JPS6362812A - 転炉におけるスラグフオ−ミングの検知装置 - Google Patents

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、転炉吹錬中の炉内状況を把握し、スロッピ
ングの発生を予測する転炉におけるスラグフォーミング
の検知装置に関する。

［従来の技術］ 転炉吹錬において、スロッピングが発生すると吹錬操業
に茗しい支障を及ぼす。スロッピングは、スラグの生成
過程でスラグが泡立ち（フォーミング）、スラグが炉口
から噴出する現像であり、このスロッピングが発生する
と溶鋼成分の変化及び出鋼歩留りの低下が起こると共に
、作業効率の低下、回収ガスの熱量低下並びに発煙等の
問題が生じる。このため、従来の転炉吹錬では吹錬中の
炉内状況を種々の検知技術により把握し、スラグフォー
ミングの有無を判断し、これに基づきスロッピングの発
生を予防している。

従来のスラグフォーミングの検知技術としては、排ガス
分析法、炉内音測定法、ランス及び炉体の振動測定法、
炉体温度測定法並びにマイクロ波投射法等がある。排ガ
ス分析法においては、吹錬中の排ガス組成を分析し、こ
の分析結果に基づきスラグ生成量を推定してスラグのフ
ォーミングを予測する。炉内音測定法においては、吹錬
中に炉内にて発生する音の周波数及び振幅を測定し、そ
の測定値の変化からスラグのフォーミングを予測する。

ランス及び炉体の振動測定法にＪ５いては、吹錬中のラ
ンス及び炉体の振動を測定し、その波形の変化からスラ
グレベル及びスラグ状況を推定してスラグのフォーミン
グを予測する。炉体温度測定法においては、炉体の上部
及び下部の輻射熱を温度に置換して測定し、その温度変
化からスラグのフォーミングを予測する。

一方、マイクロ波投射法においては、第４図に示すよう
に、炉体１の炉口に水冷保護管５によりその先端部が保
護されたセンサ（図示せず）を配設し、この水冷保護管
５に接続された導波管６を介してマイクロ波発生装ａ７
からマイクロ波を炉内に投射する。投射されたマイクロ
波はランス４で吹錬中のスラグ３又は溶銑２に到達する
と反射するので、この反射波を保護管５内のセンサで検
出し、この検出信号を導波管６を介して信号処理装置８
に入力して反射波の強度を測定する。これによりスラグ
レベルを知り、スラグ３のフォーミングを予測する。

［発明が解決しようとする問題点１ しかしながら、排ガス分析法では分析操作及び分析結果
の解析に長時間を要するためスロッピング発生の虞があ
る状況に迅速に対処することができず、また、スロッピ
ングの発生要因はスラグ量のみに依存しないためその予
測精度が低いという問題がある。また、炉内音測定法で
は、スラグフォーミング時に発生する音の変化のみが選
択的に検出されるとは限らず、他の原因による炉内の状
況変化、例えば、送酸堡の変化等により炉の内圧が変化
した場合でも音が変化するため確実に炉内状況を把握す
ることができないという問題がある。

また、ランス及び炉体の据動澗定法及び炉体温度測定法
では、前記炉内音測定法と同様に間接測定法であるため
にスラグレベル及びスラグの状況を確実に把握すること
ができず、スロッピング発生の予測精度が低いという問
題がある。

一方、マイクロ波投射法では、センサが炉口上部に配設
されているため炉口から吹き出るダスト等によりセンサ
先端部が著しい損傷を受け、センサの劣化により検出精
度が低下するという問題がある。

この発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、
スラグフォーミングの検出精度が高く、迅速且つ確実に
スロッピングの発生を予測することができる転炉におけ
るスラグフォーミングの検知装置を提供することを目的
とする。

［問題点を解決するための手Ｖ］ この発明に係る転炉におけるスラグフォーミングの検知
装置は、酸素ガスを吐出するランスと、ランス先端部に
設けられ転炉内の濃度分布を検出するセンサと、センサ
の検出信号に基づき前記濃度分布を画像化する画像処理
装置と、を有し、前記画像処理装置により形成された画
像からスラグが占める領域を判断してスラグフォーミン
グを検知することを特徴とする。

［作用］ この発明に係る転炉におけるスラグフォーミングの検知
装置においては、転炉内にランスを下降して吹錬を開始
すると共に、ランス先端部に設けられたセンサにより転
炉内の濃度分布を検出し、この検出信号を画像処理装置
に入力する。そして、画像処理装置内で検出信号を処理
し、刻々変化する転炉内の濃度分布を画像化する。この
ため、スラグフォーミングが発生すると、検出領域にお
いてスラグが占める領域が拡大し、これにより画像上の
低温領域が拡大するので、画像からスラグが占める領域
を判断し、迅速且つ確実にスラグフォーミングを検知す
ることができる。

［実施例］ 以下、添付の図面を参照してこの発明の実流例について
具体的に説明する。

第１図は、この発明の実施例に係る転炉におけるスラグ
フォーミングの検知装置が適用された転炉を示す模式図
である。転炉炉体１０は、容量が約２５０トンの上下穴
転炉であり、この炉体１０内にはスラグ１４で覆われた
溶銑１２が収容されている。炉体１０の底部には複数個
の底吹羽口（図示せず）が設けられ、底吹羽口は配管（
図示せず）を介して酸素ガス又は不活性ガス供給源（図
示せず）に接続されている。一方、棒状のメインランス
１６が炉口から炉体１０内へ略垂直に下降され、ランス
１６の先端部が湯面と適宜の間隔をもって離隔するよう
になっている。このランス１６は、炉体１０の上方に配
設されたランス昇降装置（図示せず）により上下動可能
に支持されている。ランス１６は略純銅でつくられてお
り、その内部には軸方向に沿って延びるガス通路（図示
せず）及び冷却水通路（図示せず）が夫々形成されてい
る。

第２因はランス１６の先端部の側面図、第３図は第２因
の平面図である。第２図に示すように、ランス１６の先
端部には温度の高低を光の透過率の変化に変換する温度
センサ２０が埋込まれており、このセンサ２０は光ファ
イバ２２の先端と光学的に接続されている。光ファイバ
２２は、ランス１６内の冷却水通路を通過するように配
設され、熱から保護されている。また、ランス１６内に
形成されたガス通路の一端は配管（図示せず）を介して
酸素ガス供給源（図示せず）に接続されており、ランス
１６の先端部に形成されたノズル１８から溶銑１２に向
かって高圧高純度の酸素ガスを噴射するようになってい
る。第３図に示すように、１センサ２０はランス１６の
先端中央部に位置しており、このセンサ２０を中心とす
る円周上の４等配の位置にノズル１８が開口している。

また、第１図に示すように、光ファイバ２２の基端は画
像処理装置２４のホトカブラ〈図示せず）に接続されて
いる。画像処理装置２４は、ＣＰＵ（セントラル・プロ
セッシング・ユニット）、メモリ並びにＧＤＣ（グラフ
ィック・ディスプレイ・コントローラ）を有している。

画像処理装置２４のホトカブラはセンサ２０からの光信
号を温度の高低に対応する電気信号に変換する。ＣＰＵ
は、ホトカブラからの信号をメモリにストアし、ストア
し終わると、ＧＤＣに画像形成信号を出力する。ＧＤＣ
は、ＣＰＵからの画像形成信号を入力すると、メモリに
記憶された信号を順次読出し、濃度分布を求めてこの濃
度分布をＣＲＴ２６の画面に表示させる。この湿度分布
の画像は、例えば、５０℃毎の等混線として表示される
画像であり、この画像を観察すれば、検出領域において
スラグが占める領域を判別することができる。

一方、演算装置２８は、画像処理装置２４の画像形成信
号に基づき、検出領域においてスラグ１４が占める領域
に略対応する画面上の領域の面積を計韓する。比較装置
３０は、演算装置２Ｂの計算値と外部から与えられた所
定の設定値とを比較し、計算値が設定値を越えた場合に
、警報装置３２のリミットスイッチ（図示せず）に信号
を送る。警報装置３２はリミットスイッチ（図示せず）
を有しており、比較￥１ｉｉ３０から警報装置３２へ信
号が入力されると、そのリミットスイッチが切れて警報
を発生させる回路（図示せず）に電流が流れ、警報を発
生させる。なお、画像処理装置２４、ＣＲＴ２６、演算
装置２８、比較装置３０並びに警報装置３２のスイッチ
（図示せず）は夫々電源に接続されている。

次にこの実施例の動作について説明する。炉体１０内に
溶銑１２が装入されると、ランス１６を炉内に下降し、
ガス通路及びノズル１８を介して高圧高純度の＠素ガス
を溶銑１２に吹付けると共に、底吹羽口を介して溶銑１
２中に酸素ガス又は不活性ガスを吹込み、吹錬を開始す
る。この吹錬中において生石灰等の副原料を炉内に適量
投入し、溶銑１２と副原料との間のｆｉｔ！ｊ１．反応
により多量の転炉スラグ１４を生じさせる。通常、この
スラグ１４はランス１６からの酸素ガス１７の吹付けに
より炉中実領域から炉壁側に排除され、酸素ガス１７の
吹付は領域には溶銑１２が一部露出するようになる。一
方、画像処理装置２４により炉内の濃度分布をＣＲＴ２
６の画面上に表示する。炉内の濃度分布は、例えば、１
５００℃、１５５０℃のように５０℃毎の等混線により
リング状に表示され、この画像を観察することにより炉
内の状況を把握することができる。転炉吹錬が定常状態
にある場合の濃度分布の画像は、例えば、両面中央に１
５００℃の等混線が表示され、この１５００℃の等混線
を１４５０℃、１４００℃、１３５０℃等の各等温線が
略同心円状に順次取囲む画像となる。ところで、スラグ
１４にフォーミングが発生し、炉内がフォーミングした
スラグ１４によって覆われると、画面中央の１５００℃
の等混線が消失するか又は縮小する一方、その周囲の等
混線により取囲まれた低温領域の画像が拡大する。この
低温領域が占める面積は演算装置２８により計算され、
その計算値が所定の設定値を越えると、比較装置３０か
ら警報装置３２へ信号が発信される。そうすると、警報
８Ｈ３２のリミットスイッチが切れて警報を発生させる
回路に電流が流れ、警報が発生する。これにより、転炉
の作業者は、炉内がスロッピング発生の可能性を有する
状況にあることを知り、ランス１６の位置のｙＪｌｉｆ
ｆ及び酸素ガス１７の吹込み農の調節等の操作によりス
ロッピング抑制の措置をとってスロッピングの発生を回
避する。

この実施例の検知装置によれば、警報が発生した場合に
おいて、５１回の警報動作の内の５０回において実際に
スロッピングが発生し、極めて高い確率でスロッピング
を予測することができることが判明した。また、警報の
発生後にスロッピング抑制措置をとったにも拘らずスロ
ッピングが発生してしまったのは、４５回の警報の内の
僅か５回だけであり、スロッピング発生の可能性を有す
る状況に対して迅速に対処し、スロッピング発生を有効
に回避することができることを示している。

［発明の効果］ この発明によれば、センサにより転炉内の濃度分布を検
出し、これをＩｉｉ像処理装置により画像化することが
できるので、吹錬中のスラグの状況を迅速に把握するこ
とができる。このため、スラグのフォーミングが発生し
た場合に、スロッピング発生の可能性を有する状況に対
して迅速に対処することができる。また、ランス先端部
にセンサを設け、噴出するｌ！素ガス流によりセンサ先
端部が保護されるようになるので、ダスト等によるセン
サの汚染が軽減されてセンサ検出感度の劣化を抑制する
ことができ、高い検出精度を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係る転炉におけるスラグフ
ォーミングの検知装置が適用された転炉を示す模式図、
第２図はランス先端部の側面図、第３図はランス先端部
の平面図、第４図は従来のスラグフォーミングの検知装
置を示す模式図である。 １０：炉体、１２；溶銑、１４；スラグ、１６；ランス
、１７；酸素ガス、１８：ノズル、２０；センサ、２２
；光ファイバ、２４：画像処理装置、２６：ＣＲＴ、２
８；演痒装置、３０：比較装置、３２；警報装置 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 酸素ガスを吐出するランスと、ランス先端部に設けられ
   転炉内の温度分布を検出するセンサと、センサの検出信
   号に基づき前記濃度分布を画像化する画像処理装置と、
   を有し、前記画像処理装置により形成された画像からス
   ラグが占める領域を判断してスラグフォーミングを検知
   することを特徴とする転炉におけるスラグフォーミング
   の検知装置。