[发明专利]脱碳终点判定方法、脱碳终点判定装置、炼钢二次精炼操作方法及钢水的制造方法

说明书

本发明的脱碳终点判定方法包括：推定步骤，使用开始真空脱碳处理前的钢水的碳浓度及氧浓度的计测值、真空槽的内部压力的计测值及真空脱碳处理的模型式，推定真空脱碳处理中的钢水的碳浓度及氧浓度和真空槽的排气的二氧化碳浓度；及判定步骤，以减小在真空脱碳处理中计测了钢水的氧浓度的定时下的钢水的氧浓度的推定值与计测值的差及在真空脱碳处理中计测了排气的二氧化碳浓度的定时下的排气的二氧化碳浓度的推定值与计测值的差中的至少一方的差的方式修正模型式中包含的参数，使用参数被修正后的模型式来推定钢水的碳浓度，将推定值达到了目标值的定时判定为真空脱碳处理的完成时间点。

技术领域

本发明涉及脱碳终点判定方法、脱碳终点判定装置、炼钢二次精炼操作方法及钢水的制造方法。

背景技术

近年来，对于作为汽车构件使用的中碳高张力钢板(中碳高张力钢)、极低碳钢等高级钢板，强度偏差的降低要求升高。伴随于此，铁钢制造工艺的炼钢工艺中的成分调整的严格化要求升高。尤其是，在作为炼钢二次精炼工艺之一的真空脱气工艺中，存在通过将钢水的碳浓度从约300ppm降低至100ppm前后而制造的中碳高张力钢板。另外，存在通过将钢水的碳浓度从约300ppm降低至5～数十ppm程度而制造的极低碳钢。要求迅速且高精度地进行对于它们的真空脱碳处理。

然而，实时计测真空脱碳处理中的钢水的碳浓度的技术未被确立。因而，以往，采用了根据不是钢水的碳浓度的其他的计测信息来间接地推定钢水的碳浓度且基于推定出的钢水的碳浓度来进行真空脱碳处理的完成判定(终点判定)的方法。

具体而言，在专利文献1中记载了基于考虑浸渍菅的内径变化而算出的钢水的回流量、碳的物质平衡式、脱碳速度及槽内反应模型式来推定钢水的碳浓度的真空脱气装置。并且，专利文献1所记载的真空脱气装置在推定出的钢水的碳浓度达到了目标值的定时下使真空脱碳处理结束。

在专利文献2中记载了预先求出钢水的碳浓度、钢水的溶氧浓度及从真空脱气设备排出的排气的CO气体浓度这3者的关系的方法。并且，专利文献2所记载的方法将根据在处理中计测的钢水的溶氧浓度、排气的CO气体浓度而基于3者的关系推定的钢水的碳浓度成为了目标值的时间点判定为真空脱碳处理的完成时间点。

在专利文献3中记载了构建使用包含钢水的碳浓度、真空槽内的压力、钢水的溶氧浓度及钢水质量的数学式模型来算出钢水的碳浓度的变化速度的模型的方法。另外，专利文献3所记载的方法利用观测器来历时性地推定钢水的碳浓度，该观测器将对根据模型求出的来自钢水整体的碳流出速度与排气中的碳流出速度的差乘以系数而得到的值与钢水的碳浓度的变化速度相加而进行修正。并且，专利文献3所记载的方法在推定出的钢水的碳浓度达到了目标值的阶段中结束真空脱碳处理。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-101742号公报

专利文献2：日本特开2007-169717号公报

专利文献3：日本特开2006-104521号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在专利文献1所记载的方法中，未活用在真空脱碳处理中计测的钢水的溶氧浓度、排气的二氧化碳浓度。因而，因在模型式的参数辨识中使用的数据的偏倚、在模型中未考虑的不可靠的要因，有可能错误推定钢水的碳浓度。另一方面，在专利文献2所记载的方法中，在临近真空脱碳处理的终点时想要连续地知道钢水的碳浓度的变化时，必须逐次进行钢水的溶氧浓度的计测。但是，为了正确地计测钢水的溶氧浓度，需要从钢水包逐次采集钢水并向另外准备的分析器倒入，这花费时间和工夫，因此不现实。另外，在专利文献3所记载的方法中，由于未使用在知道钢水的碳浓度时重要的信息即钢水的溶氧浓度，所以与专利文献2所记载的方法相比钢水的碳浓度的预测精度变低的可能性高。