JP2851554B2 - 酸素吹き込み用ランス - Google Patents
酸素吹き込み用ランスInfo
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- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
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- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
- Furnace Charging Or Discharging (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属材料の溶解、溶融
金属の昇温・精錬等に用いられる電気炉、特に溶銑を使
用する電気炉に酸素を吹き込むためのランスに関する。
金属の昇温・精錬等に用いられる電気炉、特に溶銑を使
用する電気炉に酸素を吹き込むためのランスに関する。
【0002】
【従来の技術】電気炉としては、直流電気炉と交流電気
炉とが知られている。前者は、炉内に装入された金属材
料の上方に設けられた上部電極と、炉底あるいは側壁等
に設けられた下部電極との間に電流を流して発生したア
ークを熱源として金属の溶解、溶融金属の精錬等を行う
ものである。一方、後者は、前記金属材料の上方に設け
られた3本の電極間に電流を流して発生したアークを熱
源として金属材料の溶解、溶融金属の精錬等を行うもの
である。
炉とが知られている。前者は、炉内に装入された金属材
料の上方に設けられた上部電極と、炉底あるいは側壁等
に設けられた下部電極との間に電流を流して発生したア
ークを熱源として金属の溶解、溶融金属の精錬等を行う
ものである。一方、後者は、前記金属材料の上方に設け
られた3本の電極間に電流を流して発生したアークを熱
源として金属材料の溶解、溶融金属の精錬等を行うもの
である。
【0003】この種の電気炉においては、金属材料の溶
解促進、溶融金属の精錬等を行うためにランスを用いて
炉内の溶融金属に酸素や粉体を吹き込む作業が一般に行
われている。従来のランスとしては、例えば、実開平2
−38457号公報に記載のものが知られている。この
ランスaは、図6に示すように、直線状に形成されてお
り、自走台車bに搭載されて電気炉cの側壁から炉c内
に挿入されている。該ランスaの先端部には一個の酸素
吹き込み用ノズルdが形成されている。
解促進、溶融金属の精錬等を行うためにランスを用いて
炉内の溶融金属に酸素や粉体を吹き込む作業が一般に行
われている。従来のランスとしては、例えば、実開平2
−38457号公報に記載のものが知られている。この
ランスaは、図6に示すように、直線状に形成されてお
り、自走台車bに搭載されて電気炉cの側壁から炉c内
に挿入されている。該ランスaの先端部には一個の酸素
吹き込み用ノズルdが形成されている。
【0004】ところで、このランスaは、通常、40A
程度の小径のパイプが用いられている。従って、酸素吹
き込み用ノズルdのノズル内背圧(ノズル出口側のガス
圧力)を臨界圧(ノズル内圧力/雰囲気圧力>1.8
9)に維持するにはパイプ内の酸素流量が極めて多くな
って現実的でないので、ノズル内背圧を臨界圧以下、す
なわち、ノズルdからの酸素噴射速度を音速以下にして
いる。そして、酸素噴射速度が音速以下であることと上
述したようにノズルdの数が一個であることから、酸素
の利用効率をあげるためにランスaの先端部を溶融金属
eに浸漬して該溶融金属e内で酸素ジェットを噴射して
いる。
程度の小径のパイプが用いられている。従って、酸素吹
き込み用ノズルdのノズル内背圧(ノズル出口側のガス
圧力)を臨界圧(ノズル内圧力/雰囲気圧力>1.8
9)に維持するにはパイプ内の酸素流量が極めて多くな
って現実的でないので、ノズル内背圧を臨界圧以下、す
なわち、ノズルdからの酸素噴射速度を音速以下にして
いる。そして、酸素噴射速度が音速以下であることと上
述したようにノズルdの数が一個であることから、酸素
の利用効率をあげるためにランスaの先端部を溶融金属
eに浸漬して該溶融金属e内で酸素ジェットを噴射して
いる。
【0005】しかしながら、このようにランスaの先端
部を溶融金属eに浸漬すると、溶融金属eの熱によって
ランスaが次第に消耗してしまうので自走台車bに新た
なランスaを供給しなければならず、ランスaの供給作
業が面倒になると共に供給する新たなランスaのコスト
も多大なものとなる不都合がある。また、ランスaの先
端が熱で曲がって上方に酸素ジェットが噴射されるよう
な状況になると炉壁が熱負荷に耐えられなくなって炉壁
の損傷を招き炉の操業ができなくなるという不都合があ
る。
部を溶融金属eに浸漬すると、溶融金属eの熱によって
ランスaが次第に消耗してしまうので自走台車bに新た
なランスaを供給しなければならず、ランスaの供給作
業が面倒になると共に供給する新たなランスaのコスト
も多大なものとなる不都合がある。また、ランスaの先
端が熱で曲がって上方に酸素ジェットが噴射されるよう
な状況になると炉壁が熱負荷に耐えられなくなって炉壁
の損傷を招き炉の操業ができなくなるという不都合があ
る。
【0006】そこで、このような不都合を解消するため
に、特開平6−192718号公報に記載の水冷式ラン
スが提案されている。この水冷式ランスfは、図7に示
すように、直線状に形成されており、電気炉cの側壁に
設けられた作業口gから炉内に挿入されている。そして
挿入状態では溶融金属e表面の上方に配置されている。
また、ランスfの先端部には溶融金属eの表面に向けて
酸素ジェットを超音速で噴射する末広がり形状のラバー
ル形ノズルhが形成されている。ここで、ラバール形ノ
ズルhとは、図8に示すように、断面形状を末広がり形
状とすることにより、通常のストレート形ノズルや断面
急拡大ノズルでは達成できなかった超音速での酸素ジェ
ットの噴射を可能にしたものである。このように、水冷
式ランスfは、ラバール形ノズルhを用いて酸素ジェッ
トを超音速で噴射することにより、溶融金属eへの酸素
供給量を増大して、換言すれば、酸素の利用効率を高め
て溶融金属eの上方位置からの酸素噴射を可能にし、こ
れにより、ランスfの先端部を溶融金属eに浸漬しなく
て済むようにして上述した不都合を解消している。
に、特開平6−192718号公報に記載の水冷式ラン
スが提案されている。この水冷式ランスfは、図7に示
すように、直線状に形成されており、電気炉cの側壁に
設けられた作業口gから炉内に挿入されている。そして
挿入状態では溶融金属e表面の上方に配置されている。
また、ランスfの先端部には溶融金属eの表面に向けて
酸素ジェットを超音速で噴射する末広がり形状のラバー
ル形ノズルhが形成されている。ここで、ラバール形ノ
ズルhとは、図8に示すように、断面形状を末広がり形
状とすることにより、通常のストレート形ノズルや断面
急拡大ノズルでは達成できなかった超音速での酸素ジェ
ットの噴射を可能にしたものである。このように、水冷
式ランスfは、ラバール形ノズルhを用いて酸素ジェッ
トを超音速で噴射することにより、溶融金属eへの酸素
供給量を増大して、換言すれば、酸素の利用効率を高め
て溶融金属eの上方位置からの酸素噴射を可能にし、こ
れにより、ランスfの先端部を溶融金属eに浸漬しなく
て済むようにして上述した不都合を解消している。
【0007】また、溶融金属の精錬を行う転炉において
も、上述した水冷式ランスが用いられている。この水冷
ランスは、図示は省略するが転炉の上部炉口部から挿入
されており、ノズルはラバール形ノズルが用いられて超
音速(500m/s以上)で溶融金属に向けて酸素ジェ
ットを噴射するようになっている。尚、溶融金属の表面
からノズルまでの高さ(以下、「ランスハイト」とい
う。)は、噴射された酸素ジェットの溶融金属表面到達
速度が50m/s以下となるように2〜4mの範囲で設
定される。このように溶融金属表面到達速度を50m/
s以下にすることにより、酸素ジェットが溶融金属表面
に衝突した際の溶融金属及びスラグの飛散量を抑制して
いる。
も、上述した水冷式ランスが用いられている。この水冷
ランスは、図示は省略するが転炉の上部炉口部から挿入
されており、ノズルはラバール形ノズルが用いられて超
音速(500m/s以上)で溶融金属に向けて酸素ジェ
ットを噴射するようになっている。尚、溶融金属の表面
からノズルまでの高さ(以下、「ランスハイト」とい
う。)は、噴射された酸素ジェットの溶融金属表面到達
速度が50m/s以下となるように2〜4mの範囲で設
定される。このように溶融金属表面到達速度を50m/
s以下にすることにより、酸素ジェットが溶融金属表面
に衝突した際の溶融金属及びスラグの飛散量を抑制して
いる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ノズルから
噴射された酸素ジェットの流速はランスハイトに逆比例
して減衰するため、ランスハイトを高くとることが酸素
ジェットの溶融金属表面到達速度を低下させる有効な手
段であることは知られている。しかしながら、かかる水
冷式ランスfを電気炉cに用いた場合には、直線状のラ
ンスfを電気炉cの側壁の作業口gから挿入しているた
め、作業口gの大きさによってその挿入高さが規制さ
れ、従って、転炉に比べてランスハイトが著しく制限さ
れる。この場合、転炉のようにランスfを炉の上部から
挿入するか、或いは図7で二点鎖線で示すようにランス
f全体を上方に傾けて挿入してランスハイトを高くとる
ことが考えられるが、電気炉cの高さは転炉の約1/2
程度であるため、いずれにしても転炉のようなランスハ
イトをとることができず、しかも、前者においては電気
炉cの上部には電極が設けられているためにランスfを
電気炉cの上部から挿入することは困難であり、後者で
は溶融金属eに対する酸素ジェットの衝突角度が小さく
なってしまうため溶融金属eやスラグの上方への飛散量
が低減しても炉側壁への飛散量が増大してしまう。
噴射された酸素ジェットの流速はランスハイトに逆比例
して減衰するため、ランスハイトを高くとることが酸素
ジェットの溶融金属表面到達速度を低下させる有効な手
段であることは知られている。しかしながら、かかる水
冷式ランスfを電気炉cに用いた場合には、直線状のラ
ンスfを電気炉cの側壁の作業口gから挿入しているた
め、作業口gの大きさによってその挿入高さが規制さ
れ、従って、転炉に比べてランスハイトが著しく制限さ
れる。この場合、転炉のようにランスfを炉の上部から
挿入するか、或いは図7で二点鎖線で示すようにランス
f全体を上方に傾けて挿入してランスハイトを高くとる
ことが考えられるが、電気炉cの高さは転炉の約1/2
程度であるため、いずれにしても転炉のようなランスハ
イトをとることができず、しかも、前者においては電気
炉cの上部には電極が設けられているためにランスfを
電気炉cの上部から挿入することは困難であり、後者で
は溶融金属eに対する酸素ジェットの衝突角度が小さく
なってしまうため溶融金属eやスラグの上方への飛散量
が低減しても炉側壁への飛散量が増大してしまう。
【0009】従って、直線状のランスfを電気炉cに用
いた場合はランスハイトが著しく制限されてノズルhか
らの酸素噴射速度は転炉の場合とほぼ同等で500m/
s以上を有しているにもかかわらず溶融金属表面到達速
度は100m/s以上となり、酸素ジェットが溶融金属
e表面に与える衝撃エネルギーは転炉の場合と比べて局
所的に極めて大きくなる。この結果、該衝撃エネルギー
が溶融金属やスラグ等に攪拌力やせん断力として作用し
て粒状化された該溶融金属やスラグが多量に飛散すると
いう不都合が生じる。
いた場合はランスハイトが著しく制限されてノズルhか
らの酸素噴射速度は転炉の場合とほぼ同等で500m/
s以上を有しているにもかかわらず溶融金属表面到達速
度は100m/s以上となり、酸素ジェットが溶融金属
e表面に与える衝撃エネルギーは転炉の場合と比べて局
所的に極めて大きくなる。この結果、該衝撃エネルギー
が溶融金属やスラグ等に攪拌力やせん断力として作用し
て粒状化された該溶融金属やスラグが多量に飛散すると
いう不都合が生じる。
【0010】そして、飛散した溶融金属やスラグが電気
炉内の炉壁或いはガス排気用のエルボ等に付着すると、
電極と炉蓋とがショートして大電流が流れてしまい、こ
の結果、炉蓋が焼損したり、炉の側壁を覆う水冷ボック
スの水冷配管の水漏れが生じたり、電極挿入部(小天
井)の寿命が低下したり、炉蓋付着地金が溶融金属に落
下して溶融金属の温度が低下したり、或いはカーボン外
れ等の種々の弊害を招く。また、飛散した溶融金属等が
炉蓋に付着すると炉蓋の重量が増加して炉蓋の昇降が不
能となり、さらに、水冷式ランスに付着すると該ランス
が溶損し、さらに、溶融金属の多量の飛散より鉄の歩留
りが低下するという種々の弊害を招く。
炉内の炉壁或いはガス排気用のエルボ等に付着すると、
電極と炉蓋とがショートして大電流が流れてしまい、こ
の結果、炉蓋が焼損したり、炉の側壁を覆う水冷ボック
スの水冷配管の水漏れが生じたり、電極挿入部(小天
井)の寿命が低下したり、炉蓋付着地金が溶融金属に落
下して溶融金属の温度が低下したり、或いはカーボン外
れ等の種々の弊害を招く。また、飛散した溶融金属等が
炉蓋に付着すると炉蓋の重量が増加して炉蓋の昇降が不
能となり、さらに、水冷式ランスに付着すると該ランス
が溶損し、さらに、溶融金属の多量の飛散より鉄の歩留
りが低下するという種々の弊害を招く。
【0011】本発明はかかる不都合を解消するためにな
されたものであり、炉内の溶融金属へ酸素を吹き込む作
業に際して、新たなランスの供給を不要にすることがで
きるのは勿論のこと、溶融金属やスラグの飛散を良好に
抑制することができる酸素吹き込み用ランスを提供する
ことを目的とする。
されたものであり、炉内の溶融金属へ酸素を吹き込む作
業に際して、新たなランスの供給を不要にすることがで
きるのは勿論のこと、溶融金属やスラグの飛散を良好に
抑制することができる酸素吹き込み用ランスを提供する
ことを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、請求項1に係る酸素吹き込み用ランスは、電気炉
の側壁に形成された作業口から該電気炉内に挿入されて
該電気炉内の溶融金属の上方に配置され、該溶融金属の
表面に向けて酸素ジェットを噴射するノズルを先端部に
備えたランスにおいて、前記電気炉内に挿入された部分
を上方に傾けて延出させて先端部を前記作業口への挿入
方向の延長線より上方に配置し、前記ノズルを一端部か
ら他端部までの断面形状が均一なストレート形ノズルと
すると共に、該ノズルを複数形成したことを特徴とす
る。
めに、請求項1に係る酸素吹き込み用ランスは、電気炉
の側壁に形成された作業口から該電気炉内に挿入されて
該電気炉内の溶融金属の上方に配置され、該溶融金属の
表面に向けて酸素ジェットを噴射するノズルを先端部に
備えたランスにおいて、前記電気炉内に挿入された部分
を上方に傾けて延出させて先端部を前記作業口への挿入
方向の延長線より上方に配置し、前記ノズルを一端部か
ら他端部までの断面形状が均一なストレート形ノズルと
すると共に、該ノズルを複数形成したことを特徴とす
る。
【0013】請求項2に係る酸素吹き込み用ランスは、
前記傾けた部分の先端部を前記溶融金属の表面に向けて
屈曲させ、該屈曲部分の先端面に前記ノズルを形成した
ことを特徴とする。請求項3に係る酸素吹き込み用ラン
スは、前電気炉の側壁と上部電極との間の溶融金属の表
面に酸素ジェットが噴射される位置に前記ノズルを配置
したことを特徴とする。
前記傾けた部分の先端部を前記溶融金属の表面に向けて
屈曲させ、該屈曲部分の先端面に前記ノズルを形成した
ことを特徴とする。請求項3に係る酸素吹き込み用ラン
スは、前電気炉の側壁と上部電極との間の溶融金属の表
面に酸素ジェットが噴射される位置に前記ノズルを配置
したことを特徴とする。
【0014】
【作用】請求項1又は2の発明では、ノズルを、ノズル
内背圧が臨界圧力以上であっても噴射速度が高々音速に
しか達しないストレート形ノズルとすることによって、
酸素ジェットの噴射速度を音速以下にすると共に、ラン
スの電気炉内に挿入された部分を上方に傾けて延出させ
て先端部を作業口への挿入方向の延長線より上方に配置
することにより溶融金属に対する酸素ジェットの衝突角
度を従来のように小さくすることなくランスハイトが高
くとれるようにして高い位置からの酸素ジェットの噴射
を可能にし、これにより該酸素ジェットの溶融金属表面
到達速度を遅くして溶融金属表面に与える衝撃エネルギ
ーを小さくする。
内背圧が臨界圧力以上であっても噴射速度が高々音速に
しか達しないストレート形ノズルとすることによって、
酸素ジェットの噴射速度を音速以下にすると共に、ラン
スの電気炉内に挿入された部分を上方に傾けて延出させ
て先端部を作業口への挿入方向の延長線より上方に配置
することにより溶融金属に対する酸素ジェットの衝突角
度を従来のように小さくすることなくランスハイトが高
くとれるようにして高い位置からの酸素ジェットの噴射
を可能にし、これにより該酸素ジェットの溶融金属表面
到達速度を遅くして溶融金属表面に与える衝撃エネルギ
ーを小さくする。
【0015】また、ストレート形ノズルを複数形成する
ことで、噴射速度を音速以下にすることによって生じる
溶融金属への酸素供給量不足を補って酸素と溶融金属と
を効率的に反応させると共に、ストレート形ノズルを複
数形成することとランスハイトを高くすることで溶融金
属表面に広範囲に酸素ジェットを噴射して溶融金属表面
における酸素ジェットの衝突面積を増大させ、これによ
り単位面積当たりの衝撃エネルギーを小さくする。
ことで、噴射速度を音速以下にすることによって生じる
溶融金属への酸素供給量不足を補って酸素と溶融金属と
を効率的に反応させると共に、ストレート形ノズルを複
数形成することとランスハイトを高くすることで溶融金
属表面に広範囲に酸素ジェットを噴射して溶融金属表面
における酸素ジェットの衝突面積を増大させ、これによ
り単位面積当たりの衝撃エネルギーを小さくする。
【0016】請求項3の発明では、電気炉の側壁と上部
電極との間の溶融金属の表面に酸素ジェットが噴射され
るように前記ノズルを配置することによって、上部電極
に酸素ジェットが直接当たらないようにして該上部電極
の損耗量を低減する。
電極との間の溶融金属の表面に酸素ジェットが噴射され
るように前記ノズルを配置することによって、上部電極
に酸素ジェットが直接当たらないようにして該上部電極
の損耗量を低減する。
【0017】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1〜図5を参照
して説明する。図1は本発明の一実施例である酸素吹き
込み用ランスを電気炉に配置した状態を示す概略断面
図、図2は図1の部分的詳細図、図3は図2の平面図、
図4は酸素吹き込み用ランスの断面図、図5は図4の矢
印方向から見た図である。尚、本実施例では、電気炉
として溶銑を使用する直流電気炉を例に採る。
して説明する。図1は本発明の一実施例である酸素吹き
込み用ランスを電気炉に配置した状態を示す概略断面
図、図2は図1の部分的詳細図、図3は図2の平面図、
図4は酸素吹き込み用ランスの断面図、図5は図4の矢
印方向から見た図である。尚、本実施例では、電気炉
として溶銑を使用する直流電気炉を例に採る。
【0018】まず、図1を参照して直流電気炉(以下、
電気炉と略称する。)1から説明すると、符号2は耐火
物からなる炉体、3は炉体2の側壁4を覆う水冷ボック
ス、5は炉体2の上部に設けられた炉蓋、6は炉蓋5の
中心部から小天井7を介して電気炉1内に昇降自在に挿
入された上部電極であり、上部電極6と炉体2の炉底8
等に取り付けた下部電極(図示せず)との間に直流電流
を流して上部電極6にアークを発生させることにより、
該アークを熱源として電気炉1内に装入されたスクラッ
プの溶解、溶融金属9の精錬及び溶銑の昇温等を行う。
電気炉と略称する。)1から説明すると、符号2は耐火
物からなる炉体、3は炉体2の側壁4を覆う水冷ボック
ス、5は炉体2の上部に設けられた炉蓋、6は炉蓋5の
中心部から小天井7を介して電気炉1内に昇降自在に挿
入された上部電極であり、上部電極6と炉体2の炉底8
等に取り付けた下部電極(図示せず)との間に直流電流
を流して上部電極6にアークを発生させることにより、
該アークを熱源として電気炉1内に装入されたスクラッ
プの溶解、溶融金属9の精錬及び溶銑の昇温等を行う。
【0019】そして、溶融金属9の加熱補助、精錬及び
溶銑の加熱補助を行うべく、図2及び図3に示すよう
に、炉体2の側壁4に形成された作業口10から粉体吹
き込み用ランス11と2本の水冷式酸素吹き込み用ラン
ス12a,12bとがそれぞれ電気炉1内に挿入されて
いる。各ランス11,12a,12bは、駆動装置(図
示せず)よって電気炉1内での位置調整及び電気炉1へ
の進退移動ができるようになっている。
溶銑の加熱補助を行うべく、図2及び図3に示すよう
に、炉体2の側壁4に形成された作業口10から粉体吹
き込み用ランス11と2本の水冷式酸素吹き込み用ラン
ス12a,12bとがそれぞれ電気炉1内に挿入されて
いる。各ランス11,12a,12bは、駆動装置(図
示せず)よって電気炉1内での位置調整及び電気炉1へ
の進退移動ができるようになっている。
【0020】次に、本発明の一実施例である酸素吹き込
み用ランス12a,12bを図2〜図5を参照して説明
する。尚、水冷式酸素吹き込み用ランス12a,12b
は、図3に示すように、互いに水平方向に対称配置され
た点を除いてその構成が同一であるので、ここでは水冷
式酸素吹き込み用ランス12aのみを説明する。酸素吹
き込み用ランス12aは、図2及び図3に示すように、
作業口10から電気炉1内に挿入されたランス本体13
と、該ランス本体13の先端部に設けられたランスチッ
プ14とを備える。
み用ランス12a,12bを図2〜図5を参照して説明
する。尚、水冷式酸素吹き込み用ランス12a,12b
は、図3に示すように、互いに水平方向に対称配置され
た点を除いてその構成が同一であるので、ここでは水冷
式酸素吹き込み用ランス12aのみを説明する。酸素吹
き込み用ランス12aは、図2及び図3に示すように、
作業口10から電気炉1内に挿入されたランス本体13
と、該ランス本体13の先端部に設けられたランスチッ
プ14とを備える。
【0021】ランス本体13は、作業口10から略水平
方向に電気炉1内に挿入された直線状の水平部15と、
該水平部15の先端から上方に傾斜して直線状に延出す
る傾斜部16とを備える。ランス本体13の内部中央に
は、図4に示すように、酸素流通路17が形成され、該
酸素流通路17の外側には冷却水流通路18が形成され
ている。ランス本体14の傾斜部16の先端にはランス
チップ14が接続されている。
方向に電気炉1内に挿入された直線状の水平部15と、
該水平部15の先端から上方に傾斜して直線状に延出す
る傾斜部16とを備える。ランス本体13の内部中央に
は、図4に示すように、酸素流通路17が形成され、該
酸素流通路17の外側には冷却水流通路18が形成され
ている。ランス本体14の傾斜部16の先端にはランス
チップ14が接続されている。
【0022】ランスチップ14は、図2及び図4に示す
ように、傾斜部16の先端から下方に屈曲して延出され
ており、その先端面が側壁4と上部電極6との間の溶融
金属9の表面を向くようにされている(図3参照)。ラ
ンスチップ14の内部には、ランス本体13に対応して
酸素流通路19及び冷却水流通路20が形成されてい
る。また、図2に示すように、ランスチップ14の最先
端部は水平部15の軸線延長線X1 (作業口への挿入方
向の延長線)より上方に配置されており、これにより、
溶融金属9に対する酸素ジェットの衝突角度を従来のよ
うに小さくすることなくランスハイトを高くとれるよう
にすると共に、電気炉1内でのランス12aの位置の調
整範囲を広くしてランスハイト調整の際の自由度の向上
を図っている。ランスチップ14の先端面には、ストレ
ート形ノズル21が五個形成されている。
ように、傾斜部16の先端から下方に屈曲して延出され
ており、その先端面が側壁4と上部電極6との間の溶融
金属9の表面を向くようにされている(図3参照)。ラ
ンスチップ14の内部には、ランス本体13に対応して
酸素流通路19及び冷却水流通路20が形成されてい
る。また、図2に示すように、ランスチップ14の最先
端部は水平部15の軸線延長線X1 (作業口への挿入方
向の延長線)より上方に配置されており、これにより、
溶融金属9に対する酸素ジェットの衝突角度を従来のよ
うに小さくすることなくランスハイトを高くとれるよう
にすると共に、電気炉1内でのランス12aの位置の調
整範囲を広くしてランスハイト調整の際の自由度の向上
を図っている。ランスチップ14の先端面には、ストレ
ート形ノズル21が五個形成されている。
【0023】ストレート形ノズル21は、図4に示すよ
うに、一端部から他端部までの断面形状が均一にされた
ものであり、ノズル内背圧が臨界圧力以上であっても噴
射速度が高々音速にしか達しないようにされている。そ
して、本実施例では、図5に示すように、5個のストレ
ート形ノズル21を、ランスチップ14の先端面におい
て周方向に72°ピッチで形成している。また、各スト
レート形ノズル21の指向方向の延長線が側壁4と上部
電極6との間の溶融金属9の表面に到達するようにし、
これによりストレート形ノズル21から噴射された酸素
ジェットが上部電極6に直接当たらないようにしてい
る。
うに、一端部から他端部までの断面形状が均一にされた
ものであり、ノズル内背圧が臨界圧力以上であっても噴
射速度が高々音速にしか達しないようにされている。そ
して、本実施例では、図5に示すように、5個のストレ
ート形ノズル21を、ランスチップ14の先端面におい
て周方向に72°ピッチで形成している。また、各スト
レート形ノズル21の指向方向の延長線が側壁4と上部
電極6との間の溶融金属9の表面に到達するようにし、
これによりストレート形ノズル21から噴射された酸素
ジェットが上部電極6に直接当たらないようにしてい
る。
【0024】ここで、本実施例では、酸素吹き込み用ラ
ンス12a,12bの各送酸量を60Nm3 /min、
ランスハイトを300〜1250mmとした場合に、ス
トレート形ノズル21の噴射速度を300m/sにして
酸素ジェットの溶融金属表面到達速度を50m/s以下
に抑制している。次に、電気炉1の操業手順に従って酸
素吹き込み用ランス12a,12bによる酸素吹き込み
方法を説明する。
ンス12a,12bの各送酸量を60Nm3 /min、
ランスハイトを300〜1250mmとした場合に、ス
トレート形ノズル21の噴射速度を300m/sにして
酸素ジェットの溶融金属表面到達速度を50m/s以下
に抑制している。次に、電気炉1の操業手順に従って酸
素吹き込み用ランス12a,12bによる酸素吹き込み
方法を説明する。
【0025】まず、製鋼原料のスクラップを直流電気炉
1に装入した後、上部電極6からアークを飛ばしてスク
ラップを溶解する。次いで、溶銑を直流電気炉1に装入
した後、作業口10近傍におけるスクラップに向けて酸
素吹き込み用ランス12a,12bの各ストレート形ノ
ズル21から酸素ジェットを噴射してスクラップの溶解
の促進、いわゆるカッティング作業を行う。
1に装入した後、上部電極6からアークを飛ばしてスク
ラップを溶解する。次いで、溶銑を直流電気炉1に装入
した後、作業口10近傍におけるスクラップに向けて酸
素吹き込み用ランス12a,12bの各ストレート形ノ
ズル21から酸素ジェットを噴射してスクラップの溶解
の促進、いわゆるカッティング作業を行う。
【0026】作業口10近傍のスクラップの溶解が進行
すると、酸素吹き込み用ランス12a,12bを電気炉
1内の奥方向に前進させつつストレート形ノズル21か
ら酸素ジェットを噴射して作業口10近傍から奥にかけ
てのスクラップを順次溶解する。スクラップの溶解がほ
ぼ終了した時点で酸素吹き込み用ランス12a,12b
を上昇(図2において二点鎖線で示す。)させてランス
ハイトを高くとり、この状態でストレート形ノズル21
から酸素ジェットを溶融金属9の表面に向けて噴射して
該溶融金属9の昇温・精錬を行う。
すると、酸素吹き込み用ランス12a,12bを電気炉
1内の奥方向に前進させつつストレート形ノズル21か
ら酸素ジェットを噴射して作業口10近傍から奥にかけ
てのスクラップを順次溶解する。スクラップの溶解がほ
ぼ終了した時点で酸素吹き込み用ランス12a,12b
を上昇(図2において二点鎖線で示す。)させてランス
ハイトを高くとり、この状態でストレート形ノズル21
から酸素ジェットを溶融金属9の表面に向けて噴射して
該溶融金属9の昇温・精錬を行う。
【0027】この時、上述したように酸素吹き込み用ラ
ンス12a,12bの各ストレート形ノズル21から噴
射される酸素ジェットの噴射速度を共に音速以下にする
と共に、溶融金属9に対する衝突角度を従来のように小
さくすることなくランスハイトを高くとれるようにして
高い位置からの酸素ジェットの噴射を可能にし、これに
より酸素ジェットの溶融金属表面到達速度を従来の1/
2の50m/s以下にして溶融金属9表面に与える衝撃
エネルギーを大幅に小さくすることができ、しかも、ラ
ンスチップ14にはストレート形ノズル21を五個形成
しているので、噴射速度を音速以下にすることによって
生じる溶融金属9への酸素供給量不足が良好に補われて
酸素と溶融金属9との効率的な反応が可能になると共
に、ストレート形ノズル21を複数形成することとラン
スハイトを高くとることで溶融金属9表面に酸素ジェッ
トを広範囲に噴射して溶融金属の表面における酸素ジェ
ットの衝突面積を増大させることができるので、単位面
積当たりの衝撃エネルギーを小さくすることができる。
この結果、溶融金属やスラグ等に作用する攪拌力やせん
断力を従来にくらべて大幅に低減することができ、溶融
金属やスラグの飛散を大幅に少なくすることができる。
ンス12a,12bの各ストレート形ノズル21から噴
射される酸素ジェットの噴射速度を共に音速以下にする
と共に、溶融金属9に対する衝突角度を従来のように小
さくすることなくランスハイトを高くとれるようにして
高い位置からの酸素ジェットの噴射を可能にし、これに
より酸素ジェットの溶融金属表面到達速度を従来の1/
2の50m/s以下にして溶融金属9表面に与える衝撃
エネルギーを大幅に小さくすることができ、しかも、ラ
ンスチップ14にはストレート形ノズル21を五個形成
しているので、噴射速度を音速以下にすることによって
生じる溶融金属9への酸素供給量不足が良好に補われて
酸素と溶融金属9との効率的な反応が可能になると共
に、ストレート形ノズル21を複数形成することとラン
スハイトを高くとることで溶融金属9表面に酸素ジェッ
トを広範囲に噴射して溶融金属の表面における酸素ジェ
ットの衝突面積を増大させることができるので、単位面
積当たりの衝撃エネルギーを小さくすることができる。
この結果、溶融金属やスラグ等に作用する攪拌力やせん
断力を従来にくらべて大幅に低減することができ、溶融
金属やスラグの飛散を大幅に少なくすることができる。
【0028】また、各ストレート形ノズル21の指向方
向の延長線が共に側壁4と上部電極6との間の溶融金属
9の表面に到達するようにして、各ノズル21から噴射
された酸素ジェットが上部電極6に直接当たらないよう
にしているので該上部電極6の損耗量の低減を図ること
ができる。さらに、酸素吹き込み用ランス12a,12
bを溶融金属9の表面の上方に配置して酸素ジェットを
噴射しているので、従来のように溶融金属9の熱でラン
スが消耗するようなことがなく、従って、酸素吹き込み
作業に際して新たなランスの供給を不要にすることがで
きる。
向の延長線が共に側壁4と上部電極6との間の溶融金属
9の表面に到達するようにして、各ノズル21から噴射
された酸素ジェットが上部電極6に直接当たらないよう
にしているので該上部電極6の損耗量の低減を図ること
ができる。さらに、酸素吹き込み用ランス12a,12
bを溶融金属9の表面の上方に配置して酸素ジェットを
噴射しているので、従来のように溶融金属9の熱でラン
スが消耗するようなことがなく、従って、酸素吹き込み
作業に際して新たなランスの供給を不要にすることがで
きる。
【0029】尚、上記実施例では、ランスチップ14を
下方に屈曲させてその先端面に溶融金属9表面を指向す
るストレート形ノズル21を形成しているが、これに代
えて、ランスチップ14を傾斜部16に沿って直線状に
延出させてその先端部に溶融金属9の表面に指向するス
トレート形ノズル21を形成してもよい。
下方に屈曲させてその先端面に溶融金属9表面を指向す
るストレート形ノズル21を形成しているが、これに代
えて、ランスチップ14を傾斜部16に沿って直線状に
延出させてその先端部に溶融金属9の表面に指向するス
トレート形ノズル21を形成してもよい。
【0030】
【発明の効果】上記の説明から明らかなように、請求項
1又は2の発明によれば、酸素ジェットの噴射速度を音
速以下にすると共に、ランスハイトを高くすることによ
り、酸素ジェットの溶融金属表面到達速度を遅くして溶
融金属表面に与える衝撃エネルギーを小さくし、また、
ストレート形ノズルを複数形成することで、噴射速度を
音速以下にすることによって生じる溶融金属への酸素供
給量不足を補って酸素と溶融金属とを効率良く反応させ
ると共に、ストレート形ノズルを複数形成することとラ
ンスハイトを高くすることで溶融金属表面における酸素
ジェットの衝突面積を増大させて単位面積当たりの衝撃
エネルギーを小さくしているので、溶融金属やスラグ等
に作用する攪拌力やせん断力を従来に比べて大幅に低減
することができ、この結果、溶融金属やスラグの飛散を
大幅に少なくすることができるという効果が得られる。
1又は2の発明によれば、酸素ジェットの噴射速度を音
速以下にすると共に、ランスハイトを高くすることによ
り、酸素ジェットの溶融金属表面到達速度を遅くして溶
融金属表面に与える衝撃エネルギーを小さくし、また、
ストレート形ノズルを複数形成することで、噴射速度を
音速以下にすることによって生じる溶融金属への酸素供
給量不足を補って酸素と溶融金属とを効率良く反応させ
ると共に、ストレート形ノズルを複数形成することとラ
ンスハイトを高くすることで溶融金属表面における酸素
ジェットの衝突面積を増大させて単位面積当たりの衝撃
エネルギーを小さくしているので、溶融金属やスラグ等
に作用する攪拌力やせん断力を従来に比べて大幅に低減
することができ、この結果、溶融金属やスラグの飛散を
大幅に少なくすることができるという効果が得られる。
【0031】また、酸素吹き込み用ランスを溶融金属の
表面の上方に配置して酸素ジェットを噴射しているの
で、従来のように溶融金属の熱でランスが消耗するよう
なことがなく、従って、酸素吹き込み作業に際して新た
なランスの供給を不要にすることができるという効果が
得られる。請求項3の発明によれば、電気炉の側壁と上
部電極との間の溶融金属の表面に酸素ジェットが噴射さ
れるように前記ノズルを配置することによって、上部電
極に酸素ジェットが直接当たらないようにしているの
で、該上部電極の損耗量を低減することができるという
効果が得られる。
表面の上方に配置して酸素ジェットを噴射しているの
で、従来のように溶融金属の熱でランスが消耗するよう
なことがなく、従って、酸素吹き込み作業に際して新た
なランスの供給を不要にすることができるという効果が
得られる。請求項3の発明によれば、電気炉の側壁と上
部電極との間の溶融金属の表面に酸素ジェットが噴射さ
れるように前記ノズルを配置することによって、上部電
極に酸素ジェットが直接当たらないようにしているの
で、該上部電極の損耗量を低減することができるという
効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である酸素吹き込み用ランス
を電気炉に配置した状態を示す概略断面図である。
を電気炉に配置した状態を示す概略断面図である。
【図2】図1の部分的詳細図である。
【図3】図2の平面図である。
【図4】酸素吹き込み用ランスの断面図である。
【図5】図4の矢印方向から見た図である。
【図6】従来の酸素吹き込み用ランスを説明するための
説明的概略図である。
説明的概略図である。
【図7】従来の他の酸素吹き込み用ランスを説明するた
めの説明的概略図である。
めの説明的概略図である。
【図8】図7の酸素吹き込み用ランスの先端部の断面図
である。
である。
1…電気炉 4…側壁 6…上部電極 9…溶融金属 10…作業口 X1 …延長線 12a,12b…酸素吹き込み用ランス 21…ストレート形ノズル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI // C21C 5/46 101 C21C 5/46 101 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C21C 5/52 C21C 7/072 F27B 3/22 F27D 3/16 F27D 7/02 C21C 5/46 101
Claims (3)
- 【請求項1】 電気炉の側壁に形成された作業口から該
電気炉内に挿入されて該電気炉内の溶融金属の上方に配
置され、該溶融金属の表面に向けて酸素ジェットを噴射
するノズルを先端部に備えたランスにおいて、前記電気
炉内に挿入された部分を上方に傾けて延出させて先端部
を前記作業口への挿入方向の延長線より上方に配置し、
前記ノズルを一端部から他端部までの断面形状が均一な
ストレート形ノズルとすると共に、該ノズルを複数形成
したことを特徴とする酸素吹き込み用ランス。 - 【請求項2】 前記傾けた部分の先端部を前記溶融金属
の表面に向けて屈曲させ、該屈曲部分の先端面に前記ノ
ズルを形成したことを特徴とする請求項1記載の酸素吹
き込み用ランス。 - 【請求項3】 前電気炉の側壁と上部電極との間の溶融
金属の表面に酸素ジェットが噴射される位置に前記ノズ
ルを配置したことを特徴とする請求項1又は2記載の酸
素吹き込み用ランス。
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7014170A JP2851554B2 (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | 酸素吹き込み用ランス |
US08/592,284 US5788920A (en) | 1995-01-31 | 1996-01-26 | Oxygen blowing lance capable of being used in an electric furnace |
TW085216445U TW311621U (en) | 1995-01-31 | 1996-01-29 | Lance for oxygen blowing |
KR1019960001872A KR100208915B1 (ko) | 1995-01-31 | 1996-01-29 | 전기로의 산소송풍용 란스 |
DE69607664T DE69607664T2 (de) | 1995-01-31 | 1996-01-30 | Segmentierte Sauerstoffblaslanze für einen Elektrolichtbogenofen |
EP96300646A EP0725150B1 (en) | 1995-01-31 | 1996-01-30 | Segmented oxygen blowing lance capable of being used in an electric arc furnace |
BR9600265A BR9600265A (pt) | 1995-01-31 | 1996-01-30 | Lança insufladora de oxigênio e método de insulflação |
CN96105559A CN1046765C (zh) | 1995-01-31 | 1996-01-31 | 电炉吹氧用喷枪 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7014170A JP2851554B2 (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | 酸素吹き込み用ランス |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08209225A JPH08209225A (ja) | 1996-08-13 |
JP2851554B2 true JP2851554B2 (ja) | 1999-01-27 |
Family
ID=11853676
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7014170A Expired - Fee Related JP2851554B2 (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | 酸素吹き込み用ランス |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2851554B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5546346B2 (ja) * | 2010-05-18 | 2014-07-09 | 東京窯業株式会社 | ガス吹き込みランス |
-
1995
- 1995-01-31 JP JP7014170A patent/JP2851554B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08209225A (ja) | 1996-08-13 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |