JPS62297411A - 溶鋼温度の管理方法 - Google Patents

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】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明は、転炉や電気炉などの製鋼炉で製造し取鍋に払
い出した高温溶融物すなわち溶鋼を、その後のプロセス
において望ましい温度レベルに管理するのに好適な技術
に関するものである。特に、以下にのべる技術は各プロ
セスでの目標推奨温度および出鋼温度、とりわけ出鋼の
温度決定の際のその設定精度を高め、出鋼後の温度バラ
ツキを低減させて出鋼温度そのものを低減させ得る有効
な手段を提案するものである。

（従来の技術） 一般に、製鋼プロセスでは、転炉または電気炉で高温の
溶鋼を製造した後取鍋やタンディツシュを経由させて連
続鋳造する際、安定した操業を確保するために所定の温
度に管理することが重要である。従来、実操業の各プロ
セスにおける温度設定は、各鋼種ごとに液相線温度を算
出し、タンディツシュ注入に必要な溶鋼過熱骨、炉下〜
２次精錬〜タンディツシュ注入間の各プロセスおよび搬
送に伴う放熱骨、そして出鋼中の放熱骨を温度換算して
加え、目標出鋼温度を算出している。従来のかかる放熱
骨加算方式においては、放熱とくに取鍋への放熱による
温度降下の算出は、標準的なものとして一義的に決めら
れている。そのために、実際の操業では、受鋼前の取鍋
を予熱したり、前回使用した鍋の放熱を防熱蓋等にて極
力抑えたりして、取鍋の含熱量を一定の状態に保って受
鋼すべく努力している。

しかし、取鍋耐火物の種類や溶損状況、取鍋への受熱お
よび放熱の履歴が異なるため、常に一定の熱的状況の取
鍋を操業に回すことは不可能であった。

（発明が解決しようとする問題点） 従来、取禍個々の熱的状況は全く定量化されておらず、
取鍋の操業履歴に基づいた経験的なもので、オペレータ
が上記標準的設定に対しての調整を行ってきた。そのた
め、各プロセスにおける温度の推定精度が非常に悪（、
炉下温度に±１０℃以上のバラツキを生じていた。

そこで、従来の実操業では、目標出鋼温度よりもバラツ
キ分だけ高目に設定した温度で出鋼し、後続のプロセス
で冷却材などを用いることで温度調整をしていたのであ
る。その結果として、熱エネルギー的にもコスト的にも
多くの無駄を生していた。その上、最近では省エネルギ
ーの観点より製鋼プロセスの時間的短縮や製鋼−圧延の
同期化のニーズが進み、製鋼プロセス内での厳しいスケ
ジュール管理：すなわち、取鍋やタンディツシュでの所
定時刻における温度連中精度向上が望まれていた。

要するに本発明の目的は、上述の如き実情に鑑みその抱
える問題点を解決するために、取鍋の熱的状況が溶鋼温
度に及ぼす影響を定量化し、吹錬計算（出鋼温度の設定
）直前に取鍋耐火物測定温度（内壁表面温度）をプロセ
スに導入することにより、出鋼時の溶鋼温度の低下およ
びそれ以降の各プロセスにおける温度設定を精度良く推
定することができるようにすることにある。

（問題点を解決するための手段） １掲の目的は次のような要旨構成を採用することにより
有効に実現されるものである。すなわち、本発明は、製
鋼炉からの出鋼に先立ち、受鋼を予定している取鍋のそ
の内壁表面温度を測定することによりその取鍋について
の放冷カーブを求め、この放冷カーブから出鋼ないし連
鋳に至るまでの各製鋼プロセスにおける温度降下を予測
し、もっ□て製鋼炉出鋼温度および各プロセスの適正操
業温度の設定を行うことを特徴とする溶鋼温度の管理方
法、 である。

（作　用） 取鍋に溶鋼を受鋼する際（所要時間約５〜７分）の取鍋
−溶鋼量伝熱は、取鍋と溶鋼の温度差が推進力となって
起こる。そのため、出鋼開始時の取鍋内壁温度が得られ
れば、受鋼時の取鍋抜熱量が推算できる。しかし、実操
業において受鋼直前の取鍋内壁温度を測定することは非
常に困難である。

この点に関し発明者が知見したところによれば、鍋段取
り時に受鋼前の取鍋内壁温度を測定することによって、
その放冷カーブと受鋼までの所要時間を基に受鋼時の内
壁温度を正確に予測できることが判った。

また、受鋼後〜連鋳間（所要時間７０〜１３０分）での
取鍋−溶鋼間伝熱の各取鍋毎の相違は、耐火物内の温度
分布、つまり取鍋含熱量の差によって生じる。しかし、
実操業で取鍋の含熱量を測定するには、耐火物内に多数
のセンサーを設置する必要があり、実用上、困難である
。この点について本発明者が知見したところによれば、
取鍋を放冷した後の充分な時間（１８０〜２００分）経
過後であれば、そのときの取鍋内壁表面温度を測定する
と、その放冷後の温度変化が取鍋含熱量の差を示すもの
として有効であり、いわゆる取鍋内壁表面温度（実測に
基づ（推定）と受鋼までの放冷時間とによって、受鋼後
の溶鋼温度変化を類推できるということも判った。以下
に、上述した知見に基づく本発明方法を実施する具体的
なプロセスを列挙する。

（１）受鋼前のプロセス（例えば鍋段取り時）にて放射
温度計などの温度センサー（接触型、非接触型いずれで
も可）を用い、取鍋内壁の放冷挙動を測温する。

（２）任°意の２時刻１．，１．の温度値ＴＩ”＋ＴＺ
　　を精度良く測定する。

（３）以上の測定値をもとに、任意時間後（出鋼開始時
刻τｔａｐ　）での内壁温度Ｔｔａｐおよび含熱量の影
響が内壁温度に現れるに必要十分な放冷時間に相当する
時刻の温度Ｔ）ｌを計算する。

（４）　　出鋼後のスケジュールに従って、搬送、２次
精錬、タンディツシュ注入中それぞれの時間区分におけ
る溶鋼温度降下量を、°推定温度Ｔ、および放冷時間τ
。。。、から求める。

（５）出鋼スケジュールに従って、出鋼時の鍋などへの
放熱による溶鋼温度降下量を推定温度Ｔｔａｐから求め
る。

（６）上記（４）、　＋５１項で求めた各プロセスの溶
鋼温度降下量に、出鋼時および２次精錬中に投入物によ
る温度変化分を加味して、出鋼目標温度（吹止め目標温
度）を設定する。　　　　　・（実施例） 次に、本発明方法の実施例について、表１に示す時間経
過を経たＡ取鍋を用いた操業例につき説明する。

第１図は、本発明方法をオペレーショナルコンピュータ
ー（以下は単にｒｏ／ＣＪと略記する）と、プロセスコ
ンピューター（以下は単にｒＰ／ＣＪとと略記する）を
介して、製鋼プロセスに導入したときの説明図でる。こ
の図を説明すると、（１）前回のタンディ・ノシュ注入
を終了したＡ取鍋が鍋段取り場へ返ってきた時点で放射
温度計により取鍋内壁を測温する。

（２）　　オペレータは、専用計装盤上で取鍋尚　、測
温位置および測温スタート信号を入力する。

（３）センサーは、Ｐ／Ｃに接続しており、スタート信
号によりデータ抽出を開始、１件／秒でデータ抽出、保
存を続ける。

（４）測定時間は２〜５分、ストップ信号をオペレータ
が入力することによりデータ抽出終了。取鍋は次工程に
移る。

（５）　　Ｐ／Ｃに保存した温度データをＢ−スプライ
ン関数により平滑化し、任意時刻ＬＩ＋ｔｔ−−−の温
度Ｔ　Ｉ”　＋　７．１１−−−を得る。そのときのＣ
ＲＴの出力例を示す。

取鍋隘　　　　　　Ａ＝１．３０　　Ｔｉ＝１４１９．
８　　ＴＡ＝１２．９注入柊了　１９：０７　　　　Ｔ
１＝８７８．５３℃（６９２ｓｅｃ、）測温開始　１９
　：　１８　：　１２　　Ｔ２＝８７２．１５℃（７２
２ｓｅｃ、）測温終了　１９　：　２０　：　２１　　
Ｔ３　＝　８５７．２６℃（７８１ｓｅｃ、）測温状況
　ｇｏｏｄ　！ ＴＴＡＰ　＝　５４４℃　Ｔ２Ｏ０＝３６１℃高速加熱
：不要（加熱する場合は１９　：　４５までに開始せよ
り（６）　　取鍋は、第４図のように放冷を続ける。な
お、この放冷カーブは、放冷時間τにより（１）式のよ
うに表せる。

ＴＡ：大気温度（’Ｃ）　（＝１２．９℃）Ａ、Ｔ、：
定数 ｊｃｏｏ’Ｌ：放冷開始時刻 τ＝ｊ　　　ｊｃａｏＬ’放冷時間（ｈｒ）測定データ
を（１）式に代入して未知定数Ａ　、Ｔｚを求める。　
（Ａ　＝　１．３０．　Ｔｉ　＝　１４１９．８］（７
）出鋼時刻Ｌｔａｐ　（＝２０７０８）における内壁温
度ｔｔｉｐおよびＴ、　（ここでは、放冷２００分後の
温度）を（１）式より求める。（ｔｔ−ｐ　＝５４４°
Ｃ９ＴＨ””３６１℃〕 （８）　　出鋼時の取鍋温度ｔい、により高速加熱の要
否を判定した後、出鋼時（この例では加熱不用）および
以降のプロセスでの各溶銅温度降下を求める。Ａ取鍋で
は出鋼目温度降下は、ｔｔａｐと第２図に示すような関
係にあった。また、出鋼後の温度変化は、出鋼以降の時
間区分ごとに搬送中、２次精錬中、タンディツシュ注入
中等、例えばＴＨと放冷時間をキーにして第３図に示す
ような関係にあり、これら各プロセスの温度降下量は表
２のように求めることができた。

（９）以上の値は、取鍋回りの放熱による溶鋼温度降下
量であり、これに合金鉄投入による温度変化や各プロセ
スでの操業的なローカル条件による温度変化分を加味し
て、出鋼温度１６０２℃と設定し吹錬計算に入力した。

表２に、本発明による命令温度と実績の？８１Ｊｆ４温
度とを併せて示す。この操業で用いた鋼種の液相線温度
（ＴＬＬ）は１４６８°Ｃであり、各プロセスでの温度
降下分を積み上げることにより、タンディツシュ代表温
度、脱ガス終了温度、炉下温度、出鋼温度と命令値が決
定できる。この命令温度に対しては、実績値は非常に良
く一致していた。

く表１＞　　Ａ鍋での操業例 （単位は分） ｋ表壱〉　Ａ鍋での温度降下推定値 （単位は℃） タンディツシュ代表温度？　１４８５℃液相線温度　　
：　１４６８℃ （発明の効果） 以上説明したように２００〜２８０トンの溶鋼鍋を用い
た製鋼プロセスに本発明方法を導入することにより、取
鍋の熱的寄与が操業に正確に反映され、例えば転炉出鋼
直後（炉下）での温度連中精度は、従来の±１０℃から
±５℃へと向上した。その結果、出鋼温度の低減が実現
でき、耐火物、エネルギー、冷却材使用量などの面で大
巾なコスト削減が達成でき、かつ安定した操業を確保し
得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の機能およびシステム構成図、第２図
は、出鋼時の取鍋内壁温度の溶鋼温度降下への影響を示
すグラフ、 第３図は、ＲＨ肌脱ガス処理時溶鋼温度降下のもようを
示すグラフ、 第４図は、実施例取鍋における放冷カーブの図である。 特許出願人　　川崎製鉄株式会社 １゜ 第２図 受溜時め疏胃内譬温膚（’Ｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、製鋼炉からの出鋼に先立ち、受鋼を予定している取
   鍋のその内壁表面温度を測定することによりその取鍋に
   ついての放冷カーブを求め、この放冷カーブから出鋼な
   いし連鋳に至るまでの各製鋼プロセスにおける温度降下
   を予測し、もって製鋼炉出鋼温度および各プロセスの適
   正操業温度の設定を行うことを特徴とする溶鋼温度の管
   理方法。