JP3174478B2 - 溶融物の温度の測定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高炉から出銑した溶銑
の温度の測定などに利用される溶融物の温度の測定方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高炉から出溶した溶銑の温度を測定する
ための方法として、溶銑に消耗型の熱電対を挿入し、こ
の熱電対から出力される電圧波形を処理する方法が知ら
れている。すなわち、高炉から出銑した溶銑の温度は 1
500 ^o C 程度であり、この中に熱電対を挿入してその温
度を測定する。熱電対が出力する電圧は、溶銑への挿入
後直ちに上昇し始め、数秒間にわたって一定値を保った
のち、焼損による開放に伴って下降する。

【０００３】従って、熱電対から出力される電圧波形は
概ね台形状を呈することになる。上記数秒間にわたって
一定値を保つ電圧波形の箇所、すなわち台形状の電圧波
形の上底箇所の温度を溶銑温度として測定すれば、高精
度の測定結果が得られる。しかしながら、この電圧波形
は微細にみれば変動しているため、なんらかの工夫が必
要になる。電圧波形の処理方法の典型的なものとして、
電圧値から換算される測定温度が予め設定した所定値に
達した後、予め設定した所定時間経過した時点の測定温
度を測定結果とするという１点式の測定方法が知られて
いる。

【０００４】熱電対から出力される電圧波形の他の処理
方法として、電圧値を予め設定した所定の周期で検出
し、この１周期離れた２点間の測定値の差が予め設定し
た所定の閾値以下である場合に、測定値の一方を温度の
測定結果とするという２点式の測定方法も知られている
（特開昭58ー11821 号公報) 。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の１点式
の溶銑温度の測定方法は、熱電対から出力される電圧波
が各種の測定条件によっても変動するため、測定精度は
低い値に留まる。また、この１点式の測定方法では、熱
電対から出力される電圧波形になんらかの原因で異常で
あっても、所定の温度に達しさえすれば正常と見做され
て測定結果が得られる。このため、操業者は温度測定の
つど熱電対の出力波形を監視し、これが異常の場合には
測定値を抹消するなどの対応が必要であり、労力がかさ
むという問題がある。

【０００６】また、上述した従来の２点式の溶銑温度の
測定方法は、２点間の測定値の差が閾値以下になりさえ
すれば測定結果が得られてしまう。しかしながら、測定
値が時間的に大きく変動しているにもかかわらず偶然そ
のような条件が成立してしまう場合も考えられるため、
高い精度が保証されないという問題がある。

【０００７】さらに、この２点式の測定方法では、上記
閾値の設定が困難であるという問題がある。すなわち、
閾値を大きくし過ぎると上記偶発的に条件が成立してし
まう事態が多発し、逆に小さくし過ぎると、測定不能の
事態が多発するからである。従って、本発明の目的は、
容易かつ正確に溶銑などの溶融物の温度を測定できる新
規な方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の温度の測定方法
は、溶銑などの溶融物に挿入した消耗型の熱電対による
測定データを予め設定した所定の周期で収集し、予め設
定した所定個数の最新のデータについて移動平均値と、
最大・最小値の差を逐次算定し、この最大・最小値の差
が最小の状態で算定した移動平均値を溶融物の温度とし
て検出するように構成されている。

【０００９】

【作用】所定個数の最新のデータについて、平均値と最
大・最小値の差の算定が反復される。この最大・最小値
の差として新たに小さな値が出現するたびに、この新た
な最小値とこの時の平均値が移動平均値として更新され
てゆく。このように、所定個数のデータ中の最大・最小
値の差が従来の２点法のように固定されておらず浮動的
であるため、閾値の設定に関し前述した困難が伴わな
い。また、データの所定個数として、２よりも大きな
値、好適には５程度の値を選択すれば、電圧波形が変動
しているにもかかわらず偶発的に測定可能条件が成立し
てしまうという不都合も回避される。以下、本発明の実
施例と共に更に詳細に説明する。

【００１０】

【実施例】図２は、本発明の測定方法を適用する高炉の
出銑箇所の周辺の様子を示してきる。高炉の炉体Ａの出
銑口ＴＨから出た溶銑Ｃは、大樋Ｂを流下しトーピード
カーＴＰＣに流入する。溶銑温度の測定は、大樋Ｂを流
下中の溶銑Ｃ中に消耗型熱電対ＴＥを挿入することによ
って行う。溶銑Ｃ中に挿入した消耗型熱電対ＴＥから出
力される電圧波形を取り込んだコンピュータＣＯＭは、
この電圧波形を本実施例の測定方法に従って処理するこ
とにより高精度の測定結果を得る。この測定結果は、監
視装置ＶＤＴに送信されその表示画面に表示される。こ
のコンピュータＣＯＭが実行する本発明の一実施例の測
定処理の手順を図１のフローチャートによって説明す
る。

【００１１】まず、コンピュータＣＯＭは、最初のステ
ップ１１において、予め設定されている定数のデータ収
集開始温度Ｔｉと、演算開始データ個数Ｎｉと、演算終
了データ個数Ｎｚと、温度管理幅Ｔｋとを内蔵のメモリ
から読込むと共に、収集データ個数Ｎの初期値として０
を設定し、最大・最小値の幅の最小値ΔＴｏの初期値と
して上記温度管理幅Ｔｋを設定する。この後、コンピュ
ータＣＯＭは、予め設定されている所定の周期で溶銑温
度のデータ（消耗型熱電対ＴＥの出力電圧Ｔｎ）を読込
む（ステップ１２）。

【００１２】次に、コンピュータＣＯＭは、消耗型熱電
対ＴＥから読込んだ溶銑温度のデータＴｎがデータ収集
開始温度Ｔｉよりも高いか否かを判定し（ステップ１
３）、この判定結果が否定的であれば、ステップ１２に
戻って所定の周期後に次の溶銑温度のデータを読込んだ
のちこのステップ１３の判定を反復する。コンピュータ
ＣＯＭは、ステップ１２で読込んだ溶銑温度のデータＴ
ｎが所定値Ｔｉ以上であれば、溶銑温度のデータＴｎの
収集と収集済みのデータ個数Ｎの更新を開始する（ステ
ップ１４，１５）。

【００１３】コンピュータＣＯＭは、収集済みのデータ
個数Ｎが所定の最小個数Ｎｉに達したか否かを判定し
（ステップ１６）、達していなければ、ステップ１４か
らこのステップ１６までの処理を反復する。コンピュー
タＣＯＭは、収集済みのデータ個数Ｎが所定の最小個数
Ｎｉに達すると、次のステップ１７に進み、収集済みの
データ個数Ｎが所定の最大個数Ｎｚ未満であるか否かを
判定する。コンピュータＣＯＭは、ステップ１７の判定
結果が否定的( Ｎｉ≦Ｎ≦Ｎｚ）であれば、次のステッ
プ１８に進み、収集済みのＮ個のデータのうち最新のＮ
ｉ個について平均値Ｔｍを算定し、かつ最新のＮｉ個の
データから最大値Ｔmax と最小値Ｔmax とを抽出する。
コンピュータＣＯＭは、ステップ１８で抽出した最新の
Ｎｉ個のデータの最大値Ｔmax と最小値Ｔmax の差ΔＴ
ｍを算定する（ステップ１９）。

【００１４】コンピュータＣＯＭは、次のステップ２０
において、直前のステップ１９で算定済みの最大値と最
小値の差ΔＴｍが所定の温度管理幅ΔＴｋ以下であるか
否かを判定する。コンピュータＣＯＭは、温度差ΔＴｍ
が上記温度管理幅ΔＴｋよりも大きければ、ステップ１
４に戻り、そこからこのステップ２０までの処理を反復
する。コンピュータＣＯＭは、最大値と最小値の温度差
ΔＴｍが上記温度管理幅ΔＴｋ以下であれば、ステップ
２１に進み、上記温度差ΔＴｍが所定値ΔＴｏ以下であ
るか否かを判定し、そうでなければ、ステップ１４に戻
り、そこからこのステップ１２までの処理を反復する。

【００１５】コンピュータＣＯＭは、ステップ２１にお
いて、最大値と最小値の差ΔＴｍが所定値ΔＴｏ以下で
あると判定すると、所定値ΔＴｏをこれ以下となった新
たな値ΔＴｍで更新する（ステップ２２）。引き続き、
コンピュータＣＯＭは、ステップ１８で算定済みの最新
のＮｉ個のデータの平均値Ｔｍを確定溶銑温度Ｔｒとし
て保存したのち、ステップ１４に戻りここからステップ
２３までの処理を反復する。この処理の反復に伴い、最
大値と最小値の間隔ΔＴｍについて新たな最小値が出現
するたびに、ステップ１８で算定済みの最新の移動平均
値Ｔｍによって最新の溶銑温度Ｔｒが更新されてゆく。

【００１６】最後に、コンピュータＣＯＭは、収集デー
タ個数Ｎが所定の最大値Ｎｚ以上になったことをステッ
プ１７で判定すると、ステップ２４に進み、ステップ２
３で保存済みの確定溶銑温度Ｔｒを測定結果として監視
装置ＶＤＴに送信して表示させ、次の溶銑温度検出処理
の開始待ち状態となる。なお、コンピュータＣＯＭはス
テップ２４において確定溶銑温度が存在しない場合、す
なわち、最大・最小値の差の最小値が所定の温度管理幅
Ｔｋを超えている場合には、なんらかの異常が発生した
ものと判定し、警報を発することによりオペレータに通
知する。

【００１７】次に、本実施例で実際に使用した具体的な
数値の一例を示しながら補足説明を行う。200 ミリ秒の
周期で溶銑温度Ｔｎを入力し、これが 1200 ^o C(＝Ｔ
ｉ）以上になるとこの入力した溶銑温度のデータの収集
を開始する。収集データの個数Ｎが５（＝Ｎｉ）個に達
した時点で平均値、最大値、最小値及び温度差を算定す
る。最大値と最小値の温度差が５^o Ｃ（＝Ｔｋ）以下に
なると、 確定溶銑温度Ｔｒとして平均値を保持してお
く。データの個数が２５（＝Ｎｚ）に達するまで、上述
の処理を続行し、最大値と最小値の差が最小になった時
点での平均値を確定温度データとして保存する。

【００１８】２６個目のデータを読込んだ時点で処理を
終了し、監視装置ＶＤＴに確定溶銑温度Ｔｒを表示す
る。また、処理の終了時点で、確定溶銑温度が存在して
いない場合には、警報を発することによりオペレータに
通知する。

【００１９】以上、溶銑の温度を測定する場合を例にと
って本発明を説明したが、溶鋼やその他の溶融金属を測
定する方法にも本発明を適用できる。

【００２０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の測
定方法は、所定個数のデータ中の最大・最小値の差が従
来の２点法のように固定されておらず浮動的であるた
め、閾値の設定に関し前述したような困難が伴わないと
いう利点がある。また、データの所定個数として、２よ
りも大きな値、好適には５程度の値を選択すれば、電圧
波形が変動しているにもかかわらず偶発的に測定可能条
件が成立してしまうという不都合も回避されるという利
点もある。

【００２１】さらに、最大・最小値の差の最小値が予め
定めた温度管理幅を超えたことをもって異常の発生と判
定する実施例を採用すれば、電圧波形によって異常の発
生を監視するというオペレータの労力を不要にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わる溶銑温度の測定方法
の内容を説明するためのフローチャートである。

【図２】上記実施例の温度の測定方法を適用する高炉の
出銑箇所の周辺の様子を示す図である。

【符号の説明】

A 高炉の炉体 TH 出銑口 C 溶銑 TE 消耗型熱電対 COM コンピュータ VDT 監視装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01K 3/04 G01K 7/02

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融物に消耗型の熱電対を挿入して行う
   溶融物の温度の測定方法であって、 前記熱電対による測定データを予め設定した所定の周期
   で収集し、予め設定した所定個数の最新のデータについ
   て移動平均値と、最大・最小値の差を逐次算定し、この
   最大・最小値の差が最小の状態で算定した前記移動平均
   値を溶融物の温度として検出することを特徴とする溶融
   物の温度の測定方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記熱電対による測定データが予め設定した所定の閾値
   を超えたことを以て前記データの収集を開始することを
   特徴とする溶融物の温度の測定方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、 前記最新のデータに関する所定個数は５以上であること
   を特徴とする溶融物の温度の測定方法。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のそれぞれにおいて、 前記収集したデータが予め定めた所定の個数を超えたこ
   とを以て測定を終了することを特徴とする溶融物の温度
   の測定方法。
5. 【請求項５】 請求項１において、 前記最大・最小値の差の最小値が予め定めた温度管理幅
   を超えたことをもって異常の発生と判定することを特徴
   とする溶融物の温度の測定方法。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５において、 前記溶融物は、高炉から出銑した溶銑であることを特徴
   とする溶融物の温度の測定方法。