KR20200062293A

KR20200062293A - 전기로의 내화물 손모 관리 장치, 전기로의 내화물 손모 관리 시스템, 전기로의 내화물 손모 관리 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체

Info

Publication number: KR20200062293A
Application number: KR1020207012555A
Authority: KR
Inventors: 준이치 나카가와; 가츠히코 가토
Original assignee: 닛폰세이테츠 가부시키가이샤
Priority date: 2017-12-20
Filing date: 2017-12-20
Publication date: 2020-06-03
Also published as: CN111279143A; WO2019123574A1

Abstract

내화물 손모 관리 장치(101)는, 각 온도 샘플링 시간에 있어서 열전대(6a 내지 6i)에서 측정된 온도에 기초하여 비정상 전열 역문제 해석을 행함으로써, 노벽 내면(5a)의 열류속과 시간의 관계를 도출하고, 그 결과로부터, 1회의 조업에 대응하는 기간에 있어서의 열류속의 시간 적분값을 도출하여 출력한다.

Description

전기로의 내화물 손모 관리 장치, 전기로의 내화물 손모 관리 시스템, 전기로의 내화물 손모 관리 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체

본 발명은, 전기로의 내화물 손모 관리 장치, 전기로의 내화물 손모 관리 시스템, 전기로의 내화물 손모 관리 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체에 관한 것으로, 특히, 스크랩을 아크 방전에 의해 용해하는 전기로의 노벽을 구성하는 내화물의 상태를 관리하기 위해 사용하는 데 적합한 것이다.

전기로(아크 용해로)에서는, 1차지(ch)마다, 노 내에 스크랩 등의 원료가 장입된다. 그 후, 아크 전극으로부터 발생하는 아크에 의해 원료를 용해·용융하여 금속 용탕 및 용융 슬래그를 얻는다. 이와 같은 전기로의 노벽은, 고온에 노출되므로, 내화 벽돌 등의 내화물을 사용하여 구성된다.

그러나, 내화물을 사용하여 노벽을 구성해도, 반복해서 조업이 행해짐으로써 내화물은 손모되고, 그 두께가 감소한다. 그 원인의 하나로서, 복수의 아크 전극으로부터 발생하는 아크가 서로 반발하여, 당해 아크가 노벽의 내주면을 향함으로써, 당해 아크가 내화물을 국부적으로 가열하는 것을 들 수 있다. 특히, 노 내에 장입된 원료가 풀려 떨어지는 타이밍에서는, 내화물은 국부적으로 방대한 방사열을 받게 되어, 내화물의 손모가 급격하게 진행된다. 따라서, 안전한 조업을 확보하는 것이나 내화물의 장수명화를 도모하는 것 등의 관점에서, 내화물의 손모의 상태를 관리하는 것은 중요해진다.

전기로의 노벽을 구성하는 내화물의 손모의 상태를 파악하는 기술로서, 특허문헌 1, 2에 기재된 기술이 있다.

특허문헌 1에는, 내화물의 내부에 배치된 측온 센서에서 측정된 온도와, 사전에 얻어지는 온도와 내화물의 손모량의 관계로부터, 내화물의 남은 두께를 추정하는 것이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 1에는, 측온 센서에서 측정된 온도와, 내화물의 열전도율로부터, 내화물의 남은 두께를 추정하는 것도 개시되어 있다.

특허문헌 2에는, 내화물의 내부에 배치된 측온 센서에서 측정된 온도가 최댓값·최솟값을 나타내는 시각과 출선 개시 시각·출선 종료 시각을 비교함으로써, 지연 시간을 산출하고, 산출한 지연 시간이 기준 시간 이하인 경우에, 내화물이 손모되어 있다고 판단하는 것이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 2에는, 측온 센서에서 측정된 온도가 최댓값·최솟값을 나타내는 시각과 통전 개시 시각·통전 종료 시각을 비교함으로써, 지연 시간을 산출하는 것도 개시되어 있다.

일본 특허 공개 평8-94264호 공보 일본 특허 공개 평3-223658호 공보

Hon, Y.C. and Wei, T., "The method of fundamental solution for solving multidimensional inverse heat conduction problems", Comput. Model. inEng. and Sci., 7(2005), no.2, 119-132 P.C. Hansen, "Regularization Tools. A matlab Package for Analysis and Solution of Discrete Ill-Posed Problems", http://www.imm.dtu.dk(2008), 1 내지 36 G.H. Golub, C.F.Van Loan, "Matrix Computations 3rd edition", The Johns Hopkins University Press(1996), 69 내지 73

특허문헌 1에 개시되어 있는 방법에서는, 내화물의 내부의 측정 온도로부터 내화물의 손모량을 추정한다. 이 방법에 의해, 온도와 내화물의 손모량 사이에 일정한 관계가 얻어지기 위해서는, 이하의 제1 전제 또는 제2 전제가 필요하다. 제1 전제는, 노벽 내면의 온도가 동일하고, 또한 내화물 내부의 온도가 정상인 것이다. 제2 전제는, 온도를 측정한 시점에 이르기까지의 온도 이력이 동등한 것이다. 또한, 특허문헌 1에 개시되어 있는 방법에서는, 내화물의 내부의 측정 온도와 내화물의 열전도율로부터 내화물의 남은 두께를 추정한다. 이 방법에서는, 노벽 내면의 온도가 기지이고, 또한 내화물 내부의 온도가 정상인 것이 전제이다. 그러나, 통상의 조업에 있어서, 하나의 차지 내에서 온도 변동이 있는 것은 당연하다. 또한, 차지 사이에 있어서도 온도 추이 패턴은 다양한다. 이와 같은 비정상성이 강한 상황에서는, 전술한 어느 추정 방법에 있어서도 전제 조건이 무너져, 양호한 추정 정밀도는 얻어지지 않는다.

또한, 특허문헌 2에 개시되어 있는 방법에서는, 내화물의 내부 온도의 최솟값·최댓값을 나타내는 시각의 통전 개시 시각·통전 종료 시각으로부터의 지연 시간을 산출하고, 이 지연 시간으로부터 내화물의 남은 두께를 추정한다. 이 방법에서는, 내화물의 내부 온도의 최솟값·최댓값을 나타내는 시각이 반드시 통전 개시·통전 종료에 대응하는 것만은 아니라는 문제가 있다. 예를 들어, 통상, 통전 개시 시에는 미용해 스크랩의 영향으로 노벽 내면에 있어서의 입열이 거의 없어, 내화물의 온도에 영향을 끼치지 않는다. 이 때문에, 통전 개시는, 내화물의 내부 온도의 최솟값과 대응하는 경우는 없다. 또한, 조업 중의 투입 전력은 미세하게 제어되어 있어, 통전을 종료하지 않아도, 투입 전력을 낮춘 때에 내화물의 온도와의 관계에 따라서는 노벽 내면에 있어서 방열로 전환되는 경우가 있다. 이 노벽 내면의 온도의 변화가, 내화물의 내부 온도의 최댓값과 대응할 가능성이 있다. 또한, 특허문헌 2에 기재된 기술에서는, 조업 중인 내화물의 손모량(즉, 1차지의 조업 개시 시와 종료 시 이외의 시간에 있어서의 내화물의 손모량)을 동적으로 관리할 수 없다.

본 발명은, 이상과 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것이고, 스크랩을 아크 방전에 의해 용해하는 전기로의 노벽을 구성하는 내화물의 손모를 고정밀도로 감시할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 전기로의 내화물 손모 관리 장치는, 아크 전극에서 발생하는 아크 방전에 의해 스크랩을 용해하는 전기로의 노벽을 구성하는 내화물의 손모를 관리하는 전기로의 내화물 손모 관리 장치이며, 상기 전기로의 노벽의 내부와 상기 전기로의 노벽의 외주면 중, 상기 전기로의 노벽의 두께 방향의 위치가 다른 복수의 위치에 배치된 온도 검출단에서 측정된 온도에 기초하여, 비정상 전열 역문제 해석을 행함으로써, 상기 전기로의 노벽의 내주면에 있어서의 열류속과 시간의 관계를 도출하는 열류속 도출 수단과, 상기 열류속 도출 수단에 의해 도출된, 상기 전기로의 노벽의 내주면에 있어서의 열류속과 시간의 관계에 기초하여, 1회의 조업에 대응하는 기간에 있어서의 당해 열류속의 시간 적분값을 도출하는 열류속 적분 수단과, 상기 열류속 적분 수단에 의해 도출된, 상기 1회의 조업에 대응하는 기간에 있어서의 열류속의 시간 적분값을 포함하는 정보를, 상기 내화물의 손모를 평가하기 위한 지표로서 출력하는 출력 수단을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 전기로의 내화물 손모 관리 시스템은, 상기 전기로의 내화물 손모 관리 장치와, 상기 출력 수단에 의해, 상기 1회의 조업에 대응하는 기간에 있어서의 열류속의 시간 적분값을 포함하는 정보가 출력된 후, 오퍼레이터에 의한 지시에 기초하여, 상기 내화물의 손모를 억제하기 위한 조치를 취하는 억제 조치 실행 수단을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 전기로의 내화물 손모 관리 방법은, 아크 전극에서 발생하는 아크 방전에 의해 스크랩을 용해하는 전기로의 노벽을 구성하는 내화물의 손모를 관리하는 전기로의 내화물 손모 관리 방법이며, 상기 전기로의 노벽의 내부와 상기 전기로의 노벽의 외주면 중, 상기 전기로의 노벽의 두께 방향의 위치가 다른 복수의 위치에 배치된 온도 검출단에서 측정된 온도에 기초하여, 비정상 전열 역문제 해석을 행함으로써, 상기 전기로의 노벽의 내주면에 있어서의 열류속과 시간의 관계를 열류속 도출 수단에 의해 도출하는 열류속 도출 공정과, 상기 열류속 도출 공정에 의해 도출된, 상기 전기로의 노벽의 내주면에 있어서의 열류속과 시간의 관계에 기초하여, 1회의 조업에 대응하는 기간에 있어서의 당해 열류속의 시간 적분값을 열류속 적분 수단에 의해 도출하는 열류속 적분 공정과, 상기 열류속 적분 공정에 의해 도출된, 상기 1회의 조업에 대응하는 기간에 있어서의 열류속의 시간 적분값을 포함하는 정보를, 상기 내화물의 손모를 평가하기 위한 지표로 하여 출력 수단에 의해 출력하는 출력 공정과, 상기 출력 공정에 의해, 상기 1회의 조업에 대응하는 기간에 있어서의 열류속의 시간 적분값을 포함하는 정보가 출력된 후, 오퍼레이터에 의한 지시에 기초하여, 상기 내화물의 손모를 억제하기 위한 조치를 취하는 억제 조치 실행 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체는, 아크 전극에서 발생하는 아크 방전에 의해 스크랩을 용해하는 전기로의 노벽을 구성하는 내화물의 손모를 관리하는 것을 컴퓨터에 실행시키기 위한 컴퓨터 프로그램이 기억된 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체이며, 상기 전기로의 노벽의 내부와 상기 전기로의 노벽의 외주면 중, 상기 전기로의 노벽의 두께 방향의 위치가 다른 복수의 위치에 배치된 온도 검출단에서 측정된 온도에 기초하여, 비정상 전열 역문제 해석을 행함으로써, 상기 전기로의 노벽의 내주면에 있어서의 열류속과 시간의 관계를 도출하는 열류속 도출 공정과, 상기 열류속 도출 공정에 의해 도출된, 상기 전기로의 노벽의 내주면에 있어서의 열류속과 시간의 관계에 기초하여, 1회의 조업에 대응하는 기간에 있어서의 당해 열류속의 시간 적분값을 도출하는 열류속 적분 공정과, 상기 열류속 적분 공정에 의해 도출된, 상기 1회의 조업에 대응하는 기간에 있어서의 열류속의 시간 적분값을 포함하는 정보를, 상기 내화물의 손모를 평가하기 위한 지표로 하여 출력하는 출력 공정을 컴퓨터에 실행시키기 위한 컴퓨터 프로그램이 기억된 것을 특징으로 한다.

도 1은 내화물 손모 관리 시스템의 개략 구성의 일례를 전기로의 평면도와 함께 도시하는 도면이다.
도 2는 내화물 손모 관리 시스템의 개략 구성의 일례를 전기로의 단면도와 함께 도시하는 도면이다.
도 3은 내화물 손모 관리 장치의 기능적인 구성의 일례를 도시하는 도면이다.
도 4는 아크 전극에 대한 투입 전력(전압×전류)의 일례를 도시하는 도면이다.
도 5는 노벽 내화물의 온도의 일례를 도시하는 도면이다.
도 6은 노벽 내면의 열류속의 일례를 도시하는 도면이다.
도 7은 조업 개시 전의 분사재의 두께(조업 개시 전의 분사 잔존 두께)와 조업 종료 후의 분사재의 두께(조업 종료 후의 분사 잔존 두께)의 관계의 일례를 도시하는 도면이다.
도 8a는 핫스폿의 열류속의 일례를 도시하는 도면이다.
도 8b는 핫스폿의 열류속의 구배(단위 시간당의 열류속의 변화량)의 일례를 도시하는 도면이다.
도 9는 각 차지(ch)에 있어서의 노벽 내화물의 손모량과, 당해 차지에서의 노벽 내면의 열류속의 시간 적분값(누적 열류속)의 관계의 일례를 도시하는 도면이다.
도 10은 조업 개시 전의 분사재의 두께(조업 개시 전의 분사 잔존 두께)가 30㎜ 미만인 경우의, 각 차지(ch)에 있어서의 노벽 내화물의 손모량과, 당해 차지에서의 노벽 내면의 열류속의 시간 적분값(누적 열류속)의 관계의 일례를 도시하는 도면이다.
도 11은 조업 개시 전의 분사재의 두께(조업 개시 전의 분사 잔존 두께)가 120㎜ 이상인 경우의, 각 차지(ch)에 있어서의 노벽 내화물의 손모량과, 당해 차지에서의 노벽 내면의 열류속의 시간 적분값(누적 열류속)의 관계의 일례를 도시하는 도면이다.
도 12는 내화물 손모 관리 장치의 동작의 일례를 설명하는 흐름도이다.
도 13은 열류속 도출부에 의한 처리(사전 준비 스텝)의 일례를 설명하는 흐름도이다.
도 14는 열류속 도출부에 의한 처리(온도 정보 샘플링 스텝)의 일례를 설명하는 흐름도이다.
도 15는 열류속 도출부에 의한 처리(메모리 조작 스텝)의 일례를 설명하는 흐름도이다.
도 16은 열류속 도출부에 의한 처리(열류속 계산 스텝)의 일례를 설명하는 흐름도이다.
도 17은 내화물 손모 관리 장치의 하드웨어의 구성의 일례를 도시하는 도면이다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 일 실시 형태를 설명한다.

[전기로의 개략 구성 및 온도 검출단의 위치]

도 1, 도 2는, 전기로(1)와, 전기로(1)의 내화물 손모 관리 시스템의 개략 구성의 일례를 설명하는 도면이다. 전기로(1)에 대하여, 도 1에서는, 평면도를 도시하고, 도 2에서는, 도 1의 A-A선에 있어서의 단면도를 도시한다. 또한, 도 1에서는, 설명의 사정상, 도 2에 도시하는 상부 덮개부(2)의 도시를 생략한다. 또한, 이하의 설명에서는, 전기로(1)의 내화물 손모 관리 시스템을 필요에 따라 내화물 손모 관리 시스템이라고 칭한다.

도 1 및 도 2에 있어서, 본 실시 형태에서는, 전기로(1)는, 상부 덮개(2)와, 노 내에 있어서 전기로(1)의 중심축 S의 주위에 동등한 각도 간격(120° 간격)으로 설치된 3개의 아크 전극(3a 내지 3c)과, 전기로(1)의 저부에 마련된 노 바닥 전극(4)과, 노벽(5)을 구비한다.

노벽(5)은, 내화 벽돌이나 내화 시멘트 등의 내화물을 사용하여 구성된다. 노벽(5)의 외주면은, 노 프레임을 구성하는 철피로 덮인다. 본 실시 형태에서는, 노벽(5)을 구성하는 내화물의 두께가 450㎜인 경우를 예로 들어 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 노벽(5)을 구성하는 내화물을 필요에 따라 「노벽 내화물」이라고 칭한다.

도 1에 도시한 바와 같이 노벽 내화물의 내부에는, 복수의 열전대(6a 내지 6i)가 매립되어 있다. 본 실시 형태에서는, 노벽 내면(5a) 상의 점의 좌표를 0㎜로 하고, 노벽 내면(5a)에 수직인 직선 상의 좌표가 150㎜, 300㎜, 450㎜인 3점에 열전대(6a 내지 6i)가 매립되어 있다. 여기서, 노벽 내면(5a)이란, 노벽의 내주면 중, 전기로(1) 내에 있어서의 아크 방전에 의해 발생하는 복사열을 직접 받을 가능성이 있는 면이다. 즉, 노벽 내면(5a)이란, 전기로(1) 내의 용강이나 스크랩에 직접 접할 가능성이 있는 면이다. 또한, 본 실시 형태에서는, 노벽 내화물의 두께는 450㎜이므로, 노벽 내면(5a)에 수직인 직선 상의 좌표가 450㎜인 점은, 노벽(5)의 외주면 상의 점으로 된다.

열전대(6a 내지 6c, 6d 내지 6f, 6g 내지 6i)는, 각각, 전기로(1)의 중심축 S에 직교하는 직선이며, 또한 아크 전극(3a, 3b, 3c)의 중심축을 지나는 직선(7a, 7b, 7c) 상에 나열된다. 이하의 설명에서는, 이와 같은 직선을 필요에 따라 「직각 축선」이라고 칭한다.

또한, 직각 축선(7a, 7b, 7c)과 노벽 내면(5a)의 교점을 핫스폿(8a, 8b, 8c)이라고 칭한다. 핫스폿은, 하나의 아크 전극에 대하여 하나 존재하므로, 아크 전극이 복수 있으면, 그것과 동일수의 복수개의 핫스폿이 존재한다. 본 실시 형태의 전기로(1)에 있어서는, 아크 전극(3a, 3b, 3c)은 3개 있으므로, 3개소의 핫스폿(8a, 8b, 8c)이 존재한다. 이들 핫스폿(8a, 8b, 8c)에 대하여, 열전대(6a 내지 6c, 6d 내지 6f, 6g 내지 6i)가 각각 직각 축선(7a, 7b, 7c) 상에서 일렬을 이루도록 한다. 즉, 일렬을 이루는 열전대(6a 내지 6c, 6d 내지 6f, 6g 내지 6i)의 위치의 평균인 무게 중심 위치는, 각각 핫스폿(8a, 8b, 8c)을 지나는 직각 축선(7a, 7b, 7c) 상에 있다고 바꿔 말할 수 있다.

핫스폿(8a, 8b, 8c)의 높이 위치는, 스크랩(9)이 모두 녹아 떨어진 경우에 용강(10)의 탕면보다 위에 있도록 하는 것이 바람직하다. 핫스폿(8a, 8b, 8c)의 높이 위치는, 핫스폿(8a, 8b, 8c)에 대하여 직각 축선(7a, 7b, 7c) 상에서 일렬을 이루는 열전대(6a 내지 6c, 6d 내지 6f, 6g 내지 6i)의 높이 위치로 된다. 또한, 이와 같은 높이 위치 중, 스크랩(9)이 녹아 떨어질 때에, 아크 방전에 의해 발생하는 복사열로서, 더 큰 복사열을 직접 받는 높이 위치(바꾸어 말하면, 노벽 내화물의 손모가 심하다고 상정되는 높이 위치)를 핫스폿(8a, 8b, 8c)의 높이 위치로 하는 것이 바람직하다.

열전대(6a 내지 6c, 6d 내지 6f, 6g 내지 6i)의 열을, 동일한 높이인 채로, 노벽 내면(5a) 상에서 전기로(1)의 중심축 S의 주위로 45° 회전한 위치에 배치하는 경우, 후술하는 바와 같이 하여 산출되는 노벽 내면(5a)에 있어서의 열류속의 시간 변화가 완만하게 되었다. 또한, 열전대(6a 내지 6c, 6d 내지 6f, 6g 내지 6i)의 열을, 동일한 높이인 채로, 노벽 내면(5a) 상에서 전기로(1)의 중심축 S의 주위로 60° 회전한 위치에 배치한 경우도 마찬가지로, 노벽 내면(5a)에 있어서의 열류속의 시간 변화가 완만하게 되었다. 그 때문에, 후술하는 바와 같이 하여 산출되는 노벽 내면(5a)의 열류속의 시간 적분값이 정확하게 도출되지 않아, 노벽 내화물의 손모(노벽 내화물에 손모가 발생하고 있는지 여부와 노벽 내화물의 손모의 정도)를 정확하게 판정할 수 없었다. 따라서, 노벽 내화물의 손모를 억제하는 조치로서, 투입 전력을 낮추는 조치를 취하는 경우, 투입 전력을 적절한 값으로 조정할 수 없을 우려가 있다. 투입 전력을 적절한 값으로 조정할 수 없으면, 전력 효율이 내려갈 뿐만 아니라, 노벽 내면(5a)이 아크 전극(3a, 3b, 3c)으로부터 받는 복사열이 적정하게 제어되지 않기 때문에, 열부하가 더 많이 걸린다. 그 때문에, 노벽 내화물의 손모가 심해져, 노벽 내화물의 수명이 짧아질 우려가 있다.

따라서, 열전대(6a 내지 6c, 6d 내지 6f, 6g 내지 6i)의 열은, 전술한 바와 같이, 용강(10)의 탕면보다 위에 있는 핫스폿(8a, 8b, 8c)을 지나는 직각 축선(7a, 7b, 7c) 상에 배치하는 것이, 전력 효율의 향상 및 노벽 내화물의 장수명화의 양쪽에 가장 효과가 있는 것을 알 수 있었다.

본 실시 형태에서는, 각 핫스폿(8a, 8b, 8c)에 대하여 열전대(6a 내지 6c, 6d 내지 6f, 6g 내지 6i)가 일렬을 이루는 예를 설명했다. 그러나, 각 핫스폿(8a, 8b, 8c)에 대하여 배치되는 복수의 열전대의 위치 관계는, 1차원적인 열에 한정되지 않는다. 예를 들어, 지그재그상으로 2차원 혹은 3차원적으로, 노벽(5) 내에 복수의 열전대를, 열전대의 군으로서 매립하도록 해도 된다.

여기서, 열전대의 군은, 직각 축선(7a, 7b, 7c)의 근방에 배치하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 도 1에 도시한 바와 같이, 아크 전극(3a, 3b, 3c)의 중심축으로부터, 각 아크 전극(3a, 3b, 3c)에 대응하는 핫스폿(8a, 8b, 8c)까지의 거리를 L이라고 한다. 각 아크 전극(3a, 3b, 3c)에 대응하는 핫스폿(8a, 8b, 8c)에 대한 열전대의 군은, 각각, 직각 축선(7a, 7b, 7c)으로부터 상하 좌우에 각각 0.2L 이내의 영역에 들어 있는 것이 바람직하다. 상하란, 전기로(1)의 중심축 S에 평행인 방향이고, 좌우란, 상기 상하 방향에 직각인 방향(노벽(5)의 주위 방향)이다. 그리고, 상하 좌우의 거리란, 노벽 가동면(5a)에 평행하게 측정한 직선 거리이다. 즉, 열전대의 군은, 노벽 내화물의 내부에 있어서, 핫스폿(8a, 8b, 8c)을 중심으로 한 변이 0.4L인 직사각형을 한 면으로 하는 직육면체 영역에 들어가도록 설치한다. 이 직육면체 영역의 외측에 열전대의 군이 있으면, 손모가 심한 핫스폿(8a, 8b, 8c)에 있어서의 열류속을 정확하게 산출할 수 없어, 노벽 내화물의 손모(노벽 내화물에 손모가 발생하고 있는지 여부와 노벽 내화물의 손모의 정도)를 정확하게 판정하는 것이 곤란해질 우려가 있기 때문이다. 열전대의 군은, 핫스폿(8a, 8b, 8c)에 가까운 위치에 있는 것이 바람직하므로, 직각 축선(7a, 7b, 7c)으로부터 상하 좌우에 0.1L 이내의 영역에 열전대의 군이 들어 있는 것이 보다 바람직하다.

본 실시 형태에 있어서는, L＝1500㎜이다. 따라서, 직각 축선(7a, 7b, 7c)으로부터 상하 좌우 각각 0.2×1500＝300㎜ 이내의 영역에 들도록 열전대의 군을 노벽 내화물 내에 매립하도록 한다.

또한, 무리를 이루는 복수의 열전대의 위치의 평균인 무게 중심 위치는, 핫스폿(8a, 8b, 8c)을 지나는 직각 축선(7a, 7b, 7c) 상에 있도록 하는 것이 바람직하다.

본 실시 형태에서는, 3개의 아크 전극(3a, 3b, 3c)이 있으므로, 각 아크 전극(3a, 3b, 3c)에 대응하는 3개소의 핫스폿(8a, 8b, 8c)이 존재한다. 이들 3개소에, 열전대(6a 내지 6c, 6d 내지 6f, 6g 내지 6i)의 1차원적인 열(혹은 2차원적 혹은 3차원적인 군)을 배치하면, 노벽 내화물의 손모(노벽 내화물에 손모가 발생하고 있는지 여부와 노벽 내화물의 손모의 정도)를 더 상세하게 판정할 수 있다. 구체적으로는, 이들 3개소에서, 노벽 내화물의 손모의 정도가 다르기 때문에, 노벽 내화물의 손모가 가장 심한 개소를 빠르게 특정할 수 있어, 노벽 내화물의 손모를 억제하는 조치를 빠르게 취할 수 있다.

또한, 전기로(1)에 배치되는 아크 전극이 1개인 경우는, 전기로(1)의 중심축 S와 아크 전극의 중심축이 일치한다. 따라서, 아크 방전에 의해 발생하는 복사열이 노벽 내면(5a)에 끼치는 영향은, 균일성이 높다. 이 때문에, 핫스폿(8a, 8b, 8c)과 같이 열의 영향이 국소적으로 나타나기 쉬운 장소는 명료하지 않다. 따라서, 복수의 열전대의 높이 위치는, 스크랩(9)이 모두 녹아 떨어진 경우의 용강(10)의 탕면보다 위에 있으면 된다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는, 온도 검출단으로서 열전대를 사용했지만, 방사 온도계 등의 다른 온도 검출단을 사용하는 것을 방해하는 것은 아니다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 1개의 핫스폿(8a, 8b, 8c)에 대하여, 각각 3개의 열전대(6a 내지 6c, 6d 내지 6f, 6g 내지 6i)를 배치했다. 그러나, 전기로(1)의 노벽(5)(노벽 내화물)의 내부와 전기로(1)의 노벽(5)의 외주면 중, 전기로(1)의 노벽(5)의 내부를 포함하는 복수의 위치이며, 전기로(1)의 노벽(5)의 두께 방향의 위치가 다른 복수의 위치에 복수의 온도 검출단을 배치하고 있으면, 1개의 핫스폿에 대한 온도 검출단의 수는 3개에 한정되지 않는다. 즉, 상기 복수의 위치는, 전기로(1)의 노벽(5)의 내부만의 위치, 또는 전기로(1)의 노벽(5)의 내부 및 외주면의 위치이면 된다(바꾸어 말하면, 상기 복수의 위치는, 노벽 내면(5a)의 위치를 제외한 위치로 됨).

[내화물 손모 관리 시스템]

도 2에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 내화물 손모 관리 시스템은, 내화물 손모 관리 장치(101)와, 온도 샘플링 장치(102)와, 투입 전력 제어 장치(103)와, 전력 투입 장치(104)를 갖는다.

온도 샘플링 장치(102)는, 소정의 주기로 반복해서 도래하는 온도 샘플링 시간의 각각에 있어서, 열전대(6a 내지 6i)에서 측정된 온도를 취득한다.

내화물 손모 관리 장치(101)는, 후술하는 각종 연산 처리 등을 행함으로써, 노벽 내화물의 손모(노벽 내화물에 손모가 발생하고 있는지 여부와 노벽 내화물의 손모의 정도)를 오퍼레이터가 평가하기 위한 지표로 되는 정보를 출력한다. 내화물 손모 관리 장치(101)의 상세에 대해서는 후술한다.

투입 전력 제어 장치(103)는, 오퍼레이터에 의한 지시에 기초하여, 전력 투입 장치(104)의 동작을 제어한다.

전력 투입 장치(104)는, 투입 전력 제어 장치(103)에 의한 제어에 따라, 아크 전극(3a, 3b, 3c)과 노 바닥 전극(4)에 전력을 공급한다.

<내화물 손모 관리 장치(101)>

내화물 손모 관리 장치(101)는, 각 온도 샘플링 시간에 있어서 열전대(6a 내지 6i)에서 측정된 온도에 기초하여 비정상 전열 역문제 해석을 행함으로써, 노벽 내면(5a)(핫스폿(8a, 8b, 8c))의 열류속과 시간의 관계를 연산하고, 그 결과로부터, 열류속의 시간 적분값을 연산한다.

도 3은, 내화물 손모 관리 장치(101)의 기능적인 구성의 일례를 도시하는 도면이다. 내화물 손모 관리 장치(101)의 하드웨어는, 예를 들어 CPU, ROM, RAM, HDD 및 각종 인터페이스를 구비하는 정보 처리 장치, PLC(Progra㎜able Logic Controller), 또는 전용의 하드웨어를 사용함으로써 실현할 수 있다.

내화물 손모 관리 장치(101)는, 열류속 도출부(110)와, 열류속 적분부(120)와, 출력부(130)를 갖는다. 이하에, 이들 각 부가 갖는 기능의 일례를 설명한다.

<<열류속 도출부(110)>>

열류속 도출부(110)는, 각 온도 샘플링 시간에 있어서 열전대(6a 내지 6i)에서 측정된 온도로부터, 노벽 내면(5a)(핫스폿(8a, 8b, 8c))에 있어서의 온도 및 열류속을 연산한다. 이하에, 노벽 내면(5a)(핫스폿(8a, 8b, 8c))에 있어서의 온도 및 열류속을 연산하는 방법의 일례를 설명한다.

<<<비정상 열전도 방정식의 해법과 입열 유속의 계산>>>

본 실시 형태에서는, 노벽 내면(5a)에 있어서의 열류속은, 열전대(6a 내지 6i)에서 측정된 온도로부터, 비정상 열전도 방정식을 만족시키는 내외삽 함수를 사용한 전열 역문제 해석에 의해 산출한 온도의, 노벽 내면(5a)의 법선 방향에 있어서의 구배에 의해 산출된다. 또한, 이하의 설명에서는, 열전대(6a 내지 6i)에서 측정된 온도를 필요에 따라 「온도 정보」라고 칭한다.

비정상 열전도 방정식은, 노벽 내면(5a)의 온도를 T, 노벽 내화물의 밀도를 ρ, 노벽 내화물의 비열을 C, 노벽 내화물의 x방향의 열전도도를 k_x, y방향의 열전도도를 k_y, z방향의 열전도도를 k_z라고 하고, 이하의 (1)식으로 나타난다.

위치 벡터를 (x, y, z), 시간을 t라고 한다. 그리고, 비정상 열전도 방정식의 엄밀 해를 부여하는 x, y, z, t를 변수로 하는 내외삽 함수 F, 파라미터 α_j,i, 기준 위치 벡터(x^j, y^j, y^j), 기준 시간 tⁱ, 기준 위치 벡터의 수 N_j 및 기준 시간의 수 N_i를 사용하여, 비정상 열전도 방정식의 엄밀 해를 부여하는 함수를, 이하의 (2)식에 의해 표현한다.

(x^k, y^k, y^k)를 온도 정보 측정 위치 벡터라고 하고, t^l을 온도 샘플링 시간이라고 하고, 온도 정보 측정 위치에 있어서 측정된 온도 정보를 a_k,l이라고 하고, 파라미터 α_j,i를, 이하의 (3)식의 연립 방정식을 사용하여 정한다.

내외삽 함수 F(x, y, z, t)는, 이하의 (4)식으로 부여된다.

도 1에 도시한 바와 같이 본 실시 형태에서는, 전기로(1)에 있어서, 450㎜의 두께의 노벽 내화물에, 노벽(5)의 외주면 상의 위치와, 노벽(5)의 외주면으로부터 깊이 150㎜ 및 300㎜의 위치에 직선상으로 열전대(6a 내지 6c, 6d 내지 6f, 6g 내지 6i)를 매립하여, 설치했다. 즉, 온도 정보 측정 위치의 수 N_k를 「3」(N_k＝3)으로 했다. 열류속의 산출 대상으로 되는 핫스폿은, 1개소이고, 각각의 핫스폿(8a, 8b, 8c)에 대하여 열류속이 개별로 산출된다. 이하에, 노벽 내화물의 내부 온도의 정보로부터 노벽 내면(5a)의 1개소의 핫스폿에 있어서의 열류속을 산출하는 방법의 일례에 대하여 설명한다. 여기서, 노벽 내화물의 두께 방향을 x라고 하고, 노벽 내면(5a)의 좌표를 x＝0㎜, 노벽(5)의 외면의 좌표를 x＝450㎜로 한다. 또한, 노벽 내화물은, 등방적인 열전도도를 갖기 때문에, 당해 열전도도를 k로 나타낸다. 열류속은, 1차원 열전도 방정식을 사용하여 노벽 내화물의 두께 방향의 1차원 온도 분포를 추정함으로써 산출된다. 즉, (1)식에 대응하는 비정상 열전도 방정식은, 이하의 (5)식으로 된다.

또한, (4)식에 대응하는 내외삽 함수 F는, 이하의 (6)식으로 된다.

임의의 위치 x, 시간 t에 있어서의 온도를 나타내는 (2)식에 대응하는 식은, 이하의 (7)식으로 된다. 여기서, x^j, tⁱ는, 각각, 기준 위치, 기준 시간이다.

(7)식은, 기준 위치 x^j에 있어서 기준 시간 tⁱ에 가상적인 열원이 존재했다고 판단하고, 그 가상적인 열원의 영향이 위치 x, 시간 t에 있어서의 온도에 영향을 끼치고 있다는 판단에 입각하는 것이다. 따라서, 기준 시간 tⁱ는, 시간 t보다 과거의 시간이다. 또한, 상기 가상적인 열원의 영향을 나타내는 함수가 F(x－x^k, t－t^l)이다. 파라미터 α_j,i는, 상기 가상적인 열원의 영향에 부여하는 가중치를 나타낸다. 이 가중치를 결정할 수 있으면, 위치 x에 있어서의 시간 t에서의 온도를 추정할 수 있다. 단, 기준 시간 tⁱ를 너무 가까운 과거로 설정하면, F(x－x^k, t－t^l)은 예민한 함수로 되어, 오차가 커진다.

N_k개의 온도 정보 측정 위치를 마련하여, N_l회의 온도 샘플링을 행한 시점에서, 기준 위치 x^j에 있어서의 기준 시간 tⁱ로부터의 영향의 가중치를 구한다. 여기서, 기준 위치 x^j의 수는 N_j개, 기준 시간 tⁱ의 수는 N_i개이다. 즉, N_k×N_l개의 온도 정보를 사용하여, N_j×N_i개의 파라미터 α_j,i를 구하게 된다.

파라미터 α_j,i를 구하는 방법은, 기본적으로, 측정된 온도 정보가 정확하게 재현되도록 정하면 된다. 위치 x^k, 시간 t^l에 있어서 측정된 온도 정보를 a_k,l이라고 한다. T(x^k, t^l)＝a_k,l로 되므로, 파라미터 α_j,i를 미지수로 하는 이하의 (8)식의 연립 방정식을 얻는다.

(8)식에 있어서, 파라미터 α_j,i 이외의 값은 기지이다. (8)식은, 파라미터 α_j,i를 정하는 기본적인 연립 방정식이다. 그러나, (8)식의 연립 방정식으로부터 항상 해가 얻어진다는 것은 보증되어 있지 않다. 또한, 온도 정보에 랜덤한 측정 오차가 들어감으로써, 안정적인 해를 얻을 수 없는 경우도 있다.

(8)식의 우변을, (6)식을 사용하여, 다시, 함수 F를 사용하여 나타내면, (8)식의 연립 방정식은 이하의 (9)식과 같이 된다.

(9)식의 우변은, 파라미터 α_j,i가 결정되면, 온도 정보 측정 위치 x^k 및 온도 샘플링 시간 t^l에 있어서의 온도 정보의 추정값을 부여하는 것을 나타낸다. 따라서, (9)식의 우변을 T_k,l(첨자 k, l)만으로 표현할 수 있다. 즉, (9)식의 연립 방정식은, 이하의 (10)식과 같이 된다. 단, T_k,l은, 이하의 (11)식으로 나타난다.

여기서, 기준 위치 x^j의 수 N_j를, 온도 정보 측정 위치의 수 N_k와 일치시킴과 함께, 기준 시간 tⁱ의 수 N_i를 샘플링 시간 j의 수 N_j와 일치시키면, 미지수인 파라미터 α_j,i의 수 N_j×N_i와 방정식의 수 N_k×N_l이 일치하고, 원리적으로는 (10)식의 연립 방정식을 풀 수 있게 된다. 그러나, 기준 위치 x^j, 기준 시간 tⁱ의 취하는 방법에 의해, 반드시 N_j×N_i와 N_k×N_l은 일치하지는 않고, 반드시 (10)식의 연립 방정식의 해를 구할 수는 없다. 또한, 상기 미지수인 파라미터 α_j,i의 수 N_j×N_i와 방정식의 수 N_k×N_l을 일치시켰다고 해도, 안정적인 해가 얻어지는 것은 보증되지 않는다. 이와 같은 문제는, 비특허문헌 1, 2에 있는 바와 같이, "성질이 나쁜 문제(ill-posed problem)"라고 불린다.

여기서, (10)식, (11)식의 연립 방정식을 간결하게 표현하기 위해, 이중 첨자의 조합 (k, l) 및 (j, i)를 각각 하나의 첨자 s 및 p로 치환한다. 이것은, 예를 들어 다음과 같은 방법으로 가능하다. N_j×N_i＝Q, N_k×N_l＝R이라고 하고, s＝N_l(k－1)＋l(k＝1, 2, …, N_k, l＝1, 2, …, N_l)이라고 하면, 이중 첨자 (k, l)은 하나의 첨자 s(s＝1, 2, …, R)로 치환할 수 있다. 마찬가지로, p＝N_i(j－1)＋i(j＝1, 2, …, N_j, i＝1, 2, …, N_i)라고 하면, 이중 첨자 (j, i)는 하나의 첨자 p(p＝1, 2, …, Q)로 치환할 수 있다.

즉, N_k행 N_l열의 행렬 성분이었던 T_k,l 및 a_k,l은, R차원의 벡터 성분 T_s 및 a_s로 나타낼 수 있다. N_j행 N_i열의 행렬 성분이었던 α_j,i는, Q차원의 벡터 성분 α_p로 나타낼 수 있다. F(x^k－x^j, t^l－tⁱ)는, R행 Q열의 행렬 성분 F_s,p로 나타낼 수 있다. 즉, T_k,l＝T_s, a_k,l＝a_s, α_j,i＝α_p, F(x^k－x^j, t^l－tⁱ)＝F_s,p로 나타난다. 이들 벡터를 T, a 및 α로 나타내고, 또한 행렬을 F로 나타내는 것으로 한다. 이때, (10)식, (11)식은, 각각, 이하의 (12)식, (13)식과 같이 나타낼 수 있다.

여기서, a_s는 계측값이고, F_s,p는 함수값이고, 기지의 값이다. 즉, 온도 정보의 측정값을 정확하게 부여하는 계수 α_p를 구하는 문제로 된다. 상기와 같이, 미지수의 수 Q와 방정식의 수 R은 일반적으로 일치하지 않는다. 이 경우, (12)식을 풀 수 없다. 즉, "성질이 나쁜 문제(ill-posed problem)"로 된다. 비특허문헌 1, 2에 그와 같은 문제를 취급하는 "정칙화법(regularization method)"이라고 불리는 방법 등이 기재되어 있다.

기본적으로, 계측값 a_s와, 추정값 T_s의 오차의 2승의 총합이 최소로 되도록 계수 α_p를 결정한다. 이와 같은 오차의 총합은, 이하의 (14)식과 같이 나타난다.

(14)식의 값을 최소로 하도록 계수 α_p를 정하면 된다. 그러나, 비특허문헌 2에 의하면, 이와 같은 방법에서도 안정적인 해가 얻어지지 않는 경우가 많다. 비특허문헌 2에 의하면, 최소화해야 할 양을, 이하의 (15)식으로 하면 안정된 해가 얻어진다. 단, r은 정의 상수이고, 문제에 따라 다르다. 여기서는, r로서 2.25×10^-6을 채용했다.

(15)식을 최소로 하는 계수 α_p를 구하는 방법은, 비특허문헌 1, 2에 기술되어 있다. 이들 비특허문헌 1, 2에 의하면 "특이치 분해(Singular Value Decomposition)"라고 불리는 방법을 사용한다. "특이치 분해(Singular Value Decomposition)"에 의하면, 비특허문헌 3에 개시된 바와 같이, 임의의 R행 Q열의 행렬은, 3개의 정사각 행렬의 곱으로 표시할 수 있다. 이들 3개의 정사각 행렬 중 하나는, 대각 성분만이 0이 아닌 행렬이고, 다른 2개는 각각 자신의 전치 행렬, 즉 행성분과 열성분을 교체한 행렬이 각각 자신의 역행렬로 되는 행렬(직교 행렬)로 나타난다. 따라서, 상기 행렬 F에 특이치 분해를 적용하면, 이하의 (16)식을 만족시키는 상기 3개의 정사각 행렬이 일의적으로 존재하는 것이 보증된다. 즉, 이하의 (16)식을 만족시키는 행렬 Σ, W 및 V가 존재한다.

여기서, Σ는 상기 대각 성분만이 0이 아닌 행렬이고, W 및 V는 상기 직교 행렬이다. 또한, V'은 V의 전치 행렬이다. 단, W는 R차의 정사각 행렬, V는 Q차의 정사각 행렬, Σ는 R행 Q열의 행렬이고, 그 대각 성분의 수는, R과 Q 중 작은 쪽의 수 U이다. 즉, U는, 이하의 (17)식으로 나타난다.

여기서, 행렬 Σ의 n번째의 대각 성분을 σ_n, 행렬 W 및 V의 s행 n열의 성분을 각각 w_s,n, v_s,n이라고 기재하면, (16)식은, 이하의 (18)식과 같이 기재할 수 있다.

(18)식을 (15)식의 F_s,p에 대입하고, (15)식의 값을 최소로 하는 계수 α_p를 구한다. 이와 같은 문제는, 비특허문헌 1 및 비특허문헌 2에 의하면, 이하의 (19)식과 같이 구해진다.

여기서, r은 상수이고, 온도 측정 대상물의 열특성에 의해 변화된다. r＝0으로 한 경우는, (16)식의 값을 최소로 하는 해로 되지만, 그 경우의 온도는, 온도 정보 측정 위치 사이에서 크게 변화되는 불안정한 온도로 되었다. 본 실시 형태에 있어서는, r의 값을 1.0×10^-6 내지 5.0×10^-6의 범위로 함으로써 안정된 해가 얻어져, 온도를 정확하게 추정할 수 있었다. 대상으로 하는 내화물과 동일한 것의 시험편을 소량 잘라내어, 실험실 레벨에서 소규모의 사전 시험을 함으로써 r의 최적값을 정할 수도 있다. 위의 기재에 있어서, 파라미터 α_j,i의 계산에 관한 온도 정보의 측정 데이터의 수 N_k×N_l＝R과, 기준 위치 데이터의 수 N_j×N_i＝Q는, 다른 경우도 포함했지만, 계산 정밀도를 고려하면, 양자는 일치하는 것이 바람직하다. 즉, P＝Q인 것이 바람직하다. 가일층의 계산 정밀도를 고려하면, 온도 정보 측정 위치의 수와 기준 위치의 수가 일치하고, 또한 파라미터 α_j,i의 계산에 관한 온도 샘플링 데이터의 수와 기준 시간의 수가 일치하는 것이 바람직하다.

얻어진 계수 α_p를 (13)식에 대입하고, 첨자 p를 첨자 j, i로 복귀시키고, 첨자 s를 첨자 k,l로 복귀시킨다. 즉, 첨자 j는, p를 N_i로 제산하여 얻어진 몫에 1을 더한 것이고, 상기 제산에서 얻어지는 나머지가 첨자 i로 된다. 또한, 첨자 k는, s를 N_l로 제산하여 얻어지는 몫에 1을 더한 것이고, 상기 제산에서 얻어지는 나머지가 첨자 l로 된다.

또한, 입열 유속은, 이하와 같이 하여 계산할 수 있다.

(x₀, y₀, z₀)을 노벽 내면(5a)에 있어서의 입열 유속 추정점의 좌표로 한다. 또한, b를 입열 유속 추정점에 있어서의 당해 노벽 내면(5a)에 있어서 외향의 방향을 향한 단위 법선 벡터(즉, 당해 노벽 내면(5a)으로부터 용강측을 향한 단위 법선 벡터)로 한다. 또한, K를 열전도도로 이루어지는 행렬로 한다. 그리고, 당해 단위 법선 벡터 b와, 당해 입열 유속 추정점에 있어서의 온도 구배의 내적인 이하의 (20)식으로 입열 유속 q를 부여한다.

여기서, ∇는 구배 벡터 연산자이고, K는 이하의 (21)식으로 나타난다.

본 실시 형태에 있어서는, 온도 정보 측정용의 열전대(6a 내지 6c, 6d 내지 6f, 6g 내지 6i)를 1차원으로 배치하고, 또한 열전대(6a 내지 6c, 6d 내지 6f, 6g 내지 6i)가 매립된 내화물의 열전도도는 등방적이기 때문에, k_x＝k_y＝k_z＝k로 했다. 즉, 입열 유속 추정점의 좌표를 x₀으로 하고, (20)식은, (7)식을 사용하면, 이하의 (22)식과 같이 된다.

이상과 같이, 온도 정보로부터, 소정의 위치에 있어서의 입열 유속이 계산된다.

[온도 샘플링의 시간 간격과 기준 시간의 시간 간격]

본 실시 형태에 있어서는, 온도 샘플링 장치(102)는, 온도 샘플링 개시 시간 τ₁로부터, 시간 간격 Δ₁로 N_k개의 위치에서의 온도 정보를 N_l회 샘플링한다. 열류속 도출부(110)는, 샘플링된 온도 정보를 사용하여, (19)식으로부터 계수 α_p를 구하고, (2)식에 있어서의 파라미터 α_j,i를 구한다. 즉, 열류속 도출부(110)는, 온도 샘플링을 개시하고 나서 N_l회째의 온도 샘플링이 종료된 후에 처음으로 계수 α_p를 구하는 계산을 행한다. 그 후, 열류속 도출부(110)는, 온도 샘플링의 진척마다 계수 α_p를 계산한다. 계수 α_p, 즉 파라미터 α_j,i는, 상기와 같이, N_j개의 기준 위치 x^j에 있어서의, N_i개의 기준 시간 tⁱ에 있어서 존재한 가상적인 열원이, 임의의 좌표에 있어서의 임의의 시간에서의 온도에 끼치는 영향의 가중치를 나타내는 것이라고 생각할 수 있다. 따라서, 기준 시간 tⁱ는, 과거의 시간이라고 판단하는 것이 바람직하다. 즉, 기준 시간 tⁱ란, 바람직하게는 과거의 시간 τ₂로부터 τ₂＋(N_i－1)Δ₂까지 시간 간격 Δ₂로 N_i개 있다고 할 수 있다. 즉, 온도 샘플링 시간 t^l 및 기준 시간 tⁱ는, 이하의 (23)식으로 나타난다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는, 1차원을 고려하고 있으므로, (2)식 혹은 (11)식에 나타나는, 과거의 열원으로부터의 영향은, F(x^k－x^j, t^l－tⁱ)로 되고, 이하의 (24)식과 같이 나타난다.

N_l회의 온도 샘플링이 종료되면, 열류속 도출부(110)는, 상기 식으로부터, (4)식 혹은 (6)식의 내외삽 함수 F를 사용하여, [비정상 열전도 방정식의 해법과 입열 유속의 계산]에 기재한 바와 같이 행렬 F를 특이치 분해하여, 계수를 구하고, 추정 온도를 구하고, 열류속을 구한다.

기준 시간 tⁱ는, 과거의 일정한 시간으로서 갱신하지 않아도 계산에 지장을 초래하는 경우는 없지만, 계산의 정밀도를 향상시키기 위해서는, 기준 시간 tⁱ도 갱신하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 온도 샘플링 수가 기준 시간 tⁱ의 수 N_i를 초과하면, 시간 간격 Δ₂로 기준 시간을 갱신한다. 단, 계수 α_j,i의 계산에 관한 기준 시간 tⁱ는, 기준 시간 tⁱ의 파라미터 α_j,i의 계산에 관한 온도 정보의 샘플링 시간보다 과거인 것이 필요하다. 온도 샘플링 횟수가 N_l, N_i의 양자보다 큰 경우, 당해 온도 샘플링 횟수는 N_l 혹은 N_i의 잉여계로 나타낼 수 있다. 즉, 적당한 수 M₁ 혹은 M₂를 사용하여, M₁N_l＋l(M₁＝1, 2, …, l＝1, 2, …, N_l), 혹은, M₂N_i＋i(M₂＝1, 2, …, i＝1, 2, …, N_i)로 나타낼 수 있다. 이 경우, 온도 정보 샘플링 시간 t^l과 기준 시간 tⁱ는, 이하의 (25)식과 같이 나타난다.

이 경우, 내외삽 함수는, 이하의 (26)식과 같이 나타난다.

온도 측정을 개시하고 나서 어느 정도에서 스크랩의 녹아 떨어짐이 시작되는지 예상되면, 상기 M₁, M₂를 사전에 정해 둘 수 있다. 따라서, 각각의 M₁, M₂에 대하여 (26)식에 나타나는 F를 사전에 계산해 두고, 각각의 F에 대하여 특이치 분해(Singular Value Decomposition)를 실시해 두면, 온도 추정을 단시간에 행하는 것이 가능하다. 또한, 온도 샘플링의 진척과 함께, (26)식의 F를 구하고, 특이치 분해를 행하여, 계수 α_p를 구하도록 해도 된다. 이 경우는, 계산 스텝수가 증가해 버려, 계산 효율이 저하될 우려가 있다.

여기서, N_l＝N_i라고 하고, 또한 Δ₁＝Δ₂＝Δ라고 한다. 즉, 계수 α_j,i의 계산에 관한 기준 시간의 수와, 온도 샘플링 횟수의 수를 동등하게 하고, 온도 샘플링의 진척의 시간 간격과 기준 시간의 진척의 시간 간격을 동등하게 취한다. 이때, M₁＝M₂이기 때문에, (26)식은, 이하의 (27)식으로 된다.

(27)식은, 온도 샘플링이 진척되고, 기준 시간이 갱신되어도 불변이다. 따라서, 열류속 도출부(110)는, (27)식에 나타난 F를 구해 두고, [비정상 열전도 방정식의 해법과 입열 유속의 계산]의 항에 기재된 특이치 분해를 사전에 적용해 두고, 온도 샘플링의 진척마다 (19)식으로부터 계수 α를 구하면 된다. 이로써, 계산 스텝수가 대폭으로 적어져, 정밀도를 떨어뜨리는 일 없이 계산 시간을 현저하게 저감시킬 수 있다. 또한, 사전에 계수 α가 얻어지는 경우, 열류속 도출부(110)는, (20)식 혹은 (22)식으로부터, 노벽 내면(5a)에 있어서의 열류속을 구한다.

<<열류속 적분부(120)>>

열류속 적분부(120)는, 열류속 도출부(110)에 의해 도출된, 각 온도 샘플링 시간에 있어서의 열류속에 기초하여, 1회의 조업에 대응하는 기간에 있어서의 열류속의 시간 적분값을 도출한다.

전기로(1)에 있어서는, 노벽(5)의 손모를 억제하기 위해, 배치 조업 시의 조업간의 시간 등을 이용하여, 분사재를 노벽 내면(5a)에 분사하는 것이 행해진다. 본 발명자들은, 노벽 내면(5a)에 다양한 두께로 분사재를 분사하고, 기타의 조건을 동일하게 하여 전기로(1)를 조업함으로써, 노벽 내화물의 손모량을 통계적으로 고찰했다. 이와 같이 하여 얻은 본 발명자들의 지견에 대하여 설명한다. 또한, 노벽이라고 칭한 경우에는, 분사재는 포함되지 않는 것으로 한다.

<<<본 발명자들이 얻은 지견>>>

도 4는, 아크 전극(3a)에 대한 투입 전력(전압×전류)의 일례를 도시하는 도면이다. 도 5는, 노벽 내화물의 온도의 일례를 도시하는 도면이다. 또한, 도 6은, 노벽 내면(5a)의 열류속의 일례를 도시하는 도면이다.

도 5에 있어서, 그래프(501)는, 노벽 내면(5a)(핫스폿(8a)) 상의 점의 좌표를 0㎜로 하고, 노벽 내면(5a)에 수직인 직선 상의 좌표가 150㎜인 위치에 매립된 열전대(도 1에 도시하는 열전대(6a))에서 측정된 온도를 나타낸다. 그래프(502)는, 동일하게 노벽 내면(5a)(핫스폿(8a)) 상의 점의 좌표를 0㎜로 하고, 노벽 내면(5a)에 수직인 직선 상의 좌표가 300㎜인 위치에 매립된 열전대(도 1에 도시하는 열전대(6b))에서 측정된 온도를 나타낸다. 그래프(503)는, 노벽 내면(5a)(핫스폿(8a)) 상에 배치된 열전대에서 측정된 온도를 나타낸다. 도 5에 있어서, 그래프(503)의 값이 일정하게 되어 있는 것은, 노벽 내면(5a)(핫스폿(8a)) 상의 온도가 열전대에 의한 온도의 측정 상한값을 초과하고 있는 것(열전대의 단선이 발생하고 있는 것)을 나타낸다. 그래프(504)는, 그래프(501, 502)를 사용하여 전술한 바와 같이 하여 도출되는 노벽 내면(5a)(핫스폿(8a))의 온도를 나타낸다.

도 6에 있어서, 그래프(601)는, 그래프(501, 502)를 사용하여 전술한 바와 같이 하여 도출되는 노벽 내면(5a)(핫스폿(8a))의 열류속을 나타낸다.

전술한 바와 같이 전기로(1)에서는 배치식으로 조업이 행해지므로, 도 4에 도시한 바와 같이, 각각의 조업에 있어서 전력이 간헐적으로 반복되어 아크 전극(3a)에 투입된다(도 4에 도시하는 예에서는, 5회의 조업이 행해지고 있는 예를 나타낸다).

도 5에 도시한 바와 같이, 노벽 내면(5a)(핫스폿(8a))의 온도의 계산값(그래프(504))과 측정값(그래프(503))은, 각각의 조업 전반의 기간(노벽 내면(5a)(핫스폿(8a)) 상에 배치된 열전대가 단선될 때까지의 기간)에 있어서는 대략 일치하고 있다. 따라서, 노벽 내면(5a)(핫스폿(8a))의 온도가, 전술한 바와 같이 하여 열류속 도출부(110)에 의해 고정밀도로 도출되는 것을 알 수 있다.

또한, 도 4의 플롯과 도 6의 그래프(601)를 비교하면, 열류속이 피크를 나타내는 타이밍은, 전력(전압×전류)이 피크를 나타내는 타이밍보다도 느려, 시간 지연이 발생하고 있다. 이것은, 조업을 개시하여, 스크랩이 녹아 떨어질 때까지는, 노벽 내화물의 전방면에 존재하는 스크랩이, 아크 전극(3a)으로부터의 복사열의 차폐물로 되어 있기 때문이라고 생각된다. 따라서, 전술한 바와 같이 하여 열류속 도출부(110)에 의해 도출되는 노벽 내면(5a)(핫스폿(8a))의 열류속은, 전기로(1)의 상태를 고정밀도로 반영하는 것을 알 수 있다.

도 7은, 조업 개시 전의 분사재의 두께(조업 개시 전의 분사 잔존 두께)와 조업 종료 후의 분사재의 두께(조업 종료 후의 분사 잔존 두께)의 관계의 일례를 도시하는 도면이다.

전술한 바와 같이 분사재를 분사하여 전기로(1)를 조업하는 경우, 노벽 내화물의 표면에 분사재가 남은 상태로 조업을 개시하고, 노벽 내화물의 손모를 가능한 한 억제하는 조업이 행해진다. 조업 개시 전의 분사재의 두께가 충분하면, 조업 종료 후에도 분사재가 잔존하여, 노벽 내화물의 손모를 회피할 수 있다. 한편, 조업 개시 전의 분사재의 두께가 충분하지 않으면, 조업 중에 분사재의 두께가 0(제로)으로 되어, 노벽 내화물의 손모가 진행될 것이 예상된다.

도 7에 있어서, 일점 쇄선으로 영역 i, 영역 ii 및 영역 iii을 구분하고 있다. 영역 i은, 조업 개시 전의 분사재의 두께가 충분하지 않기 때문에, 조업이 종료될 때까지의 사이에 분사재의 두께가 0(제로)으로 되어, 노벽 내화물의 손모가 진행되는 상태에 대응한다. 한편, 영역 iii은, 조업 개시 전의 분사재의 두께가 충분히 있기 때문에, 조업 종료 후에도 분사재가 잔존하고 있어, 노벽 내화물의 손모를 회피할 수 있는 상태에 대응한다. 영역 ii는, 영역 i과 영역 iii의 중간 상태에 있다.

도 8a는, 노벽 내면(5a)(핫스폿(8a))의 열류속의 일례를 도시하는 도면이다. 도 8b는, 노벽 내면(5a)(핫스폿(8a))의 열류속의 구배(단위 시간당의 열류속의 변화량)의 일례를 도시하는 도면이다.

도 8a에 있어서, 그래프(801)는, 노벽 내면(5a)(핫스폿(8a))의 열류속이다. 도 8a에서는, 노벽 내면(5a)(핫스폿(8a))의 온도(그래프(802))와, 아크 전극(3a)에 대한 유효 전력(그래프(803))을 함께 나타낸다. 또한, 도 8a에 있어서, 그래프(801 내지 803) 위에 붙여져 있는 숫자는, 각각의 조업에 있어서의, 조업 개시 전의 분사재의 두께(조업 개시 전의 분사 잔존 두께)와 조업 종료 후의 분사재의 두께(조업 종료 후의 분사 잔존 두께)와 노벽 내화물의 손모량을 나타낸다. 예를 들어, 「62→3(0)」은, 조업 개시 전의 분사재의 두께가 62㎜이고, 조업 종료 후의 분사재의 두께가 3㎜이고, 노벽 내화물의 손모량이 0(제로)㎜인 것을 나타낸다. 또한, 「3→0(－30)」은, 조업 개시 전의 분사재의 두께가 3㎜이고, 조업 종료 후의 분사재의 두께가 0㎜이고, 노벽 내화물의 손모량이 30㎜인 것(노벽 내화물의 두께가 30㎜ 줄어든 것)을 나타낸다. 또한, 연속하는 두 조업에 있어서, 후속의 조업에 있어서의 조업 개시 전의 분사재의 두께가, 선행의 조업에 있어서의 조업 개시 전의 분사재의 두께보다도 두꺼운 것은, 그들 두 조업 사이에 분사재를 노벽 내면(5a)에 분사한 것에 의한다.

핫스폿에 있어서의 내화물의 손상 메커니즘은 이하와 같이 여겨지고 있다. 아크의 고온에 의해 내화물의 용융 내지는 휘발이 일어나고, 이것에 슬래그, 흄의 침식 작용이 가해진다. 또한, 노 내에서의 온도 변화가 열적 스폴링을 일으켜, 슬래그의 침투에 기초하는 변질층의 형성이 구조적 스폴링에 연결된다. 노 내 분위기가 내화물의 용손에 영향을 끼치는 것도 알려져 있고, 내장 표면에 있어서의 전자기 유도 현상이 손상에 관여한다는 지적도 있다. 이와 같이, 손상 메커니즘이 복잡한 점에서도, 조업 중의 내화물의 손모량을 평가하기 위한 유효한 지표가 지금까지 발견되어 있지 않았다.

본 발명자들은, 노벽 내화물의 손모의 주요인은 노벽 내화물이 받는 열부하라고 판단하여, 노벽 내면(5a)의 열류속의 시간 적분값에 착안했다. 그래서, 노벽 내면(5a)의 열류속의 시간 적분값을 지표로 하여 노벽 내화물의 손모량을 평가하기로 했다.

또한, 도 7에 도시하는 결과로부터, 조업 개시 전의 분사재의 두께가 어느 값(도 7에 도시하는 예에서는 30㎜ 정도) 미만으로 되면, 내화물의 열부하를 억제하는 효과가 상실되어, 노벽 내면(5a)의 열류속은 급격하게 상승한다고 생각된다. 이것은, 노벽 내면(5a)의 열류속의 구배와 대응하는 것을 알아냈다. 도 8a로부터 알 수 있는 바와 같이, 조업 종료 후의 분사재의 두께가 30㎜ 이상인 경우에는 노벽 내면(5a)의 열류속의 급격한 상승은 보이지 않는다(도 8a의 화살표 끝의 수치와 그래프(801)를 참조). 또한, 도 8b로부터는, 노벽 내면(5a)의 열류속의 구배가, 60kcal/㎡·Hr/s 이상으로 되는 타이밍에 있어서, 노벽 내면(5a)의 열류속이 급격하게 상승하는 것을 알 수 있다.

이것으로부터, 본 발명자들은, 노벽 내면(5a)의 열류속의 시간 적분값의 계산을 개시하는 타이밍을, 노벽 내면(5a)의 열류속의 구배가 역치를 상회하는 타이밍으로 하는 것이 바람직하다는 지견을 얻었다. 한편, 노벽 내면(5a)의 열류속의 시간 적분값의 계산을 종료하는 타이밍은, 조업이 종료되는 시각에 대응하는 타이밍으로 된다. 여기서는, 아크 전극에 대한 유효 전력이 0(제로)으로 되는 타이밍을, 노벽 내면(5a)의 열류속의 시간 적분값의 계산을 종료하는 타이밍으로 하는 경우를 예로 든다.

본 발명자들은, 이상과 같은 노벽 내면(5a)의 열류속의 시간 적분값과, 노벽 내화물의 손모량의 인과 관계를 검토했다.

도 9는, 각 차지(ch)에 있어서의 노벽 내화물의 손모량과, 당해 차지에서의 노벽 내면(5a)의 열류속의 시간 적분값(누적 열류속)의 관계의 일례를 도시하는 도면이다. 또한, 노벽 내화물의 손모량은, 노벽 내화물에 손모가 발생하지 않은 상태를 0(제로)으로 한 경우의 노벽 내화물의 두께의 감소량이고, 이 감소량이 클수록, 부의 방향으로 큰 값을 나타내는(값 자체는 작아짐) 것으로 된다.

도 9에서는, 도 7에 도시하는 영역 i, ii, iii의 3개의 그룹마다 구별하여, 각 차지(ch)에 있어서의 노벽 내화물의 손모량과, 당해 차지에서의 노벽 내면(5a)의 열류속의 시간 적분값(누적 열류속)의 관계를 표기한다. 즉, 도 9에서는, 조업 개시 전의 분사재의 두께(조업 개시 전의 분사 잔존 두께) d가 120㎜ 이상인 경우와, 30㎜ 이상 120㎜ 미만인 경우와, 30㎜ 미만인 경우를 구별하여 표기한다.

도 7을 참조하면서 설명한 바와 같이, 조업 개시 전의 분사재의 두께(영역 i, ii, iii)에 의해, 노벽 내화물의 손모의 진행의 정도가 다르다. 그래서, 본 발명자들은, 도 7에 도시하는 영역 i, ii, iii의 3개의 그룹마다, 각 차지(ch)에 있어서의 노벽 내화물의 손모량과, 당해 차지에서의 노벽 내면(5a)의 열류속의 시간 적분값(누적 열류속)의 관계를 분류함으로써, 이것들의 상관이 명료하게 얻어지는 것이라고 생각했다.

도 10은, 도 9에 도시하는, 각 차지(ch)에 있어서의 노벽 내화물의 손모량과, 당해 차지에서의 노벽 내면(5a)의 열류속의 시간 적분값(누적 열류속)의 관계 중, 조업 개시 전의 분사재의 두께(조업 개시 전의 분사 잔존 두께) d가 30㎜ 미만인 경우의 관계만을 발출하여 도시하는 도면이다. 도 11은, 도 9에 도시하는, 각 차지(ch)에 있어서의 노벽 내화물의 손모량과, 당해 차지에서의 노벽 내면(5a)의 열류속의 시간 적분값(누적 열류속)의 관계 중, 조업 개시 전의 분사재의 두께(조업 개시 전의 분사 잔존 두께) d가 120㎜ 이상인 경우의 관계만을 발출하여 도시하는 도면이다.

도 7을 참조하면서 설명한 바와 같이, 조업 개시 전의 분사재의 두께(조업 개시 전의 분사 잔존 두께) d가 30㎜ 미만으로 되면, 노벽 내화물의 손모의 진행이 현저해진다. 도 10에 도시한 바와 같이, 조업 개시 전의 분사재의 두께(조업 개시 전의 분사 잔존 두께) d가 30㎜ 미만인 경우, 노벽 내면(5a)의 열류속의 시간 적분값(누적 열류속)의 증가에 수반하여, 노벽 내화물의 손모량이 직선적으로 부의 방향으로 증가한다(값 자체는 감소함).

또한, 도 7을 참조하면서 설명한 바와 같이, 조업 개시 전의 분사재의 두께(조업 개시 전의 분사 잔존 두께) d가 120㎜ 이상으로 되면, 노벽 내화물의 손모를 회피할 수 있다. 도 11에 도시한 바와 같이, 조업 개시 전의 분사재의 두께(조업 개시 전의 분사 잔존 두께) d가 120㎜ 이상인 경우, 노벽 내면(5a)의 열류속의 시간 적분값(누적 열류속)과는 무관계로, 노벽 내화물의 손모량은 대부분의 경우 0(제로)으로 된다.

이상과 같이, 본 발명자들은, 분사재의 두께가 현저하게 감소하고 있는 경우에는, 각 차지(ch)에 있어서의 노벽 내화물의 손모량과, 당해 차지에서의 노벽 내면(5a)의 열류속의 시간 적분값(누적 열류속)의 관계는, 정비례의 관계에 근사할 수 있어, 양자를 명료하게 대응지을 수 있다는 지견을 얻었다.

이상과 같은 지견에 기초하여, 전술한 바와 같이 본 실시 형태에서는, 열류속 적분부(120)는, 열류속 도출부(110)에 의해 도출된, 각 온도 샘플링 시간에 있어서의 열류속에 기초하여, 1회의 조업에 대응하는 기간에 있어서의 노벽 내면(5a)(핫스폿(8a, 8b, 8c))의 열류속의 시간 적분값을 도출한다.

<<출력부(130)>>

출력부(130)는, 열류속 적분부(120)에 의해 도출된, 1회의 조업에 대응하는 기간에 있어서의 열류속의 시간 적분값을 포함하는 정보를 출력한다. 이 정보는, 노벽 내화물의 손모(노벽 내화물에 손모가 발생하는지 여부와 노벽 내화물의 손모의 정도)를 오퍼레이터가 평가하기 위한 지표로 되는 정보이다. 출력부(130)는, 예를 들어 1회의 조업에 대응하는 기간에 있어서의 열류속의 시간 적분값과, 당해 조업에 있어서의 열류속의 시간 추이를 포함하는 정보를 출력한다. 이러한 정보의 출력의 형태로서, 예를 들어 내화물 손모 관리 장치(101)의 내부의 기억 매체나 가반형 기억 매체로의 기억, 컴퓨터용 모니터로의 표시 및 외부 장치로의 송신 중, 어느 하나의 형태를 채용할 수 있다.

오퍼레이터는, 출력부(130)에 의해 출력된, 1회의 조업에 대응하는 기간에 있어서의 열류속의 시간 적분값이, 미리 정해져 있는 역치를 상회하면, 노벽 내화물의 손모가 진행되고 있다고 판단하여, 투입 전력 제어 장치(103)를 조작하여, 아크 전극(3a, 3b, 3c)에 대한 투입 전력을 떨어뜨리거나, 조업을 중지하는 것을 지시한다. 이 역치에 대해서는, 노벽 내화물의 손모량의 상한값과 관리 방침에 기초하여 적절히 설정할 수 있다. 투입 전력 제어 장치(103)는, 오퍼레이터에 의한 지시에 기초하여, 전력 투입 장치(104)의 동작을 제어하여, 투입 전력을 현재값보다도 낮은 정의 값, 또는 0(제로)으로 한다.

[동작 흐름도]

이어서, 도 12의 흐름도를 참조하면서, 내화물 손모 관리 장치(101)의 동작의 일례를 설명한다.

먼저, 스텝 S1201에 있어서, 열류속 도출부(110)는, 노벽 내면(5a)(핫스폿(8a, 8b, 8c))의 열류속을 도출한다. 또한, 노벽 내면(5a)(핫스폿(8a, 8b, 8c))의 열류속은, 핫스폿(8a, 8b, 8c)마다 개별로 도출된다.

이어서, 스텝 S1202에 있어서, 열류속 적분부(120)는, 스텝 S1201에서 도출된, 노벽 내면(5a)(핫스폿(8a, 8b, 8c))의 열류속의 구배(단위 시간당의 열류속의 변화량)를 도출한다.

이어서, 스텝 S1203에 있어서, 열류속 적분부(120)는, 스텝 S1202에서 도출된, 노벽 내면(5a)(핫스폿(8a, 8b, 8c))의 열류속의 구배가 역치를 상회하는지 여부를 판정한다. 이 판정의 결과, 노벽 내면(5a)(핫스폿(8a, 8b, 8c))의 열류속의 구배가 역치를 상회하고 있지 않은 경우에는, 스텝 S1201로 복귀되어, 노벽 내면(5a)(핫스폿(8a, 8b, 8c))의 열류속의 구배가 역치를 상회한다고 판정될 때까지, 스텝 S1201 내지 S1203의 처리를 반복해서 행한다.

그리고, 노벽 내면(5a)(핫스폿(8a, 8b, 8c))의 열류속의 구배가 역치를 상회하면, 스텝 S1204로 진행된다. 스텝 S1204로 진행되면, 열류속 적분부(120)는, 노벽 내면(5a)(핫스폿(8a, 8b, 8c))의 열류속의 시간 적분값을 도출한다.

이어서, 스텝 S1205에 있어서, 열류속 적분부(120)는, 아크 전극(3a, 3b, 3c)에 대한 유효 전력이 0(제로)으로 되었는지 여부를 판정한다. 이 판정의 결과, 아크 전극(3a, 3b, 3c)에 대한 유효 전력이 0(제로)으로 되어 있지 않은 경우에는, 스텝 S1204로 복귀되어, 아크 전극(3a, 3b, 3c)에 대한 유효 전력이 0(제로)으로 된다고 판정될 때까지, 스텝 S1204, S1205의 처리를 반복해서 행한다. 이 경우, 노벽 내면(5a)(핫스폿(8a, 8b, 8c))의 열류속의 시간 적분값의 도출이 계속해서 행해진다.

그리고, 아크 전극(3a, 3b, 3c)에 대한 유효 전력이 0(제로)으로 된다고 판정되면, 스텝 S1206으로 진행된다. 이때, 노벽 내면(5a)(핫스폿(8a, 8b, 8c))의 열류속의 시간 적분값으로서, 노벽 내면(5a)(핫스폿(8a, 8b, 8c))의 열류속의 구배가 역치를 상회하고 나서, 아크 전극(3a, 3b, 3c)에 대한 유효 전력이 0(제로)으로 될 때까지의 기간에 있어서의 값이 얻어진다.

스텝 S1206으로 진행되면, 출력부(130)는, 이와 같이 하여 1회의 조업에 대응하는 기간에 있어서의 노벽 내면(5a)(핫스폿(8a, 8b, 8c))의 열류속의 시간 적분값을 포함하는 정보를 출력한다.

이어서, 스텝 S1207에 있어서, 내화물 손모 관리 장치(101)는, 전기로(1)의 조업을 종료할지 여부를 판정한다. 오퍼레이터가, 내화물 손모 관리 장치(101)를 조작하여, 전기로(1)의 조업을 종료하는 지시를 행함으로써 이 판정을 행할 수 있다. 이 판정의 결과, 전기로(1)의 조업을 종료하지 않는 경우에는, 스텝 S1201로 복귀되고, 전기로(1)의 조업을 종료한다고 판정될 때까지, 스텝 S1201 내지 S1207의 처리를 반복해서 행한다. 그리고, 전기로(1)의 조업을 종료한다고 판정되면, 도 12의 흐름도에 의한 처리를 종료한다.

이어서, 도 13 내지 도 16의 흐름도를 참조하면서, 열류속 도출부(110)에 의한 처리(스텝 S1201)의 일례를 설명한다.

열류속 도출부(110)는, 주로, 사전 준비 스텝(도 13), 온도 정보 샘플링 스텝(도 14), 메모리 조작 스텝(도 15) 및 열류속 계산 스텝(도 16)을 포함하는 처리를 행한다. 또한, 여기서는, 온도 샘플링 시간의 간격과 기준 시간의 간격을 동등하게 Δ로 한다. 즉, 사전에 계산이 필요한 행렬 F는 하나만으로 한다.

도 13에 도시하는 사전 준비 스텝에서는, 먼저, 스텝 S1301에 있어서, 열류속 도출부(110)는, 각종 파라미터를 입력한다. 열류속 도출부(110)는, 예를 들어 기준 위치 벡터(x^j, y^j, y^j), 온도 정보 측정 위치의 수 N_k, 온도 샘플링의 횟수 N_l, 기준 위치 x^j의 수 N_j, 기준 시간 tⁱ의 수 N_i, 온도 정보 측정 위치 벡터(x^k, y^k, y^k), 온도 샘플링 시간·기준 시간 간격 Δ, 온도 샘플링 개시 시간 τ₁, 과거의 시간 τ₂, 내외삽 함수 F(x, y, z, t), 내화물의 열전도도 k_x, k_y, k_z 및 정의 상수 r을 입력한다.

이어서, 스텝 S1302에 있어서, 열류속 도출부(110)는, (4)식 혹은 (6)식으로 이루어지는 내외삽 함수 F로부터, 행렬 성분 F_s,p를 도출한다. 구체적으로는, 이하의 (28)식 내지 (31)식을 사용하여, 행렬 성분 F_s,p를 도출한다.

이어서, 스텝 S1303에 있어서, 열류속 도출부(110)는, 행렬 성분 F_s,p를 특이치 분해하고, (16)식 혹은 (18)식을 만족시키는 행렬 W, V, Σ를 도출한다. 특이치 분해의 방법은, 비특허문헌 1 내지 비특허 문헌 3에 기재되는 일반적인 방법을 사용함으로써 실현할 수 있다. 도 13의 사전 준비 스텝이 종료되면, 온도 정보 취득 준비 상태로 된다. 또한, 도 13의 사전 준비 스텝을 실행하는 타이밍은, 도 14의 온도 정보 샘플링 스텝을 실행하기 전이라면, 어느 타이밍이어도 된다. 도 12의 흐름도를 개시하기 전에 도 13의 사전 준비 스텝을 실행해도 된다.

도 13의 사전 준비 스텝이 종료된 후, 열류속 도출부(110)는, 도 14의 온도 정보 샘플링 스텝을 실행한다.

먼저, 스텝 S1401에 있어서, 열류속 도출부(110)는, 개시 신호를 수신할 때까지 대기한다. 이 개시 신호는, 예를 들어 외부 장치로부터의 신호나, 내화물 손모 관리 장치(101)에 대한 오퍼레이터에 의한 조작에 의해 발생하는 신호이다.

개시 신호를 수신하면, 스텝 S1402로 진행된다. 스텝 S1402로 진행되면, 열류속 도출부(110)는, 개시 시간 t를 「0(제로)」(t＝0)으로 한다. 또한, 열류속 도출부(110)는, 카운터 변수 c를 「1」(c＝1)로 한다.

이어서, 스텝 S1403에 있어서, 열류속 도출부(110)는, 온도 샘플링 개시 시간 τ₁로 될 때까지 대기한다. 온도 샘플링 개시 시간 τ₁로 되면, 스텝 S1404로 진행된다.

스텝 S1404로 진행되면, 온도 샘플링 장치(102)는, N_k개의 온도 정보 측정 위치에 있어서의 온도 정보의 샘플링을 행한다. 즉, 온도 샘플링 장치(102)는, 한번의 온도 샘플링에 있어서, N_k개의 온도 정보를 취득한다. 열류속 도출부(110)는, 이와 같이 하여 온도 샘플링 장치(102)에서 취득된 N_k개의 온도 정보를, 카운터 변수 c와 함께 버퍼 메모리에 일시적으로 기억시킨다. 여기서, 버퍼 메모리란, 일시적으로 정보를 기억시켜 두는 영역을 말한다.

이어서, 스텝 S1405에 있어서, 열류속 도출부(110)는, 메모리 조작 스텝을 호출한다. 이로써, 도 15의 메모리 조작 스텝에 의한 처리의 실행이 개시된다.

이어서, 스텝 S1406에 있어서, 열류속 도출부(110)는, 카운터 변수 c에 「1」을 가산하여 카운터 변수 c를 갱신한다.

이어서, 스텝 S1407에 있어서, 열류속 도출부(110)는, 종료 신호를 수신했는지 여부를 판정한다. 이 종료 신호는, 예를 들어 외부 장치로부터의 신호나, 내화물 손모 관리 장치(101)에 대한 오퍼레이터에 의한 조작에 의해 발생하는 신호이다. 이 판정의 결과, 종료 신호를 수신하고 있지 않은 경우에는, 스텝 S1403으로 복귀되어, 다음의 샘플링 개시 시간으로 될 때까지 대기한다. 한편, 종료 신호를 수신한 경우에는, 도 14의 흐름도에 의한 처리를 종료한다.

이와 같이, 온도 정보 샘플링 스텝에서는, 온도 정보의 샘플링과, 카운터 변수 c의 갱신과, 온도 정보 및 카운터 변수의 송신을, 샘플링 개시 시간으로 될 때마다 반복한다. 이것을, 종료 신호를 수신할 때까지 계속한다.

도 14의 스텝 S1405에 있어서, 메모리 조작 스텝이 호출될 때마다(N_k개의 온도 정보와 카운터 변수 c가 버퍼 메모리에 일시적으로 기억될 때마다), 도 15의 메모리 조작 스텝이 개시된다. 메모리 조작 스텝에서는, 버퍼 메모리의 온도 정보와 카운터 변수 c가 워크 메모리에 축적된다. 여기서, 워크 메모리란, 열류속의 계산에 사용하는 정보를 축적하는 영역을 말한다.

구체적으로는 먼저 스텝 S1501에 있어서, 열류속 도출부(110)는, 버퍼 메모리에 일시적으로 기억되어 있는 카운터 변수 c가 온도 샘플링의 횟수 N_l을 하회하고 있는지 여부를 판정한다. 이 판정의 결과, 카운터 변수 c가 온도 샘플링의 횟수 N_l을 하회하고 있는 경우에는, 스텝 S1502로 진행된다. 스텝 S1502로 진행되면, 열류속 도출부(110)는, 버퍼 메모리에 일시적으로 기억되어 있는 온도 정보를, a_k,c(k＝1, 2, …, N_k, c＝1, 2, …, N_l)로 하여 워크 메모리에 축적한다. 또한, 열류속 도출부(110)는, 당해 온도 정보에 대응하는 카운터 변수 c를 워크 메모리에 축적한다. 그리고, 도 15의 흐름도에 의한 처리를 종료한다.

한편, 카운터 변수 c가 온도 샘플링의 횟수 N_l을 하회하고 있지 않은 경우에는, 스텝 S1503으로 진행된다. 스텝 S1503으로 진행되면, 열류속 도출부(110)는, 버퍼 메모리에 일시적으로 기억되어 있는 카운터 변수 c가 온도 샘플링의 횟수 N_l과 동등한지 여부를 판정한다. 이 판정의 결과, 카운터 변수 c가 온도 샘플링의 횟수 N_l과 동등한 경우에는, 스텝 S1504로 진행된다.

스텝 S1504로 진행되면, 열류속 도출부(110)는, 버퍼 메모리에 일시적으로 기억되어 있는 온도 정보를, a_k,c(k＝1, 2, …, N_k, c＝1, 2, …, N_l)로서 워크 메모리에 축적한다. 또한, 열류속 도출부(110)는, 당해 온도 정보에 대응하는 카운터 변수 c를 워크 메모리에 축적한다. 이로써, 워크 메모리에는, N_k×N_l개의 온도 정보 a_k,l과 최신의 카운터 변수 c가 축적된다.

그래서, 스텝 S1505에 있어서, 열류속 도출부(110)는, 열류속 계산 스텝을 호출한다. 이로써, 도 16의 열류속 계산 스텝에 의한 처리의 실행이 개시된다. 그리고, 도 15의 흐름도에 의한 처리를 종료한다.

스텝 S1503에 있어서, 버퍼 메모리에 일시적으로 기억되어 있는 카운터 변수 c가 온도 샘플링의 횟수 N_l과 동등하지 않다고 판정된 경우(즉, 버퍼 메모리에 일시적으로 기억되어 있는 카운터 변수 c가 온도 샘플링의 횟수 N_l 이상인 경우)에는, 스텝 S1506으로 진행된다.

스텝 S1506으로 진행되면, 열류속 도출부(110)는, 이미 워크 메모리에 축적되어 있는 N_k×N_l개의 온도 정보 a_k,l(k＝1, 2, …, N_k, l＝1, 2, …, N_l) 중, 가장 오래된 l＝1의 온도 정보를 워크 메모리로부터 삭제하고, l≥2인 것에 대하여 l→l－1로 하고, 새로운 a_k,l(k＝1, 2, …, N_k, l＝1, 2, …, N_l－1)로서 재기입하여, 갱신한다. 그리고, 열류속 도출부(110)는, 버퍼 메모리에 일시적으로 기억되어 있는 최신의 N_k개의 온도 정보를 a_k,l(l＝N_l)로서 워크 메모리에 축적하고, 또한 당해 온도 정보에 대응하는 카운터 변수 c를 워크 메모리에 축적한다. 그 후, 스텝 S1505로 진행되고, 열류속 도출부(110)는, 열류속 계산 스텝을 호출한다.

이와 같이, 메모리 조작 스텝에서는, 온도 정보와 카운터 변수 c가 버퍼 메모리에 일시적으로 기억될 때마다, 워크 메모리의 갱신을 행한다. 그 결과, N_k×N_l개의 온도 정보 a_k,l이 워크 메모리에 축적되어 있는 경우에는, 열류속 계산 스텝을 호출한다.

도 15의 스텝 S1505에 있어서 열류속 계산 스텝이 호출될 때마다(워크 메모리에 있어서 N_k×N_l개의 온도 정보 a_k,l이 갱신될 때마다), 도 16의 열류속 계산 스텝이 개시된다.

먼저 스텝 S1601에 있어서, 열류속 도출부(110)는, 워크 메모리에 축적되어 있는 N_k×N_l개의 온도 정보 a_k,l(k＝1, 2, …, N_k, l＝1, 2, …, N_l)에 기초하여, (19)식에 의해 계수 α_p를 구한다. 그리고, 열류속 도출부(110)는, 첨자 p를 첨자 j, i로 변환하여, 파라미터 α_j,i를 도출한다.

이어서, 스텝 S1602에 있어서, 열류속 도출부(110)는, 워크 메모리에 축적되어 있는 카운터 변수 c에 기초하여, 최신 데이터 취득 시간 t＝τ₁＋(c－1)Δ를 도출한다.

이어서, 스텝 S1603에 있어서, 열류속 도출부(110)는, (20)식 혹은 식(22)로부터 노벽 내면(5a)에 있어서의 열류속 q를 계산한다. 그리고, 도 16의 흐름도에 의한 처리를 종료한다.

또한, 온도 샘플링의 실패 등의 문제가 있던 경우에 대비하여, 상기 각 스텝 사이에 용장성을 갖게 하는 스텝을 넣는 것도 가능하지만, 본 실시 형태에 있어서 특별히 문제는 발견되지 않았다.

도 17은, 내화물 손모 관리 장치(101)의 하드웨어의 구성의 일례를 도시하는 도면이다.

도 17에 있어서, 내화물 손모 관리 장치(101)는, CPU(1701), 주기억 장치(1702), 보조 기억 장치(1703), 통신 회로(1704), 신호 처리 회로(1705), 화상 처리 회로(1706), I/F 회로(1707), 유저 인터페이스(1708), 디스플레이(1709) 및 버스(1710)를 갖는다.

CPU(1701)는, 내화물 손모 관리 장치(101)의 전체를 통괄 제어한다. CPU(1701)는, 주기억 장치(1702)를 워크 에어리어로서 사용하여, 보조 기억 장치(1703)에 기억되어 있는 프로그램을 실행한다. 주기억 장치(1702)는, 데이터를 일시적으로 저장한다. 보조 기억 장치(1703)는, CPU(1701)에 의해 실행되는 프로그램 외에, 각종 데이터를 기억한다.

통신 회로(1704)는, 내화물 손모 관리 장치(101)의 외부와의 통신을 행하기 위한 회로이다. 통신 회로(1704)는, 내화물 손모 관리 장치(101)의 외부와 무선 통신을 행해도 되고 유선 통신을 행해도 된다.

신호 처리 회로(1705)는, 통신 회로(1704)에서 수신된 신호나, CPU(1701)에 의한 제어에 따라 입력한 신호에 대하여, 각종 신호 처리를 행한다. 열류속 도출부(101) 및 열류속 적분부(120)는, 예를 들어 CPU(1701) 및 신호 처리 회로(1705)를 사용함으로써 실현된다.

화상 처리 회로(1706)는, CPU(1701)에 의한 제어에 따라 입력한 신호에 대하여, 각종 화상 처리를 행한다. 이 화상 처리가 행해진 신호는, 디스플레이(1709)에 출력된다.

유저 인터페이스(1708)는, 오퍼레이터가 내화물 손모 관리 장치(101)에 대하여 지시를 행하는 부분이다. 유저 인터페이스(1708)는, 예를 들어 버튼, 스위치 및 다이얼 등을 갖는다. 또한, 유저 인터페이스(1708)는, 디스플레이(1709)를 사용한 그래피컬 유저 인터페이스를 갖고 있어도 된다.

디스플레이(1709)는, 화상 처리 회로(1706)로부터 출력된 신호에 기초하는 화상을 표시한다. I/F 회로(1707)는, I/F 회로(1707)에 접속되는 장치와의 사이에서 데이터의 교환을 행한다. 도 17에서는, I/F 회로(1707)에 접속되는 장치로서, 유저 인터페이스(1708) 및 디스플레이(1709)를 도시한다. 그러나, I/F 회로(1707)에 접속되는 장치는, 이것들에 한정되지 않는다. 예를 들어, 가반형의 기억 매체가 I/F 회로(1707)에 접속되어도 된다. 또한, 유저 인터페이스(1708)의 적어도 일부 및 디스플레이(1709)는, 내화물 손모 관리 장치(101)의 외부에 있어도 된다.

출력부(130)는, 예를 들어 통신 회로(1704) 및 신호 처리 회로(1705)와, 화상 처리 회로(1706), I/F 회로(1707) 및 디스플레이(1709)의 적어도 어느 한 쪽을 사용함으로써 실현된다.

또한, CPU(1701), 주기억 장치(1702), 보조 기억 장치(1703), 신호 처리 회로(1705), 화상 처리 회로(1706) 및 I/F 회로(1707)는 버스(1710)에 접속된다. 이들 구성 요소간의 통신은, 버스(1710)를 통해 행해진다. 또한, 내화물 손모 관리 장치(101)의 하드웨어는, 전술한 내화물 손모 관리 장치(101)의 기능을 실현할 수 있으면, 도 17에 도시하는 것에 한정되지 않는다.

[정리]

이상과 같이 본 실시 형태에서는, 각 온도 샘플링 시간에 있어서 열전대(6a 내지 6i)에서 측정된 온도에 기초하여 비정상 전열 역문제 해석을 행함으로써, 노벽 내면(5a)(핫스폿(8a, 8b, 8c))의 열류속과 시간의 관계를 도출한다. 그리고, 그 결과로부터, 1회의 조업에 대응하는 기간에 있어서의 열류속의 시간 적분값을 도출하여 출력한다. 따라서, 비정상으로 변화되는 온도를 고려하여 노벽 내면(5a)(핫스폿(8a, 8b, 8c))의 열류속을 도출할 수 있다. 또한, 각 차지에 있어서의 노벽 내화물의 손모량과, 당해 차지에서의 노벽 내면(5a)의 열류속의 시간 적분값을 명료하게 대응지을 수 있다. 따라서, 스크랩을 아크 방전에 의해 용해하는 전기로의 노벽을 구성하는 내화물의 손모를 고정밀도로 감시할 수 있다. 이로써, 전기로에 있어서의 생산성을 유지하면서, 내화물의 유지 비용을 삭감할 수 있다.

[변형예]

본 실시 형태에서는, 노벽 내면(5a)의 열류속의 시간 적분값을 도출할 때에, 적분을 개시·종료하는 타이밍은, 1회의 조업에 대응하는 기간이라면 한정되지 않는다. 예를 들어, 조업을 개시하는 시각을, 노벽 내면(5a)의 열류속의 시간 적분값의 도출을 개시하는 타이밍으로 해도 된다. 또한, 노벽 내면(5a)의 열류속의 시간 적분값의 도출을 개시한 후, 조업 시간으로서 상정되는 미리 설정된 시간이 경과한 타이밍을, 노벽 내면(5a)의 열류속의 시간 적분값의 도출을 종료하는 타이밍으로 해도 된다. 전술한 실시 형태와 같이 아크 전극에 대한 유효 전력이 0(제로)으로 되는 타이밍을, 노벽 내면(5a)의 열류속의 시간 적분값의 도출을 종료하는 타이밍으로 해도 된다.

그러나, 조업 중인 전기로(1)에 있어서 노벽 내면(5a)의 열류속이 부로 되는 경우가 있다. 본 실시 형태는, 노벽 내면(5a)의 열류속이 정일 때에 내화물이 열 부하를 받아 손모가 발생한다는 사상에 기초하고 있지만, 열류속이 부일 때에 내화물의 회복은 일어날 수 없다. 그 때문에, 열류속이 부일 때에 열류속을 적분하면 손모량의 평가 지표로서의 정밀도를 낮추는 인자로 된다.

따라서, 본 실시 형태와 같이 노벽 내면(5a)의 열류속의 구배가 역치를 상회하는 타이밍을, 노벽 내면(5a)의 열류속의 시간 적분값의 도출을 개시하는 타이밍으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 노벽 내면(5a)의 열류속이 부의 값으로부터 0(제로) 또는 정의 소정값으로 되는 타이밍을, 노벽 내면(5a)의 열류속의 시간 적분값의 도출을 개시하는 타이밍으로 해도 된다.

또한, 노벽 내면(5a)의 열류속의 시간 적분값의 도출을 개시한 후, 노벽 내면(5a)의 열류속의 값이 처음으로 0(제로)으로 되는 타이밍을, 노벽 내면(5a)의 열류속의 시간 적분값의 도출을 종료하는 타이밍으로 해도 된다.

또한, 노벽 내면(5a)의 열류속의 시간 적분값의 도출하는 기간에 있어서, 노벽 내면(5a)의 열류속의 값이 부로 되는 경우에는, 당해 부의 값을 0(제로)으로 하여, 노벽 내면(5a)의 열류속의 시간 적분값을 도출해도 된다.

또한, 본 실시 형태에서는, 1회의 조업에 대응하는 기간에 있어서의 열류속의 시간 적분값이, 미리 정해져 있는 역치를 상회하면, 아크 전극(3a, 3b, 3c)에 대한 투입 전력을 낮추는 경우를 예로 들어 설명했다. 그러나, 노벽 내화물의 손모를 억제하는 조치를 취하도록 하면, 반드시 아크 전극(3a, 3b, 3c)에 대한 투입 전력을 낮추는 조치를 취하지는 않아도 된다. 예를 들어, 슬래그의 포밍을 행함으로써, 핫스폿(8a, 8b, 8c)과 아크 전극(3a, 3b, 3c) 사이에 슬래그가 위치하도록 하는 조치를, 아크 전극(3a, 3b, 3c)에 대한 투입 전력을 낮추는 조치 대신에, 또는 추가하여 취해도 된다.

또한, 도 10에 도시한 바와 같은, 노벽 내화물의 손모량과, 노벽 내면(5a)의 열류속의 시간 적분값의 관계를 나타내는 식이나 테이블을 기억해 두고, 이 관계에 기초하여, 노벽 내면(5a)의 열류속의 시간 적분값으로부터, 노벽 내화물의 손모량을 도출하여 출력해도 된다.

또한, 이상 설명한 본 발명의 실시 형태는, 컴퓨터가 프로그램을 실행함으로써 실현할 수 있다. 또한, 상기 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 및 상기 프로그램 등의 컴퓨터 프로그램 프로덕트도 본 발명의 실시 형태로서 적용할 수 있다. 기록 매체로서는, 예를 들어 플렉시블 디스크, 하드 디스크, 광 디스크, 광자기 디스크, CD-ROM, 자기 테이프, 불휘발성의 메모리 카드, ROM 등을 사용할 수 있다.

또한, 이상 설명한 본 발명의 실시 형태는, 모두 본 발명을 실시하는 데 있어서의 구체화의 예를 나타낸 것에 지나지 않고, 이것들에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정적으로 해석되어서는 안되는 것이다. 즉, 본 발명은 그 기술 사상, 또는 그 주요한 특징으로부터 일탈하지 않고, 다양한 형태로 실시할 수 있다.

본 발명은, 스크랩을 용해하는 전기로의 관리 등에 이용할 수 있다.

Claims

아크 전극에서 발생하는 아크 방전에 의해 스크랩을 용해하는 전기로의 노벽을 구성하는 내화물의 손모를 관리하는 전기로의 내화물 손모 관리 장치이며,
상기 전기로의 노벽의 내부와 상기 전기로의 노벽의 외주면 중, 상기 전기로의 노벽의 두께 방향의 위치가 다른 복수의 위치에 배치된 온도 검출단에서 측정된 온도에 기초하여, 비정상 전열 역문제 해석을 행함으로써, 상기 전기로의 노벽의 내주면에 있어서의 열류속과 시간의 관계를 도출하는 열류속 도출 수단과,
상기 열류속 도출 수단에 의해 도출된, 상기 전기로의 노벽의 내주면에 있어서의 열류속과 시간의 관계에 기초하여, 1회의 조업에 대응하는 기간에 있어서의 당해 열류속의 시간 적분값을 도출하는 열류속 적분 수단과,
상기 열류속 적분 수단에 의해 도출된, 상기 1회의 조업에 대응하는 기간에 있어서의 열류속의 시간 적분값을 포함하는 정보를, 상기 내화물의 손모를 평가하기 위한 지표로서 출력하는 출력 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 전기로의 내화물 손모 관리 장치.
제1항에 있어서, 상기 복수의 온도 검출단은, 상기 전기로의 중심축에 직교하는 직선이며, 상기 아크 전극의 중심축 상을 지나는 직선의 근방, 또한 스크랩이 모두 녹아 떨어진 경우에 용강의 탕면보다도 위의 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 전기로의 내화물 손모 관리 장치.
제1항 또는 제2항에 기재된 전기로의 내화물 손모 관리 장치와,
상기 출력 수단에 의해, 상기 1회의 조업에 대응하는 기간에 있어서의 열류속의 시간 적분값을 포함하는 정보가 출력된 후, 당해 출력의 결과에 기초하여, 상기 내화물의 손모를 억제하기 위한 조치를 취하는 억제 조치 실행 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 전기로의 내화물 손모 관리 시스템.
아크 전극에서 발생하는 아크 방전에 의해 스크랩을 용해하는 전기로의 노벽을 구성하는 내화물의 손모를 관리하는 전기로의 내화물 손모 관리 방법이며,
상기 전기로의 노벽의 내부와 상기 전기로의 노벽의 외주면 중, 상기 전기로의 노벽의 두께 방향의 위치가 다른 복수의 위치에 배치된 온도 검출단에서 측정된 온도에 기초하여, 비정상 전열 역문제 해석을 행함으로써, 상기 전기로의 노벽의 내주면에 있어서의 열류속과 시간의 관계를 열류속 도출 수단에 의해 도출하는 열류속 도출 공정과,
상기 열류속 도출 공정에 의해 도출된, 상기 전기로의 노벽의 내주면에 있어서의 열류속과 시간의 관계에 기초하여, 1회의 조업에 대응하는 기간에 있어서의 당해 열류속의 시간 적분값을 열류속 적분 수단에 의해 도출하는 열류속 적분 공정과,
상기 열류속 적분 공정에 의해 도출된, 상기 1회의 조업에 대응하는 기간에 있어서의 열류속의 시간 적분값을 포함하는 정보를, 상기 내화물의 손모를 평가하기 위한 지표로 하여 출력 수단에 의해 출력하는 출력 공정과,
상기 출력 공정에 의해, 상기 1회의 조업에 대응하는 기간에 있어서의 열류속의 시간 적분값을 포함하는 정보가 출력된 후, 당해 출력의 결과에 기초하여, 상기 내화물의 손모를 억제하기 위한 조치를 취하는 억제 조치 실행 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 전기로의 내화물 손모 관리 방법.
아크 전극에서 발생하는 아크 방전에 의해 스크랩을 용해하는 전기로의 노벽을 구성하는 내화물의 손모를 관리하는 것을 컴퓨터에 실행시키기 위한 컴퓨터 프로그램이 기억된 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체이며,
상기 전기로의 노벽의 내부와 상기 전기로의 노벽의 외주면 중, 상기 전기로의 노벽의 두께 방향의 위치가 다른 복수의 위치에 배치된 온도 검출단에서 측정된 온도에 기초하여, 비정상 전열 역문제 해석을 행함으로써, 상기 전기로의 노벽의 내주면에 있어서의 열류속과 시간의 관계를 도출하는 열류속 도출 공정과,
상기 열류속 도출 공정에 의해 도출된, 상기 전기로의 노벽의 내주면에 있어서의 열류속과 시간의 관계에 기초하여, 1회의 조업에 대응하는 기간에 있어서의 당해 열류속의 시간 적분값을 도출하는 열류속 적분 공정과,
상기 열류속 적분 공정에 의해 도출된, 상기 1회의 조업에 대응하는 기간에 있어서의 열류속의 시간 적분값을 포함하는 정보를, 상기 내화물의 손모를 평가하기 위한 지표로 하여 출력하는 출력 공정을
컴퓨터에 실행시키기 위한 컴퓨터 프로그램이 기억된 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체.