JPS5837941Y2 - 炉外精錬用上吹きランス - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、主として、炉外精錬法の一つである。

上吹き法に使用されるランスパイプ（以下、単にランス
と略記す）に関し、とくに噴出孔の構造を改良すること
によって、延命と操業の安定を計ることを目的とするも
ので゛ある。

最近、超高層ビルあるいは長大橋などの建設が盛んとな
り、従来よりさらに高品質の鋼が要求されるようになっ
たため、転炉など各種精錬炉の操業条件は一層きびしく
なってきた。

これに対して、転炉の生産性を維持しながら高級鋼を生
産する手段として、溶銑をいわゆる炉外処理する技術が
開発され広〈実施されており、その代表的なものとして
は上吹き法と底吹き法とがあるが、安全面などの点で上
吹き法が大勢を占めている。

そして上吹き法に使用されるランスとしては、肉厚で長
尺の黒鉛パイプ、あるいは、鋼管の外側を不定形耐火物
で被覆したものなどがあるが、コストおよび補修性の点
を考慮して後者が広く用いられている。

ところでランスは、一般に予熱なしか、あるいは２００
℃程度に予熱されただけで高温の溶銑中に急激に浸漬さ
れるので、外側から急熱される一方、内側はキャリヤー
ガスによって比較的低温に保たれる。

したがって、被覆層の内外に熱応力が発生して表面に亀
裂が入り、場合によっては溶溶が侵入して芯金パイプが
溶断され脱硫作業が中断されることが多かった。

また、脱硫処理後、ランスはただちに溶溶から引き上げ
られるが、その途中で溶銑が噴出孔内部に逆流したり、
あるいは引き上げ直後、被覆層に付着していた溶銑が下
方へ流れ落ちて噴出孔に侵入して閉塞し、３〜４回使用
されただけで廃却される場合が多かった。

これに対しては、外面を不定形耐火物でライニングした
外側鋼管に、内側鋼管を内装して環状通路を有する二層
管を形成し、その下端に、ノズル射角（絞り角度）が１
０〜３０°のポーラスレンガ製の環状ノズルを挾み込ん
で個定したインジェクション用ランス（実公昭５３＝４
７０４４号公報）があり、前記の溶断トラブルはやや解
決できた。

しかしながら、環状ノズルを長期間使用できるように堅
固に取付けることが困難なうえに、環状ノズルから噴出
される気泡によって、その環状ノズルの周りの不定形耐
火ライニングが損傷されて廃却される場合が多く、また
そのほかに、急激に上昇するキャリヤーガスの気泡が、
環状ノズルの上方の耐火ライニングに当たって局部的に
損傷するために廃却される場合も若干あった。

本考案者らは、このような欠点をなくするために種々改
良した結果、とくに噴出孔を、環状隙間を有する強制冷
却構造とすることによって、耐用命数が長く、かつ安定
した脱硫作業が行えるランスを完成したのである。

以下に、実施例を示す図面にもとすいて本考案を詳細に
説明する。

たとえば、第３図において、１は先端（下端）を密閉し
た鋼製の外側管、２はこれに同心円状に内設された同じ
く有底の内側管、３は長さ３〜４ｍの二重円管状の芯金
パイプ、４は内側管２の上端に設けられた取付フランジ
、５は外側管１の上部側方に連設されたガス導入管、６
は外側管１の表面に溶接された周知のＶ字状の係止金物
である。

また７は厚さ５０〜７Ｑｍｍの被覆層であって、外側管
１の外面に常法によって、周知の断熱性の粘土質キャス
タブルおよび高耐食性のハイアルミナ質キャスタブルを
二（多）層に施工したものであって、芯金パイプ３が完
全に断熱保護されている。

８は外支管であって、横断面形状が一般に円形あるいは
楕円形、（多）角形などの耐熱性鋼管が、長尺の外側管
１の先端近辺に、水平あるいはやや下向きに複数個溶接
されている。

９は内支管であって、横断面形状が前記と同様で、かつ
その外径が外支管８の内径より若干小さい耐熱鋼管が、
内側管２の先端近辺（外支管８と対応する位置）に、水
平に複数個溶接されており、常法によってその内支管９
がしっかりと外支管８内に、同心円状にあるいは同軸状
に挿設さている。

１０は環状隙間であって、内支管９の外側に、冷却用ガ
ス１１が通過するための巾２乃至５ｍｍの通路が設けら
れている。

なお、隙間寸法は、２ｍｍ未満では冷却効果が不十分で
あるし、５ｍｍ以上では上昇する冷却用ガス１１の気泡
１２が大きくなりすぎて、溶溶１３が飛散する危険性が
あるから上記の範囲がのぞましい。

さらに常法によって、外支管８の外周面全体を前記のよ
うな被覆層７で埋設することによって、噴出孔１４が形
成されている。

次に、本考案のランスの作用効果を取鍋における実施例
にもとすいて説明する。

まず、そのランスを脱硫装置の昇降機構（いずれも図示
せず）に取り付けたのち、ＣａＣ２などの粉末状の脱硫
剤をキャリヤーガス１５で圧送するためのホースおよび
冷却用ガス１１（いずれも、窒素あるいはアルゴン）の
ホースを、それぞれ取付フランジ４およびガス導入管５
に接続する。

次に、両方のガスのみを噴出孔１４（内支管９および環
状隙間１０）から若干噴出させながら、取鍋に貯えられ
た約１５００℃の溶銑１３中に所定の深さまで浸漬し、
その液内支管９からキャリヤーガス１５とともに、所要
量の脱硫剤を２０分間吹込んで脱硫処理を行った。

本考案のランスでは、内支管９および環状隙間１０を通
って、それぞれキャリヤーガス１５および冷却用ガス１
１が勢いよぐ溶銑１３中に吹込まれるので、溶銑１３が
噴出孔１４の先端近辺から排除される。

したがって、外支管８および内支管９がほとんど溶銑１
３と接触しないので、その先端が損傷されず長期間当初
のままの形状に保持されるとともに、とくに内支管９は
、これらのガスによって両面から冷却されるので一層熱
的な損傷が防止できる。

また、キャリヤーガス１５は、環状隙間１０から円筒状
に噴出する冷却用ガス１１によって、その外周を包囲さ
れた状態で加速されなから溶銑１３中にかなり遠方まで
噴出されるが、噴出孔１４が上記のようにほとんど損傷
されないので、長期間（多回数）その噴出方向が常に水
平あるいは下向きの一定方向に保持される。

よって脱硫剤を包含したキャリヤーガス１５の気泡１６
が噴出孔１４の上方の被覆層７にほとんど当らないので
、従来のような局部的な損傷も発生しない。

このように、従来短命の主因となっていた噴出孔１４の
損傷が防止できると同時に、二次的な効果として、被覆
層７の損傷をも防止することができる。

さらに、冷却用ガス１１の気泡１２の攪拌作用によって
脱硫剤の反応が促進されるので、冷却用ガス１１および
゛キャリヤーガス１５の噴出圧力、あるいは、噴出量を
常法によって適宜調節すれば、処理時間が短縮されると
ともに脱硫率が向上し、かつ前記のように脱硫処理後に
溶銑１３などが噴出孔１４に侵入、凝固して閉塞するこ
とがほとんどなくなる。

念のため、５回脱硫処理後スラグライン部がやや溶損さ
れ、安全上の見地から使用中止となった本考案のランス
および２回脱硫処理後、先端から１゜５ｍ近辺が溶断さ
れた第２図ａの従来のランスを解体調査したところ、上
記の作用効果が確認された。

以上詳記したように、本考案のランスは、環状隙間を有
する噴出孔を設けた簡易な構造であるが、主として噴出
孔の損傷と使用後の閉塞を防止するとともに、二次的に
は被覆層の局部損傷をも防止して、その耐用命数を５〜
６回（従来は３〜４回）と大巾に延ばし、かつ取替えあ
るいは補修作業を少なくして安定した操業を行なうこと
ができる。

また、生産性ならびに脱硫率を向上せしめて良質の鋼が
製造できるなど、製鋼作業上域に有益なものである。

なお、本考案を溶銑の脱硫処理工程における実施例にも
とすいて説明したが、本考案は何らこれに限定されるこ
となく、広く溶銑の炉外精錬（脱リン、脱珪）などにも
適用できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のランスの縦断面略図、第２図は同じ〈従
来のランスの噴出孔を示す縦断面略図、第３図は本考案
のランスの使用状況を示す縦断面略図である。 図中、１・・・・・・外側管、２・・・・・・内側管、
７・・・・・・被覆層、８・・・・・・外支管、９・・
・・・・内支管、１０・・・・・・環状隙間、１４・・
・・・・噴出孔である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 外面に耐火性の被覆層７を施こした外側管１に内側管２
   を内設した炉外精錬用上吹きランスにおいて、有底の外
   側管１の先端近辺に連設した外支管８内に、有底の内側
   管２の先端近辺に連設した内支管９を挿着して、環状隙
   間１０を有する噴出孔１４を形成したことを特徴とする
   炉外精錬用上吹きランス。