JP2803542B2 - 転炉の操業方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、［Ｓｉ］を含む溶銑に
酸素を供給し、［Ｓｉ］と［Ｃ］を除去するとともに、
石灰系の精錬剤を添加して［Ｐ］、［Ｍｎ］、［Ｖ］な
らびに［Ｃｒ］のうちの１つ以上の成分の濃度を調整す
る転炉の操業方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】転炉の主たる目的は、溶銑中の［Ｃ］
を、酸素を用いて酸化除去することによって、所定の濃
度まで低減せしめることであるが、同時に、生石灰等の
精錬剤を添加することによって、［Ｐ］、［Ｍｎ］、
［Ｖ］ならびに［Ｃｒ］といった成分元素の酸化・還元
反応を制御し、濃度を調整することが一般に行われてい
る。転炉の処理において、酸素や精錬剤を添加する最適
のタイミングならびに速度は、メタル浴の温度と成分の
推移をもとに決定されるが、従来は、転炉の処理中の温
度と成分の連続測定が困難であったため、例えば特開平
４−１２４２１１号公報に示されるようなモデル計算に
よる推定に基づいて決定していた。

【０００３】このモデル計算は、一般に、処理前または
処理中の間欠的な温度と成分の測定値ならびに酸素供給
速度等の条件をもとに、脱［Ｓｉ］等の反応速度を推定
するものである。しかし、転炉炉内の反応は、撹拌状況
や装入物成分等の条件によって変化するため、温度と成
分の推移を十分な精度で推定することは困難であり、酸
素や精錬剤を添加するタイミングならびに速度は必ずし
も最適では無かった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の転炉の処理で
は、温度と成分の測定が間欠的であったため、酸素や精
錬剤を添加するタイミングならびに速度の精度が十分で
なかった。このため、過大な精錬剤添加速度によるスラ
グの溶融不良や、過大な酸素供給速度によるスロッピン
グ等の操業阻害が発生した。前者は、溶銑中に含まれる
［Ｓｉ］の酸化による（ＳｉＯ₂ ）生成の速度に対して
（ＣａＯ）等の塩基性酸化物を主体とする精錬剤の添加
速度が速過ぎる場合に、スラグの融点が高くなることが
原因であり、後者は、溶銑中に含まれる［Ｓｉ］や
［Ｃ］の酸化に費やされる量に対して過剰の速度で酸素
が供給された場合に、スラグ中の酸化鉄の濃度が高くな
ることが原因である。

【０００５】酸素や精錬剤を添加するタイミングならび
に添加速度の精度を向上して、これらの問題を解決する
ためには、温度と成分の連続測定が有効である。また転
炉の処理中の温度は、［Ｃ］や［Ｓｉ］等の酸化熱によ
って上昇するため、温度と成分のいずれか一方を連続的
に測定出来れば、他方を精度良く推定することは可能で
ある。しかし従来は溶湯の温度又は成分を連続的に測定
できる実用的な測定装置は未開発であったので、転炉の
最適な操作方法は得られなかった。

【０００６】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたもので、今回、転炉内の溶湯温度の連続測定の可
能な連続測温装置を開発したので、この開発した連続測
温装置を用いて、精錬剤と酸素の供給速度を最適に調整
し、スラグの溶融不良やスロッピング等の操業阻害の防
止を安価に達成することができる転炉の操業方法を得る
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
転炉の操業方法は、転炉において上吹きランスと炉体に
設けられた羽口のいずれか、または両方から酸素を吹込
み溶湯を精錬する操業方法において、前記溶湯内に光フ
ァイバーを挿入し、その溶損分を供給する手段を含む光
ファイバー測温装置を用いて、溶湯の温度を連続的又は
任意のタイミングで測定し、その温度上昇速度から溶湯
中［Ｓｉ］濃度推移を推定することにより（ＳｉＯ₂ ）
生成速度を算出する測定及び計算工程と、転炉内への精
錬剤添加中における精錬剤投入速度と前記算出された
（ＳｉＯ₂ ）生成速度との比が所定範囲内の目標値とな
るように前記精錬剤投入速度を調整する調整工程とを有
するものである。

【０００８】本発明の請求項２に係る転炉の操業方法
は、前記請求項１に係る転炉の操業方法において、前記
精錬剤として酸化カルシウム、水酸化カルシウム、炭酸
カルシウム、酸化バリウム、水酸化バリウムまたは炭酸
バリウムのいずれかを主成分とするものを用い、転炉内
への精錬剤添加中における精錬剤の添加量が（Ｓｉ
Ｏ₂）生成量の２．５倍以上、４．５倍以下の範囲内で
推移するように、精錬剤投入速度を調整する調整工程を
有するものである。

【０００９】

【作用】本請求項１に係る発明においては、転炉におい
て上吹きランスと炉体に設けられた羽口のいずれか、ま
たは両方から酸素を吹込み溶湯を精錬する操業方法にお
いて、測定及び計算工程では、前記溶湯内に光ファイバ
ーを挿入し、その溶損分を供給する手段を含む光ファイ
バー測温装置を用いて、溶湯の温度を連続的又は任意の
タイミングで測定し、その温度上昇速度から溶湯中［Ｓ
ｉ］濃度推移を推定することにより（ＳｉＯ₂ ）生成速
度を算出する。そして調整工程では、転炉内への精錬剤
添加中における精錬剤投入速度と前記算出された（Ｓｉ
Ｏ₂ ）生成速度との比が所定範囲内の目標値となるよう
に前記精錬剤投入速度を調整する。

【００１０】本請求項２に係る発明においては、前記請
求項１に係る発明における前記精錬剤として、酸化カル
シウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、酸化バリ
ウム、水酸化バリウムまたは炭酸バリウムのいずれかを
主成分とするものを用い、調整工程では、転炉内への精
錬剤添加中における精錬剤の添加量が（ＳｉＯ₂ ）生成
量の２．５倍以上、４．５倍以下の範囲内で推移するよ
うに、精錬剤投入速度を調整する。

【００１１】

【実施例】図４は本発明に係る転炉の操業方法を実施し
た３００ｔ上底吹き転炉の設備概要図である。同図にお
い、２０は光ファイバーを転炉２００内に挿入するため
の測温ノズルであり、測温羽口ともいう。１００は連続
測温装置の一例としての光ファイバー測温装置であり、
転炉２００内の溶湯に光ファイバーを挿入し、その溶損
した分だけ新しい光ファイバーを絶えず送り出して供給
を続ける手段を含む装置である。

【００１２】２００は転炉、３００はメインランスであ
り、吹錬制御を行なうために上部から酸素が供給され、
またワイヤーにより上下に移動が可能になっている。４
００はサブランスであり、その先端には測温エレメント
（例えば熱電対）を含むプローブが設けられ、同様にワ
イヤーにより上下に移動が可能になっている。５００は
副原料ホッパーであり、鉄鉱石やミルスケール等が蓄え
られており、これらは吹錬工程中に冷却剤として添加さ
れる。６００は排ガス分析計である。光ファイバー測温
装置１００の開発により、耐久性のある連続測温装置を
実現することができたので、最初に光ファイバー測温装
置１００についての説明を行なう。

【００１３】図５は図４の光ファイバー測温装置の構成
を示すブロック図である。同図において、１０は光ファ
イバー供給装置であり、金属管被覆光ファイバー１１、
モータ１２、ローラ１３、送りコントローラ１４、送り
速度検出器１５、光ファイバードラム１６及び放射温度
計１７により構成される。２０は炉内に金属管被覆光フ
ァイバー１１を挿入するための測温ノズルである。２１
は測温ノズル２０と結合される光ファイバーガイドであ
り、金属管被覆光ファイバー１１を挿通させると共に、
ノズル詰り防止ガスが供給される。３０はノズル詰り防
止ガス供給装置であり、圧力／流量調整器３１，３２、
供給ガスコントローラ３３、供給ガス生成部３４及びガ
ス圧力検出器３５により構成される。そして光ファイバ
ー測温装置１００は上記の光ファイバー供給装置１０、
測温ノズル２０、光ファイバーガイド２１及びノズル詰
り防止ガス供給装置３０により構成される。

【００１４】図５の光ファイバーによる測温装置１００
は、転炉２００内の溶湯温度を測定する場合に、金属管
被覆光ファイバー１１の先端部をノズル詰り防止ガス
（例えば窒素ガスＮ₂ ）と共に、直接炉内の溶融金属又
はスラグに挿入して、この金属管被覆光ファイバー１１
の先端部が高温により溶損するので、この溶損した分だ
け新しい光ファイバーを絶えず送り出して供給を続ける
ことにより連続的な温度測定を可能とするものである。
ここで光ファイバーに金属管を被覆した構造とするの
は、光ファイバー供給装置１０により光ファイバーを炉
内に送り込む際に、ローラによる押付け圧力及びノズル
詰り防止ガスの圧力が光ファイバーに印加されるので、
この加圧に対する強度確保と、内部の光ファイバーを保
護するためである。

【００１５】この光ファイバーを被覆する金属管には例
えばステンレス管を使用する。このステンレスの融点は
１４００〜１４３０℃程度であるから、高温の溶鋼中に
挿入しても直ちに溶けず、数秒間は光ファイバーを保護
している。またこの実施例では、光ファイバーも１６０
０℃以上の軟化点を有する石英系ガラスで形成されてい
るから、短時間は溶融せずにその形状を保持することが
できる。この実施例における金属管被覆光ファイバー１
１は、外径が１．２ｍｍのものが使用されている。

【００１６】測温ノズル２０は、例えばレンガ又はセラ
ミックスにより構成されたもの、金属の単管により構成
されたもの、または内側をセラミックスとした金属の単
管により構成されたもの等があり、さらに、前記金属の
単管または内側をセラミックスとした金属の単管により
構成された測温ノズルの外側に同心に金属管を設け、内
側の測温ノズルの外径と外側の金属管の内径との間に設
けられた空隙がノズル詰り防止ガス供給装置３０に接続
される二重管構造のものもある。

【００１７】測温ノズル２０は、その一端が溶湯に接
し、その他端は光ファイバーガイド２１と気密に結合さ
れ、この光ファイバーガイド２１側から金属管被覆光フ
ァイバー１１が挿通され、溶湯内に挿入される。また測
温ノズル２０の内径と前記金属管被覆光ファイバー１１
の外径との間には空隙が設けられ、この空隙には光ファ
イバーガイド２１を介してノズル詰り防止ガスが吹込ま
れる。この実施例では、測温ノズル２０としては、内径
が３．０ｍｍ、外径が５．０ｍｍの金属の単管を使用し
た。

【００１８】光ファイバーガイド２１は、光ファイバー
供給装置１０から連続的に送り出される金属管被覆光フ
ァイバー１１を、ノズル詰り防止ガス供給装置３０から
供給されるノズル詰り防止ガスと共に、測温ノズル２０
を通して転炉２００内の溶湯に送り出す機能を有する。

【００１９】光ファイバーガイド２１の一端は測温ノズ
ル２０の溶湯に接しない方の一端と気密に接続され、そ
の他端は、金属管被覆光ファイバー１１は通過できる
が、ノズル詰り防止ガスは光ファイバー供給装置１０側
に漏洩しないように、例えば二重シール等が設けられた
高度の気密構造になっている。また光ファイバーガイド
２１の内径と金属管被覆光ファイバー１１の外径との間
に設けられた空隙には、ノズル詰り防止ガス供給装置３
０からの配管が結合され、前記ガスが供給されている。
このように光ファイバーガイド２１は、測温ノズル２０
と別の部材で構成されてはいるが、光ファイバーをノズ
ル詰り防止ガスと共に転炉２００内に送り出す機能は全
く同一であり、広義では測温ノズル２０の一部を構成す
る部材であるとみなすことができる。

【００２０】光ファイバーガイド２１と気密に接続され
た測温ノズル２０からは、金属管被覆光ファイバー１１
の送り出しと共に、ノズル詰り防止ガスが炉内の溶湯に
吹出される。この場合に、溶湯中におけるノズル詰り防
止ガスの浮上領域内では気泡が生成されるので、この気
泡生成領域内に金属管被覆光ファイバー１１の先端が入
ると、温度測定精度が低下する。従って、例えば測温ノ
ズル２０を水平面より下向にある傾斜角（例えば３０度
程度）をもたせて設置し、金属管被覆光ファイバー１１
の先端がガスの浮上領域内に入られないようするのが望
ましい。

【００２１】光ファイバー供給装置１０は、光ファイバ
ーガイド２１及び測温ノズル２０を介して、金属管被覆
光ファイバー１１を連続的又は断続的に転炉２００内に
送り出す機能を有する。このため、送りコントローラ１
４は、モータ１２を駆動し、光ファイバードラム１６内
にあらかじめ巻込されている金属管被覆光ファイバー１
１を送り出すが、この場合に、送り速度検出器１５によ
り光ファイバーの送り速度を検出し、この検出値により
送り速度が所定の値になるように制御を行なっている。

【００２２】この実施例では、光ファイバーの連続的な
送り速度は５ｍｍ／ｓｅｃとして、断続的な送り速度
は、１０ｍｍ／ｓｅｃで１０秒間送り出し、その後２０
秒停止する動作を繰返すようにしている。この光ファイ
バーの送り出しは、ノズル詰り防止ガスと共に炉内に挿
入される金属管被覆光ファイバー１１の先端部が、時間
の経過と共に、溶損してゆくので、この溶損した分だけ
（即ち消耗した分だけ）新しい光ファイバーを絶えず供
給するために行なわれる。そしてこの新しい光ファイバ
ーを絶えず供給することによって、連続的な温度計測が
可能となる。

【００２３】送り速度検出器１５は、例えば単位時間内
におけるセンサ用ローラの回転角度から送り速度を求め
ることができ、この検出信号は送りコントローラ１４及
びノズル詰り防止ガス供給装置３０内の供給ガスコント
ローラ３３へ供給される。そしてこの送り速度検出器１
５の検出値が正常の範囲内であるか否かにより、光ファ
イバー送り出しの難易状態を判別することができる。例
えば測温ノズル２０の先端が詰ってくると送り速度は低
下してくる。送りコントローラ１４は、送り速度が正常
の範囲より低下するとモータ１２の駆動を停止させ、装
置の故障を防止している。

【００２４】光ファイバー測温装置１００は、黒体放射
条件が成立すれば、その放射スペクトル分布から絶対温
度が算出できるという計測原理を利用している。このた
め、炉内に挿入された金属管被覆光ファイバー１１の先
端より溶湯が放射するスペクトル光を入力し、このスペ
クトル光が光ファイバー内を伝播して放射温度計１７へ
入力する。

【００２５】放射温度計１７には、例えば２波長の輝度
出力の比較から温度を求める２色温度計や放射光の輝度
出力から直接温度を求める赤外放射温度計等があり、入
力する光スペクトル信号からそれぞれの測定方式に従っ
て温度を算出し、この算出された温度信号は電気信号と
して出力され、例えば図示されない記録計等へ供給され
る。

【００２６】ノズル詰り防止ガス供給装置３０が光ファ
イバーガイド２１に供給するガスとしては、不活性ガス
（この例では窒素ガス）、酸化性ガス（この例では酸素
ガス）及び不活性ガスと酸化性ガスとの混合ガス（この
混合比は可変設定が可能である）の３種類のガスのいず
れかを選択して使用する。またこのガス種別の選択は、
光ファイバー供給装置１０による金属管被覆光ファイバ
ー１１の送り出しの難易状況に応じて、手動又は自動に
より行なわれる。なお、図５の実施例は、このガス種別
が自動選択される場合を示している。

【００２７】ノズル詰り防止ガス供給装置３０内の供給
ガスコントローラ３３は、ガス圧力検出器３５の検出信
号及び光ファイバー供給装置１０内の送り速度検出器１
５の検出信号を入力し、この２つの検出信号の値に応じ
て、前記３種類のノズル詰り防止ガスのいずれかを自動
的に選択し、この選択結果に基づく制御信号を、それぞ
れ圧力／流量調整器３１及び３２に供給する。

【００２８】圧力／流量調整器３１，３２には、圧力調
整器、流量調整器、制御バルブ等が含まれており、それ
ぞれ入力される窒素ガス、酸素ガスを制御信号に従った
圧力及び流量として供給ガス生成部３４へ供給する。供
給ガス生成部３４では、窒素ガス、酸素ガスまたは両者
の混合ガスのいずれかが所定の圧力で生成され、ここか
ら光ファイバーガイド２１へ供給される。

【００２９】ガス圧力検出器３５は、供給ガス生成部３
４が光ファイバーガイド２１へ供給するガス圧力を検出
し、この検出値を供給ガスコントローラ３３へ供給す
る。これは、測温ノズル２０の先端が詰ってくると、供
給するガスの吹出し量が減少し、ガス圧力の検出値が上
昇するので、この検出値が正常の範囲内であるか否かに
より測温ノズル２０の先端の詰り状態を判別できるから
である。供給ガスコントローラ３３は、この供給ガス圧
力検出値と前記光ファイバー送り速度検出値とにより測
温ノズル２０の先端の詰り状態を判断して、ガス種別の
自動選択を行なう。

【００３０】図５の実施例において、供給ガスコントロ
ーラ３３は、前記光ファイバー送り速度検出値及び供給
ガス圧力検出値が正常範囲の場合には、測温ノズル２０
及び転炉２００内に挿入された金属管被覆光ファイバー
１１を保護するために、ノズル詰り防止ガスとして、冷
却効果のある不活性ガス（図５では窒素ガス）を選択し
ている。しかし不活性ガスを流す際に、その流量が多過
ぎると、測温ノズル２０の先端にマッシュルーム（溶融
金属が部分的に凝固したスポンジ状のかたまり）が生成
され、金属管被覆光ファイバー１１の挿入ができなくな
る。

【００３１】また反対に不活性ガスの流量が少な過ぎる
と、測温ノズル２０の先端に溶湯が差しこむ。図５の例
においては、圧力／流量調整器３１により調整された光
ファイバーガイド２１への窒素ガスの吹込量は、３．０
Ｎｍ³ ／Ｈｒ（８３３ｃｃ／ｓｅｃ）とし、測温ノズル
２０の先端でのガスの線流速は、５０〜５００Ｎｍ／ｓ
ｅｃの範囲内で最適な値となるように調節している。ま
たこの線流速を確保するためには、測温ノズル２０の内
径と、金属管被覆光ファイバー１１の外径との比は、ほ
ぼ１．５〜３．５の範囲とするのが最も好ましい。

【００３２】上記のように窒素ガスを吹込んで温度計測
を行なっても、転炉２００内の測温ノズル２０の先端で
のマッシュルームの生成等により光ファイバーの送り速
度が低下し、供給ガス圧力が上昇することがある。この
場合には、供給ガスコントローラ３３は、ノズル詰り防
止ガスとして、窒素ガスに酸素ガスを所定の比率で混合
した混合ガスを選択する。この混合ガスの混合比は可変
設定が可能であるが、通常は測温ノズル２０の保護の観
点から、酸素ガスの混合比は最大でも５０％までにとど
めるのが良い。

【００３３】供給ガスコントローラ３３は、前記選択結
果に基づき圧力／流量調整器３１及び３２を制御し、前
記所定の混合比の混合ガスを生成させ、これを光ファイ
バーガイド２１に吹込み、マッシュルーム等を溶解させ
て、その付着を防止することができる。しかしながら強
固なマッシュルーム付着等により、混合ガスの吹出しで
は、光ファイバーの送り速度及び供給ガス圧力が正常範
囲に戻らない場合があるので、この場合には、供給ガス
コントローラ３３は、ノズル詰り防止ガスとして、短時
間だけ酸素ガスを選択し、この酸素ガスによる溶解を行
なうようにしている。

【００３４】図４の転炉の設備概要図において、連続測
温装置としての光ファイバー測温装置１００は、下記の
測定条件により連続測温を行なった。 （１）測温ノズル、 型式：金属単管ノズル，長さ：約
１０００ｍｍ ノズルの内径／外径：３．０ｍｍ／５．０ｍｍ 材質：ＳＵＳ３０４ （２）光ファイバー、構造：ステンレス管被覆 外径：１．２ｍｍ （３）ガス吸込み、 種類：窒素ガス 吸込量：３．０Ｎｍ³ ／Ｈｒ 吹出流速：３２８Ｎｍ／ｓｅｃ （４）光ファイバー送り速度：５ｍｍ／ｓｅｃ（連
続）、又は１０ｍｍ／ｓｅｃ（断続）

【００３５】本発明の課題は、前記光ファイバー測温装
置を用いて溶銑の温度を連続的もしくは任意のタイミン
グで測定し、その温度上昇速度から溶銑中［Ｓｉ］濃度
推移を推定することにより（ＳｉＯ₂ ）生成速度を算出
し、精錬剤と酸素の供給速度を調整することによって解
決される。

【００３６】本発明に係る計算工程は、次のように定式
化される。溶銑中［Ｓｉ］は次の（１）式に従い、酸素
と反応して酸化熱を生成する。 ［Ｓｉ］＋Ｏ₂ ＝（ＳｉＯ₂ ）＋（酸化熱） …（１） このとき、溶銑中［Ｓｉ］濃度推移を推定するために、
下記の式（２），（３）を用いる。

【００３７】

【数１】

【００３８】

【数２】

【００３９】ここで、 Ｔは転炉処理開始後の時間（秒） ［Ｓｉ］_t は時間Ｔ＝ｔにおける溶銑中［Ｓｉ］濃度
［％］ ［Ｓｉ］₀ は転炉処理開始時における溶銑中［Ｓｉ］濃
度［％］ ｄ［Ｓｉ］／ｄＯ₂ は酸素供給量に対する溶銑中［Ｓ
ｉ］濃度変化の比［％／（Ｎｍ³ ／ＴＯＮ）］ ｄＯ₂ ／ｄＴは単位時間あたりの酸素供給量［（Ｎｍ³
／ＴＯＮ）／秒］ ｄθ／ｄＯ₂ は酸素供給量に対する温度上昇の比［℃／
（Ｎｍ³ ／ＴＯＮ）］ をそれぞれ示す。

【００４０】前記式（３）は温度変化と［Ｓｉ］濃度変
化の関係を示す式であり、係数Ａ，Ｂは、それぞれ、約
−０．０２、約０．１５であるが、これらは設備の形状
（例えば、転炉内での溶銑の比表面積）等によって異な
るため、あらかじめ実験操業を行なって決定する。ま
た、設備の条件（撹拌強度等）によっては、係数Ａ，Ｂ
を［Ｓｉ］の関数とすることにより、精度が向上する場
合がある。

【００４１】本発明の転炉の操業方法においては、まず
測定及び計算工程において、（ＳｉＯ₂ ）生成速度を算
出する。この工程では、前記光ファイバー測温装置１０
０を用いて、精錬中の転炉内の溶湯温度を連続的又は任
意のタイミングで測定し、吹込む酸素供給量に対する温
度上昇の比ｄθ／ｄＯ₂ を求め、この値と前記係数Ａ，
Ｂを式（３）に代入して、ｄ［Ｓｉ］／ｄＯ₂ を算出す
る。このように従来は計測手段の欠如により推定に基づ
いていたｄ［Ｓｉ］／ｄＯ₂ が、温度測定により間接的
に測定される。

【００４２】次にこのｄ［Ｓｉ］／ｄＯ₂ を用いて
（２）式の演算を行ない、吹錬開始からの時間ｔにおけ
る溶銑中［Ｓｉ］濃度である［Ｓｉ］_t を算出する。そ
して、（１）式の物質収支から（ＳｉＯ₂ ）の生成速度
を精度良く算出することができる。この結果、後述する
ように精錬剤と酸素を添加するタイミングならびに速度
の最適化が達成されることになる。

【００４３】本発明を実施した操業条件を下記の表１に
示す。

【００４４】

【表１】

【００４５】図２は転炉処理における浴温度推移と［Ｓ
ｉ］濃度推移の例を示す図であり、浴温度は光ファイバ
ー測温装置により測定した測定値であり、［Ｓｉ］濃度
はサンプル採取により求めた値である。図２に示される
ように、［Ｓｉ］濃度の低下速度は、転炉装入物の不均
一等の要因により不安定であるが、温度の変化率と［Ｓ
ｉ］濃度の変化率には良い相関がある。

【００４６】図３は本発明に係る単位酸素供給量当りの
温度上昇と［Ｓｉ］濃度低下の関係を示す図であり、複
数のヒートについてｄ［Ｓｉ］／ｄＯ₂ とｄθ／ｄＯ₂
を実測した結果を＋印で示している。図３の＋印の値と
（３）式の計算値との間の誤差は、本発明による［Ｓ
ｉ］濃度推定誤差であることから、本発明による［Ｓ
ｉ］濃度推定の誤差は、初期［Ｓｉ］濃度の±４％未満
であることがわかる。本発明では、このようにして求め
た［Ｓｉ］濃度の変化から（ＳｉＯ₂ ）の生成量を連続
的に把握することができた。

【００４７】この実施例では、精錬剤として生石灰を用
いた。溶銑［Ｓｉ］濃度及び精錬剤投入量一定の条件
で、生石灰の投入タイミング及び投入速度を下記の表２
に示す種々のパターンで実施した。

【００４８】

【表２】

【００４９】図１は本発明に係る（ＣａＯ）投入速度と
（ＳｉＯ₂ ）生成速度との比に対するスラグ中未溶解
（ＣａＯ）濃度を示す図であり、表２に示す各種生石灰
投入パターンを実施した結果を示している。図１でわか
るように（ＳｉＯ₂ ）の生成にあわせて生石灰を連続的
に投入することにより、石灰の溶融が促進される。特
に、（ＳｉＯ₂ ）生成量の２．５倍以上で、４．５倍以
下の（ＣａＯ）量となるように、生石灰投入速度を調節
することにより、未溶解石灰を大幅に低減することがで
きる。

【００５０】従って本発明の転炉の操業方法において
は、前記測定及び計算工程の次の調整工程において、転
炉内への精錬剤添加中における精錬剤の添加量が（Ｓｉ
Ｏ₂ ）生成量の２．５倍以上で４．５倍以下の範囲内で
推移するように精錬剤投入速度を調整する。また精錬剤
としては、酸化カルシイム、水酸化カルシウムもしくは
炭酸カルシウムのいずかを主成分とするもの（例えば生
石灰、石灰石、ドロマイト等）、または酸化バリウム、
水酸化バリウムもしくは炭酸バリウムのいずれかを主成
分とするものでよい。

【００５１】本発明を実施した結果として、生石灰原単
位が約６％低減され、［Ｐ］、［Ｍｎ］、［Ｖ］、並び
に［Ｃｒ］の濃度を調整するコストを低減できると共
に、スロッピング等の操業阻害を抑制することができ
た。

【００５２】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、溶湯
内に光ファイバーを挿入し、その溶損分を供給する手段
を含む光ファイバー測温装置を用いて、溶湯の温度を連
続的又は任意のタイミングで測定し、その温度上昇速度
から溶湯中［Ｓｉ］濃度推移を推定することにより（Ｓ
ｉＯ₂ ）生成速度を算出し、精錬剤投入速度と前記（Ｓ
ｉＯ₂ ）生成速度との比が所定範囲内の目標値となるよ
うに精錬剤投入速度を調整するようにしたので、スラグ
の溶融不良やスロッピング等の操業阻害の防止を安価に
達成することができた。

【００５３】また本発明によれば、前記精錬剤として酸
化カルシウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、酸
化バリウム、水酸化バリウムまたは炭酸バリウムのいず
れかを主成分とするものを用い、転炉内の精錬剤添加中
における精錬剤の添加量が（ＳｉＯ₂ ）生成量の２．５
倍以上、４．５倍以下の範囲内で推移するように、精錬
剤投入速度を調整するようにしたので、スラグ中未溶解
の精錬剤濃度を最低とする転炉の操作方法が得られた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る（ＣａＯ）投入速度と（Ｓｉ
Ｏ₂ ）生成速度との比に対するスラグ中未溶解（Ｃａ
Ｏ）濃度を示す図である。

【図２】転炉処理における浴温度推移と［Ｓｉ］濃度推
移の例を示す図である。

【図３】本発明に係る単位酸素供給量当りの温度上昇と
［Ｓｉ］濃度低下の関係を示す図である。

【図４】本発明に係る転炉の操業方法を実施した３００
ｔ上底吹き転炉の設備概要図である。

【図５】図４の光ファイバー測温装置の構成を示すブロ
ック図である。

【符号の説明】

１０ 光ファイバー送り装置 １１ 金属管被覆光ファイバー １２ モータ １３ ローラ １４ 送りコントローラ １５ 送り速度検出器 １６ 光ファイバードラム １７ 放射温度計 ２０ 測温ノズル ２１ 光ファイバーガイド ３０ ノズル詰り防止ガス供給装置 ３１，３２ 圧力／流量調整器 ３３ 供給ガスコントローラ ３４ 供給ガス生成部 ３５ ガス圧力検出器 １００ 光ファイバー測温装置 ２００ 転炉 ３００ メインランス ４００ サブランス ５００ 副原料ホッパー ６００ 排ガス分析計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊地 一郎 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 井上 茂 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 昭54−99026（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−117814（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C21C 5/30 C21C 5/46

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 転炉において上吹きランスと炉体に設け
   られた羽口のいずれか、または両方から酸素を吹込み溶
   湯を精錬する操業方法において、 前記溶湯内に光ファイバーを挿入し、その溶損分を供給
   する手段を含む光ファイバー測温装置を用いて、溶湯の
   温度を連続的又は任意のタイミングで測定し、その温度
   上昇速度から溶湯中［Ｓｉ］濃度推移を推定することに
   より（ＳｉＯ₂）生成速度を算出し、転炉内への精錬剤
   添加中における精錬剤投入速度と前記算出された（Ｓｉ
   Ｏ₂ ）生成速度との比が所定範囲内の目標値となるよう
   に前記精錬剤投入速度を調整することを特徴とする転炉
   の操業方法。
2. 【請求項２】 前記精錬剤として酸化カルシウム、水酸
   化カルシウム、炭酸カルシウム、酸化バリウム、水酸化
   バリウムまたは炭酸バリウムのいずれかを主成分とする
   ものを用い、転炉内への精錬剤添加中における精錬剤の
   添加量が（ＳｉＯ₂ ）生成量の２．５倍以上、４．５倍
   以下の範囲内で推移するように、精錬剤投入速度を調整
   することを特徴とする請求項１記載の転炉の操業方法。