JPH11188465A - 溶融金属の連続鋳造方法とその装置 - Google Patents
溶融金属の連続鋳造方法とその装置Info
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- JPH11188465A JPH11188465A JP36116197A JP36116197A JPH11188465A JP H11188465 A JPH11188465 A JP H11188465A JP 36116197 A JP36116197 A JP 36116197A JP 36116197 A JP36116197 A JP 36116197A JP H11188465 A JPH11188465 A JP H11188465A
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Abstract
もので、特に溶融金属の連続鋳造時における鋳型中の溶
融金属湯面レベル制御方法とその装置を提供する。 【解決手段】 溶融金属を注入して凝固させるための鋳
型と、鋳型内溶融金属の湯面レベルを検知するための渦
流式湯面レベルセンサーを有し、鋳型を取り囲むように
配置した電磁コイルと、前記電磁コイルからパルス磁場
を発生するための電源を有する連続鋳造装置において、
電源よりパルス磁場に対応するパルストリガー信号を取
り出す機構と、前記パルストリガー信号に基づいて湯面
レベルセンサーの湯面検知タイミングを制御する機構を
有することを特徴とする溶融金属の連続鋳造装置。
Description
造方法とその装置に関するもので、特に溶融金属の連続
鋳造時における鋳型内溶融金属湯面レベル制御方法とそ
の装置に関するものである。
パウダーが鋳型内溶融金属プール上面に供給され、溶融
金属からの熱で溶解したパウダーは上下に振動する鋳型
壁と、一定速度で引き抜かれる凝固シェルの相対運動に
よって、これらの間に流入する。このパウダー流入時に
発生する動圧によりメニスカスや凝固シェル先端が変形
し、しかもこの変形は鋳型オッシレーションの周期で繰
り返されるために、鋳片表面にはオッシレーションマー
クと呼ばれる周期的な皺が形成される。この皺の深さが
深い場合には、鋳片表面疵欠陥に繋がる他、鋼種によっ
ては特定の元素のみがオッシレーションマーク谷部に偏
析したり、気泡、介在物の捕捉が増加して、歩留まり低
下の原因となっている。
連続鋳造においては、上記パウダーに替わってレプシー
ドオイルが使用されている。このレプシードオイルはメ
ニスカスにおいて燃焼し、グラファイトとなって凝固シ
ェルが鋳型壁に焼きつくことを防止するものの、鋳造さ
れた鋳片表面に規則的に生成した明瞭なオッシレーショ
ンマークを得ることは困難で、鋳造操業や鋳片の品質安
定性は、上記パウダーを用いた鋳造に比べて劣ってい
る。
ては、特開昭52−32824号公報に記載されるよう
に、溶融金属を潤滑剤と共に一定周期で振動する水冷鋳
型に注入し、連続的に下方に引き抜く連続鋳造法で、鋳
型周りに設けた電磁コイルに交流電流を連続的に通電
し、交流磁場によって発生する電磁力を利用して鋳型内
溶融金属のメニスカスに電磁力を付与してメニスカス部
を彎曲させて鋳片の表面性状を改善する方法が開示され
ている。また、特開昭64−83348号公報には、電
磁コイルによって鋳型内の溶融金属に電磁力を与える際
に、交流磁場をパルス状に付与することによって電磁力
を間欠的に印加するパウダー供給法で、更に鋳片の表面
性状を改善する方法が開示されている。更に、再公表平
8−805926号公報には、電磁力を付与するために
交流電流の振幅に、鋳型振動と同じ周波数の強弱をつ
け、鋳型振動周波数(fm)と交流磁場周波数(fp)
とを0.69≦ln(fp/fm)≦9.9の範囲内に
設定することで安定したメニスカスを成形させ、鋳片の
表面性状改善効果を更に安定して得る連続鋳造方法が開
示されている。
従来技術を実際に連続鋳造装置で実現する場合、鋳型内
溶融金属の湯面レベルを精度よく検知できないという問
題があった。この湯面レベル検知の精度が劣化していく
と湯面レベル制御が困難になり、溶融金属のメニスカス
の安定成形も難しくなり、結果的に良好な鋳片の表面性
状確保ができなくなるという問題があった。
れる湯面レベル検知手段として、交流磁場による電磁誘
導現象を応用した渦流式湯面レベル計が良く使用されて
いる。また、他の手段としては鋳型に埋設した熱電対を
利用する方法や、γ線を用いた透過型センサー等がある
が、測定精度や応答性の点で渦流センサーが最も優れて
いることから殆どの連続鋳造装置で使用されている。し
かしながら、電磁コイルを使用する限りにおいては、電
磁コイルから発生する交流磁場が、渦流式湯面レベルセ
ンサーに対してノイズとして作用し、正確な湯面レベル
検知が行えず、測定精度が悪化していくという大きな問
題を引き起こしている。例えば、磁束密度強度1,00
0(Gauss) 、周波数200Hzの磁界中で使用した場合
には出力信号が飽和して測定不能となったり、パルス磁
界を用いた場合でも磁界ONの時に飽和して、そのまま
では溶融金属の湯面レベルが測定できないという深刻な
問題が発生している。
パルス磁場を発生させて鋳片の表面性状を改善するよう
な連続鋳造装置においては、渦流式湯面レベルセンサー
に対して、パルス付与期(ON期)には強いノイズが作
用するが、パルス付与中断期(OFF期)には殆どノイ
ズが発生しないことに着目し、パルスON期とパルスO
FF期を検知するために、電源にパルスON/OFFに
対応するトリガー信号を取り出す機構を設け、このパル
ストリガー信号を、渦流式湯面レベル計の信号処理装置
に入力し、この信号処理装置内でパルスOFF期にのみ
湯面レベルを検知し、パルスON期には検知しないよう
にする機構を設けることで、電磁コイルから発生する交
流磁場ノイズの影響を受けることなく、安定して精度高
い溶融金属の湯面レベル検知が可能になったものであ
る。すなわち、本発明は、(1)溶融金属の連続鋳造装
置に設置された鋳型振動装置より取り出した振動トリガ
ー信号に基づいて電源を制御し、電磁コイルに電流を通
電してパルス磁場を発生させ、次いで電流センサーで検
知した電流信号に絶対値検波を行い、演算装置にてパル
ス磁場がOFFのタイミングでサンプリングを行うよう
パルストリガー信号を生成し、前記パルストリガー信号
に基づいて湯面レベル信号処理装置内に設けたサンプリ
ングとホールドする湯面レベル検知タイミング制御機構
により渦流式湯面レベルセンサーヘッド部で検知された
レベル信号の内、前記電磁コイルから発生するノイズを
含むタイミングの信号を除去し、次いで前記ノイズ除去
信号に基づいた湯面レベル信号を湯面レベル制御システ
ムに伝達することにより高精度で湯面レベルを検知する
ことを特徴とする溶融金属の連続鋳造方法、であり、ま
た、(2)溶融金属を注入して凝固させるための鋳型
と、鋳型内溶融金属の湯面レベルを検知するための渦流
式湯面レベルセンサーを有し、鋳型を取り囲むように配
置した電磁コイルと、前記電磁コイルからパルス磁場を
発生するための電源を有する連続鋳造装置において、電
源よりパルス磁場に対応するパルストリガー信号を取り
出す機構と、前記パルストリガー信号に基づいて湯面レ
ベルセンサーの湯面検知タイミングを制御する機構を有
することを特徴とする溶融金属の連続鋳造装置、であ
り、(3)前記パルストリガー信号取り出し機構が絶対
値検波回路および演算装置から構成され、また、前記湯
面レベルセンサー信号処理機構が、高周波アンプおよび
フィルター、サンプリングおよびホールド回路、ローパ
スフィルターおよびリニアライザーから構成されること
を特徴とする請求項2記載の溶融金属の連続鋳造装置、
であり、更に、(4)前記(2)において、鋳型に鋳造
方向の振動を付与する機構を有し、鋳型振動に対応する
振動トリガー信号に基づいて、電源を制御してパルス磁
場を制御する電源および電流センサーから構成される機
構を有することを特徴とする溶融金属の連続鋳造装置、
である。
る。図1は、本発明による連続鋳造方法を実施するため
の操業手順のフローチャートを示す図である。本発明に
よる湯面レベル制御方法は、鋳型振動装置から振動トリ
ガー信号を生成するため、鋳型振動用モーターの回転変
位を検出し、振動トリガー信号がONの状態での回転変
位か否かを判断し、ONの状態での回転変位であれば前
記振動トリガー信号をONにし、ONの状態での回転変
位でなければ前記振動トリガー信号をOFFにする。電
源装置は、振動トリガーOFFであれば、通電をストッ
プし、振動トリガーONであればパルス電流の通電を開
始する。パルス電流の検知を行い、検知された電流信号
は絶対値検波回路内で絶対値検波を行い、更に演算装置
でパルストリガー信号を発生させる。次いで、前記パル
ストリガー信号がON/OFFであるかの判断を行なわ
せ、ON状態であればレベル信号のサンプリングを行
い、一方、OFF状態にあれば前回測定したサンプリン
グ値をホールドしてサンプリングを見合せる。以上の処
理で得られた湯面レベルのサンプリング、ホールド信号
をローパスフィルター処理およびリニアライザー処理し
て次の湯面レベル制御システムへ伝達して湯面レベル制
御を実施するものである。
の溶融金属の連続鋳造装置における湯面レベル制御装置
の全体構成を以て更に詳細に説明する。図2において、
連続鋳造用鋳型1内には鋳造用ノズル2から溶融金属3
が鋳込まれる。前記鋳型1には、鋳型1を上下に振動さ
せる鋳型振動装置6が設置され、また前記鋳型1を取り
囲むように電磁コイル4が配設され、パルス状交流電流
を通電することにより溶融金属に電磁力を印加して安定
なメニスカスを成形する。一方、溶融金属の湯面直上に
は渦流式湯面レベルセンサーヘッド部5が設けられ鋳型
内の湯面レベルを常時測定している。
振動装置4から振動トリガー信号を生成するため、鋳型
振動装置4のモーターシャフト(図示せず)にロータリ
ーエンコーダー7を配置し、モーター(図示せず)の回
転変位を検知し、前記ロータリーエンコーダー7に接続
された演算装置8によりトリガー信号を出力したい回転
変位の既存データと取り出した回転変位の実績値との比
較演算を基に振動トリガー信号9を生成し、この振動ト
リガー信号9を電磁コイル4を起動させる電源装置10
に伝達する。次いで、電源装置10内の電源11は、前
記振動トリガー信号9に基づいて励磁コイルにパルス状
交流電流を通電し、パルス磁場を発生させる。
ブル12に電流センサー13を設置し、電流信号を検知
する。検知された電流信号は、パルストリガー信号取り
出し機構14内に配置された絶対値検波回路15で絶対
値検波を行い、更に演算装置16にてパルス磁場がOF
Fのタイミングでサンプリングが行えるようにパルスト
リガー信号17を生成し、湯面レベルセンサー信号処理
機構18に伝達される。この湯面レベルセンサー信号処
理装置18は、高周波アンプおよびフルター19、サン
プリングおよびホールド回路20、ローパスフィルター
21、リニアナライザー22で構成されている。これら
は、前記パルストリガー信号17に応じて信号をサンプ
リングまたはホールドし、これによって前記渦流式湯面
レベルセンサーヘッド部5で検知された湯面レベル信号
のうち、電磁コイル4から発生するノイズを含むタイミ
ングの信号を除去する。このようにしてノイズ除去され
た湯面レベル信号に、ローパスフィルター21、リニア
ライザー22の処理を施して湯面レベル制御システム2
3へ正確な湯面レベル信号を伝達することで、湯面レベ
ル制御が高い精度で行われることになる。
の連続鋳造において、鋳型内の溶融金属の湯面レベル制
御の精度を確保しつつ、溶融金属メニスカスを安定に成
形し、更に鋳型と溶融金属間への潤滑剤の流入を促進す
ることができ、更に鋳片の表面性状の改善と鋳造速度の
向上を同時に実現できるというメリットがある。
ための操業手順のフローチャートを示す図。
置における湯面レベル制御装置の全体構成を示す図。
Claims (5)
- 【請求項1】 溶融金属の連続鋳造装置に設置された鋳
型振動装置より取り出した振動トリガー信号に基づいて
電源を制御し、電磁コイルに電流を通電してパルス磁場
を発生させ、次いで電流センサーで検知した電流信号に
絶対値検波を行い、演算装置にてパルス磁場がOFFの
タイミングでサンプリングを行うようパルストリガー信
号を生成し、前記パルストリガー信号に基づいて湯面レ
ベル信号処理装置内に設けたサンプリングとホールドす
る湯面レベル検知タイミング制御機構により渦流式湯面
レベルセンサーヘッド部で検知されたレベル信号の内、
前記コイルから発生するノイズを含むタイミングの信号
を除去し、次いで前記ノイズ除去信号に基づいた湯面レ
ベル信号を湯面レベル制御システムに伝達することによ
り高精度で湯面レベルを検知することを特徴とする溶融
金属の連続鋳造方法。 - 【請求項2】 溶融金属を注入して凝固させるための鋳
型と、鋳型内溶融金属の湯面レベルを検知するための渦
流式湯面レベルセンサーを有し、鋳型を取り囲むように
配置した電磁コイルと、前記電磁コイルからパルス磁場
を発生するための電源を有する連続鋳造装置において、
電源よりパルス磁場に対応するパルストリガー信号を取
り出すパルストリガー信号取り出し機構と、前記パルス
トリガー信号に基づいて湯面レベルセンサーの湯面検知
タイミングを制御する湯面レベルセンサー信号処理機構
を有することを特徴とする溶融金属の連続鋳造装置。 - 【請求項3】 前記パルストリガー信号取り出し機構が
絶対値検波回路および演算装置から構成され、また、前
記湯面レベルセンサー信号処理機構が、高周波アンプお
よびフィルター、サンプリングおよびホールド回路、ロ
ーパスフィルターおよびリニアライザーから構成される
ことを特徴とする請求項2記載の溶融金属の連続鋳造装
置。 - 【請求項4】 前記連続鋳造装置が、更に鋳型に鋳造方
向の振動を付与する機構を有し、鋳型振動に対応する振
動トリガー信号に基づいて、電源を制御してパルス磁場
を制御するパルス磁場制御機構を有することを特徴とす
る請求項2記載の溶融金属の連続鋳造装置。 - 【請求項5】 前記パルス磁場制御機構が電源および電
流センサーから構成されることを特徴とする請求項4記
載の溶融金属の連続鋳造装置。
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP36116197A JP3779809B2 (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 溶融金属の連続鋳造方法とその装置 |
CNB988023652A CN1168560C (zh) | 1997-12-08 | 1998-12-08 | 采用熔化金属高度计的连续浇铸设备 |
CA002280523A CA2280523C (en) | 1997-12-08 | 1998-12-08 | Continuous casting apparatus using a molten metal level gauge |
US09/367,179 US6337566B1 (en) | 1997-12-08 | 1998-12-08 | Continuous casting apparatus using a molten metal level gauge |
PCT/JP1998/005551 WO1999029453A1 (fr) | 1997-12-08 | 1998-12-08 | Appareil de moulage en continu a jauge de niveau du metal |
DE69841495T DE69841495D1 (ja) | 1997-12-08 | 1998-12-08 | |
EP98957227A EP0979696B1 (en) | 1997-12-08 | 1998-12-08 | Continuous casting apparatus using a molten metal level gauge |
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Publications (2)
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ID=18472448
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
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JP (1) | JP3779809B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001006217A1 (en) * | 1999-07-16 | 2001-01-25 | Pohang Iron & Steel Co., Ltd. | Apparatus and method for measuring the molten metal level in electromagnetic continuous casting |
KR100482219B1 (ko) * | 2000-07-06 | 2005-04-13 | 주식회사 포스코 | 전자기 연속주조에서 탕면레벨 검출장치 및 그 방법 |
JP2007090357A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Jfe Steel Kk | 連続鋳造用モールドパウダー自動供給装置 |
-
1997
- 1997-12-26 JP JP36116197A patent/JP3779809B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001006217A1 (en) * | 1999-07-16 | 2001-01-25 | Pohang Iron & Steel Co., Ltd. | Apparatus and method for measuring the molten metal level in electromagnetic continuous casting |
US6517604B1 (en) | 1999-07-16 | 2003-02-11 | Pohang Iron & Steel Co., Ltd. | Apparatus and method for measuring the molten metal level in electromagnetic continuous casting |
KR100482219B1 (ko) * | 2000-07-06 | 2005-04-13 | 주식회사 포스코 | 전자기 연속주조에서 탕면레벨 검출장치 및 그 방법 |
JP2007090357A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Jfe Steel Kk | 連続鋳造用モールドパウダー自動供給装置 |
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JP3779809B2 (ja) | 2006-05-31 |
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