JP2004301362A - 溶銑鍋脱硫設備における湯面レベル測定方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡便かつ正確に溶銑鍋内における湯面レベルを計測する。
【解決手段】溶銑鍋脱硫設備のフード２内に設置した画像処理用カメラ３により、インペラ耐火物４が降下中に、その先端部が溶銑湯面に触れた瞬間に発生するスプラッシュを検出し、その時のインペラ昇降位置に基づいて溶銑レベルを計測する。
【選択図】 図１
【解決手段】溶銑鍋脱硫設備のフード２内に設置した画像処理用カメラ３により、インペラ耐火物４が降下中に、その先端部が溶銑湯面に触れた瞬間に発生するスプラッシュを検出し、その時のインペラ昇降位置に基づいて溶銑レベルを計測する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶銑鍋脱硫設備における湯面レベル測定方法に関し、従来に比較して、より簡便かつ正確に溶銑鍋内における溶銑湯面レベルの計測を行おうとするものである。
【０００２】
【従来の技術】
溶銑鍋脱硫設備では、溶銑撹拌用インペラの浸漬深さやガス吹込み用ランスの吹込み高さを最適に調整して脱硫効率を上げるために、溶銑の湯面レベルを正確に測定することが要求される。
【０００３】
従来、湯面レベルの測定方法として、溶銑鍋上部の開口方向からマイクロ波を送受信するセンサを使用して湯面レベルを計測する方法が知られており、その使用に際しては、マイクロ波の指向角範囲に障害物が入らないようにするために、耐火物フードに開口部を設け、センサーはその上に設置していた。実際には、開口部を必要最小限の大きさにするために、耐火物フードに直接センサーを設置する場合が多い。
【０００４】
また、実際の測定に際しては、溶銑からの輻射熱を軽減するために、耐熱ボードを挿入してセンサを囲い、内部の温度上昇を抑制する等の耐熱対策が必要であるが、脱硫処理で投入するフラックスや鉄粉等の粉塵が舞い上がり、耐熱ボードに付着堆積すると、マイクロ波が減衰して、湯面レベルを測定できなくなる等の問題を生じる。
また、定期的に清掃するにしても、フードの内側から粉塵を除去する必要があるが、設備停止直後のフードの内側は温度が高いため、作業性が極めて悪いという問題があった。
【０００５】
その他、溶銑撹拌用インペラの昇降手段、たとえば昇降用モータの駆動力の変化から、溶銑湯面へのインペラ耐火物の浸漬状態を検知する方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
しかしながら、この方法は、検知精度を長期にわたって維持することが難しいところに問題を残していた。
【０００６】
すなわち、インペラは、溶銑中に浸漬して使用されるため、その昇降部分の重量は、浮力に打ち勝ち、かつ撹拌時の溶銑の抵抗にも上下しないような重量もしくは押圧が加えられる構造になっている。
しかしながら、浸漬して使用するものであるため、インペラには溶銑やスラグが付着し、次第に肥大化して重量が変化したり、また逆にインペラの溶損で重量が変化するといった重量の増減が生じる。かような重量増減が生じると、駆動力は次第に変化することになり、この駆動力変動のために継続して正確な浸漬状態を把握することは難しかったのである。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−４５００９号公報（特許請求の範囲）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の実状に鑑み開発されたもので、長期の使用に耐え得るのは言うまでもなく、簡便かつ高精度の下で溶銑鍋内における湯面レベルを計測することができる溶銑鍋脱硫設備における湯面レベル測定方法を提案することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以下、本発明の解明経緯について説明する。
さて、発明者らは、溶銑鍋に対するガス吹込みに際し、ガス吹込み用ランスの設置位置を溶銑表面から１００ ｍｍの高さ位置に設置しようとしたところ、劣悪な内部環境のせいでマイクロ波レベル計がすぐに故障し、その後は監視用のカメラで大体の位置決めを行わざるを得なかった。
【００１０】
ある時、発明者らは、ランスの先端から針金を垂らし、監視カメラを見ながら位置決めを行う実験を試みたところ、針金が溶湯表面に触れた瞬間に明るい炎が観察されたため、かような炎の発生を自動的に検知することができれば、溶湯レベルの測定が可能となり、ランスの高さの位置制御も自動で行えるのではないかとの知見を得た。
本発明は、上記の知見に基づき鋭意検討を重ねた結果、開発されたものである。
【００１１】
すなわち、本発明は、溶銑鍋脱硫設備のフード内に設置した画像処理用カメラにより、インペラ耐火物が降下中に、その先端部が溶銑湯面に触れた瞬間に発生するスプラッシュを検出し、その時のインペラ昇降用モータ軸に設置したアブソコーダーの値から溶銑レベルを計測することを特徴とする溶銑鍋脱硫設備における湯面レベル測定方法である。
【００１２】
また、本発明は、溶銑鍋脱硫設備のフード内に設置した画像処理用カメラにより、先端部に耐火物を延在させたガス吹込み用ランスが降下中に、その先端部耐火物が溶銑湯面に触れた瞬間に発生するスプラッシュを検出し、その時のランス昇降用モータ軸に設置したアブソコーダーの値から溶銑レベルを計測することを特徴とする溶銑鍋脱硫設備における湯面レベル測定方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体的に説明する。
図１に、本発明の実施に用いて好適な溶銑鍋脱硫設備を模式で示す。この例は、被検体として溶銑撹拌用のインペラを利用するもので、図中番号１は溶銑鍋、２は溶銑鍋１の上部開口部を覆う耐火物フード、３はこの耐火物フード２に設置された監視カメラ、４はインペラ耐火物、５はその昇降用モータ、６はインペラ昇降位置を検出するためのセンサーであり、アブソコーダーあるいはエンコーダー等が有利に適合する。そして７が画像処理装置である。
なお、溶銑鍋脱硫設備では、溶銑を撹拌するインペラに耐火物を施工したインペラ耐火物４を回転駆動する駆動源１４が、昇降枠体１３に搭載されており、該昇降枠体１３は、昇降用モータ５で駆動されるウインチ１１により番号１２で示すワイヤーあるいはチェーン等を巻き取ることあるいは繰り出すことで、その昇降操作がなされている。
【００１４】
さて、図１に示した溶銑鍋脱硫設備において、インペラ耐火物４を次第に降下させて行くと、そのうちインペラ耐火物４の先端部は溶銑の表面と接触するが、この接触の瞬間スプラッシュが発生する。このスプラッシュは極めて明るいので監視カメラ３により明瞭に観察することができ、この信号が画像処理装置７に送信されてスプラッシュの発生が検知されると、インペラ昇降用モータ５の軸に設置したアブソコーダーあるいはエンコーダー等のセンサー６の値から、インペラの昇降位置（高さ）を計測し、これに基づいて溶銑レベルを計測するのである。あるいは、図２に示すように、ウインチ１１による、ワイヤーあるいはチェーンの繰り出し長さからインペラの昇降位置を計測し、スプラッシュ発生の検知時点におけるインペラの昇降位置に基づいて溶銑レベルを計測するのである。
【００１５】
次に、図２に、被検体としてガス吹込み用ランスを利用した場合の好適溶銑鍋脱硫設備を模式で示す。同図において、構成の骨子は、図１と同じであるので、同一の番号を付して示し、図中番号８がガス吹込み用ランスである。このガス吹込み用ランス８は、ランス昇降装置１５で昇降操作され、５′がランス昇降装置１５を駆動する昇降用モータである。なお、このガス吹込み用ランス８の先端部には、図３に示すように耐火物９が延在されている。
【００１６】
さて、図２に示した溶銑鍋脱硫設備において、ガス吹込み用ランス８を次第に降下させて行くと、そのうちガス吹込み用ランス８の先端部耐火物９が溶銑の表面と接触し、その瞬間スプラッシュが発生する。このスプラッシュは、前述したとおり極めて明るいので監視カメラ３により明瞭に観察することができ、この信号が画像処理装置７に送信されてスプラッシュの発生が検知されると、ランス昇降用モータ５′の軸に設置したアブソコーダー６の値から、ランス高さを計測し、これに基づいて溶銑レベルを計測するのである。または、ランス昇降装置１５にランス位置測定器を配して、ガス吹込み用ランス８の先端耐火物９と溶銑の接触によるスプラッシュ発生の検知時点におけるランスの昇降位置に基づいて溶銑レベルを計測するのである。
【００１７】
【発明の効果】
かくして、本発明によれば、溶銑撹拌用インペラやガス吹込み用ランスを利用して、溶銑鍋内の湯面レベルを簡便かつ正確に計測することができる。
そして、溶銑鍋内の湯面レベルを正確に計測することにより、溶銑撹拌用インペラの浸漬深さやガス吹込み用ランスの吹込み高さを適正に制御することができ、その結果、脱硫効率の向上および脱硫剤原単位の削減を併せて達成することができる。
さらには、ガス吹込み用ランスの高さ測定結果をフィードバックすることにより、ガス吹込み用ランスの昇降自動制御を行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施に用いて好適な溶銑鍋脱硫設備（被検体として溶銑撹拌用インペラを利用する場合）を示す模式図である。
【図２】本発明の実施に用いて好適な溶銑鍋脱硫設備（被検体としてガス吹込み用ランスを利用する場合）を示す模式図である。
【図３】本発明の実施に用いて好適なガス吹込み用ランスの先端部を示した図である。
１ 溶銑鍋
２ 耐火物フード
３ 監視カメラ
４ インペラ耐火物
５ インペラ耐火物の昇降用モータ
５′ガス吹込み用ランスの昇降用モータ
６ センサー
７ 画像処理装置
８ ガス吹込み用ランス
９ 先端部耐火物
１０ ガス吹込み孔
１１ ウインチ
１２ ワイヤーあるいはチェーン
１３ 昇降枠体
１４ インペラ耐火物の回転駆動源
１５ ランス昇降装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶銑鍋脱硫設備における湯面レベル測定方法に関し、従来に比較して、より簡便かつ正確に溶銑鍋内における溶銑湯面レベルの計測を行おうとするものである。
【０００２】
【従来の技術】
溶銑鍋脱硫設備では、溶銑撹拌用インペラの浸漬深さやガス吹込み用ランスの吹込み高さを最適に調整して脱硫効率を上げるために、溶銑の湯面レベルを正確に測定することが要求される。
【０００３】
従来、湯面レベルの測定方法として、溶銑鍋上部の開口方向からマイクロ波を送受信するセンサを使用して湯面レベルを計測する方法が知られており、その使用に際しては、マイクロ波の指向角範囲に障害物が入らないようにするために、耐火物フードに開口部を設け、センサーはその上に設置していた。実際には、開口部を必要最小限の大きさにするために、耐火物フードに直接センサーを設置する場合が多い。
【０００４】
また、実際の測定に際しては、溶銑からの輻射熱を軽減するために、耐熱ボードを挿入してセンサを囲い、内部の温度上昇を抑制する等の耐熱対策が必要であるが、脱硫処理で投入するフラックスや鉄粉等の粉塵が舞い上がり、耐熱ボードに付着堆積すると、マイクロ波が減衰して、湯面レベルを測定できなくなる等の問題を生じる。
また、定期的に清掃するにしても、フードの内側から粉塵を除去する必要があるが、設備停止直後のフードの内側は温度が高いため、作業性が極めて悪いという問題があった。
【０００５】
その他、溶銑撹拌用インペラの昇降手段、たとえば昇降用モータの駆動力の変化から、溶銑湯面へのインペラ耐火物の浸漬状態を検知する方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
しかしながら、この方法は、検知精度を長期にわたって維持することが難しいところに問題を残していた。
【０００６】
すなわち、インペラは、溶銑中に浸漬して使用されるため、その昇降部分の重量は、浮力に打ち勝ち、かつ撹拌時の溶銑の抵抗にも上下しないような重量もしくは押圧が加えられる構造になっている。
しかしながら、浸漬して使用するものであるため、インペラには溶銑やスラグが付着し、次第に肥大化して重量が変化したり、また逆にインペラの溶損で重量が変化するといった重量の増減が生じる。かような重量増減が生じると、駆動力は次第に変化することになり、この駆動力変動のために継続して正確な浸漬状態を把握することは難しかったのである。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−４５００９号公報（特許請求の範囲）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の実状に鑑み開発されたもので、長期の使用に耐え得るのは言うまでもなく、簡便かつ高精度の下で溶銑鍋内における湯面レベルを計測することができる溶銑鍋脱硫設備における湯面レベル測定方法を提案することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以下、本発明の解明経緯について説明する。
さて、発明者らは、溶銑鍋に対するガス吹込みに際し、ガス吹込み用ランスの設置位置を溶銑表面から１００ ｍｍの高さ位置に設置しようとしたところ、劣悪な内部環境のせいでマイクロ波レベル計がすぐに故障し、その後は監視用のカメラで大体の位置決めを行わざるを得なかった。
【００１０】
ある時、発明者らは、ランスの先端から針金を垂らし、監視カメラを見ながら位置決めを行う実験を試みたところ、針金が溶湯表面に触れた瞬間に明るい炎が観察されたため、かような炎の発生を自動的に検知することができれば、溶湯レベルの測定が可能となり、ランスの高さの位置制御も自動で行えるのではないかとの知見を得た。
本発明は、上記の知見に基づき鋭意検討を重ねた結果、開発されたものである。
【００１１】
すなわち、本発明は、溶銑鍋脱硫設備のフード内に設置した画像処理用カメラにより、インペラ耐火物が降下中に、その先端部が溶銑湯面に触れた瞬間に発生するスプラッシュを検出し、その時のインペラ昇降用モータ軸に設置したアブソコーダーの値から溶銑レベルを計測することを特徴とする溶銑鍋脱硫設備における湯面レベル測定方法である。
【００１２】
また、本発明は、溶銑鍋脱硫設備のフード内に設置した画像処理用カメラにより、先端部に耐火物を延在させたガス吹込み用ランスが降下中に、その先端部耐火物が溶銑湯面に触れた瞬間に発生するスプラッシュを検出し、その時のランス昇降用モータ軸に設置したアブソコーダーの値から溶銑レベルを計測することを特徴とする溶銑鍋脱硫設備における湯面レベル測定方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体的に説明する。
図１に、本発明の実施に用いて好適な溶銑鍋脱硫設備を模式で示す。この例は、被検体として溶銑撹拌用のインペラを利用するもので、図中番号１は溶銑鍋、２は溶銑鍋１の上部開口部を覆う耐火物フード、３はこの耐火物フード２に設置された監視カメラ、４はインペラ耐火物、５はその昇降用モータ、６はインペラ昇降位置を検出するためのセンサーであり、アブソコーダーあるいはエンコーダー等が有利に適合する。そして７が画像処理装置である。
なお、溶銑鍋脱硫設備では、溶銑を撹拌するインペラに耐火物を施工したインペラ耐火物４を回転駆動する駆動源１４が、昇降枠体１３に搭載されており、該昇降枠体１３は、昇降用モータ５で駆動されるウインチ１１により番号１２で示すワイヤーあるいはチェーン等を巻き取ることあるいは繰り出すことで、その昇降操作がなされている。
【００１４】
さて、図１に示した溶銑鍋脱硫設備において、インペラ耐火物４を次第に降下させて行くと、そのうちインペラ耐火物４の先端部は溶銑の表面と接触するが、この接触の瞬間スプラッシュが発生する。このスプラッシュは極めて明るいので監視カメラ３により明瞭に観察することができ、この信号が画像処理装置７に送信されてスプラッシュの発生が検知されると、インペラ昇降用モータ５の軸に設置したアブソコーダーあるいはエンコーダー等のセンサー６の値から、インペラの昇降位置（高さ）を計測し、これに基づいて溶銑レベルを計測するのである。あるいは、図２に示すように、ウインチ１１による、ワイヤーあるいはチェーンの繰り出し長さからインペラの昇降位置を計測し、スプラッシュ発生の検知時点におけるインペラの昇降位置に基づいて溶銑レベルを計測するのである。
【００１５】
次に、図２に、被検体としてガス吹込み用ランスを利用した場合の好適溶銑鍋脱硫設備を模式で示す。同図において、構成の骨子は、図１と同じであるので、同一の番号を付して示し、図中番号８がガス吹込み用ランスである。このガス吹込み用ランス８は、ランス昇降装置１５で昇降操作され、５′がランス昇降装置１５を駆動する昇降用モータである。なお、このガス吹込み用ランス８の先端部には、図３に示すように耐火物９が延在されている。
【００１６】
さて、図２に示した溶銑鍋脱硫設備において、ガス吹込み用ランス８を次第に降下させて行くと、そのうちガス吹込み用ランス８の先端部耐火物９が溶銑の表面と接触し、その瞬間スプラッシュが発生する。このスプラッシュは、前述したとおり極めて明るいので監視カメラ３により明瞭に観察することができ、この信号が画像処理装置７に送信されてスプラッシュの発生が検知されると、ランス昇降用モータ５′の軸に設置したアブソコーダー６の値から、ランス高さを計測し、これに基づいて溶銑レベルを計測するのである。または、ランス昇降装置１５にランス位置測定器を配して、ガス吹込み用ランス８の先端耐火物９と溶銑の接触によるスプラッシュ発生の検知時点におけるランスの昇降位置に基づいて溶銑レベルを計測するのである。
【００１７】
【発明の効果】
かくして、本発明によれば、溶銑撹拌用インペラやガス吹込み用ランスを利用して、溶銑鍋内の湯面レベルを簡便かつ正確に計測することができる。
そして、溶銑鍋内の湯面レベルを正確に計測することにより、溶銑撹拌用インペラの浸漬深さやガス吹込み用ランスの吹込み高さを適正に制御することができ、その結果、脱硫効率の向上および脱硫剤原単位の削減を併せて達成することができる。
さらには、ガス吹込み用ランスの高さ測定結果をフィードバックすることにより、ガス吹込み用ランスの昇降自動制御を行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施に用いて好適な溶銑鍋脱硫設備（被検体として溶銑撹拌用インペラを利用する場合）を示す模式図である。
【図２】本発明の実施に用いて好適な溶銑鍋脱硫設備（被検体としてガス吹込み用ランスを利用する場合）を示す模式図である。
【図３】本発明の実施に用いて好適なガス吹込み用ランスの先端部を示した図である。
１ 溶銑鍋
２ 耐火物フード
３ 監視カメラ
４ インペラ耐火物
５ インペラ耐火物の昇降用モータ
５′ガス吹込み用ランスの昇降用モータ
６ センサー
７ 画像処理装置
８ ガス吹込み用ランス
９ 先端部耐火物
１０ ガス吹込み孔
１１ ウインチ
１２ ワイヤーあるいはチェーン
１３ 昇降枠体
１４ インペラ耐火物の回転駆動源
１５ ランス昇降装置
Claims (2)
- 溶銑鍋脱硫設備のフード内に設置した画像処理用カメラにより、インペラ耐火物が降下中に、その先端部が溶銑湯面に触れた瞬間に発生するスプラッシュを検出し、該スプラッシュ検出時のインペラ昇降位置に基づいて溶銑レベルを計測することを特徴とする溶銑鍋脱硫設備における湯面レベル測定方法。
- 溶銑鍋脱硫設備のフード内に設置した画像処理用カメラにより、先端部に耐火物を延在させたガス吹込み用ランスが降下中に、その先端部耐火物が溶銑湯面に触れた瞬間に発生するスプラッシュを検出し、該スプラッシュ検出時のランス昇降位置に基づいて溶銑レベルを計測することを特徴とする溶銑鍋脱硫設備における湯面レベル測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003091601A JP2004301362A (ja) | 2003-03-28 | 2003-03-28 | 溶銑鍋脱硫設備における湯面レベル測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003091601A JP2004301362A (ja) | 2003-03-28 | 2003-03-28 | 溶銑鍋脱硫設備における湯面レベル測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004301362A true JP2004301362A (ja) | 2004-10-28 |
Family
ID=33404937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003091601A Pending JP2004301362A (ja) | 2003-03-28 | 2003-03-28 | 溶銑鍋脱硫設備における湯面レベル測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004301362A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102283576B1 (ko) | 2020-05-29 | 2021-07-29 | 다이아몬드 엔지니어링 씨오., 엘티디. | 기계 교반식 탈황 시스템 |
| JP2021110016A (ja) * | 2020-01-14 | 2021-08-02 | 日本製鉄株式会社 | モデル構築装置、予測装置、モデル構築方法、予測方法及びコンピュータプログラム |
-
2003
- 2003-03-28 JP JP2003091601A patent/JP2004301362A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021110016A (ja) * | 2020-01-14 | 2021-08-02 | 日本製鉄株式会社 | モデル構築装置、予測装置、モデル構築方法、予測方法及びコンピュータプログラム |
| JP7401752B2 (ja) | 2020-01-14 | 2023-12-20 | 日本製鉄株式会社 | モデル構築装置、予測装置、モデル構築方法、予測方法及びコンピュータプログラム |
| KR102283576B1 (ko) | 2020-05-29 | 2021-07-29 | 다이아몬드 엔지니어링 씨오., 엘티디. | 기계 교반식 탈황 시스템 |
| CN114096686A (zh) * | 2020-05-29 | 2022-02-25 | 钻石工程株式会社 | 机械搅拌式脱硫系统 |
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