(57)【要約】【課題】ランス先端からの入射光のレベルが外乱要因により大きく変動したとしても、転炉や鍋等の容器内に収容された溶銑の成分の変化をオンラインで精度よく検出する。【解決手段】上吹吹錬法において、  ランスの下端の送酸孔下方に発生する火点が発する放射光の放射光輝度をランスを介して計測し、この放射光輝度の時間変化から溶銑の成分の変化を検出するようにしている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上吹吹錬法において、
送酸を行うランスの下端の送酸孔下方に発生する火点が発する放射光の放射光輝度を前記ランスを介して計測し、
この放射光輝度の時間変化から溶銑の成分の変化を検出する
ことを特徴とする火点放射計測方法。
【請求項２】
上吹吹錬法において、
送酸を行うランスの下端の送酸孔下方に発生する火点が発する放射光の複数波長における各分光放射光輝度を前記ランスを介して計測し、
この複数波長における各分光放射光輝度の時間変化から溶銑の成分の変化を検出する
ことを特徴とする火点放射計測方法。
【請求項３】
上吹吹錬法において、
送酸を行うランスの下端の送酸孔下方に発生する火点が発する放射光の複数波長における各分光放射光輝度を前記ランスを介して計測し、
この複数波長間における分光放射光輝度の比率を算出し、
この複数波長間における分光放射光輝度の比率の時間変化から溶銑の成分の変化を検出する
ことを特徴とする火点放射計測方法。
【請求項４】
前記火点が発する放射光の複数波長における各分光放射光輝度を、線形波長分布フィルタとライン受光センサにより構成される分光計測センサを用いて計測することを特徴とする請求項２又は３記載の火点放射計測方法。
【請求項５】
前記ランスの上端部に前記ランスの下端の送酸孔を直接目視可能な開口を設け、この開口の対向位置に前記分光計測センサを配置し、この分光計測センサで前記火点が発する放射光の複数波長における各分光放射光輝度を計測することを特徴とする請求項４記載の火点放射計測方法。
【請求項６】
少なくとも溶銑を収容した容器の上方から送酸を行うランスの上端開口部に設置され、前記ランスの下端の送酸孔下方に発生する火点が発する放射光の放射光輝度を計測する受光手段と、
この受光手段から出力された放射光輝度を入力し、この放射光輝度の時間変化に基づいて、溶銑の成分の変化を検出する信号処理手段と
を備えたことを特徴とする火点放射計測装置。
【請求項７】
少なくとも溶銑を収容した容器の上方から送酸を行うランスの上端開口部に設置され、前記ランスの下端の送酸孔下方に発生する火点が発する放射光の複数波長における各分光放射光輝度を計測する分光受光手段と、
この分光受光手段から出力された各分光放射光輝度を入力し、この各分光放射光輝度の時間変化に基づいて、溶銑の成分の変化を検出する信号処理手段と
を備えたことを特徴とする火点放射計測装置。
【請求項８】
前記分光受光手段は、線形波長分布フィルタとライン受光センサとを備えた分光計測センサであることを特徴とする請求項７記載の火点放射計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製鉄工場における転炉や鍋に収容されている溶銑に対してランスを介して酸素を吹き付けることによって、この溶銑の成分（組成）を目標成分（組成）に調整する上吹吹錬プロセス（工程）に係わり、特に、ランスの下端の送酸孔下方に発生する火点が発する放射光を測定する火点放射計測方法、及び火点放射計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
転炉は、高炉から供給される銑鉄（溶銑）と別途準備されるスクラップ等を主原料とし、これに、石灰等の副原料を加えたのち、上方からランスを介して酸素を吹き付け、溶銑内部に含まれる珪素Ｓiや炭素Ｃ等の鉄以外の物質を酸化によって除去し、目標成分（組成）と温度とを有した鋼を精錬して出鋼して、次の鋳造工程へ供給する機能を有している。また、鍋は、転炉に供給される溶銑に対する予備処理を実施している。
【０００３】
このような機能を有した転炉や鍋の実際の運転（操業）において、この転炉や鍋に収容された溶銑に対する吹錬プロセス（工程）期間中において、溶銑に対する断続的なサンプリング実施による溶銑成分、温度の計測を行うことは可能である。
【０００４】
しかし、実際に酸素を吹き付ける吹錬中における溶銑成分の連続的なモニタは困難なため、吹錬開始前の溶銑の成分、温度、溶銑量等と、ランスからの送酸量、ランス位置、送酸時間等から吹錬中の溶銑成分を計算、推定し、運転終了時の溶銑成分が所定の目標成分になるように運転の制御を行い、所定の目標成分に到達したと判断された時点で吹錬を終了している。
【０００５】
このため、吹錬終了時の推定溶銑成分に対して、実際の溶銑成分にはバラツキが発生し、必ずしも想定した目標成分にならず、追加吹錬の実施や成分調整、或いは次工程での処理負荷の増加が発生し、運転時間の増加、運転費用の増加を招いている。
【０００６】
これに対して、吹錬実施中の溶銑成分等をオンラインで連続的に計測し運転を適切に制御する試みが提案されている。
【０００７】
転炉や鍋等の容器内の溶銑の成分を直接オンラインで計測する方法として、特許文献１において、レーザビーム等を容器内の溶銑（溶融金属）に照射して、それに伴う発光の分光分析を行うことにより溶銑成分を計測する手法が提唱されている。
【０００８】
また、特許文献２において、レーザ光を用いず、送酸ランスの下方（前方）に生成される火点からの発光（放射光）を分光分析して、この分析結果に基づいて溶銑成分を推定する法が提案されている。
【０００９】
さらに、ランスや炉体（炉底等）ノズル等を介して、溶銑自体からの放射光を計測して、溶銑温度をオンラインで計測する方法も、特許文献３に提案されている。
【特許文献１】特開昭５８―１０２１３７号公報
【特許文献２】特開昭６２−６７４３０号公報
【特許文献３】特開昭６２−２２６０２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら上述した各オンラインで転炉や鍋等の容器内に収容された溶銑の成分を、直接的又は間接的に測定する各手法においてもまだ改良すべき次のような課題があった。
【００１１】
すなわち、特許文献２に記載された火点放射光の分光分析手法においては、ランス内に光ファイバを装入し、ランス先端から入射するランスの下方（前方）に生成される火点からの発光を検出して、炉外の分光分析装置等に伝播し、検出光の分光分析を行う。
【００１２】
しかし、ランス先端からの入射光のレベルは、例えばランス先端の送酸孔部へのスラグ、メタルの付着やヒューム（煙）の発生等の外乱要因により大きく変動し、この火点放射光に対する安定した計測、分析を行うのは困難である。また、溶銑の正確な成分分析を実施する為には溶銑の正確な温度等の情報も必要であり、入射光のレベル変動が大きいと、この点からも運転（操業）中に連続して正確な成分分析を行うのは困難である。
【００１３】
さらに、特許文献２に記載された火点放射光の分光分析手法においては、ランス内への光ファイバの装入、敷設が必要であるため、ランスの構造が複雑となり、ランスの施設内への組込みが複雑化し、保守管理が煩雑になる懸念がある。
【００１４】
さらに、特許文献３に記載されたランスや炉体ノズル等を介して溶銑からの放射光を計測し、温度を計測（算出）する方法や、特許文献１に記載されたレーザビーム等を容器内の溶銑に照射する方法に関しても、同様の問題点や、溶銑の実効放射率の変動により温度が変動する為、溶銑の正確な温度を計測することは困難であるという問題がある。
【００１５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、たとえ、ランス先端からの入射光のレベルが外乱要因により大きく変動したとしても、転炉や鍋等の容器内に収容された溶銑の成分の変化をオンラインで精度よく検出でき、脱珪、脱炭反応等の吹錬プロセスの進行状態を推定すること、脱珪、脱炭反応の開始、終了や、反応速度の変化等の特定条件への到達、通過等を精度よく検出することができる火点放射計測方法及び火点放射計測装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解消するために本発明の火点放射計測方法は、上吹吹錬法において、送酸を行うランスの下端の送酸孔下方に発生する火点が発する放射光の放射光輝度をランスを介して計測し、この放射光輝度の時間変化から溶銑の成分の変化を検出する。
【００１７】
先ず、このように構成された火点放射計測方法において、ランスの下端の送酸孔下方に発生する火点が発する放射光の放射光輝度を計測し、この放射光輝度の時間変化から溶銑の成分の変化を検出できる動作原理を説明する。
【００１８】
火点の放射光は、ランスから供給される酸素により発生する脱珪、脱炭反応等の燃焼、発熱に伴い放射され、その放射光輝度は、火点での脱珪、脱炭の反応状態により変化する。
【００１９】
火点からの放射光輝度は溶銑、溶鋼の状態（温度、重量等）やランスからの送酸条件等によっても変化するが、放射光輝度の時間的な変化、すなわち、放射光輝度の時間推移パターンの変化（吹錬開始時における放射光輝度一定の状態から吹錬中途時における輝度が減少又は増加する状態への変化、吹錬終了時における減少又は増加状態から放射光輝度一定状態への変化等）は、主に火点における反応効率により定まると考えられる。
【００２０】
したがって、火点が発す放射光の放射光輝度を計測し、その時間的な相対変化を検出することにより、吹錬プロセスの進行状態を推定すること、あるいは、吹錬プロセスの特定条件への到達或いは通過（脱珪、脱炭反応等の開始、終了や、反応速度の変化等）を検出する事が可能となる。
【００２１】
例えば、溶銑の脱炭処理においては、送酸ランスより酸素を溶銑に吹き付けることにより溶銑中の炭素と供給した酸素を反応させ、ＣＯ、ＣＯ2を生成し、溶銑の脱炭を行う。この時、溶銑中の炭素濃度が高い場合にはランスを介した送酸量が一定であれば、脱炭反応量はほぼ一定であり、一定の割合で溶銑中の炭素濃度が減少すると考えられるが、溶銑中の炭素濃度が減少すると、一定の送酸を行った場合でも反応効率が低下し、脱炭反応量が減少すると考えられる。
【００２２】
この時、吹錬の進行に伴い、溶銑中の炭素濃度が変化し、脱炭反応量が変化すると、脱炭反応に伴い発生する熱量も変化することになり、火点の放射輝度が変化すると考えられ、火点放射輝度の相対変化を観察することにより、脱炭反応の進行状況を推定することが可能と考えられる。
【００２３】
このように、この発明においては、火点の放射光輝度の各時点における分光分析結果ではなくて、火点の放射光輝度の相対的な時間変化から溶銑の成分の変化を検出するようにしているので、たとえ、ランス先端からの入射光のレベルが外乱要因により大きく変動したとしても、転炉や鍋等の容器内に収容された溶銑の成分の変化をオンラインで精度よく検出できる。
【００２４】
また、別の発明の火点放射計測方法は、上述した上吹吹錬法において、ランスの下端の送酸孔下方に発生する火点が発する放射光の複数波長における各分光放射光輝度をランスを介して計測し、この複数波長における各分光放射光輝度の相対的な時間変化から溶銑の成分の変化を検出するようにしている。
【００２５】
このように構成された火点放射計測方法においては、火点における脱珪反応や脱炭反応等の反応の種類に応じて、火点放射輝度の前述した時間変化の顕著な複数の波長の分光放射光輝度における時間変化を選択的に観察することにより、分光する前の放射光輝度の時間変化を観察する場合に比較して、溶銑の変化をより適切に、安定して検出することが可能となる。
【００２６】
また、別の発明の火点放射計測方法は、上述した上吹吹錬法において、ランスの下端の送酸孔下方に発生する火点が発する放射光の複数波長における各分光放射光輝度をランスを介して計測し、この複数波長間における分光放射光輝度の比率を算出し、この複数波長間における分光放射光輝度の比率の時間変化から溶銑の成分の変化を検出するようにしている。
【００２７】
このように構成された火点放射計測方法においては、火点が発する放射光の複数波長における各分光放射光輝度の時間変化が各波長毎に異なることを利用して、時間変化が大きく異なる波長間の分光放射光輝度の比率を算出し、分光放射光輝度の比率の時間変化から溶銑の成分の変化を検出することによって、ランス先端からの入射光のレベルが外乱要因により大きく変動したとしても、この外乱要因による光量変動等の影響を抑制し、火点からの放射光自体の変動のみを検出し、溶銑の成分の変化を安定して計測することが可能となる。
【００２８】
また、別の発明は、上述した発明の火点放射計測方法において、火点が発する放射光の複数波長における各分光放射光輝度を、線形波長分布フィルタ（ＬＶＦ：Linear Variable Filter）とライン受光センサにより構成される分光計測センサを用いて計測するようにしている。
【００２９】
さらに別の発明は、上述した発明の火点放射計測方法において、ランスの上端部にランスの下端の送酸孔を直接目視可能な開口を設け、この開口の対向位置に分光計測センサを配置し、この分光計測センサで火点が発する放射光の複数波長における各分光放射光輝度を計測するようにしている。
【００３０】
このように線形波長分布フィルタとライン受光センサにより構成される分光計測センサを、ランスの上端部に形成された送酸孔を直接目視可能な開口対向位置に配置することによって、ランスの構造が簡素化され、ランス及び計測機器の施設内への組込みが簡素化し、保守管理作業が簡単になる。
【００３１】
さらに別の発明の火点放射計測装置は、少なくとも溶銑を収納した容器の上方から送酸を行うランスの上端開口部に設置され、ランスの下端の送酸孔下方に発生する火点が発する放射光の放射光輝度を計測する受光手段と、この受光手段から出力された放射光輝度を入力し、この放射光輝度の時間変化に基づいて、溶銑の成分の変化を検出する信号処理手段とを備えている。
【００３２】
さらに別の発明の火点放射計測装置は、少なくとも溶銑を収納した容器の上方から送酸を行うランスの上端開口部に設置され、ランスの下端の送酸孔下方に発生する火点が発する放射光の複数波長における各分光放射光輝度を計測する分光受光手段と、この分光受光手段から出力された各分光放射光輝度を入力し、この各分光放射光輝度の時間変化に基づいて、溶銑の成分の変化を検出する信号処理手段とを備えている。
【００３３】
さらに別の発明は、上述した発明の火点放射計測装置において、分光受光手段は、線形波長分布フィルタとライン受光センサとを備えた分光計測センサである。
【００３４】
このように構成された各発明の火点放射計測装置においても、上述した発明の各火点放射計測方法とほぼ同じ作用効果を奏することができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の火点放射計測方法及び火点放射計測装置においては、ランスの下端の送酸孔下方に発生する火点が発する放射光の放射光輝度又は複数波長における各分光放射光輝度をランスを介して計測し、この放射光輝度又は複数波長における各分光放射光輝度の相対的な時間変化から溶銑の成分の変化を検出するようにしている。
【００３６】
したがって、たとえ、ランス先端からの入射光のレベルが外乱要因により大きく変動したとしても、転炉や鍋等の容器内に収容された溶銑の成分の変化をオンラインで精度よく検出でき、脱珪、脱炭反応等の吹錬プロセスの進行状態を推定すること、脱珪、脱炭反応の開始、終了や、反応速度の変化等の特定条件への到達、通過等を精度よく検出することができる。よって、追加吹錬の実施や成分調整、或いは次工程での処理負荷の増加を防止し、運転時間の増加、運転費用の増加を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の各実施形態を図面を用いて説明する。
【００３８】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係わる火点放射計測方法及び火点放射計装置が適用される吹錬プロセスを用いる転炉の模式図である。
【００３９】
容器としての転炉の上端開口を有する炉体１内に溶銑２が収納されている。この炉体１の上方にランス３が設けられている。このランス３は酸素８が通流する内側管とこの内側管を囲む冷却水１０が通流する外側管との二重構造になっており、このランス３の下端の送酸孔４の下方に火点５が形成される。このランス３の上端には分岐管６が取付けられており、この分岐管６の一方に酸素８を供給する酸素ホース７が接続されている。また、このランス３の上端近傍に外側管に冷却水１０を通流させるための一対の冷却水ホース９，１１が接続されている。
【００４０】
分岐管６の他方に計測ケース１３が取付けられており、この計測ケース１３の底壁に、ランス３の下端の送酸孔４を直接目視可能な開口１２が形成されている。計測ケース１３の開口１２の対向位置に受光器１４が取付けられている。受光器１４は、ランス３の下端の送酸孔４の下方の火点５が発する放射光の放射光輝度Ｓをランス３を介して計測して、この放射光輝度Ｓを通信ケーブル１５を介して、コンピュータ等の情報処理装置からなる信号処理装置１６へ送出する。
【００４１】
なお、計測ケース１３の開口１２には、受光器１４を外部の悪環境から保護するための保護ガラスが組込まれている。この保護ガラスは、必要に応じてエアーパージされる。
【００４２】
このような構成の転炉において、炉体１に収納された溶銑２に含まれる珪素Ｓiをランス３から供給される酸素８で酸化して取除く場合（脱珪処理）を想定する。この場合、ランス３から酸素８の供給時間ｔと、珪素Ｓiの成分比（濃度）、火点５が発する放射光の放射光輝度Ｓとの関係は、概略、図３（ａ）に示すように変化する。
【００４３】
すなわち、吹錬開始前にはランスの前方（下方）には、火点は生成されないが、ランス前方に高温の溶銑が存在する事から受光器では溶銑からの放射光が観測される。
【００４４】
吹錬（送酸）を開始すると、ランスより溶銑に吹き付けられる酸素により、火点が生成され、火点部分での脱珪反応により溶銑中の珪素成分比が減少していく。この時、受光器では火点の生成と同時に、火点からの放射光が検出され、吹錬の進行（珪素成分の減少）に伴い、放射光輝度の増加が観測される。
【００４５】
吹錬が進行し脱珪反応が進行すると、放射光輝度はさらに上昇していくが、吹錬開始後のある時点で、放射光輝度はほぼ一定値を示すようになる。この時、溶銑中の珪素成分比は、微小値になっており、脱珪反応はほぼ終了したと判断される。
【００４６】
そして、信号処理装置１６は、吹錬開始時刻から火点が発する放射光の放射光輝度の時間変化を監視して、脱珪反応の終了を検出する。
【００４７】
図２は信号処理装置１６の上述した検出動作を示す流れ図である。  
図示しない酸素供給源に対して、吹錬開始を指示して、ランス３を介して、炉体１内に収容された溶銑２に対する酸素８の吹き付けを開始する（ステップＳ１）。その結果、ランス３の下端の送酸孔４の下方に火点５が発生する。例えば、１秒等の単位時間（サンプリング時間）Δｔ経過後に（Ｓ２）、受光器１４から入力された放射光輝度Ｓを読取る（Ｓ３）。次に、今回読取った放射光輝度Ｓと前回、前々回読取った放射光輝度Ｓとの移動平均を算出して、この移動平均を新たに今回の放射光輝度Ｓとする（Ｓ４）。このように移動平均を採用することによって、放射光輝度Ｓに含まれる雑音成分を低減できる。
【００４８】
そして、今回の放射光輝度Ｓと移動平均された前回の放射光輝度Ｓとの差ΔＳを算出する（Ｓ５）。この差ΔＳが予め定められた規定値Ｓａ未満の場合は（Ｓ６）、この差ΔＳが予め定められた規定値Ｓｂ（但しＳａ＞Ｓｂ）を超える場合（Ｓ７）や、この差ΔＳが規定値Ｓｂ以下の場合（Ｓ７）で、かつ変化フラグが０のままであった場合（Ｓ８）には、Ｓ２へ戻り、単位時間（サンプリング時間）Δｔ経過後に、受光器１４から供給された次の放射光輝度Ｓを読取る（Ｓ３）。
【００４９】
今回の放射光輝度Ｓと移動平均された前回（或いは任意の回数前）の放射光輝度Ｓとの差ΔＳが予め定められた規定値Ｓａ以上の場合は（Ｓ６）、火点が生成され、脱珪反応が開始したと判断し、反応開始信号を出力し（Ｓ９）、変化フラグを1に設定して（Ｓ１０）、Ｓ２へ戻る。
【００５０】
差ΔＳが規定値Ｓｂ以下の場合（Ｓ７）で、かつ変化フラグが１に設定された状態の場合（Ｓ８）、珪素Ｓiの成分比が目的成分比に到達したと判断して、脱珪反応終了信号を出力し（Ｓ１１）、変化フラグを０に解除する（Ｓ１２）。そして、図示しない酸素供給源に対して吹錬終了を指示して、炉体１内に収容された溶銑２に対する酸素８の吹き付けを終了させる（Ｓ１３）。
【００５１】
このように構成された第１実施形態の火点放射計測方法においては、火点５の放射光輝度Ｓの時間変化から溶銑２の脱珪反応が終了した時点を検出するようにしているので、たとえ、ランス３の先端からの入射光のレベルが外乱要因により大きく変動したとしても、転炉や鍋等の容器内に収容された溶銑２の成分の変化をオンラインで精度よく検出できる。
【００５２】
なお、上述した第1実施形態の火点放射計測方法において示した脱珪反応における、火点放射輝度の時間変化特性は、送酸条件や溶銑中の他成分(炭素等)の成分比率により変化する事から、これらの条件に対する火点放射輝度の時間変化特性の差異をあらかじめ把握し、信号処理装置における時間変化特性の判断基準を適切に調整する必要がある。
【００５３】
また、ここでは、脱珪反応を対象に、火点放射輝度の変化により脱珪反応の終了を検出するものとしたが、脱炭反応を対象とする事も可能である。この場合、脱炭反応における火点放射輝度の時間変化特性及び炭素成分比の時間変化特性を把握する必要がある。
【００５４】
（第２実施形態）
図４は本発明の第２実施形態に係わる火点放射計測方法及び火点放射計測装置が適用される吹錬プロセスを用いた転炉の模式図である。図１に示す第１実施形態の火点放射計測方法及び火点放射計測装置が適用される転炉の模式図と同一部分には同一符号を付して重複する部分の詳細説明を省略する。
【００５５】
この第２実施形態の火点放射計測方法が適用される転炉において、溶銑２が収納されている炉体１の上方にランス３が設けられている。このランス３の下端の送酸孔４の下方に火点５が形成される。このランス３の上端に分岐管６が取付けられており、この分岐管６の一方に酸素８を供給する酸素ホース７が接続されている。
【００５６】
分岐管６の他方に計測ケース１３が取付けられており、この計測ケース１３の底壁に、ランス３の下端の送酸孔４を直接目視可能な開口１２が形成されている。計測ケース１３内の開口１２に対向する位置に、光拡散板１８を介して分光計測センサ１７が収納されている。開口１２には、分光計測センサ１７を外部の悪環境から保護するための保護ガラスが組込まれている。この保護ガラスは、必要に応じてエアーパージされる。
【００５７】
光拡散板１８は、ランス３の下端の送酸孔４の下方の火点５が発する放射光を、放射光分光計測センサ１７の受光面に均一に入射させる機能を有する。しかし、この光拡散板１８を用いず、直接、放射光を分光計測センサ１７の受光面に入射させることも可能である。さらに、レンズ等により構成される光学系を用いて放射光を集光して分光計測センサ１７ヘの入射光量を増加することも可能である。
【００５８】
この分光計測センサ１７は、図５（ａ）に示すように、線形波長分布フィルタ１９（ＬＶＦ：Linear Variable Filter）と、ＳＳＧＣ（Stainless Steel Grating Collimator）２０と、ライン受光センサ２１により構成されている。
【００５９】
線形波長分布フィルタ１９は、透過波長特性が１次元方向に分布している板形状プリズムであり、図５（ａ）の下方から均一な光を入射すると、線形波長分布フィルタ１９の図５（ａ）におけける横方向に分布する各透過位置に応じた各波長の光が図中上方へ出力する。線形波長分布フィルタ１９の各透過位置から出力された各波長の光は、この線形波長分布フィルタ１９の上方に配設されたライン受光センサ２１を構成する各受光素子に入射される。このライン受光センサ２１の各受光素子は、指定された波長の光の強度を電気信号に変換して出力する。
【００６０】
なお、ＳＳＧＣ２０は、波長間の干渉等の影響を低減するため、線形波長分布フィルタ１９とライン受光センサ２１との間に挿入されている。
【００６１】
したがって、このように構成された分光計測センサ１７は、ランス３の下端の送酸孔４の下方の火点５が発する放射光の、図５（ｂ）に示すような、各波長における各分光放射光輝度Ｐを計測して、通信ケーブル１５を介して、コンピュータ等の情報処理装置からなる信号処理装置２２へ送出する。
【００６２】
分光計測センサ１７の特性は、線形波長分布フィルタ１９の特性、及びライン受光センサ２１の特性により決まり、この実施形態の分光計測センサ１７では６００ｎｍ―１１００ｎｍの波長域の分光計測が可能である。なお、他の特性の線形波長分布フィルタ１９及びライン受光センサ２１を使用し、計測波長域を変更することも可能である。
【００６３】
図７は、分光計測センサ１７にて計測した火点５からの放射光の分光特性（波長特性）を吹錬の開始時刻からの時間ｔをパラメータとして示したものである。
【００６４】
また、図８は、分光計測センサ１７にて計測した火点５からの放射光の特定波長（１０２０ｎｍ）における分光放射光輝度Ｐを、吹錬の開始時刻からの時間ｔを横軸にして示したものである。なお、図中、「ＫＳ−１」「ＫＳ−２」は吹錬条件の相違を示す。
【００６５】
さらに、図９は、分光計測センサ１７にて計測した火点５からの放射光の特定波長間（１０２０ｎｍと７２０ｎｍ、９２０ｎｍと７２０ｎｍ、６５０ｎｍと７２０ｎｍ）における分光放射光輝度比Ｒを、吹錬の開始時刻からの時間ｔを横軸にして示したものである。
【００６６】
なお、図８、図９には、吹錬の開始時刻からの各時間ｔにおいて、炉体１内の溶銑２のサンプリングを実施して、溶銑２内の珪素Ｓi、炭素Ｃの実際の成分比の測定結果も同時に記載されている。
【００６７】
図３（ｂ）に、互いに顕著な時間特性を有する一対の特定波長λ1、λ2の分光放射光輝度Ｐ1、Ｐ2の時間変化と、この特定波長λ1、λ2間の分光放射光輝度比Ｒ（＝Ｐ1／Ｐ2）の時間変化と、珪素Ｓiの実際の成分比の時間変化の模式図を示す。
【００６８】
すなわち、吹錬開始前にはランスの前方（下方）には、火点は生成されないが、ランス前方に高温の溶銑が存在する事から受光器では溶銑からの放射光が観測される。
【００６９】
吹錬（送酸）を開始すると、ランスより溶銑に吹き付けられる酸素により、火点が生成され、火点部分での脱珪反応により溶銑中の珪素成分比が減少していく。この時、受光器では火点の生成と同時に、火点からの放射光が検出され、吹錬の進行（珪素成分の減少）に伴い、分光放射光輝度比Ｒの増加が観測される。
【００７０】
吹錬が進行し脱珪反応が進行すると、分光放射光輝度比Ｒはさらに上昇していくが、吹錬開始後のある時点で、分光放射光輝度比Ｒはほぼ一定値を示すようになる。この時、溶銑中の珪素成分比は、微小値になっており、脱珪反応はほぼ終了したと判断される。
【００７１】
そして、信号処理装置２２は、吹錬開始時刻から火点が発する放射光の分光放射光輝度比Ｒの時間変化を監視して、脱珪反応の終了を検出する。
【００７２】
図６は信号処理部２２の上述した検出動作を示す流れ図である。  
図示しない酸素供給源に対して、吹錬開始を指示して、ランス３を介して、炉体１内に収容された溶銑２に対する酸素８の吹き付けを開始する（ステップＱ１）。その結果、ランス３の下端の送酸孔４の下方に火点５が発生する。例えば、１秒等の単位時間（サンプリング時間）Δｔ経過後に（Ｑ２）、分光計測センサ１７から入力された各波長の分光放射光輝度Ｐのうち、予め定められた特定波長λ1、λ2の分光放射光輝度Ｐ1、Ｐ2を読取る（Ｑ３）。次に、この特定波長間の分光放射光輝度比Ｒ（＝Ｐ1／Ｐ2）を計算する（Ｑ４）。今回算出した放射光輝度比Ｒと前回、前々回算出した放射光輝度比Ｒとの移動平均を算出して、この移動平均を新たに今回の放射光輝度比Ｒとする（Ｑ５）。
【００７３】
そして、今回の放射光輝度比Ｒと移動平均された前回の放射光輝度比Ｒとの差ΔＲを算出する（Ｑ６）。この差ΔＲが予め定められた規定値Ｒａ未満の場合は（Ｑ７）、この差ΔＲが予め定められた規定値Ｒｂ（但しＲａ＞Ｒｂ）を超える場合（Ｑ８）や、この差ΔＲが規定値Ｒｂ以下の場合（Ｑ８）で、かつ変化フラグが０のままであった場合（Ｑ９）には、Ｑ２へ戻り、単位時間（サンプリング時間）Δｔ経過後に、分光計測センサ１７から入力された各波長の分光放射光輝度Ｐのうち、予め定められた特定波長λ1、λ2の分光放射光輝度Ｐ1、Ｐ2を読取る（Ｑ３）。
【００７４】
今回の放射光輝度比Ｒと移動平均された前回（或いは任意の回数前）の放射光輝度比Ｒとの差ΔＲが予め定められた規定値Ｒａ以上の場合は（Ｑ７）、火点が生成され、脱珪反応が開始したと判断し、反応開始信号を出力し（Ｑ１０）、変化フラグを1に設定して（Ｑ１１）、Ｑ２へ戻る。
【００７５】
差ΔＲが規定値Ｒｂ以下の場合（Ｑ８）で、かつ変化フラグが１に設定された状態の場合（Ｑ９）、珪素Ｓiの成分比が目的成分比に到達したと判断して、脱珪反応終了信号を出力し（Ｓ１２）、変化フラグを０に解除する（Ｓ１３）。そして、図示しない酸素供給源に対して吹錬終了を指示して、炉体１内に収容された溶銑２に対する酸素８の吹き付けを終了させる（Ｓ１４）。
【００７６】
このように構成された第２実施形態の火点放射計測方法においては、時間変化が大きく異なる波長λ1、λ2間の分光放射光輝度Ｐ1、Ｐ2の放射光輝度比Ｒ（＝Ｐ1／Ｐ2）を算出し、この放射光輝度比Ｒの吹錬開始時刻からの時間ｔ変化から溶銑２の脱珪反応が終了したことを検出している。
【００７７】
したがって、たとえ、ランス３先端からの入射光のレベルが外乱要因により大きく変動したとしても、この外乱要因による光量変動等の影響を抑制し、火点５からの放射光自体の変動のみを検出し、溶銑２の成分の変化をより安定して計測することが可能となる。
【００７８】
なお、上述した第２実施形態の火点放射計測方法においては、溶銑２の監視対象の成分を珪素Ｓiとしたが、溶銑２の監視対象の成分を炭素Ｃとすることも可能である。この場合、図３（ｂ）の放射光輝度比Ｒの時間変化特性、及び成分比の時間変化特性を、それぞれ、炭素Ｃに対応する時間変化特性に変更する必要がある。
【００７９】
なお、本発明は上述した第２実施形態に限定されるものではない。  
信号処理装置２２は、分光計測センサ１７から入力された各波長の分光放射光輝度Ｐのうち、予め定められた特定波長λ1、λ2の分光放射光輝度Ｐ1、Ｐ2を読取り、この２つの分光放射光輝度Ｐ1、Ｐ2における吹錬開始時刻からのそれぞれの時間変化特性から溶銑２の珪素Ｓiや炭素Ｃの成分比（濃度）の変化、及び目標成分比に達したことを検出することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の第１実施形態に係わる火点放射計測方法及び火点放射計測装置が適用される吹錬プロセスを用いた転炉の模式図
【図２】同実施形態の火点放射計測方法の動作を示す流れ図
【図３】火点放射計測方法の動作原理を説明するための図
【図４】本発明の第２実施形態に係わる火点放射計測方法及び火点放射計測装置が適用される吹錬プロセスを用いた転炉の模式図
【図５】同実施形態の火点放射計測方法で採用される分光計測センサの概略構成及び測定例を示す図
【図６】同実施形態の火点放射計測方法の動作を示す流れ図
【図７】同実施形態の火点放射計測方法で測定される放射光の分光特性（波長特性）を示す図
【図８】同実施形態の火点放射計測方法で測定される放射光の分光特性（時間特性）を示す図
【図９】同じく同実施形態の火点放射計測方法で測定される放射光の分光特性（時間特性）を示す図
【符号の説明】
【００８１】
１…炉体、２…溶銑、３…ランス、４…送酸孔、５…火点、６…分岐管、８…酸素、１２…開口、１３…計測ケース、１４…受光器、１５…通信ケーブル、１６，２２…信号処理装置、１７…分光計測センサ、１８…光拡散板、１９…線形波長分布フィルタ、２０…ＳＳＧＣ、２１…ライン受光センサ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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