JP3959576B2

JP3959576B2 - Hot metal pretreatment equipment

Info

Publication number: JP3959576B2
Application number: JP07958399A
Authority: JP
Inventors: 昭洋有村; 政宣山口
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1999-03-24
Filing date: 1999-03-24
Publication date: 2007-08-15
Anticipated expiration: 2019-03-24
Also published as: JP2000273518A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は溶銑の予備処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、転炉装入前の溶銑に脱珪、脱燐あるいは脱硫などの予備処理を施し、転炉装入後は脱炭のみを行うことによって精錬工程のトータルコストの低減を図るプロセスが普及している。このような溶銑の予備脱珪・脱燐・脱硫に際しては、トピードカーまたは溶銑鍋に充満した溶銑中に、酸化鉄を主成分とする固体酸化物（以下固体酸素と称する）および生石灰等の脱燐剤からなる粉体を消耗式の浸漬ランスを介して吹き込む方法が多く採用されてきた。
【０００３】
このプロセスの弱点の一つとして、固体酸素の分解熱および固体酸素や生石灰等の顕熱増により溶銑温度が大幅に低下し、次工程である転炉での熱余裕度が減少することである。そのため近年では、酸素源である酸化鉄の一部を気体酸素に代替して吹き込むことにより、溶銑温度を補償する方法（例えば特許第2812852 号公報等）がとられるようになってきている。
【０００４】
以下に、気体酸素と固体酸素を同時に吹き込む予備脱珪、脱燐、脱硫のプロセスについて、図５を用いて説明する。この図５に模式的に示すように、第１の粉体切出装置１内に払い出された固体酸素２と第２の粉体切出装置３内に払い出された生石灰を主成分とする脱燐剤４は、粉体吹き込み用配管５内を空気あるいは不活性ガス（窒素など）により搬送され、ランスホルダ７の内管７ａへ供給される。一方、気体酸素Ｇは気体吹き込み用配管６を介してランスホルダ７の外管７ｂと内管７ａとの間隙に供給される。ランスホルダ７の先端には単管型の浸漬ランス８が装着されており、ランスホルダ７に個別に供給された粉体と気体酸素は浸漬ランス８内を通過する間に混合されながら、トピードカー９に充填された溶銑10に吹き込まれるのである。
【０００５】
ここで用いられる従来のランスホルダ７の構造について補足すると、図６に拡大してその断面を示すように、空気あるいは窒素により粉体吹き込み用配管５を介して搬送された固体酸素２や脱燐剤４からなる粉体は粉体導入管11からそれに接続されたランスホルダ７の内管７ａへ供給される。また気体酸素は酸素導入のＴ字管12から内管７ａと外管７ｂとの間隙を通じて供給される。なお、外管７ｂと浸漬ランス８とのねじ接続部13は、外管７ｂの端部の内面に設けられたテーパ状のめすねじと、浸漬ランス８の端部の外面に設けられたテーパ状のおすねじとのねじ結合によって接続される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したような構造のランスホルダ７を用いて粉体と気体酸素とを同時に溶銑中に吹き込む場合には、気体酸素が溶銑中の各種成分と反応する際に生じる酸化反応熱は極めて大きくその高温の発生ガスのフォーミングによって、ねじ接続部13のテーパねじ部に焼き付きを起こして浸漬ランス８を外管７ｂから取り外すことが不可能になるとか、あるいは浸漬ランス８がランスホルダ７から抜け落ちてしまうという欠点がある。
【０００７】
そこで、そのねじ接続部13を熱源である溶銑浴面から所定の距離だけ遠ざける方策が考えられるが、まず浸漬ランス８の長さを長くしようとするとランニングコストがかさむという新たな問題が生じることになって望ましくない。また浸漬ランス８の浸漬深さを小さくすることも考えられるが、溶銑中の攪拌エネルギーが減少して反応効率が低下し、溶銑品質を損なうという別の大きな問題を生じることになる。
【０００８】
本発明は、上記のような従来技術の有する課題を解決すべくなされたものであって、ランニングコストの面と溶銑品質の面とを同時に満足させ得るのに好適な溶銑の予備処理装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、浸漬ランスと、該浸漬ランスを保持して粉体吹き込み用配管に接続される内管と気体吹き込み用配管に接続される外管との二重管とされるランスホルダとからなる粉体を溶銑中に吹き込む溶銑の予備処理装置であって、前記外管の先端に前記浸漬ランスをねじ結合するねじ接続部を配設するとともに、少なくとも前記外管の先端のねじ接続部に防熱カバーを設け、かつ該防熱カバーと前記外管との間隙に冷却媒体を吹き込む冷却ノズルを配設したことを特徴とする溶銑の予備処理装置である。
【００１０】
また、本発明は、前記防熱カバーの端面に複数の孔部を設けるのがよく、また前記冷却媒体に空気または水と空気の混合体を用いるのがよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して詳しく説明する。図１は本発明のランスホルダの構造の一実施例を示す側面図で、図２は図１のＡ−Ａ矢視図である。また図３は本発明のランスホルダの別の実施例を示すものである。なお、従来例と同一の部材には同一の符号を付して説明を省略する。
【００１２】
図１および図２に示すように、本発明のランスホルダ７Ａは外管７ｂの外表面を覆うように円筒状の防熱カバー14が取り付けられる。この防熱カバー14の内径の大きさは、外管７ｂの外径の値よりもやや大き目とされる。また防熱カバー14の一方の端部14ａにはその端部を密閉するふた部15が設けられる。このふた部15の中央部にはランス８の先端部が貫通し得る穴部15ａが設けられており、この穴部15ａの内面側は外管７ｂの先端部の端面７ｃにたとえばスポット溶接などにより固着される。なお、ふた部15の代わりに防熱カバー14の端部14ａに絞り加工を施すようにしてもよい。
【００１３】
また、防熱カバー14の外側面に空気または水と空気の冷却媒体Ｃを吹き込む冷却ノズル16が配設される。この冷却ノズル16の吹き出し口16ａは防熱カバー14の内面と外管７ｂの外面とで構成される間隙Ｓのほぼ中央に位置するように、かつその吹き出しの方向がふた部15の内面側に向くように取り付けがなされる。
このように構成することによって、冷却ノズル16から冷却媒体Ｃを吹き込むようにすれば、外管７ｂと浸漬ランス８とのねじ接続部13の面を冷却させることができるから、浸漬ランス８の浸漬深さを従来例と同じ程度にしてもテーパねじで構成されるねじ接続部13における焼き付きのトラブル発生を抑制することができる。
【００１４】
つぎに本発明の別の実施例について説明すると、図３に示すように防熱カバー14のふた部15に複数の孔部17を設けるようにし、この孔部17を介して冷却媒体Ｃの一部を吹き出させるようにするのである。そうすると、浸漬ランス８の浸漬する付近の溶銑の浴面を冷却媒体Ｃで冷却することができるから、さらにその分だけ浸漬ランス８を深く浸漬させることができる。これによって、攪拌エネルギーを増大させ得るから、反応効率をさらに向上させることが可能になる。
【００１５】
【実施例】
〔実施例１〕前出図１に示した本発明のランスホルダ７Ａを用いて、その冷却媒体Ｃとして空気のみを用いてねじ接続部13を冷却させた。その結果、ランスホルダの寿命が従来例では15.0チャージ／本であったものが、32.9チャージ／本と２倍以上に延ばすことができた。
【００１６】
〔実施例２〕同様にして、冷却媒体Ｃに水と空気の混合体を用いたところ、ランスホルダ寿命は43.6チャージ／本になり、従来例に比しておよそ３倍もの飛躍的な向上が図られた。
〔実施例３〕前出図２に示したふた部15に孔部17を有する本発明のランスホルダ７Ａを用いて、その冷却媒体Ｃとして水と空気の混合体でねじ接続部13を冷却させるとともに、孔部17から水と空気の混合体の一部を吹き出させて溶銑浴面のフォーミング発生を抑制した。このときの孔部17の大きさは20mmφで円周方向に対称に８個設け、水と空気の混合体をおよそ 500l/min で噴射させた。また浸漬ランス８の浸漬深さを1500mm（従来例では通常1000mm）とした。その結果、ランスホルダの寿命は従来例に比して約３倍に延びるとともに、ソーダ灰を用いた脱硫反応効率は図４に示したように従来例に比して22％もの向上を図ることができた。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ランスホルダの先端のねじ部を覆うように防熱カバーを取り付けて空気または水と空気の冷却媒体によってテーパねじのねじ接続部を冷却するようにして、ランスホルダの寿命を２倍以上に延ばすことができるから、ランニングコストの低減を図ることが可能である。また、冷却媒体の一部を溶銑浴面に噴射させるようにすることにより、浸漬ランスをさらに深く浸漬させることができるから、反応効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のランスホルダの構造の一実施例を示す側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】本発明のランスホルダの別の実施例を示すものである。
【図４】脱硫反応効率を示す特性図である。
【図５】予備脱珪、脱燐、脱硫のプロセスの従来例を模式的に示す概要図である。
【図６】ランスホルダの従来例を示す側断面図である。
【符号の説明】
１第１の粉体切出装置
２固体酸素
３第２の粉体切出装置
４脱燐剤
５粉体吹き込み用配管
６気体吹き込み用配管
７従来のランスホルダ
７Ａ本発明のランスホルダ
７ａ内管
７ｂ外管
７ｃ端面
８浸漬ランス
９トピードカー
10 溶銑
11 粉体導入管
12 Ｔ字管
13 ねじ接続部
14 防熱カバー
14ａ防熱カバーの一方の端部
15 ふた部
15ａ穴部
16 冷却ノズル
16ａ吹き出し口
17 孔部
Ｃ冷却媒体
Ｇ気体酸素
Ｓ防熱カバーと外管との間隙[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hot metal pretreatment apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a process for reducing the total cost of the refining process by pre-treatment such as desiliconization, dephosphorization or desulfurization on the hot metal before charging the converter, and only decarburizing after charging the converter has become widespread. ing. In such hot metal preliminary desiliconization, dephosphorization, and desulfurization, solid oxide mainly composed of iron oxide (hereinafter referred to as solid oxygen) and quick lime dephosphorization in hot metal filled in a topped car or hot metal ladle. Many methods have been employed in which powder made of an agent is blown through a consumable immersion lance.
[0003]
One of the weak points of this process is that the hot metal temperature is greatly reduced by the heat of decomposition of solid oxygen and the increase in sensible heat of solid oxygen, quicklime, etc., and the thermal margin in the next converter is reduced. . Therefore, in recent years, a method of compensating for the hot metal temperature (for example, Japanese Patent No. 28281852) has been adopted by blowing part of iron oxide as an oxygen source instead of gaseous oxygen.
[0004]
Hereinafter, the pre-desiliconization, dephosphorization, and desulfurization processes in which gaseous oxygen and solid oxygen are simultaneously blown will be described with reference to FIG. As schematically shown in FIG. 5, the main components are solid oxygen 2 discharged into the first powder cutting device 1 and quick lime discharged into the second powder cutting device 3. The dephosphorizing agent 4 is conveyed in the powder blowing pipe 5 by air or an inert gas (nitrogen or the like) and supplied to the inner pipe 7 a of the lance holder 7. On the other hand, the gaseous oxygen G is supplied to the gap between the outer tube 7 b and the inner tube 7 a of the lance holder 7 through the gas blowing pipe 6. A single tube type immersion lance 8 is attached to the tip of the lance holder 7, and the powder and the gaseous oxygen separately supplied to the lance holder 7 are mixed while passing through the immersion lance 8, while the topped car 9. It is blown into the hot metal 10 filled.
[0005]
Supplementing the structure of the conventional lance holder 7 used here, as shown in the enlarged cross-sectional view of FIG. 6, solid oxygen 2 or dephosphorization transported by air or nitrogen through the powder blowing pipe 5 is shown. The powder made of the agent 4 is supplied from the powder introduction tube 11 to the inner tube 7a of the lance holder 7 connected thereto. Gaseous oxygen is supplied from the T-tube 12 introduced with oxygen through a gap between the inner tube 7a and the outer tube 7b. The screw connection portion 13 between the outer tube 7b and the immersion lance 8 has a tapered female screw provided on the inner surface of the end portion of the outer tube 7b and a tapered shape provided on the outer surface of the end portion of the immersion lance 8. Connected by screw connection with male screw.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when powder and gaseous oxygen are simultaneously blown into the hot metal using the lance holder 7 having the structure as described above, the oxidation reaction heat generated when the gaseous oxygen reacts with various components in the hot metal is extremely large. Due to the formation of the high-temperature gas generated, seizure lance 8 cannot be removed from outer tube 7b due to seizure of the taper screw portion of screw connection portion 13, or immersion lance 8 falls out of lance holder 7. There is a disadvantage that it ends up.
[0007]
In view of this, it is conceivable to move the screw connection part 13 away from the hot metal bath surface, which is a heat source, by a predetermined distance. However, if the length of the immersion lance 8 is first increased, a new problem arises that the running cost increases. It is not desirable. Although it is conceivable to reduce the immersion depth of the immersion lance 8, the stirring energy in the hot metal is reduced, the reaction efficiency is lowered, and another serious problem is caused in that the hot metal quality is impaired.
[0008]
The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and provides a hot metal pretreatment apparatus suitable for satisfying both the running cost aspect and the hot metal quality aspect at the same time. The purpose is to do.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention comprises an immersion lance, and a lance holder that is a double pipe consisting of an inner pipe that holds the immersion lance and is connected to a powder blowing pipe and an outer pipe that is connected to a gas blowing pipe. A pretreatment device for hot metal in which powder is blown into hot metal, wherein a screw connection portion for screwing the immersion lance is provided at the tip of the outer tube, and at least the screw connection portion at the tip of the outer tube is insulated. A hot metal pretreatment apparatus comprising a cover and a cooling nozzle for blowing a cooling medium in a gap between the heat insulating cover and the outer tube.
[0010]
In the present invention, it is preferable to provide a plurality of holes in the end face of the heat insulating cover, and it is preferable to use air or a mixture of water and air as the cooling medium.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view showing an embodiment of the structure of the lance holder of the present invention, and FIG. 2 is a view taken along the line AA in FIG. FIG. 3 shows another embodiment of the lance holder of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member same as a prior art example, and description is abbreviate | omitted.
[0012]
As shown in FIGS. 1 and 2, the lance holder 7A of the present invention is provided with a cylindrical heat insulating cover 14 so as to cover the outer surface of the outer tube 7b. The inner diameter of the heat insulating cover 14 is slightly larger than the outer diameter of the outer tube 7b. Further, one end portion 14a of the heat insulating cover 14 is provided with a lid portion 15 for sealing the end portion. A hole 15a through which the tip of the lance 8 can pass is provided at the center of the lid 15, and the inner surface of the hole 15a is fixed to the end 7c of the tip of the outer tube 7b by spot welding, for example. Is done. Instead of the lid portion 15, the end portion 14a of the heat insulating cover 14 may be drawn.
[0013]
A cooling nozzle 16 for blowing air or water and a cooling medium C of air is disposed on the outer surface of the heat insulating cover 14. The outlet 16a of the cooling nozzle 16 is positioned substantially at the center of the gap S formed by the inner surface of the heat insulating cover 14 and the outer surface of the outer tube 7b, and the direction of the outlet is directed toward the inner surface of the lid portion 15. Is attached.
With this configuration, if the cooling medium C is blown from the cooling nozzle 16, the surface of the screw connection portion 13 between the outer tube 7b and the immersion lance 8 can be cooled. Even if the depth is set to the same level as the conventional example, it is possible to suppress the occurrence of seizure trouble in the screw connection portion 13 constituted by a taper screw.
[0014]
Next, another embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 3, a plurality of holes 17 are provided in the lid 15 of the heat insulating cover 14, and a part of the cooling medium C is passed through the holes 17. Let it blow out. If it does so, since the bath surface of the hot metal near the immersion lance 8 to be immersed can be cooled by the cooling medium C, the immersion lance 8 can be further immersed deeply by that amount. Thereby, the stirring energy can be increased, so that the reaction efficiency can be further improved.
[0015]
【Example】
Example 1 Using the lance holder 7A of the present invention shown in FIG. 1 above, the screw connection portion 13 was cooled using only air as the cooling medium C. As a result, the life of the lance holder was 15.0 charges / piece in the conventional example, but it was able to extend to 32.9 charges / piece more than twice.
[0016]
[Example 2] Similarly, when a mixture of water and air is used as the cooling medium C, the life of the lance holder is 43.6 charges / book, which is a dramatic improvement of about 3 times compared to the conventional example. It was planned.
[Embodiment 3] Using the lance holder 7A of the present invention having the hole portion 17 in the lid portion 15 shown in FIG. 2, the screw connection portion 13 is cooled with a mixture of water and air as the cooling medium C. Then, a part of the mixture of water and air was blown out from the hole 17 to suppress the forming of the hot metal bath surface. At this time, the size of the hole 17 was 20 mmφ, and eight holes were provided symmetrically in the circumferential direction, and a mixture of water and air was injected at a rate of about 500 l / min. The immersion depth of the immersion lance 8 was 1500 mm (usually 1000 mm in the conventional example). As a result, the life of the lance holder is about three times longer than that of the conventional example, and the desulfurization reaction efficiency using soda ash is improved by 22% compared to the conventional example as shown in FIG. I was able to.
[0017]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a heat insulating cover is attached so as to cover the screw portion at the tip of the lance holder, and the screw connection portion of the taper screw is cooled by air or water and a cooling medium of air, Since the life of the lance holder can be extended more than twice, it is possible to reduce the running cost. Moreover, since the immersion lance can be immersed deeper by spraying a part of the cooling medium onto the hot metal bath surface, the reaction efficiency can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing an embodiment of the structure of a lance holder of the present invention.
FIG. 2 is a view taken in the direction of arrows AA in FIG.
FIG. 3 shows another embodiment of the lance holder of the present invention.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing desulfurization reaction efficiency.
FIG. 5 is a schematic view schematically showing a conventional example of preliminary desiliconization, dephosphorization, and desulfurization processes.
FIG. 6 is a side sectional view showing a conventional example of a lance holder.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st powder cutting device 2 Solid oxygen 3 2nd powder cutting device 4 Dephosphorizer 5 Powder blowing piping 6 Gas blowing piping 7 Conventional lance holder 7A Lance holder 7a of this invention Inner tube 7b Outer pipe 7c End face 8 Immersion lance 9 Topped car
10 Hot metal
11 Powder introduction tube
12 T-tube
13 Screw connection
14 Thermal cover
14a One end of the thermal barrier
15 Lid
15a hole
16 Cooling nozzle
16a outlet
17 Hole C Cooling medium G Gaseous oxygen S Clearance between the heat insulation cover and the outer tube

Claims

浸漬ランスと、該浸漬ランスを保持して粉体吹き込み用配管に接続される内管と気体吹き込み用配管に接続される外管との二重管とされるランスホルダとからなる粉体を溶銑中に吹き込む溶銑の予備処理装置であって、前記外管の先端に前記浸漬ランスをねじ結合するねじ接続部を配設するとともに、少なくとも前記外管の先端のねじ接続部に防熱カバーを設け、かつ該防熱カバーと前記外管との間隙に冷却媒体を吹き込む冷却ノズルを配設したことを特徴とする溶銑の予備処理装置。A powder consisting of an immersion lance, and a lance holder that holds the immersion lance and is a double tube consisting of an inner pipe connected to the powder blowing pipe and an outer pipe connected to the gas blowing pipe A pretreatment device for hot metal to be blown into the outer pipe, a screw connection part for screwing the immersion lance to the tip of the outer pipe is provided, and at least a screw connection part at the tip of the outer pipe is provided with a heat insulating cover, A hot metal pretreatment apparatus, wherein a cooling nozzle for blowing a cooling medium is provided in a gap between the heat insulating cover and the outer tube.

前記防熱カバーの端面に複数の孔部を設けたことを特徴とする請求項１記載の溶銑の予備処理装置。The hot metal pretreatment apparatus according to claim 1, wherein a plurality of holes are provided in an end face of the heat insulating cover.

前記冷却媒体に空気または水と空気の混合体を用いることを特徴とする請求項１または２記載の溶銑の予備処理装置。The hot metal pretreatment apparatus according to claim 1 or 2, wherein air or a mixture of water and air is used as the cooling medium.