JPS5970450A - 連続鋳造ラインの鋳型内計測方法 - Google Patents

連続鋳造ラインの鋳型内計測方法

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JPS5970450A
JPS5970450A JP18079682A JP18079682A JPS5970450A JP S5970450 A JPS5970450 A JP S5970450A JP 18079682 A JP18079682 A JP 18079682A JP 18079682 A JP18079682 A JP 18079682A JP S5970450 A JPS5970450 A JP S5970450A
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JP
Japan
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mold
pulse
reception
probe
shell
Prior art date
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Pending
Application number
JP18079682A
Other languages
English (en)
Inventor
Tadao Kawaguchi
忠雄 川口
Koji Kawamura
河村 皓二
Mitsuhiro Ota
大田 光廣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
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Publication of JPS5970450A publication Critical patent/JPS5970450A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/18Controlling or regulating processes or operations for pouring
    • B22D11/188Controlling or regulating processes or operations for pouring responsive to thickness of solidified shell

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
  • Continuous Casting (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は連続鋳造ラインの溶鋼引抜中の鋳型的状況を超
音波を用いて測定する方法に関するものである。  ・ 周知の様に、連続鋳造ラインは、鋳型内に溶鋼を注入し
、・連続固化しながら引抜く設備であり、その際、注入
中の湯面にはパウダーと称する粉体を、・投入・する。
該パウダーは溶融し、鋳型内壁と凝固シェル間に流入し
、鋳型、鋳片間フリクシ1ンを低下させると同時に、溶
鋼が凝固して生成したシェルが凝固収縮するため、篩型
内壁とシェル間にエアーギャップが生じ、抜熱が低下す
るのを防止する役目もはたす。すなわち該エアーギャッ
プ内に流入した溶融パウダーが、鋳型内壁との密着を助
けることになる。もし該パウダーの流動が不十分な場合
、エアーギャップがみたされず、部分的に抜熱不良を生
じ、シェルの生成が阻害され、サーマルストレスがシェ
ルに局部的に発生し、鋳型起因のワレ疵の発生あるいは
、ひどい場合はブレークアウトと称する鋳型直下での溶
鋼噴出事故の発生等を生じる。この様な事故を防ぐには
、鋳型内のエアーギャップの生成やシェルの発達具合を
管理することが必要である。□゛ 従来測定方法として、パウダーの流動を計測する手段と
して鋳型にロードセルを取付け、鋳型内壁と鋳片シェル
間にかかる力を計測し、該カの変化によりパウダーの流
れを評価する方法が知られている。この・場合、パウダ
ーの流れは鋳型全体の平均的な評価となり、鋳型内の局
部的な評価は行なえないという欠点がある。
又、他の手段として、鋳型銅板背面に多数の熱電対を配
設し、該熱電対の起電力分布より抜熱の状態を監視し、
鋳型熱分布から、パウダー流動の良し悪を知る方法があ
る。例えば、エアーギャップ等が生じると該部分の抜熱
が阻害され、温度低下を生じることになり、不具合が検
出される。ところがこの方式の場合、鋳型銅板背面(U
型表面から深さ約10m/mのところまで)に熱電対挿
入の穴を開ける事から、銅板寿命を半減させるという欠
点を有している。
本発明は、これらの欠点を解消する有効な手段を提供す
ることを目的とするもので、その特徴は、連続鋳造鋳型
のスタッドボルトに超音波振動子を取付け、溶鋼引抜中
の鋳型内に該スタッドポル1〜を介して超音波を送信し
、減衰した受信波の波形と受信時間とから鋳型内の状況
を計測することを特徴とする連続61造ラインの鋳型内
計測方法にある。
本発明者等は、鋳型白情報を検出する手段として、超音
波を使用することに注目し、超音波振動子の取付方法を
種々検討し、サーチテストを繰り返えした。振動子の取
付方法として、イ」水冷ボクス内に振動子を組み込み、
水冷ボックス内壁より銅板に音波を入射する方法、口)
水冷ボックス内華面に穴を開け、直接銅板に音波を入射
する方法、およびハ)鋳型銅板は強水冷するために水冷
ボックスを銅板背面に取付でいるが該水冷ボックスを固
定取付するためスタッドボルトで固定取付しているが、
このスタッドボルトを利用して音波を入射する方法、を
検討した。その結果、イ)については、鋳型銅板と水冷
ボックスの接合面が均一でなく部分的な機械的ギャップ
の影響を受けるから十分に音波を伝播しない場合がある
ことが判明した。又、さらに水冷ボックス内に組込むに
は既存の水冷ボックスを改造し、振動子固定のための治
具を内部に組み込む必要があり、多大な費用を要する。
口)の方法の場合、音波の伝播は最も良いが、水冷ボッ
クスの改造を必要とし、振動子の熱的耐久度にも問題が
ある事が判明した。ハ)の方法の場合は、特に鋳型構成
部材の改造は必要とせず、各スタッドボルトに外部より
探傷プロー3− ブを取り付ければ良く、場所的にも極めてやりやすい場
態にあるが、スタッドボルトの長さが長いため、音波の
減衰が大きいこと、又、スタッドボルト先端部に多少の
空隙があるため十分に音波が伝播しない欠点を有するが
、鋳型組立時にスタッドボルトの先端部に高温グリース
を入れることで音波の伝播性が由くなる事と、音波を減
衰させにくくするため送信周波数をIMHz以下嶋下げ
ること、かつ送信パルスパワーを増大すること、等によ
り、良好な結果を得ることが判明した。
そこで本発明者等は、該スタッドボルトを音波の伝播体
として利用し鋳型内状況を計測する事に思い到った。該
スタッドボルトに超音波プローブを結合し、超音波を入
射すると、鋳型内壁面と鋳片シェルがパウダー流でみた
されている場合、音波の結合状態が良いので、大部分の
音波は透過する事になる。しかし、鋳片シェルと鋳型内
壁間にパウダーが満たされずにエアーギャップが出来て
いる場合、該部分で極く一部は透過するが大部分は鋳型
内壁で反射される事になる。又、エアーギ4− ヤップにパウダーが満され密着性が良く内部に音波が透
過する場合に、鋳片表面のシェルと溶湯間の音響インピ
ーダンスに差があるため、シェルより一部反射波を生じ
る。該反射波はシェル厚情報として使用出来る。又、エ
アーギャップが存在す     □ると一部透過した音
波を計測するとエアーギャップ部の音速が遅いため、伝
播時間が長く観測される事等が判った。
以下本発明を具体的実施例により詳細に説明する。
第1図は連続鋳造ラインの鋳型に超音波振動子(プロー
ブ又は探傷プローブと称する)をスタッドボルトに配置
した図である。鋳型鋼板6に水冷ボックス7がスタッド
ボルト8で固定されており、該銅板を強水冷し、該鋳型
内に注入された溶鋼は鋳型内壁で冷却され凝固シェル1
0を生成し、冷却固化されながらサポートロール11で
支持されながら連続的に引抜かれる。スタッドボルト8
に結合した振動子1〜4は送受信両用であり、それぞれ
の左右対向した位置に振動子が設置されてぃる。第2図
は本発明の鋳型内針測方法を説明するため1対の振動子
と1対のスタッドボルトを示す要部説明図である。
銅板6に対向する1対のスタッドポル1−8が配置され
ており、スタッドポル1−先端と鋳型表面の距離は30
〜40m/mである。該スタッドボルト後端部に振動子
1が配設されている。鋳型内に注入された溶鋼は冷却固
化されながら連続的に引抜かれる。注入された溶鋼」二
面にはパウダー5を投入する。パウダー5は溶鋼の熱に
より溶融し、紡型内壁面と鋳片シェル10間に流入する
。凝固シェルと鋳型内壁間エアーギャップ12の間に溶
融したパウダーが流入し、空隙がみたされている場合に
おいては良好な抜熱が行なわれるが、流入状態の悪い場
合は、エアーギャップがみたされず空隙を生ずる。空隙
を生じた場合、その部分の鋼片シェルに対する抜熱が阻
害され、凝固シェルの不均一冷却を生じ、ブレークアウ
トやワレ疵等の原因となる。
□  超音波受信信号の処理装置は図面に記載していな
いが、周知の超音波探傷技術で対処出来る。又、第1図
の様に多数の送受信組合せがある場合においては、医療
検査等で周知技術であるコンピュータトモグラフィーに
よる処理が可能である。
次に本発明の方法により測定した結果の代表例を以下に
説明する。
第3図は正常時透過波形の一例であり、送信パルス21
が、第2図のプローブ11から入射される。該入射波が
透過して入射し、受信パルス22をプローブ12が受信
する。送信パルス21を入射し受信パルス22を受信す
るまでの時間tと受信パルス22の受信強度Aは鋳型内
部の状態により影響を受ける事になる。第2図に示す様
にエアーギャップ12等を生じると、該部分の音速が極
端に遅いため、受信信号22も第5図のA1 (At<
A)のように減衰の大きなものになり、極端な場合には
、受信パルスを生じない状態となる。このようにして、
受信するまでの時間と受信パルスの大きさにより振動子
設置位置の異常を把握しうる。第4図は反射波形の正常
時波形の1例である。
7− 送信パルス21を第2図のプルーブ11より入射し、反
射波をプローブ12で受信した場合の波形を示す。送信
パルス21は、銅板の底面で一部が反射され、銅板底面
からの銅板パックエコー23を生じる。一部銅板を透過
した音波は銅板内壁面と凝固シェル間に介在する溶融パ
ウダ一層を通過し、凝固シェル表面よりシェル表面エコ
ー24を生じる。この銅板バックエコーとシェル表面エ
コー間の時間t2は、溶融パウダー厚と関係がある。
さらに該音波の一部は凝固シェル内に入り凝固シェル内
固液境界部で反射を生じ、凝固シェルパックエコー25
を生じる。このシェル表面エコーとシェルパックエコー
間の時間t3は、シェル厚情報と関係がある。第6図は
エアーギャップを発生した場合の反射波形である。
送信パルス21を第2図のプローブ11より入射し、該
プローブで反射パルスを検出すると、第6図の反射パル
ス23を生じるが、エアーギャップのためほとんどのエ
ネルギーが反射され、銅板底面から反射エコー23は第
4図の23に比し、高8− いレベルとなるが、第4図のシェル表面エコー24及び
シェルパックエコー25は第6図に示す様に微弱となり
、S/N的に確認出来ないオーダーとなる。
以上説明した様に、超音波の透過波と反射波の時間と振
幅強度等から鋳型内状況を検出すること      1
が可能である。
次に該信号をオンライン処理した一例を第7図に示す。
第7図は銅板底面からの反射エコーの高さで輝度変調を
かけたCスコープ画像である。パウダー流れが良い部分
は銅板内壁面と鋳片凝固シエ/l/N (QIFW’h
11mm#jll 7!l、II*’!j ’116 
r!!5 L’ニー ’!1R7LN   ’れてエネ
ルギーの低いエコー高さとなり、輝度が低い状態、ヶう
。30)。示す部分がおれ、3あ、、、6゜     
:Cスコープ画像を得るためプローブをスキャンす  
    1′るか多数配置する必要があり、本実施例の
場合、      (鋳型全面に約10c+mピッチで
多数配設された各ス      :タッドボルトにプロ
ーブを取付け、同時間の各プ0−2(7)受信信引°1
v輝度変調処1行4°″C1いる。尚、透過法で得られ
た波形をCスコープ画      1像処理した場合は
、反射法の画像と明暗が逆になる。
Cスコープ画像にエヤーギャップを示す高い輝度を生じ
た場合、該部位にパウダーを流れ込みやすくするためパ
ウダー投入量を増したり、粘性の低いパウダーに切替え
ることによりエアーギャップを無くする様にする。又、
エアーギャップ生成面積が特に大きい場合や、比較的モ
ールド内溶鋼湯面メニスカスに近い部位の場合は、引抜
速度を下ける事により流入条件を変えると同時に鋳片シ
ェル強度を増加させることによりブレークアウト等の事
故を防止することが可能となった。
以上説明したように本発明方法によれば、容易に鋳型内
状況を検出することが可能であり、鋳型内の適確な品質
管理が行なえ、従来は鋳片になった後の結果で操業フィ
ードバックしていたが、鋳造中直ちにアクションが取れ
るようになった結果、ブレークアウト発生率は従来の約
173となり、鋳片2し疵の発生も従来の約115とな
る等大きな効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、連続鋳造ラインの鋳型に超音波プローブを配
置した縦断面図であり、本発明の一実施態様を示す。第
2図は第1図の一部のみを示す縦断面図、第3図、第4
図、第5図および第6図は超音波測定結果を示すグラフ
、第7図はCスコープによる超音波測定結果を示す平面
図である。 1〜4.its 12 :探傷プルーブ5:パウダー 
    6:銅板 7:水冷ボックス   8:スタッドボルト9:未凝固
部     10:鋳片凝固シェル11:サポートロー
ル 12:エアーギャップ21:送信パルス   22
:透過パルス23:銅板バックエコー 24ニジ工ル表面エコー 25ニジエルパツクエコー 30:パウダー流れの良い部分 31:エアーギャップ部位 特許出願人 新日本製鐵株式会社 ’tNCv)+−ツ“

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 連続鋳造鋳型のスタッドポル1−に超音波振動子を取付
    け、溶鋼引抜中の鋳型内に該スタッドボルトを介し]で
    超音波を送信し、減衰した受信波の波形と受信時間とか
    ら鋳型内の状況を計測することを特徴とする連続鋳造ラ
    インの鋳型的計測方法。
JP18079682A 1982-10-15 1982-10-15 連続鋳造ラインの鋳型内計測方法 Pending JPS5970450A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18079682A JPS5970450A (ja) 1982-10-15 1982-10-15 連続鋳造ラインの鋳型内計測方法

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JP18079682A JPS5970450A (ja) 1982-10-15 1982-10-15 連続鋳造ラインの鋳型内計測方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS5970450A true JPS5970450A (ja) 1984-04-20

Family

ID=16089485

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JP18079682A Pending JPS5970450A (ja) 1982-10-15 1982-10-15 連続鋳造ラインの鋳型内計測方法

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JP (1) JPS5970450A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2409795A4 (en) * 2009-03-17 2017-05-10 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Temperature measuring method and device for continuous-casting mold copper plate

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2409795A4 (en) * 2009-03-17 2017-05-10 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Temperature measuring method and device for continuous-casting mold copper plate

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