JPH0219414A - 転炉吹錬方法 - 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］ この発明は、吹錬の終点における溶湯成分を調整する吹
錬方法に係り、特にスラグ中の鉄量を調整する転炉吹錬
方法に関する。

［従来の技術］ 近時、転炉吹錬において、吹錬中の各種測定情報に基づ
き吹錬条件をコンピュータ制御するダイナミックコント
ロールが採用されている。ダイナミックコントロールに
よる吹錬では、終点制御のために、吹錬中の溶湯にサブ
ランス（中間サブランス）を浸漬して、溶湯温度及び溶
湯炭素濃度［Ｃ］を直接Ｍ１定し、この実測温度に基づ
き吹錬条件を適宜制御して終点温度及び成分をコントロ
ールする。

ところで、転炉吹錬においては、溶湯及びスラグの間で
下記の脱燐反応が進行する。

２　［Ｐ］　＋５　（Ｆｅｄ）−Ｐ２０５　＋、５Ｆｅ
すなわち、溶湯中の燐［Ｐ］はスラグ中の（Ｆｅｄ）に
より酸化されてｐ２ｏ、になり、スラグ中の酸化カルシ
ウム（Ｃａ　Ｏ）と結合してスラグ中に取込まれて安定
な状態となる。溶湯中炭素濃度［Ｃ］とスラグ中の全鉄
濃度（以下、Ｔ、Ｆｅという）とは互いに相関関係にあ
り、この（Ｔ、Ｆｅ）は、吹錬中の溶湯の酸化の程度を
表わし、脱燐反応を支配する重要な因子となる。

従来の転炉吹錬方法は、サブランスで得られた溶湯温度
及び［Ｃ］に基づきダイナミックモデルである脱炭反応
を適正にコントロールしつつ、［Ｃ］が目標値に到達す
るように吹錬条件を制御する。すなわち、従来の吹錬方
法では、吹き止め時の［Ｃ］を調整することにより、間
接的に（Ｔ、Ｆｅ）を推定する。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の転炉吹錬方法においては、吹錬初
期及び中期の高炭素濃度領域では（Ｔ、Ｆｅ）の［Ｃ］
に対する依存性が強いが、吹、錬後期の低炭素濃度領域
では（Ｔ、Ｆｅ）の［Ｃ］への依存性が弱まり、［Ｃ］
に基づき（Ｔ、Ｆｅ）を高精度に推定することが困難に
なる。このため、終点における脱燐率にばらつきを生じ
やすいという問題点がある。

この発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって
、スラグ中の（Ｔ、Ｆｅ）を高精度に推定することがで
きる転炉吹錬方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る転炉吹錬方法は、転炉吹錬中に生じる炉
ガスの成分及び量を随時検出し、検出結果からそのとき
の転炉内の酸素成分の存在量を把握し、これから炉内に
おける鉄成分の酸化反応量を把握し、鉄成分の酸化反応
量、溶湯中の炭素濃度並びに時間の関係を表わす所定の
数式モデルを用いて溶湯からスラグに移行した鉄の総量
を算出する一方、サブランス法により転炉内溶湯の炭素
濃度を実測してこれを初期値とし、この初期値及び前記
スラグ中の鉄の総量とに基づき吹錬中に刻々変化するス
ラグ中の鉄濃度を推定し、この推定スラグ中鉄濃度が吹
錬を終了すべき所定の目標値に到達した段階で、吹錬を
終了することで、終点スラグ中鉄濃度の適中を図ること
を特徴とする。

［作用］ この発明に係る転炉吹錬方法においては、炉ガスの成分
及び量を随時測定し、炉ガス中に存在する酸素量を把握
し、下記（１）式を用いてガス中の酸素存在量から炉内
の蓄積酸素量ＷＯ２を求める。

但し、記号Ｓはサブランス時、記号ｔは中間サブランス
測定時からｔ秒後、ＩＮＰＵＴＯ２は炉内に入る酸素（
吹付は酸素ガス、副原料、底吹きカス、侵入空気）の総
量、０ＵＴＰＵＴ　　ｏ２は炉内から出る酸素（排ガス
、噴出ガス）の総量をそれぞれ示す。

次に、中間サブランス測定により溶湯中炭素濃度［Ｃ］
を実測し、下記（２）式を用いてサブランス時の（Ｔ、
Ｆｅ）ｓを求める。

（Ｔ、ｒｅ）３−ｆ　（Ｑａ、Ｆ’ｏ２．Ｃ８）・・・
（２） 但し、記号Ｑｓは底吹ガス量、記号ＦＯ２は上吹酸素量
、記号Ｃ８はサブランス時の溶湯中炭素濃度［Ｃ］を示
す。すなわち、Ｑ［ｌは溶湯中の［Ｃ］を攪拌する力を
、Ｆｅ２は溶湯を酸化させる力を示す。

次に、下記（３）式を用いてサブランス時゛からｔ秒経
過後のスラグ量ＷＸ！−ＬＡ（、（ｔ）を求める。

νＳ　　Ｌ　　Ａ　　Ｇ　　（ｔ）　　−γ　Ｘ　ＷＯ
２（ｔ）＋ＷｓＬ　　Ａ　ａＸ１００／ ＋（１００−βＸ　（Ｔ１．Ｆｅ）５　１・・・　（３
） 但し、記号ＷｓＬＡＧは初期スラグ量及び５ＬＯ２量の
和、記号β、γはそれぞれ係数を表わす。

次に、下記（４）式を用いてサブランス時からｔ秒経過
後の（Ｔ、Ｆｅ）を求める。

（Ｔ、Ｐｅ）＝　　（Ｔ、Ｐｅ）３　　　＋　ａ　　Ｘ
　　ＶＯ２（ｔ）／　　　Ｗｓ　　　Ｌ　　　Ａ　　　
Ｇ　　　（ｔ）・・・　（４） 但し、記号ＷｓＬＡＧは初期スラグ量°、記号αは係数
を示す。

そして、これにより（Ｔ、Ｆｅ）が所定の目標値に一致
するまでの経過時間ｔを推定する。

この推定値が所定の目標値に到達した段階で吹錬を終了
することで、吹上時の（Ｔ、Ｆｅ）を適正範囲に制御す
る。

【実施例］ 以下、添付の図面を参照してこの発明の実施例について
具体的に説明する。

転炉１０は、底吹きノズル１４を介して攪拌ガスを溶湯
１２に吹込みつつ、メインランス２０の酸素ジェットを
湯面に吹付けるように構成された謹白吹錬炉である。底
吹きノズル１４に連通する配管１６及びメインランス２
０に連通する配管２２にはそれぞれ流量計１８及び２４
が設けられ、それぞれがプロセスコンピュータ４０の入
力側に接続されている。コンピュータ４０は、入力デー
タを記憶するメモリ、種々の演算を実行する演算部、メ
モリにストアされたデータを順次呼出してデータ処理す
るＣＰＵ　（中央処理装置）をそれぞれ有し、各種プロ
セスデータを集めて所定のスタティックモデル及びダイ
ナミックモデルに対応する数式モデルに基づき吹゛錬の
最適制御条件を求め、最適制御指令を各所の機器に発す
るようになっている。

ダクト２８のフード２６が転炉１０の装入口を覆うよう
に設けられ、転炉内で発生したガスがダクト２８により
排ガス処理装置（図示せず）に導かれるようになってい
る。シュータ３０が転炉装入口近傍のダクト２８に取付
けられ、秤量器３２で秤量された副原料がシュータ３０
を介してダクト２８内に切出され、更に、これが転炉内
に落下するようになっている。一方、ガス分析計３４及
び質量分析計３５がダクト２８の最上部に取付けられ、
排ガスの成分及び質量が検出されるようになっている。

また、排ガス流量計３６がダクト下部の絞りのところに
設けられ、排ガスの流量が検出されるようになっている
。

なお、秤量器３２．ガス分析計３４．質量分析計３５並
びに流量計３６のそれぞれは、コンピュータ４０の入力
側に接続されている。

また、転炉１０の上方にはサブランス装置（図示せず）
が設けられ、サブランスを下降させると装入口から転炉
内にサブランス先端が挿入されて溶湯１２に浸漬される
ようになっている。因みに、サブランス先端にはプロー
ブが装着されており、溶湯温度及び炭素濃度［Ｃ］が直
ちに検出されるようになっている。

次に、この実施例において終点温度を推定する場合につ
いて説明する。

吹錬中の溶湯にサブランスを浸漬して炭素濃度［Ｃ］を
測定し、これをコンピュータ４０に入力する。一方、排
ガス成分、各成分の質量、並びに排ガス流量をそれぞれ
検出し、これらの検出値もコンピュータ４０に入力する
。これらデータから（ＯＵ　Ｔ　Ｐ　Ｕ　Ｔ　　Ｏ２）
量を算出する。

また、送酸量、副原料の成分及び投入量、・底吹きガス
量、並びに侵入空気の量から（ＩＮＰＵＴ０２）量を求
め、これと（ＯＵＴＰＵＴ　　ｏ２）量から蓄積酸素Ｗ
ｋＷＯ２を算出する。次いで、底吹ガス量Ｑａ　　上吹
酸素量ＦＯ２サブランス時の［Ｃ１ｆｆ１Ｃｓからサブ
ランス時の（Ｔ、Ｆｅ）ｓを求める。この（Ｔ、Ｆｅ）
ｓと、蓄積酸素ｍ　Ｗ　Ｏ２及びＷＳＬＡＧ（初期スラ
グ量及び３ｉ０２ｆｌの和）を用いてサブランス測定か
らｔ秒後の（Ｔ、Ｆｅ）・ｒを算出し、更に、この（Ｔ
、Ｆｅ）ｒに基づき（Ｔ、Ｆｅ）を推定する。

この推定値が、所定の目標値に到達した段階で吹錬を終
了することで吹止時の（Ｔ、Ｆｅ）を適正範囲に制御す
る。

第２図は、横軸に実績（Ｔ、Ｆｅ）と目標（Ｔ、Ｆｅ）
との差をとり、縦軸に発生する頻度をとって、２５０ト
ン復合吹錬炉において（Ｔ、Ｆｅ）の的中精度について
調査したグラフ図である。従来の間接的な推定方法では
実績値が目標値からプラス８％以上も外れることがあり
、偏差値σが２．７％と大きいが、この発明の実施例に
よれば、図から明らかなように、吹錬末期の（Ｔ、Ｆｅ
）をプラス８％からマイナス３％の範囲内の精度で的中
することができ、偏゛差値σを１．９％に低減すること
ができた。なお、実績値を平均すると、理論計算値に対
して僅かプラス０．９％のずれしか存在せず、推定精度
が極めて高い。

［発明の効果］ この発明によれば、サブランス測定を起点として吹錬中
の排ガス情報に基づき（Ｔ、Ｆｅ）をリアルタイムで直
接推定することができるので、（Ｔ、Ｆｅ）の的中精度
を大幅に向上することができる。このため、吹錬におけ
る脱燐率を精度良くコントロールすることができ、転炉
操業の生産性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係る転炉吹錬方法を説明す
るための模式図、第２図はこの発明の効果を示すグラフ
図である。 １０；転炉、１２；溶湯、１４；底吹きノズル、１６．
２２；管、１８．２４．３６；流量計、２０；ランス、
２６；フード、２８；ダクト、３０；シュータ、３２；
秤量器、３４．３５；分析計、４０；プロセスコンピュ
ータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 転炉吹錬中に生じる炉ガスの成分及び量を随時検出し、
   検出結果からそのときの転炉内の酸素成分の存在量を把
   握し、これから炉内における鉄成分の酸化反応量を把握
   し、鉄成分の酸化反応量、溶湯中の炭素濃度並びに時間
   の関係を表わす所定の数式モデルを用いて溶湯からスラ
   グに移行した鉄の総量を算出する一方、サブランス法に
   より転炉内溶湯の炭素濃度を実測してこれを初期値とし
   、この初期値及び前記スラグ中の鉄の総量とに基づき吹
   錬中に刻々変化するスラグ中の鉄濃度を推定し、この推
   定スラグ中鉄濃度が吹錬を終了すべき所定の目標値に到
   達した段階で、吹錬を終了することで、終点スラグ中鉄
   濃度の適中を図ることを特徴とする転炉吹錬方法。