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JP5440321B2 - Immersion lance for blowing oxygen gas - Google Patents
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JP5440321B2 - Immersion lance for blowing oxygen gas - Google Patents

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本発明は、酸素含有ガスを溶銑中に吹き込んで行う脱珪処理や脱燐処理などの溶銑予備処理で使用される、内管と外管とを同心に有する二重管構造の酸素ガス吹込み用浸漬ランスに関する。   The present invention relates to a double tube structure oxygen gas blowing method in which an inner tube and an outer tube are concentrically used in a hot metal pretreatment such as a desiliconization process or a dephosphorization process performed by blowing an oxygen-containing gas into the hot metal. It relates to a dipping lance for use.

近年、鋼材の高級化に伴う燐含有量低下対策、或いは製鋼プロセスの合理化を目的として、溶銑の脱燐処理が、転炉、混銑車(「トピードカー」ともいう)、溶銑鍋などにおいて広く行われている。また、この脱燐処理を効率的に行うために、脱燐処理の前に予め溶銑中の珪素を除去する脱珪処理も行われている。溶銑中の燐及び珪素は酸化反応によって除去されるので、溶銑の脱燐処理及び脱珪処理は、溶銑に酸素ガスや酸化鉄などの酸素源を供給し、酸素源によって溶銑中の燐或いは珪素を酸化除去させている。その際に、反応効率を高める或いは生成するスラグの組成を調整するために、生石灰などの媒溶剤も添加されている。   In recent years, dephosphorization of hot metal has been widely performed in converters, kneading cars (also called “topped cars”), hot metal ladles, etc., for the purpose of measures to reduce the phosphorus content accompanying the upgrading of steel materials or rationalize the steel making process. ing. Moreover, in order to perform this dephosphorization process efficiently, the desiliconization process which removes the silicon in a hot metal beforehand is also performed before the dephosphorization process. Since phosphorus and silicon in the hot metal are removed by an oxidation reaction, the dephosphorization process and desiliconization process of the hot metal supply oxygen source such as oxygen gas or iron oxide to the hot metal, and phosphorus or silicon in the hot metal is supplied by the oxygen source. Is removed by oxidation. At that time, a medium solvent such as quick lime is also added to increase the reaction efficiency or adjust the composition of the slag to be generated.

溶銑に酸素ガスを供給する方法としては、溶銑とは非接触の上吹きランスなどから酸素ガスを溶銑浴面に向けて吹き付ける方法(上吹き送酸法)と、溶銑中に浸漬させたランスや反応容器の底部に設けた羽口から、溶銑中に酸素ガスを直接吹き込む方法(吹き込み送酸法)との2種類に分類され、これらにはそれぞれの特徴があるが、混銑車の場合には、上吹き送酸法では反応効率が良くなく、吹き込み送酸法が採用されている。これは、混銑車の場合には、その容器形状が攪拌・混合されにくく、それに加えて溶銑の収容量に対して開口部が少なく、上吹き送酸法では所望する反応効率が得られないからである。   There are two methods for supplying oxygen gas to the hot metal: a method in which oxygen gas is blown toward the hot metal bath surface from a non-contact upper blowing lance (top blowing acid method), a lance immersed in the hot metal, From the tuyere provided at the bottom of the reaction vessel, it is classified into two types: a method in which oxygen gas is directly blown into the molten iron (blowing and feeding acid method), and these have their respective characteristics. In the top blowing acid method, the reaction efficiency is not good, and the blowing acid method is adopted. This is because, in the case of a kneading vehicle, the container shape is difficult to stir and mix, and in addition to that, there are few openings with respect to the amount of hot metal accommodated, and the desired efficiency of reaction cannot be obtained by the top blowing acid method. It is.

吹き込み送酸法で使用する浸漬ランスは、一般に、溶銑に浸漬されるランス本体と、このランス本体を保持するランスホルダーとで構成されており、ランス本体の溶銑への浸漬部では熱負荷が大きく、浸漬部は耐火物被覆層が施工されているとはいえ、耐火物の溶損が激しいことから、浸漬部が溶損されたランス本体を交換しながら操業が行われる。ランス本体の交換はオンラインの作業であり、ランス交換に長時間を要すると生産性の低下を招くことになり、従って、このランス本体の交換を迅速に行うべく、種々の手段が提案されている。   The immersion lance used in the blown acid feeding method is generally composed of a lance body immersed in the hot metal and a lance holder that holds the lance body. Although the refractory coating layer is applied to the immersion part, since the refractory is melted severely, the operation is performed while replacing the lance body in which the immersion part is damaged. Replacing the lance body is an online operation, and it takes a long time to replace the lance, which leads to a decrease in productivity. Therefore, various means have been proposed to quickly replace the lance body. .

例えば、特許文献1には、ランスホルダーの下端部を下向きに縮径する雄側テーパー面に形成し、このテーパー面にシール用Oリングを配置するとともに、ランス本体の上端部を上向きに拡径する雌側テーパー面とし、該雌側テーパー面と前記雄側テーパー面とをシリンダーなどの力により圧着させて浸漬ランスを構成することが提案されている。特許文献1によれば、容易に且つ連結部のシールを確実にしてランス本体の交換作業ができるとしている。   For example, in Patent Document 1, the lower end portion of the lance holder is formed on a male tapered surface that is reduced in diameter downward, a sealing O-ring is disposed on the tapered surface, and the upper end portion of the lance body is increased in diameter upward. It has been proposed to form a dipping lance by forming a female taper surface and pressing the female taper surface and the male taper surface with a force of a cylinder or the like. According to Patent Document 1, the lance body can be exchanged easily and with a reliable seal of the connecting portion.

また、特許文献2には、ランス本体の上端部を、ねじを介してランスホルダーに脱着するようにした浸漬ランスが開示されている。特許文献2によれば、複数個の支持ローラを介してランス本体を回転可能に保持させたままの状態で、ランス本体の先端をランスホルダーに当接させ、ランス本体を正回転または逆回転することにより、ランス本体とランスホルダーとの脱着が可能となり、ランス本体とランスホルダーとの接続作業の機械化、自動化が達成されるとしている。   Patent Document 2 discloses an immersion lance in which an upper end portion of a lance main body is attached to and detached from a lance holder via a screw. According to Patent Document 2, with the lance body held rotatably via a plurality of support rollers, the tip of the lance body is brought into contact with the lance holder, and the lance body is rotated forward or backward. As a result, the lance body and the lance holder can be attached and detached, and mechanization and automation of the connection work between the lance body and the lance holder are achieved.

ところで近年は、酸素ガス吹き込みの発熱に起因するランス本体先端部(ガス吐出部)での耐火物の溶損を防止するために、ランス本体を内管及び外管からなる二重管構造とし、内管から酸素含有ガスを吹き込むと同時に、内管と外管との間隙から炭化水素ガスを吹き込み、この炭化水素ガスの分解反応による吸熱を利用してランス本体を冷却する技術が行われている(例えば特許文献3を参照)。   By the way, in recent years, in order to prevent the refractory from melting at the tip of the lance body (gas discharge section) due to the heat generated by blowing oxygen gas, the lance body has a double-tube structure consisting of an inner tube and an outer tube, At the same time that oxygen-containing gas is blown from the inner pipe, a hydrocarbon gas is blown from the gap between the inner pipe and the outer pipe, and the lance body is cooled by utilizing the endotherm of the decomposition reaction of the hydrocarbon gas. (For example, refer to Patent Document 3).

ランス本体を二重管構造とすると、芯金の質量が増加するのみならず、胴径も太くなることから芯金を被覆する耐火物の質量も増加し、ランス本体の質量が大幅に増加する。このような質量の増大したランス本体を、特許文献1及び特許文献2に開示される方法によってランスホルダーに支持した場合には、以下の問題の発生する恐れがある。   If the lance body has a double tube structure, not only will the mass of the core metal increase, but the body diameter will also increase, so the mass of the refractory covering the core metal will also increase, and the mass of the lance body will increase significantly. . When such a lance body with increased mass is supported on the lance holder by the method disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, the following problems may occur.

即ち、溶銑への酸素ガス吹き込み時には、ランス本体は激しく振動し、特許文献1のようにランス本体とランスホルダーとを圧着させた場合には、質量の増加に伴って振動の加速度が増大し、この加速度によって圧着面が離れる恐れがある。   That is, when oxygen gas is blown into the hot metal, the lance body vibrates vigorously, and when the lance body and the lance holder are pressure-bonded as in Patent Document 1, the acceleration of vibration increases as the mass increases. This acceleration may cause the pressure-bonding surface to leave.

また、混銑車で使用するランス本体は先端部に曲がり部を有する形状が多く、つまり、ランス本体の重心が芯金の中心と一致せず、このような形状のランス本体を特許文献2のように芯金を中心として回転させるには、当然人力では無理であるのみならず、ねじを介して重量物を接合することから、ねじ山、特にランスホルダー側のねじ山を変形させないようにすることが必要であり、そのためにはランス本体とランスホルダーとの芯合わせを正確に行う必要があり、これにより作業時間が延長するという問題がある。   Further, the lance body used in a chaotic vehicle has many shapes having a bent portion at the tip, that is, the center of gravity of the lance body does not coincide with the center of the core metal. In order to rotate the mandrel around the core, naturally it is not possible with human power, and since heavy objects are joined via screws, the thread, especially the thread on the lance holder side, should not be deformed. For this purpose, it is necessary to accurately align the center of the lance body and the lance holder, which increases the work time.

特開平8−295918号公報JP-A-8-295918 特開平10−195522号公報JP-A-10-195522 特開昭58−221210号公報JP 58-22212 A

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、その下部が溶銑中に浸漬され、内管から酸素含有ガスを、内管と外管との間隙から炭化水素ガスを溶銑中に吹き込むための二重管構造のランス本体と、該ランス本体を保持するランスホルダーとで構成される酸素ガス吹込み用浸漬ランスにおいて、ランス本体とランスホルダーとを正確な芯合わせを必要とせずに連結でき、且つ、ランス本体とランスホルダーとの連結が強固であって操業中に分離することはなく、更に、連結部に溶銑の飛散などによる熱負荷があっても十分に熱負荷に耐えることのできる酸素ガス吹込み用浸漬ランスを提供することである。   The present invention has been made in view of the above circumstances. The object of the present invention is to immerse an oxygen-containing gas from the inner pipe and a hydrocarbon gas from the gap between the inner pipe and the outer pipe. In an immersion lance for oxygen gas injection consisting of a lance body with a double-pipe structure for blowing into hot metal and a lance holder that holds the lance body, accurate alignment of the lance body and lance holder is required. The connection between the lance body and the lance holder is strong and does not separate during operation. Furthermore, even if there is a thermal load due to scattering of hot metal, etc. It is an object of the present invention to provide an immersion lance for blowing an oxygen gas that can withstand the above.

上記課題を解決するための本発明に係る酸素ガス吹込み用浸漬ランスは、同心の内管及び外管を有し、内管から酸素含有ガスを、内管と外管との間隙から炭化水素ガスを溶銑中に吹き込むための二重管構造のランス本体と、該ランス本体を保持するためのランスホルダーと、で構成される酸素ガス吹込み用浸漬ランスにおいて、前記ランスホルダーの下端部には雌ねじが形成されていて、該雌ねじに脱着する雄ねじを有するアダプターがランスホルダーの下端部にねじを介して接合され、該アダプターの下端部及び前記ランス本体の上端部にはそれぞれフランジが設けられ、これらのフランジを通るボルト及びボルトを固定するナットによってランス本体がランスホルダーに固定されるとともに、フランジに配置される各々のボルトはランスホルダー側に設置された散水スプレーによって冷却されるように構成されており、且つ、前記ランス本体には、前記フランジよりも下方側に、内管と外管との間隙に炭化水素ガスを供給するための、内管と外管との間隙に連通する炭化水素ガス導入管が設置されていて、内管と外管との間隙はランス本体の上端部で密閉されて、ランス本体の上端部は内管のみが開口し、前記ランスホルダーの内部を通って供給される酸素含有ガスが内管内に流入するように構成されていることを特徴とする。   An immersion lance for injecting oxygen gas according to the present invention for solving the above-mentioned problems has concentric inner and outer tubes, oxygen-containing gas from the inner tube, and hydrocarbons from the gap between the inner tube and outer tube. In the immersion lance for injecting oxygen gas composed of a lance body having a double-pipe structure for injecting gas into the hot metal and a lance holder for holding the lance body, the lower end portion of the lance holder has An internal thread is formed, an adapter having an external thread to be attached to and detached from the internal thread is joined to the lower end of the lance holder via the screw, and a flange is provided on each of the lower end of the adapter and the upper end of the lance body, The lance body is fixed to the lance holder by bolts passing through the flanges and nuts for fixing the bolts, and each bolt arranged on the flange is fixed to the lance. It is configured to be cooled by a water spray installed on the rudder side, and hydrocarbon gas is supplied to the lance body below the flange and into the gap between the inner tube and the outer tube. For this purpose, a hydrocarbon gas introduction pipe communicating with the gap between the inner pipe and the outer pipe is installed, and the gap between the inner pipe and the outer pipe is sealed at the upper end of the lance body, and the upper end of the lance body is Only the inner pipe is opened, and the oxygen-containing gas supplied through the inside of the lance holder is configured to flow into the inner pipe.

本発明によれば、ランス本体とランスホルダーとを、ボルト及びナットを用いてフランジ構造により連結するので、ランス本体とランスホルダーとを正確な芯合わせを必要とせずに強固に連結でき、且つ、前記ボルトを冷却水の散水によって強制的に冷却するので、フランジ部及びボルトの熱変形が防止されるとともにボルトとナットとの焼き付きが防止され、円滑なランス本体の交換が実現される。また、飛散する溶銑によってボルトとナットとが溶着するなどして両者のフランジを切り離すことができなくなった場合には、ランスホルダーの下端部にねじを介して接合されるアダプターをランスホルダーから切り離すことができ、このような事態になった場合もランス本体の交換を円滑に行うことが可能となる。   According to the present invention, since the lance body and the lance holder are connected by a flange structure using bolts and nuts, the lance body and the lance holder can be firmly connected without requiring accurate alignment, and Since the bolt is forcibly cooled by sprinkling of cooling water, thermal deformation of the flange portion and the bolt is prevented and seizure between the bolt and the nut is prevented, so that the lance body can be smoothly exchanged. Also, if the bolts and nuts cannot be separated due to welding of the molten iron due to the splashing hot metal, the adapter joined to the lower end of the lance holder via a screw must be disconnected from the lance holder. Even in such a situation, the lance body can be replaced smoothly.

本発明に係る酸素ガス吹込み用浸漬ランスを使用して溶銑の予備処理を実施する状況を示す概略図である。It is the schematic which shows the condition which implements the hot metal pre-processing using the immersion lance for oxygen gas blowing which concerns on this invention. 本発明に係る酸素ガス吹込み用浸漬ランスでのランス本体とランスホルダーとの連結構造を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the connection structure of the lance main body and lance holder in the immersion lance for oxygen gas blowing which concerns on this invention.

以下、添付図面を参照して本発明を具体的に説明する。図1は、本発明に係る酸素ガス吹込み用浸漬ランスを使用して溶銑の予備処理を実施する状況を示す概略図、図2は、本発明に係る酸素ガス吹込み用浸漬ランスでのランス本体とランスホルダーとの連結構造を示す概略断面図である。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic view showing a state in which hot metal pretreatment is performed using the immersion lance for blowing oxygen gas according to the present invention, and FIG. 2 is a lance in the immersion lance for blowing oxygen gas according to the present invention. It is a schematic sectional drawing which shows the connection structure of a main body and a lance holder.

先ず、図1を用いて、本発明に係る酸素ガス吹き込み用の浸漬ランス1の全体構成を説明する。図1に示すように、作業床9に設置されるレール(図示せず)上を走行するランス走行台車4の端部には回転軸7が設けられ、この回転軸7を介して傾動フレーム5が、傾動用油圧シリンダー6により傾動可能に配置されており、傾動フレーム5には、ランス昇降台車8が取り付けられている。ランス昇降台車8は、電動機とチェーンとの組み合わせなどの適宜の手段によって傾動フレーム5を上端から下端まで昇降可能であり且つ任意の位置で停止できるように構成されている。   First, the overall configuration of an immersion lance 1 for blowing oxygen gas according to the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, a rotating shaft 7 is provided at the end of a lance traveling carriage 4 that travels on a rail (not shown) installed on the work floor 9, and the tilting frame 5 is provided via the rotating shaft 7. However, the tilting hydraulic cylinder 6 is disposed so as to be tiltable, and the lance lifting carriage 8 is attached to the tilting frame 5. The lance elevating carriage 8 is configured such that the tilting frame 5 can be raised and lowered from the upper end to the lower end by an appropriate means such as a combination of an electric motor and a chain and can be stopped at an arbitrary position.

このランス昇降台車8に、内部に酸素含有ガスの流路を有する円筒状のランスホルダー3が固定され、そして、ランスホルダー3の下端には、ランス本体2が取り付けられており、ランス本体2とランスホルダー3とで酸素ガス吹込み用の浸漬ランス1が構成されている。ランス本体2は、その下部が溶銑11に浸漬され、その先端部から溶銑中に酸素ガスを吹き込むと同時に、炭化水素ガスを吹き込むためのものである。ランス本体2の表面には、耐火物被覆層29が施工されている。   A cylindrical lance holder 3 having an oxygen-containing gas flow path is fixed to the lance lifting carriage 8, and a lance body 2 is attached to the lower end of the lance holder 3. The lance holder 3 constitutes an immersion lance 1 for blowing oxygen gas. The lower portion of the lance body 2 is immersed in the hot metal 11 and oxygen gas is blown into the hot metal from the tip of the lance body 2 at the same time as hydrocarbon gas is blown. A refractory coating layer 29 is applied to the surface of the lance body 2.

ランスホルダー3の上端部は、酸素含有ガス供給用フレキシブル管13と接続されており、また、ランスホルダー3には、冷却水供給用フレキシブル管15と接続する冷却水導入管27が固定して取り付けられている。また、ランス本体2の上部側には、炭化水素ガス供給用フレキシブル管14と接続する炭化水素ガス導入管26が取り付けられている。   The upper end of the lance holder 3 is connected to an oxygen-containing gas supply flexible pipe 13, and a cooling water introduction pipe 27 connected to the cooling water supply flexible pipe 15 is fixedly attached to the lance holder 3. It has been. Further, a hydrocarbon gas introduction pipe 26 connected to the hydrocarbon gas supply flexible pipe 14 is attached to the upper side of the lance body 2.

次に、図2を用いて、ランス本体2とランスホルダー3との連結構造を説明する。図2に示すように、円筒状つまり単管形状のランスホルダー3の下端部には、下向きに拡径するテーパー状の雌ねじ3aが形成され、この雌ねじ3aに脱着可能な、上向きに縮径するテーパー状の雄ねじ16aを有する円筒状のアダプター16が、ランスホルダー3の下端部にねじを介して接合されている。このアダプター16の下端にフランジ17が形成されている。   Next, a connection structure between the lance body 2 and the lance holder 3 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, a tapered female screw 3a that expands downward is formed at the lower end of the cylindrical or single-tube lance holder 3, and the diameter of the female screw 3a is reduced upward. A cylindrical adapter 16 having a tapered male screw 16a is joined to the lower end of the lance holder 3 via a screw. A flange 17 is formed at the lower end of the adapter 16.

一方、ランス本体2は、同心の内管19と外管20との二重管構造であり、ランス本体2の上端部には、外管20の外周側に、内管19及び外管20を支持するための円筒状支持部材18が配置され、この円筒状支持部材18の上端部にフランジ21が形成されている。内管19と外管20との間隙には、間隔を一定にするためのディスタンスピースが適宜の位置に設置されているが、図2では省略している。   On the other hand, the lance body 2 has a double tube structure of a concentric inner tube 19 and an outer tube 20, and an inner tube 19 and an outer tube 20 are provided on the outer peripheral side of the outer tube 20 at the upper end of the lance body 2. A cylindrical support member 18 for supporting is disposed, and a flange 21 is formed at an upper end portion of the cylindrical support member 18. In the gap between the inner tube 19 and the outer tube 20, a distance piece for making the interval constant is installed at an appropriate position, but is omitted in FIG.

アダプター16に設けられたフランジ17及び円筒状支持部材18に設けられたフランジ21の円周方向には、ボルト22を通すための複数の孔(図2では9個)が等間隔で設けられ、それぞれの孔にボルト22が挿入され、ボルト22と、ボルト22に嵌合するナット23とによってフランジ17とフランジ21とが密着し、これによってランス本体2がランスホルダー3の下端部に連結されるように構成されている。尚、フランジ17またはフランジ21の接合面に円周方向の溝を設け、この溝にシール用のOリングを配置することも可能である。   In the circumferential direction of the flange 17 provided on the adapter 16 and the flange 21 provided on the cylindrical support member 18, a plurality of holes (nine in FIG. 2) for passing the bolts 22 are provided at equal intervals. Bolts 22 are inserted into the respective holes, and the flange 17 and the flange 21 are brought into close contact with each other by the bolts 22 and the nuts 23 fitted to the bolts 22, whereby the lance body 2 is connected to the lower end portion of the lance holder 3. It is configured as follows. It is also possible to provide a circumferential groove on the joint surface of the flange 17 or the flange 21 and arrange an O-ring for sealing in this groove.

円筒状支持部材18と内管19の外面とは、それぞれ固定部材24との接合面の気密性が確保された状態で固定部材24によって接合されており、また、外管20の上端部は、固定部材24との接合面の気密性が確保された状態で固定部材24と接合されている。即ち、内管19と外管20との間隙はランス本体2の上端部で密閉され、ランス本体2の上端部は内管19のみが開口しており、ランスホルダー3の内部流路を通って供給される酸素含有ガスがアダプター16を介して内管19に流入するように構成されている。   The cylindrical support member 18 and the outer surface of the inner tube 19 are joined by the fixing member 24 in a state in which the airtightness of the joining surface with the fixing member 24 is ensured, and the upper end portion of the outer tube 20 is It is joined to the fixing member 24 in a state in which the airtightness of the joint surface with the fixing member 24 is ensured. That is, the gap between the inner tube 19 and the outer tube 20 is sealed at the upper end portion of the lance body 2, and only the inner tube 19 is opened at the upper end portion of the lance body 2, passing through the internal flow path of the lance holder 3. The supplied oxygen-containing gas is configured to flow into the inner pipe 19 through the adapter 16.

即ち、酸素含有ガス供給用フレキシブル管13から円筒状のランスホルダー3の内部流路に導入された酸素含有ガスは、ランスホルダー3の内部流路を通ってランス本体2の内管19の内部に供給され、ランス本体2の内管19を通り、ランス本体2の下端部で内管19から溶銑中に吹き込まれるように構成されている。   That is, the oxygen-containing gas introduced from the oxygen-containing gas supply flexible pipe 13 into the internal flow path of the cylindrical lance holder 3 passes through the internal flow path of the lance holder 3 and enters the inner pipe 19 of the lance body 2. It is supplied and passes through the inner tube 19 of the lance body 2 and is blown into the hot metal from the inner tube 19 at the lower end of the lance body 2.

ランス本体2には、フランジ21よりも下方側に、円筒状支持部材18を貫通し、内管19と外管20との間隙に連通する炭化水素ガス導入管26が設置されている。炭化水素ガス導入管26の他端は、管脱着用のカップリングなどによって炭化水素ガス供給用フレキシブル管14と接続されており、炭化水素ガス供給用フレキシブル管14から供給される炭化水素ガスが、炭化水素ガス導入管26を介して内管19と外管20との間隙に導入され、ランス本体2の内管19と外管20との間隙を通り、ランス本体2の先端部で内管19と外管20との間隙から溶銑中に吹き込まれるように構成されている。   In the lance body 2, a hydrocarbon gas introduction pipe 26 that passes through the cylindrical support member 18 and communicates with the gap between the inner pipe 19 and the outer pipe 20 is installed below the flange 21. The other end of the hydrocarbon gas introduction pipe 26 is connected to the hydrocarbon gas supply flexible pipe 14 by a pipe detachment coupling or the like, and the hydrocarbon gas supplied from the hydrocarbon gas supply flexible pipe 14 is It is introduced into the gap between the inner pipe 19 and the outer pipe 20 via the hydrocarbon gas introduction pipe 26, passes through the gap between the inner pipe 19 and the outer pipe 20 of the lance body 2, and the inner pipe 19 at the tip of the lance body 2. And the outer pipe 20 are configured to be blown into the hot metal.

ランスホルダー3には、冷却水導入管27が固定して取り付けられており、冷却水導入管27は、ランスホルダー3の周囲に配置される環状の冷却水ヘッダー管28に連結し、冷却水ヘッダー管28には、それぞれのボルト22のナット取り付け側に向けて冷却水を散水するための散水スプレー25が設置されている。冷却水導入管27の他端は管脱着用のカップリングなどによって冷却水供給用フレキシブル管15と接続されており、冷却水供給用フレキシブル管15から供給される冷却水が、冷却水導入管27及び冷却水ヘッダー管28を経由して散水スプレー25から各ボルト22のナット取り付け側に向けて散水されるように構成されている。   A cooling water introduction pipe 27 is fixedly attached to the lance holder 3, and the cooling water introduction pipe 27 is connected to an annular cooling water header pipe 28 arranged around the lance holder 3, so that the cooling water header The pipes 28 are provided with water sprays 25 for spraying cooling water toward the nut mounting side of each bolt 22. The other end of the cooling water introduction pipe 27 is connected to the cooling water supply flexible pipe 15 by a pipe detachment coupling or the like, and the cooling water supplied from the cooling water supply flexible pipe 15 is the cooling water introduction pipe 27. In addition, water is sprayed from the water spray 25 toward the nut mounting side of each bolt 22 via the cooling water header pipe 28.

このようにして本発明に係る浸漬ランス1が構成されている。この浸漬ランス1を用いて、以下のようにして溶銑の予備処理、つまり、脱珪処理及び脱燐処理を実施する。尚、溶銑の脱珪処理及び脱燐処理は、ともに酸素ガスなどの酸素含有ガスを溶銑中に吹き込んで行う精錬であり、脱珪処理では主に溶銑中の珪素(Si)を酸化除去することを目的とし、脱燐処理では溶銑中の燐(P)を酸化除去することを目的とするが、珪素の方が燐よりも酸素との親和力が強く、脱珪処理を施さずに脱燐処理を実施した場合には、先ず脱珪反応が起こり、溶銑中の珪素濃度が或る程度低下した後に脱燐反応が起こる。この場合は、正確には脱珪・脱燐処理と呼ぶべきであるが、本発明では脱燐処理と定義する。   Thus, the immersion lance 1 according to the present invention is configured. Using this immersion lance 1, a hot metal pretreatment, that is, a desiliconization treatment and a dephosphorization treatment is performed as follows. The hot metal desiliconization treatment and dephosphorization treatment are both refining performed by blowing oxygen-containing gas such as oxygen gas into the hot metal, and the desiliconization treatment mainly removes silicon (Si) in the hot metal by oxidation. The purpose of dephosphorization is to remove phosphorus (P) in the hot metal by oxidation. However, silicon has a stronger affinity for oxygen than phosphorus, and dephosphorization without desiliconization. In the case of carrying out, desiliconization reaction first occurs, and after the silicon concentration in the hot metal is lowered to some extent, dephosphorization reaction occurs. In this case, it should be called desiliconization / dephosphorization treatment, but it is defined as dephosphorization treatment in the present invention.

このように、脱珪処理も脱燐処理も同様の処理方法であるので、ここでは、図1を参照して脱燐処理について説明する。但し、脱燐処理も脱珪処理も媒溶剤として生石灰を添加するが、生石灰は、脱燐処理では生成される燐酸化物を吸収する役割を担うのに対し、脱珪処理では生成するスラグの塩基度を調整する役割を担っており、脱燐処理では生石灰の添加を必須とするが、脱珪処理では生石灰の添加は必須ではなく、この点で両者は若干の違いがある。   Thus, since the desiliconization process and the dephosphorization process are the same processing method, here, the dephosphorization process is demonstrated with reference to FIG. However, quick lime is added as a solvent in both the dephosphorization treatment and the desiliconization treatment. The quick lime plays a role in absorbing the phosphorous oxide produced in the dephosphorization treatment, whereas the slag base produced in the desiliconization treatment. It plays a role of adjusting the degree, and in the dephosphorization process, the addition of quick lime is essential, but in the desiliconization process, the addition of quick lime is not essential, and there is a slight difference between them.

ランス昇降台車8を回転軸7とは反対側の端部に位置させるとともに、傾動フレーム5を水平または適宜の傾斜角度に維持した状態で、クレーン(図示せず)などで吊り上げたランス本体2の上端部をランスホルダー3の下端部の直下に位置させ、フランジ17とフランジ21とを密着または接近させて、ボルト22及びナット23によってフランジ17とフランジ21とを連結させる。このようにして、ランス本体2をランスホルダー3に予め取り付ける。   The lance lifting carriage 8 is positioned at the end opposite to the rotating shaft 7 and the lance body 2 is lifted by a crane (not shown) or the like while the tilting frame 5 is kept horizontal or at an appropriate inclination angle. The upper end portion is positioned immediately below the lower end portion of the lance holder 3, the flange 17 and the flange 21 are brought into close contact with each other, and the flange 17 and the flange 21 are connected by the bolt 22 and the nut 23. In this way, the lance body 2 is attached to the lance holder 3 in advance.

集塵フード12及び作業床9の直下に、溶銑11を収容した混銑車10を位置させ、且つ、ランス走行台車4及び傾動フレーム5を適宜の位置に設置し、散水スプレー25から冷却水を散水するとともに、内管19から酸素含有ガスを吹き込み、且つ内管19と外管20との間隙から炭化水素ガスを吹き込みながら、ランス昇降台車8を下降させてランス本体2を溶銑中に浸漬させる。酸素含有ガスとしては、酸素ガス、酸素ガスと不活性ガスとの混合ガス、空気などを使用し、炭化水素ガスとしては、プロパンガス、メタンガス、ブタンガスなどを使用する。   The kneading vehicle 10 containing the molten iron 11 is positioned directly under the dust collection hood 12 and the work floor 9, and the lance traveling cart 4 and the tilting frame 5 are installed at appropriate positions, and the cooling water is sprayed from the water spray 25. At the same time, while the oxygen-containing gas is blown from the inner pipe 19 and the hydrocarbon gas is blown from the gap between the inner pipe 19 and the outer pipe 20, the lance lifting carriage 8 is lowered to immerse the lance body 2 in the hot metal. As the oxygen-containing gas, oxygen gas, a mixed gas of oxygen gas and inert gas, air, or the like is used, and as the hydrocarbon gas, propane gas, methane gas, butane gas, or the like is used.

この場合に、内管19からは、粉状の鉄鉱石などの固体酸素源を酸素含有ガスを搬送用ガスとして供給することができ、また、内管19から粉状の生石灰を酸素含有ガスを搬送用ガスとして吹き込むことも可能である。   In this case, a solid oxygen source such as powdered iron ore can be supplied from the inner pipe 19 as a carrier gas, and powdery lime is supplied from the inner pipe 19 as oxygen-containing gas. It is also possible to blow in as a carrier gas.

吹き込まれた酸素含有ガス中の酸素ガスと溶銑中の燐とが反応して燐が燐酸化物として酸化される。生成した燐酸化物は、内管19から吹き込まれる生石灰、炉口から混銑車内に上置き添加される生石灰、或いは別の浸漬ランスから吹き込み添加される生石灰の少なくとも何れかと反応してスラグに吸収され、脱燐反応が進行する。吹き込まれる炭化水素ガスは分解して吸熱し、ランス本体2の先端部の溶損を抑制する。   The oxygen gas in the blown oxygen-containing gas reacts with phosphorus in the hot metal to oxidize phosphorus as a phosphorus oxide. The produced phosphorous oxide is absorbed in the slag by reacting with at least one of quick lime blown from the inner pipe 19, quick lime added to the kneading car from the furnace port, or quick lime blown and added from another immersion lance, The dephosphorization reaction proceeds. The injected hydrocarbon gas decomposes and absorbs heat, and suppresses melting of the tip of the lance body 2.

溶銑中の燐濃度が目的とする値まで低減したなら、ランス昇降台車8を上昇させてランス本体2を溶銑11から引き上げ、酸素含有ガス、炭化水素ガスの供給を停止して、脱燐処理を終了する。散水スプレー25からの散水はタイマーなどにより所定時間が経過するまで継続する。脱燐処理を施した溶銑11を収容する混銑車10を払い出し、脱燐処理の施されていない溶銑11を収容する別の混銑車10を作業床9の直下に準備し、上記に沿って脱燐処理を繰り返し実施する。   If the phosphorus concentration in the hot metal is reduced to the target value, the lance lifting carriage 8 is raised, the lance body 2 is lifted from the hot metal 11, the supply of oxygen-containing gas and hydrocarbon gas is stopped, and dephosphorization processing is performed. finish. The water spray from the water spray 25 is continued until a predetermined time elapses by a timer or the like. The kneading wheel 10 containing the molten iron 11 subjected to the dephosphorization process is dispensed, and another kneading wheel 10 accommodating the molten iron 11 which has not been subjected to the dephosphorizing process is prepared immediately below the work floor 9. Repeat the phosphorus treatment.

脱燐処理を繰り返し実施することにより、ランス本体2の耐火物被覆層29が溶損して使用に耐え切れなくなった時点で、ランス本体2をランスホルダー3に取り付けたときと逆の工程で使用済みのランス本体2を取り外し、新品のランス本体2を新たに取り付ける。使用済みのランス本体2を取り外す場合に、ボルト22とナット23とが溶着してフランジ17とフランジ21とを分離できなくなった場合には、アダプター16を回転させ、アダプター16とランスホルダー3とを分離し、別のアダプター16をランスホルダー3に取り付けてランス交換を実施する。   When the refractory coating layer 29 of the lance body 2 is melted and cannot be used due to repeated dephosphorization, the lance body 2 is used in the reverse process of attaching the lance body 2 to the lance holder 3 The lance body 2 is removed and a new lance body 2 is newly attached. When the used lance body 2 is removed, if the bolt 22 and the nut 23 are welded and the flange 17 and the flange 21 cannot be separated, the adapter 16 is rotated, and the adapter 16 and the lance holder 3 are moved. Separate and attach another adapter 16 to the lance holder 3 to replace the lance.

以上説明したように、本発明によれば、ランス本体2とランスホルダー3とを、ボルト22及びナット23を用いてフランジ構造により連結するので、ランス本体2とランスホルダー3とを正確な芯合わせを必要とせずに強固に連結でき、且つ、ボルト22を冷却水の散水によって強制的に冷却するので、フランジ17及びボルト22の熱変形が防止されるとともにボルト22とナット23との焼き付きが防止されて、円滑なランス本体2の交換が実現される。また、何らかの理由によりフランジ17とフランジ21とを切り離すことができなくなった場合には、アダプター16をランスホルダー3から切り離すことができ、このような事態になった場合もランス本体2の交換を円滑に行うことが可能となる。   As described above, according to the present invention, since the lance body 2 and the lance holder 3 are connected by the flange structure using the bolts 22 and the nuts 23, the lance body 2 and the lance holder 3 are accurately aligned. The bolts 22 are forcibly cooled by the sprinkling of cooling water, so that the thermal deformation of the flange 17 and the bolts 22 is prevented and the seizure between the bolts 22 and the nuts 23 is prevented. Thus, a smooth exchange of the lance body 2 is realized. Further, when it becomes impossible to separate the flange 17 and the flange 21 for some reason, the adapter 16 can be disconnected from the lance holder 3, and in such a situation, the replacement of the lance body 2 can be smoothly performed. Can be performed.

尚、上記説明では、ランス本体2は、ランス本体2の先端から酸素含有ガス及び炭化水素ガスを吹き込む構造であるが、ランス本体2の先端部近傍で流路を逆T字型に2つに分離して吹き込む構造としてもよく、また、ランス本体2の先端部に曲がり部を有さず、直線状としても構わない。また更に、上記説明では浸漬ランス1を溶銑11に対して鉛直方向斜めに浸漬させているが、鉛直方向に浸漬させても構わない。   In the above description, the lance body 2 has a structure in which an oxygen-containing gas and a hydrocarbon gas are blown from the tip of the lance body 2, but the flow path is divided into two in an inverted T shape near the tip of the lance body 2. It is good also as a structure blowing separately, and it does not have a bending part in the front-end | tip part of the lance main body 2, and it does not matter even if it is linear. Furthermore, in the above description, the immersion lance 1 is immersed obliquely in the vertical direction with respect to the hot metal 11, but it may be immersed in the vertical direction.

1 浸漬ランス
2 ランス本体
3 ランスホルダー
3a 雌ねじ
4 ランス走行台車
5 傾動フレーム
6 傾動用油圧シリンダー
7 回転軸
8 ランス昇降台車
9 作業床
10 混銑車
11 溶銑
12 集塵フード
13 酸素含有ガス供給用フレキシブル管
14 炭化水素ガス供給用フレキシブル管
15 冷却水供給用フレキシブル管
16 アダプター
16a 雄ねじ
17 フランジ
18 円筒状支持部材
19 内管
20 外管
21 フランジ
22 ボルト
23 ナット
24 固定部材
25 散水スプレー
26 炭化水素ガス導入管
27 冷却水導入管
28 冷却水ヘッダー管
29 耐火物被覆層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Immersion lance 2 Lance main body 3 Lance holder 3a Female thread 4 Lance traveling cart 5 Tilt frame 6 Tilt hydraulic cylinder 7 Rotating shaft 8 Lance lift cart 9 Work floor 10 Chaotic wheel 11 Hot metal 12 Dust collection hood 13 Oxygen-containing gas flexible tube DESCRIPTION OF SYMBOLS 14 Hydrocarbon gas supply flexible pipe 15 Cooling water supply flexible pipe 16 Adapter 16a Male thread 17 Flange 18 Cylindrical support member 19 Inner pipe 20 Outer pipe 21 Flange 22 Bolt 23 Nut 24 Fixing member 25 Water spray 26 Hydrocarbon gas introduction pipe 27 Cooling water introduction pipe 28 Cooling water header pipe 29 Refractory coating layer

Claims (1)

同心の内管及び外管を有し、内管から酸素含有ガスを、内管と外管との間隙から炭化水素ガスを溶銑中に吹き込むための二重管構造のランス本体と、該ランス本体を保持するためのランスホルダーと、で構成される酸素ガス吹込み用浸漬ランスにおいて、
前記ランスホルダーの下端部には雌ねじが形成されていて、該雌ねじに脱着する雄ねじを有するアダプターがランスホルダーの下端部にねじを介して接合され、
該アダプターの下端部及び前記ランス本体の上端部にはそれぞれフランジが設けられ、これらのフランジを通るボルト及びボルトを固定するナットによってランス本体がランスホルダーに固定されるとともに、
フランジに配置される各々のボルトはランスホルダー側に設置された散水スプレーによって冷却されるように構成されており、
且つ、前記ランス本体には、前記フランジよりも下方側に、内管と外管との間隙に炭化水素ガスを供給するための、内管と外管との間隙に連通する炭化水素ガス導入管が設置されていて、内管と外管との間隙はランス本体の上端部で密閉されて、ランス本体の上端部は内管のみが開口し、前記ランスホルダーの内部を通って供給される酸素含有ガスが内管内に流入するように構成されていることを特徴とする、酸素ガス吹込み用浸漬ランス。
A lance body having a double-tube structure having concentric inner and outer pipes, for injecting oxygen-containing gas from the inner pipe and hydrocarbon gas into the molten metal from the gap between the inner pipe and outer pipe, and the lance body In the immersion lance for oxygen gas blowing composed of a lance holder for holding
A female screw is formed at the lower end of the lance holder, and an adapter having a male screw to be attached to and detached from the female screw is joined to the lower end of the lance holder via the screw,
A flange is provided at each of the lower end of the adapter and the upper end of the lance body, and the lance body is fixed to the lance holder by bolts passing through these flanges and nuts for fixing the bolts.
Each bolt arranged on the flange is configured to be cooled by a water spray installed on the lance holder side,
The lance body has a hydrocarbon gas introduction pipe communicating with the gap between the inner pipe and the outer pipe, for supplying hydrocarbon gas to the gap between the inner pipe and the outer pipe, below the flange. The gap between the inner tube and the outer tube is sealed at the upper end of the lance body, and only the inner tube opens at the upper end of the lance body, and oxygen supplied through the interior of the lance holder An immersion lance for injecting oxygen gas, characterized in that the contained gas flows into the inner pipe.
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