JPH01215450A - スラグ流出検知方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、たとえば連続鋳造設備のし一ドルからタンデ
イシュへ溶鋼を注湯する場合などにおいて、レードルか
ら流出するストリームが溶鋼からスラグへ変った状態を
検知するためのスラグ流出検知方法に関する。

〔従来の技術〕

連続鋳造の操業に当って、スラグの混入を避けることは
、鋳片品品質保証上重要なことであ為。

レードル内の溶鋼の湯面上には、溶鋼の保温や空気酸化
防止のためにスラグが浮上しているが、レードルからタ
ンデイシュへの注湯の末期において、溶鋼の流出に続い
てスラグが流下する。このスラグがタンデイシュ内に注
入されると、非金属介在物として鋳片品質を低下させる
ばかりでなく、タンデイシュの内張耐火物の損傷の原因
ともなる。

そこで、従来から、溶融スラグのタンデイシュ内への混
入を防止するためにスラグ流出を検知する試みが種々な
きれている。その１は、目視方法によるもので、タンデ
イシュへの注湯末期時にレードルを上昇させ、レードル
とタンデイシュとの間に溶鋼流を目視できるスペースを
つくり、スラグ流出を目視観察するものである。しかる
に、近年は溶鋼の酸化防止のために、無酸化注入法が主
流となりつつあるにもかかわらず、レードルを上昇させ
シール材と縁切りを行うことは、溶鋼の酸化を招き、鋳
片の品質低下につながる。また、目視観察なので、判定
者による個人差があり、たとえ経験を積んだとしても、
信頼性の点で難がある。

第２に、特開昭５７−１１２９６４号等に示された振動
測定方式がある。この方法は、レードルのノズルやタン
デイシュに振動検出器を取付け、溶鋼とスラグとで比重
や粘度が相異することに基因する振動の変動を検出し、
スラグ流出を検知するものであるが、工場建屋の振動や
クレーンの移動等の外的振動をノイズとして拾ってしま
い、対象とする振動のみをピックアップすることが困難
となり、検知精度が低い。

さらに、第３の方法として、タンデイシュ内の溶鋼表面
をテレビカメラを用いて監視するものがあるが、鋳込末
期時にはタンデイシュ内に前チャージのスラグが浮上し
ており、この残留スラグといまし一ドルから流出したス
ラグとの弁別が困難であり、また多ンディシュでのスラ
グ浮上を検出要素とするため、検出の時間遅れが大きく
迅速にレードルのスライディングノズルの開度調整へフ
ィードバックすることが難しく、しかも自動判定が困難
である等の難点もある。

第４の方法は、特開昭５５−９７８４７号および特開昭
５７−５６１５４号公報等に示されたインピーダンス変
化による測定方式で、レードルのノズルに検出コイルを
設け、溶鋼とスラグの電気伝導度の差をインピーダンス
変化として捉え、スラグ流出を検知するものである。

また第５の方法として、本出願人は、特開昭６０−２２
１１６０号等により、光学的に溶鋼流の放射エネルギ変
化によりスラグ流出を検知する方法を提案した。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記第４および第５の方法は精度等において他の方式よ
り優れているけれども、 Ａ、ノズル内地金、アルミナ等の付着物の脱落等に伴な
う溶融金属流変動影響、 Ｂ、溶融金属への部分的なスラグ巻き込み影響、Ｃ０溶
融金属流のスプラッシュ等による流れ変動影響、 等により、的確なタイミングでスラグ流出を検知するこ
とが難しい。

本発明は上記第４．第５の方法の問題点を解決したもの
であり、その目的は高精度に的確なタイミングでスラグ
流出を検知できるスラグ流出検知方法を提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するための本発明は、容器内から流出す
る溶融金属の流出末期に流出するスラグの検知を、流出
物の放射エネルギもしくは電気伝導度の変化に基づく測
定値変動により評価計算を行い判定する方法において、
前記の評価計算値もしくは評価計算値に基づく判定値の
所定時間内の積算値が、設定しきい値を外れることをも
ってスラグ流出を検知することを特徴とするものである
。

〔発明の具体例〕

以下本発明を連続鋳造設備におけるし一ドルからタンデ
イシュへの注入時のスラグ流出検知を例とした具体例に
よってさらに詳説する。

第１図は、前記第５の方法に準じてストリーム径の変動
を直接的に監視するものである。

ｌはし一ドルで、溶ｆｉ１２がスライディングノズル３
を介してタンデイシュ４内に注入されるようになってい
る。スライディングノズル３と注入管５との間には、無
酸化注入のためのシール材６が設けられている。スライ
ディングノズル３は、固定上プレートに対して下プレー
トを油圧シリンダ等のスライディングノズル開閉装置７
によって摺動させ、それらの透孔をずらすことによって
開口面積を可変とするものである。

一方、シール材６の壁を貫通してパージ管８が設けられ
、その先端がストリーム、図示の例では溶鋼流ＭＦを睨
んでシール材６内に臨んでいる。

パージ管８内には、ＡｒやＮｔ等の不活性シールガス９
が供給され、これをシール材６内ヘパージし、溶鋼の酸
化を防止するよう構成されている。

さらに、パージ管８内にオプティカルロッド１５が溶鋼
流ＭＦに向けて設けられ、受光信号を光ファイバー１６
により光パワーメータ１７に伝送し、受光エネルギ信号
が信号処理装置１２に取込まれるようになっている。

信号処理装置１２では、ストリームの拡がりおよび放射
エネルギ上昇に伴う第４図のような受光エネルギの溶鋼
流からスラグ流への変化をスラグ流出と判断し、スライ
ディングノズル３の開閉操作指令および警報１３を発す
るようなに構成されている。

通常時は第４図に示すような、放射エネルギ（受光エネ
ルギ）変化を示すため、例えば、現在の放射エネルギＥ
および現在よりｔ３秒前からＴ秒間の放射エネルギ平均
値百を用いて、（ｉ）Ｅ／Ｅ （ｉｉ）Ｅ−Ｅ 等が設定値を超えることにより放射エネルギ上昇を検知
し、スラグ流出タイミングを見出すことができる。

ところが、前述のように、 Ａ、ノズル内地金、アルミナ等の付着物の脱落等に伴う
溶融金属流変動 Ｂ、溶融金属への部分的なスラグ巻き込みＣ０溶融金属
流のスプラッシュ等による流れ変等の影響を受けると、
第４図に示すのと同様の放射エネルギ変化挙動を示す。

この例を第５図に示す。

上記したようなスラグ検知方法では、それぞれの場合（
Ａ−Ｃ）に、スラグ流出と判定してしまい、誤警報とな
り、溶鋼歩留等多大な損失となる。

また、スラグ流出検知判定しきい値を大とし、これらの
誤判定を除去しようとすると、スラグ流出判定が出来ず
、鋳片品質悪化を招くスラグ鋳込となる。

そこで、本発明では、容器より流出する溶融金属の放射
エネルギ、電気伝導度の変化に基づく測定値を用いて、
信号処理装置において第２図のフローシートに従う処理
を行い、現測定時点より前の所定時間における評価計算
値もしくは評価計算値に基づく測定値の時間積算値が設
定しきい値を外れたときにスラグ流出と判定するもので
ある。

この信号処理例を第２図のフローシートに従い以下に説
明する。

まず、放射エネルギ測定値は、Ｔ　、ａ３の時間単位に
測定データ入力処理ＳＩに入力させる。

ここでＴ、はｌＯ〜１０００程度が適当である。

予め設けた第６図（ｉ）に示す瞬時値データテーブルＤ
（五）にＤ（。、から順次Ｄ　（Ｎ）まで（Ｎ＋１）個
の測定データが蓄えられる。

次に、演算処理Ｓｔでは、測定データ入力処理ＳＩのデ
ータをもとに次の処理を行う。

現時点より１秒前から更にｍ抄部の（ｍ−ｎ）秒間の（
１）式の標準偏差Ｅσと（２）式の平均エネルギ百を算
出する。ここでｎは１〜２０５ｍは５〜６０程度が適当
である。

展ユ ゴー 但し、Ｄ（ｉ）は時間ｉにおけるエネルギ測定値、次に
、判定演算処理Ｓ３に入る。

現時点でのエネルギ測定値Ｄ（。）　と算出した平Ｄ（
。、−（ΣＫＬ−Ｅσのとき、Ｊ（。）”Ｌ（ＫＬ）・
・・・・・・・・（３） Ｌ（Ｋｔ）は２〜３段階程度設けるのが好ましく、１．
５−≦−ＫＬ−≦−１Ｏ程度が好ましい。またに、−≦
−に２−≦−に、とする。

なお、各テーブルに現在データを入れる前に各テーブル
値を一つずつずらし処理を行いテーブルに格納されるデ
ータの時刻を一致させる処理をすることは言うまでもな
い。

次に、結集積算処理Ｓ、に入り、前述の判定演算処理Ｓ
、の後、第６図（ｉｉ）に示すように現在からＭ抄部ま
での演算判定結果テーブルの演算判定結果値を合計する
。警報出力判定Ｓ、で、前記演算判定結果の合計値が警
報判定しきい値ＳＰを超えたとき（（４）式）、警報の
出力−と判定し、警報の出力とスライディングノズル閉
等のアクションをとる。

ｉ＝。

第３図は、ストリーム測定値と積算結果値との関係を示
す１例である。

この例では、しきい値ＫＬをに、、に！、に３と３段階
設けた場合の例であり、Ｋｌ＜ｌ（、＜Ｋ３の関係に定
めている。付着物脱落の時は、ストリーム測定値が第１
のしきい値に、及び第２のしきい値に２に達しているが
第３のしきい値に、にまで達していない。従って、積算
結果値の値は、第１のしきい値に、を超えたときに少し
積算され、さらに第２のしきい値に２を超えたときに、
さらに加算されるが警報しきい値Ｓ、まで達しない状態
を示し、すなわち、第６図（ｉｉ）におけるＪ　（ｉｌ
　のＪ、。、からＪ　（Ｍ）の加算値が警報しきい値Ｓ
Ｐに達しない状態を示している。

又、部分的なスラグ巻き込みの時は、ストリーム測定値
の値が第１のしきい値Ｋｌを超えただけであり、積算結
果値も前回の付着物脱落時より小さい。

ストリームが溶鋼からスラグに変わったときは、ストリ
ーム測定値が第３のしきい値に、を超える測定値となり
、積算結果値は、第１のしきい値に、、第２のしきい値
Ｋｆｆｉ、第３のしきい値に、を超えるにしたがって、
順次段階状に上昇し、警報しきい値Ｓ、を超えた状態を
示すものである。

前述の積算結果値において、所定積算時間は、１〜６０
ｓｅｃ程度でよい。

なお、警報判定しきい値ＳＰは２段階程度設けるのが好
ましく、低いしきい値Ｓ１を注意報しきい値、高いＳ２
を警報しきい値とするのが良い。

一方、上記例は、放射エネルギに基づくものであるが、
電気電導度に基づくものであっても、同様の処理に従っ
て、同様の効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明によれば、測定時間より前の所定時
間における評価計算値に基づく所定時間内の積算値が設
定しきい値を外れることをもってスラグ検知するので、
ノズル内地金、アルミナ等の付着物の脱落、部分的スラ
グ巻き込み、スプラッシュ等の影響によるスラグ流出の
誤検知を防止できる。したがって、容器からの溶融金属
流出停止時期を正確に把握し、品質向上、歩留向上に大
きな効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明法を適用する設備の概要図、第２図は信
号処理のフローシート、第３図は警報出力タイミング例
の説明図、第４図および第５図は放射エネルギ変化例図
、第６図は信号処理テーブルの説明図である。 １・・・し−ドル、３・・・スライディングノズル、４
・・・タンデイシュ、７・・・ノズル開閉装置、１２・
・・信号処理装置、１５・・・オプティカルロッド、Ｍ
Ｆ・・・溶鋼流。 第２図 第３図 第４図 ｊＭ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）容器内から流出する溶融金属の流出末期に流出す
   るスラグの検知を、流出物の放射エネルギもしくは電気
   伝導度の変化に基づく測定値変動により評価計算を行い
   判定する方法において、前記の評価計算値もしくは評価
   計算値に基づく判定値の所定時間内の積算値が、設定し
   きい値を外れることをもってスラグ流出を検知すること
   を特徴とするスラグ流出検知方法。