JP2016006221A - 竪型炉における溶滓量計測方法、及びその計測装置 - Google Patents

竪型炉における溶滓量計測方法、及びその計測装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2016006221A
JP2016006221A JP2014245911A JP2014245911A JP2016006221A JP 2016006221 A JP2016006221 A JP 2016006221A JP 2014245911 A JP2014245911 A JP 2014245911A JP 2014245911 A JP2014245911 A JP 2014245911A JP 2016006221 A JP2016006221 A JP 2016006221A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hot metal
amount
flow
discharged
vertical furnace
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2014245911A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6242329B2 (ja
Inventor
尚和 迫田
Hisakazu Sakota
尚和 迫田
真鍋 知多佳
Chitaka Manabe
知多佳 真鍋
森本 勉
Tsutomu Morimoto
勉 森本
山口 証
Akashi Yamaguchi
証 山口
泰弘 山口
Yasuhiro Yamaguchi
山口  泰弘
充 坂本
Mitsuru Sakamoto
充 坂本
智 大関
Satoshi Ozeki
智 大関
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP2014245911A priority Critical patent/JP6242329B2/ja
Publication of JP2016006221A publication Critical patent/JP2016006221A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6242329B2 publication Critical patent/JP6242329B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Blast Furnaces (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Abstract

【課題】高炉などの竪型炉などから吐出され、且つ溶銑と溶滓とが混在する流れである出銑滓流に含まれる溶滓量を正確に計測することができる竪型炉における溶滓量計測方法、及びその計測装置を提供する。
【解決手段】本発明の竪型炉31における溶滓量計測方法は、竪型炉31に備えられた出銑口35から吐出され、且つ溶銑Xと溶滓Yとが混在する流れである出銑滓流Zに含まれる溶滓Yの溶滓量Mを計測するに際し、出銑口35から吐出される出銑滓流Zを撮像する撮像手段2を設けておき、撮像手段2にて、出銑滓流Zの画像を撮像し、撮像された画像を用いて、出銑滓流Zの流れ方向に垂直な断面の半径rを求め、求めた半径rと、出銑滓流Zの速度vとを基に、竪型炉31から吐出される溶滓量Mを算出する。
【選択図】図1

Description

本発明は、高炉などの竪型炉などから吐出され、且つ溶銑と溶滓とが混在する流れである出銑滓流に含まれる溶滓量を計測する溶滓量計測方法、及びその計測装置に関する。
従来から、高炉では、その上部から鉄鉱石、コークス、石灰石などの炉内装入物を層状に装入し、下部から熱風を吹込んで、鉄鉱石の還元、溶解等の一連の反応を行わせ、溶銑(銑鉄)を製造している。
炉内装入物の装入位置や粒度を適切に調整したり、高炉下部に設置された羽口からの送風条件(送風温度や送風湿分など)を適切に制御したりすることで、鉄鉱石の還元、溶解等の一連の反応が効率よく進行させ、所望とする銑鉄の温度(出銑温度)が確保できるように操業を行っている。
ところで、上記のようにして製造された溶銑は、溶滓(溶融スラグ)が混在した「出銑滓流」の状態で高炉下部に備えられた出銑口から吐出される。この吐出される出銑滓流のうち、溶銑の量(出銑量)に関しては、操業中、常に計測されている。
その一方で、出銑滓流中の溶滓の量は、常に計測される状況とはなっていない。
高炉において安定した操業を行うためには、出銑滓流中の溶滓の量を常時且つ正確に知ることは非常に重要である。そのため、通常時(定常操業時)には、高炉鋳床にて分別された溶滓は、溶滓処理設備(水砕設備)などでその量を計量されるようになっている。
しかし、非定常操業時(例えば、休風立上げ時など)や水砕設備の工事の場合においては、ピットへ流して徐冷する場合があり、その場合は計量されないことからオペレータの目視に頼るしか無く、溶滓の出滓量の正確な計測ができないのが実情であった。
かかる状況下において、出銑滓流中の溶滓の量を正確に知るといった要求に寄与できそうな技術として、特許文献1の技術が考えられる。
具体的には、特許文献1は、高炉に形成された出銑口から流出した溶融物の噴流である出銑流の直径を、当該出銑口の口径として測定する高炉出銑口径測定方法であって、前記出銑流を含む領域の熱放射輝度の2次元分布を、当該熱放射輝度に対応する画素毎の画素値を持つ各画素から構成される熱画像として撮像する撮像工程と、前記撮像工程により連続的に撮像された複数枚の前記熱画像のそれぞれの画素値を2値化して複数枚の2値化画像を生成する2値化画像生成工程と、前記2値化画像生成工程により生成された複数枚の2値化画像のうち、異なる時間に撮像された2枚の前記熱画像に基づいて生成された2枚の2値化画像に基づいて、当該2枚の2値化画像の相互に対応する画素の画素値の差分の絶対値を画素値として有する差分2値化画像を生成する差分2値化画像生成工程と、前記差分2値化画像生成工程により生成された差分2値化画像を用いて、当該差分2値化画像における前記出銑流の直径を導出し、当該差分2値化画像における前記出銑流の直径から、前記出銑口の口径を導出する出銑口径導出工程と、を有する高炉出銑口径測定方法を開示する。
特開2013−257181号公報
しかしながら、特許文献1の技術は、出銑滓流の状況(例えば、直径)を画像処理により把握しているだけであり、たとえ出銑滓流の計測結果を用いても、溶滓の出滓量を計測することは困難であると考えられる。
つまり、出銑滓流中の溶滓の量を正確に知るといった要求に答えることのできる技術は、未だ開発されるに至っていないのが実情である。
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、高炉などの竪型炉などから吐出され、且つ溶銑と溶滓とが混在する流れである出銑滓流に含まれる溶滓量を正確に計測することができる竪型炉における溶滓量計測方法、及びその計測装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
本発明にかかる竪型炉における溶滓量計測方法は、竪型炉に備えられた出銑口から吐出され、且つ溶銑と溶滓とが混在する流れである出銑滓流に含まれる前記溶滓の溶滓量Mを計測するに際し、前記出銑口から吐出される前記出銑滓流を撮像する撮像手段を設けておき、前記撮像手段にて、前記出銑滓流の画像を撮像し、撮像された前記画像を用いて、前記出銑滓流の流れ方向に垂直な断面の半径rを求め、求めた前記半径rと、前記出銑滓流の速度vとを基に、前記竪型炉から吐出される前記溶滓量Mを算出することを特徴とする。
好ましくは、前記出銑滓流の速度vは、前記撮像手段にて、前記出銑滓流の画像を少なくとも2枚以上撮像し、撮像された2枚以上の前記画像を用いて求めるとよい。
好ましくは、前記速度vと前記半径r及び、別の手段で求められた「単位時間当たり吐出される前記溶銑の吐出量m」を基に、式(1)から「単位時間当たり吐出される前記溶滓の吐出量m」を算出し、算出された前記「単位時間当たり吐出される前記溶滓の吐出量m」を時間積分することで、前記溶滓の溶滓量Mを算出するとよい。
好ましくは、前記撮像手段にて、前記出銑滓流の画像を撮像する際には、当該撮像手段の撮像速度を50fps以上として、連続撮像するとよい。
好ましくは、前記補正係数kは、0≦k≦1の範囲内とされているとよい。
好ましくは、前記補正係数kは、前記速度vと前記半径rの少なくとも一方の値を用いて算出するとよい。
好ましくは、前記「単位時間当たり吐出される前記溶銑の吐出量m」を求める前記別の手段として、前記溶銑が装入されたトピードカーの重量を計測するロードセルを用いているとよい。
本発明にかかる竪型炉における溶滓量計測装置は、竪型炉に備えられた出銑口から吐出され、且つ溶銑と溶滓とが混在する流れである出銑滓流の画像を撮像する撮像手段と、撮像された前記画像を用いて、前記出銑滓流の流れ方向に垂直な断面の半径rを求める出銑滓流算出部と、求めた前記半径rと、前記出銑滓流の速度vとを基に、前記竪型炉から吐出される前記溶滓量Mを算出する溶滓量算出部と、を有することを特徴とする。
好ましくは、前記撮像手段は、前記出銑滓流の画像を少なくとも2枚以上撮像し、前記出銑滓流算出部は、前記撮像手段にて撮像された2枚以上の前記画像を用いて、前記出銑滓流の速度vを求めるとよい。
好ましくは、前記溶滓の吐出量mを算出する吐出量算出部を有し、前記吐出量算出部は、前記速度vと前記半径r及び、別の手段で求められた「単位時間当たり吐出される前記溶銑の吐出量m」を基に、式(1)から「単位時間当たり吐出される前記溶滓の吐出量m」を算出し、前記溶滓量算出部は、前記吐出量算出部にて算出された前記「単位時間当たり吐出される前記溶滓の吐出量m」を時間積分することで、前記溶滓の溶滓量Mを算出するとよい。
本発明の竪型炉における溶滓量計測方法、及びその計測装置によれば、高炉などの竪型炉などから吐出され、且つ溶銑と溶滓とが混在する流れである出銑滓流に含まれる溶滓量を正確に計測することができる。
高炉設備を模式的に示す図であり、高炉から吐出された溶銑が、高炉鋳床を経てトピードカーに装入されるまでの間を概略的に示した図である。 本発明の溶滓量計測方法にて、撮像された出銑滓流の画像の一例を示す図である。 本発明の溶滓量計測方法にて、撮像された出銑滓流の画像から、その出銑滓流の半径を算出する方法を示す図である。
以下、本発明にかかる溶滓量計測方法、及びその計測装置の実施形態を、図を参照して説明する。
なお、以下に説明する実施形態は、本発明を具体化した一例であって、その具体例をもって本発明の構成を限定するものではない。従って、本発明の技術的範囲は、本実施形態に開示内容だけに限定されるものではない。
例えば、本実施形態では、出銑滓流Zは、種々ある竪型炉のうち、高炉31から吐出されるものとして例に挙げて説明するが、この高炉31は一つの例であり、溶銑Xと溶滓Yとが混在する流れである出銑滓流Zが吐出される竪型炉であれば、特に限定しない。
また、以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。従って、それらについての詳細な説明は繰返さない。
図1は、高炉設備30を模式的に示す図であり、高炉31から吐出された溶銑Xが、高炉鋳床36を経てトピードカー42に装入されるまでの間を概略的に示した図である。
図1に示す如く、高炉設備30は、その中核としての高炉31(高炉本体)と、高炉鋳床36とを有している。
高炉31は、外部が鋼板製の鉄皮で覆われ、且つ内部が耐火物(耐火煉瓦)で内張りされた竪型円筒状の炉体を有している。
炉体の最下部(炉床部)の側壁には、炉内に熱風や微粉炭を吹き込む開口(羽口34)が放射状に設けられていると共に、溶銑X(銑鉄)が溶滓Yと混在された状態で吐出される出銑口35が設けてある。
上記した高炉31の内部では、高炉31の付帯設備の一つである装入装置により供給された、鉄鉱石とコークスなどの燃料を兼ねる還元材、及び不純物を除去するための石灰石に対して、羽口34から熱風を吹き入れて内部のコークスを燃焼させ、鉄鉱石の還元、溶解等の一連の反応を行わせ、溶銑Xを製造する。製造された溶銑Xは、炉床部の側壁の出銑口35より、溶滓Yと混在された状態(出銑滓流Z)で取り出される。
図1に示すように、高炉31の周り(出銑口35の下流側)には、高炉31から出銑された溶銑Xを、トピードカー42に装入するための高炉鋳床36が設けられている。
この高炉鋳床36は、高炉31の出銑口35から出銑された溶銑Xが流れる出銑樋37を有している。
この出銑樋37は、水平方向に長尺で、且つ長手方向の両側、及び幅方向の出銑口35側に所定の高さを有する側壁が形成された運河状の流路であって、出銑口35の反対側、すなわち出銑樋37の最下流側には、トピードカー42に溶銑Xを装入するため傾注樋38が配備されている。
出銑樋37(溶銑流路)の中途部には、溶銑Xと溶滓Yを分別して溶滓Yを排出する排滓樋39が分岐形成されており、排滓樋39の形状は出銑樋37と同形状の運河状の流路である。
そして、出銑樋37の分岐部分、すなわち排滓樋39の下流近傍には、溶滓Y(溶融スラグ)が排滓樋39に流れるように案内する潜り堰40が設けられている。
潜り堰40は、出銑樋37内に浮くように配備された堰40aと、出銑樋37の底部から立設された堰40bとで構成されている。この二段構成とされた潜り堰40によって、溶滓Yがせき止められて、排滓樋39に案内される。
また、出銑口35近傍の出銑樋37の上部には、吐出された出銑滓流Zが外部に飛散することを防止するための出銑樋カバー(図示せず)が設けられている。
したがって、高炉31から溶銑Xが溶滓Yと混在する状態(出銑滓流Z)で吐出されると、当該溶銑Xは溶滓Yと混在する状態で上流から下流に向かって流れる。
溶銑Xと溶滓Yとが混在する状態で流れる出銑滓流Zは、排滓樋39近傍の潜り堰40で溶銑Xと溶滓Yとが分別され、分別された溶銑Xはそのまま出銑樋37の下流側に向かって流れる。その後、溶銑Xは、傾注樋38を介してトピードカー42に装入される。トピードカー42が停止するステーション(場所)には、トピードカー42及び内部に装入された溶銑Xの重量を計測するための計量手段7(ロードセル)が設けられており、高炉31から「単位時間当たり吐出される溶銑Xの吐出量m」が計測可能となっている。
一方、潜り堰40で堰止められた溶滓Yは、排滓樋39に流れるように案内され、排滓樋39の下流に設けられている水砕設備など溶滓処理設備に送られる。処理された溶滓Yは、徐冷スラグや水砕スラグとして排出され、道路の路盤材やコンクリート細骨材などに再利用される。水砕設備など溶滓処理設備においては、高炉31から「単位時間当たり吐出される溶滓Yの吐出量m」が計測可能となっている。
上記した構成の高炉設備30において、本願発明は、高炉31の出銑口35から吐出され、且つ溶銑Xと溶滓Yとが混在する流れである出銑滓流Zに含まれる溶滓量を正確に計測することを可能とする技術である。
次に、本発明にかかる溶滓量計測装置について説明する。
図1に示すように、溶滓量計測装置1は、出銑口35近傍に設けられた撮像手段2を用いて、当該出銑口35から吐出された出銑滓流Z(溶銑Xと溶滓Yとが混在する流れ)の画像を撮像し、撮像された画像を用いて、「単位時間当たり吐出される溶滓Yの吐出量m」を求め、求められた溶滓Yの吐出量mから出銑滓流Zに含まれる「溶滓量M」を算出するものである。
溶滓量計測装置1は、高炉31に備えられた出銑口35から吐出され、且つ溶銑Xと溶滓Yとが混在する流れである出銑滓流Zの画像を少なくとも2枚以上を撮像する撮像手段2と、撮像された2枚以上の画像を用いて、出銑滓流Zに含まれる溶滓量M(出滓量)を算出する処理装置3とを有する。
処理装置3は、撮像された2枚以上の画像を用いて、出銑滓流Zの速度vと流れ方向に垂直な断面の半径rを求める出銑滓流算出部4と、求めた速度vと前記半径r及び、別の手段7で求められた「単位時間当たり吐出される溶銑Xの吐出量(すなわち、溶銑Xの出銑速度)m」を基に、「単位時間当たり吐出される溶滓Yの吐出量(すなわち、溶滓Yの出滓速度)m」を算出する吐出量算出部5と、算出された単位時間当たり吐出される溶滓Yの吐出量mを時間積分することで、高炉31から吐出される出銑滓流Zに含まれる溶滓量Mを算出する溶滓量算出部6と、を有する。
なお、出銑滓流算出部4において、断面の半径rを求めるに際しては、断面が流れ方向に正確に垂直である必要はなく、若干傾いた状況下であってもよい。すなわち、流れ方向に対して交差するような断面の半径を半径rとしてもよい。
以降、本発明の計測装置の詳細について説明する。なお、説明にあたっては、「単位時間当たり吐出される溶銑Xの吐出量m」を、単に「溶銑Xの吐出量m」と呼び、「単位時間当たり吐出される溶滓Yの吐出量m」を単に「溶滓Yの吐出量m」と呼ぶこととする。また、「高炉31から吐出される出銑滓流Zに含まれる溶滓量M」を単に「溶滓量M」と呼ぶこととする。
まず、計測装置に備えられた撮像手段2は、出銑口35から吐出された出銑滓流Zの画像を、少なくとも2枚以上撮像する。すなわち、撮像手段2にて、溶滓Yが含まれている溶銑Xの画像を2枚以上連続して撮像する。撮像手段2は、出銑口35の下流側近傍の上部に、且つ吐出された出銑滓流Zから所定の距離だけ離れた位置に少なくとも1台配備されている。
なお、撮像手段2を、出銑滓流Zの水平方向と鉛直方向の2方向から撮像するために、出銑口35の近傍に2台配備してもよい。
本実施形態の撮像手段2は、CCDカメラ(エリアカメラ)を採用している。また、撮像手段2へのダメージ低減のため赤外線カットフィルタを装着している。
なお、図2は、出銑滓流Zの画像の一例を示す図であり、画像左側が出銑口35側(高炉31側)を示し、右側が出銑樋カバー側(高炉鋳床36側)を示している。すなわち、出銑口35から吐出された出銑滓流Zは、上流を示す左側から下流を示す右側へ流れている。
なお、撮像手段2にて、出銑滓流Zの画像を撮像する際には、当該撮像手段2の撮像速度を50fps(フレーム/秒)以上として、連続撮像するとよい。さらに好ましくは、撮像手段2の撮像速度を100fps以上とするとよい。
上記のようにして撮像された複数の出銑滓流Zの画像は、処理装置3内の記憶部(図示せず)などに記憶される。処理装置3内には、記憶部の他、次に詳しく述べる出銑滓流算出部4、吐出量算出部5、溶滓量算出部6を備えている。処理装置3は、パソコンと当該パソコン内部で実行されるプログラムとから構成されている。
処理装置3内に設けられた出銑滓流算出部4は、撮像手段2により撮像された2枚以上の画像を用いて、出銑滓流Zの速度vと流れ方向に垂直な断面の半径rを求めるものである。
まず、撮像された画像から、出銑滓流Zの速度vを算出する過程について、述べる。
複数の画像から任意の画像を1つのフレーム画像として抽出し、その画像を「フレーム1」とする。加えて、「フレーム1」に続くフレーム画像(1つ後のフレーム)を「フレーム2」とする。
抽出された「フレーム1」において、所定のパターンを含むエリアを追跡領域Ga(図2中の白色実線)として取り出し、その追跡領域Gaと同じパターンを有するエリアを「フレーム2」において探索する。探索においては、当業者常法の画像処理手法(例えば、パターンマッチング手法)を用いるとよい。
パターンマッチング手法により得られた「フレーム1における追跡領域Ga」の位置と「フレーム2における追跡領域Ga」の位置とを基に、フレーム1〜フレーム2間における追跡領域Gaが移動した画素数ΔL(pixel)を算出する。
そして、得られた画素数ΔL、撮像系の画素分解能A(m/pixel)、撮像速度B(fps)とし、画素数ΔLを用いて、出銑滓流Zの速度v(m/s)を以下に示す式(2)で求める。
なお、溶滓量Mの計測の安定性を高めるため、パターンマッチングの検索領域を絞っていてもよい。また、本実施形態においては、撮像された画像から出銑滓流Zの速度v(リアルタイムで計測した値)を算出したが、出銑滓流Zの速度vが既知の場合、その値(既知値)を出銑滓流Zの速度vとして採用してもよい。例えば、過去の実績を基に決定した出銑滓流Zの速度vを採用してもよい。
次に、撮像された画像から、出銑滓流Zの半径rを算出する過程について、述べる。
溶滓Yが撮像されている複数の画像から、任意の画像を1枚(1つのフレーム)だけ抽出し、その画像を「フレーム3」とする。なお、「フレーム3」として、上記した出銑滓流Zの速度vを求める際に抽出した画像(フレーム1)を用いてもよいし、別の画像(例えば、フレーム2)を抽出してもよい。
抽出されたフレーム3において、投影領域Gb(図2中の白色破線)を設定する。
図3に示すように、フレーム3において設定された投影領域Gbにおいて、水平方向にプロジェクション(輝度の加算)をとり、予め設定しておいた閾値より大きい輝度値を求め、閾値以上の輝度値が存在する領域の長さ(上下方向に沿った画素数)から出銑滓流Zの半径rを算出する。そして、出銑滓流Zの半径rより、流れ方向に垂直な断面の面積Sも算出する。なお、本実施形態においては、出銑滓流Zの流れ方向に垂直な断面を略真円として、半径r及び断面積Sを算出している。
処理装置3内に設けられた吐出量算出部5は、出銑滓流算出部4にて求められた出銑滓流Zの速度v(計測値乃至は過去実績などに基づく所定値)と、出銑滓流Zの半径rを基に、溶滓Yの吐出量mを算出するものである。
詳しくは、予め別の手段7、例えば計量手段(ロードセル)により、トピードカー42及び内部に装入された溶銑Xの重量を計測して、溶銑Xの吐出量m(出銑量)を求めておく。また、溶銑Xの比重ρは予めわかっており、溶滓Yの比重ρは実績値より予め求めておく。
そして、求めておいた溶銑Xの吐出量m、溶銑Xの比重ρ、溶滓Yの比重ρと、出銑滓流算出部4にて求められた出銑滓流Zの速度vと、出銑滓流Zの半径rを、式(1)に代入して、溶滓Yの吐出量mを算出する。
なお、補正係数kは、出銑滓流Zにおける表面と内部の速度誤差や、出銑滓流Zの断面を略真円として考慮しているための誤差、出銑滓流Z内部における溶滓Yの充填率(出銑滓流Z内部の空隙率)などによる影響を補正するためのものである。
この補正係数kは、予め通常時に、0≦k≦1の範囲内となるように求めておく。
なお、この補正係数kは、定数(過去実績などに基づく所定値)を採用してもよく、出銑滓流Zの状況を反映した値としてもよい。例えば、補正係数kを出銑滓流Zの速度vと半径rの少なくとも一方の値を用いて算出することは非常に好ましい。この場合、補正係数kは、出銑滓流Zの速度vの計測値や半径rの計測値を用いた回帰分析(多変量の回帰分析)から算出することができる。
補正係数kを定数とせず、出銑滓流Zの速度vと半径rの少なくとも一方の値を用いて得られる値とすることが好ましい理由は、以下の通りである。
例えば、実際の操業においては、出銑滓流Zの半径rが逐次変わっているので、出銑滓流Z内部における溶滓Yの充填率も変わる。例えば、出銑滓流Zの半径rが大きくなると、溶滓Yの充填率が低くなる、つまり出銑滓流Z内部の空隙が多くなる。空隙が多くなると断面積は広くなるが、溶滓Yは密の状態となっていない(疎の状態)ため、出銑滓流Zの断面積S、すなわち半径rをそのまま用いることはできない。
そこで、出銑滓流Zの半径rを用いて補正係数kを求めておく。例えば、溶滓Yの充填率が高い、出銑滓流Zがほぼ密の状態(充填率:約100%)の場合、補正係数kを1とする。一方、溶滓Yの充填率が低い、出銑滓流Z内に空隙が形成されている場合、その空隙の大きさに従って補正係数kを0に近い値とする。出銑滓流Zの速度vに関しても、同様な考えである。
なお、上記の式(1)に関しては、出銑滓流Zの単位時間当たりの体積を表現する式(3)を、溶滓Yの吐出量mを表現する式(4)に変形して、その式(4)に断面積S=πrを代入して表現した式である。
処理装置3内に設けられた溶滓量算出部6は、吐出量算出部5にて算出された溶滓Yの吐出量mを時間積分することで、出銑滓流Zに含まれる溶滓量Mを算出するものである。
詳しくは、溶滓Yの吐出量mを、式(5)に代入して、式(6)に変形し、溶滓量Mを算出する。
以上のようにすれば、高炉31に備えられた出銑口35から吐出される出銑滓流Zに含まれる溶滓Yの溶滓量Mを計測するに際し、撮像手段2にて撮像した出銑滓流Zの画像を画像処理することで、出銑滓流Zの速度vと半径rを求め、求めた速度v、半径r、予め求めておいた溶銑量Mを基に、溶滓Yの吐出量mを算出し、算出した溶滓Yの吐出量mを時間積分することで、出銑滓流Zに含まれる溶滓量Mを算出する、すなわち溶滓量Mを正確且つ確実に計測することが可能となる。
次に、上記した本発明の溶滓量計測装置1を用いて、出銑滓流Zに含まれる溶滓量Mを計測する方法について、説明する。
まず、例えば、撮像速度150fpsで動作するように設定された撮像手段2にて、出銑滓流Zの画像を少なくとも2枚以上撮像する。
次に、出銑滓流算出部4において、複数の画像から任意の画像を1つの画像として抽出し、その画像に続く画像も抽出する。これら抽出された2枚の画像を用いて、画像処理(例えば、パターンマッチング手法)を行う。画像処理で得られた結果を用いて、出銑滓流Zの速度vを求める。また、抽出された1つの画像において、水平方向にプロジェクションをとって、閾値より大きい輝度値を求め、その輝度値が存在する領域から出銑滓流Zの半径rを算出する。
続いて、吐出量算出部5において、出銑滓流算出部4にて求められた出銑滓流Zの速度vと、出銑滓流Zの半径rと、求めておいた溶銑Xの吐出量m、溶銑Xの比重ρ、溶滓Yの比重ρとを、上記の式(1)に代入して、溶滓Yの吐出量mを算出する。また、補正係数kを、出銑滓流Zの速度vと半径rの少なくとも一方の値を用いて、0≦k≦1の範囲内となるように求めておく。
そして、溶滓量算出部6において、算出された溶滓Yの吐出量mを時間積分する(上記の式(6))ことで、出銑滓流Zに含まれる溶滓量Mを算出する。
以上述べたように、出銑口35から吐出された溶滓Yが、高炉鋳床36の排滓樋39を経て、水砕設備など溶滓処理設備に送られる際に、出銑口35近傍に設けられた撮像手段2にて、溶銑Xと溶滓Yが混在する出銑滓流Zが撮像され、出銑滓流算出部4により、撮像された出銑滓流Zの画像を画像処理して出銑滓流Zの速度vと半径rが求められ、その出銑滓流Zの速度v及び半径rと、予め計測された溶銑量Mを基に、吐出量算出部5により溶滓Yの吐出量mを算出し、溶滓量算出部6により、溶滓Yの吐出量mを時間積分することで、出銑滓流Zに含まれる溶滓量Mを正確且つ容易に計測することが可能となる。
また、出銑滓流Zに含まれる溶滓量Mを計測する際の設備に関して、出銑口35近傍に撮像手段2を設けるのみであるので、低コストにて溶滓量Mを定量化することができる。
また、時間経過による出銑滓流Zの表面パターンの変動に対応するために、撮像手段2の撮像速度を50fps以上としているので、パターンマッチングの精度が向上することとなる。それ故、出銑滓流Zの計測精度、及び計測安定性が向上する。
なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。
特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。
1 溶滓量計測装置
2 撮像手段(CCDカメラ)
3 処理装置
4 出銑滓流算出部
5 吐出量算出部
6 溶滓量算出部
7 別の手段(計量手段、ロードセル)
30 高炉設備
31 高炉(高炉本体)
34 羽口
35 出銑口
36 高炉鋳床
37 出銑樋(溶銑流路)
38 傾注樋
39 排滓樋
40 潜り堰
40a 配備された堰
40b 立設された堰
42 トピードカー
Ga 追跡領域
Gb 投影領域
X 溶銑(銑鉄)
Y 溶滓(溶融スラグ)
Z 出銑滓流

Claims (10)

  1. 竪型炉に備えられた出銑口から吐出され、且つ溶銑と溶滓とが混在する流れである出銑滓流に含まれる前記溶滓の溶滓量Mを計測するに際し、
    前記出銑口から吐出される前記出銑滓流を撮像する撮像手段を設けておき、
    前記撮像手段にて、前記出銑滓流の画像を撮像し、
    撮像された前記画像を用いて、前記出銑滓流の流れ方向に垂直な断面の半径rを求め、
    求めた前記半径rと、前記出銑滓流の速度vとを基に、前記竪型炉から吐出される前記溶滓量Mを算出する
    ことを特徴とする竪型炉における溶滓量計測方法。
  2. 前記出銑滓流の速度vは、
    前記撮像手段にて、前記出銑滓流の画像を少なくとも2枚以上撮像し、撮像された2枚以上の前記画像を用いて求める
    ことを特徴とする請求項1に記載の竪型炉における溶滓量計測方法。
  3. 前記速度vと前記半径r及び、別の手段で求められた「単位時間当たり吐出される前記溶銑の吐出量m」を基に、式(1)から「単位時間当たり吐出される前記溶滓の吐出量m」を算出し、
    算出された前記「単位時間当たり吐出される前記溶滓の吐出量m」を時間積分することで、前記溶滓の溶滓量Mを算出する
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の竪型炉における溶滓量計測方法。
  4. 前記撮像手段にて、前記出銑滓流の画像を撮像する際には、当該撮像手段の撮像速度を50fps以上として、連続撮像することを特徴とする請求項1〜3に記載の竪型炉における溶滓量計測方法。
  5. 前記補正係数kは、0≦k≦1の範囲内とされていることを特徴とする請求項3に記載の竪型炉における溶滓量計測方法。
  6. 前記補正係数kは、前記速度vと前記半径rの少なくとも一方の値を用いて算出することを特徴とする請求項3又は5に記載の竪型炉における溶滓量計測方法。
  7. 前記「単位時間当たり吐出される前記溶銑の吐出量m」を求める前記別の手段として、前記溶銑が装入されたトピードカーの重量を計測するロードセルを用いていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の竪型炉における溶滓量計測方法。
  8. 竪型炉に備えられた出銑口から吐出され、且つ溶銑と溶滓とが混在する流れである出銑滓流の画像を撮像する撮像手段と、
    撮像された前記画像を用いて、前記出銑滓流の流れ方向に垂直な断面の半径rを求める出銑滓流算出部と、
    求めた前記半径rと、前記出銑滓流の速度vとを基に、前記竪型炉から吐出される前記溶滓量Mを算出する溶滓量算出部と、を有する
    ことを特徴とする竪型炉における溶滓量計測装置。
  9. 前記撮像手段は、前記出銑滓流の画像を少なくとも2枚以上撮像し、
    前記出銑滓流算出部は、前記撮像手段にて撮像された2枚以上の前記画像を用いて、前記出銑滓流の速度vを求める
    ことを特徴とする請求項8に記載の竪型炉における溶滓量計測装置。
  10. 前記溶滓の吐出量mを算出する吐出量算出部を有し、
    前記吐出量算出部は、前記速度vと前記半径r及び、別の手段で求められた「単位時間当たり吐出される前記溶銑の吐出量m」を基に、式(1)から「単位時間当たり吐出される前記溶滓の吐出量m」を算出し、
    前記溶滓量算出部は、前記吐出量算出部にて算出された前記「単位時間当たり吐出される前記溶滓の吐出量m」を時間積分することで、前記溶滓の溶滓量Mを算出する
    ことを特徴とする請求項8又は9に記載の竪型炉における溶滓量計測装置。
JP2014245911A 2014-05-28 2014-12-04 竪型炉における溶滓量計測方法、及びその計測装置 Active JP6242329B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014245911A JP6242329B2 (ja) 2014-05-28 2014-12-04 竪型炉における溶滓量計測方法、及びその計測装置

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014110278 2014-05-28
JP2014110278 2014-05-28
JP2014245911A JP6242329B2 (ja) 2014-05-28 2014-12-04 竪型炉における溶滓量計測方法、及びその計測装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016006221A true JP2016006221A (ja) 2016-01-14
JP6242329B2 JP6242329B2 (ja) 2017-12-06

Family

ID=55224794

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014245911A Active JP6242329B2 (ja) 2014-05-28 2014-12-04 竪型炉における溶滓量計測方法、及びその計測装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6242329B2 (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017160498A (ja) * 2016-03-10 2017-09-14 株式会社神戸製鋼所 竪型炉における溶融物レベルの推定方法、及びその推定装置
JP2019026883A (ja) * 2017-07-28 2019-02-21 株式会社神戸製鋼所 溶滓量測定装置および溶滓量測定方法
CN109439812A (zh) * 2018-10-18 2019-03-08 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 测量高炉渣排放量及高炉渣消泡的方法
JP2020501158A (ja) * 2016-12-12 2020-01-16 ポスコPosco 高炉出銑口温度測定装置
JP2020063898A (ja) * 2018-10-17 2020-04-23 株式会社神戸製鋼所 溶滓量測定装置および溶滓量測定方法
CN113077480A (zh) * 2021-03-25 2021-07-06 西安道法数器信息科技有限公司 一种基于枪球联动的高炉渣铁沟盖板铺设方法及系统
WO2021220751A1 (ja) 2020-04-30 2021-11-04 Jfeスチール株式会社 凝固層の変動検知方法および高炉操業方法
KR20220154826A (ko) 2020-04-30 2022-11-22 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 응고층의 변동 검지 방법 및 고로 조업 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63290212A (ja) * 1987-05-20 1988-11-28 Nkk Corp 溶融スラグ量検出方法
JP2007002306A (ja) * 2005-06-24 2007-01-11 Nippon Steel Corp 高炉出銑流速測定方法、出銑流速測定装置、及び出銑量測定方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63290212A (ja) * 1987-05-20 1988-11-28 Nkk Corp 溶融スラグ量検出方法
JP2007002306A (ja) * 2005-06-24 2007-01-11 Nippon Steel Corp 高炉出銑流速測定方法、出銑流速測定装置、及び出銑量測定方法

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017160498A (ja) * 2016-03-10 2017-09-14 株式会社神戸製鋼所 竪型炉における溶融物レベルの推定方法、及びその推定装置
JP2020501158A (ja) * 2016-12-12 2020-01-16 ポスコPosco 高炉出銑口温度測定装置
JP2019026883A (ja) * 2017-07-28 2019-02-21 株式会社神戸製鋼所 溶滓量測定装置および溶滓量測定方法
JP7227096B2 (ja) 2018-10-17 2023-02-21 株式会社神戸製鋼所 溶滓量測定装置および溶滓量測定方法
JP2020063898A (ja) * 2018-10-17 2020-04-23 株式会社神戸製鋼所 溶滓量測定装置および溶滓量測定方法
JP2023029338A (ja) * 2018-10-17 2023-03-03 株式会社神戸製鋼所 溶滓量測定装置および溶滓量測定方法
JP7394952B2 (ja) 2018-10-17 2023-12-08 株式会社神戸製鋼所 溶滓量測定装置および溶滓量測定方法
CN109439812B (zh) * 2018-10-18 2021-01-26 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 测量高炉渣排放量及高炉渣消泡的方法
CN109439812A (zh) * 2018-10-18 2019-03-08 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 测量高炉渣排放量及高炉渣消泡的方法
WO2021220751A1 (ja) 2020-04-30 2021-11-04 Jfeスチール株式会社 凝固層の変動検知方法および高炉操業方法
KR20220154826A (ko) 2020-04-30 2022-11-22 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 응고층의 변동 검지 방법 및 고로 조업 방법
CN113077480A (zh) * 2021-03-25 2021-07-06 西安道法数器信息科技有限公司 一种基于枪球联动的高炉渣铁沟盖板铺设方法及系统
CN113077480B (zh) * 2021-03-25 2023-06-27 济南伊斯达自控工程有限公司 一种基于枪球联动的高炉渣铁沟盖板铺设方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
JP6242329B2 (ja) 2017-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6242329B2 (ja) 竪型炉における溶滓量計測方法、及びその計測装置
JP6602238B2 (ja) 竪型炉における溶融物レベルの推定方法
JP4965093B2 (ja) 転炉スラグ流出量定量化方法、転炉の操業方法およびそれらの装置
JP5298634B2 (ja) 焼結鉱の品質制御方法
JP2007002306A (ja) 高炉出銑流速測定方法、出銑流速測定装置、及び出銑量測定方法
KR20110065528A (ko) 용선 온도의 검지 방법 및 이것을 이용한 고로의 조업 방법
TWI804075B (zh) 轉爐的操作方法及轉爐的吹煉控制系統
JP6164173B2 (ja) 転炉排出流判定装置、転炉排出流判定方法、溶銑予備処理方法、及び転炉予備処理の操業方法
WO2018020929A1 (ja) 排滓重量推定方法及び排滓重量推定装置
JP5444692B2 (ja) スラグの流出検知方法
KR102102470B1 (ko) 용선 생산 설비에서 용융물 배출 속도 측정 방법
JP5786803B2 (ja) 高炉出銑口径測定方法、高炉出銑口径測定システム、及びコンピュータプログラム
JP2023114849A (ja) 転炉排滓量の推定方法及び転炉における精錬方法
JP2020164992A (ja) 転炉のスロッピング予知方法、転炉の操業方法及び転炉のスロッピング予知システム
JP5842762B2 (ja) 焼結機のパレット位置認識装置を用いた焼結鉱の製造方法
JP6260559B2 (ja) スラグのフォーミング鎮静剤の投入方法および投入装置
JP4238165B2 (ja) 高炉出銑孔の銑滓流出径の測定方法
KR102271300B1 (ko) 고로의 출선 모니터링 장치 및 그 방법
KR101175465B1 (ko) 고로 장입물의 낙하궤적 산출방법
Ayres et al. Measurement of thickness of oxygen lance skull in LD converters using artificial vision
US20230314077A1 (en) Continuously Charged Electric Arc Furnace System
JPH07242448A (ja) 溶滓流量の測定装置及びこれを利用した炉設備
KR102008373B1 (ko) 강도 예측 장치 및 그 방법
KR20200019487A (ko) 용선 생산 설비용 고로의 용융물 배출 출선구의 단면적 측정 시스템 및 그 방법
JP6645398B2 (ja) 混合度の測定方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160901

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170725

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170808

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170928

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20171107

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20171107

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6242329

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150