JP6115500B2 - 転炉副原料投入設備における副原料の連続投入方法 - Google Patents

Description

本発明は、転炉に合金や添加剤等の副原料を投入する転炉副原料投入設備における副原料の連続投入方法に関する。

転炉では、吹錬の際に、副原料と呼ばれる合金や添加剤を投入するため、その上方に複数のバンカーおよび秤量ホッパーを有する副原料投入設備を配置している。副原料は、通常、地上からベルトコンベアにより炉上のバンカーへ一旦供給され、転炉に供給される際に、バンカーから下位側の秤量ホッパーに投入され、吹錬が始まると、秤量ホッパーから適宜転炉内へ投入される。

転炉では、予め転炉に投入する副原料の種類とその投入順、投入量、送酸パターン、投入開始および終了時点の酸素量を決定し、さらに投入開始時点とその酸素量と送酸パターンから副原料の投入速度を決定し、吹錬を開始する。このため、特許文献１に記載されるように、これまで、送酸量に対して副原料の投入速度、投入タイミングを予想する技術が構築されてきている。

通常の副原料投入では、秤量ホッパーの秤量値の変化量から転炉内への投入速度を計算し、投入速度制御を行っている。このとき、通常、秤量ホッパーには、一回の吹錬で必要な投入量をため込んでおき、吹錬間で次の吹錬用の副原料を補給する。しかし、秤量ホッパーの大きさに対し、副原料の必要投入量が多い場合、一つの秤量ホッパーでは投入量が不足するケースが発生するため、二つの秤量ホッパーを並列に配置し、交互に切替えながら副原料を転炉内へ投入している。

特開平５−１０５９３１号公報

並列に配置された秤量ホッパーを用いて副原料を連続投入する場合、通常、一方の秤量ホッパーの残量が少なくなってくると、他方の秤量ホッパーから投入を始め、投入が終わった一方の秤量ホッパーには副原料が受け入れられる。これを交互に繰り返すことで連続して副原料を投入することが可能となる。

この際に、投入中の一方の秤量ホッパーにおける投入量の絞込みタイミングが早すぎる場合、または投入を開始する他方の秤量ホッパーの立ち上がりが遅い場合は、副原料の供給不足となる。また、投入中の一方の秤量ホッパーにおける投入量の絞り込みタイミングが遅すぎる場合、または投入を開始する他方の秤量ホッパーの立ち上げが早すぎる場合は、副原料の供給過多となってしまい、転炉内での異常反応や副原料輸送ルートのトラブルを誘発する。

特に、副原料の輸送ルートがベルトコンベアの場合、ベルトコンベアの搬送能力以上の副原料が投入されると、ベルトコンベアから副原料が流れ落ちるトラブルが発生し、ベルト破断に至る場合がある。このため、ベルトコンベアから流れ落ちる副原料を頻繁に清掃することで設備トラブルの予防策としているが、清掃には設備停止をともなうため、生産ロスが発生する場合がある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、並列に配置された秤量ホッパーを用いて交互に切替えながら副原料を転炉内へ投入する際に、副原料の投入速度の変動を抑制した、転炉副原料投入設備における副原料の連続供給投入方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明は、以下の（１）を提供する。
（１） 転炉に副原料を投入する転炉副原料投入設備において投入速度を制御しながら副原料を連続投入する方法であって、
前記転炉副原料投入設備として、複数の秤量ホッパーが並列に配置され、これらの秤量ホッパーを順次切り替えることで前記副原料を連続投入するものを用い、
先行する秤量ホッパーでは、副原料の秤量値を計測しながら副原料の投入を継続し、秤量値が切替閾値以下となるか否かを判断し、切替閾値以下になったら、残存投入期間として、後行する秤量ホッパーに投入指令を与え、後行する秤量ホッパーからの副原料の投入を開始し、
後行する秤量ホッパーの投入開始時における先行する秤量ホッパーの電磁フィーダに対する初期振動数指令値（ＭＶ０値）を初期操作量として上位コントローラに記憶しておき、先行する秤量ホッパーの電磁フィーダへの振動数指令値（Ｎｏ．１ ＭＶ値）を低下させて先行する秤量ホッパーの副原料投入のための操作量を低下させ、
記録していた先行する秤量ホッパーの初期振動数指令値（ＭＶ０値）と現在の先行する秤量ホッパーの振動数指令値（Ｎｏ．１ ＭＶ値）との差分をとり、その差分を後行するホッパーの振動数指令値（Ｎｏ．２ ＭＶ値）として設定し、投入を開始する後行する秤量ホッパーの副原料投入のための操作量を増加させ、先行する秤量ホッパー内の副原料が０になった時点で、後行する秤量ホッパーの副原料の定常期間の投入速度制御を開始することを特徴とする、転炉副原料投入設備における副原料の連続投入方法。

本発明によれば、先行する第１の秤量ホッパーでは、副原料の秤量値を計測しながら副原料の投入を継続し、秤量値が切替閾値以下となるか否かを判断し、替閾値以下になったら、残存投入期間として、後行する第２の秤量ホッパーに投入指令を与え、後行する第２の秤量ホッパーからの副原料の投入を開始し、後行する第２の秤量ホッパーの投入開始時における先行する第１の秤量ホッパーの電磁フィーダに対する初期振動数指令値（ＭＶ０値）を初期操作量として上位コントローラに記憶しておき、先行する第１の秤量ホッパーの電磁フィーダへの振動数指令値（Ｎｏ．１ ＭＶ値）を低下させて先行する秤量ホッパーの副原料投入のための操作量を低下させ、記録していた先行する第１の秤量ホッパーの初期振動数指令値（ＭＶ０値）と現在の先行する第１の秤量ホッパーの振動数指令値（Ｎｏ．１ ＭＶ値）との差分をとり、その差分を後行する第２のホッパーの振動数指令値（Ｎｏ．２ ＭＶ値）として設定し、投入を開始する後行する秤量ホッパーの副原料投入のための操作量を増加させ、先行する秤量ホッパー内の副原料が０になった時点で、後行する秤量ホッパーの副原料の定常期間の投入速度制御を開始するので、秤量ホッパーの切替え時における転炉への副原料投入速度の変動を極めて効果的に抑制することができる。

本発明の方法が適用される転炉副原料投入設備を示す概略構成図である。 秤量ホッパーを切替えて副原料を連続投入する際の制御を説明するためのフローチャートである。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の方法が適用される転炉副原料投入設備を示す概略構成図である。この転炉副原料投入設備１は、転炉１１の上方に設けられており、副原料を秤量して転炉１に投入するための二つの秤量ホッパー２ａ、２ｂを有している。これら二つの秤量ホッパー２ａ、２ｂは、並列に配置されており、交互に切替えながら副原料を転炉１１内へ連続供給することができるようになっている。

これら秤量ホッパー２ａ，２ｂには、それぞれ副原料を種類別に貯蔵する複数のバンカー３ａ，３ｂから副原料が供給される。バンカー３ａ，３ｂへは、地上バンカーからベルトコンベアー（いずれも図示せず）により各副原料が供給され、バンカー３ａ，３ｂからはカットゲート４ａ，４ｂにより、それぞれ秤量ホッパー２ａ，２ｂに各副原料が切り出される。そして、秤量ホッパー２ａ，２ｂの秤量値の変化量から、コントローラ６ａ，６ｂがそれぞれ秤量ホッパー２ａ，２ｂの転炉１１内への副原料の投入速度を計算し、コントローラ６ａ，６ｂから電磁フィーダ５ａ，５ｂに振動指令が与えられ、フィーダ５ａ，５ｂの振動数（秤量ホッパー２ａ，２ｂの操作量）を制御することにより投入速度を制御しながら、副原料が転炉１１内に供給される。

コントローラ６ａ，６ｂは、上位コントローラ７により制御される。二つの秤量ホッパー２ａ、２ｂの切替え時には、上位コントローラ７の指令により副原料が適切に連続投入されるように投入制御される。

なお、転炉１１には、転炉副原料投入設備１から副原料が投入されるとともに、上方からランス１２が挿入され、ランス１２から転炉１１内の溶鋼Ｌに酸素を吹き込むことにより酸素吹錬が行われる。

次に、秤量ホッパーを切替えて副原料を連続投入する際の制御について、図２を参照しながら説明する。

ここでは、秤量ホッパー２ａ，２ｂのうち一方が、副原料の投入を終了する先行ホッパー（Ｎｏ．１秤量ホッパー）で、他方が、副原料の投入を開始する後行ホッパー（Ｎｏ．２秤量ホッパー）である。

先行するＮｏ．１秤量ホッパーの電磁フィーダの振動数（操作量）を制御することで副原料の定常期間の投入速度制御を開始し（Ａ１）、その間にＮｏ．２秤量ホッパーでは、副原料の受け入れを行う（Ｂ１，Ｂ２）。

Ｎｏ．１秤量ホッパーでは副原料の秤量値を計測しながら副原料の投入を継続し、秤量値が切替閾値以下となるか否かを判断し（Ａ２）、切替閾値以下になったら、残存投入期間として、Ｎｏ．２秤量ホッパーに投入指令を与え、Ｎｏ．２秤量ホッパーからの副原料の投入を開始する（Ｂ３）。Ｎｏ．２秤量ホッパーの起動時（投入開始時）におけるＮｏ．１秤量ホッパーの電磁フィーダに対する初期振動数指令値（初期操作量）（ＭＶ０値）を上位コントローラ７に記憶しておき（Ａ３）、Ｎｏ．１秤量ホッパーの電磁フィーダへの振動数指令値（Ｎｏ．１ ＭＶ値）を低下させる（Ａ４）。そして、記録していたＮｏ．１秤量ホッパーのＭＶ０値と現在のＮｏ．１秤量ホッパーの振動数指令値（Ｎｏ．１ ＭＶ値）との差分をとり、その差分をＮｏ．２秤量ホッパーの振動数指令値（Ｎｏ．２ ＭＶ値）として設定する（Ｂ４）。すなわち、秤量ホッパーを切り替える際に、投入を終了するＮｏ．１秤量ホッパーにおける副原料投入の操作量を低下させ、その操作量の低下分に対応するように、投入を開始するＮｏ．２秤量ホッパーの副原料投入の操作量を増加させる。このとき、Ｎｏ．１ ＭＶ値、すなわちＮｏ．１秤量ホッパーの操作量は、一定速度で低下させることが好ましい。これにより、投入を終了する秤量ホッパーの副原料投入速度を徐々に低下させることができ、副原料の投入速度の変動をより少なくすることができる。

そして、Ｎｏ．１秤量ホッパー内の副原料が０になったか否かを判断し（Ａ５）、０になった時点で、Ｎｏ．２秤量ホッパーの副原料の定常期間の投入速度制御を開始し（Ｂ５）、Ｎｏ．１秤量ホッパーからの投入を終了し（Ａ６）、副原料の受け入れを開始する（Ａ７）。

以上のように、本実施形態では、秤量ホッパーの切り替え時に、投入を終了する先行ホッパーであるＮｏ．１秤量ホッパーの操作量を低下させた分だけ、投入を開始する後行ホッパーであるＮｏ．２秤量ホッパーの操作量を増加させるので、Ｎｏ．１秤量ホッパーからの副原料供給速度の低下分に対応してＮｏ．２秤量ホッパーからの副原料供給速度を増加させることができ、秤量ホッパーの切替え時における転炉への副原料投入速度の変動を極めて効果的に抑制することができる。このため、副原料が供給不足となったり、供給過多となって転炉内で異常反応したり、副原料輸送ルートのトラブルを誘発したりすることを抑制することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々変形可能である。
例えば、上記実施形態では秤量ホッパーを２つ設けた例を示したが、３つ以上の秤量ホッパーを並列に配置し、順次切り替えながら副原料を供給する場合にも適用することができる。また、上記実施形態では、副原料投入に電磁フィーダを用いたが、操作量を調整することにより投入速度制御可能なフィーダであればこれに限るものではない。さらに、本発明は、転炉での吹錬時に副原料の投入速度制御が必要な鋼種であれば適用可能である。

１ 転炉副原料投入設備
２ａ，２ｂ 秤量ホッパー
３ａ，３ｂ バンカー
４ａ，４ｂ カットゲート
５ａ，５ｂ 電磁フィーダ
６ａ，６ｂ コントローラ
７ 上位コントローラ
１１ 転炉
１２ ランス

Claims (1)

1. 転炉に副原料を投入する転炉副原料投入設備において投入速度を制御しながら副原料を連続投入する方法であって、
   前記転炉副原料投入設備として、複数の秤量ホッパーが並列に配置され、これらの秤量ホッパーを順次切り替えることで前記副原料を連続投入するものを用い、
   先行する秤量ホッパーでは、副原料の秤量値を計測しながら副原料の投入を継続し、秤量値が切替閾値以下となるか否かを判断し、切替閾値以下になったら、残存投入期間として、後行する秤量ホッパーに投入指令を与え、後行する秤量ホッパーからの副原料の投入を開始し、
   後行する秤量ホッパーの投入開始時における先行する秤量ホッパーの電磁フィーダに対する初期振動数指令値（ＭＶ０値）を初期操作量として上位コントローラに記憶しておき、先行する秤量ホッパーの電磁フィーダへの振動数指令値（Ｎｏ．１ ＭＶ値）を低下させて先行する秤量ホッパーの副原料投入のための操作量を低下させ、
   記録していた先行する秤量ホッパーの初期振動数指令値（ＭＶ０値）と現在の先行する秤量ホッパーの振動数指令値（Ｎｏ．１ ＭＶ値）との差分をとり、その差分を後行するホッパーの振動数指令値（Ｎｏ．２ ＭＶ値）として設定し、投入を開始する後行する秤量ホッパーの副原料投入のための操作量を増加させ、先行する秤量ホッパー内の副原料が０になった時点で、後行する秤量ホッパーの副原料の定常期間の投入速度制御を開始することを特徴とする、転炉副原料投入設備における副原料の連続投入方法。

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