(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
浸漬ランスと、該浸漬ランスを保持して粉体吹き込み用配管に接続される内管と気体吹き込み用配管に接続される外管との二重管とされるランスホルダとからなる粉体を溶銑中に吹き込む溶銑の予備処理装置であって、前記外管の先端に前記浸漬ランスをねじ結合するねじ接続部を配設するとともに、少なくとも前記外管の先端のねじ接続部に防熱カバーを設け、かつ該防熱カバーと前記外管との間隙に冷却媒体を吹き込む冷却ノズルを配設したことを特徴とする溶銑の予備処理装置。
【請求項２】
前記防熱カバーの端面に複数の孔部を設けたことを特徴とする請求項１記載の溶銑の予備処理装置。
【請求項３】
前記冷却媒体に空気または水と空気の混合体を用いることを特徴とする請求項１または２記載の溶銑の予備処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は溶銑の予備処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、転炉装入前の溶銑に脱珪、脱燐あるいは脱硫などの予備処理を施し、転炉装入後は脱炭のみを行うことによって精錬工程のトータルコストの低減を図るプロセスが普及している。このような溶銑の予備脱珪・脱燐・脱硫に際しては、トピードカーまたは溶銑鍋に充満した溶銑中に、酸化鉄を主成分とする固体酸化物（以下固体酸素と称する）および生石灰等の脱燐剤からなる粉体を消耗式の浸漬ランスを介して吹き込む方法が多く採用されてきた。
【０００３】
このプロセスの弱点の一つとして、固体酸素の分解熱および固体酸素や生石灰等の顕熱増により溶銑温度が大幅に低下し、次工程である転炉での熱余裕度が減少することである。そのため近年では、酸素源である酸化鉄の一部を気体酸素に代替して吹き込むことにより、溶銑温度を補償する方法（例えば特許第2812852 号公報等）がとられるようになってきている。
【０００４】
以下に、気体酸素と固体酸素を同時に吹き込む予備脱珪、脱燐、脱硫のプロセスについて、図５を用いて説明する。この図５に模式的に示すように、第１の粉体切出装置１内に払い出された固体酸素２と第２の粉体切出装置３内に払い出された生石灰を主成分とする脱燐剤４は、粉体吹き込み用配管５内を空気あるいは不活性ガス（窒素など）により搬送され、ランスホルダ７の内管７ａへ供給される。一方、気体酸素Ｇは気体吹き込み用配管６を介してランスホルダ７の外管７ｂと内管７ａとの間隙に供給される。ランスホルダ７の先端には単管型の浸漬ランス８が装着されており、ランスホルダ７に個別に供給された粉体と気体酸素は浸漬ランス８内を通過する間に混合されながら、トピードカー９に充填された溶銑10に吹き込まれるのである。
【０００５】
ここで用いられる従来のランスホルダ７の構造について補足すると、図６に拡大してその断面を示すように、空気あるいは窒素により粉体吹き込み用配管５を介して搬送された固体酸素２や脱燐剤４からなる粉体は粉体導入管11からそれに接続されたランスホルダ７の内管７ａへ供給される。また気体酸素は酸素導入のＴ字管12から内管７ａと外管７ｂとの間隙を通じて供給される。なお、外管７ｂと浸漬ランス８とのねじ接続部13は、外管７ｂの端部の内面に設けられたテーパ状のめすねじと、浸漬ランス８の端部の外面に設けられたテーパ状のおすねじとのねじ結合によって接続される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したような構造のランスホルダ７を用いて粉体と気体酸素とを同時に溶銑中に吹き込む場合には、気体酸素が溶銑中の各種成分と反応する際に生じる酸化反応熱は極めて大きくその高温の発生ガスのフォーミングによって、ねじ接続部13のテーパねじ部に焼き付きを起こして浸漬ランス８を外管７ｂから取り外すことが不可能になるとか、あるいは浸漬ランス８がランスホルダ７から抜け落ちてしまうという欠点がある。
【０００７】
そこで、そのねじ接続部13を熱源である溶銑浴面から所定の距離だけ遠ざける方策が考えられるが、まず浸漬ランス８の長さを長くしようとするとランニングコストがかさむという新たな問題が生じることになって望ましくない。また浸漬ランス８の浸漬深さを小さくすることも考えられるが、溶銑中の攪拌エネルギーが減少して反応効率が低下し、溶銑品質を損なうという別の大きな問題を生じることになる。
【０００８】
本発明は、上記のような従来技術の有する課題を解決すべくなされたものであって、ランニングコストの面と溶銑品質の面とを同時に満足させ得るのに好適な溶銑の予備処理装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、浸漬ランスと、該浸漬ランスを保持して粉体吹き込み用配管に接続される内管と気体吹き込み用配管に接続される外管との二重管とされるランスホルダとからなる粉体を溶銑中に吹き込む溶銑の予備処理装置であって、前記外管の先端に前記浸漬ランスをねじ結合するねじ接続部を配設するとともに、少なくとも前記外管の先端のねじ接続部に防熱カバーを設け、かつ該防熱カバーと前記外管との間隙に冷却媒体を吹き込む冷却ノズルを配設したことを特徴とする溶銑の予備処理装置である。
【００１０】
また、本発明は、前記防熱カバーの端面に複数の孔部を設けるのがよく、また前記冷却媒体に空気または水と空気の混合体を用いるのがよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して詳しく説明する。図１は本発明のランスホルダの構造の一実施例を示す側面図で、図２は図１のＡ−Ａ矢視図である。また図３は本発明のランスホルダの別の実施例を示すものである。なお、従来例と同一の部材には同一の符号を付して説明を省略する。
【００１２】
図１および図２に示すように、本発明のランスホルダ７Ａは外管７ｂの外表面を覆うように円筒状の防熱カバー14が取り付けられる。この防熱カバー14の内径の大きさは、外管７ｂの外径の値よりもやや大き目とされる。また防熱カバー14の一方の端部14ａにはその端部を密閉するふた部15が設けられる。このふた部15の中央部にはランス８の先端部が貫通し得る穴部15ａが設けられており、この穴部15ａの内面側は外管７ｂの先端部の端面７ｃにたとえばスポット溶接などにより固着される。なお、ふた部15の代わりに防熱カバー14の端部14ａに絞り加工を施すようにしてもよい。
【００１３】
また、防熱カバー14の外側面に空気または水と空気の冷却媒体Ｃを吹き込む冷却ノズル16が配設される。この冷却ノズル16の吹き出し口16ａは防熱カバー14の内面と外管７ｂの外面とで構成される間隙Ｓのほぼ中央に位置するように、かつその吹き出しの方向がふた部15の内面側に向くように取り付けがなされる。
このように構成することによって、冷却ノズル16から冷却媒体Ｃを吹き込むようにすれば、外管７ｂと浸漬ランス８とのねじ接続部13の面を冷却させることができるから、浸漬ランス８の浸漬深さを従来例と同じ程度にしてもテーパねじで構成されるねじ接続部13における焼き付きのトラブル発生を抑制することができる。
【００１４】
つぎに本発明の別の実施例について説明すると、図３に示すように防熱カバー14のふた部15に複数の孔部17を設けるようにし、この孔部17を介して冷却媒体Ｃの一部を吹き出させるようにするのである。そうすると、浸漬ランス８の浸漬する付近の溶銑の浴面を冷却媒体Ｃで冷却することができるから、さらにその分だけ浸漬ランス８を深く浸漬させることができる。これによって、攪拌エネルギーを増大させ得るから、反応効率をさらに向上させることが可能になる。
【００１５】
【実施例】
〔実施例１〕  前出図１に示した本発明のランスホルダ７Ａを用いて、その冷却媒体Ｃとして空気のみを用いてねじ接続部13を冷却させた。その結果、ランスホルダの寿命が従来例では15.0チャージ／本であったものが、32.9チャージ／本と２倍以上に延ばすことができた。
【００１６】
〔実施例２〕  同様にして、冷却媒体Ｃに水と空気の混合体を用いたところ、ランスホルダ寿命は43.6チャージ／本になり、従来例に比しておよそ３倍もの飛躍的な向上が図られた。
〔実施例３〕  前出図２に示したふた部15に孔部17を有する本発明のランスホルダ７Ａを用いて、その冷却媒体Ｃとして水と空気の混合体でねじ接続部13を冷却させるとともに、孔部17から水と空気の混合体の一部を吹き出させて溶銑浴面のフォーミング発生を抑制した。このときの孔部17の大きさは20mmφで円周方向に対称に８個設け、水と空気の混合体をおよそ 500l/min で噴射させた。また浸漬ランス８の浸漬深さを1500mm（従来例では通常1000mm）とした。その結果、ランスホルダの寿命は従来例に比して約３倍に延びるとともに、ソーダ灰を用いた脱硫反応効率は図４に示したように従来例に比して22％もの向上を図ることができた。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ランスホルダの先端のねじ部を覆うように防熱カバーを取り付けて空気または水と空気の冷却媒体によってテーパねじのねじ接続部を冷却するようにして、ランスホルダの寿命を２倍以上に延ばすことができるから、ランニングコストの低減を図ることが可能である。また、冷却媒体の一部を溶銑浴面に噴射させるようにすることにより、浸漬ランスをさらに深く浸漬させることができるから、反応効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のランスホルダの構造の一実施例を示す側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】本発明のランスホルダの別の実施例を示すものである。
【図４】脱硫反応効率を示す特性図である。
【図５】予備脱珪、脱燐、脱硫のプロセスの従来例を模式的に示す概要図である。
【図６】ランスホルダの従来例を示す側断面図である。
【符号の説明】
１  第１の粉体切出装置
２  固体酸素
３  第２の粉体切出装置
４  脱燐剤
５  粉体吹き込み用配管
６  気体吹き込み用配管
７  従来のランスホルダ
７Ａ  本発明のランスホルダ
７ａ  内管
７ｂ  外管
７ｃ  端面
８  浸漬ランス
９  トピードカー
10  溶銑
11  粉体導入管
12  Ｔ字管
13  ねじ接続部
14  防熱カバー
14ａ  防熱カバーの一方の端部
15  ふた部
15ａ  穴部
16  冷却ノズル
16ａ  吹き出し口
17  孔部
Ｃ  冷却媒体
Ｇ  気体酸素
Ｓ  防熱カバーと外管との間隙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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