JPH0941018A - 含クロム溶鋼の脱炭精錬方法及び精錬ガス用上吹ランス - Google Patents
含クロム溶鋼の脱炭精錬方法及び精錬ガス用上吹ランスInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、ダストの発生及びＣｒ酸化ロスを抑
制すると共に、高生産性も維持できるＣｒ溶鋼の脱炭精
錬方法及びこの方法の実施に利用できる上吹ランスを提
供することを目的としている。 【解決手段】先端部にガス吹出孔を複数個有する上吹ラ
ンスを備えた精錬炉で酸素ガスを溶湯に吹付け脱炭して
含Ｃｒ溶鋼を製造するに際し、上記ガス吹出孔をランス
軸心又はその近傍に設ける副孔とランス周辺寄りに設け
る複数個の主孔に分け、溶湯中の［Ｃ］濃度が１ｗｔ％
以上の時期に、上記副孔からの送酸量より複数個の主孔
からの送酸量を大にして吹錬することを特徴とする含Ｃ
ｒ溶鋼の脱炭精錬方法である。
制すると共に、高生産性も維持できるＣｒ溶鋼の脱炭精
錬方法及びこの方法の実施に利用できる上吹ランスを提
供することを目的としている。 【解決手段】先端部にガス吹出孔を複数個有する上吹ラ
ンスを備えた精錬炉で酸素ガスを溶湯に吹付け脱炭して
含Ｃｒ溶鋼を製造するに際し、上記ガス吹出孔をランス
軸心又はその近傍に設ける副孔とランス周辺寄りに設け
る複数個の主孔に分け、溶湯中の［Ｃ］濃度が１ｗｔ％
以上の時期に、上記副孔からの送酸量より複数個の主孔
からの送酸量を大にして吹錬することを特徴とする含Ｃ
ｒ溶鋼の脱炭精錬方法である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、含Ｃｒ溶鋼の脱炭精錬
方法及びそれに使用する精錬ガス用上吹ランスに関し、
詳しくは、Ｃｒを含む溶銑に酸素を高速度で吹付け脱炭
するに際し、ダストの発生及びＣｒ酸化ロスを抑制しつ
つ、高生産性を維持できる精錬技術に係わる。
方法及びそれに使用する精錬ガス用上吹ランスに関し、
詳しくは、Ｃｒを含む溶銑に酸素を高速度で吹付け脱炭
するに際し、ダストの発生及びＣｒ酸化ロスを抑制しつ
つ、高生産性を維持できる精錬技術に係わる。
【０００２】
【従来の技術】ステンレス溶鋼等、含Ｃｒ溶鋼の生産性
を向上させるには、ＡＯＤ炉等の精錬炉においていかに
脱炭精錬時間を短縮するかが最大の課題となる。そし
て、この脱炭精錬時間を短縮するには、上記精錬炉にお
いて送酸速度を増大させて溶鋼からの脱炭量を増大させ
ることが有効と考えられていた。そこで、ＡＯＤ炉より
も送酸速度の大きい転炉（上吹及び上底吹転炉）を用い
て脱炭精錬を行ったり、あるいはＡＯＤ炉に上吹ランス
を取付けて送酸量を増大させ、脱炭精錬時間を短縮する
試みが、従来より実施されてきた。
を向上させるには、ＡＯＤ炉等の精錬炉においていかに
脱炭精錬時間を短縮するかが最大の課題となる。そし
て、この脱炭精錬時間を短縮するには、上記精錬炉にお
いて送酸速度を増大させて溶鋼からの脱炭量を増大させ
ることが有効と考えられていた。そこで、ＡＯＤ炉より
も送酸速度の大きい転炉（上吹及び上底吹転炉）を用い
て脱炭精錬を行ったり、あるいはＡＯＤ炉に上吹ランス
を取付けて送酸量を増大させ、脱炭精錬時間を短縮する
試みが、従来より実施されてきた。
【０００３】一方、送酸速度を増大させると、ダストの
発生及びＣｒ酸化ロスも増大するという別の問題があっ
た。何故ならば、吹錬初期においては、溶鋼［Ｃ］濃度
が高いため、より大きな送酸速度で吹錬する必要があ
り、結果的にダストが大量に飛散し、また、もともと溶
銑温度が低い上に、転炉ではスクラップも使用するの
で、Ｃｒの酸化に好都合となるからである。
発生及びＣｒ酸化ロスも増大するという別の問題があっ
た。何故ならば、吹錬初期においては、溶鋼［Ｃ］濃度
が高いため、より大きな送酸速度で吹錬する必要があ
り、結果的にダストが大量に飛散し、また、もともと溶
銑温度が低い上に、転炉ではスクラップも使用するの
で、Ｃｒの酸化に好都合となるからである。
【０００４】例えば、クロム酸化ロスを低減することに
着眼した精錬方法として、特公平２−４３８０３号公報
は、上吹溶融金属容器での製鋼法であって、ランスより
浴の表面上又は表面下に精錬ガスを上吹きし、この場
合、該精錬ガスは浴中の［Ｃ］濃度が１％以上のとき
は、実質的に酸素であり、１％以下である時は酸素と不
活性ガスとの混合ガスであり、前記上吹中、鋼浴表面下
に不活性ガスを低流量で導入し、且つ酸素対不活性ガス
の比を浴中の［Ｃ］濃度変化に応じて変更する精錬方法
を開示している。しかしながら、この方法における上吹
ランスは、上記ガスの特定流量及び溶融金属浴への浸透
に対して設計された一般的なランスで、脱炭を主体に使
用されるものである。また、この方法は、溶鋼中［Ｃ］
濃度が１％以下の時は、混合ガスの効果によりクロム酸
化ロスは低減するが、溶鋼［Ｃ］濃度が１％以上の時
は、混合ガスの効果がなく、クロム酸化ロスを低減する
ことはできなかった。さらに、溶鋼［Ｃ］濃度が１％以
上の期間に送酸速度を増大すると、かえってクロム酸化
ロスが増大するという問題があった。
着眼した精錬方法として、特公平２−４３８０３号公報
は、上吹溶融金属容器での製鋼法であって、ランスより
浴の表面上又は表面下に精錬ガスを上吹きし、この場
合、該精錬ガスは浴中の［Ｃ］濃度が１％以上のとき
は、実質的に酸素であり、１％以下である時は酸素と不
活性ガスとの混合ガスであり、前記上吹中、鋼浴表面下
に不活性ガスを低流量で導入し、且つ酸素対不活性ガス
の比を浴中の［Ｃ］濃度変化に応じて変更する精錬方法
を開示している。しかしながら、この方法における上吹
ランスは、上記ガスの特定流量及び溶融金属浴への浸透
に対して設計された一般的なランスで、脱炭を主体に使
用されるものである。また、この方法は、溶鋼中［Ｃ］
濃度が１％以下の時は、混合ガスの効果によりクロム酸
化ロスは低減するが、溶鋼［Ｃ］濃度が１％以上の時
は、混合ガスの効果がなく、クロム酸化ロスを低減する
ことはできなかった。さらに、溶鋼［Ｃ］濃度が１％以
上の期間に送酸速度を増大すると、かえってクロム酸化
ロスが増大するという問題があった。
【０００５】また、特公昭５９−２１３６７号公報は、
「鋼浴表面から発生するＣＯガスを完全に燃焼し、ＣＯ
2 にするため、純酸素又は酸素含有ガスを鋼浴表面に吹
込む」技術を提案した。ところが、この方法における上
吹酸素ガスは、主としてＣＯガスの燃焼に用いられるた
め、上吹送酸速度は、底吹送酸速度の０．２倍相当と小
さく、上吹酸素使用量の上限も１．２倍程度であるの
で、Ｃｒの酸化ロス抑制には有利であった反面、送酸速
度を増加させて生産性を向上させることに対しては不利
であった。
「鋼浴表面から発生するＣＯガスを完全に燃焼し、ＣＯ
2 にするため、純酸素又は酸素含有ガスを鋼浴表面に吹
込む」技術を提案した。ところが、この方法における上
吹酸素ガスは、主としてＣＯガスの燃焼に用いられるた
め、上吹送酸速度は、底吹送酸速度の０．２倍相当と小
さく、上吹酸素使用量の上限も１．２倍程度であるの
で、Ｃｒの酸化ロス抑制には有利であった反面、送酸速
度を増加させて生産性を向上させることに対しては不利
であった。
【０００６】そこで、本発明者は、鋭意研究を行い、高
送酸速度を必要とする含Ｃｒ溶銑の吹錬初期の脱炭期
に、ガス吹出し孔の位置を適正化させた脱炭と二次燃焼
を兼ね備えた上吹ランスを用いることで、溶鋼温度を上
昇させつつ脱炭すれば、上記問題の解決が可能であると
判断した。そして、従来から製鋼過程で使用されている
ランスの構造を調査した。
送酸速度を必要とする含Ｃｒ溶銑の吹錬初期の脱炭期
に、ガス吹出し孔の位置を適正化させた脱炭と二次燃焼
を兼ね備えた上吹ランスを用いることで、溶鋼温度を上
昇させつつ脱炭すれば、上記問題の解決が可能であると
判断した。そして、従来から製鋼過程で使用されている
ランスの構造を調査した。
【０００７】その結果、脱炭と同時にＣＯガスを燃焼さ
せる上吹ランスとしては、実公平５−１２２７１号公報
に記載のものがあった。この上吹ランスは、脱炭を主目
的とした主孔の周囲に二次燃焼を目的としたストレート
形状の複数個の副孔を有する構造である。しかしなが
ら、このランスは、副孔が主孔を中心にして外側に囲む
ように配置してあるため、主孔の傾角（主孔中心軸とラ
ンス中心軸のなす角度）を小さくせざるを得ず、その結
果溶鋼へ吹付ける酸素ジェットの衝突速度が大きくな
り、ダストの発生が増大し、また、２次燃焼した熱が炉
体の側壁れんがに着熱しやすく、炉体煉瓦の損傷が大き
くなり、炉寿命まで短くするという問題が生じた。
せる上吹ランスとしては、実公平５−１２２７１号公報
に記載のものがあった。この上吹ランスは、脱炭を主目
的とした主孔の周囲に二次燃焼を目的としたストレート
形状の複数個の副孔を有する構造である。しかしなが
ら、このランスは、副孔が主孔を中心にして外側に囲む
ように配置してあるため、主孔の傾角（主孔中心軸とラ
ンス中心軸のなす角度）を小さくせざるを得ず、その結
果溶鋼へ吹付ける酸素ジェットの衝突速度が大きくな
り、ダストの発生が増大し、また、２次燃焼した熱が炉
体の側壁れんがに着熱しやすく、炉体煉瓦の損傷が大き
くなり、炉寿命まで短くするという問題が生じた。
【０００８】また、特開平１−１３２７１４号公報は、
複数の孔を有するランスを用いて送酸し、ステンレス鋼
を精錬する方法を開示している。しかしながら、この精
錬方法では、酸素ガスと非酸化性ガスを浴面に同時に吹
付けるため、送酸速度の上昇による脱炭の促進と、ＣＯ
ガスを燃焼させて溶鋼温度を上昇させることによるＣｒ
酸化ロスの抑制とを同時に達成することは不可能であっ
た。
複数の孔を有するランスを用いて送酸し、ステンレス鋼
を精錬する方法を開示している。しかしながら、この精
錬方法では、酸素ガスと非酸化性ガスを浴面に同時に吹
付けるため、送酸速度の上昇による脱炭の促進と、ＣＯ
ガスを燃焼させて溶鋼温度を上昇させることによるＣｒ
酸化ロスの抑制とを同時に達成することは不可能であっ
た。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる事情
を鑑みなされたもので、ダストの発生及びＣｒ酸化ロス
を抑制すると共に、高生産性も維持できるＣｒ溶鋼の脱
炭精錬方法及びこの方法の実施に利用できる上吹ランス
を提供することを目的としている。
を鑑みなされたもので、ダストの発生及びＣｒ酸化ロス
を抑制すると共に、高生産性も維持できるＣｒ溶鋼の脱
炭精錬方法及びこの方法の実施に利用できる上吹ランス
を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】発明者は、上記目的を達
成するため、前記したように精錬中に溶湯から生じるＣ
Ｏガスの所謂二次燃焼に工夫を凝らすことに着眼し、本
発明を創案した。すなわち、本発明は、先端部にガス吹
出孔を複数個有する上吹ランスを備えた精錬炉で酸素ガ
スを溶湯に吹付け脱炭して含Ｃｒ溶鋼を製造するに際
し、上記ガス吹出孔をランス軸心又はその近傍に設ける
副孔とランス周辺寄りに設ける複数個の主孔に分け、溶
湯中の［Ｃ］濃度が１ｗｔ％以上の時期に、上記副孔か
らの送酸量より複数個の主孔からの送酸量を大にして吹
錬することを特徴とする含Ｃｒ溶鋼の脱炭精錬方法であ
る。また、本発明は、上記副孔からの酸素を、主として
溶湯から発生したＣＯガスの燃焼に、上記複数個の主孔
からの酸素を主として溶湯の脱炭に使用することを特徴
としたり、あるいは、溶湯中の［Ｃ］濃度が１ｗｔ％に
到達した時の溶湯温度が少なくとも１６５０℃以上であ
ることを特徴とする含Ｃｒ溶鋼の脱炭精錬方法である。
成するため、前記したように精錬中に溶湯から生じるＣ
Ｏガスの所謂二次燃焼に工夫を凝らすことに着眼し、本
発明を創案した。すなわち、本発明は、先端部にガス吹
出孔を複数個有する上吹ランスを備えた精錬炉で酸素ガ
スを溶湯に吹付け脱炭して含Ｃｒ溶鋼を製造するに際
し、上記ガス吹出孔をランス軸心又はその近傍に設ける
副孔とランス周辺寄りに設ける複数個の主孔に分け、溶
湯中の［Ｃ］濃度が１ｗｔ％以上の時期に、上記副孔か
らの送酸量より複数個の主孔からの送酸量を大にして吹
錬することを特徴とする含Ｃｒ溶鋼の脱炭精錬方法であ
る。また、本発明は、上記副孔からの酸素を、主として
溶湯から発生したＣＯガスの燃焼に、上記複数個の主孔
からの酸素を主として溶湯の脱炭に使用することを特徴
としたり、あるいは、溶湯中の［Ｃ］濃度が１ｗｔ％に
到達した時の溶湯温度が少なくとも１６５０℃以上であ
ることを特徴とする含Ｃｒ溶鋼の脱炭精錬方法である。
【００１１】さらに、上記方法の実施に利用できるラン
スとして、先端部にガス吹出孔を複数個有する精錬ガス
用上吹ランスであって、上記上吹ランスの軸心又はその
近傍に、溶湯から生じたＣＯガス燃焼用酸素を通す副孔
を、該ランスの周辺で且つ副孔を囲む位置に、溶湯の脱
炭用酸素を通す複数個の主孔を配置したことを特徴とす
る上吹ランスを発明した。加えて、上記副孔のスロート
部の断面積の総和が全孔スロート部断面積の総和の３％
以上及び３０％以下であることを特徴としたり、あるい
は、上記主孔がラバール形状で、副孔がストレート形状
又は主孔より小さな開口比のラバール形状であることを
特徴とする精錬ガス用上吹ランスも発明した。
スとして、先端部にガス吹出孔を複数個有する精錬ガス
用上吹ランスであって、上記上吹ランスの軸心又はその
近傍に、溶湯から生じたＣＯガス燃焼用酸素を通す副孔
を、該ランスの周辺で且つ副孔を囲む位置に、溶湯の脱
炭用酸素を通す複数個の主孔を配置したことを特徴とす
る上吹ランスを発明した。加えて、上記副孔のスロート
部の断面積の総和が全孔スロート部断面積の総和の３％
以上及び３０％以下であることを特徴としたり、あるい
は、上記主孔がラバール形状で、副孔がストレート形状
又は主孔より小さな開口比のラバール形状であることを
特徴とする精錬ガス用上吹ランスも発明した。
【００１２】ダストの発生は、鋼浴面への酸素ジェット
の衝突速度が高ければ高いほど増大する。一方、従来の
吹練では、酸素ガスの速度分布はランスの中心軸が最も
高く外側に行くほど速度は低下する。本発明によれば、
脱炭を主体とする主孔をランス中心軸より極力外側にし
て、且つ主孔の前記傾角を大きくすることで酸素ジェッ
トの溶鋼面への衝突速度を小さくした一方、二次燃焼用
の副孔を設けることで通常は速度の高いランス中心軸、
またはその近傍の吹込速度を減衰させ、ダストの発生を
抑制することができるようにした。
の衝突速度が高ければ高いほど増大する。一方、従来の
吹練では、酸素ガスの速度分布はランスの中心軸が最も
高く外側に行くほど速度は低下する。本発明によれば、
脱炭を主体とする主孔をランス中心軸より極力外側にし
て、且つ主孔の前記傾角を大きくすることで酸素ジェッ
トの溶鋼面への衝突速度を小さくした一方、二次燃焼用
の副孔を設けることで通常は速度の高いランス中心軸、
またはその近傍の吹込速度を減衰させ、ダストの発生を
抑制することができるようにした。
【００１３】また、該副孔の周囲に主孔を複数個配する
ことで、ランス中心軸とその近傍で生ずる二次燃焼熱を
主孔から出たジェットで遮断するため、炉の側壁への着
熱を防止することができ、溶湯が効率よく昇温するよう
になり、その結果、Ｃｒ酸化ロスが抑制され、二次焼却
熱による炉の側壁の溶損も防止され、精練炉の寿命延長
も可能となる。
ことで、ランス中心軸とその近傍で生ずる二次燃焼熱を
主孔から出たジェットで遮断するため、炉の側壁への着
熱を防止することができ、溶湯が効率よく昇温するよう
になり、その結果、Ｃｒ酸化ロスが抑制され、二次焼却
熱による炉の側壁の溶損も防止され、精練炉の寿命延長
も可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】まず、図７に転炉に通常使用され
ているランス（以下、従来ランスという）を、図１及び
図２に本発明に係るもの（以下、本発明ランスという）
を、図３に本発明の限定範囲外（以下、範囲外ランスと
いう）に相当するものを、先端部の平面で示す。
ているランス（以下、従来ランスという）を、図１及び
図２に本発明に係るもの（以下、本発明ランスという）
を、図３に本発明の限定範囲外（以下、範囲外ランスと
いう）に相当するものを、先端部の平面で示す。
【００１５】従来ランスは、３つの孔すべてが脱炭に用
いる精錬ガスが通過する所謂主孔１であるが、本発明ラ
ンスは、溶湯から発生するＣＯガスを二次燃焼させ、溶
湯の温度上昇を主たる目的とするガスを通過させる副孔
２を、該ランスの軸心（図１参照）又は軸心近傍（図２
参照）に設けてあり、且つ該副孔２の周囲を囲むように
溶湯の脱炭を主たる目的とするガスを通過させる前記主
孔１を複数個配設した構造となっている。一方、範囲外
ランスは、図３に示すように、軸心に脱炭を主目的とし
たガスを通過させる主孔１を設け、その周囲に２次燃焼
を主目的としたガスを通過させる副孔２を複数個配設
し、構造上は孔の配置が本発明ランスと逆になってい
る。
いる精錬ガスが通過する所謂主孔１であるが、本発明ラ
ンスは、溶湯から発生するＣＯガスを二次燃焼させ、溶
湯の温度上昇を主たる目的とするガスを通過させる副孔
２を、該ランスの軸心（図１参照）又は軸心近傍（図２
参照）に設けてあり、且つ該副孔２の周囲を囲むように
溶湯の脱炭を主たる目的とするガスを通過させる前記主
孔１を複数個配設した構造となっている。一方、範囲外
ランスは、図３に示すように、軸心に脱炭を主目的とし
たガスを通過させる主孔１を設け、その周囲に２次燃焼
を主目的としたガスを通過させる副孔２を複数個配設
し、構造上は孔の配置が本発明ランスと逆になってい
る。
【００１６】次に、本発明に係る含Ｃｒ溶鋼の脱炭精錬
方法であるが、図１に示した上吹ランスを備えた転炉
に、Ｃ：５．５％、Ｃｒ：１６％の溶銑を１００トン装
入し、Ｃが１％になるまで、３個の主孔及び１個の副孔
から共に酸素ガスを吹き脱炭した。その際、勿論副孔か
らの酸素ガスは溶湯から発生するＣＯガスの二次燃焼に
用いられ、操業条件としては、上吹送酸量は２５０Ｎｍ
3 ／分（主孔から２００Ｎｍ3 ／分、副孔から５０Ｎｍ
3 ／分）、ランス高さは１．８ｍで一定とした。また、
孔の形状は、主孔１がラバール形状、副孔２がストレー
ト形状としてある。なお、比較のため、ほぼ同一の操業
条件で、図７の従来ランス及び図３の範囲外ランスを使
用した操業も行った。
方法であるが、図１に示した上吹ランスを備えた転炉
に、Ｃ：５．５％、Ｃｒ：１６％の溶銑を１００トン装
入し、Ｃが１％になるまで、３個の主孔及び１個の副孔
から共に酸素ガスを吹き脱炭した。その際、勿論副孔か
らの酸素ガスは溶湯から発生するＣＯガスの二次燃焼に
用いられ、操業条件としては、上吹送酸量は２５０Ｎｍ
3 ／分（主孔から２００Ｎｍ3 ／分、副孔から５０Ｎｍ
3 ／分）、ランス高さは１．８ｍで一定とした。また、
孔の形状は、主孔１がラバール形状、副孔２がストレー
ト形状としてある。なお、比較のため、ほぼ同一の操業
条件で、図７の従来ランス及び図３の範囲外ランスを使
用した操業も行った。
【００１７】その結果、本発明ランス（図１）の使用で
は、脱炭操業中のダスト発生量が１３ｋｇ／ｔであった
のに対し、従来ランス（図７）では、３２ｋｇ／ｔ、範
囲外ランス（図３）では、４８ｋｇ／ｔとなった。つま
り、本発明に係る脱炭方法を用いると脱炭操業において
ダスト発生が著しく低減することが明らかになった。さ
らに、本発明に係る脱炭精錬方法を、図４に示すよう
に、上底吹転炉での含Ｃｒ溶鋼の脱炭精錬に適用した。
ここでも上吹ランス５としては図１のものを使用し、こ
の上吹ランス５及び底吹羽口９から純酸素ガス１０を浴
表面下及び浴表面に吹付け、脱炭反応 Ｃ＋１／２Ｏ2
→ＣＯを生じせしめ、溶湯中でＣＯ気泡１１を発生させ
た。このＣＯ気泡１１は、浴表面上に浮上した際には上
吹ランス５の軸心に設けた副孔より噴出した酸素と Ｃ
Ｏ＋１／２Ｏ2 →ＣＯ2 の二次燃焼反応を起こす。この
二次燃焼帯７は、上吹ランス５の複数の主孔１より噴出
する酸素ジェット６に囲まれた状態で生ずるため、上記
反応で発生する熱は、該酸素ジェット６がエアーカーテ
ンの如き効果を発揮して伝熱の障壁となり、該転炉の炉
体４には着熱しない。その結果、該二次燃焼熱は、効率
よく、溶湯８に着熱し、脱炭精錬中のＣｒ酸化ロスの減
少が期待できた。本発明では、この効果を出すため、少
なくとも３個の主孔が必要である。また、脱炭速度を最
大にしつつ、前述の脱炭反応を生じせしめるには、浴表
面下の羽口９及び上吹ランス５から吹くガスは、当然、
純酸素ガスであるべきで、この純酸素ガスを吹く時期と
しては、溶湯中［Ｃ］が１％以上であることが望まし
い。溶湯中［Ｃ］が１％以下のときは、Ｃｒ酸化ロスを
防止するため、酸素を不活性ガスで希釈したり、送酸速
度を減少させて精錬を行うのが一般的である。
は、脱炭操業中のダスト発生量が１３ｋｇ／ｔであった
のに対し、従来ランス（図７）では、３２ｋｇ／ｔ、範
囲外ランス（図３）では、４８ｋｇ／ｔとなった。つま
り、本発明に係る脱炭方法を用いると脱炭操業において
ダスト発生が著しく低減することが明らかになった。さ
らに、本発明に係る脱炭精錬方法を、図４に示すよう
に、上底吹転炉での含Ｃｒ溶鋼の脱炭精錬に適用した。
ここでも上吹ランス５としては図１のものを使用し、こ
の上吹ランス５及び底吹羽口９から純酸素ガス１０を浴
表面下及び浴表面に吹付け、脱炭反応 Ｃ＋１／２Ｏ2
→ＣＯを生じせしめ、溶湯中でＣＯ気泡１１を発生させ
た。このＣＯ気泡１１は、浴表面上に浮上した際には上
吹ランス５の軸心に設けた副孔より噴出した酸素と Ｃ
Ｏ＋１／２Ｏ2 →ＣＯ2 の二次燃焼反応を起こす。この
二次燃焼帯７は、上吹ランス５の複数の主孔１より噴出
する酸素ジェット６に囲まれた状態で生ずるため、上記
反応で発生する熱は、該酸素ジェット６がエアーカーテ
ンの如き効果を発揮して伝熱の障壁となり、該転炉の炉
体４には着熱しない。その結果、該二次燃焼熱は、効率
よく、溶湯８に着熱し、脱炭精錬中のＣｒ酸化ロスの減
少が期待できた。本発明では、この効果を出すため、少
なくとも３個の主孔が必要である。また、脱炭速度を最
大にしつつ、前述の脱炭反応を生じせしめるには、浴表
面下の羽口９及び上吹ランス５から吹くガスは、当然、
純酸素ガスであるべきで、この純酸素ガスを吹く時期と
しては、溶湯中［Ｃ］が１％以上であることが望まし
い。溶湯中［Ｃ］が１％以下のときは、Ｃｒ酸化ロスを
防止するため、酸素を不活性ガスで希釈したり、送酸速
度を減少させて精錬を行うのが一般的である。
【００１８】一方、溶湯中［Ｃ］が１％以上の時は、脱
炭速度を極力大きくするため、送酸速度を上昇する必要
があり、本発明の適用が有効である。その際、溶湯中
［Ｃ］濃度が１％以上の区間であればそのときの目標吹
錬時間にあわせて、任意の溶鋼［Ｃ］の区間で実施すれ
ば良い。また、副孔からの送酸量が多すぎると、脱炭反
応に寄与する酸素ガス量が減少し、脱炭速度を阻害す
る。さらに、少なすぎると、二次燃焼が起きずらくな
り、溶鋼への着熱が小さくなるためＣｒの酸化が増加
し、脱炭を阻害する。したがって、副孔２と主孔１の送
酸量は適正値が存在する。各孔からの送酸量は、その孔
のスロート断面積で決定されるので、主孔１と副孔２の
スロート断面積を規定すれば、送酸量は一義的に決定す
る。図５に、図１に示した本発明ランスを用いて、Ｃ；
５．５％、Ｃｒ：１６．０％の含Ｃｒ溶銑をＣ：５．５
％からＣ；１．０％まで脱炭精錬し、その間の脱炭酸素
効率と、全孔のスロート総断面積に対する副孔のスロー
ト総断面積の比（以下、スロート比という）との関係を
示す。図５より、本発明に係る脱炭方法を採用した場
合、従来の脱炭方法を採用した場合と比較して、脱炭酸
素効率はいずれのスロート比においても向上している
が、特に３〜３０％のスロート比範囲で著しく効果的で
あることが明らかである。
炭速度を極力大きくするため、送酸速度を上昇する必要
があり、本発明の適用が有効である。その際、溶湯中
［Ｃ］濃度が１％以上の区間であればそのときの目標吹
錬時間にあわせて、任意の溶鋼［Ｃ］の区間で実施すれ
ば良い。また、副孔からの送酸量が多すぎると、脱炭反
応に寄与する酸素ガス量が減少し、脱炭速度を阻害す
る。さらに、少なすぎると、二次燃焼が起きずらくな
り、溶鋼への着熱が小さくなるためＣｒの酸化が増加
し、脱炭を阻害する。したがって、副孔２と主孔１の送
酸量は適正値が存在する。各孔からの送酸量は、その孔
のスロート断面積で決定されるので、主孔１と副孔２の
スロート断面積を規定すれば、送酸量は一義的に決定す
る。図５に、図１に示した本発明ランスを用いて、Ｃ；
５．５％、Ｃｒ：１６．０％の含Ｃｒ溶銑をＣ：５．５
％からＣ；１．０％まで脱炭精錬し、その間の脱炭酸素
効率と、全孔のスロート総断面積に対する副孔のスロー
ト総断面積の比（以下、スロート比という）との関係を
示す。図５より、本発明に係る脱炭方法を採用した場
合、従来の脱炭方法を採用した場合と比較して、脱炭酸
素効率はいずれのスロート比においても向上している
が、特に３〜３０％のスロート比範囲で著しく効果的で
あることが明らかである。
【００１９】さらに、主孔による脱炭と副孔による二次
燃焼をより促進するためには、ランスに設けるガス吹出
孔の形状は、主孔がラバールで、副孔がストレートまた
は主孔より小さな開口比のラバールであることが望まし
い。図６に、図２の本発明ランスを用いて、Ｃ；５．５
％、Ｃｒ：１６．０％の含Ｃｒ溶銑をＣ：５．５％から
Ｃ；１．０％まで脱炭精錬し、その間のＣｒ酸化ロス
と、Ｃ；１．０％における溶鋼温度との関係を示す。そ
の際、ランスの孔形状は、主孔がラパール、副孔がスト
レートで、ランスのスロート総断面積の割合は２０％と
した。図６より、Ｃ；１．０％での溶鋼温度を１６５０
℃以上にすることがＣｒ酸化ロスを抑制するうえで望ま
しいことが確認できた。
燃焼をより促進するためには、ランスに設けるガス吹出
孔の形状は、主孔がラバールで、副孔がストレートまた
は主孔より小さな開口比のラバールであることが望まし
い。図６に、図２の本発明ランスを用いて、Ｃ；５．５
％、Ｃｒ：１６．０％の含Ｃｒ溶銑をＣ：５．５％から
Ｃ；１．０％まで脱炭精錬し、その間のＣｒ酸化ロス
と、Ｃ；１．０％における溶鋼温度との関係を示す。そ
の際、ランスの孔形状は、主孔がラパール、副孔がスト
レートで、ランスのスロート総断面積の割合は２０％と
した。図６より、Ｃ；１．０％での溶鋼温度を１６５０
℃以上にすることがＣｒ酸化ロスを抑制するうえで望ま
しいことが確認できた。
【００２０】
【実施例】Ｃ：５．５％、Ｃｒ：１６．０％の含Ｃｒ溶
銑１００トンを上底転炉に装入し、表１に示す操業条件
で本発明及び従来法による脱炭精錬を実施した。なお、
ランス高さは、１．８ｍで一定とした。また、表１に示
した酸素ガスのみでの送酸区間以外の期間は、底吹ガス
は酸素ガスとＮ2 ガス１：１の混合ガスとし、上吹ガス
は酸素ガスのみで溶湯中［Ｃ］：０．６％までは１５０
Ｎｍ3 ／分、該［Ｃ］：０．６％から吹止（［Ｃ］：
０．０５％）までは１２０Ｎｍ3 ／分の流量を吹いてい
る。
銑１００トンを上底転炉に装入し、表１に示す操業条件
で本発明及び従来法による脱炭精錬を実施した。なお、
ランス高さは、１．８ｍで一定とした。また、表１に示
した酸素ガスのみでの送酸区間以外の期間は、底吹ガス
は酸素ガスとＮ2 ガス１：１の混合ガスとし、上吹ガス
は酸素ガスのみで溶湯中［Ｃ］：０．６％までは１５０
Ｎｍ3 ／分、該［Ｃ］：０．６％から吹止（［Ｃ］：
０．０５％）までは１２０Ｎｍ3 ／分の流量を吹いてい
る。
【００２１】これらの操業結果を、表２に一括して示
す。
す。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【表２】
【００２４】表２より、本発明に係る脱炭方法を採用す
ると、脱炭時の吹錬時間短縮、Ｃｒ酸化ロスの低減及び
ダスト発生抑制のいずれもが同時に達成されていること
が明らかである。
ると、脱炭時の吹錬時間短縮、Ｃｒ酸化ロスの低減及び
ダスト発生抑制のいずれもが同時に達成されていること
が明らかである。
【００２５】
【発明の効果】以上述べたように、本発明により、含Ｃ
ｒ溶鋼の脱炭精錬において、ダストの発生及びＣｒ酸化
ロスを抑制しつつ、同時に吹錬時間を短縮することがで
き、また、炉壁の溶損速度を低下することが可能とな
り、著しく炉寿命を向上させることができる。その結
果、含Ｃｒ溶鋼の脱炭精錬における生産性が低コストで
達成できるようになった。
ｒ溶鋼の脱炭精錬において、ダストの発生及びＣｒ酸化
ロスを抑制しつつ、同時に吹錬時間を短縮することがで
き、また、炉壁の溶損速度を低下することが可能とな
り、著しく炉寿命を向上させることができる。その結
果、含Ｃｒ溶鋼の脱炭精錬における生産性が低コストで
達成できるようになった。
【図１】本発明ランスの孔の位置を示す１例である。
【図２】本発明ランスの孔の位置を示す図１の別態様で
ある。
ある。
【図３】範囲外ランスの孔の位置を示す図である。
【図４】上底転炉での含Ｃｒ溶鋼の脱炭に本発明に係る
方法を適用した場合の吹錬状況を示す図である。
方法を適用した場合の吹錬状況を示す図である。
【図５】溶湯中［Ｃ］を５．５％から１．０％にするま
での間での脱炭酸素効率と全孔スロート総面積に対する
複孔スロート総面積の割合との関係を示す図である。
での間での脱炭酸素効率と全孔スロート総面積に対する
複孔スロート総面積の割合との関係を示す図である。
【図６】溶湯中［Ｃ］を５．５％から１．０％にするま
での間でのＣｒ酸化ロスと［Ｃ］１．０％における溶鋼
温度との関係を示す図である。
での間でのＣｒ酸化ロスと［Ｃ］１．０％における溶鋼
温度との関係を示す図である。
【図７】通常の転炉操業で使用する上吹ランスの孔の位
置を示す図である。
置を示す図である。
【符号の説明】 １ 主孔 ２ 副孔 ３ 上底吹転炉 ４ 炉体レンガ ５ 上吹ランス ６ 主孔からの酸素ジェット ７ 副孔からの酸素ガスによる二次燃焼帯 ８ 含Ｃｒ溶鋼 ９ 底吹羽口 １０ 酸素ガス １１ ＣＯ気泡
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺畠 知道 千葉市中央区川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社千葉製鉄所内 (72)発明者 広田 哲仁 千葉市中央区川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社千葉製鉄所内 (72)発明者 菊池 直樹 千葉市中央区川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究所内
Claims (6)
- 【請求項１】 先端部にガス吹出孔を複数個有する上吹
ランスを備えた精錬炉で酸素ガスを溶湯に吹付け脱炭し
て含Ｃｒ溶鋼を製造するに際し、 上記ガス吹出孔をランス軸心又はその近傍に設ける副孔
とランス周辺寄りに設ける複数個の主孔に分け、溶湯中
の［Ｃ］濃度が１ｗｔ％以上の時期に、上記副孔からの
送酸量より複数個の主孔からの送酸量を大にして吹錬す
ることを特徴とする含Ｃｒ溶鋼の脱炭精錬方法。 - 【請求項２】 上記副孔からの酸素を、主として溶湯か
ら発生したＣＯガスの燃焼に、上記複数個の主孔からの
酸素を主として溶湯の脱炭に使用することを特徴とする
請求項１記載の含Ｃｒ溶鋼の脱炭精錬方法。 - 【請求項３】 溶湯中の［Ｃ］濃度が１ｗｔ％に到達し
た時の溶湯温度が少なくとも１６５０℃以上であること
を特徴とする請求項１又は２記載の含Ｃｒ溶鋼の脱炭精
錬方法。 - 【請求項４】 先端部にガス吹出孔を複数個有する精錬
ガス用上吹ランスであって、上記上吹ランス先端の軸心
又はその近傍に、溶湯から生じたＣＯガス燃焼用酸素を
通す副孔を、該ランスの周辺で且つ副孔を囲む位置に、
溶湯の脱炭用酸素を通す複数個の主孔を配置したことを
特徴とする精錬用上吹ランス。 - 【請求項５】 上記副孔のスロート部の断面積の総和が
全孔スロート部断面積の総和の３％以上及び３０％以下
であることを特徴とする請求項４記載の精錬ガス用上吹
ランス。 - 【請求項６】 上記主孔がラバール形状で、副孔がスト
レート形状又は主孔より小さな開口比のラバール形状で
あることを特徴とする請求項４又は請求項５記載の精錬
ガス用上吹ランス。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19198495A JP3167888B2 (ja) | 1995-07-27 | 1995-07-27 | 含クロム溶鋼の脱炭精錬方法及び精錬ガス用上吹ランス |
| US08/680,782 US5769923A (en) | 1995-07-27 | 1996-07-16 | Decarburization refining process for chromium-containing molten metal and associated top blowing lance |
| IN1312CA1996 IN187548B (ja) | 1995-07-27 | 1996-07-19 | |
| EP96111699A EP0756012B1 (en) | 1995-07-27 | 1996-07-19 | Decarburization refining process for chromium-containing molten metal. |
| DE69604542T DE69604542T2 (de) | 1995-07-27 | 1996-07-19 | Entkohlungsverfahren für Chrom enthaltende geschmolzene Metalle |
| ZA9606280A ZA966280B (en) | 1995-07-27 | 1996-07-24 | Decarburization refining process for chromium-containing molten metal, and associated top blowing lance. |
| KR1019960030316A KR100221350B1 (ko) | 1995-07-27 | 1996-07-25 | 크롬함유 용강의 탈탄정련방법 및 정련가스용 상취랜스 |
| BR9603163A BR9603163A (pt) | 1995-07-27 | 1996-07-28 | Processo de refino por descarburação para metal fundido contendo cromo e lança de sopra superior associada |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19198495A JP3167888B2 (ja) | 1995-07-27 | 1995-07-27 | 含クロム溶鋼の脱炭精錬方法及び精錬ガス用上吹ランス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0941018A true JPH0941018A (ja) | 1997-02-10 |
| JP3167888B2 JP3167888B2 (ja) | 2001-05-21 |
Family
ID=16283702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19198495A Expired - Fee Related JP3167888B2 (ja) | 1995-07-27 | 1995-07-27 | 含クロム溶鋼の脱炭精錬方法及び精錬ガス用上吹ランス |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5769923A (ja) |
| EP (1) | EP0756012B1 (ja) |
| JP (1) | JP3167888B2 (ja) |
| KR (1) | KR100221350B1 (ja) |
| BR (1) | BR9603163A (ja) |
| DE (1) | DE69604542T2 (ja) |
| IN (1) | IN187548B (ja) |
| ZA (1) | ZA966280B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010163658A (ja) * | 2009-01-15 | 2010-07-29 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 溶融金属精錬用上吹きランス |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6171544B1 (en) * | 1999-04-02 | 2001-01-09 | Praxair Technology, Inc. | Multiple coherent jet lance |
| US6773484B2 (en) * | 2002-06-26 | 2004-08-10 | Praxair Technology, Inc. | Extensionless coherent jet system with aligned flame envelope ports |
| EP1380656A1 (en) * | 2002-07-10 | 2004-01-14 | Corus Technology BV | Direct melting furnace and process therefor |
| CA2492243C (en) * | 2002-07-10 | 2010-06-08 | Mark Bernard Denys | Metallurgical vessel and method of iron making by means of direct reduction |
| AT411530B (de) * | 2002-08-21 | 2004-02-25 | Voest Alpine Ind Anlagen | Verfahren und vorrichtung zur entkohlung einer stahlschmelze |
| BRPI0510988A (pt) * | 2004-05-14 | 2007-12-04 | Boc Group Inc | refino de metal em fusão |
| EP3279340B1 (en) * | 2015-03-30 | 2020-11-18 | JFE Steel Corporation | Method of operating top and bottom blowing converter |
| CN113862551B (zh) * | 2021-12-06 | 2022-03-04 | 北京科技大学 | 氩氧精炼炉喷吹不锈钢除尘灰冶炼不锈钢的工艺控制方法 |
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|---|---|---|---|---|
| GB872368A (en) * | 1959-05-01 | 1961-07-05 | United Steel Companies Ltd | Improvements relating to lances for use in steel-making |
| BE648779A (ja) * | 1963-10-23 | 1964-10-01 | ||
| LU56392A1 (ja) * | 1967-07-04 | 1968-10-21 | ||
| FR2474531B1 (fr) * | 1980-01-24 | 1986-08-14 | Ugine Gueugnon Sa | Procede de decarburation des fontes au chrome, pour l'elaboration d'aciers inoxydables, par jet d'oxygene supersonique |
| US4514220A (en) * | 1984-04-26 | 1985-04-30 | Allegheny Ludlum Steel Corporation | Method for producing steel in a top-blown vessel |
| JPH0243803A (ja) * | 1988-08-04 | 1990-02-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | パラボラアンテナ |
-
1995
- 1995-07-27 JP JP19198495A patent/JP3167888B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-07-16 US US08/680,782 patent/US5769923A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-07-19 EP EP96111699A patent/EP0756012B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-07-19 DE DE69604542T patent/DE69604542T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-07-19 IN IN1312CA1996 patent/IN187548B/en unknown
- 1996-07-24 ZA ZA9606280A patent/ZA966280B/xx unknown
- 1996-07-25 KR KR1019960030316A patent/KR100221350B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1996-07-28 BR BR9603163A patent/BR9603163A/pt not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5769923A (en) | 1998-06-23 |
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| ZA966280B (en) | 1997-02-11 |
| KR970006516A (ko) | 1997-02-21 |
| DE69604542T2 (de) | 2000-04-13 |
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