JPH1161227A - 溶融金属精錬用上吹きランスとその使用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吹錬前半にはダスト発生の抑制効果が得ら
れ、吹錬後半には十分な精錬能力が得られる上吹きラン
スを提供する。 【解決手段】 上吹きランス１において、ランス本体９
の先端部に形成した円形先拡がり開口12の内面に回転可
能に嵌まり込む円形回転摺動部13を回転することによ
り、円形先拡がり開口12の内面に配設した４個の内側開
放下向ノズル溝14に対して中空回転軸10の先端部に設け
た円形回転摺動部13の外周面に等間隔に配設した４個の
外側開放下向ノズル溝15を、円周方向の位置をそれぞれ
合致させて内外溝重合により精錬ガスノズルを形成した
り、円周方向位置をずらして４個の内側開放下向ノズル
溝14と４個の外側開放下向ノズル溝15とをそれぞれ単独
に千鳥配列にして８個の精錬ガスノズルを形成する切替
えを遠隔操作により行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶融金属精錬炉内
の溶融金属に酸素などの精錬ガスを吹き付けて精錬する
ようにした精錬供給管の外側を水冷構造のランス本体と
する先端部に複数のガスノズルを具備した溶融金属精錬
用上吹きランスおよびその使用方法に関するものであ
り、精錬ガス吹き付け中のダスト発生を低減し、金属歩
留りを向上することを目的としている。

【０００２】

【従来の技術】溶融金属精錬炉として、例えば上底吹き
転炉では、溶銑、スクラップおよび副原料を装入した
後、炉内に水冷構造の上吹きランスを鋼浴上方に挿入
し、上吹きランスの先端部に設けた酸素ガスノズルから
超音速の酸素ガスジェットを鋼浴表面に噴射して吹錬を
行っている。この時、転炉内の鋼浴表面に衝突した酸素
ガスジェットによって鋼浴が攪拌され、脱炭を主とした
急激な反応が生じるが、通常、送酸による吹錬時間は15
分程度を中心とする10〜20分で、上吹きランスから吹き
付けられる酸素量は、溶鋼ｔ当たり2.5 〜3.5Nm³であ
る。

【０００３】転炉吹錬の前工程として高炉から出銑した
溶銑を予備処理して脱珪、脱燐、脱硫した後、溶銑を転
炉に装入することによって、転炉内の反応を脱炭のみと
するスラグレスの状態で行い、また、後工程として転炉
で吹錬した溶鋼の清浄度を向上する真空脱ガス等の２次
精錬を行っている。転炉の前工程の溶銑予備処理および
後工程の２次精錬、並びに連続鋳造プロセスとのマッチ
ングにより効率的で、かつ高生産性の転炉吹錬を確立す
るため、転炉の吹錬時間をできるだけ短縮する高速吹錬
が要望されている。

【０００４】転炉内の溶鋼を高速吹錬するためには、上
吹きランスから鋼浴表面に吹き付ける送酸量を増加すれ
ばよいが、送酸量の増加により酸素ガスジェットの線速
度が大きくなってダストの発生量が増加し、転炉吹錬の
鉄歩留りが低下する。ダスト発生の形態には、(1) 鋼浴
面に酸素ガスジェットが激しく衝突し、飛散する粒鉄に
よるスプラッシュダスト、(2) 脱炭反応により発生する
CO気泡が破裂する際のバブルバーストダスト、(3) 酸素
ガスジェットが鋼浴に衝突し、高温(2000 〜2500℃）に
なっている火点における鉄分の蒸発により生じたヒュー
ムダストの３形態がある。

【０００５】上吹きランスから噴出される酸素ジェット
により形成される鋼浴面の火点面積を大きくするいわゆ
るソフトブローを達成することにより、転炉吹錬でダス
トの発生を抑制する従来技術として、特開平3-271314
号、特開昭62-130211 号、実開昭62-157951 号および実
開昭58-48758号公報が開示されている。また上吹きラン
スのノズルから吹き出す酸素ガスジェットの重なりによ
る鋼浴の表面積当たりの送酸密度を低減するものとし
て、特開昭60-165313 号および特開平6-57320 号公報が
開示されている。

【０００６】ソフトブローを達成する従来技術のうち特
開平3-271314号公報では、上吹きランスのノズル径、ノ
ズル数および送酸量を制御することにより、２次燃焼の
増加とダスト発生量の低減を達成する。また、特開昭62
-130211 号公報では、上吹きランスを回転させることに
よって鋼浴面の窪みを回転させて、鋼浴の攪拌を強化
し、吹錬中の鉄の過剰酸化を防止して、鉄歩留りを向上
するものが開示されている。

【０００７】また、実開昭62-157951 号公報では、上吹
きランスの形状をスリット状として回転させ、酸素ガス
と鋼浴面との接触を増大し、鋼浴面より生成するCOガス
を、酸素ガスジェットに巻き込み、得られる強力な溶鋼
攪拌力により、鉄歩留りの向上を達成する。さらに、実
開昭58-48758号公報では、上吹きランスに形成したノズ
ル絞り部（スロート部）の面積と出口部面積との比が１
となる中心孔を持つノズルを用いて鉄歩留りを向上して
いる。

【０００８】酸素ガスジェットの重なりを防止する従来
技術のうち、実開昭60-165313 号公報では、上吹きラン
スの先端ノズルを特定の形状にすることにより、吹き付
け酸素ガスによる溶鋼のキャビティを浅く、かつ特定の
オーバーラップ率で形成し、ダストの発生を低減する。
特開平6-57320 号公報では、上吹きランスの先端ノズル
を中心孔付きの多孔角度交互配置とすることにより、出
鋼歩留りを向上している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の技術は、い
ずれも、鋼浴面でのスプラッシュ発生、COガス発生およ
び鉄分の水分発生量の軽減効果は十分ではなく、ダスト
発生の抑制や鉄歩留りの向上には自ずと限界があった。
溶融金属精錬炉である転炉内に装入した溶銑に上吹きラ
ンスから酸素を吹き付け、脱炭吹錬により溶鋼を製造す
る際に、転炉内におけるダストの発生速度は吹錬の進行
とともに変化し、転炉それぞれの特性、スラグ量、底吹
き攪拌等により差があるものの、通常、吹錬前半の脱炭
最盛期にダスト発生量が最大で、その後は徐々に減少す
る。したがって吹錬前半にダスト発生を抑制するのに適
した上吹きランスを用いれば、転炉内におけるダストの
発生を効果的に低減することができる。しかしながら、
吹錬前半に適した上吹きランスを用いると吹錬後半で、
スラグ中FeO 濃度、鋼中酸素濃度等の冶金特性が悪化
し、ダスト発生量は減少しても、脱炭等の精錬能力が劣
ることになる。

【００１０】本発明は、前記従来技術の問題点を鑑み、
吹錬前半にはダスト発生の抑制効果が得られ、吹錬後半
には十分な精錬能力が得られる溶融金属精錬用上吹きラ
ンスおよびその使用方法を提供することを目的とするも
のである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】吹錬前半にはダスト発生
の抑制効果が得られ、吹錬後半には十分な精錬能力が得
られる溶融金属精錬用送酸ランスの構造およびその使用
方法について、種々検討を重ねた結果、本発明を完成す
るに至った。前記目的を達成するための請求項１記載の
本発明は、ランス本体の先端部に複数のガスノズルを備
えた溶融金属精錬用上吹きランスにおいて、前記ランス
本体における精錬ガス流路を形成する精錬ガス供給管の
先端管壁部で形成した円形先拡がり開口と、該円形先拡
がり開口の内周面に等間隔に配設した複数の内側開放下
向ノズル溝と、前記ランス本体の上部に設けた軸シール
部と気密に接続されると共に上方の基端部に設けた回転
ジョイントによって支持フレームに回転自在に支持され
て前記精錬ガス供給管内に垂下された中空回転軸と、該
中空回転軸の先端部に設けられると共に前記円形先拡が
り開口の内周面に嵌まり込む形状を有してランス軸中心
に回転可能な円形回転摺動部と、該円形回転摺動部の外
周面に前記複数の内側開放下向ノズル溝に対して円周方
向位置を変更可能に配設した複数の外側開放下向ノズル
溝とを具備したことを特徴とする溶融金属精錬用上吹き
ランスである。

【００１２】請求項２記載の本発明は、前記円形先拡が
り開口の内周面に等間隔に配設した複数の内側開放下向
ノズル溝と前記円形回転摺動部の外周面に配設した複数
の外側開放下向ノズル溝との円周方向位置をそれぞれ合
致させて内外溝重合により重合ガスノズルを形成するこ
とを特徴とする請求項１記載の溶融金属精錬用上吹きラ
ンスである。

【００１３】請求項３記載の本発明は、前記円形先拡が
り開口の内周面に等間隔に配設した複数の内側開放下向
ノズル溝と前記回転摺動部の外周面に配設した複数の外
側開放下向ノズル溝との円周方向位置をずらして複数の
内側開放下向ノズル溝と複数の外側開放下向ノズル溝と
によりそれぞれ独立した分割ガスノズルを形成すること
を特徴とする請求項１記載の溶融金属精錬用上吹きラン
スである。

【００１４】請求項４記載の本発明は、前記円形先拡が
り開口の内周面に等間隔に配設した複数の内側開放下向
ノズル溝と前記円形回転摺動部の外周面に配設した複数
の外側開放下向ノズル溝とがそれぞれ先拡がりのラバー
ル形状であることを特徴とする請求項１、２または３記
載の溶融金属精錬用上吹きランスである。請求項５記載
の本発明は、ランス本体の先端部に複数のガスノズルを
備えた溶融金属精錬用上吹きランスの使用方法におい
て、前記ランス本体における精錬ガス流路を形成する精
錬ガス供給管の先端管壁部で形成した円形先拡がり開口
に対して、前記ランス本体の上部に設けた軸シール部と
気密に接続されると共に上方の基端部に設けた回転ジョ
イントによって支持フレームに回転自在に支持されて前
記精錬ガス供給管内に垂下された中空回転軸を軸中心に
回転して、精錬の前半期間には、前記円形先拡がり開口
の内面に嵌まり込む形状を有してランス軸線を中心に回
転可能な円形回転摺動部の外周面に等間隔に配設した複
数の外側開放下向ノズル溝を、前記円形先拡がり開口の
内周面に等間隔に配設した複数の内側開放下向ノズル溝
から円周方向位置をずらして、千鳥配列した複数の内側
開放下向ノズル溝と複数の外側開放下向ノズル溝とによ
りそれぞれ独立に形成した分割ガスノズルから精錬ガス
を供給し、精錬の後半期には前記複数の外側開放下向ノ
ズル溝を、前記複数の内側開放下向ノズル溝との円周方
向位置をそれぞれ合致させて、内外溝重合により形成し
た重合ガスノズルから精錬ガスを供給することを特徴と
する溶融金属精錬用上吹きランスの使用方法である。

【００１５】請求項６記載の本発明は、ランス本体の先
端部に複数の精錬ガスノズルを備えた溶融金属精錬用上
吹きランスの使用方法において、前記ランス本体におけ
る精錬ガス流路を形成する精錬ガス供給管の先端管壁部
で形成した円形先拡がり開口に対して、前記ランス本体
の上部に設けた軸シール部と気密に接続されると共に上
方の基端部に設けた回転ジョイントによって支持フレー
ムに回転自在に支持されて前記精錬ガス供給管内に垂下
された中空回転軸を軸中心に連続的に回転させ、前記円
形先拡がり開口の内面に嵌まり込む形状を有してランス
軸線を中心に回転可能な円形回転摺動部の外周面に等間
隔に配設した複数の外側開放下向ノズル溝を、前記円形
先拡がり開口の内周面に等間隔に配設した複数の内側開
放下向ノズル溝から円周方向位置をずらして、千鳥配列
した複数の内側開放下向ノズル溝と複数の外側開放下向
ノズル溝とによりそれぞれ独立に形成した分割ガスノズ
ルと、前記複数の外側開放下向ノズル溝と前記複数の内
側開放下向ノズル溝との円周方向位置をそれぞれ合致さ
せて内外溝重合により形成した重合ガスノズルとを交互
に切替えながら精錬ガスを供給することを特徴とする溶
融金属精錬用上吹きランスの使用方法である。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図１に示すように転炉（図
示せず）の上方に配置された昇降ガイド２に沿って昇降
自在なランスキャリッジ３が設けてあり、このランスキ
ャリッジ３が備えた支持フレーム４に設けたブラケット
５を介して上吹きランス１が支持されている。上吹きラ
ンス１は、精錬ガス供給管としての酸素供給管６の外側
に同心に配設した仕切管７および外管８とから構成され
る冷却構造のランス本体９と、このランス本体９のラン
ス中心軸上に設けた冷却構造の中空回転軸10とからな
り、この中空回転軸10の内部には同心に先端部が開放し
た冷却水供給管11が設けてある。

【００１７】ランス本体９には、精錬ガス流路を形成す
る酸素供給管６の先端管壁部（外管８との接続部分）で
円形先拡がり開口12が形成されており、また酸素供給管
６と外管８との間に配設された仕切管７の先端部は開放
されていて、ランス本体９の内部に通水路を形成してい
る。ランス本体９の先端部に形成した酸素供給管６に続
く円形先拡がり開口12の内周面に、中空回転軸10の先端
部に設けた回転摺動部13の外周面が隙間なく嵌め込まれ
た組み合わせ構造になっていると共に、回転摺動部13は
中空回転軸10と一体にランス軸中心に回転可能である。

【００１８】そして、図２に示すように、円形先拡がり
開口12の内周面に精錬ガス通路を形成する４個の内側開
放下向ノズル溝14が等間隔に配設されており、また回転
管摺動部13の外周面に前記４個の内側開放下向ノズル溝
14に対応可能に精錬ガス通路を構成する４個の外側開放
下向ノズル溝15が等間隔に配設されている。ランス本体
９の上部に設けた軸シール部16に中空回転軸10が気密に
接続されると共に、中空回転軸10の基端部に設けた回転
ジョイント17によってランスキャリッジ３が備える支持
フレーム４に回転自在に支持されている。中空回転軸10
の基端部に設けた回転ジョイント17の下部には、ランス
軸を中心とする従動側歯車19が配設されており、この従
動側歯車19は駆動側歯車18に噛み合っており、さらにこ
の駆動側歯車18は支持フレーム４に設置した回転駆動モ
ータ20により回転駆動される。

【００１９】酸素供給管６の上部に配設した酸素供給口
21には酸素供給ホース22が接続されており、また仕切管
７の上部に配設した給水口23には給水ホース24が接続さ
れ、外管８の上部に配設した排水口25には排水ホース26
が接続されている。中空回転軸10に回転ジョイント17を
介して上部に接続された固定管27には、冷却水供給管11
に連通する給水ホース28および排水ホース29が接続され
ている。

【００２０】図３および図４に示す上吹きランス１は、
ランス本体９の内面を形成する酸素供給管６の先端部に
設けた円形先拡がり開口12の内周面に等間隔に配設した
４個の内側開放下向ノズル溝14と、中空回転軸10の先端
部に設けた円形回転摺動部13の外周面に配設した４個の
外側開放下向ノズル溝15との円周方向位置がランス軸中
心Ｐとのなす角度が90°でそれぞれ合致しており、内側
開放下向ノズル溝14と外側開放下向ノズル溝15との重合
により面積の大きい４個の重合ガスノズルを形成してい
る。これに対して図５に示す場合には、図４に示す円形
回転摺動部13を円形先拡がり開口12に対して円周方向に
45°だけ矢印方向に回転してずらすことにより、４個の
外側開放下向ノズル溝15をそれぞれ４個の内側開放下向
ノズル溝14の中間に位置させている。これにより内側開
放下向ノズル溝14と外側開放下向ノズル溝15とが相互に
４個ずつ独立して千鳥配列され、面積の小さい８個の分
割ガスノズルを形成している。

【００２１】支持フレーム４に設けた回転駆動モータ20
を用いてランス本体９に対して中空回転軸10を任意の円
周方向位置（角度）に変更して停止可能な構造になって
いるため、中空回転軸10の回転による停止位置を調整す
ることにより、前述のように内側開放下向ノズル溝14
（１個の断面積：Ｓ）と外側開放下向ノズル溝15（１個
の断面積：Ｓ）を重合させて面積の大きい４個の精錬ガ
スノズル（１個の断面積：２Ｓ）を形成したり、相互に
４個ずつ千鳥状に独立して配列し、面積の小さい８個の
精錬ガスノズル（１個の断面積：Ｓ）を形成することが
できる。この操作を回転駆動モータ20を用いて遠隔で行
うことにより、転炉の吹錬中に上吹きランス１のランス
ノズルプロフィール（ノズル数、ノズル断面積）が変更
可能である。

【００２２】図３、図４に示すように、内側開放下向ノ
ズル溝14と外側開放下向ノズル溝15との重合により面積
の大きい４個の重合ガスノズルを形成する状態では、ラ
ンス本体９の軸線に対する精錬ガスノズルの角度は（α
＋β）／２となり、また図５に示す内側開放下向ノズル
溝14と外側開放下向ノズル溝15とが相互に４個ずつ独立
して配列される状態では、それぞれ分割ガスノズルは
α、βの２種類の角度を持ち、隣り合う分割ガスノズル
は角度が互いに異なるいわゆる千鳥配列となる。

【００２３】鋼の転炉吹錬では、酸素ガスの噴流により
形成される鋼浴面の凹み深さで吹錬制御され、吹錬前半
には上吹きランス１から噴射する酸素ガスをソフトブロ
ーとして鋼浴面に形成される凹み深さを浅くし、吹錬の
進行に従い、鋼浴面の凹み深さを段階的に大きくして吹
錬後半にはハードブローとする操作を、上吹きランスの
送酸速度、ランス高さの調整により行う。この場合、上
吹きランスの送酸速度を大きくし、またランス高さを低
くして鋼浴面に近づけるほど凹み深さが大きくなり、ソ
フトブローからハードブローに変わる。

【００２４】転炉吹錬で炉内に発生するダストは、吹錬
の初期に多く、吹錬の進行につれて次第にダストの発生
は少なくなることが知られている。このため従来、転炉
内で発生するダストの抑制を目的とした上吹きランスの
改善では、上吹きランスのノズル多孔化や各ノズルの千
鳥配置化を図っている。このような上吹きランスの改善
はダスト発生の抑制には効果があるが、吹錬前半を経過
した後の吹錬後半に上吹きランスに溶鋼の精錬機能の面
から本来要求される鋼浴面の凹みが得られず、十分な精
錬機能を得ることが困難となる。

【００２５】本発明では、転炉吹錬のダスト発生を抑制
したい吹錬前半には、図５に示すように鋼浴面に形成さ
れる凹み深さが浅くすることができる精錬ガスノズルの
多孔化、千鳥配列化とノズル１個当たりの断面積減少に
よるソフトブロー化、また吹錬後半には図４に示すよう
に鋼浴面に必要な凹み深さを十分に確保することができ
る精錬ガスノズルの減少と、ノズル１個当たりのノズル
断面積の増大によるハードブロー化という相反する精錬
機能を十分かつ容易に１個の上吹きランスで達成でき
る。

【００２６】なお、回転駆動モータ20を用いて中空回転
軸10を連続的に必要な回転速度で回転させれば、前記特
開昭62-130211 号公報および実開昭62-157951 号公報に
開示されている上吹きランスを回転させてガスノズルか
ら噴出する精錬ガスを回転させるのと同様な効果が得ら
れる。ここでは、図３、図４に示す４個のノズルおよび
図５に示す８個のノズルとする場合について説明した
が、これに限定するものではなく精錬炉の特性によりノ
ズル個数、傾斜角度や１個当たりの断面積等との組み合
わせを適宜に選択したガスノズル構成とすることができ
るのは勿論である。転炉内の所定高さに上吹きランスを
挿入して、ランス先端部に配列した複数のガスノズルか
ら噴出する精錬ガスにより精錬前半に鋼浴面の凹みを浅
くし、精錬後半に鋼浴面の凹みを深くする手段としては
次に示す上吹きランスのノズル構成の組み合わせが考え
られる。

【００２７】(1) 円形回転摺動部の外周面に等間隔に配
設した外側開放下向ノズル溝の数Ｎ＝円形先拡がり開口
の内周面に等間隔に配設した内側開放下向ノズル溝の数
Ｎ (2) 円形回転摺動部の外周面に等間隔に配設した外側開
放下向ノズル溝の数Ｎ≠円形先拡がり開口の内周面に等
間隔に配設した内側開放下向ノズル溝の数Ｎ (3) ノズル溝を等ピッチあるいは不等ピッチ等にするノ
ズルピッチの設け方 もちろん、ノズル本体９および中空回転軸10は高温の転
炉等の精錬炉内で使用されるのであるから、水冷等の冷
却手段により構造物として維持する必要がある。冷却手
段としては水冷式が最も経済的に効果があり、構成も容
易であるが、ここではその冷却方式は限定しない。さら
に、図３、図４、図５では、内側開放下向ノズル溝14お
よび外側開放下向ノズル溝15の断面形状を矩形として説
明したが、これに限定するものではなく、半円形、半楕
円、半多角形等その形状は自在に選択でき、いずれの形
状を採用しても本発明の特徴を失うものではない。精錬
ガスノズルの形状は、超音速の精錬ガス噴出が可能な先
拡がりのラバールノズルが好適である。

【００２８】本発明の上吹きランス１の使用手順につい
て具体的に説明する。転炉の吹錬を開始する前に、転炉
の上方に待機している上吹きランス１に対し、給水ホー
ス24から冷却水の供給を開始すると、給水口23から供給
された冷却水は外管８と仕切管７との間を通って仕切管
７の下端部に達した後、仕切管７と外管８との間を通過
して排水口25を経由し排水ホース26から排水され、これ
によりランス本体９が水冷される。同時に、給水ホース
28からも冷却水の供給を開始すると、冷却水は固定管27
の部分から回転ジョイント17を介して冷却水供給管11を
経由し中空回転軸10の先端部に達した後、冷却水供給管
11と中空回転軸10の間を通り回転ジョイント17を介して
固定管27に戻り、排水ホース29から排水され、これによ
り酸素供給管６内に垂下された中空回転軸10とその先端
部に設けられた回転摺動部13が水冷される。

【００２９】転炉の吹錬に備えて支持フレーム４に設置
した回転駆動モータ20を回転駆動して駆動側歯車18を回
転させ、従動側歯車19を介して中空回転軸10を回転させ
る。これにより図５に示すように、中空回転軸10の先端
部に設けた回転摺動部13の外周面に等間隔に配設した４
個の外側開放下向ノズル溝15を、円形先拡がり開口12の
内周面に等間隔に配設した４個の内側開放下向ノズル溝
14から円周方向位置を角度45°ずらした位置で停止す
る。これにより４個の内側開放下向ノズル溝14と４個の
外側開放下向ノズル溝15とにより独立した８個の千鳥配
列した分割ガスノズルを形成する。

【００３０】次に、ランス昇降装置（図示せず）を駆動
し、昇降ガイド２に沿ってランスキャリッジ３を下降さ
せ、支持フレーム４に支持された上吹きランス１を転炉
内の所定の高さ位置に臨ませて停止する。酸素供給ホー
ス22から酸素ガスの供給を開始し、酸素ガスを酸素供給
口21から上吹きランス１を構成するランス本体９の酸素
供給管６内に導入し、先端部に配設した４個の内側開放
下向ノズル溝14と４個の外側開放下向ノズル溝15とで形
成される８個の千鳥配置の分割ガスノズルから転炉内の
鋼浴面に向け酸素ガスを噴出して溶鋼の吹錬を開始し、
ソフトブローにより炉内でのダスト発生を抑制しつつ吹
錬前半の脱炭吹錬を行う。

【００３１】吹錬前半を終り吹錬後半に入る頃には炉内
のダスト発生が少なくなるので、遠隔操作により回転駆
動モータ20を運転して駆動側歯車18を回転させ、従動側
歯車19を介して中空回転軸10を回転させ、図３および図
４に示すように円形先拡がり開口12の内周面に等間隔に
配設した４個の内側開放下向ノズル溝14と、円形回転摺
動部13の外周面に配設した４個の外側開放下向ノズル溝
15とをそれぞれ合致させ、内側開放下向ノズル溝14と外
側開放下向ノズル溝15との重合により面積の大きい４個
の重合ガスノズルを形成する。この時、円形回転摺動部
13の円周方向の回転位置を位置測定器を用いて測定すれ
ば正確に位置合わせを行うことができる。なお、中空回
転軸10とランス本体９とは、軸シール部16でシールされ
ているので、中空回転軸10を回転するときに酸素ガスが
漏洩するのを防止できる。

【００３２】かくして吹錬後半には、重合により面積を
大きくした４個の重合ガスノズルからの酸素ガスを噴出
して上吹きランス１のハードブローにより鋼浴面の凹み
を深くして溶鋼を精錬効率よく脱炭吹錬する。

【００３３】

【実施例】図１および図２に示す構造を有する上吹きラ
ンスにおいて、ランス本体の内面を形成する酸素供給管
内に垂下されている水冷構造の中空回転軸先端部に設け
られた円形回転摺動部の外周面に配設した４個の外側開
放下向ノズル溝：ノズル１個当たり1000mm² （スロート
部）、外側開放下向ノズル溝の溝中心線と鉛直線とのな
す角度α＝10°、ランス本体の内側先端部に形成した円
形先拡がり開口の内周面に配設した４個の内側開放下向
ノズル溝：ノズル１個当たり1000mm² （スロート部）、
内側開放下向ノズル溝の溝中心線と鉛直線とのなす角度
β＝14°、いずれも円周方向に等ピッチ配列、ラバール
ノズルとし、250 ｔの上底吹転炉にて、上吹きランスか
らの送酸速度＝800Nm³/minで、上吹きランス以外は従来
と同条件で吹錬を行った。なお、比較のために使用した
従来の上吹きランスはノズル１個当たり2000mm² （スロ
ート部）、４孔のラバールノズルである。

【００３４】吹錬前半は、炉内に発生するダストの抑制
を狙い４個の内側開放下向ノズル溝と４個の外側開放下
向ノズル溝とを千鳥配置でずらして８個の分割ガスノズ
ルを形成して、酸素ガスをソフトブローにて吹錬を行っ
た。また、吹錬後半は、吹錬特性の維持を図るため４個
の内側開放下向ノズル溝と４個の外側開放下向ノズル溝
とをそれぞれ合致させて内外溝重合により４個の重合ガ
スノズルに変更して、酸素ガスをハードブローにて吹錬
を行った。転炉吹錬中のダスト発生量は、排ガス除塵機
から吹錬中にサンプリングし、その重量測定により評価
した。

【００３５】本発明の上吹きランスを用いた場合の効果
を、従来の上吹きランスを用いた場合を基準として評価
し、その結果を表１に示す。表１に示すように従来の上
吹きランスに比較して本発明の上吹きランスによれば、
ダスト発生量が効果的に抑制できることが分かる。ま
た、本発明では酸素原単位を若干低減でき、他の精錬特
性は、従来と変わらない良好なレベルである。

【００３６】

【表１】

【００３７】なお、図面では本発明を、上底吹き転炉に
適用する場合について説明したが、上吹き転炉は勿論の
こと、上吹きランスから酸素ガスを吹き込む電気炉、取
鍋精錬炉等の各種金属精錬炉に適用することができる。
前述のように、本発明によれば、従来に比較して、ダス
ト発生量を大幅に低減することが可能になり、鉄歩留り
の向上および鉄鋼精錬コストの低減に有用である。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、溶
融金属精錬用上吹きランスにおいて、ランス本体の先端
部に形成した円形先拡がり開口の内面に回転可能に嵌ま
り込む円形回転摺動部を回転することにより、円形先拡
がり開口の内面に配設した複数の内側開放下向ノズル溝
に対して中空回転軸の先端部に設けた円形回転摺動部の
外周面に等間隔に配設した外側開放下向ノズル溝を、円
周方向の位置をそれぞれ合致させて内外溝重合により重
合ガスノズルを形成したり、円周方向位置をずらして複
数の内側開放下向ノズル溝と複数の外側開放下向ノズル
溝とを千鳥配列にしてそれぞれ独立の分割ガスノズルを
形成する切替えを精錬を継続したまま遠隔操作により行
うことができる。

【００３９】このような円形回転摺動部の回転による上
吹きランスのノズルプロフィル変更により、上吹きラン
スから噴出される精錬ガスによる浴面の凹み深さや噴流
の浴面到達範囲、面積を適切に制御することができ、ソ
フトブローによるダスト発生の抑制とハードブローによ
る脱炭等の精錬機能の維持とを容易に両立できる。した
がって炉内のダスト発生の抑制、鉄歩留り向上並びに鉄
鋼精錬コストの低減が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の溶融金属精錬用上吹きランスを示す断
面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視方向を示す平面図である。

【図３】本発明の溶融金属精錬用上吹きランスの先端部
を示す説明図である。

【図４】図３のＡ−Ａ矢視方向を示す平面図である。

【図５】本発明の溶融金属精錬用上吹きランスの先端部
を示す平面図である。

【符号の説明】

１ 上吹きランス ２ 昇降ガイド ３ ランスキャリッジ ４ 支持フレーム ５ ブラケット ６ 精錬ガス供給管（酸素供給管） ７ 仕切管 ８ 外管 ９ ランス本体 10 中空回転軸 11 冷却水供給管 12 円形先拡がり開口 13 回転摺動部 14 内側開放下向ノズル溝 15 外側開放下向ノズル溝 16 軸シール部 17 回転ジョイント 18 駆動側歯車 19 従動側歯車 20 回転駆動モータ 21 酸素供給口 22 酸素供給ホース 23 給水口 24、28 給水ホース 25 排水口 26、29 排水ホース 27 固定管

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ランス本体の先端部に複数のガスノズル
   を備えた溶融金属精錬用上吹きランスにおいて、前記ラ
   ンス本体における精錬ガス流路を形成する精錬ガス供給
   管の先端管壁部で形成した円形先拡がり開口と、該円形
   先拡がり開口の内周面に等間隔に配設した複数の内側開
   放下向ノズル溝と、前記ランス本体の上部に設けた軸シ
   ール部と気密に接続されると共に上方の基端部に設けた
   回転ジョイントによって支持フレームに回転自在に支持
   されて前記精錬ガス供給管内に垂下された中空回転軸
   と、該中空回転軸の先端部に設けられると共に前記円形
   先拡がり開口の内周面に嵌まり込む形状を有してランス
   軸中心に回転可能な円形回転摺動部と、該円形回転摺動
   部の外周面に前記複数の内側開放下向ノズル溝に対して
   円周方向位置を変更可能に配設した複数の外側開放下向
   ノズル溝とを具備したことを特徴とする溶融金属精錬用
   上吹きランス。
2. 【請求項２】 前記円形先拡がり開口の内周面に等間隔
   に配設した複数の内側開放下向ノズル溝と前記円形回転
   摺動部の外周面に配設した複数の外側開放下向ノズル溝
   との円周方向位置をそれぞれ合致させて内外溝重合によ
   り重合ガスノズルを形成することを特徴とする請求項１
   記載の溶融金属精錬用上吹きランス。
3. 【請求項３】 前記円形先拡がり開口の内周面に等間隔
   に配設した複数の内側開放下向ノズル溝と前記回転摺動
   部の外周面に配設した複数の外側開放下向ノズル溝との
   円周方向位置をずらして複数の内側開放下向ノズル溝と
   複数の外側開放下向ノズル溝とによりそれぞれ独立した
   分割ガスノズルを形成することを特徴とする請求項１記
   載の溶融金属精錬用上吹きランス。
4. 【請求項４】 前記円形先拡がり開口の内周面に等間隔
   に配設した複数の内側開放下向ノズル溝と前記円形回転
   摺動部の外周面に配設した複数の外側開放下向ノズル溝
   とがそれぞれ先拡がりのラバール形状であることを特徴
   とする請求項１、２または３記載の溶融金属精錬用上吹
   きランス。
5. 【請求項５】 ランス本体の先端部に複数のガスノズル
   を備えた溶融金属精錬用上吹きランスの使用方法におい
   て、前記ランス本体における精錬ガス流路を形成する精
   錬ガス供給管の先端管壁部で形成した円形先拡がり開口
   に対して、前記ランス本体の上部に設けた軸シール部と
   気密に接続されると共に上方の基端部に設けた回転ジョ
   イントによって支持フレームに回転自在に支持されて前
   記精錬ガス供給管内に垂下された中空回転軸を軸中心に
   回転して、精錬の前半期間には、前記円形先拡がり開口
   の内面に嵌まり込む形状を有してランス軸線を中心に回
   転可能な円形回転摺動部の外周面に等間隔に配設した複
   数の外側開放下向ノズル溝を、前記円形先拡がり開口の
   内周面に等間隔に配設した複数の内側開放下向ノズル溝
   から円周方向位置をずらして、千鳥配列した複数の内側
   開放下向ノズル溝と複数の外側開放下向ノズル溝とによ
   りそれぞれ独立に形成した分割ガスノズルから精錬ガス
   を供給し、精錬の後半期には前記複数の外側開放下向ノ
   ズル溝を、前記複数の内側開放下向ノズル溝との円周方
   向位置をそれぞれ合致させて、内外溝重合により形成し
   た重合ガスノズルから精錬ガスを供給することを特徴と
   する溶融金属精錬用上吹きランスの使用方法。
6. 【請求項６】 ランス本体の先端部に複数の精錬ガスノ
   ズルを備えた溶融金属精錬用上吹きランスの使用方法に
   おいて、前記ランス本体における精錬ガス流路を形成す
   る精錬ガス供給管の先端管壁部で形成した円形先拡がり
   開口に対して、前記ランス本体の上部に設けた軸シール
   部と気密に接続されると共に上方の基端部に設けた回転
   ジョイントによって支持フレームに回転自在に支持され
   て前記精錬ガス供給管内に垂下された中空回転軸を軸中
   心に連続的に回転させ、前記円形先拡がり開口の内面に
   嵌まり込む形状を有してランス軸線を中心に回転可能な
   円形回転摺動部の外周面に等間隔に配設した複数の外側
   開放下向ノズル溝を、前記円形先拡がり開口の内周面に
   等間隔に配設した複数の内側開放下向ノズル溝から円周
   方向位置をずらして、千鳥配列した複数の内側開放下向
   ノズル溝と複数の外側開放下向ノズル溝とによりそれぞ
   れ独立に形成した分割ガスノズルと、前記複数の外側開
   放下向ノズル溝と前記複数の内側開放下向ノズル溝との
   円周方向位置をそれぞれ合致させて内外溝重合により形
   成した重合ガスノズルとを交互に切替えながら精錬ガス
   を供給することを特徴とする溶融金属精錬用上吹きラン
   スの使用方法。