JP2012251884A - Boundary position detection method, boundary position detection system and data measurement probe used in boundary position detection system - Google Patents

Boundary position detection method, boundary position detection system and data measurement probe used in boundary position detection system Download PDF

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一治 花崎
Hiroki Okamoto
博樹 岡本
Hiroshi Iwamura
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique capable of surely measuring a molten steel temperature, a coagulation temperature and a sample property, etc., for instance by accurately and surely detecting respective boundary position and thus accurately controlling an immersion depth to a molten metal layer.SOLUTION: A boundary position detection system comprises: a metal electrode 20 provided movably over a molten metal layer L, a slug layer B and an atmospheric layer A; and a computer 5 that functions as arithmetic means for obtaining a frequency distribution by frequency-analyzing electrode voltage signals in a prescribed cycle, and detection means for detecting positions of respective boundaries Ls and Bs by a change of intensity of a commercial power source frequency (for instance, in Japan, eastern Japan region 50 Hz/western Japan region 60 Hz) of an installation region of a molten metal container C in each frequency distribution obtained by the arithmetic means.

Description

本発明は、転炉等の溶融金属容器内における溶融金属層、スラグ層及び大気層の各境界位置を検知する技術に関する。   The present invention relates to a technique for detecting each boundary position of a molten metal layer, a slag layer, and an atmospheric layer in a molten metal container such as a converter.

転炉等の溶融金属容器内の溶融金属やスラグ層の温度や凝固温度、サンプル性状などを測定するため、各種センサーやサンプル採取口を備えたデータ測定プローブが使用される。このプローブによる各種測定やサンプル採取を精度よく行うためには、測定する位置、すなわち溶融金属層やスラグ層に当該プローブを浸漬させる深さを最適な深さに制御する必要がある。そしてそのためには、溶融金属層やスラグ層の表面レベルを正確に把握する必要がある。   In order to measure the temperature, solidification temperature, sample properties, etc. of the molten metal or slag layer in a molten metal container such as a converter, a data measurement probe equipped with various sensors and sample sampling ports is used. In order to perform various measurements and sample collection with this probe with high accuracy, it is necessary to control the measurement position, that is, the depth at which the probe is immersed in the molten metal layer or slag layer to an optimum depth. For this purpose, it is necessary to accurately grasp the surface level of the molten metal layer or the slag layer.

これら溶融金属層やスラグ層の表面レベルを測定する方法としては、従来から様々な方法が提案されており、例えばコイル式レベル計を設けて非接触で溶融金属層表面レベルを測定するものや、電極の信号電圧が溶融金属層とスラグ層の境界、スラグ層と大気層との境界で変動することで当該境界位置(表面レベル)を検知することが知られている(例えば、特許文献1〜4参照。)。しかし、コイル式レベル計による方法は精度に欠け、また電極の電圧変化による方法は、鋼種や吹錬方法によってはスラグの性状が溶融金属に近くなり、電圧変化が発生しない場合があり、確実性に欠けるといった課題があった。   As a method for measuring the surface level of these molten metal layers and slag layers, various methods have been conventionally proposed, for example, a coil-type level meter is provided to measure the surface level of the molten metal layer in a non-contact manner, It is known that the signal voltage of the electrode varies at the boundary between the molten metal layer and the slag layer and the boundary between the slag layer and the atmospheric layer to detect the boundary position (surface level) (for example, Patent Documents 1 to 3). 4). However, the method using a coil level meter lacks accuracy, and the method using the voltage change of the electrode may cause the slag to be close to molten metal depending on the steel type and blowing method, and the voltage change may not occur. There was a problem of lacking.

特開2004−125566号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-125 566 特開2002−356709号公報JP 2002-356709 A 特開平9−113333号公報JP-A-9-113333 特開平10−122934号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-122934

そこで、本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、より精度よく且つ確実に各境界位置を検知でき、これにより溶融金属層への浸漬深さをより正確に制御することで、例えば溶鋼温度や凝固温度、サンプル性状などの測定をより確実に行うことができる技術を提供する点にある。   Therefore, in view of the above-described situation, the present invention intends to solve each boundary position more accurately and reliably, thereby more accurately controlling the immersion depth in the molten metal layer, For example, it provides a technique capable of more reliably measuring the molten steel temperature, solidification temperature, sample properties, and the like.

本発明の第1は、溶融金属容器内における溶融金属層とその上に浮遊するスラグ層との境界、及び該スラグ層とその上の大気層との境界の位置をそれぞれ検知する境界位置検知方法であって、金属電極を、前記溶融金属層、前記スラグ層及び前記大気層にわたって移動させるとともに、該移動中に所定の周期で、周波数解析演算により電極電圧信号の周波数分布を求め、前記周波数分布における前記溶融金属容器が設置されている地域の商用電源周波数の強度の変化により、前記各境界の位置を検知することを特徴とする境界位置検知方法を提供する。   A first aspect of the present invention is a boundary position detection method for detecting a boundary between a molten metal layer in a molten metal container and a slag layer floating on the molten metal layer, and a boundary position between the slag layer and an atmospheric layer thereon. The metal electrode is moved across the molten metal layer, the slag layer, and the atmospheric layer, and the frequency distribution of the electrode voltage signal is obtained by frequency analysis calculation at a predetermined period during the movement, and the frequency distribution The boundary position detection method is characterized in that the position of each boundary is detected by a change in the intensity of the commercial power supply frequency in the area where the molten metal container is installed.

本発明の第2は、溶融金属容器内における溶融金属層とその上に浮遊するスラグ層との境界、及び該スラグ層とその上の大気層との境界の位置をそれぞれ検知する境界位置検知方法であって、金属電極を、前記溶融金属層、前記スラグ層及び前記大気層にわたって移動させるとともに、前記溶融金属容器が設置されている地域の商用電源周波数と同じ又は異なる特定周波数の信号を印加し、該移動中に所定の周期で、周波数解析演算により電極電圧信号の周波数分布を求め、前記周波数分布における前記特定周波数の強度の変化により、前記各境界の位置を検知することを特徴とする境界位置検知方法を提供する。   The second of the present invention is a boundary position detection method for detecting the boundary between the molten metal layer in the molten metal container and the slag layer floating thereon, and the position of the boundary between the slag layer and the atmospheric layer above the boundary. The metal electrode is moved across the molten metal layer, the slag layer, and the atmospheric layer, and a signal having a specific frequency that is the same as or different from a commercial power supply frequency in an area where the molten metal container is installed is applied. Boundary characterized in that a frequency distribution of an electrode voltage signal is obtained by frequency analysis calculation at a predetermined period during the movement, and a position of each boundary is detected by a change in intensity of the specific frequency in the frequency distribution. A position detection method is provided.

本発明の第3は、上記第1又は第2の発明において、前記金属電極を、前記溶融金属及びスラグ層の一方又は双方の温度/酸素濃度等の各種データを測定するデータ測定プローブの先端部に設け、該プローブを溶融金属容器内を下降させて溶融金属に浸漬させる過程において前記各境界の位置を検知し、前記溶融金属又はスラグ層における各種データを測定する前に、前記検知した位置の情報に基づき該プローブの位置を制御可能とする境界位置検知方法である。   According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the tip of the data measurement probe that measures various data such as temperature / oxygen concentration of one or both of the molten metal and the slag layer in the metal electrode. And detecting the position of each boundary in the process of lowering the probe in the molten metal container and immersing it in the molten metal, before measuring various data in the molten metal or slag layer, This is a boundary position detection method that makes it possible to control the position of the probe based on information.

本発明の第4は、溶融金属容器内における溶融金属層とその上に浮遊するスラグ層との境界、及び該スラグ層とその上の大気層との境界の位置をそれぞれ検知する境界位置検知システムであって、前記溶融金属層、前記スラグ層及び前記大気層にわたって移動可能に設けられる金属電極と、コンピュータが所定の周期で電極電圧信号を周波数解析して周波数分布を求める演算手段と、同じくコンピュータが各周波数分布における前記溶融金属容器が設置されている地域の商用電源周波数の強度の変化により、前記各境界の位置を検知する検知手段とを備えてなることを特徴とする境界位置検知システムを提供する。   4th of this invention is a boundary position detection system which each detects the position of the boundary of the molten metal layer in a molten metal container, and the slag layer which floats on it, and the boundary of this slag layer and the air layer on it. A metal electrode movably provided over the molten metal layer, the slag layer, and the atmospheric layer, a computing means for frequency analysis of the electrode voltage signal in a predetermined cycle to obtain a frequency distribution, and the computer A boundary position detection system comprising: a detection means for detecting the position of each boundary according to a change in the intensity of a commercial power supply frequency in an area where the molten metal container is installed in each frequency distribution. provide.

本発明の第5は、溶融金属容器内における溶融金属層とその上に浮遊するスラグ層との境界、及び該スラグ層とその上の大気層との境界の位置をそれぞれ検知する境界位置検知システムであって、前記溶融金属層、前記スラグ層及び前記大気層にわたって移動可能に設けられる金属電極と、前記溶融金属容器が設置されている地域の商用電源周波数と同じ又は異なる特定周波数の信号を印加する信号印加手段と、コンピュータが所定の周期で電極電圧信号を周波数解析して周波数分布を求める演算手段と、同じくコンピュータが各周波数分布における前記特定周波数の強度の変化により、前記各境界の位置を検知する検知手段とを備えてなることを特徴とする境界位置検知システムを提供する。   5th of this invention is a boundary position detection system which each detects the position of the boundary of the molten metal layer in a molten metal container, and the slag layer which floats on it, and the boundary of this slag layer and the atmospheric layer on it. A metal electrode that is movably provided across the molten metal layer, the slag layer, and the atmospheric layer, and a signal having a specific frequency that is the same as or different from a commercial power supply frequency in an area where the molten metal container is installed. And a signal applying means for calculating the frequency distribution by analyzing the frequency of the electrode voltage signal in a predetermined cycle by the computer, and the computer also determines the position of each boundary by a change in the intensity of the specific frequency in each frequency distribution. Provided is a boundary position detection system characterized by comprising detection means for detecting.

本発明の第6は、上記第4又は第5の発明において、前記金属電極が、前記溶融金属及びスラグ層の一方又は双方の温度/酸素濃度等の各種データを測定するデータ測定プローブの先端部に設けられ、該プローブを溶融金属容器内を下降させて溶融金属に浸漬させる過程において前記各境界の位置を検知し、前記溶融金属又はスラグ層における各種データを測定する前に、前記検知した位置の情報に基づき該プローブの位置を制御可能とする境界位置検知システムである。   According to a sixth aspect of the present invention, in the fourth or fifth aspect, the tip of the data measurement probe in which the metal electrode measures various data such as temperature / oxygen concentration of one or both of the molten metal and the slag layer. And detecting the position of each boundary in the process of lowering the probe in the molten metal container and immersing it in the molten metal, before measuring various data in the molten metal or slag layer, the detected position This is a boundary position detection system that makes it possible to control the position of the probe based on the above information.

本発明の第7は、上記の境界位置検知システムに用いられ、前記溶融金属及びスラグ層の一方又は双方の温度/酸素濃度等の各種データを測定するプローブであって、前記金属電極を先端部に設けてなるデータ測定プローブを提供する。   7th of this invention is a probe used for said boundary position detection system, and measures various data, such as temperature / oxygen concentration of one or both of the said molten metal and a slag layer, Comprising: The said metal electrode is made into a front-end | tip part. A data measurement probe is provided.

第1の発明又は第4の発明によれば、非接触のコイル式レベル計のように精度に欠けることがなく、しかも電極電圧それ自体の変化を捕らえるのではなく、電極電圧の周波数分布を所定の周期で算出し、各周波数分布における商用電源周波数の強度の変化を捕らえることから、より精度よく、しかもスラグ性状により電極電圧が影響を受けても上記周波数分布の商用電源周波数の強度の変化はさほど影響を受けることなく、確実に各境界位置を検知することができ、精度が高く、且つ信頼性の高い検知方法又は検知システムを提供することができる。またこれにより、溶融金属層への浸漬深さをより正確に制御することで、溶鋼温度や凝固温度、サンプル性状などの測定をより確実に行うことができる。   According to the first invention or the fourth invention, the frequency distribution of the electrode voltage is determined in a predetermined manner without lacking in accuracy as in the case of the non-contact coil type level meter and capturing the change of the electrode voltage itself. Therefore, even if the electrode voltage is affected by the slag properties, the change in the strength of the commercial power supply frequency in the frequency distribution is more accurate. It is possible to provide a detection method or a detection system with high accuracy and high reliability that can reliably detect each boundary position without much influence. Moreover, by this, the measurement of molten steel temperature, solidification temperature, sample property, etc. can be more reliably performed by controlling the immersion depth to a molten metal layer more correctly.

第2の発明又は第5の発明によれば、第1の発明と同様、精度が高く且つ信頼性の高い検知方法を提供することができ、溶融金属層への浸漬深さをより正確に制御することで溶鋼温度や凝固温度、サンプル性状などの測定をより確実に行うことができるとともに、更に、設置場所やスラグ性状により商用電源周波数のノイズによる減衰特性が小さくなる場合においても、印加される特定周波数の強度変化を捕らえることで、精度よく確実に上記境界位置を検知できる。特にこの特定周波数が地域の商用電源周波数と同じ周波数であれば商用電源周波数のノイズに印加される信号が加わり、より明確な減衰特性が得られ、境界位置を確実に検知できる効果がある。また、異なる周波数の場合、印加される特定周波数によるクリアな減衰特性から境界位置を確実に検知できるとともにさらに商用電源周波数の減衰特性からも境界位置を検知して二重の確認も可能となる。   According to the second or fifth invention, as in the first invention, a highly accurate and reliable detection method can be provided, and the immersion depth in the molten metal layer can be controlled more accurately. As a result, measurement of molten steel temperature, solidification temperature, sample properties, etc. can be performed more reliably, and even when the attenuation characteristics due to noise of the commercial power supply frequency are reduced due to the installation location and slag properties, it is applied. By capturing the intensity change at the specific frequency, the boundary position can be detected accurately and reliably. In particular, if this specific frequency is the same as the commercial power supply frequency in the region, a signal applied to the commercial power supply frequency noise is added, and a clearer attenuation characteristic can be obtained, and the boundary position can be reliably detected. In addition, in the case of different frequencies, the boundary position can be reliably detected from the clear attenuation characteristic due to the applied specific frequency, and the boundary position can also be detected from the attenuation characteristic of the commercial power supply frequency to double check.

第3の発明又は第6の発明によれば、プローブ浸漬の過程で検知手段から出力された溶融金属層表面の検知信号に基づき、当該浸漬の工程におけるその後の溶融金属層内への該プローブの浸漬深さを制御するので、同一チャージの同一浸漬過程で、レベル測定とともにそれに基づいて浸漬深さがリアルタイムに制御され、従来のように溶融金属の量の変動による浸漬深さのズレが生じず、したがって浸漬深さをより正確に制御でき、溶鋼温度や凝固温度、サンプル性状などの測定をより確実に行うことができる。   According to the third invention or the sixth invention, based on the detection signal of the surface of the molten metal layer output from the detection means during the probe immersion process, the probe is inserted into the molten metal layer in the subsequent immersion process. Since the immersion depth is controlled, the immersion depth is controlled in real time based on the level measurement in the same immersion process with the same charge, and there is no deviation of the immersion depth due to fluctuations in the amount of molten metal as in the past. Therefore, the immersion depth can be controlled more accurately, and the measurement of molten steel temperature, solidification temperature, sample properties, etc. can be performed more reliably.

第7の発明によれば、このようなデータ測定プローブを用いて上記のとおり、浸漬深さをより正確且つ確実に制御することができ、溶鋼温度や凝固温度、サンプル性状などの測定をより確実に行うことができる。   According to the seventh invention, as described above, the immersion depth can be more accurately and reliably controlled using such a data measurement probe, and the measurement of the molten steel temperature, the solidification temperature, the sample properties, etc. can be performed more reliably. Can be done.

本発明の代表的実施形態に係る境界位置検知システムの全体構成を示す模式図。The schematic diagram which shows the whole structure of the boundary position detection system which concerns on typical embodiment of this invention. (a)、(b)は、同じく境界位置検知システムに用いるデータ測定プローブの要部を示す説明図。(A), (b) is explanatory drawing which shows the principal part of the data measurement probe similarly used for a boundary position detection system. 同じく境界位置検知システムに用いるコンピュータの構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the computer similarly used for a boundary position detection system. 電極−G(アース)間の回路特性を示す説明図であり、(a)は大気層における等価回路、(b)はスラグ層における等価回路、(c)は溶融金属層における等価回路。It is explanatory drawing which shows the circuit characteristic between electrodes-G (earth), (a) is an equivalent circuit in an atmospheric layer, (b) is an equivalent circuit in a slag layer, (c) is an equivalent circuit in a molten metal layer. 金属電極が大気層からスラグ層に浸漬したときの周波数分布(FFTスペクトルパターン)の変化を示す説明図。Explanatory drawing which shows the change of frequency distribution (FFT spectrum pattern) when a metal electrode is immersed in a slag layer from an atmospheric layer. 金属電極がスラグ層から溶融金属層(溶鋼層)に移動したときの周波数分布(FFTスペクトルパターン)の変化を示す説明図。Explanatory drawing which shows the change of frequency distribution (FFT spectrum pattern) when a metal electrode moves to a molten metal layer (molten steel layer) from a slag layer. 電極電圧と60Hzスペクトル強度(周波数ピーク)の変化を示すグラフ。The graph which shows the change of an electrode voltage and 60Hz spectral intensity (frequency peak). 動作制御処理部によるデータ測定プローブの下降動作の制御の例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the example of control of the downward movement of a data measurement probe by an operation control process part. メインランスの酸素流量と高さの制御の例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the example of control of the oxygen flow rate and height of a main lance. スラグ中の酸素ポテンシャルを求める様子を示す説明図。Explanatory drawing which shows a mode that the oxygen potential in slag is calculated | required. 特定周波数を印加する発振器を設けた変形例を示す模式図。The schematic diagram which shows the modification which provided the oscillator which applies a specific frequency. 同じく変形例における周波数分布(FFTスペクトルパターン)の変化を示す説明図。Explanatory drawing which similarly shows the change of the frequency distribution (FFT spectrum pattern) in a modification.

次に、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

本発明の境界位置検知システムSは、図1に示すように、溶融金属容器C内における溶融金属層Lとその上に浮遊するスラグ層Bとの境界Lsの位置(溶融金属層レベル)、及び該スラグ層Bとその上の大気層Aとの境界Bsの位置(スラグ層レベル)をそれぞれ検知するものであり、溶融金属層L、スラグ層B及び大気層Aにわたって移動可能に設けられる金属電極20と、所定の周期で電極電圧信号を周波数解析して周波数分布を求める演算手段、及び該演算手段により求められた各周波数分布における溶融金属容器C設置地域の商用電源周波数(例えば日本国では東日本地域50Hz/西日本地域60Hz)の強度の変化により、各境界Ls、Bsの位置を検知する検知手段として機能するコンピュータ5とを備えている。   As shown in FIG. 1, the boundary position detection system S of the present invention includes a position (a molten metal layer level) of a boundary Ls between a molten metal layer L and a slag layer B floating thereon in the molten metal container C, and A metal electrode that detects the position (slag layer level) of the boundary Bs between the slag layer B and the atmospheric layer A thereon, and is provided so as to be movable over the molten metal layer L, the slag layer B, and the atmospheric layer A 20, calculation means for frequency analysis of the electrode voltage signal at a predetermined period to obtain a frequency distribution, and commercial power supply frequency (for example, eastern Japan in Japan) in the area where the molten metal container C is installed in each frequency distribution obtained by the calculation means And a computer 5 functioning as detection means for detecting the positions of the boundaries Ls and Bs according to a change in intensity in the region 50 Hz / Western Japan region 60 Hz.

溶融金属容器Cは、溶融金属として溶鋼や溶銑等を保持する溶解炉(取鍋又は転炉その他)などに広く適用することができるが、その他の溶融金属用容器に適用することもできる。以下の実施形態では、転炉での吹錬工程に適用した例を示すが、これに何ら限定されるものではない。本例では、この転炉C内にサブランスとともに昇降し、溶融金属中に浸漬して各種データを収集するデータ測定プローブ1の先端部1aに、前記金属電極20を設けたものである。図中符号3はプローブ1を支持するサブランス、4はサブランス昇降装置、5はコンピュータ、6は先端部から下方の溶融金属(溶鋼)へ酸素を吹き出すメインランスを示している。   The molten metal container C can be widely applied to a melting furnace (a ladle or a converter or the like) that holds molten steel, hot metal, or the like as a molten metal, but can also be applied to other molten metal containers. In the following embodiment, although the example applied to the blowing process in a converter is shown, it is not limited to this at all. In this example, the metal electrode 20 is provided at the tip 1a of the data measuring probe 1 that moves up and down with the sub lance in the converter C and is immersed in molten metal to collect various data. In the figure, reference numeral 3 is a sub lance for supporting the probe 1, 4 is a sub lance lifting device, 5 is a computer, and 6 is a main lance that blows out oxygen from the tip to the molten metal (molten steel) below.

データ測定プローブ1は、図2(a)に示すように、先端部1aに保護キャップ10で覆われた酸素センサ11、補正電極12、及び温度センサ13が設けられ、胴部に紙製の外装部材で塞がれたサンプル採取口14を備えている。また、保護キャップ10の外周面には、上記金属電極20が外部露出状態で設けられており、この金属電極20のリード線は酸素センサ11、補正電極12、及び温度センサ13の配線と同様、プローブ1に沿って基端側に延び、サブランス3内を通じて更に基端側に延びて図1に示すオペアンプ7の+入力端子に接続されている。ここで、金属電極20のリード線をセンサ等の配線と独立に設けるのではなく、例えば図2(b)に示すように補正電極12の配線を利用することも好ましい。このようにすればデータ測定プローブ内部に配線を増やすことなく効率よく金属電極20の電極電圧を取り出すことができ、構造設計上の自由度が向上する。これは当該データ測定プローブ1を溶融金属内に浸漬してゆく際には保護キャップ10が存在するため補正電極12の配線は機能せず、したがって補正電極12の配線として兼用しても何ら支障なく使用できるためである。図中符号8は酸素センサ用のオペアンプである。   As shown in FIG. 2 (a), the data measurement probe 1 is provided with an oxygen sensor 11, a correction electrode 12, and a temperature sensor 13 covered with a protective cap 10 at the tip 1a, and a paper exterior on the body. A sample collection port 14 closed with a member is provided. Further, the metal electrode 20 is provided on the outer peripheral surface of the protective cap 10 in an externally exposed state, and the lead wire of the metal electrode 20 is the same as the wiring of the oxygen sensor 11, the correction electrode 12, and the temperature sensor 13. It extends to the base end side along the probe 1, extends further to the base end side through the sublance 3, and is connected to the + input terminal of the operational amplifier 7 shown in FIG. Here, it is preferable to use the wiring of the correction electrode 12 as shown in FIG. 2B, for example, instead of providing the lead wire of the metal electrode 20 independently of the wiring of the sensor or the like. In this way, the electrode voltage of the metal electrode 20 can be taken out efficiently without increasing the wiring inside the data measurement probe, and the degree of freedom in structural design is improved. This is because when the data measuring probe 1 is immersed in the molten metal, the wiring of the correction electrode 12 does not function due to the presence of the protective cap 10, and therefore there is no problem even if it is used as the wiring of the correction electrode 12. This is because it can be used. Reference numeral 8 in the figure denotes an operational amplifier for an oxygen sensor.

このデータ測定プローブ1は、上記金属電極20とその配線を除き、従来からのデータ測定プローブと同様であり、図1に示すように転炉Cの上側に縦方向に配設されたサブランス3の下端部にデータ測定プローブ1を装着し、このサブランス3をプローブ1とともにサブランス昇降装置4で上下に移動させることにより、転炉Cの内部にプローブ1を移動させることができる。具体的には大気層Aから溶融金属表面に浮遊するスラグ層Bを通って溶融金属層Lに浸漬させ、所定深さの位置に数秒間停止して上記保護キャップ10や外装部材が溶融消失し、各種センサーによる測定やサンプル採取を行った後、溶融金属層Lからスラグ層Bを通って大気層Aへ引き上げられる。   This data measurement probe 1 is the same as the conventional data measurement probe except for the metal electrode 20 and its wiring, and as shown in FIG. 1, a sub lance 3 arranged in the vertical direction above the converter C is provided. The probe 1 can be moved into the converter C by attaching the data measurement probe 1 to the lower end portion and moving the sublance 3 together with the probe 1 by the sublance lifting device 4. Specifically, it is immersed in the molten metal layer L through the slag layer B floating on the surface of the molten metal from the atmosphere layer A, stopped at a predetermined depth for several seconds, and the protective cap 10 and the exterior member melt and disappear. After measurement by various sensors and sample collection, the molten metal layer L is pulled up to the atmosphere layer A through the slag layer B.

転炉Cは、金属製の容器の内側に耐火煉瓦を積み上げて形成されており、容器自体が大地にアースされるとともにオペアンプ7の−入力端子に配線接続されている。転炉だけでは導電性を有しないが、転炉内に溶鋼を収容することによって、転炉の内面に金属が付着し、あるいは耐火煉瓦の温度が上昇して導電性を持ち、転炉の内面と大地Gとの間が導電性を有するようになる。即ち、転炉が大地Gにアースされたのと等価となる。サブランス昇降装置4は、サーボモータやパルスモータ等を用いて構成され、コンピュータ5により制御される。更にサブランス昇降装置4にはロータリーエンコーダが付設され、サブランス3の昇降量に関するデータとしてコンピュータ5に信号入力される。   The converter C is formed by stacking refractory bricks inside a metal container, and the container itself is grounded to the ground and connected to the negative input terminal of the operational amplifier 7. The converter alone does not have conductivity, but by containing molten steel in the converter, metal adheres to the inner surface of the converter, or the temperature of the refractory brick rises and becomes conductive, and the inner surface of the converter And the ground G have conductivity. That is, it is equivalent to the converter being grounded to the ground G. The sublance lifting / lowering device 4 is configured using a servo motor, a pulse motor, or the like, and is controlled by a computer 5. Further, a rotary encoder is attached to the sublance elevating device 4, and a signal is input to the computer 5 as data relating to the amount of elevation of the sublance 3.

コンピュータ5は、図3に示すように、処理装置50と記憶手段51を備え、処理装置50にオペアンプ7とサブランス昇降装置4が接続されている。処理装置50はマイクロプロセッサなどのCPUを主体に構成され、図示しないRAM、ROMからなる記憶部を有して各種処理動作の手順を規定するプログラムや処理データが記憶されている。コンピュータ5は単一のコンピュータで構成されるもの以外に複数のコンピュータで構成してもよい。   As shown in FIG. 3, the computer 5 includes a processing device 50 and a storage unit 51, and the operational amplifier 7 and the sublance lifting / lowering device 4 are connected to the processing device 50. The processing device 50 is mainly configured by a CPU such as a microprocessor, and has a storage unit including a RAM and a ROM (not shown), and stores programs and processing data for defining procedures of various processing operations. The computer 5 may be composed of a plurality of computers other than those composed of a single computer.

処理装置50は、機能的にはオペアンプ7を通じて入力される電極電圧信号のデータ(電圧データ)を記憶手段51に記憶する電圧データ記憶処理部50aと、所定の周期で前記電圧データを周波数解析して周波数分布を求める演算処理部50bと、各周波数分布における溶融金属容器C設置地域の商用電源周波数の強度の変化に基づき、各境界Ls、Bsの位置を判定する境界検知処理部50cと、サブランス昇降装置4の昇降動作を制御する動作制御処理部50dと、サブランス昇降装置4のロータリーエンコーダから入力されるサブランス昇降量データを記憶手段51に記憶する昇降データ記憶処理部50eとを少なくとも備えており、これら機能は上記プログラムにより実現される。   The processing device 50 functionally analyzes a voltage data storage processing unit 50a that stores electrode voltage signal data (voltage data) input through the operational amplifier 7 in the storage unit 51, and frequency-analyzes the voltage data at a predetermined cycle. A calculation processing unit 50b for determining a frequency distribution, a boundary detection processing unit 50c for determining the positions of the boundaries Ls and Bs based on a change in the intensity of the commercial power supply frequency in the region where the molten metal container C is installed in each frequency distribution, An operation control processing unit 50d for controlling the lifting operation of the lifting device 4 and at least a lifting data storage processing unit 50e for storing the sublance lifting amount data input from the rotary encoder of the sublance lifting device 4 in the storage means 51 are provided. These functions are realized by the above program.

記憶手段51は、コンピュータ5内外のハードディスク等からなり、前記電圧データを記憶する電圧データ記憶部51aと、前記演算処理部50bにより算出された周波数分布データを記憶する周波数分布データ記憶部51bと、前記サブランス昇降量データを記憶する昇降量データ記憶部51cとを少なくとも備えている。これら記憶手段51としては、上記ハードディスク等以外に、一時記憶領域に保存するようなケースも勿論含まれる。本例のようにプローブ下降時に境界をリアルタイムに把握して制御する例においては、上記各記憶部51a、51b、51cを高速メモリで構成して高速演算に対応させることが好ましい。   The storage unit 51 includes a hard disk or the like inside or outside the computer 5, and includes a voltage data storage unit 51a that stores the voltage data, a frequency distribution data storage unit 51b that stores the frequency distribution data calculated by the arithmetic processing unit 50b, It includes at least an ascent / descent data storage unit 51c for storing the sublance ascent / descent data. These storage means 51 include, of course, a case where data is stored in a temporary storage area in addition to the hard disk and the like. In the example in which the boundary is grasped and controlled in real time when the probe descends as in this example, it is preferable that each of the storage units 51a, 51b, and 51c is configured by a high-speed memory to correspond to high-speed computation.

演算処理部50bは、サブランス昇降装置4によりサブランス3の下端のデータ測定プローブ1が下降し、大気層Aからスラグ層B及び溶融金属層Lに浸漬されていく間、前記電圧データ記憶部51aに記憶される電圧データを所定の短い周期で取り出し、これを周波数解析して周波数分布を求め、周波数分布データ記憶部51bに記憶する。周波数解析演算は、例えばFFTを用いることができる。   The arithmetic processing unit 50b stores the voltage data storage unit 51a in the voltage data storage unit 51a while the data measurement probe 1 at the lower end of the sublance 3 is lowered by the sublance lifting device 4 and is immersed in the slag layer B and the molten metal layer L from the atmospheric layer A. The stored voltage data is taken out at a predetermined short cycle, and is subjected to frequency analysis to obtain a frequency distribution and stored in the frequency distribution data storage unit 51b. For example, FFT can be used for the frequency analysis calculation.

この周波数分布は境界検知処理部50cで境界Ls、Bsの位置を判定するためのものであり、求める頻度、つまり周期が短いほど判定精度は高まる。具体的な周期は処理能力とのバランスで適宜決定することができる。   This frequency distribution is for determining the positions of the boundaries Ls and Bs by the boundary detection processing unit 50c, and the determination accuracy increases as the frequency to be obtained, that is, the cycle is shorter. A specific cycle can be appropriately determined based on a balance with the processing capability.

境界検知処理部50cは、例えば、本例のようにデータ測定プローブ1が下降して大気層Aからスラグ層B及び溶融金属層Lに浸漬されていく場合、周波数分布を求めた各周期ごとに、周波数分布データ記憶部51bに記憶される周波数分布における溶融金属容器C設置地域の商用電源周波数のFFTスペクトル強度の値が所定の閾値以下かどうかを比較し、所定の閾値以下になったときに大気層Aからスラグ層Bに浸漬する境界Bsの位置であると判定して、当該周期におけるサブランス昇降量を境界Bs、すなわちスラグ層レベル位置として昇降量データ記憶部51cに記憶する。   For example, when the data measurement probe 1 descends and is immersed in the slag layer B and the molten metal layer L from the atmospheric layer A as in the present example, the boundary detection processing unit 50c performs the frequency distribution for each period obtained. When the FFT spectrum intensity value of the commercial power frequency in the molten metal container C installation area in the frequency distribution stored in the frequency distribution data storage unit 51b is equal to or lower than a predetermined threshold, It is determined that the position is the position of the boundary Bs immersed in the slag layer B from the atmosphere layer A, and the amount of lift of the sublance in the cycle is stored in the lift data storage unit 51c as the boundary Bs, that is, the slag layer level position.

そして、更にデータ測定プローブ1が下降し、商用電源周波数のFFTスペクトル強度の値が所定の閾値以上になったときにスラグ層Bから溶融金属層Lに浸漬する境界Lsの位置であると判定して、当該周期におけるサブランス昇降量を境界Ls、すなわち溶融金属層レベル位置として昇降量データ記憶部51cに記憶する。ここで、境界検知処理部50cが上記のように周波数分布における商用電源周波数の強度変化に基づき境界Bs、Lsを判定できる理由は次のとおりである。   Further, when the data measurement probe 1 is further lowered and the value of the FFT spectrum intensity of the commercial power supply frequency becomes a predetermined threshold value or more, it is determined that the position is the position of the boundary Ls where the molten metal layer L is immersed from the slag layer B. Thus, the amount of lift of the sublance in the period is stored in the lift data storage 51c as the boundary Ls, that is, the molten metal layer level position. Here, the reason why the boundary detection processing unit 50c can determine the boundaries Bs and Ls based on the intensity change of the commercial power supply frequency in the frequency distribution as described above is as follows.

データ測定プローブ1の金属電極20の位置が大気層A、スラグ層B及び溶融金属層Lの中にあると、それぞれ電極−G(アース)間の回路特性は図4に示すようになる。(a)は大気層における等価回路、(b)はスラグ層における等価回路、(c)は溶融金属層における等価回路である。大気層の抵抗R1は理論上は無限大に近いが、実際には高温のために大気が電離したり、鉄粉等が高い密度で舞っていたり、サブランスケーブルの絶縁劣化等の影響により、数百kΩである。それでも比較的大きな抵抗値である。スラグ層や溶融金属中の抵抗R2、R3はゼロに近い値である。そして大地や大気中には常に商用電源周波数の50Hz又は60Hzのノイズが存在するが、本発明者は金属電極20が各層に移動して回路特性が変化することにより、特にスラグ層においてスラグが溶融塩に近いことから上記回路特性がCR特性を持ち、特性周波数が減衰することを見出し、これを利用して変化を捉えることで各境界位置を検知可能としたものである。 When the position of the metal electrode 20 of the data measurement probe 1 is in the atmospheric layer A, the slag layer B, and the molten metal layer L, the circuit characteristics between the electrodes and G (earth) are as shown in FIG. (A) is an equivalent circuit in the atmospheric layer, (b) is an equivalent circuit in the slag layer, and (c) is an equivalent circuit in the molten metal layer. The resistance R 1 of the atmospheric layer is theoretically close to infinity, but in reality, due to the high temperature, the atmosphere is ionized, iron powder, etc. is dancing at a high density, the insulation deterioration of the sublance cable, etc. Hundreds of kΩ. Still, the resistance value is relatively large. The resistances R 2 and R 3 in the slag layer and the molten metal are close to zero. In addition, although there is always noise of commercial power supply frequency of 50 Hz or 60 Hz in the earth or the atmosphere, the present inventors have found that the slag is melted particularly in the slag layer by moving the metal electrode 20 to each layer and changing the circuit characteristics. Since it is close to salt, the circuit characteristics have CR characteristics and the characteristic frequency is attenuated, and each boundary position can be detected by capturing changes using this characteristic.

図5(a),(b)は、溶融金属容器Cが商用電源周波数が60Hzの地域に設置された場合に、データ測定プローブ1の金属電極20が大気層Aからスラグ層Bに浸漬したときの周波数分布(FFTスペクトルパターン)の変化を示す例であり、60Hzのスペクトル強度がスラグ層Bでゼロに近づく様子を示している。また図6(a)〜(d)は更にデータ測定プローブ1の金属電極20がスラグ層Bから溶融金属層(溶鋼層)Lに移動したときの周波数分布(FFTスペクトルパターン)の変化を示す例であり、60Hzのスペクトル強度が上昇する様子を示している。図7は、上記図5、6で説明した例をグラフ化したものであり、60Hzのスペクトル強度(周波数ピーク)の変化を示している。   5A and 5B show the case where the metal electrode 20 of the data measurement probe 1 is immersed in the slag layer B from the atmospheric layer A when the molten metal container C is installed in an area where the commercial power supply frequency is 60 Hz. This shows an example of a change in the frequency distribution (FFT spectrum pattern), and shows that the spectral intensity of 60 Hz approaches zero in the slag layer B. FIGS. 6A to 6D further show examples of changes in frequency distribution (FFT spectrum pattern) when the metal electrode 20 of the data measurement probe 1 moves from the slag layer B to the molten metal layer (molten steel layer) L. It shows how the spectral intensity at 60 Hz increases. FIG. 7 is a graph of the example described in FIGS. 5 and 6 and shows changes in the spectral intensity (frequency peak) at 60 Hz.

動作制御処理部50dは、図8に示すように、予め推定される仮の最適浸漬深さまでデータ測定プローブ1を下降させるようにサブランス昇降装置4を制御する。図中(a)は、仮の最適浸漬深さまで下降させる様子を示すグラフである。そして、当該プローブ1の浸漬過程で検知手段(境界検知処理部50c)により溶融金属層表面Lsの検知信号が出力されると、それに基づき、図中(b)に示すように当該浸漬工程におけるその後の溶融金属層L内への該プローブ1の浸漬深さ、すわなち最適浸漬深さが再設定され、それに従ってその後の下降動作を制御する。つまり本例では、同じチャージの浸漬工程においてデータ測定プローブ1が溶融金属層Lの表面Lsに至った段階で該表面に至ったことを検知するとともにそこから溶融金属層L内部への最適浸漬深さを演算し、プローブ1を更にどれだけ下降させるかをリアルタイムに把握して下降量を再設定する。   As shown in FIG. 8, the motion control processing unit 50 d controls the sub lance lifting / lowering device 4 so as to lower the data measurement probe 1 to a temporary optimum immersion depth estimated in advance. (A) in a figure is a graph which shows a mode that it falls to temporary provisional immersion depth. Then, when a detection signal of the molten metal layer surface Ls is output by the detection means (boundary detection processing unit 50c) during the immersion process of the probe 1, based on the detection signal, as shown in FIG. The immersion depth of the probe 1 in the molten metal layer L, that is, the optimum immersion depth is reset, and the subsequent lowering operation is controlled accordingly. That is, in this example, when the data measurement probe 1 reaches the surface Ls of the molten metal layer L in the same charge immersion process, it is detected that the surface has reached the surface, and the optimum immersion depth into the molten metal layer L from there is detected. Then, the amount of further lowering of the probe 1 is grasped in real time, and the lowering amount is reset.

したがって、まさにそのチャージにおける溶融金属状態を反映した最適な浸漬深さにおいて、各種測定やサンプル採取を正確かつ確実に行なうことができるのであり、データ測定プローブ1は当該最適な深さ位置で停止し、各種センサー(符号11〜13)による酸素分圧、温度等の測定やサンプル採取口14からのサンプル採取を行った後、溶融金属層Lからスラグ層Bを通って大気層Aへ引き上げられる。   Therefore, various measurements and sample collection can be performed accurately and reliably at the optimum immersion depth reflecting the molten metal state in the charge, and the data measurement probe 1 stops at the optimum depth position. After measuring oxygen partial pressure, temperature, and the like by various sensors (reference numerals 11 to 13) and collecting a sample from the sample collection port 14, the molten metal layer L is pulled up to the atmosphere layer A through the slag layer B.

また本例によれば、同一チャージにおいて酸素分圧、温度等の測定とともに境界Bs、Lsのレベル位置やそれに基づくスラグ層Bの厚み等が算出されるので、当該測定データとスラグ層の厚みデータ等に基づき、メインランス6による脱炭の最終局面での酸素流量の制御をより的確に行うことができる。更に、図1には図示していないが、例えばメインランス6の昇降装置の動作を制御する動作制御処理部をコンピュータ5に設け、上記酸素流量の制御と併せてメインランス6の高さも的確な位置に可変制御させることができる(図9参照)。   Further, according to the present example, since the oxygen partial pressure, temperature, and the like are measured in the same charge, the level positions of the boundaries Bs and Ls, the thickness of the slag layer B, and the like are calculated. Based on the above, it is possible to more accurately control the oxygen flow rate in the final phase of decarburization by the main lance 6. Further, although not shown in FIG. 1, for example, an operation control processing unit for controlling the operation of the lifting device of the main lance 6 is provided in the computer 5, and the height of the main lance 6 is also accurately adjusted together with the control of the oxygen flow rate. The position can be variably controlled (see FIG. 9).

また従来、データ測定プローブ1により測定された酸素分圧や温度からスラグ中の酸素ポテンシャルを求める際、プローブ1の上昇時に酸素ポテンシャルがほぼ一定(平坦)となる区間をスラグ層を通過している区間とみなして、当該区間の酸素ポテンシャルをスラグ層の酸素ポテンシャルとして算出していたが、これによれば平坦な区間が複数ある場合に読み込みミスが生じる可能性がある。本例によれば、上記のとおり酸素分圧、温度等の測定とともに境界Bs、Lsのレベル位置やそれに基づくスラグ層Bの厚みの値が正確に算出されているので、図10に示すように当該値を用いて酸素ポテンシャルにウィンドを掛け、上記ミスを防止してスラグ中の酸素ポテンシャルを正確に求めることができる。   Conventionally, when the oxygen potential in the slag is obtained from the oxygen partial pressure or temperature measured by the data measurement probe 1, it passes through the slag layer through a section where the oxygen potential is substantially constant (flat) when the probe 1 is raised. The oxygen potential of the relevant section was calculated as the oxygen potential of the slag layer by considering it as a section, but according to this, a reading error may occur when there are a plurality of flat sections. According to this example, as described above, since the oxygen partial pressure, temperature, and the like are measured, the level positions of the boundaries Bs and Ls and the thickness value of the slag layer B based thereon are accurately calculated, as shown in FIG. By using the value to multiply the oxygen potential by a window, the above-mentioned mistake can be prevented and the oxygen potential in the slag can be accurately obtained.

尚、本例では金属電極20を保護キャップ10外周面に外部露出状態で設けてプローブ下降時に境界Bs、Lsの位置を検知可能としているが、本発明はこれに何ら限定されず、プローブ上昇時に検知してもよく、この場合、例えば前記金属電極20を保護キャップ10の内側に配置させてもよい。金属電極20が保護キャップ10に内装されても、溶融金属層で保護キャップ10が溶けて金属電極20が露出し、上昇時に上記境界Bs、Lsをそれぞれ検知することができる。これらの位置の情報を用いれば、浸漬深さの再設定はできないとしても、上記したメインランスによる酸素流量やメインランスの高さ位置を的確に制御することや、スラグ中の酸素ポテンシャルの正確な算出については同様に行うことができる。特にこのように保護キャップ10内に金属電極20を設ける場合には、該金属電極20を酸素センサ11の電極や補正電極12その他データ測定用の電極により金属電極20を兼ねるようにすることも可能である。   In this example, the metal electrode 20 is provided on the outer peripheral surface of the protective cap 10 in an externally exposed state so that the positions of the boundaries Bs and Ls can be detected when the probe is lowered. However, the present invention is not limited to this, and the probe is raised. In this case, for example, the metal electrode 20 may be disposed inside the protective cap 10. Even if the metal electrode 20 is housed in the protective cap 10, the protective cap 10 is melted by the molten metal layer and the metal electrode 20 is exposed, and the boundaries Bs and Ls can be detected when the metal electrode 20 is raised. Even if the immersion depth cannot be reset using these position information, the oxygen flow rate by the main lance and the height position of the main lance can be accurately controlled, and the oxygen potential in the slag can be accurately controlled. The calculation can be performed similarly. In particular, when the metal electrode 20 is provided in the protective cap 10 as described above, the metal electrode 20 can also serve as the metal electrode 20 by the electrode of the oxygen sensor 11, the correction electrode 12, and other data measurement electrodes. It is.

図11及び図12は、本発明の変形例を示す説明図である。上記した例では、商用電源周波数の50Hz又は60Hzのノイズの存在により各周波数分布の当該周波数の強度が各層で変化することに基づき、その強度変化から各境界Ls、Bsの位置を検知しているが、設置場所やスラグ性状によっては、商用電源周波数のノイズによる減衰特性が小さくなる場合がある。本例では、このような減衰特性が小さくなっても上記境界位置をより確実且つ明確に検知するために、電極電圧信号に対して故意に減衰特性がシャープに出るように特定周波数を印加するものである。   11 and 12 are explanatory diagrams showing a modification of the present invention. In the above-described example, the position of each boundary Ls, Bs is detected from the intensity change based on the fact that the intensity of the frequency of each frequency distribution changes in each layer due to the presence of 50 Hz or 60 Hz of the commercial power supply frequency. However, depending on the installation location and slag properties, the attenuation characteristics due to noise of the commercial power supply frequency may be reduced. In this example, in order to detect the boundary position more reliably and clearly even when such attenuation characteristics are reduced, a specific frequency is applied so that the attenuation characteristics are intentionally sharp with respect to the electrode voltage signal. It is.

図11は本例の構成を示す説明図であり、図中符号9は上記特定周波数を印加するための発振器である。このような特定周波数は地域の商用電源周波数と同じ周波数でもよいし、異なる周波数でもよい。同じ周波数であれば、商用電源周波数のノイズに発振器9からの信号が加わり、より明確な減衰特性が得られ、境界位置を確実に検知できる効果がある。また、異なる周波数の場合、基本的には発振器9により印加される特定周波数によるクリアな減衰特性から境界位置を確実に検知できるが、さらに商用電源周波数の減衰特性からも境界位置を検知することとすれば、二重の確認が可能であるといった効果がある。   FIG. 11 is an explanatory diagram showing the configuration of this example. In the figure, reference numeral 9 denotes an oscillator for applying the specific frequency. Such a specific frequency may be the same frequency as the local commercial power supply frequency or may be a different frequency. If the frequency is the same, the signal from the oscillator 9 is added to the noise of the commercial power supply frequency, so that a clearer attenuation characteristic can be obtained and the boundary position can be reliably detected. In addition, in the case of different frequencies, basically, the boundary position can be reliably detected from the clear attenuation characteristic by the specific frequency applied by the oscillator 9, but the boundary position can also be detected from the attenuation characteristic of the commercial power supply frequency. Then, there is an effect that double confirmation is possible.

本例では発振器9により地域の商用電源周波数と異なる特定周波数(F(Hz))を印加し、検知手段により各周波数分布における前記特定周波数の強度の変化により、前記各境界の位置を検知することとした。図12は大気中、スラグ中、溶鋼中の周波数分布の例を示しており、このように商用電源周波数(50Hz又は60Hz)よりもクリアな減衰特性を有する特定周波数の強度変化に基づいて判定することで各境界位置をより確実に検知可能としている。   In this example, a specific frequency (F (Hz)) different from the local commercial power supply frequency is applied by the oscillator 9, and the position of each boundary is detected by a change in the intensity of the specific frequency in each frequency distribution by the detection means. It was. FIG. 12 shows an example of the frequency distribution in the atmosphere, slag, and molten steel. Thus, determination is made based on the intensity change of a specific frequency having attenuation characteristics clearer than the commercial power supply frequency (50 Hz or 60 Hz). Thus, each boundary position can be detected more reliably.

以上の実施形態では、スラグ層の存在下、大気層とスラグ層との境界位置、スラグ層と溶融金属層との境界位置をそれぞれ検知するものであったが、本発明のシステム、データ測定プローブは、スラグ層が存在しない吹錬前の溶銑などの場合、すなわち大気層と溶融金属層との境界位置を検知する場合にも応用することができる。この場合、上記代表的実施形態のように周波数分布のスペクトル強度がほぼゼロまで減衰することはないが、大気中と溶融金属中とではその強度が異なる(大気層の抵抗が溶融金属層の抵抗に比べて非常に大きいので、スペクトル強度の差も大きくなる)ことから、その変化を捕らえ、境界位置を検知することができるのである。また、大気層と溶融金属層との境界については、電極電圧の変化がシャープであれば従来の方法でも境界を検知できるが、この境界付近の大気層は上述したように高温による電離や鉄粉の存在により抵抗が小さくなって不安定化するため、電極電圧自体はシャープに変化しない。このため、上記スペクトル強度の変化から検知する方が安定して検知できるのである。   In the above embodiment, the boundary position between the atmospheric layer and the slag layer and the boundary position between the slag layer and the molten metal layer are detected in the presence of the slag layer. Can also be applied to the case of hot metal before blowing without the slag layer, that is, to detect the boundary position between the atmospheric layer and the molten metal layer. In this case, the spectral intensity of the frequency distribution is not attenuated to almost zero as in the above representative embodiment, but the intensity is different between the atmosphere and the molten metal (the resistance of the atmospheric layer is the resistance of the molten metal layer). Therefore, it is possible to detect the change and detect the boundary position. As for the boundary between the atmospheric layer and the molten metal layer, if the change in the electrode voltage is sharp, the boundary can be detected by the conventional method. Since the resistance becomes small and unstable due to the presence of the electrode, the electrode voltage itself does not change sharply. For this reason, the detection from the change in the spectral intensity can be detected more stably.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる形態で実施し得ることは勿論である。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and can of course be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention.

1 データ測定プローブ
1a 先端部
3 サブランス
4 昇降装置
5 コンピュータ
6 メインランス
7 オペアンプ
9 発振器
10 保護キャップ
11 酸素センサ
12 補正電極
13 温度センサ
14 サンプル採取口
20 金属電極
50 処理装置
50a 電圧データ記憶処理部
50b 演算処理部
50c 境界検知処理部
50d 動作制御処理部
50e 昇降データ記憶処理部
51 記憶手段
51a 電圧データ記憶部
51b 周波数分布データ記憶部
51c 昇降量データ記憶部
A 大気層
B スラグ層
Bs 境界
C 溶融金属容器
G 大地
L 溶融金属層
Ls 境界
S 境界位置検知システム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Data measurement probe 1a Tip part 3 Sublance 4 Elevator 5 Computer 6 Main lance 7 Operational amplifier 9 Oscillator 10 Protection cap 11 Oxygen sensor 12 Correction electrode 13 Temperature sensor 14 Sample sampling port 20 Metal electrode 50 Processing apparatus 50a Voltage data storage process part 50b Arithmetic processing unit 50c Boundary detection processing unit 50d Motion control processing unit 50e Elevation data storage processing unit 51 Storage means 51a Voltage data storage unit 51b Frequency distribution data storage unit 51c Elevation amount data storage unit A Atmospheric layer B Slag layer Bs Boundary C Molten metal Container G Ground L Molten metal layer Ls Boundary S Boundary position detection system

Claims (7)

溶融金属容器内における溶融金属層とその上に浮遊するスラグ層との境界、及び該スラグ層とその上の大気層との境界の位置をそれぞれ検知する境界位置検知方法であって、
金属電極を、前記溶融金属層、前記スラグ層及び前記大気層にわたって移動させるとともに、
該移動中に所定の周期で、周波数解析演算により電極電圧信号の周波数分布を求め、
前記周波数分布における前記溶融金属容器が設置されている地域の商用電源周波数の強度の変化により、前記各境界の位置を検知することを特徴とする境界位置検知方法。
A boundary position detection method for detecting a boundary between a molten metal layer in a molten metal container and a slag layer floating on the molten metal layer, and a boundary position between the slag layer and an air layer above the boundary,
Moving the metal electrode across the molten metal layer, the slag layer and the atmospheric layer;
During the movement, the frequency distribution of the electrode voltage signal is obtained by frequency analysis calculation at a predetermined cycle,
A boundary position detection method, wherein the position of each boundary is detected by a change in intensity of a commercial power frequency in an area where the molten metal container is installed in the frequency distribution.
溶融金属容器内における溶融金属層とその上に浮遊するスラグ層との境界、及び該スラグ層とその上の大気層との境界の位置をそれぞれ検知する境界位置検知方法であって、
金属電極を、前記溶融金属層、前記スラグ層及び前記大気層にわたって移動させるとともに、
前記溶融金属容器が設置されている地域の商用電源周波数と同じ又は異なる特定周波数の信号を印加し、
該移動中に所定の周期で、周波数解析演算により電極電圧信号の周波数分布を求め、
前記周波数分布における前記特定周波数の強度の変化により、前記各境界の位置を検知することを特徴とする境界位置検知方法。
A boundary position detection method for detecting a boundary between a molten metal layer in a molten metal container and a slag layer floating on the molten metal layer, and a boundary position between the slag layer and an air layer above the boundary,
Moving the metal electrode across the molten metal layer, the slag layer and the atmospheric layer;
Apply a signal having a specific frequency that is the same as or different from the commercial power frequency in the area where the molten metal container is installed,
During the movement, the frequency distribution of the electrode voltage signal is obtained by frequency analysis calculation at a predetermined cycle,
A boundary position detection method, wherein the position of each boundary is detected by a change in intensity of the specific frequency in the frequency distribution.
前記金属電極を、前記溶融金属及びスラグ層の一方又は双方の温度/酸素濃度等の各種データを測定するデータ測定プローブの先端部に設け、該プローブを溶融金属容器内を下降させて溶融金属に浸漬させる過程において前記各境界の位置を検知し、前記溶融金属又はスラグ層における各種データを測定する前に、前記検知した位置の情報に基づき該プローブの位置を制御可能とする請求項1又は2記載の境界位置検知方法。   The metal electrode is provided at the tip of a data measurement probe for measuring various data such as temperature / oxygen concentration of one or both of the molten metal and the slag layer, and the probe is lowered in the molten metal container to form the molten metal. The position of the probe can be controlled based on the information on the detected position before detecting the position of each boundary in the process of immersion and measuring various data in the molten metal or slag layer. The boundary position detection method described. 溶融金属容器内における溶融金属層とその上に浮遊するスラグ層との境界、及び該スラグ層とその上の大気層との境界の位置をそれぞれ検知する境界位置検知システムであって、
前記溶融金属層、前記スラグ層及び前記大気層にわたって移動可能に設けられる金属電極と、
コンピュータが所定の周期で電極電圧信号を周波数解析して周波数分布を求める演算手段と、
同じくコンピュータが各周波数分布における前記溶融金属容器が設置されている地域の商用電源周波数の強度の変化により、前記各境界の位置を検知する検知手段と、
を備えてなることを特徴とする境界位置検知システム。
A boundary position detection system for detecting a boundary between a molten metal layer in a molten metal container and a slag layer floating on the molten metal layer, and a boundary position between the slag layer and an atmospheric layer above the boundary,
A metal electrode movably provided across the molten metal layer, the slag layer and the atmospheric layer;
A computing means for calculating a frequency distribution by frequency analysis of the electrode voltage signal at a predetermined period;
Similarly, the computer detects the position of each boundary by a change in the intensity of the commercial power frequency in the area where the molten metal container is installed in each frequency distribution,
A boundary position detection system comprising:
溶融金属容器内における溶融金属層とその上に浮遊するスラグ層との境界、及び該スラグ層とその上の大気層との境界の位置をそれぞれ検知する境界位置検知システムであって、
前記溶融金属層、前記スラグ層及び前記大気層にわたって移動可能に設けられる金属電極と、
前記溶融金属容器が設置されている地域の商用電源周波数と同じ又は異なる特定周波数の信号を印加する信号印加手段と、
コンピュータが所定の周期で電極電圧信号を周波数解析して周波数分布を求める演算手段と、
同じくコンピュータが各周波数分布における前記特定周波数の強度の変化により、前記各境界の位置を検知する検知手段と、
を備えてなることを特徴とする境界位置検知システム。
A boundary position detection system for detecting a boundary between a molten metal layer in a molten metal container and a slag layer floating on the molten metal layer, and a boundary position between the slag layer and an atmospheric layer above the boundary,
A metal electrode movably provided across the molten metal layer, the slag layer and the atmospheric layer;
A signal applying means for applying a signal having a specific frequency that is the same as or different from the commercial power supply frequency in the area where the molten metal container is installed;
A computing means for calculating a frequency distribution by frequency analysis of the electrode voltage signal at a predetermined period;
Similarly, the computer detects the position of each boundary by the change in the intensity of the specific frequency in each frequency distribution,
A boundary position detection system comprising:
前記金属電極が、前記溶融金属及びスラグ層の一方又は双方の温度/酸素濃度等の各種データを測定するデータ測定プローブの先端部に設けられ、該プローブを溶融金属容器内を下降させて溶融金属に浸漬させる過程において前記各境界の位置を検知し、前記溶融金属又はスラグ層における各種データを測定する前に、前記検知した位置の情報に基づき該プローブの位置を制御可能とする請求項4又は5記載の境界位置検知システム。   The metal electrode is provided at the tip of a data measurement probe for measuring various data such as temperature / oxygen concentration of one or both of the molten metal and the slag layer, and the probe is lowered in the molten metal container to melt the molten metal. 5. The position of the probe can be controlled on the basis of the detected position information before the position of each boundary is detected in the process of immersing in the liquid and before measuring various data in the molten metal or slag layer. 5. The boundary position detection system according to 5. 請求項4又は5記載の境界位置検知システムに用いられ、前記溶融金属及びスラグ層の一方又は双方の温度/酸素濃度等の各種データを測定するプローブであって、前記金属電極を先端部に設けてなるデータ測定プローブ。   6. A probe used in the boundary position detection system according to claim 4 or 5 for measuring various data such as temperature / oxygen concentration of one or both of the molten metal and the slag layer, wherein the metal electrode is provided at a tip portion. A data measurement probe.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016541102A (en) * 2013-09-30 2016-12-28 ミンテック Method and apparatus for measuring electrical variables in a DC arc furnace

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