JPH06221773A - 溶融金属中への粉体吹込みランス - Google Patents
溶融金属中への粉体吹込みランスInfo
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- JPH06221773A JPH06221773A JP845693A JP845693A JPH06221773A JP H06221773 A JPH06221773 A JP H06221773A JP 845693 A JP845693 A JP 845693A JP 845693 A JP845693 A JP 845693A JP H06221773 A JPH06221773 A JP H06221773A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 トップスラグと溶融金属との間での精錬反応
を促進できる溶融金属中への粉体吹込みランスを提供す
る。 【構成】 溶融金属中に搬送気体と共に粉体を吹込むラ
ンスであって、ランス先端部に粉体を供給する吐出孔お
よびランス中間部にスラグ─メタル界面を攪拌するガス
供給孔を設ける。
を促進できる溶融金属中への粉体吹込みランスを提供す
る。 【構成】 溶融金属中に搬送気体と共に粉体を吹込むラ
ンスであって、ランス先端部に粉体を供給する吐出孔お
よびランス中間部にスラグ─メタル界面を攪拌するガス
供給孔を設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、粉体吹込みによる溶融
金属の炉外精錬に用いるランス、特に製鋼段階における
溶銑予備処理工程のインジェクション脱硫、脱硅、脱り
ん精錬等に適用され、精錬効率向上を実現する溶融金属
中への粉体吹込みランスに関する。
金属の炉外精錬に用いるランス、特に製鋼段階における
溶銑予備処理工程のインジェクション脱硫、脱硅、脱り
ん精錬等に適用され、精錬効率向上を実現する溶融金属
中への粉体吹込みランスに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より粉体吹込みに用いるランスとし
ては多くの形態のものが提案されているが、基本構造と
して粉体は搬送用ガスによって輸送管路からランスに搬
送され、ランス先端より溶融金属中に吹込まれるのであ
る。
ては多くの形態のものが提案されているが、基本構造と
して粉体は搬送用ガスによって輸送管路からランスに搬
送され、ランス先端より溶融金属中に吹込まれるのであ
る。
【０００３】このようにランス先端より溶融金属中に吹
こまれた粉体 (たとえば脱硫用生石灰) は、溶融金属中
を浮上後、トップスラグを形成する。粉体は、この浮上
過程での反応、つまりトランジトリー反応が主な精錬反
応で (公開平1 ─252716号公報その他参照) 、ここでの
精錬効率を向上させるために、浮上中の粉体と溶融金属
との接触、攪拌が重要なポイントとなり、そのためこれ
までにもランス先端吐出孔の多孔化、吐出孔の多段化等
の技術により、粉体の分散性向上、精錬効率向上の開発
が成されてきた。
こまれた粉体 (たとえば脱硫用生石灰) は、溶融金属中
を浮上後、トップスラグを形成する。粉体は、この浮上
過程での反応、つまりトランジトリー反応が主な精錬反
応で (公開平1 ─252716号公報その他参照) 、ここでの
精錬効率を向上させるために、浮上中の粉体と溶融金属
との接触、攪拌が重要なポイントとなり、そのためこれ
までにもランス先端吐出孔の多孔化、吐出孔の多段化等
の技術により、粉体の分散性向上、精錬効率向上の開発
が成されてきた。
【０００４】図１は、従来の粉体吹込みランスによる精
錬操作の態様の概略説明図であって、適宜供給源からの
搬送用ガス10にデスペンサ12から供給される粉体14が混
合され、輸送管路16を経て浸漬ランス18の送られる。浸
漬ランス18は例えば取鍋20の溶融金属内に浸漬されてお
り、その先端に設けられた吐出孔22から搬送用ガスおよ
び粉体が溶融金属内に吹込まれる。このようにして吹き
込まれた粉体は気泡21とともに溶融金属内を浮上し、そ
の過程で精錬反応が行われる。
錬操作の態様の概略説明図であって、適宜供給源からの
搬送用ガス10にデスペンサ12から供給される粉体14が混
合され、輸送管路16を経て浸漬ランス18の送られる。浸
漬ランス18は例えば取鍋20の溶融金属内に浸漬されてお
り、その先端に設けられた吐出孔22から搬送用ガスおよ
び粉体が溶融金属内に吹込まれる。このようにして吹き
込まれた粉体は気泡21とともに溶融金属内を浮上し、そ
の過程で精錬反応が行われる。
【０００５】一般に反応容器径に対するランス径は細
く、スプラッシュを起こさないぎりぎりの高圧で補助気
体( 気体単味) を吹き込んでも、主ランス( 粉体＋気
体) と補助ランスの吐出孔が深さ方向で近接しているの
で、吐出孔を中心とする容器内溶融金属の攪拌力は強化
されるが、溶融金属の静圧は高く、攪拌ガスはスラグ界
面まで上昇するまでに圧力損失し、スラグ界面の攪拌力
を強化するには至らず、容器底部攪拌力強化による未反
応精錬剤の浮上、スラグに捕捉される恐れもある。
く、スプラッシュを起こさないぎりぎりの高圧で補助気
体( 気体単味) を吹き込んでも、主ランス( 粉体＋気
体) と補助ランスの吐出孔が深さ方向で近接しているの
で、吐出孔を中心とする容器内溶融金属の攪拌力は強化
されるが、溶融金属の静圧は高く、攪拌ガスはスラグ界
面まで上昇するまでに圧力損失し、スラグ界面の攪拌力
を強化するには至らず、容器底部攪拌力強化による未反
応精錬剤の浮上、スラグに捕捉される恐れもある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、粉体吹込みに
よる精錬操作の特徴上、トップスラグと溶融金属との間
での反応、つまりパーマネント反応が乏しく、今後さら
に粉体の利用効率を高めるには、このパーマネント反応
を促進する手段の開発が求められている。
よる精錬操作の特徴上、トップスラグと溶融金属との間
での反応、つまりパーマネント反応が乏しく、今後さら
に粉体の利用効率を高めるには、このパーマネント反応
を促進する手段の開発が求められている。
【０００７】ここに、本発明の一般的な目的は、粉体吹
込み精錬における粉体利用効率をさらに一層高めた溶融
金属中への粉体吹込みランスを提供することである。さ
らに本発明のより具体的な目的は、トップスラグと溶融
金属との間での精錬反応を促進できる溶融金属中への粉
体吹込みランスを提供することである。
込み精錬における粉体利用効率をさらに一層高めた溶融
金属中への粉体吹込みランスを提供することである。さ
らに本発明のより具体的な目的は、トップスラグと溶融
金属との間での精錬反応を促進できる溶融金属中への粉
体吹込みランスを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる課
題解決のために種々検討を重ねた結果、次のような知見
を得た。 ランス中間で浸漬時にスラグライン下方に相当する位
置に吐出孔を設け、ほぼ45度上方にガスを吐出させ、ス
ラグ─溶融金属間を攪拌することによって、従来の粉体
吹込み精錬で効率の低かったトップスラグ─溶融金属間
のパーマネント反応を促進することができ、 この水平方向の流れを強制的に作ることによりスラグ
─溶融金属間の反応界面の更新を促進し、パーマネント
反応による精錬反応の促進、増大を図り、トータルの精
錬効率を向上することが可能となる。
題解決のために種々検討を重ねた結果、次のような知見
を得た。 ランス中間で浸漬時にスラグライン下方に相当する位
置に吐出孔を設け、ほぼ45度上方にガスを吐出させ、ス
ラグ─溶融金属間を攪拌することによって、従来の粉体
吹込み精錬で効率の低かったトップスラグ─溶融金属間
のパーマネント反応を促進することができ、 この水平方向の流れを強制的に作ることによりスラグ
─溶融金属間の反応界面の更新を促進し、パーマネント
反応による精錬反応の促進、増大を図り、トータルの精
錬効率を向上することが可能となる。
【０００９】かくして、本発明の要旨とするところは、
溶融金属中に搬送気体と共に粉体を吹込むランスであっ
て、ランス先端部に設けた第一吐出孔と、該第一吐出孔
と連結した第一導管路と、浸漬時にスラグ─メタル界面
の近傍に相当する該ランスの中間位置に設けた第二吐出
孔と、該第二吐出孔に連結した第二導管路とを備えた溶
融金属中への粉体吹込みランスである。
溶融金属中に搬送気体と共に粉体を吹込むランスであっ
て、ランス先端部に設けた第一吐出孔と、該第一吐出孔
と連結した第一導管路と、浸漬時にスラグ─メタル界面
の近傍に相当する該ランスの中間位置に設けた第二吐出
孔と、該第二吐出孔に連結した第二導管路とを備えた溶
融金属中への粉体吹込みランスである。
【００１０】上記第一吐出孔と第一導管路とを備えた粉
体吹込みランスはすでに公知のものであってもよく、例
えば第一吐出孔はランス周壁に対称に設けた多孔ノズル
であっても、スリット状の環状ノズルであってもよい。
同様に第一導管路も中心に設けた単一の導路であっても
あるいは多孔ノズルのそれぞれに連絡した複数の導路か
ら構成されるものであってもよい。
体吹込みランスはすでに公知のものであってもよく、例
えば第一吐出孔はランス周壁に対称に設けた多孔ノズル
であっても、スリット状の環状ノズルであってもよい。
同様に第一導管路も中心に設けた単一の導路であっても
あるいは多孔ノズルのそれぞれに連絡した複数の導路か
ら構成されるものであってもよい。
【００１１】第二吐出孔の設置位置は、第一吐出孔と十
分な距離が設けられていれば特に制限はなく、その設置
目的がランスの浸漬時にスラグ─メタル界面の攪拌を促
進し、さらに脱硫能力向上を図るということから、かか
る作用を発揮する限り適宜位置に設けることができる。
本明細書では便宜上これを中間位置という。
分な距離が設けられていれば特に制限はなく、その設置
目的がランスの浸漬時にスラグ─メタル界面の攪拌を促
進し、さらに脱硫能力向上を図るということから、かか
る作用を発揮する限り適宜位置に設けることができる。
本明細書では便宜上これを中間位置という。
【００１２】
【作用】次に、本発明の作用について添付図面を参照し
てさらに詳細に説明する。図２は本発明にかかるランス
30の断面図であり、従来のように先端部に設けた粉体吐
出孔である第一吐出孔32とともに中間位置に中心管路を
構成する第一導管路34を取り巻くように設けた環状の第
二導管路36に同様の吐出孔である第二吐出孔38を設けて
いる。
てさらに詳細に説明する。図２は本発明にかかるランス
30の断面図であり、従来のように先端部に設けた粉体吐
出孔である第一吐出孔32とともに中間位置に中心管路を
構成する第一導管路34を取り巻くように設けた環状の第
二導管路36に同様の吐出孔である第二吐出孔38を設けて
いる。
【００１３】第一、第二吐出孔32、38の具体的形状は特
に制限されず、後述するように、上下流れの相互作用に
よって吹込み粉体の効率的攪拌およびトップスラグと溶
融金属との効率的攪拌が行われればよい。いずれも対称
に設けたノズル孔であっても、環状スリット構造であっ
てもよい。
に制限されず、後述するように、上下流れの相互作用に
よって吹込み粉体の効率的攪拌およびトップスラグと溶
融金属との効率的攪拌が行われればよい。いずれも対称
に設けたノズル孔であっても、環状スリット構造であっ
てもよい。
【００１４】図３は本発明にかかるランスを使用して粉
体＋搬送気体を溶融金属内に吹込んだときの溶融金属に
流れを示す概略説明図である。図中、流れＩはランス先
端の第一吐出孔32からの気体による溶融金属の流れを、
流れIIはランス中間部の第二吐出孔38からの気体による
溶融金属の流れをそれぞれ示す。
体＋搬送気体を溶融金属内に吹込んだときの溶融金属に
流れを示す概略説明図である。図中、流れＩはランス先
端の第一吐出孔32からの気体による溶融金属の流れを、
流れIIはランス中間部の第二吐出孔38からの気体による
溶融金属の流れをそれぞれ示す。
【００１５】これらの説明からも分かるように、本発明
によれば、ランス下端の第一吐出孔32からの気体( 溶融
金属・粉体と一体的に動く) は、吐出後、容器内を上方
に逃れようとし、 (上昇流、攪拌) 溶融金属の抵抗を受
け、次第に速度成分を失い、スラグ界面で下降流とな
る。
によれば、ランス下端の第一吐出孔32からの気体( 溶融
金属・粉体と一体的に動く) は、吐出後、容器内を上方
に逃れようとし、 (上昇流、攪拌) 溶融金属の抵抗を受
け、次第に速度成分を失い、スラグ界面で下降流とな
る。
【００１６】一方、ランス中間位置の第二吐出孔38から
の気体は、吐出後、上昇して下降しようとする上記ラン
ス下端のガスを例えば45度上方に引き上げる速度成分を
付与することにより、結果として水平方向の流れを付与
することで、スラグと溶融金属界面の攪拌を強化するこ
とになる。したがって、本発明の好適態様によれば、第
一吐出孔の吐出方向はほぼ水平方向が好ましいが、第二
吐出孔のそれは好ましくは30〜70度、最適には、45度上
向きの方向が好ましい。
の気体は、吐出後、上昇して下降しようとする上記ラン
ス下端のガスを例えば45度上方に引き上げる速度成分を
付与することにより、結果として水平方向の流れを付与
することで、スラグと溶融金属界面の攪拌を強化するこ
とになる。したがって、本発明の好適態様によれば、第
一吐出孔の吐出方向はほぼ水平方向が好ましいが、第二
吐出孔のそれは好ましくは30〜70度、最適には、45度上
向きの方向が好ましい。
【００１７】浸漬深さ 2.5ｍの溶融金属の場合を例にと
ると、ランス先端より２ｍの位置にガス吐出孔を垂直よ
り45度上向きに設け、スラグ─溶融金属に強制的に水平
方向の流れを作る。これにより、ランス先端部より吐出
されるガス─粉体が容器内に作る大きな流れのうち、特
にスラグ─溶融金属界面の流れを強め、反応界面の更新
速度を増すことにより、パーマネント反応の反応速度を
増すことが出来る。
ると、ランス先端より２ｍの位置にガス吐出孔を垂直よ
り45度上向きに設け、スラグ─溶融金属に強制的に水平
方向の流れを作る。これにより、ランス先端部より吐出
されるガス─粉体が容器内に作る大きな流れのうち、特
にスラグ─溶融金属界面の流れを強め、反応界面の更新
速度を増すことにより、パーマネント反応の反応速度を
増すことが出来る。
【００１８】図４は、上方の第二吐出孔38の部分詳細図
であって、上方に45度向いた吐出孔を設けた例を示す。
吐出孔からの気体は最初45度吐出流となって排出される
が、矢印で示すように、その後に水平流れとなり、トッ
プスラグとの界面の更新を促進する。ここで、図２に示
す本発明にかかる粉体吹込みランスを用いる場合の吹込
み条件についてさらに説明すると次の通りである。
であって、上方に45度向いた吐出孔を設けた例を示す。
吐出孔からの気体は最初45度吐出流となって排出される
が、矢印で示すように、その後に水平流れとなり、トッ
プスラグとの界面の更新を促進する。ここで、図２に示
す本発明にかかる粉体吹込みランスを用いる場合の吹込
み条件についてさらに説明すると次の通りである。
【００１９】第一吐出孔で気体＋粉体と、第二吐出孔で
気体を吹吐出す場合を考えると、界面での反応速度を増
すための中間位置に設けた第二吐出孔より供給される気
体流量は、４〜６Nm3/min に制御することで反応速度増
加の効果が得られ、これ以上に流量を増すと自由表面か
らの地金およびスラグの飛散が増し、歩留の低下、環境
トラブルを引き起こす。すでに述べたように、吐出孔の
角度としては、水平よりも水平45度上方が反応効率が良
い。気体流量を４Nm3/min 未満にすると、吐出孔へ溶融
金属 (例えば地金) が差し込み、閉塞する条件となる。
気体を吹吐出す場合を考えると、界面での反応速度を増
すための中間位置に設けた第二吐出孔より供給される気
体流量は、４〜６Nm3/min に制御することで反応速度増
加の効果が得られ、これ以上に流量を増すと自由表面か
らの地金およびスラグの飛散が増し、歩留の低下、環境
トラブルを引き起こす。すでに述べたように、吐出孔の
角度としては、水平よりも水平45度上方が反応効率が良
い。気体流量を４Nm3/min 未満にすると、吐出孔へ溶融
金属 (例えば地金) が差し込み、閉塞する条件となる。
【００２０】以上は、第二吐出孔から気体を吐出す場合
について説明したが、ランス先端の吐出孔の場合と同様
に、この上方吐出孔からも粉体＋気体を吐出すようにし
てもよい。
について説明したが、ランス先端の吐出孔の場合と同様
に、この上方吐出孔からも粉体＋気体を吐出すようにし
てもよい。
【００２１】
【実施例】実施例によって本発明の作用および効果につ
いてさらに具体的に説明する。250ton容量の溶銑取鍋イ
ンジェクション脱硫装置に、図２に示す本発明にかかる
ランスを取り付けて、脱硫剤の吹込みによる脱硫テスト
を行なったところ、以下の結果が得られた。
いてさらに具体的に説明する。250ton容量の溶銑取鍋イ
ンジェクション脱硫装置に、図２に示す本発明にかかる
ランスを取り付けて、脱硫剤の吹込みによる脱硫テスト
を行なったところ、以下の結果が得られた。
【００２２】 脱硫剤：95％CaO −５％蛍石−１％ソーダ灰 第一導管路からの搬送用気体：窒素 第二吐出孔からの吹込み気体：窒素 脱硫前 [Ｓ] ＝0.025 ％、脱硫処理後 [Ｓ] ＝0.005 ％ なお、従来技術によるランスとは第一吐出孔のみを設け
たランスをいう。
たランスをいう。
【００２３】
【表１】
【００２４】表に示すような脱硫反応効率の向上が得ら
れた。地金、スラグの吹きこぼれ量に対しても悪化の傾
向はなかった。
れた。地金、スラグの吹きこぼれ量に対しても悪化の傾
向はなかった。
【００２５】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、ランスからの吐出孔の設置位置を深さ方向で上下に
二分し、しかも上部の補助ランスは45度上向きで、容器
底部から上昇し、下降使用とする金属流れに水平方向の
流れを付与できるので、スラグ界面の攪拌力を強化で
き、未反応で浮上する精錬剤と溶融金属との反応を促進
できる。そのため、〔Ｓ] が0.025 ％から0.005 ％へと
大幅に減少でき、脱硫反応効率で言えばほぼ50％以上の
向上が図られるのであって、また脱硫剤原単位も１チャ
ージ当たり0.5 kg／ton 減少する。
ば、ランスからの吐出孔の設置位置を深さ方向で上下に
二分し、しかも上部の補助ランスは45度上向きで、容器
底部から上昇し、下降使用とする金属流れに水平方向の
流れを付与できるので、スラグ界面の攪拌力を強化で
き、未反応で浮上する精錬剤と溶融金属との反応を促進
できる。そのため、〔Ｓ] が0.025 ％から0.005 ％へと
大幅に減少でき、脱硫反応効率で言えばほぼ50％以上の
向上が図られるのであって、また脱硫剤原単位も１チャ
ージ当たり0.5 kg／ton 減少する。
【図１】従来の粉体吹込みランスによる精錬操作の態様
の概略説明図である。
の概略説明図である。
【図２】本発明にかかるランスの断面図である。
【図３】本発明にかかるランスを使用したときの溶融金
属の流れを示す概略説明図である。
属の流れを示す概略説明図である。
【図４】本発明にかかるランスの上方の吐出孔の部分詳
細図である。
細図である。
30 : ランス 32 : 第一吐出孔 34 : 第一導管路 36 : 第二導管路 38 : 第二吐出孔
Claims (1)
- 【請求項１】 溶融金属中に搬送気体と共に粉体を吹込
むランスであって、ランス先端部に設けた第一吐出孔
と、該第一吐出孔と連結した第一導管路と、浸漬時にス
ラグ─メタル界面の近傍に相当する該ランスの中間位置
に設けた第二吐出孔と、該第二吐出孔に連結した第二導
管路とを備えた溶融金属中への粉体吹込みランス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP845693A JPH06221773A (ja) | 1993-01-21 | 1993-01-21 | 溶融金属中への粉体吹込みランス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP845693A JPH06221773A (ja) | 1993-01-21 | 1993-01-21 | 溶融金属中への粉体吹込みランス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06221773A true JPH06221773A (ja) | 1994-08-12 |
Family
ID=11693635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP845693A Withdrawn JPH06221773A (ja) | 1993-01-21 | 1993-01-21 | 溶融金属中への粉体吹込みランス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06221773A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7597736B2 (en) * | 2003-05-16 | 2009-10-06 | Siemens Vai Metals Technologies Gmbh & Co | Method for utilizing slag |
| CN102994683A (zh) * | 2012-12-18 | 2013-03-27 | 营口东邦冶金设备耐材有限公司 | 气旋式单喷镁剂铁水脱硫喷枪 |
| KR101423604B1 (ko) * | 2012-08-29 | 2014-07-25 | 주식회사 포스코 | 용탕 처리 장치 및 그 처리 방법 |
| WO2021229263A1 (en) * | 2020-05-11 | 2021-11-18 | Arcelormittal | Stirring method of liquid metal and associated device |
-
1993
- 1993-01-21 JP JP845693A patent/JPH06221773A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7597736B2 (en) * | 2003-05-16 | 2009-10-06 | Siemens Vai Metals Technologies Gmbh & Co | Method for utilizing slag |
| AU2004238885B2 (en) * | 2003-05-16 | 2009-10-29 | Siemens Vai Metals Technologies Gmbh & Co | Method for utilizing slag |
| KR101423604B1 (ko) * | 2012-08-29 | 2014-07-25 | 주식회사 포스코 | 용탕 처리 장치 및 그 처리 방법 |
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| WO2021229263A1 (en) * | 2020-05-11 | 2021-11-18 | Arcelormittal | Stirring method of liquid metal and associated device |
| WO2021229422A1 (en) * | 2020-05-11 | 2021-11-18 | Arcelormittal | Stirring method of liquid metal and associated device |
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