JP7126081B1 - 映像装置を備える電気炉を用いた溶鉄の製造方法 - Google Patents
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Abstract
溶解室への冷鉄源の安定的な供給を確実に行う。予熱室と、溶解室と、前記予熱室に設けられた押し出し機と、前記溶解室内を観察するための映像装置とを備える電気炉を用い、前記予熱室で予熱された冷鉄源を前記押し出し機によって前記溶解室に供給する押し出し工程と、前記溶解室に供給された冷鉄源をアーク熱によって溶解して溶鉄を得る溶解工程とを有し、前記押し出し工程では、前記映像装置から得られた視覚情報に基づき、前記押し出し機の移動量及び／又は前記押し出し機を移動させる時間間隔を制御する、溶鉄の製造方法。
Description
本発明は、映像装置を備える電気炉を用いて、冷鉄源から溶鉄を製造する方法に関する。本発明は、特に、冷鉄源が予熱室から溶解室へと供給される様子を観察し、この視覚情報に基づいて、冷鉄源の溶解室への供給条件を制御することのできる、溶鉄の製造方法に関する。
電気炉を用いた溶鉄の製造では、スクラップなどの冷鉄源をアーク熱で溶解して溶鉄を得るので、アーク熱を生成するために電力を多量に消費する問題がある。従来、電気炉での電力消費を抑えるために、溶解する前の冷鉄源を、化石燃料などを用いたバーナーで予熱する方法；溶解する前の冷鉄源を、先の工程で冷鉄源を溶解中に発生した高温の排ガスを利用して予熱する方法；補助熱源としてコークスを溶解室中に吹き込む方法；などの方法が採られている。
例えば、特許文献１には、予熱シャフトと溶解室とが直結した電気炉において、冷鉄源が溶解室と予熱シャフトとに連続して存在する状態を保つように予熱シャフトへ冷鉄源を連続的又は断続的に供給しながら、溶解室内の冷鉄源をアークにより溶解する技術が開示されている。特許文献１の技術では、溶解室への冷鉄源の搬送供給のための装置を特に必要としない電気炉を用いて、溶解した溶鉄の中に、高温の排ガスで予熱した冷鉄源が溶け込むことによって、冷鉄源を効率的に溶解させている。
また、例えば、特許文献２には、電気炉の運転制御システムであって、電気精錬の操業条件となる設定項目を受け入れる入力部と設定項目をニューラルネットワークに入力して操業結果推定値に基づいて電気炉製錬を実行させる制御部を有する、電気炉の制御システムが開示されている。
また、例えば、特許文献３には、アーク溶解設備を用いて鉄源を溶解して溶湯を製造する方法であって、アーク放電を発生させた際の前記溶解室の状態変化を検出する状態変化検出工程と状態変化検出工程の検出結果に基づいて前記溶解室に前記鉄源を供給する際の供給速度を調整する供給速度調整工程とを含むことを特徴とするアーク溶解設備を用いた溶湯の製造方法が開示されている。
しかしながら、本発明者らが検討したところ、特許文献１の技術は、基本は冷鉄源の予熱及び自重により、冷鉄源を徐々に溶解させながら溶解室へと連続的に供給するものであるところ、実際には、予熱シャフトから溶解室への径路において、冷鉄源の供給が滞る事態が確認された。これは、例えば、冷鉄源が過剰に予熱されて大きな塊として留まったり、冷鉄源の塔の中に隙間が生じたりする等、意図しない状況に起因するものと判明した。しかし、特許文献１の技術では溶解室内の冷鉄源の様子を直接的に観察することはできないため、上記のような意図しない状況を操業中に把握することはできなかった。そして、このような冷鉄源の不規則な供給が、電気炉での電力消費を高めてしまうことも判明した。
特許文献２の技術は、電気炉の至近の状態を反映させたニューラルネットワークを構築し、出鋼する溶鋼の終点カーボン濃度を高い精度で推定できる電気炉の運転制御システムであるが、使用する撮像データは、スクラップ装入装置で撮影されたデータ、すなわち、電気炉内に装入される前の冷鉄源である。電気炉内に装入される前と後では、冷鉄源の温度も異なる上、電気炉内に装入された後には冷鉄源それぞれの積み方なども変わるため、冷鉄源の安定的な供給をするのに、上記技術は十分なものとはいえない。さらに、上記技術は、終点カーボン濃度や温度の制御には及んでいるが、高い効率かつ低い電力原単位で溶鉄を得る点においても十分なものとはいえない。
特許文献３の技術は、検出工程の結果に基づき、溶解室への鉄源を供給する際の供給速度を調整することが述べられているが、電気炉内での冷鉄源の動きについては着目しておらず、冷鉄源の安定的な供給をするのに十分なものとはいえない。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、溶解室への冷鉄源の安定的な供給を確実に行い、高い効率かつ低い電力原単位で溶鉄を得ることのできる、電気炉による溶鉄の製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らが、上記課題を解決することができる方法について検討を重ねた結果、電気炉に、溶解室への冷鉄源の搬送供給のための装置（押し出し機）、かつ、溶解室内を観察可能な映像装置を設け、当該映像装置から得られる溶解室内の様子に基づいて、即時に押し出し機の操作条件を最適化すれば、溶解室への冷鉄源の安定的な供給を確実にできることを見出した。また、このように冷鉄源を安定的に供給することにより、操業トラブルを防止し、製造上の電力原単位を効果的に低減できることも見出した。
本発明は、上記の知見に基づきなされたもので、以下を要旨とする。
１．予熱室と溶解室とを備える電気炉を用いる、溶鉄の製造方法であって、
前記電気炉が、前記予熱室に設けられた押し出し機と、前記溶解室内を観察するための映像装置とを更に備え、
前記予熱室において、前記予熱室で予熱された冷鉄源を前記押し出し機によって前記溶解室に供給する押し出し工程と、
前記溶解室において、前記溶解室に供給された冷鉄源をアーク熱によって溶解して溶鉄を得る溶解工程と、を有し、
前記押し出し工程において、前記映像装置から得られた視覚情報に基づき、前記押し出し機の移動量及び前記押し出し機を移動させる時間間隔のいずれか一方又は両方を制御する、溶鉄の製造方法。
１．予熱室と溶解室とを備える電気炉を用いる、溶鉄の製造方法であって、
前記電気炉が、前記予熱室に設けられた押し出し機と、前記溶解室内を観察するための映像装置とを更に備え、
前記予熱室において、前記予熱室で予熱された冷鉄源を前記押し出し機によって前記溶解室に供給する押し出し工程と、
前記溶解室において、前記溶解室に供給された冷鉄源をアーク熱によって溶解して溶鉄を得る溶解工程と、を有し、
前記押し出し工程において、前記映像装置から得られた視覚情報に基づき、前記押し出し機の移動量及び前記押し出し機を移動させる時間間隔のいずれか一方又は両方を制御する、溶鉄の製造方法。
ここで、本発明において「押し出し機の移動量」とは、押し出し機が予熱室側から溶解室側へと一回移動する際の、この押し出し方向に沿った押し出し機の移動距離を意味する。また、「押し出し機を移動させる時間間隔」とは、ある回で押し出し機の移動を開始した時間（Ｔ０START）から、次回に押し出し機の移動を開始する時間（Ｔ１START）までの間隔を意味する（図２Ａ及び図２Ｂを参照）。
２．前記押し出し工程において、前記映像装置から得られた視覚情報により、前記冷鉄源が前記予熱室から前記溶解室へと供給されていないことが確認された場合に、前記移動量の増大及び前記時間間隔の低減のいずれか一方又は両方を行う、前記１に記載の溶鉄の製造方法。
３．前記押し出し工程において、更に、前記押し出し機の押し出し圧力が４０ＭＰａ以下である場合に、前記移動量の増大及び前記時間間隔の低減のいずれか一方又は両方を行う、前記１又は２に記載の溶鉄の製造方法。
本発明によれば、電気炉において冷鉄源を溶解室へ安定的かつ確実に供給することができる。このことは、冷鉄源の溶解効率を高めること、電力原単位を効果的に低減すること、操業トラブルを防止することなどに繋がり、産業上格別の効果を奏する。
次に、本発明の実施形態について、具体的に説明する。
以下の実施形態は、本発明の好適な一例を示すものであり、これらの例によって何ら限定されるものではない。
以下の実施形態は、本発明の好適な一例を示すものであり、これらの例によって何ら限定されるものではない。
（溶鉄の製造方法）
本発明の溶鉄の製造方法は、所定の構造を有する電気炉を用いる方法であって、予熱室で予熱された冷鉄源を押し出し機によって溶解室に供給する押し出し工程と、溶解室に供給された冷鉄源をアーク熱によって溶解して溶鉄を得る溶解工程とを有し、任意にその他の工程を更に有し得る。また、本発明の押し出し工程では、溶解室内を観察するための映像装置から得られた視覚情報に基づき、押し出し機の操作条件を制御する。
溶解室内の視覚情報に基づいて押し出し機の操作条件を適切かつ適時に制御することにより、冷鉄源を溶解室へ安定的かつ確実に供給することができ、電気炉での電力消費を効果的に低減することができる。
本発明の溶鉄の製造方法は、所定の構造を有する電気炉を用いる方法であって、予熱室で予熱された冷鉄源を押し出し機によって溶解室に供給する押し出し工程と、溶解室に供給された冷鉄源をアーク熱によって溶解して溶鉄を得る溶解工程とを有し、任意にその他の工程を更に有し得る。また、本発明の押し出し工程では、溶解室内を観察するための映像装置から得られた視覚情報に基づき、押し出し機の操作条件を制御する。
溶解室内の視覚情報に基づいて押し出し機の操作条件を適切かつ適時に制御することにより、冷鉄源を溶解室へ安定的かつ確実に供給することができ、電気炉での電力消費を効果的に低減することができる。
［電気炉］
以下、本発明が好適に用い得る電気炉について、図を参照して詳述する。
電気炉１は、冷鉄源１５をアーク１８からの熱によって溶解して溶鉄１６を得る溶解室２と、冷鉄源１５を予熱し、予熱された冷鉄源１５を押し出し機１０で溶解室２に供給するための予熱室３と、任意の位置に設置された映像装置３０とを備える。
以下、本発明が好適に用い得る電気炉について、図を参照して詳述する。
電気炉１は、冷鉄源１５をアーク１８からの熱によって溶解して溶鉄１６を得る溶解室２と、冷鉄源１５を予熱し、予熱された冷鉄源１５を押し出し機１０で溶解室２に供給するための予熱室３と、任意の位置に設置された映像装置３０とを備える。
原料となる冷鉄源１５は、供給用バケット１４に装入され、走行台車２３を介して所望の冷鉄源供給口１９の上方まで運ばれる。次に、冷鉄源供給口１９を開けて、冷鉄源１５を上方から予熱室３へと供給する。
予熱室３に供給された冷鉄源１５は、任意の方法で予熱される。例えば、先に溶解室２で発生した高熱の排ガスを予熱室３へと通過させることにより冷鉄源１５を予熱すれば、製造効率を高めることができる。ダクト２０により排ガスを吸引して予熱室３内を通過させ、余分な排ガスはダクト２０を通じて排気してもよい。
予熱室３に供給された冷鉄源１５は、任意の方法で予熱される。例えば、先に溶解室２で発生した高熱の排ガスを予熱室３へと通過させることにより冷鉄源１５を予熱すれば、製造効率を高めることができる。ダクト２０により排ガスを吸引して予熱室３内を通過させ、余分な排ガスはダクト２０を通じて排気してもよい。
予熱された冷鉄源１５は、押し出し機１０によって連続的に溶解室２へと供給される。押し出し機１０は、その先端を溶解室側へと繰り返し移動させることにより、予熱室３内の冷鉄源１５を溶解室へ押し出し続ける。押し出し機１０による溶解室２への冷鉄源１５の供給量及び供給タイミングは、通常、押し出し機１０の移動量と、押し出し機１０を移動させる時間間隔によって調整可能である。押し出し機１０の移動量が大きいほど、又は、押し出し機１０を移動させる時間間隔が短いほど、冷鉄源１５の供給が促進される。また、これらの移動量及び時間間隔は、操業効率の観点から、ある値に初期設定した後は自動運転させることが常である。しかしながら本発明では、後に詳述のとおり、冷鉄源１５が溶解室２へと供給されている様子をその場で確認し、確認結果に基づいて、同時進行的に押し出し機１０の操作条件を制御することが肝要である。
なお、押し出し機１０は、通常はシリンダー構造である。
なお、押し出し機１０は、通常はシリンダー構造である。
溶解室２は、炉壁４及び炉蓋５で区画されており、通常、アーク１８を発生させて加熱するための電極６、所望の高温状態を維持するための酸素吹き込みランス７、及び炭材吹き込みランス８、低温箇所を局所的に加熱するためのバーナー９を備えている。溶解室２に供給された冷鉄源１５は、アーク熱によって溶解して溶鉄１６と溶融スラグ１７とになる。得られた溶鉄１６は、出湯用扉２１を開けて出湯口１２から出鋼することができる。また、溶融スラグ１７は、出滓用扉２２を開けて出滓口１３から排滓することができる。
冷鉄源１５としては、通常、製鉄所で発生する自所屑、市中から発生するスクラップ、溶銑を固めた銑鉄などがあるが、これらに限定されない。製鉄所で発生する自所屑としては、例えば、連続鋳造や造塊法で鋳造される鋳片の非定常部（鋳込み開始の部分や鋳込み終了時に発生する部分）、鋼帯などの鋼材の圧延で生じるクロップなどがある。また、市中から発生するスクラップとしては、建設鋼材（Ｈ型鋼など）、自動車の鋼材、缶類などのようなリサイクル材がある。また、溶銑を固めた銑鉄とは、高炉などの溶鉱炉において、鉄鉱石及びコークスなどを原料として得られた溶銑を出銑し、固めたものである。
映像装置３０は、特に限定されず、観察対象を撮像可能な装置であればよく、通常はレンズ及びカメラを備える。映像装置３０の先端に設置したレンズ（図示せず）の周囲に、任意の流速の冷却用気体を流すことが好ましい。映像装置３０を適切に冷却することにより、電気炉内の高温にも耐え得るようにすること、スラグや溶鋼が飛散してきた場合に視野が狭まるのを防ぐことができる。冷却用気体としては、空気、並びに、窒素などの不活性ガスが挙げられる。また、例えば炉壁４に映像装置３０を設置する場合は、炉壁４に対しても、水冷又は空冷などの冷却を行うことが好ましい。
映像装置３０は、予熱室３から溶解室２へと冷鉄源１５が押し出される挙動を良好に把握する観点からは、溶解室２を区画する炉壁４又は炉蓋５に設置することが好ましく、炉壁４に設置することがより好ましい。また、上記同様の観点から、溶解室２の中でも、スラグや溶鋼が飛散し難い適切な高さに取り付けるのが好ましい。設置方法は特に限定されないが、映像装置３０を炉壁４に設置する場合、映像装置３０を、炉壁４に空けた孔（図示せず）に通して取り付ければ、レンズを溶解室２内に位置させつつカメラを電気炉１の外部に位置させることができ、鮮明な映像視野と簡便な操作性とを両立できるので好適である。映像装置３０で取り込んだ映像は、一般的にはケーブル（図示せず）を介して、オペレーターが操作する操作室のモニターや記録装置（いずれも、図示せず）へ繋ぐ。
映像装置３０は、予熱室３から溶解室２へと冷鉄源１５が押し出される挙動を良好に把握する観点からは、溶解室２を区画する炉壁４又は炉蓋５に設置することが好ましく、炉壁４に設置することがより好ましい。また、上記同様の観点から、溶解室２の中でも、スラグや溶鋼が飛散し難い適切な高さに取り付けるのが好ましい。設置方法は特に限定されないが、映像装置３０を炉壁４に設置する場合、映像装置３０を、炉壁４に空けた孔（図示せず）に通して取り付ければ、レンズを溶解室２内に位置させつつカメラを電気炉１の外部に位置させることができ、鮮明な映像視野と簡便な操作性とを両立できるので好適である。映像装置３０で取り込んだ映像は、一般的にはケーブル（図示せず）を介して、オペレーターが操作する操作室のモニターや記録装置（いずれも、図示せず）へ繋ぐ。
［押し出し工程］
本発明における押し出し工程では、予熱室３で予熱された冷鉄源１５を、予熱室３に設けられた押し出し機１０によって、溶解室２へと押し出して供給する。１回の押し出しによる冷鉄源１５の供給量及び供給タイミングは、押し出し機１０の移動量と、押し出し機１０を移動させる時間間隔とに支配される。そして、通常の操業では、この移動量及び時間間隔の値について、冷鉄源の種類や予熱状況に応じて設定パターンを複数有しており、適した設定パターンを採用して自動運転する。本発明では、映像装置３０から得られた視覚情報の結果、冷鉄源１５が溶解室２内に問題なく供給される様子が確認されている間は、移動量及び／又は時間間隔の設定パターンを変更することなく自動運転を続ける、という制御を行うことができる。
本発明における押し出し工程では、予熱室３で予熱された冷鉄源１５を、予熱室３に設けられた押し出し機１０によって、溶解室２へと押し出して供給する。１回の押し出しによる冷鉄源１５の供給量及び供給タイミングは、押し出し機１０の移動量と、押し出し機１０を移動させる時間間隔とに支配される。そして、通常の操業では、この移動量及び時間間隔の値について、冷鉄源の種類や予熱状況に応じて設定パターンを複数有しており、適した設定パターンを採用して自動運転する。本発明では、映像装置３０から得られた視覚情報の結果、冷鉄源１５が溶解室２内に問題なく供給される様子が確認されている間は、移動量及び／又は時間間隔の設定パターンを変更することなく自動運転を続ける、という制御を行うことができる。
しかし、上述したように、何らかの原因によって冷鉄源１５の供給が滞ることがある。具体的には、映像装置３０からの視覚情報として、例えば、溶解室２への入る冷鉄源１５の動きが鈍く断続的になったり、完全に止まったり、又は、溶解室２内の溶鉄１６の界面が所望の位置まで上がらなかったりする様子が確認されることがある。このように、映像装置３０によって、冷鉄源１５が予熱室３から溶解室２へと供給されていないことが確認された場合、押し出し機１０の移動量及び／又は時間間隔の設定パターンを即時に変更して制御することができる。移動量及び／又は時間間隔を異なる値に設定する場合は、自動運転から手動設定に一時的に切り替え、再び冷鉄源１５の良好な供給が確認されたら、また通常の設定パターンにて自動運転すればよい。
移動量
映像装置３０から得られた視覚情報に基づき、押し出し機１０の移動量を変更する／しないを制御することは本発明の特徴の一つである。特に、映像装置３０によって冷鉄源１５が正常に供給されていない事態が確認された場合は、移動量を増大させて押し出し機１０をより長い距離押し出すことにより、冷鉄源１５のスムーズな動きを促進することが好ましい。例えば、１トンの冷鉄源１５を意図的に移動させるために、押し出し機１０の移動量を１０％程度増大させることができる。
変更後の移動量は、冷鉄源１５が再び正常に供給されるまでの間採用すればよい。押し出し機１０の移動量は、位置センサーにより常時モニタリングすることが可能である。
映像装置３０から得られた視覚情報に基づき、押し出し機１０の移動量を変更する／しないを制御することは本発明の特徴の一つである。特に、映像装置３０によって冷鉄源１５が正常に供給されていない事態が確認された場合は、移動量を増大させて押し出し機１０をより長い距離押し出すことにより、冷鉄源１５のスムーズな動きを促進することが好ましい。例えば、１トンの冷鉄源１５を意図的に移動させるために、押し出し機１０の移動量を１０％程度増大させることができる。
変更後の移動量は、冷鉄源１５が再び正常に供給されるまでの間採用すればよい。押し出し機１０の移動量は、位置センサーにより常時モニタリングすることが可能である。
時間間隔
映像装置３０から得られた視覚情報に基づき、押し出し機１０を移動させる時間間隔を変更する／しないを制御することも本発明の特徴の一つである。特に、映像装置３０によって冷鉄源１５が正常に供給されていない事態が確認された場合は、時間間隔を低減させて押し出し機１０をある時間内により多くの回数押し出すことにより、冷鉄源１５のスムーズな動きを促進することが好ましい。例えば、１トンの冷鉄源１５を意図的に移動させるために、押し出し機１０を移動させる時間間隔を２０％程度短縮させることができる。
変更後の時間間隔は、冷鉄源１５が再び正常に供給されるまでの間採用すればよい。押し出し機１０の時間間隔にも、タイマー及び位置センサーにより常時モニタリングすることが可能である。
映像装置３０から得られた視覚情報に基づき、押し出し機１０を移動させる時間間隔を変更する／しないを制御することも本発明の特徴の一つである。特に、映像装置３０によって冷鉄源１５が正常に供給されていない事態が確認された場合は、時間間隔を低減させて押し出し機１０をある時間内により多くの回数押し出すことにより、冷鉄源１５のスムーズな動きを促進することが好ましい。例えば、１トンの冷鉄源１５を意図的に移動させるために、押し出し機１０を移動させる時間間隔を２０％程度短縮させることができる。
変更後の時間間隔は、冷鉄源１５が再び正常に供給されるまでの間採用すればよい。押し出し機１０の時間間隔にも、タイマー及び位置センサーにより常時モニタリングすることが可能である。
圧力
押し出し機１０にかかる圧力は常時測定することができる。本発明者らが更に検討したところ、映像装置３０からの視覚情報と、押し出し機１０が溶解室２側へと移動する際の押し出し圧力とには、相関関係があることも判明した。すなわち、映像装置３０からの視覚情報において、冷鉄源１５が正常に供給されていない、具体的には、次回の押し出しタイミングまで冷鉄源１５が完全に止まっている、又は、その動きが鈍い場合は、押し出し機１０の押し出し圧力が４０ＭＰａ以下であることが新たに判明した。
映像装置３０からの視覚情報は、映像装置３０の視野に入るように存在する冷鉄源１５の表面に関する情報が主である。したがって、例えば、この表面よりも冷鉄源１５の塔内部に存在する冷鉄源１５の状況まで映像装置３０で確認することは困難であり、冷鉄源１５の塔の奥行き全体が移動しているかを判断することは困難である。しかしながら、映像装置３０からの視覚情報に加え、押し出し機１０にかかる押し出し圧力をも指標とすれば、溶解室２への冷鉄源１５の正常な供給をより正確に制御可能となる。つまり、映像装置３０からの視覚情報において冷鉄源１５が正常に供給されておらず、かつ、押し出し機１０の押し出し圧力が４０ＭＰａ以下である場合に、上述のとおり、押し出し機１０の移動量を増大させる、及び／又は、押し出し機１０を移動させる時間間隔を低減させることが好ましい。
押し出し機１０にかかる圧力は常時測定することができる。本発明者らが更に検討したところ、映像装置３０からの視覚情報と、押し出し機１０が溶解室２側へと移動する際の押し出し圧力とには、相関関係があることも判明した。すなわち、映像装置３０からの視覚情報において、冷鉄源１５が正常に供給されていない、具体的には、次回の押し出しタイミングまで冷鉄源１５が完全に止まっている、又は、その動きが鈍い場合は、押し出し機１０の押し出し圧力が４０ＭＰａ以下であることが新たに判明した。
映像装置３０からの視覚情報は、映像装置３０の視野に入るように存在する冷鉄源１５の表面に関する情報が主である。したがって、例えば、この表面よりも冷鉄源１５の塔内部に存在する冷鉄源１５の状況まで映像装置３０で確認することは困難であり、冷鉄源１５の塔の奥行き全体が移動しているかを判断することは困難である。しかしながら、映像装置３０からの視覚情報に加え、押し出し機１０にかかる押し出し圧力をも指標とすれば、溶解室２への冷鉄源１５の正常な供給をより正確に制御可能となる。つまり、映像装置３０からの視覚情報において冷鉄源１５が正常に供給されておらず、かつ、押し出し機１０の押し出し圧力が４０ＭＰａ以下である場合に、上述のとおり、押し出し機１０の移動量を増大させる、及び／又は、押し出し機１０を移動させる時間間隔を低減させることが好ましい。
［溶解工程］
本発明における溶解工程では、溶解室２において、溶解室２に供給された、予熱された冷鉄源１５をアーク熱によって溶解して溶鉄を得る。具体的な溶解方法は、電気炉について上述したとおりである。本発明では、映像装置３０を用いて溶解室２内を観察しながら、冷鉄源１５を予熱室３から溶解室２へと滞りなく供給すべく押し出し機１０の操作条件を操業中に適時制御するため、溶解工程で要する電力消費を低減させることができる。
本発明における溶解工程では、溶解室２において、溶解室２に供給された、予熱された冷鉄源１５をアーク熱によって溶解して溶鉄を得る。具体的な溶解方法は、電気炉について上述したとおりである。本発明では、映像装置３０を用いて溶解室２内を観察しながら、冷鉄源１５を予熱室３から溶解室２へと滞りなく供給すべく押し出し機１０の操作条件を操業中に適時制御するため、溶解工程で要する電力消費を低減させることができる。
［その他の工程］
その他の工程としては、例えば、予熱工程、出鋼工程などが挙げられる。
予熱工程では、押し出し工程に先立ち、冷鉄源１５を任意の加熱方法で予熱して、後の溶解工程の効率を高めることができる。また、上述のとおり、先に溶解室２で発生した高温の排ガスを予熱工程に利用すれば、予熱工程で要する電力消費も低減させることができる。
出鋼工程では、溶解工程の後に、溶解室２に溜まった溶鉄１６を出湯口１２を介して電気炉１の外部に取り出すことができる。
その他の工程としては、例えば、予熱工程、出鋼工程などが挙げられる。
予熱工程では、押し出し工程に先立ち、冷鉄源１５を任意の加熱方法で予熱して、後の溶解工程の効率を高めることができる。また、上述のとおり、先に溶解室２で発生した高温の排ガスを予熱工程に利用すれば、予熱工程で要する電力消費も低減させることができる。
出鋼工程では、溶解工程の後に、溶解室２に溜まった溶鉄１６を出湯口１２を介して電気炉１の外部に取り出すことができる。
以下、本発明について実施例に基づき具体的に説明する。なお、以下の実施例は、本発明の好適な一例を示すものであり、本発明を何ら限定するものではない。また、以下の実施例は、本発明の趣旨に適合し得る範囲で変更を加えて実施することも可能であり、そのような態様も本発明の技術的範囲に含まれる。
図１に示す溶解室２と、予熱室３と、押し出し機１０と、溶解室２に設置された映像装置３０とを備えた電気炉において、表１に記載される押し出し条件に従って、冷鉄源を溶解して溶鉄を製造した。表１に記載される押し出し条件のうち、移動量及び時間間隔は人為的に設定した値であり、圧力は、これら設定された移動量及び時間間隔で押し出した結果、押し出し機１０に結果的にかかった値である。この電気炉の設備諸元を以下に示す。
溶解室の溶鉄容量：１３０トン
電力：交流５０Ｈｚ
トランス容量：７５ＭＶＡ
電極数：３
映像装置３０は、溶鉄１３０トンが得られた場合の設計上の溶鉄界面より５００ｍｍ高い位置の炉壁４に孔を設け、その孔を介して設置した。映像装置３０の外表面に沿って、冷却用エアーとして、工場内で供給準備されているエアーを２００ＮＬ／分の流量で流した。また、そのエアーの乾燥には加熱によるドライヤー方式を用いた。映像装置３０からの視覚情報（映像）は、電気炉１を操業する司令室及び電気制御室までケーブルを延長させ、別個の記録媒体に保存した。司令室には、電気炉１を操業するオペレーターが映像装置３０からの映像を直接監視できるようにモニターを新規に準備した。また電気制御室には、押し出し機１０の移動量、押し出し機１０を移動させる時間間隔、押し出し圧力のデータが転送され、これらのデータと映像情報とを同時に確認できるようにした。
溶解室の溶鉄容量：１３０トン
電力：交流５０Ｈｚ
トランス容量：７５ＭＶＡ
電極数：３
映像装置３０は、溶鉄１３０トンが得られた場合の設計上の溶鉄界面より５００ｍｍ高い位置の炉壁４に孔を設け、その孔を介して設置した。映像装置３０の外表面に沿って、冷却用エアーとして、工場内で供給準備されているエアーを２００ＮＬ／分の流量で流した。また、そのエアーの乾燥には加熱によるドライヤー方式を用いた。映像装置３０からの視覚情報（映像）は、電気炉１を操業する司令室及び電気制御室までケーブルを延長させ、別個の記録媒体に保存した。司令室には、電気炉１を操業するオペレーターが映像装置３０からの映像を直接監視できるようにモニターを新規に準備した。また電気制御室には、押し出し機１０の移動量、押し出し機１０を移動させる時間間隔、押し出し圧力のデータが転送され、これらのデータと映像情報とを同時に確認できるようにした。
従来例１
従来例１は、映像装置を使用しない製造方法において、通常の電力原単位の範囲内で操業した例である。
あるタイミングでの押し出し機（シリンダー）に設定された１回の移動量は１０００ｍｍ、移動させる時間間隔は２０秒であった。また、この条件にて押し出した際にシリンダーにかかった圧力は５８ＭＰａであった。
次回のタイミングでのシリンダーの移動量及び時間間隔を変更することなく、引き続き２０秒後に移動量１０００ｍｍでシリンダーを押し出すと、シリンダーにかかった圧力は６４ＭＰａであった。このように、押し出し条件を変更することなく１チャージ分の溶鉄を得た。
映像装置を設置していないので冷鉄源の供給状態を確認することができないものの、オペレーターの経験上、従来例１では、冷鉄源が一定間隔で一定量、溶解室へ想定通りに供給されていたと考えられた。その結果、電気炉の操業において１チャージあたりの電力原単位は３３３ｋＷｈ／ｔであった。
従来例１は、映像装置を使用しない製造方法において、通常の電力原単位の範囲内で操業した例である。
あるタイミングでの押し出し機（シリンダー）に設定された１回の移動量は１０００ｍｍ、移動させる時間間隔は２０秒であった。また、この条件にて押し出した際にシリンダーにかかった圧力は５８ＭＰａであった。
次回のタイミングでのシリンダーの移動量及び時間間隔を変更することなく、引き続き２０秒後に移動量１０００ｍｍでシリンダーを押し出すと、シリンダーにかかった圧力は６４ＭＰａであった。このように、押し出し条件を変更することなく１チャージ分の溶鉄を得た。
映像装置を設置していないので冷鉄源の供給状態を確認することができないものの、オペレーターの経験上、従来例１では、冷鉄源が一定間隔で一定量、溶解室へ想定通りに供給されていたと考えられた。その結果、電気炉の操業において１チャージあたりの電力原単位は３３３ｋＷｈ／ｔであった。
従来例２
従来例２は、映像装置を使用しない製造方法において、電力原単位が通常よりも高まった例である。
あるタイミングでのシリンダーに設定された１回の移動量は１０００ｍｍ、移動させる時間間隔は２０秒であった。また、この条件にて押し出した際にシリンダーにかかった圧力は３３ＭＰａと従来例１よりも低かった。
映像装置を使用していないため、圧力が通常よりも低くなった原因が明らかとならないまま、次回のタイミングでのシリンダーの移動量及び時間間隔を変更することなく、引き続き２０秒後に移動量１０００ｍｍでシリンダーを押し出すと、シリンダーにかかった圧力は３１ＭＰａと低いままであった。このように、押し出し条件を変更することなく１チャージ分の溶鉄を得た。１チャージ分の溶鉄を得るのに要した溶解時間は、設計上想定される時間よりも長くなった。
映像装置を設置していないので冷鉄源の供給状態を確認することができないものの、従来例２では、何らかの原因で冷鉄源が溶解室へ想定通り供給されず、冷鉄源を効率的に溶解できなかったことが考えられた。その結果、１チャージあたりの電力原単位は３６２ｋＷｈ／ｔと従来例１よりも悪化した。
従来例２は、映像装置を使用しない製造方法において、電力原単位が通常よりも高まった例である。
あるタイミングでのシリンダーに設定された１回の移動量は１０００ｍｍ、移動させる時間間隔は２０秒であった。また、この条件にて押し出した際にシリンダーにかかった圧力は３３ＭＰａと従来例１よりも低かった。
映像装置を使用していないため、圧力が通常よりも低くなった原因が明らかとならないまま、次回のタイミングでのシリンダーの移動量及び時間間隔を変更することなく、引き続き２０秒後に移動量１０００ｍｍでシリンダーを押し出すと、シリンダーにかかった圧力は３１ＭＰａと低いままであった。このように、押し出し条件を変更することなく１チャージ分の溶鉄を得た。１チャージ分の溶鉄を得るのに要した溶解時間は、設計上想定される時間よりも長くなった。
映像装置を設置していないので冷鉄源の供給状態を確認することができないものの、従来例２では、何らかの原因で冷鉄源が溶解室へ想定通り供給されず、冷鉄源を効率的に溶解できなかったことが考えられた。その結果、１チャージあたりの電力原単位は３６２ｋＷｈ／ｔと従来例１よりも悪化した。
比較例
比較例は、映像装置を使用した製造方法において、映像装置から得られる視覚情報に基づいて押し出し条件を制御しなかった例である。
あるタイミングでのシリンダーに設定された１回の移動量は１０００ｍｍ、移動させる時間間隔は２０秒であった。また、この条件にて押し出した際にシリンダーにかかった圧力は３４ＭＰａと従来例１よりも低かった。実際、映像装置から得られた視覚情報から、冷鉄源が溶解室へと移動せずに停滞している様子が確認された。
映像装置により冷鉄源が溶解室へ正常に供給されていないことが確認されたにもかかわらず、次回のタイミングでのシリンダーの移動量及び時間間隔を変更することなく、引き続き２０秒後に移動量１０００ｍｍでシリンダーを押し出すと、シリンダーにかかった圧力は３４ＭＰａと低いままであった。実際、映像装置から得られた視覚情報から、冷鉄源が溶解室へと移動せずになお停滞している様子が確認された。このように、押し出し条件を変更することなく１チャージ分の溶鉄を得た。１チャージ分の溶鉄を得るのに要した溶解時間は、設計上想定される時間よりも長くなった。その結果、１チャージあたりの電力原単位は３４７ｋＷｈ／ｔと従来例１よりも悪化した。よって総合評価を×（不合格）とした。
比較例は、映像装置を使用した製造方法において、映像装置から得られる視覚情報に基づいて押し出し条件を制御しなかった例である。
あるタイミングでのシリンダーに設定された１回の移動量は１０００ｍｍ、移動させる時間間隔は２０秒であった。また、この条件にて押し出した際にシリンダーにかかった圧力は３４ＭＰａと従来例１よりも低かった。実際、映像装置から得られた視覚情報から、冷鉄源が溶解室へと移動せずに停滞している様子が確認された。
映像装置により冷鉄源が溶解室へ正常に供給されていないことが確認されたにもかかわらず、次回のタイミングでのシリンダーの移動量及び時間間隔を変更することなく、引き続き２０秒後に移動量１０００ｍｍでシリンダーを押し出すと、シリンダーにかかった圧力は３４ＭＰａと低いままであった。実際、映像装置から得られた視覚情報から、冷鉄源が溶解室へと移動せずになお停滞している様子が確認された。このように、押し出し条件を変更することなく１チャージ分の溶鉄を得た。１チャージ分の溶鉄を得るのに要した溶解時間は、設計上想定される時間よりも長くなった。その結果、１チャージあたりの電力原単位は３４７ｋＷｈ／ｔと従来例１よりも悪化した。よって総合評価を×（不合格）とした。
発明例１～６は、映像装置を使用した製造方法において、映像装置から得られる視覚情報に基づいて押し出し条件を制御した例である。
発明例１
あるタイミングでのシリンダーに設定された１回の移動量は１０００ｍｍ、移動させる時間間隔は２０秒であった。また、この条件にて押し出した際にシリンダーにかかった圧力は３０ＭＰａと従来例１よりも低かった。実際、映像装置から得られた視覚情報から、冷鉄源が溶解室へと移動せずに停滞している様子が確認された。
そこで、次回のタイミングでのシリンダーを移動させる時間間隔を５秒に短縮した。１回のシリンダーの移動量は１０００ｍｍのまま、時間間隔を５秒に短縮した設定パターンを、映像装置にて冷鉄源が正常に供給され始めるのが確認されるまで数回繰り返した。冷鉄源が正常に供給され始めるのが確認された回におけるシリンダーにかかった圧力は５８ＭＰａに回復した。その後、一旦、時間間隔を２０秒に戻したが、同様に冷鉄源の停滞が確認された（このとき、シリンダー圧力は４０ＭＰａ以下であった）ため、上記と同様に、時間間隔を一時的に５秒に変更した。この操作を繰り返しながら、１チャージ分の溶鉄を得た。その結果、１チャージあたりの電力原単位は３２７ｋＷｈ／ｔと従来例１よりも良好であった。よって総合評価を○（合格）とした。
発明例１
あるタイミングでのシリンダーに設定された１回の移動量は１０００ｍｍ、移動させる時間間隔は２０秒であった。また、この条件にて押し出した際にシリンダーにかかった圧力は３０ＭＰａと従来例１よりも低かった。実際、映像装置から得られた視覚情報から、冷鉄源が溶解室へと移動せずに停滞している様子が確認された。
そこで、次回のタイミングでのシリンダーを移動させる時間間隔を５秒に短縮した。１回のシリンダーの移動量は１０００ｍｍのまま、時間間隔を５秒に短縮した設定パターンを、映像装置にて冷鉄源が正常に供給され始めるのが確認されるまで数回繰り返した。冷鉄源が正常に供給され始めるのが確認された回におけるシリンダーにかかった圧力は５８ＭＰａに回復した。その後、一旦、時間間隔を２０秒に戻したが、同様に冷鉄源の停滞が確認された（このとき、シリンダー圧力は４０ＭＰａ以下であった）ため、上記と同様に、時間間隔を一時的に５秒に変更した。この操作を繰り返しながら、１チャージ分の溶鉄を得た。その結果、１チャージあたりの電力原単位は３２７ｋＷｈ／ｔと従来例１よりも良好であった。よって総合評価を○（合格）とした。
発明例２
あるタイミングでのシリンダーに設定された１回の移動量は１０００ｍｍ、移動させる時間間隔は２０秒であった。また、この条件にて押し出した際にシリンダーにかかった圧力は３４ＭＰａと従来例１よりも低かった。実際、映像装置から得られた視覚情報から、冷鉄源が溶解室へと移動せずに停滞している様子が確認された。
そこで、次回のタイミングでのシリンダーの移動量を１２００ｍｍに増大した。シリンダーを移動させる時間間隔は２０秒のまま、移動量を１２００ｍｍに増大した設定パターンを、映像装置にて冷鉄源が正常に供給され始めるのが確認されるまで数回繰り返した。冷鉄源が正常に供給され始めるのが確認された回におけるシリンダーにかかった圧力は６２ＭＰａに回復した。その後、一旦、移動量を１０００ｍｍに戻したが、同様に冷鉄源の停滞が確認された（このとき、シリンダー圧力は４０ＭＰａ以下であった）ため、上記と同様に、移動量を一時的に１２００ｍｍに変更した。この操作を繰り返しながら、１チャージ分の溶鉄を得た。その結果、１チャージあたりの電力原単位は３２９ｋＷｈ／ｔと従来例１よりも良好であった。よって総合評価を○（合格）とした。
あるタイミングでのシリンダーに設定された１回の移動量は１０００ｍｍ、移動させる時間間隔は２０秒であった。また、この条件にて押し出した際にシリンダーにかかった圧力は３４ＭＰａと従来例１よりも低かった。実際、映像装置から得られた視覚情報から、冷鉄源が溶解室へと移動せずに停滞している様子が確認された。
そこで、次回のタイミングでのシリンダーの移動量を１２００ｍｍに増大した。シリンダーを移動させる時間間隔は２０秒のまま、移動量を１２００ｍｍに増大した設定パターンを、映像装置にて冷鉄源が正常に供給され始めるのが確認されるまで数回繰り返した。冷鉄源が正常に供給され始めるのが確認された回におけるシリンダーにかかった圧力は６２ＭＰａに回復した。その後、一旦、移動量を１０００ｍｍに戻したが、同様に冷鉄源の停滞が確認された（このとき、シリンダー圧力は４０ＭＰａ以下であった）ため、上記と同様に、移動量を一時的に１２００ｍｍに変更した。この操作を繰り返しながら、１チャージ分の溶鉄を得た。その結果、１チャージあたりの電力原単位は３２９ｋＷｈ／ｔと従来例１よりも良好であった。よって総合評価を○（合格）とした。
発明例３
あるタイミングでのシリンダーに設定された１回の移動量は１０００ｍｍ、移動させる時間間隔は２０秒であった。また、この条件にて押し出した際にシリンダーにかかった圧力は３１ＭＰａと従来例１よりも低かった。実際、映像装置から得られた視覚情報から、冷鉄源が溶解室へと移動せずに停滞している様子が確認された。
そこで、次回のタイミングでのシリンダーを移動させる時間間隔を５秒に短縮し、かつ、シリンダーの移動量を１２００ｍｍに増大した。この設定パターンを、映像装置にて冷鉄源が正常に供給され始めるのが確認されるまで数回繰り返した。冷鉄源が正常に供給され始めるのが確認された回におけるシリンダーにかかった圧力は６７ＭＰａに回復した。その後、一旦、時間間隔を２０秒かつ移動量を１０００ｍｍに戻したが、同様に冷鉄源の停滞が確認された（このとき、シリンダー圧力は４０ＭＰａ以下であった）ため、上記と同様に、時間間隔及び移動量をそれぞれ一時的に５秒及び１２００ｍｍに変更した。この操作を繰り返しながら、１チャージ分の溶鉄を得た。その結果、１チャージあたりの電力原単位は３２６ｋＷｈ／ｔと従来例１よりも良好であった。よって総合評価を○（合格）とした。
あるタイミングでのシリンダーに設定された１回の移動量は１０００ｍｍ、移動させる時間間隔は２０秒であった。また、この条件にて押し出した際にシリンダーにかかった圧力は３１ＭＰａと従来例１よりも低かった。実際、映像装置から得られた視覚情報から、冷鉄源が溶解室へと移動せずに停滞している様子が確認された。
そこで、次回のタイミングでのシリンダーを移動させる時間間隔を５秒に短縮し、かつ、シリンダーの移動量を１２００ｍｍに増大した。この設定パターンを、映像装置にて冷鉄源が正常に供給され始めるのが確認されるまで数回繰り返した。冷鉄源が正常に供給され始めるのが確認された回におけるシリンダーにかかった圧力は６７ＭＰａに回復した。その後、一旦、時間間隔を２０秒かつ移動量を１０００ｍｍに戻したが、同様に冷鉄源の停滞が確認された（このとき、シリンダー圧力は４０ＭＰａ以下であった）ため、上記と同様に、時間間隔及び移動量をそれぞれ一時的に５秒及び１２００ｍｍに変更した。この操作を繰り返しながら、１チャージ分の溶鉄を得た。その結果、１チャージあたりの電力原単位は３２６ｋＷｈ／ｔと従来例１よりも良好であった。よって総合評価を○（合格）とした。
発明例４
あるタイミングでのシリンダーに設定された１回の移動量は１０００ｍｍ、移動させる時間間隔は２０秒であった。また、この条件にて押し出した際にシリンダーにかかった圧力は３２ＭＰａと従来例１よりも低かった。実際、映像装置から得られた視覚情報から、冷鉄源が溶解室へと移動してはいるものの、その動きが鈍い様子が確認された。
そこで、次回のタイミングでのシリンダーの移動量を１２００ｍｍに増大した。シリンダーを移動させる時間間隔は２０秒のまま、移動量を１２００ｍｍに増大した設定パターンを、映像装置にて冷鉄源が正常に供給され始めるのが確認されるまで数回繰り返した。冷鉄源が正常に供給され始めるのが確認された回におけるシリンダーにかかった圧力は６６ＭＰａに回復した。その後、一旦、移動量を１０００ｍｍに戻したが、同様に冷鉄源の移動が鈍くなる現象が確認された（このとき、シリンダー圧力は４０ＭＰａ以下であった）ため、上記と同様に、移動量を一時的に１２００ｍｍに変更した。この操作を繰り返しながら、１チャージ分の溶鉄を得た。その結果、１チャージあたりの電力原単位は３１９ｋＷｈ／ｔと従来例１よりも良好であった。よって総合評価を○（合格）とした。
あるタイミングでのシリンダーに設定された１回の移動量は１０００ｍｍ、移動させる時間間隔は２０秒であった。また、この条件にて押し出した際にシリンダーにかかった圧力は３２ＭＰａと従来例１よりも低かった。実際、映像装置から得られた視覚情報から、冷鉄源が溶解室へと移動してはいるものの、その動きが鈍い様子が確認された。
そこで、次回のタイミングでのシリンダーの移動量を１２００ｍｍに増大した。シリンダーを移動させる時間間隔は２０秒のまま、移動量を１２００ｍｍに増大した設定パターンを、映像装置にて冷鉄源が正常に供給され始めるのが確認されるまで数回繰り返した。冷鉄源が正常に供給され始めるのが確認された回におけるシリンダーにかかった圧力は６６ＭＰａに回復した。その後、一旦、移動量を１０００ｍｍに戻したが、同様に冷鉄源の移動が鈍くなる現象が確認された（このとき、シリンダー圧力は４０ＭＰａ以下であった）ため、上記と同様に、移動量を一時的に１２００ｍｍに変更した。この操作を繰り返しながら、１チャージ分の溶鉄を得た。その結果、１チャージあたりの電力原単位は３１９ｋＷｈ／ｔと従来例１よりも良好であった。よって総合評価を○（合格）とした。
発明例５
あるタイミングでのシリンダーに設定された１回の移動量は１０００ｍｍ、移動させる時間間隔は２０秒であった。また、この条件にて押し出した際にシリンダーにかかった圧力は３５ＭＰａと従来例１よりも低かった。実際、映像装置から得られた視覚情報から、冷鉄源が溶解室へと移動してはいるものの、その動きが鈍い様子が確認された。
そこで、次回のタイミングでのシリンダーを移動させる時間間隔を５秒に短縮し、かつ、シリンダーの移動量を１２００ｍｍに増大した。この設定パターンを、映像装置にて冷鉄源が正常に供給され始めるのが確認されるまで数回繰り返した。冷鉄源が正常に供給され始めるのが確認された回におけるシリンダーにかかった圧力は７１ＭＰａに回復した。その後、一旦、時間間隔を２０秒かつ移動量を１０００ｍｍに戻したが、同様に冷鉄源の移動が鈍くなる現象が確認された（このとき、シリンダー圧力は４０ＭＰａ以下であった）ため、上記と同様に、時間間隔及び移動量をそれぞれ一時的に５秒及び１２００ｍｍに変更した。この操作を繰り返しながら、１チャージ分の溶鉄を得た。その結果、１チャージあたりの電力原単位は３１５ｋＷｈ／ｔと従来例１よりも良好であった。よって総合評価を○（合格）とした。
あるタイミングでのシリンダーに設定された１回の移動量は１０００ｍｍ、移動させる時間間隔は２０秒であった。また、この条件にて押し出した際にシリンダーにかかった圧力は３５ＭＰａと従来例１よりも低かった。実際、映像装置から得られた視覚情報から、冷鉄源が溶解室へと移動してはいるものの、その動きが鈍い様子が確認された。
そこで、次回のタイミングでのシリンダーを移動させる時間間隔を５秒に短縮し、かつ、シリンダーの移動量を１２００ｍｍに増大した。この設定パターンを、映像装置にて冷鉄源が正常に供給され始めるのが確認されるまで数回繰り返した。冷鉄源が正常に供給され始めるのが確認された回におけるシリンダーにかかった圧力は７１ＭＰａに回復した。その後、一旦、時間間隔を２０秒かつ移動量を１０００ｍｍに戻したが、同様に冷鉄源の移動が鈍くなる現象が確認された（このとき、シリンダー圧力は４０ＭＰａ以下であった）ため、上記と同様に、時間間隔及び移動量をそれぞれ一時的に５秒及び１２００ｍｍに変更した。この操作を繰り返しながら、１チャージ分の溶鉄を得た。その結果、１チャージあたりの電力原単位は３１５ｋＷｈ／ｔと従来例１よりも良好であった。よって総合評価を○（合格）とした。
発明例６
あるタイミングでのシリンダーに設定された１回の移動量は１０００ｍｍ、移動させる時間間隔は２０秒であった。また、この条件にて押し出した際にシリンダーにかかった圧力は３０ＭＰａと従来例１よりも低かった。実際、映像装置から得られた視覚情報から、冷鉄源が溶解室へと移動してはいるものの、その動きが鈍い様子が確認された。
そこで、次回のタイミングでのシリンダーを移動させる時間間隔を５秒に短縮した。１回のシリンダーの移動量は１０００ｍｍのまま、時間間隔を５秒に短縮した設定パターンを、映像装置にて冷鉄源が正常に供給され始めるのが確認されるまで数回繰り返した。冷鉄源が正常に供給され始めるのが確認された回におけるシリンダーにかかった圧力は６９ＭＰａに回復した。その後、一旦、時間間隔を２０秒に戻したが、同様に冷鉄源の移動が鈍くなる現象が確認された（このとき、シリンダー圧力は４０ＭＰａ以下であった）ため、上記と同様に、時間間隔を一時的に５秒に変更した。この操作を繰り返しながら、１チャージ分の溶鉄を得た。その結果、１チャージあたりの電力原単位は３１８ｋＷｈ／ｔと従来例１よりも良好であった。よって総合評価を○（合格）とした。
あるタイミングでのシリンダーに設定された１回の移動量は１０００ｍｍ、移動させる時間間隔は２０秒であった。また、この条件にて押し出した際にシリンダーにかかった圧力は３０ＭＰａと従来例１よりも低かった。実際、映像装置から得られた視覚情報から、冷鉄源が溶解室へと移動してはいるものの、その動きが鈍い様子が確認された。
そこで、次回のタイミングでのシリンダーを移動させる時間間隔を５秒に短縮した。１回のシリンダーの移動量は１０００ｍｍのまま、時間間隔を５秒に短縮した設定パターンを、映像装置にて冷鉄源が正常に供給され始めるのが確認されるまで数回繰り返した。冷鉄源が正常に供給され始めるのが確認された回におけるシリンダーにかかった圧力は６９ＭＰａに回復した。その後、一旦、時間間隔を２０秒に戻したが、同様に冷鉄源の移動が鈍くなる現象が確認された（このとき、シリンダー圧力は４０ＭＰａ以下であった）ため、上記と同様に、時間間隔を一時的に５秒に変更した。この操作を繰り返しながら、１チャージ分の溶鉄を得た。その結果、１チャージあたりの電力原単位は３１８ｋＷｈ／ｔと従来例１よりも良好であった。よって総合評価を○（合格）とした。
表１から明らかなように、電気炉において、映像装置から得られた溶解室内の視覚情報に基づいて、押し出し機の押し出し条件を適時制御しながら操業することにより、冷鉄源の供給が想定外の事態となった場合であっても、冷鉄源を溶解室へ良好に供給し続け、高い効率で溶鉄を得られた。またその結果、製造コストを大きく占める電力原単位を大幅に低減させることができ、効果は非常に大きかった。
本発明によれば、電気炉において冷鉄源を溶解室へ安定的かつ確実に供給し、冷鉄源の溶解効率を高めることができる。
１ 電気炉
２ 溶解室
３ 予熱室
４ 炉壁
５ 炉蓋
６ 電極
７ 酸素吹き込みランス
８ 炭材吹き込みランス
９ バーナー
１０ 押し出し機
１２ 出湯口
１３ 出滓口
１４ 供給用バケット
１５ 冷鉄源
１６ 溶鉄
１７ 溶融スラグ
１８ アーク
１９ 冷鉄源供給口
２０ ダクト
２１ 出湯用扉
２２ 出滓用扉
２３ 走行台車
３０ 映像装置
２ 溶解室
３ 予熱室
４ 炉壁
５ 炉蓋
６ 電極
７ 酸素吹き込みランス
８ 炭材吹き込みランス
９ バーナー
１０ 押し出し機
１２ 出湯口
１３ 出滓口
１４ 供給用バケット
１５ 冷鉄源
１６ 溶鉄
１７ 溶融スラグ
１８ アーク
１９ 冷鉄源供給口
２０ ダクト
２１ 出湯用扉
２２ 出滓用扉
２３ 走行台車
３０ 映像装置
Claims (3)
- 予熱室と溶解室とを備える電気炉を用いる、溶鉄の製造方法であって、
前記電気炉が、前記予熱室に設けられた押し出し機と、前記溶解室内を観察するための映像装置とを更に備え、
前記予熱室において、前記予熱室で予熱された冷鉄源を前記押し出し機によって前記溶解室に供給する押し出し工程と、
前記溶解室において、前記溶解室に供給された冷鉄源をアーク熱によって溶解して溶鉄を得る溶解工程と、を有し、
前記押し出し工程において、前記映像装置から得られた視覚情報に基づき、前記押し出し機の移動量及び前記押し出し機を移動させる時間間隔のいずれか一方又は両方を制御する、溶鉄の製造方法。 - 前記押し出し工程において、前記映像装置から得られた視覚情報により、前記冷鉄源が前記予熱室から前記溶解室へと供給されていないことが確認された場合に、前記移動量の増大及び前記時間間隔の低減のいずれか一方又は両方を行う、請求項１に記載の溶鉄の製造方法。
- 前記押し出し工程において、更に、前記押し出し機の押し出し圧力が４０ＭＰａ以下である場合に、前記移動量の増大及び前記時間間隔の低減のいずれか一方又は両方を行う、請求項１又は２に記載の溶鉄の製造方法。
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