JP2008156717A - Method for determining repairing-timing of molten steel tapping hole in converter - Google Patents

Method for determining repairing-timing of molten steel tapping hole in converter Download PDF

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正嗣 矢加部
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for determining a repairing-timing of a molten steel tapping hole in a converter with which in the case of determining whether the repair of the molten steel tapping hole is needed or not based on the damage and the worn state of the molten steel tapping hole in the converter, it is not necessary for the operator to directly observe the tapping hole by approaching the converter and there are no difference between operators and it is surely determined whether the repair is necessary or not. <P>SOLUTION: The method for determining the repairing-timing of the molten steel tapping hole in the converter in this invention comprises: measuring a radiant energy of the molten steel flow 2 flown down from the molten steel tapping hole 15 with an infrared camera 7 at the tapping time of the molten steel 1 from the converter 4; grasping the worn-state of the molten steel tapping hole based on the radiant ratio of the molten steel flowing decided with the measured radiant energy and the molten steel temperature; and determining whether the repair is needed or not. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、耐火物で構成される転炉出鋼口の補修時期を判定する方法に関し、詳しくは、出鋼口から流出する溶鋼流を赤外線カメラで観察し、その放射率に基づいて出鋼口の損耗状況を推定し、補修時期を判定する方法に関するものである。   The present invention relates to a method for determining the repair timing of a converter steel outlet made of a refractory. Specifically, the molten steel flow flowing out from the steel outlet is observed with an infrared camera, and the steel output is based on the emissivity. The present invention relates to a method for estimating a wear situation of a mouth and determining a repair time.

銑鋼一貫の製鉄所においては、高炉で製造された溶銑は転炉で脱炭精錬されて溶鋼となり、その後、連続鋳造工程及び圧延工程を経て鋼製品が製造されている。溶銑を脱炭精錬するための転炉は、傾動軸(「トラニオン軸」という)を中心として回転可能になっており、脱炭精錬終了後、直立していた転炉を傾動させ、転炉の上部側側壁に設置した出鋼口から製造した溶鋼を取鍋などの溶鋼保持容器に出鋼している。転炉からの溶鋼の出鋼の際、出鋼の末期には、炉内の溶鋼深さが浅くなることから、転炉内に生成するスラグの一部も溶鋼に混入して出鋼口から溶鋼保持容器に流出する。   In a steelmaking integrated steelworks, hot metal produced in a blast furnace is decarburized and refined into a molten steel in a converter, and then steel products are produced through a continuous casting process and a rolling process. The converter for decarburizing and refining the hot metal is rotatable around the tilting axis (referred to as the “trunion shaft”). After the decarburization and refining, the converter that was standing upright is tilted, Steel is produced in a molten steel holding container such as a ladle from a steel outlet provided on the upper side wall. When the molten steel is discharged from the converter, the depth of the molten steel in the furnace becomes shallow at the end of the steel output, so a part of the slag generated in the converter is also mixed into the molten steel from the outlet. It flows out into the molten steel holding container.

出鋼口は、転炉の側壁に配置された、転炉の内部と外部とを結ぶ円筒状貫通孔を形成する案内レンガの内部に、複数個の中空円柱体状のスリーブレンガが挿入されて構成されており、つまり、耐火物で構成されており、中空円柱体状のスリーブレンガの中心内孔部を溶鋼が高速で流下するとともに、耐火物にとって侵食作用のあるスラグも流下するので、スレーブレンガの中心内孔部は出鋼毎に損傷・損耗し、出鋼口の拡大につながる。出鋼口が拡大すると、(1)落下エネルギーの増加に伴い鉄スプラッシュが激しくなり、飛散地金に起因して鉄の歩留りが低下する、(2)出鋼流に混入するスラグが増えて溶鋼保持容器内のスラグ量が増加し、それに伴って脱酸用Alの使用量が増加する、また、(3)スリーブレンガが溝状に損耗した場合には、スラグストッパーを用いても溝状溶損部からスラグが流出してしまい、スラグストッパーの効果を十分に発揮できない、などの問題が発生する。   In the steel outlet, a plurality of hollow cylindrical sleeve bricks are inserted into guide bricks that form cylindrical through holes that connect the inside and outside of the converter, which are arranged on the side wall of the converter. It is composed of a refractory material, and the molten steel flows at a high speed through the central inner hole of the hollow cylindrical sleeve brick, and the slag that has an erosive action for the refractory material also flows down. The central hole in the brick is damaged and worn every time the steel is rolled out, leading to an expansion of the steel outlet. When the steel outlet is expanded, (1) the iron splash becomes intense with the increase in fall energy, and the iron yield decreases due to the scattered metal. (2) The slag mixed in the steel output increases and the molten steel. When the amount of slag in the holding container increases and the amount of Al used for deoxidation increases, and (3) when the sleeve brick is worn in a groove shape, the slag stopper can be used even if the slag stopper is used. The slag flows out from the damaged part, and the problem that the effect of the slag stopper cannot be exhibited sufficiently occurs.

従って、これらの問題を防止するために、スリーブレンガの損耗が激しくなった時点で出鋼口の補修を実施し、この出鋼口補修を繰り返し行いながら、転炉操業が継続されている。この出鋼口の補修方法は、通常、損耗したスリーブレンガを取り除き、新品のスレーブレンガを案内レンガに挿入することにより行われている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。この出鋼口の補修では、新品のスリーブレンガと案内レンガとの間隙には不定形耐火物が充填されている。   Therefore, in order to prevent these problems, repair of the steel outlet is carried out at the time when the wear of the sleeve brick becomes severe, and the converter operation is continued while repeating this steel outlet repair. This method of repairing the steel outlet is usually performed by removing the worn sleeve brick and inserting a new slave brick into the guide brick (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). In repairing the steel outlet, the gap between the new sleeve brick and the guide brick is filled with an irregular refractory.

従来、この出鋼口の損傷・損耗状況の判別は、つまり出鋼口の補修要否の判定は、出鋼直後、オペレーターが転炉に近づいて目視で出鋼口の内部を観察することにより行われていた。しかしながら、目視で判別することから、的確な判定は困難であり、最適な補修時期を逸してしまうという問題があった。また、個々のオペレーターにより判定基準に差が生ずるという問題もあった。更に、オペレーターは高温の出鋼口の内部を覗いて観察する必要があることから、判定作業は危険作業でもあった。
特開2005−200704号公報 特開平5−195038号公報
Conventionally, the judgment of the damage and wear status of the steel outlet, that is, the necessity of repair of the steel outlet is determined by the operator approaching the converter and observing the inside of the steel outlet visually immediately after the steel exit. It was done. However, since it is determined visually, there is a problem that accurate determination is difficult and the optimal repair time is lost. In addition, there is a problem that a difference occurs in judgment criteria depending on individual operators. Furthermore, since the operator needs to look inside the hot steel outlet and observe it, the judgment work is also a dangerous work.
JP 2005-200704 A Japanese Patent Laid-Open No. 5-195038

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、転炉出鋼口の損傷・損耗状況に基づいて出鋼口補修の要否を判定するに当たり、オペレーターが転炉に近づいて出鋼口を直接観察する必要がなく、しかも、オペレーターによる個人差が生じず、的確に補修の要否を判定することのできる転炉出鋼口の補修時期判定方法を提供することである。   The present invention has been made in view of the above circumstances. The purpose of the present invention is to determine whether or not repairing of a steel outlet is necessary based on the damage / wear status of the steel outlet. By providing a method for determining the repair timing of a converter outlet that does not require close observation and directly observes the outlet, and does not cause individual differences among operators, and can accurately determine the necessity of repair. is there.

本発明者等は上記課題を解決すべく鋭意研究・検討を重ねた。以下に研究・検討を説明する。   The present inventors have intensively studied and studied to solve the above problems. The research and examination are explained below.

転炉における出鋼時には、赤外線カメラで出鋼口からの出鋼流を観察し、スラグの輝度の方が溶鋼の輝度よりも高いことを利用して、出鋼流幅方向における輝度の分布からスラグの混入率を求め、所定の輝度分布になった時点で、つまり所定のスラグ混入率となった時点で出鋼口からの注入を停止し、転炉からのスラグの流出を防止する方法が広く行われている(例えば、特開2006−144114号公報など参照)。   When steel is output in the converter, the steel flow from the steel outlet is observed with an infrared camera, and the fact that the luminance of the slag is higher than the luminance of the molten steel, There is a method of obtaining the slag mixing rate and stopping the injection from the outlet at the time when the predetermined luminance distribution is reached, that is, when the predetermined slag mixing rate is reached, and preventing the outflow of slag from the converter. Widely practiced (see, for example, JP-A-2006-144114).

赤外線カメラでは、出鋼流のうちのスラグ流の放射エネルギー及び溶鋼流の放射エネルギーを輝度として測定し、スラグの輝度と溶鋼の輝度との差に基づいて両者を識別している。本発明者等は、スラグと溶鋼との輝度の差に基づいてスラグを検出しているなかで、スラグの輝度と溶鋼の輝度とは大幅に異なることからスラグの流出を検知する際には全く問題にならないが、溶鋼温度が同一であっても溶鋼流の輝度が変化することを確認した。尚、本発明では、出鋼流のうちの溶鋼の部分を溶鋼流、スラグの部分をスラグ流と称す。   In the infrared camera, the radiant energy of the slag flow and the radiant energy of the molten steel flow in the outgoing steel flow are measured as luminance, and both are identified based on the difference between the luminance of the slag and the luminance of the molten steel. While the present inventors have detected slag based on the difference in luminance between slag and molten steel, since the luminance of slag and the luminance of molten steel are significantly different from each other, when detecting the outflow of slag, Although not a problem, it was confirmed that the brightness of the molten steel flow changed even when the molten steel temperature was the same. In the present invention, the molten steel portion of the outgoing steel flow is referred to as a molten steel flow, and the slag portion is referred to as a slag flow.

ここで、放射エネルギーと温度との関係は、下記の(1)式で与えられる。但し、(1)式において、Wは放射エネルギー、εは放射率、σはスティファン・ボルツマン定数、Tは絶対温度である。   Here, the relationship between radiant energy and temperature is given by the following equation (1). In Equation (1), W is radiant energy, ε is emissivity, σ is Stiffan-Boltzmann constant, and T is absolute temperature.

W=εσT4 ……(1)
溶鋼流の温度(T)が同一であっても溶鋼流の輝度即ち放射エネルギー(W)が異なるということは、放射率(ε)が溶鋼流の状態に応じて異なるということである。更に検討した結果、放射率(ε)は溶鋼流の表面の粗さにより異なり、表面が粗いほど放射率(ε)が大きくなることが確認できた。
W = εσT 4 (1)
Even if the temperature (T) of the molten steel flow is the same, the brightness of the molten steel flow, that is, the radiant energy (W) is different, which means that the emissivity (ε) varies depending on the state of the molten steel flow. As a result of further investigation, it was confirmed that the emissivity (ε) varies depending on the surface roughness of the molten steel flow, and the emissivity (ε) increases as the surface becomes rougher.

出鋼口を構成するスリーブレンガは使用開始時には表面が平滑であるが、使用回数に伴って損耗が進むと、スリーブレンガの中心内孔表面に、つまり出鋼口の内壁に凹凸ができるため、出鋼口を補修した後、出鋼回数が増すにつれて出鋼流が乱れやすくなり、溶鋼流の温度が同一であっても観察される放射エネルギーは大きくなる。つまり、損耗の進行に伴って(1)式における放射率(ε)が大きくなる。   The surface of the sleeve bricks that make up the steel outlet is smooth at the start of use, but as wear increases with the number of uses, the surface of the inner hole of the sleeve brick, that is, the inner wall of the steel outlet, becomes uneven. After repairing the steel outlet, as the number of times of steel output increases, the steel output flow tends to be disturbed, and the observed radiant energy increases even if the temperature of the molten steel flow is the same. That is, as the wear progresses, the emissivity (ε) in the equation (1) increases.

これらの結果から、赤外線カメラで観察される溶鋼流の放射エネルギー(W)とその時の溶鋼温度とによって定まる溶鋼流の放射率(ε)に基づいて、出鋼口の損耗状況を把握することができると同時に、補修の要否を判定することができるとの知見が得られた。   From these results, it is possible to grasp the state of wear of the steel outlet based on the radiant energy (W) of the molten steel flow observed with an infrared camera and the emissivity (ε) of the molten steel flow determined by the molten steel temperature at that time. At the same time, the knowledge that it was possible to determine the necessity of repair was obtained.

本発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、第1の発明に係る転炉出鋼口の補修時期判定方法は、転炉からの溶鋼の出鋼時に赤外線カメラによって出鋼口から流下する溶鋼流の放射エネルギーを測定し、測定した放射エネルギーと溶鋼の温度とにより定まる溶鋼流の放射率に基づいて出鋼口の補修の要否を判定することを特徴とするものである。   The present invention has been made on the basis of the above knowledge, and the method for determining the repair timing of a converter steel outlet according to the first invention flows down from the steel outlet by an infrared camera when the molten steel is discharged from the converter. The radiant energy of the molten steel flow is measured, and the necessity of repairing the outlet is determined based on the emissivity of the molten steel flow determined by the measured radiant energy and the temperature of the molten steel.

第2の発明に係る転炉出鋼口の補修時期判定方法は、第1の発明において、放射率に予め閾値を設定しておき、測定した放射エネルギーと溶鋼温度とにより定まる放射率が前記閾値を越えたときを、出鋼口の補修時期と判定することを特徴とするものである。   In the first invention, a threshold value is set in advance for the emissivity, and the emissivity determined by the measured radiant energy and molten steel temperature is the threshold value. It is characterized that it is determined that the time of repairing the steel outlet is exceeded.

本発明によれば、赤外線カメラで測定した放射エネルギーと溶鋼の温度とにより定まる溶鋼流の放射率に基づいて出鋼口の損耗状況を把握し、損耗状況に応じて出鋼口の補修の要否を判定するので、オペレーターが転炉に近づいて出鋼口を直接観察する必要がなく、しかも、オペレーターによる個人差が生じず、的確に出鋼口補修の要否を判定することができる。放射率に閾値を設定しておけば、出鋼口補修の最適時期を自動的に判定することが可能となる。   According to the present invention, the wear status of the steel outlet is grasped based on the emissivity of the molten steel flow determined by the radiant energy measured by the infrared camera and the temperature of the molten steel, and the repair of the steel outlet is required depending on the wear status. Therefore, it is not necessary for the operator to approach the converter and observe the steel outlet directly, and there is no individual difference between the operators, and the necessity of repairing the steel outlet can be accurately determined. If a threshold value is set for the emissivity, it is possible to automatically determine the optimum timing for repairing the steel outlet.

以下、添付図面を参照して本発明を具体的に説明する。図1は、本発明の実施の形態例を示す図であって、転炉から取鍋に溶鋼を出鋼する際に本発明を実施した例を示す概略断面図である。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating an embodiment of the present invention, and is a schematic cross-sectional view illustrating an example in which the present invention is implemented when molten steel is discharged from a converter to a ladle.

図1に示すように、外殻を鉄皮13とし、鉄皮13の内側に耐火物14が施工された転炉4の上部側の側壁には、溶鋼1を取鍋5に排出するための流出孔である出鋼口15が設置されている。出鋼口15は、耐火物14に埋め込まれた案内レンガ17の形成する円筒状の貫通孔に、中空円柱体状のスリーブレンガ16が挿入されて構成されている。図1ではスリーブレンガ16及び案内レンガ17は、ともに1つのブロックのように図示しているが、それぞれ複数のブロックから構成されている。当然ながら、高価となることを容認すれば1つのブロックとしても構わない。スリーブレンガ16と案内レンガ17との間隙には、不定形耐火物(図示せず)が充填されている。   As shown in FIG. 1, the outer shell is an iron shell 13, and the molten steel 1 is discharged to the ladle 5 on the side wall on the upper side of the converter 4 in which the refractory 14 is constructed inside the iron shell 13. A steel outlet 15 that is an outflow hole is provided. The steel outlet 15 is configured by inserting a hollow cylindrical sleeve brick 16 into a cylindrical through hole formed by a guide brick 17 embedded in the refractory 14. In FIG. 1, both the sleeve brick 16 and the guide brick 17 are illustrated as one block, but each is composed of a plurality of blocks. Of course, one block may be used if it is allowed to be expensive. The gap between the sleeve brick 16 and the guide brick 17 is filled with an irregular refractory (not shown).

この出鋼口15の近傍の鉄皮13には、スラグストッパー12が設置されており、スラグストッパー12は、転炉4とは距離を隔てた位置に設置されるスラグストッパー制御装置11によって制御されている。スラグストッパー12は、回転自在なアーム18と、アーム18の先端部に取り付けられた鋳鉄製のストッパー19と、アーム18を駆動するための油圧シリンダー20と、から構成されており、油圧シリンダー20が作動することにより、アーム18の先端部のストッパー19が出鋼口15に嵌合するようになっている。このストッパー19には、ストッパー19の中心部を貫通してガス吹込み孔(図示せず)が設けられ、このガス吹込み孔から供給される窒素ガスが、ストッパー19を出鋼口15に嵌合したときに、出鋼口15の流路内に噴射されるようになっている。ガス吹込み孔を流れる窒素ガス流量及び油圧シリンダー20を作動するための作動油は、スラグストッパー制御装置11によって制御されている。尚、図1では、油圧シリンダー20に接続する油圧配管、ガス吹込み孔に接続するガス供給管及び流量調整弁などは省略している。   A slag stopper 12 is installed on the iron skin 13 in the vicinity of the steel outlet 15, and the slag stopper 12 is controlled by a slag stopper control device 11 installed at a distance from the converter 4. ing. The slug stopper 12 includes a rotatable arm 18, a cast iron stopper 19 attached to the tip of the arm 18, and a hydraulic cylinder 20 for driving the arm 18. By operating, the stopper 19 at the tip of the arm 18 is fitted into the steel outlet 15. The stopper 19 is provided with a gas blowing hole (not shown) penetrating the central portion of the stopper 19, and nitrogen gas supplied from the gas blowing hole fits the stopper 19 into the steel outlet 15. When they are combined, they are injected into the flow path of the steel outlet 15. The flow rate of nitrogen gas flowing through the gas blowing holes and the hydraulic oil for operating the hydraulic cylinder 20 are controlled by the slag stopper control device 11. In FIG. 1, the hydraulic piping connected to the hydraulic cylinder 20, the gas supply pipe connected to the gas blowing hole, the flow rate adjusting valve, and the like are omitted.

また、転炉4から取鍋5への出鋼流2の放射エネルギーを輝度として測定するための赤外線カメラ7と、赤外線カメラ7による測定値を入力して所定の演算を行う演算部8とからなる検知装置6が設置されている。演算部8はプロセスコンピューター9と接続しており、転炉での脱炭精錬終点で測定されたサブランスなどによる溶鋼温度の測温値がプロセスコンピューター9を介して演算部8に入力されるようになっている。   Moreover, from the infrared camera 7 for measuring the radiant energy of the outgoing steel flow 2 from the converter 4 to the ladle 5 as a brightness | luminance, and the calculating part 8 which inputs the measured value by the infrared camera 7, and performs a predetermined calculation A detecting device 6 is installed. The calculation unit 8 is connected to the process computer 9 so that the measured value of the molten steel temperature by the sublance measured at the decarburization refining end point in the converter is input to the calculation unit 8 via the process computer 9. It has become.

尚、赤外線カメラ7は、特別な機能は必要とせず、出鋼流2及びその背景を二次元で撮影し、各被写体の放射エネルギーを測定し、各被写体の放射エネルギーに基づいて、溶鋼1、スラグ3及び背景に分別して表示する装置であればよい。赤外線カメラ7でなくても例えばCCDカメラなどでも被写体の放射エネルギーを計測することは可能であるが、検出感度が高いことから本発明では赤外線カメラ7を使用している。但し、赤外線カメラ7の代わりにCCDカメラを使用しても、本発明を実施することは可能である。   The infrared camera 7 does not require any special function, and takes two-dimensional images of the steel flow 2 and its background, measures the radiant energy of each subject, and based on the radiant energy of each subject, Any device that displays the slag 3 and the background separately may be used. Even if it is not the infrared camera 7, for example, a CCD camera can measure the radiant energy of the subject, but since the detection sensitivity is high, the infrared camera 7 is used in the present invention. However, the present invention can be implemented even if a CCD camera is used instead of the infrared camera 7.

この検知装置6の機能は2つあり、1つ目の機能は、出鋼流2のうちの溶鋼流の輝度から溶鋼流の放射率を求め、求めた放射率から出鋼口15の損耗状況を推定し、推定した損耗状況から出鋼口15の補修時期を判定する機能であり、2つ目の機能は、溶鋼1の輝度とスラグ3の輝度とが異なることを利用して出鋼流2に混入するスラグ3を検知する機能である。出鋼口15の損耗状況及び出鋼口15の補修時期の判定結果は表示装置10に送られ、表示装置10において表示される或いは警報が発せられ、一方、スラグ3の検知結果はスラグストッパー制御装置11に送られ、上記に説明したスラグストッパー12の動作が行われる。本発明は、1つ目の機能に関するものであり、2つ目の機能は必要としないが、1つの赤外線カメラ7で両方の機能を発揮することができることから、両方の機能を持たすことが好ましい。尚、本発明は2つ目の機能とは直接関係しないので、2つ目の機能の詳細な説明は省略する。   The detection device 6 has two functions. The first function is to obtain the emissivity of the molten steel flow from the luminance of the molten steel flow in the outgoing steel flow 2, and from the obtained emissivity, the wear status of the outlet port 15 This is a function for determining the repair timing of the steel outlet 15 from the estimated wear situation, and the second function uses the fact that the luminance of the molten steel 1 and the luminance of the slag 3 are different from each other. 2 is a function for detecting the slag 3 mixed into the slag 3. The wear state of the steel outlet 15 and the determination result of the repair timing of the steel outlet 15 are sent to the display device 10 and displayed on the display device 10 or an alarm is issued. On the other hand, the detection result of the slag 3 is controlled by the slag stopper control. It is sent to the device 11 and the operation of the slag stopper 12 described above is performed. The present invention relates to the first function and does not require the second function, but it is preferable to have both functions because one infrared camera 7 can exhibit both functions. . Since the present invention is not directly related to the second function, a detailed description of the second function is omitted.

このような構成の転炉4及び検知装置6を用いて、次のようにして本発明を実施する。   Using the converter 4 and the detection device 6 having such a configuration, the present invention is carried out as follows.

転炉4に溶銑を装入し、更に生石灰などの造滓剤を装入して、上吹きランス(図示せず)または底吹き羽口(図示せず)若しくは双方から酸素ガスを溶銑に供給して脱炭精錬を実施する。溶銑は脱炭精錬されて溶鋼1が溶製され、造滓剤は溶融してスラグ3が生成される。溶製した溶鋼1を取鍋5に出鋼するに当たり、出鋼口15が下面側に位置するように転炉4を傾動させる。転炉4の傾動により、溶鋼1は出鋼口15を通って取鍋5に流下する。溶鋼1の出鋼が進み、転炉4に滞留する溶鋼1が少なくなると、溶鋼1の上に浮遊するスラグ3が溶鋼1に巻き込まれ、出鋼流2に混入して取鍋5に流出する。   The hot metal is charged into the converter 4 and a slagging agent such as quick lime is further charged, and oxygen gas is supplied to the hot metal from the top blowing lance (not shown) or the bottom blowing tuyere (not shown). And decarburization refining. The hot metal is decarburized and refined to produce molten steel 1, and the ironmaking agent is melted to produce slag 3. In removing the molten steel 1 from the molten steel into the ladle 5, the converter 4 is tilted so that the steel outlet 15 is located on the lower surface side. Due to the tilting of the converter 4, the molten steel 1 flows down to the ladle 5 through the steel outlet 15. When the molten steel 1 progresses and the molten steel 1 staying in the converter 4 decreases, the slag 3 floating on the molten steel 1 is caught in the molten steel 1, mixed into the discharged steel flow 2, and flows out into the ladle 5. .

この出鋼流2を赤外線カメラ7で連続的に或いは断続的に監視し、出鋼流2の放射エネルギーを測定し、出鋼流2の放射エネルギーの二次元画像を撮影する。そして、被写体の放射エネルギーに基づき、撮影した二次元画像を溶鋼1、スラグ3及び背景に分別処理するとともに、測定した放射エネルギー及び分別処理された画像を演算部8に送信する。   This outgoing steel flow 2 is continuously or intermittently monitored by the infrared camera 7, the radiant energy of the outgoing steel flow 2 is measured, and a two-dimensional image of the radiant energy of the outgoing steel flow 2 is taken. Then, based on the radiant energy of the subject, the photographed two-dimensional image is classified into the molten steel 1, the slag 3, and the background, and the measured radiant energy and the image subjected to the separation process are transmitted to the calculation unit 8.

赤外線波長領域におけるスラグ3の放射率は、溶鋼1の放射率の1.2〜1.5倍であり、これによって計測される放射エネルギーレベルに差が発生するので、赤外線カメラ7を使用することによって、出鋼流2における溶鋼1とスラグ3とを明確に区別することができる。また、出鋼流2の背景は極めて低い放射エネルギーレベルであるので、出鋼流2とは自ずと分別することができる。   Since the emissivity of the slag 3 in the infrared wavelength region is 1.2 to 1.5 times the emissivity of the molten steel 1, a difference occurs in the measured radiant energy level, so the infrared camera 7 should be used. Thus, the molten steel 1 and the slag 3 in the outgoing steel flow 2 can be clearly distinguished. Moreover, since the background of the outgoing steel flow 2 is a very low radiant energy level, it can be separated from the outgoing steel flow 2 naturally.

演算部8は、赤外線カメラ7により測定された溶鋼流の放射エネルギー(W)と、プロセスコンピューター9から入力された脱炭精錬終点時の転炉内溶鋼温度(T)と、から、前述した(1)式を用いて溶鋼流の放射率(ε)を出鋼毎に算出する。そして、演算部8は、算出して求めた放射率(ε)から出鋼口15の損耗状況を推定し、推定した損耗状況に基づいて出鋼口15の補修の要否を判定する。この判定は、例えば以下のようにして実施する。   The calculation unit 8 is described above from the radiant energy (W) of the molten steel flow measured by the infrared camera 7 and the molten steel temperature (T) in the converter at the end of decarburization refining input from the process computer 9 ( 1) The emissivity (ε) of the molten steel flow is calculated for each steel out using the formula. And the calculating part 8 estimates the wear condition of the steel outlet 15 from the calculated emissivity ((epsilon)), and determines the necessity of repair of the steel outlet 15 based on the estimated wear condition. This determination is performed as follows, for example.

即ち、先ず、溶鋼1という物質と溶鋼温度とによって一義的に定まる放射率(ε0 )を溶鋼の温度別に予め求めておき、次いで、経験に基づいて出鋼口15の補修を行う最適時期の放射率(ε* )を定める。放射率(ε* )も溶鋼の温度によって変化するので、放射率(ε* )も溶鋼の温度別に定める。但し、温度別に放射率(ε* )を定めようとしても、出鋼時の溶鋼の温度設定範囲は狭く、且つ、全ての温度に亘って満弁なくデータをとることも不可能であるので、数点の温度データから類推して放射率(ε* )を定める。このようにして設定した温度別の放射率(ε* )を閾値とし、算出して求めた放射率(ε)がこの閾値を越えたときに、出鋼口15の補修が必要であるとして、その旨を表示装置10で表示する或いは警報を発するなどすればよい。 That is, first, the emissivity (ε 0 ) that is uniquely determined by the material of the molten steel 1 and the molten steel temperature is obtained in advance for each temperature of the molten steel, and then the optimum time for repairing the steel outlet 15 based on experience. Determine the emissivity (ε * ). Since the emissivity (ε * ) also changes depending on the temperature of the molten steel, the emissivity (ε * ) is also determined for each temperature of the molten steel. However, even if the emissivity (ε * ) is determined for each temperature, the temperature setting range of the molten steel at the time of steel output is narrow, and it is impossible to take data without fullness over all temperatures. Estimate the emissivity (ε * ) by analogy from several temperature data. Assuming that the emissivity (ε * ) for each temperature set in this way is a threshold value, and the calculated emissivity (ε) exceeds this threshold value, it is necessary to repair the steel outlet 15. This may be displayed on the display device 10 or an alarm may be issued.

この場合、算出して求めた放射率(ε)が閾値よりも離れているときには、出鋼口15の損耗は進行しておらず、算出して求めた放射率(ε)が閾値に近づくことで出鋼口15の損耗が進行していることを把握できる。尚、転炉内の溶鋼の温度は出鋼中には左程変化しないが、放射率(ε)を算出する際に脱炭精錬終了時の転炉内溶鋼の温度を用いていることから、溶鋼流の放射率(ε)を算出する際は、出鋼開始直後に測定した溶鋼流の放射エネルギーを用いることが好ましい。   In this case, when the calculated emissivity (ε) is farther than the threshold, the wear of the steel outlet 15 has not progressed, and the calculated emissivity (ε) approaches the threshold. It is possible to grasp that the wear of the steel outlet 15 is progressing. In addition, although the temperature of the molten steel in the converter does not change as much as left during the steel output, since the temperature of the molten steel in the converter at the end of decarburization refining is used when calculating the emissivity (ε), When calculating the emissivity (ε) of the molten steel flow, it is preferable to use the radiant energy of the molten steel flow measured immediately after the start of steel production.

出鋼中、演算部8によるスラグ流出が検知されたなら、スラグストッパー制御装置11に信号を送り、ストッパー19によって出鋼流2を止め、転炉4を直立させて出鋼作業を終了する。その後、出鋼口15が上になるように更に転炉4を傾動し、スラグ3を炉口からスラグポット(図示せず)に排出する。   If the slag outflow is detected by the calculation unit 8 during the steel output, a signal is sent to the slag stopper control device 11, the steel output flow 2 is stopped by the stopper 19, the converter 4 is erected, and the steel output operation is completed. Thereafter, the converter 4 is further tilted so that the steel outlet 15 becomes upward, and the slag 3 is discharged from the furnace port to a slag pot (not shown).

オペレーターは表示装置10による出鋼口15の「補修要」の表示或いは警報に基づき、当該出鋼後に或いは次回出鋼後に、出鋼口15の補修を実施する。出鋼口15の補修方法は、例えば、ブレーカーなどによって古いスリーブレンガ16を破砕して案内レンガ17から取り外し、案内レンガ17の内面に付着した不定形耐火物を除去した後、新しいスリーブレンガ16を案内レンガ17に挿入することで行うことができる。新しいスリーブレンガ16と案内レンガ17との間隙には、不定形耐火物が充填される。   Based on the indication or warning of “repair required” of the steel outlet 15 by the display device 10, the operator repairs the steel outlet 15 after the steel output or after the next steel output. The repair method of the steel outlet 15 is, for example, by breaking the old sleeve brick 16 from the guide brick 17 with a breaker or the like, removing the irregular refractory adhering to the inner surface of the guide brick 17, and then removing the new sleeve brick 16. This can be done by inserting it into the guide brick 17. A gap between the new sleeve brick 16 and the guide brick 17 is filled with an irregular refractory.

このように、本発明によれば、赤外線カメラ7で測定した放射エネルギーと溶鋼1の温度とにより定まる溶鋼流の放射率に基づいて出鋼口15の損耗状況を把握し、損耗状況に応じて出鋼口15の補修の要否を判定するので、オペレーターが転炉4に近づいて出鋼口15を直接観察する必要がなく、しかも、オペレーターによる個人差が生じず、的確に出鋼口補修の要否を判定することができる。   As described above, according to the present invention, the wear state of the steel outlet 15 is grasped on the basis of the emissivity of the molten steel flow determined by the radiant energy measured by the infrared camera 7 and the temperature of the molten steel 1, and according to the wear state. Since it is determined whether or not the steel outlet 15 needs to be repaired, it is not necessary for the operator to approach the converter 4 and observe the steel outlet 15 directly, and there is no individual difference between operators, and the steel outlet is accurately repaired. Whether or not it is necessary can be determined.

本発明の実施の形態例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the example of embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 溶鋼
2 出鋼流
3 スラグ
4 転炉
5 取鍋
6 検知装置
7 赤外線カメラ
8 演算部
9 プロセスコンピューター
10 表示装置
11 スラグストッパー制御装置
12 スラグストッパー
13 鉄皮
14 耐火物
15 出鋼口
16 スリーブレンガ
17 案内レンガ
18 アーム
19 ストッパー
20 油圧シリンダー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Molten steel 2 Steel flow 3 Slag 4 Converter 5 Ladle 6 Detection apparatus 7 Infrared camera 8 Calculation part 9 Process computer 10 Display apparatus 11 Slag stopper control apparatus 12 Slag stopper 13 Iron skin 14 Refractory material 15 Steel outlet 16 Sleeve sleeve brick 17 Guide brick 18 Arm 19 Stopper 20 Hydraulic cylinder

Claims (2)

転炉からの溶鋼の出鋼時に赤外線カメラによって出鋼口から流下する溶鋼流の放射エネルギーを測定し、測定した放射エネルギーと溶鋼の温度とにより定まる溶鋼流の放射率に基づいて出鋼口の補修の要否を判定することを特徴とする、転炉出鋼口の補修時期判定方法。   When the molten steel is discharged from the converter, the radiant energy of the molten steel flow flowing down from the outlet is measured by an infrared camera, and based on the emissivity of the molten steel flow determined by the measured radiant energy and the temperature of the molten steel, A method for determining the repair timing of a converter steel outlet, wherein the necessity of repair is determined. 放射率に予め閾値を設定しておき、測定した放射エネルギーと溶鋼温度とにより定まる放射率が前記閾値を越えたときを、出鋼口の補修時期と判定することを特徴とする、請求項1に記載の転炉出鋼口の補修時期判定方法。   A threshold value is set in advance for the emissivity, and when the emissivity determined by the measured radiant energy and molten steel temperature exceeds the threshold value, it is determined as a repair timing of the steel outlet. The repair timing judgment method for converter outlets described in 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9920995B2 (en) 2014-10-31 2018-03-20 Aldo Longo Sand dispensing system and method of dispensing sand into a metal making furnace

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