JP2018115357A - Slag amount estimating method and slag amount estimating apparatus for molten metal, and desulfurization treatment method and desulfurization treatment apparatus for molten metal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、溶融金属のスラグ量推定方法およびスラグ量推定装置、ならびに溶融金属の脱硫処理方法および脱硫処理装置に関する。 The present invention relates to a molten metal slag amount estimation method and a slag amount estimation device, and a molten metal desulfurization treatment method and a desulfurization treatment device.
従来、転炉予備処理の脱硫設備において、高炉鍋から装入鍋へと溶融金属（溶銑）を装入した際に、装入鍋に脱硫材を投入する脱硫処理が行われている。その際、脱硫材の投入量は、溶融金属中のＳ（硫黄）濃度や溶融金属の温度等から決定される。例えば特許文献１には、高炉下部の出銑口から流出する溶融金属を連続的に撮像し、撮像画像中における溶融金属の輝度から温度を求める方法が提案されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a desulfurization facility for converter pretreatment, when a molten metal (molten metal) is charged from a blast furnace pot to a charging pot, a desulfurization process is performed in which a desulfurizing material is charged into the charging pot. At that time, the input amount of the desulfurizing material is determined from the S (sulfur) concentration in the molten metal, the temperature of the molten metal, and the like. For example, Patent Document 1 proposes a method in which molten metal flowing out from a tap outlet at the bottom of the blast furnace is continuously imaged and the temperature is obtained from the luminance of the molten metal in the captured image.
一方、高炉鍋から装入鍋に溶融金属を装入した際に、溶融金属中に大量のスラグが混入している場合がある。溶融金属中に大量のスラグが含まれていると脱硫率が悪化するため、脱硫処理時の挙動が安定しない。そのため、通常は、装入鍋にスラグが大量に持ち込まれたことをオペレータが目視で確認した際に、脱硫材を追加投入している。しかしながら、このような方法では溶融金属のスラグ量を定量的に把握することができないため、装入鍋に対する脱硫材の投入量を適正化することができず、過剰なコストを発生させることになる。 On the other hand, when molten metal is charged into the charging pot from the blast furnace pot, a large amount of slag may be mixed in the molten metal. If a large amount of slag is contained in the molten metal, the desulfurization rate is deteriorated, so the behavior during the desulfurization treatment is not stable. Therefore, normally, when the operator visually confirms that a large amount of slag has been brought into the charging pot, a desulfurization material is additionally added. However, in such a method, the amount of molten metal slag cannot be quantitatively grasped, so the amount of desulfurized material introduced into the charging pan cannot be optimized, and excessive costs are generated. .
そこで、例えば特許文献２では、高炉鍋の出鋼口から溶鋼台車上の装入鍋に対して溶融金属を流し込み、その際の溶融金属の状態を２台のカメラ（可視カメラ、赤外線カメラ）で撮像し、その撮像画像に基づいて装入鍋内のスラグ量を定量化する方法が提案されている。 Therefore, for example, in Patent Document 2, molten metal is poured from the outlet of the blast furnace pan into the charging pan on the molten steel carriage, and the state of the molten metal at that time is determined by two cameras (visible camera, infrared camera). A method for picking up an image and quantifying the amount of slag in the charging pot based on the picked-up image has been proposed.
しかしながら、特許文献１で提案された方法は、高炉の操業条件の変動を最小限に抑えることを目的とする溶融金属の温度の検知方法であり、脱硫設備における溶融金属の温度を検知することは想定されていない。また、特許文献２で提案された方法は、溶融金属の状態をカメラで撮像した際に、スラグがメタルに巻き込まれ、スラグの周りをメタルが覆っている場合があり、正確なスラグ量を測定することが困難であった。 However, the method proposed in Patent Document 1 is a method for detecting the temperature of the molten metal for the purpose of minimizing fluctuations in the operating conditions of the blast furnace, and detecting the temperature of the molten metal in the desulfurization facility is not possible. It is not assumed. In addition, the method proposed in Patent Document 2 measures the amount of slag accurately when the molten metal is imaged with a camera and the slag is caught in the metal and the metal is covered around the slag. It was difficult to do.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、脱硫設備において、溶融金属中のスラグ量を正確に推定し、脱硫処理における脱硫材の投入量を適正化することができる溶融金属のスラグ量推定方法およびスラグ量推定装置、ならびに溶融金属の脱硫処理方法および脱硫処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in a desulfurization facility, the amount of slag in molten metal can be accurately estimated, and the amount of desulfurized material introduced in the desulfurization process can be optimized. It is an object of the present invention to provide a slag amount estimation method, a slag amount estimation device, a molten metal desulfurization treatment method, and a desulfurization treatment device.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る溶融金属のスラグ量推定方法は、脱硫処理時における脱硫材の投入量を決定するために、溶融金属に含まれるスラグ量を推定するスラグ量推定方法であって、上部が開放されており、その開放部分を流出口として備える第１の容器を傾動させることにより、前記流出口から第２の容器に対してスラグを含む溶融金属を流出させ、前記溶融金属の画像を前記流出口の上方から撮像する撮像ステップと、前記撮像ステップで撮像された前記溶融金属の画像に基づいて前記スラグの面積を求め、かつ各画像における前記スラグの面積に基づいて、前記第１の容器から前記第２の容器に流出した前記溶融金属に含まれるスラグ量を算出するスラグ量算出ステップと、を含むことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the molten metal slag amount estimation method according to the present invention determines the amount of slag contained in the molten metal in order to determine the input amount of the desulfurized material during the desulfurization process. A method for estimating the amount of slag to be estimated, wherein an upper part is opened, and a first container provided with the open part as an outlet is tilted to melt slag from the outlet to the second container. An imaging step of causing the metal to flow out and capturing an image of the molten metal from above the outlet, and determining the area of the slag based on the molten metal image captured in the imaging step, and the image in each image And a slag amount calculating step of calculating a slag amount included in the molten metal that has flowed out of the first container into the second container based on an area of the slag. .
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る溶融金属の脱硫処理方法は、上部が開放されており、その開放部分を流出口として備える第１の容器を傾動させることにより、前記流出口から第２の容器に対してスラグを含む溶融金属を流出させ、前記溶融金属の画像を前記流出口の上方から撮像する撮像ステップと、前記撮像ステップで撮像された前記溶融金属の画像に基づいて前記スラグの面積を求め、かつ各画像における前記スラグの面積に基づいて、前記第１の容器から前記第２の容器に流出した前記溶融金属に含まれるスラグ量を算出するスラグ量算出ステップと、前記スラグ量算出ステップで算出された前記スラグ量に基づいて、前記スラグ量に応じた、前記第２の容器に対する脱硫材の投入量を算出する投入量算出ステップと、を含むことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the molten metal desulfurization processing method according to the present invention is configured such that the upper part is opened and the first container provided with the open part as an outlet is tilted. , The molten metal containing slag flows out from the outlet to the second container, the imaging step of taking an image of the molten metal from above the outlet, and the molten metal imaged in the imaging step A slag amount for obtaining an area of the slag based on an image and calculating an amount of slag contained in the molten metal flowing out from the first container to the second container based on the area of the slag in each image Based on the slag amount calculated in the calculating step and the slag amount calculating step, the input amount calculation for calculating the input amount of the desulfurization material to the second container according to the slag amount A step, characterized in that it comprises a.
また、本発明に係る溶融金属の脱硫処理方法は、上記発明において、前記撮像ステップで撮像された前記溶融金属の画像の輝度に基づいて、前記溶融金属の温度を算出する温度算出ステップと、をさらに含み、前記投入量算出ステップは、前記温度算出ステップで算出された前記溶融金属の温度に基づいて、前記第１の容器から前記第２の容器に流出した前記溶融金属を、所定の目標温度まで昇温するための、前記第２の容器に対する前記脱硫材の投入量をさらに算出することを特徴とする。 The molten metal desulfurization processing method according to the present invention, in the above invention, includes a temperature calculating step of calculating a temperature of the molten metal based on a luminance of the image of the molten metal imaged in the imaging step. The charging amount calculating step further includes the step of calculating the molten metal that has flowed out of the first container into the second container based on the temperature of the molten metal calculated in the temperature calculating step. The amount of the desulfurization material introduced into the second container for raising the temperature to the second temperature is further calculated.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る溶融金属のスラグ量推定装置は、脱硫処理時における脱硫材の投入量を決定するために、溶融金属に含まれるスラグ量を推定する溶融金属のスラグ量推定装置であって、上部が開放されており、その開放部分を流出口として備える第１の容器を傾動させることにより、前記流出口から第２の容器に対してスラグを含む溶融金属を流出させ、前記溶融金属の画像を前記流出口の上方から撮像する撮像装置と、前記撮像装置で撮像された前記溶融金属の画像に基づいて前記スラグの面積を求め、かつ各画像における前記スラグの面積に基づいて、前記第１の容器から前記第２の容器に流出した前記溶融金属に含まれるスラグ量を算出する画像処理装置と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the molten metal slag amount estimating apparatus according to the present invention determines the amount of slag contained in the molten metal in order to determine the amount of desulfurized material input during the desulfurization process. An apparatus for estimating the amount of molten metal slag to be estimated, wherein an upper part is opened, and a slag is formed from the outlet to the second container by tilting a first container provided with the open part as an outlet. An molten metal containing the molten metal, and an image pickup device for picking up an image of the molten metal from above the outlet, and determining the area of the slag based on the molten metal image picked up by the image pickup device, and And an image processing device that calculates an amount of slag contained in the molten metal that has flowed from the first container to the second container based on an area of the slag in the image.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る溶融金属の脱硫処理装置は、上部が開放されており、その開放部分を流出口として備える第１の容器を傾動させることにより、前記流出口から第２の容器に対してスラグを含む溶融金属を流出させ、前記溶融金属の画像を前記流出口の上方から撮像する撮像装置と、前記撮像装置で撮像された前記溶融金属の画像に基づいて前記スラグの面積を求め、かつ各画像における前記スラグの面積に基づいて、前記第１の容器から前記第２の容器に流出した前記溶融金属に含まれるスラグ量を算出する画像処理装置と、前記画像処理装置で算出された前記スラグ量に基づいて、前記スラグ量に応じた、前記第２の容器に対する脱硫材の投入量を算出する投入量算出手段と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the molten metal desulfurization treatment apparatus according to the present invention is opened at the top, and tilted by a first container having the open part as an outlet. The molten metal containing slag flows out from the outlet to the second container, and the imaging device picks up an image of the molten metal from above the outlet, and the molten metal imaged by the imaging device. Image processing for obtaining an area of the slag based on an image and calculating an amount of slag contained in the molten metal flowing out from the first container into the second container based on the area of the slag in each image And an input amount calculation means for calculating an input amount of the desulfurization material to the second container according to the slag amount based on the slag amount calculated by the image processing device. And butterflies.
また、本発明に係る溶融金属の脱硫処理装置は、上記発明において、前記画像処理装置は、前記撮像装置で撮像された前記溶融金属の画像の輝度に基づいて、前記溶融金属の温度を算出し、前記投入量算出手段は、前記画像処理装置で算出された前記溶融金属の温度に基づいて、前記第１の容器から前記第２の容器に流出した前記溶融金属を、所定の目標温度まで昇温するための、前記第２の容器に対する前記脱硫材の投入量をさらに算出することを特徴とする。 In the molten metal desulfurization processing apparatus according to the present invention as set forth in the invention described above, the image processing apparatus calculates the temperature of the molten metal based on the luminance of the molten metal image captured by the imaging device. The input amount calculation means raises the molten metal flowing out from the first container to the second container to a predetermined target temperature based on the temperature of the molten metal calculated by the image processing apparatus. An amount of the desulfurization material introduced into the second container for heating is further calculated.
本発明によれば、第１の容器から第２の容器へ溶融金属が流れる様子を、第１の容器の流出口の上方から撮像した画像に基づいてスラグ量を算出することにより、溶融金属中のスラグ量を正確に推定し、脱硫処理における脱硫材の投入量を適正化することができる。 According to the present invention, the state of the molten metal flowing from the first container to the second container is calculated by calculating the amount of slag based on the image captured from above the outlet of the first container. This makes it possible to accurately estimate the amount of slag, and to optimize the amount of desulfurization material input in the desulfurization process.
以下、本発明に係る溶融金属のスラグ量推定方法およびスラグ量推定装置、ならびに溶融金属の脱硫処理方法および脱硫処理装置について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、以下の実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。 Hereinafter, a molten metal slag amount estimation method and a slag amount estimation apparatus, a molten metal desulfurization processing method, and a desulfurization processing apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same.
[脱硫処理装置]
本実施形態に係る脱硫処理装置の構成について、図１を参照しながら説明する。脱硫処理装置１は、転炉予備処理の脱硫設備において、溶融金属（溶銑）の脱硫処理を行うものであり、撮像装置１０と、画像処理装置２０と、プロセスコンピュータ３０と、を備えている。
[Desulfurization equipment]
The configuration of the desulfurization processing apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The desulfurization processing apparatus 1 performs desulfurization processing of molten metal (hot metal) in a desulfurization facility for converter preliminary processing, and includes an imaging device 10, an image processing device 20, and a process computer 30.
ここで、本実施形態に係るスラグ量推定装置は、脱硫処理装置１からプロセスコンピュータ３０を除いた構成、すなわち撮像装置１０および画像処理装置２０のみから構成されている。以下では、脱硫処理装置１の構成の説明の中で、スラグ量推定装置の構成の説明も含めて行うこととする。 Here, the slag amount estimation device according to the present embodiment is configured by removing the process computer 30 from the desulfurization processing device 1, that is, only the imaging device 10 and the image processing device 20. Hereinafter, in the description of the configuration of the desulfurization treatment apparatus 1, the description of the configuration of the slag amount estimation apparatus is also performed.
脱硫処理装置１では、脱硫設備として、例えば図１に示すように、高炉鍋（第１の容器）２と、受銑口３と、装入鍋（第２の容器）４と、を用いる。高炉鍋２は、上部が開放された有底筒状に形成されている。そして、高炉鍋２は、上部の開放部分を、溶融金属を流出させるための流出口２ａとして備えている。受銑口３は、高炉鍋２と装入鍋４との間に配置されており、高炉鍋２から流出した溶融金属を装入鍋４内に導く。 In the desulfurization processing apparatus 1, as shown in FIG. 1, for example, a blast furnace pan (first container) 2, a receiving port 3, and a charging pan (second container) 4 are used as desulfurization equipment. The blast furnace pan 2 is formed in a bottomed cylindrical shape with an open top. And the blast furnace pan 2 is equipped with the open part of the upper part as the outflow port 2a for making molten metal flow out. The receiving port 3 is disposed between the blast furnace pot 2 and the charging pot 4 and guides the molten metal flowing out of the blast furnace pot 2 into the charging pot 4.
装入鍋４は、高炉鍋２および受銑口３の下方向に配置されており、高炉鍋２と同様に有底筒状に形成されている。装入鍋４は、高炉鍋２の流出口２ａから流出した溶融金属を、受銑口３を介して受け入れる。なお、装入鍋４には、プロセスコンピュータ３０からの指示に基づいて脱硫材Ｄが投入される。 The charging pot 4 is arranged below the blast furnace pot 2 and the receiving port 3, and is formed in a bottomed cylindrical shape as with the blast furnace pot 2. The charging pot 4 receives the molten metal flowing out from the outlet 2 a of the blast furnace pot 2 through the receiving port 3. In addition, the desulfurization material D is thrown into the charging pan 4 based on an instruction from the process computer 30.
高炉鍋２から装入鍋４へと装入される溶融金属はスラグを含んでおり、具体的には図１に示すように、溶銑からなるメタルＭと、ＳｉＯ２を含むスラグＳとから構成されている。また、同図に示すように、高炉鍋２を傾動させて溶融金属を流出させた状態を側方から見ると、比重の軽いスラグＳがメタルＭの上側に浮上しており、スラグＳとメタルＭとが層状に分かれた状態となっている。これは、流出口２ａが高炉鍋２の上部に形成されており、高炉鍋２を傾動させることにより装入鍋４に溶融金属を流出させるため、例えば前記した特許文献２のようにスラグＳがメタルＭに巻き込まれることがないためである。 The molten metal charged into the charging pot 4 from the blast furnace pot 2 contains slag, and specifically, as shown in FIG. 1, it is composed of a metal M made of hot metal and a slag S containing SiO 2. Has been. Further, as shown in the figure, when the state in which the blast furnace pan 2 is tilted and the molten metal flows out is seen from the side, the slag S having a low specific gravity floats above the metal M, and the slag S and the metal M is in a state of being divided into layers. This is because the outlet 2a is formed in the upper part of the blast furnace pan 2 and the molten metal flows out into the charging pan 4 by tilting the blast furnace pan 2, so that, for example, the slag S is formed as in Patent Document 2 described above. This is because the metal M is not involved.
撮像装置１０は、例えばＣＣＤカメラである。撮像装置１０は、高炉鍋２の流出口２ａの下側の縁よりも上方に配置されている。そして、撮像装置１０は、高炉鍋２の流出口２ａから受銑口３（装入鍋４）に対して溶融金属を流出させた際に、流出口２ａから受銑口３に流れる溶融金属の画像を、流出口２ａおよび受銑口３の上方（斜め上）から連続的に撮像する。そして、撮像装置１０は、撮像した溶融金属の画像を画像処理装置２０に送信する。 The imaging device 10 is, for example, a CCD camera. The imaging device 10 is disposed above the lower edge of the outlet 2 a of the blast furnace pot 2. And when the imaging device 10 flows out the molten metal from the outlet 2a of the blast furnace pan 2 to the receiving port 3 (charging pot 4), the molten metal flowing from the outlet 2a to the receiving port 3 can be obtained. Images are taken continuously from above (obliquely above) the outlet 2a and the receiving port 3. Then, the imaging device 10 transmits the captured molten metal image to the image processing device 20.
画像処理装置２０は、具体的にはパーソナルコンピュータやワークステーション等の汎用の情報処理装置によって実現されるものであり、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を主要構成部品としている。 Specifically, the image processing apparatus 20 is realized by a general-purpose information processing apparatus such as a personal computer or a workstation, and includes, for example, a CPU, a ROM, a RAM, and the like as main components.
画像処理装置２０は、溶融金属におけるメタルＭ部分とスラグＳ部分を識別し、溶融金属に含まれるスラグ量を算出するスラグ量算出手段として機能する。画像処理装置２０は、撮像装置１０で撮像された溶融金属の画像に基づいてスラグＳの面積を求め、かつ各画像におけるスラグＳの面積に基づいて、高炉鍋２から装入鍋４に流出した溶融金属に含まれるスラグ量（スラグ流出量）を算出する。そして、画像処理装置２０は、算出したスラグ量をプロセスコンピュータ３０に送信する。なお、スラグ量の具体的な算出方法は後記する。 The image processing apparatus 20 functions as a slag amount calculating unit that identifies the metal M portion and the slag S portion in the molten metal and calculates the amount of slag contained in the molten metal. The image processing device 20 calculates the area of the slag S based on the molten metal image captured by the imaging device 10 and flows out from the blast furnace pot 2 to the charging pot 4 based on the area of the slag S in each image. The amount of slag contained in the molten metal (slag outflow amount) is calculated. Then, the image processing apparatus 20 transmits the calculated slag amount to the process computer 30. A specific method for calculating the slag amount will be described later.
また、画像処理装置２０は、溶融金属の温度を算出する温度算出手段としても機能する。画像処理装置２０は、撮像装置１０で撮像された溶融金属の画像の輝度に基づいて、溶融金属の温度を算出する。そして、画像処理装置２０は、算出した溶融金属の温度をプロセスコンピュータ３０に送信する。なお、溶融金属の温度の具体的な算出方法は後記する。 The image processing apparatus 20 also functions as a temperature calculation unit that calculates the temperature of the molten metal. The image processing device 20 calculates the temperature of the molten metal based on the brightness of the molten metal image captured by the imaging device 10. Then, the image processing apparatus 20 transmits the calculated molten metal temperature to the process computer 30. A specific method for calculating the temperature of the molten metal will be described later.
プロセスコンピュータ３０は、投入量算出手段３１を備えている。投入量算出手段３１は、画像処理装置２０で算出されたスラグ量に基づいて、当該スラグ量に応じた、装入鍋４に対する脱硫材Ｄの投入量（以下、「脱硫材投入量」という）を算出する。また、投入量算出手段３１は、画像処理装置２０で算出された溶融金属の温度に基づいて、高炉鍋２から装入鍋４に流出した溶融金属を、所定の目標温度まで昇温するための、装入鍋４に対する脱硫材投入量を算出する。そして、プロセスコンピュータ３０は、算出したそれぞれの脱硫材投入量に従って、脱硫材Ｄを装入鍋４に投入する。なお、脱硫材投入量の具体的な算出方法は後記する。 The process computer 30 includes input amount calculation means 31. Based on the slag amount calculated by the image processing apparatus 20, the input amount calculating means 31 inputs the desulfurization material D into the charging pan 4 according to the slag amount (hereinafter referred to as “desulfurization material input amount”). Is calculated. Further, the input amount calculation means 31 is for raising the temperature of the molten metal flowing out from the blast furnace pot 2 to the charging pot 4 to a predetermined target temperature based on the temperature of the molten metal calculated by the image processing apparatus 20. The amount of desulfurization material input to the charging pan 4 is calculated. Then, the process computer 30 inputs the desulfurization material D into the charging pan 4 according to the calculated desulfurization material input amount. A specific calculation method of the desulfurization material input amount will be described later.
[脱硫処理方法]
本実施形態に係る脱硫処理方法について、図２を参照しながら説明する。脱硫処理方法は、撮像ステップ（ステップＳ１）と、スラグ量算出ステップ（ステップＳ２）と、温度算出ステップ（ステップＳ３）と、投入量算出ステップ（ステップＳ４）と、投入ステップ（ステップＳ５）と、を行う。なお、温度算出ステップは、図示のようにスラグ量算出ステップの後に行ってもよく、あるいはスラグ量算出ステップと並行して同じタイミングで行ってもよい。
[Desulfurization treatment method]
The desulfurization processing method according to this embodiment will be described with reference to FIG. The desulfurization processing method includes an imaging step (step S1), a slag amount calculating step (step S2), a temperature calculating step (step S3), an input amount calculating step (step S4), an input step (step S5), I do. The temperature calculating step may be performed after the slag amount calculating step as illustrated, or may be performed at the same timing in parallel with the slag amount calculating step.
ここで、本実施形態に係るスラグ量推定方法は、図２に示す脱硫処理方法から温度算出ステップおよび投入量算出ステップを除いた方法、すなわち撮像ステップとスラグ量算出ステップのみを行う。以下では、脱硫処理方法の構成の説明の中で、スラグ量推定方法の説明も含めて行うこととする。 Here, the slag amount estimation method according to the present embodiment performs only the method of removing the temperature calculation step and the input amount calculation step from the desulfurization treatment method shown in FIG. 2, that is, the imaging step and the slag amount calculation step. Hereinafter, in the description of the configuration of the desulfurization treatment method, the description of the slag amount estimation method will be performed.
撮像ステップでは、１台の撮像装置１０により、高炉鍋２の流出口２ａから受銑口３（装入鍋４）へと流出する溶融金属を、流出口２ａの上方（斜め上）から連続的に撮像する（ステップＳ１参照）。 In the imaging step, the molten metal flowing out from the outlet 2a of the blast furnace pot 2 to the receiving port 3 (charging pot 4) is continuously taken from above (slantly above) the outlet 2a by one imaging device 10. (See step S1).
続いて、スラグ量算出ステップでは、画像処理装置２０により、撮像ステップで撮像された溶融金属の画像に基づいて、溶融金属のスラグ量を算出する（ステップＳ２参照）。 Subsequently, in the slag amount calculating step, the slag amount of the molten metal is calculated by the image processing device 20 based on the molten metal image captured in the imaging step (see step S2).
スラグ量算出ステップでは、まず、撮像ステップで撮像された溶融金属の画像に基づいて、メタルＭの上側に浮上したスラグＳ（図１参照）の面積を求める。すなわち、装入鍋４に対する溶融金属の装入開始からカウントを行い、装入開始からＮ［ｓｅｃ］後までに高炉鍋２から受銑口３（装入鍋４）へ流出したスラグＳの面積をＸＮ［ｍ２］とする。そして、溶融金属の装入開始から装入完了までに撮像された各画像について画像処理を行い、各画像におけるスラグＳの面積を合計することにより、装入開始から装入完了までの間に高炉鍋２から受銑口３へ流出したスラグＳの面積を算出する。 In the slag amount calculating step, first, the area of the slag S (see FIG. 1) that has floated above the metal M is obtained based on the molten metal image captured in the imaging step. That is, the area of the slag S flowing from the blast furnace pot 2 to the receiving port 3 (charging pot 4) from the start of charging to N [sec] after the start of charging the molten metal into the charging pot 4 is counted. Is X N [m 2 ]. Then, image processing is performed on each image captured from the start of charging of the molten metal to the completion of charging, and the area of the slag S in each image is totaled, whereby the blast furnace is set between the start of charging and the completion of charging. The area of the slag S flowing out from the pot 2 to the receiving port 3 is calculated.
なお、高炉鍋２から溶融金属を流出させる際に、高炉鍋２内に滞留するスラグＳがあるため、例えばスラグＳが滞留せずに受銑口３へ落ちるスラグカウントラインＡ（図３参照）を任意に定め、そのラインを通過したポイントでスラグＳの面積を算出する。 In addition, since there exists the slag S which retains in the blast furnace pan 2 when letting a molten metal flow out from the blast furnace pan 2, for example, the slag count line A which falls to the receiving port 3 without slag S staying (refer FIG. 3) Is arbitrarily determined, and the area of the slag S is calculated at a point passing through the line.
スラグ量算出ステップでは、次に、算出したスラグＳの面積に基づいて、溶融金属に含まれるスラグ量を算出する。本ステップでは、具体的には下記式（１）により、高炉鍋２から受銑口３（装入鍋４）に流出したスラグ量の原単位［ｋｇ／ｔ］を算出する。 In the slag amount calculating step, next, the slag amount included in the molten metal is calculated based on the calculated area of the slag S. In this step, specifically, the basic unit [kg / t] of the amount of slag flowing out from the blast furnace pot 2 to the receiving port 3 (charging pot 4) is calculated by the following equation (1).
続いて、温度算出ステップでは、画像処理装置２０により、撮像ステップで撮像された溶融金属の画像に基づいて、溶融金属（溶銑）の温度Ｙ［℃］を算出する（ステップＳ３参照）。本ステップでは、装入開始から装入完了までの間に撮像装置１０によって撮像された各画像中において、最高輝度の平均値を算出し、当該最高輝度の平均値を温度へと変換することにより、溶融金属の温度Ｙ［℃］を算出する。 Subsequently, in the temperature calculation step, the temperature Y [° C.] of the molten metal (molten metal) is calculated by the image processing device 20 based on the molten metal image captured in the imaging step (see step S3). In this step, in each image captured by the imaging device 10 from the start of charging to the completion of charging, the average value of the highest luminance is calculated, and the average value of the highest luminance is converted into temperature. The temperature Y [° C.] of the molten metal is calculated.
続いて、投入量算出ステップでは、プロセスコンピュータ３０の投入量算出手段３１により、脱硫材投入量を算出する（ステップＳ４参照）。本ステップでは、まず、スラグ量算出ステップで算出されたスラグ量（スラグ量の原単位）に基づいて、溶融金属中のスラグ量に応じた脱硫材投入量、すなわち溶融金属中のスラグＳによる脱硫率の悪化を抑制するための脱硫材投入量を算出する。 Subsequently, in the input amount calculating step, the input amount calculating means 31 of the process computer 30 calculates the desulfurized material input amount (see step S4). In this step, first, based on the slag amount calculated in the slag amount calculation step (basic unit of slag amount), the desulfurization material input amount according to the slag amount in the molten metal, that is, desulfurization by the slag S in the molten metal. Calculate the amount of desulfurization material input to suppress the deterioration of the rate.
投入量算出ステップでは、上記式（１）で示したスラグ量の原単位［ｋｇ／ｔ］に必要な脱硫材投入量の原単位［ｋｇ／ｔ］をｄとし、下記式（２）により、高炉鍋２から装入鍋４にスラグＳが流入したことによる脱硫材投入量の原単位［ｋｇ／ｔ］を算出する。 In the input amount calculation step, the basic unit [kg / t] of the desulfurization material input amount required for the basic unit [kg / t] of the slag amount shown in the above formula (1) is d, and the following formula (2): The basic unit [kg / t] of the desulfurization material input amount due to the slag S flowing from the blast furnace pot 2 into the charging pot 4 is calculated.
投入量算出ステップでは、次に、温度算出ステップで算出された溶融金属の温度Ｙ［℃］に基づいて、装入鍋４内の溶融金属を所定の目標温度まで昇温するために必要な脱硫材投入量の原単位Ｅ［ｋｇ／ｔ］を算出する。なお、溶融金属の温度Ｙ［℃］と、前記した脱硫材投入量の原単位Ｅ［ｋｇ／ｔ］との関係は予め判明している。 In the input amount calculation step, next, desulfurization necessary for raising the temperature of the molten metal in the charging pot 4 to a predetermined target temperature based on the temperature Y [° C.] of the molten metal calculated in the temperature calculation step. The basic unit E [kg / t] of the material input amount is calculated. The relationship between the temperature Y [° C.] of the molten metal and the basic unit E [kg / t] of the desulfurization material input amount has been previously known.
投入量算出ステップでは、最後に、下記式（３）に示すように、上記式（１）で算出した高炉鍋２から受銑口３（装入鍋４）に流出したスラグ量の原単位［ｋｇ／ｔ］と、前記した脱硫材投入量の原単位Ｅとを足し合わせることにより、装入鍋４に対する最適な脱硫材投入量の原単位［ｋｇ／ｔ］を算出する。そして、下記式（４）に示すように、装入鍋４内の溶融金属量ｃ［ｔ］に基づいて、装入鍋４に対する最適な脱硫材投入量［ｋｇ］を算出する。 In the input amount calculating step, finally, as shown in the following equation (3), the basic unit of the amount of slag that flows out from the blast furnace pot 2 calculated by the above equation (1) to the receiving port 3 (charging pot 4) [ kg / t] and the basic unit E of the desulfurization material input amount described above are added together to calculate the basic unit [kg / t] of the optimal desulfurization material input amount for the charging pan 4. Then, as shown in the following formula (4), based on the molten metal amount c [t] in the charging pan 4, the optimum desulfurization material input amount [kg] for the charging pan 4 is calculated.
最後に、投入ステップでは、プロセスコンピュータ３０により、投入量算出ステップで算出した脱硫材投入量に従って、脱硫材Ｄを装入鍋４に投入する（ステップＳ５参照）。 Finally, in the charging step, the desulfurization material D is charged into the charging pan 4 by the process computer 30 according to the desulfurization material charging amount calculated in the charging amount calculation step (see step S5).
以上のように、本実施形態に係る脱硫処理装置１を利用した溶融金属の脱硫処理方法、および本実施形態に係るスラグ量推定装置を利用した溶融金属のスラグ量推定方法によれば、高炉鍋２から装入鍋４へ溶融金属が流れる様子を、高炉鍋２の流出口２ａの上方から撮像した画像に基づいてスラグ量を算出することにより、装入鍋４内の溶融金属中のスラグ量を正確に推定することができる。 As described above, according to the molten metal desulfurization processing method using the desulfurization treatment apparatus 1 according to the present embodiment and the molten metal slag amount estimation method using the slag amount estimation apparatus according to the present embodiment, the blast furnace pan The amount of slag in the molten metal in the charging pan 4 is calculated by calculating the amount of slag from the image taken from above the outlet 2a of the blast furnace pan 2 as the molten metal flows from 2 to the charging pan 4 Can be estimated accurately.
なお、本実施形態は、高炉鍋２から装入鍋４へ溶融金属（溶銑）を受銑させる場所で適用され、図１に示すように、溶融金属の上部にスラグＳが浮上した状態で撮像を行うため、前記した特許文献２と比較して、スラグ量を容易に算出することが可能である。 In addition, this embodiment is applied in the place which receives a molten metal (molten metal) from the blast furnace pan 2 to the charging pan 4, and as shown in FIG. 1, it images with the slag S floating above the molten metal. Therefore, it is possible to easily calculate the amount of slag as compared with Patent Document 2 described above.
また、本実施形態によれば、算出したスラグ量および溶融金属の温度に基づいて、溶融金属中のスラグＳによる脱硫率の悪化を抑制し、かつ溶融金属を所定の目標温度まで昇温するための、最適な脱硫材投入量を自動的に算出し、最適な量の脱硫材Ｄを自動的に装入鍋４に投入することができる。従って、脱硫材Ｄの投入量を削減することができるとともに、脱硫処理に従事する作業者の省力化に寄与することができる。 Moreover, according to this embodiment, based on the calculated amount of slag and the temperature of the molten metal, the deterioration of the desulfurization rate due to the slag S in the molten metal is suppressed, and the molten metal is heated to a predetermined target temperature. The optimum amount of desulfurized material can be automatically calculated, and the optimum amount of desulfurized material D can be automatically charged into the charging pan 4. Therefore, the input amount of the desulfurization material D can be reduced, and it can contribute to labor saving of the worker engaged in the desulfurization process.
以下、本発明の効果を確認するための実施例について説明する。従来例（本発明適用前）では、前記した特許文献１，２に示された方法によってスラグ量および溶融金属の温度の算出を行い、脱硫材投入量を求めた。一方、本発明例（本発明適用後）では、前記したような脱硫処理装置１による脱硫処理方法を利用して、脱硫材投入量を求めた。なお、図３は、本発明例の撮像装置によって撮像した溶融金属（メタルＭ、スラグＳ）を示す図である。 Examples for confirming the effects of the present invention will be described below. In the conventional example (before application of the present invention), the amount of slag and the temperature of the molten metal were calculated by the methods disclosed in Patent Documents 1 and 2, and the desulfurization material input amount was obtained. On the other hand, in the present invention example (after application of the present invention), the desulfurization material input amount was obtained using the desulfurization processing method by the desulfurization processing apparatus 1 as described above. FIG. 3 is a diagram showing the molten metal (metal M, slag S) imaged by the imaging apparatus of the present invention example.
以下の表１に示すように、従来例では、１チャージ当たりの脱硫材投入量（脱硫材投入量の原単位）は６．０［ｋｇ／ｔ］であり、脱硫処理後に成分外れ（Ｓ濃度外れ）が発生した。一方、本発明例では、１チャージ当たりの脱硫材投入量（脱硫材投入量の原単位）は５．６［ｋｇ／ｔ］であり、脱硫処理後に成分外れは発生しなかった。従って、本発明例は、従来例と比較して、脱硫材投入量を０．４［ｋｇ／ｔ］削減することができ、脱硫処理における脱硫材投入量を適正化できることが証明できた。 As shown in Table 1 below, in the conventional example, the desulfurization material input amount per charge (the basic unit of the desulfurization material input amount) is 6.0 [kg / t]. Missed). On the other hand, in the present invention example, the desulfurization material input amount per charge (the basic unit of the desulfurization material input amount) was 5.6 [kg / t], and no component removal occurred after the desulfurization treatment. Therefore, it was proved that the present invention example can reduce the desulfurization material input amount by 0.4 [kg / t] as compared with the conventional example, and can optimize the desulfurization material input amount in the desulfurization treatment.
以上、本発明に係る溶融金属のスラグ量推定方法およびスラグ量推定装置、ならびに溶融金属の脱硫処理方法および脱硫処理装置について、発明を実施するための形態および実施例により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。 As described above, the molten metal slag amount estimation method and the slag amount estimation device, and the molten metal desulfurization treatment method and the desulfurization treatment device according to the present invention have been specifically described with reference to the embodiments and examples for carrying out the invention. The gist of the present invention is not limited to these descriptions, and should be broadly interpreted based on the descriptions in the claims. Needless to say, various changes and modifications based on these descriptions are also included in the spirit of the present invention.
１ 脱硫処理装置
２ 高炉鍋
２ａ 流出口
３ 受銑口
４ 装入鍋
１０ 撮像装置
２０ 画像処理装置
３０ プロセスコンピュータ
３１ 投入量算出手段
Ｄ 脱硫材
Ｍ メタル
Ｓ スラグ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Desulfurization processing apparatus 2 Blast furnace pot 2a Outlet 3 Receiving port 4 Charging pot 10 Imaging apparatus 20 Image processing apparatus 30 Process computer 31 Input amount calculation means D Desulfurization material M Metal S Slag
Claims (6)
上部が開放されており、その開放部分を流出口として備える第１の容器を傾動させることにより、前記流出口から第２の容器に対してスラグを含む溶融金属を流出させ、前記溶融金属の画像を前記流出口の上方から撮像する撮像ステップと、
前記撮像ステップで撮像された前記溶融金属の画像に基づいて前記スラグの面積を求め、かつ各画像における前記スラグの面積に基づいて、前記第１の容器から前記第２の容器に流出した前記溶融金属に含まれるスラグ量を算出するスラグ量算出ステップと、
を含むことを特徴とする溶融金属のスラグ量推定方法。 A method for estimating the amount of molten metal slag to estimate the amount of slag contained in the molten metal in order to determine the amount of desulfurized material input during the desulfurization treatment,
The molten metal containing slag is caused to flow out from the outflow port to the second container by tilting the first container having an open top and the open part as an outflow port. An imaging step of imaging from above the outlet;
Obtaining the area of the slag based on the image of the molten metal imaged in the imaging step, and based on the area of the slag in each image, the melt that has flowed out from the first container to the second container A slag amount calculating step for calculating the amount of slag contained in the metal;
A method for estimating the amount of slag of molten metal, comprising:
前記撮像ステップで撮像された前記溶融金属の画像に基づいて前記スラグの面積を求め、かつ各画像における前記スラグの面積に基づいて、前記第１の容器から前記第２の容器に流出した前記溶融金属に含まれるスラグ量を算出するスラグ量算出ステップと、
前記スラグ量算出ステップで算出された前記スラグ量に基づいて、前記スラグ量に応じた、前記第２の容器に対する脱硫材の投入量を算出する投入量算出ステップと、
を含むことを特徴とする溶融金属の脱硫処理方法。 The molten metal containing slag is caused to flow out from the outflow port to the second container by tilting the first container having an open top and the open part as an outflow port. An imaging step of imaging from above the outlet;
Obtaining the area of the slag based on the image of the molten metal imaged in the imaging step, and based on the area of the slag in each image, the melt that has flowed out from the first container to the second container A slag amount calculating step for calculating the amount of slag contained in the metal;
Based on the slag amount calculated in the slag amount calculating step, an input amount calculating step for calculating an input amount of the desulfurization material to the second container according to the slag amount;
A method for desulfurizing a molten metal, comprising:
前記投入量算出ステップは、前記温度算出ステップで算出された前記溶融金属の温度に基づいて、前記第１の容器から前記第２の容器に流出した前記溶融金属を、所定の目標温度まで昇温するための、前記第２の容器に対する前記脱硫材の投入量をさらに算出することを特徴とする請求項２に記載の溶融金属の脱硫処理方法。 A temperature calculating step of calculating the temperature of the molten metal based on the luminance of the image of the molten metal imaged in the imaging step;
The charging amount calculating step raises the temperature of the molten metal flowing out from the first container to the second container to a predetermined target temperature based on the temperature of the molten metal calculated in the temperature calculating step. The molten metal desulfurization processing method according to claim 2, further comprising: calculating an input amount of the desulfurization material to the second container.
上部が開放されており、その開放部分を流出口として備える第１の容器を傾動させることにより、前記流出口から第２の容器に対してスラグを含む溶融金属を流出させ、前記溶融金属の画像を前記流出口の上方から撮像する撮像装置と、
前記撮像装置で撮像された前記溶融金属の画像に基づいて前記スラグの面積を求め、かつ各画像における前記スラグの面積に基づいて、前記第１の容器から前記第２の容器に流出した前記溶融金属に含まれるスラグ量を算出する画像処理装置と、
を備えることを特徴とする溶融金属のスラグ量推定装置。 In order to determine the input amount of the desulfurization material at the time of the desulfurization treatment, a molten metal slag amount estimating device for estimating the amount of slag contained in the molten metal,
The molten metal containing slag is caused to flow out from the outflow port to the second container by tilting the first container having an open top and the open part as an outflow port. An imaging device for imaging from above the outlet;
The area of the slag is obtained based on the image of the molten metal imaged by the imaging device, and the melt that has flowed out of the first container to the second container based on the area of the slag in each image. An image processing device for calculating the amount of slag contained in the metal;
A slag amount estimating device for molten metal, comprising:
前記撮像装置で撮像された前記溶融金属の画像に基づいて前記スラグの面積を求め、かつ各画像における前記スラグの面積に基づいて、前記第１の容器から前記第２の容器に流出した前記溶融金属に含まれるスラグ量を算出する画像処理装置と、
前記画像処理装置で算出された前記スラグ量に基づいて、前記スラグ量に応じた、前記第２の容器に対する脱硫材の投入量を算出する投入量算出手段と、
を備えることを特徴とする溶融金属の脱硫処理装置。 The molten metal containing slag is caused to flow out from the outflow port to the second container by tilting the first container having an open top and the open part as an outflow port. An imaging device for imaging from above the outlet;
The area of the slag is obtained based on the image of the molten metal imaged by the imaging device, and the melt that has flowed out of the first container to the second container based on the area of the slag in each image. An image processing device for calculating the amount of slag contained in the metal;
Based on the slag amount calculated by the image processing apparatus, an input amount calculating means for calculating an input amount of the desulfurization material to the second container according to the slag amount;
An apparatus for desulfurizing molten metal, comprising:
前記投入量算出手段は、前記画像処理装置で算出された前記溶融金属の温度に基づいて、前記第１の容器から前記第２の容器に流出した前記溶融金属を、所定の目標温度まで昇温するための、前記第２の容器に対する前記脱硫材の投入量をさらに算出することを特徴とする請求項５に記載の溶融金属の脱硫処理装置。 The image processing device calculates the temperature of the molten metal based on the luminance of the image of the molten metal imaged by the imaging device,
The input amount calculation means raises the temperature of the molten metal flowing out from the first container to the second container to a predetermined target temperature based on the temperature of the molten metal calculated by the image processing apparatus. The molten metal desulfurization processing apparatus according to claim 5, further comprising: calculating an input amount of the desulfurization material to the second container.
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