JPS58168465A - 連続鋳造鋳片の表面状況検出法 - Google Patents
連続鋳造鋳片の表面状況検出法Info
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- JPS58168465A JPS58168465A JP57050902A JP5090282A JPS58168465A JP S58168465 A JPS58168465 A JP S58168465A JP 57050902 A JP57050902 A JP 57050902A JP 5090282 A JP5090282 A JP 5090282A JP S58168465 A JPS58168465 A JP S58168465A
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- Japan
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- ultrasonic
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- waves
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- Pending
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
- B22D11/20—Controlling or regulating processes or operations for removing cast stock
- B22D11/207—Controlling or regulating processes or operations for removing cast stock responsive to thickness of solidified shell
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、連続鋳造鋳片の表面状況の検出法に関する
もので、モールド（銅板）内に埋込んだ超音波センサに
より、モールド（銅板）内面と鋳片との間の接触状態を
直接検出し、その検出結果から鋳片の縦割れ疵、オシレ
ーションマーク深さ等の表面状況を検出することを目的
とする。
もので、モールド（銅板）内に埋込んだ超音波センサに
より、モールド（銅板）内面と鋳片との間の接触状態を
直接検出し、その検出結果から鋳片の縦割れ疵、オシレ
ーションマーク深さ等の表面状況を検出することを目的
とする。
最近の鉄鋼業では、生産コストの低減、省エネルギーの
観点から連続鋳造鋳片を高熱のまま次工程に送る熱片装
入が行なわれるようになった。熱片装入においては、次
工程及び製品に有害な表面欠陥のある鋳片をリソエクト
する必要があるが、このだめの方法として従来次の２つ
が考えられている。
観点から連続鋳造鋳片を高熱のまま次工程に送る熱片装
入が行なわれるようになった。熱片装入においては、次
工程及び製品に有害な表面欠陥のある鋳片をリソエクト
する必要があるが、このだめの方法として従来次の２つ
が考えられている。
■ ＩＴＶカメラやレーザー等の光学式センサや、熱間
渦流センサなどを用いた疵検用器を用いて、鋳片を直接
検査する方法。
渦流センサなどを用いた疵検用器を用いて、鋳片を直接
検査する方法。
■ 鋳造状態を各種のセンサによって監視しその乱れの
有無から熱片装入の可否を決定する方法。
有無から熱片装入の可否を決定する方法。
しかしながら、■の疵検田型による方法は、非常に有効
であるが、次に示すような欠点が有る。
であるが、次に示すような欠点が有る。
（１ｊ 熱間鋳片は、表面状態が悪いので、有力な疵
検出方法がない。
検出方法がない。
（２）熱間鋳片の欠陥の種類が多いので、全てを検出で
きるセンサは考えられない。
きるセンサは考えられない。
（３） 有力なセンサが開発されたとしても、全面検
査に必要な設備費は膨大になる。
査に必要な設備費は膨大になる。
■の鋳造状態監視による方法は、鋳片品質特性値と相関
のある鋳造因子を探シ出すことが前提であるが、沢山の
因子があり、評価が困難であり開発に時間がかかる。例
えばこの方法の１つとして、特開昭５６−６６３６４号
公報に記載されているような、連続鋳片鋳型銅板内のメ
ニスカス下少なくとも１５０闘以降の鋳型銅板の温度を
連続的に測定記憶し、この測定値を温度変動量に換算し
、この温度変動量を予め設定した各種臨界変動量と比較
し、この比較結果に基づき鋳造操業条件の制御を行なう
ことを特徴とする連続鋳造法が知られている。しかしな
がら、この方法は単独ではその信頼性に乏しい。また縦
割れ疵を推定する方法としては、熱電対による測温法な
どが存在するが、オシレーション割れの原因となるオシ
レーションマークが深すぎることを予測する方法はなか
った。
のある鋳造因子を探シ出すことが前提であるが、沢山の
因子があり、評価が困難であり開発に時間がかかる。例
えばこの方法の１つとして、特開昭５６−６６３６４号
公報に記載されているような、連続鋳片鋳型銅板内のメ
ニスカス下少なくとも１５０闘以降の鋳型銅板の温度を
連続的に測定記憶し、この測定値を温度変動量に換算し
、この温度変動量を予め設定した各種臨界変動量と比較
し、この比較結果に基づき鋳造操業条件の制御を行なう
ことを特徴とする連続鋳造法が知られている。しかしな
がら、この方法は単独ではその信頼性に乏しい。また縦
割れ疵を推定する方法としては、熱電対による測温法な
どが存在するが、オシレーション割れの原因となるオシ
レーションマークが深すぎることを予測する方法はなか
った。
そこでこの発明は、以上のような問題を考慮してなされ
たもので、モールドに固定した超音波センサから、前記
モールド内の鋳片に向けて超音波を発信し、前記超音波
の反射波を検出し、そして、次いで、■前記反射波の検
出レベルに基づいて、前記鋳片の表面疵を検出するか、
または、■前記反射波における、モールドオシレーショ
ン周波数成分を検出し、前記モールドオシレーション周
波数成分の検出レベルに基づいて、前記鋳片の表面にお
ける、オシレーションマークの深さを検出する連続鋳造
鋳片の表面状況検出法としたことに特徴を有する。
たもので、モールドに固定した超音波センサから、前記
モールド内の鋳片に向けて超音波を発信し、前記超音波
の反射波を検出し、そして、次いで、■前記反射波の検
出レベルに基づいて、前記鋳片の表面疵を検出するか、
または、■前記反射波における、モールドオシレーショ
ン周波数成分を検出し、前記モールドオシレーション周
波数成分の検出レベルに基づいて、前記鋳片の表面にお
ける、オシレーションマークの深さを検出する連続鋳造
鋳片の表面状況検出法としたことに特徴を有する。
以下この発明を、実施例とともに図面を参照しながら説
明する。
明する。
第１図（ａ）はこの発明にかかる連続鋳造鋳片の表面状
況検出法を実施するための表面状況検出装置の一態様を
示す概略構成図、第１図（ｂ）はモールド部分の概略斜
視図である。第１図（ａｔ （ｂ）に示す！うに、１は
モールドを構成するモールド銅板、２はモールド銅板１
に埋込み固定した超音波センサ、３はモールド内に注入
された溶鋼、４は鋳片である。鋳片４は、図中１３で示
す方向に引抜かれる。
況検出法を実施するための表面状況検出装置の一態様を
示す概略構成図、第１図（ｂ）はモールド部分の概略斜
視図である。第１図（ａｔ （ｂ）に示す！うに、１は
モールドを構成するモールド銅板、２はモールド銅板１
に埋込み固定した超音波センサ、３はモールド内に注入
された溶鋼、４は鋳片である。鋳片４は、図中１３で示
す方向に引抜かれる。
モールドは図中矢印６で示すように、所定周期（オシレ
ーション周波数ｆｏｓ ）で上下に振動する。
ーション周波数ｆｏｓ ）で上下に振動する。
超音波センサ２は、ケーブル５を介して、超音波処理装
置７に接続されている。超音波センサ２から、モールド
内の鋳片４に向けて超音波が発信され、かくして発信さ
れた超音波は、モールド銅板ｌと鋳片４との境界で反射
する。かくして得られた反射波は、超音波センサ２で受
信され、ケーブル５を介して、超音波処理装置７に入力
される。
置７に接続されている。超音波センサ２から、モールド
内の鋳片４に向けて超音波が発信され、かくして発信さ
れた超音波は、モールド銅板ｌと鋳片４との境界で反射
する。かくして得られた反射波は、超音波センサ２で受
信され、ケーブル５を介して、超音波処理装置７に入力
される。
超音波信号処理装置７は、モールド銅板ｌ−鋳片４境界
で反射した超音波の反射波のレベルに対応したレベルを
有する信号を出力する。この超音波処理装置７の出力信
号における反射波のレベル（以下エコーレベルという）
ｈｅは次式で示される。
で反射した超音波の反射波のレベルに対応したレベルを
有する信号を出力する。この超音波処理装置７の出力信
号における反射波のレベル（以下エコーレベルという）
ｈｅは次式で示される。
ｈｅ＝ｈｏｘα×Ｒ・・・・・・ （１）ｈｏ： 発
信した超音波のレベル（一定）α： モールド銅板中の
超音波の減衰率（一定）Ｒ： モールド銅板−鋳片境界
での超音波反射率、０≦Ｒ≦ １ 超音波の反射率は前記境界面での鋳片の凹凸や、境界両
面の物質の音響インピーダンス（物質に固有な定数）に
よって決定される。境界に凹凸がなくこれかフラットな
平面であれば、音響インピーダンスを用いて超音波の反
射率Ｒは、（２）式のように表現できる。
信した超音波のレベル（一定）α： モールド銅板中の
超音波の減衰率（一定）Ｒ： モールド銅板−鋳片境界
での超音波反射率、０≦Ｒ≦ １ 超音波の反射率は前記境界面での鋳片の凹凸や、境界両
面の物質の音響インピーダンス（物質に固有な定数）に
よって決定される。境界に凹凸がなくこれかフラットな
平面であれば、音響インピーダンスを用いて超音波の反
射率Ｒは、（２）式のように表現できる。
Ｒ＝ ｌ ＺＩ Ｚ２ ｌ ／ （Ｚｌ ＋Ｚ２
） ・・・・・・（２）Ｚｌ： 銅の音響インピー
ダンス（一定）Ｚ２： モールド銅板と接触する物質
の音響イノピーダンス 銅、鋼の凝固殻、モールドパウダー、エアーの音響イン
ピーダンスの大小関係（（３）式）から、エコーレベル
ｈｅは（４）式のようになる。
） ・・・・・・（２）Ｚｌ： 銅の音響インピー
ダンス（一定）Ｚ２： モールド銅板と接触する物質
の音響イノピーダンス 銅、鋼の凝固殻、モールドパウダー、エアーの音響イン
ピーダンスの大小関係（（３）式）から、エコーレベル
ｈｅは（４）式のようになる。
（銅）キ（凝固殻）〉（モールドパウダー）〉（エアー
） ・・・（３）ｈｅ（凝固殻）〈ｈｅ（パウダー）
（ｈｅ（エア→ ・・・（４）表示装置１１は、
エコーレベルｈｅを表示し、警報装置１０は、そのエコ
ーレベルが一定値よりも大きい場合に縦割れ疵発生を知
らせる。また・９ンドバスフィルター８はエコーレベル
ｈｅの変動カラ、オシレーション周波数成分のみを抽出
し、表示装置１１’ハこのオシレーション周波数成分の
レベルｈｏｓを表示する。警報装置１０′は、オシレー
ション周波数成分のレベルｈｏｓか一定値よりも大きい
場合に、オシレーションマーク深さの異常を知らせる。
） ・・・（３）ｈｅ（凝固殻）〈ｈｅ（パウダー）
（ｈｅ（エア→ ・・・（４）表示装置１１は、
エコーレベルｈｅを表示し、警報装置１０は、そのエコ
ーレベルが一定値よりも大きい場合に縦割れ疵発生を知
らせる。また・９ンドバスフィルター８はエコーレベル
ｈｅの変動カラ、オシレーション周波数成分のみを抽出
し、表示装置１１’ハこのオシレーション周波数成分の
レベルｈｏｓを表示する。警報装置１０′は、オシレー
ション周波数成分のレベルｈｏｓか一定値よりも大きい
場合に、オシレーションマーク深さの異常を知らせる。
従って、まだ鋳片４がモールド内にあるうちに、その表
面状況（品質）に関する情報を実時間で得ることができ
る。その結果表面状況悪化が検出された場合、直ちに鋳
造速度を変更したり、・シウタ゛−流れ込みを調整する
等して、それに対処することができ、表面品質の悪化を
最小限に留めることかできる。警報の出た部分の鋳片４
は、鋳造路−Ｔ後、ピンチロール１８からの位置情報を
入力したコンピュータ９を介してカッター１２に指令を
与えることによって、切断除却される。
面状況（品質）に関する情報を実時間で得ることができ
る。その結果表面状況悪化が検出された場合、直ちに鋳
造速度を変更したり、・シウタ゛−流れ込みを調整する
等して、それに対処することができ、表面品質の悪化を
最小限に留めることかできる。警報の出た部分の鋳片４
は、鋳造路−Ｔ後、ピンチロール１８からの位置情報を
入力したコンピュータ９を介してカッター１２に指令を
与えることによって、切断除却される。
次いで、以上の構成における鋳片の表面状況の検出原理
について説明する。まず第２図（ａ）に示すように、鋳
片４を長さ方向に１ｍ毎に区切り、１ｍ毎の縦割れ疵１
５の数と、第２図（ｂ）に示すように定義されたオシレ
ーションマーク深さｄ（］中、浅の３段階に分類）を求
めた。第２図（ａ）に示すように、縦割れ疵１５と、エ
コーレベルｈｅ、オンレーション周波数成分のレベルｈ
ｏｓとの関係が得られた。図中、１４はオシレーション
マークチある。
について説明する。まず第２図（ａ）に示すように、鋳
片４を長さ方向に１ｍ毎に区切り、１ｍ毎の縦割れ疵１
５の数と、第２図（ｂ）に示すように定義されたオシレ
ーションマーク深さｄ（］中、浅の３段階に分類）を求
めた。第２図（ａ）に示すように、縦割れ疵１５と、エ
コーレベルｈｅ、オンレーション周波数成分のレベルｈ
ｏｓとの関係が得られた。図中、１４はオシレーション
マークチある。
縦割れ疵およびオシレーションマーク深さの各々ト、エ
コーレベルｈｅ１およびオシレーション周波数成分のレ
ベルｈｏｓとの関係を第３図（ａ） （ｂ）に示す。第
３図（ａ）は、エコーレベルｈｅと縦割れ流発生率の関
係であり、エコーレベルｈｅによシ縦割れ疵発生を推定
できることが明らかである。また第３図（ｂｌ ハ、エ
コーレベルｈｅのオシレーション周波数成分のレベルｈ
ｏｓとオシレーションマーク深すノ関係である。ｈｏｓ
によジオシレージョンマーク深さを推定できることが明
らかである。
コーレベルｈｅ１およびオシレーション周波数成分のレ
ベルｈｏｓとの関係を第３図（ａ） （ｂ）に示す。第
３図（ａ）は、エコーレベルｈｅと縦割れ流発生率の関
係であり、エコーレベルｈｅによシ縦割れ疵発生を推定
できることが明らかである。また第３図（ｂｌ ハ、エ
コーレベルｈｅのオシレーション周波数成分のレベルｈ
ｏｓとオシレーションマーク深すノ関係である。ｈｏｓ
によジオシレージョンマーク深さを推定できることが明
らかである。
なお縦割れ疵発生、オシレーションマーク深さが推定で
きる理由は次の通りである。
きる理由は次の通りである。
（１） 縦割れ疵
鋳片の縦割れ疵は、モールド内での凝固の進行に伴って
凝固殻の薄い部分に微細な割れが発生し、これが二次冷
却帯において拡大されたものである。一方、エコーレベ
ルｈｅが高いということは、モールド銅板１−鋳片４間
の接触状態が悪いことを示している。従って、そのとき
鋳片は、凝固が遅れ、凝固殻が他の部分に比べ薄くなっ
ており、割れが発生しやすい状態にあると考えられるか
らである。
凝固殻の薄い部分に微細な割れが発生し、これが二次冷
却帯において拡大されたものである。一方、エコーレベ
ルｈｅが高いということは、モールド銅板１−鋳片４間
の接触状態が悪いことを示している。従って、そのとき
鋳片は、凝固が遅れ、凝固殻が他の部分に比べ薄くなっ
ており、割れが発生しやすい状態にあると考えられるか
らである。
（２） オシレーションマーク深さ
鋳片４にはオシレーションマークと呼ばれる凹凸が存在
する。この凹凸が超音波センサ２の検出範囲を通過する
と、その凹凸に同期して、エコーレベルｈｅが変動スる
。オシレーションマーク深さとエコーレベル変動の関係
は以下のようなモデルで説明できる。第４図（ａ） ｔ
ｂ）は、それぞれオシレーションマークが浅い場合およ
び深い場合における、鋳片の断面とエコーレベルとの関
係の一例を示す図である。図中ａは、超音波セ／す２の
検出範囲を示す。
する。この凹凸が超音波センサ２の検出範囲を通過する
と、その凹凸に同期して、エコーレベルｈｅが変動スる
。オシレーションマーク深さとエコーレベル変動の関係
は以下のようなモデルで説明できる。第４図（ａ） ｔ
ｂ）は、それぞれオシレーションマークが浅い場合およ
び深い場合における、鋳片の断面とエコーレベルとの関
係の一例を示す図である。図中ａは、超音波セ／す２の
検出範囲を示す。
（１）オシレーションマーク深さｄが深いとオシレーシ
ョンマーク幅ｔも大きくなる。
ョンマーク幅ｔも大きくなる。
（１１）超音波反射率は、オシレーションマーク凸部１
６では小さく、凹部１７では大きい。そして全体として
の反射率Ｒは超音波センサ２の検出範囲内に存在する凸
部１６と凹部１７の面積比に比例する。
６では小さく、凹部１７では大きい。そして全体として
の反射率Ｒは超音波センサ２の検出範囲内に存在する凸
部１６と凹部１７の面積比に比例する。
Ｒ，、ｓ凹部（８凹祁凸） ・・・（６）Ｓ
凸：凸部の面積 Ｓ凹：凹部の面積 Ｓ＝Ｓ凸十Ｓ凹 これから明らかなようにオシレーションマークが深い程
エコーレベルの変動ｈ’ｏｓが大きいことがわかる。
凸：凸部の面積 Ｓ凹：凹部の面積 Ｓ＝Ｓ凸十Ｓ凹 これから明らかなようにオシレーションマークが深い程
エコーレベルの変動ｈ’ｏｓが大きいことがわかる。
以上説明したように、この発明においては、モールドに
固定した超音波センサから発信した超音波の反射波を検
出し、これに基づいて、鋳片の表面状況を実時間で検出
することができる。
固定した超音波センサから発信した超音波の反射波を検
出し、これに基づいて、鋳片の表面状況を実時間で検出
することができる。
第１図（ａ）は、この発、明にかかる連続鋳造鋳片の表
面状況検出法を実施ｆるための表面状況検出装置の一態
様を示す概略構成図、第１図（ｂ）はモールド部分の概
略斜視図、第２図（ａ）は鋳片表面疵と超音波反射波の
レベルおよびこれに基づくオシレーション周波数成分の
検出レベルとの関係の一例を示す図、第２図（ｂ）はオ
ル−ゾヨンマーク深すノ定義を示す図、第３図（ａ）は
エコーレベルと縦割れ疵発生率との関係の一例を示す図
、第３図（ｂ）はエコーレベルのオシレーション周波数
成分のレベルとオシレーションマーク深さとの関係の一
例を示す図、第４図（ａ） （ｂｌはそれぞれオシレー
ションマークが浅い場合および深い場合における、鋳片
の断面とエコーレベルとの関係の一例を示す図である。 １・・・モールド銅板 ２・・・超音波センサ７・・
・超音波信号処理装置 ８・・バンドパスフィルタ１０
、１０’・・・警報装置 出願人 日本鋼管株式会社 代理人 堤 敬太部外１名
面状況検出法を実施ｆるための表面状況検出装置の一態
様を示す概略構成図、第１図（ｂ）はモールド部分の概
略斜視図、第２図（ａ）は鋳片表面疵と超音波反射波の
レベルおよびこれに基づくオシレーション周波数成分の
検出レベルとの関係の一例を示す図、第２図（ｂ）はオ
ル−ゾヨンマーク深すノ定義を示す図、第３図（ａ）は
エコーレベルと縦割れ疵発生率との関係の一例を示す図
、第３図（ｂ）はエコーレベルのオシレーション周波数
成分のレベルとオシレーションマーク深さとの関係の一
例を示す図、第４図（ａ） （ｂｌはそれぞれオシレー
ションマークが浅い場合および深い場合における、鋳片
の断面とエコーレベルとの関係の一例を示す図である。 １・・・モールド銅板 ２・・・超音波センサ７・・
・超音波信号処理装置 ８・・バンドパスフィルタ１０
、１０’・・・警報装置 出願人 日本鋼管株式会社 代理人 堤 敬太部外１名
Claims (2)
- （１） モールドに固定した超音波センサから、前記
モールド内の鋳片に向けて超音波を発信し、前記超音波
の反射波を検出し、 前記反射波の検出レベルに基づいて、前記鋳片の表面疵
を検出することを特徴とする連続鋳造鋳片の表面状況検
出法。 - （２） モールドに固定した超音波センサから、前記
モールド内の鋳片に向けて超音波を発信し、前記超音波
の反射波を検出し、 前記反射波における、モールドオシレーション周波数成
分を検出し、 前記モールドオシレーション周波数成分の検出レベルに
基づいて、前記鋳片の表面における、オシレーションマ
ークの深さを検出することを特徴とする連続鋳造鋳片の
表面状況検出法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57050902A JPS58168465A (ja) | 1982-03-31 | 1982-03-31 | 連続鋳造鋳片の表面状況検出法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57050902A JPS58168465A (ja) | 1982-03-31 | 1982-03-31 | 連続鋳造鋳片の表面状況検出法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58168465A true JPS58168465A (ja) | 1983-10-04 |
Family
ID=12871675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57050902A Pending JPS58168465A (ja) | 1982-03-31 | 1982-03-31 | 連続鋳造鋳片の表面状況検出法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58168465A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105264368A (zh) * | 2012-12-27 | 2016-01-20 | Sms集团有限公司 | 具有用于探测在冶金铸造产品中的表面缺陷的探测装置的连续铸造装置和方法 |
-
1982
- 1982-03-31 JP JP57050902A patent/JPS58168465A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105264368A (zh) * | 2012-12-27 | 2016-01-20 | Sms集团有限公司 | 具有用于探测在冶金铸造产品中的表面缺陷的探测装置的连续铸造装置和方法 |
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