JPH08260029A - 真空脱ガス槽内2次燃焼用上吹酸素ランス - Google Patents

真空脱ガス槽内2次燃焼用上吹酸素ランス

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JPH08260029A
JPH08260029A JP6400495A JP6400495A JPH08260029A JP H08260029 A JPH08260029 A JP H08260029A JP 6400495 A JP6400495 A JP 6400495A JP 6400495 A JP6400495 A JP 6400495A JP H08260029 A JPH08260029 A JP H08260029A
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JP
Japan
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diameter
oxygen lance
vacuum degassing
secondary combustion
blowing oxygen
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Withdrawn
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JP6400495A
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English (en)
Inventor
Tatsuo Kanai
達生 金井
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 真空脱ガス処理槽内の雰囲気圧力が変化して
も、ランスから噴出するO2ガス流速を一定とし、高い2
次燃焼率を得ることのできる技術を開発すること。 【構成】 上吹酸素ランスのラバールノズルのスロート
部の径を拡径、縮径自在とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶鋼の真空脱ガス槽内
におけるCOガスの2次燃焼用上吹酸素ランスに関し、雰
囲気圧力が760 〜1Torr程度まで変化する条件下におい
て、溶鋼から発生するCOガスを2次燃焼させる上吹酸素
ランスに関する。
【0002】
【従来の技術】溶鋼を真空下において脱ガス処理する方
法としては、例えば、特開平2−77518 号公報に開示さ
れている溶鋼の真空脱ガス・脱炭処理方法がある。この
方法では、CO2/(CO+CO2)または真空度が特定範囲の時期
に、真空脱ガス処理槽内の溶鋼の浴面上部から酸素ガス
を吹き込むことにより、溶鋼の脱炭反応を進行させ、且
つ脱ガス処理中に発生するCOガスを燃焼させて溶鋼温度
の降下を補償している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来法は、COガス
を燃焼させて溶鋼温度の降下量を低減させることを特徴
としてはいるが、2次燃焼率〔CO2/(CO+CO2)×100(%)
〕は70〜80%にとどまっている。
【0004】また、ノズルの角度や径(特にスロート
径)が一定である従来の上吹酸素ランスでは、真空脱ガ
ス槽内の真空度が上がる (雰囲気圧力: 100Torr→10To
rr) と排気系圧力が大きくなり、それに伴いランスから
のO2流速が小さくなってしまう。即ち、ガス流速は、雰
囲気圧力の変化によって変動してしまい一定の値を維持
することができない。特定真空度の時のみ大きなガス流
速となり、それ以外の真空度ではガス流速が減少して2
次燃焼率が低下することとなってしまう。
【0005】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解決し、真空脱ガス処理槽内の雰囲気圧力が変化して
も、ランスから噴出するO2ガス流速を一定とし、高い2
次燃焼率を得ることのできる技術を開発することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】ここに、本発明者はノズ
ル形状と流量、そして雰囲気圧力との関係を種々検討
し、以下の点に着目した。図1はラバールノズルタイプ
の上吹酸素ランスのスロート部の拡大部分略式断面図で
ある。
【0007】ラバールノズル1のスロート部2におい
て、矢印5の方向から供給される酸素流量Qはランス元
圧P1 とスロート径D1 によって下記(1) 式で求められ
る。 Q=0.80D1 20 ・・・・ (1) Q:酸素流量 (Nm3/min) D1 :ノズルのスロート径 (m) P0 :ランス元圧 (kg/m2)。
【0008】一方、拡径部3を経て矢印方向6に吹出さ
れる酸素流れのノズル出口4でのマッハ数M2 はランス
元圧P0 と出口圧力P2 によって決まり、下記(2) 式が
成り立つ。 P0 /P2 = (1+0.2 M2 2)3.5 ・・・ (2) P2 :ノズル出口圧力 (kg/m2) M2 :ノズル出口マッハ数。
【0009】(1) 、(2) 式より QP2 /(0.80 D1 2) = (1+0.2 M2 2)3.5 ・・・ (3) この式(3) から明らかなように、酸素流量Qとノズル出
口マッハ数M2 とが一定の時、ノズル出口圧力P2 はス
ロート径D1 の変化に伴って変わる。
【0010】従って、ラバールノズルを常に理想的な状
態で作用させ、ノズル出口マッハ数を常に一定に保つた
めには、P2 と真空脱ガス槽内の雰囲気圧力とが合致す
るように、雰囲気圧力の変動に合わせてD1 を設定すれ
ばよい。
【0011】図2に、O2流量:20Nm3/min 、雰囲気圧
力:10、20、50、100 、200Torr における、スロート部
2のスロート径とノズル出口4における酸素流れのマッ
ハ数の関係を示す。ノズル出口マッハ数を一定に保つた
めには、真空脱ガス槽内の雰囲気圧力の変化に伴い、ス
ロート径を変化させる必要があることが分かる。
【0012】かくして、本発明は、真空脱ガス槽内で生
成するCOガスを2次燃焼させるための、O2噴出用のラバ
ールノズルを有する上吹酸素ランスにおいて、前記ラバ
ールノズルのスロート部の径を拡縮自在に構成したこと
を特徴とする、真空脱ガス槽内2次燃焼用上吹酸素ラン
スである。
【0013】本発明の好適態様によれば、このようにス
ロート部の径を拡縮自在とするには、少なくとも上記ス
ロート部においてノズル内周壁に沿って挿入された、少
なくとも先端領域において外板と内板とが重なり合って
構成される内筒を備え、このスロート部をこれら内外板
の先端部から構成し、内外板の上下動によって該前記ス
ロート部の径を変更可能にするのである。
【0014】
【作用】本発明の真空脱ガス槽内2次燃焼用上吹酸素ラ
ンスでは、ラバールノズルのスロート部の径が拡縮自在
であることを特徴としている。スロート径が「拡縮自
在」ということは、図3に示すように、ノズル出口部4
の径wを変えずにスロート部2の径をD1→D1' 、D1' →
D1にできることである。ただし、出口部径wは一定であ
る。真空脱ガス槽内の真空度が高い時には、スロート部
2の径を拡張すればよい。
【0015】すなわち、本発明によれば前述の式(3) に
したがって、Q、M2 を一定とし、雰囲気圧力に応じて
スロート部2の径を変化させることで常に必要量の吹込
酸素量の確保を図るのである。
【0016】本発明におけるスロート部2の径の拡縮機
構としてはいくつかの形態のものが考えられ、真空脱ガ
ス槽内の真空度が脱ガス操業中は通常10←→200 Torrの
幅で変動するから、その間に所定量の酸素を確保するに
はスロート部の径D1 は10.4〜46.6mmまで変化する必要
があり、それを実現できるものであれば、特に制限はな
い。
【0017】図4は、本発明において用いる上吹き酸素
ランスの略式断面図である。図中、上吹き酸素ランス10
の全体は二重水冷管12から構成され、内側のノズル孔14
の長さ全体には、図示例では内筒16が挿入されている。
参照記号18は冷却水の入口を、同20は冷却水の出口をそ
れぞれ示す。参照記号22は後述するスロート部の径を変
更するための油圧シリンダである。
【0018】図5(a) ないし図5(f) は、本発明におい
て用いる径変更可能なスロート部の詳細図である。図5
(a) は内筒16を構成する内板24および外板26の先端部か
ら構成されるスロート部の一部破壊して示す概略斜視図
であり、図5(b) はAからの矢視図であり、同じく図5
(c) はBからの矢視図であり、図5(d) は内板24および
外板26の接続部30の略式断面図である。外板26と内板24
とは一部重なり合って、内筒の先端に接続されている。
内板24および外板26の先端は垂直に面取りされているた
め、図5(b) のA矢視の中央は円形に見え、同じく図5
(c) のB矢視は内板、外板の面が交互 (上下) に見え
る。内筒本体の接続も図5(d) に示すように、内筒16の
下部に外側・内側交互に接続されている。
【0019】ここで、内筒16を挿入するノズル孔内、特
にスロート部に相当する部分を例えば先細に絞っておけ
ば、その内壁にそって上下に押し出し、引出される内板
および外板の先端は、丁度カメラの絞りのように絞られ
あるいは拡張されることになる。
【0020】すなわち、図5(e) に示すように油圧ピス
トン32がランス10の壁を貫通して内筒14に接続されてお
り、内板24および外板26の上下動を制御する。内筒14と
油圧シリンダ22はアーム23で連結されており、ラビリン
ス構造の気密シールで内を通るガスをシールしている。
【0021】このときその内筒全体を下降させると、先
端は内筒に沿って下降するため、外板26と内板24とは重
ねり合い、先端の径は縮小する。また内筒を上昇させる
と逆に経は拡大する。従って図5(f) に示すように、最
大径(max) であるd1 から内筒24を降下させると、最小
径(min) であるd2 まで径は縮小し、その間の径も内筒
の上下で拡縮自在となる。
【0022】もちろん、前述のように内板および外板を
同時に上下に移動させてもよい。図5の例は1例であっ
て、内板および外板をらせん状に重なり合わせ、それら
の回転移動によって両者の先端から構成される径を変更
するようにしてもよい。
【0023】その他多くの変更例が考えられるが、それ
らはいずれも本発明の範囲内である。また、図示例では
内筒10ががラバールノズル内面の全域にわたって取り付
けられているが、これは少なくともスロート部1だけに
取り付けられておればよい。
【0024】上記のように、真空脱ガス処理槽内の雰囲
気圧力の変化に合わせてラバールノズルのスロート径を
変化させれば、O2ガスのノズル出口の流速を常に一定に
保つことができる。従って、溶鋼からのCO発生量が変化
してもO2ガスの流量を一定とすることができ、2次燃焼
率は常に95%以上を保つことができる。
【0025】
【実施例】本例では図5のスロート径調整機構を備えた
上吹酸素ランスを使い、O2流量:25 Nm3/min、O2元圧:
7kgf/cm2 として、雰囲気圧力に応じてスロート径を変
化させ、2次燃焼率を調査した。
【0026】雰囲気圧力の変化に伴うスロート径、ノズ
ル出口のガス流速および2次燃焼率は表1のようであっ
た。なお、出口流速は実測不可能であるため、計算値を
示す。
【0027】
【表1】
【0028】雰囲気圧力の低下に伴ってスロート径を大
きくすることにより、ノズル出口の流速を一定 (3.5)に
することができ、高い2次燃焼率とすることができる。
上記のように高い2次燃焼率 (即ち、脱ガス処理中に発
生するCOの燃焼効率が向上) となったことにより、2次
燃焼による溶鋼への着熱を5℃→10℃へと向上させるこ
とができた。
【0029】表2に、従来の上吹酸素ランスと本発明の
上吹酸素ランスとを用いた場合の、送酸処理開始時と10
分後における、温度、2次燃焼率および溶鋼分析の結果
を示す。なお、本例におけるスロート部の径の調整は、
図5のようにして行い、開始時は従来例と同じであった
が、その後、前述の式(3) にしたがって径制御を行っ
た。従来例ではスロート径が30.0mmに固定されたものを
使用した。
【0030】
【表2】
【0031】従来の上吹酸素ランスを用いた場合には温
度低下が大きく、2次燃焼率が低いが、本発明の上吹酸
素ランスを用いた場合には、温度低下を抑えることがで
き、2次燃焼率の向上も可能となった。
【0032】処理時間に対するノズル出口マッハ数、ス
ロート径、排ガス濃度、および雰囲気圧力の変化を図6
および図7に示す。図7は従来の上吹酸素ランスを用い
た場合、図7は本発明の上吹酸素ランスを用いた場合で
ある。表3に、2次燃焼率をまとめて示す。
【0033】
【表3】
【0034】スロート径を変えてノズル出口のO2流速を
一定とした本発明では、2次燃焼率が従来に比べて大幅
に上昇しており、それに伴い溶鋼への着熱量も増加する
ため、転炉出鋼温度の低減が図れた。
【0035】
【発明の効果】本発明は上記実施例からも明らかな如
く、真空脱ガス処理槽内の雰囲気圧力が変化しても出口
流速を一定に保つことが可能となり、2次燃焼率を95%
以上とすることができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】ラバールノズルタイプの上吹酸素ランスのスロ
ート部の拡大部分概略断面図である。
【図2】雰囲気圧力を変えた場合の、スロート径とノズ
ル出口マッハ数の関係を示すグラフである。
【図3】本発明によるスロート部分の拡縮変化の説明図
である。
【図4】本発明の上吹酸素ランスの概略縦断面図であ
る。
【図5】図5(a) は、内筒の先端部の一部破壊して示す
略式斜視図、図5(b) はA矢視図、図5(c) はB矢視
図、図5(d) は内板と外板の接続部の概略説明図、図5
(e) は油圧シリンダ部の拡大説明図、そして図5(f) は
スロート部の径の変更の様子の概略説明図である。
【図6】本発明の上吹酸素ランスを用いた場合におけ
る、処理時間に対するノズル出口マッハ数、スロート
径、排ガス濃度、および雰囲気圧力の変化を示すグラフ
である。
【図7】従来の上吹酸素ランスを用いた場合における、
処理時間に対するノズル出口マッハ数、スロート径、排
ガス濃度、および雰囲気圧力の変化を示すグラフであ
る。
【符号の説明】
10・・・上吹酸素ランス 12 ・・・二重水冷管 14・・・内筒 16 ・・・内筒 18・・・冷却水 20 ・・・冷却水出口 22・・・油圧シリンダ 23 ・・・アーム 24・・・内板 26 ・・・外板 30・・・接続部 32 ・・・油圧ピストン

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 真空脱ガス槽内で生成するCOガスを2次
    燃焼させるための、O2噴出用のラバールノズルを有する
    上吹酸素ランスにおいて、前記ラバールノズルのスロー
    ト部の径を拡縮自在に構成したことを特徴とする、真空
    脱ガス槽内2次燃焼用上吹酸素ランス。
  2. 【請求項2】 少なくとも上記スロート部においてノズ
    ル内周壁に沿って挿入された、少なくとも先端領域にお
    いて外板と内板とが重なり合って構成される内筒を備
    え、前記スロート部をこれら内外板の先端部から構成
    し、該内外板の上下動によって該前記スロート部の径を
    変更可能に構成したことを特徴とする、請求項1記載の
    脱ガス槽内2次燃焼用上吹酸素ランス。
JP6400495A 1995-03-23 1995-03-23 真空脱ガス槽内2次燃焼用上吹酸素ランス Withdrawn JPH08260029A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000012768A1 (fr) * 1998-08-26 2000-03-09 Nippon Steel Corporation Procede simple d'affinage en coulee continue
KR101008115B1 (ko) * 2003-07-28 2011-01-13 주식회사 포스코 다기능 산소취입토치를 갖는 진공탈가스장치
JP2017075399A (ja) * 2015-10-15 2017-04-20 Jfeスチール株式会社 上吹きランス、真空脱ガス装置および真空脱ガス処理方法
WO2019123873A1 (ja) 2017-12-22 2019-06-27 Jfeスチール株式会社 溶鉄の送酸精錬方法及び上吹きランス

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000012768A1 (fr) * 1998-08-26 2000-03-09 Nippon Steel Corporation Procede simple d'affinage en coulee continue
CN1090241C (zh) * 1998-08-26 2002-09-04 新日本制铁株式会社 简易钢包精炼方法
KR101008115B1 (ko) * 2003-07-28 2011-01-13 주식회사 포스코 다기능 산소취입토치를 갖는 진공탈가스장치
JP2017075399A (ja) * 2015-10-15 2017-04-20 Jfeスチール株式会社 上吹きランス、真空脱ガス装置および真空脱ガス処理方法
WO2019123873A1 (ja) 2017-12-22 2019-06-27 Jfeスチール株式会社 溶鉄の送酸精錬方法及び上吹きランス
KR20200084353A (ko) 2017-12-22 2020-07-10 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 용철의 송산 정련 방법 및 상취 랜스
US11293069B2 (en) 2017-12-22 2022-04-05 Jfe Steel Corporation Method for oxygen-blowing refining of molten iron and top-blowing lance

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