JPS5856723B2 - 溶銑の連続脱珪方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高炉から出銑される溶銑を連続的に脱珪処理
する溶銑の連続脱珪処理方法に関するものである。

現在、溶銑を使用して行なう製鋼炉の主流は、酸素上吹
転炉であるが、精錬時に必要とする生石灰等処理剤を極
力低減することは、省資源を指向する産業経済上の理由
から極めて望ましいことである。

本発明は、かかる事情に鑑みなされたもので高炉から出
銑される溶銑に速かに脱珪処理を維し、低珪素溶銑を連
続して得ることにより、転炉における精錬時の処理剤使
用を低減し、同時に発生スラグの減少も得るなどの目的
を持つものである。

従来からこの種の技術としては、溶銑の脱硫を目的とす
る場合、例えば、特公昭５０−３３０１０号で知られる
如く、高炉炉前の出銑樋において、これを二分してその
間に落差を設け、その上流部の樋に脱硫剤を添加して、
上記落差によって生ずるその下流部樋の攪拌流に脱硫剤
を捲き込む手段が知られている。

これらの脱硫を目的とする場合、処理後の溶銑の硫黄含
有量は、極力少なくなれば良いとされており、従ってそ
の技術思想も単純に添加剤を如何に効率良く溶銑と接触
せしめるかということのみに意を払えば良く、従って前
記公知の方法によっても脱硫の場合に限っては、有効な
手段として評価することが出来る。

しかしながら、除去すべき対象が硫黄ではなく、珪素の
場合は、前記公知の手段を単に置換するだけでは、所望
の効果は得られない。

本発明の目的とする溶銑の予備脱珪の場合、処理後の溶
銑中珪素量が少ないということのみではなく、同時にバ
ラツキを極めて小さくして所望の目標値に適中させるこ
とが要求される。

即ちバラツキが小さいということは （１）バラツキなど外乱要因の減少による転炉吹錬制御
の精変向上 （２）転炉最低溶銑比レベルの低下による増産への生産
能力余裕代の増大（例えば（Ｓｉ）σが０．１０％から
０．０５％に小さくなると最低溶銑比を１．２％低下で
きると言われている。

）（３）転炉装入溶銑の〔Ｓｉ〕バラツキを減少せしめ
るための混銑車組合せ、受銑の操作が不要になるなどの
作業性の向上 などのメリットを享受できるからである。

本発明は、溶銑の予備脱珪を、目標珪素量適中精度高く
、連続して処理する方法であって、その要旨とするとこ
ろは、特別な脱珪槽及び攪拌装置などは用いず、混銑車
の如き溶銑収納器へ導くための樋内を流れる溶銑に脱珪
剤を添加し、この樋を流れて混銑車に流入する間の、脱
珪剤と溶銑との自然な混合を利用して脱珪処理するに際
し、出銑珪素量を逐次予測推定して必要な脱珪量を求め
出銑速度に応じて脱珪剤を添加することにある。

第１図に本発明の実施態様例を示す。

１は高炉、２は出銑口で、３は出銑された溶銑を示す。

４は溶銑とスラグを分離するための大樋で、５はスラグ
排出口である。

６は分離された溶銑を混銑車まで導くための溶銑樋で、
７は混銑車８への流入の切換を行なうための溶銑傾注樋
である。

尚、１〜８は高炉の溶銑処理にみられる一般的な設備構
成である。

９と９′は脱珪剤で、１０と１０′はその貯蔵ホッパー
、１１と１１′は切出し用ロータリーバルブ、１２は装
入コンベア、１３は脱珪剤添加口である。

溶銑３は、高炉の出銑口２から排出され、その後大樋４
にて、スラグと分離され溶銑樋６へ流出する。

この溶銑３に対して溶銑樋６または、溶銑傾注樋７の適
当な位置において、脱珪剤を添加し、一緒に流れて行く
間の自然な混合を利用して溶銑中の含有珪素を酸化除去
せしめるものである。

本発明に用いる脱珪剤は、溶銑中の珪素を酸化除去する
ための固体酸素源になるミルスケール、焼結鉱粉、砂鉄
及び各種含鉄ダストなどの主剤９と、必要に応じて後工
程に望ましい脱珪スラグ性状調整と、脱珪反応の優先促
進を目的とした生石灰、コレマナイト、カルシウムカー
バイト、ソーダ灰等の副剤９′から或っている。

その添加量は、主剤については目標とする低珪素溶銑の
珪素量に対して必要な脱珪量と出銑速度とに対応して定
め、副剤については主剤の添加量に比例して制御しなが
ら両者を混合して脱珪剤添加口から連続的に添加するも
のである。

脱珪された溶銑は、混銑車８で次工程へ送られる。

以上のように本発明は混銑車８へ導くための樋内を流れ
る溶銑３に脱珪剤を添加し、溶銑３との自然な混合を利
用して連続的に脱珪処理するものである。

次に本発明の最も重要な特徴となる脱珪剤添加量の制御
について説明する。

本発明では、脱珪剤の添加量原単位（ｋ！９／ｌ−ｐｉ
ｇ）と脱珪量（資）との間に一定の関係があることに基
づき脱珪剤添加量を自動制御し、処理後の溶銑中珪素量
のバラツキ（σ）を極力小さく、通常の出銑時における
珪素量のバラツキ（σ）＝０．１０％に対し、例えば目
標バラツキ（σ）＜０．０５％に抑えようとするもので
ある。

構成条件としては（７）高炉から出銑される溶銑中の珪
素量を予測推定などの手段によって求め、一方あらかじ
め定められた脱珪後の低レベルの溶銑中目標珪素量と比
較して、逐時適当な間隔で、必要な脱珪量を計算して脱
珪剤原単位を求めること。

また、（イ）この所定の脱珪剤原単位を保持するために
は出銑速度（ｔ／ｍｖｔ、ｌを求め、それに応じて脱珪
剤添加速度（ｋｇ／ｍ１ｌｌ ）を制御することから戒
っている。

構成条件ｎの出銑時の珪素量は、例えば電子計算機を用
いて、炉熱制御モデルから推定した炉内溶銑中平均珪素
量をベースに、出銑口毎の溶銑珪素量推定モデルの次の
関係式により求めることができる。

（Ｓ ｉ） Ｔ Ｈ＝ （Ｓ ｉ） ＢＡＳＥ Ｘα１
×α２×α３（Ｓ ｉ） ＴＨ’＝（Ｓｉ、ＩＴＨＸα
４ ＋ （Ｓ １）ＭＸ（１−α−但しく５ｉ）ＴＨ：
出銑回毎推定溶銑珪素量（２）〔Ｓｉ〕ＴＨ′：出銑回
毎推定溶銑珪素量のうち出銑開始後混銑車１台目の珪素
量（資） （Ｓｉｎ］ＢＡＳＥ：炉熱制御モデルの推定による基準
溶銑珪素量（資） （Ｓｉ）Ｍ：前回出銑時の実際分析溶銑珪素量（資）α
：各影響要因の補正係数 α１ ：０．８３（／１６．ｌ出銑口）、０．９４（Ａ
２出銑口）、１．０４（Ａ３出銑口）、１．１９（Ａ４
出銑口） α２ ：１．０（単数出銑口出銑およびスラグと溶銑の
同時流出有）、１．１（単数出銑口出銑およびスラグと
溶銑の同時流出無）、０．９（複数出銑口出銑およびス
ラグと溶銑の同時流出有）、１．０（複数出銑口出銑お
よびスラグと溶銑の同時流出無） α３：α３二１．０−０．０５ Ｘ （Ｖ −５，０）
（■：出銑速度、ｔ／ｍｖＬ） α４：α、＝ｔ／３０（ただしｔ≦３０のみ補正、ｔ：
出銑開始後経過時間、分） また構成条件（イ）の出銑速度は、混銑量的溶銑重量測
定用ロードセルによる受銑量測定値を任意時間に対して
演算処理することによって求めるとよい。

以上の考え方を更に具体例を持って説明するため第２図
に脱珪剤添加量自動制御系の概念図を示す。

１４は電子計算機であり、この中には出銑ロ毎出銑溶銑
中珪素量推定モデルＡ１出銑速変算出用演算ロジックＢ
１脱珪量算出用演算ロジックＣ１添加量算出用演算ロジ
ックＤが組込まれている。

１５は混銑車内溶銑重量測定用ロードセルで、１６は溶
銑重量検出器である。

１７は計装制御装置であり、この中には添加量設定指示
の信号変換を行なうパルス設定器Ｅ１主剤、副剤添加量
秤量器Ｆが組込まれている。

１８は電気制御装置であり、この中には添加量設定指示
をモーター回転数指示に変換する演算器Ｇが組込まれて
いる。

１９および１９′は夫々主剤、副剤の実際添加量を検出
するロードセルである。

２０は各制御定数の表示、設定器、２１は帳票ロギング
用のタイプライタ−である。

これらを用いて操業する場合、まず、溶銑処理対象出銑
口の出銑溶銑中珪素量を電子計算機１４の中で出銑日毎
珪素量推定モデルＡにより推定する。

なお、樋内溶銑中の珪素量を求めるに際し、上記の間接
法の外に溶銑流に対して直接成分分析計を用いることも
可能である。

一方表示設定器２０であらかじめ処理後の目標珪素量な
どの制御定数を電子計算機に与えて置き、この両者から
逐時、必要脱珪量をロジックＣにて算出する。

他方、溶銑重量検出器１６からの信号を用いてロジック
Ｂで出銑速度を算出する。

ロジックＤにはあらかじめ脱珪量と脱珪剤添加原単位の
関係式が組込まれており、ロジックＣからの脱珪量に応
じて必要脱珪剤添加原単位が求められ、ロジックＢにて
得ている出銑速度を介して、脱珪剤の添加速度が算出さ
れる。

これを計装制御装置１７で信号変換した後電気制御装置
１８で回転速度指令に変換しロータリーバルブに伝え、
回転速度を制御することにより脱珪剤の添加を制御する
方法である。

尚、副剤については副剤の添加量が主剤の添加量に対し
て一定比率になるようにロータリーバルブ１１′の回転
速度を制御し、例えば脱珪によって生じた脱珪スラグの
塩基度を一定に制御できるような機構になっている。

又、実際の脱珪剤添加量については、１９及び１９′の
ホッパーロードセルで秤量され、処理溶銑量などと共に
２１のタイプライタ−で帳票ロギングできるようになっ
ている。

以上の如く脱珪剤添加原単位と脱珪量の関係式から構成
条件（１）に基づいて逐次脱珪量に必要な脱珪剤原単位
を求め構成条件（イ）の出銑速度に応じて脱珪剤添加速
度を算出して脱珪剤切出し用ロータリーバルブに回転速
度指示を与えることにより脱珪剤添加量を調整しなから
溶銑脱珪処理を制御する。

次に本発明の実施例について説明する。

実施例 内容積４９３０−の高炉の鋳床において溶銑樋６の下流
端から５ｍ上流の位置で脱珪剤を添加して連続脱珪処理
を行なった。

脱珪処理装置は第１図及び第２図に示した形式のもので
ある。

脱珪剤は主剤９としてミルスケール、副剤９′として生
石灰を使用した。

その化学成分と粒変構成を第１表に示す。

本発明法により溶銑脱珪処理した結果を第２表および第
３表に示す。

第３図には、ミルスケール添加原単位と脱珪量の関係を
示す。

他の強制攪拌等脱珪処理方法に比較して脱珪効率は遜色
のない効率であり、大量の溶銑を連続的に脱珪処理する
ことが可能である。

しかも本発明において、最も注目すべきことは処理後の
溶銑目標珪素量に対する適中精度にあり、第２表に示す
如く、目標珪素量０．２０％に対してσ≦０．０５％の
範囲に十分おさまった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実権態様を示す概念図、第２図は本発
明の運転制御系を示す概念図、第３図は。 従来法及び本発明法による脱珪効率を示す関係図である
。 １・・・・・・高炉、２・・・・・・出銑口、３・・・
・・・溶銑、４・・・・・・大樋、５・・・・・・スラ
グ排出口、６・・・・・・溶銑樋、７・・・・・・溶銑
傾注樋、８・・・・・・混洗車、９・・・・・・脱珪剤
（主剤）、９′・・・・・・脱珪剤（副剤）、１０・・
・・・・貯蔵ホッパー（主剤用）、１０′・・・・・・
貯蔵ホッパー（副剤用）、１１・・・・・・切出し用ロ
ータリーバルブ（主剤用）、１１′・・・・・・切紙し
用ロータリーバルブ（副剤用）、１２・・・・・・装入
コンベア、１３・・・・・・脱珪剤添加口、１４・・・
・・・電子計算機、１５・・・・・・溶銑重量測定用ロ
ードセル、１６・・・・・・溶銑重量検出器、１７・・
・・・・計装制御装置、１８・・・・・・電気制御装置
、１９・・・・・・添加量検出ロードセル（主剤用）、
１９′・・・・・・添加量検出ロードセル（副剤用）、
２０・・・・・・各制御定数表示設定器、２１・・・・
・・帳票ロギング用タイプライタ−１Ａ・・・・・・出
銑日毎出銑溶銑中珪素量推定モデル、Ｂ・・・・・・出
銑速変算出用演算ロジック、Ｃ・・・・・・脱珪量算出
用演算ロジック、Ｄ・・・・・・添加量算出用演算ロジ
ック、Ｅ・・・・・・パルス設定器、Ｆ・・・・・・主
剤、副剤添加量秤量器、Ｇ・・・・・・演算器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 高炉から出銑される溶銑中の珪素量を求め、一方あ
   らかじめ定められた低レベルの溶銑中目標珪素量と比較
   して、所望の脱珪量に見合った脱珪剤の添加量を求め、
   鋳床に攪拌槽を設けることなく溶銑収納容器に導くため
   の出銑樋内溶銑自然流中に前記脱珪剤を添加することを
   特徴とする溶銑の連続脱珪方法。