JP4752264B2 - 溶鉱炉内の溶融物レベル計測方法及び装置 - Google Patents
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Description
高炉炉下部の通気性を確保することは高炉の安定操業に対して大変重要である。羽口先に存在するレースウェイ形状は、液面レベルが低いときには、安定した形状を保っているが、液面が上昇すると、その形状が徐々に変化する。その結果、炉心を流れていた熱風は、徐々に外側を流れるようになり、方角によっては送風圧が異なる差圧変動状態となる。このような状態では、均一に造銑ができなくなるなど、炉況に不具合が生じる。このような場合は、複数の出銑口を開孔して溶銑滓を排出し、送風圧を適正に戻して通気性を確保する必要がある。
また、溶銑滓レベルが過度に上昇しすぎると、最悪の場合では羽口溶損トラブルが発生することも懸念される。このようなトラブルが発生した場合は、長時間操業に影響が出るのはもちろんのこと、安全面に関しても問題となっていた。
以下、本発明に係る溶鉱炉内の溶融物レベル計測方法及び装置について説明する。図1は本発明の実施の形態1を示す溶融物レベル計測装置の概略構成図、図2は溶鉱炉の炉下部側面に設置された電極の拡大詳細図である。なお、図1に示す符号2a及び6aについては、後述する実施の形態2で説明する。
実施の形態1における溶融物レベル計測装置は、溶鉱炉21の炉下部側面に高さ方向に設置された電流印加用電極11,12と、この電極11,12間の炉下部側面に設置された電圧検出用電極13,14と、電流印加用電極11,12にケーブル1を介して接続され、擬似ランダム信号の電流をその電極11,12を通じて溶鉱炉21に流す擬似ランダム信号発生器2と、電圧検出用電極3a,3bにケーブル3を介して接続され、擬似ランダム信号の電流により溶鉱炉21に生じる電圧を電圧検出用電極3a,3bを通じて検出する電圧検出器4と、ケーブル1に流れる擬似ランダム信号の電流を検出する電流検出器5と、電圧検出器4の検出電圧及び電流検出器5の検出電流を連続的に取り込んで、後述の信号処理を行う信号処理装置6とからなっている。
信号処理装置6は、電圧検出器4により検出された電圧検出用電極13,14間の電圧をデジタル値に変換するA/D変換器と、このA/D変換器によりデジタル化された電極13,14間の検出電圧の時間変化率の値と予め設定された閾値とを比較し、閾値より低い電圧の時間変化率の値となる時間範囲を抽出し、かつ、その時間範囲にある検出電圧を信号成分として抽出する信号成分抽出部と、擬似ランダム信号と同一の参照信号と信号成分との相関演算を行って相関値を算出する相関演算部と、相関演算部7bによって算出された相関値のうち最大値となる相関値を電圧とし、その電圧と電流検出器5により検出された擬似ランダム信号の電流とから電気抵抗を算出し、この電気抵抗に基づいて溶鉱炉21内の溶融物(残銑及び残滓)のレベルを算出するレベル算出部とを有している。
電流検出器5により検出される擬似ランダム信号の電流は、本装置に前記A/D変換器とは別に設けられたA/D変換器によりデジタル化された電流値である。参照信号は、本装置内に設けられた信号発生器等から発せられる信号で、擬似ランダム信号発生器2の擬似ランダム信号と同じ波形となっている。
ここで、A/D変換器6でサンプリングしたデータ数は、信号成分とノイズ成分の各区間の合計のデータ数であり、これをNとしたとき、それからノイズ成分のデータ数nを減算したN−n個のデータが信号成分となる。
実施の形態1では 電流印加用電極11,12に擬似ランダム信号を印加するようにしたが、実施の形態2は、矩形波信号を電流印加用電極11,12に印加して溶鉱炉21内の溶融物レベルを計測するようにしたものである。本実施の形態においては、溶融物レベル計測装置の構成が図1と略同じであるため、図1を用いて説明する。
Claims (8)
- 溶鉱炉の炉下部側面のカーボンレンガに密着して鉛直方向に並べて設置された4つの電極のうち、最上部と最下部の2つの電極に擬似ランダム信号を印加して溶鉱炉に電流を流し、この電流により溶鉱炉に生じる電圧を前記電極を除く2つの電極を通じて検出し、
この検出電圧に生じるノイズ成分と信号成分のうち、前記検出電圧の時間変化率の絶対値が予め設定された閾値より小さい時間範囲内の検出電圧を有効な信号成分として抽出し、
印加された擬似ランダム信号と同一の参照信号と前記信号成分との相関演算を行って相関値を算出し、
この相関値のうち最大値の相関値を電圧とし、その電圧に基づいて溶鉱炉内の溶融物レベルを計測することを特徴とする溶鉱炉内の溶融物レベル計測方法。 - 溶鉱炉の炉下部側面のカーボンレンガに密着して鉛直方向に並べて設置された4つの電極のうち、最上部と最下部の2つの電極に擬似ランダム信号を印加して溶鉱炉に電流を流し、この電流により溶鉱炉に生じる電圧を前記電極を除く2つの電極を通じて検出し、
この検出電圧に生じるノイズ成分と信号成分のうち、前記検出電圧の時間変化率の絶対値が予め設定された閾値より小さい時間範囲内の検出電圧を有効な信号成分として抽出し、
印加された擬似ランダム信号と同一の参照信号と前記信号成分との相関演算を、参照信号の複数の周期範囲においてそれぞれ周期毎に行って相関値を算出し、
この相関値のうち周期毎における最大値の相関値を周期毎の電圧とし、これらの平均値を電圧として算出し、その電圧に基づいて溶鉱炉内の溶融物レベルを計測することを特徴とする溶鉱炉内の溶融物レベル計測方法。 - 溶鉱炉の炉下部側面のカーボンレンガに密着して鉛直方向に並べて設置された4つの電極のうち、最上部と最下部の2つの電極に矩形波信号を印加して溶鉱炉に電流を流し、この電流により溶鉱炉に生じる電圧を前記電極を除く2つの電極を通じて検出し、
この検出電圧に生じるノイズ成分と信号成分のうち、前記検出電圧の時間変化率の絶対値が予め設定された閾値より小さい時間範囲内の検出電圧を有効な信号成分として抽出し、抽出された信号成分の絶対値の平均値を算出して電圧とし、その電圧に基づいて溶鉱炉内の溶融物レベルを計測することを特徴とする溶鉱炉内の溶融物レベル計測方法。 - 溶鉱炉内の溶融物レベルの計測を、前記電圧と印加電流とから電気抵抗を算出し、この電気抵抗に基づいて行うことを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の溶鉱炉内の溶融物レベル計測方法。
- 溶鉱炉の炉下部側面のカーボンレンガに密着して鉛直方向に並べて設置された4つの電極と、
これら電極のうち最上部と最下部の2つの電極に擬似ランダム信号を印加して溶鉱炉に電流を流す擬似ランダム信号発生器と、
この電流により溶鉱炉に生じる電圧を前記電極を除く2つの電極を通じて検出する電圧検出手段と、
この検出電圧に生じるノイズ成分と信号成分のうち、前記検出電圧の時間変化率の絶対値が予め設定された閾値より小さい時間範囲内の検出電圧を有効な信号成分として抽出する信号成分抽出手段と、
印加された擬似ランダム信号と同一の参照信号と前記信号成分との相関演算を行って相関値を算出する相関演算手段と、
前記相関演算手段によって算出された相関値のうち最大値の相関値を電圧とし、その電圧に基づいて溶鉱炉内の溶融物レベルを算出するレベル算出手段と
を備えたことを特徴とする溶鉱炉内の溶融物レベル計測装置。 - 前記相関演算手段は、印加された擬似ランダム信号と同一の参照信号と前記信号成分との相関演算を、参照信号の複数の周期範囲においてそれぞれ周期毎に行って相関値を算出し、
前記レベル算出手段は、その相関値のうち周期毎における最大値の相関値を周期毎の電圧とし、これらの平均値を電圧として算出し、その電圧に基づいて溶鉱炉内の溶融物レベルを計測することを特徴とする請求項5記載の溶鉱炉内の溶融物レベル計測装置。 - 溶鉱炉の炉下部側面のカーボンレンガに密着して鉛直方向に並べて設置された4つの電極と、
これら電極のうち最上部と最下部の2つの電極に矩形波信号を印加して溶鉱炉に電流を流す矩形波信号発生器と、
この電流により溶鉱炉に生じる電圧を前記電極を除く2つの電極を通じて検出する電圧検出手段と、
この検出電圧に生じるノイズ成分と信号成分のうち、前記検出電圧の時間変化率の絶対値が予め設定された閾値より小さい時間範囲内の検出電圧を有効な信号成分として抽出する信号成分抽出手段と、
前記信号成分抽出手段により抽出された信号成分の絶対値の平均値を算出して電圧とし、その電圧に基づいて溶鉱炉内の溶融物レベルを算出するレベル算出手段と
を備えたことを特徴とする溶鉱炉内の溶融物レベル計測装置。 - 前記レベル算出手段は、前記電圧と印加電流とから電気抵抗を算出し、この電気抵抗に基づいて溶鉱炉内の溶融物レベルを算出することを特徴とする請求項5乃至7の何れかに記載の溶鉱炉内の溶融物レベル計測装置。
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