(57)【要約】【課題】浸漬ランスの使用率を向上させ、オペレータの負担を軽減させるとともに、操業コストを低減させることができる浸漬ランス吹込み状態判定装置を提供する。【解決手段】精錬剤１Ａ〜１Ｄや不活性ガス３１を溶湯５１中に吹込む予備処理工程で、溶湯５１中に精錬剤１Ａ〜１Ｄや不活性ガス３１を吹込むための浸漬ランス４３の状態を判定する浸漬ランス吹込み状態判定装置であって、溶湯５１中に精錬剤１Ａ〜１Ｄや不活性ガス３１が吹き込まれて発生する「スプラッシュや炎」５１ａを撮像する撮像装置７１と、その撮像装置７１によって得られた画像データを数値化する画像処理部７２と、その画像処理部７２で演算した演算値に基づいて浸漬ランス４３からの吹込み状態を判定する吹込み状態判定部７３と、を備えた。【選択図】図２
2005133116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶湯中に精錬剤や不活性ガスを吹込むための浸漬ランスの状態を判定する浸漬ランス吹込み状態判定装置であって、
前記精錬剤および前記不活性ガスの少なくとも一方が前記溶湯中に吹き込まれて発生するスプラッシュや炎を撮像する撮像装置と、その撮像装置によって得られた画像データを数値化する画像処理部と、その画像処理部で演算した演算値に基づいて前記浸漬ランスからの吹込み状態を判定する吹込み状態判定部と、を備えたことを特徴とする浸漬ランス吹込み状態判定装置。
【請求項２】
前記吹込み状態判定部は、前記浸漬ランスから吹き込む前記精錬剤の吹き込み速度に基づいて定めた基準値と前記演算値とを比較して前記浸漬ランスからの吹込み状態を判定することを特徴とする請求項１に記載の浸漬ランス吹込み状態判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶湯の予備処理工程で、溶湯中に精錬剤や不活性ガスを吹込むための浸漬ランスの状態を判定する浸漬ランス吹込み状態判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶銑、溶鋼等の溶融金属（以下、「溶湯」と呼ぶ）は、脱硫、脱燐、温度調整等を施して、溶湯中の不純物を除去するために、各種の精錬剤（以下、「粉体」と呼ぶ）等を溶湯中に吹き込む予備処理が行われる。この溶湯の予備処理工程では、溶湯を収容したトーピードを溶湯予備処理工場に配車して、不活性ガスや各種精錬剤（以下、「不活性ガス（搬送ガス）や各種精錬剤」を「粉体等」と呼ぶ）の吹込み処理を行う。
【０００３】
吹込み処理は、一つまたは複数の圧力容器に収納された各粉体を、各圧力容器がそれぞれ接続されている吹込みラインに送り出す。次いで、吹込みラインから不活性ガスで各粉体を気送し、次いで、溶湯中に下降させた浸漬ランスの先端から粉体等を溶湯中に吹き込む。
このように、溶湯の予備処理工程では、浸漬ランスは溶湯中に浸漬されるため消耗品となる。このため、浸漬ランスは、何チャージか使用したら適切な時期を見計らって交換しており、この交換時期は、例えば次のようにして判定していた。
【０００４】
浸漬ランスは、１回の操業（チャージ）が終わる毎に待機位置に戻る。そこで、浸漬ランスの状況をオペレータが目視で確認して、オペレータの経験によって浸漬ランスを交換する適切な時期を判定し、浸漬ランスが溶損や折損をする前に、その交換を行っていた。
なお、浸漬ランス自体の寿命向上を図る改善もなされており、例えば特許文献１に記載の技術では、浸漬ランスの芯部であるランスパイプの外周を被覆する耐火キャスタブルの表面剥離を抑制し耐摩耗性を向上させ得る技術が開示されている。
【特許文献１】特開平０９−１２５１３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、溶損や折損前に浸漬ランスを交換しても粉体等の吹込み処理中に浸漬ランスに異常が発生する場合がある。このような問題点は、浸漬ランス自体の寿命を向上させた場合であっても同様である。そのため、結局、オペレータは操業状況を常時監視しているのが実情である。
一方、浸漬ランスを交換する適切な時期は、浸漬ランスの使用が可能な範囲で、できるだけ多くのチャージで使用することがコスト面において有利である。そのためには、粉体等の吹込み処理中に浸漬ランス先端から粉体等の吹込みが途絶える直前まで浸漬ランスを使用すればよい。換言すれば、浸漬ランスの途中、特にスラグ面付近が溶損ないし折損して浸漬ランスが使えなくなる直前で交換すればよい。
【０００６】
しかし、このような溶損や折損等による浸漬ランスの異常は、やはり、オペレータが粉体等の吹込み状況を常時監視して判定する必要がある。また、この判定は、オペレータ個人の経験に委ねられる。そのため、特に、経験の浅いオぺレータは、監視していても浸漬ランスの溶損や折損に気付かないこともある。
浸漬ランスの異常に気付かないまま操業を続けると、目標とする成分値まで溶融金属中の不純物成分が下がらないことになる。また、処理時間の延長を招くだけでなく、溶湯予備処理工程や次工程での原単価の増加、環境の悪化、集塵能力低下等の原因にもなる。
【０００７】
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、溶湯の予備処理工程でのオペレータの常時監視を不要とするとともに、オペレータの作業熟練度に関わらず、その操業状態を好適に管理することを可能とし、また、例えば浸漬ランスの溶損や折損等の異常を正確に判定し得る、浸漬ランス吹込み状態判定装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
溶湯の予備処理工程では、浸漬ランスを溶湯中に下降して精錬剤が不活性ガスとともに吹き込まれ始まると、溶湯と粉体等による浴中反応や攪拌によってトーピードの口部近傍で溶湯のはね上げ（以下、「スプラッシュ」と呼ぶ）や炎が発生する。
一方、浸漬ランスの途中で溶損や折損等の異常が発生して溶湯中に粉体等が吹き込まれなくなった場合は、浴中反応や攪拌が少なくなるため、トーピードの口部近傍で発生するスプラッシュや炎は著しく減少、または発生しなくなる。そこで、このスプラッシュや炎を観測し、その状態を数値化すれば浸漬ランスの状態を判定することが可能である。
【０００９】
すなわち、上記の課題を達成するために、請求項１に係る発明は、溶湯中に精錬剤や不活性ガスを吹込むための浸漬ランスの状態を判定する浸漬ランス吹込み状態判定装置であって、前記精錬剤および前記不活性ガスの少なくとも一方が前記溶湯中に吹き込まれて発生するスプラッシュや炎を撮像する撮像装置と、その撮像装置によって得られた画像データを数値化する画像処理部と、その画像処理部で演算した演算値に基づいて前記浸漬ランスからの吹込み状態を判定する吹込み状態判定部と、を備えたことを特徴としている。
【００１０】
本発明によれば、撮像装置によってトーピードの口部近傍で発生するスプラッシュや炎を撮像することができる。そして、画像処理部は、撮像されたスプラッシュや炎の状態を数値（演算値）化することができる。そして、吹込み状態判定部によって、その演算値に基づいて浸漬ランスの吹込み状態を客観的に判定（判断）することができる。したがって、オペレータの作業熟練度に関わらず、浸漬ランスの状態を好適に管理することができる。
【００１１】
この管理の例としては、例えばスプラッシュや炎が特定の条件になった際に、例えばオペレータの操作デスク上の監視ディスプレーに信号を表示し、この信号をオペレータが確認して操業状態を判断することで実現できる。これにより、浸漬ランス先端から正常に粉体等の吹き込みが行われているか否かを容易に判断することができる。そのため、例えば浸漬ランスが途中で溶損や折損等の異常が発生したか否かを容易に判断できる。
【００１２】
例えばまた、溶湯の予備処理工程自体を制御する制御装置に信号を出力し、制御装置による自動制御で浸漬ランスの吹込み状態を管理することも可能である。例えば、画像処理部からの演算値が所定の基準値を下回った場合（特定の条件）に、例えば異常警報や緊急停止信号（信号）として溶湯の予備処理設備自体の制御装置へ出すことができる。これにより、溶湯の予備処理工程でのオペレータの常時監視を不要とすることができる。また、浸漬ランスが吹込み異常のままで操業されることがなくなる。さらに、粉体等の吹込み停止・再開を迅速に行うことができる。また、目標とする成分値まで溶湯中の不純物成分が下がることも防止される。そして、処理時間の延長、溶湯の予備処理工程及び次工程での原単価増加、環境の悪化、集塵能力低下等を招くといった問題も低減させることができる。
【００１３】
ここで、浸漬ランスの浸漬度合いはチャージ毎に異なる。そのため、浸漬ランスが、どの部分から溶損や折損等の異常が発生するかを判断するのは容易ではない。また、吹き込む精錬剤の銘柄、及び精錬剤の吹込み速度は、溶湯中の不純物の量や溶湯の温度、フォーミング発生の有無によっても大きく変わる。したがって、発生するスプラッシュや炎もそれらによって変わってくる。そこで、上述した予め設定される基準値は、少なくとも精錬剤（粉体）の吹込み速度の度合いに応じて設定することが好ましい。
【００１４】
すなわち、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の浸漬ランス吹込み状態判定装置であって、前記吹込み状態判定部は、前記浸漬ランスから吹き込む前記精錬剤の吹き込み速度に基づいて定めた基準値と前記演算値とを比較して前記浸漬ランスからの吹込み状態を判定することを特徴としている。
本発明によれば、基準値を、精錬剤（粉体）の吹き込み速度に基づいて定めている。そのため、この基準値を、溶湯の予備処理設備をより効率良く操業しつつ、浸漬ランスに異常が生じたまま操業することがない範囲の数値（閾値）として予め設定することができる。そして、この基準値と演算値とを比較して判定することができる。したがって、仮に、経験の浅いオペレータであっても、熟練オペレータ同様に浸漬ランスの状態を判定することが容易にできる。すなわち、オペレータの作業熟練度に関わらず、その操業状態をより好適に管理することができる。そして、浸漬ランス使用率をより向上させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、浸漬ランスの使用率を向上させ、オペレータの負担を軽減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の浸漬ランス吹込み状態判定装置を適用した粉体（精錬剤）吹込み装置の概要を説明する概略構成図である。
同図に示すように、この粉体吹込み装置は、それぞれの粉体１Ａ〜１Ｄ（１Ａ：酸化鉄、１Ｂ：石灰、１Ｃ：予備、１Ｄ：予備）を収容して所定圧力に加圧するディスペンサ（圧力容器）２Ａ〜２Ｄを備えている。各ディスペンサ２Ａ〜２Ｄ内の粉体１Ａ〜１Ｄは、搬送ガス（不活性ガス）３１とともに粉体搬送ライン４０を介して消耗式の浸漬ランス４３に気送され、この浸漬ランス４３の先端からトーピード５０内の溶湯（溶融金属）５１中に吹き込まれるようになっている。
【００１７】
なお、同図において、符号３はディスペンサ圧力を計測するディスペンサ圧力計、４はディスペンサを所定圧力、所定差圧または大気圧に制御するディスペンサ圧調弁、５は予加圧ライン、６は予加圧弁、７は加圧ガス、８は加圧制御ライン、９は加圧弁、１０は排気制御ライン、１１は個別の搬送ライン、１２は急排気弁、１３は中間排気弁、１４はディスペンサ内の粉体重量を計測するロードセル、１６はディスペンサから送り出す（切り出す）粉体をエアレーションガス１５を介して流動化するエアレーションライン、１７はエアレーション弁、１８はディスペンサから粉体を送り出す（切り出す）出口弁、１９はディスペンサから送り出す粉体量を制御する可変弁であり、ディスペンサ２Ｂ〜２Ｄでは符号３〜１７の図示は省略してある。
【００１８】
なおまた、符号３２はキャリアガス流量計、３３はキャリアガス弁、３４はキャリアガス流量調整弁、３５はキャリアガスライン、３６は吹込みライン圧力計、３７はブローガス流量計、３８はブローガス弁、３９はブローガスライン、４１はランス背圧計、４２は浸漬ランス４３を接続するインジェクションランスホルダー、４４は浸漬ランス４３を昇降させるモータ、４５は浸漬ランス４３を走行、傾動、および予備ランスに切り替えできるランスカー、５２はスラグ、６０は浸漬ランス４３の先端からの粉体等の吹込みを制御する制御装置、６１は操作デスクである。
【００１９】
ここで、図２に拡大図示するように、この粉体吹込み装置には、浸漬ランス４３の先端からトーピード５０内の溶湯５１中への粉体１Ａ〜１Ｄの吹込みが正常に行われているか否かを検出（判定）する浸漬ランス吹込み状態判定装置７０が備えられている。
詳しくは、同図に示すように、浸漬ランス吹込み状態判定装置７０は、溶湯５１中に粉体１Ａ〜１Ｄや不活性ガス３１が吹き込まれて発生する「スプラッシュや炎」５１ａを撮像する撮像装置であるテレビカメラ７１と、テレビカメラ７１によって得られた画像を数値化する画像処理部７２と、画像処理部７２から出力された演算値と予め求めておいた「スプラッシュや炎」５１ａの基準値とを比較する吹込み状態判定部７３と、を備えている。
【００２０】
テレビカメラ７１は、トーピード５０の口部での「スプラッシュや炎」５１ａを撮像可能な位置にトーピード５０の口部とほぼ水平に設置されている。テレビカメラ７１は、トーピード５０が溶湯予備処理工場に配車されたときにトーピードカー５０ａ近傍に着脱自在に設置される。そして、テレビカメラ７１は、撮像によって得られた画像を画像処理する画像処理部７２に接続されている。
画像処理部７２は、テレビカメラ７１による撮像で得られた映像を、例えば５１２×４８０ドットで、２５６階調の濃淡画像に変換して、平均輝度、または、基準輝度以上のピーク部の面積（ドット数）を算出することで、発生する「スプラッシュや炎」５１ａを数値（演算値）化できるようになっている。そして、画像処理部７２は、この演算値を制御装置６０内の吹込み状態判定部７３に出力するようになっている。
【００２１】
図３は、本発明における上記画像処理部７２における画像処理の一例を示しており、同図では、トータル吹き込み速度が３１１（ｋｇ／ｍｉｎ）のときの基準値と演算値とをそれぞれ示している。
図３（ａ）では、判定例１として、平均輝度を用いた例を示している。この例では、基準値の平均輝度は３２．１％であり、演算値の平均輝度は６６％である。また、図３（ｂ）では、判定例２として、基準輝度以上ピーク部面積の割合を用いた例を示している。この例では、基準値の基準輝度以上のピーク部面積の割合は１５％であり、演算値の基準輝度以上のピーク部面積の割合は３５％である。このように、これら判定例のいずれによっても映像信号を数値化して演算値と基準値との比較判定を吹込み状態判定部７３で行うことができる。
【００２２】
ここで、浸漬ランスの浸漬度合いはチャージ毎に異なる。そのため、浸漬ランスが、どの部分から溶損や折損等の異常が発生するかを判断するのは容易ではない。また、吹き込む粉体の銘柄、及び粉体吹込み速度は、溶湯中の不純物の量や溶湯の温度、フォ一ミング発生の有無によっても大きく変わる。したがって、発生する「スプラッシュや炎」５１ａもそれらによって変わってくる。
そこで、予め設定された基準値は、粉体１Ａ〜１Ｄ毎かつ粉体吹込み速度の度合いに応じて（基づいて）設定されるべきであると考え、下記の式１と図４から求めることとした。なお、これらは、正常な状態の浸漬ランスによる操業を通して得られたデータに基づいて経験的に求めることができる。
【００２３】
ＷｔＰＶ＝ＷａＰＶ×Ｋａ＋ＷｂＰＶ×Ｋｂ＋ＷｃＰＶ×Ｋｃ＋ＷｄＰＶ×Ｋｄ…
・・・・・（式１）
ただし、ＷｔＰＶ：トータル吹込み速度（ｋｇ／ｍｉｎ）
ＷａＰＶ：粉体Ａ吹込み速度（ｋｇ／ｍｉｎ）
ＷｂＰＶ：粉体Ｂ吹込み速度（ｋｇ／ｍｉｎ）
ＷｃＰＶ：粉体Ｃ吹込み速度（ｋｇ／ｍｉｎ）
ＷｄＰＶ：粉体Ｄ吹込み速度（ｋｇ／ｍｉｎ）
ｋａ：粉体Ａ係数
ｋｂ：粉体Ｂ係数
ｋｃ：粉体Ｃ係数
ｋｄ：粉体Ｄ係数
【００２４】
次に、本発明に係る粉体吹込み装置での溶湯の予備処理を実行する制御装置６０並びに浸漬ランス吹込み状態判定装置７０に係る構成を詳しく説明する。
図２に示すように、制御装置６０は、画像処理部から出力された演算値と予め求めておいた「スプラッシュや炎」５１ａの基準値（例えば閾値）とを比較する吹込み状態判定部７３を含んで構成されている。
この制御装置６０には、画像処理部７２の出力信号が信号線（例えばバス）を介して吹込み状態判定部７３に接続されている。また、粉体吹込み装置自体の操業状態信号の信号線、および各制御バルブを制御するための出力配線等が信号線を介してそれぞれ接続されている（図示省略）。
【００２５】
このような構成からなる制御装置６０は、例えばマイクロプロセッシングユニット（ＭＰＵ）等から構成され、ＲＯＭの所定領域に格納されている所定のプログラムを起動させ、そのプログラムに従って、図５のフローチャートに示す溶湯の予備処理を実行するようになっている。なお、このフローチャート中の予め設定された「基準値」は、上記の式１と図４から算出されて、予め定められたデータとしてＲＯＭの所定領域に格納されており、随時参照されるようになっている。
【００２６】
図５は、粉体吹込み中における制御装置６０の作動も含めた本発明の浸漬ランス吹込み異常検出（状態の判定）のフローチャートを示している。
本発明に係る粉体吹込み装置の溶湯の予備処理は、まず、オペレータが操作デスク６１から吹込み開始ＰＢをｏｎする指令を入力する。これにより、図５に示すように、吹込み開始ＰＢがｏｎ（ステップＳ１）されると、浸漬ランス４３がブロー位置へ下降し（ステップＳ２）、ステップＳ３で浸漬ランス４３がブロー位置に到達したことが検知（ＹＥＳ）されるとステップＳ４に移行してブローが開始される。
【００２７】
次いで、ステップＳ５でブローがタイムアップ（ＹＥＳ）するとステップＳ６に移行して浸漬ランス４３が吹込み位置に下降し、ステップＳ７で浸漬ランス４３が吹込み位置に到達したことが検知（ＹＥＳ）されるとステップＳ８に移行して浸漬ランス４３の先端から溶湯５１中に粉体等の吹込みが開始されるとともに、ブローが停止され、ステップＳ９に移行する。
ステップＳ９では、出口弁１８が開になってから所定時間が経過（タイムアップ）する（ＹＥＳ）と、ステップＳ１０に移行する。
【００２８】
ステップＳ１０では、上記（式１）および図４を用いて粉体等のトータル吹込み速度に応じた浸漬ランス４３の吹込み異常時のスプラッシュや炎の基準値を算出する。次いで、ステップＳ１１に移行して、テレビカメラ７１による映像信号を画像処理部７２で画像処理して得られた演算値と基準値とを比較する。そして、演算値が基準値を下回ったと判定した場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ１２に移行して浸漬ランス４３の吹込み異常警報を出力し、下回らないと判定した場合（ＮＯ）はステップＳ１４に移行する。
【００２９】
ステップＳ１２で異常警報が出力されると、ステップＳ１３に移行して、粉体等の吹込み停止がされているか否かを判定する。吹き込みが停止と判定したら、ステップＳ１７に移行し、吹き込みが停止していないと判定したら、ステップＳ１４に移行する。
ステップＳ１７では浸漬ランス４３からの粉体等の吹込みが停止されるとともにブローが開始され、ステップＳ１８で終了タイマーがタイムアップ（ＹＥＳ）するとステップＳ１９に移行して浸漬ランス４３がブロー位置に上昇する。
【００３０】
次いで、ステップＳ２０で浸漬ランス４３がブロー位置に到達したことが検知（ＹＥＳ）され、かつ、ステップＳ２１でブローのタイマーがタイムアップ（ＹＥＳ）すると、ステップＳ２２に移行して浸漬ランス４３が上限位置に上昇し、ステップＳ２３で浸漬ランス４３が上限位置に到達したことが検知（ＹＥＳ）されると終了する。
一方、ステップＳ１１で演算値が基準値を下回らない場合は、ステップＳ１４に移行し、ステップＳ１４で粉体等の吹込み量が予定量に達する（ＹＥＳ）か、又はステップＳ１５で吹込み終了（ＹＥＳ）と判断されてステップＳ１６で吹込み停止ＰＢをｏｎすることでステップＳ１７に移行し、上記ステップＳ１７〜ステップＳ２３の処理がなされる。
【００３１】
なお、上記の処理において、ステップＳ９〜ステップＳ１１が、吹込み状態判定部７３に対応している。
次に、本発明の作用・効果について説明する。
本発明に係る粉体吹込み装置による溶湯の予備処理は、溶湯５１を収容したトーピード５０が溶湯予備処理工湯に配車されて、浸漬ランス４３が溶湯５１中に下降して吹込み位置に到達し、ディスペンサ出口弁が開になってタイマー設定時間が経過後、不活性ガス３１とともに粉体吹込み速度に応じた粉体１Ａ〜１Ｄの吹込みが行われる。
【００３２】
粉体等が吹き込まれ始まると、溶湯５１と粉体等による浴中反応や攪拌によってトーピード５０の口部に「スプラッシュや炎」５１ａが生じる。一方、浸漬ランス４３の途中で溶損や折損等の異常が発生して溶湯５１中に粉体等が吹き込まれなくなった場合は、浴中反応や攪拌が少なくなるため、「スプラッシュや炎」５１ａは著しく減少、または発生しなくなる。
【００３３】
このとき、本発明の浸漬ランス吹込み吹込み状態判定装置は、撮像装置７０が、粉体等と溶湯５１との浴中反応や攪拌によってトーピード５０に発生した「スプラッシュや炎」５１ａを常に撮像している。このテレビカメラ７１による映像の信号は、画像処理部７２によって画像処理され数値（演算値）化される。そして、この演算値が制御装置６０に出力される。制御装置６０では、制御装置６０内部の吹込み状態判定部７３において、浸漬ランス４３の吹込み異常を検出（判定）するために粉体等の「粉体吹込み速度」に応じた基準値を予め算出し設定する。これにより、演算値と予め設定された基準値（例えば閾値）とを比較することができる。そのため、上述のフローチャートで説明したように、演算値が基準値を下回ったと判定した場合に、浸漬ランス４３の先端からトーピード５０内の溶湯５１中への粉体等の吹込みが異常であると検出（判定）することができる。そして、吹込み状態判定部７３による異常の判断をうけて異常警報を出力することができる。
【００３４】
これにより、浸漬ランス４３先端から正常に粉体等の吹き込みが行われているか否か、つまり浸漬ランス４３が途中で溶損や折損等の異常が発生したか否かを容易に判断できる。したがって、溶湯５１の予備処理工程でのオペレータの常時監視を不要とすることができる。また、オペレータの作業熟練度にもよらず、その操業状態を好適に管理することができる。
そして、浸漬ランス４３の使用率を向上させることができる。また、浸漬ランス４３が吹込み異常のままで操業されることがなくなる。さらに、粉体等の吹込み停止・再開を迅速に行うことができる。
【００３５】
また、目標とする成分値まで溶湯５１中の不純物成分が下がることも防止される。また、処理時間の延長、溶湯５１の予備処理工程及び次工程での原単価増加、環境の悪化、集塵能力低下等を招くといった問題も低減させることができる。
以上説明したように、本発明の浸漬ランス吹込み吹込み状態判定装置によれば、粉体等の吹込み中にオペレータが常時監視する必要がない。また、オペレータの作業熟練度も必要することなく浸漬ランス４３の溶損、折損等による浸漬ランス４３の吹込み異常を正確に検出（判定）することができる。そのため、浸漬ランス４３の使用率向上と操業コストの低減を図ることができる。
【００３６】
なお、以上説明した本発明の浸漬ランス吹込み状態判定装置およびその各構成は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態では、本発明の浸漬ランス吹込み状態判定装置によって浸漬ランスの吹込み異常の検出を行っているが、これに限定されるものではない。すなわち、本発明の浸漬ランス吹込み状態判定装置は、トーピードの口部近傍で発生するスプラッシュや炎の状態を数値化（演算値化）し、この演算値から浸漬ランスの吹込み状態を客観的に判定（判断）することによって、オペレータの作業熟練度に関わらず、浸漬ランスの状態を好適に管理するものである。したがって、必ずしも「異常」の検出にのみ用いられるだけでなく、浸漬ランスの状態を監視（状態判定）する監視装置とすることができる。
【００３７】
なお、このような監視装置として用いる場合、例えば上記実施形態では、浸漬ランス先端から正常に粉体等の吹き込みが行われているか否かを判定するにあたって、粉体等の吹込みが減少し、スプラッシュや炎がそれにつれて少なくなる場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば吹き込まれる粉体等の量が、想定されている管理量より多く吹き込まれた場合において、それにつれてスプラッシュや炎が多くなる状態を撮像し、これを演算値化し、この演算値と想定された正常な状態における基準値とを比較して粉体量等の過多を判定することも可能である。
【００３８】
また、例えば上記実施形態では、粉体吹込み装置を制御する制御装置６０に吹込み状態判定部７３を含めて構成し、演算値が基準値を下回った場合に、異常警報を出すとともに設備を緊急停止させている。すなわち、制御装置６０による自動制御で浸漬ランス４３の吹込み状態を管理しているが、これに限定されるものではない。例えば吹込み状態判定部７３からの信号を、オペレータの操作デスク上の監視ディスプレーに表示するように構成してもよい。このような構成であっても、この信号をオペレータが確認して操業状態を客観的に判断することが可能である。そのため、浸漬ランス先端から正常に粉体等の吹き込みが行われているか否かを容易に判断することができる。
【００３９】
また、例えば、上記実施形態では、吹込み状態判定部７３は、浸漬ランス７３から吹き込む粉体等の吹き込み速度に基づいて定めた基準値と演算値とを比較して判定しているが、これに限定されるものではない。例えば、後述する実施例に示す演算値のグラフから分かるように、浸漬ランスに異常等が発生すると、そのグラフの傾きは大きく変化する（同図６のＴ２参照）。したがって、所定時間間隔での演算値間の変化率を計算し、その変化率が所定の値を超えたときに、浸漬ランスに何らかの変化が生じているとして、浸漬ランスの状態を判定することもできる。しかし、上述のように、発生するスプラッシュや炎は、吹き込む粉体の銘柄、粉体吹込み速度等によって変わってくる。そのため、浸漬ランスの異常等の状態をより良く判断する上では、上記実施形態のように、少なくとも粉体吹込み速度の度合いに応じて設定された基準値と演算値とを比較して浸漬ランスの状態を判定することが望ましい。
【００４０】
また、例えば上記実施形態では、撮像装置であるテレビカメラ７１をトーピードカー５０ａに設置した場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、例えばテレビカメラ７１をインジェクションランスホルダー４２や浸漬ランス４３の上端位置に設置してスプラッシュや炎を撮像するようにしてもよい。
また、例えば撮像装置についても、上記実施形態では、前方物体をテレビカメラ７１で検出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えばレーザレーダ装置やＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラ等を使用してもよい。
【実施例】
【００４１】
次に、上述した構成の粉体吹込み装置において、本発明の浸漬ランス吹込み状態判定装置を適用した実施例について説明する。
上述の構成において、浸漬ランス吹込み異常を検出した結果を図６に示す。なお、同図は、本発明の浸漬ランス吹込み状態判定装置を適用した際の浸漬ランス位置、搬送ガス流量、粉体吹込み速度およびスプラッシュや炎の状態に対応する演算値のタイムチャートであり、本実施例は、脱燐処理を行うべく、粉体１Ａ、１Ｂによって浸漬ランス４３からの吹込みを行った例である。
【００４２】
同図に示すように、浸漬ランス４３からの吹込みを開始した直後（同図中のＴ１）における粉体１Ａの吹込み速度は１１５ｋｇ／ｍｉｎ、粉体１Ｂの吹込み速度は１５０ｋｇ／ｍｉｎ、これらよりトータル吹込み速度は２０５ｋｇ／ｍｉｎ、浸漬ランス４３の吹込み異常時の基準値（閾値）は１８．６％であった。このときの撮像装置７０による映像を所定の画像処理をして得られた演算値は５４％であり、演算値が基準値を上回っており、浸漬ランス４３の吹込み異常ではない。
その後、吹込み時間が経過したとき（同図中のＴ２）、撮像装置７０による映像を所定の画像処理をして得られた演算値が下がってきた。この前後におけるデータを表１に示す。
【００４３】
【表１】
2005133116.tif 000003
【００４４】
表１から判るように、吹込み開始から６５０秒後に、遂に演算値が浸漬ランス吹込み異常時の基準値（閾値）を下回り、浸漬ランス吹込み異常警報が出た。
このときの粉体１Ａの吹込み速度は２６０ｋｇ／ｍｉｎ、粉体１Ｂの吹込み速度は８８ｋｇ／ｍｉｎ、トータル吹込み速度は３１２ｋｇ／ｍｉｎであった。また、浸漬ランス吹込み異常時の基準値（閾値）は３２．１％、演算値は３０％であった。その後、吹込みを停止し、浸漬ランスを上昇させて、浸漬ランスの状態を確認したところ、浸漬ランスが途中から折れ曲がっており、浸漬ランスの異常が確認できた。
以上説明したように、本発明の浸漬ランス吹込み状態判定装置によれば、粉体等の吹込み中にオペレータが常時監視する必要がなく、また、オペレータの作業熟練度も要することなく、浸漬ランス４３の溶損、折損等による浸漬ランス４３の吹込み異常を正確に検出できることを確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る浸漬ランス吹込み状態判定装置を粉体吹込み装置に適用した場合の概略説明図である。
【図２】図１の要部を拡大し、一部をブロック図にて示す説明図である。
【図３】本発明に係る画像処理の例を説明する説明図である。
【図４】浸漬ランスの異常時の基準値（閾値）と粉体トータル吹込み速度との関係を示すグラフである。
【図５】操業中における浸漬ランスの異常検出処理を説明するフローチャートである。
【図６】浸漬ランス位置、搬送ガス流量、粉体吹込み速度及びスプラッシュや炎の状態に応じた演算値をそれぞれ示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００４６】
１Ａ〜１Ｄ    粉体（精錬剤）
２Ａ〜２Ｄ    ディスペンサ（圧力容器）
３１    搬送ガス（不活性ガス）
３５    キャリアガスライン
４０    粉体搬送ライン
４３    浸漬ランス
５０    トーピード
５１    溶湯
５２    スラグ
６０    制御装置
６１    操作デスク
７０    浸漬ランス吹込み状態判定装置
７１    テレビカメラ（撮像装置）
７２    画像処理部
７３    吹込み状態判定部
【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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【図６】
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