JP2004332057A - 転炉又は真空脱炭炉におけるガス測定装置の異常検出方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】転炉又は真空脱炭炉におけるガス測定装置の異常検出方法を提供する。
【解決手段】排出されるガス成分の検出センサーを少なくとも２個有するガス測定装置を備えた転炉又は真空脱炭炉において、吹錬により排出されるガスのうち少なくとも２種類のガス成分の濃度を、吹錬開始から一定時間経過するまでの間、ガス測定装置により連続的に測定し、測定ガス成分のそれぞれについて、予め各成分毎に設定された濃度の下限値ＳＣｍｉｎと測定された濃度の最大値ＭＣｍａｘとを比較し、▲１▼ＭＣｍａｘ≦ＳＣｍｉｎとなるガス成分が２種以上の場合には、閉塞異常信号を発し、▲２▼ＭＣｍａｘ≦ＳＣｍｉｎとなるガス成分が１種だけの場合には、ＭＣｍａｘ≦ＳＣｍｉｎとなるガス成分の検出センサー異常信号を発し、▲３▼ＭＣｍａｘ≦ＳＣｍｉｎとなるガス成分がない場合には、正常信号を発するか又は何ら信号を発しない。
【選択図】なし
【解決手段】排出されるガス成分の検出センサーを少なくとも２個有するガス測定装置を備えた転炉又は真空脱炭炉において、吹錬により排出されるガスのうち少なくとも２種類のガス成分の濃度を、吹錬開始から一定時間経過するまでの間、ガス測定装置により連続的に測定し、測定ガス成分のそれぞれについて、予め各成分毎に設定された濃度の下限値ＳＣｍｉｎと測定された濃度の最大値ＭＣｍａｘとを比較し、▲１▼ＭＣｍａｘ≦ＳＣｍｉｎとなるガス成分が２種以上の場合には、閉塞異常信号を発し、▲２▼ＭＣｍａｘ≦ＳＣｍｉｎとなるガス成分が１種だけの場合には、ＭＣｍａｘ≦ＳＣｍｉｎとなるガス成分の検出センサー異常信号を発し、▲３▼ＭＣｍａｘ≦ＳＣｍｉｎとなるガス成分がない場合には、正常信号を発するか又は何ら信号を発しない。
【選択図】なし
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転炉又は真空脱炭炉におけるガス測定装置の異常検出方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
高炉−転炉法からなる製鉄プロセスにおいて、転炉では酸素吹込みにより溶銑中のＣの酸化除去が行われる。この際、ＣＯ、ＣＯ２、Ｏ２を主成分とする転炉ガスが排出される。
【０００３】
転炉ガスはエネルギー源として活用されており、転炉ガスを転炉上部煙道部にあるボイラーで燃焼させることにより発生熱を蒸気として回収する方法（燃焼方式による利用）と、転炉ガスをそのまま生ガスとして回収し燃料として利用する方法（非燃焼方式による利用）とがある。現在は、生ガスを燃料として回収し利用する非燃焼方式が主流となっている。
【０００４】
生ガスは転炉反応により発生するため、反応初期・中期・末期と進んでいく中で、そのガスの成分比とカロリーが変化していく。また、酸素吹込み量やランス高さ等によっても変化する。そのため、生ガスとして回収するためには、規定カロリー値を満たすためＣＯ濃度が一定値以上であることや、爆発の危険性を避けるためＯ２濃度が一定値以下であることを条件として、回収を行っている。
【０００５】
そこで、通常は転炉上部煙道部にガス測定装置を設け、連続的にガス濃度を監視しながら、条件を満たすガスのみを回収している。
【０００６】
しかしながら、ガス測定装置が故障したまま、操業を継続すると、（ａ）ＣＯ濃度が測定できなくなった場合には、ガス回収条件が成立しないので回収することができずエネルギーロスとなり、（ｂ）Ｏ２濃度が測定できなくなった場合には、高Ｏ２濃度のガスを回収することになり、爆発の危険性が生じる。
【０００７】
しかし、自動化が進んだ設備では、運転員も少なく、何らかの警報システムが施されない限り、測定装置が異常となったことを即時に発見することは容易ではない。
【０００８】
測定装置の異常には、（１）ガス測定装置の検出センサーの劣化や汚損、（２）サンプリングプローブや配管の閉塞、が原因として挙げられる。
【０００９】
上記（１）の検出センサーの劣化や汚損が発生した場合には、標準ガスで校正作業を行えばその劣化や汚損を発見することができるが、校正作業には時間を要するため、定期的にしか行われない。通常は約１ヶ月毎にある、いわゆる保全日に行われることが多い。したがって、操業中に分析装置の異常が起こっても、それを運転員が即座に知ることは困難であった。
【００１０】
上記（２）のサンプリングプローブや配管の閉塞については、流量計を設けて異常を検出する方法が、知られている。
【００１１】
内燃機関の分野ではあるが、特許文献１には、排気側の酸素濃度センサーの異常を検出する方法として、燃料カット後一定期間に濃度変化率が一定値に達するか否かをチェックする技術が記載されている。
【００１２】
そして、同じく、内燃機関の分野であるが、特許文献２には、排気側の酸素濃度センサーの異常を検出する方法として、２個の酸素濃度センサーを用いて、燃料カット後一定期間に規定の濃度に達するか否かをチェックする技術が記載されている。
【００１３】
しかし、これらの従来技術は、酸素センサーのみが備わっている設備の場合に適用できるにすぎない。ＣＯ、ＣＯ２、Ｏ２を主成分とする転炉ガスが排出される設備の場合には、酸素以外のガスのセンサーをも備えているから、適用できない。
【００１４】
また、特許文献３にみられるように、ダスト除去を行うため洗浄用パージガスを噴射するサンプリングプローブを採用している場合には、たとえ閉塞していても、パージガスを引き込んでいるため流量の低下がなく、したがって、異常を検出することができない。
【００１５】
さらに、ダストを多く含有する転炉設備においては、サンプリング部の閉塞による故障も発生する。
【００１６】
したがって、異常が発生したときに、即時にその異常を検出するとともに、その異常が検出センサー部かサンプリング部のいずれの部位において発生したかについても検出して、転炉の運転員に警報を流す必要がある。
【００１７】
なお、以上は、転炉ガスについて説明してきたが、転炉での製鋼後に、真空脱炭炉を用いて、ＲＨ法（循環式真空処理法）等によって脱炭真空処理する精錬法があり、ここでも転炉ガスと同様に、ＣＯ、ＣＯ２、Ｏ２を主成分とするガスが排出される。転炉ガスと同様に、排出ガスの測定がなされているので、測定装置の異常が発生した場合にはその異常を即時に検出し、運転員に警報を流す必要がある。
【００１８】
【特許文献１】
特開２００１−２４２１２６号公報
【特許文献２】
特開平１１−８３７８２号公報
【特許文献３】
特開２０００−３１４６８７号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、転炉又は真空脱炭炉におけるガス測定装置の異常が、（１）ガス測定装置の検出センサーの劣化や汚損、（２）サンプリングプローブや配管の閉塞、のいずれを原因とするかも含めて検出する方法を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる、転炉又は真空脱炭炉における分析装置の異常検出方法は、次の（１）から（４）までのいずれかである。以下、それぞれ、本発明（１）〜本発明（４）という。本発明（１）〜本発明（４）を総称して、本発明ということがある。
【００２１】
本発明（１）：
排出されるガス成分の検出センサーを少なくとも２個有するガス測定装置を備えた転炉又は真空脱炭炉において、吹錬により排出されるガスのうち少なくとも２種類のガス成分の濃度を、吹錬開始から一定時間経過するまでの間、ガス測定装置により連続的に測定し、測定ガス成分のそれぞれについて、予め各成分毎に設定された濃度の下限値ＳＣｍｉｎと測定された濃度の最大値ＭＣｍａｘとを比較し、
▲１▼ＭＣｍａｘ≦ＳＣｍｉｎとなるガス成分が２種以上の場合には、閉塞異常信号を発し、
▲２▼ＭＣｍａｘ≦ＳＣｍｉｎとなるガス成分が１種だけの場合には、ＭＣｍａｘ≦ＳＣｍｉｎとなるガス成分の検出センサー異常信号を発し、
▲３▼ＭＣｍａｘ≦ＳＣｍｉｎとなるガス成分がない場合には、正常信号を発するか又は何ら信号を発しない、
ことによって、異常が発生したときに、即時にその異常を検出するとともに、その異常発生が検出センサー異常によるものか又はサンプリングプローブや配管の閉塞によるものかについても検出できる異常検出方法。
【００２２】
なお、吹錬による排出されるガスのうち、ＣＯ、ＣＯ２、Ｏ２から選択される２種以上を測定することが好ましい。
【００２３】
本発明（２）：
排出されるガス成分の検出センサーを少なくとも２個有するガス測定装置を備えた転炉又は真空脱炭炉において、吹錬により排出されるガスのうち少なくとも２種類のガス成分について、測定ガスの各成分毎に予め吹錬開始からの測定時間の上限値ＳＴｍａｘを設定しておき、測定ガスの各成分毎に設定された濃度Ｃｓになるまでの間の時間ＭＴ（ただし、ＳＴｍａｘが経過してもＣｓに到達しなかったときはＳＴｍａｘをＭＴとみなす。）を、測定ガスの各成分毎にガス濃度を測定し、測定ガス成分のそれぞれについて、ＳＴｍａｘとＭＴとを比較し、
▲４▼ＭＴ≧ＳＴｍａｘとなるガス成分が２種以上の場合には、閉塞異常信号を発し、
▲５▼ＭＴ≧ＳＴｍａｘとなるガス成分が１種だけの場合には、ＭＴ≧ＳＴｍａｘとなるガス成分の検出センサー異常信号を発し、
▲６▼ＭＴ≧ＳＴｍａｘとなるガス成分がない場合には、正常信号を発するか又は何ら信号を発しない、
ことによって、異常が発生したときに、即時にその異常を検出するとともに、その異常発生が検出センサー異常によるものか又はサンプリングプローブや配管の閉塞によるものかについても検出できる異常検出方法。
【００２４】
なお、吹錬による排出されるガスのうち、ＣＯ、ＣＯ２、Ｏ２から選択される２種以上を測定することが好ましい。
【００２５】
本発明（３）：
排出されるガス成分の検出センサーを少なくとも３個有するガス測定装置を備えた転炉又は真空脱炭炉において、吹錬により排出されるガスのうち少なくとも３種類のガス成分の濃度を、吹錬開始から一定時間経過するまでの間、ガス測定装置により連続的に測定し、測定ガス成分のそれぞれについて、予め各成分毎に設定された濃度の下限値ＳＣｍｉｎと測定された濃度の最大値ＭＣｍａｘとを比較し、
▲１▼ＭＣｍａｘ≦ＳＣｍｉｎとなるガス成分が３種以上の場合には、閉塞異常信号を発し、
▲２▼ＭＣｍａｘ≦ＳＣｍｉｎとなるガス成分が１種又は２種だけの場合には、ＭＣｍａｘ≦ＳＣｍｉｎとなるガス成分の検出センサー異常信号を発し、
▲３▼ＭＣｍａｘ≦ＳＣｍｉｎとなるガス成分がない場合には、正常信号を発するか又は何ら信号を発しない、
ことによって、異常が発生したときに、即時にその異常を検出するとともに、その異常発生が検出センサー異常によるものか又はサンプリングプローブや配管の閉塞によるものかについても検出できる異常検出方法。
【００２６】
なお、吹錬による排出されるガスのうち、少なくとも、ＣＯ、ＣＯ２、Ｏ２の３種類のガスを測定するのが、好ましい。
【００２７】
本発明（４）：
排出されるガス成分の検出センサーを少なくとも３個有するガス測定装置を備えた転炉又は真空脱炭炉において、吹錬により排出されるガスのうち少なくとも３種類のガス成分について、測定ガスの各成分毎に予め吹錬開始からの測定時間の上限値ＳＴｍａｘを設定しておき、測定ガスの各成分毎に設定された濃度Ｃｓになるまでの間の時間ＭＴ（ただし、ＳＴｍａｘが経過してもＣｓに到達しなかったときはＳＴｍａｘをＭＴとみなす。）を、測定ガスの各成分毎にガス濃度を測定し、測定ガス成分のそれぞれについて、ＳＴｍａｘとＭＴとを比較し、
▲４▼ＭＴ≧ＳＴｍａｘとなるガス成分が３種以上の場合には、閉塞異常信号を発し、
▲５▼ＭＴ≧ＳＴｍａｘとなるガス成分が１種又は２種だけの場合には、ＭＴ≧ＳＴｍａｘとなるガス成分の検出センサー異常信号を発し、
▲６▼ＭＴ≧ＳＴｍａｘとなるガス成分がない場合には、正常信号を発するか又は何ら信号を発しない、
ことによって、異常が発生したときに、即時にその異常を検出するとともに、その異常発生が検出センサー異常によるものか又はサンプリングプローブや配管の閉塞によるものかについても検出できる異常検出方法。
【００２８】
なお、吹錬による排出されるガスのうち、少なくとも、ＣＯ、ＣＯ２、Ｏ２の３種類のガスを測定するのが、好ましい。
【００２９】
【発明の実施の態様】
本発明者は、上記の課題を解決するために、転炉又は真空脱炭炉でガスが排出されるのは、Ｏ２ガスの吹錬工程のみであり、転炉又は真空脱炭炉でのガス測定装置においては、通常、ＣＯ、ＣＯ２、Ｏ２の３種類のガスを検出し、それぞれのガス濃度を測定できるようになっていることに着目した。
【００３０】
まず、ガス測定装置に、検出センサーの異常もサンプリングプローブや配管の閉塞の異常も発生していない、正常な状態のＯ２濃度について考察してみる。吹錬前においては、排出ガスの煙道が窒素で置換されていることもあり、０％を示す。吹錬開始直後では、Ｃの酸化除去反応が十分でないため、Ｏ２ガス濃度が１０％前後まで上昇する。その後、酸化除去反応が定常化すると、吹き込まれたＯ２は、Ｃと反応してＣＯとＣＯ２に変化するため、Ｏ２濃度は再び０％となる。
【００３１】
Ｏ２ガス検出センサーに異常がなければ、上述したとおりのＯ２ガス濃度が測定されるが、Ｏ２ガス検出センサーの劣化や汚損が発生している場合には、吹錬開始直後のＯ２ガスの濃度の測定値は、上昇度合いが低いか又は上昇しない。ただし、Ｏ２ガス検出センサーの劣化や汚損が発生している場合の他に、サンプリングプローブや配管の閉塞が発生した場合にも同様の状況が発生する。
【００３２】
このように、吹錬開始直後のＯ２ガス濃度立ち上がりの状況を測定することによって、ガス測定装置の異常発生の有無を検出することはできるが、その異常発生がＯ２ガス検出センサー異常によるものか又はサンプリングプローブや配管の閉塞によるものかを、即座に判断することはできない。
【００３３】
次に、ガス測定装置に、検出センサーの異常もサンプリングプローブや配管の閉塞の異常も発生していない、正常な状態のＣＯ濃度について考察してみる。吹錬前においては、排出ガスの煙道が窒素で置換されていることもあり、０％を示す。吹錬開始直後では、ＣＯガス濃度はほぼ０％を示すが、Ｃの酸化除去反応が始まるとＣがＣＯとＣＯ２に変化するため、ＣＯガス濃度は上昇する。その後、Ｃの酸化除去反応が定常化すると、ＣＯ濃度は７０％程度となる。
【００３４】
ＣＯガス検出センサーに異常がなければ、上述したとおりのＣＯガス濃度が測定されるが、ＣＯガス検出センサーの劣化や汚損が発生している場合には、吹錬開始直後のＣＯガスの濃度の測定値は、上昇度合いが低いか又は上昇しない。ただし、ＣＯガス検出センサーの劣化や汚損が発生している場合の他に、サンプリングプローブや配管の閉塞が発生した場合にも同様の状況が発生する。
【００３５】
このように、吹錬開始直後のＣＯガス濃度立ち上がりの状況を測定することによって、ガス測定装置の異常発生の有無を検出することはできるが、その異常発生がＣＯガス検出センサー異常によるものか又はサンプリングプローブや配管の閉塞によるものかを、即座に判断することはできない。
【００３６】
さらに、ガス測定装置に、検出センサーの異常もサンプリングプローブや配管の閉塞の異常も発生していない、正常な状態のＣＯ２濃度について考察してみる。吹錬前においては、排出ガスの煙道が窒素で置換されていることもあり、０％を示す。吹錬開始直後では、ＣＯ２ガス濃度は０％を示すが、Ｃの酸化除去反応が始まるとＣがＣＯとＣＯ２に変化するため、ＣＯ２ガス濃度は２０％を超える。その後、Ｃの酸化除去反応が定常化すると、ＣＯ２濃度は１０％程度となる。
【００３７】
ＣＯ２ガス検出センサーに異常がなければ、上述したとおりのＣＯ２ガス濃度が測定されるが、ＣＯ２ガス検出センサーの劣化や汚損が発生している場合には、吹錬開始直後のＣＯ２ガスの濃度の測定値は、上昇度合いが低いか又は上昇しない。ただし、ＣＯ２ガス検出センサーの劣化や汚損が発生している場合の他に、サンプリングプローブや配管の閉塞が発生した場合にも同様の状況が発生する。
【００３８】
このように、吹錬開始直後のＣＯ２ガス濃度立ち上がりの状況を測定することによって、ガス測定装置の異常発生の有無を検出することはできるが、その異常発生がＣＯ２ガス検出センサー異常によるものか又はサンプリングプローブや配管の閉塞によるものかを、即座に判断することはできない。
【００３９】
このように、ＣＯ、ＣＯ２、Ｏ２の３種類のガスを、それぞれ測定しただけでは、ガス測定装置に異常が発生したか否かを検出することができるが、その異常発生が、それぞれのガス検出センサーの異常によるものか又はサンプリングプローブや配管の閉塞によるものかまでは、即座に判断することはできない。
【００４０】
しかしながら、本発明者は、複数のガス検出センサーに、同時に劣化や汚損が発生する確率は無視できるほどに小さいものと考えた結果、次の結論に達した。
すなわち、排出されるガスのうち、少なくとも２種類のガス成分を同時にガス検出センサーにより測定して、２種類以上のガス成分の濃度に同時に異常が認められた場合には、検出センサーの劣化や汚損による異常というよりもサンプリングプローブや配管の閉塞による異常が発生したと考えてよく、１種類のガス成分の濃度のみに異常が認められた場合にはその異常が認められたガス成分の検出センサーの劣化や汚損による異常発生と考えてよい。もちろん、いずれのガス成分の濃度にも異常が認められなかったときは、いずれのガス検出センサーにも劣化や汚損による異常がなく、また、サンプリングプローブや配管の閉塞による異常もないことになる。
【００４１】
さらに、排出されるガスのうち、少なくとも３種類のガス成分を同時にガス検出センサーにより測定して、３種類以上のガス成分の濃度に同時に異常が認められた場合には、検出センサーの劣化や汚損による異常というよりもサンプリングプローブや配管の閉塞による異常が発生したと考えてよく、１種類又は２種類のガス成分の濃度のみに異常が認められた場合にはその異常が認められたガス成分の検出センサーの劣化や汚損による異常発生と考えてよい。もちろん、いずれのガス成分の濃度にも異常が認められなかったときは、いずれのガス検出センサーにも劣化や汚損による異常がなく、また、サンプリングプローブや配管の閉塞による異常もないことになる。
【００４２】
このような新たな知見のもとに、本発明を完成したのである。
【００４３】
以下に、本発明の実施態様を、図を用いて説明する。
【００４４】
図１は、転炉の装置構成の概略図である。転炉１の中にスクラップと溶銑（いずれも図示せず）を装入し、溶銑中に酸素を吹き込むことで溶銑中のＣを酸化除去してＣ含有量の少ない溶鋼を製造する。このとき、転炉ガスが発生し、転炉上部煙道２に排出される。ガス回収ブロワ６によって、転炉ガスが除塵装置５を経由してガス回収装置（図示せず）に導かれる。ガスを回収しないときは、ガス回収弁７を大気放散に切り替える。転炉上部煙道２には、ガス測定装置が設置されている。ガス測定装置は、ガス検出センサー（図示せず）を備えたガスサンプリングプローブ３とガス分析装置４からなり、その分析結果はＣＰＵ制御装置８に送られる。
【００４５】
図２（ａ）は、ガス測定装置に、検出センサー異常もサンプリングプローブや配管の閉塞異常の発生していない、正常な状態での転炉ガス中のＯ２ガス濃度の分析値を時間の経過とともに図示したチャートである。
【００４６】
図２（ｂ）は、ガス測定装置に、検出センサー異常もサンプリングプローブや配管の閉塞異常の発生していない、正常な状態での転炉ガス中のＣＯガス濃度の分析値を時間の経過とともに図示したチャートである。
【００４７】
図２（ｃ）は、ガス測定装置に、検出センサー異常もサンプリングプローブや配管の閉塞異常の発生していない、正常な状態での転炉ガス中のＣＯ２ガス濃度の分析値を時間の経過とともに図示したチャートである。
【００４８】
本発明（１）又は本発明（３）では、吹錬により排出されるガスのうち少なくとも２種類又は少なくとも３種類のガス成分の濃度を、吹錬を開始してから一定時間経過するまでの間、ガス測定装置により連続的に測定し、測定ガス成分のそれぞれについて、予め各成分毎に設定された濃度の下限値ＳＣｍｉｎと測定された濃度の最大値ＭＣｍａｘとを比較するので、吹錬開始後の一定時間と濃度の下限値ＳＣｍｉｎを、各成分毎に予め設定しておく必要がある。
【００４９】
この各成分毎の、吹錬開始後の一定時間と濃度の下限値ＳＣｍｉｎの設定は、転炉によって異なるので、一概には言えないが、図２に示されるようなガス濃度の分析値の時間経過チャートを分析することで、転炉毎に設定することが可能である。
【００５０】
ここでは、Ｏ２、ＣＯ、ＣＯ２のガス成分について、それぞれ、次のとおりに設定した。
【００５１】
［Ｏ２ガス濃度］ 一定時間：３０秒、濃度の下限値ＳＣｍｉｎ：８％
［ＣＯガス濃度］ 一定時間：１００秒、濃度の下限値ＳＣｍｉｎ：５０％
［ＣＯ２ガス濃度］一定時間：１００秒、濃度の下限値ＳＣｍｉｎ：１０％
図３は、本発明（１）又は本発明（３）にしたがって、転炉ガス中のＯ２ガスに着目したとき、ガス測定装置に異常が見られたときのＯ２ガス濃度の分析値を時間の経過とともに図示したチャートである。図２（ａ）のＯ２ガス分析値のチャートとは異なり、吹錬開始からＯ２ガス成分について予め設定された一定時間である３０秒を経過しても、測定されたＯ２ガス濃度がＯ２ガス成分について予め設定された濃度の下限値ＳＣｍｉｎである８％に達していない。
【００５２】
同様にして、ＣＯガス成分とＣＯ２ガス成分についても、ガス測定装置に異常が見られるかどうかが判断できる。
【００５３】
このようにして、本発明（１）にしたがえば、少なくとも２種のガス成分について、ガス測定装置の異常の有無を検出し、異常ありのガス成分が２種以上の場合には閉塞異常信号を発し、異常ありのガス成分が１種だけの場合には、異常ありとなったガス成分の検出センサー異常信号を発し、異常ありのガス成分がない場合には正常信号を発するか又は何ら信号を発しないことによって、異常が発生したときに、その異常発生が検出センサー異常によるものか又はサンプリングプローブや配管の閉塞によるものかも含めて、即座に検出できる。
【００５４】
また、本発明（３）にしたがえば、少なくとも３種のガス成分について、ガス測定装置の異常の有無を検出し、異常ありのガス成分が３種以上の場合には閉塞異常信号を発し、異常ありのガス成分が１種又は２種だけの場合には、異常ありとなったガス成分の検出センサー異常信号を発し、異常ありのガス成分がない場合には正常信号を発するか又は何ら信号を発しないことによって、異常が発生したときに、その異常発生が検出センサー異常によるものか又はサンプリングプローブや配管の閉塞によるものかも含めて、即座に検出できる。
【００５５】
次に、本発明（２）又は本発明（４）では、吹錬により排出されるガスのうち少なくとも２種類又は少なくとも３種類のガス成分について、測定ガスの各成分毎に予め吹錬開始からの測定時間の上限値ＳＴｍａｘを設定しておき、測定ガスの各成分毎に設定された濃度Ｃｓになるまでの間の時間ＭＴ（ただし、ＳＴｍａｘが経過してもＣｓに到達しなかったときはＳＴｍａｘをＭＴとみなす。）を、測定ガスの各成分毎にガス濃度を測定し、測定ガス成分のそれぞれについて、ＳＴｍａｘとＭＴとを比較するので、吹錬開始からの測定時間の上限値ＳＴｍａｘと濃度Ｃｓを、各成分毎に予め設定しておく必要がある。
【００５６】
この各成分毎の、吹錬開始からの測定時間の上限値ＳＴｍａｘと濃度Ｃｓの設定は、転炉によって異なるので、一概には言えないが、図２に示されるようなガス濃度の分析値の時間経過チャートを分析することで、転炉毎に設定することが可能である。
【００５７】
ここでは、Ｏ２、ＣＯ、ＣＯ２のガス成分について、それぞれ、次のとおりに設定した。
【００５８】
［Ｏ２ガス濃度］ 測定時間の上限値ＳＴｍａｘ：３０秒、濃度Ｃｓ：８％
［ＣＯガス濃度］測定時間の上限値ＳＴｍａｘ：１００秒、濃度Ｃｓ：５０％
［ＣＯ２ガス濃度］測定時間の上限値ＳＴｍａｘ：１００秒、濃度Ｃｓ：１０％
図４は、本発明（２）又は本発明（４）にしたがって、転炉ガス中のＯ２ガスに着目したとき、ガス測定装置に異常が見られたときのＯ２ガス濃度の分析値を時間の経過とともに図示したチャートである。図２（ａ）のＯ２ガス分析値のチャートとは異なり、予めＯ２ガス成分について設定された測定時間の上限値ＳＴｍａｘである３０秒が経過しても、測定されたＯ２ガス濃度は予めＯ２ガス成分について設定されたＣｓに到達していない。
【００５９】
同様にして、ＣＯガス成分とＣＯ２ガス成分についても、ガス測定装置に異常が見られるかどうかが判断できる。
【００６０】
このようにして、本発明（２）にしたがえば、少なくとも２種のガス成分について、ガス測定装置の異常の有無を検出し、異常ありのガス成分が２種以上の場合には閉塞異常信号を発し、異常ありのガス成分が１種だけの場合には、異常ありとなったガス成分の検出センサー異常信号を発し、異常ありのガス成分がない場合には正常信号を発するか又は何ら信号を発しないことによって、異常が発生したときに、その異常発生が検出センサー異常によるものか又はサンプリングプローブや配管の閉塞によるものかも含めて、即座に検出できる。
【００６１】
また、本発明（４）にしたがえば、少なくとも３種のガス成分について、ガス測定装置の異常の有無を検出し、異常ありのガス成分が３種以上の場合には閉塞異常信号を発し、異常ありのガス成分が１種又は２種だけの場合には、異常ありとなったガス成分の検出センサー異常信号を発し、異常ありのガス成分がない場合には正常信号を発するか又は何ら信号を発しないことによって、異常が発生したときに、その異常発生が検出センサー異常によるものか又はサンプリングプローブや配管の閉塞によるものかも含めて、即座に検出できる。
【００６２】
なお、異常発生時は、異常部位検出方法によって特定された異常原因に基づき、サンプリングプローブや配管の閉塞を排除するか、異常ありとされたガス成分の検出センサーを交換するか、あるいは、予備の検出センサーに切り替えることによって、操業を再開することができる。
【００６３】
【発明の効果】
本発明によれば、ガス分析装置の異常を、即座に検出できるとともに、その異常発生が検出センサー異常によるものか又はサンプリングプローブや配管の閉塞によるものかも即座に検出できる。
【００６４】
その結果、異常に気づかず操業を継続してエネルギーロスを発生させてしまうことや、Ｏ２濃度の高いガスを回収してしまうことによる爆発の危険を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】転炉とその転炉ガスの上部煙道とガス測定装置の概略図である。
【図２】正常な状態での転炉ガス中のガス濃度の分析値を時間の経過とともに図示したチャートであり、（ａ）はＯ２ガス成分について、（ｂ）はＣＯガス成分について、そして、（ｃ）はＣＯ２ガス成分についての分析値である。
【図３】本発明（１）又は本発明（３）にしたがって、転炉ガス中のＯ２ガス成分についてのガス濃度の分析値に異常が検出されたときの分析値の時間経過チャートである。
【図４】本発明（２）又は本発明（４）にしたがって、転炉ガス中のＯ２ガス成分についてのガス濃度の分析値に異常が検出されたときの分析値の時間経過チャートである。
【符号の説明】
１ 転炉
２ 転炉上部煙道
３ ガスサンプリングプローブ
４ ガス分析装置
５ 除塵装置
６ ガス回収ブロワ
７ ガス回収弁
８ ＣＰＵ制御装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、転炉又は真空脱炭炉におけるガス測定装置の異常検出方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
高炉−転炉法からなる製鉄プロセスにおいて、転炉では酸素吹込みにより溶銑中のＣの酸化除去が行われる。この際、ＣＯ、ＣＯ２、Ｏ２を主成分とする転炉ガスが排出される。
【０００３】
転炉ガスはエネルギー源として活用されており、転炉ガスを転炉上部煙道部にあるボイラーで燃焼させることにより発生熱を蒸気として回収する方法（燃焼方式による利用）と、転炉ガスをそのまま生ガスとして回収し燃料として利用する方法（非燃焼方式による利用）とがある。現在は、生ガスを燃料として回収し利用する非燃焼方式が主流となっている。
【０００４】
生ガスは転炉反応により発生するため、反応初期・中期・末期と進んでいく中で、そのガスの成分比とカロリーが変化していく。また、酸素吹込み量やランス高さ等によっても変化する。そのため、生ガスとして回収するためには、規定カロリー値を満たすためＣＯ濃度が一定値以上であることや、爆発の危険性を避けるためＯ２濃度が一定値以下であることを条件として、回収を行っている。
【０００５】
そこで、通常は転炉上部煙道部にガス測定装置を設け、連続的にガス濃度を監視しながら、条件を満たすガスのみを回収している。
【０００６】
しかしながら、ガス測定装置が故障したまま、操業を継続すると、（ａ）ＣＯ濃度が測定できなくなった場合には、ガス回収条件が成立しないので回収することができずエネルギーロスとなり、（ｂ）Ｏ２濃度が測定できなくなった場合には、高Ｏ２濃度のガスを回収することになり、爆発の危険性が生じる。
【０００７】
しかし、自動化が進んだ設備では、運転員も少なく、何らかの警報システムが施されない限り、測定装置が異常となったことを即時に発見することは容易ではない。
【０００８】
測定装置の異常には、（１）ガス測定装置の検出センサーの劣化や汚損、（２）サンプリングプローブや配管の閉塞、が原因として挙げられる。
【０００９】
上記（１）の検出センサーの劣化や汚損が発生した場合には、標準ガスで校正作業を行えばその劣化や汚損を発見することができるが、校正作業には時間を要するため、定期的にしか行われない。通常は約１ヶ月毎にある、いわゆる保全日に行われることが多い。したがって、操業中に分析装置の異常が起こっても、それを運転員が即座に知ることは困難であった。
【００１０】
上記（２）のサンプリングプローブや配管の閉塞については、流量計を設けて異常を検出する方法が、知られている。
【００１１】
内燃機関の分野ではあるが、特許文献１には、排気側の酸素濃度センサーの異常を検出する方法として、燃料カット後一定期間に濃度変化率が一定値に達するか否かをチェックする技術が記載されている。
【００１２】
そして、同じく、内燃機関の分野であるが、特許文献２には、排気側の酸素濃度センサーの異常を検出する方法として、２個の酸素濃度センサーを用いて、燃料カット後一定期間に規定の濃度に達するか否かをチェックする技術が記載されている。
【００１３】
しかし、これらの従来技術は、酸素センサーのみが備わっている設備の場合に適用できるにすぎない。ＣＯ、ＣＯ２、Ｏ２を主成分とする転炉ガスが排出される設備の場合には、酸素以外のガスのセンサーをも備えているから、適用できない。
【００１４】
また、特許文献３にみられるように、ダスト除去を行うため洗浄用パージガスを噴射するサンプリングプローブを採用している場合には、たとえ閉塞していても、パージガスを引き込んでいるため流量の低下がなく、したがって、異常を検出することができない。
【００１５】
さらに、ダストを多く含有する転炉設備においては、サンプリング部の閉塞による故障も発生する。
【００１６】
したがって、異常が発生したときに、即時にその異常を検出するとともに、その異常が検出センサー部かサンプリング部のいずれの部位において発生したかについても検出して、転炉の運転員に警報を流す必要がある。
【００１７】
なお、以上は、転炉ガスについて説明してきたが、転炉での製鋼後に、真空脱炭炉を用いて、ＲＨ法（循環式真空処理法）等によって脱炭真空処理する精錬法があり、ここでも転炉ガスと同様に、ＣＯ、ＣＯ２、Ｏ２を主成分とするガスが排出される。転炉ガスと同様に、排出ガスの測定がなされているので、測定装置の異常が発生した場合にはその異常を即時に検出し、運転員に警報を流す必要がある。
【００１８】
【特許文献１】
特開２００１−２４２１２６号公報
【特許文献２】
特開平１１−８３７８２号公報
【特許文献３】
特開２０００−３１４６８７号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、転炉又は真空脱炭炉におけるガス測定装置の異常が、（１）ガス測定装置の検出センサーの劣化や汚損、（２）サンプリングプローブや配管の閉塞、のいずれを原因とするかも含めて検出する方法を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる、転炉又は真空脱炭炉における分析装置の異常検出方法は、次の（１）から（４）までのいずれかである。以下、それぞれ、本発明（１）〜本発明（４）という。本発明（１）〜本発明（４）を総称して、本発明ということがある。
【００２１】
本発明（１）：
排出されるガス成分の検出センサーを少なくとも２個有するガス測定装置を備えた転炉又は真空脱炭炉において、吹錬により排出されるガスのうち少なくとも２種類のガス成分の濃度を、吹錬開始から一定時間経過するまでの間、ガス測定装置により連続的に測定し、測定ガス成分のそれぞれについて、予め各成分毎に設定された濃度の下限値ＳＣｍｉｎと測定された濃度の最大値ＭＣｍａｘとを比較し、
▲１▼ＭＣｍａｘ≦ＳＣｍｉｎとなるガス成分が２種以上の場合には、閉塞異常信号を発し、
▲２▼ＭＣｍａｘ≦ＳＣｍｉｎとなるガス成分が１種だけの場合には、ＭＣｍａｘ≦ＳＣｍｉｎとなるガス成分の検出センサー異常信号を発し、
▲３▼ＭＣｍａｘ≦ＳＣｍｉｎとなるガス成分がない場合には、正常信号を発するか又は何ら信号を発しない、
ことによって、異常が発生したときに、即時にその異常を検出するとともに、その異常発生が検出センサー異常によるものか又はサンプリングプローブや配管の閉塞によるものかについても検出できる異常検出方法。
【００２２】
なお、吹錬による排出されるガスのうち、ＣＯ、ＣＯ２、Ｏ２から選択される２種以上を測定することが好ましい。
【００２３】
本発明（２）：
排出されるガス成分の検出センサーを少なくとも２個有するガス測定装置を備えた転炉又は真空脱炭炉において、吹錬により排出されるガスのうち少なくとも２種類のガス成分について、測定ガスの各成分毎に予め吹錬開始からの測定時間の上限値ＳＴｍａｘを設定しておき、測定ガスの各成分毎に設定された濃度Ｃｓになるまでの間の時間ＭＴ（ただし、ＳＴｍａｘが経過してもＣｓに到達しなかったときはＳＴｍａｘをＭＴとみなす。）を、測定ガスの各成分毎にガス濃度を測定し、測定ガス成分のそれぞれについて、ＳＴｍａｘとＭＴとを比較し、
▲４▼ＭＴ≧ＳＴｍａｘとなるガス成分が２種以上の場合には、閉塞異常信号を発し、
▲５▼ＭＴ≧ＳＴｍａｘとなるガス成分が１種だけの場合には、ＭＴ≧ＳＴｍａｘとなるガス成分の検出センサー異常信号を発し、
▲６▼ＭＴ≧ＳＴｍａｘとなるガス成分がない場合には、正常信号を発するか又は何ら信号を発しない、
ことによって、異常が発生したときに、即時にその異常を検出するとともに、その異常発生が検出センサー異常によるものか又はサンプリングプローブや配管の閉塞によるものかについても検出できる異常検出方法。
【００２４】
なお、吹錬による排出されるガスのうち、ＣＯ、ＣＯ２、Ｏ２から選択される２種以上を測定することが好ましい。
【００２５】
本発明（３）：
排出されるガス成分の検出センサーを少なくとも３個有するガス測定装置を備えた転炉又は真空脱炭炉において、吹錬により排出されるガスのうち少なくとも３種類のガス成分の濃度を、吹錬開始から一定時間経過するまでの間、ガス測定装置により連続的に測定し、測定ガス成分のそれぞれについて、予め各成分毎に設定された濃度の下限値ＳＣｍｉｎと測定された濃度の最大値ＭＣｍａｘとを比較し、
▲１▼ＭＣｍａｘ≦ＳＣｍｉｎとなるガス成分が３種以上の場合には、閉塞異常信号を発し、
▲２▼ＭＣｍａｘ≦ＳＣｍｉｎとなるガス成分が１種又は２種だけの場合には、ＭＣｍａｘ≦ＳＣｍｉｎとなるガス成分の検出センサー異常信号を発し、
▲３▼ＭＣｍａｘ≦ＳＣｍｉｎとなるガス成分がない場合には、正常信号を発するか又は何ら信号を発しない、
ことによって、異常が発生したときに、即時にその異常を検出するとともに、その異常発生が検出センサー異常によるものか又はサンプリングプローブや配管の閉塞によるものかについても検出できる異常検出方法。
【００２６】
なお、吹錬による排出されるガスのうち、少なくとも、ＣＯ、ＣＯ２、Ｏ２の３種類のガスを測定するのが、好ましい。
【００２７】
本発明（４）：
排出されるガス成分の検出センサーを少なくとも３個有するガス測定装置を備えた転炉又は真空脱炭炉において、吹錬により排出されるガスのうち少なくとも３種類のガス成分について、測定ガスの各成分毎に予め吹錬開始からの測定時間の上限値ＳＴｍａｘを設定しておき、測定ガスの各成分毎に設定された濃度Ｃｓになるまでの間の時間ＭＴ（ただし、ＳＴｍａｘが経過してもＣｓに到達しなかったときはＳＴｍａｘをＭＴとみなす。）を、測定ガスの各成分毎にガス濃度を測定し、測定ガス成分のそれぞれについて、ＳＴｍａｘとＭＴとを比較し、
▲４▼ＭＴ≧ＳＴｍａｘとなるガス成分が３種以上の場合には、閉塞異常信号を発し、
▲５▼ＭＴ≧ＳＴｍａｘとなるガス成分が１種又は２種だけの場合には、ＭＴ≧ＳＴｍａｘとなるガス成分の検出センサー異常信号を発し、
▲６▼ＭＴ≧ＳＴｍａｘとなるガス成分がない場合には、正常信号を発するか又は何ら信号を発しない、
ことによって、異常が発生したときに、即時にその異常を検出するとともに、その異常発生が検出センサー異常によるものか又はサンプリングプローブや配管の閉塞によるものかについても検出できる異常検出方法。
【００２８】
なお、吹錬による排出されるガスのうち、少なくとも、ＣＯ、ＣＯ２、Ｏ２の３種類のガスを測定するのが、好ましい。
【００２９】
【発明の実施の態様】
本発明者は、上記の課題を解決するために、転炉又は真空脱炭炉でガスが排出されるのは、Ｏ２ガスの吹錬工程のみであり、転炉又は真空脱炭炉でのガス測定装置においては、通常、ＣＯ、ＣＯ２、Ｏ２の３種類のガスを検出し、それぞれのガス濃度を測定できるようになっていることに着目した。
【００３０】
まず、ガス測定装置に、検出センサーの異常もサンプリングプローブや配管の閉塞の異常も発生していない、正常な状態のＯ２濃度について考察してみる。吹錬前においては、排出ガスの煙道が窒素で置換されていることもあり、０％を示す。吹錬開始直後では、Ｃの酸化除去反応が十分でないため、Ｏ２ガス濃度が１０％前後まで上昇する。その後、酸化除去反応が定常化すると、吹き込まれたＯ２は、Ｃと反応してＣＯとＣＯ２に変化するため、Ｏ２濃度は再び０％となる。
【００３１】
Ｏ２ガス検出センサーに異常がなければ、上述したとおりのＯ２ガス濃度が測定されるが、Ｏ２ガス検出センサーの劣化や汚損が発生している場合には、吹錬開始直後のＯ２ガスの濃度の測定値は、上昇度合いが低いか又は上昇しない。ただし、Ｏ２ガス検出センサーの劣化や汚損が発生している場合の他に、サンプリングプローブや配管の閉塞が発生した場合にも同様の状況が発生する。
【００３２】
このように、吹錬開始直後のＯ２ガス濃度立ち上がりの状況を測定することによって、ガス測定装置の異常発生の有無を検出することはできるが、その異常発生がＯ２ガス検出センサー異常によるものか又はサンプリングプローブや配管の閉塞によるものかを、即座に判断することはできない。
【００３３】
次に、ガス測定装置に、検出センサーの異常もサンプリングプローブや配管の閉塞の異常も発生していない、正常な状態のＣＯ濃度について考察してみる。吹錬前においては、排出ガスの煙道が窒素で置換されていることもあり、０％を示す。吹錬開始直後では、ＣＯガス濃度はほぼ０％を示すが、Ｃの酸化除去反応が始まるとＣがＣＯとＣＯ２に変化するため、ＣＯガス濃度は上昇する。その後、Ｃの酸化除去反応が定常化すると、ＣＯ濃度は７０％程度となる。
【００３４】
ＣＯガス検出センサーに異常がなければ、上述したとおりのＣＯガス濃度が測定されるが、ＣＯガス検出センサーの劣化や汚損が発生している場合には、吹錬開始直後のＣＯガスの濃度の測定値は、上昇度合いが低いか又は上昇しない。ただし、ＣＯガス検出センサーの劣化や汚損が発生している場合の他に、サンプリングプローブや配管の閉塞が発生した場合にも同様の状況が発生する。
【００３５】
このように、吹錬開始直後のＣＯガス濃度立ち上がりの状況を測定することによって、ガス測定装置の異常発生の有無を検出することはできるが、その異常発生がＣＯガス検出センサー異常によるものか又はサンプリングプローブや配管の閉塞によるものかを、即座に判断することはできない。
【００３６】
さらに、ガス測定装置に、検出センサーの異常もサンプリングプローブや配管の閉塞の異常も発生していない、正常な状態のＣＯ２濃度について考察してみる。吹錬前においては、排出ガスの煙道が窒素で置換されていることもあり、０％を示す。吹錬開始直後では、ＣＯ２ガス濃度は０％を示すが、Ｃの酸化除去反応が始まるとＣがＣＯとＣＯ２に変化するため、ＣＯ２ガス濃度は２０％を超える。その後、Ｃの酸化除去反応が定常化すると、ＣＯ２濃度は１０％程度となる。
【００３７】
ＣＯ２ガス検出センサーに異常がなければ、上述したとおりのＣＯ２ガス濃度が測定されるが、ＣＯ２ガス検出センサーの劣化や汚損が発生している場合には、吹錬開始直後のＣＯ２ガスの濃度の測定値は、上昇度合いが低いか又は上昇しない。ただし、ＣＯ２ガス検出センサーの劣化や汚損が発生している場合の他に、サンプリングプローブや配管の閉塞が発生した場合にも同様の状況が発生する。
【００３８】
このように、吹錬開始直後のＣＯ２ガス濃度立ち上がりの状況を測定することによって、ガス測定装置の異常発生の有無を検出することはできるが、その異常発生がＣＯ２ガス検出センサー異常によるものか又はサンプリングプローブや配管の閉塞によるものかを、即座に判断することはできない。
【００３９】
このように、ＣＯ、ＣＯ２、Ｏ２の３種類のガスを、それぞれ測定しただけでは、ガス測定装置に異常が発生したか否かを検出することができるが、その異常発生が、それぞれのガス検出センサーの異常によるものか又はサンプリングプローブや配管の閉塞によるものかまでは、即座に判断することはできない。
【００４０】
しかしながら、本発明者は、複数のガス検出センサーに、同時に劣化や汚損が発生する確率は無視できるほどに小さいものと考えた結果、次の結論に達した。
すなわち、排出されるガスのうち、少なくとも２種類のガス成分を同時にガス検出センサーにより測定して、２種類以上のガス成分の濃度に同時に異常が認められた場合には、検出センサーの劣化や汚損による異常というよりもサンプリングプローブや配管の閉塞による異常が発生したと考えてよく、１種類のガス成分の濃度のみに異常が認められた場合にはその異常が認められたガス成分の検出センサーの劣化や汚損による異常発生と考えてよい。もちろん、いずれのガス成分の濃度にも異常が認められなかったときは、いずれのガス検出センサーにも劣化や汚損による異常がなく、また、サンプリングプローブや配管の閉塞による異常もないことになる。
【００４１】
さらに、排出されるガスのうち、少なくとも３種類のガス成分を同時にガス検出センサーにより測定して、３種類以上のガス成分の濃度に同時に異常が認められた場合には、検出センサーの劣化や汚損による異常というよりもサンプリングプローブや配管の閉塞による異常が発生したと考えてよく、１種類又は２種類のガス成分の濃度のみに異常が認められた場合にはその異常が認められたガス成分の検出センサーの劣化や汚損による異常発生と考えてよい。もちろん、いずれのガス成分の濃度にも異常が認められなかったときは、いずれのガス検出センサーにも劣化や汚損による異常がなく、また、サンプリングプローブや配管の閉塞による異常もないことになる。
【００４２】
このような新たな知見のもとに、本発明を完成したのである。
【００４３】
以下に、本発明の実施態様を、図を用いて説明する。
【００４４】
図１は、転炉の装置構成の概略図である。転炉１の中にスクラップと溶銑（いずれも図示せず）を装入し、溶銑中に酸素を吹き込むことで溶銑中のＣを酸化除去してＣ含有量の少ない溶鋼を製造する。このとき、転炉ガスが発生し、転炉上部煙道２に排出される。ガス回収ブロワ６によって、転炉ガスが除塵装置５を経由してガス回収装置（図示せず）に導かれる。ガスを回収しないときは、ガス回収弁７を大気放散に切り替える。転炉上部煙道２には、ガス測定装置が設置されている。ガス測定装置は、ガス検出センサー（図示せず）を備えたガスサンプリングプローブ３とガス分析装置４からなり、その分析結果はＣＰＵ制御装置８に送られる。
【００４５】
図２（ａ）は、ガス測定装置に、検出センサー異常もサンプリングプローブや配管の閉塞異常の発生していない、正常な状態での転炉ガス中のＯ２ガス濃度の分析値を時間の経過とともに図示したチャートである。
【００４６】
図２（ｂ）は、ガス測定装置に、検出センサー異常もサンプリングプローブや配管の閉塞異常の発生していない、正常な状態での転炉ガス中のＣＯガス濃度の分析値を時間の経過とともに図示したチャートである。
【００４７】
図２（ｃ）は、ガス測定装置に、検出センサー異常もサンプリングプローブや配管の閉塞異常の発生していない、正常な状態での転炉ガス中のＣＯ２ガス濃度の分析値を時間の経過とともに図示したチャートである。
【００４８】
本発明（１）又は本発明（３）では、吹錬により排出されるガスのうち少なくとも２種類又は少なくとも３種類のガス成分の濃度を、吹錬を開始してから一定時間経過するまでの間、ガス測定装置により連続的に測定し、測定ガス成分のそれぞれについて、予め各成分毎に設定された濃度の下限値ＳＣｍｉｎと測定された濃度の最大値ＭＣｍａｘとを比較するので、吹錬開始後の一定時間と濃度の下限値ＳＣｍｉｎを、各成分毎に予め設定しておく必要がある。
【００４９】
この各成分毎の、吹錬開始後の一定時間と濃度の下限値ＳＣｍｉｎの設定は、転炉によって異なるので、一概には言えないが、図２に示されるようなガス濃度の分析値の時間経過チャートを分析することで、転炉毎に設定することが可能である。
【００５０】
ここでは、Ｏ２、ＣＯ、ＣＯ２のガス成分について、それぞれ、次のとおりに設定した。
【００５１】
［Ｏ２ガス濃度］ 一定時間：３０秒、濃度の下限値ＳＣｍｉｎ：８％
［ＣＯガス濃度］ 一定時間：１００秒、濃度の下限値ＳＣｍｉｎ：５０％
［ＣＯ２ガス濃度］一定時間：１００秒、濃度の下限値ＳＣｍｉｎ：１０％
図３は、本発明（１）又は本発明（３）にしたがって、転炉ガス中のＯ２ガスに着目したとき、ガス測定装置に異常が見られたときのＯ２ガス濃度の分析値を時間の経過とともに図示したチャートである。図２（ａ）のＯ２ガス分析値のチャートとは異なり、吹錬開始からＯ２ガス成分について予め設定された一定時間である３０秒を経過しても、測定されたＯ２ガス濃度がＯ２ガス成分について予め設定された濃度の下限値ＳＣｍｉｎである８％に達していない。
【００５２】
同様にして、ＣＯガス成分とＣＯ２ガス成分についても、ガス測定装置に異常が見られるかどうかが判断できる。
【００５３】
このようにして、本発明（１）にしたがえば、少なくとも２種のガス成分について、ガス測定装置の異常の有無を検出し、異常ありのガス成分が２種以上の場合には閉塞異常信号を発し、異常ありのガス成分が１種だけの場合には、異常ありとなったガス成分の検出センサー異常信号を発し、異常ありのガス成分がない場合には正常信号を発するか又は何ら信号を発しないことによって、異常が発生したときに、その異常発生が検出センサー異常によるものか又はサンプリングプローブや配管の閉塞によるものかも含めて、即座に検出できる。
【００５４】
また、本発明（３）にしたがえば、少なくとも３種のガス成分について、ガス測定装置の異常の有無を検出し、異常ありのガス成分が３種以上の場合には閉塞異常信号を発し、異常ありのガス成分が１種又は２種だけの場合には、異常ありとなったガス成分の検出センサー異常信号を発し、異常ありのガス成分がない場合には正常信号を発するか又は何ら信号を発しないことによって、異常が発生したときに、その異常発生が検出センサー異常によるものか又はサンプリングプローブや配管の閉塞によるものかも含めて、即座に検出できる。
【００５５】
次に、本発明（２）又は本発明（４）では、吹錬により排出されるガスのうち少なくとも２種類又は少なくとも３種類のガス成分について、測定ガスの各成分毎に予め吹錬開始からの測定時間の上限値ＳＴｍａｘを設定しておき、測定ガスの各成分毎に設定された濃度Ｃｓになるまでの間の時間ＭＴ（ただし、ＳＴｍａｘが経過してもＣｓに到達しなかったときはＳＴｍａｘをＭＴとみなす。）を、測定ガスの各成分毎にガス濃度を測定し、測定ガス成分のそれぞれについて、ＳＴｍａｘとＭＴとを比較するので、吹錬開始からの測定時間の上限値ＳＴｍａｘと濃度Ｃｓを、各成分毎に予め設定しておく必要がある。
【００５６】
この各成分毎の、吹錬開始からの測定時間の上限値ＳＴｍａｘと濃度Ｃｓの設定は、転炉によって異なるので、一概には言えないが、図２に示されるようなガス濃度の分析値の時間経過チャートを分析することで、転炉毎に設定することが可能である。
【００５７】
ここでは、Ｏ２、ＣＯ、ＣＯ２のガス成分について、それぞれ、次のとおりに設定した。
【００５８】
［Ｏ２ガス濃度］ 測定時間の上限値ＳＴｍａｘ：３０秒、濃度Ｃｓ：８％
［ＣＯガス濃度］測定時間の上限値ＳＴｍａｘ：１００秒、濃度Ｃｓ：５０％
［ＣＯ２ガス濃度］測定時間の上限値ＳＴｍａｘ：１００秒、濃度Ｃｓ：１０％
図４は、本発明（２）又は本発明（４）にしたがって、転炉ガス中のＯ２ガスに着目したとき、ガス測定装置に異常が見られたときのＯ２ガス濃度の分析値を時間の経過とともに図示したチャートである。図２（ａ）のＯ２ガス分析値のチャートとは異なり、予めＯ２ガス成分について設定された測定時間の上限値ＳＴｍａｘである３０秒が経過しても、測定されたＯ２ガス濃度は予めＯ２ガス成分について設定されたＣｓに到達していない。
【００５９】
同様にして、ＣＯガス成分とＣＯ２ガス成分についても、ガス測定装置に異常が見られるかどうかが判断できる。
【００６０】
このようにして、本発明（２）にしたがえば、少なくとも２種のガス成分について、ガス測定装置の異常の有無を検出し、異常ありのガス成分が２種以上の場合には閉塞異常信号を発し、異常ありのガス成分が１種だけの場合には、異常ありとなったガス成分の検出センサー異常信号を発し、異常ありのガス成分がない場合には正常信号を発するか又は何ら信号を発しないことによって、異常が発生したときに、その異常発生が検出センサー異常によるものか又はサンプリングプローブや配管の閉塞によるものかも含めて、即座に検出できる。
【００６１】
また、本発明（４）にしたがえば、少なくとも３種のガス成分について、ガス測定装置の異常の有無を検出し、異常ありのガス成分が３種以上の場合には閉塞異常信号を発し、異常ありのガス成分が１種又は２種だけの場合には、異常ありとなったガス成分の検出センサー異常信号を発し、異常ありのガス成分がない場合には正常信号を発するか又は何ら信号を発しないことによって、異常が発生したときに、その異常発生が検出センサー異常によるものか又はサンプリングプローブや配管の閉塞によるものかも含めて、即座に検出できる。
【００６２】
なお、異常発生時は、異常部位検出方法によって特定された異常原因に基づき、サンプリングプローブや配管の閉塞を排除するか、異常ありとされたガス成分の検出センサーを交換するか、あるいは、予備の検出センサーに切り替えることによって、操業を再開することができる。
【００６３】
【発明の効果】
本発明によれば、ガス分析装置の異常を、即座に検出できるとともに、その異常発生が検出センサー異常によるものか又はサンプリングプローブや配管の閉塞によるものかも即座に検出できる。
【００６４】
その結果、異常に気づかず操業を継続してエネルギーロスを発生させてしまうことや、Ｏ２濃度の高いガスを回収してしまうことによる爆発の危険を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】転炉とその転炉ガスの上部煙道とガス測定装置の概略図である。
【図２】正常な状態での転炉ガス中のガス濃度の分析値を時間の経過とともに図示したチャートであり、（ａ）はＯ２ガス成分について、（ｂ）はＣＯガス成分について、そして、（ｃ）はＣＯ２ガス成分についての分析値である。
【図３】本発明（１）又は本発明（３）にしたがって、転炉ガス中のＯ２ガス成分についてのガス濃度の分析値に異常が検出されたときの分析値の時間経過チャートである。
【図４】本発明（２）又は本発明（４）にしたがって、転炉ガス中のＯ２ガス成分についてのガス濃度の分析値に異常が検出されたときの分析値の時間経過チャートである。
【符号の説明】
１ 転炉
２ 転炉上部煙道
３ ガスサンプリングプローブ
４ ガス分析装置
５ 除塵装置
６ ガス回収ブロワ
７ ガス回収弁
８ ＣＰＵ制御装置
Claims (6)
- 排出されるガス成分の検出センサーを少なくとも２個有するガス測定装置を備えた転炉又は真空脱炭炉において、吹錬により排出されるガスのうち少なくとも２種類のガス成分の濃度を、吹錬開始から一定時間経過するまでの間、ガス測定装置により連続的に測定し、測定ガス成分のそれぞれについて、予め各成分毎に設定された濃度の下限値ＳＣｍｉｎと測定された濃度の最大値ＭＣｍａｘとを比較し、
▲１▼ＭＣｍａｘ≦ＳＣｍｉｎとなるガス成分が２種以上の場合には、閉塞異常信号を発し、
▲２▼ＭＣｍａｘ≦ＳＣｍｉｎとなるガス成分が１種だけの場合には、ＭＣｍａｘ≦ＳＣｍｉｎとなるガス成分の検出センサー異常信号を発し、
▲３▼ＭＣｍａｘ≦ＳＣｍｉｎとなるガス成分がない場合には、正常信号を発するか又は何ら信号を発しない、
ことを特徴とする、転炉又は真空脱炭炉における分析装置の異常検出方法。 - 排出されるガス成分の検出センサーを少なくとも２個有するガス測定装置を備えた転炉又は真空脱炭炉において、吹錬により排出されるガスのうち少なくとも２種類のガス成分について、測定ガスの各成分毎に予め吹錬開始からの測定時間の上限値ＳＴｍａｘを設定しておき、測定ガスの各成分毎に設定された濃度Ｃｓになるまでの間の時間ＭＴ（ただし、ＳＴｍａｘが経過してもＣｓに到達しなかったときはＳＴｍａｘをＭＴとみなす。）を、測定ガスの各成分毎にガス濃度を測定し、測定ガス成分のそれぞれについて、ＳＴｍａｘとＭＴとを比較し、
▲４▼ＭＴ≧ＳＴｍａｘとなるガス成分が２種以上の場合には、閉塞異常信号を発し、
▲５▼ＭＴ≧ＳＴｍａｘとなるガス成分が１種だけの場合には、ＭＴ≧ＳＴｍａｘとなるガス成分の検出センサー異常信号を発し、
▲６▼ＭＴ≧ＳＴｍａｘとなるガス成分がない場合には、正常信号を発するか又は何ら信号を発しない、
ことを特徴とする、転炉又は真空脱炭炉における分析装置の異常検出方法。 - 吹錬による排出されるガスのうち、ＣＯ、ＣＯ２、Ｏ２から選択される２種以上を測定することを特徴とする、請求項１又は２記載の転炉又は真空脱炭炉におけるガス測定装置の異常検出方法。
- 排出されるガス成分の検出センサーを少なくとも３個有するガス測定装置を備えた転炉又は真空脱炭炉において、吹錬により排出されるガスのうち少なくとも３種類のガス成分の濃度を、吹錬開始から一定時間経過するまでの間、ガス測定装置により連続的に測定し、測定ガス成分のそれぞれについて、予め各成分毎に設定された濃度の下限値ＳＣｍｉｎと測定された濃度の最大値ＭＣｍａｘとを比較し、
▲１▼ＭＣｍａｘ≦ＳＣｍｉｎとなるガス成分が３種以上の場合には、閉塞異常信号を発し、
▲２▼ＭＣｍａｘ≦ＳＣｍｉｎとなるガス成分が１種又は２種だけの場合には、ＭＣｍａｘ≦ＳＣｍｉｎとなるガス成分の検出センサー異常信号を発し、
▲３▼ＭＣｍａｘ≦ＳＣｍｉｎとなるガス成分がない場合には、正常信号を発するか又は何ら信号を発しない、
ことを特徴とする、転炉又は真空脱炭炉における分析装置の異常検出方法。 - 排出されるガス成分の検出センサーを少なくとも３個有するガス測定装置を備えた転炉又は真空脱炭炉において、吹錬により排出されるガスのうち少なくとも３種類のガス成分について、測定ガスの各成分毎に予め吹錬開始からの測定時間の上限値ＳＴｍａｘを設定しておき、測定ガスの各成分毎に設定された濃度Ｃｓになるまでの間の時間ＭＴ（ただし、ＳＴｍａｘが経過してもＣｓに到達しなかったときはＳＴｍａｘをＭＴとみなす。）を、測定ガスの各成分毎にガス濃度を測定し、測定ガス成分のそれぞれについて、ＳＴｍａｘとＭＴとを比較し、
▲４▼ＭＴ≧ＳＴｍａｘとなるガス成分が３種以上の場合には、閉塞異常信号を発し、
▲５▼ＭＴ≧ＳＴｍａｘとなるガス成分が１種又は２種だけの場合には、ＭＴ≧ＳＴｍａｘとなるガス成分の検出センサー異常信号を発し、
▲６▼ＭＴ≧ＳＴｍａｘとなるガス成分がない場合には、正常信号を発するか又は何ら信号を発しない、
ことを特徴とする、転炉又は真空脱炭炉における分析装置の異常検出方法。 - 吹錬による排出されるガスのうち、少なくとも、ＣＯ、ＣＯ２、Ｏ２の３種類のガスを測定することを特徴とする、請求項４又は５記載の転炉又は真空脱炭炉におけるガス測定装置の異常検出方法。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010038290A1 (ja) * | 2008-10-01 | 2010-04-08 | 三菱重工業株式会社 | ガスタービン装置 |
| JP2011121102A (ja) * | 2009-12-14 | 2011-06-23 | Mitsubishi Electric Corp | はんだ接合装置 |
-
2003
- 2003-05-08 JP JP2003130720A patent/JP2004332057A/ja active Pending
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| US9097188B2 (en) | 2008-10-01 | 2015-08-04 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Gas turbine device |
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