JPS5970709A - 精錬用ガス吹込み羽口のらせん導気管 - Google Patents
精錬用ガス吹込み羽口のらせん導気管Info
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- JPS5970709A JPS5970709A JP17893582A JP17893582A JPS5970709A JP S5970709 A JPS5970709 A JP S5970709A JP 17893582 A JP17893582 A JP 17893582A JP 17893582 A JP17893582 A JP 17893582A JP S5970709 A JPS5970709 A JP S5970709A
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- Japan
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- gas
- holes
- section
- hollow
- cross
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
- C21C5/42—Constructional features of converters
- C21C5/46—Details or accessories
- C21C5/48—Bottoms or tuyéres of converters
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、精錬用ガス吹込み羽口のらせん導気管に関
するものである。
するものである。
精錬用ガス吹込み羽口は、製鋼炉とくに転炉または、該
炉中における溶鋼の精錬の前もしくはあとで原料溶銑や
出鋼溶鋼を収容した取鍋における事前の予備処理ないし
は事後の炉外精錬の如き処理に供する該取鍋のような、
精錬容器の、主として溶湯浴面下に開口するように、容
器壁を貫通して取付けられ、該溶湯中に精錬用ガス、す
なわち酸素ガスおよび／または不活性ガスの吹込み？行
うために用いられる。
炉中における溶鋼の精錬の前もしくはあとで原料溶銑や
出鋼溶鋼を収容した取鍋における事前の予備処理ないし
は事後の炉外精錬の如き処理に供する該取鍋のような、
精錬容器の、主として溶湯浴面下に開口するように、容
器壁を貫通して取付けられ、該溶湯中に精錬用ガス、す
なわち酸素ガスおよび／または不活性ガスの吹込み？行
うために用いられる。
近年酸素上吹きの製鋼法に替って、精錬用の酸素ガスの
全量を製鋼炉の炉底から吹込むいわゆるＱ −ＢＯｐ法
とか、酸素ガスの少くとも一部につき不活性ガスあるい
は製鋼用副原料を同伴させて製鋼炉の炉底から吹込む製
鋼法などが一般化しつつある。
全量を製鋼炉の炉底から吹込むいわゆるＱ −ＢＯｐ法
とか、酸素ガスの少くとも一部につき不活性ガスあるい
は製鋼用副原料を同伴させて製鋼炉の炉底から吹込む製
鋼法などが一般化しつつある。
製銅炉の炉底から精錬ガスを吹込む製銅法は、従来の酸
素上吹き法に較ベー浴内に直接酸素源を供給できたり、
銅浴の攪拌を効果的に進展させることができ、従って精
錬過程で鋼浴の攪拌強度を制御できる特長を有している
。
素上吹き法に較ベー浴内に直接酸素源を供給できたり、
銅浴の攪拌を効果的に進展させることができ、従って精
錬過程で鋼浴の攪拌強度を制御できる特長を有している
。
たとえば製鋼炉の炉底より酸素を吹込む場合、高炭素鋼
の吹錬には鋼浴中のＣｏ）が豊富であるためにｈ７拌強
度が高い故にスラグ中のＦｅＯ成分のＭｆある一定量以
上に保ち得すしてスラグ−メタル間の脱Ｐ反応を促進す
ることか困難となるので、撹拌強度を弱める必要がある
。
の吹錬には鋼浴中のＣｏ）が豊富であるためにｈ７拌強
度が高い故にスラグ中のＦｅＯ成分のＭｆある一定量以
上に保ち得すしてスラグ−メタル間の脱Ｐ反応を促進す
ることか困難となるので、撹拌強度を弱める必要がある
。
また低炭素勧の吹錬では鋼浴中の〔Ｃ〕が少ないためス
ラグ中のＦｅＯ濃度が過大となり易いが、攪拌力が強い
ためにＦｅＯ濃度を適景に保つことが容易で、同時に攪
拌強度が大きいため、活発なスラグ−メタル間反応を促
進することができる。
ラグ中のＦｅＯ濃度が過大となり易いが、攪拌力が強い
ためにＦｅＯ濃度を適景に保つことが容易で、同時に攪
拌強度が大きいため、活発なスラグ−メタル間反応を促
進することができる。
この様な観、点から高炭素癖の吹錬では吹込ガスとして
酸素の替わりに不活性ガスを用いて攪拌ガス量を結果的
に減じ、攪拌現象を低下させる吹錬法も有用である。
酸素の替わりに不活性ガスを用いて攪拌ガス量を結果的
に減じ、攪拌現象を低下させる吹錬法も有用である。
さらに一般の製鋼炉は、高炭素鋼・低炭素−およびステ
ンレス鋼など柚々のｆＡ種にわたった吹錬に適用される
場合が多く、その時には上記のような精錬ガスの吹込み
に同じ羽口を使って吹込ガス量を種々に変える必要もあ
り、したがって羽目のノズル径は吹錬に必要な最低吹込
ガス量とノズル閉塞の問題から決まる最低値と、低炭素
鋼軟線に必要な最大吹込ガス量から決まる値の両者を満
足させる必要がある。
ンレス鋼など柚々のｆＡ種にわたった吹錬に適用される
場合が多く、その時には上記のような精錬ガスの吹込み
に同じ羽口を使って吹込ガス量を種々に変える必要もあ
り、したがって羽目のノズル径は吹錬に必要な最低吹込
ガス量とノズル閉塞の問題から決まる最低値と、低炭素
鋼軟線に必要な最大吹込ガス量から決まる値の両者を満
足させる必要がある。
しかし、従来かような精錬ガスの吹込みに使用されてい
る羽口形式では同一のもので上記のような吹錬条件のす
べてを満足させることは難しく、例えば攪拌強度を増す
ために吹込ガス量を増してゆくとスピッティング現象が
激しくなって溶鋼の歩留り低下を招いたり、また逆に吹
込ガス量を低下させてゆくと羽口ノズル噴出部近傍の圧
力バランスが不安定となっていわゆる吹込ガスによるバ
ックアタック現象が頻発化し、羽目れんがを著しく損傷
させるきらいがあった。
る羽口形式では同一のもので上記のような吹錬条件のす
べてを満足させることは難しく、例えば攪拌強度を増す
ために吹込ガス量を増してゆくとスピッティング現象が
激しくなって溶鋼の歩留り低下を招いたり、また逆に吹
込ガス量を低下させてゆくと羽口ノズル噴出部近傍の圧
力バランスが不安定となっていわゆる吹込ガスによるバ
ックアタック現象が頻発化し、羽目れんがを著しく損傷
させるきらいがあった。
上記羽目形式の一例を第１図に示したように、炉底の鉄
皮１と耐火物壁２を貫通して内管８と外管４とを同心に
配置してそれぞれ炉内に開口させ、内管３には酸素ガス
ｆ１．５、内管３と外管４とのすき間に保謝ガス源６を
接続したいわゆる２重管羽口が主流である。
皮１と耐火物壁２を貫通して内管８と外管４とを同心に
配置してそれぞれ炉内に開口させ、内管３には酸素ガス
ｆ１．５、内管３と外管４とのすき間に保謝ガス源６を
接続したいわゆる２重管羽口が主流である。
これに対し特開昭５５−１６４０１７号公報には、上述
の問題を緩和する目的が掲げられているが、第２図のよ
うにノズル内に気体案内中子板７を設けているために製
作時にガス流通管内径と案内中子板７の外径の加工精度
に問題があるだけでなく、ガスの流路が滑かな面で形成
され難いためにたとえば吹込み用ガスと共に製鋼用副原
料を羽口ノズルを介して吹き込もうとし、た場合にノズ
ル内での詰り現象を誘起させ易い欠点があり、さらには
中子装入方式である故に断面形状が限定されるだけでな
く、とくにこれを第１図に示した２重管方式に利用しよ
うとする場合には、案内中子板７の冷却が不充分となる
不利が加わる。
の問題を緩和する目的が掲げられているが、第２図のよ
うにノズル内に気体案内中子板７を設けているために製
作時にガス流通管内径と案内中子板７の外径の加工精度
に問題があるだけでなく、ガスの流路が滑かな面で形成
され難いためにたとえば吹込み用ガスと共に製鋼用副原
料を羽口ノズルを介して吹き込もうとし、た場合にノズ
ル内での詰り現象を誘起させ易い欠点があり、さらには
中子装入方式である故に断面形状が限定されるだけでな
く、とくにこれを第１図に示した２重管方式に利用しよ
うとする場合には、案内中子板７の冷却が不充分となる
不利が加わる。
ざらに特開昭５５−１６４０１８号公報によると第３図
のように複数の小径管８を大径の外管９内に納める複合
管羽口が開示されているが、小径管８内から噴出する精
錬用の吹込ガスと２重管内で小径管の外側から噴出する
冷却用ガスとが絡み合った噴出流となるが、これらが１
本の混合流体の束状をなすため、溶融金属との接触チャ
ンスが不充分となって、攪拌強度を増した時のスピッテ
ィング現象を緩和する効果には不充分であり、一方撹拌
強度を弱めた時でも噴出流が１本の流体束であるためバ
ックアタック現象にとってそれ程効果があがらない。
のように複数の小径管８を大径の外管９内に納める複合
管羽口が開示されているが、小径管８内から噴出する精
錬用の吹込ガスと２重管内で小径管の外側から噴出する
冷却用ガスとが絡み合った噴出流となるが、これらが１
本の混合流体の束状をなすため、溶融金属との接触チャ
ンスが不充分となって、攪拌強度を増した時のスピッテ
ィング現象を緩和する効果には不充分であり、一方撹拌
強度を弱めた時でも噴出流が１本の流体束であるためバ
ックアタック現象にとってそれ程効果があがらない。
ところで溶融金属中に反応ガスを吹込んで反応速度牙促
進し、攪拌力を大とするためには吹込みガス重量当りの
表面積を如何に大きくするかすなわち、如何に微細なガ
ス気泡としかつ分散させるかが重要であり、そのために
はガスを飛散するが如く吹込むあるいはノズル断面積に
比してノズル断面周長を長くするノズル形状を選ぶこと
が肝要である。
進し、攪拌力を大とするためには吹込みガス重量当りの
表面積を如何に大きくするかすなわち、如何に微細なガ
ス気泡としかつ分散させるかが重要であり、そのために
はガスを飛散するが如く吹込むあるいはノズル断面積に
比してノズル断面周長を長くするノズル形状を選ぶこと
が肝要である。
この発明は、この様な考え方に立脚し、従来技術の間頌
点を解決すること、すなわち吹込ガス量を多量に選んだ
時でもスピッティング現象を解消し、また吹込ガス量を
少量に選んだ時にもノくツクアタック現象を少なくして
羽目れんがの損耗速度を緩和し、製糸節用副原料の供給
も容易に行える様な機能を有する羽口を得ることを目的
とするものである。
点を解決すること、すなわち吹込ガス量を多量に選んだ
時でもスピッティング現象を解消し、また吹込ガス量を
少量に選んだ時にもノくツクアタック現象を少なくして
羽目れんがの損耗速度を緩和し、製糸節用副原料の供給
も容易に行える様な機能を有する羽口を得ることを目的
とするものである。
この発明は、断面円形の外輪郭を有する中空筒体よりな
り、該断面内に開口した中空送気路の断面積に対する該
送気路内輪郭の全周長の割合いが、単一円形孔の場合よ
りも大きい多重らせん孔からなる中空送気路をもつもの
として、上記の目的を有利に達成する精錬ガス吹込み羽
口のらせん導気惰・を提案するものである。
り、該断面内に開口した中空送気路の断面積に対する該
送気路内輪郭の全周長の割合いが、単一円形孔の場合よ
りも大きい多重らせん孔からなる中空送気路をもつもの
として、上記の目的を有利に達成する精錬ガス吹込み羽
口のらせん導気惰・を提案するものである。
この発明の実施は、上記多重らせん孔が円形または扇形
断面の複数送気路、またはＹ形ないし×形断面の同心単
一送気路もしくは花弁状断面の同心単一送気路であるこ
とがより好ましく、上記伺わの場合も、中空筒体の外周
にせまい円周すき間をへだでて取囲む外管と組合わせる
ようにした２重管羽目としてももちろん利用され得る。
断面の複数送気路、またはＹ形ないし×形断面の同心単
一送気路もしくは花弁状断面の同心単一送気路であるこ
とがより好ましく、上記伺わの場合も、中空筒体の外周
にせまい円周すき間をへだでて取囲む外管と組合わせる
ようにした２重管羽目としてももちろん利用され得る。
、この発明によれば吹込ガス流量の範囲を１：５程度に
まで拡大分することができ、多岐にわたる品種に応じる
多様な精錬操業に適合させ得る。
まで拡大分することができ、多岐にわたる品種に応じる
多様な精錬操業に適合させ得る。
以下この発明の具体的な実施例についてのべる。
第４図ｆａ）、（ｂ）は、二重管方式の芯管若しくは単
管方式に用い得る導気管の一例を加工過程の縦断面と楢
断面について示す。断面円形の外輪郭を有する中空筒１
０に、その外径に比しはるかに小さい内径の孔１１の複
数個を軸方向にドリル加工し、その後軸を中心にして捩
り加工を施してドリル加工による孔１１が軸の周りで第
５図のようにらせん孔１１′になるように変形させ、そ
の一端にたとえば精錬用ガス５′の導入部１２Ｆ設けて
複数個のらせん孔１】′に均一にガス供給ができるだけ
の均圧室を形成し、これにガス供給系統５′をとりつけ
る。第６図はこの発明の他の実施例で円形孔１１の代り
に扇形孔１３をもって、また第７図（ａ）、（ｂ）は、
十字形、第８図（ａ）。
管方式に用い得る導気管の一例を加工過程の縦断面と楢
断面について示す。断面円形の外輪郭を有する中空筒１
０に、その外径に比しはるかに小さい内径の孔１１の複
数個を軸方向にドリル加工し、その後軸を中心にして捩
り加工を施してドリル加工による孔１１が軸の周りで第
５図のようにらせん孔１１′になるように変形させ、そ
の一端にたとえば精錬用ガス５′の導入部１２Ｆ設けて
複数個のらせん孔１】′に均一にガス供給ができるだけ
の均圧室を形成し、これにガス供給系統５′をとりつけ
る。第６図はこの発明の他の実施例で円形孔１１の代り
に扇形孔１３をもって、また第７図（ａ）、（ｂ）は、
十字形、第８図（ａ）。
（ｂ）では花弁状断面の孔それぞれ１４．１５ｐもって
何れも吹込みガスの容量あたりの表面積Ｐ・大きくする
ための策′ｆ施したもので、いずれも孔加工後捩り加工
することにより吹込ガスは各々が表面積を大きく保ちつ
つ軸線外側に飛散するようになっている。
何れも吹込みガスの容量あたりの表面積Ｐ・大きくする
ための策′ｆ施したもので、いずれも孔加工後捩り加工
することにより吹込ガスは各々が表面積を大きく保ちつ
つ軸線外側に飛散するようになっている。
ここでこのノズルを２重管方式で使う時は外管との隙間
？一定に保つために捩り加工後その外表面？機械加工し
、外管に挿入すればよい。
？一定に保つために捩り加工後その外表面？機械加工し
、外管に挿入すればよい。
この弁明による導気管ノズルを従来のノズルと比較する
ため、まず水モデルを使って吹込ガスの飛散状況の観察
と吹込ノズル近傍に発生するノくツクアタック現象の頻
度の測定を行ったＯこの結果第５図、第６図および第７
図に従う導気管はいずれも水槽内の気泡が微細となり、
その上昇形状が１拡がりとなるとともにノくツクアタッ
ク現象消滅の噴出速度が小さくなるだけでなく、それ以
下の範囲でもバックアタック発生頻度が従来ノズルのそ
れに較べ塊〜 乞。に減少した。
ため、まず水モデルを使って吹込ガスの飛散状況の観察
と吹込ノズル近傍に発生するノくツクアタック現象の頻
度の測定を行ったＯこの結果第５図、第６図および第７
図に従う導気管はいずれも水槽内の気泡が微細となり、
その上昇形状が１拡がりとなるとともにノくツクアタッ
ク現象消滅の噴出速度が小さくなるだけでなく、それ以
下の範囲でもバックアタック発生頻度が従来ノズルのそ
れに較べ塊〜 乞。に減少した。
これらは、実機に採用したときの鋼浴内の反応促進、ス
ピッティング現象の緩和、羽口れん力（の損耗速度の減
少に有効である。
ピッティング現象の緩和、羽口れん力（の損耗速度の減
少に有効である。
次にこの発明を５ ｔｏｎ底吹試験炉の底吹羽口に応用
した場合の実施例について述べる。第５図に示した導気
管として、断面円形の外輪郭を有する外径１９間長さ８
００間の中空筒体よりなり、その断面内に開口する内径
５．５ｍｍのらせん孔４個の４重らせん状中空送気路を
もつらせん導気管を使用し、内径２１朋φの外管に組合
わせ円周すきまに保護ガスを流し乍ら低炭素鋼（Ｇ Ｏ
，０２〜０．０８％）および高炭素鋼＋ ００．２５〜
０．４０％）につき各別の酸素吹錬に供した。こ−に各
精錬に最適な吹込ガス量として、酸素ガスまたは酸素−
アルゴン（窒素）混合ガスの流量の変更比率が１：５の
広範囲で制御可能であった。吹込ガス歯を多量に選んだ
ときでもスピッティング現象を緩和して出鋼歩留りの向
上に著しく寄与し吹込ガス量を少量に選ぶ時にあっても
、バックアタック現象の低減羽口れんがの損耗速度の減
少に有効でありノズル詰りの現象もなく、羽口原単位の
低減の下に効率よく精錬できた。
した場合の実施例について述べる。第５図に示した導気
管として、断面円形の外輪郭を有する外径１９間長さ８
００間の中空筒体よりなり、その断面内に開口する内径
５．５ｍｍのらせん孔４個の４重らせん状中空送気路を
もつらせん導気管を使用し、内径２１朋φの外管に組合
わせ円周すきまに保護ガスを流し乍ら低炭素鋼（Ｇ Ｏ
，０２〜０．０８％）および高炭素鋼＋ ００．２５〜
０．４０％）につき各別の酸素吹錬に供した。こ−に各
精錬に最適な吹込ガス量として、酸素ガスまたは酸素−
アルゴン（窒素）混合ガスの流量の変更比率が１：５の
広範囲で制御可能であった。吹込ガス歯を多量に選んだ
ときでもスピッティング現象を緩和して出鋼歩留りの向
上に著しく寄与し吹込ガス量を少量に選ぶ時にあっても
、バックアタック現象の低減羽口れんがの損耗速度の減
少に有効でありノズル詰りの現象もなく、羽口原単位の
低減の下に効率よく精錬できた。
この発明による場合高炭素鋼、低炭素鋼およびステンレ
ス泗など種々の鋼種にわたって軟線条件を任意に制御で
きる実益を有する。
ス泗など種々の鋼種にわたって軟線条件を任意に制御で
きる実益を有する。
第１図は製調炉の炉底に設けられた従来の２重管方式ガ
ス吹込みノズル縦断面図、 第２図は従来の単管方式ノズルの縦断面図、第８図は従
来の複合管羽目の横断面図、第４図（ａ） ｊ （ｂ）
はこの発明に従う導気管の加工途次の縦断面図と横断面
図、 第５図はこの発明の導気管の要部断面図、第６図は扇形
孔を有する場合の変形例の横断面図、第７図（ａ） 、
（ｂ）は十字形孔を有する場合の変形例を示す横断面
図と縦断面図、 第８図（ａ） 、 （ｂ）は花弁状孔を有する場合の変
形例の横断面図と縦断面図である。 ３・・・内管 ４・・・外管５′・・・精
錬用ガス １１’・・・うせん孔１３・・・扇形
孔 １４・・・十字形の孔１５・・・花弁状断
面の孔 第１図 第２え 第４図 第５図 ５′ 第７図 （ａ） −４（ 第６図 第８図
ス吹込みノズル縦断面図、 第２図は従来の単管方式ノズルの縦断面図、第８図は従
来の複合管羽目の横断面図、第４図（ａ） ｊ （ｂ）
はこの発明に従う導気管の加工途次の縦断面図と横断面
図、 第５図はこの発明の導気管の要部断面図、第６図は扇形
孔を有する場合の変形例の横断面図、第７図（ａ） 、
（ｂ）は十字形孔を有する場合の変形例を示す横断面
図と縦断面図、 第８図（ａ） 、 （ｂ）は花弁状孔を有する場合の変
形例の横断面図と縦断面図である。 ３・・・内管 ４・・・外管５′・・・精
錬用ガス １１’・・・うせん孔１３・・・扇形
孔 １４・・・十字形の孔１５・・・花弁状断
面の孔 第１図 第２え 第４図 第５図 ５′ 第７図 （ａ） −４（ 第６図 第８図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｌ 断面円形の外輪郭を有する中空筒体よりなり、該断
面内に開口した中空送気路の断面積に対する該送気路内
輪郭の全周長の割合いが、単一円形孔の場合よりも大き
い多重らせん孔からなる中空送気路をもつことを特徴と
する精錬用ガス吹込み羽口のらせん導気管。 久 多重らせん孔が、円形または扇形断面で開口する複
数の送気路である１記載の導気管。 λ 多重らせん孔が、Ｙ形ないし×形断面で同心に開口
する単一の送気路である１記載の導気’ｉ４’。 ４ 多重らせん孔が、花弁状断面で同心に開口する単一
の送気路であるｌ記載の導気管。 丘 中空筒体か、その外周に狭い円周すき間をへたてて
取囲む外管とを組合わせて、該円周すき間を、精錬用件
カガスの供給系統に接続した２重管羽口の芯管である１
〜４の何れか一つに記載の導気管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17893582A JPS5970709A (ja) | 1982-10-12 | 1982-10-12 | 精錬用ガス吹込み羽口のらせん導気管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17893582A JPS5970709A (ja) | 1982-10-12 | 1982-10-12 | 精錬用ガス吹込み羽口のらせん導気管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5970709A true JPS5970709A (ja) | 1984-04-21 |
Family
ID=16057211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17893582A Pending JPS5970709A (ja) | 1982-10-12 | 1982-10-12 | 精錬用ガス吹込み羽口のらせん導気管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5970709A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4783058A (en) * | 1988-01-11 | 1988-11-08 | Insul Company, Inc. | Lance for treating molten metal |
| US4783059A (en) * | 1988-01-11 | 1988-11-08 | Insul Company, Inc. | Tuyere for treating molten metal |
-
1982
- 1982-10-12 JP JP17893582A patent/JPS5970709A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4783058A (en) * | 1988-01-11 | 1988-11-08 | Insul Company, Inc. | Lance for treating molten metal |
| US4783059A (en) * | 1988-01-11 | 1988-11-08 | Insul Company, Inc. | Tuyere for treating molten metal |
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