JPS5926383B2 - 滓の混入検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は例えば連続鋳造における取鍋から中間取鍋（
Ｔ／Ｄまたはし一ドル）への溶鋼注入において末期の滓
流出状況を定量的に検出し、適切な溶鋼注入停止時期を
判断可能にするとともに、滓の溶鋼への巻込み防止によ
る成品品質の安定向上と鋳鍋内桟鋼な最少化することに
よる歩留の向上が図れる滓の混入検出方法に関するもの
である。

例えば連続鋳造操業における、鋳鍋から中間取鍋（Ｔ／
Ｄまたはし一ドル）への滓の巻込みは直接成品内の欠陥
となるため、絶対にさける必要がある。

一方この滓は前工程の精錬により発生し、比重差により
鋳鍋上部に浮上するもので、操業上さけ得ないものであ
る。

従来、末期におけるこの滓の流出は注入流を目視または
放射温度計で観測し、溶鋼と滓の輝度温度変化を利用し
て判定していた。

即ち、第１図に示すように、１は鋳鍋、２は鋳鍋１内溶
鋼、３は溶鋼２上の滓、４は鋳鍋１の底部に設けられた
鋳鍋１内溶鋼を外部に排出する際にその流量を調節する
ための流量絞り弁、５は鋳鍋１の直下に位置した中間取
鍋、６は流量絞り弁４を介して外部に排出された溶鋼の
中間取鍋５への注入流、２′は中間取鍋５内溶鋼、１は
溶鋼２′上の保温シール材、８は中間取鍋５の底部に設
けられた鋳型（図示せず）への溶鋼注入用ノズルであり
、図中符号９で示す方向から注入流６を観測するもので
ある。

しかし、連続鋳造対象材の高級化に伴ない、注入流６の
大気による酸化が品質上悪影響を与えるため例えば第２
図に示すようにエアーシールパイプで鋳鍋１から中間取
鍋５への注入流６を覆う必要が生じていた（図中１０が
エアーシールパイプである）が、本方式においては注入
流観測による滓の流出判定は困難である。

一方、中間取鍋上面は大気による酸化防止および保熱の
ため焼きもみ等保温シール材で覆われており、注入末期
において中間取鍋上面の一部の保温シール材をかき取り
、流出した滓が散在して浮上する状況を目視で判定し、
注入終了タイミングを決めていた。

しかし、本方式では定量性がなく、人的誤差や誤判断が
あり、 １）判定タイミング遅れによる成品品質不良、２）判定
タイミング早期化による歩留低下、等の欠点があり、ま
た注入作業の自動化を困難にする原因の一つであった。

なお、放射温度計では視野が狭（定量化困難である。

・そこでこの発明は以上のような問題を解消すべ（
なされたもので、溶融金属用容器への溶融金属注入時に
、溶融金属注入流または前記容器内溶融金属面を光学系
カメラによって撮像し、前記カメラの撮像信号における
溶融金属と滓との輝度差に基づいて前記容器中溶融金属
への滓の混入量を検出する滓の混入検出方法としたこと
に特徴を有する。

以下この発明を図面を参照しながら説明する。

第３図はこの発明の方法を実施するための滓の混入検出
装置の一態様を示す構成図である。

図中第１図および第２図と同一部分は同一符号で示す。

図示されるようにシール用フード１１をエアーシールパ
イプ１０でささえて溶鋼２′上に位置させエアーシール
パイプ１０の周囲の溶鋼２′上面を約１０００ｃｄ露出
させている。

このシール用フード１１内には不活性ガスであるＡｒガ
ス１２を流し込み酸化を防止している。

なお露出面積は中間取鍋５の開口面全体の面積に対して
充分小さいため保温上の心配はない。

なおこのシール用フード１１は鋼製フレームと軽量耐火
物で作られ、第４図に示すように、Ａｒガス１２の圧力
により溶鋼３′上面に浮上し、このフード１１に取りつ
げた、光ファイバー１３の先端のレンズ１４と溶鋼３′
上面との距離を一定に保ち、ピントが常に合うようにし
ている。

光ファイバー１３は第５図に示す通り、冷却および先端
のレンズ１４の汚れ防止のため不活性ガスであるＡｒガ
ス１５でパージしている（なお、１６は光ファイバー１
３およびレンズ１４を内側に収容した外筒である）。

第３図に示すように鋳鍋１の溶鋼２は絞り弁４を通して
中間取鍋５へ注入される。

注入初期では溶鋼２は鋳鍋１内にほぼ満杯となっている
が、鋳造によりレベルが下がり、末期には比重差により
溶鋼２の上に浮上している滓３が注入流５により生ずる
渦によって溶鋼２に巻き込まれて中間取鍋５内へ入る。

この滓３は比重差により一部が中間取鍋５の溶鋼２′上
面のエアーシールパイプ１００周辺に浮上し、一部が溶
鋼流によっておし流されノズル８から鋳型への注入溶鋼
１７に入り成品の欠陥となる。

この中間取鍋５内溶鋼２′上に浮上した滓は第６図に示
した例の様に散在し、溶鋼２′と滓３′の輝度が異なる
ため、滓３′が溶鋼２′に比べて明るくみえる。

これは可視光波長領域で溶鋼の放射率（＝０．３）にく
らべ滓の放射率（”０．６）が高いためである。

この状態は、エアーシールパイプ１０の周囲の溶鋼２′
力；シール用フード１１内において露出しているので、
レンズ１４および光ファイバー１３によって見ることが
できる。

レンズ１４および光ファイバー１３によって、第６図に
示した中間取鍋５の溶鋼２′上面の状況を画像イメージ
のまま第３図に示すテレビカメラ１８が撮像し、これを
画像電気信号に変換しモニター１９および画像処理装置
２０へ出力する。

画像処理装置２０はマイクロコンピュータ−を用いて次
のようなデータ処理を行なう。

（１）画像を縦、横５１２ｘ５１２個に分割する。

（２）分割したそれぞれの画面を輝度により次の通りに
分割しそれぞれの個数をカウントする。

（３）溶鋼中の滓の面積比を次式で計算し、電気信号を
出力する。

処理の説明図を第７図、第８図および第９図に示す。

第７図イ、口、ハは溶鋼注入初期、第８図イ、口、ハは
溶鋼注入末期を示し、第７図イおよび第８図イは鋳鍋の
断面図、第７図口および第８図口はモニター画面を示し
ていて図中２１がエアーシールパイプ、２２が滓、２３
が溶鋼を示しており、第７図ハおよび第８図ハは輝度レ
ベルと画面個数との関係を示す図である。

第９図は浮面積比出力信号の一例を示す図であり、例え
ば図中ａの位置が溶鋼注入初期、ｂが注入終了タイミン
グを示している。

比較器２４は鋼種および必要成品品質に応じてあらかじ
め設定された滓判定面積比設定信号２５より画像処理装
置２０からの浮面積比電気信号が大きくなった時点で滓
判定注入終了信号を出力する。

この滓判定注入終了信号は滓判定注入終了表示ランプ２
６を点灯させるとともに、流量絞り弁制御器２７へ送ら
れる。

なお流量絞り弁制御器２７への信号入力は切替回路２８
により手動注入終了信号設定器２９でのバックアップも
可能である。

流量絞り弁制御器２７は通常中間堰鍋内溶鋼レベル信号
３０により流量絞り弁４の開度を制御しレベルコントロ
ールをしているが、滓判定注入終了信号により流量絞り
弁４を全閉にし、滓の多量流出を防止する。

したがって、滓の流出は自動的にかつ定量的に計測され
、品質および歩留向上が図られる。

また、流量絞り非自動制御の終了時の自動化を行なうこ
とができる。

なお以上の説明は、エアーシールパイプを用いた場合で
あるが、本発明は第１図に示した従来方式での使用も可
能である。

なおその場合は光ファイバーは使用せずに直接カメラで
みることも可能である。

また、本発明は、第１０図に示すように中間取鍋５と流
量絞り弁４全体をシールカバー３１によりシールした構
造にも適用可能である（図中、３２゜３３が光ファイバ
ー１３の先端位置を示す）。

さらに、転炉等の精錬炉から鍋への出鋼時の注入流にお
ける滓流出判定、造塊作業における鍋から鋳型への鋳込
注入時の滓流出判定等にも適用できる。

以上説明したようにこの発明においては、極めて正確に
滓の混入量を検出することができ、したがって、適切な
溶鋼注入停止時期を判断可能にし、品質および歩留向上
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の滓の混入検出方法を説明す
るための図、第３図はこの発明の方法を実施するための
滓の混入検出装置の一態様を示す構成図、第４図はエア
ーシールパイプの周囲のシール用フードの断面図、第５
図は光フアイバー先端部の断面図、第６図はシール用フ
ード内溶鋼面の平面図、第７図イ、口、ハは溶鋼注入初
期、第８図イ、口、ハは溶鋼注入末期を示し、第７図イ
および第８図イは鋳鍋の断面図、第７図口および第８図
口はモニター画面を示す図、第７図ハおよび第８図ハは
輝度レベルと画面個数との関係を示す図、第９図は浮面
積比出力信号の一例を示す図、第１０図はこの発明の方
法を実施するための鋳鍋および中間取鍋の断面図である
。 ２．２′−・・溶鋼、３，３′−・・滓、５・・・中間
取鍋、１８・・・テレビカメラ、１９・・・モニター、
２０・・・画像処理装置、２４・・・比較器、２５・・
・滓判定面積比設定信号、２７・・・流量絞り弁制御器
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 溶融金属用容器への溶融金属注入時に、溶融金属注
   入流または前記容器内溶融金属面を光学系カメラによっ
   て撮像し、前記カメラの撮像信号における溶融金属と滓
   との輝度差に基づいて前記容器中溶融金属への滓の混入
   量を検出することを特徴とする滓の混入検出方法。