December 9, 2025
炭素酸素ランスの利点
「炭素酸素ランス」という用語は、主に電気アーク炉（EAF）製錬で使用される設備を指します。最も一般的には、炉扉炭素酸素ランスを指しますが、炉壁に取り付けられたバージョンも存在します。
典型的な炉扉ランスは、2つの水冷ノズルを備えています。これらは、2つの別々の水冷酸素ランスとして、または単一の組み合わせユニットとして構成できます。
一般的な構成では、ランスは同心円状に配置された2つの異なるノズルを備えています。1つは超音速酸素ジェットを供給するように設計されたラバルノズルで、もう1つは炭素粉末を注入するためのストレートボア炭素ガンです。ラバル酸素ノズルは、通常、炭素ガンを囲むように配置されています。
運転中、ランスはスクラップ装入物が溶けるにつれて徐々に炉内に挿入されます。
従来の製錬プロセスと比較して、電気炉での炭素酸素ランスの利用は、いくつかの重要な利点を提供します。
(1) 強力な冶金学的ダイナミクス：炉扉ランスは、超音速（約マッハ2）で溶融浴に酸素を注入します。これにより、浴内の化学平衡が劇的に変化し、一酸化炭素（CO）の生成が大幅に増加します。
(2) 全プロセス発泡スラグ運転：炭素の同時注入は、熱全体を通して発泡スラグを維持するための最適な条件を作り出します。この方法は、スラグの飛散を減らし、電力入力効率を向上させ、炉の騒音を低減し、全体的な鋼の品質を向上させます。
(3) エネルギー効率の向上と耐火物の摩耗の低減：このプロセスは、注入された酸素が炭素と効率的に反応するため、オフガス温度を上昇させます。脱炭中にCO燃焼のために遊離酸素を使用する従来のシステムと比較して、この方法は炉内の酸化性の低い雰囲気をもたらします。その結果、グラファイト電極と耐火ライニングの両方の消費が削減されます。
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