WO1982001012A1 - Method for smelting using top-and bottom-blown converter - Google Patents
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- 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
- C21C5/30—Regulating or controlling the blowing
- C21C5/35—Blowing from above and through the bath
Definitions
- oxidizing gas such as pure oxygen is sprayed on the molten surface from above the molten metal surface in the converter and oxidized gas is blown from a tuyere provided at the bottom of the furnace.
- the present invention relates to a steelmaking method for top and bottom blowers in which steel is produced by injecting a gas for stirring, such as a neutral gas or an inert gas, and particularly to the position of the tuyere for blowing the bottom blown gas. .
- the bottom-blowing converter steelmaking method has attracted attention as an alternative steelmaking method to replace the conventional top-blowing converter steelmaking method.
- the iron content in the slag (T. Fe) is remarkably low because the molten steel is remarkably and strongly stirred compared to the upper-blow converter steel.
- the steel yield in the manufacturing process is remarkably good, but it has various advantages over steelmaking in the upper-blowing converter.
- a pure bottom-blowing converter must have a furnace body shape and supporting structure that is significantly different from the top-blowing converter, so that the top-blowing converter is a pure bottom-blowing converter. It is difficult to convert to J? Therefore, it is costly difficult to immediately convert the current top-blow furnace steelmaking to full-blow converter steelmaking immediately. Given these circumstances, the conventional converter for top blowing was slightly modified to use bottom blowing together with top blowing.
- OMPI As a converter of this type, that is, a top-bottom converter, measures are being taken to incorporate the advantages of bottom-blowing into the upper-blow converter.
- the steelmaking method of the upper-bottom converter uses the weakness of stirring, which is the weak point of the steelmaking method of the upper-blow converter, and the high iron concentration in the slag, which results in an iron yield.
- the conventional steelmaking method for top-bottom furnaces it was simply recognized that if the tuyere was provided at the bottom and gas was blown in, the stirring was good.
- the specific conditions for maximizing the mixing effect have not yet been studied in detail, and in fact D, therefore, a sufficient mixing effect was always required while using a square bottom blow. Was not obtained.
- the maximum value XQ of the distance X between each tuyere of the hearth and the center of the hearth depends on the oxidizing gas blown from the lance. Adjust the position of each tuyere to the height of the lance and the angle of its injection holes so that the horizontal distance between the outermost position of the hot spot region on the molten steel surface and the core axis is 1.3 times or less. It is characterized in that it is set and blown in parallel.
- the distance Y is a value determined by the following equation (1).
- L is the distance from the lance injection hole to the melt table E, that is, the so-called lance height
- 1 is the inclination angle of the central axis of the lance injection hole to the core axis.
- the angle is the spread of the oxidizing gas ejected from the injection hole of the lance.
- the positions of at least more than half of the tuyeres provided in the hearth, and preferably all tuyeres, are
- the distance X from the center is 1.0 times or more and 1.3 times or less with respect to the horizontal distance Y.
- FIG. 1 is a schematic vertical sectional view showing an example of an upper-bottom blowing converter for carrying out the present invention
- FIG. 2 is a diagram showing a positional relationship between a fire point by a lance and a tuyere for bottom blowing
- Fig. 3 is a schematic diagram showing the relationship between the lance and the flash point
- Fig. 4 is a graph showing the relationship between the mass transfer capacity coefficient ka and ⁇ ZY by a model experiment.
- FIG. 5 is a schematic plan view showing the positions of the tuyere for the bottom blowing of the converter used in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2
- FIG. 7 is a schematic plan view showing the position of the bottom blowing port of the converter used.
- FIG. 7 is a schematic plan view showing the position of the bottom blowing tuyere of the converter used in Example 4.
- Fig. 1 is a cross-sectional view showing an example of an upper-bottom blow converter.)
- the furnace body 1 is formed by forming a liner lining 3 on the inner surface of a copper jacket 2].
- a plurality of tuyere tuyeres 4 are provided.
- oxidizing gas 6 such as pure oxygen gas 6 is introduced from the lance 5 vertically inserted along the core axis 0 from above the furnace body 1 to the surface of the molten steel 7 in the furnace.
- Gas 8 such as oxidizing gas or inert gas is also blown from tuyere 4 at the bottom of furnace.
- 9 is the slag layer on the surface of the molten steel.
- the present inventors set the maximum value X of the distance X from the bottom center position to each bottom blowing tuyere 4 as shown in FIG.
- the value of Y is within a certain range relative to the distance Y from the core axis position 0 on the molten steel surface to the outermost edge position P in the region of the hot spot 10 Considering that the tide effect is a remarkably large answer,
- FIG. 2 is a schematic diagram showing the positional relationship between the hot spot 10 formed by the oxidizing gas injected from the lance having a four-hole nozzle and the tuyere 4 for bottom blowing. It is a top view.
- FIG. 3 shows that the nozzle is ejected from the lance 5 of a four-hole nozzle.
- FIG. 3 is a view showing a state in which the oxidizing gas 8 is expanded.
- the inclination angle of the central axis of each injection hole 5 a of the lance 5 with respect to the core axis 0 is 0 1
- each injection hole 5 The spread of the oxidizing gas 8 injected from the a) increases the angle of the nozzle (the angle of opening of each nozzle) to 0 2, and the surface force of the molten steel 7 to the injection hole 5 a of the lens 5.
- the distance (Lance height) is L
- the distance Y from the core axis 0 to the outermost position P in the region of the fire point 10 is geometrically expressed by the following equation (1). Can be expressed as
- the tuyere position is changed to the height L and each angle ⁇ so that the above condition is satisfied.
- blowing was carried out under the condition that XQ ZY was 1.3 or less.
- the inner diameter R of the furnace bottom (see Fig. 5) is 1000 dew.]
- the tuyere for bottom blowing is a double tube tuyere and the gas is used as a tuyere protection gas.
- the tuyeres a, b,..., m with a total of 13 values are symmetrical about the center of the bottom as shown in Fig. 5.
- the XQ was adjusted to 1.3 or less.
- the lens used was a four-hole nozzle. Angle of inclination of the central axis of each injection hole of the lance with respect to the core axis
- Tables 2 and 3 show the analytical values of the hot metal component and the blow stop component.
- the iron concentration in the slag (T.Fe :) is significantly less
- the inner diameter of the converter is 360], and the double-tube tuyere is used as the tuyere for bottom blowing, and the tuyere is used as a tuyere protection gas.
- the inner diameter is 20.
- the bottom blown gas flow rate is a large value (60 Nm 3 / mi IX)
- the amount of metal infused by the fitting was suppressed to the same level as in the case of single blowing, and there was no occurrence of lance leakage due to subbiting. .
- the tuyere for bottom-blowing gas injection would be It is desirable that the positioning should be such that XZY ⁇ 1.0 satisfies XZY ⁇ 1.0.
- the tuyeres in order to obtain a high stirring effect due to the interference between the bottom blowing gas and the top blowing gas, it is necessary to arrange the tuyeres so that ⁇ 1.3.
- the value of X for all tuyeres must be 1.0 ⁇ X / Y ⁇ 1.3.
- OMPI Is most desirable. However, even if some of the tuyeres have an XZY value of 1.0 for some tuyeres, a certain amount of XZY ⁇ 1.0 for the remaining tuyeres The effect of preventing metal sticking and lance water leakage can be obtained, that is, if more than half of the tuyeres are within the range that satisfies 1.1.3, usually Good c Next, an example in which the method of the present invention is used for actual operation using inert gas as bottom-blown gas will be described.
- the lance height during the decarburization period which usually occupies most of the blowing time, is the smallest during the entire blowing period, and during the decarburization period.
- the value of ⁇ , X for the tuyere may be determined using the value of Y calculated from the lance height L.
- the present invention is applicable to all types of upper-bottom blow converter steelmaking.] It is particularly effective for large-scale actual operation and is effective in improving iron yield.
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Description
明 細 書
上底吹転炉製鋼法
技術分野
この発明は転炉内湯面上方か ら ラ ノスに よ ]?純酸 素等の酸化性ガ スを溶鐧表面に吹付ける と と も に、 ¾炉の底部に設け られた羽口か ら酸化性ガ ス も し く は不活性ガス等の攪拌用ガ スを吹込んで製鋼する上 底吹転炉製鋼法に関 し、 特に底吹ガ ス吹込み用の羽 口の位置に関する も のであ る 。
背景技術
最近に至 ]?、 従来の上吹転炉製鋼法に代わ ]? 得る 製鋼法と して、 底吹転炉製鋼法が注目 される よ う に な った。 この底吹転炉製銅に いては、' 上吹転炉製 鋼と 比較 して溶鋼が著 し く 強攪拌されるため ス ラ グ 中の鉄分 '濃度 (T. Fe)が著 し く 低 く ]?、 その結果製 鐧工程における鉄歩留 が著 し く 良好と なる ど、 上吹転炉製鋼に優る各種の長所を有 している 。 しか し が ら純粋の底吹転炉はその炉体形状や支持構造 を上吹転炉 と は大幅に異なる形状 · 構造と し けれ ば ら る いため、 上吹転炉を純粋の底吹転炉に改造 する こ と は困難であ J? 、 そのため現行の上吹 ¾炉製 鋼を即時に全面的に底吹転炉製鋼に転換する こ と は コ ス ト 的に困難である 。 この よ う 事情力ゝ ら、 従来 の上吹用転炉を小改造 して、 上吹 きに底吹 き を併用
OMPI
する形式の転炉、 す わち上底吹転炉と し、 上吹転 炉に底吹 きの長所を取入れる方策が講 じ られる よ う に つつある。 この上底吹転炉製鋼法は、 上吹転 炉製鋼法の弱点である攪拌の弱 こ と、 ひいてはス ラ グ中の鉄分濃度が高 く って鉄歩留 ]? が泜 く る こ と、 ある いは低炭域での脱炭反応が抑制され、 さ らに脱燐能、 脱硫能も低下する こ と な どを底吹き の 併用に よ ]? 解决 し得る も のである 。 しか ύ がら従 来の上底吹耘炉製鋼法にお いては、 単に底部に羽口 を設けてガ スを吹込めば撩拌が良好と ¾る と認識さ れていたに過ぎず、 撩拌効果を最大限に発揮させる ための具体的条仵については未だ詳細に検討されて い ¾かったのが実情であ D 、 そのため折角底吹き を 併用 し が ら必ず しも 充分な撩拌効果が得 られて かっ たのであ る 。
以上の よ う る事情を背景と し、 この発明の発明者 等が上底吹き に ^いて ス ラ グ - メ タ ル間の攪拌効果 を最大限に発揮させるための方策、 換言すれば上吹 ¾炉に底吹 き を併用する際における底吹 き効杲を有 効に引出すための方策を見出すべ く 鋭意実験 · 研究 を重ねたと ころ、 上底吹転炉製鋼に いては、 上吹 き される酸化性ガ ス の作用と炉底か ら吹込まれたガ -ス の作用 との干渉効果が い場合には上吹 き単独の 場合と 比較 してさほ ど攪拌が助長されない と い う 知
見を得た。 そ してその知見か ら、 攪拌効杲を 高める ためには底吹き用羽口の位置 と上吹用の ラ ン スか ら の酸化性ガ ス に よ る溶鋼表面の火点す わ ち酸化性 ガ ス が溶鋼湯面に直接衝突 して高温と なる位置と の 間に何 らかの相対位置関係を設定する こ とが必要で ある との認識を得た。 そ してさ らに実験 · 研究を進 めた と ころ、 次の よ う る条件で底吹 き 羽口の位置を 火点に对して設定する こ と に よ つ て攪拌 杲を著 し く 大き く する こ と ができ る こ と を見出 し、 この発明 を したのである 。
発明の開示
すなわち この発明の上底吹転炉製鋼法は、 炉底の 各羽口 と炉底中心 との間の距離 Xの最大値 X Q が、 ラ ン スか ら吹付け られる酸化性ガ ス に よ る溶鋼表面 の火点領域の最外緣位置 と炉心軸と の水平距離 に 对し 1. 3 倍以下と ¾る よ う に各羽口の位置を ラ ン ス 高さやその噴射孔の角度に对して相对的に設定して 吹鍊する こ と を特徵と する も のである 。 ただ し前記 距雞 Y は、 次の(1)式に よ っ て定め られる値である 。
Y L tan ( & 1 + (1)
2
こ こで L は ラ ン ス の噴射孔か ら溶^表 E ま での距 離、 すなわちいわゆる ラ ン ス高さ、 1 は炉心軸に 对する ラ ン ス の噴射孔の中心軸線の傾斜角度、 θ 2
O PI
は ラ ン ス の噴射孔か ら噴出される酸化性ガ ス の拡が 角度である。
この よ う に羽口の位置を火点領域に対して設定す る こ と に よ 、 底吹ガ ス に よ るス ラグ - メ タ ル間の 搅拌助長効果を最大限に発揮 して、 ス ラ グ中の鉄分 湊度 ( T. Fe )を従来よ ]? も格段に少な く し、 これに よ っ て鉄歩留 を大幅に向上させる こ とができ る。
さ らに、 炉底に設け られている複数の^口の う ち、 少 ¾ く と も 半数以上の羽口の位置、 望ま し く は全て の羽口の位置を、 その羽口 と炉底中心 との距錐 Xが 前記水平距離 Y に対し 1. 0 倍以上 1. 3 倍以下と なる ' よ う に設'定する こ とに よ って、 ス ビ ッ テ イ ングに よ る ラ ン ス への地金附着を少 く する と と も に、 底吹ガ スに よ るス ラグ - メ タ ル間の攪拌助長効杲を さ らに 向上させる こ とがで き る 。
図面の簡単 説明
第 1 図は この発明を実施するための上底吹転炉の —例を示す略解的 縦断面図、 第 2 図は ラ ン ス に よ る火点と底吹き用羽口 との位置関係を示す略解的 平面図、 第 3 図は ラ ンス と火点との関係を示す略解 図、 第 4 図はモ デル実験に よ る物質移動容量係数 k a と Χο ZY の関係を示すグ ラ フ 、 第 5 図は実施例 1 お よび比較例 1 , 2 で使用 した転炉の底吹 き用羽口の 位置を示す模式的平面図、 第 6 図は実旖 l: 2 , 3 で 一 ΟΜΡΙ
使用 した転炉の底吹き 用 口の位置を示す模式的平 面図、 第 7 図は実施例 4 で使用 した転炉の底吹 き用 羽口の位置を示す模式的平面図である。
発明を実施するための最良の形態
以下この発明を添付図面を参照 して よ 詳細に説 明する 。
第 1 図は上底吹転炉の一例を示す断面図であ ]) 、 炉体 1 は銅製外被 2 の内面に内張 レ ンガ 3 を形成 し た も のであ ]? 、 その炉体 1 の底部には複数本の底吹 き用羽口 4 が設け られている。 そ して操業時には炉 体 1 の上方か ら炉心軸 0 に沿 っ て垂直に揷入された ラ ンス 5から純酸素ガ ス等の酸化性ガ ス 6 が炉内の溶 鋼 7 の表面へ向けて噴射され、 一方炉底の羽口 4 か ら も 酸化性ガ ス ある は不活性ガス等のガ ス 8 が吹 込ま れる。 お図中 9 は溶鋼表面のス ラ グ層である < 上述の よ う 上底吹転炉にお い て 、 ラ ン ス 5 か ら の酸化性ガ ス 6 が衝突 した部分の溶鋼は局部的に き わめて高温と る っ ていわゆる火点 1 0 を形成 し、 そ の火点 1 0 において脱炭等のガ ス - メ タ ル間反応が 急激に進行 し、 それに よ つ て Fe O 等の鉄漦化物も 生 成される。 一方炉底か ら吹込ま れたガ ス 8 は溶鋼内 を上昇 して溶鋼表面ま で達する 。 この と き、 炉底か ら吹込ま れたガ ス 8 カ ラ ン ス 5 か らの酸ィヒ性ガ ス 6 に よ っ て形成された火点 1 0 に作用を及ぼせば、 両
OMPI
者の干湊効果に よ ]?上底吹 き の効果が顕著と る と 推測される。 す ¾わち、 火点 1 0 で生成された鉄酸 化物が底吹き用羽口 4 か らのガス 8 の上昇流に よ ]) 撩拌されれば、 その鉄酸化物はすみやかに還元され、 その結杲ス ラグ 9 内の鉄分擾度の上昇が抑え られる の 'で あ.る 。 こ こで、 底吹き用羽口 4 か ら噴出 した ガスが火点 1 0 から大幅に錐れた位置において溶鋼 表面に達すれば上述の よ う 干渉効杲は殆 ど生じる い答である 。 こ こでさ らに詳細に考えれば、 ス ラ グ
自体は火点部分 1 0 では ラ ン ス 5 か らの黢化性ガ スの -ク エ ツ ト 流に よ っ てある確率を も っ て外方へ押
- しや られる。 したがっ てス ラ グと メ タルと の'撩拌混 合に注目 すれば、 火点外周の外側近傍を底吹ガ ス の 上昇流に よ っ て攪拌する こ とが最も有効である と考 え られる。
と ころで底吹き 用羽口 4 から噴出 したガ ス が溶鋼 表面に達する位置は炉底における羽 口 4 の垂直上方 位置にほぼ一致する 。 これらの観点から本発明者等 は、 第 2 図に示すよ う に萨底中心位置から各底吹き 用羽口 4 ま での距籙 Xの う ちの最大値 X。 が、 溶鋼 表面に ける炉心軸位置 0 から火点 1 0 の領域の最 外縁位置 P ま での距鹺 Y に对し相对的に ある範囲内 の値と な っ ている場合に前述の よ う 干湊効果が著 し く 大き く なる答である と考え、 後述する よ う なモ
、
デ ル実験に よ ]? その条件を見出 し、 かつ実験操業に よ ]? その条件が正 しいこ と を確認 したのである 。 る お第 2 図は 4 孔ノ ズ ルを有する ラ ン スか ら噴射され た酸化性ガ ス に よ U形成された火点 1 0 と底吹き用 羽口 4 の位置関係を示す略解的な平面図であ る。
先ず上述の よ う 炉心軸位置 0 から火点 1 0 の領 域の最外緣位置 P ま での距離 Y について説明する と 第 3 図は 4 孔ノ ズル の ラ ン ス 5 か ら噴出される酸化 性ガ ス 8 の拡が 状態を示す図であ 、 第 3 図に い て炉心軸 0 に対する ラ ン ス 5 の各噴射孔 5 a の中 心軸 の傾斜角度を 0 1 、 各噴射孔 5 a か ら噴射さ れる酸化性ガ ス 8 の拡が ])角'度 ( したがっ て各ノズ ル の開き角度 ) を 0 2 、 溶鋼 7 の表面力 ら ラ ン ス 5 の噴射孔 5 a ま での距離 ( ラ ン ス高さ ) を L とすれ ば、 炉心軸 0 か ら火点 1 0 の領域の最外緣位置 P ま での距錐 Y は、 幾何学的に次の(1)式で表わせる 。
Y = L tan ( θ ί + (1)
2 この(1)式に よ る値 Υ が実際の吹鍊に おいて も適合 し ている こ とは実験に よ ]3 確認された。
次に上記距鹺 Υ と X Q との関係を変化させて行つ たモ デ ル実験について説明する と、 このモ デ ル実験 は 2 0 0 . ten 転萨の 1 5 分の 1 の透明プ ラ スチ ッ ク 模型を使用 した。 溶鋼の代 ]? に水、 ス ラ グの代 ]) に
OMPI
. Ο
比重 0. 8 5 の流動ハ。 ラ フ ィ ンを模型転炉に装入 し、 第 3 図に示すよ う ¾ 4 孔上吹 ラ ン ス に よ ]3 ガ スを噴 射する と と も に底吹き用羽口か ら も ガ スを吹込み、 羽口の位置および ラ ン ス高さを変化させる こ とに よ D 前記距離 Y よび X。 を変化させて X o/Y を変化 させた。 なおラ ン ス の噴射孔に関する 前述の 1 の 値は 1 2。であ ])、 θ 2 は 2 0。であ った。 前記ス ラグ と しての流動ハ。 ラ フ ィ ン中には溶鋼と しての水に も 溶解可能な ^ ナ フ ト ー ルを予め溶解させておき、 ス ラ グ と し'ての流動ハ° ラ フ ィ ン と溶鋼と しての水との 間の攪拌に よ ) β チ フ ト ー ル が溶鋼と しての水に移 行する速度を.調べた。 移行速度を表わす基.準と して は物質移動容量係 ¾を用いた。 Χο ΖΥを各種変化さ せた場合の /? ナ フ ト ー ル の水への物質移動容量係数 kaの変化を第 4 図に示す。 第 4 図か ら、 物質移動容 量係数 ka は X。 ZY= 1.3の値を境界と して大 き く 変 化 し、 XQ ZY≤ 1.3 の 場合に高い物質移動容量係数 ka が得られる こ とが明 らかと な った。 さ らに詳細に 第 4 図の結果を検討すれば、 物質移動容量係数 ka は、 X。 ZYの値が 1. 0 も し く はそれよ ]3 も 若干 ¾い と ころで ビーク を し、 χ。 ZYの値が 1. 0 よ も低 く るれぱそれに泮つ て漸減する傾向が認め られる 。
これらの結果は、 X。 > 1.3 Yの場合には上吹 き ガス と 底吹 き ガス と の干渉効果が小さ く 、 そのためス ラ グ
OMPI
- メ タ ル間の攪拌効果が小さ く 、 これに对 して
Xo ≤ 1.3 Y の場合には前記干渉効果が急漦に大き く って、 ス ラ グ - メ タ ル間の撩拌効果が著 し く 大き く ]? 、 特に XQ ZYの値が 1. 0 も し く はそれ よ ]?若 干大き い場合にその傾向が顕著 と る こ と を意味 し ている 。 したがっ て、 底吹 き に よ る攪拌助長効果を 確実に得るためには、 Xo 1.3 Y を満足する よ う に 底吹 き 用羽口の位置を定めてお く 必要があ る こ と、 そ して Y Xa ≤ l.3 Y を 満足させる こ と が望ま しい こ と が判明 したのである 。 こ こで火点 1 0 について の前記距離 Y は、 前記(1)式カゝ ら明らかる よ う に ラ ン ス高さ L および ラ ン ス の噴射孔についての角度 1,
Θ 2 に よ っ て変化するか ら、 結局は前述の条仵を満 足する よ う に羽口の位置を ラ ン ス高さ L、 各角度 ぃ
Θ 2 に対し相対的に設定 して けば良いの である 。 以下に この発明の実施例および比較例を記す。
実施例 1
5 ton 試験用上底吹転炉を用いて、 前記: XQ ZYが 1. 3 以下 と る 条件下で吹鍊を行った。 ただ し炉底 内径 R ( 第 5 図参照 ) は 1 0 0 0 露 であ ]? 、 また底 吹 き 用羽口 と しては 2 重管羽口で羽口保護用ガス と してプ ロ ハ。ンを外管側に流すよ う に した内径 8 の も のを用い、 第 5 図に示す よ う に計 1 3 値の羽口 a, b , … , m を、 萨底中心に関 し対称 と るる よ う かつ
OMPI
半径差 r。 が 8 と なる よ う 同心円上の位置に 形成しておき、 適宜不定形耐火物に よ い く つかの
¾口を閉 じる と と も に ラ ンス高さ L を調整する こ と に よ って XQ が 1. 3 以下と る よ う に詾整 した。
また ラ ン ス と しては 4 孔ノ ズ ル の も のを用いた。 ラ ン ス の各噴射孔の中心軸の炉心軸に対する傾斜角度
1 は 1 2。であ 、 また各噴射孔から噴出される ガ ス の拡が ]? 角度 0 2 は 2 0。と した。 丄吹きガ ス および底吹ガス と しては純漦素ガ スを用い、 C 0.0 5
多附近で吹鍊を終了 して、 倒俨サ ン プ リ ン グ後、 出 鋦 した。 各条件を第 1 表の試験番号 1. 〜 7 に示す。
比較例 1 - 前尊己同様 羽口 a 〜 m を有する上底吹¾萨を用ぃ、 それ らの羽口の う ち、 い く つかの も のを適宜閉 じる と と も に ラ ン ス高さ L を調整する こ とに よ っ て
Xo ZYが 1. 3 を越える よ う に調整して前記同様に上 底吹き精鍊を行った。 その他の条件を第 1 表試験番 号 8 〜 1 1 に示す。
比較例 2
前記同様 ¾羽口 a 〜 m を有する転炉を用い、 底吹 き単独吹鎳すなわち上吹き を行なわない吹鎳を行つ た。 その他の条件を第 1 表試験香号 1 2 〜 1 3 に示 す。
以上の実施例 1 よび各比較例における吹鍊前の ん - W wiiit*'リU 、
溶銑成分分析値 よび吹止成分分析値を第 2 表お よ び第 3 表に示す。
第 1
ΟΜΡΙ
OMFI
"WIFO
第 3 表
O
第 1 表、 第 2 表および第 3 表から明 らカゝな よ う に、
Xo ZYの値を 1. 3 以下と る よ う に設定 して上底吹
精鍊を行った実施例 1 にあ っては、 XQ ZYの値が 5
1. 3 を越えて上底吹精鍊を行った比較例 1 と比べ、
ス ラ グ中の鉄分濃度 (T. Fe:)が格段に少 ¾ く ¾つてお
iJ、 底吹 き 単独精鍊 ( Q 一 BOP :) に よる比較例 2 と ほぼ同程度の (T.Fe)と な っている。 このこ とか ら、
Xo ZYが 1. 3 以下と るる よ う に羽口の位置および ラ
ン ス高さ、 ラ ン ス の噴射孔に関する角度 S i , Θ 2
を相対的に設定する こ と.に よ つて実際に高い撩拌効
果が得 られる こ とが明 らかである。
次に この発明'の方法を実操業規模の 1 0 0 ト ン上 · 底吹転炉に適用 した例を記す。
実施例 2
転炉の炉内径は 3 6 0 であ ])、 底吹 き用羽口 と しては 2 重管羽口を用い、 羽口保護ガ ス と してプ
π ハ。 ンを内管 と外管 と の間に流 した。 羽口の内管の .
内径は 2 0 である 。 第 6 図に示すよ う に ト ラニォ
ン軸 1 1 と平行な一直線上に 2 0 0 間隔で配列さ
れた計 1 2 本の羽口 〜 の う ち、 まず 4 本の羽口
d' , e' , h' , i 'を選んでその羽口か ら純酸素を合計
流量 4 0 〜 6 0 Nm3/min の範囲で吹込 み、 同時に ラ
ン スか ら純黢素を流量 1 5 0 Nm3/mi n吹付けた。 ¾お ラ ン スは 0 1 = 1 2。 , 02 = 20° と した。 ラ ン ス高さ
L は初期の 2 分間た'け 2. 3 と し、 その後 1. 9 の —定高さ と した。. L = 1. 9に ける X。 Z Yの値は 1. 0
よ ] 3 も小さい値 と な った。
この実験に よれば、 吹止時の C = 0. 0 5 におけ るス ラ ク '中の鉄分寢度 (T . Fe )は 1 5. 5 と ¾ つ た。
—方底吹 きガ スを吹込ま い点以外は同じ条件で上 吹 き単独吹鍊を行っ た場合には (T. F e )の値は 1 8. 7
と ったから、 この発明の方法に よ れば大幅に
(T. F e ) が減少 したこ とが明 らかである 。 しか し
がら上記の上底吹 き吹鍊実験に いては、 上吹 き単 独吹隸の場合と比較 して溶鉄のス ビ ッ テ ィ ン グに よ る ラ ン ス へ 地金附着量が多 ぐ、 かつま たス ビ ッ テ イ ン グ に起因 して ラ ン ス水漏れ事故が発生 した。 こ の よ う ラ ン スへの地金附着や水漏れ事故を防止す る ためにはラ ン ス高さを 高 く する こ とが考え られる が、 精鍊効果の見地か ら、 ラ ン ス高さをあ ま 高 く する.こ と は実際には困難である 。 と こ ろで、 実施例
2 の場合、 X。 ZYが 1. 0 よ ]? も 小さい こ と、 するわ ち底吹 き ガ ス の気泡が火点領域の内部の位置に上昇 するために、 ス ビ ッ テ ィ ン グに よ る ラ ン ス への地金 附着が多 く !? 、 ま たス ビ ッ テ ィ ン グに よ る ラ ン ス 水漏れ事故が発生する も の と思われる 。 そこで本発 明者等は底吹 き ガ スを火点領域の外側の羽口 のみか ら吹込む実験を次の よ う に行った。
OMFI
、V ,
実施例 3
第 6 図に示される羽口 〜 の う ち、 外側 4 本の 羽口 b' , k' , を選んでその羽口か ら純駿素を 吹込んだ。 この場合の各羽口 と炉底中心位置との間 の距離 Xはすべて 1.0≤ Χ/Υ ≤ 1. 3 を満足する。 す なわちすべての羽口が 1. 0Υ 〜 1.3 Υの範囲内に位置 する 。 その他の朵件は前述の実施例 2 と 同 じ条件と した。
この実施例 3 に よれば、 底吹ガ ス流量が大き い値 ( 6 0 Nm3 /mi IX ) の場合でも ラ ン スに対する ス ヒ。 ッ テ ィ ン グに よ る地金附着量が上吹き単独吹鍊の場合 と 同程度に抑え られ、 かつス ビ ッ テ ィ ン ク,に よ る ラ ン ス 水漏れ事故も 発生 しなかった。
この よ う な事実か ら、 ラ ン ス に対する地金附着量 の減少および ラ ン ス の水漏れ事故の防止を考慮すれ ば、 底吹ガ ス吹込用羽口は、 その羽口 と炉底中心と の钜 Χが XZY≥1. 0 を満足する よ う に位置決めす る こ とが望ま し.い こ とが判明 した。 前述の よ うに底 吹 き'ガス と上吹 きガス と の干渉に よ る高い攪拌効果 を得る ためには ΧοΖΥ≤1.3 と なる よ う に羽口を配列 する 必要があ るか ら、 結局攪拌効果と ラ ン ス の地金 附着 よ び ラ ン ス の水漏れ事故の防止効杲の両者を 同時に得る ためには、 すべての羽口についての Xの 値を 1. 0 ≤ X/Y≤ 1.3 を満足する よ う に定める こ と
OMPI
が最も 望ま しい。 但 し、 複数の羽口の う ち、 一部の 羽口については XZ Yく 1. 0 と な っ ていても 、 残 i) の 羽口について XZY≥ 1. 0 となっていればある程度の地 金附着防止およ び ラ ン ス 水漏れ防止効果が得 られる すなわ ち、 通常は複数の羽口の う ち、 半数以上の羽 口が 1. 1. 3を満足する範囲内に あれば良い c 次に この発明の方法を底吹き ガ ス と して不活性ガ ス を用いた実操業を行っ た例について説明する 。
実施例 4 .
炉腹の最大径が 4 8 0 0 露 の 1 5 0 ト ン上吹転炉 の炉底に、 内径 4 の ス テ ン レ ス製単管羽口 4 本を 第 7 図の ρ ; q , r ,' s で示す位置、 す わち炉底 中心を中心と する半径 1 0 0 0 の円周上に点対称 に配列 し、 羽口 から Ar ガスを溶鎘中に吹込むと と も に ラ ン スか ら純酸素ガ スを溶鋦表面に吹付けて精鍊 を行った。 但 し ラ ン ス の ノ ズ ル傾角は 1 2。、 ノ ズ ル 開 き 角度は 1 0。、 また ラ ン ス高さは楕鍊の大半の時 間を 占める脱炭期において 2 0 0 0 龍 と した。 この 場合の X。 ( = Χ Ύ ) は 1. 2 4 であっ た。
この実施例 4 に よれば、 ス ラ グの過酸化に よ る ス 口 ッ ビ ン グ の発生はほ とん どな く ]? 、 底吹 き を併 用 しない上吹 き 単独吹鍊の場合 よ ]) も 鉄歩留 ]? が ' 0. 5 向上 した。
るお、 1 回の精鍊工程において前記の例に示すよ
OMPI
う に ラ ン ス高さを変化させる こ とがあるが、 通常は 吹鍊時間の大半を占める脱炭期の ラ ン ス高さは吹鍊 全期間中で最も小さ く、 その脱炭期の ラ ン ス高さ L か ら算出 した Y の値を用 て羽口についての Χ ο , Xの値を定めて差し支え ¾い。
産業上の利用可能性
この発明は上底吹転炉製鋼全般に適用可能であ ]? 特に大規模実操業に適用 して鉄歩留 の向上等に有 効である 。
OMPI _
Claims
請 求 の 範 囲 1. 転炉の炉心軸に沿っ て転炉内の溶鋼湯面の上方 に配置された ラ ン スか ら溶銅表面に向けて酸化性ガ スを吹付ける と と も に転炉下底部の複数の羽口か ら 溶^中へガ スを吹込む上底吹 ¾炉製鋦法に い て、 前記 ラ ン ス か ら噴出 されるガスが溶鋼に直接接触 する火点領域の最外緣位置 と炉心軸 との水平距離 Υ を下記の(1)式で定め、 前記各羽口 と炉底中心 との間 の距離: Xの最大値 X Q が前記距錐 Y の 1. 3 倍以下と る よ う に炉底の羽口位置 よび ラ ン スについての 下記 L , θ 1 , Θ 2 の値を相対的に設定 して吹鍊する こ と を特徵とする.上底吹転炉製鋼法。
Υ = L tan ( θ I + (1)
2 伹 し L ; ラ ン ス の噴射孔か ら転炉内溶鋼表面ま で の距離
Θ 炉心軸に対する ラ ン ス の噴射孔の中心軸 線の傾斜角度
θ 2 ; ラ ン ス の ¾射孔か ら噴射される酸化性ガ ス の拡が 角度
2. 前記各羽口の う ち、 半数以上の羽口 についての 前記距雜 X の値が前記距離 Y の 1. 0 倍以上 1. 3 倍以 下と る よ に羽口位置 よ び前記 L , e 1 , 6 2 の値を設定 して吹鎳する請求の範囲第 1 項記載の上
O PI
底吹転炉製鋼法。
3. 全ての羽口についての前記距錐 X の値が前記距 離 Yの 1. 0 倍以上 1. 3 倍以下と るる よ う に羽口位置 および前記 L , Θ ! , Θ 2 の値を設定 して吹鍊する
SH の範囲第 2 項記載の上底吹転炉製鎘法。
4. 前記羽口か ら吹込まれるガス と して黢化性ガス が用 られる請求の範囲第 1 項記載の上底吹転炉製 法
5. 前記羽口か ら吹込まれるガス と して不活性ガス が用 られる請求の範囲第 1 項記載の上底吹転炉製 銷法
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