JP5672909B2 - 溶鋼流速測定方法、溶鋼流速測定装置および連続鋳造の操業方法 - Google Patents
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Description
例えば、コイルに磁石を近づけると、コイルを貫く磁束が増加する。この場合は、レンツの法則によって磁束の増加を抑制するように誘導起電力が生じ、磁場の強さが減少する。反対に、コイルから磁石を遠ざけるとコイルを貫く磁束が減少するが、この場合は、レンツの法則によって磁束の減少を抑制するように誘導起電力が生じ、磁場の強さが増加する。本実施の形態は、このレンツの法則を利用し、連続鋳造用鋳型内に注入された溶鋼の流速を測定する。
図3は、実施例1の連続鋳造機2の概略構成を説明する平面図であり、図4は、連続鋳造機2の短辺側を示す一部断面図である。また、図5は、連続鋳造機2の長辺側を示す一部断面図である。図5では、鋳型21の長辺211,211の外側に設置されている電磁石231(232)および磁気センサ24を破線で示すとともに、鋳型21内に注入された溶鋼26の流れを模式的に示している。連続鋳造機2は、図3〜図5に示すように、連続鋳造用鋳型である銅製の鋳型21と、鋳型21内に溶鋼26を注入する浸漬ノズル22とを備える。
図6は、実施例2の連続鋳造機2bの概略構成を説明する平面図である。また、図7は、連続鋳造機2bの長辺側を示す一部断面図である。図7では、鋳型21の長辺211,211の外側に設置されている電磁石231b,232bおよび磁気センサ24bを破線で示すとともに、鋳型21内に注入された溶鋼26の流れを模式的に示している。なお、図6および図7において、実施例1で説明した連続鋳造機2と同様の構成については同一の符号を付して示している。
図8は、実施例3の連続鋳造機2cの概略構成を説明する平面図である。また、図9は、連続鋳造機2cの長辺側を示す一部断面図である。図9では、鋳型21の長辺211,211の外側に設置されている電磁石231c,232cおよび磁気センサ24cを破線で示すとともに、鋳型21内に注入された溶鋼26の流れを模式的に示している。なお、図8および図9において、実施例1で説明した連続鋳造機2と同様の構成については同一の符号を付して示している。
図10は、実施例4の連続鋳造機2dの概略構成を説明する平面図である。また、図11は、連続鋳造機2dの長辺側を示す一部断面図である。図11では、鋳型21の長辺211,211の外側に設置されている電磁石231d,232dおよび磁気センサ24dを破線で示すとともに、鋳型21内に注入された溶鋼26の流れを模式的に示している。なお、図10および図11において、実施例1で説明した連続鋳造機2と同様の構成については同一の符号を付して示している。
実施例1〜4の連続鋳造機が備える電磁石は、例えば、鋳型内の溶鋼流動を制御するための静磁場(直流磁場)を印加する電磁ブレーキとしてのものである。すなわち、実施例1〜4では、この電磁ブレーキによる静磁場を利用して溶鋼流速を測定している。ここで、電磁ブレーキは、操業条件に応じてその静磁場の印加磁場強度が最適となるように制御される。操業条件は、例えば、定常操業時と、操業の開始時や終了時に相当する非定常操業時とで異なる。また、操業条件は、鋳造速度や鋳造温度、鋼種等の鋳造条件を変更する場合にも変更される。
13 流動領域
131 溶鋼
D1 運動方向
S11,S12 磁場勾配
2,2b,2c,2d,2e 連続鋳造機
21 鋳型
211 長辺
212 短辺
22 浸漬ノズル
221,222 吐出孔
231,232,231b,232b,231c,232c,231d,232d 電磁石
234 電源装置
235 電流計
24,24b,24c,24d 磁気センサ
25,25b,25c,25d,25e 演算装置
26 溶鋼
S21,S22,S31,S32,S41,S42,S51,S52 磁場勾配
Claims (11)
- 溶鋼が注入される連続鋳造用鋳型の鋳造空間に前記連続鋳造用鋳型の外部から測定したい溶鋼の運動方向成分の方向に磁場勾配が発生するように静磁場を印加する印加工程と、
前記静磁場の印加によって前記磁場勾配が発生した勾配領域の前記静磁場の印加磁場方向成分を検出する検出工程と、
前記検出した前記印加磁場方向成分の変化をもとに、前記勾配領域における前記溶鋼の流速の測定したい運動方向成分を演算する演算工程と、
を含むこと特徴とする溶鋼流速測定方法。 - 前記演算工程は、事前に取得される溶鋼流速ゼロ時の印加磁場方向成分と、前記検出した前記印加磁場方向成分との差分をもとに、前記勾配領域における前記溶鋼の流速の磁場勾配方向成分を演算することを特徴とする請求項1に記載の溶鋼流速測定方法。
- 前記印加工程は、前記鋳造空間の外側近傍に設けられた磁石に通電電流を供給することで前記鋳造空間に前記静磁場を印加し、
前記磁石に供給された通電電流を計測する計測工程を含み、
前記演算工程は、事前に取得される前記通電電流と溶鋼流速ゼロ時の印加磁場方向成分との関係から、前記計測工程で計測された通電電流に応じた前記溶鋼流速ゼロ時の印加磁場方向成分を取得し、該取得した前記溶鋼流速ゼロ時の印加磁場方向成分と、前記検出した前記印加磁場方向成分との差分をもとに、前記勾配領域における前記溶鋼の流速の磁場勾配方向成分を演算することを特徴とする請求項1に記載の溶鋼流速測定方法。 - 連続鋳造用鋳型の鋳造空間に注入された溶鋼の流速を測定する溶鋼流速測定装置であって、
前記連続鋳造用鋳型の外部から前記鋳造空間に測定したい溶鋼の運動方向成分の方向に磁場勾配が発生するように静磁場を印加する磁石と、
前記静磁場の印加によって前記磁場勾配が発生した勾配領域近傍に設置され、前記勾配領域における前記静磁場の印加磁場方向成分を検出する磁気センサと、
前記磁気センサで検出した前記印加磁場方向成分の変化をもとに、前記勾配領域における前記溶鋼の流速の測定したい運動方向成分を演算する演算装置と、
を備えることを特徴とする溶鋼流速測定装置。 - 前記勾配領域は、前記磁石の磁極端部間の領域であることを特徴とする請求項4に記載の溶鋼流速測定装置。
- 前記磁石は、前記磁極端部間の領域が前記鋳造空間内に前記溶鋼を注入するための吐出孔近傍となるように設置されており、前記静磁場の印加によって、前記鋳造空間から引き抜かれる鋳片の引き抜き方向に沿った磁場勾配を発生させ、
前記演算装置は、前記吐出孔近傍における前記溶鋼の流速の引き抜き方向成分を演算することを特徴とする請求項4または5に記載の溶鋼流速測定装置。 - 前記磁石は、前記磁極端部間の領域が前記鋳造空間内の前記溶鋼のメニスカス近傍となるように設置されており、前記静磁場の印加によって、前記鋳造空間から引き抜かれる鋳片の引き抜き方向に沿った磁場勾配を発生させ、
前記演算装置は、前記メニスカス近傍における前記溶鋼の流速の引き抜き方向成分を演算することを特徴とする請求項4または5に記載の溶鋼流速測定装置。 - 前記鋳造空間は、横断面が長方形状を有し、
前記磁石は、前記磁極端部間の領域が前記鋳造空間内の前記溶鋼のメニスカス近傍となるように設置されており、前記静磁場の印加によって、前記鋳造空間の長辺方向に沿った磁場勾配を発生させ、
前記演算装置は、前記メニスカス近傍における前記溶鋼の流速の長辺方向成分を演算することを特徴とする請求項4または5に記載の溶鋼流速測定装置。 - 前記演算装置は、事前に取得される溶鋼流速ゼロ時の印加磁場方向成分と、前記検出した前記印加磁場方向成分との差分をもとに、前記勾配領域における前記溶鋼の流速の磁場勾配方向成分を演算することを特徴とする請求項4〜8のいずれか1つに記載の溶鋼流速測定装置。
- 前記磁石の通電電流を計測する電流計を備え、
前記演算装置は、事前に取得される前記通電電流と溶鋼流速ゼロ時の印加磁場方向成分との関係から、前記電流計で計測した前記磁石の通電電流に応じた前記溶鋼流速ゼロ時の印加磁場方向成分を取得し、該取得した前記溶鋼流速ゼロ時の印加磁場方向成分と、前記検出した前記印加磁場方向成分との差分をもとに、前記勾配領域における前記溶鋼の流速の磁場勾配方向成分を演算することを特徴とする請求項4〜8のいずれか1つに記載の溶鋼流速測定装置。 - 静磁場および/または移動磁場を用いた電磁攪拌装置を備えた連続鋳造機において、
溶鋼が注入される連続鋳造用鋳型の鋳造空間に前記連続鋳造用鋳型の外部から測定したい溶鋼の運動方向成分の方向に磁場勾配が発生するように静磁場を印加する印加工程と、
前記静磁場の印加によって前記磁場勾配が発生した勾配領域における前記静磁場の印加磁場方向成分を検出する検出工程と、
前記検出した前記印加磁場方向成分の変化をもとに、前記勾配領域における前記溶鋼の流速の測定したい運動方向成分を演算する演算工程と、
前記磁場勾配方向成分の値が所定の範囲内となるように前記電磁攪拌装置の静磁場および/または移動磁場の強度を調整して前記鋳造空間に印加し、前記溶鋼の流動を制御する制御工程と、
を含むこと特徴とする連続鋳造の操業方法。
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