JP6277991B2 - Slag component estimation method, solvent calculation method and hot metal pretreatment method - Google Patents
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Description
本開示は、スラグ成分推定方法、媒溶剤の計算方法および溶銑予備処理方法に関する。 The present disclosure relates to a slag component estimation method, a solvent calculation method, and a hot metal preliminary treatment method.
溶銑処理装置として転炉を用いた溶銑予備処理では、溶銑を酸化精錬することで脱珪処理および脱燐処理が行われる。このような溶銑予備処理では、各処理で用いられる媒溶剤の使用量を低減させるため、脱珪処理および脱燐処理の間に中間排滓を行いながら、各処理によって生じるスラグをその後の精錬反応に用いる溶銑の予備処理方法が知られている(例えば、特許文献1)。 In the hot metal preliminary treatment using a converter as a hot metal treatment device, desiliconization treatment and dephosphorization treatment are performed by oxidizing and refining the hot metal. In such hot metal preliminary treatment, in order to reduce the amount of solvent used in each treatment, slag produced by each treatment is subjected to a subsequent refining reaction while intermediate waste is performed between the desiliconization treatment and the dephosphorization treatment. A hot metal pretreatment method for use in steel is known (for example, Patent Document 1).
特許文献1では、転炉で脱珪処理を行い、次いで、脱珪処理で生じたスラグの一部を排出し(中間排滓)、引き続き、転炉に残存させたスラグを用いて溶銑の脱燐処理を行う。さらに、脱燐処理された溶銑を転炉から排出し、脱燐処理によって生じたスラグを転炉内に残存させた状態で転炉に新たな溶銑を装入し、装入された溶銑に対して上記の脱珪処理および脱燐処理を行う。特許文献1に記載の方法によれば、脱珪処理および脱燐処理において、転炉内に残存させたスラグに含まれる石灰分を脱珪処理および脱燐処理における石灰源として用いることができるため、媒溶剤の使用量を低減させることができる。 In Patent Document 1, desiliconization processing is performed in a converter, and then a part of the slag generated by the desiliconization processing is discharged (intermediate waste), and then the molten iron is removed using the slag remaining in the converter. Phosphorus treatment is performed. Furthermore, the hot metal that has been dephosphorized is discharged from the converter, and new hot metal is charged into the converter while the slag generated by the dephosphorization process remains in the converter. Then, the above desiliconization treatment and dephosphorization treatment are performed. According to the method described in Patent Document 1, lime contained in slag remaining in the converter can be used as a lime source in the desiliconization and dephosphorization processes in the desiliconization and dephosphorization processes. The amount of solvent used can be reduced.
特許文献1に記載の溶銑予備処理方法では、前の精錬処理で発生したスラグを用いて脱珪処理または脱燐処理の精錬処理が行われる。この際、転炉内に残存するスラグの成分に基づいて、精錬処理で用いられる媒溶剤の使用量が決定される。転炉内に残存するスラグの成分は、スラグをサンプリングして分析する方法、あるいは前の精錬処理における物質収支から推定計算する方法によって判明または推定される。 In the hot metal preliminary treatment method described in Patent Document 1, the refining process of the desiliconization process or the dephosphorization process is performed using the slag generated in the previous refining process. At this time, the amount of the solvent used in the refining process is determined based on the slag component remaining in the converter. The components of slag remaining in the converter are found or estimated by a method of sampling and analyzing slag, or a method of estimating and calculating from the material balance in the previous refining process.
しかし、スラグをサンプリングして分析する方法の場合、分析に時間がかかってしまうため、特許文献1に記載の溶銑予備処理方法のように、処理が連続して行われ、処理間隔が短い精錬処理には適さない。一方、物質収支から成分を推定する方法の場合、吹錬処理による精錬反応や炉体のバラツキ等の影響が反映されないため、スラグ成分を精度良く推定することができない。スラグの成分の推定精度が低い場合、成分のバラツキを補うために、予備処理に用いられる媒溶剤の使用量を増大させる必要があった。 However, in the case of the method of sampling and analyzing slag, the analysis takes time, so that the refining process is performed continuously and the processing interval is short as in the hot metal pretreatment method described in Patent Document 1. Not suitable for. On the other hand, in the case of the method of estimating the component from the mass balance, the slag component cannot be accurately estimated because the influence of the refining reaction by the blowing process, the variation of the furnace body, and the like is not reflected. When the estimation accuracy of the slag component is low, it is necessary to increase the amount of the solvent used for the pretreatment in order to compensate for the component variation.
そこで、本発明は、上記の課題に着目してなされたものであり、スラグの成分を精度よく推定することができるスラグ成分推定方法、ならびに媒溶剤の使用量を低減することができる媒溶剤の計算方法および溶銑予備処理方法を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention has been made paying attention to the above-mentioned problem, and a slag component estimation method capable of accurately estimating the slag component, and a medium solvent capable of reducing the amount of the medium solvent used. An object is to provide a calculation method and a hot metal pretreatment method.
本発明の一態様によれば、溶銑処理装置にて、脱珪処理、脱燐処理または脱炭処理のうち少なくとも1つの精錬処理を溶銑に行う際に、精錬処理で発生するスラグについて、物質収支から算出される第1のスラグ成分を算出し、精錬処理の処理条件に類似した過去データに基づいて、第1のスラグ成分における誤差を算出し、第1のスラグ成分と誤差とから、スラグの最終的な推定成分である第2のスラグ成分を算出することを特徴とする、スラグ成分推定方法が提供される。 According to one aspect of the present invention, when the hot metal treatment apparatus performs at least one refining treatment among the desiliconization treatment, the dephosphorization treatment, or the decarburization treatment, the material balance of the slag generated in the refining treatment is determined. The first slag component calculated from the first slag component is calculated, the error in the first slag component is calculated based on the past data similar to the processing conditions of the refining process, and the slag of the slag is calculated from the first slag component and the error. A slag component estimation method is provided that calculates a second slag component that is a final estimation component.
本発明の一態様によれば、溶銑処理装置で行われる溶銑の脱珪処理、脱燐処理または脱炭処理のうち少なくとも1つの精錬処理にて発生するスラグを用いて、新たな溶銑の精錬処理をする際に、上記のスラグ成分推定方法を用いて、スラグの推定成分を算出し、推定成分に基づいて新たな溶銑の精錬処理で用いられる媒溶剤の使用量を算出することを特徴とする媒溶剤の計算方法が提供される。 According to one aspect of the present invention, a new hot metal refining process is performed using slag generated in at least one refining process of hot metal desiliconization, dephosphorization, or decarburization performed in a hot metal processing apparatus. When performing the process, the slag component estimation method is used to calculate the estimated component of the slag, and the amount of the solvent used in the new hot metal refining process is calculated based on the estimated component. A method for calculating the solvent is provided.
本発明の一態様によれば、溶銑処理装置として転炉を用い、転炉にて溶銑の脱珪処理を行い、脱珪処理で発生したスラグの一部を排出し、転炉に残存するスラグと媒溶剤とを用いて、溶銑の脱燐処理をする溶銑予備処理方法であって、脱燐処理をする際に、媒溶剤の使用量を、上記の媒溶剤の計算方法を用いて算出することを特徴とする溶銑予備処理方法が提供される。 According to one aspect of the present invention, a converter is used as the hot metal treatment apparatus, the hot metal is desiliconized in the converter, a portion of the slag generated by the desiliconization process is discharged, and the slag remaining in the converter A hot metal preliminary treatment method for dephosphorizing hot metal using a solvent and a solvent, and when using the phosphorus removal method, the amount of the solvent used is calculated using the above method for calculating the solvent. A hot metal pretreatment method is provided.
本発明の一態様によれば、スラグの成分を精度よく推定することができ、媒溶剤の使用量を低減することができる。 According to one embodiment of the present invention, a slag component can be accurately estimated, and the amount of solvent used can be reduced.
以下の詳細な説明では、本発明の実施形態の完全な理解を提供するように多くの特定の細部について記載される。しかしながら、かかる特定の細部がなくても1つ以上の実施態様が実施できることは明らかであろう。他にも、図面を簡潔にするために、周知の構造及び装置が略図で示されている。 In the following detailed description, numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of embodiments of the present invention. However, it will be apparent that one or more embodiments may be practiced without such specific details. In other instances, well-known structures and devices are schematically shown in order to simplify the drawing.
<溶銑予備処理方法>
はじめに、図1および図2を参照して、本発明の一実施形態に係る溶銑予備処理方法について説明する。本実施形態では、溶銑処理装置1を用いて溶銑2の予備処理として、溶銑2から珪素を取り除く脱珪処理および溶銑2から燐を取り除く脱燐処理を行う。溶銑処理装置1は、転炉であり、図1(B)に示すように、炉体10と、ランス11と、羽口12とを有する。炉体10は、洋梨型の精錬容器であり、上部に開口部である炉口を有し、内壁面には耐火物が設けられる。また、炉体10には、収容された溶銑2やスラグ3を排出するための出湯孔13が側部に設けられる。ランス11は、炉体10の上下方向に延在して設けられ、炉体10の内部に収容された溶銑2に対して下端から酸素ガスを噴射する。羽口12は、炉体10の底部に複数設けられ、溶銑2を攪拌させるための不活性ガスを、炉体10の内部に吹き込む。
<Hot metal pretreatment method>
First, a hot metal preliminary treatment method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. In the present embodiment, as a preliminary process of the
本実施形態に係る溶銑予備処理方法では、まず、図1(A)に示すように、傾動させた炉体10に、溶銑鍋5に収容された溶銑2を注ぎいれることで、炉体10に溶銑2を装入する(S100)。ステップS100では、溶銑2が装入される前に、予め、炉体10の内部には、後述する脱燐処理で発生したスラグ3およびスクラップ等の冷鉄源4が収容される。
In the hot metal preliminary treatment method according to the present embodiment, first, as shown in FIG. 1 (A), the
次いで、図1(B)に示すように、炉体10を正立させ、ランス11から酸素ガスを吹き込むことで脱珪処理を行う(S102)。ステップS102では、スラグ3の成分を調整するため、必要に応じて、媒溶剤等の副原料が炉体10の内部に添加される。媒溶剤は、少なくともCaOを含む石灰系の媒溶剤である。また、ステップS102では、羽口12から不活性ガスが吹き込まれ、溶銑2の攪拌力が強まることで脱珪反応が促進される。ステップS102の脱珪処理は、溶銑Mの珪素濃度や溶銑量等に応じて決められる所定量の酸素ガスが吹き込まれることで終了する。
Next, as shown in FIG. 1B, the
さらに、図1(C)に示すように、炉体10を傾動させることで、炉体10からスラグ3を排出する中間排滓が行われる(S104)。スラグ3は、溶銑2に比べ比重が小さいため溶銑2の浴面に浮いている。このため、ステップS104では、炉体10を傾動させることで、浴面に浮いているスラグ3のみを炉口から排出させる。ステップS104で排出されたスラグ3は、炉体10の下方に設けられた不図示の滓鍋に収容される。ステップS104は、所定量のスラグ3が排出され、後述の脱燐処理にて必要な量のスラグ3が炉体10に残存した状態で、炉体10を正立させることで終了する。なお、ステップS102の脱珪処理の完了時、またはステップS104において、脱珪処理後のスラグ3をサンプリングし、スラグ3の成分を分析する。スラグ3の分析は、全ての処理チャージ(溶銑精錬装置にて溶銑2をバッチ式に処理する際の、同一溶銑による処理の単位)にて行われなくてもよい。また、スラグ3の分析結果は当該処理チャージで用いられることはないため、分析に時間がかかってもよい。
Further, as shown in FIG. 1 (C), the intermediate body discharging the slag 3 from the
その後、脱珪処理後のスラグ3の成分を、後述するスラグ成分推定方法を用いて推定する(S106)。
次いで、脱燐処理にて用いられる媒溶剤の使用量を算出する(S108)。媒溶剤の使用量は、後述する媒溶剤の計算方法を用いて算出される。
さらに、図1(D)に示すように、ステップS102と同様、ランス11から酸素ガスを吹き込むことで脱燐処理を行う(S110)。ステップS108では、ステップS108で算出された使用量の媒溶剤、および必要に応じてスラグ3の成分や滓化を促進させるための各種副原料が炉体10の内部に添加されることで、スラグ3の成分が調整される。ステップS108は、溶銑2の燐濃度や溶銑量、温度、スラグ成分等に応じて決められる所定量の酸素ガスが吹き込まれることで終了する。
Then, the component of the slag 3 after the desiliconization process is estimated using a slag component estimation method described later (S106).
Next, the amount of the solvent used in the dephosphorization process is calculated (S108). The usage-amount of a solvent is computed using the calculation method of the solvent mentioned later.
Further, as shown in FIG. 1D, as in step S102, dephosphorization is performed by blowing oxygen gas from the lance 11 (S110). In step S108, the amount of the medium solvent calculated in step S108 and, if necessary, the components of the slag 3 and various auxiliary materials for promoting hatching are added to the interior of the
その後、図1(E)に示すように、出湯孔13が設けられた側が下方となるように炉体10を傾動させ、出湯孔13から脱燐処理された溶銑2を排出(出湯)させる(S112)。排出された溶銑2は、炉体10の下方に設けられた不図示の溶銑鍋に収容される。ステップS112では、炉体10に収容された溶銑2のみを排出させることが好ましく、脱燐処理後のスラグ3が炉体10の内部に残存した状態で処理が終了する。
Thereafter, as shown in FIG. 1 (E), the
以上の、ステップS100〜S112の処理が行われることで、溶銑2が脱珪処理および脱燐処理される。なお、本実施形態では、ステップS112で溶銑2が排出された後、炉体10の内部に脱燐処理後のスラグ3が残存した状態から、炉体10に冷鉄源4が投入され、新たな溶銑2に対して上記のステップS100〜S112が行われる。この処理がさらに繰り返されることで、溶銑処理装置1にて溶銑Mの予備処理が連続して行われる。本実施形態では、脱珪処理後のスラグ3が脱燐処理に用いられ、脱燐処理後のスラグ3が脱珪処理に用いられる。このため、スラグ3に含有されるCaOを、脱珪処理または脱燐処理におけるCaO源として用いることができるため、各処理で用いられる媒溶剤の使用量を低減させることができる。また、スラグ3には、鉄分が多く含まれるため、投入した媒溶剤の滓化が促進され、脱珪反応および脱燐反応における反応効率を向上させることができる。
By performing the processes of steps S100 to S112 described above, the
<スラグ成分推定方法>
[スラグ成分推定システム]
次に、図3および図4を参照して、本実施形態に係るスラグ成分推定方法について説明する。スラグの成分は、図3に示すスラグ推定システムを用いて推定される。本実施形態のスラグ推定システムは、プロセスコンピュータ6と、スラグ成分推定コンピュータ7と、データベース8とを有する。なお、本実施形態にて推定されるスラグ3の成分は、スラグ3のCaO濃度、SiO2濃度、T.Fe濃度およびMgO濃度である。なお、T.Feの濃度とは、スラグに含まれる各種酸化鉄および金属鉄の鉄分の総量を示す。
<Slag component estimation method>
[Slag component estimation system]
Next, the slag component estimation method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4. The slag component is estimated using the slag estimation system shown in FIG. The slag estimation system of this embodiment includes a process computer 6, a slag
プロセスコンピュータ6は、吹錬情報管理部61と、媒溶剤使用量算出部62とを有する。吹錬情報管理部61は、溶銑処理装置1における溶銑予備処理の各処理条件を管理し、溶銑2の成分(炭素、珪素、マンガン、燐、硫黄等)、予備処理後の目標成分、溶銑2の温度、溶銑配合率、総装入量、吹錬時間、媒溶剤を含む各副原料の投入量、酸素ガスの使用量、排ガス回収量および排ガス中のCO濃度平均値等の処理条件の予定および実績を予定データおよび実績データとして記憶する。吹錬情報管理部61は、これらの処理条件の予定データまたは実績データを、媒溶剤使用量算出部62またはスラグ成分推定コンピュータ7の後述するスラグ成分推定部71にそれぞれ送信する。また、吹錬情報管理部61は、媒溶剤使用量算出部62にて算出される媒溶剤の使用量を取得・記憶する。媒溶剤使用量算出部62は、スラグ成分推定部71から推定されるスラグ3の成分、ならびに吹錬情報管理部61から脱燐処理における予定データおよび脱珪処理における実績データをそれぞれ取得し、後述する媒溶剤の計算方法を用いて媒溶剤の使用量を算出する。媒溶剤使用量算出部62にて算出された媒溶剤の使用量は、吹錬情報管理部61に送信される。上記の構成に加え、プロセスコンピュータ6は、溶銑処理装置1における溶銑予備処理の各処理条件の制御を行う。
The process computer 6 includes a blowing
スラグ成分推定コンピュータ7は、スラグ成分推定部71と、誤差算出部72とを有する。スラグ成分推定部71は、脱珪処理における各処理条件の実績データ、および取得した実績データと処理条件が類似した複数の過去の実績データ等である過去データを、吹錬情報管理部61およびデータベース8からそれぞれ取得し、取得した実績データと過去データとに基づいてスラグ3の成分を推定する。スラグ成分の詳細な推定方法については、後述する。さらに、スラグ成分推定部71は、推定したスラグ3の成分を、媒溶剤使用量算出部62および誤差算出部72に送信する。誤差算出部72は、推定されたスラグ3の成分として後述する第1のスラグ成分、および採取・測定されたスラグ3の成分を、スラグ成分推定部71および不図示の測定結果管理部からそれぞれ取得し、第1のスラグ成分と測定結果との誤差を算出し、算出した誤差と実績データとを過去データとしてデータベース8に送信する。
データベース8は、過去の複数の処理チャージにおける、誤差算出部72で算出されたスラグ3の成分の推定結果と測定結果との誤差および脱珪処理における実績データを含む過去データを記憶する。
The slag
The database 8 stores past data including an error between the estimation result and the measurement result of the component of the slag 3 calculated by the
[スラグ成分推定方法]
本実施形態に係るスラグ成分推定方法について詳細に説明する。本実施形態に係るスラグ成分推定方法は、上記のように、ステップS106の脱珪処理後のスラグ3の成分を推定する際に用いられる。図4に示すように、まず、スラグ成分推定部71は、吹錬情報管理部61から、ステップS102の脱珪処理における処理条件の実績データを取得し、物質収支から脱珪処理後のスラグ3の仮の推定成分である、第1のスラグ成分を算出する(S200)。ステップS200では、溶銑2、冷鉄源4および媒溶剤等の各種副原料の成分・装入量、脱珪処理前に炉体10に残存する脱燐処理後のスラグ3の量・成分等を用いて物質収支による計算が行われる。なお、ステップS200では、第1のスラグ成分として、スラグ3のCaO濃度、SiO2濃度、T.Fe濃度およびMgO濃度を推定する。
[Slag component estimation method]
The slag component estimation method according to the present embodiment will be described in detail. As described above, the slag component estimation method according to the present embodiment is used when estimating the component of the slag 3 after the desiliconization process in step S106. As shown in FIG. 4, first, the slag
次いで、スラグ成分推定部71は、処理条件のうち酸素ガスの使用量や吹錬時間等の吹錬条件が、取得した実績データに類似した複数の過去データをデータベース8から抽出する(S202)。このとき、スラグ成分推定部71は、実績データおよびデータベース8に収容されている複数の過去データについて、複数の吹錬条件および処理日時からなる吹錬条件ベクトルを定め、実績データの吹錬条件ベクトルと複数の過去データの吹錬条件ベクトルとの差のノルムを算出する。なお、過去データの吹錬条件ベクトルについては、予め計算され、処理条件等と同様にデータベース8に過去データとして記憶されていることが好ましい。そして、算出されたノルムの小さいものを類似した過去データとして抽出する。つまり、ステップS202では、吹錬条件が同様となり、処理が行われた日が近いものが、類似した過去データとして抽出される。ステップS202で抽出される過去データの数は、過去データの総数や推定精度等に応じて適宜最適な数が設定される。
Next, the slag
さらに、スラグ成分推定部71は、抽出した複数の過去データから、第1のスラグ成分と採取・測定されたスラグ3の成分との誤差を算出するための重回帰式を構築する(S204)。ステップS204では、例えば特許4561405号公報に記載の回帰式モデルの作成方法を用いて、重回帰式を構築することができる。この際、過去の脱珪処理における複数の処理条件を説明変数とし、第1のスラグ成分と測定されたスラグ3の成分との誤差を目的変数とし、各説明変数に対する係数をそれぞれ求めることで重回帰式が構築される。なお、説明変数となる脱珪処理の処理条件には、溶銑成分(炭素、シリコン、マンガン、燐、硫黄)、溶銑温度、溶銑2および冷鉄源4の総装入量、溶銑配合率(総装入量に対する溶銑2の割合)、酸素ガスを吹き込む吹錬処理が行われた時間、脱珪処理に掛かった時間、媒溶剤等の各副原料の投入量、酸素ガスの使用量、脱珪処理時に生じる排ガスの回収量および排ガスのCO濃度の平均値等が用いられる。なお、ステップS204の処理は、ステップS200にて算出されたスラグ3の各成分についてそれぞれ行われる。
Furthermore, the slag
その後、スラグ成分推定部71は、ステップS204で得られた重回帰式を用いて、第1のスラグ成分の誤差を算出する(S206)。ステップS206では、スラグ成分を推定する脱珪処理における実績データの処理条件を用いて、推定される第1のスラグ成分の誤差を算出する。第1のスラグ成分の誤差は、ステップS200にて算出されたスラグ3の各成分についてそれぞれ算出される。
Thereafter, the slag
次いで、スラグ成分推定部71は、ステップS200で算出された第1のスラグ成分を、ステップS206で算出される誤差を用いて補正することで、スラグ3の最終的な推定成分である第2のスラグ成分を算出する(S208)。ステップS208の処理は、ステップS200にて算出されたスラグ3の各成分について行われ、第2のスラグ成分として、スラグ3のCaO濃度、SiO2濃度、T.Fe濃度およびMgO濃度が算出される。
Next, the slag
このような、スラグ成分推定方法によれば、吹錬条件によるスラグ成分への影響を考慮することができる。このため、物質収支のみを考慮してスラグ成分を推定する場合に比べ、スラグ成分を精度良く推定することができる。
また、本実施形態のスラグ成分推定システムでは、上記の脱珪処理後のスラグ3の推定に加え、成分を推定した実績データを過去データとしてデータベース8に記憶させる処理が行われる。この場合、まず、脱珪処理後のスラグ3が採取・分析され、分析結果が誤差算出部72へと送信される。そして、誤差算出部72は、分析結果に対する、スラグ成分推定部71から取得した第1のスラグ成分の誤差を算出し、算出された誤差およびその他の実績データをデータベース8へと送信する。
According to such a slag component estimation method, the influence on the slag component due to the blowing condition can be taken into consideration. For this reason, compared with the case where a slag component is estimated only in consideration of a material balance, a slag component can be estimated with high precision.
Moreover, in the slag component estimation system of this embodiment, the process which memorize | stores the performance data which estimated the component in the database 8 as past data is performed in addition to estimation of the slag 3 after said desiliconization process. In this case, first, the slag 3 after the silicon removal treatment is collected and analyzed, and the analysis result is transmitted to the
<媒溶剤の計算方法>
次に、本実施形態に係る媒溶剤の計算方法について説明する。本実施形態に係る媒溶剤の計算方法は、上記のように、ステップS108の媒溶剤の使用量を算出する際に用いられる。まず、媒溶剤使用量算出部62は、脱燐処理前(脱珪処理後)の処理条件として、溶銑2の成分・温度、総装入量、スラグ量等の実績データを吹錬情報管理部61から取得し、スラグ3の推定成分である第2のスラグ成分をスラグ成分推定部71から取得する。さらに、媒溶剤使用量算出部62は、目標となる脱燐処理後の処理条件として、溶銑2の目標成分を吹錬情報管理部61から取得する。
<Calculation method of solvent>
Next, the calculation method of the solvent according to this embodiment will be described. As described above, the solvent calculation method according to this embodiment is used when calculating the amount of solvent used in step S108. First, the solvent
次いで、媒溶剤使用量算出部62は、取得した脱燐処理前および脱燐処理後の処理条件から、脱燐処理に必要な媒溶剤の使用量を算出する。この際、下記(1)式のHealy型の燐平衡式を用いて、脱燐処理後の溶銑2の燐濃度が目標値となるように、媒溶剤の使用量が算出される。なお、(1)式において、(%P)、(%T.Fe)、(%CaO)および(%MgO)は脱燐処理後のスラグ3のP濃度、T.Fe濃度、CaO濃度およびMgO濃度[mass%]、[%P]は脱燐処理後の溶銑2のP濃度[mass%]、Tは溶銑2の温度[℃]およびa〜eは定数をそれぞれ示す。
Next, the solvent usage
また、上記の媒溶剤の計算方法では、(1)式における各スラグ成分の濃度は、脱燐処理前のスラグ3の成分(第2のスラグ成分)、スラグ3の量、脱燐処理で用いられる媒溶剤を含む副原料の量、および溶銑2の成分等から算出される。つまり、媒溶剤の使用量が最小且つ溶銑2の燐濃度が目標値となるように、媒溶剤の使用量を変化させて繰り返し計算が行われることで、脱燐処理に必要な媒溶剤の使用量が算出される。
In the above calculation method of the solvent, the concentration of each slag component in the equation (1) is the slag 3 component (second slag component) before dephosphorization treatment, the amount of slag 3, and the dephosphorization treatment. It is calculated from the amount of the auxiliary raw material containing the solvent and the components of the
このような媒溶剤の計算方法では、脱燐処理前のスラグ3の成分として推定した成分値を用いて計算を行うため、スラグ3の成分の推定精度が悪い場合、脱燐処理後の燐濃度の的中率が低下する。このような場合、脱燐処理後の燐濃度を確実に目標値以下まで低下させるため、媒溶剤が過剰に投入される。媒溶剤の過剰な投入は、副原料コストの増大、溶銑温度の低下による製造コストの増大およびスラグ3の滓化率低下による脱燐効率の低下を招く。一方、本実施形態によれば、脱燐処理前のスラグ3の成分の推定精度を向上させることができるため、脱燐処理後の燐濃度の的中率を向上させることができる。 In such a solvent calculation method, calculation is performed using the component value estimated as the component of the slag 3 before the dephosphorization treatment. Therefore, when the estimation accuracy of the component of the slag 3 is poor, the phosphorus concentration after the dephosphorization treatment The hit rate decreases. In such a case, an excessive amount of the solvent is added in order to reliably lower the phosphorus concentration after the dephosphorization treatment to a target value or less. Excessive addition of the solvent causes an increase in the cost of secondary materials, an increase in production cost due to a decrease in hot metal temperature, and a decrease in dephosphorization efficiency due to a decrease in the hatching rate of slag 3. On the other hand, according to the present embodiment, it is possible to improve the estimation accuracy of the components of the slag 3 before the dephosphorization process, and therefore it is possible to improve the target ratio of the phosphorus concentration after the dephosphorization process.
<変形例>
以上で、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、これら説明によって発明を限定することを意図するものではない。本発明の説明を参照することにより、当業者には、開示された実施形態の種々の変形例とともに本発明の別の実施形態も明らかである。従って、特許請求の範囲は、本発明の範囲及び要旨に含まれるこれらの変形例または実施形態も網羅すると解すべきである
<Modification>
Although the present invention has been described above with reference to specific embodiments, it is not intended that the present invention be limited by these descriptions. From the description of the invention, other embodiments of the invention will be apparent to persons skilled in the art, along with various variations of the disclosed embodiments. Therefore, it is to be understood that the claims encompass these modifications and embodiments that fall within the scope and spirit of the present invention.
例えば、上記実施形態では、溶銑処理装置は転炉としたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、溶銑処理装置として、溶銑鍋やトピード等の他の精錬装置が用いられて、溶銑予備処理が行われてもよい。この際、各精錬装置での各種精錬条件を用いて、ステップS200〜S208と同様な処理が行われることで、溶銑予備処理により生じたスラグの成分を精度よく推定することができる。
また、上記実施形態では、ステップS100において、冷鉄源4および溶銑2を炉体10に装入する構成としたが、冷鉄源4を装入せずに、溶銑2のみを装入する構成であってもよい。
For example, in the above embodiment, the hot metal treatment apparatus is a converter, but the present invention is not limited to such an example. For example, the hot metal pretreatment may be performed by using another refining device such as a hot metal ladle or a torpedo as a hot metal treatment device. Under the present circumstances, the process of steps S200-S208 is performed using the various refining conditions in each refining apparatus, Therefore The component of the slag produced by the hot metal preliminary process can be estimated accurately.
Moreover, in the said embodiment, although it was set as the structure which inserts the
さらに、上記実施形態では、スラグ成分推定方法が、ステップS102の脱珪処理後のスラグ3の成分を推定する構成としたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、ステップS110の脱燐処理後のスラグ3の成分を推定する際に、上記実施形態に係るスラグ成分推定方法が用いられてもよい。つまり、ステップS110にて脱燐処理をした後、ステップS200〜S208と同様な方法で、脱燐処理後のスラグ3の成分が推定されてもよい。この場合、推定されたスラグ成分は、脱燐処理後のスラグ3を用いて行われるその後の脱珪処理(ステップS102)にて、媒溶剤等の副原料を投入する際に用いられる。これにより、脱珪処理における媒溶剤の使用量を低減させることができる。また、脱珪処理後および脱燐処理後だけでなく、後述する脱炭処理後のスラグ3についても、ステップS200〜S208と同様な方法を用いることにより、精度よくスラグ3の成分を推定することができる。 Furthermore, in the said embodiment, although the slag component estimation method was set as the structure which estimates the component of the slag 3 after the desiliconization process of step S102, this invention is not limited to this example. For example, when estimating the component of the slag 3 after the dephosphorization process in step S110, the slag component estimation method according to the above embodiment may be used. That is, after the dephosphorization process in step S110, the component of the slag 3 after the dephosphorization process may be estimated by the same method as in steps S200 to S208. In this case, the estimated slag component is used when the auxiliary raw material such as a solvent is introduced in the subsequent desiliconization process (step S102) performed using the slag 3 after the dephosphorization process. Thereby, the usage-amount of the solvent in a desiliconization process can be reduced. Moreover, about the slag 3 not only after a desiliconization process and after a dephosphorization process but also after the decarburization process mentioned later, the component of the slag 3 is accurately estimated by using the same method as steps S200 to S208. Can do.
さらに、上記実施形態では、溶銑2の精錬処理として、溶銑処理装置1にて脱珪処理および脱燐処理を行う場合について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、溶銑処理装置1として転炉を用い、脱珪処理および脱燐処理をまとめて行い、発生したスラグ3を排出し、転炉内に残存した溶銑2を脱炭処理し、溶鋼を排出した後、脱炭処理後のスラグ3を残存させた状態で新たな溶銑2の脱珪処理および脱燐処理を繰り返すような精錬処理にも適用することができる。このような精錬処理では、脱珪処理および脱燐処理後のスラグ3、ならびに脱炭処理後のスラグ3の成分を推定し、その後の精錬処理にて推定したスラグ3の成分を考慮することで、精錬処理を効率よく行うことができる。
Furthermore, although the said embodiment demonstrated the case where the desiliconization process and the dephosphorization process were performed in the hot metal processing apparatus 1 as a refining process of the
さらに、上記実施形態では、第1および第2のスラグ成分として、スラグ3のCaO、SiO2、T.FeおよびMgOの濃度を算出するとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、Al2O3等の他の成分をさらに算出してもよい。
さらに、ステップS108において媒溶剤の使用量を算出する際に、(1)式に記載の要素の他に、スラグ3のSiO2濃度等の他の要素がさらに考慮されてもよい。
Furthermore, in the above embodiment, as the first and second slug components, the slag 3 CaO, SiO 2, T. Although the concentration of Fe and MgO is calculated, the present invention is not limited to such an example. For example, other components such as Al 2 O 3 may be further calculated.
Furthermore, when calculating the usage amount of the solvent in step S108, other factors such as the SiO 2 concentration of the slag 3 may be further considered in addition to the factors described in the formula (1).
さらに、ステップS202にて類似した過去データを抽出する際に、上記の吹錬条件の他、溶銑2の成分・温度やランス11の高さ、羽口12からのガス流量等の他の処理条件が考慮されてもよい。
また、上記実施形態では、ステップS202において、複数の吹錬条件および処理日時からなる吹錬条件ベクトルを定めるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、ステップS202では、複数の吹錬条件のみから、吹錬条件ベクトルを定めてもよい。
Furthermore, when extracting similar past data in step S202, in addition to the above blowing conditions, other processing conditions such as the component / temperature of the
Moreover, in the said embodiment, in step S202, although the blowing condition vector which consists of several blowing conditions and process date was defined, this invention is not limited to this example. For example, in step S202, a blowing condition vector may be determined only from a plurality of blowing conditions.
<実施形態の効果>
(1)本発明の一態様に係るスラグ成分推定方法は、溶銑処理装置1にて、脱珪処理、脱燐処理または脱炭処理のうち少なくとも1つの精錬処理を溶銑2に行う際に、精錬処理で発生するスラグ3について、物質収支から算出される第1のスラグ成分を算出し(ステップS200)、精錬処理の処理条件に類似した過去データに基づいて、第1のスラグ成分における誤差を算出し(ステップS206)、第1のスラグ成分と誤差とから、スラグ3の最終的な推定成分である第2のスラグ成分を算出する(ステップS208)。
上記構成によれば、物質収支のみでスラグ3の成分を推定する場合に比べ、精錬処理における吹錬条件等の処理条件が考慮されるため、吹錬処理による精錬反応や炉体のバラツキ等による推定精度のバラツキを低減することができる。このため、スラグ3の成分を精度よく推定することができるようになる。
<Effect of embodiment>
(1) The slag component estimation method according to one aspect of the present invention is performed when the hot metal treatment apparatus 1 performs at least one refining process on the
According to the above configuration, the processing conditions such as the blowing conditions in the refining process are considered compared to the case where the components of the slag 3 are estimated only by the material balance. Variations in estimation accuracy can be reduced. For this reason, the component of the slag 3 can be accurately estimated.
(2)スラグ3の成分を分析し、スラグ3が発生した精錬処理における処理条件、およびスラグ3の分析結果を過去データとして蓄積させて記憶する。
上記構成によれば、過去データを蓄積させ、過去データの数を増やすことにより、より処理条件が近い過去データから誤差を算出することができるようになるため、スラグ3の成分の推定精度を向上させることができる。
(2) The components of the slag 3 are analyzed, and the processing conditions in the refining process in which the slag 3 is generated and the analysis results of the slag 3 are accumulated and stored as past data.
According to the above configuration, by accumulating past data and increasing the number of past data, an error can be calculated from past data with a closer processing condition, so the estimation accuracy of the slag 3 component is improved. Can be made.
(3)誤差を算出する際に、処理条件を説明変数および過去データにおける誤差を目的変数とした重回帰式を構築し、第2のスラグ成分を算出する精錬処理における処理条件と重回帰式とから、精錬処理における誤差を算出する。
(4)本発明の一態様に係る媒溶剤の計算方法は、溶銑処理装置で行われる溶銑2の脱珪処理、脱燐処理または脱炭処理のうち少なくとも1つの精錬処理にて発生するスラグ3を用いて、新たな溶銑2の精錬処理をする際に、上記(1)〜(3)のいずれかに記載のスラグ成分推定方法を用いて、スラグ3の推定成分を算出し、推定成分に基づいて新たな溶銑の精錬処理で用いられる媒溶剤の使用量を算出する。
上記構成によれば、上記(1)の構成と同様に、スラグ3の成分を精度よく推定することができるようになる。このため、新たな精錬処理における精錬反応に対する、スラグ3の寄与を精度よく予測できるため、新たな精錬処理で使用する媒溶剤の使用量を低減することができる。
(3) When calculating the error, construct a multiple regression equation with the processing condition as the explanatory variable and the error in the past data as the target variable, and the processing condition and multiple regression equation in the refining process to calculate the second slag component From this, an error in the refining process is calculated.
(4) The solvent calculation method according to an aspect of the present invention is a slag 3 generated in at least one refining process among a desiliconization process, a dephosphorization process, and a decarburization process of the
According to the said structure, the component of the slag 3 can be estimated with sufficient accuracy similarly to the structure of said (1). For this reason, since the contribution of the slag 3 to the refining reaction in the new refining process can be accurately predicted, the amount of the solvent used in the new refining process can be reduced.
(5)本発明の一態様に係る溶銑予備処理方法は、溶銑処理装置1として転炉を用い、転炉にて溶銑2の脱珪処理を行い(ステップS100)、脱珪処理で発生したスラグ3の一部を排出し(ステップS104)、転炉に残存するスラグ3と媒溶剤とを用いて、溶銑2の脱燐処理をする(ステップS110)溶銑予備処理方法であって、脱燐処理をする際に、媒溶剤の使用量を、上記(4)に記載の媒溶剤の計算方法を用いて算出する(S106,S108)。
上記構成によれば、上記(1)および(4)と同様に、スラグ3の成分を精度よく推定することができ、媒溶剤の使用量を低減することができる。
(5) The hot metal preliminary treatment method according to one aspect of the present invention uses a converter as the hot metal treatment apparatus 1, performs desiliconization of the
According to the said structure, the component of slag 3 can be estimated with sufficient accuracy similarly to said (1) and (4), and the usage-amount of a solvent can be reduced.
次に、本発明者が行った実施例について説明する。
実施例では、上記実施形態と同様にステップS100〜S112の処理を行うことで、溶銑2の予備処理(脱珪処理および脱燐処理)を行った。その際、ステップS106において、ステップS200〜S208の処理を行い、第1および第2のスラグ成分を算出することで、脱珪処理後のスラグ3の成分の推定を行った。また、脱珪処理後のスラグ3を採取し、成分を分析した。
Next, examples performed by the present inventor will be described.
In the example, the pretreatment (desiliconization treatment and dephosphorization treatment) of the
実施例における推定結果として、図5に第1および第2のスラグ成分のCaO濃度、図6に第1および第2のスラグ成分のSiO2濃度をそれぞれ示す。図5および図6では、横軸に第1および第2のスラグ成分における各成分濃度の推定値、縦軸に各成分の分析値をそれぞれ示す。CaO濃度の場合、図5に示すように、分析値に対する推定値の標準偏差が、第1のスラグ成分が2.80であるのに対して、第2のスラグ成分が2.43となり、ばらつきが小さくなることを確認した。また、SiO2濃度の場合も同様に、図6に示すように、分析値に対する推定値の標準偏差が、第1のスラグ成分が2.57であるのに対して、第2のスラグ成分が2.17となり、ばらつきが小さくなることを確認した。
以上の結果から、物質収支のみからスラグ3の成分を推定する第1のスラグ成分に比べ、吹錬条件が類似した過去データを用いて誤差を補正した第2のスラグ成分の方が、推定精度が高くなることが確認できた。
As estimation results in the example, FIG. 5 shows the CaO concentrations of the first and second slag components, and FIG. 6 shows the SiO 2 concentrations of the first and second slag components, respectively. 5 and 6, the horizontal axis represents the estimated value of each component concentration in the first and second slag components, and the vertical axis represents the analysis value of each component. In the case of the CaO concentration, as shown in FIG. 5, the standard deviation of the estimated value with respect to the analysis value is 2.80 for the first slag component, and 2.43 for the second slag component. Was confirmed to be smaller. Similarly, in the case of the SiO 2 concentration, as shown in FIG. 6, the standard deviation of the estimated value with respect to the analysis value is 2.57 for the first slag component, whereas the second slag component is It was 2.17, and it was confirmed that the variation was small.
From the above results, the estimation accuracy of the second slag component in which the error was corrected using past data with similar blowing conditions compared to the first slag component that estimates the slag 3 component only from the material balance Was confirmed to be high.
1 溶銑処理装置
10 炉体
11 ランス
12 羽口
13 出湯孔
2 溶銑
3 スラグ
4 冷鉄源
5 溶銑鍋
6 プロセスコンピュータ
61 吹錬情報管理部
62 媒溶剤使用量算出部
7 スラグ成分推定コンピュータ
71 スラグ成分推定部
72 誤差算出部
8 データベース
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hot
Claims (4)
前記今回の精錬処理で発生するスラグについて、物質収支から算出される第1のスラグ成分を算出し、
精錬処理の処理条件のうち少なくとも吹錬条件が前記今回の精錬処理と類似した、過去の精錬処理における実績データである過去データを抽出し、
抽出された前記過去データに基いて、前記過去の精錬処理における複数の処理条件を説明変数とし、前記過去の精錬処理における第1のスラグ成分と前記過去の精錬処理にて測定されたスラグ成分との誤差を目的変数として重回帰式を構築し、
構築された前記重回帰式と前記今回の精錬処理の処理条件とから、前記今回の精錬処理の前記第1のスラグ成分における誤差を算出し、
前記第1のスラグ成分と算出される前記誤差とから、前記スラグの最終的な推定成分である第2のスラグ成分を算出することを特徴とする、スラグ成分推定方法。 At molten iron processing apparatus, when performing desiliconization treatment, at least one of the current refining process of the dephosphorization or decarburizing process to the hot metal,
For the slag generated in the refining process this time, calculate the first slag component calculated from the material balance,
At least blowing conditions of the processing conditions of the fine refining process is similar to the current refining process to extract historical data is actual data in a past refining process,
Based on the extracted past data, a plurality of processing conditions in the past refining process as explanatory variables, a first slag component in the past refining process and a slag component measured in the past refining process, A multiple regression equation with the error of
From the constructed multiple regression equation and the processing conditions of the current refining process , calculate an error in the first slag component of the current refining process ,
A slag component estimation method, wherein a second slag component that is a final estimation component of the slag is calculated from the first slag component and the calculated error.
前記スラグが発生した前記今回の精錬処理における処理条件、および前記スラグの分析結果を前記過去データとして蓄積させて記憶することを特徴とする請求項1に記載のスラグ成分推定方法。 Analyzing the components of the slag,
Processing conditions that put the current refining processes the slag is generated, and slag component estimation method according to claim 1 which is accumulated and to store in the analysis of the slag as the past data.
請求項1または2に記載のスラグ成分推定方法を用いて、前記スラグの推定成分を算出し、前記推定成分に基づいて前記新たな溶銑の精錬処理で用いられる媒溶剤の使用量を算出することを特徴とする媒溶剤の計算方法。 When performing the refining treatment of new hot metal using slag generated in at least one refining treatment of hot metal desiliconization treatment, dephosphorization treatment or decarburization treatment performed in a hot metal treatment apparatus,
With slag component estimation method according to claim 1 or 2, and calculates the estimated components of the slag, to calculate the amount of the medium solvent used in the refining process of the new hot metal based on the estimated component that A calculation method of a solvent medium characterized by
前記脱燐処理をする際に、前記媒溶剤の使用量を、請求項3に記載の媒溶剤の計算方法を用いて算出することを特徴とする溶銑予備処理方法。 Using a converter as the hot metal treatment device, desiliconization of the hot metal is performed in the converter, a part of the slag generated in the desiliconization process is discharged, and the slag and medium solvent remaining in the converter are discharged. Using a hot metal preliminary treatment method for dephosphorizing the hot metal,
4. The hot metal preliminary treatment method according to claim 3 , wherein when the dephosphorization treatment is performed, the amount of the medium solvent used is calculated using the medium solvent calculation method according to claim 3 .
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