JPH0224513Y2

JPH0224513Y2 -

Info

Publication number: JPH0224513Y2
Application number: JP15307282U
Authority: JP
Priority date: 1982-10-07
Filing date: 1982-10-07
Publication date: 1990-07-05
Also published as: JPS5958562U

Description

【考案の詳細な説明】

本考案は、連続鋳造操業におけるシール鋳込み
において、取鍋からタンデイツシユへ又はタンデ
イツシユから鋳型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
検知する装置に関するものである。近年鋳片内の介在物減少対策として、取鍋から
タンデイツシユへの溶鋼注入流周辺をフードで覆
い、フード内をArガス等の不活性ガスで充満さ
せて溶鋼流の酸化防止を図つたり、又はスライデ
イ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イツシユ内の
溶鋼中に浸漬せしめて取鍋からの溶鋼注入流が大
気と接触するのを同避して溶鋼流の空気酸化を抑
制するシール鋳込みが採用されてきているが、こ
のような鋳込み方法では鋳片品質の低下を招く、
取鍋からタンデイツシユへの溶鋼流下終了時にお
けるスラグ流出を目視で行なう事は難しかつた。このようなことから、すでにスラグ流出の検知
方法として、ノズルに検知用コイルを巻装し、こ
のコイル中央を落下通流する溶鋼と溶融スラグと
の電気伝導度の差に起因するコイルインピーダン
スの変化を検知することにより溶融スラグの流出
を検出する方法が提案されているが、以下に述べ
る理由により適用不可能である。すなわち、近年浸漬ノズルの材質として、強度
および耐熱性、耐溶損性が優れたアルミナグラフ
アイト質が多用されている為、この浸漬ノズルの
電気伝導度が高く上記したコイルインピーダンス
を検出してその変化から溶融スラグの流出を検出
できない。なおノズル外周面を鉄皮で覆つてある
場合も同様である。また上記した事情は連続鋳造
設備のタンデイツシユ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。そこで本出願人は上記欠点を解決する方法を特
開昭57−121864号にて開示した。すなわち、ノズ
ル外側からノズルを通流する溶湯より発せられる
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。本出願人が開示した上記方法は、シール鋳込み
のように溶鋼注入流が露出していないときでも、
ノズルの外側からスラグの流出を検知することが
できる有益なる発明であるが、ノズル材質がアル
ミナ・グラフアイト質やジルコニア・タールベー
キング質のような場合には、ノズルのマイクロ波
透過に対する減衰が大きく、ノズル内部の溶鋼と
スラグとの放射エネルギの差が顕著にあらわれ
ず、スラグ流出の検知が困難であるという問題点
を内在している。本考案は上記問題点に鑑みて成されたもので、
ノズル材質が上記したアルミナ・グラフアイナ質
やジルコニア・タールベーキング質のような、マ
イクロ波透過に対する減衰の大きな場合でも、良
好にスラグの流出を検知する装置を提供せんとす
るものである。すなわち、本考案は一の容器から他の容器にノ
ズルを介して溶湯を通流させる際のスラグ流出を
検知する装置であつて、所要位置に適宜孔を設け
てこの孔にマイクロ波透過に対して減衰の小さな
材料を充填埋設して窓部を形成したノズルと、該
ノズルの前記窓部外側にその検出方向中心をノズ
ル軸心に向けて水平に設置されたアンテナと、該
アンテナに接続され前記ノズル内を通流する溶湯
およびスラグの熱雑音エネルギをアンテナを介し
て受信する受信器を具備して成ることを要旨とす
るスラグ流出検知装置である。先ず本考案装置による溶融スラグ流出の検出原
理について説明する。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
ある。このマイクロ波帯とは、周波数が１〜40G
Hzである帯域をいうが、この帯域における熱放射
は熱雑音といわれており、10^-13W程度の微弱な
エネルギである。これを高感度受信器によつて検
出することにより、高温物体からの放射エネルギ
を測定することができる。すなわち、高温物体の
物理的温度をT_A（〓）、放射率をεとすると、高
温物体の輝度温度Ｔ（〓）は下記式の如く表わさ
れる。Ｔ＝εT_A … また、輝度温度Ｔ（〓）の物体から発せられる
微小周波数帯域幅Δ（１／秒）あたりの熱雑音エ
ネルギＰ（Ｗ）は下記式の如く表わされる。Ｐ＝Ｋ・Ｔ Δ … 但し、Ｋ：ボルツマン定数（＝1.38×10^-23J／
〓）上記第式に示す如く、高温物体から発せられ
る放射エネルギＰは、その物体の輝度温度Ｔと対
応関係にあるため、放射エネルギＰを検出すれ
ば、その物体の輝度温度Ｔを測定することができ
る。そしてこのような熱雑音は耐火物を透過する
から、ノズル内を通流する溶湯から放射される熱
雑音をノズルの周面を介してその外側から検出す
ることができる。すなわち、輝度温度の変化を計
測することにより、溶鋼から放射率εの異なる溶
融スラグに変化する時点をスラグ流出の時点とし
て捉えることができるものである。しかし、ノズルの材質がアルミナ（Al₂O₃）や
アルミナ・シリカ（Al₂O₃−SiO₂）質である場合
は、マイクロ波の透過に対して減衰が小さく、ノ
ズルの外側から輝度温度の変化を良好に計測する
ことが可能であるが、アルミナ・グラフアイト
（Al₂O₃−Ｇ）又はジルコニア・タールベーキン
グ（ZrO₂−Ｃ）質である場合には、マイクロ波
の透過に対して減衰が大きく、溶湯と溶融スラグ
の輝度温度差を十分感度良く検出することができ
ない。そこで、これらマイクロ波の透過に対して
減衰の大きい材質のノズルを使用した場合でも十
分感度良くスラグの流出を検知できる本考案装置
を、添付図面に示す一実施例に基づいて説明す
る。なお図面は本考案装置の一実施例を示すもの
で連続鋳造設備の取鍋とタンデイツシユ間に設置
されたものについてのものである。図面において、１は取鍋、２はタンデイツシユ
であり、これら取鍋１とタンデイツシユ２間には
取鍋１の底部に嵌着設置されるスライデイングノ
ズル３、および該スライデイングノズル３の下端
部に外嵌装され下端部が前記タンデイツシユ２内
の溶鋼の湯面下に位置すべく設置された浸漬ノズ
ル４が連続して設けられ、取鍋１内の溶鋼ｍを無
酸化状態でタンデイツシユ２に流下させるように
なされている。なお、取鍋１内の溶鋼湯面上には
溶融スラグＳが浮遊せしめられており、溶鋼湯面
の空気酸化の防止および保温が図られている。５は上記浸漬ノズル４のタンデイツシユ２内の
溶鋼湯面より上部適所に開設された孔であり、該
孔５には例えばアルミナ質やアルミナ・シリカ質
のようなマイクロ波の透過に対して減衰の小さい
材料が充填埋設されて窓部６を形成している。こ
の窓部６の形状としては、加工性およびノズル強
度への影響から円柱形状（第２図イ）が望ましい
が、何等これに限るものではなく角柱形状（第２
図ロ）、截頭円錐形状（第２図ハ）などでもよい。
また、この窓部６の断面の大きさは、測定するマ
イクロ波周波数帯域とノズルの大きさによつて決
定されるものであり、10GHz（10×10⁹Hz）近傍
の周波数帯域では約30mmの径が必要である。７は上記窓部６の外側に、その検出方向中心を
ノズル軸心に向けて水平に設置されたアンテナで
あり、このアンテナ７に受信器８を接続して、浸
漬ノズル４内を流下する溶鋼ｍやスラグＳの熱雑
音エネルギを受信するものである。なお、上記受
信器８は、ケース９内に格納されて一定温度に保
持され、受信器８が連続鋳造操業時の溶鋼熱等に
より温度変化しないようになされている。また受
信器８としては、微小な放射エネルギを受信でき
るものであればよく、通常の放射計を使用すれば
よい。１０は上記受信器８に接続されて、受信器８の
出力をオペレータに表示する指示計である。次に、実施例に基づいて本考案の効果を説明す
る。下記表は、アンテナ７として40mm径の円形ホー
ンアンテナを使用し、浸漬ノズル４の材質がア
ルミナ・グラフアイト質、窓部６の材質がアル
ミナ質である場合の、８〜12.4GHz帯域の放射エ
ネルギを測定した結果を示したものであり、鋳造
流が溶鋼と溶融スラグとでは89〓の輝度温度差を
検出している。なお鋳造末期の輝度温度変化は、第３図に示す
如く捉えられており、図中矢印に示す時点でスラ
グの流出がタンデイツシユ２の部分で目視観察さ
れた。また、比較として下記表中に、従来のスラグ流
出検知装置を用いて８〜12.4GHz帯域の放射エネ
ルギを測定した結果を示す。

【表】上記表より明らかな如く、従来装置ではマイク
ロ波透過に対して減衰の小さいアルミナ・シリカ
質のノズルでは溶鋼と溶融スラグで検出可能な輝
度温度差を得ているが、アルミナ・グラフアイト
質、ジルコニア・タールベーキング質のノズルの
場合には、マイクロ波透過に対して減衰が大き
く、両者の輝度温度差が十分検出されていない。
それに較べて本考案装置では、マイクロ波透過に
対して減衰の大きい材質から成るノズルの場合で
も溶融スラグの流出開始を検出することができ
た。以上述べた如く、本考案によれば、マイクロ波
透過に対して減衰の大きい材質から成るノズルを
用いた場合でも、溶融スラグの流出開始を良好に
検出することができ、指示計の指示に基づいて取
鍋のスライデイングノズルを開閉操作すれば、タ
ンデイツシユ内への溶融スラグ流入を防止するこ
とができる。この結果、連続鋳造における鋼中介
在物減少を目的としたシール鋳込みを円滑に成し
得ることが出来、品質向上、操業管理向上に大き
く寄与することが可能となる。なお、本実施例では、連続鋳造における取鍋と
タンデイツシユ間に設置してスラグの流出を検知
する場合について説明したが、何等これに限るも
のではなく、その他の場合、例えばタンデイツシ
ユから鋳型間におけるスラグ流出を検知する場合
等、一の容器から他の容器にノズルを介して溶湯
を通流させる場合にも適用可能であることは勿論
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案装置の一実施例を示す概略説明
図、第２図は浸漬ノズルの窓部形状を示すもの
で、イは円柱形状、ロは角柱形状、ハは截頭円錐
形状のものを示し、第３図は鋳込み末期の溶鋼の
輝度温度の変化を示す図面である。１は取鍋、２はタンデイツシユ、４は浸漬ノズ
ル、５は孔、６は窓部、７はアンテナ、８は受信
器、ｍは溶鋼、Ｓはスラグ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

一の容器から他の容器にノズルを介して溶湯を
通流させる際のスラグ流出を検知する装置であつ
て、所要位置に適宜孔を設けてこの孔にマイクロ
波透過に対して減衰の小さな材料を充填埋設して
窓部を形成したノズルと、該ノズルの前記窓部外
側にその検出方向中心をノズル軸心に向けて水平
に設置されたアンテナと、該アンテナに接続され
前記ノズル内を通流する溶湯およびスラグの熱雑
音エネルギをアンテナを介して受信する受信器を
具備して成ることを特徴とするスラグ流出検知装
置。