JPH1088218A - 溶鉄への粉体吹き付け方法 - Google Patents

溶鉄への粉体吹き付け方法

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JPH1088218A
JPH1088218A JP8267750A JP26775096A JPH1088218A JP H1088218 A JPH1088218 A JP H1088218A JP 8267750 A JP8267750 A JP 8267750A JP 26775096 A JP26775096 A JP 26775096A JP H1088218 A JPH1088218 A JP H1088218A
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JP
Japan
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nozzle
oxygen
absolute pressure
molten iron
gas
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Withdrawn
Application number
JP8267750A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenichiro Naito
憲一郎 内藤
Mitsutaka Matsuo
充高 松尾
Yuji Ogawa
雄司 小川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Publication of JPH1088218A publication Critical patent/JPH1088218A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

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  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 上吹ランスを用いて酸素を含有するガスを吹
酸しつつ、炭素粉末の吹き付けを行うに当たり、加炭歩
留まりを向上させ、ならびに炉内耐火物への熱負荷を軽
減する粉体の吹き付け方法を提供することを課題とする
ものである。 【解決手段】精錬容器或は溶解容器中の溶鉄に、酸素吹
き込みランスを用いて、酸素ガス流路とは別に設けた流
路系統から、キャリヤーガスにより、炭素粉末を吹き付
けて加炭する際に、ノズル入り側の絶対圧Po、ノズル
の適正膨張絶対圧Popとき 0.7・Pop≦Po≦2.0・Pop を満たす条件でノズル入り側の絶対圧Poを制御するこ
とで、キャリヤーガス量を変更し、粉体の吹き付け量を
変更することを特徴とする溶鉄への粉体吹き付け方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、精錬容器或は溶解
容器中の溶鉄に、酸素吹き込みランスを用いて、酸素を
含有するガスを吹酸しつつ、キャリヤーガスにより、炭
素粉末を吹き付けて溶鉄を加炭する方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来、転炉等の精錬容器や溶解容器中で
の溶鉄精錬やスクラップ溶解に際して、酸素吹き込み用
ランスを用いて、酸素含有ガスを吹き込むと共に酸素含
有ガス流路とは別に設けた流路系統からキャリヤーガス
により炭素粉末を溶鉄に吹き付けて加炭し、溶鉄の熱源
とする方法がある。
【0003】しかしながら、酸素吹酸中に炭素粉末を吹
き付けると、吹き付けた炭素粉末が溶鉄湯面に到達する
前に酸素含有ガス噴流に巻き込まれて空間で直接燃焼
し、溶鉄への加炭歩留まりが低下したり、炉体への熱負
荷が大きくなって耐火物の損耗が大きくなったりするこ
とがあるため、炭素粉末の流路系統のノズルの入り側の
圧力を上げて、炭素粉末を含むキャリヤーガス噴流の流
速を速くする方法を採るのが一般的である。
【0004】しかし、炭素粉末の供給量を変更するなど
キャリヤーガスの送ガス流量を変更する場合は、結果的
にキャリヤーガス噴流の流速が大きく変動するため、粉
状炭素が酸素ガス噴流に巻き込まれ燃焼して、溶鉄湯面
に到達する炭素粉末の割合も大きく変動し、加炭歩留ま
りや耐火物への熱負荷が悪化するという欠点がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は上吹
ランスを用いて酸素を含有するガスを吹酸しつつ、炭素
粉末の吹き付けを行うに当たり、加炭歩留まりを向上さ
せ、ならびに炉内耐火物への熱負荷を軽減する粉体の吹
き付け方法を提供することを課題とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上吹きラン
スにより酸素を含有するガスを吹酸しつつ炭素粉末の吹
き付けを行う際に、酸素を含有するガスを吹酸するノズ
ルとして不適正膨張ノズルを使用し酸素を含有するガス
を送ガスすると共に、酸素含有ガス流路と別に設けた流
路系統からキャリヤーガスにより粉状の炭素を溶鉄に吹
き付けることにより加炭歩留まりの悪化を防止し、かつ
炉内耐火物の熱負荷を軽減することができることを知見
して本発明を完成した。
【0007】本発明の具体的解決手段は以下の通りであ
る。
【0008】精錬容器或は溶解容器中の溶鉄に、酸素吹
き込みランスを用いて、酸素含有ガス流路とは別に設け
た流路系統から、キャリヤーガスにより、炭素粉末を吹
き付けて加炭することを特徴とする粉体吹き付け方法に
おいて、ノズル入り側の絶対圧PO、ノズルの適正膨張
絶対圧POPとき 0.7・POP≦PO≦2.0・POP を満たす条件でノズル入り側の絶対圧POを制御するこ
とで、キャリヤーガス量を変更し、粉体の吹き付け量を
変更することを特徴とする溶鉄への粉体吹き付け方法。
【0009】
【発明の実施の形態】図に基づき本発明の実施の形態を
説明する。
【0010】図lは、ノズル入り側の絶対圧POとノズ
ルの適正膨張絶対圧POPの比(PO/POP)を変化させ
た場合の噴流進行方向に垂直な断面における噴流中心軸
上流速Umaxとノズル入り側の絶対圧POとノズルの
適性膨張絶対圧POPが等しい時(PO=POP)の噴流中
心軸上流Umaxpの比(Umax/Umaxp)との
関係を示した図である。
【0011】まず、図lの横軸について説明する。図1
の横軸PO/POPは一般的な物理量であり、ノズルの適
正膨張絶対圧POP(kgf/cm2)とノズルの入り側
絶対圧POとの比である。POおよびPOPはいずれも下記
(1)〜(3)式によって表される数値であり、ノズル
のスロート径dt(mm)が決まれば、送ガス速度Fg
asあるいはFgasp(適正膨張絶対圧の時の送ガス
速度)により一義的に決まる。横軸をこれらの比PO
OPとしたのは操業時送ガス速度の絶対値(精錬炉の操
業規模)に依存せず、適正膨張条件との乖離度合いを表
現するためである。deはノズル出口径である。なお、
O/POPは実流量/適正流量で表すことができる。
【0012】
【数1】 上記式において、dt:ランスノズルのスロート径(m
m)、de:ランスノズルの出口径(mm)、M:ガス
の平均分子量を意味する。
【0013】次に、図1の縦軸のUmax/Umaxp
とは、ノズル下端から噴出するガス噴流の溶鉄浴湯面ヘ
の衝突時の噴流流速U(噴流進行方向に垂直な断面にお
ける流速であり、Uは流速分布を持つ)に関して、その
うちの最大値をUmaxと定義し、ノズルの入り側絶対
圧POとノズルノズル適性膨張絶対圧POPが等しい時
(PO=POP)のUmaxをUmaxpと定義する。こ
れらのUmaxやUmaxpは本発明者のピトー管を用
いて行った噴流流速測定結果を基に算出した値を用いて
いる。こののUmax/Umaxpは実流速/適正流速
で表すことができる。
【0014】図1に示す様に、上吹きランスノズル送ガ
ス実験を行った結果、ガス流量を低減させたにもかかわ
らず、Umax/Umaxpの値がほぼ一定となるガス
噴流の流速が低下しない範囲(噴流強度維持領域)とし
て、0.7・POP≦PO≦2.0・POPの範囲が存在す
ることを確認した。この条件範囲の噴流強度維持領域で
送ガスすれば、送ガス流量を低減させたにもかかわら
ず、ガス噴流の流速が低下しないため、粉状炭素を吹き
付けるキャリヤーガス流への影響が少なく、加炭歩留ま
りの悪化を防止し、かつ炉内耐火物の熱負荷を軽減する
ことができる。
【0015】図2は、上吹きランスにより転炉型の精錬
容器或は溶解容器中の溶鉄に上吹きランスを用いて酸素
を含有するガスを吹き付ける状態を示した図である。図
2に示す様に容器1中の溶鉄3に上吹きランスでもって
本発明の前記の噴流強度維持領域で図3に示す様なノズ
ルを使用して酸素ガスで吹酸し、この酸素ガスの吹酸中
に粉状炭素をN2又はAr等のキャリヤーガス流で中央
のノズル穴から溶鉄湯面中に吹き込めば、炭素粉末の供
給量を変更するなどのために、キャリヤーガスの送ガス
流量を変更しても、噴流流速が維持されるため、粉状炭
素流9は酸素ガス噴流8に巻き込まれることなく溶鉄湯
面に到達し、加炭歩留まりの悪化を防止し、また、空間
燃焼が防止されるため、耐火物への熱負荷を小さくする
ことができる。
【0016】本発明の方法で使用するランスノズルは、
例えば、図3に示す様に複数の酸素ガス噴流用のノズル
5と粉状炭素噴流用の中央ノズル10を備えている。6
はノズルスロート径(dt)で、7はノズル出口径(d
e)である。中央ノズル10はキャリヤーガス源及び粉
状炭素供給源に接続されていて、キャリヤーガスと共に
粉状炭素を粉状炭素流9として噴出できるようになって
いる。
【0017】また、本発明で用いる粉状炭素としては、
カーボン粉、コークス粉等の燃焼可能な炭素粉であれば
よい。なお、本発明で使用する酸素含有ガスとは、酸素
ガス、或は酸素を主成分として含有するガス等の通常酸
素吹酸等に使用するガスを意味する。
【0018】
【実施例】内径1.2mの上底吹き転炉を用いて、6t
の溶銑を装入し、A,B2種類のランスについてそれぞ
れランス先端−溶鉄湯面間距離を1000mmとし、計
2水準の試験を行った。いずれの水準でも底吹きガスと
して窒素300Nm3/hを用いた。
【0019】水準1(比較例)では、ランスAを用いて
酸素ガス流路より酸素ガス1200Nm3/hで吹酸を
行った。このとき、炭素粉末流路(中央ノズル)より炭
素粉末を18Kg/min、キャリヤーガスとして窒素
ガスを炭素粉末1Kgあたり0.5Nm3流し、溶鉄温
度が約1350℃一定となるように粉状スクラップを連
続投入して、スクラップ溶解を行った。
【0020】その後、キャリヤーガス流量を低減し、炭
素粉末吹き付け量を10Kg/minに変更した。
【0021】一方、水準2(比較例)では、ランスBを
用いて水準1と同様の吹酸および炭素粉末の吹きつけを
行った。
【0022】また、いずれの水準でも光ファイバーのプ
ローブを炉内空間部に挿入し、二色温度計により炉内の
雰囲気温度を測定すると共に、集塵水中よりダストを採
取し、その成分分析を実施した。
【0023】各ランスの炭素粉末吹き付け用ノズル設計
値を表1に、試験条件および試験結果を表2に示す。
【0024】
【表1】 (註)表1の符号 POP:ノズルの適正膨張絶対圧(kgf/cm2) FN2P :ノズルの適正膨張時の窒素ガス流量(Nm3
h) n :ノズルの孔数(−) dt:ノズルのスロート径(mm) de:ノズルの出口径(mm)
【0025】
【表2】 (註)表2の符号 FN2:窒素ガス(キャリヤーガス)流量(Nm3) PO:ノズル入り側の絶対圧(kgf/cm2) POP:ノズルの適正膨張絶対圧(kgf/cm2) 本発明の結果について説明する。本発明例の水準2では
比較例の水準1と比べ、キャリヤーガスの流量を変更し
炭素粉末の吹き付け量を低減した時の、ダスト中の炭素
濃度および炉内雰囲気温度が低減されている。これは、
噴流強度が維持されたため、炭素粉末の溶鉄湯面への到
達割合が向上し、空間で燃焼する炭素粉末が低減された
ためである。
【0026】
【発明の効果】本発明では、上吹きランスを用いて噴流
強度維持領域で酸素ガスと共に粉状炭素を酸素ガス噴流
に巻き込まれることなく溶鉄に吹き付けるものであるた
め、加炭歩留まりの悪化を防止し、また空間燃焼が防止
されるため、耐火物への熱負荷を低減することが可能と
なる。
【図面の簡単な説明】
【図l】ノズル入り側の絶対圧POとノズルの適正膨張
絶対圧POPの比(PO/POP)を変化させた場合の噴流
進行方向に垂直な断面における噴流中心軸上流速Uma
xとノズルの入り側絶対圧POとノズルの適正膨張圧P
OPが等しいときの(PO=POP)の噴流中心軸上流速U
maxpの比(Umax/Umaxp)との関係を示し
た図である。
【図2】上吹きランスにより精錬容器或は溶解容器中の
溶銑に酸素を吹き付ける状態を示した図である。
【図3】ランス先端部の状態を示す概略図である。
【符号の説明】
1 精錬容器 2 ランス 3 溶銑・溶鋼 4 ランス先端−溶鉄静止湯面問距離 5 ノズル 6 スロート径 7 出ロ径 8 酸素ガス噴流 9 粉状炭素噴流 10 中央ノズル

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 精錬容器或は溶解容器中の溶鉄に、酸素
    吹き込みランスを用いて、酸素含有ガス流路とは別に設
    けた流路系統から、キャリヤーガスにより、炭素粉末を
    吹き付けて加炭することを特徴とする溶鉄への粉体吹き
    付け方法において、ノズル入り側の絶対圧PO、ノズル
    の適正膨張絶対圧POPとき 0.7・POP≦PO≦2.0・POP を満たす条件でノズル入り側の絶対圧POを制御するこ
    とで、キャリヤーガス量を変更し、粉体の吹き付け量を
    変更することを特徴とする溶鉄への粉体吹き付け方法。
JP8267750A 1996-09-19 1996-09-19 溶鉄への粉体吹き付け方法 Withdrawn JPH1088218A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101159616B1 (ko) * 2010-04-29 2012-06-27 현대제철 주식회사 전기로용 랜스 팁 및 그를 구비한 전기로 조립체

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101159616B1 (ko) * 2010-04-29 2012-06-27 현대제철 주식회사 전기로용 랜스 팁 및 그를 구비한 전기로 조립체

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20031202