JPH07118723A - 転炉精錬法 - Google Patents

転炉精錬法

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JPH07118723A
JPH07118723A JP26374693A JP26374693A JPH07118723A JP H07118723 A JPH07118723 A JP H07118723A JP 26374693 A JP26374693 A JP 26374693A JP 26374693 A JP26374693 A JP 26374693A JP H07118723 A JPH07118723 A JP H07118723A
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和夫 井出
Kimitoshi Yonezawa
公敏 米沢
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和弘 堀井
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 酸素上吹き転炉精錬法において、溶鉄成分、
特にマンガン濃度の終点制御精度を高める。 【構成】 吹錬中期の同一時点で溶鉄のマンガン濃度と
温度とを実測し、これら実測値に基づいて推定した吹止
マンガン濃度と目標吹止マンガン濃度との差Δ[Mn]およ
び推定出鋼温度と目標出鋼温度との差ΔTをそれぞれ解
消するように、これらの差Δ[Mn]およびΔTに応じて、
スラグを還元するための炭材の吹込み量と、副原料の種
別および投入量とを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶鉄成分の終点制御精
度を高めた転炉精錬法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、酸素上吹きを行う転炉の吹錬にお
いて吹錬終了時の溶鉄の成分を最適に制御する方法とし
ては、吹錬中のサンプリングにより溶鉄温度の測定と溶
鉄の凝固温度に基づく炭素濃度の測定とを同時に行い、
これら実測値に基づいて吹錬の操業因子を制御するダイ
ナミックコントロール法が一般的に行われている。
【0003】しかし近年、溶鉄中の各種成分の濃度に応
じて種々の操業因子を高精度に制御する操業が指向され
ており、吹錬中の溶鉄をそのまま分析の対象とするオン
ライン・リアルタイム分析を用いた制御が行われるよう
になってきた。例えば特開平第1−229943号公報
には、このような分析手段として火点スペクトル式Mn
センサーを用いて溶鉄中のマンガン濃度を実測し、この
実測マンガン濃度と目標吹止マンガン濃度との差を解消
するように、ランス高さ、送酸速度、底吹きガス量を制
御することが提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記特開平第
1−229943号公報の方法では、吹錬特性を著しく
変化させてしまい、むしろ制御を困難にしてしまうとい
う問題があった。すなわち、ランス高さ、送酸速度、底
吹きガス量は脱炭特性に及ぼす影響が大きいため、マン
ガン濃度を制御するためにこれらを変更すると、炭素濃
度および溶鉄温度に基づくダイナミックコントロールの
実行自体が困難になってしまう。その結果、転炉内スラ
グの酸化度が変動し、元々の意図に反してマンガン濃度
の変動が大きくなりマンガン濃度の制御自体が不可能に
なってしまう。
【0005】本発明は、上記従来技術の問題を解消し、
特にマンガン濃度の終点制御精度を高めた転炉精錬法を
提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の転炉精錬法は、上吹き酸素吹錬を行う転
炉精錬法において、吹錬中期の同一時点で溶鉄のマンガ
ン濃度と温度とを実測し、これら実測値に基づいて吹錬
終了時のマンガン濃度と出鋼温度とを推定し、上記推定
マンガン濃度と目標吹止マンガン濃度との差Δ[Mn]およ
び上記推定出鋼温度と目標出鋼温度との差ΔTを求め、
これらの差Δ[Mn]およびΔTをそれぞれ解消するよう
に、これらの差Δ[Mn]およびΔTに応じて、スラグを還
元するための炭材の吹込み量と、副原料の種別および投
入量とを制御することを特徴とする。
【0007】ここで、マンガン濃度および溶鉄温度を実
測する「吹錬中期」とは、溶鉄の炭素濃度が目標吹止炭
素濃度に対して0.4〜0.9%程度過剰な段階を指
す。また、上記の溶鉄マンガン濃度を実測する手段とし
ては、現在実用されているものとしては、既に説明した
「火点スペクトル式Mnセンサー」を用いることができ
る。
【0008】
【作用】転炉内へ炭材を吹き込むことによりスラグを還
元する方法は、本出願人により既に開示されている(特
願平第4−98545号。以下「先願」と呼ぶ)。この
方法は、吹錬末期に生成するスラグの過酸化を炭材の還
元作用により抑制して、より平衡に近づけるという原理
に基づいている。
【0009】この方法は主にスラグ−メタル間の反応を
操作することになるので、溶鉄の炭素濃度および温度に
及ぼす影響は小さく、また定量化が容易であるという利
点がある。すなわち、ダイナミックコントロールを乱す
ことなく、炭材の吹込み量をコントロールすることによ
りスラグ還元量を制御し、その結果としてマンガン濃度
の制御を効果的に行うことができる。
【0010】本発明は、上記先願の方法を更に改良し特
にマンガン濃度および溶鉄温度の終点制御精度を高めた
ものである。
【0011】
【実施例】本発明による転炉精錬法の基本的な実施態様
を説明する。吹錬開始と同時に、典型的には火点スペク
トル式Mnセンサーにより、溶鉄中のマンガン濃度の測
定を開始する。吹錬途中にサンプルを採取し、炭素濃度
と溶鉄の温度とを同時に測定する。この時のマンガン濃
度、炭素濃度、および溶鉄の温度と、吹止目標[C] 値、
目標出鋼温度(吹止温度でも良い)、吹止時のスラグ予
測量とから、吹錬終了時のマンガン濃度を推定する。
【0012】その推定マンガン濃度が目標マンガン濃度
よりも高い場合は、(A1)吹錬末期に吹き込む炭材の
量を減じることにより、スラグ還元の量を少なくして目
標吹止マンガン濃度に一致するように制御する。これで
もまだマンガン濃度が高くなる場合には(A2)鉄鉱石
を投入しマンガンの酸化を促進する。ただし、鉄鉱石に
ついては溶鉄温度制御の観点から投入量が不十分になら
ざらを得ない場合がある。その場合には、やむを得ず酸
素を予定よりも多く吹くことによりマンガンの酸化を促
進する。これに伴い、目標吹止炭素濃度は低下すること
になる。
【0013】上記の推定マンガン濃度が目標吹止マンガ
ン濃度よりも低い場合は、(B1)吹錬末期に吹き込む
炭材の量を増やし、マンガンの還元を促進する。これで
もまだマンガン濃度が低い場合には(B2)マンガン鉱
石を投入し、更にマンガンの還元を促進させる。図1を
参照して、更に具体的な態様について説明する。
【0014】同図において、縦軸は実測マンガン濃度と
前記で推定した吹錬終了(吹止)時の目標吹止マンガン
濃度との差Δ[Mn]であり、横軸はこれと同時期に推定し
た出鋼温度と目標出鋼温度との差ΔTである。本実施例
においては、同図に示したようにΔ[Mn]とΔTとの組み
合わせに応じて、これら推定時点以降の吹錬中期の操作
を9通りに区分する。以下各区分の操作は下記のとおり
である。
【0015】区分 〔条件〕Δ[Mn]が大きな負であり(=推定吹止[Mn]が、
粉コークス投入量の調整では制御不可能なほど不足
し)、且つΔTが負である(=Mn鉱石を追加するのに
十分な熱源がない)。 〔操作〕粉コークス吹込み量を最大値(MAX)にす
る。(ここで「最大値」とは、投入されて粉コークスが
スラグ内に留まってマンガンの還元にのみ寄与し、鋼中
には実質的に入らないための上限値である。)
【0016】区分 〔条件〕Δ[Mn]が負であり(=推定吹止[Mn]が、粉コー
クス投入量の調整により制御可能な程度に不足し)、且
つΔTが負である(=Mn鉱石を追加するのに十分な熱
源がない)。 〔操作〕表1に従ってΔ[Mn]値に応じて粉コークスの吹
込み量を調整する。
【0017】
【表1】
【0018】区分 〔条件〕粉コークス吹込み量をゼロにしても尚かつ[Mn]
が高く、また冷却材を投入するのに十分な熱源がない
が、温度の上げ代だけ[C] を下げれば[Mn]の制御ができ
る。 〔操作〕温度の上げ代から計算される[C] 低下量に従
い、目標吹止[C] を低下させる。
【0019】区分 〔条件〕粉コークス吹込み量をゼロにしても尚かつ[Mn]
が高く、また冷却材を投入するのに十分な熱源もなく、
更に温度の上げ代だけ[C] を下げても[Mn]高い。 〔操作〕温度の上げ代から計算される[C] 低下量と、表
2の脱[Mn]量から計算される[C] 低下量との和だけ目標
吹止[C] を低下させ、余った熱源に対しては[Mn]の酸化
・還元に影響の少ない石灰石を表3に従って[C] 低下量
に応じて投入する。
【0020】
【表2】
【0021】
【表3】
【0022】区分 〔条件〕粉コークス吹込み量をゼロにしても尚かつ[Mn]
が高く、鉄鉱石を投入する熱源はあるが、鉄鉱石の投入
だけではまだ[Mn]が高い。 〔操作〕熱源から計算される冷却材の量だけ鉄鉱石を投
入して[Mn]の酸化を促進させ、更に前出の表2から必要
な脱[Mn]分だけ目標吹止[C] を低下させる。
【0023】区分 〔条件〕粉コークス吹込み量をゼロにしても尚かつ[Mn]
が高いが、鉄鉱石を投入するのに十分な熱源があり、鉄
鉱石の投入により[Mn]が制御できる。 〔操作〕表4に従って脱[Mn]に必要な量の鉄鉱石を投入
して[Mn]の酸化を促進させ、更に余った熱源に対しては
[Mn]に影響の少ない石灰石を投入する。
【0024】
【表4】
【0025】区分 〔条件〕粉コークス吹込み量の調整により[Mn]が制御可
能であり、更に冷却材を投入するのに十分な熱源があ
る。 〔操作〕前出の表1に従って粉コークス吹込み量を調整
し、冷却材は[Mn]に影響の少ない石灰石を投入する。
【0026】区分 〔条件〕粉コークス吹込み量を最大値(MAX)にして
もまだ[Mn]が低いが、Mn鉱石を追加するのに熱源が制
御可能なだけ十分にある。 〔操作〕粉コークス吹込み量を最大値(MAX)にし、
[Mn]の還元を促進させると共に、表5に従って[Mn]増加
に必要な量のMn鉱石を投入し、尚かつ余った熱源に対
しては[Mn]に影響の少ない石灰石を投入する。
【0027】
【表5】
【0028】区分 〔条件〕粉コークス吹込み量を最大値(MAX)にして
もまだ[Mn]が低いが、Mn鉱石を追加する熱源が制御可
能なだけはないが僅かながらある。 〔操作〕粉コークス吹込み量を最大値(MAX)にし、
[Mn]の還元を促進させると共に、冷却材使用量の分だけ
Mn鉱石を投入し[Mn]増加を図る。
【0029】図2に、上記各区分毎の操作を含めて本発
明の精錬法の操作手順の一例をフローチャートとして示
す。図3に、本発明の転炉精錬法を実施するのに適した
望ましい転炉装置系の一例を示す。溶鉄1およびスラグ
2を収容する転炉本体20は、頂部に酸素上吹き用ラン
ス4および吹錬途中サンプル採取用のサブランス5を、
側部に炭材・副原料吹込み用プローブ10をそれぞれ備
えている。転炉本体20の上方には排気用ダクト19が
延びている。
【0030】ランス4からの酸素ジェット6が溶鉄浴に
当たる位置に火点18が形成される。酸素上吹き用ラン
ス4に沿って延びている光ファイバー4により、火点1
8からの光を分光器7および温度計8に導く。分光デー
タおよび測温データは変換器9により電気信号に変換さ
れ、図示しない適当な表示装置等へ出力される。サブラ
ンス5により吹錬途中で採取された溶鉄サンプルは、サ
ンプル熱間処理設備14に受け入れた後、気送設備15
および気送管16により分析室17に送り込まれ直ちに
分析される。
【0031】炭材・副原料吹込み用プローブ10には、
受入タンク13からリフトタンク12およびブロータン
ク11を介して炭材および/または副原料が供給され
る。図1および図2を参照して説明した本発明の制御方
法により図3の転炉装置を用いて実際に操業を行った例
を以下に説明する。
【0032】〔実施例1〕吹錬終了時の目標マンガン値
が0.85%のときに、吹錬途中のサンプル採取時の火
点スペクトル式Mnセンサーによるマンガン濃度実測値
は0.91%を示した。このままでは吹錬終了時のマン
ガン濃度が目標より低くなると推定されたため、炭材を
700Kg吹込みマンガン還元を行ったところ、吹錬終
了時のマンガン濃度は0.88%となり精度良く制御を
行うことができた。
【0033】〔実施例2〕吹錬終了時の目標マンガン値
が0.85%のときに、吹錬途中のサンプル採取時の火
点スペクトル式Mnセンサーによるマンガン濃度実測値
は0.86%を示した。このままでは吹錬終了時のマン
ガン濃度が目標より低くなると推定されたため、炭材を
1000Kg吹き込むこととした。しかしこれでもまだ
マンガン濃度が低くなると推定されたため、溶鉄温度制
御の観点から許されるマンガン鉱石を450Kg投入し
たところ、吹錬終了時のマンガン濃度は0.83%とな
り、精度良く制御を行うことができた。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、転
炉において吹錬終了時のマンガン濃度を精度良く制御す
ることができ、従来はバラツキを考慮し目標マンガン値
に対して実績のマンガン値を低くしていたものを、高め
に吹錬終了することができるため、吹錬終了後に添加す
る高価なマンガン系合金の量を大幅に削減することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明に従って精錬制御を行う9つの
区分を示すグラフである。
【図2】図2は、本発明に従って精錬制御を行う手順を
示すフロー図である。
【図3】図3は、本発明の転炉精錬法を行うのに適した
転炉装置系の一例を示す配置図である。
【符号の説明】
1…溶鉄 2…スラグ 3…酸素上吹き用ランス 4…光ファイバー 5…サブランス 6…酸素ジェット 7…分光器 8…温度計 9…変換器 10…炭材・副原料吹込み用プローブ 11…ブロータンク 12…リフトタンク 13…受入タンク 14…サンプル熱間処理設備 15…気送設備 16…気送管 17…分析室 18…火点 19…排気ダクト 20…転炉本体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米沢 公敏 福岡県北九州市戸畑区飛幡町1番1号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 堀井 和弘 大分県大分市大字西ノ洲1番地 新日本製 鐵株式会社大分製鐵所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上吹き酸素吹錬を行う転炉精錬法におい
    て、 吹錬中期の同一時点で溶鉄のマンガン濃度と温度とを実
    測し、これら実測値に基づいて吹錬終了時のマンガン濃
    度と出鋼温度とを推定し、上記推定マンガン濃度と目標
    吹止マンガン濃度との差Δ[Mn]および上記推定出鋼温度
    と目標出鋼温度との差ΔTを求め、これらの差Δ[Mn]お
    よびΔTをそれぞれ解消するように、これらの差Δ[Mn]
    およびΔTに応じて、スラグを還元するための炭材の吹
    込み量と、副原料の種別および投入量とを制御すること
    を特徴とする転炉精錬法。
  2. 【請求項2】 溶鉄浴表面の火点からの発光スペクトル
    を分光分析することにより、前記溶鉄マンガン濃度の実
    測を行うことを特徴とする請求項1記載の転炉精錬法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5991892A (en) * 1996-06-11 1999-11-23 Nec Corporation Network server redundancy configuration method and system
KR100718286B1 (ko) * 2005-10-06 2007-05-14 주식회사 포스코 강의 정련 방법
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CN115181829A (zh) * 2022-07-29 2022-10-14 鞍钢股份有限公司 一种转炉冶炼控锰的生产方法

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