KR102648630B1 - 레이들 정련 처리의 조업 방법 - Google Patents

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이사오 시모다
타카시 야마우치
히로히데 우에하라
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제이에프이 스틸 가부시키가이샤
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Abstract

용강의 레이들 정련 처리에 있어서, 레이들 정련 처리 후의 용강 온도를 정밀도 좋게 추정하는 방도에 대해서 제공한다.
용강의 레이들 정련 처리의 조업 중에 상기 용강의 온도를 연속적으로 측정하면서 상기 용강의 레이들 정련 처리를 행하는 조업 방법으로서, 상기 용강의 연속 측온 기간 내의 상기 레이들 정련 처리의 종료 예정 시각보다도 빠른 시각을 판단 타이밍으로서 정하고, 상기 용강의 연속 측온의 개시에서 상기 판단 타이밍까지의, 상기 용강의 연속 측온 데이터에 있어서의 용강 온도의 시간 변화에 기초하여, 상기 종료 예정 시각에 있어서의 용강 온도를 추정한다.

Description

레이들 정련 처리의 조업 방법{OPERATION METHOD OF LADLE REFINING TREATMENT}
본 발명은, 용강(molten steel)을 레이들(ladle)에 수용하여 당해 레이들 내에 있어서 탈가스(degassing), 탈탄, 탈산, 탈황, 개재물의 형태 제어 또는 성분 조정(합금 첨가) 등의 마무리 정련을 행하는, 레이들 정련 처리의 조업 방법에 관한 것이다.
용강의 레이들 정련 처리, 예를 들면 RH 탈가스 처리, DH 진공 탈가스 처리, REDA 진공 탈가스 처리, VOD 장치에서의 진공 탈가스 처리 등의 탈가스 처리에 있어서, 처리 중의 용강 온도의 변화를 정확하게 파악하고, 당해 처리의 종료 온도의 적중률을 높이는 것은, 탈가스 처리 중의 과잉인 승열·냉각의 실시, 이들 승열·냉각의 실시에 수반하는, 탈가스 처리 시간의 연장 및, 다음 공정인 연속 주조에 있어서의 ΔT(용강의 과열도)고(高)에 의한 감속의 발생, 등의 방지로 이어져, 제강 공정의 생산성 향상이나 비용 저감을 가져온다.
상기한 용강 온도의 변화를 정확하게 파악하기 위해, 제강 공정에서 연속 측온을 도입하는 시도가 이루어지고 있다. 예를 들면, 특허문헌 1이나 특허문헌 2에는, 광 파이버 등을 이용하여 용강 온도를 연속적으로 측온하여, 정련 시의 용강 온도를 제어하는 방법이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 3에는, 용강 온도와 2차 정련 종료 시의 목표 온도와의 차를 연속적으로 구하고, 이 온도차와 데이터베이스로서 보유하고 있는 승열 효율에 기초하여 용강에 공급하는 산소량을 조정하여, 2차 정련 종료 시의 용강 온도를 목표값으로 제어하는 방법이 개시되어 있다.
일본공개특허공보 소63-203716호(제2페이지) 일본공개특허공보 평11-124618호(단락 「0028」 「0029」) 일본공개특허공보 2010-217164호 공보(단락 「0042」)
그러나, 이들 방법은, 용강 온도의 측정값과 처리 종료 시의 목표 온도와의 차로부터 승열 및 냉각의 필요성을 판단하는 것으로서, 반드시 처리 종료 시의 용강 온도가 목표 범위 내인 것을 보증하는 것은 아니었다. 또한, 정련 공정 중에 승열이나 냉각을 행했기 때문에 용강 온도의 조정이 필요해지는 경우가 있어, 승열이나 냉각의 타이밍에 따라서는 예정하고 있던 시간 내에 처리를 종료할 수 없어, 처리 시간의 연장에 의한 생산 로스(loss)로 이어질 가능성이 있다. 이 처리 시간에 대해서, 상기한 방법에는 언급하는 바가 없고, 예정 시간 내에 처리를 종료하기 위한 조업이 요구되고 있었다.
본 발명은, 용강의 레이들 정련 처리에 있어서, 레이들 정련 처리 후의 용강 온도를 정밀도 좋게 추정하는 방도, 나아가서는, 그의 추정값을 이용하여 예정 처리 시간을 연장하는 일 없이 처리 후 온도를 목표 범위 내로 제어하기 위한 방도에 대해서 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 그 요지는 하기와 같다.
(1) 용강의 레이들 정련 처리의 조업 중에 상기 용강의 온도를 연속적으로 측정하면서 상기 용강의 레이들 정련 처리를 행하는 조업 방법으로서,
상기 용강의 연속 측온 기간 내의 상기 레이들 정련 처리의 종료 예정 시각보다도 빠른 시각을 판단 타이밍으로서 정하고, 상기 용강의 연속 측온의 개시에서 상기 판단 타이밍까지의, 상기 용강의 연속 측온 데이터에 있어서의 용강 온도의 시간 변화에 기초하여, 상기 종료 예정 시각에 있어서의 용강 온도를 추정하는 레이들 정련 처리의 조업 방법.
(2) 상기 용강의 연속 측온 데이터가, 연속 측온용 온도 센서의 침지 깊이에 따라서 보정이 실시된 값인 상기 (1)에 기재된 레이들 정련 처리의 조업 방법.
(3) 상기 용강 온도의 추정값이 상기 종료 예정 시각에 있어서의 용강 온도의 목표 범위 내에 있는 경우는, 상기 판단 타이밍에 있어서의 조업 조건을 상기 종료 예정 시각까지 계속하는, 상기 (1) 또는 (2) 중 어느 것에 기재된 레이들 정련 처리의 조업 방법.
(4) 상기 용강 온도의 추정값이 상기 종료 예정 시각에 있어서의 용강 온도의 목표 범위보다도 높은 경우는, 상기 판단 타이밍에서 상기 종료 예정 시각까지의 기간에, 용강 온도를 강하시키는 조작을 행하는, 상기 (1) 또는 (2) 중 어느 것에 기재된 레이들 정련 처리의 조업 방법.
(5) 상기 용강 온도의 추정값이 상기 종료 예정 시각에 있어서의 용강 온도의 목표 범위보다도 낮은 경우는, 상기 판단 타이밍에서 상기 종료 예정 시각까지의 기간에, 용강 온도를 상승시키는 조작을 행하는, 상기 (1) 또는 (2) 중 어느 것에 기재된 레이들 정련 처리의 조업 방법.
(6) 상기 판단 타이밍이, 상기 종료 예정 시각의 3분 전 내지 8분 전인 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 것에 기재된 레이들 정련 처리의 조업 방법.
(7) 상기 용강 온도의 추정값 Tf를 하기 (1)식에 의해 산출하는 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 것에 기재된 레이들 정련 처리의 조업 방법.
Tf=BMAtd+(BMAtd-BMAtd-α)/α×tr ·····(1)
단, Tf: 처리 종료 예정 시각에 있어서의 추정 용강 온도(℃)
BMAtd: td의 시점에 있어서의 연속 측온값의 후방 이동 평균값(℃)
BMAtd-α: (td-α)의 시점에 있어서의 연속 측온값의 후방 이동 평균값(℃)
td: 용강의 연속 측온의 개시에서 판단 타이밍까지의 조업 시간(분)
td-α: td보다 α분 전의, 용강의 연속 측온의 개시로부터의 조업 시간(분)
tr: 종료 예정 시각에 있어서의 용강 온도의 추정값의 판명에서 종료 예정 시각까지의 시간(분)
(8) 상기 α가, 0.5분 내지 2.0분인 상기 (7)에 기재된 용강의 레이들 정련 처리의 조업 방법.
(9) 상기 후방 이동 평균의 범위를, 미리 측정한 용강 온도의 연속 측정값의 변동 주기에 기초하여 결정하는 상기 (7) 또는 (8)에 기재된 용강의 레이들 정련 처리의 조업 방법.
(10) 상기 연속 측온용 온도 센서의 침지 깊이를, 당해 연속 측온용 온도 센서의 측정 소자 사용 횟수의 증가와 함께 깊게 하는 상기 (2) 내지 (9) 중 어느 것에 기재된 레이들 정련 처리의 조업 방법.
(11) 상기 용강의 연속 측온 기간 내의 합금 첨가 및/또는 산소 공급의 종료 후에서 상기 판단 타이밍까지의 킬드 처리(killing treatment) 중의, 상기 용강의 연속 측온 데이터에 있어서의 용강 온도의 시간 변화에 기초하여, 상기 종료 예정 시각에 있어서의 용강 온도를 추정하는, 상기 (1) 내지 (10) 중 어느 것에 기재된 레이들 정련 처리의 조업 방법.
(12) 상기 레이들 정련 처리가 RH 탈가스 처리인, 상기 (1) 내지 (11) 중 어느 것에 기재된 레이들 정련 처리의 조업 방법.
본 발명에 의해, 레이들 정련 처리에 있어서, 종료 시점에서의 용강 온도를 정밀도 좋게 추정할 수 있다. 이 용강 온도의 추정값을 이용함으로써, 레이들 정련 처리에 있어서의 승열 및 냉각의 필요성이 적절히 판단되어, 필요한 경우는 예정 처리 시간을 연장하는 일 없이 승열이나 냉각을 실시할 수 있다. 이상의 조작을 행함으로써, 레이들 정련 처리 후의 용강 온도가 안정되기 때문에, 후속의 연속 주조 프로세스의 생산성을 떨어뜨리는 일 없이 조업할 수 있다는, 효과도 가져온다. 또한, 본 발명에서는, 레이들 정련 처리의 조업 중에 용강의 온도를 연속적으로 측정(연속 측온)할 때에, 측정값의 확도(accuracy)를 유지한 채로, 연속 측온용 온도 센서의 측정 소자(용강에 침지하는 내화물(refractory)을 피복한 온도 측정 소자부, 이하 프로브(probe)라고도 칭함)의 수명을 향상시킬 수 있어, 연속 측온의 실시에 수반하는 조업 비용의 상승이 최소한으로 억제된다.
도 1은 연속 측온용 프로브에 관한 것으로서, 기준(reference) 침지 깊이와 실적(actual) 침지 깊이와의 차의 단위량당의 온도의 오프셋량의 구하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 2는 연속 측온용 프로브의 침지 깊이의 조절 수법을 나타내는 도면이다.
도 3은 철 스크랩(scrap)을 투입하는 온도 하강 조작을 행한 조업예를 나타내는 도면이다.
도 4는 배치(batch) 측온에 의해 RH 탈가스 처리 종료 시의 용강 온도의 추정을 행한 조업예를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따르는 조업에 있어서의 RH 처리 후 온도의 트렌드(trend) 추정값을 나타내는 도면이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
그래서, 전로(converter)나 전기로(electric heating furnace)에서 용제된 용강은, 레이들에 출강되고, 이 용강을 수용한 레이들을 레이들 정련 장치에 반송하여, 레이들 내의 용강에 레이들 정련 처리를 실시한다. 레이들 정련 장치로서는, 예를 들면 RH 진공 탈가스 장치, DH 진공 탈가스 장치나 VOD 장치 등의 진공 탈가스 설비가 있고, 진공 탈가스 설비로 레이들 내의 용강에 탈가스 정련이 실시된다. 탈가스 정련에서는, 고진공하에 있어서의 탈탄 정련, 수소나 질소 등의 용강 중 가스 성분 제거를 위한 정련 등이 행해진다. 또한, 탈가스 정련 이외의 레이들 정련 처리에서는, 탈황제를 공급하여 행하는 탈황 정련, 교반력을 이용한 비금속 개재물의 제거 정련, 성분 조정을 위한 정련 등의 각 처리를 실시한다.
탈가스 정련 처리가, 연속 주조 공정의 직전의 공정의 경우, 이 탈가스 정련의 처리 중에, 다음 공정의 연속 주조 공정의 턴디쉬(tundish) 내에 있어서의 용강의 과열도를 소정의 값으로 하기 위해, 탈가스 정련 종료 시의 용강 온도를 이하의 순서에 의해 결정하고, 결정한 용강 온도로 마무리하여, 탈가스 정련을 종료할 필요가 있다. 그리고, 탈가스 정련 종료 후의 용강은, 다음 공정의 연속 주조 공정에 반송된다.
본 실시 형태에서는, 레이들 정련 처리 중, 탈가스 정련 처리에 대해서 RH 탈가스 처리 장치를 이용한 탈가스 처리를 예로서 설명한다. RH 탈가스 처리 장치는, 원통 용기상의 진공조와, 진공조의 조 바닥으로부터 연장되는 원통상의 한 쌍의 침지관을 갖는다.
상기 구성의 RH 탈가스 처리 장치를 이용한 탈가스 처리에서는, 진공조를 하강시켜, 레이들 내에 수용된 용강에 침지관을 침지시킨다. 이어서, 진공조 내를 감압으로 함으로써, 진공조 내의 소정의 높이까지 용강을 빨아 올린다. 또한, 어느 한쪽의 침지관의 내면으로부터 Ar이나 N2 등의 가스가 취입됨으로써, 가스가 취입되는 측의 침지관에서는 용강이 상승하고, 다른 한쪽의 침지관에서는 용강이 하강하는 결과, 용강을 환류시켜 탈가스 처리가 진행된다. 이와 같이 RH 탈가스 처리 장치에서는, 용강이 진공조 내를 통과하면서 환류함으로써, 용강 중의 가스 성분이나 불순물 등이 부상하여 제거된다. 또한, 랜스(lance) 등으로부터 진공조 내의 용강에 산소 가스를 분사함으로써, 용강의 탈탄 등의 산화 정련이나, 용강에 투입한 Al의 산화 발열을 이용한 용강의 승열이 행해진다. 또한, 용강을 환류시킨 상태로, 부원료 투입 슈트(chute)로부터 합금철이나 부원료를 진공조 내의 용강에 첨가함으로써, 용강 성분의 조정 등이 행해진다.
통상, RH 탈가스 처리는, 이하의 순서로 조업이 행해진다.
예를 들면, 용강의 탈탄 정련을 수반하는 RH 탈가스 처리는, 전로나 전기로에서 용제된 용강을, 미탈산의 상태로 레이들에 출강하고, 이 레이들을 RH 탈가스 설비에 반송하여, 레이들 내 용강에 대하여 탈가스 정련을 실시한다. RH 탈가스 처리의 초기는, 용강 중의 탄소를 용존 산소와 감압하에서 반응시키는 탈탄을 행한다. 이 때, 필요에 따라서 랜스로부터 산소 가스를 공급함으로써 용존 산소를 증가시켜 탈탄을 촉진시킨다. 이와 같이, 용강이 미탈산의 상태로 행해지는 처리를 림드 처리(rimming treatment)라고 부른다.
이어서, 용강 중의 탄소 농도가 목표 농도까지 저하하면, Al 등의 탈산재를 첨가하여 용강의 탈산을 행한다. 그 후, 목표 성분 조성이 되도록 합금철을 첨가하여 성분 조정을 행하고, RH 탈가스 처리를 소정 시간 계속하여, 용강 중 성분 농도의 균일화 및 탈산 생성물의 부상 분리 촉진을 도모한다. 이러한 탈산 후의 처리를 킬드 처리라고 부른다.
또한, 용강의 탈탄 정련을 수반하지 않는 RH 탈가스 처리의 경우는, 전로나 전기로로부터의 출강 시에 레이들 내에서 용강을 탈산한 후, 이 레이들을 RH 탈가스 설비에 반송한다. 이 경우, RH 탈가스 설비에서는, 목표 성분 조성이 되도록 합금철을 첨가하여 성분 조정을 행하고, 소정 시간 처리를 계속하는, 킬드 처리를 실시한다.
상기한 RH 탈가스 처리에서는, (승열 조작을 행하지 않으면) 킬드 처리의 진행에 수반하여 용강의 온도가 저하한다. 이 온도 저하량을 적절히 추측하여, RH 탈가스 처리 후의 용강의 온도를 목표 온도에 대하여 정밀도 좋게 맞출 필요가 있다. 이 때문에, RH 탈가스 처리 중의 온도 변화를 정확하게 파악하여 온도 저하량의 추측 정밀도를 향상시킴과 함께, 처리 후의 용강 온도가 목표 범위에 들어가지 않는 예상이 성립하는 경우는, 그를 수정하는 조작을 조기에 실시하여, 시간을 연장하는 일 없이 처리를 종료할 필요가 있다.
이상의 사항은, RH 탈가스 처리 이외의 레이들 정련 처리에 있어서도 마찬가지이다. 즉, DH 진공 탈가스 처리, REDA 진공 탈가스 처리, VOD 설비에서의 진공 탈가스 처리 등의 탈가스 처리나, 가스 버블링 처리, 대기하 또는 감압하에서의 분체 취입 처리, 와이어 첨가 처리, 아크 가열을 수반하는 레이들 정련 처리(소위 레이들 퍼니스에서의 처리), 등의 레이들 정련 전반의 처리에 있어서, 용강 온도를 상승시키는 조작을 행하지 않으면, 각 처리에 수반하는 용강 온도의 저하는 불가피이다. 각 처리 중의 온도 변화를 정확하게 파악하여 온도 저하량의 추측 정밀도를 향상시킴과 함께, 처리 후의 용강 온도가 목표 범위에 들어가지 않는 예상이 성립하는 경우는, 그를 수정하는 조작을 조기에 실시하여, 시간을 연장하는 일 없이 처리를 종료할 필요가 있다.
본 발명은, 이상의 RH 탈가스 처리를 전형예로 하는 레이들 정련 처리에 있어서의 조업상의 과제를 해소하기 위해, 우선, 처리 후의 용강 온도를 정밀도 좋게 추정하는 방도를 부여하고, 나아가서는, 그의 추정값을 이용하여 예정 처리 시간을 연장하는 일 없이 처리 후 온도를 목표 범위 내로 제어하는 방도를 제공한다.
이하, 본 발명의 레이들 정련 처리로서 RH 탈가스 처리를 행하여, RH 탈가스 처리를 실시한 용강을 주조하는 경우를 예로, 당해 RH 탈가스 처리 후의 용강 온도를 정밀도 좋게 추정하는 것, 이어서 추정값을 이용하여 RH 탈가스 처리를 제어하는 것의 순서대로, 상세하게 설명한다.
본 발명에서는, RH 탈가스 처리 중의 온도 변화를 정확하게 파악하기 위해, 용강에 대하여 연속 측온을 실시한다. 여기에서, 연속 측온에 이용하는 온도 센서로서는, 내화물 피복을 실시한 열전대나, 광 파이버와 접속된 방사 온도계 등을 이용할 수 있다. 측온 위치는, 각 조업을 통하여 동일한 위치이면 특별히 지정하지 않지만, 온도 센서의 설치 용이함과 온도 센서의 열이나 용강 유동에 대한 내용성으로부터, 진공조의 외측에서 레이들 내 용강의 표면에 침지하는 것이 바람직하다.
온도 센서로서 내화물 피복을 실시한 열전대를 이용하는 경우, RH 탈가스 처리의 개시와 함께, 또는 RH 탈가스 처리의 개시 후, 연속 측온용 프로브(내화물 피복을 실시한 열전대의 용강에 침지하는 부위)를 레이들 내 용강의 표층에 침지하여 측온을 개시하고, RH 탈가스 처리의 종료까지 측온을 계속한다. 본 발명에서는, RH 탈가스 처리의 초기의 용강 온도는 반드시 필요로 하지는 않지만, 피복 내화물이 용강 온도에 도달하여 측온값이 정상 상태가 될 때까지 몇분을 필요로 하기 때문에, 열전대의 용강으로의 침지는, 피복 내화물의 내용성(tolerance)을 충족하는 범위에서 처리의 초기부터 행하는 것이 바람직하다.
여기에서, 연속 측온용 프로브의 침지 깊이는, 내화물 피복이 이루어진 범위에서 열전대의 선단이 용강 내에 확실히 침지되어 있는 깊이라면, 특별히 지정하지 않는다. 단, 레이들 내 용강은 그의 표면으로부터 발열되기 때문에, 표층에 온도 분포가 생기고, 통상은, 침지 깊이를 깊게 하면 측온값이 높아진다. 따라서, 연속 측온용 프로브에 의한 용강 온도의 측정값은, 연속 측온용 프로브의 침지 깊이에 따라서 보정되는 것이 바람직하다.
상기 보정은, 예를 들면, 기준 침지 깊이와 실적 침지 깊이와의 차의 단위량당의 온도의 오프셋량을 구해 두고, 대상 측정 시에 있어서의 실적 침지 깊이에 대응한 오프셋량을, 측정값에 일률 가산 또는 일률 감산하여 보정하는 방법을 채용할 수 있다. 또한, 상기 기준 침지 깊이와 실적 침지 깊이와의 차의 단위량당의 온도의 오프셋량의 구하는 방법은, 특별히 정하는 것은 아니지만, 예를 들면, 다음에 드는 방법을 채용할 수 있다.
즉, 도 1에 나타내는 바와 같이, 1차지의 처리의 기간 중에 프로브의 침지 깊이를 일정하게 하여 일정 기간 연속 측온을 행한 후, 당해 프로브의 침지 깊이를 깊게(도 1 중, ΔL)하고, 당해 변경 후의 프로브의 침지 깊이하, 추가로 일정 기간 연속 측온을 행한다. 이 때, 프로브 침지 깊이 변경 전의 온도 변화 속도(시간당의 온도 변화량) 및, 프로브 침지 깊이 변경 후의 온도 변화 속도로, 측정값을 각각 전방 외삽(extrapolation) 및, 후방 외삽하여, 프로브 침지 깊이 변경 중의 타이밍에 있어서의 값(도 1 중, T1 및 T2)을 추정한다. 이와 같이 하여 추정한 프로브 침지 깊이 변경 전후의 온도 변화(ΔT=T2-T1)를 당해 프로브의 침지 깊이의 변경량(ΔL)으로 나누고, 기준 침지 깊이와 실적 침지 깊이와의 차의 단위량당의 온도의 오프셋량(ΔT/L)으로 한다.
RH 탈가스 처리 후의 용강 온도의 추정은, 용강의 RH 탈가스 처리의 개시 이후의 타이밍에서 동(同)처리의 종료까지 용강 온도를 연속적으로 측정하면서, 동처리의 종료 예정 시각보다도 빠른 시각을, 동처리에 있어서 가열이나 냉각의 조정 조작(이하, 간단히 조정 조작이라고도 함)이 필요한지 아닌지의 판단을 하는 시점, 즉 판단 타이밍으로서 정하고, 상기 RH 탈가스 처리의 개시 이후의 타이밍에서 상기 판단 타이밍까지의, 용강의 연속 측온 데이터에 있어서의 용강 온도의 시간 변화에 기초하여 행한다.
즉, RH 탈가스 처리에 있어서, 예를 들면 오퍼레이터가 조정 조작 요부(要否)의 판단 타이밍을 정한다. 예를 들면, 종료 예정 시각의 5분 전, 등이라고 정한다. 이 타이밍은, 종료 예정 시각에 있어서의 용강 온도의 추정값을 보고 나서, 오퍼레이터가 용강의 승열 혹은 냉각 액션을 취하여 용강의 승온 혹은 강온이 종료 예정 시각까지 완료하는 타이밍으로 하는 것이 바람직하고, 종료 예정 시각의 3분 전∼8분 전으로 설정하면 적합하다. 왜냐하면, 판단 타이밍이 종료 예정 시각의 3분 전보다 짧으면, 종료 예정 시각에 있어서의 용강 온도의 추정 시기가 느려진다. 그러면, 용강 온도의 추정값이 목표 범위에 들어가지 않는 예상이 되어, 용강의 승열 혹은 냉각 액션이 필요해진 경우, 종료 예정 시각까지 탈가스 처리가 완료되지 않고, 처리 시간의 연장을 가져올, 가능성이 있기 때문이다. 한편, 8분 전보다 길어지면, 종료 예정 시각에 대하여, 용강 온도의 추정 시기가 지나치게 빠르고, 그 결과, 종료 예정 시각에 있어서의 용강 온도의 추정 정밀도가 저하할, 가능성이 있기 때문이다.
또한, 종료 예정 시각이란, 다음 공정인 주조 공정이 결정된 생산 스케줄대로 완료시키기 위해, RH 탈가스 처리를 종료하지 않으면 안 되는 시각을 의미하고, 구체적으로는 주조 공정으로부터 RH 탈가스 처리 공정으로의 요구에 기초하여 결정된다. RH 탈가스 처리의 종료 시각이 지연되면, 주조 공정에서는 주조 개시 시간을 지연시키고, 연속 주조(주조를 중단하지 않고, 다수의 히트(heat)를 연속적으로 주입(鑄入)하는 것)의 경우는, 주조 속도를 떨어뜨려 RH 탈가스 처리 후의 용강의 도착을 기다리는, 등의 조업 변경이 필요해지기 때문에, 생산성이 저하한다. 또한, RH 탈가스 처리의 종료 시각이 앞당겨지면, RH 탈가스 처리 후의 용강은 레이들에 보존유지(保持)된 상태로 주조 개시를 기다리지 않으면 안 되게 된다. 이 사이, 레이들 내의 용강의 온도는 저하하기 때문에, 주조에 필요한 용강의 과열도를 확보할 수 없게 되는 경우가 있어, 최악, 레이들 내의 용강의 전량을 주조하기 전에 주조를 중지하지 않으면 안 되는 경우도 있다.
RH 탈가스 처리가 진행되어, 앞서 정한 판단 타이밍에 도달했다면, 그 시점에서의 용강의 연속 측온 데이터에 있어서의 용강 온도의 시간 변화에 기초하여, 종료 예정 시각의 용강 온도를 추정한다. 예를 들면, 이하의 방법에 따라 추정할 수 있다.
우선, 판단 타이밍의 1분 전 및 판단 타이밍에 있어서의 각 용강 온도를, 용강 온도의 연속 측온 데이터로부터 각각 판독하고, 이들 온도차로부터 1분간 당의 용강 온도의 변화량을 구한다. 종료 예정 시각까지 앞서 구한 1분간 당의 용강 온도의 변화량이 변하지 않는다고 하여 외삽하면, 종료 예정 시각의 용강 온도가 구해진다. 이 계산은 오퍼레이터가 행할 수도 있지만, 프로세스 컴퓨터 등에 연속 측온값을 취입하여 자동으로 계산시키면 좋다.
종료 예정 시각에 있어서의 용강 온도의 추정은, 상기의 방법에 한정하지 않고, 하기의 (1)식에 따라 행할 수도 있다. 이 (1)식을 이용함으로써, 추정 정밀도가 향상하기 때문에, 더욱 적합하다.
Tf=BMAtd+(BMAtd-BMAtd-α)/α×tr ·····(1)
단, Tf: 처리 종료 예정 시각에 있어서의 추정 용강 온도(℃)
BMAtd: td의 시점에 있어서의 연속 측온값의 후방 이동 평균값(℃)
BMAtd-α: (td-α)의 시점에 있어서의 연속 측온값의 후방 이동 평균값(℃)
td: 용강의 연속 측온의 개시에서 판단 타이밍까지의 조업 시간(분)
td-α: td보다 α분 전의, 용강의 연속 측온의 개시로부터의 조업 시간(분)
tr: 종료 예정 시각에 있어서의 용강 온도의 추정값의 판명에서 종료 예정 시각까지의 시간(분)
상기의 (1)식을 이용함으로써, 이하를 고려한 용강 온도의 추정을 가능하게 하는 것이다.
(A) 상기의 조정 조작 요부를 행하는 판단 타이밍에 있어서의 용강의 연속 측온값의 시간 변화로서, 당해 판단 타이밍의 α분 전에서 판단 타이밍까지의 연속 측온 데이터에 있어서의 용강 온도의 시간 변화를 이용한다.
(B) 상기의 판단 타이밍 및, 판단 타이밍의 α분 전의 연속 측온값의 대표값으로서, 각각 x분간의 후방 이동 평균값을 이용한다.
연속 측온 데이터에 있어서의 용강 온도값(이하, 연속 측온값이라고 나타냄)은, 용강 유동 등의 외란이나 노이즈의 영향을 받아 변동하면서 추이한다. 이 때문에, 어느 타이밍에 있어서의 용강 온도의 시간 변화를 구할 때, 미소 시간에 대한 변위로부터 산출하면, 반드시 정확한 값이 나타나지는 않는 경우가 있다. 따라서, α분의 기간에 대한 용강 온도의 시간 변화로서 산출하는 것이 바람직하다. 여기에서, α를 0.5분∼2.0분으로 하는 것이 적합하다. 왜냐하면, α가 0.5분보다 짧으면 상기의 연속 측온값의 변동을 흡수할 수 없고, α가 2.0분보다 길면, 그때까지 행한, 예를 들면 합금철 투입 등의 조업 액션의 영향이 잔존하여 용강 온도의 거동이 안정되지 않은 경우가 있기 때문이다.
또한, 판단 타이밍에 있어서의 용강 온도의 대표값 및, 판단 타이밍의 α분 전에 있어서의 용강 온도의 대표값으로서, 각각의 타이밍의 순간값을 채용하면, 반드시 정확한 값이 나타나지는 않는 경우가 있다. 이를 회피하기 위해, 각각의 타이밍에 있어서의 용강 온도의 대표값으로서, 각각 x분간의 후방 이동 평균값을 이용하는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 노이즈 등에 의해 측정값이 주기 변동하는 것 등에 의한 영향을 최소한으로 억제할 수 있다.
또한, 이동 평균의 구간 x는, 미리 용강 온도의 연속 측정을 행하여, 측정값의 변동 주기의 유무 및 주기 변동이 있으면 그 주기를 고려하여 적어도 1주기 이상의 기간이 되도록 결정하는 것이 바람직하다. 또한, 용강 환류 시간(레이들 내의 용강이 진공 탈가스조를 통과하여, 재차 레이들로 돌아올 때까지의 시간) 이상의 기간을 이동 평균 구간으로 해도 좋다. 단, 이동 평균 구간을 지나치게 길게 취하면, 합금철 첨가나 산소 공급 등, 용강 온도에 비정상인 변화를 미치는 조작을 행했던 시기가 이동 평균 구간에 포함되는 경우가 있다. 그 경우, 처리 종료 시의 용강 온도의 추정값의 추정 정밀도의 저하를 초래할 가능성이 있기 때문에, 킬드 처리의 기간의 연속 측온 데이터로 이동 평균을 산출할 수 있도록, 이동 평균 구간을 설정하면 좋다.
상기에 따라 종료 예정 시각에 있어서의 용강 온도의 추정값(이하, 간단히 추정값이라고도 함)이 얻어진다면, 그 추정값이 미리 정한 목표 온도 범위 내인지 아닌지로, 오퍼레이터는 다음에 행해야 하는 액션을 판단한다.
즉, 추정값이 미리 정한 목표 온도 범위보다도 높으면, 판단 타이밍에서 종료 예정 시각까지의 기간에, 용강 온도를 강하시키는 조작을 행한다. RH 탈가스 처리에 있어서 용강 온도를 강하시키는 조작으로서는, 용강에 입도 조정한 철 스크랩을 투입하여 용해시키고, 철 스크랩의 현열(sensible heat) 및 잠열(latent heat)을 이용하여 용강 온도를 강하시키는 방법이 있다.
한편, 종료 예정 시각에 있어서의 용강 온도의 추정값이 미리 정한 목표 온도 범위보다도 낮으면, 판단 타이밍에서 종료 예정 시각까지의 기간에, 용강 온도를 상승시키는 조작을 행한다. 용강 온도를 상승시키는 조작으로서는, 용강에 금속 Al을 첨가함과 함께 산소 가스를 공급하여, 산소 가스에 의한 Al의 연소열을 이용하여 용강 온도를 상승시키는 방법이 있다. 나아가서는, 강종에 의해 금속 Al 대신에 금속 Si나 페로실리콘을 이용해도 좋다. 또한, 진공 탈가스조에 용강 가열이 가능한 버너가 장비되어 있는 RH 탈가스 설비이면, 용강의 청정성을 해치지 않는 범위에서, 이 버너를 사용하여 용강을 가열해도 좋다.
또한, 종료 예정 시각에 있어서의 용강 온도의 추정값이 미리 정한 목표 온도 범위 내이면, 판단 타이밍 이후 종료 예정 시각까지, 상기의 용강 온도를 강하시키는 조작 및 용강 온도를 상승시키는 조작의 어느 것도 행하는 일 없이, 그대로 조업을 계속한다.
여기에서, 상기의 미리 정한 목표 온도 범위는, 다음 공정인 주조 공정으로부터 지정되는 용강 온도 범위이다. 일반적으로 주조 공정에서는, 주편의 균열 등의 결함의 발생이나, 브레이크 아웃이나 주조 중지 등의 트러블 없이 연속 주조기의 기단까지 주편 전체 두께의 응고가 완료될 수 있도록, 강종에 따른 적정한 주조 온도 범위(용강 과열도 범위)를 정하여 조업을 행하고 있다. 그 때문에, 주조 공정은, 주조 단계의 (주입 예정 시각에서의) 용강 과열도가 상기의 적정한 주조 온도 범위 내가 되도록, 주조 개시까지의 예상 시간을 고려하여 RH 탈가스 처리 종료 시의 목표 온도 범위를 지정한다. 목표값의 범위는, 강종이나 조업 상황에 의해 상이하지만 ±3℃ 이내인 경우가 많다. RH 탈가스 처리 종료 시의 온도가 목표 범위보다 높으면, 주조 공정은, 주조 개시 시간을 지연시켜, 주조 속도를 떨어뜨리는 등 하여 용강 온도가 높아도 브레이크 아웃 등 없이 조업을 행할 수 있도록 조업 조건을 변경하기 때문에 생산성이 저하한다. 또한, RH 탈가스 처리 종료 시의 온도가 목표 범위보다 낮으면, 주조에 필요한 용강 과열도를 확보할 수 없게 되는 경우가 있어, 최악, 레이들 내의 용강의 전량을 주조하기 전에 주조를 중지하지 않으면 안 되게 되는 경우도 있다.
그러나, 연속 측온용 프로브는, 사용 횟수를 거듭함에 따라, 내화물 피복이 이루어진 부분 중, 침지되었을 때에 슬래그에 접촉하는 부위(슬래그 라인(slag line))가 국소적으로 용손된다. 슬래그 라인 부위의 내화물 피복이 용손되어 그 영향이 프로브 내부에 미치면, 내부의 열전대도 단선한다. 그 때문에, 연속 측온용 프로브의 수명 향상을 도모하려면, 슬래그 라인 부위의 내화물 피복 수명을 향상시키는 것이 중요하다. 대책으로서, 내화물 피복의 두께를 두껍게 하거나, 혹은 내화물 재질을 내용손성이 높은 것으로 변경한다는 방법을 취해도 좋지만, 이들 방법에서는 연속 측온용 프로브의 비용 증가나 열 스폴링(spalling)의 리스크가 증가하는 경우도 있다.
본 발명에 따른 RH 탈가스 처리의 조업 방법에서는, 연속 측온용 프로브의 침지 깊이를, 당해 프로브의 사용 횟수의 증가와 함께 깊게 한다는 방법을 채용할 수 있다. 이 방법에서는, 예를 들면 도 2에 나타내는 바와 같이, 신품의 연속 측온용 프로브의 사용 개시 시는, 내화물 피복이 이루어진 부분이 용강 온도의 측정에 지장이 없는 최저한 정도의 침지 깊이가 되도록, 연속 측온용 프로브를 얕게 침지시켜 사용하고, 도 2의 화살표로 나타내는 바와 같이, 사용 횟수의 증가와 함께 연속 측온용 프로브의 침지 깊이를 깊게 하여 사용한다. 이와 같이 하여, 연속 측온용 프로브의 내화물 피복이 이루어진 부분 중, 슬래그 라인에 해당하는 부위를 분산하여 사용함으로써, 내화물 피복의 국소적인 용손을 방지하여, 연속 측온용 프로브의 수명 향상이 가능해진다. 발명자는, 상기 방법을 채용함으로써, 채용하지 않는 경우에 비해, 10ch∼20ch 정도 프로브 수명이 향상하는 것을 확인하고 있다. 여기에서, 연속 측온용 프로브의 침지 깊이를, 당해 프로브의 사용 횟수의 증가와 함께 깊게 하는 경우, 당해 프로브에 의한 용강 온도의 측정값은, 당해 프로브의 침지 깊이에 따라서 보정되는 것이 바람직하다.
실시예 1
전로에서 탈탄한 300∼340톤의 용강을 레이들에 수용하여, RH 탈가스 장치를 이용한 용강의 RH 탈가스 처리를 행했다. 처리 실시 시에는, 용강에 연속 측온 장치를 침지하고, 측정된 온도 데이터에 기초하여 용강 온도의 추정을 행했다. 연속 측온에 의해, 용강 온도의 값을 1초마다 관측했다. 또한, 용강 온도의 추정은, 이하의 식 (1)에 따라 행했다. 그의 추정한 용강 온도를 표 1에 나타낸다.
Tf=BMAtd+(BMAtd-BMAtd-α)/α×tr ·····(1)
단, Tf: 처리 종료 예정 시각에 있어서의 추정 용강 온도(℃)
BMAtd: td의 시점에 있어서의 연속 측온값의 후방 이동 평균값(℃)
BMAtd-α: (td-α)의 시점에 있어서의 연속 측온값의 후방 이동 평균값(℃)
td: 용강의 연속 측온의 개시에서 판단 타이밍까지의 조업 시간(분)
td-α: td보다 α분 전의, 용강의 연속 측온의 개시로부터의 조업 시간(분)
tr: 종료 예정 시각에 있어서의 용강 온도의 추정값의 판명에서 종료 예정 시각까지의 시간(분)
상기의 조업에서는, 발명예로서, 상식 (1)에 있어서의 td를 처리 종료 예정 시각의 5분 전에 대응하는 값, α를 1분으로 하고, x를 0분 또는 2분으로 하여 처리 종료 시의 용강 온도를 추정했다. 또한, x를 0분으로 한 경우는, 이동 평균을 취하지 않는 경우에 상당한다.
표 1은, RH 탈가스 처리에 있어서의 연속 측온 적용 중에, 본 발명에 의해 처리 후 온도를 추정한 결과를 나타내고 있다. 표 1에 나타내는 바와 같이, 발명예 1 내지 3은, 처리 종료 5분 전의 추정값은 모두 목표값±2℃의 목표 온도 범위 내에 있었기 때문에, 승열 및 냉각에 의한 조정을 행하지 않았다. 실제의 RH 탈가스 처리의 종료 시의 용강 온도의 실적값도 마찬가지로 목표값±2℃의 범위 내에 들어가 있고, 추정식 및 조정 실시의 판단에 잘못이 없었던 것이 나타났다.
한편, 발명예 4 및 5는, 처리 종료 5분 전의 추정값이 목표값±2℃의 목표 온도 범위로부터 벗어나 있었기 때문에, 발명예 4에 대해서는, 철 스크랩을 투입하는 온도 하강 조작을 행하고(도 3 참조), 발명예 5에 대해서는, Al을 투입하여 산소 취정(吹精)하는 온도 상승 조작을 행했다. 그 결과, 실제의 RH 탈가스 처리의 종료 시의 용강 온도의 실적값을 목표값±2℃의 범위 내에 넣을 수 있었다.
또한, 비교로서, 연속 측온을 행하지 않고, 비연속의 측온(배치 측온)에 의해, RH 탈가스 처리 종료 시의 용강 온도의 추정을 행했다(도 4 참조). 구체적으로는, 처리 종료 5분 전에 배치 측온을 행하고, 얻어진 측정값을 각종 조업 데이터(전 공정에서 RH 처리까지의 시간, 레이들의 온도 등)에 기초하는 추정식에 대입하여 RH 탈가스 처리 종료 시의 용강 온도의 추정값을 산출한 결과, 1590℃였다. 1590℃이면 목표값±2℃를 충족하기 때문에, 용강 온도의 상승 조작 또는 하강 조작은 행하지 않고, 예정 대로의 시간에 처리를 종료하기 위해 조업을 계속했다. 그러나, 목표 처리 종료 시각의 1분 전에 재차 배치 측온을 행하면, 상정(想定)보다도 온도가 5℃ 높았다. 이 때문에, 처리 시간을 3분 연장함으로써 용강을 냉각하여, 목표 온도 1589℃에 맞추었다.
Figure 112022061408456-pct00001
또한, 도 5에, 이하의 (a) 내지 (f)의 순서에 따르는 조업에 있어서의, RH 처리 후 온도의 트렌드 추정값을 나타낸다.
(a) 조업 개시 시점에서 예정 처리 시간은 17.5분.
(b) 판단 타이밍을 조업 개시 후 12.5분 및 α를 1분으로 결정하여 조업을 개시. 동시에, 연속 측온도 개시.
(c) 예정대로 조업이 진행됐기 때문에, 조업 개시 후 12.5분이 경과한 시점에서, 조업 개시 후 11.5분 및 조업 개시 후 12.5분의 이동 평균 구간을 2분으로 하는, 후방 이동 평균값을 산출.
(d) 이들 후방 이동 평균값으로부터, 상기한 (1)식을 이용하여 조업 개시 후 17.5분의 용강 온도 추정값을 산출.
(e) 상기 (d)로 구한 추정값은 1573.8℃로, 목표값(1572.0℃)±2℃의 범위에 들어갈 것으로 예상된 점에서, 그대로 17.5분에서 조업을 종료.
(f) 조업 종료 시점의 실적의 용강 온도는 1573.0℃이고, 연속 측정에 의한 추정값은 고정밀도에서의 추정인 것을 확인.
또한, 도 5에 있어서, 회색의 플롯은 x=0, 흑색의 플롯은 x=2로 한 경우의 추정값을 나타내고 있다. 이동 평균을 취하지 않는 회색의 플롯에서는, 대체로 2분의 주기로 편차가 있는 것에 대하여, 2분의 폭으로 이동 평균을 취한 흑색의 플롯에서는, 그 편차를 억제할 수 있어, 정밀도 좋게 온도를 추정할 수 있던 것을 알 수 있다.
여기에서, 본 발명은, 상기한 RH 탈가스 처리에 한정하지 않고, 예를 들면, 가스 버블링 처리에도 적용 가능하다. 구체적으로는, 전로 출강 후, 가스 버블링 처리를 행하여 주조하는 강종에 있어서, 가스 버블링 처리 중의 연속 측온을 행하고, 실시예 1과 마찬가지로 상기의 식 (1)을 이용하여 가스 버블링 처리 종료 시의 용강 온도의 추정을 행할 수 있다.
가스 버블링 처리에서는 승열 수단이 없기 때문에, 용강 온도가 목표 하한을 하회하면 주조할 수 없게 된다. 이 때문에 종래는, 출강 온도를 조금 높게 하고, 가스 버블링 처리 중에 냉재(cold material) 투입을 행하여 가스 버블링 처리 후의 온도를 목표 온도에 맞추는 대응을 취하고 있었다. 그러나, 냉재 투입량은, 경험으로부터 예측되는 온도 강하량을 바탕으로 결정하고 있기 때문에, 그의 예측보다도 온도 강하량이 작았던 경우는, 처리 시간을 연장하여 용강을 냉각하는 경우도 있었다.
히트 사이즈가 340t인 용강에, 400L/min의 Ar 가스를 취입하여 행하는, 예정 처리 시간이 10분인 가스 버블링 처리에 본 발명을 적용하면, 예를 들면, 상기의 식 (1)에 있어서의 td를 처리 종료 예정 시각의 3분 전에 대응하는 값, α를 1분으로 하고, x를 2분으로 하여 처리 종료 시의 용강 온도를 추정하면, 실시예 1과 마찬가지로 정확한 추정값이 얻어진다. 이에 따라, 가스 버블링 처리에 있어서, 용강 온도가 지나치게 떨어지는 것을 우려하지 않고 적정량의 냉재를 투입하는 것이 가능해져, 처리 시간을 연장하여 용강을 냉각하는 케이스가 감소한다.
실시예 2
전로에서 탈탄한 300∼340톤의 용강을 레이들에 수용하여, RH 탈가스 장치를 이용한 용강의 RH 탈가스 처리를 행했다. 처리 실시 시에는, 용강에 연속 측온 장치를 침지하고, 측정된 온도 데이터에 기초하여 용강 온도의 추정을 행했다. 연속 측온용 프로브에 의한 연속 측온은, 실시예 1에서의 침지 깊이로부터 300㎜ 깊은 조건으로 행했다. 또한, 실시예 1의 조건보다 연속 측온용 프로브의 침지 깊이가 300㎜ 깊어진 것에 의한 온도의 오프셋값은 1.1℃인 것을, 미리 확인하고 있다. 그 외의 조업 조건 및 연속 측온의 조건은, 실시예 1과 마찬가지이다.
표 2는, RH 탈가스 처리에 있어서의 연속 측온 적용 중에, 본 발명에 의해 처리 후 온도를 추정한 결과를 나타내고 있다. 표 2에 나타내는 바와 같이, 발명예 6 내지 8은, 처리 종료 5분 전의 추정값에, 침지 깊이가 300㎜ 깊어진 것에 의한 온도의 오프셋값인 1.1℃를 빼고 추정값을 보정했다. 그 결과, 보정 후의 추정값은 모두 목표값±2℃의 목표 온도 범위 내에 있었기 때문에, 승열 및 냉각에 의한 조정을 행하지 않았다. 실제의 RH 탈가스 처리의 종료 시의 용강 온도의 실적값도 마찬가지로 목표값±2℃의 범위 내에 들어가 있고, 추정식과 값의 보정 및, 조정 실시의 판단에 잘못이 없었던 것이 나타났다.
Figure 112022061408456-pct00002

Claims (18)

  1. 용강(molten steel)의 레이들(ladle) 정련 처리의 조업 중에 상기 용강의 온도를 연속적으로 측정하면서 상기 용강의 레이들 정련 처리를 행하는 조업 방법으로서,
    상기 용강의 연속 측온 기간 내의 상기 레이들 정련 처리의 종료 예정 시각보다도 빠른 시각을 판단 타이밍으로서 정하고, 상기 용강의 연속 측온의 개시에서 상기 판단 타이밍까지의, 상기 용강의 연속 측온 데이터에 있어서의 용강 온도의 시간 변화에 기초하여, 상기 종료 예정 시각에 있어서의 용강 온도의 추정값 Tf를 하기 (1)식에 의해 산출하는 레이들 정련 처리의 조업 방법.
    Tf=BMAtd+(BMAtd-BMAtd-α)/α×tr ·····(1)
    단, Tf: 처리 종료 예정 시각에 있어서의 추정 용강 온도(℃)
    BMAtd: td의 시점에 있어서의 연속 측온값의 후방 이동 평균값(℃)
    BMAtd-α: (td-α)의 시점에 있어서의 연속 측온값의 후방 이동 평균값(℃)
    td: 용강의 연속 측온의 개시에서 판단 타이밍까지의 조업 시간(분)
    td-α: td보다 α분 전의, 용강의 연속 측온의 개시로부터의 조업 시간(분)
    tr: 종료 예정 시각에 있어서의 용강 온도의 추정값의 판명에서 종료 예정 시각까지의 시간(분)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 용강의 연속 측온 데이터가, 연속 측온용 온도 센서의 침지 깊이에 따라서 보정이 실시된 값인 레이들 정련 처리의 조업 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 용강 온도의 추정값이 상기 종료 예정 시각에 있어서의 용강 온도의 목표 범위 내에 있는 경우는, 상기 판단 타이밍에 있어서의 조업 조건을 상기 종료 예정 시각까지 계속하고,
    상기 용강 온도의 추정값이 상기 종료 예정 시각에 있어서의 용강 온도의 목표 범위보다도 높은 경우는, 상기 판단 타이밍에서 상기 종료 예정 시각까지의 기간에, 용강 온도를 강하시키는 조작을 행하고, 또는
    상기 용강 온도의 추정값이 상기 종료 예정 시각에 있어서의 용강 온도의 목표 범위보다도 낮은 경우는, 상기 판단 타이밍에서 상기 종료 예정 시각까지의 기간에, 용강 온도를 상승시키는 조작을 행하는, 레이들 정련 처리의 조업 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 용강 온도의 추정값이 상기 종료 예정 시각에 있어서의 용강 온도의 목표 범위 내에 있는 경우는, 상기 판단 타이밍에 있어서의 조업 조건을 상기 종료 예정 시각까지 계속하고,
    상기 용강 온도의 추정값이 상기 종료 예정 시각에 있어서의 용강 온도의 목표 범위보다도 높은 경우는, 상기 판단 타이밍에서 상기 종료 예정 시각까지의 기간에, 용강 온도를 강하시키는 조작을 행하고, 또는
    상기 용강 온도의 추정값이 상기 종료 예정 시각에 있어서의 용강 온도의 목표 범위보다도 낮은 경우는, 상기 판단 타이밍에서 상기 종료 예정 시각까지의 기간에, 용강 온도를 상승시키는 조작을 행하는, 레이들 정련 처리의 조업 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 판단 타이밍이, 상기 종료 예정 시각의 3분 전 내지 8분 전인 레이들 정련 처리의 조업 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 판단 타이밍이, 상기 종료 예정 시각의 3분 전 내지 8분 전인 레이들 정련 처리의 조업 방법.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 판단 타이밍이, 상기 종료 예정 시각의 3분 전 내지 8분 전인 레이들 정련 처리의 조업 방법.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 판단 타이밍이, 상기 종료 예정 시각의 3분 전 내지 8분 전인 레이들 정련 처리의 조업 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 α가, 0.5분 내지 2.0분인 레이들 정련 처리의 조업 방법.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 후방 이동 평균의 범위를, 미리 측정한 용강 온도의 연속 측정값의 변동 주기에 기초하여 결정하는 레이들 정련 처리의 조업 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 후방 이동 평균의 범위를, 미리 측정한 용강 온도의 연속 측정값의 변동 주기에 기초하여 결정하는 레이들 정련 처리의 조업 방법.
  12. 제2항, 제4항, 제6항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연속 측온용 온도 센서의 침지 깊이를, 당해 연속 측온용 온도 센서의 측정 소자 사용 횟수의 증가와 함께 깊게 하는 레이들 정련 처리의 조업 방법.
  13. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용강의 연속 측온 기간 내의 합금 첨가 및/또는 산소 공급의 종료 후에서 상기 판단 타이밍까지의 킬드 처리(killing treatment) 중의, 상기 용강의 연속 측온 데이터에 있어서의 용강 온도의 시간 변화에 기초하여, 상기 종료 예정 시각에 있어서의 용강 온도를 추정하는, 레이들 정련 처리의 조업 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 용강의 연속 측온 기간 내의 합금 첨가 및/또는 산소 공급의 종료 후에서 상기 판단 타이밍까지의 킬드 처리 중의, 상기 용강의 연속 측온 데이터에 있어서의 용강 온도의 시간 변화에 기초하여, 상기 종료 예정 시각에 있어서의 용강 온도를 추정하는, 레이들 정련 처리의 조업 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 용강의 연속 측온 기간 내의 합금 첨가 및/또는 산소 공급의 종료 후에서 상기 판단 타이밍까지의 킬드 처리 중의, 상기 용강의 연속 측온 데이터에 있어서의 용강 온도의 시간 변화에 기초하여, 상기 종료 예정 시각에 있어서의 용강 온도를 추정하는, 레이들 정련 처리의 조업 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 용강의 연속 측온 기간 내의 합금 첨가 및/또는 산소 공급의 종료 후에서 상기 판단 타이밍까지의 킬드 처리 중의, 상기 용강의 연속 측온 데이터에 있어서의 용강 온도의 시간 변화에 기초하여, 상기 종료 예정 시각에 있어서의 용강 온도를 추정하는, 레이들 정련 처리의 조업 방법.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 용강의 연속 측온 기간 내의 합금 첨가 및/또는 산소 공급의 종료 후에서 상기 판단 타이밍까지의 킬드 처리 중의, 상기 용강의 연속 측온 데이터에 있어서의 용강 온도의 시간 변화에 기초하여, 상기 종료 예정 시각에 있어서의 용강 온도를 추정하는, 레이들 정련 처리의 조업 방법.
  18. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레이들 정련 처리가 RH 탈가스 처리인, 레이들 정련 처리의 조업 방법.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009041069A (ja) * 2007-08-09 2009-02-26 Nippon Steel Corp 鍋内の溶鋼温度制御方法
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

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56162394A (en) * 1980-05-19 1981-12-14 Nippon Steel Corp Removal of slag
JPS61195914A (ja) * 1985-02-25 1986-08-30 Sumitomo Metal Ind Ltd 真空精錬炉における溶鋼温度制御方法
JPS63203716A (ja) 1987-02-19 1988-08-23 Sumitomo Metal Ind Ltd 溶銑の精錬制御方法
JPH01209328A (ja) * 1988-02-17 1989-08-23 Nkk Corp 測温プローブの位置制御装置
JP3235405B2 (ja) * 1995-05-25 2001-12-04 日本鋼管株式会社 溶銑の予備処理方法
JP3725312B2 (ja) 1997-10-21 2005-12-07 新日鐵住金ステンレス株式会社 含クロム溶鋼の精錬方法
WO1999023262A1 (fr) * 1997-11-04 1999-05-14 Nkk Corporation Procede d'exploitation d'un haut-fourneau
JPH11293331A (ja) * 1998-04-10 1999-10-26 Kawasaki Steel Corp 溶鋼の精錬方法
CN1298458C (zh) * 2003-09-29 2007-02-07 宝山钢铁股份有限公司 一种rh精炼炉钢液温度实时预测方法
JP5299032B2 (ja) * 2009-04-01 2013-09-25 新日鐵住金株式会社 溶鋼の連続測温方法
CN103382515B (zh) * 2013-07-19 2015-06-17 东北大学 一种在线实时监测rh精炼过程钢水温度的系统及方法
EP2940441B1 (en) * 2014-04-30 2020-01-01 Heraeus Electro-Nite International N.V. Device for measuring the temperature of a molten metal
CN104451037A (zh) * 2014-12-18 2015-03-25 马钢(集团)控股有限公司 一种实时在线检测rh精炼钢液温度的装置及其检测方法
CN106191380A (zh) * 2015-04-30 2016-12-07 上海梅山钢铁股份有限公司 基于质谱仪的rh钢包精炼温度预报系统及预报方法
JP6786848B2 (ja) * 2016-04-04 2020-11-18 日本製鉄株式会社 製鋼工程における溶鋼温度制御の支援方法、装置及びプログラム
JP6953714B2 (ja) * 2016-12-28 2021-10-27 日本製鉄株式会社 溶鋼の昇温方法
CN108060289B (zh) * 2017-12-12 2019-08-30 马鞍山钢铁股份有限公司 一种rh精炼炉生产if钢的温度补偿精炼工艺

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009041069A (ja) * 2007-08-09 2009-02-26 Nippon Steel Corp 鍋内の溶鋼温度制御方法
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

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