JP2008223047A - 溶鋼成分推定方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】溶鋼中の炭素濃度が1.0質量%以下、かつ、燐濃度が0.030質量%以下にまで脱炭および脱燐吹錬をする際に、溶銑脱燐溶銑を用い、好ましくは前工程の持ち越しスラグ量を使用溶銑1tあたり3kg以下とし、且つスラグ中酸素濃度を用いて吹錬終点時の溶鋼中燐濃度を推定し、その際に好ましくは、吹錬終点時の溶鋼中炭素濃度が高炭素濃度となるほど、スラグ中酸素濃度が溶鋼中燐濃度の推算値に及ぼす影響の寄与率を大きくする。
【選択図】なし
Description
本発明の課題は、スラグ中酸素濃度を用いて、広範囲の吹錬終了時の溶鋼中炭素濃度に対して精度良く溶鋼中P濃度を推定する方法を提示することにある。
本発明は、次の通りである。
溶鋼中P濃度推定式において炭素濃度に応じてスラグ中酸素分圧の寄与率を変動させる方法としては、炭素濃度別にスラグ中と溶鋼中との間の含有P質量濃度の比(以下「P分配比」と記す。)の多重回帰分析を行った結果を用いて、吹錬終点の溶鋼中炭素濃度に応じてP分配推定式のスラグ中酸素分圧の係数を変動させても良いし、P分配比推定式の各項目の係数を溶鋼中炭素濃度の関数として算出しても良い。
「広範囲の吹錬終了時の炭素濃度」とは、転炉での酸素供給停止後の、その転炉内溶鋼中の炭素濃度が1.0質量%以下である範囲を意味する。この炭素濃度の下限は、通常の転炉の脱炭能力の下限である0.03%であるが、本発明におけるより好適な下限は0.10%である。
本発明の実施にあたっては、予め溶銑脱燐を行った溶銑を用意し、これを精錬炉としての転炉に装入する。好ましくは、このときの持越しスラグ量を溶銑1トンあたり3Kg以下とする。 転炉に装入された溶銑には、炭素濃度1.0質量%以下、かつ燐濃度0.030質量%以下にまで、脱炭脱燐吹錬を行う。このときの転炉での脱炭脱燐吹錬の条件は、目標とする脱炭・脱燐が行われるかぎり、特に制限されない。必要により不活性ガスの底吹きを行ってもよい。
P物質バランス式:
P溶銑×W溶銑+P持越スラグ×W持越スラグ=Pスラグ×Wスラグ+P溶鋼×W溶鋼・・・(2)
出鋼量計算式: W溶鋼=W溶銑×Y・・・(3)
Lp:P分配比
Pスラグ:吹錬終点時のスラグ中P濃度
P溶鋼:吹錬終点時の溶鋼中P濃度
P溶銑:吹錬開始時の溶銑中P濃度
W溶銑:装入溶銑重量
P持越スラグ:持ち越しスラグ中P濃度
W持越スラグ:持ち越しスラグ重量
W溶鋼:出鋼溶鋼重量
Wスラグ:吹錬終点時のスラグ重量
Y:操業平均歩留
上記式(1)、(2)、(3)を合せると
P溶鋼=(P溶銑+P持越スラグ×W持越スラグ/W溶銑)/(Lp×Wスラグ/W溶銑+Y)・・・(4)
となる。
Wスラグ=投入原料重量(生石灰等のスラグ生成物)+溶銑中成分からの生成スラグ重量
+持ち越しスラグ重量・・・(5)
投入原料重量は容易に把握可能であり、溶銑中成分からの生成スラグ重量については計算で算出可能である。
Healy式 Lp=2.5×log(%T.Fe)+0.08×(%CaO)+
22350/T−16・・・(6)
Lp:P分配比=スラグ中P濃度(質量%)/溶鋼中P濃度(質量%)
(%T.Fe):スラグ中トータル鉄濃度
(%CaO):スラグ中CaO濃度
T:溶鋼絶対温度
Healy式を参照するとP分配比は溶鋼温度、スラグ中CaO濃度に影響される。溶鋼温度はサブランス測温値がある。スラグ中CaO濃度は転炉炉内への投入物と吹錬中に生成する酸化物量から容易に算出可能である。
酸素センサーの固体電解質にジルコニア、参照極にモリブデンを用いた場合、起電力を酸素分圧に変換する式は以下である。
LogPo2=8.936+(20.16×E−39416)/T・・・(7)
E:測定起電力
T:絶対温度
図1にスラグ中酸素分圧とP分配比との関係を示す。
サブランスにてスラグ中酸素濃度を測定するタイミングは吹錬終点時が最も溶鋼中P推定精度が良好であるが、吹錬中であってもサブランス測定から吹錬終点までの送酸量が少ない場合は十分に吹錬終点時の溶鋼中P濃度推定が可能である。
図3は、サブランスに取り付けた酸素センサーを用いて測定した溶鋼中酸素分圧とスラグ中酸素分圧の結果と溶鋼中炭素濃度との関係を示す。図より高炭素濃度となる程、溶鋼中酸素分圧とスラグ中酸素分圧との差異が大きくなり、溶鋼中酸素分圧<スラグ中酸素分圧となっている。その結果、溶鋼が高炭素濃度となるほどスラグ中酸素分圧のP分配比への寄与率が大きくなる事を発見した。
また、広範囲の溶鋼中炭素濃度において、溶鋼中P濃度の推定精度を向上させるためには、溶鋼中酸素濃度の影響も無視できないため、上記手法に加えてP分配比推定式に溶鋼中酸素分圧の項を加えても良い。溶鋼中酸素分圧は溶鋼中炭素濃度と相関が強いため、代替値として溶鋼中炭素濃度でも良い。
脱炭・脱燐用の精錬炉として上底吹き設備を有する転炉を用い、210tonの溶鋼を吹錬した。上吹きからは酸素を使用し、底吹きからは不活性ガスを使用した。サブランスは吹錬終点時又は吹錬末期(吹錬全体の85〜90%)のタイミングで使用した。
表3に操業実績及びP分配比推定式を用いた溶鋼中P濃度の推定値を示す。
実施例4〜6は、持ち越しスラグ量≦3k/t且つ炭素濃度に応じてスラグ中酸素濃度の寄与率を変更した結果である。寄与率の変更方法は炭素濃度に応じてP分配比の多重回帰分析を別々に行い、その回帰結果を用いた。この場合、スラグ中酸素分圧以外の因子も炭素濃度に応じて係数を変更している。その結果、P濃度の推定誤差は全て≦0.003%となっている。
比較例2は、持ち越しスラグ量>3k/tの例である。この場合、持ち越しスラグのばらつきを考慮できないため溶鋼中P濃度の推定精度は悪化する。
Claims (4)
- 転炉にて溶鋼中の炭素濃度が1.0質量%以下、かつ、燐濃度が0.030質量%以下にまで脱炭および脱燐吹錬をする際に、溶銑脱燐処理を行った溶銑を用い、且つサブランスに取り付けた酸素センサーにてスラグ中酸素濃度を測定し、この測定値を用いて吹錬終点時の溶鋼中燐濃度を推定する方法。
- 転炉にて溶鋼中の炭素濃度が1.0質量%以下、かつ、燐濃度が0.030質量%以下にまで脱炭および脱燐吹錬をする際に、溶銑脱燐処理を行った溶銑を用いて、脱炭および脱燐吹錬の前工程の持ち越しスラグ量を使用溶銑1tあたり3kg以下とし、且つサブランスに取り付けた酸素センサーにてスラグ中酸素濃度を測定し、この測定値を用いて吹錬終点時の溶鋼中燐濃度を推定する方法。
- 吹錬終点時の溶鋼中炭素濃度が高炭素濃度となるほど、吹錬終点時の溶鋼中燐濃度を推算する際に、スラグ中酸素濃度が溶鋼中燐濃度の推算値に及ぼす影響の寄与率を大きくすることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載した吹錬終点時の溶鋼中燐濃度を推定する方法。
- 転炉にて、溶鋼中の炭素濃度が1.0質量%以下、かつ、燐濃度が0.030質量%以下にまで、溶銑の脱炭および脱燐吹錬をする低燐鋼の製造方法であって、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載した吹錬終点時の溶鋼中燐濃度を推定する方法を用いて吹錬終点時の溶鋼中燐濃度を推定することを特徴とする、低燐鋼の製造方法。
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