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【発明の名称】 受銑方法及び受銑装置
【発明者】 【氏名】西村 和裕

【氏名】笹部 幸博

【氏名】加藤 靖史

【氏名】山本 光夫
【要約】 【課題】高炉から出銑される溶銑を、傾注樋を介して鍋車が受銑する作業を安全に、また確実に行う受銑装置及び受銑方法を提供することを目的とする。

【解決手段】受銑の開始からの経過時間Ｔを用いて受銑量が過多ではないと判断し（Ｓ２１でＹＥＳ）、湯面レベルの実測値を所定の方法を用いて誤差を低減した算出値Ｙk を用いて、所定の受銑量に達したと判断し（Ｓ２５でＹＥＳ）、経過時間Ｔを用いて受銑量が過少ではないと判断し（Ｓ２６でＹＥＳ）、更に実測値の変化量Ｕを用いて湯面レベルが過度に変動していないと判断したとき（Ｓ２８でＹＥＳ）、前記受銑を終了して（Ｓ２９）、次の受銑を開始する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 高炉が出銑した溶銑を、傾注樋を一方向に傾斜させて鍋車に受銑させ、次いで、他の鍋車に受銑させるべく、前記傾注樋を他方向に傾斜させる受銑方法において、前記鍋車の受銑開始からの経過時間を計測し、該経過時間が予め定められた時間幅の最長時間以上であるか否かを判断し、前記最長時間以上の場合は警報を発し、また、前記鍋車内の溶銑の湯面レベルを測定し、該湯面レベルの実測値を、所定の誤差低減方法を用いて前記実測値の誤差を低減した算出値を時系列的に算出し、前記経過時間が前記最長時間未満の場合は、前記算出値が予め定められた閾値以上であるか否かを判断して、前記閾値未満の場合は受銑を継続し、前記閾値以上の場合は、前記経過時間が前記時間幅の最短時間以上であるか否かを判断し、また、前記算出値の、前回の算出値からの変化量が予め定められた範囲以内であるか否かを判断して、前記経過時間が前記最短時間未満である場合又は前記変化量が前記範囲を超越している場合は警報を発し、前記経過時間が前記最短時間以上の場合及び前記変化量が前記範囲以内の場合は他の鍋車の受銑を開始することを特徴とする受銑方法。
【請求項２】 前記誤差低減方法は、前記算出値Ｙk を、前記実測値Ｘk 、測定した回数ｋ、前回の算出値Ｙk-1 、及び所定の係数α（０＜α＜１）と、Ｙk ＝αＸk ＋（１−α）Ｙk-1の式とを用いて算出することを特徴とする請求項１に記載の受銑方法。
【請求項３】 前記誤差低減方法は、前記算出値Ｙk を、前記実測値Ｘk 、測定した回数ｋ、自然数ｎ、及びｎ回前の実測値Ｘk-n と、Ｙk ＝（Ｘk ＋Ｘk-1 ＋Ｘk-2 ＋…＋Ｘk-n ）／（ｎ＋１）
の式とを用いて算出することを特徴とする請求項１に記載の受銑方法。
【請求項４】 両側に溶銑出口を有し、一方向に傾斜して、高炉が出銑した溶銑を一方の溶銑出口の下に置かれた鍋車に受銑させる傾注樋と、前記溶銑を他方の溶銑出口の下に置かれた鍋車に受銑させるべく、前記傾注樋を他方向に傾斜するよう傾動させる傾注樋傾動手段とを備える受銑装置において、鍋車内の溶銑の湯面レベルを測定するレベル計と、該レベル計の実測値を所定の誤差低減方法を用いて前記実測値の誤差を低減した算出値となす演算手段と、前記鍋車の受銑開始からの経過時間を計測する計時手段と、前記経過時間及び前記算出値を用いて警報を発するか否かを判断する手段と、警報を発するべきと判断した場合に警報を発する警報発信手段と、警報を発しない場合に前記鍋車の受銑を終了するか否かを判断する手段と、終了すると判断した場合に前記傾注樋傾動手段を制御して前記傾注樋を他方向に傾斜するよう傾動させ、他の鍋車の受銑を開始する手段とを備えることを特徴とする受銑装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高炉から出銑される溶銑を、傾注樋を介して鍋車に受銑させる受銑方法及び受銑装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】高炉が出銑した溶銑は、一般に、鍋車に受銑させて、製鉄設備へ運搬される。鍋車に溶銑を受銑させる受銑装置は、両側に溶銑出口を有する傾注樋及び該傾注樋の駆動装置を備え、高炉から出銑された溶銑は、例えば主樋を介して、前記傾注樋に導かれる。該傾注樋は、一方向に傾斜することによって、一方の溶銑出口の下に置かれた鍋車に溶銑を受銑させる。前記鍋車が受銑した溶銑が所定量に達したとき、傾注樋を傾動して前記鍋車の受銑を終了する。次いで、傾注樋は他向に傾斜することによって、他方の溶銑出口の下に置かれた鍋車に溶銑を受銑させる。受銑した鍋車は、搬送システムに制御されて製鉄設備へ溶銑を運搬し、製鉄設備から空の鍋車が受銑装置へ移動して、該鍋車が再び受銑することを繰り返す。
【０００３】従来の受銑装置を用いる場合、作業者は、受銑中の鍋車の湯面レベル及び空の鍋車が所定位置に待機していることを目視で確認し、鍋車が所定の湯面レベルまで受銑したとき、傾注樋の駆動装置を操作して、傾注樋を傾動させ、前記鍋車の受銑を終了する。このため、作業者のミス又は目測による誤差によって湯面レベルが所定より過剰に低い状態で鍋車の受銑が終了したときは、鍋車が運搬する銑鉄の量が減少して鍋車の回転効率が悪化し、また、所定より過剰に高い状態で鍋車の受銑が終了したときは、例えば鍋車から溶銑があふれて重大な事故が発生することがあった。また、制御装置の誤操作による事故が発生することもあった。更に、受銑作業場は高温状態であり、作業環境は良いとは言えない。
【０００４】このような事情に鑑み、特開平５−１２５４１３号公報、特開平６−８８６７９号公報、及び特開平６−２７３０７１号公報は、自動化された受銑装置を開示している。該受銑装置は、鍋車内の溶銑の湯面レベルを測定するレベル計、鍋車の重量を測定する重量計、及び傾注樋の駆動装置の制御装置とを備え、該制御装置が、レベル計又は重量計の実測値が所定値に達した時点で駆動装置を制御して傾注樋を傾動させることによって、作業者による湯面レベルの確認ミス、目測による誤差、及び制御装置の誤操作等を防止して、安全に、また確実に受銑作業を行うことができる。更に、前記受銑装置に撮・映像手段を追加した場合は、作業者が受銑作業場から遠隔した場所で湯面レベル及び鍋車の待機状況等を確認できるため、より安全に、また確実に作業を行うことができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の受銑装置は、湯面レベルを測定するレベル計及び鍋車の重量を測定する重量計を備え、場合によっては撮・映像手段も備えるため、構成が複雑である。また、重量計として用いられるロードセルは高価である。また、チャタリング（レベル計の実測値の振動）又はフォーミング（湯面の泡立ち）等によって、レベル計から送られて来る実測値信号が一時的に高く又は低くなることがあるため、重量計を用いずに、レベル計のみを用いて前記受銑装置を構成する場合であって、従来のように、レベル計の実測値が所定値に達した時点で駆動装置を制御して傾注樋を傾動させた場合は、所定量を確実に受銑することができない。
【０００６】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、鍋車内の溶銑の湯面レベルを測定し、実測値の誤差を低減した算出値を算出し、受銑開始からの経過時間を計測し、該計測時間及び前記算出値に基づいて傾注樋を傾動することにより、高価なロードセルを用いなくても、鍋車に所定量の溶銑を安全に、また確実に受銑させることができる受銑方法を提供することを目的とする。本発明の他の目的は、算出値を、所定の係数を用い、実測値と前回の算出値との関係式で算出することにより、実測値の誤差を低減した算出値を用いて、所定量の受銑を確実に行うことができる受銑方法を提供することにある。本発明の他の目的は、算出値を、今回の実測値とｎ回前までの実測値（ｎは自然数）との関係式で算出することにより、誤差低減のための係数を予め求めなくても、実測値の誤差を低減した算出値を用いて、所定量の受銑を確実に行うことができる受銑方法を提供することにある。
【０００７】本発明の更に他の目的は、レベル計の実測値を用いて算出値を求め、受銑開始からの経過時間を計測し、該経過時間及び前記算出値を用いて傾注樋の傾動を制御する手段を備えることにより、高価なロードセルを用いなくても、鍋車に所定量の溶銑を安全に、また確実に受銑させることができる受銑装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】第１発明に係る受銑方法は、高炉が出銑した溶銑を、傾注樋を一方向に傾斜させて鍋車に受銑させ、次いで、他の鍋車に受銑させるべく、前記傾注樋を他方向に傾斜させる受銑方法において、前記鍋車の受銑開始からの経過時間を計測し、該経過時間が予め定められた時間幅の最長時間以上であるか否かを判断し、前記最長時間以上の場合は警報を発し、また、前記鍋車内の溶銑の湯面レベルを測定し、該湯面レベルの実測値を、所定の誤差低減方法を用いて前記実測値の誤差を低減した算出値を時系列的に算出し、前記経過時間が前記最長時間未満の場合は、前記算出値が予め定められた閾値以上であるか否かを判断して、前記閾値未満の場合は受銑を継続し、前記閾値以上の場合は、前記経過時間が前記時間幅の最短時間以上であるか否かを判断し、また、前記算出値の、前回の算出値からの変化量が予め定められた範囲以内であるか否かを判断して、前記経過時間が前記最短時間未満である場合又は前記変化量が前記範囲を超越している場合は警報を発し、前記経過時間が前記最短時間以上の場合及び前記変化量が前記範囲以内の場合は他の鍋車の受銑を開始することを特徴とする。
【０００９】第１発明にあっては、受銑中の鍋車の受銑開始からの経過時間が予め定められた最長時間以上に達した場合は、既に受銑量が所定量に達していることが、レベル計の誤検出又は故障等により検出されず、鍋車内に所定量以上の溶銑が受銑されて危険な状態になっている可能性があると判断し、作業者に注意を促すための警報を発する。経過時間が最長時間未満であって、算出値が閾値未満である場合は、鍋車内の溶銑が所定量に到達していないと判断して、受銑を継続する。経過時間が最長時間未満であって、算出値が閾値以上に到達した場合は、鍋車内の溶銑が所定量に到達したと判断して、傾注樋を傾動して他の鍋車の受銑を開始するが、算出値が閾値以上に到達した場合であっても、経過時間が最短時間以上に達していない場合は、算出値から判断できる結果（所定量に到達）と経過時間から判断できる結果（所定量に未到）とが矛盾しているため、レベル計の誤検出、若しくは故障等が発生した、又は閾値、若しくは最短時間等の設定にミスがあった可能性があると判断して、作業者に対し警報を発する。また、算出値が閾値に到達した場合であっても、算出値の変化量が許容範囲を越えている場合は、レベル計の誤検出、又は故障等が発生した可能性があると判断して警報を発する。警報が発せられた場合は、例えば作業者が受銑状態を目視で確認して手動で傾注樋の駆動装置を操作すること、又は高炉からの出銑を中止すること等の対処ができるため、鍋車に所定量の溶銑を安全に、また確実に受銑させることができ、更に、過剰な受銑及び過少な受銑を防止することができる。
【００１０】なお、前記最長時間は、遅くともその時点までには鍋車内の溶銑量が所定量に達するはずである受銑開始からの経過時間であり、最短時間は、早くてもその時点には鍋車内の溶銑量が所定量に達しないはずである受銑開始からの経過時間であって、最長時間及び最短時間は、大まかに把握できる高炉からの出銑スピードと鍋車の容量との関係及び過去の操業実績に基づき定めることができるが、更に安全性も加味して定めることができる。また、前記変化量の範囲は、前記出銑スピードと湯面レベルの測定間隔との関係及び過去の操業実績に、安全性又は作業性も考慮して定めることができる。また、前記最長時間、最短時間、及び変化量の範囲は、当初安全目に設定しておき、その後の操業実績に基づいて、より最適な値に調整することもできる。
【００１１】第２発明に係る受銑方法は、前記誤差低減方法は、前記算出値Ｙk を、前記実測値Ｘk 、測定した回数ｋ、前回の算出値Ｙk-1 、及び所定の係数α（０＜α＜１）と、Ｙk ＝αＸk ＋（１−α）Ｙk-1 の式とを用いて算出することを特徴とする。
【００１２】第２発明にあっては、鍋車内の溶銑が所定量に到達したときの湯面レベルを算出値の閾値Ｄとし、例えばＹ0 ＝Ｘ1 と置き、Ｙk ＝αＸk ＋（１−α）Ｙk-1＝α（Ｘk −Ｙk-1 ）＋Ｙk-1 の式を用いて、今回の湯面レベルを、前回の湯面レベルに、今回の湯面レベルと前回の湯面レベルとの差、即ち湯面レベルの変化量を加算したものと考えて、該変化量を係数αで調整することによって、実測値の誤差を低減し、Ｙk ≧Ｄのとき鍋車内の溶銑が所定の受銑量に到達したと判断するため、実測値の誤差を低減した算出値を用いて、所定量の受銑を確実に行うことができる。また、係数αが１に近すぎる場合は、算出値と実測値とが略等しくなって、実際の湯面レベルがＤ未満であってもＹk ≧Ｄとなることがある。また、係数αが０に近すぎる場合は、今回の算出値と前回の算出値とが略等しくなって、実際の湯面レベルがＤ以上であってもＹk ＜Ｄとなることがある。このため、αの値を、例えば予め実験を繰り返すことによって最適化しておく場合は、前記変化量を係数αで調整して誤差を低減することができる。
【００１３】第３発明に係る受銑方法は、前記誤差低減方法は、前記算出値Ｙk を、前記実測値Ｘk 、測定した回数ｋ、自然数ｎ、及びｎ回前の実測値Ｘk-n と、Ｙk ＝（Ｘk ＋Ｘk-1 ＋Ｘk-2 ＋…＋Ｘk-n ）／（ｎ＋１）の式とを用いて算出することを特徴とする。
【００１４】第３発明にあっては、鍋車内の溶銑が所定量に到達したときの湯面レベルを算出値の閾値Ｄとし、また、ｋ−ｎ≦０のときは例えばＸk-n ＝Ｘk と置いて、Ｙk ＝（Ｘk ＋Ｘk-1 ＋Ｘk-2 ＋…＋Ｘk-n ）／（ｎ＋１）の式を用いてｎ回分の実測値の平均値を算出して誤差を低減し、Ｙk ≧Ｄのとき鍋車内の溶銑が所定の受銑量に到達したと判断するため、実測値の誤差を低減でき、所定量の受銑を確実に行うことができる。また、ｎ回前までの実測値を用いて算出値を算出することによって、該算出値が実際の湯面レベルより小さくなる場合、実際の湯面レベルがＤ以上となる時刻より算出値がＤ以上となる時刻が遅れることがあるため、閾値Ｄを、鍋車内の溶銑が所定量に到達したときの湯面レベルより少し小さい値とすることによって、所定量の受銑を確実に行うことができる。
【００１５】第４発明に係る受銑装置は、両側に溶銑出口を有し、一方向に傾斜して、高炉が出銑した溶銑を一方の溶銑出口の下に置かれた鍋車に受銑させる傾注樋と、前記溶銑を他方の溶銑出口の下に置かれた鍋車に受銑させるべく、前記傾注樋を他方向に傾斜するよう傾動させる傾注樋傾動手段とを備える受銑装置において、鍋車内の溶銑の湯面レベルを測定するレベル計と、該レベル計の実測値を所定の誤差低減方法を用いて前記実測値の誤差を低減した算出値となす演算手段と、前記鍋車の受銑開始からの経過時間を計測する計時手段と、前記経過時間及び前記算出値を用いて警報を発するか否かを判断する手段と、警報を発するべきと判断した場合に警報を発する警報発信手段と、警報を発しない場合に前記鍋車の受銑を終了するか否かを判断する手段と、終了すると判断した場合に前記傾注樋傾動手段を制御して前記傾注樋を他方向に傾斜するよう傾動させ、他の鍋車の受銑を開始する手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】第４発明にあっては、レベル計の実測値を用いて該実測値の誤差を低減した算出値を求める演算手段と、鍋車の受銑開始からの経過時間を計測する計時手段と、前記経過時間及び前記算出値を用いて、受銑の終了若しくは継続、又はエラーを判断する判断手段と、判断した結果に基づいて作業者に警報を発し、又は傾注樋を傾動させる手段とを制御部として構成して、レベル計及び傾注樋傾動手段に接続することができるため、高価なロードセルを用いなくても、鍋車に所定量の溶銑を安全に、また確実に受銑させることができ、また、装置の構造が簡易である。
【００１７】また、前記制御部は、一方向に傾斜している傾注樋が鍋車に受銑させている場合であって、前記判断手段がエラーの可能性があると判断したときは、作業者に警報を発して注意を促す手段と、前記判断手段が受銑の終了を判断したときは、前記傾注樋を他方向に傾斜するよう傾動させて他の鍋車に受銑させる手段と、作業者に警報を発しないとき及び受銑を終了しないときは受銑を継続する手段とを備えるため、作業者が受銑を行なう度に傾注樋傾動手段を手動で駆動させる必要がなく、作業者のミスによる事故を防止し、更に、作業の安全性を向上することができる。更に、第１発明乃至第４発明の何れかに記載の受銑方法の実施に使用することによって、鍋車に所定量の溶銑を安全に、また確実に受銑させることができ、過剰な受銑及び過少な受銑を防止することができるため、受銑作業を自動化することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は本発明に係る受銑装置の模式的正面図、図２は該受銑装置の模式的側面図、図３は該受銑装置の模式的水平断面図である。図中１は高炉であり、該高炉１が出銑した溶銑１０を傾注樋４まで導くよう延設してある主樋２は、長手方向両端に流入口と流出口とを有し、流入口が高炉１の底部付近に設けられ、流出口の下側に傾注樋４が設置してある。傾注樋４は、主樋２の長手方向に交叉する方向を長手方向として設置してあり、該長手方向の両側に溶銑出口を有し、各溶銑出口の下側に、傾注樋４がある受銑作業場から図示しない製鉄設備まで、搬送路６，６が敷設してある。各搬送路６上には、受銑すべき鍋車５が溶融出口の真下に位置するようにして、複数の鍋車５，５，…が搬送路６に沿って移動可能に乗せてある。
【００１９】傾注樋４の各溶銑出口近傍には、受銑中の鍋車５の湯面レベルを計測するレベル計３が設置され、レベル計３，３は、湯面レベルの実測値を電気信号として出力し、受銑作業場から離れた制御室７に設置してある制御部８へ送信すべく、ＬＡＮ１１ａを介して制御部８に接続してある。また、傾注樋４の下部には、該傾注樋４を傾動して一方又は他方に傾斜させる駆動装置９が備えられている。該駆動装置９は、前記制御部８から制御信号を受信すべく、ＬＡＮ１１ｂを介して制御部８に接続され、前記制御信号に従って、傾注樋４を傾動する。制御信号が受銑開始信号である場合は、傾注樋４を一方に傾斜するよう傾動する。制御信号が受銑終了信号である場合は、傾注樋４を他方に傾斜するよう傾動する。
【００２０】図４は該受銑装置の制御部８のブロック図である。図中８１は、パーソナルコンピュータを用いてなる制御部８のＣＰＵであり、該ＣＰＵ８１は、バス８０を介し、計時部８２、表示部８３、操作部８４、ＲＡＭ８５、ハードディスク（ＨＤＤ）８６、受信部８７、送信部８８及びブザー８９に夫々接続され、ハードディスク８６に格納された制御プログラムに従って装置各部を制御する。計時部８２はパーソナルコンピュータに内蔵された時計であり、受銑開始からの経過時間を計測する。表示部８３はディスプレイであり、ＣＰＵ８１に制御されて、設定すべきパラメータの入力指示又は該パラメータの現在値等を表示し、操作部８４はキーボード及びマウス等であり、作業者は表示部８３を見ながら操作部８４を操作し、例えば前記パラメータをテンキーを用いて、受銑の開始をファンクションキーを用いて、夫々入力する。
【００２１】ＲＡＭ８５は、受銑作業実行時の各種データを一時記憶するためのメモリであり、例えば受銑の開始前にユーザによって操作部８４から入力されたパラメータを記憶しておく。受信部８７及び送信部８８は、入出力インターフェイスを有する受信回路及び送信回路であり、受信部８７は、受銑中の鍋車の湯面レベルを計測しているレベル計３から送信された湯面レベルの実測値をＬＡＮ１１ａを介して受信し、送信部８８は、駆動装置９へ傾注樋４を傾動させるための制御信号をＬＡＮ１１ｂを介して送信する。ブザー８９は、作業者にエラーを報知して注意を促す警報を発する。
【００２２】ＣＰＵ８１は、受信したレベル計３の実測値を、後述するデジタルフィルタを用いて、該実測値の誤差を低減した算出値となし、該算出値を時系列的に算出する。次いで、計時部８２が計測した経過時間と、前記パラメータと、前記算出値とを用いて、受銑の終了若しくは継続、又はエラーを判断し、判断した結果に基づいて、傾注樋４を傾動させるための制御信号を送信し、ブザー８９を用いて警報を発する。前記制御信号は、駆動装置９に適した所定の信号をハードディスク８６に予め格納してある。このとき、前記パラメータとして、算出値の閾値、経過時間の最長時間並びに最短時間、算出値の変化量（今回の算出値と前回の算出値との差）の許容範囲、及び係数αを用いる。係数αは、前記デジタルフィルタのスムージングファクタであり、受銑実験を繰り返すことによって予め求めておく。
【００２３】以上のような受銑装置は、レベル計３と、制御部８の計時部８２とを用いて受銑の制御を行うため、レベル計と重量計とを併用して受銑の制御を行う従来の受銑装置に比べて構成が簡易であり、また、制御部８として用いているパーソナルコンピュータは一般に計時機能を有するため、計時部として新たに時計を準備する必要がない。更に、制御部８を受銑作業場から離れた制御室７に設置してあるため、作業者が制御部８を用いて作業を行う場合、高熱状態の受銑作業場で行う必要がなく、作業者の作業環境を向上できる。
【００２４】図５は、本発明に係る受銑方法で用いる算出値の閾値及び経過時間の最短時間の説明図、図６は、前記受銑方法で用いる経過時間の最長時間の説明図である。グラフの横軸は経過時間Ｔであり、縦軸は湯面レベルＬである。Ｔ＝０が受銑の開始であり、Ｔの増加に伴ってＬも増加する。鍋車５が所定量の溶銑１０を受銑したとき、鍋車５の湯面レベルはＤである。レベル計３が測定する実測値は誤差を含む値であるため、Ｄは、誤差を低減した算出値の閾値とする。溶銑１０は高炉１から所定の時間間隔毎に出銑されるが、各出銑時の流量は変動することがあるため、予め鍋車５が所定量の溶銑１０を受銑するまでの最短時間Ｓ1 及び最長時間Ｓ2 を求めておく。経過時間Ｔが最長時間Ｓ2 以上である場合、既に湯面レベルが所定値Ｄに達していることが、レベル計の誤検出又は故障等により検出されず、鍋車５に過剰な受銑が行なわれている可能性があると判断し、作業者に対してエラーを報知し注意を促すべく警報を発する（図６の場合）。また、経過時間Ｔが最長時間Ｓ2 未満であって算出値が閾値Ｄ未満である場合、鍋車５の受銑量は過少であると判断し、受銑を継続する（図５の場合）。
【００２５】図７は、前記受銑方法で用いる算出値の変化量の許容範囲の説明図である。グラフの横軸は経過時間Ｔであり、縦軸は湯面レベルＬである。Ｔ＝０が受銑の開始であり、Ｔの増加に伴ってＬも増加する。今回の算出値と前回の算出値との差、即ち算出量の変化量Ｕの許容範囲Ｈは、例えば実験を繰り返すことによって予め最適の値を求める。経過時間Ｔが最長時間Ｓ2 未満であって算出値が閾値Ｄ以上である場合、算出値の変化量Ｕが許容範囲Ｈを超過しているときは、例えばレベル計が甚だしい誤検出を行った可能性があると判断して、作業者に対してエラーを報知すべく警報を発する。また、算出値が閾値Ｄ以上である場合、経過時間Ｔが最短時間Ｓ1 未満であるときは、算出値から判断できる結果（湯面レベルＤ以上）と経過時間から判断できる結果（湯面レベルＤ未満）とが矛盾しているためレベル計の誤検出又は故障等の可能性があると判断して、エラーを報知すべく警報を発する。また、経過時間Ｔが最長時間Ｓ2 未満であって算出値が閾値Ｄ以上である場合、算出値の変化量Ｕが許容範囲Ｈ以内であって、経過時間Ｔが最短時間Ｓ1 以上であるときは、鍋車５は所定量の溶銑１０を受銑したと判断して、該鍋車５の受銑を終了し、次いで、他の鍋車５の受銑を開始する。
【００２６】図８及び図９は、前記受銑装置の制御部８による駆動装置９の制御手順を示すフローチャートである。制御部８は、受銑作業の開始を受け付ける。ＣＰＵ８１は、必要な操作手順を表示部８３に表示して、作業者に対し、操作部８４を用いてパラメータを入力し、次いで、一方の溶銑出口の下に位置する鍋車５の受銑開始を入力するよう指示する（Ｓ１０）。このときユーザは、表示部８３の表示に従って、算出値の閾値Ｄ、経過時間Ｔの最短時間Ｓ1 並びに最長時間Ｓ2 、変化量Ｕの許容範囲Ｈ、及び係数αを入力し、次いで、受銑開始を入力する。制御部８のＣＰＵ８１は、入力されたパラメータを受け付けて、ＲＡＭ８５に記憶させる（Ｓ１１）。
【００２７】次に、ＣＰＵ８１は、受銑開始が入力されたか否かを判断する（Ｓ１２）。入力されなかった場合は（Ｓ１２でＮＯ）、入力されるまで待機する。入力された場合は（Ｓ１２でＹＥＳ）、ハードディスク８６から受銑開始信号を読み出し、送信部８８を介して駆動装置９へ送信する（Ｓ１３）。このとき、駆動装置９は、傾注樋４が一方に傾斜するよう傾注樋４を傾動する。高炉１から出銑された溶銑１０は、主樋２を通って、傾注樋４に供給される。傾注樋４は一方に傾斜しているため、一方の溶銑出口の下に位置する鍋車５が、溶銑１０を受銑する。次に、ＣＰＵ８１は、経過時間Ｔ及び算出値の変化量Ｕを初期化して、ＲＡＭ８５に、Ｔ＝０、Ｕ＝０、及びｋ＝１を記憶させる（Ｓ１４）。受銑が開始されたため、レベル計３は、所定の時間間隔毎に前記鍋車５の湯面レベルを計測して、実測値を制御部８へ送信する。
【００２８】次に、ＣＰＵ８１は、受信部８７を介して、実測値Ｘk を受信し（Ｓ１５）、計時部８２が計測した経過時間Ｔと前記実測値Ｘk とをＲＡＭ８５に記憶させる（Ｓ１６）。ＣＰＵ８１は、経過時間Ｔが最長時間Ｓ2 未満であるか否かを判断し、（Ｓ２１）、Ｓ2 以上である場合は（Ｓ２１でＮＯ）、鍋車５が受銑過多になった可能性があると判断して、作業者に対してエラーを報知し注意を促すべく、ブザー８９を用いて警報を発する（Ｓ２２）。
【００２９】経過時間Ｔが最長時間Ｓ2 未満である場合は（Ｓ２１でＹＥＳ）、算出値Ｙkを、デジタルフィルタＹk ＝αＸk ＋（１−α）Ｙk-1 を用いて算出して、ＲＡＭ８５に記憶させる。ｋ＝１のとき、Ｙk-1 、即ちＹ0 にはＸ1 を代入する（Ｓ２４）。算出値Ｙk が閾値Ｄ以上であるか否かを判断し（Ｓ２５）、Ｄ未満である場合は（Ｓ２５でＮＯ）、鍋車５は受銑過少であるため受銑を継続すると判断し、ｋ＝ｋ＋１をＲＡＭ８５に記憶させ（Ｓ３０）、Ｓ１５に戻って、レベル計３から実測値Ｘk を受信する。
【００３０】算出値Ｙk が閾値Ｄ以上である場合（Ｓ２５でＹＥＳ）、経過時間Ｔが最短時間Ｓ1 以上であるか否かを判断し（Ｓ２６）、Ｓ1 未満である場合は（Ｓ２６でＮＯ）、算出値からは所定量の溶銑１０を受銑したと判断できるが経過時間からは受銑過少であると判断できるという矛盾が生じるため、レベル計の誤検出、若しくは故障等が発生した、又は閾値、最長時間、若しくは最短時間等の設定にミスがあった可能性があると判断して、Ｓ２２で、作業者に対して注意を促すべく、ブザー８９を用いて警報を発する。
【００３１】経過時間Ｔが最短時間Ｓ1 以上である場合（Ｓ２６でＹＥＳ）、算出値Ｙk と前回のＹk-1 の差、即ち算出値の変化量Ｕ＝Ｙk −Ｙk-1 を算出して、ＲＡＭ８５に記憶させ（Ｓ２７）、変化量Ｕの絶対値｜Ｕ｜が許容範囲Ｈ以内であるか否か判断する（Ｓ２８）。Ｈを超過している場合は（Ｓ２８でＮＯ）、算出値の変化量が過大であることから、レベル計の誤検出又は故障等によるエラーの可能性があると判断して、Ｓ２２で、作業者に対して注意を促すべく、ブザー８９を用いて警報を発する。
【００３２】変化量Ｕの絶対値｜Ｕ｜が許容範囲Ｈ以内である場合（Ｓ２８でＹＥＳ）、鍋車５が所定量の溶銑１０を受銑したと判断し、ハードディスク８６から受銑終了信号を読み出し、駆動装置９へ送信して（Ｓ２９）、Ｓ１４へ戻り、次の受銑のための初期化を行う。このとき、駆動装置９は、傾注樋４が他方に傾斜するよう傾注樋４を傾動する。傾注樋４に供給された溶銑１０は、傾注樋４が他方に傾斜しているため、他方の溶銑出口の下に位置する鍋車５に受銑される。
【００３３】以上のような受銑方法は、レベル計３が計測した湯面レベルの実測値の誤差を低減した算出値と、制御部８の計時部８２が計測した経過時間とを用いて受銑を制御するため、実測値の誤差による受銑ミス又は事故等を防止して、確実に、また安全に受銑作業を行うことができる。なお、前記デジタルフィルタの代わりに、ｎ＋１回分の実測値の平均値を算出するＹk ＝（Ｘk ＋Ｘk-1 ＋Ｘk-2 ＋…＋Ｘk-n ）／（ｎ＋１）の式（ｋ−ｎ≦０のときＸk-n ＝Ｘk ）を用いた場合であっても、同様の効果を得ることができる。例えば５回分の実測値の平均値を算出する場合は、今回の実測値と、４回前までの実測値とを用いて、Ｙk ＝（Ｘk ＋Ｘk-1 ＋Ｘk-2 ＋Ｘk-3 ＋Ｘk-4 ）／５の式を用いる。また、鍋車５毎に異なる前記パラメータを入力するよう構成しても良い。
【００３４】図１０は、本発明に係る受銑方法を用いて駆動装置９を制御した場合の経過時間と実測値又は算出値との関係を示すグラフである。横軸は経過時間Ｔ（ms）、縦軸は湯面レベルＬ（ｍ）であり、深さ５ｍの鍋車５の受銑を行なったときに１００ms毎に測定された実測値と、該実測値から、α＝０．３として前記デジタルフィルタを用いて算出された算出値とを夫々プロットしてある。実測値は、Ｌ＝３を超えた時点から大きく振動し始め、Ｔ＝Ｔ1 で閾値Ｄを超過するが、Ｔ＝Ｔ1 以降も振動が大きく、Ｔ＝Ｔ1 〜Ｔ2 間の平均値は閾値Ｄ未満となることがわかる。また、該平均値はＴ＝Ｔ2 以降に閾値Ｄを超えることもわかる。算出値は、Ｌ＝３を超過すると振動し始めるが、振幅は小さく、Ｔ＝Ｔ1 を越えても閾値Ｄ未満であって、Ｔ＝Ｔ2 で閾値Ｄを超えることがわかる。図より、算出値は実測値より振幅が小さく、湯面レベルの平均的な値を示していることがわかる。
【００３５】なお、前記受銑装置に撮・映像手段を追加して、作業者が受銑作業場の状況を制御室から監視するよう構成する場合は、作業の確実性及び安全性等を更に向上することができる。また、前記受銑装置に重量計を追加して、鍋車の重量を併用して制御する場合は、受銑量をより精密に計測して受銑することができる。
【００３６】
【発明の効果】本発明の受銑方法によれば、鍋車内の溶銑の湯面レベルを測定し、実測値の誤差を低減した算出値を算出し、受銑開始からの経過時間を計測し、該計測時間及び前記算出値に基づいて傾注樋を傾動することにより、例えば作業者は、鍋車内の溶銑が所定量に到達したときの湯面レベルと、受銑開始から該湯面レベルに到達するまでの最長時間及び最短時間と、チャタリング又はフォーミング等が発生したとき及び発生しなかったときにレベル計の実測値が変動する変化量とを、実験を繰り返すことによって予め求めておき、作業性又は安全性等を考慮して、前記湯面レベルを算出値の閾値とし、前記変化量の許容可能な最大範囲を、今回の算出値と前回の算出値との差、即ち算出値の変化量の許容範囲とする。
【００３７】受銑中の鍋車の受銑開始からの経過時間が最長時間以上に達した場合は、作業者に注意を促すための警報を発する。経過時間が最長時間未満であって、算出値が閾値未満である場合は、受銑を継続する。経過時間が最長時間未満であって、算出値が閾値以上に到達した場合は、傾注樋を傾動して他の鍋車の受銑を開始するが、算出値が閾値以上に到達した場合であっても、経過時間が最短時間以上に達していない場合は、作業者に対し警報を発する。また、算出値が閾値に到達した場合であっても、算出値の変化量が許容範囲を越えている場合は、作業者に対し警報を発する。以上のことにより、鍋車に所定量の溶銑を安全に、また確実に受銑させることができ、更に、過剰な受銑及び過少な受銑を防止することができる。
【００３８】また、算出値を、所定の係数を用い、実測値と前回の算出値との関係式で算出することにより、鍋車内の溶銑が所定量に到達したときの湯面レベルを算出値の閾値Ｄとし、例えばＹ0 ＝Ｘ1 と置き、Ｙk ＝αＸk ＋（１−α）Ｙk-1 ＝α（Ｘk −Ｙk-1 ）＋Ｙk-1 の式を用いて、今回の湯面レベルを、前回の湯面レベルに、今回の湯面レベルと前回の湯面レベルとの差、即ち湯面レベルの変化量を加算したものと考えて、該変化量を係数αで調整することによって、実測値の誤差を低減し、Ｙk ≧Ｄのとき鍋車内の溶銑が所定の受銑量に到達したと判断するため、実測値の誤差を低減した算出値を用いて、所定量の受銑を確実に行うことができる。また、αの値を、例えば予め実験を繰り返すことによって最適化しておく場合は、前記変化量を係数αで調整して誤差を低減することができる。
【００３９】また、算出値を、今回の実測値とｎ回前までの実測値との関係式で算出することにより、鍋車内の溶銑が所定量に到達したときの湯面レベルを算出値の閾値Ｄとし、また、ｋ−ｎ≦０のときは例えばＸk-n ＝Ｘk と置いて、Ｙk ＝（Ｘk ＋Ｘk-1 ＋Ｘk-2 ＋…＋Ｘk-n ）／（ｎ＋１）の式を用いてｎ回分の実測値の平均値を算出して誤差を低減し、Ｙk ≧Ｄのとき鍋車内の溶銑が所定の受銑量に到達したと判断するため、誤差低減のための係数を予め求めなくても、実測値の誤差を低減した算出値を用いて、所定量の受銑を確実に行うことができる。
【００４０】本発明の受銑装置によれば、レベル計の実測値を用いて算出値を求め、受銑開始からの経過時間を計測し、該経過時間及び前記算出値を用いて傾注樋の傾動を制御する手段を備えることにより、レベル計の実測値を用いて該実測値の誤差を低減した算出値を求める演算手段と、鍋車の受銑開始からの経過時間を計測する計時手段と、前記経過時間及び前記算出値を用いて、受銑の終了若しくは継続、又はエラーを判断する判断手段と、判断した結果に基づいて作業者に警報を発し、又は傾注樋を傾動させる手段とを制御部として構成して、レベル計及び傾注樋傾動手段に接続することができるため、高価なロードセルを用いなくても、鍋車に所定量の溶銑を安全に、また確実に受銑させることができ、また、装置の構造が簡易である等、本発明は優れた効果を奏する。
【出願人】 【識別番号】０００００２１１８
【氏名又は名称】住友金属工業株式会社
【出願日】 平成１３年６月１４日（２００１．６．１４）
【代理人】 【識別番号】１０００７８８６８
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 登夫 （外１名）
【公開番号】 特開２００２−３７１３０９（Ｐ２００２−３７１３０９Ａ）
【公開日】 平成１４年１２月２６日（２００２．１２．２６）
【出願番号】 特願２００１−１８０７９２（Ｐ２００１−１８０７９２）