JP6414102B2 - 精錬炉排出流の判定装置、精錬炉排出流の判定方法及び溶融金属の精錬方法 - Google Patents
精錬炉排出流の判定装置、精錬炉排出流の判定方法及び溶融金属の精錬方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6414102B2 JP6414102B2 JP2016033301A JP2016033301A JP6414102B2 JP 6414102 B2 JP6414102 B2 JP 6414102B2 JP 2016033301 A JP2016033301 A JP 2016033301A JP 2016033301 A JP2016033301 A JP 2016033301A JP 6414102 B2 JP6414102 B2 JP 6414102B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- discharge flow
- infrared
- visible
- slag
- molten metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Description
以下、本発明の実施形態に係る精錬炉排出流の判定装置1について、転炉型精錬炉を用いた溶銑の予備処理の中間排滓における溶銑流出の判定に適用した場合を例として、図面を参照しながら説明する。本実施形態では、図1に示すように、従来既存の転炉型精錬炉2が用いられる。この転炉型精錬炉2では、昇降可能な上吹きランス3の先端から酸素を転炉型精錬炉2内の溶銑に向けて吹き付けて上吹きを行う。上吹きには、純酸素が用いられる。また、転炉型精錬炉2の底部に設けられた底吹き羽口21を使って底吹きを行う。底吹きには、酸素、あるいはArガスや窒素ガスなどの不活性ガスが用いられる。転炉型精錬炉2には、主として溶銑や媒溶材、スクラップを装入する開口部である炉口22、及び精錬処理が施された溶銑又は溶鋼を出湯する出湯口23も設けられている。
ここで、撮影対象と実際の温度が一定でも、対象物の表面の向き、形状、区画に占める大きさや発煙などの外乱の状況などで、撮像された各区画の温度及び可視領域の輝度の代表値(例えば平均値)は様々に変化する。従って、従来行われていたように、温度だけ、あるいは可視領域の輝度だけの情報から、適当な閾値を設けることによって、物質による分光放射率の違いを利用して撮像された物質の種類を判別する場合には、かなりの誤差を生じることが避けられない。
解析用コンピュータ13は、入力装置、モニタなどの出力装置、中央処理装置(CPU)、主記憶装置(内部記憶装置)、補助記憶装置(外部記憶装置)などから構成される演算処理装置であり、中央処理装置は、分割部131、演算部132及び判定部133として機能し、出力装置は表示部134として機能とする。
次に、本実施形態に係る精錬炉排出流の判定方法について説明する。本実施形態では、例えば、特許文献1と同様の精錬方法を用いた処理が転炉型精錬炉2で行われる。
即ち、本実施形態における溶融金属の精錬方法の一例では、図3(a)に示すように、前回の溶銑の予備処理において生成した脱燐処理終了後のスラグ4を炉内に残留させた状態、又はスラグ4が残留した状態の転炉型精錬炉2に鉄スクラップなどの冷鉄源5を装入した後に、転炉型精錬炉2を傾けて、装入鍋6から新たな溶銑7を装入する。
脱珪処理が終了したら、図3(c)に示すように、転炉型精錬炉2を傾けて上部の炉口22から中間排滓処理を行う。この中間排滓は、比重差で溶銑7上に浮いているスラグ4を排出するものであり、脱珪処理で発生した大量の二酸化珪素を含む低塩基度の脱珪処理後のスラグ4を排出する。この中間排滓は、次工程の脱燐処理において、適切なスラグ塩基度に調整するための石灰系媒溶材の使用量を低減するために有効である。中間排滓では、後述する排出流判定方法を用いて、転炉型精錬炉2からの排出流を判定して、溶銑が流出しない範囲でスラグの排出速度を大きくするように転炉型精錬炉2の傾動角度を調整し(調整ステップ)、スラグの排出速度が小さくなって排出を継続するのが困難であると判断された時点をもって中間排滓を終了する。
脱燐処理を経て溶銑中の燐濃度が予め設定された既定値まで低下したら、図3(e)に示すように、転炉型精錬炉2を出湯口23の設置側に傾転させて、転炉型精錬炉2内の溶銑を不図示の取鍋に出湯する。
本実施形態では、まず、赤外撮像部11及び可視撮像部12は、転炉型精錬炉2の炉口22から排出される排出流を含む撮像範囲を同時に撮像する(S200)。ステップS200での撮像結果は、赤外撮像部11及び可視撮像部12の素子に応じた画素の赤外線熱画像及び可視画像として分割部131に出力される。赤外線熱画像及び可視画像には、方形の同一撮像範囲がそれぞれ含まれる。また、同一撮像範囲には排出流が含まれる。図5(a)には赤外撮像部11で撮像された赤外線熱画像、図5(b)にはこの赤外線熱画像と同時に可視撮像部12で撮像された可視画像を示す。図5(a)及び図5(b)に示す例では、方形白枠で囲まれた領域が、同一撮像範囲であり、同一撮像範囲内にはスラグ4と溶銑7との両方を含む排出流が撮像されている。なお、同一撮像範囲は、赤外線熱画像と可視画像とにおいて同一の撮像範囲で且つ排出流が撮像される領域であれば、赤外線熱画像と可視画像とにおける同一の撮像範囲全てである必要はない。また、図5(a)では、検出された温度を輝度で示しており、温度が高い箇所については輝度が高くなるように示した。
xn=x/xmax ・・・(1)
yn=y/ymax ・・・(2)
無次元温度xn及び無次元輝度ynが算出された後、算出された値のうち、排出流がスラグのみである場合のものを用いて、(3)式における係数α,βを最小自乗法によって算出する。図7に示した例においては、算出された(3)式の関数は、グラフにおいて原点付近を通る傾きαの直線L1として示される。
yn=αxn+β ・・・(3)
A=(xn 2+yn 2)1/2 ・・・(4)
yn<(α+Δα)xn+β ・・・(5)
B=[(α+Δα)x/xmax+β]×ymax ・・・(6)
ステップS206では、予め定められた(6)式を用いて判定基準値Bを算出する。この場合、ステップS204で算出される温度の平均値xを用いて、(6)式によって、判定基準値Bが算出される。
一方、ステップS208で、可視領域の輝度の平均値yが判定基準値Bより大きい区画が少なくとも1つあると判断された場合、表示部135は、可視撮像部12で撮像される可視画像に、ステップS208の判断結果を重畳させて表示する(S212)。具体的には、図9に示すように、可視領域の輝度の平均値yが判定基準値Bより大きい区画について、可視画像では通常撮像されない色や識別可能な色を可視画像に重畳させて表示させる。なお、ステップS212において表示部135で表示される画像は、解析用コンピュータ13に設けられた不図示の画像処理部にて処理される。
以上で、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、これら説明によって発明を限定することを意図するものではない。本発明の説明を参照することにより、当業者には、開示された実施形態の種々の変形例とともに本発明の別の実施形態も明らかである。従って、特許請求の範囲は、本発明の範囲及び要旨に含まれるこれらの変形例または実施形態も網羅すると解すべきである
さらに、上記実施形態では、ステップS204において、区画毎に温度及び輝度の平均値を算出するとしたが、本発明はかかる例に限定されない。演算部132は、温度及び輝度の平均値の代わりに、温度及び輝度の中央値や最大値などを算出して代表値としてもよい。この場合、ステップS204の後の処理では、平均値の代わりに中央値や最大値などが代表値として用いられる。
B=[αx/xmax+(β+Δβ)]×ymax ・・・(7)
yn<αxn+(β+Δβ) ・・・(8)
(1)本発明の一態様に係る精錬炉排出流の判定装置1は、溶融金属の精錬炉(例えば、転炉型精錬炉2)から排出される排出流を赤外領域で撮像する赤外撮像部11と、赤外撮像部11で撮像される撮像範囲の少なくとも一部である同一撮像範囲を含む撮像範囲で、排出流を可視領域で撮像する可視撮像部12と、赤外撮像部11で撮像される赤外画像及び可視撮像部12で撮像される可視画像の同一撮像範囲について、同一撮像範囲の複数の区画毎に、赤外画像から得られる温度(赤外線熱画像)または赤外領域の輝度と可視画像から得られる可視領域の輝度との関係に基づいて、区画で撮像された排出流におけるスラグ4と溶融金属(例えば、溶銑7)との構成割合を判定する判定部と、を備える。
上記(2)の構成によれば、排出流をリアルタイムに判定することができる。
上記(3)の構成によれば、簡便な演算処理で排出流の判定を行うためのデータ処理を実施することができる。
(4)上記(1)〜(3)の構成において、判定部133は、複数の区画毎に、区画で撮像された排出流が、溶融金属を含むか否かを判定するか、または、スラグを含むか否かを判定する。
上記(4)の構成によれば、例えば、排出流に溶融金属が含まれるか否かを二値で判定するため、精錬炉からの溶融金属の流出を作業者が容易に認識することができる。
上記(5)の構成によれば、同一撮像範囲において、例えば排出流に溶銑が含まれる程度を、上記の区画毎の情報よりも細かいメッシュの情報を加味して、作業者が容易に認識することができる。
上記(6)の構成によれば、(1)の構成と同様な効果を得ることができる。
上記(7),(8)の構成によれば、例えば、溶銑の予備処理を行う精錬炉での中間排滓時において、精錬炉からの溶融金属の流出を精度よく判定することができる。このため、スラグ排出に伴う溶融金属の歩留り低下を抑えることができる。
上記(9)の構成によれば、例えば、精錬炉から精錬処理後の溶融金属を排出する際において、精錬炉からのスラグの流出を精度よく判定することができる。このため、精錬炉以降の次工程へのスラグの流出を抑えることができる。
上記(10)の構成によれば、精錬炉からの排出流におけるスラグ4と溶融金属との構成割合を精度よく判定でき、その判定結果から精錬炉の傾動角度を調整する。このため、例えば、精錬炉からスラグ4を排出する際には、精錬炉からの溶融金属の流出を抑えながらも、従来に比べスラグ4の排出量を増大させることができる。また、精錬炉が溶融金属として溶鉄を精錬する転炉型精錬炉2である場合、転炉型精錬炉2の炉口22は、本来、溶銑7や媒溶材を装入するために形成されたものであるため、スラグ4を安定して排出するのには不向きである。このため、炉口22からの排出流は、出湯口23からの排出流に比べ、排出流の流量が変動し易くなる。しかし、上記(10)の構成によれば、このような精錬処理においても、精度良く排出流を判定してスラグの排出を制御することができる。
11 赤外撮像部
12 可視撮像部
13 解析用コンピュータ
131 分割部
132 演算部
133 判定部
134 表示部
2 転炉型精錬炉
21 羽口
22 炉口
23 出湯口
3 ランス
4 スラグ
5 冷鉄源
6 装入鍋
7 溶銑
Claims (10)
- 溶融金属の精錬炉から排出される排出流を赤外領域で撮像する赤外撮像部と、
前記赤外撮像部で撮像される撮像範囲の少なくとも一部である同一撮像範囲を含む撮像範囲で、前記排出流を可視領域で撮像する可視撮像部と、
前記赤外撮像部で撮像される赤外画像及び前記可視撮像部で撮像される可視画像の前記同一撮像範囲について、前記同一撮像範囲の複数の区画毎に、前記赤外画像から得られる温度または前記赤外領域の輝度と前記可視画像から得られる前記可視領域の輝度との関係に基づいて、前記区画で撮像された前記排出流におけるスラグと溶融金属との構成割合を判定する判定部と、
を備えることを特徴とする精錬炉排出流の判定装置。 - 前記赤外撮像部及び前記可視撮像部は、前記赤外画像及び前記可視画像を同一のタイミングでそれぞれ連続的に撮像し、
前記判定部は、撮像された前記赤外画像と前記可視画像とに基づいて、前記同一撮像範囲の複数の区画毎に、前記構成割合を連続的に判定することを特徴とする請求項1に記載の精錬炉排出流の判定装置。 - 前記区画毎に、前記温度または前記赤外領域の輝度の平均値、及び前記可視領域の輝度の平均値を算出する演算部
をさらに備え、
前記判定部は、前記温度または前記赤外領域の輝度の平均値と、前記可視領域の輝度の平均値との関係に基づいて、前記同一撮像範囲の複数の区画毎に、前記構成割合を判定することを特徴とする請求項1または2に記載の精錬炉排出流の判定装置。 - 前記判定部は、複数の前記区画毎に、前記区画で撮像された前記排出流が、溶融金属を含むか否かを判定するか、または、スラグを含むか否かを判定することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の精錬炉排出流の判定装置。
- 前記判定部による判定結果を、前記可視画像及び前記赤外画像の少なくともいずれかに重畳させて表示する表示部をさらに備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の精錬炉排出流の判定装置。
- 溶融金属の精錬炉から排出される排出流を赤外領域で撮像する赤外撮像ステップと、
前記赤外撮像ステップで撮像される撮像範囲−の少なくとも一部である同一撮像範囲を含む撮像範囲で、前記排出流を可視領域で撮像する可視撮像ステップと、
前記赤外撮像ステップで撮像される赤外画像及び前記可視撮像ステップで撮像される可視画像の前記同一撮像範囲について、前記同一撮像範囲の複数の区画毎に、前記赤外画像から得られる温度または前記赤外領域の輝度と前記可視画像から得られる前記可視領域の輝度との関係に基づいて、前記区画で撮像された前記排出流におけるスラグと溶融金属との構成割合を判定する判定ステップと、
を備えることを特徴とする精錬炉排出流の判定方法。 - 前記溶融金属の精錬炉から排出されるスラグ排出流を前記赤外領域で撮像し、前記赤外領域で撮像される撮像範囲の少なくとも一部である同一撮像範囲を含む撮像範囲で、前記スラグ排出流を前記可視領域で撮像し、前記赤外領域で撮像される前記スラグ排出流の赤外画像及び前記可視領域で撮像される前記スラグ排出流の可視画像の前記同一撮像範囲について、前記スラグ排出流の前記赤外画像から得られる温度または前記赤外領域の輝度と前記スラグ排出流の前記可視画像から得られる前記可視領域の輝度とを求めた結果に基づいて、前記スラグ排出流における前記温度または前記赤外領域の輝度と前記可視領域の輝度との相関関係を予め求め、
前記判定ステップにおいて、前記相関関係に対する、前記排出流の前記温度または前記赤外領域の輝度と前記可視領域の輝度との前記関係の乖離に基づいて、前記区画で撮像された前記排出流における溶融金属の構成割合を判定することを特徴とする請求項6に記載の精錬炉排出流の判定方法。 - 前記排出流が排出される前記精錬炉が、転炉型精錬炉であり、
前記排出流が、前記転炉型精錬炉内に溶融金属を保持した状態で炉口からスラグを排出する際に排出されるものであり、
前記判定ステップにおいて、前記区画で撮像された前記排出流が、溶融金属を含むか否かを判定することを特徴とする請求項6または請求項7に記載の精錬炉排出流の判定方法。 - 前記溶融金属の精錬炉から排出される溶融金属排出流を前記赤外領域で撮像し、前記赤外領域で撮像される撮像範囲の少なくとも一部である同一撮像範囲を含む撮像範囲で、前記溶融金属排出流を前記可視領域で撮像し、前記赤外領域で撮像される前記溶融金属排出流の赤外画像及び前記可視領域で撮像される前記溶融金属排出流の可視画像の前記同一撮像範囲について、前記溶融金属排出流の前記赤外画像から得られる温度または前記赤外領域の輝度と前記溶融金属排出流の前記可視画像から得られる前記可視領域の輝度とを求めた結果に基づいて、前記溶融金属排出流における前記温度または前記赤外領域の輝度と前記可視領域の輝度との相関関係を予め求め、
前記判定ステップにおいて、前記相関関係に対する、前記排出流の前記温度または前記赤外領域の輝度と前記可視領域の輝度との前記関係の乖離に基づいて、前記区画で撮像された前記排出流におけるスラグの構成割合を判定することを特徴とする請求項6に記載の精錬炉排出流の判定方法。 - 溶融金属の精錬炉内に前記溶融金属を保持した状態で、前記精錬炉を傾動させて、前記精錬炉の炉口または排出口からスラグを排出する際に、
請求項6〜8のいずれか1項に記載の精錬炉排出流の判定方法を用いて、
前記精錬炉から排出される排出流について、前記区画で撮像された前記排出流における溶融金属の構成割合を判定した結果に基づいて、前記精錬炉の傾動角度を調整する調整ステップを備えることを特徴とする溶融金属の精錬方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016033301A JP6414102B2 (ja) | 2016-02-24 | 2016-02-24 | 精錬炉排出流の判定装置、精錬炉排出流の判定方法及び溶融金属の精錬方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016033301A JP6414102B2 (ja) | 2016-02-24 | 2016-02-24 | 精錬炉排出流の判定装置、精錬炉排出流の判定方法及び溶融金属の精錬方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017150034A JP2017150034A (ja) | 2017-08-31 |
JP6414102B2 true JP6414102B2 (ja) | 2018-10-31 |
Family
ID=59738848
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016033301A Active JP6414102B2 (ja) | 2016-02-24 | 2016-02-24 | 精錬炉排出流の判定装置、精錬炉排出流の判定方法及び溶融金属の精錬方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6414102B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108050845A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-05-18 | 中冶南方工程技术有限公司 | 基于可见光图像识别技术的加热炉自动上料系统 |
CN108050843B (zh) * | 2017-11-30 | 2020-06-19 | 中冶南方工程技术有限公司 | 基于可见光图像及深度图像识别技术的加热炉自动上料系统 |
CN108007210A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-05-08 | 中冶南方工程技术有限公司 | 基于多相机信息融合方案的加热炉自动上料系统 |
CN108998608B (zh) * | 2018-07-24 | 2019-06-28 | 中南大学 | 一种基于红外机器视觉的高炉出铁口铁水温度测量方法及系统 |
JP7256365B2 (ja) * | 2019-01-11 | 2023-04-12 | 日本製鉄株式会社 | スラグの定量化方法 |
JP7243520B2 (ja) * | 2019-08-16 | 2023-03-22 | 日本製鉄株式会社 | 転炉型溶銑予備処理における排滓方法 |
JP7224478B2 (ja) * | 2019-08-29 | 2023-02-17 | 株式会社マクニカ | 不純物検出装置、不純物検出方法、及びコンピュータプログラム |
CN113740314A (zh) * | 2021-08-05 | 2021-12-03 | 合肥金星机电科技发展有限公司 | 一种高温熔体成分全自动在线检测方法及系统 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6197086B1 (en) * | 1997-11-13 | 2001-03-06 | Bethlehem Steel Corporation | System and method for minimizing slag carryover during the production of steel |
JP4965093B2 (ja) * | 2004-07-30 | 2012-07-04 | Jfeスチール株式会社 | 転炉スラグ流出量定量化方法、転炉の操業方法およびそれらの装置 |
JP2014055315A (ja) * | 2012-09-11 | 2014-03-27 | Jfe Steel Corp | 炉口排出滓流監視方法および転炉操業方法 |
JP6164173B2 (ja) * | 2014-07-29 | 2017-07-19 | Jfeスチール株式会社 | 転炉排出流判定装置、転炉排出流判定方法、溶銑予備処理方法、及び転炉予備処理の操業方法 |
-
2016
- 2016-02-24 JP JP2016033301A patent/JP6414102B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017150034A (ja) | 2017-08-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6414102B2 (ja) | 精錬炉排出流の判定装置、精錬炉排出流の判定方法及び溶融金属の精錬方法 | |
JP3160273B2 (ja) | 鉄鋼生産の間のスラグキャリーオーバーを最小にするためのシステム及び方法 | |
JP6164173B2 (ja) | 転炉排出流判定装置、転炉排出流判定方法、溶銑予備処理方法、及び転炉予備処理の操業方法 | |
KR101216657B1 (ko) | 용선 온도의 검지 방법 및 이것을 이용한 고로의 조업 방법 | |
CN104392213B (zh) | 一种适用于熔炼过程中的图像信息状态识别系统 | |
JPH04252925A (ja) | 温度測定方法およびそれに用いる装置 | |
US6562285B1 (en) | Method and apparatus for detecting slag carryover | |
CN112458231B (zh) | 一种转炉下渣检测方法及系统 | |
JP5786803B2 (ja) | 高炉出銑口径測定方法、高炉出銑口径測定システム、及びコンピュータプログラム | |
JP4419861B2 (ja) | 転炉出鋼時のスラグ検出方法及び装置 | |
JP6477751B2 (ja) | 底吹き転炉の炉底羽口健全性評価方法、炉底羽口寿命延長方法及び底吹き転炉の操業方法 | |
JP7243520B2 (ja) | 転炉型溶銑予備処理における排滓方法 | |
JPH09182953A (ja) | スラグ検知方法 | |
JPH09174228A (ja) | スラグ流出検知方法 | |
JP7256365B2 (ja) | スラグの定量化方法 | |
JP2002309307A (ja) | 炉内温度状況の検知方法 | |
Ayres et al. | Measurement of thickness of oxygen lance skull in LD converters using artificial vision | |
JP2016169436A (ja) | スラグのフォーミング鎮静剤の投入方法および投入装置 | |
JP4315122B2 (ja) | コークス充填式竪型炉のレースウエイ深度測定方法および深度測定装置 | |
Luk’yanov et al. | Survey of melt stream infrared radiation parameters at various stages of steel tapping from basic oxygen furnace | |
JP3575781B2 (ja) | 流出スラグの検出方法 | |
Kattenbelt et al. | Detection of slopping in basic oxygen steelmaking using a camera viewing the converter mouth | |
JP2023103049A (ja) | 転炉の吹錬制御方法 | |
JP2023028025A (ja) | スラグの流出検知方法 | |
JPH1034305A (ja) | 連続鋳造用モールド内のボイル検出方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170922 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180824 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180904 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180917 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6414102 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |