JPH03273147A - 溶融金属中の介在物検出方法およびその装置 - 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、金属溶湯中に夾雑する介在物を検出するため
の方法および装置に係り、特にアルミニウム溶湯中の微
小介在物を鋳込み前の段階で検知する目的に有効なイン
ライン方式による検出方法とその装置に関する。

〔従来の技術〕

現在、金属溶解鋳造工程においては、各種の溶湯処理が
おこなわれている。その中でも、特にアルミニウムの溶
解鋳造においては、溶湯中に夾雑する介在物の除去が高
品質の鋳塊を製造するうえで欠くことのできない重要な
工程になっている。

しかしながら、介在物の除去効果は、鋳塊が圧延工程を
経て製品となってから評価されるケースが多いため、鋳
込み前の溶湯段階において介在物を検知するインライン
方式による検出方法が望まれている。

従来、この種の溶湯段階における介在物検出方法として
は、超音波を用いる方法や電気抵抗の変化を利用する方
法が知られている。

こ発明が解決しようとする課題〕 ところが、超音波を用いる方法では、超音波センサーと
溶湯との濡れ性が不安定で検出感度が理論的に低いうえ
に、介在物の種類によって音響インピーダンスが異なる
ため定量化に困難性を伴う欠点があり、一方、電気抵抗
を利用する方法による場合には、測定容器の小さい孔か
ら溶湯を吸い込んで介在物による電気抵抗値の変化をパ
ルス信号で検出しているため、介在物により小孔が詰ま
る現象が生し、連続測定が阻害される問題点がある。

本発明は、上記のような従来技術の問題点を解消するた
めに開発されたもので、その目的は、溶融金属と介在物
の熱拡散率（温度の伝わり方の速さを示す物質固有の物
性値）の違いによる温度上昇の差を求めることにより、
溶融金属中に夾雑する微小介在物をインライン方式を用
いて効果的に検出する方法およびその装置を提供すると
ころにある。

〔課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するための本発明による溶融金属中の
介在物検出方法は、金属溶湯の所定箇所に光線を照射し
て、該光線照射による前記所定箇所における溶湯の温度
上昇を測定し、予め求めた介在物と温度上昇率との関係
から溶湯中の介在物を検出することを構成上の特徴とす
る。

また、前記の介在物検出方法に使用される本発明による
溶湯金属中の介在物検出装置は、金属溶湯を収容するた
めの容器と、該溶湯に一定時間光線を照射するための光
線発生器と、光線照射による溶湯温度を測定するための
温度測定手段と、該温度測定手段からの測定信号を入力
して溶湯の温度上昇率を演算し、予め入力されている溶
湯中の介在物と温度上昇率との関係に基づいて介在物の
有無および寸法を検知するための演算装置を備えてなる
構造のものである。

〔作　用） 溶融金属に介在物が夾雑すると、熱拡散率が低下して一
定時間当たりの温度上昇率が大きくなる。

本発明の方法および装置はこの物理的現象を利用したも
ので、溶湯を貯めた容器の外壁に一定時間光線を照射し
、その光軸線上の反対側に取り付けた温度測定手段によ
り計測された溶湯の温度を、予め求めでおいた介在物と
温度上昇率との検量関係に当てはめることによって溶湯
中に夾雑する介在物の有無および寸法を検出する。

第１図は、光線照射と溶湯の温度上昇の関係を模式図と
して示したもので、同一光量の光線を一定時間照射した
場合の溶湯温度はほぼ直線的に上昇し一定時間後に最高
に達する曲線を描く。

本発明に係るインライン方式の計測化においては、従来
技術のような測定を阻害する現象を伴うことがないから
、連続的に円滑かつ迅速な定量測定が可能となる。

（実施例） 以下、本発明を第２図に示した実施例構成に基づいて詳
細に説明する。

第２図において、ｌは金［溶湯２を収容するための容器
、３ば金Ｗ！Ｘ溶湯２に光線を照射するための光線発生
器、４は光線照射による溶湯温度を測定するための温度
測定手段、モして５は温度測定手段４からの測定信号を
入力して）容器の温度上昇率を／ｊｉ算して予め入力さ
れている検量関係から溶湯中の介在物の有無および寸法
を検知するための演算装置である。

容器ｌは、耐熱性の金属材料を用いて図示のような構造
に形成されており、検出部位は約１〜２ｍｍ程度の平行
な隙間となっている。なお、光線が照射される容器表面
は平面にしておくことが好ましい。また、容器１には、
図示は省略しているが金ＷＸ溶湯を注入・排出できるサ
ンプリング装置、容器を一定温度に保持するための加熱
設備などが付設されている。光線発生器３は、例えば高
出力レーザー光線またはレンズにより集光されたキセノ
ンランプ等の光線を発生させる機構を備え、発生制御器
６、シャンターフおよびシャッター制御器８に連結して
いる。光線の照射はシャッター７で制御され、一定の時
間だけ照射するような構造となっている。

温度測定手段４としては、応答速度の迷い熱電対（直径
：　０．１３ｎｎ＋）を使用することが好適である。

この温度測定手段４は容器検出部位における光線の中心
軸線上またはそれの同心円周上の反対側にセントし、付
属する冷接点９および増幅器１０によって光線の照射に
よる溶融金属２の温度上昇が測定できるようになってい
る。この測定信号は、Ａ／Ｄ変換器１１を介して演算装
置５　（ＣＰＵ）に入力される。

光線照射の開始および終了信号は、シャッター制御器８
から演算装置５　（ＣＰＵ）および記録計１２に出力さ
れる。

光線照射による金属溶湯２の温度上昇率は演算装置５　
（ＣＰＵ）により演算され、予め入力されている検量デ
ータと比較されて介在物の有無および寸法が決定される
。

第３図は、溶湯の代わりに厚さ１ｍｍのアルミニウム板
を用い、これに直径１．０ｍｍのドリル穴を設けて溶湯
に混入する気泡を模した状態で光線照射をおこなった場
合の時間と温度上昇の関係を示したものである。アルミ
ニウム板の穴（気泡）が深くなるに従って温度上昇率が
大きくなることが判明する。

また、第４図は２枚のアルミニウム板に厚さ１８０ｔＩ
ｍで２Ｘ２ｍｍの人工介在物を挿着した試片と介在物を
挿着しない試片の測定例を示した時間と温度上昇の関係
図であり、介在物の存在によって温度上昇率は上昇する
方向に変化していることが認められる。

〔発明の効果〕

以上のとおり、本発明による検出方法および装置に従え
ば、溶融金属中に夾雑する微小介在物の有無および寸法
を操作性のよいインライン方式で容易に定量検出するこ
とが可能となる。

したがって、特に高品質が要求されるアルミニウムの溶
解鋳造工程に適用することにより鋳塊の品質および歩留
りを向上させることができるとともに、介在物の検出状
況をモニターすることで、フィルターリングおよび鎮静
化処理等の適切な溶湯処理条件を容易に把握することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は光線照射と温度上昇との関係を示した模式図、
第２図は本発明の実施例を示した構成説明図、第３図お
よび第４図は測定例を示した時間と温度上昇との関係図
である。 ｌ・・・容器　　　　　　２・・・金属溶湯３・・・光
線発生器　　　４・・・温度測定手段５・・・演算装置
　　　　６・・・発生制御器７・・・シャッター　　　
８・・・シャッター制御器９・・・冷接点　　　　１０
・・・増幅器１１・・・Ａ／Ｄ変換器　１２・・・記録
計↑ 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属溶湯の所定箇所に光線を照射して、該光線照射
   による前記所定箇所における溶湯の温度上昇を測定し、
   予め求めた介在物と温度上昇率との関係から溶湯中の介
   在物を検出することを特徴とする金属溶湯中の介在物検
   出方法。 ２、金属溶湯を収容するための容器と、該溶湯に一定時
   間光線を照射するための光線発生器と、光線照射による
   溶湯温度を測定するための温度測定手段と、該温度測定
   手段からの測定信号を入力して溶湯の温度上昇率を演算
   し、予め入力されている溶湯中の介在物と温度上昇率と
   の関係に基づいて介在物の有無および寸法を検知するた
   めの演算装置とを備えてなる溶融金属中の介在物検出装
   置。