JPH0441611A - 上下吹転炉における吹錬終点制御法 - Google Patents

上下吹転炉における吹錬終点制御法

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JPH0441611A
JPH0441611A JP14934490A JP14934490A JPH0441611A JP H0441611 A JPH0441611 A JP H0441611A JP 14934490 A JP14934490 A JP 14934490A JP 14934490 A JP14934490 A JP 14934490A JP H0441611 A JPH0441611 A JP H0441611A
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JP
Japan
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blowing
end point
oxygen
carbon content
amount
Prior art date
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Pending
Application number
JP14934490A
Other languages
English (en)
Inventor
Junichi Tani
潤一 谷
Naohito Nagasawa
長澤 尚人
Tomoyuki Obana
尾花 友之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、転炉のダイナミック制御における吹錬終点制
御法、特に上下吹転炉による精錬終点における炭素含有
量、燐含有量および溶銅温度を酸素吹き込み量および冷
材量吹き込み量を調整することにより制御する吹錬制御
法に関する。
(従来の技術) 従来の上吹き転炉吹錬においても終点溶鋼炭素量、燐量
、温度を目標値に連中させるのが最大課題である。従っ
て吹錬途中にて転炉の排ガスの流量計測および成分分析
またはサブランスによる溶銅温度、鋼中炭素含有量の計
測を行ってそれを基に吹錬条件を修正するグイナミノク
終点制御が開発されている。例えば次のような方法があ
る。
(1)吹錬末期における鋼中炭素含存置計測時点から終
点までに吹込むべき酸素量と前記実測鋼中炭素含有量と
を対応づける数式を導き、該数式に基づき終点を制御す
る方法(特開昭61−54842号)。
(2)吹錬中任意の時点での溶銅温度と炭素量の測定値
を起点とし、時々刻々測定される排ガス流量および排ガ
ス分析値と送酸量、炉内副原料の発生ガスから溶鋼温度
変化、炭素量変化、スラグ中酸素量変化を求めて、一方
予め求めていたそれぞれの変化に対する方程代から推定
した軌跡と比較して、両者の差値を少なくするように制
御を行い、終点目標温度と炭素量に必要な吹込酸素量、
冷材投大量を推定し、ランス操作を行う方法(特開昭5
8−56002号)。
(3)転炉吹錬時における排ガス中のco、 co□お
よびN2の各濃度を測定し、該測定値を基に転炉内にお
けるCOの2次燃焼効率を算出して得られる2次燃焼効
率をあらかじめ求めておいた基準2次燃焼効率と比較し
て偏差に応じて冷材量および送酸量を調整する方法(特
開昭62−224623号)。
(4)吹錬期間中溶鋼炭素濃度が0.1%以上である時
にサブランスで溶鋼炭素を測定し、その値から酸素濃度
を推定し、吹錬終了まで吹込まれる酸素量より溶鋼の酸
素濃度増分Δ〔0)から吹錬終点の溶鋼の酸素濃度を推
定する転炉吹錬制御方法(特開昭62−56511号)
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、これらの従来の方法では制御精度に問題
があったり、制御に要する設備が高価であるという欠点
があった。特に上下吹耘炉に適用した場合、その精度が
問題であった。
すなわち、前項の(1)、(4)の方法においては吹錬
末期における底吹流量、ランスアクションの変動などが
考慮さていないので、制御精度が低くなる恐れがある。
同しく(2)、(3)の方法ムこおいては制御精度はよ
いが、排ガスの成分分析をするため設備投資額が高くな
る。
かくして、本発明の目的は、上下吹転炉における終点制
御法であって、安価で高精度に終点炭素含有量、燐含有
量および温度を制御する方法を提供することである。
(課題を解決するための手段) 本発明者は上記の目的達成のため種々検討を重ねたとこ
ろ、先の(1)の方法に着目し、昇温速度式をさらに導
入し、しかも終点酸素量と終点炭素濃度との関係式さら
に終点酸素量と終点fia度との関係式を相関させるこ
とにより、溶W4温度と炭素含有量との計測データにも
とづいて酸素供給量および6材投入量を制御することが
効平的であることを知り、本発明を完成した。
ここに、本発明の要旨とするところは、上下吹転炉にお
いて吹錬末期にサブランスによって鋼中の炭素含有量(
Cs)および鋼中温度(Ts)を測定し、あらかじめ吹
錬変動要因を考慮し操業実績に基づいて立てた酸素消費
速度式および昇温速度式より、並びに終点酸素蓋と終点
炭素濃度との関係式および終点酸素量と終点燐濃度との
関係式より、吹錬終了目標炭素含有量、燐含有量および
温度に到るための所要吹込酸素量および所要冷材量を算
出し、この算出結果に基づいて転炉操業を行うことを特
徴とする上下吹転炉における吹錬終点制御法である。
なお、上述の吹錬末期とは、特にIQ限はないが一般に
は吹錬終了までのは\5分間の時期をいう。
本発明の制御法は、その具体的B様によれば、上下吹転
炉操業において、吹錬末期の酸素消費速度および昇温速
度を鋼中の炭素濃度の多重式で表わすこと、その多項式
並びに吹錬終点前の適宜時点にてサブランス計測によっ
て得た鋼中炭素含有量C3、溶鋼温度T、より、前記時
点から吹錬終点に至る間の吹込酸素量Δo2および4温
値Δ丁並びに該期間に溶鋼中に投入される冷却材量〜゛
6L、吹錬終点鋼中炭素含有量C4を含み、スクラ、ブ
配合率、吹錬末期のサブランス計測温度、底吹ガス流量
、ランス湯面間距離、投入媒溶剤量を因子とし、これら
の変数の相関を表わす式を得て、吹錬の都度予測吹錬終
点前の適宜時点じごてサブランス計測によって得た綱中
炭素鼠、溶鋼温度より[]標炭素含有IC4と目+!温
度′I′、を与えて、上記相関式よりサブランス計測時
より吹錬終点まてに到るまでの必要吹込み酸素蓋および
必要塗材蓋を算出してこの算出結果に基づき操業を行う
のである。
また過去の吹錬実績より終点酸素含有量を介して終点炭
素含有量と終点燐含有量との相関式を作成しておき、目
標終点炭素含有量を目標終点燐含有量より補正し、終点
燐含有量をも制御するようにしてもよい。
(作用) 次に、本発明を添付図面を参照してさらに具体的に説明
する。
最初に本発明の吹錬制御法を第1図にフローチャートで
示す。
これからも明らかなようGこ、本発明によれば予めダイ
ナミック制御式(酸素消費速度式および昇温速度式を定
め、一方過去の操業実績から終点酸素と終点炭素濃度の
関係式および終点酸素と終点燐濃度との関係式をそれぞ
れ求めておく。
dO□/IAit 吹錬末期の酸素消費速度     を次式のよdC うにおく。
LL    dCに こで C:鋼中炭素含有W(重量%)、 1t:溶鋼重量(1) サブランス計測時の鋼中炭素含有量Csに)より吹錬終
点での鋼中炭素含有量C4(イ)まで積分すると脱炭に
必要な原単位F11(N−2/T)は、Fe(Cs,C
I) ”’ an(Cs −Ci)+a+log(Cs/CE) ”
 ’ (2)である0式(2)より過去の吹錬実績デー
タFo、Cs、C1を代入し、ao、a、の最適値を決
める。次に操業要因との関係式を下式のように定量化す
る(要因変化の1次式で近似)。
Fe(Cs、Ct) −Fo’ (C5,CI) +Σ
 hot(xi  xtm)+Fmo ・・・(3)こ
こでF・:サランス計測後の酸素消費量(ここで桧材な
どによる酸素供給量 を加えたもの) X3:吹錬要因変数 Xrk:吹錬要因変数基準値 Pa’ (Cs、Ct) : 式(2)の右辺に80、a、を代入して求めた値である
Fsoは直近40チヤージの実績に基づく定数である。
吹錬要因変数はここでランス湯面間距離、サブランス計
測時の溶鋼温度、吹錬前および吹錬中に投入した換算C
aO量、底吹ガス流量、冷銑重子冷鉄比率を採用した。
弐(3)に実績データを代入して、影響係数11ofの
最適値を求める。
T 同様に昇温速度□を次式のようにおく、dC dCに こでT:溶銑温度〜である。
サブランス計測時の鋼中炭素量C5(ト)より吹錬終点
での鋼中炭素含有量C4(ト)まで積分すると昇温量Δ
Tは hT = (Tt  Ts) =bo(Cs  Ci)
 十b+log(Cs/ c、)  HH+ (5)と
なる。式(5)に吹錬実績データΔT、C,、C。
を代入し、bo、b、の最適値を決める。次に操業要因
との関係式を下式のように定量化する(式(3)と同し
近イ以)。
hT(TETs)−ΔT’ (Cs,CE)  +Σ 
hyi (x、   x;k) +FB?  ・ ・ 
・ (b)ΔT:サブランス計測後の昇温量■ (桧材投入による温度陳下を加えた もの) 八T“;式(5)の右辺にbo、blを代入して求めた
値である。
FITは直近40チヤージの実績に基づく定数である。
hT、・影響係数である。
吹錬要因変数はランス湯面間距離、サブランス計測時の
溶鋼温度、吹錬前および吹錬中に投入した換算CaO量
、底吹ガス流量、冷銑+冷鉄比率を採用した。
式(6)に実績データを代入して影響係数hTiの最適
値を求める。
ところで、吹錬鋼種毎に終点目標炭素含有量(CTり 
、終点目標燐含有量(P’rt) 、終点目標温度(T
Tりが定っている。そこで本発明にかかる制御法におい
ては終点目標燐含有量を終点酸素濃度を介して終点炭素
含有量に換算する。
すなわち、終点燐濃度PEおよび終点炭素含をit C
Eは終点温度TIおよび終点酸素濃度OEとの間に の関係がある。
log CP t) =d+ (混銑率) 十dz (
1/(TE+273))d3 log (Of) +d
4(Input 5iOz(K/T))+ds (In
put Ca0(X/T)) +da ClnputM
gO(K/T)) +dq [Input P(K/T
)) +d@ (Input Mn(K/T)) +d
q (InputTi(K/T) ) +d+o  ・
 ・ ・(8)ここで混銑率−(熔銑量十冷銑量)/(
溶銑量十冷銑量+冷鉄材) Input Sing:吹錬中に投入された副原料の5
in2原単位士溶銑〔Si〕 x60/28 X混銑率 Input Cab:  吹錬中に投入された副原料の
CaO原単位 Input MgO:  吹錬中に投入された副原料の
MgO原単位 Input P:   溶銑中[P)量X混銑率Inp
ut Mn:  吹錬中に投入された副原料の門n原単
位十溶銑中〔−〇〕 X混銑率 Input Ti:  溶銑中(Ti)量X混銑率であ
る。またC0〜C6およびd、〜d、。は直近の吹錬実
績100チヤージのデータに基づき多重回帰して求めた
値で毎チャージ再計算する。従って吹錬末期サブランス
測定時期に上記式(7)、(8)によって目標燐量(P
yt)より必要終点炭素含有量C11,を演算する。
ここでC!TF≦CUTの場合ら7−GETPとして最
終目標炭素含有量を修正する。
次にサブランスにより測定された溶鋼含有炭素量C3お
よび溶鋼濃度T、に基づき、まず式(6)に基づきTs
 、C−、Ctrを与え、TEを求める。
ここで■ T E > T E T  の場合スケール
または鉄鉱石などの塗材を投入する指示をだす。
例えば、スケール投入量(Wnysc)= (TE  
To) Xo、250  ・ ・ (9)鉄鉱石投入量
(Lyr。) = (TE  Ttt) X O,167・ ・ ・0
0)とする。
ここでスケール投入量が10kg/を以上となった場合
残りを鉄鉱石投入とする。次に式(3)に上記スケール
鉄鉱石中の酸素量を差し引いた必要上吹酸素量F 6V
を計算する。
F 6v=FO(Cm、GET)  16yicX0.
15−ゎア、。Xo、20  ・・・・・θ0また■T
E=Ttrの場合、電材投入指示は出さず上記と同様に
式(3)より必要上吹酸素量Fovを計算する。
Fov= Fo(Cs 、C1t)    ・・・・0
2)また■T E < T ITの場合式(6)にTE
T、T3、C3を代入して最終目標炭素濃度CUTを再
修正する。
次に求められたGETを用いて、必要上吹酸素量Fov
を式(3)によって計算する。
Fov−Fo(Cs 、C,、)    ・・・03)
こうして得られた投入合材量および必要上吹酸素量に基
づき、吹錬を終了させる。
吹錬終了と同時にサブランスにより終点温度と終点炭素
含有量を測定し、式(3)、式(6)のF No、FI
Tを更新し、次回の吹錬を行う。
(実施例) 次に本発明にかかる制御法による250トン上下吹転炉
での実施例を示す。
まず、酸素消費速度および昇温速度式(2)、(3)、
(5)、(6)のそれぞれの係数は150チヤージの実
績結果を基に最適値を求めたところ、第1表のようにな
った。
第1表 ダイナミック制御影響係数 log [PE] = d + (χ混銑率]+dz 
[1/ (T÷273) ] +d:+log[oE(
ppm)]+d411nput SiO□] ′k”+
d5[rnput Cab) +k”+da[Inpu
t Mg01 ””+d、1lnput Pi ””+
d、[Input Mn] ””’+dq[Input
 Til””+d+o   ’  ・” (8)’上記
係数に基づくオフラインでの吹錬計算結果は、第2図(
a)、(b)にそれぞれ示す通り酸素原単位連中±1.
ONイ/T以内に9.38%、温度連中±12°C以内
に85.7%で同時連中率は83.6%であった。
また終点炭素含有量、終点燐含有量と終点酸素濃度の関
係は、 および であった、〔CIおよびCP)の連中率は第3図(a)
、(b)にそれぞれ示す通りである。また、これらの係
数をもとに吹錬制御したときの[C)および溶鋼温度の
連中精度を第4図(a)、(b)にそれぞれ示す。終点
rcI 連中は±0.02%以内に88.2%、温度連
中は±12°C以内に83.6%で同時連中は80.2
%であった。
以上からも明らかなように、本発明にかかる吹錬制御法
により安価で高精度の吹錬連中が達成でき、出鋼時の追
加的処理の必要性は大幅に減少した。
(発明の効果) 本発明方法は、吹錬終点、炭素含有量、燐含有量および
温度を安値で高精度で制御でき、成分外れ防止、再吹錬
さらには追加的冷却作業等の必要がほとんどなくなり生
産能率の改善、品質向上、耐火物原単位の削減に大きく
寄与するものである。
なお本発明方法における各種演算はプロセス制御コンピ
ュータに行わせ、さらに自動合材投入、自動送酸停止機
能をこのコンピュータにもたせることによって自動的に
行わせうることも可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の吹錬制御法のフロチャートである。 第2図(a)、(blは、サブランス計測時より終点ま
での酸素量原単位および温度上昇のそれぞれ実績値と本
発明法による推定値とを示すグラフである。 第3図(a)、0))は、終点におけるそれぞれ[CI
 および[Pi の分析値と本発明法による推定値とを
示すグラフである。 第4図(a)、(b)は、終点におけるそれぞれ[CI
 および?8鋼温度の実測値(サブランス)およびグイ
ナミノク終点目標値を示すグラフである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  上下吹転炉において吹錬末期にサブランスによって鋼
    中の炭素含有量(C_s)および鋼中温度(T_s)を
    測定し、あらかじめ吹錬変動要因を考慮し操業実績に基
    づいて立てた酸素消費速度式および昇温速度式より、並
    びに終点酸素量と終点炭素濃度との関係式および終点酸
    素量と終点燐濃度との関係式より、吹錬終了目標炭素含
    有量、燐含有量および温度に到るための所要吹込酸素量
    および所要冷材量を算出し、この算出結果に基づいて転
    炉操業を行うことを特徴とする上下吹転炉における吹錬
    終点制御法。
JP14934490A 1990-06-07 1990-06-07 上下吹転炉における吹錬終点制御法 Pending JPH0441611A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002362364A (ja) * 2001-06-11 2002-12-18 East Japan Railway Co 鉄道用ゲージ
JP2007017201A (ja) * 2005-07-05 2007-01-25 East Japan Railway Co 軌道測定具および軌道測定方法

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