JPH03219007A - スロッピング検出方法、その検出装置及びその検出装置の校正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、特に転炉吹錬において転炉内にて発生するス
ロッピングの発生を高精度で検出し得るようにしたスロ
ッピング検出方法、その検出装置及びその検出装置の校
正方法に関する。

〔従来の技術〕

転炉は、この炉内に注湯された溶銑にランスの先端から
酸素ジェットを吹付けてこれを吹錬して溶鋼を製造する
のに用いられるか、吹錬中において、造滓剤として転炉
内にスケールや鉄鉱石或いはホタル石か投入され、これ
らは転炉内温度により溶融しスラグとなって溶鋼の製造
に寄与する。

スラグはある程度泡立つ、つまりフォーミングを発生す
る方か好ましいか、フォーミングが過剰になると、これ
か転炉の炉口から噴出してスロッピングを生じ、転炉外
に粒鉄を飛散させて歩留りの低下を始め、ランスから噴
出させる酸素ガスの炉内制御に対して悪影響を与えるだ
けてなく、付帯設備にも損傷を与えるため、転炉へのラ
ンスの挿入高さを変えたり、吹錬酸素量を絞ったりする
というような、標準性作業の実施が余儀なくされるのみ
ならず、作業能率の向上に害を及ぼすと共に、吹錬制御
の外乱となり、吹止連中率の低下をも招来するため、早
期にスロッピングの発生を予知し、或いは検出して然る
べきスロッピングの抑制操作を行わなければならない。

このようなスロッピングの発生予知、或いは検出手段に
は以下の如きものか知られている。

■　音響法 この音響法は、例えば特公昭５７−５３８４１号公報や
特公昭６３−５６９３１号公報において開示されてなる
もので、これはその模式的構成説明図の第１）図に示す
ように、転炉（１）の炉口（１ａ）の上方の排ガスダク
トα２に設けた分岐管（１２ａ）の先端に集音マイクα
Ｏ）を配設し、スロッピングの発生に伴って生じる音を
このマイクα０）で集音すると共に、これを周波数フィ
ルター（１υを介して受信してスロッピング信号とする
ものである。

なお、排ガスダクトｆ１２を貫通し、かつ転炉（１）の
炉口（ｌａ）からこの転炉（１）内に挿入されてなるも
のは、この転炉（１）内の溶鋼の原料となる溶銑（２）
に酸素ジェットを吹付けるためのランス（４）である。

しかしながら、この音響法はＮ２パージや周辺雑音の影
響を受は易く、スロッピング検出精度か低いという問題
があった。

■　ファイバースコープによる監視方法これは、転炉内
をファイバースコープにより監視し、その色調、光量変
化を捕らえることによりスロッピングを検出するもので
ある。

しかしながら、このファイバースコープによる監視方法
はファイバースコープのコスト上の問題と、メインテナ
ンスの問題により経済的に極めて不利になるという経済
上の欠点を持っている。

■　ロードセルによるランスの振動測定法ロードセルに
よるランスの振動測定法は、例えば特開昭６３−６５０
１２号公報や特開昭６３１００１）８号公報において開
示されてなるもので、先ずスロッピング検出装置の構成
を、その構成説明図の第１２図と、ロードセルの配設状
態説明図の第１３図とを参照しながら説明すると、第１
２図に示す符号（１）は周知の構成になる転炉であって
、この転炉（１）の内部には溶鋼の原料となる溶銑（２
）が注湯されており、この溶銑（２）の溶湯面上にはス
ラグ（３）か介在している。また、転炉（１）の炉口（
ｌａ）から垂直にランス（４）か挿通されると共に、こ
のランス（４）はスロッピングの発生を検出する検出手
段か取付けられたキャリッジ（５）によって昇降自在に
支持されている。

詳しくは、その上部においてランス（４）の上部に設け
た逆円錐部をその受台（８）で支持する昇降自在な枠状
のキャリッジ（５）と、第１４図に示すように、このラ
ンス（４）の径方向の中心を中心とする放射状に、つま
り中心角度１２０度で上記キャリッジ（５）の下側のプ
レートの上面にジヤツキ（６）か配設され、これらジヤ
ツキ（６）によってロードセル（Ｒ１）、（Ｒ２）、（
Ｒ３）が支持されている。つまり、これらのロードセル
（Ｒ１）、（Ｒ２）、（Ｒ３）は、スロッピング検出装
置の一部切欠き主要部構成説明図の第１４図と第１５図
とに示すように、ジヤツキ軸（６ａ）の先端で垂直に支
持された連結ピン（６ｂ）により連結されている支持金
具（６Ｃ）により支持されている。

さらに、支持金具（６Ｃ）にはランス（４）の外周面に
押圧されるコの字型の押圧金具（７）かその両突出部に
穿設された貫通穴に、支持金具（６Ｃ）に設けた支持軸
（７ａ）か遊嵌されて水平軸心回りに回転可能に支持さ
れており、この押圧金具（７）の内側底面に前記ロード
セルか押圧される構成になっている。

なお、前記キャリッジ（５）の外方において、垂直かつ
平行に配設されてなるものはこのキャリッジ（５）を上
下方向に案内する昇降用レール（９）である。

従って、スロッピングの発生に伴って発生する振動をラ
ンス（２）を介してこれらの３つのロードセル（Ｒ１）
、（Ｒ２）、（Ｒ３）により検出し、この検出信号を、
その振動解析ブロック図の第１６図に示すように、増幅
器（２１）、高周波成分を除去するローパスフィルタ（
２２）を介し、数Ｈｚ前後の低周波の平均値を効率的に
演算する演算器（２３）に入力すると共に、この演算器
（２３）により求めた平均値を加算器（２４）により加
算し、この加算器（２４）の出力は、予め設定しておい
た検出レベル値が入力され、かつこの検出レベル値と前
記加算値との大小を比較して、スロッピング抑制指示出
力を出す演算器（２５）に入力されるようになっており
、加算値が検出レベル値よりも大きい場合にはスロッピ
ングが発生したものと判定する方法である。

ロードセルによるランスの振動測定法で最も重要な点は
、ランス（４）の振動源を如何にして区別するかに係っ
ている。

即ち、ランス（４）に対する加振力には、スロッピング
以外に、例えば酸素ジェットの反力と転炉への副原料の
投入によるものとかあるからである。

ところか、酸素ジェットの反力に基づいてランス（４）
に加えられる振動の周波数は数ＫＨｚであり、また副原
料の投入は単発的なものであるのに対して、スロッピン
グにより生じるランス（４）の振動周波数は数Ｈｚであ
ってかつ連続的であるため、容易にこれらを区別し得る
。そして、ロードセルによるランスの振動測定法は、上
記２つの事例に比較してスロッピングの検出精度か高い
のに加えて、低コストであるという利点を有している。

〔発明か解決しようとする課題〕 上記■項のスロッピング検出装置によるロードセルを用
いるランスの振動測定法は、上記したようにスロッピン
グの検出精度が高く、かつ低コストであるという利点を
存しているか、未だに以下に説明するような問題点を持
っている。

先ず、スロッピング検出方法では、検出された信号の大
きさが各吹錬の度毎に相違することか多いため、予め設
定する検出レベル値を一定に保持したままにしておくと
、スロッピングの検出精度の低下をきたしてしまうとい
う欠点かある。

つまり、複数のロードセルにより検出した検出値の平均
値か小さくなる場合があることに起因するもので、スロ
ッピングか発生しているにも関わらず未発生と判定され
たり、逆に発生していなくとも発生していると判断され
る、所謂過検出の問題か生じている。このような問題を
解決する手段としては、以下の２通りの方法か考えられ
る。

先ず、第１の方法は検出値を大きくする方法である。つ
まり、複数のロードセルにより検出した検出値のうち、
最大の値のみを採用すれば良いとも考えられる。しかし
なから、ランスかスロッピングにより受ける振動の方向
がロードセルの配設方向と一致するとは限らないので、
このような場合には最大値とはいうものの必ずしもその
絶対値が大きいとはいえず、これでは上記した問題の根
本的な解決策とはなり得ない。

次に、第２の方法は上記検出レベルを低く設定する方法
である。しかしなから、検出レベル値を下げれば、スロ
ッピング検出精度が向上する反面、過検出の割合も多く
なってしまうこととなり、これも根本的な問題解決策に
なり得ない。

一方、スロッピング検出装置では、ランスに地金が付着
したり、或いは消耗するために通常定期的に取換えられ
るので、ランスの取付は時においてランスの径方向の中
心にロードセルの中心線が合致するように心合わせを行
う必要かあるか、ランスは必ずしも真直ではないから、
第１５図に示すように、ロードセル（Ｒ３）、（Ｒ２）
、（Ｒ１）の負荷検出位置を通るこれらロードセル（Ｒ
１）、（Ｒ２）、（Ｒ３）の中心線がランス（４）の径
方向の中心に合致せずに食い違いを生じ、支持金具（６
Ｃ）の側面か押圧金具（７）の突出部の内側面に押圧さ
れ、その押圧部によりランス（４）の振動力の一部が受
持たれるので、結果的にロードセル（Ｒ１）、（Ｒ２）
、（Ｒ２）に作用する振動力が減殺されるのに加えて、
ロードセル（Ｒ１）、（Ｒ２）、（Ｒ３）の取付けに際
しての締付力の均等差やキャリッジのガタの程度の差に
ついての確認か困難であり、ロードセル（Ｒ２）、（Ｒ
２）、（Ｒ３）、支持金具（６ｃ）を始め振動解析回路
を含む総合的な校正ができないので、得られる振動測定
値の精度か充分ではなく、スロッピングの発生を必ずし
も正確に検出す゛ることができないという欠点かあった
。

従って、本発明はスロッピングの検出精度が高く、しか
も過検出の少ないスロッピング検出方法、その検出装置
及びその検出装置の校正方法の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、従来のロードセルによるスロッピング検出方
法は、ロードセルにて検出した振動検出値を単純平均と
していたために、その平均値か小さな信号となってしま
う場合があり、また個々のロードセルの校正を行ってい
るもののスロッピング検出装置全体の調整が行えないと
いうことに着目して上記した問題の解決を図ったもので
あって、従って本発明の第１発明に係るスロッピング検
出方法の要旨は、転炉の炉口から挿入したランスの外周
に、該ランスの径方向の中心を中心とした所定の間隔て
配設した複数のロードセルにより該ランスの振動を検出
すると共に、検出した検出信号を受信して演算し、演算
して求めた演算値と予め設定した検出レベル値との大小
を比較して転炉内におけるスロッピングの発生を予知す
るスロッピング検出方法において、前記検出信号をベク
トル合成することを特徴とする。

また、本発明の第２発明に係るスロッピング検出装置の
構成は、昇降自在なキャリッジにより下部か転炉の炉口
から挿入されるランスの所定位置の外周に所定の間隔で
押圧され、かつ伸縮装置により支持されてなる複数のロ
ードセルにより該ランスの振動を検出するスロッピング
検出装置において、前記伸縮装置の伸縮ロッドの先端に
垂直軸心回りに支持金具を揺動自在に支持し、該支持金
具にロードセルの一端側を固着すると共に、該ロードセ
ルの他端側の支持金具の反対側に前記ランスに押圧され
る押圧金具を固着してなることを特徴とする。

また、本発明の第３発明に係るスロッピング検出装置の
構成は、昇降自在なキャリッジにより下部か転炉の炉口
から挿入されるランスの所定位置の外周に所定の間隔で
押圧され、かつ伸縮装置により支持されてなる複数のロ
ードセルにより該ランスの振動を検出するスロッピング
検出装置において、前記ランスに伸縮装置により支持し
てなる環状体を外嵌し、該環状体により複数のロードセ
ルをその径方向の中心方向に位置調整自在に支持してな
ることを特徴とする。

また、本発明の第４発明に係るスロッピング検出装置の
校正方法の要旨は、スロッピング検出装置の検出部が装
着されたランスの一部に所定の加振力を作用させ、該加
振力により発生するランスの振動を前記スロッピング検
出装置により検出すると共に、該スロッピング検出装置
を構成するロードセル、振動解析回路の調整精度を確認
することを特徴とする。

〔作用〕

第１発明に係るスロッピング検出方法によれば、ランス
に作用する加振力は各ロードセルにより測定されるが、
それらの測定値はベクトル合成され、この合成値か検出
レベル値と比較される。

また、第２発明に係るスロッピング検出装置によれば、
支持金具が垂直軸心回りに回転自在なので、ランスの曲
かりに追随しロードセルの負荷を検出するへき中心線を
必ずランスの径方向の中心に向けることができ、しかも
ロードセルか水平方向に位置ずれを生じたりすることも
ない。

また、第３発明に係るスロッピング検出装置によれば、
ロードセルはランスに外嵌した環状体により支持されて
いるので、ランスの曲かりの如何を問わずロードセルの
負荷を検出するへき中心線を必ずランスの径方向の中心
に向けることかできる。

また、第４発明に係るスロッピング検出装置の校正方法
によれば、加振装置によりランスに所定の振動力を作用
させると、ランスは所定の振動力に対応して振動する。

そして、これがスロッピング検出装置により検出され、
この検出値によりスロッピング検出装置を構成するロー
ドセル、振動解析回路の調整精度を確認することかでき
る。

〔実施例〕

本発明に係る実施例を、第１図乃至第１０図を参照しな
がら以下に説明する。

第１実施例 この第１実施例を、スロッピング検出装置を装備したラ
ンスか挿入されている転炉の全体を示す模式的構成説明
図の第１図と、スロッピング検出装置の一部切欠き主要
部構成説明図の第２図（ａ＋、（ｂｌと、スロッピング
検出装置の模式的振動解析ブロック図の第３図と、演算
フローを示すブロック図の第４図と、各ロードセルによ
る実測振動波形説明図の第５図（ａ）と、出力比較説明
図の第５図（ｂｌ、（Ｃ）と、加振機の取付は状態説明
図の第６図と、加振機の模式的構成説明図の第７図（ａ
）、　（ｂｌと、加振機の制纒回路図の第８図と、イン
バータ出力説明図の第９図（ａ）と、加振機によるラン
スの振動波形状態説明図の第９図（ｂｌとを参照しなか
ら、従来と同一のもの並びに同一機能を有するものを同
一符号を以て以下に説明する。

先ず、全体構成は第１図に示すように従来と略同構成で
あって、ランス（４）は昇降用レール（９）によって昇
降自在に案内されるキャリッジ（５）で支持されると共
に、その下部は炉口（１ａ）から転炉（１）に挿入され
ている。またランス（４）の外周は、前記キャリッジ（
５）の下側のプレート上面にランス（４）の径方向の中
心を中心として１２０度間隔に配設され、かつ先端部に
ロードセルか組込まれてなるジヤツキ（６）の先端によ
り押圧される構成になっている。

一方、ロー１ぐセルの取付は状態は第２図（ａ）、（ｂ
）に示すように、ジヤツキ（６）の伸縮自在なジヤツキ
軸（６ａ）の先端に支持した連結ピン（６ｂ）によって
支持金具（６ｃ）をこの連結ピン（６ｂ）の軸心回りに
回転自在に支持し、支持金具（６Ｃ）の他端側にロード
セル（Ｒ１）、（Ｒ２）、（Ｒ３）の一端側の側面を固
着する一方、これらロードセル（Ｒ１）、（Ｒ２）、（
Ｒ３）の他端側に、ランス（４）の外周面への当接部を
備えた押圧金具（７）を固着した。また、これらの各部
品の組立状態は前記連結ピン（６ｂ）の径方向の中心と
、これらロードセル（Ｒ＋）、（Ｒ２）、（Ｒ３）を支
持する支持金具（６ｃ）と押圧金具（７）との固着位置
の中心と、押圧金具（７）の前記当接部の中心とか一直
線上に位置するようにした。

従って、上記構成になる検出装置の作用態様を説明する
と、スロッピングの振動力か伝えられるランス（４）か
例え曲かっていたとしても、ロードセル（Ｒ１）、（Ｒ
２）、（Ｒ３）はランス（４）の径方向の中心に対して
１２０度の振り分は角度で取付けられていて、ランス（
４）の径方向の中心にロードセル（Ｒ１）、（Ｒ２）、
（Ｒ３）に作用する負荷を検出すべき中心を通る中心線
か合致しており、これらロードセル（Ｒ１）、（Ｒ２）
、（Ｒ３）に対してスロッピングの発生によるランス（
４）の振動力か正確に伝達されるので、この振動力を正
確に検出することかできる。

つまり、これらのロードセル（Ｒ１）、（Ｒ２）、（Ｒ
３）は従来のロードセルのように水平軸方向に滑りを生
じないので、ロードセル（Ｒ３）、（Ｒ２）、（Ｒ３）
に伝わる振動力か減殺されることかなくなり、その測定
精度の向上か可能になった。

さらに、第２図（ｂｌに示すように、例えジヤツキ軸（
６ａ）の長手方向の軸線とランス（４）の径方向の中心
とか合致していなくても、ジヤツキ（６）によるランス
（４）の支持に格別の支障か生したりすることなく、そ
の目的を達成することかできる。

次に、振動解析の構成を第３図を参照しながら説明する
と、３つのロードセル（Ｒ１）、（Ｒ２）、（Ｒ３）の
出力はそれぞれのロードセル用増幅器（２１）、ロバス
フィルタ（２２）を経た後、数Ｈｚ程度の低周波の平均
値を効率良く演算する実効値演算器（２３）、次いて５
秒前後の間の区間平均演算を行う区間演算器（２４）を
経て、この区間演算器（２４）の出力のそれぞれはベク
トル合成演算を行う一つのベクトル合成演算器（２５）
に入力されるようになっている。

なお、実際には区間演算器（２４）以降は専用のマイク
ロコンピュータを用いてプログラム処理する構成として
いる。

上記ベクトル合成演算では、先ず下記式に基づいてラン
スに作用する振動波形のＸ方向成分とＸ方向成分に次い
て合成信号Ｓとランスの振動方向を示す偏角θとの演算
を行う。

Ｘ＝ａ　ｓｉｎψ、　＋ｂ　Ｓｉｎψ２＋ｃｓｉｎψ３
−−−■Ｙ＝＝ａｃｏｓψ＋　＋ｂ　ｃｏｓψ２＋ＣＣ
Ｏ３ψ３−−−■Ｓ＝　（Ｘ２＋Ｙ２）””−−−−−
−−−−−−−−−−一−−−■θ＝ｔａｎ　−’　（
Ｙ／　Ｘ）　−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
■但し、上記した式のａはロードセル（Ｒ１）により検
出された検出信号に基づく値、ｂはロードセル（Ｒ２）
により検出された検出信号に基づく値、Ｃはロードセル
（Ｒ３）により検出された検出信号に基つく値であり、
さらにψ１はロードセル（Ｒ１）の配設角度（０度）、
ψ２はロードセル（Ｒ２）の配設角度（１２０度）、ψ
、はロードセル（Ｒ３）の配設角度（２４０度）をそれ
ぞれ示すものである。

そして、Ｓ１θ、ａ、ｂ、ｃのベクトル図を、ＣＲＴに
表示してこれをオペレータ監視用として活用に供した。

以下、上記演算手順の詳細を、第４図を参照しなから、
時刻１＋におけるロードセル（Ｒ３）、（Ｒ２）、（Ｒ
，）のそれぞれによって検出された生信号をＡ（ｔｌ　
）、Ｂ　（ｔ、　）、Ｃ（ｔ、　）として、またこれら
をローパスフィルタ（２２）を通した後の振動波を、そ
れぞれａ　（ｔｌ、ｂ　（ｔｌ、ｃ　（ｔｌとして説明
する。

■　先ず、第１ステツプにおいて、スタート時点からΔ
を時間経過したか否かを判定する。

このΔｔはΔｔ＝１／２ｆの定義により設定したもので
あって、そしてこのｆはローパスフィルタ（２２）によ
る振動波の上限カットオフ周波数に相当するものてあっ
て、経験から通常１０Ｈｚ以下に設定されるものである
。

Ｎｏの場合には、Δを時間になるまでデータを取込み、
Δを時間経過してＹｅｓになると第２スチツプに進む。

■　この第２ステツプにおいて、Ａ（ｔ、）、Ｂ　（ｔ
ｌ）　、Ｃ（ｔｌ　）（ｉ＝Ｉ〜ｎ）を順次読込んだ後
に第３ステツプに進む。

■　この第３ステツプにおいて、上記読込んだ読込み値
がある値αとその大小か比較され、読込み値かαと同等
若しくは以下の場合には、ロードセルの出力線の断線と
判定されてアラームによる警報か発せられることとなる
。

なお、上記αは経験により設定した値である。

一方、読み込み値かαよりも大きい場合、つまりＮｏの
場合には第４ステツプに進む。

■　この第４ステツプにおいて、上記読込み値それぞれ
の絶対値か演算されると共に第５ステツプに進む。

■　この第５ステツプにおいて、各絶対値のサンメーシ
ョン演算に次いて、それらの重み均等の移動平均値ａ、
ｂ、ｃをそれぞれ演算して第６ステツプに進む。

■　この第６ステツプにおいて、下記の通りの演算か順
次行われる。

先ず、上記した■式； ％式％ から振動のＸ成分を演算する。

この式において、φ１、ψ２、ψ３はロードセルの配設
角度であって、これら各ロードセルはランスの径方向の
中心に対して１２０度の等間隔に配設しているのてψ、
＝０度、ψ２　＝　１２０度、ψ、＝２４０度とするこ
とかでき、それぞれ上記■式に代入すると、■式は、 Ｘ＝３”２　　（（ｂ−ｃ）／２）−−−一■と変形す
ることができる。

次いて、上記した■式； ％式％ から振動のＹ成分を演算する。

この式において、角度としてψ１＝θ度、ψ２１２０度
、ψ２＝２４０度をそれぞれ代入すると、■式は、 Ｙ＝ａ−０，５ｂ−０，５ｃｍ−−＝■と変形すること
かできる。

故に、信号の合成ベクトルＳである上記０式：Ｓ＝　（
Ｘ２＋Ｙ２）”” に、Ｘとして０式を、またＹとして０式それぞれ代入し
て演算すると、 （ａ２＋ｂ２＋ｃ２−ａｂ−ｂｃ−ｃａ）””として求
めることかできる。

なお、以上てはψ、＝０度、ψ２　＝　１２０度、ψ３
＝２４０度として演算したかミ任意の基準角度を０度と
してそれぞれψ１、ψ２、ψ３の角度を求めると共に、
これらの角度を上記式に代入して演算しても同し結果を
得ることかできることは容易に理解されることである。

そこで、第５図（ａ）において示すように、ロードセル
（Ｒ１）から振幅すか、ロードセル（Ｒ２）から振幅Ｃ
か、またロードセル（Ｒ３）から振幅ａかそれぞれ出力
されたとすると、合成により得られた合成ベクトルＳは
、第５図（ｂｌと第５図（Ｃ）とに示すように、従来の
単純平均に比較して充分大きい値となり、スロッピング
検出精度か向上するのに加えて、過検出を数％程度まで
減少させることかできる。

なお、第５図（Ｃ）においては、従来の単純平均になる
信号を実線により示し、またベクトル合成値になる信号
を破線によって示している。

ところで、上記合成ベクトルＳと検出レベル値との大小
比較でも良いか、この実施例の場合にはより精度を向上
させるためにノイズ成分と考えられる、所謂合成ベクト
ルＳに対して直角方向のロドセルの信号の合成成分百を
、Ｓから引いた値Ｓｏ　　（Ｓｏ　”５−ｓ）を求める
と共に、これを検出レベル値と比較してスロッピングの
発生判断に供することにより好結果を得ることかできた
。

なお、上記合成成分τは ５＝ａｓｉｎ（ψ１−θ）＋ｂｓｉｎ（ψ２−θ）＋ｃ
ｓｉｎ（ψ３−θ） と表わされるものである。

さらに、ランスの振動方向を示す偏角θを、■式　θ＝
ｊａｎ　−’　（Ｙ／Ｘ）のＸとＹに０式と０式とを代
入して求める。これにより得られる式は、θ＝ｊａｎ−
’ｘ （（２ａ−ｂ−ｃ）／３”’　　（ｂ−ｃ））となり、
この式からランスの振動方向、つまりスロッピングの流
動方向を知ることかできる。

換言すれば、これはスラグの流動状況か片流れであるか
、ランダム流れであるか或いは回転流れであるかを示す
ものである。このようなスラグの流動状況はスロッピン
グ抑制剤を投入したときに変動するので、抑制効果の確
認に供することかてきるし、また個々のロードセルから
の信号に異常かある場合には、振動方向は比較的安定的
である事実から、ロードセルの異常検出にも活用し得る
という効果かある。

以・上詳述したように、極めて簡単な計算処理でＳとθ
とを求めることにより、スロッピングの検出精度の向上
と、過検出の割合を大幅に削減することかできるように
なった。

ζδ、旧誼した実施例ては３つロードセルかランスの外
周廻りに等間隔て配設する場合の事例を説明し１こか、
ロードセルの数か３つてあれは実用的に充分の効果か得
られるからにすぎないのてあって、ロードセルを４つ以
上配設することもてき、しかもこれによりスロッピング
検出精度を一層向上させることができる。

しかしなから、ロードセルの配設数か多くなるに伴って
、コストアップに加えて演算も複雑になり、投資効果に
比較して得られる効果か少なくなるので、経済的には必
ずしも得策ではない。

このようにして、転炉の稼働中にスロッピングの発生が
検出されるか、ランスか消耗すると新品ランスに交換さ
れ、交換されたランスに改めてスロッピング検出装置か
装着されることとなる。

そして、ランス（４）へのスロッピング検出装置の装着
に際しては、３つのロードセル（Ｒ１）、（Ｒ２）、（
Ｒ３）それぞれの締付は力の差やキャリッジのガタ差、
支持金具のガタ差から振動解析回路まで含む総合的な校
正を行うために、以下に説明するような着脱自在な校正
装置を用いた。

上記校正装置の詳細は、第６図と第７図とに示すように
、ランス（４）の外周に加振機ｑ３を着脱自在な分割式
のハントｍをポル）・とナツトとにより装着してなる構
成であって、この加振機α３は偏心ウェイト（１３ｂ）
を、出力３ＫＷの電動機（１３ａ）により回転させる構
成になるものである。

ところで、上記したような加振機０３を５０または６０
Ｈｚの商用周波数の交流電力で作動させたとしても、こ
れにより加振機αＪで発生し得る振動の周波数の下限が
１５〜２０Ｈｚ程度であるため、第８図に示すように、
商用交流電力をインバータ０４に投入し、このインバー
タα４と加振機０３との間にタイマー１９により０Ｎ−
ＯＦＦ作動するスイッチＯＦ５を介装してなる側部回路
を介する構成とした。

故に、この電動機（１３ａ）は、商用周波数の投入電力
をインバータα４により１５〜２０Ｈｚの電力に変換し
、そして第９図（ａ）に示すように、タイマー（１５１
で設定時間Ｔとして０．　５〜１秒を設定し、これによ
りスイッチを０Ｎ−ＯＦＦさせることにより、１〜２Ｈ
ｚの交流に変換して電動機（１３ａ）を駆動して低周波
振動を発生させた。

すると、ランス（４）は振動し始めるが、振動初期段階
では、所謂音波でいえば唸り振動に似た振動波形で振動
するがその振動振幅の差は次第に接近し、約２５秒経過
後に振動振幅は一定になる。

従って、投入電力のエネルギーにより加振機α３て発生
される振動の程度が把握されるから、これとこれに基づ
くランス（４）の一定の振動振幅を比較することにより
スロッピング検出装置の総合精度を校正することかでき
る。

これにより、スロッピングの検出精度を一層向上させる
ことかできた。

その他、上記したような構成になる加振機α３による加
振でなく、ランス（４）に所定の振幅の振動を発生させ
る方法を採用すれば良く、例えば所定の重さのハンマー
てランス（４）を所定衝撃力で衝打しても同等の効果を
期待することかできる。

第２実施例 この第２実施例を、スロッピング検出装置の主要部構成
説明図の第１０図を参照しなから、第１実施例と同一の
もの並びに同一機能を存するものを同一符号を以て第１
実施例と相違する構成上の点についてだけ以下に説明す
る。

つまり、この実施例は３つのロードセル（Ｒ１）、（Ｒ
２）、（Ｒ３）の取付は方か相違するだけてあって、ラ
ンス（４）の径方向の中心に対して１２０度の角度間隔
にロードセル（Ｒ２）、（Ｒ２）、（Ｒ３）を取り付け
てなる環状体（７ｂ）を外嵌すると共に、環状体（７ｂ
）の外縁付近にジヤツキ（６）のジヤツキ軸（６ａ）の
先端を連結ピン（６ｂ）により連結する一方、図示省略
しているか、前記ロードセル（Ｒ１）、（Ｒ２）、（Ｒ
３）は環状体（７ｂ）の径方向の中心方向に、例えば螺
子の螺子込み、或いは螺子戻しにより位置調整自在に支
持してなる構成とする他は、第１実施例と全く同様な構
成とした。

従って、これらのロードセル（Ｒ１）、（Ｒ２）、（Ｒ
３）の中心線とランス（４）の径方向の中心とを合致さ
せることかできるので、この実施例の作用と効果とは第
１実施例と同効である。

勿論、ジヤツキ（６）のジヤツキ軸（６ａ）を伸縮させ
るたけて、ジヤツキ軸（６ａ）の先端を連結ピン（６ｂ
）により環状体（７ｂ）に連結し得るので、連結作業が
格別困難になるようなことはない。

なお、上記した実施例は本発明の具体例にすぎず、従っ
て上記実施例によって本発明の技術的思想の範囲が限定
されるものではなく、しかも本発明の技術的思想を逸脱
しない範囲内における設計変更等は自由自在である。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、第１発明に係るスロッピング検出
方法によれば、ランスに作用する加振力はそれぞれのロ
ードセルにより測定されるが、それらの測定値はベクト
ル剛性されるので、従来のような平均値より確実に大き
な値か得られる結果、検出レベル値を低く設定するまで
もなく充分にスロッピングを検出し得、また上記したよ
うに検出レベル値を低く設定する必要かないので過検出
の発生割合を確実に減少させ得ると共に、検出精度の向
上によりスロッピング検出を自動化することか可能にな
った。

また、第２発明及び第３発明に係るスロッピング検出装
置によれば、ロードセルの中心線は必ずランスの径方向
の中心に合致しており、しかも水子線方向にずれたりす
ることかないので、従来のスロッピング検出装置のよう
にランスの振動力か減殺されることがなくなり、スロッ
ピング検出精度の向上が可能になるのに加えて、吹錬作
業の能率向上、歩留りの向上及び製鋼製品の品質レベル
を一定に維持し得るようになった。

さらに、第４発明に係るスロッピング検出装置の校正方
法によれば、ランスを支持するキャリッジを始めスロッ
ピング検出装置の全体を含む校正か極めて容易に行える
ようになり、スロッピング検出装置に対するスロッピン
グ検出性能をより一層向上させ得ることとなる。

従って、本発明によればスロッピングの発生をより正確
に検出し得、省力化と製鋼製品の品質維持向上とに対し
て極めて多大な効果か得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第９図は第１実施例に係り、第１図はスロッ
ピング検出装置を装備したランスか挿入されている転炉
の全体を示す模式的構成説明図、第２図（ａ）、ｆｂ）
はスロッピング検出装置の一部切欠き主要部構成説明図
、第３図はスワツピング検出装置の模式的振動解析ブロ
ック図、第４図は演算フローを示すブロック図、第５図
（ａ）は各ロードセルによる実測振動波形説明図、第５
図（ｂ）、（Ｃ）は検出値の単純平均値とベクトル剛性
値との出力比較説明図、第６図は加振機の取付は状態説
明図、第７図（ａｌ、（ｂ）は加振機の模式的構成説明
図、第８図は加振機の制御回路図、第９図（ａ）はイン
バータ出力説明図、第９図（ｂｌは加振機によるランス
の振動波形状態説明図、第１Ｏ図は第２実施例になるス
ロッピング検出装置の主要部構成説明図、第１）図乃至
第１６図は従来例に係り、第１）図は音響法に係るスロ
ッピング検出装置を示す模式的構成説明図、第１２図は
従来のロードセルを用いたスロッピング検出装置の構成
説明図、第１３図はロドセルの配置状態説明図、第１４
図及び第１５図はスロッピング検出装置の一部切欠き主
要部構成説明図、第１６図は振動解析ブロック図である
。 （１）・・・転炉、（ｌａ）・・・炉口、（２）・・・
溶銑、（３）・・・スラグ、（４）・・・ランス、（５
）・・・キャリッジ、（６）・・・ジヤツキ、（６ａ）
・・・ジヤツキ軸、（６ｂ）・・・連結ピン、（６ｃ）
・・・支持金具、（７）・・・押圧金具、（７ｂ）・・
・環状体、（８）・・・受台、（９）・・・昇降用レー
ル、α訃・・加振機、（１３ａ）・・・加振機用の電動
機、（１３ｂ）・・・偏心ウェイト、α少・・・インバ
タ、０９・・・タイマ、αＧ・・・スイッチ、０η・・
・バンド、（２１）・・・ロードセル用増幅器、（２２
）・・・ローパスフィルタ、（２３）・・・実効値演算
器、（２４）・・・区間演算器、（２５）・・・ベクト
ル合成演算器、（ＲＩＸＲ２ＸＲ３）・・・ロトセル。 第３図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）転炉の炉口から挿入したランスの外周に、該ラン
   スの径方向の中心を中心とした所定の間隔で配設した複
   数のロードセルにより該ランスの振動を検出すると共に
   、検出した検出信号を受信して演算し、演算して求めた
   演算値と予め設定した検出レベル値との大小を比較して
   転炉内におけるスロッピングの発生を予知するスロッピ
   ング検出方法において、前記検出信号をベクトル合成す
   ることを特徴とするスロッピング検出方法。
2. （２）昇降自在なキャリッジにより下部が転炉の炉口か
   ら挿入されるランスの所定位置の外周に所定の間隔で押
   圧され、かつ伸縮装置により支持されてなる複数のロー
   ドセルにより該ランスの振動を検出するスロッピング検
   出装置において、前記伸縮装置の伸縮ロッドの先端に垂
   直軸心回りに支持金具を揺動自在に支持し、該支持金具
   にロードセルの一端側を固着すると共に、該ロードセル
   の他端側の支持金具の反対側に前記ランスに押圧される
   押圧金具を固着してなることを特徴とするスロッピング
   検出装置。
3. （３）昇降自在なキャリッジにより下部が転炉の炉口か
   ら挿入されるランスの所定位置の外周に所定の間隔で押
   圧され、かつ伸縮装置により支持されてなる複数のロー
   ドセルにより該ランスの振動を検出するスロッピング検
   出装置において、前記ランスに伸縮装置により支持して
   なる環状体を外嵌し、該環状体により複数のロードセル
   をその径方向の中心方向に位置調整自在に支持してなる
   ことを特徴とするスロッピング検出装置。
4. （４）スロッピング検出装置の検出部が装着されたラン
   スの一部に所定の加振力を作用させ、該加振力により発
   生するランスの振動を前記スロッピング検出装置により
   検出すると共に、該スロッピング検出装置を構成するロ
   ードセル、振動解析回路の調整精度を確認することを特
   徴とするスロッピング検出装置の校正方法。