JPH0513746B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、溶融金属を急冷・凝固して金属薄帯
を連続鋳造する際、湯溜り部に注湯された溶融金
属の湯面レベルを検出する方法に関する。

（従来の技術） 溶融金属から最終形状に近い金属薄帯に鋳造す
るとき、後続する熱間圧延工程、熱処理工程等が
簡略化されるため、設備に対する負担が軽減され
る。たとえば、在来の連鋳機では、鋳造されたス
ラブを熱間圧延して帯板とし、これを冷間圧延工
程に搬送していた。しかし、冷間圧延工程に送り
込むことができる薄肉の鋳片（以下、これを金属
薄帯という）が得られると、熱間圧延を省略する
ことができ、また冷間圧延に先立つて帯板を熱処
理する必要もなくなる。

このような観点から金属薄帯を溶融金属から直
接製造する方法として、単ロール方式、双ロール
方式、単ベルト方式、双ベルト方式、ロールーベ
ルト方式等の各種の連続鋳造方法が提案されてい
る。これら方法においては、いずれも湯溜り部に
注湯された溶融金属を、冷却ロール或いはベルト
を介して抜熱し、その上に凝固シエルを生成させ
る。凝固シエルは、冷却ロール、ベルト等の回転
或いは走行に伴つて鋳造空間から送り出され、金
属薄帯となる。

この金属薄帯の形状、特に厚みを一定化させる
ためには、溶融金属が冷却ロール又はベルトに接
触して凝固シエルが成長する時間を正確にコント
ロールすることが必要である。そこで、湯溜り部
の湯面レベルを常に一定に維持するため、湯面レ
ベルを検出し、湯面レベルが設定値より低いとき
には注湯量を多くし、高いときには注湯量を減少
させることが必要とされる。

このような湯面レベルを正確に測定する手段と
しては、レーザー、Ｘ線等を使用した測定器があ
る。しかし、この測定器は、設備自体が大きく複
雑であり、また取扱いも面倒である。この点、湯
溜り部に注湯された溶融金属が導体であることに
着目した渦電流センサーが、特殊条件下に適した
測定器といえる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、渦電流センサーは、分解能に優
れているものの、周囲の影響を受け易い。たとえ
ば、周囲にある磁場の強弱や導体の有無等に応じ
て、測定結果が大きく異なることになる。そのた
め、金属薄帯を連続鋳造するような環境では、測
定結果がチヤージ毎に変動することになり、たと
えばチヤージ間で数mm〜十数mmのバラツキを生じ
る。

このようなバラツキがあると、湯溜り部に注湯
された溶融金属の湯面を正確な位置に保持するこ
とができなくなる。この湯面レベルは、たとえば
異径双ロール方式の連続鋳造機においては、凝固
シエルの成長期間を決定する大きな要因である。
そのため、湯面レベルが設定値から外れると、目
標板厚と異なる肉厚をもつ金属薄帯が製造される
ことになる。また、メニスカスが変動するため、
湯面に浮遊している酸化膜等の異物を巻き込み易
くなる。

そこで、本発明は、周囲の影響をチヤージ毎に
排除しながら渦電流センサーで湯面レベルを検出
することによつて、湯溜り部の状態を正確に把握
し、安定した条件下で金属薄帯を鋳造することを
目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、その目的を達成するために、冷却ロ
ール及び／又はベルトで区画された湯溜り部に注
湯された溶融金属を前記冷却ロール及び／又はベ
ルトを介した抜熱によつて冷却・凝固し、金属薄
帯を連続鋳造する際、前記湯溜り部の上方に渦電
流センサーを配置し、前記湯溜り部に通電電極型
センサーを配置し、該通電電極型センサーによつ
て検出された湯面レベル検出値に基づき前記渦電
流センサーを補正しながら、前記渦電流センサー
によつて前記湯溜り部に注湯された溶融金属の湯
面レベルを検出することを特徴とする。

（作用） 以下、図面を参照しながら、本発明の特徴を、
その作用と共に具体的に説明する。

第１図は、本発明を異径双ロール方式の連続鋳
造機に適用した場合を示す。なお、本発明は、こ
の異径双ロール方式に限られるものではなく、他
の双ロール方式、単ロール方式、単ベルト方式、
双ベルト方式、ロールーベルト方式等、他の薄帯
連続鋳造機に対しても同様に適用することができ
る。

この連続鋳造機は、互いに逆方向に回転する小
径の上ロール１ａと大径の下ロール１ｂを備えて
おり、これら冷却ロール１ａ，１ｂの間に湯溜り
部２のノズル部が開口している。なお、第１図の
場合には、湯溜り部２の両側部が、大径の冷却ロ
ール１ｂの表面に対向するサイド堰で仕切られて
いる。この湯溜り部２に、タンデイツシユ等の中
間容器から注湯ノズル４を介して溶融金属が注入
される。

湯溜り部２には通電電極型センサー５が配置さ
れており、湯溜り部２の上方には渦電流センサー
６が配置されている。通電電極型センサー５は、
第２図に示すように、複数の検出用電極５ａ，５
ｂ，５ｃを備えている。これら検出用電極５ａ，
５ｂ，５ｃのうち、長尺の検出用電極５ａを共通
電極とし、残りの検出用電極５ｂ，５ｃはそれぞ
れ長さが異なり、異なつた湯面レベルを検出す
る。他方、渦電流センサー６は、コイルで発生し
た磁束が湯溜り部２を通過することによつて変化
する磁束密度の変化分を検出値とする通常タイプ
のものが使用される。

湯溜り部２に溶融金属が注入されると、その湯
面７が上昇し、検出用電極５ａ，５ｂに接触する
ようになる。この状態では、検出用電極５ａ，５
ｂとの間が導通され、湯面７が検出用電極５ｂの
下端位置にあることが検出される。この検出値を
制御機構８に入力し、渦電流センサー６からの湯
面レベルに関する検出値を補正する。更に注湯が
継続され、湯面７が検出用電極５ｃの下端に接す
るようになると、検出用電極５ａと５ｃとの間が
導通され、湯面７が検出用電極５ｃの下端位置に
あることが判る。この検出値も、同様にして制御
機構８に入力され、渦電流センサー６による検出
値を補正する。

この通電電極型センサー５によつて検出される
湯面レベルの測定誤差は、検出用電極５ａ，５
ｂ，５ｃの長さ設定の精度と同様な約±0.5mmの
範囲に納められる。そして、この通電電極型セン
サー５の検出値を補正入力として渦電流センサー
６に取り込むものであるから、渦電流センサー６
に対する周囲の影響を排除しながら高精度で湯面
レベルの測定が行われる。

なお、第２図の通電電極型センサー５は、渦電
流センサー６による測定結果を２段階で補正する
ときに使用する。しかし、これに拘束されること
なく、検出用電極の数を必要に応じて種々変える
ことができる。

通電電極型センサー５による湯面レベルの測定
は、湯面７に波立ちがないときには高精度で行わ
れる。しかし、実際の湯面７は、波立つているこ
とが多く、この影響が測定結果に表れ易い。そこ
で、波立ちの影響を無くすため、第３図に示すよ
うに耐火物製の筒９で取り囲むことが好ましい。
この耐火物製の筒９は、下端が斜めに切られてお
り、その下端開口部９ａから溶融金属が筒９内に
流入する様になつている。筒９の器壁によつて、
内外の波動が遮断され、湯溜り部２に生じている
波立ちが筒９内に伝播することが防止される。

また、注湯ノズル４を配置している注湯部と通
電電極型センサー５との間に堰１０或いはフイル
ターを設けると、注湯部に生じている乱流の影響
を受けることなく、検出用電極５ａ，５ｂ，５ｃ
による湯面レベルの検出が行われる。

湯溜り部２に配置される通電電極型センサー５
は、単数又は複数の何れであつても良い。複数配
置する場合、たとえば通電電極型センサー５を湯
溜り部２の３個所に配置したとき、いずれか１個
或いは２〜３個の通電電極型センサー５が湯面７
を検出したことを基にして、渦電流センサー６の
補正を行う。これによつて、湯溜り部２全体にわ
たる湯面７のレベル測定が行われる。

このように渦電流センサー６単独で湯面７のレ
ベルを検出したとき周囲の影響によつて測定誤差
が生じ易い欠点を、通電電極型センサー５による
測定結果を補正指令として取り込むことにより、
湯溜り部２のレベルを極めて高い精度で検出する
ことが可能となる。また、渦電流センサー６によ
る測定であるにも拘らず、絶対レベルに対するチ
ヤージ毎の変動も±１mmの範囲に抑えることがで
きる。

このように高精度で検出された湯面レベルに基
づき、溶融金属の注湯量、冷却ロール１ａ，１ｂ
の回転数等の制御が行われるため、鋳造された金
属薄帯は、安定した形状特性をもつ製品となる。

（実施例） 第１図に示した設備構成で、ステンレス鋼
SUS304組成の溶融金属を湯溜り部２に注湯し、
肉厚2.0mmで板幅650mmの金属薄帯を鋳造した。こ
のとき、注湯開始に伴つて湯溜り部２に供給され
た溶融金属の湯面７は、渦電流センサー６で測定
したところ、第４図に示すような上昇曲線をとつ
ていた。ところが、湯面７が検出用電極５ｂの下
端に達し、検出用電極５ａと５ｂとが導通状態に
なつた時点t₁では、渦電流センサー６の検出値に
△h₁の誤差が生じていた。そこで、この誤差△h₁
を制御機構８で演算して、渦電流センサー６によ
る検出値を上方修正した。

この状態で注湯を継続すると、湯面７は更に上
昇して、検出用電極５ｃの下端に接するに至つ
た。この時点t₂では、渦電流センサー６の検出値
に△h₂の誤差が生じていた。この誤差△h₂に基づ
き、同様にして渦電流センサー６による検出値を
上方修正した。以降、目標レベルに維持しながら
溶融金属を注湯し、金属薄帯を鋳造した。湯溜り
部２の湯面レベルが正確に維持されているため、
得られた金属薄帯は、肉厚不良等の欠陥がない形
状特性に優れたものであつた。

（発明の効果） 以上に説明したように、本発明においては、通
電電極型センサーの検出用電極が湯溜り部に注湯
された溶融金属を介して導通することを基準とし
て、渦電流センサーによつて測定された湯面レベ
ルの検出値を補正している。そのため、渦電流セ
ンサーによる測定であるにも拘らず、周囲の影響
が排除され、高精度で湯面レベルが測定され、し
かもチヤージ毎に測定された絶対レベルの間にも
誤差が生じることがなくなる。このようにして、
湯面レベルを正確に把握しながら鋳造が行われる
ため、鋳造作業が安定したものとなり、得られた
金属薄帯の品質も向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を異径双ロール方式の連続鋳造
機に適用した状態を示し、第２図は湯溜り部に配
置される通電電極型センサーの１例を示し、第３
図は通電電極型センサーの他の例を示し、第４図
は本発明の効果を具体的に表したグラフである。 １ａ，１ｂ……冷却ロール、２……湯溜り部、
３……サイド堰、４……注湯ノズル、５……通電
電極型センサー、５ａ〜５ｃ……検出用電極、６
……渦電流センサー、７……湯面、８……制御機
構、９……耐火物製の筒、９ａ……筒９の下端開
口部、１０……堰。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 冷却ロール及び／又はベルトで区画された湯
   溜り部に注湯された溶融金属を前記冷却ロール及
   び／又はベルトを介した抜熱によつて冷却・凝固
   し、金属薄帯を連続鋳造する際、前記湯溜り部の
   上方に渦電流センサーを配置し、前記湯溜り部に
   通電電極型センサーを配置し、該通電電極型セン
   サーによつて検出された湯面レベル検出値に基づ
   き前記渦電流センサーを補正しながら、前記渦電
   流センサーによつて前記湯溜り部に注湯された溶
   融金属の湯面レベルを検出することを特徴とする
   金属薄帯連続鋳造における湯面レベルの検出方
   法。