JP3589181B2

JP3589181B2 - Hot metal pretreatment method by adding flux in hot metal transport vessel

Info

Publication number: JP3589181B2
Application number: JP2000397035A
Authority: JP
Inventors: 裕史鶴丸; 耕一郎平田; 寿小山内; 俊生藤村; 寛野村
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2000-12-27
Filing date: 2000-12-27
Publication date: 2004-11-17
Anticipated expiration: 2020-12-27
Also published as: JP2002194413A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶銑運搬容器内でのフラックス添加による溶銑予備処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、高炉から出銑された溶銑は、鋳床脱珪された後にトピードカーに移されて運ばれ、次の工程である除滓場において鋳床脱珪によって発生した脱珪スラグを取り除き、さらに次の工程である溶銑予備処理設備において脱珪や脱燐、それに脱硫などの処理が行われる。その際、溶銑予備処理を行う間、トーピドカー内の溶銑温度を測定し、その温度に基づいて脱燐や脱珪、それに脱硫処理などの必要性やフラックス量などを決定することが行われている。
【０００３】
従来、トピードカー内の溶銑温度は、消耗型Ｒ熱電対を溶銑中に直接浸漬させて測定するのが一般的である。そのために除滓場や溶銑予備処理設備には、消耗型Ｒ熱電対を昇降着脱可能な装置に設置し、消耗型Ｒ熱電対による温度測定を行っている。このような消耗型Ｒ熱電対による測定結果を用いて、溶融物の温度を推定する方法としては、熱電対による測定データを予め設定した所定の周期で収集し、予め設定した所定個数の最新データについて移動平均値と、最大・最小の差を逐次算定し、この最大・最小の差が最小の状態で算定した前記移動平均値を溶融物の温度として検出（推定）するものが特開平８−２６１８４３号公報に提案されている。また、消耗型Ｒ熱電対以外による測定方法としては、放射温度計に溶銑中に浸漬される保護管をとりつけて、それを溶銑中に浸漬させることにより、溶銑の温度を測定するものが特開平８−１０３７２９号公報提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記公報に提案されている方法では、トピードカー内の溶銑そのものの温度を測定する行為が必要であり、その測定のために数分間の時間を要する。また、とくにＲ熱電対を使用する場合は、それを浸漬する場合の深さが不適切であることによる測定不良が発生することもあり、その場合は、さらに余分に時間がかかってしまう。このように温度を測定する行為にかなりの時間が取られるために、溶銑の予備処理量を増加させたいという要求に応えることができないという問題があった。また、熱電対は消耗型であるためコストがかかり、その上オペレータが付きっ切りで対応しなければならない、さらには、測定装置をメンテナンスしなければならないというような問題点があった。
【０００５】
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するべくなされたもので、溶銑予備処理の前に溶銑運搬容器内の溶銑温度を正確に推定し、これによってトピードカーなどの溶銑運搬容器内で添加するフラックス添加量を適正化し、溶銑予備処理後における目標成分の的中率を向上できる溶銑運搬容器内でのフラックス添加による溶銑予備処理方法を提供することを課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
溶銑運搬容器内での溶銑脱りんや溶銑脱硫を行う溶銑予備処理において、フラックス量を決めるのは基本的には、脱りん量、脱硫量である。しかし、その際、反応効率は常に一定値をとるわけではなく、溶銑温度に大きく影響される。また、溶銑運搬容器内での湯面レベル（溶銑深さ）も溶銑運搬容器内の溶銑中に浸漬するインジェクションランスの深さに関わってきて、反応に寄与する攪拌力に差がでるため、脱りん、脱硫効率に影響を与える。
【０００７】
図２に、トピードカー内での溶銑脱りん処理において溶銑温度を１３３０〜１３８０℃範囲にする場合の脱りん剤（ｋｇ／ｔ）と脱りん率ｌｎ（［％Ｐ］_ｆ／［％Ｐ］_ｉ）の関係を示し、また図３に、溶銑温度１３３０〜１３８０℃範囲での溶銑脱硫処理における脱硫剤（ｋｇ／ｔ）と脱硫率ｌｎ（［％Ｓ］_ｆ／［％Ｓ］_ｉ）の関係を示す。なお、［］の外側下付き符号_ｆは目標成分値を、_ｉは処理前の成分分析値を示す。
【０００８】
図２に基づいて溶銑予備処理後のりん目標成分値［％Ｐ］_ｆを設定すれば、予備処理前の溶銑りん分析値［％Ｐ］_ｉから脱りん剤原単位（ｋｇ／ｔ）が決定され、また、図３に基づいて溶銑予備処理後の硫黄目標成分値［％Ｓ］_ｆを設定すれば、予備処理前の溶銑硫黄分析値［％Ｓ］_ｉから脱硫剤原単位（ｋｇ／ｔ）が、決定される。
しかし、溶銑脱りん処理における脱りん剤の反応効率（図２の直線勾配）、あるいは、溶銑脱硫処理における脱硫剤の反応効率（図３の直線勾配）は常に同じではなく、図４および図５に示すように、予備処理前の溶銑温度（１３３０℃、１３５０℃、１３８０℃）に依存して脱りん剤の反応効率、脱硫剤の反応効率は変化する。すなわち、図４のように、脱りん剤の添加量が同一の場合、脱りん率ｌｎ（［％Ｐ］_ｆ／［％Ｐ］_ｉ）は温度が低下するほど高くなり、また、図５のように、脱硫剤の添加量が同一の場合、脱硫率ｌｎ（［％Ｓ］_ｆ／［％Ｓ］_ｉ）は温度が上昇するほど高くなることが分かる。
【０００９】
さらに、トピードカー内に貯留された溶銑の湯面高さ（レベル）により、脱燐剤や脱硫剤などを溶銑中にインジェクションするインジェクションランスの浸漬深さが異なってくるため、図６および図７に示すように、湯面高さの影響も受ける。図６および図７では、トピードカー内に貯留された溶銑の湯面高さをフリーボード（トピードカー１内の溶銑２上に形成される空間）の高さ、すなわちトピードカー内の湯面から炉口上端までの鉛直距離（ｍ）で示しており、フリボードの数値が小さくなるほどトピードカー内の湯面レベルは高くなる。図６および図７から、湯面レベルが高くなるほどインジェクションランスの浸漬深さが深くなり、吹き込みガスによる攪拌力が大きくなって脱燐剤や脱硫剤と溶銑との接触が促進され、脱りん率ｌｎ（［％Ｐ］_ｆ／［％Ｐ］_ｉ）、脱硫率ｌｎ（［％Ｓ］_ｆ／［％Ｓ］_ｉ）は、いずれも向上することが分かる。
【００１０】
本発明は、前記結果に基づいてなされたものであり、溶銑予備処理前の除滓中にスラグ温度を測温装置により迅速に測定し、この除滓スラグ温度から溶銑温度をコストを安く、かつ簡便に推定する。好ましくは、湯面レベル測定装置により湯面レベルを溶銑予備処理の直前に測定する。そして、推定した溶銑温度、実測した溶銑レベルを用いて溶銑運搬容器中での脱りん剤や脱硫剤などのフラックス反応効率を予測してフラックス添加量の適正化を図り、フラックスの無駄を削減し、かつ、溶銑予備処理による目標成分的中率を向上を図る。
【００１１】
前記目的を達成するための請求項１記載の本発明は、溶銑運搬容器内でフラックスを添加して溶銑予備処理を行うに際し、前記溶銑運搬容器内から掻き出される除滓スラグの実測温度と溶銑の実測温度の相関から予め両者の関係式を求めておき、溶銑運搬容器内の溶銑上に浮遊するスラグを掻き出す除滓時に流出する除滓スラグの温度を実測し、実測された除滓スラグの温度を前記関係式に適用して前記溶銑運搬容器内の溶銑温度を推定し、該推定溶銑温度をフラックス添加量の段取り計算に反映させて算出した所要フラックス量を溶銑中に添加することを特徴とする溶銑運搬容器内でのフラックス添加による溶銑予備処理方法である。
【００１２】
請求項２記載の本発明は、前記溶銑運搬容器内の溶銑上に浮遊するスラグを掻き出した後、該溶銑運搬容器内の溶銑レベルを実測し、この実測された溶銑レベルをフラックス添加量の段取り計算に反映させることを特徴とする請求項１記載の溶銑運搬容器内でのフラックス添加による溶銑予備処理方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１には、本発明に係る実施形態の溶銑予備処理におけるフラックス添加量推定方法に適用される除滓場での測定設備と制御系の概要を示す。
高炉（図示省略）から出銑された溶銑を、鋳床脱珪した後にトピードカーに受銑し、次の工程である除滓場に移動させる。図１に示すように、除滓場に到着したトピードカー１内に貯溜された溶銑２は、その表面上にスラグ３が浮遊しているので、これを除去するためトピードカー１の近傍には、スラグ３を掻き出すための除滓機４が設置されている。また、従来からトピードカー１の近傍に測温装置６として消耗型Ｒ熱電対７が取り付けられており、消耗型Ｒ熱電対７を溶銑２中に直接浸漬して溶銑温度を測定していた。
【００１４】
本発明の実施形態１では、トピードカー１近傍の所定位置に、シーケンス制御装置８に接続された２色式放射温度計１３が配設してあり、２色式放射温度計１３により除滓スラグ３Ａの温度を測定する。この２色式放射温度計１３は、シーケンス制御装置８により制御されるようになっており、シーケンス制御装置８は操作盤９により操作可能になっているとともに、上位のＤＤＣ制御装置１０に接続されている。また、このＤＤＣ制御装置１０はプロセスコンピュータ１１に接続され、プロセスコンピュータ１１にはＣＲＴ端末機１２が接続されている。
【００１５】
また、より好ましい実施形態２では、２色式放射温度計１３の他にトピードカー１内に貯溜された溶銑２の上方に、レベルセンサ本体１５に下向きに取り付けたマイクロ波アンテナ１６を備えた湯面レベル測定装置１４が配設される。湯面レベル測定装置１４は中継ボックス１７を介してシーケンス制御装置８に接続されている。レベルセンサ本体１５、中継ボックス１７およびレベルセンサ本体１５と中継ボックス１７とを連結するケーブルを保護するケーブル配管１８はエア供給管１９から供給されるドライエアにより冷却される。
【００１６】
本発明の実施形態１においては、トピードカー１が高炉から除滓場に運ばれてくると、この除滓場では、まず、溶銑温度推定処理が行われる。この除滓場で除滓を開始し、図１に示したように、鋳床脱珪での脱珪処理により発生したスラグ３をトピードカー１内から除滓機４によりスラグ受鍋５に掻き出しを行う。そして、この時に流出する除滓スラグ３Ａを２色式放射温度計１３で測定すると、その温度信号がシーケンス制御装置８に出力される。シーケンス制御装置８では、除滓中にこの温度信号を取り込み、後述するように溶銑温度の推定を行う。除滓終了で、得られた溶銑温度の推定値を上位のＤＤＣ制御装置１０に送信する。
【００１７】
前記ＤＤＣ制御装置１０による溶銑温度の推定は、除滓している間に２色式放射温度計１３から順次入力して収集される温度信号（データ）の中から、測定温度の最高値を算出し、その最高値に予め溶銑の実測温度との関係から求めておいた次の関係式（１）、
溶銑温度推定値＝最高温度×補正係数（ａ）＋補正係数（ｂ）・・・（１）
を適用して、その時の溶銑温度を推定する。例えば、図８は２色放射温度計１３により実測した除滓スラグ温度と消耗型Ｒ熱電対７により実測した除滓時の溶銑温度との相関を示し、この相関関係から補正係数（ａ）＝０．６７７４、補正係数（ｂ）＝４３８．３４とした前記関係式に相当する次の（２）式が求まる。なお、この関係式は、前記消耗型Ｒ熱電対７と放射温度計１３を使って予め求めておく。
【００１８】
溶銑温度推定値＝最高温度×０．６６７＋４３８．３４・・・（２）
図９は、除滓開始から終了までに流出する除滓スラグ温度を示しており、この時の最高値は１３２５℃であった。この最高値を前記（２）式に適用することにより、溶銑温度推定値として１３３６℃が求まる。この時の２色放射温度計１３の放射比率は１．０３、ピークホールドは１０秒であった。
【００１９】
このように溶銑温度が推定されると、ＤＤＣ制御装置１０はプロセスコンピータ１１にその温度推定値を送信する。また、除滓終了後、除滓場のオペレータはトピードカーー１内の溶銑サンプルを採取し、溶銑成分の分析を行い、この溶銑成分分析値をプロセスコンピータ１１に入力する。プロセスコンピータ１１は、溶銑成分分析値と溶銑温度データ、さらにオペレータが入力した溶銑処理後の溶銑成分目標値などを用いて必要なフラックス量を段取り計算する。プロセスコンピュータ１１では、トピードカー１内から採取した溶銑サンプルの溶銑成分分析値、並びに予備処理後の溶銑成分目標値に加え、トピードカー１内の溶銑温度データに基づき、例えば溶銑脱りん処理を行う場合には、図４により脱りん剤添加量と脱りん率ｌｎ（［％Ｐ］_ｆ／［％Ｐ］_ｉ）との相関関係から溶銑温度を低めに抑えて脱りんフラックス量の段取り計算を行う。また、溶銑脱硫処理を行う場合には、図５により脱硫剤添加量と脱硫率ｌｎ（［％Ｓ］_ｆ／［％Ｓ］_ｉ）との相関関係から溶銑温度を高めにして脱硫フラックス量の段取り計算を行う。これにより所要のフラックス添加量を算出し、得られた所要のフラックス添加量を、トピードカー１内の溶銑２中にインジェクションランス（図示せず）を用いてインジェクションにより添加して脱りん、脱硫などの溶銑予備処理を行う。
【００２０】
本発明の実施の形態２として好適には、トピードカー１内のスラグ３を除滓機４によりスラグ受鍋５に掻き出しを終了したら、トピードカー１内に貯溜された溶銑２の上方に配設されたレベルセンサ本体１５に内蔵しているマイクロ波発信器からマイクロ波アンテナ１６にマイクロ波を送る。そして、マイクロ波アンテナ１６から溶銑２の表面に向けてマイクロ波を送波し、溶銑２の表面から反射されるマイクロ波をマイクロ波アンテナ１６で受波する。
【００２１】
マイクロ波アンテナ１６では、受波したマイクロ波をレベルセンサ本体１５に内蔵するマイクロ波発信器で受信し、中継ボックス１７を介してシーケンス制御装置８に内蔵した距離測定回路に送信する。距離測定回路では、マイクロ波の送信波と受信波のタイムラグに基づいてマイクロ波アンテナ１６とトピードカー１内の溶銑２の表面との距離を計測する。この測定距離信号をシーケンス制御装置８を介してＤＤＣ制御装置１０に入力するとＤＤＣ制御装置１０では、マイクロ波アンテナ１６とトピードカー１の炉口上端との距離は既知であるので、トピードカー１内の溶銑２の表面との計測距離からトピードカー１内のフリーボードの高さＨを求める。これによりトピードカー１内の溶銑の湯面レベルが判明する。
【００２２】
さらにＤＤＣ制御装置１０からトピードカー１内の溶銑の湯面高さ信号を、プロセスコンピュータ１１に送信する。この湯面高さと前記溶銑温度データを用いて段取り計算を行う。例えばプロセスコンピュータ１１では、トピードカー１内から採取した溶銑サンプルの溶銑成分分析値、予備処理後の溶銑成分目標値および前記第１の実施形態にて推定した溶銑温度データに基づき、例えば溶銑脱りん処理では図４を用いて脱りんフラックス量を、また溶銑脱硫処理では図５を用いて脱硫フラックス量を、それぞれ段取り計算を行う。これらの段取り計算に際しては、トピードカー１内のフリーボードの高さＨに基づき、フリーボード変化に伴う吹込剤の滞留時間を加味した反応効率を加えて段取り計算を行う。例えば溶銑脱りん処理を行う場合にはフリーボードと図６により脱りん剤添加量と脱りん率ｌｎ（［％Ｐ］_ｆ／［％Ｐ］_ｉ）との相関関係から、また溶銑脱硫処理を行う場合には図７によりフリーボードと脱硫剤添加量と脱硫率ｌｎ（［％Ｓ］_ｆ／［％Ｓ］_ｉ）との相関関係を用い、前記溶銑温度データに加えて溶銑の湯面レベルを加味した脱りんフラックス量、脱硫フラックス量の段取り計算をより精度よく行う。
【００２３】
これにより所要のフラックス添加量を算出し、得られたフラックス添加量を、トピードカー１内の溶銑２中にインジェクションランスを用いてインジェクションにより添加し、吹き込まれた気体による溶銑攪拌作用により溶銑の脱りん、脱硫処理を行う。
図１０に、トピードカー内の溶銑中にインジェクションランスから脱りん剤を吹き込んで脱りん処理した場合のＰ目標値と処理後の実績Ｐ値の差を、差の大小別に区分してその発生割合の分布を、従来形態、本発明の実施形態１および実施形態２について比較して示している。図１０に示すように、従来形態に比較して本発明の実施形態１および実施形態２では、Ｐ目標値と処理後の実績Ｐ値の差が小さくなっており、実施形態１よりも実施形態２の方がより小さくでき、Ｐ目標値に対する的中率が高くなっている。
【００２４】
また、図１１に、トピードカー内の溶銑中にインジェクションランスから脱硫剤を吹き込んで脱硫処理した場合のＳ目標値と処理後の実績Ｓ値の差を、差の大小別に区分してその発生割合の分布を、従来形態、本発明の実施形態１および実施形態２について比較して示している。図１１に示すように、従来形態に比較して本発明の実施形態１および実施形態２では、Ｓ目標値と処理後の実績Ｓ値の差が小さくなり、実施形態１よりも実施形態２の方がより小さくでき、Ｓ目標値に対する的中率が高いことが分かった。
【００２５】
【実施例】
以下、溶銑の脱りん処理、脱硫処理それぞれに適用した本発明法を、実施例１、実施例２および実施例３として従来法と比較して示した。
実施例１
推定溶銑温度を考慮して脱りん処理を行った例である。
【００２６】
【表１】

【００２７】
実施例２
推定溶銑温度およびフリーボード値を考慮して脱硫処理を行った例である。
【００２８】
【表２】

【００２９】
実施例３
推定溶銑温度およびフリーボード値を考慮して脱りん処理を行った例である。
【００３０】
【表３】

【００３１】
なお、従来法での（）内の数値は、従来測定されていないデータもしくは採用されていないデータであることを示している。
従来法では成分の的中精度が低く、目標成分まで脱りん（脱硫）できない場合があり、その場合、他の処理溶銑を混ぜて使用したり、あるいは再処理をする必要があった。本発明法によれば、処理後の成分誤差が大幅に低減できるため、かかる処理の必要がなくなった。
【００３２】
前記実施形態では、放射温度計として２色式のものを使用したが、これに限定されず１色または３色式以上など任意の測温装置を使用することができる。また、高炉からの溶銑をトピードカーに受銑し、温度測定、湯面レベル測定、溶銑予備処理の一連作業をトピードカーで行う場合について説明したが、本発明はそれに限らず、取鍋などのいかなる溶銑運搬容器でも実施可能である。さらに、本発明は溶銑脱りん、溶銑脱硫以外の不純物元素を除去する溶銑予備処理にも適用できる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明では、溶銑運搬容器内でフラックス添加による溶銑予備処理を行うに際し、溶銑運搬容器内から掻き出されるスラグの温度を測定し、その実測スラグ温度と溶銑の実測温度の相関から予め両者間の関係を予め求めておき、実測スラグ温度から溶銑温度を推定し、この推定溶銑温度をフラックス添加量の段取り計算に反映させて所要のフラックス添加量を算出する。したがって、溶銑予備処理前に実測した除滓スラグの温度から低コスト、かつ簡便に溶銑温度を推定し、また好ましくは湯面レベルを実測して、溶銑搬送容器中で溶銑予備処理する際のフラックス反応効率を予測してフラックス添加量を適正化するのでフラックスの無駄削減、溶銑予備処理時間の短縮、溶銑目標成分の的中率向上が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る除滓場でのトピードカー内の溶銑予備処理を行う制御系の概略を示す説明図である。
【図２】溶銑温度１３３０〜１３８０℃範囲での溶銑脱りん処理における脱りん剤（ｋｇ／ｔ）と脱りん率ｌｎ（［％Ｐ］_ｆ／［％Ｐ］_ｉ）との関係を示すグラフである。
【図３】溶銑温度１３３０〜１３８０℃範囲での溶銑脱硫処理における脱硫剤（ｋｇ／ｔ）と脱硫率ｌｎ（［％Ｓ］_ｆ／［％Ｓ］_ｉ）との関係を示すグラフである。
【図４】予備処理前の溶銑温度１３３０℃、１３５０℃および１３８０℃における脱りん剤（ｋｇ／ｔ）と脱りん率ｌｎ（［％Ｐ］_ｆ／［％Ｐ］_ｉ）との関係を示すグラフである。
【図５】予備処理前の溶銑温度１３３０℃、１３５０℃および１３８０℃における脱硫剤（ｋｇ／ｔ）と脱硫率ｌｎ（［％Ｓ］_ｆ／［％Ｓ］_ｉ）との関係を示すグラフである。
【図６】スラグを掻き出し後のフリーボード０．８ｍ、１．２ｍ、１．５ｍにおける脱りん剤（ｋｇ／ｔ）と脱りん率ｌｎ（［％Ｐ］_ｆ／［％Ｐ］_ｉ）との関係を示すグラフである。
【図７】スラグを掻き出し後のフリーボード０．８ｍ、１．２ｍ、１．５ｍにおける脱硫剤（ｋｇ／ｔ）と脱硫率ｌｎ（［％Ｓ］_ｆ／［％Ｓ］_ｉ）との関係を示すグラフである。
【図８】２色放射温度計で測定した除滓スラグ温度と消耗型Ｒ熱電対で測定した溶銑温度との相関を示すグラフである。
【図９】２色放射温度計で測定した除滓スラグ温度の時間推移を示すグラフである。
【図１０】Ｐ目標値と実績Ｐ値の差を差の大小別に区分して、その発生割合の分布を、従来形態、本発明の実施形態１および実施形態２について比較して示すグラフである。
【図１１】Ｓ目標値と実績Ｓ値の差を差の大小別に区分して、その発生割合の分布を、従来形態、本発明の実施形態１および実施形態２について比較して示すグラフである。
【符号の説明】
１トピードカー
２溶銑
３スラグ
３Ａ除滓スラグ
４除滓機
５スラグ受鍋
６測温装置
７消耗型Ｒ熱電対
８シーケンス制御装置
９操作盤
１０ＤＤＣ制御装置
１１プロセスコンピュータ
１２ＣＲＴ端末機
１３２色式放射温度計
１４湯面レベル測定装置
１５レベルセンサ本体
１６マイクロ波アンテナ
１７中継ボックス
１８ケーブル管
１９エア供給管[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a hot metal pretreatment method by adding a flux in a hot metal transport container.
[0002]
[Prior art]
In general, hot metal from a blast furnace is transferred to a topped car after being desiliconized in the casting bed and transported there, where the desiliconization slag generated by the desiliconization of the casting bed is removed at the slag removal plant in the next step. In the hot metal pretreatment facility, which is the step of the above, treatments such as desiliconization, dephosphorization, and desulfurization are performed. At that time, during the hot metal pretreatment, the hot metal temperature in the torpedo car is measured, and based on the temperature, the necessity of dephosphorization, desiliconization, desulfurization treatment, etc., and the amount of flux are determined. .
[0003]
Conventionally, the hot metal temperature in a torpedo car is generally measured by immersing a consumable R thermocouple directly in the hot metal. For this purpose, a consumable R thermocouple is installed in a device that can be lifted and removed in a slag removal facility and a hot metal pretreatment facility, and the temperature is measured by the consumable R thermocouple. As a method of estimating the temperature of the melt using the measurement result of the consumable R thermocouple, data measured by the thermocouple is collected at a predetermined cycle, and a predetermined number of the latest data are collected. Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 8 (1996) -1994 detects the moving average value and the difference between the maximum and the minimum sequentially and detects (estimates) the moving average value calculated in a state where the maximum and the minimum difference is the minimum as the temperature of the melt. No. 261843. As a measuring method using a thermocouple other than a consumable type R thermocouple, a method for measuring the temperature of hot metal by attaching a protective tube immersed in hot metal to a radiation thermometer and immersing the same in hot metal is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-157,086. No. 8-103729 has been proposed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the method proposed in the above publication requires an act of measuring the temperature of the hot metal itself in the topped car, and the measurement requires several minutes. In particular, when an R thermocouple is used, a measurement failure may occur due to an inappropriate depth when the thermocouple is immersed. In such a case, extra time is required. Since a considerable amount of time is required for measuring the temperature in this way, there is a problem that it is not possible to meet the demand for increasing the pretreatment amount of the hot metal. In addition, the thermocouple is a consumable type, so that the cost is high, and furthermore, there is a problem that the operator has to take care of the thermocouple, and further, the maintenance of the measuring device is required.
[0005]
The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and accurately estimates hot metal temperature in a hot metal transport container before hot metal pretreatment, thereby adding the hot metal in a hot metal transport container such as a topped car. An object of the present invention is to provide a method for pretreatment of hot metal by adding flux in a hot metal transport container, which can optimize the amount of added flux and improve the hit ratio of a target component after the pretreatment of hot metal.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In the hot metal pretreatment for hot metal dephosphorization and hot metal desulfurization in the hot metal transport container, the amount of flux is basically determined by the amount of dephosphorization and desulfurization. However, at that time, the reaction efficiency does not always take a constant value and is greatly affected by the hot metal temperature. The level of the molten metal in the hot metal transport container (hot metal depth) also depends on the depth of the injection lance immersed in the hot metal in the hot metal transport container, and there is a difference in the stirring power that contributes to the reaction. Phosphorus affects desulfurization efficiency.
[0007]
FIG. 2 shows a dephosphorizing agent (kg / t) and a dephosphorization rate ln ([% P] _f / [% P] _i when the hot metal temperature is in the range of 1330 to 1380 ° C. in the hot metal dephosphorization treatment in the topped car. FIG. 3 shows the relationship between the desulfurizing agent (kg / t) and the desulfurization rate ln ([% S] _f / [% S] _i ) in the hot metal desulfurization treatment in the hot metal temperature range of 1330 to 1380 ° C. Is shown. The subscript _f outside [] indicates a target component value, and _i indicates a component analysis value before processing.
[0008]
If the phosphorus target component value [% P] _f after hot metal pretreatment is set based on FIG. 2, the phosphorus removal unit (kg / t) is determined from the hot metal phosphorus analysis value [% P] _i before pretreatment. Further, if the sulfur target component value [% S] _f after the hot metal pre-treatment is set based on FIG. 3, the desulfurizing agent specific unit (kg / t) can be calculated from the hot metal sulfur analysis value [% S] _i before the pretreatment. ) Is determined.
However, the reaction efficiency of the dephosphorizing agent in the hot metal dephosphorization treatment (linear gradient in FIG. 2) or the reaction efficiency of the desulfurizing agent in the hot metal desulfurization treatment (linear gradient in FIG. 3) is not always the same, and FIGS. As shown in (1), the reaction efficiency of the dephosphorizing agent and the reaction efficiency of the desulfurizing agent vary depending on the hot metal temperature (1330 ° C., 1350 ° C., 1380 ° C.) before the pretreatment. That is, as shown in FIG. 4, when the amount of the dephosphorizing agent added is the same, the dephosphorization rate ln ([% P] _f / [% P] _i ) increases as the temperature decreases. Thus, when the amount of the desulfurizing agent added is the same, it can be seen that the desulfurization rate In ([% S] _f / [% S] _i ) increases as the temperature increases.
[0009]
Further, the immersion depth of the injection lance for injecting a dephosphorizing agent, a desulfurizing agent, etc. into the hot metal varies depending on the molten metal surface level (level) of the hot metal stored in the torpedo car. As shown, it is also affected by the level of the molten metal. In FIGS. 6 and 7, the height of the hot metal stored in the torpedo car is changed from the height of the free board (the space formed on the hot metal 2 in the torpedo car 1), that is, from the level of the hot metal in the torpedo car to the top of the furnace port. The level of the molten metal in the torpedo car increases as the numerical value of the freeboard decreases. 6 and 7, the higher the level of the molten metal, the deeper the immersion depth of the injection lance, the greater the agitation force by the blown gas, and the more the dephosphorizing agent or desulfurizing agent comes into contact with the hot metal, and the higher the dephosphorization rate. It can be seen that ln ([% P] _f / [% P] _i ) and desulfurization rate ln ([% S] _f / [% S] _i ) are all improved.
[0010]
The present invention has been made based on the above results, the slag temperature is quickly measured by a temperature measuring device during slag removal before hot metal pretreatment, and the cost of the hot metal temperature is reduced from the slag slag temperature, and Estimate easily. Preferably, the molten metal level is measured by a molten metal level measuring device immediately before hot metal pretreatment. Then, using the estimated hot metal temperature and the actually measured hot metal level, the flux reaction efficiency of the dephosphorizing agent and desulfurizing agent in the hot metal transport vessel is predicted to optimize the amount of added flux and reduce the waste of flux. In addition, the aim is to improve the target component ratio by hot metal pretreatment.
[0011]
The present invention according to claim 1 for attaining the above object has the following features. When performing a hot metal pretreatment by adding a flux in a hot metal transport container, the measured temperature of hot metal slag scraped out of the hot metal transport container and the hot metal From the correlation of the measured temperature of the hot metal in advance, the relationship between the two is determined in advance, and the temperature of the sludge slag flowing out when the slag floating on the hot metal in the hot metal transport container is scraped out is measured, and the measured sludge slag is measured. Estimating the hot metal temperature in the hot metal transport container by applying the temperature to the relational expression, adding the required flux amount calculated by reflecting the estimated hot metal temperature in the setup calculation of the flux addition amount into the hot metal. This is a hot metal pretreatment method by adding a flux in the hot metal transporting container.
[0012]
The present invention according to claim 2 is to measure the hot metal level in the hot metal transport container after scraping out the slag floating on the hot metal in the hot metal transport container, and to set the actually measured hot metal level to the flux addition amount. The hot metal pretreatment method according to claim 1, wherein the method is reflected in the calculation.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an outline of a measurement facility and a control system in a slag yard applied to a flux addition amount estimation method in a hot metal pretreatment according to an embodiment of the present invention.
Hot metal spouted from a blast furnace (not shown) is cast-bed desiliconized and then received by a torpedo car and moved to the next step, a slag elimination station. As shown in FIG. 1, the slag 3 is floating on the surface of the hot metal 2 stored in the torpedo car 1 arriving at the slag removal yard. A scrap remover 4 for scraping 3 is installed. Conventionally, a consumable R thermocouple 7 has been attached as a temperature measuring device 6 near the topped car 1, and the consumable R thermocouple 7 has been directly immersed in the hot metal 2 to measure the hot metal temperature.
[0014]
In the first embodiment of the present invention, a two-color radiation thermometer 13 connected to the sequence control device 8 is disposed at a predetermined position near the topped car 1. Measure the temperature. The two-color radiation thermometer 13 is controlled by a sequence control device 8. The sequence control device 8 is operable by an operation panel 9, and is connected to a higher-order DDC control device 10. ing. The DDC controller 10 is connected to a process computer 11, and a CRT terminal 12 is connected to the process computer 11.
[0015]
Further, in a more preferred embodiment 2, the surface of the hot water provided with the microwave antenna 16 attached downward to the level sensor main body 15 above the hot metal 2 stored in the torpedo car 1 in addition to the two-color radiation thermometer 13 A level measuring device 14 is provided. The level gauge 14 is connected to the sequence controller 8 via a relay box 17. The cable pipe 18 for protecting the level sensor main body 15, the relay box 17, and the cable connecting the level sensor main body 15 and the relay box 17 is cooled by dry air supplied from the air supply pipe 19.
[0016]
In the first embodiment of the present invention, when the torpedo car 1 is carried from the blast furnace to the slag yard, first, the hot metal temperature estimation processing is performed in the slag yard. Slag removal is started at the slag removal site, and as shown in FIG. 1, the slag 3 generated by the desiliconization treatment in the cast floor desiliconization is scraped out of the topped car 1 to the slag receiving pan 5 by the slag removing machine 4. Do. When the sludge slag 3A flowing out at this time is measured by the two-color radiation thermometer 13, the temperature signal is output to the sequence control device 8. The sequence controller 8 captures this temperature signal during the slag removal and estimates the hot metal temperature as described later. At the end of the slag removal, the obtained estimated value of the hot metal temperature is transmitted to the higher-order DDC control device 10.
[0017]
The hot metal temperature is estimated by the DDC controller 10 by calculating the maximum value of the measured temperature from the temperature signals (data) sequentially input from the two-color radiation thermometer 13 and collected while the slag is being removed. Then, the following relational expression (1) previously determined from the relationship between the highest value and the measured temperature of the hot metal,
Hot metal temperature estimated value = maximum temperature x correction coefficient (a) + correction coefficient (b) (1)
Is applied to estimate the hot metal temperature at that time. For example, FIG. 8 shows a correlation between the slag slag temperature actually measured by the two-color radiation thermometer 13 and the hot metal temperature at the time of slag removal actually measured by the consumable R thermocouple 7. From this correlation, the correction coefficient (a) = The following equation (2) corresponding to the above-mentioned relational equation with 0.6774 and the correction coefficient (b) = 438.34 is obtained. Note that this relational expression is obtained in advance using the consumable R thermocouple 7 and the radiation thermometer 13.
[0018]
Hot metal temperature estimated value = maximum temperature × 0.667 + 438.34 (2)
FIG. 9 shows the temperature of the slag slag flowing out from the start to the end of the slag removal. By applying this maximum value to the equation (2), 1336 ° C. is obtained as the estimated value of the hot metal temperature. At this time, the emission ratio of the two-color emission thermometer 13 was 1.03, and the peak hold was 10 seconds.
[0019]
When the hot metal temperature is estimated in this way, the DDC control device 10 transmits the estimated temperature value to the process computer 11. After the slag removal, the operator of the slag removal site collects a hot metal sample in the topped car 1, analyzes the hot metal component, and inputs the hot metal component analysis value to the process computer 11. The process computer 11 sets up and calculates a necessary flux amount using the hot metal component analysis value, the hot metal temperature data, and the hot metal component target value after the hot metal processing input by the operator. In the process computer 11, in addition to the hot metal component analysis value of the hot metal sample collected from the torpedo car 1 and the hot metal component target value after the pre-treatment, based on the hot metal temperature data in the topped car 1, for example, when performing hot metal dephosphorization treatment In FIG. 4, the setup calculation of the dephosphorizing flux amount is performed by suppressing the hot metal temperature to a lower level from the correlation between the dephosphorizing agent addition amount and the dephosphorizing rate ln ([% P] _f / [% P] _i ). In addition, when performing the hot metal desulfurization treatment, the hot metal temperature is increased from the correlation between the desulfurizing agent addition amount and the desulfurization rate ln ([% S] _f / [% S] _i ) as shown in FIG. Perform setup calculations. Thus, the required flux addition amount is calculated, and the obtained required flux addition amount is added to the hot metal 2 in the torpedo car 1 by injection using an injection lance (not shown) to remove phosphorus and desulfurize. Perform hot metal pretreatment.
[0020]
Preferably, as the second embodiment of the present invention, when the scraping of the slag 3 in the torpedo car 1 into the slag receiving pan 5 by the slag remover 4 is completed, the slag 3 is disposed above the hot metal 2 stored in the torpedo car 1. Microwaves are transmitted from a microwave transmitter incorporated in the level sensor body 15 to a microwave antenna 16. Then, the microwave is transmitted from the microwave antenna 16 toward the surface of the hot metal 2, and the microwave reflected from the surface of the hot metal 2 is received by the microwave antenna 16.
[0021]
In the microwave antenna 16, the received microwave is received by a microwave transmitter built in the level sensor main body 15, and transmitted to a distance measuring circuit built in the sequence control device 8 via the relay box 17. The distance measurement circuit measures the distance between the microwave antenna 16 and the surface of the hot metal 2 in the torpedo car 1 based on the time lag between the transmitted and received microwaves. When this measured distance signal is input to the DDC controller 10 via the sequence controller 8, the DDC controller 10 knows the distance between the microwave antenna 16 and the top end of the tope car 1 so that the hot metal in the tope car 1 The height H of the freeboard in the torpedo car 1 is determined from the measured distance to the surface of the vehicle 2. Thus, the level of the molten metal in the torpedo car 1 is determined.
[0022]
Further, the DDC controller 10 sends a signal of the level of the molten metal in the torpedo car 1 to the process computer 11. The setup calculation is performed using the molten metal surface height and the hot metal temperature data. For example, in the process computer 11, for example, based on the hot metal component analysis value of the hot metal sample collected from the torpedo car 1, the hot metal component target value after the pretreatment, and the hot metal temperature data estimated in the first embodiment, for example, the hot metal dephosphorization process In FIG. 4, setup calculation is performed for the amount of dephosphorization flux using FIG. 4 and in the hot metal desulfurization process, the amount of desulfurization flux is used using FIG. In the setup calculation, the setup calculation is performed based on the height H of the freeboard in the topped car 1 and by adding the reaction efficiency taking into account the residence time of the blowing agent due to the change of the freeboard. For example, when performing the hot metal dephosphorization treatment, the hot metal desulfurization treatment is performed based on the correlation between the amount of the dephosphorizing agent added and the dephosphorization rate ln ([% P] _f / [% P] _i ) according to the free board and FIG. In this case, the correlation between the freeboard and the desulfurizing agent addition amount and the desulfurization rate ln ([% S] _f / [% S] _i ) is used as shown in FIG. 7, and in addition to the hot metal temperature data, the hot metal surface level Calculates the amount of dephosphorization flux and desulfurization flux in consideration of the accuracy.
[0023]
The required flux addition amount is thereby calculated, and the obtained flux addition amount is added to the hot metal 2 in the torpedo car 1 by injection using an injection lance, and the hot metal is dephosphorized by the hot metal stirring action of the injected gas. And desulfurization treatment.
In FIG. 10, the difference between the target P value and the actual P value after the dephosphorization treatment by blowing a dephosphorizer from the injection lance into the hot metal in the torpedo car from the injection lance is classified according to the magnitude of the difference. The distribution is shown in comparison between the conventional form and the first and second embodiments of the present invention. As shown in FIG. 10, the difference between the P target value and the actual P value after processing is smaller in the first and second embodiments of the present invention than in the conventional embodiment, 2 can be smaller, and the hit rate with respect to the P target value is higher.
[0024]
FIG. 11 shows the difference between the S target value and the actual S value after the desulfurization treatment by blowing a desulfurizing agent from the injection lance into the hot metal in the torpedo car from the injection lance. The distribution is shown in comparison between the conventional form and the first and second embodiments of the present invention. As shown in FIG. 11, the difference between the S target value and the actual S value after processing is smaller in the first and second embodiments of the present invention than in the conventional embodiment, and the difference between the second embodiment and the first embodiment is smaller than that of the first embodiment. It was found that the target value could be made smaller and the hit ratio with respect to the S target value was high.
[0025]
【Example】
Hereinafter, the method of the present invention applied to the hot metal dephosphorization treatment and desulfurization treatment is shown as Example 1, Example 2, and Example 3 in comparison with the conventional method.
Example 1
This is an example in which dephosphorization is performed in consideration of the estimated hot metal temperature.
[0026]
[Table 1]

[0027]
Example 2
This is an example in which desulfurization treatment is performed in consideration of an estimated hot metal temperature and a freeboard value.
[0028]
[Table 2]

[0029]
Example 3
This is an example in which a dephosphorization treatment is performed in consideration of an estimated hot metal temperature and a freeboard value.
[0030]
[Table 3]

[0031]
It should be noted that the numerical values in parentheses in the conventional method indicate that the data has not been conventionally measured or has not been adopted.
In the conventional method, the accuracy of the components is low, and there is a case where the target components cannot be dephosphorized (desulfurized). In such a case, it is necessary to mix and use another treated hot metal or to perform reprocessing. According to the method of the present invention, the component error after the processing can be greatly reduced, so that such processing is not required.
[0032]
In the above-described embodiment, a two-color type thermometer is used as the radiation thermometer, but the present invention is not limited to this, and an arbitrary temperature measuring device such as a one-color or three-color type can be used. Also, a case has been described where hot metal from a blast furnace is received by a torpedo car and a series of operations of temperature measurement, molten metal level measurement, and hot metal pretreatment are performed by the torpedo car.However, the present invention is not limited thereto, and any hot metal such as a ladle may be used. It can also be carried out in a transport container. Further, the present invention is also applicable to hot metal pretreatment for removing impurity elements other than hot metal dephosphorization and hot metal desulfurization.
[0033]
【The invention's effect】
In the present invention, when performing hot metal pretreatment by adding a flux in the hot metal transport container, the temperature of the slag scraped out of the hot metal transport container is measured, and a correlation between the actual measured slag temperature and the actual measured temperature of the hot metal is determined between the two in advance. The relationship is determined in advance, the hot metal temperature is estimated from the measured slag temperature, and the estimated hot metal temperature is reflected in the setup calculation of the flux addition amount to calculate the required flux addition amount. Therefore, low-cost and simple estimation of the hot metal temperature from the temperature of the slag slag actually measured before the hot metal pretreatment, and also preferably, the actual level of the molten metal is measured, and the flux at the time of hot metal pretreatment in the hot metal transfer vessel is used. By predicting the reaction efficiency and optimizing the amount of the added flux, it is possible to reduce the waste of the flux, shorten the hot metal pretreatment time, and improve the hit ratio of the target component of the hot metal.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a control system for performing a hot metal pretreatment in a topped car in a slag removal yard according to the invention.
FIG. 2 is a graph showing the relationship between a dephosphorizing agent (kg / t) and a dephosphorization rate ln ([% P] _f / [% P] _i ) in hot metal dephosphorization at a hot metal temperature of 1330 to 1380 ° C. It is.
FIG. 3 is a graph showing a relationship between a desulfurizing agent (kg / t) and a desulfurization rate ln ([% S] _f / [% S] _i ) in hot metal desulfurization treatment in a hot metal temperature range of 1330 to 1380 ° C.
FIG. 4 shows a relationship between a dephosphorizing agent (kg / t) and a dephosphorization rate ln ([% P] _f / [% P] _i ) at a hot metal temperature of 1330 ° C., 1350 ° C., and 1380 ° C. before pretreatment. It is a graph.
FIG. 5 is a graph showing a relationship between a desulfurizing agent (kg / t) and a desulfurization rate ln ([% S] _f / [% S] _i ) at a hot metal temperature of 1330 ° C., 1350 ° C., and 1380 ° C. before pretreatment. is there.
FIG. 6 shows the dephosphorizing agent (kg / t) and dephosphorization rate ln ([% P] _f / [% P] _i ) at 0.8 m, 1.2 m, and 1.5 m of the freeboard after scraping slag. 6 is a graph showing the relationship of.
FIG. 7 shows the relationship between the desulfurizing agent (kg / t) and the desulfurization rate ln ([% S] _f / [% S] _i ) at 0.8 m, 1.2 m, and 1.5 m of the freeboard after scraping out the slag. FIG.
FIG. 8 is a graph showing the correlation between the slag removal slag temperature measured by a two-color radiation thermometer and the hot metal temperature measured by a consumable R thermocouple.
FIG. 9 is a graph showing the time change of the slag removing slag temperature measured by a two-color radiation thermometer.
FIG. 10 is a graph showing the difference between the P target value and the actual P value according to the magnitude of the difference, and comparing the distribution of the occurrence ratio between the conventional example and the first and second embodiments of the present invention. .
FIG. 11 is a graph showing the distribution of the occurrence ratio of the difference between the S target value and the actual S value according to the magnitude of the difference in comparison with the conventional embodiment and the first and second embodiments of the present invention. .
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Topped car 2 Hot metal 3 Slag 3A Deslag slag 4 Deslag machine 5 Slag pan 6 Temperature measuring device 7 Consumable R thermocouple 8 Sequence control device 9 Operation panel 10 DDC control device 11 Process computer 12 CRT terminal 13 Two-color type Radiation thermometer 14 Metal surface level measuring device 15 Level sensor body 16 Microwave antenna 17 Relay box 18 Cable tube 19 Air supply tube

Claims

In performing the hot metal pretreatment by adding flux in the hot metal transport container, the relational expression between the measured temperature of the slag slag scraped out of the hot metal transport container and the measured temperature of the hot metal is determined in advance, The temperature of the slag slag flowing out at the time of slag scraping out the slag floating on the hot metal in the hot metal transport container is actually measured, and the actually measured temperature of the slag slag is applied to the relational expression to apply the hot metal in the hot metal transport container to the hot metal transport container. A method for pretreating hot metal by adding a flux in a hot metal transporting vessel, the method including estimating a temperature and adding the required amount of flux calculated by reflecting the estimated hot metal temperature in a setup calculation of the amount of added flux into the hot metal.

After scraping out the slag floating on the hot metal in the hot metal transport container, the hot metal level in the hot metal transport container is actually measured, and the actually measured hot metal level is reflected in the setup calculation of the flux addition amount. A hot metal pretreatment method by adding a flux in the hot metal transport container according to claim 1.