JP5068559B2 - 容器壁状態の管理方法、装置、及びコンピュータプログラム - Google Patents

容器壁状態の管理方法、装置、及びコンピュータプログラム Download PDF

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Description

本発明は、内壁表面と外壁表面とで温度差を有する容器の容器壁状態を推定し、管理するための容器壁状態の管理方法、装置、及びコンピュータプログラムに関する。
転炉、脱ガス炉、石炭ガス化反応炉等の高温のガス反応又は液体反応を伴う反応容器及び混銑車、溶銑鍋、溶鋼鍋等の溶鉄を運搬する容器の操業を管理する場合、これら高温物質を扱う容器壁の状況(例えば、損耗状態)を観測し、その状況を管理する必要がある。
従来、容器壁の損耗状態は、高温物質が容器内に存在しないときに、人間が内壁表面の状態を目視で観察することで管理されてきた。
しかしながら、高温物質が容器内に存在しないときでも耐火物表面は500℃以上の高温に熱せられており、上記のような目視による観察では、損耗状態を定量的な数値として捉えることは極めて困難であり、定性的な管理とならざるを得ない。
また、高温物質が容器内に存在しないという条件下における管理が余儀無くされるため、稼動中の内部高温物質の流出という事態を管理することができない。
これに対して、稼動中の容器の外壁表面温度を、放射温度計又は赤外線サーモグラフィを使用して計測し、外壁表面温度の計測値から容器壁の損耗状態を管理する方法が提案されている。外壁表面温度管理値である上限を設定し、外壁表面温度計測値がこの上限値より高温になったとき、容器壁の損耗状態が内部高温物質の流出を引き起こすに至る可能性があると判断し、容器を非稼動状態にして、容器壁を修理したり、交換したりする。
しかしながら、容器の外壁表面温度は、容器壁の損耗状態だけで決定されるのではなく、容器の稼動(高温物質が容器内に存在)・非稼動(高温物質が容器内に存在しない)の時間サイクルによる熱履歴の影響を大きく受ける。例えば、容器壁が全く同一の損耗状態であっても、稼動・非稼動の時間サイクルが異なれば、外壁表面温度も異なった値を示す。そのため、上記のような推定では、容器壁の損耗状態に一意に対応した正確な判定を行うことが困難である。
一方、容器壁内の熱伝導現象を非定常熱伝導逆問題と考えて、容器壁に設置した温度計測手段によって測定された温度データに基づいて、非定常熱伝導逆問題により容器壁の内部の温度を計算し、容器壁の温度が溶鉄の凝固温度に一致する位置を検索することにより容器壁厚みを推定する方法が提案されている(特許文献1参照)。
しかしながら、この方法は、耐火物初期温度分布を仮定しなければならないことから、高温物質の容器への装入直後は、温度計算結果が安定せず、容器壁厚みの推定精度の低下を引き起こしていた。また、1次元を仮定しているため、3次元形状の溶損状態の推定結果は不可能であった。
特開2001−234217号公報
容器壁の損耗状態は、容器壁の厚みによって判断することができる。例えば、損耗が均一な形状で1次元形状に近似できる場合、容器壁が熱的に定常状態にあれば、容器壁内部の温度分布は直線状になり、容器壁の厚みLは、容器壁外壁で測定した熱流束Q、容器壁の厚み方向の熱伝導率kx、容器内壁温度Tin及び容器外壁温度Toutを使って次式より推定できる。
L=kx・(Tin−Tout)/Q
しかしながら、実際の容器壁の温度は、稼動・非稼動の時間サイクルによって異なった値を示すため、容器壁外壁で測定した熱流束Qの値も非定常的に変化する。これに加え、容器壁内部の温度分布は曲線形状で非定常的に変化するため、上式で容器壁の厚みを推定すると、大きな誤差を引き起こすことになる。
以上述べたように、壁内部の測温データがなくても、非定常的に変化する壁内部の温度又は熱流束を求める必要がある。また、3次元的な溶損形状を扱う場合は、上記方法は適用できない。
本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、容器の外壁表面における2次元測温データに基づいて容器壁状態を精度良く推定し、管理できるようにすることを目的とする。
本発明の容器壁状態の管理方法は、内壁表面と外壁表面とで温度差を有する容器の容器壁状態を管理する容器壁状態の管理方法であって、前記容器の外壁表面に設定した解析エリアを分割した各領域の温度をサーモグラフィによって計測する手順と、前記各領域の温度と前記解析エリアの平均温度との差であるサーマルコントラストを算出するサーマルコントラスト算出手順と、前記サーマルコントラスト算出手順で算出される前記各領域でのサーマルコントラストのピーク時間を求めるピーク時間取得手順と、前記ピーク時間取得手順で求められる前記各領域でのサーマルコントラストのピーク時間に基づいて、前記解析エリアにおけるサーマルコントラストのピーク時間分布を求めるピーク時間分布取得手順とを有することを特徴とする。
本発明の容器壁状態の管理装置は、内壁表面と外壁表面とで温度差を有する容器の容器壁状態を管理する容器壁状態の管理装置であって、サーモグラフィによって計測される、前記容器の外壁表面に設定した解析エリアを分割した各領域の温度と、前記解析エリアの平均温度との差であるサーマルコントラストを算出するサーマルコントラスト算出手段と、前記サーマルコントラスト算出手段で算出される前記各領域でのサーマルコントラストのピーク時間を求めるピーク時間取得手段と、前記ピーク時間取得手段で求められる前記各領域でのサーマルコントラストのピーク時間に基づいて、前記解析エリアにおけるサーマルコントラストのピーク時間分布を求めるピーク時間分布取得手段とを備えたことを特徴とする。
本発明のコンピュータプログラムは、内壁表面と外壁表面とで温度差を有する容器の容器壁状態を管理するためのコンピュータプログラムであって、サーモグラフィによって計測される、前記容器の外壁表面に設定した解析エリアを分割した各領域の温度と、前記解析エリアの平均温度との差であるサーマルコントラストを算出するサーマルコントラスト算出処理と、前記サーマルコントラスト算出処理で算出される前記各領域でのサーマルコントラストのピーク時間を求めるピーク時間取得処理と、前記ピーク時間取得処理で求められる前記各領域でのサーマルコントラストのピーク時間に基づいて、前記解析エリアにおけるサーマルコントラストのピーク時間分布を求めるピーク時間分布取得処理とをコンピュータに実行させることを特徴とする。
本発明でいう「内壁表面と外壁表面とで温度差を有する容器」とは、転炉、脱ガス炉、石炭ガス化反応炉等の高温のガス反応又は液体反応を伴う反応容器及び混銑車、溶銑鍋、溶鋼鍋等の溶鉄を運搬する容器等をいう。
本発明では、容器の外壁表面に設定した解析エリアを分割した各領域の温度をサーモグラフィによって計測するとともに、各領域の温度と解析エリアの平均温度との差であるサーマルコントラストを算出し、各領域でのサーマルコントラストのピーク時間を求め、解析エリアにおけるサーマルコントラストのピーク時間分布を求める。サーマルコントラストのピーク時間は容器壁状態に応じて移行するので、容器壁状態を推定することが可能になる。しかも、サーマルコントラストのピーク時間を観測することによって、空鍋時間(受鋼前の初期温度分布)や溶損の3次元形状の影響を回避することができる。したがって、容器の外壁表面における2次元測温データに基づいて容器壁状態を精度良く推定し、管理することができる。
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
本実施形態では、内壁表面と外壁表面とで温度差を有する容器として、溶鋼鍋300を例にして説明する。図1(a)に示すように、溶鋼鍋300の外壁(鉄皮)301表面の温度分布を赤外線サーモグラフィ200によって計測する。赤外線サーモグラフィ200で計測される温度分布データは、容器壁状態の管理装置100に入力される。
図1(b)に示すように、溶鋼鍋300の内壁(ウエア煉瓦等の耐火物)302に溶損があると(溶損深さd)、受鋼後の溶鋼鍋300の外壁301表面において、溶損箇所に対応する部位の温度ucは、その周囲の温度uaよりも高温であるとともに早く定常状態に到達する(図2を参照)。
以下、図3のフローチャートに基づいて、図4〜14も参照しつつ、本実施形態に係る容器壁状態の管理方法について説明する。図3は、本実施形態に係る容器壁状態の管理方法の手順を示すフローチャートである。容器壁状態の管理装置100が図3のステップS101〜S105の処理を行うことによって、容器壁状態、具体的には容器壁の残存厚みを推定し、管理する。
まず、ステップS101において、溶鋼鍋300の外壁301表面に設定した解析エリアを適宜な複数の領域に分割し(図4を参照)、各領域i(i=1、2、・・・、N)の温度ui(t)を赤外線サーモグラフィ200によって経時的に計測する。図5には、赤外線サーモグラフィ200によって計測された各領域iの温度ui(t)の一例を示す。なお、複数の領域には赤外線サーモグラフィ200の各画素を対応させてもよい。
本実施形態では、図4に示すように、溶鋼鍋300の外壁301表面のうちスラグライン部を解析エリアとして設定している。溶鋼鍋300では、下層(メタルライン部)に比べて上層(スラグライン部)ほど熱負荷が大きく、修理や交換の回数も多くなるので、特にスラグライン部の残存厚みを管理することが求められるからである。また、例えばスラグライン上部及び下部で材質が異なるような場合は、図4に示すように、スラグライン上部及び下部をそれぞれ別の解析エリアとして設定してもよい。
次に、ステップS102において、解析エリアの平均温度(解析エリアに含まれる全領域iの平均温度)ua(t)を算出するとともに、各領域iの温度ui(t)と解析エリアの平均温度ua(t)との差(ui(t)−ua(t))を算出する。図5に示すように、スラグの付着等の理由により異常値51が存在する場合、その異常値51は除外するようにしてもよい。
本明細書では、各領域iの温度ui(t)と解析エリアの平均温度ua(t)との差(ui(t)−ua(t))を「サーマルコントラスト」と称する。図6には、ある領域iでのサーマルコントラストを示す。サーマルコントラストは、全時間帯で(ui(t)−ua(t))を実測してもよいし、一部或いは複数の時間帯で(ui(t)−ua(t))を実測して曲線近似により予測カーブを求めるようにしてもよい。
次に、ステップS103において、各領域iでのサーマルコントラストのピーク時間(サーマルコントラストが最大となる時間)を求める。図7に示すように、各領域iでのサーマルコントラストのピーク時間は、溶損深さdが深くなるに従って(換言すれば、残存厚みが薄くなるに従って)、受鋼後の早い時間へと移行する。すなわち、溶損深さdが深くなるに従って(換言すれば、残存厚みが薄くなるに従って)、サーマルコントラストは受鋼後の早い段階で最大(ピーク)となる。
また、サーマルコントラストのピーク時間を観測することによって、空鍋時間(受鋼前の初期温度分布)の影響を回避することができる。図8(a)に示すように、溶損サイズが同一であっても、空鍋時間が異なると、溶鋼鍋の外壁表面の温度は変化する。すなわち、外壁表面の温度だけを観察する場合は、空鍋時間の影響を受けてしまう。それに対して、サーマルコントラストのピーク時間を観測する場合、図8(b)に示すように、空鍋時間が異なっても、サーマルコントラスト自体の値は変化するが、ピーク時間はほとんど変動しない(空鍋時間の影響をほとんど受けない)。
さらに、サーマルコントラストのピーク時間を観測することによって、溶損の3次元形状の影響を回避することができる。図9(a)に示すように、溶損幅(溶損深さdは同一)が異なると、溶鋼鍋の外壁表面の温度は変化する。すなわち、外壁表面の温度だけを観察する場合は、溶損の3次元形状の影響を受けてしまう。それに対して、サーマルコントラストのピーク時間を観測する場合、図9(b)に示すように、溶損幅(溶損深さは同一)が異なっても、サーマルコントラスト自体の値は変化するが、ピーク時間はほとんど変動しない(溶損の3次元形状の影響をほとんど受けない)。
図3に説明を戻し、次に、ステップS104において、各領域iでのサーマルコントラストのピーク時間に基づいて、解析エリアにおけるサーマルコントラストのピーク時間分布を調べる。図10(a)は、溶鋼鍋300の使用2回目(ほぼ新品)におけるサーマルコントラストのピーク時間分布を示す。それに対して、図10(b)は、同溶鋼鍋300の使用17回目(修理間近)におけるサーマルコントラストのピーク時間分布を示す。同図に示すように、使用回数を重ねるにつれて、ピーク時間分布の分散幅が増大しており、溶鋼鍋300の内壁302の溶損が進行している状況が窺える。
本実施形態では、図11に示すように、サーマルコントラストのピーク時間分布において、平均ピーク時間Save、分散時間 Σ、最小ピーク時間Sminの3つの統計量を管理する。
次に、ステップS105において、解析エリアにおけるサーマルコントラストのピーク時間分布に基づいて、例えば逆問題解析を用いて、容器壁の残存厚みを推定する。例えば図12に示すように、平均ピーク時間からの増減と平均残存厚からの増減を表わす検量線を定めておき、空鍋時の計測又は逆問題解析計算により設定した平均残存厚みを加算することにより、サーマルコントラストのピーク時間分布に基づいて容器壁の残存厚みを換算する。なお、逆問題解析計算により平均残存厚みを設定する手法は特に限定されるものではないが、その一例について後述する。
図7に示したように、サーマルコントラストのピーク時間は、溶損深さdが深くなるに従って(換言すれば、残存厚みが薄くなるに従って)、受鋼後の早い時間へと移行するので、容器壁の残存厚み分布もサーマルコントラストのピーク時間分布と対応したものとなる。すなわち、平均ピーク時間Saveが平均残存厚に対応し、最小ピーク時間Sminが容器壁の残存厚み分布の最小残存厚に対応し、サーマルコントラストのピーク時間分布曲線における最小時間Sminとなる領域iを特定することにより、容器壁の残存厚みが最小残存厚となっている領域iを特定することができる。
図13(a)は、溶鋼鍋300の使用2回目における容器壁の残存厚み分布を示す(図10(a)に対応)。それに対して、図13(b)は、同溶鋼鍋300の使用17回目における容器壁の残存厚み分布を示す(図10(b)に対応)。使用回数を重ねるにつれて、平均残存厚が減少するとともに、残存厚み分布の分散幅が増大して最小残存厚の値が小さくなっており、内壁302の溶損が進行している様子を捉えている。
管理装置100では、図3のステップS101〜S105の処理を、例えば溶鋼鍋300を使用するごとに、すなわち受鋼ごとに実行する。そして、各回で求められるサーマルコントラストのピーク時間分布における平均ピーク時間Save、分散時間SΣ、最小ピー
ク時間Sminや、それらを換算して求められた容器壁の残存厚みをデータベース化して履歴を管理する。特に溶鋼鍋300の日常点検では、容器壁の残存厚みが最小残存厚となっている領域iを重点的に管理すればよい。
図14に示すように、溶鋼鍋300の使用回数を重ねて内壁302の溶損が進むと、容器壁の残存厚み分布Sの最小残存厚の値が小さくなっていく。例えば管理装置100において最小残存厚の閾値Yを予め設定しておき、最小残存厚の値が閾値に達したならば、溶鋼鍋300の寿命であると判定するようにしておけばよい。この場合、管理装置100が溶鋼鍋300の寿命であることをユーザに通知し、溶鋼鍋300の修理や必要部位の交換等を促すようにしてもよい。
なお、溶鋼鍋300の修理(交換)時に容器壁の残存厚みを計測し、その計測値に基づいて、図12に示した検量線を修正することにより、残存厚みの推定精度を向上させるようにしてもよい。
以上述べたように、サーマルコントラストのピーク時間は容器壁の残存厚みに応じて移行するので、容器壁の残存厚みを推定することが可能になる。しかも、サーマルコントラストのピーク時間を観測することによって、空鍋時間(受鋼前の初期温度分布)や溶損の3次元形状の影響を回避することができる。したがって、容器300の外壁表面における2次元測温データに基づいて容器壁の状態、具体的には容器壁の残存厚み、容器壁の3次元損耗状態の最大損耗量を精度良く推定し、管理することができる。
また、上記実施形態では、サーマルコントラストのピーク時間分布に基づいて、容器壁状態として容器壁の残存厚みを推定しているが、それ以外にも所謂「地金差し」の有無を検出することも可能である。地金差しとは、溶鋼鍋300の内壁に亀裂が生じ、そこに溶鋼が浸入することをいう。図15(a)、(b)に示すように、地金差しが生じると、他の部位との熱伝導性の相違により、サーマルコントラストのピーク時間分布において平均ピーク時間Save以外に地金差しによるピークが生じる。したがって、平均ピーク時間Save以外にピークが現れている場合は、地金差しが生じているものと推定することができる。
図16には、溶鋼壁状態の管理装置100として機能するコンピュータシステムのハードウェア構成例を示す。溶鋼壁状態の管理装置100は、CPU20と、入力装置21と、表示装置22と、記憶装置23とを含み、各部はバス24を介して接続される。記憶装置23はROM、RAM、HD等により構成されており、上述した溶鋼壁状態の管理装置100としての動作を制御するコンピュータプログラムが格納される。CPU20がコンピュータプログラムを実行することによって溶鋼壁状態の管理装置100の機能、又は処理を実現する。また、記憶装置23にデータベースが格納される。
本発明の溶鋼壁状態の管理装置は、複数の機器から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置に適用してもよい。
また、本発明の目的は、上述した機能を実現するコンピュータプログラムをシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(CPU若しくはMPU)が実行することによっても達成され、この場合、コンピュータプログラム自体が本発明を構成することになる。
以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。例えば、上記実施形態では赤外線サーモグラフィ200の台数について言及していないが、図17に示すように、溶鋼鍋300の周囲に3台以上の赤外線サーモグラフィ200を均等に配置し、溶鋼鍋300の全周における溶鋼壁状態を管理するようにしてもよい。
以下に、逆問題解析計算により平均残存厚みを設定する手法の一例を説明する。まず、容器壁の厚み推定手法の基本的な考え方について説明する。図18は、容器壁の一部を表わす図であり、x=0が容器の内壁面の位置である。同図において、容器壁の残存厚みl、容器内に存在する高温物質の温度f(t)=UM、容器壁の温度u(x,t)(外壁面の温度計測点にて計測された温度h(t))、温度h(t)を基に算出した熱流束(又は外壁面の温度計測点にて計測された熱流束)g(t)である。
(定式化)
式(1)は、非定常熱伝導方程式を表わす。なお。utは∂u/∂tを、uxxは∂2u/∂x2を表わす。式(1)において、αは熱拡散係数、u(x,0)=u0(x)は容器壁の温度の初期値である。この場合、容器壁の温度の初期値u(x,0)=u0(x)は未知である。また、高温物質の温度UM、外気温度ua、熱拡散係数α、放射伝熱のステファンボルツマン係数σ、容器壁の熱伝導率λは正の定数である。
Figure 0005068559
ここで、式(3)を導入してフーリエ展開することにより、式(1)の容器壁の温度u(x,t)は式(4)のように求められる。
Figure 0005068559
Figure 0005068559
x=lとすると、式(5)が得られる。
Figure 0005068559
ところが、コンピュータによる演算処理を実行する場合、式(5)の右辺において、特に第2項、第3項の計算は打ち切り誤差を引き起こしやすいという問題がある。そこで、容器壁の温度u(x,t)の代替として変数v(x,t)を定義し、式(6)を導入する。式(6)において、変数の初期値v(x,0)=xg(0)+f(0)は、内壁面の熱流束の初期値g(0)、及び、内壁面の温度の初期値(即ち、高温物質の温度)f(0)をいずれも既知とできるので、既知とすることができる。したがって、変数v(x,t)については、例えば後退差分法により直接計算することができる。
Figure 0005068559
さらに、容器壁の温度u(x,t)と変数v(x,t)との差をw(x,t)と定義すると、式(7)のようになる。
Figure 0005068559
ここで、上述したのと同様にフーリエ展開することにより、式(7)の変数w(x,t)は式(8)のように求められる。式(8)においては、式(4)と比較して明らかなように、第2項、第3項のない簡単な式とすることができる。
Figure 0005068559
また、w(l,t)=u(l,t)−v(l,t)である。そして、u(l,t)は既知のh(t)であり、また、v(l,t)は式(6)から後退差分法により直接計算することができる。したがって、w(l,t)が既知であるとして、式(8)からBn(l)の近似値を得ることができる。
(残存厚みlを求めるための逆問題)
逆問題においては、容器壁の残存厚みlは未知であり、したがって変数v(l,t)は未知であるが、u(l,t)は計測値h(t)として与えられる。式(8)から式(9)が得られる。
Figure 0005068559
以下述べるように、最適化計算により、容器壁の残存厚みlの近似値を得ることができる。即ち、観察時間を(Tst,Tend)と設定し、Tst<T1<T2<Tendとする。そして、T1=t1<t2<・・・<tM=T2と均一格子にする。残存厚みの仮定値l〜>0は既知条件とする。なお、本明細書において、l〜の表記は、lの上に〜が付されているものとする。
ここで、外壁面の温度計測点にて計測された温度h(t)は既知で、変数v(l〜,ti)は仮定値l〜を与えることにより式(6)から後退差分法により求められる。式(10)のように、MAはM×(N+1)行列、VBは(N+1)×1ベクトル、VbはM×1ベクトルであって、MA×VB=Vbを解くことにより、B0(l〜)、B1(l〜)、・・・、BN(l〜)が求められる。
Figure 0005068559
そして、実測によるw(l,t)と計算によるw(l〜,t)との差分を表わす式(11)を定義する。t∈(T2,Tend)としてBi(l〜)を式(11)に代入すると、p(l〜,t)が得られるので、p(l〜,t)が0に近づくように残存厚みの仮定値l〜を選択することにより、その仮定値l〜を容器壁の残存厚みlの近似値として求めることができる。
Figure 0005068559
図19は、上述した逆問題解析による容器壁の厚み推定処理を説明するためのフローチャートである。容器の外壁面の温度計測点にて計測された温度h(ti)が入力されると(ステップS’101)、その温度h(ti)を基に熱流束g(ti)を算出する(ステップS’102)。なお、外壁面の温度計測点にて計測された熱流束g(ti)が入力されるようにしてもよく、その場合、熱流束の算出は不要である。
続いて、まず残存厚みの仮定値l〜を設定する(ステップS’103)。次に、仮定値l〜を与えることにより、式(6)から変数v(l〜,ti)を求める(ステップS’104)。そして、式(10)のMA×VB=Vbを解くことにより、B0(l〜)、B1(l〜)、・・・、BN(l〜)を求め(ステップS’105)、式(11)のp(l〜,t)を算出する(ステップS’106)。設定値ε以下となるp(l〜,t)が得られるまでステップS’103〜S’106を繰り返し(ステップS’107)、設定値ε以下となったときの仮定値l〜を容器壁の残存厚みlとして決定する(ステップS’108)。
(a)が溶鋼鍋の外壁表面の温度分布を赤外線サーモグラフィによって計測している状態を示す図であり、(b)が溶損付近の状態を示す図である。 時間と溶鋼鍋の外壁表面の温度との関係を示す特性図である。 本実施形態に係る容器壁状態の管理方法の手順を示すフローチャートである。 溶鋼鍋の外壁表面の解析エリアを適宜な複数の領域に分割したイメージを示す図である。 赤外線サーモグラフィによって計測された各領域の温度の一例を示す特性図である。 受鋼からの経過時間とサーマルコントラストとの関係を示す特性図である。 受鋼からの経過時間とサーマルコントラストとの関係を示す特性図である。 (a)が受鋼からの経過時間と鉄皮温度との関係を示す特性図であり、(b)が受鋼からの経過時間とサーマルコントラストとの関係を示す特性図である。 (a)が受鋼からの経過時間と鉄皮温度との関係を示す特性図であり、(b)が受鋼からの経過時間とサーマルコントラストとの関係を示す特性図である。 (a)が使用2回目におけるサーマルコントラストのピーク時間分布を示す特性図であり、(b)が使用17回目におけるサーマルコントラストのピーク時間分布を示す特性図である。 サーマルコントラストのピーク時間分布を示す特性図である。 平均ピーク時間からの増減と平均残存厚からの増減を表わす検量線を示す特性図である。 (a)が使用2回目における残存厚み分布を示す特性図であり、(b)が使用17回目における残存厚み分布を示す特性図である。 溶損が進んで容器壁の残存厚み分布の最小残存厚の値が小さくなっていく状態を説明するための図である。 (a)が地金差しのあった場合のサーマルコントラストのピーク時間分布を示す特性図であり、(b)が地金差しのない場合のサーマルコントラストのピーク時間分布を示す特性図である。 溶鋼壁状態の管理装置として機能するコンピュータシステムのハードウェア構成例を示す図である。 赤外線サーモグラフィの配置例を示す図である。 容器壁の一部を表わす図である。 逆問題解析による容器壁の厚み推定処理を説明するためのフローチャートである。
符号の説明
100 容器壁状態の管理装置
200 赤外線サーモグラフィ
300 溶鋼鍋
301 外壁
302 内壁

Claims (4)

  1. 内壁表面と外壁表面とで温度差を有する容器の容器壁状態を管理する容器壁状態の管理方法であって、
    前記容器の外壁表面に設定した解析エリアを分割した各領域の温度をサーモグラフィによって計測する手順と、
    前記各領域の温度と前記解析エリアの平均温度との差であるサーマルコントラストを算出するサーマルコントラスト算出手順と、
    前記サーマルコントラスト算出手順で算出される前記各領域でのサーマルコントラストのピーク時間を求めるピーク時間取得手順と、
    前記ピーク時間取得手順で求められる前記各領域でのサーマルコントラストのピーク時間に基づいて、前記解析エリアにおけるサーマルコントラストのピーク時間分布を求めるピーク時間分布取得手順とを有することを特徴とする容器壁状態の管理方法。
  2. 前記ピーク時間分布取得手順で求められる前記解析エリアにおけるサーマルコントラストのピーク時間分布に基づいて、前記容器壁の残存厚みを推定する推定手順を有することを特徴とする請求項1に記載の容器壁状態の管理方法。
  3. 内壁表面と外壁表面とで温度差を有する容器の容器壁状態を管理する容器壁状態の管理装置であって、
    サーモグラフィによって計測される、前記容器の外壁表面に設定した解析エリアを分割した各領域の温度と、前記解析エリアの平均温度との差であるサーマルコントラストを算出するサーマルコントラスト算出手段と、
    前記サーマルコントラスト算出手段で算出される前記各領域でのサーマルコントラストのピーク時間を求めるピーク時間取得手段と、
    前記ピーク時間取得手段で求められる前記各領域でのサーマルコントラストのピーク時間に基づいて、前記解析エリアにおけるサーマルコントラストのピーク時間分布を求めるピーク時間分布取得手段とを備えたことを特徴とする容器壁状態の管理装置。
  4. 内壁表面と外壁表面とで温度差を有する容器の容器壁状態を管理するためのコンピュータプログラムであって、
    サーモグラフィによって計測される、前記容器の外壁表面に設定した解析エリアを分割した各領域の温度と、前記解析エリアの平均温度との差であるサーマルコントラストを算出するサーマルコントラスト算出処理と、
    前記サーマルコントラスト算出処理で算出される前記各領域でのサーマルコントラストのピーク時間を求めるピーク時間取得処理と、
    前記ピーク時間取得処理で求められる前記各領域でのサーマルコントラストのピーク時間に基づいて、前記解析エリアにおけるサーマルコントラストのピーク時間分布を求めるピーク時間分布取得処理とをコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
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