(57)【要約】      （修正有）【課題】炉内の雰囲気とスラグとの界面、及びスラグと溶銑との界面のレベルを簡単にかつ精度よく測定できるようにする。【解決手段】溶銑およびスラグが装入された直流電気炉１１０における上部電極１４０の高さの情報を取得するとともに、上部電極１４０と直流電気炉１１０の下部電極１５０との間の電圧値または電気抵抗値を取得し、上部電極１４０の高さが変化することによる電圧値または電気抵抗値の変化に基づいて、直流電気炉内１１０の雰囲気とスラグとの界面およびスラグと溶銑との界面のレベルを判定する。【選択図】図１
2019078553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶銑およびスラグが装入された直流電気炉における上部電極の高さの情報を取得する第１の取得手段と、
前記上部電極と前記直流電気炉の下部電極との間の電圧値または電気抵抗値を取得する第２の取得手段と、
前記上部電極の高さが変化することによる前記電圧値または前記電気抵抗値の変化に基づいて、前記直流電気炉内の雰囲気と前記スラグとの界面および前記スラグと前記溶銑との界面のレベルを判定する界面判定手段と、
を有することを特徴とするレベル測定装置。
【請求項２】
前記界面判定手段は、前記上部電極の下端が前記雰囲気中から前記溶銑まで下降し、その後前記上部電極の下端が前記雰囲気中まで上昇するまでの変化による前記電圧値または前記電気抵抗値の変化に基づいて、前記雰囲気と前記スラグとの界面および前記スラグと前記溶銑との界面のレベルをそれぞれ２回判定することを特徴とする請求項１に記載のレベル測定装置。
【請求項３】
前記界面判定手段は、前記電圧値または前記電気抵抗値が閾値に達したことに基づいて、前記雰囲気と前記スラグとの界面のレベルを判定することを特徴とする請求項１又は２に記載のレベル測定装置。
【請求項４】
前記界面判定手段は、前記電圧値または前記電気抵抗値と前記電圧値または前記電気抵抗値の変化率とに基づいて、前記スラグと前記溶銑との界面のレベルを判定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のレベル測定装置。
【請求項５】
前記界面判定手段により判定されたレベルの情報を表示装置に出力する出力手段をさらに有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のレベル測定装置。
【請求項６】
溶銑およびスラグが装入された直流電気炉における上部電極の高さの情報を取得する第１の取得工程と、
前記上部電極と前記直流電気炉の下部電極との間の電圧値または電気抵抗値を取得する第２の取得工程と、
前記上部電極の高さが変化することによる前記電圧値または前記電気抵抗値の変化に基づいて、前記直流電気炉内の雰囲気と前記スラグとの界面および前記スラグと前記溶銑との界面のレベルを判定する界面判定工程と、
を有することを特徴とするレベル測定方法。
【請求項７】
前記界面判定工程においては、前記上部電極の下端が前記雰囲気中から前記溶銑まで下降し、その後前記上部電極の下端が前記雰囲気中まで上昇するまでの変化による前記電圧値または前記電気抵抗値の変化に基づいて、前記雰囲気と前記スラグとの界面および前記スラグと前記溶銑との界面のレベルをそれぞれ２回判定することを特徴とする請求項６に記載のレベル測定方法。
【請求項８】
前記界面判定工程においては、前記電圧値または前記電気抵抗値が閾値に達したことに基づいて、前記雰囲気と前記スラグとの界面のレベルを判定することを特徴とする請求項６又は７に記載のレベル測定方法。
【請求項９】
前記界面判定工程においては、前記電圧値または前記電気抵抗値と前記電圧値または前記電気抵抗値の変化率とに基づいて、前記スラグと前記溶銑との界面のレベルを判定することを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載のレベル測定方法。
【請求項１０】
前記界面判定工程において判定されたレベルの情報を表示装置に出力する出力工程をさらに有することを特徴とする請求項６〜９のいずれか１項に記載のレベル測定方法。
【請求項１１】
請求項６〜１０のいずれか１項に記載のレベル測定方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に電気炉内に装入されたスラグ及び溶銑の重量を把握するために用いて好適なレベル測定装置、レベル測定方法、プログラム及び記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、酸化鉄、酸化クロム、酸化シリコン等を主成分とする鉱物又はスラグを還元する装置の１つとして、密閉型直流還元電気炉が知られている。操業を行う際には、電気炉において電極からスラグ表面までの距離やスラグ厚などの情報を得ることによって、電気炉に収納されているスラグおよび溶銑の重量を把握することができ、重量を把握することによって、原料および副原料の投入量を決定したり、スラグおよび溶銑の排出時期を決定したりすることが可能となる。
【０００３】
雰囲気とスラグとの界面のレベル（容器内での高さ）、及びスラグと溶銑との界面のレベルを測定する方法としては、様々な方法が提案されている。例えば、電気炉の上方から鉄棒を装入し、鉄棒の先端を炉底まで到達させることによってスラグが付着している長さを測定し、雰囲気とスラグとの界面のレベルを測定する方法が知られている。この方法は簡便に測定することが可能だが、スラグと溶銑との界面のレベルを測定することが難しく、さらに作業負荷が大きいという問題点がある。
【０００４】
また、特許文献１には、プローブ下降時に、プローブ先端がスラグ面に到着した時点とサンプル室に溶銑が流入した時点とで回路が導通することを利用して、雰囲気とスラグとの界面、およびスラグと溶銑との界面のレベルを測定する方法が開示されている。また、特許文献２には、プローブにコイルと電極とを設け、電気抵抗の変化と磁界の変化とを検知することにより、雰囲気とスラグとの界面、およびスラグと溶銑との界面のレベルを検知する方法が開示されている。しかしながら、特許文献１及び２に記載の方法は、いずれも専用の特殊プローブと専用の電気回路とが別途必要となるため、コストが多くかかるという問題点がある。
【０００５】
さらに特許文献３には、スラグ表面に向けてマイクロ波を発信し、マイクロ波を発信してから受信するまでの時間を計測することによってスラグ厚を測定する方法が開示されている。しかしながらこの方法もスラグと溶銑との界面のレベルを測定することが難しく、専用装置が必要になるという問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開昭６２−１７４７７０号公報
【特許文献２】特開平８−２６９５２９号公報
【特許文献３】特開２０１４−１５３０７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、雰囲気とスラグとの界面、およびスラグと溶銑との界面のレベルを測定する方法は種々提案されている。これらの技術はいずれも取鍋内のスラグ等の界面レベルを測定する汎用性の高い装置であるが、作業負荷が高かったり特殊プローブが必要であったりするという問題点がある。また、特に直流電気炉など密閉された容器では、溶銑及びスラグのレベルを目視することがより困難であることから、精度よく界面のレベルを測定する技術が求められている。
【０００８】
本発明は前述の問題点を鑑み、炉内の雰囲気とスラグとの界面、及びスラグと溶銑との界面のレベルを簡単にかつ精度よく測定できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は以下の通りである。
（１）溶銑およびスラグが装入された直流電気炉における上部電極の高さの情報を取得する第１の取得手段と、
前記上部電極と前記直流電気炉の下部電極との間の電圧値または電気抵抗値を取得する第２の取得手段と、
前記上部電極の高さが変化することによる前記電圧値または前記電気抵抗値の変化に基づいて、前記直流電気炉内の雰囲気と前記スラグとの界面および前記スラグと前記溶銑との界面のレベルを判定する界面判定手段と、
を有することを特徴とするレベル測定装置。
（２）前記界面判定手段は、前記上部電極の下端が前記雰囲気中から前記溶銑まで下降し、その後前記上部電極の下端が前記雰囲気中まで上昇するまでの変化による前記電圧値または前記電気抵抗値の変化に基づいて、前記雰囲気と前記スラグとの界面および前記スラグと前記溶銑との界面のレベルをそれぞれ２回判定することを特徴とする上記（１）に記載のレベル測定装置。
（３）前記界面判定手段は、前記電圧値または前記電気抵抗値が閾値に達したことに基づいて、前記雰囲気と前記スラグとの界面のレベルを判定することを特徴とする上記（１）又は（２）に記載のレベル測定装置。
（４）前記界面判定手段は、前記電圧値または前記電気抵抗値と前記電圧値または前記電気抵抗値の変化率とに基づいて、前記スラグと前記溶銑との界面のレベルを判定することを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれか１つに記載のレベル測定装置。
（５）前記界面判定手段により判定されたレベルの情報を表示装置に出力する出力手段をさらに有することを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれか１つに記載のレベル測定装置。
【００１０】
（６）溶銑およびスラグが装入された直流電気炉における上部電極の高さの情報を取得する第１の取得工程と、
前記上部電極と前記直流電気炉の下部電極との間の電圧値または電気抵抗値を取得する第２の取得工程と、
前記上部電極の高さが変化することによる前記電圧値または前記電気抵抗値の変化に基づいて、前記直流電気炉内の雰囲気と前記スラグとの界面および前記スラグと前記溶銑との界面のレベルを判定する界面判定工程と、
を有することを特徴とするレベル測定方法。
（７）前記界面判定工程においては、前記上部電極の下端が前記雰囲気中から前記溶銑まで下降し、その後前記上部電極の下端が前記雰囲気中まで上昇するまでの変化による前記電圧値または前記電気抵抗値の変化に基づいて、前記雰囲気と前記スラグとの界面および前記スラグと前記溶銑との界面のレベルをそれぞれ２回判定することを特徴とする上記（６）に記載のレベル測定方法。
（８）前記界面判定工程においては、前記電圧値または前記電気抵抗値が閾値に達したことに基づいて、前記雰囲気と前記スラグとの界面のレベルを判定することを特徴とする上記（６）又は（７）に記載のレベル測定方法。
（９）前記界面判定工程においては、前記電圧値または前記電気抵抗値と前記電圧値または前記電気抵抗値の変化率とに基づいて、前記スラグと前記溶銑との界面のレベルを判定することを特徴とする上記（６）〜（８）のいずれか１つに記載のレベル測定方法。
（１０）前記界面判定工程において判定されたレベルの情報を表示装置に出力する出力工程をさらに有することを特徴とする上記（６）〜（９）のいずれか１つに記載のレベル測定方法。
【００１１】
（１１）上記（６）〜（１０）のいずれか１つに記載のレベル測定方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
（１２）上記（１１）に記載のプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、炉内の雰囲気とスラグとの界面、及びスラグと溶銑との界面のレベルを簡単にかつ精度よく測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態において、直流電気炉内のスラグ厚を測定する測定システムを説明するための図である。
【図２】本発明の実施形態に係る主幹制御装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係る主幹制御装置の機能構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態において、主幹制御装置が行う処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】処理中における電圧値の変化を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態において、直流電気炉内の雰囲気とスラグとの界面及びスラグと溶銑との界面のレベルを測定するレベル測定システムを説明するための図である。
図１において、本実施形態に係るレベル測定システムは、主幹制御装置１００、直流電気炉１１０、直流電源装置１２０および電極把持装置１３０とから構成されている。直流電気炉１１０では、直流電源装置１２０から電流を流すことにより上部電極１４０から下部電極１５０に向けてアークを放出することができ、直流電気炉１１０での操業では、この上部電極１４０及び下部電極１５０が用いられる。上部電極１４０は電極把持装置１３０によって上部電極１４０の把持部で把持されており、主幹制御装置１００からの制御信号に基づいて、電極把持装置１３０は上部電極１４０を上下方向に動かすことができる。
【００１５】
直流電源装置１２０は、さらにアークが発生しない条件で上部電極１４０及び下部電極１５０に電流を流し、直流電気炉１１０での電流値、電圧値、電気抵抗を測定することができる。そして、主幹制御装置１００は、リアルタイムに測定値を直流電源装置１２０から取得する。本実施形態において、主幹制御装置１００は、上部電極１４０と下部電極１５０との間に電圧をかけた状態で上部電極１４０を下降させ、電圧の変化を検知することによって、直流電気炉１１０内の雰囲気とスラグ１１１との界面のレベル、およびスラグ１１１と溶銑１１２との界面のレベルを検知する。スラグ１１１と溶銑１１２との界面のレベルを検知した後は、上部電極１４０を下降から上昇に転じ、上昇中の電圧の変化から再度、スラグ１１１と溶銑１１２との界面のレベルおよび雰囲気とスラグ１１１との界面のレベルを検知し、測定値の再現性を確認する。また、直流電気炉１１０の上部には、マイクロ波レベル計１６０が備えられており、例えば特許文献３に記載の方法によりスラグ厚を測定することもできる。
【００１６】
図２は、本実施形態に係る主幹制御装置１００のハードウェア構成例を示すブロック図である。
主幹制御装置１００は、ＣＰＵ２０１と、ＲＯＭ２０２と、ＲＡＭ２０３と、ＨＤＤ２０４と、表示装置２０５と、入力部２０６と、通信Ｉ／Ｆ２０７とを有している。ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０２に記憶された制御プログラムを読み出して各種処理を実行する。ＲＡＭ２０３は、ＣＰＵ２０１の主メモリ、ワークエリア等の一時記憶領域として用いられる。ＨＤＤ２０４は、各種データや各種プログラム等を記憶する。表示装置２０５は、各種情報を表示する。入力部２０６は、キーボードやマウスを有し、ユーザによる各種操作を受け付ける。なお、主幹制御装置１００は表示装置２０５を必ずしも有している必要はなく、外部装置である表示装置に対して情報を出力する端子のみを備える構成であってもよい。
【００１７】
通信Ｉ／Ｆ２０７は、ネットワークを介して直流電源装置１２０等の外部装置から情報を取得する。本実施形態においては、主幹制御装置１００は直流電源装置１２０および電極把持装置１３０と有線により接続されており、通信Ｉ／Ｆ２０７を介して直流電源装置１２０から電流値、電圧値などの情報を取得することができる。また、主幹制御装置１００は、通信Ｉ／Ｆ２０７を介して電極把持装置１３０を制御し、上部電極１４０を所定の速度で下降又は上昇させることができる。さらに、主幹制御装置１００は、通信Ｉ／Ｆ２０７を介してマイクロ波レベル計１６０から測定結果を取得することもできる。
【００１８】
図３は、本実施形態に係る主幹制御装置１００の機能構成例を示すブロック図である。
図３に示すように、本実施形態に係る主幹制御装置１００は、第１の取得部３０１、第２の取得部３０２、界面判定部３０３、記憶制御部３０４および出力部３０５を備えている。
【００１９】
第１の取得部３０１は、通信Ｉ／Ｆ２０７を介して電極把持装置１３０に対して上部電極１４０の上昇又は下降を指示するとともに、通信Ｉ／Ｆ２０７を介して上部電極１４０の把持部の位置情報をリアルタイムに電極把持装置１３０から取得する。
第２の取得部３０２は、通信Ｉ／Ｆを介して直流電源装置１２０から電流値および電圧値の情報をリアルタイムに取得する。なお、電圧値の代わりに電気抵抗値を取得するようにしてもよい。また、第２の取得部３０２は、上部電極１４０の下端がスラグ面よりも高い位置に上昇した場合に、直流電源装置１２０に対して電源ＯＦＦを指示する。
【００２０】
界面判定部３０３は、リアルタイムの電流値及び電圧値を監視し、所定の条件を満たしたか否か判定することにより、雰囲気とスラグ１１１との界面（スラグ面）、又はスラグ１１１と溶銑１１２との界面（溶銑面）を判定する。そして、界面と判定した時の上部電極１４０の把持部の位置情報を第１の取得部３０１から取得する。また、界面判定部３０３は、必要に応じてマイクロ波レベル計１６０から測定値を取得し、スラグ面のレベルを判定する。
【００２１】
記憶制御部３０４は、界面判定部３０３により界面と判定されたときの上部電極１４０の下端の位置情報を、雰囲気とスラグ１１１との界面のレベル又はスラグ１１１と溶銑１１２との界面のレベルとしてＨＤＤ２０４に記憶する。また、両方のレベルを取得した場合に、そのレベルの差をスラグ厚の情報としてＨＤＤ２０４に記憶する。
出力部３０５は、ＨＤＤ２０４に記憶された界面のレベル及びスラグ厚の情報を表示装置２０５に表示する。
【００２２】
次に、直流電気炉１１０内のスラグ面および溶銑面のレベルを検知する詳細な手順について説明する。まず、上部電極１４０が消耗している可能性があるため、以下の図４の処理を行う前に、処理開始時の上部電極１４０の下端の位置を事前に測定しておく必要がある。つまり、上部電極１４０の把持部から下端までの長さを予め測定しておく必要がある。
【００２３】
そして、準備が完了した段階で本実施形態に係る処理を開始する。本実施形態おいては、まず、電圧を印加した状態で上部電極１４０を下降させ、上部電極１４０と下部電極１５０との間の電圧値を測定する。そして、電圧値の傾向が変化した時点をスラグ面に接触した時または溶銑面に接触した時とみなし、その時の上部電極１４０の下端の位置をスラグ面又は溶銑面とみなす。次に、上部電極の下端が溶銑内にまで下降した段階で上部電極を上昇させ、同様にスラグ面および溶銑面を検知し、処理を終了する。つまり、本実施形態では、スラグ面及び溶銑面のレベルをそれぞれ２回測定する。なお、電圧値の変化を検知することから上部電極１４０の下降又は上昇の速度は小さい程測定精度が向上するが、速度が小さすぎて測定時間が長くなると、上部電極１４０が過熱し、電極廻りのシール損傷や電極消耗の助長を引き起こす。したがって、上部電極１４０の昇降速度は０．３〜１．５ｍ／ｍｉｎとすることが好ましい。
【００２４】
図４は、本実施形態において、主幹制御装置１００が行う処理手順の一例を示すフローチャートである。
まず、ユーザにより入力部２０６から処理の開始が指示されると処理を開始する。そして、Ｓ４０１において、第１の取得部３０１は、電極把持装置１３０を制御して上部電極１４０を下降させる。上部電極１４０の下降速度は、前述した範囲とすることが好ましく、例えば１．０ｍ／ｍｉｎとする。そして、第１の取得部３０１は上部電極１４０の把持部の位置情報を常時取得するようにする。また、このとき直流電源装置１２０により、上部電極１４０と下部電極１５０との間に電圧を設ける。電圧値としては例えば２２０Ｖとし、この値を電圧の上限値とするが、電圧の上限値は過去の経験に基づいて設定するものとする。
【００２５】
次に、Ｓ４０２において、第２の取得部３０２は、直流電源装置１２０から電流値及び電圧値の情報を常時取得し、界面判定部３０３は電圧値が所定の閾値未満となるまで待機する。本実施形態では、所定の閾値は８０Ｖとするが、電圧値の閾値は、事前調査など過去の操業の経験に基づいて算出された値を用いるものとする。
【００２６】
電圧値が８０Ｖ未満となった場合、Ｓ４０３において、界面判定部３０３は、電圧値が８０Ｖ未満となった段階での上部電極１４０の把持部の位置情報を第１の取得部３０１から取得する。そして、記憶制御部３０４は、取得した把持部の位置情報に基づいて上部電極１４０の下端の位置を雰囲気とスラグとの界面（スラグ面）のレベルとしてＨＤＤ２０４に記憶する。
【００２７】
次に、Ｓ４０４において、第２の取得部３０２は、さらに直流電源装置１２０から電流値及び電圧値の情報を常時取得し、界面判定部３０３は電圧値及び電圧変化率が所定の条件を満たしたか否かを判定する。ここでの所定の条件とは、電圧値が２Ｖ未満でかつ電圧変化率の絶対値｜ΔＶ｜が０．１未満となる条件である。上部電極１４０が溶銑１１２内に到達すると、電圧値が変化しにくくなるが、電圧値及び電圧変化率の閾値は、事前調査など過去の操業の経験に基づいて算出された値を用いる。
【００２８】
なお、直流電源装置１２０で電圧変化率も測定している場合は、そのままその情報を直流電源装置１２０から取得する。一方、そうでない場合は主幹制御装置１００の第２の取得部３０２がリアルタイムに取得している電圧値から単位時間（秒）あたりの電圧変化率を算出するようにする。この判定の結果、所定の条件を満たした場合はＳ４０５に進み、所定の条件を満たしていない場合はＳ４０６に進む。
【００２９】
Ｓ４０５においては、界面判定部３０３は、電圧値及び電圧変化率が前記所定の条件となった段階での上部電極１４０の把持部の位置情報を第１の取得部３０１から取得する。そして、記憶制御部３０４は、取得した把持部の位置情報に基づいて上部電極１４０の下端の位置をスラグと溶銑との界面（溶銑面）のレベルとしてＨＤＤ２０４に記憶する。なお、上部電極１４０の下端が溶銑面に到達しても電流値は上限のままであるため、電流値からは溶銑面に到達したか否かを判定できない。
【００３０】
一方、Ｓ４０６においては、第１の取得部３０１は、電極把持装置１３０により上部電極１４０が最下部まで到達したか否かを判定する。なお、最下部とは、上部電極１４０が損傷しないためにも直流電気炉１１０の炉底よりも少し高い位置であることが好ましい。この判定の結果、最下部に到達していない場合はＳ４０４に戻り、最下部に到達した場合はＳ４０７に進む。なお、最下部に到達した場合に、出力部３０５がその旨を表示装置２０５にエラー表示するようにしてもよい。
【００３１】
Ｓ４０７においては、第１の取得部３０１は、電極把持装置１３０を制御して上部電極１４０を上昇させる。上部電極１４０の上昇速度も下降速度と同様に、前述した範囲とすることが好ましく、例えば１．０ｍ／ｍｉｎとする。そして、同様に第１の取得部３０１は上部電極１４０の把持部の位置情報を常時取得するようにする。なお、後述するように上部電極１４０の上昇時に溶銑面のレベルを測定するため、下降時に特定された溶銑面のレベルから所定の深さまで下降した段階で上部電極１４０を上昇に切り替えることが好ましい。
【００３２】
次に、Ｓ４０８において、第２の取得部３０２は、さらに直流電源装置１２０から電流値及び電圧値の情報を常時取得し、界面判定部３０３は電圧値及び電圧変化率が所定の条件を満たすまで待機する。ここでの所定の条件とは、電圧値が１Ｖ超でかつ電圧変化率の絶対値｜ΔＶ｜が０．１以上となる条件である。
【００３３】
電圧値及び電圧変化率が前記所定の条件を満たした場合、Ｓ４０９において、界面判定部３０３は、電圧値及び電圧変化率が前記所定の条件となった段階での上部電極１４０の把持部の位置情報を第１の取得部３０１から取得する。そして、記憶制御部３０４は、取得した把持部の位置情報に基づいて上部電極１４０の下端の位置をスラグと溶銑との界面（溶銑面）のレベルとしてＨＤＤ２０４に記憶する。
【００３４】
次に、Ｓ４１０において、第２の取得部３０２は、直流電源装置１２０から電流値及び電圧値の情報を常時取得し、界面判定部３０３は電圧値が所定の閾値を超えるまで待機する。本実施形態では、所定の閾値は下降時と同様に８０Ｖとする。
電圧値が８０Ｖ超となった場合、Ｓ４１１において、界面判定部３０３は、電圧値が８０Ｖ超となった段階での上部電極１４０の把持部の位置情報を第１の取得部３０１から取得する。そして、記憶制御部３０４は、取得した把持部の位置情報に基づいて上部電極１４０の下端の位置を雰囲気とスラグとの界面（スラグ面）のレベルとしてＨＤＤ２０４に記憶する。
【００３５】
ここで、その後は上部電極１４０が雰囲気内を上昇するのみであるため、Ｓ４１１でスラグ面のレベルを記憶した後、第２の取得部３０２は、直流電源装置１２０に対して電源のＯＦＦを指示するようにしてもよい。一方、第１の取得部３０１は上部電極１４０が上限高さまで上昇するまで、上部電極１４０の把持部の位置情報を継続して取得するが、処理時間を短縮する目的で、上部電極１４０の上昇速度を大きくするように電極把持装置１３０を制御してもよい。
【００３６】
続いて、Ｓ４１２において、第１の取得部３０１は、上部電極１４０が上限高さまで上昇するまで待機する。そして、上部電極１４０が上限高さまで到達したら、処理を終了する。
【００３７】
以上のような手順により、上部電極１４０の下降時及び上昇時の２回で、それぞれスラグ面、溶銑面のレベルを取得することができる。なお、出力部３０５が表示装置２０５にスラグ面及び溶銑面のレベルを表示するタイミングについては、記憶制御部３０４がＨＤＤ２０４に記憶するときに出力部３０５が表示装置２０５にレベルを表示するようにしてもよく、図４の処理が終了した段階で出力部３０５がＨＤＤ２０４からレベルの情報を読み出して表示装置２０５に表示するようにしてもよい。また、界面判定部３０３がマイクロ波レベル計１６０から測定結果を取得している場合は、出力部３０５はその結果も併せて表示装置２０５に表示する。
【００３８】
ユーザは下降時及び上昇時に取得したスラグ面及び溶銑面のレベル、及びマイクロ波レベル計１６０の測定結果を確認し、誤差が大きかった場合は再測定するために、再び図４の処理を指示することができる。また、誤差がほとんどない場合には、原料等の投入量を決定し、その後の通電処理（アークによる溶解）などを行うことができる。
【００３９】
図５は、図４の処理中における電圧値の変化を模式的に示した図である。図５の横軸は時間を表し、縦軸は上部電極１４０の下端の高さ、および電圧値を表している。前述したように上部電極１４０の下降及び上昇の速度は一定であり、下降時に上部電極１４０の下端がスラグと接触すると、電流値が最大値にまで通電し、電圧値が急激に低下する。その後、電圧値は緩やかに下降し、電圧変化率がある程度小さくなった時点を溶銑面と接触した時点とする。そして、上部電極１４０が上昇する際も同様の傾向となり、上部電極１４０の下端がスラグ面から離れると、電圧値が急激に上昇する。
【００４０】
次に、上述した手順に従って実際に測定した結果を示す。表１には、異なる種類のロットにて直流電気炉に装入された溶銑及びスラグの高さの測定結果を示している。なお、表１中のスラグ高さ及び溶銑高さは、それぞれ上部電極の真下における直流電気炉の炉底からの高さ（レベル）を表している。また、スラグ厚はスラグ面のレベルと溶銑面のレベルとの差分から求めることができる。
【００４１】
【表１】
2019078553.tif 000003
【００４２】
以上のように本実施形態によれば、電気炉内のスラグ厚を正確に測定することができることから、電気炉内に残留しているスラグ量を推定でき、それによって次の処理における副原料の投入量を計算することができる。また、雰囲気とスラグとの界面およびスラグと溶銑との界面のレベルを正確に測定できるようになったことから、スラグ排出孔から排出されるスラグ量を推定したり、溶銑の排出の要否を判断したりするなど、操業に必要な情報が容易に得られる。
【００４３】
なお、本実施形態では、界面のレベルを電圧値及び電圧変化率に基づいて判定したが、電気抵抗値及び電気抵抗変化率に基づいて判定してもよい。前述したように上部電極１４０がスラグと接触した段階で電流値が最大値で一定となることから、電圧ではなく電気抵抗で判定することができる。
【００４４】
また、本実施形態では、第１の取得部３０１が上部電極１４０の下降又は上昇を指示したが、電極把持装置１３０側で制御を行ってもよい。この場合、図４の処理を開始して、直流電源装置１２０から電流値及び電圧値の情報をリアルタイムに取得していることを確認した後、作業者が電極把持装置１３０を直接操作して、所定の速度で上部電極１４０を下降させるようにしてもよい。また、図４のＳ４０５の処理で溶銑面のレベルがＨＤＤ２０４に記憶され、さらに出力部３０５によりその結果が表示装置２０５に表示されたことを確認した後、作業者が電極把持装置１３０を直接操作して、上部電極１４０を上昇に切り替えるようにしてもよい。また、Ｓ４０６で上部電極１４０が最下部に到達したと判定され、表示装置２０５にエラー表示されたことを確認し、作業者が電極把持装置１３０を直接操作して、上部電極１４０を上昇に切り替えるようにしてもよい。
【００４５】
（その他の実施形態）
なお、以上述べた実施形態の主幹制御装置１００は、具体的にはコンピュータシステム或いは装置により構成されるものである。したがって、前述した機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体をシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
【００４６】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、プログラムコード自体及びそのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。
【符号の説明】
【００４７】
１００  主幹制御装置
１１０  直流電気炉
１２０  直流電源装置
１３０  電極把持装置
１４０  上部電極
１５０  下部電極
３０１  第１の取得部
３０２  第２の取得部
３０３  界面判定部
３０４  記憶制御部
３０５  出力部
【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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