(57)【要約】【課題】材料コストを削減する。【解決手段】溶融金属およびスラグの何れにも浸漬されない部位であるフリーボード部（ＦＢ）と、スラグに浸漬される部位であるスラグライン部（ＳＬ）と、溶融金属に浸漬される部位である浸漬部（ＨＭ）と、を備え、スラグライン部（ＳＬ）のガス導入管（Ｔ）の延伸方向に垂直な断面の面積が、フリーボード部（ＦＢ）または浸漬部（ＨＭ）のガス導入管（Ｔ）の延伸方向に垂直な断面の面積よりも大きくなっている。【選択図】図２
2019108582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
取鍋内の溶融金属にガスを吹き込むためのガス吹込み用ランスであって、
溶融金属およびスラグの何れにも浸漬されない部位であるフリーボード部と、
スラグに浸漬される部位であるスラグライン部と、
溶融金属に浸漬される部位である浸漬部と、を備え、
前記スラグライン部のガス導入管の延伸方向に垂直な断面の面積が、前記フリーボード部または前記浸漬部の前記ガス導入管の延伸方向に垂直な断面の面積よりも大きくなっていることを特徴とするガス吹込み用ランス。
【請求項２】
前記ガス吹込み用ランスが前記取鍋内に挿入されている場合に、前記フリーボード部、前記スラグライン部および前記浸漬部のうちの少なくとも１つにおける前記ガス導入管から、前記取鍋内に挿入された電極に対向する側の側面までの厚みが、前記ガス導入管から前記電極に対向する側と反対側の側面までの厚みよりも大きくなっていることを特徴とする請求項１に記載のガス吹込み用ランス。
【請求項３】
取鍋内の溶融金属にガスを吹き込むためのガス吹込み用ランスであって、
前記ガス吹込み用ランスが前記取鍋内に挿入されている場合に、ガス導入管の延伸方向に垂直な断面において、前記ガス導入管から、前記取鍋内に挿入された電極に対向する側の側面までの厚みが、前記ガス導入管から前記電極に対向する側と反対側の側面までの厚みよりも大きくなっていることを特徴とするガス吹込み用ランス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、取鍋内の溶融金属にガスを吹き込むためのガス吹込み用ランスに関する。
【背景技術】
【０００２】
製銑・製鋼工程においては、反応促進のためにガス吹込み用ランスが用いられる。例えば、溶銑予備処理では、取鍋内の溶銑または溶鋼にランス先端を浸漬し、キャリアガスとともに副原料を吹き込み、溶銑を攪拌しつつ、脱燐・脱硫等の反応促進を図る。また、ＬＦ法（取鍋精錬法）では、取鍋内の溶鋼をサブマージドアーク加熱しつつ、ランスを介して溶鋼に不活性ガスを吹き込み、精錬反応を促進させる。ここで、従来のガス吹込み用ランスは、金属管からなるガス導入管の溶損防止のために、ガス導入管が耐火物で保護されている。特許文献１には、このような従来のガス吹込み用ランスの一例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２−２５９００８号公報（１９９０年１０月１９日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のガス吹込み用ランスでは、吹込みガスで攪拌された溶湯により保護耐火物が摩耗・損傷する。特にスラグに浸漬される部位であるスラグライン部は、耐火物が、溶融スラグと反応して低融点化合物となり、著しく溶損する。これに対して、溶鋼およびスラグの何れにも浸漬されない部位であるフリーボード部と、溶鋼に浸漬される部位である浸漬部と、はスラグライン部と比較して溶損が少ない。
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に開示された従来のガス吹込み用ランスでは、フリーボード部、スラグライン部および浸漬部のそれぞれの溶損特性の差異が考慮されていないため、構成材料の使用量に無駄があるという問題点がある。
【０００６】
本発明の一態様は、以上の問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は、材料コストを削減することができるガス吹込み用ランスを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るガス吹込み用ランスは、取鍋内の溶融金属にガスを吹き込むためのガス吹込み用ランスであって、溶融金属およびスラグの何れにも浸漬されない部位であるフリーボード部と、スラグに浸漬される部位であるスラグライン部と、溶融金属に浸漬される部位である浸漬部と、を備え、前記スラグライン部のガス導入管の延伸方向に垂直な断面の面積が、前記フリーボード部または前記浸漬部の前記ガス導入管の延伸方向に垂直な断面の面積よりも大きくなっていることを特徴としている。
【０００８】
上記構成によれば、ガス吹込み用ランスにおける溶損の著しいスラグライン部のガス導入管の延伸方向に垂直な断面の面積を相対的に大きくし、溶損がほとんどないフリーボード部または浸漬部のガス導入管の延伸方向に垂直な断面の面積を相対的に小さくしている。このため、ガス吹込み用ランスの構成材料の使用量を適正化することができ、材料コストを削減することができる。なお、溶融金属としては、溶銑や溶鋼などを例示することができる。
【０００９】
また、本発明の一態様に係るガス吹込み用ランスは、前記ガス吹込み用ランスが前記取鍋内に挿入されている場合に、前記フリーボード部、前記スラグライン部および前記浸漬部のうちの少なくとも１つにおける前記ガス導入管から前記取鍋内に挿入された電極に対向する側の側面までの厚みが、前記ガス導入管から前記電極に対向する側と反対側の側面までの厚みよりも大きくなっていることが好ましい。
【００１０】
ＬＦ法では、ガス吹込み用ランスの電極に対向する側の側面（対向側面と称する）の溶損が大きい。そこで、上記構成では、フリーボード部、スラグライン部および浸漬部のうちの少なくとも１つにおけるガス導入管から上記対向側面までの厚みを、ガス導入管から上記対向側面と反対側の側面までの厚みよりも大きくしている。
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るガス吹込み用ランスは、取鍋内の溶融金属にガスを吹き込むためのガス吹込み用ランスであって、前記ガス吹込み用ランスが前記取鍋内に挿入されている場合に、ガス導入管の延伸方向に垂直な断面において、前記ガス導入管から前記取鍋内に挿入された電極に対向する側の側面までの厚みが、前記ガス導入管から前記電極に対向する側と反対側の側面までの厚みよりも大きくなっていることを特徴としている。
【００１２】
上述したようにＬＦ法では、ガス吹込み用ランスの電極に対向する側の側面の溶損が大きい。そこで、上記構成では、ガス導入管から電極に対向する側の側面までの厚みを、ガス導入管から電極に対向する側と反対側の側面までの厚みよりも大きくしている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の一態様に係るガス吹込み用ランスによれば、材料コストを削減することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来のＬＦ設備の構造を示す断面図である。
【図２】（ａ）は、従来のガス吹込み用ランスの構造を示す図であり、（ｂ）は、本発明の実施形態１に係るガス吹込み用ランスの構造を示す図である。
【図３】（ａ）は、本発明の実施形態２に係るガス吹込み用ランスの構造を示す図であり、（ｂ）は、本発明の実施形態３に係るガス吹込み用ランスの構造を示す図であり、（ｃ）は、（ａ）に示すＡ−Ａ’断面の断面図であり、（ｄ）は、（ｂ）に示すＢ−Ｂ’断面の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
〔実施形態１〕
図１は、従来のＬＦ設備１の構造を示す断面図である。同図に示されるように、ＬＦ設備１は、取鍋２、耐火物３、電極４、およびガス吹込み用ランス５を備える。取鍋２には、溶融金属６が収容されており、溶融金属６の上側はスラグ７で覆われている。なお、溶融金属６としては、溶銑や溶鋼などを例示することができる。
【００１６】
図１は、ガス吹込み用ランス５を取鍋２内の溶融金属６等に浸漬させた状態を示している。従来のガス吹込み用ランス５は、フリーボード部ＦＢと、スラグライン部ＳＬと、浸漬部ＨＭと、を備えており、使用時には取鍋２内に挿入される。フリーボード部ＦＢは、取鍋２内の溶融金属６およびスラグ７の何れにも浸漬されない部位である。スラグライン部ＳＬは、取鍋２内のスラグ７に浸漬される部位である。また、浸漬部ＨＭは、取鍋２内の溶融金属６に浸漬される部位である。
【００１７】
次に、図２の（ａ）は、従来のガス吹込み用ランス５の構造を示す図である。図２の（ａ）に示すように従来のガス吹込み用ランス５は、金属管からなるガス導入管Ｔの溶損防止のためにガス導入管Ｔが耐火物ＦＰで保護されている。
【００１８】
次に、図２の（ｂ）は、本発明の実施形態１に係るガス吹込み用ランス５ａの構造を示す図である。本実施形態のガス吹込み用ランス５ａでは、スラグライン部ＳＬのガス導入管Ｔの延伸方向に垂直な断面の面積ｂが、フリーボード部ＦＢまたは浸漬部ＨＭのガス導入管Ｔの延伸方向に垂直な断面の面積ａまたはｃよりも大きくなっている。すなわち、フリーボード部ＦＢおよび浸漬部ＨＭのそれぞれは、スラグライン部ＳＬに対して相対的に小径化されている。具体的には、従来の外径φ３００ｍｍを約φ２５０ｍｍに小径化している。逆にスラグライン部ＳＬは、フリーボード部ＦＢおよび浸漬部ＨＭのそれぞれと比較して大径化されている。
【００１９】
上記構成によれば、ガス吹込み用ランス５ａにおける溶損の著しいスラグライン部ＳＬのガス導入管Ｔの延伸方向に垂直な断面の面積ｂを相対的に大きくし、溶損がほとんどないフリーボード部ＦＢまたは浸漬部ＨＭのガス導入管Ｔの延伸方向に垂直な断面の面積ａまたはｃを相対的に小さくしている。このため、ガス吹込み用ランス５ａの構成材料の使用量を適正化することができ、材料コストを削減することができる。
【００２０】
また、本実施形態のガス吹込み用ランス５ａでは、従来と比較してフリーボード部ＦＢを約３００〜５００ｍｍ短尺化している。このため、材料コストを削減することができる。
【００２１】
〔実施形態２〕
図３の（ａ）は、本発明の実施形態２に係るガス吹込み用ランス５ｂの構造を示す図である。また、図３の（ｃ）は、図３の（ａ）に示すＡ−Ａ’断面の断面図である。
【００２２】
（従来のガス吹込み用ランスの別の課題について）
上述した特許文献１に開示されたガス吹込み用ランスでは、ＬＦ法において取鍋２内に挿入される電極４に対向する側の側面（以下、対向側面という）の溶損が、対向側面と反対側の側面の溶損よりも著しい点が考慮されていない。すなわち、溶損の激しい部分の耐久性を向上させる観点については何も考慮されていないという問題点がある。本実施形態のガス吹込み用ランス５ｂは、上記の課題を解決すべく考案されたものである。
【００２３】
図３の（ａ）および（ｃ）に示すように、ガス吹込み用ランス５ｂは、ガス吹込み用ランス５ｂが上述した取鍋２内に挿入されている場合に、ガス導入管Ｔの延伸方向に垂直な断面において、ガス導入管Ｔから取鍋２内に挿入された電極４に対向する側の側面までの厚みｑが、ガス導入管Ｔから電極４に対向する側と反対側の側面までの厚みｐよりも大きくなっている。
【００２４】
上述したようにＬＦ法では、ガス吹込み用ランス５ｂの電極４に対向する側の対向側面の溶損が大きい。そこで、ガス吹込み用ランス５ｂでは、ガス導入管Ｔから対向側面までの厚みを、ガス導入管Ｔから対向側面と反対側の側面までの厚みよりも大きくしている。
【００２５】
なお、本実施形態のガス吹込み用ランス５ｂは、フリーボード部ＦＢのガス導入管Ｔの延伸方向に垂直な断面の面積ａ、スラグライン部ＳＬのガス導入管Ｔの延伸方向に垂直な断面の面積ｂ、および浸漬部ＨＭのガス導入管Ｔの延伸方向に垂直な断面の面積ｃのそれぞれが概ね等しいストレート形状となっている。また、図３の（ｃ）に示すように、本実施形態のガス吹込み用ランス５ｂのガス導入管Ｔの延伸方向に垂直な断面の形状は、卵型の形状となっている。
【００２６】
〔実施形態３〕
図３の（ｂ）は、本発明の実施形態３に係るガス吹込み用ランス５ｃの構造を示す図である。図３の（ｄ）は、図３の（ｂ）に示すＢ−Ｂ’断面の断面図である。
【００２７】
これらの図に示すように、ガス吹込み用ランス５ｃは、ガス吹込み用ランス５ｂが上述した取鍋２内に挿入されている場合に、スラグライン部ＳＬにおけるガス導入管Ｔから取鍋２内に挿入された電極４に対向する側の側面までの厚みＱが、ガス導入管Ｔから電極４に対向する側と反対側の側面までの厚みＰよりも大きくなっている。
【００２８】
上述したように、ＬＦ法では、ガス吹込み用ランス５ｃの電極４に対向する側の対向側面の溶損が大きい。そこで、ガス吹込み用ランス５ｃでは、スラグライン部ＳＬにおけるガス導入管Ｔから対向側面までの厚みＱを、ガス導入管Ｔから対向側面と反対側の側面までの厚みＰよりも大きくしている。
【００２９】
なお、本実施形態では、スラグライン部ＳＬにおける厚みＱを、厚みＰよりも大きくしているが、フリーボード部ＦＢにおけるガス導入管Ｔから電極４に対向する側の側面までの厚みを、ガス導入管Ｔから電極４に対向する側と反対側の側面までの厚みよりも大きくしても良い。また、浸漬部ＨＭにおけるガス導入管Ｔから電極４に対向する側の側面までの厚みを、ガス導入管Ｔから電極４に対向する側と反対側の側面までの厚みよりも大きくしても良い。
【００３０】
なお、本実施形態のガス吹込み用ランス５ｃは、スラグライン部ＳＬのガス導入管Ｔの延伸方向に垂直な断面の面積ｂが、フリーボード部ＦＢまたは浸漬部ＨＭのガス導入管Ｔの延伸方向に垂直な断面の面積ａまたはｃよりも大きくなっている段付きの形状となっている。また、図３の（ｄ）に示すように、本実施形態のガス吹込み用ランス５ｃのスラグライン部ＳＬのガス導入管Ｔの延伸方向に垂直な断面の形状は、偏心楕円の形状となっている。
【００３１】
〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１    ＬＦ設備
２    取鍋
３    耐火物
４    電極
５，５ａ〜５ｃ    ガス吹込み用ランス
６    溶融金属
７    スラグ
ＦＢ  フリーボード部
ＦＰ  耐火物
ＨＭ  浸漬部
ＳＬ  スラグライン部
Ｔ    ガス導入管
【図１】
2019108582.tif 000003
【図２】
2019108582.tif 000004
【図３】
2019108582.tif 000005