JPH10310812A - ランスを備える容器内の後燃焼熱の回収改良方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶湯鉄基金属とスラグとの装入物が装入され
た容器内での後燃焼熱の回収改良方法は、装入物に酸素
ガスを導入するためのランスを備える。 【解決手段】 この方法は、溶湯を鋼に精錬するために
ランスの少なくとも一つの第１のノズルを通って酸素を
装入物に吹き込む工程を備える。ランスの少なくとも一
つの第二のノズルを通って、第一のノズルの上に間隙を
隔てた少なくとも一箇所から、容器からスラグが実質的
に溢れさせず少なくとも約４０％の後燃焼熱伝達効率を
得るための量の発泡スラグが生成するのに有効な酸素流
量でもって酸素を吹き込む。その際、第二のノズルから
の酸素流量は、装入物のピーク脱炭期間の開始時期付近
で最小にする。酸化鉄含有ペレットも装入物に添加でき
る。この場合、第一のノズルからの酸素流量は、酸化鉄
含有物質を投入しながら減量し、且つ減量した酸素流は
不活性ガスを補充してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は塩基性酸素炉の製鋼
に関し、具体的には後燃焼熱の回収効率を高める製鋼の
際の吹き込み実施方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】塩基性酸素炉（ＢＯＦ）製鋼は、とりわ
けて大量の一酸化炭素（ＣＯ）が溶湯浴上方に生成され
る。これは「廃ガス」と呼ばれ、酸化反応によって鋼／
スラグ浴中で発生する合計熱量より多くの保存熱が含ま
れる。浴上方でＣＯからＣＯ₂の燃焼によって発生した
熱は「後燃焼」熱と呼ばれ、この熱が鋼浴から回収する
ことができるならば、重要なエネルギと費用節約とが達
成することができる。後燃焼熱を有効に回収することに
よって、大量のスクラップが浴に投入することができ、
熔銑限定ＢＯＦ工場においてさらに多くの鋼製品が生産
される。同時に、熔銑限定ＢＯＦ工場におけるＢＯＦ鋼
価格を低下させるために、低価格鉄鉱石を精錬すること
が可能である。あいにく、現在のＢＯＦの実施方法で
は、廃ガスからの保存熱エネルギの大部分が、ガスと浴
のあいだの不十分な熱伝達のために廃棄されている。Ｂ
ＯＦ容器内の後燃焼エネルギを回収するための従来の試
みは、概ね早期に容器ライニング損傷が生じている。

【０００３】種々の廃ガスに加え、また、ＢＯＦ製鋼法
は発泡スラグを発生する傾向を有する。少量の発泡スラ
グはＢＯＦの冶金反応に有利な効果を備える一方で、本
来発泡スラグは、潜在的に危険であり且つ通常回避され
る。大量の発泡が生じたとき、ＢＯＦ容器からの発泡の
スロッピングが制御不可能になり、生産量の低下並びに
環境と安全とに障害を生じる。その結果、発泡スラグの
生成の制御または最小量化を行うため多くの努力がなさ
れてきた。発泡スラグによる多くの課題は別にして、そ
れにもかかわらず、発泡スラグが、ＣＯからＣＯ₂ への
燃焼によって発生する燃焼熱と浴との間の良好な熱伝達
材となることが明らかになった。ＣＯガスをＣＯ₂ ガス
に燃焼することによって発生し且つ浴に戻される熱パー
センテージは熱伝達効率として知られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明により、生産量
の損失リスクがなく、かつ環境規制を備え、過剰な安全
リスクなしに、制御した状態で発泡スラグを形成する技
術が提供される。故意に、しかし、制御した発砲スラグ
の形成結果として、後燃焼ガスと溶湯との間の熱伝達効
率が著しく改良された。これは溶湯装入物に大量のスク
ラップを使用することを可能にし、鋼製造は著しい増加
が生じた。従来の後燃焼の方法を行う時にはＢＯＦ容器
ライニングに悪影響を与えるが、本発明は容器の耐火物
ライニングの寿命を実際に延ばす。また、本発明の方法
は鉄塵芥の発生を少なくする。すなわち、本発明の方法
は、ＢＯＦ方法を著しく改良するために使用することが
でき、生産高の増加、原材料価格の低減、容器ライニン
グ寿命の延長及び環境条件の改善が得られる。

【０００５】通常の形態で、本発明は、容器に溶湯鉄基
金属とスラグとが入っていて且つ酸素ガスを装入物に導
入するランスが備えられる容器内で、後燃焼熱の回収を
改良する方法に向けられる。この方法は、溶湯を鋼に精
錬するため、ランスの少なくとも一つの第１のノズルを
通って装入物に酸素を吹き込む工程を備える。少なくと
も一つの第２のノズルを通って第１のノズル上方に間隔
を隔てて配置された少なくとも一箇所から、容器から実
質的にスラグオーバーフロー（すなわち、スロッピン
グ）を起こさずに、少なくとも約４０％、特に約５５％
〜６５％、及び８０％までさえも、またはそれ以上の後
燃焼熱の伝達効率を得るための量の発泡スラグを生成す
るのに有効な酸素流量で酸素を吹き込む。第２のノズル
からの酸素流量を、装入物のピーク脱炭期間の開始時付
近で最小にする。

【０００６】本方法の好ましい実施例は、ランスの第２
のノズルがスラグ量を制御し且つ後燃焼熱を発生させる
ために第１のノズル上方に配置される二流路ランスを使
用する。第二のノズルは、第一のノズルを有する流体連
絡路から好ましく分離されている。主ノズルは、溶湯を
精錬するために通常操作される。酸素は、異なる直径の
ランス部分に隣接させて形成されたショルダーの位置か
ら、第二のノズルで吹き込むことができる。

【０００７】本発明の別の好ましい実施例は、三流路ラ
ンスを使用する。少なくとも一つの第二のノズルが、少
なくとも一つの第一の主ノズル上方に配置される。少な
くとも一つの第三の付加ノズルが、第一のノズルの上方
に配置され、同様に第三のノズルは、第二のノズルノ上
方に配置される。流体通路が、第一、第二及び第三の各
ノズルに延在するので、これらのノズル及び通路の三つ
の全てが、互いに都合よく流体連絡路と分離される。結
果として、精錬は、第一のノズルを通って通常に実施さ
れる。酸素は、発泡スラグを制御するために第二のノズ
ルから吹き込まれる。第三のノズルから吹き込まれた酸
素は、主として後燃焼熱を発生させ、比較的均一で大き
な流量とすることができる。二流路ランスの場合のよう
に、第二及び第三の付加ノズル出口は、好ましくショル
ダーに配設される。三流路ランスは、二流路ランスに比
較して、浴によって後燃焼熱をさらに大量に回収するこ
とを可能にし、且つさらに大量のスクラップも添加する
ことが可能になる。

【０００８】本発明の全ての実施例においては、装入物
のピーク脱炭期間の開始点に到達するために吹き込まれ
る酸素量を見積もることができる。ピーク脱炭期間のほ
ぼ立ち上がりでの付加酸素流を減量する（または低レベ
ルに維持する）時期は、経験的に決定するかまたは計算
することができる。特に、本発明の全ての実施例におい
て、ランスの下端部が、この初期位置から通常の製鋼方
法によって規定された速度で下げられる。発泡スラグを
制御するために第二のノズルから酸素流量を調整しつ
つ、精錬用の酸素が併用して吹き込むことができる。第
一のノズルは、好ましくは酸素ガスを精錬中実質的に均
一な流量でピーク脱炭期間に渡って吹き込む。第二のノ
ズルは、容器内の発泡最大量のレベルを越える高さに配
置し、後燃焼熱の発生を最大にする。本発明は第二と第
三との付加ノズルの組合せを好ましく使用する。第一と
第二とのノズル組合せの各々には少なくとも二つのノズ
ルが存在する。第二と第三とのノズルからの流れを付加
流と呼ぶ。第一のノズルからの流れを主流れと呼ぶ。

【０００９】なお、付加酸素流は、約７０．８標準ｍ³
／分（約２，５００標準ｆｔ³ ／ｍｉｎ）より少ない流
量でピーク脱炭期間の立ち上がり時に吹き込んでよく。
それに対して、典型的な後燃焼方法は、ピーク脱炭期間
の立ち上がりに最大流量で酸素を吹き込む。第二または
第三とのノズルから吹き込まれた付加酸素は、ウインド
ー(window)領域内で最小流量に減量され、例えば、吹き
込まれた累積主酸素の約３９％から約６７％にする。ウ
インドーは、累積主酸素の少なくとも約１７％が吹き込
まれる期間持続する。吹き込み累積主酸素は、ピーク脱
炭期間の終了までに吹き込まれる酸素合計量を意味す
る。ピーク脱炭期間の終了は、組成の全重量を基に重量
で０．０５％より多くの炭素成分を含まない鋼を製造す
るために吹き込む主酸素量を意味する。

【００１０】本発明は多くの利点を提供する。一つの利
点は、通常の初期ランス高さ及び通常のランス減量流量
を用いる能力を提供し、この方法を簡単にする。さら
に、本発明は、複流路ランスの使用によって、非常に融
通性のある吹き込みスケジュールを可能とする。付加酸
素流は、主酸素流とは独自に制御される。三流路ランス
の場合、第二のノズルを通る酸素流は、第三のノズルを
通る酸素流とは独立して制御される。したがって、特に
臨界スロッピング期間を過ぎた後では、付加ノズルから
の流量は望みどおりに増加できる。異なる傾斜または階
段をつけた付加酸素吹き込みスケジュールは、それそれ
が異なる酸素流量で、後燃焼熱と熱伝達率とを最大にす
るために用いることができる。本発明によって、溶湯は
通常の主酸素流を利用し最大流量で精錬することがで
き、そして独立する付加酸素流を利用し高レベルまで熱
伝達率を高める能力と組み合わすことができ、且つ炉ラ
イニングの劣化を全く進展することもない。

【００１１】非常に高い熱伝達率から考えて、本発明は
より高いエネルギの回収を可能にし、すなわち、ＦｅＯ
ペレットを装入物に添加することを可能にする。これら
のペレットはスクラップより廉価であり、且つこの方法
が費用を節約して操業することを可能にする。鉄鉱石ペ
レットが本後燃焼方法に使用され、より多くのスクラッ
プ添加の必要性と高炉からの熔銑に依存度とを低下させ
る一方で、なおＢＯＦの製造量を維持する。本発明は、
酸化鉄含有材料を投入しながら主酸素流量を減量し、且
つ減量した主酸素流を不活性ガスで補足することに関連
する。一方熔銑に限定される工場においては、さらにス
クラップを高い浴温度を維持するために添加することが
可能である。本発明は、ＢＯＦの鋼製造の効率の上昇と
価格の低下とに係わる実質的利益を提供する。

【００１２】本発明の多くの付加的な特徴、利点及び十
分な理解は、次の詳細な説明及び好ましい実施例からも
たらされる。明確にするため、図１及び図２のランス
は、ガス流路以外の通路を有するように図示しない。か
しながら、図１及び図２のランスは、当業者には既知の
状態でランス水冷通路を有する。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、溶湯鉄基金属
とスラグとが装入され且つ酸素ガスを装入物に導入する
ために、図１及び２に示すようなランスを備えた容器内
での後燃焼熱の回収改良方法に向けられる。このプロセ
スは、溶湯を鋼に精錬するために、ランスの第一または
主ノズルを通って装入物に酸素（「主酸素」）を吹き込
むことを含む。酸素が（「付加酸素」）、第二または付
加ノズルを通って主ノズル上方に間隔を隔てた少なくと
も一箇所から、発泡自己支持性を備えたスラグを得るた
めに有効な流量で吹き込まれ。付加酸素流量は、スロッ
ピングなしに少なくとも約４０％の熱伝達効率を得るた
めの量の発泡スラグを生成するに有効である。付加酸素
流量は、装入物のピーク脱炭期間の開始時付近で最小に
する。

【００１４】酸素は、主ノズルから、好ましくは連続的
にランス下端部で、実質的に均一の高流量で、溶湯を鋼
に精錬する際に吹き込まれる。主酸素流量は、ピーク脱
炭期間の最中は実質的に均一である。主酸素流の流量
と、容積と、速度とは、この開示から考えて当業者には
明確である。精錬のために吹き込まれる主酸素の流量
は、独立する主流と付加流とから考えて、付加ノズル流
れの減量によって影響されない。

【００１５】通常のＢＯＦサイクルに対しては規定した
出発ランスの高さを指令するためにＢＯＦ工場で使用す
る典型的な因子は、ヒートの大きさ、スクラップの量、
容器の大きさと形状、ランス仕様等が含まれる。本発明
にしたがう初期ランス高さは、好ましくは通常の工場仕
様に使用されるものと同様である。本発明にしたがう実
際の開始高さは変化する。各ＢＯＦ工場は酸素吹き込み
サイクルに対する具体的な操業因子を備え、開始ランス
高さ、ランス高さ減少比率、酸素流量等を実施して、工
場ごとに一般的に変化させる。

【００１６】大量の装入物を扱うＢＯＦにおいては、溶
湯がＢＯＦから吹き上げられることを防止するために、
通常比較的高いランス高さとなる。反対に、少量の装入
物を扱う場合、ランスをＢＯＦ内に通常低く配置しても
よい。例えば、浴からランスの底までの通常初期高さ
は、２２５ネットトン（「ＮＴ」）のヒートに対する
２．５４０ｍ（１００インチ）の通常初期高さに比較し
て、２８０ネットトンのヒートに対して３．４２９ｍ
（１３５インチ）である。

【００１７】大部分のＢＯＦ工場では、酸素吹き込みサ
イクル中にランス高さ段階を減少する。本発明の方法に
おいて、ランスは通常の製鋼実施方法によって規定され
た比率で引き下げられる。即ち、本発明は、熱伝達効率
を高めるために発泡スラグの生成を制御し、さらにスロ
ッピングを避ける特別なランス高さ減少比率を必要とし
ない。

【００１８】本方法の重要な特徴は酸素流量が調節され
て、付加ノズルから吹き込まれれる。付加ノズルからの
酸素流量は、発泡スラグを制御するため、さらに溶湯の
スロッピングを避けるために調整する。第１の調整は、
ピーク脱炭期間の予想立ち上がり時に、付加酸素流量を
好ましく下げることにある。付加酸素流量は、ピーク脱
炭期間の開始時にまたは僅かにそれ以前に好ましく減量
される。その代わりに、典型的なスロッピング期間以前
またはその時には、付加酸素流を比較的一定な低維持レ
ベルで吹き込みノズル詰まりを防止する。臨界スロッピ
ング期間のあと、付加酸素流量を増加し、熱伝達効率を
最大にする。

【００１９】廃ガスの後燃焼から溶湯装入物への保存熱
の移送における高効率は、本発明にしたがって発泡スラ
グを意図的に形成することによって、ただし、スロッピ
ングを防止する状態に制御することによって達成され
る。所定の範囲内のＶ−比率すなわちスラグ中のＳｉ０
₂ に対するＣａＯのに伴う高ＦｅＯ含有量は、発泡形成
を促進することが観察された。しかしながら、この方法
は、スロッピングを制御する観点から許容制限内にとと
どめる必要がある。発泡スラグを制御するために、付加
酸素流量を酸素吹きつけサイクル中に適切な時間著しく
減量する必要がある（または、前もって低い流量に付加
酸素を維持する）。付加酸素流量を吹きつけサイクルの
ピーク脱炭期間の立ち上がり付近で最小することを確実
にすることによって、発泡スラグを制御して生成するこ
とができる。臨界スロッピング期間のあとに付加酸素流
量を増加することに基づき、少なくとも約４０％、多く
の場合約５５％〜約６５％、及び約８０％以上の範囲で
後燃焼熱伝達効率を得ることができる。

【００２０】本発明にしたがって、酸素流量はピーク脱
炭期間の立ち上がり付近で最小にするために調整し、且
つ発泡スラグを制御するためとスロッピングを防止する
ために十分に減量する。ピーク脱炭期間の開始以前に付
加酸素流量を最小にして、制御した状態で発泡スラグの
構造を最適にする所望の付加酸素流量を選択し、一方で
熱伝達率を最大にするためにスロッピングさけるように
する。臨界スロッピング期間は、生成される発泡量と発
泡が入っている個々の容器の能力とに依存して各工場で
経験的に決定される。

【００２１】付加酸素流量は、主酸素流量とは独立して
調整されるので、所定の工場での最良の方法を決定する
において著しい許容量があることは、この開示から考え
て当業者には明らかである。当然、この目的は、少なく
とも約４０％程度の後燃焼の熱伝達効率レベルに到達す
るために十分な発泡を生成することである。この目的に
必要な発泡量は、ピーク脱炭期間の開始で計算されたＦ
ｅＯ含有量によって見積もられる。本発明にしたがう所
望の熱伝達レベルを達成するために、脱炭期間の立ち上
がりでスラグに約１０〜１８％のＦｅＯが存在する。し
たがって、ピーク脱炭期間付近での付加酸素流量の減少
が、ＦｅＯ含有量を発泡スラグ発生に都合良く到達させ
る助けとなる。

【００２２】所望の熱伝達効率を達成するために吹き込
む必要付加酸素量に影響を及ぼす別の要因は、浴の酸素
含有量である。浴中の炭素含有量は激減し且つＣＯガス
をほとんど放出しなくなったとき、発泡スラグ中の泡が
ほとんど無くなり、スラグは平坦になる。また、Ｖ比率
は発泡スラグの発生に影響する。加熱の際に、Ｖ比率が
初期に約１未満になる。１より小さいＶ比率で、スラグ
はシリカ含有量のために「ガラス質」になり且つ容易に
発泡しない。Ｖ比率は、脱炭期間中及びピーク脱炭期間
に向かって約１と約２のあいだの値に増加され、比較的
低付加酸素流量でも発泡スラグを容易に発生することを
可能にする。臨界スロッピング期間のあとに（通常６，
０８８標準ｍ³ （約２１５，０００ＳＣＦ）の消費主酸
素を越えて）、炭素が浴から激減するので、ほとんどの
石灰が溶液に溶解するために、スラグは安定且つ無発泡
になる傾向がある。これは、スラグＶ比率を約２に上昇
する。約２より大きいＶ比率で、スラグは平坦化しかつ
容易に発泡しない。したがって、比較的高い付加酸素流
量が発泡スラグを維持するために必要である。スラグＶ
比率が約２以上に増加するとき、発泡スラグを維持する
ために、熱伝達効率を増加するには付加酸素流量を増加
する必要がある。しかしながら、過剰な付加酸素流はス
ロッピングを生じる。したがって、付加酸素スケジュー
ルは、熱サイクルの経過時間と、スラグ条件と、浴の炭
素含有量と、に依存して調整してもよい。即ち、慎重な
付加酸素流量の決定は、熱伝達効率を最大にするために
スラグがヒートのそれぞれ時間に十分に発泡され且つス
ロッピングの原因となるようにあまり発泡しないように
する必要がある。

【００２３】さらに具体的には、スラグの条件はヒート
操業の際に変化するので、付加酸素流量は、ヒート操業
の種々の段階で相違する。酸素吹き込みサイクルが開始
すると直ちに、発泡スラグが容器内に生成され且つラン
スが引き下げられるように維持される。ヒートの開始の
際に、下側の酸素流量が、スラグを容易に発泡するので
十分な発泡スラグを発生するために必要である。

【００２４】臨界スロッピング期間に、付加酸素含有量
は、スロッピングを避けるために予め決定した時間減少
しなければならない。付加酸素流量がスロッピングを避
けるために減量しなければならなかった後、累計主酸素
流量容積は経験的観察によって決められ、例えば、約
３，８２３標準立方メートル（約１３５．０００ＳＣＦ
（標準立方フィート）から約６，０８９標準立方メート
ル（約２１５．０００ＳＣＦ）の範囲にだけあるように
する。当業者には、この累計主酸素量が、ランス高さ、
ガス速度、ヒートの大きさ及び溶融化学のような工場の
条件を変化とともに変更してもよいことが理解できる。
ピーク脱炭期間の開始時或いはその付近で、同様にピー
クスロッピング期間或いはその付近で、流量は最小にす
る。ピーク脱炭期間の開始時で、最低流量は発泡の制御
を可能にするため十分低くすることが重要である。これ
は、ピーク脱炭期間中にスロッピングなしに制御可能に
生成できる最大量の発泡スラグを発生させ、その期間は
典型的な溶湯中で３〜５分間程度続けられる。ピーク脱
炭期間の立ち上がり以前には、最小より多い流量で付加
酸素を吹き込むこと、その後その期間が開始するように
流量を最小まで減少することが好ましい。これは、臨界
スロッピングまで及びその時に相対的に一定維持流で付
加酸素流を吹き込むことに比較して達成される大きな後
燃焼熱比率の達成を可能にする。後燃焼比率は、ＣＯ₂
に燃焼されるＣＯガスのパーセンテージとして定義す
る。

【００２５】臨界スロッピング期間のあとで、酸素流量
は次第に増加され、スラグ条件によって補充し且つ後燃
焼熱を最大にする。付加酸素流量は、ピーク脱炭期間の
終了前または少し後に、所望の最大流量に到達させても
よい。ランスの設計制約条件は主たる限定が吹き込んで
もよい付加酸素の最大流量に係わる。付加酸素は、約１
２７．４〜１７０．０標準ｍ³ ／分（約４，５００〜
６，０００ＳＣＦＭ）の範囲の最大速度で吹き込んでも
よく、約１２７．４〜１４１．６標準ｍ³ ／分（約４，
５００〜５，０００ＳＣＦＭ）の流量で好ましくなる
（例えば、２８０ネットトンのヒートのあいだ）。

【００２６】スロッピングなしに発泡スラグを発生させ
るため、注記したように臨界スロッピング期間はピーク
脱炭期間に相当するので、所定装入物に対するピーク脱
炭期間を想定する必要がある。想定されると、付加酸素
流量をピーク脱炭期間の開始に最小にすることが計画で
きる。本発明の利点は、脱炭の立ち上がり時及び臨界ス
ロッピング期間が、吹き込まれる主酸素の合計量の計算
を含むいずれの計算の必要もなく経験的に決定される。
付加酸素は、ヒート操業においては後者のより高い流量
に調整することができるので、広いウインドーが予想臨
界スロッピング期間付近で開口することができる。ここ
では、「ウインドー」(window)は、付加酸素流が最小流
量である累積主酸素量の範囲を意味する。この最小流量
は、ノズルの詰まり避ける維持レベルが好ましい。この
広いウインドーは, 計算する必要はなく経験的に決定で
きる。累積主酸素量ウインドーの外側制限は、経験的観
察を基にスロッピングの可能性を避ける広さを示す。ウ
インドーは、ピーク脱炭期間の終了までに吹き込まれる
約３９％から約６７％の累積主酸素の範囲にしてもよ
い。本発明は、約３分、または約２，２６６標準ｍ
³ （８０、０００ＳＣＦ）またはそれ以上の主酸素ウイ
ンドーを使用でき、例えば、約３，８２３〜６，０８９
標準ｍ³ （約１３５，０００〜２１５，０００ＳＣＦ
Ｍ）の主酸素である。ウインドーは累積酸素の少なくと
も約１７％が吹き込まれる期間の継続期間連続すること
ができる。

【００２７】複流路ランスの構造は付加酸素流を望みど
おりに調整することが可能であり、付加酸素吹き込みス
ケジュールの実施に非常に適応性がある。臨界スロッピ
ング期間のあとに、付加酸素流量は後燃焼熱回収を最大
にするために所望のように増加される。付加酸素流は、
広いウインドーを使用するために補充する十分に高レベ
ルに増量される。これに関しては、特に、臨界スロッピ
ング期間を通過したのち、付加酸素が種々のスケジュー
ルにしたがって、例えば、段階的または一定勾配の傾斜
にしたがって、それぞれは種々の付加酸素流量でピーク
脱炭サイクル中の種々の点で吹き込むことができ、後燃
焼熱を最大にする。

【００２８】スロッピングが発生する時期を計算するこ
とは、経験的な広い主酸素ウインドーを使用するよりさ
らに望ましい。これに関しては、ピーク脱炭期間は、装
入物のすべての珪素が実質的に酸化したときに開始す
る。その開始時まで炭素は僅か燃焼され、ＦｅＯが形成
され、大量のＭｎが燃焼され、且つＴｉ及び燐のような
他の元素が燃焼される。ピーク脱炭期間に達するに必要
な酸素は、これらの元素を酸化するに必要な酸素量にほ
ぼ等しい。これらの量のいくつが既知であるが、その他
の元素はこの元素が部分的にのみ酸化されるために、経
験的に計算される。ＢＯＦ容器に装入された熔銑のサン
プリングから、次の式が，その装入物に対してピーク脱
炭期間に達するために必要な標準立方メートル（標準立
方フィート：ＳＣＦ））で酸素量を見積もるために使用
できる。

【００２９】 酸素（立方メートル）＝Ｏ_Si＋Ｏ_Fe＋Ｏ_C ＋Ｏ_Mn＋Ｏ_misc （Ｉ） 上記式１において、Ｏ_Siは装入物から珪素を取り除くに
必要な酸素量を表し、珪素の総重量（ｋｇ≒０．４５４
ポンド）の１３．８５倍、あるいは１３．８５（Ｓｉの
ｗｔ）にほぼ等しい。この値１３．８５は、珪素の重量
（ｋｇ≒０．４５４ポンド）当たりに必要な酸素量の理
論的な化学量論値である。珪素の合計重量は、冷えた
鉄、銑鉄等のような珪素含有金属により少しもたらせる
とともに、熔銑から殆どもたらされる。すなわち、上記
計算における（ｗｔ．Ｓｉ）の値は、０．０１（熔銑中
のＳｉ％）（熔銑の重量）＋０．０１（銑鉄中のＳｉ
％）（銑鉄の重量）の関係式から導かれる。

【００３０】Ｏ_Feの値は、ＦｅをＦｅＯに酸化するに必
要な酸素の容積であり、次の式（１）にほぼ等しい。 Ｏ_Fe＝２．７１（ＦｅＯの重量） （１） ２．７１の値も重量当たりのＦｅＯを形成するに必要な
酸素量を基準にした化学量論値である。ＦｅＯの重量は
経験的に決めなければならない。ＦｅＯの重量は次式
（２）で導かれる。

【００３１】 ＦｅＯのｗｔ＝（０．０１）（ＦｅＯの％）（スラグのｗｔ） （２） スラグの重量は、ＳｉＯ₂ の重量＋ＣａＯの重量＋Ｆｅ
Ｏの重量にほぼ等しい。ＳｉＯ₂ の重量＝２．１４（Ｓ
ｉのｗｔ）であり、及びＣａＯの重量＝ＶＲ（ＳｉＯ₂
のｗｔ）である。調査が次のことを示した。すなわち、
ピーク脱炭はジカルシウムシリケートの生成を促進する
組成と連動し、すなわち、ＳｉＯ₂ の％に対するＣａＯ
の％と比率であるこの値は「Ｖ−比率」または「塩基度
比率」（ＶＲ）と称し、ほぼ２．０に近似されることを
示す。すなわち、スラグの重量は、次式（３）により近
似する。

【００３２】 （スラグのｗｔ）＝〔（ＳｉＯ₂ のｗｔ）＋（ＣａＯのｗｔ）〕／ 〔０．０１（１００−ＦｅＯの％）〕 （３） 式（２）と（３）とを組み合わせ、式（４）に示される
ＦｅＯの重量を近似する。 （ＦｅＯのｗｔ）＝（ＦｅＯの％）〔２．１４（Ｓｉのｗｔ）＋ ２（２．１４）（Ｓｉのｗｔ）〕／（１００−ＦｅＯの％） （４） 典型的にＦｅＯの％は、スラグ重量を基にした重量で約
１０〜約１８％程度であり、ランス高さ及び容器形状に
依存する。上記式に代入する具体的な数値は経験的に決
める。すなわち、式（１）と（４）を組み合わせること
によって、次のようにＦｅの酸化に必要である酸素の近
似量が得られる。

【００３３】 Ｏ_Fe＝２．７１（ＦｅＯの％）〔２．１４（Ｓｉのｗｔ）＋ ２（２．１４）（Ｓｉのｗｔ）〕／（１００−ＦｅＯの％） （５） 式（Ｉ）のＯ_C 量は、ＣＯをＣＯ₂ に炭素を酸化するに
必要な酸素量であり、１７．８７（燃焼したＣ総量）に
ほぼ等しい。１７．８７の値は、一酸化炭素を１０％の
二酸化炭素にへと炭素を燃焼するための理論的な化学量
論量である。燃焼した総炭素は、式（燃焼した総炭素）
＝０．０１（Δ％のＣ）（熔銑の重量）によって同様に
求められる。Δ％のＣは、脱炭の際に燃焼した炭素の量
であり、約０．７〜約１．０％であることを経験的に決
められ、熔銑の珪素含有物、ランス長さ、熔銑とスクラ
ップとの比率、容器の形状及び年数に依存する。

【００３４】マンガンをＭｎＯ（Ｏ_Mn）に酸化するに必
要な酸素は、関係式Ｏ_Mn＝３．５４（燃焼した総Ｍｎ）
によって近似される。酸素に対するマンガンの親和力は
Ｓｉより小さく、吹き込まれた初期段階においてはスク
ラップは完全には溶解できず、Ｍｎは完全に燃焼されな
い。したがって、燃焼された総Ｍｎは熔銑及びスクラッ
プから取り込まれた総Ｍｎの５０％に近似される。Ｍｎ
を酸化するための酸素は３．５４（０．５）（Ｍｎ投入
量の総ｗｔ）に等しい。

【００３５】米国においては、チタニウム、燐及び他の
微量元素を酸化するに必要な酸素である用語Ｏ_miscは、
この値が原材料の品位によって影響されないので無視す
ることができる。しかしながら、ヨーロッパ及び日本に
おいては、用語Ｏ_miscは、無視できないかもしれないの
で、必要ならば、この用語の値は経験的に選択すること
ができる。

【００３６】上記の式を基に、ピーク脱炭期間に達する
ために吹き込まれる主酸素の累計量は近似できる。吹き
込まれた付加酸素累計量は、累積付加酸素量は累積主酸
素量に比較して相対的に少ないので、付加酸素流量を減
少することに関しては考慮する必要がない。計算された
主酸素量は約２％の効率因子を使って調整してもよい。
当然吹き込みサイクルの全期間は、目標炭素によって決
まる種々の炭素のすべてを完全に酸化するに必要な酸素
量に対する式中の項を変えることによって決定する。上
記計算のすべてがコンピュータでされ、且つこの開示を
考慮して当業者に既知であるような、この方法の正確な
制御ためにシステムにインプットされる。

【００３７】ピーク脱炭に到達するための計算または経
験的に見積もられた酸素量によって、ピーク脱炭期間の
開始時付近に相当する最小流量の本発明の付加流量減量
方法を実行するために通常実施の工場方法を改良するこ
とができる。本発明は、特に後燃焼ランス形状に限定さ
れない。本発明における用途に適切な後燃焼ランスは、
本開示を考慮して当業者に明確にされる。本発明におけ
る用途に適切な二流路ランスの一例が、米国特許願書第
０８／６７０，１２５号に、「製鋼ランス上のスカル堆
積の防止」と題し１９９６年６月２５日に投稿開示され
ていて、必要があれば参照できる。願書番号０８／６７
０，１２５のランスは、後燃焼に使用することを意図す
るものではないが、本開示を考慮して当業者に認識され
るように、本発明の後燃焼実施に用いるために改良可能
である。

【００３８】本発明の使用に適切である別のランスが、
米国特許願書第０８／７６７，９９４号に、「多目的ラ
ンス」と題し１９９６年１２月１３日に投稿開示されて
いて、必要があれば参照できる。願書番号０８／７６
７，９９４のランスは、組合せスラグ飛沫／脱スカルラ
ンスとして使用を本来意図するものであるが、本開示を
考慮して当業者に認識されるように、本発明の後燃焼実
施に用いるためにまた改良可能である。

【００３９】

【発明の実施の形態及び発明の効果】ここで、図１を参
照すると、本発明に好ましく用いられる複流路ランスの
一つは、第一の流体通路１２を有する二流路ランス１０
である。第一の流体通路１２は、酸素供給源とつながり
且つ第一または主ノズル１４に通じる。第二の流体通路
１６は、酸素供給源とつながり且つ第二の付加ノズル１
８に通じる。第一の流体通路及び主ノズルは、第二の流
体通路及び第二の付加ノズルに係わる流体連絡部が分離
されている。ランス１０は、第一の下側部分２２と第二
の上側部分２４を有する環状物体２０を備える。第二の
部分は、第一の部分の直径Ｄ₁ より大きな直径Ｄ₂ を有
する。第一及び第二のランス部分の間の半径方向の移り
変わり部分は、ショルダーＳを形成する。

【００４０】主ノズル１４は、ランスの第一の部分の端
部に配置される。主ノズルの大きさ、形状、及び数は、
従来の精錬に使用される主ノズルの特徴を備えている。
付加ノズル１８は、その出口がショルダーＳと通じるよ
うに好ましく配置される。付加ノズルのように主ノズル
（すなわち、段付でない）に同一直径のパイプが備えら
れるランスは、ランスの焼き付が問題とならない場合
は、本発明の方法に用いるために適切である。

【００４１】本発明を実施するために適切となる別の複
流路ランスは、図２に示す三流路ランス３０である。こ
のランスは酸素供給源とつながり且つ第一または主ノズ
ル３４に連絡する第一の流体通路３０を有する。主ノズ
ルは直径Ｄ₁ を有するランス第一の部分３５に配置され
る。第二の流体通路３６は酸素供給源とつながり且つ第
二の中間付加ノズル４０に通じる。中間付加ノズル４０
は、直径Ｄ₂ を有するランスの第二の部分４１に配置さ
れる。第三の流体通路４２は酸素供給源とつながり且つ
第三の上側付加ノズル４６へと通じる。第三の上側付加
ノズル４６は、外径Ｄ₃ を有するランスの第三の部分４
７に配置される。第一の直径Ｄ₁ は第二の直径Ｄ₂ より
も小さく、第二の直径Ｄ₂ は第三の直径Ｄ₃ より小さ
い。第一と第二と第三との通路、及び主と中間と上側と
のノズルは、ランス本体内部で互いに流体連絡部が分離
されている。

【００４２】三流路ランスは、ショルダーＳ₂ を備える
下側段付部分、及びショルダーＳ₃を備える上側段付部
分を有する。ショルダーＳ₂ は、第一と第二とのランス
部分３５、４１のあいだで半径方向に全体的に延び、一
方上側ショルダーＳ₃ は、第二と第三とのランス部分４
１、４７のあいだで半径方向に全体的に延びる。ショル
ダーＳ₂ 及びＳ₃ は、「直角」であり、すなわち、図２
に示すように軸線ｚ₁及びｚ₂ に関して９０°に配接さ
れる。代わりに、図１に示すように、ショルダーは別の
形状でもよくて、軸線ｙに関して角度を持って配接でき
る。各付加ノズルは、図１及び２に示すようにそれらが
関連するショルダーに直接連絡して延在できる。

【００４３】ランス１０、３０は、この開示を考慮して
当業者が思いつくような方法で、適切なホース／バルブ
器具及びガス供給とに通じる。ランスは、当業者に既知
であるようなランス内部を貫通する水冷パイプ（図示せ
ず）を有する。段付ランス形状は酸素ガスをランス全長
に流すことができる。図１に示すランスの場合、付加酸
素ガスは第一のランス部分２２を通り主ノズル１４まで
流れるため、第一の部分２２の直径は第二の部分２４の
直径より細い。同様に、三流路ランスの場合、付加酸素
ガスは第二の部分４１に沿って流れることを可能であ
り、第二の部分は第三の部分４７より小さな直径を有す
るので、また、第二の部分４１より小さな直径の第一の
部分３５に沿って流れることができる。

【００４４】予め決められたショルダーと角度との関係
は、二流路ランス１０及び三流路ランス３０においては
付加ノズル角度とショルダー幅とで定められる。この関
係は、ランスの過加熱を避け且つ炉内ライニングの劣化
を避けるように規定する。ランス本体の加熱が過剰であ
るならば、結果として、スカーフィングが発生し、すな
わち、酸素流によるランスの焼けまたは劣化が生じる。
ショルダーと角度との関係は、付加ノズルの数と位置と
大きさ、ガス中の酸素濃度、ガスの流量と流速、ショル
ダーとランス底部との間の長さＨ、Ｈ₁ 及びＨ₂ のよう
な他の因子に依存する。

【００４５】ショルダー幅ｗは、ランスの重量を過剰に
増加させたりあるいは設計制約条件を越えた寸法にして
はならない。ショルダーと角度との関係を満足する付加
ノズルの角度とショルダー幅を備えるランスを構成する
ことによって、且つ本発明の実施にしたがいノズルを作
用させることによって、実質的にスカルをランスに堆積
することなく、ランス「スカーフィング」及び炉腐食が
防止され、且つ後燃焼を最大にできる。

【００４６】ショルダーは、本発明のショルダーと角度
との関係を満足する幅ｗを有する。付加ノズル角度及び
ショルダー幅は、段付き部分を別物に変えることができ
る。ショルダー幅は、約１２．７ｍｍ（約１／２イン
チ）から約３８．１ｍｍ（約３インチ）あるいはそれ以
上の範囲にある。約５０．８ｍｍ（約２インチ）のショ
ルダー幅が好ましい。

【００４７】二流路ランス１０及び三流路ランス３０の
双方は、付加ノズル角度α₂ 、α₃及びα₄ を有し、そ
れぞれはそれらの関連軸線ｘ、ｙに関して約２０°から
約３０°の範囲にある。約２２°から約２４°の範囲の
ノズル角度がもっとも好ましい。約２０°の付加ノズル
角度では、ランスのスカーフィングをさけるため、ショ
ルダー幅は増加させることが必要である。約３０°より
大きい付加ノズル角度では、炉内ライニング耐火物焼け
の危険がある。

【００４８】ランス先端からの付加ノズル高さは本発明
の重要な形態である。二流路ランスの場合、ショルダー
Ｓは、ランスの最下端部から約６０．９６〜２５９．０
８ｃｍ（約２〜８．５フィート）の範囲またはそれ以上
の距離に配置され、好ましくは少なくとも約２２８．６
ｃｍ（約７．５フィート）の間隙を備える。三流路ラン
スの場合、中間ショルダーＳ₂ は、ランスの最低部から
約６０．９６〜２５９．０８ｃｍ（約２〜８．５フィー
ト）の範囲またはそれ以上の距離に配置され、好ましく
は少なくとも約１８２．８８ｃｍ（約６フィート）の間
隙を備える。三流路ランスのショルダーＳ₃ は、ランス
の最下端部からランスの低部から約１８２．８８ｃｍ
（約６フィート）より長い距離に配置され、好ましくは
少なくとも約２５９．０８〜２７４．３２ｃｍ（約８．
５フィート〜約９フィート）の範囲またはそれ以上の範
囲にする。当業者は、この付加ノズルの上記高さ及びシ
ョルダーは典型であり、且つ種々の因子に依存して調整
できることを認識でき、この因子は、熱伝達効率の大き
さ、望ましい後燃焼比、及び炉のランスとライニングと
の劣化防止を考慮することを含む。

【００４９】大部分の後燃焼機能を実現するために用い
る付加ノズルは、発泡スラグの表面の上に配置されるこ
とが望ましい。付加酸素を発泡スラグの最高液位の上に
吹き込むならば、より大きな後燃焼比を達成できると考
えられる。したがって、ノズル高さは、この目的のため
に選定され、且つ具体的な工場と吹き込みスケジュール
とに依存して改良される。例えば、６０．９６ｃｍ（２
フィート）の付加ノズル高さの二流路ランスを使用する
場合、スラグは発泡されるが、しかし、後燃焼に利用す
る酸素量は制限される。したがって、少なくとも１８
２．８８ｃｍ（６フィート）及び約２２８．６ｃｍ（約
７．５フィート）、さらに大きな付加ノズル高さが好ま
しい。

【００５０】次に、ランス組立品の典型的な設計基準を
示す。ランスは適切な長さであり、好ましくは鋼で構成
される。ランスのパイプは、適切な直径を有することが
できる。例えば、第一のランス部分２２と第二のランス
部分２４とは、それぞれ２５４ｍｍ（１０インチ）と３
５５．６ｍｍ１４インチの直径（５０．８ｍｍ（２イン
チ）のショルダー）、または、それぞれ２５４ｍｍ（１
０インチ）と４０６．４ｍｍ（１６インチ）の直径（７
６．２ｍｍ（３インチ）のショルダー）を有することが
できる。主ノズルオリフィスと付加ノズルオリフィスと
は適切な直径にすることができる。例えば、付加ノズル
オリフィスは、約１２．７ｍｍ（約１／２インチ）の直
径であり、主ノズルオリフィスは、約５０．８ｍｍ（約
２インチ）の直径である。主酸素速度は、慣用のマッハ
２．３である。付加ノズルの数は変えてもよい。例え
ば、１０、１４及び２０本の付加ノズルを使用できる。
付加ノズル速度は、例えば、約０．５５マッハから約
１．１５マッハの範囲である。

【００５１】二流路ランス１０を用いて本発明の方法を
実施する場合、ランスは、既知の方法でガス源から引か
れるホース／バルブ装置に接続される。酸素ガスは当業
者には既知の方法で主流体通路１２を通って主ノズル１
４に吹き込まれる。付加ガスは、主ノズル１４の流体連
絡とは分離されて、付加流体通路１６を通って付加ノズ
ル１８に吹き込まれる。このガスは、主ノズル１４から
連続的に、実質的に均一流量で、精錬工程の開始から終
了まで吹き込まれる。付加ガスは、付加ノズル１８によ
って後燃焼用と発砲スラグ制御用に向けられる。発砲ス
ラグ量を規定するために付加ノズルからの酸素流量を調
整しつつ、精錬酸素が主ノズルから同時に吹き込まれ
る。

【００５２】三流路ランス３０を使用する本発明の実施
例操作においては、ランスが既知の方法でガス源から引
かれるホース／バルブ装置に接続される。酸素ガスは当
業者には既知の方法で主流体通路３２を通って主ノズル
３４に吹き込まれる。このガスは、主ノズルから連続的
に、実質的に均一流量で、精錬工程の開始から終了まで
吹き込まれる。酸素は、流体通路３６から中間付加ノズ
ル４０を通って吹き込まれ、且つ付加流体通路４２から
上側付加ノズル４６を通って吹き込まれる。

【００５３】三流路ランスにおいて、中間付加ノズルか
らの酸素は、発泡スラグを制御するために主に機能す
る。例えば、中間付加ノズル４０は、好ましくはそれら
から吹き込まれる酸素量の約９０％が発泡スラグ制御の
ために利用されるように機能する。中間ノズルから吹き
込まれた残留酸素は後燃焼に有効である。上側ノズル４
６からの酸素は、後燃焼を達成するために主に機能す
る。例えば、上側付加ノズルは、好ましくはそれらから
吹き込まれる酸素量の約９０％が後燃焼に消費されるよ
うに機能できる。上側ノズルによって吹き込まれる残留
酸素は、発泡スラグの制御に効果を有することができ
る。

【００５４】二流路または三流路ランスの双方を使用す
る本発明の方法は、吹き込まれた累積付加酸素量の約３
０％〜約５０％が発泡スラグを制御するために有効であ
り、且つ吹き込まれた累積付加酸素量の約５０％〜約７
０％が後燃焼に有効であるように実行されることが測定
された。すなわち、これらの付加酸素のパーセンテージ
が、記載された目的のために消費される。この中で消費
付加酸素量については、脱炭期間のピーク終了まで吹き
込まれる付加酸素合計量を意味する。さらに好ましく
は、累計付加酸素体積の少なくとも約３３％は、発泡ス
ラグを製造し且つ維持するために有効であり、一方約６
７％未満の累計付加酸素量が後燃焼に有効である。後燃
焼用に約７０％より多い累積付加酸素量の使用は、スロ
ッピング(slopping)をもたらす。発泡スラグ制御用に約
３０％より少ない累積付加酸素量の使用は不十分な発泡
形成を生じ、結果として、熱伝達効率を低下させ、炉の
ライニングの劣化を促進する可能性がある。

【００５５】本発明に使用するランスは実質的にスカル
がない。この点において、理論で明確する必要はない
が、ランスへのスカルの堆積は、米国願書連続番号第０
８／６７０，１２５号に示された機構よる防止が考えら
れる。しかしながら、ランスへのスカル堆積の防止は、
主に熱膨張機構によることが考えられる。すなわち、本
発明の後燃焼工程を含む高温度では、ランスの鋼パイプ
は膨張する。ランスが冷却されるとき、それらの始めの
寸法に収縮する。ランスに付着したスカルは、温められ
て膨張するので、ランスが冷却して収縮したときに、剥
離しまたは容易に取り除くことができる。

【００５６】前述の方法の実施は、数パーセントの後燃
焼の増加と、後燃焼の熱伝達効率の著しい増加との双方
が得られた。例えば、最終鋼温度は、本発明の実施にし
たがい少なくとも約６０℃（約１４０°Ｆ）まで上昇す
る。典型的なＢＯＦ実施において、後燃焼比は約８％程
度であり、浴によって取り出される熱の約２５％である
（熱伝達効率）。本発明の実施によれば、ＣＯ₂ に燃焼
されたＣＯの後燃焼比は、約１６．５％から約１７％ま
たはそれ以上の範囲にある。浴に戻された後燃焼により
発生した熱は、少なくとも約５５％、さらに好ましくは
約６０％〜約６５％、約８０％までも、またはそれ以上
の範囲にある。

【００５７】例えば、２７５ネットトン（ＮＴ）のヒー
トにおいて、二流路ランスを使用する場合、約１７％の
後燃焼比と約６５％の熱伝達効率とは、通常の実施に比
較して１８．２１×１０⁹ ジュール（１８００万ＢＴ
Ｕ）の増加に相当する。すなわち、本発明は、後燃焼の
ない典型的なヒートにおける４．２２×１０⁹ ジュール
（４００万ＢＴＵ）の回収量に比較して、浴によって２
３．２１×１０⁹ ジュール（２２００万ＢＴＵ）または
それ以上の結果がもたらされる。これは、重量％で少な
くとも約４％以上のスクラップを添加することを可能に
する。三流路ランスを使用することは、約２５．３２〜
２６．３７５×１０⁹ ジュール（約２４００万〜２５０
０万ＢＴＵ）またはそれ以上のに回収量に相当し、添加
スクラップ量を重量で少なくとも約５％まで増加させる
ことを可能にする。

【００５８】本発明はＦｅＯペレットを装入物に添加す
ることも可能である。これらのペレットはスクラップよ
り廉価であり、この方法は費用を節約して操業すること
を可能にする。浴の熱回収量はこれらのペレットを使用
して促進できる。熔銑に限定された工場においては、当
然、さらに多くのスクラップが熔銑を保持するために添
加できる。

【００５９】本発明の方法は、「鉄ペレット添加に関す
る塩基酸素工程」と題した１９９７年４月１７日に出願
した特許願書に開示される方法に従って改良することが
可能であり、必要であるならば参照されたい。これに関
しては、主酸素流量を減量することができ且つ窒素ガス
を主酸素流の減量部分と置換可能であり、計画すると同
様のものが実質的に残留する合計流が得られ、合計流が
溶湯の最大浸透性と乱流とが得られるジェットの完全性
が維持する。

【００６０】次に、鉄鉱石ペレットを使用して主酸素流
を減量する場合の本発明工程の一実施例を示すが、これ
に限定されるものでない。臨界スロッピング期間中に、
窒素ガスが主酸素流に添加可能である（例えば、流れ中
に約６分間）。約１．３６トン／分（約３０００ポンド
／分）のＦｅＯ含有ペレット供給物を、約４．５３トン
（約１０，０００ポンド）の合計量に対して使用でき
る。約２３０酸素ユニット合計量を使用できる。また、
本発明の後燃焼の実施では、減量した主酸素流を不活性
ガスで補充すること無く、鉄鉱石ペレットを使用できる
ことが当業者には明確である。この場合不活性ガスを使
用するときと同様に、ピーク脱炭の後（例えば、３３
０，０００主酸素量）、合計酸素量の少なくとも約１５
％は、スラグ中の過剰ＦｅＯ量を作用停止時の通常レベ
ルに減量するための付加ノズルからの最低維持流量にす
るために必要である。

【００６１】さらに別の利点は、本方法によって生成さ
れた発泡スラグが炉耐火物を被膜し、結果として、炉ラ
イニングの劣化を抑制すると考えられることである。ま
た、この方法は、鉄ダストの発生を減少させる。本発明
の上記及びその他の利点、及び本発明を良く理解するに
は、次の制限されない実施例から明確となる。

【００６２】

【実施例】

実施例１ ２８０ネットトン（ＮＴ）のヒートをＢＯＦ容器に投入
した。新しくライニングしたときの容器の量は１９３．
６立方メートル（６８３７立方フィート）であった。こ
の容器は５０００回のヒートに使用された。熔銑は１９
３．９トン（４２８，０００ポンド）の重量であった。
熔銑の組成は、重量％で、０．８８％の珪素、０．３０
％のマンガン、０．００１％の硫黄及び０．０４９％の
燐、組成に対し飽和レベルとみなす炭素量と、残部鉄と
不可避不純物を含んだ。熔銑温度は１３４７．２℃（２
４５７°Ｆ）であった。また、装入物は、８９．３６ト
ン（１９７，０００ポンド）のスクラップ、１２．２５
トン（２７，０００ポンド）の生石灰、７．１２トン
（１５，７００ポンド）のドロマイト石灰を含むが、螢
石を必要としなかった。

【００６３】図１の二流路ランスを使用した。０．０３
５％の作用停止時に溶湯の目標炭素含有物を達成するた
めに、主ノズルを通る酸素量は、連続酸素吹き込みに対
して１２，６０２標準立方メートル（４４５，０００標
準立方フィート）として計算した。目標温度は１６２
９．５℃（２９６５°Ｆ）であった。この装入物に対し
てピーク脱炭期間を達成するために必要な概算主酸素量
は、経験的に見積もられた。

【００６４】吹き込み時間、ランス高さ及び主酸素流量
を次の表１に示す。 表１ 吹き込み時間 ランス高さ 主Ｏ₂ 流量 （分） （ｃｍ）（インチ） （標準ｍ³ ／ｍｉｎ） （ＳＣＦＭ） ０〜１ ３４２．９（１３５） ７０８ （２５，０００） １〜２ ２９２．１（１１５） ７０８ （２５，０００） ２〜５ ２４１．３（９５） ７０８ （２５，０００） ５〜１２ ２１５．９（８５） ７０８ （２５，０００） １２〜終了 １９０．５（７５） ７０８ （２５，０００） （１７分２４秒） 吹き込み時間及び付加酸素流量は次の表２に示す。

【００６５】 表２ 吹き込み時間 付加酸素流量 （分、秒） （標準ｍ³ ／ｍｉｎ） （ＳＣＦＭ） ０〜４分 ３６．８１ （１，３００） ４分〜５分２４秒 ７９．３０ （２，８００） ５分２４秒〜８分３６秒 ４５．３１ （１，６００） ８分３６秒〜９分７秒 ６７．９７ （２，４００） ９分７秒〜９分３６秒 ９０．６２ （３，２００） ９分３６秒〜１０分５秒 １２４．６１ （４，４００） １０分５秒〜１３分３６秒 １４１．６０ （５，０００） １３分３６秒〜１３分４３秒 ９９．１２ （３，５００） １３分４３秒〜１３分５０秒 ６２．３０ （２，２００） １３分５０秒〜１７分２４秒 ３６．８１ （１，３００） ピーク脱炭期間終了（すなわち、１３分５０秒）まで実
際に吹き込まれた主酸素の合計量は、約９，７９９標準
立方メートル（約３４６，０００標準立方フィート）で
あった。同時に実際に吹き込まれた補助酸素合計量は、
約１，０５９標準立方メートル（約３７，４００標準立
方フィート）であった。３，８２３標準ｍ³ （１３５、
０００ＳＣＦ）（３９％）の主酸素が吹き込まれ、主酸
素量のウインドーが開始したのちに、付加酸は最小４
５．３１標準ｍ³ （１６００ＳＣＦ）まで低下した。６
０８．９標準ｍ³ （２１，５００ＳＣＦ）の主酸素（６
２％）が吹き込まれたのち、付加酸素は増加した。これ
は、ピーク脱炭期間の終了を達成するために吹き込まれ
る約２３％の主酸素量の継続期間を続ける主酸素ウイン
ドーに一致する。段付き付加吹き込みスケジュールは、
６９．９７、９０．６２，１２４．６１及び１４１．６
０標準ｍ³ ／ｍｉｎ（２，４００、３，２００、４，４
００及び５，０００ＳＣＦＭ）を用いた。

【００６６】最終実施浴温度は、２９５３°Ｆであり、
作用停止時の重量％で実施浴組成は、０．０３２２の炭
素、０．００８％の硫黄及び０．００５％の燐、残余鉄
及び深い不純物を含む。スラグは重量％で次の最終組成
を有した。すなわち、２３．７５％のＦｅＯ、４１．５
２％のＣａＯ、１３．１９％のＳｉＯ₂ 、８．０３％の
ＭｇＯ、０．８４％のＡｌ₂ ０₃ 、２．５７％のＭｎ
Ｏ、０．６８％のＰ₂ O₅及び０．０６％のＳであった。

【００６７】上記吹き込みの実施は、スロッピングする
ことなくＢＯＦ容器に発泡スラグを作りだし、約６５％
の後燃焼熱伝達効率と、約１６．５％の後燃焼率を達成
した。 実施例２ 別ヒートが、次の表３の示す主率及び付加率で本発明の
酸素吹き込みスケジュールにしたがって行われた。

【００６８】 表３ 累積主酸素吹き込み量 付加酸素流量 反応 標準ｍ³ （ＳＣＦ） 標準ｍ³ ／分 （ＳＣＦＭ） 0 〜2,690 (0 〜95,000) 36.82 (1,300) 脱Ｓｉ 2,690〜3,823 (95,000〜135,000) 79.30 (2,800) 脱Ｓｉ 3,823〜6,089 (135,000 〜215,000) 42.48 (1,500) ピーク 脱炭 6,089〜6,514 (215,000 〜230,000) 59.47 (2,100) ピーク 脱炭 6,514〜7,080 (230,000 〜250,000) 87.79 (3,100) ピーク 脱炭 7,080〜8,779 (250,000 〜310,000) 127.4 (4,500) ピーク 脱炭 8,779〜9,062 (310,000 〜320,000) 91.12 (3,500) ピーク 脱炭 9,062〜終了 (320,000 〜終了) 36.82 (1,300) 最終 図１の二流路ランスを上記ヒートに使用し、且つ付加ノ
ズルは１４１．６標準ｍ³ ／ｍｉｎ（５，０００ＳＣＦ
Ｍ）の流量でマッハ数０．５６に評価された。ランスは
２０個の付加ノズルと、約２．３１ｍ（約７．５フィー
ト）の段部長さを有する。ランス長さ、減少率及び主酸
素吹き込みの実施は、標準精錬の際に使用するのと同一
であった。

【００６９】酸素吹き込み開始時に、付加酸素は、いず
れのポート妨害を防止するために、３６．８２標準ｍ³
／ｍｉｎ（１３００ＳＣＦＭ）の最小維持流量にした。
脱珪素期間の終了付近で、付加流量を７９．３０標準ｍ
³ ／ｍｉｎ（２，８００ＳＣＦＭ）に増化して、十分な
発泡レベルにした。必要ならば、早期の発泡発生は、低
い塩基性率と低いＣＯ発生率とのために、さらに高い付
加流量（例えば、１１３．３標準ｍ³ ／ｍｉｎ（４，０
００ＳＣＦＭ））を用いる。高い付加流量を用いる場合
には、発泡発生はほとんど瞬時である。

【００７０】初期ピーク脱炭期間中の臨界スロッピング
期間に到達すると、さらに高い塩基性率（典型的に１〜
２の間）とＣＯ発生率のために、発泡発生が自己支持性
となる。付加酸素流量を減少する以前に吹き込まれる主
酸素量は、経験的に、３，８２３標準ｍ³ （１３５，０
００ＳＣＦ）に見積もられる。ピーク脱炭期間の終了に
到達するために、３，８２３標準ｍ³ （１３５，０００
ＳＣＦ）の主酸素を吹き込んだのち、付加流量を４２．
４８標準ｍ³ ／ｍｉｎ（１，５００ＳＣＦＭ）に減量し
て、過剰な発泡形成を避けた。すなわち、脱炭期間の終
了に到達するに必要な約４２％（１３５，０００／３２
０，００）の主酸素合計量が吹き込まれたのちに、付加
酸素流が吹き込まれた。ピーク脱炭期間の終了に到達す
るに必要な約６７％（２１５，０００／３２０，００）
の主酸素量を吹き込み後、付加酸素は最小流量から増量
された。すなわち、付加酸素が最小となったウインドー
は、少なくとも約２５％（（２１５，０００−１３５，
０００）／３２０，０００）の累計主酸素の吹き込み継
続期間に渡って連続した。

【００７１】ピーク脱炭期間の後半部分いおいて、より
高い塩基性率のためさらにフラックスが溶解され且つス
ラグが安定化されるので、付加流は１２７．４標準ｍ³
／ｍｉｎ（４，５００ＳＣＦＭ）まで次第に増加され、
より高い後燃焼率が得られ且つ発泡条件が維持された。
最終期間の間、ＣＯガス不足と炉ラインイングの劣化を
避けるために、付加流は最小に減量される。

【００７２】表３に示した付加ノズル吹き込みスケジュ
ールを利用して、少なくとも約５５％の熱伝達効率が得
られる。４３．３℃（１１０°Ｆ）の回収浴温度が達成
できた。これは、スロッピングまたは炉ライニング摩耗
をなしに、少なくとも３ｗｔ％までスクラップ量を増量
添加する可能にした。 実施例３ 次の表に示される主ノズル及び付加ノズルを通る酸素吹
き込みスケジュールにしたがい別のヒートを実施した。

【００７３】 表４ 累積主Ｏ₂ 吹き込み量 付加酸素流量 反応 標準ｍ³ （ＳＣＦ） 標準ｍ³ ／分 （ＳＣＦＭ） 0 〜2,832 (0 〜100,000) 36.82 (1,300) 脱Ｓｉ 2,832〜3,823 (100,000 〜135,000) 79.30 (2,800) 脱Ｓｉ 3,823〜6,089 (135,000 〜215,000) 45.31 (1,600) ピーク 脱炭 6,089〜6,457 (215,000 〜228,000) 67.97 (2,400) ピーク 脱炭 6,457〜6,797 (228,000 〜240,000) 90.62 (3,200) ピーク 脱炭 6,797〜7,137 (240,000 〜252,000) 124.6 (4,400) ピーク 脱炭 7,137〜9,629 (252,000 〜340,000) 141.6 (5,000) ピーク 脱炭 9,629〜9,714 (340,000 〜343,000) 91.12 (3,500) ピーク 脱炭 9,714〜9,799 (343,000 〜346,000) 62.30 (2,200) ピーク 脱炭 9,799〜終了 (346,000 〜終了) 36.82 (1,300) 最終 図１に示す二流路ランスを使用した。３，８２３標準ｍ
³ （１３５，０００ＳＣＦ）の主酸素が吹き込まれた
後、付加酸素流量が４５．３１標準ｍ³ ／ｍｉｎ（１，
６００ＳＣＦＭ）に減少した。すなわち、脱炭期間の終
了を達成するに必要な約３９％（１３５，０００／３４
６，０００）の主酸素合計量が吹き込まれたのちに、付
加酸素が減量された。ピーク脱炭期間の終了を達成する
に必要な約６２％（２１５，０００／３４６，０００）
の主酸素量が吹き込まれたのちに、付加酸素が最小流量
から増加された。すなわち、ウインドーは、累計主酸素
の少なくとも約２３％（（２１５，０００−１３５，０
００）／３４６，０００）が吹き込み継続期間に渡って
連続した。本発明は、ウインドーを輪郭形成するために
種々の下側量及び上側量とが使用され、ならびにピーク
脱炭期間の終了まで吹き込まれる種々の累計主酸素量が
使用される。すなわち、このヒートの種々の期間での種
々の継続時間のウインドーであることは、この開示を考
慮して当業者には認識される。吹き込まれた総累計主酸
素量は、溶湯の所望炭素含有量とともに変化する。

【００７４】ヒートが、この実施例及び上記実施例にお
いてスロッピング期間を越えて進展する場合（典型的に
は、消費される６，０８９標準立方メートル（２１５，
０００標準立方フィート）を越えて）、石灰のほとんど
がスラグＶ比率を上昇させる溶液に溶解するため、且
つ、炭素が浴から枯渇するので、スラグは通常吹き込み
条件の基で安定且つ無発泡になる。同時に、付加流はス
ラグ発泡を回復するために増加させる必要がある。しか
し、過剰な付加流はスロッピングを起こさせる。したが
って、特別な付加流のレベルがあり、それは、ヒートサ
イクルの時間と、スラグ条件と、浴中の炭素濃度と、に
依存して変化する。約３３％の累積付加酸素量が、スラ
グ発泡を形成するに消費されると考察され、一方残留す
る約６７％の累積付加酸素量が、ＣＯガスの後燃焼を達
成させると考察される。

【００７５】実施例２に比較して、付加酸素流量は、ピ
ーク脱炭期間の開始後に比較的多かった。熱伝達効率は
少なくとも約５５％であり、追加の後燃焼熱が耐火物ラ
イニングを損傷することはなかった。上記付加酸素吹き
込みスケジュールは、実施例２よりもさらに多くのスク
ラップを添加することが可能である。この実施例にした
がって、通常のヒートに比較して装入物に、重量で約４
％のスクラップが添加できる。すなわち、後燃焼をする
ことない通常のヒートには、重量で２２％のスラグが添
加されのに反して、本発明の上記酸素吹き込み実施を使
用することにより、重量で２６％のスクラップが添加で
きる。 実施例４ 次に、三流路ランスを使用する本発明にしたがう酸素吹
き込み実施を例示する。中間ノズル４０は、約２８．３
２標準ｍ³ ／ｍｉｎ（１，０００ＳＣＦＭ）の維持流量
で初期に酸素を吹き込むことができ、ノズルの目詰まり
が避けられる。その後、中間流量は、約４５．３１標準
ｍ³ ／ｍｉｎ（１，６００ＳＣＦＭ）から約４８．１４
標準ｍ³ ／ｍｉｎ（１，７００ＳＣＦＭ）の範囲になる
ように脱炭期間中に増加される。臨界スロッピング期間
で且つピーク脱炭期間の開始時に、中間流量は約２８．
３２標準ｍ³ ／ｍｉｎ（１，０００ＳＣＦＭ）に減少し
てもよい。代わりに中間酸素は、臨界スロッピング以前
またはその時に吹き込むことができる。中間流量は、ピ
ーク脱炭期間の終了までに、最大約８４．９６標準ｍ³
／ｍｉｎ（３，０００ＳＣＦＭ）までしだいに増加して
もよい。上側ノズルからの付加酸素は、ピーク脱炭期間
の前後で約２８．３２標準ｍ³ ／ｍｉｎ（１，０００Ｓ
ＣＦＭ）の維持レベルにすると良い。ピーク脱炭期間中
に、上側付加酸素流量は、約１４１．６標準ｍ³ ／ｍｉ
ｎ（５，０００ＳＣＦＭ）またはそれ以上にしてもよ
い。

【００７６】上記開示を考慮して当業者には、本発明に
種々の改良と変形が明確になる。したがって、本発明の
分野と添付された請求の範囲に示し且つ開示したよりも
他の方法で実施可能であることは考慮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の用途に適切な二流路ランスを示す模式
的な縦断面図である。

【図２】本発明の用途に適切な三流路ランスを示す模式
的な縦断面図である。

【符号の説明】

１０…二流路ランス １２…第一の流体通路 １４…第一のノズルまたは主ノズル １６…第二の流体通路 １８…第二の付加ノズルまたは付加ノズル ２０…環状物体 ２２…第一の下側部分 ２４…第二の上側部分 ３０…三流路ランス ３２…第一の流体通路 ３５…ランスの第一部分 ３６…第二の流体通路 ４０…第二の付加ノズルまたは中間付加ノズル ４１…ランスの第二の部分 ４２…第三の流体通路 ４６…第三の上側付加ノズル ４７…ランスの第三の部分 Ｄ₁ …第一の部分の直径 Ｄ₂ …第二の部分の直径 Ｄ₃ …第三の部分の直径 Ｈ₁ …ショルダーとランス底部の長さ Ｈ₂ …ショルダーとランス底部の長さ Ｓ…ショルダー Ｓ₂ …ショルダー Ｓ₃ …ショルダー ｗ…ショルダー幅 ｗ₁ …ショルダー幅 ｗ₂ …ショルダー幅 ｙ…軸線 ｚ₁ …軸線 ｚ₂ …軸線 α₂ …付加ノズル角度 α₃ …付加ノズル角度 α₄ …付加ノズル角度

Claims (30)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶湯鉄基金属とスラグとの装入物が装入
   されていて、且つ前記装入物に酸素ガスを導入するため
   のランスを備える容器内の後燃焼熱の回収改良方法であ
   って、 溶湯を鋼に精錬するために前記ランスの少なくとも一つ
   の第一のノズルを通って前記装入物に酸素を吹き込むこ
   と、及び前記ランスの少なくとも一つの第二のノズルを
   通って前記第一のノズルの上に間隙を隔てた少なくとも
   一箇所から、前記容器から前記スラグを実質的に溢れさ
   せずに少なくとも約４０％の後燃焼熱伝達効率を得るた
   めの量の発泡スラグを生成するのに有効な酸素流量でも
   って酸素を吹き込み、その際に、前記容器内で前記第二
   のノズルからの酸素流量を前記装入物のピーク脱炭期間
   の開始時付近で最小にすること、を含む後燃焼熱の回収
   改良方法。
2. 【請求項２】 前記ランスの下端部が、前記ピーク脱炭
   期間の開始時に溶湯上方の初期高さに配置され、その後
   前記酸素が前記第一のノズルから吹き込みながら前記初
   期高さから引き下げられる請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 前記第二のノズルからの前記酸素流量を
   調整しながら同時に前記第一のノズルから酸素を吹き込
   み、前記発泡スラグ量を制御する請求項１記載の方法。
4. 【請求項４】 前記第一のノズルから実質的に一定流量
   で前記ピーク脱炭期間に渡って、酸素ガスが吹き込まれ
   る請求項１記載の方法。
5. 【請求項５】 前記第二のノズルから有効な流量で酸素
   を吹き込み、少なくとも約５５％の熱伝達効率を生じる
   ことを含む請求項１記載の方法。
6. 【請求項６】 前記第二のノズルが、前記容器内の発泡
   スラグの最大レベルを越える高さに配置される請求項１
   記載の方法。
7. 【請求項７】 前記ピーク脱炭期間の前記開始時に、ス
   ラグ重量を基にして重量で約１０％〜約１８％の範囲の
   量のＦｅＯ含有物を前記発泡スラグ中に生成するため
   に、前記第二のノズルから酸素を吹き込むことを含む請
   求項１記載の方法。
8. 【請求項８】 異なる直径を有するランスの隣接部分に
   形成されたショルダー上の位置から前記第二のノズルで
   酸素を吹き込む請求項１記載の方法。
9. 【請求項９】 前記ピーク脱炭期間の開始時に、酸素が
   前記第二のノズルから約７０．８標準ｍ³ ／分未満の流
   量で吹き込まれる請求項１記載の方法。
10. 【請求項１０】 前記第二のノズルから初期流量で酸素
    を吹き込み、その後前記ピーク脱炭期間の開始時に、前
    記初期流量から前記最低流量に酸素流量を減少すること
    を含む請求項１記載の方法。
11. 【請求項１１】 約３９％〜約６７％の累計主酸素が吹
    き込まれる期間中、前記第二のノズルから吹き込まれた
    前記酸素を前記最低流量にする請求項１記載の方法。
12. 【請求項１２】 累積主酸素の少なくとも約１７％が吹
    き込まれる期間中、前記第二のノズルから吹き込まれる
    前記酸素を前記最低流量にする請求項１記載の方法。
13. 【請求項１３】 前記第二のノズルから吹き込まれた酸
    素の少なくとも約３０％が、前記発泡スラグを制御する
    ために利用される請求項１記載の方法。
14. 【請求項１４】 前記第二のノズルから吹き込まれた酸
    素の約７０％までが、後燃焼を引き起こすために利用さ
    れる請求項１記載の方法。
15. 【請求項１５】 溶湯鉄基金属とスラグとの装入物が装
    入されていて、且つ前記装入物に酸素ガスを導入するた
    めのランスを有する容器内の後燃焼熱の回収改良方法で
    あって、 前記ランスの下端部を溶湯上方の初期位置に位置決めす
    ること、 溶湯を鋼に精錬するために前記ランスの少なくとも一つ
    の第一のノズルを通って前記装入物に酸素を吹き込むこ
    と、 前記ランスを低くすること、及び前記ランスの少なくと
    も一つの第二のノズルを通って前記第一のノズルの上に
    間隙を隔てた少なくとも一箇所から、前記容器から前記
    スラグを実質的に溢れさせずに少なくとも約４０％の後
    燃焼熱伝達効率を得るための量の発泡スラグを生成する
    のに有効な流量でもって酸素を吹き込み、その際に、前
    記容器内で前記第二のノズルからの酸素流量を前記装入
    物のピーク脱炭期間の開始時付近で最小にすること、を
    含む後燃焼熱の回収改良方法。
16. 【請求項１６】 前記第二のノズルが、前記第一のノズ
    ルの流体連絡部と分離される請求項１５記載の方法。
17. 【請求項１７】 前記第一のノズルから実質的に一定流
    量で前記ピーク脱炭期間に渡って、酸素ガスが吹き込ま
    れる請求項１５記載の方法。
18. 【請求項１８】 前記第二のノズルが、前記容器内の発
    泡スラグの最大レベルを越える高さに配置される請求項
    １５記載の方法。
19. 【請求項１９】 前記ピーク脱炭期間の前記開始時に、
    スラグ重量を基にして重量の約１０％〜約１８％の範囲
    の量のＦｅＯ含有物を前記発泡スラグ中に生成するため
    に、前記第二のノズルから酸素を吹き込むことを含む請
    求項１５記載の方法。
20. 【請求項２０】 異なる直径を有するランスの隣接部分
    に形成されたショルダーから前記第二のノズルで酸素を
    吹き込む請求項１５記載の方法。
21. 【請求項２１】 前記ピーク脱炭期間の立ち上がり時
    に、酸素が前記第二のノズルから約７０．８標準ｍ³ ／
    分未満の流量で吹き込まれる請求項１５記載の方法。
22. 【請求項２２】 累積主酸素の少なくとも約１７％が吹
    き込まれる期間中、前記第二のノズルから吹き込まれる
    前記酸素が前記最低流量になる請求項１５記載の方法。
23. 【請求項２３】 溶湯鉄基金属とスラグとの装入物が装
    入されていて、且つ前記装入物に酸素ガスを導入するた
    めのランスを備える容器内の後燃焼熱の回収改良方法で
    あって、 溶湯を鋼に精錬するために前記ランスの少なくとも一つ
    の第一のノズルから前記装入物に酸素を吹き込むこと、 前記ランスの少なくとも一つの第二のノズルから前記第
    一のノズルの上に間隙を隔てた一箇所で、前記容器から
    前記スラグを実質的に溢れさせずに少なくとも約４０％
    の後燃焼熱伝達効率を得るための量の発泡スラグを生成
    するのに有効な酸素流量でもって酸素を吹き込み、その
    際に、前記容器内で前記第二のノズルからの酸素流量を
    前記装入物のピーク脱炭期間の開始時付近で最小にする
    流量で酸素が前記第二のノズルから吹き込まれること、
    及び前記ノズルの少なくとも一つの第三のノズルから後
    燃焼を達成するために酸素を吹き込み、前記第三のノズ
    ルを前記第一のノズル上方に一定間隔を隔てて配置し、
    且つ前記第一のノズル、前記第二のノズル及び前記第三
    のノズルを互いに流体連絡部から分離していること、を
    含む後燃焼熱の回収改良方法。
24. 【請求項２４】 前記第一のノズルから実質的に一定流
    量で前記ピーク脱炭期間に渡って、酸素ガスが吹き込ま
    れる請求項２３記載の方法。
25. 【請求項２５】 前記ピーク脱炭期間の前記開始時に、
    スラグ重量を基にして重量で約１０％〜約１８％の範囲
    の量のＦｅＯ含有物を前記発泡スラグ中に生成するため
    に、前記第二のノズルから酸素を吹き込むことを含む請
    求項２３記載の方法。
26. 【請求項２６】 前記第二及び第三のノズルが、前記容
    器内の発泡スラグの最大レベルを越える高さに配置され
    る請求項２３記載の方法。
27. 【請求項２７】 少なくとも二つのショルダーが異なる
    直径を有するランス部分を隣接して形成され、酸素が前
    記第二のノズルの前記ショルダーの一つから吹き込ま
    れ、且つ酸素が前記第三のノズルの前記ショルダーのも
    う一つから吹き込まれる請求項２３記載の方法。
28. 【請求項２８】 累積主酸素の少なくとも約１７％が吹
    き込まれる期間中、前記第二のノズルから吹き込まれた
    前記酸素が前記最低流量になる請求項２３記載の方法。
29. 【請求項２９】 酸化鉄含有物質を装入物に加えること
    を含む請求項１記載の方法。
30. 【請求項３０】 酸素が前記第一のノズルから吹き込み
    を開始された後に酸化鉄含有物質を容器に供給するこ
    と、供給中に前記第一のノズルからの酸素流量を減量す
    ること、且つ前記主ノズルからの酸素を前記第一のノズ
    ルからのジェット流の形状及び装入物へのその浸透距離
    が実質的に変化しないような量の不活性ガスに代えるこ
    とを含む請求項１記載の方法。