钢水中磷浓度估计方法和转炉吹炼控制装置制造方法及图纸

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。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】钢水中磷浓度估计方法和转炉吹炼控制装置
本专利技术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。
技术介绍
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
技术实现思路
专利技术要解决的问题近年，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(MultiRefiningConverter：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(SimpleRefiningProcess：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(leadtime)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)用上述化学式(101)表示的脱磷反应的进行方向根据在中间排渣处理时被排出的熔渣的量和成分(或者残留于转炉内的熔渣的量和成分)而变化。即，脱磷反应的反应方向和反应速度被在中间排渣处理时被排出的熔渣的量所左右。因而，可以认为在中间排渣处理时被排出的熔渣的量影响到脱碳处理时的钢水中磷浓度。在上述专利文献1中，使用转炉吹炼操作时的操作条件等来进行钢水中磷浓度的估计。然而，在上述专利文献1中，没有考虑在中间排渣处理时被排出的熔渣的量。当考虑到脱碳处理时的钢水中磷浓度被在中间排渣处理时被排出的熔渣的量影响时，在上述专利文献1所公开的技术中，难以高精度地估计伴随中间排渣处理的一次精炼中的钢水中磷浓度。因此，本专利技术是鉴于上述问题所完成的，本专利技术的目的在于提供一种能够高精度地估计MURC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转炉吹炼控制装置。用于解决问题的方案为了解决上述问题，根据本专利技术的一个观点，提供一种钢水中磷浓度估计方法，其用于一次精炼，在该一次精炼中，使用同一转炉来进行脱磷处理、中间排渣处理以及脱碳处理，所述中间排渣处理是将在所述脱磷处理中生成的熔渣进行排出的处理，所述钢水中磷浓度估计方法包括：铁水数据获取步骤，获取与所述脱磷处理前的铁水有关的铁水数据；渣位数据获取步骤，获取所述脱磷处理时的渣位；排气数据获取步骤，获取所述脱碳处理时的排气成分和排气流量；钢水数据获取步骤，通过所述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，使用与所述渣位、所述排气成分、所述排气流量、所述钢水温度及所述碳浓度有关的数据以及与所述脱磷处理、所述中间排渣处理及所述脱碳处理有关的操作条件来计算脱磷速度常数，使用计算出的所述脱磷速度常数和所述脱磷处理开始时的铁水磷浓度来估计所述副枪测定以后的所述脱碳处理时的所述钢水中的磷浓度。也可以是，在所述脱磷速度常数的计算中使用识别簇的分类变量，所述簇是通过针对在过去的操作中获取到的多个所述渣位的时间序列数据进行的时间序列聚类得到的。也可以是，在所述脱磷速度常数的计算中使用在所述脱磷处理时得到的所述渣位的时间序列数据的平均值。另外，为了解决上述问题，根据本专利技术的其它观点，提供一种转炉吹炼控制装置，其用于一次精炼，在该一次精炼中，使用同一转炉来进行脱磷处理、中间排渣处理以及脱碳处理，所述中间排渣处理是将在所述脱磷处理中生成的熔渣进行排出的处理，所述转炉吹炼控制装置具备：铁水数据获取部，其获取与所述脱磷处理前的铁水有关的铁水数据；渣位数据获取部，其获取所述脱磷处理时的渣位；排气数据获取部，其获取所述脱碳处理时的排气成分和排气流量；钢水数据获取部，其通过所述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；磷浓度估计部，其使用与所述渣位、所述排气成分、所述排气流量、所述钢水温度及所述碳浓度有关的数据以及与所述脱磷处理、所述中间排渣处理及所述脱碳处理有关的操作条件来计算脱磷速度常数，使用计算出的所述脱磷速度常数和所述脱磷处理开始时的铁水磷浓度来估计所述副枪测定以后的所述脱碳处理时的所述钢水中的磷浓度。也可以是，所述磷浓度估计部在所述脱磷速度常数的计算中使用识别簇的分类变量，所述簇是通过针对在过去的操作中获取到的多个所述渣位的时间序列数据进行的时间序列聚类得到的。也可以是，所述磷浓度估计部在所述脱磷速度常数的计算中使用在所述脱磷处理时得到的所述渣位的时间序列数据的平均值。在所述钢水中磷浓度估计方法和所述转炉吹炼控制装置中，使用包含渣位的各种数据和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来估计钢水中磷浓度。由此，能够在利用同一转炉一贯地进行脱磷处理、中间排渣处理以及脱碳处理的一次精炼中将与在该转炉内产生的熔渣的排出有关的操作因素反映到钢水中磷浓度的估计。因而，能够更高精度地估计钢水中磷浓度。专利技术的效果如以上说明的那样，根据本专利技术，能够高精度地估计MURC操作中的转炉吹炼停吹时的钢水中磷浓度。附图说明图1是表示脱磷处理时的渣位的时间序列数据的曲线图。图2A是表示针对渣位的时间序列数据进行的时间序本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢水中磷浓度估计方法，用于一次精炼，在该一次精炼中使用同一转炉来进行脱磷处理、中间排渣处理以及脱碳处理，所述中间排渣处理是将在所述脱磷处理中生成的熔渣进行排出的处理，所述钢水中磷浓度估计方法包括：渣位数据获取步骤，获取所述脱磷处理时的渣位；排气数据获取步骤，获取所述脱碳处理时的排气成分和排气流量；钢水数据获取步骤，通过所述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，使用与所述渣位、所述排气成分、所述排气流量、所述钢水温度及所述碳浓度有关的数据以及与所述脱磷处理、所述中间排渣处理及所述脱碳处理有关的操作条件来计算脱磷速度常数，使用计算出的所述脱磷速度常数和所述脱磷处理开始时的铁水磷浓度来估计所述副枪测定以后的所述脱碳处理时的所述钢水中的磷浓度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.14 JP 2016-1395211.一种钢水中磷浓度估计方法，用于一次精炼，在该一次精炼中使用同一转炉来进行脱磷处理、中间排渣处理以及脱碳处理，所述中间排渣处理是将在所述脱磷处理中生成的熔渣进行排出的处理，所述钢水中磷浓度估计方法包括：渣位数据获取步骤，获取所述脱磷处理时的渣位；排气数据获取步骤，获取所述脱碳处理时的排气成分和排气流量；钢水数据获取步骤，通过所述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，使用与所述渣位、所述排气成分、所述排气流量、所述钢水温度及所述碳浓度有关的数据以及与所述脱磷处理、所述中间排渣处理及所述脱碳处理有关的操作条件来计算脱磷速度常数，使用计算出的所述脱磷速度常数和所述脱磷处理开始时的铁水磷浓度来估计所述副枪测定以后的所述脱碳处理时的所述钢水中的磷浓度。2.根据权利要求1所述的钢水中磷浓度估计方法，其特征在于，在所述脱磷速度常数的计算中使用识别簇的分类变量，所述簇是通过针对在过去的操作中获取到的多个所述渣位的时间序列数据进行的时间序列聚类得到的。3.根据权利要求1或2所述的钢水中磷浓度估计方法，其特征在于，在所述脱磷速度常数的计算中使用在所述脱磷...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩村健，杉桥敦史，沼田政宪，久米康介，
申请(专利权)人：新日铁住金株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP