JPH0352748A - 湯洩れ検出装置および電位検出装置 - 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〕 この発明は鋼の連続鋳造におけるタンディッシュに誘導
加熱装置を設置した場合の湯洩れ検出装置に関するもの
である。

〔従来の技術〕

特開昭６１−　３８７５４号に示されるような、連続的
に鋳造を行なうためのタンディッシュ内溶鋼の誘導加熱
装置においては、タンディッシュに湯洩れあるいは湯さ
しが生じると、タンディッシュ内の溶鋼が鉄皮に接触す
ることにより、鉄皮を漏洩誘導電流が貫通し、事故拡大
を引き起こし、重大事故に至る恐れがある。

これを防ぐために、タンディッシュ内溶鋼の湯洩れある
いは、湯さしを事前に検出する装置の備え付けが必要で
ある。

従来の湯洩れ検出装置は、実開昭６０−１０１７９２号
公報および特開昭６３−１６０７６０号公報に示される
ように、耐火物構或及び築炉上の難しさから、タンディ
ッシュ外周に比べて、湯洩れや湯さしの危険性の高い誘
導コイル装着部周囲の耐火物内に湯洩れセンサーを埋込
み、タンディッシュ内溶鋼が接触したときに生じる導通
状態を検出する方法であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の方法では湯洩れセンサーの埋込まれていない部位
で湯洩れや湯さしが発生しても検出できず、タンディッ
シュ全周に湯洩れセンサーを埋込もうとしても耐火物を
タンディッシュ鉄皮に固着するためのＹスタッドと称す
る数百本の鉄製突起と接触させずに，一定のメッシュで
布設することは極めて困難であり、そのために湯漏れを
完全に防止することができない状況にあった。

第１２図に、誘導加熱装置５を備えたタンディッシュ２
を用いた連続鋳造装置の主要部を示す。タンディッシュ
２には誘導加熱装置５を装備し溶鋼温度を調節している
。しかしながら、湯洩れ箇所２４に示すように、湯洩れ
や湯さし等により、タンディッシュ内溶鋼７がタンディ
ッシュ鉄皮９と直接あるいは、耐火物ｌ９の剥離防止の
為タンディッシュ鉄皮９に取付けられたＹスタッド等の
導電性の物質を介して接触すると、溶鋼ｌ一湯洩れ箇所
２４−ダンディッシュ鉄皮９−アース３一鋳片１２と接
触する機器（ピンチロール等）４一溶鋼１、の異常外部
電流路２３が形威され、誘導加熱装置５の主磁束で誘起
された電位差によって誘導電流（漏洩誘導電流）が流れ
、ジュール熱によって、鉄皮９等が赤熱溶損するなどに
より、操業を中止せざるをえない不都合があった。

本発明は、湯漏れあるいは湯さしなどによる漏洩誘導電
流の発生を自動検出する湯洩れ検出装置およびそれに用
いる電位検出装置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〕

本発明の湯洩れ検出装置は、溶鋼電位を検出する装置電
位検出装置と、その出力と操業条件に対応した基準値と
を比較する手段と，この比較手段の出力によってタンデ
ィッシュの湯洩れや湯さしを検出する手段を備える。

すなわち、溶鋼内電流路以外の異常外部電流路が形威し
た現象の変化をタンディッシュ内の各部溶鋼電位を検出
する手段によって検出し、鋳造条件、例えば誘導加熱装
置の使用基数ならびに加熱−３− 電力等の条件、を加味した茫準値と比較することによっ
て、その比較した結果から湯洩れ、あるいは湯さしを検
出する手段を備えた湯洩れ検出装置である。

また、溶鋼電位を検出するための電位検出装置は、導電
性電極を、タンディッシュにその高さ方向に合わせて設
置しダンディッシュ底部付近で溶鋼と接触するように露
出したものとする。

〔実施例〕

第ｌ図に本発明の湯洩れ検出装置の一実施例を示す。１
は溶鋼、２はタンディッシュ、５はタンディッシュ２に
設けてある誘導加熱装置、９はタンディッシュ鉄皮を示
している。６は、誘導コイルで、図示していない電源に
接続されている。７は受湯室，８は注湯室で図示の例で
は、注湯室８の側壁に導電性電極１１からなる電位検出
装置を設けてある。ｌＯは、受湯室７と注湯室８を接続
している湯溝である。

ｌ３は絶縁アンプ、１４はアナログディジタ゛ル変換器
、１５はプロセスコントローラ、１６は鋳４ 造条件の設定値を出力する出力装置、１７は警報装置を
示している。

第２図および第３図に、電位検出装置の電極部の縦断面
および正面を示す。導電性電極ｌ１はタンディッシュ２
の耐火物壁に沿って略垂直方向にタンディッシュ底部ま
で延びている。導電性電極１１は、例えば黒鉛質の耐火
物からなる耐熱性の導電体であり、大略で、タンディッ
シュ２の耐火物ｌ９の内部に埋設されているが、溶鋼１
のレベルが低下しても溶錆ｌと電極１１が接触するよう
に、タンディッシュ底部にてその一部がタンディッシュ
内空間に露出している。

更に、同じ電極１１を２本設置することによって１本が
断線やノロ付着による電位検出不良が発生しても、もう
１本で検出を継続可能としている。

電極１１は、適宜の長さをもたせ、タンディッシュ２の
高さ方向に合わせて埋設し、上端にリード線接続端を設
けることにより、リード線に対する熱負荷の軽減をはか
り、なおかつ上記のように底部付近で溶鋼と接触するよ
うに露出させることができる。これによって耐久性が増
大する。

第４図に２ストランド側のみ誘導加熱装置を使用した場
合の正常時の溶鋼内電流路２０と外部電流路２１を示す
。

第４図の誘導加熱電流ループを等価回路で表わしたもの
が第５図である。本図に示すごとく各々の注湯室８とア
ース３間の電位をＶ１，ｖ２とし、誘導加熱装置の主磁
束で溶鋼内に誘起された電位をＶｎとし、■ストランド
側の溶鋼アース間の抵抗をＲ１とし、２ストランド側の
溶鋼アース間の抵抗をＲ２とし、溶鋼が加熱される湯溝
部の抵抗をＲｕとすると、正常時の外部電流路２１に関
して、 Ｖｌ　　＝　　（（Ｖｎ／２）／（Ｒ１＋Ｒ２　））　
　ＸＲＩ　　＃Ｖｎ／４Ｖ２　＝　｛（Ｖｎ／２）／（
Ｒｔ　＋Ｒ２　））　　ＸＲ２　’ｉＶｎ／４但し、Ｒ
１′．Ｒ２、　　Ｒ　１　ｔ　Ｒ　２　＞　＞　Ｒｕと
なり、注湯室８のそれぞれの溶鋼とアース間の電位はほ
ぼ同じ値を示す。

この状態から２ストランド側の注湯室８で溶鋼が耐火物
壁内にさし込み、位置２４で溶鋼と鉄皮が接触すると、
第５図の外部電流路２１が第６図に示すごとく変化し、
異常外部電流路２３となる。

この為、注湯室とアース間の電位Ｖ　１　ｙ　Ｖ　２は
，Ｖｌ　”．Ｖｎ／２，　　Ｖ２　′．０となる。

本発明ではこのような電位の変化を検出することで湯洩
れの状態を検出する。第７図に電位の変化の例を示すが
、正常時の電位の差ＩＶ１　−Ｖ２　１に対し湯洩れに
よって検知レベルをこえる大きな電位の差が現われる。

すなわち、各々の注湯室とアース間の電位と相互の電位
差を検出し正常時の電位差に対する異常時の電位差の変
化で異常判定を行なう。

第８図に、１ストランド側，２ストランド側共誘導加熱
装置を使用した場合の正常時の溶鋼内電流路を示す。こ
の場合は、ｌストランド側と２ストランド側の誘導コイ
ルの極性を逆にすることによって、■ストランド側誘導
加熱装置による外部電流路と２ストランド側誘導加熱装
置による外部電流路は互いに打消し合う方向となり、注
湯室と−７− アース間の電位Ｖ　１　＋　Ｖ　２は重ねの理から第９
図に示すごとく、Ｖｉ　＃Ｏ，Ｖ２＝ｏとなる。

この状態から受湯室７で溶鋼がさし込み、溶鋼と鉄皮が
接触した場合、第１０図に示すごとく外部電流路が生じ
注湯室とアース間の電位Ｖｌ　ｌ　Ｖ２は、 Ｖｔ＃Ｖｎ／２，　　　Ｖ２　′ｉＶｎ／２となり電位
が上昇する。

第１１図が電位の変化例である。正常時のＶ１＋■２に
対して湯洩れ発生によって検知レベルをこえる大きな電
位が現われる。

以上、２例について述べたが、本発明は、操業条件や誘
導加熱装置の使用条件を取りこむことで、あらゆる形態
において，その条件によって変わる正常時と異常時の注
湯室とアース間電位の変化をパターン化した判定ロジッ
クによって実際に検出した電位レベルと比較演算し，時
系列的に異常判定を行なうことで湯洩れを検出する。

再び第１図を参照する。１ストランドおよび２ストラン
ドの電極１１のそれぞれの電位は、絶縁−８− 増幅器１３のそれぞれで増幅およびレベル校正され、Ａ
／Ｄコンバータｌ４のそれぞれでデジタルデータに変換
されて、プロセスコントローラ（コンピュータ）１５に
与えられる。プロセスコントローラ１５には、 （１）　一方のストランドの誘導加熱コイル６のみに通
電する誘導加熱時の、投入加熱電力より検知基準電位（
第７図の一点鎖線）Ｖｓを算出し、２つ（７）Ａ／Ｄコ
ンバータｌ４の出力データの差の絶対値Ｖｄ＝　ｌｖ１
−Ｖ２　ｌを算出して、Ｖ　ｄ　＞　Ｖ　ｓのときには
、湯洩れを報知し、かつ、Ｖ　ｄ　＞　Ｖ　ｓが設定時
間以上継続するか、あるいは、Ｖ　ｄ　＞　Ｖ　ｓ　＋
　Ｖ　ａになると、誘導加熱コイル６の通電を停止する
プロセスコントロールプログラム、および、（２）ｌス
トランドおよび２ストランドの誘導加熱コイル６の両者
に通電する誘導加熱時の、投入加熱電力より検知基準電
位（第ｌ１図の一点鎖線）Ｖｓを算出し、２つのＡ／Ｄ
コンバータｌ４の出力データの平均値Ｖｍ＝（ｖ１−Ｖ
２　）／２を算出して、Ｖ　ｍ　＞　Ｖ　ｓのときには
、湯洩れを報知し、かつ、Ｖ　ｍ　＞　Ｖ　ｓが設定時
間以上継続するか、あるいは、Ｖｍ）Ｖｓ＋Ｖａになる
と、誘導加熱コイル６の通電を停止するプロセスコント
ロールプログラム、が格納されている。

プロセスコントローラ１５には、入力装置１６より、鋳
造条件情報が与えられる。すなわち使用ストランド数（
上記（１）と（２）の選択情報）および誘導加熱電力が
与えられ、使用ストランド数が１のときにはコントロー
ラ■５は上記（１）を実行し、使用ストランド数が２の
ときには−ヒ記（２）を実行する。

上記実施例では、連続鋳造本来の目的で設定された誘導
加熱態様のままで注湯室８又は受湯室９の湯洩れ又は湯
さしを検出するようにしているが、本発明のもう１つの
実施例では、連続鋳造本来の目的で設定された誘導加熱
態様に所定周期又は所定時系列パターンの割込みで，湯
洩れ検出用の誘導加熱コイル通電を行ない、この割込み
で、第１ストランドの受湯室８の湯洩れ検出，第２ス１
〜ランドの受湯室８の湯洩れ検出および受湯室７の湯洩
れ検出を行なう。

すなわち、所定周期又は所定時系列パターンの湯洩れ検
出タイミングになると、プロセスコントローラ１５は、
まず第】ス１・ランドの誘導加熱コイル６のみを、検査
用に設定した投入電力で通電して、Ｖｚ　　（第５，６
図参照）を読込んで，それが該投入電力に割り当てられ
ている下限基準値を下廻っているかをチェックして下廻
っていると、第１ストランドの注湯室８に湯洩れがある
としてこれを報知する。次に、第２ストランドの誘導加
熱コイル６のみを、検査用に設定した投入電力で通電し
て、Ｖ２（第５，６図参照）を読込んで、それが該投入
電力に割り当てられている下限基準値を下廻っているか
をチェックして下廻っていると、第２ス１一ランドの注
湯室８に湯洩れがあるとしてこれを報知する。最後に、
第１ストランドおよび第２ストランドの誘導加熱コイル
６の両者に通電して、上記（２）と同様にして受湯室７
の湯洩れをチェックする。以上を終了すると、連続鋳造
本来の目的で設定された誘導加熱態様に戻る。

−１１ 〔発明の効果〕 この発明によれば、従来湯洩れセンサーの埋込まれてい
る部位での湯洩れしか検出できなかったが、タンディッ
シュ全周での湯洩れが複数本の導電性電極の設置で可能
となり、操業中止や湯洩れによる重大事故を未然に防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実旅例の構或を示すブロック図で
あり、タンディッシュは横断面を示す。 第２図は、第１図の一部を押大して示す横断面拡大図で
ある６ 第３図は、第１図に示すタンディシュの縦断面拡大図で
ある。 第４図は、第１図に示す誘導加熱コイル６の１つに通電
しているときの、タンディッシュ内の溶鋼等に流れる誘
導電流のループを示す斜視図である。 第５図は、タンディッシュに湯洩れがないときの、第４
図に示す誘導電流ループの電気等価回路を示す回路図で
ある。 一１２− 第６図は、タンディッシュに湯洩れがあるときの、第４
図に示す誘導電流ループの電気等価回路を示す回路図で
ある。 第７図は、第１図に示す誘導加熱コイル６の１つに通電
しているときの、コイル投入電力とタンディッシュ内溶
鋼電位との関係を示すグラフである。 第８図は、第１図に示す誘導加熱コイル６の２つに通電
しているときの、タンディッシュ内の溶鋼等に流れる誘
導電流のループを示す斜視図である。 第９図は、タンディッシュに湯洩れがないときの、第８
図に示す誘導電流ループの電気等価回路を示す回路図で
ある。 第ｌＯ図は、タンディッシュに湯洩れがあるときの、第
８図に示す誘導電流ループの電気等価回路を示す回路図
である。 第１１図は、第１図に示す誘導加熱コイル６の２つに通
電しているときの、コイル投入電力とタンディッシュ内
溶鋼電位との関係を示すグラフである。 第１２図は、タンディッシュに湯洩れが発生した時の異
常電流路を示す横断面図である。 １：溶鋼　　　　　２：タンディッシュ　　　３：アー
ス４：ピンチロール　５：誘導加熱装置　　　　６：誘
導コイル７：受湯室　　　　８：注湯室

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ノズルを介して導電性のモールドに連続注湯する
   誘導加熱装置を有するタンディッシュにおいて； 溶鋼電位を検出する電位検出装置と、該電位検出装置の
   出力と操業条件に対応した基準値とを比較する手段と、
   この比較手段の出力によってタンディッシュの湯洩れあ
   るいは湯さしを検出する手段を備えた湯洩れ検出装置。
2. （２）ノズルを介して導電性のモールドに連続注湯する
   誘導加熱装置を有するタンディッシュに、導電性電極を
   、該タンディッシュの高さ方向に合わせて設置し、タン
   ディッシュ底部付近で溶鋼と接触するように露出せしめ
   て構成した電位検出装置。