特許 6962465 転炉吹錬方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6962465

(24)【登録日】2021年10月18日

(45)【発行日】2021年11月5日

(54)【発明の名称】転炉吹錬方法

(51)【国際特許分類】

   C21C 5/32 20060101AFI20211025BHJP

【ＦＩ】

   C21C5/32

【請求項の数】3

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2020-522184(P2020-522184)

(86)(22)【出願日】2019年5月27日

(86)【国際出願番号】JP2019020925

(87)【国際公開番号】WO2019230657

(87)【国際公開日】20191205

【審査請求日】2020年7月29日

(31)【優先権主張番号】特願2018-101370(P2018-101370)

(32)【優先日】2018年5月28日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】日本製鉄株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】特許業務法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】貞本 峻秀

(72)【発明者】

【氏名】福山 博之

(72)【発明者】

【氏名】仁井谷 洋

【審査官】 向井 佑

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−０６０８２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２１Ｃ ５／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

上吹きランスのノズルから転炉内の溶銑面に酸素ガスを吹き付ける転炉吹錬方法であって、
吹錬中に発生する排ガス中のダスト量を求めて前記転炉におけるダスト発生速度を算出する速度算出工程と、
予め求めた、前記溶銑面と前記上吹きランスの先端との距離であるランスギャップを最適な間隔にした際の、前記上吹きランスの使用回数と前記ダスト発生速度との関係Ｒ１に対する、前記速度算出工程で算出した前記ダスト発生速度のずれ量を求めるずれ量算出工程と、
予め求めた、前記ランスギャップの変化量と前記ダスト発生速度の変化量との関係Ｒ２から、前記ずれ量算出工程で求めた前記ずれ量を補正するために、前記吹錬中に前記ランスギャップを調整する位置調整工程と、
を有する転炉吹錬方法。

【請求項2】

前記ずれ量の補正に、前記ダスト発生速度の変化量を前記ランスギャップの変化量で除した勾配を用いる、請求項１に記載の転炉吹錬方法。

【請求項3】

前記速度算出工程では、前記排ガスを湿式集塵した集塵水を連続的に採取し、密度計及び温度計を通過させ、前記密度計で測定した集塵水の密度と、前記温度計で測定した集塵水の温度から予測される純水の密度との差より、集塵水中のダスト濃度を算出して前記ダスト量を求める、請求項１又は請求項２に記載の転炉吹錬方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、上吹きランスを用いた転炉吹錬方法に関する。

【背景技術】

【0002】

転炉においては、上吹きランス（以下、適宜「ランス」と記載する。）を用いて吹錬が行われている。この吹錬では、ランスに設けられたノズル孔から溶銑面（湯面）に向けて酸素ガスが噴射されて、溶銑の撹拌と、酸化反応によるＳｉ、Ｍｎ、ＰやＣの除去が行われる。吹錬時には、ランスのノズル孔から噴射された酸素ガスの溶銑面における跳ね返りや脱炭反応によって、転炉からはダストが発生する。発生したダストは、排ガスと共に排出される。このダストは鉄分（鉄、酸化鉄）を主体としており、排出すると鉄分のロスに繋がるため低減することが望ましい。

【0003】

上吹きランスを用いて吹錬するに際しては、送酸速度とランス高さ（ノズル先端位置）によって、酸素ガスが溶銑面に衝突するときに、転炉内の溶銑面の形状が変化する。
一定の送酸速度では、溶銑面とノズル先端との距離であるランスギャップを小さくするほど、酸素ガスが溶銑面に衝突するときの溶銑の形状が滝壺状（断面逆Ω状）となり、発生したダストが飛散せず溶銑内に取り込まれやすくなるため、ダストの発生量を低減することができることが知られている。これをハードブローという。
一方、ランスギャップを小さくし過ぎると、ノズルが溶銑面からの熱影響を強く受けるため、ノズルの損耗が激しくなって、ランスの寿命が短くなることが知られている。このようにランスの寿命が短くなることで、ランスの交換頻度が高くなるため操業に悪影響を及ぼす。

【0004】

以上のことから、ランスギャップには、ランスの寿命を維持しつつダストの発生量を低減する最適な間隔があり、その間隔によって吹錬を行うことが望まれる。ランスギャップの最適な間隔（以下、適宜「最適ランスギャップ」と記載する。）は、転炉のサイズや送酸速度に応じて設定されるものである。
ランスギャップを最適な間隔に設定するには、溶銑面の高さを把握する必要があり、その方法としては、例えば、特開平１１−５２０４９号公報に開示の技術がある。具体的には、転炉内に、溶銑と、スクラップ又は缶合金（ドラム缶等に入れた合金鉄）を装入した後、転炉上部フードのサブランス孔に設置された移動型のマイクロ波送受信アンテナより、炉内に向けてマイクロ波を送信し、受信した信号から溶銑面の高さ（湯面レベル）を測定する方法である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

溶銑面の高さの測定は、転炉に溶銑等を装入した後、吹錬を開始するまでの間（吹錬の開始前）に行っている。特開平１１−５２０４９号公報には、溶銑面高さの測定に要する時間について明確な記載はないが、装入直後の溶銑面は揺動しているため正確な高さの把握には揺動が小さくなるまで待つ必要があり、生産性に影響を及ぼすことから、転炉に溶銑等を装入するごとに毎回、溶銑面高さを測定するのは困難である。

【0006】

そこで、マイクロ波溶銑面計により実測したときの溶銑面高さの測定値を基に、実測しないときの吹錬ごとの溶銑面高さの推定値（推定溶銑面高さ）を、下記式（１）を用いて算出している。
（推定溶銑面高さ）＝｛（ＷＴｎ−ＷＴ_０）／（ρπｒ_０^２）｝＋ｌ_０ ・・・（１）
ここで、ρは鉄比重、ｒ_０は溶銑面付近の転炉の断面半径（内径）、ｌ_０はマイクロ波溶銑面計による溶銑面高さの測定値、ＷＴ_０はマイクロ波溶銑面計による測定時の転炉への装入鉄量、ＷＴｎは推定溶銑面高さ算出時の転炉への装入鉄量、である。

【0007】

しかし、転炉の内面に張り付いた耐火物は損耗と補修が繰り返されるため、転炉の断面半径が吹錬ごとに変化する。このため、マイクロ波溶銑面計による溶銑面高さの測定から吹錬を重ねるごとに、推定溶銑面高さと実際の溶銑面高さとに乖離が生じてしまう。このため、ランスギャップを最適な間隔に設定できなくなっていた。

【0008】

本開示はかかる事情に鑑みてなされたもので、溶銑面高さを実測しないときも適切なランスギャップで吹錬を実施可能な転炉吹錬方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本開示者らは、転炉内に上吹きランスを装入して吹錬を行う方法において、最適なランスギャップを設定する方法を鋭意検討した結果、下記の知見を見出した。
ランスギャップの変動によりダストの発生速度が変化することを利用して、ダスト発生速度からランスギャップを推定できる。
ただし、上吹きランスの使用回数が増えると、ランス（ノズル形状）の変形によって噴射される酸素ガスの流れ（酸素ジェット）が変化するため、ランスギャップが一定であってもダスト発生速度が変化する。即ち、ダストの発生速度のみではランスギャップの推定は困難である。
そこで、ランスの使用回数の影響も考慮したダスト発生速度をもとに、ランスギャップを調整する。
本開示は、以上の知見をもとになされたものであり、その要旨は以下の通りである。

【0010】

本開示の一態様の転炉吹錬方法は、上吹きランスのノズルから転炉内の溶銑面に酸素ガスを吹き付ける転炉吹錬方法であって、吹錬中に発生する排ガス中のダスト量を求めて前記転炉におけるダスト発生速度を算出する速度算出工程と、予め求めた、前記溶銑面と前記上吹きランスの先端との距離であるランスギャップを最適な間隔にした際の、前記上吹きランスの使用回数と前記ダスト発生速度との関係Ｒ１に対する、前記速度算出工程で算出した前記ダスト発生速度のずれ量を求めるずれ量算出工程と、予め求めた、前記ランスギャップの変化量と前記ダスト発生速度の変化量との関係Ｒ２から、前記ずれ量算出工程で求めた前記ずれ量を補正するために、前記吹錬中に前記ランスギャップを調整する位置調整工程と、を有する。

【発明の効果】

【0011】

本開示によれば、溶銑面高さを実測しないときも適切なランスギャップで吹錬を実施可能な転炉吹錬方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1A】本開示の一実施形態に係る転炉吹錬方法を適用する精錬設備の説明図である。

【図1B】図１Ａに示される精錬設備のダスト濃度測定機器の説明図である。

【図2A】図１Ａに示される精錬設備で用いられる上吹きランスの先端側の断面図である。

【図2B】図２Ａに示される上吹きランスにおいて、使用によりノズルが摩耗した状態を示す上吹きランスの先端側の断面図である。

【図3】上吹きランスの各使用回数におけるランスギャップの変化量と転炉におけるダスト発生速度の変化量との関係を示すグラフである。

【図4】ランスギャップを最適な間隔にした際の、上吹きランスの使用回数と転炉におけるダスト発生速度との関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本開示の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。

【0014】

本開示の一実施形態に係る転炉吹錬方法は、図１Ａ及び図１Ｂに示される精錬設備９で用いられる吹錬方法である。まず、本実施形態の精錬設備９について説明した後で、本実施形態の転炉吹錬方法について説明する。

【0015】

図１Ａ及び図１Ｂに示されるように、精錬設備９は、転炉１０と、上吹きランス１１（以下、適宜「ランス」と記載する。）と、排ガス処理装置１７と、を備えている。

【0016】

図２Ａに示されるように、ランス１１は、後述するノズル１１Ａから転炉１０内の溶銑面Ｓに酸素ガスを吹き付けるための部材である。このランス１１は、筒状とされており、図示しない昇降装置によって鉛直方向の上方及び下方に移動可能とされている。ランス１１を上下動させることで、ランス１１の下部（先端側）を転炉１０内に対し挿入又は抜去させることができる。また、ランス１１は、昇降装置によって任意の高さ位置で停止させることができる。このランス１１の上下動によって後述するランスギャップＧを調整することができる。なお、図２Ａにおける矢印ＵＰは、鉛直方向の上方を示している。また、図２Ａにおける矢印ＡＸＬは、ランス１１の中心軸を示している。

【0017】

また、ランス１１の先端部は、ノズル部とされており、このノズル部には複数のノズル１１Ａが設けられている。これらのノズル１１Ａは、中間部が絞られた形状の貫通孔、すなわち、ラバルノズル（De Laval nozzle）であり、ランス１１の中心軸ＡＸＬを中心とした同心円上に一定間隔をあけて複数設けられている。なお、ノズル１１Ａに関しては、ランス１１の中心軸ＡＸＬ上にも形成されてもよい。

【0018】

図２Ａに示されるように、ランス１１に供給された酸素ガスＡがノズル１１Ａから噴射されるようになっている。ここで、ノズル１１Ａから溶銑面Ｓへ向けて噴射された酸素ガスＡの噴流は、ジェットコアを形成したのちに、自由広がり角度をφとする角度で広がり、転炉１０内の溶銑に衝突して溶銑面Ｓに滝壺状に凹んだ火点が形成される（なお、図２Ａでは火点の図示を省略している）。

【0019】

図１Ａに示されるように、排ガス処理装置１７は、転炉１０から発生したダストを含む排ガス（ＣＯ、ＣＯ_２、Ｎ_２ガスを主成分とするガス）を湿式で処理する装置である。この排ガス処理装置１７は、炉口フード１８、排ガスダクト１２、一次集塵機１３及び二次集塵機１９等を備える。

【0020】

炉口フード１８及び排ガスダクト１２は、転炉１０の上方に設けられている。また、排ガスダクト１２の下流側には、一次集塵機１３、二次集塵機１９及び図示しない誘引送風機が順次設けられている。転炉１０の排ガスは誘引送風機で吸引され、炉口フード１８及び排ガスダクト１２を通って、一次集塵機１３及び二次集塵機１９で除塵される。さらに、除塵された排ガスは誘引送風機を経由し、ＣＯ濃度の高い排ガスは有価ガスとして図示しないガスホルダーに送られ、一方ＣＯ濃度の低い排ガスは図示しない煙突を通って頂部で燃焼されて大気中に放散される。

【0021】

一次集塵機１３と二次集塵機１９はそれぞれ、排ガスを湿式集塵するものであり、例えばベンチュリスクラバーが用いられる。

【0022】

一次集塵機１３に導入された集塵水（図１Ａ及び図１Ｂにおいて矢印Ｗで示す）は排ガス中のダストを取り込み、ダストを含む集塵水となる。集塵水は一次集塵機１３の直下に設けられた下部水槽１４に一時的に貯留され、その後、図示しない集塵水処理装置へ送られ、集塵水中のダストが除去される。

【0023】

また、図１Ｂに示されるように、排ガス処理装置１７は、ダスト濃度を測定するためのダスト濃度測定装置（以下、適宜「測定装置」と記載する。）２０を備えている。この測定装置２０は、一次集塵機１３を通過した集塵水を連続的に採取するポンプ１５と、集塵水の密度を測定するための振動式密度計１６とを備えている。この測定装置２０では、ポンプ１５により集塵水が連続的に採取され、振動式密度計１６を用いて、その時の水温との関係により単位時間当たりの集塵水中のダスト濃度の連続測定が行われる（転炉１０の吹錬中に発生する排ガス中のダスト量の連続測定が行われる）。ここで、転炉１０で発生するダストの大部分、少なくとも９０％以上が、一次集塵機１３で除去される。このため、一次集塵機１３で集塵された集塵水中のダスト濃度を測定すれば、転炉１０の排ガス中のダスト濃度を推定することができる。
なお、ダスト濃度測定後の集塵水は下部水槽１４へ戻されるようになっている。

【0024】

次に、本実施形態の転炉吹錬方法について説明する。
本実施形態の転炉吹錬方法は、図１Ａ及び図１Ｂに示されるように、転炉１０内にランス１１の先端側を挿入し、ランス１１のノズル１１Ａから転炉１０内の溶銑面Ｓに酸素ガスＡを吹き付けて脱炭処理する吹錬方法である。そして、この転炉吹錬方法は、吹錬を行う際に、溶銑面Ｓとランス１１の先端との距離であるランスギャップＧ（図２Ａ参照）を最適な間隔にすることを特徴としている。なお、吹錬は、上吹きのみでなく、底吹きを併用した上底吹きでもよい。

【0025】

詳細には、上記した転炉吹錬方法は、吹錬中に発生する排ガス中のダスト量を求めてダスト発生速度ＧＲを算出する速度算出工程と、
予め求めた、ランスギャップＧを最適な間隔にした際の、ランス１１の使用回数とダスト発生速度ＧＲとの関係Ｒ１に対する、速度算出工程で算出したダスト発生速度ＧＲのずれ量を求めるずれ量算出工程と、
予め求めた、ランスギャップＧの変化量とダスト発生速度ＧＲの変化量との関係Ｒ２から、ずれ量算出工程で求めたずれ量を補正するために、上記吹錬中にランスギャップＧを調整する位置調整工程と、
を有する方法である。

【0026】

なお、上記した速度算出工程、ずれ量算出工程、及び、位置調整工程は、転炉操業を行う作業者のコンピュータ（演算手段）で処理される。また、ずれ量算出工程で使用する関係Ｒ１と位置調整工程で使用する関係Ｒ２は、例えば、データベース化されている。なお、上記したコンピュータは、転炉操業を行うための各種情報を受信し、転炉操業の制御（例えば、吹錬の開始や停止、ランスギャップＧの調整）等も行う（すなわち、コンピュータが制御手段となる）。
なお、上記したコンピュータは、ＲＡＭ、ＣＰＵ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏ、及び、これらの要素を接続するバスを備えた従来公知のものであるが、これに限定されるものではない。

【0027】

まず、上記したダスト発生速度、関係Ｒ１、及び、関係Ｒ２の各算出方法について説明する。

【0028】

転炉操業においては、図１Ａに示されるように、転炉１０上方より炉内にランス１１が挿入され、溶銑に高速で酸素ガスＡが吹き付けられることにより、Ｓｉ、Ｃ、Ｐ、Ｍｎといった不純物が除去される（脱炭処理される）。その際、吹き付けられた酸素ガスＡの溶銑面Ｓでの跳ね返りや、脱炭反応に伴ったＣＯガスの溶銑面Ｓでの破泡によって、微細なダストが発生する。
発生したダストは、転炉１０から発生した排ガスと共に炉口フード１８を通して排ガスダクト１２内に吸引され、一次集塵機１３から供給される集塵水中に含有されながら、下部水槽１４を介して集塵水処理装置へ送られ、分離回収される。なお、一次集塵機１３での集塵水の散布により、転炉１０から発生したダストは排ガスと分離され、排ガスは下流側へ送られる。

【0029】

（転炉１０におけるダスト発生速度の算出方法）
図１Ｂに示されるように、測定装置２０では、ポンプ１５により集塵水を連続的に採取し、振動式密度計１６を用いて、その時の水温との関係により単位時間当たりの集塵水中のダスト濃度の連続測定を行う。上記した方法で測定したダスト濃度と、集塵水の単位時間当たりの散水量（一次集塵機１３からの散水量）との積から、転炉１０の吹錬中におけるダスト発生速度を算出できる。

【0030】

（関係Ｒ２の算出方法）
図示しないマイクロ波溶銑面計により転炉１０（例えば、転炉の溶銑量４００トン程度）内の溶銑面Ｓを測定し、ランス１１の使用回数ごとのランスギャップＧと、送酸に対して脱炭が優先的に起こる時期である脱炭最盛期の平均ダスト発生速度ＧＲとの関係を見積もると、図３に示す関係が得られる。このランス１１の使用回数Ｎは、転炉１０の吹錬の回数に対応している（以下同様）。なお、図３では、ランスの使用回数が５０回程度の場合（使用回数が少ない場合：図３中の黒丸印）と、２００回程度の場合（使用回数が多い場合：図３中の白丸印）について図示しているが、５０〜２００回の範囲内においても、同様の挙動を示している。
図３に示されるように、ダスト発生速度ＧＲは、ランスギャップＧ（ここでは、２５００〜３０００ｍｍの範囲）の上昇に伴って直線的に増加し、その関係は、ランス使用回数Ｎの増加に伴うランス１１のノズル１１Ａの変形によらず、傾きが一定となっている。なお、ここでいう「傾き」とは、ダスト発生速度ＧＲの変化量をランスギャップＧの変化量で除した勾配である（すなわち、関係Ｒ２）。

【0031】

（関係Ｒ１の算出方法）
マイクロ波溶銑面計により転炉１０内の溶銑面Ｓを測定し、ランスギャップＧを最適な間隔にした際の、ランス使用回数Ｎに対する脱炭最盛期のダスト発生速度ＧＲは、図４に示す関係（すなわち、関係Ｒ１）となる。
図４に示されるように、ランスギャップＧを最適値に設定した場合、ランス使用回数Ｎの増加に伴ってダスト発生速度ＧＲが増加している。なお、図４に示す曲線は、ダスト発生速度をｙとし、ランス使用回数をｘとすると、ｙ＝６．９４９２ｘ^{０．０６９８}、となっている。

【0032】

上記した方法で転炉１０のダスト発生速度ＧＲを算出し、予め求めた関係Ｒ１と関係Ｒ２を用いて、速度算出工程、ずれ量算出工程、及び、位置調整工程を順次行う。

【0033】

（速度算出工程）
まず、前記した式（１）によって求めた推定溶銑面高さを基に、最適なランスギャップＧになるようにランス高さを設定して、転炉１０の吹錬を実施し、前記した吹錬方法を用い、脱炭最盛期に発生する排ガス中の平均ダスト発生量（ダスト量）を求めて、転炉１０のダスト発生速度ＧＲを算出する。

【0034】

（ずれ量算出工程）
前記した図４に示す、予め求めた、最適ランスギャップでの上吹きランス１１の使用回数と、転炉１０のダスト発生速度との関係Ｒ１から、速度算出工程で算出した転炉１０のダスト発生速度ＧＲがどれだけずれているかを求める。具体的には、ランス使用回数Ｎに応じて図４から求められるダスト発生速度ＧＲの値と、速度算出工程で算出したダスト発生速度の値との差（即ち、ずれ量）を求める。
ここで、算出したダスト発生速度ＧＲの値が、図４に示すランス使用回数Ｎに応じたダスト発生速度ＧＲの値よりも低位の場合は、最適ランスギャップＧに対して実際のランスギャップＧが小さい（ハードブローである）ことを示しているため、ランスギャップＧを大きく調整する必要がある。一方、算出したダスト発生速度ＧＲの値が、図４に示すランス使用回数Ｎに応じたダスト発生速度ＧＲの値よりも高位の場合は、最適ランスギャップＧに対して実際のランスギャップＧが大きい（ソフトブローである）ことを示しているため、ランスギャップＧを小さく調整する必要がある。

【0035】

（位置調整工程）
前記した図３に示す、予め求めた、ランスギャップＧの変化量とダスト発生速度ＧＲの変化量との関係Ｒ２から、ずれ量算出工程で求めたずれ量を補正するために、吹錬中にランスギャップＧを調整する。なお、本実施形態では、吹錬による脱炭最盛期中にダスト発生速度ＧＲを求めると共にランスギャップＧが調整される。

【0036】

前記したように、ランスギャップＧの変化量とダスト発生速度ＧＲの変化量との関係Ｒ２を示す、ダスト発生速度ＧＲの変化量をランスギャップＧの変化量で除した勾配は、ランス使用回数Ｎによらず略一定である。この両者の関係から、ダスト発生速度ＧＲのずれ量を補正するためのランスギャップＧの調整量を求め、転炉１０の吹錬中にランスギャップＧを調整する。

【0037】

具体的には、ずれ量算出工程で求めたダスト発生速度ＧＲのずれ量を、上記した勾配で除して、ダスト発生速度ＧＲのずれ量に対応したランスギャップＧの調整量を求め、この調整量分だけランス１１の高さ位置を変更してランスギャップＧを調整する。
なお、上記したランスギャップＧの調整（即ち、速度算出工程、ずれ量算出工程、及び、位置調整工程）は、１回の吹錬で１回実施すればよいが、必要に応じて複数回実施することもできる。

【0038】

ここで、図２Ｂに示されるように、ランス１１は、使用回数Ｎが増えると、ノズル１１Ａの出口部が摩耗して、出口径が増大する傾向がある。ノズル１１Ａの出口径が拡がるとノズル出口でのエネルギーロスが発生し、ジェットコア長さが短くなるため、酸素ガスＡの勢いが低下する。しかし、本実施形態の転炉吹錬方法では、ランス１１の使用回数Ｎの影響も考慮したダスト発生速度ＧＲをもとに、ランスギャップＧを調整するため、マイクロ波溶銑面計を用いて溶銑面高さを実測しないときでも、適切なランスギャップＧで転炉１０の吹錬を実施できる。これにより、過度にソフトブローになる（ランスギャップＧが大きくなる）ことでダスト量が過多になることや、過度にハードブローになる（ランスギャップＧが小さくなる）ことでランス１１の寿命を著しく低下させることを抑制、更には防止できる。

【実施例】

【0039】

次に、本開示の作用効果を確認するために行った実施例について説明する。
ここでは、溶銑量が４００トン、最適ランスギャップＧが３０００ｍｍの条件で、転炉の吹錬を行うに際し、実施例と比較例の各方法を適用した結果について説明する。
なお、実施例は、本開示の前記した実施形態の速度算出工程、ずれ量算出工程、及び、位置調整工程を順次行い、ダスト発生速度ＧＲに合わせてランスギャップＧを調整した結果であり、比較例は、前記した式（１）から得られる推定溶銑高さを基にランスギャップを調整した結果である。

【0040】

評価は、ランス１本分の試験を試行回数１（Ｎ＝１）とした１０回分（Ｎ＝１０）の実施回数において、ランスからの水漏れが発生するまでのチャージ数の平均値である平均寿命と、測定したダスト発生量（ダスト量）を用いて行った。なお、ランスからの水漏れは、ランスが水冷構造となっていることに起因するものであり、ランスの長期使用に伴う損耗により発生するものである。また、ダスト発生量は、ダスト濃度測定装置で測定した集塵水中のダスト濃度と、集塵水の単位時間（１秒）当たりの散水量との積を、１チャージ通して加算して、溶銑量４００トンで除した値とした。
平均寿命は、比較例の２５０チャージに対して、実施例では約３００チャージとなり、５０チャージ優位となった。
ダスト発生量は、比較例の全試験チャージの平均値１５ｋｇ／トンに対して、実施例ではランス１本分の試験チャージの平均値で０．３〜０．７ｋｇ／トン低減できた。

【0041】

以上のことから、本開示の転炉吹錬方法を適用することで、適切なランスギャップで吹錬を実施でき、ランスの寿命を維持しつつダストの発生量を低減できることを確認できた。

【0042】

以上、本開示を、実施の形態を参照して説明してきたが、本開示は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本開示の転炉吹錬方法を構成する場合も本開示の権利範囲に含まれる。

【0043】

前記実施形態においては、関係Ｒ１と関係Ｒ２にそれぞれ、過去の操業実績であるデータから算出された近似式を用いた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、過去の操業実績であるデータベース化されたデータを用いてもよい。

【0044】

また、前記実施形態においては、ずれ量の補正に、転炉のダスト発生速度の変化量をランスギャップＧの変化量で除した勾配を用いた。この勾配は、ランス使用回数Ｎによらず一定であることに基づいて使用したが、例えば、ランス使用回数ごとに得られた勾配を用いて、ずれ量を補正することもできる。

【0045】

さらに、前記実施形態においては、測定装置２０が、ポンプ１５と振動式密度計１６を備えており、ポンプ１５により集塵水を連続的に採取し、振動式密度計１６を用いて、その時の水温との関係により単位時間当たりの集塵水中のダスト濃度の連続測定を行ってダスト量を求めているが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、測定装置２０に更に温度計を備えさせて、排ガスを湿式集塵した集塵水を連続的に採取し、振動式密度計１６及び温度計を通過させ、振動式密度計１６で測定した集塵水の密度と、温度計で測定した集塵水の温度から予測される純水の密度との差より、集塵水中のダスト濃度を算出してダスト量を求めてもよい。具体的には、下記式（２）を用いてダスト濃度を算出する。なお、下記式（２）における濃度又は密度の単位は、本実施形態のｋｇ／ｍ^３であってもよいし、ｇ／Ｌ又はｋｇ／Ｌであってもよい。
Ｃ＝（ρmeasure−ρwater）×ρdust／（ρdust−ρwater） ・・・（２）
但し、Ｃ：ダスト濃度（ｋｇ／ｍ^３）、ρmeasure：振動式密度計１６で測定した集塵水の密度（ｋｇ／ｍ^３）、ρwater：温度計で測定した集塵水の温度から予測される純水の密度（ｋｇ／ｍ^３）、ρdust：ダスト粒子の密度（例えば７８００ｋｇ／ｍ^３）。
なお、振動式密度計１６と温度計は、どちらが上流でも下流でも構わない。
例えば、超音波や光を用いたダスト濃度測定装置を用いる場合、減衰率からダスト濃度を推定するため、ダスト粒径に影響を受けるが、上記温度計を備えさせた測定装置２０を用いることで、集塵水中のダストの密度、すなわち質量を直接測定することができ、ダスト粒径に影響を受けることがない。したがって、精度よく正確に集塵水中のダスト濃度を測定することができるようになる。これにより、より適切なランスギャップＧで転炉１０の吹錬を実施できるようになる。

【0046】

以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。

【0047】

（付記１）
転炉内に上吹きランスを装入して吹錬を行う方法において、
前記転炉の吹錬中に発生する排ガス中のダスト量を測定してダスト発生速度を算出する速度算出工程と、
予め求めた、前記転炉内の湯面と前記上吹きランスの先端との距離であるランスギャップを最適な間隔にした際の、前記上吹きランスの使用回数と前記転炉のダスト発生速度との関係Ｒ１に対する、前記速度算出工程で算出した前記転炉のダスト発生速度のずれ量を求めるずれ量算出工程と、
予め求めた、前記ランスギャップの変化量と前記転炉のダスト発生速度の変化量との関係Ｒ２から、前記ずれ量算出工程で求めた前記ずれ量を補正するために、前記転炉の吹錬中における前記ランスギャップを調整する位置調整工程とを有することを特徴とする転炉吹錬方法。

【0048】

（付記２）
付記１に記載の転炉吹錬方法において、前記ずれ量の補正に、前記転炉のダスト発生速度の変化量を前記ランスギャップの変化量で除した勾配を用いることを特徴とする転炉吹錬方法。

【0049】

上記転炉吹錬方法は、ずれ量算出工程で、ランスギャップを最適な間隔にした際の上吹きランスの使用回数とダスト発生速度との関係Ｒ１に対する、速度算出工程で算出したダスト発生速度のずれ量を求め、位置調整工程で、ランスギャップとダスト発生速度の各変化量の関係Ｒ２から、ずれ量算出工程で求めたずれ量を補正するようにランスギャップを調整するので、適切なランスギャップで吹錬を実施できる。
これにより、過度にソフトブローになる（ランスギャップが大きくなる）ことでダスト量が過多になることや、過度にハードブローになる（ランスギャップが小さくなる）ことで上吹きランスの寿命を著しく低下させることを抑制、更には防止できる。

【0050】

本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

【符号の説明】

【0051】

１０ 転炉
１１ 上吹きランス
１１Ａ ノズル
１６ 振動式密度計（密度計）
Ｇ ランスギャップ
ＧＲ ダスト発生速度
Ｎ ランス使用回数

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】