JPS5873732A - 金属の精錬方法 - Google Patents

金属の精錬方法

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JPS5873732A
JPS5873732A JP56170198A JP17019881A JPS5873732A JP S5873732 A JPS5873732 A JP S5873732A JP 56170198 A JP56170198 A JP 56170198A JP 17019881 A JP17019881 A JP 17019881A JP S5873732 A JPS5873732 A JP S5873732A
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cooling gas
nozzle
gas
cooling
refining
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JP56170198A
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Yasuyuki Nakao
安幸 中尾
Yosuke Hoshijima
星島 洋介
Kazuo Ogahira
大河平 和男
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42Constructional features of converters
    • C21C5/46Details or accessories
    • C21C5/48Bottoms or tuyéres of converters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D1/00Treatment of fused masses in the ladle or the supply runners before casting
    • B22D1/002Treatment with gases
    • B22D1/005Injection assemblies therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B9/00General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
    • C22B9/05Refining by treating with gases, e.g. gas flushing also refining by means of a material generating gas in situ

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属精錬8器内の金属浴湯面下に設けた同心多
電管方式羽目、例えば同心二重管方式の羽目を用いて、
冷却用ガスにより外被された精錬用ガスを浴湯中に吹込
んで精錬す暮方法、なかんずく多重管式羽口の保譲方法
に係るものである。
従来、金属精錬容器の同心二重管方式羽口(以下単に二
重管ノズルという)においては、内管から主として酸素
ガス、内管と外管との間の冷却用ガス流路から冷却用ガ
スが吹込まれている。冷却用ガスとしてはメタンやグロ
ノクンなどの炭化水素系ガスが主とし”て使用されてお
り、その方法の一つとして堅込酸素重量の10重蓋チよ
り少ない量の炭化水素を用いることにより、CO2や水
蒸気を冷却用ガスとして用いる場合に比べて、すぐれた
冷却効果を与えることが提案されている。すなわちこの
提案された方法は冷却用ガスの使用量を吹込酸素量に応
じて調節するという技術思想である。
しかしながら、この方法においては炭化水素ガスに制限
され、しかもそのガスの中で使用する冷却用ガスの種類
が−りた場合、更に羽口の寸法が変った場合、たとえ吹
込酸素量に応じて冷却用ガス量を決定し101[量チよ
り少ない量としたとしても必ずしも所望の冷却効果が達
成され得ないことが確められた。
本発明は相線用多重管方式の羽目を用いて金属f祠錬す
るにあたり、使用する冷却用ガスの種類、羽口寸法の如
何に拘らず、優れた羽口の冷却効果を達成しうる羽口保
賎方法の提供を目的とするものである。本発明が適用で
きる冷却用ガスとしては、後記実施例に記載したゾ、ロ
ノ9ン、プロピレン等の炭化水素系ガス、炭酸ガス、ア
ルゴンの#丘かill索、−敗化戻索、アンモニア、水
蒸気の単独またはそれらの混合ガス、東には転炉排ガス
、高炉ガス、コークス炉ガス等の工巣炉排ガス、加熱炉
、焼結炉等の如き工業炉の燃焼排ガスが用いられうる。
本発明者らは二夏管ノズルの冷却効果におよほす冷却用
ガスの種類の変更による影響およびノズル寸法の影智に
ついて検討した結果、ノズルの最・: 外管と内管とで形成される冷却用ガス流路に流通・、:
′ せしめるべき毎分当りの冷却用ガス流量を下記式1に相
当するように調節することによって合目的的な冷却効果
を達成しうろことを確めた。
nDs (cm) XΔT(crIL)=600〜14
00((l、0m1n)    ・・・・・・ l但し
lID1 :最外管の内周長、ΔT:最外管の肉厚以下
本発明を更に詳細に説明する。
本発明者らは種々異なる寸法の二重管ノズルおよび種々
異なる冷却用ガスの、二重管ノズルにおよばず冷却効果
について検討した結果以下のことが明らかにされた。
先ずノズル寸法に関しては、ノズルを構成する最外管の
肉厚が厚い程又、その外管の内周長が長い程同−量の冷
却用ガスの使用の場合、十分な冷却効果が奏され難く、
シたがって最外管の肉厚が゛厚くまたその内周長が長い
程、合目的的な冷却効果を達成する−”めにはより多く
の量の冷却用ガスを必要とするこζを確めた。
次に冷却用ガスについては、最外管の肉厚及びその内周
長が同一寸法のノズルを用い九場合でも、使用する冷却
用ガスの種類が異なれば、冷却用ガス流菫を変更する必
要があることを見出した。
しかしてかかる知見をもとに、数多くの実験を1ねた結
果、精錬容認の底部に設けた2重管ノズルの冷却用ガス
流路に吹込まれる冷却用ガスが、この冷却用ガス流路内
で抜熱する17k(冷却用ガス源 ズル最外管の内周長で代表させたとき、毎分600x/
/Di (□xΔT((B)k4/min〜1400X
/7D i (z)XΔT (4)k4/minに相当
するよう冷却用ガス1°を流通させることによってミノ
ズルの溶損を防止しつつ十分な冷却効果を達成しうろこ
とを確めた。
前記した冷却用ガス量の規定の限定根拠について以下に
詳述す°る。    − 茶1図は本発明の基礎となる実験データを求めるために
使用した金属桔錬容器(10ton )の底吹き用二重
管式ノズルの構造を示すもので、1は酸累を主体とする
1ftI錬用ガス吹込用内管、2は外管であって、内′
l?1との間の環状間−内に、冷却用ガス源に通ずる碍
管3を経て冷却用ガスが流通せしめられる。4は外1t
2の周9に&ゴされた耐火物である。
表1は実験に用いた二重管式ノズルの寸法を示す。
表 1  使用ノズルの寸法 第2図は、冷却用ガスとして炭化水素系ガス(foパン
)を用い、表1に示す各ノズルを用いて吹錬した際の羽
口溶用給米を底吹き酸素ガス量:に対する冷却用ガス量
の比率に関して示したものである。図中の○の中の数字
は表1のノズル扁を示す。
この結果から明らかなように、炭化水素系ガス(グロノ
9ン)を用い、且つこ、の吹込蓋を吹込酸素It菫の1
0重量%より少ない菫に抑制しても、ノズル寸法によっ
ては必ずしも最良の結果が得られていないことが判る。
しかも屋1.49のノズル寸法においては灰化水素系ガ
ス(プロパン)の吹込蓋を吹込酸素軍警の10重i%以
上としても最良の結果が得られている。このことから冷
却用ガスの使用量を吹込酸素蓋の10重it係より少な
い量にすることが、必ずしもノズルの保護に対して決定
的な手段であるとは言いがたい。
他方、ノズル寸法を一定に′して、冷却用ガスの種類を
CO2,Arまで拡大しそして派蓋を変化させ11::
:1111ま たときの羽口溶損状況を調べた結果を第3図に示す。こ
の結果から羽目の溶損状況は冷却用ガスの種類及び/又
は流量を変えた場合にも看、シく異なることか明らかで
ある。
2尋の結果にもとづき、冷却用ガスの使用量を吹込酸紫
kK応じて調節することが必ずしも羽目の十分な冷却効
果が達成されるのではなく、十分な羽目冷却を達成する
には使用すべきガスの種類ならびにノズル寸法をも考慮
すべきことが知見された。
そこで本発明者らは、羽口溶損とノズル寸法との関係を
知るために、冷却用ガスとして、プロノfン及びCO2
を用い、1)冷却用ガス流蓋、2)ノズル寸法t一種々
変えたテスト結果を次に示す値で計測したところ、その
値がある範囲内になるように冷却ガス量を調節すれば十
分な羽口保護が可能であることを見い、だした。
最外管内周長(冷却用ガス流路外周)(crn)X最外
管肉厚−):・、。
ミ対外周冷却用ガス量(Nl/crn”・m1n)さら
に、その範囲が第4図及び第5図に示す如く冷却用ガス
の種類によって異なる、すなわちグロノぐンでは200
〜40ONを1−m1nで1あるのに対してC02では
700〜1300 Nl−/cvi’ ・minである
ことを見出した。
この違いを本発明者らは、ガスの定圧比熱及び分解熱と
いう冷却用ガス特性にあると考えた。すなわち冷却用ガ
スI Nl当りの変化熱!(ガスの顕・潜熱変化りが少
ない冷却用ガス(例えばC02)の場合には、変化熱量
の多い冷却用ガス(例オ、ばグロノfン)に比べ、冷却
用゛ガスR普を増やす必要があると考えた。
そこ“で、神々のガスについてテストした結果、冷却用
ガスIN7当りの変化熱量を「冷却用ガスの冷却能」と
足義し、テストに世いたすべての冷却用ガスについて・
、冷却用がス゛の冷却能と上記の対外周冷却用ガス意と
の関係を示したのが第6図である。その結果、(1)同
一冷却用ガスを用いた場合、ノズルの浴指を防止するた
めには上記比に一足の範囲があること、(2)その値が
冷却用ガスの冷却能と逆比例の関係にあることが判った
。つまり第6図において「○」印はノズルの溶損が僅少
、「諷」印は冷却不足によるノズル溶損、「×」印は冷
却過多による冷却用ガス流れの不安定さから生じる異常
溶損を夫々示している。
この第6図に示す知見から、冷却用ガスの流量を 冷却ガスの冷却能(k4/Sl#)X冷却ガス流量(N
17m1n)最外管内周長(x)X最外管肉厚−) =660〜”” 01i に相当するように調節することにより、ガスの種類及び
ノズル寸法に関係なくノズルが効果的に保護できる様に
なっ九ものである。
本発明を実施例にもとづいて説明する。
実施例1 下記のノズル寸法を有する二重管ノズルを設けた1 0
0 ton転炉により下記条件下で溶鋼を吹錬したO ノズル寸法:内管内径15mφ、同外径23■φ外管内
径25■φ、同外径31−φ 内管0231 : 350 Nm7hr ・本×4本冷
却用ガス流童: LPG 33 NyK”/’hr H
本×4本対02比率:13vtチ 対外周冷却用ガス量:233N!〜・minこの操業条
件は第4図から明らかな如(1400に− 〜600,7の蛇り内にあり、ノズル溶損は1w4/c
brlln であった。
比較例1 下記寸法の二重管ノズルを設けた1 00 ton転炉
を用いて下記条件の下で溶鋼を軟線した。
ノズル寸法二内管内径16■φ、同外径19篤φ外管内
径20.8sm+φ、同外径25゜4−φ内管0211
 : 567 Nm3/hr一本×4本冷却用ガス流i
i : LPG 40 Nm3/hr ・本×4本対0
2比率:9.7wt% 対外周冷却用ガスiit:444沁V−・minこの操
業条件II′i第4図から明らかな如(1400〜60
0 訳ino蛇囲外にあり、ノズル溶損は121111
/e)lであった。
実施例2       “□°□。
ノズル寸法二内管内径15mφ、同外径19■φ外管内
径25■φ、同外径31■φ 内vO2菫: 350 Nm3/hr一本×4本冷却用
カス流量:CO288NWLs/hr・本×4本対02
比率:25vrtチ 対外周冷却用ガス量:100ONjz−・winノズル
溶損は0.8m/ehであった。
【図面の簡単な説明】
第1図はノズルの説明図、第2図は炭化水素系ガスの吹
込量釡酸素吹込重量に応じて決定した場合のノズル寸法
と溶損状況との関係を示した図表、第3図はノズル寸法
を一定にして冷却用ガスの種類及び流量を変化させた場
合の溶損状況を示す図表、第4図はプロノ(ンガスを用
いた場合、第5図はCO2ガスを用いた場合の夫々の対
外周冷却用ガス蓋とノズル溶損状況の関係゛を示す図表
、第6図は各種の冷却用ガスを用いた場合の冷却用ガス
の冷却能と対外側冷却用ガス量から本発明の限定範囲を
求めた′図表である。 幸1゜ 第1−〇〇内の数字は表1のノズル扁 第2図のO印:ゾロノクン、Δ印:プロピレン、ロ印:
Ar、X印:C02 第1図 升Oz ”7: 少十外ル4玲まp用Wス1E(んり4労鋤烈竿4図 手続補正書(自発) 昭和57年10月270 特許庁長官若杉和夫殿 1、 事(’lの表示 昭和56年特許願1170198号 2、 発明の名称 金属の精錬方法 3、補正をする者 代表者 武  1)   豊 6、 補正の対象 図面 7、 補正の内容 第6図を別紙のとおり補正する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 相線容谷内の金属浴湯面下に設けた同心多重管式底吹羽
    口を用いて冷却用ガスにより外被された精錬用ガスを金
    輌溶湯中に吹込み精錬を行なうにあたり、前記羽口の最
    外管とこの最外管に直′近の内管とで形成する冷却用ガ
    ス流路に通人する毎分当りの冷却用ガス流量を下記式■
    に相当するようにm葡することを特徴とする金属の#錬
    方法。
JP56170198A 1981-10-26 1981-10-26 金属の精錬方法 Pending JPS5873732A (ja)

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