CN103402672A - 金属铸块制造方法、液面控制方法、极细铜合金线 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种金属铸块的制造方法。铸模内部的金属熔液的液面（27）始终被摄像机（25）监视。摄像机（25）在不影响铸造作业等的范围内，从铸模的斜上方对液面进行拍摄。针对由摄像机（25）拍摄到的图像，设定解析带（35）、金属熔液图案（37）、浇铸监视部（43）等各种解析框等。解析带（35）包含液面（金属熔液部31c），以液面的变动方向为长度方向的方式设定为规定的宽度。解析带（35）的宽度在不与出液部（金属熔液部31a）交叠的范围内尽可能宽地被设定。在解析带（35）的内部，利用解析部来计算二值数据的变化率。

Description

金属铸块制造方法、液面控制方法、极细铜合金线

技术领域

本发明涉及能够监视并控制液面的变动的液面控制方法、金属铸块制造方法以及使用该方法的极细铜合金线。

背景技术

以往，存在连续铸造例如铜合金等金属来制造铸块的方法。在铸造时，一边将金属熔液连续地注入到铸模内部，一边使金属凝固，据此能够获得铸块。

影响铸块质量的因素包括铸模内部的金属熔液的浇铸高度（mold height）（以下称作“液面高度”）。由于液面高度变动，会使铸块表层的冷硬层的厚度、金属组织的大小等不稳定。另外，液面高度变动也是金属熔液的溢出、熔液不足（湯切れ）等铸造事故的主要因素。因此，希望铸模内部的金属熔液的液面高度尽可能地控制为恒定。

作为监视这种铸模内部的金属熔液的液面高度的方法，存在使用CCD摄像机来获取模具内的液面的图像，并在6条线上控制液面位置的方法（专利文献1）。

（现有技术文献）

（专利文献）

专利文献1：日本特开平06－188044号公报

发明内容

（发明所要解决的问题）

然而，专利文献1那样的以往方法在6条线上进行解析，但未考虑线间的液面高度，也有可能异常点跨越多条线。因此，容易受液面波动等影响，未必能够掌握准确的液面。因此，液面控制不准确，难以使液面稳定。

特别是，作为连续地铸造长形的铸块的方法，有旋转式移动铸模。旋转式移动铸模与通常的坯段（billet）/板坯（slab）用连续铸造模具不同，铸模内部的金属熔液容量（铸模尺寸）相对于来自流出槽（spout）的注入量非常小。因此，向铸模内的浇铸量的微小变动会造成铸模内部的液面变动很大。因此，特别希望准确的液面控制方法。

另外，由于铸造时的液面变动大，所以铸块的质量不稳定。因此，特别是用这种铸块制做极细铜合金线的情况下，受到源于铸块质量的微小缺陷等的影响，在拉丝的细径化方面受到限制。

本发明鉴于这种问题而提出，其目的在于提供一种能够高精度地监视例如铸模内部的金属熔液的液面，并能准确地控制液面的金属铸块制造方法等。

（解决问题的手段）

用于实现上述目的的第一发明是金属铸块的制造方法，其特征在于，在该金属铸块的制造方法中使用的制造装置具备：铸模；流出槽，其将浇口盘内的金属熔液浇铸到所述铸模内；限制器，其调节所述流出槽的开度；摄像机，其对所述铸模的内部的金属熔液的液面进行拍摄；解析部，其对所述摄像机所拍摄到的图像进行解析；以及控制部，其基于所述解析部所解析出的信息，来调节所述流出槽的开度，所述解析部针对所述摄像机所拍摄到的液面图像，在液面的上下运动方向上设定解析带，上述解析带具有规定的宽度并包含所述液面，将所述解析带的内部的图像二值化为金属熔液部和非熔液部，求出二值数据关于所述解析带的长度方向上的变化率，将计算出的变化率的峰值在规定基准值以上的位置内的最低位置认定为液面高度，所述控制部对所述液面高度和基准液面高度进行比较，来调整所述流出槽的开度。

上述解析部也可以以恒定间隔对图像数据进行解析，将规定时间内的多个图像数据进行平均化，来计算上述峰值。

优选地，上述解析部识别所述摄像机的拍摄视野内的二值化后的金属熔液部的一部分的金属熔液部形状，将与所述金属熔液部形状对应的图案形状与所述金属熔液部形状进行比较，一边以所述金属熔液部形状与所述图案形状始终重合的方式进行位置修正，一边对所述摄像机的拍摄视野中的所述解析带的位置进行修正。

上述解析部对所述摄像机的拍摄视野中的注入到所述铸模内的浇铸部的金属熔液宽度进行监视，根据所述浇铸部的金属熔液宽度，对所述流出槽的开度进行修正，并且若所述浇铸部的金属熔液宽度为零，则发送异常信号。

上述解析部也可以在判定为液面升高至所述解析带的上限的情况下，向关闭所述流出槽的方向进行控制，然后，在规定时间后判定为液面未下降的情况下，向上述控制部发送异常信号。

在所述解析带的长度方向上形成金属熔液部和非熔液部的边界，将在该边界上白黑的变化率无倾斜的情况设定为变化率100％，将该边界以外的部位没有白或黑的变化的情况设定为变化率0%的情况下，所述峰值的所述基准值被设定在50％～80％的范围。

也可以对所述流出槽的开度设定上限值。还可以利用所述浇口盘内的液面高度，来对所述流出槽的开度进行修正。

根据第一发明，使用对液面高度进行解析的图像解析，设定具有规定宽度的解析带，利用解析带的宽度内的金属熔液部和非熔液部的二值数据（黑白）的颜色变化率来认定液面位置，所以不易受液面的波动、熔液飞溅等的影响，能够准确地知道液面高度。

在此，所谓的二值数据的变化率是指，针对解析带的长度方向的长度h（与宽度方向垂直的液面的变动方向），在解析带的整个宽度方向上，在各个长度方向位置（dh）上对黑白的二值数据解析颜色变化的微分值，据此而求得的变化率。例如，在没有液面的波动等、液面以某一高度恒定的情况下的、金属熔液位置和非熔液位置的边界上，变化率为最大（100％）。另外，在金属熔液部或非熔液部的内部没有变化的情况下，变化率为最低（0%）。

另外，通过以一定间隔对图像数据进行解析，将规定时间内的多个图像数据进行平均化来计算峰值，能够减少瞬间的金属熔液的飞沫等的影响，能够知道更准确的液面高度。

另外，对摄像机的拍摄视野内的二值化后的金属熔液部的一部分的金属熔液部形状进行识别，将与金属熔液部形状对应的图案形状与金属熔液部形状进行比较，始终以金属熔液部形状与图案形状重合的方式进行位置修正。即，能够将摄像机的拍摄视野中的解析带的位置修正到恰当的位置。因此，能够对伴随设备的振动、铸模的磨损、铸模的变更等而来的解析位置的偏移自动地进行修正，能够始终在恒定的条件下对液面进行检测。

另外，通过对摄像机的拍摄视野中的被注入到铸模内的浇铸部的一部分进行监视，能够检测到流出槽的堵塞、摄像机的异常、在摄像机与监视部之间产生了障碍物的情况等异常。另外，通过根据浇铸部的宽度来对流出槽的开度进行修正，能够进行更准确的液面调整。

另外，在判定为液面升高至解析带的上限的情况下，向关闭流出槽的方向进行控制，然后在规定时间后判定为液面未下降的情况下，发出异常信号，据此能够可靠地防止金属熔液从铸模溢流。

另外，二值数据的变化率的基准值被设定在50％～80％的范围内，并将超出该基准值的位置认定为液面（即，在峰值为50%～100％的范围或者为80%～100％的范围的情况下，将该峰值位置认定为液面高度），据此不易受液面的波动等影响，能够更准确地对液面位置进行检测。

另外，通过对流出槽的开度设定上限，能够限制向铸模内部注入的金属熔液的出液量，能够防止液面变动的振荡（hunting）、金属熔液从铸模溢出。另外，通过根据浇口盘内的金属熔液量来修正流出槽的开度，能够进行更准确的液面调整。

第二发明是液面控制方法，其特征在于，在该方法中使用的液体输送装置具备：被注入液体的液体保持部；注入部，其将液体注入到所述液体保持部；开度调整部，其调节所述注入部的开度；摄像机，其对所述液体保持部的内部的液体的液面进行拍摄；解析部，其对所述摄像机所拍摄到的图像进行解析；以及控制部，其基于所述解析部所解析出的信息，来调节所述注入部的开度，所述解析部针对所述摄像机所拍摄到的液面图像，在液面的上下运动方向上设定解析带，所述解析带具有规定的宽度并包含所述液面，将所述解析带的图像二值化为液体部和非液体部，求出二值数据关于所述解析带的长度方向的变化率，将计算出的变化率的峰值在规定基准值以上的位置内的最低位置认定为液面高度，所述控制部对所述液面高度和基准液面高度进行比较，来调整所述注入部的开度。

根据第二发明，并不局限于金属铸造，在需要控制液体的液面的情况下，能够可靠地控制液面的高度。

第三发明是极细铜合金线，其特征在于，是通过对利用第一发明的金属铸块的制造方法制造出的铜合金制的铸块进行轧制和拉丝加工而获得的直径为0.03mmф以下的极细铜合金线，其中，拉丝时的每一次断裂的拉丝量为15kg以上。

根据第三发明，能够获得品质良好的极细铜合金线。

（发明的效果）

根据本发明，能够提供一种可精度良好地监视例如铸模内部的金属熔液的液面，并能准确地控制液面的金属铸块制造方法等。

附图说明

图1是表示连铸连轧装置1的图。

图2是图1的A部放大图。

图3是从图2的摄像机25观察的C矢向图。

图4是表示摄像机25所拍摄的图像的概念图，图4（a）是二值化图像，图4（b）是各解析框等设定后的图像。

图5是表示二值数据的变化率的概念图。

图6是表示解析带35的位置修正方法的图。

图7是表示液面控制工序的流程图。

图8是表示液面变化和流出槽开度变化的图，图8（a）是表示本发明的结果的图，图8（b）是表示以往的方法的结果的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是表示连铸连轧装置1的概略图。另外，在以下的说明中，作为连铸连轧装置的例子，示出使用了旋转移动铸模的铜合金的连续铸造的例子，但本发明并不局限于此。例如，本发明当然也适用于其他金属。另外，本发明也适用于其他的连续铸造方法，例如由一对带构成的所谓双带式（旋转）移动铸模等。连铸连轧装置1主要由旋转移动铸模、轧制机17、卷绕机23等构成，其中，上述旋转移动铸模由竖炉3、导槽5、浇口盘（tundish）7、轮（wheel）11等构成。

竖炉3在还原性气氛下将例如电解铜的原料金属等熔化。在竖炉3中熔化的金属熔液经由导槽5被连续地引导到浇口盘7内。浇口盘7内的金属熔液经由流出槽9被浇铸到由带15和轮11构成的旋转移动铸模内。带15利用多个转辊（turn roll）13移动并覆盖轮11的外周的一部分。由形成在轮11的外周的凹部（未图示）和带围成的空间构成铸模。

被浇铸到铸模内的金属熔液在该铸模内冷却固化而变成铸块19。铸块19从铸模内被连续拉出，在轧制机17上连续轧制而变成线材21。线材21被卷绕机23卷绕。

在此，本发明中的铸块是指像本实施方式那样，连续地由金属熔液直接凝固而得到的所有铸造品。也就是说，只要是连续地获得的铸造品即可，无论其形态如何，都称作铸块。

图2是图1的A部放大图，是表示向铸模浇铸金属熔液的浇铸部附近的图。如上所述，带15利用转辊13而紧贴在轮11的外周面，带15与轮11外周面间的空间成为铸模。从浇口盘7经由流出槽9向铸模内浇铸金属熔液29a。轮11一边旋转（沿图中箭头B方向）一边连续地将内部的金属熔液进行冷却固化。因此，金属熔液29a连续地被浇铸到铸模内部。

铸模内部的金属熔液的液面27始终被摄像机25监视（图中矢向C方向）。摄像机25例如是CCD摄像机。液面27根据利用以大致恒定的速度旋转的轮11而连续地铸造的量与被浇铸的金属熔液29a的量的平衡而变动。特别是，如本实施方式那样，对于旋转移动铸模而言，相对于流出槽9的内径，液面的面积小（液面的面积是流出槽内径的约5～30倍的程度）。因此，即使来自流出槽9的出液量的略微变化，也可能会导致液面变动大。

图3是从图2中的摄像机25的拍摄方向观察到的铸模附近的概略图。摄像机25在不影响铸造作业等的范围内，从铸模的斜上方对液面进行拍摄。也就是说，摄像机25对包含铸模内部的液面27的、出液部的金属熔液29a、金属熔液的飞沫等金属熔液29b等进行拍摄。

图4是图3的D部的图像，是摄像机25的拍摄视野的概念图，图4（a）表示对金属熔液部和非熔液部进行二值化后的图像，图4（b）是表示使各解析框等重合后的状态的图像。

在由摄像机25拍摄到的图像中，金属熔液的亮度非常高。因此，若摄像机25所拍摄到的图像被解析部（图示省略）二值化，则如图4（a）所示，金属熔液29a、29b、液面27（图3）分别作为金属熔液部31a、31b、31c而为白色，其他部位作为非熔液部33而被判断为黑色。

另外，如图4（b）所示，解析部针对所获得的图像来设定解析带35、金属熔液图案37、浇铸监视部43等各种解析框等。解析带35包含液面（金属熔液部31c），以液面的变动方向为长度方向（图中箭头E方向）的方式设定为规定的宽度。解析带35的宽度被设定成在解析带35的一部分不与出液部（金属溶液部31a）交叠的范围内尽可能地宽。

在解析带35内部，利用解析部计算二值数据的变化率。在峰值显示部41中，示出计算出的二值数据的变化率的峰值。也就是说，在与解析带35垂直的方向（图中箭头F方向）上显示解析带35的长度方向的各个位置处的变化率。

图5是解析带35以及峰值显示部41的放大图，是以E方向（图4（b））为横轴，以F方向（图4（b））为纵轴的图。在解析带35的内部，二值化的数据被解析。解析部计算金属熔液部31c（白色部）与非熔液部33（黑色部）的边界。例如，在解析带35内部，从图中左侧（液面低的一侧）朝向长度方向右侧，对微小范围（dh）中的颜色的变化率进行微分来计算。在图示的例子中，在液面附近获得大的峰值45。另外，峰值45作为从液面低的一侧开始的颜色的变化，针对从白向黑的变化来计算变化率。也就是说，从黑向白的变化部分不作为峰值来计算。因此，仅将从金属熔液部（白）变为非熔液部（黑）的边界识别为液面，而不将非熔液部（例如铸模的影子）与金属熔液部的边界识别为液面。

实际上，由于液面多少会有一些波动，因此在解析带35的整个宽度上，有时液面并不恒定。另外，在本发明中，每0.1秒对图像进行解析，例如利用6点（0.6秒期间）的移动平均值来计算峰值。因此，解析带35的整个宽度中的液面并不始终恒定，存在峰值45不为100%的情况。

在本发明中，在峰值45超过阈值47的位置中，将液面最低的一侧认定为液面。也就是说，在图5的例子中，将G位置识别为液面。在此，阈值47设定为50～80%。若小于50%，则有可能将金属熔液的波浪、飞沫误识别为液面，另外，若在80%以上，则有可能因液面的波动等而无法识别液面自身。

这样，能够尽可能地减小液面波动的影响。另外，飞沫等金属熔液部31b的峰值不超过阈值，能够防止液面的误识别。通过上述，能够计算解析带35内部的液面位置。

另外，如图4（b）所示，在作为出液部的金属熔液部31c的内部，设定例如带状的浇铸监视部43。浇铸监视部43被设定在当调整流出槽的开度来减少出液量时，金属熔液也始终所处的部位。即，在通常情况下，在浇铸监视部43的内部，在监视中始终存在金属熔液部（白色）。

浇铸监视部43监视浇铸部中的金属熔液部31a的金属熔液宽度（图中N）。根据在浇铸监视部43中获得的浇铸部中的金属熔液部31a的金属熔液宽度的信息，来计算从流出槽流出的金属熔液量。例如，根据事先通过试验等所获得的金属熔液宽度与出液量的关系式，能够预测出液量。

另外，若万一出现因流出槽堵塞而不能浇铸金属熔液、或因摄像机异常、映入摄像机前的障碍物等而不能进行准确的液面监视的状况，则在浇铸监视部43中，金属熔液部31a的金属熔液宽度为0。在此情况下，监视部识别为异常，并发出异常信号。具体而言，发出用于通知操作者等异常的警报或将灯点亮，来安全地控制铸造装置。

另外，解析部存储金属熔液图案37。金属熔液图案37与铸模内部的金属熔液部31c的前端部的摄像机图像视野中的形状一致。即，金属熔液图案37是至少应该始终有金属熔液的部位的白色部分的形状的一部分。解析部将金属熔液图案37设定在图案控制范围39内部的规定位置上。

图6是表示金属图案的控制的概念图。如图6（a）所示，金属熔液图案37与金属熔液部31c的前端侧（低液面侧）的前端形状一致。解析部在图案控制范围39内搜索与金属图案37一致的金属熔液部（白色部分），并将金属熔液图案37配置在该部位。此时，解析带35等其他的解析框根据金属熔液图案37的位置而设定。

图6（b）是表示金属熔液部31c的位置从图6（a）的状态偏移了的状态（图中箭头H方向）的图。这种状况例如是受摄像机、铸模的振动的影响、液面（铸模）位置随铸模的尺寸变更、铸模的磨损等的变动的影响的情况。如图6（b）所示，因金属熔液部31c的位置变动，无法计算解析带35内部的液面。

与此相对，在本发明中，如图6（c）所示，在图案控制范围39内部，由于始终使金属溶液图案37的位置追随着金属熔液部31c，所以即使金属熔液部31c的位置发生变动，也始终与所述金属熔液部31c的位置对应地将解析带35等解析框的位置修正到恰当的位置（图中箭头I方向）。因此，无论金属熔液部31c的位置如何变动，能够始终掌握准确的液面位置。

另外，图案控制范围39设定在不会误识别金属熔液图案37的位置的范围内。例如，如图4（a）所示，金属熔液部31c的前端部形状与金属熔液部31a前端部形状近似。因此，若未设定图案控制范围、或图案控制范围过大，则有可能将金属熔液图案37的位置误识别为金属熔液部31a的前端位置。因此，图案控制范围39预先设定在金属熔液图案37可以移动的范围（不映入金属熔液部31a的范围）内。

在本发明中，由于不受上述那样的摄像机的振动等的影响，能够在铸造装置的附近配置摄像机。因此，能够充分确保摄像视野的光量。因此，能够提高快门速度。因此，能够进一步减少振动对图像抖动的影响。另外，通过在金属熔液部的附近进行拍摄，能够获得高分辨率。

接下来，对使用了本发明的液面控制方法的金属铸块制造工序进行说明。图7是表示液面控制工序的流程图。首先，解析部设定解析带和阈值（步骤S1）。关于解析带的宽度、长度和阈值，例如将存储在存储部中的信息读出即可。

接下来，将金属熔液浇铸到铸模内并开始摄像机的解析。首先，识别金属熔液部前端形状的图案，设定解析带、浇铸监视部等的位置（步骤S2）。在此状态下，计算解析带内部的黑白的变化率并解析峰值（步骤S3）。另外，峰值的计算例如取6点的移动平均值。另外，也可以在每次峰值的解析时实施步骤S2。

接下来，解析部对所计算出的峰值和阈值进行比较，将比液面最低侧的阈值高的峰值位置认定为液面高度（步骤S4）。

在液面高度比液面上限高的情况下（步骤S5），减小流出槽的开度，检测规定时间后（例如2秒后）的液面位置（步骤S6），在液面高度不比液面上限低的情况下，发送异常信号（步骤S14）。在液面高度低于上限的情况下，进入步骤S13。

在液面高度比液面上限低的情况下，对液面高度和基准液面高度进行比较（步骤S8），并根据液面高度和基准液面高度的差值，来计算流出槽开度控制量（步骤S9）。另外，流出槽开度控制将PID控制的增益最优化，来防止振荡等。

在流出槽开度为上限以上的情况下（步骤S10），将流出槽开度设定为上限值（步骤S11），来防止流出槽开到上限以上。

接下来，控制部基于所计算出的流出槽开度控制量，来控制流出槽的开度（步骤S12）。控制部例如利用使用了伺服电机的电动缸体，使设置在流出槽上的限制器（stopper）上下移动来调整流出槽的开度。另外，电动缸体例如为200N左右的高扭矩缸体，另外，优选具有0.02mm左右的高分辨能力。

另外，在浇铸监视部中，若认定为浇铸部是非熔液部（步骤S13），则发送异常信号。重复上述步骤，计算液面位置并控制流出槽开度，而能够将液面固定在规定位置。

另外，在根据铸模内的液面高度来进行流出槽的开度调整时（步骤S12），也可以利用由上述浇铸监视部43获得的浇铸部中的金属熔液宽度，来进行流出槽开度的微调整（开度的修正）。

例如，利用解析部存储针对流出槽的基准开度的基准浇铸部金属熔液宽度，并与由浇铸监视部43获得的金属熔液宽度进行比较。在所获得的实际金属熔液宽度比预想的金属熔液宽度窄的情况下，可考虑熔渣堆积在流出槽上、或金属熔液的流动不顺畅等问题。相反，在所获得的实际金属熔液宽度比预想的金属熔液宽度宽的情况下，可考虑有可能发生流出槽的其他耐火材料的磨损、缺口等。

因此，解析部在实际的金属熔液宽度与设想的金属熔液宽度不同的情况下（或在调整了流出槽开度的情况下的金属熔液宽度的变化量与设想的变化量不同的情况下），略微调整流出槽的开度。具体而言，在实际的金属熔液宽度比设想的金属熔液宽度窄的情况下，向略微打开流出槽开度的方向进行修正。同样地，在实际的金属熔液宽度比设想的金属熔液宽度宽的情况下，向略微关闭流出槽开度的方向进行修正。另外，这种控制可以始终以与上述铸模内液面高度的控制相同的定时来执行、或者以规定的间隔来执行。

另外，从浇口盘流出的金属熔液量也依赖于浇口盘内的液面高度。即，如果浇口盘内的液面高度高，则即使是相同的流出槽开度，也能流出更多的金属熔液。因此，如上所述，除了熔渣的体积、流出槽的设置状态、出液部附近的耐火材料的磨损等会导致出液量的变动之外，出液量（金属熔液宽度）也会因浇口盘内的液面高度（金属熔液量）而变动。

于是，解析部也可以监视浇口盘内的液面高度，并根据浇口盘内的液面高度，来进行流出槽开度的微调整（开度的修正）。例如，也可以利用解析部，检测相对于浇口盘内的基准液面高度的实际的液面高度，并略微调整流出槽的开度。

具体而言，在实际的液面高度比基准液面高度低的情况下，向略微打开流出槽开度的方向进行修正。同样，在实际的液面高度比基准液面高度高的情况下，向略微关闭流出槽开度的方向进行修正。另外，这种控制可以始终以与上述的铸模内的液面高度的控制相同的定时来执行（例如步骤S12之前或之后）、或以规定的间隔（例如针对图7的流程每数个循环1次）来执行。

另外，浇口盘内的液面高度可以用浇口盘内的金属熔液量（重量）来掌握。例如，可用测压仪（load cell）来监视浇口盘整体的重量，根据所得到的重量来计算浇口盘内的金属熔液量。因此，能够知道与浇口盘内的金属熔液量对应的液面高度。

另外，可以只采用基于出液部的金属熔液宽度的流出槽开度修正和基于浇口盘内液面高度的流出槽开度修正中的一种，也可以将上述两者结合来使用。另外，也可以利用PID控制来对它们进行控制。

另外，也可以是，若判定为相对于流出槽开度的出液部金属熔液宽度不在预先设定的规定范围内，则发送异常信号。或者也可以是，若在某一流出槽开度下，相对于浇口盘内金属熔液量的出液量不在预先设定的规定范围内，则发送异常信号。即，也可以是，在因流出槽的堵塞、开裂等异常，难以利用流出槽开度的调整来调整出液量的情况下，发送异常信号。

图8（a）是表示利用本发明进行了控制的液面变动和流出槽开度的变化的图，横轴表示时间，图中J表示液面变动，图中K表示流出槽开度控制。如图所示，在本发明中，液面变动非常小，能够将液面变动幅度限制在±10mm以内。

与此相对，图8（b）是表示利用以往的控制方法进行了控制的液面变动和流出槽开度的变化的图，横轴表示时间，图中L表示液面变动，图中M表示流出槽开度控制。在以往的控制方法（不像本发明的解析带那样对检测液面的解析部设定宽度，不采用多个点（时间）的数据的移动平均值）中，液面变动大，液面变动在±50mm左右。

根据本发明，能够获得非常稳定的液面。因此，能够防止铸造事故的发生，另外，能够抑制伴随液面变动的铸块的品质偏差。特别是，由于解析带具有规定宽度，在解析带内部整体进行液面计算，并且通过规定次数的移动平均值来认定液面，所以能够减少局部的液面波动、飞沫等的影响，能够检测出更准确的液面位置。

另外，由于识别液面图案来进行液面的解析的解析带的位置始终配置在恰当的位置，所以，不受振动的影响、铸模的磨损等的影响。另外，即使在变更了铸模尺寸的情况下，也无需每次设定摄像机位置等。

另外，由于始终监视浇铸部的金属熔液，且若判断为浇铸部是非熔液部则判断为异常，所以能够检测流出槽堵塞等异常，并且在摄像机异常、映入摄像机前的操作者等的情况下，不会引起误操作。

另外，在液面超过了液面上限的情况下，减小流出槽开度，在经过了规定时间以上，液面仍持续比液面上限高的情况下，判断为异常，所以能够防止金属熔液从铸模溢出。另外，由于流出槽的开度设定了上限，所以能够防止金属熔液过度浇铸，能够防止液面发生振荡。

（实施例）

使用由本发明的液面控制方法制造的铸块（液面变动如图8（a）），制造粗拉制线，进而实施拉丝加工，并对其品质进行了评价。结果在表1中示出。

【表1】

铜合金以韧铜（JIS C1100）、无氧铜（JIS C1020）、0.7wt%含锡铜合金（软线）为对象。粗拉制线涡流探伤是对30吨的粗拉制线实施涡流探伤，对粗拉制线的表面伤进行连续探伤。L缺陷、M缺陷、S缺陷是与得到的探伤的检测强度对应地对伤深度标注的等级，L缺陷表示最大的缺陷。

另外，0.03mmф拉丝性是表示在进行100kg的拉丝加工时，每一次断裂的拉丝量（kg/Br）的平均值。即表示能够不断裂地进行拉丝加工的拉丝量。这是以由连铸连轧装置1制造的粗拉制线为母材，在通用连续拉丝机上进行拉丝加工成2.6mmф，然后再多次拉丝加工成为0.03mmф的最终工序所涉及的评价方法。

根据表可知，本发明的粗拉制线的缺陷少，没有检测到L缺陷。另外，由于缺陷少、组织均匀，所以在之后的拉丝加工中，每一次断裂时的拉丝量为15kg以上。特别是，对于无氧铜、0.7wt%含锡铜合金来说，每一次断裂的拉丝量能够确保20kg以上。

与此相对，在使用以往的液面管理（图8（b））所制造出的铸块的情况下，在粗拉制线中产生很多缺陷，任意一个品种的拉丝性都为10kg左右。这可以认为是，伴随液面变动，氧化物的卷入、表层的冷硬层厚度会不均匀，另外，受到颗粒粗大、微小缺陷等的影响的缘故。

以上，参照附图说明了本发明的实施方式，但本发明的技术范围不受上述实施方式的左右。很明显，本领域技术人员在权利要求书所记载的技术思想的范畴内能够想到各种变更例或修正例，可以理解它们当然也属于本发明的技术范围。

例如，在本实施例中，对金属铸造时的铸模内部的金属熔液的液面高度的控制进行了说明，但本发明并不局限于此，本发明能够适用于所有液体的液面高度的检测以及控制。例如在混合并输送药品等的装置等中，在从注入部向液体保持部注入液体时，能够对液体保持部内的液面进行检测并调整注入部的开度。

在此情况下，用摄像机对液体保持部的内部的液体的液面进行拍摄，利用与上述相同的解析部对由摄像机拍摄到的图像进行解析来认定液面高度，利用控制部以变成基准液面高度的方式调整注入部的开度即可。另外，为了进行二值化，摄像机可以使用能够掌握液体温度的红外线摄像机。即，用液体的温度对液体部和非液体部进行二值化即可。另外，液面基准高度并非始终恒定，也能够按照基准液面以规定速度变化的方式进行控制。由于该基准液面的最佳位置每天受连续铸造开始前的铸模以及流出槽的设置误差等左右，所以在刚开始铸造后，例如在铸模温度等其他的开始条件稳定的5分钟左右之内，每隔规定时间用多个图案调查液面变动，确定最稳定的位置即可。优选地，将这种搜索功能追加到可编程控制器。另外，关于液面变动的定量化，有使用在规定时间内获得的液面位置数据的标准偏差的方法。

（附图标记的说明）

1…连铸连轧装置；3…竖炉；5…导槽；7…浇口盘；9…流出槽；11…轮；13…转辊；15…带；17…轧制机；19…铸块；21…线材；23…卷绕机；25…摄像机；27…液面；29a、29b…金属熔液；31a、31b、31c…金属熔液部；33…非熔液部；35…解析带；37…金属熔液图案；39…图案控制范围；41…峰值显示部；43…浇铸监视部；45…峰值；47…阈值。

Claims (10)

1.一种金属铸块的制造方法，其特征在于，

在该金属铸块的制造方法中使用的制造装置具备：

铸模；

流出槽，其将浇口盘内的金属熔液浇铸到所述铸模内；

限制器，其调节所述流出槽的开度；

摄像机，其对所述铸模的内部的金属熔液的液面进行拍摄；

解析部，其对所述摄像机所拍摄到的图像进行解析；以及

控制部，其基于所述解析部所解析出的信息，来调节所述流出槽的开度，

所述解析部针对所述摄像机所拍摄到的液面图像，在液面的上下运动方向上设定解析带，所述解析带具有规定的宽度并包含所述液面，将所述解析带的内部的图像二值化为金属熔液部和非熔液部，求出二值数据关于所述解析带的长度方向的变化率，将计算出的变化率的峰值在规定基准值以上的位置内的最低位置认定为液面高度，

所述控制部对所述液面高度和基准液面高度进行比较，来调整所述流出槽的开度。

2.根据权利要求1所述金属铸块的制造方法，其特征在于，所述解析部以恒定间隔对图像数据进行解析，将规定时间内的多个图像数据进行平均化，来计算所述峰值。

3.根据权利要求1所述金属铸块的制造方法，其特征在于，所述解析部识别所述摄像机的拍摄视野内的二值化后的金属熔液部的一部分的金属熔液部形状，将与所述金属熔液部形状对应的图案形状与所述金属熔液部形状进行比较，一边以所述金属熔液部形状与所述图案形状始终重合的方式进行位置修正，一边对所述摄像机的拍摄视野中的所述解析带的位置进行修正。

4.根据权利要求1所述金属铸块的制造方法，其特征在于，所述解析部对所述摄像机的拍摄视野中的注入到所述铸模内的浇铸部的金属熔液宽度进行监视，根据所述浇铸部的金属熔液宽度，对所述流出槽的开度进行修正，并且若所述浇铸部的金属熔液宽度为零，则发送异常信号。

5.根据权利要求1所述金属铸块的制造方法，其特征在于，所述解析部在判定为液面升高至所述解析带的上限的情况下，向关闭所述流出槽的方向进行控制，然后，在规定时间后判定为液面未下降的情况下，发送异常信号。

6.根据权利要求1所述金属铸块的制造方法，其特征在于，在所述解析带的长度方向上形成金属熔液部和非熔液部的边界，将在该边界上黑白的变化率无倾斜的情况设定为变化率100％，将该边界以外的部位没有白或黑的变化的情况设定为变化率0%的情况下，所述峰值的所述基准值被设定在50％～80％的范围。

7.根据权利要求1所述金属铸块的制造方法，其特征在于，对所述流出槽的开度设定上限值。

8.根据权利要求1所述金属铸块的制造方法，其特征在于，利用所述浇口盘内的液面高度，来修正所述流出槽的开度。

9.一种液面控制方法，其特征在于，

在该液面控制方法中使用的液体输送装置具备：

被注入液体的液体保持部；

注入部，其将液体注入到所述液体保持部；

开度调整部，其调节所述注入部的开度；

摄像机，其对所述液体保持部的内部的液体的液面进行拍摄；

解析部，其对所述摄像机所拍摄到的图像进行解析；以及

控制部，其基于所述解析部所解析出的信息，来调节所述注入部的开度，

所述解析部针对所述摄像机所拍摄到的液面图像，在液面的上下运动方向上设定解析带，所述解析带具有规定的宽度并包含所述液面，将所述解析带的图像二值化为液体部和非液体部，求出二值数据关于所述解析带的长度方向的的变化率，将计算出的变化率的峰值在规定基准值以上的位置内的最低位置认定为液面高度，

所述控制部对所述液面高度和基准液面高度进行比较，来调整所述注入部的开度。

10.一种极细铜合金线，是通过对利用权利要求1～8中任一项所述的金属铸块的制造方法制造出的铜合金制的铸块进行轧制和拉丝加工而获得的直径为0.03mmф以下的极细铜合金线，其中，拉丝时的每一次断裂的拉丝量为15kg以上。

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