TW201905213A - 轉爐之操作監視方法及轉爐之操作方法 - Google Patents

轉爐之操作監視方法及轉爐之操作方法

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Abstract

於從頂吹噴槍噴吹氧化性氣體，來將收容於轉爐的熔鐵進行氧化精煉的轉爐中，即時準確地監視爐內狀況，而提昇生產性及鐵的產率。 　　本發明之轉爐之操作監視方法，係監視從頂吹噴槍(3)噴吹氧化性氣體來將熔鐵(5)進行精煉的轉爐(2)之操作的監視方法，藉由分光攝像機(6)測定轉爐之爐口燃燒火焰(12)的發光光譜或是從轉爐的出鋼口觀測之出鋼口燃燒火焰的發光光譜，算出所測定的發光光譜之580～620nm之範圍的波長之發光強度的經時變化，根據所算出的發光強度的經時變化來推定轉爐之爐內狀況的變化。

Description

轉爐之操作監視方法及轉爐之操作方法
本發明，係關於對轉爐內的熔鐵從頂吹噴槍噴吹氧化性氣體來將熔鐵進行氧化精煉的轉爐之操作監視方法及轉爐之操作方法，詳細而言，係關於有助於生產性及鐵的產率之提昇的操作監視方法及操作方法。
藉由高爐所製造的熔鐵係含有碳(C)、磷(P)、矽(Si)等之雜質。為了去除該等雜質，對熔鐵液面噴吹氧化性氣體，或是於熔鐵中吹入氧化性氣體，來將熔鐵進行氧化精煉，而由熔鐵製造熔鋼。若將含有碳、磷及矽的熔鐵進行氧化精煉，則會產生脫碳反應(C+O→CO)、脫磷反應(2P+5O→P2 O5 )及脫矽反應(Si+2O→SiO2 )。
該等反應當中，脫矽反應會優先產生，藉由脫矽反應使熔鐵中的矽濃度降低之後，產生脫碳反應及脫磷反應。在將含有碳、磷及矽的熔鐵進行氧化精煉的情況，將主要產生脫矽反應的精煉初期時期稱為「脫矽期」，將其後產生的脫碳反應及脫磷反應的時期稱為「脫碳期」或是「脫磷-脫碳期」。但，於脫矽期中，脫碳反應及脫磷反應並非完全不產生，其反應速度雖慢，但也會產生脫碳反應及脫磷反應。
近年來，就生產性之提昇的觀點而言，於用以由熔鐵製造熔鋼之藉由轉爐之氧化精煉(亦稱為「脫碳精煉」)中，進行提高氧化性氣體之供給速度的操作。另外，於藉由轉爐之脫碳精煉中，伴隨著脫碳反應之進行熔鐵會變化成熔鋼，但，由於在脫碳精煉的途中難以將爐內的熔融金屬區別為熔鐵與熔鋼來表示，因此於本說明書中，係將熔鐵及熔鋼統一表示為「熔融鐵」。在熔鐵與熔鋼之區別為明確的情況，係分別表示為「熔鐵」或「熔鋼」。
但，若提高氧化性氣體之供給速度，則鐵成為粉塵而往爐外飛散的量增加，鐵附著堆積於爐壁或爐口附近的量增加，再者，鐵於爐渣中被分配作為氧化鐵的量增加。該等之鐵量，於該精煉中會成為鐵損失，成為熔鋼之鐵的產率降低之原因，而導致該精煉的成本增加或生產性降低。該等之鐵量的絕大部分最後會被回收作為鐵源再利用，但，若產生量變多，則有導致在附著物之去除及回收上所需要的成本增加，進而導致轉爐運轉率降低的問題。
此外，近年來，為了對應於鐵鋼製品的高強度化、高功能化之要求的提高，低磷化及低硫化成為必要且不可或缺。為了對應於此，提案有在使用轉爐來進行熔鐵的脫矽處理之後將所產生的爐渣排渣，且在排渣後將殘留在爐內的熔鐵進行脫磷處理的預備處理方法，或進一步於其後，將殘留在轉爐內的熔鐵進行脫碳精煉的精煉方法等。
但，在藉由轉爐進行熔鐵的脫矽處理及脫磷處理的情況，或將含有碳、磷及矽的熔鐵藉由轉爐進行脫碳精煉的情況，若提高氧化性氣體的供給速度，則會於爐渣中產生多量的CO氣體氣泡，而使爐渣容易發泡。其係起因於藉由脫矽反應所產生之表面張力大的爐渣的存在。其結果，已知會引起包含熔融鐵之多量的爐渣從轉爐的爐口逸出之所謂的噴濺現象。若陷入此狀態，則為了鎮靜化而不得不降低氧化性氣體之供給速度，或視情況而中斷氧吹煉，反而會使生產性降低。在此，「氧吹煉」，係指從頂吹噴槍噴吹氧化性氣體來進行的脫矽處理及脫磷處理，進而脫碳精煉。
為了抑制如此之粉塵的產生或爐渣的逸出，例如，於專利文獻1中係提案有一種頂吹噴槍，其係將以形成於頂吹氧氣與熔融鐵之碰撞面的高溫反應區域(稱為「火點」或「液窩(cavity)」)的直徑D，及與該火點鄰接的火點之重疊部d之比(d/D)所表示的火點重疊率設為0.2以下。依據專利文獻1，噴渣、粉塵損失、爐壽命皆成為良好。
於專利文獻2中係提案有一種轉爐精煉方法，其係使用具有中心孔與其周圍之6個孔的7孔噴槍，將火點之最外周位置設為與爐壁的耐火物位置距離0.4m以上，將火點之重疊率設為總火點面積的30%以下，並將火點的總面積設為包圍火點之最外周的圓之面積的75%以上。依據專利文獻2，可減低起因於粉塵產生、噴渣、飛濺的產率損失。
然而，專利文獻1及專利文獻2並未提及關於被供給之氧化性氣體的舉動。所供給的氧化性氣體當中，不與碳反應而與熔融鐵反應後的氧化性氣體，係成為氧化鐵而被積存於爐渣中。爐渣中之氧的過度積存，除了會降低碳反應速度之外，也會導致鐵的產率降低。
又，於專利文獻3中係提案有一種熔鐵之脫矽/脫磷處理方法，於藉由頂底吹型之轉爐將熔鐵進行脫矽/脫磷的脫矽/脫磷處理方法中，將固體氧源在來自頂吹噴槍之氧氣供給的開始之前或之後30秒以內添加於熔鐵上，使底吹氣體供給速度在脫矽期間中與脫磷期間中變化，將爐渣的鹼度((質量%CaO)/(質量%SiO2 ))設為2.5～3.0，將粉狀生石灰以6kg/(min・熔鐵-t)以下的吹入速度噴吹於熔鐵，將處理結束時之熔鐵中的碳濃度設為3.4～3.7質量%。依據專利文獻3，無需使用包含氟的副原料，而可確保高脫磷能力，並抑制噴濺、噴渣。
然而，專利文獻3，係藉由根據熔鐵之矽濃度、固體氧源、來自頂吹噴槍之氧氣供給量的質量平衡計算來求出脫矽期之結束，並未掌握脫矽期之實際結束。 [先前技術文獻] 專利文獻
專利文獻1：日本特開昭60-165313號公報 　　專利文獻2：日本特開2002-285224號公報 　　專利文獻3：日本特開2014-28992號公報
[發明所欲解決之問題]
如上述般，於藉由轉爐之脫矽、脫磷、脫碳等之氧化精煉步驟中，為了防止伴隨著熔融鐵、爐渣、粉塵等之逸出之生產性降低或鐵的產率降低，雖進行頂吹噴嘴的改善或精煉劑之添加條件的最佳化，但仍不能說是充分的對策，還有改善的餘地。
為了防止轉爐之生產性降低或鐵的產率降低，即時且確切地掌握爐內狀況，並因應爐內狀況來適當設定來自頂吹噴槍之氧化性氣體的噴吹條件及來自底吹風口之攪拌用氣體的吹入條件等是重要的。
尤其，為了減少起因於表面張力大的爐渣導致之噴濺或噴液的熔融鐵、爐渣、粉塵等之逸出，監視與爐內之爐渣形成有關之熔融鐵中的矽濃度，並因應熔融鐵中的矽濃度來適當控制頂吹條件及底吹條件是重要的。
相同地，於藉由轉爐之脫碳精煉中，為了提高在所供給的氧中使用於脫碳反應之氧的比例，亦即脫碳氧效率，不讓爐渣中之氧化鐵過度提高，並高度維持鐵的產率，來進行脫碳精煉，因應於脫碳精煉之後半段的熔融鐵中的碳濃度來適當控制頂吹條件及底吹條件是重要的。
然而，專利文獻1～3中記載的技術，不僅非即時監視爐內狀況，亦非意圖因應熔融鐵中的矽濃度之變化或熔融鐵中的碳濃度之變化，來控制頂吹氧化性氣體的供給速度及底吹攪拌用氣體的供給速度等。
本發明係鑑於上述情事而完成者，其目的在於，提供一種轉爐之操作監視方法，其係於從頂吹噴槍噴吹氧化性氣體，或是進一步從底吹風口吹入氧化性氣體或惰性氣體，來將收容於轉爐的熔鐵進行脫矽、脫磷、脫碳等之氧化精煉的轉爐中，可即時且確切地監視爐內狀況。
此外，提供可於氧化精煉中監視熔融鐵的矽濃度之變化，因應矽濃度來控制頂吹條件及底吹條件，而控制粉塵或爐渣的逸出，提昇生產性及鐵的產率的轉爐之操作方法，進而，提供可監視脫碳精煉之後半段之熔融鐵的碳濃度，因應碳濃度來控制頂吹條件及底吹條件，而減低爐渣中所含有的氧化鐵，提昇鐵的產率的轉爐之操作方法。 [解決問題之技術手段]
用以解決上述問題之本發明的要旨係如以下所述。 　　[1]一種轉爐之操作監視方法，係監視轉爐的以下操作，亦即對轉爐內的熔鐵從頂吹噴槍噴吹氧化性氣體或是進一步從底吹風口吹入氧化性氣體或惰性氣體，來進行熔鐵之氧化精煉， 　　該監視方法係測定從前述轉爐的爐口吹出之爐口燃燒火焰的發光光譜，或是從前述轉爐的出鋼口觀測之出鋼口燃燒火焰的發光光譜， 　　算出所測定的發光光譜之580～620nm之範圍的波長之發光強度的經時變化， 　　根據所算出的發光強度的經時變化來推定轉爐之爐內狀況的變化。 　　[2]如上述[1]所述之轉爐之操作監視方法，其中，作為前述發光強度的經時變化，算出以下述(1)式所定義的發光強度變化率，並根據所算出的發光強度變化率的經時變化來推定轉爐之爐內狀況的變化，在此，In 為時刻Tn 之特定波長的發光強度(a.u.)，In-1 為時刻Tn 之Δt秒前的時刻Tn-1 之特定波長的發光強度(a.u.)，Δt為測定時間間隔(s)。 　　[3]如上述[1]所述之轉爐之操作監視方法，其中，作為前述發光強度的經時變化，算出以下述(2)式所定義的發光強度移動平均變化率，並根據所算出的發光強度移動平均變化率的變化來推定轉爐之爐內狀況的變化，在此，In S 為將加數設為S，並以時刻Tn 作為基準的特定波長之發光強度的移動平均(a.u.)，In-m S 為將加數設為S，並以時刻Tn 之(Δt×m)秒前的時刻Tn-m 作為基準的特定波長之發光強度的移動平均(a.u.)，m為自然數，S為移動平均的加數(0以上之整數)，Δt為測定時間間隔(s)。 　　[4]一種轉爐之操作方法，係對轉爐內的熔鐵從頂吹噴槍噴吹氧化性氣體或是進一步從底吹風口吹入氧化性氣體或惰性氣體，來將熔鐵進行脫矽、脫磷及脫碳，而由熔鐵製造熔鋼， 　　前述熔鐵係含有0.02質量%以上的矽的熔鐵， 　　該監視方法係測定從前述轉爐的爐口吹出之爐口燃燒火焰的發光光譜，或是從前述轉爐的出鋼口觀測之出鋼口燃燒火焰的發光光譜， 　　算出所測定的發光光譜之580～620nm之範圍的波長之發光強度的經時變化， 　　根據所算出的發光強度的經時變化來判定脫矽期之結束， 　　在判定脫矽期之結束之後，對從頂吹噴槍噴吹之氧化性氣體的流量、頂吹噴槍的噴槍高度、從底吹風口吹入之氧化性氣體或惰性氣體的流量當中之1種或2種以上進行調整。 　　[5]如上述[4]所述之轉爐之操作方法，其中，作為前述發光強度的經時變化，算出以下述(1)式所定義的發光強度變化率，當所算出的發光強度變化率，於來自頂吹噴槍之氧化性氣體的噴吹開始之後超過預先設定的閾值的時點，判定為脫矽期之結束，在此，In 為時刻Tn 之特定波長的發光強度(a.u.)，In-1 為時刻Tn 之Δt秒前的時刻Tn-1 之特定波長的發光強度(a.u.)，Δt為測定時間間隔(s)。 　　[6]如上述[4]所述之轉爐之操作方法，其中，作為前述發光強度的經時變化，算出以下述(2)式所定義的發光強度移動平均變化率，當所算出的發光強度移動平均變化率，於來自頂吹噴槍之氧化性氣體的噴吹開始之後超過預先設定的閾值的時點，判定為脫矽期之結束，在此，In S 為將加數設為S，並以時刻Tn 作為基準的特定波長之發光強度的移動平均(a.u.)，In-m S 為將加數設為S，並以時刻Tn 之(Δt×m)秒前的時刻Tn-m 作為基準的特定波長之發光強度的移動平均(a.u.)，m為自然數，S為移動平均的加數(0以上之整數)，Δt為測定時間間隔(s)。 　　[7]如上述[4]至上述[6]中任一項所述之轉爐之操作方法，其中，判定脫矽期之結束之後的前述調整，係增加從前述頂吹噴槍噴吹之氧化性氣體的流量並降低前述頂吹噴槍的噴槍高度，或是減少從前述底吹風口吹入之氧化性氣體或惰性氣體的流量。 　　[8]一種轉爐之操作方法，係對轉爐內的熔鐵從頂吹噴槍噴吹氧化性氣體或是進一步從底吹風口吹入氧化性氣體或惰性氣體，來將熔鐵進行脫碳精煉，而由熔鐵製造熔鋼， 　　該監視方法係測定從前述轉爐的爐口吹出之爐口燃燒火焰的發光光譜，或是從前述轉爐的出鋼口觀測之出鋼口燃燒火焰的發光光譜， 　　算出所測定的發光光譜之580～620nm之範圍的波長之發光強度的經時變化， 　　在脫碳精煉的後半段，根據所算出的發光強度的經時變化，確認脫碳反應從氧供給速率控制轉移至熔融鐵中之碳的物質移動速率控制， 　　其後，對從頂吹噴槍噴吹之氧化性氣體的流量、頂吹噴槍的噴槍高度、從底吹風口吹入之氧化性氣體或惰性氣體的流量當中之1種或2種以上進行調整。 　　[9]一種轉爐之操作方法，係對轉爐內的熔鐵從頂吹噴槍噴吹氧化性氣體或是進一步從底吹風口吹入氧化性氣體或惰性氣體，來將熔鐵進行脫碳精煉，而由熔鐵製造熔鋼， 　　該監視方法係測定從前述轉爐的爐口吹出之爐口燃燒火焰的發光光譜，或是從前述轉爐的出鋼口觀測之出鋼口燃燒火焰的發光光譜， 　　作為所測定的發光光譜之580～620nm之範圍的波長之發光強度的經時變化，算出以下述(1)式所定義的發光強度變化率， 　　當所算出的發光強度變化率，於脫碳精煉的後半段滿足預先設定的閾值以下的時點，對從頂吹噴槍噴吹之氧化性氣體的流量、頂吹噴槍的噴槍高度、從底吹風口吹入之氧化性氣體或惰性氣體的流量當中之1種或2種以上進行調整，在此，In 為時刻Tn 之特定波長的發光強度(a.u.)，In-1 為時刻Tn 之Δt秒前的時刻Tn-1 之特定波長的發光強度(a.u.)，Δt為測定時間間隔(s)。 　　[10]一種轉爐之操作方法，係對轉爐內的熔鐵從頂吹噴槍噴吹氧化性氣體或是進一步從底吹風口吹入氧化性氣體或惰性氣體，來將熔鐵進行脫碳精煉，而由熔鐵製造熔鋼， 　　測定從前述轉爐的爐口吹出之爐口燃燒火焰的發光光譜，或是從前述轉爐的出鋼口觀測之出鋼口燃燒火焰的發光光譜， 　　作為所測定的發光光譜之580～620nm之範圍的波長之發光強度的經時變化，算出以下述(2)式所定義的發光強度移動平均變化率， 　　當所算出的發光強度移動平均變化率，於脫碳精煉的後半段滿足預先設定的閾值以下的時點，對從頂吹噴槍噴吹之氧化性氣體的流量、頂吹噴槍的噴槍高度、從底吹風口吹入之氧化性氣體或惰性氣體的流量當中之1種或2種以上進行調整，在此，In S 為將加數設為S，並以時刻Tn 作為基準的特定波長之發光強度的移動平均(a.u.)，In-m S 為將加數設為S，並以時刻Tn 之(Δt×m)秒前的時刻Tn-m 作為基準的特定波長之發光強度的移動平均(a.u.)，m為自然數，S為移動平均的加數(0以上之整數)，Δt為測定時間間隔(s)。 　　[11]如上述[9]或上述[10]所述之轉爐之操作方法，其中，當滿足前述預先設定的閾值以下的時點的前述調整，係減少從前述頂吹噴槍噴吹之氧化性氣體的流量並降低前述頂吹噴槍的噴槍高度，或是增加從前述底吹風口吹入之氧化性氣體或惰性氣體的流量。 　　[12]一種轉爐之操作方法，係具有以下步驟： 　　脫矽處理步驟，對收容於轉爐之含有0.02質量%以上的矽的熔鐵從頂吹噴槍供給氧化性氣體來將熔鐵進行脫矽； 　　排渣步驟，將在該脫矽處理步驟所產生的爐渣的至少一部分從轉爐排出； 　　脫磷處理步驟，在該排渣步驟之後，於前述轉爐添加CaO系溶劑，從前述頂吹噴槍供給氧化性氣體來將殘留在轉爐內的熔鐵進行脫磷；以及 　　出鋼步驟，在該脫磷處理步驟之後，將脫磷後的熔鐵從前述轉爐出鋼至熔鐵保持容器， 　　在前述脫矽處理步驟中，測定從前述轉爐的爐口吹出之爐口燃燒火焰的發光光譜，或是從前述轉爐的出鋼口觀測之出鋼口燃燒火焰的發光光譜， 　　作為所測定的發光光譜之580～620nm之範圍的波長之發光強度的經時變化，算出以下述(2)式所定義的發光強度移動平均變化率， 　　當所算出的發光強度移動平均變化率超過預先設定的閾值的時點，轉移至前述排渣步驟，在此，In S 為將加數設為S，並以時刻Tn 作為基準的特定波長之發光強度的移動平均(a.u.)，In-m S 為將加數設為S，並以時刻Tn 之(Δt×m)秒前的時刻Tn-m 作為基準的特定波長之發光強度的移動平均(a.u.)，m為自然數，S為移動平均的加數(0以上之整數)，Δt為測定時間間隔(s)。 　　[13]一種轉爐之操作方法，係具有以下步驟： 　　連續進行之脫矽處理步驟及脫磷處理步驟，對收容於轉爐之含有0.02質量%以上的矽的熔鐵從頂吹噴槍供給氧化性氣體，進一步添加CaO系溶劑，來將熔鐵進行脫矽； 　　排渣步驟，將在脫矽處理步驟及脫磷處理步驟所產生的爐渣的至少一部分從轉爐排渣；以及 　　脫碳精煉步驟，在該排渣步驟之後，於前述轉爐添加CaO系溶劑，從前述頂吹噴槍供給氧化性氣體來將殘留在轉爐內的熔鐵進行脫碳， 　　該操作方法是藉由1座轉爐將熔鐵進行氧化精煉，而由熔鐵製造熔鋼， 　　在前述脫矽處理步驟及前述脫磷處理步驟中，測定從前述轉爐的爐口吹出之爐口燃燒火焰的發光光譜，或是從前述轉爐的出鋼口觀測之出鋼口燃燒火焰的發光光譜， 　　作為所測定的發光光譜之580～620nm之範圍的波長之發光強度的經時變化，算出以下述(2)式所定義的發光強度移動平均變化率， 　　當所算出的發光強度移動平均變化率超過預先設定的閾值的時點，或是以超過預先設定的閾值的時點為基準經過既定時間後的時點或已供給既定氧量的時點，轉移至在脫矽處理步驟、或是在脫矽處理步驟及脫磷處理步驟所產生的爐渣之排渣步驟，在此，In S 為將加數設為S，並以時刻Tn 作為基準的特定波長之發光強度的移動平均(a.u.)，In-m S 為將加數設為S，並以時刻Tn 之(Δt×m)秒前的時刻Tn-m 作為基準的特定波長之發光強度的移動平均(a.u.)，m為自然數，S為移動平均的加數(0以上之整數)，Δt為測定時間間隔(s)。 　　[14]一種轉爐之操作方法，係使用2座轉爐，將其中一座作為熔鐵之預備處理爐使用，將另一座作為藉由前述預備處理爐預備處理後的熔鐵之脫碳爐使用，而由熔鐵製造熔鋼， 　　前述預備處理，係具有以下步驟：脫矽處理步驟，對收容於轉爐內之含有0.02質量%以上的矽的熔鐵從頂吹噴槍供給氧化性氣體，將熔鐵進行脫矽；排渣步驟，將在該脫矽處理步驟所產生的爐渣的至少一部分從轉爐排渣；以及脫磷處理步驟，在該排渣步驟之後，於前述轉爐添加CaO系溶劑，從前述頂吹噴槍供給氧化性氣體，來將殘留在轉爐內的熔鐵進行脫磷， 　　在前述脫矽處理步驟中，測定從前述轉爐的爐口吹出之爐口燃燒火焰的發光光譜，或是從前述轉爐的出鋼口觀測之出鋼口燃燒火焰的發光光譜， 　　作為所測定的發光光譜之580～620nm之範圍的波長之發光強度的經時變化，算出以下述(2)式所定義的發光強度移動平均變化率， 　　當所算出的發光強度移動平均變化率超過預先設定的閾值的時點，轉移至前述排渣步驟，且 　　在前述脫碳爐之脫碳精煉中，測定從前述轉爐的爐口吹出之爐口燃燒火焰的發光光譜，或是從前述轉爐的出鋼口觀測之出鋼口燃燒火焰的發光光譜， 　　作為所測定的發光光譜之580～620nm之範圍的波長之發光強度的經時變化，算出以下述(2)式所定義的發光強度移動平均變化率， 　　當所算出的發光強度移動平均變化率，於脫碳精煉的後半段滿足預先設定的閾值以下的時點，對從頂吹噴槍噴吹之氧化性氣體的流量、頂吹噴槍的噴槍高度、從底吹風口吹入之氧化性氣體或惰性氣體的流量當中之1種或2種以上進行調整，在此，In S 為將加數設為S，並以時刻Tn 作為基準的特定波長之發光強度的移動平均(a.u.)，In-m S 為將加數設為S，並以時刻Tn 之(Δt×m)秒前的時刻Tn-m 作為基準的特定波長之發光強度的移動平均(a.u.)，m為自然數，S為移動平均的加數(0以上之整數)，Δt為測定時間間隔(s)。 [發明效果]
依據本發明，可實現即時監視將熔鐵進行脫矽、脫磷、脫碳等之氧化精煉的轉爐之爐內狀況。
此外，藉由即時監視爐內狀況，而可判定脫矽期之結束，並可在確切的時點進行伴隨著從脫矽期轉移至脫碳期之來自頂吹噴槍之氧化性氣體的吹入條件及來自底吹風口之攪拌用氣體的吹入條件之變更，而可抑制粉塵之產生，進行提高生產性及鐵的產率之轉爐操作。
此外，進一步藉由即時監視爐內狀況，而可正確掌握脫碳精煉之後半段的熔融鐵之碳濃度，並可在確切的時點進行伴隨著在脫碳精煉之後半段的熔融鐵之碳濃度的變化之來自頂吹噴槍之氧化性氣體的吹入條件及來自底吹風口之攪拌用氣體的吹入條件之變更，而可減低爐渣中所含有之氧化鐵，進行提高鐵的產率之轉爐操作。
[第1實施形態] 　　本發明等人，係為了於藉由轉爐之氧化精煉中即時監視熔融鐵之氧濃度的變化，並因應矽濃度來控制頂吹條件及底吹條件，控制粉塵或爐渣之逸出，而進行以下之探討。亦即，於將含有0.02質量%以上之矽的熔鐵進行脫矽、脫磷及脫碳，由熔鐵製造熔鋼的轉爐操作中，針對會對粉塵產生量造成影響之來自頂吹噴槍之氧化性氣體的流量、頂吹噴槍的噴槍高度及來自底吹風口之攪拌用氣體的流量之影響進行苦心探討。
於此探討中，係使用有轉爐(容量300噸規模)，該轉爐，係可從頂吹噴槍噴吹氧化性氣體，並從爐底部的底吹風口吹入攪拌用氣體。作為來自頂吹噴槍之氧化性氣體係使用氧氣(工業用純氧氣)，作為來自底吹風口之攪拌用氣體係使用氬氣。此外，頂吹噴槍，係使用具有設置於前端之氧氣噴射噴嘴的個數為5孔，且其噴射角度為15°之拉瓦型噴射噴嘴的頂吹噴槍。另外，噴射噴嘴的噴射角度，係噴射噴嘴的氧氣噴射方向與頂吹噴槍的軸心方向之相對角度。
將含有0.02質量%以上的矽的熔鐵裝入上述之轉爐，從頂吹噴槍噴吹氧化性氣體來將轉爐內的熔鐵進行脫矽、脫磷及脫碳。若對含有0.02質量%以上的矽之熔鐵從頂吹噴槍噴吹氧氣，則會產生脫矽反應(Si+2O→SiO2 )、脫磷反應(2P+5O→P2 O5 )及脫碳反應(C+O→CO)。該等反應當中，脫矽反應會優先產生，藉由脫矽反應使熔鐵中的矽濃度降低之後，產生脫磷反應及脫碳反應。
來自頂吹噴槍之氧氣的供給，係從熔鐵之碳含量為4.5質量%的時點開始，持續進行直至爐內的熔融鐵之碳含量成為0.04質量%的時點。於氧吹煉的途中，係對來自頂吹噴槍的氧氣流量、頂吹噴槍的噴槍高度、來自底吹風口之攪拌用氣體的流量分別藉由手動於同時期變更。頂吹條件及底吹條件之變更，係將變更時期作為氧吹煉的前半段來進行各種變化。
來自頂吹噴槍的氧氣流量之變更，係從833Nm3 /min增加至1000Nm3 /min，來自頂吹噴槍的噴槍高度之變更，係從3.0m降低至2.5m，來自底吹風口的攪拌用氣體的流量之變更，係從30Nm3 /min減少至15Nm3 /min。在此，「頂吹噴槍的噴槍高度」，係從頂吹噴槍的前端至轉爐內之靜止狀態的熔鐵液面之距離。
另外，在氧吹煉的後半段，係將根據熱質量計算並藉由程序計算機所算出之推定為溶融鐵中之碳濃度成為0.35質量%的時點設為頂吹氧氣流量、噴槍高度及底吹氣體流量的變更時期，分別藉由手動於同時期變更。氧吹煉後半段之變更為，來自頂吹噴槍之氧氣流量，係從1000Nm3 /min減少至833Nm3 /min，噴槍高度，係從2.5m降低至2.0m，來自底吹風口的攪拌用氣體之流量，係從15Nm3 /min增加至30Nm3 /min。
氧吹煉之結束後，測定在各氧吹煉中產生的粉塵量(kg)，算出粉塵基本單位(kg/熔鋼-t)。將頂吹氧氣流量、噴槍高度及底吹氣體流量之變更時期以下述(3)式所定義的氧吹煉進展程度進行整理。
在此，QO2C ，係變更頂吹條件及底吹條件後的時點之累計氧量(Nm3 )，QO2 ，係氧吹煉結束時之累計氧量(Nm3 )。
於第1圖中，顯示以氧吹鍊進展程度(%)表示之頂吹條件及底吹條件之變更時期，與氧吹鍊結束後之粉塵基本單位(kg/熔鋼-t)的關係。由第1圖，得知當氧吹煉進展程度為小時，若進行頂吹氧氣流量、噴槍高度及底吹氣體流量之變更，則氧吹鍊結束時之粉塵基本單位(kg/熔鋼-t)會變高。
亦即，得知若於氧吹煉之初期進行頂吹氧氣流量的增加、噴槍高度的降低及底吹氣體量的減少，則氧吹煉結束時之粉塵產生量會變多，而粉塵基本單位變高。在此，於氧吹煉之初期變更頂吹條件及底吹條件的情況粉塵產生量變多的理由，係推定為熔融鐵中矽的氧化所導致之熔融爐渣的產生不充分，而熔鐵液面的一部分不被熔融爐渣所覆蓋之故。
由以上內容，得到以下見解：頂吹條件及底吹條件的變更時期會對粉塵產生量(鐵損失)造成大幅影響，針對用以減低粉塵產生量(鐵損失)的頂吹條件及底吹條件之變更，掌握轉爐內的爐內狀況，來決定該變更時期是重要的。
因此，本發明等人思及，為了適當掌握轉爐之爐內狀況，而著眼於轉爐的爐口燃燒火焰，並於氧吹煉中，測定爐口燃燒火焰的發光光譜。在此，「爐口燃燒火焰」，係指從轉爐的爐口朝向上方的煙道吹出之爐內的火焰。
於爐口燃燒火焰的發光光譜中，係包含有關於在轉爐內藉由脫碳反應而產生的CO氣體、或藉由此CO氣體的一部分與在轉爐爐口部分被吸引的空氣進行混合而引起之自然發火而產生的CO2 氣體的資訊，或是關於來自從爐內的火點蒸發之鐵原子的FeO*(中間生成物)的資訊。本發明等人想出，若是於此發光光譜中針對580～620nm之範圍的波長，即時測定各波長之發光強度，則可即時且容易地推定轉爐的爐內狀況。
另外，發光光譜中580～620nm之範圍的波長，係相當於起因於FeO*(中間生成物)之生成及消失的「FeO orange system band」，其與烴系氣體之中間生成物的波長域不同。再者，於FeO*之生成時，在此波長域中可確認吸光峰值，另一方面，於FeO*之消失時，在相同的波長域中可確認發光峰值，其中，確認發光強度係與FeO*之消失速度連動。
在此，進行監視者，係指當在爐內的熔融鐵液之火點主要產生的FeO*之電子狀態進行遷移時所發生或吸收的特定之波長的電磁波。FeO*係與從爐內冉冉升起的火焰成為一體，因此，例如，當脫矽反應接近結束時，FeO*之生成量及FeO*之反應量會增加，因此若將此火焰的發光光譜進行分光，則580～620nm之波長的電磁波之強度會增大。相反地，若FeO*之產生量及FeO*之反應量減少，則580～620nm之波長的電磁波之強度會減少。
亦即，580～620nm之範圍的波長，係當藉由碳而FeO被還原時產生的還原光，該波長的發光強度，係表示當FeO從激發狀態(FeO*)變化成基底狀態時之發光能量的大小。於脫矽期末期上述波長之發光強度會增加，因此，分光強度的變化，係與伴隨著脫矽反應結束之FeO之生成・還原相對應。
因此，於上述之轉爐的氧吹煉中，測定轉爐之爐口燃燒火焰的發光光譜。轉爐之爐口燃燒火焰的發光光譜之測定，係如第4圖(第4圖之詳細說明係後述)所示般，藉由於轉爐2的正面安裝分光攝像機6，並拍攝從爐口14與可動式罩15之間隙觀看的爐口燃燒火焰12而進行。將藉由分光攝像機6所拍攝的拍攝影像送訊至影像解析裝置7。接著，藉由影像解析裝置7記錄影像，並在所輸入的影像資料之任意的掃描線上進行線分析，而對發光波長之各波長的發光強度進行解析。另外，發光光譜的測定及發光強度解析，係以1～10秒之一定的測定時間間隔Δt進行。此外，與發光光譜的測定同時，使用設置於轉爐的副槍(自動測溫取樣裝置)，於氧吹煉中以1～2次的頻率進行熔融鐵試料之採集、及熔融鐵中的矽濃度之分析。
由所得之發光光譜的測定結果，將於氧吹煉中變化幅度最大的610nm之波長設為特定波長，並由此特定波長之時刻Tn 的發光強度In 、與其Δt秒前之時刻Tn-1 的發光強度In-1 ，求出以下述(1)式所定義的發光強度變化率。測定時間間隔Δt係設為1～10秒。
在此，In 為時刻Tn 之特定波長的發光強度(a.u.)，In-1 為時刻Tn 之Δt秒前的時刻Tn-1 之特定波長的發光強度(a.u.)。
於第2圖中，顯示所求出的發光強度變化率與熔融鐵中之矽濃度的關係。由第2圖，得知以熔融鐵中之矽濃度為約0.02質量%作為界線，發光強度變化率大幅變化。也就是說，得知在熔融鐵中之矽濃度為未達約0.02質量%時，發光強度變化率係比1.8更增大。在熔融鐵中之矽濃度為未達約0.02質量%時，610nm之波長的發光強度為大，在熔融鐵中之矽濃度為約0.02質量%以上時，610nm之波長的發光幾乎沒被觀測到。
其係表示於含有0.02質量%以上的矽之熔鐵的氧化精煉中，首先，產生脫矽反應，其後，產生脫磷反應及脫碳反應是眾所周知的，若藉由脫矽反應而使熔鐵中的矽濃度成為未達約0.02質量%，則發光強度會變大。
由第2圖，當熔融鐵中的矽濃度成為未達約0.02質量%的時點，若換言之，則當發光強度變化率成為超過1.8的時點，可期待熔融爐渣之產生所導致之液面遮蔽效果。也就是說，得到以下見解：在防止粉塵產生之增加導致之鐵的產率降低上，於氧吹煉初期，作為頂吹氧氣流量增加等之變更頂吹條件及底吹條件的時期之指標，於開始氧吹煉之後，發光強度變化率成為超過1.8的時點是最適合的，可將此時點判定為脫矽期之結束。也就是說，得到以下見解：將(1)式之發光強度變化率的「閾值」設為1.8，可將超過閾值的時點判定為脫矽期之結束。另外，發光強度變化率的「閾值」並不限於1.8，依每個轉爐各者預先決定。
本發明等人進行進一步探討，得知於實際的氧吹煉中，有時起重機或煙的障礙物會侵入發光強度光譜測定的光路徑，於此情況中，所測定之以(1)所定義的發光強度變化率會超過所設定的閾值(1.8)，而產生誤偵測。由以上內容，得到以下見解：如(1)式般地，僅在某時刻Tn 與其Δt秒前之時刻Tn-1 的發光強度之比較(瞬時值之比較)下，會有無法正確判定的情況。
因此，本發明等人想到，以時刻Tn 作為基準，在時刻Tn 、時刻Tn 起(Δt×1)秒前之時刻Tn-1 、時刻Tn 起(Δt×2)秒前之時刻Tn-2 、時刻Tn 起(Δt×3)秒前之時刻Tn-3 、・・・、時刻Tn 起(Δt×S)秒前(S為0以上之整數)之時刻Tn-S ，分別求出發光強度，利用所得之各發光強度的合計量(和)，亦即發光強度之移動平均求出發光強度變化率。並思及若利用如此之發光強度的移動平均，則可將發光強度之不均某程度地平均化，因而，發光強度變化率之不均變小，而可進行更正確的判定。
由上述之發光光譜的測定結果，將於氧吹煉中變化幅度最大的610nm之波長設為特定波長。接著，以時刻Tn 作為基準，在時刻Tn 、時刻Tn 起(Δt×1)秒前之時刻Tn-1 、時刻Tn 起(Δt×2)秒前之時刻Tn-2 、・・・、時刻Tn 起(Δt×S)秒前之時刻Tn-S ，針對合計(S+1)次求出時刻Tn-i 之特定波長的發光強度In-i 。接著，將其等合計(和)，使用下述(4)式來算出以時刻Tn 作為基準之發光強度的移動平均。另外，In-i ，係時刻Tn 之(Δt×i)秒前的時刻Tn-i 之特定波長的發光強度(a.u.)。
[數1]
此外，以時刻Tn 之(Δt×m)秒前的時刻Tn-m 作為基準，相同地，在時刻Tn-m 、時刻Tn-m 起(Δt×1)秒前之時刻Tn-m-1 、時刻Tn-m 起(Δt×2)秒前之時刻Tn-m-2 、・・・、時刻Tn-m 起(Δt×S)秒前(S為0以上之整數)之時刻Tn-m-S ，針對合計(S+1)次求出時刻Tn-m-i 之特定波長的發光強度In-m-i 。接著，將其等合計(和)，使用下述(5)式來算出以時刻Tn-m 作為基準之發光強度的移動平均。另外，In-m-i ，係時刻Tn 之(Δt×m)秒前之時刻Tn-m 起(Δt×i)秒前之時刻Tn-m-i 之特定波長的發光強度(a.u.)。
[數2]
由所得之以時刻Tn 作為基準之發光強度的移動平均，及以時刻Tn-m 作為基準之發光強度的移動平均，求出以下述(2)式所定義之特定波長的發光強度移動平均變化率。
在此，In S 為將加數設為S，並以時刻Tn 作為基準的特定波長之發光強度的移動平均(a.u.)，In-m S 為將加數設為S，並以時刻Tn 之(Δt×m)秒前的時刻Tn-m 作為基準的特定波長之發光強度的移動平均(a.u.)，m為自然數，S為移動平均的加數(0以上之整數)，Δt為測定時間間隔(s)。
將所求出的發光強度移動平均變化率與熔融鐵中之矽濃度的關係顯示於第3圖。另外，在此，測定時間間隔Δt係設為1秒，自然數m及移動平均之加數S係設為20。
由第3圖，得知以熔融鐵中之矽濃度為未達約0.02質量%的時點作為界線，以(2)式所算出的發光強度移動平均變化率大幅變化。亦即，發光強度移動平均變化率成為超過0.4的時點，可期待熔融爐渣之生成所導致之液面遮蔽效果。也就是說，得到以下見解：在防止粉塵產生之增加導致之鐵的產率降低上，於氧吹煉初期，作為頂吹氧氣流量增加等之變更頂吹及底吹條件的時期之指標，於開始氧吹煉之後，發光強度移動平均變化率成為超過0.4的時點是最適合的，可將此時點判定為脫矽期之結束。也就是說，得到以下見解：將發光強度移動平均變化率的「閾值」設為0.4，可將超過閾值的時點判定為脫矽期之結束。另外，發光強度移動平均變化率的「閾值」並不限於0.4，依每個轉爐各者預先決定。
在發光光譜之測定光路徑因起重機的移動、煙的產生等而被遮斷的情況時，於使用(1)式(瞬時值之比較)的發光強度變化率中，發光強度變化率會變低，而判定為滿足既定條件(超過預先設定的閾值)。相對於此，於使用(2)式之移動平均所算出的發光強度移動平均變化率中，即使是這種干擾也會被平均化，因此，變化是穩定的。
因此，得到以下見解：若採用使用移動平均所算出的發光強度移動平均變化率，則熔融鐵中之矽濃度成為未達約0.02質量的時點，亦即發光強度移動平均變化率成為超過閾值的時點之不均少，而可穩定地判定脫矽期之結束。
另外，於轉爐中，係設置有將精煉後的爐內之熔融鐵排出至熔鐵保持容器或熔鋼保持容器的出鋼口，通常，由於出鋼口為開口，因此從出鋼口亦可觀察爐內的火焰。於本說明書中，將此火焰稱為「出鋼口燃燒火焰」。也就是說，藉由測定透過出鋼口觀測之出鋼口燃燒火焰或是在出鋼口觀察之出鋼口燃燒火焰的發光光譜，與測定上述之爐口燃燒火焰的發光光譜的情況相同地，可掌握轉爐的爐內狀況。
本發明之第1實施形態的轉爐之操作監視方法及轉爐之操作方法，係根據上述見解，再加上進一步探討而完成者。以下，參照附圖說明本發明之第1實施形態之具體的實施方法。於第4圖中，示意地顯示適合實施本發明的轉爐設備的構造之概略。
適合實施本發明的轉爐設備1係具有：轉爐2、頂吹噴槍3、分光攝像機6、影像解析裝置7、以及控制用計算機8，該分光攝像機6，係配設於轉爐2的正面，可拍攝爐口燃燒火焰12；該影像解析裝置7，係可取出地記錄藉由該分光攝像機6所拍攝的拍攝影像，並對該拍攝影像進行解析；該控制用計算機8，係根據該藉由影像解析裝置7解析後的資料，而發送控制訊號。進而，具有噴槍高度控制裝置9、氧化性氣體流量控制裝置10、以及底吹氣體流量控制裝置11，且該等裝置，係構成為依據從控制用計算機8所發送的控制訊號，而可個別地作動，該噴槍高度控制裝置9，係用以調整頂吹噴槍3的噴槍高度；該氧化性氣體流量控制裝置10，係用以調整從頂吹噴槍3噴射的氧化性氣體之流量；該底吹氣體流量控制裝置11，係用以調整從底吹風口4吹入的攪拌用氣體之流量。
所使用的轉爐2，係設為下述構造，亦即可與從頂吹噴槍3朝向爐內的熔鐵5噴射氧化性氣體噴流13同時，從爐底部的底吹風口4吹入攪拌用氣體。並且，於轉爐2的正面係安裝有可測定轉爐之爐口燃燒火焰12的發光光譜之分光攝像機6。藉由所安裝的分光攝像機6，拍攝從轉爐的爐口14與可動式罩15之間隙觀看的爐口燃燒火焰12。藉由該分光攝像機6所拍攝的拍攝影像(影像資料)，係逐次送訊至影像解析裝置7。於影像解析裝置7中，係記錄送達的拍攝影像(影像資料)，並在影像資料的任意之掃描線上進行線分析，而將發光波長及各波長之發光強度進行解析。
解析後的爐口燃燒火焰12的影像資料，係每次送訊至控制用計算機8。控制用計算機8，係構成為根據所輸入、解析的影像資料，發送使噴槍高度制御裝置9、氧化性氣體流量控制裝置10及底吹氣體流量控制裝置11個別或同時地作動的控制訊號。第4圖中的符號16係往頂吹噴槍之氧化性氣體供給管，17係往頂吹噴槍之冷卻水供給管，18係來自頂吹噴槍之冷卻水排出管。
於本發明之第1實施形態之轉爐之操作中，係使用上述之轉爐設備1，對收容於轉爐2的熔鐵5從頂吹噴槍3噴吹氧化性氣體，或是進一步從底吹風口4吹入氧化性氣體或惰性氣體，將熔鐵5氧化精煉，來進行脫矽、脫磷及脫碳，而由熔鐵5製造熔鋼。另外，熔鐵5係設為含有0.02質量%以上的矽的熔鐵。
於本發明之第1實施形態中，係藉由分光攝像機6拍攝爐口燃燒火焰12，並對所得到的發光光譜進行解析，而即時監視轉爐2之氧吹煉中的爐內狀況。另外，藉由分光攝像機6進行之轉爐燃燒火焰12的拍攝、發光光譜的解析，係以時間間隔Δt為1～10秒之間隔進行者，就生產性之提昇及鐵的產率之提昇的觀點而言為佳。
將拍攝所得之發光光譜可取出地記錄於影像解析裝置7。並且，於影像解析裝置7中，於所得之爐口燃燒火焰12的發光光譜中針對580～620nm之範圍的波長，進行發光波長之特定、與算出各波長的發光強度之解析。另外，580～620nm之範圍的波長，係如前述般，相當於起因於FeO*(中間生成物)之生成與消失的FeO orange system band，於FeO*之生成時，係在此波長域中確認到吸光峰值，另一方面，於FeO*之消失時，係在相同波長域中確認到發光峰值，並確認其中之發光強度與FeO*之消失速度連動。也就是說，580～620nm之範圍的波長，由於會反映在轉爐內之反應，而成為容易推定轉爐之爐內狀況的線索，因此設為測定的對象。此外，發光強度，係表示當FeO從激發狀態(FeO*)變化成基底狀態時之發光能量的大小者。
接著，於本發明之第1實施形態中，係算出所得之各波長之發光強度的經時變化，並由該發光強度的經時變化推定爐內狀況的變化，而利用於轉爐操作之監視。具體而言，係作為拍攝爐口燃燒火焰12所得之發光光譜的發光強度之經時變化，算出(1)式所示之特定波長的發光強度變化率、或是(2)式所示之特定波長的發光強度移動平均變化率來利用。
另外，使用於發光強度變化率及發光強度移動平均變化率之算出的特定波長，係於580～620nm之範圍的波長中，預先測定氧吹煉中之發光強度的變化量為最大的波長來決定，或是於該氧吹煉中監視該波長域內之複數個波長，來每次決定發光強度之變化量最大的波長。
於本發明之第1實施形態之轉爐之操作方法中，針對所測定的發光光譜之580～620nm之範圍的特定波長，算出發光強度之經時變化，在來自頂吹噴槍之氧化性氣體的噴吹開始之後，也就是在氧吹煉開始之後，當以上述(1)式所定義的發光強度變化率超過預先設定的閾值(例如1.8)之時點、或是當以上述(2)式所定義的發光強度移動平均變化率超過預先設定的閾值(例如0.4)之時點，實施從頂吹噴槍噴吹之氧化性氣體的流量增加、噴槍高度的降低、從底吹風口吹入之氧化性氣體或惰性氣體的流量減少當中之1種或2種以上。
於氧吹煉的前半段，以上述(1)式所定義的發光強度變化率，及以上述(2)式所定義的發光強度移動平均變化率，係以熔融鐵中之矽濃度為約0.02質量%為界線而大幅變化。在熔融鐵中之矽濃度為未達約0.02質量%時，發光強度變化率及發光強度移動平均變化率雖會變大，但在熔融鐵中之矽濃度為約0.02質量%以上時，在該波長域中的發光幾乎不被觀察到。
於熔融鐵中之矽濃度為約0.02質量%以上的氧吹煉初期，藉由熔融鐵中之矽的氧化導致之熔融爐渣的生成並不充分，而不可忽視伴隨著來自液面之CO氣體氣泡脫離而來的液滴飛散。因此，在此階段之頂吹氧化性氣體流量的增加，會使粉塵之產生量變多，而導致鐵的產率降低。
因而，氧吹煉初期中之頂吹氧化性氣體流量的增加、噴槍高度的降低、底吹氣體流量的減少當中之1種或2種以上的變更，係設為當以上述(1)式所定義的發光強度變化率超過預先設定的閾值之時點、或是當以上述(2)式所定義的發光強度移動平均變化率超過預先設定的閾值之時點進行。也就是說，設為當熔融鐵中之矽的氧化幾乎完成的時點進行。
在此，第1實施形態之「預先設定的閾值」，係指於各轉爐中，實施預備試驗，而預先求出之熔融鐵中之矽濃度成為未達約0.02%的發光強度變化率及發光強度移動平均變化率。
進而，更佳係在此時點，與增加從頂吹噴槍噴吹之氧化性氣體的流量同時，降低頂吹噴槍的噴槍高度、或是減少從底吹風口吹入之氧化性氣體或惰性氣體的流量。藉由如此之調整，抑制粉塵產生，而可提昇鐵的產率。
另外，從頂吹噴槍噴吹之氧化性氣體的流量之增加量、頂吹噴槍的噴槍高度之降低量、從底吹風口吹入之氧化性氣體或惰性氣體的流量之減少量，較佳係預先根據熔融鐵的攪拌力與氧化性氣體的流量之比率等來決定。
此外，於適合實施本發明之第1實施形態的轉爐設備1中，較佳係構成為：當以上述(1)式所定義的發光強度變化率超過預先設定之閾值的時點、或是當以上述(2)式所定義的發光強度移動平均變化率超過預先設定之閾值的時點，每次都會從控制用計算機8，對噴槍高度控制裝置9發送控制訊號，以降低噴槍高度、或對頂吹噴槍氧化性氣體流量控制裝置10發送控制訊號，以增加噴射的氧化性氣體的流量、或對底吹氣體流量控制裝置11發送控制訊號，以減少吹入的氧化性氣體或惰性氣體的流量，或是將該等控制訊號全部同時發送。
從頂吹噴槍3噴吹的氧化性氣體，一般為氧氣，但可使用氧氣與氬氣、氦氣等之稀有氣體、氮氣的混合氣體、空氣、富氧化空氣等。另外，在此所謂的「氧化性氣體」，係指氧濃度與空氣同等或高於空氣的含氧氣體。此外，從底吹風口4吹入的氣體，係惰性氣體或氧化性氣體，在吹入氧化性氣體的情況，係發揮作為氧化精煉用的氧化性氣體之功能，並發揮作為攪拌氣體之功能。
上述說明，雖以拍攝爐口燃燒火焰12來即時監視轉爐2之氧吹煉中的爐內狀況之情況為例，但藉由測定從轉爐2的出鋼口觀測的出鋼口燃燒火焰的發光光譜，也相同地可即時監視轉爐2之氧吹煉中的爐內狀況。
於第5圖中，顯示從與第4圖不同的方向(與第4圖正交的方向)觀看第4圖所示之轉爐2的概略圖。如第5圖所示般，於以外殻作為鐵皮21，並對鐵皮21的內側施設耐火物22的轉爐2中，係設置有貫穿單側的側壁之耐火物22的出鋼口19。並構成為：藉由讓轉爐2傾動，而將氧化精煉後的爐內之熔融鐵出鋼至熔鐵保持容器(未圖示)或熔鋼保持容器(未圖示)。
氧吹煉中，轉爐2的爐內壓係被控制成比大氣壓稍低，空氣從出鋼口19進入爐內，出鋼口燃燒火焰20不會從出鋼口19噴出。因而，於此情況中，藉由透過出鋼口19，以分光攝像機測定出鋼口燃燒火焰20的發光光譜，與測定爐口燃燒火焰12的情況相同地，可即時監視轉爐2之氧吹煉中的爐內狀況。
在轉爐2的爐內壓被控制成比大氣壓稍高的情況時，出鋼口燃燒火焰20會從出鋼口19往爐外側噴出，而容易測定出鋼口燃燒火焰20。第5圖中之符號23為爐渣。
另外，於本發明之第1實施形態之轉爐之操作方法中，針對氧吹煉的後半段，係常用的氧吹煉方法皆可適用，並無特別限定。例如，為了避免轉爐內之熔融鐵的過氧化狀態，提昇鐵的產率，較佳係於氧吹煉進展程度為最適當的時期(例如，根據既有的程序計算機進行之熱質量計算，當熔融鐵中碳濃度推定為0.35質量%的時點)，進行：減少從頂吹噴槍噴吹之氧化性氣體的流量、降低頂吹噴槍的噴槍高度、或是增加從底吹風口吹入之氧化性氣體或惰性氣體的流量當中之1種或2種以上。
此外，於本發明之第1實施形態之轉爐操作方法中，以與氧吹煉的前半段相同方式於氧吹煉的後半段，亦可測定從轉爐之爐口吹出的爐口燃燒火焰或是出鋼口燃燒火焰的發光光譜，針對發光光譜之580～620nm之範圍的特定波長，作為發光強度之經時變化，算出當以上述(1)式所定義的發光強度變化率或以上述(2)式所定義的發光強度移動平均變化率，當發光強度變化率或發光強度移動平均變化率滿足預先設定的閾值以下之時點，變更頂吹條件及底吹條件。藉此，可避免爐渣之鐵氧化物濃度的上昇，謀求鐵的產率之提昇。
[第2實施形態] 　　本發明等人，係為了於將熔鐵進行氧化精煉由熔鐵製造熔鋼的轉爐之脫碳精煉中，即時監視脫碳精鍊之後半段的熔融鐵之碳濃度的變化，並因應碳濃度來控制頂吹條件及底吹條件，減低爐渣中所包含的氧化鐵，而進行以下之探討。亦即，於將熔鐵進行脫碳精煉由熔鐵製造熔鋼的轉爐操作中，針對會對爐渣中的氧化鐵之生成造成影響之來自頂吹噴槍之氧化性氣體的流量、頂吹噴槍的噴槍高度及來自底吹風口之攪拌用氣體的流量之影響進行苦心探討。另外，供給至脫碳精煉的熔鐵，矽及磷之含量為何種程度皆無妨。
已知於轉爐之脫碳精煉中，脫碳反應速度，係直至熔融鐵中之碳濃度成為臨界碳濃度的期間為氧供給速率控制，另一方面，熔融鐵中之碳濃度低於臨界碳濃度的期間為熔融鐵中之碳的物質移動速率控制(也稱為「擴散速率控制」)。在此，「氧供給速率控制」，係指與熔融鐵中之碳濃度無關，而以氧供給速度決定脫碳反應速度的狀態。因而，於氧供給速率控制的期間，只要使氧化性氣體的供給速度上昇則脫碳反應速度會變快，但碳之物質移動速率控制的期間，即便使氧化性氣體的供給速度上昇脫碳反應速度也不會變快，而過剩供給的氧化性氣體會使爐渣中的氧化鐵增加。也就是說，本發明等人想到：若正確地掌握脫碳反應速度從氧供給速率控制變成熔融鐵中之碳的物質移動速率控制之時點，並根據此來變更頂吹條件及底吹條件，則可減低爐渣中所包含的氧化鐵。
於此探討中，係與第1實施形態相同地，使用轉爐(容量300噸規模)，該轉爐，係可從頂吹噴槍噴吹氧化性氣體，並從爐底部的底吹風口吹入攪拌用氣體。作為來自頂吹噴槍之氧化性氣體係使用氧氣(工業用純氧氣)，作為來自底吹風口之攪拌用氣體係使用氬氣。此外，頂吹噴槍，係使用具有設置於前端之氧氣噴射噴嘴的個數為5孔，且其噴射角度為15°之拉瓦型噴射噴嘴的頂吹噴槍。
使用上述之轉爐，進行碳濃度為3.5質量%之熔鐵的脫碳精煉。來自頂吹噴槍之氧氣的供給，係從熔鐵之碳含量為3.5質量%的時點開始，持續進行直至爐內的熔融鐵之碳含量成為0.04質量%的時點。於脫碳精煉的後半段中，係對來自頂吹噴槍的氧氣流量、頂吹噴槍的噴槍高度、來自底吹風口之攪拌用氣體的流量分別藉由手動於同時期變更。頂吹條件及底吹條件之變更，係將變更時期以脫碳精煉之後半段的脫碳反應之速率控制階段從氧供給速率控制變化成熔融鐵中碳之物質移動速率控制的時期作為中心，於其前後進行各種變化。
來自頂吹噴槍的氧氣流量之變更，係從1000Nm3 /min減少至833Nm3 /min，來自頂吹噴槍的噴槍高度之變更，係從2.5m降低至2.0m，來自底吹風口之攪拌用氣體的流量之變更，係從15Nm3 /min增加至30Nm3 /min。
脫碳精煉之結束後，將在各個脫碳精煉所產生的爐渣回收，以螢光X射線分析法測定爐渣中之氧化鐵含量(質量%FeO)。將頂吹氧氣流量、噴槍高度及底吹氣體流量之變更時期，與第1實施形態相同地，以下述(3)式所定義的氧吹煉進展程度進行整理。
在此，QO2C ，係變更頂吹條件及底吹條件後的時點之累計氧量(Nm3 )，QO2 ，係氧吹煉結束時之累計氧量(Nm3 )。
於第6圖中，顯示以氧吹煉進展程度(%)表示之變更時期，與脫碳精煉結束後之爐渣中之氧化鐵含量(質量%FeO)的關係。由第6圖，得知使頂吹條件及底吹條件變更後的時點之氧吹煉進展程度增加，且脫碳精煉結束時之爐渣中之氧化鐵含量(質量%FeO)增加。也就是說，得知於氧吹煉進展程度為90%以上的時期，若進行頂吹氧氣流量、噴槍高度及底吹氣體流量之變更，則脫碳精煉結束後之爐渣中之氧化鐵含量(質量%FeO)會變高。
亦即，越在氧吹煉進展程度變大的時期(脫碳精煉之末期)進行頂吹氧氣流量的減少、噴槍高度的降低及底吹氣體量的增加，特別是越接近脫碳精煉結束，則脫碳精煉結束時之爐渣中之氧化鐵含量(質量%FeO)越增加。由以上內容，本發明等人得到以下見解：頂吹條件及底吹條件的變更時期會對鐵損失造成大幅影響，為了減低脫碳精煉結束時之爐渣中之氧化鐵含量(質量%FeO)，掌握轉爐內的爐內狀況，來決定頂吹條件及底吹條件之變更時期是重要的。
因此，本發明等人思及，為了適當掌握轉爐之爐內狀況，而著眼於轉爐的爐口燃燒火焰，於脫碳精煉中，測定爐口燃燒火焰的發光光譜。
於爐口燃燒火焰的發光光譜中，係包含關於在轉爐內藉由脫碳反應產生的CO氣體、或藉由此CO氣體的一部分與在轉爐爐口部分被吸引的空氣進行混合而引起之自然發火而產生的CO2 氣體的資訊，或是關於來自從爐內的火點蒸發之鐵原子的FeO*(中間生成物)的資訊。若是於此發光光譜中針對580～620nm之範圍的波長，即時測定各波長之發光強度，則可即時且容易地推定轉爐的爐內狀況。
另外，發光光譜中580～620nm之範圍的波長，係相當於起因於FeO*(中間生成物)之生成及消失的「FeO orange system band」。本發明等人，於FeO*之生成時，在此波長域中可確認吸光峰值，另一方面，於FeO*之消失時，在相同的波長域中可確認發光峰值，其中，確認發光強度係與FeO*之消失速度連動。
在此，進行監視者，係指當在爐內的熔融鐵液之火點主要產生的FeO*之電子狀態進行遷移時所發生或吸收的特定之波長的電磁波。FeO*係與從爐內冉冉升起的火焰成為一體，因此，例如，當脫碳反應接近結束時，FeO*之產生量及FeO*之反應量會減少，因此若將此火焰的發光光譜進行分光，則580～620nm之波長的電磁波之強度會減少。
亦即，若脫碳反應速度成為熔融鐵中之碳的物質移動速率控制，則相較於FeO之還原，FeO之生成更具支配性，580～620nm之波長的發光強度係暴跌。
因此，於上述之轉爐的脫碳精煉中，與第1實施形態相同地，測定轉爐之爐口燃燒火焰的發光光譜。轉爐之爐口燃燒火焰的發光光譜之測定，係如第4圖所示般，藉由於轉爐2的正面安裝分光攝像機6，並拍攝從爐口14與可動式罩15之間隙觀看的爐口燃燒火焰12而進行。將藉由分光攝像機6所拍攝的拍攝影像送訊至影像解析裝置7。接著，藉由影像解析裝置7記錄影像，並在所輸入的影像資料之任意的掃描線上進行線分析，而對發光波長之各波長的發光強度進行解析。另外，發光光譜的測定及發光強度解析，係以1～10秒之一定的測定時間間隔Δt進行。此外，與發光光譜的測定同時，使用設置於轉爐的副槍(自動測溫取樣裝置)，於脫碳精煉中以1～2次的頻率進行熔融鐵試料之採集、及熔融鐵中的碳濃度之分析。
由所得之發光光譜的測定結果，將於脫碳精煉中變化幅度最大的610nm之波長設為特定波長，並由此特定波長之時刻Tn 的發光強度In 、與其Δt秒前之時刻Tn-1 的發光強度In-1 ，求出以下述(1)式所定義的發光強度變化率。測定時間間隔Δt係設為1～10秒。
在此，In 為時刻Tn 之特定波長的發光強度(a.u.)，In-1 為時刻Tn 之Δt秒前的時刻Tn-1 之特定波長的發光強度(a.u.)。
於第7圖中，顯示所求出的發光強度變化率與熔融鐵中之碳濃度的關係。由第7圖，得知以熔融鐵中之碳濃度為約0.45質量%作為界線，發光強度變化率大幅變化。也就是說，得知在熔融鐵中之碳濃度為約0.45質量%以上時，發光強度變化率係比1.8更增大。在熔融鐵中之碳濃度為約0.45質量%以上時，610nm之波長的發光強度為大，在熔融鐵中之碳濃度為未達約0.45質量%時，610nm之波長的發光幾乎沒被觀測到。
由第7圖，當熔融鐵中的碳濃度成為未達約0.45質量%的時點，若換言之，則當發光強度變化率滿足1.8以下的時點，作為於脫碳精煉末期變更頂吹條件及底吹條件的時期之指標是最適合的。也就是說，得到以下見解：在防止因爐渣中之氧化鐵含量(質量%FeO)的增加導致之鐵的產率降低上，將發光強度變化率之「閾值」設為1.8，作為頂吹氧氣流量減少等之變更頂吹條件及底吹條件的時期之指標，於脫碳精煉的後半段，以(1)式所算出的發光強度變化率滿足1.8以下的時點是最適合的。另外，發光強度變化率的「閾值」並不限於1.8，依每個轉爐各者預先決定。
本發明等人進行進一步探討，得知於實際的脫碳精煉中，有時起重機或煙的障礙物會侵入發光強度光譜測定的光路徑，於此情況中，所測定之以(1)式所定義的發光強度變化率會滿足所設定的閾值(1.8)以下，而產生誤偵測。由以上內容，得到以下見解：僅在某時刻Tn 與其Δt秒前之時刻Tn-1 的發光強度之比較(瞬時值之比較)下，會有無法正確判定的情況。
因此，本發明等人，係與第1實施形態相同地，求出利用發光強度的移動平均之以下述(2)式所定義之特定波長的發光強度移動平均變化率。
在此，In S 為將加數設為S，並以時刻Tn 作為基準的特定波長之發光強度的移動平均(a.u.)，In-m S 為將加數設為S，並以時刻Tn 之(Δt×m)秒前的時刻Tn-m 作為基準的特定波長之發光強度的移動平均(a.u.)，m為自然數，S為移動平均的加數(0以上之整數)，Δt為測定時間間隔(s)。
將求出的發光強度移動平均變化率與熔融鐵中之碳濃度的關係顯示於第8圖。另外，在此，測定時間間隔Δt係設為1秒，自然數m及移動平均的加數S係設為10。
由第8圖，得知以熔融鐵中之碳濃度為約0.45質量%作為界線，發光強度移動平均變化率大幅變化。亦即，在熔融鐵中之碳濃度為約0.45質量%以上時，伴隨著脫碳精煉的進行而發光強度移動平均變化率會增大，但在熔融鐵中之碳濃度為未達約0.45質量%時，發光轉為減少。
如此般，由第8圖，得知熔融鐵中之碳濃度成為未達約0.45質量%的時點，也就是說，發光強度變化率滿足預先設定的閾值(虛線：在此為1.6)以下的時點，作為於脫碳精煉之後半段變更頂吹條件及底吹條件的時期之指標，在防止爐渣中之氧化鐵含量(質量%FeO)的增加導致之鐵的產率降低上是最適合的。另外，發光強度移動平均變化率的「閾值」並不限於1.6，依各精煉爐各者預先決定。
在發光光譜之測定光路徑因起重機的移動、煙的產生等而被遮斷的情況時，於使用(1)式(瞬時值之比較)的發光強度變化率中，發光強度變化率會變低，而判定為滿足既定條件(預先設定的閾值以下)。相對於此，於使用(2)式之移動平均所算出的發光強度移動平均變化率中，即使是這種干擾，發光強度之不均也會被平均化，而變化為穩定。
因此，得到以下見解：若採用使用移動平均所算出的發光強度移動平均變化率，則熔融鐵中之矽濃度成為未達約0.45質量的時點，亦即發光強度移動平均變化率滿足閾值以下的時點之不均少，而可穩定地決定頂吹條件及底吹條件之變更時期。
上述說明，係藉由測定爐口燃燒火焰的發光光譜，而掌握轉爐之脫碳精煉中的爐內狀況，但藉由測定透過出鋼口觀測之出鋼口燃燒火焰或是在出鋼口觀察之出鋼口燃燒火焰的發光光譜，與上述之測定爐口燃燒火焰的發光光譜的情況相同，可掌握轉爐之脫碳精煉中的爐內狀況。
本發明之第2實施形態的轉爐之操作監視方法及轉爐之操作方法，係根據上述見解，再加上進一步探討而完成者。以下，說明本發明之第2實施形態之具體的實施方法。
本發明之第2實施形態所使用之轉爐設備，由於是與本發明之第1實施形態所使用之第4圖所示之轉爐設備1相同構造，因此所使用之轉爐設備的詳細說明係省略。
於本發明之第2實施形態之轉爐之操作中，係使用轉爐設備1，對收容於轉爐2的熔鐵5從上述頂吹噴槍3噴吹氧化性氣體或是進一步從底吹風口4吹入氧化性氣體或惰性氣體，將熔鐵5進行氧化精煉，也就是說，將熔鐵5進行脫碳精煉，而由熔鐵5製造熔鋼。另外，在所使用的熔鐵5含有0.02質量%以上的矽的情況，首先，產生脫矽反應，其後，產生脫碳反應及脫磷反應。在所使用的熔鐵5之矽濃度為未達0.02質量%的情況，從脫碳精煉的初期起，產生脫碳反應及脫磷反應。本發明之第2實施形態之轉爐之操作，係將脫碳精煉的後半段作為對象，由於無論脫碳精煉的初期為何種反應形態，脫碳精煉的後半段也會成為相同的反應形態，因此脫碳精煉初期的反應形態不成問題。
於本發明之第2實施形態中，係藉由分光攝像機6拍攝爐口燃燒火焰12，並對所得到的發光光譜進行解析，而即時監視轉爐2之脫碳精煉中的爐內狀況。另外，藉由分光攝像機6進行之轉爐燃燒火焰12的拍攝、發光光譜的解析，係以時間間隔Δt為1～10秒之間隔進行者，就生產性之提昇及鐵的產率之提昇的觀點而言為佳。
將拍攝所得之發光光譜可取出地記錄於影像解析裝置7。接著，於影像解析裝置7中，於所得之爐口燃燒火焰12之發光光譜中針對580～620nm之範圍的波長，進行發光波長之特定、與算出各波長的發光強度之解析。
並且，於本發明之第2實施形態中，係算出所得之各波長之發光強度的經時變化，並由該發光強度的經時變化推定爐內狀況的變化，而利用於轉爐操作之監視。具體而言，作為拍攝爐口燃燒火焰12所得之發光光譜的發光強度之經時變化，算出(1)式所示之特定波長的發光強度變化率、或是(2)式所示之特定波長的發光強度移動平均變化率來利用。
另外，使用於發光強度變化率及發光強度移動平均變化率之算出的特定波長，係於580～620nm之範圍的波長中，預先測定脫碳精煉中之發光強度的變化量為最大的波長來決定，或是於該脫碳精煉中監視該波長域內之複數個波長，來每次決定發光強度之變化量最大的波長。
於本發明之第2實施形態之轉爐之操作方法中，針對所測定的發光光譜之580～620nm之範圍的特定波長，算出發光強度的經時變化。接著，於脫碳精煉的後半段，當以上述(1)式所定義的發光強度變化率滿足預先設定的閾值(例如1.8)以下之時點、或是當以上述(2)式所定義的發光強度移動平均變化率滿足預先設定的閾值(例如1.6)以下之時點，實施從頂吹噴槍噴吹之氧化性氣體的流量減少、噴槍高度的降低、從底吹風口吹入的氧化性氣體或惰性氣體的流量增加當中之1種或2種以上。
在此，「脫碳精煉的後半段」，係指已供給該進料中之預定的總氧供給量的1/2之後的期間。此外，第2實施形態之「預先設定的閾值」，係指於各轉爐各者，實施預備試驗，而預先求出之熔融鐵中之碳濃度成為未達約0.45%的發光強度變化率及發光強度移動平均變化率。
進而，更佳係於此時點，與減少從頂吹噴槍噴吹之氧化性氣體的流量同時，降低頂吹噴槍的噴槍高度，或是增加從底吹風口吹入之氧化性氣體或惰性氣體的流量。藉由如此之調整，而提昇脫碳效率，抑制轉爐內之熔融鐵的過氧化狀態，減輕爐渣中之氧化鐵濃度的過度上昇，而可提昇鐵的產率。
當以上述(1)式所定義的發光強度變化率及以上述(2)式所定義的發光強度移動平均變化率滿足預先設定的閾值以下之時點，熔融鐵中之碳濃度係成為臨界碳濃度以下。另外，臨界碳濃度，雖依據頂吹氣體及底吹氣體導致之熔融鐵的攪拌力及氧化性氣體的流量而變化，但為約0.45質量%以下。在脫碳反應為熔融鐵中之碳的物質移動速率控制的情況時，所吹入之氧化性氣體的一部分，係作為氧化鐵而容易積存於爐渣中的狀態，因此，過剩的氧化性氣體之供給會導致脫碳氧效率的降低與鐵的產率降低。
於本發明之第2實施形態之轉爐之操作方法中，在脫碳反應成為熔融鐵中之碳的物質移動速率控制的狀態之後，也就是說，當發光強度變化率及發光強度移動平均變化率滿足預先設定的閾值以下之時點，對從頂吹噴槍噴吹之氧化性氣體的流量之減少、噴槍高度之降低、從底吹風口吹入之氧化性氣體或惰性氣體的流量之增加當中之1種以上進行調整，因此，抑制轉爐內之熔融鐵的過氧化狀態，而減輕爐渣中之氧化鐵濃度的過度上昇。
另外，從頂吹噴槍噴吹之氧化性體的流量之減少量、頂吹噴槍的噴槍高度之降低量、從底吹風口吹入之氧化性氣體或惰性氣體的流量之增加量，較佳係預先根據熔融鐵的攪拌力與氧化性氣體的流量之比率等來決定。
此外，於適合實施本發明之第2實施形態的轉爐設備1中，較佳係構成為：當以上述(1)式所定義的發光強度變化率滿足預先設定之閾值以下的時點、或是當以上述(2)式所定義的發光強度移動平均變化率滿足預先設定之閾值以下的時點，每次都會從控制用計算機8，對噴槍高度控制裝置9發送控制訊號，以降低噴槍高度、或對頂吹噴槍氧化性氣體流量控制裝置10發送控制訊號，以減少噴射的氧化性氣體的流量、或對底吹氣體流量控制裝置11發送控制訊號，以增加吹入的氧化性氣體或惰性氣體的流量，或是將該等控制訊號全部同時發送。
從頂吹噴槍3噴吹的氧化性氣體，一般為氧氣，但可使用氧氣與氬氣、氦氣等之稀有氣體、氮氣的混合氣體、空氣、富氧化空氣等。另外，在此所謂的「氧化性氣體」，係指氧濃度與空氣同等或高於空氣的含氧氣體。此外，從底吹風口4吹入的氣體，係惰性氣體或氧化性氣體，在吹入氧化性氣體的情況，係發揮作為氧化精煉用的氧化性氣體之功能，並發揮作為攪拌氣體之功能。
上述說明，雖以拍攝爐口燃燒火焰12即時監視轉爐2之脫碳精煉中的爐內狀況之情況為例，但藉由測定從轉爐2的出鋼口觀測的出鋼口燃燒火焰20的發光光譜，與爐口燃燒火焰12相同地，可即時監視轉爐2之脫碳精煉中的爐內狀況。出鋼口燃燒火焰20的發光光譜之測定，係在第1實施形態中說明，因此省略其之說明。
[第3實施形態] 　　為了對應於近年來之鐵鋼製品的高強度化、高功能化之要求的提高，於第1及第2實施形態所使用的轉爐中，普遍進行熔鐵的預備處理。也就是說，作為熔鐵的預備處理，係藉由轉爐進行熔鐵之脫矽處理及脫磷處理。此外，繼此預備處理之後，亦可藉由同一轉爐，進行殘留在爐內之熔鐵的脫碳精煉。
於轉爐中，進行熔鐵之預備處理與熔鐵之脫碳精煉的組合，係採用各種方法，例如，在以下的形態下進行。
[1]使用2座轉爐，將其中一座轉爐作為預備處理爐使用，將另一座作為將藉由預備處理爐預備處理後的熔鐵進行脫碳精煉之脫碳爐使用的方法。於此方法中，在預備處理爐中，係依序進行脫矽處理、脫磷處理，在脫矽處理步驟之後，設有排渣步驟，削減脫磷處理步驟中之CaO系溶劑的添加量，該排渣步驟，係將脫矽處理步驟中所產生的爐渣(稱為脫矽爐渣)的至少一部分從轉爐排渣。此外，在脫碳爐中，係幾乎不含有從預備處理爐排出至熔鐵保持容器的矽，而將磷含量少的熔鐵進行脫碳精煉。
於此方法中，亦可進行於脫矽處理步驟與脫磷處理步驟之間不設有排渣步驟的方法。於此情況中，在脫磷處理步驟後，係有施行脫磷處理後的熔鐵之從轉爐的出鋼步驟，在此出鋼步驟出鋼後的熔鐵被裝入脫碳爐中，因此，於脫碳爐中不會混入脫磷處理步驟的爐渣，而脫碳爐中之CaO系溶劑的使用量係削減。
在此，作為CaO系溶劑，係使用生石灰、石灰石、消石灰、白雲石等。於脫磷處理步驟的情況中，脫碳爐渣(在脫碳精煉中所產生的爐渣)亦作為CaO系溶劑使用。
[2]使用1座轉爐，依序進行脫矽處理、脫磷處理、脫碳精煉，並在脫磷處理步驟與脫碳精煉步驟之間，具有將爐內之爐渣的至少一部分從轉爐排出的排渣步驟的方法。由於在脫矽處理步驟及脫磷處理步驟所產生的爐渣的至少一部分被排渣，因此消減在脫碳精煉步驟中之CaO系溶劑的使用量。於此方法中，亦可進行於脫矽處理步驟與脫磷處理步驟之間進一步設有排渣步驟的方法，或於脫磷處理步驟與脫碳精煉步驟之間不設有排渣步驟的方法。
於上述[1]、[2]之脫矽處理步驟中，係將矽含量為0.02質量%以上的熔鐵作為對象，因而，可按照在第1實施形態所說明的脫矽期之結束判定方法來進行預備處理中之脫矽處理步驟之結束判定。
亦即，於對收容於轉爐2之含有0.02質量%以上的矽之熔鐵從頂吹噴槍3供給氧化性氣體來將熔鐵進行脫矽的脫矽處理步驟中，測定從轉爐2之爐口吹出的爐口燃燒火焰12的發光光譜或是從轉爐2的出鋼口19觀測之出鋼口燃燒火焰20的發光光譜，作為所測定之發光光譜的580～620nm之範圍的波長之發光強度的經時變化，算出以上述(1)式所定義的發光強度變化率或以上述(2)式所定義的發光強度移動平均變化率，當所算出的發光強度變化率或發光強度移動平均變化率超過預先設定的閾值之時點，或是以超過預先設定的閾值之時點為基準經過既定時間後之時點或已供給既定氧量量之時點，轉移至在脫矽處理步驟、或是在脫矽處理步驟及脫磷處理步驟所產生的爐渣之排渣步驟。
藉由上述方式，可確實地掌握脫矽處理步驟、或是脫矽處理步驟及脫磷處理步驟之結束。藉由確實地掌握脫矽處理步驟、或是脫矽處理步驟及脫磷處理步驟之結束，而防止前述之熔融鐵的過氧化，使爐渣中之氧化去除成為充分，除了削減在後續步驟之脫磷處理步驟或脫碳處理步驟所使用的CaO系溶劑以外，亦可防止熔融鐵中碳之過剩脫碳。藉此，由於在後續步驟之脫磷處理步驟或脫碳精煉步驟中所遺留的碳量會增加，可節省在脫碳精煉步驟中使用的加碳材等之昇熱材，因此可進行有利於經濟的操作。
此外，於對預備處理後的熔鐵進行脫碳精煉的脫碳精煉步驟中，係可適用第2實施形態所說明的方法，該方法係於脫碳精鍊之後半段，因應熔融鐵之碳濃度來控制頂吹條件及底吹條件，減低爐渣中所包含的氧化鐵。
亦即，於對預先處理後的熔鐵進行脫碳的脫碳精煉步驟中，測定從轉爐2之爐口吹出的爐口燃燒火焰12的發光光譜或是從轉爐2的出鋼口19觀測之出鋼口燃燒火焰20的發光光譜，作為所測定之發光光譜的580～620nm之範圍的波長之發光強度的經時變化，算出以上述(1)式所定義的發光強度變化率或以上述(2)式所定義的發光強度移動平均變化率，當所算出的發光強度變化率或所算出的發光強度移動平均變化率，於脫碳精煉步驟之後半段滿足預先設定的閾值以下之時點，對從頂吹噴槍噴吹的氧化性氣體之流量的減少、頂吹噴槍之噴槍高度的減低、從底吹風口吹入之氧化性氣體或惰性氣體的流量之增加當中之1種或2種以上進行調整。
藉由上述方式，減輕脫碳精煉步驟之結束時的爐渣中之氧化鐵濃度的過度上昇，而可提昇鐵的產率。
另外，於上述說明中，作為發光強度的經時變化，係使用上述(1)式及上述(2)式，但在實施本發明上，作為發光強度的經時變化，並不限於上述(1)式及上述(2)式，可使用其他式子。例如，可使用利用移動平均之下述(6)式。
[數3]
在此，In 為時刻Tn 之特定波長的發光強度(a.u.)，In-i 為時刻Tn 之(Δt×i)秒前的時刻Tn-i 之特定波長的發光強度(a.u.)，In-1-i 為時刻Tn 之(Δt×1)秒前的時刻Tn-1 起(Δt×i)秒前的時刻Tn-1-i 之特定波長的發光強度(a.u.)，S為移動平均的加數(0以上之整數)，Δt為測定時間間隔(s)。
(6)式係如以下方式求出。
以時刻Tn 作為基準，在時刻Tn 、時刻Tn 起(Δt×1)秒前之時刻Tn-1 、時刻Tn 起(Δt×2)秒前之時刻Tn-2 、・・・、時刻Tn 起(Δt×S)秒前之時刻Tn-S ，針對合計(S+1)次求出時刻Tn-i 之特定波長的發光強度In-i 。接著，將其等合計(和)，使用下述(7)式來算出以時刻Tn 作為基準之發光強度的移動平均。另外，In-i ，係時刻Tn 之(Δt×i)秒前的時刻Tn-i 之特定波長的發光強度(a.u.)。此外，(7)式係與前述(4)式相同。
[數4]
此外，以時刻Tn 之(Δt×1)秒前的時刻Tn-1 作為基準，相同地，在時刻Tn-1 、時刻Tn-1 起(Δt×1)秒前之時刻Tn-1-1 、時刻Tn-1 起(Δt×2)秒前之時刻Tn-1-2 、・・・、時刻Tn-1 起(Δt×S)秒前(S為0以上之整數)之時刻Tn-1-S ，針對合計(S+1)次求出時刻Tn-1-i 之特定波長的發光強度In-1-i 。接著，將其等合計(和)，使用下述(8)式來算出以時刻Tn-1 作為基準之發光強度的移動平均。另外，In-1-i ，係時刻Tn 之(Δt×1)秒前之時刻T n-1 起(Δt×i)秒前之時刻Tn-1-i 之特定波長的發光強度(a.u.)。
[數5]
由(7)式所算出之以時刻Tn 作為基準之發光強度的移動平均，及以(8)式所算出之以時刻Tn-1 作為基準之發光強度的移動平均，求出上述(6)式。於本說明書中，為了與以(2)式所定義的發光強度移動平均變化率作區分，而將以(6)式所定義的發光強度移動平均變化率稱為「發光強度移動平均變化率A」。另外，以上述(1)式所定義的發光強度變化率，係在以(6)式所定義的發光強度移動平均變化率A中，設為S＝0的情況。此外，於以上述(2)式所定義的發光強度移動平均變化率中，若設為m＝1，並使用與(6)式使用的S相同數值之S，則以(2)式所定義的發光強度移動平均變化率，係將與以(6)式所定義的發光強度移動平均變化率A相同的測定資料作為對象。若換言之，則(2)式係可將最多數量的測定資料作為對象。 實施例
以下，根據實施例，進一步針對本發明進行說明。
[實施例1] 　　使用具有與第4圖所示之轉爐2相同的形式之容量300噸的頂底吹轉爐(氧氣頂吹、氬氣底吹)，將熔鐵5進行氧化精煉，而進行熔鐵5之脫矽、脫磷及脫碳。頂吹噴槍3，係使用於前端部將5個戴拉華噴嘴型之噴射噴嘴，以噴射角度設為15°，且相對於頂吹噴槍的軸心於同一圓周上等間隔地配置者。另外，噴射噴嘴之喉徑dt 為73.6mm，出口徑de 為78.0mm。
首先，於轉爐內裝入鐵廢料之後，將預先施行脫硫處理後之溫度為1260～1280℃的300噸之熔鐵裝入轉爐中。將熔鐵之化學成分顯示於表1。
接著，從底吹風口4，將作為攪拌用氣體的氬氣吹入熔鐵中，並從頂吹噴槍，朝向熔鐵液面噴吹作為氧化性氣體的氧氣，而開始熔鐵之氧化精煉。另外，鐵廢料之裝入量，係以使氧化精煉結束後之熔鋼溫度成為1650℃的方式進行調整。
接著，於氧吹煉中從爐上漏斗(未圖示)，投入作為CaO系溶劑的生石灰，進行氧化精煉，直至熔融鐵中之碳濃度成為0.05質量%。另外，生石灰之投入量，係以使爐內所產生的爐渣之鹼度((質量%CaO)/(質量%SiO2 ))成為2.5的方式進行調整。
於氧吹煉中，以既定的測定時間間隔Δt：1～10秒，連續地藉由設置於轉爐2的大致正面之分光攝像機6，拍攝從轉爐2之爐口與可動式罩的間隙觀看的爐口燃燒火焰12。由所得之拍攝影像，藉由影像解析裝置7，測定發光光譜(影像資料)，於所得之發光光譜中針對580～620nm之範圍的波長，進行各時點的發光波長之特定、與算出各波長的發光強度In 之解析。所使用的波長(特定波長)係設為610nm。解析，係在影像資料之任意的掃描線上進行線分析而進行。
使用所得之各時點之特定波長的發光強度，作為發光強度的經時變化，算出以(1)式所定義的發光強度變化率，作為各時點之轉爐內的爐內狀況之指標，監視轉爐操作。接著，當所得之發光強度變化率，在開始來自頂吹噴槍之氧氣的噴吹之後，滿足超過1.8的時點，係如第2圖所示般，對來自頂吹噴槍之氧化性氣體流量、頂吹噴槍的噴槍高度、底吹氣體之流量當中之1種或2種以上進行調整。具體而言，來自頂吹噴槍之氧化性氣體流量的調整，係將氣體流量從833Nm3 /min增加至1000Nm3 /min，噴槍高度的調整，係將噴槍高度從3.0m降低至2.55m，底吹氣體流量的調整，係使流量從30Nm3 /min減少至15Nm3 /min。
如此之調整，係當發光強度變化率滿足超過1.8之各時點，立刻從控制用計算機8，對噴槍高度控制裝置9、氧化性氣體流量控制裝置10及底吹氣體流量控制裝置11發送控制訊號使其作動。另外，噴槍高度控制裝置9、氧化性氣體流量控制裝置10及底吹氣體流量控制裝置11之3個控制裝置當中，在僅使一部分的控制裝置作動的情況時，從控制用計算機8，僅對應作動的該控制裝置發送控制訊號，而不對不作動的控制裝置發送控制訊號。
另外，作為比較例，係與以(1)式所定義的發光強度變化率無關，而是進行以下操作：對氧化性氣體流量、噴槍高度及底吹氣體流量，根據藉由既有的程序計算機進行之熱質量計算，當熔融鐵中矽濃度被推定為未達0.02質量%之時點，以成為上述之頂吹條件及底吹條件的方式進行調整。
此外，於氧吹煉之後半段中，各操作也是根據藉由既有的程序計算機進行的熱質量計算，當熔融鐵中碳濃度被推定為0.35質量%之時點，將來自頂吹噴槍的氧化性氣體流量從1000Nm3 /min減少至833Nm3 /min，將頂吹噴槍的噴槍高度從2.5m降低至2.0m，將底吹氣體流量從15Nm3 /min增加至30Nm3 /min。
氧吹煉結束後，將在各氧吹煉中產生的粉塵回收，並進行秤量而求出粉塵基本單位(kg/熔鋼-t)。將所得之結果一併記載於表2。
本發明例中任一例，相較於比較例，粉塵基本單位皆降低，而鐵的產率提昇。另外，於本發明例與比較例中，精煉時間大致相同。
[實施例2] 　　於與實施例1相同的轉爐之操作條件中，於氧吹煉中，藉由設置於轉爐2之大致正面的分光攝像機6，拍攝從轉爐2之爐口與可動式罩的間隙觀看的爐口燃燒火焰12。由所得之拍攝影像，使用上述(2)式並設為移動平均之加數S＝30、自然數M＝30的計算式來求出發光強度移動平均變化率，將所求出之發光強度移動平均變化率作為各時點之轉爐內的爐內狀況之指標，監視轉爐操作。在此，作為「預先設定的閾值」，係採用0.4，測定時間間隔Δt係設為1～10秒，所使用的波長(特定波長)係設為610nm。
接著，當所得之發光強度移動平均變化率，在開始來自頂吹噴槍之氧氣的噴吹之後，超過閾值之0.4的各時點，如表3所示般，對來自頂吹噴槍的氧化性氣體流量、頂吹噴槍的噴槍高度、底吹氣體的流量中之任1種或2種以上進行調整。具體而言，來自頂吹噴槍之氧化性氣體流量的調整，係從833Nm3 /min增加至1000Nm3 /min，噴槍高度的調整，係從3.0m降低至2.5m，底吹氣體流量的調整，係從30Nm3 /min減少至15Nm3 /min。
另外，作為比較例，係與以(2)式所定義的發光強度移動平均變化率無關，而是進行以下操作：對氧化性氣體流量、噴槍高度、底吹氣體流量之1種以上，根據藉由既有的程序計算機進行之熱質量計算，當熔融鐵中矽濃度被推定為未達0.02質量%之時點，以成為上述之頂吹條件及底吹條件的方式進行調整。
氧吹煉結束後，將在各氧吹煉中產生的粉塵回收，並進行秤量而求出粉塵基本單位(kg/熔鋼-t)。將所得之結果一併記載於表3。
本發明例中任一例，相較於比較例，粉塵基本單位皆降低，而鐵的產率提昇。另外，本發明例與比較例，精煉時間係大致相同。
[實施例3] 　　使用與實施例1及實施例2相同的轉爐設備(頂底吹轉爐)，與實施例1及實施例2相同地，進行熔鐵之氧化精煉。在氧化精煉之全氧吹煉時間中，將測定時間間隔Δt設為1秒，與實施例1及實施例2相同地，連續性地藉由分光攝像機6，拍攝從轉爐2之爐口與可動式罩的間隙觀看的爐口燃燒火焰12，由所得之拍攝影像，藉由影像解析裝置7，測定發光光譜(影像資料)，並記錄。
接著，以離線方式實施所得之影像資料的解析。於解析中，於所得之發光光譜(影像資料)中針對580～620nm之範圍的波長，進行各時點的發光波長之特定、與算出各波長的發光強度In 之解析。解析，係在影像資料之任意的掃描線上進行線分析而進行。
進而，決定特定波長為610nm，使用所得之各時點之該特定波長的發光強度，作為發光強度的經時變化，針對移動平均之加數S設為0(瞬時值)、10、30之3種且自然數m設為1、10、30、60之4種的情況之合計6種水準，分別算出以(2)式所定義的發光強度移動平均變化率。接著，作為各氧吹煉中之「頂吹條件及底吹條件之變更點」而特定出所得之發光強度移動平均變化率為超過「預先設定的閾值＝0.4」之時點。
另一方面，由所得之發光光譜(影像資料)的趨勢圖表，藉由手動解析而特定出「頂吹條件及底吹條件之變更點」。於手動解析中，排除起重機等之遮蔽物存在的情況等之明顯的雜訊，而對由轉爐排氣的趨勢等所類推的氧吹煉狀況進行綜合性判斷，而特定出「頂吹條件及底吹條件之變更點(適當偵測時機)」。
接著，比較由以(2)式所定義的發光強度移動平均變化率所特定的「頂吹條件及底吹條件之變更點(本發明之變更點)」與藉由手動解析所特定的「頂吹條件及底吹條件之變更點(適當偵測時機)」。將藉由手動解析所特定的「頂吹條件及底吹條件之變更點(適當偵測時機)」與本發明之變更點一致的情況作為「適當偵測」。
相對於藉由手動解析所特定的「頂吹條件及底吹條件之變更點(適當偵測時機)」，將本發明之變更點較早的情況稱為「過偵測」，將較遲的情況稱為「未偵測」。另外，於「未偵測」中，係包含以(2)式所定義的發光強度移動平均變化率非為「超過預先設定的閾值」，而無法特定「頂吹條件及底吹條件之變更點」的情況。
將各移動平均之加數S比較的結果以相對於全進料之比例(%)顯示於表4。
如表4所示般，於以(2)式所定義的發光強度移動平均變化率之算出中，在將移動平均之加數S設為0(瞬時值)的情況時，相較於利用將移動平均之加數S設為10、30的移動平均的情況，「過偵測」的比例(%)變高。
此外，在(2)式中之自然數m大於移動平均之加數S的情況時，「未偵測」的比例(%)變高。由以上內容，得知於以(2)式所定義的發光強度移動平均變化率之算出中，(2)式中之自然數m設為移動平均之加數S以下之值，係就「頂吹條件及底吹條件之變更點」之適當偵測的觀點而言為佳。
[實施例4] 　　使用具有與第4圖所示之轉爐2相同的形式之容量300噸的頂底吹轉爐(氧氣頂吹、氬氣底吹)，進行熔鐵之脫碳精煉。頂吹噴槍3，係使用於前端部將5個戴拉華噴嘴型之噴射噴嘴，以噴射傾角設為15°，且相對於頂吹噴槍的軸心於同一圓周上等間隔地配置者。另外，噴射噴嘴之喉徑dt 為73.6mm，出口徑de 為78.0mm。
首先，於轉爐內裝入鐵廢料之後，將預先施行脫硫處理及脫磷處理後之溫度為1310～1360℃之熔鐵裝入轉爐中。將熔鐵之化學成分顯示於表5。
接著，從底吹風口4，將作為攪拌用氣體的氬氣吹入熔鐵中，並從頂吹噴槍3，朝向熔鐵液面噴吹作為氧化性氣體的氧氣，開始熔鐵之脫碳精煉。另外，鐵廢料之裝入量，係以使脫碳精煉結束後之熔鋼溫度成為1650℃的方式進行調整。
其後，於脫碳精煉中從爐上漏斗(未圖示)，投入作為CaO系溶劑的生石灰，來進行脫碳精煉，直至熔融鐵中之碳濃度成為0.05質量%。另外，生石灰之投入量，係以使爐內所產生的爐渣之鹼度((質量%CaO)/(質量%SiO2 ))成為2.5的方式進行調整。
於脫碳精煉中，以既定的測定時間間隔Δt：1～10秒，連續地藉由設置於轉爐2的大致正面之分光攝像機6，拍攝從轉爐2之爐口與可動式罩的間隙觀看的爐口燃燒火焰12。由所得之拍攝影像，藉由影像解析裝置7，測定發光光譜(影像資料)，於所得之發光光譜中針對580～620nm之範圍的波長，進行各時點的發光波長之特定、與算出各個波長的發光強度In 之解析。所使用的波長(特定波長)係設為610nm。解析，係在影像資料之任意的掃描線上進行線分析而進行。
使用所得之各時點之特定波長的發光強度，作為發光強度的經時變化，算出以(1)式所定義的發光強度變化率(瞬時值)，作為各時點之轉爐內的爐內狀況之指標，監視轉爐操作。「閾值」係設為1.8。接著，於脫碳精煉的後半段，當所得之發光強度變化率滿足1.8以下的時點，如表6所示般，對來自頂吹噴槍之氧化性氣體流量、頂吹噴槍的噴槍高度、底吹氣體之流量當中之1種或2種以上進行調整。具體而言，來自頂吹噴槍之氧化性氣體流量的調整，係將氣體流量從1000Nm3 /min減少至833Nm3 /min，噴槍高度的調整，係將噴槍高度從3.0m降低至2.5m，底吹氣體流量的調整，係使流量從15Nm3 /min增加至30Nm3 /min。
如此之調整，係當發光強度變化率滿足1.8以下之各時點，立刻從控制用計算機8，對噴槍高度控制裝置9、氧化性氣體流量控制裝置10及底吹氣體流量控制裝置11發送控制訊號使其作動。另外，於噴槍高度控制裝置9、氧化性氣體流量控制裝置10及底吹氣體流量控制裝置11之3個控制裝置當中，在僅使一部分的控制裝置作動的情況時，從控制用計算機8，僅對應作動的該控制裝置發送控制訊號，而不對不作動的控制裝置發送控制訊號。
另外，作為比較例，係與以(1)式所定義的發光強度變化率無關，而是對氧化性氣體流量、噴槍高度及底吹氣體流量，根據藉由既有的程序計算機進行之熱質量計算，當熔融鐵中碳濃度被推定為0.45質量%之時點，以成為上述之頂吹條件及底吹條件的方式進行調整。
脫碳精煉結束後，使用螢光X射線分析法來調查爐渣中之全鐵量(Total Fe)。將所得之結果一併記載於表6。
本發明例中任一例，相較於比較例，粉塵中之全鐵量皆少，而鐵的產率提昇。另外，於本發明例與比較例中，精煉時間大致相同。
[實施例5] 　　與實施例4相同地，使用容量300噸的頂底吹轉爐(氧氣頂吹、氬氣底吹)，進行熔鐵之脫碳精煉。頂吹噴槍3，係使用於前端部將5個戴拉華噴嘴型之噴射噴嘴，以噴射傾角設為15°，且相對於頂吹噴槍的軸心於同一圓周上等間隔地配置者。另外，噴射噴嘴之喉徑dt 為73.6mm，出口徑de 為78.0mm。
首先，於轉爐內裝入鐵廢料之後，將預先施行脫硫處理及脫磷處理後之溫度為1310～1360℃之熔鐵裝入轉爐中。於表5顯示熔鐵之化學成分。
接著，從底吹風口4，將作為攪拌用氣體的氬氣吹入熔鐵中，並從頂吹噴槍3，朝向熔鐵液面噴吹作為氧化性氣體的氧氣，開始熔鐵之脫碳精煉。另外，鐵廢料之裝入量，係與實施例4相同地，以使脫碳精煉結束後之熔鋼溫度成為1650℃的方式進行調整。
與實施例4相同地，於脫碳精煉中從爐上漏斗，投入作為CaO系溶劑的生石灰，來進行脫碳精煉，直至熔融鐵中之碳濃度成為0.05質量%。另外，生石灰之投入量，係以使爐內所產生的爐渣之鹼度((質量%CaO)/(質量%SiO2 ))成為2.5的方式進行調整。
於脫碳精煉中，與實施例4相同地，以既定的測定時間間隔Δt：1～10秒，連續地藉由配設於轉爐的大致正面之分光攝像機6，拍攝從轉爐2之爐口與可動式罩的間隙觀看的爐口燃燒火焰12。由所得之拍攝影像，藉由影像解析裝置7，測定發光光譜(影像資料)，於所得之發光光譜中針對580～620nm之範圍的波長，進行各時點的發光波長之特定、與算出各波長的發光強度In 之解析。所使用的波長(特定波長)係設為610nm。解析，係在影像資料之任意的掃描線上進行線分析而進行。
使用所得之各時點之特定波長的發光強度，作為發光強度的經時變化，算出以(2)式所定義的發光強度移動平均變化率，作為各時點之轉爐內的爐內狀況之指標，監視轉爐操作。另外，發光強度移動平均變化率之算出，係使用(2)式並設為m＝1、S＝10之移動平均來進行。
另外，於所使用的轉爐中，以(2)式所定義的發光強度移動平均變化率之「預先設定的閾值」在設為m＝1、S＝10的情況時為1.6。
接著，當所得之發光強度移動平均變化率成為表7所示之值的時點，係如表7所示般，對來自頂吹噴槍的氧化性氣體流量、頂吹噴槍的噴槍高度、底吹氣體的流量中之任1種或2種以上進行調整。具體而言，與實施例4相同地，來自頂吹噴槍之氧化性氣體流量的調整，係從1000Nm3 /min減少至883Nm3 /min，噴槍高度的調整，係從3.0m降低至2.5m，底吹氣體流量的調整，係從15Nm3 /min增加至30Nm3 /min。
如此之調整，係當發光強度移動平均變化率成為表7所示之值的時點，立刻從控制用計算機8，對噴槍高度控制裝置9、氧化性氣體流量控制裝置10及底吹氣體流量控制裝置11發送控制訊號使其作動。
另外，作為比較例，係以與(2)式所定義的發光強度移動平均變化率無關，而是對噴槍高度、氧化性氣體流量及底吹氣體流量之1種以上，根據藉由既有的程序計算機進行之熱質量計算，當熔融鐵中碳濃度被推定為0.45質量%之時點，以成為上述之頂吹條件及底吹條件的方式進行調整。
脫碳精煉結束後，使用螢光X射線分析法來調查爐渣中之全鐵量(Total Fe)。將所得之結果一併記載於表7。
與實施例4相同地，當發光強度移動平均變化率滿足「預先設定的閾值」(在此為1.6)以下之時點，對來自頂吹噴槍的氧氣流量、頂吹噴槍的噴槍高度、底吹氣體的流量中之任1種或2種以上進行調整後的本發明例中任一例，相較於比較例，爐渣中之全鐵量皆少，而鐵的產率提昇。另外，本發明例與比較例，精煉時間係大致相同。
[實施例6] 　　使用與實施例4、實施例5相同的轉爐設備，與實施例4、實施例5相同地，進行熔鐵之脫碳精煉。針對合計29進料，於脫碳精煉之全氧吹煉時間中，與實施例4、實施例5相同地，以既定的測定時間間隔Δt：1～10秒，連續地藉由分光攝像機6，拍攝從轉爐2之爐口與可動式罩的間隙觀看的爐口燃燒火焰12，由所得之拍攝影像，藉由影像解析裝置7，測定發光光譜(影像資料)，並記錄。
接著，以離線方式實施所得之影像資料的解析。於解析中，於所得之發光光譜(影像資料)中針對580～620nm之範圍的波長，進行各時點的發光波長之特定、與算出各波長的發光強度In 之解析。解析，係在影像資料之任意的掃描線上進行線分析而進行。
進而，決定特定波長為610nm，使用所得之各時點之該特定波長的發光強度，作為發光強度的經時變化，針對移動平均之加數S設為0(瞬時值)、10、30之3種的情況，分別算出以(2)式所定義的發光強度移動平均變化率。自然數m係設為1。接著，作為各者之「頂吹條件及底吹條件之變更點」而特定出所得之發光強度移動平均變化率成為「預先設定的閾值」以下之時點。
另一方面，由所得之發光光譜(影像資料)的趨勢圖表，藉由手動解析而特定出「頂吹條件及底吹條件之變更點」。於手動解析中，排除起重機等之遮蔽物存在的情況等之明顯的雜訊，而特定出「頂吹條件及底吹條件之變更點(適當偵測時機)」。
接著，比較由以(2)式所定義的發光強度移動平均變化率所特定的「頂吹條件及底吹條件之變更點(本發明之變更點)」與藉由手動解析所特定的「頂吹條件及底吹條件之變更點(適當偵測時機)」。將藉由手動解析所特定的「頂吹條件及底吹條件之變更點(適當偵測時機)」與本發明之變更點一致的情況作為「適當偵測」。
將相對於藉由手動解析所特定的「頂吹條件及底吹條件之變更點(適當偵測時機)」，本發明之變更點提早10秒以上的情況作為「過偵測」，將延遲10秒以上的情況作為「未偵測」。另外，於「未偵測」中，係包含以(2)式所定義的發光強度移動平均變化率非為「預先設定的閾值」以下，而無法特定「頂吹條件及底吹條件之變更點」的情況。
將各移動平均之加數S比較的結果以相對於全進料之比例(%)顯示於表8。
如表8所示般，於以(2)式所定義的發光強度移動平均變化率之算出中，在將移動平均之加數S設為0(瞬時值)的情況時，相較於利用將S設為10、30的移動平均的情況，「過偵測」的比例(%)變高。由以上內容，得知於以(2)式所定義的發光強度移動平均變化率之算出中，作為利用移動平均之算出者，係就「頂吹條件及底吹條件之變更點」之適當偵測的觀點而言為佳。
[實施例7] 　　使用具有與第4圖所示之轉爐2相同的形式之容量300噸之2座頂底吹轉爐(氧氣頂吹、氮氣或氬氣底吹)，而進行熔鐵5之脫矽處理、脫磷處理及脫碳精煉。脫矽處理及脫磷處理係使用第1轉爐，脫碳精煉係使用第2轉爐。頂吹噴槍3，係使用於前端部將5個戴拉華噴嘴型之噴射噴嘴，相對於頂吹噴槍的軸心於同一圓周上等間隔地配置，且其噴嘴傾角為15°者。另外，噴射噴嘴之喉徑dt 為73.6mm，出口徑de 為78.0mm。
首先，於第1轉爐內裝入鐵廢料之後，將預先施行脫硫處理後之溫度為1260～1280℃的300噸之熔鐵裝入第1轉爐中。將所使用的熔鐵之化學成分顯示於上述之表1。
接著，從底吹風口4，將作為攪拌用氣體的氮氣吹入熔鐵中，並從頂吹噴槍朝向熔鐵液面噴吹作為氧化性氣體的氧氣，開始熔鐵之脫矽處理。另外，鐵廢料之裝入量，係以使第2轉爐中之脫碳精煉結束後之熔鋼溫度成為1650℃的方式進行調整。
於脫矽處理中，以既定的測定時間間隔Δt：1～10秒，連續地藉由設置於轉爐2的大致正面之分光攝像機6，拍攝從轉爐2之爐口與可動式罩的間隙觀者的爐口燃燒火焰12。將所得之拍攝影像藉由影像解析裝置7進行解析，針對610nm的波長，進行算出各時點的發光強度In 之解析。
使用所得之各時點之特定波長的發光強度，算出設為移動平均之加數S＝30、自然數M＝30之以(2)式所定義的發光強度移動平均變化率，作為各時點之轉爐內的爐內狀況之指標，監視轉爐操作。接著，當所得之發光強度移動平均變化率如表9所示般示地超過閾值0.4的時點，轉移至將脫矽爐渣排出的排渣步驟。在此，「脫矽爐渣」係指脫矽處理中所產生的爐渣。
另外，作為比較例，係與以(2)式所定義的發光強度移動平均變化率無關，而是根據藉由既有的程序計算機進行之熱質量計算，當熔融鐵中之矽濃度被推定為0.02質量%之時點，轉移至將脫矽爐渣排出的步驟。
採集在此排渣步驟排渣後的脫矽爐渣，使用螢光X射線分析法來調查所採集之脫矽爐渣的全鐵量(Total Fe)。將脫矽爐渣的全鐵量(Total Fe)之分析結果一併記載於表9。本發明例中任一例，相較於比較例，脫矽爐渣中之全鐵量皆少，而鐵的產率提昇。
在將脫矽爐渣排出之後，於第1轉爐裝入作為CaO系溶劑的生石灰，從頂吹噴槍朝向熔鐵液面噴吹作為氧化性氣體的氧氣，並對殘留在第1轉爐的熔鐵進行脫磷處理直至熔融鐵中之磷濃度成為0.035質量%。
其後，將熔鐵從第1轉爐出鋼至熔鐵保持容器，將出鋼的熔鐵裝入第2轉爐，並從頂吹噴槍朝向熔鐵液面噴吹作為氧化性氣體的氧氣，開始脫碳精煉。於脫碳精煉中從爐上漏斗，投入作為CaO系溶劑的生石灰，來進行脫碳精煉，直至熔融鐵中之碳濃度成為0.05質量%。生石灰之投入量，係以使爐內所產生的爐渣之鹼度((質量%CaO)/(質量%SiO2 ))成為2.5的方式進行調整。
於脫碳精煉中，亦藉由與脫矽處理相同的方法，對爐口燃燒火焰12的光譜進行解析，算出以(2)式所定義的發光強度移動平均變化率(m＝1、S＝0)，監視轉爐操作。接著，當所得之發光強度移動平均變化率滿足閾值(＝1.6)以下的各時點，係如表10所示般，對來自頂吹噴槍之氧氣體流量、噴槍高度、底吹氣體流量中之任1種或2種以上進行調整。具體而言，來自頂吹噴槍之氧氣體流量的調整，係將氣體流量從1000Nm3 /min減少至833Nm3 /min，噴槍高度的調整，係從2.5m降低至2.0m，底吹氣體流量的調整，係使流量從15Nm3 /min增加至30Nm3 /min。
其等之調整，係當發光強度變化率滿足閾值以下之各時點，立刻從控制用計算機8，對噴槍高度控制裝置9、氧化性氣體流量控制裝置10及底吹氣體流量控制裝置11發送控制訊號使其作動。另外，於噴槍高度控制裝置9、氧化性氣體流量控制裝置10及底吹氣體流量控制裝置11之3個控制裝置當中，在僅使一部分的控制裝置作動的情況時，從控制用計算機8，僅對應作動的該控制裝置發送控制訊號，而不對不作動的控制裝置發送控制訊號。
另外，作為比較例，係與以(2)式所定義的發光強度移動平均變化率無關，而是對氧化性氣體流量、噴槍高度及底吹氣體流量，根據藉由既有的程序計算機進行之熱質量計算，當熔融鐵中碳濃度被推定為0.35質量%之時點，以成為上述之頂吹條件及底吹條件的方式進行調整。
脫碳精煉結束後，使用螢光X射線分析法來調查爐渣中之全鐵量(Total Fe)。將所得之結果一併記載於表10。
於第2轉爐之脫碳精煉中，本發明例中任一例，相較於比較例，爐渣中之全鐵量皆少，而鐵的產率提昇。另外，脫碳精煉時間於本發明例與比較例中係大致相同。
[實施例8] 　　雖依照與實施例7相同的轉爐設備(頂底吹轉爐)及操作方法，但將第2轉爐之影像解析裝置7的解析條件，針對以(2)式所定義的發光強度移動平均變化率之加數S設為0(瞬時值)、10、30之3種，且自然數m設為1、10、30、60之4種的情況之合計6種水準，來分別算出。接著，當所得之發光強度移動平均變化率成為1.6以下的時點，投入副槍，並測定熔融鐵溫度與熔融鐵中之碳濃度，同時對來自頂吹噴槍之氧氣體流量、噴槍高度、底吹氣體流量中之任1種或2種以上進行調整。
具體而言，來自頂吹噴槍之氧氣體流量的調整，係將氣體流量從1000Nm3 /min減少至833Nm3 /min，噴槍高度的調整，係從2.5m降低至2.0m，底吹氣體流量的調整，係使流量從15Nm3 /min增加至30Nm3 /min。
將副槍所致之熔融鐵中之碳濃度測定值為0.35±0.05質量%的情況作為適當偵測、將副槍所致之熔融鐵中之碳濃度測定值為超過0.40質量%的情況作為過偵測、將副槍所致之熔融鐵中之碳濃度測定值為未達0.30質量%的情況作為未偵測，於各加數S進行比較。將其結果以相對於全進料之比例(%)顯示於表11。
如表11所示般，於以(2)式所定義的發光強度移動平均變化率之算出中，在將移動平均之加數S設為0(瞬時值)的情況，相較於將S設為10、30的情況，「過偵測」的比例變高。此外，在將S與m設為相同值的情況「適當偵測」的比例變高，尤其，在設為S＝30、m＝30的情況，可以最高比例為「適當偵測」。
由該等內容，得知於以(2)式所定義的發光強度移動平均變化率之算出中，利用移動平均，此外，將(2)式中之m與S設為相同值者，係就適當偵測的觀點而言為佳。
1‧‧‧轉爐設備
2‧‧‧轉爐
3‧‧‧頂吹噴槍
4‧‧‧底吹風口
5‧‧‧熔鐵
6‧‧‧分光攝像機
7‧‧‧影像解析裝置
8‧‧‧控制用計算機
9‧‧‧噴槍高度控制裝置
10‧‧‧氧化性氣體流量控制裝置
11‧‧‧底吹氣體流量控制裝置
12‧‧‧爐口燃燒火焰
13‧‧‧氧化性氣體噴流
14‧‧‧爐口
15‧‧‧可動式罩
16‧‧‧往頂吹噴槍之氧化性氣體供給管
17‧‧‧往頂吹噴槍之冷卻水供給管
18‧‧‧來自頂吹噴槍之冷卻水排出管
19‧‧‧出鋼口
20‧‧‧出鋼口燃燒火焰
21‧‧‧鐵皮
22‧‧‧耐火物
23‧‧‧爐渣
[第1圖]第1圖係顯示以氧吹煉進展程度表示之頂吹條件及底吹條件之變更時期，與氧吹煉結束後之粉塵基本單位的關係之圖表。 　　[第2圖]第2圖係顯示轉爐之爐口燃燒火焰的發光光譜中之610nm之波長的發光強度變化率與熔融鐵中之矽濃度的關係之圖表。 　　[第3圖]第3圖係顯示轉爐之爐口燃燒火焰的發光光譜中之610nm之波長的發光強度移動平均變化率與熔融鐵中之矽濃度的關係之圖表。 　　[第4圖]第4圖係示意地顯示適合本發明之實施的轉爐設備的構造之概略圖。 　　[第5圖]第5圖係從與第4圖不同的方向觀察適合本發明之實施的轉爐設備之概略圖。 　　[第6圖]第6圖係顯示以氧吹煉進展程度表示之頂吹條件及底吹條件之變更時期，與脫碳精煉結束後之爐渣中之氧化鐵含量的關係之圖表。 　　[第7圖]第7圖係顯示轉爐之爐口燃燒火焰的發光光譜中之610nm之波長的發光強度變化率與熔融鐵中之碳濃度的關係之圖表。 　　[第8圖]第8圖係顯示轉爐之爐口燃燒火焰的發光光譜中之610nm之波長的發光強度移動平均變化率與熔融鐵中之碳濃度的關係之圖表。

Claims (14)

  1. 一種轉爐之操作監視方法，係監視轉爐的以下操作，亦即對轉爐內的熔鐵從頂吹噴槍噴吹氧化性氣體，或是進一步從底吹風口吹入氧化性氣體或惰性氣體，來進行熔鐵之氧化精煉， 　　該操作監視方法係測定從前述轉爐的爐口吹出之爐口燃燒火焰的發光光譜，或是從前述轉爐的出鋼口觀測之出鋼口燃燒火焰的發光光譜， 　　算出所測定的發光光譜之580～620nm之範圍的波長之發光強度的經時變化， 　　根據所算出的發光強度的經時變化來推定轉爐之爐內狀況的變化。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之轉爐之操作監視方法，其中，作為前述發光強度的經時變化，算出以下述(1)式所定義的發光強度變化率，並根據所算出的發光強度變化率的經時變化來推定轉爐之爐內狀況的變化，在此，In 為時刻Tn 之特定波長的發光強度(a.u.)，In-1 為時刻Tn 之Δt秒前的時刻Tn-1 之特定波長的發光強度(a.u.)，Δt為測定時間間隔(s)。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之轉爐之操作監視方法，其中，作為前述發光強度的經時變化，算出以下述(2)式所定義的發光強度移動平均變化率，並根據所算出的發光強度移動平均變化率的變化來推定轉爐之爐內狀況的變化，在此，In S 為將加數設為S，並以時刻Tn 作為基準的特定波長之發光強度的移動平均(a.u.)，In-m S 為將加數設為S，並以時刻Tn 之(Δt×m)秒前的時刻Tn-m 作為基準的特定波長之發光強度的移動平均(a.u.)，m為自然數，S為移動平均的加數(0以上之整數)，Δt為測定時間間隔(s)。
  4. 一種轉爐之操作方法，係對轉爐內的熔鐵從頂吹噴槍噴吹氧化性氣體，或是進一步從底吹風口吹入氧化性氣體或惰性氣體，來將熔鐵進行脫矽、脫磷及脫碳，而由熔鐵製造熔鋼， 　　前述熔鐵係含有0.02質量%以上的矽的熔鐵， 　　測定從前述轉爐的爐口吹出之爐口燃燒火焰的發光光譜，或是從前述轉爐的出鋼口觀測之出鋼口燃燒火焰的發光光譜， 　　算出所測定的發光光譜之580～620nm之範圍的波長之發光強度的經時變化， 　　根據所算出的發光強度的經時變化來判定脫矽期之結束，在判定脫矽期之結束之後，對從頂吹噴槍噴吹之氧化性氣體的流量、頂吹噴槍的噴槍高度、從底吹風口吹入之氧化性氣體或惰性氣體的流量當中之1種或2種以上進行調整。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之轉爐之操作方法，其中，作為前述發光強度的經時變化，算出以下述(1)式所定義的發光強度變化率，當所算出的發光強度變化率，於來自頂吹噴槍之氧化性氣體的噴吹開始之後超過預先設定的閾值的時點，判定為脫矽期之結束，在此，In 為時刻Tn 之特定波長的發光強度(a.u.)，In-1 為時刻Tn 之Δt秒前的時刻Tn-1 之特定波長的發光強度(a.u.)，Δt為測定時間間隔(s)。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之轉爐之操作方法，其中，作為前述發光強度的經時變化，算出以下述(2)式所定義的發光強度移動平均變化率，當所算出的發光強度移動平均變化率，於來自頂吹噴槍之氧化性氣體的噴吹開始之後超過預先設定的閾值的時點，判定為脫矽期之結束，在此，In S 為將加數設為S，並以時刻Tn 作為基準的特定波長之發光強度的移動平均(a.u.)，In-m S 為將加數設為S，並以時刻Tn 之(Δt×m)秒前的時刻Tn-m 作為基準的特定波長之發光強度的移動平均(a.u.)，m為自然數，S為移動平均的加數(0以上之整數)，Δt為測定時間間隔(s)。
  7. 如申請專利範圍第4項至第6項中任一項所述之轉爐之操作方法，其中，判定脫矽期之結束之後的前述調整，係增加從前述頂吹噴槍噴吹之氧化性氣體的流量並降低前述頂吹噴槍的噴槍高度，或是減少從前述底吹風口吹入之氧化性氣體或惰性氣體的流量。
  8. 一種轉爐之操作方法，係對轉爐內的熔鐵從頂吹噴槍噴吹氧化性氣體或是進一步從底吹風口吹入氧化性氣體或惰性氣體，來將熔鐵進行脫碳精煉，而由熔鐵製造熔鋼， 　　測定從前述轉爐的爐口吹出之爐口燃燒火焰的發光光譜，或是從前述轉爐的出鋼口觀測之出鋼口燃燒火焰的發光光譜， 　　算出所測定的發光光譜之580～620nm之範圍的波長之發光強度的經時變化， 　　在脫碳精煉的後半段，根據所算出的發光強度的經時變化，確認脫碳反應從氧供給速率控制轉移至熔融鐵中之碳的物質移動速率控制， 　　其後，對從頂吹噴槍噴吹之氧化性氣體的流量、頂吹噴槍的噴槍高度、從底吹風口吹入之氧化性氣體或惰性氣體的流量當中之1種或2種以上進行調整。
  9. 一種轉爐之操作方法，係對轉爐內的熔鐵從頂吹噴槍噴吹氧化性氣體或是進一步從底吹風口吹入氧化性氣體或惰性氣體，來將熔鐵進行脫碳精煉，而由熔鐵製造熔鋼， 　　測定從前述轉爐的爐口吹出之爐口燃燒火焰的發光光譜，或是從前述轉爐的出鋼口觀測之出鋼口燃燒火焰的發光光譜， 　　作為所測定的發光光譜之580～620nm之範圍的波長之發光強度的經時變化，算出以下述(1)式所定義的發光強度變化率， 　　當所算出的發光強度變化率，於脫碳精煉的後半段滿足預先設定的閾值以下的時點，對從頂吹噴槍噴吹之氧化性氣體的流量、頂吹噴槍的噴槍高度、從底吹風口吹入之氧化性氣體或惰性氣體的流量當中之1種或2種以上進行調整，在此，In 為時刻Tn 之特定波長的發光強度(a.u.)，In-1 為時刻Tn 之Δt秒前的時刻Tn-1 之特定波長的發光強度(a.u.)，Δt為測定時間間隔(s)。
  10. 一種轉爐之操作方法，係對轉爐內的熔鐵從頂吹噴槍噴吹氧化性氣體或是進一步從底吹風口吹入氧化性氣體或惰性氣體，來將熔鐵進行脫碳精煉，而由熔鐵製造熔鋼， 　　測定從前述轉爐的爐口吹出之爐口燃燒火焰的發光光譜，或是從前述轉爐的出鋼口觀測之出鋼口燃燒火焰的發光光譜， 　　作為所測定的發光光譜之580～620nm之範圍的波長之發光強度的經時變化，算出以下述(2)式所定義的發光強度移動平均變化率， 　　當所算出的發光強度移動平均變化率，於脫碳精煉的後半段滿足預先設定的閾值以下的時點，對從頂吹噴槍噴吹之氧化性氣體的流量、頂吹噴槍的噴槍高度、從底吹風口吹入之氧化性氣體或惰性氣體的流量當中之1種或2種以上進行調整，在此，In S 為將加數設為S，並以時刻Tn 作為基準的特定波長之發光強度的移動平均(a.u.)，In-m S 為將加數設為S，並以時刻Tn 之(Δt×m)秒前的時刻Tn-m 作為基準的特定波長之發光強度的移動平均(a.u.)，m為自然數，S為移動平均的加數(0以上之整數)，Δt為測定時間間隔(s)。
  11. 如申請專利範圍第9項或第10項所述之轉爐之操作方法，其中，當滿足前述預先設定的閾值以下的時點的前述調整，係減少從前述頂吹噴槍噴吹之氧化性氣體的流量並降低前述頂吹噴槍的噴槍高度，或是增加從前述底吹風口吹入之氧化性氣體或惰性氣體的流量。
  12. 一種轉爐之操作方法，係具有以下步驟： 　　脫矽處理步驟，對收容於轉爐之含有0.02質量%以上的矽的熔鐵從頂吹噴槍供給氧化性氣體來將熔鐵進行脫矽； 　　排渣步驟，將在該脫矽處理步驟所產生的爐渣的至少一部分從轉爐排出； 　　脫磷處理步驟，在該排渣步驟之後，於前述轉爐添加CaO系溶劑，從前述頂吹噴槍供給氧化性氣體來將殘留在轉爐內的熔鐵進行脫磷；以及 　　出鋼步驟，在該脫磷處理步驟之後，將脫磷後的熔鐵從前述轉爐出鋼至熔鐵保持容器， 　　在前述脫矽處理步驟中，測定從前述轉爐的爐口吹出之爐口燃燒火焰的發光光譜，或是從前述轉爐的出鋼口觀測之出鋼口燃燒火焰的發光光譜， 　　作為所測定的發光光譜之580～620nm之範圍的波長之發光強度的經時變化，算出以下述(2)式所定義的發光強度移動平均變化率， 　　當所算出的發光強度移動平均變化率超過預先設定的閾值的時點，轉移至前述排渣步驟，在此，In S 為將加數設為S，並以時刻Tn 作為基準的特定波長之發光強度的移動平均(a.u.)，In-m S 為將加數設為S，並以時刻Tn 之(Δt×m)秒前的時刻Tn-m 作為基準的特定波長之發光強度的移動平均(a.u.)，m為自然數，S為移動平均的加數(0以上之整數)，Δt為測定時間間隔(s)。
  13. 一種轉爐之操作方法，係具有以下步驟： 　　連續進行之脫矽處理步驟及脫磷處理步驟，對收容於轉爐之含有0.02質量%以上的矽的熔鐵從頂吹噴槍供給氧化性氣體，進一步添加CaO系溶劑，來將熔鐵進行脫矽； 　　排渣步驟，將在脫矽處理步驟及脫磷處理步驟所產生的爐渣的至少一部分從轉爐排渣；以及 　　脫碳精煉步驟，在該排渣步驟之後，於前述轉爐添加CaO系溶劑，從前述頂吹噴槍供給氧化性氣體來將殘留在轉爐內的熔鐵進行脫碳， 　　該操作方法是藉由1座轉爐將熔鐵進行氧化精煉，而由熔鐵製造熔鋼， 　　在前述脫矽處理步驟及前述脫磷處理步驟中，測定從前述轉爐的爐口吹出之爐口燃燒火焰的發光光譜，或是從前述轉爐的出鋼口觀測之出鋼口燃燒火焰的發光光譜， 　　作為所測定的發光光譜之580～620nm之範圍的波長之發光強度的經時變化，算出以下述(2)式所定義的發光強度移動平均變化率， 　　當所算出的發光強度移動平均變化率超過預先設定的閾值的時點，或是以超過預先設定的閾值的時點為基準經過既定時間後的時點或已供給既定氧量的時點，轉移至在脫矽處理步驟、或是在脫矽處理步驟及脫磷處理步驟所產生的爐渣之排渣步驟，在此，In S 為將加數設為S，並以時刻Tn 作為基準的特定波長之發光強度的移動平均(a.u.)，In-m S 為將加數設為S，並以時刻Tn 之(Δt×m)秒前的時刻Tn-m 作為基準的特定波長之發光強度的移動平均(a.u.)，m為自然數，S為移動平均的加數(0以上之整數)，Δt為測定時間間隔(s)。
  14. 一種轉爐之操作方法，係使用2座轉爐，將其中一座作為熔鐵之預備處理爐使用，將另一座作為藉由前述預備處理爐預備處理後的熔鐵之脫碳爐使用，而由熔鐵製造熔鋼， 　　前述預備處理，係具有以下步驟：脫矽處理步驟，對收容於轉爐內之含有0.02質量%以上的矽的熔鐵從頂吹噴槍供給氧化性氣體，將熔鐵進行脫矽；排渣步驟，將在該脫矽處理步驟所產生的爐渣的至少一部分從轉爐排渣；以及脫磷處理步驟，在該排渣步驟之後，於前述轉爐添加CaO系溶劑，從前述頂吹噴槍供給氧化性氣體，來將殘留在轉爐內的熔鐵進行脫磷， 　　在前述脫矽處理步驟中，測定從前述轉爐的爐口吹出之爐口燃燒火焰的發光光譜，或是從前述轉爐的出鋼口觀測之出鋼口燃燒火焰的發光光譜， 　　作為所測定的發光光譜之580～620nm之範圍的波長之發光強度的經時變化，算出以下述(2)式所定義的發光強度移動平均變化率， 　　當所算出的發光強度移動平均變化率超過預先設定的閾值的時點，轉移至前述排渣步驟，且 　　在前述脫碳爐之脫碳精煉中，測定從前述轉爐的爐口吹出之爐口燃燒火焰的發光光譜，或是從前述轉爐的出鋼口觀測之出鋼口燃燒火焰的發光光譜， 　　作為所測定的發光光譜之580～620nm之範圍的波長之發光強度的經時變化，算出以下述(2)式所定義的發光強度移動平均變化率， 　　當所算出的發光強度移動平均變化率，於脫碳精煉的後半段滿足預先設定的閾值以下的時點，對從頂吹噴槍噴吹之氧化性氣體的流量、頂吹噴槍的噴槍高度、從底吹風口吹入之氧化性氣體或惰性氣體的流量當中之1種或2種以上進行調整，在此，In S 為將加數設為S，並以時刻Tn 作為基準的特定波長之發光強度的移動平均(a.u.)，In-m S 為將加數設為S，並以時刻Tn 之(Δt×m)秒前的時刻Tn-m 作為基準的特定波長之發光強度的移動平均(a.u.)，m為自然數，S為移動平均的加數(0以上之整數)，Δt為測定時間間隔(s)。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI739364B (zh) * 2019-04-02 2021-09-11 日商Ｊｆｅ鋼鐵股份有限公司 轉爐之噴濺預測方法、轉爐之作業方法及轉爐之噴濺預測系統
TWI804075B (zh) * 2020-12-11 2023-06-01 日商杰富意鋼鐵股份有限公司 轉爐的操作方法及轉爐的吹煉控制系統

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3679436B1 (de) * 2017-11-08 2024-08-07 Siemens Mobility GmbH Analyse von pulverbettverfahren
JP7052716B2 (ja) * 2018-12-28 2022-04-12 Ｊｆｅスチール株式会社 転炉の操業方法
EP3956482A1 (en) * 2019-04-15 2022-02-23 ArcelorMittal Method to control exhaust fumes aspiration during a steelmaking process
CN115715331A (zh) * 2020-07-01 2023-02-24 杰富意钢铁株式会社 转炉吹炼控制方法及转炉吹炼控制系统
US20240035104A1 (en) * 2020-07-01 2024-02-01 Jfe Steel Corporation Converter blowing control method and converter blowing control system
CN115507657B (zh) * 2022-09-28 2024-04-26 昆明理工大学 一种基于混沌映射的非线性富氧喷吹方法及电子设备
CN116067900B (zh) * 2023-03-29 2023-06-16 北京科技大学 火点区自主发光监测熔池温度和成分数据分析方法及装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LU67003A1 (zh) * 1973-02-12 1974-03-07
JPS60165313A (ja) 1984-02-07 1985-08-28 Nippon Steel Corp 溶融金属精錬用上吹ランス
JPS60230929A (ja) * 1984-04-27 1985-11-16 Nippon Steel Corp 転炉操業方法
US4730925A (en) * 1985-09-20 1988-03-15 Nippon Steel Corporation Method of spectroscopically determining the composition of molten iron
JPS6267430A (ja) * 1985-09-20 1987-03-27 Nippon Steel Corp 溶鉄成分の分光分析方法
SE8800321D0 (sv) * 1987-08-20 1988-02-02 Scandinavian Emission Tech Metallurgisk styrmetod
JPH08184565A (ja) * 1995-01-04 1996-07-16 Nippon Steel Corp 溶鋼中元素のオンライン分析方法
US6562285B1 (en) * 2000-11-15 2003-05-13 Metallurgical Sensors, Inc. Method and apparatus for detecting slag carryover
JP2002285224A (ja) 2001-03-23 2002-10-03 Nippon Steel Corp 転炉吹錬方法および転炉用吹錬ランス
JP2005315777A (ja) * 2004-04-30 2005-11-10 Jfe Steel Kk 火点放射計測方法及びその装置
AT509866B1 (de) * 2010-06-02 2011-12-15 Siemens Vai Metals Tech Gmbh Verfahren zum bestimmen des zeitpunktes der zündung beim aufblasverfahren
CN202869654U (zh) * 2012-05-09 2013-04-10 湖南镭目科技有限公司 一种转炉火焰温度检测系统
JP5803837B2 (ja) 2012-07-31 2015-11-04 新日鐵住金株式会社 溶銑の脱珪脱りん処理方法
CN105308191B (zh) * 2013-06-19 2018-10-02 杰富意钢铁株式会社 高炉异常检测方法以及高炉操作方法
CN103882176B (zh) * 2014-03-25 2015-09-30 东北大学 一种基于数据驱动的转炉炼钢过程在线动态控制方法
CN106153551A (zh) * 2015-04-10 2016-11-23 南京理工大学 基于svm的转炉炼钢钢水碳含量在线实时动态检测系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI739364B (zh) * 2019-04-02 2021-09-11 日商Ｊｆｅ鋼鐵股份有限公司 轉爐之噴濺預測方法、轉爐之作業方法及轉爐之噴濺預測系統
TWI804075B (zh) * 2020-12-11 2023-06-01 日商杰富意鋼鐵股份有限公司 轉爐的操作方法及轉爐的吹煉控制系統

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