JP2017106110A

JP2017106110A - 転炉の吹錬方法

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Publication number: JP2017106110A
Application number: JP2016231970A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　紀彦; Norihiko Suzuki; 紀彦鈴木; 五十川　徹; Toru Isogawa; 徹五十川; 川波　俊一; Shunichi Kawanami; 俊一川波; 錦織　正規; Masanori Nishigori; 正規錦織; 周大井上; Tadahiro Inoue; 市川　彰; Akira Ichikawa; 彰市川
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2015-12-07
Filing date: 2016-11-30
Publication date: 2017-06-15
Anticipated expiration: 2036-11-30
Also published as: JP6485432B2

Abstract

【課題】転炉の吹錬において、要求される品質を満たしつつ石灰の装入量を少なくする。
【解決手段】溶銑から溶鋼を製造する転炉の吹錬方法において、前チャージにおいて残留して次チャージに持ち込まれる残留スラグの量と、前チャージにおける吹錬実績データの少なくとも１つ以上を用いて算出された前記残留スラグの成分濃度とを用いて、次チャージで転炉に装入するＣａＯの量を決定することを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、溶銑を脱炭精錬して溶鋼を製造する転炉の吹錬方法に関する。

転炉の吹錬において、石灰原単位を抑えつつ溶鋼を目標とする成分に調整することは重要な課題である。従って、現在では計算機を用いた高度な計算を行うことで石灰の量を計算することが一般的である。例えば、特許文献１では、過去の吹錬実績データベースから、実施予定の吹錬条件ベクトルに類似した過去の吹錬実績ベクトルを選択し、この吹錬実績ベクトルに基づいて最適な石灰の量を算出している。また、特許文献２では、吹錬チャージ実績からチャージ毎に更新される学習項を含む石灰投入量計算手順を表す関数を用いて石灰の量を算出している。

特開２００６−２３３３１２号公報特開２０００−３０９８１７号公報

しかしながら、特許文献１および特許文献２のいずれにも前チャージから、次チャージに持ち込まれる前チャージの残留スラグに含まれる成分の量を把握することは記載されていない。例えば、脱りんを目的とする転炉の吹錬において、りんは、溶銑だけでなく前チャージから持ち込まれる残留スラグにも含まれる。しかしながら、持ち込まれるりん量を把握していないので、ある程度のりんが持ち込まれても問題とならないように、安全率を見込んだ量の石灰が装入されていた。そのため、次チャージで転炉に装入する石灰の量が多くなる、という課題があった。

このような課題を解決するための本発明の特徴は以下の通りである。
［１］溶銑から溶鋼を製造する転炉の吹錬方法において、前チャージにおいて残留して次チャージに持ち込まれる残留スラグの量と、前チャージにおける吹錬実績データの少なくとも１つ以上を用いて算出された前記残留スラグの成分濃度とを用いて、次チャージで転炉に装入するＣａＯの量を決定することを特徴とする転炉の吹錬方法。
［２］前記残留スラグの量は、前記転炉の傾動角度に対応付けて算出することを特徴とする［１］に記載の転炉の吹錬方法。
［３］前記残留スラグの量は、さらに前記転炉の炉令数に対応付けて算出することを特徴とする［２］に記載の転炉の吹錬方法。
［４］前記残留スラグの成分濃度として、前記残留スラグに含まれるＣａＯの濃度を、前記残留スラグに含まれる酸化鉄の濃度と、前チャージで投入した原材料の実績値から計算された塩基度と、を用いて算出することを特徴とする［１］から［３］のいずれか１つに記載の転炉の吹錬方法。
［５］前記残留スラグの成分濃度として、前記残留スラグに含まれるＣａＯの濃度を、下記数式（１）を用いて算出することを特徴とする［４］に記載の転炉の吹錬方法。

但し、前記数式（１）における％ＣａＯは、前記残留スラグに含まれるＣａＯの濃度（質量％）であり、％ＦｅＯは、前記残留スラグに含まれる酸化鉄の濃度（質量％）であり、Ｃ／Ｓは、前チャージで投入した原材料の実績値から計算された塩基度であり、Ｅは、過去の吹錬におけるＣａＯ濃度、ＳｉＯ_２濃度、ＦｅＯ濃度の実績値から算出される定数であり、Ｆは、前記計算された塩基度と実際の塩基度との差を補正する定数である。
［６］前記残留スラグの成分濃度として、前記残留スラグに含まれるりんの濃度（質量％）を、前チャージにおける溶鋼の終点りん濃度と、残留スラグに含まれる酸化マグネシウムの濃度と、前チャージにおける溶鋼の終点温度と、前チャージの溶銑のりん濃度と、前チャージの溶鋼の質量と、前チャージの溶銑の質量と、前チャージの残湯の質量と、前チャージのスラグの質量と、を用いて算出することを特徴とする［５］に記載の転炉の吹錬方法。
［７］前記残留スラグの成分濃度として、前記残留スラグに含まれるりんの濃度を下記数式（２）、下記数式（３）および下記数式（４）を用いて算出することを特徴とする［６］に記載の転炉の吹錬方法。

但し、前記数式（２）における％Ｐは、前記残留スラグに含まれるりんの濃度（質量％）であり、［Ｐ］_ｆは、前チャージにおける溶鋼の終点りん濃度（質量％）であり、γは、数式（３）により算出される数であり、前記数式（３）における％ＭｇＯは、残留スラグに含まれる酸化マグネシウムの濃度（質量％）であり、λは、前チャージにおける平衡到達度（１０^２％）であり、Ｔは、前チャージにおける溶鋼の終点温度（℃）であり、Ａ、Ｂ、Ｇ、Ｈ、ＩおよびＪは、過去の吹錬における実績から定められる定数であり、Ｌｏｇは、常用対数であり、前記数式（４）における［Ｐ］_ｉは、前チャージの溶銑のりん濃度（質量％）を表し、Ｗａは、前チャージの溶鋼の量（ｋｇ）を表し、Ｗｂは、前チャージの溶銑の量（ｋｇ）を表し、Ｗｃは、前チャージの残湯の量（ｋｇ）を表し、Ｗｓは、前チャージのスラグの量（ｋｇ）を表す。

本発明の転炉の吹錬方法を用いることで、残留スラグに含まれるりんの量および石灰の量を把握し、当該りんの量および石灰の量に対応させた量の石灰を転炉に装入して吹錬できる。これにより、転炉の吹錬において要求される品質を満たしつつ転炉に装入する石灰の量を少なくできる。

以下に、本発明の一実施形態である溶銑から溶鋼を製造する転炉の吹錬方法について説明する。なお、各原料の濃度を示す「％」は、特に断らない限り「質量％」を意味する。本実施形態における吹錬方法は、まず、前チャージにおいて残留し、次チャージに持ち込まれるスラグ（以後、残留スラグという場合がある）の量と、残留スラグの成分濃度とを算出する。次に、算出された残留スラグの量と残留スラグの成分濃度とから、残留スラグに含まれ、次チャージに持ち込まれる各成分量を算出する。このように、算出された次チャージに持ち込まれる各成分量に対応させて、次チャージで転炉に装入する石灰の量を決定する。

例えば、脱りんを目的とする転炉の吹錬において、溶銑に含まれるりんだけでなく残留スラグに含まれるりんも、スラグ中に含ませて取り除くことが求められる。しかしながら、残留スラグに含まれるりんの量が算出できないので、ある程度のりんが持ち込まれても問題とならないように、安全率を見込んだ量の石灰が装入されていた。そのため、次チャージで転炉に装入する石灰が多くなっていた。

本実施形態に係る転炉の吹錬方法を用いることで、残留スラグに含まれるりんの量を精度よく算出できる。そして、算出されたりんの量に対応させて転炉への石灰の装入量を決定することで、要求される品質を満たしつつ石灰の装入量を少なくできる。

また、前チャージから次チャージに持ち込まれる残留スラグには石灰も含まれる。そのため、次チャージにはりんとともに石灰も持ち込まれる。しかしながら、残留スラグに含まれる石灰の量も算出できないので、石灰の持ち込み量が少なくても問題とならないように、残留スラグに含まれる石灰の量を少なく見積もっていた。

本実施形態に係る転炉の吹錬方法を用いることで、前チャージの残留スラグに含まれ、次チャージに持ち込まれる石灰の量も精度よく算出できる。本実施形態に係る転炉の吹錬方法を用いて算出された石灰の量は、従来、安全率を見込んで少なく見積もられた石灰の持ち込み量よりも多くなる。このため、算出された石灰の量と少なめに見積もられた石灰の量との差分を、次チャージで装入する石灰の量からさらに減らすことができるので、要求される品質を満たしつつ、さらに石灰の装入量を少なくできる。

また、残留スラグ量が多いほど、次チャージで装入する石灰量を多く削減できるところ、残留スラグ量を精度よく算出できないので、残留スラグ量が少なくても問題とならないように、残留スラグ量を少なく見積もっていた。本実施形態に係る転炉の吹錬方法では、残留スラグの量を転炉の傾動角度及び／または炉令数に対応付けて精度よく算出できる。このため、残留スラグの量を少なく見積もることなく、算出された残留スラグ量に応じて、次チャージで装入する石灰量を削減できるので、要求される品質を満たしつつ、さらに石灰の装入量を少なくできる。

次に、本実施形態に係る吹錬方法における石灰の装入量の算出方法を、脱りんを目的とする転炉を用いた吹錬方法を例に説明する。次チャージにおいて転炉に装入する石灰の量は、残留スラグの量と、残留スラグの成分濃度とから算出される各成分が次チャージに持ち込まれることを考慮して決定される。ここで、残留スラグの成分濃度とは、残留スラグに含まれる各成分、例えば、酸化鉄（ＦｅＯ）の濃度、石灰（ＣａＯ）の濃度、または、りん（Ｐ）の濃度である。

前チャージの残留スラグに含まれる酸化鉄の濃度、石灰の濃度およびりんの濃度を算出する方法について説明する。前チャージの残留スラグに含まれる酸化鉄の濃度は、Ｔａｙｌｏｒ−Ｃｈｉｐｍａｎの式から導かれる数式（５）を用いて算出できる。

但し、％ＦｅＯは、残留スラグに含まれる酸化鉄の濃度（％）を表す。Ｏ_２は、前チャージの終点酸素量（ｐｐｍ）の実績値を表す。前チャージの終点酸素量は、例えば、前チャージにおける吹錬終了時にサブランスを用いて測定された溶鋼の酸素量を用いる。Ｔは、前チャージにおける溶鋼の終点温度（℃）の実績値を表す。Ｔは、例えば、熱電対等を用いて測定された吹錬終了時における溶鋼の温度を用いてよい。なお、溶鋼の終点温度に代えて、出鋼温度（℃）を用いてもよい。ＣおよびＤは、Ｔａｙｌｏｒ−Ｃｈｉｐｍａｎの式から導かれる定数である。

残留スラグに含まれる石灰の濃度は、残留スラグに含まれる酸化鉄の濃度と、前チャージで投入した原材料の実績値から計算された塩基度と、を用いて算出できる。例えば、残留スラグに含まれる石灰の濃度は、スラグバランス式から導かれる数式（６）および塩基度計算式から導かれる数式（７）から％ＳｉＯ_２を消去した数式（１）を用いて算出できる。

但し、数式（６）における％ＣａＯは、残留スラグに含まれる石灰の濃度（％）を表す。％ＳｉＯ_２は、残留スラグに含まれる二酸化ケイ素の濃度（％）を表す。％ＦｅＯは、残留スラグに含まれる酸化鉄の濃度（％）を表す。そしてＥは、残留スラグに含まれる石灰の濃度と、二酸化ケイ素の濃度と、酸化鉄の濃度との和によって定められる定数を表す。Ｅは、過去の吹錬で生成したスラグにおける石灰の濃度、二酸化ケイ素の濃度および酸化鉄の濃度の実績値を数式（６）に代入することによって算出できる。

但し、数式（７）における％ＣａＯは、残留スラグに含まれる石灰の濃度（％）を表す。％ＳｉＯ_２は、残留スラグに含まれる二酸化珪素の濃度（％）を表す。Ｃ／Ｓは、前チャージにおいて投入した原材料の実績値から計算される塩基度であり、投入したスラグを構成する原料の全てがスラグになったとして計算される塩基度である。Ｆは、吹錬時における実際の塩基度と、上記Ｃ／Ｓとの差を補正する定数を表す。Ｆは、過去の吹錬で生成したスラグにおける石灰濃度の実績値と、二酸化珪素の濃度の実績値から算出される実際の塩基度を、原料の全てがスラグになったとして計算されたＣ／Ｓで除することで算出できる。

但し、数式（１）における各値は、数式（６）および数式（７）と同じである。

また、残留スラグに含まれるりんの濃度は、前チャージにおける溶鋼の終点りん濃度と、残留スラグに含まれる酸化マグネシウムの濃度と、前チャージの溶銑のりん濃度と、前チャージの溶鋼の質量と、前チャージの溶銑の質量と、前チャージの残湯の質量と、前チャージのスラグの質量と、を用いて算出できる。例えば、残留スラグに含まれるりんの濃度は、脱りん平衡式から導かれる数式（２）を用いて算出できる。

但し、数式（２）における％Ｐは、残留スラグに含まれるりんの濃度（％）を表す。［Ｐ］_ｆは、前チャージにおける溶鋼の終点りん濃度（％）を表す。数式（２）におけるγは、以下の数式（８）を用いて算出できる数である。また、［Ｐ］_ｆは、後述する数式（４）を用いて算出される。

但し、数式（８）における％Ｐ_２Ｏ_５は、残留スラグに含まれるりん酸濃度を表し、％ＭｇＯは、残留スラグに含まれる酸化マグネシウム濃度（％）を表す。残留スラグに含まれる酸化マグネシウム濃度は、前チャージの吹錬における副原料およびスクラップによって装入される酸化マグネシウム量から算出される。λは、前チャージにおける平衡到達度（１０^２％）を表し、Ｔは、前チャージの溶鋼の終点温度（℃）を表す。また、Ｌｏｇは、１０を底とする常用対数である。さらに、Ａ、Ｂ、Ｇ、Ｈ、ＩおよびＪは、それぞれ過去の吹錬で生成されたスラグの実績から定められる定数を表す。これら定数におけるＧ、Ｈ、ＩおよびＪは、ＣａＯの塩基度への影響度を１とした場合におけるＭｇＯおよびＦｅＯの塩基度への影響度を反映させる定数である。Ｇ、Ｈ、ＩおよびＪは、過去の吹錬で生成されたスラグにおける％ＣａＯ、％ＭｇＯおよび％ＦｅＯの実績値および塩基度から算出される。なお、数式（８）は、数式（３）を含む式である。

Ａ、Ｂは、数式（８）においてλを１とし、数式（８）にＧ、Ｈ、ＩおよびＪとして定められた定数を入れ、左辺の％Ｐ_２Ｏ_５／［Ｐ］_ｆ ^２の実績値が、％ＣａＯ、％ＦｅＯ、％ＭｇＯの過去の実績値に合致するように重回帰計算することによって算出される定数である。λは、重回帰計算によってされたＡ、ＢおよびＧ、Ｈ、ＩおよびＪのそれぞれの値を、代入した数式（８）によって算出される出鋼温度Ｔ（℃）とｌｏｇ（％Ｐ_２Ｏ_５／［Ｐ］_ｆ ^２）の関係と、過去に実施された吹錬における出鋼温度Ｔ（℃）とｌｏｇ（％Ｐ_２Ｏ_５／［Ｐ］_ｆ ^２）の関係の実績とのずれを補正する定数である。

また、数式（２）、（８）に含まれる［Ｐ］_ｆは、りんバランス式から導かれる以下の数式（４）を用いて算出できる。

但し、数式（４）におけるＷｂは、前チャージの溶銑の量（ｋｇ）を表す。Ｗｃは、前チャージの残湯の量（ｋｇ）を表す。［Ｐ］ｉは、前チャージにおける溶銑のりん濃度（％）を表す。なお、ＷｂおよびＷｃは、前チャージにおいて装入された溶銑の重量および残湯の重量の測定値を用いる。

また、Ｗｓは、前チャージのスラグの量（ｋｇ）を表し、以下の数式（９）により算出できる。Ｗａは、前チャージの溶鋼の量（ｋｇ）を表し、Ｗａは、以下の数式（１０）により算出される。

但し、数式（９）におけるＴ．ＣａＯは装入される石灰の全量（ｋｇ）を表す。Ｔ．ＣａＯは、前チャージにおいて装入した石灰の重量の測定値を用いる。

但し、数式（１０）におけるＷｄは、前チャージにおいて転炉に装入された全装入量（ｋｇ）を表す。Ｗｄは、前チャージにおいて転炉に装入した全装入量の重量の測定値を用いる。また、Ｋは、全装入量に対する溶鋼量の割合を表す。Ｋは、過去に実施された吹錬におけるＷａおよびＷｄの実績値から算出できる。

このように数式（１）から数式（１０）と、前チャージにおける各測定値とを用いて、残留スラグの成分濃度である酸化鉄の濃度、石灰の濃度およびりんの濃度が算出できる。なお、数式（１）から数式（１０）において用いられる各測定値は、前チャージにおける吹錬の実績値が用いられる。また、スラグとは、前チャージの残留スラグを示す。すなわち、前チャージにおける各測定値とは、前チャージにおける吹錬実績データである。

次に、前チャージで残留するスラグの量の算出方法について説明する。本実施形態において、前チャージで残留するスラグの量は、例えば、下記のように算出されてよい。

転炉ごとの内面形状プロファイルを用いて、各傾動角度に対応付けて炉内に残留する残留スラグ量を算出してもよい。具体的には、まず、残留スラグのスラグ面は水平であるとして、傾動角度に対応させて傾かせた転炉における炉口内周の最下点を通る水平面と、転炉内面形状によって囲まれる領域を残留スラグが残る領域と特定する。特定した領域の容積を、内面形状プロファイルと、炉口最下点を通る水平面とから算出する。そして、算出した容積にスラグ比重を乗ずることによって、残留スラグ量を算出してもよい。

また、さらに、転炉の炉令数を用いて、各炉令数に対応付けて炉内に残留する残留スラグ量を算出してもよい。例えば、耐火物の損耗速度を考慮し、炉令数の増加に伴う内面形状プロファイルの変化を実測し、それぞれの炉令数に対応付けた内面形状プロファイルを準備する。具体的には、炉令数０〜１０００までは、内面形状プロファイルＡを用い、炉令数１００１〜２０００までは、内面形状プロファイルＢを用い、炉令数２００１以上は、内面形状プロファイルＣを用いる、といったように、炉令数に対応ついた複数の内面形状プロファイルを準備する。そして、転炉の炉令数に対応した内面形状プロファイルを用いて、傾動角度別に残留スラグ量を算出してもよい。

そして、残留スラグに含まれる石灰の量は、上述のように算出された残留スラグの量と、数式（１）から算出される石灰の濃度とから算出できる。また、残留スラグに含まれるりんの量は、残留スラグの量と、数式（２）から算出されるりん濃度とから算出できる。

次に、転炉に装入する石灰の量を算出する方法をについて説明する。転炉に装入する石灰の量は、残留スラグによって次チャージに持ち込まれる石灰の量およびりんの量を考慮して次チャージに装入する石灰の量を算出する。本実施形態において、石灰の量は、吹錬する溶銑に含まれるりんの量に残留スラグに含まれるりんの量を加算したりんの量を基準にして算出する。そして、算出された石灰の量から、残留スラグによって持ち込まれる石灰の量を減ずることで、次チャージに装入する石灰の量が算出できる。

すなわち、石灰の量は、残留スラグによって持ち込まれるりんの量が予め溶銑に含まれるとみなせば、従来用いられた手法を用いて算出することができる。本実施形態において、次チャージに装入する石灰の量を算出する手法として、次チャージの吹錬条件と脱りん平衡式、スラグバランス式およびりんバランス式から導かれる以下に示す数式（１１）、数式（１２）および数式（１３）とを用いて算出する手法を用いた。

但し、数式（１１）における各値は、数式（８）で説明した各値と同じである。数式（１２）における、％ＦｅＯは、スラグに含まれる酸化鉄の濃度を表す。％ＭｇＯは、スラグに含まれる酸化マグネシウムの濃度（％）を表す。％ＣａＯは、スラグに含まれる石灰の濃度（％）を表す。％ＳｉＯ_２は、スラグに含まれる二酸化珪素の濃度（％）を表す。％ＭｎＯは、スラグに含まれる酸化マンガンの濃度（％）を表す。％Ｐ_２Ｏ_５は、スラグに含まれるりん酸の濃度（％）を表す。Ｌは、過去の吹錬におけるスラグの酸化マグネシウムの濃度、酸化珪素の濃度、酸化マンガン濃度、りん酸の濃度の実績値から定められる定数である。なお、数式（１１）および数式（１２）における各値は、全て、次チャージの吹錬の値が用いられる。

また、数式（１３）は、溶銑に持ち込まれたりんの量は、溶銑から取り出されるりん量と等しいことを規定した式であり、ＩｎｐｕｔＰは、次チャージにおいて装入される溶銑に含まれるりんの量を表し、ＯｕｔｐｕｔＰは、次チャージにおいて、りん酸として溶銑からスラグに取り出されるりんの量を表す。なお、ＩｎｐｕｔＰは、前チャージにおける残留スラグによって持ち込まれるりんの量も含む。

まず、数式（１３）を用いて、りん酸として溶銑からスラグに取り出されるりんの量を算出する。りんの量は、装入される溶銑中のりん濃度と、出鋼される溶鋼中のりんの濃度等から算出できる。また、数式（１１）および数式（１２）を用いて、％Ｐ_２Ｏ_５で表されるスラグ中のりん酸濃度と％ＣａＯで表されるスラグ中の石灰濃度と、を算出する。なお、スラグ中のりん酸濃度は、スラグ中のりん濃度に換算する。

そして、溶銑からスラグに取り出されるりんの量と、スラグ中のりんの濃度を割り戻すことによって、次チャージに装入する全スラグ量が算出できる。そして、算出された全スラグ量に、スラグ中の石灰濃度を乗じることで、次チャージに装入する必要石灰量が算出できる。

以上説明したように、本実施形態に係る転炉の吹錬方法を用いることで、残留スラグに含まれるりんの量を算出し、当該りんの量に対応させて転炉に装入する石灰の量を決定できる。これにより、スラグ中に取り出すべき適正なりんの量に対応させて石灰の装入量を決定できるので、要求される品質を満たしつつ石灰の装入量を少なくできる。

また、残留スラグに含まれる石灰の量は、残留スラグに含まれるりんに対応して増加する石灰の量よりも多くなる場合がある。このような場合には、残留スラグに含まれる石灰で、残留スラグに含まれるりんに対応して増加する石灰分を相殺し、且つ、余剰となる石灰が生じる。余剰となる石灰の量は、次チャージで追加して装入される石灰と考えることができる。そのため、当該余剰となる石灰分は、次チャージで装入する石灰の量から減らすことができる。

残留スラグに含まれるりんの量および石灰の量を算出できれば、残留スラグに含まれる石灰の量は、残留スラグに含まれるりんに対応して増加する石灰の量よりも多くなるか否かを判別できる。そして、残留スラグに含まれる石灰の量が、残留スラグに含まれるりんに対応して増加する石灰の量よりも多くなる場合には、要求される品質を満たしつつ当該余剰となる石灰の分、さらに、石灰の装入量を少なくできる。

以上、説明したように、本実施形態の転炉の吹錬方法を用いることで、残留スラグの量と、残留スラグに含まれる成分濃度とを算出できる。そして、残留スラグの量および残留スラグに含まれる成分濃度から、次チャージに持ち込まれる各成分量を算出できる。そして、次チャージに持ち込まれる各成分量を考慮して、次チャージにおける石灰の投入量を決定することで、要求される品質を満たしつつ、次チャージにおける石灰の装入量を少なくできる。

上記実施形態にて説明した転炉の吹錬方法を用いて、前チャージの残留スラグに含まれるりんの量および石灰の量を算出し、当該りんおよび石灰が次チャージに持ち込まれるとして次チャージで装入する石灰の量を算出した。前チャージの残留スラグに含まれるりんの量および石灰の量の算出条件を以下の表１に示す。なお、表１に示した値は、あくまで一例であって、数式（１）、数式（３）および数式（４）の各値を表１に示した各値に限定するものではない。

数式（１）を用いて、残留スラグの石灰濃度を算出した結果、石灰濃度は、４３．３９（％）と算出された。また、数式（３）および（４）からγおよび［Ｐ］_ｆを算出した結果、γは４．６６８と算出され、［Ｐ］_ｆは０．００６４３（％）と算出された。γおよび［Ｐ］_ｆと数式（１）を用いて残留スラグのりん濃度を算出したところ、りん濃度は、０．８４（％）と算出された。

また、転炉の傾動角度に対応した炉内に残留する残留スラグ量が２．０（ｔ）であったとすると、残留スラグによって、次チャージに持ち込まれるりんは、残留スラグ量と残留スラグのりん濃度から１６．８（ｋｇ）と算出される。同じく残留スラグによって、次チャージに持ち込まれる石灰は、残留スラグ量と残留スラグの石灰濃度から８６７．８（ｋｇ）と算出される。

次チャージのスラグにおけるりん濃度が１．８３（％）、石灰濃度が４３.００（％）であり、溶銑より除去すべきりんの量を３０５.０（ｋｇ）とする。前チャージの残留スラグから持ち込まれるりんの量および石灰の量を考慮しない場合、次チャージのスラグ量は、除去するりんの量と、スラグのりん濃度とから１６６６６．７（ｋｇ）と算出される。次チャージで装入することが必要となる石灰量は、次チャージのスラグ量と、スラグの石灰濃度とから７１６６．７（ｋｇ）と算出される。

一方、前チャージの残留スラグから持ち込まれるりんの量および石灰の量を考慮すると、溶銑より除去するりんの量は、３０５.０（ｋｇ）に１６．８（ｋｇ）を加え、３２１．８（ｋｇ）になる。この場合に、次チャージのスラグ量は、除去するりんの量と、スラグのりん濃度とから１７５８４．７（ｋｇ）と算出される。次チャージに装入することが必要となる石灰量は、次チャージのスラグ量と、スラグの石灰濃度とから７５６１．４（ｋｇ）と算出される。

残留スラグには石灰も含まれるので、次チャージには、残留スラグに含まれる石灰も持ち込まれる。上述したように、残留スラグから石灰が８６７．８（ｋｇ）持ち込まれるので、次チャージにおいて新たに装入される石灰の量は、７５６１．４（ｋｇ）と８６７．８（ｋｇ）との差である６６９３．６（ｋｇ）になる。すなわち、前チャージの残留スラグから持ち込まれるりんの量および石灰の量を考慮しない場合における次チャージで装入する石灰の量が７１６６．７（ｋｇ）であるのに対し、前チャージの残留スラグから持ち込まれるりんの量および石灰の量を考慮することによって、チャージで装入する石灰の量は６６９３．６（ｋｇ）となり、その差である４７３．１（ｋｇ）の石灰を削減することができた。

さらに、炉体形状・耐火物施工・炉令数に応じた耐火物損耗速度を考慮し、炉令数別であって傾動角度別に残留スラグ量（残留スラグ量の換算表）を計算した。その結果を以下の表２に示す。

表２において、傾動角度は、スラグ排滓を終了した傾動角度を意味する。例えば、傾動角度が１０４°であって炉令数が２５００チャージの場合の残留スラグ量は、表２の傾動角度１０４°の行であって、炉令数２００１−３０００チャージの列の２．５ｔになる。このように、転炉の傾動角及び炉令数に対応付けて残留スラグ量を算出することで、高い精度で残留スラグ量を算出できる。上述したように、残留スラグが多いほど次チャージで装入する石灰量を多く削減できるところ、残留スラグ量を少なく見積もることなく、算出された残留スラグ量に応じて次チャージで装入する石灰量を削減できるので、要求される品質を満たしつつ、さらに石灰の装入量を少なくできる。

本発明は、溶銑を脱炭精錬して溶鋼を目標とする成分に調整する転炉を用いた吹錬方法に適用できる。

Claims

溶銑から溶鋼を製造する転炉の吹錬方法において、前チャージにおいて残留して次チャージに持ち込まれる残留スラグの量と、前チャージにおける吹錬実績データの少なくとも１つ以上を用いて算出された前記残留スラグの成分濃度とを用いて、次チャージで転炉に装入するＣａＯの量を決定することを特徴とする転炉の吹錬方法。
前記残留スラグの量は、前記転炉の傾動角度に対応付けて算出することを特徴とする請求項１に記載の転炉の吹錬方法。
前記残留スラグの量は、さらに前記転炉の炉令数に対応付けて算出することを特徴とする請求項２に記載の転炉の吹錬方法。
前記残留スラグの成分濃度として、前記残留スラグに含まれるＣａＯの濃度を、
前記残留スラグに含まれる酸化鉄の濃度と、
前チャージで投入した原材料の実績値から計算された塩基度と、
を用いて算出することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の転炉の吹錬方法。
前記残留スラグの成分濃度として、前記残留スラグに含まれるＣａＯの濃度を、下記数式（１）を用いて算出することを特徴とする請求項４に記載の転炉の吹錬方法。

但し、前記数式（１）における％ＣａＯは、前記残留スラグに含まれるＣａＯの濃度（質量％）であり、％ＦｅＯは、前記残留スラグに含まれる酸化鉄の濃度（質量％）であり、Ｃ／Ｓは、前チャージで投入した原材料の実績値から計算された塩基度であり、Ｅは、過去の吹錬におけるＣａＯ濃度、ＳｉＯ_２濃度、ＦｅＯ濃度の実績値から算出される定数であり、Ｆは、前記計算された塩基度と実際の塩基度との差を補正する定数である。
前記残留スラグの成分濃度として、前記残留スラグに含まれるりんの濃度（質量％）を、
前チャージにおける溶鋼の終点りん濃度と、
残留スラグに含まれる酸化マグネシウムの濃度と、
前チャージにおける溶鋼の終点温度と、
前チャージの溶銑のりん濃度と、
前チャージの溶鋼の質量と、
前チャージの溶銑の質量と、
前チャージの残湯の質量と、
前チャージのスラグの質量と、
を用いて算出することを特徴とする請求項５に記載の転炉の吹錬方法。
前記残留スラグの成分濃度として、前記残留スラグに含まれるりんの濃度を下記数式（２）、下記数式（３）および下記数式（４）を用いて算出することを特徴とする請求項６に記載の転炉の吹錬方法。

但し、前記数式（２）における％Ｐは、前記残留スラグに含まれるりんの濃度（質量％）であり、［Ｐ］_ｆは、前チャージにおける溶鋼の終点りん濃度（質量％）であり、γは、数式（３）により算出される数であり、前記数式（３）における％ＭｇＯは、残留スラグに含まれる酸化マグネシウムの濃度（質量％）であり、λは、前チャージにおける平衡到達度（１０^２％）であり、Ｔは、前チャージにおける溶鋼の終点温度（℃）であり、Ａ、Ｂ、Ｇ、Ｈ、ＩおよびＪは、過去の吹錬における実績から定められる定数であり、Ｌｏｇは、常用対数であり、前記数式（４）における［Ｐ］_ｉは、前チャージの溶銑のりん濃度（質量％）を表し、Ｗａは、前チャージの溶鋼の量（ｋｇ）を表し、Ｗｂは、前チャージの溶銑の量（ｋｇ）を表し、Ｗｃは、前チャージの残湯の量（ｋｇ）を表し、Ｗｓは、前チャージのスラグの量（ｋｇ）を表す。