JPH11140528A - 溶融鉄処理炉におけるスロッピングの予知方法 - Google Patents

溶融鉄処理炉におけるスロッピングの予知方法

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JPH11140528A
JPH11140528A JP9301958A JP30195897A JPH11140528A JP H11140528 A JPH11140528 A JP H11140528A JP 9301958 A JP9301958 A JP 9301958A JP 30195897 A JP30195897 A JP 30195897A JP H11140528 A JPH11140528 A JP H11140528A
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lance
furnace
slopping
vibration
distance
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JP9301958A
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English (en)
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Masanobu Nakamura
正信 中村
Hideyuki Hirabashi
英行 平橋
Tomonori Nojima
友則 野島
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

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  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 測定センサーが測定中に炉体及び炉付帯設備
などから影響を受けることなく、吹錬中のスラグの炉口
からのスロッピングを精度良く予知する、溶融鉄処理炉
におけるスロッピングの予知方法を提供する。 【解決手段】 溶融鉄処理炉1の上吹きランス2が挿入
される側方に所望距離離して非接触式距離計4を配設す
るとともに、この距離計4により上吹きランス2までの
距離を連続的に測定して上吹きランス2の横方向振動の
変化よりスロッピングの発生を予知する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶融鉄処理炉にお
けるスロッピングの予知方法に関し、詳細には、溶融鉄
処理炉での吹錬中に溶滓が泡立ち炉口から流出すること
(以下スロッピングと言う)を精度良く予知する溶融鉄
処理炉におけるスロッピングの予知方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来より、転炉や溶銑予備処理炉などの
溶融鉄処理炉においては、溶銑表面に酸素などを吹き込
むことによって生石灰などの造滓材を滓化させ、これに
より溶鉄中の不純金属元素をスラグ中に除去している。
その際、スラグを充分滓化させようとするとスラグが泡
立ち、吹錬中に炉内のスラグ及び溶鉄が突沸的に炉外に
噴出する、所謂スロッピングが発生する場合がある。
【0003】上記スロッピングが発生した場合、鉄歩留
りの低下、終点的中率の低下、排ガス回収率の低下など
操業へ悪影響をもたらす外、炉口より噴出したスラグ及
び溶鉄の処理など作業が増加して円滑な操業が妨げられ
ると言った問題が発生する。このような悪影響をもたら
すスロッピングの発生を抑制するためには、酸素吹き込
み中の時々刻々に変化する炉況を的確に判定してスロッ
ピングの発生を予知し、それに応じた適切な抑制動作を
行う必要がある。
【0004】そして従来、スロッピングの予知等のため
に転炉の吹錬中の炉況を把握、判定する方法として、以
下のようなものが提案されている。 炉内に加速度検出体を装入し、炉内反応によって生成
するスラグの運動にのみ基づいて加速度検出体に働く衝
撃加速度を積分処理して炉況を把握する方法。(特開昭
55− 76008号公報参照) 炉体及び炉付帯設備の振動度の変化を振動計あるいは
ロードセルにより測定して炉況を把握する方法。(特開
昭53− 77816号公報、特開平 2−149610号公報) 炉内から発生する音波の中から一定周波数を有する音
波の音量を補足し、その音量の変化により炉況を把握す
る方法。(特開昭50− 64110号公報) 炉の出鋼孔に炉内圧力測定装置の測定部を挿入し、そ
の装置によって得られた吹錬中の炉内圧力測定値に基づ
いて吹錬条件の調整を行い、スロッピングの発生を未然
に防止する方法。(特開昭56−3612号公報) 炉の出鋼口又は所要とする位置の側壁に設けた開口部
に温度測定センサを設置し、この温度センサで測定され
た炉内測定温度の上昇傾向、又はその炉内測定温度と予
め知り得るフォーミング発生温度との差からスラグのフ
ォーミング発生を検知して炉況を把握する方法。(特開
平 1−215918号公報)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した提
案方法には長所もあるが短所もある。すなわち、上記
に提案の方法では、炉内反応によって生成するスラグの
運動によってのみ生じる振動を測定するため、振動度の
強弱によってスラグの活発さの度合い、すなわちスラグ
の泡立ち状態(フォーミング)とスロッピングとの判別
が可能であるが、加速度計をランスに直に取付けるなど
接触式であるため、加速度計が測定対象物から物理的な
衝撃を受けることにより、加速度計本体の疲労による故
障、又は、接触面のズレが生じて測定値に誤差がでるこ
とが懸念され、更には、設備を交換した場合などは、そ
の都度調整が必要となりメンテナンス性が悪い。また、
副原料投入などによって、スラグの攪拌とは関係のない
振動が加わった場合、炉況の判定を誤る可能性がある。
【0006】上記に提案の方法では、上記に提案の
方法が有する問題点に加え、振動計あるいはロードセル
と言った測定センサーを炉体又は炉付帯設備に直に取付
けて振動を検出するため、センサーの固定端が強く、こ
のためスラグの泡立ち振動を直接検出し難く、検出精度
が上記に提案の方法と比較して低くなることが懸念さ
れる。
【0007】上記に提案の方法は、酸素などの噴射に
よって炉内で発生する音響の変化を検出するものである
が、スラグの泡立ちがある程度に至ると音量の減衰が飽
和し、それ以上のスラグの泡立ちやスロッピングの発生
を正確に予測することが難しくなる。また、炉内で発生
するダストや飛散したスラグ等が有る劣悪な環境で使用
するので、センサー部分(導波管)が短期間で閉塞する
といったセンサー自体の耐久性に大きな問題があり、継
続的に使用するのはメンテナンスの点から困難である。
更には、設置するための設備費が非常に高いという欠点
もある。
【0008】上記及びに提案の方法では、測定対象
が炉内圧力と炉内温度のように違いがあるものの、何れ
もスロッピング発生の直前でしかセンサーに変化が起き
ないため、スロッピングの発生を予知しても適切なアク
ションを採る時間がなく、アクションが遅れると言った
問題がある。
【0009】本発明は、上述したような事情を基になし
たものであって、その目的は、測定センサーが測定中に
炉体及び炉付帯設備などから影響を受けることなく、吹
錬中のスラグの炉口からのスロッピングを精度良く予知
する、溶融鉄処理炉におけるスロッピングの予知方法を
提供するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る溶融鉄処理炉におけるスロッピング
の予知方法は、溶融鉄処理炉の上吹きランスが挿入され
る側方に所望距離離して非接触式距離計を配設するとと
もに、この距離計により上吹きランスまでの距離を連続
的に測定して上吹きランスの横方向振動の変化よりスロ
ッピングの発生を予知するものである。
【0011】上記本発明では、非接触式距離計を採用
し、この距離計を吹錬中の振動の影響の無い位置の、溶
融鉄処理炉の上吹きランスが挿入される側方に所望距離
離して配設しているので、従来の炉体及び炉付帯設備に
直に取付けて使用される加速度計やロードセルなどと違
い、故障・接触面のズレといった測定誤差の発生が解消
され、特にメンテナンスを施すことなく継続して簡便に
測定できるようになり、結果としてスロッピングの発生
を従来よりも精度良く予知できるようになるとともに、
これに伴い、鉄歩留りの向上、終点的中率の向上、排ガ
ス回収率の向上が図れ、更には、炉口より噴出したスラ
グ及び溶鉄の処理などの作業が低減でき円滑な操業がで
きるようになる。なお、非接触式距離計としては超音波
式の変位計などが使用できる。
【0012】そしてこの場合、非接触式距離計を配設す
る位置は特に限定するものではないが、上吹きランスの
横方向振動の変化を精度良く測定するためには、上吹き
ランスのクランプ部より上部位置で上吹きランスの測定
点と水平になる位置に配設するのがよい。
【0013】また、非接触式距離計により測定された後
の振動計測処理として、副原料投入時などのスラグの攪
拌と無関係なランス振動の混在を防止するため、ロー・
パス・フィルター(Low Pass Filter)をかけることが好
ましい。これにより副原料投入時などのスラグの攪拌と
無関係なランス振動が削除され、炉況判定誤差の低減が
期待できる。
【0014】
【発明の実施の形態】図1は、本発明方法を適用した転
炉形式の熔銑予備処理炉の概念図であって、1は熔銑予
備処理炉、2は上吹き酸素ランス、3は上吹き酸素ラン
ス2のクランプ部、4は超音波式変位計、5は制御装
置、6は熔銑予備処理炉1内の熔銑、7は熔銑予備処理
炉1内のスラグをそれぞれ示す。
【0015】上記熔銑予備処理炉1においてスラグ7の
攪拌により生じる上吹き酸素ランス2の振動測定は、上
吹き酸素ランス2のクランプ部3の上側で上吹き酸素ラ
ンス2から離れた位置に設置した超音波式変位計4から
上吹き酸素ランス2までの距離の変化を連続的に測定し
て行われる。そして、超音波式変位計4で測定されたデ
ータは、制御装置5の信号変換器8で変位データ(生波
形)に変換され、その変換された変位データをアナログ
・コントローラー9で振幅データに変換してパソコン10
へ出力するようにした。またその際、本例では、スロッ
ピングの予知に無関係な副原料投入時などの高周波成分
の混在を防止するため、アナログ・コントローラー9に
おいてロー・パス・フィルターを用いて 1Hz以上の高周
波領域を削除するようにした。また、ランス振幅の出力
周期はタイミング・タイマーからアナログ・コントロー
ラー9へ出力するようにした。ランス振幅が所定の閾値
を越えた場合、アナログ・コントローラー9からはパソ
コン10のみでなく、警報器11へも信号を出力するように
構成した。
【0016】
【実施例】上記構成の90トン/チャージの転炉形式の熔
銑予備処理炉1を用いて、超音波式変位計4により、上
吹き酸素ランス2までの距離を連続的に測定して上吹き
酸素ランス2の振動の変化からスロッピング発生の予知
を実施した。その結果を以下に説明する。
【0017】なお、本例では、熔銑予備処理炉1を傾動
して炉1に溶湯を装入し、その後、炉1を垂直に立てて
保持し、続いて、焼石灰及びミルスケールを炉上のホッ
パーより炉内溶湯上に投入し、上吹き酸素ランス2を所
定の高さまで下降して酸素吹精(錬)処理を開始した。
またそれに引き続いて、図示省略するインジェクション
ランスを所定の深さまで下降・溶湯中へ浸漬して、酸素
吹精(錬)時間中、脱燐材(CaO:スケール= 2:1)を溶
湯中へインジェクションして脱燐処理を行った。この時
の焼石灰、ミルスケール及び脱燐材の各副原料の使用量
(1チャージ当たりの平均使用量:kg/トン)は、焼石
灰:6.29kg/トン、ミルスケール:30.7kg/トン、脱燐
材:13.4kg/トンであった。また、上吹き酸素ランス2
の振動測定においてパソコン10へのデータの記録開始
は、上吹き酸素ランス2の下降信号を取って、自動的に
記録できるようにした。
【0018】図2は、脱燐処理中(上吹き酸素ランス2
の下降から上昇まで)の超音波式変位計4によって測定
された上吹き酸素ランス2の振動波形(生波形)12を上
段に、及びその生波形12を加工処理した振幅波形13を下
段に示すグラフ図である。
【0019】図2に示す生波形から明らかなように、本
熔銑予備処理炉1においては、生波形12は 0Hz〜 5Hzの
範囲の振動周期を持っており、スロッピング未発生時は
振動周期が 2Hz〜 3Hzの範囲で振幅が約 3mm、スロッピ
ング発生時は振動周期が 0.5Hz程度で振幅が30〜50mmを
有するという特徴があり、この生波形よりスロッピング
の発生が予知できることが分かる。しかし、この生波形
12にはスロッピングの予知に無関係な副原料投入時など
の高周波成分の混在があるので、この高周波成分の混在
を防止するため、ロー・パス・フィルターを用いて 1Hz
以上の高周波領域を削除した。更に、ランス振動の大き
さが視覚的に容易に判断できるようにするため、パソコ
ンにプログラム化して単純な変位量を 5秒間毎の最大振
幅に変換して加工処理するようにした。その出力結果が
図2の下段に示す振幅波形13であって、このような振幅
波形13とすることで、この振幅波形レベル13が予め把握
した警報発生レベル14を越えた場合に警報を発するよう
にすることが可能になり、生波形12からオペレータが目
視によりスロッピングの発生時期を予知する 1分以上前
からスロッピングの発生が予知でき、より精度の高いス
ロッピングの発生予知が可能になるとともに、その抑制
アクションを採ることができる。
【0020】図3は、図2同様、脱燐処理中の超音波式
変位計4によって測定された上吹き酸素ランス2の振動
波形(生波形)12を上段に、及びその生波形12を加工処
理した振幅波形13を下段に示すグラフ図である。
【0021】図3から明らかなように、本実施例では、
脱燐処理開始から終了までの測定中、ランスの振幅波形
レベル13が警報発生レベル14を越えることがなく、スロ
ッピングが全く発生しなかった場合の測定例である。
【0022】図4は、図2及び図3同様、脱燐処理中の
超音波式変位計4によって測定された上吹き酸素ランス
2の振動波形(生波形)12を上段に、及びその生波形12
を加工処理した振幅波形13を下段に示すグラフ図であ
る。
【0023】図4から明らかなように、本実施例では、
脱燐処理開始から 300秒後にランスの振幅波形レベル13
が警報発生レベル14を越えたので、フォーミング抑制剤
であるコークスブリーズを 100kg炉内に投入した。この
投入により、ランスの振幅波形レベル13が低下しフォー
ミングが抑制されたことがわかる。またその後、再びラ
ンスの振幅波形レベル13が警報発生レベル14を越えたの
で、フォーミング抑制剤であるコークスブリーズを50kg
炉内に投入した。これにより、再びランスの振幅波形レ
ベル13が低下しフォーミングが抑制されたことがわか
る。このようにして本実施例では、脱燐処理中のスロッ
ピングを全く発生させることなく完全に抑制することが
できた。
【0024】因みに、上述した実施要領でスロッピング
発生予知とコークスブリーズ投入によるフォーミング抑
制を組合せ約1200チャージ実施した。その結果、スロッ
ピング発生量が大幅に低減して炉下滓の回収量( 200チ
ャージ毎の平均)が約40%低減した。またこれにより、
炉外への鉄分の排出量が低減して炉内の鉄歩留りが向上
し、更に、炉口より噴出したスラグ及び溶鉄の処理など
の作業が低減して円滑な操業ができた。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る溶融
鉄処理炉におけるスロッピングの予知方法によれば、超
音波式変位計のような非接触式距離計を用いているの
で、従来の炉体及び炉付帯設備に直に取付けて使用され
る加速度計やロードセルなどと違い、測定センサーであ
る距離計が測定中に炉体及び炉付帯設備などから影響を
受けることが無いので、故障・接触面のズレといった測
定誤差の発生が解消され、特段のメンテナンスを施すこ
となく継続して簡便に上吹きランスの振動が測定できる
ようになり、スロッピングの発生を従来よりも精度良く
予知できるようになった。またそれに伴い、鉄歩留りの
向上、終点的中率の向上、排ガス回収率の向上が図れ、
更には、炉口より噴出したスラグ及び溶鉄の処理などの
作業が低減でき円滑な操業ができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法を適用した転炉形式の熔銑予備処理
炉の概念図である。
【図2】本発明方法を適用して測定された、脱燐処理中
の上吹き酸素ランスの振動波形(生波形)を上段に、及
びその生波形を加工処理した振幅波形を下段に示すグラ
フ図である。
【図3】本発明方法を適用して測定された、脱燐処理中
の上吹き酸素ランスの振動波形(生波形)を上段に、及
びその生波形を加工処理した振幅波形を下段に示すグラ
フ図である。
【図4】本発明方法を適用して測定された、脱燐処理中
の上吹き酸素ランスの振動波形(生波形)を上段に、及
びその生波形を加工処理した振幅波形を下段に示すグラ
フ図である。
【符号の説明】
1:熔銑予備処理炉 2:上吹き酸素ランス
3:クランプ部 4:超音波式変位計 5:制御装置
6:熔銑 7:スラグ 8:信号変換器 9:アナログ・コントローラー 1
0:パソコン 11:警報器 12:上吹き酸素ランスの振動波形(生波形) 13:生波形を加工処理した振幅波形レベル 14:警報発生レベル

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶融鉄処理炉の上吹きランスが挿入され
    る側方に所望距離離して非接触式距離計を配設するとと
    もに、この距離計により上吹きランスまでの距離を連続
    的に測定して上吹きランスの横方向振動の変化よりスロ
    ッピングの発生を予知することを特徴とする溶融鉄処理
    炉におけるスロッピングの予知方法。
  2. 【請求項2】 距離計が上吹きランスまでの距離を連続
    的に測定する上吹きランスの測定位置が、クランプ部よ
    り上部である請求項1に記載の溶融鉄処理炉におけるス
    ロッピングの予知方法。
  3. 【請求項3】 前記距離計が超音波式の変位計である請
    求項1又は2に記載の溶融鉄処理炉におけるスロッピン
    グの予知方法。
JP9301958A 1997-11-04 1997-11-04 溶融鉄処理炉におけるスロッピングの予知方法 Pending JPH11140528A (ja)

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