JPH06122056A - 高周波電磁界鋳型における湯面レベル検出方法 - Google Patents
高周波電磁界鋳型における湯面レベル検出方法Info
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- JPH06122056A JPH06122056A JP27585092A JP27585092A JPH06122056A JP H06122056 A JPH06122056 A JP H06122056A JP 27585092 A JP27585092 A JP 27585092A JP 27585092 A JP27585092 A JP 27585092A JP H06122056 A JPH06122056 A JP H06122056A
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- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 title claims abstract description 31
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- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、連続鋳造設備等において高周波電磁
場中の鋳型内溶融金属の湯面レベルを検出する方法に関
し、その湯面レベルを確実に検出可能にすることを目的
とする。 【構成】そこで、高周波電磁場を発生するためのソレノ
イドコイル７を外周に配置した高周波電磁界鋳型６内に
おける溶融金属８の湯面レベルを検出する方法であっ
て、湯面レベルの変化に応じて生じるソレノイドコイル
７のインダクタンス変動分もしくは誘起電圧を測定し、
測定されたインダクタンス変動分もしくは誘起電圧に基
づいて湯面レベルを得ることを特徴とする。
場中の鋳型内溶融金属の湯面レベルを検出する方法に関
し、その湯面レベルを確実に検出可能にすることを目的
とする。 【構成】そこで、高周波電磁場を発生するためのソレノ
イドコイル７を外周に配置した高周波電磁界鋳型６内に
おける溶融金属８の湯面レベルを検出する方法であっ
て、湯面レベルの変化に応じて生じるソレノイドコイル
７のインダクタンス変動分もしくは誘起電圧を測定し、
測定されたインダクタンス変動分もしくは誘起電圧に基
づいて湯面レベルを得ることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、連続鋳造設備等におい
て高周波電磁場中の鋳型内溶融金属の湯面レベルを検出
する方法に関する。
て高周波電磁場中の鋳型内溶融金属の湯面レベルを検出
する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図７は従来の渦流式溶鋼湯面レベル計を
示す概略図であり、この図７に示すように、そのレベル
計１は、一次コイル２と、二次コイル３ａ，３ｂとから
構成されている。このようなレベル計１により、図７に
示す鋳型４内の溶鋼５の湯面レベルｈを検出する際に
は、レベル計１を溶鋼５の湯面上方に配置する。
示す概略図であり、この図７に示すように、そのレベル
計１は、一次コイル２と、二次コイル３ａ，３ｂとから
構成されている。このようなレベル計１により、図７に
示す鋳型４内の溶鋼５の湯面レベルｈを検出する際に
は、レベル計１を溶鋼５の湯面上方に配置する。
【０００３】レベル計１において、一次コイル２には強
制電流が流され、湯面に対し垂直方向の磁場を作る。電
磁誘導作用により湯面に渦電流が発生し、この渦電流が
作る磁場のため、二次コイル３ａ，３ｂを通る磁場は小
さくなる。ここで、湯面レベルｈが、二次コイル３ａ，
３ｂに近い距離にある程、二次コイル３ａ，３ｂを通る
磁場は小さくなり、この磁束に比例した二次コイル３
ａ，３ｂの差分電圧(Ｖ1−Ｖ2)により湯面レベルｈを検
出している。
制電流が流され、湯面に対し垂直方向の磁場を作る。電
磁誘導作用により湯面に渦電流が発生し、この渦電流が
作る磁場のため、二次コイル３ａ，３ｂを通る磁場は小
さくなる。ここで、湯面レベルｈが、二次コイル３ａ，
３ｂに近い距離にある程、二次コイル３ａ，３ｂを通る
磁場は小さくなり、この磁束に比例した二次コイル３
ａ，３ｂの差分電圧(Ｖ1−Ｖ2)により湯面レベルｈを検
出している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の渦流式のレベル計１を、例えば、鋳型外周にソ
レノイドコイルを配置した電磁界鋳型に適用した場合、
二次コイル３ａ，３ｂを鎖交する磁束が、鋳型外周のソ
レノイドコイルにより作られる磁場の影響を受け、レベ
ル検出が不可能になるという課題があった。
た従来の渦流式のレベル計１を、例えば、鋳型外周にソ
レノイドコイルを配置した電磁界鋳型に適用した場合、
二次コイル３ａ，３ｂを鎖交する磁束が、鋳型外周のソ
レノイドコイルにより作られる磁場の影響を受け、レベ
ル検出が不可能になるという課題があった。
【０００５】本発明は、このような課題を解決しようと
するもので、高周波電磁界鋳型内の湯面レベルを確実に
検出できるようにした方法を提供することを目的とす
る。
するもので、高周波電磁界鋳型内の湯面レベルを確実に
検出できるようにした方法を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の高周波電磁界鋳型における湯面レベル検出
方法は、高周波電磁場を発生するためのソレノイドコイ
ルを外周に配置した高周波電磁界鋳型内における溶融金
属の湯面レベルを検出する方法であって、前記湯面レベ
ルの変化に応じて生じる前記ソレノイドコイルのインダ
クタンス変動分もしくは電流，電圧，力率，インピーダ
ンスを測定し、測定されたインダクタンス変動分もしく
は電流，電圧，力率，インピーダンスに基づいて前記湯
面レベルを得ることを特徴としている。
に、本発明の高周波電磁界鋳型における湯面レベル検出
方法は、高周波電磁場を発生するためのソレノイドコイ
ルを外周に配置した高周波電磁界鋳型内における溶融金
属の湯面レベルを検出する方法であって、前記湯面レベ
ルの変化に応じて生じる前記ソレノイドコイルのインダ
クタンス変動分もしくは電流，電圧，力率，インピーダ
ンスを測定し、測定されたインダクタンス変動分もしく
は電流，電圧，力率，インピーダンスに基づいて前記湯
面レベルを得ることを特徴としている。
【０００７】
【作用】上述した本発明の高周波電磁界鋳型における湯
面レベル検出方法では、湯面レベルの変化に応じてソレ
ノイドコイル自体に生じるインダクタンス変動もしくは
電流，電圧，力率，インピーダンスを測定することによ
り、従来のごとく検出用に一次コイルを使用することな
く、湯面レベルを検出することができる。
面レベル検出方法では、湯面レベルの変化に応じてソレ
ノイドコイル自体に生じるインダクタンス変動もしくは
電流，電圧，力率，インピーダンスを測定することによ
り、従来のごとく検出用に一次コイルを使用することな
く、湯面レベルを検出することができる。
【０００８】
【実施例】以下、図面により本発明の実施例について説
明すると、図１は本発明の第１実施例としての高周波電
磁界鋳型における湯面レベル検出方法を適用されたレベ
ル測定回路を示す構成図、図２は本実施例の高周波電磁
界鋳型を模式的に示す断面図である。
明すると、図１は本発明の第１実施例としての高周波電
磁界鋳型における湯面レベル検出方法を適用されたレベ
ル測定回路を示す構成図、図２は本実施例の高周波電磁
界鋳型を模式的に示す断面図である。
【０００９】図２に示すように、本実施例を適用される
高周波電磁界鋳型６の外周には、高周波電磁場を発生す
るためのソレノイドコイル７が配置されており、本実施
例では、このような鋳型６内の溶鋼等の溶融金属８の湯
面レベルを検出するために、図１に示すようなレベル測
定回路を、ソレノイドコイル７への電力供給系にそなえ
ている。
高周波電磁界鋳型６の外周には、高周波電磁場を発生す
るためのソレノイドコイル７が配置されており、本実施
例では、このような鋳型６内の溶鋼等の溶融金属８の湯
面レベルを検出するために、図１に示すようなレベル測
定回路を、ソレノイドコイル７への電力供給系にそなえ
ている。
【００１０】図１において、９はソレノイドコイル７に
電力を供給する交流電源、１０はソレノイドコイル７の
電圧Ｅを検出する電圧計、１１はソレノイドコイル７の
電流を検出する電流計、１２は力率を検出する力率計、
１３はこれらの電圧計１０，電流計１１，力率計１２に
よる検出結果に基づいてソレノイドコイル７のインダク
タンスＬ(またはインピーダンスＺ)を演算するインダク
タンス(またはインピーダンス)演算部、１４はこのイン
ダクタンス(またはインピーダンス)演算部１３にて演算
されたソレノイドコイル７のインダクタンスＬ(または
インピーダンスＺ)の変動分から図４にて後述する関係
に基づいて鋳型６内の溶融金属８の湯面レベルを算出す
るレベル演算部である。
電力を供給する交流電源、１０はソレノイドコイル７の
電圧Ｅを検出する電圧計、１１はソレノイドコイル７の
電流を検出する電流計、１２は力率を検出する力率計、
１３はこれらの電圧計１０，電流計１１，力率計１２に
よる検出結果に基づいてソレノイドコイル７のインダク
タンスＬ(またはインピーダンスＺ)を演算するインダク
タンス(またはインピーダンス)演算部、１４はこのイン
ダクタンス(またはインピーダンス)演算部１３にて演算
されたソレノイドコイル７のインダクタンスＬ(または
インピーダンスＺ)の変動分から図４にて後述する関係
に基づいて鋳型６内の溶融金属８の湯面レベルを算出す
るレベル演算部である。
【００１１】ここで、高周波電磁界鋳型６の内部の溶融
金属８の湯面レベル変動と、ソレノイドコイル７のイン
ダクタンスＬ(またはインピーダンスＺ)の変動との関係
について、図３，図４により説明する。図３は、図２に
示した鋳型６および溶融金属８の電気的な関係を図示す
る等価回路であり、この図３において、Ｅはコイル電圧
(Ｖ)、ｉ1はコイル電流(Ａ)、ｉ2は溶融金属８内の渦電
流(Ａ)、Ｒ1はコイル抵抗(Ω)、Ｒ2は溶融金属８の抵抗
(Ω)、Ｌ1はコイル自己インダクタンス(Ｈ)、Ｌ2は溶融
金属８の自己インダクタンス(Ｈ)、Ｍはソレノイドコイ
ル７と溶融金属８との間の相互インダクタンス(Ｈ)であ
る。
金属８の湯面レベル変動と、ソレノイドコイル７のイン
ダクタンスＬ(またはインピーダンスＺ)の変動との関係
について、図３，図４により説明する。図３は、図２に
示した鋳型６および溶融金属８の電気的な関係を図示す
る等価回路であり、この図３において、Ｅはコイル電圧
(Ｖ)、ｉ1はコイル電流(Ａ)、ｉ2は溶融金属８内の渦電
流(Ａ)、Ｒ1はコイル抵抗(Ω)、Ｒ2は溶融金属８の抵抗
(Ω)、Ｌ1はコイル自己インダクタンス(Ｈ)、Ｌ2は溶融
金属８の自己インダクタンス(Ｈ)、Ｍはソレノイドコイ
ル７と溶融金属８との間の相互インダクタンス(Ｈ)であ
る。
【００１２】図３に示す等価回路について、次の等式
(1)，(2)が成立する。
(1)，(2)が成立する。
【００１３】 Ｒ1・ｉ1＋Ｌ1・(ｄｉ1／ｄｔ)＋Ｍ・(ｄｉ2／ｄｔ)＝Ｅ (1) Ｒ2・ｉ2＋Ｌ2・(ｄｉ2／ｄｔ)＋Ｍ・(ｄｉ1／ｄｔ)＝０ (2) これらの(1)，(2)式より、ソレノイドコイル７のインダ
クタンスＬは、次式(3)で表される。
クタンスＬは、次式(3)で表される。
【００１４】 Ｌ＝Ｌ1−Ｍ2／Ｌ2 (ただしＲ2＜＜Ｌ2と仮定) (3) この(3)式から、ソレノイドコイル７のインダクタンス
Ｌは、溶融金属８の電磁誘導作用によりＭ2／Ｌ2だけ減
少することが分かる。上記(3)式は、次式(4)のように書
き換えることができる。
Ｌは、溶融金属８の電磁誘導作用によりＭ2／Ｌ2だけ減
少することが分かる。上記(3)式は、次式(4)のように書
き換えることができる。
【００１５】 Ｌ＝(£1４π2Ｎ2/ｌ1)・〔ａ1 2−£1ａ2 2Ｎ2ｌ2/(£2ｌ1)〕×10~7(Ｈ) (4) 上記(4)式中、ｌ1は外部ソレノイドコイル長さ(ｍ)、ｌ
2は溶融金属８の湯面レベル(ｍ)、ａ1は外部ソレノイド
コイル半径(ｍ)、ａ2は鋳型６の内周半径(ｍ)、Ｎは外
部ソレノイドコイル総巻数、£1，£2は所定係数であ
る。
2は溶融金属８の湯面レベル(ｍ)、ａ1は外部ソレノイド
コイル半径(ｍ)、ａ2は鋳型６の内周半径(ｍ)、Ｎは外
部ソレノイドコイル総巻数、£1，£2は所定係数であ
る。
【００１６】上述のような関係式から、溶融金属８の湯
面レベルｌ2が高くなると、係数£2が大きくなるため、
ソレノイドコイル７のインダクタンスＬと湯面レベルｌ
2との関係は、図４に示すようになる。
面レベルｌ2が高くなると、係数£2が大きくなるため、
ソレノイドコイル７のインダクタンスＬと湯面レベルｌ
2との関係は、図４に示すようになる。
【００１７】従って、図１に示すようなレベル測定回路
を用い、ソレノイドコイル７の電圧，電流，力率をそれ
ぞれ電圧計１０，電流計１１，力率計１２によって検出
し、各検出結果に基づいて、インダクタンス演算部１３
によりソレノイドコイル７のインダクタンスＬを演算し
て求め、そのインダクタンスＬから、図３に示す関係に
基づいてレベル演算部１４により鋳型６内の溶融金属８
の湯面レベルｌ2が算出されることになる。
を用い、ソレノイドコイル７の電圧，電流，力率をそれ
ぞれ電圧計１０，電流計１１，力率計１２によって検出
し、各検出結果に基づいて、インダクタンス演算部１３
によりソレノイドコイル７のインダクタンスＬを演算し
て求め、そのインダクタンスＬから、図３に示す関係に
基づいてレベル演算部１４により鋳型６内の溶融金属８
の湯面レベルｌ2が算出されることになる。
【００１８】次に、図５により本発明の第２実施例とし
ての高周波電磁界鋳型における湯面レベル検出方法につ
いて説明すると、図５はその方法を適用された高周波電
磁界鋳型を模式的に示す断面図である。この第２実施例
では、第１実施例において図３，図４により前述したよ
うに、溶融金属８の湯面レベル変動に伴うソレノイドコ
イル７のインダクタンスＬの変動を、鋳型６内の溶融金
属８の湯面上方に配置した検出用コイル１５によりこの
検出用コイル１５に生じる誘導電圧ｅによって測定して
いる。
ての高周波電磁界鋳型における湯面レベル検出方法につ
いて説明すると、図５はその方法を適用された高周波電
磁界鋳型を模式的に示す断面図である。この第２実施例
では、第１実施例において図３，図４により前述したよ
うに、溶融金属８の湯面レベル変動に伴うソレノイドコ
イル７のインダクタンスＬの変動を、鋳型６内の溶融金
属８の湯面上方に配置した検出用コイル１５によりこの
検出用コイル１５に生じる誘導電圧ｅによって測定して
いる。
【００１９】つまり、ソレノイドコイル７の作る磁場の
ため、溶融金属８および検出用コイル１５には誘導電流
が流れる。この誘導電流は、外部磁場を打ち消す方向に
磁束を作る。従って、誘導電流により検出用コイル１５
の磁束は減少する。即ち、これは、ソレノイドコイル７
のインダクタンスＬが小さくなることを意味する。検出
用コイル１５と溶融金属８の湯面レベルとの距離が小さ
くなる程、検出用コイル１５のインダクタンスは小さく
なる。これにより、検出用コイル１５のインダクタンス
または誘導電圧ｅを測定することにより、溶融金属８の
湯面レベルを検出することができる。
ため、溶融金属８および検出用コイル１５には誘導電流
が流れる。この誘導電流は、外部磁場を打ち消す方向に
磁束を作る。従って、誘導電流により検出用コイル１５
の磁束は減少する。即ち、これは、ソレノイドコイル７
のインダクタンスＬが小さくなることを意味する。検出
用コイル１５と溶融金属８の湯面レベルとの距離が小さ
くなる程、検出用コイル１５のインダクタンスは小さく
なる。これにより、検出用コイル１５のインダクタンス
または誘導電圧ｅを測定することにより、溶融金属８の
湯面レベルを検出することができる。
【００２０】次に、図６により本発明の第３実施例とし
ての高周波電磁界鋳型における湯面レベル検出方法につ
いて説明すると、図６はその方法を適用された高周波電
磁界鋳型を模式的に示す断面図である。
ての高周波電磁界鋳型における湯面レベル検出方法につ
いて説明すると、図６はその方法を適用された高周波電
磁界鋳型を模式的に示す断面図である。
【００２１】この第３実施例では、図６に示すように、
鋳型６とソレノイドコイル７との間にこのソレノイドコ
イル７の軸方向と平行になるように、互いに逆向きの巻
方向をもつ上下一対の検出用コイル１６ａ，１６ｂがそ
なえられ、溶融金属８の湯面レベルの変化に応じて上下
一対の検出用コイル１６ａ，１６ｂに誘起される電圧Ｖ
1，Ｖ2を測定し、測定された電圧Ｖ1，Ｖ2に基づいて後
述のごとく湯面レベルが検出される。
鋳型６とソレノイドコイル７との間にこのソレノイドコ
イル７の軸方向と平行になるように、互いに逆向きの巻
方向をもつ上下一対の検出用コイル１６ａ，１６ｂがそ
なえられ、溶融金属８の湯面レベルの変化に応じて上下
一対の検出用コイル１６ａ，１６ｂに誘起される電圧Ｖ
1，Ｖ2を測定し、測定された電圧Ｖ1，Ｖ2に基づいて後
述のごとく湯面レベルが検出される。
【００２２】つまり、ソレノイドコイル７の作る磁場の
ため、溶融金属８および検出用コイル１６ａ，１６ｂに
は誘導電流が流れ、各コイル１６ａ，１６ｂには誘起電
圧Ｖ1，Ｖ2が発生する。Ｖ1＝Ｖ2となる時の溶融金属８
の湯面レベルを基準点０とする。湯面レベルが基準点０
から離れた場合、溶融金属８中の渦電流により、Ｖ1≠
Ｖ2となる。湯面レベルと基準点０からの距離と誘起電
圧との間には一定の関係がある。二次電圧Ｖ1，Ｖ2の電
圧差を求め、これにより、湯面レベルを検出することが
できるのである。
ため、溶融金属８および検出用コイル１６ａ，１６ｂに
は誘導電流が流れ、各コイル１６ａ，１６ｂには誘起電
圧Ｖ1，Ｖ2が発生する。Ｖ1＝Ｖ2となる時の溶融金属８
の湯面レベルを基準点０とする。湯面レベルが基準点０
から離れた場合、溶融金属８中の渦電流により、Ｖ1≠
Ｖ2となる。湯面レベルと基準点０からの距離と誘起電
圧との間には一定の関係がある。二次電圧Ｖ1，Ｖ2の電
圧差を求め、これにより、湯面レベルを検出することが
できるのである。
【００２３】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の高周波電
磁界鋳型における湯面レベル検出方法によれば、湯面レ
ベルの変化に応じてソレノイドコイル自体に生じるイン
ダクタンス変動もしくは電流，電圧，力率，インピーダ
ンスを測定することにより、従来のごとく検出用に一次
コイルを使用することなく、湯面レベルを確実に検出で
きる効果がある。
磁界鋳型における湯面レベル検出方法によれば、湯面レ
ベルの変化に応じてソレノイドコイル自体に生じるイン
ダクタンス変動もしくは電流，電圧，力率，インピーダ
ンスを測定することにより、従来のごとく検出用に一次
コイルを使用することなく、湯面レベルを確実に検出で
きる効果がある。
【図１】本発明の第１実施例としての高周波電磁界鋳型
における湯面レベル検出方法を適用されたレベル測定回
路を示す構成図である。
における湯面レベル検出方法を適用されたレベル測定回
路を示す構成図である。
【図２】本実施例の高周波電磁界鋳型を模式的に示す断
面図である。
面図である。
【図３】本実施例の高周波電磁界鋳型の等価回路を示す
回路図である。
回路図である。
【図４】湯面レベルとコイルインダクタンスとの関係を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図５】本発明の第２実施例としての高周波電磁界鋳型
における湯面レベル検出方法を適用された高周波電磁界
鋳型を模式的に示す断面図である。
における湯面レベル検出方法を適用された高周波電磁界
鋳型を模式的に示す断面図である。
【図６】本発明の第３実施例としての高周波電磁界鋳型
における湯面レベル検出方法を適用された高周波電磁界
鋳型を模式的に示す断面図である。
における湯面レベル検出方法を適用された高周波電磁界
鋳型を模式的に示す断面図である。
【図７】従来の渦流式溶鋼湯面レベル計を示す概略図で
ある。
ある。
６ 高周波電磁界鋳型 ７ ソレノイドコイル ８ 溶融金属 ９ 交流電源 １０ 電圧計 １１ 電流計 １２ 力率計 １３ インダクタンス(またはインピーダンス)演算部 １４ レベル演算部 １５，１６ａ，１６ｂ 検出用コイル
Claims (1)
- 【請求項１】 高周波電磁場を発生するためのソレノイ
ドコイルを外周に配置した高周波電磁界鋳型内における
溶融金属の湯面レベルを検出する方法であって、前記湯
面レベルの変化に応じて生じる前記ソレノイドコイルの
インダクタンス変動分もしくは電流，電圧，力率，イン
ピーダンスを測定し、測定されたインダクタンス変動分
もしくは電流，電圧，力率，インピーダンスに基づいて
前記湯面レベルを得ることを特徴とする高周波電磁界鋳
型における湯面レベル検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27585092A JPH06122056A (ja) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | 高周波電磁界鋳型における湯面レベル検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27585092A JPH06122056A (ja) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | 高周波電磁界鋳型における湯面レベル検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06122056A true JPH06122056A (ja) | 1994-05-06 |
Family
ID=17561310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27585092A Withdrawn JPH06122056A (ja) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | 高周波電磁界鋳型における湯面レベル検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06122056A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999029453A1 (en) * | 1997-12-08 | 1999-06-17 | Nippon Steel Corporation | Continuous casting apparatus using a molten metal level gauge |
| US6517604B1 (en) | 1999-07-16 | 2003-02-11 | Pohang Iron & Steel Co., Ltd. | Apparatus and method for measuring the molten metal level in electromagnetic continuous casting |
| RU206007U1 (ru) * | 2021-03-24 | 2021-08-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Устройство для определения уровня расплавленного металла в индукционной установке |
-
1992
- 1992-10-14 JP JP27585092A patent/JPH06122056A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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