TWI789232B - 使用配備有影像裝置的電爐的鐵水的製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明可靠地進行冷鐵源向熔解室的穩定供給。本發明鐵水的製造方法使用電爐，該電爐包括預熱室、熔解室、設於所述預熱室的擠出機、及用以觀察所述熔解室內的影像裝置，且所述鐵水的製造方法具有：擠出步驟，藉由所述擠出機將於所述預熱室中經預熱的冷鐵源供給於所述熔解室；以及熔解步驟，藉由電弧熱將經供給於所述熔解室的冷鐵源熔解而獲得鐵水，於所述擠出步驟中，基於自所述影像裝置獲得的視覺資訊，來控制所述擠出機的移動量及/或使所述擠出機移動的時間間隔。
Description
本發明是有關於一種使用配備有影像裝置的電爐由冷鐵源來製造鐵水的方法。本發明尤其是有關於一種鐵水的製造方法，觀察自預熱室向熔解室供給冷鐵源的情況，基於其視覺資訊來控制冷鐵源向熔解室的供給條件。
使用電爐的鐵水製造中，利用電弧熱將廢料（scrap）等冷鐵源熔解而獲得鐵水，因而有為了生成電弧熱而大量消耗電力的問題。先前，為了抑制電爐中的電力消耗，可採用下述等方法：利用使用化石燃料等之燃燒器，將熔解之前的冷鐵源預熱的方法；利用先前的步驟中將冷鐵源熔解的過程中所產生的高溫廢氣，將熔解之前的冷鐵源預熱的方法；將焦炭作為輔助熱源吹入至熔解室中的方法。
例如，於專利文獻1中揭示有下述技術，即：於預熱豎井與熔解室直接連結的電爐中，一方面以保持冷鐵源於熔解室與預熱豎井中連續地存在的狀態的方式，向預熱豎井連續或間斷地供給冷鐵源，一方面藉由電弧將熔解室內的冷鐵源熔解。專利文獻1的技術中，使用不特別需要用以向熔解室搬送供給冷鐵源的裝置的電爐，經高溫廢氣預熱的冷鐵源熔入至已熔解的鐵水中，藉此使冷鐵源有效率地熔解。
另外，例如於專利文獻2中揭示有一種電爐的控制系統，其為電爐的運轉控制系統，且具有：輸入部，受理成為電氣精煉的操作條件的、設定項目；以及控制部，將設定項目輸入至神經網路，基於操作結果推定值來執行電爐煉製。
另外，例如於專利文獻3中揭示有一種使用電弧熔解設備的熔液的製造方法，使用電弧熔解設備將鐵源熔解而製造熔液，且其特徵在於包括：狀態變化檢測步驟，檢測產生電弧放電時的所述熔解室的狀態變化；以及供給速度調整步驟，基於狀態變化檢測步驟的檢測結果，來調整向所述熔解室供給所述鐵源時的供給速度。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開平10-292990號公報
專利文獻2：日本專利特開2018-70926號公報
專利文獻3：日本專利特開2011-69606號公報
[發明所欲解決之課題]
然而，本發明者等人進行了研究，結果專利文獻1的技術中，基本上藉由冷鐵源的預熱及自重而一方面使冷鐵源逐漸熔解一方面向熔解室連續地供給，實際上確認到於自預熱豎井向熔解室的路徑中冷鐵源的供給停滯的事態。關於這一情況，例如判明其原因在於，冷鐵源被過度預熱而作為大的塊滯留，或者於冷鐵源的塔中產生間隙等意外的狀況。然而，專利文獻1的技術中無法直接觀察熔解室內的冷鐵源的情況，因而無法在操作中掌握所述那樣的意外的狀況。而且亦判明，此種冷鐵源的不規則供給致使電爐中的電力消耗變高。
專利文獻2的技術為一種電爐的運轉控制系統，構建反映出電爐最近的狀態的神經網路，能以高精度來推定出鋼的鋼水的終點碳濃度，但所使用的拍攝資料為於廢料裝入裝置中拍攝的資料、即裝入至電爐內之前的冷鐵源。於裝入至電爐內之前與裝入之後，冷鐵源的溫度亦不同，而且於裝入至電爐內後，各冷鐵源的堆積方式等亦改變，故而為了穩定地供給冷鐵源，所述技術不可謂充分。進而，所述技術雖提及終點碳濃度或溫度的控制，但於以高效率且低的電力原單位獲得鐵水的方面，亦不可謂充分。
專利文獻3的技術闡述了基於檢測步驟的結果來調整向熔解室供給鐵源時的供給速度，但並未著眼於電爐內的冷鐵源的活動，於穩定地供給冷鐵源的方面不可謂充分。
本發明是鑒於所述情況而成，其目的在於提供一種利用電爐的鐵水的製造方法，能可靠地進行冷鐵源向熔解室的穩定供給，以高效率且低的電力原單位獲得鐵水。
[解決課題之手段]
本發明者等人對可解決所述課題的方法反覆進行了研究，結果發現，若於電爐設置用以向熔解室搬送供給冷鐵源的裝置（擠出機），且設置可觀察熔解室內的影像裝置，並且基於自該影像裝置獲得的熔解室內的情況即時使擠出機的操作條件最適化，則能可靠地向熔解室穩定地供給冷鐵源。另外亦發現，藉由如此般穩定地供給冷鐵源，從而可防止操作故障，有效地降低製造上的電力原單位。
本發明是基於所述見解而成，將以下內容作為主旨。
1. 一種鐵水的製造方法，使用包括預熱室及熔解室的電爐，且
所述電爐更包括：擠出機，設於所述預熱室；以及影像裝置，用於觀察所述熔解室內，
所述鐵水的製造方法具有：
擠出步驟，於所述預熱室中，藉由所述擠出機將於所述預熱室中經預熱的冷鐵源供給於所述熔解室；以及
熔解步驟，於所述熔解室中，藉由電弧熱將經供給於所述熔解室的冷鐵源熔解而獲得鐵水，
於所述擠出步驟中，基於自所述影像裝置獲得的視覺資訊，來控制所述擠出機的移動量及使所述擠出機移動的時間間隔中的任一者或兩者。
此處，本發明中所謂「擠出機的移動量」，意指擠出機自預熱室側向熔解室側移動一次時的、沿著其擠出方向的擠出機的移動距離。另外，所謂「使擠出機移動的時間間隔」，意指自某次開始擠出機的移動的時間（T0
START）至下一次開始擠出機的移動的時間（T1
START）為止的間隔（參照圖2A及圖2B）。
2. 如所述1所記載的鐵水的製造方法，其中於所述擠出步驟中，於根據自所述影像裝置獲得的視覺資訊確認到未自所述預熱室向所述熔解室供給所述冷鐵源的情形時，進行所述移動量的增大及所述時間間隔的減小中的任一者或兩者。
3. 如所述1或2所記載的鐵水的製造方法，其中於所述擠出步驟中，進而於所述擠出機的擠出壓力為40 MPa以下的情形下，進行所述移動量的增大及所述時間間隔的減小中的任一者或兩者。
[發明的效果]
根據本發明，可於電爐中向熔解室穩定且可靠地供給冷鐵源。這一情況帶來提高冷鐵源的熔解效率，有效地降低電力原單位，且防止操作故障等，於產業上發揮特別的效果。
繼而，對本發明的實施形態加以具體說明。
以下的實施形態表示本發明的合適的一例，不受該些例的任何限定。
（鐵水的製造方法）
本發明的鐵水的製造方法使用具有既定結構的電爐，且具有：擠出步驟，藉由擠出機將於預熱室中經預熱的冷鐵源供給於熔解室；以及熔解步驟，藉由電弧熱將經供給於熔解室的冷鐵源熔解而獲得鐵水，可任意地更具有其他步驟。另外，本發明的擠出步驟中，基於自用以觀察熔解室內的影像裝置獲得的視覺資訊，來控制擠出機的操作條件。
藉由基於熔解室內的視覺資訊來適當且適時地控制擠出機的操作條件，從而可向熔解室穩定且可靠地供給冷鐵源，可有效地降低電爐中的電力消耗。
[電爐]
以下，參照圖對本發明可合適地使用的電爐加以詳述。
電爐1包括：熔解室2，藉由來自電弧18的熱將冷鐵源15熔解而獲得鐵水16；預熱室3，用於將冷鐵源15預熱，利用擠出機10將經預熱的冷鐵源15供給於熔解室2；以及影像裝置30，設置於任意的位置。
成為原料的冷鐵源15裝入至供給用箕斗14，經由行駛台車23搬運至所需的冷鐵源供給口19的上方。繼而，打開冷鐵源供給口19，將冷鐵源15自上方向預熱室3供給。
經供給於預熱室3的冷鐵源15由任意的方法預熱。例如，若藉由使先前於熔解室2中產生的高熱的廢氣向預熱室3通過從而將冷鐵源15預熱，則可提高製造效率。亦可藉由管道20抽吸廢氣而使其於預熱室3內通過，多餘的廢氣通過管道20而排氣。
經預熱的冷鐵源15由擠出機10向熔解室2連續地供給。關於擠出機10，藉由使其頂端向熔解室側反覆移動，從而向熔解室持續擠出預熱室3內的冷鐵源15。擠出機10向熔解室2的冷鐵源15的供給量及供給時機通常可藉由擠出機10的移動量及使擠出機10移動的時間間隔而調整。擠出機10的移動量越大，或者使擠出機10移動的時間間隔越短，則越促進冷鐵源15的供給。另外，就操作效率的觀點而言，通常將該些移動量及時間間隔初始設定為某值後自動運轉。然而本發明中，如下文將詳述，重要的是當場確認向熔解室2供給冷鐵源15的情況，基於確認結果以同時進行的方式控制擠出機10的操作條件。
再者，擠出機10通常為氣缸結構。
熔解室2由爐壁4及爐蓋5所劃分，通常包括：電極6，用於產生電弧18進行加熱；氧吹入噴槍7及碳材吹入噴槍8，用於維持所需的高溫狀態；以及燃燒器9，用於將低溫部位局部地加熱。供給於熔解室2的冷鐵源15因電弧熱而熔解，成為鐵水16及熔融料渣17。關於所得的鐵水16，可打開出水用門21而自出水口12出鋼。另外，關於熔融料渣17，可打開出渣用門22而自出渣口13排渣。
冷鐵源15通常有於製鐵所產生的本所鐵屑、自城市產生的廢料、將熔鐵凝固而成的鑄鐵等，但不限定於該些。於製鐵所產生的本所鐵屑例如有藉由連續鑄造或造塊法所鑄造的鑄片的非恆常部（鑄入開始的部分或於鑄入結束時產生的部分）、藉由鋼帶等鋼材的軋壓而產生的鋼錠等。另外，自城市產生的廢料有建設鋼材（H型鋼等）、汽車的鋼材、罐類等般的回收再利用材料。另外，所謂將熔鐵凝固而成的鑄鐵，為將於高爐等熔礦爐中以鐵礦石及焦炭等作為原料而獲得的熔鐵流出並凝固而得的物品。
影像裝置30並無特別限定，只要為可拍攝觀察對象的裝置即可，通常包括透鏡及攝影機。較佳為於設置於影像裝置30的頂端的透鏡（未圖示）的周圍，流通任意流速的冷卻用氣體。藉由將影像裝置30適當地冷卻，從而亦可耐受電爐內的高溫，且可於料渣或鋼水飛散而來的情形時，防止視野變窄。冷卻用氣體可列舉空氣及氮等惰性氣體。另外，例如於將影像裝置30設置於爐壁4的情形時，較佳為對爐壁4亦進行水冷或空冷等冷卻。
就良好地掌握自預熱室3向熔解室2擠出冷鐵源15的行為的觀點而言，影像裝置30較佳為設置於劃分熔解室2的爐壁4或爐蓋5，更佳為設置於爐壁4。另外，就所述同樣的觀點而言，較佳為於熔解室2中亦安裝於料渣或鋼水不易飛散的適當高度。設置方法並無特別限定，於將影像裝置30設置於爐壁4的情形時，若穿過於爐壁4開出的孔（未圖示）而安裝影像裝置30，則可使透鏡位於熔解室2內並且使攝影機位於電爐1的外部，可兼顧清晰的影像視野與簡便的操作性，故而合適。由影像裝置30導入的影像通常經由纜線（未圖示）而與操作員操作的操作室的監視器或記錄裝置（均未圖示）相連。
[擠出步驟]
本發明中的擠出步驟中，藉由設於預熱室3的擠出機10，將於預熱室3中經預熱的冷鐵源15向熔解室2擠出而供給。由一次擠出所得的冷鐵源15的供給量及供給時機由擠出機10的移動量、及使擠出機10移動的時間間隔所支配。而且，通常的操作中，關於該移動量及時間間隔的值，根據冷鐵源的種類或預熱狀況而具有多個設定模式，採用合適的設定模式自動運轉。本發明中，於自影像裝置30獲得的視覺資訊的結果為確認到向熔解室2內無問題地供給冷鐵源15的情況的期間中，可進行不變更移動量及/或時間間隔的設定模式而持續自動運轉等控制。
然而，如上文所述，有時冷鐵源15的供給因某些原因而停滯。具體而言，作為來自影像裝置30的視覺資訊，例如有時確認到下述情況：向熔解室2進入的冷鐵源15的活動遲緩而變為間斷性，或完全停止，或者熔解室2內的鐵水16的界面未上升至所需位置。如此，於藉由影像裝置30確認到未自預熱室3向熔解室2供給冷鐵源15的情形時，可即時變更擠出機10的移動量及/或時間間隔的設定模式而進行控制。於將移動量及/或時間間隔設定為不同的值的情形時，只要將自動運轉暫時切換為手動設定，再次確認到冷鐵源15的良好供給後，再以通常的設定模式自動運轉即可。
移動量
基於自影像裝置30獲得的視覺資訊來控制變更/不變更擠出機10的移動量為本發明的特徵之一。尤其於藉由影像裝置30確認到未正常供給冷鐵源15的事態的情形時，較佳為藉由使移動量增大使擠出機10以更長的距離擠出，從而促進冷鐵源15的順利活動。例如，為了特意使一噸冷鐵源15移動，可使擠出機10的移動量增大10%左右。
變更後的移動量只要於直至再次正常供給冷鐵源15為止的期間中採用即可。擠出機10的移動量可由位置感測器一直監視。
時間間隔
基於自影像裝置30獲得的視覺資訊來控制變更/不變更使擠出機10移動的時間間隔亦為本發明的特徵之一。尤其於藉由影像裝置30確認到未正常供給冷鐵源15的事態的情形時，較佳為藉由使時間間隔減小而使擠出機10於某時間內以更多的次數進行擠出，從而促進冷鐵源15的順利活動。例如，為了特意使一噸冷鐵源15移動，可將使擠出機10移動的時間間隔縮短20%左右。
變更後的時間間隔只要於直至再次正常供給冷鐵源15為止的期間中採用即可。關於擠出機10的時間間隔，亦可藉由計時器及位置感測器一直監視。
壓力
對擠出機10施加的壓力可一直測定。本發明者等人進一步進行了研究，結果亦判明，來自影像裝置30的視覺資訊、與擠出機10向熔解室2側移動時的擠出壓力存在相關關係。即，新判明，於來自影像裝置30的視覺資訊中，未正常供給冷鐵源15，具體而言直至下一次擠出時機為止冷鐵源15完全停止或其活動遲緩的情形時，擠出機10的擠出壓力為40 MPa以下。
來自影像裝置30的視覺資訊主要為與以進入影像裝置30的視野的方式存在的冷鐵源15的表面有關的資訊。因此，例如難以利用影像裝置30來確認存在於較該表面更靠冷鐵源15的塔內部的、冷鐵源15的狀況，難以判斷是否冷鐵源15的塔的縱深整體移動。然而，若除了來自影像裝置30的視覺資訊以外，將對擠出機10施加的擠出壓力亦作為指標，則可更準確地控制冷鐵源15向熔解室2的正常供給。即，於來自影像裝置30的視覺資訊中未正常供給冷鐵源15，且擠出機10的擠出壓力為40 MPa以下的情形時，如上文所述，使擠出機10的移動量增大，及/或減小使擠出機10移動的時間間隔。
[熔解步驟]
本發明的熔解步驟中，於熔解室2中，藉由電弧熱將供給於熔解室2的、經預熱的冷鐵源15熔解而獲得鐵水。具體的熔解方法如上文中關於電爐所述。本發明中，一方面使用影像裝置30來觀察熔解室2內，一方面為了自預熱室3向熔解室2不停滯地供給冷鐵源15而於操作中適時控制擠出機10的操作條件，故而可降低熔解步驟所需要的電力消耗。
[其他步驟]
其他步驟例如可列舉預熱步驟、出鋼步驟等。
預熱步驟中，可於擠出步驟之前，藉由任意的加熱方法將冷鐵源15預熱，提高後續的熔解步驟的效率。另外，如上文所述，若將先前於熔解室2中產生的高溫的廢氣用於預熱步驟，則亦可降低預熱步驟所需要的電力消耗。
出鋼步驟中，可於熔解步驟之後，將蓄積於熔解室2的鐵水16經由出水口12取出至電爐1的外部。
實施例
以下，基於實施例對本發明加以具體說明。再者，以下的實施例表示本發明的合適的一例，絲毫未限定本發明。另外，以下的實施例亦可於可符合本發明主旨的範圍內加以變更而實施，此種態樣亦包含於本發明的技術範圍。
於圖1所示的配備有熔解室2、預熱室3、擠出機10及設置於熔解室2的影像裝置30的電爐中，按照表1所記載的擠出條件，將冷鐵源熔解而製造鐵水。表1所記載的擠出條件中，移動量及時間間隔為人為地設定的值，壓力為以該些所設定的移動量及時間間隔進行擠出的結果，為結果施加於擠出機10的值。以下示出該電爐的設備規格。
熔解室的鐵水容量：130噸
電力：交流50 Hz
變壓器電容：75 MVA
電極數：3
於較獲得鐵水130噸的情形的設計上的鐵水界面高500 mm的位置的爐壁4設置孔，經由該孔而設置有影像裝置30。沿著影像裝置30的外表面，將於工廠內供給準備的空氣作為冷卻用空氣以200 NL/min的流量流通。另外，關於該空氣的乾燥，使用基於加熱的乾燥器方式。關於來自影像裝置30的視覺資訊（影像），使纜線延長至操作電爐1的司令室及電氣控制室為止，保存於各個記錄媒體。於司令室，以操作電爐1的操作員可直接監視來自影像裝置30的影像的方式新準備監視器。另外，向電氣控制室轉送擠出機10的移動量、使擠出機10移動的時間間隔、擠出壓力的資料，以可同時確認該些資料與影像資訊。
先前例1
先前例1為於不使用影像裝置的製造方法中，於通常的電力原單位的範圍內進行操作的示例。
某時機的對擠出機（氣缸）所設定的一次移動量為1000 mm，移動的時間間隔為20秒。另外，以該條件擠出時對氣缸施加的壓力為58 MPa。
若不變更下一次時機的氣缸的移動量及時間間隔，繼續於20秒後將氣缸以移動量1000 mm擠出，則施加於氣缸的壓力為64 MPa。如此，不變更擠出條件而獲得一爐料份的鐵水。
由於未設置影像裝置，故而無法確認冷鐵源的供給狀態，但於操作員的經驗上，可認為於先前例1中，如設想般向熔解室以一定間隔供給一定量的冷鐵源。其結果為，於電爐的操作中，每一爐料的電力原單位為333 kWh/t。
先前例2
先前例2為於不使用影像裝置的製造方法中，電力原單位較通常進一步提高的示例。
某時機的對氣缸所設定的一次移動量為1000 mm，移動的時間間隔為20秒。另外，以該條件擠出時對氣缸施加的壓力為33 MPa，較先前例1更低。
由於不使用影像裝置，故而若於壓力較通常更低的原因不明的狀態下，不變更下一次時機的氣缸的移動量及時間間隔，而繼續於20秒後將氣缸以移動量1000 mm擠出，則對氣缸施加的壓力保持低至31 MPa。如此，不變更擠出條件而獲得一爐料份的鐵水。獲得一爐料份的鐵水所需要的熔解時間較設計上設想的時間更長。
由於未設置影像裝置，故而無法確認冷鐵源的供給狀態，但先前例2中可認為，由於某些原因而並未如設想般向熔解室供給冷鐵源，無法將冷鐵源有效率地熔解。其結果為，每一爐料的電力原單位為362 kWh/t，較先前例1更為劣化。
比較例
比較例為於使用影像裝置的製造方法中，不基於自影像裝置獲得的視覺資訊來控制擠出條件的示例。
某時機的對氣缸所設定的一次移動量為1000 mm，移動的時間間隔為20秒。另外，以該條件擠出時對氣缸施加的壓力為34 MPa，較先前例1更低。實際上，根據由影像裝置所得的視覺資訊，確認到冷鐵源未向熔解室移動而停滯的情況。
若儘管藉由影像裝置確認到未向熔解室正常供給冷鐵源，亦不變更下一次時機的氣缸的移動量及時間間隔，而繼續於20秒後將氣缸以移動量1000 mm擠出，則對氣缸施加的壓力保持低至34 MPa。實際上，根據由影像裝置獲得的視覺資訊，確認到冷鐵源未向熔解室移動而仍停滯的情況。如此，不變更擠出條件而獲得一爐料份的鐵水。獲得一爐料份的鐵水所需要的熔解時間較設計上設想的時間更長。其結果為，每一爐料的電力原單位為347 kWh/t，較先前例1更為劣化。因此，將綜合評價視為×（不合格）。
發明例1～發明例6為於使用影像裝置的製造方法中，基於自影像裝置獲得的視覺資訊來控制擠出條件的示例。
發明例1
某時機的對氣缸所設定的一次移動量為1000 mm，移動的時間間隔為20秒。另外，以該條件擠出時對氣缸施加的壓力為30 MPa，較先前例1更低。實際上，根據自影像裝置獲得的視覺資訊，確認到冷鐵源未向熔解室移動而停滯的情況。
因此，將下一次時機的使氣缸移動的時間間隔縮短至5秒。將一次氣缸的移動量保持1000 mm且將時間間隔縮短至5秒的設定模式重覆數次，直至藉由影像裝置確認到開始正常供給冷鐵源為止。確認到開始正常供給冷鐵源的那一次的、對氣缸施加的壓力恢復至58 MPa。然後，暫且使時間間隔回到20秒，但同樣地確認到冷鐵源的停滯（此時，氣缸壓力為40 MPa以下），故而與所述同樣地，將時間間隔暫時變更為5秒。一方面重覆該操作，一方面獲得一爐料份的鐵水。其結果為，每一爐料的電力原單位為327 kWh/t，較先前例1更為良好。因此，將綜合評價視為○（合格）。
發明例2
某時機的對氣缸所設定的一次移動量為1000 mm，移動的時間間隔為20秒。另外，以該條件擠出時對氣缸施加的壓力為34 MPa，較先前例1更低。實際上，根據由影像裝置獲得的視覺資訊，確認到冷鐵源未向熔解室移動而停滯的情況。
因此，將下一次時機的氣缸的移動量增大至1200 mm。將使氣缸移動的時間間隔保持20秒且將移動量增大至1200 mm的設定模式重覆數次，直至藉由影像裝置確認到開始正常供給冷鐵源為止。確認到開始正常供給冷鐵源的那一次的、對氣缸施加的壓力恢復至62 MPa。然後，暫且使移動量回到1000 mm，但同樣地確認到冷鐵源的停滯（此時，氣缸壓力為40 MPa以下），故而與所述同樣地，將移動量暫時變更為1200 mm。一方面重覆該操作，一方面獲得一爐料份的鐵水。其結果為，每一爐料的電力原單位為329 kWh/t，較先前例1更為良好。因此，將綜合評價視為○（合格）。
發明例3
某時機的對氣缸所設定的一次移動量為1000 mm，移動的時間間隔為20秒。另外，以該條件擠出時對氣缸施加的壓力為31 MPa，較先前例1更低。實際上，根據自影像裝置獲得的視覺資訊，確認到冷鐵源未向熔解室移動而停滯的情況。
因此，將下一次時機的使氣缸移動的時間間隔縮短至5秒，且將氣缸的移動量增大至1200 mm。將該設定模式重覆數次，直至藉由影像裝置確認到開始正常供給冷鐵源為止。確認到開始正常供給冷鐵源的那一次的、對氣缸施加的壓力恢復至67 MPa。然後，暫且使時間間隔回到20秒且使移動量回到1000 mm，但同樣地確認到冷鐵源的停滯（此時，氣缸壓力為40 MPa以下），故而與所述同樣地，將時間間隔及移動量分別暫時變更為5秒及1200 mm。一方面重覆該操作，一方面獲得一爐料份的鐵水。其結果為，每一爐料的電力原單位為326 kWh/t，較先前例1更為良好。因此，將綜合評價視為○（合格）。
發明例4
某時機的對氣缸所設定的一次移動量為1000 mm，移動的時間間隔為20秒。另外，以該條件擠出時對氣缸施加的壓力為32 MPa，較先前例1更低。實際上，根據自影像裝置獲得的視覺資訊，確認到雖然冷鐵源向熔解室移動但其活動遲緩的情況。
因此，將下一次時機的氣缸的移動量增大至1200 mm。將使氣缸移動的時間間隔保持20秒且將移動量增大至1200 mm的設定模式重覆數次，直至藉由影像裝置確認到開始正常供給冷鐵源為止。確認到開始正常供給冷鐵源的那一次的、對氣缸施加的壓力恢復至66 MPa。然後，暫且使移動量回到1000 mm，但同樣地確認到冷鐵源的移動變得遲緩的現象（此時，氣缸壓力為40 MPa以下），故而與所述同樣地，將移動量暫時變更為1200 mm。一方面重覆該操作，一方面獲得一爐料份的鐵水。其結果為，每一爐料的電力原單位為319 kWh/t，較先前例1更為良好。因此，將綜合評價視為○（合格）。
發明例5
某時機的對氣缸所設定的一次移動量為1000 mm，移動的時間間隔為20秒。另外，以該條件擠出時對氣缸施加的壓力為35 MPa，較先前例1更低。實際上，根據自影像裝置獲得的視覺資訊，確認到雖然冷鐵源向熔解室移動但其活動遲緩的情況。
因此，將下一次時機的使氣缸移動的時間間隔縮短至5秒，且將氣缸的移動量增大至1200 mm。將該設定模式重覆數次，直至藉由影像裝置確認到開始正常供給冷鐵源為止。確認到開始正常供給冷鐵源的那一次的、對氣缸施加的壓力恢復至71 MPa。然後，暫且使時間間隔回到20秒且使移動量回到1000 mm，但同樣地確認到冷鐵源的移動變得遲緩的現象（此時，氣缸壓力為40 MPa以下），故而與所述同樣地，將時間間隔及移動量分別暫時變更為5秒及1200 mm。一方面重覆該操作，一方面獲得一爐料份的鐵水。其結果為，每一爐料的電力原單位為315 kWh/t，較先前例1更為良好。因此，將綜合評價視為○（合格）。
發明例6
某時機的對氣缸所設定的一次移動量為1000 mm，移動的時間間隔為20秒。另外，以該條件擠出時對氣缸施加的壓力為30 MPa，較先前例1更低。實際上，根據自影像裝置獲得的視覺資訊，確認到雖然冷鐵源向熔解室移動但其活動遲緩的情況。
因此，將下一次時機的使氣缸移動的時間間隔縮短至5秒。將一次氣缸的移動量保持1000 mm且將時間間隔縮短至5秒的設定模式重覆數次，直至藉由影像裝置確認到開始正常供給冷鐵源為止。確認到開始正常供給冷鐵源的那一次的、對氣缸施加的壓力恢復至69 MPa。然後，暫且使時間間隔回到20秒，但同樣地確認到冷鐵源的移動變得遲緩的現象（此時，氣缸壓力為40 MPa以下），故而與所述同樣地，將時間間隔暫時變更為5秒。一方面重覆該操作，一方面獲得一爐料份的鐵水。其結果為，每一爐料的電力原單位為318 kWh/t，較先前例1更為良好。因此，將綜合評價視為○（合格）。
[表1]
[表1]
*確認到開始正常供給冷鐵源的時機的值
| 某時機的擠出行為 | 下一次時機的擠出行為 | 每一爐料的電力原單位 （kWh/t） | 綜合評價 | |||||||
| 擠出條件 | 自影像裝置獲得的視覺資訊 （有無冷鐵源的移動） | 擠出條件 | 自影像裝置獲得的視覺資訊 （有無冷鐵源的移動） | |||||||
| 移動量 （mm） | 時間間隔 （秒） | 壓力 （MPa） | 移動量 （mm） | 時間間隔 （秒） | 壓力 （MPa） | |||||
| 先前例1 | 1000 | 20 | 58 | 無影像裝置 | 1000 | 20 | 64 | 無影像裝置 | 333 | 設想的活動 |
| 先前例2 | 1000 | 20 | 33 | 無影像裝置 | 1000 | 20 | 31 | 無影像裝置 | 362 | 熔解效率較設想降低 |
| 比較例 | 1000 | 20 | 34 | 無 （確認到冷鐵源的停滯） | 1000 | 20 | 34 | 無 （確認到冷鐵源的停滯） | 347 | × |
| 發明例1 | 1000 | 20 | 30 | 無 （確認到冷鐵源的停滯） | 1000 | 5 | 58* | 有 | 327 | ○ |
| 發明例2 | 1000 | 20 | 34 | 無 （確認到冷鐵源的停滯） | 1200 | 20 | 62* | 有 | 329 | ○ |
| 發明例3 | 1000 | 20 | 31 | 無 （確認到冷鐵源的停滯） | 1200 | 5 | 67* | 有 | 326 | ○ |
| 發明例4 | 1000 | 20 | 32 | 有 （確認到冷鐵源的遲緩的活動） | 1200 | 20 | 66* | 有 | 319 | ○ |
| 發明例5 | 1000 | 20 | 35 | 有 （確認到冷鐵源的遲緩的活動） | 1200 | 5 | 71* | 有 | 315 | ○ |
| 發明例6 | 1000 | 20 | 30 | 有 （確認到冷鐵源的遲緩的活動） | 1000 | 5 | 69* | 有 | 318 | ○ |
如由表1所表明，藉由在電爐中，基於自影像裝置獲得的熔解室內的視覺資訊，一方面適時控制擠出機的擠出條件一方面進行操作，從而即便於冷鐵源的供給成為設想外的事態的情形時，亦向熔解室良好地持續供給冷鐵源，以高效率獲得鐵水。另外其結果為，可大幅度地降低大大佔據製造成本的電力原單位，效果非常大。
[產業上的可利用性]
根據本發明，可於電爐中向熔解室穩定且可靠地供給冷鐵源，提高冷鐵源的熔解效率。
1:電爐
2:熔解室
3:預熱室
4:爐壁
5:爐蓋
6:電極
7:氧吹入噴槍
8:碳材吹入噴槍
9:燃燒器
10:擠出機
12:出水口
13:出渣口
14:供給用箕斗
15:冷鐵源
16:鐵水
17:熔融料渣
18:電弧
19:冷鐵源供給口
20:管道
21:出水用門
22:出渣用門
23:行駛台車
30:影像裝置
圖1為本發明的一實施形態中使用的、配備有影像裝置的電爐的縱剖面圖。
圖2為說明擠出機的移動量及使擠出機移動的時間間隔的概念圖，圖2A表示某時機的擠出行為，圖2B表示所述某時機的下一時機的擠出行為。
1:電爐
2:熔解室
3:預熱室
4:爐壁
5:爐蓋
6:電極
7:氧吹入噴槍
8:碳材吹入噴槍
9:燃燒器
10:擠出機
12:出水口
13:出渣口
14:供給用箕斗
15:冷鐵源
16:鐵水
17:熔融料渣
18:電弧
19:冷鐵源供給口
20:管道
21:出水用門
22:出渣用門
23:行駛台車
30:影像裝置
Claims (3)
- 一種鐵水的製造方法，使用包括預熱室及熔解室的電爐，且 所述電爐更包括：擠出機，設於所述預熱室；以及影像裝置，用於觀察所述熔解室內， 所述鐵水的製造方法包括： 擠出步驟，於所述預熱室中，藉由所述擠出機將於所述預熱室中經預熱的冷鐵源供給於所述熔解室；以及 熔解步驟，於所述熔解室中，藉由電弧熱將經供給於所述熔解室的冷鐵源熔解而獲得鐵水， 於所述擠出步驟中，基於自所述影像裝置獲得的視覺資訊，控制所述擠出機的移動量及使所述擠出機移動的時間間隔中的任一者或兩者。
- 如請求項1所述的鐵水的製造方法，其中於所述擠出步驟中，於根據自所述影像裝置獲得的視覺資訊確認到未自所述預熱室向所述熔解室供給所述冷鐵源的情形時，進行所述移動量的增大及所述時間間隔的減小中的任一者或兩者。
- 如請求項1或請求項2所述的鐵水的製造方法，其中於所述擠出步驟中，進而於所述擠出機的擠出壓力為40 MPa以下的情形時，進行所述移動量的增大及所述時間間隔的減小中的任一者或兩者。
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