JPH11267812A - Continuous casting method for molten metal - Google Patents

Continuous casting method for molten metal

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JPH11267812A
JPH11267812A JP6893598A JP6893598A JPH11267812A JP H11267812 A JPH11267812 A JP H11267812A JP 6893598 A JP6893598 A JP 6893598A JP 6893598 A JP6893598 A JP 6893598A JP H11267812 A JPH11267812 A JP H11267812A
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JP
Japan
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molten metal
signal
level
coil
mold
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JP6893598A
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Japanese (ja)
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Naotada Yoshida
直嗣 吉田
Masaru Yoshida
勝 吉田
Tsutomu Tanaka
努 田中
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make the applying position of electromagnetic force constant and produce a cast piece with superior surface quality by adjusting the feeding speed of molten metal so that the frequency signal, obtained by measuring resonance frequency at a particular phase of high frequency current and correcting an energized coil position, may be a predetermined value. SOLUTION: An energized coil position signal from a coil position detector 11 and a resonance frequency signal from a high frequency power supply 14 are input to a molten metal level detector 13, and input to a hold processing circuit after fine signal fluctuation components attributable to the energized coil vibration are removed by a noise cancel circuit. In the hold processing circuit, checking is done with an output modulation signal and the frequency signal obtained is converted into molten metal level signal on the basis of the calibration curve to indicate the correlation between the molten metal level already known and the frequency, and is input from the molten metal level detector 13 to a sliding gate controller 15 to adjust the opening of the sliding gate controller 15 to adjust the opening of a sliding gate 16, resulting in controlling the flow rate of a molten metal 5.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、溶融金属の連続鋳
造方法に関し、さらに詳しくは鋳型内の溶融金属の湯面
位置(以下、湯面レベルと記す)を調整することによる
高速鋳造可能な連続鋳造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a continuous casting method for molten metal, and more particularly, to a continuous casting method capable of high-speed casting by adjusting a molten metal level in a mold (hereinafter referred to as a molten metal level). It relates to a casting method.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に連続鋳造方法では湯面に投入した
潤滑剤(以下、パウダと記す)の鋳型と凝固殻との間へ
の流入を促進して鋳型と凝固殻との焼き付き防止を図る
ため、鋳型にオシレーションと呼ばれる微小振動を付与
している。
2. Description of the Related Art In general, in a continuous casting method, a lubricant (hereinafter, referred to as powder) charged to a molten metal surface is promoted to flow between a mold and a solidified shell to prevent seizure between the mold and the solidified shell. , A micro-vibration called oscillation is applied to the mold.

【0003】さらに、鋳片表面品質の向上と鋳造の安定
化を図るために、近年鋳型内の溶融金属の初期凝固殻近
傍に電磁気力を作用させて、パウダの流入促進を図り潤
滑効果を高める方法(以下、電磁界鋳造法と記す)が提
案されている。
Further, in order to improve the surface quality of the slab and stabilize the casting, an electromagnetic force is applied in the vicinity of the initial solidification shell of the molten metal in the mold in recent years to promote powder inflow and enhance the lubrication effect. A method (hereinafter referred to as an electromagnetic field casting method) has been proposed.

【0004】たとえば、特開平4−138843号公報
では、鋳型の上部に複数のスリットを設け、鋳型を周回
する通電コイルに高周波電流を通流することにより、鋳
型内の溶融金属に電磁気力を作用させる方法が開示され
ている。この方法によれば、鋳型内壁近傍の凝固殻の界
面形状をパウダが流入しやすいような形状に制御するこ
とにより、表面欠陥の少ない鋳片を安定して製造できる
とされている。
[0004] For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-138842, a plurality of slits are provided at the top of a mold, and a high-frequency current is passed through an energizing coil that circulates around the mold, so that electromagnetic force acts on molten metal in the mold. There is disclosed a method for causing this to occur. According to this method, a slab with few surface defects can be stably manufactured by controlling the interface shape of the solidified shell near the inner wall of the mold to a shape that allows powder to flow easily.

【0005】また特開平8−206799号公報には、
鋳型の外周部に配設された通電コイルを鋳造方向に沿っ
て振動させるとともに、通流する高周波電流の実効値を
矩形波に変調させながら連続鋳造する方法(以下、出力
変調法と記す)が示されており、パウダの流入が促進さ
れ、表面品質の良好な鋳片を高速で、かつ安定して製造
することができると記されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-206799 discloses that
A method of continuously casting while oscillating an energizing coil arranged on the outer periphery of a mold along a casting direction and modulating an effective value of a flowing high-frequency current into a rectangular wave (hereinafter referred to as an output modulation method) is known. It is stated that the inflow of powder is promoted, and a slab having good surface quality can be produced at high speed and in a stable manner.

【0006】以上のように、近年金属の連続鋳造方法に
おいて、鋳片の表面品質の向上を図るとともに、鋳造速
度の高速化達成のために、鋳造時の初期凝固殻近傍に電
磁気力を作用させることが行われるようになった。
As described above, in recent years, in the continuous casting method of metal, an electromagnetic force is applied to the vicinity of the initial solidified shell at the time of casting in order to improve the surface quality of the slab and to achieve a higher casting speed. Things started to happen.

【0007】通常上記のような溶融金属の連続鋳造方法
では、浸漬ノズルを用いて鋳型内に溶融金属を供給する
方法が採用されており、その場合には鋳型内における溶
融金属の湯面レベルを一定に保つことが重要である。鋳
型への溶融金属の供給速度を安定させ、一定の湯面レベ
ルを保持して鋳造を行うことにより、鋳型内の溶融金属
へのパウダの巻き込みや、湯面レベルの波立ちによる鋳
片表面の湯じわ疵を防止できる。それにより、鋳片の表
面および表面直下の品質向上や品質の均一化ができる。
[0007] Usually, in the continuous casting method of molten metal as described above, a method of supplying molten metal into a mold using an immersion nozzle is adopted. In this case, the molten metal surface level in the mold is reduced. It is important to keep it constant. By stabilizing the supply rate of the molten metal to the mold and performing casting while maintaining a constant level of the molten metal, powder is entangled in the molten metal in the mold and the molten metal on the slab surface Wrinkles can be prevented. As a result, the quality of the surface of the slab and the quality immediately below the surface can be improved and the quality can be made uniform.

【0008】このため、湯面レベル制御を高精度化する
ための多くの対策が講じられてきた。従来は、湯面レベ
ル検出手段として超音波、マイクロ波、RI放射性同位
体などが利用されていたが、現在では測定精度、使いや
すさ等から、渦流センサと呼ばれる電磁気の作用を利用
したものが広く用いられている。
For this reason, many measures have been taken to improve the level control of the molten metal level. Conventionally, ultrasonic level, microwave, RI radioisotope, etc. have been used as the surface level detection means.However, due to the measurement accuracy, ease of use, etc., those using the electromagnetic effect called an eddy current sensor have been used. Widely used.

【0009】しかし渦流センサは、上述した特開平4−
138843号公報、特開平8―206799号公報の
ように、鋳型内の溶融金属に高周波電流による電磁気力
を作用させる場合は、この渦流センサがその検出コイル
の起電力を測定するという測定原理上、使用することが
できないという問題がある。
However, the eddy current sensor is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No.
In the case of applying an electromagnetic force due to a high-frequency current to a molten metal in a mold as in Japanese Patent No. 138843 and Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-206799, this eddy current sensor measures the electromotive force of its detection coil, There is a problem that it cannot be used.

【0010】特開平1−266952号公報には、鋳型
内に埋め込んだコイルとそれに接続されたコイルのイン
ダクタンスを測定する計測器と、この計測器に基づいて
鋳型内の湯面レベルを検出する検出装置とを備えた連続
鋳造装置が開示されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 1-266952 discloses a measuring instrument for measuring the inductance of a coil embedded in a mold and a coil connected to the coil, and a detecting device for detecting a level of a molten metal in the mold based on the measuring instrument. And a continuous casting apparatus comprising the apparatus.

【0011】しかし、この方法ではコイルが鋳型内に埋
設されているため、数kHz程度の周波数をもつ高周波電
流を印加すると、金属製鋳型内での表皮効果による磁場
の大きな減衰によって検知精度が低下する。そのため
に、鋳型内の溶融金属の湯面レベルを精度良く検出する
のは困難である。
However, in this method, since the coil is buried in the mold, when a high-frequency current having a frequency of about several kHz is applied, the detection accuracy decreases due to a large attenuation of the magnetic field due to the skin effect in the metal mold. I do. Therefore, it is difficult to accurately detect the molten metal level in the mold.

【0012】また、特開平7−223060号公報に
は、鋳型を周回する通電コイルに流れる高周波電流の共
振周波数が予め定められた値になるように溶融金属の供
給量を調整する方法が開示されている。その測定原理
は、鋳型内の湯面レベルが変化すると、鋳型と溶融金属
を含めた自己インダクタンスが変化し、その結果回路の
インダクタンスが変化することから、最終的に通電コイ
ルを流れる高周波電流の共振周波数が変化するという電
磁気学の原理に基づいている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-230060 discloses a method of adjusting the supply amount of molten metal so that the resonance frequency of a high-frequency current flowing through a current-carrying coil around a mold has a predetermined value. ing. The measurement principle is that when the level of the molten metal in the mold changes, the self-inductance including the mold and the molten metal changes, and as a result, the inductance of the circuit changes. It is based on the principle of electromagnetism that the frequency changes.

【0013】ところで、近年の連続鋳造においては、さ
らに生産性を高めるために鋳型内の溶融金属に電磁気力
を作用させる際、上述した特開平8―206799号公
報のように高周波電流の実効値を変調する場合がある。
このとき変調された実効値に応じて、その回路のインダ
クタンスや共振周波数が変化する。その結果湯面レベル
信号が高周波電源の変調周期と同周期で変化して安定し
ないため、精度良く湯面レベル測定ができないという問
題があった。
By the way, in continuous casting in recent years, when an electromagnetic force is applied to a molten metal in a mold in order to further increase productivity, the effective value of a high-frequency current is reduced as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-206799. It may be modulated.
At this time, the inductance and resonance frequency of the circuit change according to the modulated effective value. As a result, there is a problem in that the level signal cannot be accurately measured because the level signal changes in the same cycle as the modulation period of the high frequency power supply and is not stable.

【0014】さらに、特開平8―206799号公報の
発明のように、パウダ流入促進のためコイル振動を伴う
場合には、溶融金属の湯面レベルと通電コイルとの相対
位置が変化するため、インダクタンスや共振周波数が変
化する。そのため湯面レベル信号にコイル振動周期と同
周期で、外乱信号が重畳して現れ、安定した湯面レベル
検知信号となり得ないという問題があった。
Further, when coil vibration is accompanied to promote powder inflow as in the invention of Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-206799, the relative position between the molten metal surface level and the current-carrying coil changes, so that the inductance increases. And the resonance frequency changes. Therefore, there is a problem that a disturbance signal appears superimposed on the molten metal level signal in the same cycle as the coil oscillation period, and cannot be a stable molten metal level detection signal.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】パウダ流入促進による
良好な鋳片表面確保と高速鋳造達成を目的とした、コイ
ル振動と高周波電流の出力変調法を併用する電磁界鋳造
法においては、現状では有効な湯面レベル検知方法が無
く、目視等で湯面レベルを観察しながら操業をせざるを
得ない。
At present, the electromagnetic field casting method, which uses a method of modulating the output of a coil vibration and a high-frequency current, for securing a good cast slab surface and achieving high speed casting by promoting powder inflow, is currently effective. There is no method for detecting the level of the molten metal, and the operation must be performed while observing the liquid level visually.

【0016】そのため、安定した連続鋳造が困難なばか
りか、湯面レベル変動によって電磁気力の作用が十分に
得られないといった問題がある。
[0016] Therefore, there is a problem that not only stable continuous casting is difficult, but also the effect of the electromagnetic force cannot be sufficiently obtained due to fluctuations in the molten metal level.

【0017】さらに不安定な湯面レベル変動はパウダの
巻き込みの発生など、鋳片品質に悪影響を及ぼすという
問題点があった。
Further, there is a problem that unstable fluctuations in the level of the molten metal level adversely affect the quality of the slab, such as the occurrence of powder entrainment.

【0018】本発明は、初期凝固殻近傍に高周波電流に
よる電磁気力を作用させる金属の連続鋳造方法におい
て、通電コイルを鋳造方向に振動させ、かつ印加する高
周波電流の実効値を変調させる場合であっても、良好な
表面品質を有する鋳片を、高速で、かつ安定して製造す
るために、鋳型内の湯面レベルを正確に検知し一定レベ
ルに制御する方法を提供することを目的とする。
The present invention relates to a method of continuously casting metal in which an electromagnetic force is applied by a high-frequency current in the vicinity of an initially solidified shell, wherein the energizing coil is vibrated in the casting direction and the effective value of the applied high-frequency current is modulated. Even so, in order to produce a slab having good surface quality at high speed and stably, an object of the present invention is to provide a method of accurately detecting a level of a molten metal in a mold and controlling the level to a constant level. .

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記の
(1)に示す溶融金属の連続鋳造方法にある。
The gist of the present invention resides in a continuous casting method of molten metal shown in the following (1).

【0020】(1)外周部に通電コイルを備え、鋳型壁
を貫通した複数のスリットを有する内部水冷構造の金属
製鋳型と、この通電コイルを鋳造方向に振動させるため
の振動装置と、流量調整機構を有する溶融金属供給口を
介して上記水冷鋳型に溶融金属を供給する手段を備える
装置を用いて溶融金属を連続鋳造する方法において、通
電コイルを鋳造方向に振動させるとともに、通電コイル
に周期的に実効値変調された高周波電流を通流させ、実
効値変調された高周波電流の特定の位相時での共振周波
数を測定し、かつ通電コイル位置の補正を行って得られ
た周波数信号が、予め定められた値になるように前記流
量調整機構を有する溶融金属供給口により溶融金属の供
給速度を調整することを特徴とする溶融金属の連続鋳造
方法。
(1) A metal mold having an internal water-cooling structure having a plurality of slits penetrating through the mold wall, having an energizing coil on the outer periphery, a vibrating device for vibrating the energizing coil in a casting direction, and adjusting a flow rate. In a method for continuously casting molten metal using an apparatus having a means for supplying molten metal to the water-cooled mold through a molten metal supply port having a mechanism, the energized coil is vibrated in a casting direction and the energized coil is periodically cycled. A high-frequency current whose effective value has been modulated is passed through, a resonance signal at a specific phase of the effective value-modulated high-frequency current is measured, and a frequency signal obtained by correcting the position of the energizing coil is obtained in advance. A continuous casting method for molten metal, wherein a molten metal supply speed is adjusted by a molten metal supply port having the flow rate adjusting mechanism so as to have a predetermined value.

【0021】本発明の方法が対象とする溶融金属は、普
通鋼、合金鋼、ステンレス鋼等の鋼、アルミニウムとそ
の合金、銅とその合金などである。連続鋳造できるその
他の金属についても本発明方法を適用できる。
The molten metal to which the method of the present invention is applied is steel such as ordinary steel, alloy steel, and stainless steel, aluminum and its alloys, and copper and its alloys. The method of the present invention can be applied to other metals that can be continuously cast.

【0022】図1に、本発明の方法を適用する装置例を
示す。水冷鋳型2の上部には、鋳型壁を貫通した複数の
スリット1を有する。溶融金属5は、タンディッシュ1
8からスライディングゲート16、浸漬ノズル4を介し
て鋳型内に供給される。
FIG. 1 shows an example of an apparatus to which the method of the present invention is applied. The upper part of the water-cooled mold 2 has a plurality of slits 1 penetrating the mold wall. The molten metal 5 is a tundish 1
From 8, it is supplied into the mold through a sliding gate 16 and a dipping nozzle 4.

【0023】鋳型の外周部に配設された通電コイル3に
は、コイル振動装置20で鋳造方向に振動が付与され
る。通電コイルの振動の際の位置はコイル位置検出器1
1により検知され、湯面レベル検出器13と出力変調装
置19に入力される。
The energizing coil 3 disposed on the outer periphery of the mold is subjected to vibration in the casting direction by the coil vibrator 20. The position of the energized coil when vibrating is determined by the coil position detector 1
1 and is input to the level detector 13 and the output modulator 19.

【0024】通電コイルには、高周波電源14から出力
変調装置19を介して実効値変調された高周波電流が通
流されとともに、その周波数信号が湯面レベル検出器1
3に入力される。
A high-frequency current whose effective value has been modulated is passed from the high-frequency power supply 14 via the output modulation device 19 to the current-carrying coil, and the frequency signal is transmitted to the level detector 1.
3 is input.

【0025】湯面レベル信号が、湯面レベル検出器13
からスライディングゲート制御装置15に入力され、鋳
型内の湯面位置が目標レベルとなるようスライディング
ゲート16の開閉の制御する。
The level signal is supplied to the level detector 13.
Is input to the sliding gate control device 15 to control the opening and closing of the sliding gate 16 so that the level of the molten metal in the mold becomes the target level.

【0026】湯面レベル検出器13では、通電コイルに
流れる高周波電流の共振周波数から予め判明している湯
面レベルと周波数の相関を示す検量線に基づいて湯面レ
ベル信号に変換する。
The level detector 13 converts the resonance frequency of the high-frequency current flowing through the current-carrying coil into a level signal based on a calibration curve that indicates the correlation between the level and the frequency, which is known in advance.

【0027】このとき、コイル振動と高周波電流の出力
変調法を併用する電磁界鋳造法においては、このコイル
振動と出力変調法の影響により共振周波数に外乱信号が
発生し、そのままの共振周波数では正確な湯面レベル信
号とはならない。
At this time, in the electromagnetic field casting method using both the coil vibration and the output modulation method of the high-frequency current, a disturbance signal is generated at the resonance frequency due to the influence of the coil vibration and the output modulation method. It does not become a hot water level signal.

【0028】本発明の方法によれば、湯面レベル検出器
内において、振動する通電コイルの位置変化に応じた周
波数への外乱信号の補正および出力変調法実施に伴う周
波数への外乱信号の補正を行うことにより、正確な湯面
レベル信号を得ることができ、この湯面レベル信号に基
づいたスライディングゲート制御により、湯面位置を目
標レベルに維持することができる。
According to the method of the present invention, in the level detector, correction of a disturbance signal to a frequency corresponding to a change in the position of a vibrating energizing coil and correction of a disturbance signal to a frequency accompanying the execution of an output modulation method. , An accurate level signal can be obtained, and the sliding gate control based on the level signal can maintain the level of the level at the target level.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】図1において、鋳型2には図示し
ない鋳型振動装置が備えられている。鋳型振動装置は、
モータと偏心カムによる構造や油圧駆動構造などの通常
の正弦波あるいはその他の波形の振動を与えられる装置
であればよい。なお、通常は鋳型振動を付与するが、電
磁気力によってパウダ流入を促す電磁界鋳造方法の場合
には、鋳型振動装置は必ずしも必要ではない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In FIG. 1, a mold 2 is provided with a mold vibration device (not shown). The mold vibrator is
Any device can be used as long as it can provide vibration of a normal sine wave or other waveforms, such as a structure using a motor and an eccentric cam or a hydraulic drive structure. Usually, mold vibration is applied. However, in the case of an electromagnetic field casting method in which powder inflow is promoted by electromagnetic force, a mold vibration device is not necessarily required.

【0030】鋳型内の溶融金属5の上面には粉末あるい
は顆粒状のパウダが供給され、溶融金属5の熱によって
溶融したパウダが鋳型2と凝固殻7との間隙に流入して
潤滑、焼き付き防止の作用を持つ。
Powder or granular powder is supplied to the upper surface of the molten metal 5 in the mold, and the powder melted by the heat of the molten metal 5 flows into the gap between the mold 2 and the solidified shell 7 to lubricate and prevent seizure. Has the effect of

【0031】通電コイル3は内部が水冷された銅製であ
り、コイル振動装置20によって支持されている。さら
に、鋳造方向に数mm〜数十mm程度の振幅の振動が付
加されるようになっている。通電コイルの振動はコイル
位置検出器11によって検出され、この位置信号は、出
力変調装置19および湯面レベル検出器13に入力され
る。
The energizing coil 3 is made of water-cooled copper and is supported by a coil vibrating device 20. Further, vibration having an amplitude of several mm to several tens mm is added in the casting direction. The vibration of the energizing coil is detected by a coil position detector 11, and this position signal is input to an output modulator 19 and a level detector 13.

【0032】この通電コイルの位置信号を出力変調装置
19に入力することにより、通電コイルの振動に同期さ
せて、通電コイルに供給する高周波電流の実効値を矩形
波に変調させる出力変調を行う。これによって鋳型内壁
近傍の凝固殻の界面形状を周期的に変化させ、パウダ流
入を促進させる。
By inputting the position signal of the current-carrying coil to the output modulator 19, output modulation for modulating the effective value of the high-frequency current supplied to the current-carrying coil into a rectangular wave in synchronization with the vibration of the current-carrying coil is performed. Thereby, the interface shape of the solidified shell near the inner wall of the mold is periodically changed to promote powder inflow.

【0033】図2(a)は、通電コイルを振動させたと
きの、通電コイルの位置信号を示す図である。図2
(b)は、この出力変調装置から出力された変調信号を
示す図である。変調信号は、通電コイルの振動の位相を
示す矩形の信号波形となる。ここでは、通電コイルが振
動の上死点から下死点に下降している時間の信号を位相
Aとし、逆に、通電コイルが振動の下死点から上死点に
上昇している時間の信号を位相Bとしている。
FIG. 2A is a diagram showing a position signal of the energizing coil when the energizing coil is vibrated. FIG.
(B) is a diagram showing a modulated signal output from the output modulation device. The modulation signal has a rectangular signal waveform indicating the phase of vibration of the energizing coil. Here, the signal of the time when the energizing coil is falling from the top dead center to the bottom dead center of the vibration is defined as phase A, and conversely, the signal of the time when the energizing coil is rising from the bottom dead center to the top dead center of the vibration is The signal is in phase B.

【0034】図2(c)は、この出力変調装置から出力
された変調信号が電源14に入力され、この電源14が
出力変調した高周波電流の実効値を示す図である。電源
14から、上述のとおり出力変調された高周波電流が通
電コイルに通流されるとともに、電流または電圧等によ
って表される共振周波数信号が湯面レベル検出器13に
入力される。図2(d)は、このとき湯面レベル検出器
13に入力された共振周波数信号を示す図である。
FIG. 2C is a diagram showing an effective value of a high-frequency current whose output signal is modulated by the power supply 14 when a modulation signal output from the output modulation device is input to the power supply 14. The high-frequency current output-modulated as described above is passed from the power supply 14 to the energizing coil, and a resonance frequency signal represented by a current or a voltage is input to the level detector 13. FIG. 2D is a diagram illustrating the resonance frequency signal input to the molten metal level detector 13 at this time.

【0035】通電コイルの高周波電流が高出力時(上記
の位相Aの時間に相当する。以下、同様の状態を意味す
る)と低出力時(上記の位相Bの時間に相当する。以
下、同様の状態を意味する)で共振周波数信号レベルが
異なるため、この共振周波数信号は出力変調に比例し
て、まずステップ状の変化を示す。
When the high-frequency current of the current-carrying coil is high output (corresponding to the time of the above-described phase A; hereinafter, the same state is meant) and when it is low output (corresponding to the time of the above-described phase B; hereinafter, the same). This means that the resonance frequency signal level changes in proportion to the output modulation.

【0036】さらに、通電コイルの振動に起因する変動
成分が重畳するために、周波数信号は、図2(d)に示
すように位相A、位相Bの各ステップの間の時間でも、
徐々に共振周波数信号が時間とともに変化する挙動を示
す。この共振周波数信号は一旦湯面レベル検出器に入力
されるが、このような共振周波数信号から求めた湯面レ
ベルでは、正確な湯面レベルの検知を行うことができな
い。
Further, since the fluctuation component caused by the vibration of the current-carrying coil is superimposed, the frequency signal is generated even during the time between the steps of phase A and phase B as shown in FIG.
A behavior in which the resonance frequency signal gradually changes with time is shown. The resonance frequency signal is once input to the level detector, but the level cannot be accurately detected with the level determined from the resonance frequency signal.

【0037】本発明の方法を用いることにより、湯面レ
ベルを検知する方法について具体的に説明する。
A method for detecting the level of the molten metal by using the method of the present invention will be specifically described.

【0038】通電コイル位置信号がコイル位置検出器1
1より、また共振周波数信号が高周波電源14より、そ
れぞれ湯面レベル検出器13に入力される。湯面レベル
検出器13内に入力された共振周波数信号は、ノイズキ
ャンセル回路によって通電コイル振動に起因する微小な
信号変動成分が除去される。
The energized coil position signal is supplied to the coil position detector 1
1 and the resonance frequency signal from the high-frequency power supply 14 are input to the molten metal level detector 13. From the resonance frequency signal input into the level detector 13, a small signal fluctuation component caused by vibration of the energized coil is removed by a noise canceling circuit.

【0039】図2(e)は、通電コイルの振動による信
号変動成分を除去して得られた周波数信号を示したもの
である。通電コイル振動に起因する信号変動成分は微小
で、かつ予め判明している。共振周波数信号に対して、
通電コイル振動周期に合わせた通電コイル振動による信
号変動成分を加減算することにより、通電コイル振動に
よる周波数への影響を無くすことができる。
FIG. 2E shows a frequency signal obtained by removing a signal fluctuation component due to the vibration of the energizing coil. The signal fluctuation component caused by the vibration of the energizing coil is minute and is known in advance. For the resonance frequency signal,
By adding / subtracting a signal fluctuation component due to the energized coil vibration in accordance with the energized coil vibration cycle, the influence of the energized coil vibration on the frequency can be eliminated.

【0040】次に、ノイズキャンセル回路より出力され
た周波数信号は、ホールド処理回路に入力される。出力
変調に伴う周波数信号の変動幅は、湯面レベル信号とし
て検出される信号幅に対して比較的大きく、かつ信号高
さの上昇、下降が急激で鋭いために、ノイズキャンセル
回路のように単純に信号幅を加減算するとノイズ信号が
発生しやすい。
Next, the frequency signal output from the noise cancellation circuit is input to the hold processing circuit. The fluctuation width of the frequency signal due to the output modulation is relatively large with respect to the signal width detected as the level signal, and the rise and fall of the signal height are sharp and sharp. When a signal width is added to or subtracted from a noise signal, a noise signal is easily generated.

【0041】そこで、ホールド処理回路では出力変調信
号と照らし合わされて、位相Aの間の時間は入力された
周波数信号をそのまま出力し、位相Bの間の時間は位相
Aでの最終信号値(図2(e)中の符号Fの位置の値)
を保持するように設計されている。なお、ここでは測定
位相を位相Aとしたが、逆に位相Bの時間を測定時間と
して出力し、位相Aの間の時間は位相Bの最終信号値を
保持するものとしてもよい。
Therefore, the hold processing circuit collates with the output modulation signal, outputs the input frequency signal as it is during the time of phase A, and outputs the input signal as it is during the time of phase B. 2 (e) the value of the position of the code F)
Is designed to hold. Although the measurement phase is set to the phase A here, the time of the phase B may be output as the measurement time, and the time between the phases A may hold the final signal value of the phase B.

【0042】図2(f)は、このようにして通電コイル
の振動と出力変調による周波数の変動の補正を行って最
終的に得られた周波数信号である。この得られた周波数
の信号は、予め判明している湯面レベルと周波数の相関
を示す検量線に基づいて湯面レベル信号に変換され、湯
面レベル検出器13からスライディングゲート制御装置
15に入力される。
FIG. 2F shows a frequency signal finally obtained by correcting the fluctuation of the frequency due to the vibration of the current-carrying coil and the output modulation. The signal of the obtained frequency is converted into a level signal based on a calibration curve that indicates the correlation between the level and the frequency, which is known in advance, and is input from the level detector 13 to the sliding gate control device 15. Is done.

【0043】スライディング制御装置15は、従来の渦
流センサによる湯面レベル検知と全く同様に、この湯面
レベル信号に基づいてスライディングゲート16の開度
を調整して、この湯面レベル検知信号が、予め定められ
た値となるように溶融金属5の流量を制御する。
The sliding control device 15 adjusts the opening of the sliding gate 16 based on the molten metal level signal in the same manner as the molten metal level detection by the conventional eddy current sensor. The flow rate of the molten metal 5 is controlled so as to have a predetermined value.

【0044】なお、図1では、溶融金属の流量調整機構
としてスライディングゲートを用いているが、その方式
については、とくにこだわらない。たとえば、図5に示
すようにストッパー21と浸漬ノズル4の方式の溶融金
属供給口の開度を、前記湯面レベル検知信号に基づいて
調整してもよい。
In FIG. 1, a sliding gate is used as a mechanism for adjusting the flow rate of the molten metal, but the method is not particularly limited. For example, as shown in FIG. 5, the opening degree of the molten metal supply port of the type of the stopper 21 and the immersion nozzle 4 may be adjusted based on the molten metal level detection signal.

【0045】これらの流量制御はいわゆるPI(2動作
調節計)、PID(3動作調節計)等の既存のプロセス
制御機構で十分である。
For these flow control, existing process control mechanisms such as a so-called PI (two-operation controller) and PID (three-operation controller) are sufficient.

【0046】上述の本発明の方法の適用により、通電コ
イル3が振動し、かつ通電コイルに通流される高周波電
流が出力変調される電磁界鋳造においても、高精度に湯
面レベルを検出し、これに基づいて溶融金属5の流量を
制御することができるので、湯面レベルを所定の位置に
維持することができる。さらに、電磁気力が適正な位置
で凝固殻に作用することになり、パウダ流入促進が安定
して図られ、良好な表面品質を有する鋳片を安定に、か
つ高速で連続鋳造することが可能である。
By applying the above-described method of the present invention, even in electromagnetic field casting in which the energizing coil 3 vibrates and a high-frequency current flowing through the energizing coil is output modulated, the level of the molten metal can be detected with high accuracy. Since the flow rate of the molten metal 5 can be controlled based on this, the level of the molten metal can be maintained at a predetermined position. In addition, the electromagnetic force acts on the solidified shell at an appropriate position, the powder inflow is stably promoted, and it is possible to continuously cast slabs having good surface quality stably at high speed. is there.

【0047】[0047]

【実施例】図1に示す構成の連続鋳造装置を用いて溶鋼
の連続鋳造試験を行った。表1には、試験した炭素含有
率が0.45重量%の中炭素鋼の化学組成を示す。表2
に試験の際の連続鋳造条件を示す。
EXAMPLE A continuous casting test of molten steel was performed using a continuous casting apparatus having the structure shown in FIG. Table 1 shows the chemical composition of a medium carbon steel with a tested carbon content of 0.45% by weight. Table 2
Figure 3 shows the continuous casting conditions during the test.

【0048】[0048]

【表1】 [Table 1]

【0049】[0049]

【表2】 [Table 2]

【0050】鋳片は直径が266mmの丸断面形状で、
鋳造速度は2m/minの高速鋳造とした。鋳型壁上部
には、幅0.25mm、長さ250mmのスリット30
本を鋳造方向に設けている。溶鋼の湯面は、鋳型の上部
端より約100mm程度下の位置である。したがって、
溶鋼湯面が若干上下に変動しても、上記スリットの位置
に当たるようにしている。通電コイルは、鋳型の周りを
3周巻きとし、コイル高さは鋳造方向に40mmであ
る。
The slab has a round cross section of 266 mm in diameter.
The casting speed was high speed casting of 2 m / min. In the upper part of the mold wall, a slit 30 having a width of 0.25 mm and a length of 250 mm
The book is provided in the casting direction. The molten steel surface is at a position about 100 mm below the upper end of the mold. Therefore,
Even if the molten steel surface slightly fluctuates up and down, it hits the position of the slit. The energizing coil is wound around the mold three times, and the coil height is 40 mm in the casting direction.

【0051】通電コイルの振動については、振動周波数
120cpm、振幅±8mmの振動を付加した。通電コ
イルには、20kHzの高周波で4500Aの電流を通
流した。
With respect to the vibration of the energizing coil, a vibration having a vibration frequency of 120 cpm and an amplitude of ± 8 mm was added. A current of 4500 A was passed through the energizing coil at a high frequency of 20 kHz.

【0052】出力変調は、高出力時の位相Aにおいて出
力100%、低出力時の位相Bで出力15%、デューテ
ィー比(一周期における高信号レベル時間比)50%
で、周波数は通電コイルと同じ2Hzの変調モードとし
た。
In the output modulation, the output is 100% in the phase A at the time of high output, the output is 15% in the phase B at the time of low output, and the duty ratio (high signal level time ratio in one cycle) is 50%.
The frequency was set to the modulation mode of 2 Hz which is the same as that of the current-carrying coil.

【0053】表3には、用いたパウダの化学組成を示
す。このパウダは通常用いられているものである。
Table 3 shows the chemical composition of the powder used. This powder is commonly used.

【0054】[0054]

【表3】 [Table 3]

【0055】(実施例1)実施例1では、通電コイルが
振動の上死点から下死点までの下降期に位相Aとなるよ
うに通電コイル振動と出力変調を同期させた。また共振
周波数の検出は位相Aの間の時間に限ってのみ行い、位
相Bでは、前述のとおり位相Aの最終の信号値を保持さ
せた。
(Embodiment 1) In Embodiment 1, the oscillation of the energizing coil and the output modulation are synchronized so that the energizing coil has a phase A in the falling period from the top dead center to the bottom dead center of the oscillation. Further, the detection of the resonance frequency was performed only during the time between the phases A, and the final signal value of the phase A was held at the phase B as described above.

【0056】図3(a)は、上記の条件で連続鋳造を行
った場合の湯面レベルの経時変化を示すものである。湯
面位置は目標レベルに対し、±5mm以内に安定して制
御されている。
FIG. 3 (a) shows the change over time of the molten metal level when continuous casting is performed under the above conditions. The level of the molten metal is stably controlled within ± 5 mm from the target level.

【0057】鋳型直下で回収したパウダから、パウダフ
ィルム厚さを測定したところ、平均で1.21mmであ
り、十分なパウダ流入が行われていることが確認され
た。また、鋳片の表面割れ、焼き付きなどのパウダ流入
不足に起因すると考えられる鋳片表面欠陥は認められな
かった。
When the thickness of the powder film was measured from the powder collected directly below the mold, the thickness was 1.21 mm on average, and it was confirmed that sufficient powder inflow was performed. In addition, no slab surface defects considered to be caused by insufficient powder inflow such as surface cracks and seizure of the slab were found.

【0058】(比較例1)上記実施例1と、同様な装置
と鋳造条件で試験を実施した。ただし、通電コイルの振
動に起因する周波数信号の変動成分を除去せず、また位
相Bの間の時間には、位相Aの最終信号値の保持処理の
みを行った。
(Comparative Example 1) A test was conducted using the same apparatus and casting conditions as in Example 1 described above. However, the fluctuation component of the frequency signal caused by the vibration of the energizing coil was not removed, and only the process of holding the final signal value of the phase A was performed during the time between the phases B.

【0059】図3(b)は、このときの湯面レベル変動
を示す。通電コイル振動に伴う周波数信号の変動によっ
て、細かい2Hzの周期的な湯面レベル変動が発生し
た。さらに、この図には、細かい周期の湯面レベル変動
以外に大きなうねりの湯面レベル変動が見られた。この
うねりは、通電コイル振動に対応した湯面レベル信号の
細かい変動に応じて、スライディングゲート制御装置1
5がゲートの開度調整を行うため、溶鋼の流入量が周期
的に変化し、その結果比較的周期の長い湯面変動を引き
起こした結果生じたものである。
FIG. 3B shows the fluctuation of the molten metal level at this time. Fluctuations in the frequency signal caused by the vibration of the current-carrying coil caused minute periodic fluctuations in the bath level of 2 Hz. Further, in this figure, a large swelling level change was observed in addition to the fine cycle level change. This undulation is caused by the sliding gate control device 1 according to the minute fluctuation of the level signal corresponding to the vibration of the energizing coil.
5 adjusts the degree of opening of the gate, so that the inflow of molten steel changes periodically, and as a result, a relatively long period of molten metal level fluctuation is caused.

【0060】この程度の湯面レベル変動は、連続鋳造の
操業をそれほど不安定にするものではないが、得られた
鋳片の一部には湯面レベル変動に対応した周期的な横縞
模様が認められまた、部分的にパウダの巻き込みのよう
なものが認められた。
Although such a level change does not make the continuous casting operation so unstable, a periodic horizontal stripe pattern corresponding to the level change is found in a part of the obtained slab. There was also some evidence of powder entrainment.

【0061】鋳型直下で回収したパウダから、パウダフ
ィルム厚さは平均0.93mmであり、実施例1に比べ
てパウダ流入機能が不足していることがわかった。
From the powder collected directly below the mold, it was found that the average thickness of the powder film was 0.93 mm, and the powder inflow function was insufficient compared to Example 1.

【0062】(比較例2)上記実施例1と、同様な装置
と鋳造条件で試験を実施した。ただし、通電コイルの振
動による共振周波数変動のノイズキャンセル処理のみを
実施し、位相Bの間の時間の位相Aの最終信号値の保持
処理を行わずに試験を実施した。
(Comparative Example 2) A test was conducted using the same apparatus and casting conditions as in Example 1 described above. However, only the noise canceling process of the resonance frequency fluctuation due to the vibration of the energizing coil was performed, and the test was performed without performing the process of holding the final signal value of the phase A during the time between the phases B.

【0063】図3(c)は、このときの湯面レベル変動
を示す。比較例1のときの通電コイル振動に対応した微
小な湯面レベル変動に比べて、比較的振幅の大きい2H
zの湯面レベル変動が発生した。これは通電コイルの高
周波電流の実効値の変調に伴う共振周波数信号の変動に
より発生したノイズである。また、比較例1と同様に大
きなうねりの湯面レベル変動も見られた。
FIG. 3 (c) shows the fluctuation of the molten metal level at this time. 2H having a relatively large amplitude compared to the minute level change of the molten metal level corresponding to the vibration of the energizing coil in Comparative Example 1.
Fluctuation in the surface level of z occurred. This is noise generated by fluctuation of the resonance frequency signal due to modulation of the effective value of the high-frequency current of the energizing coil. Further, as in Comparative Example 1, a large change in the level of the molten metal surface was observed.

【0064】試験後の鋳型と浸漬ノズルの表面状況の観
察結果からも、湯面位置は目標レベルに対し、±10m
m以上変動しており、連続鋳造の操業には大きな支障は
ないものの、鋳片表面品質に悪い影響を与えている。
From the results of observation of the surface condition of the mold and the immersion nozzle after the test, the level of the molten metal is ± 10 m from the target level.
m, which does not greatly affect the operation of continuous casting, but adversely affects the surface quality of the slab.

【0065】鋳片表面には湯面レベル変動に対応した周
期的な横縞模様が認められ、また小径のピンホール疵が
発生し、内部にはパウダが散見され、湯面変動によって
パウダーの巻き込みがかなりの頻度で発生していること
がわかった。
A periodic horizontal stripe pattern corresponding to the change in the level of the molten metal is observed on the surface of the slab, pinhole defects having a small diameter are generated, and powder is scattered inside. It turned out to be occurring quite frequently.

【0066】また回収したパウダから、パウダフィルム
厚みは平均0.67mmであり、実施例1に比べて、大
きな湯面レベル変動のためパウダが鋳型と凝固殻の間に
十分流入しなかったことがわかった。
From the recovered powder, the average thickness of the powder film was 0.67 mm. Compared with Example 1, the powder level did not sufficiently flow between the mold and the solidified shell due to large fluctuations in the molten metal level. all right.

【0067】[0067]

【発明の効果】本発明の方法によれば、鋳型内の溶融金
属に通電コイルの高周波電流の実効値を変調した電磁気
力を作用させ、かつ通電コイルを振動させても、鋳型と
凝固殻の間にパウダの流入を促進することができるとと
もに、湯面レベル位置を精度良く制御することが可能で
ある。したがって、電磁気力の付加位置を一定にするこ
とができるので、優れた表面品質の鋳片を製造すること
が可能である。
According to the method of the present invention, the molten metal in the mold is subjected to an electromagnetic force that modulates the effective value of the high-frequency current of the energized coil, and the energized coil is vibrated. In this way, the flow of powder can be promoted in between, and the level of the molten metal level can be accurately controlled. Therefore, since the position where the electromagnetic force is applied can be kept constant, it is possible to manufacture a cast piece having excellent surface quality.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の方法を適用した連続鋳造装置例を示す
図である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a continuous casting apparatus to which the method of the present invention is applied.

【図2】共振周波数と、その処理された周波数信号を示
すタイミングチャートの図である。
FIG. 2 is a timing chart illustrating a resonance frequency and a processed frequency signal.

【図3】本発明の実施例および比較例の試験における湯
面レベル信号を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a level signal in a test of an example of the present invention and a comparative example.

【図4】本発明の方法を適用した湯面レベル検出装置で
の共振周波数信号の変換を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram illustrating conversion of a resonance frequency signal in the apparatus for detecting a level of a molten metal to which the method of the present invention is applied.

【図5】ストッパーと浸漬ノズル方式の溶融金属供給口
装置例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a molten metal supply port device of a stopper and a dipping nozzle type.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:スリット 2:鋳型 3:通電コイル 4:浸漬ノズル 5:溶融金属 6:未溶融パウダ 7:凝固殻 8:溶融パウダ 11:コイル位置検出器 13:湯面レベル検出
器 14:高周波電源 15:スライディング
ゲート制御装置 16:スライディングゲート 18:タンディッシュ 19:出力変調装置 20:コイル振動装置 21:ストッパーロッド 22:ストッパー昇降
シリンダ
1: Slit 2: Mold 3: Electric coil 4: Dipping nozzle 5: Molten metal 6: Unmelted powder 7: Solidified shell 8: Molten powder 11: Coil position detector 13: Metal surface level detector 14: High frequency power supply 15: Sliding gate control device 16: Sliding gate 18: Tundish 19: Output modulation device 20: Coil vibration device 21: Stopper rod 22: Stopper elevating cylinder

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】外周部に通電コイルを備え、鋳型壁を貫通
した複数のスリットを有する内部水冷構造の金属製鋳型
と、この通電コイルを鋳造方向に振動させるための振動
装置と、流量調整機構を有する溶融金属供給口を介して
上記水冷鋳型に溶融金属を供給する手段を備える装置を
用いて溶融金属を連続鋳造する方法において、通電コイ
ルを鋳造方向に振動させるとともに、通電コイルに周期
的に実効値変調された高周波電流を通流させ、実効値変
調された高周波電流の特定の位相時での共振周波数を測
定し、かつ通電コイル位置の補正を行って得られた周波
数信号が、予め定められた値になるように前記流量調整
機構を有する溶融金属供給口により溶融金属の供給速度
を調整することを特徴とする溶融金属の連続鋳造方法。
1. A metal mold having an internal water-cooled structure having a plurality of slits penetrating a mold wall, having an energizing coil on an outer peripheral portion, a vibrating device for vibrating the energizing coil in a casting direction, and a flow rate adjusting mechanism. In a method of continuously casting molten metal using an apparatus having a means for supplying molten metal to the water-cooled mold through a molten metal supply port having a method, while vibrating an energized coil in the casting direction, periodically energizing the energized coil A high-frequency current subjected to RMS modulation is passed, a resonance signal at a specific phase of the RMS-modulated high-frequency current is measured, and a frequency signal obtained by correcting the position of the energized coil is determined in advance. Wherein the molten metal supply speed is adjusted by a molten metal supply port having the flow rate adjusting mechanism so as to obtain a given value.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003208836A (en) * 2002-01-10 2003-07-25 Yazaki Corp Switch mounting structure

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