JPS6155565B2 - - Google Patents

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JPS6155565B2
JPS6155565B2 JP56177604A JP17760481A JPS6155565B2 JP S6155565 B2 JPS6155565 B2 JP S6155565B2 JP 56177604 A JP56177604 A JP 56177604A JP 17760481 A JP17760481 A JP 17760481A JP S6155565 B2 JPS6155565 B2 JP S6155565B2
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JP
Japan
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temperature
blowing
steel bath
converter
rate
Prior art date
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Expired
Application number
JP56177604A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5877515A (ja
Inventor
Kiichi Narita
Takehisa Makino
Nozomi Katagiri
Tetsuo Sato
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP17760481A priority Critical patent/JPS5877515A/ja
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Publication of JPS6155565B2 publication Critical patent/JPS6155565B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • 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
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/30Regulating or controlling the blowing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、酸素上吹転炉内へ吹きこまれる酸素
は、鋼浴中のCとFe及び炉内ガス中のCOを酸化
する為にほぼ全量消費されるという前提の下に、
転炉吹上時の鋼溶温度を高精度に推定し、これを
制御する方法に関するものである。尚本明細書に
おける酸素上吹転炉とは、従来汎用されている純
酸素上吹転炉のみならず、酸素や冷却乃至混合用
ガスを底部から吹込む上下吹転炉を含めた広い概
念で用いられる。 転炉における酸素吹錬は、溶銑の脱炭.脱燐を
主目的とするものであるが、特に炭素の酸化反応
がその中心を占め、脱炭反応によつて鋼浴温度の
保持並びに上昇がもたらされる。しかるに吹止温
度を目標値通りに制御することは、製品々質の向
上、諸原単位の低減、出鋼歩留の向上、製鋼時間
の短縮時を達成する上で極めて重要な要素であ
り、従来より色々の方策が提案されている。とこ
ろが吹錬末期における鋼浴温度は1600〜1700℃も
の高温に達し、且つ鋼浴表面は厚いスラグで覆わ
れている為、熱電対等を鋼浴中に浸漬して連続測
温する様なことは、保護用耐火物の選定という面
で問題が多く実用化されていない。又転炉内雰囲
気中には大量のダストやヒユームが浮遊している
ので光高温計等の高精度非接触型センサーで測温
することも極めて困難である。そこで当初は、特
公昭48―25857号公報に記載せられた様なスタテ
イツク制御法が試みられたが、この方法は吹錬開
始前既に判明している情報のみに基づいて推定す
るものであるから、吹錬中のアクシデントや外乱
に対しては全く無力であり、50〜70%程度の的中
率が得られているに過ぎない。次いでサブランス
による温度制御法が開発された。この方式は、吹
錬末期の任意の一点において、鋼浴温度を一度だ
け且つ5〜10秒間だけ測定し、この測定値を、予
め統計的に得られている式に導入して昇温率を計
算し、これによつて吹止鋼浴温度を制御するもの
である。これによつて的中率は一挙に80〜90%迄
向上(的中許容範囲:−10〜+15℃)したが、サ
ブランスによる測温は、吹止直前の一点であるか
ら、プロセスの乱れ、例えばスラグ量の変化等に
よる昇温条件の変動が十分に吸収できず、的中率
の向上には限界があつた。一方製鉄産業分野にお
いては、連鋳鋼種の増大や一層のコストダウンが
強く要請され、吹止温度の的中率を更に向上する
ことが望まれている。 この様な中で最近特公昭56―1366号が提案さ
れ、吹止鋼浴温度及び吹止炭素濃度の推定精度が
著しく向上する様になつている。しかるにこの方
法は、転炉内ガスをCO2,CO,H2の3成分系と
考えると共に、OG内へ巻込まれた空気中の酸素
は一部が炉内のCOと反応し、残部はそのままで
排出されるとの仮定を置いて成立するものである
から、OGガスの組成を、CO2,CO,H2,O2
びN2の5成分系と見る必要があり、又転炉内気
相中のCOによる酸素の消費という面が十分に考
慮されておらないという欠点があつた。これは上
述の方法が、鋼浴温度と鋼浴中炭素を合わせて推
定し、予め求めておいた鋼浴温度―鋼浴中炭素関
係式に導入して該関係式の係数を決定し、しかる
後吹止時の炭素及び温度を予測する為であると考
えられる。そこで本発明者等は鋼浴温度の測定に
主眼を置き、又煙道内に巻込まれた酸素は、実質
的に全部が転炉内ガス中のCOと反応するであろ
うという、より現実的な仮定を立てることによつ
て、鋼浴温度の予測精度を向上させるという目的
を設定し、種々検討を重ねた。 本発明はこの様な検討の結果なされたもので、
転炉排ガス中の少なくともCO,CO2,O2,N2
各分析値と、前記排ガス流量測定値から、炉内ガ
ス中の少なくともCO及びCO2の濃度を求め、こ
れより炉内におけるC,CO及びFeの酸化速度を
算出し、この酸化速度より吹錬末期の昇温率を
時々刻々に求め、この昇温率によつて鋼浴温度の
経時変化を推定し、吹止鋼浴温度を制御する点に
要旨を有するものである。 即ち本発明者等は、鋼浴温度の検知に対して最
も重要な情報となるのは転炉内気相中に存在する
気体成分の組成であると考えたが、存在し得る成
分の中でも存在比率の高いものが特に重要である
と考えられるので、転炉排ガスの用途に応じて
OGガス及びボイラーガスに分類し、夫々のガス
組成を考察してみると、前者ではCO,CO2,N2
が大部分を占め、後者ではCO2,N2及びO2が大
部分を占める。そこで転炉排ガス中の成分組成測
定対象としてはCO,CO2,N2,O2の4成分と定
め、これに排ガス流量測定値を加えれば必要且つ
十分な排ガス情報が得られると考えた。そして上
記4成分の測定に基づいて転炉内気相中のガス組
成のうちCO及びCO2の濃度を求め、更に炉内に
おけるC,CO及びFe酸化速度を算出するが、ボ
イラー型排ガス処理装置における排ガス収支を例
にとつて説明すれば下記の通りである。即ちボイ
ラー型の場合は、転炉内の発生したCOを主成分
とする炉内ガス(QLD=QLD,CO+QLD,CO2:但
しLDは転炉、CO,CO2は各ガ成分)は炉口より
まき込まれた空気(Qa,r:但しaは空気、rは
反応)によつて燃焼するが、更に大量の空気(Q
a,n:但しm1は混合を示す)がまき込まれ、前述
の如くN2,O2,CO2を主成分とする排ガスを生
成する。この様な考え方を整理すると、 (排ガス流量) =(炉内流量)+(空気との反応による増減) +(混合空気による増量) ……(1) と整理することができる。尚ここでは、炉口より
巻き込まれた空気はCO反応用と希釈用の空気の
みを考慮している。COの他にH2との反応も考慮
すれば、さらに一般的になる。これについては鉄
と鋼(1981年vo167 No.81 S869)に発表した。
しかしながらH2の量は少ないので、この反応を
無視しても実用上なんら問題とはならない。 従つて排ガス分析値と排ガス流量値を用い、 〔但しPB,PB,1B,0は拡大排ガス組成行列、
Uは(1,1,……1)、Xaは大気の組成ベクト
ル、BGは反応行列、QWGは排ガス流量、QLD
炉内ガス流量であつて、QLD,0はQLD,O2,QLD,N
,QLD,H2O,QLD,Ar,QLD,He、QLD,1はQLD,C
,QLD,CO2,QLD,H2、PB,0,PB,1はPBをQ
LD,0,QLD,1の係数に分割した行列〕 によつてCOとCO2の炉内ガス流量を求め、これ
より(3)式によつてC,CO,Feの酸化速度を計算
する。 〔但しηCは炭素酸化用O2分配比、ηCOはCO
の2次酸化用O2分配比、ηFeはFeの酸化用O2
配比、FO2は送酸流量〕 こうして得られた酸化速度から、(4)又は(5)式に
よつて昇温率θを求め θ=a1ηC+a2ηCO+a3ηFe+a4 (但しa1〜a4は重回帰系数) ……(4) θ=1/CW(HCηC+HCOηCO +HFeηFe)×ηHEAT ……(5) 〔但しHは発熱量、CpWは鋼浴熱容量、ηHEA
は熱効率〕 他方サブランスによつて別途測定しておいたT
SL(サブランス測定温度)を用い、(6)式によつて
現在の鋼浴温度を求める。 Ti=TSL+∫ SLθd(GO2) ……(6) (但しGO2は送酸量) この様な測定及び演算を時々刻々に行ない、当
該時点における鋼浴温度を求めるが、求めた時点
における鋼浴温度が高すぎるときには吹錬を中止
し、低すぎるときには更に吹錬を続ける。尚鋼浴
中の炭素量は別途炭素用制御式を用いて制御する
ので、測定時の鋼浴炭素・温度の両者の推定値を
勘案し、)温度が高く炭素も高い場合は冷却剤
を投入しつつ吹錬する。また)温度が低く炭素
もすでに低い場合は目標温度になるまで吹錬を継
続し、吹止後加炭剤を添加して調整する。)温
度が低く、炭素の高い場合は、吹錬を継続し目標
値で吹止める。 次に具体例を掲げて鋼浴温度の演算手順を説明
する。尚以下の具体例は、吹錬末期のサブランス
測定以降の演算例であるが、吹錬中の全期間に亘
つても同様の議論が成立する。 90トン転炉に第1表に示す組成の溶銑を装入し
た。
【表】 (%)
まず、スタテイツク制御の予測酸素所要量−
80Nm3迄はスタテイツク制御によつて吹錬を行な
い、サブランスを挿入して鋼浴中の炭素及び鋼浴
温度を測定したところ、0.22%及び1645℃という
結果が得られた。 他方当チヤージで読み込んだ排ガス分析値及び
流量は第2表に示す通りであつた。
【表】 この読み込み値を用い、上記(2),(3),(5),(6)の
演算を行ない鋼浴温度を推定表示した。 第1回目の値を用いた計算例を(2′),(3′),
(5′)及び(6′)として示す。 θ=0.143×0.4282−0.2885×0.08577 +0.2657×0.6575=0.2112 ……(5′) T=1645+0.2112×24=1650 ……(6′) 上述の如き計算を6秒毎に繰り返した結果、第
5回目で目標値に一致したので吹錬を中止した。
このときの鋼浴温度は1673℃、吹止炭素は0.10%
であつた。 尚参考迄に、従来のサブランス法による昇温率
を用いた予測演算を並行して実施したところ、次
式の様であつた。 θ=−0.7973×10-3(TSL−1600) −0.1902×10-1(鉄鉱石−2) −0.5880×10-1(logCSL) −0.9979×10-1(logC目標) +0.1255×10-4(ランス回数−200) −0.1250×10-4(炉冷−400) +0.4329×10-7(ランス高さ−110) +0.6202×10-3(FO2−250) +0.8957×10-2(HMR−90) +0.3338×10-2(CaO−15) +0.2399×10-2(SiHM−0.5) +0.6513×10-3(THM−1300) +0.7993×10-1=0.275 ……(7) 第1図は、本発明実施例による予測経過と上記
比較法による予測を対比したものであるが、本発
明法では目標温度に対して高精度に吹止めること
ができているのに対し、比較法では、目標温度よ
りもかなり高めとなつていた。 同様にして全350回のチヤージにおいて吹止め
鋼浴温度並びに鋼浴中炭素の適中率、更にこれら
両方共の適中率を求めたところ、第3表に示す通
りであつた。
【表】 (%)
本発明は上記の様に構成されているので、上吹
転炉における吹止め温度を極めて高精度に適中す
ることが可能になつた。 なお、本法によつて炭素適中率も向上している
のは、最近開発された成分収支式を中心とするス
タテイツク制御によつて正しい吹錬軌導で吹錬が
進むようになつたため、温度を正しく吹止めた結
果炭素濃度もより適中するようになつたためであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は鋼浴温度の予測経過を示すグラフであ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 酸素上吹転炉排ガス中に含まれる、少なくと
    もCO,CO2,O2及びN2の各分析値と、排ガス流
    量測定値から、炉内ガス中の少なくともCO及び
    CO2の濃度を求め、これより炉内におけるC,
    CO及びFeの酸化速度を算出し、この酸化速度よ
    り吹錬末期の昇温率を時々刻々に求めこの昇温率
    によつて鋼浴温度の経時変化を推定し、吹止鋼浴
    温度を制御することを特徴とする酸素上吹転炉に
    おける吹上鋼浴温度の制御法。
JP17760481A 1981-11-04 1981-11-04 酸素上吹転炉における吹止鋼浴温度の制御法 Granted JPS5877515A (ja)

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JPS5877515A JPS5877515A (ja) 1983-05-10
JPS6155565B2 true JPS6155565B2 (ja) 1986-11-28

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JPS63103072U (ja) * 1986-12-24 1988-07-04

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