合ガスのいずれか
は５〜９　ｋｇ７ｃｍ２の範囲において一定圧力制御で
供給される。これより高いとマツシュルームの離脱を生
じ易く、逆に低いと溶鋼の侵入を招くことになる。

［実　施　例］ 第１図に示す３５Ｄｔ／ｃｈの上底吹転炉１の炉底に内
径φ２０の二重管羽口３を６本使用し、内管からは酸素
ガス２を噴出させ、外管からはプロパンガス０１とＣＯ
２ガス０２の混合ガスを噴出させた。

第２図は二重管羽口の断面図を示し内管３−１、外管３
−２材質は共に５ＩＪ５３０Ｃを使用し、外管のスリッ
トは１．５ｍｍとした。

上記羽口３を使用し、プロパンガスｏ１は羽口１本当り
１５８ｍ’／Ｈｒの一定量の流量制御をし、ＣＯ２ガス
０２は７　ｋｇ／ｃｍ２の一定圧力に圧力制御をして吹
錬を行なった。第１図中５はプロパンガス０１の流量調
節弁であり、６はＣｏ２ガス０２の圧力調節弁である。

吹錬期間中、羽口の圧力計７は常時７　ｋｇ／ｃｍ’で
あるが同時に測定したＣＯ２ガス０２の流量は１０〜７
０　Ｎｍ３／）Ｉｒと変化し、マツシュルームが変化し
ていることをボした。又ＣＯ２ガス０２の流量が１２Ｏ
Ｎｍ’／Ｈｒと極短時間流れた場合があり、この時にマ
ツシュルームが離脱したものと思われる。しかしながら
その後速やかに回復しておりマツシュルームの再形成が
スムーズに行なわれたことを示している。又、外管のス
リットＣ内への溶ｆ１４４の侵入も全く認られなかった
。

しかして本発明方法の採用によって羽目寿命が大幅に長
くなり、１ｃｈ当りの羽口溶損量は従前のプロパンガス
のみの流量制御方式では０．４ｍｍであったものが、本
発明の方法によってその溶損量は０．１８ｍｍと半減し
た。

［発明の効果］ 本発明方法は、羽口の自己制御性の向上による羽口溶損
量の大幅な低減により羽口の交換費用や炉底の補修費用
が大幅に低減でき又羽口の異常溶損の懸念に対する精錬
炉作業者の羽口管理負荷の軽減も計られる等顕著な効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を採用した上底吹転炉の模式図、第２図
は羽口（第１図のＡ部）の拡大図である。 １・・・上底吹転炉　　　２・・・酸素ガス０１・・・
プロパンガス　０２・・・Ｃｏ２ガス３−１・・・羽口
内管　　　３−２・・・羽口外管４・・・熔Ｗ４　　　
　　５用圧力調節弁６・・・圧力調節弁　　　７川圧力
計 Ｃ・・・スリット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　内管に酸素もしくは酸素を含む、可燃ガスを供給し
   、外管に冷却ガスを供給する底吹羽口において、冷却ガ
   スを炭化水素と不活性ガス、あるいはＣＯ＿２との混合
   ガスとするとともに、炭化水素を一定流量制御し、且つ
   供給される不活性ガスあるいはＣＯ＿２ガスを圧力制御
   することを特徴とした精錬炉用底吹羽口の冷却方法。