JPH083614A - 冷鉄源溶解完了時期の判断方法 - Google Patents

冷鉄源溶解完了時期の判断方法

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JPH083614A
JPH083614A JP13327494A JP13327494A JPH083614A JP H083614 A JPH083614 A JP H083614A JP 13327494 A JP13327494 A JP 13327494A JP 13327494 A JP13327494 A JP 13327494A JP H083614 A JPH083614 A JP H083614A
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JP
Japan
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temperature
iron source
cold iron
refractory
melting
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JP13327494A
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English (en)
Inventor
Yoichi Funaoka
洋一 船岡
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷鉄源溶解装置内での冷鉄源溶解吹錬中にお
ける鋼浴の温度変化をリアルタイムで検出可能とするこ
とによって、冷鉄源の完全溶解時期を正確に把握でき、
製品々質の向上ならびに精錬処理コストの低減を図る。 【構成】 冷鉄源9が含まれる溶銑を溶解するための冷
鉄源溶解装置1に設けられる内張り耐火物の温度を測温
プローブ6によって厚み方向に多点測温して、温度勾配
を算出するとともに、前記内張り耐火物の溶鋼7に接す
る内側の測温されない残厚部における残厚寸法及び熱伝
導率を算出して、それらの算出値に基づいて溶鋼7に接
する側の耐火物表面温度を推定することによって、冷鉄
源9が完全に溶解する時期を正確に判断することが可能
である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、酸素精錬設備が用いら
れる冷鉄源溶解装置における冷鉄源溶解完了の時期を判
断する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】転炉等の酸素精錬設備を用いてスクラッ
プ等の冷鉄源を溶解する場合に、酸素精錬中のどの時期
に冷鉄源が完全に溶解したかを的確に判断することが重
要であるのは良く知られるところである。このような点
から、冷鉄源の溶解時期を判断する手段として種々の方
法が従来より提案されている。
【0003】従来例中の第1例が図6および図7に示さ
れるが、この例は、炉体2,酸素ランス3及び排ガス回
収装置5等から成る転炉1で冷鉄源9を溶解する場合
に、吹錬中において酸素により酸化され難いような元素
例えばNi等を含むスクラップであるトレーサ元素入り
冷鉄源10を冷鉄源9中に混合して溶解を実施する方法
である。この例では、図7に示されるように、吹錬中に
鋼浴中のNi濃度を或る時間間隔でサンプリングして、
その元素の濃度変化を観察することによって、冷鉄源が
完全に溶解完了した時期を判断している。
【0004】また別の第2例が図8に挙げられるが、こ
れは、吹錬中に或る時間間隔で鋼浴温度を測定して、鋼
浴温度の昇温速度変化の程度によって冷鉄源が完全に溶
解完了した時期を判断する方法である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】これらの従来例のよう
に、冷鉄源の溶解吹錬中における特定元素の濃度変化ま
たは鋼浴温度変化に関する情報を得るためには、吹錬中
に図6に示されるようにサブランス11等で実現される
測定装置を用いての測温・サンプリングが必要である。
しかしながら、サブランス11による測温・サンプリン
グは、精錬装置内に多量の冷鉄源が存在している時期に
は、サブランスでの採取時に鋼浴中の冷鉄源とサブラン
ス装置とが接触し、装置が損傷するおそれが十分考えら
れることから、サブランス装置を使用することには困難
性を伴う問題がある。その結果、炉内状況に関する正確
な情報を得られる時期が、鋼浴中の冷鉄源がほぼ溶解し
たと想定できる冷鉄源溶解吹錬の後半時期に限定される
という不都合が生じる。
【0006】また、サブランス11による測温・サンプ
リングは、吹錬中のある時間における不連続な情報しか
得られないために、次のサンプリングが行われるまでの
期間の炉内状況は実測によらず経験などにより推定する
しかなくて、実際の値との間に相当な違いが生じること
が問題である。
【0007】本発明は、このような問題点の解消を図る
ために成されたものであり、本発明の目的は、冷鉄源溶
解装置内での冷鉄源溶解吹錬中における鋼浴の温度変化
をリアルタイムで検出可能とすることによって、冷鉄源
の完全溶解時期を正確に把握でき、製品々質の向上なら
びに精錬処理コストの低減を図ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため以下に述べる構成としたものである。即
ち、本発明は、酸素精錬機能を有する冷鉄源溶解装置に
おいて、この溶解装置に設けられる内張り耐火物の所定
個所の温度を厚み方向に多点測温してその温度勾配を算
出するとともに、前記内張り耐火物の溶鋼に接する内側
の測温されない残厚部における残厚寸法及び熱伝導率を
算出して、それらの各算出値に基づいて溶鋼に接する側
の耐火物表面温度を推定することによって、冷鉄源が完
全に溶解する時期が判断されることを特徴とする冷鉄源
溶解完了時期の判断方法である。
【0009】本発明はまた、前記溶解装置の内張り耐火
物が十分な熱的定常状態である条件の下で多点測温が行
われることを特徴とするものであり、また、耐火物から
成る筒体内に複数個の熱電対が収設され、その周りが保
護管によって被覆されていて、軸線方向の多点の温度が
連続的に測温可能である多点式測温プローブを、外周鉄
皮から内張り耐火物内に埋設することによって、この耐
火物の所定個所の温度が厚み方向に多点測温されること
を特徴とする冷鉄源溶解完了時期の判断方法である。
【0010】
【作用】本発明に従えば、冷鉄源溶解吹錬中において、
鋼浴温度が間接的にかつ連続的に測温される。この場合
の測温は、冷鉄源溶解装置の内張り耐火物の温度を厚み
方向に多点測温することによって行われ、この測温値か
ら耐火物の層内の温度勾配を算出することができる。一
方、内張り耐火物の溶鋼に接する内側の測温されない残
厚部における残厚寸法及び熱伝導率が算出される。な
お、熱伝導率は材質,使用温度条件によって予め求めら
れ、残厚寸法については、レーザを用いた測定、操業条
件により求められる耐火物の溶損速度による計算等によ
って算出される。このようにして算出された耐火物の残
厚,熱伝導率、実測温度勾配に基づいて、溶鋼に接する
側の耐火物表面温度を容易に、かつ正確に推定により求
めることが可能である。
【0011】なお、本発明に係る多点測温は、内張り耐
火物が十分な熱的定常状態、即ち、耐火物における畜熱
量が十分にある状態の条件の下で測温することが望まし
く、これによって推定した耐火物の溶鋼接触側表面温度
が実際の鋼浴温度に対してより近似した値となり、正確
な判断を得ることが可能である。また、耐火物から成る
筒体内に複数個の熱電対が収設され、その周りが保護管
により被覆されていて、軸線方向の多点の温度が連続的
に測温可能である多点式測温プローブを測温体として使
用することにより、間接的な温度測定の方法で簡単かつ
長寿命の下において高精度に行える。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例について添付図面を参
照しながら説明する。図1には、本発明の実施例に係る
転炉1で実現される冷鉄源溶解装置が概略示される。図
示の転炉1は、炉体2と、この炉体2の頂部開口から炉
内に垂下して下端ノズル部から酸素ジェット10が噴射
される酸素ランス3と、炉底部に接続されてN2 などの
不活性ガスを攪拌の目的で噴出する底吹羽口4と、炉体
2の頂部開口の上方部に設けられた排ガス回収装置5と
を含んで構成される。炉体2内に主原料と副原料とがそ
れぞれ所定量装入されて周知の上吹きによる転炉製鋼が
行われるが、主原料としては屑鉄や冷故銑から成る冷鉄
源9を少量含有する溶銑が用いられて、酸素ランス3か
ら高圧酸素を噴出しながら精錬が行われることによっ
て、炉体2内には溶鋼7が堆量して、その表面にスラグ
層8が生じる。
【0013】この酸素精錬中において、どの時期に冷鉄
源9が完全溶解したかを知ることは重要であり、そのた
めとして、前記炉体2に測温プローブ6が設けられる。
この測温プローブ6は、炉体2の側壁の所定個所に、即
ち、装置内部の鋼浴に臨んでいる側壁下方部に、外周の
鉄皮を貫通させて測温部分が内張り耐火物内に埋設され
るように取り付けられる。
【0014】図2の(1),(2) には、図1における測温プ
ローブ6が概要示されるが、この測温プローブ6は、耐
火物からなるスリーブ13内に、複数個の例えば6個の
熱電対12A〜12Fを埋設して、さらに、スリーブ1
3の外周にステンレス等の金属から成る保護管14を囲
繞させた中実筒状体に形成されていて、各熱電対12A
〜12Fは、取付け用フランジが設けられる基端部に対
して各測温点を記載順に遠く離して位置させるように、
筒軸線方向の有効長さがそれぞれ異なる熱電対を使用し
てスリーブ13内に埋設される。なお、スリーブ13を
炉体2の内張り耐火物と同材質の耐火物により形成すれ
ば、より正確な値の温度検出が行え、かかる手段は好ま
しいことである。
【0015】このように形成される測温プローブ6は、
軸線方向の多点(6点)の温度を連続的に測温して、該
温度に対応する電気信号、例えば電気抵抗値を補償導線
15から導出することが可能である。この測温プローブ
6は、内張り耐火物内に埋設する際、前記基端部とは反
対側の先端部が、耐火物の溶鋼7に接する内面に対して
若干の距離を残すように、つまり、耐火物を貫通しない
で若干の厚みの層を持つ残厚部が存するように埋設させ
ることが必要であり、これは、以下に述べる測温方法の
説明の内容によっても明らかにされる通りである。
【0016】次に、上記測温プローブ6を使用して冷鉄
源9溶解吹錬中の鋼浴温度を測定(推定)する方法を説
明する。前述する要領で埋設される測温プローブ6によ
って、吹錬中の耐火物の内部温度を連続的に厚み方向に
6点測定する。この測温は、内張り耐火物が十分な熱的
定常状態、即ち、耐火物における畜熱量が十分にある状
態になった所で行う。そして、6点測定の結果から、図
3に実線で示されるように実測温度に対応する温度勾配
を算出する。図3において、測定点のNo1〜No6
は、それぞれ熱電対12A〜12Fに対応している。
【0017】測温プローブ6による連続的な温度測定に
呼応して、転炉1の内張り耐火物の測温されない前記残
厚部における残厚寸法及び熱伝導率を算出する。この残
厚寸法は、レーザを用いた測定、操業条件により求めら
れる耐火物の溶損速度等から計算できる。一方、熱伝導
率は材質,使用温度条件によって予め求められ、残厚寸
法については、による計算等によって算出される。この
ようにして算出された耐火物の残厚,熱伝導率、実測温
度勾配に基づいて、溶鋼に接する側の測温されない前記
残厚部内における温度勾配を算出することが可能であ
り、この温度勾配は、図3に細目破線で示される通りで
あり、その結果、図3の点Tである耐火物表面部の温度
を容易に、かつ正確に推定により求めることが可能であ
る。
【0018】このようにして、冷鉄源溶解吹錬中におい
て鋼浴温度、即ち耐火物内側表面の温度を連続的に測定
することにより、転炉1内で冷鉄源が完全溶解するのに
基づいて生じる鋼浴の昇温速度変化をリアルタイムで検
出し、これによって、冷鉄源が完全溶解した時期を極め
て正確に把握できる。
【0019】図4には、冷鉄源溶解装置に溶銑のみを装
入し脱炭精錬を行った場合に、本発明方法による連続測
温結果(実線の波状線で示す)と、同じ処理中に行うサ
ブランスによる測温結果(間欠した6点で示す)とが比
較示される。この図4により明らかなように、本発明方
法による測温値は、サブランスによる従来の測温値と比
較して10〜30℃程度低めの値となっているが、鋼浴
温度の変化は忠実に検出していることを明らかにしてい
る。
【0020】図5には、配合比率で10%程度の少量の
冷鉄源が溶銑中に含まれている場合における本発明実施
例により測定した鋼浴温度の変化(実線示波状線)と、
従来のサブランス採取法によるトレーサ元素(Ni)濃
度変化(温度変化,細目破線示折線)とが比較示され
る。溶銑中に冷鉄源を添加することにより、鋼浴温度が
急激に低下するが、酸素吹錬を開始すると鋼浴温度が緩
やかに上昇してゆく。吹錬開始後、約10分で鋼浴温度
の上昇率が急激に変化している。この変化時点の前後に
おいて採取したサンプルのNi濃度も急激に変化してい
ることからも明らかなように、鋼浴温度の急昇変化点を
本発明方法により判定することによって、冷鉄源溶解時
期を正確に判断することができる。
【0021】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、冷鉄
源溶解装置に設けられる内張り耐火物の温度を厚み方向
に多点測温して温度勾配を算出するとともに、前記内張
り耐火物の溶鋼に接する内側の測温されない残厚部にお
ける残厚寸法及び熱伝導率を算出して、それらの算出値
に基づいて溶鋼に接する側の耐火物表面温度を推定する
ことによって、冷鉄源溶解装置内の溶鋼温度の変化を連
続的、間接的に測定可能であり、従って、装置内で冷鉄
源溶解が完了することにより生じる鋼浴の昇温速度変化
をリアルタイムで検出できる。その結果、装置内で冷鉄
源が完全に溶解する時期を間接的な検出手法によって正
確に把握することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る転炉1の概要示構造図で
ある。
【図2】図1における測温プローブ6の概要示構造図
で、(1) は断面示正面図、(2) は図1(1) におけるA−
A線矢視断面図である。
【図3】本発明に係る鋼浴温度推定の原理を説明する測
定点−温度の関係線図である。
【図4】本発明方法の実施例に係る連続測温値とサブラ
ンス測温値とを比較示する吹錬時間−鋼浴温度の関係線
図である。
【図5】本発明方法と従来の測温方法例とを比較示する
時間−温度の関係線図である。
【図6】従来の判断方法の第1例の実施に係る転炉1の
概略示構造図である。
【図7】図6図示の従来方法を説明する吹錬時間−Ni
濃度の関係線図である。
【図8】従来の判断方法の第2例を説明するる吹錬時間
−鋼浴温度の関係線図である。
【符号の説明】
1…転炉 2…炉体 3…酸素ランス 4…底吹羽口 5…排ガス回収装置 6…測温プローブ 7…溶鋼 8…スラグ 9…冷鉄源 12A〜12F…熱電対 13…耐火物から成る筒体 14…保護管

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 酸素精錬機能を有する冷鉄源溶解装置に
    おいて、この溶解装置に設けられる内張り耐火物の所定
    個所の温度を厚み方向に多点測温してその温度勾配を算
    出するとともに、前記内張り耐火物の溶鋼に接する内側
    の測温されない残厚部における残厚寸法及び熱伝導率を
    算出して、それらの各算出値に基づいて溶鋼に接する側
    の耐火物表面温度を推定することによって、冷鉄源が完
    全に溶解する時期が判断されることを特徴とする冷鉄源
    溶解完了時期の判断方法。
  2. 【請求項2】 前記溶解装置の内張り耐火物が十分な熱
    的定常状態である条件の下で多点測温が行われる請求項
    1記載の冷鉄源溶解完了時期の判断方法。
  3. 【請求項3】 耐火物から成る筒体内に複数個の熱電対
    が収設され、その周りが保護管によって被覆されてい
    て、軸線方向の多点の温度が連続的に測温可能である多
    点式測温プローブを、外周鉄皮から内張り耐火物内に埋
    設することによって、この耐火物の所定個所の温度が厚
    み方向に多点測温される請求項1または2に記載の冷鉄
    源溶解完了時期の判断方法。
JP13327494A 1994-06-15 1994-06-15 冷鉄源溶解完了時期の判断方法 Withdrawn JPH083614A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023017674A1 (ja) 2021-08-10 2023-02-16 Jfeスチール株式会社 冷鉄源溶解率推定装置、転炉型精錬炉制御装置、冷鉄源溶解率推定方法及び溶融鉄の精錬処理方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023017674A1 (ja) 2021-08-10 2023-02-16 Jfeスチール株式会社 冷鉄源溶解率推定装置、転炉型精錬炉制御装置、冷鉄源溶解率推定方法及び溶融鉄の精錬処理方法

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Effective date: 20010904