JPH066447U - インジェクション ランス - Google Patents
インジェクション ランスInfo
- Publication number
- JPH066447U JPH066447U JP5137492U JP5137492U JPH066447U JP H066447 U JPH066447 U JP H066447U JP 5137492 U JP5137492 U JP 5137492U JP 5137492 U JP5137492 U JP 5137492U JP H066447 U JPH066447 U JP H066447U
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- Pending
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- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Furnace Charging Or Discharging (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 ランスの先端部の溶損を抑制し、ランスの酸
素と接触する部分の着火と急速な燃焼を防止して安全性
を高め、寿命の延長とコストの低減が可能なインジェク
ション ランスを提供するにある。 【構成】 ランスの先端部を単管構造として全表面をカ
ロライズ処理を施し、更にその表面を耐火物で被覆す
る。 【効果】 ランスコストを著しく低減し、ランスの着火
事故や急激な燃焼事故を防止し安全性が向上した。
素と接触する部分の着火と急速な燃焼を防止して安全性
を高め、寿命の延長とコストの低減が可能なインジェク
ション ランスを提供するにある。 【構成】 ランスの先端部を単管構造として全表面をカ
ロライズ処理を施し、更にその表面を耐火物で被覆す
る。 【効果】 ランスコストを著しく低減し、ランスの着火
事故や急激な燃焼事故を防止し安全性が向上した。
Description
【0001】
本考案はインジェクション ランスに係り、特に吹込みコストを低減できるラ ンスに関し、気体酸素を溶融金属中に吹込んで精錬する分野、中でも溶銑、溶鋼 の脱珪、脱りん、脱炭処理の分野で広く利用できる。
【0002】
近年、鋼材の高級化に伴なう低りん化対策、あるいは製鋼プロセスの合理化を 目的とした溶銑予備処理化が広く導入されている。溶銑の予備処理は溶銑中の不 純物であるけい素、りん等を酸化除去するため、酸化剤フラックスとして酸化鉄 粉および生石灰等を空気または不活性キャリアガスを用いてインジェクション ランスを介して溶融金属中に吹込む方法が一般的である。
【0003】 この溶銑処理プロセスの最大の弱点は、酸化鉄の使用により、処理後の溶銑の 温度が著しく低下し、次工程となる転炉精錬での溶解温度が低下することである 。この弱点を解決するために、酸化剤として酸化鉄に替えて酸素ガスをインジェ クションする方法がある。この方法は溶銑の温度低下を防止し、また酸化反応熱 により昇温させる精錬である。しかし、酸素ガスは反応性に富む活性ガスである ため、精錬の際、インジェクション ランスあるいは精錬容器の耐火物に少なか らぬ損傷を与えており、とりわけインジェクション ランスの吹込みノズルに与 える損傷は大きく、従来の不活性ガスのみをキャリアガスとする方法に比較して ランス寿命は半減している。
【0004』▲ この浩素ガスによる損傷の軽減もしくは抑制を図る従来
技術としては次の如き▲ものがある。すなわち実公昭58−37941号公報に
示されるインジェクショ▲ン ランスを適用することもその一つである。これは
図4に示す如く噴出孔部分▲を外支管2、内支管4からなる2重構造とし、形成
される環状間隙6から冷却用▲ガス8を同時に噴出させ、噴出孔8の先端10の
溶損を防止するものである。な▲お、この場合上方から酸素ガス12が導入さ
れ、外支管2の外部は耐火物14で▲被覆されている。▲ 【0005】 また、特公平2−25406号、実公平3−36517号公報には内管先端を 噴出口先端より引っ込めることで、噴出口直前にて酸素を外管の不活性ガスまた は粉状精錬剤と混合、稀釈してランス先端の損耗を抑制する方法が提示されてい る。 しかしながら、このような2重管ランスでは、構造が複雑なため、ランス製作費 が高くなり、また寿命延長を図るため耐火物施工厚を増加しても経済的な範囲で の寿命は20〜30回程度であり、単位処理量のランスコストは依然として高水 準にある。
技術としては次の如き▲ものがある。すなわち実公昭58−37941号公報に
示されるインジェクショ▲ン ランスを適用することもその一つである。これは
図4に示す如く噴出孔部分▲を外支管2、内支管4からなる2重構造とし、形成
される環状間隙6から冷却用▲ガス8を同時に噴出させ、噴出孔8の先端10の
溶損を防止するものである。な▲お、この場合上方から酸素ガス12が導入さ
れ、外支管2の外部は耐火物14で▲被覆されている。▲ 【0005】 また、特公平2−25406号、実公平3−36517号公報には内管先端を 噴出口先端より引っ込めることで、噴出口直前にて酸素を外管の不活性ガスまた は粉状精錬剤と混合、稀釈してランス先端の損耗を抑制する方法が提示されてい る。 しかしながら、このような2重管ランスでは、構造が複雑なため、ランス製作費 が高くなり、また寿命延長を図るため耐火物施工厚を増加しても経済的な範囲で の寿命は20〜30回程度であり、単位処理量のランスコストは依然として高水 準にある。
【0006】 一方、単管ランスを用いたインジェクション ランス方式では、構造が簡単な ことやパイプ外径が小さくなるに伴い同一厚の耐火物を施工する場合でも、耐火 物使用量が少なくて済むことから、ランス製作費の低減が可能である。反面、前 記の2重管の方法による溶損防止が図れないため、大量の酸素をインジェクショ ンすることはほとんど不可能であった。その対策として実開昭62−11024 5号公報ではランス先端部を耐熱セラミックスとする方法が提示されているが、 急激な温度上昇により、セラミックスが割れることから安定した効果が得がたい という問題がある。
【0007】 また、他の方法として特開昭57−149407号公報には、溶銑トン当り1 0Kg以上のCaCO3を、酸素の9倍以下の重量比で混合して吹込むことにより 、CaCO3の分解吸熱反応で火点を冷却してランス先端部の溶損を抑制しつつ、 脱りん反応を優位に進める方法が提案されている。この方法は、ランスの溶損防 止効果は大きいものの、大量のCaCO3を吹込むことにより、脱炭反応や分解吸 熱反応の熱源を必要とし、熱損失も大きく、またCOガスが大量に発生して2次 燃焼するので排ガス温度、排ガス量が増し、排ガス処理の設備が大きくなる等の 欠点がある。
【0008】 更に、実公平4−14442号には、図5に示す如き単管ランスで砂鉄、石灰 等を冷却剤16として酸素ガス12と混合して吹込むことによりランス先端部の 溶損を抑制する方法が提示されている。この方法は浸漬部を含むかなりの範囲を 単管化したことにより、全体を2重管構造とした場合よりランス製作費は低減で きる長所がある。しかし、溶融金属からの伝熱、摩擦、発熱、あるいは耐火物1 4に亀裂が発生した場合等に高温になる主管18やノズル20と、反応性に富む 酸素との接触に対し、着火防止対策や、これに続く急速な延焼事故に対する安全 策が不十分である。
【0009】 この方法は、また耐熱、耐摩耗性の高いステンレス鋼管を用いた一例であるが 、この程度では着火温度が炭素鋼管と大差なく、また、いったん着火すると炭素 鋼管より激しく延焼する性質があるので、大量の酸素ガスを高速でインジェクシ ョンすることができず、上記実施例でも、混合できる酸素量はごくわずかである 。従ってこの方法では、十分な温度降下抑制の効果は得られない。また、ランス のかなりの部分を単管化したものの、ランス交換部の一部はなお2重構造であり 、ランスコスト低減の余地を残している。
【0010】
従来技術によるインジェクション ランスは上記の如き現状にあるが、本考案 が解決しようとする課題は、酸素ガスを精錬剤とともに溶融金属に吹込むランス の先端部の溶損を抑制し、酸素と接触する部位における着火と急速な燃焼を抑制 して安全性が高く、ランス寿命の延長とコストの低減が可能な単管式のインジェ クション ランスを提供するにある。
【0011】
上記の課題解決のため、電気炉等において溶解、精錬中に酸素を吹込むために 用いられるカロライズパイプが安価な割に一般の炭素鋼管に比し著しい耐溶損性 を示すこと、およびランス寿命を数十回に伸ばすより、むしろ1〜数回と短く限 定してそれに合わせて耐火物使用量を削減した単管ランスの方が安くなることに 注目して完成したものである。 本考案の要旨とするところは次の如くである。 (1) 溶融金属中に精錬剤および/または他の気体とともに酸素ガスを吹込む インジェクション ランスにおいて、前記溶融金属中に浸漬する先端部と該先端 部を保持するホルダー部とから成り、前記先端部は単管構造でその全表面をカロ ライズ処理され、更に外周を耐火物で被覆されていることを特徴とするインジェ クション ランス。 (2) 前記先端部はホルダー部に交換可能に取付けられ、ホルダー部は酸素ガ スと精錬剤および/または他の気体との混合部を有している上記(1)に記載の インジェクション ランス。
【0012】 本考案の詳細を図1に示す実施例により説明する。図1は本考案のインジェク ション ランスの全体図であり、取鍋22内の溶融金属24に浸漬された状態を 示している。インジェクション ランスはホルダー部26と溶融金属24に浸漬 される先端部28とから成っている。先端部28は単管構造で全表面をカロライ ズ処理されたカロライズ管30であり、更にその外周を耐火物14で被覆されて いる。ホルダー部26は、酸素ガス12用の内管32と精錬剤およびキャリアー ガス34用の外管36およびこれを混合する混合室38とで構成され、ホルダー 部26の一端に先端部28がねじ等の結合部40によって交換可能に取付けられ ている。
【0013】 インジェクション ランスの溶損量の大きい場合は消耗に合わせてランスを浴 面下に押し込むため、消耗範囲を見込んで図1の如く先端部28の全表面をカロ ライズ処理する必要があるが、酸素の吹込み量の少ない場合や、精錬剤等の冷却 効果により先端の溶損量の少ない場合には、先端部28の一部のみをカロライズ 管30とすることができる。 図1においてホルダー部26は2重構造とし、内管32を酸素ガス12用とし たが、この逆に内管32を精錬剤およびキャリアーガス34用とし、外管36を 酸素ガス12用としてもよい。また、ホルダー部26は図2に示す如くY形合流 管あるいは、図3に示す如く左右に分ける仕切り板42を設けてもよい。
【0014】
本考案で先端部に使用するカロライズ処理は、炭素鋼管の表面にAlを拡散浸 透させFe−Al合金層を均一に形成させたものである。AlはO2との親和力がF eより強いのでO2と接触すると選択酸化してAl2O3となり、表面に密着して強 固な保護膜を形成するので、Feの酸化を阻止する作用がある。このため溶銑あ るいはスラグ等の高温環境下でランスを介して酸素ガスを高速で吹込む場合、従 来の炭素鋼管は酸素による燃焼で著しく消耗するに対し、カロライズ管は消耗速 度は50〜200mm/minであり1/5〜1/10に減少する。 この程度の消耗速度であれば、消耗量に応じてランスを溶融金属中に送込むこと により1回分の処理が可能である。しかも、この方法は単管の使用により達成で きることは大きな特徴である。
【0015】 更に、CaO、CaCO3等の精錬剤および同粉体の輸送に用いられる不活性ガ ス等のキャリアガス、あるいは冷却を意図して例えばCO2等と混合して吹込め ば、火点やパイプを冷却して消耗速度を更に押さえることも可能で複数回の使用 も可能である。 また、酸素をランス先端まで導くパイプは耐火物で被覆されているとはいえ、 溶融金属からの伝熱あるいは耐火物が保持している顕熱により高温に加熱される ので単に炭素鋼やステンレス鋼のみでは酸素と接触して着火する危険がある。
【0016】 これにひきかえ、カロライズ管を使用した場合は、酸素との接触が妨げられ着 火温度が高くなるので、耐火物層を相当薄くした場合でも、着火、燃焼の危険は 少ない。仮に耐火物に亀裂が生じ溶融金属の差し込みによりパイプが加熱され着 火した場合においても、先に述べたように燃焼速度が50〜200mm/min程度 と遅いので、発見して酸素を停止してそれ以降の延焼を防ぐ余裕がある。従って 、カロライズ管を先端部に適用した本考案の場合には安全性を増す効果もある。 更に本考案においては、耐火物被覆を薄くすることが可能であり、耐火物表面 と内部の鋼管と接触する部分との温度差が小さくなり、耐火物に亀裂の入る危険 性も低い。
【0017】 本考案においては、先端部はホルダー部に交換可能に取付けられており、しか も先端部は単管構造で構造が簡単であり、製作費は安いので、交換する先端部の 寿命が短くとも、全体としてのランスコストを大幅に削減することが可能である 。 浸漬部の耐火物は、従来の2重管の如く金物の製作費が高く、長寿命化を図っ てコスト削減を意図する場合には100mm程度の施工厚が必要といわれている。 これに対し、本考案の場合には浸漬する先端部は、加工費が少なく材料費が大半 を占め極めて低廉であるので、たとえ1回の処理しかできない程度の短い寿命で あつても、従来の2重管ランスの場合より安いコストになる。
【0018】 従って本考案の耐火物の施工厚は、先端部の溶損速度にバランスした速度で浴 面下にランスを押込む場合に、ランスの強度を維持し得る程度の断熱性を持って おればよく、電気炉の送酸ランスの如く、耐火物を全く施工しない裸のパイプを 使用することは無理であるが、10〜20mm厚でも十分使用可能である。すなわ ち、単管ランスノズルの場合にはカロライズ管の使用により先端部の溶損速度が 1回の処理が可能な程度まで十分小さく抑えられるので消耗部のみを交換するこ とにより著しくコストを低減できる。 また、カロライズ処理した表面に、更に薄くセラミックコーティングする技術 も開発されており、本考案にこの技術を併用すれば、酸素と鉄パイプとの遮断を より確実に行えるのでランス寿命のより一層の向上が図れる。
【0019】
本考案によるインジェクション ランスは、先端部を交換可能な単管構造とし 、その全表面にカロライズ処理を加え、更にその外周を耐火物で被覆することに より次の効果を挙げることができた。 (イ)単管式のランスで酸素ガスを精錬剤とともに溶融金属にインジェクション することが可能となつた。 (ロ)先端部を交換可能な単管構造としたのでランスコストを著しく低減できた 。 (ハ)ランスの着火事故や急激な燃焼事故を防止し安全性が向上した。
【図1】本考案によるインジェクション ランス実施例
の全体を示す断面図である。
の全体を示す断面図である。
【図2】本考案のホルダー部の他の実施態様を示す断面
図である。
図である。
【図3】本考案のホルダー部の更に他の実施態様を示す
断面図である。
断面図である。
【図4】従来のインジェクション ランスの一例を示す
断面図である。
断面図である。
【図5】従来のインジェクション ランスの他の一例を
示す断面図である。
示す断面図である。
12 酸素ガス 14 耐火物 22 取鍋 24 溶融金属 26 ホルダー部 28 先端部 30 カロライズ管 34 精錬剤およびキャリアガス 38 混合室 40 結合部
フロントページの続き (72)考案者 中戸 参 岡山県倉敷市水島川崎通一丁目(番地な し) 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)考案者 大宮 茂 岡山県倉敷市水島川崎通一丁目(番地な し) 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内
Claims (2)
- 【請求項1】 溶融金属中に精錬剤および/または他の
気体とともに酸素ガスを吹込むインジェクション ラン
スにおいて、前記溶融金属中に浸漬する先端部と該先端
部を保持するホルダー部とから成り、前記先端部は単管
構造でその全表面をカロライズ処理され、更に外周を耐
火物で被覆されていることを特徴とするインジェクショ
ン ランス。 - 【請求項2】 前記先端部はホルダー部に交換可能に取
付けられ、ホルダー部は酸素ガスと精錬剤および/また
は他の気体との混合部を有している請求項1に記載のイ
ンジェクション ランス。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5137492U JPH066447U (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | インジェクション ランス |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5137492U JPH066447U (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | インジェクション ランス |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH066447U true JPH066447U (ja) | 1994-01-28 |
Family
ID=12885175
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5137492U Pending JPH066447U (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | インジェクション ランス |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH066447U (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5097571U (ja) * | 1973-12-29 | 1975-08-14 | ||
JP2011026643A (ja) * | 2009-07-23 | 2011-02-10 | Nisshin Steel Co Ltd | ガス吹込みノズル |
-
1992
- 1992-06-29 JP JP5137492U patent/JPH066447U/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5097571U (ja) * | 1973-12-29 | 1975-08-14 | ||
JP2011026643A (ja) * | 2009-07-23 | 2011-02-10 | Nisshin Steel Co Ltd | ガス吹込みノズル |
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