JPH08199220A - 上底吹き転炉吹錬方法ならびにそれに用いる上吹きランス - Google Patents

上底吹き転炉吹錬方法ならびにそれに用いる上吹きランス

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JPH08199220A
JPH08199220A JP3303495A JP3303495A JPH08199220A JP H08199220 A JPH08199220 A JP H08199220A JP 3303495 A JP3303495 A JP 3303495A JP 3303495 A JP3303495 A JP 3303495A JP H08199220 A JPH08199220 A JP H08199220A
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JP
Japan
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blowing
oxygen
liquid
gas
converter
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JP3303495A
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English (en)
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Yoshihide Kato
嘉英 加藤
Osamu Kirihara
理 桐原
Takeshi Suzuki
健史 鈴木
Kenichi Tanmachi
健一 反町
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C2250/00Specific additives; Means for adding material different from burners or lances
    • C21C2250/04Liquid gas
    • C21C2250/042Liquid oxygen

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  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 上底吹き吹錬時にダストの発生を最小限にお
さえて、効果的な溶錬の高速吹錬が達成できる吹錬方法
ならびにそれに用いる上吹きランスを提案する。 【構成】 上底吹き転炉吹錬の少なくとも一時期に、上
吹きランスから、気体酸素と液体酸素と予め混合させて
おいた混合物を鋼浴表面に吹きつけて、上底吹き転炉吹
錬し、この上底吹き転炉吹錬で用いる上吹きランス1に
おいて、液体酸素を送給する液酸通路2と、気体酸素を
送給する気酸通路3とを具え、この液酸通路1ならびに
気酸通路3の先端に、液体酸素6と気体酸素5を混合し
て気液混合酸素を形成する気液混合ゾ−ン4が設けら
れ、この気液混合ゾ−ンの先端に、気液混合酸素を噴出
して鋼浴上に吹付けるノズルを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は上底吹き転炉吹錬方法な
らびにそれに用いる上吹きランスに係り、詳しくは、上
吹き吹錬時のダストの発生を最小限におさえて、効果的
な溶錬の高速吹錬が達成できる吹錬方法ならびにそれに
用いる上吹きランスに係る。
【0002】
【従来の技術】上吹転炉吹錬もしくは上底吹き転炉吹錬
においては、通常の吹錬時間(送酸時間)が15分程度
内外、ちなみに10〜20分である。単位溶鋼量あたり
の酸素流量は溶鋼トン当り2.5〜3.5Nm3/mi
n・tsteelとなっている。
【0003】一方、転炉吹錬の前後工程、すなわち、溶
銑予備処理や、二次精錬、連続鋳造プロセスとの整合性
や、より効率的で高生産性の転炉プロセスの確立などか
ら転炉での高速吹錬が望まれている。
【0004】高速吹錬のためには送酸速度を増加させ、
気体酸素流に高エネルギ−を付与するのが好ましい。
【0005】このように送酸速度を増加させると、鋼浴
の激しい撹拌や、それにもとずく急速な反応が達成でき
るが、一方において、気体酸素の線速度が増加した気体
酸素流が鋼浴面に激しく衝突し、これによって、ダスト
の発生量の増大をきたす。
【0006】ダスト量の発生の抑制には、上吹ランスの
孔の数を増加するか、孔の総断面積を増加することが考
えられる。
【0007】しかし、上吹きランスの孔の数の増加や、
孔の総断面の増加には、後に示す通り、自から限度があ
って、それほど増加させることができない。
【0008】一方、特開昭59−6311号公報におい
ては、液体酸素を単独でまたは気体酸素とともに吹き込
んで転炉吹錬する方法が開示されている。この技術は、
気体酸素の一部若しくは全部を液体酸素で置換して用い
る方法であって、酸素の使用によって鋼浴内の撹拌を助
長するところに本質がある。しかし、この方法も、通常
の上底吹き転炉吹錬における一部の底吹きガス撹拌の代
替に過ぎない。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記欠点の解
決を目的とし、具体的には、高速吹錬下で、ダストの発
生を最小限におさえて上底吹き転炉吹錬する方法ならび
にそれの上吹きランスを提案する。
【0010】すなわち、前記のように、ダスト発生の抑
制には、上吹きランスの孔の数の増加や総断面積の増加
が有効であるが、これには限度がある。あまりに増しす
ぎると、気体酸素流の線速度の減少で、上吹きランス内
にスプラッシュで飛んできた粒鉄が入りこみランスの焼
損を招く。
【0011】また、上吹きランスの先端部のみを太く構
成すると、太くした先端部に集中的にスプラッシュの粒
鉄が固着し操業に支障をきたす。
【0012】また、上記の特開昭59−6311号公報
において、気体酸素の一部の代替としての液体酸素と気
体酸素とは別個に噴射されるため、気体酸素中への液体
酸素の均一な分散が不十分で、必ずしも高速吹錬が達成
できない。
【0013】本発明はこのような問題点を解決した上吹
き転炉による高速吹錬法ならびにそれに用いる上吹きラ
ンスを提供するものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明に係る
上底吹き転炉吹錬方法は、上吹きランスを用いて上底吹
き転炉吹錬する際に、この吹錬の少なくとも一時期に、
当該上吹きランスから、気体酸素と液体酸素と予め混合
させておいた混合物を鋼浴表面に吹きつけることを特徴
とする。
【0015】この上底吹き転炉吹錬で用いる上吹きラン
スは、上底吹き転炉吹錬で用いる上吹きランスにおい
て、液体酸素を送給する液酸通路と、気体酸素を送給す
る気酸通路とを具え、この液酸通路ならびに気酸通路の
先端に、液体酸素と気体酸素を混合して気液混合酸素を
形成する気液混合ゾ−ンが設けられ、この気液混合ゾ−
ンの先端に、気液混合酸素を噴出して鋼浴上に吹付ける
ノズルを設けて成ることを特徴とする。
【0016】そこで、これら手段たる構成ならびにその
作用について、図面によって更に具体的に説明すると、
次の通りである。
【0017】なお、図1は本発明方法を実施する際に使
用する上吹きランスの一例の一部の縦断面図である。
【0018】図2は気体酸素による吹錬と混合物による
吹錬とを対比して、吹錬時のダスト発生量との関係を示
すグラフである。
【0019】まず、図1に示す上吹きランスを用いて、
混合物を鋼浴面上に吹付けて、上底吹き転炉吹錬する。
【0020】この混合物は、予め、気体酸素と液体酸素
との混合物であって、混合物では、液体酸素が気体酸素
の中で均一に分散されている。
【0021】この混合物を吹付けると、その中には液体
酸素が含まれていることもあって、均一に分散されてい
る混合物の鋼浴中への侵入深さは深い。このため、混合
物は、液体酸素のように、鋼浴中の深いところで瞬間的
に膨脹して、溶鋼の撹拌効果が高められ、鋼浴反応が高
速かつ迅速に進行する。
【0022】また、吹付けのときに、混合物である故
に、液体酸素を混合させて、送酸量を増加させても、ち
なみに、図2に示すように、ダストの発生は抑制され、
高速吹錬が達成できる。
【0023】更に詳しく説明すると、本発明では酸素源
を鋼浴表面に吹きつけるに際して、予め、気体酸素に液
体酸素を配合した混合気を形成し、上吹きランスから気
体酸素中に液体酸素を均一分散させた状態で吹付け、鋼
浴表面に形成される火点の温度を低下させ、このように
して、ダスト発生量を抑制する。
【0024】すなわち、気体酸素のみでは運動エネルギ
−が増加してダスト発生量が増加する。これに対し、本
発明では、上記のように、火点温度が液体酸素の蒸発潜
熱および顕熱で低下する。
【0025】また、小液滴が鋼浴内に侵入するので爆発
的な反応による溶銑の飛散、すなわちスプラッシュ増に
ならない。
【0026】さらに、本発明では、予め形成される混合
物においては、気体酸素中で液体酸素が均一に分散され
ているためにスプラッシュが増大されることがなく、こ
のところが重要な一つの特徴である。
【0027】例えば、従来例のように、上吹きランスの
小孔から液体酸素のみや液体酸素を別個に噴射した場合
には、液酸に起因する火点内での火点断面積に対する酸
素流量が気体酸素吹付けのときに比べて10〜100倍
程度大きくなる。このため、スプラッシュの増大となっ
てしまう。
【0028】また、予め生成される混合物は上吹きラン
ス内で形成し、この混合物を吹付けるのが好ましく、上
吹きランスは図1に示す通り構成することができる。
【0029】図1において、符号1は上吹きランスを一
般的に示し、その中心に例えば耐熱性パイプから成る液
酸通路2が設けられ、通路2の先端は絞ってノズル21
が設けられている。液酸通路2は必ずしも上吹きランス
1の中心に設けなくとも、上吹きランス1の外側に設け
ることもできる。
【0030】液酸通路2のノズル21の先端には、気液
混合ゾ−ン4を形成する。ゾ−ン4は気酸通路3と連続
させて構成する。このため、気酸通路3を経て送られる
気体酸素5がゾ−ン4の中に一時的に滞留し、滞留する
気体酸素5中に、液酸通路2からノズル21を経て送ら
れる液体酸素6が噴射される。その噴霧エネルギ−によ
って液体酸素6は微細に引き裂かれ、小液滴61にな
る。
【0031】このように液体酸素が均一に小液滴となっ
た混合物は、気液混合ゾ−ン4の先端に設けられたラン
ス噴射ノズル7から鋼浴表面に吹付けられる。なお、噴
射ノズル7は先端に向って拡がり、混合物が拡がって吹
付けられる。
【0032】この構成のランスにおいて、周囲には冷却
水通路8を設けて気酸通路3ならびに気液混合ゾ−ン4
を包囲する。冷却水通路8の中に冷却水9を循環させ
る。
【0033】また、上記例では一つのランス噴射ノズル
7を設けているが、これを2つ以上設けてダストの発生
量を更に抑制することもできる。
【0034】
【実施例】300t上底吹き転炉を用いて、普通鋼の吹
錬を行なった。
【0035】上吹きランス1は、図1に示す通りの構造
のもので、絞り部の噴射ノズル7(径28〜52φ)は
4つ形成されている。
【0036】また、各噴射ノズル7は垂直に対して12
°の拡がり角を持っている。
【0037】底吹き羽口は6本で2重管羽口から、気体
酸素をO2流量70Nm3/分を底吹きガスとして鋼浴に
吹き込んだ。
【0038】上吹きランス1への気体酸素の流量は30
0〜1200Nm3/分であり、液体酸素の流量は0〜
500Nm3/分とした。
【0039】ランス高さは静止浴面に対して2.5〜
3.0mに保持した。
【0040】以上の通りに吹錬を行なったときに、混合
物と気体酸素単味の場合や、混合物中の気体酸素に対し
て液体酸素の割合を変化させた場合などについて、ダス
ト発生量との関係を求めたところ、図2に示す通りであ
った。
【0041】図2において、気体酸素のみでは、その流
量の増加とともにダスト発生量が増加する。(図2の
(イ)参照)。
【0042】これに対して、液体酸素を付加して混合物
を予め形成すると(図2の(ロ)ならびに(ハ)参
照)、全酸素流量が増すにもかかわらず、気酸単独に比
べて同等か若干低下する。
【0043】吹止時の冶金特性も気酸単独時と全く変わ
らなかった。
【0044】このように本発明を用いれば、ダスト発生
量の増大を伴わない高速吹錬が可能となる。
【0045】なお、液体酸素の付加を全吹錬期間中にわ
たることなく、一時期であっても、十分な効果が得られ
た。
【0046】
【発明の効果】以上詳しく説明した通り、本発明は、上
底吹き転炉吹錬において、予め、液体酸素が均一に分散
した混合物を鋼浴表面に吹付けて吹錬するものである。
【0047】したがって、本発明によると、転炉吹錬時
にダスト発生の増大を伴うことなく高速度で送酸がで
き、製鋼プロセスでの前後工程などとの整合が円滑にな
り、高生産性が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法を実施する際に使用する上吹きラン
スの一例の一部の縦断面図である。
【図2】気体酸素による吹錬と混合物による吹錬とを対
比して、吹錬時のダスト発生量との関係を示すグラフで
ある。
【符号の説明】
1 上吹きランス 2 液酸通路 3 気酸通路 4 気酸混合ゾ−ン 8 冷却水通路 9 冷却水 21 ノズル 61 液滴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 健史 岡山県倉敷市水島川崎通1丁目(番地な し) 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 反町 健一 岡山県倉敷市水島川崎通1丁目(番地な し) 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上吹きランスを用いて上底吹き転炉吹錬
    する際に、この吹錬の少なくとも一時期に、当該上吹き
    ランスから、気体酸素と液体酸素と予め混合させておい
    た混合物を鋼浴表面に吹きつけることを特徴とする上底
    吹き転炉吹錬方法。
  2. 【請求項2】 前記上吹きランス内で、気体酸素と液体
    酸素とを予め混合して前記混合物を生成させることを特
    徴とする請求項1記載の上底吹き転炉吹錬方法。
  3. 【請求項3】 上底吹き転炉吹錬で用いる上吹きランス
    において、液体酸素を送給する液酸通路と、気体酸素を
    送給する気酸通路とを具え、この液酸通路ならびに前記
    気酸通路の先端に、液体酸素と気体酸素を混合して気液
    混合酸素を形成する気液混合ゾ−ンが設けられ、この気
    液混合ゾ−ンの先端に、気液混合酸素を噴出して鋼浴上
    に吹付けるノズルを設けて成ることを特徴とする上底吹
    き転炉吹錬で用いる上吹きランス。
  4. 【請求項4】 前記液酸通路を中心として、その周囲に
    前記気酸通路を配置して成ることを特徴とする請求項3
    記載の上底吹き転炉吹錬で用いる上吹きランス。
  5. 【請求項5】 前記気酸通路をリング状に構成する一
    方、前記気酸通路の周囲のほか前記ノズルの周囲を、冷
    却水が循環する冷却水通路で包囲することを特徴とする
    請求項2または3記載の上底吹き転炉吹錬で用いる上吹
    きランス。
JP3303495A 1995-01-30 1995-01-30 上底吹き転炉吹錬方法ならびにそれに用いる上吹きランス Pending JPH08199220A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004104231A2 (de) 2003-05-23 2004-12-02 Messer Griesheim Gmbh Verfahren und vorrichtung zum behandeln von metallschmelzen mit einem frischmittel aus sauerstoff
JP2015094003A (ja) * 2013-11-12 2015-05-18 Jfeスチール株式会社 真空脱ガス設備における溶鋼の脱炭精錬方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004104231A2 (de) 2003-05-23 2004-12-02 Messer Griesheim Gmbh Verfahren und vorrichtung zum behandeln von metallschmelzen mit einem frischmittel aus sauerstoff
WO2004104231A3 (de) * 2003-05-23 2005-03-03 Messer Griesheim Gmbh Verfahren und vorrichtung zum behandeln von metallschmelzen mit einem frischmittel aus sauerstoff
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