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JPH05239540A - 真空脱ガス装置における溶鋼中炭素濃度推定方法 - Google Patents

真空脱ガス装置における溶鋼中炭素濃度推定方法

Info

Publication number
JPH05239540A
JPH05239540A JP7893592A JP7893592A JPH05239540A JP H05239540 A JPH05239540 A JP H05239540A JP 7893592 A JP7893592 A JP 7893592A JP 7893592 A JP7893592 A JP 7893592A JP H05239540 A JPH05239540 A JP H05239540A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
molten steel
carbon
concentration
oxygen concentration
calculation means
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7893592A
Other languages
English (en)
Inventor
Hidefumi Tachibana
秀文 橘
Toshiyuki Yamamoto
俊行 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP7893592A priority Critical patent/JPH05239540A/ja
Publication of JPH05239540A publication Critical patent/JPH05239540A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶鋼中炭素濃度の推定精度及び予測精度を上
げる事ができ、目標炭素濃度でタイミング良く脱炭停止
可能な方法を提供する。 【構成】 排ガス成分分析計9を有する真空脱ガス装置
において、精錬中の操業実績値をリアルタイムに入力し
て操業中の溶鋼炭素濃度、酸素濃度及び槽内成分偏析を
時々刻々推定する溶鋼炭素・酸素濃度演算手段11と、
排ガス成分より脱炭速度定数を計算する脱炭速度定数演
算手段10と、前記演算手段11からの指令により精錬
中に溶鋼サンプリング及びその分析を行う溶鋼サンプリ
ング分析手段12とを有し、精錬中に1回以上溶鋼炭
素、酸素濃度を測定し、その測定値により前記演算手段
11の演算結果の軌道を修正し、かつ演算手段10によ
る脱炭速度定数推定値により前記演算手段11の演算結
果を補正し、目的とする溶鋼中炭素濃度の推定を精度良
く行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、真空排気の煙道途中に
排ガス成分分析計を有する真空脱ガス装置における溶鋼
中炭素濃度推定方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、真空脱ガス装置における溶鋼中炭
素濃度推定方法としては、次に示すような方法がある。
第1の方法としては、排ガス成分分析計による脱炭量マ
スバランス計算方法によるものである。この方法では、
下記数式1の演算式で時刻tにおける溶鋼中炭素濃度C
(t)を時々刻々計算する。
【0003】
【数1】
【0004】なお、この数式1において、中間C分析値
にて軌道修正する方法もある。次に、従来の第2の方法
としては、統計手法による計算方法である。すなわち、
溶鋼中炭素濃度と操業実績情報との相関を、特定プロセ
スを対象に統計的手法を用いて解析し、その結果決まる
相関要因による回帰式にて計算するものである。例え
ば、下記数式2の式により行う。
【0005】
【数2】 C(t)=a1 CO+a2 CO2 +a3 V +a4 ここで、CO、CO2 :排ガス中のCO、CO2 濃度実
績 Pv :真空度実績 a1 〜a4 :オフラインの統計解析で決まる係数
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の真
空脱ガス装置における溶鋼中炭素濃度推定方法では、そ
れぞれ以下のような問題点を有していた。すなわち、第
1の方法にあっては、まず、排ガス脱炭量の積分計算で
あり、分析計の分析精度や溶鋼重量計測精度の影響を直
接受けるため、一般的に推定精度が悪いものであり、ま
た、中間C分析値で軌道修正する方法も提案されてはい
るが、槽内の成分偏析が不明であり、やはり推定精度は
悪いものである。一方、第2の方法にあっては、計算式
自体に理論的意味が希薄であり、操業形態の変化に追従
しないため、一般的に推定精度が悪いものであった。
【0007】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、溶鋼
中炭素濃度推定精度を向上し、目標炭素濃度でタイミン
グ良く脱炭停止可能な真空脱ガス装置における溶鋼中炭
素濃度推定方法を提供することを目的としてなされたも
のである。
【0008】上記課題を解決するために本発明の真空脱
ガス装置における溶鋼中炭素濃度推定方法は、真空排気
の煙道途中に配設された排ガス成分分析計を有する真空
脱ガス装置を用いて溶鋼中炭素濃度を推定する方法にお
いて、精錬中の操業実績値をリアルタイムに入力して操
業中の溶鋼炭素濃度、酸素濃度及び槽内成分偏析を時々
刻々推定する溶鋼炭素・酸素濃度演算手段と、排ガス成
分より脱炭速度定数を計算する脱炭速度定数演算手段
と、前記溶鋼炭素、酸素濃度演算手段からの指令により
精錬中に溶鋼サンプリングおよびその分析を行う溶鋼サ
ンプリング分析手段とを有し、精錬中に1回以上溶鋼炭
素、酸素濃度を測定し、その測定値により前記溶鋼炭素
・酸素濃度演算手段の演算結果の軌道を修正し、かつ前
記脱炭速度定数演算手段にて計算される脱炭速度定数推
定値により前記溶鋼炭素・酸素濃度演算手段の演算結果
を補正し、目標の溶鋼中炭素濃度の推定を行うこととし
ているのである。
【0009】
【作用】本発明は上記した方法によって、溶鋼炭素・酸
素濃度演算手段の指令により、精錬中に1回以上、溶鋼
のサンプリングを行って、その分析により溶鋼炭素、酸
素濃度を測定し、その測定値により前記溶鋼炭素・酸素
濃度演算手段の演算結果の軌道修正を行い、かつ前記脱
炭速度定数演算手段にて計算される脱炭速度定数推定値
により前記溶鋼炭素・酸素濃度演算手段の演算結果を補
正し、溶鋼中炭素濃度の推定精度及び予測精度を上げ、
目標炭素濃度での脱炭停止を行うことが可能となる。
【0010】
【実施例】以下本発明真空脱ガス装置における溶鋼中炭
素濃度推定方法の実施例について、図を参照しながら詳
細に説明する。図1は本発明の第1の実施例における真
空脱ガス装置の一つであるRH精錬における溶鋼中炭素
濃度推定方法の構成図を示すものである。
【0011】図1において、1は溶鋼2を入れた取鍋で
あり、その上方には真空槽3を備えており、真空槽3に
一体に設けた上昇浸漬管4と下降浸漬管5を取鍋1中の
溶鋼2に浸漬させた状態としている。そして、前記上昇
浸漬管4のガス吹込み口6からアルゴンガスを吹込むこ
とによって、気泡の上昇運動を利用して溶鋼2を真空槽
3内へと導入し、その上昇分に等しい量の溶鋼2を下降
浸漬管5より取鍋1に戻すことにより、溶鋼2を循環さ
せつつ脱ガス処理を行うものである。
【0012】8は前記真空精錬の際に発生するガス等を
排気するための排気ダクトであり、その途中に排ガス成
分分析計9の検出部9aが設けられている。その排ガス
成分分析計9の分析出力は脱炭速度定数演算手段10に
入力され、この脱炭速度定数演算手段10の演算結果は
溶鋼炭素・酸素濃度演算手段11に入力される。また、
前記溶鋼炭素・酸素濃度演算手段11の分析指令に従っ
て、溶鋼サンプリング分析手段12は、溶鋼2中のサン
プリングを行うと共に、炭素・酸素濃度の分析を行い、
その結果を溶鋼炭素・酸素濃度演算手段11へ出力す
る。そして、溶鋼炭素・酸素濃度演算手段11は、後述
するような推定演算を行って、溶鋼中炭素濃度の目標炭
素濃度への到達時間の予測計算を行い、その出力を行う
ものである。
【0013】ここで、前述の溶鋼炭素・酸素濃度演算手
段11における演算について説明する。まず、この演算
手段11では、RH処理される溶鋼情報(溶鋼の初期成
分、温度、重量等)と、操業中の操業実績情報(環流ガ
ス流量、真空度、合金投入実績、排ガス成分実績等)に
基づき、時々刻々溶鋼中炭素・酸素濃度の計算を行うも
のである。そして、この溶鋼炭素・酸素濃度演算手段1
1では、第1には槽内成分偏析推定の演算、第2には溶
鋼中炭素、酸素濃度の推定の演算、第3には中間炭素、
酸素分析値から推定値の軌道修正の演算を行うことを特
徴とするものである。
【0014】まず、RHプロセスの取鍋1及び真空槽3
内の溶鋼をn領域に分割(図1ではn=6)し、溶鋼の
環流量(環流ガス流量、真空度、真空槽浸漬管径より計
算)QST及び各々の領域の脱炭反応計算値Ci (i:領
域No)に基づき、取鍋1、真空槽3内の炭素濃度バラ
ツキ(槽内偏析)を推定する。その場合に使用する演算
式の例として下記数式3がある。
【0015】
【数3】 Vi(dCi /dt)=QST(Ci-1 −Ci )−kc i (Ci −Cend ) +ΔCi ここで、Vi:i領域溶鋼体積、kc :脱炭物質移動係
数 Ai :反応界面積、Cend :脱炭反応平衡到達炭素濃度 ΔCi :i領域加炭量
【0016】この数式3において、炭素(C)に代えて
酸素(O)とすることにより、同様の式で、酸素濃度に
ついても同様に推定することができる。
【0017】次に、前記炭素濃度推定値がある値に到達
(脱炭が進行)した時点で、溶鋼サンプリング分析手段
12に起動指令を出力し、溶鋼2のサンプルを採取し、
その分析により炭素濃度、酸素濃度の実績値を得る。そ
して、その実績値に基づき、サンプル採取位置(n領域
中)の炭素濃度、酸素濃度推定値(槽内偏析計算結果)
を実績値に軌道修正する。サンプル採取位置以外の領域
についても、偏差加算及び比例配分等にて軌道修正を行
う。このような、溶鋼中の炭素・酸素濃度の実績値によ
る軌道修正は、通常、溶鋼サンプリングから分析までの
分析時間が相当かかる(5分程度)ため、精錬中に1〜
2回行うのが限度であり、脱炭時間から考慮して最適な
タイミングを溶鋼炭素・酸素濃度演算手段11で演算
し、指令を行うようにしている。
【0018】そして、前記軌道修正後、溶鋼2中の炭素
・酸素濃度を逐次推定すると共に、溶鋼炭素濃度が目標
炭素濃度に到達する時間の予測計算を行う。その予測計
算の演算式は、例えば数式4が用いられる。
【0019】
【数4】 t=(Vi /kc A)1n{(C0 −Cend )/(Caim −Cend )} ここで、t:到達時間、V:溶鋼体積、C0 :現在炭素
濃度 Caim :目標炭素濃度
【0020】前記溶鋼サンプリング分析手段12は、前
述のように、溶鋼炭素・酸素濃度演算手段11の指令に
より、溶鋼2中より溶鋼をサンプリングし、その炭素濃
度、酸素濃度の分析を行い、その分析結果を溶鋼炭素・
酸素濃度演算手段11に入力して、当該溶鋼炭素・酸素
濃度演算手段11における前述したような演算のデータ
となるものである。この溶鋼サンプリング分析手段12
における分析には、通常、炭素濃度はQ.V.(カント
バック)、酸素濃度はOXPプローブが用いられる。
【0021】また、前記脱炭速度定数演算手段10は、
前述した溶鋼炭素・酸素濃度演算手段11の演算におけ
る数式3、数式4の脱炭物質移動係数kc を、排ガス成
分分析計9の出力から、オンラインで推定するものであ
る。
【0022】図2は、横軸に吹錬時間を、縦軸に溶鋼中
炭素濃度をとり、その推定値と実績値の具体例を示した
説明図である。この例は、C≒100ppmにて溶鋼を
サンプリングし、その分析を行い、軌道修正を行ったも
のであるが、それ以降の炭素濃度推定値の変化が実績値
とよく一致していることがわかる。
【0023】
【発明の効果】以上のように本発明は、真空排気の煙道
途中に設置された排ガス成分分析計を有する真空脱ガス
装置を用いて溶鋼中炭素濃度を推定する方法において、
精錬中の操業実績値をリアルタイムに入力して操業中の
溶鋼炭素濃度、酸素濃度及び槽内成分偏析を時々刻々推
定する溶鋼炭素・酸素濃度演算手段と、排ガス成分より
脱炭速度定数を計算する脱炭速度定数演算手段と、前記
溶鋼炭素、酸素濃度演算手段からの指令により精錬中に
溶鋼サンプリング及びその分析を行う溶鋼サンプリング
分析手段とを有し、精錬中に1回以上溶鋼炭素、酸素濃
度を測定し、その測定値により前記溶鋼炭素・酸素濃度
演算手段の演算結果の軌道を修正し、かつ前記脱炭速度
定数演算手段にて計算される脱炭速度定数推定値により
前記溶鋼炭素・酸素濃度演算手段の演算結果を補正する
ことにより推定するものであり、溶鋼中炭素濃度の推定
精度及び予測精度を上げる事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例における真空脱ガス装置
における溶鋼中炭素濃度推定方法の構成図である。
【図2】溶鋼中炭素濃度の推定値と実績値の具体例を示
した説明図である。
【符号の説明】
1 取鍋 2 溶鋼 3 真空槽 9 排ガス成分分析計 10 脱炭速度定数演算手段 11 溶鋼炭素・酸素濃度演算手段 12 溶鋼サンプリング分析手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 真空排気の煙道途中に設置された排ガス
    成分分析計を有する真空脱ガス装置を用いて溶鋼中炭素
    濃度を推定する方法において、精錬中の操業実績値をリ
    アルタイムに入力して操業中の溶鋼炭素濃度、酸素濃度
    及び槽内成分偏析を時々刻々推定する溶鋼炭素・酸素濃
    度演算手段と、排ガス成分より脱炭速度定数を計算する
    脱炭速度定数演算手段と、前記溶鋼炭素、酸素濃度演算
    手段からの指令により精錬中に溶鋼サンプリングおよび
    その分析を行う溶鋼サンプリング分析手段とを有し、精
    錬中に1回以上溶鋼炭素、酸素濃度を測定し、その測定
    値により前記溶鋼炭素・酸素濃度演算手段の演算結果の
    軌道を修正し、かつ前記脱炭速度定数演算手段にて計算
    される脱炭速度定数推定値により前記溶鋼炭素・酸素濃
    度演算手段の演算結果を補正し、目標の溶鋼中炭素濃度
    の推定を行うことを特徴とする真空脱ガス装置における
    溶鋼中炭素濃度推定方法。
JP7893592A 1992-02-28 1992-02-28 真空脱ガス装置における溶鋼中炭素濃度推定方法 Pending JPH05239540A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008266751A (ja) * 2007-04-24 2008-11-06 Nippon Steel Corp 溶鋼の精錬方法
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