JPS63235421A - 耐火物製単管吹き込みノズル - Google Patents

耐火物製単管吹き込みノズル

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JPS63235421A
JPS63235421A JP6909387A JP6909387A JPS63235421A JP S63235421 A JPS63235421 A JP S63235421A JP 6909387 A JP6909387 A JP 6909387A JP 6909387 A JP6909387 A JP 6909387A JP S63235421 A JPS63235421 A JP S63235421A
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Masato Mukai
向 政登
Yasutami Fukami
深見 泰民
Yoshio Nakajima
義夫 中島
Naonori Moriya
森谷 尚玄
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
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Nisshin Steel Co Ltd
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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】 童呈上Ω且朋分団 本発明は粉状の固体物質と酸素含有気体とからなる精錬
用物質を溶融金属中に吹き込む単管吹き込みノズルに関
するものである。
丈米技玉 従来、底吹きインジェクションを行うためのノズルとし
ては、Q−Bop転炉などにみられる二重管構造のノズ
ル(羽目)が一般的に使用されている。この二重管ノズ
ルでは、外管において冷却用ガス流をノズル溶損防止の
ために流し、内管において酸素及び精錬剤を流す構造と
なっており、各々のガス及び精錬剤を供給するための設
備及び配管が煩雑化し、そめれに伴い設(ilIIlt
が増大する。
このノズルにはステンレスパイプを使用しているが長期
間の使用においては、その内径が摩耗し、長期間にわた
る安定した底吹きインジェクションが望めない。
本発明者は、以上の従来技術の問題点に鑑み、精錬剤と
精錬ガスを、高アルミナ質の焼成レンガにポーリング加
工を施した掻く簡単な構造の単管ノズルにより浴中に連
続的に底吹インジェクションすることを行った。この焼
成レンガ製のノズルは、溶損および熱衝撃による割れに
対しては顕著な効果が認められたが、精錬物質が通過す
る部位、すなわち管の内壁が大きく摩耗していることが
認められ、長期間にわたる安定した底吹インジェクショ
ンは認めない。
Uが ゛ しようと るル”占 上記の如〈従来技術では、設備費の増大、操作の煩雑さ
、ノズル内壁の摩耗による底吹インジェクション操業の
不安定化、更にノズル寿命が短くなることに伴う生産量
に対するノズル費用の増大等の問題点があった。
本発明は従来技術の上記の種々の問題点を解消し、安価
な設備費で簡便な操作のもとに安定した底吹インジェク
ションを長期にわたり行うことのできる吹き込みノズル
を提供することを目的とする。
エ 占を”ン るための 本発明は、上記の問題点を、第1にノズル本体に挿入固
定される単管を互いに同心状に結合された導管とセラミ
ックスパイプとにより形成し、セラミックスパイプが湯
に接する位置から最大で精錬装置外壁面の位置まで延在
していることを特徴とする耐火物製単管吹き込みノズル
により達成した。
更に本発明は、上記の問題点を、ノズル本体に挿入固定
される単管を互いに同心状に結合された導管とセラミッ
クスパイプとにより形成し、導管の後端部に配管接続用
フランジを固定し、導管の外部に導管と同心状に且つノ
ズル本体端部からフランジまで延在する補強用鋼管を固
定したことを特徴とする耐火物製単管吹き込みノズルに
より達成した。
セラミックスパイプとしてはZr0z系等の酸化物系セ
ラミックス、5isNn系等の窒化物系セラミックス、
SiC系等の炭火物系セラミックスのいずれか、又はそ
れらの2つ以上の組合せよりなる複合セラミックよりな
るパイプを用いる。
前記単管を通して粉状の固体物質と酸素含有気体とから
なるt#錬用物質を場面下から連続的に供給する。この
単管によりノズルに生じる溶損、摩耗、熱衝撃による割
れ等を防止し、ノズルの長寿命化を図り、操作の簡便化
、設備費の節減を図ることができる。
粉状の固体物質と酸素含有気体とからなる精錬用物質を
浴内に吹き込むノズルを単管構造とし、精錬装置の壁内
に取り付けることにより、二重管構造の問題点である、
諸設備の増大、操作が煩雑であるということは回避でき
るが、極めて反応性の高い精錬用物質を冷却ガスなしに
単管ノズルを通して溶湯中に吹き込むことはノズルの溶
損を生じるのが必至であり、非常に困難な技術とされて
いた。しかし本発明者の実験によると、精錬装置の壁内
に取り付けた単管ノズルから酸素富化ガスを吹き込んで
も、このガス中に固体物質を同伴させると、むしろガス
中の酸素濃度を高めた方が、ノズルを溶損することがな
く、半永続的な吹き込みができることがわかった。しか
もこの粉状の固体物質としては、精錬に必要な固体物質
であってもよい。この場合、上吹きランスからの吹き込
みを同様にして行なうとランスはすぐに溶損するが、精
錬容器の壁内に取り付けた単管ノズルによる場面下から
の底吹きインジェクションの場合には溶損を生じない。
ノズルの精錬用物質が通過する部分のうち、湯に接する
位置から最大限で精錬装置の外壁に至るまでの間に、前
記セラミックスパイプを用いることにより、ステンレス
を含む鋼製のバイブに比較して耐摩耗性がはるかに良好
になる。特に酸化物系セラミックスは酸化雰囲気のもと
ての酸化反応による溶損を防止し、窒化物系セラミック
ス及び炭化物系セラミックスは熱衝撃による割れを防止
する効果を有する。
セラミックスパイプを場面に接する位置より外側とし、
浴内にセラミックスパイプを突出させることにより想定
される溶損が容易に行われることを防止した。更にセラ
ミックスパイプは最大限で精錬装置の外壁面までとし、
精錬装置外に突出させないことにより、精錬装置の傾転
時や外部から機械的衝撃を受けたときなどにセラミック
スパイプが折損するのを防止した。
セラミックスパイプまでの導管をステンレス鋼にするこ
とにより、酸素富化ガスによる燃焼事故を防止すること
ができる。
導管の外部に補強用パイプを固定配置したことにより、
精錬装置の傾転時又は外部から機械的衝撃を受けたとき
にノズルを保護することを可能にした。導管はフランジ
により配管接続できるので、精錬用物質の供給設備等と
の接続が簡単で且つ確実にできるようになった。
単管の導管とセラミックスパイプを耐火性セメントによ
り結合することにより、接続面における導管とセラミッ
クスパイプの加工精度をあまり要求しないですむように
なり、しかも結合部におけるシール効果が高められた。
裏庭± 本発明の詳細を図に示す実施例に基づいて説明する。
第1図において、吹き込みノズル1は耐火物よりなる中
空ノズル本体2と、第2ズル本体2の中空穴に挿入固定
される単管3とを有する。
単管3はステンレス製導管4と、該導管4の先端に例え
ば耐火セメント5により結合固定されるセラミックスバ
イブロとよりなる。
ノズル本体2の中空穴に単管3を挿入固定する代りに単
管3のまわりに例えばA I! 102− Cr2(h
系不定形耐火物を図に示すような例えば先細の截頭円錐
形状に成形することができる。
ノズル本体2は焼成後先端(図初上端)の一部を除いて
全面を鋼製薄板7によりカバーする。
導管3のノズル本体2の後方に突出している導管3の後
端部分に導管3と同心状に補強用鋼管8を挿入し、配管
接続用フランジ3を、補強用鋼管8をノズル本体2の後
端に押圧する状態で、導管3の後端に固定する。
ノズル本体2は第2図に示すように精錬装置の壁17を
構成する耐火レンガに設けられたノズル孔10に挿入さ
れ、ノズル本体2の上面は壁17の内面(図の上面)に
同一面となるように、又ノズル本体2の後端面(底面)
は壁17の外面に設けられた鉄皮11の外面と同一面と
なるように設定される。ノズル穴10とノズル本体2の
周面との間の間隙12には耐火モルタルを充填し、ノズ
ル1の脱落を防止するためにくさび13により壁9に対
し固定されている。
ノズル1は精錬装置に第2図に示すように取付けて後単
管3を構成する導管4のフランジ9に精錬剤供給用配管
14がフランジ接続され、粉状の固体物質と酸素含有気
体とからなる精錬剤15を単管3を通して底吹きインジ
ェクシヨンする。
ノズル1を取付ける耐火レンガは精錬装置の壁+7を構
成する耐火レンガに限定されるものではなく、例えば通
常にみられるバックアタック現像による機械的衝撃に対
して有効な耐火レンガを用いてもよい。
ノズルlの脱落防止方法は図のくさびによる固定方法に
限定されるものではなく、精錬装置の形態に合わせて適
宜の固定方法を用いることができる。
上記のあらかじめ別体として形成したノズルを取付ける
例に対し、精錬装置の壁を構成する耐火レンガに単管3
を挿入できる穴を形成し、その穴の中にセラミックスバ
イブロと導管5とを固定した導管3を挿入し、その後そ
の穴を耐火モルタル等で密閉することによりノズルを形
成することも゛できる。
第2図に示すように精錬装置、例えば5 ton規模の
精錬装置の底部に耐火物製単管ノズルを取り付けて、溶
銑中に底吹きインジェクシヨンをした後のノズル断面形
状を調べると第3図に示すようになった。
第3図aは本発明に係るノズルを示し、セラミックスパ
イプの材質を5fsNn−3iCの複合系としたもので
ある。第3図すは従来の高アルミナ質の焼成レンガにポ
ーリング加工したのみのものを示す。
実験条件として、溶銑成分をC; 4.0%、Mn;0
.30%、 SiH0,40%、P;0.100%、S
;0、035%とし、処理温度を1.350°Cとし、
この溶銑に対して酸素濃度80%(20%窒素)のガス
とともに、40%CaO、10%CaF、50%ミルス
ケールからなる粉状物質を毎分24kgの供給速度で溶
銑中に底吹きを行い、ガスの流量は3、ONm’/分と
した。尚ガス中の酸素濃度の配分および固気比(粉体型
1kg/ガス流量Nm3 )を8とした。
吹き込み時間を、1回につき15分の実験を10回、す
なわち合計150分とし、その後ノズルを精錬装置から
取外し、継断面でノズルを切断し、その断面形状を調査
した。その結果第3図(a)、(b)に示すようにいず
れのノズルもノズル上面にメタル分を若干含むスラグ質
の凝固[16が生成した。
粉体が通過するノズル内径の部位については実験後の内
径寸法は表1に示すような結果となった。
表1 測定位置として先端部(I)、中央部(I[)、ステン
レス導管の直上部(I[[)の3個所を選定し、実験前
の内径を15.Onaとして実験したもので、この結果
から本発明のノズルでは寸法変化がなく。
ノズルの溶損が全く認められなかった。しかし従来ノズ
ルでは測定位置■では4.5m、ffでは2.5圏、・
■では0.5 tmの摩耗が認められる。このことから
本発明ノズルが従来ノズルに比べて耐摩耗性が優れてい
ることが明らかになった0本発明ノズルでは熱衝撃によ
るクラックも認められず、十分満足する結果が得られた
主光ユ勿肱果 本発明に係る耐火物製単管ノズルを底吹きインジェクシ
ョン等の吹き込み冶金に供することにより、設備費が安
価で、操作が簡便で安定したインジェクション操業を長
期にわたり実施することを可能とした。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るノズルの構造を示す断面図、第2
図は本発明に係るノズルを精錬装置に取付けた状態を示
す部分断面閏、第3図は吹き込み実験後のノズル形状を
示す断面図で、aは本発明に係るノズル、bは従来ノズ
ルの一例を示す図である。 1・・・ノズル   2・・・ノズル本体3・・・単管
    4・・・導管 5・・・耐火セメント6・・・セラミック製バイブ7・
・・鋼製薄板  8・・・補強用鋼管9・・・配管接続
用フランジ 第2図 昭和62年 4月30日 特許庁長官 黒 1)明 雄  殿 1、事件の表示 昭和62年特許願第69093号 2、発明の名称 耐火物製単管吹き込みノズル 3、補正をする者 事件との関係   特許出願人 名称 (458)日新製鋼株式会社 4、代理人 住所 東京都港区西新橋2丁目32番4号昭和  年 
 月  日 をr 15.5 J トrr+ヒL、:ET−6、補正
の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 7、補正の内容 (1)明細書第3頁第2行の記載「前記導管・・・・・
・固定され、」を削除します。 (2)明細書第3頁第20行の記載rそめれに伴いJを
rそれに伴いJと訂正します。 (3)  明細書第4頁第8行、第13行、第17行、
第5頁第3行の記載「底吹」を「底吹きjと訂正します
。 (4)明細書第4頁第14行の記載「認めない」をt望
めない」と訂正します。 (5)明細書第6頁第6行の記載「セラミック」をrセ
ラミックスJ七訂正します。 (6)  明細書第1頁第B行の記載「第2ズルJを「
該ノズル1と訂正します。 (7)明細書第10頁第12行の記載「壁9」をr壁1
71と訂正します。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)精錬装置の壁に形成されたノズル孔に挿入固定さ
    れる耐火物製中空ノズル本体と、該ノズル本体の中空穴
    に挿入固定される単管とを有する耐火物製単管吹き込み
    ノズルにおいて、前記単管がステンレス製導管と、該導
    管の先端に同心状に結合されたセラミック製パイプとに
    より形成され、該セラミック製パイプがノズル本体の湯
    に接する位置から最大限で精錬装置の外壁面の位置まで
    延在していることを特徴とする耐火物製単管吹き込みノ
    ズル。
  2. (2)前記セラミック製パイプがZrO_2等の酸化物
    系セラミックスパイプよりなることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項に記載の耐火物製単管吹き込みノズル。
  3. (3)前記セラミックス製パイプがSi_3N_4等の
    窒化物系セラミックスパイプよりなることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項に記載の耐火物製単管吹き込みノ
    ズル。
  4. (4)前記セラミックス製パイプがSiC等の炭化物系
    セラミックスパイプよりなることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項に記載の耐火物製単管吹き込みノズル。
  5. (5)前記セラミックス製パイプが酸化物系と窒化物系
    と炭化物系のうちの少なくとも2つの組合わせよりなる
    複合セラミックスパイプよりなることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項に記載の耐火物製単管吹き込みノズル
  6. (6)前記導管とセラミックスパイプの結合に耐火セメ
    ントが用いられていることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項に記載の耐火物製単管吹き込みノズル。
  7. (7)精錬装置の壁に形成されたノズル孔に挿入固定さ
    れる耐火物製中空ノズル本体と、該ノズル本体の中空穴
    に挿入固定される単管とを有する耐火物製単管吹き込み
    ノズルにおいて、前記単管がステンレス製導管と、該導
    管の先端に同心状に結合されたセラミック製パイプとに
    より形成され、前記導管の後端に配管接続用フランジが
    固定され、前記導管の後端に配管接続用フランジが固定
    され、前記導管の外部に導管と同心状心補強用鋼管がノ
    ズル本体端部と前記フランジとの間に延在して固定され
    ていることを特徴とする耐火物製単管吹き込みノズル。
JP62069093A 1987-03-25 1987-03-25 耐火物製単管吹き込みノズル Expired - Lifetime JPH0762165B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112430699A (zh) * 2021-01-26 2021-03-02 北京科技大学 底喷粉转炉炉底和底吹砖协同热更换的长炉龄服役方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS61106704A (ja) * 1984-10-31 1986-05-24 Kawasaki Steel Corp 製鋼容器単管羽口
JPS628486A (ja) * 1985-07-04 1987-01-16 松下冷機株式会社 面状発熱体

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