(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの圧力容器から搬送ガスを介して気送された粉体を浸漬ランスの先端からトーピード内の溶融金属中に吹き込んでいる際に、該吹込みが正常に行われている否かを検出する方法において、
前記粉体が前記浸漬ランスの先端から前記溶融金属中に吹き込まれたことによって前記溶融金属と反応する際の振動を検出し、該検出振動値が予め求めておいた粉体吹込み速度に応じた前記浸漬ランスの吹込み異常時の振動値の閾値を下回ったときに、該浸漬ランスの吹込み異常を検出し、
前記検出振動値を前記トーピードに設置した加速度計からの信号に基づいて算出することを特徴とする浸漬ランスの吹込み異常検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも１つの圧力容器から搬送ガスを介して気送された粉体を浸漬ランスの先端からトーピード内の溶融金属中に吹込んでいる際に、該吹込みのが正常に行われているか否かを検出する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、複数又は１つの圧力容器に収納した粉体（精錬剤）を各圧力容器に接続される１本の吹込みラインに切り出して、搬送ガスで気送し、浸漬ランスを介してトーピード内の溶融金属中に吹き込んで該溶融金属中の不純物を除去する操業においては、溶融金属中に浸漬する浸漬ランスは消耗品であり、何チャージも使用することがコスト面で有利である。そのため、粉体吹込み処理中に浸漬ランス先端からの粉体吹込みが途絶えるまで、言い換えると浸漬ランスの途中、特にスラグ面付近が溶損、折損して使えなくなるまで使用するようにしているが、浸漬ランスが溶損、或いは折損したかどうかは、常時オペレータが吹込み状況を監視しておく必要が有る。
【０００３】
また、経験の浅いオペレータは吹込み状況を監視していても浸漬ランスの溶損、折損に気付かないこともある。異常に気付かないまま操業を行うと、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かったり、処理時間の延長、現工程及び次工程での原単価の増加、更には環境の悪化や集塵機能力の低下等を招くこともある。
【０００４】
そこで、1 回の操業が終わる毎に待機位置に戻る浸漬ランスの状況を確認して、経験的に事前に交換したり、浸漬ランス自体の寿命アップを図る改善がなされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、事前に浸漬ランスを交換しても交換後の粉体吹込み処理中に浸漬ランスの異常が発生することはよく有り、そのためオペレータは常時、付きっ切りで吹込み状況を監視し、浸漬ランスの異常はオペレータ個人の経験則に基づく判断に委ねられて操業しているのが実情である。
【０００６】
本発明は上記事情に着目してなされたものであって、粉体吹込み中に常時付きっきりでの監視を必要とせず、また作業熟練度にもよらず、しかも浸漬ランスの溶損、折損等による浸漬ランスの吹込み異常を正確に検出することができ、これにより浸漬ランスの使用率向上と操業コストの低減を図ることができる浸漬ランスの吹込み異常検出方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、少なくとも１つの圧力容器から搬送ガスを介して気送された粉体を浸漬ランスの先端からトーピード内の溶融金属中に吹き込んでいる際に、該吹込みが正常に行われている否かを検出する方法において、
前記粉体が前記浸漬ランスの先端から前記溶融金属中に吹き込まれたことによって前記溶融金属と反応する際の振動を検出し、該検出振動値が予め求めておいた粉体吹込み速度に応じた前記浸漬ランスの吹込み異常時の振動値の閾値を下回ったときに、該浸漬ランスの吹込み異常を検出し、
前記検出振動値を前記トーピードに設置した加速度計からの信号に基づいて算出することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の一例を図を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の一例である浸漬ランスの吹込み異常検出方法を適用する粉体吹込み装置の概略図、図２は浸漬ランスの吹込み異常時の閾値と粉体トータル吹込み速度との関係を示すグラフ図、図３は操業中における浸漬ランスの吹込み異常検出を説明するためのフローチャート図、浸漬ランス位置、搬送ガス流量、粉体吹込み速度及び振動値のタイムチャート図である。
【００１０】
この粉体吹込み装置は、図１に示すように、それぞれの粉体１Ａ〜１Ｄ（１Ａ：酸化鉄、１Ｂ：石灰、１Ｃ：予備、１Ｄ：ソーダ灰）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。ディスペンサ２Ａ〜２Ｄ内の粉体１Ａ〜１Ｄは搬送ガス３１と共に粉体搬送ライン４０を介して消耗式の浸漬ランス４３に気送され、該浸漬ランス４３の先端からトーピード５０内の溶銑５１（溶融金属）中に吹き込まれるようになっている。
【００１１】
なお、図１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、所定差圧又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切り出す出口弁、１９はディスペンサから切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。
【００１２】
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、そして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の先端からの粉体吹込みを制御する制御装置、６１は操作ディスクである。
【００１３】
ここで、この実施の形態では、トーピード５０に加速度計７０を簡易的に設置して、該加速度計７０の信号を信号変換器７１によってフィルタリングして振動値に変換した後にこれを検出振動値として制御装置６０に出力し、制御装置６０がこの検出振動値と予め設定された閾値と比較して浸漬ランス４３の先端からトーピード５０内の溶銑５１中への粉体の吹込みが正常に行われているか否かを検出するようになっている。
【００１４】
加速度計７０は、トーピード５０が溶銑予備処理工場に配車されたときにトーピードカー５０ａ上に設置される。
そして、粉体吹込み処理が開始され、浸漬ランス４３が下降して該浸漬ランス４３の先端から溶銑５１中に粉体が吹き込まれ始まると、加速度計７０は、粉体と溶銑５１との浴中反応や攪拌によってトーピード５０に発生した振動を検出する。−方、浸漬ランス４３の途中が溶損或いは折損して溶銑５１中に粉体が吹き込まれなくなった場合は粉体と溶銑５１との浴中反応や攪拌がなくなり、トーピード５０の振動を検出しない。従って、トーピード５０が発生する振動値にある基準を設けておいて、検出振動値がこの基準値を下回ったとき浸漬ランス４３の吹込み異常を検出することができる。
【００１５】
この場合、浸漬ランス４３の浸漬度合いはチャージ毎に異なるために浸漬ランス４３のどの部分が溶損或いは折損するかは分からない。また、吹き込む粉体の銘柄、及び粉体吹込み速度は、溶銑５１中の不純物の量や温度、フォーミング発生の有無によって大きく変わる。したがって、発生する振動値もそれらによって変わってくる。
【００１６】
そこで、ある基準となる振動値の閾値は、粉体毎に且つ粉体吹込み速度の度合いに起因すると考え、下記１式および図２から粉体のトータル吹込み速度と浸漬ランスの溶損あるいは折損による吹込み異常との関係として求めることとし、これらは操業を通じて、正常な浸漬ランスにおいて経験的に求めればよい。
ＷｔＰＶ＝ＷａＰＶ×Ｋａ＋ＷｂＰＶ×Ｋｂ＋ＷｃＰＶ×Ｋｃ＋ＷｄＰＶ×Ｋｄ  …（１）
ＷｔＰＶ：トータル吹込み速度（ｋｇ／ｍｉｎ）
ＷａＰＶ：粉体１Ａの吹込み速度（ｋｇ／ｍｉｎ）  Ｋａ：粉体１Ａ係数
ＷｂＰＶ：粉体１Ｂの吹込み速度（ｋｇ／ｍｉｎ）  Ｋｂ：粉体１Ｂ係数
ＷｃＰＶ：粉体１Ｃの吹込み速度（ｋｇ／ｍｉｎ）  Ｋｃ：粉体１Ｃ係数
ＷｄＰＶ：粉体１Ｄの吹込み速度（ｋｇ／ｍｉｎ）  Ｋｄ：粉体１Ｄ係数
そして、加速度計７０による検出信号を信号変換器７１によってフィルタリングして振動値に変換した後にこれを検出振動値として制御装置６０に出力すると、制御装置６０は、検出振動値と閾値と比較して検出振動値が閾値を下回ったときに浸漬ランス４３の先端からトーピード５０内の溶銑５１中への粉体の吹込みが異常であると判断し、警報等を出力するようになっている。
【００１７】
図３に粉体吹込み中における制御装置６０の作動も含めた浸漬ランスの吹込み異常検出のフローチャートを示す。
まず、ステップＳ１で操作デスク６１で吹込み開始ＰＢをｏｎすると、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されるとステップＳ４に移行してブローが開始される。
【００１８】
次いで、ステップＳ５でブローがタイムアップするとステップ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の先端から溶銑５１中に粉体の吹込みが開始されると共にブローが停止され、ステップＳ９に移行する。
【００１９】
ステップＳ９では、出口弁１８が開になってから所定時間タイムアップすると、ステップＳ１０に移行し、ステップＳ１０では図２及び上記（１）式を用いて粉体のトータル吹込み速度に応じた浸漬ランス４３の吹込み異常時の振動値の閾値を算出する。
次いで、ステップＳ１１に移行して、加速度計７０による検出信号を信号変換器７１で変換して得られた検出振動値と前記閾値とを比較して、検出振動値が閾値を下回った場合はステップＳ１２に移行して浸漬ランス４３の吹込み異常警報を出力し、下回らない場合はステップＳ１４に移行する。
【００２０】
ステップＳ１２で警報が出力されると、操作デスク６１で吹込み停止ＰＢをｏｎし（ステップＳ１３）、ステップＳ１７に移行する。
ステップＳ１７では浸漬ランス４３からの粉体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。
【００２１】
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されると終了する。
一方、ステップＳ１１で検出振動値が閾値を下回らない場合はステップＳ１４に移行し、ステップＳ１４で粉体の吹込み量が予定量に達するか、又はステップＳ１５で吹込み終了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。
【００２２】
このようにこの実施の形態では、粉体吹込み中に常時付きっきりでの監視を必要とせず、また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することができるので、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。
なお、上記実施の形態では、加速度計７０をトーピードカー５０ａに設置した場合を例に採ったが、これに限定されず、例えば加速度計７０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吹込み異常時の振動値を検出するようにしてもよく、また、加速度計７０についても接触式及び非接触式のいずれの形式のものを用いてもよい。
【００２４】
【実施例】
上記構成の吹込み装置において、本発明法により浸漬ランス吹込み異常を検出した際の浸漬ランス位置、搬送ガス流量、粉体吹込み速度及び振動値のタイムチャート図を図４に示す。
脱燐処理を行うべく、粉体１Ａと１Ｂで浸漬ランス４３からの吹込みを開始した直後（図中のＴ１）における粉体１Ａの吹込み速度１１６ｋｇ／ｍｉｎ、粉体１Ｂの吹込み速度は１４９ｋｇ／ｍｉｎ、これらよりトータル吹込み速度は２０５ｋｇ／ｍｉｎ、浸漬ランス４３の吹込み異常時の閾値は８．７％であった。これに対して、加速度計７０による検出振動値は１８％であり、浸漬ランス４３の吹込み異常ではない。吹込み時間が所定時間経過したとき（図中のＴ２）、加速度計７０による検出振動値が下がって来た。この前後におけるデータを表１に示す。
【００２５】
【表１】
0003994701.tif 000002
【００２６】
表１から判るように、吹込み開始２５０秒後に遂に検出振動値が浸漬ランス吹込み異常時の閾値を下回り、浸漬ランス吹込み異常警報が出た。このとき、粉体１Ａの吹込み速度は２５７ｋｇ／ｍｉｎ、粉体１Ｂの吹込み速度は９１ｋｇ／ｍｉｎ、トータル吹込み速度は３１１ｋｇ／ｍｉｎ、浸漬ランス吹込み異常時の閾値は１２．１％であった。その後、吹込み停止を掛けて浸漬ランスを上昇させて確認したところ、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。
【００２７】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように、本発明によれば、浸漬ランスを介して溶融金属中に粉体吹込みを行っている際に、常時付きっきりで監視することなく、また、作業熟練度も必要とすることなく、折損等による浸漬ランスの吹込み異常を正確に検出することができるので、浸漬ランスの使用率向上と操業コストの低減を図ることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例である浸漬ランスの吹込み異常検出方法を適用する粉体吹込み装置の概略図である。
【図２】浸漬ランスの吹込み異常時の閾値と粉体トータル吹込み速度との関係を示すグラフ図である。
【図３】操業中における浸漬ランスの吹込み異常検出を説明するためのフローチャート図である。
【図４】浸漬ランス位置、搬送ガス流量、粉体吹込み速度及び振動値のタイムチャート図である。
【符号の説明】
１Ａ〜１Ｄ…粉体
２Ａ〜２Ｄ…ディスペンサ（圧力容器）
４３…浸漬ランス
５０…トーピード
５１…溶銑（溶融金属）
６０…制御装置
７０…加速度計
７１…信号変換器
【図１】
0003994701.tif 000003
【図２】
0003994701.tif 000004
【図３】
0003994701.tif 000005
【図４】
0003994701.tif 000006