JPH03180260A - 冶金容器中の溶融金属浴の表面にある液体スラグの厚さを連続的に測定する方法 - 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） ・本発明は冶金容器ｙ７ｔとえは連続鋳造用インゴット
型にふ・いて、被覆用粉末と共に鋳造する場合の溶融金
属浴表面の液状スラグの厚さを測定する方法に関する。

（従来の技術） 周知のとお・シ、液体スラグの厚さを測定することはか
なジの利点がある：これによって潤滑の程度を判定する
ことができ、特に鋼外表中に被覆用粉末が包含同伴され
る危険性を評価することができる。メニスカス上の液体
スラグの厚さが２または６ＩＩＩｆｆ＋以下に低下した
場合、この粉末同伴の危険性は事実きわめて大きくなる
。

この目的で−いわゆる”バイファイラ−（ｂｉｆｉｌａ
ｒ　）”手動法が従来用いられて釦シ、この方法は銅線
釦よび鋼棒を鋼／スラグ系内へ浸漬することよりなる。

銅は液体スラグ／焼結スラグ界面付近の帯域で溶融し、
これに対し鋼は溶融鋼／液体スラグ界面で溶融する。こ
れから銅線末端と鋼棒末端の距１１ｉ１測定することに
より、液体スラグの厚さが導き出される。

鋳造に際しては鋳造中にインゴット型内へ連続的に供給
される被覆用粉末の溶融に由来する液体スラグの層が溶
融金属上にあることを思い起こされたい。被覆用粉末は
加熱に伴って徐々に焼結粉末または”焼結スラグ″を形
成し、これは溶融金属に接近すると溶融して液体スラグ
層を形成する。

スラグの場合はパイファイラー用具が半インゴット型の
中央の、小面とノズルの間に浸漬され。

測定必要回数は結果が有意であるためには、とシペ当た
り２０〜２５回である。浸漬時間は通常グレードのスラ
グについては約２秒間でちゃ、するグレードについては
１０秒に及ぶ場合がある。

しかしこれらの手動式スポット測定はかなシネ正確であ
り、信頼性のある。特に連続的な瞬間値を与えない。

（発明が解決しようとする課題） 従って本発明の課題は、液体スラグの厚さをメニスカス
の水準で正確かつ自動的に、連続ｌ１ｌｌｌ定しうる方
法を提供することである。

（課題を解決するための手段） 本発明によれば、この方法は下記のと釦りである： ａ）″溶融金属／液体スラグ界面の高さに関する位置を
連続的に１ｌｌ１足し。

ｂ）”液体スラグ／粉末層″界面跨位置する等温線の位
置を、この等温線上の熱電対の位置を自動的に制御しそ
してこの熱電対の変位を測定することにより、連続的に
６１す定し。

Ｃ）そして、溶融金属／液体スラグ界面の高さに関する
位置を等温線の高さに関する位置と比較することにより
、液体スラグの厚さ、従って厚さの変動を連続的に導き
出す。

溶融鋼と液体スラグの界面の高さに関する位置は、それ
自体既知の方法で、微粉末層の上方に距離を置いて配置
された渦′眠流コイルによって、または相当する他のい
ずれかの手段によって０１１１定される。

液体スラグの厚さを、溶融金属／ｉ体ススラグ界面測定
、および熱電対の変位の測定に基づいて判定しうるため
には、鋳造前に各種測定装置を基準水準、たとえばイン
ゴット型内の溶融金属の観測水準に対して目盛定めして
釦くだけて十分である。

変法として、鋳造中の液体スラグの厚さを測定すること
ができる。これはたとえばパイフフイラーシステムを用
いて測定しうる。その際この厚さの変動は、それに従属
する熱電対を用いて等温線の位置の変化を記録し、かつ
溶融金属／液体スラグ界面の高さの変動を記録すること
によって監視される。

本方法を実施するための本発明による装置は。

゛液体スラグ／粉末層”界面に位置する等温線上の熱電
対の位置を自動的に制御するためのシステム、熱電対の
変位を測定するための手段、あらかじめ定められた基準
点に対する６溶融金属／液体スラグ′″の高さの変動を
測定するための手段、ならびに”溶融金属／液体スラグ
゛界面の高さの変動シよび熱電対の変位に基づいて液体
スラグの厚さ、従って厚さの変動を連続的に計算するた
めの手段からなる。

本発明の他の特色釦よび利点は、限定ではない一例によ
う本発明の一形態を示した添付０図面を参照しながら示
される以下の記述に釦いて側らかになるであろう。

第１図に示すインゴット型１に溶融金属２が収容され、
この上に順次、液体スラグろおよび粉末１傭４があり、
後者が鋳造に要する消費に応じて溶融することにより液
体スラグが形成される。熱的には、これらの層は等製線
により分離されている。

本発明に訃いて荷に述べる等製線Ｉｓは、一般に粉末の
融点を示す、、１１０　Ｕ’Ｃ，付近のものであシ、従
って″液体スラグ６／粉末層４”界面に位置する。

液体スラグ３の層の厚さの変動を連続的に１ｆｌ１１定
するために、本発明による装置は一万では粉末層４の上
方に短い距離−一定の記号Ｒ１により定められるーを置
いて配置された渦電流コイル６からなる。このコイルは
溶融金属２／液体スラグ３界面Ｍ（第２図）の高さに関
する位置を表わす測定値Ａを求めるためのセンサーとし
て作動する。

さらに、等製線ＩＳ上の熱電対８の頭部−液体スラグ５
／粉末層４界面に位置する−の位置を自動的に制御する
システム７も設置される。熱電対は支柱９により支持さ
れ、これはインゴット型１の上方でラック１７／ピニオ
ン１８の対によって垂直方向に駆動しうる。ビニオン１
８は２選ばれた等製線Ｉｓの温度に対応する基準電圧Ｖ
ｃに従う制御装置１２に接続された可逆モーター１０に
より回転駆動される。自動制御装置７は測定。

結果の計算釦よび修正のための手段１１とも連動してお
シ、この手段はセン＋ｊ−６，および熱電対支柱？の変
位のセンサー、たとえばモーター１Ｕの回転軸の末端に
取付けられた増分エンコーダー（第２図には示されてい
ない）に接続している。

第５図に示す形態においては、支柱９は水平アームであ
シ、その一端は熱電対８に固定され、その他端はインゴ
ット型１に近接して配置されたマスト１３に滑動ｐよび
調節可能な様式で奴付けられている。

熱電対８により測定された温度が等製線Ｉ　Ｓの温度（
ここに記載する例においては１１０口℃）と異なる場合
、調節器１２に与えられる対応する電圧が基準電圧ｖｃ
と異なる。従って調節器１２は熱電対８の頭部をこの等
温線上へ正確に移動させるために、測定温度と基準温度
の差の符号の関数として、モーター１０をいずれかの方
向へ制御する。たとえば測定温度が基準温度よシ低い場
合。

これは等製線の水準が降下したことを意味し、その結果
調節器１２は熱電対８を下降させる方向へモーター１０
を制御する。反対方向の処置は、基準温度よシ高い測定
温度によって生じる。手段１１は測定に基づいて支柱９
の変位Ｂむよび液体スラグ３の距離穴を連続的に計算す
る。

ＡＩ−よびＢの連続測定に基づいて、次いで計算手段１
１は液体スラグ３の卑さの変動を判定し。

先に熱電対の位置が一定の基阜点Ｒ１に対して計算され
ている場合、これから液体スラグの厚さを連続的に導き
出す。

以上に述べた装置による本発明方法の実施はこの記載に
直接に従い、下記のと＞、２行われる二ａ）液体スラグ
５の厚さは出発時には既知の手段、たとえばパイフフイ
ラー手段によって測定しうるが、必ずしもそれによらな
くてもよい。

ｂ）高さＡを測定し、熱電対８を等製線ＩＳに従わせ、
そして液体スラグ６の厚さおよび／または犀さの変動を
上記の説明に従って連続的に判定する。

第４図は本発明による方法釦よび装置を実際に用いるこ
とにより得られた図であシー溶融金属のメニスカスに対
する等温線上Ｓの高さ、すなわち粉末が溶融金属浴上に
置かれた直後の液体スラグ５の厚さＥの変動を時間の関
数として示す。たとえばこの例に訃いては、液体スラグ
の厚さが約２００〜２５０秒後に安定することが認めら
れる。

この厚さの突発的な変動も同様に求められる。

たとえば等製線ＩＳの異常な降下は、液体スラグ乙の厚
さの異常な低下に対応する。これを修正するために、オ
ペレーターは次いで液体スラグろの厚さを再び高めるべ
く溶融金属の鋳造速度を低下させることができる。この
厚さは消費されるスラグの量、従って鋳造速度に直接関
連する。

渦電流コイル６の信号は、溶融金属のメニスカスＭの水
準を測定するためには低周波数（ｉａ。

Ｋ　ｔｌ　ｚ　のオーダー）にお・いてきわめて信頼性
が高い。しかし溶融金属／液体スラグ界面の位置を測定
するためには他の手段、たとえば上記と同様であるが鋳
造全域の液体に近似する等温線に従う熱電対により作動
する自動制御装置も採用しうる。

本発明による方法釦よび装置によれば特に液体スラグろ
の厚さがインゴット型１の動揺により乱れた場合ですら
この犀さの最犬釦よび最小値を知ることができる点を留
意すべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図はスラグで覆われた溶融鋼の浴を収容したインゴ
ット型の断面略図である。 第２図は本発明による方法の一形態の基本的線図である
。 第３図は本発明による装置の工業的−形態の立面略図で
ある。 第４図は液体スラグ／固体スラグ等温線の位置の変動を
時間の関数として数値例で示すグラフである。 各図に釦いて記号は下記のものを表わす。 １：インゴット型　　２：溶融金属 ３：液体スラグ　　　４：粉末層 ６：渦電流コイル ７：熱電対制御システム　８：熱電対 ９：支柱　　　　　１０：可逆モーター１１：計算手段
　　　１２：調節器 １３：マスト　　　　１７：ラツク １８：ビニオン ＩＳ：等温線　　　　　Ｍ：２と３の界面Ａ：Ｍの高さ
　　　　　Ｂ：９の変位 Ｖｃ：ＩＳに対応する基準電圧 Ｒ１：基準点。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、冶金容器、たとえば連続鋳造用インゴット型（１）
   中の溶融金属（２）の浴の表面にある液体スラグ（３）
   −液体スラグ（３）は浴上に置いた粉末層（４）から形
   成される−の厚さを連続的に測定する方法において： ａ）“溶融金属（２）／液体スラグ（３）”界面（Ｍ）
   の高さに関する位置を連続的に測定し、 ｂ）“液体スラグ（３）／粉末層（４）”界面に位置す
   る等温線（ＩＳ）の位置を、この等温線上の熱電対（８
   ）の位置を自動的に制御しそしてこの熱電対の変位を測
   定することにより、連続的に測定し、ｃ）そして、溶融
   金属／液体スラグ界面（Ｍ）の高さに関する位置を等温
   線（ＩＳ）の高さに関する位置と比較することにより、
   液体スラグの厚さ、従って厚さの変動を連続的に導き出
   す、ことを特徴とする方法。 ２、“溶融金属（２）／液体スラグ（３）”界面の高さ
   に関する位置を、粉末層（４）の上方に距離を置いて配
   置した渦電流コイル（６）により測定することを特徴と
   する、請求項１に記載の方法。 ３、“液体スラグ（３）／粉末層（４）”界面に位置す
   る等温線（ＩＳ）上の熱電対（８）の位置を自動的に制
   御するためのシステム（７）、熱電対（８）の変位を測
   定するための手段、あらかじめ定められた基準点（Ｒ＿
   １）に対する“溶融金属（２）／液体スラグ（３）”界
   面（Ｍ）の高さ（Ａ）の変動を測定するための手段（６
   ）、ならびに“溶融金属／液体スラグ”界面の高さ（Ａ
   ）の変動および熱電対の変位に基づいて液体スラグの厚
   さ、従って厚さの変動を連続的に計算するための手段か
   らなることを特徴とする、請求項１または２に記載の方
   法を実施するための装置。 ４、自動制御システム（７）が支柱（９）により支持さ
   れる熱電対（８）からなり、インゴット型（１）の上方
   における支柱の位置は基準とされる等温線（ＩＳ）の温
   度に対応する基準電圧（Ｖｃ）に従う調節器（１２）に
   より制御される可逆モーター（１０）によつて調節しう
   ることを特徴とする、請求項３に記載の装置。