CN114787394A - 钢包精炼处理的操作方法 - Google Patents

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Abstract

提供在钢水的钢包精炼处理中高精度地推定钢包精炼处理后的钢水温度的方法。一种在钢水的钢包精炼处理的操作中一边连续测定上述钢水的温度，一边进行上述钢水的钢包精炼处理的操作方法，将上述钢水的连续测温期间内的比上述钢包精炼处理的结束预定时刻早的时刻设定为判断时机，基于从上述钢水的连续测温开始到上述判断时机为止的上述钢水的连续测温数据中的钢水温度的时间变化，推定上述结束预定时刻的钢水温度。

Description

钢包精炼处理的操作方法
技术领域
本发明涉及一种钢包精炼处理的操作方法，其将钢水接收在钢包中并在该钢包内进行脱气、脱碳、脱氧、脱硫、夹杂物的形态控制或成分调整(合金添加)等最终精炼。
背景技术
在钢水的钢包精炼处理例如RH脱气处理、DH真空脱气处理、REDA真空脱气处理、VOD装置中的真空脱气处理等脱气处理中，准确掌握处理中的钢水温度的变化，提高该处理的结束温度的准确率，防止实施脱气处理中的过度的升温、冷却、伴随这些升温、冷却的实施的脱气处理时间的延长以及由作为下一道工序的连续铸造中的ΔT(钢水的过热度)高所引起的减速的发生等，带来炼钢工序的生产率提高、成本降低。
为了准确掌握上述钢水温度的变化，已进行了在炼钢工序中引入连续测温的尝试。例如，在专利文献1、专利文献2中公开了使用光纤等连续测量钢水温度，控制精炼时的钢水温度的方法。另外，在专利文献3中公开了一种方法，连续求出钢水温度与二次精炼结束时的目标温度之差，基于该温度差和作为数据库而保有的升温效率来调整向钢水供给的氧量，将二次精炼结束时的钢水温度控制为目标值。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭63－203716号公报(第2页)
专利文献2：日本特开平11－124618号公报(段落“0028”“0029”)
专利文献3：日本特开2010－217164号公报(段落“0042”)
发明内容
但是，这些方法从钢水温度的测定值与处理结束时的目标温度之差来判断升温和冷却的必要性，不一定保证处理结束时的钢水温度在目标范围内。另外，在精炼工序中进行升温、冷却，所以有时需要调整钢水温度，根据升温、冷却的时机，无法在预定时间内结束处理，存在由于处理时间延长而导致生产损失的可能想。对于该处理时间，在上述方法中没有提及，需要在预定时间内结束处理的操作。
本发明的目的在于提供在钢水的钢包精炼处理中高精度地推定钢包精炼处理后的钢水温度的方法，以及，使用该推定值在不延长预定处理时间的情况下将处理后的温度控制在目标范围内的方法。
本发明是为了解决上述问题而进行的，其要旨如下。
(1)一种钢包精炼处理的操作方法，是在钢水的钢包精炼处理的操作中，一边连续测定上述钢水的温度，一边进行上述钢水的钢包精炼处理的操作方法，
将上述钢水的连续测温期间内的比上述钢包精炼处理的结束预定时刻早的时刻设定为判断时机，基于从上述钢水的连续测温开始到上述判断时机为止的上述钢水的连续测温数据中的钢水温度的时间变化，推定上述结束预定时刻的钢水温度。
(2)根据上述(1)所述的钢包精炼处理的操作方法，其中，上述钢水的连续测温数据是根据连续测温用温度传感器的浸渍深度进行修正而得的值。
(3)根据上述(1)或(2)中任一项所述的钢包精炼处理的操作方法，其中，在上述钢水温度的推定值在上述结束预定时刻的钢水温度的目标范围内的情况下，将上述判断时机的操作条件持续到上述结束预定时刻。
(4)根据上述(1)或(2)中任一项所述的钢包精炼处理的操作方法，其中，在上述钢水温度的推定值高于上述结束预定时刻的钢水温度的目标范围的情况下，在从上述判断时机到上述结束预定时刻的期间内进行使钢水温度下降的操作。
(5)根据上述(1)或(2)中任一项所述的钢包精炼处理的操作方法，其中，在上述钢水温度的推定值低于上述结束预定时刻的钢水温度的目标范围的情况下，在从上述判断时机到上述结束预定时刻的期间内进行使钢水温度上升的操作。
(6)根据上述(1)～(5)中任一项所述的钢包精炼处理的操作方法，其中，上述判断时机为上述结束预定时刻的3分钟前到8分钟前。
(7)根据上述(1)～(6)中任一项所述的钢包精炼处理的操作方法，其中，通过下述式(1)算出上述钢水温度的推定值Tf。
Tf＝BMAtd+(BMAtd－BMAtd-α)/α×tr·····(1)
其中，Tf：处理结束预定时刻的推定钢水温度(℃)
BMAtd：td时间点的连续测温值的后移平均值(℃)
BMAtd-α：(td-α)时间点的连续测温值的后移平均值(℃)
td：从钢水的连续测温开始到判断时机的操作时间(分钟)
td-α：td前α分钟的从钢水的连续测温开始的操作时间(分钟)
tr：从判明结束预定时刻的钢水温度的推定值到结束预定时刻的时间(分钟)
(8)根据上述(7)所述的钢水的钢包精炼处理的操作方法，其中，上述α为0.5分钟到2.0分钟。
(9)根据上述(7)或(8)所述的钢水的钢包精炼处理的操作方法，其中，基于预先测定的钢水温度的连续测定值的变动周期来决定上述后移平均值的范围。
(10)根据上述(2)～(9)中任一项所述的钢包精炼处理的操作方法，其中，随着该连续测温用温度传感器的测定元件使用次数的增加而加深上述连续测温用温度传感器的浸渍深度。
(11)根据上述(1)～(10)中任一项所述的钢包精炼处理的操作方法，其中，基于从上述钢水的连续测温期间内的合金添加和/或氧供给结束后到上述判断时机的镇静处理中的上述钢水的连续测温数据中的钢水温度的时间变化，推定上述结束预定时刻的钢水温度。
(12)根据上述(1)～(11)中任一项所述的钢包精炼处理的操作方法，其中，上述钢包精炼处理为RH脱气处理。
根据本发明，可以在钢包精炼处理中高精度地推定在结束的时间点的钢水温度。通过使用该钢水温度的推定值，可以适当地判断钢包精炼处理中的升温和冷却的必要性，必要时在不延长预定处理时间的情况下实施升温、冷却。通过进行以上操作，钢包精炼处理后的钢水温度稳定，因此还起到可以在不降低后续连续铸造工序的生产率的情况下进行操作的效果。进而，在本发明中，在钢包精炼处理的操作中连续测定钢水的温度(连续测温)时，可以在保持测定值的精度的状态下提高连续测温用温度传感器的测定元件(被覆有浸渍于钢水的耐火物的温度测定元件部，以下也称为探针)的寿命，将由连续测温的实施引起的操作成本的上升抑制到最小限度。
附图说明
图1是表示与连续测温用探针有关的基准浸渍深度与实际浸渍深度之差的每单位量的温度的偏差量的求出方法的图。
图2是表示连续测温用探针的浸渍深度的调节方法的图。
图3是表示进行投入铁屑的温度下降操作的操作例的图。
图4是表示通过分批测温来推定RH脱气处理结束时的钢水温度的操作例的图。
图5是表示根据本发明的操作中的RH处理后的温度的趋势推定值的图。
具体实施方式
将在转炉、电炉中熔炼的钢水出钢到钢包中，将收纳该钢水的钢包输送到钢包精炼装置，对钢包内的钢水实施钢包精炼处理。作为钢包精炼装置，例如有RH真空脱气装置、DH真空脱气装置、VOD装置等真空脱气设备，在真空脱气设备中对钢包内的钢水实施脱气精炼。在脱气精炼中，进行高真空下的脱碳精炼、用于去除氢、氮等钢水中气体成分的精炼等。应予说明，在脱气精炼以外的钢包精炼处理中，实施供给脱硫剂进行的脱硫精炼、利用搅拌力的非金属夹杂物的去除精炼、用于调整成分的精炼等各处理。
在脱气精炼处理为即将进行连续铸造工序之前的工序的情况下，在该脱气精炼的处理中，为了使下一工序的连续铸造工序的中间包内的钢水的过热度成为规定的值，需要通过以下步骤来确定脱气精炼结束时的钢水温度，调整为确定的钢水温度，结束脱气精炼。然后，脱气精炼结束后的钢水被输送到下一工序的连续铸造工序。
在本实施方式中，对于钢包精炼处理中的脱气精炼处理，以使用RH脱气处理装置的脱气处理为例进行说明。RH脱气处理装置具有圆筒容器状的真空槽和从真空槽的槽底延伸的圆筒状的一对浸渍管。
在使用上述构成的RH脱气处理装置的脱气处理中，使真空槽下降，使浸渍管浸入在收纳于钢包内的钢水中。接着，通过将真空槽内减压，将钢水吸到真空槽内的规定的高度。进而，通过从任一个浸渍管的内表面吹入Ar、N2等气体，在吹入气体一侧的浸渍管中钢水上升，在另一个浸渍管中钢水下降，结果使钢水回流而进行脱气处理。这样，在RH脱气处理装置中，钢水一边通过真空槽内一边回流，由此钢水中的气体成分、杂质等浮起而被除去。另外，通过从喷枪等向真空槽内的钢水喷射氧气，进行钢水的脱碳等氧化精炼、利用投入到钢水的Al的氧化发热的钢水的升温。进而，在使钢水回流的状态下，通过从副原料投入溜槽将合金铁、副原料添加到真空槽内的钢水，进行钢水成分的调整等。
通常，RH脱气处理按照以下步骤进行操作。
例如，伴随钢水的脱碳精炼的RH脱气处理将在转炉、电炉中熔炼的钢水以未脱氧的状态出钢到钢包中，将该钢包输送到RH脱气设备，对钢包内钢水实施脱气精炼。RH脱气处理的初期进行使钢水中的碳与溶解氧在减压下反应的脱碳。此时，根据需要通过从喷枪供给氧气来增加溶解氧而促进脱碳。这样，将钢水在未脱氧的状态下进行的处理称为净面处理。
接下来，如果钢水中的碳浓度降低到目标浓度，则添加Al等脱氧材料进行钢水的脱氧。然后，以成为目标成分组成的方式添加合金铁进行成分调整，持续规定时间的RH脱气处理，实现钢水中成分浓度的均匀化和脱氧生成物的浮起分离促进。将这样的脱氧后的处理称为镇静处理。
另外，在不伴随钢水的脱碳精炼的RH脱气处理的情况下，在从转炉、电炉的出钢时在钢包内将钢水脱氧后，将该钢包输送到RH脱气设备。在这种情况下，在RH脱气设备中，以成为目标成分组成的方式添加合金铁进行成分调整，实施持续规定时间处理的镇静处理。
在上述RH脱气处理中，(如果不进行升温操作)随着镇静处理的进行而钢水的温度降低。需要适当地估计该温度降低量，使RH脱气处理后的钢水的温度与目标温度高精度地吻合。因此，在准确掌握RH脱气处理中的温度变化来提高温度降低量的估计精度且处理后的钢水温度不在目标范围的预测成立的情况下，需要提前实施将其修正的操作，在不延长时间的情况下结束处理。
以上情况在除RH脱气处理以外的钢包精炼处理中也同样。即，在DH真空脱气处理、REDA真空脱气处理、VOD设备中的真空脱气处理等脱气处理、气体鼓泡处理、大气下或减压下的粉体吹入处理、焊丝添加处理、伴随电弧加热的钢包精炼处理(所谓的钢包炉中的处理)等各种钢包精炼的处理中，如果不进行使钢水温度上升的操作，则伴随各处理的钢水温度的降低是不可避免的。在准确掌握各处理中的温度变化来提高温度降低量的估计精度且处理后的钢水温度不在目标范围的预测成立的情况下，需要提前实施将其修正的操作，不延长时间而结束处理。
本发明为了解决以以上RH脱气处理为典型例的钢包精炼处理中的操作上的问题，首先提供高精度地推定处理后的钢水温度的方法，进而，提供使用该推定值在不延长预定处理时间的情况下将处理后的温度控制在目标范围内的方法。
以下，进行RH脱气处理作为本发明的钢包精炼处理，以铸造实施了RH脱气处理的钢水的情况为例，以高精度地推定该RH脱气处理后的钢水温度，接着使用推定值控制RH脱气处理的顺序进行详细说明。
在本发明中，为了准确掌握RH脱气处理中的温度变化，对钢水实施连续测温。这里，作为连续测温中使用的温度传感器，可以利用实施了耐火物被覆的热电偶、与光纤连接的辐射温度计等。测温位置只要在各操作中为同一位置就没有特别指定，但是从温度传感器的设置容易度以及温度传感器对热、钢水流动的耐用性出发，优选在真空槽的外侧浸渍钢包内钢水的表面。
在使用实施了耐火物被覆的热电偶作为温度传感器的情况下，在RH脱气处理开始时或RH脱气处理开始后，将连续测温用探针(浸渍于实施了耐火物被覆的热电偶的钢水的部位)浸渍于钢包内钢水的表层开始测温，持续测温直到RH脱气处理结束。在本发明中，RH脱气处理的初期的钢水温度并非必需的需要的，但是被覆耐火物达到钢水温度，测温值成为定常状态需要几分钟，因此热电偶在钢水中的浸渍优选在满足被覆耐火物的耐用性的范围内从处理的初期进行。
这里，连续测温用探针的浸渍深度如果是在进行耐火物被覆的范围内将热电偶的前端可靠地浸渍到钢水内的深度，则没有特别指定。但是，由于钢包内钢水从其表面放热，所以在表层产生温度分布，通常如果浸渍深度加深，则测温值变高。因此，利用连续测温用探针的钢水温度的测定值优选根据连续测温用探针的浸渍深度来修正。
上述修正例如可以采用如下方法：预先求出基准浸渍深度与实际浸渍深度之差的每单位量的温度的偏差量，对测定值中一律相加或一律减去与对象测定时的实际浸渍深度对应的偏差量进行修正。另外，上述基准浸渍深度与实际浸渍深度之差的每单位量的温度的偏差量的求出方法没有特别规定，但是例如可以采用以下举出的方法。
即，如图1所示，在1个充电的处理的期间将探针的浸渍深度设为一定而进行一定期间连续测温后，使该探针的浸渍深度加深(图1中ΔL)，在该变更后的探针的浸渍深度下进一步进行一定期间连续测温。此时，以探针浸渍深度变更前的温度变化速度(单位时间的温度变化量)和探针浸渍深度变更后的温度变化速度，分别向前外推和向后外推测定值，推定探针浸渍深度变更中的时机的值(图1中T1和T2)。将这样推定的探针浸渍深度变更前后的温度变化(ΔT＝T2－T1)除以该探针的浸渍深度的变更量(ΔL)，作为基准浸渍深度与实际浸渍深度之差的每单位量的温度的偏差量(ΔT/ΔL)。
RH脱气处理后的钢水温度的推定是从钢水的RH脱气处理开始以后的时机到该处理结束连续测定钢水温度，并将比该处理的结束预定时刻早的时刻设定为对该处理中是否需要加热、冷却的调整操作(以下也简称为调整操作)进行判断的时间点即判断时机，基于从上述RH脱气处理开始以后的时机到上述判断时机的钢水的连续测温数据中的钢水温度的时间变化来进行。
即，在RH脱气处理时，例如操作人员设定是否需要调整操作的判断时机。例如设定为结束预定时刻的5分钟前等。该时机优选为看到结束预定时刻的钢水温度的推定值后操作人员采取钢水的升温或冷却行动以使钢水的升温或降温在结束预定时刻前完成的时机，优选设定为结束预定时刻的3分钟前～8分钟前。这是因为，如果判断时机比结束预定时刻的3分钟前短，则结束预定时刻的钢水温度的推定时期变慢。因此，在成为钢水温度的推定值不在目标范围的预测且需要钢水的升温或冷却行动的情况下，有在结束预定时刻前不完成脱气处理而导致处理时间延长的可能性。另一方面，如果比8分钟前长，则相对于结束预定时刻，钢水温度的推定时期过早，其结果有结束预定时刻的钢水温度的推定精度降低的可能性。
应予说明，结束预定时刻是指为了如设定的生产计划地完成作为下一道工序的铸造工序而必须结束RH脱气处理的时间，具体基于从铸造工序到RH脱气处理工序的要求来确定。如果RH脱气处理的结束时间延迟，则在铸造工序中延迟铸造开始时间，在连续铸造(不中断铸造地连续铸造多个炉次)的情况下，需要降低铸造速度等待RH脱气处理后的钢水到达等操作变更，因此生产率降低。另外，如果RH脱气处理的结束时间提前，则RH脱气处理后的钢水不得不在保持于钢包的状态下等待铸造开始。在此期间，由于钢包内的钢水的温度降低，所以有时不能确保铸造所需的钢水的过热度，最坏的情况是也有时必须在铸造钢包内的全部钢水之前中止铸造。
如果RH脱气处理进行并达到预先设定的判断时机，则基于当时的钢水的连续测温数据中的钢水温度的时间变化，推定结束预定时刻的钢水温度。例如，可以根据以下方法来推定。
首先，从钢水温度的连续测温数据分别读取判断时机的1分钟前和判断时机的各钢水温度，从它们的温度差求出每分钟的钢水温度的变化量。如果以直到结束预定时刻，预先求出的每分钟的钢水温度的变化量不变的方式进行外推，则能够求出结束预定时刻的钢水温度。该计算也可以由操作人员进行，但是也可以在过程计算机等中输入连续测温值自动进行计算。
结束预定时刻的钢水温度的推定不限定于上述方法，也可以根据下述式(1)进行。通过使用该式(1)，推定精度提高，因此更优选。
Tf＝BMAtd+(BMAtd－BMAtd-α)/α×tr·····(1)
其中，Tf：处理结束预定时刻的推定钢水温度(℃)
BMAtd：td时间点的连续测温值的后移平均值(℃)
BMAtd-α：(td-α)时间点的连续测温值的后移平均值(℃)
td：从钢水的连续测温开始到判断时机的操作时间(分钟)
td-α：td前α分钟的从钢水的连续测温开始的操作时间(分钟)
tr：从判明结束预定时刻的钢水温度的推定值到结束预定时刻的时间(分钟)
通过使用上述式(1)，可以推定考虑以下的钢水温度。
(A)作为进行是否需要上述调整操作的判断时机的钢水的连续测温值的时间变化，使用从该判断时机的α分钟前到判断时机的连续测温数据中的钢水温度的时间变化。
(B)作为上述判断时机和判断时机的α分钟前的连续测温值的代表值，分别使用x分钟的后移平均值。
连续测温数据中的钢水温度值(以下表示为连续测温值)受钢水流动等外部干扰、噪声的影响而一边变动一边推移。因此，在求某个时机的钢水温度的时间变化时，如果根据相对于微小时间的位移进行计算，则有时不一定显示正确的值。因此，优选作为钢水温度相对于α分钟的期间的时间变化来计算。这里，优选将α设为0.5分钟～2.0分钟。这是因为，如果α小于0.5分钟，则无法吸收上述连续测温值的变动，如果α大于2.0分钟，则进行至此的例如存在合金铁投入等操作行动的影响残留而钢水温度的行为不稳定的情况。
另外，作为判断时机的钢水温度的代表值和判断时机的α分钟前的钢水温度的代表值，如果采用各个时机的瞬时值，则有时不一定显示正确的值。为了避免这种情况，优选分别使用x分钟的后移平均值作为各个时机的钢水温度的代表值。通过这样，可以将由于噪声等而测定值周期变动等产生的影响抑制到最低。
应予说明，优选移动平均的区间x预先进行钢水温度的连续测定，确定测定值有无变动周期以及如果有周期变动则考虑该周期而成为至少一个周期以上的期间。另外，可以将钢水回流时间(钢包内的钢水通过真空脱气槽并再次返回钢包的时间)以上的期间设为移动平均区间。但是，如果移动平均区间过长，则有时进行合金铁添加、氧供给等对钢水温度造成不稳定变化的操作的时期包含于移动平均区间。在这种情况下，由于有导致处理结束时的钢水温度的推定值的推定精度降低的可能性，所以可以以能够用镇静处理的期间的连续测温数据算出移动平均的方式设定移动平均区间。
如果根据上述得到结束预定时刻的钢水温度的推定值(以下也简称为推定值)，则操作人员根据该推定值是否为预先设定的目标温度范围内来判断下一步要采取的行动。
即，如果推定值高于预先设定的目标温度范围，则在从判断时机到结束预定时刻的期间内进行使钢水温度下降的操作。作为在RH脱气处理中使钢水温度下降的操作，有在钢水中投入调整了粒度的铁屑使其溶解并利用铁屑的显热和潜热使钢水温度下降的方法。
另一方面，如果结束预定时刻的钢水温度的推定值低于预先设定的目标温度范围，则在从判断时机到结束预定时刻的期间内进行使钢水温度上升的操作。作为使钢水温度上升的操作，有在钢水中添加金属Al的同时供给氧气并利用基于氧气的Al的燃烧热使钢水温度上升的方法。进而，根据钢种，可以使用金属Si、硅铁代替金属Al。另外，如果是在真空脱气槽中配备有可以加热钢水的燃烧器的RH脱气设备，则可以在不损害钢水清洁性的范围内使用该燃烧器加热钢水。
另外，如果结束预定时刻的钢水温度的推定值为预先设定的目标温度范围内，则在判断时机以后到结束预定时刻不进行上述使钢水温度下降的操作和使钢水温度上升的操作，直接继续操作。
这里，上述预先设定的目标温度范围是从作为下一道工序的铸造工序指定的钢水温度范围。一般在铸造工序中，以没有铸片的裂纹等缺陷产生、漏钢、铸造中止等故障地在连续铸造机的机端之前完成铸片整个厚度的凝固的方式，根据钢种设定适当的铸造温度范围(钢水过热度范围)进行操作。因此，铸造工序以铸造阶段的(预定铸造时间的)钢水过热度成为上述适当的铸造温度范围内的方式，考虑直到铸造开始之前的估计时间来指定RH脱气处理结束时的目标温度范围。目标值的范围因钢种、操作状况而异，但是大多为±3℃以内。如果RH脱气处理结束时的温度高于目标范围，则铸造工序延迟铸造开始时间，降低铸造速度等以即使钢水温度高也可以没有漏钢等地进行操作的方式变更操作条件，因此生产率降低。另外，如果RH脱气处理结束时的温度低于目标范围，则有时无法确保铸造所需的钢水过热度，最坏的情况是也有时必须在铸造钢包内的全部钢水之前中止铸造。
然而，连续测温用探针随着使用次数的增加，进行了耐火物被覆的部分中浸渍时与熔渣接触的部位(熔渣线)发生局部腐蚀。如果熔渣线部位的耐火物被覆发生腐蚀而影响探针内部，则内部的热电偶也断线。因此，为了提高连续测温用探针的寿命，重要的是提高熔渣线部位的耐火物被覆寿命。作为对策，也可以采取加厚耐火物被覆的厚度或将耐火物材质变更为耐腐蚀性高的材质方法，但是这些方法也有时增加连续测温用探针的成本、增加热剥落的风险。
在本发明的RH脱气处理的操作方法中，可以采用使连续测温用探针的浸渍深度随着该探针的使用次数的增加而加深的方法。在该方法中，例如图2所示，在开始使用新的连续测温用探针时，以进行了耐火物被覆的部分成为不影响测定钢水温度的最低水平的浸渍深度的方式，使连续测温用探针较浅地浸渍来使用，如图2的箭头所示，随着使用次数的增加，使连续测温用探针的浸渍深度加深来使用。通过这样分散使用连续测温用探针的进行了耐火物被覆的部分中的与熔渣线相当的部位，可以防止耐火物被覆的局部腐蚀，提高连续测温用探针的寿命。发明人确认了，通过采用上述方法，与不采用的情况相比，探针寿命提高10ch～20ch左右。这里，在使连续测温用探针的浸渍深度随着该探针的使用次数的增加而加深的情况下，基于该探针的钢水温度的测定值优选根据该探针的浸渍深度进行修正。
实施例1
将在转炉中脱碳的300～340吨的钢水装入钢包中，使用RH脱气装置对钢水进行RH脱气处理。在实施处理时，在钢水中浸渍连续测温装置，基于测定的温度数据推定钢水温度。通过连续测温，每1秒观测钢水温度的值。另外，钢水温度的推定根据下式(1)进行。将该推定的钢水温度示于表1。
Tf＝BMAtd+(BMAtd－BMAtd-α)/α×tr·····(1)
其中，Tf：处理结束预定时刻的推定钢水温度(℃)
BMAtd：td时间点的连续测温值的后移平均值(℃)
BMAtd-α：(td-α)时间点的连续测温值的后移平均值(℃)
td：从钢水的连续测温开始到判断时机的操作时间(分钟)
td-α：td前α分钟的从钢水的连续测温开始的操作时间(分钟)
tr：从判明结束预定时刻的钢水温度的推定值到结束预定时刻的时间(分钟)
在上述操作中，作为发明例，上式(1)中的td设为与处理结束预定时刻的5分钟前对应的值，将α设为1分钟，将x设为0分钟或2分钟来推定处理结束时的钢水温度。应予说明，在将x设为0分钟的情况下，相当于不取移动平均的情况。
表1示出在RH脱气处理中的连续测温应用中根据本发明推定处理后的温度的结果。如表1所示，在发明例1～3中处理结束5分钟前的推定值都在目标值±2℃的目标温度范围内，因此没有进行基于升温和冷却的调整。实际的RH脱气处理结束时的钢水温度的实际值也同样地在目标值±2℃的范围内，表明推定式和调整实施的判断没有错误。
另一方面，在发明例4和5中处理结束5分钟前的推定值在目标值±2℃的目标温度范围之外，因此在发明例4中进行投入铁屑的温度下降操作(参照图3)，在发明例5中进行投入Al进行氧吹炼的温度上升操作。其结果可以使实际的RH脱气处理结束时的钢水温度的实际值在目标值±2℃的范围内。
另外，作为比较，不进行连续测温而通过非连续的测温(分批测温)来推定RH脱气处理结束时的钢水温度(参照图4)。具体而言，在处理结束5分钟前进行分批测温，将得到的测定值代入基于各种操作数据(从前工序到RH处理的时间、钢包的温度等)的推定式，计算RH脱气处理结束时的钢水温度的推定值，结果为1590℃。如果为1590℃，则满足目标值±2℃，因此不进行钢水温度的上升操作或下降操作而继续在按计划的时间内结束处理的操作。但是，如果在目标处理结束时间的1分钟前再次进行分批测温，则温度比预想的高5℃。因此，通过延长处理时间3分钟来冷却钢水，符合目标温度1589℃。
[表1]
[表1]
Figure BDA0003661808210000121
另外，图5表示根据以下从(a)到(f)的步骤的操作中的RH处理后的温度的趋势推定值。
(a)在操作开始的时间点，预定处理时间为17.5分钟。
(b)将判断时机设定为操作开始后12.5分钟和将α设定为1分钟，开始操作。同时也开始连续测温。
(c)由于操作按计划进行，所以在操作开始后经过12.5分钟的时间点，算出以操作开始后11.5分钟和操作开始后12.5分钟的移动平均区间为2分种的后移平均值。
(d)根据这些后移平均值，使用上述式(1)算出操作开始后17.5分钟的钢水温度推定值。
(e)预测上述(d)中求出的推定值为1573.8℃且在目标值(1572.0℃)±2℃的范围，因此直接在17.5分钟结束操作。
(f)确认了操作结束的时间点的实际的钢水温度为1573.0℃，基于连续测定的推定值是高精度的推定。
应予说明，在图5中示出了灰色的曲线为x＝0且黑色的曲线为x＝2的情况的推定值。可知在不取移动平均的灰色的曲线中，以大约2分钟的周期偏差，而在以2分钟的宽度取得移动平均的黑色的曲线中，可以抑制其偏差，可以高精度地推定温度。
这里，本发明不限于上述RH脱气处理，例如也可以应用于气体鼓泡处理。具体而言，在转炉出钢后进行气体鼓泡处理而铸造的钢种中，可以进行气体鼓泡处理中的连续测温并与实施例1同样地使用上式(1)推定气体鼓泡处理结束时的钢水温度。
由于在气体鼓泡处理中没有升温装置，所以如果钢水温度低于目标下限，则不能铸造。因此，以往提高出钢温度，在气体鼓泡处理中投入冷材，将气体鼓泡处理后的温度调整到目标温度。但是，由于冷材投入量是根据经验预测的温度下降量来决定的，所以在温度下降量小于该预测的情况下，也有时延长处理时间来冷却钢水。
如果在热尺寸为340t的钢水中吹入400L/min的Ar气体的预定处理时间为10分钟的气体鼓泡处理中应用本发明，例如如果将上式(1)中的td设为与处理结束预定时刻的3分钟前对应的值，将α设为1分钟，将x设为2分钟来推定处理结束时的钢水温度，则与实施例1同样地得到正确的推定值。由此，在气体鼓泡处理中，可以不担心钢水温度的过度降低而投入适当量的冷材，延长处理时间来冷却钢水的情况减少。
实施例2
将在转炉中脱碳的300～340吨的钢水装入钢包中，使用RH脱气装置对钢水进行RH脱气处理。在实施处理时，在钢水中浸渍连续测温装置，基于所测定的温度数据推定钢水温度。基于连续测温用探针的连续测温在比实施例1中的浸渍深度深300mm的条件下进行。应予说明，预先确认了根据实施例1的条件由连续测温用探针的浸渍深度变深300mm引起的温度的偏差值为1.1℃。其他操作条件和连续测温的条件与实施例1同样。
表2示出在RH脱气处理中的连续测温应用中根据本发明推定处理后的温度的结果。如表2所示，在发明例6到8中，在处理结束5分钟前的推定值中减去由浸渍深度变深300mm引起的温度的偏差值1.1℃，修正推定值。其结果修正后的推定值都在目标值±2℃的目标温度范围内，因此没有进行基于升温和冷却的调整。显示了实际的RH脱气处理结束时的钢水温度的实际值也同样地在目标值±2℃的范围内，推定式和值的修正以及调整实施的判断没有错误。
[表2]
[表2]
Figure BDA0003661808210000141

Claims (12)

1.一种钢包精炼处理的操作方法，是在钢水的钢包精炼处理的操作中，一边连续测定所述钢水的温度，一边进行所述钢水的钢包精炼处理的操作方法，
将所述钢水的连续测温期间内的比所述钢包精炼处理的结束预定时刻早的时刻设定为判断时机，基于从所述钢水的连续测温开始到所述判断时机为止的所述钢水的连续测温数据中的钢水温度的时间变化，推定所述结束预定时刻的钢水温度。
2.根据权利要求1所述的钢包精炼处理的操作方法，其中，所述钢水的连续测温数据是根据连续测温用温度传感器的浸渍深度进行修正而得的值。
3.根据权利要求1或2所述的钢包精炼处理的操作方法，其中，在所述钢水温度的推定值为所述结束预定时刻的钢水温度的目标范围内的情况下，将所述判断时机的操作条件持续到所述结束预定时刻。
4.根据权利要求1或2所述的钢包精炼处理的操作方法，其中，在所述钢水温度的推定值高于所述结束预定时刻的钢水温度的目标范围的情况下，在从所述判断时机到所述结束预定时刻的期间进行使钢水温度下降的操作。
5.根据权利要求1或2所述的钢包精炼处理的操作方法，其中，在所述钢水温度的推定值低于所述结束预定时刻的钢水温度的目标范围的情况下，在从所述判断时机到所述结束预定时刻的期间进行使钢水温度上升的操作。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的钢包精炼处理的操作方法，其中，所述判断时机为所述结束预定时刻的3分钟前到8分钟前。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的钢包精炼处理的操作方法，其中，通过下述式(1)算出所述钢水温度的推定值Tf，
Tf＝BMAtd+(BMAtd－BMAtd-α)/α×tr ·····(1)
其中，Tf：处理结束预定时刻的推定钢水温度(℃)
BMAtd：td时间点的连续测温值的后移平均值(℃)
BMAtd-α：(td-α)时间点的连续测温值的后移平均值(℃)
td：从钢水的连续测温开始到判断时机的操作时间(分钟)
td-α：td前α分钟的从钢水的连续测温开始的操作时间(分钟)
tr：从判明结束预定时刻的钢水温度的推定值到结束预定时刻的时间(分钟)。
8.根据权利要求7所述的钢水的钢包精炼处理的操作方法，其中，所述α为0.5分钟到2.0分钟。
9.根据权利要求7或8所述的钢水的钢包精炼处理的操作方法，其中，基于预先测定的钢水温度的连续测定值的变动周期决定所述后移平均值的范围。
10.根据权利要求2～9中任一项所述的钢包精炼处理的操作方法，其中，随着该连续测温用温度传感器的测定元件使用次数的增加而加深所述连续测温用温度传感器的浸渍深度。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的钢包精炼处理的操作方法，其中，基于从所述钢水的连续测温期间内的合金添加和/或氧供给结束后到所述判断时机为止的镇静处理中的所述钢水的连续测温数据中的钢水温度的时间变化，推定所述结束预定时刻的钢水温度。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的钢包精炼处理的操作方法，其中，所述钢包精炼处理为RH脱气处理。
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