JPH02140621A - 渦流式モールドレベル計 - 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、連続鋳造プロセスにおけるモールド内の湯面
レベルを検知するための渦流式モールドレベル計に関す
る。

〔従来の技術〕

鉄鋼、アルミ合金等の連続鋳造においては、溶融金属よ
りなる湯を上下が開放されたモールドの上方から注入し
、モールド側面から冷却してその表面から一部を固化せ
しめ、下方からロールではさんで引き出しながら冷却す
ることによって連続的に鋳造が行われる。

モールド内の湯面レベルは製品の品質を大きく左右する
重要な要因であるから、精密に制御する必要がある。そ
のため、以下に述べるセンサによって検知した湯面レベ
ルに応じてＰＩＤ制御によりモールド内への湯の注入量
が制御される。

モールド内の湯面レベルの検知手段としてはいくつかの
形式のものが実用化されている。その１つは渦流式湯面
レベルセンサである。これは湯面上方に設けたコイルに
高周波の電流を流すことにより湯の表面に渦電流を生ぜ
しめ、これによりコイルに誘起される電圧の強弱がセン
サと湯面との距離の変化に対応することを利用して湯面
レベルを検知するものである。この形式のレベル計は応
答性に優れ、場面レベルの精密な制御に適する反面、温
度、周囲の電磁的環境の影響を受は易いという欠点を有
している。従来において、温度の影響を除去する手段を
具備する湯面レベル計としては、検出コイルに並列にコ
ンデンサを接続して共振回路を形成し、ＰＬＬループに
より常に共振状態を維持した上で、温度変化によるコイ
ルのインダクタンスの変化とコンデンサの容量の変化と
直流抵抗分の変化とが互いに打ち消し合うようにコイル
の巻数、導体長、電流値等を設定するものが特公昭６２
−３８８１号公報に記載されている。また、周囲の電磁
的環境のうち、モールドの壁面との距離の変化による影
響を除去する手段を具備する湯面レベル計としては、コ
イルのりアクタンスの変化は主としてモールドの壁面と
の距離の変化によるものとみなし、リアクタンスの変化
量により増幅器の増幅度を制御することによりその影響
を除くものが特公昭６２−４６４５号公報に記載されて
いる。

また湯面レベル検知手段の別の形式としては、感温素子
例えば熱電対を使用した湯面レベルセンサ（例えば特開
昭６２−５４５６２号公報参照）は、モールド側面の銅
板内に深さ方向に多数の熱電対を埋め込み、それぞれの
熱電対の示す温度から湯面レベルを算出するものである
。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述のような補正手段を有する渦流式モールドレベル計
は調整が難しい上に補正が完全ではなく、またそれ以外
の要因、例えば増幅器自身のドリフトあるいは近接する
他の機器からの電磁波の影響等に対してはキャンセルす
ることができない。そこで、実際に湯面レベルを目測し
、実測値と検知した値との差をバイアス分として補正し
ているのが実情である。したがってこの操作は煩雑であ
り、また補正精度のばらつきが大きいという問題があっ
た。

また、前述の熱電対式のモールドレベル計では湯面レベ
ルの絶対値が得られ、他の要因による変動がないという
利点を有する反面、応答が遅いという欠点があった。

したがって本発明の目的は、熱電対式モールドレベル計
の長所を取り入れることによって、渦流式モールドレベ
ル計の欠点を改良することにある。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の渦流式モールドレベル計の原理図であ
る。図において、本発明の渦流式モールドレベル計は、
検出コイル１４と、該検出コイル１４に流れる電流を検
波及び増幅して電圧信号を出力する検波増幅手段３０と
、該電圧信号より湯面レベルを演算する渦流レベル計用
レベル演算手段３３と、該電圧信号のバイアス分を補正
する補正手段３１．３２を具備する渦流式モールドレベ
ル計において、モールド側面に埋設された複数の感温素
子１６と、該複数の感温素子１６の出力より該電圧信号
相当の基準信号を演算し出力する基準値演算手段４７と
、該電圧信号に対して該感温素子１６の遅れに相当する
遅延を与えて遅延電圧信号とする遅延手段４１と、該遅
延電圧信号より該基準信号を差し引いて該補正手段３１
．３２のための補正用信号とする減算手段４４を具備す
ることを特徴とするものである。

またこの渦流式モールドレベル計は、平均化手段４３と
、該平均化手段４３の出力に１次遅れを与えて補正信号
として前記補正手段３１．３２へ供給する１次遅れ手段
４２とを具備することが好適である。

さらに、前記渦流レベル計用レベル演算手段３３の出力
に対して逆演算を施して前記減算手段４４へ供給するた
めの前記電圧信号とする第１の逆演算手段４０を具備し
、前記基準値演算手段４７は前記複数の感温素子１６の
出力より第２の湯面レベルを演算する感温素子レベル計
用レベル演算手段４６と該第２の湯面レベルに該第１の
逆演算手段４０と同一の演算を施して前記基準信号とす
る第２の逆演算手段４５とからなることが好適である。

〔作　用〕

複数の感温素子１６の出力信号を基にして演算した基準
信号によるバイアス補正用の信号が常時演算されている
ので、いつでも簡単な操作でバイアスの補正を行なうこ
とができる。

補正のための信号を平均化手段４３において平均化する
ことによって補正の精度が向上し、１次遅れ手段４２を
介して供給することによってバイアス補正中に急激に湯
面レベル測定値が変動することがなくなるので制御中の
補正が可能となる。

また、減算手段４４へ供給される電圧信号としては、渦
流レベル計用レベル演算手段３３の出力に第１の逆演算
手段４０において湯面レベル→電圧の演算を施したもの
を供給し、一方、基準値演算手段４７を前述の感温素子
レベル計用レベル演算手段４６と第２の逆演算手段４５
とで構成するものとすれば、公知の渦流式レベル計及び
熱電対式レベル計を改造することなく利用できる。

〔実施例〕

第２図は本発明に係る制御演算装置を鉄鋼の連続鋳造プ
ロセスに適用した例を表す図である。

本図において、溶鋼を満たした取ｆ！６０１がタンデイ
ツシュ８０４の上方に置かれ、取鍋６０１内の溶鋼はそ
の底部のスライディングノズル６０２を経てタンデイツ
シュ８０４内に注がれる。タンデイフシ５８０４内の溶
鋼の量は重量計８０３でタンデイフシ５８０４全体の重
量を測定することにより測定され、ＰＩＤ演算を行うタ
ンデイツシュ重量制御装置６０３を介してスライディン
グノズル６０２の開度にフィードバックすることにより
一定値に保たれる。

タンデイツシュ８０４内の溶鋼はタンデイツシュ８０４
底部の穴をふさぐストッパ８０２がシリンダ８０１で駆
動されて上方に動けばモールド５０１内に注入される。

モールド５０１は底部も開放されており、その中の溶鋼
は冷却水が供給されるモールド５０１の側壁で冷却され
て外側から凝固し、さらに冷却されながらピンチローラ
７０２で連続的に引き出される。モールド上部には１対
のコイルよりなる渦流式場面センサ１４１が設けられそ
の信号は渦流レベル計演算装置３００で湯面レベル１に
変換されて制御演算装置４００へ送られる。一方、モー
ルドの側壁には深さ方向に１４個の熱電対１６１が埋め
込まれてお゛す、熱電対レベル計演算装置４６１で湯面
レベル２に変換されて制御演算装置４００へ送られる。

湯面レベル２はスタートアップ時の湯面レベルの測定及
び連続運転時の湯面レベル１の校正をする時に用いる。

ピンチロール駆動装置７０１は制御演算装置４００から
の制御信号に応じてピンチロール７０２を駆動する。ス
トッパ駆動装置８００は制御演算装置４００からのスト
ッパ開度信号に応じてシリンダ８０１を動かしてストッ
パ８０２を駆動する。制御演算装置４００は各種の制御
演算を行い各装置へ制御信号を送る。渦流レベル計演算
装置３００は外部から校正信号を人力してバイアス分を
補正することが可能である。

第３図は第２図の各ユニットの機能及び作用を詳細に説
明するための図である。図において、モールド５０１上
部に設けられた渦流式湯面センサ１４１（第２図）は送
信コイル１４３　と受信コイル１４２　とを具備してお
り、送信コイル１４３へは高周波発振器１４４からの高
周波信号が供給される。これによってモールド５０１内
の溶鋼表面に渦電流が発生し、さらにこれによって二次
コイル１４２側に電流が誘起され、それは渦流レベル計
演算装置３００へ供給される。この信号は高周波増幅器
３０１で、増幅され、検波器３０３で直流分のみとなり
、バイアス補正のための減算器３１１を経て対数増幅器
３０２で増幅され、リニアライザ３３１で湯面レベルに
変換される。

対数増幅器３０２で対数的に増加するのは深い位置での
感度を上げるためであり、リニアライザ３３１は対数増
幅した電圧スケールと湯面レベルのスケールとの関係を
表わす折れ線データを内蔵しており、これにより、湯面
レベルのスケールへ変換する。渦流レベル計演算装置３
００はまた、検波器３０３の出力においてバイアス分を
補正するための手段３１１　、３２１を備えている。一
方、モールド５０１側壁に埋設された多数の熱電対１６
１からの信号は熱電対レベル計演算装置４６１において
、湯面レベルに変換される。

次に制御演算装置４００内における処理のうち本発明の
渦流式モールドレベル計のバイアス補正機能に関する部
分を説明する。渦流レベル計演算装置３００からの信号
は湯面レベル測定値として湯面レベルの制御に利用され
ると同時に、４０１において前記リニアライズ演算の逆
演算処理が施され、４０２において対数演算の逆演算で
ある１０のべき乗演算が施され、遅延器４１１において
熱電対レベル計の遅延時間に相当する時間だけ遅延され
、減算器４４１へ供給される。一方、熱電対レベル計演
算装置４６１からの信号は４５１及び４５２において４
０１及び４０２と同一の演算処理が施され、減算器４４
１へ供給される。減算器４４１において、渦流レベル計
からの信号から熱電対レベル計からの信号が差し引かれ
る。その出力は４３１において移動平均処理が施され、
−次遅れフィルタ４２１を介してバイアス補正信号とし
て渦流レベル計演算装置３００へ供給される。

以上の構成により、熱電対式レベル計からの信号を基準
信号とした補正信号が常時渦流レベル計演算装置へ供給
されることになり、スイッチ３２１を操作することによ
っていつでもバイアスの補正が可能である。仮に制御中
であっても、−次遅れフィルタ４２１を介して信号が供
給されるので急激な変動が抑制され、制御に乱れを生じ
ることはない。

第３図の各ブロック中、渦流式レベル計演算装置４００
内のブロックはソフトウェア処理によって容易に実現さ
れ、その他はすべて公知のもので良い。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように本発明によれば、いつでもたとえ
制御中であっても簡単な操作でバイアスの補正が可能な
渦流式モールドレベル計が提供される。また、湯面レベ
ル測定値の電調精度が向上することによって湯面が安定
化し、湯面が安定なほど熱電対レベル計の精度も向上し
、それがさらに電調精度を向上させるといった好循環が
実現する。

４、

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、 第２図は本発明の実施例を表わす図、 第３図は第２図の装置の詳細を表わす図、図において、 １４・・・検出コイル、　　　　１６・・・感温素子、
５０・・・モールド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、検出コイル（１４）と、該検出コイル（１４）に誘
   起される電圧を検波及び増幅して電圧信号を出力する検
   波増幅手段（３０）と、該電圧信号より湯面レベルを演
   算する渦流レベル計用レベル演算手段（３３）と、該電
   圧信号のバイアス分を補正する補正手段（３１、３２）
   を具備する渦流式モールドレベル計において、 モールド側面に埋設された複数の感温素子（１６）と、 該複数の感温素子（１６）の出力より該電圧信号相当の
   基準信号を演算し出力する基準値演算手段（４７）と、 該電圧信号に対して該感温素子（１６）の遅れに相当す
   る遅延を与えて遅延電圧信号とする遅延手段（４１）と
   、 該遅延電圧信号より該基準信号を差し引いて該補正手段
   （３１、３２）のための補正用信号とする減算手段（４
   ４）を具備することを特徴とする渦流式モールドレベル
   計。 ２、前記補正用信号を平均化する平均化手段（４３）と
   、該平均化手段（４３）の出力に１次遅れを与えて補正
   信号として前記補正手段（３１、３２）へ供給する１次
   遅れ手段（４２）とを具備する請求項１記載の渦流式モ
   ールドレベル計。 ３、前記渦流レベル計用レベル演算手段（３３）の出力
   に対して逆演算を施して前記減算手段（４４）へ供給す
   るための前記電圧信号とする第１の逆演算手段（４０）
   を具備し、前記基準値演算手段（４７）は前記複数の感
   温素子（１６）の出力より第２の湯面レベルを演算する
   感温素子レベル計用レベル演算手段（４６）と該第２の
   湯面レベルに該第１の逆演算手段（４０）と同一の演算
   を施して前記基準信号とする第２の逆演算手段（４５）
   とからなる請求項２記載の渦流式モールドレベル計。