JPH0620627B2 - 溶滓流出防止方法 - Google Patents
溶滓流出防止方法Info
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- JPH0620627B2 JPH0620627B2 JP60158897A JP15889785A JPH0620627B2 JP H0620627 B2 JPH0620627 B2 JP H0620627B2 JP 60158897 A JP60158897 A JP 60158897A JP 15889785 A JP15889785 A JP 15889785A JP H0620627 B2 JPH0620627 B2 JP H0620627B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、連続鋳造設備などにおける取鍋からの溶滓の
流出を防止する方法に関する。
流出を防止する方法に関する。
連続鋳造の操業に当って、スラグの混入を避けること
は、鋳片の品質保証上重要なことである。
は、鋳片の品質保証上重要なことである。
すなわち、取鍋(レードル)内の溶鋼の湯面上には、溶
鋼の保温や空気酸化防止のためにスラグ(滓)が浮上し
ているが、レードルからタンディシュへの注湯の末期に
おいて、溶鋼の流出に続いてスラグが流下する。このス
ラグがタンディシュ内に注入されると、非金属介在物と
して鋳片品質を低下させるばかりでなく、タンディシュ
の内張耐火物の損傷の原因ともなる。
鋼の保温や空気酸化防止のためにスラグ(滓)が浮上し
ているが、レードルからタンディシュへの注湯の末期に
おいて、溶鋼の流出に続いてスラグが流下する。このス
ラグがタンディシュ内に注入されると、非金属介在物と
して鋳片品質を低下させるばかりでなく、タンディシュ
の内張耐火物の損傷の原因ともなる。
そこで、従来から、溶融スラグのタンディシュ内への混
入を防止するためにスラグ流出を自動的に検知する試み
が種々なされている。
入を防止するためにスラグ流出を自動的に検知する試み
が種々なされている。
たとえば、目視判定法のほかに、インピーダンス変化測
定方式(特開昭55−97847号等)、振動測定方式(特
開昭57−112964号)、ノズルからのマイクロ波帯の放
射エネルギー検出方式(特開昭57−121864号)、本出
願人の係る特願昭59−80692号の輝度測定法、あるい
は特開昭53−7359号に示された渦電流法等が知られて
いる。
定方式(特開昭55−97847号等)、振動測定方式(特
開昭57−112964号)、ノズルからのマイクロ波帯の放
射エネルギー検出方式(特開昭57−121864号)、本出
願人の係る特願昭59−80692号の輝度測定法、あるい
は特開昭53−7359号に示された渦電流法等が知られて
いる。
上記渦電流法(特開昭53−7359号)は、第1図のよう
に、取鍋1の側壁1Aの煉瓦1aと鉄皮1bとの間に、
ほぼ同一レベルで励磁コイルCaと受信コイル(検知コ
イル)Cbを設け、励磁コイルCaに100Hz程度の交
流を流し、渦電流を発生させ、他方で受信コイルCbに
おいて渦電流の変化を電圧変化として検知し、受信信号
を増巾、位相検波した後、溶鋼レベルを捉えるものであ
る。
に、取鍋1の側壁1Aの煉瓦1aと鉄皮1bとの間に、
ほぼ同一レベルで励磁コイルCaと受信コイル(検知コ
イル)Cbを設け、励磁コイルCaに100Hz程度の交
流を流し、渦電流を発生させ、他方で受信コイルCbに
おいて渦電流の変化を電圧変化として検知し、受信信号
を増巾、位相検波した後、溶鋼レベルを捉えるものであ
る。
これをさらに詳説すると、第3図(a)→(d)のように溶鋼
レベルが順次下降するとき、当初は((a)図)、渦電流
は取鍋の側壁を沿うように流れ、湯面がコイルCa,C
bレベルにまたはそれより下位になると(b,c図)、
渦電流が空気中または滓表面で反射して受信コイルCb
に達し、溶鋼が殆んど無くなった時点では(d図)、受
信コイルCbへ向う割合が少く、主に底壁を伝わるよう
になる。かかるレベル変化に伴う渦電流の流れ態様変化
に基く受信コイルCbでの電圧変化を調べると、第4図
右方に示す通りとなる。同図例は、高さ方向巾が500
mmのコイルをその中心が鍋底から400mmの高さ位置に
設けたもので(したがってコイル上端は650mm、下端
はh=150mmの位置にある)、同図によればl≒50
mm付近で電圧が急減する変曲点を発生させることが判
る。その結果、l=0〜150mm範囲内の残鋼レベルを
検知できるとともに、l=0〜50mmの範囲は特に検知
精度に優れる。
レベルが順次下降するとき、当初は((a)図)、渦電流
は取鍋の側壁を沿うように流れ、湯面がコイルCa,C
bレベルにまたはそれより下位になると(b,c図)、
渦電流が空気中または滓表面で反射して受信コイルCb
に達し、溶鋼が殆んど無くなった時点では(d図)、受
信コイルCbへ向う割合が少く、主に底壁を伝わるよう
になる。かかるレベル変化に伴う渦電流の流れ態様変化
に基く受信コイルCbでの電圧変化を調べると、第4図
右方に示す通りとなる。同図例は、高さ方向巾が500
mmのコイルをその中心が鍋底から400mmの高さ位置に
設けたもので(したがってコイル上端は650mm、下端
はh=150mmの位置にある)、同図によればl≒50
mm付近で電圧が急減する変曲点を発生させることが判
る。その結果、l=0〜150mm範囲内の残鋼レベルを
検知できるとともに、l=0〜50mmの範囲は特に検知
精度に優れる。
しかしながら、本発明者らは、250トン取鍋を用い
て、61回のチャージ試験を行ったところ次のことが判
った。すなわち、上記渦電流法に基いてスライディング
ノズル上50mmに残鋼レベルが達したことを検知する精
度は、オペレータによるスラグ流出を判定に対して、第
5図に参考的に示すように、5回の検出遅れがあるな
ど、精度的には残鋼量として、平均0.55トン、3σ
(確率99.7%)=1.65トンであった。残鋼レベ
ル精度は±12.5mmであった。これでは、出鋼歩留り
の点で不満足なもので、残鋼量<±0.5トン、残鋼レ
ベル<±4mmであることが望まれる。
て、61回のチャージ試験を行ったところ次のことが判
った。すなわち、上記渦電流法に基いてスライディング
ノズル上50mmに残鋼レベルが達したことを検知する精
度は、オペレータによるスラグ流出を判定に対して、第
5図に参考的に示すように、5回の検出遅れがあるな
ど、精度的には残鋼量として、平均0.55トン、3σ
(確率99.7%)=1.65トンであった。残鋼レベ
ル精度は±12.5mmであった。これでは、出鋼歩留り
の点で不満足なもので、残鋼量<±0.5トン、残鋼レ
ベル<±4mmであることが望まれる。
上記試験結果について考究したところ、精度を悪化させ
ている原因は、取鍋1の第1図の符号Mで示す側壁また
は側壁と底壁とのコーナー部に付着する地金であること
が判った。実際、第6図のように、9回の取鍋回数(チ
ャージ数)では地金の付着が無く、検出信号は正規の変
化を示すのに対して、14回の取鍋回数によって地金の
付着があると、電圧〜残鋼重量相関が重量大側に偏位
し、その結果、検出遅れによってたとえば0.32tonの
誤判定を招く。
ている原因は、取鍋1の第1図の符号Mで示す側壁また
は側壁と底壁とのコーナー部に付着する地金であること
が判った。実際、第6図のように、9回の取鍋回数(チ
ャージ数)では地金の付着が無く、検出信号は正規の変
化を示すのに対して、14回の取鍋回数によって地金の
付着があると、電圧〜残鋼重量相関が重量大側に偏位
し、その結果、検出遅れによってたとえば0.32tonの
誤判定を招く。
そこで、本発明の目的は、溶滓(スラグ)の流出を適確
に判断でき、もって確実に溶滓の流出を防止できる溶滓
流出防止方法を提供することにある。
に判断でき、もって確実に溶滓の流出を防止できる溶滓
流出防止方法を提供することにある。
上記問題点を解決するための本第1発明法は、取鍋の流
出孔からタンディッシュ内への溶鋼の注入に伴うスラグ
の流出をそれらの間に設けた仕切り手段の閉止操作によ
り防止する方法において、 取鍋の側壁の底壁の溶鋼流出孔側位置と、底壁の溶鋼流
出孔側と反対側の位置とのそれぞれに、一方を励磁コイ
ルとし他方を受信コイルとする一対のコイルを設け、前
記励起コイルからの渦電流を発生させ、これを受信コイ
ルにより検知して渦電流変化を捉えて残鋼レベルを判断
し、この残鋼レベルが所定のレベルに達したならば前記
仕切り手段を閉止してタンディッシュへの注入を停止す
ることを特徴とするものである。
出孔からタンディッシュ内への溶鋼の注入に伴うスラグ
の流出をそれらの間に設けた仕切り手段の閉止操作によ
り防止する方法において、 取鍋の側壁の底壁の溶鋼流出孔側位置と、底壁の溶鋼流
出孔側と反対側の位置とのそれぞれに、一方を励磁コイ
ルとし他方を受信コイルとする一対のコイルを設け、前
記励起コイルからの渦電流を発生させ、これを受信コイ
ルにより検知して渦電流変化を捉えて残鋼レベルを判断
し、この残鋼レベルが所定のレベルに達したならば前記
仕切り手段を閉止してタンディッシュへの注入を停止す
ることを特徴とするものである。
また、第2の発明法は、取鍋の流出孔からタンディッシ
ュ内への溶鋼の注入に伴うスラグの流出をそれらの間に
設けた仕切り手段の閉止操作により防止する方法におい
て、 取鍋の側壁の溶鋼流出孔側位置と、底壁の溶鋼流出孔側
と反対側の位置とのそれぞれに、一方を励磁コイルとし
他方を受信コイルとする一対のコイルを設け、前記励磁
コイルからの渦電流を発生させ、これを受信コイルによ
り検知して渦電流の変化を捉えて残鋼レベルを判断し、
この残鋼レベルが所定のレベルに達したならば前記仕切
り手段を閉止してタンディッシュへの注入を停止する渦
電流法と、 取鍋からの溶融金属の流出流の輝度を検知してその変化
を捉えてある値以上の輝度の低下があったときは前記仕
切り手段を閉止してタンディッシュへの注入を停止する
輝度測定法とを併用し、 取鍋内の残鋼量が所定量以上多い段階では前記渦電流法
を優先し、所定量以下の少なくなった段階では輝度測定
法を優先して滓出を防止することを特徴とするものであ
る。
ュ内への溶鋼の注入に伴うスラグの流出をそれらの間に
設けた仕切り手段の閉止操作により防止する方法におい
て、 取鍋の側壁の溶鋼流出孔側位置と、底壁の溶鋼流出孔側
と反対側の位置とのそれぞれに、一方を励磁コイルとし
他方を受信コイルとする一対のコイルを設け、前記励磁
コイルからの渦電流を発生させ、これを受信コイルによ
り検知して渦電流の変化を捉えて残鋼レベルを判断し、
この残鋼レベルが所定のレベルに達したならば前記仕切
り手段を閉止してタンディッシュへの注入を停止する渦
電流法と、 取鍋からの溶融金属の流出流の輝度を検知してその変化
を捉えてある値以上の輝度の低下があったときは前記仕
切り手段を閉止してタンディッシュへの注入を停止する
輝度測定法とを併用し、 取鍋内の残鋼量が所定量以上多い段階では前記渦電流法
を優先し、所定量以下の少なくなった段階では輝度測定
法を優先して滓出を防止することを特徴とするものであ
る。
本発明では、渦電流法において、従来が励磁コイルおよ
び受信コイルを側壁のみに配置していたのに対して、こ
れに付加して底壁に、あるいは両コイルの一方を側壁に
他方を底壁にのみ配置するようにしてある。本発明者ら
は、多くのチャージにおいて地金の付着状況を調べたと
ころ、取鍋の側壁、あるいは側壁と底壁とのコーナー部
には頻繁に地金が付着するものの、底壁のフラット部に
は地金が付着し難いことが判った。そこで、底壁のフラ
ット部に励磁および受信コイルの一方を配置すれば、地
金の含着に影響されないであろうと考え、実際その態様
で実験を繰り返したところ、予期した通りの好適な結果
が得られた。
び受信コイルを側壁のみに配置していたのに対して、こ
れに付加して底壁に、あるいは両コイルの一方を側壁に
他方を底壁にのみ配置するようにしてある。本発明者ら
は、多くのチャージにおいて地金の付着状況を調べたと
ころ、取鍋の側壁、あるいは側壁と底壁とのコーナー部
には頻繁に地金が付着するものの、底壁のフラット部に
は地金が付着し難いことが判った。そこで、底壁のフラ
ット部に励磁および受信コイルの一方を配置すれば、地
金の含着に影響されないであろうと考え、実際その態様
で実験を繰り返したところ、予期した通りの好適な結果
が得られた。
しかし、鍋底壁に取付けると、後記のように従来例より
検出感度が低下する。だが、検出感度が低下するとして
も、湯際を適確にかつ実際必要最少限以上の感度で検知
できる。したがって、地金の付着の影響を受けることな
く、確実に湯際を検知できる。
検出感度が低下する。だが、検出感度が低下するとして
も、湯際を適確にかつ実際必要最少限以上の感度で検知
できる。したがって、地金の付着の影響を受けることな
く、確実に湯際を検知できる。
他方で、第2発明では、渦電流法と共に特願昭59−80
692号に代表的に示される輝度測定法が併用される。こ
の併用の理由および利点を説明すると、輝度測定法は、
取鍋から流出する鋼が無くなり、スラグ(ノロ)だけが
流出し始めた時点を検出するものである。したがって、
無酸化鋳込みの実現には、完全でなく、スラグの混入を
完全には避け得ない。この意味で、Ca-Si処理材などの
高級鋼については、スラグの混入を予知できる渦電流法
に基く残鋼レベル計が必要となる。また、第7図に参考
的に示すように、スライディングノズル(S/N)に付着し
ていたアルミナが、スライディングノズルの開閉の際に
落下した場合、輝度変化を生じ、スラグが流出したもの
と判断し、誤検出する割合が、たとえば12.6%にも
達する。さらに、輝度測定法では、スライディングノズ
ルの開閉時、約4秒間は輝度が大きく変化するため、こ
の4秒間の測定地は無視することとし、輝度測定に際し
て、前4秒間の平均輝度と現在の輝度との値を比較し、
ある値以上の輝度低下があったときは、スラグ流出と判
断することとしている。したがって、スライディングノ
ズルの開閉後、4秒以内にスラグの流出があったとき
は、スラグの流出を見逃してしまい、第7図のように、
たとえば11.7%の見逃しを生じる。
692号に代表的に示される輝度測定法が併用される。こ
の併用の理由および利点を説明すると、輝度測定法は、
取鍋から流出する鋼が無くなり、スラグ(ノロ)だけが
流出し始めた時点を検出するものである。したがって、
無酸化鋳込みの実現には、完全でなく、スラグの混入を
完全には避け得ない。この意味で、Ca-Si処理材などの
高級鋼については、スラグの混入を予知できる渦電流法
に基く残鋼レベル計が必要となる。また、第7図に参考
的に示すように、スライディングノズル(S/N)に付着し
ていたアルミナが、スライディングノズルの開閉の際に
落下した場合、輝度変化を生じ、スラグが流出したもの
と判断し、誤検出する割合が、たとえば12.6%にも
達する。さらに、輝度測定法では、スライディングノズ
ルの開閉時、約4秒間は輝度が大きく変化するため、こ
の4秒間の測定地は無視することとし、輝度測定に際し
て、前4秒間の平均輝度と現在の輝度との値を比較し、
ある値以上の輝度低下があったときは、スラグ流出と判
断することとしている。したがって、スライディングノ
ズルの開閉後、4秒以内にスラグの流出があったとき
は、スラグの流出を見逃してしまい、第7図のように、
たとえば11.7%の見逃しを生じる。
これに対して、後記する残鋼レベル計を用いる渦電流法
では、スライディングノズルの開閉に伴うアルミナ落下
の影響も受けないし、ノズル開閉に伴う無視時間を採る
ものではなく、常時残鋼レベルを監視しているものであ
る。しかるに、前記のように地金付着による検出遅れは
避けられず、第7図のように、その割合はたとえば8.
5%にも達し、また残鋼レベルの予測はできるものの、
その性質からして迅速な対応には不向きである。
では、スライディングノズルの開閉に伴うアルミナ落下
の影響も受けないし、ノズル開閉に伴う無視時間を採る
ものではなく、常時残鋼レベルを監視しているものであ
る。しかるに、前記のように地金付着による検出遅れは
避けられず、第7図のように、その割合はたとえば8.
5%にも達し、また残鋼レベルの予測はできるものの、
その性質からして迅速な対応には不向きである。
そこで、本発明は、上記両法の難点を補いつつ、各法の
長所を最大限に発揮させるために、両法を併用すること
としている。すなわち、取鍋内の残鋼量が所定量、たと
えば0.5トンになるまでは、渦電流法の優先によって
残鋼レベルを監視し続け、0.5トン以下になったなら
ば、輝度測定法を優先することとしている。この方法の
利点を、再び第7図を参照しながら考えると、(1)残鋼
量0.5トンまでは渦電流法を優先するので、残鋼量9
〜4トンの範囲にみられるアルミナ落下による誤検出を
防止できる、(2)輝度測定法によるスライディングノズ
ル開閉後4秒以下のスラグ流出(11.7%)は、残鋼
量が所定の深さとなったことを検知したならば、スライ
ディングノズルを直に閉とすることによって防止でき
る。さらに、(3)残鋼レベル計による主として地金付着
による検出遅れは、0.5トン以下になったならば輝度
測定法を優先させることによって防止できる。
長所を最大限に発揮させるために、両法を併用すること
としている。すなわち、取鍋内の残鋼量が所定量、たと
えば0.5トンになるまでは、渦電流法の優先によって
残鋼レベルを監視し続け、0.5トン以下になったなら
ば、輝度測定法を優先することとしている。この方法の
利点を、再び第7図を参照しながら考えると、(1)残鋼
量0.5トンまでは渦電流法を優先するので、残鋼量9
〜4トンの範囲にみられるアルミナ落下による誤検出を
防止できる、(2)輝度測定法によるスライディングノズ
ル開閉後4秒以下のスラグ流出(11.7%)は、残鋼
量が所定の深さとなったことを検知したならば、スライ
ディングノズルを直に閉とすることによって防止でき
る。さらに、(3)残鋼レベル計による主として地金付着
による検出遅れは、0.5トン以下になったならば輝度
測定法を優先させることによって防止できる。
操業の実施に際しては、高級鋼の鋳込みにおいては、ス
ラグの混入を残鋼レベル計で残鋼レベルを予測し注入を
終了するが、その前に輝度測定法による光ファイバーが
スラグ流出を検知したら、タンディシュへの注入を終了
する。他方で、普通鋼の鋳込みにおいては、たとえば
0.5トンまでは残鋼レベル計によって残鋼レベルを監
視し続け、この段階まではたとえ光ファイバーがスラグ
流出と出力しても無視し、0.5トン以下になった後、
光ファイバーがスラグ流出と判断したならば、鋼の流出
と判定し、タンディシュへの注入を終了する。
ラグの混入を残鋼レベル計で残鋼レベルを予測し注入を
終了するが、その前に輝度測定法による光ファイバーが
スラグ流出を検知したら、タンディシュへの注入を終了
する。他方で、普通鋼の鋳込みにおいては、たとえば
0.5トンまでは残鋼レベル計によって残鋼レベルを監
視し続け、この段階まではたとえ光ファイバーがスラグ
流出と出力しても無視し、0.5トン以下になった後、
光ファイバーがスラグ流出と判断したならば、鋼の流出
と判定し、タンディシュへの注入を終了する。
以下本発明をさらに詳説する。
第1図は本発明に係る取鍋1へのコイルの配置態様を示
したもので、本発明によれば、たとえば受信コイルCc
が取鍋1の底壁1Bに配置される。図示の例は、励磁コ
イルCaおよび受信コイルCbを側壁1Aに配置する以
外に受信コイルCcを底壁1Bにも設けた例であるが、
受信コイルCbは省略することも可能である。ただ、精
度の点で、受信コイルCbを残存させておくのが好まし
い。また、底壁1Bに励磁コイル、側壁1Aに受信コイ
ルを設けてもよい。励磁コイルCaは、スライディング
ノズル側に設けておき、受信コイルCcはスライディン
グノズルと反対側に設けるのが好ましく、その位置はd
=0.5〜1.5m程度が望ましい。
したもので、本発明によれば、たとえば受信コイルCc
が取鍋1の底壁1Bに配置される。図示の例は、励磁コ
イルCaおよび受信コイルCbを側壁1Aに配置する以
外に受信コイルCcを底壁1Bにも設けた例であるが、
受信コイルCbは省略することも可能である。ただ、精
度の点で、受信コイルCbを残存させておくのが好まし
い。また、底壁1Bに励磁コイル、側壁1Aに受信コイ
ルを設けてもよい。励磁コイルCaは、スライディング
ノズル側に設けておき、受信コイルCcはスライディン
グノズルと反対側に設けるのが好ましく、その位置はd
=0.5〜1.5m程度が望ましい。
本発明において、なぜ受信(または励磁)コイルを取鍋
1の底壁1Bに配置するのが好ましいかは、次の通りで
ある。第8図は、スライディングノズル上の残鋼深さと
受信コイル電磁場強度が、受信コイルの位置および地金
の付着有無によってどのように変化するかを調べたもの
で、第9図はその要部拡大図である。この場合、地金は
h=300mmの位置に付着した例である。まず、第8図に注
目すると、Ca+Cbの場合におけるh=150mmとh=400
mmとの比較では、後者の方が電磁場強度が大で勾配が急
であるから、検出精度は高い。そしてh=400mmでは、地
金の付着の有無に然程左右されていない。これに対し
て、h=150mmでは検出感度が低く、特に地金が付着する
と、勾配が残鋼深さの浅い状態で緩い。地金は通常h=3
00mm程度の高さ範囲まで付着するから、Ca+Cbの場
合、300mm以上、好ましくは350mm以上の位置(従
来例では150mm)に配置することが望ましい。
1の底壁1Bに配置するのが好ましいかは、次の通りで
ある。第8図は、スライディングノズル上の残鋼深さと
受信コイル電磁場強度が、受信コイルの位置および地金
の付着有無によってどのように変化するかを調べたもの
で、第9図はその要部拡大図である。この場合、地金は
h=300mmの位置に付着した例である。まず、第8図に注
目すると、Ca+Cbの場合におけるh=150mmとh=400
mmとの比較では、後者の方が電磁場強度が大で勾配が急
であるから、検出精度は高い。そしてh=400mmでは、地
金の付着の有無に然程左右されていない。これに対し
て、h=150mmでは検出感度が低く、特に地金が付着する
と、勾配が残鋼深さの浅い状態で緩い。地金は通常h=3
00mm程度の高さ範囲まで付着するから、Ca+Cbの場
合、300mm以上、好ましくは350mm以上の位置(従
来例では150mm)に配置することが望ましい。
次いで、第9図に着目すると、同図の(I)〜(IV)は、い
ずれも受信コイルCcを鍋底に配置した例で、励磁コイ
ルCaの高さ位置hを150mm、400mmに変えると共
に、地金付着の有無によって感度がどのように変化する
かを示したものである。
ずれも受信コイルCcを鍋底に配置した例で、励磁コイ
ルCaの高さ位置hを150mm、400mmに変えると共
に、地金付着の有無によって感度がどのように変化する
かを示したものである。
これを考えると、鍋底に受信コイルCcを設置した場
合、上記Ca+Cbの場合に比較して感度がいずれの場
合((I)〜(IV))も低下することが判る。また、励起コ
イルCaの設置位置が、h=150mmの場合より、h=40
0mmの場合の方が、感度が高くなるとともに、地金が含
着していない方が感度が高くなることが判る。したがっ
て、この場合も、励磁コイルCaはたとえばh=400
mmのように高い位置に設置するのが望まれる。しかる
に、250トン容量の取鍋において1.3゜の傾度角度で
スラグ流出を検知する場合では、検出時の平均残鋼は
3.4トン程度であるから、h=400mmで地金付の(I
II)線に注目すると、たとえノズル範囲を考えても、±
0.6トン(3σ−確率99.7%)の精度が得られ
る。残鋼レベル精度では±5mmである。この精度は、実
用性を考えた場合、満足できる精度である。
合、上記Ca+Cbの場合に比較して感度がいずれの場
合((I)〜(IV))も低下することが判る。また、励起コ
イルCaの設置位置が、h=150mmの場合より、h=40
0mmの場合の方が、感度が高くなるとともに、地金が含
着していない方が感度が高くなることが判る。したがっ
て、この場合も、励磁コイルCaはたとえばh=400
mmのように高い位置に設置するのが望まれる。しかる
に、250トン容量の取鍋において1.3゜の傾度角度で
スラグ流出を検知する場合では、検出時の平均残鋼は
3.4トン程度であるから、h=400mmで地金付の(I
II)線に注目すると、たとえノズル範囲を考えても、±
0.6トン(3σ−確率99.7%)の精度が得られ
る。残鋼レベル精度では±5mmである。この精度は、実
用性を考えた場合、満足できる精度である。
このように、地金付着による検出遅れに対処するため
に、取鍋の底壁に励磁コイルまたは受信コイルの対の一
方を設けることが有効であるとともに、底壁にコイルを
設けても、地金の付着があったとしても十分な精度が得
られることが判る。
に、取鍋の底壁に励磁コイルまたは受信コイルの対の一
方を設けることが有効であるとともに、底壁にコイルを
設けても、地金の付着があったとしても十分な精度が得
られることが判る。
第2図は、連続鋳造設備の主要な制御系を図示したもの
で、取鍋1からの溶鋼は、取鍋1の流出孔を介して油圧
によって開閉作動せられるスライディングノズルを構成
するスライドゲート2を通って、取鍋ノズル3を伝わ
り、シールカバー4により外部と隔離されたタンディシ
ュ5内に流下させられる。タンディシュ5からの溶鋼
は、浸漬ノズル6を介して鋳型7内に注入されるととも
に、そこで冷却を受けながら、下方へ引き抜かれる。
で、取鍋1からの溶鋼は、取鍋1の流出孔を介して油圧
によって開閉作動せられるスライディングノズルを構成
するスライドゲート2を通って、取鍋ノズル3を伝わ
り、シールカバー4により外部と隔離されたタンディシ
ュ5内に流下させられる。タンディシュ5からの溶鋼
は、浸漬ノズル6を介して鋳型7内に注入されるととも
に、そこで冷却を受けながら、下方へ引き抜かれる。
ここで、取鍋1からの流出流に臨んで、後に詳述する輝
度測定法に基く光ファイバーを用いたスラグ流出検知器
8が設けられている。また、最適残鋼レベル予測システ
ム10を動作させるために、スラグ流出検知器8からの
信号のほか、コイルCa,Cb,Ccに基く残鋼レベル
計9からの信号、タンディシュ重量信号、モールド巾信
号、鋳込長信号が各検出器(それ自体公知)から与えら
れる。さらに、連続鋳造用プロセスコンピュータ(CCプ
ロコン)11から、図示の情報が与えられる。最適残鋼
レベル予測システム10は、各信号および情報を基にし
て、取鍋の傾動およびスライドゲート開閉指令を与え
る。
度測定法に基く光ファイバーを用いたスラグ流出検知器
8が設けられている。また、最適残鋼レベル予測システ
ム10を動作させるために、スラグ流出検知器8からの
信号のほか、コイルCa,Cb,Ccに基く残鋼レベル
計9からの信号、タンディシュ重量信号、モールド巾信
号、鋳込長信号が各検出器(それ自体公知)から与えら
れる。さらに、連続鋳造用プロセスコンピュータ(CCプ
ロコン)11から、図示の情報が与えられる。最適残鋼
レベル予測システム10は、各信号および情報を基にし
て、取鍋の傾動およびスライドゲート開閉指令を与え
る。
前述のスラグ流出検知器8の詳細は、第10図に示され
ている。すなわち、溶鋼流出流MFに臨んで、保護管2
0内に光ファイバー21が設けられ、流出流MFを睨ん
でいる。また、保護管20を通して精度低下を招く異物
をパージするためのパージ用不活性ガスが先端から吹き
出すようになっている。光ファイバー21を通る流出流
MFからの光信号は、光パワーメータ22において、ま
ずフィルタ22aを通り、集光レンズ22bを介して輝
度検出センサー22cに与えられ、増巾器22dを介し
て前記の予測システム10に入力される。この場合、光
パワーメータ22では、光ファイバーからの円形視野内
の平均輝度を測光する。輝度検出センサー22cの手前
にはフィルター22aが設けられ、0.8ミクロンメー
タ前後のスペクトル以外の入射光をカットするようにな
っている。かかる輝度測定法では、溶鋼流からスラグ流
出に代わると、輝度が高まり、これによってスラグ流出
を直接的に検出できる。
ている。すなわち、溶鋼流出流MFに臨んで、保護管2
0内に光ファイバー21が設けられ、流出流MFを睨ん
でいる。また、保護管20を通して精度低下を招く異物
をパージするためのパージ用不活性ガスが先端から吹き
出すようになっている。光ファイバー21を通る流出流
MFからの光信号は、光パワーメータ22において、ま
ずフィルタ22aを通り、集光レンズ22bを介して輝
度検出センサー22cに与えられ、増巾器22dを介し
て前記の予測システム10に入力される。この場合、光
パワーメータ22では、光ファイバーからの円形視野内
の平均輝度を測光する。輝度検出センサー22cの手前
にはフィルター22aが設けられ、0.8ミクロンメー
タ前後のスペクトル以外の入射光をカットするようにな
っている。かかる輝度測定法では、溶鋼流からスラグ流
出に代わると、輝度が高まり、これによってスラグ流出
を直接的に検出できる。
このスラグ流出検知器8を用いる輝度測定法は、渦電流
法に基く残鋼レベル計9と組せられ、前述の〔作用〕の
項で述べた通りの制御が行われるが、残鋼レベルの予測
は次のようにして行われる。
法に基く残鋼レベル計9と組せられ、前述の〔作用〕の
項で述べた通りの制御が行われるが、残鋼レベルの予測
は次のようにして行われる。
すなわち、残鋼レベル計9は、第11図のように、各コ
イルCa,Cb,Ccに対して、励磁電源91、前置増
巾器92B,92C、位相検波増巾器93B,93Cが
設けられ、励磁周波数調整回路94から基準周波数電流
が励起電源91に与えられ、そこから150〜300ト
ンの取鍋に対しては50〜200Hz の交流励起電流が与え
られる。発生した渦電流は受信コイルCb,Ccにより
検出され、前置増巾後、位相検波増巾された後、最適残
鋼レベル予測システム10に取込まれる。
イルCa,Cb,Ccに対して、励磁電源91、前置増
巾器92B,92C、位相検波増巾器93B,93Cが
設けられ、励磁周波数調整回路94から基準周波数電流
が励起電源91に与えられ、そこから150〜300ト
ンの取鍋に対しては50〜200Hz の交流励起電流が与え
られる。発生した渦電流は受信コイルCb,Ccにより
検出され、前置増巾後、位相検波増巾された後、最適残
鋼レベル予測システム10に取込まれる。
受信コイルCb,Ccで検出される信号は、第12図の
経時変化を示す。もし、溶鋼の流出に際して、大きな地
金が残ったら、時刻点では検出誤差が大きいので、湯
際の検知が困難である。そこで、地金の付着が少ない点
にほぼ相当する位置に取付けられた受信コイルCcに
よって点を検出し、その残鋼深さd7を記憶しておく。
一方で、受信コイルCbからの信号はその後の点(最
適残鋼深さの点)まで図示のような変化を示すが、〜
までの約10点の検出信号レベルを記憶しておき、次
回の信号処理のための材料としておく。この10点の中
には、の点における受信コイルCbが出力するd7を含
めておく。
経時変化を示す。もし、溶鋼の流出に際して、大きな地
金が残ったら、時刻点では検出誤差が大きいので、湯
際の検知が困難である。そこで、地金の付着が少ない点
にほぼ相当する位置に取付けられた受信コイルCcに
よって点を検出し、その残鋼深さd7を記憶しておく。
一方で、受信コイルCbからの信号はその後の点(最
適残鋼深さの点)まで図示のような変化を示すが、〜
までの約10点の検出信号レベルを記憶しておき、次
回の信号処理のための材料としておく。この10点の中
には、の点における受信コイルCbが出力するd7を含
めておく。
残鋼深さ(レベル)が点に達したならば、次のように
して、その後の残鋼レベルの推測を行う。
して、その後の残鋼レベルの推測を行う。
この推測に際しては、取鍋の使用回数に伴って、煉瓦が
損耗し、特に底壁の底レベルが下降することによって、
第14図あるいは第6図のように残鋼レベル検出信号が
変化することを考慮しなければならない。いま、n回目
の操業に当って、〜まで、それぞれ鋳込長として
l1,l2,l3,l4,(cm)と変化し、また注入したタンディシュ
内の溶鋼重量としてW1,W2,W3,W0 (トン)と変化し、モー
ルドの断面積をS(cm2)、溶鋼の密度をγ(トン/cm2)、
溶鋼熱膨張係数をα、煉瓦張替直後の取鍋の内径をD(c
m)、取鍋側壁煉瓦損耗速度をR(cm/使用回数)とすれ
ば、残鋼深さdiは次記(1)式によって与えられる。
損耗し、特に底壁の底レベルが下降することによって、
第14図あるいは第6図のように残鋼レベル検出信号が
変化することを考慮しなければならない。いま、n回目
の操業に当って、〜まで、それぞれ鋳込長として
l1,l2,l3,l4,(cm)と変化し、また注入したタンディシュ
内の溶鋼重量としてW1,W2,W3,W0 (トン)と変化し、モー
ルドの断面積をS(cm2)、溶鋼の密度をγ(トン/cm2)、
溶鋼熱膨張係数をα、煉瓦張替直後の取鍋の内径をD(c
m)、取鍋側壁煉瓦損耗速度をR(cm/使用回数)とすれ
ば、残鋼深さdiは次記(1)式によって与えられる。
この(1)式は、各使用回においても成り立つとともに、
それらの各回ごと受信コイルCbの示す出力も同様な変
化があらわれるはずである。したがって、現n回におい
て、前述の点を検知したならば、(1)式によってのそ
の後の刻々の残鋼深さ変化を推定できる。この場合、現
n回目の使用において点まで変化は、受信コイルCb
の出力変化によって現実の信号として与えられるから、
点以降最適残鋼深さを与える点までの範囲における
上記(1)式による推定に当って、修正を加えながら推定
を行う。
それらの各回ごと受信コイルCbの示す出力も同様な変
化があらわれるはずである。したがって、現n回におい
て、前述の点を検知したならば、(1)式によってのそ
の後の刻々の残鋼深さ変化を推定できる。この場合、現
n回目の使用において点まで変化は、受信コイルCb
の出力変化によって現実の信号として与えられるから、
点以降最適残鋼深さを与える点までの範囲における
上記(1)式による推定に当って、修正を加えながら推定
を行う。
かくして、最終的に、現残鋼深さが最適の残鋼深さに達
したならば、タンディシュへの注入を終了するなどの操
作を行う。
したならば、タンディシュへの注入を終了するなどの操
作を行う。
次いで、第15図に基いて、各制御系の関係について説
明する。
明する。
まず、残鋼深さがたとえば500mmに達したならば(A
点)、取鍋の傾動を行う。ほぼ同時に、タンディシュ重
量制御における溶鋼重量の設定レベルを上げ(B点)、
連々鋳の時間的余裕を取るとともに、たとえば溶鋼残量
10トンまでの閉ループ制御を続行する。この設定レベ
ル上昇区間では、勿論レードルノズルの開度が高めに制
御される。
点)、取鍋の傾動を行う。ほぼ同時に、タンディシュ重
量制御における溶鋼重量の設定レベルを上げ(B点)、
連々鋳の時間的余裕を取るとともに、たとえば溶鋼残量
10トンまでの閉ループ制御を続行する。この設定レベ
ル上昇区間では、勿論レードルノズルの開度が高めに制
御される。
その後、溶鋼深さが10トン未満になると、タンディシ
ュに流入する溶鋼中にスラグが混入し始める可能性があ
るので、スラグ混入開始をできる限り遅らせるために
は、取鍋ノズルの開閉を行わないことが好ましい。そこ
で10トン未満の点から、取鍋ノズルの開度を低めまた
は高めの一定に保持し(C)、湯面を安定させ、鋳片への
介在物混入の防止を図る。その結果、タンディシュ内溶
鋼重量は増加または減少し始める(D)。タンディシュ内
溶鋼重量が増加するとオーバーフローとなり、減少する
と連々鋳の時間的余裕が減少して好ましくない。そこ
で、取鍋ノズルの開度を変更する(E)ことにより、タン
ディシュ内の溶鋼量の調整を行う。しかるに、この調整
は、上記の理由によって湯面が不安定となるため、頻繁
には行うべきでなく、タンディシュの変化率が大きくな
ったときは、鋳込速度を変更する(F)。
ュに流入する溶鋼中にスラグが混入し始める可能性があ
るので、スラグ混入開始をできる限り遅らせるために
は、取鍋ノズルの開閉を行わないことが好ましい。そこ
で10トン未満の点から、取鍋ノズルの開度を低めまた
は高めの一定に保持し(C)、湯面を安定させ、鋳片への
介在物混入の防止を図る。その結果、タンディシュ内溶
鋼重量は増加または減少し始める(D)。タンディシュ内
溶鋼重量が増加するとオーバーフローとなり、減少する
と連々鋳の時間的余裕が減少して好ましくない。そこ
で、取鍋ノズルの開度を変更する(E)ことにより、タン
ディシュ内の溶鋼量の調整を行う。しかるに、この調整
は、上記の理由によって湯面が不安定となるため、頻繁
には行うべきでなく、タンディシュの変化率が大きくな
ったときは、鋳込速度を変更する(F)。
上記の本発明例によれば、第5図のように、地金付着お
よび低熱によるノズル詰りによるスラグ流出検知遅れが
皆無となり、かつ大きな残鋼発生の機会も無くなり、的
中率として平均=0.57ton、標準偏差σ(68)=0.3
9t、3σ(99.7%)1.17tとなり、きわめて高い結果
が得られる。
よび低熱によるノズル詰りによるスラグ流出検知遅れが
皆無となり、かつ大きな残鋼発生の機会も無くなり、的
中率として平均=0.57ton、標準偏差σ(68)=0.3
9t、3σ(99.7%)1.17tとなり、きわめて高い結果
が得られる。
これを第1表としてまとめて表わす。
〔発明の効果〕 以上の通り、本発明によれば、スラグの流出を確実に防
止でき、鋳片の品質向上を達成できるばかりでなく、残
湯(鋼)量を大巾に少くでき、歩留りの向上も図ること
ができる。
止でき、鋳片の品質向上を達成できるばかりでなく、残
湯(鋼)量を大巾に少くでき、歩留りの向上も図ること
ができる。
第1図は取鍋へのコイルの配置例を示す取鍋傾動時の部
分断面正面図、第2図は連続鋳造設備の主要制御系の説
明図、第3図(a)〜(d)は溶鋼レベル変化に伴う渦電流の
流れ態様図、第4図は取鍋コイル位置とその出力電圧と
の関係図、第5図は本発明法による残鋼量制御精度のヒ
ストグラム、第6図は取鍋使用回数に伴う検出電圧変化
図、第7図は渦電流法および輝度測定法による誤検出要
素の頻度図、第8図は残鋼深さ〜受信コイル電磁場強度
相関図、第9図はその要部拡大図で取鍋の底壁に受信コ
イルを配置した場合の特性図、第10図は輝度測定法の
測定態様図、第11図は残鋼レベル計のブロック図、第
12図は側壁の受信コイルおよび底壁受信コイルの検出
信号変化図、第13図は底壁受信コイルと残鋼との関係
を示す概要図、第14図は取鍋の使用回数に伴う検出信
号変化図、第15図はタンディシュへの注入末期の制御
法を示すタイムチャートである。 1……取鍋、2……スライドゲート、3……取鍋ノズ
ル、5……タンディシュ、7……モールド、8……スラ
グ流出検知器、9……残鋼レベル計、21……光ファイ
バー、22……光パワーメータ、Ca……励磁コイル、
Cb,Cc……受信コイル。
分断面正面図、第2図は連続鋳造設備の主要制御系の説
明図、第3図(a)〜(d)は溶鋼レベル変化に伴う渦電流の
流れ態様図、第4図は取鍋コイル位置とその出力電圧と
の関係図、第5図は本発明法による残鋼量制御精度のヒ
ストグラム、第6図は取鍋使用回数に伴う検出電圧変化
図、第7図は渦電流法および輝度測定法による誤検出要
素の頻度図、第8図は残鋼深さ〜受信コイル電磁場強度
相関図、第9図はその要部拡大図で取鍋の底壁に受信コ
イルを配置した場合の特性図、第10図は輝度測定法の
測定態様図、第11図は残鋼レベル計のブロック図、第
12図は側壁の受信コイルおよび底壁受信コイルの検出
信号変化図、第13図は底壁受信コイルと残鋼との関係
を示す概要図、第14図は取鍋の使用回数に伴う検出信
号変化図、第15図はタンディシュへの注入末期の制御
法を示すタイムチャートである。 1……取鍋、2……スライドゲート、3……取鍋ノズ
ル、5……タンディシュ、7……モールド、8……スラ
グ流出検知器、9……残鋼レベル計、21……光ファイ
バー、22……光パワーメータ、Ca……励磁コイル、
Cb,Cc……受信コイル。
Claims (2)
- 【請求項1】取鍋の流出孔からタンディッシュ内への溶
鋼の注入に伴うスラグの流出をそれらの間に設けた仕切
り手段の閉止操作により防止する方法において、 取鍋の側壁の底壁の溶鋼流出孔側位置と、底壁の溶鋼流
出孔側と反対側の位置とのそれぞれに、一方を励磁コイ
ルとし他方を受信コイルとする一対のコイルを設け、前
記励磁コイルからの渦電流を発生させ、これを受信コイ
ルにより検知して渦電流変化を捉えて残鋼レベルを判断
し、この残鋼レベルが所定のレベルに達したならば前記
仕切り手段を閉止してタンディッシュへの注入を停止す
ることを特徴とする溶滓流出防止方法。 - 【請求項2】取鍋の流出孔からタンディッシュ内への溶
鋼の注入に伴うスラグの流出をそれらの間に設けた仕切
り手段の閉止操作により防止する方法において、 取鍋の側壁の溶鋼流出孔側位置と、底壁の溶鋼流出孔側
と反対側の位置とのそれぞれに、一方を励磁コイルとし
他方を受信コイルとする一対のコイルを設け、前記励磁
コイルからの渦電流を発生させ、これを受信コイルによ
り検知して渦電流の変化を捉えて残鋼レベルを判断し、
この残鋼レベルが所定のレベルに達したならば前記仕切
り手段を閉止してタンディッシュへの注入を停止する渦
電流法と、 取鍋からの溶融金属の流出流の輝度を検知してその変化
を捉えてある値以上の輝度の低下があったときは前記仕
切り手段を閉止してタンディッシュへの注入を停止する
輝度測定法とを併用し、 取鍋内の残鋼量が所定量以上多い段階では前記渦電流法
を優先し、所定量以下の少なくなった段階では輝度測定
法を優先して滓出を防止することを特徴とする溶滓流出
防止方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60158897A JPH0620627B2 (ja) | 1985-07-18 | 1985-07-18 | 溶滓流出防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60158897A JPH0620627B2 (ja) | 1985-07-18 | 1985-07-18 | 溶滓流出防止方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6221448A JPS6221448A (ja) | 1987-01-29 |
| JPH0620627B2 true JPH0620627B2 (ja) | 1994-03-23 |
Family
ID=15681759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60158897A Expired - Lifetime JPH0620627B2 (ja) | 1985-07-18 | 1985-07-18 | 溶滓流出防止方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0620627B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6539805B2 (en) | 1994-07-19 | 2003-04-01 | Vesuvius Crucible Company | Liquid metal flow condition detection |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL8201396A (nl) * | 1982-04-01 | 1983-11-01 | Dow Chemical Nederland | Zilver katalysator en een werkwijze voor de bereiding daarvan. |
| JPS5914037U (ja) * | 1982-07-16 | 1984-01-27 | オムロン株式会社 | 感温素子 |
| JPS5929785U (ja) * | 1982-08-18 | 1984-02-24 | パイオニア株式会社 | タイマ表示装置 |
-
1985
- 1985-07-18 JP JP60158897A patent/JPH0620627B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6221448A (ja) | 1987-01-29 |
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