JPS60230929A - 転炉操業方法 - 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、転炉を用いた鉄鋼精錬の操業方法に関するも
の−である。

従来技術 上吹もしくは上底吹転炉操業の目的は、転炉吹錬中に供
給される酸素により、溶湯中に含まれる炭素の低減、い
わゆる脱炭とともに、炉内に投入する造滓剤を滓化させ
て、生成した溶融スラグと溶湯との反応により、脱燐・
脱硫酸等の作用を営ませることにある。

この場合スラグの滓化状態が、適正なスラグ巾（Ｔ　−
Ｆｅ）と、所定ないしそれ以上のスラグ生成量であるか
否かが脱燐反応の進行状況を大きく支配するので、適正
なスラグの滓化が望ましい。

もし滓化が過度に進むと、スラグのフォーミング状態を
助長し、フォーミングが過度になると、スラグが炉外に
溢流する異常反応すなわちスロッピングが生じる。

スロッピングが発生すると、鉄歩留の低下、安定した吹
錬の継続が困難となるための作業効率の低下、回収ガス
のカロリー低下、赤煙の発生、スラグの逸出などの作業
環境の悪化、装置の損傷など種々の問題を惹起する。

これに反し、滓化不良の場合は脱燐作用が低下し、所望
の鋼成分を得ることが出来ない。

したがって炉内スラグの生成状況を観測するため従来種
々の提案が行われている。

すなわち特開昭５７−１４０８１２ではスラグ面に投射
されたマイクロ波とその反射波との振幅の比がスラグの
滓化状態と対応できるとしたもので、マイクロ波の反射
は物体の凹凸等の表面性状並びに物体の電気伝導度、密
度等の物性により変化するので、スラグ表面の泡立ち（
フォーミング）の状態をマイクロ波利用により検知しよ
うとしたものである。

しかしながらスラグ表面の泡立ちは、スラグ組成、温度
、粘度等により変動し、そのエマルジョン状態は一義的
には定まらない。また溶湯とメタルの攪拌力により、同
じスラグ滓化状況であっても、その上層表面部の形状は
異なるので、マイクロ波利用で得られるスラグ滓化状況
の概念は曖昧にならざるを得ない。その上、経験的にめ
られたマイクロ波反射率とスラグの滓化状態の対応関係
も、転炉の形状、撹拌状態、スラグ組成、温度、粘度の
大きな相違によって一義的に定まらないなどの欠点があ
った。

本出願人が先に出願した特願昭５８−３７８７２号にお
いては、転炉炉壁の非浸漬部に設けられた貫通孔より、
ガス雰囲気とスラグの放射する光の強さおよび波長の差
異よりスラグフォーミングレベルを検知し、スロッピン
グの予知及び滓化不良の検知を行う方法を提案したが、
これは異常規準値と比較して異常反応を検知し操業アク
ションをとるものであって、炉内の滓化状態を常に正常
なある。

巾におさめる方法とは異るものであった。

また本出願人の出願に係る特開昭５１−１１５２１７号
において、転炉における湯面のレベル制御の提示がある
。これはマイクロ波を利用した湯面レベル検出器から得
たレベル信号を管理レベル群に分類して、少なくとも異
常レベルの分類結果信号を発信して転炉制御指令につな
ぐものであるが、マイクロ波利用による湯面レベル検出
では、特開昭５７−１４０８１２号の欠点として述べた
と同類の難点がある上、異常レベルを問題にするもので
あった。

発明の目的 本発明は、従来法にないすぐれた炉内観測装置によりス
ラグの生成状況をより精度よく観測し、その状況に応じ
てスラグ量を増減する処置をとり、安定したスラグレベ
ル帯で操業を行う方法を提供しようとするものである。

発明の構成φ作用 本発明の構成は、上吹もしくは上底吹転炉操業方法にお
いて、転炉炉体側壁に設けられた炉内観測孔から炉内観
測装置を介してスラグ生成状況を観測し、該状況に応じ
て送酸量、ランスハイド、副原料投入量、底吹ガス量の
うちの１つもしくは２つ以上の制御要件を選定実施する
ことを特徴とする転炉操業方法である。

転炉操業においては、前述の如く、単にスロッピングを
防止するに止らず、吹錬中適当なスラグレベルの範囲で
操業すれば、操業効率を高め、出鋼品質を向」ニさせる
ことができることから、種々検討の結果、まず炉内のス
ラグレベルを精度よく観測すること、ついでスラグレベ
ルの変動の傾向を捉えてスラグを増減するアクションを
とることによって目的を達することができた。

まず、本発明の方法で転炉操業を行った場合のスラグレ
ベルの與型例を第１図に示す。第１図はスラグレベルの
吹錬時間との関係を示したもので、後述の観測装置から
の情報により、操業スラグレベルを、スロッピング発生
の可能性のあるスラグレベル２よりも吹錬全期間にわた
り常に低い目標高レベル４と、滓化不足レベル３よりも
吹錬開始後一定の短時間経過後は常に高い目標低レベル
５の、両目標レベルに挟まれたスラグレベル帯にあるよ
うに操業しようとするものである。

図中の矢印工、ＩＩ、■はそれぞれ制御アクションをと
ったことを示すもので、具体的なアクションについては
後述する。

スラグ生成状況の観測については、炉体の側壁に炉内観
測孔を設け、炉内観測装置によって直接炉内光を受光し
て、受光面の視野を経時的に加工解析する方法がよいこ
とがわかった。炉内観測装置とは、例えば石英系光ファ
イバーのように高温で放射される放射光を低損失で伝送
する光導体を冷却保護管に内蔵した光鋭測用プローブを
もち、高温の炉内に面する受光面からの光を、通常の温
度環境下にあるプローブの他端まで導き、変換コネクタ
ーを介して光電変換素子に送り、以下電気的信号として
加工し、受光面の映像中の黄色系色彩の面積率と黄色系
色彩の面積率の変化量を演算して出力する装置で、該装
置の１例のブロック図を第２図に示す。

第２図によって炉内観測装置を説明すれば、前述の光観
測用プローブ７から送られた光は、変換コネクタ８を食
して光電変換素子９に送られ光電変換映像信号ｌＯとな
って波長域分別装置ｌｌに送られる。波長域分別装置１
１では映像の波長域を、波長城約０．３〜０．４ミクロ
ンのＢ（青）、波長域約０．４〜０．６　ミクロンのＧ
（緑）、波長域約０．６〜０．８　ミクロンのＲ（赤）
信号に分別したアナログ信号１２として出力し、２値化
回路１３で、それぞれ適当なスレショルドレベルで２値
化した信号として面積演算装置１４に入力する。

面積演算装置１４では、例えばリセットパルスを１８．
７ｍ　ｓｅｃとし、カウントパルスを０．１３４　ｐ、
　ｓｅｃ（７ＭＨ２）として、前述の２値化Ｒ信号、２
値化Ｇ信号、２値化Ｂ信号をのせ、ｌリセットパルス間
のパルスス２値化信号からＲ・Ｇ　ｏｎ　、　Ｂ　ｏｆ
ｆのパルス数をカウントして、ＩＥｌ、７ｍ　ｓｅｃ中
の黄色系色彩の面積率が計算され、黄色の面積率信号１
５として出力し、面積率ディスプレイ装置２４で観測さ
れる。

炉内観測孔の位置、すなわち炉口あるいは炉底からの距
離については、炉の寸法や能力によって経験的に決めら
れねばならないが、観測孔が１ケの場合はその視野分が
円形ならばその直径が最大の目標スラグレベル範囲にな
り、観測孔が複数の場合は、最高の孔の視野分と最低の
孔の視野分の範囲が、最大の目標スラグレベル範囲にな
るよう設備すればよい。

このようにして目標スラグレベル範囲を設定して、前述
の炉内観測装置でスラグレベルを観測しつつ、操業試験
を行い、スラグ生成状況に応じて、送酸量、ランスハイ
ド、副原料投入量、底吹ガス流量のうち１つもしくは２
つ以上の制御要件を選定実施することにより、スラグ組
成が安定し、スロッピング発生吹錬比率は激減し、出鋼
品質は向上して、すぐれた操業方法であることが明らか
になった。以下実施例により詳述する。

実施例 炉の高さ８ｍの１７０Ｔ上底吹転炉に、溶湯を炉底から
１．５ｍの高さまで装入して吹錬を行った。

転炉炉壁の炉口から下方垂直距離２．５ｍのところに炉
内観測孔を設け、光導体として直径１２ｍ＋＋＋の光フ
ァイバーを用い、冷却保護管に内蔵して光観測用プロー
ブとした。光電変換素子にはＣＯＤカラーカメラを用い
、スラグレベル検出には、前述のように黄色系色彩の面
積率に依った。すなわち面積率１００％をスラグレベル
は観測孔以上、面積率５０％をスラグレベルはファイバ
ー視野の中心、面積率Ｏ％をスラグレベルは観測孔以下
とした。但し面積率演算に使用した、前述の２値化回路
で使用したスレショルドレベルはＲ３５％、Ｇ３５％、
Ｂ２５％である。

スロッピング検出方法は、前述の黄色系色彩の面積率信
号１５を第６図のように取り出し、２系統に分け、ｌ系
統は面積率そのものを２値化回路１６で適当なスレショ
ルドレベルで２値化して、面積率の２値化性号１７とし
、他の系統では黄色の面積率信号１５を高域透過フィル
ター１８を通し、正値化回路１９で正値化し、２値化回
路２０で適当なスレショルドレベルで２値化して、面積
率の変化量の２値化性号２１とし、これら２種類の２値
化性号１７と２１を判定回路２２に入れ、両２値化信号
の組合せにより、第１表のごとくスロッピングの可能性
を検知し、スロッピング検出信号２３により検出した。

但し、面積率の変化量の２値化演算に使用した高域透過
フィルターの遮断周波数は５Ｈｚ、スレショルドレベル
は５０％、面積率の２値化演算スレシヨルドレベルは１
０％とした。

次に目標スラグレベルに制御する操作端につき第２表に
表記する。

第２表 上記操作端の何れかｌ又は２以上の組合せで制御する。

制御の実例を図を用いて説明する。

第３図において、目標スラグレベル６に対し、操業時の
スラグレベルｌが図のように変化し、矢印３１．３２の
ごとくスラグレベルが増加しながら目標スラグレベルを
超えようとし、且つ第１表のスロッピングの可能性の無
の場合は、操作端Ｎ００１の底吹きガスアップによるフ
ォーミング抑制が有効であった。

第４図において、目標スラグレベル６に対し、操業時の
スラグレベルｌが図のように変化し、矢印４１．４２ノ
ごとく目標スラグレベルから低下しようとする場合は、
底吹きガス液酸ダウンを先ず採用し、約２分後の矢印４
３に至っても目標スラグレベルに達する見込みのない場
合は、操作端Ｎ００２のランスハイドをアップするか、
操作端Ｎ００３の送酸量ダウンによるフォーミングの促
進が有効であった。

第５図において、目標スラグレベル６に対し、操業時の
スラグレベルｌが図のように変化し、矢印５１のごとく
目標レベルを超えようとし、且つ第１表のスロッピング
の可能性有の場合は操作端Ｎｏ、４のスロッピング抑制
用副原料のたとえば鉱石・ドロマイト等の連続投入が有
効であった。

しかして操作端の選択は表のＮｏ、の顯、すなわち底吹
きガス流量→ランスハイド→送酸量→副原料の順が妥当
であることがわかった。

以上の実績から、第１図の矢印１−Ｈにおいては底吹ガ
ス流量アップ、矢印ＩＩでは底吹きガス流量ダウンまた
はランスハイドアップが有効であることがわかる。

以上のような操作をｎ＝５０回実施してスロッピング発
生吹錬比率、吹止（Ｐ）外れ比率、（Ｔ−Ｆｅ）％、吹
＋１−（Ｐ　）　Ｘ　ｔｏ−’％等を、従来法と本発明
Ｕ、を比較して第３表の結果を（ｌＩだ。但し従来法の
ｎ＝５０である。

第３表 発明の効果 以上詳述したように、本発明の方法によれば、きわめて
安定した転炉操業を行うことができ、出鋼品質も向丘す
るので、産業上の価値は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図はスラグレベルと吹錬時間との関係を表わした図
、第２図は炉内観測装置の説明用プロ・ンク図、第３〜
５図は吹錬中のスラグレベルと制御操作の説明図、第６
図はスロッピング検出方法の説明用ブロック図である。 ｌ・・・操業スラグレベル　２１１１１　＠スロ・ンピ
ング発生の可能性あるスラグレベル、３・・・滓化不良
スラグレベル、４・・ｅ目標高スラグレベル、５φ・・
目標低スラグレベル、６・・Φ目標スラグレベル、７−
・・光導体プローブ、８・・・変換コネクタ、９−・・
光電変換素子、ｌＯ・・骨充電変換映像信号、１１−−
・波長域分別装置、１２・・−波長域毎の映像信号、１
３・・φ２値化回路、ｒａ働舎・面積演算装置、１５＠
・曇黄色の面積率信号、１６・・・２値化回路、１７・
・・黄色の面積率２値化信号、１８・Φ・高域透過フィ
ルター、１９・・・正値化回路、２０・・・２値化回路
、２１・◆・黄色の面積率の変化量２値化信号、２２・
・・判定回路、２３・畳・スロッピング検出信号、２４
・・・面積率ディスプレイ装置、３１・・・抑制アクシ
ョン点、３２・＠１ＱＩｆ９Ｊアクション点、４１＠・
Ｏ抑制アクション点、４２・１１０抑制アクション点、
４３・・・抑制アクション点、５１−・・抑制アクショ
ン点。 特許出願人　新日本製鐵株式会社 代理人　弁理士　井　上　雅　生 第１図 吹櫃峙藺 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 上吹もしくは上底吹転炉操業方法において、転炉炉体側
   壁に設けられた炉内観測孔から炉内観測装置を介してス
   ラグ生成状況を観測し、該状況に応じて送酸量、ランス
   ハイド、副原料投入量、及び底吹ガス流量のうちの１つ
   もしくは２つ以上の制御要件を選定実施することを特徴
   とする転炉操業方法。