JPS5813455A - 注湯停止方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、溶鋼等の溶融金属を所定の容器ｉ注湯する
′に際し、その容器内に流れ込むスラグ量を可及的に少
なくするべく注湯停止を適確□に行なう方法およびその
方法を実施するだめの装置に関するものである。

例えばスラブやビレット等を連続鋳造する場合、溶鋼等
の溶融金属を取鍋から−Ｈタンディッシュに注入し、し
かる後タンディツシュから鋳型に供給しているが、取鍋
からタンディツシュに注湯する際に″取鍋内のスラグが
タンディツシュ内に流れ込むと、これをそのまま鋳造し
た場合、得られた鋳片内にスラグが介在物として混入し
、鋳片の品質が著しく害されるおそれがあシ、またタン
ディツシュ内に流入したスラグがタンディツシュの内壁
に接触しかつその接触頻度が高いと、タンディッシーの
内壁を形成する耐火物の寿命に悪影響を及ぼすなどの問
題を生じる。そこで従来では、タンディッシーに流入す
るスラグ量が可及的に少量とガるよう注湯な停止する方
法として、取鍋がら流出する溶鋼流を作業者が常時目視
し、スラグが流出することに伴う溶鋼流の輝度や光色の
変化がらスラグの流出を判断し、注湯を停止する方法が
採られていた。

一方、例えば高級鋼種を連続鋳造する場合、取鍋からタ
ンディッシーに到る溶鋼流を不活性ガスで無酸化雰囲気
状態にシールしたシ、するいはロングノズルを用いた無
酸化注入を一般に行なっているが、このような場合、注
湯停止を行なう方法として上述した作業者の目視による
方法を採用するとすれば、溶鋼流の輝度や光色の変化を
適確に、あるいは全く捉えることができないので、スラ
グが取鍋から流出し始める注湯末期において不活性ガス
による溶鋼流のシールを一旦停止するか、あるいはロン
グノズルをタンディツシュから引き上げて溶鋼流を空気
にさらさなければならなくなり、その結果溶鋼の酸化が
起きるおそれがある。また不活性ガスによるシールの一
時的停止やロングノズルの引き上げを行なわないとすれ
ば、スラグがタンディツシュ内に一旦流入した後クンデ
ィツシュ内の溶鋼上に浮上することを知覚してスラグの
タンディッシーへの流入を判定し々ければならなくなる
ので、スラグの流入量が多くなり、いずれにしても従来
の方法では鋳片の品質低下環の不都合を招来するおそれ
が多分にある。さらに、溶鋼流を上述のように無酸化状
態にして注湯する場合、溶鋼流を目視し得ないからとい
って、安全を見込んで取鍋内にある程度溶鋼が残存して
いる状態で注湯を停止するとすれば、スラグがタンディ
ッシーに流れ込むことがない反面、取鍋内の溶鋼の全量
をタンディツシュに注入し得ないのであるから１・１ 歩留りが極めて悪くなる問題がある。

他方、連続鋳造においては介在物の対策上、溶鋼流にＣ
ａ　−８１等の合金鉄を投入する場合があるが、合金鉄
を投入することに伴って白煙が生じた場合、溶鋼流を目
視し得なくなるので、上述した従来の方法では、注湯を
停止すべき時点を正確に判定することができないか、あ
るいは注湯末期において合金鉄の投入を中止せざるを得
す、いずれにしても鋳片の品質保持の点で問題がある。

さらに、溶鋼流を作業者が目視する従来の方法では、判
定ミスや注湯停止操作が遅延することもあシ、しかも作
業者を拘束することにもなるうえに、省力化および自動
化に対し障害となるなどの問題があった。

そこでこの発明の発明者等は、上述した問題を解消する
ことのできる注湯停止制御方法を既に提案した。この方
法は例えば取鍋からタンディッシーに注湯した場合、溶
鋼の密度（約７シ劇）とスラグの密度（２〜３　ｔ／ｍ
　）とが大きく相違していることに起因してスラグが流
出し始めるに伴ってクンディツシュの振動状態が減衰す
ることに着目し、タンディツシー等溶鋼を注入すべき容
器の振動を常時検出し、その出力値が大きく低下した場
合（例えば振幅が減少して出力値が低下した場合）（５
） にスラグ流出と判定して注湯を停止する方法である。

この注湯停止制御方法は、電気的かつ自動的に行なうこ
とができるので、注湯停止操作を上述した従来の方法よ
シも早く行ない、もってタンディフシ１等の容器へのス
ラグ流出量を少量とすることができ、併せて上述した問
題点を解消することができるものであるが、この方法で
は注湯停止操作を行なうための信号の基礎となる容器の
振動は、その容器にスラグが既に流入しでいることによ
り生じている振動であり、したがって上記の方法はスラ
グがタンディツシュ等の容器に流入させることを前提と
するものであるから、スラグの流入量を従来方法よ多も
少量とすることができるものの、スラグがある程度容器
内に流入することを許容しなければならず、この点に未
だ改善すべき余地があった。

この発明は上記の事情に鑑み、既に提案した上述の注湯
停止制御方法を発展的に改良し、タンディッシー等の容
器に対するスラグの流出量を更に（６） 少量とするよう注湯停止を行なうことのできる注湯停止
方法およびその方法を実施するための装置を提供するこ
とを目的とするものである。

以下この発明をよシ詳細に説明する。

第１図（４）は取鍋等の容器（以下仮に流出容器という
）からタンディツシュ等の容器（以下仮に流入容器とい
う）に溶鋼を注入した際に流入容器に生じる実振動の振
幅を検出して得た線図であって、この図から明らかガよ
うに流入容器の振動振幅は溶鋼注入中においても建屋の
振動等の外乱要因によシ一時的に減少する場合があるの
で、既に提案した上述の方法をこのような検出信号に基
づいて実施するとすれば、スラグが流出し始めた時点か
らΔを秒後すなわち振動振幅が所定の低いレベルに安定
し始めた時点でスラグ流出と判定しなければならず、ス
ラグ流出から注湯停止までの間に若干の時間的遅れが生
じる。そど・ソ、上述の方法による注湯停止をよシ適確
に行なうために、建屋の振動等の外乱要因を除くべく前
記信号をフィルター回路に通したところ第１図伸）に示
す結果を得た。

しかし、第１図（Ｂ）に示す振動振幅では、溶鋼注入中
に一時的に生じる振動減少の度合が少なくなっているも
のの、このような検出信号に基づくスラグ流出の判定す
なわち注湯停止の判定は、前記の場合と同様に、振幅が
所定の低いレベルに安定し始めた時点で行なわなければ
ならず、注湯停止をよシ適確に行なう目的には不十分で
ある。そこでこの発明の発明者等が実験を繰り返し行な
い、得られたデータを詳細に検討したところ、スラグが
前記流入容器に対し流出し始めると同時に、流入容器の
振動振幅が一時的に大きくなることを見出したのである
。第１図（Ｑは流入容器の振動の振幅を電気的に検出し
て得た信号をフィルター回路に通し、さらに平滑化する
よう信号処理した結果を示す図であシ、トの第１図（Ｑ
に示すようにスラグが流入容器に対し流出し始めると同
時に流入容器、、ｌｌｌ’ｉ、 の振動振幅が一時的に大きくなることが明確に認められ
る。

この発明は上記の知見に基づいてなされたもので、スラ
グが流出し始めた時点において流入容器の振動が一時的
に増大する現象を捉え、その時点での出力信号に基づい
て注湯を停止するものであシ、シたがってこの発明によ
れば、スラグが流入容器に対しある程度流出した後、流
入容器の振動振幅が所定の低いレベルに安定する以前に
注湯を停止することができるので、スラグ流出量を従来
になく少量とすることができるのである。

つぎにこの発明の実施例について説明する。

まず、この発明の方法を実施するための装置すなわち特
許請求の範囲に第２番目に記載した発明の実施例を第２
図を参照して説明すると、第２図はその発明の一実施例
を示す略解図であって、第１の容器としての取鍋１はそ
の底部に設けた取鍋ノズル２を介して溶鋼３を第２の容
器としてのタンディツシュ４に注入するようになうでお
シ、またタンディツシュ４はその内部の溶鋼３を浸漬ノ
ズル５を介して鋳型６内に供給するようＫなっておシ、
そして前記タンディッシ、４には、その振動を検出する
ための振動検出器７が取付けられている。この振動検出
器７には、増幅器８および変（９） 換器９が順次接続され、振動検出器７から出力される信
号を増幅器８で増幅した後、その信号を変換器９によシ
振動変位成分、振動速度成分あるいは振動加速度成分に
変換するようになっておシ、前記いずれかの成分に変換
された信号は、次段のフィルター回路１０に入力される
ようになっている。このフィルター回路１０は、周波数
全帯域では建屋の振動等の外乱要因を含んだ状態となっ
ているので、これら外乱要因をカットして注湯に伴う振
動のみを極力取シ出すようにするために設けたものであ
って、このフィルター回路１ｏによって選択すべき周波
数帯および周波数としては、溶鋼注入中のパワースペク
トル分布とスラグ流出時のパワースペクトル分布とを見
比べて、パワー分布の異なってくる周波数帯および周波
数を採用すればよく、またこれらはタンディツシュ４の
構造、材質等に基づく振動特性によって選択すべきもの
である。

前記フィルター回路１ｏには、平滑回路１１ｍを有する
出力器１１が接続されておシ、タンディ（］０） ッシ二４の振動のうち前記フィルター回路１０によって
選択された周波数の振動に応じた信号を平滑化して出力
するようになっている。ここで平滑回路１１ｍを設けた
理由は、溶鋼注入中にもタンディッシ−４の振動に微小
な変化が生じるので、信号を特に平滑化しないとすれば
、スラグ流出に伴う振動変化を溶鋼注入中の振動変化か
ら区別するのに時間がかかシ、スラグ流出の判定に時間
的遅れが生じるおそれがあシ、そこで溶鋼注入中の振動
検出信号をなるべく安定させ、スラグ流出時の振動（信
号）の一時的な増大を明確にし、もってスラグ流出の判
定の時間的遅れを無くすようにするためである。

そして前記出力器１１には、演算器１２および注湯停止
出力器１３が順次接続されている。この演算器１２は、
溶鋼注入中におけるタンディツシュ４の振動を検出して
得られ１７）”’ＩＩ出力値の変化率の基準値を人力・
設定する機能と、前記出力器１１から入力される信号の
変化率と１′ＩＪ記基準値とを比較演算する機能とを有
しておシ、前記基準値と出力器１１から入力される信号
の変化率との比がある値を超えたときに、信号を注湯停
止出力器１３に出力するようになっている。この注湯停
止出力器１３は、演算器１２から信号が入力されたとき
に注湯停止信号を注湯制御機１４に出力し、その結果取
鍋ノズル開閉機１５が動作して前記取鍋ノズル２を全閉
動作させるようになっている。

つぎに上記のように構成された装置の動作すなわちこの
発明の注湯停止方法について説明する。

まず、演算器１２に基準値として、溶鋼注入中において
得られる振動検出信号出力値の変化率ｙＩを入力・設定
しておく。この状態で前記取鍋ノズル２を開いて溶鋼３
を取鍋１からタンデイツシ−４に注入するとタンデイツ
シ−４が振動し、その振動が振動検出器７によって検出
される。振動検出器７からΩ出力信号は、増幅器８によ
って増幅された後、門換器９によ・て所定の振動成分の
信号に変換され、しかる後その出力信号のうち所定の周
波数帯ルしくけ周波数の信号がフィルター回路１０によ
って選択され、そしてその選択さ・　れた周波数帯もし
くは周波数の振動に応じた信号が出力器１１から平滑化
されて演算器１２に入力される。第３図（４）は周波数
帯を３０　Ｈｚ以上とした場合の出力器１１の出力信号
を示す図であシ、また同図（Ｂ）はその変化率を示す図
であって、溶鋼注入中における出力器１１の出力信号は
第３図（４）に符号Ｍの範囲として示すようにほぼ一定
となシ、その変化率は第３図ω）に符号Ｍ、の範囲とし
て示すように高々１０チ程度となっている。したがって
溶鋼注入中に演算器１２に入力される信号の変化率は予
め入力・設定した前記基準値ｙ！よりも小さくなるから
、これらの変化率の比は１以下になり、その結果演算器
１２が信号を出力しないので、取鍋ノズル２が特に閉動
作することは々い。

そして取鍋１中のスラグ１６がタンディツシュ４に対し
て流出し始めると、タンディツシュ４の振動が一時的に
大きくなり、それに伴って出力器１１からの出力信号が
第３図（４）に符号Ｐとして示すように一時的に立ち上
がり、同時にその変化率は第３図（Ｂ）に符号ＰＩ　と
して示すように従前よシ（１３） も一時的に大きくなり、その結果その変化率が前記基準
値よシも犬きくなシ、これらの比が１以上となるので、
演算器１２が信号を出力し、それに伴って注湯停止出力
器１３が注湯停止信号を注湯制御機１４に対して出力し
、その結果取鍋ノズル開閉機１５が動作して取鍋ノ゛ズ
ル２が全閉となυ、注湯が停止される。したがって取鍋
ノズル２はスラグ流出とほぼ同時に全閉となるので、ス
ラグ１６のタンディツシュ４に対する流入量を極めて少
量に抑えることができる。

なお、注湯途中において前記取鍋ノズル２の開度を大き
くしたシ、あるいは逆に小さくしたシする場合があるが
、このような場合、溶鋼流量の変化に伴ってタンディッ
シ−４の振動状態が変化し、その振動検出信号出力値が
大きく変動するので、スラグ流出時における出力値の変
動と区別し、誤動作を防ぐために、取鍋ノズル２の開度
を変える場合には、出力値が安定するまでの数秒間（２
秒程度）は、振動検出・演算系をオフ状態にして機能さ
せないことが好ましい。また、上記の装置で（１４） は前記基準値として、溶鋼注入中の振動出力値の変化率
１皿の他に、スラグ流出時の出力値の変化率ｙ２や取鍋
ノズル全閉時の出力値２を採用することもでき、演算器
１２への入力値の変化率とスラグ流出時の出力値の変化
率ｙ！との比が１以上になったときにスラグ流出と判定
して注湯を停止するようにしてもよく、するいはスラグ
１６が流出すれば演算器１２への入力値は取鍋ノズル全
閉時の出力値２に近似してくるので、演算器１２への入
力値が例えば１．１２以下になったときにスラグ流出と
判定して注湯を停止するようにしてもよい。

しかして、いずれにしてもこの発明によればスラグ流出
と同時に、あるいはその直後に注湯停止を迅速に行なう
ことができるのであ）、この発明の発明者等が行なった
実験によれば、目視による従来方法よシも平均でＯ，Ｓ
２柚程度早く注湯停止操作を行なうことができ、まだ既
に提案した振動振幅の減少に基づく方法よりも平均で０
．７７秒程度早く注湯停止操作を行なうことができた。

なお、上記の実施例では取鍋１からタンディソシ５−４
に溶鋼３を注入する場合について説明しだが、この発明
は上記実施例に限らず、適宜の容器から他の容器に注湯
する場合にも応用することができ、また注入すべき流体
は溶鋼およびスラグに限られず、その他比重の異方る２
種以上の流体が混在しているものであってもよく、その
場合でも上述したように制御して一方の流体のみを適宜
の容器に注入することができる。さらにこの発明は、密
度の相違する粉体または粒体等の固体を所定の容器に落
下・収容する場合にも応用することができ、その場合、
尚該容器の振動が落下・収容する物体が変わった時点で
大きく変動するので、その時点で該物体の落下を停止す
ればよく、斯くすれば落下・収容す哀き物体を密度別あ
るいは粒度別に区分すること及□できる。

′：：。

以上の説明で明らかなようにこの発明の注湯停止方法・
装置によれば、スラグが流出し始めると同時にタンディ
ツシュ等の流入容器に生じる振動の一時的な増大を検出
し、その検出値に基づいて注湯を停止するものであるか
ら、スラグ流出開始と同時に、あるいはその直後に迅速
に注湯を停止することができ、したがってスラグの流出
量を従来になく少量とすることができる。また、この発
明は作業者が注湯流を目視する必要のないものであるか
ら、注湯流を注湯終了まで無酸化雰囲気に完全にシール
することができ、また注湯末期にＣａ合金等の添加を行
なうことができ、したがって例えば連続鋳造時において
はスラグ流出量が僅少であることと相まって、鋳片品質
の向上を図ることができ、さらに振動検出およびそれに
基づく注湯停止操作を電気的にかつ自動的に行なうこと
かの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（４）はタンディツシュの振動を検出して得た振
動波形を示す図、同図（Ｂ）はタンディツシュの振動を
検出し、その検出信号をフィルター回路にかけて得た振
動波形を示す図、同図（Ｃ）は更に信号（１７） 処理して得た振動レベルを示す図、第２図はこの発明の
装置の一実施例を示す略解図、第３図（４）は周波数帯
を３０　Ｈｚ以上、とした場合の出力器の出力信号を示
す図、同図（Ｂ）はその変化率を示す図である。 １・・・取鍋、２・・・タンディツシュ、３・・・溶鋼
、７・・・振動検出器、８・・・増幅器、９・・・変換
器、１０・・・フィルター回路、１１＆・・・平滑回路
、１２・・・演算器、１３・・・注湯停止出力器、１４
・・・注湯制御機、１６・・・スラグ。 出願人　川崎製鉄株式会社 代理人　弁理士豊田武人 （ほか１名） （１８）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）湯面上にスラグが浮遊している溶融金属を取鍋等
   の第１容器から第２容器に注湯するにあたシ、注湯に伴
   う第２容器の振動を検出するとともに、その検出値の前
   記第２容器に対しスラグが流出し始めるに伴う一時的な
   増大を検出し、その検出結果に基づいて前記第２容器へ
   の注湯を停止することを特徴とする注湯停止方法。
2. （２）溶融金属を注入すべき容器の振動を検出するだめ
   の振動検出器と、この振動検出器に増幅器を介して接続
   され前記振動検出器の出力信号を所定の振動成分に変換
   する変換器と、その変換された振動成分のうち外乱に起
   因する振動成分を除去するフィルター回路と、このフィ
   ルター回路からの出力信号を平滑化する平滑回路と、そ
   の平滑化された信号の出力値と予め設定した基準値とを
   比較演算してその差が一定値以上になったときに信号を
   出力する演算器と、この演算器の出力信号に基づいて停
   止信号を出力する注湯停止出力器と、との注湯停止出力
   器から出力される停止信号にょシ前記容器への注湯を停
   止させる注湯制御機とを具備してなる□ことを特徴とす
   る注湯停止装置。