JPH04236707A - 上底吹転炉における吹錬終点制御方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、上底吹転炉操業におい
て、吹錬終点での溶鋼炭素含有量または溶鋼温度の的中
精度を向上させることができる吹錬終点制御方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、転炉吹錬を行う場合に、その
吹錬終点における溶鋼炭素含有量または溶鋼温度を目標
値に近づけるために、吹錬操業時の様々な制御技術が提
案されている。

【０００３】例えば、特開昭５９−２００７０９号公報
には、吹錬末期の低炭素領域または高炭素領域それぞれ
における脱炭速度が異なることを考慮して求めた吹錬末
期の酸素消費速度に関する数式を含むとともに、転炉複
合吹錬の反応状況に影響を与える上吹Ｏ２ガス流量、底
吹ガス流量、ランス高さを制御条件とする制御モデルを
決定し、前記制御モデルに基づいて吹錬制御を行うこと
により、吹錬終点での溶鋼炭素含有量の的中精度を向上
させる転炉複合吹錬の吹錬制御方法が提案されている。

【０００４】また、特開昭６０−２０４８１８号公報に
は、吹錬末期の低炭素領域または高炭素領域それぞれに
おける脱炭速度が異なることを考慮して求めた吹錬末期
の酸素消費速度およびこれから導き出される吹錬末期の
昇温速度に関する数式を含むとともに、転炉複合吹錬の
反応状況に影響を与える上吹Ｏ２ガス流量、底吹ガス流
量、ランス高さを制御条件とする制御モデルを決定し、
前記制御モデルに基づいて吹錬制御を行うことにより、
吹錬終点での溶鋼温度の的中精度を向上させる転炉複合
吹錬の吹錬制御方法が提案されている。

【０００５】これらの転炉複合吹錬の吹錬制御方法は、
ともに、吹錬末期における溶鋼炭素含有量または溶鋼温
度の測定時点から吹錬終点までに吹込むべき酸素量また
は投入すべき冷材量を、実測する溶鋼炭素含有量または
溶鋼温度の関数式として求め、該関数式を、例えば溶銑
成分、温度、炉況等の吹錬開始前に得られる情報のみに
よって吹錬開始前に計算した結果に基づく制御、すなわ
ちスタティック制御に適用することによって、前記溶鋼
炭素含有量または溶鋼温度を測定する時点を決定するこ
とに特徴を有する技術である。

【０００６】すなわち、これらの転炉複合吹錬の制御方
法におけるスタティック制御は、溶鋼炭素含有量または
溶鋼温度の測定タイミングを決定するために用いられる
ものであり、吹き込む酸素量　（以下、「酸素原単位」
という）　の決定および終点温度の推定は、ともにサブ
ランスによる溶鋼の測定後に行われることになっている
。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来の転炉複合吹錬の吹錬制御方法では、前述のよう
に、酸素原単位の決定または終点温度の推定がサブラン
スによる溶鋼の測定後に行われるものであるため、サブ
ランスが故障等により使用することができない場合には
、前述のスタティック制御のみにより、酸素原単位の決
定および終点温度の推定を行わなければならない。

【０００８】そして、現実の操業時においても、現状で
は、サブランスの成功率および稼働率が充分に高くはな
いため、前述のスタティック制御のみにより酸素原単位
の決定および終点温度の推定を行う場合が多く、推定精
度が不充分である。

【０００９】ここに、本発明の目的は、上底吹転炉操業
において、吹錬終点での溶鋼炭素含有量または溶鋼温度
の的中精度を向上させることができる吹錬終点制御方法
を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するため種々検討を重ねた。

【００１１】その結果、本発明者は、上底吹転炉操業に
おいて、吹錬末期の高炭素領域および低炭素領域におけ
る酸素消費速度または昇温速度を鋼中の炭素濃度を用い
て包括的に規定するとともに、ランス高さ、底吹ガス流
量、投入媒溶剤量等の吹錬変動要因を考慮に入れた多項
式を用い、前記多項式の各係数を決定する際、吹錬開始
時〜サブランス計測時間の挙動および吹錬開始時〜吹錬
終点時間の挙動を同一の挙動として回帰分析を行うこと
により、つまり各式の係数を利用できるデータ数が同一
として扱えば一回の吹錬で２度とれることになり、吹錬
終点での溶鋼炭素含有量または溶鋼温度の的中精度を向
上させることが可能となることを知見して、本発明を完
成した。

【００１２】本発明は、最も広義には、溶銑成分値、サ
ブランス分析値および終点分析値の３要素を用いて、酸
素消費速度式または溶湯昇温速度式を決定することによ
り、前記酸素消費速度式または溶湯昇温速度式の精度を
向上させることを特徴とする上底吹転炉における吹錬終
点制御方法である。

【００１３】さらに、具体的には、本発明は、吹錬開始
時から吹錬終点まで、および吹錬開始時からサブランス
計測時までのそれぞれの吹錬操業における酸素消費量を
、酸素消費速度式を用いた制御モデル、鋼中炭素含有量
および溶鋼重量、さらには吹錬開始時、サブランス計測
時または吹錬終点のそれぞれにおける溶鋼炭素含有量の
実績値を用いて、回帰分析を行うことにより算出し、こ
れらの酸素消費量の算出値に吹錬変動要因を加算すると
ともに、吹錬を行う鋼種毎の吹錬終点目標炭素含有量を
用いることにより酸素原単位を求めることを特徴とする
上底吹転炉における吹錬終点制御方法である。

【００１４】また、別の面からは、本発明は、吹錬開始
時から吹錬終点まで、および吹錬開始時からサブランス
計測時までのそれぞれの吹錬操業における昇温量を、昇
温速度式を用いた制御モデルおよび鋼中炭素含有量、さ
らには吹錬開始時、サブランス計測時または吹錬終点の
それぞれにおける溶鋼炭素含有量の実績値を用いて、回
帰分析を行うことにより算出し、これらの昇温量の算出
値に吹錬変動要因を加算するとともに、吹錬を行う鋼種
毎の吹錬終点目標温度を用いることにより昇温量を求め
ることを特徴とする上底吹転炉における吹錬終点制御方
法である。

【００１５】

【作用】以下、本発明を作用効果とともに詳述する。本
発明によれば、溶銑成分値、サブランス分析値および終
点分析値の３要素を用いて、酸素消費速度式または溶湯
昇温速度式を決定するのであるが、このことは、酸素消
費式を例にとれば吹錬開始から吹錬終点までの式と吹錬
開始からサブランス計測時点までの式とを同等に考え、
係数も同一で考えることを意味する。

【００１６】まず、本発明によれば酸素原単位の的中精
度を向上することが可能となることについて、具体的に
説明する。

【００１７】まず、本発明においては、吹錬操業におけ
る酸素消費速度

【００１８】 を特開昭５９−２００７０９号公報により本出願人が提
案した発明においても用いているように、次式の形にお
く。すなわち、

【００１９】

【数１】

【００２０】ここで、Ｃ：溶鋼炭素含有量　（重量％）
　Ｗｓｔ：溶鋼重量（ｔ）　 ａ０、ａ１：脱炭速度定数の逆数 である。

【００２１】次に、数式１を吹錬開始時点から吹錬終点
時点まで積分して、吹錬開始時点から吹錬終了時点まで
の酸素使用量を算出する。すなわち

【００２２】

【数２】

【００２３】次に、同様にして、数式１を吹錬開始時点
からサブランス計測時点まで積分して、吹錬開始時点か
らサブランス計測終了時点までの酸素使用量を算出する
。すなわち、

【００２４】

【数３】

【００２５】なお、前述の数式２および数式３において
は、Ｆ０は酸素原単位　（Ｎｍ３／ｔ）を表し、添字は
、それぞれＨＭ：溶銑、ＳＬ：動浴、ＥＰ：終点をそれ
ぞれ示す。本発明においては、数式２および数式３にお
ける係数ａ０およびａ１を共通とする。

【００２６】そして、過去の吹錬時の実績データである
Ｆ０、　ＣＨＭ、　ＣＳＬおよび　ＣＥＰを数式２、数
式３に代入して回帰分析を行うことにより、数式２およ
び数式３に最適なａ０、ａ１を求める。そして、吹錬変
動要因との関係式を次のように定量化する。

【００２７】

【数４】

【００２８】

【数５】

【００２９】ここで、　Ｆ０’：　数式２および数式３
にａ０、ａ１を代入して求めた値 Ｘｉ　：　吹錬変動要因変数 Ｘｉｋ：　前記吹錬変動要因変数の基準値である。例え
ば、前記ａ０、ａ１を用いて、各変動要因の平均からの
ずれ（ｘｉ−ｘｉｋ）　のＦ０に与える影響を再度回帰
分析を行うことによって求める。数式４および数式５は
、数式２および数式３の場合と同様に、高炭素域、低炭
素域ともに同一の脱炭挙動を示すと仮定して得られてい
る。

【００３０】なお、吹錬変動要因変数としては、例えば
溶銑温度、溶銑成分、底吹きガス流量等を、また前記吹
錬変動要因変数の基準値としては、直近の複数チャージ
の平均値を例示することができる。

【００３１】さらに、回帰分析を行うことによって、数
式４および数式５に最適な　ｈｏｉ、　ＦＢＯを求める
。

【００３２】本発明においては、このようにして、吹錬
末期の酸素原単位の決定を行うことができるが、直近の
データとして回帰分析を行う際に使用することができる
データ数が、同一の吹錬について２回採取できるため、
分析結果の信頼性の向上につながるとともに、サブラン
スの故障等の外乱に影響されることがないため、酸素原
単位の的中精度を向上することができる。

【００３３】次に、吹錬終点の温度の推定を行う場合に
ついて説明する。吹錬終点温度の推定も、基本的には、
前述の酸素原単位の決定と殆ど同じ手段による。

【００３４】すなわち、前述の酸素原単位の推定の場合
と同様に、溶湯昇温速度ｄＴ／ｄＣ　を次式のように決
定しておく。

【００３５】

【数６】

【００３６】そして、この数式６を吹錬開始時から吹錬
終了時まで、および吹錬開始時からサブランス計測時ま
でそれぞれ積分して得た数式７および数式８に最適なｂ
０、ｂ１を回帰分析により求める。

【００３７】

【数７】

【００３８】

【数８】

【００３９】次に、吹錬変動要因を次式のように定量化
し、最適な　ｈＴｉ、　ＦＢＴを同じく回帰分析により
求める。

【００４０】

【数９】

【００４１】

【数１０】

【００４２】ここで、ΔＴ’：　数式７、数式８にｂ０
、ｂ１を代入して求めた値である。

【００４３】吹錬を行う鋼種毎に、吹錬終点の目標炭素
含有量または吹錬終点の目標温度が定まっており、目標
炭素含有量の値を前記の数式４、数式５に代入すること
により、酸素原単位を決定することができ、また吹錬終
点の目標温度を数式９、数式１０に代入することによっ
て昇温量を求め、投入する冷材の量を決定することがで
きる。

【００４４】本発明においては、このようにして、吹錬
終点の温度の決定を行うことができるが、サブランスの
故障等の外乱に影響されることがないため、吹錬終点の
温度の的中精度を向上することができる。

【００４５】以上のような構成の本発明を実施する際の
操業例を、工程説明図である図１にまとめて簡単に示す
。すなわち、酸素消費速度式または昇温速度式を用いた
制御モデルを決定してからは、最初はスタティックモデ
ルに基づいてサブランス計測時点を決定し、このとき得
られたデータに基づいて、今度はダイナミックモデルに
基づいて吹錬条件、つまり吹錬終点までに投入すべき酸
素原単位および冷材量を算出し、それに基づいて吹錬を
継続し、終了する。なお、従来法にあってはサブランス
計測を行ってからもスタティックモデルに基づいて吹錬
を行っている。本発明は、図１において吹錬条件を決定
する際に、参考チャージの動浴値を考慮することにより
、吹錬終点の溶鋼炭素濃度の適中精度を高めることを可
能とする技術である。

【００４６】さらに、本発明を実施例とともに詳述する
が、これはあくまでも本発明の例示であって、これによ
り本発明が限定されるものではない。

【００４７】

【実施例】２５０トン上底吹転炉を用いて、本発明方法
と従来方法との比較を行った。すなわち、従来方法とし
ては、吹錬開始〜サブランス測定と、サブランス測定〜
吹錬終了とを個別に計算する方法を行った。また、本発
明にかかる方法は、吹錬開始〜サブランス測定とサブラ
ンス測定〜吹錬終了とを鋼中炭素濃度を用いた同一の式
で表し、その式に基づいて計算する方法として、実施し
た。

【００４８】結果を図２（ａ）　および図２（ｂ）　に
グラフで示す。従来方法に比較して、本発明方法は動浴
および吹錬終点までの酸素原単位で±２Ｎｍ３／ｔ以内
の適中率が両者を合計して８．３　％向上し、本発明に
かかる吹錬終点制御方法によって、脱炭速度式の精度が
向上することが明らかとなった。

【００４９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明により、吹
錬終点時の溶鋼炭素含有量または溶鋼温度を高精度で制
御することができる。したがって、上底吹転炉操業にお
いて、成分外れを防止すること、無倒炉で所望の成分の
溶鋼を迅速に製造することが可能となり、生産能率の向
上、品質向上および耐火物の原単位の削減に大きく寄与
することができる。かかる効果を有する本発明の意義は
極めて著しい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による吹錬制御方法を示す工程説明図で
ある。

【図２】従来方法および本発明方法による推定酸素原単
位と実績酸素原単位との比較説明図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　酸素消費速度式または溶湯昇温速度式
   を用いて行う上底吹転炉における吹錬終点制御方法であ
   って、吹錬開始時から吹錬終点まで、および吹錬開始時
   からサブランス計測時までのそれぞれの吹錬操業におけ
   る酸素消費量を、酸素消費速度式を用いた制御モデル、
   鋼中炭素含有量および溶鋼重量、さらには吹錬開始時、
   サブランス計測時または吹錬終点のそれぞれにおける溶
   鋼炭素含有量の実績値を用いて、回帰分析を行うことに
   より算出し、これらの酸素消費量の算出値に吹錬変動要
   因を加算するとともに、吹錬を行う鋼種毎の吹錬終点目
   標炭素含有量を用いることにより酸素原単位を求めるこ
   とを特徴とする上底吹転炉における吹錬終点制御方法。
2. 【請求項２】　　酸素消費速度式または溶湯昇温速度式
   を用いて行う上底吹転炉における吹錬終点制御方法であ
   って、吹錬開始時から吹錬終点まで、および吹錬開始時
   からサブランス計測時までのそれぞれの吹錬操業におけ
   る昇温量を、昇温速度式を用いた制御モデルおよび鋼中
   炭素含有量、さらには吹錬開始時、サブランス計測時ま
   たは吹錬終点のそれぞれにおける溶鋼炭素含有量の実績
   値を用いて、回帰分析を行うことにより算出し、これら
   の昇温量の算出値に吹錬変動要因を加算するとともに、
   吹錬を行う鋼種毎の吹錬終点目標温度を用いることによ
   り昇温量を求めることを特徴とする上底吹転炉における
   吹錬終点制御方法。