JP2016145405A - 溶鉄の精錬方法並びに高温物質の組成分析方法及び高温物質の組成分析装置 - Google Patents
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Abstract
Description
[1]転炉型精錬炉における溶鉄の精錬で生じたスラグを、該スラグの一部を前記転炉型精錬炉に残留させたまま、前記転炉型精錬炉に残留させた溶鉄または前記転炉型精錬炉に新たに装入した溶銑を精錬するに際し、溶鉄の精錬で生じた前記スラグの成分を、該スラグから分析試料を採取することなく定量分析し、その成分分析結果に基づいて、スラグを残留させた前記転炉型精錬炉で行う、炉内に残留させた溶鉄の次工程の精錬または炉内に新たに装入した溶銑を用いた次のチャージの溶鉄の精錬における精錬前及び/または精錬中に添加する造滓剤の量を決定することを特徴とする、溶鉄の精錬方法。
[2]前記スラグの成分の分析は、前記スラグの表面にレーザ光を集光させ、レーザ光の集光に伴い発生するプラズマ中の少なくともカルシウム(Ca)及び珪素(Si)を含む2種類以上の元素の発光強度を測定し、測定された発光強度及び/または発光強度比に基づいて前記スラグの塩基度を評価することを含むことを特徴とする、上記[1]に記載の溶鉄の精錬方法。
[3]前記スラグの成分の分析は、前記スラグの表面にレーザ光を集光させ、レーザ光の集光に伴い発生するプラズマ中の少なくともカルシウム(Ca)及び珪素(Si)を含む2種類以上の元素の発光強度を測定し、測定された発光強度及び/または発光強度比に基づいて前記スラグの組成を評価することを含むことを特徴とする、上記[1]または上記[2]に記載の溶鉄の精錬方法。
[4]前記転炉型精錬炉内のスラグ、前記転炉型精錬炉から排出中のスラグまたは排出後のスラグ収容容器内のスラグの表面にレーザ光を集光させて、前記プラズマをスラグ表面に発生させることを特徴とする、上記[2]または上記[3]に記載の溶鉄の精錬方法。
[5]前記溶鉄の精錬が1つの転炉型精錬炉を用いて複数の精錬工程を行う溶銑の予備処理であり、前記複数の精錬工程の間で、溶銑及びスラグの一部を前記転炉型精錬炉に残留させたまま、スラグの残部を排出して、溶銑に予備処理を施すにあたり、前記スラグの残部を排出する際に、前記スラグの成分を分析し、その成分分析結果に基づいて、次工程の精錬工程において添加する造滓剤の量を決定することを特徴とする、上記[1]ないし上記[4]のいずれか1項に記載の溶鉄の精錬方法。
[6]前記溶銑の予備処理が脱珪処理工程と脱燐処理工程とを含み、脱珪処理工程と脱燐処理工程との間で、溶銑及びスラグの一部を前記転炉型精錬炉に残留させたまま、スラグの残部を排出する際に、前記スラグの成分を分析し、その成分分析結果に基づいて、前記脱燐処理工程において添加する造滓剤の量を決定することを特徴とする、上記[5]に記載の溶鉄の精錬方法。
[7]前記溶鉄の精錬が溶銑の予備処理であり、前記転炉型精錬炉における前チャージの溶銑の脱燐処理で生じたスラグの一部または全部を前記転炉型精錬炉に残留させたまま、次のチャージの溶銑を前記転炉型精錬炉に装入し、次のチャージの溶銑の予備処理を行うことを特徴とする、上記[1]ないし上記[6]の何れか1項に記載の溶銑の精錬方法。
[8]1つの転炉型精錬炉を用い、転炉型精錬炉内にCaO系媒溶剤及び酸素源を供給して前記転炉型精錬炉内の溶銑を脱燐処理する脱燐処理工程と、前記転炉型精錬炉を傾動して、脱燐処理工程後の溶銑及び脱燐処理工程で生成したスラグの一部を前記転炉型精錬炉に残留させたまま、前記スラグの残部を排出する中間排滓工程と、前記転炉型精錬炉内にCaO系媒溶剤及び酸素源を供給して前記転炉型精錬炉に残留させた溶銑を脱炭処理して溶鋼にする溶鉄の脱炭処理工程と、脱炭処理工程後の溶鋼を前記転炉型精錬炉から出鋼する出鋼工程とを、この順に行って溶銑から溶鋼を溶製するにあたり、前記中間排滓工程での前記スラグの残部を排出する際に、前記スラグの成分を分析し、その成分分析結果に基づいて、前記脱炭精錬工程において添加する造滓剤の量を決定することを特徴とする、上記[1]ないし上記[4]のいずれか1項に記載の溶鉄の精錬方法。
[9]前記転炉型精錬炉における前チャージの溶鉄の脱炭処理工程で生じたスラグの一部または全部を前記転炉型精錬炉に残留させたまま、次のチャージの溶銑を前記転炉型精錬炉に装入し、次のチャージの溶銑の脱燐処理工程を行うことを特徴とする、上記[8]に記載の溶鉄の精錬方法。
[10]転炉型精錬炉内にCaO系媒溶剤及び酸素源を供給して前記転炉型精錬炉内の溶銑を脱炭処理して溶鋼にする脱炭処理工程で生成したスラグの一部または全部を前記転炉型精錬炉に残留させたまま、前記転炉型精錬炉に次のチャージの溶銑を装入して精錬するにあたり、脱炭処理工程で生成した前記スラグの成分を分析し、その成分分析結果に基づいて、次のチャージの溶鉄の精錬において添加する造滓剤の量を決定することを特徴とする、上記[1]ないし上記[4]のいずれか1項に記載の溶鉄の精錬方法。
[11]転炉型精錬炉内にCaO系媒溶剤及び酸素源を供給して前記転炉型精錬炉内の溶銑を脱燐処理する脱燐処理工程で生成したスラグの一部または全部を前記転炉型精錬炉に残留させたまま、前記転炉型精錬炉に次のチャージの溶銑を装入して溶銑に脱燐処理を施すにあたり、脱燐処理工程で生成した前記スラグの成分を分析し、その成分分析結果に基づいて、次のチャージの溶鉄の精錬において添加する造滓剤の量を決定することを特徴とする、上記[1]ないし上記[6]のいずれか1項に記載の溶鉄の精錬方法。
[12]前記スラグの成分分析結果に基づいて添加量を決定する前記造滓剤がCaO系媒溶剤であることを特徴とする、上記[1]ないし上記[11]のいずれか1項に記載の溶鉄の精錬方法。
[13]前記スラグの成分分析結果がスラグ中のMgO含有量を含み、前記スラグの成分分析結果に基づいて添加量を決定する前記造滓剤がMgO系媒溶剤を含むことを特徴とする、上記[1]ないし上記[12]のいずれか1項に記載の溶鉄の精錬方法。
[14]前記スラグの成分分析結果がスラグ中の酸化鉄含有量を含み、前記スラグの成分分析結果に基づいて添加量を決定する前記造滓剤が酸化鉄系媒溶剤を含むことを特徴とする、上記[1]ないし上記[13]のいずれか1項に記載の溶鉄の精錬方法。
[15]転炉型精錬炉における溶鉄の精錬で生じたスラグを、該スラグの一部を前記転炉型精錬炉に残留させたまま、前記転炉型精錬炉に残留させた溶鉄または前記転炉型精錬炉に新たに装入した溶銑を精錬するに際し、溶鉄の精錬で生じた前記スラグの表面にレーザ光を集光させ、レーザ光の集光に伴い発生するプラズマ中の少なくとも鉄(Fe)を含む元素の発光強度を測定し、測定された発光強度に基づいて前記スラグの酸化鉄含有量を定量分析し、その分析結果に基づいて、スラグを残留させた前記転炉型精錬炉で行う、炉内に残留させた溶鉄の次工程の精錬または炉内に新たに装入した溶銑を用いた次のチャージの溶鉄の精錬におけるスラグの酸化鉄含有量を制御することを特徴とする、溶鉄の精錬方法。
[16]前記溶鉄の精錬が1つの転炉型精錬炉を用いて一次吹錬工程と二次吹錬工程とを行う溶鉄の精錬であり、前記一次吹錬工程と前記二次吹錬工程との間で、溶鉄及びスラグの一部を前記転炉型精錬炉に残留させたまま、スラグの残部を排出し、前記転炉型精錬炉に残留させた溶鉄に精錬を施すにあたり、前記スラグの残部を排出する際に、前記一次吹錬工程にて発生したスラグの表面にレーザ光を集光させて酸化鉄含有量を定量分析し、その酸化鉄含有量の定量分析結果に基づいて、二次吹錬工程におけるスラグの酸化鉄含有量を制御することを特徴とする、上記[15]に記載の溶鉄の精錬方法。
[17]前記溶鉄の精錬が1つの転炉型精錬炉を用いて一次吹錬工程と二次吹錬工程とを行う溶鉄の精錬であり、前記一次吹錬工程と前記二次吹錬工程との間で、溶鉄及びスラグの一部を前記転炉型精錬炉に残留させたままスラグの残部を排出し、前記転炉型精錬炉に残留させた溶鉄に精錬を施す精錬方法を、連続する2チャージ以上の溶銑に施すにあたり、前記転炉型精錬炉における前チャージの溶銑の二次吹錬工程で生じたスラグの一部または全部を前記転炉型精錬炉に残留させたまま、次のチャージの溶銑を前記転炉型精錬炉に装入し、次のチャージの溶銑の一次吹錬工程を行う際に、前チャージの溶銑の前記二次吹錬工程で生じたスラグの表面にレーザ光を集光させて酸化鉄含有量を定量分析し、酸化鉄含有量の定量分析結果に基づいて、次のチャージの溶銑の前記一次吹錬工程におけるスラグの酸化鉄含有量を制御することを特徴とする、上記[15]または上記[16]に記載の溶鉄の精錬方法。
[18]前記一次吹錬工程または前記二次吹錬工程でスラグの酸化鉄含有量を制御する際に、気体酸素の供給速度、気体酸素を供給するための上吹きランスのランス高さ、底吹きガス流量のうちのいずれか1種以上の条件を調整して酸化鉄含有量を制御することを特徴とする、上記[16]または上記[17]に記載の溶鉄の精錬方法。
[19]前記一次吹錬工程が溶銑の脱珪処理であり、且つ、前記二次吹錬工程が溶銑の脱燐処理であることを特徴とする、上記[16]ないし上記[18]のいずれか1項に記載の溶鉄の精錬方法。
[20]前記一次吹錬工程が溶銑の脱燐処理であり、且つ、前記二次吹錬工程が溶銑を脱炭して溶鋼とする脱炭処理であることを特徴とする、上記[16]ないし上記[18]のいずれか1項に記載の溶鉄の精錬方法。
[21]前記溶鉄の精錬が1つの転炉型精錬炉を用いて一次吹錬工程と二次吹錬工程とを行う溶鉄の精錬であり、前記一次吹錬工程と前記二次吹錬工程との間で、溶鉄及びスラグの一部を前記転炉型精錬炉に残留させたまま、スラグの残部を排出し、前記転炉型精錬炉に残留させた溶鉄に精錬を施す精錬方法を、連続する2チャージ以上の溶銑に施すにあたり、前記転炉型精錬炉における前チャージの溶銑の二次吹錬工程で生じたスラグを、炉外に排出することなく前記転炉型精錬炉に残留させたまま、次のチャージの溶銑を前記転炉型精錬炉に装入し、次のチャージの溶銑の一次吹錬工程を行う際に、前チャージの溶銑の前記二次吹錬工程の前後においてスラグの成分を定量分析し、前記二次吹錬工程の前後におけるスラグの成分の定量分析結果と前記二次吹錬工程における造滓剤の使用量とに基づいて前記二次吹錬工程後のスラグ量を求め、得られたスラグ量を次チャージの溶銑の一次吹錬工程におけるスラグの制御に利用することを特徴とする、上記[1]ないし上記[20]のいずれか1項に記載の溶鉄の精錬方法。
[22]前記スラグの成分の定量分析方法が、スラグの表面にレーザ光を集光させ、レーザ光の集光に伴い発生するプラズマ中の元素の発光強度を測定し、測定された発光強度及び/または発光強度比に基づいて前記スラグの成分を定量分析する方法を含み、前記レーザ光をスラグの表面に集光させるための集光レンズとレーザ光を集光させるスラグ表面との距離を測定し、前記集光レンズと前記スラグ表面との距離を所定の値とするように前記集光レンズの位置を調整することを特徴とする、上記[1]ないし上記[21]のいずれか1項に記載の溶鉄の精錬方法。
[23]800℃以上の高温の分析対象物の表面にレーザ光を集光させ、レーザ光の集光に伴い発生するプラズマ中の元素の発光強度を測定し、測定された発光強度及び/または発光強度比に基づいて前記分析対象物の組成を評価する高温物質の組成分析方法であって、前記レーザ光を集光させる集光レンズの光軸から所定距離離れ、且つ、前記集光レンズに対して相対的な位置が固定された撮像装置により、前記分析対象物の表面の前記レーザ光の集光位置の発光を撮像し、前記撮像装置により採取された前記レーザ光の集光位置の発光の位置情報に基づいて、前記集光レンズと前記スラグ表面との距離を所定の値とするように前記集光レンズの位置を調整することを特徴とする、高温物質の組成分析方法。
[24]800℃以上の高温の分析対象物の表面にレーザ光を集光させ、レーザ光の集光に伴い発生するプラズマ中の元素の発光強度を測定し、測定された発光強度及び/または発光強度比に基づいて前記分析対象物の組成を評価する高温物質の組成分析装置であって、前記分析対象物に対して前記集光レンズの光軸の方向に移動可能な、前記レーザ光を集光させるための集光レンズと、前記集光レンズの光軸から所定距離だけ離れ、且つ、前記集光レンズに対して相対的に固定された位置に配置される、前記分析対象物の表面の前記レーザ光の集光位置の発光を撮像するための撮像装置と、前記撮像装置により採取された前記レーザ光の集光位置の発光の位置情報に基づいて、前記集光レンズと前記スラグ表面との距離を所定の値とするように前記集光レンズの位置を調整する機構と、を有することを特徴とする、高温物質の組成分析装置。
WS,2i×(%SiO2)m,2i/100+WSiO2,2+WHM×(XSi,2i-XSi,2f)×(60/28)/100=WS,2f×(%SiO2)m,2f/100…(2)
但し、(1)式、(2)式において、各記号は以下のとおりである。
WS,2f:二次吹錬工程後のスラグ質量(t)
WCaO,2:二次吹錬工程において添加した造滓剤中のCaO質量(t)
WSiO2,2:二次吹錬工程において添加した造滓剤中のSiO2質量(t)
WHM:二次吹錬工程前の溶銑質量(t)
(%CaO)m,2i:二次吹錬工程前のスラグのCaO濃度測定値(質量%)
(%CaO)m,2f:二次吹錬工程後のスラグのCaO濃度測定値(質量%)
(%SiO2)m,2i:二次吹錬工程前のスラグのSiO2濃度測定値(質量%)
(%SiO2)m,2f:二次吹錬工程後のスラグのSiO2濃度測定値(質量%)
XSi,2i:二次吹錬工程前の溶銑の珪素濃度(質量%)
XSi,2f:二次吹錬工程後の溶銑の珪素濃度(質量%)
上記により求めた二次吹錬工程後のスラグ量WS,2fに基づいて、次チャージの溶銑の一次吹錬工程におけるスラグ量及びスラグ組成を推定し、これに基づいて一次吹錬工程における造滓剤の添加量を調整すること、或いは、酸化鉄の生成量を適切に制御するための吹錬条件を調整することにより、効率良く目標とするスラグ組成に調整することができる。
容量330トンの1基の転炉型精錬炉を用い、脱珪処理(一次吹錬)、中間排滓、脱燐処理(二次吹錬)を、この順に行って溶銑に予備処理を施す際に、図2に示した構成の装置により、LIBS法を用いて中間排滓時にスラグ組成を測定した。この際、集光レンズと測定するスラグ表面との距離がほぼ集光レンズの焦点距離となるように、集光レンズ7、受光部9及び撮像装置13を一体に構成した測定装置の先端部の位置を、撮像装置13による集光位置の計測画像に基づいて、集光レンズの光軸の方向に自動調節するよう構成した。スラグ成分分析結果に基づいて、その後の脱燐処理におけるCaO系媒溶剤の添加量を算出し、算出された量のCaO系媒溶剤を添加して行う溶銑予備処理(本発明例)と、脱珪処理後にスラグ組成を測定しない従来法による溶銑予備処理(比較例)とを、それぞれ10チャージずつ連続して実施した。
[WS,P1(n-1)×α1/{Bc,P1(n-1)+1}+WSL,Si1(n)×γ1
+(XSi1(n)/100)×WHM1(n)×60/28]…(3)
Bm,Si1(n)= (%CaO)m,Si1(n)/(%SiO2)m,Si1(n)…(4)
但し、(3)式、(4)式において、各記号は以下のとおりである。
Bc,P1(n-1):n−1チャージ目の予備処理の脱燐処理終了時のスラグの計算塩基度
WS,P1(n-1):n−1チャージ目の予備処理の脱燐処理終了時の計算スラグ質量(t)
WSL,Si1(n):nチャージ目の予備処理の脱珪処理工程における脱炭スラグの添加量(t)
XSi1(n):nチャージ目の予備処理の脱珪処理前の溶銑中の珪素濃度(質量%)
WHM1(n):nチャージ目の予備処理の脱珪処理前の溶銑質量(t)
Bm,Si1(n):nチャージ目の予備処理の脱珪処理終了後のスラグのLIBS法によるスラグ塩基度の測定値
(%CaO)m,Si1(n):nチャージ目の予備処理の脱珪処理終了後のスラグのLIBS法で測定されたCaO濃度(質量%)
(%SiO2)m,Si1(n):nチャージ目の予備処理の脱珪処理終了後のスラグのLIBS法で測定されたSiO2濃度(質量%)
α1:脱燐処理後のスラグ中のCaO及びSiO2の質量比率の平均値の和
β1:脱珪処理及び脱燐処理中に添加する脱炭スラグ中のCaOの質量比率の平均値
γ1:脱珪処理及び脱燐処理中に添加する脱炭スラグ中のSiO2の質量比率の平均値
尚、本実施例ではα1=0.6、β1=0.4、γ1=0.1とした。また、Bc,P1(n-1)及びWS,P1(n-1)の算出方法については後述するが、1チャージ目の予備処理においては、Bc,P1(0)は0(ゼロ)でない定数とし、WS,P1(0)=0とした。
100×WHM1(n)×60/28}/δ1…(5)
WS,Si1(n)={WS,P1(n-1)×α1+WSL,Si1(n)×(β1+γ1)+XSi1(n)/100×WHM1(n)×60/28}/
{((%CaO)m,Si1(n)+(%SiO2)m,Si1(n))/100}…(6)
但し、(5)式、(6)式において、各記号は以下のとおりである。
δ1:脱珪処理後のスラグ中のCaO及びSiO2の質量比率の平均値の和
上記以外の(3)式及び(4)式で説明した記号は、上記説明のとおりである。尚、本実施例では、δ1=0.5とした。
WCaO,P1(n)]/[{WS,Si1(n)-WO,Si1(n)}×δ1/{Bc,Si1(n)+1}+WSL,P1(n)×γ1]…(7)
Bc,P1(n)=[{WS,Si1(n)-WO,Si1(n)}×(%CaO)m,Si1(n)/100+WSL,P1(n)×β1+WCaO,P1(n)]/
[{WS,Si1(n)-WO,Si1(n)}×(%SiO2)m,Si1(n)/100+WSL,P1(n)×γ1]…(8)
但し、(7)式、(8)式において、各記号は以下のとおりである。
WO,Si1(n):nチャージ目の予備処理の脱珪処理後に排滓されるスラグ質量(t)
WSL,P1(n):nチャージの予備処理の脱燐処理工程における脱炭スラグの添加量(t)
WCaO,P1(n):nチャージ目の予備処理の脱燐処理工程における生石灰の添加量(t)
上記以外の(3)式〜(6)式で説明した記号は、上記説明のとおりである。
WS,P1(n)=[{WS,Si1(n)-WO,Si1(n)}×{(%CaO)m,Si1(n)+(%SiO2)m,Si1(n)}/100+
WSL,P1(n)×(β1+γ1)+WCaO,P1(n)]/α1…(10)
但し、(9)式、(10)式において、WS,P1(n)は、nチャージ目の予備処理の脱燐処理終了時の計算スラグ質量(t)である。それ以外の(3)式〜(8)式で説明した記号は、上記説明のとおりである。
容量330トンの1基の転炉型精錬炉を用い、脱燐処理(一次吹錬)、中間排滓、脱炭処理(二次吹錬)をこの順に行って、溶銑から溶鋼を溶製する際に、図2に示した構成の装置により、LIBS法を用いて中間排滓時にスラグ組成を測定し、スラグ成分分析結果に基づいて、その後の脱炭処理におけるCaO系媒溶剤の添加量を算出し、算出された量のCaO系媒溶剤を添加して行う溶鉄の精錬方法(本発明例)と、脱燐処理後にスラグ組成を測定しない従来法による溶鉄の精錬方法(比較例)とを、それぞれ5チャージずつ連続して実施した。一次吹錬の脱燐処理では、脱珪処理も同時に行われる。
[WS,C2(n-1)×ε2/{Bc,C2(n-1)+1}+{XSi2(n)/100}×WHM2(n)×60/28
+WSiO2,P2(n)]…(11)
Bm,P2(n)=(%CaO)m,P2(n)/(%SiO2)m,P2(n)…(12)
但し、(11)式、(12)式において、各記号は以下のとおりである。
Bc,C2(n-1):n−1チャージ目の精錬の脱炭処理終了時のスラグの計算塩基度
WS,C2(n-1):n−1チャージ目の精錬の脱炭処理終了時の計算スラグ質量(t)
WCaO,P2(n):nチャージ目の精錬の脱燐処理工程における生石灰の添加量(t)
WSiO2,P2(n):nチャージ目の精錬の脱燐処理工程における珪石の添加量(t)
XSi2(n):nチャージ目の精錬の脱燐処理前の溶銑中の珪素濃度(質量%)
WHM2(n):nチャージ目の精錬の脱燐処理前の溶銑量(t)
Bm,P2(n):nチャージ目の精錬の脱燐処理終了後のスラグのLIBS法によるスラグ塩基度の測定値
(%CaO)m,P2(n):nチャージ目の精錬の脱燐処理後のスラグのLIBS法で測定されたCaO濃度(質量%)
(%SiO2)m,P2(n):nチャージ目の精錬の脱燐処理後のスラグのLIBS法で測定されたSiO2濃度(質量%)
ε2:脱炭処理後のスラグ中のCaO及びSiO2の質量比率の平均値の和
尚、本実施例ではε2=0.5とした。また、Bc,C2(n-1)及びWS,C2(n-1)の算出方法については後述するが、1チャージ目の精錬においては、Bc,C2(0)は0(ゼロ)でない定数とし、WS,C2(0)=0とした。
WSiO2,P2(n)]/α2…(13)
WS,P2(n)=[WS,C2(n-1)×ε2+{XSi2(n)/100}×WHM2(n)×60/28+WCaO,P2(n)+WSiO2,P2(n)]/
[{(%CaO)m,P2(n)+(%SiO2)m,P2(n)}/100] …(14)
但し、(13)式、(14)式において、各記号は以下のとおりである。
α2:脱燐処理後のスラグ中のCaO及びSiO2の質量比率の平均値の和
上記以外の(11)式及び(12)式で説明した記号は、上記説明のとおりである。尚、本実施例ではα2=0.6とした。
[{WS,P2(n)-WO,P2(n)}×α2/{Bc,P2(n)+1}]…(15)
Bc,C2(n)=[{WS,P2(n)-WO,P2(n)}×{(%CaO)m,P2(n)/100}+WCaO,C2(n)]/
[{WS,P2(n)-WO,P2(n)}×(%SiO2)m,P2(n)/100]…(16)
但し、(15)式、(16)式において、各記号は以下のとおりである。
WO,P2(n):nチャージ目の精錬の脱燐処理後に排滓されるスラグ質量(t)
WCaO,C2(n):nチャージ目の精錬の脱炭処理工程おける生石灰の添加量(t)
上記以外の(11)式〜(14)式で説明した記号は、上記説明のとおりである。
WS,C2(n)=[{WS,P2(n)-WO,P2(n)}×{(%CaO)m,P2(n)+(%SiO2)m,P2(n)}/100
+WCaO,C2(n)]/ε2…(18)
但し、(17)式、(18)式において、WS,C2(n)は、nチャージ目の精錬の脱炭処理終了時の計算スラグ質量(t)である。それ以外の(11)式〜(16)式で説明した記号は、上記説明のとおりである。
2 炉口
3 底吹き羽口
4 溶銑
5 スラグ
6 レーザ光発生器
7 集光レンズ
8 レーザ光
9 受光部
10 光ファイバ
11 分光・測光器
12 演算用計算機
13 撮像装置
14 スラグ収容容器
Claims (24)
- 転炉型精錬炉における溶鉄の精錬で生じたスラグを、該スラグの一部を前記転炉型精錬炉に残留させたまま、前記転炉型精錬炉に残留させた溶鉄または前記転炉型精錬炉に新たに装入した溶銑を精錬するに際し、
溶鉄の精錬で生じた前記スラグの成分を、該スラグから分析試料を採取することなく定量分析し、その成分分析結果に基づいて、スラグを残留させた前記転炉型精錬炉で行う、炉内に残留させた溶鉄の次工程の精錬または炉内に新たに装入した溶銑を用いた次のチャージの溶鉄の精錬における精錬前及び/または精錬中に添加する造滓剤の量を決定することを特徴とする、溶鉄の精錬方法。 - 前記スラグの成分の分析は、前記スラグの表面にレーザ光を集光させ、レーザ光の集光に伴い発生するプラズマ中の少なくともカルシウム(Ca)及び珪素(Si)を含む2種類以上の元素の発光強度を測定し、測定された発光強度及び/または発光強度比に基づいて前記スラグの塩基度を評価することを含むことを特徴とする、請求項1に記載の溶鉄の精錬方法。
- 前記スラグの成分の分析は、前記スラグの表面にレーザ光を集光させ、レーザ光の集光に伴い発生するプラズマ中の少なくともカルシウム(Ca)及び珪素(Si)を含む2種類以上の元素の発光強度を測定し、測定された発光強度及び/または発光強度比に基づいて前記スラグの組成を評価することを含むことを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の溶鉄の精錬方法。
- 前記転炉型精錬炉内のスラグ、前記転炉型精錬炉から排出中のスラグまたは排出後のスラグ収容容器内のスラグの表面にレーザ光を集光させて、前記プラズマをスラグ表面に発生させることを特徴とする、請求項2または請求項3に記載の溶鉄の精錬方法。
- 前記溶鉄の精錬が1つの転炉型精錬炉を用いて複数の精錬工程を行う溶銑の予備処理であり、前記複数の精錬工程の間で、溶銑及びスラグの一部を前記転炉型精錬炉に残留させたまま、スラグの残部を排出して、溶銑に予備処理を施すにあたり、前記スラグの残部を排出する際に、前記スラグの成分を分析し、その成分分析結果に基づいて、次工程の精錬工程において添加する造滓剤の量を決定することを特徴とする、請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の溶鉄の精錬方法。
- 前記溶銑の予備処理が脱珪処理工程と脱燐処理工程とを含み、脱珪処理工程と脱燐処理工程との間で、溶銑及びスラグの一部を前記転炉型精錬炉に残留させたまま、スラグの残部を排出する際に、前記スラグの成分を分析し、その成分分析結果に基づいて、前記脱燐処理工程において添加する造滓剤の量を決定することを特徴とする、請求項5に記載の溶鉄の精錬方法。
- 前記溶鉄の精錬が溶銑の予備処理であり、前記転炉型精錬炉における前チャージの溶銑の脱燐処理で生じたスラグの一部または全部を前記転炉型精錬炉に残留させたまま、次のチャージの溶銑を前記転炉型精錬炉に装入し、次のチャージの溶銑の予備処理を行うことを特徴とする、請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の溶鉄の精錬方法。
- 1つの転炉型精錬炉を用い、転炉型精錬炉内にCaO系媒溶剤及び酸素源を供給して前記転炉型精錬炉内の溶銑を脱燐処理する脱燐処理工程と、前記転炉型精錬炉を傾動して、脱燐処理工程後の溶銑及び脱燐処理工程で生成したスラグの一部を前記転炉型精錬炉に残留させたまま、前記スラグの残部を排出する中間排滓工程と、前記転炉型精錬炉内にCaO系媒溶剤及び酸素源を供給して前記転炉型精錬炉に残留させた溶銑を脱炭処理して溶鋼にする溶鉄の脱炭処理工程と、脱炭処理工程後の溶鋼を前記転炉型精錬炉から出鋼する出鋼工程とを、この順に行って溶銑から溶鋼を溶製するにあたり、前記中間排滓工程での前記スラグの残部を排出する際に、前記スラグの成分を分析し、その成分分析結果に基づいて、前記脱炭精錬工程において添加する造滓剤の量を決定することを特徴とする、請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の溶鉄の精錬方法。
- 前記転炉型精錬炉における前チャージの溶鉄の脱炭処理工程で生じたスラグの一部または全部を前記転炉型精錬炉に残留させたまま、次のチャージの溶銑を前記転炉型精錬炉に装入し、次のチャージの溶銑の脱燐処理工程を行うことを特徴とする、請求項8に記載の溶鉄の精錬方法。
- 転炉型精錬炉内にCaO系媒溶剤及び酸素源を供給して前記転炉型精錬炉内の溶銑を脱炭処理して溶鋼にする脱炭処理工程で生成したスラグの一部または全部を前記転炉型精錬炉に残留させたまま、前記転炉型精錬炉に次のチャージの溶銑を装入して精錬するにあたり、脱炭処理工程で生成した前記スラグの成分を分析し、その成分分析結果に基づいて、次のチャージの溶鉄の精錬において添加する造滓剤の量を決定することを特徴とする、請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の溶鉄の精錬方法。
- 転炉型精錬炉内にCaO系媒溶剤及び酸素源を供給して前記転炉型精錬炉内の溶銑を脱燐処理する脱燐処理工程で生成したスラグの一部または全部を前記転炉型精錬炉に残留させたまま、前記転炉型精錬炉に次のチャージの溶銑を装入して溶銑に脱燐処理を施すにあたり、脱燐処理工程で生成した前記スラグの成分を分析し、その成分分析結果に基づいて、次のチャージの溶鉄の精錬において添加する造滓剤の量を決定することを特徴とする、請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の溶鉄の精錬方法。
- 前記スラグの成分分析結果に基づいて添加量を決定する前記造滓剤がCaO系媒溶剤であることを特徴とする、請求項1ないし請求項11のいずれか1項に記載の溶鉄の精錬方法。
- 前記スラグの成分分析結果がスラグ中のMgO含有量を含み、前記スラグの成分分析結果に基づいて添加量を決定する前記造滓剤がMgO系媒溶剤を含むことを特徴とする、請求項1ないし請求項12のいずれか1項に記載の溶鉄の精錬方法。
- 前記スラグの成分分析結果がスラグ中の酸化鉄含有量を含み、前記スラグの成分分析結果に基づいて添加量を決定する前記造滓剤が酸化鉄系媒溶剤を含むことを特徴とする、請求項1ないし請求項13のいずれか1項に記載の溶鉄の精錬方法。
- 転炉型精錬炉における溶鉄の精錬で生じたスラグを、該スラグの一部を前記転炉型精錬炉に残留させたまま、前記転炉型精錬炉に残留させた溶鉄または前記転炉型精錬炉に新たに装入した溶銑を精錬するに際し、
溶鉄の精錬で生じた前記スラグの表面にレーザ光を集光させ、レーザ光の集光に伴い発生するプラズマ中の少なくとも鉄(Fe)を含む元素の発光強度を測定し、測定された発光強度に基づいて前記スラグの酸化鉄含有量を定量分析し、
その分析結果に基づいて、スラグを残留させた前記転炉型精錬炉で行う、炉内に残留させた溶鉄の次工程の精錬または炉内に新たに装入した溶銑を用いた次のチャージの溶鉄の精錬におけるスラグの酸化鉄含有量を制御することを特徴とする、溶鉄の精錬方法。 - 前記溶鉄の精錬が1つの転炉型精錬炉を用いて一次吹錬工程と二次吹錬工程とを行う溶鉄の精錬であり、前記一次吹錬工程と前記二次吹錬工程との間で、溶鉄及びスラグの一部を前記転炉型精錬炉に残留させたまま、スラグの残部を排出し、前記転炉型精錬炉に残留させた溶鉄に精錬を施すにあたり、前記スラグの残部を排出する際に、前記一次吹錬工程にて発生したスラグの表面にレーザ光を集光させて酸化鉄含有量を定量分析し、その酸化鉄含有量の定量分析結果に基づいて、二次吹錬工程におけるスラグの酸化鉄含有量を制御することを特徴とする、請求項15に記載の溶鉄の精錬方法。
- 前記溶鉄の精錬が1つの転炉型精錬炉を用いて一次吹錬工程と二次吹錬工程とを行う溶鉄の精錬であり、前記一次吹錬工程と前記二次吹錬工程との間で、溶鉄及びスラグの一部を前記転炉型精錬炉に残留させたままスラグの残部を排出し、前記転炉型精錬炉に残留させた溶鉄に精錬を施す精錬方法を、連続する2チャージ以上の溶銑に施すにあたり、前記転炉型精錬炉における前チャージの溶銑の二次吹錬工程で生じたスラグの一部または全部を前記転炉型精錬炉に残留させたまま、次のチャージの溶銑を前記転炉型精錬炉に装入し、次のチャージの溶銑の一次吹錬工程を行う際に、前チャージの溶銑の前記二次吹錬工程で生じたスラグの表面にレーザ光を集光させて酸化鉄含有量を定量分析し、酸化鉄含有量の定量分析結果に基づいて、次のチャージの溶銑の前記一次吹錬工程におけるスラグの酸化鉄含有量を制御することを特徴とする、請求項15または請求項16に記載の溶鉄の精錬方法。
- 前記一次吹錬工程または前記二次吹錬工程でスラグの酸化鉄含有量を制御する際に、気体酸素の供給速度、気体酸素を供給するための上吹きランスのランス高さ、底吹きガス流量のうちのいずれか1種以上の条件を調整して酸化鉄含有量を制御することを特徴とする、請求項16または請求項17に記載の溶鉄の精錬方法。
- 前記一次吹錬工程が溶銑の脱珪処理であり、且つ、前記二次吹錬工程が溶銑の脱燐処理であることを特徴とする、請求項16ないし請求項18のいずれか1項に記載の溶鉄の精錬方法。
- 前記一次吹錬工程が溶銑の脱燐処理であり、且つ、前記二次吹錬工程が溶銑を脱炭して溶鋼とする脱炭処理であることを特徴とする、請求項16ないし請求項18のいずれか1項に記載の溶鉄の精錬方法。
- 前記溶鉄の精錬が1つの転炉型精錬炉を用いて一次吹錬工程と二次吹錬工程とを行う溶鉄の精錬であり、前記一次吹錬工程と前記二次吹錬工程との間で、溶鉄及びスラグの一部を前記転炉型精錬炉に残留させたまま、スラグの残部を排出し、前記転炉型精錬炉に残留させた溶鉄に精錬を施す精錬方法を、連続する2チャージ以上の溶銑に施すにあたり、前記転炉型精錬炉における前チャージの溶銑の二次吹錬工程で生じたスラグを、炉外に排出することなく前記転炉型精錬炉に残留させたまま、次のチャージの溶銑を前記転炉型精錬炉に装入し、次のチャージの溶銑の一次吹錬工程を行う際に、前チャージの溶銑の前記二次吹錬工程の前後においてスラグの成分を定量分析し、前記二次吹錬工程の前後におけるスラグの成分の定量分析結果と前記二次吹錬工程における造滓剤の使用量とに基づいて前記二次吹錬工程後のスラグ量を求め、得られたスラグ量を次チャージの溶銑の一次吹錬工程におけるスラグの制御に利用することを特徴とする、請求項1ないし請求項20のいずれか1項に記載の溶鉄の精錬方法。
- 前記スラグの成分の定量分析方法が、スラグの表面にレーザ光を集光させ、レーザ光の集光に伴い発生するプラズマ中の元素の発光強度を測定し、測定された発光強度及び/または発光強度比に基づいて前記スラグの成分を定量分析する方法を含み、前記レーザ光をスラグの表面に集光させるための集光レンズとレーザ光を集光させるスラグ表面との距離を測定し、前記集光レンズと前記スラグ表面との距離を所定の値とするように前記集光レンズの位置を調整することを特徴とする、請求項1ないし請求項21のいずれか1項に記載の溶鉄の精錬方法。
- 800℃以上の高温の分析対象物の表面にレーザ光を集光させ、レーザ光の集光に伴い発生するプラズマ中の元素の発光強度を測定し、測定された発光強度及び/または発光強度比に基づいて前記分析対象物の組成を評価する高温物質の組成分析方法であって、
前記レーザ光を集光させる集光レンズの光軸から所定距離離れ、且つ、前記集光レンズに対して相対的な位置が固定された撮像装置により、前記分析対象物の表面の前記レーザ光の集光位置の発光を撮像し、
前記撮像装置により採取された前記レーザ光の集光位置の発光の位置情報に基づいて、前記集光レンズと前記スラグ表面との距離を所定の値とするように前記集光レンズの位置を調整することを特徴とする、高温物質の組成分析方法。 - 800℃以上の高温の分析対象物の表面にレーザ光を集光させ、レーザ光の集光に伴い発生するプラズマ中の元素の発光強度を測定し、測定された発光強度及び/または発光強度比に基づいて前記分析対象物の組成を評価する高温物質の組成分析装置であって、
前記分析対象物に対して前記集光レンズの光軸の方向に移動可能な、前記レーザ光を集光させるための集光レンズと、
前記集光レンズの光軸から所定距離だけ離れ、且つ、前記集光レンズに対して相対的に固定された位置に配置される、前記分析対象物の表面の前記レーザ光の集光位置の発光を撮像するための撮像装置と、
前記撮像装置により採取された前記レーザ光の集光位置の発光の位置情報に基づいて、前記集光レンズと前記スラグ表面との距離を所定の値とするように前記集光レンズの位置を調整する機構と、
を有することを特徴とする、高温物質の組成分析装置。
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