JPH0442451B2 - - Google Patents
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- JPH0442451B2 JPH0442451B2 JP23196789A JP23196789A JPH0442451B2 JP H0442451 B2 JPH0442451 B2 JP H0442451B2 JP 23196789 A JP23196789 A JP 23196789A JP 23196789 A JP23196789 A JP 23196789A JP H0442451 B2 JPH0442451 B2 JP H0442451B2
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- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
Description
［産業上の利用分野］
本発明はMn，ＰおよびＳのうち少なくとも１
種以上の成分について吹止時の溶鋼中濃度を高精
度に推定することのできる方法に関し、詳細に
は、吹錬途中に測定される上記成分の溶鋼中濃度
を基にして、これに操業項目の要因を加えて吹止
成分推定精度を高める方法に関するものである。 ［従来の技術］ 従来の転炉操業においては、吹止めに到つた時
点で転炉内の溶鋼をサンプリングし、溶鋼成分
（特にＣ，Mn，Ｐ，Ｓ等）の成分分析を行なつ
て、これらが目標基準に達しているか否かをチエ
ツクし、不合格であれば再吹錬し、合格判定を持
つてはじめて出鋼するという手順で操業管理がな
されてきた。しかし従来の方法であれば、吹止め
後成分分析が完了するまでに最低５分間を要し、
その結果、(イ)転炉から連鋳機への溶鋼供給ピツチ
が遅くなり、生産能力の向上にとつて重要な溢路
となつているだけでなく、(ロ)溶鋼の炉内滞留時間
が長く耐火物との接触時間が長いこと、並びに出
鋼待ちによる温度低下の恐れのため吹止温度を必
要以上に高く設定する必要があること、等の複合
効果として転炉耐火物の損傷が早いとい問題があ
つた。 そこで近年の転炉操業においては、吹止め後の
成分分析を省略して直ちに出鋼するという形態
（以下迅速出鋼と言う）を採用する方向での検討
が進められ、上記(イ)、(ロ)で述べた様な欠点が解消
されつつある。 しかしながら迅速出鋼操業の実施に当たつて
は、吹止め時の溶鋼成分を、成分分析を行なうこ
となしに言い当てる技術、即ち吹止成分推定技術
を確立することが大前提となる。この推定技術が
不正確であること、(a)事実としては目標成分が達
成されているにもかかわらず未達成であるとの誤
認判定を行なつたときは、不必要な再吹錬を行な
つて前記(イ)、(ロ)の問題を大きくしたり、或は(b)事
実としては目標成分が未達成であるにもかかわら
ず達成であると判断して出鋼を行なつたときは、
規格を満足しない製品を作ることになつてしまう
という問題を生じる。そこで前記推定技術の精度
を高めることが要求され、下記の様な提案がなさ
れている。 （） 吹止時にサブランスを用いて溶鋼をサン
プリングし、凝固点を測定してその値から炭素
濃度を推定する方法。 （） 吹錬中の溶鋼をサンプリングし、隣濃度
の分析値を基にして下記式により吹止燐濃度を
推定する方法（特開昭52−105512）。 ［Ｐ］S＝［Ｐ］B−αt ……(1) ただし ［Ｐ］S：吹止溶鋼中の燐濃度 ［Ｐ］B：吹錬中の溶鋼中燐濃度 α：係数 ｔ：サンプリング採取時から吹止めまでの時間 （） 吹錬中の溶鋼をサンプリングし、Ｃ，
Mn，Ｐ，Ｓの各成分について溶鋼中濃度を分
析し、更に吹止時採取溶鋼の凝固温度または火
花判定等によつて吹止溶鋼中の炭素濃度［Ｃ］S
を推定する。そして溶鋼中におけるＣとMn，
Ｐ，Ｓの関係を示す下記式 ［Ｍ］＝αM（［Ｃ］−AM）kM＋βM ……(2) ただし ［Ｍ］：溶鋼中のMn，Ｐ，Ｓ濃度 Ａ，Ｋ：定数 ［Ｃ］：溶鋼中のＣの濃度 αM，AM，kM：定数 βM：溶鋼中の炭素濃度を小さくしたときの
［Ｍ］の到達最小値 を用い、前記式におけるβMを、吹錬条件、吹
錬中採取サンプル分析値、各時点における溶鋼
温度等の要因xiから下記式 βM＝aOM＋ΣaiM・Xi ……(3) ただしaiM：係数 によつて決定する。そして前記(2)式に［Ｃ］，
［Ｍ］，βMを代入することによつて該(2)式にお
ける係数αMを決定し、更に前記で推定された
吹止溶鋼中の炭素濃度［Ｃ］Sを前記(2)式の
［Ｃ］に代入して［Ｍ］の値、即ち吹止溶鋼中
のMn，Ｐ，Ｓを推定する方法（特開昭56−
3611）。 （） 吹止時にサブランスを適用し、酸素濃淡
電池を原理とする酸素センサーによつて溶鋼中
の酸素分圧を推定し、更に副原料等の操業条件
xiを要因に加え、下記式、 ［Ｍ］S＝a0［Ｏ］F＋Σ（ai・xi）＋Ｋ ……(4) ただし ［Ｍ］S：吹止溶鋼中のMn，Ｐ，Ｓ濃度 ［Ｏ］F：溶鋼中の酸素分圧 aO，ai：係数 Ｋ：定数 によつて吹止時のMn，Ｐ，Ｓ濃度を推定す
る。 ［発明が解決しようとする課題］ 上記（）〜（）の方法は夫々次の様な欠点
を有している。 まず（）の方法は炭素濃度の推定に適用でき
るだけであり、しかも液相線温度の［Ｃ］依存性
が小さい低炭素領域（［Ｃ］≦0.10％）ではσ＝
0.02％程度の推定精度しか得られない。 次に（）の方法は溶鋼中［Ｐ］が吹錬時間の
みに依存するとの仮定の下で組立てた推定法であ
り鋼種や操業条件に変動の無い場合は一応有効な
手段であるが、これらがチヤージ毎に変動する様
な場合には適用することができず、また燐濃度の
推定にしか利用できない。 （）の方法はMn，Ｐ，Ｓの各濃度の推定に
利用できるが、各元素毎の推定精度はσ（Mn）＝
0.0149％、σ（Ｐ）＝0.00177％、σ（Ｓ）＝0.00151
％程度であり、成分規格の厳しい鋼種や、転炉に
おける脱燐条件が厳しく負荷されている様な鋼種
には安心して適用することができないという欠点
がある。 最後に（）の方法は、低炭素域において特に
有用な手段であり、且つＣ濃度の推定精度はσ＝
0.0073％と良好であるが、他の成分についてみる
と、σ（Mn）＝0.0165％、σ（Ｐ）＝0.00294％、σ
（Ｓ）＝0.00102％程度に止まり、（）の場合と同
様適用範囲は狭い。 以上述べた様に特に吹止め時のMn，Ｐ，Ｓ濃
度については高炭素域および低炭素域を通じて高
精度に推定できる技術が知られておらず、転炉精
錬法における迅速出鋼操業の採用比率は未だ低
い。本発明は上記の様な事情を考慮してなされた
ものであつて、転炉吹錬におけるMn，Ｐ，Ｓの
各吹止時濃度を高精度に推定し得る技術を確立す
ることによつて、迅速出鋼比率の向上に資するこ
とを目的とするものである。 ［課題を解決する為の手段］ 上記目的を達成することのできた本発明とは、
転炉吹錬途中に溶鋼サンプルを採取し、Mn，Ｐ
およびＳのうち少なくとも１種以上の成分につい
て吹錬途中における溶鋼中濃度［Ｍ］Bを測定し、
その結果を用いて当該成分の吹止溶鋼中濃度
［Ｍ］Sを推定する方法において、 (1) 副原料の量 (2) 溶鋼サンプル採取時点から吹止迄の吹錬酸素
使用量、 (3) 酸素バランスから計算されるスラグ中残留酸
素量、 (4) 吹止時に測定される溶鋼中の酸素分圧、 (5) 吹止時の溶鋼温度 (6) 吹止時の炭素濃度 (7) 溶銑条件 よりなる操業項目群の中から少なくとも１以上の
項目を選び、当該選ばれた項目に係る要因を前記
吹錬途中における溶鋼中濃度［Ｍ］Bに加えて構成
される下記回帰式 ［Ｍ］S＝［Ｍ］B＋ΣαXi＋定数 ……［］ 式中 ［Ｍ］S：吹止溶鋼中濃度 ［Ｍ］B：吹錬途中における溶鋼中濃度 α：係数 Xi：前記(1)〜(7)よりなる操業項目群の中から
選ばれる１以上の項目に係る要因 に基づいて当該成分の吹止溶鋼中濃度を推定する
ことを要旨とするものである。 ［作用］ 酸素吹錬における鋼浴中Mn，Ｐ，Ｓの反応に
ついては次の様な反応が考えられる。 ［Mn］＋（FeO）＝（MnO）＋Fe ２［Ｐ］＋４（caO′）＋５（FeO） ＝（CaO′）4・P2O5＋5Fe （CaO）＋［FeS］＝ （CaS）＋（FeO） ［Ｓ］＋２［Ｏ］＝SO2（ガス） 従つて吹止時の鋼浴中Mn，Ｐ，Ｓ濃度の支配
因子としては溶銑条件（溶銑の量や成分組成−特
にMn，Ｐ，Ｓの濃度）、スラグ量、並びに溶鋼
−スラグ間の各成分の分配関係が挙げられる。こ
れらのうち溶鋼−スラグ間の分配関係を更に詳細
に分析すると、スラグ組成（特にCaO濃度や
SiO2濃度）、系中の酸素分圧（具体的にはスラグ
中のFeO濃度、溶鋼中の酸素分圧）並びに吹止時
の溶鋼温度や炭素濃度が重要な支配因子となつて
いる。 そのため本発明者等は、吹錬途中にサンプリン
グした溶鋼から得られる溶鋼中のMn，Ｐ，Ｓ濃
度情報を推定計算のベースに置きつつ、これらに
加えて (1) 副原料の量 (2) 前記途中サンブリング以後の吹錬酸素量 (3) 吹止時のスラグ中残留酸素量 (4) 吹止時の溶鋼中酸素分圧 (5) 吹止時の溶鋼温度 (6) 吹止時の炭素濃度 (7) 溶銑条件 の中から選ばれる１項目以上を要因として組合わ
せ、統計的に作成した前記式(5)を用いて吹止迄に
溶鋼中濃度がどの様に変化するかを考慮に入れ、
吹止時の最終的溶鋼中濃度を推定することとした
のである。尚より高精度の推定を行なうには、前
記７項目の全てを要因として加えることが推奨さ
れる。 吹錬途中のサンプリング溶鋼を対象とする
Mn，Ｐ，Ｓ濃度の測定に当たつてはその方法を
限定しないが、カントバツク分析法（例えば真空
型発行分析装置によるパルス分析測定方式）は有
効な手段として推奨される。 上記(1)の項目は吹錬の開始に当たつて設計され
る項目であり、また(2)の項目は吹錬実績として容
易に把握できる項目であるから、これら２項目に
係る情報については格別の困難なしに入手でき
る。 次に(3)の項目については次の計算式によつて算
出すれば良い。 ΔOS＝∫t t1｛（インプツト酸素−アウトプツト酸
素）｝dt 但し t1：前記途中サンプリングした時期 インプツト酸素：吹錬酸素量と副原料中
の酸素量から求める アウトプツト酸素：排ガスの中の酸素量 スラグ中残留酸素の計算方式は上記計算式に限
定される訳ではないが、上記計算式で求める場合
は、前チャージの残留スラグ中に含まれる酸素量
による変動を受けず、また計算期間が短いのでセ
ンサー誤差も少なくなり、精度の高い吹錬制御用
パラメータとして採用される。 (4)の項目については吹止時にサブランスを適用
し、適宜の酸素センサーを用いて溶鋼中の酸素分
圧（以下［Ｏ］Fと記す）を測定する。酸素センサ
ーの機構については本発明を制限しないが、酸素
濃淡電池をサプランスの先端に取付けておこなう
方式を採用すれば、溶鋼中にこれを浸漬して測定
することができるので、溶鋼サンプルを汲出して
色々な測定を行なう方式に比べて顕著な時間短縮
を図ることができる。 (5)の項目である吹止時の溶鋼温度についてはサ
ブランスを用いて簡単に測定することができる
し、場合によつては転炉のダイナミツク・コント
ロールとして公知の手法を用いて推定した値をそ
のまま採用することもできる。 (6)の項目である吹止時の炭素濃度については例
えばサプランスを用いて採取されたサンプル溶鋼
の凝固温度に基づく炭素濃度推定によつて求める
方法や、前述のダイナミツク・コントロール法を
利用して推定する方法等が例示される。 (7)の項目である溶銑条件としては吹錬の主原料
となる溶銑の量及び溶銑中のMn，Ｐ，Ｓ濃度を
夫々初期データの中から選択して使用する。 本発明における測定項目(1)〜(7)のうちもつとも
重要なものは(4)で述べた溶鋼中の酸素分圧［Ｏ］F
であるが、従来本発明者らが［Ｏ］Fをベースにし
て吹止溶鋼中のMn，Ｐ，Ｓ濃度を推定する技術
を研究していたところ、低炭素域では計算値と実
測値の間に相関性が認められたにもかかわらず、
高炭素域ではスラグが過酸化状態となつてスラグ
−溶鋼間が非平衡状態となり、計算値と実測値は
全く合わず、高炭素域では［Ｏ］Fによる推定はで
きなかつた。 これに対し本発明では吹錬途中にサンプリング
し、溶鋼中のMn，Ｐ，Ｓ濃度を迅速分析し、そ
のデーターに前記(4)を除く(1)〜(6)の要因を加えて
吹止時のMn，Ｐ，Ｓ濃度を推定する様にしたの
で、推定精度が極めて高いものとなつた。 ［実施例］ 第１図は本発明方法によつて成分推定を行なう
場合の実施例フロー図であり、吹止の2.5分間に
サブランスを浸漬して溶鋼中のＣ濃度および溶鋼
温度を測定すると共に、Mn，Ｐ，Ｓ濃度を測定
するための溶鋼をサンプリングし、カントバツク
分析に供する。一方吹止時点にもサブランスを浸
漬し、ここでは溶鋼温度と［Ｏ］Fを測定して前記
カントバツク分析結果と共にCPUにインプツト
し、ここで迅速に計算を行ない、目標成分と照合
して出鋼の可否を判定する。そして不合格であれ
ば再吹錬する。尚本発明はサンプルのカントバツ
ク分析によつて吹止時点そのものを制御するもの
ではないから、吹止時点は計画通り実行すること
とし、そのときのMn，Ｐ，Ｓ濃度を直接濃度分
析によらなくとも迅速且つ高精度に推定できる方
法である。 実施例 １ 240トン上下吹転炉を用い、第１表に示す成分
規格の高炭素鋼を得る目的で吹錬を計画した。ま
ず第２表に示す成分の予備処理された溶銑250ト
ンを転炉に装入した。吹錬を開始し、生石灰３ト
ン、軽焼ドロマイト２トン、蛍石0.9トンを装入
した。吹錬開始後13分目にサブランスで溶鋼サン
ブルを採取・回収し、Mn，Ｐ，Ｓを分析した。
吹錬はサンプル採取時点から2.5分後に終了し、
サブランスを用いて溶鋼温度を測定した。当チヤ
ージにおいて、サンプル分析値、投入した生石
灰、軽焼ドロマイト、蛍石の量、サンプル採取時
点から吹止までのインプツト酸素量（吹錬酸素、
巻き込み空気）とアウトプツト酸素量（CO，
CO2）の差から計算した残留酸素量412Nm3、お
よび吹止で測定した溶鋼温度1680℃を要因として
(5)式で吹止のMn，Ｐ，Ｓを推定したところ、第
３表の値が得られた。Ｐ，Ｓは第２表の成分規格
を満足していたのでただちに出鋼を開始し、Mn
については規格の成分に達するようMn合金鉄を
投入した。なお、Ｃについては従来法（）で推
定した。また吹止でサブランスを用いて溶鋼温度
を測定する際に溶鋼サンプル採取も行ない、別途
分析したところ第４表の値であり、本法による推
定は高炭素鋼においても高い精度であることを確
認した。
種以上の成分について吹止時の溶鋼中濃度を高精
度に推定することのできる方法に関し、詳細に
は、吹錬途中に測定される上記成分の溶鋼中濃度
を基にして、これに操業項目の要因を加えて吹止
成分推定精度を高める方法に関するものである。 ［従来の技術］ 従来の転炉操業においては、吹止めに到つた時
点で転炉内の溶鋼をサンプリングし、溶鋼成分
（特にＣ，Mn，Ｐ，Ｓ等）の成分分析を行なつ
て、これらが目標基準に達しているか否かをチエ
ツクし、不合格であれば再吹錬し、合格判定を持
つてはじめて出鋼するという手順で操業管理がな
されてきた。しかし従来の方法であれば、吹止め
後成分分析が完了するまでに最低５分間を要し、
その結果、(イ)転炉から連鋳機への溶鋼供給ピツチ
が遅くなり、生産能力の向上にとつて重要な溢路
となつているだけでなく、(ロ)溶鋼の炉内滞留時間
が長く耐火物との接触時間が長いこと、並びに出
鋼待ちによる温度低下の恐れのため吹止温度を必
要以上に高く設定する必要があること、等の複合
効果として転炉耐火物の損傷が早いとい問題があ
つた。 そこで近年の転炉操業においては、吹止め後の
成分分析を省略して直ちに出鋼するという形態
（以下迅速出鋼と言う）を採用する方向での検討
が進められ、上記(イ)、(ロ)で述べた様な欠点が解消
されつつある。 しかしながら迅速出鋼操業の実施に当たつて
は、吹止め時の溶鋼成分を、成分分析を行なうこ
となしに言い当てる技術、即ち吹止成分推定技術
を確立することが大前提となる。この推定技術が
不正確であること、(a)事実としては目標成分が達
成されているにもかかわらず未達成であるとの誤
認判定を行なつたときは、不必要な再吹錬を行な
つて前記(イ)、(ロ)の問題を大きくしたり、或は(b)事
実としては目標成分が未達成であるにもかかわら
ず達成であると判断して出鋼を行なつたときは、
規格を満足しない製品を作ることになつてしまう
という問題を生じる。そこで前記推定技術の精度
を高めることが要求され、下記の様な提案がなさ
れている。 （） 吹止時にサブランスを用いて溶鋼をサン
プリングし、凝固点を測定してその値から炭素
濃度を推定する方法。 （） 吹錬中の溶鋼をサンプリングし、隣濃度
の分析値を基にして下記式により吹止燐濃度を
推定する方法（特開昭52−105512）。 ［Ｐ］S＝［Ｐ］B−αt ……(1) ただし ［Ｐ］S：吹止溶鋼中の燐濃度 ［Ｐ］B：吹錬中の溶鋼中燐濃度 α：係数 ｔ：サンプリング採取時から吹止めまでの時間 （） 吹錬中の溶鋼をサンプリングし、Ｃ，
Mn，Ｐ，Ｓの各成分について溶鋼中濃度を分
析し、更に吹止時採取溶鋼の凝固温度または火
花判定等によつて吹止溶鋼中の炭素濃度［Ｃ］S
を推定する。そして溶鋼中におけるＣとMn，
Ｐ，Ｓの関係を示す下記式 ［Ｍ］＝αM（［Ｃ］−AM）kM＋βM ……(2) ただし ［Ｍ］：溶鋼中のMn，Ｐ，Ｓ濃度 Ａ，Ｋ：定数 ［Ｃ］：溶鋼中のＣの濃度 αM，AM，kM：定数 βM：溶鋼中の炭素濃度を小さくしたときの
［Ｍ］の到達最小値 を用い、前記式におけるβMを、吹錬条件、吹
錬中採取サンプル分析値、各時点における溶鋼
温度等の要因xiから下記式 βM＝aOM＋ΣaiM・Xi ……(3) ただしaiM：係数 によつて決定する。そして前記(2)式に［Ｃ］，
［Ｍ］，βMを代入することによつて該(2)式にお
ける係数αMを決定し、更に前記で推定された
吹止溶鋼中の炭素濃度［Ｃ］Sを前記(2)式の
［Ｃ］に代入して［Ｍ］の値、即ち吹止溶鋼中
のMn，Ｐ，Ｓを推定する方法（特開昭56−
3611）。 （） 吹止時にサブランスを適用し、酸素濃淡
電池を原理とする酸素センサーによつて溶鋼中
の酸素分圧を推定し、更に副原料等の操業条件
xiを要因に加え、下記式、 ［Ｍ］S＝a0［Ｏ］F＋Σ（ai・xi）＋Ｋ ……(4) ただし ［Ｍ］S：吹止溶鋼中のMn，Ｐ，Ｓ濃度 ［Ｏ］F：溶鋼中の酸素分圧 aO，ai：係数 Ｋ：定数 によつて吹止時のMn，Ｐ，Ｓ濃度を推定す
る。 ［発明が解決しようとする課題］ 上記（）〜（）の方法は夫々次の様な欠点
を有している。 まず（）の方法は炭素濃度の推定に適用でき
るだけであり、しかも液相線温度の［Ｃ］依存性
が小さい低炭素領域（［Ｃ］≦0.10％）ではσ＝
0.02％程度の推定精度しか得られない。 次に（）の方法は溶鋼中［Ｐ］が吹錬時間の
みに依存するとの仮定の下で組立てた推定法であ
り鋼種や操業条件に変動の無い場合は一応有効な
手段であるが、これらがチヤージ毎に変動する様
な場合には適用することができず、また燐濃度の
推定にしか利用できない。 （）の方法はMn，Ｐ，Ｓの各濃度の推定に
利用できるが、各元素毎の推定精度はσ（Mn）＝
0.0149％、σ（Ｐ）＝0.00177％、σ（Ｓ）＝0.00151
％程度であり、成分規格の厳しい鋼種や、転炉に
おける脱燐条件が厳しく負荷されている様な鋼種
には安心して適用することができないという欠点
がある。 最後に（）の方法は、低炭素域において特に
有用な手段であり、且つＣ濃度の推定精度はσ＝
0.0073％と良好であるが、他の成分についてみる
と、σ（Mn）＝0.0165％、σ（Ｐ）＝0.00294％、σ
（Ｓ）＝0.00102％程度に止まり、（）の場合と同
様適用範囲は狭い。 以上述べた様に特に吹止め時のMn，Ｐ，Ｓ濃
度については高炭素域および低炭素域を通じて高
精度に推定できる技術が知られておらず、転炉精
錬法における迅速出鋼操業の採用比率は未だ低
い。本発明は上記の様な事情を考慮してなされた
ものであつて、転炉吹錬におけるMn，Ｐ，Ｓの
各吹止時濃度を高精度に推定し得る技術を確立す
ることによつて、迅速出鋼比率の向上に資するこ
とを目的とするものである。 ［課題を解決する為の手段］ 上記目的を達成することのできた本発明とは、
転炉吹錬途中に溶鋼サンプルを採取し、Mn，Ｐ
およびＳのうち少なくとも１種以上の成分につい
て吹錬途中における溶鋼中濃度［Ｍ］Bを測定し、
その結果を用いて当該成分の吹止溶鋼中濃度
［Ｍ］Sを推定する方法において、 (1) 副原料の量 (2) 溶鋼サンプル採取時点から吹止迄の吹錬酸素
使用量、 (3) 酸素バランスから計算されるスラグ中残留酸
素量、 (4) 吹止時に測定される溶鋼中の酸素分圧、 (5) 吹止時の溶鋼温度 (6) 吹止時の炭素濃度 (7) 溶銑条件 よりなる操業項目群の中から少なくとも１以上の
項目を選び、当該選ばれた項目に係る要因を前記
吹錬途中における溶鋼中濃度［Ｍ］Bに加えて構成
される下記回帰式 ［Ｍ］S＝［Ｍ］B＋ΣαXi＋定数 ……［］ 式中 ［Ｍ］S：吹止溶鋼中濃度 ［Ｍ］B：吹錬途中における溶鋼中濃度 α：係数 Xi：前記(1)〜(7)よりなる操業項目群の中から
選ばれる１以上の項目に係る要因 に基づいて当該成分の吹止溶鋼中濃度を推定する
ことを要旨とするものである。 ［作用］ 酸素吹錬における鋼浴中Mn，Ｐ，Ｓの反応に
ついては次の様な反応が考えられる。 ［Mn］＋（FeO）＝（MnO）＋Fe ２［Ｐ］＋４（caO′）＋５（FeO） ＝（CaO′）4・P2O5＋5Fe （CaO）＋［FeS］＝ （CaS）＋（FeO） ［Ｓ］＋２［Ｏ］＝SO2（ガス） 従つて吹止時の鋼浴中Mn，Ｐ，Ｓ濃度の支配
因子としては溶銑条件（溶銑の量や成分組成−特
にMn，Ｐ，Ｓの濃度）、スラグ量、並びに溶鋼
−スラグ間の各成分の分配関係が挙げられる。こ
れらのうち溶鋼−スラグ間の分配関係を更に詳細
に分析すると、スラグ組成（特にCaO濃度や
SiO2濃度）、系中の酸素分圧（具体的にはスラグ
中のFeO濃度、溶鋼中の酸素分圧）並びに吹止時
の溶鋼温度や炭素濃度が重要な支配因子となつて
いる。 そのため本発明者等は、吹錬途中にサンプリン
グした溶鋼から得られる溶鋼中のMn，Ｐ，Ｓ濃
度情報を推定計算のベースに置きつつ、これらに
加えて (1) 副原料の量 (2) 前記途中サンブリング以後の吹錬酸素量 (3) 吹止時のスラグ中残留酸素量 (4) 吹止時の溶鋼中酸素分圧 (5) 吹止時の溶鋼温度 (6) 吹止時の炭素濃度 (7) 溶銑条件 の中から選ばれる１項目以上を要因として組合わ
せ、統計的に作成した前記式(5)を用いて吹止迄に
溶鋼中濃度がどの様に変化するかを考慮に入れ、
吹止時の最終的溶鋼中濃度を推定することとした
のである。尚より高精度の推定を行なうには、前
記７項目の全てを要因として加えることが推奨さ
れる。 吹錬途中のサンプリング溶鋼を対象とする
Mn，Ｐ，Ｓ濃度の測定に当たつてはその方法を
限定しないが、カントバツク分析法（例えば真空
型発行分析装置によるパルス分析測定方式）は有
効な手段として推奨される。 上記(1)の項目は吹錬の開始に当たつて設計され
る項目であり、また(2)の項目は吹錬実績として容
易に把握できる項目であるから、これら２項目に
係る情報については格別の困難なしに入手でき
る。 次に(3)の項目については次の計算式によつて算
出すれば良い。 ΔOS＝∫t t1｛（インプツト酸素−アウトプツト酸
素）｝dt 但し t1：前記途中サンプリングした時期 インプツト酸素：吹錬酸素量と副原料中
の酸素量から求める アウトプツト酸素：排ガスの中の酸素量 スラグ中残留酸素の計算方式は上記計算式に限
定される訳ではないが、上記計算式で求める場合
は、前チャージの残留スラグ中に含まれる酸素量
による変動を受けず、また計算期間が短いのでセ
ンサー誤差も少なくなり、精度の高い吹錬制御用
パラメータとして採用される。 (4)の項目については吹止時にサブランスを適用
し、適宜の酸素センサーを用いて溶鋼中の酸素分
圧（以下［Ｏ］Fと記す）を測定する。酸素センサ
ーの機構については本発明を制限しないが、酸素
濃淡電池をサプランスの先端に取付けておこなう
方式を採用すれば、溶鋼中にこれを浸漬して測定
することができるので、溶鋼サンプルを汲出して
色々な測定を行なう方式に比べて顕著な時間短縮
を図ることができる。 (5)の項目である吹止時の溶鋼温度についてはサ
ブランスを用いて簡単に測定することができる
し、場合によつては転炉のダイナミツク・コント
ロールとして公知の手法を用いて推定した値をそ
のまま採用することもできる。 (6)の項目である吹止時の炭素濃度については例
えばサプランスを用いて採取されたサンプル溶鋼
の凝固温度に基づく炭素濃度推定によつて求める
方法や、前述のダイナミツク・コントロール法を
利用して推定する方法等が例示される。 (7)の項目である溶銑条件としては吹錬の主原料
となる溶銑の量及び溶銑中のMn，Ｐ，Ｓ濃度を
夫々初期データの中から選択して使用する。 本発明における測定項目(1)〜(7)のうちもつとも
重要なものは(4)で述べた溶鋼中の酸素分圧［Ｏ］F
であるが、従来本発明者らが［Ｏ］Fをベースにし
て吹止溶鋼中のMn，Ｐ，Ｓ濃度を推定する技術
を研究していたところ、低炭素域では計算値と実
測値の間に相関性が認められたにもかかわらず、
高炭素域ではスラグが過酸化状態となつてスラグ
−溶鋼間が非平衡状態となり、計算値と実測値は
全く合わず、高炭素域では［Ｏ］Fによる推定はで
きなかつた。 これに対し本発明では吹錬途中にサンプリング
し、溶鋼中のMn，Ｐ，Ｓ濃度を迅速分析し、そ
のデーターに前記(4)を除く(1)〜(6)の要因を加えて
吹止時のMn，Ｐ，Ｓ濃度を推定する様にしたの
で、推定精度が極めて高いものとなつた。 ［実施例］ 第１図は本発明方法によつて成分推定を行なう
場合の実施例フロー図であり、吹止の2.5分間に
サブランスを浸漬して溶鋼中のＣ濃度および溶鋼
温度を測定すると共に、Mn，Ｐ，Ｓ濃度を測定
するための溶鋼をサンプリングし、カントバツク
分析に供する。一方吹止時点にもサブランスを浸
漬し、ここでは溶鋼温度と［Ｏ］Fを測定して前記
カントバツク分析結果と共にCPUにインプツト
し、ここで迅速に計算を行ない、目標成分と照合
して出鋼の可否を判定する。そして不合格であれ
ば再吹錬する。尚本発明はサンプルのカントバツ
ク分析によつて吹止時点そのものを制御するもの
ではないから、吹止時点は計画通り実行すること
とし、そのときのMn，Ｐ，Ｓ濃度を直接濃度分
析によらなくとも迅速且つ高精度に推定できる方
法である。 実施例 １ 240トン上下吹転炉を用い、第１表に示す成分
規格の高炭素鋼を得る目的で吹錬を計画した。ま
ず第２表に示す成分の予備処理された溶銑250ト
ンを転炉に装入した。吹錬を開始し、生石灰３ト
ン、軽焼ドロマイト２トン、蛍石0.9トンを装入
した。吹錬開始後13分目にサブランスで溶鋼サン
ブルを採取・回収し、Mn，Ｐ，Ｓを分析した。
吹錬はサンプル採取時点から2.5分後に終了し、
サブランスを用いて溶鋼温度を測定した。当チヤ
ージにおいて、サンプル分析値、投入した生石
灰、軽焼ドロマイト、蛍石の量、サンプル採取時
点から吹止までのインプツト酸素量（吹錬酸素、
巻き込み空気）とアウトプツト酸素量（CO，
CO2）の差から計算した残留酸素量412Nm3、お
よび吹止で測定した溶鋼温度1680℃を要因として
(5)式で吹止のMn，Ｐ，Ｓを推定したところ、第
３表の値が得られた。Ｐ，Ｓは第２表の成分規格
を満足していたのでただちに出鋼を開始し、Mn
については規格の成分に達するようMn合金鉄を
投入した。なお、Ｃについては従来法（）で推
定した。また吹止でサブランスを用いて溶鋼温度
を測定する際に溶鋼サンプル採取も行ない、別途
分析したところ第４表の値であり、本法による推
定は高炭素鋼においても高い精度であることを確
認した。
【表】
【表】
【表】
【表】
実施例 ２
240トン上下吹転炉を用いて高炭素高を溶製す
るに当たり、サブランスを用いて吹錬途中に溶鋼
サンプルを採取し、カントバツク分析によつて溶
鋼中のMn，Ｐ，Ｓ濃度を測定した。一方当該チ
ヤージに投入されている副原料（生石灰、蛍石、
ドロマイト）の量、サンプル採取時点から吹止ま
での吹錬酸素使用量、酸素バランスから計算した
スラグ中の残留酸素量および溶鋼温度を要因とし
て加え、統計的に求めた前記(5)式を用いて吹止時
のＰ濃度を求めて推定値とした。第２図は推定値
と実測値の相関性を示すグラフでσ＝0.00151％
の高精度で推定することができた。 実施例 ３ 240トン転炉を用い、第５表に示す成分規格の
低炭素鋼を目的として溶製した。まず転炉にスク
ラツプ25トン、続いて第６表の成分の溶銑を225
トン装入した。吹錬を開始し、生石灰９トン、軽
焼ドロマイト４トン、蛍石0.8トンを装入した。
吹錬開始後12分目にサブランスで溶鋼サンプルを
採取・回収し、Mn，Ｐ，Ｓを分析した。吹錬は
サンプル採取時点から2.5分後に終了し、その際、
サブランスを用いて溶鋼温度および［Ｏ］Fを測定
した。ここで、当該サンプル分析値、投入した生
石灰、軽焼ドロマイト、蛍石の量、サンプル採取
時点から吹止までの吹錬酸素使用量2000Nm3、吹
止で測定した溶鋼温度1660℃ならびに［Ｏ］F
750ppmを要因として(5)式を用いて吹止のMn，
Ｐ，Ｓを推定したところ、第７表の値が得られ
た。Ｐ，Ｓは第１表の成分規格を満足していたの
でただちに出鋼を開始し、Mnについては規格の
成分に達するようMn合金鉄を投入した。なお、
Ｃについては従来法（）で推定した。また、吹
止でサブランスを用いて溶鋼温度および［Ｏ］Fを
測定する際に溶鋼サンプル採取も行なつておき、
別途分析したところ第８表の値であり、本法によ
る推定は高炭素鋼においても高い精度であること
を確認した。
るに当たり、サブランスを用いて吹錬途中に溶鋼
サンプルを採取し、カントバツク分析によつて溶
鋼中のMn，Ｐ，Ｓ濃度を測定した。一方当該チ
ヤージに投入されている副原料（生石灰、蛍石、
ドロマイト）の量、サンプル採取時点から吹止ま
での吹錬酸素使用量、酸素バランスから計算した
スラグ中の残留酸素量および溶鋼温度を要因とし
て加え、統計的に求めた前記(5)式を用いて吹止時
のＰ濃度を求めて推定値とした。第２図は推定値
と実測値の相関性を示すグラフでσ＝0.00151％
の高精度で推定することができた。 実施例 ３ 240トン転炉を用い、第５表に示す成分規格の
低炭素鋼を目的として溶製した。まず転炉にスク
ラツプ25トン、続いて第６表の成分の溶銑を225
トン装入した。吹錬を開始し、生石灰９トン、軽
焼ドロマイト４トン、蛍石0.8トンを装入した。
吹錬開始後12分目にサブランスで溶鋼サンプルを
採取・回収し、Mn，Ｐ，Ｓを分析した。吹錬は
サンプル採取時点から2.5分後に終了し、その際、
サブランスを用いて溶鋼温度および［Ｏ］Fを測定
した。ここで、当該サンプル分析値、投入した生
石灰、軽焼ドロマイト、蛍石の量、サンプル採取
時点から吹止までの吹錬酸素使用量2000Nm3、吹
止で測定した溶鋼温度1660℃ならびに［Ｏ］F
750ppmを要因として(5)式を用いて吹止のMn，
Ｐ，Ｓを推定したところ、第７表の値が得られ
た。Ｐ，Ｓは第１表の成分規格を満足していたの
でただちに出鋼を開始し、Mnについては規格の
成分に達するようMn合金鉄を投入した。なお、
Ｃについては従来法（）で推定した。また、吹
止でサブランスを用いて溶鋼温度および［Ｏ］Fを
測定する際に溶鋼サンプル採取も行なつておき、
別途分析したところ第８表の値であり、本法によ
る推定は高炭素鋼においても高い精度であること
を確認した。
【表】
【表】
【表】
【表】
実施例 ４
240トン上下吹転炉を用い、Ｃ≦0.30％の低炭
素鋼を溶製するに当たり、サブランスを用いて吹
錬途中に溶鋼サンプルを採取し、カントバツク分
析によつて溶鋼中のMn，Ｐ，Ｓ濃度を測定し
た。一方当該チヤージに投入されている副原料
（生石灰、蛍石、ドロマイト）の量、サンプル採
取時点から吹止までの吹錬酸素使用量並びに吹止
時にサブランスを用いて測定した溶鋼温度及びＣ
濃度を要因として加え、統計的に求めた前記(5)式
を用いて吹止時のMn，Ｐ濃度を求めて推定値と
した。第３図はMnについての推定値と実測値の
相関性を示すグラフであり、σ＝0.0093％の高精
度で優れた相関性が認められた。第４図はＰにつ
いての同様のグラフであり、σ＝0.00145％の高
精度で優れた相関性を認めることができた。 第９表は［Ｏ］Fに基づいて同様の推定を行なつ
た場合と本発明の場合について、夫々低炭素鋼の
場合の推定精度を比較したものであり、本発明の
方がすぐれた推定精度を示すことが分かる。
素鋼を溶製するに当たり、サブランスを用いて吹
錬途中に溶鋼サンプルを採取し、カントバツク分
析によつて溶鋼中のMn，Ｐ，Ｓ濃度を測定し
た。一方当該チヤージに投入されている副原料
（生石灰、蛍石、ドロマイト）の量、サンプル採
取時点から吹止までの吹錬酸素使用量並びに吹止
時にサブランスを用いて測定した溶鋼温度及びＣ
濃度を要因として加え、統計的に求めた前記(5)式
を用いて吹止時のMn，Ｐ濃度を求めて推定値と
した。第３図はMnについての推定値と実測値の
相関性を示すグラフであり、σ＝0.0093％の高精
度で優れた相関性が認められた。第４図はＰにつ
いての同様のグラフであり、σ＝0.00145％の高
精度で優れた相関性を認めることができた。 第９表は［Ｏ］Fに基づいて同様の推定を行なつ
た場合と本発明の場合について、夫々低炭素鋼の
場合の推定精度を比較したものであり、本発明の
方がすぐれた推定精度を示すことが分かる。
【表】
［発明の効果］
本発明は上記の様に構成されているので、吹止
溶鋼中のMn，Ｐ，Ｓ濃度を、直接分析するに必
要な時間をかけないで短時間に推定することがで
き、またその推定精度は低炭素鋼、高炭素鋼の如
何を問わず高い。従つて低燐鋼の様に成分規格の
厳格な鋼種であつても迅速出鋼システム中に組入
れることが可能となり、迅速出鋼の採用比率を高
めることに資することができた。
溶鋼中のMn，Ｐ，Ｓ濃度を、直接分析するに必
要な時間をかけないで短時間に推定することがで
き、またその推定精度は低炭素鋼、高炭素鋼の如
何を問わず高い。従つて低燐鋼の様に成分規格の
厳格な鋼種であつても迅速出鋼システム中に組入
れることが可能となり、迅速出鋼の採用比率を高
めることに資することができた。
第１図は本発明の実施例に係る推定手順を示す
フロー図、第２図は高炭素鋼におけるＰ濃度につ
いての推定値と実測値の関係を示すグラフ、第３
図は低炭素鋼におけるMn濃度についての推定値
と実測値の関係を示すグラフ、第４図は低炭素鋼
におけるＰ濃度についての推定値と実測値の関係
を示すグラフである。
フロー図、第２図は高炭素鋼におけるＰ濃度につ
いての推定値と実測値の関係を示すグラフ、第３
図は低炭素鋼におけるMn濃度についての推定値
と実測値の関係を示すグラフ、第４図は低炭素鋼
におけるＰ濃度についての推定値と実測値の関係
を示すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 転炉吹錬途中に溶鋼サンプルを採取し、
Mn，ＰおよびＳのうち少なくとも１種以上の成
分について吹錬途中における溶鋼中濃度［Ｍ］Bを
測定し、その結果を用いて当該成分の吹止溶鋼中
濃度［Ｍ］Sを推定する方法において、 (1) 副原料の量、 (2) 溶鋼サンプル採取時点から吹止迄の吹錬酸素
使用量、 (3) 酸素バランスから計算されるスラグ中残留酸
素量、 (4) 吹止時に測定される溶鋼中の酸素分圧、 (5) 吹止時の溶鋼温度 (6) 吹止時の炭素濃度 (7) 溶銑条件 よりなる操業項目群の中から少なくとも１以上の
項目を選び、当該選ばれた項目に係る要因を前記
吹錬途中における溶鋼中濃度［Ｍ］Bに加えて構成
される下記回帰式 ［Ｍ］S＝［Ｍ］B＋ΣαXi＋定数 ……［］ 式中 ［Ｍ］S：吹止溶鋼中濃度 ［Ｍ］B：吹錬途中における溶鋼中濃度 α：係数 Xi：前記(1)〜(7)よりなる操業項目群の中から
選ばれる１以上の項目に係る要因 に基づいて当該成分の吹止溶鋼中濃度を推定する
ことを特徴とする転炉吹止成分推定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23196789A JPH02170909A (ja) | 1988-09-07 | 1989-09-07 | 転炉の吹止成分推定方法 |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22508888 | 1988-09-07 | ||
| JP63-225089 | 1988-09-07 | ||
| JP63-225088 | 1988-09-07 | ||
| JP23196789A JPH02170909A (ja) | 1988-09-07 | 1989-09-07 | 転炉の吹止成分推定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02170909A JPH02170909A (ja) | 1990-07-02 |
| JPH0442451B2 true JPH0442451B2 (ja) | 1992-07-13 |
Family
ID=26526431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23196789A Granted JPH02170909A (ja) | 1988-09-07 | 1989-09-07 | 転炉の吹止成分推定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02170909A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5582105B2 (ja) * | 2011-07-15 | 2014-09-03 | 新日鐵住金株式会社 | 転炉吹錬制御方法 |
-
1989
- 1989-09-07 JP JP23196789A patent/JPH02170909A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02170909A (ja) | 1990-07-02 |
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