JPS61195914A - 真空精錬炉における溶鋼温度制御方法 - Google Patents

真空精錬炉における溶鋼温度制御方法

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JPS61195914A
JPS61195914A JP3613985A JP3613985A JPS61195914A JP S61195914 A JPS61195914 A JP S61195914A JP 3613985 A JP3613985 A JP 3613985A JP 3613985 A JP3613985 A JP 3613985A JP S61195914 A JPS61195914 A JP S61195914A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
molten steel
vacuum
decarburization
temperature
period
Prior art date
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Pending
Application number
JP3613985A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Takanawa
高輪 武志
Masaaki Terunuma
正明 照沼
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS61195914A publication Critical patent/JPS61195914A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/10Handling in a vacuum

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 11よ袋μ1透! 本発明は真空精錬炉における溶鋼温度制御方法に関する
。更に詳細には本発明は、ステンレス鋼やクロム鋼を精
錬するのに適したVOD炉の如き真空精錬炉において、
溶鋼温度を予測して終点溶鋼温度の的中率を向上する溶
鋼温度制御方法に関する。
従来の技術 真空精錬炉を用いてステンレス鋼やクロム鋼を溶製する
場合、精錬中のサンプリングが困難なため溶鋼温度の推
定が困難で、特に精錬終了時の溶鋼温度の推定は現場操
業者の経験と勘に任されている。
しかしながら、この場合の推定精度は余り良くなく、現
場では温度の低め外れを恐れて終了時の目標温度を必要
以上に高目に設定しており、取鍋耐大物等に悪影響を及
ぼしていた。
本発Hの解決すべき問題点 本発明の目的は、VOD炉の如き真空精錬炉の精錬にお
いて、溶鋼温度を予測して終点溶鋼温度の的中率を向上
することのできる溶鋼温度制御方法を提供することにあ
る。
さらに詳細には本発明の目的は、真空酸素脱炭とそれに
引続いて真空脱炭とを行う真空精錬炉の精錬において、
真空酸素脱炭期ふよび真空脱炭期のそれぞれの期間での
溶鋼温度変化量を正確に予測して終点溶鋼温度の的中率
を向上することにある。
問題点を解決するための手段 本発明に従うと、真空酸素脱炭とそれに引続いて真空脱
炭とを行う真空精錬炉の精錬において、真空酸素脱炭期
および真空脱炭期のそれぞれの期間での溶鋼温度変化量
を操業条件の関数としてあらかじめ定量化し、これらの
定量化された関係式をもちいて精錬終了時の溶鋼温度を
算出することを特徴とする溶鋼温度制御方法が提供され
る。
さらに本発明の態様に従うと、精錬終了時の溶鋼温度の
算出値が目標値より低いときには、昇温剤の必要投入量
を算出して、該算出値に基づき昇温剤を精錬開始前に投
入する。
さらに本発明の好ましい態様に従うと、真空酸素脱炭期
の溶鋼温度変化を、該期間中の吹込み酸素量とその他の
操業条件とより算出し、真空脱炭期の溶鋼温度変化量を
、該真空脱炭期の経過時間ふよびその他の操業条件によ
り算出する。
以上のようにして本発明の溶鋼温度制御方法では、真空
精錬操業を、真空酸素脱炭期と真空脱炭期の2つに分け
て、それぞれにおける溶鋼温度のモデル式を設定し、操
業条件より溶鋼温度を正確に予測するものである。
発明の作用 第2図に示すように、真空精錬により脱炭を行うVOD
炉の操業では先ずArを供給し、つぎに排気を開始し引
続いて酸素吹精を開始する。所定の量だけ脱炭が進行す
ると酸素吹きを止め、真空度をさらに上昇させてArの
みで攪拌し脱炭反応をさらに進ませる。これらの処理中
のうち酸素吹精の期間を真空酸素脱炭期、その後の酸素
吹きによらず真空度を上げて脱炭させる期間を真空脱炭
期と呼ぶことにする。
先ず真空酸素脱炭期では酸素による脱炭反応が主である
から昇温量も吹込酸素量に影響されると考えられる。実
際に実損データにより調査した結果を第3図に示す。第
3図は吹込酸素量と溶鋼温度変化量との関係を示すグラ
フであり、この図に示すように両者の間には強い相関が
認められた。
実際の昇温量は吹込酸素量のみではなく他の操業要因の
影響も受けると考えられるから下記(1)式で表現する
のが妥当と考えられる。
ただし ’2=f +(Co、 Sio+ Mno+ Crop
 Too Po。
FAr、W、、/W、T)・・・(2)ΔT、:真空酸
素脱炭期の昇温量(1)iI :定数 Δ02 :吹込み酸素量(Nm’) Coo Sio、 Mno、 Cra、:処理前溶鋼中
炭素、硅素、マンガン、クロム含有量(%)、 To:処理前溶鋼温度(1)、 Fo:真空酸素脱炭期の02流量(Nm’/hr)、F
Ar :真空酸素脱炭期のAr流量(Nm’/hr)、
11、t:処理前に必要に応じて昇温用として投入した
^l量 Wsy :溶鋼重量(T)、 上式(2)が吹込酸素量以外の操業要因の影響量を示す
ものであり、右辺の中に処理前溶鋼中各成分の項が含ま
れているのは吹込酸素量が同一であってもこれらの各成
分が異なれば成分酸化による反応熱が異なり、従ってそ
れによる昇温量が異なるからである。
また右辺の中に処理前溶鋼温度の項が含まれているのは
処理前溶鋼温度が高いほどその後の真空酸素脱炭期での
熱放散による温度低下量が大きくなるからである。
さらに右辺の中に02流量、Ar流量の項が含まれてい
るのは、これらは溶鋼の攪拌に影響を与え従って昇温効
率にも影響を与えると考えられるからである。
上記の関数形f、は線形結合式が簡潔でよいが、他の関
数形たとえば多項式で表現しても良い。
次に真空脱炭期では酸素を吹込まず、Arのみで攪拌す
るから溶鋼温度は低下する傾向にあるが真空脱炭処理時
間が長ければ温度の低下量も大きくなる。そこで溶鋼温
度変化量と処理時間との関係を実操業データにより調査
した結果を第4図に示すように両者の間には強い相関が
認められた。
実際の温度変化量は処理時間のみではなく他の操業要因
の影響も受けると考えられるから下記(3)式で表現す
るのが妥当と考えられる。
ΔT2=1!3・Δt+1!、  ・・・(3)ただし
、 L = fi(FAr、’ T1. V )  −−−
(4)ΔT2 :真空脱炭期の温度変化量(t’)l、
:定数、 PAr :真空脱炭期の耐流量(Nm’/hr)、Δt
:真空脱炭期の経過時間(sec)、TM+  :真空
酸素脱炭終了時の溶鋼温度(1)、■=真空度(Tor
r)、 上式(4)が処理時間以外の操業要因の影響を示すもの
であり、右辺の中に真空酸素脱炭期終了時の溶鋼温度T
、の項があるのは、T、lが高いほどその後の真空脱炭
期での熱放散による温度低下量が太きくなるからである
。なお’hの値については真空酸素脱炭期終了時に実測
できなければ、(1)、(2)式による推定値を用いれ
ば良い。
上記の関数形f2は線形結合式が簡潔で良いが、他の関
数形たとえば多項式で表現しても良い。
上述した如く真空酸素脱炭期では(1)(2)式が成立
し、引続いての真空脱炭期では(3)(4)式が成立す
る。
したがって真空酸素脱炭期および真空脱炭期を合わせた
全期間では昇温量は下式で表すことが出来る。
A5 =12 +1.   ・・・(6)ただし、 ΔT:真空酸素脱炭期および真空脱炭期を合わせた期間
での昇温量、 先ず精錬処理前に昇温剤(たとえばA1など)の必要投
入量を決めるためには、(5)式の右辺を、L。
=0として計算(具体的にはし、=0としてl。
を計算)し、その値を計算し、これをΔToとおく。こ
の場合、(5)式右辺のΔ02およびΔtの量は別途真
空酸素脱炭期終了時の目標炭素含有量および真空脱炭期
終了時の目標炭素含有量とから算出するものとする。
例えば吹込み酸素量Δ0□あるいは真空脱炭期の所要時
間Δtoは次のようにして求めることができる。
c。
(5)           +a+log  −6M ここで、 ム1 の脱炭に先立って溶鋼中SiSMn等の酸化が優先的に
行われる期間に消費される酸素量であり、a a (C
o−C−は真空酸素脱炭期にふいて酸素の供給速度が律
速となる最高脱炭領域の期間に消費される酸素量であり
、 a、log  ”−は真空酸素脱炭期において炭素の拡
Cに 散速度が律速となる低次領域の期間に消費される酸素の
量である。
一方、真空脱炭期の所要時間Δtoは、CF、=C++
  ’eXp(−kz ・Δt)ただし に2 :真空脱炭期の操業条件の関数 C9:真空脱炭期の溶鋼炭素含有量(%)によってもと
めることができる。
これらの詳細は本願と同日付けの本出願人による「真空
精錬炉における溶鋼炭素含有量制御方法」とだいする特
許出願に記載したので、本明細書中では省略する。
ところで、このようにして求めた温度が、T0+ΔTo
 >TA  −−−(7)ただし、 TA:精錬終了時の下限目標温度、 であれば精錬終了時(真空脱炭終了時)の溶鋼温度が下
限目標より低くならないのであるから昇温剤を投入する
必要はない。
To+ΔTo < TA” ” ” (8)であれば精
錬終了時の溶鋼温度が下限目標より低くなることが予想
されるので下限目標まで昇温させるべく昇温剤を投入す
る必要が生じる。そのためには下式をW^、を未知数と
して解いてやれば良い。
すなわち、 To +ΔT”TA @ −−(9) 上式を書きかえると、 ・・・α〔 一方、(2)、(4)、(6)式より、j!s = f
 、(Co、 Sio、 Mno、 Cro、 To、
 Po。
FAr、 MAt/Wsy) +  f2(F’Ar、
 h)・・・(11) 従って、(10)、 (11)式より未知数り、を算出
すれば良い。
また、真空酸素脱炭期あるいは真空脱炭期の任意の時刻
における溶鋼温度を推定しようとすれば、(1)式ある
いは(5)式で示されるΔT I 、ΔTをそれぞれ任
意の時刻に対して計算しT、+ΔT、あるいはT、+Δ
Tを求めれば良い。
第1図は本発明の方法の概略を示すフローチャートであ
る。
第1図を参照して本発明の溶鋼温度制御方法を説明する
と、真空酸素脱炭期では(1)式により溶鋼温度を推定
し、さらに(10)、(11)式により昇温剤の必要投
入量を計算し、真空脱炭期では(5)式により任意の時
刻あるいは終点の溶鋼温度を演算する。
これらの演算結果は図示の如<CRT等の表示器に表示
される。
実施例 ステンレス313304鋼を対象に上記方法で真空酸素
脱炭期および真空脱炭期を合わせた全期間での昇温量の
推定値と実績値との対比を調べた結果を第5図に示す如
く殆どが±10℃以内に入る良好な精度が得られた。従
来の現場操業者による推定の場合と比較すると第1表に
示す如く本方法による精度改善が確認できた。
第1表 昇温量推定精度(標準偏差) 発明の効果 本発明は、真空酸素脱炭とそれに引続いて真空脱炭とを
行う真空精錬炉の精錬において、真空酸素脱炭期および
真空脱炭期のそれぞれの期間での溶鋼温度変化量を操業
条件の関数としてあらかじめ定量化し、これらの定量化
された関係式をもちいて精錬終了時の溶鋼温度を算出し
て溶鋼温度の制御を行うものである。すなわち、精錬終
了時の溶鋼温度の予測値が目標値より低いときには、昇
湿剤の必要投入量を算出して、該予測値に基づき昇温剤
を精錬開始前に投入するものである。
このような本発明の溶鋼温度制御方法を採用することに
より、終点目標温度の下方修正が可能となりこれによる
耐火物使用量の低減がもたらされ、その経済上の効果は
著しい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法の概略を示すフローチャートであ
る。 第2図は真空精錬炉における各期間の処理を図解する。 第3図は真空酸素脱炭期における吹込酸素量と溶鋼温度
変化量との関係を示すグラフである。 第4図は真空脱炭期における処理時間を溶鋼温度変化量
との関係を示すグラフである。 第5図は本発明の実施例における昇温量推定値とその実
績値との関係を示すグラフである。 特許出願人  住友金属工業株式会社 代 理 人  弁理士 新居 止音 第1図 第2tiI

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)真空酸素脱炭とそれに引続いて真空脱炭とを行う
    真空精錬炉の精錬において、真空酸素脱炭期および真空
    脱炭期のそれぞれの期間での溶鋼温度変化量を操業条件
    の関数としてあらかじめ定量化し、これらの定量化され
    た関係式をもちいて精錬終了時の溶鋼温度を算出するこ
    とを特徴とする溶鋼温度制御方法。
  2. (2)精錬終了時の溶鋼温度の算出値が目標値より低い
    ときには、昇温剤の必要投入量を算出して、該算出値に
    基づき昇温剤を精錬開始前に投入することを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の溶鋼温度制御方法。
  3. (3)上記真空酸素脱炭期の溶鋼温度変化を、該期間中
    の吹込み酸素量とその他の操業条件とより算出すること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項のいず
    れかに記載の溶鋼温度制御方法。
  4. (4)上記真空脱炭期の溶鋼温度変化量を、該真空脱炭
    期の経過時間およびその他の操業条件により算出するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項及び第3項のいず
    れかに記載の溶鋼温度制御方法。
JP3613985A 1985-02-25 1985-02-25 真空精錬炉における溶鋼温度制御方法 Pending JPS61195914A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH116010A (ja) * 1997-04-22 1999-01-12 Nippon Steel Corp ステンレス鋼の減圧吹酸精錬方法
JP2010217164A (ja) * 2009-02-17 2010-09-30 Sumitomo Metal Ind Ltd 溶鋼温度の測定方法および制御方法
WO2021106441A1 (ja) * 2019-11-29 2021-06-03 Jfeスチール株式会社 取鍋精錬処理の操業方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2021106441A1 (ja) * 2019-11-29 2021-06-03 Jfeスチール株式会社 取鍋精錬処理の操業方法
JPWO2021106441A1 (ja) * 2019-11-29 2021-12-02 Jfeスチール株式会社 取鍋精錬処理の操業方法

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