JPH03180420A

JPH03180420A - 転炉のスロッピング判定方法

Info

Publication number: JPH03180420A
Application number: JP31974289A
Authority: JP
Inventors: Norio Hirayama; 平山　憲雄
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-12-08
Filing date: 1989-12-08
Publication date: 1991-08-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は転炉製鋼歩留に大きい影響を与えるスロッピ
ングを可及的に抑制するためのスロッピング状況の判定
方法に係り、より詳しくは炉口部の温度を光ファイバー
を利用した非接触の温度計により測定し、この炉口部の
温度に基づいてスロッピング状況を的確に判定する方法
に関する。

従来の技術転炉製鋼におけるスロッピング（スラグおよび溶鋼の飛
散）の発生は製鋼歩留に大きい影響を与えるので極力最
小に抑える必要がある。スロッピングの発生は（炉容）
／（装入量）の値が小さい炉においては特に問題となる
。かかる対策としては、吹錬中期の脱炭速度（Ｃの燃焼
）が過大になるのを防止すること、およびこの時期のス
ラグ状況を調整すること等があり、その方法としては、
吹錬初期の酸素圧力の増加、あるいは吹錬中期に石灰石
、はたる石等を投入することによってこの時期の脱炭速
度、スラグ状況の調整を行なう等の手段が講じられる。

そこでこのような手段を講じるためには、転炉の操業監
視、特にスロッピングの状況を的確にとらえる゛必要が
あることから、従来より種々の計測機器を用いてスロッ
ピング状況を把握する方法がとられている。

例えば、■転炉の排ガスフード輻射部にマイ・クロッオ
ンを配して炉内音響を測定し、その音響よりスロッピン
グを測定する方法、■メインランスへ衝突するスラグや
溶鋼の衝突振動を検出してスロッピングを測定する方法
、■転炉出鋼孔を利用して炉内を光ファイバーで観察し
光の波長解析によりスラグフォーミングの大小を推定す
る方法等が知られている。

しかしながら、これらの方法はいずれもスロッピングの
測定が間接的であるため測定ＴＩ’２度が十分でなく、
しかも炉内観察であり狭い範囲しか測定できないためス
ロッピングの測定、予知、沈静等を的確に把握すること
が困難であった。

また、■の方法は出鋼孔に光ファイバー内蔵の水冷プロ
ーブを操業に合せて着脱するもので、着脱作業の困難さ
とスロッピングによる故障、観察範囲が炉内出鋼孔近傍
のみである等の理由により、測定精度に限界があった。

以上の理由より、従来のスロッピング測定あるいは推定
方法ではスロッピングを抑制するための前記手段を正確
に行なうことができなかった。

発明が解決しようとする課題この発明は従来のスロッピング測定手段あるいは推定方
法の前記欠点、すなわち間接測定であること、および炉
内観察であるため狭い範囲しか測定できないこと、また
光ファイバー内蔵プローブの着脱作業の困難性と故障の
問題、および観察範囲が狭い等の問題を解決し、スロッ
ピングを直接的にしかも広範囲にわたって精度よく測定
して的確にスロッピング状況を判定できるスロッピング
判定方法を提案しようとするものである。

課題を解決するための手段転炉の炉内より噴出するスラグや溶鋼の温度は、炉口等
に付着している地金等の温度（８００℃以下）より５０
０℃以上高い１３００〜１５００℃に達する。また、ス
ロッピングが発生するとスラグや溶鋼の噴出直前より炉
内からの熱放射が急激に増加するので炉口部の温度が上
昇する一方、スロッピング沈静時には噴出物の冷却・凝
固により当該噴出物の温度が徐々に低下する。

したがって、操業開始より炉口の温度を測定し続けると
、その温度波形によりスロッピングの発生状況を把握す
ることが可能となる。

この発明はかかる知見より、操業開始からのスラグや溶
鋼の炉口への噴出状況を温度波形で定量化することによ
り、スロッピングの発生、沈静等を的確に判定できる方
法を見い出したのである。

すなわち、この発明は転炉炉口部の温度を光ファイバー
を用いて測定し、この実測温度に基づいてスロッピング
状況を判定する方法であり、その要旨は転炉の排ガスフ
ード部または昇降スカート部に、炉口部へ向けて光ファ
イバー内蔵の温度測定プローブを設け、転炉炉口部の温
度を前記測定プローブを介して光学式非接触温度ａ１°
にて連続的に測定し、該実測温度波形の炉口からのパフ
ィングの影響を除去するための波形平滑を行い、平滑復
波形より一次微分波形と炉口部温度との相関によるスロ
ッピング判定値からスロッピング状況を判定する方法で
ある。

作　　　　用光ファイバー内蔵の温度測定プローブは、操業時の熱影
響を避けるため転炉排・ガスフードまたは昇降スカート
部に内蔵し、排ガスフードまたは昇降スカートの底面に
設けた微小測定孔より炉口部の温度を測定可能に設けら
れている。

光学式非接触温度計（例えば放射温度計）で連続的に測
定された温度波形は、ローパスフィルターやフーリエ変
換、逆フーリエ変換等を組合せて平滑処理された後、一
次微分波形が計算によって求められる。

スロッピング状況を判定する場合は、オペレータによる
スロッピング発生、程度等の目視観察結果も加えて、知
識ベース技法や関係データ処理技法、温度−微分値の相
関マトリクス等の方法で蓄えたスロッピング判定知識に
基づいて、炉口部温度波形と一次微分波形よりスロッピ
ング判定知識を用い、スロッピングの発生状況を判定す
ることができる。

すなわち、例えば（ａ）正常、（ｂ）スロッピング発生
予告、（Ｃ）スロッピング発生、（ｄ）スロッピング中
、（ｅ）スロッピング沈静予告、（ｆ）スロッピング沈
静の６種を判定する。

実　　施　　　例第１図はこの発明の一実施例を示す概略図、第２図は同
上実施例における温度測定プローブの構造と炉口部を拡
大して示す縦断面図、第３図はスロッピングの状況判定
方法を示す模式図、第４図は転炉炉口部の温度波形の一
例を示す図で、図（Ａ）は実測波形、図（Ｂ）は平滑波
形、図（Ｃ）は微分波形を示す。第５図はスロッピング
状況を判定するための温度と一次微分値との相関を示す
図である。

第１図において、（１）は転炉、（２）は炉口部、（３
）は排ガスフード、（４）は昇降スカート、（５）は光
ファイバー（６）内蔵の温度測定プローブ、（８）は放
射温度計である。

すなわち、この発明方法を実施する場合は、例えば排ガ
スフード（３）の円周複数箇所に光ファイバー内蔵の温
度測定プローブ（５）を、炉口部（２）へ向けて設置す
る。

この温度測定プローブ（５）は第２図に拡大して示すご
とく、筒体（５−１）に光ファイバー（６）と焦点レン
ズ（５−２）および保護ガラス（５−３）を取付けて構
成しており、炉内ガスの影響を避けるため冷却構造のガ
スパージ装置（７）に取付けられている。

ガスパージ装置（７）は光路となる部分を内（７−２）
を設けて冷却水通路（７−３）を形成し、内筒（７−１
）に設けたガス供給口（７−４）から不活性ガスを供給
して内筒（７−１）内をガスパージするとともに、外筒
（７−２）に設けた冷却水入口（７−５）から冷却水を
供給。

してパージ装置を冷却する構造となっており、排ガスフ
ード（３）の底部に穿設した小孔（３−１）に内筒（７
−１）を挿入固定し、この内筒を通して転炉炉口部（２
）の温度を測定できるようになっている。なお、各光フ
ァイバーは放射温度計（８）に接続されている。（７−
６）は冷却水出口である。

転炉炉口部（２）における（９）は地金、（１０）はス
ロッピングスラグおよび溶鋼である。

すなわち、転炉炉口部の温度は、排ガスフード（３）に
取付けた複数個の光ファイバー内蔵温度測定プローブ（
５）を介して放射温度計（８）にて連続的に測定される
。その温度波形の一例を第４図（Ａ）に示す。

この温度波形を例にとり、スロッピング状況を定量する
方法について説明すると、操業初期に相当する領域（Ｉ
）は温度が低いためスロッピングの発生はほとんどなく
、領域（ＩＩ）は温度が徐々に上昇していることからス
ロッピングの発生の可能性が生じ、領域（ＩＩＩ）でス
ロッピングが発生し、領域（ＩＶ）はスロッピング中で
あり、領域（Ｖ）は温度が徐々に低下していることから
スロッピングが沈静シ始め、領域（ＶＩ）はスロッピン
グが沈静したと分析できる。

次に、この実測温度波形（第４図Ａ）をフーリエ変換、
ローパスフィルター、逆フーリエ変ａ、指数平滑法等に
より波形平滑処理を行い、第４図（Ｂ）に示す平滑波形
とする。続いて、この平滑波形を微分波形（第４図Ｃ）
として一次微分値を求める。

第５図は前記（Ｉ）〜（Ｖｌ）に対応させた一次微分値
とスロッピングおよび温度との相関図である。

すなわち、各放射温度計（８〉により測定される実測温
度値と一次微分値の相関を第４図より求め、その値が例
えば（ｎ）の領域にある場合はスロッピングの発生を予
知でき、また（ｍＶ）の領域にある場合はスロッピング
中と判定できる。このスロッピング状況の判定は前記し
た通り、スロッピングの目視観察結果も加えて、知識ベ
ース技法、関係データ処理技法、温度−微分値の相関マ
トリクス等の方法で蓄えたスロッピング判定知識に基づ
いて、炉口部の温度波形と一次微分波形よりスロッピン
グ判定知識を用いてスロッピング発生状況を判定するこ
とができる。

スロッピング判定結果は表示装置（１１）に表示すると
ともに、スロッピングの発生は警報装置（１２〉にて知
見できるようにすることができる。

発明の詳細な説明したごとく、この発明方法によれば、スロッピン
グを直接的に測定するので、測定精度が高く、しかもス
ロッピングの測定範囲が広いのでスロッピングの測定の
みならず、スロッピング発生、沈静等の予知を的確に行
なうことも可能である。

よって、スロッピングの抑制精度を高めることができ、
転炉密封操業時にはスカート内部への地金付着を防止す
ることができ、低水素鋼、低窒素鋼等清浄鋼製造の合理
化が可能となる。

また、光ファイバー内蔵の温度測定プローブは固定式で
あるから着脱作業が不要であり、しかも当該測定プロー
ブは排ガスフード、または昇降スカートに内蔵して外部
にさらされることがないため、スロッピングや炉内ガス
等の影響をほとんど受けず、故障等のトラブルがなく安
定して温度を測定でき、スロッピングを正確に判定する
ことができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す概略図、第２図は同
上実施例における温度測定プローブの構造と転炉炉口部
を拡大して示す縦断面図、第３図はスロッピングの状況
判定方法を示す模式図、第４図は転炉炉口部の温度波形
の一例を示す図で、（Ａ）は実測温度波形、（Ｂ）は平
滑波形、（Ｃ）は微分波形、第５図はスロッピング状況
を判定するための温度波形の一次微分値と温度の関係を
示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

転炉の排ガスフード部または昇降スカート部に、炉口部
へ向けて光ファイバー内蔵の温度測定プローブを設け、
転炉炉口部の温度を前記測定プローブを介して光学式非
接触温度計にて連続的に測定し、該実測温度の平滑波形
より一次微分波形を求め、この一次微分波形と炉口部温
度との相関によるスロッピング判定値からスロッピング
状況を判定することを特徴とする転炉のスロッピング判
定方法。