WO2018020929A1 - 排滓重量推定方法及び排滓重量推定装置 - Google Patents

排滓重量推定方法及び排滓重量推定装置 Download PDF

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bulk density
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憲一郎 内藤
紀史 浅原
孝夫 中切
邦俊 松永
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新日鐵住金株式会社
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    • C21C7/0087—Treatment of slags covering the steel bath, e.g. for separating slag from the molten metal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C21C1/02—Dephosphorising or desulfurising
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    • 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

Definitions

  • the disclosed technology relates to a waste weight estimation method and a waste weight estimation device for estimating the weight of slag discharged from a converter.
  • the converter After performing desiliconization treatment to remove silicon as an impurity from the molten iron in the converter or dephosphorization treatment to remove phosphorus as an impurity, the converter is tilted while the molten iron remains in the converter. Part of the upper slag from the mouth flows down to the slag pan located below the converter and is evacuated. After that, the converter is erected again, and auxiliary raw materials such as quick lime (CaO is the main component) are added.
  • auxiliary raw materials such as quick lime (CaO is the main component) are added.
  • the slag is formed (bubbled) in the converter to increase the bulk volume of the slag, thereby making it easy to remove the slag and securing the weight of the slag.
  • slag forming is caused by carbon monoxide (CO) gas generated by the reaction of carbon (C) in molten iron and iron oxide (FeO) in slag during desiliconization or dephosphorization. It is generated by being held by the slag.
  • CO carbon monoxide
  • the converter After the slag is discharged, the converter is kept upright and auxiliary raw materials such as quick lime are added to continue the refining of the molten iron.
  • auxiliary raw materials such as quick lime are added to continue the refining of the molten iron.
  • the addition amount of the auxiliary raw material is determined in accordance with the residual slag weight in the furnace. Therefore, if the estimation accuracy of the residual slag weight in the furnace is low, the addition amount of the auxiliary raw material becomes excessive or insufficient. For example, when the estimated value of the residual slag weight in the furnace is larger than the actual weight, the cost is deteriorated due to the excessive addition of the auxiliary raw material.
  • auxiliary materials are often added excessively.
  • the excessive addition of the auxiliary material has problems such as an increase in the amount of the auxiliary material used, an increase in the slag weight, an increase in heat loss, and a deterioration in cost due to a deterioration in iron yield.
  • the estimation of the slag drainage weight or the residual slag weight in the furnace has been carried out by visual observation by an operator or by weighing with a weighing machine installed on the trolley truck.
  • the slag formed during slag drainage calms down and the bulk density of the slag changes every moment, there is a problem that the accuracy of the drainage weight estimation by the operator is low.
  • the formed slag may overflow beyond the capacity of the slag pan and damage the weighing machine, increasing the equipment maintenance load of the weighing machine.
  • the weighing accuracy of the weighing machine deteriorates due to the vibration of the waste cart, etc.
  • JP-A-2007-308773 finds that there is a correlation between the tilt angle of the converter and the residual slag weight in the furnace.
  • a method for estimating the in-furnace residual slag weight is disclosed. However, this method uses the relationship between the tilt angle of the converter and the volume of slag remaining in the furnace, and the slag is not formed after decarburization treatment, that is, slag with a constant bulk density. Is assumed to be applied. For this reason, the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-308773 cannot be applied to the formed slag after desiliconization or dephosphorization.
  • the disclosed technology provides a waste weight estimation method and a waste weight estimation device that easily and accurately estimates the weight of slag accompanied by forming discharged from a converter. For the purpose.
  • the inventors of the present application estimate the slag volume flow rate and bulk density change over time from the converter for accurate estimation of the evacuated weight, and the evacuated weight is estimated based on these estimated values. The idea was to make an estimate, and we conducted an extensive study.
  • the waste weight estimation method includes a method of tilting the converter after desiliconization treatment or dephosphorization treatment in the converter to leave the molten iron in the converter while leaving the molten iron.
  • volume flow rate transition Deriving the volume flow rate transition, deriving the volume density transition estimating the time change of the bulk density of the slag discharged from the converter, and the volume of the slag at each time point corresponding to the volume flow rate transition and the bulk density transition Deriving a value obtained by integrating the product of the flow rate and the bulk density as an estimated value of the weight of slag discharged from the converter.
  • the integration is performed over a period from the slag evacuation start time to the evacuation end time.
  • the volume flow rate transition may be derived based on a change over time in the tilt angle of the converter when slag is discharged from the converter.
  • a first regression equation showing a relationship between the tilting speed of the converter and the volume flow rate of slag discharged from the converter is derived, and the converter of the converter when slag is discharged from the converter is derived.
  • the volume flow rate transition may be derived based on the change over time in the tilt angle and the first regression equation.
  • At least one of the weight, temperature, and composition of the slag in the converter after the desiliconization process or the dephosphorization process, and the process since the desiliconization process or the dephosphorization process was completed The bulk density transition may be derived based on time.
  • a second regression equation showing the relationship with the bulk density of the slag discharged from the converter the weight of the slag in the converter after the desiliconization treatment or the dephosphorization treatment.
  • the bulk density transition may be derived based on at least one of the temperature and the composition, the elapsed time from when the desiliconization process or the dephosphorization process is completed, and the second regression equation.
  • the waste weight estimation apparatus performs the desiliconization process or the dephosphorization process in the converter, and then tilts the converter to leave the molten iron in the converter.
  • a waste weight estimation device for estimating a weight of slag discharged from the converter in a discharge operation for discharging slag from a furnace, wherein a change in volume flow rate of slag discharged from the converter with time is measured.
  • a volume flow transition deriving section for deriving an estimated volume flow transition
  • a bulk density transition deriving section for deriving a bulk density transition estimating a temporal change in a bulk density of the slag discharged from the converter, and the volume flow transition.
  • a waste weight deriving unit for deriving a value obtained by integrating the products at corresponding time points of the bulk density transition as an estimated value of the waste weight of the slag discharged from the converter.
  • the disclosed technology makes it easy to estimate the discharge weight of slag discharged from the converter and improves the estimation accuracy. Thereby, the estimation accuracy of the residual slag weight in the furnace is improved, and the auxiliary raw material can be added without excess or deficiency. Due to the above effects, it is possible to reduce costs (reduction of the amount of secondary raw materials used, reduction of the amount of generated slag, suppression of heat loss, improvement of iron yield).
  • FIG. 1A is a side cross-sectional view schematically showing a state of a discharge operation in which the converter 1 is tilted and the molten iron 3 is left in the converter 1 and the upper slag 4 is discharged from the furnace port 2.
  • FIG. 1B is a front view. If the present inventors can estimate the change over time of the volume flow rate of the slag 4 discharged from the furnace port 2 of the converter 1 and the change over time of the bulk density of the slag 4, the product at each corresponding time point can be expressed as a time axis. The idea is that it is possible in principle to estimate the weight of the slag 4 by integrating along the slag. That is, the waste weight of the slag 4 is expressed by the following equation (1).
  • W S is the weight of the slag 4 discharged (ton) from the start of the discharge until time t elapses
  • ⁇ S is the bulk density of the slag 4 discharged from the converter 1 (per unit volume).
  • Q S volume per volume flow rate per unit time of the slag 4 being Haikasu from the converter 1 [m 3 / sec]
  • t is from Haikasu beginning of slag 4 Represents the elapsed time (sec).
  • the inventors have found that (1) in order to realize the estimation of Haikasu weight of the slag 4 using type, the volume flow rate Q S and the bulk of the slag 4 being Haikasu from the converter 1 during Haikasu operation The method of estimating the time-dependent change of the density ⁇ S was studied earnestly.
  • volume flow rate Q S of slag 4 being Haikasu from the converter 1 during Haikasu operation is believed to be possible to estimate the time course of the tilting angle of the converter 1.
  • volumetric flow rate Q S of slag 4 being Haikasu from the converter 1 when the tilting speed of the converter 1 is fast becomes large and the tilting speed of Tenro 1 Conversely slow decreases.
  • the volume flow rate Q S of slag 4 being Haikasu from the converter 1 is also influenced by the shape of the converter 1 (volume or throat size).
  • the method of obtaining the regression equation by numerical fluid calculation is illustrated, but as an example of another method, a regression equation similar to the above may be obtained by a model experiment in which the tilting speed of the converter 1 is varied. .
  • the volume flow rate Q S of slag 4 being Haikasu from the converter 1 is affected by the shape of the converter 1, it is preferable to acquire the regression equation to the converter each.
  • the weight and composition of the slag 4 are calculated by mass balance calculation from the amount of silicon contained in the hot metal before desiliconization or dephosphorization and the amount of auxiliary raw materials such as quick lime added during the desiliconization or dephosphorization. it can.
  • the temperature can be measured, but may be estimated by heat balance calculation.
  • the elapsed time after processing can be measured. Therefore, the bulk density ⁇ S of the slag 4 can be estimated in principle from the weight, temperature and composition of the slag 4 in the converter 1 after the desiliconization process or the dephosphorization process, and the elapsed time after the process.
  • estimation of the change with time of the bulk density ⁇ S of the slag 4 discharged from the converter 1 during the discharge operation can be performed as follows, for example.
  • a furnace is used during the discharge of slag 4 under the condition that the weight, temperature and composition of slag 4 in converter 1 and the elapsed time after treatment are changed within the range of normal operating conditions.
  • the slag 4 flowing down from the mouth 2 is sampled, the bulk density ⁇ S of the slag 4 is measured, and a regression equation that associates these relationships is created.
  • a regression equation is created in which the weight, temperature and composition of the slag 4 in the converter 1 and the elapsed time after processing are input conditions (explanatory variables), and the bulk density ⁇ S of the slag 4 is output (objective variable).
  • the bulk density of the slag 4 discharged from the converter 1 is substituted by substituting the weight, temperature, composition, and elapsed time after treatment into the above regression equation. to derive the bulk density transition estimating the temporal change of the ⁇ S.
  • the bulk density ⁇ S of the slag 4 can be measured by performing the following processes (1) to (3).
  • (1) The slag 4 flowing down from the furnace port 2 is collected using a slag collection container capable of rapidly cooling the slag 4.
  • (2) The collected slag 4 is pulverized, the iron particles inevitably mixed in the slag 4 are removed, and the weight of the slag 4 is measured.
  • (3) The weight of the measured slag 4 is divided by the volume of the slag collection container.
  • the reason why the granular iron is inevitably mixed in the slag 4 is because the granular iron having a diameter of about several mm or less, which is separated from the molten iron bath by stirring in the converter 1, is suspended in the slag 4.
  • the granular iron is mixed in the slag 4 by several tens of weight%. Since the density of the granular iron is several tens of times higher than the density of the forming slag 4, the weight is greatly affected, but the volume is hardly affected. Therefore, if the granular iron is removed, the bulk density ⁇ S of the slag 4 can be measured almost accurately.
  • Converter 1 from Haikasu is the slag 4 of the volume flow Q volume was estimated changes with time of S flow transition and the converter 1 bulk density transition estimating the time course of the bulk density [rho S of slag 4 being Haikasu from The value obtained by integrating the products at the corresponding time points along the time axis is the estimated value of the waste weight of the slag 4 discharged from the converter 1.
  • FIG. 2 is a functional block diagram showing the configuration of the waste weight estimation apparatus 10 according to the embodiment of the present invention that estimates the waste weight of the slag using the waste weight estimation method according to the embodiment of the present invention described above. is there.
  • the waste weight estimation apparatus 10 includes a volume flow rate transition deriving unit 11, a bulk density transition deriving unit 12, and a waste weight deriving unit 13.
  • the volume flow rate transition deriving unit 11 inputs the volume flow rate Q S of the slag 4 discharged from the converter 1 based on the information indicating the change with time of the tilt angle of the converter 1 during the discharge operation input from the outside. Determining the volume flow rate transition that estimated the change with time. Volume flow changes deriving unit 11, the tilting speed of the converter 1 and an explanatory variable, the volumetric flow rate Q S of slag 4 being Haikasu from the converter 1 to a first regression equation of interest variables, input from the outside The volume flow transition is derived by substituting the time-dependent change of the tilt angle of the converter 1 indicated by the information.
  • the bulk density transition deriving unit 12 receives information on the weight, temperature, and composition of the slag 4 in the converter 1 input from the outside, and the elapsed time from the time when the desiliconization process or the dephosphorization process is completed (the elapsed time after the process). Based on the information indicating the above, the transition of the bulk density estimated from the change with time of the bulk density ⁇ S of the slag 4 discharged from the converter 1 is derived.
  • the bulk density transition deriving unit 12 uses the weight, temperature, composition, and post-treatment elapsed time of the slag 4 in the converter 1 as explanatory variables, and the second regression equation using the bulk density ⁇ S of the slag 4 as an objective variable.
  • the bulk density transition is derived by substituting the weight, temperature and composition of the slag 4 in the converter 1 indicated by information input from the outside, and the elapsed time after treatment.
  • the information which shows the time-dependent change of the tilt angle of the converter 1 and the information which shows the elapsed time after processing have the same time point as the time zero point, and the temporal correspondence between the two can be recognized.
  • the waste weight deriving unit 13 calculates the product of the volume flow rate transition derived by the volume flow rate transition deriving unit 11 and the bulk density transition derived by the bulk density transition deriving unit 12 as shown in the equation (1).
  • a value integrated along the time axis is derived as an estimated value of the waste weight of the slag 4 discharged from the converter 1 in the discharge operation.
  • the reject weight estimation device 10 can be realized by, for example, the computer 20 shown in FIG.
  • the computer 20 includes a CPU (Central Processing Unit) 21, a main storage device 22 that provides a temporary storage area, an auxiliary storage device 23 that provides a nonvolatile storage area, and an input / output interface (I / F) 24.
  • the CPU 21, main storage device 22, auxiliary storage device 23, and input / output I / F 24 are connected to each other via a bus 25.
  • the auxiliary storage device 23 can be realized by a hard disk drive (HDD), a solid state drive (SSD), a flash memory, or the like.
  • the auxiliary storage device 23 stores a waste weight estimation program 30 for causing the computer 20 to function as the waste weight estimation device 10, and the first regression equation 31 and the second regression equation 32 described above.
  • the CPU 21 reads the waste weight estimation program 30 from the auxiliary storage device 23, develops it in the main storage device 22, and sequentially executes the processes described in the waste weight estimation program 30, whereby the volume flow rate transition deriving unit 11, It functions as a bulk density transition deriving unit 12 and a waste weight deriving unit 13.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a flow of processing performed in the CPU 21 that executes the reject weight estimation program 30.
  • step S ⁇ b> 1 the CPU 21 discharges from the converter 1 based on information indicating the change over time in the tilt angle of the converter 1 during the discharge operation input from the outside via the input / output interface (I / F) 24. deriving the volumetric flow rate changes estimating the time course of the volume flow Q S of slag 4 being debris.
  • CPU 21 may converter the first tilting speed as explanatory variables, the first regression equation 31 an auxiliary storage device for the purpose variable volume flow Q S of slag 4 being Haikasu from the converter 1 23, and the change in the tilt angle of the converter 1 with time is substituted into the first regression equation 31 to derive the volume flow rate transition.
  • step S ⁇ b> 2 the CPU 21 receives information on the weight, temperature, and composition of the slag 4 in the converter 1 input from the outside via the input / output interface (I / F) 24 and the time when the desiliconization process or the dephosphorization process is completed. Based on the information indicating the elapsed time from the time (elapsed time after processing), the bulk density transition in which the temporal change of the bulk density ⁇ S of the slag 4 discharged from the converter 1 is estimated is derived.
  • step S3 the CPU 21 derives a value obtained by integrating the products at the corresponding time points of the volume density transition and the bulk density transition derived in steps S1 and S2 along the time axis as an estimated value of the slag 4 waste weight.
  • Example 1 Exhaust operation was carried out in a 350-ton scale top-bottom blow converter, and the slag discharge weight was estimated.
  • the converter inner diameter was about 4.6 m
  • the inner diameter of the straight body of the converter was about 6.6 m
  • the distance from the upper end of the straight body to the furnace mouth was about 2.7 m.
  • FIG. 5 shows the result.
  • FIG. 5 also shows the change over time in the tilt angle of the converter during the exhaust operation. As shown in FIG.
  • the basicity of slag (CaO concentration in slag / SiO 2 concentration in slag) falls within a predetermined range according to the amount of hot metal and silicon concentration.
  • the auxiliary raw material such as quicklime was put into the converter and the hot metal was dephosphorized.
  • the silicon concentration in the hot metal is in the range of 0.3 to 0.7 mass%
  • the basicity of the slag is in the range of 1.0 to 1.3, and normal operating conditions are included in this range.
  • the weight and composition of the slag in the converter were calculated by mass balance calculation.
  • the temperature of the slag was measured with a temperature measuring probe immediately after the dephosphorization treatment. Thereafter, the slag flowing down from the furnace port was collected several times during the slag drainage, the elapsed time after the treatment was changed, and the bulk density ⁇ S of the slag was measured. Based on the data of the bulk density ⁇ S obtained by this method, a regression equation was created that correlates the relationship between the slag weight, temperature and composition in the converter, the elapsed time after the treatment, and the slag bulk density ⁇ S.
  • FIG. 7 shows the result.
  • the estimated value of the slag evacuation weight at the time of evacuation completion almost coincided with the actual weighed value by the weigher.
  • Example 2 The waste operation was carried out a plurality of times, and in each operation, the estimated value of the waste weight of the slag was derived using the method according to the embodiment of the disclosed technology. Further, in each operation, an estimated value of the slag excretion weight was derived using a method visually observed by the operator (Comparative Example 1) and a method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-308773 (Comparative Example 2). Moreover, in each operation, the actual scale value by the weighing machine of the waste weight of slag was acquired. In estimating the slag waste weight using the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No.
  • FIG. 8 shows a graph in which the horizontal axis represents the actual value measured by a weigher, and the vertical axis represents the estimated value of the slag waste weight, using the methods according to Examples, Comparative Example 1 and Comparative Example 2. It is the figure which plotted the estimated value of the discharge weight of each derived slag.
  • the straight line in the graph shown in FIG. 8 is a line where the estimated value and the actual balance value match, and the closer the plot is to this straight line, the closer the estimated value is to the actual balance value.
  • the average value (average error) of the difference between the estimated weight value derived using the method according to the example of the disclosed technology and the actual balance value was 0.45 ton.
  • the average value of the difference between the estimated value of the waste weight (Comparative Example 1) derived by visual observation of the operator and the actual balance value was 1.28 tons.
  • the average value of the difference between the estimated weight value derived using the method described in JP-A-2007-308773 and the actual balance value was 1.59 tons. That is, it can be confirmed that the estimated value derived using the method according to the embodiment of the disclosed technique is closer to the actual measured value than the estimated value derived using the method according to Comparative Example 1 and Comparative Example 2. It was. That is, according to the method for estimating the waste weight according to the embodiment of the disclosed technique, it is possible to easily and accurately estimate the waste weight of the slag.
  • Example 3 Using the same converter as in Example 1, a test for evaluating the effect of reducing the amount of auxiliary raw material used was performed. After charging scrap and hot metal into the converter, secondary materials such as quick lime are introduced into the converter so that the basicity of the slag is within the specified range according to the amount of hot metal and silicon concentration. Processed. Thereafter, the converter was tilted and a part of the upper slag was discharged from the furnace port, and then the converter was made upright again to add the auxiliary material, followed by decarburization treatment. Under the present circumstances, the waste weight of the slag was estimated by the method according to the embodiment of the disclosed technology and the conventional visual method of the operator, and the amount of the auxiliary material to be added during the decarburization process was determined.
  • secondary materials such as quick lime are introduced into the converter so that the basicity of the slag is within the specified range according to the amount of hot metal and silicon concentration. Processed. Thereafter, the converter was tilted and a part of the upper slag was discharge

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Abstract

転炉内において脱珪処理または脱燐処理を行った後に転炉を傾転させることにより転炉内に溶鉄を残したまま転炉からスラグを排滓する排滓操業において転炉から排滓されたスラグの重量を以下の手順で推定する。転炉から排滓されるスラグの体積流量の経時変化を推定した体積流量推移を導出する。転炉から排滓されるスラグの嵩密度の経時変化を推定した嵩密度推移を導出する。体積流量推移および前記嵩密度推移の対応する各時点におけるスラグの体積流量と嵩密度との積を積算して得られる値を、転炉から排滓されたスラグの排滓重量の推定値として導出する。

Description

排滓重量推定方法及び排滓重量推定装置
　開示の技術は、転炉から排滓されたスラグの重量を推定する排滓重量推定方法及び排滓重量推定装置に関するものである。
　転炉内の溶銑から不純物である珪素を除去する脱珪処理または不純物である燐を除去する脱燐処理を行った後に、溶鉄を転炉内に残したまま、転炉を傾転して炉口から上層のスラグの一部を、転炉の下方に配置した排滓鍋に流下させて排滓し、その後再度転炉を直立させて、生石灰（主成分はＣａＯ）等の副原料を添加し、引き続き溶鉄の精錬を行う方法が知られている。
　この方法では、転炉内でスラグをフォーミング（泡立ち）させてスラグの嵩体積を増加させることにより、スラグを排滓しやすくし、排滓重量を確保している。ここで、スラグのフォーミングは、脱珪処理または脱燐処理の間、溶鉄中の炭素（Ｃ）とスラグ中の酸化鉄（ＦｅＯ）が反応することにより生成される一酸化炭素（ＣＯ）ガスがスラグに保持されることにより発生する。
　スラグの排滓後に転炉を直立させて生石灰等の副原料を添加して引き続き溶鉄の精錬を行うが、スラグの排滓重量の推定精度が低いと、炉内に残留するスラグの重量（以下、炉内残留スラグ重量という）の推定精度も低くなる。通常、炉内残留スラグ重量に応じて、副原料の添加量を決めるため、炉内残留スラグ重量の推定精度が低いと、副原料の添加量に過不足が生じる。例えば、炉内残留スラグ重量の推定値が実際の重量よりも大きい場合には、副原料の過剰添加によるコストの悪化を招く。一方、炉内残留スラグ重量の推定値が実際の重量よりも小さい場合には、副原料の添加不足により燐等の不純物成分の含有率が不適切となる「成分はずれ」を招きやすい。通常は「成分はずれ」を防止するため、副原料を過剰気味に添加することが多い。しかしながら、副原料の過剰添加は、副原料使用量の増加、スラグ重量の増加、熱損失の増加及び鉄分歩留の悪化等に伴うコスト悪化等の課題がある。
　従来、スラグの排滓重量あるいは炉内残留スラグ重量の推定は、オペレータの目視または排滓台車に設置した秤量器による秤量によって行われてきた。しかし、スラグの排滓中にフォーミングしたスラグが鎮静してスラグの嵩密度が刻々と変化するため、オペレータの目視による排滓重量の推定では精度が低いという課題があった。また、秤量器による秤量の場合には、フォーミングしたスラグが排滓鍋の容量を超えて溢出して秤量器を損傷するおそれがあり、秤量器の設備保全負荷が高くなる。また、排滓台車の振動等により秤量器による秤量の精度が悪化し、更に、スラグ中に不可避的に混入している粒鉄分の補正も必要となるなど、安定して精度の高い秤量を行うことが困難であった。
　炉内残留スラグ重量を推定する他の方法として、特開２００７－３０８７７３号公報には、転炉の傾転角度と炉内残留スラグ重量に相関があることを見出し、転炉の傾転角度を元に炉内残留スラグ重量を推定する方法が開示されている。しかし、この方法は転炉の傾転角度と炉内に残留するスラグの容積との関係を利用した方法であり、脱炭処理後のフォーミングしていないスラグ、すなわち嵩密度が一定であるスラグへの適用を前提としている。このため、特開２００７－３０８７７３号公報に記載の方法は、脱珪処理または脱燐処理後のフォーミングしたスラグへの適用はできない。
　開示の技術は、上記した従来技術の課題に鑑み、転炉から排滓されたフォーミングを伴うスラグの重量を、簡便かつ高い精度で推定する排滓重量推定方法及び排滓重量推定装置を提供することを目的とする。
　本願の発明者らは、精度の高い排滓重量の推定のため、転炉から排滓されるスラグの体積流量および嵩密度の経時変化を推定し、それらの推定値を基に排滓重量を推定することを発想し、鋭意検討を行った。
　その結果、転炉から排滓されるスラグの体積流量および嵩密度の推定方法、さらにそれらに基づき排滓重量を推定する方法を確立し、開示の技術を完成させた。開示の技術の要旨とするところは以下の通りである。
　開示の技術に係る排滓重量推定方法は、転炉内において脱珪処理または脱燐処理を行った後に前記転炉を傾転させることにより前記転炉内に溶鉄を残したまま前記転炉からスラグを排滓する排滓操業において前記転炉から排滓されたスラグの重量を推定する排滓重量推定方法であって、前記転炉から排滓されるスラグの体積流量の経時変化を推定した体積流量推移を導出し、前記転炉から排滓されるスラグの嵩密度の経時変化を推定した嵩密度推移を導出し、前記体積流量推移および前記嵩密度推移の対応する各時点におけるスラグの体積流量と嵩密度との積を、積算して得られる値を、前記転炉から排滓されたスラグの排滓重量の推定値として導出することを含む。なお、積算は、スラグの排滓開始時点から排滓終了時点までの期間に亘り行う。
　前記転炉からスラグを排滓するときの前記転炉の傾転角度の経時変化に基づいて前記体積流量推移を導出してもよい。
　前記転炉の傾転速度と、前記転炉から排滓されるスラグの体積流量との関係を示す第１の回帰式を導出し、前記転炉からスラグを排滓するときの前記転炉の傾転角度の経時変化と、前記第１の回帰式とに基づいて前記体積流量推移を導出してもよい。
　前記脱珪処理または前記脱燐処理を行った後の前記転炉内のスラグの重量、温度及び組成のうちの少なくとも一つ、並びに前記脱珪処理または前記脱燐処理が完了した時点からの経過時間に基づいて前記嵩密度推移を導出してもよい。
　前記脱珪処理または前記脱燐処理を行った後の前記転炉内のスラグの重量、温度及び組成のうちの少なくとも一つ、並びに脱珪処理または脱燐処理が完了した時点からの経過時間と、前記転炉から排滓されるスラグの嵩密度との関係を示す第２の回帰式を導出し、前記脱珪処理または前記脱燐処理を行った後の前記転炉内のスラグの重量、温度及び組成のうちの少なくとも一つ、並びに脱珪処理または脱燐処理が完了した時点からの経過時間と、前記第２の回帰式とに基づいて前記嵩密度推移を導出してもよい。
　また、開示の技術に係る排滓重量推定装置は、転炉内において脱珪処理または脱燐処理を行った後に前記転炉を傾転させることにより前記転炉内に溶鉄を残したまま前記転炉からスラグを排滓する排滓操業において前記転炉から排滓されたスラグの重量を推定する排滓重量推定装置であって、前記転炉から排滓されるスラグの体積流量の経時変化を推定した体積流量推移を導出する体積流量推移導出部と、前記転炉から排滓されるスラグの嵩密度の経時変化を推定した嵩密度推移を導出する嵩密度推移導出部と、前記体積流量推移および前記嵩密度推移の対応する各時点における積を積算して得られる値を前記転炉から排滓されたスラグの排滓重量の推定値として導出する排滓重量導出部と、を含む。
　開示の技術により、転炉から排滓されるスラグの排滓重量の推定が簡便となり、かつ推定精度が向上する。それにより、炉内残留スラグ重量の推定精度が向上し、副原料を過不足なく添加できる。以上の効果により、コスト削減（副原料使用量の削減、発生スラグ量の削減、熱損失の抑制、鉄分歩留の向上）が可能となる。
溶鉄を転炉内に残したまま転炉を傾転して炉口から上層のスラグを排滓する排滓操業の様子を模式的に示す側方断面図である。 溶鉄を転炉内に残したまま転炉を傾転して炉口から上層のスラグを排滓する排滓操業の様子を模式的に示す正面図である。 開示の技術の実施形態に係る排滓重量推定装置の構成を示す機能ブロック図である。 開示の技術の実施形態に係る排滓重量推定装置を実現するコンピュータの構成を示すブロック図である。 開示の技術の実施形態に係る排滓重量推定プログラムを実行するＣＰＵにおいて行われる処理の流れを示すフローチャートである。 開示の技術の実施形態に係る排滓重量推定方法を用いて推定された、排滓操業時におけるスラグの体積流量の経時変化を示すグラフである。 開示の技術の実施形態に係る排滓重量推定方法を用いて推定された、排滓操業時におけるスラグの嵩密度の経時変化を示すグラフである。 開示の技術の実施形態に係る排滓重量推定方法を用いて推定された、排滓操業時におけるスラグの排滓重量の経時変化を示すグラフである。 開示の技術の実施形態に係る排滓重量推定方法および比較例に係る方法を用いて推定された排滓操業時におけるスラグの排滓重量の、実秤値との差分を示すグラフである。
　以下、開示の技術の実施形態の一例を図面を参照しつつ説明する。
　図１Ａは、転炉１を傾転して溶鉄３を転炉１内に残したまま炉口２から上層のスラグ４を排滓する排滓操業の様子を模式的に示した側方断面図であり、図１Ｂは、正面図である。本発明者らは、転炉１の炉口２から排滓されるスラグ４の体積流量の経時変化およびスラグ４の嵩密度の経時変化が推定できれば、それらの対応する各時点における積を時間軸に沿って積算することでスラグ４の排滓重量を推定することが原理的に可能であることを発想した。すなわち、スラグ４の排滓重量は、下記の（１）式によって表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　（１）式において、ＷＳは排滓開始から時間ｔが経過するまでのスラグ４の排滓重量（ｔｏｎ）、ρＳは転炉１から排滓されるスラグ４の嵩密度（単位体積あたりの重量［ｔｏｎ／ｍ３］）、ＱＳは転炉１から排滓されるスラグ４の体積流量（単位時間あたりの体積［ｍ３／ｓｅｃ］）、ｔはスラグ４の排滓開始時点からの経過時間（ｓｅｃ）を表す。
　本願の発明者らは、（１）式を用いたスラグ４の排滓重量の推定を実現するために、排滓操業時において転炉１から排滓されるスラグ４の体積流量ＱＳおよび嵩密度ρＳの経時変化を推定する方法について鋭意検討を行った。
　まず、排滓操業時において転炉１から排滓されるスラグ４の体積流量ＱＳは、転炉１の傾転角度の経時変化から推定することが可能であると考えられる。例えば、転炉１から排滓されるスラグ４の体積流量ＱＳは、転炉１の傾転速度が速い場合は大きくなり、反対に転炉１の傾転速度が遅い場合は小さくなる。また、転炉１から排滓されるスラグ４の体積流量ＱＳは、転炉１の形状（容量や炉口サイズ）にも影響される。転炉１の形状が決まっており、かつ転炉１の傾転速度が一定の場合、転炉１の傾転速度と転炉１から排滓されるスラグ４の体積流量ＱＳの関係はほぼ一対一で対応するため、転炉１から排滓されるスラグ４の体積流量ＱＳの推定は容易である。しかし、実際の排滓操業においては、排滓鍋５内に収容されたスラグ４の状況等を見ながら、オペレータが転炉１の傾転速度（排滓速度）を調整する。このため、転炉１の傾転速度は一定とはならず、転炉１から排滓されるスラグ４の体積流量ＱＳも刻々と変化する。例えば、転炉１の傾転を一旦停止した場合でも、転炉１から排滓されるスラグ４の体積流量ＱＳは、ただちにゼロとはならず、炉口部分のスラグ４の残留ヘッドの減少に伴い、徐々に減少するなど、複雑な挙動をとる。
　転炉１の傾転角度の経時変化に基づき、転炉１から排滓されるスラグ４の体積流量ＱＳの経時変化を推定する方法について以下に述べる。具体的な方法の一例として、数値流体計算を用い、転炉１の形状および傾転角度の経時変化を計算の入力条件として、転炉１から排滓されるスラグ４の体積流量ＱＳを計算する方法が挙げられる。数値流体計算によれば、転炉１の傾転速度が変化する場合も、転炉１から排滓されるスラグ４の体積流量ＱＳを高精度で計算することが可能である。そこで、想定される傾転速度の経時変化に対応するスラグ４の体積流量ＱＳの経時変化を予め数値流体計算により算出しておき、転炉１の傾転速度と、転炉１から排滓されるスラグ４の体積流量ＱＳとの関係を対応付ける回帰式を作成しておく。すなわち、転炉１の傾転速度を説明変数とし、転炉１から排滓されるスラグ４の体積流量Ｑｓを目的変数とする回帰式を作成しておく。実際の排滓操業では、上記の回帰式を用いて、転炉１の傾転角度の経時変化パターンから求められる傾転速度に対応するスラグ４の体積流量ＱＳの経時変化を推定した体積流量推移を導出する。数値流体計算を用いて予め回帰式を作成しておくことで、体積流量推移を導出する際の計算負荷を抑えることが可能である。
　上記の例では、数値流体計算によって回帰式を求める方法を例示したが、他の方法の例として、転炉１の傾転速度を振ったモデル実験により上記と同様の回帰式を求めてもよい。なお、転炉１から排滓されるスラグ４の体積流量ＱＳは、転炉１の形状の影響を受けるため、転炉毎に回帰式を取得しておくことが好ましい。
　次に、排滓操業時において転炉１から排滓されるスラグ４の嵩密度ρＳを推定する方法について述べる。転炉１内のスラグ４はフォーミングしているが、スラグ４の排滓中はフォーミングの原因となる一酸化炭素（ＣＯ）ガスの生成速度が低下するため、フォーミングの状態、すなわちスラグ４の嵩密度ρＳは刻々と変化し、一定とはならない。スラグ４の嵩密度ρＳに影響を与える因子として、脱珪処理または脱燐処理を行った後の転炉１内のスラグ４の重量および物性（粘度、表面張力）、一酸化炭素（ＣＯ）ガスの生成速度、脱珪処理または脱燐処理が完了した時点からの経過時間（以下、処理後経過時間ともいう）がある。これらの因子のうち、スラグ４の物性は温度や組成によりほぼ一意的に決定される。また、一酸化炭素（ＣＯガス）の生成速度は温度や組成に加え、各転炉でほぼ定まっている転炉１の形状や脱珪処理または脱燐処理時の操業条件（上吹き条件、底吹き条件）の影響を受ける。スラグ４の重量や組成は脱珪処理または脱燐処理前の溶銑中に含まれる珪素の量、脱珪処理または脱燐処理中に投入される生石灰等の副原料の量から物質収支計算により算出できる。温度は実測もできるが、熱収支計算で推定してもよい。処理後経過時間は実測可能である。したがって、スラグ４の嵩密度ρＳは、脱珪処理または脱燐処理時後の転炉１内のスラグ４の重量、温度及び組成、並びに処理後経過時間から原理的には推定可能である。
　そこで、排滓操業時において転炉１から排滓されるスラグ４の嵩密度ρＳの経時変化の推定は、例えば、以下のように行うことができる。具体的な方法の一例として、通常の操業条件の範囲内で、転炉１内のスラグ４の重量、温度及び組成、並びに処理後経過時間を変更した条件で、スラグ４の排滓中に炉口２から流下するスラグ４を採取してスラグ４の嵩密度ρＳを測定し、それらの関係を対応付ける回帰式を作成する。すなわち、転炉１内のスラグ４の重量、温度及び組成、並びに処理後経過時間を入力条件（説明変数）、スラグ４の嵩密度ρＳを出力（目的変数）とする回帰式を作成する。実際の排滓操業では、転炉１内のスラグ４の重量、温度、組成、及び処理後経過時間を上記の回帰式に代入することで、転炉１から排滓されるスラグ４の嵩密度ρＳの経時変化を推定した嵩密度推移を導出する。
　スラグ４の嵩密度ρＳは、以下の（１）～（３）の処理を行うことで測定することが可能である。（１）スラグ４の急冷が可能なスラグ採取容器を用いて炉口２から流下するスラグ４を採取する。（２）採取したスラグ４を粉砕し、スラグ４中に不可避的に混入している粒鉄分を除去してスラグ４の重量を測定する。（３）測定したスラグ４の重量をスラグ採取容器の容積で除算する。
　尚、スラグ４中に不可避的に粒鉄が混入するのは、転炉１内の撹拌により溶鉄浴から分断された直径数ｍｍ以下程度の粒鉄がスラグ４中に懸濁するためである。粒鉄はスラグ４中に数十重量％混入する。粒鉄の密度はフォーミングしているスラグ４の密度に比べて数十倍と大きいため、重量には大きく影響するが、体積にはほとんど影響しない。従って、粒鉄を除去すればスラグ４の嵩密度ρＳはほぼ正確に測定できる。上記の回帰式を用いることにより、排滓操業時において転炉１から排滓されるスラグ４の嵩密度ρＳの経時変化の推定が可能となる。また、転炉１内のスラグ４の重量、温度、及び組成の条件のうち、いずれかの変化幅が少なく、安定していれば、これらのうち少なくとも一つ、及び処理後経過時間と、スラグの嵩密度ρＳと、を対応付ける回帰式を作成し、この回帰式を用いて排滓されるスラグ４の嵩密度ρＳの経時変化を推定してもよい。尚、転炉１から排滓されるスラグ４の嵩密度ρＳの経時変化を推定する方法として、必ずしも回帰式を用いる必要はなく、スラグの嵩密度の変化を記述する計算モデル等を利用してもよい。
　転炉１から排滓されるスラグ４の体積流量ＱＳの経時変化を推定した体積流量推移及び転炉１から排滓されるスラグ４の嵩密度ρＳの経時変化を推定した嵩密度推移の、対応する各時点における積を時間軸に沿って積算した値が、転炉１から排滓されたスラグ４の排滓重量の推定値となる。
　図２は、上記した本発明の実施形態に係る排滓重量推定方法を用いてスラグの排滓重量を推定する本発明の実施形態に係る排滓重量推定装置１０の構成を示す機能ブロック図である。排滓重量推定装置１０は、体積流量推移導出部１１、嵩密度推移導出部１２及び排滓重量導出部１３を含んで構成されている。
　体積流量推移導出部１１は、外部から入力される排滓操業時の転炉１の傾転角度の経時変化を示す情報に基づいて、転炉１から排滓されるスラグ４の体積流量ＱＳの経時変化を推定した体積流量推移を導出する。体積流量推移導出部１１は、転炉１の傾転速度を説明変数とし、転炉１から排滓されるスラグ４の体積流量ＱＳを目的変数とする第１の回帰式に、外部から入力される情報によって示される転炉１の傾転角度の経時変化を代入することによって体積流量推移を導出する。
　嵩密度推移導出部１２は、外部から入力される転炉１内のスラグ４の重量、温度及び組成に関する情報並びに脱珪処理または脱燐処理が完了した時点からの経過時間（処理後経過時間）を示す情報に基づいて、転炉１から排滓されるスラグ４の嵩密度ρＳの経時変化を推定した嵩密度推移を導出する。嵩密度推移導出部１２は、転炉１内のスラグ４の重量、温度、組成、及び処理後経過時間を説明変数とし、スラグ４の嵩密度ρＳを目的変数とする第２の回帰式に、外部から入力される情報によって示される転炉１内のスラグ４の重量、温度及び組成、並びに処理後経過時間を代入することによって嵩密度推移を導出する。なお、転炉１の傾転角度の経時変化を示す情報及び処理後経過時間を示す情報は、同じ時点を時刻ゼロ点としており、両者の時間的な対応関係が認識できるものとされている。
　排滓重量導出部１３は、（１）式に示されるように、体積流量推移導出部１１によって導出された体積流量推移と、嵩密度推移導出部１２によって導出された嵩密度推移との積を時間軸に沿って積算した値を、排滓操業において転炉１から排滓されたスラグ４の排滓重量の推定値として導出する。
　排滓重量推定装置１０は、例えば、図３に示すコンピュータ２０によって実現することができる。コンピュータ２０はＣＰＵ（Central Processing Unit）２１、一時記憶領域を提供する主記憶装置２２、及び不揮発性の記憶領域を提供する補助記憶装置２３及び入出力インターフェース（Ｉ／Ｆ）２４を備える。ＣＰＵ２１、主記憶装置２２、補助記憶装置２３及び入出力Ｉ／Ｆ２４は、バス２５を介して互いに接続されている。
　補助記憶装置２３は、Hard Disk Drive（ＨＤＤ）、solid state drive（ＳＳＤ）、フラッシュメモリ等によって実現できる。補助記憶装置２３には、コンピュータ２０を排滓重量推定装置１０として機能させるための排滓重量推定プログラム３０及び上記の第１の回帰式３１および第２の回帰式３２が記憶されている。ＣＰＵ２１は、排滓重量推定プログラム３０を補助記憶装置２３から読み出して主記憶装置２２に展開し、排滓重量推定プログラム３０に記述されたプロセスを順次実行することで、体積流量推移導出部１１、嵩密度推移導出部１２及び排滓重量導出部１３として機能する。
　図４は、排滓重量推定プログラム３０を実行するＣＰＵ２１において行われる処理の流れを示すフローチャートである。
　ステップＳ１においてＣＰＵ２１は、外部から入出力インターフェース（Ｉ／Ｆ）２４を介して入力される排滓操業時の転炉１の傾転角度の経時変化を示す情報に基づいて、転炉１から排滓されるスラグ４の体積流量ＱＳの経時変化を推定した体積流量推移を導出する。具体的には、ＣＰＵ２１は、転炉１の傾転速度を説明変数とし、転炉１から排滓されるスラグ４の体積流量ＱＳを目的変数とする第１の回帰式３１を補助記憶装置２３から読み出し、転炉１の傾転角度の経時変化を、第１の回帰式３１に代入することによって体積流量推移を導出する。
　ステップＳ２においてＣＰＵ２１は、外部から入出力インターフェース（Ｉ／Ｆ）２４を介して入力される転炉１内のスラグ４の重量、温度及び組成に関する情報並びに脱珪処理または脱燐処理が完了した時点からの経過時間（処理後経過時間）を示す情報に基づいて、転炉１から排滓されるスラグ４の嵩密度ρＳの経時変化を推定した嵩密度推移を導出する。具体的には、ＣＰＵ２１は、転炉１内のスラグ４の重量、温度及び組成、並びに処理後経過時間を説明変数とし、スラグ４の嵩密度ρＳを目的変数とする第２の回帰式３２を補助記憶装置２３から読み出して、転炉１内のスラグ４の重量、温度及び組成、並びに処理後経過時間を、第２の回帰式３２に代入することによって嵩密度推移を導出する。
　ステップＳ３においてＣＰＵ２１は、ステップＳ１およびＳ２で導出した体積密度推移および嵩密度推移の対応する各時点の積を時間軸に沿って積算した値をスラグ４の排滓重量の推定値として導出する。
　以下に開示の技術の実施例および比較例について説明するが、実施例の条件は開示の技術の実施可能性および効果を確認するために採用した条件の一例であり、開示の技術はこの例に限定されるものではない。開示の技術の要旨を逸脱せず、開示の技術の目的を達成する限りにおいては、種々の条件を採用し得るものである。
（実施例１）
　３５０ｔｏｎ規模の上底吹き転炉において排滓操業を実施し、スラグの排滓重量を推定した。転炉の炉口内径は、約４．６ｍ、転炉の直胴部内径は約６．６ｍ、直胴部上端から炉口までの距離は約２．７ｍであった。
　まず、数値流体計算により、転炉の形状および想定される転炉の傾転角度の経時変化パターンを計算の入力条件として、転炉から排滓されるスラグの体積流量ＱＳを算出し、転炉の傾転速度と転炉から排滓されるスラグの体積流量ＱＳとの関係を対応付ける回帰式を作成した。そして、排滓操業時における転炉の傾転角度の経時変化から求めた傾転速度を、上記の回帰式に代入することで、転炉から排滓されるスラグの体積流量ＱＳの経時変化を推定した体積流量推移を導出した。図５にその結果を示す。図５には、排滓操業時における転炉の傾転角度の経時変化が併せて示されている。図５に示すように、転炉の傾転速度が大きい場合、すなわち傾転角度の時間変化の勾配が大きい場合には、転炉から排滓されるスラグの体積流量ＱＳが大きくなり、反対に転炉の傾転速度が小さい場合、すなわち傾転角度の時間変化の勾配が小さい場合には、転炉から排滓されるスラグの体積流量ＱＳが小さくなっていることがわかる。
　次に、転炉内のスラグの重量、温度及び組成、並びに処理後経過時間を変更した条件でスラグの嵩密度ρＳのデータを取得した。具体的には、スクラップおよび溶銑を転炉内に装入した後、溶銑量および珪素濃度等に応じて、スラグの塩基度（スラグ中ＣａＯ濃度／スラグ中ＳｉＯ２濃度）が所定範囲内となるように生石灰等の副原料を転炉内に投入して溶銑の脱燐処理を行った。ここで、溶銑中の珪素濃度は０．３～０．７ｍａｓｓ％、スラグの塩基度は１．０～１．３の範囲であり、通常の操業条件がこの範囲に含まれる。それらに基づき、転炉内のスラグの重量及び組成を物質収支計算により算出した。また、スラグの温度は脱燐処理直後に測温プローブで測定した。その後、スラグの排滓中に炉口から流下するスラグを複数回採取して、処理後経過時間を変更して、スラグの嵩密度ρＳを測定した。この方法により取得した嵩密度ρＳのデータに基づき、転炉内のスラグの重量、温度及び組成、並びに処理後経過時間と、スラグの嵩密度ρＳとの関係を対応付ける回帰式を作成した。そして、排滓操業時における転炉内のスラグの重量、温度及び組成、並びに処理後経過時間を、上記の回帰式に代入することで、排滓操業時に転炉から排滓されるスラグの嵩密度ρＳの経時変化を推定した嵩密度推移を導出した。図６にその結果を示す。図６に示すように、時間の経過に伴い、フォーミングが鎮静し、緩やかにスラグの嵩密度ρＳが増加していることがわかる。
　以上のようにして推定されたスラグの体積流量ＱＳの経時変化（体積流量推移）および嵩密度ρＳの経時変化（嵩密度推移）の対応する各時点の積を時間軸に沿って積算することで、排滓操業において排滓されたスラグの排滓重量を推定した。図７にその結果を示す。排滓完了時のスラグの排滓重量の推定値は、秤量器による実秤値と概ね一致した。
（実施例２）
　排滓操業を複数回に亘って実施し、各操業において、開示の技術の実施例に係る方法を用いてスラグの排滓重量の推定値を導出した。更に、各操業において、オペレータの目視による方法（比較例１）、及び特開２００７－３０８７７３号公報に記載の方法（比較例２）を用いてスラグの排滓重量の推定値を導出した。また、各操業において、スラグの排滓重量の秤量器による実秤値を取得した。なお、特開２００７－３０８７７３号公報に記載の方法（比較例２）を用いたスラグの排滓重量の推定では、転炉の最終傾転角度から転炉内に残留するスラグの容積を推定し、転炉内に残留しているスラグの嵩密度を一定としてスラグの排滓重量を推定した。また、秤量器による実秤値については、スラグ中に不可避的に混入している粒鉄分の重量を除去する補正を行っている。補正方法としては、スラグの一部を採取し、その中に含まれている粒鉄分の比率を求め、求めた比率から、排滓したスラグに含まれる粒鉄分の重量を算出し、算出した粒鉄分の重量を実秤値から差し引いた。一方、開示の技術の実施例に係るスラグの排滓重量の推定では粒鉄分の補正は必要ない。
　図８は、横軸に秤量器による実秤値をとり、縦軸にスラグの排滓重量の推定値をとったグラフ上に、実施例、比較例１及び比較例２に係る方法を用いてそれぞれ導出されたスラグの排滓重量の推定値をプロットした図である。図８に示すグラフ中の直線は、推定値と実秤値とが一致するラインであり、プロットがこの直線に近い程、当該推定値が実秤値に近いことを示す。
　開示の技術の実施例に係る方法を用いて導出された排滓重量の推定値と実秤値との差異の平均値（平均誤差）は、０．４５ｔｏｎであった。オペレータの目視によって導出された排滓重量の推定値（比較例１）と実秤値との差異の平均値は、１．２８トンであった。特開２００７－３０８７７３号公報に記載の方法を用いて導出された排滓重量の推定値と実秤値との差異の平均値は、１．５９トンであった。すなわち、開示の技術の実施例に係る方法を用いて導出された推定値は、比較例１および比較例２に係る方法を用いて導出された推定値よりも実秤値に近いことが確認できた。すなわち、開示の技術の実施例に係る排滓重量の推定方法によれば、簡便かつ精度の高いスラグの排滓重量の推定が可能である。
（実施例３）
　実施例１と同じ転炉を用いて、副原料使用量の削減効果を評価する試験を実施した。スクラップおよび溶銑を転炉内に装入した後、溶銑量および珪素濃度に応じて、スラグの塩基度が所定範囲内となるように生石灰等の副原料を転炉に投入して溶銑の脱燐処理を行った。その後、転炉を傾転して炉口から上層のスラグの一部を排滓した後、再度転炉を直立させて副原料を添加し、引き続き脱炭処理を行った。この際、開示の技術の実施例に係る方法と従来のオペレータの目視による方法でスラグの排滓重量を推定し、脱炭処理時に添加する副原料の量を決定した。
　同一の成品燐濃度レベルの鋼種でそれぞれの方法で５０チャージずつ精錬を実施した結果、いずれの方法でも成分はずれは発生しなかった。また、副原料使用量を比較すると、開示の技術の実施例に係る方法では、オペレータの目視による方法に比べて１チャージ当たり平均で約４００ｋｇの副原料使用量削減効果があることが確認できた。これは溶鋼１ｔｏｎあたり約２５円のコスト改善効果に相当する。

Claims (6)

  1. 　転炉内において脱珪処理または脱燐処理を行った後に前記転炉を傾転させることにより前記転炉内に溶鉄を残したまま前記転炉からスラグを排滓する排滓操業において前記転炉から排滓されたスラグの重量を推定する排滓重量推定方法であって、
    　前記転炉から排滓されるスラグの体積流量の経時変化を推定した体積流量推移を導出し、
    　前記転炉から排滓されるスラグの嵩密度の経時変化を推定した嵩密度推移を導出し、
    　前記体積流量推移および前記嵩密度推移の対応する各時点におけるスラグの体積流量と嵩密度との積を積算して得られる値を、前記転炉から排滓されたスラグの排滓重量の推定値として導出する
    　排滓重量推定方法。
  2. 　前記転炉からスラグを排滓するときの前記転炉の傾転角度の経時変化に基づいて前記体積流量推移を導出する
    　請求項１に記載の排滓重量推定方法。
  3. 　前記転炉の傾転速度と、前記転炉から排滓されるスラグの体積流量との関係を示す第１の回帰式を導出し、
    　前記転炉からスラグを排滓するときの前記転炉の傾転角度の経時変化と、前記第１の回帰式とに基づいて前記体積流量推移を導出する
    　請求項２に記載の排滓重量推定方法。
  4. 　前記脱珪処理または前記脱燐処理を行った後の前記転炉内のスラグの重量、温度及び組成のうちの少なくとも一つ、並びに前記脱珪処理または前記脱燐処理が完了した時点からの経過時間に基づいて前記嵩密度推移を導出する
    　請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の排滓重量推定方法。
  5. 　前記脱珪処理または前記脱燐処理を行った後の前記転炉内のスラグの重量、温度及び組成のうちの少なくとも一つ、並びに脱珪処理または脱燐処理が完了した時点からの経過時間と、前記転炉から排滓されるスラグの嵩密度との関係を示す第２の回帰式を導出し、
    　前記脱珪処理または前記脱燐処理を行った後の前記転炉内のスラグの重量、温度及び組成のうちの少なくとも一つ、並びに脱珪処理または脱燐処理が完了した時点からの経過時間と、前記第２の回帰式とに基づいて前記嵩密度推移を導出する
    　請求項４に記載の排滓重量推定方法。
  6. 　転炉内において脱珪処理または脱燐処理を行った後に前記転炉を傾転させることにより前記転炉内に溶鉄を残したまま前記転炉からスラグを排滓する排滓操業において前記転炉から排滓されたスラグの重量を推定する排滓重量推定装置であって、
    　前記転炉から排滓されるスラグの体積流量の経時変化を推定した体積流量推移を導出する体積流量推移導出部と、
    　前記転炉から排滓されるスラグの嵩密度の経時変化を推定した嵩密度推移を導出する嵩密度推移導出部と、
    　前記体積流量推移および前記嵩密度推移の対応する各時点におけるスラグの体積流量と嵩密度との積を積算して得られる値を前記転炉から排滓されたスラグの排滓重量の推定値として導出する排滓重量導出部と、
    　を含む排滓重量推定装置。
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