JPS63203716A - 溶銑の精錬制御方法 - 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】 産業上の利用分野 この発明は転炉吹錬、炉外精錬等において、溶鋼温度を
連続的に測定することにより、精錬途中での温度制御の
適正化、終点での温度および成分的中率の向上をはかり
、各種精錬反応を好適に行なわせる精錬制御方法に関す
る。

従来技術とその問題点 例えば転炉を利用した溶銑の吹錬においては、出鋼時の
溶鋼成分（主にＣ，Ｐ、Ｓ）と溶鋼温度を適正に管理す
ることが主要な課題である。従来、特に炭素と温度につ
いてはサブランスを用い、吹錬の中期時および末期時の
各一度、溶鋼中に測定プローブを挿入し、その測定値に
基づいてスタティック制御とダイナミック制御を行ない
、終点の温度および［Ｃ］を制御している。しかし、第
４図に転炉吹錬制御の一例を示すごとく、従来の間欠的
測温による制御では、終点での吹上げ防止のため、サブ
ランス測定時の温度が高目に推移し、終点の温度的中率
を十分に向上し得ないのみならず、吹錬中の発熱および
吸熱を伴う各種化学反応の進行を推定できないだめ、終
点での他成分（ｔｌｎ。

Ｐ等）、スラグ中ＦｅＯ濃度等の推定は困難であった。

問題点を解決するための手段 この発明は上記従来技術の問題点を解決する手段として
、溶鋼温度を精度よく連続的に測定することにより、吹
錬途中および終点での温度的中率の向上をはかるととも
に、精錬時の昇温速度変化率から化学反応の進行を推定
し、終点での成分的中率を向上させる方法を提案するも
のである。

この発明の要旨は、精錬時の溶鋼温度を連続的に測定し
、吹錬中および終点での温度が目標値になるよう温度制
御することを特徴とし、また、前記連続的に測定される
溶鋼温度より溶鋼の昇温速度変化率を求め、該速度変化
率から化学反応進行割合を算出し、該算出値に基づいて
終点での成分量を推定することを特徴とするものである
。

精錬時の溶鋼温度を連続的に測定する方法としては、転
炉等反応容器の底部、側壁、あるいは上部から光ファイ
バーを溶鋼中に浸漬し、光ファイバーと接続する放射温
度計により溶鋼温度を連続的に測定する方法を用いるこ
とができる。この発明は、このような方法により溶鋼温
度を連続的に測定し、吹錬の各段階における溶鋼温度を
精度よく制御する方法である。すなわち、吹錬中および
終点での温度が目標値になるよう、冷却材等を使用して
制御する。

次に、−例として転炉精錬における成分の推定例につい
て説明する。

転炉での吹錬時の発熱に伴う化学反応は主に下記（１）
〜（６）式で示される。

Ｃ＋　１／２０ｅ→ＣＯ・・・（１）式ｓｉ＋ｏ、、→
５ＬＯ２・・・（２）式Ｍｎ＋　１／２０２→ｆ１ｎｏ
　　　　　　　　・・・（３）式Ｐ＋５／４０ｔ→１／
２　Ｐ２Ｏ５・・・（４）式ＴＬ　＋Ｏｅ　−Ｔｉ　Ｏ
ｅ　　　　　　　　　　　・・・（５）式Ｆｓ　＋　０
２　＝　Ｆｓ　Ｏ・・・（６）式上記化学反応は酸素と
の親和力の違いから吹錬の時期により進行する割合が異
なる。昇温速度変化率の点から、吹錬は第１図に昇温特
性を示すごとく３つに分類される。

工期（脱珪期） 溶融鉄中のシリコンが優先的に酸化されるとともに、溶
鋼温度が上昇するため炭素が徐々に酸化される時期 ■期（脱炭最盛期） 溶融鉄中のシリコンが酸化された後の脱炭反応が進行す
る時期。脱炭酸素効率はほぼ１００％。この時期は脱炭
反応以外はあまり進行しないため、昇温速度変化率は零
となる。

■期（末期） 臨界炭素濃度以下になった時点から吹錬終了までで、炭
素の酸化反応以外に溶融鉄の酸化反応が進行し、スラグ
中のＦｅＯが増加するとともに、マンガンおよびリンの
酸化反応も進行する。吹錬の進行とともに昇温速度変化
率は増加する。

上記昇温速度変化率は下記関数で示される。

２Ｔ／２ｔ＝ｆ　（Ｃ、ｓＬ、　Ｍｎ、Ｐ　Ｎ　ＴＬｑ
　０２、Ｗｓｔｅｅｌ　、ＷＦＩａｘ　）　　　−（７
）式Ｃ、５ＬＳｆ１ｎ、Ｐ、ＴＬ：溶鉄中の成分Ｏｅ：
ａ！素使用思 Ｗｓｔｅｅｌ　　：溶ｗＡｉｉ ＷｆｌａＸ　　：副原料使用量 Ｔ：溶鋼温度 ｔ　：時間 吹錬中期以降の溶融金属の昇熱に大きな影響を及ぼすの
は、前記反応式の（１）と（６）である。そこで、第２
図に示す前記昇温速度変化率とＣおよびＦａＯの成分挙
動の関係より、昇温速度変化率を連続的に算出し、（１
）と（６）の化学反応進行割合を求めることにより、Ｃ
およびＦｓＯの成分の推定が可能となる。

■期における昇温速度変化率は下記（８）式で近似され
る。また、２Ｔ／２ｔは連続測温により実測可能なため
、（８）式を展開することにより溶鉄中の炭素濃度を求
める（９）式が得られる。

２Ｔ／２ｔ−ｆ（Ｃ１０、Ｗｓｔｅｅｌ　、Ｗｆｌｕｘ
）　・・（８）式１式％） ・−（９）式 ざらに、昇温速度変化率と［％Ｃ］からスラグ中のＦｓ
Ｏ濃度は、（１０）式から推定できる。

（％ＦｅＯ）　＝Ｕ（２Ｔ／２ｔ、　［％Ｃ］、ｌ、Ｗ
ｓｔｅｅｌ、Ｗｆｌｕｘ）　　　　　　　　・・（１０
）武名鉄中のマンガン濃度は物質バランスと上記（％Ｆ
ｅｄ）を用いた回帰式から下記（１１）式で推定できる
。

［％Ｍｎ　］　　＝　　９ｕｎ　（（％Ｆｅｄ）、Ｍｎ
　ＩＮＰＵＴ、Ｗｓ　ｔ　ｅｅ　ｌ、Ｗｓｌａｇ）　　
　　・・・（１１）式１式％ また、溶鉄中のリン濃度も物質バランスと上記（％Ｆ８
０）を用いた回帰式から下記１２式で推定できる。

〔％Ｐ　）　　＝　　ｙｐ（（％Ｆｅ０）　、　Ｐ＋５
ｐｕｔｔ　　Ｗｓｔｅｅｌ。

Ｗｓｌａｇ、　ｗＦｌ、、Ｌ、　７）　　　・・・（１
２）式１式％ この発明では上記（８）〜（１２）式中のｍｍをダイナ
ミック制御して温度等を目標値に近づける。

第３図はこの発明方法を転炉吹錬制御に適用した場合の
制御例を示す。

すなわち、従来の間欠的測温による転炉吹錬制御では、
終点での吹下げ防止を目的として、第４図に示すように
サブランス測定時の温度が高目に推移する傾向があった
が、この発明の連続測温を適用すれば終点温度制御が容
易となり、第２図に示すごとくスタティック計算に沿っ
た吹錬制御が可能とる。

発明の詳細 な説明したごとく、この発明方法によれば、溶鋼温度の
連続測定値に基づいて温度制御を行なうので、吹錬の各
段階における溶鋼温度を精度よく制御することができる
上、終点での温度的中率を向上させることができる。ま
た、吹錬時の各種化学反応の進行を推定できるので、終
点での成分的中率の向上が可能となり、吹錬反応をより
好適に行なわせることができるという大なる効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は転炉精錬における昇温特性の一例を示す図、第
２図は昇温速度変化率とＣおよびＲｓＯの成分挙動の関
係を示す図、第３図はこの発明方法を転炉吹錬制御に適
用した場合の制御例を示す図、第４図は従来の転炉制御
例の一例を示す図である。 出願人　　住友金属工業株式会社 第３図 ［”Ｃ）、（％） 〔Ｃ〕（％）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 溶鋼の精錬において、精錬時の溶鋼温度を連続的に測定
   し、吹錬中および終点での温度が目標値になるよう温度
   制御を行なうとともに、前記測温値より溶鋼の昇温速度
   変化率を求め、該速度変化率から化学反応進行割合を算
   出し、該算出値に基づいて終点での成分量を推定するこ
   とを特徴とする溶鋼の精錬制御方法。