本研究は、新型の縦型アーク炉に高鉄水比の溶鋼を添加する工法を対象に、実際の生産において発生するトン鋼あたりの電力消費過多、終点の過酸化、および溶解サイクルの長期化などの問題に対し、体系的な工法分析および最適化研究を行った。原料投入リズム、酸素供給制度、エネルギー入力などの主要な工法パラメータを詳細に分析し、廃鋼と鉄水の配合比調整、酸素槍操作の最適化、廃鋼の予熱強化という段階的制御に基づく最適化戦略を提案した。工業試験の結果、段階的な工法最適化により、トン鋼あたりの電力消費は188.7 kWhで15.3 kWh低減、溶解サイクルは38.45分で3.84分短縮、終点酸素含有量は5.19×10^-6となり過酸化現象が改善され、エネルギー効率および生産リズムが全面的に向上した。本研究は段階的制御戦略の有効性を検証し、高鉄水比条件下における縦型アーク炉の効率的かつ安定した生産のための体系的な技術手法と実践的根拠を提供した。

縦型アーク炉;高鉄水比;酸素供給最適化;投入リズム;廃鋼予熱