JPH0256404B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0256404B2 JPH0256404B2 JP3031984A JP3031984A JPH0256404B2 JP H0256404 B2 JPH0256404 B2 JP H0256404B2 JP 3031984 A JP3031984 A JP 3031984A JP 3031984 A JP3031984 A JP 3031984A JP H0256404 B2 JPH0256404 B2 JP H0256404B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nozzle
- oxygen
- gas
- hot water
- tube
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 51
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 51
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 50
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 27
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 27
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 20
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 17
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 15
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 22
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 21
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 12
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 12
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 10
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 8
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 6
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 5
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 2
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 150000002926 oxygen Chemical class 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
- C21C5/42—Constructional features of converters
- C21C5/46—Details or accessories
- C21C5/48—Bottoms or tuyéres of converters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、溶融金属の湯と反応する気体酸素を
湯面下から耐火物製単管ノズルによつて供給する
方法に関するものでものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for supplying gaseous oxygen that reacts with molten metal from below the surface of the molten metal using a single refractory nozzle.
従来より、溶融金属の湯中に気体酸素または固
体状の酸素源を供給して酸化精錬することが実施
されているが、この酸素源の供給方法としては、
炉底の羽口から気体の酸素を供給する方法と、浸
漬ランスなどを用いて気体酸素や粉状酸素源を供
給する方法がよく実施されている。しかし、気体
の酸素を湯面下に直接供給する場合には、反応熱
によつて羽口やノズルさらにはランスがすぐに溶
損するので、酸素濃度を薄くしたり、あるいは高
濃度酸素を使用する場合には二重管構造の羽口や
ランスなどを使用して外管から冷却用ガスを同時
に供給している。また、粉状の固体酸素源を湯面
下にインジエクシヨンする場合には、そのキヤリ
ヤガスとして不活性ガスが使用されている。 Conventionally, oxidative refining has been carried out by supplying gaseous oxygen or solid oxygen source into hot water of molten metal, but the method for supplying this oxygen source is as follows:
Two methods are commonly used: one is to supply gaseous oxygen through tuyeres at the bottom of the furnace, and the other is to supply gaseous oxygen or powdered oxygen using a submerged lance. However, when gaseous oxygen is supplied directly below the hot water surface, the tuyeres, nozzles, and even lances are quickly eroded by the heat of reaction, so it is necessary to reduce the oxygen concentration or use high-concentration oxygen. In some cases, cooling gas is simultaneously supplied from the outer tube using double-tube structure tuyeres or lances. Furthermore, when a powdered solid oxygen source is injected below the hot water surface, an inert gas is used as the carrier gas.
すなわち、従来においては、反応性の酸素源を
湯面下に供給する場合には、その急激な反応熱を
緩和するなんらかの処方が必要とされていた。 That is, conventionally, when a reactive oxygen source is supplied below the hot water surface, some kind of prescription has been required to alleviate the rapid reaction heat.
例えば、溶銑の脱珪、脱燐処理を例として、そ
の従来の処方みると、固体状の酸化剤あるいは気
体酸素を溶銑に供給することが行われているが、
これら酸化剤を湯面下に供給する場合には、つぎ
の二種類の方法が主として実施されている。 For example, in the case of desiliconization and dephosphorization treatment of hot metal, the conventional method is to supply a solid oxidizing agent or gaseous oxygen to the hot metal.
When these oxidizing agents are supplied below the surface of the hot water, the following two methods are mainly used.
その一つは、粉状の固体酸化剤をキヤリヤガス
（搬送ガス）を用いて湯中にインジエクシヨンす
る方法であり、この搬送ガスとしては、不活性ガ
ス例えばN2ガスが使用される。この場合、イン
ジエクシヨンランスを湯面下に上方から浸漬して
行う所謂上吹きインジエクシヨン法が一般的であ
る。 One method is to inject a powdered solid oxidizing agent into hot water using a carrier gas, and an inert gas such as N2 gas is used as the carrier gas. In this case, the so-called top-blown injection method is generally used, which is performed by dipping an injection lance below the surface of the hot water from above.
その二は、気体酸素を湯中に供給する方法であ
り、これには二重管構造の浸漬ランスや二重管構
造のノズル（羽口）を用い、その外管から冷却用
ガス例えば不活性ガスや炭化水素ガスを供給しな
がらその内管に酸素富化ガスや純酸素を供給する
方法である。この場合、溶銑を対象とするさいに
は、反応容器の底部に設置した二重管羽口を用い
て行う所謂底吹き法が最も一般的である（例えば
酸素ガスの大量吹き込みを実施する炉として、二
重管羽口を炉底に設けたＱ−BOP転炉が知られ
ている。なお、溶銑は精錬の進行に伴い溶鋼とな
る）。 The second method is to supply gaseous oxygen into the hot water using a double-tube immersion lance or a double-tube nozzle (tuyere), and from the outer tube a cooling gas such as an inert gas is used. This is a method of supplying oxygen-enriched gas or pure oxygen to the inner tube while supplying gas or hydrocarbon gas. In this case, when dealing with hot metal, the most common method is the so-called bottom blowing method, which uses a double tube tuyere installed at the bottom of the reaction vessel (for example, in a furnace that blows a large amount of oxygen gas). A Q-BOP converter with a double-tube tuyere installed at the bottom of the furnace is known.The hot metal turns into molten steel as refining progresses).
これらの方法は、それなりに効果をあげてはい
るが、なお十分なものではない。なぜなら、いず
れの場合にも、本来の精錬に必要な酸化剤の他に
直接的には酸化反応に関与しない多量のキヤリヤ
ガスや冷却用ガスを同時に吹き込むことが必要で
あるからである。また、このキヤリヤガスや冷却
ガスの使用量が増えればそれだけ精錬原価を高め
ることになるし、冷却ガス使用の場合には、先に
も述べたように二重管構造の如き特殊な構造の吹
込構造を取らざるを得ず、このインジエクシヨン
装置自身に多大の費用を必要とする。 Although these methods have been somewhat effective, they are still not sufficient. This is because in any case, in addition to the oxidizing agent necessary for the original refining, it is necessary to simultaneously blow in a large amount of carrier gas or cooling gas that does not directly participate in the oxidation reaction. In addition, as the amount of carrier gas and cooling gas used increases, the refining cost increases accordingly, and in the case of using cooling gas, a special blowing structure such as a double pipe structure is required as mentioned above. Therefore, this injection device itself requires a large amount of cost.
従つて、不活性ガスや冷却ガスを用いないで、
あるいはその量を出来るだけ少なくして気体酸素
を溶銑中に供給することが望まれるのであるが、
既述のように、この場合には、酸素ガスジエツト
と溶銑が衝突する反応サイトでの温度上昇が激し
く、この急激な反応熱によつて通常の耐火物から
なるランスやノズルではすぐに溶損してしまうの
で、その実現ができない。事実、このような実質
的に酸素源だけを溶銑の湯面下に供給して酸化精
錬を永続的に実施した事例はこれまでに存在しな
い。 Therefore, without using inert gas or cooling gas,
Alternatively, it is desirable to supply gaseous oxygen into the hot metal by reducing the amount as much as possible.
As mentioned above, in this case, the temperature rises rapidly at the reaction site where the oxygen gas jet collides with the hot metal, and this rapid reaction heat causes lances and nozzles made of ordinary refractories to melt immediately. I can't make that happen because I'm putting it away. In fact, there has never been a case in which oxidation refining has been carried out permanently by supplying substantially only an oxygen source below the surface of hot metal.
本発明はこれを実現することを目的としてなさ
れたものである。すなわち本発明者らは、気体酸
素を高濃度で含むガスを用いて固体酸素源と共に
底吹きする場合には、前記の目的が好適に達成さ
れることを見いだした。すなわち、従来のように
二重管構造のものではなくこれに代えて単管構造
のノズルを使用し、酸素含有気体をキヤリヤガス
として粉状固体物質を同伴させながら、湯中に底
吹きした場合には、このような単管ノズルを使用
しても、その気体酸素中の酸素濃度を低くするよ
りもむしろ高くした方が、ノズルの損傷なく永続
的な吹き込みが好適に実施できる事実を見いだす
ことができた。 The present invention has been made with the aim of realizing this. That is, the present inventors have found that the above object can be suitably achieved when a gas containing gaseous oxygen at a high concentration is used for bottom blowing together with a solid oxygen source. In other words, instead of the conventional double-tube nozzle, a single-tube nozzle is used to bottom blow into the hot water while entraining the powdery solid substance with oxygen-containing gas as the carrier gas. found that even when using such a single tube nozzle, it is better to increase the oxygen concentration in the gaseous oxygen rather than lowering it, so that permanent blowing can be carried out without damaging the nozzle. did it.
本発明は、この知見にもとずき、湯と反応する
酸素源を湯中に単管ノズルを用いて供給する方法
を提供するものであり、その骨子は、
少なくとも先端部が耐火物製で且つ単管構造を
もつ耐火物製単管ノズルを、溶融金属を入れた容
器の湯が接する部位のボデイに取付け、
この単管ノズルから、酸素含有気体と粉状の固
体物質を湯中に供給し、
この固体物質の顕熱と潜熱による奪熱によりこ
の単管ノズルの先端部に湯のメタル分を含む物質
を管状に凝固させ、この凝固物で該単管ノズルを
保護しながら湯と反応する酸素を湯中に直接供給
する点にもある。 Based on this knowledge, the present invention provides a method for supplying an oxygen source that reacts with hot water into hot water using a single pipe nozzle, the gist of which is that at least the tip is made of refractory material. In addition, a single-tube nozzle made of refractory material with a single-tube structure is attached to the body of the container containing the molten metal at the part that comes into contact with the hot water, and from this single-tube nozzle, oxygen-containing gas and powdered solid substances are supplied into the hot water. Then, a substance containing the metal of the hot water is solidified into a tube shape at the tip of the single tube nozzle by heat absorption by the sensible heat and latent heat of this solid substance, and this solidified material protects the single tube nozzle while reacting with the hot water. Another advantage is that it supplies oxygen directly into the hot water.
本発明方法の原理は、気体と固体からなる酸素
源を用いて金属の精錬を実施する場合に一般的に
適用可能であるが、その一つの応用例として、溶
銑の脱珪、脱燐処理が挙げられる。以下にこの溶
銑の処理を例として本発明法を具体的に説明しよ
う。 The principle of the method of the present invention is generally applicable to the refining of metals using an oxygen source consisting of gas and solid, and one example of its application is the desiliconization and dephosphorization treatment of hot metal. Can be mentioned. The method of the present invention will be specifically explained below using the treatment of hot metal as an example.
第１図は、本発明法にしたがう耐火物製単管ノ
ズルを精錬容器の底部ボデイに装着した状態を示
している。この単管ノズルは、炉底の煉瓦層例え
ばMgO系煉瓦層１の厚み内に、この煉瓦層１の
内表面２とノズル先端面３が整合するように、モ
ルタル層１２を介して装着されており、従つてそ
のノズル口４が丁度炉底の内表面と一致するレベ
ルに設けられている。この単管ノズル全体は、耐
火物スタンプ層５内に、耐火物製の筒６を挿入し
て構成され、この耐火物製の筒６が流体通路７を
形成している。耐火物スタンプ層５は例えば
Al2O3−Cr2O3系の耐火物で、また耐火物製の筒
６は例えば再結晶Al2O3またはMgO系の耐火物で
構成される。すなわち、このノズルはその先端部
を含め、通常の汎用耐火物材料から構成され、そ
の構造としては単管構造を有している。流体通路
７は、鋼製例えばステンレス鋼製のパイプ８に連
結しており、このパイプ８が容器外のジヨイント
９に接続され、このジヨイント９には、酸素含有
気体源１０と粉状の固体物質源１１から夫々所定
の量に配分された混合流体が供給される。 FIG. 1 shows a refractory single tube nozzle according to the method of the present invention attached to the bottom body of a refining vessel. This single tube nozzle is installed through a mortar layer 12 within the thickness of a brick layer, for example, an MgO-based brick layer 1 at the bottom of the furnace, so that the inner surface 2 of this brick layer 1 and the nozzle tip surface 3 are aligned. Therefore, its nozzle opening 4 is provided at a level that exactly coincides with the inner surface of the furnace bottom. The entire single tube nozzle is constructed by inserting a refractory cylinder 6 into a refractory stamp layer 5, and this refractory cylinder 6 forms a fluid passage 7. For example, the refractory stamp layer 5 is
The refractory tube 6 is made of Al 2 O 3 --Cr 2 O 3 based refractory, and the refractory cylinder 6 is made of recrystallized Al 2 O 3 or MgO based refractory, for example. That is, this nozzle, including its tip, is made of a general-purpose refractory material, and has a single-tube structure. The fluid passage 7 is connected to a pipe 8 made of steel, for example stainless steel, which is connected to a joint 9 outside the vessel, into which a source of oxygen-containing gas 10 and a powdered solid material are connected. Mixed fluids are supplied from sources 11 in predetermined amounts.
通常、このような耐火物製単管ノズルから純酸
素または酸素富化ガスを供給すると、たちまちこ
のノズルは溶損してしまい、吹錬を続行すること
はできない。従つて、従来においては、酸素吹錬
でも他の不活性ガス例えば窒素ガスを酸素と共に
供給していた。その最もよい例が転炉における空
気（窒素ガス＋酸素ガス）吹き込みである。そし
て、純酸素または酸素富化ガスを炉底から供給す
る場合には、このような単管構造のノズルでは溶
損してしまうので、これに代えて、既述のように
二重管構造のノズルを使用し、その外管から窒素
ガスやアルゴンガス、さらには炭化水素ガスなど
の冷却用ガスを吹き込むことによつてノズルを冷
却しながらこれを実施していた。 Normally, when pure oxygen or oxygen-enriched gas is supplied through such a refractory single-tube nozzle, the nozzle immediately melts away, making it impossible to continue blowing. Therefore, conventionally, other inert gases such as nitrogen gas have been supplied together with oxygen even in oxygen blowing. The best example is air (nitrogen gas + oxygen gas) blowing into a converter. When supplying pure oxygen or oxygen-enriched gas from the bottom of the furnace, a nozzle with a single tube structure like this will melt and damage, so instead, a nozzle with a double tube structure as mentioned above is used. This was done while cooling the nozzle by blowing cooling gas such as nitrogen gas, argon gas, or even hydrocarbon gas through its outer tube.
ところが、本発明者らの実験によると、このよ
うな炉底の耐火物製単管ノズルから酸素リツチな
酸素富化ガスを吹き込んでも、このガス中に粉状
の固体物質を同伴させるならば、むしろガス中の
酸素濃度を高めた状態の方が有利に、半永続的な
吹き込みができることがわかつた。しかもこの粉
状の固体物質としては、精錬に必要な酸素源とな
る固体物質であつてもよいのである。 However, according to experiments conducted by the present inventors, even if oxygen-rich gas is injected from such a refractory single-tube nozzle at the bottom of the furnace, if powdery solid substances are entrained in the gas, In fact, it was found that semi-permanent blowing was more advantageous when the oxygen concentration in the gas was increased. Moreover, this powdery solid substance may be a solid substance that serves as an oxygen source necessary for refining.
第２図〜第５図は、耐火物性単管ノズルの溶損
の挙動を調べるために本発明者らが行つた試験の
代表例を図解的に示したものである。 FIGS. 2 to 5 schematically show representative examples of tests conducted by the present inventors to investigate the behavior of erosion of refractory single-pipe nozzles.
試験１（結果は第２図に対応）
ノズル口径が３mmφで、第１図の６で示すノズ
ル内面が再結晶Al2O3で構成した耐火物性単管ノ
ズルを300Kg高周波炉の炉底に取付け、この耐火
物性単管ノズルから、この炉内のＣ：4.0％、
Mn：〜0.55％、Si：0.42％、Ｐ：0.135％、Ｓ：
0.033％を含む1350〜1320℃の溶銑に対して、空
気（酸素濃度≒21Vol％）をキヤリヤガスとし用
いて、40％CaO−10％CaF2−50％ミルスケール
からなる粉状物質を毎分600ｇの供給速度で、湯
中に底吹きした。キヤリヤガスの流量は80Nl／
分であつた。この底吹きインジエクシヨンを開始
して約５分後に粉体供給配管内の圧力が上昇し始
め、12分後に６Kg／mm2に達し、粉体の供給が遮断
された。直ちに試験を停止してこのノズル近傍を
観察したとこの、第２図に示すように、このノズ
ル先端部において、ノズル上面を覆うように凝固
殻１３が生成しており、この凝固殻１３内の通路
は１mm以下となつていた。Test 1 (Results correspond to Figure 2) A refractory single tube nozzle with a nozzle diameter of 3 mmφ and whose inner surface was made of recrystallized Al 2 O 3 as shown by 6 in Figure 1 was attached to the bottom of a 300 Kg high frequency furnace. , from this refractory single tube nozzle, C in this furnace: 4.0%,
Mn: ~0.55%, Si: 0.42%, P: 0.135%, S:
Using air (oxygen concentration ≒ 21 Vol%) as a carrier gas, 600 g of powdery material consisting of 40% CaO - 10% CaF 2 - 50% mill scale is produced per minute for hot metal containing 0.033% at 1350-1320℃. The water was bottom blown into the hot water at a feed rate of . Carrier gas flow rate is 80Nl/
It was hot in minutes. Approximately 5 minutes after starting this bottom blowing injection, the pressure in the powder supply pipe began to rise, reached 6 kg/mm 2 after 12 minutes, and the supply of powder was cut off. Immediately stopping the test and observing the vicinity of this nozzle, as shown in FIG. The passageway was less than 1mm thick.
試験２ （結果は第３図に対応）
キヤリヤガスとして、酸素80Vol％＋Ar20Vol
％のガスを使用した以外は試験１と同一の試験を
実施した。すなわち、試験１よりも酸素濃度を高
めたキヤリヤガスを用いて同様の実験を行つた。
この場合には、配管内の圧力は3.45Kg／cm2でまつ
たく一定となり、きわめて安定した吹き込み状態
となつて粉体を含む混合流体の供給はなんの支障
もなく実施できた。このことは、ノズル口の近傍
で定常状態が達成されていると考えられた。この
底吹きインジエクシヨンを30分後に停止してその
ノズル近傍を観察したのが第３図である。図示の
ように、この場合には、ノズル先端から炉内に高
さ約25mm、外径約17mmの筒状の凝固殻１４が生成
していた。そしてノズルは全く溶損していなかつ
た。この凝固殻を採取し、その断面を顕微鏡観察
したところ、Feメタル中にところどころ酸化物
らしい物質が点在している組織が観察された。Test 2 (Results correspond to Figure 3) Oxygen 80Vol% + Ar20Vol as carrier gas
A test identical to Test 1 was conducted except that % gas was used. That is, a similar experiment was conducted using a carrier gas with a higher oxygen concentration than in Test 1.
In this case, the pressure inside the pipe was kept constant at 3.45 Kg/cm 2 , resulting in an extremely stable blowing condition, and the mixed fluid containing powder could be supplied without any problems. This was considered to indicate that a steady state was achieved near the nozzle orifice. Figure 3 shows the bottom blowing injection stopped after 30 minutes and the vicinity of the nozzle observed. As shown in the figure, in this case, a cylindrical solidified shell 14 having a height of about 25 mm and an outer diameter of about 17 mm was generated in the furnace from the nozzle tip. And the nozzle was not damaged at all. When we collected this solidified shell and observed its cross section under a microscope, we observed a structure in which oxide-like substances were scattered here and there within the Fe metal.
試験３ （結果は第４図に対応）
キヤリヤガスとして、酸素60Vol％＋Ar40Vol
％のガスを使用した以外は試験２と同一の試験を
実施した。すなわち、試験２よりも酸素濃度を若
干低くしたキヤリヤガスを用いて同様の実験を行
つた。この場合にも、粉体を含む混合流体の供給
はなんの支障もなく実施できた。この底吹きイン
ジエクシヨンを30分後に停止してそのノズル近傍
を観察したのが第４図である。図示のように、こ
の場合にも、ノズル先端から炉内に向けて筒状の
凝固殻１４が生成しており、ノズルは全く溶損し
ていなかつた。Test 3 (Results correspond to Figure 4) Oxygen 60Vol% + Ar40Vol as carrier gas
A test identical to Test 2 was conducted except that % gas was used. That is, a similar experiment was conducted using a carrier gas with a slightly lower oxygen concentration than in Test 2. In this case as well, the mixed fluid containing powder could be supplied without any problems. Figure 4 shows the bottom blowing injection stopped after 30 minutes and the vicinity of the nozzle observed. As shown in the figure, in this case as well, a cylindrical solidified shell 14 was generated from the nozzle tip toward the inside of the furnace, and the nozzle was not damaged at all.
試験 ４（結果は第５図に対応）
キヤリヤガスとして、酸素100Vol％の純酸素
ガスを使用した以外は試験１と同一の試験を実施
した。この場合には、時間がたつにつれて供給配
管内の圧力が低下傾向が強くなつた。インジエク
シヨンを30分で停止し、そのノズル状態を観察し
たところ、第５図に見られるように、ノズル口近
傍は溶損していた。すなわち、この条件では酸素
濃度100％の純酸素でインジエクシヨンすると耐
火物単管ノズルは溶損することがわかつた。Test 4 (Results correspond to Figure 5) The same test as Test 1 was conducted except that pure oxygen gas containing 100 Vol% oxygen was used as the carrier gas. In this case, the pressure within the supply piping tended to decrease as time progressed. When the injection injection was stopped after 30 minutes and the condition of the nozzle was observed, as shown in FIG. 5, the vicinity of the nozzle opening was found to be melted and damaged. In other words, it was found that under these conditions, a refractory single-pipe nozzle would be eroded if it was injected with pure oxygen with an oxygen concentration of 100%.
以上の試験の他に、キヤリヤガス中の酸素濃度
を種々変化させたり、粉状物質のキヤリヤガス中
への配合割合や、物質の種類を変え、またノズル
を構成する耐火物の種類を変えたりして、数多く
の試験を繰り返した結果、キヤリヤガス中の酸素
濃度は全気体中で50〜90Vol％、好ましくは60〜
90Vol％の範囲とし、粉状物質は全気体1Nm3／
minあたり４〜50Kg／minの供給速度でこのキヤ
リヤガスに同伴させた場合に良好な管状の凝固殻
が形成されることがわかつた。キヤリヤガス中の
酸素濃度がこの適正範囲より低い場合には前記試
験１のようにノズルの閉塞現象が生じ、また、
90Vol％を越えるような純酸素に近い状態では、
前記試験４の結果のように溶損する事態が生ずる
こともあつた。また、粉状物質としては、鉄鉱
石、ミルスケール、焼結鉱粉などの酸化鉄粉、
CaO、CaF2などのフラツクス材料が好適に使用
でき、これらを前記範囲内で適正に供給した場合
に良好な凝固殻の生成を見た。一方、ノズルを構
成する耐火物については、Al2O3系、MgO系、
ZrO2系などについて試験したが、これらの間に
は特に大きな差異は認められず、通常の再結晶
Al2O3やMgO系耐火物で十分であることが判明し
た。 In addition to the above tests, we varied the oxygen concentration in the carrier gas, changed the blending ratio of powdered substances in the carrier gas, changed the type of substance, and changed the type of refractory material constituting the nozzle. As a result of repeated numerous tests, the oxygen concentration in the carrier gas is 50 to 90 Vol% in the total gas, preferably 60 to 90 Vol%.
The range is 90Vol%, and the powder material is 1Nm 3 /
It has been found that a good tubular solidified shell is formed when entrained in this carrier gas at a feed rate of 4 to 50 kg/min. If the oxygen concentration in the carrier gas is lower than this appropriate range, nozzle clogging occurs as in Test 1, and
In conditions close to pure oxygen, exceeding 90 Vol%,
As shown in the results of Test 4, a situation of melting and loss sometimes occurred. Powdered substances include iron oxide powder such as iron ore, mill scale, and sintered ore powder;
Flux materials such as CaO and CaF 2 can be suitably used, and when these materials are properly supplied within the above range, a good solidified shell is produced. On the other hand, the refractories that make up the nozzle are Al 2 O 3 based, MgO based,
Tests were conducted on ZrO 2 systems, etc., but no major differences were observed between them, and normal recrystallization
It was found that Al 2 O 3 and MgO-based refractories are sufficient.
以上の試験の総合結果として、ノズル溶損防止
に対して劇的な効果を示す因子は、キヤリヤガス
中の酸素濃度であり、粉体インジエクシヨンに対
して、所定濃度以上の酸素リツチのガスをキヤリ
ヤガスとして使用した場合には、予想に反して耐
火物性単管ノズルであつてもその溶損が起こらな
いということが確認された。すなわち、粉状の固
体物質がもつ顕熱と潜熱の奪熱効果と、キヤリヤ
ガス中の酸素ガスが溶銑と衝突するときに生ずる
急激な発熱量とがバランスして、ノズル先端部に
湯のメタル分を含む物質の凝固殻が生成し、これ
が過剰に成長するようなこともない領域が存在す
るのであり、この領域を実現する条件でインジエ
クシヨンを実施すればよいことになる。この定常
状態は連続的なインジエクシヨンを続行するによ
つて維持することができる。 As a comprehensive result of the above tests, the factor that shows a dramatic effect on preventing nozzle erosion is the oxygen concentration in the carrier gas. When used, it was confirmed that, contrary to expectations, even a refractory single-tube nozzle did not suffer from erosion. In other words, the heat absorption effect of the sensible heat and latent heat of the powdery solid substance and the rapid calorific value generated when the oxygen gas in the carrier gas collides with the hot metal are balanced, and the metal content of the hot metal is absorbed at the tip of the nozzle. There is a region where a solidified shell of a substance containing . This steady state can be maintained by continuing with successive injections.
しかし、このインジエクシヨンを底吹きではな
く、上吹きにした場合には、このような良好な結
果は得られなかつた。本発明者らは、前記の底吹
きに代えて、種々の耐火物よりなる単管ランスを
溶湯中に湯面上より浸漬し、キヤリヤガス中の酸
素濃度を変えて同じような試験を行つたが、粉体
量が底吹きの場合と同様でも、酸素ガス濃度が
80Vol％で、ランスは著しく溶損した。すなわ
ち、インジエクシヨンの物質とその量が同一で
も、上吹きでは前記底吹きのような良好な結果は
得られないのである。その理由は必ずしも明確で
はないが、ノズルまわりの温度分布が上吹きと底
吹きでは基本的に異なることと、また、底吹きの
場合には一定の固定された場所からの上向きへの
インジエクシヨンであるから凝固殻の生成にとつ
て好ましい定常的な状況が維持されやすいのに対
し、上吹きではこのような定常的な状況の維持が
困難であること等が関係しているのであろう。 However, such good results could not be obtained when the injector was top blown instead of bottom blown. Instead of the bottom blowing described above, the inventors conducted similar tests by immersing single-pipe lances made of various refractories into the molten metal from above the molten metal and varying the oxygen concentration in the carrier gas. , even if the amount of powder is the same as in the case of bottom blowing, the oxygen gas concentration is
At 80Vol%, the lance was significantly eroded. That is, even if the substance and the amount of injection are the same, top blowing does not give the same good results as bottom blowing. The reason for this is not necessarily clear, but it is because the temperature distribution around the nozzle is fundamentally different between top blowing and bottom blowing, and in the case of bottom blowing, there is upward injection from a fixed location. This may be related to the fact that while it is easy to maintain a steady state that is favorable for the formation of solidified shells, it is difficult to maintain such a steady state in top blowing.
従つて、本発明方法は、溶湯を収容した容器に
おいて、湯と接する部位の容器ボデイに耐火物性
単管ノズルを設置して実施することが基本的に重
要である。この湯と接する部位は容器の底である
のが好ましいが、側壁であつても湯と接する部位
であれば、十分に実施可能である。そして、本発
明法を実施する場合には、上吹きインジエクシヨ
ンでは達し得ないような浴の撹拌効果が得られる
ことも有利な点である。 Therefore, it is fundamentally important to carry out the method of the present invention by installing a refractory single-tube nozzle on the body of the container that comes into contact with the molten metal in a container containing the molten metal. The part that comes into contact with the hot water is preferably the bottom of the container, but any part that comes into contact with the hot water can be used even if it is the side wall. When carrying out the method of the present invention, it is also advantageous that a bath agitation effect that cannot be achieved by top-blowing injection can be obtained.
以上のように、本発明は、ノズル先端に凝固シ
エルを形成させることを特徴的な要件として、冷
却ガスを使用することなく酸素富化ガスを耐火物
製単管ノズルから湯中に直接供給することを可能
としたもので、酸化反応を行わせる場合の金属精
錬において、従来の酸化剤供給法に代わる極めて
効果的な酸素源供給方法を提供するものである。 As described above, the present invention has the characteristic requirement of forming a solidified shell at the tip of the nozzle, and supplies oxygen-enriched gas directly into hot water from a single refractory nozzle without using cooling gas. This makes it possible to provide an extremely effective method of supplying an oxygen source in place of the conventional method of supplying an oxidizing agent in metal refining where an oxidation reaction is performed.
第１図は、本発明法にしたがう耐火物製単管ノ
ズルを精錬容器の底部ボデイに装着した状態を示
す断面図、第２図〜第５図は、本文の試験１〜試
験４を実施した場合に生じたノズル先端部の凝固
シエルの状態と溶損状態を示すノズル先端部の略
断面図である。
１…炉底の煉瓦層、２…煉瓦層１の内表面、３
…ノズル先端面、４…ノズル口、５…耐火物スタ
ンプ層、６…耐火物製の筒、７…流体通路、８…
鋼製のパイプ、９…ジヨイント、１０…酸素含有
気体源、１１…粉状の固体物質源、１４…凝固シ
エル。
Figure 1 is a cross-sectional view showing a refractory single tube nozzle according to the method of the present invention attached to the bottom body of a refining vessel. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the nozzle tip showing the state of a solidified shell and the state of melting damage at the nozzle tip that occurred in the case of the present invention. 1... Brick layer at the bottom of the hearth, 2... Inner surface of brick layer 1, 3
... Nozzle tip surface, 4... Nozzle opening, 5... Refractory stamp layer, 6... Refractory cylinder, 7... Fluid passage, 8...
Steel pipe, 9... Joint, 10... Oxygen-containing gas source, 11... Powdered solid material source, 14... Solidified shell.
Claims (1)
をもつ耐火物製単管ノズルを、溶融金属を入れた
容器の湯が接する部位のボデイに取付け、 この単管ノズルから、酸素含有気体と粉状の固
体物質を湯中に供給し、 この固体物質の顕熱と潜熱による奪熱によりこ
の単管ノズルの先端部に湯のメタル分を含む物質
を管状に凝固させ、この凝固物で該単管ノズルを
保護しながら湯と反応する酸素を湯中に直接供給
する方法。[Scope of Claims] 1. A refractory single-tube nozzle having at least a tip made of refractory material and having a single-tube structure is attached to the body of a portion of a container containing molten metal that comes into contact with hot water, and from this single-tube nozzle , an oxygen-containing gas and a powdery solid substance are supplied into the hot water, and the substance containing the metals in the hot water is solidified into a tube shape at the tip of this single tube nozzle by heat removal from the solid substance due to sensible heat and latent heat. A method of directly supplying oxygen that reacts with the hot water while protecting the single pipe nozzle with this coagulated material.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3031984A JPS60177117A (en) | 1984-02-22 | 1984-02-22 | Method for supplying directly reactive oxygen into molten metal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3031984A JPS60177117A (en) | 1984-02-22 | 1984-02-22 | Method for supplying directly reactive oxygen into molten metal |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60177117A JPS60177117A (en) | 1985-09-11 |
| JPH0256404B2 true JPH0256404B2 (en) | 1990-11-30 |
Family
ID=12300474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3031984A Granted JPS60177117A (en) | 1984-02-22 | 1984-02-22 | Method for supplying directly reactive oxygen into molten metal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60177117A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2558964Y2 (en) * | 1995-02-08 | 1998-01-14 | 株式会社板屋製作所 | Mold for resin molding |
-
1984
- 1984-02-22 JP JP3031984A patent/JPS60177117A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60177117A (en) | 1985-09-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5644355B2 (en) | Hot metal refining method | |
| KR102342201B1 (en) | Tuyere for a basic oxygen furnace | |
| KR101018535B1 (en) | Refining ferroalloys | |
| US3241825A (en) | Blowing device | |
| JPS58144409A (en) | Refinement and device for metal bath with solid cooling material | |
| JPS6023163B2 (en) | steel smelting method | |
| JPS6146523B2 (en) | ||
| US4302244A (en) | Steel conversion method | |
| JPS5935407B2 (en) | Carbon supply method to iron melt in converter | |
| JP2006249568A (en) | Method for producing molten iron having low phosphorus | |
| JPH0256404B2 (en) | ||
| JPS5931810A (en) | Steel making method with converter | |
| KR100490737B1 (en) | Slag coating mixed powder and slag coating method by splasing on the wall firebrick in converter | |
| US4007035A (en) | Method of using an expendable tap hole tuyere in open hearth decarburization | |
| JPH0435524B2 (en) | ||
| US4394165A (en) | Method of preliminary desiliconization of molten iron by injecting gaseous oxygen | |
| US4891064A (en) | Method of melting cold material including iron | |
| EP0015396B1 (en) | A method for increasing vessel lining life for basic oxygen furnaces | |
| JPS6056009A (en) | Steel making method | |
| JPS6372811A (en) | Method for preventing slopping | |
| KR20020051968A (en) | Deoxidation method during tapping in BOF process | |
| JPS61149417A (en) | Method for subduing slag foaming | |
| KR860001523B1 (en) | Method preventon corrosion of tuyere nozzle for decarburizing refining furnace | |
| JPS58207313A (en) | Refining method of steel | |
| JPH01283312A (en) | Method for melting iron-contained cold material |