JPS628482B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS628482B2 JPS628482B2 JP55070029A JP7002980A JPS628482B2 JP S628482 B2 JPS628482 B2 JP S628482B2 JP 55070029 A JP55070029 A JP 55070029A JP 7002980 A JP7002980 A JP 7002980A JP S628482 B2 JPS628482 B2 JP S628482B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tuyere
- steel
- blowing
- temperature
- carbon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- 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
- C21C5/30—Regulating or controlling the blowing
- C21C5/34—Blowing through the bath
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
Description
この発明は、底吹き転炉製鋼法に関し、とくに
吹錬の初期から終期までの全期間にわたり、鋼中
水素量の増加を伴うことなく、またコストの無用
の上昇を招く不利なしに、羽口冷却効果の安定な
維持を図つたものである。 Ｑ−BOP／OBMに代表される底吹き転炉は、
撹拌・混合性能にすぐれ、吹錬時間の短縮、鉄歩
留りおよび合金歩留りの向上などを有利に達成で
きる利点がある反面、炉底羽口から溶鋼に対し直
接酸素を吹き込むために羽口の損耗が懸念され、
これに対して従来、炉底羽口の損耗を防止するた
めには羽口を二重管とし、内管から酸素を吹込む
と同時に外管からプロパンなどの炭化水素系ガス
を羽口保護ガスとして吹込みその分解時における
吸熱を利用して羽口の温度上昇を抑制したが、炭
化水素系ガスでは分解時に発生する水素が鋼中に
残存して鋼中水素量が高くなるところに問題があ
つた。そこで保護ガスとして炭酸ガスを用いる精
錬法が試みられたが、これにつき発明者らが綿密
な実験と検討を加えたところ、炭酸ガスによる羽
口冷却効果は鋼中炭素量と密接な関係にあり、鋼
中炭素量が0.05重量％（以下単に％で示す）以下
になると炭酸ガスによる冷却能は激減することが
わかつた。 以下上記の知見を得るに至つた実験の一部につ
いて説明する。 第１図に、４回の吹錬につきそれぞれ吹錬経過
時間に伴う鋼中炭素量の変化と、これらの炭素量
変化に伴う羽口先端温度の急激な変化時点を矢印
で示した。４実験とも内管から流量4Nm3／min／
tonの酸素ガス、外管から同0.65Nm3／min／ton
の炭酸ガスを送給した。 各場合につき羽口先端温度を全ヒートにわたり
測定したところ、図中矢印で示した時点で羽口温
度の急激な上昇が見られた。 すなわち鋼中炭素量が比較的高い場合は炭酸ガ
スによる羽口冷却効果は良好で、羽口先端温度は
200〜300℃の比較的低温度域を推移し、この温度
域は羽口冷却ガスとしてプロパンを用いた場合と
同程度であるが、鋼中炭素量が第１図に示したよ
うに0.05％以下になると羽口の冷却効果は乏しく
なり、羽口先端温度は急激に上昇して800〜900℃
までの高温に達することが判明した。 従つて吹錬が進行し鋼中炭素量が次第に減少し
て行き0.05％以下となると、もはや炭酸ガスによ
る羽口の保護は達成できず、とくに銅製の羽口を
用いているような場合には、羽口の溶融、変形さ
らには漏鋼が生じる危険性がある。 発明者らは上記の問題の解決のため、まず炭酸
ガス（CO2）の鋼中における挙動に関し、とくに
鋼中の炭素（Ｃ）、鉄（Fe）と反応する際の反応
熱および潜熱、顕熱について熱力学的な見地から
の解析を行つた。その結果を表１に示す。
吹錬の初期から終期までの全期間にわたり、鋼中
水素量の増加を伴うことなく、またコストの無用
の上昇を招く不利なしに、羽口冷却効果の安定な
維持を図つたものである。 Ｑ−BOP／OBMに代表される底吹き転炉は、
撹拌・混合性能にすぐれ、吹錬時間の短縮、鉄歩
留りおよび合金歩留りの向上などを有利に達成で
きる利点がある反面、炉底羽口から溶鋼に対し直
接酸素を吹き込むために羽口の損耗が懸念され、
これに対して従来、炉底羽口の損耗を防止するた
めには羽口を二重管とし、内管から酸素を吹込む
と同時に外管からプロパンなどの炭化水素系ガス
を羽口保護ガスとして吹込みその分解時における
吸熱を利用して羽口の温度上昇を抑制したが、炭
化水素系ガスでは分解時に発生する水素が鋼中に
残存して鋼中水素量が高くなるところに問題があ
つた。そこで保護ガスとして炭酸ガスを用いる精
錬法が試みられたが、これにつき発明者らが綿密
な実験と検討を加えたところ、炭酸ガスによる羽
口冷却効果は鋼中炭素量と密接な関係にあり、鋼
中炭素量が0.05重量％（以下単に％で示す）以下
になると炭酸ガスによる冷却能は激減することが
わかつた。 以下上記の知見を得るに至つた実験の一部につ
いて説明する。 第１図に、４回の吹錬につきそれぞれ吹錬経過
時間に伴う鋼中炭素量の変化と、これらの炭素量
変化に伴う羽口先端温度の急激な変化時点を矢印
で示した。４実験とも内管から流量4Nm3／min／
tonの酸素ガス、外管から同0.65Nm3／min／ton
の炭酸ガスを送給した。 各場合につき羽口先端温度を全ヒートにわたり
測定したところ、図中矢印で示した時点で羽口温
度の急激な上昇が見られた。 すなわち鋼中炭素量が比較的高い場合は炭酸ガ
スによる羽口冷却効果は良好で、羽口先端温度は
200〜300℃の比較的低温度域を推移し、この温度
域は羽口冷却ガスとしてプロパンを用いた場合と
同程度であるが、鋼中炭素量が第１図に示したよ
うに0.05％以下になると羽口の冷却効果は乏しく
なり、羽口先端温度は急激に上昇して800〜900℃
までの高温に達することが判明した。 従つて吹錬が進行し鋼中炭素量が次第に減少し
て行き0.05％以下となると、もはや炭酸ガスによ
る羽口の保護は達成できず、とくに銅製の羽口を
用いているような場合には、羽口の溶融、変形さ
らには漏鋼が生じる危険性がある。 発明者らは上記の問題の解決のため、まず炭酸
ガス（CO2）の鋼中における挙動に関し、とくに
鋼中の炭素（Ｃ）、鉄（Fe）と反応する際の反応
熱および潜熱、顕熱について熱力学的な見地から
の解析を行つた。その結果を表１に示す。
【表】
表１は液体CO2、気体CO2における総合冷却能
を算出した結果で、同様の計算により求めたプロ
パンの総合冷却能は79.9kcal／molであつた。両
者をモル当りで比較すると、気体CO2が鋼中Ｃと
反応する場合はプロパンの70％程度の冷却能を示
し、一方Feと反応する場合は34％、顕熱だけで
は23％の冷却能しかない。従つてCO2が羽口冷却
ガスとして有効に作用するにはＣとの反応が重要
であることがわかる。 このことから転炉吹錬末期にCO2による冷却効
果が低減する理由は、吹錬進行による鋼中Ｃ量の
低減に伴いＣ＋CO2の反応が起き難くなるためと
考えられる。 発明者らは、CO2ガスによる鋼中水素上昇防止
効果を損うことなしにしかも低Ｃ域においても羽
口冷却効果を安定に維持できる吹錬手段を開発す
べく種々の実験と検討を重ねた結果、吹錬末期に
おける低Ｃ域での羽口冷却効果にはCaCO3、
Na2CO3などの炭酸化物の同時吹込みが極めて有
効であることを見出し、これを基に、吹錬全期間
にわたつて鋼中水素量の増加を伴うことなく安定
に羽口冷却効果を維持できる底吹き転炉製鋼法を
開発し、ここにその開発成果を開示するものであ
る。 すなわちこの発明は、炉底に設置した二重管羽
口の内管から純酸素ガスを、外管から炭酸ガスを
吹込み転炉製鋼法において、該炭酸ガスの吹込み
による鋼中炭素との反応による羽口冷却効果の低
減を、鋼中炭素含有量または羽口先端温度の測定
によつて判定し、鋼中炭素含有量が0.1％以下に
なつた時点または羽口先端温度が500℃以上とな
つた時点で、二重管羽口からアルカリ金属および
アルカリ土類金属の炭酸塩のうち少なくとも一種
を主成分とする羽口冷却補助剤を同時吹込みする
ようにした底吹き転炉製鋼法である。 この発明で用いるアルカリ金属、アルカリ土類
金属の炭酸塩は、重炭酸塩を除くことが好まし
い。またこれらを主成分とする羽口冷却補助剤の
同時吹込み時期を、溶鋼中炭素含有量で判断する
場合は、溶鋼中Ｃ量の測定値が0.05％程度となつ
た時点であるが、この発明では安全性を見込んで
0.1％以下になつた時点に限定した。一方羽口の
先端温度で管理する場合は、該温度が500℃以上
となつたときとした。 この発明で上記羽口冷却補助剤の同時吹込みに
より、吹錬末期の低Ｃ域においてさえも安定した
羽口冷却効果を維持できるのは、該補助剤の分解
時における吸熱作用によるものと考えられ、とく
にCaCO3、Na2CO3についての熱力学的解析結果
は下記(1)、(2)式のとおりであつた。 CaCO3＝CaO＋CO2 ΔＨ＝40.0kcal／mol ……………(1) Na2CO3＝Na2O＋CO2 ΔＨ＝40.0kcal／mol ……………(2) CaCO3、Na2CO3とも分解熱は40.0kcal／molで
あつてプロパンの冷却効果の約半分である。従つ
て鋼中Ｃ量の低下に伴い羽口保護ガスとしての
CO2による冷却効果が無効となつた場合にプロパ
ンと同程度の冷却効果を挙げるためには、プロパ
ン１モル量に対し２モル量程度のCaCO3ないし
はNa2CO3を吹込めばよく、たとえば酸素流量に
対してプロパンを４％程度添加している場合と同
程度の冷却効果を得るためには、送酸素量25N
m3／minの5ton炉においてCaCO3ないしは
Na2CO3を９Kg／minの割合で吹込めばよい。 しかもこれらの吹込みは、吹錬全期間にわたる
必要はなく吹錬末期の１〜数分間で済む。また吹
込み手段は二重管の内、外管いずれからでもよい
が、目づまりを考慮すると内管から吹込む方が望
ましく、その粒度は100メツシユ以下が効果的で
ある。 次に5ton底吹き転炉に対し、この発明を適用し
た場合の羽口先端温度、羽口温度、羽口損耗量お
よび吹錬終了時における鋼中水素量について調査
した結果を、従来法を適用した場合と比較して表
２に示す。なお操業条件は表２に併せ示したとお
りである。
を算出した結果で、同様の計算により求めたプロ
パンの総合冷却能は79.9kcal／molであつた。両
者をモル当りで比較すると、気体CO2が鋼中Ｃと
反応する場合はプロパンの70％程度の冷却能を示
し、一方Feと反応する場合は34％、顕熱だけで
は23％の冷却能しかない。従つてCO2が羽口冷却
ガスとして有効に作用するにはＣとの反応が重要
であることがわかる。 このことから転炉吹錬末期にCO2による冷却効
果が低減する理由は、吹錬進行による鋼中Ｃ量の
低減に伴いＣ＋CO2の反応が起き難くなるためと
考えられる。 発明者らは、CO2ガスによる鋼中水素上昇防止
効果を損うことなしにしかも低Ｃ域においても羽
口冷却効果を安定に維持できる吹錬手段を開発す
べく種々の実験と検討を重ねた結果、吹錬末期に
おける低Ｃ域での羽口冷却効果にはCaCO3、
Na2CO3などの炭酸化物の同時吹込みが極めて有
効であることを見出し、これを基に、吹錬全期間
にわたつて鋼中水素量の増加を伴うことなく安定
に羽口冷却効果を維持できる底吹き転炉製鋼法を
開発し、ここにその開発成果を開示するものであ
る。 すなわちこの発明は、炉底に設置した二重管羽
口の内管から純酸素ガスを、外管から炭酸ガスを
吹込み転炉製鋼法において、該炭酸ガスの吹込み
による鋼中炭素との反応による羽口冷却効果の低
減を、鋼中炭素含有量または羽口先端温度の測定
によつて判定し、鋼中炭素含有量が0.1％以下に
なつた時点または羽口先端温度が500℃以上とな
つた時点で、二重管羽口からアルカリ金属および
アルカリ土類金属の炭酸塩のうち少なくとも一種
を主成分とする羽口冷却補助剤を同時吹込みする
ようにした底吹き転炉製鋼法である。 この発明で用いるアルカリ金属、アルカリ土類
金属の炭酸塩は、重炭酸塩を除くことが好まし
い。またこれらを主成分とする羽口冷却補助剤の
同時吹込み時期を、溶鋼中炭素含有量で判断する
場合は、溶鋼中Ｃ量の測定値が0.05％程度となつ
た時点であるが、この発明では安全性を見込んで
0.1％以下になつた時点に限定した。一方羽口の
先端温度で管理する場合は、該温度が500℃以上
となつたときとした。 この発明で上記羽口冷却補助剤の同時吹込みに
より、吹錬末期の低Ｃ域においてさえも安定した
羽口冷却効果を維持できるのは、該補助剤の分解
時における吸熱作用によるものと考えられ、とく
にCaCO3、Na2CO3についての熱力学的解析結果
は下記(1)、(2)式のとおりであつた。 CaCO3＝CaO＋CO2 ΔＨ＝40.0kcal／mol ……………(1) Na2CO3＝Na2O＋CO2 ΔＨ＝40.0kcal／mol ……………(2) CaCO3、Na2CO3とも分解熱は40.0kcal／molで
あつてプロパンの冷却効果の約半分である。従つ
て鋼中Ｃ量の低下に伴い羽口保護ガスとしての
CO2による冷却効果が無効となつた場合にプロパ
ンと同程度の冷却効果を挙げるためには、プロパ
ン１モル量に対し２モル量程度のCaCO3ないし
はNa2CO3を吹込めばよく、たとえば酸素流量に
対してプロパンを４％程度添加している場合と同
程度の冷却効果を得るためには、送酸素量25N
m3／minの5ton炉においてCaCO3ないしは
Na2CO3を９Kg／minの割合で吹込めばよい。 しかもこれらの吹込みは、吹錬全期間にわたる
必要はなく吹錬末期の１〜数分間で済む。また吹
込み手段は二重管の内、外管いずれからでもよい
が、目づまりを考慮すると内管から吹込む方が望
ましく、その粒度は100メツシユ以下が効果的で
ある。 次に5ton底吹き転炉に対し、この発明を適用し
た場合の羽口先端温度、羽口温度、羽口損耗量お
よび吹錬終了時における鋼中水素量について調査
した結果を、従来法を適用した場合と比較して表
２に示す。なお操業条件は表２に併せ示したとお
りである。
【表】
【表】
表２より明らかなように、発明例においては、
羽口先端温度および羽口損耗量とも保護ガスとし
てC8H8を用いた場合と同程度に良好であり、し
かも鋼中水素量はC3H8使用に比べ半分以下に低
減しまたCO2のみを用いた場合と比較しても勝つ
ている。 以下この発明の効果を要約して述べる。 (1) 吹錬全期間にわたり安定した冷却効果が達成
できるため羽口の損耗を有利に抑制でき、吹錬
中における漏鋼事故の発生を未然に回避でき
る。 (2) 吹錬時における鋼中水素量の増加を低減で
き、従つて該水素に起因するプローホール、水
素性内部欠陥および鋼塊肌不良などの製品欠陥
を著しく減少できる。 (3) CaCO3、Na2CO3の分解後のCO2によるリン
ス効果により脱水素が一層効果的に達成でき、
さらに分解後のCaO、Na2Oによる脱燐効果も
期待できる。またかかる羽口冷却補助剤の添加
時間は、操業末期の１〜数分間で済むので、コ
ストの無用の上昇を招くおそれもない。
羽口先端温度および羽口損耗量とも保護ガスとし
てC8H8を用いた場合と同程度に良好であり、し
かも鋼中水素量はC3H8使用に比べ半分以下に低
減しまたCO2のみを用いた場合と比較しても勝つ
ている。 以下この発明の効果を要約して述べる。 (1) 吹錬全期間にわたり安定した冷却効果が達成
できるため羽口の損耗を有利に抑制でき、吹錬
中における漏鋼事故の発生を未然に回避でき
る。 (2) 吹錬時における鋼中水素量の増加を低減で
き、従つて該水素に起因するプローホール、水
素性内部欠陥および鋼塊肌不良などの製品欠陥
を著しく減少できる。 (3) CaCO3、Na2CO3の分解後のCO2によるリン
ス効果により脱水素が一層効果的に達成でき、
さらに分解後のCaO、Na2Oによる脱燐効果も
期待できる。またかかる羽口冷却補助剤の添加
時間は、操業末期の１〜数分間で済むので、コ
ストの無用の上昇を招くおそれもない。
第１図は、吹錬経過時間に伴う鋼中炭素量の変
化と、該炭素量変化に伴う羽口先端温度の変化時
点を表わしたグラフである。
化と、該炭素量変化に伴う羽口先端温度の変化時
点を表わしたグラフである。
Claims (1)
- １ 炉底に設置した二重管羽口の内管から純酸素
ガスを、外管から炭酸ガスを吹込む転炉製鋼法に
おいて、該炭酸ガスの吹込みによる鋼中炭素との
反応による羽口冷却効果の低減を、鋼中炭素含有
量または羽口先端温度によつて判定し、鋼中炭素
含有量が0.1重量％以下になつた時点または羽口
先端温度が500℃以上となつた時点で、二重管羽
口からアルカリ金属およびアルカリ土類金属の炭
酸塩のうち少なくとも一種を主成分とする羽口冷
却補助剤を同時吹込みすることを特徴とする底吹
き転炉製鋼法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7002980A JPS56166317A (en) | 1980-05-28 | 1980-05-28 | Steel making method in bottom blowing converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7002980A JPS56166317A (en) | 1980-05-28 | 1980-05-28 | Steel making method in bottom blowing converter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56166317A JPS56166317A (en) | 1981-12-21 |
| JPS628482B2 true JPS628482B2 (ja) | 1987-02-23 |
Family
ID=13419754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7002980A Granted JPS56166317A (en) | 1980-05-28 | 1980-05-28 | Steel making method in bottom blowing converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56166317A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5658915A (en) * | 1979-10-20 | 1981-05-22 | Nippon Steel Corp | Refining method of steel |
-
1980
- 1980-05-28 JP JP7002980A patent/JPS56166317A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56166317A (en) | 1981-12-21 |
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