JP2003105428A

JP2003105428A - 羽口の先端に付着した地金の除去方法及び溶融金属の測温方法

Info

Publication number: JP2003105428A
Application number: JP2002212967A
Authority: JP
Inventors: Kosuke Yamashita; 幸介山下; Tomoaki Tanaka; 智昭田中; Makoto Sumi; 眞角
Original assignee: Nittetsu Plant Designing Corp; Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp; Nippon Steel Plant Designing Corp
Priority date: 2001-07-27
Filing date: 2002-07-22
Publication date: 2003-04-09
Anticipated expiration: 2022-07-22
Also published as: JP4215461B2

Abstract

(57)【要約】【課題】精錬炉において、工程ガス或いは溶湯測温用
パージガスを吹き込むのに用いる２重管又は３重管構造
の羽口の先端に付着した地金を溶流、除去する方法を提
供する。【解決手段】精錬炉内の溶湯に浸漬する２重管または
３重管構造の羽口の先端に付着した地金を除去する方法
において、稼働中の精錬炉を空炉状態にして、２重管構
造の羽口の場合、外管と内管の空隙の流路には、炭化水
素系の気体、液体燃料、または可燃性ガスを単独で、又
は２種以上を混合して流し、該羽口の内管には、酸素ガ
スを燃焼可能な濃度範囲に調整した含酸素ガスを流し、
３重管構造の羽口の場合、最外管と中管の空隙の流路に
は、炭化水素系の気体、液体燃料、または可燃性ガスを
単独で、又は２種以上を混合して流し、該羽口の最内管
と中管の空隙の流路には、酸素ガスを燃焼可能な濃度範
囲に調整した含酸素ガスを流すことにより、羽口の先端
に付着した地金を溶流、除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気炉、転炉、溶
解炉、溶融還元炉、ＲＨ炉、ＡＯＤ炉、ＤＨ炉、ＲＥＤ
Ａ炉等の溶銑・溶鋼を製造又は精錬する炉において、溶
湯中にガスを吹き込むために用いる２重管又は３重管構
造の羽口の操業及び溶湯の測温に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、転炉等の精錬炉においては、
精錬効率を高めるため、溶湯面の下からガスを横底吹き
する羽口を設け、溶湯における攪拌力の増大を図ってい
るが、羽口の型式及び羽口から吹き込むガスは種々あ
り、通常、その目的に応じて使い分けられている。

【０００３】一般に、酸素ガスを吹き込む羽口として
は、２重管構造の羽口又は３重管構造の羽口が使用され
ている。また、酸素ガスを使用しないガスを吹き込む羽
口においても、羽口を通過するときのガスの安定性を維
持する点から、２重管構造の羽口を使用する場合があ
る。更に近年、精錬炉の溶湯中に浸漬した羽口から溶融
金属が発する熱放射光を種々の光学系機器及びデータ処
理処置を用いて溶湯の温度を測定することが提示されて
いる。本出願人は、特開平１１−１４２２４６号公報
で、溶融金属が発する熱放射光をイメージファイバーで
撮像装置（例えばＣＣＤカメラ）に取り込み、撮像画面
上の最高輝度値から溶融金属の温度を測定する装置を開
示したが、さらに、この装置を羽口に取付けることを、
特開平２００１−８３０１３号公報で提案した。ここで
も２重管羽口を用いており、その内外管にパージ用のガ
スを流し、羽口の溶損・閉塞を防止しつつ温度測定が行
われている。

【０００４】溶湯中で、２又は３重管構造の羽口を使用
すると、羽口先端に地金が付着・成長し、羽口の溶損を
防止することができるが、羽口の内・外管を流れるガス
間の冷却バランスが冷却不足の方向に崩れると、羽口先
端に一旦付着・成長した地金が小さくなって、羽口の溶
損が進行し、一方、上記冷却バランスが冷却過剰の方向
に崩れると、羽口先端の地金が成長し過大な大きさにな
ると同時に、内管側へも成長して、内管のガス流路を閉
塞気味にすることとなる。

【０００５】それ故、このような羽口の溶損及び過剰冷
却を防止するため、従来は、羽口の内・外管に流すガス
流量及び圧力を制御して、適正な冷却バランスを確保し
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記冷却バラ
ンスは精錬条件により影響を受けるので、冷却バランス
を適正に維持すること、または、精錬条件の変化に即応
して冷却バランスを適正に確保することは難しい。操業
中、一旦、冷却バランスが崩れて羽口が溶損したり、閉
塞したりした場合には、羽口を抜いて羽口孔を盲レンガ
で閉鎖したり、可能な場合は、新しい羽口に差し替える
が、その作業は、精錬炉を休止して行なうことになるの
で、操業能率、生産効率は著しく低下する。更に溶湯に
浸漬した羽口を通して温度を測定する測温装置において
も、溶湯からの熱放射光が測温装置に入らないため測温
を継続することが困難となる。羽口が閉塞傾向の状態と
なった時、ガスの元圧を大きくして、羽口を流れるガス
の流量を所要の値に維持する方法があるが、この方法
は、該方法を適確に実施する装置を構成する点で限界が
ある。したがって、羽口の内・外管を流れるガス間の冷
却バランスが崩れたとき、これに、適確、有効に対処で
きる対応策は、現状では見当たらない。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、溶銑・溶鋼を
製造又は精錬する炉において、溶湯中にガスを吹き込む
２重管又は３重管構造の羽口の先端に付着した地金を溶
流、除去する方法、及び引き続き精錬中に溶湯の温度を
測定する方法を提供することを目的とする。本発明の要
旨は、以下のとおりである。

【０００８】（１）精錬炉内の溶湯に浸漬する２重管構
造の羽口の先端に付着した地金を除去する方法におい
て、稼働中の精錬炉を空炉状態にして、２重管構造の羽
口の外管と内管の空隙の流路には、炭化水素系の気体、
液体燃料、または可燃性ガスを単独で、又は２種以上を
混合して流し、該羽口の内管には、酸素ガスを燃焼可能
な濃度範囲に調整した含酸素ガスを流すことにより、羽
口の先端に付着した地金を溶流し、除去することを特徴
とする羽口の先端に付着した地金の除去方法。

【０００９】（２）精錬炉内の溶湯に浸漬する３重管構
造の羽口の先端に付着した地金を除去する方法におい
て、稼働中の精錬炉を空炉状態にして、３重管構造の羽
口の最外管と中管の空隙の流路には、炭化水素系の気
体、液体燃料、または可燃性ガスを単独で、又は２種以
上を混合して流し、該羽口の最内管と中管の空隙の流路
には、酸素ガスを燃焼可能な濃度範囲に調整した含酸素
ガスを流すことにより、羽口の先端に付着した地金を溶
流し、除去することを特徴とする羽口の先端に付着した
地金の除去方法。

【００１０】（３）前記（１）或いは（２）記載の方法
に先立ち、少なくとも羽口長さ方向の中心軸側の地金を
予熱することを特徴とする羽口の先端に付着した地金の
除去方法。

【００１１】（４）前記（３）記載の方法において、羽
口の含酸素ガスの流路に酸素ガスを予熱可能な濃度範囲
に調整した含酸素ガスを流し、羽口の最外管の流路に
は、炭化水素系の気体、液体燃料、または可燃性ガスを
単独で、又は２種以上を混合して流すことにより予熱す
ることを特徴とする羽口の先端に付着した地金の除去方
法。

【００１２】（５）前記（１）〜（４）いずれかの方法
において、稼働中の精錬炉が空炉状態で羽口先端に付着
した地金を溶流・除去した後、精錬炉に溶融金属を投入
し該溶融金属を測温するに際し、精錬炉内の溶融金属に
浸漬した前記羽口へ溶融金属の浸入防止用の不活性ガス
を圧入しながら、該羽口の先端部に面する溶融金属の熱
放射光をイメージファイバーを介して撮像装置に取り込
み、撮像装置が出力する画像信号をデジタル画像データ
に変換し、該デジタル画像データに基づいて演算処理し
て、撮影画面上の溶融金属温度を測定することを特徴と
する溶融金属の測温方法。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明者は、上記課題を解決する
ため、羽口の内・外管を流れるガス間の冷却バランス
と、羽口先端に付着した地金の消長との関係を、鋭意調
査した。その結果、次のことを見出した。（ａ）通常、溶湯下では、２重管または３重管羽口の外
管の流路から流すＬＰＧ等は高温に曝されるので、急激
なクラッキングを起こして吸熱反応をし、その結果、羽
口を保護することとなるが、溶湯を排出して空炉状態に
なって、羽口を大気開放とした場合には、温度が低くな
るため、羽口外管の流路に流れるＬＰＧのクラッキング
は緩やかに起きる。（ｂ）ここで、２重管の場合は羽口内管の流路に、３重
管の場合は最内管と中管の空隙の流路に空気を流すと、
羽口先端でＬＰＧは燃焼する。これは、流した空気が助
燃剤とし、高温炉内の耐火物からの輻射熱及び伝導熱が
着火源とし、そして、ＬＰＧが燃料として、即ち、これ
らが燃焼の３要素として作用するからである。（ｃ）したがって、羽口先端におけるＬＰＧの燃焼反応
を急激なものとすれば、羽口の先端に付着した地金を溶
流して除去することが可能となる。（ｄ）ＬＰＧの燃焼を急激に起こすため、内管に流す助
燃剤としてのガス中の酸素の比率を上げていけば、ＬＰ
Ｇの燃焼反応は早くなる。

【００１４】図１に、上底吹転炉において精錬を行なっ
ている状況を示す。上底吹転炉１内の溶鋼２には、炉底
に設けた底吹羽口３から精錬用のガスが吹き込まれ（図
中、底吹ガス５）、溶鋼が攪拌される。また、溶鋼２に
は、上吹きランス４から、酸素ガスが溶鋼に吹き付けら
れて脱炭反応が進行する。

【００１５】底吹羽口としては、図４に示す２重管構造
の羽口、又は、図５に示す３重管構造の羽口を通常用い
る。

【００１６】２重管構造の羽口を用いる場合は、内管１
１から攪拌用（或いは精錬用）の酸素ガス、不活性ガ
ス、或いはこれらの混合ガスを吹き込み、内管１１と外
管１２の間隙から羽口冷却用のガス（例えば、ＬＰＧ，
ＬＰＧ＋Ａｒ，Ｎ2）を吹き込む。３重管構造の羽口を
用いる場合は、最内管１１から攪拌用の不活性ガスを、
必要に応じ、石灰、石炭粉等の粉体とともに吹き込み、
最内管１１と中管１３の間隙から酸素ガス或いは酸素ガ
スと不活性ガスとの混合ガスを吹き込み、中管１３と最
外管１２の間隙から羽口冷却用のガス（例えば、ＬＰ
Ｇ，ＬＰＧ＋Ａｒ，Ｎ2)を吹き込む。

【００１７】しかし、精錬操業の進行中、精錬条件等の
変化の影響を受け、羽口先における冷却バランスが冷却
過剰の方向に崩れると、羽口先端の地金が成長し過大な
大きさになる。図３に、地金７が大きく成長し、外管と
内管の間隙を閉塞するとともに、内管のガス流路を閉塞
気味にした態様を示す。このような態様の地金７が形成
されると、底吹羽口の内管を流れるガス８（攪拌用の不
活性ガス）の流量が減少し、溶鋼の攪拌が充分に行きわ
たらず、さらに、底吹羽口の外管を流れるガス９との冷
却バランスが大きく崩れることになる。

【００１８】精錬過程において、地金の消長は、冷却用
ガスの流量を制御することにより、ある程度制御できる
が、図３のように大きく成長し、炉底耐火物１０にも張
り付き、内管のガス流路を閉塞気味にした地金は、精錬
操業を阻害する要因となるので除去しなければならな
い。

【００１９】そこで本発明においては、羽口先端におけ
る地金が除去しなければならない程に成長した場合、稼
働中の精錬炉を、図２に示すように空炉状態にして、羽
口の先端に付着した地金を燃焼により溶流して、除去で
きることを見出した。具体的には、底吹羽口３として２
重管構造の羽口を用いている場合には、羽口の外管と内
管の空隙の流路には、炭化水素系の気体、液体燃料、ま
たは可燃性ガスを単独で、又は２種以上を混合して流
し、該羽口の内管には、酸素ガスを燃焼可能な濃度範囲
に調整した含酸素ガス（図中、底吹ガス６）を流す。ま
た、底吹羽口３として３重管構造の羽口を用いている場
合には、羽口の最外管と中管の空隙の流路には、炭化水
素系の気体、液体燃料、または可燃性ガスを単独で、又
は２種以上を混合して流し、該羽口の最内管と中管の空
隙の流路には、酸素ガスを燃焼可能な濃度範囲に調整し
た含酸素ガスを流す。上記燃焼が起こると、付着してい
る地金の量が減少し、除去できる。また、燃焼可能な濃
度範囲の酸素ガス濃度は、実験や操業実績等から適宜設
定すれば良く、特に規定するものではないが、５０容量
％以上であれば燃焼効果が大きいため好ましい。また、
酸素ガスと混合するガスは、助燃剤として使用する目的
から、不活性ガス（Ｎ2、Ａｒ等）を通常用いることが
好ましい。

【００２０】さらに、吹き込む炭化水素系の気体は、特
に限定されるものではないが、ＬＰＧ，ＬＮＧ等が、燃
焼性やコストの点で好ましい。液体燃料も、特に限定さ
れるものではないが、燃焼性やコストの点を考慮して、
灯油等の適切なものを選択することが好ましい。また、
可燃性ガスも、特に限定されるものではないが、燃焼性
やコストの点でＣＯ含有ガスが好ましい。ここで、これ
らの炭化水素系気体、液体燃料、可燃性ガス等は単独に
流しても良いが、窒素・Ar・CO₂等の不活性ガスと混合
して流しても良い。

【００２１】但し、空炉時の羽口先端地金の溶流の際
に、例えば２重管の例として、いきなり内管に酸素ガ
ス、外管にLPGガスを流してもLPGガスに着火しない場合
がある。そこで地金溶流に先立ち、少なくとも羽口先端
地金の内面（羽口長さ方向の中心軸側）を暫く継続して
予熱しておくことにより、引き続いて実施される地金溶
流を容易にすることが可能となることを見出した。

【００２２】羽口先端地金の内面（羽口長さ方向の中心
軸側）の部分の地金が内側に肥大化すると、羽口内管か
らのガス流路を直接閉塞させ易くなるが、羽口内管には
通常、精錬上の工程ガスを流す場合が多く、その流量が
大幅に減少して攪拌不足に伴う冶金効果を損なう。ま
た、羽口内管のその他の形態として、溶湯に浸漬した羽
口から熱放射光を取り込んで温度計測を行うこともでき
るが、その場合には熱放射光が測温装置に入らなくなり
測温ができなくなるといった問題が生じる。よって少な
くとも羽口先端地金の内面部分を予熱することは、上記
問題を防止できるため、好ましい。

【００２３】また、予熱した後、引き続いて行う地金溶
流は、羽口先端地金そのものを酸素により着火燃焼させ
つつガスジェットにより除去するため、少なくとも羽口
先端地金の内面（羽口長さ方向の中心軸側）を予熱して
おくことで、酸素による地金の着火燃焼を容易に起こす
ことが可能となる。

【００２４】上記予熱を行うと、付着している地金の量
がほとんど減少することなく、地金に熱を加えることに
なる。また予熱方法は、特に規定するものではなく、熱
を加える機能を有するものを適宜使用するものとする。
さらに予熱時間についても、特に規定するものではな
く、実験や操業実績等から適宜設定すれば良い。本出願
人らの実験から、予熱時間を約５分程度以上確保するこ
とが好ましい。

【００２５】さらに、上記予熱方法の好ましい形態とし
て、地金溶流に先立ち、羽口の含酸素ガスの流路に酸素
ガスを予熱可能な濃度範囲に調整した含酸素ガスを流
し、羽口の最外管の流路には、炭化水素系の気体、液体
燃料、または可燃性ガスを単独で、又は２種以上を混合
して流し、炉内の高温となっている耐火物を着火源とし
て着火させる。

【００２６】上記予熱可能な酸素ガスの濃度範囲は、特
に規定するものではなく、目的とする予熱条件に応じ
て、実験や操業実績等から適宜設定するものである。例
えば、空気を用いても良いし、酸素ガスと不活性ガス
（Ｎ2、Ａｒ等）を混合して調整することもできる。羽
口の最外管の流路に流す燃焼ガスは、地金溶流時と同様
に、特に限定されるものではないが、ＬＰＧ，ＬＮＧ等
の炭化水素系の気体が燃焼性やコストの点で好ましい。
液体燃料も、特に限定されるものではないが、燃焼性や
コストの点を考慮して、灯油等の適切なものを選択する
必要がある。また、可燃性ガスも、特に限定されるもの
ではないが、燃焼性やコストという点でＣＯが好まし
い。

【００２７】以上の様な、羽口の先端に付着した地金を
除去した後、精錬炉に溶融金属を投入し精錬を行う際
に、羽口を利用して該溶融金属を精度良く測温すること
ができる。具体的には羽口を通して観測される溶融金属
が発する熱放射光を、イメージファイバーで撮像装置
（例えばＣＣＤカメラ）に取り込み、撮像画面上の最高
輝度値から溶融金属の温度を測定するものである。

【００２８】以下、図を用いて説明する。図７に上底吹
転炉において精錬中に底吹羽口から溶湯温度を測定する
測温装置のシステム構成概要図を示す。溶鋼２の容器で
ある精錬炉１の炉底部に、壁を貫通して設置された測温
用羽口１５は、その背面にイメージファイバー１６が接
続されている。該羽口内には羽口パージガス配管１８を
通して不活性ガス（アルゴンガス、窒素ガス、ＣＯ2ガ
ス等）が圧入され、溶鋼と接する該羽口開口先端部から
不活性ガス１４を溶鋼２に吹き出すことで、羽口への溶
融金属の浸入を防止でき、吹き出した不活性ガス１４は
気泡となって溶鋼中を浮上して行く。したがって、イメ
ージファイバー１６の受光端には、該羽口から溶鋼に吹
き出す不活性ガスと溶鋼２との界面の溶鋼が発する熱放
射光が当る。

【００２９】イメージファイバー１６は、例えば１５０
００本以上の光ファイバー（素線）を細密に結合して直
径４mm程度に束ねたものを用いることができ、その先端
（受光端）には、焦点距離が無限大近くの集光レンズが
装着されており、イメージファイバー１６の受光端に、
その前方の像が投影される。イメージファイバー１６の
出光端には、投射像がそのまま伝達される。

【００３０】撮像装置としては例えばＣＣＤカメラ１７
を用いることができ、このＣＣＤカメラ１７はイメージ
ファイバー１６の出光端の画像を撮影し、アナログ画像
信号（輝度を表すビデオ信号）を出力する。ＣＣＤカメ
ラ１７のシャッター速度及び読み取り（ビデオ信号出力
レベル）は、コントローラ２３を介して制御される。次
に、上記アナログ画像信号（ビデオ信号）は画像入力装
置２４でデジタル画像データに変換される。画像入力装
置２４は、保持されたデジタル画像データをパソコン２
５に転送し、パソコン２５はこのデジタル画像データを
内部メモリ（以下画像メモリと称す）に書き込む。

【００３１】パソコン２５は、取り込んだデジタル画像
データを下記に示す温度計測処理を１秒間に約5回の周
期で行い、その結果を外部の出力装置２６であるＣＲＴ
ディスプレイに表示する。尚、出力装置２６には、この
他にプリンター及び外部記憶装置が含まれている。

【００３２】パソコンによる温度計測処理方法として
は、例えばパソコンに取込まれた各画素データ（輝度を
示すもの）から溶鋼像を抽出するために、溶鋼像と羽口
内面像のそれぞれの輝度を２値化して識別することがで
きる。この様にして抽出された溶鋼像の輝度から、温度
に換算することにより、溶鋼の温度が測定できる。溶鋼
像の輝度は、溶鋼像内の画素を平均化することが好まし
い。輝度から温度への換算としては、例えば１画素単位
で予めオフラインの黒体炉で校正された輝度−温度換算
の光電変換特性に基づいて換算できる。

【００３３】また、温度計測処理された推定温度と実際
の温度との誤差データと溶鋼像の面積との相関関係を整
理することにより、精度の良い測温データが得られる。
さらに、溶鋼像に羽口内面反射光がある場合は、輝度の
違いにより認識できるため、この羽口内面反射光を除い
た測温エリアを指定し、このエリアの輝度から温度に換
算することもできる。この様な温度推定を行うに際し、
測温羽口先端外周部に地金が殆ど無い状態であれば、溶
鋼の熱放射光が充分に撮像装置に取り込まれ、溶鋼の測
温は安定して精度良く実施可能である。

【００３４】すなわち、本装置において、測温用羽口が
閉塞すると測温のための熱放射光が撮像装置に入らない
ため測温が困難になる。よって、測温を継続するために
は、本発明の手段を用いて羽口先端の地金を溶流除去す
ることが必要となる。従って、事前に羽口の先端に付着
した地金を除去した後、精錬炉に投入された溶融金属を
測温することで、高い精度で測温できるため好ましい。

【００３５】また、底吹羽口に測温装置を取付けた上底
吹転炉における精錬後の空炉の状況を図８に示す。精錬
中の測温時には羽口パージガスとして不活性ガスを使用
するが、空炉時において羽口先端地金の溶流のために、
前述したように羽口の含酸素ガスの流路に酸素ガスを燃
焼可能な濃度範囲に調整した含酸素ガスを流し、羽口の
最外管の流路には、炭化水素系の気体、液体燃料、また
は可燃性ガスを単独で、又は２種以上を混合して流すこ
とで、羽口に付着した地金の除去が達成できる。また、
必要に応じて予熱を行うこともでき、より効果的に上記
地金を除去できる。本発明において、地金の態様は、羽
口内管におけるガス流量及び／又は内圧の変化で検知す
ることができる。羽口先端地金が成長し、内管のガス流
路が閉塞気味になると、ガス流量は減少し、ガス圧が高
まるので、その変化から地金の成長具合を検知すること
ができる。

【００３６】また、羽口に取付けたイメージファイバー
を用いる場合は、このイメージファイバーを介して溶鋼
の熱放射光を撮像した測温装置の画面上の有効画素数の
増減から、地金の成長具合を検知することもできる。

【００３７】例えば、羽口先端の地金が成長し、内管が
著しい閉塞傾向に陥ると、熱放射光による撮像視野が狭
くなり、撮像画面上の有効画素数が減少する。この有効
画素数の変化を知ることにより、羽口先端における地金
の成長の具合を知ることができる。なお、地金の態様を
検知する方法は、上記方法に限定されるものではない。

【００３８】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明するが、
本発明は、実施例で用いた条件に限定されるものではな
い。

【００３９】（実施例１）２重管構造の羽口を備える精
錬炉において溶鋼を吹錬した。吹錬中、地金の成長の具
合を、内管におけるガス流量及び内圧の変化で観察し、
適時に本発明を実施した。その結果を、表１に示す。内
管酸素流量２０００Nm³／ｈ、内管圧力０．７MPa で吹
錬を開始したが、１６分後、内管酸素流量が１２００Nm
³／ｈに減少し、内管圧力が０．９MPa に上昇したの
で、地金が内管側に成長し始めたと判断し、本発明を実
施した。転炉の炉内を空炉の状態にした後、羽口先端の
地金溶流実施に先立って、外管に流すＬＰＧを着火さ
せ、羽口先端の地金を予熱するため、内管に空気を１０
００Nm³／ｈ、外管にＬＰＧを３０Nm³／ｈ流した。６分
間の予熱後の内管の圧力は、予熱開始時と同じ０．８MP
a のままであった。ここで羽口先端の予熱が完了したと
判断して、次のステップの地金溶流に移った。

【００４０】地金を溶流、除去するため、内管に酸素を
１０００Nm³／ｈ、外管にＬＰＧを６０Nm³/h流した。内
管の圧力は、０．８Mpaから徐々に低下し、６分後、
０．４MPa に達したので、地金を除去できたと判断し、
次の精錬を実施した。

【００４１】次の精錬においては、吹錬を１６分継続し
ても、内管酸素流量２０００Nm³／ｈ、内管圧力０．７M
Pa が維持されている。

【００４２】このことは、本発明の実施により、羽口の
先端に大きく成長した地金を、適確に溶流、除去できた
ことを示している。

【００４３】

【表１】

【００４４】（実施例２）実施例１と同様に、２重管構
造の羽口を備える精錬炉において溶鋼を吹錬した。吹錬
中、前述の炉底に設置された羽口から熱放射光を測定し
て溶湯温度を推定する測温装置により、連続的に溶湯温
度を測定した。羽口先端地金の成長の具合をより適確に
把握するため、内管におけるガス流量の変化、羽口に取
付けたイメージファイバーで溶鋼を撮像した画面上の有
効画素数の増減、及び測温装置の温度と同時に行ったサ
ブランスによる測定温度との比較観察から、適時に本発
明を実施した。その結果を表２に示す。

【００４５】地金が成長すると、イメージファイバーの
視野が狭くなり、撮像画面上の有効画素数が大きく減少
することが分かる。また、測温装置により測定された温
度もサブランスによる測定温度に対して誤差が大きくな
り、撮像画面上の有効画素数の著しい減少が測定精度の
悪化をもたらす。転炉の炉内を空炉の状態にした後、羽
口先端の地金溶流実施に先立って、外管に流すＬＰＧを
着火させ、羽口先端の地金を予熱するため、内管に空気
を８００Nm³／ｈ、外管にＬＰＧを２０Nm³／ｈ流した。
６分間の予熱後の内管の圧力は、予熱開始時と同じ１．
５MPa のままであった。ここで羽口先端の予熱が完了し
たと判断して、次のステップの地金溶流に移った。

【００４６】本発明による地金溶流を実施した後は、羽
口における内管先端部の開孔部が大きくなり、撮像画像
上の有効画素数が回復した。また測温装置の温度と同時
に行ったサブランスによる測定温度と比較においても良
い一致を示し、撮像画面上の有効画素数の回復が温度の
測定精度の改善をもたらすことが分かる。

【００４７】

【表２】

【００４８】（実施例３）３重管構造の羽口を備える精
錬炉において溶鋼を吹錬した。吹錬中、地金の成長の具
合を、内管及び中管におけるガス流量及び内圧の変化で
観察し、適時に本発明を実施した。その結果を表３に示
す。

【００４９】内管に微粉炭６０kg/min、窒素流量１５０
０Nm³ ／ｈ、内管圧力０．９MPa 及び中管に酸素流量２
０００Nm³ ／ｈ、中管圧力０．７MＰaで吹錬を開始した
が、１６分後、内管窒素流量が１０００Nm³ ／ｈに減少
し、内管圧力が１．４MPa に上昇し、また中管酸素流量
が１３００Nm³ ／ｈに減少し、中管圧力が０．９MPaに
上昇したので、地金が中内管側に大きく成長したと判断
し、本発明を実施した。

【００５０】転炉の炉内を空炉の状態にした後、羽口先
端の地金溶流実施に先立って、外管に流すＬＰＧを着火
させ、羽口先端の地金を予熱するため、内管に窒素を８
００Nm3 ／ｈ、中管に空気を１２００Nm3 ／ｈ、外管に
ＬＰＧを２０Nm3 ／ｈ流した。６分間の予熱後の内管及
び中管の圧力は、各々予熱開始時と同じ１．２MPa と
０．８MPa のままであった。ここで羽口先端の予熱が完
了したと判断して、次のステップの地金溶流に移った。

【００５１】地金を溶流、除去するため、内管に窒素を
８００Nm3 ／ｈ、中管に酸素を１２００Nm3 ／ｈ、外管
にＬＰＧを４０Nm3 ／ｈ流した。内管の圧力は、１．２
MPaから徐々に低下し、６分後、０．４MPa に、また中
管の圧力は、０．８MPa から徐々に低下し、６分後、
０．４MPa に達したので、地金を除去できたと判断し、
次の精錬を実施した。

【００５２】次の精錬においては、吹錬を１６分継続し
ても、内管窒素流量１５００Nm3 ／ｈ、内管圧力０．９
Mpa、及び中管酸素流量２０００Nm3 ／ｈ、中管圧力
０．７MPaが維持されている。このことは、本発明の実
施により、羽口の先端に大きく成長した地金を、適確に
溶流、除去できたことを示している。

【００５３】

【表３】

【００５４】

【発明の効果】本発明によれば、精錬過程において、羽
口の先端に成長する地金の成長具合を適確に把握し、適
時に、地金を溶流、除去することができるので、精錬操
業を能率よく行なうことができ、その結果、鋼の生産性
を高めることができる。また、精錬炉の溶湯中に浸漬し
た羽口から溶融金属が発する熱放射光を種々の光学系機
器及びデータ処理処置を用いて溶湯の温度を測定する装
置においても、常に熱放射光を適切な容量だけ測温装置
に取り入れることができ、温度測定の連続性が保たれる
と同時に、温度の測定精度も高く維持可能とできる。こ
のため、精錬精度が改善され、溶湯の歩留、溶湯中のＣ
ｒ等有価元素の酸化ロスの減少、副材原単位の削減、精
錬炉の耐火物寿命の向上等計り知れないメリットを享受
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】上底吹転炉における精錬状況を示す図である。

【図２】上底吹転炉における精錬後の空炉の状況を示す
図である。

【図３】底吹羽口の先端部における地金の付着状況を示
す図である。

【図４】２重管構造の羽口を示す図である。

【図５】３重管構造の羽口を示す図である。

【図６】図６ａは、上底吹転炉において精錬後の空炉の
状態で羽口先端の地金溶流するに先立ち、内管に空気を
流して先端地金を予熱している状況を示す図である。図
６ｂは、上底吹転炉において精錬後の空炉の状態で羽口
先端の地金溶流している状況を示す図である。

【図７】上底吹転炉において精錬中に底吹羽口から溶湯
温度を測定する測温装置の概要を示す図である。

【図８】底吹羽口に測温装置を取り付けた上底吹転炉に
おける精錬後の空炉の状況を示す図である。

【符号の説明】

１…上底吹転炉２…溶鋼３…底吹羽口４…上吹ランス５…精錬中の底吹ガス６…空炉時の底吹ガス７…底吹羽口の先端に付着した地金８…底吹羽口の内管を流れるガス（例えば酸素ガス）９…底吹羽口の外管を流れるガス（例えばLPGガス）１０…炉底耐火物１１…内管１２…外管１３…中管１４…羽口パージガス１５…測温用羽口１６…イメージファイバー１７…ＣＣＤカメラ１８…羽口パージガス配管１９…アルゴンガス（又は窒素ガス）２０…酸素ガス２１…アルゴンガス制御弁２２…酸素ガス制御弁２３…コントローラ２４…画像入力装置２５…パソコン２６…出力装置２７…パージガス制御装置２８…羽口先端地金予熱部２９…ＬＰＧ燃焼フレーム３０…羽口先端地金溶流部３１…溶流飛散地金

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ２１Ｃ 7/072 Ｃ２１Ｃ 7/072 ＪＦ２７Ｄ 21/00 Ｆ２７Ｄ 21/00 Ｇ 23/02 23/02 (72)発明者田中智昭山口県光市大字島田3434番地新日本製鐵株式会社光製鐵所内 (72)発明者角眞福岡県北九州市戸畑区大字中原46番地の59 日鐵プラント設計株式会社内Ｆターム(参考） 4K013 CA04 CA05 CA09 CA11 CA21 CD08 CE01 4K056 AA02 AA05 BA02 BA04 BA06 BB01 BB05 CA01 CA02 EA06 FA12 4K070 AB15 BA06 BB02 BB06 BE04 BE16 CG01 CG10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】精錬炉内の溶湯に浸漬する２重管構造の
羽口の先端に付着した地金を除去する方法において、稼
働中の精錬炉を空炉状態にして、２重管構造の羽口の外
管と内管の空隙の流路には、炭化水素系の気体、液体燃
料、または可燃性ガスを単独で、又は２種以上を混合し
て流し、該羽口の内管には、酸素ガスを燃焼可能な濃度
範囲に調整した含酸素ガスを流すことにより、羽口の先
端に付着した地金を溶流し、除去することを特徴とする
羽口の先端に付着した地金の除去方法。
【請求項２】精錬炉内の溶湯に浸漬する３重管構造の
羽口の先端に付着した地金を除去する方法において、稼
働中の精錬炉を空炉状態にして、３重管構造の羽口の最
外管と中管の空隙の流路には、炭化水素系の気体、液体
燃料、または可燃性ガスを単独で、又は２種以上を混合
して流し、該羽口の最内管と中管の空隙の流路には、酸
素ガスを燃焼可能な濃度範囲に調整した含酸素ガスを流
すことにより、羽口の先端に付着した地金を溶流し、除
去することを特徴とする羽口の先端に付着した地金の除
去方法。
【請求項３】前記請求項１或いは２記載の方法に先立
ち、少なくとも羽口長さ方向の中心軸側の地金を予熱す
ることを特徴とする羽口の先端に付着した地金の除去方
法。
【請求項４】前記請求項３記載の方法において、羽口
の含酸素ガスの流路に酸素ガスを予熱可能な濃度範囲に
調整した含酸素ガスを流し、羽口の最外管の流路には、
炭化水素系の気体、液体燃料、または可燃性ガスを単独
で、又は２種以上を混合して流すことにより予熱するこ
とを特徴とする羽口の先端に付着した地金の除去方法。
【請求項５】前記請求項１〜４いずれかの方法におい
て、稼働中の精錬炉が空炉状態で羽口先端に付着した地
金を溶流・除去した後、精錬炉に溶融金属を投入し該溶
融金属を測温するに際し、精錬炉内の溶融金属に浸漬し
た前記羽口へ溶融金属の浸入防止用の不活性ガスを圧入
しながら、該羽口の先端部に面する溶融金属の熱放射光
をイメージファイバーを介して撮像装置に取り込み、撮
像装置が出力する画像信号をデジタル画像データに変換
し、該デジタル画像データに基づいて演算処理して、撮
影画面上の溶融金属温度を測定することを特徴とする溶
融金属の測温方法。