[发明专利]熔融金属成分推断装置、熔融金属成分推断方法和熔融金属的制造方法

说明书

本发明的熔融金属成分推断装置具备：物质收支计算部，推断投入到精炼设备的碳量和氧量以及从精炼设备排出的碳量和氧量；物理反应模型计算部，推断残留于精炼设备内的氧量和碳量中的至少一方；修正计算部，算出修正排气的流量的测量值的参数、修正排气的成分浓度的测量值的参数、修正熔渣中的FeO浓度的计算值的参数和表示熔融金属中的碳量的参数分别作为第1、第2、第3和第4修正参数，使用所算出的第1、第2、第3和第4修正参数来推断熔融金属和熔渣中的成分浓度。

技术领域

本发明涉及熔融金属成分推断装置、熔融金属成分推断方法和熔融金属的制造方法。

背景技术

在炼铁厂的预处理设备、转炉和二次精炼设备等精炼设备中，对从高炉排出的铁水的成分浓度和温度进行调整。其中，转炉工艺是通过向转炉内吹送氧来进行熔融金属中的杂质除去和升温的工艺，在钢的品质管理和精炼成本合理化等方面担负着非常重要的作用。转炉中的熔融金属的成分浓度和温度的控制中，将顶吹氧的流量和速度、顶吹喷枪高度、底吹气体的流量、石灰或铁矿石等副原料的投入量和投入时机等作为操作量使用。这些操作量应该与熔融金属和熔渣的成分浓度对应地优化。然而，熔融金属中的氧化反应剧烈，熔融金属达到高温，因此难以随时测量熔融金属和熔渣的成分浓度。因此，到目前为止提出了使用炉内物理反应模型、精炼设备中的测量信息来实时推定熔融金属和熔渣的成分浓度的方法。

专利文献1中提出了如下方法：通过使用从转炉排出的排气的成分浓度和流量以及操作数据来进行火点反应的运算，使用算出的数据来进行熔渣-金属界面反应的运算，从而逐次推定吹炼处理中的熔渣中FeO浓度。然而，一般，在转炉中用于推断熔融金属的成分浓度的排气的测量信息的误差较大。例如，一般，排气的流量值大多通过将节流孔(节流阀)、文氏管设置于排气管，根据其前后的压力下降而进行推断，但排气的压力、温度和流量频繁地大幅变动，因此存在测量值的误差变大的趋势。根据这样的背景，专利文献2中提出了如下方法：关于铁钢精炼工艺的排气的流量，基于过去的实际测量值计算修正测量值的系数，基于吹炼处理中途的熔融金属分析结果进一步对该系数进行修正，并根据该信息而实时推定熔融金属的碳浓度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015－131999号公报

专利文献2：日本特开平9－272913号公报

发明内容

然而，对于专利文献1所记载的方法，在火点反应的运算中算出脱碳速度和铁的氧化速度时，如上所述地使用了误差较大的排气的流量和成分浓度的测量值。此外，在转炉工艺中由于物理模型中无法充分表现出的未知的干扰而时常产生模型计算值与实际值偏离的现象。由此，认为专利文献1所记载的方法中通过火点和金属-熔渣界面反应模型而计算的熔渣中FeO浓度的推断精度时常恶化。

另一方面，在专利文献2中记载了排气的测量信息的修正方法，但该方法根据排气中的碳量和熔融金属中的碳减少量来修正排气的流量，此时利用熔融金属的中间取样的成分分析信息。转炉工艺中，熔融金属成分的取样一般在吹炼处理最终阶段进行一次或几次，上述方法中，认为存在直到进行熔融金属的中间取样为止的熔融金属成分的推断精度的恶化、而且由此使中间取样执行时机与目标值偏离、中间取样以后的操作动作延迟的问题。

本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供高精度且连续地推断熔融金属和熔渣中的成分浓度的熔融金属成分推断装置和熔融金属成分推断方法。另外，本发明的另一目的在于提供一种能够成品率良好地制造具有所期望的成分浓度的熔融金属的熔融金属的制造方法。