JP4667284B2 - 転炉の操業方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、溶鋼を出鋼する際の転炉の操業方法に関する。

従来から特許文献１に示すように、転炉の操業では、高炉から出銑された溶銑をスクラップ等と共に転炉に装入し、当該転炉で脱炭処理を行った後に出鋼している。
特許文献２での転炉の操業方法にあっては、転炉の出鋼口を通過するスラグをセンサで検知した後に出鋼を停止することによって、出鋼時におけるスラグの流出を最小にすると共に、転炉内に残る溶鋼量をできるだけ少なくし可及的に出鋼量を増加させている。
特開２００５−８９８３９号公報 特開平６−１７１１０号公報

特許文献２に示すように、出鋼量を単純に増加させたとしても、出鋼量を制御しなければ出鋼時に溶鋼が取鍋からオーバーフローしてしたり、オーバーフローしないまでも取鍋を搬送中にスッロッシングが発生して溶鋼が漏れてしまったり、フリーボードに余裕がない場合には二次精錬時に溶鋼が取鍋から漏れてしまう恐れがある。
上記のような問題が起こらないように予め低い出鋼量で操業しているのが実情である。 また、低い出鋼量で操業した場合、出鋼効率が悪くなるばかりか、出鋼した際に取鍋内で溶鋼の湯面が低すぎることとなり、その結果、取鍋内に設けた耐火物の溶損を促進して取鍋の寿命が低下することがある。

そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、操業に支障をきたすことなく出鋼量を増加させることのできる転炉の操業方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は、次の手段を講じた。
即ち、本発明における課題解決のための技術的手段は、転炉の出鋼側の同一取鍋についての操業実績に基づいてフリーボード（Ｌ）と出鋼側の取鍋に装入された溶鋼量（Ｗｓ）との関係式（Ｗｓ（Ｌ））を予め求めておき、前記関係式（Ｗｓ（Ｌ））と当該チャージで上限として設定したフリーボード（Ｌ）とから当該チャージでの溶鋼量（Ｗｓ）を算出し、算出された溶鋼量（Ｗｓ）と式（１）とを用いて転炉からの出鋼量の上限値（Ａ）を求めると共に、溶鋼を取鍋へ出鋼した際に浴面が取鍋に設定したスラグライン部より下にならないように、転炉からの出鋼量の下限値（Ａ’）を求め、当該チャージでの出鋼量が前記上下限値（Ａ，Ａ’）の範囲に入るように、転炉から溶鋼を出鋼する点にある。

式（１）の入力変数１項目は、フリーボード（Ｌ）と出鋼側の取鍋に装入された溶鋼量（Ｗｓ）との関係式（Ｗｓ（Ｌ））であり、この関係式（Ｗｓ（Ｌ））と当該チャージにおけるフリーボード（Ｌ）とから当該チャージでの溶鋼量（Ｗｓ）を算出することで、出鋼後の取鍋のフリーボード（容量制約）を考慮した当該チャージの出鋼量を求めることができる。
式（１）の入力変数２項目は、出鋼側のクレーンの定格重量から出鋼側の取鍋の空重量を引くことで、出鋼クレーンの吊り上げ重量（出鋼側のクレーン制約）を考慮した当該チャージの出鋼量を求めることができる。

ゆえに、式（１）を用いることで、容量制約と出鋼側のクレーン制約とから求めた出鋼量のうち最も小さな値を操業時の出鋼量の上限とすることができる。
したがって、実際の出鋼時においては、容量制約や出鋼側のクレーンの制約をクリアしたものとなり、転炉からの出鋼をスムーズに行うことができる。また、実際の出鋼量を上限に可及的に近づけることで、出鋼増加させることができる。
本発明における課題解決のための他の技術的手段は、転炉の出鋼側の同一取鍋についての操業実績に基づいてフリーボード（Ｌ）と出鋼側の取鍋に装入された溶鋼量（Ｗｓ）との関係式（Ｗｓ（Ｌ））を予め求めておき、前記関係式（Ｗｓ（Ｌ））と当該チャージで上限として設定したフリーボード（Ｌ）とから当該チャージでの溶鋼量（Ｗｓ）を算出し、算出された溶鋼量（Ｗｓ）と式（２）とを用いて転炉からの出鋼量の上限値（Ｂ）を求めると共に、溶鋼を取鍋へ出鋼した際に浴面が取鍋に設定したスラグライン部より下にならないように、転炉からの出鋼量の下限値（Ｂ’）を求め、当該チャージでの出鋼量が前記上下限値（Ｂ，Ｂ’）の範囲に入るように、転炉から溶鋼を出鋼する点にある。

式（２）の入力変数１項目は、フリーボード（Ｌ）と出鋼側の取鍋に装入された溶鋼量（Ｗｓ）との関係式（Ｗｓ（Ｌ））であり、この関係式（Ｗｓ（Ｌ））と当該チャージにおけるフリーボード（Ｌ）とから当該チャージでの溶鋼量（Ｗｓ）を算出することで、出鋼後の取鍋のフリーボード（容量制約）を考慮した当該チャージの出鋼量を求めることができる。
式（２）の入力変数２項目は、出鋼側のクレーンの定格重量から出鋼側の取鍋の空重量を引くことで、出鋼クレーンの吊り上げ重量（出鋼側のクレーン制約）を考慮した当該チャージの出鋼量を求めることができる。

式（２）の入力変数３項目は、装入側のクレーンの定格重量から装入側の取鍋の空重量を引くことで、装入クレーンの吊り上げ重量（装入側のクレーン制約）を考慮した当該チャージの出鋼量を求めることができる。
ゆえに、式（２）を用いることで、容量制約，出鋼側のクレーン制約，装入側のクレーン制約とから求めた出鋼量のうち最も小さな値を操業時の出鋼量の上限とすることができる。
したがって、実際の出鋼時においては、容量制約，出鋼側のクレーンの制約，装入側のクレーン制約をクリアしたものとなり、転炉からの出鋼をスムーズに行うことができる。また、実際の出鋼量を上限に可及的に近づけることで、出鋼増加させることができる。

前記出鋼量の下限値（Ａ’）は、前記上限値（Ａ）に０．９をかけたものであることが好ましい。前記出鋼量の下限値（Ｂ’）は、前記上限値（Ｂ）に０．９をかけたものであることが好ましい。
前記フリーボード（Ｌ）と溶鋼量（Ｗｓ）とを求めるにあたり、溶鋼量（Ｗｓ）をスラグを含まない溶鋼の重量としていることが好ましい。

本発明によれば、操業に支障をきたすことなく出鋼量を可及的に増加させることができる。

以下、本発明の転炉の操業方法の実施形態を、図面に基づき説明する。
高炉から出銑された溶銑は、混銑車（トピートカー）に装入されて転炉設備まで搬送され、転炉設備に配備された取鍋に払い出しされる。
図１（ａ）に示すように、転炉設備では溶銑が装入された取鍋２ａを、装入側に配備されたクレーン４（以降、装入クレーンとする）によって転炉３まで搬送する。そして、転炉設備では、前記取鍋２ａ内の溶銑をスクラップ等の主原料と共に転炉３に装入して脱炭処理を行う。

図１（ｂ）に示すように、脱炭処理が終了すると、転炉３が出鋼側に傾動し、出鋼側に配備された取鍋２ｂに溶鋼が払い出される。
図１（ｃ）に示すように、溶鋼が装入された取鍋２ｂは台車５によって出鋼側に配備されたクレーン６（以降、出鋼クレーンとする）まで搬送される。出鋼側の取鍋２ｂは出鋼クレーン６によって吊り上げられ、他の台車に搭載された後、ＣＡＳ装置，ＲＨ脱ガス装置，ＬＦ装置等の二次精錬設備に搬送される。
以下、説明の便宜上、溶銑が装入された取鍋２ａ若しくは溶銑装入のために装入側に配置された取鍋２ａのことを溶銑取鍋とする。また、溶鋼が装入された取鍋２ｂ若しくは払い出しのために出鋼側に配置された取鍋２ｂのことを、出鋼取鍋とする。

本発明の転炉の操業方法では、転炉３から溶鋼を出鋼する際、出鋼取鍋２ｂの出鋼後のフリーボード（容量制約）と、出鋼取鍋２ｂを吊り上げる出鋼クレーン６の吊り上げ重量（出鋼側のクレーン制約）とを考慮した上で実際の出鋼量を求めている。
言い換えれば、転炉の操業方法では、図２に示すように、前記容量制約や出鋼側のクレーン制約から出鋼量の上限Ｗｓｕ（上限出鋼量）を求め、それぞれの条件から求めた上限出鋼量Ｗｓｕのうち小さい値を実際の出鋼量の上限Ａとしている。また、転炉の操業方法では、出鋼した際に溶鋼の浴面が出鋼取鍋２ｂに設定したスラグライン部より下にならない溶鋼量を出鋼量の下限値Ａ’としている。そして、出鋼する際は、実際の出鋼量が上下限値（Ａ，Ａ’）の範囲に入るようにしている。

容量制約では、まず、転炉３の操業実績から出鋼取鍋２ｂのフリーボードＬと溶鋼量Ｗｓとの関係式（Ｗｓ（Ｌ））を求める。そして、当該チャージにおけるフリーボードＬを適宜設定し、設定したフリーボードＬを前記関係式（Ｗｓ（Ｌ））に代入することで当該チャージにおける溶鋼量Ｗｓを求める。容量制約では、フリーボードＬを式（Ｗｓ（Ｌ））に代入して求めた溶鋼量Ｗｓが前記上限出鋼量Ｗｓｕとなる。
出鋼側のクレーン制約では、出鋼クレーン６の吊り上げ可能重量（定格重量）から出鋼取鍋２ｂの空重量を引き、その値が上限出鋼量Ｗｓｕとなる。

そして、転炉の操業方法では、式（１）に示すように、容量制約や出鋼側のクレーン制約の各制約で求めた上限出鋼量Ｗｓｕのうち一番小さな値を出鋼量の上限Ａとしている。

以下、容量制約，出鋼側のクレーン制約について詳しく説明する。
容量制約とは、出鋼取鍋２ｂの搬送状態や二次精錬の精錬条件によって、チャージ毎に出鋼後のフリーボードＬを決め、このフリーボードＬにより出鋼取鍋２ｂに装入可能な溶鋼量Ｗｓ、即ち、上限出鋼量Ｗｓｕを決めることである。
例えば、出鋼取鍋２ｂは二次精錬設備に搬送されるが、出鋼時のフリーボードＬが非常に小さければ、搬送時のスッロシングにより出鋼取鍋２ｂ内の溶鋼が外に溢れる恐れがある。そこで、実施形態では、搬送中にスロッシングによって溶鋼が出鋼取鍋２ｂから溢れないように、フリーボードＬは最低でも２００ｍｍ以上としている。

また、出鋼した後、ＬＦ装置で二次精錬を行う場合、当該ＬＦ装置では出鋼取鍋２ｂ内の溶鋼を強力に攪拌して精錬処理を行うため、溶鋼２の飛散によって出鋼取鍋２ｂの上側に地金が付着するのを低減したり、鉄ロスを防止するためフリーボードを４００ｍｍ以上としている。
また、ＬＴ（Ladle Teraement）装置でも、脱流を目的として不活性ガスをインジェクションして溶鋼２を強力に攪拌して精錬処理を行うため、溶鋼２の飛散によって出鋼取鍋２ｂの上側に地金が付着するのを低減したり、鉄ロスを防止するためフリーボードを４００ｍｍ以上としている。逆に、これを満たさなければ、地金を除去する出鋼取鍋２ｂの整備回数が多くなり、鍋整備設備で付着した地金を除去する回数（整備回数）が増えると地金処理の際に、出鋼取鍋２ｂの耐火物に衝撃が加わることにより耐火物を脱落させてしまう可能性が大となる。

ＣＡＳ装置，ＲＨ脱ガス装置で二次精錬を行う場合でも、それぞれの条件により、フリーボードを適宜設定するようにしている。
このように、容量制約では、出鋼後の取鍋の搬送状態を考慮しつつ、ＣＡＳ装置，ＲＨ脱ガス装置，ＬＦ装置等の向け先に応じてフリーボードを適宜決定し、当該フリーボードから溶鋼の上限出鋼量Ｗｓｕを決定している。
なお、図３に示すように、出鋼取鍋２ｂ内には耐火物７が設けられており、耐火物７はチャージ数が増加するに伴って溶損、或いは、剥離損耗する。このように耐火物７の溶損等により、同じフリーボードの値でも出鋼取鍋２ｂに装入できる溶鋼量Ｗｓ（上限出鋼量Ｗｓｕ）は変化することから、容量制約で上限出鋼量Ｗｓｕを求める場合は、操業実績に基づいてフリーボードＬと溶鋼量Ｗｓとの関係式（Ｗｓ（Ｌ））を求めることで、正確な上限出鋼量Ｗｓｕを求めることができるようにしている。

出鋼側のクレーン制約とは、出鋼クレーン６の設備的な制約を考慮したもので、出鋼クレーン６の吊り上げ可能な重量から出鋼取鍋２ｂの空重量を引くことで、出鋼時の出鋼可能な溶鋼量Ｗｓ（上限出鋼量Ｗｓｕ）を求めている。
以下、転炉の操業方法を図２のフローチャートを用いて説明する。
まず、容量制約によって出鋼できる上限出鋼量Ｗｓｕを求める。
同一取鍋（同じ出鋼取鍋２ｂ）について過去数チャージ（例えば１５チャージ）のフリーボードＬと、溶鋼量Ｗｓと測定して取得おき、図５に示すようにデータ化しておく（Ｓ１）。

フリーボードＬはスラグ層８の浴面９（上面）から取鍋上部１０までの距離とし、出鋼取鍋２ｂの上方に設置されたレーザ式、或いは、マイクロ波式距離計からなるレベル測定装置を用いて測定した。溶鋼量Ｗｓは、出鋼取鍋２ｂの総重量を台車５に設けた車載秤量機で測定し、出鋼取鍋２ｂの総重量から出鋼取鍋２ｂの空重量を引くことで求めた。
次に、フリーボードＬと溶鋼量Ｗｓとの関係が式（３）に示す一次回帰式になると仮定して、測定したフリーボードＬと、溶鋼量Ｗｓとから式（３）の傾きａを求める（Ｓ２）。

図５に示すように、過去１５チャージでのフリーボードＬと溶鋼量Ｗｓとを一括り（データ群）として傾きａを求めてみたところ、出鋼取鍋２ｂの内径が約３．７ｍである本実施例では、多くのデータ群で式３の傾きａが数値「−１３」になることが分かった。
なお、切片ｂはバラツキが見られたため、同一の出鋼取鍋２ｂにおいて、出鋼する際に適宜決定するのが良いことが分かった。また、傾きａは取鍋の形状により算出される固定値を用いても良い。
次に、１チャージ前のフリーボードＬ（図５のＦ１）と溶鋼量Ｗｓ（図５のＤ１）とを式（３）に代入して切片ｂを求める（Ｓ３）。

そして、当該チャージにおける二次精錬設備への向け先からフリーボードＬを決定し、当該フリーボードＬを傾きａ及び切片ｂが決定した式（３）に代入し、上限出鋼量Ｗｓｕを算出する（Ｓ４）。
次に、出鋼側のクレーン制約から決まる上限出鋼量Ｗｓｕを求める。出鋼側のクレーン制約では、出鋼取鍋２ｂの空重量を測定する（Ｓ５）。前記空重量と、出鋼クレーン６の定格重量（吊り限界重量）とを式（４）に代入して、上限出鋼量Ｗｓｕを算出する（Ｓ６）。ここで、実際の出鋼量にはバラツキαが考えられるため、式（４）に示すように、出鋼量のバラツキαを考慮して上限出鋼量Ｗｓｕを求めることが好ましい。

なお、前記バラツキαとしては操業実績から０〜４トンまでの値を採用した。

次に，容量制約，出鋼側のクレーン制約によって求めた上限出鋼量Ｗｓｕのうち最も小さい値を実際の出鋼量の上限Ａとする（Ｓ７）。出鋼量の上限Ａに０．９を掛けて、その値を実際の出鋼量の下限Ａ’とする（Ｓ８）。
そして、転炉３から出鋼する際には、出鋼量が上下限値Ａ，Ａ’の範囲に入るように、転炉内から溶鋼を出鋼する。例えば、転炉３で脱炭処理が終了した際に、転炉３内の溶鋼量が上下限値Ａ，Ａ’内に入るように、転炉３に装入する溶銑やスクラップ等の主原料を調整する（Ｓ９）。或いは、転炉３で脱炭処理が終了した際に、転炉３内の溶鋼量が上下限値Ａ，Ａ’よりも多い場合には、出鋼する際に、当該出鋼量が上下限値Ａ，Ａ’内に入るように、転炉３内の溶鋼を残す（Ｓ１０）。或いは、一旦出鋼した溶鋼の一部を鋳型などに捨てる（捨て湯する）。

なお、転炉３から溶鋼を上下限値Ａ，Ａ’の範囲で出鋼する際、出鋼取鍋２ｂ内に装入される溶鋼量が可及的に出鋼量の上限値Ａに近づくように出鋼量を調整するのが好ましい。
また、出鋼量の下限Ａ’を出鋼量の上限Ａに０．９を掛けた値にしたのは、出鋼取鍋２ｂに溶鋼を装入した際に溶鋼の浴面がスラグライン部より下とならない溶鋼量Ｗｓを、操業実績から求めたところ、出鋼量の上限Ａで示すと０．９を掛けた数値になっているからである。

図３に示すように、出鋼取鍋２ｂには、その胴部において耐火物７の厚みｔを他の部分よりも大きくしている太肉部１２を形成されており、当該太肉部１２をスラグライン部としている。この実施の形態では、スラグライン部のレベルＸ（範囲Ｘ）は出鋼取鍋２ｂの上端略２００ｍｍ〜９００ｍｍであり、フリーボードＬにおいて略９００ｍｍのレベルがスラグライン部の下限（下端）となる。
ゆえに、フリーボードＬが９００ｍｍ以下にならない溶鋼量Ｗｓを出鋼量の下限値Ａ’として考えても良い。

なお、実施例では、スラグライン部に用いる耐火物７ａをＭｇＯ−Ｃ煉瓦とし、スラグライン部よりも下側の耐火物７ｂをキャスタブルとしている。よって、出鋼取鍋２ｂに溶鋼を装入した際に溶鋼の浴面がＭｇＯ−Ｃ煉瓦からなる耐火物７ａよりも下にならないようにしている。
上記の実施の形態では、容量制約，出鋼側のクレーン制約を考慮して出鋼量の上限を求めているが、これに加え、図４に示すように、装入側のクレーン制約を考慮して出鋼量の上限Ｂ（上限出鋼量Ｗｓｕ）を求めるようにしてもよい。装入側のクレーン制約では、出鋼側のクレーン制約と同様に、装入側のクレーンが吊り上げられる重量から上限出鋼量Ｗｓｕを求めている。

図４を用いて装入側のクレーン制約を加味した転炉の操業方法について説明する。
なお，容量制約，出鋼側のクレーン制約は上述した通りであり説明を省略する。
まず、過去の操業実績に基づいて、当該チャージにおける出鋼歩留Ｙ，溶銑配合率ＨＭＲを決定する（Ｓ１１）。次に、溶銑取鍋２ａの空重量を測定する（Ｓ１２）。出鋼歩留Ｙ，溶銑配合率ＨＭＲ，溶銑取鍋２ａの空重量，装入クレーン５の定格重量（吊り限界重量）とを式（５）に代入して、上限出鋼量Ｗｓｕを算出する（Ｓ１３）。

このように装入側のクレーン制約では、式（５）に示すように、溶銑取鍋２ａの空重量から装入クレーン４の定格重量を引くことで転炉に装入可能な溶銑量を算出し、前記溶銑量を溶銑配合率で割って転炉に装入する全装入量を求め、全装入量に歩留Ｙをかけることで、上限出鋼量Ｗｓｕを求めている。
そして、容量制約，出鋼側のクレーン制約，装入側のクレーン制約からそれぞれの上限出鋼量Ｗｓｕを求め，式２に示すように、最も小さい値を実際の出鋼量の上限Ｂとする（Ｓ１４）。出鋼量の下限値を、出鋼量の上限Ｂに０．９を掛けた値が出鋼量の下限Ｂ’としている（Ｓ１５）。

転炉３から溶鋼を出鋼する際には、出鋼量が上下限値Ｂ，Ｂ’の範囲に入るように、転炉内から溶鋼を出鋼する。例えば、転炉３で脱炭処理が終了した際に、転炉３内の溶鋼量が上下限値Ｂ，Ｂ’内に入るように、転炉３に装入する溶銑やスクラップ等の主原料を調整する（Ｓ１６）。また、転炉３で脱炭処理が終了した際に、転炉３内の溶鋼量が上下限値Ｂ，Ｂ’よりも多い場合には、出鋼する際に、当該出鋼量が上下限値Ｂ，Ｂ’内に入るように、転炉３内の溶鋼を残す（Ｓ１７）。或いは、一旦出鋼した溶鋼の一部を鋳型などに捨てる（捨て湯する）。

なお、転炉３から溶鋼を出鋼する際、出鋼取鍋２ｂ内に装入される溶鋼量が可及的に出鋼量の上限値Ｂに近づくように出鋼量を調整するのが好ましい。
図３に示すように、上記の実施の形態では、フリーボードＬをスラグ層８の浴面９（表面）から取鍋上部１０までの距離としていたが、これに代え、フリーボードＬをスラグ層８を含む浴面９（スラグ層８の表面）から取鍋上部１０までの距離をとしてもよい。
例えば、スラグ層８の浴面９から取鍋上部１０までの距離を測定すると共に、スラグ層８の厚みを測定しておき、式（６）を用いてフリーボードＬを補正してもよい。

上記の実施の形態では、出鋼取鍋２ｂの総重量を台車５に設けた車載秤量機で測定し、出鋼取鍋２ｂの総重量から出鋼取鍋２ｂの空重量を引くことで求めていることから、溶鋼量Ｗｓにはスラグの重量も含まれることになるが、スラグの重量を含まないようにすることが好ましい。
例えば、溶鋼量Ｗｓを算出する際、スラグの厚みを測定しておき、式（７），式（８）を用いて溶鋼量Ｗｓを補正することで、溶鋼量Ｗｓにスラグの重量を含まないようにすることができる。

したがって、フリーボードＬ又は溶鋼量Ｗｓにスラグ層やスラグの重量を含まないようにすることで、より正確な出鋼量を制御することが可能となる。
上記の実施の形態では、１チャージ前のフリーボードＬと溶鋼量Ｗｓとを式（３）に代入して切片ｂを求めていたが、過去数チャージで測定したフリーボードＬを式（９）を用いて補正し、式（９）で補正した補正フリーボードＬ’と溶鋼量Ｗｓとを用いて切片ｂを求めるようにしてもよい。
具体的には、図５，６に示すように、過去１５チャージの出鋼取鍋２ｂの空重量を測定しておく（Ｓ２０）。そして，ｎチャージ前での出鋼取鍋２ｂの空重量と、１チャージ前の出鋼取鍋２ｂの空重量と、ｎチャージ前のフリーボードＬとを式（９）に代入して、ｎチャージ前のフリーボードＬを補正する（Ｓ２１）。

即ち、１５チャージ分の空重量（Ｅ１〜Ｅ１５），フリーボードＬ（Ｆ１〜Ｆ１５）を測定しておき、この空重量（Ｅ１〜Ｅ１５）とフリーボードＬ（Ｆ１〜Ｆ１５）とを式（９）に代入し、チャージ毎のフリーボードＬ’ｎ（Ｇ１〜Ｇ１５）を求めることで、フリーボードを補正する。

次に、式（９）で補正したフリーボードＬ’ｎ（Ｇ１〜Ｇ１５）とチャージ毎に計測しておいた溶鋼量Ｗｓ（Ｄ１〜Ｄ１５）とのデータセット用いて、最小二乗法により式（３）の切片ｂを求める（Ｓ２２）。具体的には、図５に示すｎ個のデータから補正フリーボードＬ’ｎ（Ｇ１〜Ｇ１５）の合計、出鋼量Ｗｓ（Ｄ１〜Ｄ１５）の合計を求め、式（１０）を用いて切片ｂを算出する。

なお、式（９）では、ｎチャージ前の出鋼取鍋２ｂの空重量から１チャージ前の出鋼取鍋２ｂの空重量を引くことで出鋼取鍋２ｂに設けた耐火物７の溶損量を算出し、当該溶損量を溶鋼量Ｗｓに変換して当該溶鋼量ＷｓによるフリーボードＬの変化量を算出することでフリーボードＬを補正している。
本実施例では、内径３．７ｍの取鍋を用いているため、式（９）で溶損量を溶鋼量Ｗｓに変換するための変数が数値「３５」となっているが、前記変数は取鍋の内径によって変化する。よって、溶損量を溶鋼量Ｗｓに変換するための変数は、数値「３５」に限らず、取鍋の内径に応じて変化するものと考えて良い。

また、式（１０）は、補正フリーボードＬ’ｎと溶鋼量Ｗｓとの関係が、１チャージ毎に式（３）に示すものと同様に一次回帰式（Ｌ’ｎ＝ａ×Ｗｓ＋ｂ）になると仮定し、１チャージ毎の一次回帰式をｎチャージ分（使用データｎ個）足した式［ΣＬ’ｎ＝Σａ×Ｗｓ＋Σｂ］を求め、この式を使用データの数ｎ個で割ることで、鍋下がり平均を出すことができる式であり、式（１０）で求めた切片ｂは各チャージにおける一次回帰式の切片ｂの平均と見ることができる。
また、次のように切片ｂを求めるようにしてもよい。

図７に示すように、Ｓ２０〜Ｓ２２の方法で、求めた切片ｂを式（３）に代入することで一次回帰式を決定し（Ｓ２３）、一次回帰式で示される直線と、実際の補正フリーボードＬ’ｎ及び溶鋼量Ｗｓとを比較し、異常データのチェックを行う（Ｓ２４）。例えば、縦軸を補正フリーボードＬ’ｎ、横軸を出鋼量Ｗｓとしたグラフに、データをプロットすると共に、Ｓ２３で決定した一次回帰式の直線を描き、この直線から大幅に外れている（所定以上離れている［例えば５０ｍｍ以上］）データを除外（削除）する。若しくは、除外する除外数を予め定めておき、データの外れが大きいものから順に除外する。除外するデータ数は除外数を超えないまでとする。

次に、不良データを除外した残りの補正フリーボードＬ’と溶鋼量Ｗｓとを用いて、式（１０）により、切片ｂを再度求める（Ｓ２４）。

表１は、本発明の転炉の操業方法を用いて操業を行った実施例と、本発明の転炉の操業方法を用いずに操業を行った従来例とをまとめたものである。

実施例１〜８では、式（１）又は式（２）を用いて転炉からの出鋼量の上限値（Ａ，Ｂ）を求め、実際の出鋼量（Wtap-act）がスラグライン部より下にならないようにするか、或いは、実際の出鋼量が前記上限値の９０％を超えないように出鋼したものである。従来例１〜４では、実施例１〜８での条件を満たさないように出鋼したものである。
なお、スラグライン部の下端（最下端）での溶鋼量は、出鋼中に湯面が当該最下端に到達した時点での秤量値により求めた。スラグライン部の最下端をフリーボードに換算しておき（例えば、Ｌ＝９００ｍｍ）、このフリーボードＬを式（３）に代入することで、スラグライン部の最下端での溶鋼量を求めることが可能である。

従来例１では、式（１）又は式（２）による出鋼量の上限値をオーバーしたため、出鋼取鍋２ｂからスラグや溶鋼の溢れが２ｔｏｎ発生する恐れがあると共に、出鋼量が多く出鋼取鍋２ｂ一杯に溶鋼が装入されたので取鍋２の寿命を低下させてしまう恐れがある。
従来例２では、式（２）による出鋼量の上限値をオーバーしたため、その出鋼量が出鋼側のクレーンの定格重量を超えてしまうのを防止するために捨て湯が多くなり、その作業のために時間を要して生産性が著しく低下した。
従来例３，４では、式（１）又は式（２）による出鋼量の下限値よりも少なく、溶鋼２の湯面がスラグライン部より下になったので、スラグライン部よりも耐火物７の厚みｔが小さく耐食性が低い部分での溶損が進行し、取鍋の寿命が低下した。また、出鋼量が非常に少ないので取鍋２の湯面レベルが非常に低くＲＨ脱ガス装置における浸漬管が溶鋼に届かない恐れがあり溶鋼処理不能となる。

本発明１〜７では、二次精錬設備での溶鋼処理不能や取鍋内の溶鋼が少ないことによる取鍋の寿命の低下、溶鋼の漏れ等も発生する恐れがなく、出鋼量を多くしつつ順調に操業を行うことができた。これに対し、従来例１〜４では、二次精錬設備での溶鋼処理不能や取鍋の寿命の低下、溶鋼の漏れ等が発生する恐れがあり、操業に支障をきたす恐れがある。
従来例３，４では、出鋼量を低く抑え過ぎているため、生産性の低下及び熱ロスが大きくなっている。また、従来例２では、捨て湯による物流障害のため著しい生産性の低下を招いている。

本発明の転炉の操業方法を説明する説明図である。 転炉の操業方法のフローチャートである。 出鋼取鍋の断面図である。 他の転炉の操業方法のフローチャートである。 過去１５チャージにおけるフリーボード，補正フリーボード，溶鋼量の関係を示す図である。 切片を求めるフローチャートである。 切片を求める他のフローチャートである。

符号の説明

２ａ 装入側の取鍋
２ｂ 出鋼側の取鍋
３ 転炉
４ 装入側のクレーン
５ 出鋼側のクレーン

Claims (5)

1. 転炉の出鋼側の同一取鍋についての操業実績に基づいてフリーボード（Ｌ）と出鋼側の取鍋に装入された溶鋼量（Ｗｓ）との関係式（Ｗｓ（Ｌ））を予め求めておき、
   前記関係式（Ｗｓ（Ｌ））と当該チャージで上限として設定したフリーボード（Ｌ）とから当該チャージでの溶鋼量（Ｗｓ）を算出し、算出された溶鋼量（Ｗｓ）と式（１）とを用いて転炉からの出鋼量の上限値（Ａ）を求めると共に、溶鋼を取鍋へ出鋼した際に浴面が取鍋に設定したスラグライン部より下にならないように、転炉からの出鋼量の下限値（Ａ’）を求め、
   当該チャージでの出鋼量が前記上下限値（Ａ，Ａ’）の範囲に入るように、転炉から溶鋼を出鋼することを特徴とする転炉の操業方法。
   

   
2. 転炉の出鋼側の同一取鍋についての操業実績に基づいてフリーボード（Ｌ）と出鋼側の取鍋に装入された溶鋼量（Ｗｓ）との関係式（Ｗｓ（Ｌ））を予め求めておき、
   前記関係式（Ｗｓ（Ｌ））と当該チャージで上限として設定したフリーボード（Ｌ）とから当該チャージでの溶鋼量（Ｗｓ）を算出し、算出された溶鋼量（Ｗｓ）と式（２）とを用いて転炉からの出鋼量の上限値（Ｂ）を求めると共に、溶鋼を取鍋へ出鋼した際に浴面が取鍋に設定したスラグライン部より下にならないように、転炉からの出鋼量の下限値（Ｂ’）を求め、
   当該チャージでの出鋼量が前記上下限値（Ｂ，Ｂ’）の範囲に入るように、転炉から溶鋼を出鋼することを特徴とする転炉の操業方法。
   

   
3. 前記出鋼量の下限値（Ａ’）は、前記上限値（Ａ）に０．９をかけたものであることを特徴とする請求項１に記載の転炉の操業方法。
4. 前記出鋼量の下限値（Ｂ’）は、前記上限値（Ｂ）に０．９をかけたものであることを特徴とする請求項２に記載の転炉の操業方法。
5. 前記フリーボード（Ｌ）と溶鋼量（Ｗｓ）との関係式（Ｗｓ（Ｌ））を求めるにあたり、溶鋼量（Ｗｓ）をスラグを含まない溶鋼の重量としていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の転炉の操業方法。

Images