Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JPH0434612B2 - - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JPH0434612B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0434612B2
JPH0434612B2 JP61266289A JP26628986A JPH0434612B2 JP H0434612 B2 JPH0434612 B2 JP H0434612B2 JP 61266289 A JP61266289 A JP 61266289A JP 26628986 A JP26628986 A JP 26628986A JP H0434612 B2 JPH0434612 B2 JP H0434612B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
furnace
gas
nozzle
stirring
bath
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 - Lifetime
Application number
JP61266289A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS63121612A (en
Inventor
Masahiko Seki
Shiro Hora
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
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP61266289A priority Critical patent/JPS63121612A/en
Publication of JPS63121612A publication Critical patent/JPS63121612A/en
Publication of JPH0434612B2 publication Critical patent/JPH0434612B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、三相交流又は直流のアークによりス
クラツプ及び金属材料等を溶解、精錬を行なう際
に、電孤炉内の溶融金属浴を効率良く攪拌する方
法及び装置に関する。
Detailed Description of the Invention [Industrial Field of Application] The present invention improves the efficiency of the molten metal bath in the electric arc furnace when melting and refining scrap and metal materials using a three-phase AC or DC arc. This invention relates to a method and apparatus for good stirring.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、電孤炉の操業においては、スクラツプ等
の装入原料を溶解する工程で、炉壁から助燃バー
ナーや溶解促進のために酸素が供給されている。
このとき、電孤炉の炉底は、その直径に対して深
さの極めて浅い、いわゆるシヤローバスの状態に
ある。このために、溶融金属浴を攪拌する力は極
めて弱い。加えて、電極から付与される熱も溶融
金属浴の上面のみを加熱するために消費されるの
で、溶融金属浴内に対流が起き難く、温度及び成
分が不均一となる。
Conventionally, in the operation of an electric arc furnace, oxygen is supplied from the furnace wall to an auxiliary burner and to promote melting in the process of melting charged raw materials such as scrap.
At this time, the bottom of the electric furnace is in a so-called shallow bath state, where the depth is extremely shallow relative to its diameter. For this reason, the power to stir the molten metal bath is extremely weak. In addition, the heat applied from the electrodes is also consumed to heat only the upper surface of the molten metal bath, making it difficult for convection to occur in the molten metal bath, resulting in non-uniform temperature and components.

また、攪拌力が弱いことから、溶融金属浴とフ
ラツクス層との間で冶金的反応が平衡となる状態
に達せず、極めて反応効率が弱い。その結果、フ
エロマンガン、フエロクロム、シリコン材等の添
加材の原単位の悪化、スラグ中のトータルFeが
上昇することによる鉄ロスの増加等の欠点があつ
た。この欠点を避けるため攪拌力を強化すると、
上記の解決に加えて、脱炭率の向上、鋼中の含有
ガスの除去等による清浄化が図られ、極めて大き
なメリツトが期待される。
Furthermore, since the stirring force is weak, the metallurgical reaction between the molten metal bath and the flux layer does not reach an equilibrium state, resulting in extremely low reaction efficiency. As a result, there were drawbacks such as a deterioration in the basic unit consumption of additives such as ferromanganese, ferrochrome, and silicon materials, and an increase in iron loss due to an increase in the total Fe in the slag. To avoid this drawback, if you strengthen the stirring power,
In addition to the above-mentioned solutions, it is possible to improve the decarburization rate and clean the steel by removing gases contained in the steel, which is expected to bring great benefits.

しかし、電孤炉の場合、溶融金属浴の揺動や激
しい波立ちは、開口部からの溶融金属の洩出、水
冷パネルの溶損、アークの不安定化等の問題を派
生するおそれがある。このため、これらの危険性
を回避して激しい攪拌力を溶融金属浴に与えるこ
とは実操業的には困難とされていた。そこで、炉
床部から不活性ガス又は酸化性ガス等を炉内に吹
き込むことにより、溶解を促進させる方法等が提
案されている。
However, in the case of an electric arc furnace, shaking or violent rippling of the molten metal bath may lead to problems such as leakage of molten metal from openings, melting of water cooling panels, and instability of the arc. For this reason, it has been considered difficult in actual operation to avoid these risks and apply a strong stirring force to the molten metal bath. Therefore, methods have been proposed in which melting is promoted by blowing inert gas, oxidizing gas, or the like into the furnace from the hearth.

この電孤炉における溶解促進の方法として、た
とえば、特開昭50−92807号公報に記載されてい
るものがある。これは、溶融金属浴の攪拌を行う
ために炉底に吹込みノズルを配置したもので、吹
込みガスによつて溶融金属浴を強制的に流動化す
る手段を採用したものである。そして、吹込みノ
ズルは、炉体周りに溶融金属浴が旋回流動するよ
うに、炉芯周りの仮想円の接線方向にガスを吹き
込む構成となつている。このように吹込みノズル
を浴が炉芯周りの旋回渦流となるように配置する
ことにより、溶融金属浴の攪拌を可能としてい
る。
As a method for promoting dissolution in this electric furnace, there is a method described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1983-92807. This has a blowing nozzle placed at the bottom of the furnace to stir the molten metal bath, and employs a means of forcibly fluidizing the molten metal bath by blowing gas. The blowing nozzle is configured to blow gas in the tangential direction of an imaginary circle around the furnace core so that the molten metal bath swirls around the furnace body. By arranging the blowing nozzle so that the bath forms a swirling vortex around the furnace core, stirring of the molten metal bath is made possible.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、溶融金属浴に炉芯周りの旋回渦
流を与える吹込みノズルの配置では、溶融金属浴
の渦動は生ずるが、炉中央部での動きは殆ど停滞
してしまう。すなわち、ガス吹込みによつて浴が
流動化されるが、その流線は炉芯周りの円となる
ために、半径位置が大きな部分では流動速度は大
きく、逆に炉芯部分では絶対停止する浴が発生し
てしまう。このことは、トレーサを用いた実験に
よつても確認されている。
However, in the arrangement of the blowing nozzle that gives the molten metal bath a swirling vortex around the furnace core, although the molten metal bath swirls, the movement at the center of the furnace is almost stagnant. In other words, the bath is fluidized by gas injection, but because the flow line is a circle around the furnace core, the flow velocity is high in areas with a large radius, and on the contrary, it absolutely stops in the furnace core. Bathing will occur. This has also been confirmed by experiments using tracers.

したがつて、浴の攪拌は半径方向位置が大きい
個所では十分に行われるが、炉芯側では流れが実
質的に生起されないために攪拌不良となり、浴の
攪拌強度の指標となる均一混合時間も長くなる。
Therefore, although the bath is sufficiently stirred at locations with large radial positions, the flow is not substantially generated on the furnace core side, resulting in poor stirring, and the uniform mixing time, which is an indicator of the bath stirring intensity, is also insufficient. become longer.

このように、炉芯周りに溶融金属浴の旋回流を
吹込みノズルによつて与えるのみでは、炉内での
浴の相対的な動きが少ない。その結果、全体的に
観ると攪拌力が弱く且つ均一混合も不十分とな
り、スクラツプの溶解速度や冶金反応の向上が効
果的に達成できない。
In this way, only by providing a swirling flow of the molten metal bath around the furnace core using the blow nozzle, there is little relative movement of the bath within the furnace. As a result, overall, the stirring force is weak and the uniform mixing is insufficient, making it impossible to effectively improve the scrap dissolution rate and metallurgical reaction.

そこで、本発明は、このような電孤炉における
問題に鑑み、炉内の浴を均一に且つ大きな攪拌を
与えるガス吹込み用ノズルの配置によつて、固体
装入物の溶解促進、冶金反応の向上、温度、成分
の均一化等を目的として開発されたものである。
In view of these problems in electric arc furnaces, the present invention aims to accelerate the dissolution of solid charges and improve metallurgical reactions by arranging gas injection nozzles that uniformly and greatly agitate the bath in the furnace. It was developed for the purpose of improving temperature, uniformity of components, etc.

〔問題点を解決するための手段〕 本発明の溶融金属浴攪拌方法は、その目的を達
成するために、炉体の炉内半径をRとするとき炉
芯を中心とする半径0.3〜0.8Rの仮想円の接線と
なるようにガスを吹き込み可能な炉床側壁近傍に
設けられた少なくとも1つの旋回ノズルから電孤
炉内の炉内に吹き込まれる攪拌用又は粉体搬送兼
撹拌用ガスの総流量Q2と、炉床の中心付近に設
けられた少なくとも1つの中心底吹きノズルから
吹き込まれる攪拌用又は粉体搬送兼攪拌用ガスの
総流量Q1との比Q1/Q2を0.7〜3.5の範囲で調整す
ることを特徴とする また、そのために使用する溶融金属浴攪拌装置
は、電孤炉の炉内半径をRとするとき炉芯を中心
とする半径0.3〜0.8Rの仮想円の接線となるよう
にガスを吹き込み可能な少なくとも1つの旋回ノ
ズルを炉床側壁近傍に設け、且つ炉床の中心付近
に少なくとも1つのガス吹き込み用中心底吹きノ
ズルを設けたことを特徴とする。
[Means for solving the problem] In order to achieve the object, the molten metal bath stirring method of the present invention has a radius of 0.3 to 0.8 R around the furnace core, where R is the inner radius of the furnace body. The total amount of gas for stirring or for powder transport and stirring that is blown into the furnace of the electric furnace from at least one rotating nozzle installed near the side wall of the hearth where gas can be blown so as to be tangential to the imaginary circle of The ratio Q 1 /Q 2 of the flow rate Q 2 and the total flow rate Q 1 of the stirring gas or the powder conveying and stirring gas blown from at least one central bottom blowing nozzle provided near the center of the hearth is set to 0.7 to In addition, the molten metal bath stirring device used for this purpose is a virtual circle with a radius of 0.3 to 0.8R centered on the furnace core, where R is the inner radius of the electric arc furnace. The present invention is characterized in that at least one rotating nozzle capable of blowing gas so as to be tangential to the hearth is provided near the side wall of the hearth, and at least one center bottom blowing nozzle for blowing gas is provided near the center of the hearth.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を具
体的に説明する。
Hereinafter, the present invention will be specifically described based on embodiments shown in the drawings.

第1図及び第2図は本発明の第1の実施例にお
ける電孤炉の縦断面図及び水平断面図である。
1 and 2 are a longitudinal sectional view and a horizontal sectional view of an electric furnace in a first embodiment of the present invention.

電孤炉の炉体1の中心部分には3本の電極2が
設けており、これらの電極2に通電することによ
りスクラツプ等を溶解する。炉体1のシルレベル
以下の炉床3の側壁には、旋回ノズル4が設けら
れている。また、炉床3の炉体中心付近には、中
心底吹きノズル5(以下中心ノズルという)が設
けられている。なお、炉体1の左右には、固体装
入物を装入する作業孔6及び溶解後の溶鋼を排出
する出鋼孔7を設けると共に、冷却のための水冷
パネル8を周囲に形成している。旋回ノズル4及
び中心ノズル5は、炉体1内の溶融金属浴にガス
を吹き込む構造であり、外部の酸化性ガス又は不
活性ガスの供給源(図示せず)に連通している。
そして、中心ノズル5は、炉体1の略中心にあつ
て、そのガス吹き込み流線が炉軸と同軸の鉛直方
向となるように設置される。
Three electrodes 2 are provided at the center of the furnace body 1 of the electric furnace, and scraps and the like are melted by energizing these electrodes 2. A rotating nozzle 4 is provided on the side wall of the hearth 3 below the sill level of the furnace body 1 . Further, near the center of the furnace body of the hearth 3, a center bottom blowing nozzle 5 (hereinafter referred to as a center nozzle) is provided. In addition, on the left and right sides of the furnace body 1, a working hole 6 for charging the solid charge and a tapping hole 7 for discharging the molten steel after melting are provided, and a water cooling panel 8 for cooling is formed around the furnace body. There is. The swirl nozzle 4 and the center nozzle 5 are structured to blow gas into the molten metal bath within the furnace body 1, and communicate with an external oxidizing gas or inert gas supply source (not shown).
The center nozzle 5 is located approximately at the center of the furnace body 1 and is installed such that its gas blowing streamline is coaxial and vertical to the furnace axis.

一方、旋回ノズル4は、炉体1内の溶融金属浴
を炉芯周りに旋回されるために、流線に対して接
線方向としたタンジエンシヤルノズルである。す
なわち、第2図から明らかなように、旋回ノズル
4の軸線は炉体1を貫通し、炉内の仮想円の接線
上にこの軸線が一致する配置となつている。そし
て、上下方向の向きは、第1図に示すように炉芯
側に向けてやや下向きに傾斜している。しかし、
これに拘束されることなく、水平方向に指向する
ように旋回ノズル4を設けても良いことは勿論で
ある。このような旋回ノズル4の配置及び姿勢に
よつて、吹き込まれるガスは、炉芯方向へは向か
わずに炉芯周りの円を描くように溶融金属浴を流
動攪拌することが可能である。
On the other hand, the swirling nozzle 4 is a tangential nozzle whose direction is tangential to the streamline in order to swirl the molten metal bath in the furnace body 1 around the furnace core. That is, as is clear from FIG. 2, the axis of the rotating nozzle 4 passes through the furnace body 1, and is arranged so that this axis coincides with a tangent to a virtual circle inside the furnace. The vertical direction is inclined slightly downward toward the furnace core side, as shown in FIG. but,
Of course, the rotating nozzle 4 may be provided so as to be oriented in the horizontal direction without being restricted to this. Due to the arrangement and posture of the rotating nozzle 4, the blown gas can flow and stir the molten metal bath in a circular manner around the furnace core without being directed toward the furnace core.

ここで、中心ノズル5が存在せずに、旋回ノズ
ル4によつてのみ炉体1内に溶融金属浴を攪拌さ
せた浴の挙動は、第3図に示すようになる。すな
わち、旋回ノズル4からガスを吹き込むと、吹き
込み圧及びガス流れが炉芯周りの円を仮想円とす
る接線方向を指向するので、浴は炉芯を中心とす
る円を描きながら流動する。この結果、ガス吹き
込みによる流動力の伝播によつて、炉内の浴は炉
芯周りに反時計方向への旋回流となつて流動す
る。そして、吹込みガス量を増せば、特に炉外周
部の浴の旋回運動は増大し、外周部側ほど速い流
速で旋回流動する。
Here, the behavior of the molten metal bath in which the central nozzle 5 does not exist and the molten metal bath is stirred in the furnace body 1 only by the rotating nozzle 4 is as shown in FIG. That is, when gas is blown from the rotating nozzle 4, the blowing pressure and gas flow are oriented in a tangential direction with a virtual circle around the furnace core, so the bath flows in a circle centered on the furnace core. As a result, the bath in the furnace flows in a counterclockwise swirling flow around the furnace core due to the propagation of the fluid force caused by the gas injection. If the amount of blown gas is increased, the swirling motion of the bath especially at the outer periphery of the furnace will increase, and the swirling flow will be faster toward the outer periphery.

しかしながら、炉芯部分までへの流動力の伝播
は、浴の粘性等の影響及び炉底間との摩擦抵抗に
よつて減衰し、結果的に炉芯部分では浴は流動せ
ず、停滞したままの状況となる。なお、このよう
な現象は、トレーサーを用いた実験等により認め
られており、従来技術の項でも既に述べていると
ころである。
However, the propagation of the fluid force to the furnace core is attenuated by the effects of the viscosity of the bath and the frictional resistance between it and the furnace bottom, and as a result, the bath does not flow in the furnace core and remains stagnant. The situation is as follows. Incidentally, such a phenomenon has been recognized through experiments using tracers, etc., and has already been described in the section of the prior art.

したがつて、浴に炉芯周りの旋回流を起こさせ
る旋回ノズル4によつてのみの攪拌では、外周部
と中心部の浴の混合は促進されることがなく、結
果的に浴に与えられる攪拌力は比較的小さい。こ
のため、炉芯部であつて且つ底部側に位置するス
クラツプの溶解を促進することは困難であり、ま
た、冶金反応の向上及び浴の成分、温度の均一化
も不十分である。
Therefore, stirring only by the swirl nozzle 4 that causes the bath to swirl around the furnace core does not promote mixing of the bath at the outer periphery and the center, and as a result, the mixing of the bath at the outer periphery and the center is not promoted. The stirring force is relatively small. Therefore, it is difficult to promote the melting of the scrap located at the bottom of the furnace core, and it is also insufficient to improve the metallurgical reaction and to uniformize the bath components and temperature.

これに対して、旋回ノズル4に加えて中心ノズ
ル5からも同時にガス吹込みを行うと、浴の攪拌
は良好に促進される。このことを、第4図によつ
て説明する。
On the other hand, if gas is blown simultaneously from the center nozzle 5 in addition to the swirling nozzle 4, stirring of the bath is favorably promoted. This will be explained with reference to FIG.

旋回ノズル4からのガス流によつて、浴には炉
芯を中心とする流れが促進されることは、第3図
において既に述べた。そして、この旋回流に対し
て、中心ノズル5により炉芯から上方に向けてガ
スを吹き込むと、旋回流と上向きの流れとが発生
する。このとき、浴はこれらの二つの流れを受
け、第4図a点線で示す下降流及び実線で実す平
面又は上昇流を生じる。これらの上昇又は下降流
は、中心ノズル5からの上向きのガス吹込みに起
因して生じることは言うまでもなく、結果として
炉芯周りの旋回流に停まらず、上下方向の攪拌も
良好となる。そして更に、上昇及び下降の合成流
れによつて、炉芯側と炉壁側との混合も可能とな
る。
It was already mentioned in FIG. 3 that the gas flow from the swirling nozzle 4 promotes a flow in the bath around the furnace core. When gas is blown upward from the furnace core into this swirling flow, a swirling flow and an upward flow are generated. At this time, the bath receives these two flows, producing a downward flow shown by a dotted line in FIG. 4a and a plane or upward flow shown by a solid line. It goes without saying that these rising or descending flows are caused by the upward gas injection from the central nozzle 5, and as a result, the swirling flow around the furnace core does not stop and the vertical agitation is also good. . Furthermore, the combined flow of rising and falling allows mixing between the furnace core side and the furnace wall side.

以上のことから、中心ノズル5から上向きのガ
ス吹込みを行うことによつて、浴は炉芯周り、上
下方向の流動が促進され、しかも炉芯側と炉壁側
間の混合攪拌も十分に行われる。したがつて、旋
回流を生起する旋回ノズル4と炉芯から上方向へ
浴を流動化する中心ノズル5との併用によつて、
浴を均一に大きな攪拌能力で攪拌できる結果とな
る。なお、第4図aのように、旋回ノズル4を複
数個設ければ、このような攪拌能力の向上が更に
一層向上することも明らかである。
From the above, by blowing gas upward from the central nozzle 5, the flow of the bath in the vertical direction around the furnace core is promoted, and mixing and stirring between the furnace core side and the furnace wall side is also sufficiently achieved. It will be done. Therefore, by using the swirling nozzle 4, which generates a swirling flow, and the central nozzle 5, which fluidizes the bath upward from the furnace core,
The result is that the bath can be uniformly stirred with a large stirring capacity. It is clear that if a plurality of rotating nozzles 4 are provided as shown in FIG. 4a, the stirring ability can be further improved.

このように、浴に旋回流れを起こす旋回ノズル
4と炉芯から上向きの流れを起こす中心ノズル5
とを併用することにより、浴の均一な攪拌を効率
的に行えることが判つた。そして、より効果的な
攪拌を実現するため、両ノズル4,5からの吹込
みガス量及び旋回ノズル4の配置姿勢について最
適なものを本発明者等は求めることができた。
In this way, the swirling nozzle 4 causes a swirling flow in the bath, and the center nozzle 5 causes an upward flow from the furnace core.
It has been found that uniform stirring of the bath can be carried out efficiently by using both. In order to achieve more effective agitation, the inventors were able to find the optimal amount of gas blown from both nozzles 4 and 5 and the orientation of the rotating nozzle 4.

第5図に示す線図は、横に中心ノズル5からの
吹込みガス量Q1と旋回ノズル4からの吹込みガ
ス量Q2との比Q1/Q2をとり、縦に吹込みガスに
よる浴面の盛り上がり高さH及び均一に攪拌する
までに要する均一混合時間τをとつたものであ
る。
The diagram shown in FIG. 5 shows the ratio Q 1 /Q 2 of the amount of blown gas Q 1 from the central nozzle 5 to the amount Q 2 of blown gas from the rotating nozzle 4 horizontally, and the ratio Q 1 /Q 2 of the blown gas The height H of the rise of the bath surface and the uniform mixing time τ required for uniform stirring.

この線図から、攪拌強度の指標ともなる均一混
合時間τは、Q1/Q2が増加すれば減少する傾向
にある。すなわち、旋回ノズル4からの吹込みガ
ス量を一定としたとき、中心ノズル5からの吹込
みガス量を増やせば、均一混合時間τは短くな
り、中心ノズル5の存在は攪拌を良好に行う機能
を十分に果たしていることが判る。
From this diagram, the uniform mixing time τ, which is also an index of stirring intensity, tends to decrease as Q 1 /Q 2 increases. That is, when the amount of gas blown from the rotating nozzle 4 is constant, if the amount of gas blown from the center nozzle 5 is increased, the uniform mixing time τ becomes shorter, and the presence of the center nozzle 5 has the function of improving stirring. It is clear that the

また、浴面の盛り上がり高さHは、Q1/Q2
増加と共に大きくなつている。このため、中心ノ
ズル5からの流量が過大又は旋回ノズル4からの
流量が過少である場合には、浴面に波立ち等が生
じる。ところが、浴面の変動は電極2との間隔の
変化により、アークが不安定になつてしまい、溶
解通電力が制限される。このため、浴面の盛り上
がり高さHには或る上限を設定する必要がある。
Furthermore, the height H of the bath surface rises as Q 1 /Q 2 increases. Therefore, if the flow rate from the central nozzle 5 is too high or the flow rate from the rotating nozzle 4 is too low, ripples or the like will occur on the bath surface. However, fluctuations in the bath surface cause the arc to become unstable due to changes in the distance from the electrode 2, which limits the melting power. For this reason, it is necessary to set a certain upper limit for the height H of the rise of the bath surface.

発明者らの経験によると、均一混合時間が25秒
以上になると、溶解の撹拌力が弱まり、溶鋼中に
吹き込むガスコストと、得られるコストメリツト
とが逆転するため、均一混合時間は25秒以下にす
る必要があつた。
According to the inventors' experience, if the uniform mixing time is 25 seconds or more, the stirring power for melting will be weakened, and the cost of gas injected into the molten steel will be opposite to the cost benefit obtained, so the uniform mixing time will be 25 seconds or less. It was necessary to do so.

一方、浴面の盛り上がり高さが100mm以上とな
ると、アークが極端に不安定となり、操業に支障
が生じた。
On the other hand, when the height of the rise in the bath surface exceeded 100 mm, the arc became extremely unstable, causing problems in operation.

以上の均一混合時間τの短縮化及び浴面の盛り
上がり高さHの制限の2点の条件を基にすると、
同第5図の線図からはQ1/Q2は0.7〜3.5の範囲が
最適である。
Based on the above two conditions of shortening the uniform mixing time τ and limiting the height H of the rise of the bath surface,
From the diagram in FIG. 5, it is found that Q 1 /Q 2 is optimally in the range of 0.7 to 3.5.

更に、第6図は旋回ノズル4の最適な姿勢を示
す平面図及び第7図はこの旋回ノズル4の最適姿
勢を求めるための線図である。
Furthermore, FIG. 6 is a plan view showing the optimum posture of the rotating nozzle 4, and FIG. 7 is a diagram for determining the optimum posture of the rotating nozzle 4.

第6図において、旋回ノズル4の取り付け姿勢
は、炉芯を中心とし且つ吹き込まれるガスの流線
を接線とする円の半径を基準として決定されるも
ので、第7図はこの円の半径に対する炉壁の溶損
速度(実線で示す)及び炉壁側の半径が大きい部
分の浴の表面速度(点線で示す)の関係を表して
いる。
In FIG. 6, the mounting position of the rotating nozzle 4 is determined based on the radius of a circle centered on the furnace core and tangent to the streamline of the injected gas, and FIG. It shows the relationship between the melting rate of the furnace wall (shown by the solid line) and the surface velocity of the bath in the area with a large radius on the furnace wall side (shown by the dotted line).

すなわち、第7図の線図によれば、炉内半径R
に対して0.8Rよりも大きい円の接線となるよう
な旋回ノズル4の姿勢とすると、炉壁の溶損速度
が急速に上昇する。これは、旋回ノズル4からの
吹込みガスによる流動攪拌が炉壁側で激しく行わ
れる結果であることは言うまでもない。
That is, according to the diagram in FIG. 7, the furnace radius R
If the orientation of the rotating nozzle 4 is such that it is tangent to a circle larger than 0.8R, the rate of erosion of the furnace wall will rapidly increase. Needless to say, this is the result of vigorous fluidized stirring by the gas blown from the swirling nozzle 4 on the furnace wall side.

一方、旋回ノズル4の姿勢を、吹込みガスの流
線が0.3Rよりも小さい円の接線となる配置とす
ると、炉壁側の浴面の流速がかなり小さくなる。
このことは、炉壁側の浴に対する旋回ノズル4に
よる攪拌効果が低下する結果となり、本来の目的
を達成するには不適切である。
On the other hand, if the orientation of the rotating nozzle 4 is such that the streamline of the blown gas is tangent to a circle smaller than 0.3R, the flow velocity on the bath surface on the furnace wall side becomes considerably small.
This results in a reduction in the stirring effect of the swirling nozzle 4 on the bath on the furnace wall side, which is inappropriate for achieving the original purpose.

したがつて、旋回ノズル4の姿勢は、吹込みガ
スの流線が接線となる炉芯を中心とする仮想円の
半径の値が、第6図に示すように、0.3R〜0.8R
の範囲に含まれるようにすることが好ましい。
Therefore, the attitude of the rotating nozzle 4 is such that the radius of the virtual circle centered on the furnace core, to which the streamline of the blown gas is tangent, is 0.3R to 0.8R, as shown in FIG.
It is preferable to make it fall within the range of .

以上のように、中心ノズル5及び旋回ノズル4
から吹込きみガスの流量比Q1/Q2及び旋回ノズ
ル4の姿勢に条件を与えることにより、最適な攪
拌効果が得られる。その結果、溶解能力の向上、
優れた冶金効果が奏せられると共に、成分、温度
の均一化も更に一層効果的に達成できるものとな
る。
As mentioned above, the center nozzle 5 and the rotating nozzle 4
By giving conditions to the flow rate ratio Q 1 /Q 2 of the blown gas and the attitude of the rotating nozzle 4, an optimal stirring effect can be obtained. As a result, improved dissolution ability,
Excellent metallurgical effects can be achieved, and uniformity of components and temperature can be achieved even more effectively.

なお、ガスの流量比Q1/Q2及び旋回ノズル4
の姿勢の条件を採用するとき、旋回ノズル4の本
数が1〜10数本及び中心ノズル5も炉芯付近に1
〜5本配置しても、以上のような効果が達成され
ることも確認されている。
In addition, the gas flow rate ratio Q 1 /Q 2 and the rotating nozzle 4
When adopting the condition of the attitude shown in FIG.
It has also been confirmed that the above-mentioned effects can be achieved even when five pieces are arranged.

第8図及び第9図は、本発明の第2実施例を示
すものである。これらの図において、第1図及び
第2図の部材に相当するものは同一の符号で指示
し、その説明を省略した。ただし、本例にあつて
は、3個の旋回ノズル4−1,4−2,4−3を
設けている点が、第1実施例とは異なる。
8 and 9 show a second embodiment of the present invention. In these figures, components corresponding to those in FIGS. 1 and 2 are indicated by the same reference numerals, and their explanations are omitted. However, this example differs from the first example in that three rotating nozzles 4-1, 4-2, and 4-3 are provided.

炉体1のシルレベル以下の炉床3の炉壁には、
3本の旋回ノズル4−1,4−2,4−3が等し
い円周ピツチで配置されている。また、炉床3の
炉芯付近には中心ノズル5を設けている。なお、
第8図にはガスの供給系も併せて示されている。
すなわち、CO2、CO、Ar、N2、O2及び空気等の
酸化性又は不活性ガス或いはそれらのガスをキヤ
リアガスとするCaO等の粉体の供給装置9のガス
供給配管10に、旋回ノズル4−1,4−2,4
−3用の配管11−1,11−2,11−3が接
続されると共に、中心ノズル5用の配管12が連
結されている。そして、これらの配管11−1,
11−2,11−3及び12には、それぞれガス
の流量調節するための調節弁13−1,13−
2,13−3,13−4を設けている。
On the furnace wall of the hearth 3 below the sill level of the furnace body 1,
Three rotating nozzles 4-1, 4-2, 4-3 are arranged at equal circumferential pitch. Further, a central nozzle 5 is provided near the hearth of the hearth 3. In addition,
FIG. 8 also shows a gas supply system.
That is, a rotating nozzle is connected to the gas supply pipe 10 of the supply device 9 for supplying oxidizing or inert gases such as CO 2 , CO, Ar, N 2 , O 2 and air, or powders such as CaO using these gases as carrier gases. 4-1, 4-2, 4
-3 are connected to the pipes 11-1, 11-2, 11-3, and the center nozzle 5 is also connected to the pipe 12. And these piping 11-1,
11-2, 11-3 and 12 have control valves 13-1, 13- for adjusting the flow rate of gas, respectively.
2, 13-3, and 13-4 are provided.

複数の旋回ノズル4−1,4−2,4−3は、
前記の第6図及び第7図から明らかになつた最適
な姿勢、すなわち吹き込みガスの流線が、炉内半
径をRとしたときに炉芯を中心とする半径が
0.3R〜0.8Rの領域に含まれるように設置する。
また、これらの3個の旋回ノズル4−1,4−
2,4−3から吹き込むトータルのガス量Q2
び中心ノズル5からのガス量Q1との比も第5図
の線図によつて得られた最適条件を満たすように
ガス量を設定する。
The plurality of rotating nozzles 4-1, 4-2, 4-3 are
The optimal posture clarified from Figures 6 and 7 above, that is, the streamline of the blown gas is such that when the radius inside the furnace is R, the radius around the furnace core is
Install it so that it is included in the area of 0.3R to 0.8R.
In addition, these three rotating nozzles 4-1, 4-
The gas amount is set so that the ratio of the total gas amount Q 2 blown in from 2 and 4-3 and the gas amount Q 1 from the center nozzle 5 also satisfies the optimum conditions obtained from the diagram in Figure 5. .

このように、浴の攪拌に必要な条件を持たせて
運転すれば、第1実施例の場合と同様に、炉内の
溶融金属浴を大きな攪拌強度で均一に攪拌でき、
溶解能力の向上のほか、成分、温度の均一化が可
能となる。
In this way, if the operation is performed with the necessary conditions for stirring the bath, the molten metal bath in the furnace can be uniformly stirred with high stirring intensity, as in the case of the first embodiment.
In addition to improving the dissolving ability, it is possible to make the ingredients and temperature uniform.

第10図及び第11図は、本発明の第3実施例
を示すものである。これは、第8図及び第9図の
第2実施例で示した3個の旋回ノズル4−1,4
−2,4−3を設けた構造において、これらの旋
回ノズル4−1,4−2,4−3の姿勢を上に傾
けたものである。すなわち、前記の実施例の場合
と同様に、炉内半径をRとしたときに炉芯を中心
とする半径が0.3〜0.8Rの傾域に各旋回ノズル4
−1,4−2,4−3からのガス吹込み流線が至
る配置とし、ガスの流線が上向きとなるようにガ
スの供給を行うようにしている。
10 and 11 show a third embodiment of the present invention. This is the same as the three rotating nozzles 4-1 and 4 shown in the second embodiment of FIGS. 8 and 9.
-2 and 4-3, the postures of these rotating nozzles 4-1, 4-2, and 4-3 are tilted upward. That is, as in the case of the above embodiment, each rotating nozzle 4 is located in an inclined area with a radius of 0.3 to 0.8R around the furnace core, where R is the radius inside the furnace.
The arrangement is such that the gas injection streamlines from -1, 4-2, and 4-3 reach each other, and the gas is supplied so that the gas streamlines are directed upward.

このように、各旋回ノズル4−1,4−2,4
−3からのガスが斜め上に吹き込まれるとき、上
向きに吹き込む中心ノズル5からのガスとの共働
効果が向上する結果、溶融金属浴を大きな攪拌強
度で均一に攪拌できる。
In this way, each rotating nozzle 4-1, 4-2, 4
When the gas from -3 is blown obliquely upward, the cooperative effect with the gas blown upward from the central nozzle 5 is improved, so that the molten metal bath can be uniformly stirred with a high stirring intensity.

第12図は、外周ノズル又は中心ノズルの詳細
構造を示すものである。
FIG. 12 shows the detailed structure of the outer peripheral nozzle or the center nozzle.

同図aに示すものは、耐火ノズル30の中に多
数の小径パイプ31を配管し、耐火ノズル30の
下部に風箱部32を設けて小径パイプ31のそれ
ぞれを吹き込み配管33に接続した構造である。
これは、「小径多孔ノズル」として知られている
もので、吹き込みガスとして、CO2、CO、N2
Ar、O2及びこれらの混合ガス又は粉体とそのキ
ヤリアガスが用いられる。この小径多孔ノズルと
した構造では、小径パイプ31は直径が1〜4mm
で作られるので、溶鋼の逆流の発生を抑えること
が可能である。このため、ガス流量を大幅に絞つ
た領域から大流量まで流量を変えることができ
る。したがつて、本発明においては、特にガス量
の可変幅を大きく取り扱つて波立ちの制御を幅広
く行う場合に適切である。
The structure shown in Figure a has a structure in which a large number of small diameter pipes 31 are installed inside a fireproof nozzle 30, a wind box section 32 is provided at the bottom of the fireproof nozzle 30, and each of the small diameter pipes 31 is connected to a blow pipe 33. be.
This is known as a "small diameter porous nozzle," and the blowing gases are CO 2 , CO , N 2 ,
Ar, O 2 and a mixed gas or powder thereof and their carrier gas are used. In this small-diameter porous nozzle structure, the small-diameter pipe 31 has a diameter of 1 to 4 mm.
This makes it possible to suppress the backflow of molten steel. Therefore, the flow rate can be changed from a region where the gas flow rate is significantly reduced to a large flow rate. Therefore, the present invention is particularly suitable when controlling the ripples over a wide range by handling a wide variable range of gas amount.

第12図bは、二重管ノズル構造のもので、内
管35の内部流路34からは主としてO2又はO2
をキヤリアガスとするCaO等の粉体が供給され、
O2による酸化燃焼防止のため、外管36と内管
35との環状流路37から炭化水素ガス、オイル
等の冷却剤が吹き込まれる。そして、この冷却剤
によつて、ノズル全体が保護されると共に、燃焼
バーナとしての機能も果たせる構造となつてい
る。
FIG. 12b shows a double tube nozzle structure, in which O 2 or O 2 is mainly discharged from the internal flow path 34 of the inner tube 35.
Powder such as CaO is supplied as a carrier gas,
To prevent oxidative combustion due to O 2 , a coolant such as hydrocarbon gas or oil is blown into the annular flow path 37 between the outer tube 36 and the inner tube 35 . This coolant protects the entire nozzle and also functions as a combustion burner.

この二重管構造としたものでは、内部流路34
の直径は通常6〜30mmと大径に作られるため、最
大吹込みガス量を多くしたい場合に適しており、
また、内部流路34からは主としてO2を供給し、
環状流路37からは炭化水素を吹き込むため、溶
鋼に浸漬していない場合は前記のようにバーナと
して機能してスクラツプの予熱が可能となる。ま
た、O2により、鋼中の炭素を燃焼させて溶鋼を
加熱できるので、本発明の目的である溶解速度の
向上をより一層期待できる。
In this double pipe structure, the internal flow path 34
Since the diameter of the cylinder is usually 6 to 30 mm, it is suitable for cases where you want to increase the maximum amount of gas blown into the cylinder.
In addition, O 2 is mainly supplied from the internal flow path 34,
Since hydrocarbons are blown into the annular flow path 37, when the scrap is not immersed in molten steel, it functions as a burner and can preheat the scrap as described above. Furthermore, O 2 can burn the carbon in the steel and heat the molten steel, so it can be expected to further improve the dissolution rate, which is the objective of the present invention.

更に、第12図cは、ノズルをポーラスプラグ
38とした場合を示すものである。この構造で
は、吹込みガスの流量を小さくして簡略に操作す
る場合に適切である。
Furthermore, FIG. 12c shows a case where a porous plug 38 is used as the nozzle. This structure is suitable for simple operation by reducing the flow rate of the blown gas.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上に説明したように、本発明においては、電
孤炉の炉床のほぼ中央に位置する中心ノズルから
攪拌用ガスを吹き込むと同時に、炉内半径Rに対
して炉芯を中心とする0.3〜0.8Rの仮想円の接線
方向に向けて炉の側壁部に設けた旋回ノズルによ
つてガスを吹き込み、これらの中心ノズル及び旋
回ノズルからそれぞれ吹き込むガス流量比を0.7
〜3.5の関係になるようにしている。このような、
ガスの吹込み形態、及び中心ノズルによる上昇流
と旋回ノズルによる旋回流の合成によつて、溶融
金属浴を高い攪拌強度で均一に混合攪拌でき、且
つ、浴面の盛り上がり高さを制限することができ
る。したがつて、溶融金属浴に大きな攪拌能力を
与えることができる結果、固体装入物の溶解促進
や精錬反応を効率良く行うことができ、また溶融
金属浴の温度及び成分を更に均一化することもで
きる。さらに、浴面の盛り上がり高さを制限でき
るので、浴面の変動が少なく電極間のアークが安
定し、安定した操業が可能となる。
As explained above, in the present invention, stirring gas is blown from the center nozzle located approximately in the center of the hearth of the electric furnace, and at the same time, the stirring gas is Gas is blown in the tangential direction of a virtual circle of 0.8R through a swirling nozzle installed on the side wall of the furnace, and the gas flow rate ratio of each of the center nozzle and swirling nozzle is 0.7.
I try to have a relationship of ~3.5. like this,
The molten metal bath can be uniformly mixed and stirred with high stirring intensity, and the height of the rise of the bath surface can be limited by the gas blowing form and the combination of the upward flow from the center nozzle and the swirling flow from the swirling nozzle. I can do it. Therefore, a large stirring capacity can be provided to the molten metal bath, and as a result, the dissolution of the solid charge can be promoted and the refining reaction can be performed efficiently, and the temperature and components of the molten metal bath can be further made uniform. You can also do it. Furthermore, since the height of the rise of the bath surface can be limited, fluctuations in the bath surface are reduced and the arc between the electrodes is stabilized, making stable operation possible.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図及び第2図は本発明の第1実施例を示す
縦断面図と水平断面図、第3図は旋回ノズルのみ
によるガス吹込み時の炉内浴の挙動及び第4図は
旋回ノズル及び中心ノズルの双方からガスを吹き
込んだときの炉内浴の挙動をそれぞれ示す説明
図、第5図は中心ノズル及び旋回ノズルからの吹
込みガス流量の比に対する浴面の盛り上がり及び
均一攪拌に必要な時間の関係を示す線図、第6図
は旋回ノズルの最適な姿勢を示す平面図、第7図
は旋回ノズルの姿勢と炉壁溶損速度及び炉壁側の
浴の表面流速の関係を示す線図、第8図及び第9
図は本発明の第2実施例を示す縦断面図と水平断
面図、第10図及び第11図は本発明の第3実施
例を示す縦断面図と水平断面図、第12図はノズ
ル構造の例を示すものである。
Figures 1 and 2 are longitudinal and horizontal cross-sectional views showing the first embodiment of the present invention, Figure 3 shows the behavior of the bath in the furnace when gas is blown only by the rotating nozzle, and Figure 4 shows the behavior of the bath in the furnace when gas is blown only by the rotating nozzle. Figure 5 is an explanatory diagram showing the behavior of the bath in the furnace when gas is blown from both the center nozzle and the center nozzle. Fig. 6 is a plan view showing the optimum attitude of the rotating nozzle, and Fig. 7 shows the relationship between the attitude of the rotating nozzle, the melting rate of the furnace wall, and the surface flow velocity of the bath on the furnace wall side. Diagrams shown, Figures 8 and 9
The figures are a longitudinal sectional view and a horizontal sectional view showing a second embodiment of the present invention, Figs. 10 and 11 are a longitudinal sectional view and a horizontal sectional view showing a third embodiment of the invention, and Fig. 12 is a nozzle structure. This is an example.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 炉体の炉内半径をRとするとき炉芯を中心と
する半径0.3〜0.8Rの仮想円の接線となるように
ガスを吹き込む炉床側壁近傍に設けられた少なく
とも1つの旋回ノズルから電孤炉内の炉内に吹き
込まれる攪拌用又は粉体搬送兼攪拌用ガスの総流
量Q2と、炉床の中心付近に設けられた少なくと
も1つの中心底吹きノズルから吹き込まれる攪拌
用又は粉体搬送兼攪拌用ガスの総流量Q1との比
Q1/Q2を0.7〜3.5の範囲で調整することを特徴と
する電孤炉における溶融金属浴の攪拌方法。 2 電孤炉の炉内半径をRとするとき炉芯を中心
とする半径0.3〜0.8Rの仮想円の接線となるよう
にガスを吹き込み可能な少なくとも1つの旋回ノ
ズルを炉床側壁近傍に設け、且つ炉床の中心付近
に少なくとも1つのガス吹き込み用中心底吹きノ
ズルを設けたことを特徴とする電孤炉における溶
融金属攪拌装置。
[Scope of Claims] 1. At least one at least one of at least 100 parts provided near the side wall of the hearth into which gas is blown so as to be tangent to an imaginary circle with a radius of 0.3 to 0.8R centered on the hearth, where R is the inner radius of the furnace body. The total flow rate Q 2 of stirring or powder transport/stirring gas blown into the furnace inside the electric furnace from one rotating nozzle and from at least one central bottom-blowing nozzle installed near the center of the hearth. Ratio to the total flow rate Q 1 of gas for stirring or powder transport and stirring
A method for stirring a molten metal bath in an electric arc furnace, characterized by adjusting Q 1 /Q 2 in the range of 0.7 to 3.5. 2. At least one rotating nozzle capable of injecting gas is provided near the side wall of the hearth so that it is tangential to a virtual circle with a radius of 0.3 to 0.8R centered on the furnace core, where R is the inner radius of the electric furnace. A molten metal stirring device for an electric arc furnace, characterized in that at least one central bottom blowing nozzle for blowing gas is provided near the center of the hearth.
JP61266289A 1986-11-08 1986-11-08 Method and device for stirring molten metal bath in electric arc furnace Granted JPS63121612A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61266289A JPS63121612A (en) 1986-11-08 1986-11-08 Method and device for stirring molten metal bath in electric arc furnace

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61266289A JPS63121612A (en) 1986-11-08 1986-11-08 Method and device for stirring molten metal bath in electric arc furnace

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63121612A JPS63121612A (en) 1988-05-25
JPH0434612B2 true JPH0434612B2 (en) 1992-06-08

Family

ID=17428878

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61266289A Granted JPS63121612A (en) 1986-11-08 1986-11-08 Method and device for stirring molten metal bath in electric arc furnace

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS63121612A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7113166B1 (en) 1995-06-09 2006-09-26 Immersion Corporation Force feedback devices using fluid braking

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6855084B1 (en) * 2019-11-15 2021-04-07 株式会社トウネツ Metal melting device
EP4006471A4 (en) * 2019-11-15 2023-03-08 Tounetsu Co., Ltd. Metal melting device, screen plate for melting metal, and method for melting metal
JP2021139582A (en) * 2020-03-06 2021-09-16 スチールプランテック株式会社 Three-phase AC arc furnace and control method

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6021314A (en) * 1983-07-12 1985-02-02 Nippon Steel Corp Desulfurizing method of molten steel in electric furnace

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7113166B1 (en) 1995-06-09 2006-09-26 Immersion Corporation Force feedback devices using fluid braking

Also Published As

Publication number Publication date
JPS63121612A (en) 1988-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR910006037B1 (en) Melt reduction method of iron ore and its apparatus
KR920000524B1 (en) Melting furnaces and metal melting methods
CN101078515B (en) Improved burner panel and related method
US6372010B1 (en) Method for metal melting, refining and processing
KR910001577B1 (en) Low blow operation method of electric furnace
US4504307A (en) Method for carrying out melting, melt-metallurgical and/or reduction-metallurgical processes in a plasma melting furnace as well as an arrangement for carrying out the method
KR910008142B1 (en) Melt reduction method of iron ore and apparatus therefor
JP2012031452A (en) Method of dephosphorizing hot metal
JPH0434612B2 (en)
JPH0377251B2 (en)
JPS6213410B2 (en)
JPS62156220A (en) Method and apparatus for enhancing efficiency of slag bath reaction
JPH0478690B2 (en)
JPS63183115A (en) Method for stirring molten metal bath of arc furnace
JP4686880B2 (en) Hot phosphorus dephosphorization method
JP2000337776A (en) Method of improving secondary combustion rate and heat transfer efficiency in melting furnace, etc.
JPH04354816A (en) Structure for setting tuyere in electric furnace
JPS61235506A (en) Heating up method for molten steel in ladle
JPH04346612A (en) Structure of electric furnace and its operation
JPH06145761A (en) Structure for arranging tuyere in electric furnace
JPS6312923B2 (en)
JPS6121838Y2 (en)
JPH1123156A (en) Metal melting furnace and metal melting method
JPH08311521A (en) Melting method of steel scrap
JPH09184006A (en) Method of melting iron raw material