JPH0622356U - 真空精錬炉用粉体上吹きランスノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ノズル先端と溶鋼湯面都の間の距離を短くし
て、粉体の吹き込み効率の向上を図り、かつ地金付着に
起因する欠点を排除する。 【構成】 水冷ランスノズル１２と、水冷ランスノズル
１２の先端部にねじ結合によって着脱可能に取り付けら
れる非水冷耐熱ノズル１３で構成する。非水冷耐熱ノズ
ル１３の長さを、使用時、水冷ランスノズル１２が溶損
しない高さ位置に位置させた場合に非水冷耐熱ノズル１
３の先端が溶鋼湯面に浸漬しない範囲で上吹きされた粉
体が効率的に供給できる長さとなす。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えばＲＨ等の真空精錬炉に使用する粉体上吹き用ランスノズルに 関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

近年、電磁鋼板に対する鉄損低減や磁気特性向上の要求はますます強くなって きている。 現在、電磁鋼板の主流となっている無方向性電磁鋼板に関して前述の要求を満 たすには、溶鋼段階での高純度化（極低炭素化、極低硫化、極低窒素化）が必須 であり、通常は、転炉出鋼後、ＲＨにて脱炭・脱窒処理及びSol.Al調整を行い、 ＬＴ処理にて脱硫処理を行った後連続鋳造するという溶製プロセスが採用されて いる。

【０００３】 このうち、脱炭処理は、転炉出鋼後の酸素を多く含む溶鋼をＲＨにて真空処理 （真空脱炭）し、ＣＯガスとして排除することにより行っているが、このような 通常の処理では〔Ｃ〕が５０ｐｐｍ以下の低炭素領域では脱炭反応は反応界面へ の炭素の移動律速であるため、反応を促進させるには反応界面積を増大させる必 要がある。そこで、従来、反応界面積を増大させる方法として、浸漬管からの環 流ガスを増加したり、真空槽内にて溶鋼中にＡｒガスを吹き込んだりする方法が 採用されていた。しかし、これらの方法では、ガス流量の増加に伴い真空度の悪 化やガス吹き込み羽口の溶損等の問題があった。

【０００４】 上記した以外の方法として、溶鋼に酸素を付加することにより脱炭反応を促進 させる方法もいくつか実用化されているが、真空槽内にて溶鋼中に直接酸素を吹 き込む方法は脱炭処理をしない間もＡｒガスをノズル内に流して溶鋼が侵入しな いようにする必要があり、コスト的にもまた真空度維持の点からも不利である。 その対策として、溶鋼に浸漬しないランスを用いて酸素ガスを上吹きする方法も 実用化されているが、溶鋼への酸素供給方法として酸素ガスを用いるこれらの方 法は溶鋼全体の酸素濃度を増大させることになる。従って、脱炭処理後、脱酸す るときに多量の介在物が生成し、清浄度が低下する恐れがある。さらに、酸素ガ スを溶鋼に吹き込んだりまたは吹き付けたりして脱炭を促進させる方法を、酸化 し易いＭｎ等を多く含む溶鋼に適用した場合、脱炭とともにＭｎの酸化が進行し てＭｎ歩留りが低下するといった問題も生じる。

【０００５】 また、溶鋼の脱硫法としては、従来、取鍋内で脱硫剤をインジェクションする 方法や、脱硫剤を添加した後溶鋼を攪拌する方法等が採用されてきたが、溶鋼の 温度降下や大気からの〔Ｎ〕ピックアップが大きい等の問題があった。これらの 問題を解決すべくＲＨ真空処理中に脱硫剤を添加する方法が開発された。このう ちの一番簡単な方法としては、真空槽中間に設けられた合金鉄添加口から脱硫剤 を投入する方法があるが、この方法は脱硫剤が排気系に吸引されるのを防ぐため にその粒径を大きくする必要があり、反応界面積が小さくなるので不利である。 さらに発展した方法としては、真空槽内で溶鋼中に浸漬したノズルからキャリア ガスとともに脱硫剤をインジェクションする方法や、取鍋内に粉体吹き込みラン スを浸漬させ、キャリアガスとともに脱硫剤を浸漬管（上昇管）に向けてインジ ェクションする方法等がある。しかし、両者とも脱硫剤をインジェクションしな い間も粉体吹き込み口から溶鋼が侵入しないようにガスを流しておく必要があり 、コスト及び真空度維持の点から不利である。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

図５に示すように、ＲＨ等の真空精錬炉において、上吹きランスノズル１を用 いて酸化剤粉又は脱硫剤粉を上吹きすることによって溶鋼２との反応界面積を増 大させるには、粉体を溶鋼２内に効率よく侵入させることが肝要であり、そのた めには、上吹きランスノズル先端部と溶鋼面との距離Ｈを短くすることが望まし い。

【０００７】 しかし、上吹きランスノズル１として水冷ランスを使用する場合において溶鋼 中に上吹きランスノズル１が浸漬したり、メタルの飛散によって上吹きランスノ ズル１の先端が溶損した場合には、発生する水蒸気によって急激に溶鋼湯面が低 下して真空槽３内の溶鋼２が鍋４に戻され、鍋４から溢れ出す等の事故につなが る。さらに、溶鋼内に水が捲き込まれた場合には、水蒸気爆発等の事故が発生す ることも考えられるので上吹きランスノズルと溶鋼間の距離Ｈはそれほど短くで きず、現状では２ｍ程度が限界である。なお、図５中の３ａは上昇管、３ｂは下 降管、５は環流ガス吹き込み羽口を示す。

【０００８】 本考案は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、ＲＨ等の真空 精錬炉において、ノズル先端と溶鋼湯面間距離を上吹きされた粉体を安全に効率 的に供給することが可能な粉体上吹き用ランスノズルを提供することを目的とし ている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記した目的を達成するために、本考案の真空精錬炉用粉体上吹きランスノズ ルは、水冷ランスノズルと、該水冷ランスノズルの先端部に着脱可能に取り付け られる非水冷耐熱ノズルとからなる。

【００１０】

【作用】

本考案の真空精錬炉用粉体上吹きランスノズルは、水冷ランスノズルの先端に 非水冷の耐熱ノズルを着脱可能に取り付けることにより、従来の水冷ランスのみ からなる真空精錬炉用粉体上吹きランスノズルでは、安全上近づけることができ なかった溶鋼との距離までランスノズル先端を近づけることが可能となる。その 結果、非水冷耐熱ノズルの先端から脱炭剤等を溶鋼中に効率よく吹き込むことが できるので、効率のよい処理がおこなえるとともに、溶鋼中に非水冷耐熱ノズル が侵入したり、メタルの飛散によって仮に非水冷耐熱ノズルの先端が溶損した場 合にも水蒸気は発生せず、よって溶鋼が鍋から溢れだしたり、水蒸気爆発等の事 故が発生することがない。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案を図１〜図４に示す実施例に基づいて説明する。 図１は本考案の真空精錬炉用粉体上吹きランスノズルの主要部を断面して示す 第１実施例、図２は同じく第２実施例、図３は同じく第３実施例、図４は同じく 第４実施例である。

【００１２】 図１〜図４において、１１は本考案の真空精錬炉用粉体上吹きランスノズルで あり、従来の水冷式上吹き用ランスノズルと同じ構造の水冷ランスノズル１２と 、この水冷ランスノズル１２の先端に取り付けられる非水冷耐熱ノズル１３とで 構成されている。水冷ランスノズル１２と非水冷耐熱ノズル１３との取り付け構 造は、着脱が可能であれば特に限定されないが、本実施例ではねじ結合によって これらを一体化しているものを示している。

【００１３】 例えば、図１〜図３は水冷ランスノズル１２の先端部内周面に雌ねじ１２ａを 設けるとともに、非水冷耐熱ノズル１３の基端部外周面に前記雌ねじ１２ａに螺 合する雄ねじ１３ａを設けて、これらのねじ結合によって両者を一体化したもの である。そして、図１に示すものは水冷ランスノズル１２の内周面の径と非水冷 耐熱ノズル１３の内周面の径を同一としたもの、図２は非水冷耐熱ノズル１３の 内周面の径を先端にゆくほど小さくし、より流速の向上を図れるようにしたもの 、図３は図２に示す形状に加えて基端部側外周面に、水冷ランスノズル１２と非 水冷耐熱ノズル１３との間の振れを防止するためのフランジ１３ｂを設けたもの である。

【００１４】 また、図４は非水冷耐熱ノズル１３の基端部内周面にも前記水冷ランスノズル １２の先端部内周面に設けた雌ねじ１２ａと同じ雌ねじ１３ｃを設け、これら雌 ねじ１２ａ・１３ｃと螺合する雄ねじ１４ａをその外周面に設けたソケット１４ で両者を一体化したものであり、しかも本実施例では、水冷ランスノズル１２の 先端部内周面に内装したソケット１４の奥部にさらに耐磨耗用ノズル１５を内装 し、このノズル１５においてその内径を小さくし、流速が向上してもノズルの磨 耗が生じにくくなるようにしている。

【００１５】 ところで、本考案の真空精錬炉用粉体上吹きランスノズル１１を構成する非水 冷耐熱ノズル１３の長さは、処理中に水冷ランスノズル１２を、その先端が溶損 等しない高さ位置に位置させた場合における、この水冷ランスノズル１２と一体 的に取り付けられた非水冷耐熱ノズル１３の先端と溶鋼湯面との間の距離Ｈが、 この真空精錬炉用粉体上吹きランスノズル１１から上吹きされた粉体が効率的に 供給できる長さである。

【００１６】 また、非水冷耐熱ノズル１３の耐熱構造としては、特に限定されないが、鋼製 の本体に耐火物を溶射したものや、セラミックスで製作したもの等、適宜の構造 が採用される。

【００１７】 ちなみに、転炉で吹錬を終了し所定の〔Ｍｎ〕レベルに応じた量のフェロマン ガン（ＨｃＦｅＭｎ：ハイカーボンフェロマンガン、またはＬｃＦｅＭｎ：ロー カーボンフェロマンガン）を添加した後、未脱酸状態で出鋼した取鍋内の溶鋼（ １６４０〜１６８０℃）に、図５に示す１７０トン規模のＲＨを用いて脱炭、脱 硫処理を行った場合の結果について説明する。

【００１８】 真空槽３を下降させて前記した溶鋼２に上昇管３ａと下降管３ｂを浸漬させ、 真空槽３内を１〜２torrに減圧して溶鋼２を真空槽３内に吸い上げた。その後、 上昇管３ａの内部に設けた環流ガス吹き込み羽口５からＡｒガスを吹き込み、ガ スリフト原理に基づいて上昇管３ａ内の溶鋼２を真空槽３内に上昇させて溶鋼２ を環流させた。そして、溶鋼２の環流が安定した後、真空槽３の上部から垂直に 降ろした真空精錬炉用粉体上吹きランスノズルの先端（内径２５ｍｍ）から５Ｎ ｌ／分のキャリアＡｒガスとともに粒径約０．１５ｍｍの鉄鉱石粉さらに脱硫剤 粉（ＣａＯ：１５％、ＣａＦ２：８５％）を次の、の如くにして上吹きした 。

【００１９】 鉄鉱石粉：真空脱炭処理を開始し、溶鋼中の〔Ｃ〕レベルが０．０２重量％に なってから鉄鉱石粉の供給を始めた。そして、その供給速度は、そ の時の脱炭速度に応じて変化させた。 脱硫剤粉：供給速度は約１００Ｋｇ／分で、吹き込み量は原単位で５Ｋｇ／ト ンとした。

【００２０】 上記した条件においてランスの先端と溶鋼湯面との間の距離Ｈを変化させて実 験した。その結果を下記表１〜４に示す。表１、表２は従来の真空精錬炉用粉体 上吹きランスノズルである水冷ランスノズルを用いた結果、表３、表４は本考案 の真空精錬炉用粉体上吹きランスノズルを用いた結果である。

【００２１】

【表１】 ランスの先端と溶鋼湯面との間の距離Ｈが１．５ｍの場合

【００２２】

【表２】 ランスの先端と溶鋼湯面との間の距離Ｈが２．０ｍの場合

【００２３】

【表３】 ランスの先端と溶鋼湯面との間の距離Ｈが１．５ｍの場合

【表４】 ランスの先端と溶鋼湯面との間の距離Ｈが１．０ｍの場合

【００２５】 上記表１〜４より明らかなように、本考案の真空精錬用粉体上吹きランスノズ ルを使用すれば、ランスの先端と溶鋼湯面との間の距離Ｈを短くして所要の脱炭 ・脱硫処理をおこない、非水冷耐熱ノズルに地金が付着しても、非水冷耐熱ノズ ルのみを交換するだけで良いので、引き続いて次の処理が行えるので高い脱炭、 脱硫の程度が得られる。

【００２６】

【考案の効果】 以上説明したように、本考案の真空精錬炉用粉体上吹きランスノズルでは、粉 体の供給効率を向上すべくランスの先端と溶鋼湯面との間の距離を短くして所要 の脱炭・脱硫等の処理を行っても、その先端は非水冷断熱ノズルであるので、こ れに地金が付着したり、溶損したりしても、水漏れしたり、水蒸気爆発が起こる ことがない。また、地金が付着したり、溶損した場合はこの非水冷断熱ノズルの みを取り外して交換すればよいので、その交換時間が短時間ですみ、引き続いて 次の処理が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案真空精錬炉用粉体上吹きランスノズルの
主要部を断面して示す第１実施例である。

【図２】同じく第２実施例である。

【図３】同じく第３実施例である。

【図４】同じく第４実施例である。

【図５】ＲＨ真空処理の説明図である。

【符号の説明】

１１ 真空精錬炉用粉体上吹きランスノズル １２ 水冷ランスノズル １２ａ 雌ねじ １３ 非水冷耐熱ノズル １３ａ 雄ねじ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 水冷ランスノズルと、該水冷ランスノズ
   ルの先端部に着脱可能に取り付けられる非水冷耐熱ノズ
   ルとからなる真空精錬炉用粉体上吹きランスノズル。