[发明专利]钢水中磷浓度估计方法和转炉吹炼控制装置

说明书

高精度地估计基于多功能转炉法的操作中的转炉吹炼停吹时的钢水中磷浓度。钢水中磷浓度估计方法应用于使用伴有中间排渣处理的转炉的一次精炼，该方法包括：渣位数据获取步骤，获取脱磷处理时的渣位；排气数据获取步骤，获取脱碳处理时的排气成分和排气流量；钢水数据获取步骤，通过脱碳处理时的副枪测定来获取钢水温度和钢水中的碳浓度；以及磷浓度估计步骤，使用与渣位、排气成分、排气流量、钢水温度及碳浓度有关的数据以及与脱磷处理、中间排渣处理及脱碳处理有关的操作条件来计算脱磷速度常数，使用计算出的脱磷速度常数和脱磷处理开始时的铁水磷浓度来估计副枪测定以后的脱碳处理时的钢水中的磷浓度。

技术领域

本发明涉及一种高精度地估计基于多功能转炉法的操作中的转炉吹炼停吹时的钢水中磷浓度的钢水中磷浓度估计方法和钢水中磷浓度估计装置。

背景技术

在转炉吹炼中，对停吹时的钢水中成分的控制(尤其是对钢水中磷浓度的控制)在钢的质量管理上非常重要。为了对钢水中磷浓度的控制，氧吹入量、生石灰或者氧化皮等副原料的投入量、该副原料的投入定时、顶吹喷枪高度、顶吹氧流量以及底吹气体流量等一般被用作操作量。关于这些操作量，根据基于目标磷浓度、铁水数据以及过去的操作实绩等制作的基准等之类的在吹炼开始前得到的信息来决定的情况多。

然而，即使是相同的操作条件，实际的吹炼中的脱磷举动的重现性也低，存在停吹时的钢水中磷浓度的偏差大这样的问题。因此，在基于上述那样的仅根据在吹炼开始前得到的信息来决定的操作量的吹炼中，难以抑制停吹时的钢水中磷浓度的偏差。

为了应对上述问题，开发了一种有效利用吹炼时逐次得到的排气成分和排气流量等的测定值的技术。例如，下述专利文献1公开了如下技术：使用与吹炼有关的操作条件和与排气有关的测定值来估计脱磷速度常数，使用估计得到的脱磷速度常数来估计吹炼时的钢水中磷浓度。并且，下述专利文献1公开了如下技术：将估计得到的钢水中磷浓度与目标钢水中磷浓度进行比较，基于其比较结果来变更与吹炼有关的操作条件，由此控制钢水中磷浓度。

专利文献1：日本特开2013-23696号公报

发明内容

发明要解决的问题

近年，在一次精炼中一般进行使用转炉的脱磷处理等铁水预备处理。特别是被称为多功能转炉法(Multi Refining Converter：MURC)的在一次精炼中能够利用同一转炉一贯地进行铁水预备处理和脱碳处理的技术被不断开发。MURC具体地说是包括如下工序的一次精炼的操作方法：将铁水装入转炉(第一工序)；进行包括脱磷处理的铁水预备处理，上述脱磷处理是通过添加熔剂和利用顶吹喷枪吹入氧来进行的(第二工序)；进行使该转炉倾斜从而将在第二工序中产生的熔渣进行排出的中间排渣处理(第三工序)；然后利用该转炉进行脱碳处理(第四工序)。与以往的简单精炼工艺(Simple Refining Process：SRP)那样的利用不同的转炉进行脱磷处理和脱碳处理的一次精炼的操作法相比，MURC热损耗少，作业时间(lead time)也短，因此具有制钢工序中的生产效率高这样的优点。

在该MURC中，在作为上述第二工序的脱磷处理中产生的熔渣通过作为第三工序的中间排渣处理被排出。此时，根据在脱磷处理中产生的熔渣量或者熔渣的质量，通过中间排渣处理被排出的熔渣量按每次操作而不同。

关于中间排渣处理后的铁水中包含的磷，在脱碳处理时，由于可能与脱碳反应并行地发生的用下述化学式(101)表示的脱磷反应，有时从铁水脱离而被熔渣获取或者相反地从熔渣脱离而再次被铁水获取。此外，在下述化学式(101)中，“[物质X]”的表述表示物质X是存在于铁水中的物质，“(物质Y)”的表述表示物质Y是存在于熔渣中的物质。

[数式1]

3(CaO)+5(FeO)+2[P]＝(3CaO·P₂0₅)+5[Fe]···(101)