JPH10319030A - Method of measuring molten steel flow velocity in casting mold and detection rod for measuring molten steel flow velocity used in this method - Google Patents
Method of measuring molten steel flow velocity in casting mold and detection rod for measuring molten steel flow velocity used in this methodInfo
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- JPH10319030A JPH10319030A JP13002997A JP13002997A JPH10319030A JP H10319030 A JPH10319030 A JP H10319030A JP 13002997 A JP13002997 A JP 13002997A JP 13002997 A JP13002997 A JP 13002997A JP H10319030 A JPH10319030 A JP H10319030A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 カルマン渦放出に起因する検知棒の振動検出
から流速を推定する溶融金属の流速測定装置及び方法に
おいて、検知棒の耐溶損性を高めることによって測定精
度の一層の向上をはからんとするものである。
【構成】 検知棒の寸法を直径5〜30mm、長さ10
0〜400mmに設定し、且つその材質をモリブデンに
代表される高融点金属60〜80重量%、ジルコニアに
代表されるセラミックス10〜30重量%、グラファイ
トに代表される酸化防止剤10〜20重量%を主成分と
した焼結体となしたことを特徴としている。
(57) [Summary] [Object] In a molten metal flow velocity measuring apparatus and method for estimating a flow velocity from vibration detection of a detection rod caused by Karman vortex discharge, a further improvement in measurement accuracy is achieved by enhancing erosion resistance of the detection rod. It is intended to improve. [Constitution] The dimensions of the detection rod are 5 to 30 mm in diameter and 10 in length.
The material is set to 0 to 400 mm, and the material is 60 to 80% by weight of a high melting point metal represented by molybdenum, 10 to 30% by weight of ceramics represented by zirconia, and 10 to 20% by weight of antioxidant represented by graphite. It is characterized by being made into a sintered body having as a main component.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、連続鋳造
において、タンディッシュから鋳造鋳型内に浸漬ノズル
を通じて注入される溶鋼の流速を連続的に直接測定する
ことができる溶鋼流速測定方法とこれに用いる検知棒の
改良に関し、さらに詳しくは溶鋼及び溶鋼パウダーに対
する溶損性を向上させることにより、測定精度の向上を
はたした技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for measuring the flow rate of molten steel capable of continuously and directly measuring the flow rate of molten steel injected from a tundish into a casting mold through an immersion nozzle, for example, in continuous casting. More specifically, the present invention relates to a technique for improving measurement accuracy by improving erosion resistance to molten steel and molten steel powder.
【0002】[0002]
【従来の技術】溶鋼の連続鋳造過程においては、タンデ
ィッシュから鋳造鋳型に浸漬ノズルを通じて溶鋼を分配
注入する工程が存在する。この工程では、鋳造鋳型内で
の溶鋼流速を管理することが重要である。これは次の理
由による。図2は、この工程における浸漬ノズル周辺の
断面構造の概念図を示している。図中1が水冷された鋳
造鋳型であり、その平面形状は図3に示すように短辺壁
1a,1bと長辺壁1c,1dを有する方形状である。
図中2は浸漬ノズル、図中3は溶融パウダーである。溶
融パウダーは、溶融金属表面の酸化防止、鋳造鋳型
と鋳片の間の潤滑、浮上した介在物の捕捉、溶融金
属の保温等の機能を担っている。2. Description of the Related Art In a continuous casting process of molten steel, there is a process of distributing and injecting molten steel from a tundish into a casting mold through an immersion nozzle. In this step, it is important to control the flow rate of molten steel in the casting mold. This is for the following reason. FIG. 2 shows a conceptual diagram of a cross-sectional structure around the immersion nozzle in this step. In the figure, reference numeral 1 denotes a water-cooled casting mold, and its planar shape is a square shape having short side walls 1a and 1b and long side walls 1c and 1d as shown in FIG.
In the figure, reference numeral 2 denotes an immersion nozzle, and reference numeral 3 denotes a molten powder. The molten powder has a function of preventing oxidation of the surface of the molten metal, lubricating between the casting mold and the slab, catching floating inclusions, and keeping the molten metal warm.
【0003】浸漬ノズル2は下部近傍に複数の吐出口を
設けたものが一般的であり、例えば、図例の如く下部側
壁に2ヵ所の吐出口2a,2bを有し、これら吐出口2
a,2bから同量の溶融金属を吐出するように構成さ
れ、この吐出方向は鋳造鋳型内空間4の長手方向に一致
している。浸漬ノズル2から吐出される溶融金属は、鋳
造鋳型内における界面高さがほぼ同じ水準に維持される
ように管理されながら供給され、鋳造鋳型内に満たされ
た溶融金属は鋳造鋳型により抜熱され、冷却凝固した下
方側から連続的に引き抜くことで鋳片を連続的に得るこ
とを可能にしている。The immersion nozzle 2 is generally provided with a plurality of discharge ports in the vicinity of the lower portion. For example, as shown in the drawing, the lower side wall has two discharge ports 2a and 2b.
The same amount of molten metal is discharged from a and 2b, and the discharge direction coincides with the longitudinal direction of the space 4 in the casting mold. The molten metal discharged from the immersion nozzle 2 is supplied while being controlled so that the interface height in the casting mold is maintained at substantially the same level, and the molten metal filled in the casting mold is discharged by the casting mold. In addition, it is possible to continuously obtain cast slabs by continuously drawing out from the cooled and solidified lower side.
【0004】このような連続鋳造の鋳造鋳型1内に浸漬
ノズル2から溶鋼が注入されると、鋳造鋳型1の短辺壁
1a側に衝突した溶鋼流は、図2に示すように湯面方向
に向かう上昇流dと鋳造鋳型下方に向かう下降流eとに
分かれ、上昇流dは短辺壁1a近傍の湯面を図示する様
に盛り上げるとともに湯面の変動を引き起こす。この湯
面の変動は、溶融パウダーの厚みに影響を及ぼす。即
ち、溶融パウダー層3の厚みは溶鋼湯面の盛り上がり位
置で小さくなり、溶鋼湯面の下降位置で大きくなる。鋳
造速度が速くなると浸漬ノズルからの吐出流速も速くな
り、溶鋼の上昇流の速度が増大する。そして溶鋼の上昇
流の速度が増加すれば、溶鋼湯面の盛り上がり量が増加
し、それに伴い溶鋼湯面の波立ち頻度や上下変動量も大
きくなる。この結果、凝固シェルの厚みに変動や不均一
がもたらされノロ噛み疵、又は縦割れなどの鋳片の品質
上の問題が発生することになる。したがって連続鋳造設
備においては凝固シェルの厚みに変動や不均一をもたら
さないために鋳造鋳型内の溶鋼流速を管理することが重
要となる。[0004] When molten steel is injected from the immersion nozzle 2 into the casting mold 1 of such continuous casting, the molten steel flow colliding with the short side wall 1a of the casting mold 1, as shown in FIG. The rising flow d is divided into a rising flow d toward the casting mold and a descending flow e toward the lower part of the casting mold. The rising flow d raises the level of the molten metal near the short side wall 1a as shown in FIG. This fluctuation of the molten metal level affects the thickness of the molten powder. That is, the thickness of the molten powder layer 3 becomes smaller at the position where the molten steel surface rises and becomes larger at the position where the molten steel surface descends. As the casting speed increases, the discharge flow rate from the immersion nozzle also increases, and the speed of the ascending flow of the molten steel increases. If the speed of the ascending flow of the molten steel increases, the amount of swelling of the molten steel surface increases, and accordingly, the wavy frequency and the amount of vertical fluctuation of the molten steel surface also increase. As a result, the thickness of the solidified shell fluctuates and becomes non-uniform, which causes problems in the quality of the slab, such as fouling flaws and vertical cracks. Therefore, in a continuous casting facility, it is important to control the flow rate of molten steel in a casting mold so as not to cause variation and unevenness in the thickness of a solidified shell.
【0005】また鋳片の表面品質を向上させるために
は、溶融パウダーの溶鋼中への巻き込み発生を抑制する
ことが重要であるが、これにも溶鋼流速が深く関係して
いる。溶融パウダー3は鋳造鋳型と鋳片との間の潤滑剤
として用いられるが、溶鋼流動が過剰である場合、この
パウダーが溶鋼中に巻き込まれる現象が生じる。そし
て、この結果、ノロ噛み疵などが発生し、鋳片の品質を
劣化させる。一方、鋳造鋳型内の溶鋼流動に淀みが発生
すると淀み部分の溶鋼温度が他の部分に比べて低下して
局所的に凝固シェルの成長が遅くなる。この結果、初期
凝固シェルの厚みが不均一となり、鋳片に作用する応力
に鋳造鋳型幅方向で相違が生じて、縦割れ疵などが発生
する。また溶鋼流動が不規則であると、パウダー層自体
がなくなるおそれもある。即ち、鋳造鋳型内に溶鋼を注
入するため溶鋼内に浸漬した耐火物製ノズルを用いる
が、この浸漬ノズルからの吐出流の影響で、鋳造鋳型内
の溶鋼流動が不規則となり、流速も一定ではなくなる。
このため、溶鋼表面(以下、湯面という)が波立つとと
もに上下に変動し、鋳造鋳型内の湯面温度が均一でなく
なり、湯面上に存在する溶融状態のパウダー層の一部の
厚みが薄くなったり、又はこの溶融パウダー層そのもの
がなくなる部分が生じたりする。この結果、溶融パウダ
ー層の上に存在する未溶融パウダーが溶鋼と接触し、溶
鋼中へ巻き込まれて捕捉される頻度が高まり、ノロ噛み
疵が発生する。また、湯面が変動すると溶鋼と鋳造鋳型
との間に侵入する溶融パウダー量が局所的に変わり、溶
鋼から鋳造鋳型への伝熱量が鋳造鋳型幅方向で均一とな
らず、凝固シェル厚みが不均一となり、縦割れ疵も発生
する。In order to improve the surface quality of the slab, it is important to suppress the occurrence of entrainment of the molten powder into the molten steel, and the flow rate of the molten steel is also closely related to this. The molten powder 3 is used as a lubricant between the casting mold and the slab, but when the molten steel flows excessively, a phenomenon occurs in which the powder is caught in the molten steel. Then, as a result, slime bites and the like are generated, and the quality of the cast slab is deteriorated. On the other hand, when stagnation occurs in the flow of molten steel in the casting mold, the temperature of the molten steel in the stagnation portion is lower than in other portions, and the growth of the solidified shell is locally slowed. As a result, the thickness of the initially solidified shell becomes non-uniform, and the stress acting on the slab differs in the width direction of the casting mold, causing vertical cracks and the like. If the flow of molten steel is irregular, the powder layer itself may be lost. That is, a refractory nozzle immersed in the molten steel is used to inject the molten steel into the casting mold, but due to the effect of the discharge flow from the immersion nozzle, the flow of the molten steel in the casting mold becomes irregular, and the flow rate is constant. Disappears.
As a result, the surface of the molten steel (hereinafter referred to as the molten metal surface) is wavy and fluctuates up and down, the temperature of the molten metal surface in the casting mold is not uniform, and the thickness of a part of the molten powder layer existing on the molten metal surface is reduced. The thinned powder layer or a portion where the molten powder layer itself disappears may occur. As a result, the unmelted powder present on the molten powder layer comes into contact with the molten steel, and the frequency of being caught and trapped in the molten steel increases, so that slime bites occur. In addition, when the molten metal surface fluctuates, the amount of molten powder entering between the molten steel and the casting mold locally changes, and the amount of heat transfer from the molten steel to the casting mold is not uniform in the width direction of the casting mold, so that the thickness of the solidified shell is not uniform. It becomes uniform and vertical cracks occur.
【0006】このように鋳片の品質を高めるには、凝
固シェルの厚みに変動や不均一をもたらさないこと、
溶融パウダーの溶鋼中への巻き込み発生を抑制するこ
と、初期凝固シェルの成長を鋳造鋳型幅方向で均一化
すること、等が重要であるが、これらを可能にするうえ
においても鋳造鋳型内の溶鋼流動を制御することが必要
であり、そのためには溶鋼流速を正確に把握することが
不可欠である。このような溶鋼流速を測定する装置とし
て、同出願人の一人は特開平7−20139号公報(特
願平5−165817号)を既に出願している。この方
法は図4に示すように溶融金属中にその流れを横切るよ
うにして検知棒5を挿入浸漬し、図5に示すようにこの
検知棒5の下流側に放出されるカルマン渦の放出サイク
ルを、検知棒5に与えられる衝撃のサイクルによって検
出するものである。具体的には、この衝撃サイクルを検
知棒5に取り付けた歪ゲージ等の振動検知手段によって
図6に示すように測定し、この測定結果を予め求めてお
いた検知棒の振動数と溶融金属の流速との関係式に当て
はめることで溶融金属の流速を算出するものであり、こ
のような方法により時々刻々変化する溶鋼流速を連続測
定するものである。[0006] In order to improve the quality of the slab, the thickness of the solidified shell should not be varied or non-uniform.
It is important to suppress the entrainment of the molten powder into the molten steel and to make the growth of the initial solidified shell uniform in the width direction of the casting mold, and so on. It is necessary to control the flow, and for that purpose, it is indispensable to grasp the molten steel flow velocity accurately. As an apparatus for measuring the flow rate of molten steel, one of the applicants has already filed Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-20139 (Japanese Patent Application No. 5-165817). According to this method, the detection rod 5 is inserted and immersed in the molten metal so as to cross the flow as shown in FIG. 4, and the discharge cycle of the Karman vortex discharged to the downstream side of the detection rod 5 as shown in FIG. Is detected by the cycle of the impact applied to the detection rod 5. Specifically, this shock cycle is measured by a vibration detecting means such as a strain gauge attached to the detecting rod 5 as shown in FIG. 6, and the measurement result is obtained in advance and the frequency of the detecting rod and the molten metal are measured. The flow velocity of the molten metal is calculated by applying the relational expression to the flow velocity, and the flow velocity of the molten steel that changes every moment is continuously measured by such a method.
【0007】この方法により、浸漬ノズルからの吐出流
の流速又は表面流の流速を直接測定することが可能とな
り、得られた測定データを制御系へフィードバックする
ことにより周辺装置を制御することができるようになっ
たばかりでなく、高速鋳造の最適条件を見出すための鋳
造鋳型内流速解析を行うことができるようになった。According to this method, it is possible to directly measure the flow velocity of the discharge flow from the immersion nozzle or the flow velocity of the surface flow, and it is possible to control the peripheral devices by feeding back the obtained measurement data to the control system. In addition to this, it has become possible to carry out flow velocity analysis in a casting mold to find out the optimal conditions for high-speed casting.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この測
定方法には解決すべき問題も残されていた。それは長時
間の連続測定を行った場合に、時間経過に伴って測定精
度が低下するというの問題である。測定精度の低下は次
の理由による。この測定方法では検知棒の後方で発生す
るカルマン渦の発生頻度を検知棒の振動数から求め、溶
鋼速度、検知棒の振動数及び検知棒の直径からなる無次
元の関係式により算出するのであるが、この算出結果の
信頼性を保証するためには、検知棒の直径に変化があっ
てはならない。しかし実際は、検知棒を、鋳造鋳型内の
溶鋼中に長時間浸漬させて溶鋼の流速を連続測定する場
合、検知棒は高温溶鋼及び溶融パウダーの流れに晒され
るため、検知棒はこれらによる侵食を受け徐々に痩せ細
る現象が生じ、この結果、検知棒の直径が不明となっ
て、無次元の関係式から求まる溶鋼流速が不正確とな
る。However, this measuring method still has problems to be solved. This is a problem that when long-term continuous measurement is performed, the measurement accuracy decreases with time. The decrease in measurement accuracy is due to the following reasons. In this measurement method, the frequency of occurrence of Karman vortices generated behind the detection rod is obtained from the frequency of the detection rod, and is calculated by a dimensionless relational expression consisting of the molten steel speed, the frequency of the detection rod, and the diameter of the detection rod. However, in order to guarantee the reliability of the calculation result, the diameter of the detection rod must not change. However, in practice, when the sensing rod is immersed in molten steel in a casting mold for a long time and the flow rate of the molten steel is continuously measured, the sensing rod is exposed to the flow of hot molten steel and molten powder, so that the sensing rod is eroded by these. As a result, the diameter of the detection rod becomes unknown, and the molten steel flow velocity obtained from the dimensionless relational expression becomes inaccurate.
【0009】またこの検知棒が痩せ細る現象が、特に溶
鋼の上に存在する溶融パウダーとの接触箇所で集中的に
発生した場合、溶鋼流から受ける力により検知棒が折損
し、折損部分が鋳造鋳型内で成長する凝固シェルに捕捉
されて、鋳片に欠陥を発生させることが予想される。更
に折損部分が混入した箇所は冷却が遅れて、ブレーク・
アウト(規定時間内に測定が完了しないという現象)が
発生することも予測される。このように、検知棒の痩せ
細りは、溶鋼流速の測定精度の低下、鋳片の欠陥、更に
はブレークアウトの発生原因となるため避けねばなら
ず、検知棒の痩せ細りを避けるためには検知棒の耐溶損
性の向上が重要な課題となる。Further, when this phenomenon that the sensing rod becomes thinner and thinner particularly occurs at a contact point with the molten powder existing on the molten steel, the sensing rod is broken by a force received from the molten steel flow, and the broken part is cast. It is expected to be trapped in the solidified shell growing in the mold and cause defects in the slab. In addition, cooling is delayed at locations where broken parts are mixed, causing breakage.
Out (a phenomenon that the measurement is not completed within the specified time) is also expected to occur. As described above, thinning of the sensing rod must be avoided because it causes a decrease in the measurement accuracy of the molten steel flow rate, defects in the slab, and further breakout. An important issue is to improve the erosion resistance of the rod.
【0010】本発明は、かかる現況に鑑みてなされたも
のであり、溶鋼中に浸漬した検知棒の下流側に発生する
カルマン渦による検知棒の振動数から溶鋼流速を推定す
る溶鋼流速測定方法において、検知棒の耐溶損性を高め
ることにより時間経過に伴う測定精度の低下を防止せん
とするもので、具体的には耐溶損性に優れた検知棒用材
質を提案するものである。また合わせてこの材質を用い
た検知棒の最適寸法の範囲についても提案せんとするも
のである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above situation, and provides a method for measuring the flow rate of molten steel from a frequency of the detection rod caused by Karman vortices generated downstream of the detection rod immersed in the molten steel. In addition, by increasing the erosion resistance of the detection rod, it is possible to prevent a decrease in measurement accuracy with the passage of time, and specifically, a material for a detection rod having excellent erosion resistance is proposed. In addition, it is not proposed to propose a range of an optimum dimension of the detection rod using this material.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明者等は、検知棒の耐溶損性について検討したと
ころ、耐溶損性について考察する場合、溶鋼に対する耐
溶損性と溶融パウダーに対する耐溶損性の両方に配慮す
る必要があり、検知棒としての耐久性はこれら双方に対
して有効なものでなければ意味がないとの結論にいたっ
た。そして、かかる条件を満たす材質を探究すると同時
に、この材質を用いた検知棒の最適寸法の範囲について
検討した結果、本発明を完成した。本発明の請求項1
は、一端を固定し、他端を自由端となした検知棒の自由
端側所定範囲を、溶鋼流を横切るようにして溶鋼中に浸
漬し、この検知棒の下流で発生するカルマン渦によって
生じる検知棒の振動を測定し、予め求めておいた検知棒
振動数と溶鋼流速との関係式に当てはめて鋳造鋳型内の
溶鋼流速を推定する方法において、前記検知棒の寸法
を、直径5〜30mm、長さ100〜400mmとな
し、且つ検知棒の材質を、 a)モリブデン、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロ
ム、タングステン、マンガン、テクネチウム、レニウム
のうちから選択される一種又は複数種の高融点金属を6
0〜80wt% b)ジルコニア、アルミナ、酸化イットリウム、シリ
カ、炭化珪素、窒化珪素のうちから選択される一種又は
複数種のセラミックスを10〜30wt% c)グラファイト又は窒化ホウ素の一方又は両方の混合
物10〜20wt% のa,b,cを主成分となした焼結体となしたことを特
徴とする鋳造鋳型内の溶鋼流速測定方法である。Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors examined the erosion resistance of the detection rod. When considering the erosion resistance, the erosion resistance to molten steel and the melting powder It was necessary to consider both the erosion resistance, and concluded that the durability as a sensing rod was meaningless unless it was effective for both. Then, the present invention was completed as a result of exploring a material satisfying the above conditions and examining a range of an optimum dimension of the detection rod using the material. Claim 1 of the present invention
Is immersed in molten steel so that one end is fixed and the other end is a free end on the free end side of the sensing rod so as to cross the molten steel flow, and is caused by Karman vortex generated downstream of the sensing rod. In the method of measuring the vibration of the detection rod and estimating the molten steel flow velocity in the casting mold by applying the relational expression between the detection rod frequency and the molten steel flow velocity determined in advance, the dimensions of the detection rod are 5 to 30 mm in diameter. 100-400 mm in length, and the material of the detection rod is: a) One or more refractory metals selected from molybdenum, vanadium, niobium, tantalum, chromium, tungsten, manganese, technetium, and rhenium 6
0 to 80 wt% b) 10 to 30 wt% of one or more kinds of ceramics selected from zirconia, alumina, yttrium oxide, silica, silicon carbide and silicon nitride c) A mixture of one or both of graphite and boron nitride 10 This is a method for measuring the flow velocity of molten steel in a casting mold, characterized in that a sintered body having a main component of a, b and c of up to 20 wt% is formed.
【0012】検知棒の直径が5mmよりも細いと、溶鋼
流から受ける圧力が小さすぎるため溶鋼流が緩慢である
ときには、振動検出が困難となる。他方、直径が30m
mを越えると溶鋼流から受ける圧力が極めて大きくなる
うえに検知棒の重量も増すため、検知棒を吊り下げ支持
することが困難となる。検知棒の長さは通常は直径の7
倍以上に設定する。また検知棒がとりうる長さの範囲は
長さ100〜400mmである。これは、長さが100
mm未満であると検知棒重量が軽すぎて検出可能な振れ
幅の振動が得られず、他方、400mmを越えると検知
棒が溶鋼流から受ける圧力が過剰となるとともにその重
量も大きくなるため、吊り下げ支持することが困難とな
る。検知棒寸法の適正範囲は直径5〜30mm、長さ1
00〜400mmである。If the diameter of the detection rod is smaller than 5 mm, the pressure received from the molten steel flow is too small, so that when the molten steel flow is slow, it becomes difficult to detect vibration. On the other hand, the diameter is 30m
If it exceeds m, the pressure received from the molten steel flow becomes extremely large and the weight of the detection rod also increases, so that it becomes difficult to suspend and support the detection rod. The length of the sensing rod is usually 7
Set to more than double. The range of the length that the detection rod can take is 100 to 400 mm in length. It has a length of 100
If it is less than mm, the detection rod weight is too light and a vibration of a detectable swing width cannot be obtained.On the other hand, if it exceeds 400 mm, the pressure applied to the detection rod from the molten steel flow becomes excessive and its weight also increases, It becomes difficult to suspend and support. Appropriate range of detection rod size is 5-30mm in diameter, length 1
It is 00 to 400 mm.
【0013】検知棒の素材を決定するうえでの条件は、
高融点であること、溶鋼及び溶融パウダーに対する
耐溶損性に優れていること、製品である鋳片内に溶け
込んでも製品品質を劣化させないこと、溶鋼流に長時
間晒されても曲がったり折れたりしない充分な機械的強
度を有すること、成形が容易なこと、等が挙げられ
る。即ち、検知棒は溶鋼中に長期間浸漬されることか
ら、その耐熱性は溶鋼の温度、即ち鉄の溶融温度である
1550℃よりも高い必要がある。本発明ではおよそ2
000℃を目安にしている。また、棒状に加工しうる加
工性と、溶鋼流から受ける圧力や振動にも耐える粘りに
代表される機械的強度が要求される。The conditions for determining the material of the detection rod are as follows:
High melting point, excellent erosion resistance to molten steel and molten powder, does not degrade product quality even if it melts into product slab, does not bend or break even if exposed to molten steel flow for a long time It has sufficient mechanical strength, easy molding, and the like. That is, since the detection rod is immersed in molten steel for a long time, its heat resistance must be higher than the temperature of molten steel, that is, 1550 ° C., which is the melting temperature of iron. In the present invention, approximately 2
The standard is around 000 ° C. Further, it is required to have a workability capable of being processed into a rod shape and a mechanical strength typified by stickiness to withstand pressure and vibration received from a molten steel flow.
【0014】a成分及びb成分は共に耐熱性に優れてい
るとともにa成分である高融点金属は溶鋼に対する耐溶
損性に優れ、b成分であるセラミックスは溶融パウダー
に対する耐溶損性に優れる。即ち、a成分である高融点
金属は融点が高いため溶鋼に対する耐溶損性に優れてい
るるものの、酸化物である溶融パウダーに対しては耐溶
損性がやや劣る。溶融パウダーは溶鋼に比べて酸化反応
が強く、a成分である金属等を酸化腐食させやすい。ま
たa成分は金属であるため加工性に優れ且つ粘りもあ
り、検知棒の成形を容易となすとともに、検知棒として
必要な機械的強度を付与するのに寄与する。この目的に
叶うa成分の配合量は60〜80wt%である。60w
t%未満では溶鋼に対する耐溶損性が不足するうえに成
形も困難となり、且つ粘りも不足して脆くなる。また8
0wt%を越えると、相対的にb成分の配合量が減るた
め、溶融パウダーに対する耐溶損性が低下する。b成分
であるセラミックスは溶鋼及び溶融パウダーの両方に対
して耐溶損性に優れるものの、その反面、硬くて脆く、
加工性に劣る欠点がある。したがってその配合量が多す
ぎると検知棒の成形が困難となるとともに、粘りが低下
して長時間、溶鋼流に晒されたときに折損するおそれが
ある。これらのことからb成分であるセラミックスの配
合範囲は10〜30wt%に設定する。Both the component a and the component b have excellent heat resistance, the high melting point metal as the component a has excellent erosion resistance to molten steel, and the ceramic as the component b has excellent erosion resistance to molten powder. That is, although the high melting point metal as the component a has a high melting point, it has excellent erosion resistance to molten steel, but slightly inferior erosion resistance to molten powder, which is an oxide. Molten powder has a stronger oxidation reaction than molten steel, and easily oxidizes and corrodes a component such as metal. In addition, since the component a is a metal, it has excellent workability and is sticky, and facilitates molding of the detection rod and contributes to imparting mechanical strength necessary for the detection rod. The compounding amount of the component a for this purpose is 60 to 80 wt%. 60w
If the content is less than t%, the erosion resistance to molten steel is insufficient, forming is also difficult, and the adhesiveness is insufficient, resulting in brittleness. Also 8
If the content exceeds 0 wt%, the amount of the component b is relatively reduced, so that the erosion resistance to molten powder is reduced. Ceramics that are component b have excellent erosion resistance to both molten steel and molten powder, but are hard and brittle,
There is a disadvantage of poor processability. Therefore, if the compounding amount is too large, it is difficult to form the detection rod, and the stickiness is reduced, which may cause breakage when exposed to the molten steel flow for a long time. From these facts, the blending range of the ceramic as the component b is set to 10 to 30 wt%.
【0015】c成分であるグラファイト又は窒化ホウ素
は酸化防止剤であり、モリブデン等の高融点金属を酸化
性雰囲気から保護する。その配合量が高融点金属の配合
量に比較して少なすぎると酸化防止効果が劣り、他方、
多すぎると酸化防止剤自身の酸化により検知棒が痩せ細
る現象が生じる。これらのことからc成分の配合範囲は
10〜20wt%に設定する。[0015] Graphite or boron nitride as a component c is an antioxidant, and protects a high melting point metal such as molybdenum from an oxidizing atmosphere. If the amount is too small compared to the amount of the high melting point metal, the antioxidant effect is inferior,
If the amount is too large, a phenomenon occurs in which the detection rod becomes thinner and thinner due to oxidation of the antioxidant itself. From these facts, the compounding range of the component c is set to 10 to 20 wt%.
【0016】[0016]
【作用】検知棒を鋳造鋳型の溶鋼中に浸漬すると検知棒
の後方でカルマン渦が規則的に発生し、その発生頻度に
応じた振動数を有する衝撃が検知棒に作用して検知棒が
振動する。この振動は振動検知手段により測定される。
検知棒の振動数と検知棒の直径及び溶鋼流速の間には、
無次元の関係式(ストローハル数)=(検知棒の振動
数)×(検知棒の直径)/(溶鋼流速)が存在すること
から、既知である検知棒の直径と、測定で得られた検知
棒の振動数から溶鋼流速が算出できる。検知棒の材質を
上記a,b,cを主成分となした焼結体としたことで溶
鋼及び溶融パウダーに対する耐溶損性が向上し、検知棒
の寿命が延びる。そしてこれらa,b,cのそれぞれの
成分は製品である鋳片内に混入しても鋳片の品質上の問
題を引き起こさない。また検知棒を直径5〜30mm、
長さ100〜400mmの寸法に規定したことにより緩
慢な溶鋼流に対しても十分な振動出力を得ることができ
る。When a detection rod is immersed in molten steel of a casting mold, Karman vortices are regularly generated behind the detection rod, and an impact having a frequency corresponding to the frequency of occurrence acts on the detection rod to vibrate the detection rod. I do. This vibration is measured by the vibration detecting means.
Between the frequency of the sensing rod and the diameter of the sensing rod and the flow rate of molten steel,
Since the dimensionless relational expression (Strohhal number) = (vibration frequency of the detection rod) x (diameter of the detection rod) / (flow rate of molten steel) exists, it was obtained by measurement with the known diameter of the detection rod. The molten steel flow velocity can be calculated from the frequency of the detection rod. By making the material of the detection rod a sintered body containing the above-mentioned a, b and c as main components, the erosion resistance to molten steel and molten powder is improved, and the life of the detection rod is extended. Even if these components a, b, and c are mixed in a slab as a product, they do not cause a problem in the quality of the slab. The detection rod has a diameter of 5 to 30 mm,
By setting the length to 100 to 400 mm, a sufficient vibration output can be obtained even for a slow molten steel flow.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】次に本発明の詳細を図示した実施
例に基づき説明する。図1は本発明の流速測定装置の要
部説明図である。本流速測定装置は、測定ロッド30と
振動検知手段としての歪ゲージ25及び図示外の演算器
とより構成され、測定ロッド30は更に検知棒11とこ
れを支持する支持棒20とより構成される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will now be described with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 is an explanatory view of a main part of a flow velocity measuring device according to the present invention. This flow velocity measuring device is composed of a measuring rod 30, a strain gauge 25 as a vibration detecting means, and a calculator (not shown). The measuring rod 30 is further composed of a detecting rod 11 and a supporting rod 20 supporting the same. .
【0018】検知棒11としては有底円筒状の中空棒が
主として用いられる。検知棒11は中実であってもよい
が、材料が同量である場合、機械的強度の観点からは中
空であることが好ましい。また中空であれば検知棒11
に熱電対を内装することも可能となり、吐出する溶融金
属の温度管理も行いながら検知棒11の溶損及び折損等
の異常事態の早期検知も同時に行うことができるように
なる。また検知棒11の先端形状は特に半球状である必
要はなく、一般的には平面加工で充分である。As the detection rod 11, a cylindrical hollow rod with a bottom is mainly used. The detection rod 11 may be solid, but is preferably hollow from the viewpoint of mechanical strength when the material is the same amount. If it is hollow, the detection rod 11
In addition, it is possible to provide a thermocouple internally, and to perform temperature control of the molten metal to be discharged while simultaneously detecting an abnormal situation such as melting and breakage of the detection rod 11 at an early stage. In addition, the tip of the detection rod 11 does not need to be particularly hemispherical, and generally, planar processing is sufficient.
【0019】検知棒11の寸法は、直径5〜30mm、
長さ100〜400mmの範囲に選択する。検知棒11
の直径rは溶鋼流の検出感度に影響する。直径rが大き
いほど溶鋼流から受ける圧力が大きいことから緩慢な溶
鋼流でも十分大きい振動出力が得られる。また長さも検
出感度に影響する。検知棒11はその先端側30mm〜
180mmの範囲を溶鋼内に浸漬して使用する。The dimensions of the detection rod 11 are 5 to 30 mm in diameter,
Select a length in the range of 100 to 400 mm. Detection rod 11
Has an influence on the detection sensitivity of the molten steel flow. The larger the diameter r, the greater the pressure received from the molten steel flow, so that a sufficiently large vibration output can be obtained even with a slow molten steel flow. The length also affects the detection sensitivity. The detection rod 11 has a tip
A range of 180 mm is immersed in molten steel for use.
【0020】検知棒11の材料としては、使用温度で充
分な耐熱性及び耐蝕性(耐溶損性)を有する耐火物を選
択する。例えば、モリブデン60〜80wt%、ジルコ
ニア10〜30wt%、グラファイト10〜20wt%
を主成分とした焼結体が使用できる。モリブデンは高融
点(2630℃)であるとともに、溶鋼に対する耐溶損
性に優れ、粘りもあるうえ加工性にも優れることから使
用される。モリブデンの代わりに他の高融点金属を用い
ることもできる。他の高融点金属としては、例えばバナ
ジウム(融点:1835℃)、ニオブ(2520℃)、
タンタル(2990℃)、クロム(1890℃)、タン
グステン(3380℃)、マンガン(1244℃)、テ
クネチウム(2170℃)、レニウム(3180℃)な
どが挙げられる。これらは単独で使用しても、あるいは
合金の形で使用してもよい。コスト等を考えると、モリ
ブデンが現実的である。その配合量が80wt%を越え
ると溶融パウダーに対する溶損速度が増大し、また60
wt%未満になると溶鋼に対する溶損速度が増大するこ
とから、その適正な配合範囲は60〜80wt%の範囲
である。As a material of the detecting rod 11, a refractory having sufficient heat resistance and corrosion resistance (melting resistance) at the operating temperature is selected. For example, molybdenum 60-80 wt%, zirconia 10-30 wt%, graphite 10-20 wt%
Can be used. Molybdenum is used because it has a high melting point (2630 ° C.), is excellent in erosion resistance to molten steel, is sticky, and is excellent in workability. Other refractory metals can be used instead of molybdenum. Other high melting point metals include, for example, vanadium (melting point: 1835 ° C), niobium (2520 ° C),
Examples include tantalum (2990 ° C.), chromium (1890 ° C.), tungsten (3380 ° C.), manganese (1244 ° C.), technetium (2170 ° C.), and rhenium (3180 ° C.). These may be used alone or in the form of an alloy. Considering costs and the like, molybdenum is realistic. If the amount exceeds 80% by weight, the rate of erosion to molten powder increases, and
If the content is less than wt%, the rate of erosion to molten steel increases, so the proper compounding range is in the range of 60 to 80 wt%.
【0021】ジルコニアは金属酸化物である溶融パウダ
ーに対する耐溶損性を向上させる目的で使用される。ジ
ルコニアに代えて他のセラミックスを用いることも可能
で、例えばアルミナ、酸化イットリウム、シリカ、炭化
珪素、窒化珪素などが挙げられる。これらは単独で使用
することも、あるいは複数種使用することもできる。配
合量が多すぎると検知棒の成形が困難となり、少なすぎ
ると溶融パウダーに対する耐溶損性が不十分となる。そ
の適正な配合範囲は10〜30wt%の範囲である。Zirconia is used for the purpose of improving the erosion resistance to molten powder as a metal oxide. Other ceramics can be used instead of zirconia, and examples thereof include alumina, yttrium oxide, silica, silicon carbide, and silicon nitride. These can be used alone or in combination. If the amount is too large, molding of the detection rod becomes difficult, and if the amount is too small, the erosion resistance to molten powder becomes insufficient. The proper mixing range is in the range of 10 to 30 wt%.
【0022】グラファイトは酸化防止剤であり、モリブ
デン等の高融点金属の酸化を防止する。その配合量の適
正範囲は10〜20wt%の範囲である。Graphite is an antioxidant and prevents oxidation of high melting point metals such as molybdenum. The proper range of the amount is 10 to 20 wt%.
【0023】次に本発明の検知棒の耐溶損性を評価する
ために行った試験について述べる。 (試験1)検知棒の素材である耐火物を変えて、溶鋼及
び溶融パウダーに対する溶損試験を行い、これらを比較
した。試験対象となる耐火物としては、高融点金属であ
るモリブデン及びタングステンのそれぞれのみからなる
もの、セラミックスであるジルコニア、アルミナのそれ
ぞれのみからなるもの、高融点金属とセラミックスの混
合焼結体であるボロン・ナイトライド、セラミックスと
酸化防止剤としてのグラファイトとの混合焼結体である
アルミナ・グラファイト、ジルコニア・グラファイト、
更に、高融点金属とセラミックス並びに酸化防止剤との
混合焼結体であるモリブデン・ジルコニア・グラファイ
トを取り上げた。溶損性は、溶鋼及び溶融パウダーの両
方に対して共に最も優れた耐溶損性を示したモリブデン
−10wt%ジルコニア−10wt%グラファイトの溶
損速度を1.0として、これに対する溶損指数で表し
た。これらの耐火物の溶損試験結果を表1に示す。尚、
溶損条件は以下のとおりとした。 検知棒直径:10mm 検知棒長さ:300mm 浸漬深さ:60mm 溶鋼:中炭素鋼 溶融パウダー:融点1100℃、塩基度1.2 試験温度:1550℃ 試験時間:5時間 試験結果を見るとモリブデン−10wt%ジルコニア−
10wt%グラファイトが溶鋼及び溶融パウダーに対す
る耐溶損性に最も優れていることは前述したとおりであ
り、溶鋼流速計の検知棒としては最も適している。また
アルミナ及びジルコニアも溶鋼及び溶融パウダーに対す
る耐溶損性に優れるが、これらセラミックスは加工性に
劣るうえに、脆くもあり、また急激な昇温に対してはク
ラックの発生するため予熱が必要となる等の理由から、
これらは単独では使用できない。また、モリブデン及び
タングステン等の高融点金属は加工性に優れ、溶鋼に対
して優れた耐溶損性を有するものの前記セラミックスと
比べると溶融パウダーに対する耐溶損性がやや劣る。ア
ルミナ・グラファイト、ジルコニア・グラファイトは溶
鋼及び溶融パウダーに対する耐溶損性に極めて優れるが
加工性が劣ることから検知棒の形成素材として使用でき
ない。Next, a test performed for evaluating the erosion resistance of the detection rod of the present invention will be described. (Test 1) A erosion test was performed on molten steel and molten powder by changing the refractory used as the material of the detection rod, and these were compared. The refractories to be tested include those made of only high-melting-point metals, molybdenum and tungsten, those made of ceramics, only of zirconia and alumina, and those made of a mixed sintered body of high-melting-point metal and ceramic. Alumina graphite, zirconia graphite which is a mixed sintered body of nitride, ceramics and graphite as an antioxidant,
Furthermore, molybdenum-zirconia-graphite, which is a mixed sintered body of a refractory metal, ceramics and an antioxidant, was taken up. The erosion rate is expressed as a erosion index with respect to the erosion rate of molybdenum-10wt% zirconia-10wt% graphite, which exhibited the best erosion resistance for both molten steel and molten powder, as 1.0. did. Table 1 shows the results of the melting test of these refractories. still,
The erosion conditions were as follows. Detecting rod diameter: 10mm Detecting rod length: 300mm Immersion depth: 60mm Molten steel: Medium carbon steel Molten powder: Melting point: 1100 ° C, basicity: 1.2 Test temperature: 1550 ° C Test time: 5 hours Looking at the test results, molybdenum- 10wt% zirconia
As described above, 10 wt% graphite has the best erosion resistance to molten steel and molten powder, and is most suitable as a detection rod for a molten steel flow meter. Alumina and zirconia also have excellent erosion resistance to molten steel and molten powder, but these ceramics are inferior in workability, are brittle, and need to be preheated due to the occurrence of cracks against rapid temperature rise. For reasons such as
These cannot be used alone. Further, high melting point metals such as molybdenum and tungsten have excellent workability and have excellent erosion resistance to molten steel, but are slightly inferior to erosion resistance to molten powder as compared with the ceramics. Alumina graphite and zirconia graphite are extremely excellent in erosion resistance to molten steel and molten powder, but cannot be used as a material for forming a detection rod due to poor workability.
【0024】[0024]
【表1】 [Table 1]
【0025】(試験2)試験1でモリブデン−10wt
%ジルコニア−10wt%グラファイトが溶鋼及び溶融
パウダーに対する耐溶損性が最も良好であることが確認
された。次いで、モリブデン、ジルコニア、グラファイ
トの混合比を変えて溶損試験を行った。試験結果を表2
に示す。耐溶損性を比較するため、実施例1の場合と同
様にモリブデン−10wt%ジルコニア−10wt%グ
ラファイトの溶損指数を1.0として比較を行った。試
験条件は試験1と同じである。モリブデンは高融点金属
であるため溶鋼に対する耐溶損性が良好であることか
ら、モリブデンの含有量が高いほど溶鋼流速計の検知棒
として優れている。しかし、酸化物である溶融パウダー
に対して溶損されるため、これ単独では長時間の流速測
定は困難である。これらのことから、モリブデン、ジル
コニア、グラファイトの含有率を変えて各種耐火物を作
製し、溶鋼及び溶融パウダーに対する溶損試験を行い、
溶鋼流速計の耐火物としての適用の可否を検討した。(Test 2) Molybdenum-10 wt.
% Zirconia-10 wt% graphite was confirmed to have the best erosion resistance to molten steel and molten powder. Next, the erosion test was performed while changing the mixing ratio of molybdenum, zirconia, and graphite. Table 2 shows test results
Shown in In order to compare the erosion resistance, the erosion index of molybdenum-10 wt% zirconia-10 wt% graphite was set to 1.0 as in the case of Example 1. The test conditions are the same as in Test 1. Since molybdenum is a high melting point metal and has good erosion resistance to molten steel, the higher the molybdenum content, the better the detection rod of the molten steel flow meter. However, it is difficult to measure the flow velocity for a long time by itself because it is eroded by the molten powder which is an oxide. From these, various contents of molybdenum, zirconia, and graphite were changed to produce various refractories, and erosion tests were performed on molten steel and molten powder.
The applicability of the molten steel current meter as a refractory was examined.
【0026】[0026]
【表2】 [Table 2]
【0027】試験結果を見ると、耐火物の組成がモリブ
デンの含有量60〜80wt%、ジルコニアの含有量1
0〜30wt%、グラファイトの含有量10〜20wt
%である場合の耐溶損性が良好であり、溶鋼流速計の耐
火物として適していることが確認された。According to the test results, the composition of the refractory is such that the molybdenum content is 60 to 80 wt% and the zirconia content is 1%.
0-30wt%, graphite content 10-20wt
%, The erosion resistance was good, and it was confirmed that it was suitable as a refractory for a molten steel flow meter.
【0028】(試験3)検知棒の寸法が溶鋼流速測定精
度に与える影響を評価するため、モリブデン−10wt
%ジルコニア−10wt%グラファイトの耐火物製の検
知棒を直径及び長さを変えて複数種作製し、これら検知
棒のそれぞれについて流速測定精度についての試験を行
った。試験は溶解炉内の静止溶鋼中に溶鋼流速計を浸漬
させた後に流速計を回転させる実験を行い、回転速度か
ら算出した流速と流速計の測定値から求めた流速を比較
した。流速測定実験の条件は以下のとおりである。表3
に測定結果を示す。 溶鋼:中炭素鋼 溶融温度:1550℃ 溶解炉直径:500mm 検知棒の溶鋼中への浸漬深さ:20〜200mm 試験の結果、検知棒の直径5〜30mmで長さ100〜
400mmである場合の流速測定精度が±5%以内と小
さく、溶鋼流速計の検知棒として適した寸法であること
が判明した。(Test 3) Molybdenum-10 wt.
A plurality of types of refractory detection rods of 10% zirconia-10% by weight graphite were manufactured by changing the diameter and length, and each of these detection rods was tested for accuracy of flow rate measurement. In the test, an experiment was conducted in which the flowmeter was rotated after immersing the molten steel flowmeter in the static molten steel in the melting furnace, and the flow rate calculated from the rotation speed was compared with the flow rate obtained from the measured value of the flowmeter. The conditions of the flow velocity measurement experiment are as follows. Table 3
Shows the measurement results. Molten steel: medium carbon steel Melting temperature: 1550 ° C Melting furnace diameter: 500 mm Depth of immersion of detection rod in molten steel: 20 to 200 mm As a result of the test, detection rod has a diameter of 5 to 30 mm and a length of 100 to 100
The flow rate measurement accuracy at 400 mm was as small as ± 5% or less, which proved to be a dimension suitable as a detection rod of a molten steel flow meter.
【0029】[0029]
【表3】 [Table 3]
【0030】(試験4)本発明の検知棒の耐久性を実機
鋳造鋳型を用いて試験した。溶鋼流速計を実機鋳造鋳型
にセッティングして溶鋼流速を連続測定したところ、±
5%の範囲の精度を維持しつつ連続5時間の測定が可能
であった。またこのとき測定された溶鋼流速は15〜2
0cm/sであった。実機試験で適用した中炭素鋼スラ
ブの連続鋳造条件を以下に示す。 検知棒の組成:モリブデン−10wt%、ジルコニア−10wt%、グラファ イト 検知棒の直径:φ10mm 検知棒の長さ:300mm 検知棒の浸漬深さ:60mm 鋳造速度 :1.8m/min 鋳造鋳型幅(長辺側内のり長さ) :1250mm 鋳造鋳型厚み(短辺側中のり長さ)):250mm 鋳造鋳型長さ :900mm タンディッシュ内溶鋼加熱温度 :5〜40℃ 浸漬ノズル形状 :下向き30度、2孔タイプ 浸漬ノズル浸漬深さ :300mm 以上の試験結果から、本発明の溶鋼流速測定用検知棒
が、溶鋼及び溶融パウダーのいずれに対しても耐溶損性
に優れ、本検知棒は長時間の連続測定に耐えうるもので
あることが確認された。(Test 4) The durability of the detection rod of the present invention was tested using an actual casting mold. When the molten steel flow meter was set on the actual casting mold and the molten steel flow rate was continuously measured, ±
It was possible to measure continuously for 5 hours while maintaining the accuracy in the range of 5%. The flow rate of the molten steel measured at this time was 15 to 2
It was 0 cm / s. The continuous casting conditions of medium carbon steel slab applied in the actual machine test are shown below. Detector rod composition: molybdenum-10 wt%, zirconia-10 wt%, graphite Detector rod diameter: φ10 mm Detector rod length: 300 mm Detector rod immersion depth: 60 mm Casting speed: 1.8 m / min Casting mold width ( Length of inner side of long side): 1250mm Thickness of casting mold (length of middle side of short side)): 250mm Length of casting mold: 900mm Heating temperature of molten steel in tundish: 5 to 40 ° C Immersion nozzle shape: Downward 30 degrees, 2 Hole type Immersion nozzle immersion depth: 300mm From the test results above, the detection rod for molten steel flow velocity measurement of the present invention is excellent in erosion resistance to both molten steel and molten powder, and this detection rod is continuously used for a long time. It was confirmed that the material could withstand the measurement.
【0031】このような検知棒11は図1に示すよう
に、支持棒20に装着して使用される。支持棒20は装
着部21、薄肉部22、固定部23とより構成され、検
知棒11は装着部21に装着したうえ筒状部材15を外
嵌することで支持棒20に着脱可能に取り付けられる構
成となっている。As shown in FIG. 1, such a detection rod 11 is used by being mounted on a support rod 20. The support rod 20 is composed of a mounting part 21, a thin part 22, and a fixing part 23. The detection rod 11 is mounted on the mounting part 21, and is detachably attached to the support rod 20 by externally fitting the tubular member 15. It has a configuration.
【0032】固定部23は図示外の昇降機構によって把
持される部分であり、周辺の振動に影響されないように
昇降機構に強固に固定される。The fixing portion 23 is a portion to be gripped by a lifting mechanism (not shown), and is firmly fixed to the lifting mechanism so as not to be affected by peripheral vibrations.
【0033】検知棒11の振動は振動の支点である薄肉
部22の側面に貼りつけた歪ゲージ25,25によって
検知される。歪ゲージ25,25は薄肉部22の撓みを
検出し、この撓みの繰り返し周期から薄肉部22の振動
数、即ちカルマン渦による検知棒の周波数を検知できる
ように構成されている。振動検知手段としては歪ゲージ
25,25に代えてLED、赤外線更にはレーザー等を
用いた光学的変位計を用いることもできる。ただ溶鋼か
ら赤外線波長域の光が出ている場合には赤外線の使用は
好ましくない。また煙等の遮光性物質が存在する場合に
は、歪ゲージ25,25を用いる方が好ましい。The vibration of the detection rod 11 is detected by strain gauges 25, 25 attached to the side surfaces of the thin portion 22, which is the fulcrum of the vibration. The strain gauges 25, 25 are configured to detect the bending of the thin portion 22 and detect the frequency of the thin portion 22, that is, the frequency of the detection rod due to Karman vortex, from the repetition period of the bending. As the vibration detecting means, an optical displacement meter using an LED, an infrared ray, a laser, or the like can be used instead of the strain gauges 25, 25. However, when light in the infrared wavelength range is emitted from molten steel, use of infrared light is not preferable. When a light-shielding substance such as smoke is present, it is preferable to use the strain gauges 25.
【0034】このような溶融金属の流速測定装置は、検
知棒11を支持棒に取り付けたうえ、支持棒の固定部2
3を図示外の昇降装置で把持して昇降させ、検知棒11
を溶融金属の流れの中にこの流れを横切るようにして位
置づけ、カルマン渦の放出に起因して繰り返し受ける衝
撃を振動周波数の形式で測定記録し、測定後あるいはリ
アルタイムに前記振動周波数から吐出流の流速Vを算出
する。振動周波数から溶融金属の流速の導出は、同じ測
定ロッドを用いて予め振動周波数fと流速Vとの関係式
を求めておき、この関係式に測定した振動周波数fを当
てはめて算出する。流速Vは計算上は、 V=a・f・D+b (但し、D:検知棒の直径、a,b:定数)で表され、
流速Vと周波数fとは直線関係にある筈であるが、実際
は歪ゲージを貼り付ける部分の剛性も関係するため直線
関係から外れる。このため、より精度が要求される場合
は測定ロッド30の種類が異なる毎に流速Vと振動周波
数f×検知棒の直径Dとの関係を示す検量線を求め、こ
の検量線を以後の実測定における振動周波数からの流速
算出に用いる。In such a molten metal flow rate measuring device, the detection rod 11 is attached to the support rod, and the support rod fixing portion 2
3 is lifted and lowered by a lifting device (not shown).
Is positioned so as to cross this flow in the flow of the molten metal, and the shock repeatedly received due to the release of the Karman vortex is measured and recorded in the form of a vibration frequency, and after the measurement or in real time, the discharge flow from the vibration frequency is measured. The flow velocity V is calculated. Derivation of the flow velocity of the molten metal from the vibration frequency is performed by previously obtaining a relational expression between the vibration frequency f and the flow velocity V using the same measurement rod, and applying the measured vibrational frequency f to this relational expression. The flow velocity V is calculated as follows: V = a · f · D + b (where D: diameter of detection rod, a, b: constants)
The flow velocity V and the frequency f should be in a linear relationship, but actually deviate from the linear relationship because the stiffness of the portion where the strain gauge is attached is also involved. For this reason, when more accuracy is required, a calibration curve indicating the relationship between the flow velocity V and the vibration frequency f × the diameter D of the detection rod is obtained for each type of the measurement rod 30, and this calibration curve is used for subsequent actual measurement. It is used to calculate the flow velocity from the vibration frequency in.
【0035】[0035]
【発明の効果】本発明によれば、溶鋼流速測定用の検知
棒の耐溶損性が溶鋼及び溶融パウダーの双方に対して高
まり、その寿命を大幅に延ばすことができる。したがっ
て鋳造鋳型内の溶鋼流速を長時間にわたり連続的に測定
することができるようになり、高品質な鋳片を製造する
ための鋳造鋳型内溶鋼流動の評価基準を得ることが可能
となり、また、この測定結果を溶鋼供給量の可変装置に
フィードバックさせて鋳造鋳型内の溶鋼流動を制御する
ことにより、高品質な鋳片の製造が可能となる。According to the present invention, the erosion resistance of the detection rod for measuring the flow velocity of molten steel is increased for both molten steel and molten powder, and the life thereof can be greatly extended. Therefore, it becomes possible to continuously measure the molten steel flow velocity in the casting mold for a long time, and it is possible to obtain an evaluation standard of the molten steel flow in the casting mold for producing a high-quality cast slab. The measurement result is fed back to a variable device of the molten steel supply amount to control the flow of the molten steel in the casting mold, thereby making it possible to produce a high quality cast slab.
【図1】 本発明の溶鋼流速測定用検知棒とその周辺構
造を示す説明図FIG. 1 is an explanatory view showing a detection rod for measuring molten steel flow velocity of the present invention and its peripheral structure.
【図2】 鋳造鋳型内の溶鋼の様々な流れを示す模式図FIG. 2 is a schematic view showing various flows of molten steel in a casting mold.
【図3】 鋳造鋳型内に位置づけられた浸漬ノズルを示
す説明図FIG. 3 is an illustration showing an immersion nozzle positioned in a casting mold.
【図4】 カルマン渦に起因する振動検出から流速測定
を行う基本原理の説明図FIG. 4 is an explanatory diagram of a basic principle of measuring a flow velocity from vibration detection caused by a Karman vortex.
【図5】 検知棒の下流側でカルマン渦が放出されてい
る様子を示す模式図FIG. 5 is a schematic view showing a state in which Karman vortices are emitted downstream of the detection rod.
【図6】 振動検知手段によって検出される周波数と出
力との関係を示したグラフFIG. 6 is a graph showing a relationship between a frequency detected by a vibration detection unit and an output.
c カルマン渦 d 鋳造鋳型内上昇流 e 鋳造鋳型内下降
流 1 鋳造鋳型 1a,1b 短辺壁 1c,1d 長辺壁 2 浸漬ノズル 2a,2b 吐出口 3 溶融パウダー 4 鋳造鋳型内空間 5 検知棒 5a 長辺面 11 検知棒 15 筒状部材 20 支持棒 21 装着部 22 薄肉部 23 固定部 25 歪ゲージ 30 測定ロッドc Karman vortex d Upflow in casting mold e Downflow in casting mold 1 Casting mold 1a, 1b Short side wall 1c, 1d Long side wall 2 Immersion nozzle 2a, 2b Discharge port 3 Melting powder 4 Space in casting mold 5 Detecting rod 5a Long side surface 11 Detection rod 15 Cylindrical member 20 Support rod 21 Mounting part 22 Thin part 23 Fixed part 25 Strain gauge 30 Measurement rod
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水上 英夫 大阪府大阪市中央区北浜4丁目5番33号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 花尾 方史 大阪府大阪市中央区北浜4丁目5番33号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 川本 正幸 大阪府大阪市中央区北浜4丁目5番33号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 林 敦 大阪府摂津市南別府町16−16 ヘレウス・ エレクトロナイト株式会社内 (72)発明者 寺内 幸生 大阪府摂津市南別府町16−16 ヘレウス・ エレクトロナイト株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Hideo Mizukami 4-5-33 Kitahama, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Sumitomo Metal Industries, Ltd. (72) Inventor Masafumi Hanao 4-chome, Kitahama, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka No. 5-33 Sumitomo Metal Industries, Ltd. (72) Inventor Masayuki Kawamoto 4-33 Kitahama, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Prefecture Sumitomo Metal Industries, Ltd. (72) Inventor Atsushi Hayashi Minami-Beppu-cho, Settsu-shi, Osaka 16-16 Inside Heraeus Electronight Co., Ltd. (72) Inventor Yukio Terauchi Inside 16-16 Heraeus Electronight Co., Ltd.
Claims (3)
知棒の自由端側所定範囲を、溶鋼流を横切るようにして
溶鋼中に浸漬し、この検知棒の下流で発生するカルマン
渦によって生じる検知棒の振動を測定し、予め求めてお
いた検知棒振動数と溶鋼流速との関係式に当てはめて鋳
造鋳型内の溶鋼流速を推定する方法において、前記検知
棒の寸法を、直径5〜30mm、長さ100〜400m
mとなし、且つ検知棒の材質を、 a)モリブデン、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロ
ム、タングステン、マンガン、テクネチウム、レニウム
のうちから選択される一種又は複数種の高融点金属を6
0〜80wt% b)ジルコニア、アルミナ、酸化イットリウム(Y2 O
3 )、シリカ、炭化珪素(SiC)、窒化珪素(Si3
N4 )のうちから選択される一種又は複数種のセラミッ
クスを10〜30wt% c)グラファイト又は窒化ホウ素の一方又は双方の混合
物10〜20wt% のa,b,cを主成分となした焼結体となしたことを特
徴とする鋳造鋳型内の溶鋼流速測定方法。1. A method for immersing a predetermined range on a free end side of a detection rod having one end fixed and the other end as a free end into molten steel so as to cross a molten steel flow, and to generate Kalman generated downstream of the detection rod. In a method of measuring the vibration of a detection rod caused by a vortex and estimating the flow rate of molten steel in a casting mold by applying the relational expression between the detection rod frequency and the flow rate of molten steel determined in advance, the dimensions of the detection rod are set to a diameter 5-30mm, length 100-400m
m) and the material of the sensing rod is: a) One or more refractory metals selected from molybdenum, vanadium, niobium, tantalum, chromium, tungsten, manganese, technetium and rhenium
0~80wt% b) zirconia, alumina, yttrium oxide (Y 2 O
3 ), silica, silicon carbide (SiC), silicon nitride (Si 3
Sintering by no N 4 mixture 10-20 wt% of a one or both of one or more kinds of ceramics 10 to 30 wt% c) graphite or boron nitride is selected from among the), b, a main component c A method for measuring the flow velocity of molten steel in a casting mold, comprising:
wt%、ジルコニア10〜30wt%、グラファイト1
0〜20wt%を主成分とした焼結体としたことを特徴
とする鋳造鋳型内の溶鋼流速測定方法。2. The material of the detecting rod is molybdenum 60-80.
wt%, zirconia 10-30 wt%, graphite 1
A method for measuring a flow rate of molten steel in a casting mold, comprising a sintered body containing 0 to 20 wt% as a main component.
れによって生ずる振動に基づいて溶鋼の流速を測定する
ための検知棒であって、その寸法が、直径5〜30m
m、長さ100〜400mmであり、且つその材質が、
モリブデン60〜80wt%、ジルコニア10〜30w
t%、グラファイト10〜20wt%を主成分とした焼
結体となしたことを特徴とする鋳造鋳型内の溶鋼流速測
定方法に用いる溶鋼流速測定用検知棒。3. A detection rod for immersing in molten steel in a casting mold and measuring the flow velocity of the molten steel based on vibration generated by the flow of the molten steel, the size of which is 5 to 30 m in diameter.
m, the length is 100 to 400 mm, and the material is
Molybdenum 60-80wt%, zirconia 10-30w
A sensing rod for measuring a flow rate of molten steel used in a method for measuring a flow rate of molten steel in a casting mold, wherein the detection body is made of a sintered body mainly containing t% and 10 to 20% by weight of graphite.
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