JPS62205213A

JPS62205213A - 酸素吹錬用ランス

Info

Publication number: JPS62205213A
Application number: JP62042451A
Authority: JP
Inventors: アンドレ　ボック; ロマン　アンリオン; ジャン　リーシュ; カルロ　ハインツ; アンリ　クライン; ジャン・フランソワ　リーシュ
Original assignee: Arbed SA
Current assignee: Arcelor Luxembourg SA
Priority date: 1986-02-25
Filing date: 1987-02-25
Publication date: 1987-09-09
Anticipated expiration: 2011-02-07
Also published as: AU6925187A; CA1323756C; EP0234388A3; EP0234388A2; US4730813A; BR8700868A; DE3775574D1; JPH0811807B2; ATE71151T1; EP0234388B1; AU580470B2; ES2028800T3; LU86321A1

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、酸素上吹きにより金属または鉄合金の精錬を
行うための酸素吹′線用ランスに関するものである。

一般に酸素吹線用ランスは、いわゆる精錬を行うための
酸素ジェットを供給する鉛直ノズルを備えている。ラン
スはさらに、側方導管を少なくとも１本備えている。こ
の側方導管内を、鉛直ノズルの酸素ジェットよりもゆる
やかな酸素ジェットを通過させることにより精錬中に発
生する一酸化炭素を燃焼させて熱エネルギを余分に発生
させる（例えばルクセンブルク国特許第７８９０６号を
参照のこと）。ランスは、場合によってはさらに、キャ
リヤガス中に固形物質を懸濁させて導くノズルを備えて
もよい（例えばルクセンブルク国特許第８４４３３号を
参照のこと）。

鉛直方向の酸素ジェットはメタル浴の表面にぶつかるが
、スラグ層を通過するか、あるいはスラグ層を押しのけ
てメタル部分に達するだけの衝撃力をもっていなくては
ならない。さらに、この酸素ジェットはスラグと液体状
メタルを攪拌してスラグと液体状メタル間の冶金反応を
促進さゼるものでなくてはならない。

もちろん、酸素ジェットがメタル浴の表面にぶつかる衝
撃点は決まっており、その衝撃点はメタル浴表面のほぼ
中央にある。衝撃点に与えられる大量の熱をうまく分散
させて攪拌の効果を大きくするためには、この衝撃点を
思いのままに移動させうろことが望ましいことが以前か
ら知られていた。このため、主軸を傾斜させてランス全
体を鉛直線の周囲に回転させることが提案された。また
、ヘッドの吹出口に酸素ジェットを偏向させることので
きる機械的手段を備えるランスも提案されている。この
場合機械的手段は可動であり、遠隔操作する。

提案されている上記解決法すべてに共通する問題点は、
高熱にさらされており、多量の粉塵を被り、酸素の作用
を受けることになる機械的手段を使わざるをえない点に
ある。その結果、大部分の製鋼工場では、主酸素ジェッ
トが一方向を向いた従来通りの酸素吹錬用ランスがいぜ
んとして使用されている。

本発明の目的は、酸素ジェットの方向を変化させること
ができるにもかかわらず、上記の従来技術の問題点を回
避するために可動機械的手段を最小限にとどめた酸素吹
線用ランスを提供することである。

本発明に従うと、ヘッドが、精錬用の超音速酸素ジェッ
トを導く少なくとも１本のノズルの吹出口となっている
、酸素上吹きにより金属または鉄合金の精錬を行うため
の酸素吹錬用ランスであって、上記ノズルの吹出口と上
記ランスのヘッドの吹出口の間に、上記ノズルの吹出口
から徐々に口径が広くなり再び上記ヘッドの吹出口に向
けて口径が狭くなったチェンバを備え、上記ノズルの吹
出口の近傍で開口する少なくともひとつの吹出口を有す
る少なくとも１本の側方導管を備え、上記側方導管のお
のおのはガス源に接続され、該側方導管はガス流量調節
用のバルブを備えることを特徴とするランスが提供され
る。

」ユ記ノズルの吹出口の周囲に少なくとも３つの側方導
管が対称に備えられていることが好ましい。

本発明の１実施態様によれば、上記チェンバは回転体で
、上部と下部が切除されたほぼ西洋梨の形状を有する。

さらに、本発明の１実施態様によれば、上記チェンバの
内壁面には溝が設けられている。

上記チェンバの内壁面の輪郭線は、上記ヘッドの出口で
該輪郭線が鉛直方向となす角が上記酸素ジェットの偏角
と等しくなるように決められていることが好ましい。

さらに、上記ノズルの吹出口と上記ランスのヘッドの吹
出口はほぼ同じ大きさであることが好ましい。

鉛直ノズルを通して酸素ジェットを送り込む場合はこの
酸素ジェットは鉛直方向を向いているため、当業者には
周知の従来法と変わらない。ところが酸素と同時に、側
方導管を用いて任意の他のガスを送り込むとチェンバ内
にはこの側方導管の吹出口からヘッドの吹出口にかけて
の領域が高圧。

になる。その結果、ヘッドの吹出口である孔から吹き出
してくる酸素ジェットは偏向する。もちろん、側方導管
にはガス流量調節用のバルブを取り付けて、チェンバ内
で所望の酸素ジェットを形成するのに必要な条件をつく
りだす。必要な条件とはすなわち、衝撃力の大きさと、
方向、つまり鉛直線に対する偏向角である。

本発明により実現されるランスの主な利点は、酸素ジェ
ットを偏向させてメタル浴表面上への衝撃点を移動させ
るという操作を送風を中断することなく、思いのままに
、しかも酸素ジェットの速度を変化させて行いうろこと
である。この結果、衝撃を受ける領域が実質的に広くな
り、メタルとスラグがメタル浴表面で従来よりもはるか
によく攪拌される。衝撃点が移動可能であると、精錬工
程で好ましい効果が得られるだけでなく、再燃焼領域が
拡大する。この点に関してはルクセンブルク国特許第８
１２０７号を参照されたい。本発明のさらに別の利点は
、衝撃点に与えられる熱の分散が従来よりも促進される
ことである。その結果、メタル浴の温度が高くなるとと
もに、窒化作用が起こる危険性のある高熱領域が移動し
て高熱領域の温度が低くなる。

上記した以外の利点および特徴は、本発明のランスの実
施例を示す図面の説明により明らかになろう。なお、図
面に示した実施例により本発明が限定されることはない
。

第１図はランスのヘッド１０部分図である（説明上重要
でないノズル等は図示してない）。ヘッドｌには水の循
環による冷却手段２が備えられている。精錬用酸素ジェ
ット３が鉛直ノズル４内を流れる。酸素ジェットの物理
的性質は、酸素源の圧力、流量調節用バルブ、それに、
酸素源からの酸素をノズル４の延長線上にあるチェンバ
６まで導くパイプの形状および大きさから決まる。チェ
ンバ６はノズル４の吹出口９とランスの吹出ロアの間の
位置に設けられており、その長さは約３０ｃｍである。

ノズル４がチェンバ６に向けて広がっている吹出口９の
近傍に、複数の側方導管１０の吹出口５が集まるという
場合を除くと、チェンバが酸素ジェット３の動きに影響
を与えることはほとんどない（吹出ロアの断面積に応じ
てわずかに酸素ジェットの速度が変化する）。図面を複
雑にしないため側方導管はひとつしか描いていないが、
実際にはこの実施例では８つの吹出口５がノズル４の吹
出口９の周囲に対称に配置されている。側方導管にはガ
スを流すが、そのガスは酸素あるいは空気が望ましい。

ガスが側方導管を通ってチェンバ内に送り込まれるとき
吹出口５の近傍でのガスジェットの方向は主酸素ジェッ
ト３の方向に対してほぼ横向きである。各側方導管１０
を流れるガスの流量は、開閉タイプのバルブ１１を用い
て調節する。

チェンバ６は上下端を切除したほぼ西洋梨の形状である
。吹出ロアの断面積は、ノズル４がチェンバに接続して
いる地点の吹出口９の断面積とほぼ等しい。ノズル４の
吹出口付近のチェンバの形状は大きな意味をもたないが
、その地点から数１０ｃｍ離れた地点まで輪郭が連続的
に変化して最終的に所望の偏角Ａが得られるようになっ
ている必要がある。すなわち、吹出ロアに近い部分でチ
ェンバの内壁面の輪郭線とノズル４の縦軸線ＢＢ’とが
なす角度が所望の偏角Ａに近づく。その結果として、チ
ェンバ６の内壁面の輪郭線は、吹出ロアとメタル浴の間
の距離と、転炉の大きさ、つまりメタル浴の液面の通常
の高さ位置における転炉の水平方向の断面積とを考慮し
て決定される。チェンバ６は回転体であり、各吹出口５
に対向する位置には溝が設けである。この溝の中に方向
を変えられた酸素ジェット３が流れ込む。溝は、酸素ジ
ェット３の断面積の１７３を外側から取り囲むような深
さに決めるとよい。溝は、縦軸線ＢＢ’の周囲にらせん
状に配置することがある。溝がらせん状に形成されてい
る場合、ランスの本体は縦軸線ＢＢ’上の反力だけでな
く回転トルクの支持面として作用する。

上記のランスの機能は以下の通りである。始動時にのみ
、全バルブ１１を閉じてノズル４を酸素源に接続する。

すると、鉛直方向の強力な最初の酸素ジェットがメタル
浴の表面をたたく。酸素ジェットを偏向させるときには
ただちにバルブ１１を開いてガスジェットをチェンバ６
内に導入し、魚影て示した高圧領域８を形成する。高圧
領域が形成されるど、この高圧領域を作り出す吹出口５
に対向するチェンバの壁面に酸素ジェット３が形を保っ
たまま押しつけられるのでこの酸素ジェットの方向が変
わる。最初の酸素ジェットによる吸引現象のため、高圧
領域８を形成するにはかなりのガス量が必要である。こ
れに対して一旦酸素ジエ”）ト３が偏向してしまうと、
高圧領域を維持し、しかも酸素ジェットを偏向させたま
まにしておくのに必要なガス量は最小でよい。

コンピュータを用いて、精錬工程の進行状況に応じて各
バルブ１１を制御することが可能である。

転炉内の温度分布くメタル浴表面の温度変化と一酸化炭
素の燃焼により決まるメタル浴上方の温度変化）に応じ
て各バルブ１１を次々と開くことにより、衝撃点をメタ
ル浴上でほぼ円形に移動させることができる。前もって
決めておいた周期でバルブ１１を順番に開閉させること
もできる。この場合は、あるときは衝・撃点が中心にあ
り、あるときは衝撃点がメタル浴の中心を中心とした円
の一部を移動するというふうにできる。

第２図は、鉛直ノズルからの酸素ジェットを偏向させる
側方導管１０を先に述べたように８つ備えるランスのヘ
ッドの場合にメタル浴表面上に実現可能な各衝撃点を簡
略に示した図である。衝撃点Ｊｏは８つのバルブ１１を
全部閉じた場合である。

バルブ１１を次々と開いていくと、酸素ジェットによる
衝撃点を例えば衝撃点ＪＩＯから衝撃点Ｊ２０へといっ
た具合に移動させることができる。

従って本発明のランスのヘッドを用いると、酸素ジェッ
トによる衝撃点を矢印に沿って図示の各点へと移動させ
ることができる。さらに、経験的に、あるいは与えられ
た状況に応じてメタル浴表面で衝撃点を移動させるプロ
グラムをあらかじめ決めておくこともできる。転炉内の
所定の領域に炉塊が形成されるということがありうる。

この場合、強力な酸素ジェットをこの領域で走査させる
ことにより炉塊を溶融させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のランスのヘッドの縦断面の略図であり
、第２図は本発明のランスのヘッドを用いた場合の酸素ジ
ェットの衝撃点の位置変化を表わす図である。（主な参照番号）１・・ヘッド、　　　２・・冷却手段、３・・酸素ジェ
ット、４・・ノズノベ５．７．９・・吹出口、　　　６・・チェンバ、８・・
高圧領域、　　１０・・側方導管、１１・・バルブ、Ｊｏ　、　Ｊｌｏ、　Ｊ２Ｇ、　Ｊ３゜・・衝撃点Ｆｉ
ｇ。２

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ヘッド（１）が、精錬用の超音速酸素ジェット（
３）を導く少なくとも１本のノズル（４）の吹出口とな
っている、酸素上吹きにより金属または鉄合金の精錬を
行うための酸素吹錬用ランスであって、上記ノズル（４
）の吹出口と上記ランスのヘッド（１）の吹出口（７）
の間に、上記ノズルの吹出口から徐々に口径が広くなり
再び上記ヘッドの吹出口に向けて口径が狭くなったチェ
ンバ（６）を備え、上記ノズル（４）の吹出口（９）の
近傍で開口する少なくともひとつの吹出口（５）を有す
る少なくとも１本の側方導管（１０）を備え、上記側方
導管（１０）のおのおのはガス源に接続され、該側方導
管はガス流量調節用のバルブ（１１）を備えることを特
徴とするランス。
（２）上記ノズル（４）の吹出口（９）の周囲に少なく
とも３つの側方導管（１０）が対称に設けられているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のランス。
（３）上記チェンバ（６）は回転体で、上部と下部が切
除されたほぼ西洋梨の形状を有することを特徴とする特
許請求の範囲第１項または第２項に記載のランス。
（４）上記チェンバ（６）の内壁面には溝が設けられて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
項に記載のランス。
（５）上記チェンバ（６）の内壁面の輪郭線は、上記ヘ
ッドの出口で該輪郭線が鉛直方向となす角が上記酸素ジ
ェットの偏角（Ａ）と等しくなるように決められている
ことを特徴とする特許請求の範囲第１〜３項のいずれか
１項に記載のランス。
（６）上記ノズル（４）の吹出口（９）と上記ランスの
ヘッドの吹出口（７）はほぼ同じ大きさであることを特
徴とする特許請求の範囲第１〜４項のいずれか１項に記
載のランス。