JPH054928Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、連続鋳造で用いられる浸漬ノズルの
なかをタンデイツシユから鋳型に向かつて通過す
る溶鋼の溶鋼温度検出装置に関する。

〔従来の技術〕

連続鋳造における鋳造温度は、製造される鋳片
の品質に大きな影響を及ぼす。このため、鋳造温
度は、最も重要な管理指標である。従つて、溶鋼
温度検出装置は、鋳造温度の正確な温度管理にと
つて適切な溶鋼温度検出をするという重要な役目
を担つている。

鋳造温度の温度管理に用いられる従来の溶鋼温
度検出装置の説明の前に、連続鋳造プロセスにつ
いて簡単に説明する。第４図は、連続鋳造プロセ
スの説明図である。

第４図において、取鍋５１内の溶鋼５２は、ス
ライドバルブ５３とロングノイズ５４を通つて、
取鍋５１と鋳型５５との中間に位置するタンデイ
ツシユ５６内に注ぎ込まれる。５７はタンデイツ
シユの蓋である。そして、タンデイツシユ５６内
の溶鋼５８は、タンデイツシユ５６に取り付けら
れたスライドバルブ５９と浸漬ノズル６０とを通
つて鋳型５５内に注ぎ込まれる。鋳型５５内に注
入された溶鋼６１は、水冷機構が設けられた鋳型
５５によつて冷却されて凝固し、鋳片６２とな
る。鋳片６２はピンチロール６３によつて、次工
程に送られる。

つぎに、従来の溶鋼温度検出装置について説明
する。第５図は、従来の溶鋼温度検出装置の構成
説明図である。

第５図において、溶鋼温度検出装置は、温度検
出器６４をタンデイツシユの蓋５７に設けられた
貫通孔に挿入し、タンデイツシユ５６のなかの溶
鋼５８の温度を検出している。そして、温度検出
器６４は、その内部にＲ型熱電対（JIS Ｃ 1602
による）が収められた筒状の内筒保護管６５と、
内筒保護管６５の外側に取付けられた筒状の外筒
保護管６６と、熱電対の導線に補償導線６７を接
続するためのターミナルケース６８とからなつて
いる。補償導線６７は、温度検出器６４で得られ
た熱起電力に基づいて、溶鋼５８の温度を測定す
る測定器に接続される。そして、温度検出器６４
は、貫通孔に挿入された外筒保護管６６と内筒保
護管６５とがタンデイツシユ５６内の溶鋼５８に
浸漬される位置に、フランジ６９を介してタンデ
イツシユの蓋５７に固定されている。

なお、溶鋼の温度測定では、使用に当たつて必
要とする空間が小さく、取り付けが容易な熱電対
が温度センサとして広く用いられている。

外筒保護管６６は、タンデイツシユ５６のなか
の1600℃前後の溶鋼に浸漬された部分の位置がつ
ねに変動して大きな温度変化を受けたり、スラグ
にさらされることによつて浸食されたりする。さ
らに、外筒保護管６６は、流動する溶鋼の圧力や
溶鋼からの浮力を受けるので、外筒保護管６６に
は、これらの力に耐えられる強度が必要である。
このため、外筒保護管６６は、アルミナグラフア
イト系あるいはジルコニア系のセラミツク材を用
いて、一般の高温用熱電対保護管に比べて厚肉に
製造されている。そして、厚肉に製造する必要が
あるため、外筒保護管６６の長さは、現在では最
長１ｍである。

次に、従来の溶鋼温度検出装置を使つての鋳造
温度の温度管理について説明する。第６図は、タ
ンデイツシユ５６から浸漬ノズル６０にいたる部
分の要部断面図である。

第６図において、タンデイツシユ５６は、鉄皮
７０と、鉄皮７０の内側の溶鋼５８と接する面に
敷き詰められた耐火物レンガ７１とからなつてい
る。溶鋼５８は、タンデイツシユ５６の底部にあ
る接続孔７２から、スライドバルブ５９と浸漬ノ
ズル６０を通つて鋳型５５内に注ぎ込まれる。

さて、従来の溶鋼温度検出装置では、＊印で示
す点Ａの溶鋼高さ、すなわち、耐火物レンガ７１
表面から湯面までのほぼ中間点におけるタンデイ
ツシユ５６内の溶鋼温度を検出している。なお、
湯面まで溶鋼高さは、ほぼ１ｍである。そして、
溶鋼温度検出装置で検出された点Ａの溶鋼温度か
ら鋳片６２の液相線温度を差し引いて得られる温
度値を、タンデイツシユ内の溶鋼過熱度とし、こ
のタンデイツシユ内の溶鋼過熱度を鋳造温度の管
理指標としている。

一般にタンデイツシユ内の溶鋼過熱度は、目標
値として30℃前後になるように制御することが望
ましいとされている。すなわち、タンデイツシユ
５６内の溶鋼温度を検出した結果、タンデイツシ
ユ内の溶鋼過熱度が目標値より低い場合には、タ
ンデイツシユ５６内の溶鋼５８をプラズマ加熱ま
たは誘導加熱手段により加熱し、タンデイツシユ
５６内での溶鋼５８の局部凝固を防止している。
逆に、タンデイツシユ５６内の溶鋼温度を検出し
た結果、タンデイツシユ内の溶鋼過熱度が目標値
より高い場合には、タンデイツシユ５６内の溶鋼
の加熱を低減して溶鋼温度を制御し、鋳片６２に
Ｃ、ＰやＳの偏析が生じることを防止している。

従来の溶鋼温度検出装置でこのようにして検出
されたタンデイツシユ内の溶鋼温度に基づいて、
溶鋼温度を制御して鋳造温度の温度管理が実施さ
れている。

〔考案が解決しようとする課題〕

上記の従来の溶鋼温度検出装置には、次に説明
する問題点がある。

(a) 従来の溶鋼温度検出装置は、鋳造温度の正確
な温度管理にとつて適切な溶鋼温度検出ができ
なかつた。

従来の溶鋼温度検出装置は、鋳造温度の温度
管理をするに当たつて、タンデイツシユ５６内
のわずか一箇所での溶鋼５８の温度を検出する
装置であつた。つまり、従来の溶鋼温度検出装
置では、第６図に示す点Ａの溶鋼５８の温度を
検出し、ほかの箇所における溶鋼５８の温度を
検出していなかつた。

とくに、タンデイツシユ５６内の底部の耐火
物レンガ７１表面付近の溶鋼５８が、タンデイ
ツシユ５６内において、最も低い温度になると
いうシミユレーシヨン実験の結果にもかかわら
ず、従来の溶鋼温度検出装置では、外筒保護管
６７の長さが最長１ｍに制限されているため、
タンデイツシユ５６内の底部の耐火物レンガ７
１表面付近の溶鋼温度を検出できなかつた。

このため、タンデイツシユ５６内の底部の耐
火物レンガ７１表面付近での溶鋼の温度低下を
見逃して、タンデイツシユ５６内で溶鋼の局部
凝固が起こるという心配がある。

そこで、操業時には、従来の溶鋼温度検出装
置で検出された溶鋼温度に基づいて得られたタ
ンデイツシユ内の溶鋼過熱度が、本来の目標値
より高めになるように、タンデイツシユ内の溶
鋼温度を調整している。このため、溶鋼の加熱
に要するエネルギーコストが高くなり、また、
鋳片にＣ、ＰやＳの偏析が生じる心配がある。

(b) 従来の溶鋼温度検出装置は、一般の高温用熱
電対保護管に比べて厚肉で長尺の外筒保護管６
７を必要とするため、検出装置が高価である。

本考案は、従来の溶鋼温度検出装置のこのよ
うな問題点を解消するためになされたものであ
り、温度センサに熱電対を採用し、安価な装置
を用いて、鋳造温度の正確な温度管理にとつて
適切な溶鋼温度検出ができる溶鋼温度検出装置
の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本考案は次のよ
うな構成としている。

すなわち、タンデイツシユの底部に設けられ、
かつその周壁に貫通孔を有する浸漬ノズルと、前
記貫通孔にその温度検出側を前記浸漬ノズル内に
突出させて挿入・固定された、熱電対とこの熱電
対をその内側に収めた保護管とからなる温度検出
器と、この温度検出器と前記貫通孔との〓間から
前記浸漬ノズルの外側大気空間への連通を遮断す
る遮断手段とを備えた溶鋼温度検出装置としてい
る。

〔作用〕

本考案の溶鋼温度検出装置では、熱電対とこの
熱電対をその内側に収めた保護管とからなる温度
検出器を、タンデイツシユの底部に設けられる浸
漬ノズルの周壁に設けられた貫通孔に、その温度
検出側を浸漬ノズル内に突出させて、挿入し固定
している。したがつて、本考案に係る装置では、
浸漬ノズル内をタンデイツシユから鋳型に向かつ
て、上方から下方に通過する溶鋼の温度を温度検
出器によつて検出することができる。しかも、温
度検出器を固定しているので、溶鋼流の圧力に対
して耐えることができる。

そして、浸漬ノズル内を通過する溶鋼の温度に
は、タンデイツシユ内の溶鋼温度の様子が反映さ
れていること、さらに、当然のことながら、タン
デイツシユ底部の接続孔から、タンデイツシユ底
部の耐火物レンガ表面付近にある溶鋼がつぎつぎ
と順に浸漬ノズル内に注ぎ込まれることにより、
本考案に係る装置では、従来は測定できなかつた
タンデイツシユ底部の耐火物レンガ表面付近の溶
鋼の温度をほぼ正確に検出することができる。

さらに、本考案の溶鋼温度検出装置では、浸漬
ノズルの温度検出用貫通孔と温度検出器との〓間
から浸漬ノズルの外側大気空間への連通を遮断す
る遮断手段を設けているので、浸漬ノズル内を通
過する溶鋼流によつて負圧となつている浸漬ノズ
ルの内部に、浸漬ノズルの外側大気空間から、貫
通孔とこの貫通孔に挿入された温度検出器の保護
管との〓間を通つて空気が吸引されて溶鋼が酸化
することを防止できる。

そして、浸漬ノズル内を上方から下方に向かつ
て通過する溶鋼の温度検出に当たつては、浸漬ノ
ズルの貫通孔を通して、温度検出器を浸漬ノズル
内に突出させればよいので、温度検出器の熱電対
用保護管の長さを、従来の溶鋼温度検出装置に比
べて短くすることができる。

〔実施例〕

本考案の実施例を、図面を参照しながら説明す
る。第１図は本考案の実施例を示す溶鋼温度検出
装置の構成説明図である。

第１図において、６０は、浸漬ノズルである。
浸漬ノズル６０は、第６図に示すように、タンデ
イツシユ５６の底部に、スライドバルブ５９を介
して、気密保持状態で取り付けられている。矢示
Ｂは、浸漬ノズル６０のなかを通過する溶鋼流の
移動方向を示す。そして、浸漬ノズル６０の周壁
には、溶鋼温度検出用の貫通孔１１が設けられて
いる。そして、貫通孔１１は、浸漬ノズル６０の
下方方向に向かつて斜めに設けられている。

１２は、後記説明する環状の金属ベルトで、金
属ベルト１２は、浸漬ノズル６０の周壁との間に
アルミナセメント１３をはさんで、貫通孔１１の
位置に合わせて、浸漬ノズル６９周壁に固定され
ている。１４は筒状をした金属性の検出器ホルダ
で、この検出器ホルダ１４は、その一端側が金属
ベルト１４に溶接止めされている。さらに、検出
器ホルダ１４の内側には、雌ねじ部が設けられて
いる。そして、貫通孔１１と検出器ホルダ１４と
の位置をあわせたのち、金属ベルト１２は、浸漬
ノズル６０に固定される。

１５は温度検出器である。１６は、温度検出器
１５の保護管で、保護管１６は、温度検出側であ
るその先端が閉塞された筒状の形状をしている。
保護管１６の後端部には、キヤツプ１７とターミ
ナル１８とが取り付けられている。なお、保護管
１６の内側には、後記説明するＲ型熱電対１９が
収められている。２０は、ターミナル１８を介し
てＲ型熱電対１９に接続される補償導線である。
この補償導線２０の他端側は、温度検出器１５の
熱起電力信号が入力される温度測定機器などに接
続される。

そして、保護管１６の後端寄りの外周には、雄
ねじ部２１が設けられている。保護管１６は、検
出器ホルダ１４を通して貫通孔１１に挿入された
のち、その先端が浸漬ノズル６０内に突出する位
置に、保護管１６の雄ねじ部２１と、検出器ホル
ダ１４の雌ねじ部とによつて、ねじ止めされてい
る。浸漬ノズル６０の内径が90mmφ程度の場合
は、保護管１６の先端を、浸漬ノズル６０の内壁
から20mm程度突出させればよい。

なお、２２は、保護管１６と貫通孔１１との〓
間である。

第２図は、第１図に示す温度検出器の側面断面
図である。

第２図において、保護管１６は、モリブデン・
サーメツト（セラミツクスの粉末とモリブデンの
粉末とを圧縮成形、焼結した耐熱材料）で作られ
ており、保護管１６の形状は、外径18mmφ、内径
10mmφ、長さ120mmである。保護管１６の内側に
は、その先端に熱電対温接点２３を有するＲ型熱
電対１９が碍管２４を通して収められている。Ｒ
型熱電対１９の他端側は、ターミナル１８に接続
されている。そして、温度検出側に位置する熱電
対温接点２３と保護管１６の内壁との間は３〜４
mmの〓間を設けている。さらに、保護管１６の内
壁とＲ型熱電対１９との間には、アルミナ粉２５
が詰められている。

第３図は、第１図に示す浸漬ノズルに固定され
た、検出器ホルダを有する金属ベルトの斜視図で
ある。検出器ホルダ１４が溶接止めされた金属ベ
ルト１２は、フランジ２６を有している。そし
て、金属ベルト１２は、浸漬ノズル６０の周壁と
の間にアルミナセメント１３をはさんで、検出器
ホルダ１４と貫通孔１１との位置に合わせて、フ
ランジ２５をボルトで締めつけて浸漬ノズル６０
周壁に固定されている。

次に、実施例の装置の働きを説明する。この検
出装置では、熱電対１９をその内側に収めた保護
管１６を有する温度検出器１５を、タンデイツシ
ユの底部に設けられる浸漬ノズル６０の周壁に設
けられた貫通孔１１に、その温度検出側を浸漬ノ
ズル６０内に突出させて挿入している。そして、
温度検出器１５は、検出器ホルダ１４と金属ベル
ト１２を介して浸漬ノズル６０の周壁に固定され
ている。したがつて、浸漬ノズル６０内をタンデ
イツシユから鋳型に向かつて、上方から下方に通
過する溶鋼の温度を温度検出器１５によつて検出
することができる。

そして、浸漬ノズル６０内を通過する溶鋼の温
度には、タンデイツシユ内の溶鋼温度の様子が反
映されていること、さらに、当然のことながら、
タンデイツシユ底部の接続孔から、タンデイツシ
ユ底部の耐火物レンガ表面付近にある溶鋼がつぎ
つぎと順に浸漬ノズル６０内に注ぎ込まれること
により、この溶鋼温度検出装置では、従来は測定
できなかつたタンデイツシユ底部の耐火物レンガ
表面付近の溶鋼の温度をほぼ正確に検出すること
ができる。

従来はタンデイツシユ内での溶鋼の局部凝固を
心配して、溶鋼過熱度が40℃前後になるようにタ
ンデイツシユ内の溶鋼温度を制御していたが、実
験結果によれば、この溶鋼温度検出装置で検出し
た溶鋼温度に基づいて溶鋼過熱度が30℃前後にな
るようにタンデイツシユ内の溶鋼温度を制御して
も、タンデイツシユ内での溶鋼の局部凝固は、生
じなかつた。

更に、この温度検出装置では、温度検出器１５
を保護管１６の雄ねじ部２１によつて検出器ホル
ダ１４にねじ止めし、さらに、金属ベルト１２を
浸漬ノズル６０の周壁との間にアルミナセメント
１３をはさんで浸漬ノズル６０の周壁に固定して
いる。したがつて、浸漬ノズル６０の貫通孔１１
と温度検出器１５の保護管１６との〓間２２から
浸漬ノズル６０の外側大気空間への連通が遮断さ
れているので、浸漬ノズル６０内を通過する溶鋼
流によつて負圧となつている浸漬ノズル６０の内
部に、浸漬ノズル６０の外側大気空間から、〓間
２２を通つて空気が吸引されて溶鋼が酸化するこ
とを防止できる。

そして、この温度検出装置では、溶鋼の温度を
検出中に万一、保護管１６の先端部分が溶損した
場合は、温度検出器１５を保護管１６の雄ねじ部
２１によつて検出器ホルダ１４にねじ止めしてい
ること、金属ベルト１２を浸漬ノズル６０の周壁
との間にアルミナセメント１３をはさんで浸漬ノ
ズル６０の周壁に固定していることによつて、溶
鋼をアルミナセメント１３部分や保護管１６と検
出器ホルダ１４との〓間部分で凝固させて溶鋼の
浸漬ノズル６０の外側への噴出を防止することが
できる。

さらに、浸漬ノズル内を上方から下方に向かつ
て通過する溶鋼の温度を検出するに当たつては、
温度検出器１５を保護管１６を浸漬ノズル６０内
に、20mm程度突出させればよいので、保護管１６
の長さは、従来の溶鋼温度検出装置に比べて1/5
程度の長さでよい。

なお、この実施例の肉厚４mmの保護管１６を有
する温度検出器１５は、平均５〜６チヤージ分の
鋳造回数に連続して使用できる耐久性がある。

〔考案の効果〕

本考案の溶鋼温度検出装置では、熱電対とこの
熱電対をその内側に収めた保護管とからなる温度
検出器を、タンデイツシユの底部に設けられる浸
漬ノズルの周壁に設けられた貫通孔に、その温度
検出側を浸漬ノズル内に突出させて、挿入固定す
ることによつて、タンデイツシユ底部の耐火物レ
ンガ表面付近からつぎつぎと順に浸漬ノズル内に
注ぎ込まれてくる溶鋼の温度を検出することがで
きる。

さらに、本考案に係る装置では、浸漬ノズルの
温度検出用貫通孔と温度検出器との〓間から浸漬
ノズルの外側大気空間への連通を遮断する遮断手
段を設けることによつて、浸漬ノズル内を通過す
る溶鋼流によつて負圧となつている浸漬ノズルの
内部に、浸漬ノズルの外側大気空間から、貫通孔
と温度検出器の保護管との〓間を通つて空気が吸
引されて溶鋼が酸化することを防止できる。

したがつて、本考案の溶鋼温度検出装置によれ
ば、従来は測定できなかつたタンデイツシユ底部
の耐火物レンガ表面付近の溶鋼の温度を、溶鋼を
酸化させることなく、ほぼ正確に検出することが
できるので、鋳造温度の正確な温度管理が実施で
き、加熱エネルギーの無駄がなくなるとともに、
良品質の鋳片が得られる。

また、浸漬ノズル内を通過する溶鋼の温度検出
に当たつては、浸漬ノズルの貫通孔を通して、温
度検出器を浸漬ノズル内に突出させればよいの
で、温度検出器の熱電対用保護管の長さを、従来
の溶鋼温度検出装置に比べて短くすることがで
き、装置を安価に製作することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す溶鋼温度検出装
置の構成説明図、第２図は第１図に示す温度検出
器の側面断面図、第３図は第１図に示す検出器ホ
ルダを有する金属ベルトの斜視図である。第４図
は連続鋳造プロセスの説明図、第５図は従来の溶
鋼温度検出装置の構成説明図、第６図はタンデイ
ツシユから浸漬ノズルにいたる部分の要部断面図
である。 符号の説明、１１……貫通孔、１２……金属ベ
ルト、１３……アルミナセメント、１４……検出
器ホルダ、１５……温度検出器、１６……保護
管、１９……熱電対、２１……雄ねじ部、２２…
…温度検出器と貫通孔との〓間、５６……タンデ
イツシユ、６０……浸漬ノズル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. タンデイツシユの底部に設けられ、かつその周
   壁に貫通孔を有する浸漬ノズルと、前記貫通孔に
   その温度検出側を前記浸漬ノズル内に突出させて
   挿入・固定された、熱電対とこの熱電対をその内
   側に収めた保護管とからなる温度検出器と、この
   温度検出器と前記貫通孔との〓間から前記浸漬ノ
   ズルの外側大気空間への連通を遮断する遮断手段
   とを備えたことを特徴とする溶鋼温度検出装置。