JP5585517B2 - Refining equipment for blowing powder into molten steel, leak detection method and program for powder blowing tank - Google Patents

Refining equipment for blowing powder into molten steel, leak detection method and program for powder blowing tank Download PDF

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Description

本発明は、粉体吹込みタンクから溶鋼に粉体を加圧ガスで吹込む精錬設備、その設備における粉体吹込みタンクのリーク検知方法及びプログラムに関する。   The present invention relates to a refining facility for blowing powder into molten steel from a powder blowing tank with pressurized gas, a leak detection method for a powder blowing tank in the facility, and a program.

鉄鋼の製造工程の一つである製鋼工程内の二次精錬では、不純物の除去のために溶鋼に粉体を吹込んで精錬する。本工程を実現する一つの方式として、粉体吹込みタンクに粉体を装入した後、タンクシール弁で封じた上で粉体吹込みタンク内に加圧ガスを供給して蓄圧し、粉体吹込みタンク内に蓄圧された加圧ガスにて粉体をランスから溶鋼に吹込む。   In the secondary refining in the steel making process, which is one of the steel manufacturing processes, powder is blown into the molten steel to remove impurities. As one method for realizing this process, after charging powder into a powder blowing tank, it is sealed with a tank seal valve, and pressurized gas is supplied into the powder blowing tank to accumulate pressure, Powder is blown into the molten steel from the lance with the pressurized gas accumulated in the body blowing tank.

タンクシール弁としてはボール弁等の気密性の高いものが選定されるが、粉体の粒径が小さいため、操業中にタンクシール弁に粉体が入り込んでしまうことがある。タンクシール弁に粉体が入り込んでしまうと、粉体がボールに噛み込んでタンクシール弁の気密性が保たれなくなる。また、長期間の使用等により、タンクシール弁のシール部分に摩耗が生じることもある。このようにタンクシール弁に粉体が入り込んだり、シール部分の摩耗が生じたりすると、そこから粉体吹込みタンク内の加圧ガスがリークして、粉体吹込みタンク内の圧力が下がってしまう。粉体の吹込みは溶鋼の静圧以上の圧力で行う必要があり、粉体吹込みタンク内の圧力が下がってしまうと、溶鋼に浸漬させているランスの先端の吹き出し口に溶鋼が入り込み、ランスが損傷して使用不可能となって操業が続けられなくなってしまう。   As the tank seal valve, a highly airtight one such as a ball valve is selected. However, since the particle size of the powder is small, the powder may enter the tank seal valve during operation. If the powder enters the tank seal valve, the powder bites into the ball, and the airtightness of the tank seal valve cannot be maintained. In addition, the seal portion of the tank seal valve may be worn due to long-term use. When powder enters the tank seal valve or wear of the seal part in this way, the pressurized gas in the powder blowing tank leaks from there and the pressure in the powder blowing tank drops. End up. It is necessary to blow the powder at a pressure higher than the static pressure of the molten steel.When the pressure in the powder blowing tank drops, the molten steel enters the outlet of the tip of the lance immersed in the molten steel, If the lance is damaged, it becomes unusable and the operation cannot be continued.

加圧ガスを流して圧送し続けながら粉体を吹込む他の方式の場合、少々のリークがあっても操業を停止するほどの影響を与えない。例えば特許文献1には、加圧ガスを流して圧送し続けながら粉体を吹込む他の方式において、タンク内圧力がランス背圧を下回った時はタンク側のリークと判断する溶鋼への粉体の吹き込み制御方法が開示されている。また、特許文献2には、ガス消費設備とガス供給設備とを結ぶガス供給配管のガス漏洩を検知するために、ガス消費設備とガス供給設備とを結ぶガス供給配管の前記ガス供給設備に近い部分に設けられガス供給配管内の圧力を検出する圧力計と、前記ガス供給配管の前記ガス消費設備に近い部分に設けられガス供給配管内のガス流量を検出する流量計とを備えるガス漏洩検知警報装置が開示されている。   In the case of other systems in which powder is blown in while a pressurized gas is kept flowing and being pumped, even if there is a slight leak, there is no influence to stop the operation. For example, in Patent Document 1, in another method in which powder is blown in while continuing to feed under pressure by flowing a pressurized gas, the powder to the molten steel is judged as a tank-side leak when the tank internal pressure falls below the lance back pressure. A body blowing control method is disclosed. Further, in Patent Document 2, in order to detect a gas leak in a gas supply pipe connecting a gas consumption facility and a gas supply facility, it is close to the gas supply facility in a gas supply line connecting the gas consumption facility and the gas supply facility. Gas leak detection provided with a pressure gauge for detecting the pressure in the gas supply pipe provided in the part and a flow meter for detecting the gas flow rate in the gas supply pipe provided in a part near the gas consuming equipment of the gas supply pipe An alarm device is disclosed.

特開平7−150218号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-150218 特開昭63−24493号公報JP 63-24493 A

しかしながら、粉体吹込みタンク内に蓄圧してから粉体を吹込む方式の場合、特許文献1にあるようにタンク内圧力とランス背圧とを比較してリークを確認する方式は使用できない。また、特許文献2にあるように、リークが想定される箇所に圧力計や流量計を設けるのでは、コストがかかるという問題がある。   However, in the method of blowing powder after accumulating pressure in the powder blowing tank, the method of confirming leak by comparing the pressure in the tank and the lance back pressure cannot be used as disclosed in Patent Document 1. Further, as disclosed in Patent Document 2, it is expensive to provide a pressure gauge or a flow meter at a place where a leak is assumed.

従来は、多少リークして粉体吹込みタンク内の圧力が下がっても吹込みを継続できるように、粉体吹込みタンク内に蓄圧する圧力を必要以上に高圧化する設計がなされることもあった。しかしながら、この場合、粉体吹込みタンクの高圧容器化や加圧ガスの供給圧力の高圧化が必要となり、設備の建設コスト等を高めることになっていた。   Conventionally, the pressure accumulated in the powder blowing tank has been designed to be higher than necessary so that the blowing can be continued even if the pressure in the powder blowing tank drops due to some leakage. there were. However, in this case, it is necessary to use a high-pressure container for the powder blowing tank or to increase the supply pressure of the pressurized gas, which increases the construction cost of the equipment.

本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、簡易な構成かつ低コストで粉体吹込みタンクのリークを検知できるようにすることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to enable detection of leakage in a powder blowing tank with a simple configuration and low cost.

本発明の溶鋼に粉体を吹込む精錬設備は、粉体吹込みタンクから溶鋼に粉体を加圧ガスで吹込む精錬設備であって、前記粉体吹込みタンクに粉体を供給する粉体供給手段と、前記粉体吹込みタンクに加圧ガスを供給して蓄圧する加圧ガス供給手段と、前記粉体吹込みタンクの荷重を検出する荷重検出手段と、前記粉体供給手段と前記粉体吹込みタンクとの間を連結し、前記荷重検出手段の荷重検出方向に伸縮する伸縮管とを備え、さらに、前記粉体供給手段と前記粉体吹込みタンクとの間にタンクシール弁を備え、前記粉体供給手段は粉体切出し弁を備え、前記伸縮管は粉体切出し弁と前記タンクシール弁との間に配置されており、さらにまた、前記荷重検出手段で測定する荷重実績値と予め設定した荷重管理値とに基づいて、前記粉体切出し弁が閉じているとき前記粉体吹込みタンクの前記タンクシール弁からのリークを判定する制御手段を備えたことを特徴とする。
また、本発明の溶鋼に粉体を吹込む精錬設備の他の特徴とするところは、前記制御手段は、前記粉体吹込みタンクのリークを判定した場合、警報を発する又は前記粉体吹込みタンクへの蓄圧を停止する点にある。
また、本発明の溶鋼に粉体を吹込む精錬設備の他の特徴とするところは、前記伸縮管は金属製である点にある。
本発明の粉体吹込みタンクのリーク検知方法は、本発明の溶鋼に粉体を吹込む精錬設備における粉体吹込みタンクのリーク検知方法であって、前記荷重検出手段で測定する荷重実績値と予め設定した荷重管理値とに基づいて、前記粉体吹込みタンクのリークを判定する手順を有することを特徴とする。
本発明のプログラムは、本発明の溶鋼に粉体を吹込む精錬設備において粉体吹込みタンクのリークを検知するためのプログラムであって、前記荷重検出手段で測定する荷重実績値と予め設定した荷重管理値とに基づいて、前記粉体吹込みタンクのリークを判定する処理をコンピュータに実行させる。
The refining equipment for injecting powder into the molten steel of the present invention is a refining equipment for injecting powder from a powder injection tank into the molten steel with pressurized gas, and the powder supplying the powder to the powder injection tank. Body supply means, pressurized gas supply means for supplying and accumulating pressurized gas to the powder blowing tank, load detection means for detecting the load of the powder blowing tank, and the powder supply means, coupled between said powder blow tank, and a telescopic tube which expands and contracts in the load detection direction of the load detecting means, further, the tank seal between the powder blow tank and the powder supply means A valve, the powder supply means is provided with a powder extraction valve, the expansion tube is disposed between the powder extraction valve and the tank seal valve, and further, a load measured by the load detection means on the basis of the load control value which is set in advance as the actual value, the powder cropping It comprising the determining control means leakage from the tank seal valve of the powder blow tank when the valve is closed.
Another feature of the refining equipment for injecting powder into the molten steel of the present invention is that the control means issues an alarm when the leakage of the powder injection tank is determined or the powder injection The point is to stop accumulating pressure in the tank.
Another feature of the refining equipment for blowing powder into the molten steel of the present invention is that the expansion tube is made of metal.
The leak detection method of the powder injection tank of the present invention is a leak detection method of the powder injection tank in the refining equipment for injecting powder into the molten steel of the present invention, and the actual load value measured by the load detection means And a load management value set in advance, and a procedure for determining leakage of the powder blowing tank.
The program of the present invention is a program for detecting a leakage of a powder blowing tank in a refining facility for blowing powder into the molten steel of the present invention, and is preset with a load actual value measured by the load detecting means. Based on the load management value, the computer is caused to execute processing for determining leakage of the powder blowing tank.

本発明によれば、荷重検出手段の荷重検出方向に伸縮する伸縮管を用いることにより、粉体吹込みの制御のためにこれまでも設置されていた荷重検出手段を利用してリーク発生を判定することができ、簡易な構成かつ低コストで粉体吹込みタンクのリークを検知することができる。   According to the present invention, by using an expansion / contraction tube that expands and contracts in the load detection direction of the load detection means, the occurrence of leak is determined using the load detection means that has been installed so far for controlling the blowing of powder. It is possible to detect a leak in the powder blowing tank with a simple configuration and low cost.

本発明の実施形態に係る精錬設備の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the refining equipment which concerns on embodiment of this invention. 荷重検出センサで測定する荷重実績値の例を示す特性図であり、(a)が通常時の特性図、(b)がリーク発生時の特性図である。It is a characteristic view which shows the example of the load actual value measured with a load detection sensor, (a) is a characteristic view at the time of normal, (b) is a characteristic view at the time of leak generation. 粉体吹込みタンクへの蓄圧時におけるタンクシール弁まわりの状態を示す図であり、(a)は通常時の状態を示す図、(b)はリーク発生時の状態を示す図である。It is a figure which shows the state around a tank seal valve at the time of the pressure accumulation to a powder blowing tank, (a) is a figure which shows the state at the time of normal, (b) is a figure which shows the state at the time of leak generation. リーク発生の判定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the determination process of leak generation.

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。
図1に、本発明の実施形態に係る、鉄鋼製造業における製鋼工程の精錬設備の概略構成を示す。この精錬設備は、粉体吹込みタンク(以下、単にタンクという)1から鍋2内の溶鋼3に粉体4を吹込む設備であり、以下に詳述するように、粉体吹込みタンクのリーク検知システムを有する。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
In FIG. 1, the schematic structure of the refining equipment of the steel making process in the steel manufacturing industry based on embodiment of this invention is shown. This refining facility is a facility for blowing powder 4 from a powder blowing tank (hereinafter simply referred to as a tank) 1 into molten steel 3 in a pan 2, and as described in detail below, Has a leak detection system.

タンク1の上方には、タンク1に粉体4を供給する粉体供給源であるホッパー5、ホッパー5からタンク1への粉体供給ルートを開閉する粉体切出し弁6を備え、これらホッパー5及び粉体切出し弁6により粉体供給手段が構成される。また、ホッパー5からタンク1への粉体供給ルート上には、粉体4を吹込むときにタンク1を封じるためのタンクシール弁8が配置される。そして、粉体切出し弁6とタンクシール弁8との間を金属製の伸縮管7で連結する。   Above the tank 1, there are provided a hopper 5 that is a powder supply source for supplying the powder 4 to the tank 1, and a powder cutting valve 6 that opens and closes a powder supply route from the hopper 5 to the tank 1. The powder supply means is constituted by the powder cutting valve 6. On the powder supply route from the hopper 5 to the tank 1, a tank seal valve 8 for sealing the tank 1 when the powder 4 is blown is disposed. And between the powder cutting valve 6 and the tank seal valve 8 is connected with a metal expansion and contraction tube 7.

また、タンク1の下方には、タンク1内に装入した粉体4を排出する出口弁9、出口弁9にフレキシブル配管で接続するランス10を備える。ランス10は、出口弁9から排出される粉体4を溶鋼3中に導引するためのもので、駆動電動機11により上昇、下降制御される。   Further, below the tank 1, an outlet valve 9 for discharging the powder 4 charged in the tank 1 and a lance 10 connected to the outlet valve 9 by a flexible pipe are provided. The lance 10 is used to guide the powder 4 discharged from the outlet valve 9 into the molten steel 3 and is controlled to be raised and lowered by the drive motor 11.

さらに、タンク1の側方には、タンク1にアルゴンガス、窒素ガス等を加圧した加圧ガスを供給する加圧ガス供給源12、加圧ガス供給源12からタンク1への加圧ガス供給ルートを開閉する加圧弁13を備え、これら加圧ガス供給源12及び加圧弁13により加圧ガス供給手段が構成される。なお、加圧弁13とタンク1とは、柔軟性を有するフレキシブル配管で接続する。   Further, on the side of the tank 1, a pressurized gas supply source 12 that supplies a pressurized gas in which argon gas, nitrogen gas, or the like is pressurized to the tank 1, and a pressurized gas from the pressurized gas supply source 12 to the tank 1. A pressurization valve 13 for opening and closing the supply route is provided, and the pressurization gas supply means is constituted by the pressurization gas supply source 12 and the pressurization valve 13. The pressurizing valve 13 and the tank 1 are connected by flexible piping having flexibility.

タンク1及びホッパー5は架構14で支持されている。特にタンク1は、鉛直方向についてフローティング支持されており、タンク1の底面は、タンク1の荷重を検出する荷重検出センサ15で支持される。ここで、粉体切出し弁6とタンクシール弁8との間に配置される伸縮管7としてはまっすぐなものを選定し、その取り付け方向はタンク1を支持する荷重検出センサ15と同一軸方向とする。すなわち、伸縮管7は、荷重検出センサ15の荷重検出方向、本実施形態の場合は上下方向に伸縮し、それ以外の方向への膨張は略ないものとする。伸縮管7はいわゆるベローズ(蛇腹)構造の伸縮自在管で構成することができる。   The tank 1 and the hopper 5 are supported by a frame 14. In particular, the tank 1 is floatingly supported in the vertical direction, and the bottom surface of the tank 1 is supported by a load detection sensor 15 that detects the load of the tank 1. Here, a straight tube is selected as the expansion tube 7 disposed between the powder cutting valve 6 and the tank seal valve 8, and its mounting direction is the same axial direction as the load detection sensor 15 that supports the tank 1. To do. That is, the expansion tube 7 expands and contracts in the load detection direction of the load detection sensor 15, in the case of this embodiment, in the vertical direction, and does not substantially expand in other directions. The telescopic tube 7 can be composed of a telescopic tube having a so-called bellows structure.

本実施形態に係る精錬設備では、溶鋼3への粉体4の吹込みを制御する制御装置16を備える。制御装置16は、詳細は後述するが、各種演算を行う比較演算部17、各種指令を発する指令部18、バルブ駆動回路19、フィルタ20を備える。バルブ駆動回路19は、指令部18からの指令に基づいて、粉体切出し弁6、タンクシール弁8及び加圧弁13を制御する。また、出口弁9及び駆動電動機11は、電動機制御盤21の電動機駆動回路22に接続しており、バルブ駆動回路19は、指令部18からの指令に基づいて、電動機駆動回路22を介して出口弁9及び駆動電動機11を制御する。   The refining equipment according to this embodiment includes a control device 16 that controls the blowing of the powder 4 into the molten steel 3. Although described in detail later, the control device 16 includes a comparison calculation unit 17 that performs various calculations, a command unit 18 that issues various commands, a valve drive circuit 19, and a filter 20. The valve drive circuit 19 controls the powder extraction valve 6, the tank seal valve 8, and the pressurization valve 13 based on a command from the command unit 18. Further, the outlet valve 9 and the drive motor 11 are connected to the motor drive circuit 22 of the motor control panel 21, and the valve drive circuit 19 is connected to the outlet via the motor drive circuit 22 based on a command from the command unit 18. The valve 9 and the drive motor 11 are controlled.

制御装置16には、比較演算部17にオペレータの入力により各種管理値を設定する管理値設定器23、各種操作を行う操作器24が接続する。また、制御装置16には、警報を発する警報器25が接続する。   Connected to the control device 16 are a management value setting unit 23 for setting various management values by an operator input and an operation unit 24 for performing various operations. The control device 16 is connected to an alarm device 25 that issues an alarm.

また、制御装置16の比較演算部17には、荷重検出センサ15で測定する荷重実績値がフィルタ20を介して入力される。フィルタ20は、工場内の振動等の外乱を除去するためのものであり、例えば高周波成分を除去するバンドパスフィルタが用いられる。   In addition, the actual load value measured by the load detection sensor 15 is input to the comparison calculation unit 17 of the control device 16 via the filter 20. The filter 20 is for removing disturbances such as vibrations in the factory, and for example, a band pass filter for removing high frequency components is used.

次に、本実施形態に係る精錬設備の処理動作を説明する。図2(a)には、通常時に荷重検出センサ15で測定する荷重実績値の例を示す。まずタンク1への粉体4の供給を開始する(図2(a)のタイミングt1)。この時点では、粉体切出し弁6、タンクシール弁8、出口弁9及び加圧弁13はいずれも閉じている。粉体4の供給開始に際して、荷重検出センサ15でタンク1の初期重量T0を測定する。制御装置16は、この初期重量T0を比較演算部17に格納する。予め操業管理者によって管理値設定器23で設定された粉体4の供給設定量T1が比較演算部17に格納されており、荷重検出センサ15でタンク1の初期重量T0が測定され、比較演算部17に格納された時点で、粉体4の供給完了の目標重量T2=T0+T1が比較演算部17に格納される。 Next, the processing operation of the refining equipment according to this embodiment will be described. FIG. 2A shows an example of the actual load value measured by the load detection sensor 15 at the normal time. First, the supply of the powder 4 to the tank 1 is started (timing t 1 in FIG. 2A). At this time, the powder cutting valve 6, the tank seal valve 8, the outlet valve 9, and the pressurizing valve 13 are all closed. When the supply of the powder 4 is started, the initial weight T 0 of the tank 1 is measured by the load detection sensor 15. The control device 16 stores the initial weight T 0 in the comparison calculation unit 17. The supply set amount T 1 of the powder 4 set in advance by the management value setter 23 by the operation manager is stored in the comparison calculation unit 17, and the initial weight T 0 of the tank 1 is measured by the load detection sensor 15. When stored in the comparison calculation unit 17, the target weight T 2 = T 0 + T 1 for completing the supply of the powder 4 is stored in the comparison calculation unit 17.

目標重量T2が比較演算部17に格納された後、操業管理者による運転指令が操作器24から入力されると、指令部18は、バルブ駆動回路19にタンクシール弁8の開指令を出力する。これによりタンクシール弁8が開く。そして、タンクシール弁8が開くと、指令部18は、バルブ駆動回路19に粉体切出し弁6の開指令を出力する。これにより粉体切出し弁6も開く。この状態では、ホッパー5の粉体4が、粉体切出し弁6から伸縮管7、タンクシール弁8を通って、タンク1に落下、供給される。 After the target weight T 2 is stored in the comparison calculation unit 17, when an operation command from the operation manager is input from the operation unit 24, the command unit 18 outputs an opening command for the tank seal valve 8 to the valve drive circuit 19. To do. As a result, the tank seal valve 8 is opened. When the tank seal valve 8 is opened, the command unit 18 outputs a command for opening the powder extraction valve 6 to the valve drive circuit 19. As a result, the powder cutting valve 6 is also opened. In this state, the powder 4 of the hopper 5 is dropped and supplied from the powder cutting valve 6 to the tank 1 through the expansion tube 7 and the tank seal valve 8.

タンク1に粉体4が供給されると、荷重検出センサ15で測定する荷重実績値が上昇していくので、その測定値が目標重量T2に達すると、比較演算部17は指令部18に停止信号を出力する。指令部18は停止信号を受け取ると、バルブ駆動回路19に粉体切出し弁6の閉指令を出力する。これにより粉体切出し弁6が閉じる。そして、粉体切出し弁6が閉じると、指令部18は、バルブ駆動回路19にタンクシール弁8の閉指令を出力する。これによりタンクシール弁8が閉じて、タンク1への粉体4の供給が完了する(図2(a)のタイミングt2)。なお、荷重検出センサ15の測定値が目標重量T2に達すると粉体切出し弁6、タンクシール弁8を閉じるが、弁6、8が閉じるまでの時間差のために、実際にタンク1への粉体4の供給が停止したときに荷重検出センサ15の測定値はT3(>T2)となる。 When the powder 4 is supplied to the tank 1, the actual load value measured by the load detection sensor 15 increases. When the measured value reaches the target weight T 2 , the comparison calculation unit 17 sends a command to the command unit 18. Outputs a stop signal. When the command unit 18 receives the stop signal, it outputs a command to close the powder cutting valve 6 to the valve drive circuit 19. Thereby, the powder cutting valve 6 is closed. When the powder cutting valve 6 is closed, the command unit 18 outputs a closing command for the tank seal valve 8 to the valve drive circuit 19. As a result, the tank seal valve 8 is closed and the supply of the powder 4 to the tank 1 is completed (timing t 2 in FIG. 2A). When the measured value of the load detection sensor 15 reaches the target weight T 2 , the powder cutting valve 6 and the tank seal valve 8 are closed. However, due to the time difference until the valves 6 and 8 are closed, the pressure to the tank 1 is actually increased. When the supply of the powder 4 is stopped, the measured value of the load detection sensor 15 is T 3 (> T 2 ).

タンク1への粉体4の供給が完了すると、次にタンク1への蓄圧を開始する(図2(a)のタイミングt3)。この時点では、粉体切出し弁6、タンクシール弁8、出口弁9及び加圧弁13はいずれも閉じている。指令部18は、バルブ駆動回路19に加圧弁13の開指令を出力する。これにより加圧弁13が開いて、タンク1に加圧ガスが供給される。加圧弁13が開いて時間tが経過すると、タンク1内の圧力が加圧ガス供給源12の加圧ガスの圧力と等しくなるので、指令部18は、バルブ駆動回路19に加圧弁13の閉指令を出力する。これにより加圧弁13が閉じて、タンク1への蓄圧が完了する(図2(a)のタイミングt4)。 When the supply of the powder 4 to the tank 1 is completed, the pressure accumulation to the tank 1 is started (timing t 3 in FIG. 2A). At this time, the powder cutting valve 6, the tank seal valve 8, the outlet valve 9, and the pressurizing valve 13 are all closed. The command unit 18 outputs a command to open the pressurizing valve 13 to the valve drive circuit 19. As a result, the pressurizing valve 13 is opened, and the pressurized gas is supplied to the tank 1. When the time t elapses after the pressurization valve 13 is opened, the pressure in the tank 1 becomes equal to the pressure of the pressurization gas from the pressurization gas supply source 12, and the command unit 18 closes the pressurization valve 13 to the valve drive circuit 19. Outputs a command. As a result, the pressurizing valve 13 is closed, and the pressure accumulation in the tank 1 is completed (timing t 4 in FIG. 2A).

タンク1への蓄圧が完了すると、指令部18は、バルブ駆動回路19に出口弁9の開指令を出力する。これにより出口弁9が開き、タンク1内に蓄圧された加圧ガスにより粉体4がランス10の先端の吹込み口から吹出する(図2(a)のタイミングt5)。また、指令部18は、電動機駆動回路22を介して駆動電動機11に駆動信号を出力し、ランス10を下降させて、ランス10の先端の吹込み口を溶鋼3に浸漬させ、粉体4を溶鋼3に吹込む(図2(a)のタイミングt6)。 When the pressure accumulation in the tank 1 is completed, the command unit 18 outputs an opening command for the outlet valve 9 to the valve drive circuit 19. As a result, the outlet valve 9 is opened, and the powder 4 is blown out from the blowing port at the tip of the lance 10 by the pressurized gas accumulated in the tank 1 (timing t 5 in FIG. 2A). In addition, the command unit 18 outputs a drive signal to the drive motor 11 via the motor drive circuit 22, lowers the lance 10, immerses the blowing port at the tip of the lance 10 in the molten steel 3, and the powder 4 blown into molten steel 3 (timing t 6 in FIG. 2 (a)).

溶鋼3への粉体4の吹込みが完了又は中止となると、指令部18は、電動機駆動回路22を介して駆動電動機11に駆動信号を出力し、ランス10を上昇させて、ランス10の先端の吹込み口を溶鋼3の上方に移動させる(図2(a)のタイミングt7)。また、指令部18は、バルブ駆動回路19に出口弁9の閉指令を出力する。これにより出口弁9が閉じて、溶鋼3への粉体4の吹込みが完了する(図2(a)のタイミングt8)。 When the injection of the powder 4 into the molten steel 3 is completed or stopped, the command unit 18 outputs a drive signal to the drive motor 11 via the motor drive circuit 22 to raise the lance 10, and the tip of the lance 10. Is moved above the molten steel 3 (timing t 7 in FIG. 2A). Further, the command unit 18 outputs a closing command for the outlet valve 9 to the valve drive circuit 19. As a result, the outlet valve 9 is closed and the injection of the powder 4 into the molten steel 3 is completed (timing t 8 in FIG. 2A).

ここで、タンクシール弁8に粉体4が入り込んで、タンクシール弁8からタンク1内の加圧ガスがリークしてしまう状態を説明する。図2(b)には、リーク発生時に荷重検出センサ15で測定する荷重実績値の例を示す。   Here, a state in which the powder 4 enters the tank seal valve 8 and the pressurized gas in the tank 1 leaks from the tank seal valve 8 will be described. FIG. 2B shows an example of the actual load value measured by the load detection sensor 15 when a leak occurs.

リーク発生時には、タンク1への蓄圧を開始すると、タンク1内の加圧ガスがタンクシール弁8から漏れ出して伸縮管7に流れ込む。図3は、タンク1への蓄圧時におけるタンクシール弁8まわりの状態を示す図であり、(a)は通常時の状態を示す図、(b)はリーク発生時の状態を示す図である。図3(b)に示すように、タンク1内の加圧ガスがタンクシール弁8から漏れ出して伸縮管7に流れ込むと、粉体切出し弁6は閉じているので、その加圧ガスが伸縮管7に蓄積することになる。したがって、伸縮管7に加圧ガスが充満し、伸縮管7を伸ばす方向に力が発生する。伸縮管7の断面積をS、加圧ガスの圧力をPとすると、荷重検出センサ15と同一軸方向に作用する力Nは、
N=a×P×S
となる。係数aは、粉体切出し弁6はガス封止用のバルブではないため完全に密封できないため、伸縮管7に作用する圧力はPと等しくならない等の理由による低減分を表わしている。この力Nが発生することにより、荷重検出センサ15の測定値は力Nに比例して増加する。すなわち、荷重検出センサ15で測定する荷重実績値に基づいてリーク発生を判定することが可能になる。なお、図2(b)に示すように、タンク1への蓄圧を開始してから、荷重検出センサ15の測定値に基づいてリーク発生を判定できるようになるまでには時間遅れτがある。
When a leak occurs, when the pressure accumulation in the tank 1 is started, the pressurized gas in the tank 1 leaks from the tank seal valve 8 and flows into the expansion and contraction tube 7. 3A and 3B are diagrams showing a state around the tank seal valve 8 when accumulating pressure in the tank 1, wherein FIG. 3A is a diagram showing a normal state, and FIG. 3B is a diagram showing a state when a leak occurs. . As shown in FIG. 3B, when the pressurized gas in the tank 1 leaks from the tank seal valve 8 and flows into the expansion / contraction tube 7, the powder extraction valve 6 is closed, so that the compression gas expands / contracts. Accumulate in the tube 7. Accordingly, the expansion tube 7 is filled with pressurized gas, and a force is generated in the direction in which the expansion tube 7 is extended. If the cross-sectional area of the expansion tube 7 is S and the pressure of the pressurized gas is P, the force N acting in the same axial direction as the load detection sensor 15 is
N = a × P × S
It becomes. The coefficient a represents a reduction due to the reason that the pressure acting on the expansion tube 7 is not equal to P because the powder cutting valve 6 is not a gas sealing valve and cannot be completely sealed. When this force N is generated, the measured value of the load detection sensor 15 increases in proportion to the force N. That is, the occurrence of leak can be determined based on the actual load value measured by the load detection sensor 15. As shown in FIG. 2B, there is a time delay τ from the start of pressure accumulation in the tank 1 until the occurrence of leak can be determined based on the measurement value of the load detection sensor 15.

図4を参照して、制御装置16によるリーク発生の判定処理を説明する。予め操業管理者によって管理値設定器23で設定された荷重管理値ΔTが比較演算部17に格納されている。荷重管理値ΔTは、予め伸縮管7に加圧ガスを流して試験的に求めた数値とする。比較演算部17は、タンク1への蓄圧を開始する直前の荷重検出センサ15の測定値T3を格納する(ステップS101)。 With reference to FIG. 4, the leak occurrence determination process by the control device 16 will be described. A load management value ΔT previously set by the management value setter 23 by the operation manager is stored in the comparison calculation unit 17. The load management value ΔT is a numerical value obtained experimentally by flowing a pressurized gas through the expansion tube 7 in advance. Comparison operation unit 17 stores the measured value T 3 of the load detection sensor 15 immediately before the start of the accumulator to the tank 1 (step S101).

次に、比較演算部17は、荷重検出センサ15の現在の測定値Tと、タンク1への蓄圧を開始する直前の荷重検出センサ15の測定値T3との差が荷重管理値ΔT以上となったか否かを判定する(ステップS102)。 Next, comparison operation unit 17, current measurement values T of the load detection sensor 15, the difference between the measured value T 3 of the load detection sensor 15 immediately before the start of the accumulator to the tank 1 the load control value ΔT than the It is determined whether or not (step S102).

T−T3≧ΔTとなった場合、その時点で、伸縮管7を伸ばす方向に力が発生している、すなわちリークが発生していると判定するようにしてもよいが、本実施形態では、ステップS103に進み、T−T3≧ΔTの状態が所定時間だけ連続しているか否かを判定する。伸縮管7は所定のバネ定数を有する弾性体であるので、伸ばす方向に力が発生すると、荷重検出センサ15の測定値は、漸減する正弦波状に現れる。そこで、正弦波状に現れる荷重検出センサ15の測定値を全波整流した上で、T−T3≧ΔTの状態が所定時間だけ連続しているか否かを判定する。T−T3≧ΔTの状態が所定時間だけ連続している場合、ステップS104に進み、伸縮管7を伸ばす方向に力が発生している、すなわちリークが発生していると判定する。 When T−T 3 ≧ ΔT, it may be determined that a force is generated in the direction of extending the telescopic tube 7 at that time, that is, a leak is generated. In step S103, it is determined whether or not the state of T−T 3 ≧ ΔT continues for a predetermined time. Since the expansion tube 7 is an elastic body having a predetermined spring constant, when a force is generated in the extending direction, the measurement value of the load detection sensor 15 appears in a gradually decreasing sine wave shape. Therefore, after full-wave rectification is performed on the measurement value of the load detection sensor 15 appearing in a sine wave shape, it is determined whether or not the state of T−T 3 ≧ ΔT continues for a predetermined time. When the state of T−T 3 ≧ ΔT continues for a predetermined time, the process proceeds to step S104, and it is determined that a force is generated in the direction in which the telescopic tube 7 is extended, that is, a leak is generated.

リークが発生していると判定した場合、比較演算部17は、警報器25を介して警報を発したり、指令部18に異常停止信号を出力したりする。指令部18は異常停止信号を受け取ると、バルブ駆動回路19に加圧弁13の閉指令を出力する。これにより加圧弁13が閉じて、タンク1への蓄圧を自動停止する。   When it is determined that a leak has occurred, the comparison calculation unit 17 issues an alarm via the alarm device 25 or outputs an abnormal stop signal to the command unit 18. When the command unit 18 receives the abnormal stop signal, it outputs a command to close the pressurizing valve 13 to the valve drive circuit 19. As a result, the pressurizing valve 13 is closed, and the pressure accumulation in the tank 1 is automatically stopped.

ステップS102、S103でNoの場合、タンク1への蓄圧が完了するまで(ステップS105)、ステップS102、S103の監視を繰り返す。   In the case of No in steps S102 and S103, the monitoring in steps S102 and S103 is repeated until the pressure accumulation in the tank 1 is completed (step S105).

以上述べたように、タンクシール弁8からタンク1内の加圧ガスがリークしたことを早期に検知して、操業管理者に注意を喚起したり、タンク1への蓄圧を自動停止したりすることにより、ランス10等の設備の損傷を防止することができる。また、タンク1内に蓄圧する圧力を必要以上に高圧化する必要がなくなるので、タンク1の高圧容器化や加圧ガスの供給圧力の高圧化が不要で、設備の建設コスト等を低減させることができる。   As described above, it is detected at an early stage that the pressurized gas in the tank 1 has leaked from the tank seal valve 8 to alert the operation manager, or the pressure accumulation in the tank 1 is automatically stopped. As a result, damage to equipment such as the lance 10 can be prevented. In addition, since it is not necessary to increase the pressure accumulated in the tank 1 more than necessary, it is not necessary to use a high-pressure container for the tank 1 or to increase the supply pressure of the pressurized gas, thereby reducing the construction cost of the equipment. Can do.

しかも、荷重検出センサ15の荷重検出方向に伸縮する伸縮管7を用いることにより、粉体吹込みの制御のためにこれまでも設置されていた荷重検出センサ15を利用してリーク発生を判定することができ、簡易な構成かつ低コストでリークの検知が可能になる。   In addition, by using the telescopic tube 7 that expands and contracts in the load detection direction of the load detection sensor 15, the occurrence of leak is determined using the load detection sensor 15 that has been installed so far for controlling the blowing of powder. This makes it possible to detect leaks with a simple configuration and low cost.

制御装置16は、パーソナルコンピュータ、シーケンサー、又はハードリレー回路を用いて構成することができる。例えばパーソナルコンピュータやシーケンサーを用いる場合には、ハードウェアとして管理値設定器23に設定を入力するためのキーボード及びマウス、画面を表示するディスプレイ、電動機制御盤21との信号を送受信するためのI/Oユニット、荷重検出センサからの信号をI/Oユニットに取り込むための荷重変換アンプ、DHD又はHDD等の外部メモリ、並びにCPU及びメインメモリを含む本体で構成してもよい。この場合、比較演算部17、指令部18、管理値設定器23で実行する各処理は、パーソナルコンピュータやシーケンサー本体内にソフトウェアを作成してロードして実行する。   The control device 16 can be configured using a personal computer, a sequencer, or a hard relay circuit. For example, when a personal computer or a sequencer is used, a keyboard and mouse for inputting settings to the management value setter 23 as hardware, a display for displaying a screen, and an I / O for transmitting / receiving signals to / from the motor control panel 21. An O unit, a load conversion amplifier for taking a signal from the load detection sensor into the I / O unit, an external memory such as a DHD or HDD, and a main body including a CPU and a main memory may be used. In this case, each process executed by the comparison calculation unit 17, the command unit 18, and the management value setting unit 23 is executed by creating software, loading it in the personal computer or sequencer body.

1:粉体吹込みタンク、2:鍋、3:溶鋼、4:粉体、5:ホッパー、6:粉体切出し弁、7:伸縮管、8:タンクシール弁、9:出口弁、10:ランス、11:駆動電動機、12:加圧ガス供給源、13:加圧弁、14:架構、15:荷重検出センサ、16:制御装置、17:比較演算部、18:指令部、19:バルブ駆動回路、20:フィルタ、21:電動機制御盤、22:電動機駆動回路、23:管理値設定器。24:操作器、25:警報器   1: powder blowing tank, 2: pan, 3: molten steel, 4: powder, 5: hopper, 6: powder cutting valve, 7: expansion tube, 8: tank seal valve, 9: outlet valve, 10: Lance, 11: Drive motor, 12: Pressurized gas supply source, 13: Pressurized valve, 14: Frame, 15: Load detection sensor, 16: Control device, 17: Comparison operation unit, 18: Command unit, 19: Valve drive Circuit: 20: Filter, 21: Motor control panel, 22: Motor drive circuit, 23: Management value setter. 24: Controller, 25: Alarm

Claims (5)

粉体吹込みタンクから溶鋼に粉体を加圧ガスで吹込む精錬設備であって、
前記粉体吹込みタンクに粉体を供給する粉体供給手段と、
前記粉体吹込みタンクに加圧ガスを供給して蓄圧する加圧ガス供給手段と、
前記粉体吹込みタンクの荷重を検出する荷重検出手段と、
前記粉体供給手段と前記粉体吹込みタンクとの間を連結し、前記荷重検出手段の荷重検出方向に伸縮する伸縮管とを備え、
さらに、前記粉体供給手段と前記粉体吹込みタンクとの間にタンクシール弁を備え、
前記粉体供給手段は粉体切出し弁を備え、
前記伸縮管は前記粉体切出し弁と前記タンクシール弁との間に配置されており、
さらにまた、前記荷重検出手段で測定する荷重実績値と予め設定した荷重管理値とに基づいて、前記粉体切出し弁が閉じているとき前記粉体吹込みタンクの前記タンクシール弁からのリークを判定する制御手段を備えたことを特徴とする溶鋼に粉体を吹込む精錬設備。
A refining facility for blowing powder into molten steel from a powder blowing tank with pressurized gas,
Powder supply means for supplying powder to the powder blowing tank;
Pressurized gas supply means for supplying and storing pressurized gas to the powder blowing tank;
Load detecting means for detecting the load of the powder blowing tank;
An expansion tube that connects between the powder supply means and the powder blowing tank and expands and contracts in the load detection direction of the load detection means,
Furthermore, a tank seal valve is provided between the powder supply means and the powder blowing tank,
The powder supply means includes a powder cutting valve,
The telescopic tube is disposed between the powder cutting valve and the tank seal valve,
Furthermore, on the basis of the actual load value measured by the load detecting means and a preset load management value, when the powder cutting valve is closed, leakage from the tank seal valve of the powder blowing tank is detected. A refining facility for injecting powder into molten steel, characterized by comprising a control means for judging .
前記制御手段は、前記粉体吹込みタンクのリークを判定した場合、警報を発する又は前記粉体吹込みタンクへの蓄圧を停止することを特徴とする請求項に記載の溶鋼に粉体を吹込む精錬設備。 Wherein if it is determined leakage of the powder blow tank, the powder molten steel according to claim 1, characterized in that stopping the accumulator to generate an alarm or the powder blow tank Refining equipment to blow. 前記伸縮管は金属製であることを特徴とする請求項1又は2に記載の溶鋼に粉体を吹込む精錬設備。 The refining equipment for blowing powder into molten steel according to claim 1 or 2 , wherein the expansion tube is made of metal. 請求項1乃至のいずれか1項に記載の溶鋼に粉体を吹込む精錬設備における粉体吹込みタンクのリーク検知方法であって、
前記荷重検出手段で測定する荷重実績値と予め設定した荷重管理値とに基づいて、前記粉体吹込みタンクのリークを判定する手順を有することを特徴とする粉体吹込みタンクのリーク検知方法。
A leak detection method for a powder blowing tank in a refining facility for blowing powder into molten steel according to any one of claims 1 to 3 ,
A method for detecting leakage of a powder blowing tank, comprising a procedure for determining leakage of the powder blowing tank based on a load actual value measured by the load detecting means and a preset load management value .
請求項1乃至のいずれか1項に記載の溶鋼に粉体を吹込む精錬設備において粉体吹込みタンクのリークを検知するためのプログラムであって、
前記荷重検出手段で測定する荷重実績値と予め設定した荷重管理値とに基づいて、前記粉体吹込みタンクのリークを判定する処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。
A program for detecting leakage of a powder blowing tank in a refining facility for blowing powder into molten steel according to any one of claims 1 to 3 ,
The program for making a computer perform the process which determines the leak of the said powder blowing tank based on the load actual value measured with the said load detection means, and the preset load management value.
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