JPS6225727B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6225727B2
JPS6225727B2 JP57152422A JP15242282A JPS6225727B2 JP S6225727 B2 JPS6225727 B2 JP S6225727B2 JP 57152422 A JP57152422 A JP 57152422A JP 15242282 A JP15242282 A JP 15242282A JP S6225727 B2 JPS6225727 B2 JP S6225727B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
slag
microwave
level
reflectance
wave
Prior art date
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Expired
Application number
JP57152422A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5941409A (en
Inventor
Kyoshi Ichihara
Atsuro Morya
Tatsu Kishida
Tetsuo Hatono
Sumio Kobayashi
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.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP15242282A priority Critical patent/JPS5941409A/en
Publication of JPS5941409A publication Critical patent/JPS5941409A/en
Publication of JPS6225727B2 publication Critical patent/JPS6225727B2/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】[Detailed description of the invention]

本発明はマイクロ波スラグレベル計を用いて検
出した炉況データに基づき、例えば送酸量、ラン
ス高さ、副原料投入量等の設定制御を行う吹錬制
御方法に関するものである。 転炉による吹錬は例えば転炉の炉口から挿入し
たランスから純酸素ガスを溶鋼に吹付けて溶鋼を
拡拌しつつ脱炭し、或いは脱隣、脱硫反応を行わ
せるものである。ところで吹錬を安定して行うた
めの操業上の重要な管理項目として適正なスラグ
レベル及びスラグ滓化状況の維持がある。スラグ
レベルの異常はスラグが泡状となつて炉口から吹
き出す、所謂スロツピングの前微を示すものであ
り、またスラグ滓化不良は脱隣、脱硫作用の進行
に影響があり、いずれも製鋼の成分品質、歩留に
重大な影響を与えることが知られている。このた
め従来よりスラグレベル、スラグ滓化状況の検出
のための種々の方法が提案され、実施されてい
る。例えばスラグレベルの検出方法としては転炉
内での特定周波数の発生音を検出し、そのレベル
の分析によつてスラグのフオーミング状態を検知
し、これに従つてスラグレベルを予測する方法が
ある(特開昭55−154517号)。しかしこの方法は
音源位置、強度が変化し、またスラグフオーミン
グと音響との関連性が十分でないため、検出精度
が低いなどの難点があつた。 またスラグ滓化状況の検出方法としてはサブラ
ンスを用いて吹錬期間中間欠的にスラグをサンプ
リングし、スラグ中の各成分濃度、特にFeO濃度
を分析して滓化状況を検知する方法、或いは吹錬
中のランスの振動を検出し、スラグの運動エネル
ギをランスの振動エネルギとして捉えて滓化状況
を間接的に検出する方法等がある。しかしこれら
の方法は前者にあつては間接的なデータしか得ら
れないこと、またサンプル採取及びその分析に時
間を要し、検出データの時間遅れが著しいこと、
一方、後者にあつては間接検知方法であるため、
検知精度が低く、またスラグ量が少ないときはラ
ンスとスラグとが接触せず検出が出来ないことと
なるなどの難点があつた。 本発明者等は上述した如き吹錬過程におけるス
ラグレベル、スラグ滓化状況の検出方法につき実
験、研究を行つた結果、マイクロ波をスラグ面に
投射してスラグ面から反射されたマイクロ波を捉
え、このマイクロ波の投射波と反射波との混合に
より生ずるうなり波(以下混合波という)の周波
数とスラグレベル、並びにスラグ面からのマイク
ロ波反射率とスラグレベル及びスルグ滓化状況、
更にはスロツピング発生状況等と密接な関係があ
ることを知見した。ちなみに混合波の周波数とス
ラグレベルとの関係は第1図イに、またマイクロ
波反射率とスラグ滓化状況との関係は第1図ロに
示す如くである。第1図イに示すグラフは横軸に
周波数(Hz)を、また縦軸にスラグレベルをとつ
て示してあり、このグラフから明らかな如く一定
の比例関係の存在が認められる。また第1図ロに
示すグラフは横軸にマイクロ波反射率を、また縦
軸にスラグ滓化の評価に用いられるスラグ中の
T・Fe濃度をとつて示してあり、このグラフか
ら明らかな如く一定の負の相関を有しているのが
認められる。これはマイクロ波反射率がT・Fe
の高い、即ち滓化状態の良好なスラグにおいては
反射波の減衰度が大きくなることに因るものと考
えられる。なおこのマイクロ波反射率は第1図ハ
に示す如くスラグレベルとも一定の関係を有して
いる。第1図ハのグラフは横軸に吹錬時間を、ま
た縦軸には一側にスラグレベル(m)を、また他
側にマイクロ波反射率(相対値)をとつて示して
おり、グラフ中実線はスラグレベルを、また破線
はマイクロ波反射率を示している。このグラフか
ら明らかな如くマイクロ波反射率はスラグレベル
と相反的な関係を有しており、マイクロ波反射率
は前記第1図ロ,ハに示すグラフからスラグ滓化
状況及びスラグレベルとも所定の関係を示すこと
が認められる。またスラグレベル検出の主目的の
一つであるスロツピングの発生は経験的に第1図
ニに示す如くスラグレベル及びマイクロ波反射率
と密接な関係を有している。第1図ニに示すグラ
フは横軸にマイクロ波反射率を、また縦軸に混合
波周波数に基ずき検出したスラグレベルをとつて
示しており、グラフ中斜線を付した領域がスロツ
ピング発生領域である。 本発明はかかる知見に基づきなされたものであ
つて、その目的とするところはマイクロ波を用い
てマイクロ波をスラグ面に投射したときの投射波
とこれからの反射波との混合波周波数、並びにマ
イクロ波反射率を検出してこの検出データに基ず
きスラグレベル、スラグ滓化状況を検知し、夫々
スロツピング発生予知、スロツピング防止のため
の鎮静剤投入、ランス高さ調節、送酸量調節、更
には造滓剤の投入等のタイミング、投入量等の設
定制御を正確に、しかも迅速に行い得るようにし
た吹錬制御方法を提供するにある。 本発明に係る吹錬制御方法は転炉内のスラグ面
にマイクロ波を投射し、スラグ面から反射された
マイクロ波を捉えてその投射波と反射波との混合
波の周波数及び/又はスラグ面でのマイクロ波反
射率を算出し、これら算出値に基ずいてスラグレ
ベル及びスラグ滓化状況を検知し、スラグレベル
及びスラグ滓化状況を予め定めた基準状態に維持
すべくこれらの影響要素を設定制御することを特
徴とする。 以下先ず本発明に係る吹錬制御方法の原理を説
明する。スラグ面に対するマイクロ波の投射波と
これからの反射波との混合波周波数に基ずくスラ
グレベルの検出は次のようにして行う。即ち両者
には第1図イに示す如き関係が存するが、これは
下記(1)式の如くに表わせるから、この式によつて
スラグレベルが検知される。 fb=2L/C・f0 ……(1) 但し fb:混合波周波数(Hz) L:炉口とスラグ表面との距離 f0:周波数変化率(Hz/秒) C:マイクロ波伝播速度(3×108m/秒) なおこのスラグレベルについては第1図ハに示
した如くマイクロ波反射率とも密接な関係があ
り、具体的には示さないがマイクロ波反射率に所
定の係数を乗ずることによつて容易に求め得るこ
とが推測される。 次にマイクロ波反射率に基ずくスラグ滓化状況
の検出は次のようにして行う。先ずマイクロ波反
射率Kは物体に対する投射マイクロ波u1を下記(2)
式で表わすと物体からの反射マイクロ波u2は下記
(3)式の如くに表わされるから、その相対値u2/u1
として与えられる。 u1=U1cos(ω1t) ……(2) 但し U1:振幅 ω:角周波数 t:時間 u2=U2cos(ω2t) ……(3) 但し U2:振幅 ω:角周波数 上述の如くに与えられるマイクロ波反射率Kは
第1図ロに示す如く、スラグ滓化状況を表わすス
ラグ中のT・Fe濃度と所定の関係にあり、従つ
て予め両者の対応関係を求めておき、スラグ滓化
状況の良否を、マイクロ波反射率が基準値(第1
図ロに一点鎖線で示す)より低下するか否かで判
定すればよい。またスロツピングの発生は第1図
ニに示す如く、スラグレベル及びマイクロ波反射
率について夫々所定の限界値を設定し、両者が共
に限界値を超えたか否かによつて判断すればよい
こととなる。 従つて定常状態にあつては予め経験的に求めた
吹錬時間による経時変化を伴つた基準パターンに
基ずいてランス高さ、副原料投入、送酸量等の制
御を用い、上述した如きスラグレベル、スルグ滓
化状況に異常が生じた際、またスロツピング発生
条件に達した場合には定常状態に復帰する迄の
間、作業者が表示器等を監視しつつ手動的に、或
いは上記実施例の如く自動的に各影響要素であ
る、例えばランス高さ、送酸量の調節、或いは副
原料、造滓剤等の投入量、投入時期等の設定制御
を行えばよいこととなる。 以下本発明方法を実施するための具体的な構成
につき説明する。第2図は本発明の実施状態を示
る模式図であり、図中1は転炉、2は廃ガス集収
用のフード、3は酸素等の吹込用ランスを示して
いる。ランス3はフード2を通して炉口1aから
転炉1内に挿入され、その先端は転炉1内のスラ
グ1b内に位置せしめられており、酸素をスラグ
1b及びその下方の溶鋼1c中に吹き込むように
なつている。 そして転炉1上のフード2には転炉炉口1aと
対向する位置にマイクロ波スラグレベル計4を構
成するアンテナ5が設置されている。アンテナ5
は水冷用のジヤケツト45a内に装着されてお
り、図示しない導波管、マイクロ波回路10を介
してマイクロ波発生装置20、及び信号処理装置
30に接続され、マイクロ波発生装置20からの
マイクロ波信号によりアンテナ5から転炉1内の
スラグ表面に向けてマイクロ波を投射し、またス
ラグから反射されたマイクロ波を受信するように
なつている。 第2図は上記マイクロ波回路10、マイクロ波
発生回路20及び信号処理装置30の電気回路系
を示すブロツク図であり、周波数変調器22から
の変調信号を受けてマイクロ波発振器21が角周
波数ω(ω/2π=1〜1000GHz)程度の
マイクロ波信号を出力し、このマイクロ波信号は
マイクロ波回路10のマジツクT11及びサーキ
ユレータ12を経てアンテナ5に与えられ、アン
テナ5からマイクロ波が発せられる。そしてスラ
グ3からの反射波はアンテナ5にて受信されこの
反射波に係るマイクロ波信号はマイクロ波回路1
0のサーキユレータ12に入力せしめられる。マ
イクロ波回路10は微弱な反射波信号を高感度で
捉え得べく構成されたものであつて、マジツクT
11、サーキユレータ12、ミキサー13及び可
変減衰器14によるブリツジ回路からなるもので
あり、ミキサー13にて投射波信号と反射波信号
とが混合され、混合波信号が信号処理装置30の
前置増幅器31に入力される。混合波信号は前置
増幅器31にて増幅された後フイルタ32に入力
せしめられる外、周波数検出回路35に入力せし
められ、該周波数検出回路35にて混合波の周波
数が検出され、検出周波数信号を制御回路6に出
力する。 一方、フイルタ32に入力された混合波信号は
ここで直流分、即ち1/2(U +U )等が除去さ
れた後、波形整形回路33に入力せしめられる。
波形整形回路33には変調発振器22からマイク
ロ波の変調信号も入力されており、混合波信号は
波形整形回路33にて整流され、平滑化されてそ
の振幅U1、U2に対応する電圧がレコーダ34に
出力され記録される外、反射率検出回路36に出
力される。反射率検出回路36は混合波信号の振
幅電圧が反射率Kに比例することを利用してマイ
クロ波のスラグにおける反射率Kを検出し、この
検出データを制御回路6に出力する。 なおこの反射率Kが前記混合波の振幅に比例す
る電圧として捉えることができるのは混合波Pは
投射波u1及び反射波u2から下記のように表わさ
れ、 P=1/2{U +U +2U1U2cos(ω−ω
t} 投射波u1の振幅U1が一定である場合は、混合波
Pの振幅U1、U2が反射波u2の振幅U2に比例する
ので、反射率Kは混合波Pの振幅に対応するから
である。 制御回路6は周波数検出回路35から入力され
た混合波の周波数fb及び予め入力されている周
波数変化率(Hz/秒)、マイクロ波伝播速度Cに
基ずき前記(1)式に従つてスラグレベルLを算出
し、これを表示器7nへ出力する外、これを予め
入力してあるスラグレベルの上限値Lu、及び下
限値Ldと比較し、Ld≦L≦Luの条件を満すか否
かを判定し、スラグレベルLがこの条件を超えた
ときは前記表示器7nに警報表示を行わせ、また
警報音を発せしめるべく信号を発すると共に、ス
ラグレベルLが上、下限値間の間となるよう、ス
ラグレベル影響要素である。例えばランス高さ、
送酸量、副原料投入量を制御すべく夫々ランス高
さ設定器7a、送酸量設定器7b、副原料投入量
設定器7c等に制御信号を出力するようになつて
いる。 また制御回路6は反射率検出回路36から入力
されたマイクロ波反射率K及び予め入力されてい
る第1図ロに示す如きスラグ中のT・Fe濃度と
の関連データに基ずきスラグ滓化状況を検出し、
この検出データを前記表示器7nへ出力すると共
に、予め吹錬時間と関連させて入力してあるスラ
グ滓化状況の基準パターンと比較してその偏差を
求め、この偏差が一定以上になつたとき、偏差を
解消すべくスラグ滓化状況の影響要素、例えば造
滓剤投入量等を制御するため造滓剤投入量設定器
7mに制御信号を出力するようになつている。 更に制御回路6は上記した過程で求めたスラグ
レベルLと反射率検出回路36から入力されたマ
イクロ波反射率Kとを予め入力されているスロツ
ピング発生防止上の限界値と比較し、スラグレベ
ルL、マイクロ波反射率Kがともに限界値を超え
たときは直接スロツピング発生と判定して表示器
7nに警報表示させると共に、前述したスラグレ
ベル影響要素を設定制御すべく各設定器7a等に
制御信号を出力するようになつている。 次に本発明方法による吹錬制御の一例を具体的
な数値を掲げて説明する。対象として使用した転
炉は150トンLD転炉であつて、これにて高炭素普
通鋼の溶製を行う過程での吹錬制御、特にスロツ
ピング防止制御についてのものであつて、第4図
はその制御パターンを示している。第4図のグラ
フは横軸に吹錬時間(%)を、また縦軸に炉口に
対するレベル(m)、送酸量(Nm3/分)、マイク
ロ波反射率(相対値)をとつて示してあり、グラ
フ中Aはスラグレベル、Bはマイクロ波反射率、
Lu、Ldはスラグレベルの上、下限値を、更にa
はランス高さ、bは副原料(鉄鉱石)投入時点、
cは送酸量を示している。このグラフに明らかな
ように、スラグレベルLは吹錬初期及び中期にお
いて夫々スラグレベル上限値Luを超えている
が、これに対して吹錬初期にあつては、送酸量を
低減することによつて、スラグレベルを低下せし
め、スロツピングの防止を図り、また吹錬中期に
あつては副原料を投入してスラグを冷却し、且つ
スラグのCO気泡の抜け出しを改良すると共にラ
ンスを上昇せしめてスラグレベルを低下せしめ、
スロツピングの防止を図つた。このような吹錬制
御の結果、スロツピング発生煩度は第5図に示す
如くであつた。 第5図は上述した如く本発明方法を適用したと
きのスロツピング発生頻度を、従来方法を適用し
た場合と比較して示したグラフであつて、横軸に
は試験実施の日付を、また縦軸にはスロツピング
発生頻度指数をとつて示してあり、グラフ中、黒
丸のプロツト点を結ぶ線は本発明方法の、また白
丸のプロツト点を結ぶ線は従来方法の結果を示し
ている。このグラフから明らかな如く、本発明方
法に依つた場合には従来方法に依つた場合に比較
してスロツピング発生頻度が著しく低減されてい
ることが解る。 なおこの試験における溶製実績は表1に示すと
おりであつた。
The present invention relates to a blowing control method that controls the settings of, for example, the amount of oxygen fed, the height of the lance, the amount of auxiliary material input, etc., based on furnace condition data detected using a microwave slag level meter. Blowing in a converter involves, for example, blowing pure oxygen gas onto the molten steel from a lance inserted through the mouth of the converter to decarburize the molten steel while agitating it, or to cause de-adjacent and desulfurization reactions to occur. By the way, maintenance of an appropriate slag level and slag slag status is an important operational control item for stable blowing. An abnormality in the slag level indicates the precursor to so-called slopping, in which slag becomes foamy and blows out from the furnace mouth.Furthermore, poor slag slag formation affects the progress of deaggregation and desulfurization, both of which are important for steelmaking. It is known to have a significant impact on component quality and yield. For this reason, various methods for detecting the slag level and the state of slag slag have been proposed and put into practice. For example, one method of detecting the slag level is to detect the sound of a specific frequency in the converter, detect the forming state of the slag by analyzing the level, and predict the slag level accordingly ( (Japanese Patent Application Laid-Open No. 154517/1983). However, this method has problems such as low detection accuracy because the sound source position and intensity change, and the relationship between slug forming and sound is insufficient. In addition, the method of detecting the slag slag condition is to use a sublance to sample the slag intermittently during the blowing period and analyze the concentration of each component in the slag, especially the FeO concentration, to detect the slag condition. There is a method of detecting the vibration of the lance during smelting, capturing the kinetic energy of the slag as the vibration energy of the lance, and indirectly detecting the slag formation status. However, in the case of the former, these methods can only obtain indirect data, and sample collection and analysis require time, resulting in significant time delays in the detection data.
On the other hand, since the latter is an indirect detection method,
The detection accuracy was low, and when the amount of slag was small, the lance and slag did not come into contact, making detection impossible. The present inventors conducted experiments and research on a method for detecting the slag level and slag slag formation during the blowing process as described above, and as a result, they projected microwaves onto the slag surface and captured the microwaves reflected from the slag surface. , the frequency and slag level of the beat wave (hereinafter referred to as mixed wave) generated by mixing the projected microwave wave and the reflected wave, the microwave reflectance from the slag surface, the slag level, and the slag slag formation status,
Furthermore, we found that there is a close relationship with the occurrence of slopping. Incidentally, the relationship between the frequency of the mixed wave and the slag level is shown in FIG. 1A, and the relationship between the microwave reflectance and the state of slag formation is as shown in FIG. 1B. The graph shown in FIG. 1A shows the frequency (Hz) on the horizontal axis and the slug level on the vertical axis, and as is clear from this graph, the existence of a certain proportional relationship is recognized. In addition, the graph shown in Figure 1B shows the microwave reflectance on the horizontal axis and the T/Fe concentration in the slag, which is used to evaluate slag formation, on the vertical axis. It is recognized that there is a certain negative correlation. This means that the microwave reflectance is T・Fe
This is thought to be due to the fact that the degree of attenuation of the reflected waves increases in slag with a high slag, that is, in a good slag state. Note that this microwave reflectance also has a certain relationship with the slag level, as shown in FIG. 1C. The graph in Figure 1 C shows the blowing time on the horizontal axis, the slag level (m) on one side on the vertical axis, and the microwave reflectance (relative value) on the other side. The solid line shows the slag level, and the dashed line shows the microwave reflectance. As is clear from this graph, the microwave reflectance has a reciprocal relationship with the slag level, and from the graphs shown in FIG. It is permissible to show a relationship. Moreover, the occurrence of slopping, which is one of the main purposes of slag level detection, has been empirically shown to have a close relationship with the slag level and microwave reflectance, as shown in FIG. 1D. The graph shown in Figure 1D shows the microwave reflectance on the horizontal axis and the slag level detected based on the mixed wave frequency on the vertical axis, and the shaded area in the graph is the area where slopping occurs. It is. The present invention has been made based on this knowledge, and its purpose is to improve the mixed wave frequency of the projected wave and the reflected wave when microwaves are projected onto the slag surface, as well as the microwave frequency. The wave reflectance is detected, and based on this detection data, the slag level and slag slag formation situation are detected, and the system can predict the occurrence of slopping, inject sedatives to prevent slopping, adjust the lance height, adjust the oxygen supply amount, and more. The object of the present invention is to provide a blowing control method that allows accurate and rapid control of settings such as the timing and amount of slag injection. The blowing control method according to the present invention projects microwaves onto the slag surface in a converter, captures the microwaves reflected from the slag surface, and determines the frequency of the mixed wave of the projected waves and reflected waves and/or the slag surface. Calculate the microwave reflectance at It is characterized by setting control. First, the principle of the blowing control method according to the present invention will be explained below. Detection of the slag level based on the mixed wave frequency of the microwave projected onto the slag surface and the reflected wave from the microwave is performed as follows. That is, there exists a relationship between the two as shown in FIG. fb = 2L/C・f 0 ...(1) However, fb: Mixed wave frequency (Hz) L: Distance between furnace mouth and slag surface f 0 : Frequency change rate (Hz/sec) C: Microwave propagation speed ( (3×10 8 m/sec) This slag level has a close relationship with the microwave reflectance as shown in Figure 1 C, and although it is not specifically shown, the microwave reflectance is multiplied by a predetermined coefficient. It is presumed that it can be easily obtained by this. Next, the state of slag slag formation based on the microwave reflectance is detected as follows. First, the microwave reflectance K is the projected microwave u 1 to the object as shown below (2)
Expressed in the formula, the reflected microwave u 2 from an object is as follows:
Since it is expressed as equation (3), its relative value u 2 / u 1
given as. u 1 = U 1 cos (ω 1 t) ...(2) However, U 1 : Amplitude ω 1 : Angular frequency t: Time u 2 = U 2 cos (ω 2 t) ...(3) However, U 2 : Amplitude ω 2 : Angular frequency As shown in Figure 1 (b), the microwave reflectance K given as above has a predetermined relationship with the T/Fe concentration in the slag, which represents the state of slag slag formation, and therefore, it is assumed that both The correspondence relationship is determined, and the quality of the slag slag formation can be determined by determining whether the microwave reflectance is the standard value (first
The determination may be made based on whether or not the temperature decreases by more than (shown by the dashed-dotted line in Figure B). Furthermore, as shown in Figure 1D, the occurrence of slopping can be determined by setting predetermined limit values for the slag level and microwave reflectance, respectively, and determining whether or not both exceed the limit values. . Therefore, in a steady state, the lance height, auxiliary material input, oxygen supply amount, etc. are controlled based on a reference pattern that changes over time depending on the blowing time, which has been determined empirically in advance. When an abnormality occurs in the level or slag formation condition, or when slopping conditions are reached, the operator manually monitors the display, etc. until the steady state is restored, or the above-mentioned example It is only necessary to automatically control the settings of each influencing factor, such as the lance height, the amount of oxygen to be fed, or the amount and timing of addition of auxiliary raw materials, slag-forming agents, etc. A specific configuration for carrying out the method of the present invention will be described below. FIG. 2 is a schematic diagram showing the implementation state of the present invention, in which 1 indicates a converter, 2 a hood for collecting waste gas, and 3 a lance for blowing oxygen, etc. The lance 3 is inserted into the converter 1 from the furnace mouth 1a through the hood 2, and its tip is positioned within the slag 1b in the converter 1, so as to blow oxygen into the slag 1b and the molten steel 1c below it. It's getting old. An antenna 5 constituting a microwave slag level meter 4 is installed in the hood 2 above the converter 1 at a position facing the converter mouth 1a. antenna 5
is installed in a water cooling jacket 45a, and is connected to the microwave generator 20 and the signal processing device 30 via a waveguide (not shown) and the microwave circuit 10, so that the microwave from the microwave generator 20 is Depending on the signal, microwaves are projected from the antenna 5 toward the slag surface in the converter 1, and microwaves reflected from the slag are received. FIG. 2 is a block diagram showing the electric circuit system of the microwave circuit 10, the microwave generation circuit 20, and the signal processing device 30. In response to the modulation signal from the frequency modulator 22, the microwave oscillator 21 generates an angular frequency ω. 11 /2π = 1 to 1000 GHz), this microwave signal is given to the antenna 5 via the magic T11 of the microwave circuit 10 and the circulator 12, and the microwave is emitted from the antenna 5. It will be done. The reflected wave from the slug 3 is received by the antenna 5, and the microwave signal related to this reflected wave is transmitted to the microwave circuit 1.
0 is input to the circulator 12. The microwave circuit 10 is configured to be able to detect weak reflected wave signals with high sensitivity.
11, a bridge circuit including a circulator 12, a mixer 13, and a variable attenuator 14. The mixer 13 mixes the projected wave signal and the reflected wave signal, and the mixed wave signal is sent to the preamplifier 31 of the signal processing device 30. is input. The mixed wave signal is amplified by the preamplifier 31 and then input to the filter 32, as well as to the frequency detection circuit 35, where the frequency of the mixed wave is detected and the detected frequency signal is input. Output to control circuit 6. On the other hand, the mixed wave signal input to the filter 32 is inputted to the waveform shaping circuit 33 after the DC component, ie, 1/2 (U 2 1 +U 2 2 ), etc. is removed.
A microwave modulation signal from the modulation oscillator 22 is also input to the waveform shaping circuit 33, and the mixed wave signal is rectified and smoothed by the waveform shaping circuit 33, and voltages corresponding to the amplitudes U 1 and U 2 are obtained. In addition to being output to the recorder 34 and recorded, it is also output to the reflectance detection circuit 36. The reflectance detection circuit 36 detects the reflectance K of the microwave slug by utilizing the fact that the amplitude voltage of the mixed wave signal is proportional to the reflectance K, and outputs this detection data to the control circuit 6. The reason why this reflectance K can be understood as a voltage proportional to the amplitude of the mixed wave is that the mixed wave P is expressed from the projected wave u 1 and the reflected wave u 2 as follows, and P = 1/2 { U 2 1 +U 2 2 +2U 1 U 2 cos(ω 1 −ω 2 )
t} When the amplitude U 1 of the projected wave U 1 is constant, the amplitudes U 1 and U 2 of the mixed wave P are proportional to the amplitude U 2 of the reflected wave U 2 , so the reflectance K is the amplitude of the mixed wave P. This is because it corresponds to The control circuit 6 operates according to the above equation (1) based on the frequency f b of the mixed wave input from the frequency detection circuit 35, the frequency change rate (Hz/sec) input in advance, and the microwave propagation speed C. In addition to calculating the slag level L and outputting it to the display 7n, it is compared with the upper limit Lu and lower limit Ld of the slag level input in advance to determine whether the condition Ld≦L≦Lu is satisfied. If the slag level L exceeds this condition, the display 7n displays an alarm, and a signal is issued to emit an alarm sound. This is a slag level influencing factor. For example, lance height,
In order to control the amount of oxygen to be fed and the amount of auxiliary raw material input, control signals are output to the lance height setting device 7a, the amount of oxygen feed setting device 7b, the amount of auxiliary material input amount setting device 7c, etc., respectively. The control circuit 6 also controls the slag slag conversion based on the microwave reflectance K input from the reflectance detection circuit 36 and related data with the T/Fe concentration in the slag as shown in FIG. detect the situation,
This detected data is output to the display 7n, and the deviation is determined by comparing it with a standard pattern of slag slag formation that has been input in advance in relation to the blowing time, and when this deviation exceeds a certain level. In order to eliminate deviations, a slag agent input amount setting device is used to control factors that influence the slag slag formation status, such as the slag agent input amount.
It is designed to output a control signal at a distance of 7m. Furthermore, the control circuit 6 compares the slag level L obtained in the above process and the microwave reflectance K input from the reflectance detection circuit 36 with a pre-input limit value for preventing the occurrence of sloping, and determines the slag level L. , when the microwave reflectance K exceeds the limit value, it is directly determined that slopping has occurred and an alarm is displayed on the display 7n, and a control signal is sent to each setting device 7a etc. to set and control the aforementioned slag level influencing factors. is now output. Next, an example of blowing control by the method of the present invention will be explained using specific numerical values. The converter used was a 150-ton LD converter, and the blowing control during the process of melting high carbon ordinary steel, especially the slopping prevention control, is shown in Figure 4. The control pattern is shown. The graph in Figure 4 shows the blowing time (%) on the horizontal axis, and the level (m) relative to the furnace mouth, the amount of oxygen supplied (Nm 3 /min), and the microwave reflectance (relative value) on the vertical axis. In the graph, A is the slag level, B is the microwave reflectance,
Lu and Ld are the upper and lower limit values of the slag level, and a
is the lance height, b is the time of inputting the auxiliary material (iron ore),
c indicates the amount of oxygen supplied. As is clear from this graph, the slag level L exceeds the slag level upper limit Lu in the early and middle stages of blowing, but in the early stage of blowing, on the other hand, it is necessary to reduce the amount of oxygen supplied. Therefore, the slag level is lowered to prevent slopping, and in the middle stage of blowing, auxiliary materials are added to cool the slag, and the release of CO bubbles from the slag is improved, and the lance is raised. Reduces slag level,
Efforts were made to prevent slopping. As a result of such blowing control, the degree of occurrence of slopping was as shown in FIG. FIG. 5 is a graph showing the frequency of slopping when the method of the present invention is applied, as described above, in comparison with when the conventional method is applied, with the date of test implementation on the horizontal axis and the vertical axis. The sloping occurrence frequency index is shown in the graph, and in the graph, the line connecting the plot points of black circles shows the results of the method of the present invention, and the line connecting the plot points of white circles shows the results of the conventional method. As is clear from this graph, when the method of the present invention is used, the frequency of slopping occurrence is significantly reduced compared to when the conventional method is used. The results of melting in this test are as shown in Table 1.

【表】 なお上記表1において実績はLD転炉内の出鋼
前のものである。表1から明らかな如く成分、温
度とも目標値に略一致しており浄化状況も適切に
行われたことを示している。 上述の制御例にあつてはスラグレベルが上限値
を超えた場合において、夫々吹錬初期、中期に別
けて別異の制御を行つた構成を示したが、これに
ついては特に限定するものではなく、スラグレベ
ル、スラグ滓化状況を最も効果的に制御し得る影
響要素を予め種々の条件毎に定めておき、夫々に
応じて全体的、択一的、或いは任意的に設定制御
してよいことは勿論である。また制御は上述した
如く自動的に行つてもよいが作業者が表示器7n
を監視しつつ夫々の状況に応じて手動的に行つて
もよい。 以上の如く本発明方法にあつてはマイクロ波を
スラグ面に投射して、ここから反射されたマイク
ロ波を検出し、この検出信号に基いて投射マイク
ロ波と反射マイクロ波との混合波周波数並びにス
ラグ面からのマイクロ波反射率を求め、これらの
算出データに基いてスラグレベル、スラグ滓化状
況を検知し、夫々に応じて各影響要素を設定制御
することとしたからスラグレベルの変動に伴うラ
ンス高さ調節、送酸量調節、副原料投入、造滓剤
投入等の制御を炉況に応じて的確に行うことが出
来てスロツピングの発生、スラグ滓化不良化等を
大幅に低減出来て鋼品質、歩留の向上が図れるな
ど本発明は優れた効果を奏するものである。
[Table] The actual results in Table 1 above are before tapping in the LD converter. As is clear from Table 1, both the components and the temperature substantially matched the target values, indicating that the purification was carried out appropriately. In the above control example, when the slag level exceeds the upper limit, a configuration is shown in which different controls are performed separately at the early and middle stages of blowing, but this is not particularly limited. Influence factors that can most effectively control the slag level and slag slag condition may be determined in advance for each of various conditions, and may be set and controlled entirely, selectively, or arbitrarily depending on each condition. Of course. The control may be performed automatically as described above, but the operator may
This may be done manually depending on each situation while monitoring. As described above, in the method of the present invention, microwaves are projected onto the slag surface, the microwaves reflected from the surface are detected, and based on this detection signal, the mixed wave frequency of the projected microwave and the reflected microwave, as well as the We determined the microwave reflectance from the slag surface, detected the slag level and slag slag status based on these calculated data, and set and controlled each influencing factor accordingly. It is possible to accurately control the lance height adjustment, oxygen supply amount adjustment, auxiliary raw material input, slag forming agent input, etc. according to the furnace conditions, and the occurrence of slopping and poor slag slag formation can be significantly reduced. The present invention has excellent effects such as improved steel quality and yield.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図イ,ロ,ハ,ニは本発明方法に用いる混
合波周波数、マイクロ波反射率とスラグレベル、
スラグ滓化状況、スロツピング発生域等との関係
を示すグラフ、第2図は本発明方法の実施状態を
示す模式図、第3図は本発明方法を実施する制御
系のブロツク図、第4図は本発明方法を用いたス
ロツピング防止制御の一例を示すグラフ、第5図
は本発明方法と従来方法との比較試験結果を示す
グラフである。 1……転炉、2……フード、3……ランス、4
……マイクロ波スラグレベル計、5……アンテ
ナ、6……制御回路、7a,7b…7m……設定
器、10……マイクロ波回路、20……マイクロ
波発生装置、30……信号処理回路。
Figure 1 A, B, C, and D show the mixed wave frequency, microwave reflectance, and slag level used in the method of the present invention.
A graph showing the relationship between the slag formation situation and the slopping occurrence area, etc., Fig. 2 is a schematic diagram showing the implementation state of the method of the present invention, Fig. 3 is a block diagram of the control system implementing the method of the present invention, and Fig. 4 5 is a graph showing an example of sloping prevention control using the method of the present invention, and FIG. 5 is a graph showing the results of a comparative test between the method of the present invention and the conventional method. 1...Converter, 2...Hood, 3...Lance, 4
...Microwave slag level meter, 5...Antenna, 6...Control circuit, 7a, 7b...7m...Setter, 10...Microwave circuit, 20...Microwave generator, 30...Signal processing circuit .

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 転炉内のスラグ面にマイクロ波を投射し、ス
ラグ面から反射されたマイクロ波を捉えて投射波
と反射波との混合波の周波数及びスラグ面でのマ
イクロ波反射率を算出し、これら算出値に基づい
てスラグレベル及びスラグ滓化状況を検知し、ス
ラグレベル及びスラグ滓化状況を予め定めた基準
状態に維持すべくこれらの影響要素を設定制御す
ることを特徴とする吹錬制御方法。
1 Project microwaves onto the slag surface in the converter, capture the microwaves reflected from the slag surface, calculate the frequency of the mixed wave of the projected wave and reflected wave, and the microwave reflectance on the slag surface, and calculate these. A blowing control method characterized by detecting a slag level and a slag slag formation condition based on calculated values, and setting and controlling these influencing factors to maintain the slag level and slag slag formation condition at a predetermined reference state. .
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