JP3496490B2 - 溶融金属中への炭化水素ガスの吹込み方法 - Google Patents
溶融金属中への炭化水素ガスの吹込み方法Info
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Description
重管を使用した炭化水素ガスの吹き込み方法に関する。 【0002】 【従来の技術】転炉で脱炭精錬を効率よく進行させるた
めに、溶鋼の攪拌を強化するのが有効であることは広く
知られている。そのため、現在の転炉は主な酸素供給源
である上吹きランスに加えて、溶鋼の攪拌を目的として
底吹き羽口を設置し、酸素、炭化水素ガス、不活性ガス
を底吹き羽口を通して溶鋼に吹き込んでいる。 【0003】発明者らは先に3重管構造の羽口を特開平
5−214420号公報にて提案し、内管と外管に炭化
水素ガスを、中管に酸素を吹き込むことにより、脱炭時
の溶鋼攪拌を増加する手段として高価な不活性ガスに代
えて安価な炭化水素ガスを大量に吹き込むことが可能と
なることを示したが、下記の問題点がある。 【0004】(1)1羽口当たり、ガス流量制御系が3
系統必要であり設備費が高くなる。 (2)ガス通過面積が大きく、ガス量をあまり必要とし
ない吹錬の初期および中期でも、羽口地金湯差し防止用
(地金入り込み防止用にガス圧をかける)の必要ガス量
が単管、二重管羽口の場合よりも多く、ガスコストの上
昇を招く。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、二重
管羽口を用いて炭化水素ガスを大量に吹き込み、溶融金
属の攪拌を行い、三重管羽口と同等以上の効果を得る方
法を提供することにある。 【0006】 【課題を解決するための手段】吹錬前期に、三重管の全
管Ar吹きを行い、吹錬後期に炭化水素ガスとしてLPGを
使用し、内管LPG-中管O2- 外管LPG に切り替えた後の温
度推移を調査した。 【0007】温度推移は、三重管の溶銑と接する面から
手前50mmの内管内側部に熱電対を埋め込み、温度測定を
行う方法で求めた。 【0008】温度推移の調査結果から下記(A)の知
見、(B)の着想を得た。(A)内管のLPG は、中管の
O2および外管のLPG によって二重に断熱されており、内
管のLPG が分解温度までに至っていない。 【0009】(B)三重管のように二重の断熱作用がな
くても、一重(単層)の断熱で内管の炭化水素ガスが分
解温度以下に保持できれば、二重管を使用しても、同様
な炭化水素ガス吹きが可能である。 【0010】(B)の着想を実現する手段として、内管
の炭化水素ガスが羽口内で分解しない臨界的な条件を下
記のように見出し、本発明が完成した。 【0011】 すなわち、本発明は、溶融金属中へ炭化
水素ガスを内管、外管からなる2重管羽口を用いて吹き
込む方法において、内管から炭化水素ガスを、外管から
断熱性ガスをそれぞれ吹込み、内管の炭化水素ガス流量
Q0 と外管の断熱性ガス流量Q の比Q/Q0が0.05〜1.0 の
範囲であることを特徴とする炭化水素ガスの吹き込み方
法である。 【0012】 【発明の実施の形態】本発明の好適態様としては、上・
底吹き精錬に際しての炉底羽口からの炭化水素ガスの吹
き込みが例示される。 【0013】図1は、転炉底吹き用の二重管羽口の一例
であって、転炉の炉底部に設置した内管1、外管2の2
つのパイプ(ステンレス製)から構成されている。 【0014】本発明では、この内管に炭化水素ガス3、
外管に断熱性ガス4あるいは断熱性ガスと炭化水素ガス
の混合ガスを導入する。各ガスは流路別、ガス種別に独
立に流量コントロールすることが望ましい。 【0015】炭化水素ガスは、CH4 、C2H6、C3H8、C4H
10 などを単独あるいは混合ガスとして用いる。断熱性
ガスは、Ar、N2などの不活性ガスが含まれるが、本発明
の狙いとする断熱効果が期待できるCO、CO2 なども単独
あるいは混合ガスとしてそれぞれ用いることができる。 【0016】内管(LPG=3 〜12Nm3/min )外管(Ar=0.1
〜15Nm3/min)の流量(以下、流量は全て羽口1本当たり
の流量を示す)をそれぞれ変えた試験結果を図2に示
す。 【0017】図2に示すように、内管の炭化水素ガス
(LPG )流量をQo(Nm3/min) 、外管の断熱性ガス(Ar)
流量をQ(Nm3/min)とし、流量比Q/Qoで整理するとQ/Qoを
0.05〜1.0 に制御することにより、羽口損耗速度を低く
抑え、安定操業が可能となる。 【0018】なお、図2に示す「羽口前圧」は、羽口手
前のガス圧力の値を示し、羽口の閉塞状況を示す指標で
あり、値が低いほど圧損が小さく、ガスの元圧10kg/c
m2に近づくほど閉塞状況が悪化していることを示す。閉
塞のない通常の「羽口前圧」は、約6kg/cm2である。 【0019】流量比Q/Qoが0.05未満になると、外管ガス
による断熱効果が著しく低下し、内管の炭化水素ガス
(LPG )温度が分解温度以上に上昇し、内管の炭化水素
ガス(LPG )が分解反応を起こし、この吸熱反応と外管
ガス断熱効果が小さいことが重なり、外管金物温度が低
下し外管金物に接する耐火物温度も低下し、熱スポール
に起因する耐火物剥離が生じて、羽口寿命が著しく悪化
する。 【0020】また、過冷のため溶鉄が凝固して生成する
マッシュルームが過大に成長し、羽口前圧力が増大し安
定操業が不可能となる。 【0021】流量比Q/Qoが1.0 を超えると、溶銑の飛散
粒子の転炉炉口への付着量が増大し、また飛散粒子が排
気系にまで到達し集塵水中のFe濃度が急激に増大する。
転炉の炉口への地金付着量が増大すると、溶銑の転炉へ
の注銑が困難となり、炉口地金を専用ランスにより溶解
したり、スクレイパーにより地金をはぎ取るといった操
作が頻繁に必要となり、転炉の生産性が低下する問題を
生じる。また、飛散粒子が排気系に到達する量が増大す
ると溶銑歩留まりが低下し生産コストが増大する問題も
生じる。 【0022】流量比Q/Qoは、好ましくは0.1〜0.5
である。また、この間は、効果の差がほとんど無いた
め、断熱ガスの吹き込み量を減らしても特に支障が無
い。従って、ガスコスト低減の観点からは、流量比がQ/
Qo0.1に近い所が経済的である。 【0023】なお、図2に示す「鉄歩留まり」は平均的
な三重管での出鋼歩留まりを基準として、増減%を比較
した。 【0024】炭化水素ガスのガス種としてCH4 、C2H6、
C3H8、C4H10 の単体あるいは混合ガスを用い、断熱性ガ
ス種としてAr、N2、CO、CO2 の単体あるいは混合ガスを
用いるが上記のQ/Qoの上限値・下限値に影響はない。 【0025】 【実施例】(実施例1)溶銑250トン(温度1200〜1300℃、
成分は表1に示す)を転炉に装入し、酸素ガスを850Nm3
/minで上吹きランス(6 孔、傾斜角15度、スロート径48
mm、ランス高さ2.5m)から溶鉄に上吹き吹錬した。 【0026】 【表1】 【0027】転炉の炉底に設けた4本の二重管羽口から
吹錬前期および中期には、内管と外管にCO2 を流し、吹
錬後期([C]=0.5% 以下) には、内管にLPG を外管にCO2
を流して、[C]=0.05% になるまで吹錬した。その結果を
表2にまとめて示す。 【0028】比較例1に示す三重管を組み込んだ試験を
行い本発明と比較し、同じく表2に示す。 【0029】また、三重管羽口とのランニングコスト、
設備費の比較を実施したが、単管での値を基準(1.
0)にした指数で表示した。 【0030】 【表2】 【0031】本発明例1(Q/Qo=0.06 )〜本発明例4
(Q/Qo=0.9)では、羽口損耗速度が三重管(比較例1の
羽口損耗速度は、0.3mm/ch)並みの0.17〜0.20mm/ch が
得られた。 【0032】また、本発明例5〜本発明例7に示すよう
に、Q/Qo=0.2が一定の条件下、断熱性ガスの種類を変え
ても羽口損耗速度は、0.17mm/ch と一定であった。 【0033】比較例2(Q/Qo=0.04 )、比較例3(Q/Qo
=1.2)では、羽口損耗速度はそれぞれ1.0 、1.1 mm/ch
と早くなった。 二重管羽口のガスコストは、三重管の
約半分、設備費は約1/3と小さかった。 【0034】 【発明の効果】本発明により、従来の三重管に比べてラ
ンニングコスト、設備費用を低下でき、しかも三重管並
に炭化水素ガスを吹き込むことができる。
ある。 【図2】Q/Q0と鉄歩留まり指数、羽口前圧力との関係を
示すグラフである。 【符号の説明】 1:内管、 2:外管、 3:炭化水素ガス、 4:断熱性ガス
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 溶融金属中へ炭化水素ガスを内管、外管
からなる2重管羽口を用いて吹き込む方法において、内
管から炭化水素ガスを、外管から断熱性ガスをそれぞれ
吹込み、内管の炭化水素ガス流量Q0 と外管の断熱性ガ
ス流量Q の比Q/Q0が0.05〜1.0 の範囲であることを特徴
とする炭化水素ガスの吹き込み方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34001097A JP3496490B2 (ja) | 1997-12-10 | 1997-12-10 | 溶融金属中への炭化水素ガスの吹込み方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP34001097A JP3496490B2 (ja) | 1997-12-10 | 1997-12-10 | 溶融金属中への炭化水素ガスの吹込み方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH11172319A JPH11172319A (ja) | 1999-06-29 |
JP3496490B2 true JP3496490B2 (ja) | 2004-02-09 |
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ID=18332892
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP34001097A Expired - Fee Related JP3496490B2 (ja) | 1997-12-10 | 1997-12-10 | 溶融金属中への炭化水素ガスの吹込み方法 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP3496490B2 (ja) |
-
1997
- 1997-12-10 JP JP34001097A patent/JP3496490B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH11172319A (ja) | 1999-06-29 |
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