JPS6246605B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は純酸素を用いて吹錬する酸素転炉に関
しその目的は、目標とする終点の溶鋼温度と炭素
含有量に対し適中率の高い吹錬を可能とする酸素
転炉を提供することにあり、他の目的は、終点の
溶鋼のＰ、Mn含有量を目標値もしくは目標値に
近い含有量とする吹錬が可能な酸素転炉を提供す
ることにあり、さらに異なつた他の目的は吹錬期
間のスラグ中蓄績酸素量についてあらかじめ指標
となるパターンを選定しておき、吹錬途中におい
て刻々のスラグ中蓄積酸素量を算出し、その算出
値と前記パターンの差を修正することにより目標
値（温度、成分）に対する適中精度の高い吹錬が
可能な酸素転炉を提供することにあり、さらに異
なつた目的は、操作者による手動操作が不要かも
しくは手動操作が極めて僅少な、いわゆる自動吹
錬が可能な酸素転炉を提供することにある。

さて、一般的に近時周知の酸素転炉は、溶鋼温
度および炭素含有量を制御するに当り、サブラン
スを用いて吹錬終了間際たとえば１〜５分前に直
接鋼温度および炭素含有量の実測を行ない、目標
溶鋼温度と目標炭素含有量と前記実測値との差に
応じて、ランス高さ変更、送酸流量変更、副原料
投入などの諸手段を適宜実施して前記目標値（温
度Tt、炭素含有量Ct）を得ることが出来る装置
を備えている。

ところで前記周知の酸素転炉の操業に従事した
本発明者等は周知手段による操業では、目標溶鋼
温度、目標炭素含有量に適中させることが難しく
適中精度において今一歩の改善が必要であること
を知つた。さらにまた周知手段では溶鋼成分中の
Ｐ、Mn含有量の変動が大きく、これを有効に調
整することが出来ないことも判明した。

即ち、従来の吹錬操業はダイナミツク制御とは
称せられているものの、サブランスによる溶鋼の
実測で得られた情報を基点として再度静的な演算
を行なうものであり、吹錬中の脱炭反応と造滓反
応の変化までを認識するものではないため操業怒
力にかかわらず目標値に対する適中精度に難点が
あり、造滓反応のばらつきによる溶鋼〔Ｐ）、
〔Mn〕のばらつきも又大きくその改善が必要であ
つた。

本発明者等は前記問題点の解消に努力した結果
本発明を開発したもので、目標値に対する適中率
を著しく高めることに成功した。

さて本発明は装入条件、吹止条件からプログラ
ム設定を行なう静的制御と吹錬中のプロセス信号
を利用する動的制御を結合し綜合的制御を行なう
装置を備えており、スラグ中蓄積酸素量を制御の
重要な指標とする点に著しい特徴を有するもので
あり、前記静的制御と動的制御についてさらに詳
細に説明する。

静的な制御を遂行するための装置もしくは動的
な制御を実行する装置又は両者の装置を備えそれ
らの整合を図りつつ吹錬を行なう装置を有するも
のは前に述べたように既に周知である。静的制御
は精錬開始前に前もつてランス高さと吹込酸素量
と各種副原料使用量などの精錬条件を設定し、こ
のプログラムに添つて精錬を完結する制御であ
り、動的制御は精錬反応過程の動的な情報を計測
することにより、ランス高さと吹込酸素量と各種
副原料使用量などの精錬条件を設定変更しつつ精
錬を完結する制御である。

ここで言う動的な情報としては、例えば公知の
「転炉制御法」（特公昭42−23695号公報参照）、あ
るいは「酸素上吹法の監視および制御法」（特公
昭43−4088号公報参照）などの精錬排ガスを分析
する方法。あるいは、米国特許第3574598号「塩
基性酸素製鋼の制御方法」などのサブランスを利
用する方法、あるいは、本発明者等の「酸素転炉
の溶鋼温度および炭素含有量の推定方法」（特開
昭52−101617号）に見られる排ガス情報とサブラ
ンスを利用するもの等数多く考案されている。特
に排ガス情報とサブランスを利用する制御法は、
終点の炭素含有量及び溶鋼温度の適中率を大幅に
向上している。しかしこれらには、次の様な問題
点がある。

即ち昇温手段としてのランス操作、送酸流量操
作による酸素分配の変化による脱炭反応と造滓反
応の変化を期待するときはその計測量がなくその
効果を推定できないため、終点近傍の溶鋼温度及
び炭素含有量の変化の修正を冷却手段のみに限定
せざるを得ない。

このように、あらかじめ溶鋼の終点温度が終点
目標よりやや高くなる様に副原料を配合し終点近
傍にて副原料の追加量を最新の情報に基づいて修
正して投入する手段では、吹錬の大半に渡り、溶
鋼温度の推移が常に高目になるために転炉レンガ
に与える悪影響は命れ免ず、さらに転炉吹錬の目
的のひとつである脱燐においても溶鋼温度が高目
にて推移することは、脱燐反応には不利な冶金雰
囲気となるため、装入塩基度を高めるか、あるい
は、スラグ酸化度を上げる様な操業を行う必要が
生じ、品質、コストの面より問題となる。又前述
の「溶鋼温度および炭素含有量の推定方法」（特
開昭52−101617号）および「酸素転炉の溶鋼温度
および炭素含有量の制御方法」（特開昭52−
101618号）の様に、吹錬終点近傍における炉内の
酸素の脱炭反応と鉄の配化反応への分配を連続し
て計測し制御精度を向上している場合は、溶鋼の
温度及び炭素含有量の変化の方向を修正するため
に冷却手段としては副原料の追加投入を、昇温手
段としてはランス操作送酸流量操作による酸素分
配の変化による脱炭反応・造滓反応の変化も検知
できるため特に修正方向を一方のみに限定して溶
鋼の終点温度を終点目標よりやや高くなる様に副
原料を配合する必要はないが、それでも、終点近
傍においてそれまでに経由して来た溶鋼温度およ
び溶鋼炭素含有量の変化の方向が終点のそれぞれ
の目標を満す方向より大幅にずれがある時は、送
酸流量、副原料操作あるいはランス高さを大きく
操作する必要が生じ、炉内における酸素分配が大
きく変化するために、造滓反応が不安定となり、
終点における溶鋼燐、マンガン含有量および酸素
含有量のばらつきを拡大し、コスト、品質の面よ
り大きな問題となる。前にも述べたように前記問
題点を解消するには、精度のよい静的制御手段を
開発すると共にそれに整合する動的制御手段を開
発する必要がある。

従来も静動制御について種々の工夫が行なわれ
て来たが、本発明者等の知る限りでは、精度のよ
い静的制御は見当らないのが実状である。

本発明は如上の問題を理解するために創案され
たもので本発明における特徴の１つは前記静的制
御において、送酸流量、投入副原料銘柄及び投入
速度、排ガス流量および排ガス組成から算出され
るスラグ中蓄積酸素量を演算パラメータのひとつ
とすることにある。スラグ中窒積酸素量を静的制
御の演算パラメータにする場合、その取扱いはお
のずと静的制御法の数式により決定される。静的
制御法には広く知られているように、物質バラン
スと熱バランスに影響する要因のうち、メデルの
単純化のため、相関関係がうすい要因や実際上は
その変動が小さい要因を省略し、基準ヒートとの
差異分だけを制御するために操作しうる要因（多
くは吹込酸素量や鉄鉱石量）に修正する方法が一
般的であるが、数式上の表現では様々なものが表
現されている。そこで簡単な例について、スラグ
中蓄積酸素量の、静的制御モデルへの導入例を説
明する。勿論その他の静的制御モデルにも同様に
適用しうる。他の静的制御モデルを利用する場合
には、同様に、スラグ中蓄積酸素量を適当な物質
バランス式および熱バランス式に組み込めばよ
い。

〔例〕

下記〜式で表わされる従来公知の静的制御
モデルを、〜式で表わされる静的制御モデル
に変更する。

終点温度：Ｔ_E Ｔ_E＝Ｔ_E

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 次の(a)〜(g)の装置を備えた転炉において、さ
   らに（ｈ）〜（ｋ）の装置を有することを特徴と
   する酸素転炉。 (a) 上方向もしくは上下方向から純酸素を吹込む
   第１の装置。 (b) 排ガスを未燃焼状態で回収する第２の装置。 (c) 吹錬の任意時機に副原料を投入する第３の装
   置。 (d) 吹錬の任意時機に炉内溶鋼の温度および炭素
   含有量を実測する第４の装置。 (e) 排ガスの組成を検出する第５の装置。 (f) 排ガスの流量を測定する第６の装置。 (g) 送酸流量又は送酸流量と冷却ガス流量を検出
   する第７の装置。 (h) 当該装入条件と吹止条件からランス高さ、吹
   込酸素量、副原料投入量を決定し、前記第１、
   第２および第３の装置に作動指令を与える第８
   の装置。 (i) 当該装入条件と吹止条件と過去の相似吹錬パ
   ターンから統計計算もしくは理論計算を用いて
   当該吹錬について基準目標となる目標スラグ中
   蓄積酸素量の連続的変化量を算出し、該変化量
   を第８の装置のランス高さ、吹込酸素量、副原
   料投入量決定の際の基準値として第８の装置に
   与える第９の装置。 (j) 排ガス組成、排ガス流量、酸素流量、副原料
   投入量および下方向からも純酸素を吹込む場合
   は、それに加えて冷却ガス流量から経時的にス
   ラグ中蓄積酸素量を算出し、第８の装置に該算
   出値を入力せしめることにより第８の装置にお
   いてランス高さ、吹込酸素量、副原料投入量の
   前記基準値に対する修正作動量を決定せしめる
   第10の装置。 (k) 吹錬の終了間際に第４の装置を作動せしめる
   と共に得られた溶鋼温度と炭素含有量の実測値
   と第９および第10の装置からのスラグ中蓄積酸
   素量情報から終点溶鋼温度と終点炭素含有量を
   推定し、目標溶鋼温度と目標炭素含有量の差を
   少なくする指令信号を第８の装置に与え第８の
   装置にランス高さ、送酸流量、副原料投入量の
   修正作動量を決定せしめる第11の装置。