JPH02108444A - 連続鋳造の鋳型内における溶鋼浴面上のモールドパウダ溶融層厚の測定方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、連続鋳造の鋳型内における溶鋼浴面上のモー
ルドパウダ溶融層厚の測定方法に関する。

〈従来の技術〉 鋼の連続鋳造法において、鋳型内の溶鋼浴面上に、その
保温、鋳片と鋳型との潤滑剤、溶鋼中から浮上した非金
属介在物の吸収・溶解、溶鋼浴面の酸化防止などを目的
として、フラックスを添加しモールドパウダ溶融層を形
成させている。

このモールドパウダ溶融層厚が薄くなると、鋳片と鋳型
との間の潤滑不良を起こして表面性状を悪化させ、著し
い場合には拘束性ブレークアウトを誘発するという問題
がある。

それ故、モールドパウダ溶融層厚を正確に測定すること
によって、例えばフラックスの添加量や鋳造速度を調整
し、その層厚を常に最適な範囲に制御することが望まれ
ている。

ところで、従来から用いられているモールドパウダ溶融
層厚の測定方法としては、接触式と非接触式の２つに大
別される。

接触式の主なものとしては、例えば特開昭６２＝２４８
５４７号や同５７−１０９５５５号公報などに開示され
ているような溶鋼内に電極を浸漬させる方法や、あるい
は、特開昭５７−１４４５１号公報に開示されているよ
うな浮子浸漬法などが提案されている。

また、非接触式の主なものとしては、例えば特開昭６１
−４６３６１号公報に開示されているようなγ線式レベ
ル計を用いる方法や、あるいは文献「新用技報、　１９
８４．　ｋ２　Ｊに紹介されている渦流式レベル計を用
いる方法、または特開昭６１−５００３０号公報に開示
されているようなγ線式レベル計と渦流式レベル計とを
用いる方法などが提案されている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、前者の接触式の場合には、溶鋼内に浸漬
される電極や浮子に接触する周囲の溶鋼浴やモールドパ
ウダが冷却して凝固物として沈降し、鋳片内面の品質を
悪化させたり、あるいは電極や浮子が溶…してその測定
値の精度を悪くし、ときには測定不能になるなどの問題
がある。

また、後者の非接触式の場合には、未溶解モールドパウ
ダ層の影響や検出器の熱的影響などにより、モールドパ
ウダ溶融層厚を精度よく測定することが困難である。

なお、レーザ式距離計やマイクロ波式、超音波式距離計
などの利用も考えられるが、モールドパウダ熔融層の上
面に存在する未熔解モールドパウダ層によって反射、散
乱されてしまい、モールドパウダ溶融層の上面を直接検
出することは不可能である。

本発明は、上記のような課題を解決すべ（してなされた
のであって、鋳片の品質に影響を与えないで、かつ未溶
解モールドパウダ層の影響を受けない、さらに検出器の
熱的影響を小さくして、精度よ（安定して測定できる連
続鋳造の鋳型内における溶鋼浴面上のモールドパウダ溶
融層厚の測定方法を提供することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 本発明の要旨とするところは、連続鋳造の鋳型的溶鋼浴
面上のモールドパウダ溶融層厚を測定するにあたり、渦
流式距離計を用いて溶鋼浴面のレベルを検出する工程と
、溶鋼浴面上に浮遊する未溶融モールドパウダの一部を
除去した後、レーザ式距離計を用いてその露出されたモ
ールドパウダ溶融層面のレベルを検出する工程と、前記
渦流式距離計の検出値と前記レーザ式距離計の検出値と
の差からモールドパウダ溶融層厚を求める工程と、から
なることを特徴とする連続鋳造の鋳型内における溶鋼浴
面上のモールドパウダ溶融層厚の測定方法である。

なお、前記溶鋼浴面上に浮遊する未溶融モールドパウダ
の一部を除去するに際しては、ガスを吹き付けるように
するのがよい。

また、前記モールドパウダ溶融層面のレベルを検出する
手段としては、マイクロ波式距離計または超音波式距離
計を用いることができる。

以下に、本発明の具体的構成について、第１図を参照し
て詳しく説明する。

第１図は、本発明方法に係るモールドパウダ溶融層厚測
定装置を模式的に示す構成図である。

図に示すように、連続鋳造の鋳型１の内部は、図示しな
いダンデイツシュから鋳込まれる溶鋼２のメニスカス２
ａの上面がモールドパウダ溶融層３に、さらにその上面
が未溶融モールドパウダ４によって覆われている。

渦流式距離計５は、溶１４２のメニスカス２ａ面までの
レベルを非接触で検出するもので、未溶融モールドパウ
ダ４の直上的５０〜１００ｓに設置されまた、レーザ式
距離計６は、モールドパウダ溶融層３の面までのレベル
を非接触で検出するもので、未溶融モールドパウダ４の
直上で渦流式距離計５のごく近傍に位置するように取付
けられるガス噴射室７の上部の接続板８を介して取付け
られる。

さらに詳しく説明すると、ガス噴射室７にはガス供給ロ
アａとガス噴出ロアｂが設けられており、また、接続板
８には窓部８ａがガス噴出ロアｂの軸線に合わせて開け
られており、そして、レーザ式距離計６をこの窓部８ａ
に臨むように取付けるのである。

レーザ式距離計６をこのように配置することにより、ガ
ス噴射室７からのガスをガス噴出ロアｂを介して未溶融
モールドパウダ４面に噴出しなからレーザ光を発振させ
ると、レーザ光は窓部８ａ。

ガス噴出ロアｂを通して直接モールドパウダ溶融Ｎ３の
面に到達することになるから、モールドパウダ溶融層３
の面のレベルを検出することができまた、レーザ式距離
８１６を上記のように設置することにより、溶鋼２の面
までの距離を大きく取ることができ、かつ、接ｖｔＦｉ
８の遮熱効果も加わるので、溶鋼２からの熱的影響を受
けることはない。

演算器９は、渦流式距離計５とレーザ式距離計６で検出
されたレベル信号を演算する機能を有するものである。

ここで、本発明のモールドパウダ溶融層３の面の検出は
、上記したレーザ式距離計６に限定するものではなく、
例えばマイクロ波式あるいは超音波式などの距離計を用
いることもできる。なお、超音波式距離計を用いる場合
は、その発振される超音波ビームは雰囲気温度の影響を
受けるもののほぼ一定温度の噴出ガス中を伝播するので
、殆ど問題がない。

〈作　用〉 以下に、第１図に示した本発明のモールドパウダ溶融層
厚測定装置の作用について説明する。

■　まず、渦流式距離計５を用いて溶鋼２のメニスカス
２ａの面までのレベルを検出する。

■　ついで、ガス噴射室７のガス供給ロアａに図示しな
いガス供給源からガスを送り込み、ガス噴出ロアｂから
未溶融モールドパウダ４に吹き付けて、未溶融モールド
パウダ４の一部を吹き分けてモールドパウダ溶融Ｎ３の
面を露出させる。

なお、ガス噴出ロアｂから噴出するガス圧力が高い場合
は、モールドパウダ溶融Ｎ３の面にくぼみが生じる恐れ
があるので、くぼみを作らないようなガス圧力に予め調
整してやる必要がある。

また、ガスの種類としては、モールドパウダと反応を起
こさないものであれば何でもよく、例えばＡｒなどの不
活性ガスが望ましい。

さらに、モールドパウダ溶融層３の面を冷却・凝固する
ことを極力避けるために、予熱されたガスを用いるよう
にするのが望ましい。

■　そこで、接続板７の窓部７ａを介してレーザ式距離
計６からレーザ光を発振させて、モールドパウダ溶融層
３の面からの反射光を検知して、モールドパウダ熔融層
３の面までのレベルを検出する。

■　このようにして検出された渦流式距離計５とレーザ
式距離計６の距離信号を、それぞれ演算器９に入力して
、それらの差を演算することにより、モールドパウダ熔
融層厚が演算する。

なお、この演算器９で演算する際、渦流式距離計５とレ
ーザ式距離計６の未溶融モールドパウダ４からの設置高
さは予め分かっているから、その高さの差を補正するよ
うにする。

〈実施例〉 まず、本発明方法の精度を評価するために、第１図に示
したモールドパウダ溶融層厚測定装置を、連続鋳造の鋳
型内を模した５０ｋｇｔ８解炉に適用して実験を行った
。

ここで用いた渦流式距離針は通常の型式のものであり、
また、レーザ式距離計としてはＡｒガスレーザ式を用い
た。これら距離計の設置高さについては、渦流式距離計
はメニスカスからの高さを約１００ｍｍに、レーザ式距
離８１は渦流式距離計からの距離を２５０Ｍとし、また
ガス噴出室７のガス噴出ロアｂから未溶融１モールドパ
ウダの上面までの距離を約３０間にそれぞれセットした
。

噴出ガスとしては、２００℃に予熱した静ガスを使用し
、ガス噴出時間は２０秒、停止時間は１０秒として、噴
出時間の間にレーザ式距離計でモールドパウダ溶融層面
のレベルを測定した。

なお、比較のためにワイヤ法によって、ガス噴出の停止
時間の間を利用して間欠的に測定した。

このワイヤ法は、鉄ワイヤ棒をメニスカス面に所定時間
浸漬した後引き上げたときに、鉄ワイヤ棒の表面に付着
している溶融モールドパウダの長さをモールドパウダ溶
融層の厚みとする測定法であり、従来からの代表的な測
定法の一つである。

これらの測定結果を第２図に併せて示した。

この図で、本発明法の測定値に（ぼみ杖の変動がみられ
るのは、噴出したガス圧の影響によるものであるが、噴
出ガスの停止時に測定したワイヤ法での測定値と比較す
ると、精度よくモールドパウダ溶融層厚を測定できるこ
とがわかる。

また、レーザ式距離計の代わりにマイクロ波式距離計と
超音波式距離計を用いて同様にして測定実験を行った。

その結果、マイクロ波式距離計についてはレーザ式距離
計と同様の精度でモールドパウダ溶融層厚の変化を捉え
ることができた。

しかし、超音波式距離計の場合は、測定の途中で噴出ガ
スを停止すると、雰囲気の温度変動により精度が悪くな
るので、ガスを連続して噴出させた状態で測定せざるを
得なかったが、予め噴出ガス圧力とモールドパウダ溶融
層面の凹み量との関係を求め、その凹み量に補正を施し
たところ、レーザ式距離計やマイクロ波式距離計の場合
に比べて±０．５ｍ＋ｓ程度の誤差範囲に収まり、十分
工程的に使用し得るレベルであることがわかった。

つぎに、本発明法の有効性を評価するために、上記した
条件と同一の条件で、従来例の浮子浸漬法と渦流式とを
用いて比較測定を行った。

その測定結果から誤差と標準偏差をそれぞれ求めて、第
１表にまとめて示した。なお、計算に用いた真価（基準
値）としては、同時に測定したワイヤ法での測定値を用
いた。

この表から明らかなように、本発明法による測定誤差お
よび標準偏差の値はいずれも、浮子浸漬法に比較して約
１／７、渦流式に比べて約１／４であり、その有効性が
高いことがわかる。

第　　　１　　　表 これらの結果から、実際の連続鋳造の鋳型内のモールド
パウダ溶融層厚測定に適用する場合においても、従来法
に比べて精度よく測定し得ることは明らかである。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、溶鋼浴面上の未
溶融モールドパウダをガスで吹き分けてから、モールド
パウダ溶融層厚を測定するようにしたので、未溶解モー
ルドパウダの影響を受けず、また検出器の熱的影響のな
い状態で、精度よく安定してモールドパウダ溶融層厚を
測定することができる。

これによって、モールドパウダ溶融ＭＷを所望の厚さに
制御することが可能であるから、鋳片の品質向上に寄与
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法に係るモールドパウダ溶融層厚測
定装置を模式的に示す構成図、第２図は、本発明法とワ
イヤ法の測定精度を比較して示す特性図である。 ｌ・・・鋳型。 ２・・・溶鋼。 ２ａ・・・メニスカス。 ３・・・モールドパウダ溶融層。 ４・・・未溶解モールドパウダ。 ５・・・渦流式距離計。 ６・・・レーザ式距離針。 ７・・・ガス噴射室。 ８・・・接続板。 ９・・・演算器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、連続鋳造の鋳型内溶鋼浴面上のモールドパウダ溶融
   層厚を測定するにあたり、 渦流式距離計を用いて溶鋼浴面のレベルを 検出する工程と、 溶鋼浴面上に浮遊する未溶融モールドパウ ダの一部を除去した後、レーザ式距離計を用いてその露
   出されたモールドパウダ溶融層面のレベルを検出する工
   程と、 前記渦流式距離計の検出値と前記レーザ式 距離計の検出値との差からモールドパウダ溶融層厚を求
   める工程と、 からなることを特徴とする連続鋳造の鋳型内における溶
   鋼浴面上のモールドパウダ溶融層厚の測定方法。 ２、前記溶鋼浴面上に浮遊する未溶融モールドパウダの
   一部を除去するに際し、ガスを吹き付けるようにしたこ
   とを特徴とする請求項１記載の連続鋳造の鋳型内におけ
   る溶鋼浴面上のモールドパウダ溶融層厚の測定方法。 ３、前記モールドパウダ溶融層面のレベルを検出する手
   段として、マイクロ波式距離計または超音波式距離計を
   用いることを特徴とする請求項１または２記載の連続鋳
   造の鋳型内における溶鋼浴面上のモールドパウダ溶融層
   厚の測定方法。