JPH04158971A - スラグの流出開始時点検出方法 - 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］ 本発明はスラグ流出時期の検出方性に関し、詳細には高
炉法や電気炉法等の製鉄プロセスのうち、スラグな有す
る溶鉄を別容器へ移し替える工程において、該溶鉄を移
し替えた後のスラグか流出し始める時点を判定する方法
に関するものである。

［従来の技術］ 製鉄プロセスのうちスラグと溶鉄を分別して別容器へ移
し替える工程としては、転炉から取鍋への出鋼工程、溶
銑予備処理炉から取鍋への移替工程、高炉から溶銑搬送
容器（鍋、トピートカー等）への出銑工程等が挙げられ
る。上記工程においては出銑若しくは出鋼の末期に溶鉄
の上方に浮上しているスラグの流出が始まる。しかるに
該スラグ中には一般に次工程以降で有害となる成分が含
まれているため、スラグ流出の開始時点て溶鉄の移し替
えを終了しスラグの混入を防止することが必要である。

スラグ流出の開始時点を判断するにあたっては、■目視
ン去、■電磁ン去、■放射温度計法等が採用されている
が夫々下記の様な問題を有している。

■目視法は特別な設備を必要とせず簡易な方法ではある
が、観察者によって判断のバラツキが生じると共に、出
鋼（出銑）時の発塵により目視観察の困難な場合があり
、スラグ流出開始の検出時期、従って溶鉄の移し替え作
業終了時期が早過ぎたり遅過きたりすることがある。そ
して早過ぎる場合には比較的多くの溶鉄がスラグと混在
して元の容器内に残留し、次チャージで一緒に処理する
場合は生産性の低下を招き、スラグと一緒に排出する場
合は廃却によって鉄歩留りの低下を招き、一方遅過ぎる
場合には取鍋内にスラグが流入してスラグ除去作業か必
要となり、溶鉄温度を低下させたり、溶鉄の滞留により
生産性を低下させる等して望ましくない。

■電磁法は転炉の出鋼孔の周囲に１次コイルと２次コイ
ルを設置し、１次コイルに電流を流した際に２次コイル
に話起される電圧が溶鉄流とスラグ流で異なることを利
用する方法であるか、上記コイルを耐火物の中に埋設す
る必要かあり、また前記コイルに接続する配線を転炉炉
体からトラニオンリング中を通すことを要し複雑な設備
構造となり、さらに前記耐火物の耐熱性や耐久性も特に
高度なものが要求されるので設備コストが多大となる。

また前記出鋼孔の溶損量が増大し、孔径が拡大した際に
は、該出鋼孔の周囲に埋設したコイルに損傷を与えるこ
とになり、さらにこの様な孔径拡大時に行なわれる出鋼
孔補修の作業手間が増大する。

さらに高炉から搬送容器への溶銑注入は樋を用いて行な
っているので電磁法を採用する場合にはコイルを支持し
て保護するための耐火物製の器具が別途必要となる。

■放射温度計法は出湯（鋼）流の放射温度を測定し、溶
鉄流とスラグ流とで測定値が異なることを利用する方法
であり、出湯時の発塵、熱Ｊ！ｌ（ゆらぎ）等か温度計
と溶湯流の間に存在するとスラグの検出か不安定になり
、スラグ流出開始時期を精度よく管理することかできな
いという問題がある。

［発明か解決しようとする課題］ 本発明は上記事情に着目してなされたものてあって、ス
ラグの流出時期を精度良く検出できる方法を提供しよう
とするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成した本発明とは、溶融スラグ層と溶鉄層
からなる二層混在容器から溶鉄を別容器へ移し替えるに
あたり、注入流の落下衝突位置から発生する音波を検出
して音圧の変化状況から注入流が溶鉄からスラグに変わ
る時期を判定することを要旨とするものであり、また上
記音波の周波数の変化状況からスラグの流出開始時点を
判定するという方法を採用すればより高精度な検出が可
能である。

［作用コ 本発明者らはスラグの流出開始時期を検出する方法につ
いて鋭意研究を重ねた結果、溶鉄の注入流と容器内に溜
った溶鉄表面との衝突点より発生する音波を検出するこ
とに想到し、まず両者の音圧レベルの差からスラグの流
出開始時期が検出てきることを見出した。

上記検出を行なうにあたっては、出湯落下流の衝突点に
向けて、高指向性マイクロフォンを設置し、出湯中の音
圧レベルの平均値Ｓ１と、スラグ流出中の音圧レベルの
平均（！　Ｓ　２の測定を行なう。

スラグの流出開始時期を判断する具体的な方法としては
、下記のものが例示できる。即ちまずスラグ流ての音圧
レベルＳ２と溶銑流での音圧レベルＳ１との比（α＝Ｓ
２　／ｓ＋　）を別途求めておき、出湯開始後０．２秒
ごとに該０．２秒間の平均音圧レベルを評価し、ざらに
測定時点から過去１０秒前から３０秒前までの移動平均
音圧レベルＭ１と上記測定時点から過去１秒間の移動平
均音圧レベルＭ２との比Ｍ　２　／　Ｍ　＋を求め、下
記の条件が成立した時点をスラグ流出開始点と判定する
方法である。

α〉１のとき　Ｍ　２７　Ｍ１≧ｋ（α−１）＋１α〈
１のと籾　Ｍ　２　／　Ｍ＋　≦ｋ（α−１）＋１但し
、Ｏ＜ｋ＜１ 尚αの値はスラグの性状、出湯孔の形状、溶鉄の組成、
測定周波数等の要因によってα〉１の場合とα〈１の場
合があるので条件式を２通りに分けた。

またｋの好ましい値は０．２以上０．９以下である。ｋ
の値が小さい程スラグの流出に敏感となり、若干のスラ
グの流出でも検知することとなる。一方にの値か大きい
程スラグの流出に鈍感となり、スラグと溶鉄の混合流が
流出して溶鉄流か殆んとなくなった時点で検知すること
となる。

従って目的とする処理条件等によって最適なに値を適宜
設定すれはよい。

但し上記の様な測定方法であっても、操業条件（例えば
溶鉄温度）や測定条件等によっては音波の特性か変化し
てしまい、注入流か溶鉄流のときの音圧レベル（Ｍｌ）
とスラグ流のときの音圧レベル（Ｍ２）との差かあまり
得られない場合や、溶鉄流の音圧レベルか安定せす変動
か犬きくなり、検出精度の大幅な向上か期待てきない場
合もある。

そこで以下の方法を採用すれはより高精度な検出が可能
である。即ちスラグ流と溶鉄流は成分の違いから密度も
異なり、スラグ流か約３〜４ｇ／ｃｍ３であるのに対し
て溶鉄流は約７　ｇ／ｃｍ３である。そのため、７１人
流の衝突音をＦＥＴアナライサーにより周波数分布状況
を調へると第１図（ａ）。

（ｂ）の様になる。このグラフから、スラグ流の場合は
低周波数域に集中し、一方溶鉄流は比較的高周波域に分
散していることかわかる。従ってスラグ流の場合、第１
図（ａ）のグラフにおいて周波数分布の高い側が例えは
５％程度の確率となるような高目の周波数を上限値Ｌｓ
ｌａｇとして設定し、−方溶鉄流の場合、周波数分布の
低い側が例えは４０％程度の確率となるような平均値よ
り若干低めの周波数をＬＦｅとして設定しておき、ハン
ト　。

バスフィルター等を用いて検出音波のＬ　ｓｌａｇ以上
ＬＦｅ以下の周波数数帯域における音圧レベルを評価す
れは、溶鉄流とスラグ流の音圧レベルの差をより精度良
く検出することか可能である。

また周波数の分布状況からスラグの流出時期を判定する
方法としては、前記のグラフからもわかる様に溶鉄流の
平均周波数か約６００Ｈｚてあり、スラグ流の平均周波
数が約１００Ｈｚと大幅に異なることから衝突音の周波
数を測定しながら、単位時間当たりの平均周波数を求め
、該平均周波数か例えば１５０Ｈｚ程度より少なくなっ
た時点をスラグ流出開始時点と判定する方法も考えられ
る。

［実施例］ 溶銑装入量１００　ｔｏｎの溶銑予備処理炉を用い以下
の条件て脱Ｐ処理を行った。

処理前成分　　　Ｓｉ：０．２〜０２３％Ｐ・　００７
５〜０．０８５　　％ 処理後成分　　　　Ｐ　：　Ｏ，ＯＬ１〜００１５％Ｃ
ａＯ原単位　　　１１．８〜１２．８　ｋＪ／を溶銑量
　　　　　　１００　ｔｏｎ 上記溶銑予備処理炉から取鍋へ出渇し、スラグの流出開
始時点を下記に例示する夫々の方法で判定し、取鍋内へ
流出したスラグ量により上記判定の精度を評価した。

実施例１ ます取鍋内の溶銑に比渇流か衝突する位置に向けて、高
指向性マイクロフォンを設置し、溶銑出湯中の音圧レベ
ル及びスラグ流出中の音圧レベルを夫々２０チヤージ測
定して各々の平均値Ｓｌ。

Ｓ２を求めた。結果は以下に示す。

Ｓ　ｌ＝　３３．７ｄｂ Ｓ　２＝　２７．８（ｌｂ Ｓ　２／Ｓ　Ｉ　＝　０．８２ 次に出湯開始後０２秒ごとに０．２秒間の平均音圧レベ
ルを評価し、さらに測定時点を起点として過去１０秒前
から３０秒前までの移動平均音圧レベルＭ１と過去１秒
間の移動平均音圧レベルＭ２どの比較を行ない、 Ｍ２／Ｍ＋≦０８５ の条件か成立した時点をスラグ流出開始時点と判定し、
直ちに炉を傾動させてスラグの流出防止を図った。

上記工程を３０チヤ一ジ行ない、出湯後に鍋中に流出し
たスラグ量を測定した。結果は３０チヤージの平均値を
とり第１表に示した。

尚比較例として、目視観察によりスラグ流出開始を判定
すること以外は実施例１と同様にしてスラグ量を測定し
た。結果は第１表に併記する。

実施例２ 実施例１において前記ＬＳｌａｇは３００Ｈｚ　、前記
ＬＦｅは６００Ｈｚであることを誌めた。またこのとき
の音圧レベルはＳ　、　＝　３２．２ｄｂ、　　Ｓ　２
＝　２１．５ｄｂてあった。そこてＬ　ｓｌａｇ以上Ｌ
Ｆｅ以下の周波数帯における音波の音圧レベルの変化が
５２／Ｓｌ≦０７０の条件を満たしたと館をスラグ流出
開始時点と判定し、炉傾動によるスラグ流出防止を図っ
た。

上記工程を３０チヤ一ジ行ない、出湯後に鍋中に流出し
たスラグ士を測定して平均値を求めた。

結果は第１表に併言己した。

実施例３ 溶鉄流およびスラグ流における衝突音の周波数分布の解
析を行った。その結果夫々の平均周波数か、 溶鉄流の場合　　　５２８　Ｈｚ スラグ流の場合　　９３　）１ｚ であることを肥めた。

そこで出湯開始後０．３秒ごとに０．３秒間の平均周波
数（ｆｏ３）を求め、測定時点から過去０６秒間の（ｆ
ｏ、３）の平均値（ｆｏ、　３）Ｍ　　Ｃ過去２回分の
（ｔｏ３）値の平均値コを求める。

そして（ｆｏ、　３）Ｍ≦１２０Ｈｚが成立した時点を
スラグ流出の開始時点と判定した。

上記工程を３０チヤ一ジ行ない、出湯後に鍋中に流出し
たスラグ量を測定して平均値を求めた。

結果は第１表に併８己した。

７−″Ｆ″′！ 第１表 第１表から本発明の方法によれはスラグの流出開始時声
を精度良く検出でき、スラグの流出量を著しく低減でき
ることかわかる。

［発明の効果コ 本発明は以上の様に構成されているのて、溶鉄流からス
ラグ流への変化時期を精度良く検出する方法か提供でき
ることとなった。

その結果として次工程へのスラグ流出を防止でき、スラ
グ除去作業か不要となり、例えは次工程の転炉吹錬中に
復Ｐ、復Ｓか発生するという弊害も防止てぎることにな
った。さらに本発明によれば比較的安価な設備投資で、
溶鉄流と数ｍ以上間れたところから測定を行うことが可
能であり、従って測定器のメンテナンスも容易となった
。

また注入流か溶銑である場合の様に著しい発塵を伴う場
所あるいは高炉から搬送容器へ注入する場合の様に、注
入流が樋から流出し、転炉の様な一定形状の孔（出鋼孔
）からの流出を行なわない様な場所であっても容易に測
定を行うことが可能となった。尚溶鉄の注入作業の自動
化にも本発明を利用することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は溶鉄流の音圧レベルと周波数の関係を示
すグラフ、第１図（ｂ）　はスラグ流の音圧レベルと周
波数の関係を示すグラフ、第２図は溶鉄流からスラグ流
への変化を平均周波数で示すグラフである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶融スラグ層と溶鉄層からなる二層混在容器から
   溶銑を別容器へ移し替えるにあたり、注入流が溶銑から
   スラグに変わる時期を判定するスラグの流出開始時点検
   出方法であって、 注入流の落下衝突位置から発生する音波を検出し、音圧
   の変化状況からスラグの流出開始時点を判定することを
   特徴とするスラグの流出開始時点検出方法。
2. （２）溶融スラグ層と溶鉄層からなる二層混在容器から
   溶銑を別容器へ移し替えるにあたり、注入流が溶銑から
   スラグに変わる時期を判定するスラグの流出開始時点検
   出方法であって、 注入流の落下衝突位置から発生する音波を検出し、該音
   波の周波数の変化状況からスラグの流出開始時点を判定
   することを特徴とするスラグの流出開始時点検出方法。