TW201812023A - 排渣重量推定方法及排渣重量推定裝置 - Google Patents

排渣重量推定方法及排渣重量推定裝置 Download PDF

Info

Publication number
TW201812023A
TW201812023A TW106122350A TW106122350A TW201812023A TW 201812023 A TW201812023 A TW 201812023A TW 106122350 A TW106122350 A TW 106122350A TW 106122350 A TW106122350 A TW 106122350A TW 201812023 A TW201812023 A TW 201812023A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
slag
converter
weight
discharged
volume flow
Prior art date
Application number
TW106122350A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI637061B (zh
Inventor
內藤憲一郎
淺原紀史
中切孝夫
松永邦俊
Original Assignee
新日鐵住金股份有限公司
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 新日鐵住金股份有限公司 filed Critical 新日鐵住金股份有限公司
Publication of TW201812023A publication Critical patent/TW201812023A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI637061B publication Critical patent/TWI637061B/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/0087—Treatment of slags covering the steel bath, e.g. for separating slag from the molten metal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
    • C21C1/02—Dephosphorising or desulfurising
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
    • C21C1/04—Removing impurities other than carbon, phosphorus or sulfur
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42—Constructional features of converters
    • C21C5/46—Details or accessories

Abstract

在轉爐內進行脫矽處理或脫磷處理後藉由使轉爐傾轉而在使熔鐵保留於轉爐內的狀態下從轉爐排出爐渣，利用以下順序推定在前述排渣作業中從轉爐排出的爐渣之重量。導出對從轉爐排出的爐渣之體積流量之歷時變化進行了推定的體積流量推移。導出對從轉爐排出的爐渣之容積密度之歷時變化進行了推定的容積密度推移。將體積流量推移及前述容積密度推移之對應的各時間點中的爐渣之體積流量與容積密度的積進行積分運算，並將積分運算後所得的值導出作為從轉爐排出的爐渣之排渣重量的推定值。

Description

排渣重量推定方法及排渣重量推定裝置
揭示之技術是有關於一種推定從轉爐排出的爐渣之重量的排渣重量推定方法及排渣重量推定裝置。
周知的方法為在進行從轉爐內之熔鐵除去作為雜質的矽之脫矽處理或除去作為雜質的磷之脫磷處理後，在使熔鐵保留於轉爐內的狀態下傾轉轉爐，使上層之爐渣的一部分從爐口朝配置於轉爐下方的排渣鍋流下而排渣，之後再度直立轉爐，添加生石灰(主成分為氧化鈣(CaO))等副原料，繼續進行熔鐵之精煉。
在該方法中，是在轉爐內使爐渣起泡(發泡)而增加爐渣的容體積，藉此，爐渣變得容易排出，且可確保排渣重量。在此，爐渣之起泡是因為在脫矽處理或脫磷處理期間，熔鐵中的碳(C)與爐渣中的氧化鐵(FeO)反應生成的一氧化碳(CO)氣體被保持在爐渣裡而產生。
雖然爐渣排出後會直立轉爐並添加生石灰等副原料繼續進行熔鐵之精煉，但若爐渣之排渣重量的推定精確度低，殘留在爐內的爐渣之重量（以下稱作爐內殘留爐渣重量）的推定精確度也會變低。通常是因應於爐內殘留爐渣重量而決定副原料的添加量，因此若爐內殘留爐渣重量的推定精確度低，就會發生副原料的添加量過多或不足的情況。例如，當爐內殘留爐渣重量的推定值比實際重量更大時，將招致副原料添加過剩所造成的成本惡化。另一方面，當爐內殘留爐渣重量的推定值比實際重量更小時，會因為副原料添加不足而容易招致磷等雜質成分之含有率不恰當的「成分偏差」。通常，為了防止「成分偏差」，大多傾向於過剩地添加副原料。然而，副原料的過剩添加，伴隨有副原料使用量的增加、爐渣重量的增加、熱損失的增加及鐵產率比的惡化等成本惡化等的課題。
以往，爐渣的排渣重量或爐內殘留爐渣重量的推定，是藉由作業員的目視或設置於排渣台車的秤量器之秤量來進行。然而，在爐渣之排渣中起泡的爐渣會鎮靜而使爐渣之容積密度隨時在變化，因此藉由作業員的目視來推定排渣重量有精確度較低的課題。又，當以秤量器秤量時，起泡的爐渣恐怕會超過排渣鍋的容量而溢出並損傷秤量器，秤量器的設備保養負載會變高。又，因排渣台車的震動等而使秤量器的秤量精確度惡化，進而亦需要修正不可避免地混入爐渣中的粒鐵分量等，欲穩定地進行高精確度的秤量較困難。
作為推定爐內殘留爐渣重量的其他方法，在日本特開第2007-308773號公報中，已找出轉爐的傾轉角度與爐內殘留爐渣重量有關，且揭示了根據轉爐的傾轉角度來推定爐內殘留爐渣重量的方法。然而，該方法為利用轉爐的傾轉角度與殘留在爐內的爐渣之容積的關係的方法，且是以適用於脫碳處理後的未起泡爐渣、亦即容積密度為固定的爐渣為前提。因此，日本特開第2007-308773號公報中記載的方法，無法適用於脫矽處理或脫磷處理後的起泡爐渣。
發明概要 發明欲解決之課題
有鑑於上述習知技術中的課題，揭示之技術的目的在於提供一種排渣重量推定方法及排渣重量推定裝置，其可簡便且高精確度地推定從轉爐排出的伴隨有起泡的爐渣之重量。
用以解決課題之手段 為了進行高精確度的排渣重量之推定，本案發明人想到如下方法並深入檢討：推定從轉爐排出的爐渣之體積流量及容積密度的歷時變化，並根據該等推定值來推定排渣重量。
結果，確立了從轉爐排出的爐渣之體積流量及容積密度的推定方法，進而是根據該等來推定排渣重量的方法，而完成揭示之技術。揭示之技術的要旨如以下所述。
揭示之技術的排渣重量推定方法是一種推定在排渣作業中從轉爐排出的爐渣之重量的排渣重量推定方法，且該排渣作業是在前述轉爐內進行脫矽處理或脫磷處理後藉由使前述轉爐傾轉而在使熔鐵保留於前述轉爐內的狀態下從前述轉爐排出爐渣，前述排渣重量推定方法包含有以下步驟：導出對從前述轉爐排出的爐渣之體積流量之歷時變化進行了推定的體積流量推移；導出對從前述轉爐排出的爐渣之容積密度之歷時變化進行了推定的容積密度推移；及將前述體積流量推移及前述容積密度推移之對應的各時間點中的爐渣之體積流量與容積密度的積進行積分運算，並將積分運算後所得的值導出作為從前述轉爐排出的爐渣之排渣重量的推定值。再者，積分運算是涵蓋從爐渣之排渣開始時間點到排渣結束時間點為止的期間來進行。
亦可根據從前述轉爐排出爐渣時的前述轉爐之傾轉角度之歷時變化而導出前述體積流量推移。
亦可導出用以表示前述轉爐的傾轉速度與從前述轉爐排出的爐渣之體積流量的關係的第1迴歸式，並根據從前述轉爐排出爐渣時的前述轉爐之傾轉角度之歷時變化、及前述第1迴歸式，而導出前述體積流量推移。
亦可根據進行前述脫矽處理或前述脫磷處理後的前述轉爐內之爐渣的重量、溫度、組成中的至少一種、以及從前述脫矽處理或前述脫磷處理的完成時間點起算的經過時間，而導出前述容積密度推移。
亦可導出第2迴歸式，並根據進行前述脫矽處理或前述脫磷處理後的前述轉爐內之爐渣的重量、溫度、組成中的至少一種以及從脫矽處理或脫磷處理之完成時間點起算的經過時間、與前述第2迴歸式，而導出前述容積密度推移，前述第2迴歸式是用以表示進行前述脫矽處理或前述脫磷處理後的前述轉爐內之爐渣的重量、溫度、組成中的至少一種、以及從脫矽處理或脫磷處理的完成時間點起算的經過時間，與從前述轉爐排出的爐渣之容積密度的關係。
又，揭示之技術的排渣重量推定裝置是一種推定在排渣作業中從轉爐排出的爐渣之重量的排渣重量推定裝置，且該排渣作業是在轉爐內進行脫矽處理或脫磷處理後藉由使前述轉爐傾轉而在使熔鐵保留於前述轉爐內的狀態下從前述轉爐排出爐渣，前述排渣重量推定裝置包含有：體積流量推移導出部，導出對從前述轉爐排出的爐渣之體積流量之歷時變化進行了推定的體積流量推移；容積密度推移導出部，導出對從前述轉爐排出的爐渣之容積密度之歷時變化進行了推定的容積密度推移；及排渣重量導出部，將前述體積流量推移及前述容積密度推移之對應的各時間點中的積進行積分運算，並將積分運算後所得的值導出作為從前述轉爐排出的爐渣之排渣重量的推定值而。
發明效果 藉由揭示之技術，從轉爐排出的爐渣之排渣重量的推定變得簡便，且推定精確度提升。藉此，爐內殘留爐渣重量的推定精確度提升，可不過多或不足地添加副原料。藉由以上效果，可達到成本之削減（副原料使用量之削減、爐渣產生量之削減、熱損失之抑制、鐵產率比之提升）。
用以實施發明之形態 以下，參照附圖說明揭示之技術的實施形態之一例。
圖1A是傾轉轉爐1而在使熔鐵3保留於轉爐1內的狀態下從爐口2排出上層之爐渣4的排渣作業之情形的側邊截面示意圖，圖1B則是正面圖。本發明人想到，若能夠推定從轉爐1的爐口2排出的爐渣4之體積流量之歷時變化及爐渣4之容積密度之歷時變化，則藉由將該等之對應的各時間點中的積沿著時間軸進行積分運算來推定爐渣4的排渣重量，在原理上是可能的。也就是說，爐渣4的排渣重量是藉由下述式(1)來表示。 [式1]在式(1)中，WS 表示從排渣開始經過時間t為止的爐渣4的排渣重量(噸)、ρS 表示從轉爐1排出的爐渣4之容積密度(每單位體積的重量[ton/m3 ])、QS 表示從轉爐1排出的爐渣4之體積流量(每單位時間的體積[m3 /sec])、t表示從爐渣4的排渣開始時間點起算的經過時間(sec)。
本案發明人為了實現使用式(1)的爐渣4之排渣重量之推定，而對用以推定排渣作業時從轉爐1排出的爐渣4之體積流量QS 及容積密度ρS 的歷時變化的方法進行了鑽研。
首先，發明人認為排渣作業時從轉爐1排出的爐渣4之體積流量QS 是可從轉爐1的傾轉角度之歷時變化來推定。例如，從轉爐1排出的爐渣4之體積流量QS 在轉爐1的傾轉速度較快時會變大，相反地在轉爐1的傾轉速度較慢時會變小。又，從轉爐1排出的爐渣4之體積流量QS 亦會受到轉爐1的形狀（容量或爐口尺寸）影響。當轉爐1的形狀已決定、且轉爐1的傾轉速度為固定時，轉爐1的傾轉速度與從轉爐1排出的爐渣4之體積流量QS 的關係幾乎是以一對一對應，因此從轉爐1排出的爐渣4之體積流量QS 之推定是容易的。然而，在實際的排渣作業中，作業者是一邊觀察容置於排渣鍋5內的爐渣4的狀況等，一邊調整轉爐1的傾轉速度(排渣速度)。因此，轉爐1的傾轉速度並非成為固定，且從轉爐1排出的爐渣4之體積流量QS 也隨時在變化。例如，即使是在暫停轉爐1之傾轉時，從轉爐1排出的爐渣4之體積流量QS 也不會馬上成為零，而是採取伴隨著爐口部分的爐渣4之殘留源的減少而緩緩地減少等複雜的動作。
針對根據轉爐1的傾轉角度之歷時變化來推定從轉爐1排出的爐渣4之體積流量QS 之歷時變化的方法敘述如下。作為具體方法的一例，可舉以下方法：使用計算流體力學，以轉爐1的形狀及傾轉角度之歷時變化為計算的輸入條件，來計算從轉爐1排出的爐渣4之體積流量QS 。根據計算流體力學，即使是在轉爐1之傾轉速度產生變化的情況下，也能以高精確度計算從轉爐1排出的爐渣4之體積流量QS 。因此，事先藉由計算流體力學來算出設想的對應於傾轉速度之歷時變化的爐渣4之體積流量QS 之歷時變化，並作成使轉爐1的傾轉速度與從轉爐1排出的爐渣4之體積流量QS 的關係產生對應的迴歸式。亦即，作成令轉爐1的傾轉速度為解釋變數、且令從轉爐1排出的爐渣4之體積流量QS 為目的變數的迴歸式。在實際的排渣作業中是使用上述迴歸式，導出體積流量推移，該體積流量推移是對對應於從轉爐1之傾轉角度之歷時變化模式所求得的傾轉速度之爐渣4之體積流量QS 之歷時變化進行了推定。藉由使用計算流體力學事先作成迴歸式，可抑制導出體積流量推移時的計算負載。
在上述例子中，雖然例示了藉由計算流體力學而求出迴歸式的方法，但作為其他方法之例，亦可藉由轉爐1之傾轉速度變化的模型實驗來求出與上述同樣的迴歸式。再者，由於從轉爐1排出的爐渣4之體積流量QS 會受到轉爐1的形狀影響，因此宜為就每個轉爐事先取得迴歸式。
接著，就對排渣作業時從轉爐1排出的爐渣4之容積密度ρS 進行推定的方法加以敘述。雖然轉爐1內的爐渣4處於起泡狀態，但由於在爐渣4之排渣中，成為起泡原因的一氧化碳(CO)氣體之生成速度會降低，故起泡狀態、亦即爐渣4之容積密度ρS 是隨時在變化且非固定。作為影響爐渣4之容積密度ρS 的因子，有進行脫矽處理或脫磷處理後的轉爐1內之爐渣4的重量及物理性質(黏度、表面張力)、一氧化碳(CO)氣體的生成速度、從脫矽處理或脫磷處理的完成時間點起算的經過時間(以下又稱作處理後經過時間)。在該等因子中，爐渣4的物理性質因為溫度或組成而幾乎單一地被決定。又，一氧化碳(CO氣體)的生成速度除了溫度或組成以外，還受到在各轉爐中大致確定的轉爐1之形狀或是脫矽處理或脫磷處理時的作業條件(頂吹條件、底吹條件)所影響。爐渣4的重量或組成可從脫矽處理或脫磷處理前的熔鐵中所含有的矽的量、在脫矽處理或脫磷處理中投入的生石灰等副原料的量，而藉由質量平衡計算來算出。溫度雖然也能實測，但亦可用熱平衡計算來推定。處理後經過時間為可實測。因此，從脫矽處理或脫磷處理時後的轉爐1內之爐渣4的重量、溫度、組成、以及處理後經過時間來推定爐渣4之容積密度ρS ，在原理上是可能的。
因此，排渣作業時從轉爐1排出的爐渣4之容積密度ρS 之歷時變化的推定，例如可如下述般進行。作為具體方法的一例，是在通常的作業條件範圍內，在變更了轉爐1內之爐渣4的重量、溫度、組成、以及處理後經過時間的條件下，採取在爐渣4之排渣中從爐口2流下的爐渣4並測定爐渣4之容積密度ρS ，且作成使該等的關係產生對應的迴歸式。亦即，作成如下迴歸式：令轉爐1內之爐渣4的重量、溫度、組成、以及處理後經過時間為輸入條件(解釋變數)，令爐渣4之容積密度ρS (目的變數)為輸出。在實際的排渣作業中，是藉由將轉爐1內的爐渣4之重量、溫度、組成、以及處理後經過時間代入上述迴歸式，而導出對從轉爐1排出的爐渣4之容積密度ρS 之歷時變化進行了推定的容積密度推移。
爐渣4之容積密度ρS 可藉由進行以下(1)~(3)處理來測定。(1)使用可讓爐渣4急速冷卻的爐渣採取容器，採取從爐口2流下的爐渣4。(2)粉碎採取的爐渣4，除去不可避免地混入爐渣4中的粒鐵分量，測定爐渣4的重量。(3)進行將已測定的爐渣4的重量除以爐渣採取容器的容積的運算。
再者，爐渣4中會不可避免地混入粒鐵，是因為轉爐1內的攪拌使從熔鐵浴分離之直徑為數mm以下左右的粒鐵懸浮於爐渣4中之故。粒鐵於爐渣4中混入數十重量%。由於粒鐵之密度相較於起泡的爐渣4之密度大上數十倍，所以對重量也有很大的影響，但幾乎不會影響體積。因此，只要除去粒鐵，就能幾乎正確地測定爐渣4之容積密度ρS 。藉由使用上述迴歸式，可推定排渣作業時從轉爐1排出的爐渣4之容積密度ρS 之歷時變化。又，轉爐1內之爐渣4的重量、溫度、及組成之條件當中，只要任一項條件的變動幅度少且穩定，亦可作成使該等條件當中的至少一個及處理後經過時間、與爐渣之容積密度ρS 產生對應的迴歸式，並使用該迴歸式推定排出的爐渣4之容積密度ρS 之歷時變化。再者，作為推定從轉爐1排出的爐渣4之容積密度ρS 之歷時變化的方法，並非一定要使用迴歸式，亦可利用記述有爐渣之容積密度的變化的計算模型等。
將對從轉爐1排出的爐渣4之體積流量QS 之歷時變化進行了推定的體積流量推移、及對從轉爐1排出的爐渣4之容積密度ρS 之歷時變化進行了推定的容積密度推移之對應的各時間點中的積沿著時間軸進行積分運算，並將積分運算後所得的值，成為從轉爐1排出的爐渣4之排渣重量的推定值。
圖2是表示使用上述本發明之實施形態之排渣重量推定方法來推定爐渣之排渣重量的本發明之實施形態之排渣重量推定裝置10之構成的功能方塊圖。排渣重量推定裝置10是構成為包含有體積流量推移導出部11、容積密度推移導出部12、及排渣重量導出部13。
體積流量推移導出部11是根據從外部輸入之表示排渣作業時的轉爐1之傾轉角度之歷時變化的資訊，而導出對從轉爐1排出的爐渣4之體積流量QS 之歷時變化進行了推定的體積流量推移。體積流量推移導出部11是將藉由從外部輸入之資訊而顯示的轉爐1之傾轉角度之歷時變化，代入令轉爐1的傾轉速度為解釋變數、且令從轉爐1排出的爐渣4之體積流量QS 為目的變數的第1迴歸式，藉此導出體積流量推移。
容積密度推移導出部12是根據從外部輸入之表示與轉爐1內之爐渣4的重量、溫度及組成相關之資訊以及從脫矽處理或脫磷處理的完成時間點起算的經過時間(處理後經過時間)之資訊，而導出對從轉爐1排出的爐渣4之容積密度ρS 之歷時變化進行了推定的容積密度推移。容積密度推移導出部12是將藉由從外部輸入之資訊而顯示的轉爐1內之爐渣4的重量、溫度、組成、以及處理後經過時間，代入令轉爐1內之爐渣4的重量、溫度、組成、以及處理後經過時間為解釋變數、且令爐渣4之容積密度ρS 為目的變數的第2迴歸式，藉此導出容積密度推移。再者，表示轉爐1之傾轉角度之歷時變化的資訊及表示處理後經過時間的資訊，是以相同的時間點為時刻零點，且可認知兩者在時間上的對應關係。
排渣重量導出部13是如式(1)所示，將藉由體積流量推移導出部11導出之體積流量推移、及藉由容積密度推移導出部12導出之容積密度推移的積沿著時間軸進行積分運算，並積分運算後所得的值導出作為排渣作業中從轉爐1排出的爐渣4之排渣重量的推定值。
排渣重量推定裝置10可由例如圖3所示的電腦20實現。電腦20包含有：CPU(Central Processing Unit)21、提供暫時之儲存區域的主儲存裝置22、提供非揮發性之儲存區域的輔助儲存裝置23、及輸出入介面(I/F)24。CPU21、主儲存裝置22、輔助儲存裝置23及輸出入介面I/F24是透過排線25互相連接。
輔助儲存裝置23可藉由硬碟機(Hard Disk Drive；HDD)、固態硬碟(Solid State Drive；SSD)、快閃記憶體等實現。輔助儲存裝置23中儲存有用以使電腦20發揮作為排渣重量推定裝置10之功能的排渣重量推定程式30、及上述第1迴歸式31與第2迴歸式32。CPU21是從輔助儲存裝置23讀出排渣重量推定程式30並展開於主儲存裝置22，並藉由依序執行記述於排渣重量推定程式30的程序，而發揮作為體積流量推移導出部11、容積密度推移導出部12及排渣重量導出部13的功能。
圖4是表示在執行排渣重量推定程式30的CPU21中進行的處理流程的流程圖。
在步驟S1中，CPU21是根據從外部透過輸出入介面(I/F)24而輸入之表示排渣作業時的轉爐1之傾轉角度之歷時變化的資訊，而導出對從轉爐1排出的爐渣4之體積流量QS 之歷時變化進行了推定的體積流量推移。具體而言，CPU21是從輔助儲存裝置23讀出令轉爐1的傾轉速度為解釋變數、且令從轉爐1排出的爐渣4之體積流量QS 為目的變數的第1迴歸式31，並藉由將轉爐1之傾轉角度之歷時變化代入第1迴歸式31，而導出體積流量推移。
在步驟S2中，CPU21是根據從外部透過輸出入介面(I/F)24而輸入之與轉爐1內之爐渣4的重量、溫度及組成相關之資訊、以及表示從脫矽處理或脫磷處理的完成時間點起算的經過時間(處理後經過時間)之資訊，而導出對從轉爐1排出的爐渣4之容積密度ρS 之歷時變化進行了推定的容積密度推移。具體而言，CPU21是從輔助儲存裝置23讀出令轉爐1內之爐渣4的重量、溫度、組成、以及處理後經過時間為解釋變數、且令爐渣4之容積密度ρS 為目的變數的第2迴歸式32，並藉由將轉爐1內之爐渣4的重量、溫度、組成、以及處理後經過時間代入第2迴歸式32，而導出容積密度推移。
在步驟S3中，CPU21是將在步驟S1及步驟S2所導出的體積密度推移以及容積密度推移之對應的各時間點中的積沿著時間軸進行積分運算，並將積分運算後所得的值導出作為爐渣4之排渣重量的推定值。
實施例 以下就揭示之技術之實施例及比較例進行說明，但實施例的條件是為了確認揭示之技術的實施可能性及效果而採用的條件之一例，揭示之技術並不限定於該例。只要不脫離揭示之技術的宗旨，且達成揭示之技術的目的，各種條件皆可採用。
(實施例1) 在350噸規格的頂底吹轉爐中實施排渣作業，並推定爐渣的排渣重量。轉爐的爐口內徑為約4.6m，轉爐的直筒主體部內徑為約6.6m，從直筒主體部上端到爐口為止的距離為約2.7m。
首先，藉由計算流體力學，將轉爐的形狀及設想的轉爐之傾轉角度之歷時變化模式作為計算的輸入條件，算出從轉爐排出的爐渣之體積流量QS ，並作成使轉爐的傾轉速度與從轉爐排出的爐渣之體積流量QS 的關係產生對應的迴歸式。然後，藉由將從排渣作業時之轉爐的傾轉角度之歷時變化所求得的傾轉速度代入上述迴歸式，而導出對從轉爐排出的爐渣之體積流量QS 之歷時變化進行了推定的體積流量推移。圖5顯示其結果。圖5中，一併顯示了排渣作業時之轉爐的傾轉角度之歷時變化。如圖5所示，可知當轉爐的傾轉速度較大時，亦即傾轉角度之時間變化的梯度較大時，從轉爐排出的爐渣之體積流量QS 變得較大，相反地當轉爐的傾轉速度較小時，亦即傾轉角度之時間變化的梯度較小時，從轉爐排出的爐渣之體積流量QS 變得較小。
接著，在變更了轉爐內之爐渣的重量、溫度、組成、以及處理後經過時間的條件下，取得爐渣之容積密度ρS 之資料。具體而言，是在將碎屑及熔鐵倒入轉爐內後，因應於熔鐵量及矽濃度等而將生石灰等副原料投入轉爐內，進行熔鐵的脫磷處理，以使爐渣的鹼度(爐渣中氧化鈣(CaO)濃度/爐渣中二氧化矽(SiO2)濃度)成為預定範圍內。在此，熔鐵中的矽濃度為0.3~0.7mass%，爐渣的鹼度為1.0~1.3之範圍，通常的作業條件包含於此範圍。根據該等，藉由物質平衡計算來算出轉爐內之爐渣的重量及組成。又，爐渣的溫度是在脫磷處理後立即以測溫探頭進行測定。之後，對在爐渣之排渣中從爐口流下的爐渣進行複數次採取，變更處理後經過時間並測定爐渣之容積密度ρS 。根據以該方法所取得之容積密度ρS 之資料，作成使轉爐內之爐渣的重量、溫度、組成以及處理後經過時間、與爐渣之容積密度ρS 的關係產生對應的迴歸式。然後，將排渣作業時之轉爐內之爐渣的重量、溫度、組成、以及處理後經過時間代入上述迴歸式，藉此導出對排渣作業時之從轉爐排出的爐渣之容積密度ρS 之歷時變化進行了推定的容積密度推移。圖6顯示其結果。如圖6所示，可知伴隨著時間經過，起泡鎮靜且爐渣之容積密度ρS 平緩地增加。
藉由將如以上方式所推定的爐渣之體積流量QS 之歷時變化(體積流量推移)及容積密度ρS 之歷時變化(容積密度推移)之對應的各時間點中的積沿著時間軸進行積分運算，而推定出在排渣作業中排出的爐渣之排渣重量。圖7顯示其結果。排渣完成時的爐渣之排渣重量的推定值是與以秤量器秤得的實秤值大約一致。
(實施例2) 連續實施複數次排渣作業，在各作業中，使用揭示之技術之實施例的方法來導出爐渣之排渣重量的推定值。進而，在各作業中，使用由作業員目視的方法(比較例1)、及日本特開第2007-308773號公報中記載的方法(比較例2)來導出爐渣之排渣重量的推定值。又，在各作業中，取得爐渣的排渣重量以秤量器秤得的實秤值。再者，在使用日本特開第2007-308773號公報中記載的方法(比較例2)而進行的爐渣之排渣重量之推定中，是從轉爐的最終傾轉角度來推定殘留於轉爐內之爐渣的容積，使殘留於轉爐內之爐渣的容積密度為固定而推定爐渣之排渣重量。又，對以秤量器秤得的實秤值，進行除去不可避免地混入爐渣中的粒鐵分量之重量的修正。作為修正方法，可採取爐渣的一部分，求出其中含有的粒鐵分量之比率，並從求出的比率算出排出的爐渣中含有的粒鐵分量之重量，再從實秤值減去算出的粒鐵分量之重量。另一方面，在揭示之技術之實施例的爐渣之排渣重量的推定中，不需要進行粒鐵分量的修正。
圖8是在以橫軸為秤量器秤得之實秤值、以縱軸為爐渣之排渣重量之推定值的圖表上，標記了使用實施例、比較例1、及比較例2的方法所分別導出的爐渣之排渣重量之推定值的圖。圖8所示之圖表中的直線是推定值與實秤值為一致的線，標記愈接近該直線，表示該推定值愈接近實秤值。
使用揭示之技術之實施例的方法所導出的排渣重量之推定值與實秤值的差異的平均值(平均誤差)為0.45噸。由作業者目視所導出的排渣重量之推定值(比較例1)與實秤值的差異的平均值為1.28噸。使用日本特開第2007-308773號公報中記載的方法所導出的排渣重量之推定值與實秤值的差異的平均值為1.59噸。亦即，可確認到如下情形：使用揭示之技術之實施例的方法所導出的推定值，比使用比較例1及比較例2的方法所導出的推定值更接近實秤值。亦即，根據揭示之技術之實施例的排渣重量之推定方法，可進行簡便且精確度高的爐渣之排渣重量之推定。
(實施例3) 使用與實施例1相同的轉爐，且實施用以評價副原料使用量之削減效果的試驗。將碎屑及熔鐵倒入轉爐內後，因應於熔鐵量及矽濃度，將生石灰等副原料投入轉爐，進行熔鐵之脫磷處理，以使爐渣的鹼度成為預定範圍內。之後，傾轉轉爐並從爐口排出上層之爐渣的一部分，然後再度直立轉爐並添加副原料，繼續進行脫碳處理。這時，利用揭示之技術之實施例的方法與以往的由作業員目視的方法來推定爐渣之排渣重量，決定脫碳處理時添加的副原料量。
利用相同成品磷濃度級別的鋼種，分別以上述方法各實施進料50次的精鍊，結果兩種方法都沒有發生成分偏差。又，若比較副原料使用量，在揭示之技術之實施例的方法中，比起由作業員目視的方法，可確認到平均每進料1次有約400kg的副原料使用量削減效果。這相當於每1噸熔鋼有約25日元的成本改善效果。
1‧‧‧轉爐
2‧‧‧爐口
3‧‧‧熔鐵
4‧‧‧爐渣
5‧‧‧排渣鍋
10‧‧‧排渣重量推定裝置
11‧‧‧體積流量推移導出部
12‧‧‧容積密度推移導出部
13‧‧‧排渣重量導出部
20‧‧‧電腦
21‧‧‧CPU
22‧‧‧主儲存裝置
23‧‧‧輔助儲存裝置
24‧‧‧輸出入介面(I/F)
25‧‧‧排線
30‧‧‧排渣重量推定程式
31‧‧‧第1迴歸式
32‧‧‧第2迴歸式
S1~S3‧‧‧步驟
ρS‧‧‧容積密度
QS‧‧‧體積流量
t‧‧‧時間
WS‧‧‧排渣重量
圖1A是顯示在使熔鐵保留於轉爐內的狀態下傾轉轉爐而從爐口排出上層之爐渣的排渣作業之情形的側邊截面示意圖。 圖1B是顯示在使熔鐵保留於轉爐內的狀態下傾轉轉爐而從爐口排出上層之爐渣的排渣作業之情形的正面示意圖。 圖2是顯示揭示之技術之實施形態的排渣重量推定裝置之構成的功能方塊圖。 圖3是顯示實現揭示之技術之實施形態的排渣重量推定裝置之電腦的構成的方塊圖。 圖4是顯示實現揭示之技術之實施形態的排渣重量推定程式之在CPU中進行的處理流程的流程圖。 圖5是顯示使用揭示之技術之實施形態的排渣重量推定方法而推定的、排渣作業時的爐渣之體積流量之歷時變化的圖表。 圖6是顯示使用揭示之技術之實施形態的排渣重量推定方法而推定的、排渣作業時的爐渣之容積密度之歷時變化的圖表。 圖7是顯示使用揭示之技術之實施形態的排渣重量推定方法而推定的、排渣作業時的爐渣之排渣重量之歷時變化的圖表。 圖8是顯示使用揭示之技術之實施形態的排渣重量推定方法及比較例之方法而推定的、排渣作業時的爐渣之排渣重量之與實秤值的差別之圖表。

Claims (6)

  1. 一種排渣重量推定方法，其是推定在排渣作業中從轉爐排出的爐渣之重量，且該排渣作業是在前述轉爐內進行脫矽處理或脫磷處理後藉由使前述轉爐傾轉而在使熔鐵保留於前述轉爐內的狀態下從前述轉爐排出爐渣， 前述排渣重量推定方法進行以下步驟： 導出對從前述轉爐排出的爐渣之體積流量之歷時變化進行了推定的體積流量推移； 導出對從前述轉爐排出的爐渣之容積密度之歷時變化進行了推定的容積密度推移；及 將前述體積流量推移及前述容積密度推移之對應的各時間點中的爐渣之體積流量與容積密度的積進行積分運算，並將積分運算後所得的值導出作為從前述轉爐排出的爐渣之排渣重量的推定值。
  2. 如請求項1之排渣重量推定方法，其是根據從前述轉爐排出爐渣時的前述轉爐之傾轉角度之歷時變化而導出前述體積流量推移。
  3. 如請求項2之排渣重量推定方法，其是導出用以表示前述轉爐的傾轉速度與從前述轉爐排出的爐渣之體積流量的關係的第1迴歸式，並根據從前述轉爐排出爐渣時的前述轉爐之傾轉角度之歷時變化、及前述第1迴歸式，而導出前述體積流量推移。
  4. 如請求項1至3中任一項之排渣重量推定方法，其是根據進行前述脫矽處理或前述脫磷處理後的前述轉爐內之爐渣的重量、溫度、組成中的至少一種、以及從前述脫矽處理或前述脫磷處理的完成時間點起算的經過時間，而導出前述容積密度推移。
  5. 如請求項4之排渣重量推定方法，其是導出第2迴歸式，並根據進行前述脫矽處理或前述脫磷處理後的前述轉爐內之爐渣的重量、溫度、及組成中的至少一種以及從脫矽處理或脫磷處理之完成時間點起算的經過時間、與前述第2迴歸式，而導出前述容積密度推移，前述第2迴歸式是用以表示進行前述脫矽處理或前述脫磷處理後的前述轉爐內之爐渣的重量、溫度、組成中的至少一種、以及從脫矽處理或脫磷處理的完成時間點起算的經過時間，與從前述轉爐排出的爐渣之容積密度的關係。
  6. 一種排渣重量推定裝置，其是推定在排渣作業中從轉爐排出的爐渣之重量，且該排渣作業是在轉爐內進行脫矽處理或脫磷處理後藉由使前述轉爐傾轉而在使熔鐵保留於前述轉爐內的狀態下從前述轉爐排出爐渣， 前述排渣重量推定裝置包含有： 體積流量推移導出部，導出對從前述轉爐排出的爐渣之體積流量之歷時變化進行了推定的體積流量推移； 容積密度推移導出部，導出對從前述轉爐排出的爐渣之容積密度之歷時變化進行了推定的容積密度推移；及 排渣重量導出部，將前述體積流量推移及前述容積密度推移之對應的各時間點中的熔渣之體積流量與容積密度的積進行積分運算，並將積分運算後所得的值導出作為從前述轉爐排出的爐渣之排渣重量的推定值。
TW106122350A 2016-07-27 2017-07-04 排渣重量推定方法及排渣重量推定裝置 TWI637061B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016147688 2016-07-27
JP2016-147688 2016-07-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201812023A true TW201812023A (zh) 2018-04-01
TWI637061B TWI637061B (zh) 2018-10-01

Family

ID=61015752

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106122350A TWI637061B (zh) 2016-07-27 2017-07-04 排渣重量推定方法及排渣重量推定裝置

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP6702420B2 (zh)
KR (1) KR102136562B1 (zh)
CN (1) CN108779504B (zh)
TW (1) TWI637061B (zh)
WO (1) WO2018020929A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6601631B2 (ja) * 2017-01-27 2019-11-06 Ｊｆｅスチール株式会社 溶融金属精錬容器からの排滓量の推定方法および溶融金属の精錬方法
KR102463279B1 (ko) * 2018-12-17 2022-11-07 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 로 내 잔류 슬래그양의 추정 방법 및 추정 장치
JP2023066147A (ja) * 2021-10-28 2023-05-15 Ｊｆｅスチール株式会社 炉内スラグ量推定装置、炉内スラグ量推定方法及び溶鋼製造方法
CN114231683A (zh) * 2021-11-24 2022-03-25 中冶赛迪工程技术股份有限公司 高炉出渣重量检测方法以及系统
CN115178730B (zh) * 2022-08-05 2023-06-16 北京北方恒利科技发展有限公司 一种铜合金中频炉定量浇注装置及方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03158408A (ja) * 1989-11-14 1991-07-08 Kawasaki Steel Corp 製鋼炉内残留スラグ量の推定方法
US6562285B1 (en) * 2000-11-15 2003-05-13 Metallurgical Sensors, Inc. Method and apparatus for detecting slag carryover
JP4421314B2 (ja) * 2004-01-26 2010-02-24 株式会社神戸製鋼所 溶銑の精錬でのスラグ量の決定方法
JP2007077483A (ja) * 2005-09-16 2007-03-29 Nippon Steel Corp 転炉製鋼法
JP4790489B2 (ja) * 2006-05-19 2011-10-12 新日本製鐵株式会社 転炉製鋼法
JP5396834B2 (ja) * 2008-11-28 2014-01-22 新日鐵住金株式会社 転炉の精錬方法
CN102183288B (zh) * 2011-03-03 2013-01-02 浙江大学 基于远程红外监测的精炼铝用量控制方法
CN102643947B (zh) * 2012-05-08 2013-06-26 首钢总公司 一种缩短转炉溅渣护炉时间的方法
WO2014174977A1 (ja) * 2013-04-27 2014-10-30 国立大学法人山梨大学 注湯制御方法及びコンピュータを注湯制御手段として機能させるためのプログラムを記憶した記憶媒体
CN103397134B (zh) * 2013-07-15 2014-12-31 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 一种根据转炉倾动角度计算转炉留渣量的方法
CN103468859A (zh) * 2013-09-24 2013-12-25 武汉钢铁(集团)公司 计算转炉留渣量确定石灰用量的方法
JP6119812B2 (ja) * 2014-08-27 2017-04-26 Ｊｆｅスチール株式会社 スラグ組成の分析方法及び溶融金属の精錬方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180117128A (ko) 2018-10-26
JPWO2018020929A1 (ja) 2019-01-17
CN108779504A (zh) 2018-11-09
TWI637061B (zh) 2018-10-01
JP6702420B2 (ja) 2020-06-03
WO2018020929A1 (ja) 2018-02-01
CN108779504B (zh) 2020-05-26
KR102136562B1 (ko) 2020-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI637061B (zh) 排渣重量推定方法及排渣重量推定裝置
JP6841391B2 (ja) 炉内残留スラグ量の推定方法および推定装置
CN103397134B (zh) 一种根据转炉倾动角度计算转炉留渣量的方法
CN109439812A (zh) 测量高炉渣排放量及高炉渣消泡的方法
CN103658624B (zh) 钢包透气砖熔损测量方法及装置
CN107891134A (zh) 一种确定水口堵塞的方法及装置
ES2949545T3 (es) Método y aparato para monitorizar un proceso de colada de acero continuo
TW201639971A (zh) 高爐高鋁渣流動性之控制方法
KR102065222B1 (ko) 용선 공취 상태 모니터링 장치
WO2023074085A1 (ja) 炉内スラグ量推定装置、炉内スラグ量推定方法及び溶鋼製造方法
JP6485432B2 (ja) 転炉の吹錬方法
KR101121863B1 (ko) 생석회의 입도별 수화율 측정장치
JP2016123993A (ja) 出湯量の計測方法
CN115125350B (zh) 一种转炉留渣量的精准控制方法和系统
CN103914627A (zh) 一种中间包连浇安全液位的测定方法及系统
JP2520191B2 (ja) 酸素製鋼炉の吹錬制御方法
RU2024104380A (ru) Способ оценки уровня доменного шлака, способ руководства технологическими операциями, способ производства жидкого металла, устройство для оценки уровня доменного шлака и устройство для руководства технологическими операциями
Laciak et al. System of indirect measurement temperature of melt with adaptation module
Rout et al. Development and application of nozzle clogging index to improve the castabilty in continuous slab casting
JP2011162809A (ja) 溶銑の脱硫処理方法
KR101595796B1 (ko) 용광로의 조업 효율 판단 장치 및 방법
TW202237862A (zh) 轉爐之操作方法及熔鋼之製造方法
JP2023166207A (ja) 真空脱ガス設備の制御装置、真空脱ガス設備の制御方法、操業方法及び溶鋼の製造方法
JPS6049686B2 (ja) 受鍋内の溶融鉄重量の秤量装置
JPS63290212A (ja) 溶融スラグ量検出方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees