JPH032206B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、底吹転炉及び上底吹転炉の吹錬用
羽口に関するものである。 従来より、転炉内に収容された溶鉄中に転炉底
部から吹錬用ガスを底吹する吹錬用羽口として、
２重管羽口が知られている。この２重管羽口は、
外管とこの外管に内挿された内管とよりなり、内
管側からは酸素等の精錬ガスが、内管と外管との
間隙からは保護ガス、例えばプロパン等の炭化水
素ガスが転炉内に収容された溶鉄中に吹込まれ
る。 この２重管羽口は、精錬ガスと共に保護ガスが
溶鉄中に吹込まれることから、トーマス転炉等に
比べ羽口寿命が長いという利点がある。しかし、
この２重管羽口を用いる場合でも、操業を重ねる
うちに転炉内の羽口開口部近傍の炉底耐火物が
除々に損耗し、結果として羽口開口部から離れた
部分の炉底耐火物との間に損耗量の差が生じ、そ
のため炉底寿命は専ら羽口開口部近傍の炉底耐火
物の損耗量に依存していた。 また、低炭素鋼を溶製する場合、羽口径の大き
な２重管羽口が用いられるが、その羽口径の大き
な２重管羽口を備えた底吹転炉を用いて高炭素鋼
を溶製する場合、吹込みガス量を一定以上絞り込
むと羽口に溶湯が侵入し、それを防止するために
は吹込みガスの絞り込みを抑制する必要があつ
た。逆に、羽口径の小さい２重管羽口を備えた底
吹転炉を用いて低炭素鋼を溶製する場合、吹込み
ガス流量を過大にすると、いわゆる吹抜けが生
じ、スピツテイングまたはスロツピング現象によ
る鉄歩留低下、炉ライニングの損傷が避けられな
い。したがつて羽口径をある大きさに設定した２
重管羽口のガス吹込み量を変化させる範囲は限定
され、従来の２重管羽口では汎用性に不満足な点
があつた。更に、低炭素鋼を溶製するべく羽口径
の大きな２重管羽口を設けた場合であつても、高
速吹錬を行なうために吹込みガス流量を増大させ
るとやはり吹抜けが生じ、そのため生産性の向上
には限界があつた。 以上の問題を解決するために従来の２重管羽口
を改良した精錬用ガス吹込み管が特開昭55−
164018号公報において開示されている。この精錬
用ガス吹込み管は、ガス流量を調整して変化させ
得る範囲が広い２重管羽口を得ることを目的とし
て提案されたものであり、第１図に示すように、
小径管１を隣接して接合させた集合管体２を、管
軸方向に対して所定角度捻転させ、かつ、外管３
に内挿してなるものである。操業に際しては、小
径管１内側から精錬ガスが転炉内溶鉄中に吹込ま
れ、集合管体２と外管３との間隙からは保護ガス
が吹込まれる。そして、集合管体２が所定角度捻
転せしめられていることから、大流量のガスを吹
込んでも吹抜けは生じず、また、ガス流量を絞り
込み高炭素鋼を溶製することもできる。 しかし、上記提案の精錬用ガス吹込み管におい
ては、精錬ガスが吹出される小径管１の断面積の
和（Sin）と、保護ガスが吹出される集合管体２
と外管３との間隙の断面積（Sout）との比
（Sout／Sin）が約0.5程度となり、この精錬用ガ
ス吹込み管においては、外管３に小径管１を内接
させて配設するという構造上の制約があることか
ら、その比率をそれ以下とすることはできず、通
常の２重管羽口ではその比が約0.25程度であるの
に比べると保護ガス吹出し部の断面積が過度に大
きくなるという欠点があり、そのため次のような
問題が生じる。すなわち、保護ガス流量と酸素流
量との比率を通常の２重管羽口と同程度にする
と、保護ガスの流速が通常の２重管羽口を用いる
場合の約1/2程度となり、そのため保護ガス吹出
し部に転炉内溶鉄が差し込む危険が生じる。逆
に、そのような危険を回避するために保護ガスの
流速を通常の２重管羽口と同程度にすると、保護
ガス流量が酸素流量に比し約２倍程度必要とな
り、生産コストが高くなるという不利益がある。 そこで本出願人は本出願前に出願した特願昭58
−52801号において、以上のような従来の諸問題
を解消した転炉の吹錬用羽口を提案した。その転
炉の吹錬用羽口は第２図におよび第３図に示され
るように、外管４内側に内管５を同心的に装備し
てなる３本の同心２重管を溶接により相互に接合
して並設し、かつ転炉底部近傍から転炉底部開口
部にかけて相伴つて捻転せしめられた捻転部６が
設けられてなる。上記外管４下部には保護ガス送
給口７が設けられてこの保護ガス送給口７から外
管４と内管５との隙間に保護ガスが送給され、ま
た内管５の図示しない端部からは内管５内側に酸
化性ガスが送給される。そして、この特願昭58−
52801号に提案した転炉の吹錬用羽口によれば、
転炉内羽口開口部近傍の炉底耐火物の損耗を緩和
して炉底寿命を延ばすことができ、また吹込みガ
ス流量を増加しても吹抜けやスピツテイング等が
生じて歩留りが低下するようなことはなく、特
に、酸素吹込み部断面積と保護ガス吹込み部断面
積との比を任意に設定して通常の２重管羽口と同
程度にすることが可能であり、したがつて保護ガ
ス流量を通常の２重管羽口を用いる場合に較べ特
に増加させるような必要はなく、生産コストを低
くすることができ、前述した従来技術の諸問題を
解消することができる。 しかし、本発明者等が更に研究を重ねたとこ
ろ、上述の特願昭58−52801号に提案した転炉の
吹錬用羽口について次のような問題があることが
判明した。すなわち、上記吹錬用羽口には外管４
内側に内管５を同心的に装備してなる複数の同心
２重管を相伴つて捻転せしめた捻転部６が設けら
れるが、そのように同心２重管を捻転せしめる際
には外管４と内管５との相互の隙間が不均一とな
り、場合によつては外管４内壁と内管５外壁とが
密着し、相互の隙間が消失する部分が生じてい
た。そしてそのように外管４内壁と内管５外壁と
が密着して相互の隙間が消失する部分が生じる
と、その隙間を通過する保護ガスによる管の冷却
効果が低下し、そのためこの捻転部６が形成され
た吹錬用羽口を用いた場合の転炉内羽口開口部近
傍の炉底耐火物の損耗緩和という利点が効果的に
はあらわれないという不都合があつた。 この発明は以上の従来の事情に鑑みてなされた
ものであつて、外管と、この外管に内挿された内
管とよりなる同心２重管を転炉底部に開口させて
なる転炉の吹錬用羽口であつて、複数の上記同心
２重管を相互に隣接させ、かつそれらの同心２重
管を相互に捻じり合わせた捻転部を形成してなる
転炉の吹錬用羽口の、その捻転部を形成する際
に、外管内壁と内管外壁との相互の隙間が均一と
なるようにし、そのように同心２重管を相互に捻
じり合わせた捻転部を形成してなる転炉の吹錬用
羽口の転炉内羽口開口部近傍の炉底耐火物の損耗
緩和という利点をさらに強化した転炉の吹錬用羽
口を提供することを目的とする。 すなわち、この発明の転炉の吹錬用羽口は、外
管と、この外管に内挿された内管とよりなる同心
２重管を転炉底部に開口させてなる転炉の吹錬用
羽口において、複数の各々の同心２重管を形成す
る内管と外管との間に突部を設け、そのようにし
てなる同心２重管を相互に隣接させ、かつそれら
の同心２重管を相互に捻じり合わせた捻転部を形
成したことを特徴とするものである。 以下にこの発明の実施例を第４図〜第６図を参
照して説明する。 第４図において、外管４内側に挿入された内管
５ａには、外管４内壁と内管５ａ外壁との隙間を
一定に保持するための突部として、高さが一定な
６筋のスプライン８が内管５ａと一体に設けられ
ている。このスプライン８は各２重管の軸方向全
長にわたつて、若しくは少なくとも捻転部６が形
成される部分について設けられる。したがつて、
各２重管を相伴つて捻転させてもスプライン８が
外管４内壁と内管５ａ外壁との隙間を一定に保持
するため、その隙間に不均一な部分が生じたり、
あるいは外管４内壁と内管５ａとが密着する部分
が生じるようなことはない。 第５図は他の実施例の断面図であり、外管４ａ
内壁に外管４ａと一体なスプライン８ａが外管４
ａ内壁と内管５外壁との隙間を一定に保持する突
部として形成されたものである。この実施例につ
いても前記第４図に示す実施例と同様の効果が奏
される。 第６図はさらに他の実施例を示し、外管４内壁
と内管５外壁との間に各２重管の軸方向全長にわ
たつて延びる板体９が外管と内管との間に突部と
して配設されたものである。この板体９は外管４
若しくは内管５に対して、スポツト溶接によつて
固定されている。この実施例についても前記第４
図および第５図に示される実施例と同様の効果が
奏される。 なお、この発明の実施の態様は上記各実施例に
限られず、例えば内管５外壁もしくは外管４内壁
に突部として一定の高さの突起部を点在させるよ
うにしても良い。 次にこの発明の実施例の吹錬用羽口とそれに対
する比較例として特願昭58−52801号に記載した
吹錬用羽口および特開昭55−164018号公報におい
て開示されているものとを用いて5t底吹試験転炉
で溶銑に対する吹錬を行なつた結果を記す。 実施例 １ Ｃ／4.4〜4.6％、Si／0.2〜0.5％、Mn／0.4〜
0.6％、Ｐ／0.1〜0.13％、Ｓ／0.007〜0.020％の組
成で、温度が1250〜1320℃の溶銑5.0〜5.6tに対し
吹錬を行ない、組成がＣ／0.04％以下、Si／tr、
Mn／0.2〜0.3％、Ｐ／0.01〜0.03％、Ｓ／0.006〜
0.0015％で温度が1680〜1720℃の溶鋼を得た。 吹錬用羽口は前記第４図に示すこの発明の実施
例のものを用いた。その材質は外管４および内管
５ａともにCuとし、管捻転部は底吹試験転炉の
底部開口端部から下方に向かつて400mmの範囲に
おいて、外管４および内管５ａを管軸方向に対し
て40゜の角度で捻り合わせて形成した。 内管５ａの内径を10mmφ、その肉厚を1.5mm、
外管４の内径を14.5mmφ、その肉厚を２mmとし
た。また、内管５ａ外壁のスプライン８は高さ
0.4mm、幅３mmとし、内管５a1体に対して等間隔
に６本設けた。なお、内管５a1本あたりの酸素
流量は3Nm／minとし、したがつて３本全体で
9Nm／minとした。また、酸素流量に対するプ
ロパン流量の比は４％として、内外管の隙間から
噴射させた。 実施例 ２ 上記実施例１と同様の吹錬を、スプラインは設
けずに高さ0.4mm、幅３mm、管軸方向の長さ３mm
の突起部を周方向に平均４個、管軸方向に20mm間
隔で内管上に設け、他は上記実施例と同様にした
吹錬用羽口を用いて上記実施例１と同様の吹錬を
行なつた。 比較例 １ 内管と外管との間にスプラインは設けずに他は
前記実施例１と同様にした吹錬用羽口を用いて、
前記実施例１と同様の吹錬を行なつた。 比較例 ２ 内管内径10mmφ、肉厚1.5mm、外管を内径が
14.5mm、肉厚２mmとして形成した２重管羽口を３
本適当な間隔で炉底部に配設し、前記実施例１と
同様の吹錬を行なつた。 上記各実施例および各比較例は各々15回ずつ行
なつた。そしてその間の羽口溶損速度を計測し
た。その平均羽口溶損速度を第１表に示す。

【表】 第１表に示されるように、実施例１および実施
例２の羽口は比較例１の羽口の半分の溶損速度で
あり、２重管羽口の1/4以下の溶損速度である。
また、吹錬実験後の底吹試験転炉の底面羽口周囲
の耐火物を観察したところ、実施例の吹錬用羽口
の周囲の耐火物には、他部に比し顕著な損耗はみ
とめられなかつた。以上の結果から、この発明実
施例の吹錬用羽口の耐溶損性が従来の単なる２重
管羽口に較べてはるかに良好であることがわか
る。 次に酸素吹出し速度を２倍とし（18Nm／
min）、他の条件は同様にして、実施例１の吹錬
用羽口及び比較例２を用いて溶銑への吹錬実験を
５回反復して行ない、出鋼した溶鋼の重量から鉄
歩留を下式により算出した。 鉄歩留＝溶鋼重量／溶銑重量×100（％） その結果を第２表に示す。

【表】

【表】 第２表から、実施例１の吹錬用羽口を用いた場
合の方が、従来の単なる２重管羽口である比較例
２の場合に較べ、鉄歩留がはるかに大きいことが
わかる。これはこの発明の実施例の場合、酸素送
給速度を速くしても、スピツテイングの発生が顕
著となるということがなく、スピツテイングによ
つて失われる鉄分が比較例の場合に較べ、はるか
に少ないためである。 次に、上記実施例２の吹錬用羽口の捻転部６に
おける捻じり角度を5゜、10゜、45゜と変化させたも
のを用いて、同様の吹錬実験を行なつた。その結
果、捻じり角度を5゜とした場合の鉄歩留は85.9
％、10゜とした場合の鉄歩留は91.0％となつた。
また、捻じり角度を45゜とした場合、羽口溶損速
度が0.9mm／チヤージとなつた。したがつて、鉄
歩留を高くし、羽口溶損速度を低く抑えるために
は、上記捻転部６における捻じり角度を10゜以上
40゜以下に設定するのが望ましい。 以上のようにこの発明によれば、複数の同心２
重管を相互に隣接させ、かつそれらの同心２重管
を相互に捻じり合せた捻転部を形成すると共に
各々の同心２重管を形成する内管の外壁と外管の
内壁との間に突部を設けるようにしたので、吹込
みガス流量を増加しても吹抜けやスピツテイング
等が生じて歩留りが低下するようなことはなく、
特に、酸素吹込み部断面積と保護ガス吹込み部断
面積との比を任意に設定して通常の２重管羽口と
同程度にすることが可能であり、したがつて保護
ガス流量を通常の２重管羽口を用いる場合に較べ
特に増加させるような必要はなく、生産コストを
低くすることができる。 特に、同心２重管を形成する内管と外壁と外管
の内壁との間に突部を設けたので、同心２重管を
相互に捻り合わせて捻転部を形成する際にも内管
外壁と外管内壁との隙間が不均一となつたり、あ
るいは内管外壁と外管内壁とが相互に密着したり
するようなことはなく、したがつて内管外壁と外
管内壁との間を通過する保護ガスの流通が阻害さ
れることに起因する管をの冷却効果の低減を防止
することができ転炉内羽口開口部近傍の炉底耐火
物の損耗を緩和する効果をより顕著なものとする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の捻転部を有する精錬用ガス吹込
み管の断面図、第２図はこの出願の前の出願にか
かる捻転部を有する吹錬用羽口の側面図、第３図
は第２図Ａ−Ａ断面図、第４図はこの発明の一実
施例の断面図、第５図はこの発明の他の実施例の
断面図、第６図はこの発明の更に他の実施例の断
面図である。 ４……外管、５……内管、６……捻転部、８…
…スプライン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外管と、この外管に内挿された内管とよりな
   る同心２重管を転炉底部に開口させてなる転炉の
   吹錬用羽口において、各々の同心２重管を形成す
   る内管と外管との間に突部を設け、そのようにし
   てなる複数の同心２重管を相互に隣接させ、かつ
   それ等の同心２重管を相互に捻じり合せた捻転部
   を形成したことを特徴とする転炉の吹錬用羽口。 ２ 上記捻転部における同心２重管の管軸方向に
   対する捻じり角度を10゜以上40゜以下としたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の転炉の吹
   錬用羽口。