JPH1112637A - 金属精錬炉用ガス吹込みランス及びその使用方法 - Google Patents
金属精錬炉用ガス吹込みランス及びその使用方法Info
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- JPH1112637A JPH1112637A JP16572297A JP16572297A JPH1112637A JP H1112637 A JPH1112637 A JP H1112637A JP 16572297 A JP16572297 A JP 16572297A JP 16572297 A JP16572297 A JP 16572297A JP H1112637 A JPH1112637 A JP H1112637A
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
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- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、従来より溶鉄の撹拌を強化し、精錬
効率を高めると共に、寿命が長く、且つ簡単な構造の金
属精錬炉用ガス吹込みランス及びその使用方法を提供す
ることを目的としている。 【解決手段】金属精錬炉内に保持した固体原料にガスを
吹き付け、あるいは溶鉄にガスを吹込む際に使用するラ
ンスであって、互いに異なった種類のガスを流す内管及
び外管で形成してなることを特徴とする。
効率を高めると共に、寿命が長く、且つ簡単な構造の金
属精錬炉用ガス吹込みランス及びその使用方法を提供す
ることを目的としている。 【解決手段】金属精錬炉内に保持した固体原料にガスを
吹き付け、あるいは溶鉄にガスを吹込む際に使用するラ
ンスであって、互いに異なった種類のガスを流す内管及
び外管で形成してなることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属精錬炉用ガス
吹込みランス及びその使用方法に関し、特に電気炉で使
用され、溶鉄中に浸漬して酸素ガスの吹き込みに使用し
ても寿命が長く、また固体原料の溶解前には、その溶解
バーナとしても使用可能な金属精錬炉用ガス吹込みラン
スとその使用方法である。
吹込みランス及びその使用方法に関し、特に電気炉で使
用され、溶鉄中に浸漬して酸素ガスの吹き込みに使用し
ても寿命が長く、また固体原料の溶解前には、その溶解
バーナとしても使用可能な金属精錬炉用ガス吹込みラン
スとその使用方法である。
【０００２】
【従来の技術】従来、直流式あるいは交流式電気炉を用
いて鋼を製造するには、まず電気炉内に固体原料の鉄ス
クラップ（以下、単にスクラップという）を装入し、例
えば、直流式電気炉では、直流電源に接続された上部電
極と炉底電極との間に通電して該スクラップを溶解して
から精錬していた。その際、スクラップの溶解及び脱炭
精錬を促進するため、炉体の作業口から鉄パイプを炉内
に送り込みながら、酸素ガスが吹き込まれていた。
いて鋼を製造するには、まず電気炉内に固体原料の鉄ス
クラップ（以下、単にスクラップという）を装入し、例
えば、直流式電気炉では、直流電源に接続された上部電
極と炉底電極との間に通電して該スクラップを溶解して
から精錬していた。その際、スクラップの溶解及び脱炭
精錬を促進するため、炉体の作業口から鉄パイプを炉内
に送り込みながら、酸素ガスが吹き込まれていた。
【０００３】ところが、この鉄パイプは、時間の経過に
伴い消耗して短くなるので、使用中に新しいパイプの接
続が必要となり、非能率的であるばかりでなく、コスト
も高くなる。また、溶鋼に浸漬させて送酸すると、先端
が損耗するため、常に溶鋼内の一定位置で送酸すること
ができず、溶鋼の撹拌が不安定になるという欠点があっ
た。特に、スクラップとしてスラブ、インゴットのよう
な安価な重量屑を使用する場合には、溶鋼の撹拌が弱く
なると、それらの溶解が遅れ、溶け残りが生じたり、あ
るいは不均一溶解に起因してスクラップの倒れ込み現象
が生じ、電気炉の安定操業を行う上で問題があった。
伴い消耗して短くなるので、使用中に新しいパイプの接
続が必要となり、非能率的であるばかりでなく、コスト
も高くなる。また、溶鋼に浸漬させて送酸すると、先端
が損耗するため、常に溶鋼内の一定位置で送酸すること
ができず、溶鋼の撹拌が不安定になるという欠点があっ
た。特に、スクラップとしてスラブ、インゴットのよう
な安価な重量屑を使用する場合には、溶鋼の撹拌が弱く
なると、それらの溶解が遅れ、溶け残りが生じたり、あ
るいは不均一溶解に起因してスクラップの倒れ込み現象
が生じ、電気炉の安定操業を行う上で問題があった。
【０００４】これらの問題点を解決するため、特開平３
−２７９７７６号公報、特開平７−３５４８２号公報等
は、非消耗型の水冷ランスを提案している。しかしなが
ら、水冷ランスは、溶鋼に浸漬することができないの
で、溶鋼の撹拌が今一歩不足であった。また、水冷ラン
スは、その使用中に、溶融したスクラップや溶鋼が飛散
したものが当って溶損し、水漏れトラブルが発生しやす
く、その度に操業が中断されるという問題点もあった。
−２７９７７６号公報、特開平７−３５４８２号公報等
は、非消耗型の水冷ランスを提案している。しかしなが
ら、水冷ランスは、溶鋼に浸漬することができないの
で、溶鋼の撹拌が今一歩不足であった。また、水冷ラン
スは、その使用中に、溶融したスクラップや溶鋼が飛散
したものが当って溶損し、水漏れトラブルが発生しやす
く、その度に操業が中断されるという問題点もあった。
【０００５】また、電気炉精錬の初期、すなわち溶鉄溜
りが形成されていない時には、ランスから出る酸素に如
何にして着火させるかが問題となる。このため、炭化水
素と酸素を利用したバーナを別途設置し、固体原料の溶
解を促進させる方法が知られている（例えば、実開昭６
０−５０３０６号公報）。しかしながら、この方法で
は、専用のバーナ設備を備える必要があり、設備コスト
がかかると共に、使用後にバーナを炉より退避させ、酸
素ランスを挿入する必要があり、精錬作業の効率が悪い
という問題があった。
りが形成されていない時には、ランスから出る酸素に如
何にして着火させるかが問題となる。このため、炭化水
素と酸素を利用したバーナを別途設置し、固体原料の溶
解を促進させる方法が知られている（例えば、実開昭６
０−５０３０６号公報）。しかしながら、この方法で
は、専用のバーナ設備を備える必要があり、設備コスト
がかかると共に、使用後にバーナを炉より退避させ、酸
素ランスを挿入する必要があり、精錬作業の効率が悪い
という問題があった。
【０００６】そこで、特開平８−３１１５２５号公報
は、「電炉又は上底吹き精錬炉により鋼スクラップを溶
解する方法において、電極を通電しながら又は送酸しな
がら鋼スクラップを溶解し、炉底に設けた少なくとも１
つの羽口から撹拌用ガスを吹込み溶融鉄を撹拌し、該羽
口と別に炉底に設けたバーナにより炭材と酸素含有ガス
を吹込みながら該溶鋼スクラップを溶解し、該鋼スクラ
ップの一部を溶解後は該バーナから撹拌用ガスを吹込
む」鋼スクラップの溶解法を開示している。そして、こ
の溶解法を実施するため、「炉底部に２個以上の撹拌ガ
ス吹込み用羽口を有し、該羽口の間に相当する炉底部又
は炉壁部に単管、二重管以上の多重管又は２種以上の集
合細管からなるバーナを少なくとも１つ有する」溶解炉
を提案している。この公報記載の方法によれば、前記着
火問題は解消され、加えて羽口やバーナの寿命に関して
の記載がないが、前記した水冷ランスに比べて、長寿命
であることは予想できる。
は、「電炉又は上底吹き精錬炉により鋼スクラップを溶
解する方法において、電極を通電しながら又は送酸しな
がら鋼スクラップを溶解し、炉底に設けた少なくとも１
つの羽口から撹拌用ガスを吹込み溶融鉄を撹拌し、該羽
口と別に炉底に設けたバーナにより炭材と酸素含有ガス
を吹込みながら該溶鋼スクラップを溶解し、該鋼スクラ
ップの一部を溶解後は該バーナから撹拌用ガスを吹込
む」鋼スクラップの溶解法を開示している。そして、こ
の溶解法を実施するため、「炉底部に２個以上の撹拌ガ
ス吹込み用羽口を有し、該羽口の間に相当する炉底部又
は炉壁部に単管、二重管以上の多重管又は２種以上の集
合細管からなるバーナを少なくとも１つ有する」溶解炉
を提案している。この公報記載の方法によれば、前記着
火問題は解消され、加えて羽口やバーナの寿命に関して
の記載がないが、前記した水冷ランスに比べて、長寿命
であることは予想できる。
【０００７】しかしながら、撹拌ガスの吹込みに使用す
るものは、炉底あるいは炉壁に固定設置した羽口とバー
ナである。そのため、炉内で不均一溶解の起き易い電気
炉では、撹拌したい溶鉄の領域を必ずしも円滑に撹拌で
きるとは限らない。撹拌効果を高めるには、多数の羽口
を設け炉全体で撹拌力を高める必要があり、設備コスト
が嵩むという欠点が明らかである。また、スクラップの
溶解後に、バーナを撹拌用ガスの吹込みに切り換えるこ
とは開示しているが、使用する羽口２２の開示例は、図
２に示すように非常に複雑であり、内管１、外管２の他
に冷却流路２３もあって、実用には馴染まない構造であ
る。
るものは、炉底あるいは炉壁に固定設置した羽口とバー
ナである。そのため、炉内で不均一溶解の起き易い電気
炉では、撹拌したい溶鉄の領域を必ずしも円滑に撹拌で
きるとは限らない。撹拌効果を高めるには、多数の羽口
を設け炉全体で撹拌力を高める必要があり、設備コスト
が嵩むという欠点が明らかである。また、スクラップの
溶解後に、バーナを撹拌用ガスの吹込みに切り換えるこ
とは開示しているが、使用する羽口２２の開示例は、図
２に示すように非常に複雑であり、内管１、外管２の他
に冷却流路２３もあって、実用には馴染まない構造であ
る。
【０００８】
【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、従来より溶鉄の撹拌を強化し、精錬効率を高め
ると共に、寿命が長く、且つ簡単な構造の金属精錬炉用
ガス吹込みランス及びその使用方法を提供することを目
的としている。
を鑑み、従来より溶鉄の撹拌を強化し、精錬効率を高め
ると共に、寿命が長く、且つ簡単な構造の金属精錬炉用
ガス吹込みランス及びその使用方法を提供することを目
的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】発明者は、前記目的を達
成するため、特に電気炉のような金属精錬炉内で固体原
料の不均一溶解を是正するには、局部的な撹拌力向上に
有効なランスの使用が必須と考えた。そして、該ランス
の寿命延長及び固体原料の溶解促進をできるだけ安価で
具体化することに鋭意努力すると共に、該ランスの冷却
を炭化水素を含むガスで行い、そのガスを固体原料の溶
解時には、バーナの燃料に利用することを着想し、本発
明を完成させた。
成するため、特に電気炉のような金属精錬炉内で固体原
料の不均一溶解を是正するには、局部的な撹拌力向上に
有効なランスの使用が必須と考えた。そして、該ランス
の寿命延長及び固体原料の溶解促進をできるだけ安価で
具体化することに鋭意努力すると共に、該ランスの冷却
を炭化水素を含むガスで行い、そのガスを固体原料の溶
解時には、バーナの燃料に利用することを着想し、本発
明を完成させた。
【００１０】すなわち、本発明は、金属精錬炉内に保持
した固体原料にガスを吹き付け、あるいは溶鉄にガスを
吹込む際に使用するランスであって、互いに異なった種
類のガスを流す内管及び外管で形成してなることを特徴
とする金属精錬炉用ガス吹込みランスである。また、本
発明は、前記外管の表面を耐火物で保護し、その耐火物
をＭｇＯ−Ｃ系、Ａｌ2 Ｏ3 −Ｃ系及びＺｒ2 Ｏ3 −Ｃ
系から選ばれた１種以上としたり、あるいは高Ａｌ2 Ｏ
3 の溶射物としたことを特徴とする金属精錬炉用ガス吹
込みランスである。
した固体原料にガスを吹き付け、あるいは溶鉄にガスを
吹込む際に使用するランスであって、互いに異なった種
類のガスを流す内管及び外管で形成してなることを特徴
とする金属精錬炉用ガス吹込みランスである。また、本
発明は、前記外管の表面を耐火物で保護し、その耐火物
をＭｇＯ−Ｃ系、Ａｌ2 Ｏ3 −Ｃ系及びＺｒ2 Ｏ3 −Ｃ
系から選ばれた１種以上としたり、あるいは高Ａｌ2 Ｏ
3 の溶射物としたことを特徴とする金属精錬炉用ガス吹
込みランスである。
【００１１】さらに、本発明は、前記内管を流すガス
を、酸素又は酸素含有ガスとし、前記外管を流すガスを
炭化水素及び／又は油類としてなることを特徴とする金
属精錬炉用ガス吹込みランスであり、あるいは前記内外
管を流れるガスを相互に切り換える切り換え手段を備え
たことを特徴とする金属精錬炉用ガス吹込みランスであ
る。
を、酸素又は酸素含有ガスとし、前記外管を流すガスを
炭化水素及び／又は油類としてなることを特徴とする金
属精錬炉用ガス吹込みランスであり、あるいは前記内外
管を流れるガスを相互に切り換える切り換え手段を備え
たことを特徴とする金属精錬炉用ガス吹込みランスであ
る。
【００１２】加えて、本発明は、炉内への挿入深度及び
／又は挿入方向を変更するランス位置調整手段を備えた
り、あるいはランスを使用場所に搬送する搬送台車と、
該搬送台車にあって炉内への該ランスの挿入を容易にす
るランス支持手段とを備えた金属精錬炉用ガス吹込みラ
ンスである。さらに加えて、本発明は、前記金属精錬炉
を電気炉としてなることを特徴とする金属精錬炉用ラン
スである。
／又は挿入方向を変更するランス位置調整手段を備えた
り、あるいはランスを使用場所に搬送する搬送台車と、
該搬送台車にあって炉内への該ランスの挿入を容易にす
るランス支持手段とを備えた金属精錬炉用ガス吹込みラ
ンスである。さらに加えて、本発明は、前記金属精錬炉
を電気炉としてなることを特徴とする金属精錬炉用ラン
スである。
【００１３】そして、本発明は、これらランスの使用に
も着眼し、前記のランスを、金属精錬炉の上蓋又は炉壁
から挿入したり、あるいは排滓口から炉内に挿入するこ
とを特徴とする金属精錬炉用ガス吹込みランスの使用方
法でもある。かかる本発明によれば、金属精錬炉内の所
望領域を撹拌できるようになるので、従来より溶鉄の撹
拌が強化され、固体原料の溶解が促進されると共に、溶
鉄の脱炭精錬効率が向上するようになる。また、ランス
の冷却が改善されるので、該ランスの寿命が従来より延
長され、１本のランスで固体原料の溶解バーナも兼ね、
冷却媒体を該バーナの燃料にするので、金属精錬炉の操
業に要する費用の低減も達成される。
も着眼し、前記のランスを、金属精錬炉の上蓋又は炉壁
から挿入したり、あるいは排滓口から炉内に挿入するこ
とを特徴とする金属精錬炉用ガス吹込みランスの使用方
法でもある。かかる本発明によれば、金属精錬炉内の所
望領域を撹拌できるようになるので、従来より溶鉄の撹
拌が強化され、固体原料の溶解が促進されると共に、溶
鉄の脱炭精錬効率が向上するようになる。また、ランス
の冷却が改善されるので、該ランスの寿命が従来より延
長され、１本のランスで固体原料の溶解バーナも兼ね、
冷却媒体を該バーナの燃料にするので、金属精錬炉の操
業に要する費用の低減も達成される。
【００１４】なお、本発明でいう金属精錬炉には、上記
電気炉の他、転炉、所謂ＡＯＤ炉、取鍋等が含まれる。
電気炉の他、転炉、所謂ＡＯＤ炉、取鍋等が含まれる。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明に係るランスは、転炉等で
酸素ガスの上吹きに通常使用されているものとは異な
り、２重管で形成されている。そして、該ランスの冷却
方式は、溶鉄内に浸漬して使用できるように、水冷を廃
し、冷却媒体にガスを用いるようにしてある。つまり、
該ランス４は、図１に示すように、溶鉄２４の酸化精錬
に使用する酸素又は酸素含有ガス１６を吹込む内管１
と、その周囲を囲み該ランス４の冷却に使用する炭化水
素あるいは油を流す外管２とを有している。上記ガスが
冷却媒体１７となる理由は、炭化水素ガスあるいはオイ
ルを含むガスが分解する際、下記のように吸熱反応を起
こすからであり、ＣＯ，ＣＯ2 ，不活性ガス等は、顕熱
を利用するのである。
酸素ガスの上吹きに通常使用されているものとは異な
り、２重管で形成されている。そして、該ランスの冷却
方式は、溶鉄内に浸漬して使用できるように、水冷を廃
し、冷却媒体にガスを用いるようにしてある。つまり、
該ランス４は、図１に示すように、溶鉄２４の酸化精錬
に使用する酸素又は酸素含有ガス１６を吹込む内管１
と、その周囲を囲み該ランス４の冷却に使用する炭化水
素あるいは油を流す外管２とを有している。上記ガスが
冷却媒体１７となる理由は、炭化水素ガスあるいはオイ
ルを含むガスが分解する際、下記のように吸熱反応を起
こすからであり、ＣＯ，ＣＯ2 ，不活性ガス等は、顕熱
を利用するのである。
【００１６】例えば、Ｃ3 Ｈ8 →３Ｃ＋４Ｈ2 では △Ｈ＝−１２１９９ｋｃａｌ／Ｎｍ3 Ｃ3 Ｈ8 。 また、本発明に係るランス４は、溶鉄２４に浸漬させて
使用することが多いので、二重管の材質に通常のガス管
材（ＳＴＧＰ材）、ステンレス鋼、Ｃｕを用いるだけで
はなく、外管２の表面を耐火物でコーティングして保護
することが好ましい。その際、耐火物３としては、溶鉄
精錬で実績のあるＭｇＯ−Ｃ系、Ａｌ2Ｏ3 −Ｃ系及び
Ｚｒ2 Ｏ3 −Ｃ系の使用が好ましいが、寿命延長のため
には、高価になるがセラミック、例えば高Ａｌ2 Ｏ3 粉
等を溶射しても良い。
使用することが多いので、二重管の材質に通常のガス管
材（ＳＴＧＰ材）、ステンレス鋼、Ｃｕを用いるだけで
はなく、外管２の表面を耐火物でコーティングして保護
することが好ましい。その際、耐火物３としては、溶鉄
精錬で実績のあるＭｇＯ−Ｃ系、Ａｌ2Ｏ3 −Ｃ系及び
Ｚｒ2 Ｏ3 −Ｃ系の使用が好ましいが、寿命延長のため
には、高価になるがセラミック、例えば高Ａｌ2 Ｏ3 粉
等を溶射しても良い。
【００１７】次に、本発明に係るランス４は、固体原料
２５の溶解用バーナとしての役割も果たす。それは、酸
化精錬時には冷却媒体１７として流す炭化水素、油等を
燃料とし、酸素及び酸素含有ガス助燃剤とすることで行
われる。電気炉等、金属精錬炉で固体原料２５を溶解す
るのは、操業開始当初の溶鉄２４のプールが十分に形成
されていない時期である。そのため、該ランス４をバー
ナとして利用できるのである。
２５の溶解用バーナとしての役割も果たす。それは、酸
化精錬時には冷却媒体１７として流す炭化水素、油等を
燃料とし、酸素及び酸素含有ガス助燃剤とすることで行
われる。電気炉等、金属精錬炉で固体原料２５を溶解す
るのは、操業開始当初の溶鉄２４のプールが十分に形成
されていない時期である。そのため、該ランス４をバー
ナとして利用できるのである。
【００１８】本発明では、このバーナとして利用する
際、酸化精錬時には内管に流す酸素、あるいは酸素含有
ガス１６と、外管に流す炭化水素、油含有ガス１７を入
れ換えることも配慮した。その方が、バーナとしての効
率が優れることが多いからである。なお、それら燃料と
助燃剤の量比は、該ランス４の内管１及び外管２断面積
や、溶解すべき固体原料量により定められるので、本発
明では、特に限定しない。具体的なガス流路の切り換え
手段としては、ランス４の内管１及び外管２にそれぞれ
接続してある配管２６に、先に流しているガスのパージ
流路１４と流路変更バルブ１５を設けことである。１例
を、図３に示しておく。
際、酸化精錬時には内管に流す酸素、あるいは酸素含有
ガス１６と、外管に流す炭化水素、油含有ガス１７を入
れ換えることも配慮した。その方が、バーナとしての効
率が優れることが多いからである。なお、それら燃料と
助燃剤の量比は、該ランス４の内管１及び外管２断面積
や、溶解すべき固体原料量により定められるので、本発
明では、特に限定しない。具体的なガス流路の切り換え
手段としては、ランス４の内管１及び外管２にそれぞれ
接続してある配管２６に、先に流しているガスのパージ
流路１４と流路変更バルブ１５を設けことである。１例
を、図３に示しておく。
【００１９】また、本発明に係るランス４は、金属精錬
炉内の所望位置で酸素ガスを吹いたり、バーナとして使
用できるように、該ランス４の炉内への挿入深度や挿入
方向を変更できるようにすることも可能である。そのた
めのランス位置調整手段としては、例えば、図４に示す
ように、該ランス４の支持フレーム１８と、鉛直方向及
び左右方向での角度変更を行う支持フレーム１８の揺動
装置１９と該揺動装置１９の駆動装置２１、ランス４の
軸方向移動を行うシリンダ２０とその駆動装置２１とで
形成したものが使用できる。
炉内の所望位置で酸素ガスを吹いたり、バーナとして使
用できるように、該ランス４の炉内への挿入深度や挿入
方向を変更できるようにすることも可能である。そのた
めのランス位置調整手段としては、例えば、図４に示す
ように、該ランス４の支持フレーム１８と、鉛直方向及
び左右方向での角度変更を行う支持フレーム１８の揺動
装置１９と該揺動装置１９の駆動装置２１、ランス４の
軸方向移動を行うシリンダ２０とその駆動装置２１とで
形成したものが使用できる。
【００２０】さらに、本発明に係るランス４は、金属精
錬炉に必要に応じて設置できるように、該ランス４を載
置して移動する搬送台車６と、ランス４を炉内への挿入
を助けるランス支持手段（例えば、前記支持フレーム１
８）とを備えるようにもしてある。これによって、不要
な時は、いつでも炉から退避できるのである。最後に、
本発明に係るランス４の使用方法であるが、まず、金属
精錬炉の上蓋あるいは壁に設置して使用することができ
る。この場合は、設置作業が別途必要になるので、永久
あるいは半永久的な使用が有利である。一方、金属精錬
炉が電気炉の場合には、図５に示すように、その炉壁の
一部にすでに開口されている排滓口７に設置して使用す
ることができる。この方法によれば、特別な設置作業が
不要で、経済的に有利であるばかりでなく、必要に応じ
て設置、退避ができる有利性もある。
錬炉に必要に応じて設置できるように、該ランス４を載
置して移動する搬送台車６と、ランス４を炉内への挿入
を助けるランス支持手段（例えば、前記支持フレーム１
８）とを備えるようにもしてある。これによって、不要
な時は、いつでも炉から退避できるのである。最後に、
本発明に係るランス４の使用方法であるが、まず、金属
精錬炉の上蓋あるいは壁に設置して使用することができ
る。この場合は、設置作業が別途必要になるので、永久
あるいは半永久的な使用が有利である。一方、金属精錬
炉が電気炉の場合には、図５に示すように、その炉壁の
一部にすでに開口されている排滓口７に設置して使用す
ることができる。この方法によれば、特別な設置作業が
不要で、経済的に有利であるばかりでなく、必要に応じ
て設置、退避ができる有利性もある。
【００２１】
【実施例】本発明に係るランス４を、炉容量１００トン
／チャージの直流アーク炉に設置し、その使用試験を行
った。該直流アーク炉の主な仕様は、上部電極８を１
本、炉底電極９を３本備え、炉内径が６７００ｍｍ、炉
高さが３１００ｍｍであり、精錬としては、所謂普通鋼
（ＳＤ、ＳＳ等）製造のための酸化精錬である。ランス
４の材質は、ＳＴＰＧで、内管１及び外管２のサイズ
は、内管が外径２７．２ｍｍ，肉厚２．９ｍｍ、外管が
外径４２．７ｍｍ，肉厚３．６ｍｍである。また、外管
２の表面を覆う耐火物３は、ＭｇＯ−Ｃ系とした。
／チャージの直流アーク炉に設置し、その使用試験を行
った。該直流アーク炉の主な仕様は、上部電極８を１
本、炉底電極９を３本備え、炉内径が６７００ｍｍ、炉
高さが３１００ｍｍであり、精錬としては、所謂普通鋼
（ＳＤ、ＳＳ等）製造のための酸化精錬である。ランス
４の材質は、ＳＴＰＧで、内管１及び外管２のサイズ
は、内管が外径２７．２ｍｍ，肉厚２．９ｍｍ、外管が
外径４２．７ｍｍ，肉厚３．６ｍｍである。また、外管
２の表面を覆う耐火物３は、ＭｇＯ−Ｃ系とした。
【００２２】精錬に先立ち、本発明に係るランス４を該
アーク炉の排滓口７に、前記搬送台車６で運び、前記し
たランス位置調整手段を稼働させて、該ランス４の先端
を排滓口７の炉壁面に定めた。この作業は、何らトラブ
ルなく円滑に実施できた。次に、鋼スクラップ１１０ト
ン（このうち、スラブ等の重量屑４０トン）を炉内に装
入し、アーク電圧５５０Ｖ／１００ＫＡで通電した。そ
して、前記ランス４の先端を、前記スクラップの近傍に
移動し、外管２からの酸素ガスで内管１からの炭化水素
に着火させ、該ランス４をバーナとし、該スクラップの
カッティング及び溶解を始めた。外管２の酸素ガス流量
は、１００Ｎｍ3 ／ｍｉｎで、内管１のプロパン流量は
５Ｎｍ3 ／ｍｉｎとした。
アーク炉の排滓口７に、前記搬送台車６で運び、前記し
たランス位置調整手段を稼働させて、該ランス４の先端
を排滓口７の炉壁面に定めた。この作業は、何らトラブ
ルなく円滑に実施できた。次に、鋼スクラップ１１０ト
ン（このうち、スラブ等の重量屑４０トン）を炉内に装
入し、アーク電圧５５０Ｖ／１００ＫＡで通電した。そ
して、前記ランス４の先端を、前記スクラップの近傍に
移動し、外管２からの酸素ガスで内管１からの炭化水素
に着火させ、該ランス４をバーナとし、該スクラップの
カッティング及び溶解を始めた。外管２の酸素ガス流量
は、１００Ｎｍ3 ／ｍｉｎで、内管１のプロパン流量は
５Ｎｍ3 ／ｍｉｎとした。
【００２３】スクラップが溶け、溶鉄２４の溜りが生じ
始めたので、酸素ガスの流量を１２０Ｎｍ3 ／ｍｉｎ、
プロパンを６Ｎｍ3 ／ｍｉｎに増加すると共に、ランス
先端位置を適宜移動させて、溶解の促進を図った。やが
て、スクラップが溶け落ち、溶鉄２４のプール内にラン
ス先端が埋没したので、アーク電圧を４００Ｖへ下げ、
酸化精錬に移行させた。つまり、前記したランス４のガ
ス流路の切り換え手段を用いて、内管１及び外管２から
同時に不活性ガスを流すことで消火し、その後内管１か
ら酸素ガスを１２０Ｎｍ3 ／ｍｉｎの流量で、外管２か
らのプロパンを６Ｎｍ3 ／ｍｉｎの流量で流すようにし
た。勿論、外管２のプロパンは、冷却媒体１７として作
用させたのである。
始めたので、酸素ガスの流量を１２０Ｎｍ3 ／ｍｉｎ、
プロパンを６Ｎｍ3 ／ｍｉｎに増加すると共に、ランス
先端位置を適宜移動させて、溶解の促進を図った。やが
て、スクラップが溶け落ち、溶鉄２４のプール内にラン
ス先端が埋没したので、アーク電圧を４００Ｖへ下げ、
酸化精錬に移行させた。つまり、前記したランス４のガ
ス流路の切り換え手段を用いて、内管１及び外管２から
同時に不活性ガスを流すことで消火し、その後内管１か
ら酸素ガスを１２０Ｎｍ3 ／ｍｉｎの流量で、外管２か
らのプロパンを６Ｎｍ3 ／ｍｉｎの流量で流すようにし
た。勿論、外管２のプロパンは、冷却媒体１７として作
用させたのである。
【００２４】その結果、溶鉄の脱炭反応等の酸化精錬に
は、何ら障害が起きなかったので、この酸素吹込みを３
０分間継続し出鋼した。この精錬時間は、従来の鉄パイ
プで酸素吹きを実施した操業時よりも３０％短縮され、
精錬効率が大幅に改善したことを示唆するものである。
出鋼後の溶鋼は、予定通り普通鋼の目標とした成分を達
成していた。また、この操業を１４チャージ継続して行
い、ランス先端の損耗状況を確認したが、何ら損耗は見
られなかった。この結果は、従来の鉄パイプをランス４
として使用していた時のパイプ継足し作業を解消し、作
業者の負担を軽減すると共に、ランス・コストの低減に
もなった。
は、何ら障害が起きなかったので、この酸素吹込みを３
０分間継続し出鋼した。この精錬時間は、従来の鉄パイ
プで酸素吹きを実施した操業時よりも３０％短縮され、
精錬効率が大幅に改善したことを示唆するものである。
出鋼後の溶鋼は、予定通り普通鋼の目標とした成分を達
成していた。また、この操業を１４チャージ継続して行
い、ランス先端の損耗状況を確認したが、何ら損耗は見
られなかった。この結果は、従来の鉄パイプをランス４
として使用していた時のパイプ継足し作業を解消し、作
業者の負担を軽減すると共に、ランス・コストの低減に
もなった。
【００２５】なお、上記実施例では、ランス４をバーナ
として使用した際、内管１にプロパン・ガス、外管２に
酸素ガスを流したが、これを逆にした操業でも、ほぼ同
様の操業結果を得ることができた。また、金属精錬炉を
電気炉とした例で説明したが、本発明に係るランス４
は、転炉、取鍋等で使用できることは言うまでもない。
として使用した際、内管１にプロパン・ガス、外管２に
酸素ガスを流したが、これを逆にした操業でも、ほぼ同
様の操業結果を得ることができた。また、金属精錬炉を
電気炉とした例で説明したが、本発明に係るランス４
は、転炉、取鍋等で使用できることは言うまでもない。
【００２６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明により、従
来、鉄パイプの使用では、精錬中に数本のパイプを継足
す作業負荷があったが、連続した酸素吹きが可能とな
り、精錬効率を高めることができた。また、従来の鉄パ
イプでは、先端が損耗するため、精錬中に送酸する位置
が変わり、溶鋼の撹拌が弱く、スラブ等の重量屑を溶解
する際に溶け残りが生じたり、溶解不均一で倒れ込みが
生じ、安定操業に問題があった。本発明により、水冷ラ
ンスにせずとも溶鉄に浸漬させ、常に一定の位置で送酸
できるようになったので、溶鋼の撹拌が十分になり、多
量の重量屑の溶解にも全然支障がなく、安定操業ができ
るようになった。さらに、ランス寿命の延長から製造コ
ストの低減等、操業に多大の効果があった。
来、鉄パイプの使用では、精錬中に数本のパイプを継足
す作業負荷があったが、連続した酸素吹きが可能とな
り、精錬効率を高めることができた。また、従来の鉄パ
イプでは、先端が損耗するため、精錬中に送酸する位置
が変わり、溶鋼の撹拌が弱く、スラブ等の重量屑を溶解
する際に溶け残りが生じたり、溶解不均一で倒れ込みが
生じ、安定操業に問題があった。本発明により、水冷ラ
ンスにせずとも溶鉄に浸漬させ、常に一定の位置で送酸
できるようになったので、溶鋼の撹拌が十分になり、多
量の重量屑の溶解にも全然支障がなく、安定操業ができ
るようになった。さらに、ランス寿命の延長から製造コ
ストの低減等、操業に多大の効果があった。
【図１】本発明に係るランスの断面を説明する斜視図で
あり、（ａ）は耐火物なし、（ｂ）は耐火物で保護した
ものである。
あり、（ａ）は耐火物なし、（ｂ）は耐火物で保護した
ものである。
【図２】特開平８−３１１５２５号公報に開示された三
重管からなる羽口を示す縦断面図である。
重管からなる羽口を示す縦断面図である。
【図３】本発明に係るランスのガス配管の一例を示す図
である。
である。
【図４】本発明に係るランスの位置調整手段を示す模式
図である。
図である。
【図５】本発明に係るランスを電気炉の排滓口に設置し
た状況を示す縦断面図である。
た状況を示す縦断面図である。
１ 内管 ２ 外管 ３ 耐火物 ４ 本発明に係る２重管ランス（ランス） ５ 電気炉の炉体 ６ 搬送台車 ７ 排滓口 ８ 上部電極 ９ 炉底電極 １０ ８の昇降装置 １１ 給電体 １２ サイリスタ １３ トランス １４ パージ流路 １５ 流路切り換えバルブ １６ 酸素あるいは酸素含有ガス １７ 冷却媒体（バーナの燃料） １８ ランスの支持フレーム １９ １８の揺動ギア ２０ シリンダ ２１ １９、２０の駆動装置 ２２ 羽口 ２３ 冷却流路 ２４ 溶鉄 ２５ 固体原料（スクラップ） ２６ 配管 ２７ 細管 ２８ ガス供給源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平岡 久 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 (72)発明者 竹内 秀次 千葉県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 (11)
- 【請求項１】 金属精錬炉内に保持した固体原料にガス
を吹き付け、あるいは溶鉄にガスを吹込む際に使用する
ランスであって、 互いに異なった種類のガスを流す内管及び外管で形成し
てなることを特徴とする金属精錬用ガス吹込みランス。 - 【請求項２】 前記外管の表面を耐火物で保護してなる
ことを特徴とする請求項１記載の金属精錬炉用ガス吹込
みランス。 - 【請求項３】 前記耐火物をＭｇＯ−Ｃ系、Ａｌ2 Ｏ3
−Ｃ系及びＺｒ2 Ｏ 3 −Ｃ系から選ばれた１種以上とし
たことを特徴とする請求項２記載の金属精錬炉用ガス吹
込みランス。 - 【請求項４】 前記耐火物が高Ａｌ2 Ｏ3 の溶射物であ
ることを特徴とした請求項２記載の金属精錬炉用ガス吹
込みランス。 - 【請求項５】 前記内管を流すガスを、酸素又は酸素含
有ガスとし、前記外管を流すガスを炭化水素及び／又は
油類としてなることを特徴とする請求項１〜４いずれか
に記載の金属精錬炉用ガス吹込みランス。 - 【請求項６】 前記内外管を流れるガスを相互に切り換
える切り換え手段を備えたことを特徴とする請求項１〜
５いずれかに記載の金属精錬炉用ガス吹込みランス。 - 【請求項７】 金属精錬炉内への挿入深度及び／又は挿
入方向を変更するランス位置調整手段を備えたことを特
徴とする請求項１〜６いずれかに記載の金属精錬炉用ガ
ス吹込みランス。 - 【請求項８】 ランスを使用場所に搬送する搬送台車
と、該搬送台車にあって金属精錬炉への該ランスの挿入
を容易にするランス支持手段とを備えたことを特徴とす
る請求項１〜７いずれかに記載の金属精錬炉用ガス吹込
みランス。 - 【請求項９】 前記金属精錬炉を電気炉としてなること
を特徴とする請求項１〜８いずれかに記載の金属精錬炉
用ガス吹込みランス。 - 【請求項１０】 請求項１〜９いずれかに記載のランス
を、金属精錬炉の上蓋又は炉壁から挿入することを特徴
とする金属精錬炉用ガス吹込みランスの使用方法。 - 【請求項１１】 請求項１〜９いずれかに記載のランス
を、金属精錬炉の排滓口から炉内に挿入することを特徴
とする金属精錬炉用ガス吹込みランスの使用方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16572297A JP3800734B2 (ja) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | 金属精錬炉用ガス吹込みランス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16572297A JP3800734B2 (ja) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | 金属精錬炉用ガス吹込みランス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1112637A true JPH1112637A (ja) | 1999-01-19 |
| JP3800734B2 JP3800734B2 (ja) | 2006-07-26 |
Family
ID=15817837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16572297A Expired - Fee Related JP3800734B2 (ja) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | 金属精錬炉用ガス吹込みランス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3800734B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007100113A1 (ja) * | 2006-02-27 | 2007-09-07 | Jfe Steel Corporation | 精錬用吹き込みランス、精錬用吹き込みランス設備、溶銑の脱珪処理方法及び溶銑の予備処理方法 |
| JP2007231342A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Jfe Steel Kk | 精錬用吹き込みランス設備及び溶銑の脱珪処理方法 |
| JP2009079260A (ja) * | 2007-09-26 | 2009-04-16 | Jfe Steel Kk | 酸素ガス吹き込みランス及び溶銑の脱珪処理方法 |
| JP2011144407A (ja) * | 2010-01-13 | 2011-07-28 | Tokyo Yogyo Co Ltd | ガス吹き込みランス |
| CN112680568A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-04-20 | 江苏沙钢集团淮钢特钢股份有限公司 | 一种lf炉精炼喷吹渣面脱氧装置 |
-
1997
- 1997-06-23 JP JP16572297A patent/JP3800734B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007100113A1 (ja) * | 2006-02-27 | 2007-09-07 | Jfe Steel Corporation | 精錬用吹き込みランス、精錬用吹き込みランス設備、溶銑の脱珪処理方法及び溶銑の予備処理方法 |
| KR101021349B1 (ko) * | 2006-02-27 | 2011-03-14 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 정련용 취입랜스, 정련용 취입랜스설비, 용선의 탈규처리방법 및 용선의 예비처리방법 |
| JP2007231342A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Jfe Steel Kk | 精錬用吹き込みランス設備及び溶銑の脱珪処理方法 |
| JP2009079260A (ja) * | 2007-09-26 | 2009-04-16 | Jfe Steel Kk | 酸素ガス吹き込みランス及び溶銑の脱珪処理方法 |
| JP2011144407A (ja) * | 2010-01-13 | 2011-07-28 | Tokyo Yogyo Co Ltd | ガス吹き込みランス |
| CN112680568A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-04-20 | 江苏沙钢集团淮钢特钢股份有限公司 | 一种lf炉精炼喷吹渣面脱氧装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3800734B2 (ja) | 2006-07-26 |
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