JPH03180418A - 転炉の溶鋼炭素制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、溶銑の精錬における、転炉の溶鋼炭素制御方
法に関するものである。

［従来の技術］ 転炉吹錬においては、高炉によって作られた溶銑を転炉
に装入し、酸素を吹込んで溶銑を主に脱炭し、希望の鋼
の品質を確保することが行われている。

この転炉吹錬において、溶鋼の炭素濃度を所定の値にす
るために、各種の制御方法が開発されている。これらの
制御方法のうち、吹錬末期のサブランスによる直接測定
値とそれ以降の排ガス分析による間接測定値を組み合わ
せた方法は、高精度な溶鋼炭素濃度推定方法として実施
されている。

即ち、吹錬中の脱炭酸素効率：　ｄ［Ｃ］／ｄＯをｄ［
Ｃ］／ｄｏ　−−ｋ　［Ｃ０（ｔ）＋００２（ｔ）　］
　Ｑ　（ｔ）・・・（１）Ｑ（ｔ）　　　：を時点の排
ガス流量 Ｃ０（ｔ）　　　：　を時点の排ガス中のＣＯ容積％Ｃ
ｏ（ｔ）：を時点の排ガス中のＣＯ２容積％に：定数 なる式で求め、さらに溶鋼炭素濃度＝［Ｃ］を・・・（
２〉 ［Ｃ］　　：末期サブランス測定時（１−１８）ＮＴ の溶鋼炭素濃度 ＰＯ２（ｔ）　：　を時点の吹込酸素流量なる式で求め
るものである。

この様に、転炉吹錬中に発生する排ガスの成分を連続的
に測定することにより、炉内反応をオンラインで推定す
る試みは古くから実施されていたが、排ガス分析計の精
度、応答時間並びに計算機処理の問題から実用化には至
らなかった。

ところが、最近の目覚ましい測定機器の向上に伴い、高
梢度で高応答の質量分析計並びに高速処理計算機の実現
により、炉内反応を連続してオンラインで推定する技術
が実現可能となった。

［発明が解決しようとする課題］ 以上の如く、最近では排ガス分析法による転炉の溶鋼炭
素制御システムは、実現可能な技術となった。

しかしながら、上記の技術では排ガス分析に要する時間
内の脱炭量の推定および現時点以降の脱炭量の推移はで
きない。したがって従来の方法では、吹止計算において
は、精錬パターン及び過去のヒートの精錬実績より、予
め決定された脱炭予想曲線を用いて行わざるを得なかっ
た。このため、該当ヒートの精錬条件によって変化する
実際の脱炭挙動が吹止計算に反映されず、吹止溶鋼炭素
濃度にばらつきが生じていた。

これら吹止計算の精度が悪い場合、再吹錬の必要があり
、歩留まりが悪く、製鋼時間が延長し、媒溶剤、合金鉄
の使用が多くなる等の問題がある。

本発明は、上記の転炉の溶鋼炭素制御方法の問題点を解
決することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、転炉吹錬において、精錬中に転炉から発生す
る吹錬排ガスのガス量及びガス成分を連続測定し、その
測定値を用いて溶鋼炭素；農度及び溶鋼脱炭酸素効率を
連続的に推定し、得られた推定値によって、予め決定さ
れた脱炭予想曲線を逐次修正して、吹止計算を行うこと
を特徴とする転炉の溶鋼炭素ＲＡ御方法である。

［作用］ 転炉の溶鋼炭素制御において、精度を向上させるために
は、吹錬末期の脱炭酸素効率（ｄ［Ｃ］／ｄＯ）を的確
に把握することが重要である。

しかし、脱炭酸素効率はスラグ量の大小、溶鋼成分例え
ば（Ｍｎ）の影響をうけるため、レススラグ吹錬、スラ
グミニマム吹錬及び普通吹錬が混在する現在の転炉吹錬
では、従来の脱炭モデルだけでは充分追従できない。そ
こで、レススラグ吹錬、スラグミニマム吹錬および普通
吹錬の脱炭酸素効率を、全炭素領域に対して、一義的に
表現できる後述する脱炭モデル式（３）並びに脱炭モデ
ルを実際の脱炭挙動に同定するモデルパラメータの同定
方式（４）及び（５〉式を導出した。

このモデル式（３）　、　（４）　＝　（５）式を用い
、第１図に示す吹錬制御システムにより、溶鋼炭素濃度
及び溶鋼脱炭酸素効率を連続的に推定し、該推定値によ
って、予め決められた脱炭予想曲線を逐次修正して、吹
止計算を行うことにより、終点制御の精度が大幅に向上
した。

次に本発明の実施例について述べる。

〔実施例］ 第１図は本発明の転炉の溶鋼炭素制御方法における計７
１１１・制御システム構成を示す説明図である。

図において、１は転炉、２はランス、３は炉頂部である
。

第１図に示す如く、転炉１の炉頂部３に設置した質量分
析計により、転炉１の吹錬排ガスのガス成分を連続的に
測定し、これをプロセス計算機に入力し、これらの情報
に基づいて吹止酸素量、副原料・合金鉄の投入量の操作
量を決定し、この操作量によりランス２からの酸素吹込
量及び副原料秤量器の秤量値を制御するものである。

次表に質量分析計の仕様を表１に示す。

表　　１ 本モデルでは、 吹錬開始から終了までの排ガス中のｃｏ、　ｃｏ□分析
成分値より、溶鋼〔Ｃ〕を（２）式により連続推定して
いる。

前述のように、終点制御精度を向上させるためには、吹
錬末期の脱炭酸素効率ｄ［Ｃ］／　ｄｏを的確に把握す
ることが重要である。

しかし、脱炭酸素効率はスラグ量の大小、溶鋼成分例え
ば（Ｍｎ）の影響をうけるため、レススラグ吹錬、スラ
グミニマム吹錬及び普通吹錬が混在する現在では、従来
の脱炭モデルだけでは充分追従できない。

そこで、レススラグ吹錬、スラグミニマム吹錬および普
通吹錬の脱炭酸素効率を、全炭素領域に対して、一義的
に表現できる脱炭モデルを導出した。以下に脱炭モデル
式を示す。

−ｄＣ／ｄｏ−Ｂ／　　（２ｗ　　（β−ａ））　　　
　（Ｃ＋β−２ａ　　−・・・（３〉 Ｂ：最高脱炭速度、Ｃ：溶鋼Ｃ濃度。

ｗＭ：溶鋼量、　　　　　β、γ：定数α：脱炭速度パ
ラメータ（０≦α≦γ）。

第２図は各種吹錬とその吹錬末期脱炭酸素効率を図式的
に表現した説明図である。

第３図に示す如く、前述の（１）式と（３）式から、オ
ンラインにてモデルパラメータＢ、βを検知し、現時点
から吹止目標（Ｃ）までの脱炭酸素効率の変化を推定し
ている。

第３図は脱炭酸素効率のオンライン同定と推定の説明図
である。

脱炭酸素効率をリアルタイムに把握することにより、脱
炭モデルを実際の脱炭挙動に同定することが可能となり
、終点制御精度が大幅に向上した。

モデルパラメータの同定方式を次に示す。

Ｂ　　　−ｐＢ、　＋ｑＢ１　　　　　　　　　・・・
（４）４１ β　　−Ｕβｓ　＋ｖβｌ　　　　　　　・・・（５）
１＋１ Ｂ、β：モデルパラメータ予測値。

Ｂ、β：モデルパラメータ実績値。

ｐ−ｑ・　ｕ、ｖ：重み係数 次に実際の転炉（２５０Ｔ容量）に適用した例について
述べる。

吹錬末期にサブランス装置を用いて溶鋼炭素濃度を１１
−１定する。

以降、炉内より発生する排ガスの流量及び成分（ＧＯ，
Ｃｏ　　、　　０　　、　　Ｎ　　、ＣＩ　　、　　Ｈ
）を連続的２２４２ に測定する。

サブランス装置で測定した溶鋼炭素濃度を初期値とし、
入出力炭素量バランス式を解いて溶鋼（Ｃ）を連続的に
推定する。

推定溶鋼〔Ｃ〕濃度の推移をあらかじめ用意されている
脱炭酸素効率のモデル式（３〉にあてはめ、モデル式に
含まれるパラメータを逆算する。

連続して得られるパラメータの逆算値を平滑化処理して
得られる値をモデル式に適用し、逐次モデル式を更新し
ていくことによってモデル式を実際の吹錬条件に合致し
たものとする。

このモデル式を用いて吹止指示計算を逐次実施し、終点
炭素を精度よく制御する。

［発明の効果〕 本発明の転炉の溶鋼炭素制御方法によれば、吹止時の終
点炭素を精度よく制御することによりＣ的中率が高く、
そのため歩留まりが向上し、製鋼時間が短縮されること
により能率が上がり、転炉の媒溶剤が少なくなり、さら
に合金鉄も少なくなる等の効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の転炉の溶鋼炭素制御方法における計測
・制御システム構成を示す説明図、第２図は各種吹錬と
その吹錬末期脱炭酸素効率を図式的に表現した説明図、
第３図は脱炭酸素効率のオンライン同定と推定の説明図
である。 図において、１：転炉、２：ランス、３：炉頂部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 転炉吹錬において、精錬中に該転炉から発生する吹錬排
   ガスのガス量及びガス成分を連続測定し、該測定値を用
   いて溶鋼炭素濃度及び溶鋼脱炭酸素効率を連続的に推定
   し、該推定値によって、予め決定された脱炭予想曲線を
   逐次修正して、吹止計算を行うことを特徴とする転炉の
   溶鋼炭素制御方法。