JPS6315324B2 - - Google Patents
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- JPS6315324B2 JPS6315324B2 JP13135385A JP13135385A JPS6315324B2 JP S6315324 B2 JPS6315324 B2 JP S6315324B2 JP 13135385 A JP13135385 A JP 13135385A JP 13135385 A JP13135385 A JP 13135385A JP S6315324 B2 JPS6315324 B2 JP S6315324B2
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- flow rate
- gas
- pressure
- tuyere
- control
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
- C21C7/072—Treatment with gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C21C5/42—Constructional features of converters
- C21C5/46—Details or accessories
- C21C5/4673—Measuring and sampling devices
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C21C5/42—Constructional features of converters
- C21C5/46—Details or accessories
- C21C5/48—Bottoms or tuyéres of converters
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、精錬炉の吹込ガス流量制御方法に係
り、特に、底吹き転炉、上底吹き転炉、AOD転
炉等の溶融金属内に種々の羽口を介してガスを吹
込む設備に採用して好適な、測定ガス流量を調節
弁にフイードバツクして設定流量となるようにガ
ス流量を制御する定流量制御によつて、羽口から
精錬炉内に吹込まれるガス流量を制御する精錬炉
の吹込ガス流量制御方法に関する。
り、特に、底吹き転炉、上底吹き転炉、AOD転
炉等の溶融金属内に種々の羽口を介してガスを吹
込む設備に採用して好適な、測定ガス流量を調節
弁にフイードバツクして設定流量となるようにガ
ス流量を制御する定流量制御によつて、羽口から
精錬炉内に吹込まれるガス流量を制御する精錬炉
の吹込ガス流量制御方法に関する。
一般に、第６図に示す如く、異種ガスＡ，Ｂ
を、転炉等の溶融金属精錬炉１へ、配管を介して
高温溶融金属に浸漬した羽口２を通じて吹込む設
備は、流量計３Ａ，３Ｂ、流量調節弁４Ａ，４
Ｂ、遮断弁５Ａ，５Ｂを含むガス供給ラインLA，
LBと、前記流量計３Ａ，３Ｂで測定されたガス
流量をフイードバツク信号として前記流量調節弁
４Ａ，４Ｂそれぞれを制御する流量調節計６Ａ，
６Ｂとを備えている。
を、転炉等の溶融金属精錬炉１へ、配管を介して
高温溶融金属に浸漬した羽口２を通じて吹込む設
備は、流量計３Ａ，３Ｂ、流量調節弁４Ａ，４
Ｂ、遮断弁５Ａ，５Ｂを含むガス供給ラインLA，
LBと、前記流量計３Ａ，３Ｂで測定されたガス
流量をフイードバツク信号として前記流量調節弁
４Ａ，４Ｂそれぞれを制御する流量調節計６Ａ，
６Ｂとを備えている。
このような設備における従来のガス流量制御及
びガス切替え制御は、第７図のタイムチヤートに
示す方式を採用するのが一般的である。
びガス切替え制御は、第７図のタイムチヤートに
示す方式を採用するのが一般的である。
即ち、精錬炉１の吹錬中にガスＡからガスＢに
切替える場合、例えばタイマーで設定された切替
えトリガータイミングでガスＢの供給ラインLB
の遮断弁５Ｂに開の駆動指令を出し、該遮断弁５
Ｂが開になつたことを確認してから、先行ガスＡ
のガス供給ラインLAの遮断弁５Ａを閉にする。
この時、双方のガス供給ラインLA，LBの流量調
節弁４Ａ，４Ｂの動作は、それぞれ対応する遮断
弁５Ａ，５Ｂが開状態である時には、流量フイー
ドバツク制御を、又、遮断弁５Ａ，５Ｂが閉状態
である時には、プリセツト開度を保つ方式となつ
ている。この時、異種ガスへの切替えと共にガス
の性質が異なるので流量設定値も変更するのが普
通である。
切替える場合、例えばタイマーで設定された切替
えトリガータイミングでガスＢの供給ラインLB
の遮断弁５Ｂに開の駆動指令を出し、該遮断弁５
Ｂが開になつたことを確認してから、先行ガスＡ
のガス供給ラインLAの遮断弁５Ａを閉にする。
この時、双方のガス供給ラインLA，LBの流量調
節弁４Ａ，４Ｂの動作は、それぞれ対応する遮断
弁５Ａ，５Ｂが開状態である時には、流量フイー
ドバツク制御を、又、遮断弁５Ａ，５Ｂが閉状態
である時には、プリセツト開度を保つ方式となつ
ている。この時、異種ガスへの切替えと共にガス
の性質が異なるので流量設定値も変更するのが普
通である。
ところで、各ガスＡ，Ｂは、遮断弁５Ａ，５Ｂ
以降のかなりの長さの配管及びヘツダー等を通つ
て羽口２に到達し、精錬炉１の溶融金属内へ吹込
まれる。この時、遮断弁５Ａ，５Ｂと羽口６との
間の配管内の総体積（以下バツフアボリユームと
称する）が、緩衝的作用をなし、比較的安定な状
態での異種ガス間の切替えを可能にしている。
以降のかなりの長さの配管及びヘツダー等を通つ
て羽口２に到達し、精錬炉１の溶融金属内へ吹込
まれる。この時、遮断弁５Ａ，５Ｂと羽口６との
間の配管内の総体積（以下バツフアボリユームと
称する）が、緩衝的作用をなし、比較的安定な状
態での異種ガス間の切替えを可能にしている。
又、異種ガスの切替えを行わずに単に流量の設
定値を変える場合には、流量調節計６Ａ，６Ｂの
設定値を変更するだけであり、従つて、ガス流量
制御系自体の応答は、調整されたPIDパラメータ
とバルブの時定数に委ねられていた。
定値を変える場合には、流量調節計６Ａ，６Ｂの
設定値を変更するだけであり、従つて、ガス流量
制御系自体の応答は、調整されたPIDパラメータ
とバルブの時定数に委ねられていた。
一般に、底吹き精錬炉の底吹きプロセスガス制
御系では、羽口部の圧力損失の総圧力損失に対す
る割合いが大きいため、この羽口部の圧力損失
が、ガス流量・切替え制御系の制御の要点となつ
ている。この羽口の圧力流量特性（Tuyere
chart）は、圧縮性流体力学の基本的な原理を用
いて、理論的に算出することが可能である。
御系では、羽口部の圧力損失の総圧力損失に対す
る割合いが大きいため、この羽口部の圧力損失
が、ガス流量・切替え制御系の制御の要点となつ
ている。この羽口の圧力流量特性（Tuyere
chart）は、圧縮性流体力学の基本的な原理を用
いて、理論的に算出することが可能である。
即ち、羽口内径が大きく、ガスが溶融金属中に
吹込まれるまでの熱収支が無視できる場合、即
ち、例えば内管からO2ガスを、外管からプロパ
ンガス等の冷却ガスを吹込む二重管羽口、あるい
は内径５mm程度の単管を10数本炉底に配列して不
活性ガスを吹込む羽口の場合には、等エントロピ
ー流における臨界条件から羽口のTuyere chart
を求めることができる。
吹込まれるまでの熱収支が無視できる場合、即
ち、例えば内管からO2ガスを、外管からプロパ
ンガス等の冷却ガスを吹込む二重管羽口、あるい
は内径５mm程度の単管を10数本炉底に配列して不
活性ガスを吹込む羽口の場合には、等エントロピ
ー流における臨界条件から羽口のTuyere chart
を求めることができる。
又、羽口内径が小さく羽口管内を流れるガスの
熱収支が支配的になる場合、即ち、例えば、内径
１〜２mmの細管を数10本配置した羽口の場合に
は、Rayleigh流れを仮定することにより羽口の
Tuyere chartを求めることができる。
熱収支が支配的になる場合、即ち、例えば、内径
１〜２mmの細管を数10本配置した羽口の場合に
は、Rayleigh流れを仮定することにより羽口の
Tuyere chartを求めることができる。
以上のように、羽口の圧力流量特性は、羽口の
種類に応じて求める方法は相違するものの、いず
れの場合でも、流量は圧力の関数となり、圧力が
ある定められた値より高くなると、一般的に線形
な関係を有する結果となる。
種類に応じて求める方法は相違するものの、いず
れの場合でも、流量は圧力の関数となり、圧力が
ある定められた値より高くなると、一般的に線形
な関係を有する結果となる。
このような特性を持つ羽口を使用して、第６図
に示すようなガス流量・切替制御系を構成する場
合、遮断弁５Ａ，５Ｂと羽口２との間のバツフア
ボリユームが、実際に溶融金属内に吹込まれるガ
ス流量の速応性を逆に阻害する結果となるという
問題点を有する。
に示すようなガス流量・切替制御系を構成する場
合、遮断弁５Ａ，５Ｂと羽口２との間のバツフア
ボリユームが、実際に溶融金属内に吹込まれるガ
ス流量の速応性を逆に阻害する結果となるという
問題点を有する。
即ち、冶金反応の観点からは、第８図に実線Ａ
で示すような流量の応答性を得るのが理想的であ
る。又、バツフアボリユームに供給するガス流量
制御系の応答は、流量調節計のPIDパラメータを
最適値にした場合、一点鎖線Ｂに示す波形とな
る。ところが、実際にバツフアボリユームから羽
口を通して溶融金属内に吹込まれるガス流量の応
答波形は、バツフアボリユームの影響により破線
Ｃで示すようになる。しかも、バツフアボリユー
ムが大きければ大きい程、又、羽口のTuyere
chartにおける流量／圧力の傾きが小さければ小
さい程、実際に溶融金属内に吹込まれるガス流量
の速応性が悪くなる結果となる。
で示すような流量の応答性を得るのが理想的であ
る。又、バツフアボリユームに供給するガス流量
制御系の応答は、流量調節計のPIDパラメータを
最適値にした場合、一点鎖線Ｂに示す波形とな
る。ところが、実際にバツフアボリユームから羽
口を通して溶融金属内に吹込まれるガス流量の応
答波形は、バツフアボリユームの影響により破線
Ｃで示すようになる。しかも、バツフアボリユー
ムが大きければ大きい程、又、羽口のTuyere
chartにおける流量／圧力の傾きが小さければ小
さい程、実際に溶融金属内に吹込まれるガス流量
の速応性が悪くなる結果となる。
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくな
されたもので、精錬炉における吹込ガス流量制御
系で、ガスの吹込み流量設定値をステツプ的に大
幅に変更する場合や吹込みガスの種類を切替える
場合において、実際に羽口から溶融金属内に吹込
まれるガス流量の立上り又は立下りを速くするよ
うにして、過渡応答特性を著しく改善することの
できる精錬炉の吹込ガス流量制御方法を提供する
ことを目的とする。
されたもので、精錬炉における吹込ガス流量制御
系で、ガスの吹込み流量設定値をステツプ的に大
幅に変更する場合や吹込みガスの種類を切替える
場合において、実際に羽口から溶融金属内に吹込
まれるガス流量の立上り又は立下りを速くするよ
うにして、過渡応答特性を著しく改善することの
できる精錬炉の吹込ガス流量制御方法を提供する
ことを目的とする。
本発明は、測定ガス流量を調節弁にフイードバ
ツクして設定流量となるようにガス流量を制御す
る定流量制御によつて、羽口から精錬炉内に吹込
まれるガス流量を制御する精錬炉の吹込ガス流量
制御方法において、第１図にその要旨を示す如
く、ガスの吹込流量設定値をステツプ的に大幅に
変更、若しくは、ガス種類を変更する際に、ま
ず、前記定流量制御から、測定羽口背圧を前記調
節弁にフイードバツクしてガス圧力を制御する定
圧力制御へと切替え、次いで、前記羽口背圧が、
流量圧力特性曲線に基づき変更後の流量設定値に
関連させて定めた圧力設定値に達した時に、該羽
口背圧による定圧力制御から前記定流量制御へと
復帰することにより、前記目的を達成したもので
ある。
ツクして設定流量となるようにガス流量を制御す
る定流量制御によつて、羽口から精錬炉内に吹込
まれるガス流量を制御する精錬炉の吹込ガス流量
制御方法において、第１図にその要旨を示す如
く、ガスの吹込流量設定値をステツプ的に大幅に
変更、若しくは、ガス種類を変更する際に、ま
ず、前記定流量制御から、測定羽口背圧を前記調
節弁にフイードバツクしてガス圧力を制御する定
圧力制御へと切替え、次いで、前記羽口背圧が、
流量圧力特性曲線に基づき変更後の流量設定値に
関連させて定めた圧力設定値に達した時に、該羽
口背圧による定圧力制御から前記定流量制御へと
復帰することにより、前記目的を達成したもので
ある。
前述したように、等エントロピー流れあるいは
Rayleigh流れを仮定することによつて、羽口か
ら炉内へ吹込まれるガスの流量は羽口背圧の関数
として表される。従つて、羽口圧力から算術的に
吹込みガス流量を求めることが可能である。
Rayleigh流れを仮定することによつて、羽口か
ら炉内へ吹込まれるガスの流量は羽口背圧の関数
として表される。従つて、羽口圧力から算術的に
吹込みガス流量を求めることが可能である。
本発明は、この点に着目してなされたもので、
羽口背圧を測定し、その値を指標にして、流量調
節弁の制御モードを切替えることにより、実際に
羽口から精錬炉内の溶融金属に吹込まれるガス流
量の過渡応答特性を著しく改善するようにしたも
のである。
羽口背圧を測定し、その値を指標にして、流量調
節弁の制御モードを切替えることにより、実際に
羽口から精錬炉内の溶融金属に吹込まれるガス流
量の過渡応答特性を著しく改善するようにしたも
のである。
即ち、本発明においては、測定ガス流量を調節
弁にフイードバツクして設定流量となるようにガ
ス流量を制御する定流量制御によつて、羽口から
精錬炉内に吹込まれるガス流量を制御するに際
し、ガスの吹込流量設定値をステツプ的に大幅に
変更、若しくは、ガス種類を変更する際に、ま
ず、前記定流量制御から、測定羽口背圧を前記調
節弁にフイードバツクしてガス圧力を制御する定
圧力制御へと切替え、次いで、前記羽口背圧が、
流量圧力特性曲線に基づき変更後の流量設定値に
関連させて定めた圧力設定値に達した時に、該羽
口背圧による定圧力制御から前記定流量制御へと
復帰するようにしている。従つて、ガスの吹込み
流量設定値をステツプ的に大幅に変更する場合や
吹込みガスの種類を切替える場合等に発生する、
羽口部での圧力損失及びバルブデツキから羽口ま
でのバツフアボリユームの影響に起因した、精錬
炉内の溶融金属への実吹込み量の速応性に支障が
でる不都合を解消することができる。即ち、羽口
からの吹込みガス流量の応答性を著しく改善する
ことができる。
弁にフイードバツクして設定流量となるようにガ
ス流量を制御する定流量制御によつて、羽口から
精錬炉内に吹込まれるガス流量を制御するに際
し、ガスの吹込流量設定値をステツプ的に大幅に
変更、若しくは、ガス種類を変更する際に、ま
ず、前記定流量制御から、測定羽口背圧を前記調
節弁にフイードバツクしてガス圧力を制御する定
圧力制御へと切替え、次いで、前記羽口背圧が、
流量圧力特性曲線に基づき変更後の流量設定値に
関連させて定めた圧力設定値に達した時に、該羽
口背圧による定圧力制御から前記定流量制御へと
復帰するようにしている。従つて、ガスの吹込み
流量設定値をステツプ的に大幅に変更する場合や
吹込みガスの種類を切替える場合等に発生する、
羽口部での圧力損失及びバルブデツキから羽口ま
でのバツフアボリユームの影響に起因した、精錬
炉内の溶融金属への実吹込み量の速応性に支障が
でる不都合を解消することができる。即ち、羽口
からの吹込みガス流量の応答性を著しく改善する
ことができる。
以下図面を参照して、本発明が採用された転炉
の底吹きガス流量制御装置の実施例を詳細に説明
する。
の底吹きガス流量制御装置の実施例を詳細に説明
する。
本実施例は、第２図に示す如く、流量計１４
Ａ，１４Ｂ、流量調節弁１６Ａ，１６Ｂ、遮断弁
１８Ａ，１８Ｂを備えた、転炉１０内へ羽口１２
を通じてガスＡ，Ｂを供給する、ガス供給ライン
LA，LBと、該ガス供給ラインLA，LBの精錬炉
１０の羽口１２近傍に設置した圧力計２０と、前
記流量計１４Ａ，１４Ｂで測定されたガス流量を
フイードバツク信号として前記流量調節弁１６
Ａ，１６Ｂそれぞれを定流量制御する流量調節計
２２Ａ，２２Ｂと、前記圧力計２０で測定された
羽口背圧信号をフイードバツク信号として、流量
調節弁１６Ａ，１６Ｂを定圧力制御する圧力調節
計２４と、前記流量調節計２２Ａ，２２Ｂと圧力
調節計２４とからの制御信号を、選択して切替え
る信号切替回路２６Ａ，２６Ｂとで構成される。
Ａ，１４Ｂ、流量調節弁１６Ａ，１６Ｂ、遮断弁
１８Ａ，１８Ｂを備えた、転炉１０内へ羽口１２
を通じてガスＡ，Ｂを供給する、ガス供給ライン
LA，LBと、該ガス供給ラインLA，LBの精錬炉
１０の羽口１２近傍に設置した圧力計２０と、前
記流量計１４Ａ，１４Ｂで測定されたガス流量を
フイードバツク信号として前記流量調節弁１６
Ａ，１６Ｂそれぞれを定流量制御する流量調節計
２２Ａ，２２Ｂと、前記圧力計２０で測定された
羽口背圧信号をフイードバツク信号として、流量
調節弁１６Ａ，１６Ｂを定圧力制御する圧力調節
計２４と、前記流量調節計２２Ａ，２２Ｂと圧力
調節計２４とからの制御信号を、選択して切替え
る信号切替回路２６Ａ，２６Ｂとで構成される。
前記信号切替回路２６Ａ，２６Ｂは、次のよう
にして流量調節弁１６Ａ，１６Ｂに出力する信号
を選択する。即ち、定常制御状態では、信号切替
回路２６Ａ，２６Ｂによつて、流量調節計２２
Ａ，２２Ｂの出力を流量調節弁１６Ａ，１６Ｂに
伝達する。又、ガス切替え時や、あるいは流量設
定値を大幅に変化させる時の過渡状態では、羽口
背圧が予め決定された圧力設定値に到達するまで
の間は、信号切替回路２６Ａ，２６Ｂを切替えて
圧力調節計２４の出力を流量調節弁１６Ａ，１６
Ｂに伝達する。なお、この過渡状態における羽口
背圧の圧力設定値及び圧力調節計２４が出力する
圧力設定値は、羽口の圧力流量特性に基づいて決
定する。
にして流量調節弁１６Ａ，１６Ｂに出力する信号
を選択する。即ち、定常制御状態では、信号切替
回路２６Ａ，２６Ｂによつて、流量調節計２２
Ａ，２２Ｂの出力を流量調節弁１６Ａ，１６Ｂに
伝達する。又、ガス切替え時や、あるいは流量設
定値を大幅に変化させる時の過渡状態では、羽口
背圧が予め決定された圧力設定値に到達するまで
の間は、信号切替回路２６Ａ，２６Ｂを切替えて
圧力調節計２４の出力を流量調節弁１６Ａ，１６
Ｂに伝達する。なお、この過渡状態における羽口
背圧の圧力設定値及び圧力調節計２４が出力する
圧力設定値は、羽口の圧力流量特性に基づいて決
定する。
具体的には、羽口圧力に対する流量の関係（圧
力流量特性）は、第３図に示す如く、ｆ＝Ｆ（Ｐ）
なる関数で表わすことが可能あり、流量ｆを与え
ると、逆関数F-1（ｆ）でもつて圧力Ｐを計算す
ることができる。従つて流量設定値S1、S2′と羽
口の圧力流量特性から求められる関係式ｆ＝Ｆ
（Ｐ）とを用いて、圧力設定値ＰをＰ＝F-1（Ｓ）
の関係式から求める。この場合、制御系の時定数
を考慮してPmax−σを域値（圧力設定値）とす
る。但し、σは微小圧力値である。なお、場合に
よつてはこの域値は前記圧力設定値Ｐ＝F-1（Ｓ）
として設定してもよい。
力流量特性）は、第３図に示す如く、ｆ＝Ｆ（Ｐ）
なる関数で表わすことが可能あり、流量ｆを与え
ると、逆関数F-1（ｆ）でもつて圧力Ｐを計算す
ることができる。従つて流量設定値S1、S2′と羽
口の圧力流量特性から求められる関係式ｆ＝Ｆ
（Ｐ）とを用いて、圧力設定値ＰをＰ＝F-1（Ｓ）
の関係式から求める。この場合、制御系の時定数
を考慮してPmax−σを域値（圧力設定値）とす
る。但し、σは微小圧力値である。なお、場合に
よつてはこの域値は前記圧力設定値Ｐ＝F-1（Ｓ）
として設定してもよい。
次に、本実施例の作用を説明する。
先ず、ガスＡの流量を設定値S1からS2にステツ
プ的に大幅に増加させる場合について説明する。
プ的に大幅に増加させる場合について説明する。
第４図は流量設定値を低位レベルS1から高位レ
ベルS2へステツプ的に大幅に流量を変化させた場
合の制御系の動き及び流量圧力推移を示すもので
ある。
ベルS2へステツプ的に大幅に流量を変化させた場
合の制御系の動き及び流量圧力推移を示すもので
ある。
まず、第２図において、ガスＡのガス供給ライ
ンLAでは、遮断弁１８Ａが開であり、流量調節
弁１６Ａは、流量調節計２２Ａにより、該流量調
節計２２Ａで設定した流量設定値S1になるように
流量計１４Ａからの測定流量をフイードバツクし
て開度調整される。従つて、ガスＡは定流量制御
されて羽口１２から精錬炉１０内に吹き込まれ
る。この時、圧力計２０によつて測定される羽口
１２の背圧ｐはｐ＝F-1（S1）に極近い値で安定
している。このようなガスＡ系の定流量制御の時
は、信号切替回路２６Ａは流量調節計２２Ａ側に
つながつており、流量計１４ＡによつてガスＡの
流量を測定しながら定流量S1になるように調節弁
１６Ａの開度が制御される。
ンLAでは、遮断弁１８Ａが開であり、流量調節
弁１６Ａは、流量調節計２２Ａにより、該流量調
節計２２Ａで設定した流量設定値S1になるように
流量計１４Ａからの測定流量をフイードバツクし
て開度調整される。従つて、ガスＡは定流量制御
されて羽口１２から精錬炉１０内に吹き込まれ
る。この時、圧力計２０によつて測定される羽口
１２の背圧ｐはｐ＝F-1（S1）に極近い値で安定
している。このようなガスＡ系の定流量制御の時
は、信号切替回路２６Ａは流量調節計２２Ａ側に
つながつており、流量計１４ＡによつてガスＡの
流量を測定しながら定流量S1になるように調節弁
１６Ａの開度が制御される。
次に、第４図における時刻t1に流量を流量設定
値S1からS2に大幅に上昇させる操作が次の手順に
より行われる。
値S1からS2に大幅に上昇させる操作が次の手順に
より行われる。
ガスＡの流量が流量設定値S2になつた時の羽口
１２の予想圧力は、第３図に示されるTuyere
chartを用いて、F-1（S2）として求まるので、
｛F-1（S2）−σ｝を羽口背圧の域値として定める。
なお、ここでF-1（S2）そのものを、域値として
も定めることができるが、ここでは制御系の時定
数を考慮し、安全をみて羽口背圧の域値を｛F-1
（S2）−σ｝とする。
１２の予想圧力は、第３図に示されるTuyere
chartを用いて、F-1（S2）として求まるので、
｛F-1（S2）−σ｝を羽口背圧の域値として定める。
なお、ここでF-1（S2）そのものを、域値として
も定めることができるが、ここでは制御系の時定
数を考慮し、安全をみて羽口背圧の域値を｛F-1
（S2）−σ｝とする。
切替え後のガスＡの流量設定値はS2であるが、
トリガータイミングとしての時刻t1に切替え指令
により信号切替回路２６Ａが切替わり、ガスＡの
流量制御は、流量調節計２２Ａによる定流量制御
から圧力調節計２４Ａによる定圧力制御へ切替わ
る。このようにして、圧力調節計２４Ａは｛F-1
（S2）−σ｝を羽口背圧域値として、圧力計２０Ａ
によつて測定された圧力を流量調節弁１６Ａにフ
イードバツクする定圧力制御に入る。この結果、
第４図に示すような圧力推移により羽口背圧は
F-1（S1）から｛F-1（S2）−σ｝に上昇する。これ
に伴なつて流量計１４Ａによつて測定されるガス
Ａの流量は、第４図ａに示す如く、急激に立ち上
がる。この圧力上昇過程において、ガスＡの流量
は流量設定値S2をオーバーした後一定値を示すよ
うになり、一方、羽口背圧は域値｛F-1（S2）−
σ｝に達する。このことは、流量調節弁１６Ａと
羽口１２との間のバツフアボリユームにガスＡが
充圧されたことを示すものに他ならない。この立
ち上がり期間t1〜t2の圧力立ち上がり曲線DEをｇ
（ｔ−t1）で表わすと、実際に羽口１２から精錬
炉１０内に吹込まれるガスＡの流量は、Ｆ｛ｇ（ｔ
−t1）｝となる。この流量は、目的とする流量設
定値S2より少ないけれども、従来の流量制御と比
較すると、吹込み流量の立ち上がりははるかに早
くなる。
トリガータイミングとしての時刻t1に切替え指令
により信号切替回路２６Ａが切替わり、ガスＡの
流量制御は、流量調節計２２Ａによる定流量制御
から圧力調節計２４Ａによる定圧力制御へ切替わ
る。このようにして、圧力調節計２４Ａは｛F-1
（S2）−σ｝を羽口背圧域値として、圧力計２０Ａ
によつて測定された圧力を流量調節弁１６Ａにフ
イードバツクする定圧力制御に入る。この結果、
第４図に示すような圧力推移により羽口背圧は
F-1（S1）から｛F-1（S2）−σ｝に上昇する。これ
に伴なつて流量計１４Ａによつて測定されるガス
Ａの流量は、第４図ａに示す如く、急激に立ち上
がる。この圧力上昇過程において、ガスＡの流量
は流量設定値S2をオーバーした後一定値を示すよ
うになり、一方、羽口背圧は域値｛F-1（S2）−
σ｝に達する。このことは、流量調節弁１６Ａと
羽口１２との間のバツフアボリユームにガスＡが
充圧されたことを示すものに他ならない。この立
ち上がり期間t1〜t2の圧力立ち上がり曲線DEをｇ
（ｔ−t1）で表わすと、実際に羽口１２から精錬
炉１０内に吹込まれるガスＡの流量は、Ｆ｛ｇ（ｔ
−t1）｝となる。この流量は、目的とする流量設
定値S2より少ないけれども、従来の流量制御と比
較すると、吹込み流量の立ち上がりははるかに早
くなる。
羽口背圧が上昇して域値｛F-1（S2）−σ｝にな
つたことが圧力計２０によつて検出されると、信
号切替回路２６Ａが切替り、流量調節計２２Ａは
流量設定値をS2とした定流量制御に戻る。
つたことが圧力計２０によつて検出されると、信
号切替回路２６Ａが切替り、流量調節計２２Ａは
流量設定値をS2とした定流量制御に戻る。
このようにして、流量調節弁１６Ａは流量計１
４Ａの測定値をフイードバツクして流量が設定値
S2になるように定流量制御されることになる。こ
れに伴なつて羽口背圧もF-1（S2）近傍で安定し、
以後、設定値S2で羽口からガスＡが継続的に吹出
される。
４Ａの測定値をフイードバツクして流量が設定値
S2になるように定流量制御されることになる。こ
れに伴なつて羽口背圧もF-1（S2）近傍で安定し、
以後、設定値S2で羽口からガスＡが継続的に吹出
される。
以上、ガスＡをステツプ的に大幅に増加する場
合について説明したが、ステツプ的に大幅に減少
する時にも、前記羽口の圧力流量特性から求めた
流量の少ないレベルでの圧力域値により、同様な
操作で適用が可能である。
合について説明したが、ステツプ的に大幅に減少
する時にも、前記羽口の圧力流量特性から求めた
流量の少ないレベルでの圧力域値により、同様な
操作で適用が可能である。
次に、ガスＡからガスＢに切替える場合を説明
する。
する。
ガスＡは、流量調節計２２Ａによつて流量調節
弁１６Ａを制御することで、定流量制御されてい
る。次に、切替えトリガータイミングでガスＢの
遮断弁１８Ｂに開の駆動指令を出力し、この遮断
弁１８Ｂが開になつたことを確認してから、先行
ガスＡの遮断弁１８Ａを閉にして、ガスＡからガ
スＢに切替える。この切替えトリガータイミング
で、信号切替回路２６Ｂの指令により、圧力調節
計２４による流量調節弁１６Ｂの定圧力制御に入
る。
弁１６Ａを制御することで、定流量制御されてい
る。次に、切替えトリガータイミングでガスＢの
遮断弁１８Ｂに開の駆動指令を出力し、この遮断
弁１８Ｂが開になつたことを確認してから、先行
ガスＡの遮断弁１８Ａを閉にして、ガスＡからガ
スＢに切替える。この切替えトリガータイミング
で、信号切替回路２６Ｂの指令により、圧力調節
計２４による流量調節弁１６Ｂの定圧力制御に入
る。
次に、羽口背圧が域値に達したら、信号切替回
路２６Ｂの指令により、流量調節弁１６Ｂは流量
調節計２２Ｂによる切替え後の設定流量値によつ
て定流量制御に切替えられる。
路２６Ｂの指令により、流量調節弁１６Ｂは流量
調節計２２Ｂによる切替え後の設定流量値によつ
て定流量制御に切替えられる。
以上のように、ガスＡからガスＢに切替える場
合も、基本的には前述したガスＡを大幅に増加す
る時の操作と同じものとなる。
合も、基本的には前述したガスＡを大幅に増加す
る時の操作と同じものとなる。
以下、180t転炉により溶鋼撹拌のため羽口から
不活性ガスを吹込んだ時の、本発明の実施結果を
説明する。第５図は、N2ガスで流量設定値を5N
m3から20Nm3に変えた場合の実際に羽口から吹込
まれるガス流量の推移を示したものである。図中
の破線Ｆは従来の方式の結果を示すものであり、
実線Ｇは本発明を適用した場合の結果を示すもの
である。なお、バツフアボリユームは0.233m3で
ある。又、域値は19Nm3／minとしている。この
第５図からも明らかなように、従来方式の場合、
設定値の95％に流量が到達するまで36.1秒の時間
を要しているが、本発明によれば、その約1/3の
13.5秒の時間で95％に到達しており、実吹込み流
量の立ち上がりが早くなつていることがわかる。
不活性ガスを吹込んだ時の、本発明の実施結果を
説明する。第５図は、N2ガスで流量設定値を5N
m3から20Nm3に変えた場合の実際に羽口から吹込
まれるガス流量の推移を示したものである。図中
の破線Ｆは従来の方式の結果を示すものであり、
実線Ｇは本発明を適用した場合の結果を示すもの
である。なお、バツフアボリユームは0.233m3で
ある。又、域値は19Nm3／minとしている。この
第５図からも明らかなように、従来方式の場合、
設定値の95％に流量が到達するまで36.1秒の時間
を要しているが、本発明によれば、その約1/3の
13.5秒の時間で95％に到達しており、実吹込み流
量の立ち上がりが早くなつていることがわかる。
なお、前記実施例は転炉１０に採用したもので
あるが、本発明はこれに限定されることなく、転
炉以外の精錬炉に採用するようにしてもよい。
あるが、本発明はこれに限定されることなく、転
炉以外の精錬炉に採用するようにしてもよい。
又、前記実施例においては、ガスを底吹きとし
たが、本発明はこれに限定されることなく、底吹
き以外であつても適用が可能である。
たが、本発明はこれに限定されることなく、底吹
き以外であつても適用が可能である。
以上説明した通り、本発明によれば、吹込ガス
流量制御系で、ガスの吹込み流量設定値をステツ
プ的に大幅に変更する場合や、吹込みガスの種類
を切替える場合等において、実際に羽口から炉内
に吹込まれるガス流量の過渡応答特性を著しく改
善することができるという優れた効果を有する。
流量制御系で、ガスの吹込み流量設定値をステツ
プ的に大幅に変更する場合や、吹込みガスの種類
を切替える場合等において、実際に羽口から炉内
に吹込まれるガス流量の過渡応答特性を著しく改
善することができるという優れた効果を有する。
第１図は、本発明に係る精錬炉の吹込ガス流量
制御方法の要旨を示す流れ図、第２図は、本発明
が採用された転炉の底吹きガス流量制御装置の実
施例の全体構成を示す、一部ブロツク線図を含む
正面図及び断面図、第３図は、前記実施例におけ
る羽口の圧力流量特性（Tuyere chart）の例を
示す線図、第４図は、前記実施例における流量推
移及び圧力推移の例を示す線図、第５図は、前記
実施例の実施結果を従来法と比較して示す線図、
第６図は、従来の転炉の底吹きガス流量制御装置
の全体構成を示す、一部ブロツク線図を含む正面
図及び断面図、第７図は、同じくガス切替えのタ
イムチヤートを示す線図、第８図は、同じく、流
量過渡特性を示す線図である。 １０……転炉、１２……羽口、１４Ａ，１４Ｂ
……流量計、１６Ａ，１６Ｂ……流量調節弁、１
８Ａ，１８Ｂ……遮断弁、２０……圧力計、２２
Ａ，２２Ｂ……流量調節計、２４Ａ……圧力調節
計、２６Ａ…２６Ｂ……信号切替回路。
制御方法の要旨を示す流れ図、第２図は、本発明
が採用された転炉の底吹きガス流量制御装置の実
施例の全体構成を示す、一部ブロツク線図を含む
正面図及び断面図、第３図は、前記実施例におけ
る羽口の圧力流量特性（Tuyere chart）の例を
示す線図、第４図は、前記実施例における流量推
移及び圧力推移の例を示す線図、第５図は、前記
実施例の実施結果を従来法と比較して示す線図、
第６図は、従来の転炉の底吹きガス流量制御装置
の全体構成を示す、一部ブロツク線図を含む正面
図及び断面図、第７図は、同じくガス切替えのタ
イムチヤートを示す線図、第８図は、同じく、流
量過渡特性を示す線図である。 １０……転炉、１２……羽口、１４Ａ，１４Ｂ
……流量計、１６Ａ，１６Ｂ……流量調節弁、１
８Ａ，１８Ｂ……遮断弁、２０……圧力計、２２
Ａ，２２Ｂ……流量調節計、２４Ａ……圧力調節
計、２６Ａ…２６Ｂ……信号切替回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 測定ガス流量を調節弁にフイードバツクして
設定流量となるようにガス流量を制御する定流量
制御によつて、羽口から精錬炉内に吹込まれるガ
ス流量を制御する精錬炉の吹込ガス流量制御方法
において、 ガスの吹込流量設定値をステツプ的に大幅に変
更、若しくは、ガス種類を変更する際に、 まず、前記定流量制御から、測定羽口背圧を前
記調節弁にフイードバツクしてガス圧力を制御す
る定圧力制御へと切替え、 次いで、前記羽口背圧が、流量圧力特性曲線に
基づき変更後の流量設定値に関連させて定めた圧
力設定値に達した時に、該羽口背圧による定圧力
制御から前記定流量制御へと復帰することを特徴
とする精錬炉の吹込ガス流量制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13135385A JPS61291910A (ja) | 1985-06-17 | 1985-06-17 | 精錬炉の吹込ガス流量制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13135385A JPS61291910A (ja) | 1985-06-17 | 1985-06-17 | 精錬炉の吹込ガス流量制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61291910A JPS61291910A (ja) | 1986-12-22 |
| JPS6315324B2 true JPS6315324B2 (ja) | 1988-04-04 |
Family
ID=15055943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13135385A Granted JPS61291910A (ja) | 1985-06-17 | 1985-06-17 | 精錬炉の吹込ガス流量制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61291910A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0559246U (ja) * | 1992-01-20 | 1993-08-06 | オーバル機器工業株式会社 | 容積流量計の軸受構造 |
-
1985
- 1985-06-17 JP JP13135385A patent/JPS61291910A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0559246U (ja) * | 1992-01-20 | 1993-08-06 | オーバル機器工業株式会社 | 容積流量計の軸受構造 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61291910A (ja) | 1986-12-22 |
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