JPH02185910A - 転炉の吹錬制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、スタティック制御方式による転炉吹錬制御方
法に関し、特にスタティック制御の精度を高めることに
よって吹上成分及び吹上温度の的中精度を向上させると
共に転炉吹錬コストを低減した転炉吹錬制御方法に関す
るものである。

［従来の技術］ 転炉吹錬においては、吹上時における鋼中Ｃや溶ｗＩ温
度の的中精度を高める為の一手段として、熱収支計算や
酸素収支計算に基づいて冷却剤投入量や気酸供給量等を
調製するスタティック制御が実施されている。例えば熱
収支については、溶銑顕熱、滓化熱、前チヤージ残留ス
ラグ顕熱、溶鋼成分の燃焼熱等を転炉への入熱要因とし
、溶鋼顕熱、スラグ顕熱、排ガス顕熱、原材料の分解・
溶解熱、炉体放熱等を転炉からの出熱要因として計算す
ることができ、目標とする吹上溶鋼温度に的中するよう
に冷却剤没入量を算出して熱的制御を実施している。又
酸素収支については気酸や固酸を転炉への酸素供給要因
とし、排ガスやスラグと共に持ち出される酸素を転炉か
らの酸素放出要因として計算することかでき、目標とす
る吹上Ｃに的中するように気酸供給量を算出・制御して
いる。こうしたスタティック制御は、副原料前装入量を
加味しつつ吹錬開始段階で計算して実施され、吹錬終了
までに吹上成分及び吹上温度の調整をほぼ完了するが、
必要により吹上直前にサブランスを鋼浴中へ投入して鋼
浴の成分及び温度を測定して目標値との差異を算出し、
成分並びに温度の最終調整を実施することもある。

［発明が解決しようとする課題］ ところで前記スタティック制御における熱収支計算及び
酸素収支計算を行なうに際しては、転炉内における溶銑
中Ｃの酸化反応挙動を把握しておく必要がある。即ち転
炉内の脱Ｃ反応は次の■。

■の式で表わされる反応が平行的に進行するものである
。

Ｃ＋Ｏ，−Ｃｏ２＋９９．５にｃａｌ　・・・■ｃ＋Ｈ
ｏ、−Ｃｏ　　＋３３　　にｃａｌ　・・・■■、■式
から理解される様に、■式の場合には１　ｎ１０１のＣ
の酸化で１　ｍｏｌの０２が消費されて９９．５にｃａ
ｌの熱が発生し、一方■式の場合には１ｍｏｌのＣの酸
化で％ｍｏｌの０２が消費されて３３にｃａｌの熱が発
生する。このように■式の反応と０式の反応では酸素消
費量並びに発熱量が大きく相違するので実操業において
は■、■式の反応の比率を正確に把握しておく必要があ
る。

しかるにスタティック制御における熱収支計算並びに酸
素収支計算の実施時点では、そのチャージにおける０、
０式の反応の比率が不明であるので、過去の操業実績か
ら求められる反応比率の平均値を基にして計算を行なわ
ねばならない。ちなみに過去の操業実績における値は、
■式の反応：０式の反応＝２０〜５：８０〜９５の範囲
でばらついており、吹上Ｃ並びに吹上温度の的中精度を
低下させる大きな要因となっている。例えば０式の反応
の割合が１０％変動すると、酸素消費量が３．５ＮＩ１
１’／を変化し、温度が１９℃も変化することが予想さ
れる。尚前記反応比率の変動要因としては、滓化状態の
変動、送酸パターン（ランス高さ、送酸速度）等の吹錬
条件の変動が考えられる。

さらにスタティック制御の精度低下によフて、■吹上温
度が目標値以上になったり、あるいは目標値以下のため
に再吹錬を実施するために、炉体耐火物溶損量が増大し
、製造コストが上昇するという問題や、■また再吹錬日
数が増大するため転炉生産性が低下するという問題も指
摘されている。

本発明はこうした事情に着目してなされたものであって
、スタティック制御の精度を高めることによフて吹上成
分及び吹上温度の的中精度を向上させると共に、転炉吹
錬コストを低減し得るような転炉吹錬制御方法を提供し
ようとするものである。

［課題を解決するための手段］ しかして上記目的を達成した本発明方法は、転炉吹錬に
おいて、吹上Ｃ及び吹上温度を夫々目標値として熱収支
計算及び酸素収支計算を行ない、該計算結果に基づいて
スタティック制御を実施するに当たり、吹錬開始直後よ
り排ガス成分及び排ガス流量の積算を行なって炉内精錬
反応の進捗状況を把持し、該精錬反応の進捗状況データ
を加味して前記熱収支計算及び酸素収支計算を再構成し
、再構成結果に基づいて熱的制御及び酸素供給制御を修
正実施する点に要旨を有するものである。

［作用コ 本発明者等は、前記■、■式の反応比率は炉内における
ＣＯ２及びＣＯの存在比率から把握できるのではないか
と考え、この考え方を展開してスタティック制御の精度
改善をはかることとした。

炉内におけるＣＯ２及びＣＯの存在比率は一般に下記０
式で表わすことができる。

ｎ　ｃｏ・（［ＣＯＦ　／（［ＣＯｂ［Ｃ０２］））Ｘ
　１００−■しかしながら熱収支計算並びに酸素収支計
算に際してηＣＯを一時的に把握したとしても、吹錬期
間を通じて起こる■、■式の反応全体を把握することは
できず、またスタティック制御開始時点では把握すべく
もない。

そこで本発明ではスタティック制御の開始に当たっては
従来通りの熱収支計算及び酸素収支計算に基づいたスタ
ティック制御を実施する。尚この場合のηＣＯは従来と
同様に過去の平均値を用いればよいが、冷却剤投入量に
ついては、熱収支計算によって算出された値よりも若干
少なめに抑えて冷却剤の過剰投入による浴温度の低下を
抑制することが望ましい。これは浴温度が低下し過ぎて
逆に昇熱剤を投入する必要が生じるといった事態を回避
するためであり、これによって製造コストをできるだけ
低減することができる。上記の如くスタティック制御を
実施する一方で、吹錬開始直後より排ガス成分及び流ｆ
ｆ１（殊にｃｏ及びＣＯ２の生成量）を測定してその値
を積算する。この積算値によつて吹錬開始からの精錬反
応殊に前記■。

■式の脱Ｃ反応の進捗状況を把握することができ、当該
チャージにおける吹錬開始から積算時点までのηＣＯを
知ることができる。そこで吹錬の中期また末期にそのと
きまでの積算値を基にしつつ原材料投入データ等も加味
して、熱収支計算及び酸素収支計算を再構成する。そし
て再構成した計算結果に基づいて第２回目のスタティッ
ク制御即ち修正制御を実施する。この修正制御は具体的
には冷却剤や昇熱剤の修正追加並びに気酸供給量の修正
等によって実施され、これによって吹上成分及び吹上温
度の最適化をはかることができる。又その為の操作とし
ての吹上時点やサブランスによるダイナミック制御実施
時期を最適化することができる。尚上記修正制御は１回
でもよいが２回以上行なっても差支えはない。

本発明は以上の様にして実施されるが、実施に当たって
使用される冷却剤としては鉄鉱石、スケール、Ｍｎ鉱石
、Ｃｒ鉱石、Ｃａ　ＣＯ３１Ｃａｂ、軽焼ドロマイト、
生ドロマイト等を挙げることができ、昇熱剤としては黒
鉛やコークス等の炭材、Ｆｅ−３ｉ、Ｆｅ−Ｍｎ等を挙
げることができる。又炉内［Ｃｏ１及び［ＣＯ２］の値
は排ガス煙道内に設けたガス分析計によって求めること
ができ、同時に煙道内の排ガス流量を測定して下記■、
■式に示される計算を行ない吹錬開始時点から積分量を
連続的に求めることができる。

［ＣＯ］積分量＝ｉ［ＣＯ］ｘ排ガス流量−ｄｔ・・・
■ ［Ｃ０２］積分子１Ｌ＝（［ｃｏ２］ｘ排ガス流量−ｄ
ｔ・・・■ 尚炉口上方の隙間から煙道内へ大気が巻き込まれ、煙道
内のＣＯガスとさらに反応して炉内のガス組成とは組成
が変化している場合もあるが、大気組成は一定であるの
で物質収支計算により炉内の［Ｃｏ１及び［ｃ　Ｏ２］
の値を求めることができる。又ＯＧ方式等の非燃焼式排
ガス回収システムを採用する場合でも大気の混入量を計
算して炉内［Ｃｏ１及び［ｃ　Ｏ２］の値を求めること
ができる。

［実施例］ 従来法及び本発明方法を夫々採用して吹上Ｃ目標値０．
４０％、吹上温度目標値１６８０ｔのｍ種を製造した。

（Ａ）従来法 吹錬を開始し、副原料前装入が完了した直後に１度だけ
熱収支計算及び酸素収支計算を行ない、その値に基づい
て前記吹上Ｃ及び吹上温度を目標値とする転炉吹錬制御
（スタティック制御）を行なった。

（Ｂ）本発明方法 上記従来法と同様にして第１回目のスタティック制御を
行なった。但し第１回目のスタティック制御では酸素供
給ｆｆ１（ＴＯ２−１）は計算値通りとしたが、冷却剤
（鉄鉱石）投入量（Ｗｅ−Ｉ）については、計算値の９
０％に相当する量を吹錬中期までに没入するだけに止め
た。モして吹錬開始時からの０２積算量が［（ＴＯ□−
１）　−７，０］Ｎｍ’／ｌ　ニ達したときに、炉内［
Ｃｏ１．［ＣＯ２］積算実績値を基にして求めたηＣＯ
を用いて第２回目の熱収支計算及び酸素収支計算を即ち
修正計算を行なうと共に、その値を基にして転炉吹錬の
修正制御を行なった。上記従来法及び本発明方法によフ
て各々１００チヤージずつ転炉吹錬を実施し、吹上Ｃ及
び吹上温度の的中精度の比較を行なったところ、第１表
に示す結果が得られた。尚従来法及び本発明方法の双方
ともにサブランスによる修正制御は実施しなかった。

第 表 様な効果を得ることができる。

転炉再吹錬を回避することができ、それに伴う転炉耐火
物の溶損や転炉生産性の低下といった弊害を防止するこ
とができる。また転炉吹錬における原材料等の無駄な消
費を低減し経済性を高めることかできる。さらに溶鋼処
理工程へは吹上成分及び吹上温度の的中した溶鋼を送る
ことができるので溶鋼処理工程における加炭処理や昇温
処理の負荷を軽減することができ、生産性を高めること
ができる。また加炭剤や昇温用電力の使用量を低減する
ことができる。

第１表に示される様に、本発明方法の適用により吹上Ｃ
及び吹上温度の的中精度を大幅に高めることができた。

［発明の効果〕 本発明方法の実施により転炉における吹上Ｃ′ＥＬび吹
上温度の的中率が大幅に向上する結果、次の出順人　株
式会社神戸製鋼所 −〇ｌ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 転炉吹錬において、吹上Ｃ及び吹上温度を夫々目標値と
   して熱収支計算及び酸素収支計算を行ない、該計算結果
   に基づいてスタティック制御を実施するに当たり、吹錬
   開始直後より排ガス成分及び排ガス流量の積算を行なっ
   て炉内精錬反応の進捗状況を把持し、該精錬反応の進捗
   状況データを加味して前記熱収支計算及び酸素収支計算
   を再構成し、再構成結果に基づいて熱的制御及び酸素供
   給制御を修正実施することを特徴とする転炉の吹錬制御
   方法。