JPS6225727B2 - - Google Patents
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- JPS6225727B2 JPS6225727B2 JP57152422A JP15242282A JPS6225727B2 JP S6225727 B2 JPS6225727 B2 JP S6225727B2 JP 57152422 A JP57152422 A JP 57152422A JP 15242282 A JP15242282 A JP 15242282A JP S6225727 B2 JPS6225727 B2 JP S6225727B2
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- slag
- microwave
- level
- reflectance
- wave
- Prior art date
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
- C21C5/30—Regulating or controlling the blowing
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
Description
本発明はマイクロ波スラグレベル計を用いて検
出した炉況データに基づき、例えば送酸量、ラン
ス高さ、副原料投入量等の設定制御を行う吹錬制
御方法に関するものである。 転炉による吹錬は例えば転炉の炉口から挿入し
たランスから純酸素ガスを溶鋼に吹付けて溶鋼を
拡拌しつつ脱炭し、或いは脱隣、脱硫反応を行わ
せるものである。ところで吹錬を安定して行うた
めの操業上の重要な管理項目として適正なスラグ
レベル及びスラグ滓化状況の維持がある。スラグ
レベルの異常はスラグが泡状となつて炉口から吹
き出す、所謂スロツピングの前微を示すものであ
り、またスラグ滓化不良は脱隣、脱硫作用の進行
に影響があり、いずれも製鋼の成分品質、歩留に
重大な影響を与えることが知られている。このた
め従来よりスラグレベル、スラグ滓化状況の検出
のための種々の方法が提案され、実施されてい
る。例えばスラグレベルの検出方法としては転炉
内での特定周波数の発生音を検出し、そのレベル
の分析によつてスラグのフオーミング状態を検知
し、これに従つてスラグレベルを予測する方法が
ある（特開昭55−154517号）。しかしこの方法は
音源位置、強度が変化し、またスラグフオーミン
グと音響との関連性が十分でないため、検出精度
が低いなどの難点があつた。 またスラグ滓化状況の検出方法としてはサブラ
ンスを用いて吹錬期間中間欠的にスラグをサンプ
リングし、スラグ中の各成分濃度、特にFeO濃度
を分析して滓化状況を検知する方法、或いは吹錬
中のランスの振動を検出し、スラグの運動エネル
ギをランスの振動エネルギとして捉えて滓化状況
を間接的に検出する方法等がある。しかしこれら
の方法は前者にあつては間接的なデータしか得ら
れないこと、またサンプル採取及びその分析に時
間を要し、検出データの時間遅れが著しいこと、
一方、後者にあつては間接検知方法であるため、
検知精度が低く、またスラグ量が少ないときはラ
ンスとスラグとが接触せず検出が出来ないことと
なるなどの難点があつた。 本発明者等は上述した如き吹錬過程におけるス
ラグレベル、スラグ滓化状況の検出方法につき実
験、研究を行つた結果、マイクロ波をスラグ面に
投射してスラグ面から反射されたマイクロ波を捉
え、このマイクロ波の投射波と反射波との混合に
より生ずるうなり波（以下混合波という）の周波
数とスラグレベル、並びにスラグ面からのマイク
ロ波反射率とスラグレベル及びスルグ滓化状況、
更にはスロツピング発生状況等と密接な関係があ
ることを知見した。ちなみに混合波の周波数とス
ラグレベルとの関係は第１図イに、またマイクロ
波反射率とスラグ滓化状況との関係は第１図ロに
示す如くである。第１図イに示すグラフは横軸に
周波数（Hz）を、また縦軸にスラグレベルをとつ
て示してあり、このグラフから明らかな如く一定
の比例関係の存在が認められる。また第１図ロに
示すグラフは横軸にマイクロ波反射率を、また縦
軸にスラグ滓化の評価に用いられるスラグ中の
Ｔ・Fe濃度をとつて示してあり、このグラフか
ら明らかな如く一定の負の相関を有しているのが
認められる。これはマイクロ波反射率がＴ・Fe
の高い、即ち滓化状態の良好なスラグにおいては
反射波の減衰度が大きくなることに因るものと考
えられる。なおこのマイクロ波反射率は第１図ハ
に示す如くスラグレベルとも一定の関係を有して
いる。第１図ハのグラフは横軸に吹錬時間を、ま
た縦軸には一側にスラグレベル（ｍ）を、また他
側にマイクロ波反射率（相対値）をとつて示して
おり、グラフ中実線はスラグレベルを、また破線
はマイクロ波反射率を示している。このグラフか
ら明らかな如くマイクロ波反射率はスラグレベル
と相反的な関係を有しており、マイクロ波反射率
は前記第１図ロ，ハに示すグラフからスラグ滓化
状況及びスラグレベルとも所定の関係を示すこと
が認められる。またスラグレベル検出の主目的の
一つであるスロツピングの発生は経験的に第１図
ニに示す如くスラグレベル及びマイクロ波反射率
と密接な関係を有している。第１図ニに示すグラ
フは横軸にマイクロ波反射率を、また縦軸に混合
波周波数に基ずき検出したスラグレベルをとつて
示しており、グラフ中斜線を付した領域がスロツ
ピング発生領域である。 本発明はかかる知見に基づきなされたものであ
つて、その目的とするところはマイクロ波を用い
てマイクロ波をスラグ面に投射したときの投射波
とこれからの反射波との混合波周波数、並びにマ
イクロ波反射率を検出してこの検出データに基ず
きスラグレベル、スラグ滓化状況を検知し、夫々
スロツピング発生予知、スロツピング防止のため
の鎮静剤投入、ランス高さ調節、送酸量調節、更
には造滓剤の投入等のタイミング、投入量等の設
定制御を正確に、しかも迅速に行い得るようにし
た吹錬制御方法を提供するにある。 本発明に係る吹錬制御方法は転炉内のスラグ面
にマイクロ波を投射し、スラグ面から反射された
マイクロ波を捉えてその投射波と反射波との混合
波の周波数及び／又はスラグ面でのマイクロ波反
射率を算出し、これら算出値に基ずいてスラグレ
ベル及びスラグ滓化状況を検知し、スラグレベル
及びスラグ滓化状況を予め定めた基準状態に維持
すべくこれらの影響要素を設定制御することを特
徴とする。 以下先ず本発明に係る吹錬制御方法の原理を説
明する。スラグ面に対するマイクロ波の投射波と
これからの反射波との混合波周波数に基ずくスラ
グレベルの検出は次のようにして行う。即ち両者
には第１図イに示す如き関係が存するが、これは
下記(1)式の如くに表わせるから、この式によつて
スラグレベルが検知される。 fb＝２Ｌ／Ｃ・f0 ……(1) 但し fb：混合波周波数（Hz） Ｌ：炉口とスラグ表面との距離 f0：周波数変化率（Hz／秒） Ｃ：マイクロ波伝播速度（３×108ｍ／秒） なおこのスラグレベルについては第１図ハに示
した如くマイクロ波反射率とも密接な関係があ
り、具体的には示さないがマイクロ波反射率に所
定の係数を乗ずることによつて容易に求め得るこ
とが推測される。 次にマイクロ波反射率に基ずくスラグ滓化状況
の検出は次のようにして行う。先ずマイクロ波反
射率Ｋは物体に対する投射マイクロ波u1を下記(2)
式で表わすと物体からの反射マイクロ波u2は下記
(3)式の如くに表わされるから、その相対値u2／u1
として与えられる。 u1＝U1cos（ω1t） ……(2) 但し U1：振幅 ω１：角周波数 ｔ：時間 u2＝U2cos（ω2t） ……(3) 但し U2：振幅 ω２：角周波数 上述の如くに与えられるマイクロ波反射率Ｋは
第１図ロに示す如く、スラグ滓化状況を表わすス
ラグ中のＴ・Fe濃度と所定の関係にあり、従つ
て予め両者の対応関係を求めておき、スラグ滓化
状況の良否を、マイクロ波反射率が基準値（第１
図ロに一点鎖線で示す）より低下するか否かで判
定すればよい。またスロツピングの発生は第１図
ニに示す如く、スラグレベル及びマイクロ波反射
率について夫々所定の限界値を設定し、両者が共
に限界値を超えたか否かによつて判断すればよい
こととなる。 従つて定常状態にあつては予め経験的に求めた
吹錬時間による経時変化を伴つた基準パターンに
基ずいてランス高さ、副原料投入、送酸量等の制
御を用い、上述した如きスラグレベル、スルグ滓
化状況に異常が生じた際、またスロツピング発生
条件に達した場合には定常状態に復帰する迄の
間、作業者が表示器等を監視しつつ手動的に、或
いは上記実施例の如く自動的に各影響要素であ
る、例えばランス高さ、送酸量の調節、或いは副
原料、造滓剤等の投入量、投入時期等の設定制御
を行えばよいこととなる。 以下本発明方法を実施するための具体的な構成
につき説明する。第２図は本発明の実施状態を示
る模式図であり、図中１は転炉、２は廃ガス集収
用のフード、３は酸素等の吹込用ランスを示して
いる。ランス３はフード２を通して炉口１ａから
転炉１内に挿入され、その先端は転炉１内のスラ
グ１ｂ内に位置せしめられており、酸素をスラグ
１ｂ及びその下方の溶鋼１ｃ中に吹き込むように
なつている。 そして転炉１上のフード２には転炉炉口１ａと
対向する位置にマイクロ波スラグレベル計４を構
成するアンテナ５が設置されている。アンテナ５
は水冷用のジヤケツト４５ａ内に装着されてお
り、図示しない導波管、マイクロ波回路１０を介
してマイクロ波発生装置２０、及び信号処理装置
３０に接続され、マイクロ波発生装置２０からの
マイクロ波信号によりアンテナ５から転炉１内の
スラグ表面に向けてマイクロ波を投射し、またス
ラグから反射されたマイクロ波を受信するように
なつている。 第２図は上記マイクロ波回路１０、マイクロ波
発生回路２０及び信号処理装置３０の電気回路系
を示すブロツク図であり、周波数変調器２２から
の変調信号を受けてマイクロ波発振器２１が角周
波数ω１（ω１／２π＝１〜1000GHz）程度の
マイクロ波信号を出力し、このマイクロ波信号は
マイクロ波回路１０のマジツクＴ１１及びサーキ
ユレータ１２を経てアンテナ５に与えられ、アン
テナ５からマイクロ波が発せられる。そしてスラ
グ３からの反射波はアンテナ５にて受信されこの
反射波に係るマイクロ波信号はマイクロ波回路１
０のサーキユレータ１２に入力せしめられる。マ
イクロ波回路１０は微弱な反射波信号を高感度で
捉え得べく構成されたものであつて、マジツクＴ
１１、サーキユレータ１２、ミキサー１３及び可
変減衰器１４によるブリツジ回路からなるもので
あり、ミキサー１３にて投射波信号と反射波信号
とが混合され、混合波信号が信号処理装置３０の
前置増幅器３１に入力される。混合波信号は前置
増幅器３１にて増幅された後フイルタ３２に入力
せしめられる外、周波数検出回路３５に入力せし
められ、該周波数検出回路３５にて混合波の周波
数が検出され、検出周波数信号を制御回路６に出
力する。 一方、フイルタ３２に入力された混合波信号は
ここで直流分、即ち1/2（Ｕ２ １＋Ｕ２ ２）等が除去さ
れた後、波形整形回路３３に入力せしめられる。
波形整形回路３３には変調発振器２２からマイク
ロ波の変調信号も入力されており、混合波信号は
波形整形回路３３にて整流され、平滑化されてそ
の振幅U1、U2に対応する電圧がレコーダ３４に
出力され記録される外、反射率検出回路３６に出
力される。反射率検出回路３６は混合波信号の振
幅電圧が反射率Ｋに比例することを利用してマイ
クロ波のスラグにおける反射率Ｋを検出し、この
検出データを制御回路６に出力する。 なおこの反射率Ｋが前記混合波の振幅に比例す
る電圧として捉えることができるのは混合波Ｐは
投射波u1及び反射波u2から下記のように表わさ
れ、 Ｐ＝1/2｛Ｕ２ １＋Ｕ２ ２＋2U1U2cos（ω１−ω２）
ｔ｝ 投射波u1の振幅U1が一定である場合は、混合波
Ｐの振幅U1、U2が反射波u2の振幅U2に比例する
ので、反射率Ｋは混合波Ｐの振幅に対応するから
である。 制御回路６は周波数検出回路３５から入力され
た混合波の周波数ｆb及び予め入力されている周
波数変化率（Hz／秒）、マイクロ波伝播速度Ｃに
基ずき前記(1)式に従つてスラグレベルＬを算出
し、これを表示器７ｎへ出力する外、これを予め
入力してあるスラグレベルの上限値Lu、及び下
限値Ldと比較し、Ld≦Ｌ≦Luの条件を満すか否
かを判定し、スラグレベルＬがこの条件を超えた
ときは前記表示器７ｎに警報表示を行わせ、また
警報音を発せしめるべく信号を発すると共に、ス
ラグレベルＬが上、下限値間の間となるよう、ス
ラグレベル影響要素である。例えばランス高さ、
送酸量、副原料投入量を制御すべく夫々ランス高
さ設定器７ａ、送酸量設定器７ｂ、副原料投入量
設定器７ｃ等に制御信号を出力するようになつて
いる。 また制御回路６は反射率検出回路３６から入力
されたマイクロ波反射率Ｋ及び予め入力されてい
る第１図ロに示す如きスラグ中のＴ・Fe濃度と
の関連データに基ずきスラグ滓化状況を検出し、
この検出データを前記表示器７ｎへ出力すると共
に、予め吹錬時間と関連させて入力してあるスラ
グ滓化状況の基準パターンと比較してその偏差を
求め、この偏差が一定以上になつたとき、偏差を
解消すべくスラグ滓化状況の影響要素、例えば造
滓剤投入量等を制御するため造滓剤投入量設定器
7mに制御信号を出力するようになつている。 更に制御回路６は上記した過程で求めたスラグ
レベルＬと反射率検出回路３６から入力されたマ
イクロ波反射率Ｋとを予め入力されているスロツ
ピング発生防止上の限界値と比較し、スラグレベ
ルＬ、マイクロ波反射率Ｋがともに限界値を超え
たときは直接スロツピング発生と判定して表示器
７ｎに警報表示させると共に、前述したスラグレ
ベル影響要素を設定制御すべく各設定器７ａ等に
制御信号を出力するようになつている。 次に本発明方法による吹錬制御の一例を具体的
な数値を掲げて説明する。対象として使用した転
炉は150トンLD転炉であつて、これにて高炭素普
通鋼の溶製を行う過程での吹錬制御、特にスロツ
ピング防止制御についてのものであつて、第４図
はその制御パターンを示している。第４図のグラ
フは横軸に吹錬時間（％）を、また縦軸に炉口に
対するレベル（ｍ）、送酸量（Ｎm3／分）、マイク
ロ波反射率（相対値）をとつて示してあり、グラ
フ中Ａはスラグレベル、Ｂはマイクロ波反射率、
Lu、Ldはスラグレベルの上、下限値を、更にａ
はランス高さ、ｂは副原料（鉄鉱石）投入時点、
ｃは送酸量を示している。このグラフに明らかな
ように、スラグレベルＬは吹錬初期及び中期にお
いて夫々スラグレベル上限値Luを超えている
が、これに対して吹錬初期にあつては、送酸量を
低減することによつて、スラグレベルを低下せし
め、スロツピングの防止を図り、また吹錬中期に
あつては副原料を投入してスラグを冷却し、且つ
スラグのCO気泡の抜け出しを改良すると共にラ
ンスを上昇せしめてスラグレベルを低下せしめ、
スロツピングの防止を図つた。このような吹錬制
御の結果、スロツピング発生煩度は第５図に示す
如くであつた。 第５図は上述した如く本発明方法を適用したと
きのスロツピング発生頻度を、従来方法を適用し
た場合と比較して示したグラフであつて、横軸に
は試験実施の日付を、また縦軸にはスロツピング
発生頻度指数をとつて示してあり、グラフ中、黒
丸のプロツト点を結ぶ線は本発明方法の、また白
丸のプロツト点を結ぶ線は従来方法の結果を示し
ている。このグラフから明らかな如く、本発明方
法に依つた場合には従来方法に依つた場合に比較
してスロツピング発生頻度が著しく低減されてい
ることが解る。 なおこの試験における溶製実績は表１に示すと
おりであつた。
出した炉況データに基づき、例えば送酸量、ラン
ス高さ、副原料投入量等の設定制御を行う吹錬制
御方法に関するものである。 転炉による吹錬は例えば転炉の炉口から挿入し
たランスから純酸素ガスを溶鋼に吹付けて溶鋼を
拡拌しつつ脱炭し、或いは脱隣、脱硫反応を行わ
せるものである。ところで吹錬を安定して行うた
めの操業上の重要な管理項目として適正なスラグ
レベル及びスラグ滓化状況の維持がある。スラグ
レベルの異常はスラグが泡状となつて炉口から吹
き出す、所謂スロツピングの前微を示すものであ
り、またスラグ滓化不良は脱隣、脱硫作用の進行
に影響があり、いずれも製鋼の成分品質、歩留に
重大な影響を与えることが知られている。このた
め従来よりスラグレベル、スラグ滓化状況の検出
のための種々の方法が提案され、実施されてい
る。例えばスラグレベルの検出方法としては転炉
内での特定周波数の発生音を検出し、そのレベル
の分析によつてスラグのフオーミング状態を検知
し、これに従つてスラグレベルを予測する方法が
ある（特開昭55−154517号）。しかしこの方法は
音源位置、強度が変化し、またスラグフオーミン
グと音響との関連性が十分でないため、検出精度
が低いなどの難点があつた。 またスラグ滓化状況の検出方法としてはサブラ
ンスを用いて吹錬期間中間欠的にスラグをサンプ
リングし、スラグ中の各成分濃度、特にFeO濃度
を分析して滓化状況を検知する方法、或いは吹錬
中のランスの振動を検出し、スラグの運動エネル
ギをランスの振動エネルギとして捉えて滓化状況
を間接的に検出する方法等がある。しかしこれら
の方法は前者にあつては間接的なデータしか得ら
れないこと、またサンプル採取及びその分析に時
間を要し、検出データの時間遅れが著しいこと、
一方、後者にあつては間接検知方法であるため、
検知精度が低く、またスラグ量が少ないときはラ
ンスとスラグとが接触せず検出が出来ないことと
なるなどの難点があつた。 本発明者等は上述した如き吹錬過程におけるス
ラグレベル、スラグ滓化状況の検出方法につき実
験、研究を行つた結果、マイクロ波をスラグ面に
投射してスラグ面から反射されたマイクロ波を捉
え、このマイクロ波の投射波と反射波との混合に
より生ずるうなり波（以下混合波という）の周波
数とスラグレベル、並びにスラグ面からのマイク
ロ波反射率とスラグレベル及びスルグ滓化状況、
更にはスロツピング発生状況等と密接な関係があ
ることを知見した。ちなみに混合波の周波数とス
ラグレベルとの関係は第１図イに、またマイクロ
波反射率とスラグ滓化状況との関係は第１図ロに
示す如くである。第１図イに示すグラフは横軸に
周波数（Hz）を、また縦軸にスラグレベルをとつ
て示してあり、このグラフから明らかな如く一定
の比例関係の存在が認められる。また第１図ロに
示すグラフは横軸にマイクロ波反射率を、また縦
軸にスラグ滓化の評価に用いられるスラグ中の
Ｔ・Fe濃度をとつて示してあり、このグラフか
ら明らかな如く一定の負の相関を有しているのが
認められる。これはマイクロ波反射率がＴ・Fe
の高い、即ち滓化状態の良好なスラグにおいては
反射波の減衰度が大きくなることに因るものと考
えられる。なおこのマイクロ波反射率は第１図ハ
に示す如くスラグレベルとも一定の関係を有して
いる。第１図ハのグラフは横軸に吹錬時間を、ま
た縦軸には一側にスラグレベル（ｍ）を、また他
側にマイクロ波反射率（相対値）をとつて示して
おり、グラフ中実線はスラグレベルを、また破線
はマイクロ波反射率を示している。このグラフか
ら明らかな如くマイクロ波反射率はスラグレベル
と相反的な関係を有しており、マイクロ波反射率
は前記第１図ロ，ハに示すグラフからスラグ滓化
状況及びスラグレベルとも所定の関係を示すこと
が認められる。またスラグレベル検出の主目的の
一つであるスロツピングの発生は経験的に第１図
ニに示す如くスラグレベル及びマイクロ波反射率
と密接な関係を有している。第１図ニに示すグラ
フは横軸にマイクロ波反射率を、また縦軸に混合
波周波数に基ずき検出したスラグレベルをとつて
示しており、グラフ中斜線を付した領域がスロツ
ピング発生領域である。 本発明はかかる知見に基づきなされたものであ
つて、その目的とするところはマイクロ波を用い
てマイクロ波をスラグ面に投射したときの投射波
とこれからの反射波との混合波周波数、並びにマ
イクロ波反射率を検出してこの検出データに基ず
きスラグレベル、スラグ滓化状況を検知し、夫々
スロツピング発生予知、スロツピング防止のため
の鎮静剤投入、ランス高さ調節、送酸量調節、更
には造滓剤の投入等のタイミング、投入量等の設
定制御を正確に、しかも迅速に行い得るようにし
た吹錬制御方法を提供するにある。 本発明に係る吹錬制御方法は転炉内のスラグ面
にマイクロ波を投射し、スラグ面から反射された
マイクロ波を捉えてその投射波と反射波との混合
波の周波数及び／又はスラグ面でのマイクロ波反
射率を算出し、これら算出値に基ずいてスラグレ
ベル及びスラグ滓化状況を検知し、スラグレベル
及びスラグ滓化状況を予め定めた基準状態に維持
すべくこれらの影響要素を設定制御することを特
徴とする。 以下先ず本発明に係る吹錬制御方法の原理を説
明する。スラグ面に対するマイクロ波の投射波と
これからの反射波との混合波周波数に基ずくスラ
グレベルの検出は次のようにして行う。即ち両者
には第１図イに示す如き関係が存するが、これは
下記(1)式の如くに表わせるから、この式によつて
スラグレベルが検知される。 fb＝２Ｌ／Ｃ・f0 ……(1) 但し fb：混合波周波数（Hz） Ｌ：炉口とスラグ表面との距離 f0：周波数変化率（Hz／秒） Ｃ：マイクロ波伝播速度（３×108ｍ／秒） なおこのスラグレベルについては第１図ハに示
した如くマイクロ波反射率とも密接な関係があ
り、具体的には示さないがマイクロ波反射率に所
定の係数を乗ずることによつて容易に求め得るこ
とが推測される。 次にマイクロ波反射率に基ずくスラグ滓化状況
の検出は次のようにして行う。先ずマイクロ波反
射率Ｋは物体に対する投射マイクロ波u1を下記(2)
式で表わすと物体からの反射マイクロ波u2は下記
(3)式の如くに表わされるから、その相対値u2／u1
として与えられる。 u1＝U1cos（ω1t） ……(2) 但し U1：振幅 ω１：角周波数 ｔ：時間 u2＝U2cos（ω2t） ……(3) 但し U2：振幅 ω２：角周波数 上述の如くに与えられるマイクロ波反射率Ｋは
第１図ロに示す如く、スラグ滓化状況を表わすス
ラグ中のＴ・Fe濃度と所定の関係にあり、従つ
て予め両者の対応関係を求めておき、スラグ滓化
状況の良否を、マイクロ波反射率が基準値（第１
図ロに一点鎖線で示す）より低下するか否かで判
定すればよい。またスロツピングの発生は第１図
ニに示す如く、スラグレベル及びマイクロ波反射
率について夫々所定の限界値を設定し、両者が共
に限界値を超えたか否かによつて判断すればよい
こととなる。 従つて定常状態にあつては予め経験的に求めた
吹錬時間による経時変化を伴つた基準パターンに
基ずいてランス高さ、副原料投入、送酸量等の制
御を用い、上述した如きスラグレベル、スルグ滓
化状況に異常が生じた際、またスロツピング発生
条件に達した場合には定常状態に復帰する迄の
間、作業者が表示器等を監視しつつ手動的に、或
いは上記実施例の如く自動的に各影響要素であ
る、例えばランス高さ、送酸量の調節、或いは副
原料、造滓剤等の投入量、投入時期等の設定制御
を行えばよいこととなる。 以下本発明方法を実施するための具体的な構成
につき説明する。第２図は本発明の実施状態を示
る模式図であり、図中１は転炉、２は廃ガス集収
用のフード、３は酸素等の吹込用ランスを示して
いる。ランス３はフード２を通して炉口１ａから
転炉１内に挿入され、その先端は転炉１内のスラ
グ１ｂ内に位置せしめられており、酸素をスラグ
１ｂ及びその下方の溶鋼１ｃ中に吹き込むように
なつている。 そして転炉１上のフード２には転炉炉口１ａと
対向する位置にマイクロ波スラグレベル計４を構
成するアンテナ５が設置されている。アンテナ５
は水冷用のジヤケツト４５ａ内に装着されてお
り、図示しない導波管、マイクロ波回路１０を介
してマイクロ波発生装置２０、及び信号処理装置
３０に接続され、マイクロ波発生装置２０からの
マイクロ波信号によりアンテナ５から転炉１内の
スラグ表面に向けてマイクロ波を投射し、またス
ラグから反射されたマイクロ波を受信するように
なつている。 第２図は上記マイクロ波回路１０、マイクロ波
発生回路２０及び信号処理装置３０の電気回路系
を示すブロツク図であり、周波数変調器２２から
の変調信号を受けてマイクロ波発振器２１が角周
波数ω１（ω１／２π＝１〜1000GHz）程度の
マイクロ波信号を出力し、このマイクロ波信号は
マイクロ波回路１０のマジツクＴ１１及びサーキ
ユレータ１２を経てアンテナ５に与えられ、アン
テナ５からマイクロ波が発せられる。そしてスラ
グ３からの反射波はアンテナ５にて受信されこの
反射波に係るマイクロ波信号はマイクロ波回路１
０のサーキユレータ１２に入力せしめられる。マ
イクロ波回路１０は微弱な反射波信号を高感度で
捉え得べく構成されたものであつて、マジツクＴ
１１、サーキユレータ１２、ミキサー１３及び可
変減衰器１４によるブリツジ回路からなるもので
あり、ミキサー１３にて投射波信号と反射波信号
とが混合され、混合波信号が信号処理装置３０の
前置増幅器３１に入力される。混合波信号は前置
増幅器３１にて増幅された後フイルタ３２に入力
せしめられる外、周波数検出回路３５に入力せし
められ、該周波数検出回路３５にて混合波の周波
数が検出され、検出周波数信号を制御回路６に出
力する。 一方、フイルタ３２に入力された混合波信号は
ここで直流分、即ち1/2（Ｕ２ １＋Ｕ２ ２）等が除去さ
れた後、波形整形回路３３に入力せしめられる。
波形整形回路３３には変調発振器２２からマイク
ロ波の変調信号も入力されており、混合波信号は
波形整形回路３３にて整流され、平滑化されてそ
の振幅U1、U2に対応する電圧がレコーダ３４に
出力され記録される外、反射率検出回路３６に出
力される。反射率検出回路３６は混合波信号の振
幅電圧が反射率Ｋに比例することを利用してマイ
クロ波のスラグにおける反射率Ｋを検出し、この
検出データを制御回路６に出力する。 なおこの反射率Ｋが前記混合波の振幅に比例す
る電圧として捉えることができるのは混合波Ｐは
投射波u1及び反射波u2から下記のように表わさ
れ、 Ｐ＝1/2｛Ｕ２ １＋Ｕ２ ２＋2U1U2cos（ω１−ω２）
ｔ｝ 投射波u1の振幅U1が一定である場合は、混合波
Ｐの振幅U1、U2が反射波u2の振幅U2に比例する
ので、反射率Ｋは混合波Ｐの振幅に対応するから
である。 制御回路６は周波数検出回路３５から入力され
た混合波の周波数ｆb及び予め入力されている周
波数変化率（Hz／秒）、マイクロ波伝播速度Ｃに
基ずき前記(1)式に従つてスラグレベルＬを算出
し、これを表示器７ｎへ出力する外、これを予め
入力してあるスラグレベルの上限値Lu、及び下
限値Ldと比較し、Ld≦Ｌ≦Luの条件を満すか否
かを判定し、スラグレベルＬがこの条件を超えた
ときは前記表示器７ｎに警報表示を行わせ、また
警報音を発せしめるべく信号を発すると共に、ス
ラグレベルＬが上、下限値間の間となるよう、ス
ラグレベル影響要素である。例えばランス高さ、
送酸量、副原料投入量を制御すべく夫々ランス高
さ設定器７ａ、送酸量設定器７ｂ、副原料投入量
設定器７ｃ等に制御信号を出力するようになつて
いる。 また制御回路６は反射率検出回路３６から入力
されたマイクロ波反射率Ｋ及び予め入力されてい
る第１図ロに示す如きスラグ中のＴ・Fe濃度と
の関連データに基ずきスラグ滓化状況を検出し、
この検出データを前記表示器７ｎへ出力すると共
に、予め吹錬時間と関連させて入力してあるスラ
グ滓化状況の基準パターンと比較してその偏差を
求め、この偏差が一定以上になつたとき、偏差を
解消すべくスラグ滓化状況の影響要素、例えば造
滓剤投入量等を制御するため造滓剤投入量設定器
7mに制御信号を出力するようになつている。 更に制御回路６は上記した過程で求めたスラグ
レベルＬと反射率検出回路３６から入力されたマ
イクロ波反射率Ｋとを予め入力されているスロツ
ピング発生防止上の限界値と比較し、スラグレベ
ルＬ、マイクロ波反射率Ｋがともに限界値を超え
たときは直接スロツピング発生と判定して表示器
７ｎに警報表示させると共に、前述したスラグレ
ベル影響要素を設定制御すべく各設定器７ａ等に
制御信号を出力するようになつている。 次に本発明方法による吹錬制御の一例を具体的
な数値を掲げて説明する。対象として使用した転
炉は150トンLD転炉であつて、これにて高炭素普
通鋼の溶製を行う過程での吹錬制御、特にスロツ
ピング防止制御についてのものであつて、第４図
はその制御パターンを示している。第４図のグラ
フは横軸に吹錬時間（％）を、また縦軸に炉口に
対するレベル（ｍ）、送酸量（Ｎm3／分）、マイク
ロ波反射率（相対値）をとつて示してあり、グラ
フ中Ａはスラグレベル、Ｂはマイクロ波反射率、
Lu、Ldはスラグレベルの上、下限値を、更にａ
はランス高さ、ｂは副原料（鉄鉱石）投入時点、
ｃは送酸量を示している。このグラフに明らかな
ように、スラグレベルＬは吹錬初期及び中期にお
いて夫々スラグレベル上限値Luを超えている
が、これに対して吹錬初期にあつては、送酸量を
低減することによつて、スラグレベルを低下せし
め、スロツピングの防止を図り、また吹錬中期に
あつては副原料を投入してスラグを冷却し、且つ
スラグのCO気泡の抜け出しを改良すると共にラ
ンスを上昇せしめてスラグレベルを低下せしめ、
スロツピングの防止を図つた。このような吹錬制
御の結果、スロツピング発生煩度は第５図に示す
如くであつた。 第５図は上述した如く本発明方法を適用したと
きのスロツピング発生頻度を、従来方法を適用し
た場合と比較して示したグラフであつて、横軸に
は試験実施の日付を、また縦軸にはスロツピング
発生頻度指数をとつて示してあり、グラフ中、黒
丸のプロツト点を結ぶ線は本発明方法の、また白
丸のプロツト点を結ぶ線は従来方法の結果を示し
ている。このグラフから明らかな如く、本発明方
法に依つた場合には従来方法に依つた場合に比較
してスロツピング発生頻度が著しく低減されてい
ることが解る。 なおこの試験における溶製実績は表１に示すと
おりであつた。
【表】
なお上記表１において実績はLD転炉内の出鋼
前のものである。表１から明らかな如く成分、温
度とも目標値に略一致しており浄化状況も適切に
行われたことを示している。 上述の制御例にあつてはスラグレベルが上限値
を超えた場合において、夫々吹錬初期、中期に別
けて別異の制御を行つた構成を示したが、これに
ついては特に限定するものではなく、スラグレベ
ル、スラグ滓化状況を最も効果的に制御し得る影
響要素を予め種々の条件毎に定めておき、夫々に
応じて全体的、択一的、或いは任意的に設定制御
してよいことは勿論である。また制御は上述した
如く自動的に行つてもよいが作業者が表示器７ｎ
を監視しつつ夫々の状況に応じて手動的に行つて
もよい。 以上の如く本発明方法にあつてはマイクロ波を
スラグ面に投射して、ここから反射されたマイク
ロ波を検出し、この検出信号に基いて投射マイク
ロ波と反射マイクロ波との混合波周波数並びにス
ラグ面からのマイクロ波反射率を求め、これらの
算出データに基いてスラグレベル、スラグ滓化状
況を検知し、夫々に応じて各影響要素を設定制御
することとしたからスラグレベルの変動に伴うラ
ンス高さ調節、送酸量調節、副原料投入、造滓剤
投入等の制御を炉況に応じて的確に行うことが出
来てスロツピングの発生、スラグ滓化不良化等を
大幅に低減出来て鋼品質、歩留の向上が図れるな
ど本発明は優れた効果を奏するものである。
前のものである。表１から明らかな如く成分、温
度とも目標値に略一致しており浄化状況も適切に
行われたことを示している。 上述の制御例にあつてはスラグレベルが上限値
を超えた場合において、夫々吹錬初期、中期に別
けて別異の制御を行つた構成を示したが、これに
ついては特に限定するものではなく、スラグレベ
ル、スラグ滓化状況を最も効果的に制御し得る影
響要素を予め種々の条件毎に定めておき、夫々に
応じて全体的、択一的、或いは任意的に設定制御
してよいことは勿論である。また制御は上述した
如く自動的に行つてもよいが作業者が表示器７ｎ
を監視しつつ夫々の状況に応じて手動的に行つて
もよい。 以上の如く本発明方法にあつてはマイクロ波を
スラグ面に投射して、ここから反射されたマイク
ロ波を検出し、この検出信号に基いて投射マイク
ロ波と反射マイクロ波との混合波周波数並びにス
ラグ面からのマイクロ波反射率を求め、これらの
算出データに基いてスラグレベル、スラグ滓化状
況を検知し、夫々に応じて各影響要素を設定制御
することとしたからスラグレベルの変動に伴うラ
ンス高さ調節、送酸量調節、副原料投入、造滓剤
投入等の制御を炉況に応じて的確に行うことが出
来てスロツピングの発生、スラグ滓化不良化等を
大幅に低減出来て鋼品質、歩留の向上が図れるな
ど本発明は優れた効果を奏するものである。
第１図イ，ロ，ハ，ニは本発明方法に用いる混
合波周波数、マイクロ波反射率とスラグレベル、
スラグ滓化状況、スロツピング発生域等との関係
を示すグラフ、第２図は本発明方法の実施状態を
示す模式図、第３図は本発明方法を実施する制御
系のブロツク図、第４図は本発明方法を用いたス
ロツピング防止制御の一例を示すグラフ、第５図
は本発明方法と従来方法との比較試験結果を示す
グラフである。 １……転炉、２……フード、３……ランス、４
……マイクロ波スラグレベル計、５……アンテ
ナ、６……制御回路、７ａ，７ｂ…７ｍ……設定
器、１０……マイクロ波回路、２０……マイクロ
波発生装置、３０……信号処理回路。
合波周波数、マイクロ波反射率とスラグレベル、
スラグ滓化状況、スロツピング発生域等との関係
を示すグラフ、第２図は本発明方法の実施状態を
示す模式図、第３図は本発明方法を実施する制御
系のブロツク図、第４図は本発明方法を用いたス
ロツピング防止制御の一例を示すグラフ、第５図
は本発明方法と従来方法との比較試験結果を示す
グラフである。 １……転炉、２……フード、３……ランス、４
……マイクロ波スラグレベル計、５……アンテ
ナ、６……制御回路、７ａ，７ｂ…７ｍ……設定
器、１０……マイクロ波回路、２０……マイクロ
波発生装置、３０……信号処理回路。
Claims (1)
- １ 転炉内のスラグ面にマイクロ波を投射し、ス
ラグ面から反射されたマイクロ波を捉えて投射波
と反射波との混合波の周波数及びスラグ面でのマ
イクロ波反射率を算出し、これら算出値に基づい
てスラグレベル及びスラグ滓化状況を検知し、ス
ラグレベル及びスラグ滓化状況を予め定めた基準
状態に維持すべくこれらの影響要素を設定制御す
ることを特徴とする吹錬制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15242282A JPS5941409A (ja) | 1982-08-31 | 1982-08-31 | 吹錬制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15242282A JPS5941409A (ja) | 1982-08-31 | 1982-08-31 | 吹錬制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5941409A JPS5941409A (ja) | 1984-03-07 |
| JPS6225727B2 true JPS6225727B2 (ja) | 1987-06-04 |
Family
ID=15540163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15242282A Granted JPS5941409A (ja) | 1982-08-31 | 1982-08-31 | 吹錬制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5941409A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6166681A (en) * | 1998-08-18 | 2000-12-26 | Usx Corporation | Measuring the thickness of materials |
| JP5000360B2 (ja) * | 2007-04-05 | 2012-08-15 | 新日本製鐵株式会社 | 溶融スラグのフォーミング鎮静方法 |
| CN102399933B (zh) * | 2010-09-07 | 2013-12-11 | 鞍钢股份有限公司 | 一种转炉吹炼低碳钢氧枪自动控制方法 |
| JP6221708B2 (ja) * | 2013-12-06 | 2017-11-01 | 新日鐵住金株式会社 | レベル計及びレベル計測方法 |
| JP6927436B2 (ja) | 2019-04-02 | 2021-09-01 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 転炉のスロッピング予知方法、転炉の操業方法及び転炉のスロッピング予知システム |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53118161A (en) * | 1977-03-25 | 1978-10-16 | Sumitomo Metal Ind | Measuring method of slug forming by micro wave level meter |
| JPS54119316A (en) * | 1978-03-09 | 1979-09-17 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Slopping control method in converter |
| JPS6050842B2 (ja) * | 1980-09-25 | 1985-11-11 | 日本鋼管株式会社 | 上下吹錬転炉におけるスロツピング防止方法 |
-
1982
- 1982-08-31 JP JP15242282A patent/JPS5941409A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5941409A (ja) | 1984-03-07 |
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