JPH07300608A - 溶融金属への酸化性ガス吹込み方法 - Google Patents

溶融金属への酸化性ガス吹込み方法

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JPH07300608A
JPH07300608A JP5288211A JP28821193A JPH07300608A JP H07300608 A JPH07300608 A JP H07300608A JP 5288211 A JP5288211 A JP 5288211A JP 28821193 A JP28821193 A JP 28821193A JP H07300608 A JPH07300608 A JP H07300608A
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oxygen
tuyeres
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oxidizing gas
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Klaus Klintworth
クリントボルス クラウス
Rainer Zechner
ゼヒナー ライナー
Rudolf Flesch
フレッシュ ルドルフ
Manfred Redetzky
レデツスキー マンフレッド
Harald Berger
ベルガー ハラルド
Johannes Steins
シュタインス ヨハンネス
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 酸化性ガスを85〜170バールの供給圧力
で羽口に供給し、金属浴の表面下に前記羽口を有する反
応器中の溶融金属に前記酸化性ガスを吹き込むことによ
り、酸素用羽口を炭化水素のジャケット、または他の保
護体で被覆を必要とせずに酸素を金属溶液に確実に送り
込むとともに、羽口また羽口周囲の耐火性ライニング物
質の磨耗率をOBM羽口に匹敵する程度の低いレベルに
する。 【構成】 羽口を羽口保護体または炭化水素で被覆する
ことなく、酸化ガスを85〜170バールの供給圧力で
前記羽口に供給し、金属浴の表面下に前記羽口を有する
反応容器中の溶融金属に前記酸化性ガスを吹き込む。酸
化性ガスとしては酸素が好ましく、濃度は120〜24
0g/dm3 が好ましい。また羽口の断面が前記羽口の
酸化ガス供給口側から先端側に向かい先細のテーパー状
に形成されているのが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属浴表面下に羽口
(tuyeres:送風口)を有する反応容器中の溶融金属に酸
化性ガスを吹き込む方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の改良された冶金方法として、特に
製錬ガスを金属浴表面下の溶融金属へ供給する場合に
は、主に酸素を製錬剤として用いている。非鉄金属冶金
において、この方法はますます一般的になってきてい
る。例えば金属浴表面下の酸素用羽口は、鉛製造で最近
知られるようになったQSL反応炉に用いられている。
類似した羽口は銅製造にも利用されている。
【0003】酸素による製錬は鉄鋼製造で非常に重要な
役割をしており、酸素用羽口は転炉で鉄鋼製造を行う種
々のLDプロセスに加えて、経済性があり、また現在重
要な鉄鋼製造手段である電気アーク炉(電炉)にも用い
られている。OBM方法又Q−BOP方法として、純粋
な酸素を底から大量に吹き付ける転炉が1968年から
知られている。ドイツ特許第1583968号明細書
は、初めてのOBM方法に関する特許である。
【0004】この分野におけるより改良された発明、コ
ンビネーションブローイングKMS転炉は、鉄鋼製造に
良く用いられており、応用範囲が広く,すぐれた鉄鋼製
造方法である。この方法では、炭素系燃料を加える事に
よりスクラップ製錬能力を広い範囲で制御する事ができ
る。そして、これらの炭素系燃料の熱効率は、反応ガス
の後燃え(afterburning)や発生熱の再移動(retransfer)
により相当に増加する。転炉でのこのエネルギー代謝
回転の増加については、ドイツ特許第2838983号
明細書が開示している。
【0005】ボトムブローイング転炉又コンビネーショ
ンブローイング転炉の改良方法が、トップブローイング
転炉、又は底を不活性ガスで製錬するLD転炉である。
LETプロセスでは比較的微量に使用されていた製錬ガ
ス(主に窒素、及びアルゴンガス)の代わりに酸素が使
われている。このプロセスでは、鉄鋼1トンにつき約5
Nm3 の酸素が鉄浴表面下に位置する2本から4本の羽
口を通して溶融金属に吹き込まれ、そしてLD転炉で通
例みられるように、水冷式酸素のトップブローイング供
給方式により、実質的な製錬用酸素成分を鉄浴に供給す
る。
【0006】アーク炉(電炉)を利用しての鉄鋼製造、
すなわちドイツ特許第3629055号明細書に示され
ているKES方法は、最近幾つかの製鋼メーカーで受け
入られつつある。この方法は、アーク炉のエネルギー供
給を増やすために、酸素または酸素を含んだガスを炉の
上部に吹き込み、反応ガスを再燃焼する。そして炉の底
に設置されている羽口を通して酸化性ガス(主に酸素)
を溶融金属に吹き込む。固形体、例えばスラグフォーミ
ング剤、又は炭素系燃料を中空電極に通して溶融金属に
供給することも同時に可能である。この方法はとくに電
力を節約するため経済的である。又、この特許は場合に
より、金属浴表面下にある羽口を60バールの圧力に上
げることも開示している。
【0007】以上に示した従来の方法では、酸素は金属
浴表面下に位置するOBM羽口(すなわち、保護のため
に周囲を炭化水素で被覆した酸素用羽口)と呼ばれる羽
口を通って供給される。この酸素用羽口は、一般的に2
つの同心パイプから成り、中心のパイプを酸素が通過
し、そして炭化水素、例えば天然ガス、メタン、プロパ
ン、ブタンまたは軽燃料油が中心パイプと外側パイプの
隙間である環状ギャップを流れる。このOBM羽口が用
いられる場合、その底のライニングと羽口の磨耗率は、
1バッチにつき1.5mmで、それは、1時間の吹き込
み時間に対してほぼ5mmに相当する磨耗率である。こ
の僅かな磨耗率は、ドイツ特許第3403490号明細
書の「コンバーターボトムを設備する方法」に示されて
いるような好ましい状況下で達成される。
【0008】OBM羽口のこのような成功した大規模な
実用化(すなわち、ガス状または液状の炭化水素で被覆
された酸素用羽口に酸素を通し、金属溶液表面下に位置
する溶融金属に送り込む)と並んで、羽口保護体(酸素
用羽口を被覆する炭化水素)無しで酸素を溶融金属に吹
き込む試みも以前から行われている。例えば、1940
年に出願されたアメリカ特許第2333654号明細書
は、ベッセマー転炉または類似した製錬炉中のかなり冷
却した羽口に酸素を通し、それにより冷却した酸素を金
属浴に吹き込む鉄鋼製造方法とその製造装置について開
示している。この羽口は、高い熱伝導率をもつ物質で製
造されており、その羽口の底面には速い速度で水を通し
て羽口を冷却する手段を備えており、またその手段によ
り、羽口表面に金属の固まった層を形成し、羽口を保護
している。しかしながら、羽口冷却手段への漏れ、そし
て羽口破裂、又その結果による水蒸気爆発の危険性のた
め、この方法は鉄鋼業界では実用化されていない。
【0009】さらに、1955年に出願されたアメリカ
特許第2855293号明細書にも、溶融金属を酸素で
製錬処理する方法とその処理装置が開示されている。こ
の方法は、28バール(1平方インチにつき400ポン
ド)以上の圧力の酸素を、羽口先端(すなわち酸素流出
口)にある程度の冷却効果をもたらすため、羽口材料を
溶かしてしまう心配がない。この処理方法とその処理装
置は幾つかの条件が必要とされる。その中で最も重要な
条件は、酸素圧力が28バール以上70バール以下(1
平方インチにつき400ポンド以上1000ポンド以
下)、ジェット面積と羽口面積が0.003平方インチ
以上0.03平方インチ以下(1.5mm以上5mm以
下のパイプ内直径に当たる)そしてパイプの厚さは少な
くとも4.8mmであるという条件である。この条件下
で、しかも最適な耐火物質で羽口周囲を覆う場合は、1
分間につき0.27インチ(1分間につき6.86m
m、または1時間につき411mm)の僅かな磨耗率を
得ることができる。この磨耗率では、最新のボトムブロ
ーイング転炉の壁の厚さの場合、10バッチ以下の耐久
性を得ることができ、そして今日良く用いられる転炉の
底の耐久性は、1000バッチ以上になる。
【0010】しかしながらこのアメリカ特許で述べられ
ている方法、すなわち28バール以上70バール以下の
圧力で金属浴の下の溶融金属に酸素を供給する方法は、
鉄鋼製造または金属製錬に利用されていない。このアメ
リカ特許と同じ発明者が、一種類または二種類のガス状
炭化水素で被覆した酸素用羽口に酸素を通して溶融金属
に吹き込む方法を、1965年に出願されたフランス特
許第1450718号明細書で開示している。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】以上に述べたように、
酸素用羽口を炭化水素で被覆する方法は、金属製造の冶
金に利用されるようになり、しかも羽口の磨耗率におい
て特に満足できる結果をもたらし、高い経済性をもつ。
しかしながら、特に鉄鋼製造において、羽口保護体(酸
素用羽口を被覆している炭化水素)に比較的多く含まれ
ている水素が、最終的に得られる溶融鉄鋼の質を損ねる
という不利な問題点も同時に存在する。そして複雑な制
御設備、例えば供給システム内において、炭化水素が酸
素用パイプ(酸素用羽口)に溢れて好ましくない爆発や
発火の発生を防止するために、炭化水素の圧力を酸素の
圧力以下に保つ設備が、安全性のため必要とされる。ま
た転炉の底では、羽口保護物質として使われているかな
りの量の炭化水素が、不安定物質となり、転炉の外側、
すなわち転炉の底のパイプ部分に好ましくない引火を引
き起こす。
【0012】本発明は、前記従来技術の課題を解決する
ため、酸素用羽口を炭化水素のジャケット、または他の
保護物質で被覆せずに酸素を金属溶液に確実に送り込む
とともに、羽口また羽口周囲の耐火性ライニング物質の
磨耗率をOBM羽口に匹敵する磨耗率にすることを目的
とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の溶融金属への酸化性ガス吹込み方法は、金
属浴表面下に羽口を有する反応容器中の溶融金属に酸化
性ガスを吹き込む方法であって、前記溶融金属に前記羽
口から酸化性ガスを吹き込み、前記酸化ガスを85バー
ル以上170バール以下の供給口圧力で前記羽口に供給
することを特徴とする。
【0014】前記構成においては、酸化性ガスが酸素で
あることが好ましい。また前記構成においては、供給口
圧力が90バール以上120バール以下の範囲であるこ
とが好ましい。
【0015】また前記構成においては、酸素が−5℃以
上50℃以下の温度範囲で前記羽口に供給されることが
好ましい。また前記構成においては、酸素が10℃以上
30℃以下の温度範囲で前記羽口に供給されることが好
ましい。
【0016】また前記構成においては、酸素が120g
/dm3 以上240g/dm3 以下の濃度で前記羽口に
供給されることが好ましい。また前記構成においては、
酸素が150g/dm3 以上170g/dm3 以下の濃
度で前記羽口に供給されることが好ましい。
【0017】また前記構成においては、羽口の断面が前
記羽口の酸化ガス供給口側から先端側に向かい先細のテ
ーパー状に設計されていることが好ましい。
【0018】
【作用】前記した本発明の構成によれば、金属浴表面下
に位置する羽口を有する反応容器中の溶融金属に酸化性
ガスを吹き込む方法において、前記酸化性ガス特に酸素
を前記羽口から前記溶融金属に吹き込み、又酸素供給
(導入)圧力が85バール以上170バール以下、好ま
しくは90バール以上120バール以下で前記酸化性ガ
スを前記羽口に送り込むことにより、酸素用羽口を炭化
水素のジャケット、または他の保護物質で被覆せずに酸
素を金属溶液に確実に送り込むことができるとともに、
羽口または羽口周囲の耐火性ライニング物質の磨耗率を
OBM羽口に匹敵する磨耗率にすることが実現できる。
すなわち、本発明の溶融金属に酸化性ガスを吹き込む方
法は、酸素供給(導入)圧力を85バール以上170バ
ール以下にすることにより、焼き戻り(burn back) する
羽口と羽口周囲の耐火物質が、吹き込み時間1時間につ
き一律30mm以下の磨耗率にすることができる。又、
溶融金属に好ましくない物質(例えば羽口保護物質)を
吹き込む必要はなく、正確なプロセス制御が出来、又全
体的高い経済的な方法を実現できる。
【0019】本発明の方法は、鉄浴での石炭ガス化、金
属鉱石の製錬還元、又非鉄金属の製造での製錬プロセス
を促進するため、転炉、アーク炉(電気炉)、又他の適
当な炉(取瓶、または真空排気システム等が備わった炉
など)を用いた鉄鋼製造などに利用できる。
【0020】本発明の方法は、酸化性ガス、とくに酸素
の吹き込み圧力を少なくとも85バールにすることによ
って、早まった焼き戻り(burn back) に対しての羽口の
一律な抵抗性(耐久性)を向上(または増大)できる。
従来の溶融金属に酸素を吹き込む方法でみられる羽口の
比較的高い焼尽率(焼消率:burn-off rate )は、28
バール以上70バール以下、または例外的には80バー
ルまでの酸素圧力範囲で見い出されているので、この本
発明の作用・効果は驚くべきである。従来の焼尽率は、
圧力が増加するにつれて低下するものの、好ましい場合
でも約40cm/h(吹き込み時間あたり)の焼尽率で
ある。酸素圧力の増加においての羽口の焼尽率の一定の
わずかな低下は、従来例のジュール・トムソン効果によ
ってのみ説明され、それによれば、高度に圧縮されたガ
スが発生、そして膨脹するために羽口の先端(酸素流出
口)の冷却がおこる。
【0021】驚くべきことに本発明の方法では、少なく
とも85バールの酸素圧力で明らかな羽口の焼尽率(焼
消率:burn-off rate )の低下が起こる。その羽口の焼
尽率は3cm/h(吹き込み時間あたり)以下で、それ
は酸素用羽口を炭化水素で被覆したOBM羽口の焼尽率
とほぼ同じである。
【0022】前記構成によれば、酸素供給パイプ内での
最低圧力以下になるのを防ぐため、羽口に供給される前
に酸素は羽口よりも明らかに広い任意の断面を持った酸
素供給パイプに供給される。羽口酸素導入口、すなわち
羽口後部または冷部での酸素圧力は、羽口内での最大の
酸素流動率を確保するために、少なくとも85バール、
好ましくは90バールであることが好ましい。前記構成
においては、羽口が円錐の形、すなわち羽口の断面が羽
口先端(酸素流出口)に近づくにつれて小さくなる形
(テーパー状)であることが好ましい。羽口の内直径を
変える事によって、羽口を円錐形のかわりに、また別の
いろいろな形にすることができる。酸素圧力が85バー
ルの場合、すなわち下限圧力近辺の酸素圧力を利用する
場合、羽口の内直径が酸素流出口に近づくにつれて小さ
くなる羽口の形(テーパー状)は常に好ましい。また、
酸素圧力が90バール以上120バール以下の場合は、
一定の内直径の管状羽口が好ましい。円形の断面に加え
て、例えば楕円形、細長い溝形、または好ましい多角形
の断面ももちろん可能である。
【0023】前記構成によれば、酸素は−5℃以上50
℃以下、好ましくは約10℃以上30℃以下の温度で羽
口に供給される。つまり、この温度範囲の酸素が酸素供
給口に供給される。また、酸素供給パイプ内、又酸素供
給口での酸素濃度は、120g/dm3 以上240g/
dm3 以下、好ましくは130g/dm3 以上170g
/dm3 以下である。ここで、g/dm3 は、グラム/
1立方デシメートル(g/1000cm3 ) を示す。この酸素濃
度の範囲において、本発明の方法は、羽口のより有効な
低い磨耗率を得ることができる。
【0024】溶融金属内に酸素を吹き込むときの羽口の
焼尽率(焼消率:burn-off rate )が、圧力範囲が約8
5バールを越えるや否や前記予測不能な高い減少率にな
るという前記本発明は、ジュール・トムソン効果(すな
わちガス膨脹による羽口先端または酸素流出口の冷却)
によっては説明できない。さらに、より正確な物理化学
的テストによると、この圧力範囲でのガス拡張は、羽口
周囲の耐火物質の冷却をほとんどもたらさない事を示し
ている。また同様な結果は、OBM羽口の炭化水素で被
覆された酸素用羽口の冷却効果にもみられる。炭化水素
の熱分解エネルギーは、炭素からCOへの燃焼によって
ほとんど完全に補われ、その結果、溶融鉄を通過すると
きの炭化水素ガスは、ほぼ熱中和の作用をする。酸素用
羽口を炭化水素で被覆することは、炭化水素またはその
分解副産物によって反応を妨害するとしか今日考えられ
ておらず、またその一方で、酸素が85バール以上の圧
力で吹き込む場合に見られる磨耗率の平均以上の驚くべ
き低下についても、不明確な説明しかされていない。期
待される冷却効果の他に、酸素と溶融金属の反応帯は、
酸素供給パイプ内での高い酸素流通率と羽口先端の膨脹
により、たぶん羽口先端方向に移動する。羽口先端と、
酸素と溶融鉄(すなわち酸化鉄、FeO)の最高の反応
密度を有する羽口先端前の領域との距離は、この高温反
応帯が羽口先端に及ぼす反応的な影響を明らかに低減す
る程十分長い。酸素吹き込み圧力が増加するにつれて、
羽口先端と反応帯との間隔(反応距離)がゆっくりと形
成されることは考えられる。しかしこの反応距離は、あ
る圧力レベルにおいて、酸素用羽口の焼尽率に多少の影
響をもたらすだけである。以上の説明は不明確かもしれ
ないが、この分野の従来研究結果と一致する。例えばブ
ンゼンバーナーの点火領域も、ガス圧力が増加するにつ
れて前に移動する。
【0025】
【実施例】以下実施例を用いて本発明をさらに具体的に
説明する。なお本発明は以下の実施例に限定されて解釈
されるものではない。
【0026】本発明の方法に使用される羽口は、一般に
用いられる市販のパイプでも良い。羽口の容積は用途に
よって変えられる。本発明においては、その容積の細か
い範囲は限定されない。例えば、鉄鋼製造用転炉の底に
羽口を備え付ける場合は、羽口の長さは約1mで、内直
径は約6mmにする事ができ、その羽口は厚さ3mmの
市販の銅パイプで作成されている。約1mm以上20m
m以下の羽口内直径が適当と判明されている。また、酸
素用羽口の内直径は2mm以上6mm以下であることが
好ましい。
【0027】酸素中で燃焼することなく、非制御状態で
焼き戻り(burn back) する材料、例えば純粋な(非合
金)鉄鋼パイプなどが羽口の材料として選択されるべき
である。銅パイプ、銅合金パイプ、そしてステンレスま
たは超合金スチール(超鋼合金)パイプなども羽口材料
として好ましい。特別な場合には、セラミックパイプ、
特に多層セラミックスパイプが酸素用羽口として利用で
きる。この多層セラミックスパイプは最低2層から5層
までのパイプを同心円的に密着して形成した多層パイプ
で、その各層のパイプは同じ材料または違う材料(例え
ば、コランダム、ムライト、スピネル、マグネサイトな
どのお互いに密着することができる材料)でできた多層
セラミックスパイプである。これらの接着性のあるパイ
プは材料の特性、例えば温度変化、熱伝導性、そして破
壊力に対しての耐久性などを向上できる。セラミックス
パイプと金属パイプの張り合わされたパイプも、酸素用
羽口として用いることができる。
【0028】羽口の外直径よりも1mmから20mm長
い内直径をもつ前もって作成された送風管の中心に羽口
を入れて取り付けることによって、羽口を金属浴表面下
にある反応容器の耐火物質でできた層内に設置すること
ができる。羽口と送風管との環状の隙間は、セラミック
キャスティング化合物、または隙間に挿入されると羽口
の振動により一般のキャスティング化合物以上に良く圧
縮される羽口振動化合物(tuyere shake in compound)で
充填される。羽口の設置後、羽口の口は周囲の耐火物質
で一杯になり、羽口が少し突き出る。従来例に述べられ
ているような、酸素供給パイプを中に挿入し、又ハニカ
ム状の突出部を有する耐火物質層は本発明では必要な
い。
【0029】本発明のさらに改良した方法を鉄鋼製造に
使用するためのコンビネーション酸素吹き込み転炉に適
用すると、OBM羽口と比べて生産性はかなり向上す
る。従来の方法によって鉄鋼製錬する場合、外直径24
mmの中心パイプと、その中心パイプの挿入ができるほ
どの内直径を有した外側パイプから成る羽口8本を容量
65トンの転炉の底に固定する。羽口の保護のために、
中心パイプ周辺の厚さ1mmの環状の隙間(ジャケット
部)には、天然ガスが酸素の流量の10%の流量で供給
される。酸素をこれらの羽口に供給することにより、金
属浴表面下の溶融鉄に合計約60%の酸素量を吹き込
む。平均10バールの酸素圧力で、酸素の流出率は約1
2,000Nm3 /hである。
【0030】本発明のさらに改良された方法をこれらの
比較的精巧に設計されたOBM羽口に適用すると、同じ
数の内直径が7mmのパイプから成る簡単な構造の酸素
用羽口に置き換えることができる。120バールの酸素
吸入圧力で、従来例と同じ量の酸素が溶融鉄槽に吹き込
まれる。本発明の方法においては、転炉の酸素吹き込み
が非常に静かにできる事が確認されている。いわゆる羽
口破裂または極度な飛び散りを伴う沸騰などの危険な現
象も本発明の方法では起こらない。酸素用羽口と転炉の
底全体の磨耗率は、約6mm/h(吹き付け時間あた
り)で、それはOBM羽口の最小の磨耗率の範囲に入
る。本発明の方法は、鉄鋼製造での天然ガスの使用量の
低下と共に、製錬された鉄鋼の水素含有量の明らかなる
減少をもたらすため、かなり経済的である。又、本発明
の方法に使用される羽口は安価で、本発明では羽口の保
護物質を制御するための精密な設備は必要とされない。
【0031】以下に示された(表1)は、従来の方法と
本発明の方法を比較したものである。米国特許第285
5293号明細書は、炭化水素で被覆されていない羽口
を通過してきた酸素で溶融金属を処理する方法である。
この特許は、2種類の異なった羽口周囲の耐火物質、酸
性シャモットや塩基性マグネサイトの耐久性をしめすデ
ーターを「リフラクトリー」の第8欄、第20行目に掲
載しており、以下の表では第1列にそれを示している。
以下の表の第2列には、従来のOBM羽口と耐火物質の
耐久性をしめすデーターが示してあり、この方法では酸
素の流量に対して10%の流出量の天然ガスを、羽口の
保護物質として用いている。耐火物質の消失をしめすデ
ーターは、ドイツ特許第3403490号明細書に開示
されている。これらのデーターは、今日使われている広
範な方法に使用されている耐火物質層の期待できる磨耗
率と耐久性を示したものであるが、これらの結果は、羽
口を炭化水素物質で被覆するために起こる不利益をも示
したものである。
【0032】
【表1】
【0033】表1の第3列は、本発明の方法による結果
を示したものである。この表の第1列と第3列はどちら
も酸素だけを溶融金属に吹き込む方法の結果を示すが、
85バール以上の圧力で酸素が羽口を通って溶融金属に
吹き込まれた場合、羽口と羽口周囲の耐火物質の磨耗率
がいかに低いかを明確に示している。表1に示されてい
るアメリカ特許の結果と比べて、本発明のさらに改良さ
れた方法による羽口とその周囲の耐火物質の最低磨耗率
は68.5倍小さく、又最高磨耗率は100倍も少な
い。酸素圧力85バール以上で起こるこの明らかな羽口
の磨耗率の低下の理由は明らかでないが、前記した本発
明の効果からその解釈は容易にできる。
【0034】溶融金属を製錬するために用いる反応容器
の運転条件に本発明の方法は容易に適用できる。特に、
本発明の方法は、比較的大きいLD転炉に用いられてい
る溶液表面下に位置する不活性ガス清浄手段に取って代
わる事が出来る。本発明の方法は、溶融金属に酸化ガス
を吹き込む方法を改善し、又現存の冶金プロセスに適用
することによりその有効性を役立たせることができる。
酸化性ガス、特に酸素を用い、又そのガスの圧力を85
バール以上170バール以下にする場合には、とくに有
効である。
【0035】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、金
属浴表面下に位置する羽口を有する反応容器中の溶融金
属に酸化性ガスを吹き込む方法において、前記酸化性ガ
ス特に酸素を前記羽口から前記溶融金属に吹き込み、又
酸素供給圧力が85バール以上170バール以下、好ま
しくは90バール以上120バール以下で前記酸化性ガ
スを前記羽口に送り込むことにより、酸素用羽口を炭化
水素のジャケット、または他の保護物質で被覆すること
を必要とせずに酸素を金属溶液に確実に送り込むことが
できるとともに、羽口また羽口周囲の耐火性ライニング
物質の磨耗率をOBM羽口に匹敵する程度の低いレベル
に押さえることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ルドルフ フレッシュ ドイツ連邦共和国,22159 ハンブルグ, クプフェルダム 3 (72)発明者 マンフレッド レデツスキー ドイツ連邦共和国,22844 ノーデルシュ テッド,シュンメルマンヴェーグ 22 (72)発明者 ハラルド ベルガー オーストリア国,4020 リンツ,マリアヒ ルフガッセ11 (72)発明者 ヨハンネス シュタインス オーストリア国,4210 ガルノイキルヒェ ン,タンネンヴェーグ 15

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属浴表面下に羽口を有する反応容器中
    の溶融金属に酸化性ガスを吹き込む方法であって、前記
    溶融金属に前記羽口から酸化性ガスを吹き込み、前記酸
    化ガスを85バール以上170バール以下の供給口圧力
    で前記羽口に供給することを特徴とする溶融金属への酸
    化性ガス吹込み方法。
  2. 【請求項2】 酸化性ガスが酸素であることを特徴とす
    る請求項1に記載の溶融金属への酸化性ガス吹込み方
    法。
  3. 【請求項3】 供給口圧力が90バール以上120バー
    ル以下の範囲であることを特徴とする請求項1又は2に
    記載の溶融金属への酸化性ガス吹込み方法。
  4. 【請求項4】 酸素が−5℃以上50℃以下の温度範囲
    で前記羽口に供給されることを特徴とする請求項1〜3
    のいずれかに記載の溶融金属への酸化性ガス吹込み方
    法。
  5. 【請求項5】 酸素が10℃以上30℃以下の温度範囲
    で前記羽口に供給されることを特徴とする請求項4に記
    載の溶融金属への酸化性ガス吹込み方法。
  6. 【請求項6】 酸素が120g/dm3 以上240g/
    dm3 以下の濃度で前記羽口に供給されることを特徴と
    する請求項1〜5のいずれかに記載の溶融金属への酸化
    性ガス吹込み方法。
  7. 【請求項7】 酸素が150g/dm3 以上170g/
    dm3 以下の濃度で前記羽口に供給されることを特徴と
    する請求項6に記載の溶融金属への酸化性ガス吹込み方
    法。
  8. 【請求項8】 羽口の断面が前記羽口の酸化ガス供給口
    側から先端側に向かい先細のテーパー状に設計されてい
    ることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の溶
    融金属への酸化性ガス吹込み方法。
JP5288211A 1992-11-19 1993-11-17 溶融金属への酸化性ガス吹込み方法 Pending JPH07300608A (ja)

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DE42389704 1992-11-19

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CA (1) CA2103266A1 (ja)
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE210200T1 (de) * 1996-09-17 2001-12-15 Holcim Ltd Verfahren zum aufarbeiten von verbrennungsrückständen
DE102010015098B4 (de) * 2010-04-15 2014-05-15 Techcom Gmbh Vorrichtung zur Einleitung von Gasen in heisse flüssige Medien
DE102012016143A1 (de) * 2012-08-08 2014-02-13 Saarstahl Ag Heißwindlanze
US10155998B2 (en) 2013-08-12 2018-12-18 Astec Irie Co., Ltd. Method for recycling-processing of dust generated in converter furnace, and method for manufacturing steel

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5837110A (ja) * 1981-08-27 1983-03-04 Nippon Kokan Kk <Nkk> 転炉精錬法
JPS5891112A (ja) * 1981-11-24 1983-05-31 Nippon Steel Corp 転炉底吹用ノズル
JPH0445564A (ja) * 1990-06-13 1992-02-14 Hitachi Ltd 半導体パッケージ

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2333654A (en) * 1938-01-17 1943-11-09 Lellep Otto Method of and apparatus for making steel
US2855293A (en) * 1955-03-21 1958-10-07 Air Liquide Method and apparatus for treating molten metal with oxygen
FR1450718A (fr) * 1965-07-12 1966-06-24 Air Liquide Perfectionnements à des procédés métallurgiques
DE1583968B1 (de) * 1968-02-24 1971-11-11 Maximilianshuette Eisenwerk Verfahren zum Frischen von Roheisen
DE2838983C3 (de) * 1978-09-07 1986-03-27 Klöckner CRA Technologie GmbH, 4100 Duisburg Verfahren zur Erzeugung von Stahl im Konverter
DE3403490C2 (de) * 1984-02-02 1986-10-02 Klöckner CRA Technologie GmbH, 4100 Duisburg Verfahren zum Einbau eines Konverterbodens
DE3629055A1 (de) * 1986-08-27 1988-03-03 Kloeckner Cra Tech Verfahren zum gesteigerten energieeinbringen in elektrolichtbogenoefen
JPH0660343B2 (ja) * 1987-12-07 1994-08-10 川崎製鉄株式会社 精錬容器における底吹き羽口の保護方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5837110A (ja) * 1981-08-27 1983-03-04 Nippon Kokan Kk <Nkk> 転炉精錬法
JPS5891112A (ja) * 1981-11-24 1983-05-31 Nippon Steel Corp 転炉底吹用ノズル
JPH0445564A (ja) * 1990-06-13 1992-02-14 Hitachi Ltd 半導体パッケージ

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KR940011646A (ko) 1994-06-21
RU2108398C1 (ru) 1998-04-10
ZA938066B (en) 1994-06-07
DE4238970C1 (de) 1994-04-21
CA2103266A1 (en) 1995-08-01
CN1035629C (zh) 1997-08-13
AU660566B2 (en) 1995-06-29
AU5035993A (en) 1994-06-02
US5423900A (en) 1995-06-13
CN1087682A (zh) 1994-06-08

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