JPH0797610A - 2系統の炉底羽口を有する上底吹転炉 - Google Patents

2系統の炉底羽口を有する上底吹転炉

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JPH0797610A
JPH0797610A JP24528293A JP24528293A JPH0797610A JP H0797610 A JPH0797610 A JP H0797610A JP 24528293 A JP24528293 A JP 24528293A JP 24528293 A JP24528293 A JP 24528293A JP H0797610 A JPH0797610 A JP H0797610A
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JP
Japan
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tuyere
blowing
tuyeres
furnace bottom
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Withdrawn
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JP24528293A
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English (en)
Inventor
Akihiko Ueno
明彦 上野
Masafumi Hanao
方史 花尾
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋼浴のはね上がり(スピッティング)の抑制
と、鋼浴の攪拌強化によるスラグ中の鉄分濃度(T.Fe)
上昇の抑制とが両立する上底吹転炉を提供する。 【構成】 上底吹転炉の炉底に設けた羽口を、下記式を
満足する炉底中心部羽口と、炉底中間部羽口に分け、こ
れらの2つの羽口群を独立して流量制御可能とする。 炉底中心部羽口 RN/R ≦ 0.4 ・・・
(a) 炉底中間部羽口 0.4 < RN/R ≦ 0.6 ・・・
(b) RN : 炉底中心と羽口までの水平距離 R : 炉底半径

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、製鉄用上底吹転炉、特
に2系統の炉底羽口を有する上底吹転炉に関する。
【0002】
【従来の技術】転炉を用いる鉄の精錬において鋼浴攪拌
強化は、スラグ−メタル間の反応を促進し、転炉吹錬末
期のスラグ中の鉄分濃度(T.Fe) の増加を抑制するため
に必要とされるケースが多い。従来使用されている上吹
転炉には鋼浴攪拌作用が弱い欠点があったため、いくつ
かの鋼浴攪拌強化の工夫がなされていた。
【0003】その1つに上吹に加え底吹を行う上底吹転
炉吹錬方法があり、底吹羽口の耐用性向上等、転炉底吹
技術の進展とともに、急速に普及している。この方法
は、底吹付加によって鋼浴攪拌が強化されるため、スラ
グ−メタル間の反応が促進される長所がある一方で、鋼
浴のはね上がり、いわゆるスピッティングの増加がみら
れるという欠点がある。図1はスピッティング発生の説
明図である。上吹ランスの上吹ジェットによる鋼浴のく
ぼみの外周で、上吹ガスと底吹ガスの相互作用でスピッ
ティングが起きる。そのため、上吹ジェットによって生
じる鋼浴のくぼみの内側に底吹羽口を配置し、底吹ガス
によって生じる鋼浴の上昇力を上吹で抑え込む方法がと
られている。
【0004】しかし、このように底吹羽口を中心に寄せ
ることは、羽口間距離が短くなり、各々の羽口上にある
気液混合ゾーンが合体することから鋼浴攪拌にとっては
不利な方法であるため、底吹ガス流量を増加することで
一定の鋼浴攪拌力を維持しようとする対策が行われてい
る。ところが、底吹ガス流量をも増加すると、今度は、
鋼浴攪拌力が増加する一方で、浴の振動増加による吹錬
不安定性あるいは底吹ガス費用の増加等の問題が起こ
る。
【0005】そのほかの鋼浴攪拌強化の手段として、上
吹ランスの旋回 (特開昭57−29516号公報) 、上吹多孔
ランスの孔別流量変更 (特開昭57−94511 号公報) 等を
行い、攪拌強化によりスラグ−メタル間の反応を促進
し、スラグ中の鉄分濃度(T.Fe) の上昇の抑制を図って
いる。しかし、これらの方式では装置が複雑となり、保
守の容易性、操業の安全性に欠ける面がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、鋼浴のはね
上がり (以下、スピッティングという) を抑制できると
ともに、鋼浴の攪拌強化によりスラグ−メタル間の反応
促進を図ることのできる構造を備えた上底吹転炉を提供
することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上底吹転
炉吹錬において、底吹位置の適正化および流量変更によ
りスピッティングの抑制と鋼浴攪拌の強化を吹錬中に両
立させ得ることを見出し、本発明を完成した。
【0008】すなわち、炉底羽口の機能をスピッティン
グ抑制と鋼浴攪拌の強化に分け、それぞれの機能を担う
羽口を設けること、それらを炉底中心部の羽口群と、炉
底中間部の羽口群の少なくとも2つの羽口群とすること
で、上底吹転炉吹錬中の適当なタイミングに各々の羽口
群からの底吹ガス流量を変更することにより、適正かつ
効率的な底吹攪拌を行うことができることを知り、本発
明に至った。
【0009】すなわち、本発明は、複数の炉底羽口を有
する上底吹転炉において、下記(a) 式を満足する位置に
設けた炉底羽口と、下記(b) 式を満足する位置に設けた
炉底羽口と、を備え、それらが独立して流量制御を行え
る少なくとも2つの羽口群であることを特徴とする上底
吹転炉である。
【0010】 炉底中心部羽口 RN/R ≦ 0.4 ・・・ (a) 炉底中間部羽口 0.4 < RN/R ≦ 0.6 ・・・ (b) RN : 炉底中心と羽口までの水平距離 R : 炉底半径
【0011】
【作用】図2(a) は、本発明にかかる転炉の底吹羽口の
配置を示す炉底の略式平面図であり、図2(b) はさらに
流量制御機構を接続した炉底羽口構造の概略説明図であ
る。
【0012】図中、黒丸で表わす炉底中心部羽口1、
2、3、4がRN/R≦0.4 の位置に設けられ、一方、×印
で表わす炉底中間部羽口5、6、7、8が 0.4<RN/R≦
0.6 の位置に設けられている。これらの羽口への吹込み
ガス流量調節は、各羽口1〜8への供給管A1〜A4、B1
B4にそれぞれ設けた流量調整弁C1〜C4、D1〜D4によって
それぞれ行われるが、これはさらに流量制御装置9によ
って制御される。図示例では、炉底中心を座標中心とす
るx−y座標軸上で各羽口の位置を表わすと次の通りで
ある。
【0013】 次に、上底吹転炉模型を用い、炉底に4つ設けた羽口
(炉底中心に対して対称の位置) の位置を変えながら、
上吹流量 1680 l/min[空気] 、底吹流量180 l/min[空
気] 、上吹ランス: 孔直径4.8 mmの孔を4つ有し、孔の
傾斜角が垂直方向に対して10°の条件で、スピッティン
グおよび鋼浴攪拌の状況を確認する水模型吹錬試験を行
った。
【0014】図3に炉底羽口の位置によるスピッティン
グ発生量の程度を調べた上述の試験結果を示す。スピッ
ティングは、上吹ジェットによって生じるくぼみの外周
部 (いわゆるリップ部) 直下の羽口位置RN/R=0.5 で最
も多発する一方、羽口位置をRN/R=0.4にすると急激に
減少すること、0.4 以下ではほぼ横這いになっているこ
と、つまり0.4 が臨界値になっていることが分かった。
【0015】通常の上吹ランス操業条件 (ランス孔、傾
斜角、孔数、ランス高さ等) による上吹ジェットによっ
て生じるくぼみも合わせて考慮し、スピッティング抑制
に望ましい羽口群 (炉底中心部羽口) の位置はRN/R≦0.
4 であることが分かる。
【0016】図4(a) に炉底羽口の位置による攪拌効率
変化の試験結果を、図4(b) にそのときの羽口41〜44の
位置を表した転炉45の羽口配置説明図を示す。なお、図
示例での溶鋼深さL0と炉底半径との比(L0/R)は0.8 とし
た。
【0017】このときの試験結果によれば羽口位置RN/R
=0.5 の場合最もよく攪拌され、0.4 以下、0.6 を超え
ると悪化することがわかる。したがって、効率的な鋼浴
攪拌を行う炉底中間部羽口の位置は 0.4<RN/R≦ 0.6で
ある。
【0018】図5(a) 〜(c) は鋼浴流動のマクロパター
ンを示す比較図である。炉底の矢印は羽口位置を示し、
図5(a) では羽口が中間部に、図5(b) 、(c) では中心
部に設けてあることを示す。また、鋼浴の深さは図5
(a) 、(b) が深く、図5(c) が浅くなっている。従来の
上底吹転炉は図5(b) であり、鋼浴攪拌作用はあまり大
きくない。
【0019】一方、本発明で鋼浴の効率的な攪拌を行う
ためには、ある程度の溶鋼深さを確保したうえで、図5
(a) のように羽口の位置を(RN/R =0.5 付近に) 変え、
各々の羽口の直上で底吹によって生じる気液混合ゾーン
を合体させることなく、かつマクロ的な流動パターンが
円形に近くなることが重要である。
【0020】このような羽口配置の転炉では流量制御に
よってそれぞれの機能を分化できるが、この2つの羽口
群を完全に使い分けることは、羽口ノズル閉塞防止のた
めに羽口ガス流量を都合によって一時的にゼロにするこ
とができない以上不可能である。しかし、羽口ノズル閉
塞を防止できる最低流量を確保することで、実質的に羽
口位置を吹錬中に変更したのと同等の効果が得られる。
【0021】したがって、本発明の転炉の好ましい使用
態様にあっては、吹錬初〜中期、つまりスラグの滓化が
進んでいない時期には、炉底中心部羽口群から主に底吹
し、炉底中間部羽口群からの底吹は最少にする。これに
よりスピッティングは極少化できる。その後吹錬中〜後
期の、吹錬が進みスラグの滓化が進んでスピッティング
しにくい状況になった時に、中間部羽口群からの底吹を
増加させる。このとき、炉底中心部らの底吹は必要に応
じて最少流量まで減少させる。これにより効率的な鋼浴
攪拌を行うことができる。このように異なった特性を有
する2つの羽口群を、状況によって使い分けることによ
り、スピッティング低減およびスラグ中の鉄分濃度(T.
Fe) 上昇の抑制の両立が可能となる。次に実施例によっ
て本発明の作用をさらに具体的に説明する。
【0022】
【実施例】本例では図2(a) 、(b) に示す本発明にかか
る構造を備えた転炉を使用して吹錬試験を行った。図
中、炉底直径800mm 、炉底中心部羽口群として4本の羽
口 (RN/R=0.28)1,2,3,4、炉底中間部羽口群として4本
の羽口 (RN/R=0.51)5,6,7,8、の計8本を配置し、上記
羽口1〜4には供給管A1〜A4、羽口5〜8には供給管B1
〜B4をそれぞれ接続した。各供給管には流量調整弁C1
C4、D1〜D4を設けた。各流量調整弁の開度は流量制御装
置9により調整した。
【0023】実施例として上記転炉を用い、合計8羽口
の上底吹試験を実施した。また比較例として、上記転炉
の各々羽口群単独の4本羽口による上底吹試験を実施し
た。溶鋼は、1チャージあたり1トン使用し、底吹羽口
冷却にはプロパンガス(O20.5%) を使用した。
【0024】上吹送酸速度は3.0Nm3/minとし、底吹送酸
パターンは下掲各表に示す通り変更した。ここで、表1
が本発明実施例、表2が比較例1(中心部羽口のみ使
用)表3が比較例2(中間部羽口のみ使用)である。
【0025】このような条件下でそれぞれ溶鋼の上底吹
転炉操業を行い、吹錬中のスピッティング量および終点
のスラグ中の鉄分濃度(T.Fe)を測定した。結果をグラ
フで図6に示す。本発明にかかる転炉を用いて炉底中心
部羽口と炉底中間部羽口とからの底吹を行うことによ
り、図6に示すようにスピッティングが少なく、同時に
(T.Fe)が抑制されることを確認できた。
【0026】炉底中心部羽口群のみ使用したケース (比
較例1)では、スピッティングは少ないが、スラグ中の
鉄分濃度(T.Fe)の終点の増加が認められた。また、炉底
中間部羽口群のみ使用したケース(比較例2)では、終
点(T.Fe)の抑制は図れたが吹錬初〜中期におけるスピッ
ティングが多く発生した。
【0027】
【表1】
【0028】
【表3】
【0029】
【発明の効果】本発明にかかる転炉を使用することによ
って、スピッティングが少なく、かつ転炉吹錬末期のス
ラグ中の鉄分濃度(T.Fe) も低い高歩留かつ操業安定性
のある上底吹転炉吹錬が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】上吹ジェットと底吹ガスとの相互作用によるス
ピッティング発生の説明図である。
【図2】図2(a) は、本発明にかかる転炉の炉底におけ
る羽口配置を示す平面図、図2(b) は各羽口の吹込流量
の抑制機構の説明図である。
【図3】底吹羽口位置とスピッティング量との関係を示
すグラフである。
【図4】図4(a) は、底吹羽口位置と均一混合時間との
関係を示すグラフ、図4(b) はそのときの羽口配置説明
図である。
【図5】図5(a) 、(b) 、(c) は、底吹による溶鋼流動
のそれぞれマクロパターン比較図である。
【図6】実施例及び比較例の試験結果を示すグラフであ
る。
【符号の説明】
1,2,3,4 :炉底中心部羽口 5,6,7,8 : 炉底
中間部羽口 A1,A2,A3,A4:炉底中心部羽口供給管 B1,B2,B3,B4: 炉
底中間部羽口供給管 C1,C2,C3,C4:流量調整弁 D1,D2,D3,D4: 流
量調整弁 9 :流量制御装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の炉底羽口を有する上底吹転炉にお
    いて、下記(a) 式を満足する位置に設けた炉底羽口と、
    下記(b) 式を満足する位置に設けた炉底羽口と、を備
    え、それらが独立して流量制御を行える少なくても2つ
    の羽口群であることを特徴とする上底吹転炉。 炉底中心部羽口 RN/R ≦ 0.4 ・・・ (a) 炉底中間部羽口 0.4 < RN/R ≦ 0.6 ・・・ (b) RN : 炉底中心と羽口までの水平距離 R : 炉底半径
JP24528293A 1993-09-30 1993-09-30 2系統の炉底羽口を有する上底吹転炉 Withdrawn JPH0797610A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101366298B1 (ko) * 2012-06-26 2014-02-21 주식회사 포스코 용강 정련 장치
JP2016223007A (ja) * 2015-05-27 2016-12-28 Jfeスチール株式会社 転炉の炉体
CN110343800A (zh) * 2019-07-03 2019-10-18 邯郸钢铁集团有限责任公司 一种底吹砖分组吹气控制的转炉底吹工艺
CN111041149A (zh) * 2019-12-23 2020-04-21 河钢股份有限公司承德分公司 一种提高转炉底吹效果的方法

Cited By (5)

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CN110343800B (zh) * 2019-07-03 2021-08-20 邯郸钢铁集团有限责任公司 一种底吹砖分组吹气控制的转炉底吹工艺
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