JP5418384B2 - Converter blowing control method - Google Patents

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Description

本発明は、鉄鋼製造プロセスの転炉における吹錬中のスピッティング(飛散溶鉄粒)を抑える吹錬制御方法に関する。   The present invention relates to a blowing control method for suppressing spitting (sprayed molten iron particles) during blowing in a converter of a steel manufacturing process.

鉄鋼製造プロセスの上吹きまたは上底吹き転炉において、転炉内の溶鉄に酸素吹き込むことにより炭素成分を所望の成分量にする吹錬をおこなっている。とりわけ、大型転炉においては一回で300t程度の溶鉄を吹錬する必要があり、大流量の酸素が供給される。酸素は上部ランスと底部羽口から供給されるが、主には上部ランスから供給される。このとき、スラグ中の酸化鉄が増加すると溶鉄中の炭素と急激に反応して突沸したり、また上部ランスからの酸素ジェットと溶鉄が衝突したりするため、溶鉄粒が転炉炉口やダクト開孔部から飛散する。これをスピッティング(飛散溶鉄粒)という。   In a top-blowing or top-bottom blowing converter in a steel manufacturing process, oxygen is blown into molten iron in the converter to blow the carbon component to a desired component amount. In particular, in a large converter, it is necessary to blow molten iron of about 300 t at a time, and a large flow rate of oxygen is supplied. Oxygen is supplied from the top lance and bottom tuyere, but mainly from the top lance. At this time, if the iron oxide in the slag increases, it reacts rapidly with the carbon in the molten iron and bumps, and the oxygen jet from the upper lance collides with the molten iron. Spatter from the opening. This is called spitting (spattering molten iron particles).

さらに、転炉内耐火物のプロフィールが変化し、溶鉄の液面高さの予測が困難となっているため、例えばランス高さと溶鉄液面高さが接近すると噴射する酸素ガスによる衝突力が増し、スピッティングが増加する。
スピッティングは、通常溶鉄量の0.1〜0.5%程度に達し、転炉吹錬での溶鉄歩留悪化の原因の一つになっている。またそれだけではなく、飛散した溶鉄粒が周辺設備や床に付着し、転炉操業における環境悪化や、設備不具合の原因となっており、転炉操業上の大きな問題となっている。
Furthermore, since the profile of the refractory in the converter has changed and it is difficult to predict the liquid level of the molten iron, for example, when the lance height and the molten iron liquid level are close, the collision force due to the injected oxygen gas increases. , Spitting increases.
Spitting usually reaches about 0.1 to 0.5% of the amount of molten iron, which is one of the causes of molten iron yield deterioration in converter blowing. Not only that, the scattered molten iron particles adhere to the surrounding facilities and floors, causing environmental deterioration in the converter operation and equipment failure, which is a major problem in the converter operation.

特開昭63−100331号公報JP-A-63-100331 特開平9−118908号公報JP-A-9-118908 特開平8−20813号公報Japanese Patent Laid-Open No. 8-20813

スピッティングを減らすためにいくつかの方法が提案されている。
例えば特許文献1(特開昭63−100331号公報)には、マイクロ波にて溶鉄液面を測定し、ランスと溶鉄液面の位置関係を常に最適になるようランス位置を制御することが提案されている。しかし、吹錬前に溶鉄液面高さの測定時間に数分(5〜10分)を要するため、転炉吹錬の生産性を大幅に悪化させ、現実的な解決法にはなっていない。
Several methods have been proposed to reduce spitting.
For example, Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-100311) proposes to measure the molten iron liquid level with a microwave and control the lance position so that the positional relationship between the lance and the molten iron liquid level is always optimal. Has been. However, since it takes several minutes (5 to 10 minutes) to measure the molten iron liquid level before blowing, it greatly deteriorates the productivity of converter blowing and is not a practical solution. .

特許文献2(特開平9−118908号公報)には、転炉上部に配置される排ガスダクトの開孔部から、スピッティング(同文献内では火花とも称している)を直接監視し、スピッティング発生状況を判定し、ランス高さや酸素供給量を制御することが提案されている。しかし、ダクト内はダスト濃度が極めて高く、ダクト開孔部からの監視では外乱が多く、制御に資する解析ができないので、これも現実的な解決法になっていない。   In Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 9-118908), spitting (also referred to as a spark in the same document) is directly monitored and spited from an opening portion of an exhaust gas duct disposed in the upper part of the converter. It has been proposed to determine the occurrence status and control the lance height and oxygen supply amount. However, the dust concentration in the duct is extremely high, and there are many disturbances in monitoring from the duct opening, and analysis that contributes to control is not possible, so this is also not a realistic solution.

特許文献3(特開平8−20813号公報)は、CCDカメラを例とする監視部により、転炉炉口から飛散するスピッティングを監視し、スピッティング量が最多となる時点を判定した後、スロッピング(炉内で形成されたスラグが泡状化して炉外にあふれ出す現象)の鎮静剤を供給する方法が提案されている。しかし、監視部の具体的位置が明示されておらず、例示されている転炉炉口部での測定は、発生する噴煙によるノイズと、火炎とスピッティングとの区別が困難であることから、これも現実的な解決策になっていない。
従って、現時点では有効な手段がなく、転炉のオペレーターが目視によりスピッティング量を把握し、経験的感覚的にランス位置を制御している。
Patent Document 3 (Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-20813) monitors the spitting scattered from the converter furnace port by a monitoring unit such as a CCD camera, and determines the time point when the amount of spitting is the maximum. There has been proposed a method of supplying a sedative for slopping (a phenomenon in which slag formed in a furnace foams and overflows outside the furnace). However, the specific position of the monitoring unit is not specified, and measurement at the converter furnace port illustrated is difficult to distinguish between noise caused by fumes generated and flame and spitting. This is also not a realistic solution.
Therefore, there is no effective means at present, and the converter operator grasps the amount of spitting by visual observation and controls the lance position empirically.

そこで、これら従来技術に鑑み、転炉吹錬操業において、スピッティング発生量を的確に推定することを課題とし、把握したスピッティング量を基に、ランス高さや酸素流量を制御することにより、スピッティング発生を抑えた歩留まりのよい(生産性のよい)転炉吹錬制御方法を提供することを目的とする。   Therefore, in view of these conventional techniques, the problem is to accurately estimate the amount of spitting generated in the converter blowing operation, and by controlling the lance height and oxygen flow rate based on the grasped amount of spitting, the amount of spitting is controlled. An object of the present invention is to provide a converter blowing control method with good yield (good productivity) that suppresses occurrence of dusting.

本発明者らは、前記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、スピッティングを転炉外側から監視し、転炉炉口部から飛散し落下しているスピッティングのうち、撮像装置による画像にて一定の濃度以上であるスピッティングの量と、全スピッティング量(転炉吹錬操業の前後での溶鉄の理論的減少量と実績減少量との差から導き出されるスピッティング量)とが、高い相関関係を有することを見出し、本発明をなすに至った。ここで濃度とは、スピッティングを撮像した画像内の色調のことを言う。例えば、8bitモノクロの場合、黒を0、白を255とし、色調を0〜255の数値で表現したときの値を、8bitR(赤)、G(緑)、B(青)カラーの場合、各色ごとの色調を0〜255の数値で表現したときの値のことを言う。実測では、スピッティングの色調は、概ね220±30である。
その要旨とするところは、以下のとおりである。
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have monitored spitting from the outside of the converter, and among the spitting scattered and dropped from the converter furnace port, the image by the imaging device is used. The amount of spitting that is above a certain concentration and the total amount of spitting (the amount of spitting derived from the difference between the theoretical decrease and the actual decrease in molten iron before and after the converter blowing operation) The inventors have found that they have a high correlation, and have reached the present invention. Here, the density means a color tone in an image obtained by imaging spitting. For example, in the case of 8-bit monochrome, black is 0, white is 255, and the color tone is expressed as a numerical value from 0 to 255. For 8-bit R (red), G (green), and B (blue) colors, each color It means the value when each color tone is expressed by a numerical value of 0-255. In actual measurement, the color tone of spitting is approximately 220 ± 30.
The gist is as follows.

(1)転炉中の溶鉄に上部ランスから酸素を噴射する吹錬方法において、転炉の炉口部と排ガスダクトとの間から転炉炉外に飛散し落下しているスピッティングを、下記式を満たすように転炉炉外に設置された撮像装置にて撮像する撮像工程と、該撮像工程での撮像情報を画像解析する解析工程と、該解析工程で画像解析された情報を基にランス位置を制御する制御工程を有することを特徴とする転炉の吹錬制御方法。
1/4*(Ls/Lt)*π/4*(d+σ) ≦ X
≦ (Ls/Lt)*π/4*(d−σ)
X:監視装置の視野における1画素に相当する径または1画素に相当する正方形の1 辺の長さ(mm)
Ls:スピッティング(溶鉄粒)撮像の平均濃度
Lt:スピッティング(溶鉄粒)撮像の濃度閾値
d:スピッティング(溶鉄粒)粒径の平均値(mm)
σ:スピッティング(溶鉄粒)粒径の標準偏差(mm)
(1) In the blowing method of injecting oxygen from the upper lance to the molten iron in the converter, spitting spattering and falling outside the converter furnace from between the furnace port and the exhaust gas duct, Based on the imaging process for imaging with an imaging device installed outside the converter furnace so as to satisfy the formula, the analysis process for image analysis of imaging information in the imaging process, and the information analyzed in the analysis process A control method for blowing a converter, comprising a control step of controlling a lance position.
1/4 * (Ls / Lt) * π / 4 * (d + σ) 2 ≦ X 2
≦ (Ls / Lt) * π / 4 * (d−σ) 2
X: Diameter corresponding to one pixel or length of one side of a square corresponding to one pixel in the visual field of the monitoring device (mm)
Ls: Average density of imaging of spitting (molten iron particles) Lt: Density threshold value of imaging of spitting (molten iron particles) d: Average value of diameter of spitting (molten iron particles) (mm)
σ: Standard deviation of spitting (molten iron particles) particle size (mm)

(2)前記制御工程において、前記解析工程で画像解析された情報を基に上部ランスからの酸素噴射量を制御することを特徴とする(1)に記載の転炉の吹錬制御方法。   (2) The converter blowing control method according to (1), wherein, in the control step, an oxygen injection amount from an upper lance is controlled based on information analyzed in the analysis step.

(3)前記落下しているスピッティングを撮像する際、転炉出鋼孔より下の位置を落下しているスピッティングを撮像することを特徴とする(1)または(2)に記載の転炉の吹錬制御方法。   (3) When imaging the falling spitting, the spitting falling at a position below the converter steel outlet hole is imaged. (1) or (2) Blowing control method for the furnace.

(4)前記撮像装置が、転炉炉口から飛散したスピッティングが落下する範囲の外に設置されていることを特徴とする(1)〜(3)のいずれか1項に記載の転炉の吹錬制御方法。   (4) The converter according to any one of (1) to (3), wherein the imaging device is installed outside a range where spitting scattered from a converter furnace port falls. Blowing control method.

(5)転炉中の溶鉄に上部ランスから酸素を噴射する吹錬方法において、転炉炉外に設置され、転炉の炉口部と排ガスダクトとの間から転炉炉外に飛散し落下しているスピッティングを下記式を満たすように撮像する撮像装置と、該撮像装置で撮像した撮像情報を画像解析する解析装置と、該解析装置で画像解析された情報を基にランス位置を制御する制御装置を有することを特徴とする転炉の吹錬制御装置。
1/4*(Ls/Lt)*π/4*(d+σ) ≦ X
≦ (Ls/Lt)*π/4*(d−σ)
X:監視装置の視野における1画素に相当する径または1画素に相当する正方形 の1辺の長さ(mm)
Ls:スピッティング(溶鉄粒)撮像の平均濃度
Lt:スピッティング(溶鉄粒)撮像の濃度閾値
d:スピッティング(溶鉄粒)粒径の平均値(mm)
σ:スピッティング(溶鉄粒)粒径の標準偏差(mm)
(5) In the blowing method in which oxygen is injected from the upper lance into the molten iron in the converter, it is installed outside the converter furnace, and is scattered and dropped from between the furnace port and the exhaust gas duct outside the converter furnace. An imaging device that captures the spitting that satisfies the following formula, an analysis device that analyzes image information captured by the imaging device, and a lance position that is controlled based on the image analysis information of the analysis device A control device for blowing a converter, comprising:
1/4 * (Ls / Lt) * π / 4 * (d + σ) 2 ≦ X 2
≦ (Ls / Lt) * π / 4 * (d−σ) 2
X: Diameter corresponding to one pixel or length of one side of a square corresponding to one pixel (mm) in the visual field of the monitoring device
Ls: Average density of imaging of spitting (molten iron particles) Lt: Density threshold value of imaging of spitting (molten iron particles) d: Average value of diameter of spitting (molten iron particles) (mm)
σ: Standard deviation of spitting (molten iron particles) particle size (mm)

(6)前記制御装置において、前記解析装置で画像解析された情報を基に上部ランスからの酸素噴射量を制御することを特徴とする(5)に記載の転炉の吹錬制御装置。   (6) The converter blowing control apparatus according to (5), wherein the control device controls an oxygen injection amount from an upper lance based on information analyzed by the analysis device.

(7)前記撮像装置にて、前記落下しているスピッティングを撮像する際、転炉出鋼孔より下の位置を落下しているスピッティングを撮像することを特徴とする(5)または(6)に記載の転炉の吹錬制御装置。   (7) When imaging the falling spitting with the imaging device, imaging the spitting falling at a position below the converter steel hole (5) or (5) The converter for blowing converters according to 6).

(8)前記撮像装置が、転炉炉口から飛散したスピッティングが落下する範囲の外に設置されることを特徴とする(5)〜(7)のいずれか1項に記載の転炉の吹錬制御装置。   (8) The imaging apparatus according to any one of (5) to (7), wherein the imaging device is installed outside a range in which spitting scattered from a converter furnace port falls. Blowing control device.

本発明により、簡便で精度よく転炉吹錬操業におけるスピッティング量の予測が可能となり、それを利用してランス高さや酸素吹き込み量を制御することにより、スピッティング量を抑制することができる。これにより、簡便な方法で、転炉吹錬操業の歩留を大幅に改善することができ、同操業の生産性を顕著に向上させることができる。   According to the present invention, the spitting amount in the converter blowing operation can be predicted easily and accurately, and the spitting amount can be suppressed by using this to control the lance height and the oxygen blowing amount. Thereby, the yield of a converter blowing operation can be improved significantly by a simple method, and the productivity of the operation can be remarkably improved.

本発明における方法を実現するための装置構成の概念を示す図である。It is a figure which shows the concept of the apparatus structure for implement | achieving the method in this invention. 本発明による撮像解析したスピッティング量と理論的全スピッティング量の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the spitting amount which carried out the imaging analysis by this invention, and theoretical theoretical spitting amount. 本発明による転炉吹錬制御における効果(スピッティング発生量)を示す図である。It is a figure which shows the effect (spitting generation amount) in the converter blowing control by this invention. 本発明による転炉吹錬制御における効果(転炉吹錬操業歩留)を示す図である。It is a figure which shows the effect (converter blowing operation yield) in the converter blowing control by this invention.

まず、撮像工程におけるスピッティング状況の撮像方法について説明する。
転炉の炉口付近は、吹錬中は火炎の噴出しがあるため、背景の輝度とスピッティングの輝度が同程度となり、見分けることが難しい。
従って、できるだけ炉口より下の位置を落下しているスピッティングを撮像することが望ましい。例えば、転炉の出鋼孔より下部(吹錬中の転炉を正面視した場合の転炉出鋼孔のある高さから下の空間をいう。)で、転炉下面より下に位置する転炉作業床までの間が望ましい。また、できれば転炉の高さ(吹錬中の転炉を正面視した場合の転炉底面から炉口までの長さをいう。)の半分より下での撮像がより望ましい。この位置であれば、背景となる転炉本体や周辺設備等とスピッティングの輝度差から、スピッティングを見分けることが十分可能となるからである。
First, the imaging method of the spitting situation in an imaging process is demonstrated.
In the vicinity of the converter mouth, there is a flame jetting during blowing, so the brightness of the background and the brightness of spitting are the same, making it difficult to distinguish.
Therefore, it is desirable to take an image of spitting falling as far as possible below the furnace port. For example, it is located below the bottom surface of the converter, below the outlet hole of the converter (which means the space below the height of the converter outlet hole when the converter being blown is viewed from the front). The space up to the converter work floor is desirable. In addition, if possible, it is more desirable to take an image below half the height of the converter (the length from the bottom of the converter to the furnace opening when the converter being blown is viewed from the front). This is because, at this position, it is possible to distinguish the spitting sufficiently from the luminance difference of the spitting from the converter main body and the peripheral equipment as a background.

撮像装置による撮像は、遠方から望遠レンズにより、スピッティングの落下範囲外からの拡大撮像を行うことが望ましい。スピッティングの直撃を避けることができ、撮像のための設備的保護になるからである。
望遠レンズによりスピッティングを撮像する際に、撮像装置の1画素で捉えられる範囲とスピッティング(溶鉄粒)の粒の間には、以下の関係があることが望ましい。画像解析する場合の画像情報の精度からくる制限である。
1/4*(Ls/Lt)*π/4*(d+σ) ≦ X
≦ (Ls/Lt)*π/4*(d−σ)
X:監視装置の視野における1画素に相当する径または1画素に相当する正方形の 1辺の長さ(mm)
Ls:スピッティング(溶鉄粒)撮像の平均濃度
Lt:スピッティング(溶鉄粒)撮像の濃度閾値
d:スピッティング(溶鉄粒)粒径の平均値(mm)
σ:スピッティング(溶鉄粒)粒径の標準偏差(mm)
The imaging by the imaging device is preferably performed by performing an enlarged imaging from outside the falling range of spitting by using a telephoto lens from a distance. This is because a direct hit of spitting can be avoided and equipment protection for imaging is provided.
When imaging spitting with a telephoto lens, it is desirable that the following relationship exist between the range captured by one pixel of the imaging apparatus and the spitting (molten iron particles). This is a limitation due to the accuracy of image information when performing image analysis.
1/4 * (Ls / Lt) * π / 4 * (d + σ) 2 ≦ X 2
≦ (Ls / Lt) * π / 4 * (d−σ) 2
X: Diameter corresponding to one pixel in the visual field of the monitoring device or length of one side of a square corresponding to one pixel (mm)
Ls: Average density of imaging of spitting (molten iron particles) Lt: Density threshold value of imaging of spitting (molten iron particles) d: Average value of diameter of spitting (molten iron particles) (mm)
σ: Standard deviation of spitting (molten iron particles) particle size (mm)

ここで、スピッティングの量は、主に溶鉄の炭素量に依存するが、その撮像濃度、その径は、溶鉄の炭素成分によらずほぼ一定である。このため、通常の操業におけるスピッティングの粒径分布(平均粒径と粒径分布の標準偏差)、スピッティングを一粒ずつ分離できる撮像濃度(閾値)と閾値以上の撮像濃度を有するスピッティングの撮像濃度(平均撮像濃度)を予め測定し、上記Ls、Lt、d、σを決定することにより、監視装置の視野における1画素に相当する正方形の1辺の長さを求めることができる。   Here, the amount of spitting mainly depends on the carbon content of the molten iron, but the imaging density and the diameter thereof are almost constant regardless of the carbon component of the molten iron. For this reason, the particle size distribution of spitting in normal operation (average particle size and standard deviation of particle size distribution), imaging density (threshold) that can separate spitting one by one, and spitting having an imaging density that is above the threshold By measuring the imaging density (average imaging density) in advance and determining the above Ls, Lt, d, and σ, the length of one side of a square corresponding to one pixel in the field of view of the monitoring device can be obtained.

求めた1画素の大きさに従って、撮像装置の配置を決めることができる。従って、長焦点の望遠レンズを使用すれば、転炉から十分離れた場所に撮像装置を設置することが可能となるが、短焦点のレンズであれば、転炉に近づくことになる、スピッティングの直撃を受けるリスクが増すことになる。転炉周囲の設備配置状況によって、適正な場所に撮像装置を配置するよう、望遠レンズや、撮像装置の画素数等を選択すればよい。   The arrangement of the imaging device can be determined according to the obtained size of one pixel. Therefore, if a long-focus telephoto lens is used, an imaging device can be installed at a location sufficiently away from the converter, but if it is a short-focus lens, it will approach the converter. The risk of receiving a direct hit increases. What is necessary is just to select a telephoto lens, the number of pixels of an imaging device, etc. so that an imaging device may be arrange | positioned in an appropriate place with the installation arrangement | positioning conditions around a converter.

次に、解析工程で行う撮像して得られた撮像情報の画像処理について説明する。
例えば、得られた撮像情報から、一定以上の撮像濃度を有するスピッティングの個数をカウントすればよい。そのためには、撮像装置の同一視野での連続撮像において、同一スピッティングが連続する2枚の撮像に含まれないように、撮像間隔を設定すればよい。例えば、撮像視野におけるスピッティングの落下速度が10m/secであり、視野の鉛直方向長さが3.5mであったとき、0.3秒間隔で撮像することにより、全てのスピッティングを2回撮像することなく撮像することができる。これは撮像装置の視野や、撮像位置でのスピッティングの速度から一義的に決められることである。ちなみに、撮像時のシャッタースピードは、スピッティング速度、スピッティング径、撮像装置の能力から総合的に決定されるものである。
Next, image processing of imaging information obtained by imaging performed in the analysis process will be described.
For example, the number of spitting having an imaging density of a certain level or more may be counted from the obtained imaging information. For this purpose, the imaging interval may be set so that the same spitting is not included in two consecutive imagings in continuous imaging in the same field of view of the imaging device. For example, when the falling speed of spitting in the imaging field of view is 10 m / sec and the vertical length of the field of view is 3.5 m, all the spitting is performed twice by imaging at intervals of 0.3 seconds. Imaging can be performed without imaging. This is uniquely determined from the field of view of the imaging apparatus and the speed of spitting at the imaging position. Incidentally, the shutter speed at the time of imaging is determined comprehensively from the spitting speed, the spitting diameter, and the capability of the imaging apparatus.

さて、そうして得られた撮像情報を基にスピッティングの個数をカウントするための画像処理を行えばよい。例えば、上記したように、全スピッティングをダブリがないように撮像していれば、一定の撮像濃度以上を有するスピッティングを2値化処理により抽出し、その個数をカウントすればよい。具体的には、多くても4画素で一つのスピッティング粒を捉え、後述する解析工程において、例えばその内一番面積を占める画素をカウントすることにより、スピッティングの個数をカウントすることができる。   Now, it is only necessary to perform image processing for counting the number of spitting based on the imaging information thus obtained. For example, as described above, if all the spitting is imaged so as not to be doubled, a spitting having a certain imaging density or more is extracted by binarization processing, and the number thereof is counted. Specifically, the number of spitting can be counted by capturing one spitting grain with at most four pixels and counting the pixels that occupy the most area among them, for example, in the analysis step described later. .

発明者らの実験によると、転炉の高さの約半分の位置を落下するスピッティングの粒径や撮像濃度は、溶鉄の種類や量によらずほぼ一定であることも確認している。この時のスピッティング粒径は10mm程度で、その標準偏差は1mm程度である。また、この撮像の濃度は190〜255(白黒8bit時)である。
また、カウントするスピッティングに対し適切な閾値を設定すれば2値化処理は可能であり、それによりカウントしたいスピッティングを分離することができることを確認している。
According to the experiments by the inventors, it has also been confirmed that the particle diameter and imaging density of spitting falling at about half the height of the converter are almost constant regardless of the type and amount of molten iron. The spitting particle size at this time is about 10 mm, and the standard deviation is about 1 mm. Further, the density of this imaging is 190 to 255 (monochrome 8 bits).
In addition, it is confirmed that binarization processing can be performed if an appropriate threshold is set for the spitting to be counted, and thereby the spitting to be counted can be separated.

こうした画像解析方法は前記例に限定されることなく、あらゆる画像解析方法を用いることができることは言うまでもない。
最後に、制御工程について説明する。制御工程は、得られたスピッティングの解析情報を基に、スピッティング量を減少させために、転炉ランスの位置を制御するための工程である。例えば、前記した画像解析により得られたスピッティングの個数情報や飛散情報とランス位置との関係を予め把握しておくことにより、スピッティングの個数情報や飛散情報に応じて、所望のスピッティング量になるようランス位置を制御することができる。
It goes without saying that such an image analysis method is not limited to the above example, and any image analysis method can be used.
Finally, the control process will be described. The control step is a step for controlling the position of the converter lance in order to reduce the amount of spitting based on the obtained analysis information of spitting. For example, by knowing in advance the relationship between the number of spitting information and scattering information obtained by the image analysis described above and the lance position, the desired amount of spitting can be determined according to the number of spitting information and scattering information. The lance position can be controlled to be

また、スピッティングの発生を抑えるためには、酸素供給量も制御することも有効である。即ち、所望のスピッティング量になるように、上部ランスからの酸素噴射量(吹き込み量)を制御することもできる。しかし、酸素供給量は、吹錬の本来の目的である溶鉄中の炭素成分の燃焼除去に必要なため、酸素供給量は大きく変化させることは望ましくない。
もちろん、ランス位置制御も酸素噴射量(吹き込み量)制御もそれぞれ個別に制御することができるし、双方を連動させて制御することもできる。こうした制御態様も前記例に限定されることなく、あらゆる制御態様を用いることができることは言うまでもない。同様に制御対象も、ランス位置や酸素噴射量は一例であり、これらに限定されることはない。
In order to suppress the occurrence of spitting, it is also effective to control the oxygen supply amount. That is, the oxygen injection amount (blowing amount) from the upper lance can be controlled so as to obtain a desired spitting amount. However, since the oxygen supply amount is necessary for the combustion removal of the carbon component in the molten iron, which is the original purpose of blowing, it is not desirable to greatly change the oxygen supply amount.
Of course, the lance position control and the oxygen injection amount (injection amount) control can be individually controlled, and both can be controlled in conjunction with each other. Needless to say, such a control mode is not limited to the above example, and any control mode can be used. Similarly, the lance position and the oxygen injection amount are also examples of the control target, and are not limited to these.

撮像装置として画素数512×480のCCDカメラ(白黒8bit時)を用いた。これに望遠レンズをつけ、転炉から30m離れた転炉操業床(転炉底面より下部に広がる作業用の床)から、転炉を正面視してその中心線上で、転炉操業床の上2mの位置を撮像した。
予め測定したスピッティング径は10mmで、その標準偏差は1mmであった。上記位置で、測定すべきスピッティングの平均撮像濃度は、220±30であった。従って、閾値(Lt)は190に設定した。
前記式より、一画素空間長が6mmの正方形となるよう、視野の大きさを横3.072m×縦2.88mになるよう設定した。
サンプリングタイム(撮像間隔)は、25m秒に設定し、シャッタースピードは1/2000秒に設定した。
一回の転炉吹錬操業(1ヒートと言う。)ごとに、解析されたスピッティング量と、1ヒート前後で測定した溶鉄重量により理論的に計算したスピッティング量とを比較したものを図2に示す。非常によい相関関係になることが確認でき、撮像したスピッティング量から全体のスピッティング量を予測することができることが確認できた。
A CCD camera with 512 × 480 pixels (monochrome 8 bit) was used as the imaging device. Attach a telephoto lens to this, and from the converter operating floor 30 meters away from the converter (the working floor extending below the bottom of the converter), when the converter is viewed from the front, on the center line, above the converter operating floor A 2 m position was imaged.
The spitting diameter measured in advance was 10 mm, and its standard deviation was 1 mm. At the above position, the average imaging density of spitting to be measured was 220 ± 30. Therefore, the threshold value (Lt) was set to 190.
From the above formula, the size of the field of view was set to be 3.072 m wide and 2.88 m long so that the one-pixel space length is a square of 6 mm.
The sampling time (imaging interval) was set to 25 milliseconds, and the shutter speed was set to 1/2000 seconds.
Figure shows a comparison of the amount of spitting analyzed for each converter blowing operation (referred to as 1 heat) and the theoretically calculated amount of spitting based on the molten iron weight measured before and after 1 heat. It is shown in 2. It was confirmed that the correlation was very good, and that the total amount of spitting could be predicted from the captured amount of spitting.

次に、転炉吹錬中にスピッティング量によるランス高さ制御の効果を確認する実験を行った。事前に転炉内の溶鉄高さを測定し、スピッティング量を抑えられる位置にランスをセットして、その位置で1ヒート全体を吹錬したときの理論的スピッティング量の変化を基準値した。つまり、この基準値が適正なランス位置による酸素吹き込みということになる。   Next, an experiment was conducted to confirm the effect of lance height control by spitting amount during converter blowing. The height of the molten iron in the converter was measured in advance, the lance was set at a position where the spitting amount could be suppressed, and the change in the theoretical spitting amount when one whole heat was blown at that position was used as a reference value. . That is, this reference value is oxygen blowing by an appropriate lance position.

本発明の実施例は、図2に示す関係から得られた関係から、全体スピッティング量を予測し、それによりランス位置を制御して行った。なお、本発明の実施例と比較例は、事前に転炉内の溶鉄液面高さを測定せず、前ヒート実績からランス位置を決定し、酸素吹込みを開始している。
比較例は、従前どおり、オペレーターによる経験的感覚的なランス位置制御にて行った。この結果を図3に示す。
図3からもわかるように、当初は、実施例も比較例もランス位置が適正でないため、本発明による実施例も比較例と同様にスピッティング量が多い。しかし、本発明の方法によるランス位置制御を行うことにより、すぐに基準値と同じレベルとなり、最適なランス高さに制御されていることがわかる。比較例と比べても、一目瞭然に、その効果が確認できた。
In the embodiment of the present invention, the total spitting amount was predicted from the relationship obtained from the relationship shown in FIG. 2, and the lance position was controlled accordingly. In addition, the Example and comparative example of this invention do not measure the molten iron liquid level height in a converter beforehand, determine the lance position from the previous heat performance, and start oxygen blowing.
The comparative example was performed by empirical sensory lance position control by an operator as before. The result is shown in FIG.
As can be seen from FIG. 3, since the lance position is not appropriate in both the example and the comparative example, the embodiment according to the present invention has a large amount of spitting as in the comparative example. However, it can be seen that by performing lance position control by the method of the present invention, the level immediately becomes the same as the reference value, and the optimum lance height is controlled. Even when compared with the comparative example, the effect was clearly confirmed.

以上の実施態様は、本発明の実施態様の一例を紹介したものであり、本発明はこの実施態様に限定されることはない。
図4には、本発明による吹錬制御方法を実施したとき(実施例)と、従前の方法で吹錬したとき(比較例)の、スピッティングによる歩留落ち((スピッティングとして失った溶鉄の量(吹錬前後の溶鉄重量から推測))/(投入した溶鉄の量))を示す。比較例が平均0.25%の歩留落ちであるのに対し、本発明の実施例では平均0.05%となっている。つまり、スピッティングにより失われた溶鉄量は、1/5に激減したことがわかる。
The above embodiments are examples of embodiments of the present invention, and the present invention is not limited to these embodiments.
FIG. 4 shows the yield drop due to spitting ((molten iron lost as spitting) when the blowing control method according to the present invention was carried out (Example) and when blown by the conventional method (Comparative Example). (Amount estimated from the weight of molten iron before and after blowing)) / (Amount of molten iron charged)). In the comparative example, the average yield drop is 0.25%, while in the embodiment of the present invention, the average is 0.05%. That is, it can be seen that the amount of molten iron lost by spitting has been drastically reduced to 1/5.

本発明は、鉄鋼製造プロセスにおける転炉吹錬操業に利用することができる。   The present invention can be used for converter blowing operation in a steel manufacturing process.

Claims (8)

転炉中の溶鉄に上部ランスから酸素を噴射する吹錬方法において、転炉の炉口部と排ガスダクトとの間から転炉炉外に飛散し落下しているスピッティングを、下記式を満たすように転炉炉外に設置された撮像装置にて撮像する撮像工程と、該撮像工程での撮像情報を画像解析する解析工程と、該解析工程で画像解析された情報を基にランス位置を制御する制御工程を有することを特徴とする転炉の吹錬制御方法。
1/4*(Ls/Lt)*π/4*(d+σ) ≦ X
≦ (Ls/Lt)*π/4*(d−σ)
X:監視装置の視野における1画素に相当する径または1画素に相当する正方形の 1辺の長さ(mm)
Ls:スピッティング(溶鉄粒)撮像の平均濃度
Lt:スピッティング(溶鉄粒)撮像の濃度閾値
d:スピッティング(溶鉄粒)粒径の平均値(mm)
σ:スピッティング(溶鉄粒)粒径の標準偏差(mm)
In the blowing method of injecting oxygen from the upper lance to the molten iron in the converter, spitting that falls off the converter furnace from between the furnace port and the exhaust gas duct satisfies the following formula: As described above, an imaging process for imaging with an imaging device installed outside the converter furnace, an analysis process for image analysis of imaging information in the imaging process, and a lance position based on information analyzed in the analysis process A method for controlling the blowing of a converter, comprising a control step of controlling the converter.
1/4 * (Ls / Lt) * π / 4 * (d + σ) 2 ≦ X 2
≦ (Ls / Lt) * π / 4 * (d−σ) 2
X: Diameter corresponding to one pixel in the visual field of the monitoring device or length of one side of a square corresponding to one pixel (mm)
Ls: Average density of imaging of spitting (molten iron particles) Lt: Density threshold value of imaging of spitting (molten iron particles) d: Average value of diameter of spitting (molten iron particles) (mm)
σ: Standard deviation of spitting (molten iron particles) particle size (mm)
前記制御工程において、前記解析工程で画像解析された情報を基に上部ランスからの酸素噴射量を制御することを特徴とする請求項1に記載の転炉の吹錬制御方法。   2. The method for controlling the blowing of a converter according to claim 1, wherein in the control step, an oxygen injection amount from the upper lance is controlled based on information obtained by image analysis in the analysis step. 前記落下しているスピッティングを撮像する際、転炉出鋼孔より下の位置を落下しているスピッティングを撮像することを特徴とする請求項1または2に記載の転炉の吹錬制御方法。   3. Blowing control of a converter according to claim 1, wherein when the falling spitting is imaged, the spitting falling at a position below a converter steel outlet hole is imaged. 4. Method. 前記撮像装置が、転炉炉口から飛散したスピッティングが落下する範囲の外に設置されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の転炉の吹錬制御方法。   4. The converter blowing control method according to claim 1, wherein the imaging device is installed outside a range where spitting scattered from a converter furnace port falls. 5. . 転炉中の溶鉄に上部ランスから酸素を噴射する吹錬方法において、転炉炉外に設置され、転炉の炉口部と排ガスダクトとの間から転炉炉外に飛散し落下しているスピッティングを下記式を満たすように撮像する撮像装置と、該撮像装置で撮像した撮像情報を画像解析する解析装置と、該解析装置で画像解析された情報を基にランス位置を制御する制御装置を有することを特徴とする転炉の吹錬制御装置。
1/4*(Ls/Lt)*π/4*(d+σ) ≦ X
≦ (Ls/Lt)*π/4*(d−σ)
X:監視装置の視野における1画素に相当する径または1画素に相当する正方形 の1辺の長さ(mm)
Ls:スピッティング(溶鉄粒)撮像の平均濃度
Lt:スピッティング(溶鉄粒)撮像の濃度閾値
d:スピッティング(溶鉄粒)粒径の平均値(mm)
σ:スピッティング(溶鉄粒)粒径の標準偏差(mm)
In the blowing method of injecting oxygen from the upper lance to the molten iron in the converter, it is installed outside the converter furnace and is scattered and dropped from between the furnace port of the converter and the exhaust gas duct. An imaging device for imaging spitting so as to satisfy the following equation, an analysis device for image analysis of imaging information captured by the imaging device, and a control device for controlling the lance position based on information analyzed by the analysis device A blower control device for a converter, comprising:
1/4 * (Ls / Lt) * π / 4 * (d + σ) 2 ≦ X 2
≦ (Ls / Lt) * π / 4 * (d−σ) 2
X: Diameter corresponding to one pixel or length of one side of a square corresponding to one pixel (mm) in the visual field of the monitoring device
Ls: Average density of imaging of spitting (molten iron particles) Lt: Density threshold value of imaging of spitting (molten iron particles) d: Average value of diameter of spitting (molten iron particles) (mm)
σ: Standard deviation of spitting (molten iron particles) particle size (mm)
前記制御装置において、前記解析装置で画像解析された情報を基に上部ランスからの酸素噴射量を制御することを特徴とする請求項5に記載の転炉の吹錬制御装置。   The converter according to claim 5, wherein the controller controls an oxygen injection amount from an upper lance based on information analyzed by the analysis device. 前記撮像装置にて、前記落下しているスピッティングを撮像する際、転炉出鋼孔より下の位置を落下しているスピッティングを撮像することを特徴とする請求項5または6に記載の転炉の吹錬制御装置。   The imaging device according to claim 5 or 6, wherein when imaging the falling spitting, the imaging is imaging the spitting falling at a position below a converter steel outlet hole. Converter blowing control device. 前記撮像装置が、転炉炉口から飛散したスピッティングが落下する範囲の外に設置されることを特徴とする請求項5〜7のいずれか1項に記載の転炉の吹錬制御装置。   The converter for blowing blast furnace according to any one of claims 5 to 7, wherein the imaging device is installed outside a range where spitting scattered from a converter furnace port falls.
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