JPH08269525A - 転炉のランス高さ制御方法 - Google Patents

転炉のランス高さ制御方法

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JPH08269525A
JPH08269525A JP7637095A JP7637095A JPH08269525A JP H08269525 A JPH08269525 A JP H08269525A JP 7637095 A JP7637095 A JP 7637095A JP 7637095 A JP7637095 A JP 7637095A JP H08269525 A JPH08269525 A JP H08269525A
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JP
Japan
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lance
pattern
height
molten metal
converter
Prior art date
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Pending
Application number
JP7637095A
Other languages
English (en)
Inventor
Norio Hirayama
憲雄 平山
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スロッピング及びスピッティングを抑制する
と共に脱炭酸素効率及び熱供給率を良好に維持する転炉
のランス高さ制御方法を提供する。 【構成】 当該吹錬に係る操業条件からL/L0 の基本
パターンK(i)及び酸素流量パターンF02(i)を選
択し、前回の操業実績に基づいて、L/L0 パターン及
びランス高さパターンの修正を行うか否かを判断する。
修正を行うと判断されると、修正が必要なブロックのK
(i)及びランス高さを修正する。そして、湯面高さL
B を求めた値,操業条件に包含されるランスのノズル規
格,並びに修正済のK(i)及び酸素流量パターンF02
(i)に基づいてランス高さの制御パターンLL (i)
を算出する。更に、転炉の操業実績に基づいて、算出さ
れた制御パターンLL (i)を修正すべきか否かを判断
し、修正が必要である場合は、操業実績に基づいて前同
様に制御パターンLL (i)を修正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、転炉の吹錬において上
吹きを行うランスの高さを制御する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】転炉の吹錬にあっては、ガスを底吹きす
ることにより溶湯の攪拌を促進し、酸素ジェットを上吹
きして溶湯中の珪素又は炭素を酸化させて脱珪及び脱炭
を行うと共に、その酸化反応によって溶湯に熱を供給し
ている。このとき、溶湯と上吹きされた酸素ジェットと
の接触状態を良好にすることが重要である。
【0003】そのため、特開昭60−194007号公報には、
酸素ジェットによる溶湯のへこみ深さをL、静止状態の
溶湯の深さをLS としたとき、へこみ深さと静止状態の
溶湯の深さとの比(L/LS )が0.6以上の一定値と
なるようにランス高さh(静止溶湯表面から上吹き用の
ランスの下端までの高さ)及び酸素ジェットの流量F 02
を調整する方法が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の方
法のように前記比が一定になるようにランス高さを制御
した場合、吹錬が進行するにつれて、スラグ及び溶湯が
炉口から噴出するスロッピングが生じて歩留まりが低下
するという問題があった。また、粒鉄が吹き出るスピッ
ティングによりランスが閉塞する事故が発生する虞があ
り、更に脱炭反応で生成されたCOと炉内空間で反応す
る、所謂二次反応が生じ、脱炭酸素効率及び熱供給率が
低下するという問題もあった。
【0005】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは上吹きによる溶湯のへ
こみ深さとへこみ部における溶湯の深さとの比の経時的
な基本パターンを求め、該基本パターンを用いてランス
高さを経時的に制御することによって、スロッピング及
びスピッティングを抑制すると共に脱炭酸素効率及び熱
供給率を良好に維持する転炉のランス高さ制御方法を提
供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】第1発明に係る転炉のラ
ンス高さ制御方法は、上下移動自在に設けたランスを転
炉内に装入し、該ランスから炉内の溶湯にガスを上吹き
し、この上吹きによる溶湯のへこみ深さとへこみ部にお
ける溶湯の深さとの比を所要の値にすべく前記ランスの
高さを制御する方法において、複数の操業条件に応じ
て、前記比の経時的な基本パターン,及び上吹きする前
記ガスの経時的な流量パターンを過去の操業実績に基づ
いて予め作成しておき、制御対象の操業において、当該
操業条件に対応する基本パターン及び流量パターンを選
択し、転炉内の溶湯の湯面高さを求め、求めた湯面高
さ,選択した基本パターン及び流量パターン,並びに当
該操業条件に基づいて、前記ランスの高さを経時的に制
御する制御パターンを求めることを特徴とする。
【0007】第2発明に係る転炉のランス高さ制御方法
は、第1発明において、ランスの高さを経時的に制御し
たときの操業実績に基づいて、選択した基本パターン又
は前記制御パターンを修正することを特徴とする。
【0008】
【作用】本発明者は、鋭意研究したところ、上吹きによ
る溶湯のへこみ深さとへこみ部における溶湯の深さとの
比について、吹錬の進行に従って変化する適正な値があ
るという知見を得た。これは、吹錬の進行に従って溶銑
シリコン及び石灰石等の副原料の投入による容積の変
化,及び溶湯の成分変化等が生じるためである。そのた
め、前記比の値が適正値から小さくなると、酸素ジェッ
トによる溶湯のへこみ深さが浅くなってスロッピングが
生じ、比の値が適正値から大きくなるとへこみ深さが深
くなってスピッティングが生じるのである。更に、転炉
の吹錬にあっては、溶湯の鋼種の品位及び製品成分に対
応して前記比をきめ細かく設定する必要がある。
【0009】第1発明の転炉のランス高さ制御方法にあ
っては、溶湯の鋼種,成分及び目標温度,ランスノズル
本数,ノズル直径,ノズル角度等の複数の操業条件に応
じて、上吹きによる溶湯のへこみ深さとへこみ部におけ
る溶湯の深さとの比の経時的な基本パターンを、前記比
及びそれに対応する溶湯及びスラグの状態,溶湯温度,
スロッピング及びスピッティングの有無等の過去の操業
実績に基づいて作成しておく。また、上吹きするガスの
経時的な流量パターンも同様に作成しておく。
【0010】そして、制御すべき操業条件に対応する基
本パターン及び流量パターンを選択し、転炉内の溶湯の
湯面高さを実測又は計算により求め、求めた湯面高さ,
選択した基本パターン及び流量パターン,並びに当該操
業条件に基づいて、前記ランスの高さを経時的に制御す
る制御パターンを求める。これによって、選択した基本
パターンが制御パターンに適用され、吹錬の進行に則し
て、溶湯及びスラグの状態を好適にして二次反応を防止
し、スロッピング及びスピッティングを抑制する。
【0011】第2発明の転炉のランス高さ制御方法にあ
っては、前述したパターンに従ってランスの高さの制御
したときの操業実績に基づいて、選択した基本パターン
又は制御パターンを修正するため、炉壁の消耗等,転炉
の操業状態に応じたパターンが求められる。
【0012】
【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づい
て具体的に説明する。図1は転炉における吹錬の実施態
様を示す側断面図であり、図中1は転炉である。転炉1
の上部は上方に向かうにつれてその直径が徐々に小さく
なっており、中央に炉口4が設けてある。転炉1の底部
中央には所要の底吹き角度が設定された1又は複数(図
1では1つ)のノズル2が設けてあり、ノズル2には底
吹きガスを供給するためのパイプ5が連結してある。
【0013】ノズル2の上方には該ノズル2と対向して
円筒状のランス3が、炉口4から転炉1内に所要長だけ
挿入して上下移動自在に配置してある。転炉1内に装入
された溶湯Mにはノズル2からO2 ,CO2 ,Ar,プ
ロパンガスの単一又は混合ガスが溶湯Mの静圧より高い
圧力で溶湯Mの攪拌に十分な流量となるように底吹きさ
れる。一方、溶湯Mにはランス3の下端から酸素ジェッ
トが上吹きされ、溶湯M及び該溶湯Mの上面を覆うスラ
グSをその周囲に押しのけて、溶湯Mの静止湯面高さよ
り低いへこみ部が形成される。
【0014】いま、図1に示したように、溶湯の湯面高
さをLB (m)、酸素ジェットによる溶湯のへこみ深さ
をL(m)、溶湯深さをL0 (m)、基準からランス3
の下端までの距離であるランス高さをLL (m)、ラン
ス3の下端と湯面との間の距離をH(m)、設備定数
(転炉内炉底高さ)をLib(m)とし、また、酸素ジェ
ットのノズル出口流速をV(m/S)、ノズル数をn、
ノズル直径をd(mm)、ノズル角度をθ(°)、上吹
酸素流量をF02(m3 /H)とすると、これらの関係は
次の(2)式〜(5)式のように表すことができる。 H=LL −LB …(2) V=F02×106 /(3600×n×d2 ×π/4) …(3) V×d×cos(π/180×θ) =1.24×L0.5 ×(L+H) …(4) L0 =LB −Lib …(5)
【0015】溶湯の鋼種,成分の範囲及び目標温度等の
吹錬の操業条件毎にL/L0 及びランス高さの基本パタ
ーンを、過去の操業実績に基づいて次のように求める。
基本パターンはそれが適応される炉の状態(炉壁の損耗
等),ランスノズル規格(ノズル数,ノズル直径及びノ
ズル角度)及び溶湯量が不明であるときも必要である。
そこで、主原料の装入量を例えば300トンとし、転炉
の寸法から湯面高さLB を算出する。また、上吹酸素流
量F02を例えば過去の実績値の平均値として溶湯の鋼種
及び成分の範囲毎に求める。同様に、上吹酸素流量F02
の代表値に対応するランスのノズル数n,ノズル直径d
及びノズル角度θを求める。
【0016】また、転炉吹錬の操業を経時的に例えば2
5ブロックに分割し、各ブロックについて、過去の操業
実績を統計処理して溶湯及びスラグの状態が良好であ
り,所要の溶湯温度となるように求めたL/L0 (=
K)を設定する。そして、これらの値を、前述した
(2)〜(5)式から求まる次の(6)式に代入し、
(7)式によってランス高さLL を算出する。 F02×106 /(3600×n×d2 ×π/4) ×d×cos(π/180×θ)=1.24×(K×L0 0.5 ×(K×L0 +LL −LB ) …(6)
【0017】
【数1】
【0018】このようにしてランス高さLL が算出され
ると、該ランス高さLL と過去の操業実績とを比較して
スロッピング及びスピッティングが生じない範囲内であ
るか否かを判断し、それらが生じると判断した場合、ス
ロッピング及びスピッティングが生じない範囲で適当な
ランス高さLL を選択し、算出したランス高さLL と入
れ替えると共に、選択したランス高さLL を(2)式に
代入し、その算出結果を(4)式に代入してLを、ルン
ゲクッタ法又は二分岐検索法等の繰り返し計算法により
算出し、Kを求めて当該ブロックのKと入れ替える。
【0019】図2はL/L0 及びランス高さのパターン
の1つを示す概念図である。図2の如く、パターンは例
えば、上吹酸素量を等分して25のブロックに分割して
あり、各ブロックに前述した如く求めたL/L0 (=K
(i))及びランス高さの基本パターンを設定する。こ
のような基本パターンは、溶湯の鋼種,成分の範囲及び
目標温度等の吹錬の操業条件に対応してそれぞれ用意し
ておく。
【0020】一方、鋼種及び成分等が類似しているいく
つかの操業条件毎に、過去の操業実績を統計処理して各
ブロックにおける酸素流量が適切となる酸素流量パター
ンF 02(i)を作成しておく。そして、当該吹錬に係る
操業条件等に基づいて、次のようにランス高さの制御パ
ターンを求め、求めたランス高さパターンになるように
ランス高さを制御する。
【0021】図3及び図4はランス高さの制御パターン
の算出手順を示すフローチャートである。当該吹錬に係
る操業条件からL/L0 の基本パターンK(i)及び酸
素流量パターンF02(i)を選択し(ステップS1)、
前回の操業実績に基づいて、L/L0 パターン及びラン
ス高さパターンの修正を行うか否かを判断する(ステッ
プS2)。修正を行うと判断されると、前述した(7)
式及び(4)式に基づいて修正が必要なブロックのK
(i)及びランス高さを修正する(ステップS3)。例
えば、スロッピングが発生した場合、音響強度,ランス
振動又は炉体振動等を測定するスロッピングセンサの出
力に基づいて、発生したスロッピングの程度を基本パタ
ーンの各ブロックに対応して求め、スロッピングが生じ
たブロックを中心にその前後吸うブロックのL/L0
値を修正する。
【0022】一方、湯面高さLB を、サブランス法等に
よって実測して求めるか、又は次の(8)式を用いて計
算によって求める(ステップS4)。 LB =TB ・(W−S )+B …(8) 但し、TB :装入量トン当たりの湯面高さ換算係数 W :当該吹錬の主原料装入量S :最近数チャージの主原料装入量の平均B :最近数チャージの湯面高さの実測値の平均
【0023】一方、前述した操業条件には、ランスのノ
ズル直径d,ノズル角度θ及びノズル数nも包含されて
いる。そして、これらの値及び前述した湯面高さLB
並びに修正済のK(i)及び酸素流量パターンF
02(i)を次の(9)式に代入してランス高さの制御パ
ターンLL (i)を算出する(ステップS5)。そし
て、転炉の操業実績に基づいて、算出された制御パター
ンLL (i)を修正すべきか否かを判断し(ステップS
6)、修正が必要である場合は、操業実績に基づいて前
同様に制御パターンLL (i)を修正する(ステップS
7)。
【0024】
【数2】
【0025】次に本発明方法の適用例について説明す
る。本発明を適用した吹錬の操業条件を表1に示す。そ
して、吹錬初期に投入される媒溶材の滓化を促進し、吹
錬中期の滓化を適正に保ちながら鉄鋼石等の冷却剤を連
続的に投入するという条件に対応して、25ブロックに
分割したセルの各ブロック毎にランス高さを求めた結果
を表2に示す。なお、各ブロックの制御領域は当該吹錬
に係る上吹酸素量を25等分した酸素量とした。
【0026】
【表1】
【0027】
【表2】
【0028】表2に示した各ブロックの値となるように
ランス高さを制御した結果、所要の吹錬が行われると共
に、スロッピング及びスピッティングが抑制され歩留ま
りが向上し、また脱炭酸素効率及び熱供給率が向上し
た。
【0029】
【発明の効果】以上詳述した如く本発明に係る転炉のラ
ンス高さ制御方法にあっては、所要の吹錬が行われると
共に、スロッピング及びスピッティングが抑制され歩留
まりが向上し、また脱炭酸素効率及び熱供給率が向上す
る等、優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】転炉における吹錬の実施態様を示す側断面図で
ある。
【図2】L/L0 及びランス高さのパターンの1つを示
す概念図である。
【図3】ランス高さの制御パターンの算出手順を示すフ
ローチャートである。
【図4】ランス高さの制御パターンの算出手順を示すフ
ローチャートである。
【符号の説明】
1 転炉 2 ノズル 3 ランス M 溶湯 S スラグ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上下移動自在に設けたランスを転炉内に
    装入し、該ランスから炉内の溶湯にガスを上吹きし、こ
    の上吹きによる溶湯のへこみ深さとへこみ部における溶
    湯の深さとの比を所要の値にすべく前記ランスの高さを
    制御する方法において、 複数の操業条件に応じて、前記比の経時的な基本パター
    ン,及び上吹きする前記ガスの経時的な流量パターンを
    過去の操業実績に基づいて予め作成しておき、制御対象
    の操業において、当該操業条件に対応する基本パターン
    及び流量パターンを選択し、転炉内の溶湯の湯面高さを
    求め、求めた湯面高さ,選択した基本パターン及び流量
    パターン,並びに当該操業条件に基づいて、前記ランス
    の高さを経時的に制御する制御パターンを求めることを
    特徴とする転炉のランス高さ制御方法。
  2. 【請求項2】 ランスの高さを経時的に制御したときの
    操業実績に基づいて、選択した基本パターン又は前記制
    御パターンを修正する請求項1記載の転炉のランス高さ
    制御方法。
JP7637095A 1995-03-31 1995-03-31 転炉のランス高さ制御方法 Pending JPH08269525A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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