溶銑撹拌装置の湯面検知方法および撹拌部材の浸漬位置決定方法
【課題】 特別なセンサを設けることなく、検知精度に優れる溶銑容器内の湯面検知方法を提供する。
【解決手段】 溶銑容器内で溶銑に浸漬して使用する撹拌部材を下降する昇降モーターの電流値と、撹拌部材の昇降速度と、を測定する。撹拌部材が定速Ｖｃで下降する際の電流値を定常電流値Ｉｃとして求める。引き続き撹拌部材が下降する際の電流値である測定電流値Ｉｒを求める。定常電流値Ｉｃと測定電流値Ｉｒとの差ΔＩ（＝Ｉｃ−Ｉｒ）を求める。電流値の減少量である差ΔＩが予め定める値以上になる時を、撹拌部材が湯面に到達する時である湯面検知時ｔａと判断する。
【解決手段】 溶銑容器内で溶銑に浸漬して使用する撹拌部材を下降する昇降モーターの電流値と、撹拌部材の昇降速度と、を測定する。撹拌部材が定速Ｖｃで下降する際の電流値を定常電流値Ｉｃとして求める。引き続き撹拌部材が下降する際の電流値である測定電流値Ｉｒを求める。定常電流値Ｉｃと測定電流値Ｉｒとの差ΔＩ（＝Ｉｃ−Ｉｒ）を求める。電流値の減少量である差ΔＩが予め定める値以上になる時を、撹拌部材が湯面に到達する時である湯面検知時ｔａと判断する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撹拌部材が溶銑容器内の湯面に到達する時を検知する溶銑容器内の湯面検知方法および該方法に基づく撹拌部材の浸漬位置決定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄鋼製品を製造する工程のうち製鋼工程では、溶銑中の不純物を低減する精錬処理が行われる。たとえば、製鋼炉の一種である電気炉では、原料を溶解した後、溶銑に含まれるイオウ（Ｓ）を低減する脱硫処理が行われる。従来、脱硫処理には、脱硫反応に優れる高塩基度となるように配合調整したスラグ原料が用いられている。スラグ原料が溶解して生成される高塩基度のスラグは、流動性が低い。そこで、スラグに蛍石（ＣａＦ２）を添加して流動性を高め、流動性を確保したスラグと溶銑とを反応させて脱硫している。
【０００３】
しかし、スラグの流動性確保のために蛍石を多用すると、脱硫処理後のスラグを路盤改良材などに二次利用する際、フッ素（Ｆ）が雨水へ溶出するなどの環境問題が懸念される。そこで、塩基度を低く抑えてスラグの流動性を確保し、塩基度を低く抑えたことによる脱硫反応の低下を、溶銑とスラグとを溶銑容器内で機械撹拌することによって補う方法がとられるに至っている。
【０００４】
溶銑とスラグとが機械撹拌されると、両者の接触頻度および接触界面積が増大し、脱硫反応が促進される。この機械撹拌による脱硫反応の促進効果は、撹拌部材の溶銑への浸漬位置によって大きく影響される。特にクロムを含有する含クロム溶銑では、クロムがＳの活量を低下させる元素であるため、脱硫反応が進行しにくく、相対的に多くの脱硫剤を必要とするので、スラグを十分に撹拌することが必要になる。撹拌部材の溶銑に対する浸漬位置が深すぎると、溶銑のみが撹拌されてスラグがほとんど撹拌されないので、十分な脱硫効果を得ることができない。逆に、撹拌部材の溶銑に対する浸漬位置が浅すぎると、スラグおよび湯面近傍の溶銑のみが撹拌され、溶銑容器内の深い位置に存在する溶銑とスラグとがほとんど接触しないので、十分な脱流効果を得ることができない。さらに、撹拌部材が湯面近傍の溶銑を跳ね上げてスプラッシュを増加させるので、溶銑容器内の耐火物の損耗が加速されるとともに、製鋼歩留が低下する。十分な脱硫効果を得るには、溶銑に対して撹拌部材を適当な位置に浸漬することが必要である。通常、溶銑に対する撹拌部材の浸漬位置は、溶銑の湯面を検知し、湯面の位置を基準にして定められる。したがって、湯面の位置を知るために、撹拌部材が湯面に到達する時を検知する湯面検知が重要になる。
【０００５】
湯面検知方法には、撹拌部材が溶銑に浸漬された時の湯面の輝度変化を目視またはカメラで撮像して判定する方法、またマイクロ波等を利用した非接触の湯面センサを用いて判定する方法などがある。しかし、目視では、オペレータが常時湯面を監視しなければならないので、作業負荷および省力の観点から問題がある。またカメラによる判定では、溶銑表面に浮遊するスラグの性状、生成量および分布の状態により検知精度がばらつくという問題がある。湯面センサは、測定精度に優れるが、溶銑容器の近辺や建屋内の高所に設置されるので、高熱や振動により寿命が低下するという問題があり、また高価でもある。
【０００６】
このような問題に対して、撹拌部材の撹拌羽根部材が溶銑に浸漬されて全没後、さらに撹拌軸部材が溶銑に浸漬されるまでの間、撹拌部材を昇降駆動する昇降モーターの電流値を測定し、撹拌部材に作用する溶銑の浮力による電流値の減少が不連続変化を示す勾配の屈曲点を検出することによって、撹拌羽根部材の全没位置を検知することが提案されている（特許文献１参照）。また、撹拌部材を回転させながら溶銑に挿入した時の撹拌モーターの電流変動を検出し、その時の撹拌部材の検出昇降位置によって湯面レベルを検出する方法、および撹拌部材が下降時に溶銑に接触した時の接地電流を検知し、その時の撹拌部材の検出昇降位置によって湯面レベルを検出することが提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第２９５７９９９号公報
【特許文献２】特開２００３−６５６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１に示される技術には、次のような問題がある。撹拌部材は、種々の思想に基づいて設計されるので、その形状が一律でなく多種多様なものが形成される。したがって、撹拌部材の中には、撹拌羽根部材の単位長さ当りの体積と、撹拌軸部材の単位長さ当りの体積とに、あまり大きな差がないものもある。また、撹拌を行った後には、撹拌軸部材に多量のスラグが付着し、撹拌羽根部材と撹拌軸部材との体積差は小さくなるが、特に脱硫の難しいステンレス鋼では、脱硫剤を多量に投入するため、撹拌軸部材のスラグ付着は著しく大きい。このような形状の撹拌部材では、撹拌羽根部材および撹拌軸部材に対する浮力の作用に顕著な差が生じない。撹拌羽根部材と撹拌軸部材とに作用する浮力に顕著な差がないと、昇降モーターの電流値減少の勾配の差を検出することが難しくなるので、撹拌羽根部材の全没時期を精度よく検知することができないという問題がある。
【０００９】
また、特許文献２に示される技術には、次のような問題がある。撹拌部材を回転させながら溶銑に挿入する時の撹拌モーターの電流変動を検出する方法では、回転する撹拌部材が湯面に接触する時、湯面近傍の溶銑を跳ね上げて多量のスプラッシュを発生する。このスプラッシュは、溶銑容器内の耐火物を損耗させ、製鋼歩留を低下させる。また、撹拌羽根部材は、使用経過とともに外周が円形に近づいていくため、抵抗が小さくなり、精度が低下する。撹拌部材が湯面に接触した時の接地電流を検出する方法では、溶銑に接して高温になる撹拌部材に接地電流検出センサを設けなければならないので、センサの寿命低下という問題が解消されない。
【００１０】
本発明の目的は、特別なセンサを設けることなく、検知精度に優れる溶銑撹拌装置の湯面検知方法および該方法に基づく撹拌部材の浸漬位置決定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、溶銑容器内で溶銑に浸漬して使用する撹拌部材が上方から下降して湯面に到達する時を検知する溶銑撹拌装置の湯面検知方法において、
撹拌部材を昇降駆動するモーターの電流値を測定し、
撹拌部材が定速で下降する際の電流値を定常電流値として求め、
引き続き撹拌部材が下降する際の電流値を測定電流値として求め、
定常電流値と測定電流値との差を求め、
差が予め定める値以上になる時を、撹拌部材が湯面に到達する時である湯面検知時と判断することを特徴とする溶銑撹拌装置の湯面検知方法である。
【００１２】
また本発明は、溶銑容器内の溶銑に浸漬して使用する撹拌部材の浸漬深さ方向の位置を決める撹拌部材の浸漬位置決定方法において、
前記の湯面検知方法で湯面検知時を判断し、湯面検知時の撹拌部材の下端位置から、予め定める距離だけ撹拌部材を下降させて溶銑内での浸漬位置を決めることを特徴とする撹拌部材の浸漬位置決定方法である。
【００１３】
また本発明は、クロムを５質量％以上含有する含クロム溶銑の脱硫処理で、前記の湯面検知方法または浸漬位置決定方法を用いて湯面検知または撹拌部材の浸漬位置決定を行い、含クロム溶銑を撹拌することを特徴とする機械式撹拌方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、撹拌部材を昇降駆動するモーターの電流値を測定し、撹拌部材の定速下降時の定常電流値と、引き続き撹拌部材が下降する際の測定電流値との差を求め、差が予め定める値以上になる時を湯面検知時と判断するので、特別な湯面検知用センサを必要としない。また検出が容易なモーター電流値を指標とし、その変動を明確に把握できる撹拌部材の湯面到達時を検知するので、高い検知精度を得ることができる。
【００１５】
また本発明によれば、前記の湯面検知方法で湯面検知時を判断し、湯面検知時の撹拌部材の下端位置から、予め定める距離だけ撹拌部材をさらに下降させて溶銑内へ浸漬するので、撹拌部材の浸漬位置を精度良く決定することができる。このことによって、たとえば脱硫のために溶銑容器内の溶銑を撹拌する場合、撹拌部材の溶銑に対する浸漬位置を、撹拌にとって好ましい位置に精度よく位置決めすることが可能になり、脱硫率を高位安定化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態である溶銑容器内の湯面検知方法の概要を示すタイミングチャートである。
【図２】湯面検知方法が用いられる溶銑撹拌装置１０の構成を示す図である。
【図３】湯面検知部１６の構成を拡大して示す図である。
【図４】撹拌部材１７が下降して湯面１２ａに到達する状態を示す図である。
【図５】湯面検知方法および目視湯面判定による湯面検知時に基づく撹拌部材１７の基準位置から湯面１２ａまでの距離を比較して示すグラフである。
【図６】本発明の実施の形態である撹拌部材の浸漬位置決定方法の概要を示す図である。
【図７】溶銑容器でステンレス鋼の溶銑を機械撹拌で脱硫処理した結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態である溶銑容器内の湯面検知方法の概要を示す。図１（ａ）の折れ線グラフは、撹拌部材を昇降駆動するモーターの電流値であって、溶銑容器内で撹拌部材が下降する際の電流値の時間推移である。図１（ｂ）の折れ線グラフは、モーターの電流値に対応する撹拌部材の昇降速度の時間推移である。昇降速度は、下降方向への移動速度であるためマイナス（−）を付して表す。図１（ｃ）のグラフは、本実施形態である溶銑容器内の湯面検知方法（以下、単に湯面検知方法と称する）による湯面検知時ｔａを表すタイミングチャートである。
【００１８】
湯面検知方法は、撹拌部材が下降する際のモーターの電流値を測定し、該電流値の変動に基づいて、撹拌部材が湯面に到達する時である湯面検知時を判断する。図１に示す湯面検知方法では、撹拌部材が定速Ｖｃ＝−３ｍ／ｍｉｎで下降する状態のモーター電流値４９Ａを定常電流値Ｉｃとして求める。定常電流値Ｉｃを求めた後、さらに撹拌部材が引き続き下降する際の電流値Ｉｒを、測定電流値Ｉｒとして求める。定常電流値Ｉｃと、測定電流値Ｉｒとの差ΔＩ（＝Ｉｃ−Ｉｒ）を求め、差ΔＩが予め定める値以上になる時を湯面検知時ｔａと判断する。図１では、予め定める値を１．５Ａと定め、測定電流値Ｉｒが定常電流値Ｉｃから１．５Ａ以上減少する時を、湯面検知時ｔａと判断する。
【００１９】
図２は、湯面検知方法が用いられる溶銑撹拌装置１０の構成を示す。以下、溶銑撹拌装置１０について説明するとともに、湯面検知方法を詳細に説明する。溶銑撹拌装置１０は、溶銑容器１１内の溶銑１２を機械撹拌する装置であり、溶銑１２を撹拌する撹拌部１３と、撹拌部１３を支持する支持部１４と、撹拌部１３を昇降駆動する昇降駆動部１５と、湯面の検知に係る湯面検知部１６とを含む。
【００２０】
撹拌部１３は、撹拌部材１７と撹拌部材１７を回転駆動する撹拌モーター１８とを含む。撹拌部材１７は、撹拌軸部材１９と撹拌羽根部材２０とを含む。撹拌羽根部材２０をインペラ２０と呼ぶことがある。撹拌部材１７は、溶銑容器１１内の溶銑１２に浸漬され、撹拌モーター１８で回転されて溶銑１２を撹拌する。
【００２１】
支持部１４は、支持台２１と、支持柱２２と、支持柱２２の上に設けられる棚板２３と、支持アーム２４とを含む。支持台２１は、脚部２１ａと卓部２１ｂとを含み、脚部２１ａで基準面２５上に固定して設けられる。卓部２１ｂの上面に鉛直方向に延びて支持柱２２が設けられる。支持アーム２４は、水平方向に延び、その一端部２４ａが管状に形成される。支持アーム２４の管状部分に支持柱２２が挿入され、支持アーム２４は、支持柱２２に案内されて鉛直方向に移動可能である。撹拌部材１７は、撹拌軸部材１９のインペラ２０が設けられる側と反対側で、支持アーム２４の他端部２４ｂに回転自在に支持される。撹拌モーター１８は、支持アーム２４の上に設けられて撹拌部材１７を回転する。
【００２２】
昇降駆動部１５は、支持台２１の卓部２１ｂの上面に設けられるウインチ２６と、棚板２３上に設けられる前滑車２７および後滑車２８と、支持アーム２４上に設けられる動滑車２９と、ワイヤ３０と、デフレクタロール３１と、ワイヤ固定具３２と、ウインチ２６に減速機３３を介して接続される昇降モーター３４と、を含む。ウインチ２６は、回転方向を正逆に切換えることができる。減速機３３を介して接続される昇降モーター３４により、ウインチ２６が正方向または逆方向に回転し、ワイヤ３０を巻き取りまたは巻き戻しすることができる。ウインチ２６から出るワイヤ３０は、前滑車２７および後滑車２８を経て、支持アーム２４上の動滑車２９を周回し、デフレクタロール３１を経由して棚板２３上に設けられるワイヤ固定具３２にその先端が固定される。昇降モーター３４がウインチ２６を正方向に回転駆動すると、ウインチ２６がワイヤ３０を巻き取り、動滑車２９が取り付けられている支持アーム２４が支持柱２２に案内されて上昇し、支持アーム２４に支持される撹拌部材１７が上昇する。昇降モーター３４がウインチ２６を逆方向に回転駆動すると、ウインチ２６がワイヤ３０を巻き戻し、上記とは逆に支持アーム２４に支持される撹拌部材１７が下降する。このようにして、撹拌部材１７は、溶銑容器１１内で昇降することができる。
【００２３】
図３は、湯面検知部１６の構成を拡大して示す。湯面検知部１６は、電流計３５と、速度計３６と、エンコーダ３７と、検知器３８と、を含む。電流計３５は、昇降モーター３４の電流値を測定して測定結果を検知器３８へ出力する。速度計３６は、ウインチ２６の回転速度を検出し、撹拌部材１７の昇降速度に換算して検知器３８へ出力する。エンコーダ３７は、ウインチ２６の回転角度や回転回数を検出し、ワイヤ３０の巻き取り長さおよび巻き戻し長さを、撹拌部材１７の昇降距離に換算して検知器３８へ出力する。検知器３８は、記憶部４１と演算部４２とを備える。記憶部４１は、撹拌部材１７が定速Ｖｃで下降するときに測定される昇降モーター３４の電流値を定常電流値Ｉｃとして記憶する。定常電流値Ｉｃを記憶した後、さらに撹拌部材１７が引き続き下降する際の昇降モーター３４の測定電流値Ｉｒを求め、演算部４２は定常電流値Ｉｃとの差ΔＩ（＝Ｉｃ−Ｉｒ）を演算する。検知器３８は、差ΔＩが予め定める値以上になる時を湯面検知時ｔａと判断するように設定される。
【００２４】
図４は、撹拌部材１７が下降して湯面１２ａに到達する状態を示す。撹拌部材１７が溶銑容器１１内で下降すると、インペラ２０の下端が湯面１２ａに到達する。インペラ２０は、耐火物で形成されて溶銑１２より比重が小さい。したがって、インペラ２０の下端が湯面１２ａに到達した以降も撹拌部材１７を下降させると、インペラ２０すなわち撹拌部材１７に対して溶銑１２の浮力が作用する。撹拌部材１７に対して作用する浮力のために、ワイヤ３０を介して昇降モーター３４に掛かる負荷が減少し、昇降モーター３４の電流値が減少する。この電流値が減少する変動を、差ΔＩとして検出することによって、湯面検知時ｔａを判断することができる。
【００２５】
以下、検知器３８による湯面検知について説明する。撹拌部材１７が定速Ｖｃで下降する状態で測定される昇降モーター３４の定常電流値Ｉｃは、たとえば次のようにして定めることができる。オペレータは、撹拌部材１７が定速Ｖｃで下降するように操作し、速度計３６の出力で定速下降状態であることを確認後、検知器３８に対して信号入力する。検知器３８は、該信号を受信し、電流計３５で測定される電流値を定常電流値Ｉｃとして記憶部４１に記憶する。定常電流値Ｉｃを記憶した後、さらに撹拌部材１７を続いて下降させる昇降モーター３４の測定電流値Ｉｒを、たとえば１秒間隔で測定する。測定電流値Ｉｒを得る都度、定常電流値Ｉｃとの差ΔＩを演算部４２で求める。検知器３８は、差ΔＩで得られる電流値の減少変動量が予め定める値以上になる時を、湯面検知時ｔａと判断する。
【００２６】
電流の減少変動量の閾値として予め定める値は、適宜定めることができる。誤差判定を防止できる範囲で予め定める値を小さくすることによって、湯面検知時ｔａを一層精度高く検知することができる。溶銑撹拌装置の構成により、作用する浮力の影響が異なるので、予め定める値を一概に定めることはできないが、１．０Ａ〜２．０Ａの範囲内で選択して設定することが好ましい。予め定める値を１．０Ａ未満にすると、インペラ２０下降時の電流値の微小な変動を誤検出するおそれがある。予め定める値が２．０Ａを超えると、真の湯面位置を通過後の検知になるおそれがあり、検知精度が低くなる。
【００２７】
撹拌部材１７が上昇し停止する支持アーム２４の位置を定め、撹拌部材１７の昇降方向の長さを求めれば、溶銑容器１１内の湯面上方での撹拌部材１７の基準位置を定めることができる。撹拌部材１７が湯面１２ａに到達する湯面検知時ｔａを検知し、撹拌部材１７の基準位置から湯面検知時ｔａまでの撹拌部材１７の下降距離をエンコーダ３７で求めることによって、基準位置から湯面１２ａまでの距離を求めることができる。
【００２８】
図５は、湯面検知方法および目視湯面判定による湯面検知時に基づく撹拌部材１７の基準位置から湯面１２ａまでの距離を比較して示す。図５に示すデータは、溶銑容器１１中の溶銑１２に撹拌部材１７を基準位置から下降させ、湯面検知方法により湯面検知した場合の基準位置から湯面１２ａまでの距離と、目視湯面判定により湯面到達時を判断した場合の基準位置から湯面１２ａまでの距離と、を比較する。湯面検知方法と目視湯面判定とによる距離は、高い相関を有している。また、湯面検知方法と目視湯面判定とで得られた距離の差について求めた標準偏差は、２６．０ｍｍであった。たとえばステンレス鋼の溶銑を機械撹拌で脱硫する際、経験的に良好な脱硫率が得られる撹拌部材１７の浸漬深さは、５００ｍｍである。浸漬深さとは、溶銑１２に浸漬したインペラ２０の上端から湯面１２ａまでの距離である。上記の標準偏差は、目標とする浸漬深さである５００ｍｍに対して５．２％と小さいので、位置決定の精度として十分に高いといえる。したがって、湯面検知方法は、目視判定に代わるものとして十分実用に耐え得ることが判る。
【００２９】
図６は、本発明の実施の形態である撹拌部材の浸漬位置決定方法の概要を示す。図６（ａ）は撹拌部材１７が湯面１２ａに到達する状態を示し、図６（ｂ）は溶銑中で撹拌部材１７を位置決定する状態を示す。撹拌部材１７の溶銑１２に対する浸漬位置を決める撹拌部材の浸漬位置決定方法（以後、単に浸漬位置決定方法と称する）は、前述の湯面検知方法で湯面検知時を判断し、湯面検知時の撹拌部材１７の下端位置から予め定める距離Ｌｂだけ、撹拌部材１７をさらに下降させて溶銑１２内へ浸漬して位置決めする。
【００３０】
以下、浸漬位置決定方法についてさらに説明する。インペラ２０の昇降方向の長さをインペラ幅Ｗとする。溶銑１２に浸漬した状態で、インペラ２０の上端から湯面１２ａまでの距離を前記浸漬深さＤとする。インペラ幅Ｗと浸漬深さＤとを加算した距離を撹拌部材１７の浸漬位置とする。溶製する鋼種およびスラグごとに、経験的に脱硫率を最も高くすることができる浸漬位置を、予め定める距離Ｌｂとして求めておく。前述の湯面検知方法で湯面検知時を判断し、湯面検知時の撹拌部材１７の下端位置から、予め定める距離Ｌｂだけ撹拌部材１７をさらに下降させて溶銑１２内へ浸漬し位置決めする。予め定める距離Ｌｂに相当するワイヤ３０の巻き戻し長さは、エンコーダ３７によって求めることができる。
【００３１】
この操作は、検知器３８による湯面検知時の判断に基づき、湯面検知後、予め定める距離Ｌｂに相当する長さだけ、オペレータがウインチ２６のワイヤ３０を巻き戻すように昇降モーター３４を駆動することで実現できる。また、検知器３８と昇降モーター３４との間に、湯面検知信号およびエンコーダ３７の出力に応じて、予め定める距離Ｌｂに相当する長さだけ、ワイヤ３０を巻き戻すように昇降モーター３４を駆動制御する制御装置を設けることによっても実現することができる。このことによって、脱硫反応の撹拌にとって好ましい浸漬位置Ｌｂに、撹拌部材１７を精度よくかつ再現性よく位置決めすることができる。
【００３２】
図７は、溶銑容器でステンレス鋼の溶銑を機械撹拌で脱硫処理した結果を示す。図７の結果は、前述の浸漬位置決定方法に従って撹拌部材の位置決めをして脱硫処理した場合の脱硫率と、溶銑容器内の湯面位置が撹拌部材の基準位置に対して常に一定の位置にあると仮定し、仮定湯面位置に従って撹拌部材の位置決めをして脱硫処理した場合の脱硫率と、を示す。浸漬位置決定方法では、湯面検知時の撹拌部材１７の下端位置から距離Ｌｂだけ撹拌部材１７を下降させて位置決めした。仮定湯面位置による方法では、仮定湯面位置に到達する時の撹拌部材１７の下端位置から距離Ｌｂだけ撹拌部材１７を下降させて位置決めした。したがって、仮定湯面位置による場合、撹拌部材１７の浸漬位置は、真の湯面位置から距離Ｌｂの位置であるとは限らない。ここで、脱硫率は、式（１）で与えられる値を百分率で表すものをいう。式（１）で［％Ｓ］は、溶銑中のイオウ含有量を表す。
脱硫率＝（脱硫前［％Ｓ］−脱硫後［％Ｓ］）／脱硫前［％Ｓ］・・・（１）
【００３３】
図７の横軸は、脱硫スラグの成分である酸化カルシウム（ＣａＯ）の原単位である。図７中の丸記号で示すデータは、浸漬位置決定方法で撹拌部材の位置決めをして脱硫処理を行った場合の脱硫率を示す。また、四角記号で示すデータは、仮定湯面位置に従って撹拌部材の位置決めをして脱硫処理を行った場合の脱硫率を示す。仮定湯面位置に従って脱硫処理した場合、脱硫率は２０％から８０％の範囲で大きく変動する。一方、浸漬位置決定方法で脱硫処理した場合、脱硫率は約６０％から９０％の範囲で高位安定する。このように浸漬位置決定方法によれば、脱硫にとって溶銑およびスラグを好適に撹拌することができる浸漬位置Ｌｂに、撹拌部材１７を精度よくかつ再現性よく位置決めすることができるので、脱硫率を高位安定化することが可能になる。
【符号の説明】
【００３４】
１０ 溶銑撹拌装置
１１ 溶銑容器
１２ 溶銑
１７ 撹拌部材
３４ 昇降モーター
３５ 電流計
３６ 速度計
３７ エンコーダ
３８ 検知器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撹拌部材が溶銑容器内の湯面に到達する時を検知する溶銑容器内の湯面検知方法および該方法に基づく撹拌部材の浸漬位置決定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄鋼製品を製造する工程のうち製鋼工程では、溶銑中の不純物を低減する精錬処理が行われる。たとえば、製鋼炉の一種である電気炉では、原料を溶解した後、溶銑に含まれるイオウ（Ｓ）を低減する脱硫処理が行われる。従来、脱硫処理には、脱硫反応に優れる高塩基度となるように配合調整したスラグ原料が用いられている。スラグ原料が溶解して生成される高塩基度のスラグは、流動性が低い。そこで、スラグに蛍石（ＣａＦ２）を添加して流動性を高め、流動性を確保したスラグと溶銑とを反応させて脱硫している。
【０００３】
しかし、スラグの流動性確保のために蛍石を多用すると、脱硫処理後のスラグを路盤改良材などに二次利用する際、フッ素（Ｆ）が雨水へ溶出するなどの環境問題が懸念される。そこで、塩基度を低く抑えてスラグの流動性を確保し、塩基度を低く抑えたことによる脱硫反応の低下を、溶銑とスラグとを溶銑容器内で機械撹拌することによって補う方法がとられるに至っている。
【０００４】
溶銑とスラグとが機械撹拌されると、両者の接触頻度および接触界面積が増大し、脱硫反応が促進される。この機械撹拌による脱硫反応の促進効果は、撹拌部材の溶銑への浸漬位置によって大きく影響される。特にクロムを含有する含クロム溶銑では、クロムがＳの活量を低下させる元素であるため、脱硫反応が進行しにくく、相対的に多くの脱硫剤を必要とするので、スラグを十分に撹拌することが必要になる。撹拌部材の溶銑に対する浸漬位置が深すぎると、溶銑のみが撹拌されてスラグがほとんど撹拌されないので、十分な脱硫効果を得ることができない。逆に、撹拌部材の溶銑に対する浸漬位置が浅すぎると、スラグおよび湯面近傍の溶銑のみが撹拌され、溶銑容器内の深い位置に存在する溶銑とスラグとがほとんど接触しないので、十分な脱流効果を得ることができない。さらに、撹拌部材が湯面近傍の溶銑を跳ね上げてスプラッシュを増加させるので、溶銑容器内の耐火物の損耗が加速されるとともに、製鋼歩留が低下する。十分な脱硫効果を得るには、溶銑に対して撹拌部材を適当な位置に浸漬することが必要である。通常、溶銑に対する撹拌部材の浸漬位置は、溶銑の湯面を検知し、湯面の位置を基準にして定められる。したがって、湯面の位置を知るために、撹拌部材が湯面に到達する時を検知する湯面検知が重要になる。
【０００５】
湯面検知方法には、撹拌部材が溶銑に浸漬された時の湯面の輝度変化を目視またはカメラで撮像して判定する方法、またマイクロ波等を利用した非接触の湯面センサを用いて判定する方法などがある。しかし、目視では、オペレータが常時湯面を監視しなければならないので、作業負荷および省力の観点から問題がある。またカメラによる判定では、溶銑表面に浮遊するスラグの性状、生成量および分布の状態により検知精度がばらつくという問題がある。湯面センサは、測定精度に優れるが、溶銑容器の近辺や建屋内の高所に設置されるので、高熱や振動により寿命が低下するという問題があり、また高価でもある。
【０００６】
このような問題に対して、撹拌部材の撹拌羽根部材が溶銑に浸漬されて全没後、さらに撹拌軸部材が溶銑に浸漬されるまでの間、撹拌部材を昇降駆動する昇降モーターの電流値を測定し、撹拌部材に作用する溶銑の浮力による電流値の減少が不連続変化を示す勾配の屈曲点を検出することによって、撹拌羽根部材の全没位置を検知することが提案されている（特許文献１参照）。また、撹拌部材を回転させながら溶銑に挿入した時の撹拌モーターの電流変動を検出し、その時の撹拌部材の検出昇降位置によって湯面レベルを検出する方法、および撹拌部材が下降時に溶銑に接触した時の接地電流を検知し、その時の撹拌部材の検出昇降位置によって湯面レベルを検出することが提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第２９５７９９９号公報
【特許文献２】特開２００３−６５６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１に示される技術には、次のような問題がある。撹拌部材は、種々の思想に基づいて設計されるので、その形状が一律でなく多種多様なものが形成される。したがって、撹拌部材の中には、撹拌羽根部材の単位長さ当りの体積と、撹拌軸部材の単位長さ当りの体積とに、あまり大きな差がないものもある。また、撹拌を行った後には、撹拌軸部材に多量のスラグが付着し、撹拌羽根部材と撹拌軸部材との体積差は小さくなるが、特に脱硫の難しいステンレス鋼では、脱硫剤を多量に投入するため、撹拌軸部材のスラグ付着は著しく大きい。このような形状の撹拌部材では、撹拌羽根部材および撹拌軸部材に対する浮力の作用に顕著な差が生じない。撹拌羽根部材と撹拌軸部材とに作用する浮力に顕著な差がないと、昇降モーターの電流値減少の勾配の差を検出することが難しくなるので、撹拌羽根部材の全没時期を精度よく検知することができないという問題がある。
【０００９】
また、特許文献２に示される技術には、次のような問題がある。撹拌部材を回転させながら溶銑に挿入する時の撹拌モーターの電流変動を検出する方法では、回転する撹拌部材が湯面に接触する時、湯面近傍の溶銑を跳ね上げて多量のスプラッシュを発生する。このスプラッシュは、溶銑容器内の耐火物を損耗させ、製鋼歩留を低下させる。また、撹拌羽根部材は、使用経過とともに外周が円形に近づいていくため、抵抗が小さくなり、精度が低下する。撹拌部材が湯面に接触した時の接地電流を検出する方法では、溶銑に接して高温になる撹拌部材に接地電流検出センサを設けなければならないので、センサの寿命低下という問題が解消されない。
【００１０】
本発明の目的は、特別なセンサを設けることなく、検知精度に優れる溶銑撹拌装置の湯面検知方法および該方法に基づく撹拌部材の浸漬位置決定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、溶銑容器内で溶銑に浸漬して使用する撹拌部材が上方から下降して湯面に到達する時を検知する溶銑撹拌装置の湯面検知方法において、
撹拌部材を昇降駆動するモーターの電流値を測定し、
撹拌部材が定速で下降する際の電流値を定常電流値として求め、
引き続き撹拌部材が下降する際の電流値を測定電流値として求め、
定常電流値と測定電流値との差を求め、
差が予め定める値以上になる時を、撹拌部材が湯面に到達する時である湯面検知時と判断することを特徴とする溶銑撹拌装置の湯面検知方法である。
【００１２】
また本発明は、溶銑容器内の溶銑に浸漬して使用する撹拌部材の浸漬深さ方向の位置を決める撹拌部材の浸漬位置決定方法において、
前記の湯面検知方法で湯面検知時を判断し、湯面検知時の撹拌部材の下端位置から、予め定める距離だけ撹拌部材を下降させて溶銑内での浸漬位置を決めることを特徴とする撹拌部材の浸漬位置決定方法である。
【００１３】
また本発明は、クロムを５質量％以上含有する含クロム溶銑の脱硫処理で、前記の湯面検知方法または浸漬位置決定方法を用いて湯面検知または撹拌部材の浸漬位置決定を行い、含クロム溶銑を撹拌することを特徴とする機械式撹拌方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、撹拌部材を昇降駆動するモーターの電流値を測定し、撹拌部材の定速下降時の定常電流値と、引き続き撹拌部材が下降する際の測定電流値との差を求め、差が予め定める値以上になる時を湯面検知時と判断するので、特別な湯面検知用センサを必要としない。また検出が容易なモーター電流値を指標とし、その変動を明確に把握できる撹拌部材の湯面到達時を検知するので、高い検知精度を得ることができる。
【００１５】
また本発明によれば、前記の湯面検知方法で湯面検知時を判断し、湯面検知時の撹拌部材の下端位置から、予め定める距離だけ撹拌部材をさらに下降させて溶銑内へ浸漬するので、撹拌部材の浸漬位置を精度良く決定することができる。このことによって、たとえば脱硫のために溶銑容器内の溶銑を撹拌する場合、撹拌部材の溶銑に対する浸漬位置を、撹拌にとって好ましい位置に精度よく位置決めすることが可能になり、脱硫率を高位安定化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態である溶銑容器内の湯面検知方法の概要を示すタイミングチャートである。
【図２】湯面検知方法が用いられる溶銑撹拌装置１０の構成を示す図である。
【図３】湯面検知部１６の構成を拡大して示す図である。
【図４】撹拌部材１７が下降して湯面１２ａに到達する状態を示す図である。
【図５】湯面検知方法および目視湯面判定による湯面検知時に基づく撹拌部材１７の基準位置から湯面１２ａまでの距離を比較して示すグラフである。
【図６】本発明の実施の形態である撹拌部材の浸漬位置決定方法の概要を示す図である。
【図７】溶銑容器でステンレス鋼の溶銑を機械撹拌で脱硫処理した結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態である溶銑容器内の湯面検知方法の概要を示す。図１（ａ）の折れ線グラフは、撹拌部材を昇降駆動するモーターの電流値であって、溶銑容器内で撹拌部材が下降する際の電流値の時間推移である。図１（ｂ）の折れ線グラフは、モーターの電流値に対応する撹拌部材の昇降速度の時間推移である。昇降速度は、下降方向への移動速度であるためマイナス（−）を付して表す。図１（ｃ）のグラフは、本実施形態である溶銑容器内の湯面検知方法（以下、単に湯面検知方法と称する）による湯面検知時ｔａを表すタイミングチャートである。
【００１８】
湯面検知方法は、撹拌部材が下降する際のモーターの電流値を測定し、該電流値の変動に基づいて、撹拌部材が湯面に到達する時である湯面検知時を判断する。図１に示す湯面検知方法では、撹拌部材が定速Ｖｃ＝−３ｍ／ｍｉｎで下降する状態のモーター電流値４９Ａを定常電流値Ｉｃとして求める。定常電流値Ｉｃを求めた後、さらに撹拌部材が引き続き下降する際の電流値Ｉｒを、測定電流値Ｉｒとして求める。定常電流値Ｉｃと、測定電流値Ｉｒとの差ΔＩ（＝Ｉｃ−Ｉｒ）を求め、差ΔＩが予め定める値以上になる時を湯面検知時ｔａと判断する。図１では、予め定める値を１．５Ａと定め、測定電流値Ｉｒが定常電流値Ｉｃから１．５Ａ以上減少する時を、湯面検知時ｔａと判断する。
【００１９】
図２は、湯面検知方法が用いられる溶銑撹拌装置１０の構成を示す。以下、溶銑撹拌装置１０について説明するとともに、湯面検知方法を詳細に説明する。溶銑撹拌装置１０は、溶銑容器１１内の溶銑１２を機械撹拌する装置であり、溶銑１２を撹拌する撹拌部１３と、撹拌部１３を支持する支持部１４と、撹拌部１３を昇降駆動する昇降駆動部１５と、湯面の検知に係る湯面検知部１６とを含む。
【００２０】
撹拌部１３は、撹拌部材１７と撹拌部材１７を回転駆動する撹拌モーター１８とを含む。撹拌部材１７は、撹拌軸部材１９と撹拌羽根部材２０とを含む。撹拌羽根部材２０をインペラ２０と呼ぶことがある。撹拌部材１７は、溶銑容器１１内の溶銑１２に浸漬され、撹拌モーター１８で回転されて溶銑１２を撹拌する。
【００２１】
支持部１４は、支持台２１と、支持柱２２と、支持柱２２の上に設けられる棚板２３と、支持アーム２４とを含む。支持台２１は、脚部２１ａと卓部２１ｂとを含み、脚部２１ａで基準面２５上に固定して設けられる。卓部２１ｂの上面に鉛直方向に延びて支持柱２２が設けられる。支持アーム２４は、水平方向に延び、その一端部２４ａが管状に形成される。支持アーム２４の管状部分に支持柱２２が挿入され、支持アーム２４は、支持柱２２に案内されて鉛直方向に移動可能である。撹拌部材１７は、撹拌軸部材１９のインペラ２０が設けられる側と反対側で、支持アーム２４の他端部２４ｂに回転自在に支持される。撹拌モーター１８は、支持アーム２４の上に設けられて撹拌部材１７を回転する。
【００２２】
昇降駆動部１５は、支持台２１の卓部２１ｂの上面に設けられるウインチ２６と、棚板２３上に設けられる前滑車２７および後滑車２８と、支持アーム２４上に設けられる動滑車２９と、ワイヤ３０と、デフレクタロール３１と、ワイヤ固定具３２と、ウインチ２６に減速機３３を介して接続される昇降モーター３４と、を含む。ウインチ２６は、回転方向を正逆に切換えることができる。減速機３３を介して接続される昇降モーター３４により、ウインチ２６が正方向または逆方向に回転し、ワイヤ３０を巻き取りまたは巻き戻しすることができる。ウインチ２６から出るワイヤ３０は、前滑車２７および後滑車２８を経て、支持アーム２４上の動滑車２９を周回し、デフレクタロール３１を経由して棚板２３上に設けられるワイヤ固定具３２にその先端が固定される。昇降モーター３４がウインチ２６を正方向に回転駆動すると、ウインチ２６がワイヤ３０を巻き取り、動滑車２９が取り付けられている支持アーム２４が支持柱２２に案内されて上昇し、支持アーム２４に支持される撹拌部材１７が上昇する。昇降モーター３４がウインチ２６を逆方向に回転駆動すると、ウインチ２６がワイヤ３０を巻き戻し、上記とは逆に支持アーム２４に支持される撹拌部材１７が下降する。このようにして、撹拌部材１７は、溶銑容器１１内で昇降することができる。
【００２３】
図３は、湯面検知部１６の構成を拡大して示す。湯面検知部１６は、電流計３５と、速度計３６と、エンコーダ３７と、検知器３８と、を含む。電流計３５は、昇降モーター３４の電流値を測定して測定結果を検知器３８へ出力する。速度計３６は、ウインチ２６の回転速度を検出し、撹拌部材１７の昇降速度に換算して検知器３８へ出力する。エンコーダ３７は、ウインチ２６の回転角度や回転回数を検出し、ワイヤ３０の巻き取り長さおよび巻き戻し長さを、撹拌部材１７の昇降距離に換算して検知器３８へ出力する。検知器３８は、記憶部４１と演算部４２とを備える。記憶部４１は、撹拌部材１７が定速Ｖｃで下降するときに測定される昇降モーター３４の電流値を定常電流値Ｉｃとして記憶する。定常電流値Ｉｃを記憶した後、さらに撹拌部材１７が引き続き下降する際の昇降モーター３４の測定電流値Ｉｒを求め、演算部４２は定常電流値Ｉｃとの差ΔＩ（＝Ｉｃ−Ｉｒ）を演算する。検知器３８は、差ΔＩが予め定める値以上になる時を湯面検知時ｔａと判断するように設定される。
【００２４】
図４は、撹拌部材１７が下降して湯面１２ａに到達する状態を示す。撹拌部材１７が溶銑容器１１内で下降すると、インペラ２０の下端が湯面１２ａに到達する。インペラ２０は、耐火物で形成されて溶銑１２より比重が小さい。したがって、インペラ２０の下端が湯面１２ａに到達した以降も撹拌部材１７を下降させると、インペラ２０すなわち撹拌部材１７に対して溶銑１２の浮力が作用する。撹拌部材１７に対して作用する浮力のために、ワイヤ３０を介して昇降モーター３４に掛かる負荷が減少し、昇降モーター３４の電流値が減少する。この電流値が減少する変動を、差ΔＩとして検出することによって、湯面検知時ｔａを判断することができる。
【００２５】
以下、検知器３８による湯面検知について説明する。撹拌部材１７が定速Ｖｃで下降する状態で測定される昇降モーター３４の定常電流値Ｉｃは、たとえば次のようにして定めることができる。オペレータは、撹拌部材１７が定速Ｖｃで下降するように操作し、速度計３６の出力で定速下降状態であることを確認後、検知器３８に対して信号入力する。検知器３８は、該信号を受信し、電流計３５で測定される電流値を定常電流値Ｉｃとして記憶部４１に記憶する。定常電流値Ｉｃを記憶した後、さらに撹拌部材１７を続いて下降させる昇降モーター３４の測定電流値Ｉｒを、たとえば１秒間隔で測定する。測定電流値Ｉｒを得る都度、定常電流値Ｉｃとの差ΔＩを演算部４２で求める。検知器３８は、差ΔＩで得られる電流値の減少変動量が予め定める値以上になる時を、湯面検知時ｔａと判断する。
【００２６】
電流の減少変動量の閾値として予め定める値は、適宜定めることができる。誤差判定を防止できる範囲で予め定める値を小さくすることによって、湯面検知時ｔａを一層精度高く検知することができる。溶銑撹拌装置の構成により、作用する浮力の影響が異なるので、予め定める値を一概に定めることはできないが、１．０Ａ〜２．０Ａの範囲内で選択して設定することが好ましい。予め定める値を１．０Ａ未満にすると、インペラ２０下降時の電流値の微小な変動を誤検出するおそれがある。予め定める値が２．０Ａを超えると、真の湯面位置を通過後の検知になるおそれがあり、検知精度が低くなる。
【００２７】
撹拌部材１７が上昇し停止する支持アーム２４の位置を定め、撹拌部材１７の昇降方向の長さを求めれば、溶銑容器１１内の湯面上方での撹拌部材１７の基準位置を定めることができる。撹拌部材１７が湯面１２ａに到達する湯面検知時ｔａを検知し、撹拌部材１７の基準位置から湯面検知時ｔａまでの撹拌部材１７の下降距離をエンコーダ３７で求めることによって、基準位置から湯面１２ａまでの距離を求めることができる。
【００２８】
図５は、湯面検知方法および目視湯面判定による湯面検知時に基づく撹拌部材１７の基準位置から湯面１２ａまでの距離を比較して示す。図５に示すデータは、溶銑容器１１中の溶銑１２に撹拌部材１７を基準位置から下降させ、湯面検知方法により湯面検知した場合の基準位置から湯面１２ａまでの距離と、目視湯面判定により湯面到達時を判断した場合の基準位置から湯面１２ａまでの距離と、を比較する。湯面検知方法と目視湯面判定とによる距離は、高い相関を有している。また、湯面検知方法と目視湯面判定とで得られた距離の差について求めた標準偏差は、２６．０ｍｍであった。たとえばステンレス鋼の溶銑を機械撹拌で脱硫する際、経験的に良好な脱硫率が得られる撹拌部材１７の浸漬深さは、５００ｍｍである。浸漬深さとは、溶銑１２に浸漬したインペラ２０の上端から湯面１２ａまでの距離である。上記の標準偏差は、目標とする浸漬深さである５００ｍｍに対して５．２％と小さいので、位置決定の精度として十分に高いといえる。したがって、湯面検知方法は、目視判定に代わるものとして十分実用に耐え得ることが判る。
【００２９】
図６は、本発明の実施の形態である撹拌部材の浸漬位置決定方法の概要を示す。図６（ａ）は撹拌部材１７が湯面１２ａに到達する状態を示し、図６（ｂ）は溶銑中で撹拌部材１７を位置決定する状態を示す。撹拌部材１７の溶銑１２に対する浸漬位置を決める撹拌部材の浸漬位置決定方法（以後、単に浸漬位置決定方法と称する）は、前述の湯面検知方法で湯面検知時を判断し、湯面検知時の撹拌部材１７の下端位置から予め定める距離Ｌｂだけ、撹拌部材１７をさらに下降させて溶銑１２内へ浸漬して位置決めする。
【００３０】
以下、浸漬位置決定方法についてさらに説明する。インペラ２０の昇降方向の長さをインペラ幅Ｗとする。溶銑１２に浸漬した状態で、インペラ２０の上端から湯面１２ａまでの距離を前記浸漬深さＤとする。インペラ幅Ｗと浸漬深さＤとを加算した距離を撹拌部材１７の浸漬位置とする。溶製する鋼種およびスラグごとに、経験的に脱硫率を最も高くすることができる浸漬位置を、予め定める距離Ｌｂとして求めておく。前述の湯面検知方法で湯面検知時を判断し、湯面検知時の撹拌部材１７の下端位置から、予め定める距離Ｌｂだけ撹拌部材１７をさらに下降させて溶銑１２内へ浸漬し位置決めする。予め定める距離Ｌｂに相当するワイヤ３０の巻き戻し長さは、エンコーダ３７によって求めることができる。
【００３１】
この操作は、検知器３８による湯面検知時の判断に基づき、湯面検知後、予め定める距離Ｌｂに相当する長さだけ、オペレータがウインチ２６のワイヤ３０を巻き戻すように昇降モーター３４を駆動することで実現できる。また、検知器３８と昇降モーター３４との間に、湯面検知信号およびエンコーダ３７の出力に応じて、予め定める距離Ｌｂに相当する長さだけ、ワイヤ３０を巻き戻すように昇降モーター３４を駆動制御する制御装置を設けることによっても実現することができる。このことによって、脱硫反応の撹拌にとって好ましい浸漬位置Ｌｂに、撹拌部材１７を精度よくかつ再現性よく位置決めすることができる。
【００３２】
図７は、溶銑容器でステンレス鋼の溶銑を機械撹拌で脱硫処理した結果を示す。図７の結果は、前述の浸漬位置決定方法に従って撹拌部材の位置決めをして脱硫処理した場合の脱硫率と、溶銑容器内の湯面位置が撹拌部材の基準位置に対して常に一定の位置にあると仮定し、仮定湯面位置に従って撹拌部材の位置決めをして脱硫処理した場合の脱硫率と、を示す。浸漬位置決定方法では、湯面検知時の撹拌部材１７の下端位置から距離Ｌｂだけ撹拌部材１７を下降させて位置決めした。仮定湯面位置による方法では、仮定湯面位置に到達する時の撹拌部材１７の下端位置から距離Ｌｂだけ撹拌部材１７を下降させて位置決めした。したがって、仮定湯面位置による場合、撹拌部材１７の浸漬位置は、真の湯面位置から距離Ｌｂの位置であるとは限らない。ここで、脱硫率は、式（１）で与えられる値を百分率で表すものをいう。式（１）で［％Ｓ］は、溶銑中のイオウ含有量を表す。
脱硫率＝（脱硫前［％Ｓ］−脱硫後［％Ｓ］）／脱硫前［％Ｓ］・・・（１）
【００３３】
図７の横軸は、脱硫スラグの成分である酸化カルシウム（ＣａＯ）の原単位である。図７中の丸記号で示すデータは、浸漬位置決定方法で撹拌部材の位置決めをして脱硫処理を行った場合の脱硫率を示す。また、四角記号で示すデータは、仮定湯面位置に従って撹拌部材の位置決めをして脱硫処理を行った場合の脱硫率を示す。仮定湯面位置に従って脱硫処理した場合、脱硫率は２０％から８０％の範囲で大きく変動する。一方、浸漬位置決定方法で脱硫処理した場合、脱硫率は約６０％から９０％の範囲で高位安定する。このように浸漬位置決定方法によれば、脱硫にとって溶銑およびスラグを好適に撹拌することができる浸漬位置Ｌｂに、撹拌部材１７を精度よくかつ再現性よく位置決めすることができるので、脱硫率を高位安定化することが可能になる。
【符号の説明】
【００３４】
１０ 溶銑撹拌装置
１１ 溶銑容器
１２ 溶銑
１７ 撹拌部材
３４ 昇降モーター
３５ 電流計
３６ 速度計
３７ エンコーダ
３８ 検知器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶銑容器内で溶銑に浸漬して使用する撹拌部材が上方から下降して湯面に到達する時を検知する溶銑撹拌装置の湯面検知方法において、
撹拌部材を昇降駆動するモーターの電流値を測定し、
撹拌部材が定速で下降する際の電流値を定常電流値として求め、
引き続き撹拌部材が下降する際の電流値を測定電流値として求め、
定常電流値と測定電流値との差を求め、
差が予め定める値以上になる時を、撹拌部材が湯面に到達する時である湯面検知時と判断することを特徴とする溶銑撹拌装置の湯面検知方法。
【請求項２】
溶銑容器内の溶銑に浸漬して使用する撹拌部材の浸漬深さ方向の位置を決める撹拌部材の浸漬位置決定方法において、
請求項１に記載の湯面検知方法で湯面検知時を判断し、
湯面検知時の撹拌部材の下端位置から、予め定める距離だけ撹拌部材を下降させて溶銑内での浸漬位置を決めることを特徴とする撹拌部材の浸漬位置決定方法。
【請求項３】
クロムを５質量％以上含有する含クロム溶銑の脱硫処理で、請求項１または２記載の方法を用いて湯面検知または撹拌部材の浸漬位置決定を行い、含クロム溶銑を撹拌することを特徴とする機械式撹拌方法。
【請求項１】
溶銑容器内で溶銑に浸漬して使用する撹拌部材が上方から下降して湯面に到達する時を検知する溶銑撹拌装置の湯面検知方法において、
撹拌部材を昇降駆動するモーターの電流値を測定し、
撹拌部材が定速で下降する際の電流値を定常電流値として求め、
引き続き撹拌部材が下降する際の電流値を測定電流値として求め、
定常電流値と測定電流値との差を求め、
差が予め定める値以上になる時を、撹拌部材が湯面に到達する時である湯面検知時と判断することを特徴とする溶銑撹拌装置の湯面検知方法。
【請求項２】
溶銑容器内の溶銑に浸漬して使用する撹拌部材の浸漬深さ方向の位置を決める撹拌部材の浸漬位置決定方法において、
請求項１に記載の湯面検知方法で湯面検知時を判断し、
湯面検知時の撹拌部材の下端位置から、予め定める距離だけ撹拌部材を下降させて溶銑内での浸漬位置を決めることを特徴とする撹拌部材の浸漬位置決定方法。
【請求項３】
クロムを５質量％以上含有する含クロム溶銑の脱硫処理で、請求項１または２記載の方法を用いて湯面検知または撹拌部材の浸漬位置決定を行い、含クロム溶銑を撹拌することを特徴とする機械式撹拌方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−１５９９２１（Ｐ２０１０−１５９９２１Ａ）
【公開日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２３５５（Ｐ２００９−２３５５）
【出願日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【出願人】（０００００４５８１）日新製鋼株式会社 (1,178)
【出願人】（５９１２２３１４９）日新工機株式会社 (26)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【出願人】（０００００４５８１）日新製鋼株式会社 (1,178)
【出願人】（５９１２２３１４９）日新工機株式会社 (26)
【Ｆターム（参考）】
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