JPS635448B2 - - Google Patents

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JPS635448B2
JPS635448B2 JP56033549A JP3354981A JPS635448B2 JP S635448 B2 JPS635448 B2 JP S635448B2 JP 56033549 A JP56033549 A JP 56033549A JP 3354981 A JP3354981 A JP 3354981A JP S635448 B2 JPS635448 B2 JP S635448B2
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JP
Japan
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carbon dioxide
lower nozzle
oxygen
blown
pine
Prior art date
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Expired
Application number
JP56033549A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS57149409A (en
Inventor
Yutaka Kino
Michitaka Kanemoto
Yutaka Narita
Yoshihiro Hatsuta
Junichi Sakane
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP3354981A priority Critical patent/JPS57149409A/ja
Publication of JPS57149409A publication Critical patent/JPS57149409A/ja
Publication of JPS635448B2 publication Critical patent/JPS635448B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/30Regulating or controlling the blowing
    • C21C5/35Blowing from above and through the bath

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は上ノズル(上ランス)から酸素を、下
ノズル(底吹羽口)から二酸化炭素を吹込む上下
吹転炉における精錬方法に関し、その目的は溶湯
撹拌反応を活発化し、介在物や不純物がすくなく
かつ所望の成分を有する溶鋼を得ることにあり、
さらに他の目的は下ノズルの閉塞を効果的に予防
し安定した吹錬を継続できる手段を提供すること
にあり、さらにその他の目的は二酸化炭素の有効
燃料化を計る手段を提供することにある。
近時酸素転炉において上ノズルを用いてO2を、
下ノズルを用いてたとえばアルゴン,ヘリウム,
水素,窒素,一酸化炭素,二酸化炭素,蒸気,炭
化水素ガスのうちの1種もしくは2種以上を吹込
むか、あるいはそれらとO2を混合して吹込む手
段が試みられている。
本発明者等は上ノズルからO2を、下ノズルか
らCO2を吹込む酸素転炉精錬方法を研究した結
果、特に下ノズルからのCO2吹込み方法には改良
すべき点のあることを知つた。
第1図aは転炉の底部耐火物1に嵌着された単
管の下ノズル2から矢印3の如く二酸化炭素と酸
素の混合ガスを溶湯4内に吹込んで精錬を行なう
際の部分断面概要図で、下ノズル2の開口部の直
上の溶湯4内には凝固もしくは半凝固状態の茸形
構造物(これをマツシユルームと言う)が出来
て、そのマツシユルーム5の通気孔6を介してガ
スが吹込まれることが判明しているが、前記マツ
シユルーム5は第1図bに示すように精錬状況に
よつてその形態が崩れ、通気孔6が閉塞状態とな
つてガスの吹込みが不可能となる場合が生ずる。
このため混合ガス中の酸素量を高めるとマツシユ
ルーム5自体が溶解して無くなり、溶湯4が直接
下ノズル2と接触しその溶損を早め結果として精
錬が効果的に遂行できないと言う問題点が生ず
る。即ちこの手段では制御はきわめて難しい。
第2図aは下ノズル2aを外筒7と内筒8を組
合せた同心二重管構造とし、外筒7、内筒8から
二酸化炭素を吹込み精錬を行なう際の部分断面概
要図で、矢印9は外筒7を通つて吹込まれる二酸
化炭素で矢印10は内筒8を通つて吹込まれる二
酸化炭素である。このようにするとマツシユルー
ム5内に通気孔6とは別に細い通気孔11が多数
発生して二酸化炭素は該細い通気孔11と内管8
に連通する中央部の大きい通気孔6を介して溶湯
4内に吹込まれる。第2図の例では内,外管7,
8を通る二酸化炭素の圧力および量を相対的に変
化させることが出来る。即ち水平断面で見た場合
第3図に示す通り下ノズルの周面における流速分
布の制御が第4図、第5図の如く可能になるた
め、第1図aの例に比較して精錬はより効果的に
なる。第4図、第5図で曲線A,Bは流速分布を
示す。而して精錬状況によつては第2図bに示す
ようにマツシユルーム5がつぶれて通気孔6は閉
塞し、吹込まれた二酸化炭素は矢印12に示すよ
うにマツシユルーム5の最下端から噴出するよう
になりマツシユルーム5の消失や変形を来たすの
みならず耐火物の溶損が進んでさらに撹拌作用の
効果は、低下する例が生じた。
そこで本発明者等は第6図に示す通り下ノズル
を外筒7と内筒8からなる同心二重管構造とし該
外筒7、内筒8に二酸化炭素供給管70,80を
接続して底吹きを行なうに当り酸素供給管14を
前記内筒8に通ずる二酸化炭素供給管80に接続
し、該酸素供給管からマツシユルーム通気孔保持
用酸素を適宜添加することによりマツシユルーム
を常時適正に維持せしめることにより吹錬を円滑
に行なうことに成功した。
第6図において15,16,17は圧力計、1
8,19,20は制御弁、21,22,23は流
量計、24はガス流制御装置であり、25は酸素
供給用上ノズルで26は転炉炉体、27は溶湯を
示す。
第7図は第6図の装置を用いて下ノズル2aか
ら二酸化炭素を吹込む際のマツシユルーム5の概
念図(マツシユルームは直接目視できないが、種
種の模凝テストや実測によりその存在は推認でき
る)であり、内筒8から吹込まれる二酸化炭素に
酸素ガスが適切に添加される場合、マツシユルー
ム5および通気孔6は適正な形状を保持し、二酸
化炭素の精錬に必要な所望量を吹込むことができ
る。而して吹錬状況の変化によつてマツシユルー
ム5は絶えず変化するため、前述の通り添加する
酸素量はそれに応じて制御される必要がある。た
とえば時としてマツシユルーム5が消失するよう
な場合は酸素の添加を中断したり、前記通気孔6
が閉塞しそうな場合は酸素添加量を多くする必要
がある。
本発明者等の研究によれば添加すべき酸素量は
0〜30%の範囲が望ましく、その理由は次の通り
である。
即ち二酸化炭素CO2による吸熱量と酸素O2によ
る発熱量がバランスする点は(O2/CO2≒0.1)
であり、通常O210%添加を中心として添加量を
加減する。つまり積極的に発熱させて通気状況を
改善する場合は10%〜30%を添加し、逆にマツシ
ユルームの形成を促進したい場合は0〜10%の添
加量において加減する。O230%以上の添加は、
マツシユルームの消失を来たしやすい傾向が認め
られそれ以上の添加は目的に対し不経済となる。
又特に新しいノズルの使用時ではマツシユルーム
の形成を急ぐためO2の添加は行なわずCO2のみを
吹込むことが望ましい。
次に下ノズル2aによる吹込みが適切に行なわ
れているか否かは吹込まれる二酸化炭素の吹込み
圧力と流量を検出することによつて知ることがで
きる。
第8図は下ノズル2aを取付け内管8について
吹錬を行なわない前に供給される二酸化炭素の圧
力(Kg/cm2G)の流量(Nm3/Hr)の関係を調
査すると共に、下ノズル2aの閉塞によつて該圧
力Pと流量Qが変化する割合を調査したグラフで
あり、曲線28〜36はその変化割合を下ノズル
の断面開孔率(%)で捉えたもので、たとえば曲
線28は閉塞のない状態つまり断面開孔率
(マツシユルーム通気孔の断面積/新しい下ノズル内管
断面積)100%の場合 のP,Qの値の例で、曲線36は断面開孔率20%
の際のP,Qの値を示す例であり、これらは下ノ
ズルの寸法,形状,二酸化炭素の供給圧力等のパ
ラメーターの変化に応じて適宜実測試験や計算に
よつて求めることが出来る。
第9図は、前記P,Qの関係を用いて前記ガス
流制御装置24で行なわれる制御要領を示すブロ
ツク線図で、前記圧力計16および流量計22か
らの一定時間毎、もしくは連続的な入力信号にも
とづいて、あらかじめ求められている開孔率毎の
PQ線図から下ノズルの開孔率計算が行なわれ、
それが所望の基準開孔率に適合し、外管7からの
吹込量とあわせて所望の流量が確保されていれば
そのまま二酸化炭素の吹込みが実施される。この
場合外管7の出口の流速を特定速度以上に保ち、
内管8の流量を変化させるか、あるいは内管流量
に対する外管流量の割合を変化させる方法、さら
には内管の流量を一定に保ち、外管の流量を変化
させる方法など適宜採用してマツシユルームの良
好な形状を保持させることも可能ではあるが、こ
のような制御では良好な形状が保持できない吹錬
が多いのでその場合には内管8の二酸化炭素に添
加すべき酸素量を前述のように二酸化炭素の0〜
30%の範囲として常時添加すると非常に良い結果
が得られる。又、内管の圧力が高くなり流量が減
じた場合ガス流制御装置24において、所望の下
ノズル開孔率が得られるように添加すべき酸素量
の演算が行なわれ制御弁20の操作指令が出され
る。前記演算は過去の吹錬実績およびもしくは反
応演算から得られる添加基準との比較によつて行
なわれる。同様にして内管の圧力が減じ、流量が
多くなつた際は添加酸素量を減ずるか又は無添加
とするように制御が行なわれる。
〔実施例 1〕 C4.3%,Si0.50%,Mn0.50%,残りFeの溶銑
180Tonに上ノズルから酸素を28000Nm3/Hr、
下ノズルから二酸化炭素のみを800Nm3/Hr吹込
んで精錬した際の吹錬時間経過にともなう下ノズ
ル内管の二酸化炭素吹込量と圧力変化を第10図
に示す。この例では予定吹錬ストツプ時期の直前
に内,外管の圧力および流量制御にかかわらずマ
ツシユルームは閉塞し(異常に過大になつたもの
と考えられる)所望の底吹ガス流量が得られず、
底吹による撹拌効果が少なく、得られた溶鋼の成
分は不満足なものであつた。37は目標とした基
準流量を示す。
〔実施例 2〕 C4.4%,Si0.55%,Mn0.60%,残りが不可避不
純物を含むFeからなる溶銑180tonに上ノズルか
ら酸素を28000Nm3/Hr、下ノズルから二酸化炭
素を800Nm3/Hr吹込む吹錬において内管に二酸
化炭素の圧力変化にあわせ酸素を間欠的に添加し
た例を第11図に示す。
図において点38,39は酸素添加を開始した
時期で点40,41は酸素添加を止めた時点であ
り、マツシユルームは所望の通りの形状を保つた
ものと推定され、二酸化炭素の吹込量は所望の基
準を達成した。その結果得られた溶鋼の成分も所
定の目標に達した。
本発明の如く下ノズルの閉塞を防止し吹錬を完
了した場合、下ノズルおよびその周辺の炉体煉瓦
(底部耐火物)の損傷は非常に少なく(たとえば
下ノズルの損傷は1チヤージ0.8mm程度)、実施例
1のような場合下ノズルおよび周辺レンガの損傷
はかなり大きく(たとえば下ノズルの損傷は1チ
ヤージ3mm)その差はきわめて顕著である。
また、二酸化炭素は炉内で70〜90%が一酸化炭
素に変化するため、転炉排ガス未燃焼方式で排ガ
スを回収した場合、可燃ガス回収量は前記二酸化
炭素吹込量に比例することになり、本発明によつ
て円滑に吹錬が出来るので、可燃ガス回収量も増
加し、経済効果が増大する。
前記実施例では200Nm3/chの二酸化炭素吹込
みにより一酸化炭素の増量分は160Nm3/chであ
つた。
【図面の簡単な説明】
第1図a,bは下ノズルから二酸化炭素を吹込
む際のマツシユルームに関する部分断面概要図、
第2図a,bは内,外管からなる下ノズルを介し
て二酸化炭素を吹込む際のマツシユルームに関す
る部分断面概要図、第3図は本発明にかかる下ノ
ズルの周面ガス流を説明するための部分概略斜視
図、第4図、第5図は下ノズルの直径方向でのガ
ス流速変化を示すグラフ、第6図は本発明にかか
る方法を実施するための実施例装置概略ブロツク
線図、第7図は本発明にかかるマツシユルーム部
分断面概換図、第8図は内管の閉塞状況を説明す
るためのガス圧力と流量の関係を示すグラフ、第
9図はガス流制御装置での酸素添加演算の1例を
示すブロツク線図、第10図,第11図は吹錬経
過にともなう内管からの吹込み二酸化炭素の圧力
と流量の変化を示す実施例グラフである。 1……底部耐火物、2,2a……下ノズル、4
……溶湯、5……マツシユルーム、6……通気
孔、7……外筒、8……内筒、11……細通気
孔、70,80……二酸化炭素供給管、14……
酸素供給管、15,16,17……圧力計、1
8,19,20……制御弁、21,22,23…
…流量計、24……ガス流制御装置、25……上
ノズル、26……転炉炉体、27……溶湯、37
……目標基準流量。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 上ノズルから酸素を、下ノズルから二酸化炭
    素を吹込む上下吹転炉製錬方法において、該下ノ
    ズルを内外筒からなる同心二重管構造とし、前記
    外筒から二酸化炭素を、前記内筒から二酸化炭素
    に加えてマツシユルーム通気孔保持用酸素を添加
    して吹込むことを特徴とする上下吹転炉精錬方
    法。 2 下ノズルが閉塞状態になつた際にのみ、前記
    内筒から吹込む二酸化炭素にマツシユルーム通気
    孔保持用酸素を添加する特許請求の範囲第1項記
    載方法。 3 下ノズルの通気状況および閉塞状態を、前記
    吹込み二酸化炭素の供給圧力および流量変動もし
    くはそのいずれかの経時測定値とあらかじめ求め
    られている基準値との比較によつて検出し、酸素
    添加時期および添加量を決定して添加する特許請
    求の範囲第1項記載の方法。
JP3354981A 1981-03-09 1981-03-09 Refining by top and bottom blowing converter Granted JPS57149409A (en)

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