JPS6159372B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6159372B2 JPS6159372B2 JP8933481A JP8933481A JPS6159372B2 JP S6159372 B2 JPS6159372 B2 JP S6159372B2 JP 8933481 A JP8933481 A JP 8933481A JP 8933481 A JP8933481 A JP 8933481A JP S6159372 B2 JPS6159372 B2 JP S6159372B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- refining
- lance
- liquid
- flow path
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
- C21C5/42—Constructional features of converters
- C21C5/46—Details or accessories
- C21C5/4606—Lances or injectors
- C21C5/4613—Refractory coated lances; Immersion lances
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
- Furnace Charging Or Discharging (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
本発明は溶融金属の精錬における精錬用浸漬ラ
ンスの改良に関するものである。 従来は溶融金属を浸漬ランスによつて精錬する
場合、目的、効果によつて気体の種類の使いわけ
が行なわれている。例えば 溶銑脱Si、脱Ｃの場合には、Si，Ｃの酸化反
応を誘起する酸化剤として気体酸素が使用され
る。 溶銑脱Ｓの場合には、脱Ｓ剤のキヤリアとし
て製品品質に応じて、アルゴン、窒素、乾燥空
気、その他の気体が使用される。 溶鋼の成分、温度調整、介在物浮上等を目的
とする場合には、一般的にアルゴンガスが使用
される。 又、上吹き法と浸漬法の差異として、浸漬法の
場合は、気体の供給と同時に溶融金属の強力な撹
拌効果が得られることがあげられ、また撹拌が精
錬効果に及ぼす影響については、多数の文献で報
じられている。 しかしながら浸漬法は上記利点を有しているに
もかかわらず、一方では溶融金属中に浸漬される
ために溶損が著しく、ランスの耐用寿命が短いと
いう欠点を有している。このランスの耐用寿命は
精錬ランスが適正な精錬条件を維持するため、ま
た、安全作業を確保するため、等によつて制限さ
れるものである。 従来の精錬用ランスは、その耐用寿命を長くす
るため、一般的にランス浸漬部を耐火物で被覆し
た構造としており、使用温度、寸法、精錬用気体
の種類にもよるが溶銑の場合の耐用寿命はせいぜ
い30分〜60分程度である。 これに対して上吹法に使用されるランスは一般
には気体吹込みノズルの他に、冷却水の閉鎖回路
を具備しており、その耐用寿命は主に、精錬中の
スロツピング・スピツテイング、輻射伝熱等によ
る熱歪、溶損、地金付等によつて影響され、約１
万分〜３万分である。 かかるランス寿命の差を考えれば、浸漬ランス
に冷却水の閉鎖回路を設けることにより、寿命の
差を飛躍的に小さくすることが期待できるが、冷
却水が漏洩すると、水蒸気爆発を起こす危険性が
あるため、現状技術レベルにおいては採用できな
い状況にある。 一方浸漬ランスで精錬効果の向上を狙つて撹拌
を強化する為には吹込み気体の流量を増加させる
〓〓〓〓
か、ノズル出口の浸漬深さを深くする２つの方法
がある。設備的に気体流量の増加はランス流路管
径の大径化を招き、またノズル出口の浸漬深さを
大きくする方法では、ランス長さ、もしくはラン
ス支持機構のストローク長大化を招く。またいず
れの場合にも使用される耐火物の量が多くなる欠
点がある。 本発明は、かような現状を解決することを目的
とし、精錬用気体を通す流路と、前記気体と同一
の元素よりなる液体を通す流路を独立した系統と
して設け、同液体流路の出口を気体流路出口周辺
に配置したことを特徴とする精錬用浸漬ランスで
ある。 上記精錬用浸漬ランスにおいて、精錬用気体を
通す流路とは、気体酸素、空気等の酸化性気体、
またはアルゴンガス、窒素等の不活性気体を通す
流路を意味する。液体流路出口を気体流路出口の
周辺に配するのは、液体の気化抜熱による冷却効
率を確保し、ランス溶損を防止するために必要な
構成である。 以下本発明を第１図、第６図に示す実施例によ
り説明する。 第１図は精錬用浸漬ランスの縦断面図、第２図
は第１図のＡ―Ａ矢視図、第３図以下は本発明の
バリエーシヨンの例を示した図である。１は気体
用流路を形成する管で、２は液体用流路を形成す
る管である。管１と２は第２図の如くリブ３をス
ペーサーとした同心二重管構造、または第５，６
図に示したような別個の配管構造としてもよい。
いずれの場合も、気体用流路出口４の周辺に液体
用流路出口５を配置しており、これら配管寸法、
断面積は、精錬目的及び幾何的配管構造に適合さ
せて各々選択される。 図中６は耐火物、７は耐火物６を保持するため
のスタツドである。８は液体流量調節弁、９は気
体流量調節弁で、これらは図示しない液体タン
ク、あるいは気体タンクと配管を介して連結され
ている。 このように液体流路出口５を気体流路出口４の
まわりに配置することにより、上記液体がランス
より吐出するときに気化する作用により、精錬用
浸漬ランスの吐出面１０及びその近傍が効率よく
冷却されるので、該ランスの溶損、破損、等は従
来のものよりも著しく改善され、耐用寿命も向上
する。 気体1Nm3を液体の形で吹込む事により、精錬
用気体が酸素の場合で72.3kcal、窒素で
61.0kcal、アルゴンで69.7kcalの抜熱量を得るこ
とができる。気液比は精錬目的、必要撹拌力、設
定処理時間に応じて選択される。 液体から気体に状態変化する際の気化体積膨張
により、溶融金属の撹拌効果は飛躍的に向上す
る。撹拌効果が下式で記述されるとすれば、気体
と同一体積の液体を吹込んだ場合には、気体の約
1000倍の撹拌効果を得ることができる。従つて少
量の液体を吹込むだけで反応界面積を大きく確保
できるため精錬反応を従来よりもさらに巧みに促
進させることができる。 ε〓＝0.0285Q・Ｔ・｛log（１＋Ｚ／Ｈ）｝／Ｗ ここにε〓：撹拌エネルギー密度（watt／Ｔ） Ｑ：精錬用気体流量（ｌ／min） Ｔ：溶融金属の温度（Ｋ） Ｚ：溶融金属の深さ（cm） Ｈ：１気圧における溶融金属の真空高さ
（cm） Ｗ：溶融金属の重量（Ｔ） ちなみに本発明に係る精錬用浸漬ランスと従来
のものを比較すると、下表のとおりの向上が明ら
かである。 前提条件として下記〜としたときの寸法を
下表に求めた。 精錬用ガスとしてアルゴンを使用 処理量：90TON／Heat アルゴン総流量：22.5Nm3（気体換算量、
気／液比0.125） 幾何的配管構造：従来＝単管、本発明＝同心
二重管
ンスの改良に関するものである。 従来は溶融金属を浸漬ランスによつて精錬する
場合、目的、効果によつて気体の種類の使いわけ
が行なわれている。例えば 溶銑脱Si、脱Ｃの場合には、Si，Ｃの酸化反
応を誘起する酸化剤として気体酸素が使用され
る。 溶銑脱Ｓの場合には、脱Ｓ剤のキヤリアとし
て製品品質に応じて、アルゴン、窒素、乾燥空
気、その他の気体が使用される。 溶鋼の成分、温度調整、介在物浮上等を目的
とする場合には、一般的にアルゴンガスが使用
される。 又、上吹き法と浸漬法の差異として、浸漬法の
場合は、気体の供給と同時に溶融金属の強力な撹
拌効果が得られることがあげられ、また撹拌が精
錬効果に及ぼす影響については、多数の文献で報
じられている。 しかしながら浸漬法は上記利点を有しているに
もかかわらず、一方では溶融金属中に浸漬される
ために溶損が著しく、ランスの耐用寿命が短いと
いう欠点を有している。このランスの耐用寿命は
精錬ランスが適正な精錬条件を維持するため、ま
た、安全作業を確保するため、等によつて制限さ
れるものである。 従来の精錬用ランスは、その耐用寿命を長くす
るため、一般的にランス浸漬部を耐火物で被覆し
た構造としており、使用温度、寸法、精錬用気体
の種類にもよるが溶銑の場合の耐用寿命はせいぜ
い30分〜60分程度である。 これに対して上吹法に使用されるランスは一般
には気体吹込みノズルの他に、冷却水の閉鎖回路
を具備しており、その耐用寿命は主に、精錬中の
スロツピング・スピツテイング、輻射伝熱等によ
る熱歪、溶損、地金付等によつて影響され、約１
万分〜３万分である。 かかるランス寿命の差を考えれば、浸漬ランス
に冷却水の閉鎖回路を設けることにより、寿命の
差を飛躍的に小さくすることが期待できるが、冷
却水が漏洩すると、水蒸気爆発を起こす危険性が
あるため、現状技術レベルにおいては採用できな
い状況にある。 一方浸漬ランスで精錬効果の向上を狙つて撹拌
を強化する為には吹込み気体の流量を増加させる
〓〓〓〓
か、ノズル出口の浸漬深さを深くする２つの方法
がある。設備的に気体流量の増加はランス流路管
径の大径化を招き、またノズル出口の浸漬深さを
大きくする方法では、ランス長さ、もしくはラン
ス支持機構のストローク長大化を招く。またいず
れの場合にも使用される耐火物の量が多くなる欠
点がある。 本発明は、かような現状を解決することを目的
とし、精錬用気体を通す流路と、前記気体と同一
の元素よりなる液体を通す流路を独立した系統と
して設け、同液体流路の出口を気体流路出口周辺
に配置したことを特徴とする精錬用浸漬ランスで
ある。 上記精錬用浸漬ランスにおいて、精錬用気体を
通す流路とは、気体酸素、空気等の酸化性気体、
またはアルゴンガス、窒素等の不活性気体を通す
流路を意味する。液体流路出口を気体流路出口の
周辺に配するのは、液体の気化抜熱による冷却効
率を確保し、ランス溶損を防止するために必要な
構成である。 以下本発明を第１図、第６図に示す実施例によ
り説明する。 第１図は精錬用浸漬ランスの縦断面図、第２図
は第１図のＡ―Ａ矢視図、第３図以下は本発明の
バリエーシヨンの例を示した図である。１は気体
用流路を形成する管で、２は液体用流路を形成す
る管である。管１と２は第２図の如くリブ３をス
ペーサーとした同心二重管構造、または第５，６
図に示したような別個の配管構造としてもよい。
いずれの場合も、気体用流路出口４の周辺に液体
用流路出口５を配置しており、これら配管寸法、
断面積は、精錬目的及び幾何的配管構造に適合さ
せて各々選択される。 図中６は耐火物、７は耐火物６を保持するため
のスタツドである。８は液体流量調節弁、９は気
体流量調節弁で、これらは図示しない液体タン
ク、あるいは気体タンクと配管を介して連結され
ている。 このように液体流路出口５を気体流路出口４の
まわりに配置することにより、上記液体がランス
より吐出するときに気化する作用により、精錬用
浸漬ランスの吐出面１０及びその近傍が効率よく
冷却されるので、該ランスの溶損、破損、等は従
来のものよりも著しく改善され、耐用寿命も向上
する。 気体1Nm3を液体の形で吹込む事により、精錬
用気体が酸素の場合で72.3kcal、窒素で
61.0kcal、アルゴンで69.7kcalの抜熱量を得るこ
とができる。気液比は精錬目的、必要撹拌力、設
定処理時間に応じて選択される。 液体から気体に状態変化する際の気化体積膨張
により、溶融金属の撹拌効果は飛躍的に向上す
る。撹拌効果が下式で記述されるとすれば、気体
と同一体積の液体を吹込んだ場合には、気体の約
1000倍の撹拌効果を得ることができる。従つて少
量の液体を吹込むだけで反応界面積を大きく確保
できるため精錬反応を従来よりもさらに巧みに促
進させることができる。 ε〓＝0.0285Q・Ｔ・｛log（１＋Ｚ／Ｈ）｝／Ｗ ここにε〓：撹拌エネルギー密度（watt／Ｔ） Ｑ：精錬用気体流量（ｌ／min） Ｔ：溶融金属の温度（Ｋ） Ｚ：溶融金属の深さ（cm） Ｈ：１気圧における溶融金属の真空高さ
（cm） Ｗ：溶融金属の重量（Ｔ） ちなみに本発明に係る精錬用浸漬ランスと従来
のものを比較すると、下表のとおりの向上が明ら
かである。 前提条件として下記〜としたときの寸法を
下表に求めた。 精錬用ガスとしてアルゴンを使用 処理量：90TON／Heat アルゴン総流量：22.5Nm3（気体換算量、
気／液比0.125） 幾何的配管構造：従来＝単管、本発明＝同心
二重管
【表】
〓〓〓〓
【表】
上記より明らかなとおり、本発明の精錬用浸漬
ランスはコンパクトで且つ耐用寿命も２倍以上も
向上し、少量の液体を吹込むことにより強大な撹
拌力が得られるため、操業上極めて実用的効果を
発揮するランスである。
ランスはコンパクトで且つ耐用寿命も２倍以上も
向上し、少量の液体を吹込むことにより強大な撹
拌力が得られるため、操業上極めて実用的効果を
発揮するランスである。
第１図は本発明の精錬用浸漬ランスの縦断面
図、第２図は第１図のＡ―Ａ矢視図、第３図、第
４図、第５図、第６図は本発明の他の実施例を示
した図である。 １：気体用流路を形成する管、２：液体用流路
を形成する管、３：リブ、４：気体用流路出口、
５：液体用流路出口、６：耐火物、７：スタツ
ド、８：液体流量調節弁、９：気体流量調節弁、
１０：精錬用浸漬ランスの吐出面。 〓〓〓〓
図、第２図は第１図のＡ―Ａ矢視図、第３図、第
４図、第５図、第６図は本発明の他の実施例を示
した図である。 １：気体用流路を形成する管、２：液体用流路
を形成する管、３：リブ、４：気体用流路出口、
５：液体用流路出口、６：耐火物、７：スタツ
ド、８：液体流量調節弁、９：気体流量調節弁、
１０：精錬用浸漬ランスの吐出面。 〓〓〓〓
Claims (1)
- １ 精錬用気体を通す流路と同気体と同一の元素
よりなる液体を通す流路を独立した系統として設
け、同液体流路の出口を気体流路出口の周辺に配
置したことを特徴とする溶融金属精錬用浸漬ラン
ス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8933481A JPS57203728A (en) | 1981-06-10 | 1981-06-10 | Immersion lance for refining of molten metal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8933481A JPS57203728A (en) | 1981-06-10 | 1981-06-10 | Immersion lance for refining of molten metal |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57203728A JPS57203728A (en) | 1982-12-14 |
| JPS6159372B2 true JPS6159372B2 (ja) | 1986-12-16 |
Family
ID=13967784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8933481A Granted JPS57203728A (en) | 1981-06-10 | 1981-06-10 | Immersion lance for refining of molten metal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57203728A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59145723A (ja) * | 1983-02-09 | 1984-08-21 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 溶融金属撹「はん」ランスの冷却方法 |
| FR2645456B1 (fr) * | 1989-04-11 | 1994-02-11 | Air Liquide | Procede et installation de traitement d'un liquide avec un gaz |
| JPH0379710A (ja) * | 1989-08-21 | 1991-04-04 | Nippon Steel Corp | 溶銑の脱硅処理方法及び装置 |
-
1981
- 1981-06-10 JP JP8933481A patent/JPS57203728A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57203728A (en) | 1982-12-14 |
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