JP2008303447A - 高炉から出銑される溶銑への脱珪剤の添加方法およびそれを用いた溶銑の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ある一つの出銑口から出銑が始まった直後の溶銑であっても、前回その出銑口からの出銑が終わった後に残った温度低下した溶銑の影響を補償でき、一つの受銑容器にて溶銑を受銑中、複数回の溶銑温度測定を行う煩雑さも回避できるようにすることで、需要家の要求する製品仕様を満たすのに適切な範囲内に入るよう調整することができる、高炉から出銑される溶銑への脱珪剤の添加方法およびそれを用いた溶銑の製造方法を提供する。
【解決手段】 高炉１のある出銑口２から出銑される溶銑温度を測定し、前記溶銑３を受銑する、ある受銑容器８が、満杯になる時までに必要な脱珪剤９の添加量を、前記溶銑温度から、計算によって求め、添加する、高炉１から出銑される溶銑３への脱珪剤９の添加方法において、前記溶銑温度を、前記出銑口２からの出銑が開始されてからの出銑継続時間に応じて補正する。
【選択図】図１

Description

本発明は、高炉から出銑される溶銑への脱珪剤の添加方法およびそれを用いた溶銑の製造方法に関する。

鉄鋼の製造プロセスは、図６に示すごとく、大きく分けて、製銑、製鋼、熱間圧延、冷間圧延、などから成り、表面処理や精製がこれに加わる場合も少なくない。

製銑と製鋼だけを抜き出して考えると、これらの段階で重要なことは、高炉から出銑された溶銑中の、各種成分の含有比率について、需要家の要求する製品仕様を満たすのに適切な範囲内に入るよう調整することである。

主要なのは、転炉での酸素吹き込み量の加減による炭素濃度の調整であるが、高炉から出銑された溶銑は、概して、硫黄、燐、珪素なども過剰に含んでいるため、製銑、製鋼段階でしかも転炉にて吹錬する前の段階の、脱硫、脱燐、脱珪など、予備処理と呼ばれる調整も重要になってくる。

本発明は、脱珪を対象としている。

特許文献１にて、従来からとられている方法とされている、溶銑の予備脱珪としてとられている方法の一つの実施の形態について、以下、図７などを用いて説明する。

図７中、１は高炉、２は出銑口、３は溶銑を示す。４は大樋であり、ここで溶銑とスラグが分離され、スラグはスラグ排出口５から排出され、一方の溶銑は溶銑樋６、溶銑傾注樋７を経て受銑容器（トーピードカー）８へと導かれる。９と９ａは脱珪剤で、１０と１０ａはその貯蔵ホッパ、１１と１１ａは切り出し用ロータリーバルブ、１２は脱珪剤添加装置（装入コンベア）、１３は脱珪剤添加口である。

溶銑３は高炉の出銑口２から排出され、その後、大樋４でスラグと分離され、溶銑樋６に向け流出する。この溶銑３に対して溶銑樋６または溶銑傾注樋７の適当な位置において脱珪剤を添加し、添加時の強制的な混合及びその後流れていく間の混合を利用して溶銑中の珪素を除去するものである。

図８は、図７中のＨ−Ｈ図示であると同時に、上記従来からとられている方法を実現するための脱珪剤添加自動制御系の構成図である。溶銑傾注樋７は右側に傾いているが、右側の受銑容器８が満杯になると、左側に傾き、左側にある待機中の空の受銑容器８に溶銑を注入する、という動作を左右に交互に繰り返す。

以上のような方法で脱珪剤を添加し、溶銑中の珪素を除去するには、大まかに以下に述べるような手順で脱珪剤の添加を調整する。

すなわち、高炉から出銑される溶銑中の珪素含有比率を予測推定などの手段によって求め、一方、あらかじめ定められた脱珪後の珪素含有比率の目標値と比較して、逐次適当な一定時間間隔で、必要な脱珪量を計算して、添加すべき脱珪剤原単位[kg/t]を定め、この達成すべき脱珪剤原単位を実現するために、出銑速度[t/min]を測定し、それに応じて脱珪剤添加速度[kg/min]を算出して脱珪剤切出し用ロータリーバルブに回転速度指示を与える。

先述の図８に示した脱珪剤添加自動制御系の構成図に即して、その方法をどのように実現するかについて、具体的に説明すると、以下の通りとなる。

電子計算機１４には脱珪前溶銑珪素量の推定モデルＡ、出銑速度算出用ロジックＢ、脱珪量算出用演算ロジックＣ、添加量算出用演算ロジックＤが組み込まれている。１５は受銑容器内の溶銑重量測定用ロードセル、１６は重量検出器である。

計装制御装置１７には添加量設定指示値の信号変換を行う設定器Ｅ、脱珪剤添加量を秤量する秤量器Ｆが組み込まれ、電気制御装置１８には添加量設定指示をモーター回転数指示に変換する演算器Ｇが組み込まれている。

１９及び１９ａはそれぞれ脱珪剤の添加量を検出するロードセルである。２０は各制御パラメータの表示、設定器、２１はロギング用のタイプライターである。

図８の各種検出端と制御系を用いて操業するに当たり、まず、推定モデルＡで脱珪前溶銑珪素量を推定する。一方、表示設定器２０から、あらかじめ脱珪後溶銑珪素量目標値などの定数を電子計算機に与えておき、この両者から逐次、必要脱珪量をロジックＣで算出する。他方、重量検出器１５からの信号を用いてロジックＢで出銑速度を算出する。

ロジックＤにはあらかじめ脱珪量と脱珪剤添加原単位の関係式を組み込んでおく。ロジックＣからの必要脱珪量に応じて必要脱珪剤原単位が求まり、ロジックＢにて得ている出銑速度を介して脱珪剤の添加速度が算出される。これを計装制御装置１７で信号変換した後、電気制御装置１８で回転速度指令に変換し、ロータリーバルブに伝え、ロータリーバルブがこれに対応して駆動し、脱珪剤が切り出される。

従来からとられている以上のような方法に対し、特許文献１では、脱珪前の溶銑中の珪素含有比率の測定および予測ならびに脱珪後の溶銑中の珪素含有比率の測定を、一定時間間隔で溶銑をサンプリングし、それぞれの溶銑中の珪素含有比率を分析することで行う、としている。

また、特許文献１では、脱珪前の溶銑中の珪素含有比率は脱珪剤添加口１３の上流側で、脱珪後の溶銑中の珪素含有比率は脱珪剤添加口１３の下流側で、それぞれ測定を行う、としている。

ここで、少し別の話に移るが、高炉には、先述の図７に示したような出銑口２は、通常、複数設けられており、別の出銑口からの出銑に切り替える、という動作を、２〜３時間ごとに、輪番的に、繰り返し行っている。

従って、ある一つの出銑口からの出銑が終わり、次にその出銑口からの出銑が始まるまでの間、その出銑口の下流側にある大樋４や溶銑樋６には、溶銑が温度低下しながら残ることになる。

高炉の新規建設や本格的改修後の初出銑などのわずかな例外を除けば、その出銑口からの出銑が始まった直後の溶銑温度は、前回その出銑口からの出銑が終わった後に残った温度低下した溶銑の影響により、必ず、低下する。

特許文献１ではそのことを解決すべき課題として挙げ、また、特許文献１の中でははっきりと言及していないものの、特許文献２に示す、図９のような溶銑温度と溶銑中の珪素含有比率（溶銑中珪素含有量）との密接な関係や、特許文献３中に示すような溶銑中の珪素含有比率（珪素含有量）を熱起電力法によって測定する方法など、当時の周知慣用技術も参酌すると、出銑が始まった直後の溶銑温度であっても、熱起電力法、すなわち熱電対を用いた方法により、実際に溶銑温度を測定すれば、珪素含有比率（珪素含有量）を正確に推定することができ、その推定した値を、上記に説明したような脱珪剤の添加の調整に反映すれば、需要家の要求する製品仕様を満たすのに適切な珪素含有比率の範囲内に入ると考えているようである。

また、特許文献１では、一つの受銑容器８にて受銑する溶銑に対し、サンプリングを行うのは一回だけ、と考えているようである。そのことは、特許文献１に記載している図１０に示すような図からわかる。

すなわち、別の出銑口からの出銑に切り替える、という動作を、２〜３時間ごとに、輪番的に、繰り返し行っていることは先にも述べたが、ある一つの出銑口（特許文献１では出銑孔と表示）Ａ、出銑口（孔）Ｂでは４回ないし５回のサンプリングしか行っていないところ、一つの受銑容器８が空の状態から満杯の状態になるまでに要する時間は３０分内外であることからすると、一つの出銑口から出銑が継続される２〜３時間を、その３０分内外で割った回数と、図１０に示した、４回ないし５回のサンプリングの回数と、は概略一致し、一つの受銑容器８にて受銑する溶銑に対し、サンプリングを行うのは一回だけ、と推定できる。

ちなみに、図１０中、[Si]iは脱珪前珪素量、[Si]fは脱珪後珪素量、Ｖｐは出銑速度、Ｗは脱珪剤原単位、Ｋは脱珪反応速度定数の最尢推定値、などをそれぞれ示す。

さて、しかし、先述の特許文献２では、この点、一つの受銑容器８にて溶銑を受銑中、複数回、サンプリング、すなわち、溶銑温度、及び／又は、珪素含有比率（珪素含有量）を測定し、受銑速度から決まる、受銑容器が満杯になるまでの残り時間から、さらに求められる脱珪剤投入量の調整を行う、としている。

このほか、以下、後述の発明を実施するための最良の形態での説明の関係で、特許文献４〜６についても補足的に言及しておく。

特許文献４には、脱珪剤は珪素と結合する酸素源となるミルスケール、焼結鉱、鉄粉ダスト、あるいは砂鉄などを主成分として含有し、その他脱珪反応を促進させる副成分として生石灰などを含有するものを用いることができる旨記載されている。

特許文献５には、脱珪剤の添加のしかたには、脱珪剤を溶銑表面に装入する上置法または脱珪剤をキャリアガスとともに溶銑中に吹き込むインジェクション法がある旨記載されている。

特許文献６には、フォーミングといって、脱珪の途中、脱珪剤中の酸素が溶銑中の珪素と結合してシリカとしてスラグ中へ分離されるほかに、溶銑中の炭素と結合して一酸化炭素がガスとして発生する作用により、スラグが泡立てられ、ひどい場合になると、スラグが受銑容器から溢流する現象を防止するため、溶銑を受銑中の受銑容器の合計重量から計算される受銑容器中の溶銑の液面レベルと、液面レベル測定器による測定値との比較演算によりフォーミング厚みを演算し、受銑容器中の液面レベルがある一定の値を超えたときに、フォーミング厚みを規定値以下に抑制するよう、脱珪剤の添加を調整する旨記載されている。

なお、フォーミングに関しては、特許文献４でも、実績データをもとに、その抑制のために脱珪剤の添加を調整する旨記載されている。
特開昭６２−０３０８０６号公報 特開昭６１−１５７６０６号公報 特開昭５８−１９３３０７号公報 特開平１０−２３７５２７号公報 特開平０４−３６２１１１号公報 特開平１１−２０９８１４号公報

本発明は、特許文献１、特許文献２での未解決課題を対象とする。

すなわち、特許文献１では、一つの受銑容器８にて受銑する溶銑に対し、サンプリングを一回だけ行うことで、出銑が始まった直後の溶銑温度であっても、熱電対により、実際に溶銑温度を測定すれば、珪素含有比率（珪素含有量）を正確に求めることができ、その求めた値を上記に説明したような脱珪剤の添加の調整に反映すれば、需要家の要求する製品仕様を満たすのに適切な珪素含有比率の範囲内に入るよう調整できると考えているようであるが、実は、この方法で、出銑が始まった直後の溶銑温度を測定すると、正確な珪素含有比率（珪素含有量）を推定することはできない。

なぜなら、前回その出銑口からの出銑が終わった後に残った温度低下した溶銑の珪素含有比率は一定していて変化していないにもかかわらず、温度が低く測定されることに伴い、測定した溶銑温度から推定される珪素含有比率が、温度低下の影響のない場合の、溶銑温度と珪素含有比率の関係から、はずれてしまうからである。

このため、特許文献１の方法では、依然として、需要家の要求する製品仕様を満足するのに適切な珪素含有比率の範囲内に入るよう、脱珪剤の添加を調整できない場合がある、という問題があった。

また、特許文献２の方法では、一つの受銑容器にて溶銑を受銑中、複数回、サンプリング、すなわち、溶銑温度、及び／又は、珪素含有比率（珪素含有量）を測定し、受銑速度から決まる、受銑容器が満杯になるまでの残り時間から、さらに求められる脱珪剤投入量の調整を行うため、特許文献１のような問題は解消されるものの、何度もサンプリングを行うため、煩雑さやコスト、オペレータ負荷が過大、という問題があった。

自動化を図ろうとしても、装置コストやメンテナンスコストのほか、その設置スペース確保も問題となる。

また、熱電対は、もとより、一度用いると、付着した溶銑が凝固し、再度使用することはできないため、多くの熱電対を用意しておく必要があり、自動化を図るには、それら多くの熱電対を予め装置に装填しておく必要があるところ、その装填までは自動化できず、結局定修時のオペレータ負荷の増大となって跳ね返ってくることから、昨今の省人力化の指向にも逆行する、という具合に、自動化を図ること自体、必ずしも有利な方法とはいえず、現実的でない。

本発明は、従来技術のかような問題を解決するべくなされたものであり、ある一つの出銑口から出銑が始まった直後の溶銑であっても、前回その出銑口からの出銑が終わった後に残った温度低下した溶銑の影響を補償でき、一つの受銑容器にて溶銑を受銑中、複数回の溶銑温度測定を行う煩雑さも回避できるようにすることで、需要家の要求する製品仕様を満たすのに適切な範囲内に入るよう調整することができる、高炉から出銑される溶銑への脱珪剤の添加方法およびそれを用いた溶銑の製造方法を提供することを目的とする。

すなわち、本発明は以下の通りである。
（１）高炉のある出銑口から出銑される溶銑温度を測定し、前記溶銑を受銑する、ある受銑容器が、満杯になる時までに必要な脱珪剤の添加量を、前記溶銑温度から、計算によって求め、添加する、高炉から出銑される溶銑への脱珪剤の添加方法において、前記溶銑温度を、前記出銑口からの出銑が開始されてからの出銑継続時間に応じて補正することを特徴とする、高炉から出銑される溶銑への脱珪剤の添加方法。
（２）前記受銑容器で前記溶銑を受銑する間、前記受銑容器が受銑した前記溶銑の重量、および、前記受銑容器が受銑した前記溶銑に添加した脱珪剤の重量を測定し、前記受銑容器が、満杯になる時までに必要な脱珪剤の添加量を、時間間隔をおいて、複数回、計算によって求め、添加することを特徴とする、（１）の、高炉から出銑される溶銑への脱珪剤の添加方法。
（３）前記受銑容器の重量を内部の前記溶銑ごと測定する重量検出器ごとに、前記受銑容器が、満杯になったと判定する重量を別とすることを特徴とする、（１）または（２）の、高炉から出銑される溶銑への脱珪剤の添加方法。
（４）前記受銑容器ごとに、前記受銑容器が、満杯になったと判定する重量を別とすることを特徴とする、（１）ないし（３）のいずれかに記載の、高炉から出銑される溶銑への脱珪剤の添加方法。
（５）前記受銑容器で前記溶銑を受銑する間、ある時点において、前記受銑容器が満杯になるまでに要するものと予測される時間に対し、前記時点での脱珪剤添加速度からみて、計算により定められた、受銑容器が満杯になった時点での、添加すべき脱珪剤が添加されるに至るまでに要するものと予測される時間が、一致しなくなった場合に、受銑容器が満杯になった時点にて予測される、添加すべき脱珪剤との差が、ある一定の閾値を超えた場合に、警報を発し、あるいはさらに、前記時点における、前記受銑容器が、満杯になる時点までに必要な脱珪剤添加速度を、ガイダンスすることを特徴とする、（１）ないし（４）のいずれかに記載の、高炉から出銑される溶銑への脱珪剤の添加方法。
（６）前記（１）ないし（５）のいずれかに記載の、高炉から出銑される溶銑への脱珪剤の添加方法を用いたことを特徴とする、溶銑の製造方法。

本発明によれば、ある一つの出銑口から出銑が始まった直後の溶銑であっても、前回その出銑口からの出銑が終わった後に残った温度低下した溶銑の影響を補償でき、一つの受銑容器にて溶銑を受銑中、複数回の溶銑温度測定を行う煩雑さも回避できるようにすることで、需要家の要求する製品仕様を満たすのに適切な範囲内に入るよう調整することができる、高炉から出銑される溶銑への脱珪剤の添加方法およびそれを用いた溶銑の製造方法を提供することができる。

（第１の本発明）
本発明では、第一義的に、高炉のある出銑口から出銑される溶銑温度を測定し、溶銑を受銑する、ある受銑容器が、満杯になる時までに必要な脱珪剤の添加量を、測定した溶銑温度から、計算によって求め、添加するに際し、測定した溶銑温度を、その出銑口からの出銑が開始されてからの出銑継続時間に応じて補正する。

図１に、発明者らが研究の末に得た、ある出銑口からの出銑が開始されてからの出銑継続時間と、測定した溶銑温度に何度加算すべきか、その溶銑温度の補正値と、の関係を示す。この図１に示した関係に基づいて、測定した溶銑温度を、その出銑口からの出銑が開始されてからの出銑継続時間に応じて補正するようにすれば、需要家の要求する製品仕様を満足するのに適切な珪素含有比率の範囲内に入るよう、脱珪剤の添加を精度よく調整できる。

それには、従来からとられている方法を踏襲して、高炉から出銑される溶銑中の珪素含有比率を、測定した溶銑温度から予測推定などの手段によって求め、一方、あらかじめ定められた脱珪後の珪素含有比率の目標値と比較して、必要な脱珪量を計算して、添加すべき脱珪剤原単位[kg/t]を定め、この達成すべき脱珪剤原単位を実現するために、出銑速度[t/min]を測定し、それに応じて脱珪剤添加速度[kg/min]を算出して脱珪剤添加装置（ロータリーバルブ）１２に回転速度指示を与えるなどすればよい。

なお、上記のように、高炉から出銑される溶銑中の珪素含有比率を、測定した溶銑温度から予測推定などの手段によって求めることに代え、わざわざ一度珪素含有比率を推定することなく、測定した溶銑温度から直接に添加すべき脱珪剤原単位[kg/t]を定める方法もある。

図２に、発明者らが研究の末に得た、測定した溶銑温度を、その出銑口からの出銑が開始されてからの出銑継続時間に応じて補正した、補正後溶銑温度と、添加すべき脱珪剤原単位[kg/t]と、の関係を示す。この図２に示した関係に基づいて、測定した溶銑温度から直接に添加すべき脱珪剤原単位[kg/t]を定め、この達成すべき脱珪剤原単位を実現するために、出銑速度[t/min]を測定し、それに応じて脱珪剤添加速度[kg/min]を算出して脱珪剤添加装置（ロータリーバルブ）１２に回転速度指示を与えるなどすればよい。

図３に、以上のような本発明の実施の形態を具体化するためのブロック図を示す。図３は、高炉１を上方からみた図である。溶銑樋６、受銑容器（トーピードカー）８、重量検出器（ロードセル）１５は４系統あり、傾注樋７、脱珪剤添加装置１２は２系統あって、それぞれ、電気制御装置１８への入力、出力経路をもつが、煩雑なため、図３では、それぞれ１系統しか示していない。なお、図３中の電気制御装置１８は、先述の図８で示した計装制御装置１７を兼用している。また、タイプライター２１に代わり、図示していないが、プリンタも接続されている。

６ａは溶銑樋６に設けた点検口である。この点検口６ａに、熱電対温度計を先端に取り付けたランスを、オペレータが挿入して内部の溶銑３に浸漬することで、溶銑３の温度が測定され、図示しないアンプ経由で電気制御装置１８に入力され、さらにそれが、上位の電子計算機（プロセスコンピュータ）１４に入力されるしくみになっている。が、このような実施の形態は一義的なものではなく、アンプ経由で表示器に表示された値をオペレータが読み取り、電気制御装置１８に手入力するような形態などであってもよい。

１６は重量検出器（ロードセル）であり、電気制御装置１８のスキャン周期ごとに、受銑容器（トーピードカー）８と内部の溶銑の合計重量が測定され、図示しないアンプ経由で電気制御装置１８に入力され、さらにそれが、上位の電子計算機（プロセスコンピュータ）１４に入力されるしくみになっている。

そして、電子計算機（プロセスコンピュータ）１４内で、図１や図２に示した、出銑継続時間と、溶銑温度の補正値の関係や、補正後溶銑温度と、添加すべき脱珪剤原単位[kg/t]と、の関係から、添加すべき脱珪剤原単位[kg/t]を計算により定め、この達成すべき脱珪剤原単位を実現するために、出銑速度[t/min]を測定し、それに応じて脱珪剤添加速度[kg/min]を算出して脱珪剤添加装置（ロータリーバルブ）１２に回転速度指示を与えるなどすればよい。

ここで、受銑速度[t/min]は、ある受銑容器（トーピードカー）８にて受銑中の適宜な時点２回、例えば、その受銑容器（トーピードカー）８にて受銑開始後１分経過後とさらにその１分後の、上記重量検出器（ロードセル）１５で測定した、受銑容器（トーピードカー）８と内部の溶銑の合計重量の差を計算することにより、測定したことにすればよい。が、このような実施の形態は一義的なものではなく、アンプ経由で表示器に表示された値を２度にわたり、オペレータが読み取り、電気制御装置１８にその差を手入力するような形態や、直近何回かの平均的な受銑速度を、自動的に、またはオペレータの手入力により、電気制御装置１８が認識するような実施の形態などであってもよい。

脱珪剤添加速度も、貯蔵ホッパ１０，１０ａに備えられた、図３では図示していない脱珪剤用の重量検出器（ロードセル）１６で１分の時間間隔をおいて２度にわたって測定した、貯蔵ホッパ１０，１０ａと内部の脱珪剤の合計重量の差を、同様に計算することにより、測定したことにすればよい。が、このような実施の形態は一義的なものではなく、アンプ経由で表示器に表示された値を２度にわたり、オペレータが読み取り、電気制御装置１８にその差を手入力するような形態や、直近何回かの平均的な脱珪剤添加速度を、自動的に、またはオペレータの手入力により、電気制御装置１８が認識するような実施の形態などであってもよい。

そして、ある受銑容器（トーピードカー）８が受銑開始したことは、高炉１の新規建設や本格的改修後の初出銑といったわずかな例外の際を除いて、傾注樋７が右側に傾斜した状態から左側に傾斜した状態、あるいは、左側に傾斜した状態から右側に傾斜した状態、に切り替わる際に、その電気信号を電気制御装置１８が認識することで行うなどすればよい。

なお、以上の説明は、本発明の実施の形態について、あくまでその一例を示したものにすぎず、本発明の実施の形態は、これに限るものではない。

例えば、受銑容器８はトーピードカーではなくて取鍋などであってもよいし、脱珪剤原単位や出銑速度あるいは脱珪剤添加速度の単位は、[kg/t]、[t/min]、[kg/min]などに限る必要はないし、また、以上説明した実施の形態では、点検口６ａに、熱電対温度計を先端に取り付けたランスを、オペレータが挿入して内部の溶銑３に浸漬する、としているが、昇降装置をオペレータが操作する半自動式や、コスト、設置スペース、定修時のオペレータ負荷が許せば自動式としてもよいし、あるいはまた、以上説明した実施の形態では、ロータリーバルブに回転速度指示を与える方法をとるとしているが、本発明の実施の形態は、これに限るものではなく、例えば、先述の特許文献５のような、脱珪剤をキャリアガスとともに溶銑中に吹き込むインジェクション法を用いるような場合は、キャリアガス単位体積中の脱珪剤の量に応じ、キャリアガスの流量を制御することで調整するなどしてもよい。

さらにまた、以上説明した実施の形態では、脱珪剤原単位、出銑速度、脱珪剤添加速度などをパラメータとしているが、本発明の実施の形態は、これに限るものではなく、必ずしも脱珪剤原単位、出銑速度、脱珪剤添加速度などをパラメータとしなくとも、とにかく、高炉のある出銑口から出銑される溶銑温度を測定し、溶銑を受銑する、ある受銑容器が、満杯になる時までに必要な脱珪剤の添加量を、測定した溶銑温度から、計算によって求め、添加するに際し、測定した溶銑温度を、その出銑口からの出銑が開始されてからの出銑継続時間に応じて補正するものであれば、いかなるものでもよい。

最後に、高炉の新規建設や本格的改修後の初出銑といったわずかな例外の際は、前回その出銑口からの出銑が終わった後に残る温度低下した溶銑は、そもそも存在していないため、測定した溶銑温度を、その出銑口からの出銑が開始されてからの出銑継続時間に応じて補正する必要はなく、本発明を適用しなければよいが、図１のような関係から決まる補正値をゼロに置き換えるなどの例外的措置をとるなどしてもよい。

（第２の本発明）
本発明では、第１の本発明において、受銑容器で溶銑を受銑する間、受銑容器が受銑した溶銑の重量、および、受銑容器が受銑した溶銑に添加した脱珪剤の重量を測定し、受銑容器が、満杯になる時までに必要な脱珪剤の添加量を、時間間隔をおいて、複数回、計算によって求め、添加するようにしてもよい。

そのようにすれば、第１の本発明において、受銑容器で溶銑を受銑する間、受銑容器が受銑した溶銑の重量、および、受銑容器が受銑した溶銑に添加した脱珪剤の重量を測定し、受銑容器が、満杯になる時までに必要な脱珪剤の添加量を、計算によって求め、添加する、という一連の動作を１回しか行わない場合に比べ、複数回行えば、計算の誤差を小さくすることができる。

あるいは、フォーミングが発生したことを、オペレータの目視や、先述の特許文献６のように液面レベルの計算値と測定値の比較演算結果などにより検出し、脱珪剤添加速度を一時的に小さくするよう調整したり、あるいは、ＶＩＰ見学の際に脱珪剤の添加を一時中断して煙の発生を抑えたりした場合でも、その後、脱珪剤の単位時間あたりの添加を多くするよう調整することで、受銑容器が満杯になるまでの残り時間で、受銑容器が満杯になるまでに添加すべき残り脱珪剤を、確実に投入することができる。

図４にそのようすを具体的に示すが、（ａ）の場合のように、現時点からみて、受銑容器（トーピードカー）８が満杯になるまでに要するものと予測される時間Ｂ[min]に対し、現時点での脱珪剤添加速度[kg/min]からみて、計算により定められた、受銑容器（トーピードカー）８が満杯になった時点での、添加すべき脱珪剤原単位[kg/t]を満足するに至るまでに要するものと予測される時間Ａ[min]が、計算の誤差により、一致しなくなった場合に、|Ａ−Ｂ|[min]×現時点での脱珪剤添加速度[kg/min]／1000が、ある一定の閾値Ｃ[t]（例えば0.5t）を超えれば、警報を発し、ＡがＢに一致するような脱珪剤添加速度[kg/min]を計算して、実際にその計算した補正後の脱珪剤添加速度[kg/min]になるように電気制御装置１８経由で脱珪剤添加装置１２に指令を与えるなどして調整すればよい。

（ｂ）の場合のように、フォーミングその他の理由により、脱珪剤添加速度を一時的に小さくしたり、（ｃ）の場合のように、ＶＩＰ見学その他の理由により、脱珪剤の添加を一時中断したりした場合でも、同様である。

受銑容器で溶銑を受銑する間、受銑容器が受銑した溶銑の重量、および、受銑容器が受銑した溶銑に添加した脱珪剤の重量を測定し、受銑容器が、満杯になる時までに必要な脱珪剤の添加量を計算によって求める、時間間隔は、受銑容器一つあたりの受銑時間が３０分内外であることと、測定と計算の回数を最低２回とすることと、から、最大１５分とすることができる。

一方、同時間間隔の下限は、特に規定する必要はないが、あまりに短くし過ぎると制御上のノイズに反応したり、系全体の振動（ハンチング）を招いたりする場合があるため、５[sec]以上にするのが好ましい。図４の例では２０[sec]である。

（第３の本発明）
本発明では、受銑容器の重量を内部の溶銑ごと測定する重量検出器ごとに、受銑容器が、満杯になったと判定する重量を別とするのも好ましい。

表１に示すごとく、内部の溶銑容量が同じ450[t]の受銑容器（トーピードカー）８でも、各番線ごとに設置されている重量検出器１５の特性の違いにより、満杯と判定すべき重量は異なる場合があるため、これを補償する目的で、上記のように、受銑容器の重量を内部の溶銑ごと測定する重量検出器ごとに、受銑容器が、満杯になったと判定する重量を別とすれば、正しく判定できるようになる。

このような重量検出器１５の特性の違いは、制作時の固体差のほか、経年的な劣化や特性変化による場合があるが、高炉１は年中無休２４時間運転されるため、重量検出器１５の修理やメンテナンスをすることは容易ではない。このため、満杯と判定すべき重量を、オペレータや技術スタッフが、電子計算機１４中のテーブル値を書き換えて対応すれば、以上のような制作時の固体差、経年的な劣化、経年的な特性変化があっても問題ない。

（第４の本発明）
本発明では、受銑容器ごとに、受銑容器が、満杯になったと判定する重量を別とするのも好ましい。

表２に示すごとく、重量検出器１５が同じでも、受銑容器（トーピードカー）８の仕様や、ガラの付着状況をはじめとする、特性の違いや、経年的な特性変化などにより、満杯と判定すべき重量は異なる場合があるため、これを補償する目的で、上記のように、受銑容器ごとに、受銑容器が、満杯になったと判定する重量を別とすれば、正しく判定できるようになる。

このような受銑容器（トーピードカー）８の特性の違いは、制作時の固体差のほか、経年的なガラの付着状況の変化による場合があるが、高炉１は年中無休２４時間運転されるため、受銑容器（トーピードカー）８を、修理やメンテナンスするには予備の受銑容器（トーピードカー）８をそれだけ保有せねばならず、その保有コストの面からみて得ではない。しかも、修理やメンテナンスしても、受銑容器（トーピードカー）８の別なく、完全に特性を同じにできることまでは期しがたい。このため、満杯と判定すべき重量を、オペレータや技術スタッフが、電子計算機１４中のテーブル値を書き換えて対応すれば、以上のような制作時の固体差、経年的なガラの付着状況の変化などの特性変化があっても問題ない。

あるいは、表３に示すごとく、各番線ごとに設置されている重量検出器と、受銑容器、両方ごとに、満杯になったと判定する重量を別としてもよい。

（第５の本発明）
本発明では、受銑容器で溶銑を受銑する間、ある時点において、受銑容器が満杯になるまでに要するものと予測される時間に対し、その時点での脱珪剤添加速度からみて、計算により定められた、受銑容器が満杯になった時点での、添加すべき脱珪剤が添加されるに至るまでに要するものと予測される時間が、一致しなくなった場合に、受銑容器が満杯になった時点にて予測される、添加すべき脱珪剤との差が、ある一定の閾値を超えた場合に、警報を発し、あるいはさらに、その時点における、受銑容器が、満杯になる時点までに必要な脱珪剤添加速度を、ガイダンスするようにするのも好ましい。

警報により、オペレータが異常に気付き、手動介入により、受銑容器が、満杯になる時点での、脱珪剤の不足や過多を防止することができる。

また、受銑容器が、満杯になる時点までに必要な脱珪剤添加速度を、ガイダンスするようにすれば、オペレータが人意判断により、ガイダンスされた値が妥当だと思えば、その値になるように、脱珪剤添加速度を、手動介入操作するし、妥当だと思わなければ、妥当だと思う脱珪剤添加速度に、手動介入操作することができる。

このようなしくみを具体化するためには、先述の図３に示すごとく、電気制御装置１８に接続されたブザーなどから警報を発するようにしたり、同じく電気制御装置１８に接続されたＣＲＴ画面などにガイダンスを表示したりするようにすればよい。電気制御装置１８のかわりに、電子計算機１４にこれらを接続するようにしてもよい。

（第６の本発明）
以上説明した第１〜第５の本発明の、高炉から出銑される溶銑への脱珪剤の添加方法を用いて、溶銑を製造すれば、ある一つの出銑口から出銑が始まった直後の溶銑であっても、前回その出銑口からの出銑が終わった後に残った温度低下した溶銑の影響を補償でき、一つの受銑容器にて溶銑を受銑中、複数回の溶銑温度測定を行う煩雑さも回避できるようにすることで、需要家の要求する製品仕様を満たすのに適切な範囲内に入るよう調整することができる。

以上に説明した第５の本発明のうち、第４の本発明の実施の形態をとる場合について、実際に具体化するための、電子計算機１４内での一連の処理の流れを、以下、図５を用いて説明する。

Ｓｔｅｐ１００にて処理を開始する。

Ｓｔｅｐ１１０に進み、出銑溶銑樋（タップ）６の切替があったかどうかを判定する。ＹｅｓであればＳｔｅｐ１２０に進み、ＮｏであればＳｔｅｐ１３０に進む。

Ｓｔｅｐ１２０では、温度測定値の電子計算機１４側の読込先を、実際に溶銑が出銑されている溶銑樋（出銑溶銑樋：タップ）６に切り替える。

Ｓｔｅｐ１３０では、受銑容器（トーピードカー）８の切替があったかどうかを判定する。ＹｅｓであればＳｔｅｐ１４０に進み、ＮｏであればＳｔｅｐ１９０に進む。

Ｓｔｅｐ１４０では、測定した溶銑温度を電子計算機１４に入力する。この処理は、受銑容器（トーピードカー）８の切替があるたびに行う。

Ｓｔｅｐ１５０では、同一の出銑溶銑樋（タップ）６からの出銑継続時間を測定し、電子計算機１４に入力する。

Ｓｔｅｐ１６０では、電子計算機１４で、溶銑温度の補正値の演算を行う。

Ｓｔｅｐ１７０では、複数ある受銑容器（トーピードカー）８のナンバーを電子計算機１４に入力する。

Ｓｔｅｐ１８０では、重量検出器（ロードセル）１５および受銑容器（トーピードカー）８別の、受銑容器が、満杯になったと判定する重量（満杯時重量）を、電子計算機１４内のテーブルから索引してくる。

Ｓｔｅｐ１９０では、現時点において添加されているべき脱珪剤の重量を演算する。

Ｓｔｅｐ２００では、現時点において、受銑容器（トーピードカー）８が満杯になるまでに要するものと予測される時間に対し、その時点での脱珪剤添加速度からみて、計算により定められた、受銑容器（トーピードカー）８が満杯になった時点での、添加すべき脱珪剤が添加されるに至るまでに要するものと予測される時間が、一致しなくなった場合に、受銑容器（トーピードカー）８が満杯になった時点にて予測される、添加すべき脱珪剤との偏差を演算する。

Ｓｔｅｐ２１０では、同偏差の絶対値が閾値を超えているかどうかを判定する。

Ｓｔｅｐ２２０では、警報を発し、脱珪剤添加速度をガイダンスする。

Ｓｔｅｐ２３０では、前回の処理から２０ｓｅｃが経過したかどうかを判定し、ＹｅｓであればＳｔｅｐ１１０に戻って一連の処理を繰り返し、ＮｏであればＳｔｅｐ２４０に進む。つまり、２０ｓｅｃごとに、出銑溶銑樋や受銑容器（トーピードカー）の切替がないか、そして、脱珪剤の不足や過多が生じないか、を判定できる、ということである。

Ｓｔｅｐ２４０では高炉が運転を停止したかどうかを判定し、ＮｏであればＳｔｅｐ２３０に戻って一連の処理を繰り返し、ＹｅｓであればＳｔｅｐ２５０に進んで一連の処理を終了する。高炉１は年中無休２４時間運転しており、定修や本格的改修のための吹きおろしの場合を除き、運転が停止されることはないから、運転が停止されない限り、一連の処理は、終了することなく、繰り返し行われる。なお、高炉が運転を停止したかどうかの判定は、熱風の送風を行うポンプが停止したことや、あるいは、オペレータの入力により判定する。

本発明の実施の形態を説明するための線図 本発明の実施の形態を説明するための線図 本発明の実施の形態を説明するための線図 本発明の実施の形態を説明するための線図 本発明の実施の形態を説明するための線図 背景技術を説明するための線図 背景技術を説明するための線図 背景技術を説明するための線図 背景技術を説明するための線図 背景技術を説明するための線図

符号の説明

１ 高炉
２ 出銑口
３ 溶銑
４ 大樋
５ スラグ排出口
６ 溶銑樋
６ａ 点検口
７ 溶銑傾注樋
８ 受銑容器（トーピードカー）
９，９ａ 脱珪剤
１０，１０ａ 貯蔵ホッパ
１１，１１ａ 切り出し用ロータリーバルブ
１２ 脱珪剤添加装置（装入コンベア）
１３ 脱珪剤添加口
１４ 電子計算機
１５ 重量検出器（ロードセル）
１６ 重量検出器（ロードセル）
１７ 計装制御装置
１８ 電気制御装置
１９，１９ａ 脱珪剤の添加量を検出するロードセル
２０ 各制御パラメータの表示、設定器
２１ ロギング用のタイプライター
Ａ 脱珪前溶銑珪素量の推定モデル
Ｂ 出銑速度算出用ロジック
Ｃ 脱珪量算出用演算ロジック
Ｄ 添加量算出用演算ロジック
Ｅ 設定器
Ｆ 秤量器
Ｇ 演算器

Claims (6)

1. 高炉のある出銑口から出銑される溶銑温度を測定し、前記溶銑を受銑する、ある受銑容器が、満杯になる時までに必要な脱珪剤の添加量を、前記溶銑温度から、計算によって求め、添加する、高炉から出銑される溶銑への脱珪剤の添加方法において、前記溶銑温度を、前記出銑口からの出銑が開始されてからの出銑継続時間に応じて補正することを特徴とする、高炉から出銑される溶銑への脱珪剤の添加方法。
2. 前記受銑容器で前記溶銑を受銑する間、前記受銑容器が受銑した前記溶銑の重量、および、前記受銑容器が受銑した前記溶銑に添加した脱珪剤の重量を測定し、前記受銑容器が、満杯になる時までに必要な脱珪剤の添加量を、時間間隔をおいて、複数回、計算によって求め、添加することを特徴とする、請求項１の、高炉から出銑される溶銑への脱珪剤の添加方法。
3. 前記受銑容器の重量を内部の前記溶銑ごと測定する重量検出器ごとに、前記受銑容器が、満杯になったと判定する重量を別とすることを特徴とする、請求項１または２の、高炉から出銑される溶銑への脱珪剤の添加方法。
4. 前記受銑容器ごとに、前記受銑容器が、満杯になったと判定する重量を別とすることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の、高炉から出銑される溶銑への脱珪剤の添加方法。
5. 前記受銑容器で前記溶銑を受銑する間、ある時点において、前記受銑容器が満杯になるまでに要するものと予測される時間に対し、前記時点での脱珪剤添加速度からみて、計算により定められた、受銑容器が満杯になった時点での、添加すべき脱珪剤が添加されるに至るまでに要するものと予測される時間が、一致しなくなった場合に、受銑容器が満杯になった時点にて予測される、添加すべき脱珪剤との差が、ある一定の閾値を超えた場合に、警報を発し、あるいはさらに、前記時点における、前記受銑容器が、満杯になる時点までに必要な脱珪剤添加速度を、ガイダンスすることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の、高炉から出銑される溶銑への脱珪剤の添加方法。
6. 前記請求項１ないし５のいずれかに記載の、高炉から出銑される溶銑への脱珪剤の添加方法を用いたことを特徴とする、溶銑の製造方法。

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