JPS6076262A - 溶鋼レベルの測定装置 - Google Patents

溶鋼レベルの測定装置

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JPS6076262A
JPS6076262A JP18470883A JP18470883A JPS6076262A JP S6076262 A JPS6076262 A JP S6076262A JP 18470883 A JP18470883 A JP 18470883A JP 18470883 A JP18470883 A JP 18470883A JP S6076262 A JPS6076262 A JP S6076262A
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JP
Japan
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molten steel
level
coil
magnetic field
detection
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Application number
JP18470883A
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English (en)
Inventor
Fumihiko Ichikawa
文彦 市川
Kunio Kurita
栗田 邦夫
Shuji Tanaka
修二 田中
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Publication of JPS6076262A publication Critical patent/JPS6076262A/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/26Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/18Controlling or regulating processes or operations for pouring
    • B22D11/181Controlling or regulating processes or operations for pouring responsive to molten metal level or slag level
    • B22D11/186Controlling or regulating processes or operations for pouring responsive to molten metal level or slag level by using electric, magnetic, sonic or ultrasonic means

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  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
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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】 4(発明は、溶鋼レベルの測定装置に係り、特に、電磁
撹拌装置を向えた連続訪造機におけるモールド内溶鋼の
湖面レベルを測定するのに好適な、溶鋼レベルの&り定
装置の改良に関する。
連続鋳造においてモールド内溶鋼の場面−レベルを自動
制御づるために、溶鋼レベルの測定は不可欠であり、そ
のため従来種々のレベル計が開発されてさた。渦電流式
のレベル計もその中の1つで、非接触測定ができること
、応答性がよいこと等から数多く実用化されている。
この渦電流式のレベル計は、一般に、交流電流を発生づ
る電源と、該電源から流される交流電流によって溶鋼表
面に渦電流を発生させる励磁」イルと、該励磁コイルに
よって発生された渦電流が作る2次(■界により溶鋼レ
ベルの高低に応じた起電力を発生づる検出コイルと、を
備えており、前記起電力が、検出」イルと溶i表面間の
距離、即ち、溶鋼レベルの高低に依存りることを利用し
て、該起電力により溶鋼レベルを測定するものである。
この場合、前記検出コイルを、溶鋼の湯面上方に吊下げ
るようにした装置があるが、この装置によると溶鋼面上
に検出コイルを置くためバラタ−の供給等、鋳込作業上
の操作性が悪い。従って、第1図に示1ように、鋳型1
0の上に励磁コイル12及び検出コイル14を設けるも
のが広く採用されている。この装置により、励磁コイル
12に例えばIK+−12程度の交流電流を発振器16
及び定゛猷流電源18を介して流づと、鋳型10の壁面
と溶LM 20の表面に:B蹴流が流れるため、この渦
電流の作る2次磁界の変化を検出コイル14で検出し、
この“電圧を前置jN帖器22で増幅した後、主増幅器
24で同んQ増幅し、検波器26で直流電圧信号にし、
更にこれをリニアライザ28で直線化づることにより溶
51〕レベルをめることができるこの装置は、検出」イ
ル14が鋳型10上にあるため、鋳込作業の邪鳳になら
ないという利点がある。
しかしながら、最近連続鋳造の対象m種の拡大と調品質
化のため、モールド内において溶鋼を電磁力tこよって
撹拌づ−る方法が試みられ実用化されるに至り、上述の
渦電流上(のレベル計では電磁Iに拌の磁場の影響を受
け、正h′「なレベルをJl定できないという新たな問
題点が生じてきた。第2図に溶鋼レベル一定の条件の下
で、電磁撹拌を行うモールドで第1図の装置を用いてレ
ベル測定を打つ1〔結果を承り。溶鋼レベルが一定であ
るにも拘わらず、レベル計の出力がふらついてJ5す、
従来の渦電流式のレベル計はそのままでは電磁撹拌を行
うモールドに使用できないことが確認できる。この理由
は次のように考えられる。即ち第3図に検出」イル14
が拾う電磁撹拌の磁場及び溶鋼レベル検出起電力の主波
形を示づように、電磁撹拌における磁場強度は、4上程
度の低周波であるが、非常に強く、観測される波形はほ
とんどこの電磁撹拌磁場ノイズであることがわかる。こ
の波形でのレベル計としての15号のS/N比は、約−
50乃至−55dBであり、このノイズ゛による電気回
路の飽和を避(プるために前置増幅器22で信号を充分
に増幅できないこと、及び後段のフィルタ等によっても
ノイズ成分を充分に消去できないことが、装置の出力か
変動する主たる原因と考えられる。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、低周波の強磁場ノイズに強く、従って、電磁撹拌磁
場中においても、渦電流式で正確な溶鋼レベル測定を行
うことができる溶鋼レベルの測定装置を提供することを
その目的としている。
本発明は、交流電流を発生りる電源と、該電源から流さ
れる交流電流によって溶鋼表面に渦電流を発生でる励磁
コイルと、該励磁コイルによって発生された渦電流が作
る2次磁界により溶鋼レベルの高低に応じて起電力を発
生づる検出ロイルと、を(j言えた溶鋼し゛ヘルの測定
装置において、前記検出コイルを2個に分(プてそれぞ
れを互いに差動結線すると共に、一方のみを所定厚さの
非磁性電気伝導体で遮蔽づることにより上記目的を達成
したものである。
以下図面に基ついて本発明の詳細な説明する。
まず本発明の詳細な説明する。
一般に、画像J−に遮蔽板を置いた時、電磁力線の透過
度αは、次式によって近似される。
α=exp(−d/δ)・・・(1) ここで、dは遮蔽板の板厚さ、δは浸透深さである。即
ち浸透深さδが大きくなると透過度αは大きくなり、そ
れたけ遮蔽板の遮蔽効果は小さくなる。
ところで、この浸透深みδは、遮蔽板の電気伝導度をσ
、同透磁率をμ、励磁周波数をωとづ−ると、次式のよ
うに表わされる。
δ−(2/ωσμ)12・・・(2ン 即ち、今、遮蔽板の電気伝導度0、同透磁率μが一定で
あるとずれば、浸透深さδは、励磁周波数ωに依存し、
この励磁周波数ωが高いと浸透深ざδは小さくなり、逆
に励磁周波数ωが低いと浸透深さδは大きくなるもので
ある。このことは、(1)式の関係を考慮すれば、励磁
周波数ωが高いと電磁力線はよく遮蔽されるが、低いと
めより遮蔽されないことを意味する。
従って、第4図に示Jように、検出コイル14を、第1
検出」イル14A、第2検出」イル14Bの2個に分(
ブてそれぞれを互いに差動結線づると共に、一方のみを
所定厚さの非磁性電気伝導体32で遮蔽することとづれ
は、第5図の実線で示される電磁撹拌による数比程度の
低い周波数の磁場は、透過度が大きいため第1、第2の
両検出コイル14A、14Bにてほぼ等しく起電力が発
生・検出される。そして雨検出コイル14A、14Bの
検出電圧は差動結線で(1殺されるため、検出」イル1
4としての出力はほぼ零になる。一方、同図Ta線で示
8れる溶鋼レベル検出用の交流電流による磁場は、従来
約1KH2の高周波電流であるI〔め、透過度は極めて
小さく、第2検出コイル14Bにはほとんど検出されな
い。従って第1検出」イル14Ac検出された起電力が
差動結線によっても、f同段されることなく、そのまま
検出コイル14の検出値として出力されることになる。
具体的に例えば、遮蔽板32として板厚51のアルミニ
ウム板を用い、電磁攪拌の周波数を482、溶鋼レベル
測定用の交流電流の周波数を1に出とづれば、電磁撹拌
による磁場のアルミニウム板の透過度は(1)(2>式
よりα5T=0.9であり、−万、溶鋼レベル信号によ
る磁場の透過度は0.07でおる。この数値は、理論上
S/N比が22dB改善されることを忌味し、充分な効
果が期待できる構成であることが分かる。
以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
第6図は本発明の一実施例である。この実施例は、交流
電流を発生ずる定電流電源18と、該定電流電源18か
ら流される交流電流によって溶鋼表面に渦電流を発生さ
せる励磁コイル12と、該励磁」イル12によつ゛C発
生された渦電)hが作る2次磁界により溶鋼レベルの高
低に応して起電力を発生刀る検出ロイル14と、を倫え
た溶S1ルベルの測定装置においで、前記検出」イル1
4を、第1検出コイル14A、第2検出ジイル14Bの
2個に分けてそれぞれを互いに差動結線すると共に、溶
鋼と面しない側の第2検出コイル14Bのみを5mm厚
のアルミニウム板32によってj席蔽したものである。
Iil」記励磁」イル12へ流す交流電流としては従来
よりかなり誂い4.8KH2の周波数のものか採用でき
る。この周波数4.8KHzは、電磁撹拌の高調波ノイ
ズとレベル検出特性とを考慮して採用したものである。
前記アルミニウム板32の仮#5+nmは、(1)(2
)式より長当な透過度αが得られるようにめたものであ
る。
尚その他の部位については従来と同様であるため図中で
同一符号を付すにとどめ重複説明を省略づる。
次にこの実施1列の作用を説明覆る。
溶鋼レベルの情報を含んだ4.8に出の信号は、はとん
どアルミニウム倣32によって遮蔽されるので、第1検
出」イル14Aには捕えられるが第2検出コイル14B
には捕えられず、従って差動結線によっても信号は消去
されず、前置増幅器22に入り、以下従来と同様に増幅
検波される。一方、冒魁撹拌の磁場は、約4H1,と低
周波であり、これはアルミニウム板32によってほとん
ど遮蔽されないため、第1、第2検出」イル14A、1
4Bの双方にて捕えられ、差動結合によりほとんど(1
殺される。
この測定例を第7図に示づ。第7図Aは従来法の検出コ
イルが拾うノイズであり、Bは本発明の検出コイルが拾
うノイズである。本発明により約12dB程度のノイズ
改善がなされている。理論上の22dBより恕いのは、
電磁撹拌が回転磁場であり、第1、第2検出」イル14
A、14Bの位置の僅かな追いによる位相のずれがある
ためと考えられる。しかしながら、これで前置増幅器2
2で12dBのゲイン向上ができ検出精度の向上に充分
寄与4ることが可能である。
又、第8図に電磁撹拌磁場をかけ)まい状態での従来の
溶鋼レベル検出特性と、本発明装置を用いた溶鋼レベル
検出特性とを比較した例を示づ。同図から明らかな如く
、本発明に係る測定装置は、電磁撹拌磁場の存在のいか
んに拘わらず従来の測定装置よりも検出範囲が広くなっ
ており、検出特性自体も改善されていることが確認でき
る。
なお上記実施例では、第1、@2検出コイル14A、1
4Bを近接させていたが、両者14A、14Bは必ずし
も近接させる必要はなく、例えば第9図に示すように、
第2検出コイル14Bを、第1検出」イル14Aが受け
る電磁攪拌磁場と詩空間的に同等な場所に11反と共に
置くようにしてもよい。
又、遮蔽板は、第2検出コイル14Bの全体を覆うよう
にするとより効果的である。該遮蔽板の余材は、上記実
bIA 444ではアルミニウム板としたが、適宜の電
気伝39度を有し非磁性のもの−Cあれば特にアルミニ
ウム仮に限定されるものではない。この場合lia述の
(1)、(2)式を#慮してその板厚を設定づればよい
以上説明してぎた如く本発明によれば、低周波の強磁場
ノイズに強い溶鋼レベルの測定装置が得られるため、例
えば連続鋳造のモールド内の溶鋼を電磁撹拌りるような
強磁場下においても、安定して溶鋼レベルを測定するこ
とができるという効果か得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の溶鋼レベル計を示づ一部ブロック線図を
含む略示斜祝図、第2図は同従来例での電磁撹拌時の出
力特性を示づ線図、第3図は同じく検出」イルでの検出
波形を示〜ず線図、第、4図及び第5図は本発明の原理
説明図、第6図は本発明の一実施例を示ず第1図相当の
略示斜祝図、第7図(A>(B)は従来例で用いられた
検出コイルでの出力波形と、上記実施例での出力波形と
を比較して丞ず線図、第8図は同じく測定4レベル範囲
と検出コイル出力とを比較して示ず線図、第9図は本発
明の他の実施例を示′?J第6図相当の略示斜祝図であ
る。 12・・・励磁コイル、 14・・・検出」イル、 14A、14B・・・第1、第2検出コイル、1G・・
・発振器、 18・・・定電流電源、 20・・・溶鋼、 32・・・アルミ−ラム板(遮蔽板)。 第1図 第2図 B1間 第3図 詩間 2 釘 第6図 第7図 (A)(B) 第8区 第9図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)交流電流を発生Jる電源と、該電源から流される
    交流電流によって溶鋼表面に渦電流を発生8せる励磁コ
    イルと、該励磁コイルによって発生された渦電流が作る
    2次磁界により溶鋼レベルの筒低に応じた起電力を発生
    する検出コイルと、を備えlこ溶鋼レベルの測定装置に
    おいて、前記検出」イルを2個に分けてそれぞれを互い
    に斧動結線覆ると共に、一方のみを所定厚さの非魁性電
    気伝ね体で遮蔽しlこことを1寺貧又とりる)容S閃し
    ベルの親1j定装置。
JP18470883A 1983-10-03 1983-10-03 溶鋼レベルの測定装置 Pending JPS6076262A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120048011A1 (en) * 2009-04-29 2012-03-01 Avemis Sensor and method for measuring the surface level of a liquid phase metal
EP2559501A1 (fr) * 2011-08-18 2013-02-20 Amleto Pavone Bouclier de protection d'un capteur de mesure

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