JPH0620626B2 - 湯洩れ検出装置および電位検出装置 - Google Patents

湯洩れ検出装置および電位検出装置

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JPH0620626B2
JPH0620626B2 JP18540089A JP18540089A JPH0620626B2 JP H0620626 B2 JPH0620626 B2 JP H0620626B2 JP 18540089 A JP18540089 A JP 18540089A JP 18540089 A JP18540089 A JP 18540089A JP H0620626 B2 JPH0620626 B2 JP H0620626B2
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義光 柏倉
啓一 高橋
誠 清水
雄司 佐藤
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Nippon Steel Corp
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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、鉄皮を漏洩誘電電流が貫通し、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、タンデイ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
成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
ュ内溶鋼が接触しさ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スタッドを称す
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には誘電加熱装置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19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1−湯洩れ箇
所24−タンデイッシュ鉄皮9−アース3−鉄片12と
接触する機器(ピンチロール等)4−溶鋼1、の異常外部
電流路23が形成され、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漏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〕
本発明の湯漏れ検出装置は、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成し
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電力等の条件、を加味した基
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、タンデイッシュにその高さ方向に合わせて設
置しタンデイ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1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はタンデイッシュ鉄皮を示
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。10は、受湯室7と注湯室8を接続
している湯溝である。
13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11はタンデイッシュ2
の耐火物壁に沿って略垂直方向にタンデイッシュ底部ま
で延びている。導電性電極11は、例えば黒鉛室の耐火
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19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鋼1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V,Vとし、誘電加熱装置の主磁
束で誘鋼内に誘起された電位をVnとし、1ストランド
側の溶鋼アース間の抵抗をRとし、2ストランド側の
溶鋼アース間の抵抗をR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、 V={(Vn/2)/(R+R)}×R≒Vn/4V={(Vn
/2)/(R+R)}×R≒Vn/4但し、R≒R
,R>>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,Vは、 V≒Vn/2,V≒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|V1−V2 |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、1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、1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
湯室とアース間の電位V,Vは重ねの理から第9図
に示すごとく、V≒0,V≒0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V,Vは、 V≒Vn/2,V≒Vn/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V,V
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
14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つのA/Dコンバータ
14の出力データの差の絶対値Vd|v1−v2|を算出し
て、Vd>Vsのときには、湯洩れを報知し、かつ、Vd
>Vsが設定時間以上継続するか、あるいは、Vd>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、および、 (2)1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11図の一点鎖線)Vsを算出し、2つ
のA/Dコンバータ14の出力データの平均値Vm=(V1
−v2)/2を算出して、Vm/Vsのときには、湯洩れを報
知し、かつ、Vm/Vs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1
5は上記(1)を実行し、使用ストランド数が2のときに
は上記(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スト
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1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、V(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、
(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。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。
〔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、本発明の一実施例の構成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。 第3図は、第1図に示すタンディツ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。 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10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、タンデイ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 9:タンディッシュ鉄皮、10:湯溝 11:導電性電極、12:鋳片、13:絶縁アンプ 14:アナログディジタル変換器(11,13,14:電位検出装置) 15:プロセスコントローラ(比較する手段,検出する手段) 16:入力装置、17:警報装置、18:リード線 19:耐火物、20:溶鋼内電流路、21:外部電流路 22:湯溝抵抗、23:異常外部電流路、24:湯洩箇所
フロントページの続き (72)発明者 佐藤 雄司 北海道室蘭市仲町12番地 新日本製鐵株式 會社室蘭製鐵所内 (72)発明者 加持谷 悦鶴 北海道室蘭市仲町12番地 新日本製鐵株式 會社室蘭製鐵所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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からの溶鋼
    の漏出を検出する装置において、 タンディッシュ内の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
    えたことを特徴とする湯洩れ検出装置。
  2. 【請求項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ことを特徴とする電位検出装置。
JP18540089A 1989-07-18 1989-07-18 湯洩れ検出装置および電位検出装置 Expired - Lifetime JPH0620626B2 (ja)

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JPH0352748A JPH0352748A (ja) 1991-03-06
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