JP6015254B2 - 粉塵堆積物の検出方法及びその検出装置 - Google Patents
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Description
そこで、この発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、転炉のガスダクト内の粉塵堆積物の状態を容易に検出できるようにした粉塵堆積物の検出方法及びその検出装置を提供することを目的とする。
また、上記の粉塵堆積物の検出方法において、前記温度計は前記ガスダクト内の壁面に沿って複数配置されており、前記複数の温度計のうちの予め設定した個数以上の温度計での測定温度が予め設定した吹錬開始温度条件を満たすと、前記吹錬の開始を検出することを特徴としてもよい。ここで、「予め設定した吹錬開始温度条件」として、例えば、吹錬開始前温度:TempL以下から吹錬開始後温度:TempH以上への温度変化が挙げられる。
また、上記の粉塵堆積物の検出方法において、前記粉塵堆積物の状態の判定は、前記吹錬毎に前記温度計で測定される測定温度の温度変化、及び予め設定した閾値と測定温度との関係の少なくとも一方の予め設定した期間の平均値に基づいて行うことを特徴としてもよい。
また、上記の粉塵堆積物の検出装置において、前記温度計の配置位置は、前記ガスダクトの傾斜部であることを特徴としてもよい。
また、上記の粉塵堆積物の検出装置において、前記判定部は、前記吹錬毎に前記温度計で測定される測定温度の温度変化、及び予め設定した閾値と測定温度との関係の少なくとも一方の予め設定した期間の平均値に基づいて、前記粉塵堆積物の状態の判定を行うことを特徴としてもよい。
<第1実施形態>
(転炉設備の構成)
図1は、本発明の第1実施形態に係る粉塵堆積物の検出方法に好適な転炉設備100の構成例を示す模式図である。まず始めに、転炉設備100の構成例について説明する。
図1に示すように、転炉設備100は、例えば、転炉1と、転炉1の上部(即ち、炉口)に取り付けられたランス3と、転炉1の底部に取り付けられたガス供給管5と、転炉1の上部に配置されてオフガス(即ち、OG)を吸引するための、転炉OGダクト11と、転炉OGダクト11の鉄皮(以下、ダクト鉄皮)11aの外側に取り付けられた冷却装置17と、転炉OGダクト11を通してOGを吸引すると共に吸引したOG中の粉塵を集めて除去する集塵機19と、を備える。転炉1は傾動可能であり、その内部に溶銑が装入される。また、冷却装置17は、例えば冷媒として水を循環させる水冷管である。
次に、上記の転炉設備100において粉塵堆積物を検出する方法について説明する。
図3は、温度計20により測定される温度曲線の一例を示す図である。
本発明の第1実施形態では、転炉OGダクト11に配置された複数の温度計20を用いて、転炉OGダクト11内の温度を一定周期:Time1で測定する。そして、一定周期:Time1毎の測定値から転炉1での吹錬開始を検出すると共に、吹錬開始直後の昇温速度:TempV−nと、昇温の到達温度:TempA−nとを測定する。なお、符号の末尾に記載した「−n」は、複数の温度計20のうちのn番目の温度計で測定されたことを意味する。以下、図3を参照して、より具体的に説明する。
吹錬開始時の昇温速度の基準値として、基準昇温速度:TempVを設定する。この基準昇温速度:TempVは、転炉OGダクト11に粉塵堆積物がほとんど堆積していないとき(即ち、通常吹錬時)に、吹錬開始直後の一定時間:Time1×Mの間に通常測定される昇温速度[℃/(Time1×M)]である。一定時間:Time1×Mは、一定周期:Time1のM倍(M:1以上の整数)の時間である。基準昇温速度:TempVは、複数の温度計20間で共通の値とする。
図4は、本発明の第1実施形態に係る粉塵堆積物の検出方法の手順を示すフローチャート図である。上記のように、温度計20を予め配置すると共に、基準昇温速度:TempV、吹錬開始前温度:TempL及び通常吹錬時の吹錬開始後温度:TempHをそれぞれ設定した後、転炉1で吹錬を開始する。即ち、転炉1内に溶銑を装入したのち、炉口からランス3を挿入し、溶銑浴面に近づけて純酸素ガスを吹き付けると同時に、炉底から不活性ガス、炭酸ガス、又は、純酸素ガス及び冷却ガス等を吹き込み、浴を撹拌しつつ吹錬を開始する。吹錬初期は溶銑中の炭素濃度が高いので、吹き込まれた酸素は炭素と効率よく反応し、一酸化炭素となって脱炭が進む。また、脱炭により発生した一酸化炭素等のOGは、転炉OGダクト11を通して転炉1外へ排出される。また、複数の温度計20による温度の測定を開始する(ステップS10)。
TempV−n=(TempA−n−TempB−n)/(Time1×M)…(1)
そして、これらの比較の結果から、各温度計20の昇温速度:TempV−nは基準昇温速度:TempVに近い値(例えば、TempV.ave±3σの範囲内)であり、到達温度:TempA―nは吹錬開始後温度:TempHよりも高い場合は、粉塵堆積物はほとんど無い(即ち、通常吹錬である)と判定する(ステップ50)。一方、各温度計20の昇温速度:TempV−nは基準昇温速度:TempVから離れた値(例えば、TempV.ave±3σの範囲外)であり、或いは、到達温度:TempA―nは吹錬開始後温度:TempHよりも低い場合は、粉塵堆積物が有ると判定する(ステップ60)。
上記のように粉塵堆積物が有ると判定した場合は、吹錬後に転炉1の操業を一旦停止する(ステップ70)。そして、転炉OGダクト11に取り付けられたマンホールを開放して、内部に堆積した粉塵堆積物を除去する(ステップ80)。ステップ50又はステップ80の後は、例えばステップ10に戻る。
この第1実施形態では、転炉OGダクト11が本発明の「ガスダクト」に対応し、傾斜部の内側の底面11bが本発明の「壁面」に対応している。
本発明の第1実施形態は、以下の効果を奏する。
(1)転炉OGダクト11内の壁面に配置された複数の温度計20で、吹錬開始時のOGダクト11内の昇温速度:TempV−nと到達温度:TempA−nを測定することができる。そして、これら各値を吹錬毎に測定し、その測定値を基準昇温速度:TempVと吹錬開始後温度:TempHと比較して、傾向を管理することができる。これにより、転炉OGダクト11のマンホールを開放して内部を目視で点検することなく、転炉OGダクト11内の粉塵堆積物の状態を容易に検出することができる。このため、粉塵堆積物が大量に崩落して操業等に支障が生じる前に、転炉OGダクト11内を適切なタイミングで清掃することが可能になる。
(3)また、複数の温度計20のうちの予め設定した個数以上の温度計(例えば、20〜60%)が、吹錬開始前温度:TempL以下から吹錬開始後温度:TempH以上への温度変化を測定することによって吹錬の開始を検出する。これにより、吹錬開始を検出するための温度計を別途設ける必要がない。また、複数の温度計20による温度測定のタイミングを吹錬開始のタイミングに合わせる(同期させる)必要もない。これにより、粉塵堆積物の検出装置の簡素化に寄与することができる。
(1)本実施形態では、各温度計20で測定された昇温速度:TempV−n、及び、到達温度:TempA―nについて、一定時間Time2毎の平均値を算出して、平均昇温速度:TempV.ave−n、平均到達温度:TempA.ave―nとしてもよい。そして、これらを一定時間Time2毎に基準値と比較して、傾斜部の底面11bでの粉塵堆積物の状態を判定してもよい。Time2は、基準上適切な値としてよく、例えば1日(24時間)に設定する。つまり、昇温速度:TempV−n、及び、到達温度:TempA―nを少なくとも1日1回確認して、その日々のトレンドを基準するようにしてもよい。このような場合であって、上記の第1実施形態の効果(1)〜(4)と同様の効果を奏する。
(4)また、本実施形態では、温度計20は複数ではなく、1つでもよい。このような場合であっても、(温度計20を複数配置した場合と比べて測温可能な範囲は狭まるものの)上記の第1実施形態の効果(1)(2)(4)と同様の効果を奏する。
(検出装置)
本発明の実施形態では、上述した粉塵堆積物の検出方法の少なくとも一部を検出装置が行っても良い。第2実施形態では、この点について説明する。
図8は、本発明の第2実施形態に係る粉塵堆積物の検出装置200の構成例を示すブロック図である。この検出装置200は、転炉OGダクト11内の粉塵堆積物を検出する検出装置である。図8に示すように、検出装置200は、例えば、温度計20と、この温度計20から送信されてくる温度情報に基づいて各種の処理を行う制御部210と、制御部210で行った処理の結果を表示するモニター230とを備える。温度計20と制御部210との間及び制御部210とモニター230との間はそれぞれ、例えば有線又は無線で接続されている。
温度情報入力部211は、例えば熱電対等の温度計20から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換(即ち、AD変換)して、吹錬開始検出部215及び測定値算出部217で読み込み可能な信号に変換する。温度情報格納部213は、例えば熱電対等の複数の温度計20が出力する温度情報を格納する。吹錬開始検出部215は、温度情報格納部213に格納された温度情報に基づいて、吹錬開始時間:Time−sを検出する。測定値算出部217は、温度情報格納部213に格納された温度情報に基づいて、吹錬開始時間:Time−s、昇温速度:TempV−n、到達温度:TempA−n等の測定値を算出する。測定値格納部219は、測定値算出部217が算出した測定値を格納する。基準値等格納部221は、上述した基準昇温速度:TempV、吹錬開始前温度:TempL、吹錬開始後温度:TempHなどの基準値、閾値を格納する。
温度情報格納部213と、測定値格納部219と、基準値等格納部221と、判定結果格納部225は、例えばフラッシュメモリなどの不揮発性メモリ、又はハードディスクなどの磁気記録装置、或いはDRAMなどの揮発性メモリで構成されている。これら温度情報格納部213と、測定値格納部219と、基準値等格納部221と、判定結果格納部225は、同一の記憶装置で構成されていてもよいし、異なる記憶装置で構成されていてもよい。
この検出装置200では、温度計20が図7のステップ10で説明した温度測定(開始)を行う。また、吹錬開始検出部215が、ステップ20で説明した吹錬開始時間:Time−sの検出を行う。さらに、測定値算出部217が、ステップ30で説明した昇温速度:TempV−n、到達温度:TempA−nの算出を行う。また、判定部223が、ステップ40、50、60で説明した粉塵堆積物の状態判定を行う。
本発明の第2実施形態は、第1実施形態の効果(1)〜(4)と同様の効果を奏する。
また、第2実施形態によれば、図4に示したフローチャートのステップ10、20、30、40、50、60を検出装置200が自動で行う。これにより、オペレータの作業負荷を軽減することができる。
(変形例)
第2実施形態においても、第1実施形態で説明した変形例(1)〜(4)を適用してよい。
3 ランス
5 ガス供給管
11 ダクト
11a ダクト鉄皮
11b 底面
17 冷却装置
19 集塵機
20 温度計
20a 測温部
20b 端子部
51 粉塵堆積物
100 転炉設備
200 検出装置
210 制御部
211 温度情報入力部
213 温度情報格納部
215 吹錬開始検出部
217 測定値算出部
219 測定値格納部
221 基準値等格納部
223 判定部
225 判定結果格納部
227 判定結果出力部
230 モニター
Claims (4)
- 転炉の上方に配置されて該転炉からのガスが通過するガスダクト内の粉塵堆積物を検出する検出方法であって、
前記ガスダクト内の壁面に配置された温度計で該ガスダクト内の温度を測定し、
前記ガスダクト内に粉塵堆積物がほとんど堆積していない通常吹錬時において、吹錬開始後から目的の吹錬開始温度に昇温していると推定されるまでの時間である一定時間、前記温度計配置位置での前記一定時間で推定される昇温速度である基準昇温速度、及び前記温度計配置位置での吹錬中と推定される昇温到達温度を、それぞれ予め設定し、
吹錬の開始後から前記一定時間に前記温度計で測定される測定温度の昇温速度と前記基準昇温速度との関係、及び前記昇温到達温度と前記一定時間経過後の測定温度との関係の少なくとも一方に基づいて、前記ガスダクト内の前記粉塵堆積物の状態を判定し、
前記温度計は前記ガスダクト内の壁面に沿って複数配置され、
前記複数の温度計のうちの予め設定した個数以上の温度計での測定温度が前記昇温速度到達温度以上である吹錬開始温度条件を満たすと、前記吹錬の開始として検出することを特徴とする粉塵堆積物の検出方法。 - 前記温度計の配置位置は、前記ガスダクトの傾斜部であることを特徴とする請求項1に記載の粉塵堆積物の検出方法。
- 転炉の上方に配置されて該転炉からのガスが通過するガスダクト内の粉塵堆積物を検出する検出装置であって、
前記ガスダクト内の壁面に配置された温度計と、
前記ガスダクト内に粉塵堆積物がほとんど堆積していない通常吹錬時における、吹錬開始後から目的の吹錬開始温度に昇温していると推定されるまでの時間を一定時間と、前記温度計配置位置での前記一定時間で推定される昇温速度を基準昇温速度と、前記温度計配置位置での吹錬中と推定される温度を昇温到達温度とし、
吹錬の開始後から前記一定時間に前記温度計で測定される測定温度の昇温速度と前記基準昇温速度との関係、及び前記昇温到達温度と前記一定時間経過後の測定温度の少なくとも一方に基づいて、前記ガスダクト内の前記粉塵堆積物の状態を判定する判定部と、を備え、
前記温度計は前記ガスダクト内の壁面に沿って複数配置されており、
前記複数の温度計のうちの予め設定した個数以上の温度計での測定温度が前記昇温速度到達温度以上である吹錬開始温度条件を満たすと、前記吹錬の開始を検出する吹錬開始検出部、をさらに備えることを特徴とする粉塵堆積物の検出装置。 - 前記温度計の配置位置は、前記ガスダクトの傾斜部であることを特徴とする請求項3に記載の粉塵堆積物の検出装置。
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