JPS61243111A - 上底吹き転炉における終点窒素濃度制御方法 - Google Patents

上底吹き転炉における終点窒素濃度制御方法

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JPS61243111A
JPS61243111A JP8398185A JP8398185A JPS61243111A JP S61243111 A JPS61243111 A JP S61243111A JP 8398185 A JP8398185 A JP 8398185A JP 8398185 A JP8398185 A JP 8398185A JP S61243111 A JPS61243111 A JP S61243111A
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nitrogen
blowing
molten steel
gas
amount
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Keizo Goto
桂三 後藤
Nobuo Kawamura
河村 信夫
Masachika Fukuda
福田 正親
Yusuke Shiratani
白谷 勇介
Shinji Kuriyama
栗山 伸二
Youichi Nimura
洋一 丹村
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Nippon Kokan Ltd
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    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/30—Regulating or controlling the blowing

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  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)

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】 [産業上の利用分野コ     ″ この発明は、上底吹き転炉吹錬において溶鋼の窒素濃度
[N]を高精度で1lJlllすることができる上底吹
き転炉における終点窒素濃度制御方法に関する。
[従来の技術] 本願出願人は、溶銑のチタン濃度[T1]とその窒素濃
度[N]との間に一定の関係が存在することに看目し、
溶銑の[T1]から[N]を推定し、転炉終点目標値と
この推定[N]とから求まる所要量の窒素ガスを溶鋼に
吹込んで、転炉終点窒素濃度[N]を目標値にill 
110する溶鋼の窒素制御方法を提案した(特願昭57
−50548号)。
[発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、既脱酸出鋼、半脱酸出鋼又は未脱酸出鋼
等の出鋼条件及び転炉装入物中の溶銑配合率等によって
、溶銑の[N]推定値及び溶鋼のNピックアップ量がバ
ラツクため、近時のように、操業条件が多種多様化して
いる場合に、従来の溶鋼窒素濃度制御方法においては、
転炉終点[N]の制御精度が低いという問題点がある。
[問題点を解決するための手段] この発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって
、転炉終点[N]の制御精度が高く、操業条件の変動に
も拘らず高精度で転炉終点における溶鋼の窒素濃度をそ
の目標値に制御することができる上底吹き転炉における
終点窒素濃度制御方法を提供することを目的とする。
この発明に係る上底吹き転炉における終点窒素濃度制御
方法は、転炉の底部に設けたノズルから吹込む窒素ガス
量とWJ8の窒素ピックアップ量との間の関係を予め求
めておき、吹錬初期のr8湧の窒素濃度及び終点目標窒
素濃度から転炉において溶湯に添加すべき窒素の所要ピ
ックアップ濃度を算出し、前記窒素ガス層と窒素ピック
アップ量との関係を基に前記窒素の所要ピックアップ濃
度から溶鋼に吹込むべき所要窒素ガス量を求め、この所
要窒素ガス量及び前記ノズルにおけるガス流量から窒素
ガスの所要吹込み時間を求め、転炉内溶鋼に窒素ガスを
所要吹込み時間だけ吹込むことを特徴とする。
[実施例] 以下、この発明の実施例について、添附の図面を参照し
て具体的に説明する。第1図は、この発明の実施例に係
る終点窒素濃度制御方法を示すフローチャートである。
先ず、溶銑中の成分組成が分析され(ステップ1)、溶
銑のチタン濃度〔T1〕に基づいて溶銑の窒素濃度[N
]が推定される(ステップ2)。第2図及び第3図は、
転炉において、酸素ガスが着火した後、一定時間経過し
た後の溶鋼の窒素濃度[N]を溶銑のチタン濃度[T 
i ]に対してプロットしたグラフである。
転炉の炉底には、通常4個(1個の場合もある)のノズ
ルが設置されており、これらのノズルを介して転炉内の
溶鋼中にガスを吹込むことができるようになっている。
各ノズルには、同心円状に配列された2個の円に沿って
複数個の孔が形成されており、いずれのノズルも、内円
に沿う第1の孔群は第1の配管系に接続されており、外
円に沿う第2の孔群は第2の配管系に接続されている。
第2図は転炉の底部に設けたノズルが1個の場合、第3
図はそのノズルが2乃至411Iの場合のものである。
各図において、実線は溶銑比率が96%以上の場合、破
線は溶銑比率が96%未満で88%以上の場合及び一点
鎖線は溶銑比率が88%未満の場合である。このように
、溶銑のチタン濃度[Ti]と、転炉吹錬開始後一定時
間経過した時の溶鋼の窒素濃度[N]との間には明確な
関係が存在するから、溶銑の組成分析により求められた
チタン濃度[T1]を基に、転炉吹錬中の一定時期にお
ける溶鋼の窒素濃度IN]を推定することができる。
各チャージ毎に転炉終点窒素濃度の目標値[N]aが設
定されており(ステップ3)、溶鋼の窒素濃度の推定値
[N]cと終点目標値[N]aとから、転炉において、
溶鋼に添加すべき所要の窒素ピックアップ量Δ[N]が
下記(1)式に従って算出される(ステップ4)。
Δ[N] = [N]O−[N]c    ” (1)
転炉は、前述の如く、その底部に複数個のノズルが設け
られており、転炉内に装入されたランスから溶鋼に酸素
ガスを吹き付けて溶鋼を酸素吹錬するとともに、これら
のノズルから二酸化炭素(CO2>ガス又はアルゴン(
Ar>ガスを転炉内溶鋼に吹き込んで溶鋼を攪拌し、又
は、窒素(N2)ガスを溶鋼に吹き込んで溶鋼に窒素を
添加することができるようになっている。第4図は、転
炉炉底のノズルから溶鋼に吹き込まれた窒素ガスのII
 (Nm3/トン)と、窒素ピックアップ量(pom)
との間の関係を示すグラフである。この図から明らかな
ように、溶鋼に吹き込まれた窒素ガス量と溶鋼の窒素ピ
ックアップ量との間には密接な関係が存在するので、所
要窒素ピックアップ量の算出値から、この量の窒素を溶
鋼に添加するのに必要な窒素ガスの吹き込み量R(Nm
’ /トン)を求めることができる。
溶鋼への窒素の添加パターンは、通常、2種類ある。第
1の添加パターンは、転炉吹錬開始後(酸素ガスの着火
後)所定時1ntoだけ経過した後、第1及び第2の孔
群の双方を介して窒素ガスを溶鋼に吹き込むパターンで
ある。これに対し、第2の添加パターンにおいては、転
炉吹錬開始後は、第2の孔群から窒素ガスを溶鋼に導入
して溶鋼に窒素を添加するとともに、第1の孔群からは
CO2ガス又はArガスを溶鋼に吹込んで溶鋼を攪拌し
、所定時間1.経過した後、第1及び第2の双方の孔群
から溶鋼に窒素ガスを吹込んでIIIに窒素を添加する
パターンである。
転炉吹錬開始後所定時間1.経過した時点以降に、溶鋼
に吹込むべき窒素ガスIs (Nm3/トン)は下記数
式に従って算出される (ステップ6)。
5−R−P             ・・・(2)但
し、Pは第2の配管系に接続された第2の孔群から既に
溶鋼に吹込まれている窒素ガス量(Nm3/トン)であ
る。なお、第1の添加パターンにおいては、Pは0であ
る。
次に、所要吹込み量Sに基づいて、窒素ガスの所要吹込
み時1tを算出する。第1の配管系に接続された第1の
孔群から溶鋼に吹込まれるガスの流量をQl  (Nm
3/トン・秒)、第2の配管系に接続された第2の孔群
から溶鋼に吹込まれるガスの流量を02  (Nm”/
トン・秒)とすると、所要窒素ガス!Sを溶鋼に吹込む
のに必要な吹込み時間t(秒)は下記(3)式にて算出
される。
t−8/ (Ql +Q2 )       ・・・(
3)これにより、第1及び第2の配管系に供給するガス
の種類及び供給時間を制御している制御系に対し、転炉
吹錬が開始されてから所定時間to経過した時点以降の
第1及び第2の配管系に対する窒素ガスの供給時間をt
に設定する。
次いで、転炉炉底のノズルから溶鋼への窒素ガスの吹込
みを開始した後、ノズルから溶鋼に吹込まれているガス
の流量を測定する(ステップ8)。
この第1及び第2の配管系におけるガス流量の実測値Q
1*、Q2*を基に、窒素ガスの所要吹込み時間t*を
下記数式に従って再度算出する(ステップ9)。
t*−8/ (Ql *十〇2 *)    ・・・(
4)そして、前記ガス吹込み制御系における窒素ガスの
供給時間の設定を変更し、窒素ガスの添加時間をtから
t*に修正する。
転炉吹錬が開始されてから、一定時間経過した時点以降
、第1及び第2の孔群を介して溶鋼に窒素ガスを所要時
間tだけ吹込む。従って、窒素ガスの吹込みパターンは
、第5図及び第6図に示すようになり、第1のパターン
で溶鋼に窒素を添加する場合(第5図)には、第1及び
第2の孔群を介して、窒素ガスを、転炉吹錬開始後一定
時間to経過した時点からt*秒間だけ溶鋼に吹き込み
、第2の添加パターンにおいては(第6図)、第2の孔
群からは転炉吹錬開始時点からtl +t*時藺だけ溶
鋼に窒素ガスを吹込み、第、1の孔群からは転炉吹錬開
始後一定時間1.経過した後、時間t*だけ溶鋼に窒素
ガスを吹込む。
所要量の窒素ガスを溶鋼に吹き込んだ後は、溶鋼にCO
2ガス又はArガスを吹き込んで溶鋼の攪拌を継続し、
所要時間の酸素吹錬が終了した後、ランスからの酸素ガ
スの吐出を停止し、溶鋼を出鋼する。
このように構成された終点窒素濃度制御方法においては
、転炉吹錬開始後、一定時間to経過した時点での溶鋼
の窒素濃度[N]を、溶銑のチタン1度[Tilから推
定する(ステシブ2)。そして、転炉終点における窒素
濃度目標111[N]aとこの推定fll[N]cとか
ら、転炉吹錬中における所要窒素ピックアップ量Δ[N
]を求め(ステップ4)、窒素ガス吹込み曇と窒素ピッ
クアップ量との圀の予め求められた関係(第4図)から
、転炉において溶鋼に吹込むべき所要窒素ガス量を求め
る(ステップ5)。
第1の添加パターンにおいては、溶銑を転炉に装入した
後、ランスを介して溶銑に酸素ガスを吹付け、酸素吹錬
を開始する。そして、所定の時間teが経過した後、第
1及び第2の孔群を介して窒素ガスを溶鋼に吹込む。所
要添加時mtは、一定時1111過後の窒素ガス所要吹
き込みIs (−Rステップ6)から前記(3)式に従
って求め、この添加時間tを転炉内ガス吹き込み制御系
に設定する。そして、30秒経過した時点で、第1及び
第2の孔群から溶鋼に吹き込まれているガスの流量を測
定し、この実測ガス流量に基づいて、前記(4)式に従
って、所要吹込み時mt*を算出し、制御系への窒素ガ
ス吹込み時間をtからt*に修正する。転炉吹錬開始後
、1+1*たけ経過した後、WImへの窒素ガスの吹込
みを停止する。
第2の添加パターンにおいては、酸素吹錬開始後、第2
の孔群を介して窒素ガスを溶鋼に吹き込むとともに、第
1の孔群からはGO2ガス又はArガスを溶鋼に吹き込
む。そして、所定の時間toが経過した後、第1の孔群
から吹込むガスを窒素ガスに切換え、第1及び第2の双
方の孔群を介して窒素ガスを溶鋼に吹込む。所要添加時
間tは、一定時間経過後の窒素ガス所要吹込み量5(−
R−P、ステップ6)から前記(3)に従って求め、こ
の添加時間tを転炉内ガス吹込み制御系に設定する。そ
して、30秒経過した時点で、第1及び12のノズル群
から溶鋼に吹込まれているガスの*mを測定し、この実
測ガス流量に基づいて、前記(4)式に従って、所要吹
込み時間t*を算出し、制御系への窒素ガス吹込み時間
をtからt*に修正する。転炉吹錬開始後、1+1*だ
け経過した後、溶鋼への窒素 ガスの吹き込みを停止する。
[発明の効果] この発明によれば、転炉の底部に設けたノズルから吹込
む窒素ガス量と溶鋼の窒素ピックアップ量との間の予め
求められた関係から、転炉内溶鋼の窒素濃度推定値を基
に、転炉内溶鋼に吹き込むべき窒素ガス量を求め、この
ガス量の窒素ガスを溶鋼に吹き込むから、転炉終点にお
ける溶鋼の窒素濃度を目標値に高精度で一致させること
ができる。また、溶銑比率等の操業条件の変動に対して
、窒素ガスの所要吹込み量を適切に設定することができ
るので、操業条件が多種多様化している現状においても
、転炉終点[N]のI11御精度が高い。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例に係る終点窒素濃度制御方法
を示すフローチャート図、第2図及び第3図は溶銑のチ
タン濃度[Tilと窒素濃度[N]との関係を示すグラ
フ図、第4図は窒素ガス吹込み量と窒素ピックアップと
の関係を示すグラフ図、第5図及び第6図は窒素ガスの
吹込みパターンを示す模式図である。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 第3図 ケタ〉シ駄 (v+)(岸4江Isイ杢、七−)第4図 N2力゛スp欠XΔシク」動  (N□3/トン)第5
図 第6図 ヒtO→ti

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)転炉の底部に設けたノズルから吹込む窒素ガス量
    と溶湯の窒素ピックアップ量との間の関係を予め求めて
    おき、吹錬初期の溶湯の窒素濃度及び終点目標窒素濃度
    から転炉において溶湯に添加すべき窒素の所要ピックア
    ップ濃度を算出し、前記窒素ガス量と窒素ピックアップ
    量との関係を基に前記窒素の所要ピックアップ濃度から
    溶鋼に吹込むべき所要窒素ガス量を求め、この所要窒素
    ガス量及び前記ノズルにおけるガス流量から窒素ガスの
    所要吹込み時間を求め、転炉内溶鋼に窒素ガスを所要吹
    込み時間だけ吹込むことを特徴とする上底吹き転炉にお
    ける終点窒素濃度制御方法。
  2. (2)ノズルは夫々複数個のガス吐出孔からなる第1及
    び第2の孔群を有し、転炉吹錬開始後、所定時間経過し
    た後、第1及び第2の孔群を介して窒素ガスを溶鋼に吹
    込むことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の上
    底吹き転炉における終点窒素濃度制御方法。
  3. (3)ノズルは夫々複数個のガス吐出孔からなる第1及
    び第2の孔群を有し、転炉吹錬開始後、第2の孔群を介
    して窒素ガスを溶鋼に吹込み、所定時間経過した後、第
    1及び第2の孔群を介して、所要ガス吹込み量から第2
    の孔群を介して吹込まれたガス量を差し引いた量から求
    められる所要吹込み時間だけ溶鋼に窒素ガスを吹込むこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の上底吹き
    転炉における終点窒素濃度制御方法。
  4. (4)転炉吹錬開始後、第1及び第2の孔群から溶鋼に
    吹込まれているガス流量を測定し、前記所要吹込み量及
    び実測ガス流量から所要吹込み時間を算出し、ガス吹込
    み時間を修正することを特徴とする特許請求の範囲第2
    項又は第3項に記載の上底吹き転炉における終点窒素濃
    度制御方法。
  5. (5)吹錬初期の溶湯の窒素濃度は溶鋼のチタン濃度か
    ら推定することを特徴とする特許請求の範囲第1項に記
    載の上底吹き転炉における終点窒素濃度制御方法。
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JPH0557326B2 JPH0557326B2 (ja) 1993-08-23

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