JPH03180424A - 真空精錬における終点炭素濃度制御方法 - Google Patents
真空精錬における終点炭素濃度制御方法Info
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- JPH03180424A JPH03180424A JP31994889A JP31994889A JPH03180424A JP H03180424 A JPH03180424 A JP H03180424A JP 31994889 A JP31994889 A JP 31994889A JP 31994889 A JP31994889 A JP 31994889A JP H03180424 A JPH03180424 A JP H03180424A
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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。
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、真空精錬により低炭素鋼を溶製する際の脱炭
終了時の炭素濃度を制御する方法に関し、特に炭素濃度
が５０ｐｐｍ以下である低炭素鋼を溶製する際に、脱炭
終了時の炭素濃度を精度良く制御し得る終点炭素濃度制
御方法に関する。
終了時の炭素濃度を制御する方法に関し、特に炭素濃度
が５０ｐｐｍ以下である低炭素鋼を溶製する際に、脱炭
終了時の炭素濃度を精度良く制御し得る終点炭素濃度制
御方法に関する。
−ｉに、炭素濃度が５０ｐｐｍ以下であるような極低炭
素鋼を溶製する際には、まず大気雰囲気精錬炉にて粗脱
炭処理を実施した後、ＲＨ，ＤＨ，ＬＦＶ、 ＶＯＤ等
の真空精錬炉にて所定の炭素濃度まで脱炭する。
素鋼を溶製する際には、まず大気雰囲気精錬炉にて粗脱
炭処理を実施した後、ＲＨ，ＤＨ，ＬＦＶ、 ＶＯＤ等
の真空精錬炉にて所定の炭素濃度まで脱炭する。
各真空精錬炉においては、以下に示すような手法を用い
て真空精錬における脱炭処理の高速化を図っている。Ｒ
）Ｉでは環流用Ａｒガスの増加または浸漬管径の増大に
より溶鋼の環流量を増加する。ＤＩでは吸引サイクルを
高速化する。またＬＦＶ、 ＶＯＤでは、底吹攪拌ガス
の増加により溶鋼流動を改善する。
て真空精錬における脱炭処理の高速化を図っている。Ｒ
）Ｉでは環流用Ａｒガスの増加または浸漬管径の増大に
より溶鋼の環流量を増加する。ＤＩでは吸引サイクルを
高速化する。またＬＦＶ、 ＶＯＤでは、底吹攪拌ガス
の増加により溶鋼流動を改善する。
このようにして、真空精錬において高速な脱炭処理を施
した場合にあっても、脱炭処理の終了時点（脱炭終点タ
イミング）を正確に判定できないときには、過剰な脱炭
処理が必要となり、合理化の促進には妨げである。また
、炭素濃度を精度良く制御することによって製品の深絞
り性または強度等を精密に制御しようとする場合には、
単に脱炭能力を向上させるだけでは不十分であり、脱炭
の高精度の制御が必要である。
した場合にあっても、脱炭処理の終了時点（脱炭終点タ
イミング）を正確に判定できないときには、過剰な脱炭
処理が必要となり、合理化の促進には妨げである。また
、炭素濃度を精度良く制御することによって製品の深絞
り性または強度等を精密に制御しようとする場合には、
単に脱炭能力を向上させるだけでは不十分であり、脱炭
の高精度の制御が必要である。
このような事情により、真空精錬における溶鋼の炭素濃
度を制御する方法として、様々な制御方法が提案されて
いる。以下、代表的な制御方法について簡単に説明する
。
度を制御する方法として、様々な制御方法が提案されて
いる。以下、代表的な制御方法について簡単に説明する
。
特開平１−２２２０１８号に開示されている方法（以下
先行法１という）は、真空脱ガス槽中のＣＯガス濃度と
溶鋼中の炭素量との相関関係に基づいて溶鋼中の炭素量
を推定しなから脱炭反応を制御する方法である。また特
開昭６２−２６３９１６号に開示されている方法（以下
先行法２という）は、真空酸素脱炭期及び真空脱ガス期
の溶鋼炭素含有量を操業条件の関数として定量化し、こ
の定量化した関係を用いて真空酸素脱炭及び真空脱ガス
の適正な終了時点を決定することにより、真空精錬炉に
おける溶鋼炭素含有量を正確に制御する。また特開昭６
１−１９５９１３号に開示されている方法（以下先行法
３という）は、真空精錬炉の真空酸素脱炭期及び真空脱
炭期の夫々の期間での溶鋼炭素含有量を操業条件の関数
として予め定量化しておき、この定量化した関係を用い
て真空酸素脱炭及び真空脱炭の適正な終了時点を決定す
る。また特開昭５９−１８５７２０号に開示されている
方法（以下先行法４という）は、真空脱ガス装置の稼働
中の排気ダクトにおける排気ガスの情報に基づいて、溶
鋼中の炭素量を動的に予測するものであり、真空処理開
始前の溶鋼中の炭素量から排気ガス中に移行した積算炭
素量を差引いである時間における溶鋼中の炭素量を算出
する。また特開昭４９−６１０１３号に開示されている
方法（以下先行法５という）は、標準ステンレス鋼の製
造に関し、吹錬途中の真空度及び排気ガス成分の測定値
と全体の脱炭酸素効率との相関関係を予め求めておき、
この相関関係に基づいて終点炭素含有量を推定する。ま
た特開昭４９−６１０１４号に開示されている方法（以
下先行法６という）は、極低炭ステンレス鋼の製造に関
し、脱炭についての酸素の供給速度が律速となる高炭素
領域と炭素の拡散速度が律速となる低炭素領域との境界
における炭素濃度を臨界炭素濃度と定義し、この臨界炭
素濃度を吹錬前の溶鋼条件あるいは排気ガス中のＣＯ□
濃度と真空容器内の圧力とから経験的に求め、それ以降
の脱炭速度は炭素の拡散律速であると仮定して作成した
式から酸素吹込み時間を計算する。
先行法１という）は、真空脱ガス槽中のＣＯガス濃度と
溶鋼中の炭素量との相関関係に基づいて溶鋼中の炭素量
を推定しなから脱炭反応を制御する方法である。また特
開昭６２−２６３９１６号に開示されている方法（以下
先行法２という）は、真空酸素脱炭期及び真空脱ガス期
の溶鋼炭素含有量を操業条件の関数として定量化し、こ
の定量化した関係を用いて真空酸素脱炭及び真空脱ガス
の適正な終了時点を決定することにより、真空精錬炉に
おける溶鋼炭素含有量を正確に制御する。また特開昭６
１−１９５９１３号に開示されている方法（以下先行法
３という）は、真空精錬炉の真空酸素脱炭期及び真空脱
炭期の夫々の期間での溶鋼炭素含有量を操業条件の関数
として予め定量化しておき、この定量化した関係を用い
て真空酸素脱炭及び真空脱炭の適正な終了時点を決定す
る。また特開昭５９−１８５７２０号に開示されている
方法（以下先行法４という）は、真空脱ガス装置の稼働
中の排気ダクトにおける排気ガスの情報に基づいて、溶
鋼中の炭素量を動的に予測するものであり、真空処理開
始前の溶鋼中の炭素量から排気ガス中に移行した積算炭
素量を差引いである時間における溶鋼中の炭素量を算出
する。また特開昭４９−６１０１３号に開示されている
方法（以下先行法５という）は、標準ステンレス鋼の製
造に関し、吹錬途中の真空度及び排気ガス成分の測定値
と全体の脱炭酸素効率との相関関係を予め求めておき、
この相関関係に基づいて終点炭素含有量を推定する。ま
た特開昭４９−６１０１４号に開示されている方法（以
下先行法６という）は、極低炭ステンレス鋼の製造に関
し、脱炭についての酸素の供給速度が律速となる高炭素
領域と炭素の拡散速度が律速となる低炭素領域との境界
における炭素濃度を臨界炭素濃度と定義し、この臨界炭
素濃度を吹錬前の溶鋼条件あるいは排気ガス中のＣＯ□
濃度と真空容器内の圧力とから経験的に求め、それ以降
の脱炭速度は炭素の拡散律速であると仮定して作成した
式から酸素吹込み時間を計算する。
上述したような各方法にあっては、次に述べるような問
題点がある。
題点がある。
先行法１では、操業条件が変わればＣＯガス濃度と溶鋼
中の炭素量との相関関係も変化するので、実際の操業上
にあっては有効ではない。先行法２゜３では、真空精錬
中におけるＣＯガス濃度１時間等の変化する条件を制御
条件に盛込まないスタティック（静的）制御であり、実
操業における脱炭反応のバラツキを考慮していないので
、満足な終点制御を行えない。また先行法４では、ダイ
ナ兆ツク（動的）制御であって終点炭素値の制御を比較
的高精度に行えるが、積分型にて溶鋼中の炭素量を求め
るので、計測誤差の累積が不可避であり正確さに欠けて
いる。先行法５では、酸素を吹かさないような工程にあ
っては実現不可能であり、しかもステンレス鋼に限定さ
れている。先行法６では、実際の精錬にあっては酸素供
給律速の状態から突然に炭素の拡散律速の状態へ移行す
るわけではなく、実際の操業では有効でない。
中の炭素量との相関関係も変化するので、実際の操業上
にあっては有効ではない。先行法２゜３では、真空精錬
中におけるＣＯガス濃度１時間等の変化する条件を制御
条件に盛込まないスタティック（静的）制御であり、実
操業における脱炭反応のバラツキを考慮していないので
、満足な終点制御を行えない。また先行法４では、ダイ
ナ兆ツク（動的）制御であって終点炭素値の制御を比較
的高精度に行えるが、積分型にて溶鋼中の炭素量を求め
るので、計測誤差の累積が不可避であり正確さに欠けて
いる。先行法５では、酸素を吹かさないような工程にあ
っては実現不可能であり、しかもステンレス鋼に限定さ
れている。先行法６では、実際の精錬にあっては酸素供
給律速の状態から突然に炭素の拡散律速の状態へ移行す
るわけではなく、実際の操業では有効でない。
以上のように、従来の制御方法については種々の問題点
があり、実操業時において満足な結果が得られるように
脱炭終了時の炭素濃度を制御する方法は未だに提案され
ていない。
があり、実操業時において満足な結果が得られるように
脱炭終了時の炭素濃度を制御する方法は未だに提案され
ていない。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、炭素
濃度が５０ｐｐｍ以下である低炭素鋼を真空精錬により
溶製した際の脱炭終了時の炭素濃度を高精度に制御する
ことができ、過剰な脱炭を避けることができて合理化の
促進が可能である真空精錬における終点炭素濃度制御方
法を提供することを目的とする。
濃度が５０ｐｐｍ以下である低炭素鋼を真空精錬により
溶製した際の脱炭終了時の炭素濃度を高精度に制御する
ことができ、過剰な脱炭を避けることができて合理化の
促進が可能である真空精錬における終点炭素濃度制御方
法を提供することを目的とする。
本発明に係る真空精錬における終点炭素濃度制御方法は
、炭素濃度が５０ｐｐｍ以下である低炭素鋼を真空精錬
にて溶製する際に、脱炭終了時の炭素濃度を制御する方
法であって、下記４式を連立させて、係数Ｋｃが変動し
た際の到達する炭素濃度毎のＣＯ′ａ度（ＸＣＯ）と時
間ｔとの関係を算出し、この算出した関係に基づいて脱
炭終点タイミングを決定し、この決定したタイミングに
より終点炭素濃度を制御することを特徴とする。
、炭素濃度が５０ｐｐｍ以下である低炭素鋼を真空精錬
にて溶製する際に、脱炭終了時の炭素濃度を制御する方
法であって、下記４式を連立させて、係数Ｋｃが変動し
た際の到達する炭素濃度毎のＣＯ′ａ度（ＸＣＯ）と時
間ｔとの関係を算出し、この算出した関係に基づいて脱
炭終点タイミングを決定し、この決定したタイミングに
より終点炭素濃度を制御することを特徴とする。
［Ｃ］ −［ＣＦ６ ｅｘｐ（−ＫｃＨｔ ）但し、
［Ｃ］ ：ｍ中の炭素濃度（ｐｐｍ） 。
ｔ：脱炭時間（分）、Ｋｃ ：係数（１／分）［Ｃ］。
：鋼中の初期炭素濃度（ｐｐｍ） 。
Δ［Ｃ］：１弁当たりの脱炭量（ｐｐｍ／分）。
Ｘ：処理溶鋼量（トン）。
（Ｃｏ） ： 鋼中のＣ０発生量（ｋｇ／時）。
（Ｃｏ、が発生する場合は等モル数のＣＯに換算して補
正〉。
正〉。
（ＸＣＯ） ：排気ガス中のＣＯ濃度（％）。
（Ｃｏ□はＣＯに換算して補正）
Ｙ：鋼中に真空系に導入されるＣＯ基以外ガス量（ｋｇ
／時） 〔作用〕 本発明の終点炭素濃度制御方法にあっては、炭素濃度が
５０ｐｐｍ以下である低炭素鋼において、次反応と仮定
した脱炭反応の基礎式とＣＯの物質収支式とを連立させ
て、脱炭速度別に排気ガス中のＣＯ濃度と脱炭時間との
関係を求め、脱炭速度の変動に対応した、この両者の関
係に基づいて終点炭素濃度を制御する。
／時） 〔作用〕 本発明の終点炭素濃度制御方法にあっては、炭素濃度が
５０ｐｐｍ以下である低炭素鋼において、次反応と仮定
した脱炭反応の基礎式とＣＯの物質収支式とを連立させ
て、脱炭速度別に排気ガス中のＣＯ濃度と脱炭時間との
関係を求め、脱炭速度の変動に対応した、この両者の関
係に基づいて終点炭素濃度を制御する。
〔原理〕
以下、本発明の制御方法の原理について説明する。
低炭素域（炭素濃度が４００ｐｐｍ以下程度）における
脱炭反応は、見かけ上−次反応式に従うので、下記（１
）が戒り立つ。
脱炭反応は、見かけ上−次反応式に従うので、下記（１
）が戒り立つ。
但し、
［Ｃ］ ：鋼中の炭素濃度（ｐｐｍ ） 。
ｔ：脱炭時間〈分）、に、：係数（１／分）。
また、真空精錬においてはガスの出入は厳密に管理され
ており、排気ガスの正確な情報が得られる。
ており、排気ガスの正確な情報が得られる。
総説炭量が同一である場合には、総ＣＯ発生量（ＣＯｚ
も同時に発生する場合には発生したＣｏ□を当モルのＣ
Ｏに換算する〉も同一である。そして、脱炭速度が大き
いときには、初期に大量のＣＯが発生し、炭素濃度の低
下に伴って急速にＣ０発生量が減少する。一方、脱炭速
度が小さいときには、初期ρＣＯ発生は少なくなるが、
総ＣＯ発生量は同一であるので、一定時間後のＣ０発生
量はむしろ大きくなる。
も同時に発生する場合には発生したＣｏ□を当モルのＣ
Ｏに換算する〉も同一である。そして、脱炭速度が大き
いときには、初期に大量のＣＯが発生し、炭素濃度の低
下に伴って急速にＣ０発生量が減少する。一方、脱炭速
度が小さいときには、初期ρＣＯ発生は少なくなるが、
総ＣＯ発生量は同一であるので、一定時間後のＣ０発生
量はむしろ大きくなる。
このように、脱炭速度によって時間とＣ０発生量との関
係は変化するので、本発明ではこの関係を溶鋼中の炭素
濃度の推定に利用する。
係は変化するので、本発明ではこの関係を溶鋼中の炭素
濃度の推定に利用する。
前記（１１式の微分方程式を解き、ｔ＝Ｑにおける［Ｃ
Ｉの初期値を［ＣＩ。とすると、下記（２）式が得られ
る。
Ｉの初期値を［ＣＩ。とすると、下記（２）式が得られ
る。
［ＣＩ。：鋼中の初期炭素濃度（ｐｐｍ）ここで（１１
，（２＋式における変数は、Ｋｃ、ｔ、 ［ＣＩであ
るのでに、を設定すると乙と［ＣＩとの関係が算出され
る。また（１）、 （２ｉ弐より、単位時間当たりの脱
炭量Δ［ＣＩ も設定されたＫｃ毎に計算されるので、
下記（３）式により、単位時間当たりのＣＯ発生量、［
Ｃ］ｏが求められる。
，（２＋式における変数は、Ｋｃ、ｔ、 ［ＣＩであ
るのでに、を設定すると乙と［ＣＩとの関係が算出され
る。また（１）、 （２ｉ弐より、単位時間当たりの脱
炭量Δ［ＣＩ も設定されたＫｃ毎に計算されるので、
下記（３）式により、単位時間当たりのＣＯ発生量、［
Ｃ］ｏが求められる。
イＦＩＬ 、
Δ［ＣＩ：１針当たりの脱炭量（ｐｐｍ／分）Ｘ：処理
溶鋼量（トン） （Ｃｏ） ： 鋼中のＣＯ発生量（ｋｇ／時〉。
溶鋼量（トン） （Ｃｏ） ： 鋼中のＣＯ発生量（ｋｇ／時〉。
（Ｃｏ２が発生する場合は等モル数のＣＯに換算して補
正） 従って、設定されたＫｃ毎に、時間ｔに対応するＣＯ濃
度（ＸＣＯ）も下記（４）弐にて算出される。
正） 従って、設定されたＫｃ毎に、時間ｔに対応するＣＯ濃
度（ＸＣＯ）も下記（４）弐にて算出される。
但し、
（ＸＣＯ）：排気ガス中のＣＯ濃度（％）（ＣＯＸはＣ
Ｏに換算して補正） ゛ｔ：鋼中に真空系に導入されるＣＯＯ４０ガス量（ｋ
ｇ／時） ここで、初期（Ｉ！￥［Ｃ１ｏ＝３００（ｐｐｍ）、処
理溶鋼量Ｘ＝２７５（）ン）、ＣＯＯ４０ガス量Ｙ ＝
１５８０ （ｋｇ／時）を、Ｒ１ｔ処理の実績値として
代入する。そしてＫｃ＝０．１．０．２．０．３ （
１／分）とした場合の脱炭時間りと炭素量［ＣＩ及び排
気ガス中のＣＯ濃度（ＸＣＯ）との関係を第１図に示す
。第１図（ａ）は、脱炭時間ｔ （分）と炭素量［ＣＩ
（ｐｐｍ） との関係を示し、第１図（ｂ）は、脱炭
時間Ｌ （分）と排気ガス中ｃｏ？ｆｉ度（ＸＣＯ）
（％）との関係を示している。
Ｏに換算して補正） ゛ｔ：鋼中に真空系に導入されるＣＯＯ４０ガス量（ｋ
ｇ／時） ここで、初期（Ｉ！￥［Ｃ１ｏ＝３００（ｐｐｍ）、処
理溶鋼量Ｘ＝２７５（）ン）、ＣＯＯ４０ガス量Ｙ ＝
１５８０ （ｋｇ／時）を、Ｒ１ｔ処理の実績値として
代入する。そしてＫｃ＝０．１．０．２．０．３ （
１／分）とした場合の脱炭時間りと炭素量［ＣＩ及び排
気ガス中のＣＯ濃度（ＸＣＯ）との関係を第１図に示す
。第１図（ａ）は、脱炭時間ｔ （分）と炭素量［ＣＩ
（ｐｐｍ） との関係を示し、第１図（ｂ）は、脱炭
時間Ｌ （分）と排気ガス中ｃｏ？ｆｉ度（ＸＣＯ）
（％）との関係を示している。
脱炭速度（係数Ｋｃ）が大きい場合はど排気ガスＣＯ濃
度が小さくなるのは、第１図（ｂ）のグラフかられかる
ように、脱炭処理開始６分以降である。
度が小さくなるのは、第１図（ｂ）のグラフかられかる
ように、脱炭処理開始６分以降である。
脱炭処理開始６分における炭素Ｍ ［ＣＩの最低値は５
０ｐｐｍであるので（第１図ｆ８）参照）、本発明にお
いて対象となる低炭素鋼の炭素濃度は５０ｐｐｍ以下と
なる。
０ｐｐｍであるので（第１図ｆ８）参照）、本発明にお
いて対象となる低炭素鋼の炭素濃度は５０ｐｐｍ以下と
なる。
第１図（ａ）においてＫｃ毎の［Ｃ］ ＝ ２０ｐｐｍ
に到達する時間ｔを求め、この時間ｔに対応するＫｃ毎
の排気ガス中のｃｏ？ｆｉ度を求める。そうすると、第
１図（ｂｌにおいて、６分以降は、係数に、が大きい程
、つまり ＥＣ］が早く低値に達するもの程、（ＸＣＯ
）は小さいので、脱炭処理開始６分以降にあっては、Ｋ
、毎の［ＣＩ ＝２０ｐｐｍ到達点を結んだ一点鎖線へ
よりも下方では必ず［Ｃ’ｌ ≦２０ｐｐｍとなってい
る。このため、脱炭処理開始６分以降、つまり［ＣＩ
≦５０ｐｐｍの範囲では、第１図（ｂｌまたは第１図ｆ
ｂ）の部分拡大図である第１図（Ｃ）における−点鎖１
ｍＡより下方の領域に達した際には、［ＣＩ−２０ｐｐ
ｍに到達したと判断しても良い。
に到達する時間ｔを求め、この時間ｔに対応するＫｃ毎
の排気ガス中のｃｏ？ｆｉ度を求める。そうすると、第
１図（ｂｌにおいて、６分以降は、係数に、が大きい程
、つまり ＥＣ］が早く低値に達するもの程、（ＸＣＯ
）は小さいので、脱炭処理開始６分以降にあっては、Ｋ
、毎の［ＣＩ ＝２０ｐｐｍ到達点を結んだ一点鎖線へ
よりも下方では必ず［Ｃ’ｌ ≦２０ｐｐｍとなってい
る。このため、脱炭処理開始６分以降、つまり［ＣＩ
≦５０ｐｐｍの範囲では、第１図（ｂｌまたは第１図ｆ
ｂ）の部分拡大図である第１図（Ｃ）における−点鎖１
ｍＡより下方の領域に達した際には、［ＣＩ−２０ｐｐ
ｍに到達したと判断しても良い。
以上のようにして、［Ｃ′２ ≦５０ｐｐｍの領域に
おいては、所定の［ＣＩへの到達時点を排気ガス中のＣ
Ｏ濃度（ＸＣＯ）と脱炭時間ｔとにより精度良く判断す
ることができる。
おいては、所定の［ＣＩへの到達時点を排気ガス中のＣ
Ｏ濃度（ＸＣＯ）と脱炭時間ｔとにより精度良く判断す
ることができる。
以下、本発明の実施例について説明する。
第２図は、本発明の制御方法のＲＨ法における実施状態
を示す模式図であり、図中１は溶鋼１１が収容された取
鍋を示す。取鍋１の上方には、２木の浸漬管２ａ、 ２
ｂを備えたＲＨ真空槽２が設けられており、２本の浸漬
管２ａ、 ２ｂはその先端部が取鍋１内の溶ｍｌｌ中に
浸漬されている。また一方の浸漬管２ａには、管内に環
流＾ｒガスを導入するためのガス供給管３が開設されて
いる。Ｒ１＋真空槽２は排気管４を介して真空排気装置
５に接続され、その槽内が真空状態に維持される。排気
管４の中途には、排気ガス中のＣＯ＋ ＣＯｚ ’ｌｙ
ｉ度及びこれら以外のガス（Ｈｚ、 ０□＋ ＮＺ＋
Ａｒ等）の濃度を測定するための赤外線分析計（または
質量分析計）６が設置されている。また、溶ｎの循環開
始からの脱炭時間を計測するタイマ（図示せず）が設け
られている。
を示す模式図であり、図中１は溶鋼１１が収容された取
鍋を示す。取鍋１の上方には、２木の浸漬管２ａ、 ２
ｂを備えたＲＨ真空槽２が設けられており、２本の浸漬
管２ａ、 ２ｂはその先端部が取鍋１内の溶ｍｌｌ中に
浸漬されている。また一方の浸漬管２ａには、管内に環
流＾ｒガスを導入するためのガス供給管３が開設されて
いる。Ｒ１＋真空槽２は排気管４を介して真空排気装置
５に接続され、その槽内が真空状態に維持される。排気
管４の中途には、排気ガス中のＣＯ＋ ＣＯｚ ’ｌｙ
ｉ度及びこれら以外のガス（Ｈｚ、 ０□＋ ＮＺ＋
Ａｒ等）の濃度を測定するための赤外線分析計（または
質量分析計）６が設置されている。また、溶ｎの循環開
始からの脱炭時間を計測するタイマ（図示せず）が設け
られている。
そして、侵）貞管２ａ内に＾ｒガスを吹き込んで、ガス
リットポンプの原理にて取鍋１内の溶鋼１１を矢符で示
すように循環させ、Ｒ）Ｉ真空槽２内にて溶鋼１１を真
空と接触させて真空精錬を行う。本実施例では、処理条
件を処理溶ｌｆｆ１＝２５０〜２７０トン。
リットポンプの原理にて取鍋１内の溶鋼１１を矢符で示
すように循環させ、Ｒ）Ｉ真空槽２内にて溶鋼１１を真
空と接触させて真空精錬を行う。本実施例では、処理条
件を処理溶ｌｆｆ１＝２５０〜２７０トン。
浸漬管２ａ、 ２ｂの径”＝７５０ ｍ、環流Ａｒガス
＝２０００〜２５０ＯＮ＃／分とし、脱炭終了時の炭素
濃度の制御値を１５ｐｐｍとした。
＝２０００〜２５０ＯＮ＃／分とし、脱炭終了時の炭素
濃度の制御値を１５ｐｐｍとした。
前記（１１，（２１式により、係数ＫＣ毎に、時間ｔと
鋼中の炭素濃度［Ｃ］との関係及び単位時間当たりの脱
炭量Δ「Ｃ〕を算出し、算出したΔ［Ｃ］を用いて、前
記（３）式により単位時間当たりのＣＯ発生ｌ 、［Ｃ
］ｏを求め、次に求めた、［Ｃ］ｏ’ｃ−用いて、前記
（４）式により排気ガス中のＣＯ？Ｗ度（ＺＣＯ）を算
出する。
鋼中の炭素濃度［Ｃ］との関係及び単位時間当たりの脱
炭量Δ「Ｃ〕を算出し、算出したΔ［Ｃ］を用いて、前
記（３）式により単位時間当たりのＣＯ発生ｌ 、［Ｃ
］ｏを求め、次に求めた、［Ｃ］ｏ’ｃ−用いて、前記
（４）式により排気ガス中のＣＯ？Ｗ度（ＺＣＯ）を算
出する。
原理”にて説明した場合と同様にして、係数Ｋｃ毎にｔ
と［Ｃ］及びｔと（ＸＣＯ）との関係を求め、［Ｃ］
＝ １５ｐｐｍ到達と判断可能な領域を、前述の第１図
（ｂ）（または（Ｃ））のように予め設定しておく。
と［Ｃ］及びｔと（ＸＣＯ）との関係を求め、［Ｃ］
＝ １５ｐｐｍ到達と判断可能な領域を、前述の第１図
（ｂ）（または（Ｃ））のように予め設定しておく。
そして、タイマでの計時、及び赤外線分析計６の計測値
に基づ＜ （ＸＣＯ）の算出を行いながら、溶鋼１１に
真空精錬を施し、予め設定した領域内に入った時点にて
脱炭処理を終了する。
に基づ＜ （ＸＣＯ）の算出を行いながら、溶鋼１１に
真空精錬を施し、予め設定した領域内に入った時点にて
脱炭処理を終了する。
このようにして行った、本発明例における終点く脱炭終
了地点）の炭素濃度［Ｃ］の分布を第３図に示す。第３
図では横軸は脱炭処理終了後の炭素濃度（ｐｐｍ）、縦
軸は溶鋼の頻度（％）を夫々示しており、大枠にて囲ん
だ部分が本発明例である。
了地点）の炭素濃度［Ｃ］の分布を第３図に示す。第３
図では横軸は脱炭処理終了後の炭素濃度（ｐｐｍ）、縦
軸は溶鋼の頻度（％）を夫々示しており、大枠にて囲ん
だ部分が本発明例である。
なお、第２図には、精錬条件を同一にして終点の炭素濃
度を同様に１５ｐｐｍに制御した比較例における結果も
併せて示し、パッチングを付した部分が比較例である。
度を同様に１５ｐｐｍに制御した比較例における結果も
併せて示し、パッチングを付した部分が比較例である。
この比較例における終点への到達予想時間の設定につい
て説明する。前記（２）式において時間ｔについて解く
と、下記（５）式の如くになる。
て説明する。前記（２）式において時間ｔについて解く
と、下記（５）式の如くになる。
ｔ＝ １２ｎ（［Ｃコｏ／ ［Ｃ
］ ） −（５）ｃ 前述したような精錬条件にあっては、係数Ｋｃの平均値
は０．２２ （１／分）であるので、上記（５）式にＫ
ｃ ＝ ０．２２．［Ｃ］ ＝ １５ｐｐｍを代入す
ると、下記（６）式の如くになる。
］ ） −（５）ｃ 前述したような精錬条件にあっては、係数Ｋｃの平均値
は０．２２ （１／分）であるので、上記（５）式にＫ
ｃ ＝ ０．２２．［Ｃ］ ＝ １５ｐｐｍを代入す
ると、下記（６）式の如くになる。
上記（６）式に基づき、様々な初期値［Ｃ］。について
到達予想時間ｔを算出すると、［Ｃ］。（ｐｐｍ） ＝
２００、２５０．３００．３５０．４００．４５０とし
た場合に、ｔ（分） ＝１１．８． １２．８． １
３．６．１４．３．１４．９． １５．５となる。従っ
て、この比較例では初期値［Ｃ］。の変域に合せて、下
記第１表のように終点への到達予想時間を設定した。
到達予想時間ｔを算出すると、［Ｃ］。（ｐｐｍ） ＝
２００、２５０．３００．３５０．４００．４５０とし
た場合に、ｔ（分） ＝１１．８． １２．８． １
３．６．１４．３．１４．９． １５．５となる。従っ
て、この比較例では初期値［Ｃ］。の変域に合せて、下
記第１表のように終点への到達予想時間を設定した。
第 １ 表
本発明例と比較例とについて比較すると、比較例では係
数Ｋｃのバラツキのために、＋１３〜−５ｐｐｍの範囲
においてのみ制御可能であったが、本発明例では、係数
Ｋｃの変化に対応して終点判定を行っているので、目標
の１５ｐｐｍに対して＋３〜−５ｐｐｍの範囲に制御可
能である。
数Ｋｃのバラツキのために、＋１３〜−５ｐｐｍの範囲
においてのみ制御可能であったが、本発明例では、係数
Ｋｃの変化に対応して終点判定を行っているので、目標
の１５ｐｐｍに対して＋３〜−５ｐｐｍの範囲に制御可
能である。
なお本実施例ではＲ１１法による真空精錬について説明
したが、本発明の制御方法をＤＨ，ＬＦＶ、 ＶＯＤ等
の他の方法による真空精錬についても適用できることは
勿論である。
したが、本発明の制御方法をＤＨ，ＬＦＶ、 ＶＯＤ等
の他の方法による真空精錬についても適用できることは
勿論である。
以上詳述した如く本発明の制御方法では、真空精錬を用
いて、炭素量が５０ｐｐｍ以下である低炭素鋼を溶製す
る際に、脱炭終了後の炭素濃度を極めて高精度に調整す
ることができ、この結果、過剰な脱炭処理を避けること
ができ合理化を促進することが可能となる。
いて、炭素量が５０ｐｐｍ以下である低炭素鋼を溶製す
る際に、脱炭終了後の炭素濃度を極めて高精度に調整す
ることができ、この結果、過剰な脱炭処理を避けること
ができ合理化を促進することが可能となる。
第１図は本発明に係る制御方法の原理を説明するための
グラフ、第２図は本発明に係る制御方法を適用できるＲ
Ｈ真空精錬設備の模式図、第３図は本発明例と従来例と
におけるＲＨ処理後の炭素濃度分布を示すグラフである
。
グラフ、第２図は本発明に係る制御方法を適用できるＲ
Ｈ真空精錬設備の模式図、第３図は本発明例と従来例と
におけるＲＨ処理後の炭素濃度分布を示すグラフである
。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、炭素濃度が５０ｐｐｍ以下である低炭素鋼を真空精
錬にて溶製する際に、脱炭終了時の炭素濃度を制御する
方法であって、 下記４式を連立させて、係数Ｋ＿ｃが変動した際の到達
する炭素濃度毎のＣＯ濃度（ＣＯ）と時間ｔとの関係を
算出し、この算出した関係に基づいて脱炭終点タイミン
グを決定し、この決定したタイミングにより終点炭素濃
度を制御することを特徴とする真空精錬における終点炭
素濃度制御方法。 −ｄ［Ｃ］／ｄｔ＝Ｋ＿ｃ・［Ｃ］ ［Ｃ］＝［Ｃ］＿ｏｅｘｐ（−Ｋ＿ｃ・ｔ）（ＣＯ）＝
Δ［Ｃ］×（１／１０００）×（２８／１２）×６０×
ｘ（％ＣＯ）＝｛（ＣＯ）／［（ＣＯ）＋Ｙ］｝×１０
０但し、 ［Ｃ］：鋼中の炭素濃度（ｐｐｍ）、 ｔ：脱炭時間（分）、Ｋ＿ｃ：係数（１／分）、［Ｃ］
＿ｏ：鋼中の初期炭素濃度（ｐｐｍ）、Δ［Ｃ］：１分
当たりの脱炭量（ｐｐｍ／分）、ｘ：処理溶鋼量（トン
）、 （ＣＯ）：１時間当たりのＣＯ発生量（ｋｇ／時）、（
ＣＯ＿２が発生する場合は等モル数のＣＯに換算して補
正）、 （％ＣＯ）：排気ガス中のＣＯ濃度（％）、（ＣＯ＿２
はＣＯに換算して補正） Ｙ：１時間当たりに真空系に導入されるＣＯ以外のガス
量（ｋｇ／時）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31994889A JPH03180424A (ja) | 1989-12-08 | 1989-12-08 | 真空精錬における終点炭素濃度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31994889A JPH03180424A (ja) | 1989-12-08 | 1989-12-08 | 真空精錬における終点炭素濃度制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03180424A true JPH03180424A (ja) | 1991-08-06 |
Family
ID=18116031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31994889A Pending JPH03180424A (ja) | 1989-12-08 | 1989-12-08 | 真空精錬における終点炭素濃度制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03180424A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010028813A (ko) * | 1999-09-27 | 2001-04-06 | 이구택 | 극저탄소강 용강정련시의 용존탄소량 제어방법 |
| CN102766730A (zh) * | 2012-06-25 | 2012-11-07 | 攀钢集团研究院有限公司 | 一种在线预测循环真空脱气法中钢水总脱碳量的方法 |
-
1989
- 1989-12-08 JP JP31994889A patent/JPH03180424A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010028813A (ko) * | 1999-09-27 | 2001-04-06 | 이구택 | 극저탄소강 용강정련시의 용존탄소량 제어방법 |
| CN102766730A (zh) * | 2012-06-25 | 2012-11-07 | 攀钢集团研究院有限公司 | 一种在线预测循环真空脱气法中钢水总脱碳量的方法 |
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