(57)【要約】  本発明は、出口が備えられた容器に収容された溶融金属の湯面高さを測定する装置であって、溶融金属の動きによって発生する誘導起電力を高さごとに測定するように容器に設置される測定部と、高さごとに測定された値を利用して、溶融金属の湯面高さを定める処理部と、を備え、溶融金属の湯面高さを正確に測定することができることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
出口が備えられた容器に収容された溶融金属の湯面高さを測定する装置であって、
前記溶融金属の動きによって発生する誘導起電力を高さごとに測定するように前記容器に設置される測定部と、
高さごとに測定された値を利用して、前記溶融金属の湯面高さを定める処理部と、を含むことを特徴とする湯面高さの測定装置。
【請求項２】
前記測定部は、上下方向に配置される複数の測定器を含むことを特徴とする請求項１に記載の湯面高さの測定装置。
【請求項３】
前記容器に熱風を供給することができる送風機が形成され、
前記複数の測定器は、前記出口と前記送風機との間に配置されることを特徴とする請求項２に記載の湯面高さの測定装置。
【請求項４】
前記出口は複数個が備えられ、
前記測定部は、複数の出口ごとに設置される複数の測定器を含むことを特徴とする請求項１に記載の湯面高さの測定装置。
【請求項５】
前記処理部は、高さごとに測定された誘導起電力値のうちの最大値を探して、前記最大値が測定された高さを前記溶融金属の湯面高さとして選択する処理器を含むことを特徴とする請求項１に記載の湯面高さの測定装置。
【請求項６】
前記処理部に接続されて前記出口の開閉を制御することができる制御部をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の湯面高さの測定装置。
【請求項７】
前記制御部は、
最大誘導起電力が測定された高さの値と、予め設定された設定高さ範囲を比較する比較器と、及び
前記測定された高さの値が前記設定高さ範囲を超えた場合、前記出口が開放される時間を調整する制御器と、を含むことを特徴とする請求項６に記載の湯面高さの測定装置。
【請求項８】
前記出口は複数個が備えられ、
前記制御器は、複数の出口が一緒に開放される時間を調整することができることを特徴とする請求項７に記載の湯面高さの測定装置。
【請求項９】
容器内部の溶融金属の湯面高さを測定する方法であって、
前記容器に備えられた出口を開放する段階と、前記容器内部の前記溶融金属を排出する段階と、前記出口を閉鎖する段階と、
前記溶融金属の動きによって発生する誘導起電力を高さごとに測定する段階と、及び
測定された値を利用して、前記溶融金属の湯面高さを導出する段階と、を含むことを特徴とする湯面高さの測定方法。
【請求項１０】
前記溶融金属の湯面高さを導出する段階は、
高さごとに測定された誘導起電力のうちの最大値を探す段階と、及び
最大誘導起電力が測定された高さを前記溶融金属の湯面高さとして選択する段階と、を含むことを特徴とする請求項９に記載の湯面高さの測定方法。
【請求項１１】
前記出口は複数個が備えられ、
前記誘導起電力を高さごとに測定する段階は、複数の出口ごとに誘導起電力を測定する段階を含むことを特徴とする請求項１０記載の湯面高さの測定方法。
【請求項１２】
高さごとに測定された前記誘導起電力のうちの最大値を探す段階は、複数の出口ごとに測定された前記誘導起電力を利用して１つの出口を決定し、決定された出口で前記最大値を探す段階を含むことを特徴とする請求項１１記載の湯面高さの測定方法。
【請求項１３】
前記出口は複数個が備えられ、
前記誘導起電力を高さごとに測定する段階は、複数の出口のうちの開閉された出口で誘導起電力を測定する段階を含むことを特徴とする請求項１０記載の湯面高さの測定方法。
【請求項１４】
前記溶融金属の湯面高さを導出した後、
導出された高さの値と、予め設定された設定高さ範囲を比較する段階と、及び
前記導出された高さの値が前記設定高さ範囲を超えた場合、排出される前記溶融金属の量を調整する段階と、を含むことを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の湯面高さの測定方法。
【請求項１５】
前記排出される溶融金属の量を調整する段階は、前記出口を開放する時間を調整する段階を含むことを特徴とする請求項１４に記載の湯面高さの測定方法。
【請求項１６】
複数の前記出口は開放される時間がお互いに重畳されることができ、
前記出口を開放する時間を調整する段階は、各出口が開放される時間及び前記複数の出口が一緒に開放される時間中少なくともいずれか１つを調整する段階を含むことを特徴とする請求項１５に記載の湯面高さの測定方法。
【請求項１７】
前記誘導起電力を高さごとに測定する段階は、下側から上側に順次に誘導起電力を測定する段階を含むことを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか１項に記載の湯面高さの測定方法。
【請求項１８】
前記容器は高炉またはファイネックス溶融炉を含み、前記溶融金属は溶銑を含むことを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか１項に記載の湯面高さの測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湯面高さの測定装置及び測定方法に係り、より詳しくは、溶融金属の湯面高さを正確に測定することができる湯面高さの測定装置及び測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、高炉操業は、高炉の上部に鉄鉱石とコークスを装入する段階と、高炉に形成された送風機に熱風を吹き込んでコークスを燃焼させる段階と、及びコークスを燃焼させて発生した熱とガスで鉄鉱石の不純物と酸素を除去して溶銑を製造する段階とを含む。液体状態の溶銑は、高炉の下部に貯蔵され、一定の時間を経過した後、出銑口を通じて排出される。
このとき、出銑作業が正常に実行されず、高炉下部に溶銑が一定の高さ以上に貯蔵されると、送風機を通じて供給される熱風が高炉内部に円滑に供給されなくなり、送風圧力が上昇する。このような現象がひどくなると高炉内に偏流が発生して高炉操業の効率を低下させることになる。また、送風機に溶銑が逆流して送風機を損傷し、高炉操業全体が中断されることになる。したがって、高炉内の溶銑の高さを測定して、これを適正に維持する必要がある。
【０００３】
従来は、溶銑の高さを測定するために、高炉に装入される鉄鉱石とコークスなどの原料の量を、出銑される溶銑の量と比較して、高炉内部の溶銑の高さを予測していた。しかし、高炉に装入される原料の量を正確に算出するのには限界があるので、溶銑の高さを正確に予測することができないという問題がある。
または、歪みセンサを利用して高炉外皮に伝達される応力を測定したり、または高炉内に流した電流が返ってくる量を測定して、溶銑の高さを予測したりもしたが、正確度が低くて活用性が非常に低かった。そこで、高炉内の溶銑の高さを正確に測定することができる技術開発が必要な状況であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】韓国公開特許公報第２００１−００１９９７７号
【特許文献２】韓国公開特許公報第２０１０−００７１３４７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的とするところは、溶融金属の湯面高さを正確に測定することができる湯面高さの測定装置及び測定方法を提供することにある。
本発明の他の目的とするところは、溶融金属の出銑作業を安定的に実行することができる湯面高さの測定装置及び測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の湯面高さの測定装置は、出口が備えられた容器に収容された溶融金属の湯面高さを測定する装置であって、溶融金属の動きによって発生する誘導起電力を高さごとに測定するように前記容器に設置される測定部と、高さごとに測定された値を利用して、溶融金属の湯面高さを定める処理部とを含むことを特徴とする。
【０００７】
前記測定部は、上下方向に配置される複数の測定器を含むことができる。
前記容器に熱風を供給することができる送風機が形成され、前記複数の測定器は、前記出口と前記送風機との間に配置されることがよい。
前記出口は複数個が備えられ、前記測定部は、前記複数の出口ごとに設置される複数の測定器を含むことが好ましい。
【０００８】
前記処理部は、高さごとに測定された誘導起電力値のうちの最大値を探して、前記最大値が測定された高さを溶融金属の湯面高さとして選択する処理器を含むことが好ましい。
前記処理部と接続され、前記出口の開閉を制御することができる制御部をさらに含むことがよい。
【０００９】
前記制御部は、最大誘導起電力が測定された高さの値と、予め設定された設定高さ範囲を比較する比較器と、及び前記高さの値が前記設定高さ範囲を超えた場合、前記出口が開放される時間を調整する制御器とを含むことが好ましい。
前記出口は複数個が備えられ、前記制御器は、前記複数の出口が一緒に開放される時間を調整することができる。
【００１０】
本発明の湯面高さの測定方法は、容器内部の溶融金属の湯面高さを測定する方法であって、前記容器に備えられた出口を開放する段階と、前記容器内部の溶融金属を排出する段階と、前記出口を閉鎖する段階と、溶融金属の動きによって発生する誘導起電力を高さごとに測定する段階と、及び測定された値を利用して、溶融金属の湯面高さを導出する段階と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
前記溶融金属の湯面高さを導出する段階は、高さごとに測定された誘導起電力のうちの最大値を探す段階と、及び最大誘導起電力が測定された高さを溶融金属の湯面高さとして選択する段階とを含むことがよい。
前記出口は複数個が備えられ、前記誘導起電力を高さごとに測定する段階は、複数の出口ごとに誘導起電力を測定する段階を含むことができる。
前記高さごとに測定された誘導起電力のうちの最大値を探す段階は、複数の出口ごとに測定された誘導起電力を利用して１つの出口を決定し、決定された出口で前記最大値を探す段階を含むことが好ましい。
【００１２】
前記出口は複数個が備えられ、前記誘導起電力を高さごとに測定する段階は、複数の出口のうちの開閉された出口で誘導起電力を測定する段階を含むことがよい。
前記溶融金属の湯面高さを導出した後、導出された高さの値と、予め設定された設定範囲を比較する段階と、及び導出された高さの値が前記設定範囲を超えた場合、排出される溶融金属の量を調整する段階とを含むことが好ましい。
排出される溶融金属の量を調整する段階は、前記出口を開放する時間を調整する段階を含むことができる。
【００１３】
前記複数の出口は開放される時間がお互いに重畳されることができ、前記出口を開放する時間を調整する段階は、各出口が開放される時間及び前記複数の出口が一緒に開放される時間中少なくともいずれか１つを調整する段階を含むことが好ましい。
前記誘導起電力を高さごとに測定する段階は、下側から上側に順次に誘導起電力を測定する段階を含むことがよい。
前記容器は高炉またはファイネックス溶融炉を含み、前記溶融金属は溶銑を含むことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の実施例によれば、容器に貯蔵された溶融金属の排出を中断する場合、溶融金属の水平挙動による誘導起電力を高さごとに測定することができる。そこで、測定された誘導起電力を利用して、溶融金属の湯面高さを正確に測定することができる。
また、溶融金属の湯面高さを正確に測定することができるので、容器内で溶融金属が適量に貯蔵されるように溶融金属が排出されるべき量を決定することができる。このため、溶融金属の排出作業を安定的に実行して、容器内の溶融金属の量を適正に維持することができる。したがって、容器内で送風圧力が増加したり、偏流が発生したり、溶融金属が送風機に逆流したりすることを抑制または防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】発明の実施例に係る高炉設備の構造を示す図である。
【図２】本発明の実施例に係る湯面高さの測定装置を示す図である。
【図３】本発明の実施例に係る出口上部の溶鋼の高さの変化を示す図であり、（ａ）は出銑前の状態、（ｂ）は出銑初期の状態、（ｃ）はは出銑終期の状態、（ｄ）はは出銑を停止した状態を示す。
【図４】本発明の実施例に係る湯面高さの測定方法を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施例に係る複数の出口の出銑スケジュールを示す図である。
【図６】本発明の実施例に係る高さごとに測定された誘導起電力の測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付した図面を基にして、本発明の実施例をより詳細に説明する。しかし、本発明は、以下に開示する実施例に限定されるものではなく、相互に異なる多様な形態で具現化されることができる。本実施例は、単に本発明の開示を完全なものにし、当業者に発明の範疇を完全に教示するために提供されるものである。発明を詳細に説明するために、図は誇張されることがあり、図上で同一の符号は同一の要素を指す。
【００１７】
図１は、本発明の実施例に係る高炉設備の構造を示す図である。本発明の実施例では、湯面高さの測定装置が高炉１１に備えられることを例示的に説明するが、適用範囲はこれに限定されず、ファイネックス溶融炉などの溶融金属が貯蔵された多様な容器に湯面高さの測定装置を設置することができる。
図１に示したとおり、高炉１１は、鉄鉱石とコークスを利用して溶銑を連続的に生産する設備である。高炉１１は、上部が開放され、内部空間を有する容器形態で形成される。高炉１１の外形は、鉄皮が形成され、鉄皮１１ａの内側に耐火物が築造される。高炉１１の開放された上部に鉄鉱石、コークスなどを一緒に装入して、熱風を吹き込んで約１５００℃に加熱すると、溶解された溶融金属（または、溶銑やスラグ）が高炉１１の内部空間の下部に貯蔵される。
【００１８】
高炉１１の下部には、送風機１２が形成される。送風機１２は、熱風供給ライン２０と接続され、熱風供給ライン２０から供給する熱風を高炉１１の内部に熱風を吹き込むことができる。送風機１２は、複数個が備えられて高炉１１の周囲に沿って放射状に配置されることがよい。
熱風供給ライン２０は、熱風炉（図示せず）から供給される熱風を高炉１１の内部空間に均等に供給できるように高炉１１の周囲を囲む環状管２１及び環状管２１からそれぞれの送風機１２に分岐される送風支管２２を含むことができる。したがって、熱風炉から供給される熱風を複数の送風機１２を介して高炉１１の内部に均一に流入することができる。
【００１９】
高炉１１の下部には、出口１３が形成される。出口１３は、送風機１２より下側に位置する。出口１３は、複数個備えることができる。例えば、４つの出口１３が備えられ、高炉１１の周囲に沿って４つの方向に向かってそれぞれ配置することができる。出口１３は開閉可能である。そこで、出口１３を塞ぐと、高炉１１の内部に貯蔵された溶融金属の量が増加し、出口１３を開放すると、高炉１１の内部に貯蔵された溶融金属が出銑することになる。しかし、出口１３が備えられる数及び高炉１１の構造はこれに限定されず、様々な構造であることが好ましい。
このとき、高炉１１の下部に溶融金属が一定の高さ以上に貯蔵されると、送風機１２を介して供給される熱風が高炉１１の内部に円滑に供給されず、送風圧力が上昇することになる。このような現象がひどくなると高炉１１内に偏流が発生して高炉操業の効率を低下させることになる。また、送風機１２に溶融金属が逆流して送風機１２を損傷させることになり、高炉操業全体が中断されることになる。したがって、高炉１１内の溶銑の高さを測定して、これを適正に維持する必要がある。
【００２０】
図２は、本発明の実施例に係る湯面高さの測定装置を示す図であり、図３は、本発明の実施例に係る出口上部の溶鋼の高さの変化を示す図である。
図２に示したとおり、本発明の実施例に係る湯面高さの測定装置１００は、出口１３が備えられた容器に収容された溶融金属の湯面高さを測定する装置であって、溶融金属の動きによって発生する誘導起電力を高さごとに測定するように容器に設置される測定部１１０と、高さごとに測定された値を利用して、溶融金属の湯面高さを定める処理部１２０とを含む。また、湯面高さの測定装置１００は、処理部１２０と接続されて出口１３の開閉を制御する制御部１３０をさらに含むことができる。このとき、容器は、高炉１１やファイネックス（ＦＩＮＥＸ）溶融炉であることができ、溶融金属は溶銑Ｓであることができる。
【００２１】
測定部１１０は、高炉１１内の溶銑Ｓの動きによる誘導起電力を高さごとに測定する役割をする。測定部１１０は、上下方向に配置される複数の測定器１１１を含む。
測定器１１１は、誘導起電力を測定する。高炉１１は、外側表面が鉄皮１１ａで形成され、内側表面は耐火物１１ｂで形成されるが、測定器１１１は、高炉１１の外側から鉄皮１１ａと耐火物１１ｂを貫通して設置することができる。そのため、測定器１１１を溶銑Ｓに近接させることができ、測定器１１１が誘導起電力の変化をさらに正確に測定することができる。
また、測定器１１１は、高炉１１の耐火物１１ｂを貫通する電極、及び電極に接続される導線で形成することができる。耐火物１１ｂが溶銑Ｓの高温から電極を保護する。しかし、これに限定されず、測定器１１１は、白金線のような単一な導線の形態で構成することもできる。
【００２２】
測定器１１１は分離可能に高炉１１に設置することができる。そこで、測定器１１１を長時間使用して破損させた場合、測定器１１１を高炉１１から分離して容易に交換することができ、測定部１１０のメンテナンスが容易になる。
このとき、磁石とコイルの相対的な運動によって、コイルに電流が誘導される現象を電磁誘導現象と呼び、電磁誘導現象によって発生する起電力を誘導起電力とする。液状の溶銑Ｓが移動する時、誘導磁場が発生し、測定器１１１は、この時に発生した誘導起電力を測定する。
【００２３】
例えば、図３に示したとおり、高炉１１内の溶銑を出銑すると、溶銑Ｓの粘性と表面張力の影響により、出口１３に近い溶銑Ｓだけ一部出口１３を通じて排出され、他の領域の溶銑Ｓは、出口１３に円滑に移動できない。このため、出口１３の上部の溶銑Ｓの湯面高さが他の領域の溶銑Ｓの湯面高さより相対的に低くなる。そこで、出口１３を閉鎖すると、高炉１１内の溶銑Ｓが水平になろうとする性質により、出銑期間に、一時的に低くなった出口１３の上部の溶銑Ｓが上側に水平復元挙動しながら、他の領域の溶銑Ｓと高さが同じになる。
溶銑Ｓが水平挙動する時、複数の測定器１１１が溶銑Ｓの動きによる誘導起電力の大きさを高さごとに測定する。溶銑Ｓの湯面は、下側から上側に移動して復元されるので、最下側に配置される測定器１１１から順次に誘導起電力を測定して最上側の測定器１１１まで誘導起電力をそれぞれ測定することがよい。測定器１１１で測定された値を利用して、溶銑Ｓの湯面高さを測定することができる。
【００２４】
高炉１１には、熱風を供給する送風機１２と、溶銑Ｓを出銑する出口１３とが形成されるが、複数の測定器１１１は、送風機１２と出口１３との間に配置される。複数の測定器１１１は、上下方向に一列に配置され、相互に異なる高さで誘導起電力を測定することができる。そこで、測定器１１１を利用して、出口１３の上側から送風機１２の下側の間で溶銑Ｓの湯面高さを測定する。したがって、出口１３上の溶銑Ｓの湯面高さを測定することができ、高炉１１内の溶銑Ｓの量が送風機１２の高さまで到達するかをモニタリングすることができる。
このとき、測定器１１１の位置は決まっているので、高炉１１の底面から最下側の測定器１１１の間の距離は予め知ることができる。測定器１１１を利用して測定される高さの値は、出口１３の上側から始まる高さの値である。したがって、最下位置の測定器１１１と底面との間の距離の値を、測定された高さの値に合わせると、高炉１１の底面からの溶銑Ｓの湯面高さを測定することができる。
また、備えられた測定器１１１の数は必要に応じて調整することができる。例えば、測定器１１１の数を増やして測定器１１１の間の間隔を狭く配置すると、誘導起電力が測定される位置が増加して溶銑Ｓの湯面高さをさらに正確に算出することができる。したがって、測定器１１１の間の間隔を調整して測定精度を調整したり向上させることができる。
【００２５】
高炉１１には、複数の出口１３を備えることができ、測定部１１０は、複数の出口１３ごとに設置される複数の測定器１１１を含むことができる。出口１３はすべて同じ高さに位置することがよい。
処理部１２０は、測定部１１０で測定された値を利用して、溶銑Ｓの湯面高さを定める役割をする。処理部１２０は、高さごとに測定された誘導起電力値のうちの最大値を探して、最大値が測定された高さを溶融金属の湯面高さとして選択する処理器１２２を含む。また、処理部１２０は、測定部１１０で測定された値を増幅させることができる増幅器１２１と、処理器１２２で算出された結果を作業者に表示する表示器１２３を含むことができる。
【００２６】
増幅器１２１は測定器１１１に接続される。増幅器１２１は測定器１１１で測定された誘導起電力値を増幅させることができる。測定器１１１で入力された誘導起電力の大きさが小さいため、測定された誘導起電力を増幅器１２１で増幅して出力することができる。そこで、測定器１１１で入力されたすべての誘導起電力が増幅されて処理器１２２に出力される。
また、処理器１２２の算出精度を向上させるために、増幅器１２１でノイズを除去することもできる。即ち、増幅器１２１にローパスフィルタの機能を追加することができる。溶銑Ｓの湯面が水平挙動に加えて、他の理由で動くことがある。例えば、一つの出銑口１３の上側に設置された測定器１１０が他の出銑口１３が開閉される時、溶銑Ｓの湯面が動きながら発生する誘導起電力をノイズとして測定することがある。そこで、ノイズを除去して、処理器１２２が誤った値で溶銑Ｓの湯面高さを算出することを防止する。
【００２７】
処理器１２２は、増幅器１２１に接続される。処理器１２２は、増幅器１２１で増幅された誘導起電力の測定値を利用して、高炉１１内の溶銑Ｓの湯面高さを決定することができる。処理器１２２では高さに応じて測定された誘導起電力の測定値を比較し、最大の誘導起電力が測定された高さを選択する。そこで、処理器１２２は、選択された高さが溶銑Ｓの湯面高さとして決定することができる。
表示器１２３は、処理器１２２に接続される。表示器１２３は、処理器１２２で算出された溶銑Ｓの湯面高さを表示する。例えば、表示器１２３はディスプレイであることができ、溶銑Ｓの湯面高さを視覚的な方法で表示することができる。しかし、表示器１２３が作業者に湯面高さを知らせる方法はこれに限定されず、様々な形態であることが好ましい。
制御部１３０は、処理部１２０と接続されて、出口１３の開閉を制御する。制御部１３０は、最大誘導起電力が測定された高さの値と、予め設定された設定高さ範囲とを比較する比較器（図示せず）と、高さの値が設定高さ範囲を超えた場合、出口１３の開放される時間を調整する制御器（図示せず）と、を含む。
【００２８】
比較器は、処理器１２２に接続される。比較器は、測定された溶銑Ｓの湯面高さの値と、予め設定された設定高さ範囲を比較する。設定高さ範囲は、作業者が多様に選択することができる。比較器は、測定された溶銑Ｓの湯面高さの値が設定範囲内である場合、正常として判断し、設定範囲を超えた場合、不良として判断する。
測定された溶銑Ｓの湯面高さの値が設定範囲より大きいと、高炉１１内に多すぎる量の溶銑Ｓが貯蔵されたと判断し、設定範囲より小さければ、高炉１１内の溶銑Ｓの量が少なすぎると判断する。したがって、高炉１１内の適量の溶銑が貯蔵されていないと判断することになる。
このとき、比較器は、表示器１２３に接続されることもできる。そこで、比較器で高炉１１内の溶銑Ｓの量が少なすぎるか、多すぎると、作業者に警告信号を送ることができる。これにより、作業者は、高炉１１内の溶銑Ｓの量が適量であるかをモニタリングすることができる。
【００２９】
制御器は、比較器に接続される。制御器は、比較器の判断結果に従って、出口１３の開放される時間を調整する。または、複数の出口１３の開放される時間をそれぞれ調整して、複数の出口１３の開放する時間を重畳させることができ、重畳された時間を調整して、溶銑Ｓの出銑される量を増加させたり減少させたりすることができる。これにより、制御器は、高炉１１の内部に貯蔵された溶銑Ｓの湯面高さが設定範囲内であるように調整する。
例えば、算出された溶銑Ｓの湯面高さの値が設定範囲より大きければ、出口１３で出銑される溶鋼の量を増加させる。即ち、複数の出口１３が一緒に開放される時間を増加させることができる。そこで、複数の出口１３から溶銑が同時に出銑される時間が増加しながら高炉１１内で出銑される溶銑Ｓの量が増加して、高炉１１の内部に貯蔵される溶銑Ｓの量を大幅に減少させることができる。したがって、高炉１１内で溶銑Ｓの湯面高さが低くなることになる。
【００３０】
逆に、算出された溶銑Ｓの湯面高さの値が設定範囲よりも小さければ、出口１３で出銑される溶銑の量を減少させる。即ち、複数の出銑口１３が一緒に開放される時間を減少させる。そこで、複数の出口１３から溶銑Ｓが出銑される時間を減少させると、高炉１１内で出銑される溶銑Ｓの量が減少して、高炉１１の内部に貯蔵される溶銑Ｓの量が小さい幅で減少することになる。したがって、高炉１１内で溶銑Ｓの湯面高さが低下することを抑制することができる。
このように、高炉１１に貯蔵された溶銑の出銑を中断する場合、溶銑Ｓの水平挙動による誘導起電力を高さごとに測定する。そこで、測定された誘導起電力を利用して、溶銑Ｓの湯面高さを正確に測定することができる。
また、溶銑Ｓの湯面高さを正確に測定することができるので、高炉１１内で溶銑Ｓが適量に貯蔵されるように溶銑Ｓが排出される量を決定することができる。そこで、溶銑Ｓの出銑作業を安定的に実行して、高炉１１内の溶銑Ｓの量を適正に維持する。したがって、高炉１１内で送風圧力が増加したり、偏流が発生したり、溶銑Ｓが送風機１２に逆流したりすることを抑制または防止することができる。
【００３１】
図４は、本発明の実施例に係る湯面高さの測定方法を示すフローチャートであり、図５は、本発明の実施例に係る複数の出口の出銑スケジュールを示す図であり、図６は、本発明の実施例に係る高さごとに測定された誘導起電力の測定結果を示すグラフである。
図４に示したとおり、本発明の実施例に係る湯面高さの測定方法は、容器に備えられた出口を開放する段階Ｓ１００と、容器内部の溶融金属を排出する段階Ｓ２００と、出口を閉鎖する段階Ｓ３００と、溶融金属の動きによって発生する誘導起電力を高さごとに測定する段階Ｓ４００と、測定された値を利用して、溶融金属の湯面高さを導出する段階Ｓ５００とを含む。
このとき、容器は、高炉またはファイネックス（ＦＩＮＥＸ）溶融炉であることがよく、溶融金属は溶銑であることが好ましい。したがって、湯面高さの測定方法は、高炉内に収容された溶銑の湯面高さを算出する方法であることができる。また、出口を閉鎖する段階と、溶融金属の動きによって発生する誘導起電力を高さごとに測定する段階とは同時に実行することができ、順次に実行されることもできる。
【００３２】
例えば、高炉１１内の溶銑Ｓを出銑すると、溶銑Ｓの粘性と表面張力の影響によって、出口１３に近い溶銑Ｓだけが一部の出口１３を通じて排出され、他の領域の溶銑Ｓは出口１３に円滑に移動することができない。このため、出口１３の上部の溶銑Ｓの湯面高さが他の領域の溶銑Ｓの湯面高さより相対的に低くなる。
出口１３を閉鎖すると、高炉１１内の溶銑Ｓが水平を成そうとする性質により、出銑期間に、一時的に低くなった出口１３上部の溶銑Ｓの上側を水平復元挙動しながら、他の領域の溶銑Ｓと高さが同じになる。このような溶銑Ｓの動きによって発生する誘導起電力を測定して、溶銑Ｓの湯面高さを測定することができる。
即ち、高さごとに測定された誘導起電力のうちの最大値を探す。例えば、高さごとに測定された誘導起電力値を比較して最大値を選択する。その後、最大値が測定された高さを溶銑Ｓの湯面高さとして選択する。溶銑Ｓは、下側から上側に水平挙動をするため、誘導起電力は下側から上側に順次に測定することがよい。
【００３３】
このとき、高炉１１には、複数個の出口１３が備えることができる。各出口１３の上部には、複数の測定器１１１がそれぞれ設置される。測定器１１１で誘導起電力を測定する前に、出銑スケジュールに対する情報を提供してもらうことができる。即ち、複数の出口１３が開放されて閉鎖される時点に対する情報を提供してもらうことができる。そこで、各出口１３のスケジュールに合わせて、各測定部１１０で誘導起電力を測定する時点を選択することができる。
例えば、図５のとおり、高炉１１には、２つまたは４つの出口１３を備えることができる。そこで、一出口１３が開放して塞ぐ時、一出口１３側の誘導起電力を利用して、溶銑Ｓの湯面高さを決めながら、他の出口１３を開放して溶銑Ｓを出銑する。したがって、複数の出口１３から溶銑Ｓを出銑する作業を実行しながら溶銑Ｓの湯面高さを継続的に測定することができる。
【００３４】
出口１３が２つである場合、高炉１１には、第１の出口１３ａと第２の出口１３ｂが備えられる。第１の出口１３ａと第２の出口１３ｂは、交替で開閉しながら溶銑Ｓを出銑することができる。そこで、第１の出口１３ａを開放して溶銑を出銑し、第１の出口１３ａを閉鎖した後、第１の出口１３ａの上部に配置される測定部１１０で誘導起電力を測定する。
第１の出口１３ａの上側に配置される測定部１１０で測定された値を利用して、溶銑Ｓの湯面高さを定める間、第２の出口１３ｂを開放して溶銑Ｓの出銑作業を継続して実行することができる。このとき、第２の出口１３ｂを閉鎖する前に第１の出口１３ａを開放することができ、第１の出口１３ａと第２の出口１３ｂとが一緒に開放される。
【００３５】
したがって、第１の出口１３ａと第２の出口１３ｂが開放される時間が重畳され、重畳される時間を増加させると高炉１１内の溶融金属Ｓの量を大幅に減少させることになり、重畳される時間を減少させると、高炉１１内の溶融金属Ｓの量を小さい幅で減少させることになる。そこで、最初に第１の出口１３ａを開閉しながら算出された溶銑Ｓの湯面高さが高いと判断されると、第２の出口１３を元の開放時間より追加的にさらに開放してＬａｐ出銑をする。第１の出口１３ａと第２の出口１３ｂが一緒に開放される時間を増加させて溶銑Ｓの出銑量を増加させる。
その後、第２の出口１３ｂを塞ぐと、第２の出口１３ｂの上側に位置する測定部１１０で誘導起電力を測定することができ、第２の出口１３ｂの上側に配置される測定部１１０で測定された値を利用して、溶銑Ｓの湯面高さを定める間、第１の出口１３ａで溶銑Ｓの出銑作業を継続して実行することができる。
【００３６】
第１の出口１３ａを閉鎖する前に、第２の出口１３ｂを開放すると、第１の出口１３ａと第２の出口１３ｂとが一緒に開放されることになる。二番目に決められた値に従って、第１の出口１３ａと第２の出口１３ｂとが一緒に開放される時間を調整して、高炉１１内の溶銑の貯蔵量を調整することができる。したがって、溶銑Ｓを出銑する作業と溶銑Ｓの湯面高さを定める作業が継続して実行することができる。
一方、出口１３が４つである場合、高炉１１には、第１の出口１３ａ、第２の出口１３ｂ、第３の出口１３ｃ、及び第４の出口１３ｄを備えることができる。第４の出口１３ｄに対して保守作業を行うと、第１の出口１３ａ、第２の出口１３ｂ及び第３の出口１３ｃを順次に開閉しながら溶銑Ｓを出銑することができる。そこで、第１の出口１３ａを開放して塞いだ後、第１の出口１３ａの上部に配置される測定部１１０で誘導起電力を測定することができる。
【００３７】
第１の出口１３ａの上側に配置される測定部１１０で測定された値を演算して溶銑Ｓの湯面高さを定める間、第２の出口１３ｂを開放して溶銑Ｓの出銑作業を継続して実行することができる。このとき、第２の出口１３ｂを閉鎖する前に、第１の出口１３ａを開放すると、第１の出口１３ａと第２の出口１３ｂとが一緒に開放されることになる。
したがって、第１の出口１３ａと第２の出口１３ｂが開放される時間が重畳されることができ、重畳される時間を増加させると、高炉１１内の溶融金属Ｓの量を大幅に減少させ、重畳される時間を減少させると、高炉１１内の溶融金属Ｓの量を小さい幅で減少させることになる。そこで、最初に第１の出口１３ａを開閉しながら決められた溶銑Ｓの湯面高さが高いと判断されると、第１の出口１３ａと第２の出口１３ｂとが一緒に開放される時間を増加させて溶銑Ｓの出銑量を増加させる。
【００３８】
その後、第２の出口１３ｂを塞ぐと、第２の出口１３ｂの上側に位置する測定部１１０で誘導起電力を測定し、第２の出口１３ｂの上側に配置される測定部１１０で測定された値を利用して、溶銑Ｓの湯面高さを定める間、第３の出口１３ｃで溶銑Ｓの出銑作業を継続して実行する。
第３の出口１３ｃを閉鎖する前に、第１の出口１３ａを開放し、第１の出口１３ａと第３の出口１３ｃとが一緒に開放されることができる。二番目に決められた値に従って第１の出口１３ａと第３の出口１３ｃが一緒に開放される時間を調整して高炉１１内の溶銑の貯蔵量を調整することができる。したがって、溶銑Ｓを出銑する作業と溶銑Ｓの湯面高さを定める作業が継続して実行されることができる。しかし、出口１３が備えられる数及び開閉される順序は、これに限定されず、様々であることができる。
【００３９】
一方、出口１３が複数個備えられた場合、複数の出口ごとに誘導起電力を測定することができる。複数の出口ごとに測定された誘導起電力を利用して、１つの出口１３を決定し、決定された出口１３で最大値を探すことができる。
例えば、複数の出口１３中のいずれか１つを開閉して溶銑Ｓが水平挙動する場合、開閉された出口１３の上側の測定器１１１だけでなく、他の出口１３の上側に位置する測定器１１１も誘導起電力を測定することになり、複数の位置で誘導起電力が測定されることになる。しかし、複数の出口１３のうち、開閉される出口１３で測定された誘導起電力が他の位置で測定された誘導起電力より大きくなる。したがって、他の位置で測定された誘導起電力をノイズとして処理し、開閉される出口１３の上側で測定された誘導起電力値中の最大値を探して溶銑Ｓの湯面高さを決めることができる。
または、出口１３が複数個備えられた場合、複数の出口１３のうち、開閉される出口１３で誘導起電力を測定することができる。即ち、開閉される出口１３の上側に位置した測定器１１１でだけ誘導起電力を測定し、他の出口１３の上側に位置した測定器１１１では誘導起電力を測定しないことにすることもできる。これにより、必要とする位置で正確に溶銑Ｓの湯面高さを測定することができる。したがって、複数の位置で測定された値が一気に処理されて正しくない湯面高さが測定されることを防止することができる。
【００４０】
溶銑Ｓの湯面高さを決定すると、決められた高さの値と、予め設定された設定高さ範囲を比較する。決められた高さの値が設定高さ範囲を超えた場合、排出される溶融金属の量を調整する。即ち、排出される高炉１１で溶銑Ｓの量を調整するために、出口１３が開放される時間を調整する。
例えば、各出口１３が開放される時間を増加させると、高炉１１内で排出される溶銑Ｓの量を増加させることができ、各出口１３が開放される時間を減少させると、高炉１１内で排出される溶銑Ｓの量を減少させることができる。そこで、高炉１１内の溶銑Ｓの湯面高さを適正に調整することができる。
または、複数の出口１３は、開放される時間がお互いに重畳されることができるが、複数の出口１３が一緒に開放される時間を調整することもできる。そこで、複数の出口１３が一緒に開放される時間が増加すると、高炉１１内で排出される溶銑Ｓの量が増加して溶銑Ｓの湯面高さが大幅に減少する。複数の出口１３が一緒に開放される時間が減少すると、高炉１１内で排出される溶銑Ｓの量が減少して溶銑Ｓの湯面高さが小さい幅で減少する。
【００４１】
このように、高炉１１に貯蔵された溶銑の出銑を中断する場合、溶銑Ｓの水平挙動による誘導起電力を高さごとに測定する。そこで、測定された誘導起電力を利用して、溶銑Ｓの湯面高さを正確に測定することができる。
また、溶銑Ｓの湯面高さを正確に測定することができるので、高炉１１内で溶銑Ｓが適量に貯蔵されるように溶銑Ｓが排出される量を決定することができる。そこで、溶銑Ｓの出銑作業を安定的に実行して、高炉１１内の溶銑Ｓの量を適正に維持することができる。したがって、高炉１１内で送風圧力が増加したり、偏流が発生したり、溶銑Ｓが送風機１２に逆流したりすることを抑制または防止することができる。
【００４２】
このように、本発明の詳細な説明では、具体的な実施例に関して説明したが、本発明の範囲から逸脱しない範囲内で様々な変形が可能である。したがって、本発明の範囲は、説明した実施例に限定して定められてはならず、以下に記載される特許請求の範囲だけでなく、この請求範囲と均等なものによって定められなければならない。
【符号の説明】
【００４３】
１１：高炉
１１ａ：鉄皮
１１ｂ：耐火物
１２：送風機
１３：出口、出銑口
１３ａ：第１の出口
１３ｂ：第２の出口
１３ｃ：第３の出口
１３ｄ：第４の出口
２０：熱風供給ライン
２１：環状管
２２：送風支管  
１００：（湯面高さの）測定装置
１１０：測定部
１１１：測定器
１２０：処理部
１２１：増幅器
１２２：処理器
１２３：表示器
１３０：制御部
Ｓ：溶銑、溶融金属
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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