JPH10152717A - 溶融金属炉用ガス吹き込みノズルおよびその損耗管理 方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶融金属攪拌用のガス吹き込みノズルの攪拌
ガスの吹き込みを安定し、かつ漏鋼が生じることなく安
全に操業できることにある。 【解決手段】 ガス吹き込みノズル１の耐火物２中に複
数のガス吹き込み用細管３を埋設した溶融金属炉用ガス
吹き込みノズルであって、攪拌ガスを各ガス吹き込み用
細管３に均一状に安定して吹き込めて、万一の溶融金属
の流入に際して溶融金属を凝固してガス吹き込み用細管
３を閉塞できるように、各ガス吹き込み用細管３の下端
部に放射状や、同心円状や、平行状のガス吹き込み用流
通路８がそれぞれ連通するガス分配部４を設けている。
そして、ガス吹き込みノズル１を使用してガス吹き込み
用細管３に溶融金属が流れ込んで閉塞状態となるとき
に、ガス吹き込みノズル１に供給しているガス流量また
はガス圧力の変動を検出することによってガス吹き込み
ノズル１の損耗状態を管理して安全に操業できるように
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、治金分野における
溶融金属攪拌精錬に使用されるガス吹き込みノズルおよ
びその損耗管理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、製鋼プロセスにおいて、上底吹き
転炉、ＡＯＤ炉、電気炉などで炉底に攪拌精錬ガスのガ
ス吹き込みノズルを配設し、このガス吹き込みノズルか
ら酸素、炭化水素、不活性ガス等を吹き込んで溶融金属
を強制的に攪拌させることにより、操業効果や治金効果
を上がることが分かり、逐次実施されている。

【０００３】そして、現在広く使用されている技術とし
て特公昭６１−４６５２３号公報に見られるようなガス
供給管の先端部に風箱を配置して、ガス吹き込み用細管
に分散させる構造とされているが、各細管へのガス分配
量と安全性に多くの問題点をかかえている。

【０００４】たとえば、特に操業使用時において、溶融
金属の差し込みによる温度管理用としてノズルに埋め込
んだ熱電対の欠損等で限界以上に使用したとき、ガス供
給管からの漏鋼が発生する要因を含んでいる。

【０００５】また、上記のような風箱を配したガス吹き
込みノズルでは、ノズルの中心部のガス吹き込み用細管
と周辺部のガス吹き込み用細管でガスの流量に不均一が
生じることが懸念される。これを解決するために、特開
昭６３−１４００２７号公報では、ガス導入細管をガス
導入管側で結束し、結束したガス導入細管の集合体の外
形に略近い内径を有する大径のガス導入管に連結するこ
とを提案している。

【０００６】しかし、ガス導入細管の集合体を大径のガ
ス導入管に連結する部分でのガスのリークがなく完全に
接続することが著しく困難であるうえ、溶接等によって
隙間を埋めながら連結したとしても、使用中の熱歪によ
って容易に溶接部が外れてガスのリークが生じる。一
旦、ガスのリークが生じると、ガス導入細管内の圧力が
低下するために溶融金属が該細管内に差し込み、漏鋼が
生ずる危険がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上に述べたように、
従来技術によっては、溶融金属中にガスを吹き込むガス
吹き込みノズルにおいては、安定したガスの吹き込みと
溶融金属の差し込みによる漏鋼を完全に達成したものは
未だ得られていなく、安定かつ安全なガス吹き込みノズ
ルが要望されていた。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
点に鑑みたもので、上記の課題を解決するために、ガス
吹き込みノズルの耐火物中に複数のガス吹き込み用細管
を埋設した溶融金属炉用ガス吹き込みノズルにおいて、
攪拌ガスを各ガス吹き込み用細管に均一状に安定して吹
き込めて、万一の溶融金属の流入に際して溶融金属を凝
固してガス吹き込み用細管を閉塞できるように、各ガス
吹き込み用細管の下端部に溝状のガス吹き込み用流通路
がそれぞれ連通するガス分配部を設けていることを特徴
とする溶融金属炉用ガス吹き込みノズルを提供するにあ
る。

【０００９】また、ガス吹き込みノズルを使用してガス
吹き込み用細管に溶融金属が流れ込んで閉塞状態となる
ときに、ガス吹き込みノズルに供給しているガス流量ま
たはガス圧力の変動を検出することによってガス吹き込
みノズルの損耗状態を管理することを特徴とする溶融金
属炉用ガス吹き込みノズルの損耗管理方法を提供するに
ある。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明は、ガス吹き込みノズルの
耐火物中に複数のガス吹き込み用細管を埋設した溶融金
属炉用ガス吹き込みノズルにおいて、攪拌ガスを各ガス
吹き込み用細管に均一状に安定して吹き込めて、万一の
溶融金属の流入に際して溶融金属を凝固してガス吹き込
み用細管を閉塞できるように、各ガス吹き込み用細管の
下端部に溝状のガス吹き込み用流通路がそれぞれ連通す
るガス分配部を設け、ガス吹き込み用細管に溶融金属が
流れ込んで閉塞状態となるときに、ガス吹き込みノズル
に供給しているガス流量またはガス圧力の変動を検出す
ることによってガス吹き込みノズルの損耗状態を管理で
きることを特徴とする溶融金属炉用ガス吹き込みノズル
およびその損耗管理方法を提供するにある。

【００１１】ガス吹き込みノズル１は、図１のように頭
部を切欠したほぼ円錐台形状に所定の耐火物２で形成し
ていて、その内部に複数本のセラミックスや金属製のガ
ス吹き込み用細管３を配設し、その下部にガス分配部４
を接続してガス供給管５に接続し、攪拌ガスを吹き出せ
るようにしている。

【００１２】上記ガス分配部４は、図２のように上下に
フランジ状のセラミックスや金属材の上板６と下板７と
を溶接やボルト結合等で気密的に接合していて、上板６
に上記したガス吹き込み用細管３の下端部を気密的に接
合し、下板７には上記した上板６のガス吹き込み用細管
３にガス供給管５からのガスを均一状に流通する溝状の
ガス吹き込み用流通路８を放射状や、同心円状、平行状
などとして凹設している。

【００１３】ガス吹き込みノズル１には、通常熱電対
（図示せず）を埋め込んで温度上昇を検出して、ガス吹
き込みノズル１の損耗状況の管理を行っているが、熱電
対が切損したりして残寸法が不明となって操業を行った
場合でも、上記したガス分配部４のガス吹き込み用流通
路８に流入した溶融金属が冷却して凝固するように所定
の狭い溝状のものとしている。

【００１４】上記ガス吹き込み用流通路８としては、ガ
ス吹き込み用細管３の口径と等しいか、やや広い断面積
として、上記のように溶融金属が自然に凝固するように
し、ガス供給管５等からの漏鋼が生じないようにするも
のである。

【００１５】このようにガス分配部４を構成しているこ
とによって、攪拌ガスを均一状に安定して吹き込めて、
万一溶融金属がガス吹き込み用細管３に流入してきて
も、ガス吹き込み用流通路８で冷却して凝固し、ガス供
給管５から漏れるのを防止できるとともに、ガス供給の
流量や圧力の変動を検出してガス吹き込みノズル１の損
耗状態を判定できて対処できるようにしているものであ
る。

【００１６】

【実施例】図１〜図５は、本発明のいろいろな実施例を
示すものである。図２の実施例では、ガス分配部４の上
板６にガス吹き込み用細管３を放射状の一重円状に配設
し、下板７にガス吹き込み用流通路８を放射状の溝に配
設したものである。

【００１７】また、図３の実施例では、ガス分配部４の
上板６にガス吹き込み用細管３を放射状の二重の同心円
状に配設し、下板７にガス吹き込み用流通路８を二重の
同心円状に凹設して放射状の溝の連結溝９で連通するよ
うにしたものである。

【００１８】またさらに、図４の実施例では、ガス分配
部４の上板６にガス吹き込み用細管３を左右対称状に配
設し、下板７にガス吹き込み用流通路８を左右対称状の
平行状に配設して連結溝１０で連通したものである。

【００１９】そして、図５の実施例では、上板６にガス
吹き込み用流通路８を放射状に凹設し、その各先端部に
ガス吹き込み用細管３を配設したものである。

【００２０】このようにガス分配部にガス吹き込み用流
通路を各ガス吹き込み用細管から均一状に吹き出せるよ
うに自在に配設することができ、かつ万一の漏鋼が発生
しないようにガス吹き込み用流通路を所定幅の溝状とす
るようにしている。

【００２１】上記した図２のガス分配部の構造のもの
と、従来の風箱構造のガス吹き込み用細管への分散方式
のものとの流量比較試験を空気の通気によって行った。

【００２２】ガス吹き込み用細管は内径１．５mm、全長
９８０mmの合計１１本の実機使用のもので、試験の結果
は図６に示すように両者はほぼ同等の状態であった。そ
して、空気圧の増加に対しても流量変動のばらつきが少
なく、実炉で使用される１．５〜２．０kgf/cm² におけ
る流量の１３５〜１６４Nl/minも確保できるものであっ
た。

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明にあっては、ガス吹
き込みノズルに攪拌用のガスを供給すると、ガス分配部
で均一状にガス吹き込み用流通路に分散してガス吹き込
み用細管からガスを吹き込むことができて、溶融金属を
攪拌精錬できる。

【００２４】そして、操業の回数の増加とともにガス吹
き込みノズルは損耗していき、万一末期においてガス吹
き込み用細管に溶融金属が流れ込んでガス分配部に到達
しても、ガス分配部を溶融する量に達せずに自然に凝固
し、安全性が確保される。

【００２５】そのため、万一埋設していた熱電対の切損
や、ノロ、治金残等によって残存寸法の確認ができなか
った場合でも、上記のようにして一部のガス吹き込み用
細管が閉塞してガス流量、ガス圧力の変動を検出するこ
とでガス吹き込みノズルの損耗管理を行え、漏鋼による
事故を未然に防止することができて安全に操業すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の側断面図、

【図２】同上のガス分配部の説明用断面図（ａ）、上板
の底面図（ｂ）、下板の平面図（ｃ）、

【図３】同上の他の実施例のガス分配部の説明用断面図
（ａ）、上板の底面図（ｂ）、下板の平面図（ｃ）、

【図４】同上の他の実施例のガス分配部の説明用断面図
（ａ）、上板の底面図（ｂ）、下板の平面図（ｃ）、

【図５】同上のさらに他の実施例のガス分配部の説明用
断面図（ａ）、上板の底面図（ｂ）、下板の平面図
（ｃ）、

【図６】本発明と従来のガス吹き込みノズルのガス供給
圧力とガス吹き出し流量の関係図。

【符号の説明】

１…ガス吹き込みノズル ２…耐火物 ３…ガス吹き込み用細管 ４…ガス分配部 ６…上板 ７…下板 ８…ガス吹き込
み用流通路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 馬舟 倬三 兵庫県赤穂市中広字東沖1576番地の２ 川 崎炉材 株式会社内 (72)発明者 山田 純夫 東京都千代田区内幸町２丁目２番３号 川 崎製鉄株式 会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガス吹き込みノズルの耐火物中に複数の
   ガス吹き込み用細管を埋設した溶融金属炉用ガス吹き込
   みノズルにおいて、攪拌ガスを各ガス吹き込み用細管に
   均一状に安定して吹き込めて、万一の溶融金属の流入に
   際して溶融金属を凝固してガス吹き込み用細管を閉塞で
   きるように、各ガス吹き込み用細管の下端部に溝状のガ
   ス吹き込み用流通路がそれぞれ連通するガス分配部を設
   けていることを特徴とする溶融金属炉用ガス吹き込みノ
   ズル。
2. 【請求項２】 ガス分配部の溝状のガス吹き込み用流通
   路が、ガス吹き込み用細管と同等か、やや広い断面積の
   ものである請求項１に記載の溶融金属炉用ガス吹き込み
   ノズル。
3. 【請求項３】 ガス分配部の溝状のガス吹き込み用流通
   路が放射状や、同心円状や、平行状に配設したもので、
   ガス吹き込み用細管に溶融金属が流れ込んできたとき
   に、溶融金属がガス分配部で冷却して凝固するようにガ
   ス吹き込み用流通路を形成した請求項１に記載の溶融金
   属炉用ガス吹き込みノズル。
4. 【請求項４】 ガス吹き込みノズルの耐火物中に複数の
   ガス吹き込み用細管を埋設した溶融金属炉用ガス吹き込
   みノズルにおいて、攪拌ガスを均一状に安定して吹き込
   めて、万一の溶融金属の流入に際して溶融金属を凝固し
   てガス吹き込み用細管を閉塞できるように、各ガス吹き
   込み用細管の下端部に溝状のガス吹き込み用流通路がそ
   れぞれ連通するガス分配部を設け、 ガス吹き込みノズルを使用してガス吹き込み用細管に溶
   融金属が流れ込んで閉塞状態となるときに、ガス吹き込
   みノズルに供給しているガス流量またはガス圧力の変動
   を検出することによってガス吹き込みノズルの損耗状態
   を管理することを特徴とする溶融金属炉用ガス吹き込み
   ノズルの損耗管理方法。