JPH0533029A - 転炉操業における主原料装入量の決定方法 - Google Patents

転炉操業における主原料装入量の決定方法

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JPH0533029A
JPH0533029A JP21447891A JP21447891A JPH0533029A JP H0533029 A JPH0533029 A JP H0533029A JP 21447891 A JP21447891 A JP 21447891A JP 21447891 A JP21447891 A JP 21447891A JP H0533029 A JPH0533029 A JP H0533029A
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JP
Japan
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hot metal
charging
converter operation
steel
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JP21447891A
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Hidetaka Takezoe
英孝 竹添
Junichiro Katsuta
順一郎 勝田
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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    • Y02P10/20Recycling

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 出鋼量のばらつきを可及的に小さくすること
のできる様な製鋼計画法、殊に主原料装入量の決定方法
を提供する。 【構成】 転炉操業における酸化鉄系冷却材装入計画量
及び目標出鋼量を設定値として定めると共に、溶銑予備
処理の実績から推定される溶銑温度及び溶銑化学成分を
既知の値として採用する転炉操業の熱収支式及び物質収
支式を立て、これらからなる連立方程式を解くと共に、
目標出鋼量と実績出鋼量の差異を考慮して、次回チャー
ジの溶銑装入量及びスクラップ装入量を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、転炉に装入される主原
料、具体的には溶銑及びスクラップの各装入量を決定す
る方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】転炉には、溶銑やスクラップ等の主原料
の他、鉄鉱石等の酸化鉄系冷却材、生石灰やドロマイト
等の造滓材、更には必要に応じて合金鉄脱酸剤等を装入
する。尚酸化鉄系冷却材としては、ミルスケール,焼結
鉱,団鉱,砂鉄,鉄鉱石,マンガン鉱石等が挙げられる
が、以下の説明においては鉄鉱石を代表例として説明を
進めることとする。
【0003】この様な鉄系原料を転炉へ装入するに当た
っては、製鋼工場備え付けのクレーンが予備処理を含め
て各方面で兼用されることによる設備的な制約や、溶銑
の搬入ピッチや予備処理の進行具合いによる溶銑の準備
状況、更には製鋼された溶鋼受け鍋の容量的又は数量的
制約、若しくは鋳造工程や造塊工程側での製鋼仕様に基
づいて特別事情等を総合的に勘案する必要があり、各チ
ャージ毎に最適の操業条件を定めることは製鋼工場にお
けるもっとも重要な仕事の1つとなっている。そこで従
来より色々な計画手法が検討されているが、もっとも代
表的な方法を述べると、製鋼仕様使用に対応し得る出鋼
計画を策定し、これに基づいて溶銑及びスクラップから
なる主原料の合計装入量を決定する。そしてこれを溶銑
装入量とスクラップ装入量に割り振るに当たっては、目
的鋼種の吹上温度や吹止[C]を考慮し、熱的なバラン
スがとれる様に夫々の配合比率を定めるのである。尚こ
の際溶銑側の変動、即ち溶銑成分や溶銑温度のばらつき
に対応する必要があるので、溶銑配合率をやや高めに設
定しておき、これによってもたらされる熱的余裕を酸化
鉄系冷却材によって調整している。
【0004】ところが上記の方法では、溶銑配合率に余
裕を持つというのが前提となっている為、高炉側或は予
備処理側の事情によって溶銑不足を招いているときには
柔軟な対応をとることができないという問題がある他、
配合量が不安定である酸化鉄系冷却材から還元生成され
る鉄分によるプラス要因、或は逆にスラグ中へロスされ
る鉄分によるマイナス要因などの物質バランスの変動、
即ち出鋼歩留りの変動が十分考慮されているとは言えな
い。その為出鋼量にばらつきが生じ、その結果現場サイ
ドでは各チャージ当たりの平均出鋼量を少なめに見算っ
ておくといった人為的調節に頼る面が出てこざるを得な
い。しかしこの様な人為的調節が生産性低下につながっ
ていることは言うまでもないことである。
【0005】本出願人は上記の様な事情を憂慮し、出鋼
量のばらつきを小さくすることができる方法を提案し、
先に出願している(特開昭62−158810号)。こ
の方法は、転炉操業における酸化鉄系冷却材装入計画量
及び目標出鋼量を設定値として定めると共に、溶銑予備
処理の実績から推定される溶銑温度及び溶銑化学成分を
既知の値として採用する転炉操業の熱収支式及び物質収
支式を立て、これらからなる連立方程式を解いて溶銑装
入量及びスクラップ装入量を決定するものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記方法によって、出
鋼量のばらつきをある程度低減することができたのであ
るが、この方法においても解決すべき課題が若干残され
ていた。上記方法では、主原料の装入量の決定はすべて
転炉操業に至るまでの情報に基づいて行なわれている。
しかしながら、実際の転炉操業においては、炉体等に付
着する地金などの定量化できない要因や、スラグ中に入
る鉄の量も変化するなどの変動要因等が存在している。
その結果として、目標出鋼量と実際の出鋼量に差異が生
じ、依然として出鋼歩留りの変動が生じていた。
【0007】本発明の目的は、出鋼量のばらつきを可及
的に小さくすることのできる様な製鋼計画法、殊に主原
料装入量の決定方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決する為の手段】本発明に係る主原料装入量
の決定方法とは、転炉操業における酸化鉄系冷却材装入
計画量及び目標出鋼量を設定値として定めると共に、溶
銑予備処理の実績から推定される溶銑温度及び溶銑化学
成分を既知の値として採用する転炉操業の熱収支式及び
物質収支式を立て、これらからなる連立方程式を解くと
共に、目標出鋼量と実績出鋼量の差異を考慮して、次回
チャージの溶銑装入量及びスクラップ装入量を決定する
点に要旨を有するものである。
【0009】
【作用】本発明者らは、上記の方法を改良すべく、出鋼
量のばらつきを更に小さくできる要因について様々な角
度から検討した。その結果、前記の方法における連立方
程式を解いて得られる溶銑装入量及びスクラップ装入量
の値を、目標出鋼量と実績出鋼量との差異を要因として
修正すれば、上記目的が見事に達成されることを見出
し、本発明を完成した。尚ここで実績出鋼量とは、当該
チャージの直前のチャージ若しくは当該チャージよりも
前に同じ種類の鋼を溶製した直近のチャージの実績値等
を意味し、又目標出鋼量と実績出鋼量との差異とは縦計
処理を行なった後の値(例えば数チャージの平均値)を
も含む趣旨である。
【0010】以下本発明の構成及び作用効果について更
に詳細に説明する。転炉の熱収支式及び物質収支式につ
いては、酸化鉄系冷却材量及び吹錬酸素量を決定する為
のスタティック制御理論モデルとして確立されている。
本発明は上記モデルをそのまま応用することができるも
のであるが、モデル式自体については研究者によって色
々異なった数式が提案されており、どの様なモデル式を
使用するかについては特別の制限を受けない。以下の説
明では代表的なモデル式を使用する場合を述べていく
が、本発明はこれによって制限される訳ではない。
【0011】まず熱収支式としては下記数式1を、また
物質収支式としては下記数式2を夫々用いることとす
る。熱収支式:
【0012】
【数1】
【0013】数式1における各記号の意味 HHM:溶銑顕熱 HC :C反応熱 HSi:Si反応熱 HMn:Mn反応熱 HP :P反応熱 Hsteel:溶鋼顕熱 Hslag:スラグ顕熱 Hgas:排ガス顕熱 Hore:酸化鉄系冷却材(以下鉄鉱石で代表する溶融分解
熱) Hscale:スケール溶融分解熱 物質収支式:
【0014】
【数2】
【0015】数式2における各記号の意味 α=吹止[%C]+吹止[%Mn]+吹止[%P]+吹
止[%S] β=1.29×吹止[%Mn]+2.29×吹止[%P] γ=Fe3+/(Fe2++Fe3+)×1.43 +Fe2+/(Fe2++Fe3+)×1.29 (T.Fe):吹止スラグ中のトータルFe Wsteel:出鋼量 Wslag:スラグ量 FeIN=[%Fe]HM/100×溶銑量+[%Fe]SC/100
×スクラップ量+0.671 ×鉄鉱石量+0.567×スケール
量 Slag IN=2.14×装入Si量+1.29×装入Mn量+2.29
×装入P量+鉄酸化物以外の全副原料中酸化物
【0016】先に提案した方法によるスタティック制御
理論モデルの利用は、狙いとする出鋼量及び装入すべき
鉄鉱石量を夫々計画値として与えることによって数式
1,2からなる連立方程的式を解き、解として算出され
た溶銑量およびスクラップ量をそのまま採用するもので
あった。
【0017】ところが実際には、熱収支では、炉体煉瓦
蓄熱量の変動や炉体に付着している地金やスラグの熱分
等を定量把握する手段がなく、上記熱収支式での要因と
することはできない。また物質収支では、熱収支と同
様、炉体に付着している地金やスラグが変動要因にな
り、スラグ中に入る鉄分も予測精度が悪い等の問題があ
る。そこで本発明では、上記各要因による不都合を是正
する為、目標出鋼量と、実際の出鋼量を実測した値との
差異を、上記連立方程式の解に加味して、より適切な主
原料装入量を決定する様にしたのである。
【0018】本発明を実施するに当たって、出鋼量は先
に述べた設備制約および計画出鋼量の変動或は転炉操業
における製鋼歩留り自体のばらつき等をも考慮して定め
られるが、本発明により製鋼歩留りのばらつきを小さく
できるため狙いとする出鋼量を高めに設定することがで
きる。但しモデル式中の出鋼量は吹錬終了時点における
転炉内の製鋼量であるため、その後に添加される合金鉄
などによる実際の出鋼量増加分を差し引いた値として設
定されなければならない。一方チャージ毎に鉄鉱石装入
量が変動するのは、吹錬を不安定にするという問題があ
るため、本発明ではこれを一定量とした方がよいとの考
えから、前記の様に予め設定された値として取扱うこと
としたのである。鉄鋼石装入量は、出銑量および出鋼量
からの熱的余裕より定まるものである。
【0019】尚前記数式1,2を解くに当たっては、転
炉装入時の溶銑温度及び成分が既知でなければならな
い。しかし主原料配合計算をしなければならない時点で
は溶銑温度及び成分が不明であるのが一般的である。と
ころが最近は溶銑脱燐や溶銑脱硫などの溶銑予備処理が
盛んに行なわれており、溶銑予備処理時の溶銑成分及び
溶銑温度から転炉装入時の溶銑成分及び溶銑温度が精度
良く推定できるようになっている。たとえば混銑車で溶
銑脱硫を行ない、得られた脱硫溶銑を2本の混銑車から
溶銑鍋に移して合わせ湯をする工程での温度変動例をと
り上げて説明すると、転炉装入時の溶銑温度推定モデル
式としては例えば数式3の様なものが提案されている。
【0020】
【数3】
【0021】数式3における各記号の意味 TA:混銑車Aの溶銑脱硫後の溶銑温度 TB:混銑車Bの溶銑脱硫後の溶銑温度 TC:転炉装入時の溶銑鍋内の溶銑温度 WA:混銑車Aから溶銑鍋内へ移した溶銑量 WB:混銑車Bから溶銑鍋内へ移した溶銑量 tA:混銑車Aでの測温時刻 tB:混銑車Bでの測温時刻 tC:溶銑鍋内での測温時刻 Q1:溶銑鍋顕熱 α,β:係数
【0022】数式3を用いた溶銑温度推定精度は図1に
示す通りであり、本発明の主原料配合計算にとって十分
満足できる程の精度で溶銑温度を推定できることがわか
る。
【0023】尚数式1,2中の副原料などは、溶銑成分
が推定計算されれば、目的鋼種の狙いとする吹止成分と
吹止温度から決定できる。
【0024】
【実施例】同じ鋼種について、先に提案した方法(従来
法)と、上記本発明法を夫々90チャージ実施し、出鋼
量の変動を調査した。その際次の手順で本発明を実施し
た。あるチャージにおいて、従来法によって計算された
溶銑装入量は255.1 トン、スクラップ装入量は11.3トン
で和が266.4 トンであった。同一鋼種の前回チャージに
おける目標出鋼量は246.5 トンであったのに対し、実績
出鋼量は250.3 トンであった。そこで本発明法により、
その差異3.8 トン分を、前回チャージの出鋼歩留り94
%で割った値4.0 トンを、先の和266.4 トンから差し引
いた値262.4トンを採用し、溶銑装入量およびスクラッ
プ装入量を当初計算結果の比で振り分けた値である251.
5 トンおよび10.9トンを実際に装入した。その結果、表
1に見られる通り目標出鋼量246.7 トンに対し、実績出
鋼量247.9 トンが得られ、出鋼量のばらつきが本発明で
は大幅に減少していた。即ち従来の平均出鋼量は245.6
トン/CHであるが、出鋼量のばらつき(σ)の2.5 倍
の余裕をもってクレーンの最大能力が設計されていたと
すると、出鋼量のばらつきの減少分(σ=0.9 )の2.5
倍の出鋼量増加(2.3 トン/CH)が確保されたことと
なる。
【0025】
【表1】
【0026】
【発明の効果】本発明は上記の様に構成されているか
ら、転炉の操業がチャージ間でばらつくことが少なくな
り、安定した出鋼量を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】溶銑予備処理時の計算値と実績値の対応を示す
グラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 転炉操業における酸化鉄系冷却材装入計
    画量及び目標出鋼量を設定値として定めると共に、溶銑
    予備処理の実績から推定される溶銑温度及び溶銑化学成
    分を既知の値として採用する転炉操業の熱収支式及び物
    質収支式を立て、これらからなる連立方程式を解くと共
    に、目標出鋼量と実績出鋼量の差異を考慮して、次回チ
    ャージの溶銑装入量及びスクラップ装入量を決定するこ
    とを特徴とする転炉操業における主原料装入量の決定方
    法。
JP21447891A 1991-07-30 1991-07-30 転炉操業における主原料装入量の決定方法 Pending JPH0533029A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009052083A (ja) * 2007-08-27 2009-03-12 Jfe Steel Kk 転炉装入量決定方法
JP2010209382A (ja) * 2009-03-09 2010-09-24 Jfe Steel Corp 転炉製鋼法
JP2010248550A (ja) * 2009-04-14 2010-11-04 Daido Steel Co Ltd スクラップの配合方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009052083A (ja) * 2007-08-27 2009-03-12 Jfe Steel Kk 転炉装入量決定方法
JP2010209382A (ja) * 2009-03-09 2010-09-24 Jfe Steel Corp 転炉製鋼法
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19990525