TW202122592A - 鋼包精煉處理的操業方法 - Google Patents

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Abstract

於熔鋼的鋼包精煉處理中，提供一種高精度地推定鋼包精煉處理後的熔鋼溫度的方法。所述方法是於熔鋼的鋼包精煉處理的操業中，一面連續地測定所述熔鋼的溫度，一面進行所述熔鋼的鋼包精煉處理的操業方法，將所述熔鋼的連續測溫期間內的較所述鋼包精煉處理的結束預定時刻更早的時刻決定為判斷時間點，並且基於自所述熔鋼的連續測溫的開始至所述判斷時間點為止的所述熔鋼的連續測溫資料中的熔鋼溫度的時間變化，來推定所述結束預定時刻的熔鋼溫度。

Description

鋼包精煉處理的操業方法
本發明是有關於一種鋼包精煉處理的操業方法，將熔鋼收納於鋼包，於此鋼包內進行脫氣、脫碳、脫氧、脫硫、夾雜物的形態控制或者成分調整（合金添加）等精細精煉。
於熔鋼的鋼包精煉處理，例如魯爾-賀利氏（Rheinstahl-Heraeus，RH）脫氣處理、多特蒙德豪特爾（Dortmund Horder，DH）真空脫氣處理、革命性脫氣激勵器（Revolutionary Degassing Activator，REDA）真空脫氣處理、真空吹氧脫碳（vacuum oxygen decarburization，VOD）裝置中的真空脫氣處理等脫氣處理中，正確地把握處理中的熔鋼溫度的變化，提高此處理的結束溫度的準確率，來防止脫氣處理中的升溫或冷卻的過度實施、伴隨該些升溫或冷卻的實施而引起的脫氣處理時間延長、以及由作為下一步驟的連續鑄造中的ΔT（熔鋼的過熱度）高所引起的減速的發生等，從而引起製鋼步驟的生產性提高或成本降低。
為了正確地把握所述熔鋼溫度的變化，而嘗試於製鋼步驟中導入連續測溫。例如，專利文獻1或專利文獻2中，揭示有使用光纖等來連續地測量熔鋼溫度，控制精煉時的熔鋼溫度的方法。另外，專利文獻3中揭示有如下方法：連續地求出熔鋼溫度與二次精煉結束時的目標溫度之差，基於此溫度差以及作為資料庫而保有的升溫效率來調整供給至熔鋼的氧量，將二次精煉結束時的熔鋼溫度控制為目標值。 現有技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開昭63-203716號公報（第2頁） 專利文獻2：日本專利特開平11-124618號公報（段落「0028」、段落「0029」） 專利文獻3：日本專利特開2010-217164號公報（段落「0042」）
[發明所欲解決之課題] 但是，該些方法根據熔鋼溫度的測定值與處理結束時的目標溫度之差來判斷升溫及冷卻的必要性，未必保證處理結束時的熔鋼溫度在目標範圍內。另外，為了於精煉步驟中進行升溫或冷卻，而存在需要調整熔鋼溫度的情況，根據升溫或冷卻的時間點，無法於預定的時間內結束處理，存在由於處理時間的延長而導致生產損失的可能性。關於此處理時間，所述方法中並未提及，要求用以於預定時間內結束處理的操業。
本發明的目的為提供：於熔鋼的鋼包精煉處理中高精度地推定鋼包精煉處理後的熔鋼溫度的方法；以及用於使用所述推定值，不延長預定處理時間而將處理後溫度控制於目標範圍內的方法。 [解決課題之手段]
本發明是為了解決所述課題而形成，其主旨如下所述。 （1）一種鋼包精煉處理的操業方法，是於熔鋼的鋼包精煉處理的操業中，一面連續地測定所述熔鋼的溫度，一面進行所述熔鋼的鋼包精煉處理的操業方法；並且 將所述熔鋼的連續測溫期間內的較所述鋼包精煉處理的結束預定時刻更早的時刻決定為判斷時間點，基於自所述熔鋼的連續測溫的開始至所述判斷時間點為止的所述熔鋼的連續測溫資料中的熔鋼溫度的時間變化，來推定所述結束預定時刻的熔鋼溫度。
（2）如所述（1）所記載的鋼包精煉處理的操業方法，其中 所述熔鋼的連續測溫資料是根據連續測溫用溫度感測器的浸漬深度來實施修正而得的值。
（3）如所述（1）或（2）中任一項所記載的鋼包精煉處理的操業方法，其中 於所述熔鋼溫度的推定值在所述結束預定時刻的熔鋼溫度的目標範圍內的情況下，將所述判斷時間點的操業條件持續至所述結束預定時刻。
（4）如所述（1）或（2）中任一項所記載的鋼包精煉處理的操業方法，其中 於所述熔鋼溫度的推定值高於所述結束預定時刻的熔鋼溫度的目標範圍的情況下，於自所述判斷時間點至所述結束預定時刻為止的期間，進行使熔鋼溫度下降的操作。
（5）如所述（1）或（2）中任一項所記載的鋼包精煉處理的操業方法，其中 於所述熔鋼溫度的推定值低於所述結束預定時刻的熔鋼溫度的目標範圍的情況下，於自所述判斷時間點至所述結束預定時刻為止的期間，進行使熔鋼溫度上升的操作。
（6）如所述（1）至（5）中任一項所記載的鋼包精煉處理的操業方法，其中 所述判斷時間點為所述結束預定時刻的3分鐘前至8分鐘前。
（7）如所述（1）至（6）中任一項所記載的鋼包精煉處理的操業方法，其中 根據下述（1）式來算出所述熔鋼溫度的推定值Tf 。 記 Tf ＝BMAtd ＋（BMAtd －BMAtd- α）/α×tr ・・・・・ （1） 其中，Tf ：處理結束預定時刻的推定熔鋼溫度（℃） BMAtd ：td 的時間點的連續測溫值的後方移動平均值（℃） BMAtd- α：（td -α）的時間點的連續測溫值的後方移動平均值（℃） td ：自熔鋼的連續測溫開始至判斷時間點為止的操業時間（分鐘） td- α：較td 早α分鐘的自熔鋼的連續測溫開始起的操業時間（分鐘） tr ：自結束預定時刻的熔鋼溫度的推定值的判明至結束預定時刻為止的時間（分鐘）
（8）如所述（7）所記載的熔鋼的鋼包精煉處理的操業方法，其中 所述α為0.5分鐘至2.0分鐘。
（9）如所述（7）或（8）所記載的熔鋼的鋼包精煉處理的操業方法，其中 基於預先測定的熔鋼溫度的連續測定值的變動週期來決定所述後方移動平均的範圍。
（10）如所述（2）至（9）中任一項所記載的鋼包精煉處理的操業方法，其中 隨著此連續測溫用溫度感測器的測定元件使用次數的增加，來加深所述連續測溫用溫度感測器的浸漬深度。
（11）如所述（1）至（10）中任一項所記載的鋼包精煉處理的操業方法，其中 基於自所述熔鋼的連續測溫期間內的合金添加以及/或者氧供給的結束後至所述判斷時間點為止的淨靜處理中的所述熔鋼的連續測溫資料中的熔鋼溫度的時間變化，來推定所述結束預定時刻的熔鋼溫度。
（12）如所述（1）至（11）中任一項所記載的鋼包精煉處理的操業方法，其中 所述鋼包精煉處理為RH脫氣處理。 [發明的效果]
根據本發明，於鋼包精煉處理中，能夠高精度地推定結束時間點的熔鋼溫度。藉由使用此熔鋼溫度的推定值，來適當判斷鋼包精煉處理中的升溫及冷卻的必要性，於必要的情況下，能夠不延長預定處理時間而實施升溫或冷卻。藉由進行以上的操作，鋼包精煉處理後的熔鋼溫度穩定，因此亦發揮能夠不降低後續的連續鑄造製程的生產性來進行操業的效果。進而，本發明中，於鋼包精煉處理的操業中連續地測定（連續測溫）熔鋼的溫度時，能夠於維持測定值的準確度的狀態下，提高連續測溫用溫度感測器的測定元件（將浸漬於熔鋼的耐火材料加以被覆的溫度測定元件部，以下亦稱為探針）的壽命，可將伴隨連續測溫的實施而引起的操業成本的上升抑制為最小限度。
然後，於轉爐或電爐中熔製的熔鋼出鋼於鋼包，將容納此熔鋼的鋼包搬送至鋼包精煉裝置，對鋼包內的熔鋼進行鋼包精煉處理。鋼包精煉裝置例如有RH真空脫氣裝置、DH真空脫氣裝置或VOD裝置等真空脫氣設備，利用真空脫氣設備來對鋼包內的熔鋼實施脫氣精煉。於脫氣精煉中，進行高真空下的脫碳精煉、用於將氫或氮等熔鋼中氣體成分去除的精煉等。此外，於脫氣精煉以外的鋼包精煉處理中，實施：供給脫硫劑而進行的脫硫精煉、利用攪拌力的非金屬夾雜物的去除精煉、用於調整成分的精煉等各處理。
於脫氣精煉處理為即將進行連續鑄造步驟之前的步驟的情況下，於此脫氣精煉的處理中，為了將下一步驟的連續鑄造步驟的餵槽（tundish）內的熔鋼的過熱度設為規定值，而必須藉由以下順序來決定脫氣精煉結束時的熔鋼溫度，調整為所決定的熔鋼溫度，結束脫氣精煉。而且，脫氣精煉結束後的熔鋼搬送至下一步驟的連續鑄造步驟。
本實施方式中，關於鋼包精煉處理中的脫氣精煉處理，以使用RH脫氣處理裝置的脫氣處理為例來進行說明。RH脫氣處理裝置包括：圓筒容器狀的真空槽、以及自真空槽的槽底延伸的圓筒狀的一對浸漬管。 使用所述結構的RH脫氣處理裝置的脫氣處理中，使真空槽下降，使浸漬管浸漬於容納於鋼包內的熔鋼中。繼而，藉由將真空槽內設為減壓，而將熔鋼抽吸至真空槽內的規定高度。進而，藉由自任一個浸漬管的內面吹入Ar或N2 等氣體，而於吹入氣體之側的浸漬管中，熔鋼上升，於另一個浸漬管中，熔鋼下降，結果使熔鋼回流來進行脫氣處理。如上所述，於RH脫氣處理裝置中，藉由熔鋼一面於真空槽內通過一面回流，熔鋼中的氣體成分或雜質等浮起而被去除。另外，藉由自噴槍等向真空槽內的熔鋼噴射氧氣，來進行熔鋼的脫碳等氧化精煉，或利用投入至熔鋼的Al的氧化發熱來進行熔鋼的升溫。進而，於使熔鋼回流的狀態下，藉由自副原料投入滑槽中，將合金鐵或副原料添加於真空槽內的熔鋼，來進行熔鋼成分的調整等。
通常，RH脫氣處理是以如下順序來進行操業。 例如，伴隨熔鋼的脫碳精煉的RH脫氣處理是將於轉爐或電爐中熔製的熔鋼，以未脫氧的狀態出鋼至鋼包中，將此鋼包搬送至RH脫氣設備，對鋼包內熔鋼實施脫氣精煉。RH脫氣處理的初期進行脫碳，所述脫碳是使熔鋼中的碳於減壓下與溶存氧進行反應。此時，藉由視需要自噴槍中供給氧氣而使溶存氧增加，促進脫碳。如上所述，將於熔鋼未脫氧的狀態下進行的處理稱為淨面處理。
其次，熔鋼中的碳濃度下降至目標濃度後，添加Al等脫氧材料來進行熔鋼的脫氧。然後，為了成為目標成分組成而添加合金鐵來進行成分調整，將RH脫氣處理持續進行規定時間，實現熔鋼中成分濃度的均勻化及脫氧產物的浮起分離促進。將如上所述的脫氧後的處理稱為淨靜處理。
另外，於未伴隨熔鋼的脫碳精煉而進行的RH脫氣處理的情況下，當自轉爐或電爐中出鋼時，於鋼包內將熔鋼脫氧後，將此鋼包搬送至RH脫氣設備。於此情況下，於RH脫氣設備中，為了達到目標成分組成而添加合金鐵來進行成分調整，實施持續進行規定時間處理的淨靜處理。
所述RH脫氣處理中，（若不進行升溫操作，則）隨著淨靜處理的進行，熔鋼的溫度下降。需要適當估算此溫度下降量，使RH脫氣處理後的熔鋼的溫度高精度地符合目標溫度。因此，於正確地把握RH脫氣處理中的溫度變化來提高溫度下降量的估算精度，並且處理後的熔鋼溫度不在目標範圍內的預測成立的情況下，需要提前實施對其加以修正的操作，不延長時間而結束處理。
以上操作於RH脫氣處理以外的鋼包精煉處理中亦同樣。即，DH真空脫氣處理、REDA真空脫氣處理、VOD設備中的真空脫氣處理等脫氣處理，或氣體起泡處理、大氣下或減壓下的粉體吹入處理、引線添加處理、伴隨電弧加熱的鋼包精煉處理（利用所謂鋼包爐的處理）等鋼包精煉整體的處理中，若進行使熔鋼溫度上升的操作，則伴隨各處理的熔鋼溫度的下降不可避免。於正確地把握各處理中的溫度變化來提高溫度下降量的估算精度，並且處理後的熔鋼溫度不在目標範圍內的預測成立的情況下，需要提前實施對其加以修正的操作，不延長時間而結束處理。
本發明為了消除將以上的RH脫氣處理作為典型例的鋼包精煉處理中的操業上的課題，首先提供高精度地推定處理後的熔鋼溫度的方法，進而提供使用所述推定值，不延長預定處理時間而將處理後溫度控制於目標範圍內的方法。 以下，以進行RH脫氣處理作為本發明的鋼包精煉處理，來鑄造經實施RH脫氣處理的熔鋼的情況為例，以高精度地推定此RH脫氣處理後的熔鋼溫度，繼而使用推定值來控制RH脫氣處理的順序，進行詳細說明。
本發明中，為了正確地把握RH脫氣處理中的溫度變化，而對熔鋼實施連續測溫。此處，作為用於連續測溫的溫度感測器，能夠利用已進行耐火材料被覆的熱電偶、或與光纖連接的放射溫度計等。測溫位置若於各操業中均為同一位置，則並未特別指定，但就溫度感測器的設置容易度以及對於溫度感測器的熱或熔鋼流動的耐用性而言，理想為於真空槽的外側浸漬於鋼包內熔鋼的表面。
於使用已進行耐火材料被覆的熱電偶來作為溫度感測器的情況下，與RH脫氣處理開始的同時、或者RH脫氣處理開始後，將連續測溫用探針（已進行耐火材料被覆的熱電偶的浸漬於熔鋼的部位）浸漬於鋼包內熔鋼的表層來開始測溫，持續測溫至RH脫氣處理結束。本發明中，RH脫氣處理的初期的熔鋼溫度並非必需，但由於被覆耐火材料達到熔鋼溫度，測溫值成為恆定狀態為止，需要數分鐘，故而熱電偶於熔鋼中的浸漬理想為於滿足被覆耐火材料的耐用性的範圍內自處理的初期進行。
此處，連續測溫用探針的浸漬深度若為於已進行耐火材料被覆的範圍內，熱電偶的前端確實地浸漬於熔鋼內的深度，則未特別指定。其中，鋼包內熔鋼由於自其表面排熱，而於表層產生溫度分佈，通常，若浸漬深度加深，則測溫值升高。因此，利用連續測溫用探針而得的熔鋼溫度的測定值較佳為根據連續測溫用探針的浸漬深度來修正。
所述修正例如可採用如下方法：求出基準浸漬深度與實際浸漬深度之差的每單位量的溫度的偏差量，對測定值一律加上或者一律減去與對象測定時的實際浸漬深度對應的偏差量來修正。另外，所述基準浸漬深度與實際浸漬深度之差的每單位量的溫度的偏差量的求出方法並未特別決定，例如可採用以下列舉的方法。
即，如圖1所示，於一次充電的處理的期間，將探針的浸漬深度設為一定而進行一定期間連續測溫後，加深此探針的浸漬深度（圖1中，ΔL），於此變更後的探針的浸漬深度下，進而進行一定期間連續測溫。此時，利用探針浸漬深度變更前的溫度變化速度（每單位時間的溫度變化量）、以及探針浸漬深度變更後的溫度變化速度，將測定值分別進行正向外推及反向外推，推定出探針浸漬深度變更中的時間點的值（圖1中，T1 及T2 ）。將以所述方式推定出的探針浸漬深度變更前後的溫度變化（ΔT＝T2 －T1 ）除以此探針的浸漬深度的變更量（ΔL），來作為基準浸漬深度與實際浸漬深度之差的每單位量的溫度的偏差量（ΔT/ΔL）。
RH脫氣處理後的熔鋼溫度的推定是自熔鋼的RH脫氣處理的開始以後的時間點至所述處理的結束為止，連續地測定熔鋼溫度，並且將較所述處理的結束預定時刻更早的時刻，決定為對所述處理中是否需要加熱或冷卻的調整操作（以下亦簡稱為調整操作）加以判斷的時間點，即判斷時間點，基於自所述RH脫氣處理的開始以後的時間點至所述判斷時間點為止的熔鋼的連續測溫資料中的熔鋼溫度的時間變化來進行。
即，於RH脫氣處理時，例如決定操作員是否需要進行調整操作的判斷時間點。例如決定為結束預定時刻的5分鐘前等。此時間點理想為設為看到結束預定時刻的熔鋼溫度的推定值後，操作員採取熔鋼的升溫或者冷卻行動，熔鋼的升溫或降溫於結束預定時刻之前完成的時間點，較佳為設定為結束預定時刻的3分鐘前～8分鐘前。其原因在於，若判斷時間點短於結束預定時刻的3分鐘前，則結束預定時刻的熔鋼溫度的推定時期延遲。如此一來，於預測熔鋼溫度的推定值不在目標範圍內，需要熔鋼的升溫或者冷卻行動的情況下，存在於結束預定時刻之前，脫氣處理未完成而導致處理時間延長的可能性。另一方面原因在於，若長於8分鐘前，則相對於結束預定時刻，熔鋼溫度的推定時期過早，其結果為，存在結束預定時刻的熔鋼溫度的推定精度下降的可能性。
此外，所謂結束預定時刻，是指為了使作為下一步驟的鑄造步驟如所決定的生產排程般完成而必須結束RH脫氣處理的時刻，具體而言是基於自鑄造步驟至RH脫氣處理步驟的要求來決定。若RH脫氣處理的結束時刻延遲，則於鑄造步驟中延遲鑄造開始時間，於連續鑄造（不中斷鑄造，連續地澆鑄多數個爐次）的情況下，需要降低鑄造速度而等待RH脫氣處理後的熔鋼到達等的操業變更，因此生產性下降。另外，若RH脫氣處理的結束時刻提前，則RH脫氣處理後的熔鋼必須以保持於鋼包的狀態來等待鑄造開始。在此期間，鋼包內的熔鋼的溫度下降，故而存在鑄造所需的熔鋼的過熱度無法確保的情況，最不利的是必須於將鋼包內的熔鋼的全部量進行鑄造之前中止鑄造。
若RH脫氣處理進行而到達先前決定的判斷時間點，則基於此時間點的熔鋼的連續測溫資料中的熔鋼溫度的時間變化，來推定結束預定時刻的熔鋼溫度。例如，能夠依據以下方法來推定。 首先，自熔鋼溫度的連續測溫資料中分別讀取判斷時間點的1分鐘前及判斷時間點的各熔鋼溫度，根據該些熔鋼溫度的溫度差來求出每1分鐘的熔鋼溫度的變化量。若以至結束預定時刻為止，先前決定的每1分鐘的熔鋼溫度的變化量未改變的方式進行外推，則能夠求出結束預定時刻的熔鋼溫度。此計算能夠由操作員來進行，但只要於處理電腦等輸入連續測溫值來自動計算即可。
結束預定時刻的熔鋼溫度的推定並不限定於所述方法，亦能夠根據下述（1）式來進行。藉由使用此（1）式，推定精度提高，因此更佳。 Tf ＝BMAtd ＋（BMAtd －BMAtd- α）/α×tr ・・・・・ （1） 其中，Tf ：處理結束預定時刻的推定熔鋼溫度（℃） BMAtd ：td 的時間點的連續測溫值的後方移動平均值（℃） BMAtd- α：（td -α）的時間點的連續測溫值的後方移動平均值（℃） td ：自熔鋼的連續測溫的開始至判斷時間點為止的操業時間（分鐘） td -α：較td 早α分鐘的自熔鋼的連續測溫開始起的操業時間（分鐘） tr ：自結束預定時刻的熔鋼溫度的推定值的判明至結束預定時刻為止的時間（分鐘）
藉由使用所述的（1）式，能夠考慮以下情況來推定熔鋼溫度。 （A）作為所述是否需要進行調整操作的判斷時間點的熔鋼的連續測溫值的時間變化，使用自此判斷時間點的α分鐘前至判斷時間點為止的連續測溫資料中的熔鋼溫度的時間變化。 （B）作為所述判斷時間點、以及判斷時間點的α分鐘前的連續測溫值的代表值，分別使用x分鐘的後方移動平均值。
連續測溫資料中的熔鋼溫度值（以下表示為連續測溫值）受到熔鋼流動等的混亂或雜訊的影響而一面變動一面推移。因此，當求出某時間點的熔鋼溫度的時間變化時，若根據相對於微小時間的位移來算出，則存在未必表示正確的值的情況。因此，理想為作為相對於α分鐘的期間而言的熔鋼溫度的時間變化來算出。此處，較佳為將α設為0.5分鐘～2.0分鐘。其原因在於，若α短於0.5分鐘，則無法吸收所述連續測溫值的變動，若α長於2.0分鐘，則進行至此的例如存在合金鐵投入等操業行動的影響殘存，熔鋼溫度的舉動不穩定的情況。
另外，若採用各個時間點的瞬時值來作為判斷時間點的熔鋼溫度的代表值、以及判斷時間點的α分鐘前的熔鋼溫度的代表值，則存在未必表示正確的值的情況。為了避免此情況，理想為分別使用x分鐘的後方移動平均值來作為各個時間點的熔鋼溫度的代表值。藉由如上所述，能夠將由於測定值因雜訊等而週期變動等所造成的影響抑制為最小限度。 此外，移動平均的區間x理想為預先進行熔鋼溫度的連續測定，決定測定值的變動週期的有無，以及若存在週期變動，則考慮其週期而決定為至少1週期以上的期間。另外，亦可將熔鋼環流時間（鋼包內的熔鋼通過真空脫氣槽，再次返回至鋼包為止的時間）以上的期間設為移動平均區間。其中，若採取過長的移動平均區間，則存在進行合金鐵添加或氧供給等對熔鋼溫度造成不恆定變化的操作的時期，包含於移動平均區間中的情況。於此情況下，存在導致處理結束時的熔鋼溫度的推定值的推定精度下降的可能性，因此為了能夠利用淨靜處理的期間的連續測溫資料來算出移動平均，可設定移動平均區間。
若根據所述而獲得結束預定時刻的熔鋼溫度的推定值（以下亦簡稱為推定值），則根據所述推定值是否在預先決定的目標溫度範圍內，操作員判斷接下來應當進行的行動。 即，若推定值高於預先決定的目標溫度範圍，則於自判斷時間點至結束預定時刻為止的期間，進行使熔鋼溫度下降的操作。於RH脫氣處理中使熔鋼溫度下降的操作有如下方法：於熔鋼投入經粒度調整的鐵屑且使其溶解，利用鐵屑的顯熱及潛熱而使熔鋼溫度下降。
另一方面，若結束預定時刻的熔鋼溫度的推定值低於預先決定的目標溫度範圍，則於自判斷時間點至結束預定時刻為止的期間，進行使熔鋼溫度上升的操作。使熔鋼溫度上升的操作有如下方法：於熔鋼添加金屬Al，並且供給氧氣，利用由氧氣所引起的Al的燃燒熱而使熔鋼溫度上升。進而，根據鋼種，亦可使用金屬Si或矽鐵來代替金屬Al。另外，若為於真空脫氣槽裝備有能夠進行熔鋼加熱的燃燒器的RH脫氣設備，則亦可於不損及熔鋼的清潔性的範圍內，使用此燃燒器來加熱熔鋼。
另外，若結束預定時刻的熔鋼溫度的推定值在預先決定的目標溫度範圍內，則自判斷時間點以後至結束預定時刻為止，不進行所述使熔鋼溫度下降的操作以及使熔鋼溫度上升的操作中的任一者，直接持續進行操業。
此處，所述預先決定的目標溫度範圍是由作為下一步驟的鑄造步驟所指定的熔鋼溫度範圍。通常於鑄造步驟中，為了以至連續鑄造機的機端為止完成鑄片整個厚度的凝固，而不會出現如鑄片的破裂等缺陷的發生、或者中斷或鑄造中止等故障的方式，決定與鋼種相應的適當的鑄造溫度範圍（熔鋼過熱度範圍）來進行操業。因此，為了使鑄造階段的（鑄入預定時刻的）熔鋼過熱度成為所述適當的鑄造溫度範圍內，鑄造步驟考慮到至鑄造開始為止的估計時間來指定RH脫氣處理結束時的目標溫度範圍。目標值的範圍根據鋼種或操業狀況而不同，多為±3℃以內。若RH脫氣處理結束時的溫度高於目標範圍，則鑄造步驟延遲鑄造開始時間，降低鑄造速度等，為了即便熔鋼溫度高，亦能夠進行操業而不中斷等，來變更操業條件，因此生產性下降。另外，若RH脫氣處理結束時的溫度低於目標範圍，則存在鑄造所需的熔鋼過熱度無法確保的情況，最不利的是，於將鋼包內的熔鋼的全部量進行鑄造之前，有時亦必須中止鑄造。
但，連續測溫用探針隨著使用次數累積，已進行耐火材料被覆的部分中的浸漬時與熔渣接觸的部位（熔渣線）局部地熔損。若熔渣線部位的耐火材料被覆熔損，其影響波及探針內部，則內部的熱電偶亦斷線。因此，為了實現連續測溫用探針的壽命提高，重要的是提高熔渣線部位的耐火材料被覆壽命。作為對策，可採取加厚耐火材料被覆的厚度、或者將耐火材料材質變更為耐熔損性高的材質的方法，但該些方法中，亦存在連續測溫用探針的成本增加或熱剝落的風險增加的情況。
本發明的RH脫氣處理的操業方法中，能夠採用使連續測溫用探針的浸漬深度隨著此探針的使用次數的增加而加深的方法。此方法中，例如圖2所示，於新品的連續測溫用探針的使用開始時，為了使已進行耐火材料被覆的部分成為不會對熔鋼溫度的測定造成阻礙的最低限度的浸漬深度，而使連續測溫用探針浸漬得淺來使用，如圖2的箭頭所示，隨著使用次數的增加，使連續測溫用探針的浸漬深度加深而使用。如上所述，使連續測溫用探針的已進行耐火材料被覆的部分中與熔渣線相當的部位分散而使用，藉此能夠防止耐火材料被覆的局部熔損，能夠提高連續測溫用探針的壽命。發明者藉由採用所述方法，與不採用的情況相比，確認探針壽命提高10 ch～20 ch左右。此處，於使連續測溫用探針的浸漬深度隨著此探針的使用次數的增加而加深的情況下，利用此探針的熔鋼溫度的測定值較佳為根據此探針的浸漬深度來修正。 實施例1
將利用轉爐進行脫碳的300噸～340噸熔鋼收納於鋼包，使用RH脫氣裝置來進行熔鋼的RH脫氣處理。於處理實施時，將連續測溫裝置浸漬於熔鋼，基於所測定的溫度資料來進行熔鋼溫度的推定。藉由連續測溫，每隔1秒來觀測熔鋼溫度的值。另外，熔鋼溫度的推定是根據以下的式（1）來進行。將所述推定的熔鋼溫度示於表1中。 Tf ＝BMAtd ＋（BMAtd －BMAtd- α）/α×tr ・・・・・ （1） 其中，Tf ：處理結束預定時刻的推定熔鋼溫度（℃） BMAtd ：td 的時間點的連續測溫值的後方移動平均值（℃） BMAtd- α:（td- α）的時間點的連續測溫值的後方移動平均值（℃） td ：自熔鋼的連續測溫開始至判斷時間點為止的操業時間（分鐘） td- α：較td 早α分鐘的自熔鋼的連續測溫開始起的操業時間（分鐘） tr ：自結束預定時刻的熔鋼溫度的推定值的判明至結束預定時刻為止的時間（分鐘）
所述操業中，作為發明例，將上式（1）中的td 設為與處理結束預定時刻的5分鐘前對應的值，將α設為1分鐘，將x設為0分鐘或2分鐘，來推定處理結束時的熔鋼溫度。此外，於將x設為0分鐘的情況下，相當於不取移動平均的情況。
表1示出於RH脫氣處理中的連續測溫應用中，藉由本發明來推定處理後溫度的結果。如表1所示，發明例1至發明例3由於處理結束5分鐘前的推定值全部在目標值±2℃的目標溫度範圍內，故而不進行藉由升溫及冷卻的調整。實際的RH脫氣處理結束時的熔鋼溫度的實際值亦同樣限制於目標值±2℃的範圍內，表示推定式以及調整實施的判斷無誤。
另一方面，發明例4及發明例5由於處理結束5分鐘前的推定值脫離目標值±2℃的目標溫度範圍，故而對發明例4進行投入鐵屑的溫度下降操作（參照圖3），對發明例5進行投入Al且進行氧吹煉的溫度上升操作。其結果為，能夠將實際的RH脫氣處理結束時的熔鋼溫度的實際值限制於目標值±2℃的範圍內。
另外，作為比較，不進行連續測溫，而是藉由不連續的測溫（分批測溫），來進行RH脫氣處理結束時的熔鋼溫度的推定（參照圖4）。具體而言，於處理結束5分鐘前進行分批測溫，將所獲得的測定值代入至基於各種操業資料（自前步驟至RH處理為止的時間、鋼包的溫度等）的推定式中，來算出RH脫氣處理結束時的熔鋼溫度的推定值，結果為1590℃。若為1590℃，則滿足目標值±2℃，因此不進行熔鋼溫度的上升操作或者下降操作，為了以按照預定的時間來結束處理而持續進行操業。但是，若於目標處理結束時刻的1分鐘前再次進行分批測溫，則溫度較設想高5℃。因此，藉由將處理時間延長3分鐘而將熔鋼冷卻，符合目標溫度1589℃。
[表1]
發明例 RH處理後溫度（℃）
目標溫度 處理結束5分鐘前的 推定值（x＝2） 實際值
1 1573 1572.3 1574.9
2 1580 1578.6 1579.6
3 1572 1573.8 1573.0
4 1607 1613.5 1605.5
5 1594 1590.6 1593.7
另外，圖5中示出根據以下的（a）至（f）的順序的操業中的RH處理後溫度的趨勢推定值。 （a）於操業開始時間點，預定處理時間為17.5分鐘。 （b）將判斷時間點決定為操業開始後12.5分鐘，且將α決定為1分鐘而開始操業。同時，亦開始連續測溫。 （c）由於如預定般進行操業，故而於操業開始後經過12.5分鐘的時間點，將操業開始後11.5分鐘以及操業開始後12.5分鐘的移動平均區間設為2分鐘，算出後方移動平均值。 （d）根據該些後方移動平均值，使用所述（1）式來算出操業開始後17.5分鐘的熔鋼溫度推定值。 （e）所述（d）中求出的推定值為1573.8℃，預測進入至目標值（1572.0℃）±2℃的範圍內，因此直接於17.5分鐘結束操業。 （f）操業結束時間點的實際的熔鋼溫度為1573.0℃，確認藉由連續測定而得的推定值是高精度的推定。
此外可知，圖5中示出灰色的展點設為x＝0、黑色的展點設為x＝2的情況下的推定值。於未取移動平均的灰色展點，於約2分鐘的週期產生不均，與此相對，於以2分鐘的幅度來取移動平均的黑色展點，能夠抑制所述不均，能夠高精度地推定溫度。
此處，本發明並不限定於所述RH脫氣處理，例如亦可應用於氣體起泡處理。具體而言，對於轉爐出鋼後進行氣體起泡處理來鑄造的鋼種，進行氣體起泡處理中的連續測溫，能夠以與實施例1相同的方式，使用所述式（1）來推定氣體起泡處理結束時的熔鋼溫度的推定。 氣體起泡處理中無升溫元件，因此若熔鋼溫度低於目標下限，則無法鑄造。因此，先前採取如下應對措施：提高出鋼溫度，於氣體起泡處理中投入冷材，使氣體起泡處理後的溫度符合目標溫度。但是，冷材投入量由於是以根據經驗來預測的溫度下降量為基礎而決定，故而於溫度下降量小於所述預測的情況下，有時亦延長處理時間而將熔鋼冷卻。
若對向爐次尺寸為340 t的熔鋼吹入400 L/min的Ar氣而進行的預定處理時間為10分鐘的氣體起泡處理，應用本發明，則例如，若將所述式（1）中的td 設為與處理結束預定時刻的3分鐘前對應的值，將α設為1分鐘，且將x設為2分鐘來推定處理結束時的熔鋼溫度，則以與實施例1相同的方式獲得正確的推定值。藉此，於氣體起泡處理中，不必擔憂熔鋼溫度的過度下降，能夠投入適量的冷材，延長處理時間來冷卻熔鋼的情況減少。 實施例2
將利用轉爐進行脫碳的300噸～340噸的熔鋼收納於鋼包，使用RH脫氣裝置來進行熔鋼的RH脫氣處理。處理實施時，將連續測溫裝置浸漬於熔鋼，基於所測定的溫度資料來進行熔鋼溫度的推定。利用連續測溫用探針的連續測溫使以較實施例1中的浸漬深度深300 mm的條件來進行。此外，預先確認到藉由較實施例1的條件而言，連續測溫用探針的浸漬深度深300 mm而引起的溫度的偏差值為1.1℃。其他的操業條件及連續測溫的條件與實施例1相同。
表2表示於RH脫氣處理中的連續測溫應用中，由本發明來推定處理後溫度的結果。如表2所示，發明例6至發明例8於處理結束5分鐘前的推定值，減去由於浸漬深度深300 mm而引起的溫度的偏差值即1.1℃，來將推定值進行修正。其結果為，修正後的推定值全部在目標值±2℃的目標溫度範圍內，因此不進行藉由升溫及冷卻的調整。實際的RH脫氣處理的結束時的熔鋼溫度的實際值亦同樣限制於目標值±2℃的範圍內，表示推定式及值的修正、以及調整實施的判斷無誤。
[表2]
發明例 探針浸漬條件 RH處理後溫度（℃）
自基準浸漬深度的增加程度（mm） 溫度偏差量 （℃） 目標 溫度 處理結束5分鐘前的推定值（x＝2）無偏差 處理結束5分鐘前的推定值（x＝2）有偏差 實際值
6 300 1.1 1588 1590.1 1589.0 1589.3
7 300 1.1 1599 1600.6 1599.5 1599.0
8 300 1.1 1592 1594.2 1593.1 1592.4
無
圖1是表示與連續測溫用探針有關的基準浸漬深度與實際浸漬深度之差的每單位量的溫度的偏差量的求出方法的圖。 圖2是表示連續測溫用探針的浸漬深度的調節方法的圖。 圖3是表示進行投入鐵屑的溫度下降操作的操業例的圖。 圖4是表示藉由分批測溫來推定RH脫氣處理結束時的熔鋼溫度的操業例的圖。 圖5是表示根據本發明的操業中的RH處理後溫度的趨勢推定值的圖。

Claims (12)

  1. 一種鋼包精煉處理的操業方法，是於熔鋼的鋼包精煉處理的操業中，一面連續地測定所述熔鋼的溫度，一面進行所述熔鋼的鋼包精煉處理的操業方法；並且 將所述熔鋼的連續測溫期間內的較所述鋼包精煉處理的結束預定時刻更早的時刻決定為判斷時間點，基於自所述熔鋼的連續測溫的開始至所述判斷時間點為止的所述熔鋼的連續測溫資料中的熔鋼溫度的時間變化，來推定所述結束預定時刻的熔鋼溫度。
  2. 如請求項1所述的鋼包精煉處理的操業方法，其中所述熔鋼的連續測溫資料是根據連續測溫用溫度感測器的浸漬深度來實施修正而得的值。
  3. 如請求項1或請求項2所述的鋼包精煉處理的操業方法，其中於所述熔鋼溫度的推定值在所述結束預定時刻的熔鋼溫度的目標範圍內的情況下，將所述判斷時間點的操業條件持續至所述結束預定時刻。
  4. 如請求項1或請求項2所述的鋼包精煉處理的操業方法，其中於所述熔鋼溫度的推定值高於所述結束預定時刻的熔鋼溫度的目標範圍的情況下，於自所述判斷時間點至所述結束預定時刻為止的期間，進行使熔鋼溫度下降的操作。
  5. 如請求項1或請求項2所述的鋼包精煉處理的操業方法，其中於所述熔鋼溫度的推定值低於所述結束預定時刻的熔鋼溫度的目標範圍的情況下，於自所述判斷時間點至所述結束預定時刻為止的期間，進行使熔鋼溫度上升的操作。
  6. 如請求項1至請求項5中任一項所述的鋼包精煉處理的操業方法，其中所述判斷時間點為所述結束預定時刻的3分鐘前至8分鐘前。
  7. 如請求項1至請求項6中任一項所述的鋼包精煉處理的操業方法，其中根據下述（1）式來算出所述熔鋼溫度的推定值Tf ： Tf ＝BMAtd ＋（BMAtd －BMAtd- α）/α×tr ・・・・・ （1） 其中，Tf ：處理結束預定時刻的推定熔鋼溫度（℃） BMAtd ：td 的時間點的連續測溫值的後方移動平均值（℃） BMAtd- α:（td- α）的時間點的連續測溫值的後方移動平均值（℃） td ：自熔鋼的連續測溫開始至判斷時間點為止的操業時間（分鐘） td- α：較td 早α分鐘的自熔鋼的連續測溫開始起的操業時間（分鐘） tr ：自結束預定時刻的熔鋼溫度的推定值的判明至結束預定時刻為止的時間（分鐘）。
  8. 如請求項7所述的熔鋼的鋼包精煉處理的操業方法，其中所述α為0.5分鐘至2.0分鐘。
  9. 如請求項7或請求項8所述的熔鋼的鋼包精煉處理的操業方法，其中基於預先測定的熔鋼溫度的連續測定值的變動週期來決定所述後方移動平均值的範圍。
  10. 如請求項2至請求項9中任一項所述的鋼包精煉處理的操業方法，其中隨著連續測溫用溫度感測器的測定元件使用次數的增加而加深所述連續測溫用溫度感測器的浸漬深度。
  11. 如請求項1至請求項10中任一項所述的鋼包精煉處理的操業方法，其中基於自所述熔鋼的連續測溫期間內的合金添加以及/或者氧供給的結束後至所述判斷時間點為止的淨靜處理中的所述熔鋼的連續測溫資料中的熔鋼溫度的時間變化，來推定所述結束預定時刻的熔鋼溫度。
  12. 如請求項1至請求項11中任一項所述的鋼包精煉處理的操業方法，其中所述鋼包精煉處理為RH脫氣處理。
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