JPH0921679A - 金属溶湯の湯面レベル検出装置 - Google Patents
金属溶湯の湯面レベル検出装置Info
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- JPH0921679A JPH0921679A JP7173763A JP17376395A JPH0921679A JP H0921679 A JPH0921679 A JP H0921679A JP 7173763 A JP7173763 A JP 7173763A JP 17376395 A JP17376395 A JP 17376395A JP H0921679 A JPH0921679 A JP H0921679A
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Landscapes
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 金属溶湯を鋳造する際、鋳型内の湯面レベル
を注湯停止直前までリアルタイムで高精度検出する。 【構成】 超音波の発信および受信を行う超音波セン
サ、検出対象湯面に浮かべる第１反射板、該センサと該
第１反射板の間に設けた第２反射板、受信した超音波信
号を処理する多数決フィルタを有してなる。 【効果】 注湯停止制御の精度向上により、オーバーフ
ロー事故および鋳造不良の防止。鋳造速度制御により鋳
造品の表面性状など品質面の向上。
を注湯停止直前までリアルタイムで高精度検出する。 【構成】 超音波の発信および受信を行う超音波セン
サ、検出対象湯面に浮かべる第１反射板、該センサと該
第１反射板の間に設けた第２反射板、受信した超音波信
号を処理する多数決フィルタを有してなる。 【効果】 注湯停止制御の精度向上により、オーバーフ
ロー事故および鋳造不良の防止。鋳造速度制御により鋳
造品の表面性状など品質面の向上。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋳造中の鋳型内に
おける金属溶湯の湯面レベルをリアルタイムで検出する
ための装置に関するものである。
おける金属溶湯の湯面レベルをリアルタイムで検出する
ための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】金属溶湯を鋳造する際、鋳型内の湯面が
所定レベルに達した時点で、溶湯の注入を停止しなけれ
ばならない。注湯停止の時期を誤ると、溶湯がオーバー
フローして事故に至り、あるいは注湯不足による鋳造不
良品が発生する。そのため、従来、取鍋の重量を計測し
て、その変化から鋳型内の湯面レベルを推定し、あるい
は湯面に浮かべた浮きを観察することで湯面レベルを検
出し、注湯停止の操作が行われていた。浮きによる湯面
レベル検出は、取鍋より上方に出た浮きの位置変化を観
察することにより行われる。
所定レベルに達した時点で、溶湯の注入を停止しなけれ
ばならない。注湯停止の時期を誤ると、溶湯がオーバー
フローして事故に至り、あるいは注湯不足による鋳造不
良品が発生する。そのため、従来、取鍋の重量を計測し
て、その変化から鋳型内の湯面レベルを推定し、あるい
は湯面に浮かべた浮きを観察することで湯面レベルを検
出し、注湯停止の操作が行われていた。浮きによる湯面
レベル検出は、取鍋より上方に出た浮きの位置変化を観
察することにより行われる。
【０００３】しかし、湯面レベル検知に関し、取鍋の重
量変化による手段は間接的で精度上問題があるため、ま
た、浮き観察による手段は、鋳型上方の空間が狭い場合
は鋳造終了までの計測ができないため、従来の注湯停止
制御は満足できるものではなかった。
量変化による手段は間接的で精度上問題があるため、ま
た、浮き観察による手段は、鋳型上方の空間が狭い場合
は鋳造終了までの計測ができないため、従来の注湯停止
制御は満足できるものではなかった。
【０００４】また、鋳造品の表面性状、介在物やガス浮
上などの品質面の要求から、鋳造速度を最適に制御しよ
うとする試みがなされ、高精度の湯面レベル検出を行っ
て、湯面の上昇速度を計測する必要性が生じた。この場
合は、上記取鍋の重量変化による手段は精度の問題で採
用できず、浮きを使用する手段では、鋳型上方の空間が
取鍋や注入ノズルとの関係で狭い場合には、計測範囲が
限定されるので、採用できないという問題があった。
上などの品質面の要求から、鋳造速度を最適に制御しよ
うとする試みがなされ、高精度の湯面レベル検出を行っ
て、湯面の上昇速度を計測する必要性が生じた。この場
合は、上記取鍋の重量変化による手段は精度の問題で採
用できず、浮きを使用する手段では、鋳型上方の空間が
取鍋や注入ノズルとの関係で狭い場合には、計測範囲が
限定されるので、採用できないという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、金属溶湯を
鋳造する際、鋳型内の湯面レベルを注湯停止直前までリ
アルタイムで検出することにより、注湯停止制御の精度
を向上させるとともに、鋳造速度を制御して、鋳造品の
表面性状改善や、介在物浮上など、品質面の向上をはか
ることを目的とする。
鋳造する際、鋳型内の湯面レベルを注湯停止直前までリ
アルタイムで検出することにより、注湯停止制御の精度
を向上させるとともに、鋳造速度を制御して、鋳造品の
表面性状改善や、介在物浮上など、品質面の向上をはか
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
の本発明は、超音波の発信および受信を行う超音波セン
サ、検出対象湯面に浮かべる第１反射板、該センサと該
第１反射板の間に設けた第２反射板、受信した超音波信
号を処理する多数決フィルタを有してなることを特徴と
する金属溶湯の湯面レベル検出装置である。
の本発明は、超音波の発信および受信を行う超音波セン
サ、検出対象湯面に浮かべる第１反射板、該センサと該
第１反射板の間に設けた第２反射板、受信した超音波信
号を処理する多数決フィルタを有してなることを特徴と
する金属溶湯の湯面レベル検出装置である。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明装置を図１の例により説明
する。図１はインゴットの下注ぎ鋳造の例である。取鍋
１１内の溶湯を、スライディングノズル１２の開度を調
整し、注入管１３を経て、鋳型７に注湯している。鋳型
７内の溶湯８には、保温および潤滑のため、湯面９上に
パウダー１０が置かれている。そして、鋳型７の上方の
空間は、取鍋１１があるため狭くなっている。本発明装
置は、このような鋳型７内においても、注湯により上昇
しつつある湯面９のレベルを、リアルタイムで高精度に
検出するものであり、超音波センサ１、第１反射板２、
第２反射板３および多数決フィルタ５を有してなること
を特徴とする。
する。図１はインゴットの下注ぎ鋳造の例である。取鍋
１１内の溶湯を、スライディングノズル１２の開度を調
整し、注入管１３を経て、鋳型７に注湯している。鋳型
７内の溶湯８には、保温および潤滑のため、湯面９上に
パウダー１０が置かれている。そして、鋳型７の上方の
空間は、取鍋１１があるため狭くなっている。本発明装
置は、このような鋳型７内においても、注湯により上昇
しつつある湯面９のレベルを、リアルタイムで高精度に
検出するものであり、超音波センサ１、第１反射板２、
第２反射板３および多数決フィルタ５を有してなること
を特徴とする。
【０００８】本発明装置において、超音波センサー１か
ら発信された超音波は、第２反射板３で曲げられて鋳型
７内に入り、湯面９のパウダー１０上に置かれた第１反
射板２で反射され、同じ経路を通って超音波センサ１に
受信される。受信された信号はアンプユニット４で増幅
され、多数決フィルタ５でノイズ除去され、湯面９の高
さレベルに相当する信号が、表示器６に湯面レベルとし
て表示される。
ら発信された超音波は、第２反射板３で曲げられて鋳型
７内に入り、湯面９のパウダー１０上に置かれた第１反
射板２で反射され、同じ経路を通って超音波センサ１に
受信される。受信された信号はアンプユニット４で増幅
され、多数決フィルタ５でノイズ除去され、湯面９の高
さレベルに相当する信号が、表示器６に湯面レベルとし
て表示される。
【０００９】本発明において、受信され増幅されたレベ
ル信号は、ハンチング的なノイズのため、検出指示値が
安定しないが、多数決フィルタ５により、デジタル表示
できるまでに、ノイズ除去される。多数決フィルタ５で
は、一定時間ｔにおいて、ハンチング信号が基準数Ｎ以
下であれば、これらをノイズとみなし、無視して以前の
信号値を保持し、基準数Ｎを超えたとき、その超えた時
点の信号値を検出値とする。一定時間ｔと基準数Ｎにつ
いて、適正な値を採用することで、精度のよい安定した
検出値を得ることができる。
ル信号は、ハンチング的なノイズのため、検出指示値が
安定しないが、多数決フィルタ５により、デジタル表示
できるまでに、ノイズ除去される。多数決フィルタ５で
は、一定時間ｔにおいて、ハンチング信号が基準数Ｎ以
下であれば、これらをノイズとみなし、無視して以前の
信号値を保持し、基準数Ｎを超えたとき、その超えた時
点の信号値を検出値とする。一定時間ｔと基準数Ｎにつ
いて、適正な値を採用することで、精度のよい安定した
検出値を得ることができる。
【００１０】本発明装置は、上記のように超音波の反射
方式を採用したので、図１のように鋳型７上方の空間が
狭い場合でも、注湯開始から注湯終了まで、湯面レベル
を連続的に検出することができる。また、超音波センサ
１を、溶湯８の輻射熱が直接当たらない位置に配設する
ことができる。このため、超音波センサ１には、鋳型７
や取鍋１１からの輻射熱から保護するための耐熱保護筒
を設けるだけでよく、冷却用のパージガスを流す必要が
ない。したがって、パージガスによるノイズがなく、湯
面レベルの検出精度が向上する。
方式を採用したので、図１のように鋳型７上方の空間が
狭い場合でも、注湯開始から注湯終了まで、湯面レベル
を連続的に検出することができる。また、超音波センサ
１を、溶湯８の輻射熱が直接当たらない位置に配設する
ことができる。このため、超音波センサ１には、鋳型７
や取鍋１１からの輻射熱から保護するための耐熱保護筒
を設けるだけでよく、冷却用のパージガスを流す必要が
ない。したがって、パージガスによるノイズがなく、湯
面レベルの検出精度が向上する。
【００１１】一般的に、金属溶湯の鋳造において、湯面
９にはパウダー１０を置き、溶湯８の保温、および鋳型
７と溶湯８あるいは凝固後の鋳片との潤滑作用を行って
いる。このため、湯面レベルの検出に、超音波距離計を
単に採用しても、パウダー１０表面の凹凸によって超音
波が乱反射し、検出不可能である。本発明装置は、パウ
ダー１０の上に第１反射板２を載置したので、該反射板
２からの反射波を超音波センサ１で確実に受信でき、湯
面レベルの検出が可能である。
９にはパウダー１０を置き、溶湯８の保温、および鋳型
７と溶湯８あるいは凝固後の鋳片との潤滑作用を行って
いる。このため、湯面レベルの検出に、超音波距離計を
単に採用しても、パウダー１０表面の凹凸によって超音
波が乱反射し、検出不可能である。本発明装置は、パウ
ダー１０の上に第１反射板２を載置したので、該反射板
２からの反射波を超音波センサ１で確実に受信でき、湯
面レベルの検出が可能である。
【００１２】第１反射板２としては、溶湯８が鉄系金属
の場合は鉄板等でよく、非鉄金属の場合は、溶湯と同系
統の金属板等、湯面９上に浮上し、かつ溶融しない金属
板等を採用することができる。また、第２反射板３は同
様の金属板でもよく、あるいは、溶湯により溶融するお
それがないので、他の材料を採用することもできる。な
お、第１反射板２あるいは第２反射板３の表面はできる
だけ平滑とし、平面であってもよいが、適宜曲率の凹面
にして、反射超音波を収束させることで、超音波センサ
１の受信波強度を高めることもできる。
の場合は鉄板等でよく、非鉄金属の場合は、溶湯と同系
統の金属板等、湯面９上に浮上し、かつ溶融しない金属
板等を採用することができる。また、第２反射板３は同
様の金属板でもよく、あるいは、溶湯により溶融するお
それがないので、他の材料を採用することもできる。な
お、第１反射板２あるいは第２反射板３の表面はできる
だけ平滑とし、平面であってもよいが、適宜曲率の凹面
にして、反射超音波を収束させることで、超音波センサ
１の受信波強度を高めることもできる。
【００１３】超音波センサ１で受信し、アンプユニット
４で増幅した信号には、ノイズが含まれるので、そのま
までは湯面レベルとして表示できない。このノイズは、
通常のノイズ除去フィルタでは除去困難であり、サンプ
ル平均処理、あるいはピークピーク処理を行っても問題
解消されず、上記多数決フィルタの採用により、湯面レ
ベルをデジタル表示できるまでにノイズ除去可能となっ
た。なお、１４は電源である。したがって、本発明装置
により、鋳型７内の湯面レベルをリアルタイムで高精度
に検出することができ、表示器６の結果で取鍋１１のノ
ズル１２の閉鎖を制御することで、高精度の注湯停止制
御を行うことができる。
４で増幅した信号には、ノイズが含まれるので、そのま
までは湯面レベルとして表示できない。このノイズは、
通常のノイズ除去フィルタでは除去困難であり、サンプ
ル平均処理、あるいはピークピーク処理を行っても問題
解消されず、上記多数決フィルタの採用により、湯面レ
ベルをデジタル表示できるまでにノイズ除去可能となっ
た。なお、１４は電源である。したがって、本発明装置
により、鋳型７内の湯面レベルをリアルタイムで高精度
に検出することができ、表示器６の結果で取鍋１１のノ
ズル１２の閉鎖を制御することで、高精度の注湯停止制
御を行うことができる。
【００１４】また、本発明装置を使用し、表示器６に湯
面レベルを表示するとともに、演算器１５により微分処
理を行い、湯面９の上昇速度を表示器１６に表示するこ
ともできる。そして、鋳片の表面性状や内部品質に対す
る最適な鋳造速度や鋳造速度分布を、あらかじめ求めて
おき、本発明装置による湯面レベル検出結果から、演算
器１５で得られる湯面上昇速度に基づいて、取鍋１１の
スライディングノズル１２の開度を調整し、鋳造速度を
制御することもできる。なお、本発明装置は、上記のよ
うな下注ぎ鋳造に限らず、上注ぎ鋳造に適用することも
できる。また、連続鋳造における振動鋳型内の湯面レベ
ル検出に適用することもできる。
面レベルを表示するとともに、演算器１５により微分処
理を行い、湯面９の上昇速度を表示器１６に表示するこ
ともできる。そして、鋳片の表面性状や内部品質に対す
る最適な鋳造速度や鋳造速度分布を、あらかじめ求めて
おき、本発明装置による湯面レベル検出結果から、演算
器１５で得られる湯面上昇速度に基づいて、取鍋１１の
スライディングノズル１２の開度を調整し、鋳造速度を
制御することもできる。なお、本発明装置は、上記のよ
うな下注ぎ鋳造に限らず、上注ぎ鋳造に適用することも
できる。また、連続鋳造における振動鋳型内の湯面レベ
ル検出に適用することもできる。
【００１５】
【実施例】図１に示すような構成の本発明装置により、
ＶＩＭ（真空誘導溶解）処理した溶鋼の下注ぎ鋳造にお
いて、鋳型７内の湯面レベルを検出し、鋳造速度の制御
を行った。鋳型７の深さは２４００mm、鋳型７の上面か
ら第２反射板３の中央部までの間隔は２００mm、第２反
射板３の中央部から超音波センサ１の先端までの距離は
６０００mmであり、周波数２０ｋＨＺの超音波を使用し
た。第２反射板３上の超音波ビーム直径は約１００mmで
あった。第１反射板２および第２反射板３には鉄板を採
用し、該鉄板の超音波反射面は平滑な平面とした。
ＶＩＭ（真空誘導溶解）処理した溶鋼の下注ぎ鋳造にお
いて、鋳型７内の湯面レベルを検出し、鋳造速度の制御
を行った。鋳型７の深さは２４００mm、鋳型７の上面か
ら第２反射板３の中央部までの間隔は２００mm、第２反
射板３の中央部から超音波センサ１の先端までの距離は
６０００mmであり、周波数２０ｋＨＺの超音波を使用し
た。第２反射板３上の超音波ビーム直径は約１００mmで
あった。第１反射板２および第２反射板３には鉄板を採
用し、該鉄板の超音波反射面は平滑な平面とした。
【００１６】本発明例の湯面レベル検出結果を図２に示
す。図２は、多数決フィルタ５で処理した後の超音波反
射波信号のアナログ表示であり、この結果を表示器６に
デジタル表示して、十分実用に供し得るものであった。
また注湯停止制御に利用し、さらに、演算器１５により
湯面レベル上昇速度を求めて、鋳造速度制御を行うこと
もできた。
す。図２は、多数決フィルタ５で処理した後の超音波反
射波信号のアナログ表示であり、この結果を表示器６に
デジタル表示して、十分実用に供し得るものであった。
また注湯停止制御に利用し、さらに、演算器１５により
湯面レベル上昇速度を求めて、鋳造速度制御を行うこと
もできた。
【００１７】比較例として、第１反射板２を使用せず、
また多数決フィルタ５を通さない場合の湯面レベル検出
結果を図３に示す。この結果は、ノイズが多くその変動
も大きいため、注湯停止制御に利用することはできず、
また鋳造速度制御に利用することもできなかった。
また多数決フィルタ５を通さない場合の湯面レベル検出
結果を図３に示す。この結果は、ノイズが多くその変動
も大きいため、注湯停止制御に利用することはできず、
また鋳造速度制御に利用することもできなかった。
【００１８】
【発明の効果】本発明装置は、溶鋼などの金属溶湯を鋳
造する際、超音波反射方式で鋳型内の湯面レベルを検出
するものであり、鋳型上方の空間が狭くても、注湯開始
から停止直前まで、リアルタイムで高精度に検出でき
る。このため、溶湯のオーバーフロー事故の防止、およ
び不完鋳による鋳造不良発生の防止が達成される。さら
に、鋳造速度を制御することにより、鋳造品の表面性状
改善や、介在物浮上など、品質面の向上も達成できる。
造する際、超音波反射方式で鋳型内の湯面レベルを検出
するものであり、鋳型上方の空間が狭くても、注湯開始
から停止直前まで、リアルタイムで高精度に検出でき
る。このため、溶湯のオーバーフロー事故の防止、およ
び不完鋳による鋳造不良発生の防止が達成される。さら
に、鋳造速度を制御することにより、鋳造品の表面性状
改善や、介在物浮上など、品質面の向上も達成できる。
【図１】本発明装置の例を示す説明図である。
【図２】本発明実施例における湯面レベルの時間変化を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図３】比較例における湯面レベルの時間変化を示すグ
ラフである。
ラフである。
１…超音波センサ ２…第１反射板 ３…第２反射板 ４…アンプユニット ５…多数決フィルタ ６…表示器 ７…鋳型 ８…溶湯 ９…湯面 １０…パウダー １１…取鍋 １２…スライディングノズル １３…注入管 １４…電源 １５…演算器 １６…表示器
Claims (1)
- 【請求項１】 超音波の発信および受信を行う超音波セ
ンサ、検出対象湯面に浮かべる第１反射板、該センサと
該第１反射板の間に設けた第２反射板、受信した超音波
信号を処理する多数決フィルタを有してなることを特徴
とする金属溶湯の湯面レベル検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7173763A JPH0921679A (ja) | 1995-07-10 | 1995-07-10 | 金属溶湯の湯面レベル検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7173763A JPH0921679A (ja) | 1995-07-10 | 1995-07-10 | 金属溶湯の湯面レベル検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0921679A true JPH0921679A (ja) | 1997-01-21 |
Family
ID=15966701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7173763A Pending JPH0921679A (ja) | 1995-07-10 | 1995-07-10 | 金属溶湯の湯面レベル検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0921679A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100723224B1 (ko) * | 2005-12-26 | 2007-05-29 | 주식회사 포스코 | 도금욕의 탕면 레벨 관리 장치 및 방법 |
| KR101421137B1 (ko) * | 2013-05-30 | 2014-08-13 | 숭실대학교산학협력단 | 초음파 수위 측정 장치 |
| KR101449018B1 (ko) * | 2007-12-27 | 2014-10-08 | 주식회사 포스코 | 응고조직의 제어를 위한 초음파 발생장치 |
| EP3537080A1 (en) * | 2018-03-08 | 2019-09-11 | Berry Metal Company | Systems and methods for determining the temperature and/or level of a molten metal bath in a vessel |
-
1995
- 1995-07-10 JP JP7173763A patent/JPH0921679A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR101421137B1 (ko) * | 2013-05-30 | 2014-08-13 | 숭실대학교산학협력단 | 초음파 수위 측정 장치 |
| EP3537080A1 (en) * | 2018-03-08 | 2019-09-11 | Berry Metal Company | Systems and methods for determining the temperature and/or level of a molten metal bath in a vessel |
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Legal Events
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| A02 | Decision of refusal |
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