JP2905366B2 - 溶湯流量測定装置及び溶湯流量測定方法 - Google Patents
溶湯流量測定装置及び溶湯流量測定方法Info
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- JP2905366B2 JP2905366B2 JP5182962A JP18296293A JP2905366B2 JP 2905366 B2 JP2905366 B2 JP 2905366B2 JP 5182962 A JP5182962 A JP 5182962A JP 18296293 A JP18296293 A JP 18296293A JP 2905366 B2 JP2905366 B2 JP 2905366B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば溶鉱炉や製錬炉
等から排出される金属溶湯やスラグ溶湯の流量を測定す
る溶湯流量測定装置及び溶湯流量測定方法に関する。
等から排出される金属溶湯やスラグ溶湯の流量を測定す
る溶湯流量測定装置及び溶湯流量測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】溶鉱炉や製錬炉等から排出される金属溶
湯やスラグ溶湯の量を検出することは生産量や品質の制
御を行うための必須事項である。図２は、溶鉱炉から排
出される銑鉄とスラグの排出状況を示す模式図である。
溶鉱炉１０から排出された銑鉄とスラグは出銑樋１２を
流下し、これらの比重差に基づいてスキンマ１４により
分離され、溶銑は溶銑樋１６へ、スラグは溶滓樋１８へ
分流される。さらにスラグはスラグの処理方法の相違に
より、水砕設備に向かう樋２０とドライピットに向かう
樋２２へ分流される。この銑鉄及びスラグの量を把握す
ることは、溶鉱炉１０内の残銑量及び残滓量の管理レベ
ルを向上するために重要であり、これらの量は操業指標
となる。しかしながらこれらの量を把握する正確な測定
技術は従来から無く、溶銑量は、溶銑樋１６の下流に配
置されたトピードカー内の溶銑レベルの推移を見ること
により、またはこのトピードカーの重量の変化推移を見
ることにより推測される。また、スラグ量は水砕設備で
の水砕生産量の推移を見ることにより推測されるが、ド
ライピットでの操業では何ら推測する手段がなく盲状態
である。
湯やスラグ溶湯の量を検出することは生産量や品質の制
御を行うための必須事項である。図２は、溶鉱炉から排
出される銑鉄とスラグの排出状況を示す模式図である。
溶鉱炉１０から排出された銑鉄とスラグは出銑樋１２を
流下し、これらの比重差に基づいてスキンマ１４により
分離され、溶銑は溶銑樋１６へ、スラグは溶滓樋１８へ
分流される。さらにスラグはスラグの処理方法の相違に
より、水砕設備に向かう樋２０とドライピットに向かう
樋２２へ分流される。この銑鉄及びスラグの量を把握す
ることは、溶鉱炉１０内の残銑量及び残滓量の管理レベ
ルを向上するために重要であり、これらの量は操業指標
となる。しかしながらこれらの量を把握する正確な測定
技術は従来から無く、溶銑量は、溶銑樋１６の下流に配
置されたトピードカー内の溶銑レベルの推移を見ること
により、またはこのトピードカーの重量の変化推移を見
ることにより推測される。また、スラグ量は水砕設備で
の水砕生産量の推移を見ることにより推測されるが、ド
ライピットでの操業では何ら推測する手段がなく盲状態
である。
【０００３】これらを解決する方法として、例えば特開
昭５３−６３０５５号公報や特開昭５４−５１５６０号
公報には、非接触式距離計と流速計の組合わせによる溶
湯流量測定方法が開示されている。また特開平４−１６
７１９号公報には、光ビームを溶湯の表面に照射し溶湯
の表面位置を検出することによる溶湯流量測定方法が開
示されている。
昭５３−６３０５５号公報や特開昭５４−５１５６０号
公報には、非接触式距離計と流速計の組合わせによる溶
湯流量測定方法が開示されている。また特開平４−１６
７１９号公報には、光ビームを溶湯の表面に照射し溶湯
の表面位置を検出することによる溶湯流量測定方法が開
示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の非接触式距
離計と流速計の組み合せによる溶湯流量測定方法では、
輝度式相関流速計を使用しているが、溶銑或いはスラグ
が高温度のときはハレーションが起きたり、また流れは
蛇行しているため、輝度の変化に基づいて溶銑或いはス
ラグの流速を計測すると、非常に測定精度が低くなる。
また、光ビームによる溶湯の表面位置計測方法あるいは
上記の非接触式距離計による方法においては、溶銑樋１
６における溶湯のレベル（溶湯の高さ）を計測する点で
は、確立された技術といえる。しかし、溶銑やスラグの
流量を測定する際に、溶湯の流速を考慮せずに溶湯のレ
ベルだけに基づいて溶湯流量を相関式を用いて演算する
ことは、はなはだ乱暴であり精度の低いものである。
離計と流速計の組み合せによる溶湯流量測定方法では、
輝度式相関流速計を使用しているが、溶銑或いはスラグ
が高温度のときはハレーションが起きたり、また流れは
蛇行しているため、輝度の変化に基づいて溶銑或いはス
ラグの流速を計測すると、非常に測定精度が低くなる。
また、光ビームによる溶湯の表面位置計測方法あるいは
上記の非接触式距離計による方法においては、溶銑樋１
６における溶湯のレベル（溶湯の高さ）を計測する点で
は、確立された技術といえる。しかし、溶銑やスラグの
流量を測定する際に、溶湯の流速を考慮せずに溶湯のレ
ベルだけに基づいて溶湯流量を相関式を用いて演算する
ことは、はなはだ乱暴であり精度の低いものである。
【０００５】従って、上記のような従来の技術において
は、いずれの場合も正確な溶湯流量の測定が困難であ
り、しかも流量測定の連続化或いは自動化が困難である
という問題がある。この問題は基本的には、溶湯を囲む
環境が高温であるとともに閉じた空間であり、人間の作
業や機械的手段の設置が非常に困難であることに起因し
ている。
は、いずれの場合も正確な溶湯流量の測定が困難であ
り、しかも流量測定の連続化或いは自動化が困難である
という問題がある。この問題は基本的には、溶湯を囲む
環境が高温であるとともに閉じた空間であり、人間の作
業や機械的手段の設置が非常に困難であることに起因し
ている。
【０００６】本発明は、上記事情に鑑み、溶鉱炉や製錬
炉等から排出される金属溶湯あるいはスラグ溶湯の流量
を確実に精度よく測定する溶湯流量の測定装置及び測定
方法を提供することを目的とするものである。
炉等から排出される金属溶湯あるいはスラグ溶湯の流量
を確実に精度よく測定する溶湯流量の測定装置及び測定
方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は上記目的を達
成するために、指向性が強く検知精度が高いレーザ光を
利用して、溶銑やスラグ等の溶湯の高さを検出し、かつ
溶湯表面で反射されたレーザ光のドップラシフト周波数
により溶湯の速度を検出し、高さと速度の時間的演算に
より溶湯の流量が測定できることに着目した。
成するために、指向性が強く検知精度が高いレーザ光を
利用して、溶銑やスラグ等の溶湯の高さを検出し、かつ
溶湯表面で反射されたレーザ光のドップラシフト周波数
により溶湯の速度を検出し、高さと速度の時間的演算に
より溶湯の流量が測定できることに着目した。
【０００８】具体的には、上記目的を達成するための本
発明の溶湯流量測定装置は、 （１）Ａｒレーザ光源 （２）該レーザ光源から温度１３００〜１５５０℃の溶
湯の表面に照射されたレーザ光の反射光を通過させる半
値幅が３．３ｎｍの帯域のフィルタと、該フィルタを通
過した反射光が結像する結像位置もしくは該反射光の反
射角に基づいて、前記溶湯の表面高さを検出する高さ検
出手段 （３）照射されたレーザ光の周波数と前記反射光の周波
数に基づいて、前記溶湯の表面の移動速度を検出する速
度検出手段 （４）高さ検出手段で検出された溶湯の表面高さ、前記
速度検出手段で検出された表面の移動速度、及び前記溶
湯の流れに垂直な前記溶湯の断面形状に基づいて、前記
溶湯の流量を演算する流量演算手段を備えたことを特徴
とするものである。
発明の溶湯流量測定装置は、 （１）Ａｒレーザ光源 （２）該レーザ光源から温度１３００〜１５５０℃の溶
湯の表面に照射されたレーザ光の反射光を通過させる半
値幅が３．３ｎｍの帯域のフィルタと、該フィルタを通
過した反射光が結像する結像位置もしくは該反射光の反
射角に基づいて、前記溶湯の表面高さを検出する高さ検
出手段 （３）照射されたレーザ光の周波数と前記反射光の周波
数に基づいて、前記溶湯の表面の移動速度を検出する速
度検出手段 （４）高さ検出手段で検出された溶湯の表面高さ、前記
速度検出手段で検出された表面の移動速度、及び前記溶
湯の流れに垂直な前記溶湯の断面形状に基づいて、前記
溶湯の流量を演算する流量演算手段を備えたことを特徴
とするものである。
【０００９】また、上記目的を達成するための本発明の
溶湯流量測定方法は、 （５）溶湯が流れる溶湯樋の底面に堰を設け、 （６）堰を越えて流れる整流された温度１３００〜１５
５０℃の溶湯の表面にＡｒレーザ光を照射し、 （７）表面に照射された前記レーザ光の反射光を半値幅
が３．３ｎｍの帯域のフィルタを通過させ、該反射光が
結像する結像位置もしくは該反射光の反射角を検出し、 （８）検出された前記結像位置もしくは反射角に基づい
て、前記堰を越えて流れる溶湯の表面高さを検出し、 （９）検出された前記表面高さに基づいて前記溶湯の表
面位置を検出し、 （１０）検出された前記表面位置で交差するように、レ
ーザ光を２方向から前記表面に照射し、 （１１）表面で反射した反射光の周波数を測定し、 （１２）照射されたレーザ光の周波数と前記反射光の周
波数に基づいて、前記堰を越えて流れる溶湯の移動速度
を検出し、 （１３）堰を越えて流れる溶湯の、表面高さ、表面の移
動速度、及び流れに垂直な該溶湯の断面形状に基づい
て、該溶湯の流量を求めることを特徴とするものであ
る。
溶湯流量測定方法は、 （５）溶湯が流れる溶湯樋の底面に堰を設け、 （６）堰を越えて流れる整流された温度１３００〜１５
５０℃の溶湯の表面にＡｒレーザ光を照射し、 （７）表面に照射された前記レーザ光の反射光を半値幅
が３．３ｎｍの帯域のフィルタを通過させ、該反射光が
結像する結像位置もしくは該反射光の反射角を検出し、 （８）検出された前記結像位置もしくは反射角に基づい
て、前記堰を越えて流れる溶湯の表面高さを検出し、 （９）検出された前記表面高さに基づいて前記溶湯の表
面位置を検出し、 （１０）検出された前記表面位置で交差するように、レ
ーザ光を２方向から前記表面に照射し、 （１１）表面で反射した反射光の周波数を測定し、 （１２）照射されたレーザ光の周波数と前記反射光の周
波数に基づいて、前記堰を越えて流れる溶湯の移動速度
を検出し、 （１３）堰を越えて流れる溶湯の、表面高さ、表面の移
動速度、及び流れに垂直な該溶湯の断面形状に基づい
て、該溶湯の流量を求めることを特徴とするものであ
る。
【００１０】
【００１１】
【作用】本発明の溶湯流量測定装置では、高さ検出手段
により溶湯の表面高さが検出され、速度検出手段により
溶湯の表面の移動速度が検出される。演算手段では、高
さ検出手段で検出された溶湯の表面高さ、速度検出手段
で検出された表面の移動速度、及び溶湯の流れに垂直な
溶湯の断面形状に基づいて、溶湯の流量が演算される。
これにより、溶湯の流量を確実に精度よく連続的に測定
できる。
により溶湯の表面高さが検出され、速度検出手段により
溶湯の表面の移動速度が検出される。演算手段では、高
さ検出手段で検出された溶湯の表面高さ、速度検出手段
で検出された表面の移動速度、及び溶湯の流れに垂直な
溶湯の断面形状に基づいて、溶湯の流量が演算される。
これにより、溶湯の流量を確実に精度よく連続的に測定
できる。
【００１２】また、本発明の溶湯流量測定方法では、堰
を越えて流れる溶湯は滑らかな縮流になり、この縮流に
なった溶湯の表面位置で交差するようにレーザ光を２方
向から溶湯表面に照射し、照射されたレーザ光の周波数
と反射光の周波数に基づいて堰を越えて流れる溶湯の移
動速度を検出し、溶湯の表面高さ、表面の移動速度、及
び流れに垂直な溶湯の断面形状に基づいて溶湯の流量を
求めるため、溶湯の流量を確実に精度よく計測できる。
を越えて流れる溶湯は滑らかな縮流になり、この縮流に
なった溶湯の表面位置で交差するようにレーザ光を２方
向から溶湯表面に照射し、照射されたレーザ光の周波数
と反射光の周波数に基づいて堰を越えて流れる溶湯の移
動速度を検出し、溶湯の表面高さ、表面の移動速度、及
び流れに垂直な溶湯の断面形状に基づいて溶湯の流量を
求めるため、溶湯の流量を確実に精度よく計測できる。
【００１３】ここで、レーザ光は指向性が高いため、溶
湯表面の移動速度を検出するためのレーザ光のビーム交
差ポイントを常に溶湯の表面に追従させなければならな
い煩わしさがあり、従来のレーザトップラー速度計は、
レーザ光源と測定対象との間の距離が一定のものを対象
としている。しかし本発明の対象となる溶銑やスラグな
どの溶湯は時々刻々流量が変化しており、従って溶湯の
高さ及び流速も変化している。本発明では、反射光の結
像位置もしくは反射光の反射角に基づく高さ検出情報に
より、レーザ光が溶湯の表面で交差するようにレーザ光
を溶湯表面に照射している。従って、溶湯の表面の移動
速度を正確に検出できる。
湯表面の移動速度を検出するためのレーザ光のビーム交
差ポイントを常に溶湯の表面に追従させなければならな
い煩わしさがあり、従来のレーザトップラー速度計は、
レーザ光源と測定対象との間の距離が一定のものを対象
としている。しかし本発明の対象となる溶銑やスラグな
どの溶湯は時々刻々流量が変化しており、従って溶湯の
高さ及び流速も変化している。本発明では、反射光の結
像位置もしくは反射光の反射角に基づく高さ検出情報に
より、レーザ光が溶湯の表面で交差するようにレーザ光
を溶湯表面に照射している。従って、溶湯の表面の移動
速度を正確に検出できる。
【００１４】また、レーザ光の本質的な問題として高温
物体測定時の感度低下が挙げられる。高温になるにした
がって物体の分光放射発散度曲線の最大値は波長の短い
方に移動するため、レーザ波長近傍での背景雑音信号が
大きくなり、相対的にＳ−Ｎ比が低下する。このため従
来のレーザ光の測定限度は１０００℃とされている。一
方、本発明が対象とする溶銑やスラグ等の溶湯の温度は
１３００〜１５５０℃である。そこでレーザ波長帯域の
みを通すフィルタを用いることにより背景雑音信号を少
なくしてＳ−Ｎ比を向上させているが、感度低下はさけ
られない。総合感度はレーザの出力、波長、対象物の温
度、光電部の感度によって決まるが、最も短波長（４８
８ｎｍ）のＡｒレーザを採用し、かつ、半値幅が３．３
ｎｍの帯域のフィルタを採用すると良好なＳ−Ｎ比が得
られる。
物体測定時の感度低下が挙げられる。高温になるにした
がって物体の分光放射発散度曲線の最大値は波長の短い
方に移動するため、レーザ波長近傍での背景雑音信号が
大きくなり、相対的にＳ−Ｎ比が低下する。このため従
来のレーザ光の測定限度は１０００℃とされている。一
方、本発明が対象とする溶銑やスラグ等の溶湯の温度は
１３００〜１５５０℃である。そこでレーザ波長帯域の
みを通すフィルタを用いることにより背景雑音信号を少
なくしてＳ−Ｎ比を向上させているが、感度低下はさけ
られない。総合感度はレーザの出力、波長、対象物の温
度、光電部の感度によって決まるが、最も短波長（４８
８ｎｍ）のＡｒレーザを採用し、かつ、半値幅が３．３
ｎｍの帯域のフィルタを採用すると良好なＳ−Ｎ比が得
られる。
【００１５】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の溶湯流量の測
定装置と測定方法の一実施例を説明する。図１は、溶滓
樋１８に、スラグ流量検出装置３０を設置した全体構成
を示す図である。出銑樋１２（図２参照）では、溶銑３
２とスラグ３４の比重差により、下層部に溶銑３２が、
上層部にスラグ３４が滞留し、スラグ３４は溶滓樋１８
に分流する。この溶滓樋１８の底面に堰３６を設け、ス
ラグ３４がこの堰３６を越えて流れるようにしている。
この堰３６を設けた理由は、スラグ３４の流れを整流さ
せるとともに、スラグ３４の流れに一定の断面形状をも
たせるためである。レーザ光は、樋カバー３８に形成さ
れた孔３８ａを通って、堰３６を越えて流れるスラグ３
４の表面に照射される。
定装置と測定方法の一実施例を説明する。図１は、溶滓
樋１８に、スラグ流量検出装置３０を設置した全体構成
を示す図である。出銑樋１２（図２参照）では、溶銑３
２とスラグ３４の比重差により、下層部に溶銑３２が、
上層部にスラグ３４が滞留し、スラグ３４は溶滓樋１８
に分流する。この溶滓樋１８の底面に堰３６を設け、ス
ラグ３４がこの堰３６を越えて流れるようにしている。
この堰３６を設けた理由は、スラグ３４の流れを整流さ
せるとともに、スラグ３４の流れに一定の断面形状をも
たせるためである。レーザ光は、樋カバー３８に形成さ
れた孔３８ａを通って、堰３６を越えて流れるスラグ３
４の表面に照射される。
【００１６】先ず、スラグ３４の高さを検出する原理か
ら説明する。この原理は三角測量法を基本としている。
レーザ発振器４０から発振されたレーザ光は、可動光学
系４２を経由し入射光Ａとしてスラグ３４の表面３４ａ
を照射する。表面３４ａで反射されたレーザ光は散乱光
Ｃとなり、この散乱光Ｃは、受光レンズ４４、干渉フィ
ルタ４６を経由して受光部４８で受光される。この散乱
光Ｃを受光したときの結像位置は、可動光学系４２とス
ラグ３４の表面位置即ち高さｈとの間の距離に依存して
変化するため、この結像位置を求めることにより可動光
学系４２とスラグ３４の表面３４ａとの間の距離を求め
ることができる。結像位置を求めるための光位置検出素
子には例えばリニアイメージセンサ等が使用され、スラ
グ３４の流れに平行になるように受光部４８に配置され
る。スラグ３４の高さｈが変化すると、リニアイメージ
センサに結像する散乱光Ｃの位置が変化するため、上記
のように、可動光学系４２とスラグ３４の表面３４ａと
の間の距離を求めることができる。
ら説明する。この原理は三角測量法を基本としている。
レーザ発振器４０から発振されたレーザ光は、可動光学
系４２を経由し入射光Ａとしてスラグ３４の表面３４ａ
を照射する。表面３４ａで反射されたレーザ光は散乱光
Ｃとなり、この散乱光Ｃは、受光レンズ４４、干渉フィ
ルタ４６を経由して受光部４８で受光される。この散乱
光Ｃを受光したときの結像位置は、可動光学系４２とス
ラグ３４の表面位置即ち高さｈとの間の距離に依存して
変化するため、この結像位置を求めることにより可動光
学系４２とスラグ３４の表面３４ａとの間の距離を求め
ることができる。結像位置を求めるための光位置検出素
子には例えばリニアイメージセンサ等が使用され、スラ
グ３４の流れに平行になるように受光部４８に配置され
る。スラグ３４の高さｈが変化すると、リニアイメージ
センサに結像する散乱光Ｃの位置が変化するため、上記
のように、可動光学系４２とスラグ３４の表面３４ａと
の間の距離を求めることができる。
【００１７】次にスラグの流速検出の原理を説明する。
この原理は、レーザ光のドップラ効果を利用したもので
ある。レーザ発振器４０から発振されたレーザ光はビー
ムスプリッタ５０により２本に分岐され、一方のレーザ
光Ａは可動光学系４２を経由し、他方のレーザ光Ｂはミ
ラー５２と可動光学系４２を経由し、スラグ３４の表面
３４ａを互いに反対方向から交差するように照射する。
２本のレーザ光Ａ，Ｂが表面３４ａで反射されて生じる
散乱光Ｃには、正負同じ量の周波数変位が生じることに
なる。これら散乱光Ｃを受光レンズ４４、干渉フィルタ
４６を通して受光部４８で重ね合せることによる干渉に
よって、次式に示すドップラ周波数ｆｄが検出される。
この原理は、レーザ光のドップラ効果を利用したもので
ある。レーザ発振器４０から発振されたレーザ光はビー
ムスプリッタ５０により２本に分岐され、一方のレーザ
光Ａは可動光学系４２を経由し、他方のレーザ光Ｂはミ
ラー５２と可動光学系４２を経由し、スラグ３４の表面
３４ａを互いに反対方向から交差するように照射する。
２本のレーザ光Ａ，Ｂが表面３４ａで反射されて生じる
散乱光Ｃには、正負同じ量の周波数変位が生じることに
なる。これら散乱光Ｃを受光レンズ４４、干渉フィルタ
４６を通して受光部４８で重ね合せることによる干渉に
よって、次式に示すドップラ周波数ｆｄが検出される。
【００１８】ｆｄ＝（２Ｖ／λ）×ｓｉｎ（ψ／２） ここで Ｖ：スラグ表面の移動速度 λ：レーザ光の波長 ψ：２本の照射光の交差角 レーザドップラ速度計のドップラ周波数ｆｄとスラグ表
面の移動速度Ｖとの関係は、交差角ψだけに依存するた
め、スラグ流量検出装置３０が設置された環境の影響を
受けにくく高精度の計測が可能である。しかしながら計
測対象のスラグ３４の表面高さｈは時々刻々変化するた
め、常にレーザ光Ａ，Ｂの交差位置をこの変化に追従さ
せる必要がある。そこで、レーザ光Ａ，Ｂの交差位置を
変化できるようにスラグ流量検出装置３０には可動光学
系４２が設けられており、この可動光学系４２をサーボ
モータ５４でスライドさせ、レーザ光Ａ，Ｂがスラグ３
４の表面で交差するようにする。サーボアンプ５６は、
目標高さｈに対する可動光学系４２の実際の位置をエン
コーダ５８で検出し、この偏差に基づいてサーボモータ
５４をフィードバック制御している。これにより、安定
で高いＳ−Ｎ特性が得られる。高さ検出と速度検出は電
気的に交互に切り換えるように運用している。
面の移動速度Ｖとの関係は、交差角ψだけに依存するた
め、スラグ流量検出装置３０が設置された環境の影響を
受けにくく高精度の計測が可能である。しかしながら計
測対象のスラグ３４の表面高さｈは時々刻々変化するた
め、常にレーザ光Ａ，Ｂの交差位置をこの変化に追従さ
せる必要がある。そこで、レーザ光Ａ，Ｂの交差位置を
変化できるようにスラグ流量検出装置３０には可動光学
系４２が設けられており、この可動光学系４２をサーボ
モータ５４でスライドさせ、レーザ光Ａ，Ｂがスラグ３
４の表面で交差するようにする。サーボアンプ５６は、
目標高さｈに対する可動光学系４２の実際の位置をエン
コーダ５８で検出し、この偏差に基づいてサーボモータ
５４をフィードバック制御している。これにより、安定
で高いＳ−Ｎ特性が得られる。高さ検出と速度検出は電
気的に交互に切り換えるように運用している。
【００１９】表面高さｈとスラグ表面の移動速度Ｖは演
算装置６０に入力され、ここでは以下の演算が実行され
る。 Ｑ＝α×Ｖ×β×ｈ ここで Ｑ：流量 α：流速補正係数 Ｖ：スラグ表面速度 β：断面積変換係数 ｈ：スラグ表面高さ αは、スラグ表面移動速度に基づいてスラグ全断面積の
平均流速を求めるための係数であり、βはスラグ表面高
さｈに横方向要素を乗じることにより断面積を抽出する
ための係数である。この演算結果は、表示装置６２に与
えられ、操業者へ提供されることになる。
算装置６０に入力され、ここでは以下の演算が実行され
る。 Ｑ＝α×Ｖ×β×ｈ ここで Ｑ：流量 α：流速補正係数 Ｖ：スラグ表面速度 β：断面積変換係数 ｈ：スラグ表面高さ αは、スラグ表面移動速度に基づいてスラグ全断面積の
平均流速を求めるための係数であり、βはスラグ表面高
さｈに横方向要素を乗じることにより断面積を抽出する
ための係数である。この演算結果は、表示装置６２に与
えられ、操業者へ提供されることになる。
【００２０】以上説明したように、スラグ流量検出装置
３０は構成されており、このスラグ流量検出装置３０
は、溶銑あるいは金属溶湯の流量測定にも適用できる。
本発明では、高熱、粉塵及び光路内の熱揺らぎによる光
路中の屈折率変化を防止する対策として、レンズ系や光
路にフードを設け、スラグ３４側に対してエアーを吹付
ける構成をとっていることは言うまでもない。
３０は構成されており、このスラグ流量検出装置３０
は、溶銑あるいは金属溶湯の流量測定にも適用できる。
本発明では、高熱、粉塵及び光路内の熱揺らぎによる光
路中の屈折率変化を防止する対策として、レンズ系や光
路にフードを設け、スラグ３４側に対してエアーを吹付
ける構成をとっていることは言うまでもない。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、出
滓量のオンライン連続測定を可能とし、高炉炉内残滓量
管理レベルを向上させ、また水砕水量のスラグ流量に応
じた調整により、水砕スラグ品質の向上と省エネルギー
を果たすことができる。また広く、金属溶湯にも適用す
ることによって、生産量や品質の制御、管理に大いに寄
与する。
滓量のオンライン連続測定を可能とし、高炉炉内残滓量
管理レベルを向上させ、また水砕水量のスラグ流量に応
じた調整により、水砕スラグ品質の向上と省エネルギー
を果たすことができる。また広く、金属溶湯にも適用す
ることによって、生産量や品質の制御、管理に大いに寄
与する。
【図１】本発明のスラグ流量検出装置を設置した例の全
体構成を示す図である。
体構成を示す図である。
【図２】溶鉱炉からの銑鉄及びスラグの排出状況を示す
図である。
図である。
１０ 溶鉱炉 １２ 出銑樋 １４ スキンマ １６ 溶銑樋 １８ 溶滓樋 ２０ 水砕設備に向う樋 ２２ ドライピットに向う樋 ３０ スラグ流量検出装置 ３２ 溶銑 ３４ スラグ ３６ 堰 ３８ 樋カバー ４０ レーザ発振器 ４２ 可動光学系 ４４ 受光レンズ ４６ 干渉フィルタ ４８ 受光部 ５０ ビームスプリッタ ５２ ミラー ５４ サーボモータ ５６ サーボアンプ ５８ エンコーダー ６０ 演算装置 ６２ 表示装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−229030（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−256012（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−151588（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−40176（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−129620（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−57204（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−7309（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−40623（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−109105（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭53−32712（ＪＰ，Ｂ２) 流量計測ハンドブック（日刊工業新聞 社昭和54年７月10日初版発行) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01F 1/52 G01F 1/66 103 G01P 5/00
Claims (2)
- 【請求項１】Ａｒレーザ光源と、 該レーザ光源から温度１３００〜１５５０℃の溶湯の表
面に照射されたレーザ光の反射光を通過させる半値幅が
３．３ｎｍの帯域のフィルタと、 該フィルタを通過した反射光 が結像する結像位置もしく
は該反射光の反射角に基づいて、前記溶湯の表面高さを
検出する高さ検出手段と、 照射されたレーザ光の周波数と前記反射光の周波数に基
づいて、前記溶湯の表面の移動速度を検出する速度検出
手段と、 前記高さ検出手段で検出された溶湯の表面高さ、前記速
度検出手段で検出された表面の移動速度、及び前記溶湯
の流れに垂直な前記溶湯の断面形状に基づいて、前記溶
湯の流量を演算する流量演算手段とを備えたことを特徴
とする溶湯流量測定装置。 - 【請求項２】 溶湯が流れる溶湯樋の底面に堰を設け、 前記堰を越えて流れる整流された温度１３００〜１５５
０℃の溶湯の表面にＡｒレーザ光を照射し、 前記表面に照射された前記レーザ光の反射光を半値幅が
３．３ｎｍの帯域のフィルタを通過させ、該反射光が結
像する結像位置もしくは該反射光の反射角を検出し、 検出された前記結像位置もしくは反射角に基づいて、前
記堰を越えて流れる溶湯の表面高さを検出し、 検出された前記表面高さに基づいて前記溶湯の表面位置
を検出し、 検出された前記表面位置で交差するように、レーザ光を
２方向から前記表面に照射し、 前記表面で反射した反射光の周波数を測定し、 照射されたレーザ光の周波数と前記反射光の周波数に基
づいて、前記堰を越えて流れる溶湯の移動速度を検出
し、 前記堰を越えて流れる溶湯の、表面高さ、表面の移動速
度、及び流れに垂直な該溶湯の断面形状に基づいて、該
溶湯の流量を求めることを特徴とする溶湯流量測定方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5182962A JP2905366B2 (ja) | 1993-07-23 | 1993-07-23 | 溶湯流量測定装置及び溶湯流量測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5182962A JP2905366B2 (ja) | 1993-07-23 | 1993-07-23 | 溶湯流量測定装置及び溶湯流量測定方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0735587A JPH0735587A (ja) | 1995-02-07 |
| JP2905366B2 true JP2905366B2 (ja) | 1999-06-14 |
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ID=16127379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5182962A Expired - Fee Related JP2905366B2 (ja) | 1993-07-23 | 1993-07-23 | 溶湯流量測定装置及び溶湯流量測定方法 |
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| JP (1) | JP2905366B2 (ja) |
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| KR102271300B1 (ko) * | 2019-07-26 | 2021-06-29 | 주식회사 포스코 | 고로의 출선 모니터링 장치 및 그 방법 |
| CN113030508B (zh) * | 2021-02-25 | 2023-01-13 | 济南冠鼎信息科技有限公司 | 一种水管流速测距仪测量装置及测量方法 |
Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JP3109105U (ja) | 2004-11-30 | 2005-05-12 | 株式会社ドリーム | 健康器具 |
| JP5332712B2 (ja) | 2009-02-23 | 2013-11-06 | 東芝ホームテクノ株式会社 | 除湿機 |
-
1993
- 1993-07-23 JP JP5182962A patent/JP2905366B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP3109105U (ja) | 2004-11-30 | 2005-05-12 | 株式会社ドリーム | 健康器具 |
| JP5332712B2 (ja) | 2009-02-23 | 2013-11-06 | 東芝ホームテクノ株式会社 | 除湿機 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 流量計測ハンドブック（日刊工業新聞社昭和５４年７月１０日初版発行） |
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| Publication number | Publication date |
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| JPH0735587A (ja) | 1995-02-07 |
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