WO2019117200A1 - 溶鉄の精錬方法 - Google Patents

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直敬 佐々木
幹洋 森
秀光 根岸
川畑　涼
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Definitions

  • the present invention relates to a method of refining molten iron in a converter-type vessel (hereinafter referred to as a converter) such as an upper blowing converter, a bottom blowing converter, an upper bottom blowing converter, etc.
  • a converter such as an upper blowing converter, a bottom blowing converter, an upper bottom blowing converter, etc.
  • the present invention relates to a method of refining molten iron in which primary blowing and secondary blowing are continuously performed.
  • a relatively low basicity slag produced by the current primary blasting (with only silicon removal or with the goal of silicon removal and phosphorus removal) is partially transferred to the outside of the furnace by intermediate discharge.
  • the lime-based solvent is added to the slag remaining in the furnace and secondary blowing (at least one of dephosphorization and decarburization) is performed to form a relatively high basicity slag.
  • secondary blowing at least one of dephosphorization and decarburization
  • the amount of dephosphorization (at least one of the amount of dephosphorization and the amount of cover slag in the case of decarburization blowing) is adjusted by adjusting the slag basicity by adding a lime-based solvent during secondary blowing.
  • the appropriate amount of the lime-based solvent filler to be added varies depending on the amount of residual slag in the furnace immediately after intermediate dumping and the residual slag basicity in the furnace.
  • the amount of residual slag in the furnace and the amount of residual slag basicity in the furnace fluctuate due to various factors in operation, it is necessary to accurately add the slag basicity and the amount of intermediate waste at each charge during secondary blowing. There is a problem that dephosphorization failure occurs due to insufficient CaO content or excessive dephosphorization due to excessive addition of CaO.
  • Patent Document 1 It is a method (patent documents 2) which presume slag basicity of the processing concerned from slag actual value of processing similar to the processing concerned.
  • Patent Document 2 does not show how to handle the amount of slag carried over, and it records and references in relation to the intermediate waste that may be necessary when directly estimating the basicity of the secondary blow slag. There is no mention of any operating parameters to be done. Moreover, in this method, the concentration of each component in the slag is only derived from the large amount of operation data based on the similarity of the operation conditions, and the information on the amount of slag which is one of the important information in the blowing control is There was also a problem that it was lacking because the amount of intermediate displacement was unknown.
  • the present invention has been made in view of such problems, and in the refining method including the primary blow process, the intermediate waste process, and the secondary blow process in the converter, the slag properties and the intermediate waste of the primary blow process.
  • the purpose is to adjust the secondary blasting slag basicity with high accuracy by estimating and calculating the amount of intermediate displacement from the dredging situation and adding the amount of CaO necessary for the secondary blasting appropriately.
  • the present inventors have conducted intensive research to find out the amount of slag after primary blow processing and the basicity of slag after primary blow processing with respect to the intermediate discharge amount of slag after primary blow processing. , It has been found that it can be estimated from the slag discharge start angle (which means "tilt angle of converter when slag starts to flow out of the furnace") and the like, and the present invention has been completed based on this finding.
  • the slag basicity is generally expressed by "CaO concentration in slag (mass%) / SiO 2 concentration in slag (mass%)", but the molecular e x concentration of MgO in slag (mass%)
  • An index may be used to add or add to the denominator an f 2 concentration of Al 2 O 3 (mass%) (e and f each have a coefficient of 1 or less) to the denominator. good.
  • the concentration of MgO in the slag is 15% by mass or more and “the concentration of CaO in the mass (mass%) / the concentration of SiO 2 in the mass (mass%)” is less than 0.8, It is desirable to use an index that adds the term of MgO concentration.
  • the denominator includes the operation in which the concentration of Al 2 O 3 in the slag is 30% by mass or more and “CaO concentration in the mass (mass%) / SiO 2 concentration in the mass (mass%)” exceeds 4.0. It is desirable to use an index that adds the above-mentioned Al 2 O 3 concentration term to. In ordinary primary and secondary blasting slags, the above-mentioned slag composition is hardly found, and “CaO concentration in slag (mass%) / SiO 2 concentration in slag (mass%)” is used as an index. Slag basicity is sufficiently applicable. The unit of slag basicity is dimensionless. In addition, the slag discharge start angle ⁇ is an angle at which slag starts to flow out of the furnace from the furnace port, with the converter upright state as 0 °.
  • a method of refining molten iron When refining molten iron using a converter-type vessel, an intermediate displacement amount of primary blowdown slag is used as a target variable in advance, and at least one of primary blowoff slag basicity and slag discharge start angle, And multiple regression analysis using information including the primary blowdown slag amount as explanatory variables, Hot metal is charged into the converter-type vessel, and primary blowing is performed only for desiliconization or for desiliconization and dephosphorization, Then, after performing an intermediate discharge for discharging a part of the slag after the primary blow processing to the outside of the converter type vessel, using the results of the multiple regression analysis, the intermediate discharge amount and the primary of the primary blow slag.
  • W D (n) Intermediate discharge amount of n-th charge first blow smelting slag (t / ch)
  • W 1 (n) Amount of primary blow slag at nth charge (t / ch)
  • W H (n) Charge amount of molten metal at nth charge (t / ch)
  • B C 1 (n): Primary blowdown slag basicity (dimensionless number)
  • the refining method of molten iron of the present invention can raise the accuracy of the basicity control of secondary blasting slag without waiting time of secondary blasting. More specifically, according to the present invention, since it becomes possible to estimate the amount of middle discharge from the slag properties and the middle discharge condition of the first blow, the primary at the start of the second blow without prolonging the steel making time.
  • the amount of CaO to be added in the secondary blowing can be adjusted based on the residual amount of the blasting slag in the furnace and the primary blowing slag basicity, and the secondary blowing slag basicity can be accurately adjusted.
  • FIG. 1 shows an outline of a method of refining a converter according to an embodiment of the present invention and items calculated in each process.
  • the first to fifth steps described below are repeated.
  • the current charge of interest is n charge (n is a natural number)
  • the previous charge is (n-1) charge
  • the next charge is (n + 1) charge.
  • the molten metal 4 is charged from the molten metal charging pot 3 into the converter (converter type container) 2 in which the iron scrap 1 is charged. At this time, there is a secondary blow slag 5 of the (n-1) th charge in the furnace.
  • the n-th charge primary blow slag amount W 1 (n) and the primary blow slag basicity B C, 1 (n) are respectively
  • the mass balance is calculated as in the following equations (4) and (5).
  • the slag basicity B C, 1 (n) will be described as meaning the CaO concentration in the slag (mass%) / the SiO 2 concentration in the slag (mass%).
  • X W2 is the sum of CaO concentration (% by mass) and SiO 2 concentration (% by mass) of the secondary blasting slag, which varies depending on the content of components other than CaO and SiO 2 In the example, 50.6) may be adopted as a fixed value.
  • X W1 is the sum of the CaO concentration (% by mass) and the SiO 2 concentration (% by mass) of the primary blasting slag 7, and similarly varies depending on the content of components other than CaO and SiO 2 but the average value of operation For example, 60.0) may be adopted as a fixed value in the embodiment.
  • X SL is the sum of the CaO concentration (mass%) and the SiO 2 concentration (mass%) of the lime-based solvent (in the example, the decarburizing furnace) for adjusting the slag basicity.
  • C SL is the CaO concentration (mass%) of the lime-based solvent (for the decarburizing furnace in the example) for adjusting the slag basicity,
  • S SL is a lime-based solvent for the slag basicity (for the decarburizing furnace in the example) SiO) SiO 2 concentration (% by mass).
  • W SL, 1 (n) When a plurality of materials are used as the lime-based solvent dissolver for adjusting the slag basicity, W SL, 1 (n) ⁇ X SL / 100, W SL, 1 (n) ⁇ C SL / 100, in the above equation And, for each item of W SL, 1 (n) ⁇ S SL / 100, a value integrated for each of a plurality of materials may be used.
  • W CaO, 1 (n) and W SiO2,1 (n) are the amounts of CaO and SiO 2 (Si combustion, respectively) derived from auxiliary materials other than the lime based solvent filler for adjusting slag basicity to be charged in the first blow process.
  • the composition (calculation composition) of the primary blasting slag is calculated from the amount of slag remaining in the furnace and the estimated value of the composition, the amount of reaction products, and the amount and composition of additives to the furnace It can be estimated by
  • the Si heat source such as ferrosilicon or SiC and the primary blowing auxiliary material 6 such as CaO or decarburizing furnace are added to the converter 2 in which the hot metal 4 is charged.
  • the primary blowout slag 7 to be formed is adjusted to a target basicity (for example, basicity 1.5 or less), while removing oxygen only while removing oxygen from the top blow lance 8 or the like, or desiliconization and removal Perform primary blow for the purpose of phosphorus.
  • the amount of lime-based solvent flux W SL, 1 (n) for adjusting the slag basicity is determined so that the calculated primary blowing slag basicity B C, 1 (n) matches the target basicity. .
  • the inventors used the method of estimating the amount of primary blasting slag 10 discharged out of the furnace, that is, the middle displacement amount W D (n) (hereinafter referred to as “displacement amount”). Instead of using a large weighing method, it is thought to use a method that is estimated from various operating conditions, and survey and accumulate the results of the amount of displacement excluding metal (including iron in slag), and make various operations
  • the present invention has been accomplished by clarifying the relationship with factors quantitatively.
  • the displacement amount can be accurately estimated by calculating using any one or more information in the group consisting of
  • W D (n) Middle discharge volume of n-th charge primary blowing slag (t / ch)
  • B C 1 (n): Primary blowdown slag basicity (dimensionless number)
  • the constants a3, b3, c3 and d3 are determined by multiple regression analysis as described later, and are set to 9.25, 0.146, 1.78 and 0.0650, respectively.
  • the coefficients of the respective terms in the estimation formula vary depending on the volume and shape of the converter, so in order to obtain coefficients applicable to converters with different shapes, actual values of displacement amount and operations that become variables It is necessary to perform multiple regression analysis beforehand about the relationship with the factor, and to evaluate using the obtained multiple regression equation.
  • a method of grinding and magnetic separation, a method of re-dissolution and specific gravity separation, or both of them were used from the discharged material including the slag and the intermediate discharge. It is desirable to separate the granular iron contained in the effluent by a method etc. and to determine the amount of slag.
  • any one or more of primary blowdown slag basicity and slag discharge start angle and primary blowdown slag amount were used as explanatory variables for multiple regression analysis, but any other explanatory variable may be used Can.
  • the intermediate discharge time (sec), the slag discharge end angle (°), the hot metal temperature, the hot metal blending ratio, the alumina input amount, the estimated value of the concentration in the slag (T. Fe), and the like can be suitably used.
  • the primary blowdown slag amount is substantially set to W 1 (n) ⁇ 1000 / ⁇ W H (n) + W SC (n) ⁇ in relation to the primary blowdown slag amount.
  • W 1 (n) (t / ch) may be used for the present invention.
  • linear is used as the multiple regression equation in the above equations (1) to (3)
  • the equation is not limited to linear and may be nonlinear.
  • a non-linear example for example, as a parameter to be determined ⁇ , ⁇ , ⁇ , the result of performing multiple regression analysis for a function form such as the following equation (6) can be used.
  • various function forms such as when the equation including ⁇ is included in the denominator or exponent of the power of the model equation, or is included inside the exponent, logarithm, trigonometric function, etc. may be the object of nonlinear multiple regression. Needless to say.
  • W S (n) W 1 (n) -W D (n) (7)
  • secondary blowing auxiliary material 11 such as CaO and decarburizing furnace is added Adjust the secondary blowdown slag 12 to be produced to the target basicity (for example, basicity 2.0 or more), and dephosphorize or dephosphorize / decarburize while blowing in refining oxygen from the top blow lance 8 etc. Perform the second blow for the purpose.
  • the second charge By adjusting the amount of the lime-based solvent flux W SL, 2 for adjusting the slag basicity to be introduced in the next blow smelting, it is possible to obtain the target secondary blow smelting basicity B C, 2 (n).
  • the amount of secondary blow slag amount W 2 (n) at the n-th charge and the secondary blow slag basicity B C, 2 (n) Is calculated as in the following equations (8) and (9).
  • W SL, 2 (n) When a plurality of materials are used as the lime-based solvent dissolver for adjusting the slag basicity, W SL, 2 (n) ⁇ X SL / 100, W SL, 2 (n) ⁇ C SL / 100, in the above formula. And, for each item of W SL, 2 (n) ⁇ S SL / 100, a value integrated for each of a plurality of materials may be used.
  • W CaO, 2 (n) and W SiO 2, 2 (n) are the amounts of CaO and SiO 2 (in the case of Si, respectively) contained in the auxiliary materials other than the lime-based solvent for slag basicity adjustment introduced by secondary blow Is SiO 2 generated by combustion).
  • the target B C, 2 (n) can be obtained by adjusting the amount of the lime-based solvent flux W SL, 2 (n) for slag basicity adjustment to be charged in the secondary blowing.
  • the target B C, 1 (n) can be obtained by adjusting W CaO, 2 (n) and W SiO2,2 (n) without particularly adding a lime-based solvent for slag basicity adjustment. It can also be done.
  • the fifth step of pouring hot metal or molten steel is carried out, and the secondary blow slag of the nth charge left in the furnace is carried over to the (n + 1) th charge, and again from the first step Repeat the operation in order.
  • W SL, 2 (n) for adjusting the slag basicity and other auxiliary raw materials, etc.
  • the secondary blasting slag basicity B C, 2 (n) to be secured varies depending on the target phosphorus concentration in the molten iron after treatment and the molten iron temperature after treatment, for example, for the purpose of desiliconization in the primary blowing. In the case where dephosphorization is intended as pre-treatment for decarburization blowing in secondary blowing, it is preferable to set the secondary blowing slag basicity B C, 2 (n) to be 2.1 or more.
  • the primary blowdown slag basicity B C, 1 (n) to be secured varies depending on the target phosphorus concentration in molten iron after treatment and the molten iron temperature after treatment, for example, for the purpose of desiliconization in the primary blowdown.
  • the primary blowdown slag basicity B C, 1 (n) is higher than 1.5, the post-treatment hot metal phosphorus concentration is low, but the amount of granular iron in the discharged primary blowout slag increases and the post-treatment Fe retention Will be reduced. Moreover, in order to make the hot metal phosphorus concentration low after the treatment stable, it is more preferable to set the primary blowout slag basicity B C, 1 (n) to 1.1 or more and 1.5 or less.
  • Top and bottom blowing converter is used, scrap amount 46.2t and molten metal amount 283.8t (Si concentration of molten metal is 0.4% by mass) is charged, desiliconization processing is performed in the first blowing and middle discharging is performed, Dephosphorization treatment was carried out in the second blow, and the second blow slag was carried over to the next charge.
  • this series of treatments was carried out continuously for 10 charges, but for the first charge, the treatment was started with no residual slag in the furnace in the primary blowing.
  • the slag basicity adjustment in the primary blowing is carried out using a decarburizing furnace, and in the secondary blowing, the slag base is changed by changing the addition amount of lump lime which is a lime-based solvent for dephosphorization. Adjustment was carried out.
  • Comparative Example 1 the actual discharge mass W M (n) at the time of middle discharge is measured using a slag discharge pan transfer carriage (not shown) equipped with a load cell, and the discharge amount W D (n) is estimated as an expression, using the following equation (10) using the measured emissions amount W M (n).
  • W D (n) 0.85 ⁇ W M (n) (10)
  • Haikasu amount W D (n) used the following equation (11) using only the primary blowing slag weight W 1 (n).
  • the primary blowdown slag amount W 1 (n), the primary blowout slag basicity B C, 1 (n), the slag discharge start angle ⁇ (n (n), as the estimation formula of the discharge amount W D (n) The above equation (3) using.
  • the decarburizing furnace crucible was used as the lime-based solvent solution for adjusting the slag basicity, and no auxiliary material other than the lime-based solvent solution for adjusting the slag basicity was used.
  • the secondary blowing only lumped lime is used as a lime-based solvent for adjusting the slag basicity, and the calculated basicity of the secondary blowing slag calculated based on the estimated displacement amount is 2.40, which is the target value.
  • the lumpy lime content ie, W SL, 2 (n) was adjusted to be
  • no secondary raw materials other than the lime-based solvent filler for slag basicity adjustment were used in the secondary blowing.
  • Tables 1 and 2 show Comparative Example 1 and Comparative Example 2
  • Tables 3 to 5 show the summary of operation specifications, estimation results, and actual values of additives in Examples 1 to 3 of the present invention
  • FIG. The transition of secondary blowdown slag basicity (measured value) is shown.
  • the middle discharge is performed from a relatively small tilt angle in the processing of the fifth charge, it is expected that the amount of discharge will be large and the amount of residual primary blasting slag in the furnace will be small. Since no information is used, it is considered that the estimated displacement was estimated to be less than the actual displacement. As a result, the amount of lumped lime input in the secondary blowing is excessive relative to the amount of residual primary blasting slag in the furnace. Since the primary blowdown slag was not discharged until the furnace was greatly tilted in the subsequent sixth charge, the discharge amount is small and the residual amount of primary blowout slag in the furnace is expected to be large, but the estimated discharge amount Is considered to be underestimated than the actual displacement volume. As a result, the amount of lumped lime input in the secondary blowing is insufficient relative to the amount of residual primary blasting slag in the furnace.
  • the displacement is estimated in consideration of the primary blow slag basicity. Since these are information known before middle discharge, the secondary blasting start waiting time was 0 minutes for the same reason as Comparative Example 2. Since the primary blowdown slag basicity greatly affects the fluidity of the slag at the time of middle drainage, in the case of the treatment with the change of the target basicity of the primary blowdown slag, the secondary blowdown slag basicity is accurately It is thought that it can be adjusted. The standard deviation ( ⁇ ) of the basicity actual values of all 10 charges is 0.059, and the secondary blowing slag basicity could be adjusted with higher accuracy than in the comparative example.
  • the discharge amount is estimated in consideration of the discharge start angle.
  • the discharge start angle is information that can be understood after starting the middle displacement
  • the middle displacement time is longer than the preparation time of the dephosphorizing agent required for the second blowing, so the second blowing
  • the start waiting time was 0 minutes.
  • the parameter reflecting the fluctuation of the direct factor indicating the discharge situation is considered to influence the discharge amount more greatly than the primary blowdown slag basicity, and the standard deviation ( ⁇ ) of the basicity actual value of all 10 charges is It was 0.035 and was able to adjust the secondary blowing slag basicity more precisely.
  • the discharge amount is estimated in consideration of all of the primary blow slag basic degree and the discharge start angle.
  • the secondary blasting start waiting time was 0 minutes.

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Abstract

本発明の課題は、精度よく二次吹錬スラグ塩基度を調整することである。　本発明の溶鉄の精錬方法は、溶鉄の精錬を転炉型容器を用いて行なう際に、予め、一次吹錬スラグの中間排滓量を目的変数とし、一次吹錬スラグ塩基度およびスラグ排出開始角度のうちいずれか１つ以上、並びに一次吹錬スラグ量を含む情報を説明変数とする重回帰分析を行ない、溶銑を転炉型容器内に装入して一次吹錬を行ない、次いで、一次吹錬処理後のスラグの一部を該容器外に排出させる中間排滓を行なった後に、前記重回帰分析の結果を用いて一次吹錬スラグの中間排滓量および一次吹錬スラグの炉内残留量を算出し、引き続き、該容器内に残留させた一次吹錬後の溶銑およびスラグに対して石灰系媒溶材を添加して二次吹錬を行なうにあたり、前記一次吹錬スラグの炉内残留量および前記一次吹錬スラグの計算組成を用いて二次吹錬処理で添加する石灰系媒溶材量を製鋼時間の延長なく算出する。

Description

溶鉄の精錬方法
　本発明は、上吹き転炉、底吹き転炉、上底吹き転炉等の転炉型容器（以下、転炉と略称する）における溶鉄の精錬方法に関するものであり、中間排滓を挟んで一次吹錬と二次吹錬とを続けて行なう溶鉄の精錬方法に関する。
　転炉における精錬方法として、現在チャージの一次吹錬（脱珪のみ、または脱珪および脱燐を目的とする）により生成された比較的低塩基度のスラグを中間排滓により一部炉外へ排出した後、炉内に残留したスラグへ石灰系媒溶材を添加し比較的高塩基度のスラグを生成させる二次吹錬（脱燐および脱炭の少なくとも一方）を行なうことにより、石灰系媒溶材量やスラグ排出量を低減する方法がある。
　この方法では、二次吹錬時に石灰系媒溶材を添加してスラグ塩基度を調整することで、脱燐量（脱炭吹錬の場合は脱燐量およびカバースラグ量の少なくとも一方）を調整することが可能だが、添加すべき石灰系媒溶材の適正量は、目標となるスラグ塩基度に加えて、中間排滓直後の炉内残留スラグ量と炉内残留スラグ塩基度によって変化する。ところが、炉内残留スラグ量および炉内残留スラグ塩基度は操業における種々の因子により変動するため、各チャージにおけるスラグ塩基度や中間排滓量を正確に把握しなければ、二次吹錬時に添加するＣａＯ量の不足による脱燐不良、またはＣａＯの過剰添加による過剰脱燐を招くという問題がある。
　このような問題を解決する方法として、現在チャージの中間排滓におけるスラグ排出量を秤量することにより中間排滓量を把握する方法や、吹錬状況を表す大量のデータを用いてスラグ塩基度実績をより精度良く推定する方法などが提案されている。即ち、中間排滓の前後での排滓鍋の秤量値の質量変化を中間排滓量とみなし、二次吹錬で添加するＣａＯ量を調整する方法（特許文献１）や大量の過去データから当該処理と類似した処理のスラグ実績値から当該処理のスラグ塩基度を推定する方法（特許文献２）である。
特開2010-126790号公報 特開2016-188404号公報
　しかしながら、特許文献１の方法のように、中間排滓の前後での秤量器の質量変化を中間排滓量とみなす方法では、中間排滓されたスラグ中に含まれる粒鉄の質量とスラグ量を区別することができず、中間排滓量を過剰に見積もってしまうという問題がある。また、スラグ中に含まれる粒鉄量はスラグの性状、中間排滓状況などにより大きくばらつくため、中間排滓によって排出されたスラグ中の粒鉄含有比率を一定として評価することも困難である。また、スラグ排出量の秤量器などの大掛かりな設備投資も必要となる。
　また特許文献２の方法のように、過去の類似処理のスラグ成分実績からスラグ塩基度を推定する場合、二次吹錬のスラグ塩基度を適正に調整するためには一次吹錬のスラグ塩基度だけでなく、中間排滓後に二次吹錬に持ち越されるスラグ量を把握する必要があるが、更に、操業上のネックとなるのは製鋼時間の延長である。特許文献１のような方法では、中間排滓を終えて秤量が終了するまで、正確な脱燐剤量が計算できない。脱燐剤は通常炉上ホッパーに巻き上げ、またはディスペンサーに圧送の形で準備するため、所定の脱燐剤が供給可能になるまで二次吹錬開始時間が遅れてしまうのである。特許文献２には持ち越されるスラグ量の取り扱い方については一切示されておらず、二次吹錬スラグの塩基度を直接推定する際に必要と考えられる中間排滓に関連して記録し、参照するべき操業パラメータについても一切言及されていない。また、この方法では、大量の操業データから、操業条件の類似性に基づいてスラグ中各成分の濃度が導かれるだけであり、吹錬制御において重要な情報の一つであるスラグ量に関する情報は、中間排滓量が不明なため欠如しているという問題もあった。
　本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、転炉における一次吹錬工程、中間排滓工程、および二次吹錬工程を含む精錬方法において、一次吹錬のスラグ性状や中間排滓状況から中間排滓量を推定、算出し、二次吹錬で必要なＣａＯ量を適正に添加することで、精度よく二次吹錬スラグ塩基度を調整することを目的とする。
　本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、一次吹錬処理後スラグの中間排滓量について、一次吹錬処理後スラグ量や、一次吹錬処理後スラグ塩基度、スラグ排出開始角度（「スラグが炉外に流出し始める時の転炉の傾動角度」を言う）などから推定可能であることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。ここで、スラグ塩基度は、一般に「スラグ中ＣａＯ濃度（質量％）／スラグ中ＳｉＯ２濃度（質量％）」で表わされるものであるが、分子にｅ×スラグ中ＭｇＯ濃度（質量％）を付加したり、分母にｆ×スラグ中Ａｌ２Ｏ３濃度（質量％）（ｅおよびｆは、それぞれ１以下の係数）を付加したりする指標を用いることもでき、各々の操業条件によって決めれば良い。スラグ中ＭｇＯ濃度が１５質量％以上、かつ、「スラグ中ＣａＯ濃度（質量％）／スラグ中ＳｉＯ２濃度（質量％）」が０．８未満となる操業を含む場合には、分子に上記のＭｇＯ濃度の項を付加する指標を用いることが望ましい。スラグ中Ａｌ２Ｏ３濃度が３０質量％以上、かつ、「スラグ中ＣａＯ濃度（質量％）／スラグ中ＳｉＯ２濃度（質量％）」が４．０超えとなる操業を含む場合には、分母に上記のＡｌ２Ｏ３濃度の項を付加する指標を用いることが望ましい。通常の一次吹錬及び二次吹錬のスラグでは、上記のようなスラグ組成になることはほとんどなく、「スラグ中ＣａＯ濃度（質量％）／スラグ中ＳｉＯ２濃度（質量％）」を指標とするスラグ塩基度が十分適用可能である。なお、スラグ塩基度の単位は無次元である。また、スラグ排出開始角度θは、転炉直立状態を０°として炉口からスラグが炉外へ流出し始めた角度としている。
　すなわち、本発明がその要旨とするところは、以下の通りである。
［１］溶鉄の精錬方法であって、
　溶鉄の精錬を転炉型容器を用いて行なう際に、予め、一次吹錬スラグの中間排滓量を目的変数とし、一次吹錬スラグ塩基度およびスラグ排出開始角度のうちいずれか１つ以上、並びに一次吹錬スラグ量を含む情報を説明変数とする重回帰分析を行ない、
　溶銑を前記転炉型容器内に装入して、脱珪のみ、または脱珪および脱燐を目的とする一次吹錬を行ない、
　次いで、一次吹錬処理後のスラグの一部を前記転炉型容器外に排出させる中間排滓を行なった後に、前記重回帰分析の結果を用いて一次吹錬スラグの中間排滓量および一次吹錬スラグの炉内残留量を算出し、
　引き続き、前記転炉型容器内に残留させた一次吹錬後の溶銑およびスラグに対して石灰系媒溶材を添加して二次吹錬を行なうにあたり、前記一次吹錬スラグの炉内残留量および前記一次吹錬スラグの計算組成を用いて前記二次吹錬で添加する石灰系媒溶材量を算出し、二次吹錬の待ち時間なく二次吹錬スラグの塩基度制御の精度を上げる、溶鉄の精錬方法。
［２］下記（１）式を用いて、前記一次吹錬スラグの中間排滓量を算出する、［１］に記載の溶鉄の精錬方法。
　WD(n)= a1+b1×W1(n)×1000/{WH(n)+WSC(n)}-c1×BC,1(n)　…（１）式
　ここで、WD(n): ｎチャージ目の一次吹錬スラグの中間排滓量（ｔ/ｃｈ）
　W1(n): ｎチャージ目の一次吹錬スラグ量（ｔ/ｃｈ）
　WH(n): ｎチャージ目の溶銑装入量（ｔ/ｃｈ）
　WSC(n): ｎチャージ目のスクラップ装入量（ｔ/ｃｈ）
　BC,1(n): 一次吹錬スラグ塩基度（無次元数）
　a1、b1、c1：定数
［３］下記（２）式を用いて、前記一次吹錬スラグの中間排滓量を算出する、［１］に記載の溶鉄の精錬方法。
　WD(n)= a2+b2×W1(n)×1000/{WH(n)+WSC(n)}-d2×θ(n)　…（２）式
　ここで、WD(n): ｎチャージ目の一次吹錬スラグの中間排滓量（ｔ/ｃｈ）
　W1(n): ｎチャージ目の一次吹錬スラグ量（ｔ/ｃｈ）
　WH(n): ｎチャージ目の溶銑装入量（ｔ/ｃｈ）
　WSC(n): ｎチャージ目のスクラップ装入量（ｔ/ｃｈ）
　θ(n): スラグ排出開始角度（°）
　a2、b2、d2：定数
［４］下記（３）式を用いて、前記一次吹錬スラグの中間排滓量を算出する、［１］に記載の溶鉄の精錬方法。
　WD(n)= a3+b3×W1(n)×1000/{WH(n)+WSC(n)}-c3×BC,1(n)-d3×θ(n)　…（３）式
　ここで、WD (n): ｎチャージ目の一次吹錬スラグの中間排滓量（ｔ/ｃｈ）
　W1(n): ｎチャージ目の一次吹錬スラグ量（ｔ/ｃｈ）
　WH(n): ｎチャージ目の溶銑装入量（ｔ/ｃｈ）
　WSC(n): ｎチャージ目のスクラップ装入量（ｔ/ｃｈ）
　BC,1(n): 一次吹錬スラグ塩基度（無次元数）
　θ(n): スラグ排出開始角度（°）
　a3、b3、c3、d3：定数
　本発明の溶鉄の精錬方法は、二次吹錬の待ち時間なく二次吹錬スラグの塩基度制御の精度を上げることができる。より詳細には、本発明によれば、一次吹錬のスラグ性状および中間排滓状況から中間排滓量を推定することが可能となるため、製鋼時間の延長なく二次吹錬開始時における一次吹錬スラグの炉内残留量と一次吹錬スラグ塩基度に基づいて二次吹錬で添加すべきＣａＯ量を調整し、二次吹錬スラグ塩基度を精度よく調整することができる。
本発明による転炉の精錬方法の概要を示すフロー図である。 各実施例における二次吹錬スラグ塩基度の推移を示すグラフである。
　以下に、添付図面を参照しながら、本発明を実施するために適した形態について説明する。
　まず、図１に本発明の一実施形態に係る転炉の精錬方法の概要と各工程で算出される項目について示す。前チャージの二次吹錬スラグを現在チャージの一次吹錬にリサイクルする転炉の操業方法では、以下に説明する第１工程～第５工程を繰り返し行なう。以下では、着目する現在チャージをｎチャージ（ｎは自然数）、その前のチャージを（ｎ－１）チャージ、次のチャージを（ｎ＋１）チャージとして説明する。
　ｎチャージ目の第１工程（装入）では、例えば、鉄スクラップ１が装入された転炉（転炉型容器）２に、溶銑装入鍋３から溶銑４を装入する。このとき、炉内には（ｎ－１）チャージ目の二次吹錬スラグ５がある。
　第２工程（一次吹錬）を実施する前に、ｎチャージ目の溶銑装入量ＷＨ(n)や溶銑中Ｓｉ濃度ＭＳｉ(n)（質量％)、スクラップ装入量ＷＳＣ(n)、Ｓｉ熱源の投入量などはあらかじめ決定されることから、（ｎ－１）チャージ目の二次吹錬スラグ５のスラグ量Ｗ２(n-1)とスラグ塩基度ＢＣ，２(n-1)の値がわかれば、ｎチャージ目の一次吹錬で投入すべきスラグ塩基度調整用の石灰系媒溶材量ＷＳＬ，１(n)が算出される。例えば後述する実施例のように脱炭炉滓で塩基度調整を行なう場合、nチャージ目の一次吹錬スラグ量Ｗ１(n)と一次吹錬スラグ塩基度ＢＣ，１(n)はそれぞれ物質収支から以下の（４）式および（５）式のように算出される。なお、以下では、スラグ塩基度ＢＣ，１(n)は、スラグ中ＣａＯ濃度（質量％）／スラグ中ＳｉＯ２濃度（質量％）を意味するものとして説明する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　ＸＷ２は二次吹錬スラグのＣａＯ濃度（質量％）とＳｉＯ２濃度（質量％）の和であり、ＣａＯおよびＳｉＯ２以外の成分含有量により異なるが、操業の平均的な値（例えば実施例では50.6）を固定値として採用すれば良い。ＸＷ１は一次吹錬スラグ７のＣａＯ濃度（質量％）とＳｉＯ２濃度（質量％）の和であり、同様にＣａＯおよびＳｉＯ２以外の成分含有量により異なるが、操業の平均的な値（例えば実施例では60.0）を固定値として採用すれば良い。ＸＳＬはスラグ塩基度調整用の石灰系媒溶材（実施例では脱炭炉滓）のＣａＯ濃度（質量％）とＳｉＯ2濃度（質量％）の和である。ＣSLはスラグ塩基度調整用の石灰系媒溶材（実施例では脱炭炉滓）のＣａＯ濃度（質量％）、ＳＳＬはスラグ塩基度調整用の石灰系媒溶材（実施例では脱炭炉滓）のＳｉＯ2濃度（質量％）である。スラグ塩基度調整用の石灰系媒溶材として複数の材料を用いる場合は、上記の式中のＷSL,1(n)×ＸＳＬ/100、ＷSL,1(n)×ＣSL /100、及びＷSL,1(n)×ＳSL /100の各項については、複数の材料毎に積算した値を用いればよい。また、ＷＣａＯ,1(n)、ＷＳｉＯ2,1(n)はそれぞれ一次吹錬で投入するスラグ塩基度調整用石灰系媒溶材以外の副原料に由来するＣａＯ量、ＳｉＯ2量（Si燃焼により発生するＳｉＯ2を含む）である。なお、上記の計算式は、一次吹錬において溶銑中の珪素をほぼ全て脱珪するような操業を前提としているが、脱珪の途中で一次吹錬を終了するような操業の場合には、操業条件から経験的に指定される溶銑の脱珪量（質量％）で式中のＭＳｉ(n)を置き換えればよい。ここで、一次吹錬で投入すべきスラグ塩基度調整用の石灰系媒溶材量ＷSL,1(n)を調整することで目標とする塩基度ＢC,1(n)を得ることができる。また、特にスラグ塩基度調整用の石灰系媒溶材を添加せず、ＷＣａＯ,1(n)、ＷＳｉＯ2,1(n)を調整することで目標とする塩基度ＢC,1(n)を得ることもできる。以上のように、一次吹錬スラグの組成（計算組成）は、炉内に残留させたスラグの量と組成の推定値、反応生成物の量及び炉内への添加物の量と組成から計算により推定することができる。
　ｎチャージ目の第２工程では、溶銑４が装入された転炉２内に必要に応じてフェロシリコンやＳｉＣといったＳｉ熱源やＣａＯ、脱炭炉滓等の一次吹錬副原料６を添加し、生成する一次吹錬スラグ７を目標塩基度（例えば、塩基度１．５以下）になる様に調整し、上吹きランス８等から精錬用酸素を吹き込みながら脱珪のみ、または脱珪および脱燐を目的とした一次吹錬を行なう。この際、算出される一次吹錬スラグ塩基度ＢC,1(n)を目標塩基度に一致させるように、スラグ塩基度調整用の石灰系媒溶材量ＷSL,1(n)を決定する。
　第２工程終了後、第３工程として一次吹錬スラグ７の一部を転炉２外へ排出する中間排滓を実施する。ここで、発明者らは、炉外に排出された一次吹錬スラグ１０の量、即ち中間排滓量ＷＤ(n)（以下、「排滓量」と呼ぶ）の推定方法として、誤差の大きい秤量による方法に代えて、様々な操業条件から推定する方法を用いることを着想し、地金（スラグ中粒鉄含む）を除いた排滓量の実績を調査、蓄積して、様々な操業因子との関係を定量的に明らかにすることにより本発明を完成させるに至った。即ち、一次吹錬スラグ量W1(n)に加えて、一次吹錬スラグ塩基度BC,1(n)、転炉を傾動して中間排滓する際のスラグ排出開始角度θ(n)からなる群のうちいずれか1つ以上の情報を用いて算出することで、排滓量を精度よく推定することができる。
　例えば、後述する実施例では、一次吹錬スラグの中間排滓量（排滓量）を目的変数とする重回帰分析を行っており、排滓量WD(n)を以下の式で推定している。
（i）一次吹錬スラグ量W1(n)および一次吹錬スラグ塩基度BC,1(n)から算出する場合
WD(n)= a1+b1×W1(n)×1000/{WH(n)+WSC(n)}-c1×BC,1(n)　…（１）式
ここで、WD (n): ｎチャージ目の一次吹錬スラグの中間排滓量（ｔ/ｃｈ）
W1(n): ｎチャージ目の一次吹錬スラグ量（ｔ/ｃｈ）
WH(n): ｎチャージ目の溶銑装入量（ｔ/ｃｈ）
WSC(n): ｎチャージ目のスクラップ装入量（ｔ/ｃｈ）
BC,1(n): 一次吹錬スラグ塩基度（無次元数）
また、定数であるa1、b1、c1は、後述するように重回帰分析により求め、それぞれ6.26、0.143、2.86とした。
（ii）一次吹錬スラグ量W1(n)およびスラグ排出開始角度θ(n)から算出する場合
WD(n)= a2+b2×W1(n)×1000/{WH(n)+WSC(n)}-d2×θ(n)　…（２）式
ここで、WD (n): ｎチャージ目の一次吹錬スラグの中間排滓量（ｔ/ｃｈ）
W1(n): ｎチャージ目の一次吹錬スラグ量（ｔ/ｃｈ）
WH(n): ｎチャージ目の溶銑装入量（ｔ/ｃｈ）
WSC(n): ｎチャージ目のスクラップ装入量（ｔ/ｃｈ）
θ(n): スラグ排出開始角度（°）
また、定数であるa2、b2、d2は、後述するように重回帰分析により求め、それぞれ9.19、0.1592、0.0885とした。
（iii）一次吹錬スラグ量W1(n)、一次吹錬スラグ塩基度BC,1(n)、およびスラグ排出開始角度θ(n)から算出する場合
WD(n)= a3+b3×W1(n)×1000/{WH(n)+WSC(n)}-c3×BC,1(n)-d3×θ(n) …（３）式
ここで、WD (n): ｎチャージ目の一次吹錬スラグの中間排滓量（ｔ/ｃｈ）
W1(n): ｎチャージ目の一次吹錬スラグ量（ｔ/ｃｈ）
WH(n): ｎチャージ目の溶銑装入量（ｔ/ｃｈ）
WSC(n): ｎチャージ目のスクラップ装入量（ｔ/ｃｈ）
BC,1(n): 一次吹錬スラグ塩基度（無次元数）
θ(n): スラグ排出開始角度（°）
また、定数であるa3、b3、c3、d3は、後述するように重回帰分析により求め、それぞれ9.25、0.146、1.78、0.0650とした。
　推定式中のそれぞれの項の係数については、転炉の容積や形状によって変化するため、形状の異なる転炉で適用可能な係数を求めるためには、排滓量の実績値と変数となる操業因子との関係について予め重回帰分析を行ない、得られた重回帰式を用いて評価する必要がある。このとき、排滓量の実績値としては、中間排滓されたスラグと粒鉄を含む排出物から、粉砕して磁選する方法、再溶解して比重分離する方法、またはこれらの両方を用いた方法等によって排出物中に含まれる粒鉄を分離し、スラグ量を求めることが望ましい。
　上記は、重回帰分析の説明変数として一次吹錬スラグ塩基度およびスラグ排出開始角度のうちいずれか１つ以上、並びに一次吹錬スラグ量を用いたが、その他にも任意の説明変数を用いることができる。例えば、中間排滓時間（sec）、スラグ排出終了角度（°）、溶銑温度、溶銑配合率、アルミナ投入量、スラグ中（Ｔ．Ｆｅ）濃度の推定値などを好適に用いることができる。なお、スラグ中（Ｔ．Ｆｅ）濃度（＝トータルＦｅ濃度）はスラグ中に存在する酸化鉄に含まれる鉄分をスラグ量で除したものとして、排ガス成分から脱炭に消費された酸素量を求めて積算し、酸素の物質収支から求める方法などにより推定することができる。上記（１）～（３）式では、一次吹錬スラグ量に関してW1(n)×1000/{WH(n)+WSC(n)}とすることによって、実質的に一次吹錬スラグ原単位（ｋｇ／ｔ-溶銑）としているが、同一または類似形式の転炉で操業する場合はW1(n)（ｔ/ｃｈ）を用いても本発明の実施に差し支えない。
　また、上記（１）～（３）式では、重回帰式として線形を用いているが、線形に限られるものではなく非線形であっても良い。非線形の例としては、例えば、α、β、γを決定すべきパラメータとして、下記（６）式のような関数形について重回帰分析を行った結果を用いることができるが、他にも、パラメータを含む式がモデル式の分母やべき乗の指数に入っていたり、指数、対数、三角関数などの内部に入っている場合のような多様な関数形が非線形重回帰の対象となり得る可能性があることは言うまでもない。
WD(n)= （α+β×W1(n)×1000/{WH(n)+WSC(n)}）×exp（-γ×BC,1(n)）・・・（６）式
　排滓量WD(n)の推定から、第4工程の二次吹錬に持ち越される一次吹錬スラグ９の質量WS(n)(一次吹錬スラグ残留量と呼ぶ)も以下の（７）式で算出することができる。
WS(n)=W1(n)-WD(n)　・・・（７）式
　nチャージ目の第4工程では、ＣａＯ、脱炭炉滓等の二次吹錬副原料１１を添加し、生成する二次吹錬スラグ１２を目標塩基度（例えば、塩基度2.0以上）になる様に調整し、上吹きランス８等から精錬用酸素を吹き込みながら脱燐または脱燐・脱炭を目的とした二次吹錬を行なう。二次吹錬においては、一次吹錬スラグ残留量WS(n)と一次吹錬スラグの計算組成（例えば塩基度BC,1(n)の値）を使用して、nチャージ目の二次吹錬で投入するスラグ塩基度調整用の石灰系媒溶材量WSL,2を調整することで、目標とする二次吹錬スラグ塩基度BC,2(n)を得ることができる。例えば後述する実施例のように脱炭炉滓で塩基度調整を行なう場合、nチャージ目の二次吹錬スラグ量W2(n)と二次吹錬スラグ塩基度BC,2(n)はそれぞれ以下の（８）式および（９）式のように算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　スラグ塩基度調整用の石灰系媒溶材として複数の材料を用いる場合は、上記の式中のWSL,2(n)×XSL /100、WSL,2(n)×CSL /100、及びWSL,2(n)×SSL /100の各項については、複数の材料毎に積算した値を用いればよい。WＣａＯ,2(n)、WＳｉＯ2,2(n)はそれぞれ二次吹錬で投入するスラグ塩基度調整用石灰系媒溶材以外の副原料に含まれるＣａＯ量、ＳｉＯ2量（Ｓｉの場合は燃焼により発生するＳｉＯ2を含む）である。ここで、二次吹錬で投入すべきスラグ塩基度調整用の石灰系媒溶材量WSL,2(n)を調整することで、目標とするBC,2(n)得ることができる。また、特にスラグ塩基度調整用の石灰系媒溶材を添加せず、WＣａＯ,2(n)、WＳｉＯ2,2(n)を調整することで目標とするBC,1(n)を得ることもできる。
　第4工程終了後、溶銑または溶鋼を出湯する第5工程を行ない、炉内に残留させたnチャージ目の二次吹錬スラグは(n+1)チャージ目に持ち越され、再び第1工程から順に操業を繰り返す。
　以上のように本発明を用いればスラグ塩基度調整用の石灰系媒溶材量WSL,2(n)やその他の副原料等に含まれるWＣａＯ,2(n)、WＳｉＯ2,2(n)を適正に調整することにより、二次吹錬スラグ塩基度BC,2(n)を精度よく調整することができる。例えば一次吹錬の後、中間排滓で十分にスラグを排出できなかった場合でも、本発明により算出した現在チャージの一次吹錬スラグ塩基度BC,1(n)と一次吹錬スラグ残留量WS(n)、二次吹錬で添加する脱燐用石灰系媒溶材量を考慮して、二次吹錬で投入すべきスラグ塩基度調整用の石灰系媒溶材量WSL,2(n)やその他脱燐用の石灰系媒溶材を含むWＣａＯ,2(n)、WＳｉＯ2,2(n)を調整し、二次吹錬スラグ塩基度BC,2(n)を精度よく目標値に調整することができる。これにより、溶鉄の燐濃度の制御精度を向上させたり、目標とする溶鉄の燐濃度を得るためのＣａＯ使用量を抑制したりすることが可能となる。確保すべき二次吹錬スラグ塩基度BC,2(n)は目標となる処理後の溶鉄中燐濃度や処理後の溶鉄温度などにより変化するが、例えば一次吹錬で脱珪を目的とし、二次吹錬で脱炭吹錬の予備処理として脱燐処理を目的とする場合は、二次吹錬スラグ塩基度BC,2(n)を2.1以上とすることが好ましい。
　また、確保すべき一次吹錬スラグ塩基度BC,1(n)は目標となる処理後の溶鉄中燐濃度や処理後の溶鉄温度などにより変化するが、例えば一次吹錬で脱珪を目的とし、二次吹錬で脱炭吹錬の予備処理として脱燐処理を目的とする場合は、一次吹錬スラグ塩基度BC,1(n)を0.8以上1.5以下とすることが好ましい。一次吹錬スラグ塩基度BC,1(n)を0.8より低下させると、前チャージの二次吹錬スラグから溶銑への復燐が大きく、処理後溶銑燐濃度が上昇することになる。一方、一次吹錬スラグ塩基度BC,1(n)を1.5より高くすると、処理後溶銑燐濃度は低位だが、排出した一次吹錬スラグ中の粒鉄量が増大して処理後Fe歩留が低下してしまうことになる。また、処理後溶銑燐濃度を低位安定とするためには、一次吹錬スラグ塩基度BC,1(n)を1.1以上1.5以下とすることがより好ましい。
　上底吹き転炉を使用し、スクラップ量46.2tと溶銑量283.8t（溶銑のSi濃度は0.4質量％）を装入し、一次吹錬では脱珪処理を行ない、中間排滓を実施後、二次吹錬では脱燐処理を行ない、二次吹錬スラグは全量次チャージに持ち越した。比較例、本発明例とも、この一連の処理を10チャージ連続で行なったが、1チャージ目については、一次吹錬では炉内に残留スラグがない状態で処理を開始している。いずれの実施例においても、一次吹錬におけるスラグ塩基度調整は脱炭炉滓を用いて行ない、二次吹錬においては脱燐用石灰系媒溶材である塊石灰添加量を変化させてスラグ塩基度調整を実施した。
　比較例1ではロードセルを具備したスラグ排出鍋搬送台車（図示せず）を用いて、中間排滓時の実測排出物質量WM(n)を測定し、排滓量WD(n)の推定式として、実測排出物質量WM(n)を用いる以下の（１０）式を用いた。
WD(n)= 0.85 × WM(n)　・・・（１０）式
（１０）式では、実測排出物質量WM(n)に対して、金属Feが調査した多数チャージでの平均で15質量％含まれていたことから、金属Fe分を除外した0.85を乗じている。比較例２では排滓量WD(n)の推定式として、一次吹錬スラグ量W1(n)のみを用いる以下の（１１）式を用いた。
WD(n)= 3.76+0.126×W1(n)×1000/{WH(n)+WSC(n)}　・・・（１１）式
　本発明例１では排滓量WD(n)の推定式として、一次吹錬スラグ量W1(n)および一次吹錬スラグ塩基度BC,1(n)を用いる上述の（１）式を用いた。本発明例２では排滓量WD(n)の推定式として、一次吹錬スラグ量W1(n)およびスラグ排出開始角度θ(n)を用いる上述の（２）式を用いた。本発明例３では排滓量WD(n)の推定式として、一次吹錬スラグ量W1(n)および一次吹錬スラグ塩基度BC,1(n)、スラグ排出開始角度θ(n)を用いる上述の（３）式を用いた。各推定式に従って算出された排滓量WD(n)を用いて、二次吹錬スラグ塩基度BC,1(n)が目標値2.40となるように二次吹錬で投入する塊石灰量を調整した。
　なお、実施例では、一次吹錬スラグのＣａＯ濃度（質量％）とＳｉＯ2濃度（質量％）の和XW1=60.0、二次吹錬スラグのＣａＯ濃度（質量％）とＳｉＯ2濃度（質量％）の和XW2=50.6とした。スラグ塩基度調整用の石灰系媒溶材として一次吹錬で使用した脱炭炉滓では、ＣａＯ濃度（質量％）とＳｉＯ2濃度（質量％）の和XSL=50、スラグ塩基度調整用の石灰系媒溶材のＣａＯ濃度（質量％）CSL=40、スラグ塩基度調整用の石灰系媒溶材のＳｉＯ2濃度（質量％）SSL=10として、スラグ塩基度調整用の石灰系媒溶材として二次吹錬で使用した塊石灰では、それぞれXSL=95、CSL=95、SSL=0として計算した。また、一次吹錬では、スラグ塩基度調整用石灰系媒溶材として脱炭炉滓のみを使用し、スラグ塩基度調整用石灰系媒溶材以外の副原料は使用しなかった。二次吹錬ではスラグ塩基度調整用の石灰系媒溶材として塊石灰のみを使用し、推定した排滓量に基づいて算出される二次吹錬後スラグの計算塩基度が目標値の2.40となるように塊石灰量(すなわちWSL,2(n))を調整した。また、二次吹錬でスラグ塩基度調整用石灰系媒溶材以外の副原料は使用しなかった。
　表１および表２に比較例１および比較例２、表３～５に本発明例１～３における操業諸元と推定結果および添加物の実績値のまとめを示し、図２に各実施例の二次吹錬スラグ塩基度（実測値）の推移を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　実測排出物質量WM(n)を用いて排滓量を推定した比較例１の場合、目標とするスラグ塩基度2.40に対して実績値が大きくばらつく結果となり、全10チャージの塩基度実績値の標準偏差(σ)は0.102であり全ての実施例の中で最も大きかった。つまり、大きくばらつき、精度よく二次吹錬スラグ塩基度を調整できなかった。これは排出物中に含まれる金属Fe量のばらつきが大きく、排滓量の推定値と実績値に大きな乖離が生じてしまうためである。また、二次吹錬に必要な脱燐剤を準備し、供給可能になるまでの時間、すなわち二次吹錬開始待ち時間は0.8～3.1分、平均で約2分であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　一次吹錬スラグ量のみで排滓量を推定した比較例２の場合、吹き込んだスラグ量は中間排滓開始前にわかるため、中間排滓開始時点から二次吹錬の脱燐剤量を計算できる。このため、二次吹錬開始待ち時間は0分であった。目標とするスラグ塩基度2.40に対して実績値が目標値から大きく外れている処理が散見され、全10チャージの塩基度実績値の標準偏差(σ)は0.089であった。つまり、ばらつきがあり、精度よく二次吹錬スラグ塩基度を調整できなかった。例えば5チャージ目の処理では比較的小さい傾動角から中間排滓しているため、排滓量が多く、一次吹錬スラグの炉内残留量は少ないことが予想されるが、スラグ排出開始角度の情報を用いていないため、推定排滓量は実際の排滓量よりも少なく見積もられたと考えられる。その結果、一次吹錬スラグの炉内残留量に対して二次吹錬で投入した塊石灰量が過剰となっている。続く6チャージ目では大きく炉傾動させるまで一次吹錬スラグが排出されなかったことから、排滓量が少なく、一次吹錬スラグの炉内残留量は多いことが予想されるが、推定排滓量は実際の排滓量よりも少なく見積もられたと考えられる。その結果、一次吹錬スラグの炉内残留量に対して二次吹錬で投入した塊石灰量が不足となっている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　本発明例１では、一次吹錬スラグ量に加えて、一次吹錬スラグ塩基度も考慮して排滓量を推定している。これらは中間排滓前にわかる情報のため、比較例2と同様の理由により二次吹錬開始待ち時間は０分であった。一次吹錬スラグ塩基度は中間排滓時のスラグの流動性に大きく影響しているため、一次吹錬スラグの目標塩基度の変更を伴う処理の場合、精度よく二次吹錬スラグ塩基度を調整できると考えられる。全10チャージの塩基度実績値の標準偏差(σ)は0.059であり、比較例よりも二次吹錬スラグ塩基度を精度よく調整することができた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　本発明例２では、一次吹錬スラグ量に加えて、排出開始角度も考慮して排滓量を推定している。このうち排出開始角度は、中間排滓を開始してからわかる情報ではあるが、中間排滓時間の方が二次吹錬で必要な脱燐剤の準備時間より長いことで、二次吹錬開始待ち時間は０分であった。排滓状況を示す直接的な因子の変動を反映したパラメータは、一次吹錬スラグ塩基度よりさらに大きく排滓量に影響すると考えられ、全10チャージの塩基度実績値の標準偏差(σ)は0.035であり、二次吹錬スラグ塩基度をより精度よく調整することができた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
　本発明例３では、一次吹錬スラグ量に加えて、一次吹錬スラグ塩基度、排出開始角度を全て考慮して排滓量を推定している。発明例２と同様の理由により、二次吹錬開始待ち時間は０分であった。これらのパラメータを全て考慮することで、二次吹錬スラグ塩基度をさらに精度よく調整することができ、全10チャージの塩基度実績値の標準偏差(σ)は0.019まで低下した。
　１　　鉄スクラップ
　２　　転炉（転炉型容器）
　３　　溶銑装入鍋
　４　　溶銑
　５　　(n－1)チャージ目の二次吹錬スラグ
　６　　一次吹錬副原料
　７　　一次吹錬スラグ
　８　　上吹きランス
　９　　二次吹錬に持ち越される一次吹錬スラグ
　１０　炉外に排出された一次吹錬スラグ
　１１　二次吹錬副原料
　１２　二次吹錬スラグ

Claims (4)

  1. 　溶鉄の精錬方法であって、
    　溶鉄の精錬を転炉型容器を用いて行なう際に、予め、一次吹錬スラグの中間排滓量を目的変数とし、一次吹錬スラグ塩基度およびスラグ排出開始角度のうちいずれか１つ以上、並びに一次吹錬スラグ量を含む情報を説明変数とする重回帰分析を行ない、
    　溶銑を前記転炉型容器内に装入して、脱珪のみ、または脱珪および脱燐を目的とする一次吹錬を行ない、
    　次いで、一次吹錬処理後のスラグの一部を前記転炉型容器外に排出させる中間排滓を行なった後に、前記重回帰分析の結果を用いて一次吹錬スラグの中間排滓量および一次吹錬スラグの炉内残留量を算出し、
    　引き続き、前記転炉型容器内に残留させた一次吹錬後の溶銑およびスラグに対して石灰系媒溶材を添加して二次吹錬を行なうにあたり、前記一次吹錬スラグの炉内残留量および前記一次吹錬スラグの計算組成を用いて前記二次吹錬で添加する石灰系媒溶材量を算出し、二次吹錬の待ち時間なく二次吹錬スラグの塩基度制御の精度を上げる、溶鉄の精錬方法。
  2. 　下記（１）式を用いて、前記一次吹錬スラグの中間排滓量を算出する、請求項１に記載の溶鉄の精錬方法。
    　WD(n)= a1+b1×W1(n)×1000/{WH(n)+WSC(n)}-c1×BC,1(n)　…（１）式
    　ここで、WD(n): ｎチャージ目の一次吹錬スラグの中間排滓量（ｔ/ｃｈ）
    　W1(n): ｎチャージ目の一次吹錬スラグ量（ｔ/ｃｈ）
    　WH(n): ｎチャージ目の溶銑装入量（ｔ/ｃｈ）
    　WSC(n): ｎチャージ目のスクラップ装入量（ｔ/ｃｈ）
    　BC,1(n): 一次吹錬スラグ塩基度（無次元数）
    　a1、b1、c1：定数
  3. 　下記（２）式を用いて、前記一次吹錬スラグの中間排滓量を算出する、請求項１に記載の溶鉄の精錬方法。
    　WD(n)= a2+b2×W1(n)×1000/{WH(n)+WSC(n)}-d2×θ(n)　…（２）式
    　ここで、WD(n): ｎチャージ目の一次吹錬スラグの中間排滓量（ｔ/ｃｈ）
    　W1(n): ｎチャージ目の一次吹錬スラグ量（ｔ/ｃｈ）
    　WH(n): ｎチャージ目の溶銑装入量（ｔ/ｃｈ）
    　WSC(n): ｎチャージ目のスクラップ装入量（ｔ/ｃｈ）
    　θ(n): スラグ排出開始角度（°）
    　a2、b2、d2：定数
  4. 　下記（３）式を用いて、前記一次吹錬スラグの中間排滓量を算出する、請求項１に記載の溶鉄の精錬方法。
    　WD(n)= a3+b3×W1(n)×1000/{WH(n)+WSC(n)}-c3×BC,1(n)-d3×θ(n)　…（３）式
    　ここで、WD (n): ｎチャージ目の一次吹錬スラグの中間排滓量（ｔ/ｃｈ）
    　W1(n): ｎチャージ目の一次吹錬スラグ量（ｔ/ｃｈ）
    　WH(n): ｎチャージ目の溶銑装入量（ｔ/ｃｈ）
    　WSC(n): ｎチャージ目のスクラップ装入量（ｔ/ｃｈ）
    　BC,1(n): 一次吹錬スラグ塩基度（無次元数）
    　θ(n): スラグ排出開始角度（°）
    　a3、b3、c3、d3：定数
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