JPH05239524A - 転炉吹錬制御方法 - Google Patents

転炉吹錬制御方法

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JPH05239524A
JPH05239524A JP7893492A JP7893492A JPH05239524A JP H05239524 A JPH05239524 A JP H05239524A JP 7893492 A JP7893492 A JP 7893492A JP 7893492 A JP7893492 A JP 7893492A JP H05239524 A JPH05239524 A JP H05239524A
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JP
Japan
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slag
blowing
molten steel
converter
exhaust gas
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Application number
JP7893492A
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English (en)
Inventor
Hidefumi Tachibana
秀文 橘
Toshiyuki Yamamoto
俊行 山本
Takeshi Iwamura
健 岩村
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶鋼中のP、Mnの定量化を高精度に行い、
終点溶鋼中のP、Mnの推定適中精度を向上させ、吹錬
適中率向上、再吹錬比率低下を可能とする。 【構成】 排ガス成分分析手段7と転炉スラグレベル測
定手段9を有する転炉において、吹錬前の溶銑情報や上
底吹きガス流量等の操業情報及び時々刻々と変化するプ
ロセス情報に基づき、その時刻の溶鋼中成分、溶鋼温
度、スラグ成分・体積をそれぞれ成分・温度推定演算手
段13にて推定し、その演算結果と前記排ガス成分分析
測定値及びスラグレベル測定値に基づきスラグ中酸素ポ
テンシャル推定手段14にてスラグ酸素ポテンシャルを
推定し、この推定結果と鋼種毎にもっている目標パター
ンとを比較して演算して制御量を求め、制御手段18に
よりランス高さ、上底吹きガス流量等を制御して、時々
刻々と演算されるスラグ中酸素ポテンシャル推定値が吹
錬中を通じて目標パターンから一定の範囲内に入るよう
にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、排ガス煙道途中に検出
部を設けた排ガス成分分析手段と転炉スラグレベルを計
測するスラグレベル測定手段を有する転炉吹錬制御方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の転炉における吹錬制御方法は、種
々の方法が採用されているが、次に示すような方法があ
る。
【0003】まず、吹錬の途中、溶鋼にサブランスを浸
漬しサンプリングして得た炭素濃度、溶鋼温度により、
サブランス計測時点から吹錬終点までの吹き込み酸素量
及び冷材投入量を決定し制御する方法があるが、この方
法では通常統計的な手法を用いた制御モデルが用いられ
ており、操業変化に追従しにくいという問題があった。
そこで、吹錬中に排ガスを検出し、その分析値により、
脱炭速度パラメータをオンライン学習することにより、
操業変化に追従して制御を行う方法がある。また、吹錬
中に排ガスを検出し、その排ガス分析値(02%)によ
り、炉内残留02量を測定し、そのパターンを所定のパタ
ーンに制御することにより、目標とする溶鋼成分(P、
Mn)を制御する方法がある。更に、前記排ガス分析値
の他、スラグレベル計によってスラグレベルを測定し、
排ガス中のCO%とスラグレベルのパターンを制御する方
法がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな従来の転炉吹錬制御方法は、溶鋼中成分のP,Mn
の定量的な推定を高精度で行うことができるような制御
は困難であり、再吹錬を行う必要がある等の問題点を有
していた。
【0005】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、転炉
の吹錬反応をモデル化し、オンライン学習することによ
り、溶鋼中のP、Mnの定量化を行い得る転炉吹錬制御
方法を提供することを目的としてなされたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の転炉吹錬制御方法は、排ガス煙道途中に検出
部を設けた排ガス成分分析手段と転炉スラグレベルを計
測するスラグレベル測定手段を有する転炉プロセスの吹
錬制御方法において、吹錬前の溶銑情報や上底吹きガス
流量等の操業情報及び時々刻々と変化するプロセス情報
に基づき、その時刻の溶鋼中成分、溶鋼温度、スラグ成
分・体積をそれぞれ成分・温度推定演算手段にて推定
し、その演算結果と前記排ガス成分分析測定値及びスラ
グレベル測定値に基づきスラグ中酸素ポテンシャル推定
手段により吹錬中のスラグ酸素ポテンシャルを演算して
推定し、この推定結果と鋼種毎に持っている目標パター
ンとを比較し演算して制御量を求め、制御手段によりラ
ンス高さ、上底吹きガス流量等を制御して、吹錬中に時
々刻々と演算されるスラグ中酸素ポテンシャル推定値が
吹錬中を通じて目標パターンから一定の範囲以内に入る
ようにしているのである。
【0007】
【作用】本発明は上記した方法によって、時々刻々と変
化するプロセス情報に基づき、その時刻の溶鋼中成分、
溶鋼温度、スラグ成分、体積をそれぞれ推定し、その推
定結果と排ガス成分分析測定値及びスラグレベル測定値
とに基づいて吹錬中のスラグ酸素ポテンシャルを演算し
て推定し、このスラグ酸素ポテンシャルと鋼種毎にもっ
ている目標パターンとを比較するというオンライン学習
を行うことにより、吹錬中に時々刻々と演算されるスラ
グ中酸素ポテンシャル推定値が吹錬中を通じて目標パタ
ーンから一定の範囲内に入るように制御する事により、
溶鋼中のP、Mnの定量化を行い得ることとなる。
【0008】
【実施例】以下本発明転炉吹錬制御方法の実施例につい
て、図を参照しながら詳細に説明する。図1は本発明転
炉吹錬制御方法の実施例の構成図であり、同図におい
て、1は転炉であり、この転炉1内の溶鋼2上にメイン
ランス3が配置され、このメインランス3の先端ノズル
部から高圧酸素を前記溶鋼2に向かって噴出させるよう
になっている。4は転炉1上に設けられた排ガス煙道用
ダクト4であり、この排ガス煙道用ダクト4には、排ガ
ス検出部5と転炉スラグレベル検出部6を配置してい
る。
【0009】7は排ガス成分分析手段であり、前記排ガ
ス検出部5により検出されたダクト4の排ガス中のCO%
及びCO2 %を分析し、次の脱炭速度定数推定手段8に出
力する。9はスラグレベル測定手段であり、前記スラグ
レベル検出部6の検出に従い溶鋼2上のスラグレベルを
測定するものであり、ランス振動、マイクロ波、音響セ
ンサー等により構成され、その測定結果は次の物質移動
係数推定手段10に出力される。11は操業情報検出・
入力部であり、その時々刻々の操業情報は操業情報検出
手段12により検出され、次の溶鋼・スラグ中成分・温
度推定演算手段13に出力される。
【0010】ここで、前記溶鋼・スラグ中成分・温度推
定演算手段13は、転炉1内溶鋼・スラグ中の物質収
支、熱収支の演算を行い、時々刻々の操業情報により、
溶鋼・スラグの成分(C、Si、P、Mn、O)、温度の推
定を行うものである。その演算には、操業情報検出手段
12による時々刻々の操業情報の他、前記脱炭速度定数
推定手段8による脱炭速度定数と、物質移動係数推定手
段10による物質移動係数とを基にして、後述する演算
を行いその結果を出力するものである。その出力は、ス
ラグ中酸素ポテンシャル推定手段14を介してスラグ中
酸素ポテンシャル推定値を出力すると共に、終点P、M
nフィードバック計算手段15に対して演算した成分
(P、Mn)を出力する。
【0011】前記終点P、Mnフィードバック計算手段
15は、実績終点のP、Mnを入力しておき、前記溶鋼
・スラグ中成分・温度推定演算手段13の出力に基づ
き、その終点P、Mnの値をフィードバック計算するも
のであり、その計算結果は鋼種別スラグ中酸素ポテンシ
ャル目標パターン設定手段16に入力される。そして、
この目標パターン設定手段16の設定値と、前記スラグ
中酸素ポテンシャル推定手段14の推定値とを次の制御
量演算手段17により、比較演算することによって、ス
ラグ中酸素ポテンシャル推定手段14の推定値が目標値
になるように、次の制御手段18に指令出力する。制御
手段18は、制御量演算手段17の指令に従い、上底吹
きガス流量、ランス高さを制御するものである。
【0012】前述した溶鋼・スラグ中成分・温度推定演
算手段13において行う演算の基本式は下記数式1であ
る。
【0013】
【数1】 Vi (dCi /dt)=Q(Ci-1 −Ci )−kc A(Ci −Cend ) ここで、Vi :溶鋼体積、Ci :成分濃度、Q:炉内攪
拌量、 k:物質移動係数、A:反応界面積(火点面積)
【0014】また、この数式1において、Q、k、Aの
それぞれの係数は、下記数式2・3・4・5で求める。
【0015】
【数2】Q=β・ε ここで、εは攪拌エネルギー、βは変換定数
【0016】
【数3】ε=εB +αεT ここで、εB :底吹きエネルギー、εT :上吹きエネル
ギー、 α:寄与率(例=0.1)
【0017】
【数4】k=f(スラグ成分、スラグ物性、攪拌量) 攪拌=f1 (スラグレベル、底吹きガス、上吹きガス)
【0018】
【数5】A=f(F02,h) ここで、F02:送酸量、h:ランス先端と溶鋼面の距離
【0019】以上の式において、転炉1内溶鋼・スラグ
中の物質収支、熱収支の演算を行い、時々刻々の操業情
報により、溶鋼・スラグの成分(C、Si、P、Mn、
O)、温度の推定を行うものである。また、この式にお
いて、Qの炉内攪拌量はスラグ中の酸素ポテンシャルに
大きく影響し、したがってスラグ中酸素ポテンシャルは
Qのパラメータである上底吹きガスの流量(エネルギ
ー)により、制御が可能となる。
【0020】前記脱炭速度定数推定手段8による推定
は、排ガス成分分析手段7より出力された排ガス情報よ
り、脱炭量を求め、脱炭速度定数(前記式中の係数
c )をオンライン学習する。
【0021】また、物質移動係数推定手段10による推
定は、スラグレベル測定手段9により測定された結果か
らスラグボリュームとスラグの泡立ち度(フォーミング
レベル)を推定し、前記数式1における物質移動係数k
を推定するもので、溶鋼2のメタルとスラグ間の物質移
動係数をオンライン学習する。
【0022】次に、以上説明した制御方法における具体
的な制御例について説明する。図2に、操業時間経過に
したがって変化するスラグ中酸素ポテンシャルの目標パ
ターンと推定結果の変化を示す。
【0023】この図では、目標パターン設定手段16の
設定によるスラグ中酸素ポテンシャルの目標パターンQ
1に対して、スラグ中酸素ポテンシャル推定手段14の
推定値によるスラグ中酸素ポテンシャルの変化Q2が、
時刻t1 において大きくずれ、これを制御量演算手段1
7の比較演算により検出することによって、制御手段1
8によりランス高さ、上底吹きガス流量を制御し、スラ
グ中酸素ポテンシャル推定手段14の推定値が目標値に
なるように制御するものである。
【0024】また、同図2に示すように、前記時刻t1
時における酸素ポテンシャルの変化に応じて生じる成分
(P)の大きな変動を、前記酸素ポテンシャルの制御に
より一定の変化に戻すことが可能である。すなわち、溶
鋼・スラグ中成分・温度推定演算手段13による演算結
果のスラグ中酸素ポテンシャル推定値を、スラグ中酸素
ポテンシャルの目標パターンに対応するように、ランス
高さ、上底吹きガス流量を制御することにより、終点の
溶鋼成分(P)の推定を高精度に行うことができるもの
である。
【0025】前記図2に示す例では、スラグ中酸素ポテ
ンシャルの変化に対応して、ランス高さを制御し、溶鋼
成分(P)の変化を推定する例について説明したが、同
様に溶鋼成分(Mn)についても推定できることはいう
までもないことである。
【0026】
【発明の効果】以上のように本発明は、排ガス煙道途中
に検出部を設けた排ガス成分分析手段と転炉スラグレベ
ルを計測するスラグレベル測定手段を有する転炉プロセ
スの吹錬制御方法において、吹錬前の溶銑情報や上底吹
きガス流量等の操業情報及び時々刻々と変化するプロセ
ス情報に基づき、その時刻の溶鋼中成分、溶鋼温度、ス
ラグ成分・体積をそれぞれ成分・温度推定演算手段にて
推定し、その演算結果と前記排ガス成分分析測定値及び
スラグレベル測定値に基づきスラグ中酸素ポテンシャル
推定手段により吹錬中のスラグ酸素ポテンシャルを演算
して推定し、この推定結果と鋼種毎にもっている目標パ
ターンとを比較し演算して制御量を求め、制御手段によ
りランス高さ、上底吹きガス流量等を制御して、吹錬中
時々刻々と演算されるスラグ中酸素ポテンシャル推定値
が吹錬中を通じて目標パターンから一定の範囲以内に入
るようにし、溶鋼中のP、Mnの定量化を高精度に行い
得るものであり、したがって終点溶鋼中のP、Mnの推
定適中精度を向上させ、吹錬適中率向上、再吹錬比率低
下等の効果が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例における転炉吹錬制御方
法の構成図である。
【図2】同スラグ中酸素ポテンシャル変化、ランス高さ
変化、Pの変化の挙動例を示す説明図である。
【符号の説明】
1 転炉 2 溶鋼 7 排ガス成分分析手段 8 脱炭速度定数推定手段 9 スラグレベル測定手段 10 物質移動係数推定手段 12 操業情報検出手段 13 溶鋼・スラグ中成分・温度推定演算手段 14 スラグ中酸素ポテンシャル推定手段 16 目標パターン設定手段 17 制御量演算手段 18 制御手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 排ガス煙道途中に検出部を設けた排ガス
    成分分析手段と転炉スラグレベルを計測するスラグレベ
    ル測定手段を有する転炉プロセスの吹錬制御方法におい
    て、吹錬前の溶銑情報や上底吹きガス流量等の操業情報
    及び時々刻々と変化するプロセス情報に基づき、その時
    刻の溶鋼中成分、溶鋼温度、スラグ成分・体積をそれぞ
    れ成分・温度推定演算手段にて推定し、その演算結果と
    前記排ガス成分分析測定値及びスラグレベル測定値に基
    づきスラグ中酸素ポテンシャル推定手段により吹錬中の
    スラグ酸素ポテンシャルを演算して推定し、この推定結
    果と鋼種毎に持っている目標パターンとを比較し演算し
    て制御量を求め、制御手段によりランス高さ、上底吹き
    ガス流量等を制御して、吹錬中に時々刻々と演算される
    スラグ中酸素ポテンシャル推定値が吹錬中を通じて目標
    のパターンから一定の範囲以内に入るようにしたことを
    特徴とする転炉吹錬制御方法。
JP7893492A 1992-02-28 1992-02-28 転炉吹錬制御方法 Pending JPH05239524A (ja)

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