JPH08157928A - Top-blowing lance for converter with less dust generated - Google Patents
Top-blowing lance for converter with less dust generatedInfo
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- JPH08157928A JPH08157928A JP6734695A JP6734695A JPH08157928A JP H08157928 A JPH08157928 A JP H08157928A JP 6734695 A JP6734695 A JP 6734695A JP 6734695 A JP6734695 A JP 6734695A JP H08157928 A JPH08157928 A JP H08157928A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、上底吹き転炉における
ダスト発生量が少ない転炉用上吹きランスに関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a top blowing lance for a converter which produces a small amount of dust in a top and bottom blowing converter.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、転炉ダストは上吹き酸素と鋼浴
とが衝突する面（火点）より発生し、高温の火点からの
鉄の蒸発によるものと、火点での脱炭反応によりＣＯガ
スが生成した時の体積膨張により発生するものとの２つ
の起源があるとされている。従来より、転炉吹錬中に発
生するダスト量を低下させ、鉄歩留りを上げようとする
方法は種々提案されている。2. Description of the Related Art In general, converter dust is generated from a surface (hot spot) where top-blown oxygen and a steel bath collide with each other, which is caused by evaporation of iron from a high-temperature hot spot and decarburization reaction at the hot spot. It is said that there are two origins, that is, the one generated by the volume expansion when the CO gas is generated. Conventionally, various methods have been proposed for reducing the amount of dust generated during converter blowing and increasing the iron yield.
【０００３】例えば、特開昭６０−１６５３１３号公報
では、スピッティングやダストに対しては、各ノズルか
らの噴流の鋼浴面での重なりを小さくすることが重要で
あり、キャビティー直径と重なり部分の短径の比を０．
２以下にする方法が開示されている。しかし、重なりを
小さくするためには、ランス−湯面間距離を小さくする
か、あるいはノズル孔数を少なくする必要があるため、
酸素噴流の湯面衝突速度が大きくなり（いわゆるハード
ブロー）、必ずしもスプラッシュが減る効果は得られ
ず、またダストについての顕著な低減効果は明確ではな
い。For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 60-165313, it is important for spitting and dust to minimize the overlap of the jets from the nozzles on the steel bath surface, and the overlap with the cavity diameter. The ratio of the minor axis of the part is 0.
A method of making 2 or less is disclosed. However, in order to reduce the overlap, it is necessary to reduce the distance between the lance and the molten metal surface or reduce the number of nozzle holes.
The impact velocity of the oxygen jet on the surface of the molten metal becomes high (so-called hard blow), so that the effect of reducing the splash is not necessarily obtained, and the remarkable effect of reducing dust is not clear.
【０００４】また、特開平２−１１１８０９号公報で
は、上吹き酸素の動圧により浴面に生成するへこみ（キ
ャビティー）の深さとキャビティー直径の比を２以上に
することでダスト発生量を低下させる方法が開示されて
いる。この方法は、極端なハードブローによりキャビテ
ィー形状を狭く、かつ深くするものであるが、スプラッ
シュについての効果は見られるものの、ダストについて
の顕著な低減効果は明確ではない。Further, in Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 2-111809, the amount of dust generated is increased by setting the ratio of the depth of cavities (cavities) generated on the bath surface to the cavity diameter by the dynamic pressure of top-blown oxygen to 2 or more. A method of reducing is disclosed. This method narrows and deepens the shape of the cavity by extreme hard blow, but although the effect on splash is seen, the remarkable reduction effect on dust is not clear.
【０００５】さらに、特開平２−１５６０１２号公報で
は、ダスト発生量を低下させるために、ランス高さを上
昇させ、かつ上吹きガスに不活性ガスを混合させる方法
が開示されている。この方法では、ランスの上昇に伴い
２次燃焼率が上がり、着熱効率が低下するため転炉耐火
物の溶損が激しくなる上、不活性ガス使用量が多いため
にコスト的に不利となる。Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-156012 discloses a method of increasing the lance height and mixing an inert gas with the top blowing gas in order to reduce the dust generation amount. In this method, the secondary combustion rate increases with the increase of the lance, and the heat deposition efficiency decreases, so that the melting loss of the refractory material of the converter becomes severe, and the amount of inert gas used is large, which is disadvantageous in terms of cost.
【０００６】また、「材料とプロセス」第７巻（１９９
４）、ｐ．２２９には、ダスト発生速度が、酸素供給速
度を火点面積で割った値により支配されることが示され
ている。しかし、火点面積当りの酸素供給速度を低減さ
せるために酸素供給速度を低下させれば生産性が低下
し、火点面積を増すためにノズルを多孔化した場合には
火点が重なってスプラッシュが増加し、またランス高さ
を大きくすると２次燃焼率が上がって着熱効率が低下す
るため転炉耐火物の溶損が激しくなるという問題が生じ
る。Also, "Materials and Processes" Vol. 7 (199)
4), p. 229 shows that the dust generation rate is governed by the oxygen supply rate divided by the fire point area. However, if the oxygen supply rate is reduced in order to reduce the oxygen supply rate per hot spot area, the productivity will decrease, and if the nozzle is made porous to increase the hot spot area, the hot spots will overlap and splash. When the lance height is increased, the secondary combustion rate is increased and the heat deposition efficiency is lowered, so that the melting loss of the converter refractory becomes severe.
【０００７】一方、特開昭６２−２２８４２４号公報に
は、星型の如き変形度の大きい上吹きランスノズルを用
いることにより２次燃焼率を上げる技術が開示されてい
る。この技術によるダストやスプラッシュの低減につい
ての効果はなんら記載されていないが、単にこのランス
を適用しただけではダストやスプラッシュは低減されな
い。On the other hand, Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-228424 discloses a technique for increasing the secondary combustion rate by using an upper blowing lance nozzle having a large degree of deformation such as a star type. No effect of this technique on reducing dust and splash is described, but simply applying this lance does not reduce dust and splash.
【０００８】これに対して、特公昭４７−４７７０号公
報には、上吹きランスの円形酸素ノズルの先端出口部と
スロート部の間に、管路内で上下動し得る作動機構を有
するスピンドルを設けたランスが開示されている。この
場合、酸素は円形ノズルとスピンドルの間隙に生じるス
リット部を通して流れるが、ダストやスプラッシュの低
減についての効果はなんら記載されていおらず、単にこ
のランスを適用しただけではダストやスプラッシュは低
減されない。On the other hand, Japanese Patent Publication No. 47470/1974 discloses a spindle having an actuating mechanism capable of moving up and down in a pipe line between a throat portion and a tip outlet of a circular oxygen nozzle of an upper blowing lance. The lance provided is disclosed. In this case, oxygen flows through the slit portion formed in the gap between the circular nozzle and the spindle, but no effect on reducing dust and splash is described, and simply applying this lance does not reduce dust and splash.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、特開昭６０
−１６５３１３号公報、特開平２−１１１８０９号公報
に開示された方法ではスプラッシュは低下してもダスト
は低減されないという問題や、特開平２−１５６０１２
号公報、「材料とプロセス」第７巻（１９９４）、ｐ．
２２９に示された方法では、ダストは低下させるものの
着熱効率が低下して２次燃焼が上がるため転炉耐火物の
溶損が激しくなるという問題、および特開昭６２−２２
８４２４号公報や特公昭４７−４７７０号公報に記載さ
れた方法のみではダストやスプラッシュは低減されない
という問題を解決することを目的とするものである。The present invention is disclosed in JP-A-60
In the methods disclosed in JP-A-165313 and JP-A-2-111809, the problem that dust is not reduced even if the splash is lowered, and JP-A-2-15612
Publication, "Materials and Processes", Vol. 7 (1994), p.
In the method shown in No. 229, although the dust is reduced, the heat deposition efficiency is lowered and the secondary combustion is increased, so that the melting loss of the converter refractory becomes severe, and JP-A-62-22.
It is an object of the present invention to solve the problem that dust and splash cannot be reduced only by the methods described in Japanese Patent No. 8424 and Japanese Patent Publication No. 47-4770.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明は、長辺と短辺の
比が大きい、いわゆる細長い噴出孔から出たガスは円形
孔から出たガスに比べて噴出直後にガス流速の大きな減
衰が起こること、噴出孔形状を適正にすることで、噴出
孔から特定距離を進んだ後にさらに大きく減衰を始める
ということ、および適正条件により２個以上の噴出孔が
出たガスを合体させないことで、上記効果がさらに増大
することの３つの新しい知見に基づいてなされたもので
ある。According to the present invention, a gas discharged from a so-called elongated jet hole having a large ratio of long side to short side has a large attenuation of the gas flow velocity immediately after jetting as compared with a gas discharged from a circular hole. What happens, by making the shape of the ejection hole proper, it starts to further attenuate after traveling a specific distance from the ejection hole, and by not combining the gas emitted from two or more ejection holes under appropriate conditions, It is based on three new findings that the above effect is further increased.
【００１１】即ち、本発明の要旨とするところは下記の
とおりである。 （１）ガスにより鋼浴を攪拌せしめる上底吹き転炉型精
錬炉における上吹きランスにおいて、同心の３〜１６角
形の多角形または同心円の断面を有する１条のスリット
状の酸素供給管の先端開口面の一部に２〜１０個の遮蔽
板を配し、ランス本体とランス中心点を含むランス先端
部は当該遮蔽板を介して固着されており、前記遮蔽板で
分離された個々の前記先端開口面の長辺長さＢ（ｍｍ）
と短辺長さｈ（ｍｍ）の比Ｂ／ｈが１０〜２２５、ラン
ス直径Ｒ（ｍｍ）とした場合の（Ｂ×ｈ）／Ｒが０．４
〜４で、隣接する２個の前記先端開口面の、互いに最も
接近した周上の点と、ランス中心点とのなす角度ωが１
０〜６０度であることを特徴とするダスト発生量が少な
い転炉用上吹きランス。That is, the gist of the present invention is as follows. (1) In a top-blown lance in a bottom-blown converter type refining furnace that stirs a steel bath with gas, the tip of a single slit-shaped oxygen supply pipe having concentric 3 to 16 polygonal or concentric cross-sections Two to ten shielding plates are arranged on a part of the opening surface, and a lance body and a lance tip including a lance center point are fixed to each other via the shielding plate. Long side length B (mm) of the open end surface
And the short side length h (mm) ratio B / h is 10 to 225 and the lance diameter R (mm) is (B × h) / R is 0.4.
.About.4, the angle .omega. Formed by the lance center point and the points on the circumference of the two adjacent end opening surfaces that are closest to each other is 1.
A top blowing lance for a converter with a small amount of dust generation, which is characterized by 0 to 60 degrees.
【００１２】（２）遮蔽板の厚さが、酸素供給管のスリ
ット部長さＬに対して、１ｍｍ〜０．３Ｌであることを
特徴とする前記（１）記載のダスト発生量が少ない転炉
用上吹きランス。 （３）酸素供給管周方向の遮蔽板の幅Ｗが、前記酸素供
給管のスリット部長さＬに対してランス先端から０．０
１Ｌ〜０．３Ｌまでの部分を、それ以外の部分での幅に
対して、１．５〜４倍とすることを特徴とする前記
（１）記載のダスト発生量が少ない転炉用上吹きラン
ス。(2) The converter as described in (1) above, wherein the shielding plate has a thickness of 1 mm to 0.3 L with respect to the length L of the slit portion of the oxygen supply pipe. Top blowing lance. (3) The width W of the shielding plate in the circumferential direction of the oxygen supply pipe is 0.0 with respect to the slit portion length L of the oxygen supply pipe from the tip of the lance.
Top blowing for a converter with a small amount of dust generation according to the above (1), wherein the width of 1L to 0.3L is 1.5 to 4 times the width of other portions. Lance.
【００１３】（４）酸素供給管周方向の遮蔽板の幅Ｗ
（ｍｍ）が、前記酸素供給管のスリット部長さＬに対し
てランス先端から０．０１Ｌ〜０．３Ｌまでの部分につ
いて、ランス先端の平面に対してランス先端からランス
内部に向かって１０〜８０度の角度で減少する構造をと
ることを特徴とする前記（１）記載のダスト発生量が少
ない転炉用上吹きランス。(4) Width W of the shielding plate in the circumferential direction of the oxygen supply pipe
(Mm) is 10 to 80 from the lance tip toward the inside of the lance with respect to the plane of the lance tip for the portion from the lance tip to the slit portion length L of the oxygen supply pipe from 0.01L to 0.3L. The upper blowing lance for a converter according to (1) above, which has a small amount of dust, characterized by having a structure that decreases at an angle of degrees.
【００１４】ここで、酸素供給管のスリット部長さと
は、ランス先端部に設けられた、同心の３〜１６角形の
多角形または同心円の断面を有する１条のスリット状の
酸素供給管の長さと定義する。なお、スリット部以外の
酸素供給管は、圧損の少ない通常の円形断面を有する管
であることが望ましい。Here, the length of the slit portion of the oxygen supply pipe means the length of a single slit-shaped oxygen supply pipe provided at the tip of the lance and having a concentric polygonal shape of 3 to 16 polygons or a concentric circle. Define. The oxygen supply pipes other than the slit portion are preferably pipes having an ordinary circular cross section with a small pressure loss.
【００１５】[0015]
【作用】図１は、本発明の実施態様を示したものであ
る。多孔ノズルにおいて、個々の噴出孔から出たガスの
流速を減衰させる方法についての本発明者らによる詳細
な実験検討によれば、下記の点が重要である。 １）遮蔽板で分離された個々のスリット状酸素供給管の
先端開口面の長辺（Ｂ）と短辺（ｈ）の比が大きい、い
わゆる細長い噴出孔とすること。これは、円形孔から出
たガスに比べて噴流断面の周長が長くなり、噴流外の気
体との相互作用を大きく受けるためであり、噴流がノズ
ルを出た直後に大きな減衰効果が得られる。この効果
は、Ｂ／ｈにして１０以上あれば得られる。また、Ｂ／
ｈが２２５よりも大きいものはランス冷却水の配管が困
難となり現実的ではない。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. According to the detailed experimental study by the present inventors on the method of attenuating the flow velocity of the gas emitted from each ejection hole in the multi-hole nozzle, the following points are important. 1) A so-called elongated ejection hole having a large ratio of the long side (B) to the short side (h) of the tip opening surface of each slit-shaped oxygen supply pipe separated by the shielding plate. This is because the circumferential length of the jet cross section is longer than that of the gas emitted from the circular hole, and it is greatly affected by the interaction with the gas outside the jet, and a large damping effect is obtained immediately after the jet leaves the nozzle. . This effect is obtained when B / h is 10 or more. Also, B /
If h is larger than 225, piping of lance cooling water becomes difficult, which is not realistic.
【００１６】２）細長い形状のノズルから出たガスは、
噴出された直後は大きく減衰するが、それ以後はノズル
先端からの距離の１／２乗でしか減衰しない特徴を有す
る。これに対して、円形ノズルから出たガスは噴出直後
の減衰は小さいが、それ以後はノズル先端からの距離の
１乗で減衰する。従って、噴出直後に大きく減衰すると
いう前記１）の特性を活かしつつ、その後の減衰を大き
くするためには、ノズルから出た後、噴流を細長い形状
から円形断面形状へと変換させる必要がある。この条件
は、ランス直径Ｒ（ｍｍ）とした場合の（Ｂ×ｈ）／Ｒ
を４以下とすることである。また、（Ｂ×ｈ）／Ｒが
０．４よりも小さい場合には、ノズルの加工精度を保つ
ことが困難となり現実的ではない。図２に、噴流特性の
調査結果を示すが、１）、２）の２つの条件を満たした
時に、噴流速度は最大の減衰を示している。2) The gas emitted from the elongated nozzle is
It has a characteristic that it is largely attenuated immediately after being ejected, but thereafter it is attenuated only at the 1/2 power of the distance from the nozzle tip. On the other hand, the gas emitted from the circular nozzle has small attenuation immediately after being ejected, but thereafter it attenuates at the first power of the distance from the nozzle tip. Therefore, it is necessary to convert the jet flow from the elongated shape to the circular cross-sectional shape after exiting from the nozzle in order to increase the subsequent attenuation while utilizing the characteristic of the above 1) that it greatly attenuates immediately after ejection. This condition is (B × h) / R when the lance diameter is R (mm)
Is 4 or less. When (B × h) / R is smaller than 0.4, it is difficult to maintain the machining accuracy of the nozzle, which is not realistic. FIG. 2 shows the results of investigation of the jet characteristics. The jet velocity shows the maximum damping when the two conditions 1) and 2) are satisfied.
【００１７】３）前記１）と２）の条件を満たすノズル
を複数個設けた多孔ノズルの場合、隣接するノズルから
出た噴流を合体させないことが重要であり、その条件の
１つは、隣接する２個のノズルの、互いに最も接近した
点と、ランス中心点とのなす角度ωを１０〜６０度とす
ることである。この角度が１０度よりも小さい場合に
は、長辺方向に広がった噴流同士が合体し、合体した以
降は減衰が起こりにくくなり、また６０度よりも大きい
と開口面積が小さくなってガス流量が充分に確保できな
くなる。また、４）で述べるように、個々のノズルとノ
ズルの間は、厚みの限定された遮蔽板で分離されるた
め、６０度よりも大きいと遮蔽板面積が大きくなり、遮
蔽板の受熱量が大きくなって溶損する傾向が大きくな
る。3) In the case of a multi-hole nozzle provided with a plurality of nozzles satisfying the above conditions 1) and 2), it is important not to combine jets from adjacent nozzles. One of the conditions is that The angle ω formed by the lance center point and the point of the two nozzles closest to each other is 10 to 60 degrees. If this angle is smaller than 10 degrees, the jets spread in the long-side direction are united with each other, and damping is less likely to occur after they are united. If it is larger than 60 degrees, the opening area is reduced and the gas flow rate is reduced. It becomes impossible to secure enough. Further, as described in 4), since the individual nozzles are separated from each other by a shield plate having a limited thickness, the shield plate area becomes large when the shield plate is larger than 60 degrees, and the heat receiving amount of the shield plate is increased. The tendency is to become larger and melt down.
【００１８】４）さらに、より完全に合体を防ぐために
は、噴出孔を前記１）、２）で規定した形状とする領域
は、ノズル出口部先端のみに限定する点である。つま
り、例えば先端部の外観は図１（ａ）と同一であって
も、図１（ａ）のＡ−Ａ′断面に相当する面や、Ｂ−
Ｂ′断面に相当する面が、各々、図３（ａ）、図４
（ａ）に示されるように、ガス供給管全体を前記１）、
２）で規定した断面形状とした場合には、ガス供給管内
でガスの流れが整流化され、出口直後で長辺方向へ大き
く広がる流れｇが生じ、この流れにより噴流が合体す
る。これに対して、図３（ｂ）、図４（ｂ）に示すよう
に、ガス供給管自体は単純な同心多角形、もしくは同心
円形の断面を有するスリット形状とし、その先端部に薄
い遮蔽板を設置し、ノズル先端のみを前記１）、２）で
規定した断面形状とした場合には、出口直前でガスの流
れが乱され、長辺方向からノズルの内側へ向かう流れｆ
が形成されるため、噴出直後に長辺方向にあまり広がら
ないという効果を有する。遮蔽板の厚みについては、酸
素供給スリット部長さＬに対して、０．３Ｌ以下である
必要があり、これよりも厚い場合には、出口直前での乱
流化効果が見られない。また、下限は、遮蔽板強度で決
まり、実質的には１ｍｍ以上であることが望ましい。4) Furthermore, in order to prevent the coalescence more completely, the region where the ejection hole has the shape defined in the above 1) and 2) is limited to only the tip of the nozzle outlet. That is, for example, even though the outer appearance of the tip portion is the same as that of FIG. 1A, a surface corresponding to the AA ′ cross section of FIG.
Surfaces corresponding to the B ′ cross section are shown in FIGS. 3 (a) and 4 respectively.
As shown in (a), the entire gas supply pipe is connected to the above 1),
In the case of the cross-sectional shape defined in 2), the flow of gas is rectified in the gas supply pipe, and a flow g that greatly spreads in the long side direction is generated immediately after the exit, and the jets are combined by this flow. On the other hand, as shown in FIGS. 3 (b) and 4 (b), the gas supply pipe itself has a slit shape having a simple concentric polygonal or concentric circular cross section, and a thin shielding plate is provided at the tip thereof. When the nozzle is installed and only the tip of the nozzle has the cross-sectional shape defined in the above 1) and 2), the gas flow is disturbed immediately before the outlet, and the flow f from the long side direction to the inside of the nozzle f
Since this is formed, it has an effect that it does not spread so much in the long side direction immediately after ejection. The thickness of the shielding plate needs to be 0.3 L or less with respect to the length L of the oxygen supply slit portion, and if it is thicker than this, the turbulent flow effect immediately before the exit cannot be seen. Further, the lower limit is determined by the strength of the shielding plate, and it is desirable that it is substantially 1 mm or more.
【００１９】５）同様に合体を防ぐためには、図４
（ｃ）に示すように、酸素供給管周方向の遮蔽板の幅Ｗ
が、前記酸素供給管のスリット部長さＬに対してランス
先端から０．０１Ｌ〜０．３Ｌまでの部分の幅（Ｗ1 ）
を、それ以外の部分での幅（Ｗ2）に対して１．５〜４
倍とすることも効果的である。これも、出口直前でガス
の流れが乱され、長辺方向からノズルの内側へ向かう流
れｆが形成されるため、噴出直後に長辺方向にあまり広
がらない効果を有するためである。また、こうすること
でＷ2 の部分を利用してランスの冷却水の配管が容易に
なるという長所が出る。ここで、Ｗ2 からＷ1 に広がる
部分が０．３Ｌよりも大きい場合には、出口直前での乱
流化効果が見られなくなり、０．０１Ｌよりも小さい場
合には、Ｗ1の幅を持つ部分の強度が低くランス寿命上
の問題が生じる。また、Ｗ1 とＷ2 の比（Ｗ1 ／Ｗ2 ）
を１．５よりも小さくすると出口直前での乱流化効果が
見られなくなり、４倍より大きくするとＷ2 が小さくな
り、Ｗ2 の部分を利用したランスの冷却水の配管が容易
になるという長所が失われる。5) Similarly, in order to prevent coalescence, FIG.
As shown in (c), the width W of the shielding plate in the circumferential direction of the oxygen supply pipe
But the width of the portion from the lance tip with respect to the slit portion length L of the oxygen supply tube to 0.01L~0.3L (W 1)
Is 1.5 to 4 with respect to the width (W 2 ) in other portions.
Doubling is also effective. This is also because the gas flow is disturbed immediately before the exit and a flow f from the long side direction toward the inside of the nozzle is formed, so that there is an effect that it does not spread so much in the long side direction immediately after ejection. Further, by doing so, there is an advantage that the cooling water for the lance can be easily piped by utilizing the W 2 portion. Here, when the portion extending from W 2 to W 1 is larger than 0.3 L, the turbulent effect immediately before the exit is not seen, and when it is smaller than 0.01 L, the width of W 1 is The strength of the holding part is low, which causes a problem on the lance life. Also, the ratio of W 1 and W 2 (W 1 / W 2 )
When the ratio is smaller than 1.5, the turbulent flow effect is not seen immediately before the exit, and when it is larger than 4 times, W 2 becomes small, and the cooling water piping for the lance using the W 2 part becomes easy. Loss of strength.
【００２０】６）合体を防ぐためには、さらに図４
（ｄ）に示すように、酸素供給管周方向の遮蔽板の幅
が、前記酸素供給管のスリット部長さＬに対してランス
先端から０．０１Ｌ〜０．３Ｌまでの部分について、ラ
ンス先端の平面に対してランス先端からランス内部に向
かって１０〜８０度の角度（θ）で減少する構造をとる
ことも効果的である。これは、スリットの中で、長辺方
向からノズルの内側へ向かう流れｆが形成されるため、
噴出直後に長辺方向にあまり広がらない効果を有するた
めである。ここで、この角度（θ）を８０度よりも大き
くするとノズルの内側へ向かう流れｆが形成されなくな
り、また１０度よりも小さいと先端の遮蔽板部分の強度
が低く、ランス寿命上の問題が生じる。また、減少部長
さが０．０１Ｌよりも小さい場合には、長辺方向からノ
ズルの内側へ向かう流れｆが十分に形成されず、０．３
Ｌよりも大きい場合には、出口直前での乱流化効果が見
られなくなる。6) To prevent coalescence, further refer to FIG.
As shown in (d), the width of the shielding plate in the circumferential direction of the oxygen supply pipe is 0.01L to 0.3L from the lance tip with respect to the slit portion length L of the oxygen supply pipe. It is also effective to adopt a structure in which the angle decreases from the tip of the lance toward the inside of the lance at an angle (θ) of 10 to 80 degrees. This is because the flow f from the long side direction to the inside of the nozzle is formed in the slit,
This is because it has an effect that it does not spread much in the long-side direction immediately after the ejection. Here, if the angle (θ) is larger than 80 degrees, the flow f toward the inside of the nozzle is not formed, and if it is smaller than 10 degrees, the strength of the shield plate portion at the tip is low, which causes a problem in the lance life. Occurs. When the length of the reduced portion is smaller than 0.01 L, the flow f from the long side direction toward the inside of the nozzle is not sufficiently formed, resulting in 0.3
When it is larger than L, the turbulent flow effect immediately before the exit cannot be seen.
【００２１】なお、ガス供給管の断面は同心多角形、ま
たは同心円で囲まれたスリットであり、同心多角形は３
〜１６角形の範囲である。これは、多角形としては２角
形は存在せず、また１６角形よりも角数を増した場合に
は加工が困難となるためである。遮蔽板の個数が２個よ
りも少ない場合には長辺長さＢが非常に大きくなり、ま
た１０個よりも多い場合にはＢが非常に小さくなるた
め、いずれにおいても、Ｂ／ｈとＢ×ｈが適正範囲に入
らず、効果は得られない。The cross section of the gas supply pipe is a concentric polygon or a slit surrounded by concentric circles, and the concentric polygon is 3
The range is from a hexagon. This is because a polygon does not have a digon, and if the number of angles is larger than that of a hexagon, machining becomes difficult. When the number of shield plates is less than two, the long side length B becomes very large, and when it is more than 10, B becomes very small. Therefore, in both cases, B / h and B Xh does not fall within the proper range, and no effect is obtained.
【００２２】また、本発明ではランス本体１とランス中
心点ａを含むランス先端部は遮蔽板３を介して固着され
ており、中心点ａはランス本体１に対して相対的に上下
方向に移動することはない。このため、従来技術にある
中心点ａを含むランス先端部を中子としてランス本体と
分割し、中子のみを上下に移動させる技術に伴った、複
雑な駆動機構を設ける必要がなく、簡単な構造でランス
が製作できるという大きな利点を有している。Further, in the present invention, the tip of the lance including the lance body 1 and the lance center point a is fixed via the shield plate 3, and the center point a moves vertically with respect to the lance body 1. There is nothing to do. Therefore, it is not necessary to provide a complicated drive mechanism according to the technique of dividing the lance tip portion including the center point a in the prior art into a lance body as a core and moving only the core up and down. The structure has the great advantage that the lance can be manufactured.
【００２３】このような、適正形状を有した状態で転炉
吹錬を実施すると、ダストやスプラッシュの大幅な低減
という冶金効果が得られる。これは、ダストの発生の原
因の１つであるノズルから出たガスが湯面に衝突する際
に、その運動エネルギーで溶鋼が飛散することに起因し
たもの（スプラッシュ系ダスト）の発生が、本発明によ
り極めてソフトブローが可能となったことで回避できた
ためである。また、このことで、いわゆるスプラッシュ
も低減できる。さらに、本発明を用いれば、通常の円形
多孔ノズルよりも、ランス高さを大幅に下げた状態でソ
フトブロー吹錬が可能となるため、２次燃焼率も耐火物
を損耗させるほどには増大せず、またランスが低い状態
で２次燃焼が起こるため着熱も良い。When the converter blowing is carried out in such a proper shape, the metallurgical effect of drastically reducing dust and splash can be obtained. This is due to the fact that when the gas emitted from the nozzle, which is one of the causes of dust generation, collides with the molten metal surface, the kinetic energy causes the molten steel to scatter (splash type dust). This is because the invention made it possible to avoid the soft blow. Also, this can reduce so-called splash. Further, when the present invention is used, soft blow blowing can be performed with the lance height significantly lower than that of a normal circular multi-hole nozzle, so that the secondary combustion rate also increases to the extent that the refractory is worn. No heat is generated, and the secondary combustion takes place when the lance is low, resulting in good heat deposition.
【００２４】[0024]
【実施例】実施例は８トン上底吹き転炉を用いた。底吹
きガスは酸素と羽口冷却用ガスの混合ガスを用い、上吹
きランスより酸素ガスを供給した。上吹きランスは、図
１の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示した形状を基
本とし、ノズル（開口部）の数、形状、間隔、遮蔽板厚
みを変化させた。酸素供給速度は２００〜３００（Ｎｍ
3 ／（Ｈｒ・ｔｏｎ））、ランス先端と浴面との距離は
１〜２．５ｍとし、炭素濃度が４．５％から０．１％ま
での吹錬中のダスト濃度を集塵水中のダスト量から測定
し、吹錬時間当たりの平均発生速度で評価した。なお、
いずれの場合もランス本体が遮蔽板を介してランス中心
点を含むランス先端部と固着されているランスを用い
た。EXAMPLES In the examples, an 8 ton top-bottom blowing converter was used. As the bottom blowing gas, a mixed gas of oxygen and a tuyere cooling gas was used, and oxygen gas was supplied from a top blowing lance. The upper blowing lance is based on the shape shown in (a), (b), (c), and (d) of FIG. 1, and the number, shape, interval, and shielding plate thickness of nozzles (openings) are changed. . The oxygen supply rate is 200 to 300 (Nm
3 / (Hr · ton)), the distance between the tip of the lance and the bath surface is 1 to 2.5 m, and the dust concentration during blowing when the carbon concentration is 4.5% to 0.1% in the dust collecting water. The amount of dust was measured, and the average generation rate per blowing time was evaluated. In addition,
In each case, the lance was used in which the lance body was fixed to the tip of the lance including the lance center point through the shield plate.
【００２５】試験番号１〜１０は本発明の実施例であ
り、いずれもダスト発生量が少ないことがわかる。これ
に対して、試験番号１１〜１５は比較例であるが、遮蔽
板の数、厚さ、角度、および開口部のＢ／ｈ、（Ｂ×
ｈ）／Ｒのいずれかが本発明の範囲を外れるとダスト発
生量が増加することがわかる。また、試験番号１と同一
開口面積を持つ、４個の直径１２ｍｍの円形ノズルを持
った多孔ランスを用いた場合のダスト発生量は２．５２
ｋｇ／（分・ｔｏｎ）であった。Test Nos. 1 to 10 are examples of the present invention, and it can be seen that the amount of dust generation is small in all cases. On the other hand, although test numbers 11 to 15 are comparative examples, the number of shield plates, thickness, angle, and B / h of the opening, (B ×
It can be seen that if either h) / R is out of the range of the present invention, the amount of dust generated increases. In addition, the amount of dust generated is 2.52 when using a porous lance having four circular nozzles with a diameter of 12 mm and having the same opening area as test number 1.
It was kg / (min · ton).
【００２６】[0026]
【表１】 [Table 1]
【００２７】一方、実施例２は実施例１の試験番号１の
条件（Ｂ＝１００ｍｍ、ｈ＝２ｍｍ、ω＝２５度、遮蔽
板個数＝４）で、図４（ｂ）の構造で遮蔽板厚さを変化
させたものであるが、試験番号１６、１７のように厚み
を適正にした方が試験番号１８よりもダスト低減効果が
大きいことがわかる。実施例３は実施例１の試験番号１
の条件で図４（ｃ）の構造で、ランス先端部の遮蔽板幅
Ｗ1 と、それ以外の部分での遮蔽板幅Ｗ2 の比と、Ｗ2
からのＷ1 へ拡大する位置を変化させたものであるが、
試験番号１９〜２２のように適正にした方が試験番号２
３、２４よりもダスト低減効果が大きいことがわかる。
実施例４は実施例１の試験番号１の条件で図４（ｄ）の
構造で、ランス先端部で遮蔽板幅を変化させる角度θと
変化させる部分の距離（Ｌｖ）を変えたものであるが、
試験番号２５〜２９のように適正にした方が試験番号３
０〜３３よりもダスト低減効果が大きいことがわかる。On the other hand, in the second embodiment, under the condition of the test number 1 of the first embodiment (B = 100 mm, h = 2 mm, ω = 25 degrees, the number of shield plates = 4), the shield plate has the structure of FIG. 4B. Although the thickness is changed, it can be seen that the dust reduction effect is larger when the thickness is made appropriate as in Test Nos. 16 and 17 than in Test No. 18. Example 3 is test number 1 of Example 1.
4 (c), the ratio of the width W 1 of the shield plate at the tip of the lance to the width W 2 of the shield plate at the other portions, and W 2
The position to expand from W to W 1 is changed,
Test number 2 is more appropriate as test numbers 19-22
It can be seen that the dust reduction effect is greater than that of Nos. 3 and 24.
Example 4 is the structure of FIG. 4D under the condition of test number 1 of Example 1, in which the angle θ for changing the width of the shield plate and the distance (Lv) for changing the width of the shielding plate at the tip of the lance are changed. But,
Test number 3 is more appropriate as test numbers 25-29
It can be seen that the dust reduction effect is greater than 0 to 33.
【００２８】[0028]
【表２】 [Table 2]
【００２９】[0029]
【表３】 [Table 3]
【００３０】[0030]
【表４】 [Table 4]
【００３１】[0031]
【発明の効果】本発明を用いることにより、上底吹き転
炉精錬時に発生するダストを大幅に低減させることが可
能となり、鉄歩留りの向上が成し遂げられた。Industrial Applicability By using the present invention, it is possible to significantly reduce the dust generated during the refining of the top-bottom blown converter and the improvement of the iron yield is achieved.
【図１】本発明に基づくランスノズルの例を示す図であ
り、（ａ）はスリット状酸素供給管の断面形状が同心６
角形の場合、（ｂ）は同心３角形の場合、（ｃ）は同心
１６角形の場合、（ｄ）は同心円の場合である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a lance nozzle according to the present invention, in which (a) is a sectional view of a slit-shaped oxygen supply pipe having a concentric shape.
In the case of a polygon, (b) is a concentric triangle, (c) is a concentric hexagon, and (d) is a concentric circle.
【図２】噴流速度に対するＢ／ｈ、（Ｂ×ｈ）／Ｒの関
係を示した実験結果を示す図であり、ｕo はノズル出口
での平均流速、ｕmax は浴面到達位置を相似した条件で
の噴流の最大流速を表す。FIG. 2 is a diagram showing experimental results showing the relationship between B / h and (B × h) / R with respect to jet velocity, where u o is the average flow velocity at the nozzle outlet, and u max is similar to the bath surface arrival position. It represents the maximum velocity of the jet under the specified conditions.
【図３】図１（ａ）と同一外観を持つノズルのＡ−Ａ′
断面を示す図である。FIG. 3 is a nozzle AA ′ having the same appearance as FIG.
It is a figure which shows a cross section.
【図４】図１（ａ）と同一外観を持つノズルのＢ−Ｂ′
断面を示す図である。FIG. 4 is a nozzle BB ′ having the same appearance as that of FIG.
It is a figure which shows a cross section.
１： ランス本体 ２： ガス噴出用開口部 ３： 遮蔽板 Ｂ： 遮蔽板で分離された個々の開口部の長辺長さ ｈ： 遮蔽板で分離された個々の開口部の短辺長さ ａ： ランス中心点 ω： 隣接する２個の開口部の互いに最も接近した開口
部周上の点とランス中心点とのなす角度 １１： ランス １２： 酸素供給スリット管 １３： 遮蔽板 Ｌ： 酸素供給スリット管長さ Ｗ1 ： ランス先端部の遮蔽板幅 Ｗ2 ： その他の部分での遮蔽板幅 θ： 遮蔽板幅を変化させる角度1: Lance body 2: Gas ejection opening 3: Shielding plate B: Long side length of each opening separated by the shielding plate h: Short side length of each opening separated by the shielding plate a : Lance center point ω: Angle formed by the lance center point and the point on the circumference of the two adjacent openings that are closest to each other 11: Lance 12: Oxygen supply slit tube 13: Shielding plate L: Oxygen supply slit Pipe length W 1 : Shield plate width at the tip of the lance W 2 : Shield plate width at other parts θ: Angle at which the shield plate width is changed
Claims (4)
転炉型精錬炉における上吹きランスにおいて、同心の３
〜１６角形の多角形または同心円の断面を有する１条の
スリット状の酸素供給管の先端開口面の一部に２〜１０
個の遮蔽板を配し、ランス本体とランス中心点を含むラ
ンス先端部は当該遮蔽板を介して固着されており、前記
遮蔽板で分離された個々の前記先端開口面の長辺長さＢ
（ｍｍ）と短辺長さｈ（ｍｍ）の比Ｂ／ｈが１０〜２２
５、ランス直径Ｒ（ｍｍ）とした場合の（Ｂ×ｈ）／Ｒ
が０．４〜４で、隣接する２個の前記先端開口面の、互
いに最も接近した周上の点と、ランス中心点とのなす角
度ωが１０〜６０度であることを特徴とするダスト発生
量が少ない転炉用上吹きランス。1. An upper blowing lance in an upper bottom blowing converter type refining furnace in which a steel bath is agitated by a gas, the concentric 3
~ 2 to 10 in a part of the front end opening surface of one slit-shaped oxygen supply pipe having a hexagonal polygonal or concentric cross section
Individual shield plates are arranged, and the lance body and the lance tip including the lance center point are fixed to each other via the shield plate, and the long side length B of each tip opening surface separated by the shield plate.
(Mm) to short side length h (mm) ratio B / h of 10 to 22
5. (B × h) / R when the lance diameter is R (mm)
Is 0.4 to 4 and the angle ω formed by the lance center point and the points of the two adjacent tip opening surfaces that are closest to each other is 10 to 60 degrees. Top-blowing lance for converters that produces a small amount.
部長さＬに対して、１ｍｍ〜０．３Ｌであることを特徴
とする請求項１記載のダスト発生量が少ない転炉用上吹
きランス。2. The upper part for a converter with a small dust generation amount according to claim 1, wherein the thickness of the shielding plate is 1 mm to 0.3 L with respect to the length L of the slit portion of the oxygen supply pipe. Blowing lance.
記酸素供給管のスリット部長さＬに対してランス先端か
ら０．０１Ｌ〜０．３Ｌまでの部分を、それ以外の部分
での幅に対して、１．５〜４倍とすることを特徴とする
請求項１記載のダスト発生量が少ない転炉用上吹きラン
ス。3. The width W of the shielding plate in the circumferential direction of the oxygen supply pipe is 0.01L to 0.3L from the lance tip with respect to the slit portion length L of the oxygen supply pipe, and is the other portion. 2. The upper blowing lance for a converter with a small dust generation amount according to claim 1, wherein the width is 1.5 to 4 times.
ｍ）が、前記酸素供給管のスリット部長さＬに対してラ
ンス先端から０．０１Ｌ〜０．３Ｌまでの部分につい
て、ランス先端の平面に対してランス先端からランス内
部に向かって１０〜８０度の角度で減少する構造をとる
ことを特徴とする請求項１記載のダスト発生量が少ない
転炉用上吹きランス。4. The width W (m of the shielding plate in the circumferential direction of the oxygen supply pipe
m) is 10 to 80 degrees from the lance tip toward the inside of the lance with respect to the plane of the lance tip for the portion from the lance tip to the slit portion length L of the oxygen supply pipe from 0.01L to 0.3L. 2. The upper blowing lance for a converter according to claim 1, wherein the upper blowing lance produces a small amount of dust.
Priority Applications (9)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012155225A1 (en) | 2011-05-17 | 2012-11-22 | Magnesita Refratários S/A | Lance for top injection in metallurgical vessels and method for the production of said lance |
-
1995
- 1995-03-27 JP JP6734695A patent/JPH08157928A/en not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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