JPH0219412A - 転炉吹錬方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、転炉吹錬の終点温度を適確に把握するため
の転炉吹錬方法に関する。

［従来の技術］ 近時、転炉吹錬において、吹錬中の各種測定情報に基づ
き吹錬条件をコンピュータ制御するダイナミックコント
ロールが採用されている。ダイナミックコントロールに
よる吹錬では、終点制御のために、吹錬中の溶湯にサブ
ランス（中間サブランス）を浸漬して、溶湯温度及び溶
湯炭素濃度［Ｃ］を直接測定し、この実測温度に基づき
吹錬条件を適宜制御して終点温度及び成分をコントロー
ルする。その後、別のサブランス（終点サブランス）を
溶湯に挿入して温度及び［Ｃ］を再度測定し、溶湯温度
が所定の出鋼温度に一致するタイミングで吹錬を終了（
吹き止め）する。

従来の転炉吹錬方法は、中間サブランスで得られた溶湯
温度及び［Ｃ］に基づきダイナミックモデルである脱炭
反応の推移を予測し、この脱炭反応の予測量から溶湯の
温度上昇量を推定する。そして、推定した昇温量に基づ
き吹錬終了時の溶湯温度（終点温度）が目標となる出鋼
温度範囲に入るように吹錬を適宜制御する。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の転炉吹錬方法においては、吹錬初
期及び中期では［Ｃ］が高いので、脱炭反応による溶湯
の温度依存性が強いが、吹錬後期に至ると温度依存性が
弱まり、脱炭反応による予測値と実績値との間にずれが
生じやすい。このため、終点温度が出鋼温度から大きく
外れる場合が生じ、終点的中率が低下する。このため、
中間サブランス測定後においても炉内反応を直接観察す
る必要があり、吹錬時間が延長され、操業コストが上昇
するという欠点がある。

この発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって
、中間サブランス測定後においても炉内反応を直接観察
することなく、終点的中率を向上させることができる転
炉吹錬方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段〕 この発明に係る転炉吹錬方法は、転炉吹錬中に生じる炉
ガスの成分及び量を随時検出し、検出結果からそのとき
の転炉内の酸素成分の存在量を把握し、これから炉内の
酸化反応量を把握し、酸化反応量、溶湯温度並びに時間
の関係を表わす所定の数式モデルを用いて溶湯温度の変
化量を算出する一方、サブランス時により転炉内溶湯の
温度を実ＤＩ　してこれを初期値とし、この初期値及び
前記温度変化量とに基づき吹錬中に刻々変化する溶湯温
度を推定し、この推定温度が吹錬を終了すべき所定の目
標温度に到達した段階で吹錬を終了することで、終点温
度の過酸を図ることを特徴とする。

［作用］ この発明に係る転炉吹錬方法においては、炉ガスの成分
及び量を随時測定し、炉ガス中に存在する酸素量を把握
し、下記（１）式を用いてガス中の酸素存在量から炉内
の蓄積酸素量ＷＯ２を求める。

但し、記号Ｓはサブランス時、記号ｔは中間サブランス
測定時からｔ秒後、ＩＮＰＵＴＯ２は炉内に入る酸素（
吹付は酸素ガス、副原料、底吹きガス、侵入空気）の総
量、０ＵＴＰＵＴ　　Ｏ２は炉内から出る酸素（排ガス
、噴出ガス）の総量をそれぞれ示す。

次に、下記（２）式を用いて蓄積酸素量変化率ｄＷｏ２
／ｄｏ２を求める。

ｄＷＯ２／ｄ０２−　　ａＸ　１ｌ−ｅｘｐ　（Ｗ０２
／ｂ）１・・・（２） 但し、記号ａ及びｂはそれぞれ係数を示す。

次に、ド記（３）式に示す数式モデルを用いて溶湯の昇
温量ΔＴを算出する。

＋　ＢＸ　Ｗｓ　ＬＡＧ　十Ｃ１ｄ０２ＤＸ　　Ｗｃｏ
　　Ｌ　ｏ　　　　　　　　　　　　　−（３）但し、
記号ＷｓＬＡｃは初期スラグ量、記号ＷｃｏＬＤは冷却
剤の量、記号Ａ、Ｂ、ＣＤはそれぞれ係数を示す。

一方、中間サブランス測定により溶湯温度Ｔｓを実測し
、下記（４）式に示す関係からサブランス測定からｔ秒
経過後の溶湯温度ＴＴを求める。

ＴＴ　−１−Ｔｓ　＋ΔＴ　　　　　　　　　　　　　
　　　−Ｃ＜）そして、これにより温度ＴＴが所定の目
標温′度Ｔに一致するまでの経過時間ｔを推定する。

ところで、実操業においては、中間サブランス測定から
時間ｔが経過した時点で、副原料の投入等の作業が未だ
完了していない場合があり、吹錬を終了させることがで
きないことがある。そこで、その時点での実際の溶湯温
度が目標温度以下の場合は、目標温度に到達するまでの
時間を求める一方、そのまま吹錬を続行して吹き止め時
期を延長し、溶湯温度を目標温度に近ずける。一方、実
際の溶湯温度が目標温度を越えている場合は、所定量の
冷却材を転炉内に投入し、溶湯温度を下げる。

［実施例］ 以下、添付の図面を参照してこの発明の実施例について
具体的に説明する。

転炉１０は、底吹きノズル１４を介して攪拌ガスを溶湯
１２に吹込みつつ、メインランス２ｏの酸素ジェットを
場面に吹付けるように構成された複合吹錬炉である。底
吹きノズル１４に連通する配管１６及びメインランス２
０に連通する配管２２にはそれぞれ流量計１８及び２４
が設けられ、それぞれがプロセスコンピュータ４０の入
力側に接続されている。コンピュータ４０は、入力デー
タを記憶するメモリ、種々の演算を実行する演算部、メ
モリにストアされたデータを順次呼出してデータ処理す
るＣＰＵ　（中央処理装置）をそれぞれ有し、各種プロ
セスデータを集めて所定のスタティックモデル及びダイ
ナミックモデルに対応する数式モデルに基づき吹錬の最
適制御条件を求め、最適制御指令を各所の機器に発する
ようになっている。

ダクト２８のフード２６が転炉１０の装入口を覆うよう
に設けられ、転炉内で発生したガスがダクト２８により
排ガス処理装置（図示せず）に導かれるようになってい
る。シュータ３０が転炉装入口近傍のダクト２８に取付
けられ、秤量器３２で秤量された副原料がシュータ３０
を介してダクト２８内に切出され、更に、これが転炉内
に落下するようになっている。一方、ガス分析計３４及
び質量分析計３５がダクト２８の最上部に取付けられ、
排ガスの成分及び質量が検出されるようになっている。

また、排ガス流量計３６がダクト下部の絞りのところに
設けられ、排ガスの流量が検出されるようになっている
。

なお、秤量器３２．ガス分析計３４．質量分析計３５並
びに流量計３６のそれぞれは、コンピュータ４０の入力
側に接続されている。

また、転炉１０の上方にはサブランス装置（図示せず）
が設けられ、サブランスを下降させると装入口から転炉
内にサブランス先端が挿入されて溶湯１２に浸漬される
ようになっている。因みに、サブランス先端にはプロー
ブが装着されており、溶湯温度及び炭素濃度［Ｃ］が直
ちに検出されるようになっている。

次に、この実施例の動作について説明する。

吹錬末期に至り、溶湯の脱炭が進行すると、中間サブラ
ンスを降下して溶湯温度Ｔ８及び［Ｃ］を測定し、これ
をコンピュータ４０に入力する。

排ガス成分、各成分の質量、並びに排ガス流量をそれぞ
れ検出し、これらの検出値もコンピュータ４０に入力す
る。これらデータから（ＯＵＴＰＵＴ　　ｏ２）量を算
出する。一方、送酸量、副原料の成分及び投入量、底吹
きガス量、並びに侵入空気の量から（ＩＮＰＵＴ　　０
２）ｆｊｋを求め、これと（ＯＵＴＰＵＴ　　０２　）
ｉｍから蓄積酸素量ＷＯ２を算出する。これに基づき蓄
積酸素量変化率ｄＷＯ２／ｄ０２を求める。更に、中間
サブランス時からｔ秒後の昇温量ΔＴを求め、目標とな
る出鋼温度Ｔとサブランス時の実測温度Ｔｓとの差が昇
温量ΔＴに一致する時間ｔを算出し、サブランス時から
時間ｔが経過したときを終点時期と推定する。

ところで、実操業においては、中間サブランス測定から
時間を経過後に、副原料の投入等の作業が未だ完了して
いない場合があり、吹錬を終了させることができないこ
とがある。そこで、その時点での実際の溶湯温度が目標
温度以下の場合は、目標温度に到達するまでの時間を求
める一方、そのまま吹錬を続行して吹き止め時期を延長
し、溶湯温度を目標温度に近ずける。

第２図は、横軸に吹き止め時の実績温度と目標温度との
差をとり、縦軸に頻度をとりて、２５０　トン複合吹錬
炉における終点的中精度について調査したグラフ図であ
る。図から明らかなように、実績温度の大部分が目標温
度のプラスマイナス１０℃の範囲内に入っており、実績
温度の平均値が目標温度を僅か１．２℃だけオーバーす
る好結果となり、温度偏差を従来の７〜８℃から約５．
２℃に低減することができた。このため、目標温度のプ
ラスマイナス１０℃の範囲に入る的中率を、従来の約９
４％から９８％以上に向上することができた。

［発明の効果］ この発明によれば、中間サブランス測定後においても炉
内反応を直接観察することなく、溶湯温度をオンライン
で連続的に高精度に推定することができ、終点的中率を
大幅に向上させることができ、転炉操業の生産性向上を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係る転炉吹錬方法を説明す
るための模式図、第２図はこの発明の効果を示すグラフ
図である。 １０；転炉、１２；溶湯、１４；底吹きノズル、１６．
２２；管、１８，２４，３６；流量計、２０：ランス、
２６；フード、２８；ダクト、３０；シュータ、３２；
秤量器、３４．３５；分析計、４０；プロセスコンピュ
ータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 転炉吹錬中に生じる炉ガスの成分及び量を随時検出し、
   検出結果からそのときの転炉内の酸素成分の存在量を把
   握し、これから炉内の酸化反応量を把握し、酸化反応量
   、溶湯温度並びに時間の関係を表わす所定の数式モデル
   を用いて溶湯温度の変化量を算出する一方、サブランス
   法により転炉内溶湯の温度を実測してこれを初期値とし
   、この初期値及び前記温度変化量とに基づき吹錬中に刻
   々変化する溶湯温度を推定し、この推定温度が吹錬を終
   了すべき所定の目標温度に到達した段階で吹錬を終了す
   ることで、終点温度の適中を図ることを特徴とする転炉
   吹錬方法。