JP2000303114A - 溶融金属の精錬方法 - Google Patents
溶融金属の精錬方法Info
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- JP2000303114A JP2000303114A JP11108018A JP10801899A JP2000303114A JP 2000303114 A JP2000303114 A JP 2000303114A JP 11108018 A JP11108018 A JP 11108018A JP 10801899 A JP10801899 A JP 10801899A JP 2000303114 A JP2000303114 A JP 2000303114A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶融金属の上吹きランス吹錬によって発生す
るスピッティングを防止する精錬方法を提供する。 【解決手段】 ランス軸を中心とする２つの同心円上の
同方位にノズルが配置された溶融金属の精錬用ランスか
ら溶融金属表面に精錬用ガスを吹き付ける精錬方法であ
って、同方位に噴出した２つのガスジェットが溶融金属
表面に形成する凹みの直径をＤ1 およびＤ2 とし、２つ
の凹みの中心間距離をＤ12とした時、下記の式を満足す
るように、ランス前精錬用ガス圧力、ノズル径、ノズル
傾斜角、ランス高さを設定する。 ０．７５＜２Ｄ12／（Ｄ1 ＋Ｄ2 ）＜１．６０
るスピッティングを防止する精錬方法を提供する。 【解決手段】 ランス軸を中心とする２つの同心円上の
同方位にノズルが配置された溶融金属の精錬用ランスか
ら溶融金属表面に精錬用ガスを吹き付ける精錬方法であ
って、同方位に噴出した２つのガスジェットが溶融金属
表面に形成する凹みの直径をＤ1 およびＤ2 とし、２つ
の凹みの中心間距離をＤ12とした時、下記の式を満足す
るように、ランス前精錬用ガス圧力、ノズル径、ノズル
傾斜角、ランス高さを設定する。 ０．７５＜２Ｄ12／（Ｄ1 ＋Ｄ2 ）＜１．６０
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ランスから精錬用
ガスを溶融金属に吹き付ける溶融金属の精錬方法に関す
る。
ガスを溶融金属に吹き付ける溶融金属の精錬方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】以下、転炉製鋼プロセスを例に説明す
る。製鋼プロセスにおいて生産性を向上させるために
は、送酸速度を上げて吹錬時間を短縮することが重要で
ある。しかしながら、送酸速度を上げるとスロッピング
（フォーミングしたスラグが炉口から横溢する現象）や
スピッティング（上吹きジェットにより溶鋼が飛散する
現象）が発生し、歩留低下の問題を生じる。
る。製鋼プロセスにおいて生産性を向上させるために
は、送酸速度を上げて吹錬時間を短縮することが重要で
ある。しかしながら、送酸速度を上げるとスロッピング
（フォーミングしたスラグが炉口から横溢する現象）や
スピッティング（上吹きジェットにより溶鋼が飛散する
現象）が発生し、歩留低下の問題を生じる。
【０００３】近年では、溶銑予備処理設備の普及により
スラグ量が低減されたため、比較的スロッピングは起こ
りにくく、高速吹錬時の問題はスピッティングが主体と
なっている。
スラグ量が低減されたため、比較的スロッピングは起こ
りにくく、高速吹錬時の問題はスピッティングが主体と
なっている。
【０００４】このスピッティングを低減するためには、
ジェットの浴面への衝突エネルギーを分散させることを
目的としたランスの多孔化が有効であり、現状の製鋼用
転炉においては多孔ランスを用いるのが一般的である。
ジェットの浴面への衝突エネルギーを分散させることを
目的としたランスの多孔化が有効であり、現状の製鋼用
転炉においては多孔ランスを用いるのが一般的である。
【０００５】一般に、多孔ランスとは同一円周上に３孔
以上の一定傾斜角度のノズルを配置したものであり、孔
数が多いほど、ジェットの衝突エネルギーを分散させる
効果が大きい。現状の上底吹き複合転炉では、４孔ある
いは６孔のランスを用いるのが一般的である。
以上の一定傾斜角度のノズルを配置したものであり、孔
数が多いほど、ジェットの衝突エネルギーを分散させる
効果が大きい。現状の上底吹き複合転炉では、４孔ある
いは６孔のランスを用いるのが一般的である。
【０００６】このような多孔ランスの場合、各ノズルか
ら噴出したジェットが浴面に形成する凹みが重なると、
スピッティングが増加することが指摘されており、これ
を解決する手段としていくつかの方法が開示されてい
る。
ら噴出したジェットが浴面に形成する凹みが重なると、
スピッティングが増加することが指摘されており、これ
を解決する手段としていくつかの方法が開示されてい
る。
【０００７】例えば、特開昭６０−１６５３１３号公報
では、この凹みの直径Ｄと、隣接する凹みの中心を結ん
だ直線上の２つの凹みが重なる部分の距離ｄの比率であ
るオーバーラップ率γ（＝ｄ／Ｄ）を指標としてノズル
傾斜角θを大きくとり、凹みの重複を小さくする方法が
提案されている。
では、この凹みの直径Ｄと、隣接する凹みの中心を結ん
だ直線上の２つの凹みが重なる部分の距離ｄの比率であ
るオーバーラップ率γ（＝ｄ／Ｄ）を指標としてノズル
傾斜角θを大きくとり、凹みの重複を小さくする方法が
提案されている。
【０００８】しかしながら、θを大きくすると炉内に発
生するＣＯガスと酸素との二次燃焼率が増すことにより
脱炭酸素効率（上吹き酸素と溶鋼中炭素との反応効率）
が低下し、吹錬時間の延長、スラグ中Ｔ．Ｆｅ（トータ
ルＦｅ）の増加といった問題が生じる。すなわち、θを
大きくすることにより凹みの重複を小さくすることは、
スピッティングの低減には効果があるものの、本来の目
的である製鋼プロセスの生産性向上に対し有効な手段と
は言い難い。
生するＣＯガスと酸素との二次燃焼率が増すことにより
脱炭酸素効率（上吹き酸素と溶鋼中炭素との反応効率）
が低下し、吹錬時間の延長、スラグ中Ｔ．Ｆｅ（トータ
ルＦｅ）の増加といった問題が生じる。すなわち、θを
大きくすることにより凹みの重複を小さくすることは、
スピッティングの低減には効果があるものの、本来の目
的である製鋼プロセスの生産性向上に対し有効な手段と
は言い難い。
【０００９】一方、特開平６−５７３２０号公報では、
凹みの重複を小さくする方法として、隣接するノズルの
ランス軸心に対する傾斜角度を交互に異ならせる方法が
開示されている。
凹みの重複を小さくする方法として、隣接するノズルの
ランス軸心に対する傾斜角度を交互に異ならせる方法が
開示されている。
【００１０】この発明では、傾斜角度を全てのノズルに
おいて大きくする必要はないので、θを大きくすること
により生ずる上記の問題は軽減される。しかしながら、
本発明者らの実験結果によれば、特開平６−５７３２０
号公報に記載のランスを使用しても、ランスからの送酸
速度（流量）が溶鋼トン当たり３Nm3/min 以上の場合は
スピッティングを抑制するには十分でないことが判明し
た。
おいて大きくする必要はないので、θを大きくすること
により生ずる上記の問題は軽減される。しかしながら、
本発明者らの実験結果によれば、特開平６−５７３２０
号公報に記載のランスを使用しても、ランスからの送酸
速度（流量）が溶鋼トン当たり３Nm3/min 以上の場合は
スピッティングを抑制するには十分でないことが判明し
た。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、溶融
金属の高速吹錬条件下、例えば転炉製鋼プロセスにおい
て、送酸速度が溶鋼トン当たり３Nm3/min 以上の場合に
発生しやすいスピッティングを効果的に抑制可能な精錬
方法を提供することにある。
金属の高速吹錬条件下、例えば転炉製鋼プロセスにおい
て、送酸速度が溶鋼トン当たり３Nm3/min 以上の場合に
発生しやすいスピッティングを効果的に抑制可能な精錬
方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者らはスピッティ
ングの低減をはかるため、水モデル実験にて様々な方法
を検討した結果、次のような知見を得た。
ングの低減をはかるため、水モデル実験にて様々な方法
を検討した結果、次のような知見を得た。
【００１３】（ａ）同方位に傾斜した２つのノズルから
精錬用ガスを上吹きした場合、２つのジェットが形成す
る凹み同士が重複してもスピッティングの発生が抑制さ
れる場合がある。
精錬用ガスを上吹きした場合、２つのジェットが形成す
る凹み同士が重複してもスピッティングの発生が抑制さ
れる場合がある。
【００１４】（ｂ）図１は溶融金属表面に精錬用ガスの
ジェットを吹き付けた状態を示す模式図であり、同図
(a) は凹みが単独の場合、同図(b) は凹みが２つの場合
である。
ジェットを吹き付けた状態を示す模式図であり、同図
(a) は凹みが単独の場合、同図(b) は凹みが２つの場合
である。
【００１５】同図(a) に示すように、２つの凹みの重な
りが大きすぎる場合、２つのジェットは合体した状態と
なり、凹みが単独で存在する場合と同様に凹みの外縁か
ら液滴が多く発生する （ｃ）同図(b) に示すように、２つの凹みが遠すぎる場
合、２つのジェットは完全に分離した状態となり、その
間の浴面が両ジェットのせん断力によりちぎれ、液滴が
多く発生する。
りが大きすぎる場合、２つのジェットは合体した状態と
なり、凹みが単独で存在する場合と同様に凹みの外縁か
ら液滴が多く発生する （ｃ）同図(b) に示すように、２つの凹みが遠すぎる場
合、２つのジェットは完全に分離した状態となり、その
間の浴面が両ジェットのせん断力によりちぎれ、液滴が
多く発生する。
【００１６】（ｄ）つまり、スピッティングが最小とな
る凹み間距離の最適範囲が存在する。
る凹み間距離の最適範囲が存在する。
【００１７】上記の知見に基づき、本発明の要旨とする
ところは下記の通りである。ランス軸を中心とする２つ
の同心円上の同方位にノズルが配置された溶融金属の精
錬用ランスから溶融金属表面に精錬用ガスを吹き付ける
精錬方法であって、同方位に噴出した２つのガスジェッ
トが溶融金属表面に形成する凹みの直径をＤ1 およびＤ
2 とし、２つの凹みの中心間距離をＤ12とした時、これ
らが下記(1)式を満足することを特徴とする溶融金属の
精錬方法。 ０．７５＜２Ｄ12／（Ｄ1 ＋Ｄ2 ）＜１．６０ (1)
ところは下記の通りである。ランス軸を中心とする２つ
の同心円上の同方位にノズルが配置された溶融金属の精
錬用ランスから溶融金属表面に精錬用ガスを吹き付ける
精錬方法であって、同方位に噴出した２つのガスジェッ
トが溶融金属表面に形成する凹みの直径をＤ1 およびＤ
2 とし、２つの凹みの中心間距離をＤ12とした時、これ
らが下記(1)式を満足することを特徴とする溶融金属の
精錬方法。 ０．７５＜２Ｄ12／（Ｄ1 ＋Ｄ2 ）＜１．６０ (1)
【００１８】
【発明の実施の形態】図２は本発明に係るランスの１方
位における精錬ガスジェットの状態を模式的に示す縦断
面概要図である。同図は溶融金属浴面５上に２つのノズ
ル２および３が形成する凹み６ａおよび６ｂの幾何学的
位置関係を示している。
位における精錬ガスジェットの状態を模式的に示す縦断
面概要図である。同図は溶融金属浴面５上に２つのノズ
ル２および３が形成する凹み６ａおよび６ｂの幾何学的
位置関係を示している。
【００１９】図２に示すように、ランス軸に対して同方
位にある傾斜角θ1 が小さい方のノズル２および傾斜角
θ2 が大きい方のノズル３から超音速で噴出したジェッ
ト４ａ、４ｂは、長さＸ 1、Ｘ2 の超音速のコアを形成
する。その後、遷移域を経て完全な乱流に発達し、広が
り角２φ（約２０°）で広がる。
位にある傾斜角θ1 が小さい方のノズル２および傾斜角
θ2 が大きい方のノズル３から超音速で噴出したジェッ
ト４ａ、４ｂは、長さＸ 1、Ｘ2 の超音速のコアを形成
する。その後、遷移域を経て完全な乱流に発達し、広が
り角２φ（約２０°）で広がる。
【００２０】ここで、超音速コアの長さＸi は下記(2)
の実験式より算出される。 Ｘi ＝２．４７・Ｐ0 ・ｄi (2) ここで、Ｐ0 はランス前での精錬用ガス圧力（kgf/c
m2 ）、ｄi はノズル出口径(mm)である。また、ｉはノ
ズルの番号でこの場合は、ノズル２、３に対応して１と
２である。
の実験式より算出される。 Ｘi ＝２．４７・Ｐ0 ・ｄi (2) ここで、Ｐ0 はランス前での精錬用ガス圧力（kgf/c
m2 ）、ｄi はノズル出口径(mm)である。また、ｉはノ
ズルの番号でこの場合は、ノズル２、３に対応して１と
２である。
【００２１】ランス先端から溶融金属浴面５までの距離
を示すランス高さＨ0 (mm)のとき、図２に示す幾何学的
関係から、下式(3) に示す直径Ｄi の凹み６ａ、６ｂが
形成される。この凹みの中心とランス中心直下との距離
Ｒi は下式(4) によって算出できる。
を示すランス高さＨ0 (mm)のとき、図２に示す幾何学的
関係から、下式(3) に示す直径Ｄi の凹み６ａ、６ｂが
形成される。この凹みの中心とランス中心直下との距離
Ｒi は下式(4) によって算出できる。
【００２２】 Ｄi ＝（Ｈ0 −Ｘc・cos θi )・(tan (θi＋φ)−tan
（θi −φ))＋ｄi (3) Ｒi ＝Ｈ0・tan θi ＋ｒi (4) ノズル２、３に対応する２つの凹みの中心間距離Ｄ12は
(5) 式で表される。
（θi −φ))＋ｄi (3) Ｒi ＝Ｈ0・tan θi ＋ｒi (4) ノズル２、３に対応する２つの凹みの中心間距離Ｄ12は
(5) 式で表される。
【００２３】 Ｄ12＝Ｒ2 −Ｒ1 (5) 後述の実施例で示すように、２Ｄ12／（Ｄ1 ＋Ｄ2 ）が
０．７５以下、あるいは１．６０以上の場合、スピッテ
ィングロスが著しく増加する。そこで、本発明の方法で
はこの２Ｄ12／（Ｄ1 ＋Ｄ2 ）が０．７５超かつ１．６
０未満となるようにノズル２、３の傾斜角度θ1 、θ2
を定める。
０．７５以下、あるいは１．６０以上の場合、スピッテ
ィングロスが著しく増加する。そこで、本発明の方法で
はこの２Ｄ12／（Ｄ1 ＋Ｄ2 ）が０．７５超かつ１．６
０未満となるようにノズル２、３の傾斜角度θ1 、θ2
を定める。
【００２４】本発明者らは水モデル実験により、同方位
の２つの凹み間距離が液滴飛散挙動へ及ぼす影響を調査
した。
の２つの凹み間距離が液滴飛散挙動へ及ぼす影響を調査
した。
【００２５】図３は縮尺１／１０の水モデル実験の概略
図である。
図である。
【００２６】図４は水モデル実験に用いたランスを模式
的に示す概要図であり、同図(a) は縦断面図、同図(b)
は平面図である。図４(a) に示す、同方位の２つの凹み
間距離が変化するよう各ノズルの傾斜角度θ1 とθ
2 （＞θ1 ）の組み合わせを種々変更した。
的に示す概要図であり、同図(a) は縦断面図、同図(b)
は平面図である。図４(a) に示す、同方位の２つの凹み
間距離が変化するよう各ノズルの傾斜角度θ1 とθ
2 （＞θ1 ）の組み合わせを種々変更した。
【００２７】ランス−水面距離を２７０mmに設定し、ラ
ンス１より一定時間圧縮空気を流量２００Nl/minで上吹
きした。その間、水面５の上方７００mmに吸水紙８を取
り付け、その前後の重量変化から液滴７の飛散速度を算
出した。
ンス１より一定時間圧縮空気を流量２００Nl/minで上吹
きした。その間、水面５の上方７００mmに吸水紙８を取
り付け、その前後の重量変化から液滴７の飛散速度を算
出した。
【００２８】図５はノズルの傾斜角度θ1 とθ2 の各種
値に対し液滴飛散速度を、同方位の２つの凹みについ
て、２Ｄ12／（Ｄ1 ＋Ｄ2 ）で整理した結果を示す。同
図から明らかなように、液滴飛散速度は２Ｄ12／（Ｄ1
＋Ｄ2 ）に大きく依存しており、２Ｄ12／（Ｄ1 ＋
Ｄ2 ）が０．７５超かつ１．６０未満の範囲ではほぼ一
定であるが、これに対し０．７５以下、１．６０以上で
は急激に増加する傾向を示す。
値に対し液滴飛散速度を、同方位の２つの凹みについ
て、２Ｄ12／（Ｄ1 ＋Ｄ2 ）で整理した結果を示す。同
図から明らかなように、液滴飛散速度は２Ｄ12／（Ｄ1
＋Ｄ2 ）に大きく依存しており、２Ｄ12／（Ｄ1 ＋
Ｄ2 ）が０．７５超かつ１．６０未満の範囲ではほぼ一
定であるが、これに対し０．７５以下、１．６０以上で
は急激に増加する傾向を示す。
【００２９】次に、上記結果の理由を明らかにするた
め、同実験の状況を高速度ビデオカメラで撮影し、液滴
が飛散する様子を観察した。その結果、以下のことが確
認された。
め、同実験の状況を高速度ビデオカメラで撮影し、液滴
が飛散する様子を観察した。その結果、以下のことが確
認された。
【００３０】(a) ２Ｄ12／（Ｄ1 ＋Ｄ2 ）が０．７５以
下の場合、図１(a) に示すような状態になって、同方位
の２つのジェットはほぼ合体し、凹みが単独で存在する
場合と同様に、外側の凹みの外縁から液滴が激しく飛散
する。
下の場合、図１(a) に示すような状態になって、同方位
の２つのジェットはほぼ合体し、凹みが単独で存在する
場合と同様に、外側の凹みの外縁から液滴が激しく飛散
する。
【００３１】(b) ２Ｄ12／（Ｄ1 ＋Ｄ2 ）が１．６０以
上の場合、図１ｂに示すように同方位の２つのジェット
は完全に分離し、浴面では両側ジェットのせん断力によ
りちぎれて液滴が発生する。
上の場合、図１ｂに示すように同方位の２つのジェット
は完全に分離し、浴面では両側ジェットのせん断力によ
りちぎれて液滴が発生する。
【００３２】以上のことから、同方位に２つのガスジェ
ットを上吹きする場合、液滴の発生を抑制しうる最適凹
み間距離が存在し、これが次式(1) で表されることが明
らかとなった。
ットを上吹きする場合、液滴の発生を抑制しうる最適凹
み間距離が存在し、これが次式(1) で表されることが明
らかとなった。
【００３３】 ０．７５＜２Ｄ12／（Ｄ1 ＋Ｄ2 ）＜１．６０ (1) 本発明の方法を上底吹き転炉での酸素上吹きに適用する
場合、上吹きランスのノズル傾斜角度θ1 、θ2 、およ
びランス−湯面間距離Ｈ0 は、スピッティング抑制のた
め、(1) 式を満たした上で、以下のことを考慮し決定す
る。
場合、上吹きランスのノズル傾斜角度θ1 、θ2 、およ
びランス−湯面間距離Ｈ0 は、スピッティング抑制のた
め、(1) 式を満たした上で、以下のことを考慮し決定す
る。
【００３４】本発明に係るランスのノズル配置は図４
(b) に示すように、同心円上の同方位に２つのノズルを
配置する。したがって、ノズルの孔数は偶数となるが、
６または８とするのがよい。２または４孔ではランス軸
周りの対称性が悪く、１０孔以上ではランス先端の冷却
構造が複雑になってコストが増大する。
(b) に示すように、同心円上の同方位に２つのノズルを
配置する。したがって、ノズルの孔数は偶数となるが、
６または８とするのがよい。２または４孔ではランス軸
周りの対称性が悪く、１０孔以上ではランス先端の冷却
構造が複雑になってコストが増大する。
【００３５】また、特開平６−５７３２０号公報に記載
されているように、ノズル傾斜角度を大きくし過ぎる
と、脱炭反応で発生したＣＯガスが過剰に二次燃焼し、
脱炭酸素効率の低下や耐火物損耗といった問題を生じ
る。
されているように、ノズル傾斜角度を大きくし過ぎる
と、脱炭反応で発生したＣＯガスが過剰に二次燃焼し、
脱炭酸素効率の低下や耐火物損耗といった問題を生じ
る。
【００３６】θ2 が大きい場合でもランス高さＨ0 を小
さくすれば凹みを浴面中心近くに形成させることが可能
であるが、スピッティングに起因するランスの溶損や熱
変形が発生しやすく、ランス寿命が短くなる。
さくすれば凹みを浴面中心近くに形成させることが可能
であるが、スピッティングに起因するランスの溶損や熱
変形が発生しやすく、ランス寿命が短くなる。
【００３７】また、ランス高さＨ0 が大きすぎると、ジ
ェットの広がりが大きくなり、ノズル傾斜角度を大きく
しすぎたときと同様、ＣＯガスの二次燃焼による脱炭酸
素効率の低下や耐火物損耗の問題を生じる。
ェットの広がりが大きくなり、ノズル傾斜角度を大きく
しすぎたときと同様、ＣＯガスの二次燃焼による脱炭酸
素効率の低下や耐火物損耗の問題を生じる。
【００３８】本発明を上吹きランスに適用する際、２種
類のノズル傾斜角θ1 、θ2 、およびランス高さＨ0 の
適正範囲は、例えば、内径６ｍの転炉で、２７０ton/チ
ャージ、送酸速度が溶鋼トン当たり３〜３．７Nm3/min
の吹錬を行う場合、 ６°≦θ1 ≦１５°、 １０°≦θ2 ≦２５°、 ２２００mm≦Ｈ0 ≦３３００mm、 である。
類のノズル傾斜角θ1 、θ2 、およびランス高さＨ0 の
適正範囲は、例えば、内径６ｍの転炉で、２７０ton/チ
ャージ、送酸速度が溶鋼トン当たり３〜３．７Nm3/min
の吹錬を行う場合、 ６°≦θ1 ≦１５°、 １０°≦θ2 ≦２５°、 ２２００mm≦Ｈ0 ≦３３００mm、 である。
【００３９】本発明の精錬方法は上底吹き転炉に限ら
ず、上吹き転炉、電気炉、およびＡＯＤ炉のような製鋼
プロセスの他、銅精錬炉のような上吹きランスから精錬
用ガスを供給するあらゆる金属の精錬プロセスに適用可
能である。
ず、上吹き転炉、電気炉、およびＡＯＤ炉のような製鋼
プロセスの他、銅精錬炉のような上吹きランスから精錬
用ガスを供給するあらゆる金属の精錬プロセスに適用可
能である。
【００４０】
【実施例】（実施例１）溶鋼量２７０ton/チャージの上
底吹き転炉において、本発明方法を適用した酸素上吹き
により低炭素鋼を溶製し、スピッテイングロス量の調査
を実施した。
底吹き転炉において、本発明方法を適用した酸素上吹き
により低炭素鋼を溶製し、スピッテイングロス量の調査
を実施した。
【００４１】吹錬は全て脱りん銑を用いたレススラグ吹
錬（スラグ量溶鋼ton 当たり３０〜３５kg）であり、上
吹き酸素流量は３．４Nm3/hr、底吹きガスはＣＯ2 ０．
１２Nm3/min 、ランス高さは約２．７ｍで一定とした。
また、終点［Ｃ］は約０．０５％で一定とした。
錬（スラグ量溶鋼ton 当たり３０〜３５kg）であり、上
吹き酸素流量は３．４Nm3/hr、底吹きガスはＣＯ2 ０．
１２Nm3/min 、ランス高さは約２．７ｍで一定とした。
また、終点［Ｃ］は約０．０５％で一定とした。
【００４２】ランスは全てスロート径４４mmφ、出口径
６０mmφの６孔ランスとし、ノズル傾斜角度は全ノズル
同一のもの（比較例１、２）と傾斜角度の異なるノズル
を同方位に２つずつ配置したもの（比較例３、４及び実
施例）を用いた。各ノズル方位を、前者では６０°ず
つ、後者では１２０°ずつずらしてノズルを周方向に均
等に配置した。また、ランス中心からノズル出口中心ま
での距離は、前者では全ノズル１００mmとし、後者では
内側ノズルまでを６５mm、外側ノズルまでを１４０mmと
した。
６０mmφの６孔ランスとし、ノズル傾斜角度は全ノズル
同一のもの（比較例１、２）と傾斜角度の異なるノズル
を同方位に２つずつ配置したもの（比較例３、４及び実
施例）を用いた。各ノズル方位を、前者では６０°ず
つ、後者では１２０°ずつずらしてノズルを周方向に均
等に配置した。また、ランス中心からノズル出口中心ま
での距離は、前者では全ノズル１００mmとし、後者では
内側ノズルまでを６５mm、外側ノズルまでを１４０mmと
した。
【００４３】また、ランス中央部への粒鉄付着を防止す
るため、２０mmφのノズルを各ランスの中央部に配置し
た。
るため、２０mmφのノズルを各ランスの中央部に配置し
た。
【００４４】表１に本発明例および比較例の操業時の出
鋼歩留の増分を示す。これらの値は、各ランスを約２０
チャージ使用したときの平均値である。同表には(2) 〜
(5)式を用いて計算される２Ｄ12／（Ｄ1 ＋Ｄ2 ）を同
時に示した。なお、出鋼歩留（％）は比較例１を基準値
として、これに対する増減で示した。
鋼歩留の増分を示す。これらの値は、各ランスを約２０
チャージ使用したときの平均値である。同表には(2) 〜
(5)式を用いて計算される２Ｄ12／（Ｄ1 ＋Ｄ2 ）を同
時に示した。なお、出鋼歩留（％）は比較例１を基準値
として、これに対する増減で示した。
【００４５】まず、比較例１、２と本発明例１とを比較
して述べる。比較例１はノズル傾斜角度を本発明例１の
傾斜角度が小さい方のノズルと同じ８°とした場合であ
る。実施例１よりスピッティングロスが大きいため出鋼
歩留は低い。
して述べる。比較例１はノズル傾斜角度を本発明例１の
傾斜角度が小さい方のノズルと同じ８°とした場合であ
る。実施例１よりスピッティングロスが大きいため出鋼
歩留は低い。
【００４６】これに対し、比較例２はノズル傾斜角度を
本発明例１の外側のノズルと同じ２０°とした場合であ
る。比較例１と比べて鉛直方向へ飛散するスピッティン
グが減少するため出鋼歩留は若干増加するものの、本発
明例１ほどではない。
本発明例１の外側のノズルと同じ２０°とした場合であ
る。比較例１と比べて鉛直方向へ飛散するスピッティン
グが減少するため出鋼歩留は若干増加するものの、本発
明例１ほどではない。
【００４７】次に、傾斜角度の異なるノズルを同方位に
２つずつ配置した場合（比較例３、４及び本発明例１〜
３）を比較する。
２つずつ配置した場合（比較例３、４及び本発明例１〜
３）を比較する。
【００４８】表１からわかるように、２Ｄ12／（Ｄ1 ＋
Ｄ2 ）が(1) 式を満たす本発明例１〜３では出鋼歩留は
比較例１の基準値に対し０．８〜０．９％と大きく向上
している。これに対し(1) 式の範囲外である比較例３、
４は同基準値と大差はない。
Ｄ2 ）が(1) 式を満たす本発明例１〜３では出鋼歩留は
比較例１の基準値に対し０．８〜０．９％と大きく向上
している。これに対し(1) 式の範囲外である比較例３、
４は同基準値と大差はない。
【００４９】この現象は次の様に説明される。２Ｄ12／
（Ｄ1 ＋Ｄ2 ）が０．７５以下であると、同方位の２つ
のジェットは合体した状態となり、凹みが単独で存在す
る場合と同様に外側の凹みの外縁からスピッティングが
激しく発生する。また、２Ｄ12／（Ｄ1 ＋Ｄ2 ）が１．
６０以上であると、２つのジェットは完全に分離した状
態となり、その間の浴面が両側ジェットのせん断力によ
りちぎれてスピッティングが多量発生する。つまり、ス
ピッティングロス低減のためには２Ｄ12／（Ｄ1 ＋
Ｄ2 ）が(1) 式を満足する必要がある。
（Ｄ1 ＋Ｄ2 ）が０．７５以下であると、同方位の２つ
のジェットは合体した状態となり、凹みが単独で存在す
る場合と同様に外側の凹みの外縁からスピッティングが
激しく発生する。また、２Ｄ12／（Ｄ1 ＋Ｄ2 ）が１．
６０以上であると、２つのジェットは完全に分離した状
態となり、その間の浴面が両側ジェットのせん断力によ
りちぎれてスピッティングが多量発生する。つまり、ス
ピッティングロス低減のためには２Ｄ12／（Ｄ1 ＋
Ｄ2 ）が(1) 式を満足する必要がある。
【００５０】以上の結果より、本発明の上吹き方法はス
ピッティングロスの低減に最適な方法であることがわか
った。
ピッティングロスの低減に最適な方法であることがわか
った。
【００５１】
【表１】
【００５２】
【発明の効果】溶融金属浴面に精錬用ガスを吹き付ける
精錬プロセスにおいて、本発明の上吹き方法によりスピ
ッティングを大幅に低減することができる。
精錬プロセスにおいて、本発明の上吹き方法によりスピ
ッティングを大幅に低減することができる。
【００５３】これにより、精錬歩留の向上および炉口地
金付着等の操業トラブルの回避が達成され、生産性を向
上することができる。
金付着等の操業トラブルの回避が達成され、生産性を向
上することができる。
【図１】溶融金属表面に精錬用ガスのジェットを吹き付
けた状態を示す模式図であり、同図(a) は凹みが単独の
場合、同図(b) は凹みが２つの場合である。
けた状態を示す模式図であり、同図(a) は凹みが単独の
場合、同図(b) は凹みが２つの場合である。
【図２】本発明に係るランスの１方位における精錬ガス
ジェットの状態を模式的に示す縦断面概要図である。
ジェットの状態を模式的に示す縦断面概要図である。
【図３】縮尺１／１０の水モデル実験の概要図である。
【図４】水モデル実験に用いたランスを模式的に示す概
要図であり、同図(a) は縦断面図同図(b) は平面図であ
る。
要図であり、同図(a) は縦断面図同図(b) は平面図であ
る。
【図５】水モデル実験により得られた２Ｄ12／（Ｄ1 ＋
Ｄ2 ）と液滴発生速度との関係を示すグラフである。
Ｄ2 ）と液滴発生速度との関係を示すグラフである。
１ ：ランス ２ ：ノズル ３ ：ノズル ４ａ、４ｂ：ジェット ５ ：溶融金属浴面あるいは水面 ６ａ、６ｂ：凹み ７ ：液滴 ８ ：吸水紙
Claims (1)
- 【請求項１】 ランス軸を中心とする２つの同心円上の
同方位にノズルが配置された溶融金属の精錬用ランスか
ら溶融金属表面に精錬用ガスを吹き付ける精錬方法であ
って、同方位に噴出した２つのガスジェットが溶融金属
表面に形成する凹みの直径をＤ1 およびＤ2 とし、２つ
の凹みの中心間距離をＤ12とした時、これらが下記(1)
式を満足することを特徴とする溶融金属の精錬方法。 ０．７５＜２Ｄ12／（Ｄ1 ＋Ｄ2 ）＜１．６０ (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11108018A JP2000303114A (ja) | 1999-04-15 | 1999-04-15 | 溶融金属の精錬方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11108018A JP2000303114A (ja) | 1999-04-15 | 1999-04-15 | 溶融金属の精錬方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000303114A true JP2000303114A (ja) | 2000-10-31 |
Family
ID=14473905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11108018A Pending JP2000303114A (ja) | 1999-04-15 | 1999-04-15 | 溶融金属の精錬方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000303114A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012107304A (ja) * | 2010-11-19 | 2012-06-07 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 転炉吹錬方法 |
| WO2018207718A1 (ja) * | 2017-05-08 | 2018-11-15 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 転炉の操業方法 |
| CN115232923A (zh) * | 2022-07-27 | 2022-10-25 | 辽宁科技大学 | 一种vd炉精炼钢液的方法 |
-
1999
- 1999-04-15 JP JP11108018A patent/JP2000303114A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012107304A (ja) * | 2010-11-19 | 2012-06-07 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 転炉吹錬方法 |
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| JPWO2018207718A1 (ja) * | 2017-05-08 | 2019-11-07 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 転炉の操業方法 |
| KR20190137862A (ko) * | 2017-05-08 | 2019-12-11 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 전로의 조업 방법 |
| CN110612356A (zh) * | 2017-05-08 | 2019-12-24 | 杰富意钢铁株式会社 | 转炉的操作方法 |
| KR102254941B1 (ko) | 2017-05-08 | 2021-05-21 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 전로의 조업 방법 |
| CN110612356B (zh) * | 2017-05-08 | 2021-06-29 | 杰富意钢铁株式会社 | 转炉的操作方法 |
| US11124849B2 (en) | 2017-05-08 | 2021-09-21 | Jfe Steel Corporation | Method for operating converter |
| CN115232923A (zh) * | 2022-07-27 | 2022-10-25 | 辽宁科技大学 | 一种vd炉精炼钢液的方法 |
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|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
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