JP6314484B2 - 溶銑脱りん方法 - Google Patents

Description

本発明は、転炉を用いた溶銑脱りんにおいて、りん濃度を制御する溶銑脱りん方法に関する。

精錬工程におけるりん濃度の制御は、鋼の品質管理上非常に重要である。特に、主要な脱りん工程である溶銑脱りん吹錬では、りん濃度の制御のために、吹込み酸素量、生石灰やスケール等の副原料投入量、上吹きランス高さ、上吹き酸素流量、底吹きガス流量等が、操作量として用いられている。これら操作量は、目標りん濃度や溶銑情報、及び、過去の操業実績に基づいて作成された操業基準等、吹錬開始前に得られる情報で決定されることが多い。

しかしながら、同じような操業条件でも、実際の吹錬における脱りん挙動の再現性は、あまり良くない。そのため、上記のような吹錬開始前に得られる情報のみに基づいて決定された操作量による溶銑脱りん吹錬では、りん濃度のばらつきが大きくなるという問題があった。

上記問題に対応すべく、まず、吹錬中に定周期で得られる排ガス成分や排ガス流量の測定値を活用した技術がこれまでに提案されている。特許文献１には、吹錬中の排ガス組成や流量、酸素ガス流量、副原料投入量及び溶銑成分から酸素バランスを逐次計算することにより求められる蓄積酸素量に基づき、転炉内のＦｅＯ生成量を推定し、その推定したＦｅＯ量に応じて、上吹きランス高さ、酸素ガス流量及び底吹きガス流量のうち少なくともいずれか一つを調整して、処理後のりん濃度を低減する過程を含む、高炭素極低りん鋼の溶製方法が開示されている。

また、吹錬中のスラグ中のＦｅＯ含有量の挙動が脱りん反応に及ぼす影響が大きいことに着目した技術として、特許文献２には、吹錬中のスラグ中のＦｅＯ含有量が３０ｍａｓｓ％以上になったときに、底吹き羽口からの攪拌ガス流量を増加させてスラグ−メタル間の攪拌を強化する溶銑の脱りん方法が開示されている。

特開２００６−２０６９３０号公報 特許第４７７９３８８号公報

式（１）に脱りん反応式を示す。以下において、「（物質Ｘ）」はスラグ内の物質Ｘを示し、「［物質Ｙ］」は溶銑内の物質Ｙを示す。式（１）に示したように、脱りん反応を促進させるためにはスラグ中ＣａＯ濃度及びスラグ中ＦｅＯ濃度を高める必要がある。特許文献１及び特許文献２に開示されている方法は、何れも、脱りん反応式の左辺の（ＦｅＯ）に着目した方法である。

そして、上記の脱りん反応速度を評価する場合には、相対的な値であるスラグ中ＦｅＯ濃度［ｍａｓｓ％又はｍｏｌ％］が用いられる。

特許文献１では、絶対値である転炉内のＦｅＯ生成量［ｋｇ］を基準として、各種操作量を調整する方法が提案されている。しかしながら、実際の溶銑脱りん吹錬では、チャージ毎に初期溶銑Ｓｉ成分や投入生石灰量（ＣａＯ）が変化するため、スラグ量もチャージ毎に異なる。また、同一チャージの吹錬中であっても、脱珪反応の進行等によって時々刻々スラグ量は変化する。また同じＦｅＯ生成量［ｋｇ］であってもスラグ量が異なればスラグ中のＦｅＯ濃度は異なる。以上より、転炉内のＦｅＯ生成量［ｋｇ］を基準とした特許文献１の方法では操作量を適切に調整できない可能性があり、特許文献１の方法に基づいた高炭素極低りん鋼溶製の実現には疑問が残る。

一方、特許文献２では、底吹きガス流量の操作の基準としてスラグ中ＦｅＯ濃度（３０ｍａｓｓ％）が用いられている。しかしながら、特許文献２には、吹錬中のスラグ中ＦｅＯ濃度の具体的な算出方法に関する記載がない。

そこで本発明は、転炉を用いた溶銑脱りんにおいて、吹錬中のスラグ中ＦｅＯ濃度を精度良く推定し、推定したスラグ中ＦｅＯ濃度を用いて、りん濃度を目標りん濃度に精度良く的中させることが可能な、溶銑脱りん方法を提供することを課題とする。

一般に、式（１）で示した脱りん反応はスラグメタル界面で生じ、このスラグメタル界面反応を表現するモデル（競合反応モデル）が「S.Ohguchi et.al：‘Simultaneous dephosphorisation and desulphurization of molten pig iron’、Ironmaking and Steelmaking、11（1984）、p.41」に提案されている（以下において、当該文献を「非特許文献」ということがある。）。しかし、このモデルは、スラグメタル界面反応のみに注目しており、火点反応が考慮されていない。そのため、転炉を用いた溶銑脱りん吹錬にはそのまま適用できない。そこで、本発明者らは、火点反応での（ＳｉＯ_２）生成及び（ＦｅＯ）生成を表現する計算処理と、競合反応モデルをベースとしたスラグメタル界面反応を表現する計算処理とを統合して、吹錬中のスラグ中ＦｅＯ濃度を逐次推定することにより、吹錬中のスラグ中ＦｅＯ濃度を精度良く推定することが可能になることを知見した。さらに、排ガス情報を活用することにより、火点反応における（ＦｅＯ）生成の予測精度を高めることが可能になることを知見した。本発明は、このような知見に基づいて完成させた。以下、本発明について説明する。

本発明は、転炉を用いた溶銑脱りん吹錬における溶銑の脱りんを行う方法であって、溶銑条件のデータ及び副原料のデータを含む溶銑脱りん吹錬の操業データを収集するデータ収集工程と、転炉から排出される排ガスの排ガス成分データ及び排ガス流量データ、並びに、データ収集工程で収集した溶銑脱りん吹錬の操業データ、を用いて火点反応の演算を行う火点反応演算工程と、該火点反応工程で算出されたデータを用いてスラグメタル界面反応の演算を行うことにより、吹錬中のスラグ中ＦｅＯ濃度を逐次推定するスラグメタル界面反応演算工程と、を有する、溶銑脱りん方法である。

ここに、本発明において、「溶銑条件のデータ」とは、溶銑脱りん吹錬に供される溶銑に関するデータをいい、具体的には、例えば、溶銑重量、溶銑成分（Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ等）、溶銑温度、溶銑率等のデータが含まれ得る。
以下の本発明の説明において、濃度に関する「％」の表示は、特に断りがある場合を除いて「ｍａｓｓ％」の意味で用いる。

また、上記本発明において、上記スラグメタル界面反応演算工程で火点領域以外の溶銑Ｓｉ濃度が推定され、推定された上記溶銑Ｓｉ濃度が０．０２％に到達した時点における上記スラグ中ＦｅＯ濃度が２０％以下の場合に、送酸速度の減少、ランス高さの上昇、及び、酸素含有副原料の投入、からなる群より選択された何れかを行う、脱りん促進処理工程を有することが好ましい。

また、上記本発明において、スラグメタル界面反応演算工程で推定されたスラグ中ＦｅＯ濃度が５０％以上の場合に、送酸速度の増加、ランス高さの下降、及び、鎮静剤の投入、からなる群より選択された何れかを行う、スロッピング抑制処理工程を有することが好ましい。

本発明によれば、転炉を用いた溶銑脱りんにおいて、吹錬中のスラグ中ＦｅＯ濃度を精度良く推定し、推定したスラグ中ＦｅＯ濃度を用いて、りん濃度を目標りん濃度に精度良く的中させることが可能な、溶銑脱りん方法を提供することができる。

本発明の溶銑脱りん方法の一実施形態を説明するフローチャートである。 本発明におけるスラグ中ＦｅＯ濃度の推定方法例の概要を説明する図である。 本発明の溶銑脱りん方法を実施可能なシステム構成例を説明する図である。 実施例におけるりん濃度の推定結果（計算値）及び実測値を示す図である。 実施例におけるスラグ中ＦｅＯ濃度の推定結果（計算値）及び実測値を示す図である。 比較例におけるりん濃度の推定結果（計算値）及び実測値を示す図である。 比較例におけるスラグ中ＦｅＯ濃度の推定結果（計算値）及び実測値を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の説明は本発明の例示であり、本発明は以下に説明する形態に限定されない。

図１は、本発明の溶銑脱りん方法の一実施形態を説明するフローチャートである。図１に示した本発明は、データ収集工程（ＳＴＥＰ１）と、火点反応演算工程（ＳＴＥＰ２）と、スラグメタル界面反応演算工程（ＳＴＥＰ３）と、スラグ中ＦｅＯ濃度が２０％以下であるか否かを判断する工程（ＳＴＥＰ４）と、脱りん促進処理工程（ＳＴＥＰ５）と、スラグ中ＦｅＯ濃度が５０％以上であるか否かを判断する工程（ＳＴＥＰ６）と、スロッピング抑制処理工程（ＳＴＥＰ７）と、吹錬が終了しているか否かを判断する工程（ＳＴＥＰ８）と、を有している。

＜データ収集工程（ＳＴＥＰ１）＞
データ収集工程（ＳＴＥＰ１）は、溶銑条件のデータ及び副原料のデータを含む溶銑脱りん吹錬の操業データを収集する工程である。ＳＴＥＰ１で収集される溶銑条件のデータは、溶銑重量、溶銑成分（Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ等）、溶銑温度、及び、溶銑率である。また、ＳＴＥＰ１で収集される副原料のデータには、溶銑脱りん吹錬時に転炉内へと投入される副原料の成分及び重量が含まれる。

＜火点反応演算工程（ＳＴＥＰ２）＞
火点反応演算工程（ＳＴＥＰ２）は、転炉から排出される排ガスの、成分及び流量のデータ、並びに、ＳＴＥＰ１で収集した溶銑脱りん吹錬の操業データ、を用いて、火点反応の演算を行う工程である。図１に示した本発明では、ＳＴＥＰ２の結果を用いる後述するスラグメタル界面反応演算工程（ＳＴＥＰ３）により、転炉を用いた溶銑脱りん吹錬中のスラグ中ＦｅＯ濃度（以下において、単に「スラグ中ＦｅＯ濃度」ということがある。）を逐次推定する。

本発明における、スラグ中ＦｅＯ濃度の推定方法例の概要を、図２に示す。図２に例示したように、本発明では、スラグ中ＦｅＯ濃度を推定する際に、火点反応を扱う計算処理、及び、競合反応モデルに基づくスラグメタル界面反応を扱う計算処理を行う。図１に示した本発明では、火点反応を扱う計算処理がＳＴＥＰ２に相当し、競合反応モデルに基づくスラグメタル界面反応を扱う計算処理が後述するＳＴＥＰ３に相当する。

ＳＴＥＰ２で扱う火点反応について説明する。火点では、メタル含有成分の反応として［Ｓｉ］、［Ｃ］、及び、［Ｆｅ］の酸化反応が発生すると仮定する。そして、各メタル含有成分の物質収支を式（２）〜（４）のように表す。

ここで、［Ｓｉ］_ｆ、［Ｃ］_ｆ、及び、［Ｆｅ］_ｆは火点領域におけるメタル含有成分［％］、［Ｓｉ］、［Ｃ］、及び、［Ｆｅ］は火点領域以外におけるメタル含有成分［％］、ｋ_Ｓｉは脱珪反応速度定数［％／ｓ］、ΔＣは排ガス情報から求めた脱炭速度［％／ｓ］、ΔＦｅは排ガス情報から求めた鉄の酸化速度［％／ｓ］、Ｖ_ｆは火点領域のメタル体積［ｍ^３］、Ｑは還流量［ｍ^３／ｓ］である。

排ガス情報から求めた脱炭速度（ΔＣ）は、排ガス流量及び排ガス成分の測定データを用いて、式（５）から算出する。

ここで、Ｑ_{ｏｆｆｇａｓ}は排ガス流量［ｍ^３／ｈ（ＮＴＰ）］、ＣＯは排ガス中のＣＯ濃度［％］、ＣＯ_２は排ガス中のＣＯ_２濃度［％］、Ｗ_ｆは火点領域の重量［ｔｏｎ］である。

排ガス情報から求めた鉄の酸化速度（ΔＦｅ）は、炉外から炉内へと供給された酸素（ＦＯ_２）から脱炭反応と脱珪反応に消費された酸素を差し引いた酸素を用いて、式（６）で表す。

ここで、ＦＯ_２は炉内供給酸素［ｍ^３／ｈ（ＮＴＰ）］である。

さらに、上記の火点における（ＳｉＯ_２）の生成速度と（ＦｅＯ）の生成速度を、式（２）及び式（４）を用いて、それぞれ、式（７）及び式（８）で表す。

ここで、（ＳｉＯ_２）_ｆ及び（ＦｅＯ）_ｆは火点域で生成したスラグ含有成分［％］、Ｗ_Ｓはスラグ重量［ｔｏｎ］である。

また、火点領域の熱収支式は、火点反応で生じる各反応熱を考慮して、式（９）のように表す。

ここで、ｃ_ｐｆは火点領域の比熱［ｋｃａｌ／（ｋｇ・℃）］、Ｈ_{ｒｅａｃ，ｆ}は火点領域の反応熱［ｋｃａｌ／ｓ］、ＲＱは還流による熱流入［ｋｃａｌ／ｓ］、ＲＱ_ｆは還流による熱流出［ｋｃａｌ／ｓ］である。

以上の定式化により、火点における酸化反応によるメタル含有成分の挙動ならびにスラグへ供給される酸化物（（ＳｉＯ_２）と（ＦｅＯ））の挙動を表現できる。ＳＴＥＰ２では、上記式（２）〜（９）の計算が行われる。

＜スラグメタル界面反応演算工程（ＳＴＥＰ３）＞
スラグメタル界面反応演算工程（ＳＴＥＰ３）は、ＳＴＥＰ２で算出されたデータを用いてスラグメタル界面反応の演算を行うことにより、吹錬中のスラグ中ＦｅＯ濃度を逐次推定する工程である。ＳＴＥＰ３で扱うスラグメタル界面反応について、以下に説明する。

スラグメタル界面における反応は、スラグメタル界面濃度とメタルバルク濃度との差を推進力とする物質移動によって生じると考えられる。メタル含有成分ｉ（［Ｘ_ｉ］）の物質収支式を式（１０）で表す。

ここで、［Ｘ_ｉ］はメタルバルクの含有成分ｉ［％］であり、［Ｘ_ｉ］＝｛［Ｃ］、［Ｓｉ］、［Ｍｎ］、［Ｐ］、［Ｆｅ］｝とする。ここで、「メタルバルク」とは火点領域以外の領域を表し、火点領域以外の溶銑Ｓｉ濃度は式（１０）より算出される。また、［Ｘ_ｉ ^＊］はスラグメタル界面における含有成分ｉの平衡濃度［％］、Ｖは火点領域以外のメタル体積［ｍ^３］、Ａはスラグメタル界面の面積［ｍ^２］、Ｋ_ｉは含有成分ｉの物質移動係数［ｍ／ｓ］、［Ｘ_ｉ，ｆ］は火点領域における含有成分ｉの濃度［％］、ＷＸ_{ｉ，ＳＵＢ}は副原料投入による含有成分ｉの増加を考慮した含有成分ｉの投入項［％／ｓ］である。

上記非特許文献に記載されているように、式（１０）のスラグメタル界面における含有成分ｉの平衡濃度（［Ｘ_ｉ ^＊］）は、界面酸素濃度ａｏ^＊を用いて表される。界面酸素濃度ａｏ^＊は、スラグメタル界面における酸素収支式より算出する。

このとき、スラグ成分の物質収支もメタル含有成分と同様に、物質移動律速に基づいた考え方で式（１１）のように表現できる。

ここで、（ＸＯ_ｊ）はスラグ含有成分ｊの濃度［％］であり、（ＸＯ_ｊ）＝｛（ＣａＯ）、（ＳｉＯ_２）、（ＦｅＯ）、（ＭｇＯ）、（Ｐ_２Ｓ_５）、（Ａｌ_２Ｏ_３）｝とする。また、（ＸＯ_ｊ ^＊）はスラグメタル界面におけるスラグ含有成分ｊの平衡濃度［％］、Ｖ_Ｓはスラグ体積［ｍ^３］、Ｋ_ｊはスラグ含有成分ｊの物質移動係数［ｍ／ｓ］、ＷＸＯ_{ｊ，ＳＵＢ}は副原料投入によるスラグ含有成分ｊの増加を考慮したスラグ含有成分ｊの投入項［％／ｓ］である。

ただし、（ＳｉＯ_２）に関しては、右辺最終項に、上記式（７）で表される火点反応における（ＳｉＯ_２）の生成速度を追加した式（１２）で表し、（ＦｅＯ）に関しては、右辺最終項に、上記式（８）で表される火点反応における（ＦｅＯ）の生成速度を追加した式（１３）で表す。この処理により、火点反応で生成した（ＳｉＯ_２）と（ＦｅＯ）がスラグ領域へ流入する現象を表現できる。

次に、スラグメタル界面反応を構成するメタル領域及びスラグ領域における熱収支式を、それぞれ式（１４）（１５）で表す。

ここで、Ｗは火点領域以外の重量［ｔｏｎ］、ｃｐは火点領域以外の比熱［ｋｃａｌ／（ｋｇ・℃）］、Ｈ_ｒｅａｃはスラグメタル界面の反応熱［ｋｃａｌ／ｓ］、ＲＱ_ｆ’は火点領域から火点領域以外の領域への還流による熱流入［ｋｃａｌ／ｓ］、ＲＱ’は火点領域以外の領域からの還流による熱流出［ｋｃａｌ／ｓ］、Ｑ_ＳＵＢは副原料溶解による抜熱量［ｋｃａｌ／ｓ］である。

ここで、ｃｐ_Ｓはスラグ領域の比熱［ｋｃａｌ／（ｋｇ・℃）］、Ｈ_{ｒｅａｃ，Ｓ}はスラグメタル界面の反応熱［ｋｃａｌ／ｓ］、ＲＱ_ｆはスラグ表面からの抜熱量［ｋｃａｌ／ｓ］である。

ＳＴＥＰ３では、上記式（１０）〜（１５）の計算が行われる。
以上の式（２）〜（１５）の計算を行うＳＴＥＰ２及びＳＴＥＰ３によって、吹錬中のスラグ中（ＦｅＯ）濃度を逐次推定できるようになる。

＜スラグ中ＦｅＯ濃度が２０％以下であるか否かを判断する工程（ＳＴＥＰ４）＞
スラグ中ＦｅＯ濃度が２０％以下であるか否かを判断する工程（ＳＴＥＰ４）は、ＳＴＥＰ３で推定された火点領域以外の溶銑Ｓｉ濃度推定値が０．０２％に到達した時点における、スラグ中（ＦｅＯ）濃度が２０％以下であるか否かを判断する工程である。ＳＴＥＰ４で肯定判断がなされた場合（スラグ中（ＦｅＯ）濃度が２０％以下である場合）、処理はＳＴＥＰ５へと送られる。これに対し、ＳＴＥＰ４で否定判断がなされた場合（スラグ中（ＦｅＯ）濃度が２０％よりも高い場合）、処理はＳＴＥＰ６へと送られる。

＜脱りん促進処理工程（ＳＴＥＰ５）＞
脱りん促進処理工程（ＳＴＥＰ５）は、ＳＴＥＰ４で肯定判断がなされた場合、すなわち、ＳＴＥＰ３で推定された火点領域以外の溶銑Ｓｉ濃度推定値が０．０２％に到達した時点における、スラグ中（ＦｅＯ）濃度が２０％以下の場合に、送酸速度の減少、ランス高さの上昇、及び、酸素含有副原料の投入、からなる群より選択された何れか（１又は２以上）を行う工程である。
換言すれば、ＳＴＥＰ５は、ＳＴＥＰ３で推定されたスラグ中（ＦｅＯ）濃度を用いて、目標りん濃度への的中精度を向上させることを目的に行われる工程である。

本発明者らによる過去の操業データの調査の結果、吹錬初期のスラグ中（ＦｅＯ）濃度を高位に保つことが、低位安定した脱りんには有効であることがわかった。そして、火点領域以外の溶銑Ｓｉ濃度推定値が０．０２％に到達した時点におけるスラグ中（ＦｅＯ）濃度推定値が２０％以下と低位にある場合には、目標りん濃度に応じて例えば表１に示すような操作を行うことにより、りん濃度を目標りん濃度以下へと高精度に制御できる。

＜スラグ中ＦｅＯ濃度が５０％以上であるか否かを判断する工程（ＳＴＥＰ６）＞
スラグ中ＦｅＯ濃度が５０％以上であるか否かを判断する工程（ＳＴＥＰ６）は、ＳＴＥＰ３で推定されたスラグ中（ＦｅＯ）濃度が５０％以上であるか否かを判断する工程である。ＳＴＥＰ６で肯定判断がなされた場合（ＳＴＥＰ３で推定されたスラグ中（ＦｅＯ）濃度が５０％以上である場合）、処理はＳＴＥＰ７へと進められる。これに対し、ＳＴＥＰ６で否定判断がなされた場合（ＳＴＥＰ３で推定されたスラグ中（ＦｅＯ）濃度が５０％未満である場合）、処理はＳＴＥＰ８へと進められる。

＜スロッピング抑制処理工程（ＳＴＥＰ７）＞
スロッピング抑制処理工程（ＳＴＥＰ７）は、ＳＴＥＰ６で肯定判断がなされた場合、すなわち、ＳＴＥＰ３で推定されたスラグ中（ＦｅＯ）濃度が５０％以上の場合に、送酸速度の増加、ランス高さの下降、及び、鎮静剤の投入、からなる群より選択された何れか（１又は２以上）を行う工程である。

実際の転炉を用いた溶銑脱りん吹錬では、炉内のスラグが炉外へ噴出するスロッピングを抑制することが望ましい。大きなスロッピングが発生すると緊急停止等の生産性低下を引き起こすこともある。スロッピングの発生原因のひとつとして、一般に、高いスラグ中（ＦｅＯ）濃度が挙げられる。そこで、ＳＴＥＰ７では、ＳＴＥＰ３で推定された吹錬中のスラグ中（ＦｅＯ）濃度推定値が５０％以上となる場合に、表２に示すような操作を行う。これにより、スラグ中（ＦｅＯ）濃度推定値を５０％よりも低位に保つことが可能となり、その結果、スロッピングを抑制することができる。

＜吹錬が終了しているか否かを判断する工程（ＳＴＥＰ８）＞
吹錬が終了しているか否かを判断する工程（ＳＴＥＰ８）では、吹錬が終了しているか否かが判断される。ＳＴＥＰ８で否定判断がなされた場合（吹錬が終了していない場合）にはＳＴＥＰ２に戻り、ＳＴＥＰ８で肯定判断がなされるまで、ＳＴＥＰ２〜ＳＴＥＰ８の処理が繰り返される。これに対し、ＳＴＥＰ８で肯定判断がなされた場合（吹錬が終了している場合）には、計算を終了する。

上記形態の本発明によれば、転炉を用いた溶銑脱りん吹錬においてスラグ中（ＦｅＯ）濃度を高精度で推定し、この推定値に基づいて吹錬中の送酸速度やランス高さ等を調整することにより、スロッピングを抑制しつつりん濃度を目標値に精度良く的中させることができる。

図３は、本発明の溶銑脱りん方法を実施可能な、溶銑脱りんシステムの構成例を説明する図である。図３に示した溶銑脱りんシステム１０において、溶銑・副原料データ１は、チャージ毎の溶銑重量、溶銑成分（Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ等）、溶銑温度、溶銑率等の溶銑条件と吹錬中に投入された副原料等のデータである。パラメータ２では、脱珪速度定数や物質移動係数のパラメータを設定する。目標データ３は、チャージ毎の溶銑脱りんにおける目標りん濃度のデータである。火点反応演算部４では、上記ＳＴＥＰ２が行われる。具体的には、排ガス情報（排ガス流量、排ガス成分）を用いて式（２）〜（９）に基づいて火点における［Ｃ］、［Ｓｉ］、［Ｆｅ］の推定計算、及び、（ＳｉＯ_２）の生成速度及び（ＦｅＯ）の生成速度の計算が行われる。スラグメタル界面反応演算部５では、上記ＳＴＥＰ３が行われる。具体的には、式（１０）〜（１５）に基づき火点反応演算部４で算出した（ＳｉＯ_２）の生成速度と（ＦｅＯ）の生成速度を活用して、競合反応モデルに基づくスラグメタル界面反応を表現する計算を行うことにより、スラグ中（ＦｅＯ）濃度を推定する。さらに、火点領域以外の領域であるメタルバルクにおける含有成分の変化を表す式（１０）により、火点領域以外の溶銑Ｓｉ濃度を推定する。また、脱りん促進処理演算部６では、上記ＳＴＥＰ５が行われる。具体的には、スラグメタル界面反応演算部５で算出したスラグ中（ＦｅＯ）濃度に基づいて、例えば表１にしたがって決定された操作を行う。また、スロッピング抑制処理演算部７では、上記ＳＴＥＰ７が行われる。具体的には、スラグメタル界面反応演算部５で算出したスラグ中（ＦｅＯ）濃度に基づいて、例えば表２にしたがって決定された操作を行う。スラグメタル界面反応演算部５、脱りん促進処理演算部６、及び、スロッピング抑制処理演算部７の演算結果は、入出力部８に表示される。このように構成される溶銑脱りんシステム１０を用いることにより、転炉を用いた溶銑脱りん吹錬中のスラグ中ＦｅＯ濃度を精度良く推定し、推定したスラグ中ＦｅＯ濃度を用いて、りん濃度を目標りん濃度に精度良く的中させることが可能になる。

本発明に関する上記説明では、脱りん促進処理工程（ＳＴＥＰ５）及びスロッピング抑制処理工程（ＳＴＥＰ７）を有する形態を例示したが、本発明は当該形態に限定されない。本発明は、脱りん促進処理工程又はスロッピング抑制処理工程を有しない形態とすることも可能であるほか、脱りん促進処理工程及びスロッピング抑制処理工程の両方を有しない形態とすることも可能である。ただし、目標りん濃度への的中精度を向上させやすい形態にする観点から、本発明は、脱りん促進処理工程を有する形態とすることが好ましい。また、スロッピングを抑制しやすい形態にする観点から、本発明は、スロッピング抑制処理工程を有する形態とすることが好ましい。

表３に条件を示した溶銑へ、表４に示した副原料を投入しながら溶銑脱りん吹錬を行った。この溶銑脱りん吹錬中に、本発明の溶銑脱りん方法（実施例）、及び、火点反応を考慮しない従来の競合反応モデル（比較例）のそれぞれを用いて、スラグ中ＦｅＯ濃度及びりん濃度を推定した。実施例におけるりん濃度の推定結果（計算値）及び実測値を図４Ａに、実施例におけるスラグ中ＦｅＯ濃度の推定結果（計算値）及び実測値を図４Ｂに、比較例におけるりん濃度の推定結果（計算値）及び実測値を図５Ａに、比較例におけるスラグ中ＦｅＯ濃度の推定結果（計算値）及び実測値を図５Ｂに、それぞれ示す。

図４Ｂ及び図５Ｂに示したように、実施例では、スラグ中ＦｅＯ濃度を、比較例よりも高精度に推定できた。その結果、図４Ａ及び図５Ａに示したように、実施例では、りん濃度を、比較例よりも高精度に推定できた。
以上より、本発明によれば、吹錬中のスラグ中ＦｅＯ濃度を精度良く推定することが可能なので、推定したスラグ中ＦｅＯ濃度を用いて、りん濃度を目標りん濃度に精度良く的中させることが可能であることが分かった。

１…溶銑・副原料データ
２…パラメータ
３…目標データ
４…火点反応演算部
５…スラグメタル界面反応演算部
６…脱りん促進処理演算部
７…スロッピング抑制処理演算部
８…入出力部
１０…溶銑脱りんシステム

Claims (3)

1. 転炉を用いた溶銑脱りん吹錬における溶銑の脱りんを行う方法であって、
   溶銑条件のデータ及び副原料のデータを含む溶銑脱りん吹錬の操業データを収集する、データ収集工程と、
   前記転炉から排出される排ガスの排ガス成分データ及び排ガス流量データ、並びに、前記データ収集工程で収集した前記溶銑脱りん吹錬の操業データ、を用いて火点反応の演算を行う、火点反応演算工程と、
   前記火点反応工程で算出されたデータを用いてスラグメタル界面反応の演算を行うことにより、吹錬中のスラグ中ＦｅＯ濃度を逐次推定する、スラグメタル界面反応演算工程と、
   を有する、溶銑脱りん方法。
2. 前記スラグメタル界面反応演算工程で火点領域以外の溶銑Ｓｉ濃度が推定され、推定された前記溶銑Ｓｉ濃度が０．０２％に到達した時点で前記スラグ中ＦｅＯ濃度が２０％以下の場合に、送酸速度の減少、ランス高さの上昇、及び、酸素含有副原料の投入、からなる群より選択された何れかを行う、脱りん促進処理工程を有する、請求項１に記載の溶銑脱りん方法。
3. 前記スラグメタル界面反応演算工程で推定された前記スラグ中ＦｅＯ濃度が５０％以上の場合に、送酸速度の増加、ランス高さの下降、及び、鎮静剤の投入、からなる群より選択された何れかを行う、スロッピング抑制処理工程を有する、請求項１又は２に記載の溶銑脱りん方法。