[发明专利]电弧炉的熔解状态判定装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电弧炉的熔解状态判定装置，特别地，涉及一种可以可靠地进行废铁的熔解完成判定的熔解状态判定装置。

背景技术

在电弧炉中，从废铁的初次装料熔解，经过进一步追加废铁而进行熔解的追加装料熔解，直至氧化精炼，经过多个步骤而进行一次熔炼的作业。在该情况下，从前一个步骤向下一个步骤的转换，通过确认废铁的可追加装料或熔化等的熔解完成而进行，但由于在密闭式的电弧炉中难以观察作业中的炉内情况，因此当前，预先可编程地设定投入电力量的模式。但是，由于废铁的形状及材质等的波动较大，因此在可编程的控制中，与实际的废铁熔解状态的偏差较大，从安全率的观点出发，如果确保充足的容限，则存在导致无效的电力消耗及热损失、热点的产生等问题。

因此，例如在专利文献1中公开了一种电弧炉，与该电弧炉的炉壁接触地设置麦克风，将炉内放电音作为电流波形而可视化，通过观察电流波形成为振幅较小的稳定状态而判定作为熔解完成的一种的熔化。

专利文献1：日本特公昭55-17314

发明内容

但是，在将炉内放电音作为电流波形而可视化，通过电流波形的变化判定熔化的上述现有的电弧炉中，仍存在无法进行可靠的熔化判定的问题。

因此，本发明就是为了解决该课题而提出的，其目的在于提供一种电弧炉的熔解状态判定装置，其可以可靠地判定废铁的熔解完成，不会产生无效的电力消耗等而进行向下一个步骤的工序转换。

为了实现上述目的，在第1发明中具有：声音检测单元(71)，其检测电弧炉的炉内发生音，输出与检测出的声音的强度相对应的音频信号(71a)；频率解析单元(72)，其对音频信号(71a)的频率进行解析而得到频率-强度信号(72a)；以及判定单元(4)，在上述频率-强度信号(72a)中以基本频率的偶数倍频率为中心的区域的信号成份的强度，与接近该区域的低频侧及高频侧的各区域的信号成份的强度相比，大于或等于规定量且持续大于或等于规定时间时，该判定单元判定废铁的熔解完成。此外，在这里，“熔解完成”包含可以进行废铁的追加装料的“可追加装料”、和向氧化精炼等转换的“熔化”。也就是说，如果将上述“一定时间”设定得相对较短，则可以判定“可追加装料”，如果将“一定时间”设定得相对较长，则可以判定“熔化”。

根据发明人的实验，在废铁的熔解完成时，以基本频率的偶数倍频率为中心的区域的信号成份的强度，与接近该区域的低频侧及高频侧的各区域的信号成份的强度相比显著地升高。因此，在以基本频率的偶数倍频率为中心的区域的信号成份的强度，与接近该区域的低频侧及高频侧的各区域的信号成份的强度相比，成为大于或等于规定量的状态持续大于或等于规定时间时，判定废铁的熔解完成，则可以可靠地判定炉内的废铁的熔解完成，从而可以避免之后的无效的电力消耗等。

在第2发明中具有：声音检测单元(71)，其检测电弧炉的炉内发生音，输出与检测出的声音的强度相对应的音频信号(71a)；频率解析单元(72)，其对音频信号(71a)的频率进行解析而得到频率-强度信号(72a)；以及判定单元(4)，在第1检测区域(P)上述频率-强度信号(72a)的至少一部分信号成份进入该区域内，并且在第2及第3检测区域(Q、R)上述频率-强度信号(72a)的信号成份全部进入该区域内的状态持续大于或等于一定时间时，该判定单元判定废铁的熔解完成，该第1检测区域设定在以基本频率的偶数倍频率为中心的区域内且规定信号强度范围内，该第2及第3检测区域分别设定在前述偶数倍频率的低频侧和高频侧的频率区域内且规定信号强度范围内。

根据第2发明，可以从各检测区域中的频率-强度信号的行为可靠地确认在以基本频率的偶数倍频率作为中心的区域的信号成份的强度，与接近该区域的低频侧及高频侧的各区域的信号成份的强度相比，成为大于或等于规定量的状态持续大于或等于一定时间，从而判定废铁的熔解完成。

本发明也可以作为方法而实现，在该情况下，电弧炉的熔解状态判定方法是：检测电弧炉的炉内发生音，对与检测出的声音的强度相对应的音频信号的频率进行解析而得到频率-强度信号，在上述频率-强度信号中以基本频率的偶数倍频率作为中心的区域的信号成份的强度，与接近该区域的低频侧及高频侧的各区域的信号成份的强度相比，大于或等于规定量的状态持续大于或等于一定时间时，判定废铁的熔解完成。此外，在这里，“熔解完成”包含可以进行废铁的追加装料的“可追加装料”和向氧化精炼等转换的“熔化”。也就是说，如果将上述“一定时间”设定得相对较短，则可以判定“可追加装料”，如果将“一定时间”设定得相对较长，则可以判定“熔化”。