JP7200524B2 - 溶解状態判定装置 - Google Patents
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Description
まず、溶解状態判定装置1を備えたアーク炉5の構成について、簡単に説明する。アーク炉5においては、炉体50に金属スクラップ等の金属材料Mを収容して、蓋51に取り付けられた電極52と金属材料Mの間で、アーク放電を行うことで、金属材料Mを溶解する。電極52は、図示しない昇降装置に保持され、高さ位置を変更可能となっている。
次に、溶解状態判定装置1の構成について説明する。溶解状態判定装置1は、上で説明した一次側回路54の計器用変流器22、および炉体50の近傍に設置された騒音計21に加え、演算装置10を備えている。
以上のような構成を有するアーク炉5および溶解状態判定装置1を用いて、金属スクラップ等の金属材料Mを溶解する方法の一例について、簡単に説明する。溶解を開始する前に、予定している操業態様に応じて、評価データと溶解状態に関して、その操業に適用すべき相関性のモデル、例えば、あるパラメータに関して適用すべき閾値を、学習手段14における機械学習によって決定し、判定手段11に入力しておく。
上記のように、本実施形態にかかる溶解状態判定装置1においては、判定手段11での金属材料Mの溶解状態の判定において、実際に取得された評価データを解釈するための基礎として、学習手段14における機械学習によって得られる、評価データと金属材料Mの溶解状態の相関性に関するモデルを用いる。もし、金属材料Mの溶解状態の判定の基礎として用いる評価データと金属材料Mの溶解状態の相関性に関するモデルを、機械学習を行わずに設定するとすれば、実際のアーク炉5における両者の関係性を正確に反映したモデルを設定することが、困難となる可能性がある。また、操業態様の変化等の要因により、金属材料Mの溶解状態が、炉内発生音や一次側回路54の電流値の挙動に与える影響の形態が変化した際に、評価データに基づく溶解状態の判定を正確に行えなくなる可能性がある。操業態様は、アーク炉5ごとに、また、単一のアーク炉5における操業ごとにも、変化しうる。
評価データを構成する音周波数データや電気周波数データには種々のパラメータ(波形から数値として抽出可能な量)が含まれ、アーク炉5の中の金属材料Mの溶解状態が、それらのパラメータに反映されうる。評価データに含まれるパラメータとしては、信号強度、ピークの高さ、ピークの幅、ノイズレベル等を挙げることができる。また、データ上の異なる領域での値の差や比率、異なるパラメータ間での値の比を挙げることができる。
アーク炉5の中で金属材料Mの溶解が進行するのに伴って、炉内発生音が変化することが知られている。溶解があまり進行していないうちは、不均一に堆積した金属材料Mに対して離散的にアーク放電が起こることに対応して、雷鳴のような間欠的な音が発生するのに対して、溶解が進行すると、連続的な音に変化することが知られている。このような音の変化は、炉内発生音を周波数分析した音周波数データによく反映される。
アーク炉5の中で金属材料Mの溶解が進行するのに伴って、アーク炉5から発生する高調波が減少することが知られている。アーク炉5から発生する高調波は、電極52に電源を供給する電源回路の一次側回路54の電流および電圧に、基本周波数の偶数倍の周波数を有する高調波成分として現れる。よって、一次側回路54の電流および電圧において、基本周波数の偶数倍(例えば2倍)に相当する高調波の強度の時間変化を観察することで、アーク炉5の中の金属材料Mの溶解状態を判定することができる。
上記で説明した2つの具体例においては、それぞれ、音周波数データにおける高調波ピークの高さ、および電気周波数データにおける高調波成分の強度に着目し、それぞれの値に対して学習手段14での機械学習によって設定される閾値を用いて、金属材料Mの溶解状態の判定を行っている。
上記では、音周波数データおよび/または電気周波数データよりなる評価データにおいて、いかなるパラメータに着目して、金属材料Mの溶解状態の判定を行うかを、作業者や設計者等が指定したうえで、閾値の決定等、そのパラメータと金属材料Mの溶解状態の間の具体的な対応付けを、機械学習によって、学習手段14に行わせている。しかし、着目すべきパラメータを作業者や設計者等が指定することなく、学習手段14に機械学習を行わせ、評価データと金属材料Mの溶解状態の間の相関性を抽出させることもできる。つまり、評価データにおいて、どのような観点に着目し、金属材料Mの溶解状態との対応づけおよび溶解状態の判定に用いればよいか、というその観点自体を、学習手段14における機械学習によって、獲得させることができる。
ここまで説明した形態においては、図1に示すように、アーク炉5の蓋51に設けられた電極52に、一次側回路54から炉用変圧器53を介して、三相交流が供給されている。しかし、図5に変形形態として示すように、蓋51と炉体50の底にそれぞれ電極52,52’を設け、それらの電極52,52’の間に直流を流す形態としてもよい。この場合には、整流回路等を備えてなる電源変換装置53’によって、炉用変圧器53から出力された交流を直流に変換して、直流の出力のマイナス側およびプラス側の一方を蓋51の電極52に、他方を炉底の電極52’に接続すればよい。この場合にも、炉用変圧器53の一次側の電流または電圧を周波数解析したものを、電気周波数データとして利用することができる。
10 演算装置
20 データ取得手段
21 騒音計
22 計器用変流器(一次側変流器)
5 アーク炉
50 炉体
51 蓋
52 電極
53 炉用変圧器
54 一次側回路
55 二次側回路
56 真空遮断器
M 金属材料
Claims (7)
- アーク炉の炉内発生音の強度を周波数分析した音周波数データ、および前記アーク炉に電源を供給する炉用変圧器の一次側の電流値または電圧値を周波数分析した電気周波数データの両方よりなる評価データを取得するデータ取得手段と、
前記アーク炉内の金属材料の溶解状態と、前記評価データとの相関に関する機械学習の結果に基づいて、前記データ取得手段によって取得された前記評価データから、前記金属材料の溶解状態を判定する判定手段と、
前記判定手段による判定の結果を通知する通知手段と、を有し、
前記機械学習においては、
前記評価データに含まれる前記音周波数データに対して、電源周波数の偶数倍の周波数を含んだピークの高さについて、第一の閾値を決定するとともに、
前記評価データに含まれる前記電気周波数データに対して、電源周波数の偶数倍の周波数の高調波成分の強度について、第二の閾値を決定し、
前記判定手段は、
前記データ取得手段によって取得された前記音周波数データにおいて、前記ピークの高さが、前記第一の閾値以上となる状態が、所定時間以上持続する現象と、
前記データ取得手段によって取得された前記電気周波数データにおいて、前記高調波成分の強度が、前記第二の閾値以下となる状態が、所定時間以上持続する現象との、
両方または一方が起こった場合に、前記金属材料の溶解が完了したと判定することができ、
前記判定に、前記音周波数データと前記電気周波数データのいずれを用いるか、あるいは両方を用いるかの決定を、機械学習によって行うことを特徴とする溶解状態判定装置。 - アーク炉の炉内発生音の強度を周波数分析した音周波数データ、および前記アーク炉に電源を供給する炉用変圧器の一次側の電流値または電圧値を周波数分析した電気周波数データの両方よりなる評価データを取得するデータ取得手段と、
機械学習の結果として得られる、前記アーク炉内の金属材料の溶解状態と、前記評価データとの相関に関する、前記金属材料の種類に応じたモデルに基づいて、前記データ取得手段によって取得された前記評価データから、前記金属材料の溶解状態を判定する判定手段と、
前記判定手段による判定の結果を通知する通知手段と、を有し、
前記機械学習においては、
前記評価データに含まれる前記音周波数データに対して、電源周波数の偶数倍の周波数を含んだピークの高さについて、第一の閾値を決定するとともに、
前記評価データに含まれる前記電気周波数データに対して、電源周波数の偶数倍の周波数の高調波成分の強度について、第二の閾値を決定し、
前記判定手段は、
前記データ取得手段によって取得された前記音周波数データにおいて、前記ピークの高さが、前記第一の閾値以上となる状態が、所定時間以上持続する現象と、
前記データ取得手段によって取得された前記電気周波数データにおいて、前記高調波成分の強度が、前記第二の閾値以下となる状態が、所定時間以上持続する現象との、
両方または一方が起こった場合に、前記金属材料の溶解が完了したと判定することができ、
前記判定に、前記音周波数データと前記電気周波数データのいずれを用いるか、あるいは両方を用いるかの決定を、機械学習によって行うことを特徴とする溶解状態判定装置。 - 前記音周波数データと前記電気周波数データの両方を前記判定に用いる場合の判定結果へのそれぞれの寄与の形態の決定を、
機械学習によって行うことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の溶解状態判定装置。 - 次に追装する予定の前記金属材料の量に応じて、
前記音周波数データと前記電気周波数データのいずれを前記判定手段での判定に用いるかの決定、および
前記音周波数データと前記電気周波数データの両方を前記判定に用いる場合の判定結果へのそれぞれの寄与の形態の決定を行うことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の溶解状態判定装置。 - 前記金属材料の溶解が終期に差しかかっていることを通知する場合には、前記判定手段において、前記溶解状態の判定に、前記電気周波数データにおける前記高調波成分の低下を利用し、
前記金属材料の溶解が完全に終了するまで、あるいはその直前まで溶解を進めてから通知する場合には、前記判定手段において、前記溶解状態の判定に、前記音周波数データにおける前記ピークの成長を利用することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の溶解状態判定装置。 - 前記アーク炉の操業にかかる条件、前記金属材料の種類および量、前記金属材料の装入にかかる条件、所望される溶解の進行の程度、次の工程への移行に要する時間、前記アーク炉の周辺環境の各条件を包括したものを操業態様として、
前記金属材料の溶解を開始する前に、予定している個別の操業態様に応じて、前記第一の閾値および前記第二の閾値を、機械学習によって決定することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の溶解状態判定装置。 - 溶解工程の途中に、前記操業態様が変化した場合には、その溶解工程において既に取得された前記評価データを利用して、機械学習をやり直し、前記第一の閾値および前記第二の閾値を途中で変更することを特徴とする請求項6に記載の溶解状態判定装置。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012207904A (ja) | 2011-03-17 | 2012-10-25 | Daido Steel Co Ltd | アーク炉の溶解状態判定装置 |
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