JPH1030111A - スカル蓄積防止用製鋼用ランスとスカル清浄方法 - Google Patents
スカル蓄積防止用製鋼用ランスとスカル清浄方法Info
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- JPH1030111A JPH1030111A JP9091991A JP9199197A JPH1030111A JP H1030111 A JPH1030111 A JP H1030111A JP 9091991 A JP9091991 A JP 9091991A JP 9199197 A JP9199197 A JP 9199197A JP H1030111 A JPH1030111 A JP H1030111A
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- C21C5/42—Constructional features of converters
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 酸素転炉における鋼製造のために使用される
酸素上吹精錬用ランス上へのスカル蓄積防止ランスとス
カル蓄積防止方法を提供する。 【解決手段】 自己清浄ランスは、上部端部と下部端部
を有する長手方向軸線に沿って伸びたランス本体と、長
手方向軸線に沿った上部端部から離間した下部端部を含
んでいる。一つないしそれ以上の主ノズルが、この下部
端部に近接して位置し、酸素含有ガスを放出するように
構成され、一つないしそれ以上のスカル除去ノズルが、
下部端部から上方に離間して設けられスカル除去ガスを
放出するように構成されている。このランス本体は、ス
カル除去ノズルから主ノズルに軸線方向に伸びる第一部
分とスカル除去ノズルの上の第二部分を有し、この第一
部分は、第二部分の外周よりも小さい外周を有してい
る。スカル除去ノズルは、長手方向軸線に対して２５°
以下の角度で伸びている。
酸素上吹精錬用ランス上へのスカル蓄積防止ランスとス
カル蓄積防止方法を提供する。 【解決手段】 自己清浄ランスは、上部端部と下部端部
を有する長手方向軸線に沿って伸びたランス本体と、長
手方向軸線に沿った上部端部から離間した下部端部を含
んでいる。一つないしそれ以上の主ノズルが、この下部
端部に近接して位置し、酸素含有ガスを放出するように
構成され、一つないしそれ以上のスカル除去ノズルが、
下部端部から上方に離間して設けられスカル除去ガスを
放出するように構成されている。このランス本体は、ス
カル除去ノズルから主ノズルに軸線方向に伸びる第一部
分とスカル除去ノズルの上の第二部分を有し、この第一
部分は、第二部分の外周よりも小さい外周を有してい
る。スカル除去ノズルは、長手方向軸線に対して２５°
以下の角度で伸びている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、製鋼プロセスで使
用されるランスへのスカル（溶鋼垢：以下スカルとい
う）の防止に関するもので、特に酸素上吹転炉における
鋼製造のために使用される酸素上吹精錬用ランスのスカ
ルの防止に関するものである。
用されるランスへのスカル（溶鋼垢：以下スカルとい
う）の防止に関するもので、特に酸素上吹転炉における
鋼製造のために使用される酸素上吹精錬用ランスのスカ
ルの防止に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】酸素上吹転炉（以下ＢＯＦという。）に
おける製鋼プロセスで起こる反応の一つは、溶鋼からの
炭素とランスから吹き出される酸素との反応である。こ
の反応は、一酸化炭素ガスとして炭素−酸素反応による
危険な生成物を放出する。一酸化炭素ガスは、精錬プロ
セス全体を通じて様々に異なる量が生成される。典型的
な操業の開始時点では、少量の一酸化炭素ガスしか発生
しない。操業中期での一酸化炭素ガスは、最大量を発生
する。操業末期には、溶鋼中の炭素量が減少し、一酸化
炭素の量は最小量に減少する。
おける製鋼プロセスで起こる反応の一つは、溶鋼からの
炭素とランスから吹き出される酸素との反応である。こ
の反応は、一酸化炭素ガスとして炭素−酸素反応による
危険な生成物を放出する。一酸化炭素ガスは、精錬プロ
セス全体を通じて様々に異なる量が生成される。典型的
な操業の開始時点では、少量の一酸化炭素ガスしか発生
しない。操業中期での一酸化炭素ガスは、最大量を発生
する。操業末期には、溶鋼中の炭素量が減少し、一酸化
炭素の量は最小量に減少する。
【０００３】前述の一酸化炭素ガスが、ランスから噴出
された後燃焼酸素と反応する「後燃焼」(post combusti
on) として知られるプロセスを工業化する試みがなされ
てきた。しかし、精錬の操業初期および末期には、一酸
化炭素ガスの発生が比較的少ないために、この時点でこ
の一酸化炭素ガスと反応させるために噴出される後燃焼
酸素ガスの量は、減少されるか、或いは除去されてしま
う。特に、操業初期および末期に後燃焼酸素を吹き付け
ることは、容器の耐火ライニングを浸食することにな
る。
された後燃焼酸素と反応する「後燃焼」(post combusti
on) として知られるプロセスを工業化する試みがなされ
てきた。しかし、精錬の操業初期および末期には、一酸
化炭素ガスの発生が比較的少ないために、この時点でこ
の一酸化炭素ガスと反応させるために噴出される後燃焼
酸素ガスの量は、減少されるか、或いは除去されてしま
う。特に、操業初期および末期に後燃焼酸素を吹き付け
ることは、容器の耐火ライニングを浸食することにな
る。
【０００４】精錬プロセス中には、溶鋼中の炭素と反応
する酸素によって膨大な熱が発生し、そして或る程度で
あるが酸素は溶鋼中の鉄と反応する。酸素ガスは、高速
で溶鋼を貫流し、そして一酸化炭素ガスを放出する反応
が起こり、その結果、鋼浴の激しい攪拌を促す。この溶
鋼の激しい攪拌により、溶融金属と酸化物の混合物、通
常スカルとして知られるものが、炉の作業表面およびラ
ンス上に堆積される。水冷ランスと接触するスカルは、
その上で凝固し、そしてそこに付着する。精錬用ランス
上に蓄積したスカルは、ランス重量を増加させ、しかも
ノズル詰まりを起こさせるために望ましいものでなく、
しかも取り除かれなければならない。ランス上のスカル
の付着が増えれば増える程、除去するのが困難になる。
する酸素によって膨大な熱が発生し、そして或る程度で
あるが酸素は溶鋼中の鉄と反応する。酸素ガスは、高速
で溶鋼を貫流し、そして一酸化炭素ガスを放出する反応
が起こり、その結果、鋼浴の激しい攪拌を促す。この溶
鋼の激しい攪拌により、溶融金属と酸化物の混合物、通
常スカルとして知られるものが、炉の作業表面およびラ
ンス上に堆積される。水冷ランスと接触するスカルは、
その上で凝固し、そしてそこに付着する。精錬用ランス
上に蓄積したスカルは、ランス重量を増加させ、しかも
ノズル詰まりを起こさせるために望ましいものでなく、
しかも取り除かれなければならない。ランス上のスカル
の付着が増えれば増える程、除去するのが困難になる。
【０００５】ランス上に蓄積するスカルの量は、精錬中
に発生する一酸化炭素の量と逆比例する。操業中期には
一酸化炭素が最大になるが、炉はこの時期最高に熱くな
っているためランスに付着するスカルは少ない。スカル
蓄積は、操業初期および末期に最大となる。操業初期で
スラグのない状態および操業末期でのスラグの状態は、
それぞれ炉内で金属の発火（sparking) を引き起こす。
その結果、溶融金属からなるスカルは、ランスに接触
し、そしてランスに強固に付着する。
に発生する一酸化炭素の量と逆比例する。操業中期には
一酸化炭素が最大になるが、炉はこの時期最高に熱くな
っているためランスに付着するスカルは少ない。スカル
蓄積は、操業初期および末期に最大となる。操業初期で
スラグのない状態および操業末期でのスラグの状態は、
それぞれ炉内で金属の発火（sparking) を引き起こす。
その結果、溶融金属からなるスカルは、ランスに接触
し、そしてランスに強固に付着する。
【０００６】ランスからスカルを除去することは、時間
の浪費であり、しかもコストのかかるプロセスである。
典型的なＢＯＦ工場では、３人の作業員が、精錬用ラン
スから蓄積したスカルを除去にするために殆どの時間を
費やしている。この作業員達は、最初に金属棒状になっ
たスカルを叩き落とすことによってランスからスカルを
除去することを試みる。この技術は、非効率的で、しか
もランス上に更にスカルを蓄積させることになる。従っ
て、作業員達は、トーチを使用してランスからスカルを
切り取ることになる。
の浪費であり、しかもコストのかかるプロセスである。
典型的なＢＯＦ工場では、３人の作業員が、精錬用ラン
スから蓄積したスカルを除去にするために殆どの時間を
費やしている。この作業員達は、最初に金属棒状になっ
たスカルを叩き落とすことによってランスからスカルを
除去することを試みる。この技術は、非効率的で、しか
もランス上に更にスカルを蓄積させることになる。従っ
て、作業員達は、トーチを使用してランスからスカルを
切り取ることになる。
【０００７】従来の清浄作業は、多くの不利な点を有し
ている。ランスの清浄化は、作業員が清浄作業の間にＢ
ＯＦの炉口上に位置しなければならないために危険極ま
りない。トーチによるランス清浄は、特に危険である。
加えて、作業員は時として不測のランス燃焼に見舞われ
る。更に、ランス清浄は、時間の浪費であり、しかもコ
ストがかかる。清浄化プロセスは、通常数時間続き、操
業合間での時間を越えることになる。ＢＯＦ上でランス
を清浄するよりも、作業員はスカルの付いていない綺麗
なランスの交換を望む。しかしながら、このランス交換
には約１時間もかかる。ランスの清浄化とランス交換に
伴う遅延は、１つを超えるＢＯＦを使用するの工場内で
は許容性が高いであろう。しかしながら、ランス清浄化
が必要となることにより、他のＢＯＦへの予定していな
い操業の転嫁を引き起こす。操業実施の遅れは、最終的
にＢＯＦの稼働率を低下させ、好ましいものでない。
ている。ランスの清浄化は、作業員が清浄作業の間にＢ
ＯＦの炉口上に位置しなければならないために危険極ま
りない。トーチによるランス清浄は、特に危険である。
加えて、作業員は時として不測のランス燃焼に見舞われ
る。更に、ランス清浄は、時間の浪費であり、しかもコ
ストがかかる。清浄化プロセスは、通常数時間続き、操
業合間での時間を越えることになる。ＢＯＦ上でランス
を清浄するよりも、作業員はスカルの付いていない綺麗
なランスの交換を望む。しかしながら、このランス交換
には約１時間もかかる。ランスの清浄化とランス交換に
伴う遅延は、１つを超えるＢＯＦを使用するの工場内で
は許容性が高いであろう。しかしながら、ランス清浄化
が必要となることにより、他のＢＯＦへの予定していな
い操業の転嫁を引き起こす。操業実施の遅れは、最終的
にＢＯＦの稼働率を低下させ、好ましいものでない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、酸素上吹転
炉における鋼製造に使用される精錬用ランス上にスカル
蓄積を防止することに関するものである。実質的に全て
のスカル蓄積は、本発明により構成された自己清浄ラン
スで防止し得る。本発明は、酸素上吹転炉における鋼製
造において実質的な救済を提供する。本発明により精錬
用ランスへのスカルの蓄積は実質的に防止できるため、
時間がかかり、労力と設備が要求される従来のランス清
浄化方法は、本発明方法においては必要でない。加え
て、炉は最高の効率で操業し得る。炉の操業は、時間の
かかるランス清浄化方法或いはそれに起因する不測の交
換等によって遅れたり、或いは阻害されることはない。
炉における鋼製造に使用される精錬用ランス上にスカル
蓄積を防止することに関するものである。実質的に全て
のスカル蓄積は、本発明により構成された自己清浄ラン
スで防止し得る。本発明は、酸素上吹転炉における鋼製
造において実質的な救済を提供する。本発明により精錬
用ランスへのスカルの蓄積は実質的に防止できるため、
時間がかかり、労力と設備が要求される従来のランス清
浄化方法は、本発明方法においては必要でない。加え
て、炉は最高の効率で操業し得る。炉の操業は、時間の
かかるランス清浄化方法或いはそれに起因する不測の交
換等によって遅れたり、或いは阻害されることはない。
【０００９】
【課題を解決するための手段】一般的に言えば、本発明
は上部端部および下部端部を有する長手軸方向に延びる
ランス本体を含むランス上にスカルの蓄積を防止するこ
とに関するものである。主ノズルは、下部端部に近い場
所に位置し、そして酸素含有ガスを放出するように構成
されている。上部のスカル除去ノズルは、長手方向軸線
に沿って下部端部から上方に向けて離間しており、スカ
ル除去ガス、好ましくは酸素含有ガスを放出すべく構成
されている。
は上部端部および下部端部を有する長手軸方向に延びる
ランス本体を含むランス上にスカルの蓄積を防止するこ
とに関するものである。主ノズルは、下部端部に近い場
所に位置し、そして酸素含有ガスを放出するように構成
されている。上部のスカル除去ノズルは、長手方向軸線
に沿って下部端部から上方に向けて離間しており、スカ
ル除去ガス、好ましくは酸素含有ガスを放出すべく構成
されている。
【００１０】第一部分は、前記スカル除去ノズルから主
ノズルに伸びており、第二部分は前記スカル除去ノズル
上に配置される。第一部分は、第二部分の外周より小さ
い外周を有している。第一部分の外周から第二部分の外
周への繋ぎ部は、肩部を形成している。一つの実施形態
においては、前記肩部は、前記長手方向軸線に対して９
０°の角度で伸びている。
ノズルに伸びており、第二部分は前記スカル除去ノズル
上に配置される。第一部分は、第二部分の外周より小さ
い外周を有している。第一部分の外周から第二部分の外
周への繋ぎ部は、肩部を形成している。一つの実施形態
においては、前記肩部は、前記長手方向軸線に対して９
０°の角度で伸びている。
【００１１】一つの特徴において、本発明は、前記上部
スカル除去ノズルの下に配置された少なくとも１つの中
間部とスカル除去ノズルを含んでいる。前記中間部は、
第一部分の外周より大きく、第二部分の外周より小さい
外周を有している。前記スカル除去ノズルのそれぞれ
は、好ましくは長手方向軸線に対して２５°より大きく
ない角度で伸びており、更に好ましくは前記長手方向軸
線に対して５〜２５°の範囲である。また、前記スカル
除去用ノズルのそれぞれは、付随した肩部に繋がるノズ
ルオリフィスを含んでいる。この肩部は幅を持ち、そし
て前記スカル除去ノズルは、ランス上に堆積した全ての
スカルを実質的に除去している間に過剰の加熱を避ける
ために或る角度を有している。
スカル除去ノズルの下に配置された少なくとも１つの中
間部とスカル除去ノズルを含んでいる。前記中間部は、
第一部分の外周より大きく、第二部分の外周より小さい
外周を有している。前記スカル除去ノズルのそれぞれ
は、好ましくは長手方向軸線に対して２５°より大きく
ない角度で伸びており、更に好ましくは前記長手方向軸
線に対して５〜２５°の範囲である。また、前記スカル
除去用ノズルのそれぞれは、付随した肩部に繋がるノズ
ルオリフィスを含んでいる。この肩部は幅を持ち、そし
て前記スカル除去ノズルは、ランス上に堆積した全ての
スカルを実質的に除去している間に過剰の加熱を避ける
ために或る角度を有している。
【００１２】本発明は、ランス上のスカル形成が最大に
なる１操業の初期および末期であってもスカル蓄積を効
果的に防止しうるものである。本発明において、酸素ガ
スは、炉のライニングを浸食する危険性なしに精錬プロ
セス全体を通じてスカル除去ノズルから連続的に放出さ
れる。これに対し、後燃焼酸素は、典型的には、炉のラ
イニング浸食を回避するために操業の初期および末期に
間欠的に減少させるか或いは停止させるためだけに噴出
される。
なる１操業の初期および末期であってもスカル蓄積を効
果的に防止しうるものである。本発明において、酸素ガ
スは、炉のライニングを浸食する危険性なしに精錬プロ
セス全体を通じてスカル除去ノズルから連続的に放出さ
れる。これに対し、後燃焼酸素は、典型的には、炉のラ
イニング浸食を回避するために操業の初期および末期に
間欠的に減少させるか或いは停止させるためだけに噴出
される。
【００１３】本発明による製鋼用ランス清浄方法は、ス
カル除去ノズルからスカル除去ガスを放出する工程を含
んでいる。鋼浴から放出された一酸化炭素とスカル除去
ガスの反応によって熱が発生する。この熱は、好ましく
は、ランス上に蓄積するスカル全部を実質的に防止する
第一ランス部と第二ランス部の両方に付与される。本発
明方法の一つの特徴は、ランスの第一部分に沿って前記
スカル除去ノズルからスカル除去ガスを放出する工程を
含んでいる。このスカル除去ガスは、熱を発生させるた
めに鋼浴から放出された一酸化炭素ガスと反応する。こ
の熱は、ランス上に蓄積するスカル全部を実質的に防止
するためにランス上で作用することを可能とする。
カル除去ノズルからスカル除去ガスを放出する工程を含
んでいる。鋼浴から放出された一酸化炭素とスカル除去
ガスの反応によって熱が発生する。この熱は、好ましく
は、ランス上に蓄積するスカル全部を実質的に防止する
第一ランス部と第二ランス部の両方に付与される。本発
明方法の一つの特徴は、ランスの第一部分に沿って前記
スカル除去ノズルからスカル除去ガスを放出する工程を
含んでいる。このスカル除去ガスは、熱を発生させるた
めに鋼浴から放出された一酸化炭素ガスと反応する。こ
の熱は、ランス上に蓄積するスカル全部を実質的に防止
するためにランス上で作用することを可能とする。
【００１４】この方法の一つの特徴は、長手方向軸線に
対して２５°以上を超えない角度でもってそれぞれのス
カル除去ノズルからスカル除去ガスを放出する工程を含
んでいる。このスカル除去ガスは、ランスからスカルを
吹き飛ばすためにスカル除去ノズルからスカルに向けら
れる。前記熱は、好ましくは、ランスの第一部分および
第二部分の両方に作用することを可能とする。前記スカ
ル除去ガスは、製鋼プロセス工程全体を通じて放出され
る。
対して２５°以上を超えない角度でもってそれぞれのス
カル除去ノズルからスカル除去ガスを放出する工程を含
んでいる。このスカル除去ガスは、ランスからスカルを
吹き飛ばすためにスカル除去ノズルからスカルに向けら
れる。前記熱は、好ましくは、ランスの第一部分および
第二部分の両方に作用することを可能とする。前記スカ
ル除去ガスは、製鋼プロセス工程全体を通じて放出され
る。
【００１５】本発明の他の実施形態は、上記基本的要素
に対する特定の形態および構造上の変形を提供すること
を意図するものである。本発明の可能な限りの変形と同
様に種々の特徴および利点を引用した特別の実施形態
は、添付した図面に関連して一緒に詳細な記述からより
明確に理解されるであろう。
に対する特定の形態および構造上の変形を提供すること
を意図するものである。本発明の可能な限りの変形と同
様に種々の特徴および利点を引用した特別の実施形態
は、添付した図面に関連して一緒に詳細な記述からより
明確に理解されるであろう。
【００１６】
【発明の実施の形態】ここで本発明を図面（図１、図２
および図３）を以て説明する。図１および図２は、本発
明によるランス組立体を示すもので、図１および図２の
前記ランス組立体は一体構造物であるが、便宜上、図１
にランス組立体下部、図２にランス組立体上部を分割し
て図示した。本発明により構成させた自己清浄精錬用ラ
ンス組立体は、この全体が１０として示されている。前
記ランス組立体１０は、外表面１３を有するランス本体
１２を含んでいる。前記本体１２は、長手方向の軸線Ｌ
に沿って伸びており、そして上部端部１４および下部端
部１６を有している。主ノズル１８は、オリフィス１９
を含み、そして前記下部端部１６に近接した位置にあ
る。前記主ノズル１８は、酸素上吹転炉において溶融金
属を精錬するために酸素含有ガスを放出するのに使用さ
れる。上部スカル除去ノズル２０は、オリフィス２１を
含み、そして前記下部端部１６より上方に間隔を設けて
いる。このスカル除去ノズル２０は、ランス外表面１３
に蓄積するスカルを防止するためにスカル除去ガスを放
出するのに使用される。前記ランス組立体は、同様に前
記主ノズルに対して外表面１３に沿ってスカル除去ガス
を散布することを容易にする上部階段部２２を有してい
る。
および図３）を以て説明する。図１および図２は、本発
明によるランス組立体を示すもので、図１および図２の
前記ランス組立体は一体構造物であるが、便宜上、図１
にランス組立体下部、図２にランス組立体上部を分割し
て図示した。本発明により構成させた自己清浄精錬用ラ
ンス組立体は、この全体が１０として示されている。前
記ランス組立体１０は、外表面１３を有するランス本体
１２を含んでいる。前記本体１２は、長手方向の軸線Ｌ
に沿って伸びており、そして上部端部１４および下部端
部１６を有している。主ノズル１８は、オリフィス１９
を含み、そして前記下部端部１６に近接した位置にあ
る。前記主ノズル１８は、酸素上吹転炉において溶融金
属を精錬するために酸素含有ガスを放出するのに使用さ
れる。上部スカル除去ノズル２０は、オリフィス２１を
含み、そして前記下部端部１６より上方に間隔を設けて
いる。このスカル除去ノズル２０は、ランス外表面１３
に蓄積するスカルを防止するためにスカル除去ガスを放
出するのに使用される。前記ランス組立体は、同様に前
記主ノズルに対して外表面１３に沿ってスカル除去ガス
を散布することを容易にする上部階段部２２を有してい
る。
【００１７】チップ２４は、好ましくは、下部端部１６
に配置されている。分配部と称する部材２６は、前記下
部端部１６から遠いところに位置している。すなわち、
分配部２６は、前記長手方向軸線Ｌに沿う前記下部端部
１６から間隔を持って離間している。前記主ノズル１８
は、前記下部端部１６に近い位置、好ましくはチップ２
４内のランスの基部に配置されている。
に配置されている。分配部と称する部材２６は、前記下
部端部１６から遠いところに位置している。すなわち、
分配部２６は、前記長手方向軸線Ｌに沿う前記下部端部
１６から間隔を持って離間している。前記主ノズル１８
は、前記下部端部１６に近い位置、好ましくはチップ２
４内のランスの基部に配置されている。
【００１８】前記スカル除去ノズルは、前記分配部２６
内で下部端部１６から遠いところに位置している。前記
分配部２６（図示されている一つのみ）のスカル除去ノ
ズルオリフィス２１は、好ましくは前記長手方向軸線Ｌ
に対して円周上で均等に離間している。主およびスカル
除去ノズルオリフィスの適切な数が、本発明のランスに
おいて使用されるが、それはこの開示に照らして通常の
技術者にとって明らかであろう。好ましい形として、本
発明のランスは、３〜５個の主ノズルオリフィスと８〜
１４個のスカル除去ノズルオリフィスを含んでいる。
内で下部端部１６から遠いところに位置している。前記
分配部２６（図示されている一つのみ）のスカル除去ノ
ズルオリフィス２１は、好ましくは前記長手方向軸線Ｌ
に対して円周上で均等に離間している。主およびスカル
除去ノズルオリフィスの適切な数が、本発明のランスに
おいて使用されるが、それはこの開示に照らして通常の
技術者にとって明らかであろう。好ましい形として、本
発明のランスは、３〜５個の主ノズルオリフィスと８〜
１４個のスカル除去ノズルオリフィスを含んでいる。
【００１９】前記スカル除去ノズルオリフィス２１は、
前記長手方向軸線Ｌから外側に向かって放射状に分岐し
ている。前記ノズルオリフィス１９、２１のそれぞれ
は、それぞれの軸線Ａに沿って延びている。本発明のス
カル除去ノズルオリフィスの全ては、前記長手方向軸線
Ｌに平行するそれぞれの垂直軸線ｙに対して角度αを持
って伸びている（図３）。酸素含有ガスは、好ましくは
スカル除去ガスとして使用される。しかしながら、熱を
発生して一酸化炭素ガスと反応するのであれば、本発明
における使用目的に対して如何なる種類のガスでも良
い。
前記長手方向軸線Ｌから外側に向かって放射状に分岐し
ている。前記ノズルオリフィス１９、２１のそれぞれ
は、それぞれの軸線Ａに沿って延びている。本発明のス
カル除去ノズルオリフィスの全ては、前記長手方向軸線
Ｌに平行するそれぞれの垂直軸線ｙに対して角度αを持
って伸びている（図３）。酸素含有ガスは、好ましくは
スカル除去ガスとして使用される。しかしながら、熱を
発生して一酸化炭素ガスと反応するのであれば、本発明
における使用目的に対して如何なる種類のガスでも良
い。
【００２０】ランス本体１２の上部階段部２２は、第一
部分２８、第二部分２９および肩部Ｓ１によって限定さ
れている。図１、図２および図３に示されるように、第
一部分２８は、第二部分２９の外径Ｄ２よりも小さい外
径Ｄ１を有している。前記第一部分２８の外径Ｄ１から
第二部分２９の外径Ｄ２への繋ぎ部は、肩部Ｓ２を形成
する。前記第一部分２８は、上部スカル除去ノズル２０
から主ノズル１８まで軸線方向に全長にわたって伸びて
いる。前記第二部分２９は、上部スカル除去ノズル２０
の上部に、かつ隣接して位置している。この第二部分２
９は、スカル除去ノズル２０から軸方向上方に数フィー
ト伸びている。
部分２８、第二部分２９および肩部Ｓ１によって限定さ
れている。図１、図２および図３に示されるように、第
一部分２８は、第二部分２９の外径Ｄ２よりも小さい外
径Ｄ１を有している。前記第一部分２８の外径Ｄ１から
第二部分２９の外径Ｄ２への繋ぎ部は、肩部Ｓ２を形成
する。前記第一部分２８は、上部スカル除去ノズル２０
から主ノズル１８まで軸線方向に全長にわたって伸びて
いる。前記第二部分２９は、上部スカル除去ノズル２０
の上部に、かつ隣接して位置している。この第二部分２
９は、スカル除去ノズル２０から軸方向上方に数フィー
ト伸びている。
【００２１】ランス本体１２は、上部階段部２２と下部
端部１６の間に少なくとも一つの中間階段部３０を含ん
でいる。図３において、中間ランス部３１は、第一部分
２８の外径Ｄ１より大きく、第二部分２９の外径Ｄ２よ
りも小さい外径Ｄ３を有している。前記中間部３１は、
第一部分２８に沿って配置されている。前記第一部分の
外径Ｄ１と中間部分の外径Ｄ３の間の繋ぎ部は、肩部Ｓ
２を形成する。前記中間階段部３０は、スカル除去ノズ
ル２１を含んでいる。
端部１６の間に少なくとも一つの中間階段部３０を含ん
でいる。図３において、中間ランス部３１は、第一部分
２８の外径Ｄ１より大きく、第二部分２９の外径Ｄ２よ
りも小さい外径Ｄ３を有している。前記中間部３１は、
第一部分２８に沿って配置されている。前記第一部分の
外径Ｄ１と中間部分の外径Ｄ３の間の繋ぎ部は、肩部Ｓ
２を形成する。前記中間階段部３０は、スカル除去ノズ
ル２１を含んでいる。
【００２２】前記肩部Ｓ１と肩部Ｓ２の間にある中間部
３１の長さは、ｌ1 である。前記肩部Ｓ２とランス最下
部の間の長さは、ｌ2 である。前記肩部Ｓ１は幅ｍ１を
有している。前記肩部Ｓ２の幅はｍ２である。唯一つの
階段部を有する図１および図２に示されたランスにおい
て、上部階段部２２は、スカル除去酸素ガスの流れをラ
ンスの主ノズル１８に流すことを容易にしている。第一
部分２８は第二部分２９よりも小さい径を有しているた
めに、スカル除去酸素ガスは、前記第一部分２８の全長
に沿って下方に流れる。前記スカル除去ノズル２０は、
図３に示されたような手段で連接する肩部に直接接続す
るよう伸びている。これは、同様にランスの第一部分２
８の長さに沿ってスカル除去酸素ガスが流れることを容
易にしている。前記スカル除去酸素ガスが第一部分２８
の全長に沿って下方に流れるために、ランスの第一部分
全体が、スカルのない状態（skull-free) に維持され
る。
３１の長さは、ｌ1 である。前記肩部Ｓ２とランス最下
部の間の長さは、ｌ2 である。前記肩部Ｓ１は幅ｍ１を
有している。前記肩部Ｓ２の幅はｍ２である。唯一つの
階段部を有する図１および図２に示されたランスにおい
て、上部階段部２２は、スカル除去酸素ガスの流れをラ
ンスの主ノズル１８に流すことを容易にしている。第一
部分２８は第二部分２９よりも小さい径を有しているた
めに、スカル除去酸素ガスは、前記第一部分２８の全長
に沿って下方に流れる。前記スカル除去ノズル２０は、
図３に示されたような手段で連接する肩部に直接接続す
るよう伸びている。これは、同様にランスの第一部分２
８の長さに沿ってスカル除去酸素ガスが流れることを容
易にしている。前記スカル除去酸素ガスが第一部分２８
の全長に沿って下方に流れるために、ランスの第一部分
全体が、スカルのない状態（skull-free) に維持され
る。
【００２３】予め決められた肩部対角度の関係(shoulde
r-to-angle relationship)は、本発明においては二次的
なノズル角度αと肩部幅ｍとの間に関係によって決ま
る。この関係は、ランス本体１２の過剰な加熱を回避し
つつランス本体１２へのスカルの蓄積を実質的に防止す
る関係として定義される。もし、ランス本体が過剰に加
熱されると、その結果、スカーフィング(scarfing)状
態、すなわち、ランスが燃えたり、劣化してしまうこと
が起こる。前記肩部対角度の関係は、スカル除去ノズル
の数、位置およびサイズ、スカル除去ガスにおける酸素
濃度、スカル除去ガス流量および速度、階段部の数、お
よび長さｌ1 およびｌ2 の大きさのような他の要因に影
響されてくる。例えば、スカル除去ノズル角度５°に比
較してスカル除去ノズル角度２５°では、ランスを実質
的にスカルのない状態にするために流量をほぼ２倍にし
なければならない。
r-to-angle relationship)は、本発明においては二次的
なノズル角度αと肩部幅ｍとの間に関係によって決ま
る。この関係は、ランス本体１２の過剰な加熱を回避し
つつランス本体１２へのスカルの蓄積を実質的に防止す
る関係として定義される。もし、ランス本体が過剰に加
熱されると、その結果、スカーフィング(scarfing)状
態、すなわち、ランスが燃えたり、劣化してしまうこと
が起こる。前記肩部対角度の関係は、スカル除去ノズル
の数、位置およびサイズ、スカル除去ガスにおける酸素
濃度、スカル除去ガス流量および速度、階段部の数、お
よび長さｌ1 およびｌ2 の大きさのような他の要因に影
響されてくる。例えば、スカル除去ノズル角度５°に比
較してスカル除去ノズル角度２５°では、ランスを実質
的にスカルのない状態にするために流量をほぼ２倍にし
なければならない。
【００２４】角度αおよび肩部幅は、本発明の肩部対角
度の関係を満足するどんな値でもとり得る。スカル除去
ノズル角度αおよび肩部幅ｍは、一つの階段部から他の
階段部で変化する。肩部幅は、例えば、１．２７〜４．
０８センチ（１／２〜２インチ）、特に２．５４〜４．
０８センチ（１〜２インチ）、好ましくは約２．５４セ
ンチ（約１インチ）の範囲が良い。スカル除去ノズル角
度αは、最も効果的な方法でランスを加熱するため、お
よび炉の耐火ライニングの浸食を防止するために２５°
より大きくない角度でなければならない。より好ましく
は、前記スカル除去ノズルオリフィス２１は、長手方向
軸線に対して約５〜２５°、特に前記長手方向の軸線か
ら１６〜２５°の範囲内にある角度で伸びている。
度の関係を満足するどんな値でもとり得る。スカル除去
ノズル角度αおよび肩部幅ｍは、一つの階段部から他の
階段部で変化する。肩部幅は、例えば、１．２７〜４．
０８センチ（１／２〜２インチ）、特に２．５４〜４．
０８センチ（１〜２インチ）、好ましくは約２．５４セ
ンチ（約１インチ）の範囲が良い。スカル除去ノズル角
度αは、最も効果的な方法でランスを加熱するため、お
よび炉の耐火ライニングの浸食を防止するために２５°
より大きくない角度でなければならない。より好ましく
は、前記スカル除去ノズルオリフィス２１は、長手方向
軸線に対して約５〜２５°、特に前記長手方向の軸線か
ら１６〜２５°の範囲内にある角度で伸びている。
【００２５】もし、より広い肩部幅ｍが望まれるなら、
前記角度αはより鋭角に設定されることになる。反対
に、もし、より狭い肩部幅ｍが望まれるなら、前記角度
αは増やして設定される。肩部幅は、ランス重量の過剰
な増加或いは他に設計制限を超えるようなサイズとすべ
きではない。図３に示されるように、前記肩部は、それ
ぞれの軸線ｙに対して直角、すなわち、それぞれの軸線
ｙに対して９０°の角度で伸びても良い。同様に、前記
肩部は、図１および図２に示すようにそれぞれの軸線ｙ
に傾いていても良い。肩部対角度の関係を満足する角度
αおよび肩部ｍを有するランスの構築することによっ
て、また本発明の他のパラメーターによるランス操作に
よって、ランスの第一の部分に実質的にスカル蓄積がな
く、しかもランスの「スカーフィング」および炉の浸食
が回避される。
前記角度αはより鋭角に設定されることになる。反対
に、もし、より狭い肩部幅ｍが望まれるなら、前記角度
αは増やして設定される。肩部幅は、ランス重量の過剰
な増加或いは他に設計制限を超えるようなサイズとすべ
きではない。図３に示されるように、前記肩部は、それ
ぞれの軸線ｙに対して直角、すなわち、それぞれの軸線
ｙに対して９０°の角度で伸びても良い。同様に、前記
肩部は、図１および図２に示すようにそれぞれの軸線ｙ
に傾いていても良い。肩部対角度の関係を満足する角度
αおよび肩部ｍを有するランスの構築することによっ
て、また本発明の他のパラメーターによるランス操作に
よって、ランスの第一の部分に実質的にスカル蓄積がな
く、しかもランスの「スカーフィング」および炉の浸食
が回避される。
【００２６】ハウジング組立部３２は、上部端部１４に
配置され、そして通常の技術者に知られたどんな構造で
も良い。前記ハウジング組立部３２は、この開示に照ら
して通常の技術者に知られた方法でランス昇降装置（図
示せず）によって支持されている。冷却剤供給パイプ３
４および冷却剤循環パイプ３６は、前記ハウジング組立
部３２内にある付随する開口部に接続されている。上部
の放射状の外部パイプ３８は、前記前記ハウジング組立
部３２に溶接されている。前記外部パイプ３８の下部端
部は、前記分配部材２６の上部環状部に溶接されてい
る。
配置され、そして通常の技術者に知られたどんな構造で
も良い。前記ハウジング組立部３２は、この開示に照ら
して通常の技術者に知られた方法でランス昇降装置（図
示せず）によって支持されている。冷却剤供給パイプ３
４および冷却剤循環パイプ３６は、前記ハウジング組立
部３２内にある付随する開口部に接続されている。上部
の放射状の外部パイプ３８は、前記前記ハウジング組立
部３２に溶接されている。前記外部パイプ３８の下部端
部は、前記分配部材２６の上部環状部に溶接されてい
る。
【００２７】下部の放射状最外側のパイプ４０は、分配
部材２６の下部の放射状最外側の環状部に上部端部で溶
接されている。前記パイプ４０の下部端部は、前記チッ
プ２４の上部の放射状最外側の環状部に溶接されてい
る。前記パイプ４０の上部端部および前記パイプ３８の
下部端部は、肩部Ｓ１によって連結されている。前記パ
イプ３８に同心円状で内方に間隔を持ったものは、前記
ハウジング組立部３２の上部端部で連結された上部放射
状中間パイプ４２である。その下部端部で前記中間パイ
プ４２は、前記分配部材２６に溶接されている。下部放
射状中間パイプ４４は、前記パイプ４０に同心円状で内
方に離間している。前記パイプ４４の上部端部は、前記
分配部材２６に溶接されている。前記パイプ４４の下部
端部は、前記チップ２４の放射状中間環状部に溶接され
たスリーブ４６に係合している。
部材２６の下部の放射状最外側の環状部に上部端部で溶
接されている。前記パイプ４０の下部端部は、前記チッ
プ２４の上部の放射状最外側の環状部に溶接されてい
る。前記パイプ４０の上部端部および前記パイプ３８の
下部端部は、肩部Ｓ１によって連結されている。前記パ
イプ３８に同心円状で内方に間隔を持ったものは、前記
ハウジング組立部３２の上部端部で連結された上部放射
状中間パイプ４２である。その下部端部で前記中間パイ
プ４２は、前記分配部材２６に溶接されている。下部放
射状中間パイプ４４は、前記パイプ４０に同心円状で内
方に離間している。前記パイプ４４の上部端部は、前記
分配部材２６に溶接されている。前記パイプ４４の下部
端部は、前記チップ２４の放射状中間環状部に溶接され
たスリーブ４６に係合している。
【００２８】ガス入口パイプ４８は、前記ハウジング組
立部３２の上部端部に配置され、そしてこの開示に照ら
して通常の技術者に知られた方法で、ガス源に接続され
るように、そこから上方に伸びている。上部放射状の最
内側パイプ５０は、前記パイプ４２に同心円状で内方に
離間している。このパイプ５０は、前記ガス入口パイプ
４８と流体が連通するよう前記ハウジング組立部３２に
接続されている。
立部３２の上部端部に配置され、そしてこの開示に照ら
して通常の技術者に知られた方法で、ガス源に接続され
るように、そこから上方に伸びている。上部放射状の最
内側パイプ５０は、前記パイプ４２に同心円状で内方に
離間している。このパイプ５０は、前記ガス入口パイプ
４８と流体が連通するよう前記ハウジング組立部３２に
接続されている。
【００２９】前記パイプ５０の上部端部は、前記分配部
材２６の上部環状部に溶接されている。スリーブ５２
は、前記分配部材２６の上部放射状の最内部から上方に
伸びている。前記下部中間パイプ４４の内部においてパ
イプ４４の同芯に下部放射状最内側パイプ５４が配置さ
れる。このパイプ５４の上部端部は、前記スリーブ５２
に係合している。このパイプ５４の下部端部は、前記チ
ップ２４の放射状の最も内側の環状部に接続されてい
る。
材２６の上部環状部に溶接されている。スリーブ５２
は、前記分配部材２６の上部放射状の最内部から上方に
伸びている。前記下部中間パイプ４４の内部においてパ
イプ４４の同芯に下部放射状最内側パイプ５４が配置さ
れる。このパイプ５４の上部端部は、前記スリーブ５２
に係合している。このパイプ５４の下部端部は、前記チ
ップ２４の放射状の最も内側の環状部に接続されてい
る。
【００３０】メインガス流の通路５６は、ガス入口パイ
プ４８、パイプ５０およびパイプ５４を含むランスの各
部材によって決められている。この通路５６は、ランス
を通る加圧されたガスの単一の流れをもって主ノズル１
８およびスカル除去ノズル２０の両方を備えている。前
記ガスは、ガス源からガス入口パイプ４８に流れ、そし
て前記通路５６を通る。
プ４８、パイプ５０およびパイプ５４を含むランスの各
部材によって決められている。この通路５６は、ランス
を通る加圧されたガスの単一の流れをもって主ノズル１
８およびスカル除去ノズル２０の両方を備えている。前
記ガスは、ガス源からガス入口パイプ４８に流れ、そし
て前記通路５６を通る。
【００３１】冷却剤取入通路５８および冷却剤吐出通路
６０は、図１および図２に示したランス組立体１０によ
って形成されている。水のような冷却剤は、冷却剤供給
装置（図示せず）から前記冷却剤取入通路５８を通って
前記チップ２４に流し、そして前記冷却剤吐出通路６０
を通って前記冷却剤供給装置に戻る。図１および図２に
示される単一循環ランス組立体１０は、本発明を実施す
るために適切なランス組立体の単なる一つの例である。
本発明は、同様に、この技術分野では良く知られた二重
循環ランス組立体のような他の精錬用ランスにも適用で
きる。単一および二重循環酸素吹錬ランス設計の例とし
て、米国特許第３，６２０，４５５号がある。本発明の
特徴を含むように構成された二重循環ランスにおいて、
この特許のスカル除去ノズル２０はスカル除去流体通路
と流体連通されよう。メインのガス流通路５６は、主ノ
ズル１８のみに導かれ、そして前記スカル除去流体通路
およびスカル除去ノズル２０を持つ流体通路から分離さ
れることになろう。前記スカル除去ノズル２０を通るガ
ス流は、前記主ノズル１８を通るガス流とは別個に制限
し得るべく構成されよう。
６０は、図１および図２に示したランス組立体１０によ
って形成されている。水のような冷却剤は、冷却剤供給
装置（図示せず）から前記冷却剤取入通路５８を通って
前記チップ２４に流し、そして前記冷却剤吐出通路６０
を通って前記冷却剤供給装置に戻る。図１および図２に
示される単一循環ランス組立体１０は、本発明を実施す
るために適切なランス組立体の単なる一つの例である。
本発明は、同様に、この技術分野では良く知られた二重
循環ランス組立体のような他の精錬用ランスにも適用で
きる。単一および二重循環酸素吹錬ランス設計の例とし
て、米国特許第３，６２０，４５５号がある。本発明の
特徴を含むように構成された二重循環ランスにおいて、
この特許のスカル除去ノズル２０はスカル除去流体通路
と流体連通されよう。メインのガス流通路５６は、主ノ
ズル１８のみに導かれ、そして前記スカル除去流体通路
およびスカル除去ノズル２０を持つ流体通路から分離さ
れることになろう。前記スカル除去ノズル２０を通るガ
ス流は、前記主ノズル１８を通るガス流とは別個に制限
し得るべく構成されよう。
【００３２】単一構造および二重循環構造の何れの作動
においても、酸素ガスは主ノズル１８にメイン通路５６
を介して吹き込まれる。前記スカル除去ガスは、精錬プ
ロセスの初期から末期まで連続的に前記スカル除去ノズ
ルオリフィス２１を通って吹き込まれる。前記スカル除
去ガスは、スカル除去ノズルオリフィス２１を介して導
入され、オリフィス２１より第一部分２８に沿って流通
し、主ノズル１８に流れる。
においても、酸素ガスは主ノズル１８にメイン通路５６
を介して吹き込まれる。前記スカル除去ガスは、精錬プ
ロセスの初期から末期まで連続的に前記スカル除去ノズ
ルオリフィス２１を通って吹き込まれる。前記スカル除
去ガスは、スカル除去ノズルオリフィス２１を介して導
入され、オリフィス２１より第一部分２８に沿って流通
し、主ノズル１８に流れる。
【００３３】以下は、前記ランス組立体１０の構造的な
設計の一例を示す。自己清浄精錬用ランス１０は、適切
な長さ、例えばその長さにおいてほぼ２３．４ｍ（７８
フィート）であっても良い。このランスは、典型的には
炉内に５．４ｍ（１８フィート）伸びて、鋼で構成され
ている。前記上部階段部２２のスカル除去ノズル２０
は、ランス上の全てのスカル蓄積を実質的に防止するた
めに、ランスの最下部から上方に適当な距離を持って離
間している。この目的のために、スカル除去ノズルは、
好ましくはランスの最下部から１．８ｍないし２．４ｍ
（６ないし８フィート）離間している。前記ランスのパ
イプは、例えば、直径で１５．２４〜２０．３２ｃｍ
（６〜１４インチ）の範囲である。一つの例として、第
二部分２９の上部放射状最外側パイプ３８は、その直径
で１４インチであり、前記第一部分２８の下部放射状最
外側パイプ４０は、その直径で２５．４ｃｍ（１０イン
チ）である。これは、肩部が５．０８ｃｍ（２インチ）
幅であることに結果的になる。スカル除去部分およびチ
ップ部におけるノズルオリフィスは、どんな直径でも良
い。例えば、前記スカル除去ノズルオリフィスは、その
直径で約１．２７ｃｍ（１／２インチ）であり、主ノズ
ルオリフィスは、その直径で約５．０８ｃｍ（２イン
チ）であっても良い。
設計の一例を示す。自己清浄精錬用ランス１０は、適切
な長さ、例えばその長さにおいてほぼ２３．４ｍ（７８
フィート）であっても良い。このランスは、典型的には
炉内に５．４ｍ（１８フィート）伸びて、鋼で構成され
ている。前記上部階段部２２のスカル除去ノズル２０
は、ランス上の全てのスカル蓄積を実質的に防止するた
めに、ランスの最下部から上方に適当な距離を持って離
間している。この目的のために、スカル除去ノズルは、
好ましくはランスの最下部から１．８ｍないし２．４ｍ
（６ないし８フィート）離間している。前記ランスのパ
イプは、例えば、直径で１５．２４〜２０．３２ｃｍ
（６〜１４インチ）の範囲である。一つの例として、第
二部分２９の上部放射状最外側パイプ３８は、その直径
で１４インチであり、前記第一部分２８の下部放射状最
外側パイプ４０は、その直径で２５．４ｃｍ（１０イン
チ）である。これは、肩部が５．０８ｃｍ（２インチ）
幅であることに結果的になる。スカル除去部分およびチ
ップ部におけるノズルオリフィスは、どんな直径でも良
い。例えば、前記スカル除去ノズルオリフィスは、その
直径で約１．２７ｃｍ（１／２インチ）であり、主ノズ
ルオリフィスは、その直径で約５．０８ｃｍ（２イン
チ）であっても良い。
【００３４】一つないしそれ以上の前記中間階段部３０
は、ＢＯＦが炉内で熱について特殊な熱力学或いは化学
反応によって誘起される発火の問題を有する場合、スカ
ル除去ノズルがランスの基部から約２．４ｍ（８フィー
ト）以上に位置された場合や広角のスカル除去ノズル角
度或いは低流量が使用された場合を含むような状況下に
おいては前記上部階段部分２２の下に配置される。
は、ＢＯＦが炉内で熱について特殊な熱力学或いは化学
反応によって誘起される発火の問題を有する場合、スカ
ル除去ノズルがランスの基部から約２．４ｍ（８フィー
ト）以上に位置された場合や広角のスカル除去ノズル角
度或いは低流量が使用された場合を含むような状況下に
おいては前記上部階段部分２２の下に配置される。
【００３５】以下の記述は、本発明の特徴を実施するラ
ンスについての典型的な操業条件を提示するものであ
る。単一および二重循環ランスの両者について、スカル
除去ノズルオリフィスを流れる流量は約５００〜１５０
０ＳＣＦＭ（ＳＣＦＭ：ガス流量を表す単位で、ft3/mi
n 。1FCMF=0.028317ft3/min ）の範囲である。スカル除
去ノズル角度５°では、５００ＳＣＦＭの流量が使用さ
れるが、一方、スカル除去ノズル角度２５°では、少な
くとも１０００ＳＣＦＭの流量が要求される。単一循環
ランスにおいて、スカル除去酸素ガスは約マッハ１の速
度で吹き付けられるが、一方、二重循環ランスにおいて
は、スカル除去酸素ガスは約マッハ０．１〜１．０の速
度で吹き付けられる。
ンスについての典型的な操業条件を提示するものであ
る。単一および二重循環ランスの両者について、スカル
除去ノズルオリフィスを流れる流量は約５００〜１５０
０ＳＣＦＭ（ＳＣＦＭ：ガス流量を表す単位で、ft3/mi
n 。1FCMF=0.028317ft3/min ）の範囲である。スカル除
去ノズル角度５°では、５００ＳＣＦＭの流量が使用さ
れるが、一方、スカル除去ノズル角度２５°では、少な
くとも１０００ＳＣＦＭの流量が要求される。単一循環
ランスにおいて、スカル除去酸素ガスは約マッハ１の速
度で吹き付けられるが、一方、二重循環ランスにおいて
は、スカル除去酸素ガスは約マッハ０．１〜１．０の速
度で吹き付けられる。
【００３６】一つの或る特定の例においては、本発明に
より構成された単一循環ランスは、ランスの最基部から
１．８ｍ（６フィート）離れた１０本のスカル除去ノズ
ルを有し、それぞれは、対応する垂直軸線に対して１８
°の角度をもって伸びている。前記ランスを流れるスカ
ル除去ガス容量は、５００ＳＣＦＭの流量であった。５
日間の試験実施の間に９６回の操業が行われたが、ラン
ス上への実質的なスカル蓄積は殆ど防止し得た。
より構成された単一循環ランスは、ランスの最基部から
１．８ｍ（６フィート）離れた１０本のスカル除去ノズ
ルを有し、それぞれは、対応する垂直軸線に対して１８
°の角度をもって伸びている。前記ランスを流れるスカ
ル除去ガス容量は、５００ＳＣＦＭの流量であった。５
日間の試験実施の間に９６回の操業が行われたが、ラン
ス上への実質的なスカル蓄積は殆ど防止し得た。
【００３７】理論上限定する意図はないが、ランス上へ
のスカル蓄積は一義的には２つのメカニズム、流体流
（比較的高速および高流量でランスに沿って流れるスカ
ル除去酸素ガスの吹き付け）およびランス外表面の加
熱、で防止されるものと考えられる。スカル除去酸素ガ
スが比較的高速および高流量であることから、前記スカ
ル除去酸素ガスは、ランスの第一部分２８上に堆積した
スカルをランスから物理的に吹き飛ばし得るものであ
る。第二ランス部２９は、上部スカル除去ノズル２０の
上方位置に配置されているために、そこでのスカル蓄積
は前記流体流メカニズムによっては除去しえないことに
なる。
のスカル蓄積は一義的には２つのメカニズム、流体流
（比較的高速および高流量でランスに沿って流れるスカ
ル除去酸素ガスの吹き付け）およびランス外表面の加
熱、で防止されるものと考えられる。スカル除去酸素ガ
スが比較的高速および高流量であることから、前記スカ
ル除去酸素ガスは、ランスの第一部分２８上に堆積した
スカルをランスから物理的に吹き飛ばし得るものであ
る。第二ランス部２９は、上部スカル除去ノズル２０の
上方位置に配置されているために、そこでのスカル蓄積
は前記流体流メカニズムによっては除去しえないことに
なる。
【００３８】溶鋼から放出された一酸化炭素ガスは、ラ
ンスから吹き出されたスカル除去酸素と反応して熱を発
生する。この反応で発生した熱は、ランスの第一および
第二部分の両方の外表面１３上で作用するような熱を形
成する。前記ランスの外表面１３は、スカルとランス間
の結合力が弱められる温度まで加熱される。この外表面
１３の加熱は、前記第一部分２８よりも第二部分の方が
より低い温度になるように行われる。加熱されたランス
の第一部分上に形成するスカルは、そこに非常に弱く付
着し、そしてランスの動きでランスからスカルが落ちる
ようになる。
ンスから吹き出されたスカル除去酸素と反応して熱を発
生する。この反応で発生した熱は、ランスの第一および
第二部分の両方の外表面１３上で作用するような熱を形
成する。前記ランスの外表面１３は、スカルとランス間
の結合力が弱められる温度まで加熱される。この外表面
１３の加熱は、前記第一部分２８よりも第二部分の方が
より低い温度になるように行われる。加熱されたランス
の第一部分上に形成するスカルは、そこに非常に弱く付
着し、そしてランスの動きでランスからスカルが落ちる
ようになる。
【００３９】同様に、前記スカル除去ノズル２０の上の
第二部分に形成するスカルは、第一部分における付着よ
りは多少強いけれども、弱く付着する。従って、前記第
二部分には多少のスカルが炉内にある間だけ一時的に蓄
積する。このような場合には、ランスを炉内から引き上
げ、棒でランスを叩くと第二部分２９から容易にスカル
の蓄積を除去しうる。スカルは、炉の操業を遅延させる
ことなく前記第二部分から瞬時に、かつ容易に除去され
る。
第二部分に形成するスカルは、第一部分における付着よ
りは多少強いけれども、弱く付着する。従って、前記第
二部分には多少のスカルが炉内にある間だけ一時的に蓄
積する。このような場合には、ランスを炉内から引き上
げ、棒でランスを叩くと第二部分２９から容易にスカル
の蓄積を除去しうる。スカルは、炉の操業を遅延させる
ことなく前記第二部分から瞬時に、かつ容易に除去され
る。
【００４０】以上のように、本発明を特定の好ましい形
態で説明したが、この説明は単なる例示であり、本発明
の要旨および範囲を逸脱することなく種々の変更が当業
者により可能であり、これは本発明に包含されるもので
ある。
態で説明したが、この説明は単なる例示であり、本発明
の要旨および範囲を逸脱することなく種々の変更が当業
者により可能であり、これは本発明に包含されるもので
ある。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、酸素上
吹転炉における鋼製造において、従来の時間と労力を要
し、しかも新たな設備が要求されるランスおよび清浄化
方法に比較して、精錬用ランスに蓄積したスカルを迅速
かつ容易に防止かつ除去できるため、炉は最高の効率で
操業可能となり、時間のかかるランス清浄或いはそれに
起因する不測のランス交換等によって遅れたり、或いは
阻害されることはない。
吹転炉における鋼製造において、従来の時間と労力を要
し、しかも新たな設備が要求されるランスおよび清浄化
方法に比較して、精錬用ランスに蓄積したスカルを迅速
かつ容易に防止かつ除去できるため、炉は最高の効率で
操業可能となり、時間のかかるランス清浄或いはそれに
起因する不測のランス交換等によって遅れたり、或いは
阻害されることはない。
【図１】本発明によって構成されたランス組立体下部の
縦断面図である。
縦断面図である。
【図２】本発明によって構成されたランス組立体上部の
縦断面図である。
縦断面図である。
【図３】図１および図２のランス組立体の一つに実施態
様に関連する模式図である。
様に関連する模式図である。
１０…ランス組立体 １２…ランス本体 １３…ランス本体外表面 １４…上部端部 １６…下部端部 １８…主ノズル １９…主ノズルオリフィス ２０…上部スカル除去ノズル ２１…スカル除去ノズルオリフィス ２２…上部階段部 ２４…チップ ２６…分配部材 ２８…第一部分 ２９…第二部分 ３０…中間階段部 ３１…中間ランス部 ３２…ハウジング組立部 ３４…冷却剤供給パイプ ３６…冷却剤循環パイプ ３８…外部パイプ ４０…最外側パイプ ４２…中間パイプ ４４…下部中間パイプ ４６、５２…スリーブ ４８…ガス入口パイプ ５０、５４…最内側パイプ ５６…ガス流通路 ５８…冷却剤取入通路 ６０…冷却剤吐出通路 Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３…外径 Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３…肩部
Claims (25)
- 【請求項１】 ランス上にスカル蓄積を防止する製鋼用
自己清浄ランスであって、該ランスは、 上部端部と下部端部を有する長手方向軸線に沿って伸び
るランス本体と、 主ノズルが酸素含有ガスを放出するよう構成され、前記
下部端部に近接して設けた一つないしそれ以上の主ノズ
ルと、そして、 前記長手方向軸線に沿って伸びた前記下部端部から上方
に離間し、スカル除去ガスを放出するための一つないし
それ以上のスカル除去ノズルを含み、前記ランス本体
は、スカル除去ノズルから前記主ノズルに軸線方向に伸
びる第一部分を有すると共に、前記スカル除去ノズルの
上に第二部分を有し、前記ランス本体はその外周が前記
第二部分の外周よりも小さいことを特徴とする製鋼用自
己清浄ランス。 - 【請求項２】 前記上部スカル除去ノズルの下に配置さ
れた少なくとも一つの中間部分とスカル除去ノズルとを
有し、前記中間部分は第一部分の外周より大きく、前記
第二部分の外周より小さい外周を有することを特徴とす
る請求項１記載の自己清浄ランス。 - 【請求項３】 前記第一部分の外周から前記第二部分の
外周への繋ぎ部が肩部を形成し、そして前記スカル除去
ノズルが前記肩部に係合するノズルオリフィスを含むこ
とを特徴とする請求項２記載の自己清浄ランス。 - 【請求項４】 前記肩部が、長手方向軸線に対して９０
°の角度で伸びていることを特徴とする請求項３記載の
自己清浄ランス。 - 【請求項５】 前記第一部分の外周から前記第二部分の
外周への繋ぎ部が肩部を形成し、前記肩部は幅を有し、
かつスカル除去ノズルがランス上の全てのスカル蓄積を
実質的に除去する間にランスの過剰の加熱を避けるため
にある角度を有していることを特徴とする請求項１記載
の自己清浄ランス。 - 【請求項６】 前記スカル除去ノズルは、長手方向軸線
に対して２５°より大きくない角度で延びていることを
特徴とする請求項１記載の自己清浄ランス。 - 【請求項７】 前記スカル除去ノズルは、長手方向軸線
に対して約５〜２５°の範囲にある角度で伸びているこ
とを特徴とする請求項１記載の自己清浄ランス。 - 【請求項８】 前記肩部が、約１／２〜２インチの範囲
の幅を有していることを特徴とする請求項３記載の自己
清浄ランス。 - 【請求項９】 前記スカル除去ノズルが、酸素含有ガス
を放出するに適合していることを特徴とする請求項１記
載の自己清浄ランス。 - 【請求項１０】 ランス上にスカル蓄積を防止する製鋼
用自己清浄ランスであって、該ランスは、 上部端部分と下部端部を有する長手方向軸線に沿って伸
びるランス本体と、 主ノズルが酸素含有ガスを放出すべく構成された前記下
部端部に近接して設けた一つないしそれ以上の主ノズル
と、そして、 前記長手方向軸線に沿って伸びた前記下部端部から上方
に離間し、スカル除去ガスを放出すべく構成された一つ
ないしそれ以上のスカル除去ノズルとを有し、このスカ
ル除去ノズルは、前記長手方向軸線に対して２５°より
大きくない角度で伸びていることを特徴とする製鋼用自
己清浄ランス。 - 【請求項１１】 前記ランス本体が、前記スカル除去ノ
ズルから前記主ノズルに伸びる第一部分を有し、かつ前
記ランス本体が前記スカル除去ノズルの上にある第二部
分を有し、前記第一部分は前記第二部分の外周よりも小
さい外周を有していることを特徴とする請求項１０記載
の自己清浄ランス。 - 【請求項１２】 前記上部スカル除去ノズルの下に配置
された少なくとも一つの中間部分とスカル除去ノズルと
を有し、前記中間部分は第一部分の外周より大きく、前
記第二部分の外周より小さい外周を有することを特徴と
する請求項１１記載の自己清浄ランス。 - 【請求項１３】 前記第一部分の外周から前記第二部分
の外周への繋ぎ部が肩部を形成し、そして前記スカル除
去ノズルが前記肩部に係合するノズルオリフィスを含む
ことを特徴とする請求項１０記載の自己清浄ランス。 - 【請求項１４】 前記肩部が、長手方向軸線に対して９
０°の角度で伸びていることを特徴とする請求項１３記
載の自己清浄ランス。 - 【請求項１５】 前記第一部分の外周から前記第二部分
の外周への繋ぎ部が肩部を形成し、前記肩部は幅を有
し、かつスカル除去ノズルがランス上の全てのスカル蓄
積を実質的に除去する間にランスの過剰の加熱を避ける
ためにある角度を有していることを特徴とする請求項１
０記載の自己清浄ランス。 - 【請求項１６】 前記スカル除去ノズルは、長手方向軸
線に対して約５〜２５°の範囲にある角度で伸びている
ことを特徴とする請求項１０記載の自己清浄ランス。 - 【請求項１７】 前記肩部が、約１／２〜２インチの範
囲の幅を有していることを特徴とする請求項１３記載の
自己清浄ランス。 - 【請求項１８】 前記スカル除去ノズルが、酸素含有ガ
スを放出すべく構成されていることを特徴とする請求項
１０記載の自己清浄ランス。 - 【請求項１９】 ランス上にスカル蓄積を防止する製鋼
用自己清浄ランスであって、該ランスは、 上部端部と下部端部を有する長手方向軸線に沿って延び
るランス本体と、 主ノズルが酸素含有ガスを放出すべく構成された前記下
部端部に近接して設けた一つないしそれ以上の主ノズル
と、そして、 前記長手方向軸線に沿って伸びた前記下部端部から上方
に離間した一つないしそれ以上のスカル除去ノズルとを
有し、前記スカル除去ノズルは酸素含有ガスを放出すべ
く構成されたものであって、このスカル除去ノズルは、
前記長手方向の軸に対して２５°より大きくない角度で
伸び、そして、 更にランスは、前記スカル除去ノズルから前記主ノズル
に軸方向に伸びる第一部分と、前記スカル除去ノズルの
上に配置された第二部分を含み、前記第一部分が前記第
二部分の外周よりも小さい外周を有することを特徴とす
る製鋼用自己清浄ランス。 - 【請求項２０】 長手方向の軸に沿って上部端部から離
間した下部端部を有する製鋼用ランスの清浄方法であっ
て、 前記長手方向軸線に沿った主ノズルから上方に離間した
一つないしそれ以上のスカル除去ノズルからスカル除去
ガスを放出する工程、 前記第一部分が前記第二部分の外周よりも小さい外周を
有し、前記スカル除去ノズルと前記主ノズルの間に伸び
るランスの第一部分に沿ってスカル除去ガスを向ける工
程、 熱を発生させるために、鋼浴から放出される一酸化炭素
ガスに前記スカル除去ガスを反応させる工程、および、 前記熱がランス上の全てのスカル蓄積を実質的に防止す
るために前記ランス上に作用させることを可能にする工
程、を含むことを特徴とする製鋼用ランスの清浄方法。 - 【請求項２１】 前記長手方向軸線に対して２５°より
大きくない角度で前記スカル除去ノズルからスカル除去
ガスを指向させることを特徴とする請求項２０記載の製
鋼用ランスの清浄方法。 - 【請求項２２】 前記ランスからスカルを吹き飛ばすた
めに前記スカル除去ノズルから前記ガスを指向させるこ
とを特徴とする請求項２０記載の製鋼用ランスの清浄方
法。 - 【請求項２３】 前記ランスの第一および第二部分上で
前記熱を作用させることを可能とすることを特徴とする
請求項２０記載の製鋼用ランスの清浄方法。 - 【請求項２４】 前記スカル除去ガスを全製鋼プロセス
を通じて放出することを特徴とする請求項２０記載の製
鋼用ランスの清浄方法。 - 【請求項２５】 前記スカル除去ガスが酸素含有ガスで
あることを特徴とする請求項２０記載の製鋼用ランスの
清浄方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/670125 | 1996-06-25 | ||
| US08/670,125 US5830259A (en) | 1996-06-25 | 1996-06-25 | Preventing skull accumulation on a steelmaking lance |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1030111A true JPH1030111A (ja) | 1998-02-03 |
Family
ID=24689102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9091991A Pending JPH1030111A (ja) | 1996-06-25 | 1997-04-10 | スカル蓄積防止用製鋼用ランスとスカル清浄方法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5830259A (ja) |
| EP (1) | EP0816517B1 (ja) |
| JP (1) | JPH1030111A (ja) |
| KR (1) | KR980002273A (ja) |
| AU (1) | AU730594B2 (ja) |
| BR (1) | BR9701471A (ja) |
| CA (1) | CA2208470A1 (ja) |
| DE (1) | DE69719870D1 (ja) |
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