JPH02104610A - 溶融金属環流状態検知装置 - Google Patents
溶融金属環流状態検知装置Info
- Publication number
- JPH02104610A JPH02104610A JP25681788A JP25681788A JPH02104610A JP H02104610 A JPH02104610 A JP H02104610A JP 25681788 A JP25681788 A JP 25681788A JP 25681788 A JP25681788 A JP 25681788A JP H02104610 A JPH02104610 A JP H02104610A
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- Japan
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- molten metal
- vibration
- circulating
- sensor
- vacuum
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- Pending
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、環流式真空脱ガス設備における溶融金属の環
流状態検知装置に関する。
流状態検知装置に関する。
一般に、転炉、電気炉、平炉などの大気中で溶解精錬を
行う製鋼炉で溶製した溶鋼には、酸素、水素、窒素など
のガス成分が多量に含有されており、これらのガス成分
が溶鋼の凝固時あるいは凝固後に析出し、そのために製
品に種々の欠陥が発生することがある。したがって、か
かる溶鋼中のガス成分を減少させ、これらの欠陥を解消
するとともに、非金属介在物を低減させ、濃度および成
分を均一化し、内質および機械的性質を向上するため、
真空脱ガス設備が用いられている。このような真空脱ガ
ス設備の一つに、真空槽の下部に吸上用（上昇管）と排
出用（下降管）の２本の管を設け、上昇管にアルゴンな
どの不活性ガスを吹込み、ガスリフトポンプの原理によ
って溶鋼を連続的に吸上げ、脱ガスする環流式真空脱ガ
ス設備（いわゆるＲＨ真空脱ガス設備）がある。
行う製鋼炉で溶製した溶鋼には、酸素、水素、窒素など
のガス成分が多量に含有されており、これらのガス成分
が溶鋼の凝固時あるいは凝固後に析出し、そのために製
品に種々の欠陥が発生することがある。したがって、か
かる溶鋼中のガス成分を減少させ、これらの欠陥を解消
するとともに、非金属介在物を低減させ、濃度および成
分を均一化し、内質および機械的性質を向上するため、
真空脱ガス設備が用いられている。このような真空脱ガ
ス設備の一つに、真空槽の下部に吸上用（上昇管）と排
出用（下降管）の２本の管を設け、上昇管にアルゴンな
どの不活性ガスを吹込み、ガスリフトポンプの原理によ
って溶鋼を連続的に吸上げ、脱ガスする環流式真空脱ガ
ス設備（いわゆるＲＨ真空脱ガス設備）がある。
このＲＨ真空脱ガス設備において溶鋼の処理を効率的に
行うためには、溶鋼をできるだけ短時間に真空槽内に送
り込むことが必要であり、最適環流量で処理することが
重要である。
行うためには、溶鋼をできるだけ短時間に真空槽内に送
り込むことが必要であり、最適環流量で処理することが
重要である。
他方、脱ガス処理に際し、非金属介在物が上昇管あるい
は下降管に堆積し、管内径を減少させるため溶鋼環流量
が減少し、処理が効率的に行われない場合がある。かか
る場合、処理中に環流状態の悪化を検知できれば、吹込
ガス量の増加あるいは管内堆積物溶解剤の投入等の手段
により最適環流量を維持することは可能である。
は下降管に堆積し、管内径を減少させるため溶鋼環流量
が減少し、処理が効率的に行われない場合がある。かか
る場合、処理中に環流状態の悪化を検知できれば、吹込
ガス量の増加あるいは管内堆積物溶解剤の投入等の手段
により最適環流量を維持することは可能である。
従来、溶鋼環流量を推定するための技術が各種提案され
ており、例えば■放射性同位元素等のトレーサを溶鋼中
に添加してこの変化量から環流量を知る技術、■真空槽
内の溶融金属重量を検知し、環流量を求める技術（特開
昭５６−７９９１５号公報）、■下降管に取付けた環状
コイルおよび下降管に対向配置した２対の電極抵抗の相
関関係より求めた下降管断面積および下降管内流速から
環流量を求める技術（特開昭６０−９８３１４号公報）
などを挙げることができる。
ており、例えば■放射性同位元素等のトレーサを溶鋼中
に添加してこの変化量から環流量を知る技術、■真空槽
内の溶融金属重量を検知し、環流量を求める技術（特開
昭５６−７９９１５号公報）、■下降管に取付けた環状
コイルおよび下降管に対向配置した２対の電極抵抗の相
関関係より求めた下降管断面積および下降管内流速から
環流量を求める技術（特開昭６０−９８３１４号公報）
などを挙げることができる。
しかし、上記各技術■〜■には次記難点がある。
上記■の場合、連続的な測定が困難であり、また測定精
度が悪く、さらにトレーサの取扱いが面倒であるため実
操業には利用しにくい。上記■の場合、環流中の真空槽
の振動により、真空槽内の溶融金属重量を安定して測定
できない。上記■の場合、下降管取替の都度、コイルお
よび電極を埋め込まなければならず保守性の悪化等、実
用上極めて面倒である。
度が悪く、さらにトレーサの取扱いが面倒であるため実
操業には利用しにくい。上記■の場合、環流中の真空槽
の振動により、真空槽内の溶融金属重量を安定して測定
できない。上記■の場合、下降管取替の都度、コイルお
よび電極を埋め込まなければならず保守性の悪化等、実
用上極めて面倒である。
そこで本発明の主目的は、溶融金属の環流状態を連続的
にかつ簡便に検知することができる装置を提供すること
にある。
にかつ簡便に検知することができる装置を提供すること
にある。
上記課題を解決するための本発明は、溶融金属容器の上
方に真空槽を設け、この真空槽内に溶融金属を上昇管か
ら導入して脱ガス処理し、下降管を経て溶融金属容器に
環流させる環流式真空脱ガス装置において、上記真空槽
の振動を測定する振動センサーと、このセンサーからの
出力に基づいて溶融金属の環流状態を把握する演算器と
を有することを特徴とするものである。
方に真空槽を設け、この真空槽内に溶融金属を上昇管か
ら導入して脱ガス処理し、下降管を経て溶融金属容器に
環流させる環流式真空脱ガス装置において、上記真空槽
の振動を測定する振動センサーと、このセンサーからの
出力に基づいて溶融金属の環流状態を把握する演算器と
を有することを特徴とするものである。
真空槽は溶融金属の環流に伴い、振動するが、この振動
量は溶融金属の環流量に対応して増加する。
量は溶融金属の環流量に対応して増加する。
本発明では、真空槽の上記振動を振動センサーにより測
定するものであるから、連続が可能である測定とともに
、還流状態たとえば環流量を安定かつ容易に、しかも高
い精度をもって検知できる。
定するものであるから、連続が可能である測定とともに
、還流状態たとえば環流量を安定かつ容易に、しかも高
い精度をもって検知できる。
〔発明の具体的構成〕 〜
以下本発明をさらに詳説する。
第１図は本発明を適用したＲＨ真空脱ガス装置の概要説
明図である。溶鋼１が充満された溶鋼鍋２の上方に真空
槽３を配し、真空槽３の底部に設けた上昇管３ａおよび
下降管３ｂを溶鋼１中へ浸漬させる。その後、図示しな
い真空ポンプ等により真空槽３の圧力を低下させると、
溶鋼１が真空槽３内に吸い上げられ、この吸い上げられ
た溶鋼１の呈する圧力と大気圧とが等しくなった液位で
溶鋼２の吸い上げが停止する。次に、ガス吹込管４より
アルゴンガス等の不活性ガス６を上昇管３ａに吹込むと
、ガスリフトポンプの原理によって溶鋼１が上昇管３ａ
を通って上昇し、真空槽３内を通過しながら脱ガス処理
等が行われた後、下降管３ｂを経て溶鋼鍋２に戻され、
以後連続的に溶鋼１が環流される。
明図である。溶鋼１が充満された溶鋼鍋２の上方に真空
槽３を配し、真空槽３の底部に設けた上昇管３ａおよび
下降管３ｂを溶鋼１中へ浸漬させる。その後、図示しな
い真空ポンプ等により真空槽３の圧力を低下させると、
溶鋼１が真空槽３内に吸い上げられ、この吸い上げられ
た溶鋼１の呈する圧力と大気圧とが等しくなった液位で
溶鋼２の吸い上げが停止する。次に、ガス吹込管４より
アルゴンガス等の不活性ガス６を上昇管３ａに吹込むと
、ガスリフトポンプの原理によって溶鋼１が上昇管３ａ
を通って上昇し、真空槽３内を通過しながら脱ガス処理
等が行われた後、下降管３ｂを経て溶鋼鍋２に戻され、
以後連続的に溶鋼１が環流される。
真空槽３は上記環流に伴い振動し、振動量は環流量の増
加に伴い増加する。したがって、この振動量を好ましく
は連続的に測定すれば環流状態を把握することができる
。
加に伴い増加する。したがって、この振動量を好ましく
は連続的に測定すれば環流状態を把握することができる
。
上記振動量と環流量との関係を調べるため、処理能力１
６０ＴｏｎのＲＨ真空脱ガス設備で環流を行った結果を
第２図に示す。ここで環流量は下記式（実験式）（１）
から求めた値である。
６０ＴｏｎのＲＨ真空脱ガス設備で環流を行った結果を
第２図に示す。ここで環流量は下記式（実験式）（１）
から求めた値である。
−・４ Ｘ１０−’Ｄ’・４Ｇ１１・３Ｉ・１１０．
＋！ 、−−−−−−−−−−−−・・ （１）賀：
環流量（７ｏｎ／＋ｍ１ｎ） Ｄ：浸漬管径（ｃｍ） Ｇ：吹込ガスＩ （Ｉｌ／ｍ１ｎ） ■二吹込高さ（Ｃ１１） 第２・図より明らかなように、振動量たとえば振動速度
を測定することにより環流量を求めることができる。
＋！ 、−−−−−−−−−−−−・・ （１）賀：
環流量（７ｏｎ／＋ｍ１ｎ） Ｄ：浸漬管径（ｃｍ） Ｇ：吹込ガスＩ （Ｉｌ／ｍ１ｎ） ■二吹込高さ（Ｃ１１） 第２・図より明らかなように、振動量たとえば振動速度
を測定することにより環流量を求めることができる。
次に本発明の具体的構成を再び第１図により説明する０
本発明に係るＲＨ真空脱ガス装置は、真空槽３の適宜の
位置に設置された振動センサー７と、この振動センサー
７の電荷出力を電圧に変換する変換器８と、この変換器
８の出力に基づいて環流量を演算する演算器９とからな
る環流状態検知装置を備えたものである。ＲＨ真空脱ガ
ス装置において環流が開始されると、その時に発生する
真空槽３の振動を振動センサー７で検出し、これを変換
器８で振動速度に対応する電圧値に変換し、演算器９で
、あらかじめ作成された振動速度電圧値と環流量との関
係式（第２図参照）より環流量を求めることができる。
本発明に係るＲＨ真空脱ガス装置は、真空槽３の適宜の
位置に設置された振動センサー７と、この振動センサー
７の電荷出力を電圧に変換する変換器８と、この変換器
８の出力に基づいて環流量を演算する演算器９とからな
る環流状態検知装置を備えたものである。ＲＨ真空脱ガ
ス装置において環流が開始されると、その時に発生する
真空槽３の振動を振動センサー７で検出し、これを変換
器８で振動速度に対応する電圧値に変換し、演算器９で
、あらかじめ作成された振動速度電圧値と環流量との関
係式（第２図参照）より環流量を求めることができる。
次に本発明における振動センサーの取付場所について第
３図により説明すると、真空槽３は一般に支持台１″０
に設置された支持枠１１に固定され、上部の排ガス管１
２のエキスパンション１３をバネとして振動している。
３図により説明すると、真空槽３は一般に支持台１″０
に設置された支持枠１１に固定され、上部の排ガス管１
２のエキスパンション１３をバネとして振動している。
したがって振動センサー７は槽中央の支持部より離れた
位置に取付けるのが、振動が大きく得られるので好まし
い。その反面、真空槽の下部すぎると、図示しない溶鋼
液面に近づくので溶鋼の輻射熱で振動センサーおよびケ
ーブルに支障を来たす。したがって、たとえば第３図に
具体的に数値で示したような大きさの真空槽の場合、支
持枠より約１ｍ以上下方、通常２ｍ下方の位置が好まし
い。
位置に取付けるのが、振動が大きく得られるので好まし
い。その反面、真空槽の下部すぎると、図示しない溶鋼
液面に近づくので溶鋼の輻射熱で振動センサーおよびケ
ーブルに支障を来たす。したがって、たとえば第３図に
具体的に数値で示したような大きさの真空槽の場合、支
持枠より約１ｍ以上下方、通常２ｍ下方の位置が好まし
い。
本発明における振動量の検出は、振動速度、振動加速度
、変位等の形で行うことができる。ただし、高周波数の
振動は振動加速度で、低周波数の振動は振動速度あるい
は変位で検出するのが一般的であり、第３図示例の場合
、第４図に示すように低周波域の振動であるため振動速
度で検出するのが好ましい。なお、この場合の測定条件
例を付記する。
、変位等の形で行うことができる。ただし、高周波数の
振動は振動加速度で、低周波数の振動は振動速度あるい
は変位で検出するのが一般的であり、第３図示例の場合
、第４図に示すように低周波域の振動であるため振動速
度で検出するのが好ましい。なお、この場合の測定条件
例を付記する。
振動センサー型式・・・圧電式加速度センサー振動セン
サーチャージ感度・・・１５．１ｐｃ／ｇチャージアン
プ（変換器）電圧感度・・・３１６ｍｖｓ／ｃｍ本発明
における振動センサーとしては、圧電式振動センサー、
動電形振動センサー、サーボ加速度センサー等の公知の
いずれの振動センサーも使用できる。
サーチャージ感度・・・１５．１ｐｃ／ｇチャージアン
プ（変換器）電圧感度・・・３１６ｍｖｓ／ｃｍ本発明
における振動センサーとしては、圧電式振動センサー、
動電形振動センサー、サーボ加速度センサー等の公知の
いずれの振動センサーも使用できる。
実際、上記のように、振動を測定したところ、第２図の
結果が得られ、その偏差が±０．５ｍＶであり、きわめ
て強い相関を有し、十分に還流状態を把握できることが
判った。
結果が得られ、その偏差が±０．５ｍＶであり、きわめ
て強い相関を有し、十分に還流状態を把握できることが
判った。
第４図において、３Ｈ，および５Ｈ２にもピークを有す
るが、本発明者らの知見によれば、これらは真空槽の固
有振動に基づくもので、還流量とは直接関係ない。ちな
みに、第５図のように、非還流状態においても、３Ｈ２
および５Ｈ２のピークを有す遜。したがって、１０Ｈ２
のピークのみが還流量と関係することが判った。このよ
うに、当該真空槽の型式や大きさなどに対して、固有の
振動を示すので、予め非還流状態での振動状況を測定し
た後、還流量を示す周波数およびピークをピンクアップ
することが望まれる。
るが、本発明者らの知見によれば、これらは真空槽の固
有振動に基づくもので、還流量とは直接関係ない。ちな
みに、第５図のように、非還流状態においても、３Ｈ２
および５Ｈ２のピークを有す遜。したがって、１０Ｈ２
のピークのみが還流量と関係することが判った。このよ
うに、当該真空槽の型式や大きさなどに対して、固有の
振動を示すので、予め非還流状態での振動状況を測定し
た後、還流量を示す周波数およびピークをピンクアップ
することが望まれる。
一方、本発明において、振動量の検出は連続的であるこ
とが望ましいけれども間欠的であってもよい。また、振
動量の検出結果は、還流量として求めるほか、還流状態
の良否判定に用いてもよい。
とが望ましいけれども間欠的であってもよい。また、振
動量の検出結果は、還流量として求めるほか、還流状態
の良否判定に用いてもよい。
以上の通り、本発明によれば、溶融金属の環流状態を連
続的にかつ簡便に検知できる。
続的にかつ簡便に検知できる。
第１図は本発明の概要説明図、第２図は環流量と振動量
の関係を示すグラフ、第３図は振動センサーの取付位置
側説明図、第４図は真空槽の振動時の振動の周波数帯域
を示す図、第５図は同非振動時の周波数帯域図である。 １・・・溶鋼（溶融金属）、２・・・溶鋼鍋（溶融金属
容器）、３・・・真空槽、３ａ・・・上昇管、３ｂ・・
・下降管、４・・・環流用ガス管、６・・・不活性ガス
、７・・・振動センサー、８・・・変換器、９・・・演
算器。 第１図 第２図 ｆｉｓｔ （Ｔｏｎ／ｍｉｎ ＋ 第３図
の関係を示すグラフ、第３図は振動センサーの取付位置
側説明図、第４図は真空槽の振動時の振動の周波数帯域
を示す図、第５図は同非振動時の周波数帯域図である。 １・・・溶鋼（溶融金属）、２・・・溶鋼鍋（溶融金属
容器）、３・・・真空槽、３ａ・・・上昇管、３ｂ・・
・下降管、４・・・環流用ガス管、６・・・不活性ガス
、７・・・振動センサー、８・・・変換器、９・・・演
算器。 第１図 第２図 ｆｉｓｔ （Ｔｏｎ／ｍｉｎ ＋ 第３図
Claims (1)
- （１）溶融金属容器の上方に真空槽を設け、この真空槽
内に溶融金属を上昇管から導入して脱ガス処理し、下降
管を経て溶融金属容器に環流させる環流式真空脱ガス装
置において、上記真空槽の振動を測定する振動センサー
と、このセンサーからの出力に基づいて溶融金属の環流
状態を把握する演算器とを有することを特徴とする溶融
金属環流状態検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25681788A JPH02104610A (ja) | 1988-10-12 | 1988-10-12 | 溶融金属環流状態検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25681788A JPH02104610A (ja) | 1988-10-12 | 1988-10-12 | 溶融金属環流状態検知装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02104610A true JPH02104610A (ja) | 1990-04-17 |
Family
ID=17297845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25681788A Pending JPH02104610A (ja) | 1988-10-12 | 1988-10-12 | 溶融金属環流状態検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02104610A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009144244A (ja) * | 2007-12-12 | 2009-07-02 | Posco | 炭素を低減するための高クロムフェライト系ステンレス鋼の精錬方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55141515A (en) * | 1979-04-18 | 1980-11-05 | Kawasaki Steel Corp | Vacuum degassing method of molten steel |
-
1988
- 1988-10-12 JP JP25681788A patent/JPH02104610A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55141515A (en) * | 1979-04-18 | 1980-11-05 | Kawasaki Steel Corp | Vacuum degassing method of molten steel |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009144244A (ja) * | 2007-12-12 | 2009-07-02 | Posco | 炭素を低減するための高クロムフェライト系ステンレス鋼の精錬方法 |
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