JPS6311612A

JPS6311612A - 精錬剤投射装置

Info

Publication number: JPS6311612A
Application number: JP15346586A
Authority: JP
Inventors: Kanji Takeda; 武田　幹治; Seiji Taguchi; 田口　整司
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1986-06-30
Filing date: 1986-06-30
Publication date: 1988-01-19
Also published as: JPH0225963B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、溶銑を鋳床において連続的に予備処理する場
合に用いる精錬剤投射装置に関する。

〔従来の技術〕

溶銑の製鋼操作に先立って脱珪、脱燐および／または脱
硫などの処理を行う溶銑予備処理においては、従来、 ■　粉または粒状の脱珪剤、脱硫剤などの精錬処理剤（
以下単に精錬剤という）を溶銑を溜めた反応容器内に添
加しつつ、スターテによる機械的攪拌もしくは、ポーラ
スプラグを通した不活性気体のバブリングなどによって
、溶銑を強制的に攪拌することにより反応させる装置、 ■　インジェクション装設、すなわち溶銑内に浸漬させ
ることができるランスを通じて上記精錬剤を溶銑中に吹
き込む装着が主に用いられている。

これらの装置はバッチ処理に適しているが連続処理には
適しない、すなわち前者の装置は浴面上に浮遊する精錬
剤により主として溶銑との界面で反応させるため、反応
速度が遅いし、一方後者のインジェクション’装置はガ
ス吹込み量が反応容器の大きさによって制限され、連続
処理に適合するために必要な添加量を確保することが困
難であるという問題がある。

連続処理に適合する装置としては特開昭５９−１２３７
０９号に開示されている、ガスを用いて粉体を加速する
投射添加装置が知られている。この装置は、ガスを精錬
剤の添加時の加速用として使用するもので溶湯中への吹
き込みを行うものではなく、前記の従来技術で述べてい
るような吹き抜けによるガス使用量の制限などがなく、
精錬剤の大量添加に適している。しかしながら、従来の
投射添加装置は粉体の輸送手段として気流輸送を採用し
ており、このため、吹込み管の形状は円形である。従っ
て、精錬剤の添加量を増加していくと溶銑と精錬剤の接
触が不十分になり、スプラッシュが大量に生じ、十分な
添加量が確保できなくなるという問題があった。また、
気流輸送を用いているため、使用できる粉体は乾燥した
微粒子に制限されるという問題点があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は従来技術、とくに投射添加装置の以下の問題を
解決しようとするものである。

（１）　精錬剤の大量添加時に、溶銑と精錬剤の接触が
不十分になって、スプラッシュが発生するのを防止する
。

（２）　精錬剤として使用できる粉体を、電磁フィーダ
で切出しができる未乾燥の小粒子にまで範囲を広げるこ
とにより、精錬剤選択の幅を拡大する。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、溶銑を連続予備処理する精錬剤投射装置にお
いて、精錬剤を供給するシュートと、該シュートから排
出した精錬剤を加速して溶銑中に吹込むガスの投射管と
から成り、該投射管の横断面が略長円もしくは長方形で
あり、この断面の長軸と短軸の長さの比が１．５以上で
あることを特徴とする精錬剤投射装置を問題解決の手段
とする。

〔作用〕

溶銑と精錬剤との接触を良くするためには溶銑の落下流
の巾全体に精錬剤を投射することが望ましい、このため
には、投射管の形状を任意に設定できる粉体輸送方式を
採用する必要がある。

本発明装置の適用される系は、原料を切り出す原料排出
系と、排出された原料を加速して溶銑に投射するための
投射系から成っている。

第２図に本発明に係る溶銑処理装置の全体図を示す、原
料排出系統は脱珪剤ホッパｌ、電磁フィーダ２およびベ
ルトコンベヤ７から成っている。電磁フィーダ２は、湿
った原料でも排出できるようフィーダ面に付着防止用高
分子ライナを取付けることが望ましい、また、精錬剤の
排出量の制御は、図示してないがホッパｌの重量変化、
あるいはベルトコンベヤ７に付設したメリックスケール
により測定し、制御を行う必要がある。精錬剤の投射位
ｌは従来から行われているように溶銑の下降流動域とす
る。すなわち、上流側溶銑樋４から下流側溶銑樋６への
落下流５により下流側溶銑樋６内に生ずる下降流動域に
投射する。Ａ体重には、落下流５の主流と下流側溶銑樋
６内の液面の交点近傍としている。

投射系では、排出された原料を所定の速度まで加速する
ものであり、詳細は第１図に示す。

本発明の１つの特徴は、第１図に示す投射管１２の構造
にある。ベルトコンベヤから排出された精錬剤はシュー
ト８上に落下し、自重によりシュート８内を落下する。

シュート８内での精錬剤の付着、棚吊りを防止するため
シュート８内には高分子ライナ１３を貼りつけ、かつ、
バイブレータ３を取り付けている。

これらの対策により、通常の精錬剤を乾燥工程を経るこ
となく精錬剤として用いることができる。

加速用空気１５は空気吹込み口１４から吹き込まれ、整
流板９により整流され、インジェクション室１０に入る
。インジェクション室１０から噴射される空気は投射管
１２に入る。投射管１２は上流側の巾Ｗ２、下流細巾Ｗ
ｌとするとｗ２　＜Ｗｌになるように構成している。加
速用空気はシュート８から落下する精錬剤を加速し、交
換可能な投射管１２の先端から２０ｍ／ｓｅｃ以上のス
ピードで溶銑に向けて投射される。

シュート８の上部は大気に開放されているため、シュー
ト８から上方への空気の逆流を防止するには、投射管１
２の上下の寸法ｗ２　、ｗｌの間に一定の制約条件があ
る。一般に圧縮性気体のエネルギー保存則は、ベルヌー
イの式（１）式で表される。

・・・・・・（１）ただし、各文字の添字ｌ、２．３．４はｌ：インジェク
ション室（第１図中の位置Ｉ）２コインジエクシヨン室
下端（位置■）３：投射管上部（位置■）４：投射管端部（位置■）を示すものであり、また（１）式中の各文字は、ｖｇ：
ガス流速　ｍ　／　ｓＰ：圧力　Ｎ／ｍ’ ρ：密度　ｋ　ｇ　／　ｍ’ を示している。

また、気流中に粒子が含まれ、ガスの質量流量Ｇ（ｋｇ
／ｓｍ″）、固体の質量流量ｍ（ｋｇ／ｓｍ’）の場合
には、エネルギー保存則は（１）式と同様にして（２）
式で表わされる。

投射管１２の下端部（位置■）で大気圧に開放され、Ｐ
、　＝　１．Ｏｘ　１０５　Ｎ／ｒｒｆ−ｃある場合に
、シュート８上部から加速用空気が逆流しないために、
インジェクション室１０の下端の圧力Ｐ２はＰ２　＜１
．ＯＸ　１０５　Ｎ／ｒｒｌテある必要がある。このた
めには（２）式、（１）式で計算される流速に一定の制
約条件が必要である。

〔実施例〕

第１図に示す本発明の実施例装置を製造した。

配管内の管路の設計により、シュート上部を開放状態で
吹込み粒子の加速を行うようにし、その配管の設計の実
例を示すと次の通りである。

投射管先端の粒子の速度は２０ｍ／ｓ、固気比１００ｋ
ｇ／ｒｎ’とすると、投射管の先端における質量流量（
ガス）ＧはＧ　＝　２６　ｋ　ｇ　／　ｓゴ、固体の質量流量ｉはｍ＝６０００ｋｇ／ｓｍ”、これを（２）式に代入し、近似的に ρ＝ＲＭ／ＲＴ、ただし、Ｍ：平均モル重量２８．８Ｒ：気体定数８．３１４Ｘ１０３Ｔ：絶対温度にと仮定する。

上記（２）式はＰｌからＰ２に蹟分して下記（３）式の
ようになる。

・・・・・・（３）一方入口側のガスの流速と圧力の関係は（４）式％式％（３）式より、投射管上部：３、投射管下部：４の記号
に変更する。

（５）式に出口側圧力Ｐ４　＝　１．０　Ｘ　１０５Ｎ
／ｍ′を代入すると、Ｐ３　＝１．２１Ｘ１０５　Ｎ／
ｒｒ１′となる。

（Ｖｇａ　　＝　１６．９ｍ／　ｓ）一方、インジェクション室下端の圧力Ｐ２≦１．ＯＸ　
１０５　Ｎ／ｍ’である条件は（１）式を用いて求める
ことができる。すなわち、（１）式よりｖｇ２−ＶｇａＸ文ｎ１．２　ｉｖｇ２　＝　１７４ｍ／ｓとなる。

従って、インジェクション室下端１０の断面蹟を投射管
１２内の断面積の約１／１０にする必要がある。ここで
は余裕をみて１／１２とした。

このようにシュート入口を大気に開放した状態で投射す
ることにより、次のメリットがある。

第１に種々の粒子を使用することができる。従来方法の
気流輸送方式では、管内のガス流速と輸送可能な粒子の
粒径の間には一定の関係があり、一定のガス流速のもと
では、使用できる粒子の粒径に上限がある０末男式では
ガス自体は加速用にしか使用しないので、輸送上からの
制限は生じない。

第２に垂直落下部をガス流により加速するため、固体と
ガスの比（固気比）を大きくすることができる。気流輸
送方式の場合には高々数１０ｋｇ／ｒｎ’だったものが
、１００ｋｇ／ｒｒｌ’まで上昇させることができる。

第３に投射管の形状を任意にすることができる。従来の
気流輸送方式では、輸送管内の形状は円形であり、粒子
の分配性の問題から投射管の形状も円形に限られる０本
方法ではシュートの形状により、円形、矩形等任意の形
状をとることができる。

本発明はこのような重力輸送方式で粉体を投射すること
に特徴があるが、この重力輸送方式を用いた場合の投射
管形状と脱珪剤原単位の関係について実験を行った。

第３図には従来方式で円形ランスを用いた場合の、脱珪
前珪素量［Ｓｔ］ｔ　と脱珪後珪素量［Ｓｉｌ＋との関
係を示す、脱珪前珪素量［５ｉｌｔが低い場合には、脱
珪剤投入量も少なく次工程で必要とする脱珪後珪素含有
量［５ｉｌｆ＜０．１５％を達成できる。しかじ脱珪前
の珪素ｆｆｉ　［Ｓ　ｉ］　ｔが増加するにつれ脱珪剤
投入量が増加し、脱珪剤と溶銑の接触が不十分となり、
ＣＯ発生反応が活発になるため、スプラッシュが多量に
発生する。

このため、脱珪前珪素含有量［５ｉｌｔが０．２８％以
上では脱珪後珪素量［Ｓ　ｉ］　ｆ＜０．１５％を達成
できなくなる。そこで本発明の投射管の断面を長円もし
くは長方形にし、その断面の長軸と短軸の比を種々変更
し、第３図の限界線、すなわちスプラッシュが発生しな
い最大投入原単位の変化を調査した。

結果を第４図に示すが、通常の初期脱珪前珪素含有量は
高々０．６％であり、長辺と短辺の比を１．５以上にす
ることにより、最終脱珪後珪素含有量［Ｓ　ｆｌ　４　
＜０．１５％を達成することが可能である。

これは、溶銑の落下領域のまわりに偏平状に吹き付ける
ことにより、脱珪剤と溶銑の混合が十分におこるため、
スプラッシュの発生する最大原単位を増加させることが
できることによる。長軸、短軸という表現をしているが
、円形断面以外であれば良く、最も望ましくは、落下溶
銑流を取り囲む形の偏平形状が良い。

本装置を用いて脱珪操業を行った際の初期脱珪前珪素含
有量と脱珪後珪素含宥量の関係を第５図に示す、第３図
の従来法の場合には投入原単位に上限があるため初期珪
素量が＞０．２６％以上では脱珪後珪素量を０．１５％
以下とすることが達成できない、一方本発明装置の第５
図では実用上問題となる珪素量が０．６％以下では脱珪
後珪素量を全量０．１５％以下とすることができる。

〔発明の効果〕

精錬剤として脱珪剤を用いる場合、初期金属鉱石中に含
まれる珪素量が高い場合でも次工程が要求する最終珪素
量が０．１５％以下を満足することができ、脱燐前に仕
上脱珪を行う等の余分な処理が必要なくなる。

また、従来方法では、気流輸送を用いている関係上、使
用できるーＩｎｍ以下の粒径の精錬剤で、かつ乾爆工程
が必要であったが、本発明では粒径に制約はなく、通常
のベルトコンベヤ、ホッパでハンドリングできる程度の
粒子であればすべて適用できるという利点がある０粒子
の選択中の拡大は、精錬剤原単位が高い際の精錬剤の確
保を容易にする利点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の縦断面図、ｆ５２図は本発明
の適用される溶銑処理の全体説明図、第３図は従来法で
の脱珪結果を示すグラフ、ｍ４図は投射管の形状と最大
投入原単位を示すグラフ、第５図は本発明による脱珪結
果を示すグラフである。１・・・精錬剤ホッパ　　２・・・電磁フィーダ３・・
・バイブレータ　　４・・・上流側溶銑樋５・・・溶銑
　　　　　　６・・・下流側溶銑樋７・・・ベルトコン
ベヤ　８・・・シュート９・・・整流板１０・・・インジェクション室１’ｌ・・・耐摩耗ライナ　１２・・・投射管１３・・
・高分子ライナ　１４・・・空気吹込み口１５・・・加
速用空気

Claims

【特許請求の範囲】１　溶銑を連続予備処理する精錬剤投射装置において、
精錬剤を供給するシュートと、該シュートから排出した精錬剤を加速して溶銑中に吹込む
ガスの投射管とから成り、該投射管の横断面が略長円も
しくは長方形であり、この断面の長軸と短軸の長さの比
が１．５以上であることを特徴とする精錬剤投射装置。