JPS61144254A - スラグ流出検知方法 - Google Patents

スラグ流出検知方法

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Publication number
JPS61144254A
JPS61144254A JP59267093A JP26709384A JPS61144254A JP S61144254 A JPS61144254 A JP S61144254A JP 59267093 A JP59267093 A JP 59267093A JP 26709384 A JP26709384 A JP 26709384A JP S61144254 A JPS61144254 A JP S61144254A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
slag
outflow
deviation
standard deviation
refractories
Prior art date
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Pending
Application number
JP59267093A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuo Hatono
鳩野 哲男
Sumio Kobayashi
純夫 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS61144254A publication Critical patent/JPS61144254A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D2/00Arrangement of indicating or measuring devices, e.g. for temperature or viscosity of the fused mass
    • B22D2/001Arrangement of indicating or measuring devices, e.g. for temperature or viscosity of the fused mass for the slag appearance in a molten metal stream

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、連続鋳造操業におけるシール鋳込みにかいて
、取鍋かもタンディツシュへ又はタンディツシュから鋳
温へノズルを介して溶鋼を鋳込む際に、溶鋼湯面上に浮
遊した溶融スラグの流出を検出する方法に関するもので
ある。
(従来の技術] 近年鋳片内の介在物減少対策として、取鍋からタンディ
ツシュへの溶鋼鋳込流周辺を耐火シール材で覆い、該耐
火シール材内金ムrガス等の不活性ガスで充満させて前
記溶鋼鋳込流の酸化防止を図ったり、またはスライディ
ングノズルの下端に長寸の浸漬ノズルを取付け、この浸
漬ノズルの下端をタンディツシュ内の溶鋼中に浸漬せし
めて取鍋からの溶鋼鋳込流が大気と接触するのを回避し
て溶鋼鋳込流の空気酸化を抑制するクール鋳込みが採用
ぢnてきている。しかし、このような鋳込み方法では鋳
片品質の低下を招く取鍋からタンディツシュへの溶鋼流
下末期におけるスラグの流出を目視で行なうことは困難
であった。
このようなことから、スラグ流出の検知方法として、す
でに放射温度計による方法やコイルインヒータ:/ス測
定方法等が提案されているが、これらの方法では近年浸
漬ノズルの材質として多用ぢnているところの電気伝導
度の高い不透明なアルミナグラファイト質のものでは溶
融スラグの流出を高精度に検出することは不可能である
。なお、このことはノズル外周面を鉄皮で覆っである場
合も同様であシ、また先に述べ九事情は連続鋳造設備の
タンディツシュから鋳型への溶鋼のシール鋳込みについ
ても同様である。
そこで本出願人はこのような欠点を解決する方法を特開
昭57−121864号にて開示した〇すなわち、遮閉
耐火物やノズルの外側から前記遮閉耐大物やノズル内を
通流する溶湯よシ発せられるマイクロ波帯の放射エネル
ギを捉え、溶鋼とスラグとの放射率の違いに起因する前
記放射エネルギの変化からスラグの流出を検出する方法
である。
つまシ、高温物体からは赤外線領域以下の周波・数領域
であるマイクロ波帯においてもわずかな熱放射があシ、
輝度温度TB(2)の物体から放射される周波数帯域幅
、Δ/(1/秒)あ九〕の熱放射エネルギP6F)は下
記式の如く表わされる。
P=k”I’ll・Δf        ・−■ここで
、k:ボルツマン定数(=1.38X10J/IC) 前記熱放射エネルギをマイクロ波ラジオメータにより、
アンテナを介して受信するのであるが、連続鋳造プロセ
スでの逍閉ぢnた注入流からの熱放射を測定する場合に
は、前記0式中の輝度温度TBは下記式で表わ名nる。
T1−ム・α1・εT−’j丁十T        ・
・・■ここで、む・Tテ:注入流の放射率及び物理温度 αS:!!閉耐火物又はノズルによ るマイクロ波の透過率 T:注入流以外の物体からの輝 度温度(パックグラウンド] はとんどの耐火物材料は、マイクロ波に対して透明(透
過性が良い〕(αs#1〕であシ、溶鋼とスラグの物理
温度がほぼ等しいことから、両者に放射率差lεテがあ
nば下記0式で示さnる輝度温度差Δ’Z)としてスラ
グの流出が検知できるのである。
ΔTB−ム!・α8・lAT・T7     −■(発
明が解決しようとする問題点) 本出願人が開示した前記方法は、シール鋳込みのように
注入流が露出していないときでも逍閉耐大物やノズルの
外側からスラグの流出を検知できる有益なる発明である
が、前記遮閉耐大物やノズルの内面に注入流から飛散し
た地金が付着した場合には、前記地金(金属体〕のマイ
クロ波反射率がほとんど1に近いことか収透過率#O)
、fi閉耐火物の内面に地金粒子が付着堆積してゆくに
従いマイクロ波透過率α1は減少してラジオメータによ
り測定をおこなっているスラグ流出時の輝度温度変化が
減少する。また、逍閉耐大物やノズルの内側に、タンデ
ィツシュ内部よシ順次成長してくる柱状の地金塊がでて
きた場合にも、ラジオメータの測定視野を遮閉さnるこ
とによ)、前記と同゛様にスラグ流出時の輝度変化が減
少する。
このような理由によル、放射エネルギの便化をとらえる
前記方法では、常に一定の基準でスラグの流出を検知す
ることは極めて困麺であった。
(問題点を解決するための手段) 本発明は上記問題点を解決すべく成嘔nたもので、遮閉
耐火物やノズル内側に地金粒子が付着堆積した場合にお
いても良好な精度でスラグの流出を検出できる方法を提
供せんとするものである。
すなわち本発明は、−の容器から他の容器へ溶湯を通流
させる際の前記溶湯上に浮遊するスラグの流出を、前記
溶湯流れから放射さnるマイクロ波帯の熱放射エネルギ
を捉え、溶鋼とスラグの放射率の違いに起因する前記熱
放射エネルギの変化により検知する方法において、受信
した前記熱放射エネルギに対応する測定値を一定時間間
隔毎畝サンプリングし、各サンプリング時点におけるサ
ンプリング値と、それ以前の一定時間内のサンプリング
値の平均との偏差を求め、該偏差と前記一定時間内のサ
ンプリング値のバラツキ(標準偏差〕との比率によりス
ラグの流出を検知することを要旨とするものであ°る。
(実施例5 以下本発明方法を添付図面に基づいて説明する。
第1図は本発明方法を実施するための構成を示す図面で
あフ、図中(IIは取鍋、(2)はタンディツシュ、(
3)は前記取鍋田の底部に嵌着設置さnるスライディン
グノズル、(4)は該スライディングノズル(31の下
端部に逍閉耐人物(5)を介して取付けらnlその下端
部が前記タンディツシュ(2)内の溶鋼の湯百下に位置
すべく設置された注入管である。すなわち、取鍋山内の
溶鋼−は、遮閉耐人物(5)および注入管(4)により
完全に外気から遮閉さn、無酸化状態でタンディツシュ
(21に流下するように戊されている。
なお、取鍋(υ内の溶鋼湯面上には溶融スラグCS)が
浮遊せしめられておシ、溶鋼湯酊の空気酸化の防止およ
び保温が図らnている。
(6)は前記遮閉耐大物(5)の外側で、その検出方向
中心を遮閉耐大物(5)内を流下する注入流の中心に向
けて水平に設置されたアンテナであシ、このアンテナ(
61に受信器(以下「ラジオメータ」と云う)(7)を
接続して前記流入流からのマイクロ数帯の熱放射エネル
ギを測定するのである。
(8)は前記ラジオメータ(7)から送らnてきた測定
値t−AD変換するAD変換器であシ、該Aり変換器(
8)で変換ざnた値(輝度温度)は信号演算処理装置(
9)に送らnて、一定時間間隔(to)毎にサンプリン
グされ、そのサンプリングされた信号を処理してスラグ
の流出を1判定した)、また、スラグの流出検知不可を
事前に判定し九ルするのである。
なお、(至)はスラグ流出を警報するブザー、(6)は
検知不可表示ブザーである。
次に、前記信号演算処理装置(9)における信号処理を
第2図を用いて説明する。
第2図はAD変換器(&よル送られる輝度温度測定値を
、信号演算処理装置(9)でサンプリングした時の一連
の測定値χ1、χ嵩・・・・・・、χnを示したもので
ある。前記サンプリングは、一定の時間間隔(to)で
おこなわn1信号演算処理装置(9)は各サンプリング
時点(χ工+工をサンプリングした時点を考える]で、
それまでの一定時間(tl)のサンプリング値M個を記
憶しておシ(M=tv′ta)、これらの平均値ym 
と標準偏差σ鳳を演算するのである。前記平均値ymと
標準偏差σmは下記■、@式で表わされる。
yyl−(埜χ工+11−1)7  ・−〇工;l そして、各サンプリング時点におけるテンプリング値Z
m+1と、その時の平均値yaの偏差う+1(−2m+
1−7m)を演算し、該偏差’ m + 1と、標準偏
差σmを比較して、その比率’ m+7σmが一定値人
を越えた場合にスラグが流出したと判定し、警報ブザ−
a1に信号を送るのである。
なお、このような処理を順次行う・のであるが、測定値
のサンプリングが進行するのに伴い、平均値7m、標準
偏差σmは新しいサンプリング値を加えて最も古いサン
プリング値を除いて更新して行なわnる。
この平均値711 %標準偏差σmの更新方法として本
発明方法では注入流の変動中外乱による誤検出を防止す
るために以下の基準を採用している。
■ 偏差と標準偏差の比率−+7σm が、一定値B 
(B(A )を越えた場合には、その時のサンプリング
値は標準偏差の演算および平均値の演算に取)込まない
(標準偏差、平均値の値を更新しない]。
■ 前記比率り叶7σmが一定値−B以下の場合には、
その時のサンプリング値は標準偏差の演算に取シ込まな
い(標準偏差は更新しない)。しかし、平均値の演算に
は取〕込む(平均値は更新する]。
なお、本発明方法によりスラグの流出を検知した場合に
は、手動又は自動でスライディングノズル(31を閉じ
てタンディツシュ(2)へのスラグの流入を防止する。
次に、感度低下が著しくスラグの流出を検知することが
不可能である場合を事前に判定して検知ミスを防止する
方法を説明する。
感度が低下した一合には、測定値(サンプリング値)の
標準偏差が低下する。また、測定値(輝度温度)も地金
が付着した状態に対応したある一定領域の値を示すこと
に着目し、標準偏差σ工とサンプリング値χ工+1があ
る一定領域(σm≦0かつχ工+1≧D〕になった場合
にスラグ流出の検知不可と判定し、そnを検知不可表示
ブザー(6)を鳴らして作業者に知らせるのである。
なお、この場合には取鍋illを鋳込み終了以前に上昇
させるか、遅閉耐火物価)を一部取り除いて鋳込作業者
の肉眼による目視判定でスラグの流出を検知し、検知ミ
スによるタンディツシュ(2)内へのスラグO流入を防
止する。また、次の取鍋Wと交換する間に遅閉耐大物(
5)の取)換えおよびm閉耐火物内成長の地金塊の除去
作業をおこない、次O鋳込じからのスラグ流出検知を可
能とすればよい。
(具体例) 以下の条件および測定装置により本発明方法でスラグの
流出を検知した。
■鋳造条件 注入流径 :φ60鴫注入流流速: 3.8m7秒逍閉
耐火物:内径φ番10s1外径φ600■高さ250 
wm、材質=アルオナ75チ、シリカ20チ @測定装置 アンテナ :楕円筒型アンテナ、焦点圧43mラジオメ
ータ:トータルパワー型、測定帯域8〜124 CkH
st、出力時定数0.498信号演算処理装置:サンプ
リング間隔(to)10o mff均値1標準偏差演算
時間幅 (tl)108.スラグ流出検知比率 ム=9.平均値、標準偏差演算更 新基準比率B==!2 鋳込末期での輝度温度測定結果を第3図および第4図に
実線で示す。図中、矢印の時点でラジオメータ測定と、
反対側の遮閉耐火物を測定し、影響を与えない程度に一
部開孔して目視でスラグの流出を検出した。第3図は、
検出感度が良く、測定値(輝度、温度)の変動が良好に
検出さnた場合を示ボしており、第4図は遅閉耐大物内
面への飛散地金や、内側の柱状地金塊の遅閉効果により
感度が低下し、変動が少ない場合を示している。なお、
第3図、第4図中、破線は本発明方法によ)演算した各
測定時点での偏差−+1と標準偏差σmの比率の変化を
示したものであシ、いずnの場合にも目視で検出される
以前に、一定比率(9)を越えてシシ明確にスラグの流
出が検知さnている。
M5図は、30回強の鋳込みてつき、本発明方法により
スラグの流出を検知できた時(・印)と、地金付着や内
側柱状地金塊の影響により感度が低下し検知不可であっ
た時(×印)の、スラグ流出前の測定値(輝度温度)χ
工+1を縦軸に、標準偏差σmを横軸にとって示したも
のである。第5図よシ明らかなように、はぼ確実に、標
準偏差σmと、サンプリング値χ、+1がある一定領域
(σm≦0、かつ、χ工+1≧11(ここでO=0.1
8K。
p=570x)になつ九場合に検知不可と判定し、検出
ミスを事前に防止することができた(図中斜線域〕。
(発明の効果) 以上述べた如く本発明方法によれば、遅閉耐大物やノズ
ル内側に地金粒子が付着堆積した場合等にかいても良好
な精度でスラグの流出を検知できる大なる効果を有する
【図面の簡単な説明】
第1@は本発明方法を実施するための構成を示す図面、
第2図は信号演算処理装置におけるサンプリング時め一
連の測定値を示した図面、第3図および第4図は鋳込末
期での輝度温度測定結果を示す図面、第5図はスラグ流
出前の測定値〔輝度温度〕と標準偏差との関係図である
。 田は取鍋、(2)はタンディツシュ、■はスライディン
グノズル、+41は注入管、6)は逍閉耐大物、(6)
はアンテナ、(7)はラジオメータ、(印はムD変換器
、(91は信号演算処理装置、−は溶鋼、(S)はスラ
グ。 特許出願人 住友金属工業株式会社 第1図 第2図 第3図       第4図 第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)、一の容器から他の容器へ溶湯を通流させる際の
    前記溶湯上に浮遊するスラグの流出を、前記溶湯流れか
    ら放射されるマイクロ波帯の熱放射エネルギを捉え、溶
    鋼とスラグの放射率の違いに起因する前記熱放射エネル
    ギの変化により検知する方法において、受信した前後熱
    放射エネルギに対応する測定値を一定時間間隔毎にサン
    プリングし、各サンプリング時点におけるサンプリング
    値と、それ以前の一定時間内のサンプリング値の平均と
    の偏差を求め、該偏差と前記一定時間内のサンプリング
    値の標準偏差との比率によりスラグの流出を検知するこ
    とを特徴とするスラグ流出検知方法。
JP59267093A 1984-12-17 1984-12-17 スラグ流出検知方法 Pending JPS61144254A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5042700A (en) * 1989-05-12 1991-08-27 Stopinc Aktiengesellschaft Process and equipment to determine disturbance variables when pouring molten metal from a container
US5884685A (en) * 1995-03-29 1999-03-23 Nippon Steel Corporation Quality prediction and quality control of continuous-cast steel
US6539805B2 (en) 1994-07-19 2003-04-01 Vesuvius Crucible Company Liquid metal flow condition detection

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