JPS6012265A

JPS6012265A - 凝固層厚さの測定方法

Info

Publication number: JPS6012265A
Application number: JP11818483A
Authority: JP
Inventors: Nobutada Sugaya; 菅谷　暢恭; Seigo Ando; 安藤　静吾
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1983-07-01
Filing date: 1983-07-01
Publication date: 1985-01-22
Also published as: DE3423977A1; FR2548351A1; GB8415791D0; GB2142729A

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、連続鋳造における凝固層厚さの測定法に関す
る。

従来この種の測定法としては、電磁超音波透過法と称さ
れる方法がある。この方法は、鋳片の一方の側から電磁
誘導作用によって発生させた超音波が他方の側に到達す
るまでの時間、すなわち透過時間が鋳片の凝固層厚さと
一定の関係があることを利用した方法であるが、次のよ
うな欠点があった。

（１）鋳片の両側の凝固層厚さの合計を測定することに
なり、一方の側の凝固層の厚みが厚く他方の側が薄い場
合と両方とも同じ厚さの場合との見分けができな−。

（２］　超音波の発生は、高圧パレスをコイルに供給す
ることによって行なわれるため、高圧（１５〜３０ｋＶ
）の電源を必要とするが、実用上その絶縁対策はたいへ
んである。

（３）超音波を使っている関係上検出感度が小さいので
、リフトオフを大きく取る事が困難である。

なお、実用上は敷部程度のり７トオフが必要である。

本発明は、このような状況に鑑みて発明されたものであ
如、従来技術の欠点を解消した凝固層厚さの測定法を提
供するものである。

本発明に係る方法は、第１図及び第２図に示すように、
溶鋼が凝固して凝固層（シェル）を形成するとき電気抵
抗が急激に減少し、またその温度が１０００℃位までは
その変化が微小であることに着目して発明されたもので
あシ、その特徴は次のとおシである。

す々わち、本発明に係る方法は、１次コイルと２次コイ
ルとを備えた検出ヘッドを鋳片に近接させて複数個配置
し、１次コイルに交流電圧を印加し、２次コイルに誘起
する：電圧をマルチプレクサによシ順次取り出し該電圧
に基づいて鋳片の各所の凝、固層の厚みを測定すること
を特徴とする。

ここで、２次コイルに誘起する電圧ｖ８は次式によシ表
わされる。

Ｖ＝に、ＶｐＶｐ；　１次コイルに印加される電圧に；検出ヘッドのコアの寸法、コイルと鋳片との相対距
離、１次コイルに供給する電圧の周波数、凝固層厚さく
電気抵抗）等によって決まる結合係数従って、凝固層の厚みが増加すると鋳片の電気抵抗が急
激に減少する（第１図及び第２図参照）ので、鋳片中に
発生する渦電流の太きさも変化し、結合係数にも変化す
る。このため、各２次コイルに誘起する電圧を測ること
にょシ、鋳片の各所の凝固層の厚さを測定することが可
能となる。

本発明に係る他の方法は、上記の発明をさらに発展させ
たものであシ、１次コイルと２次コイルとを備えた検出
ヘッドを鋳片に近接させて複数個配置し、各１次コイル
に周波数の異なった複数の交流電圧を同時に印加し、各
２次コイルに誘起した電圧をマルチプレクサによシ順次
取り出し、そして該電圧から前記周波数に対応した複数
の２次電圧を取９出し、さらに、その２次電圧から前記
検出ヘッドに対応した２次電圧を前記マルチプレクサと
同期した別のマルチプレクサによシ順次取り出し、この
検出電圧に基づいて鋳片の表面性状及びリフトオフ変動
による測定誤差を補償して鋳片の各所の凝固層の厚さを
測定することを特徴とする。

次に、本発明の原理を図面に基づいて説明する。

第３図は本発明の詳細な説明するためのブロック図であ
シ、第４図はその検出ヘッドの結線図である。

鋳片（１）の近傍に検出ヘッド（２）が配置される。検
出ヘッド（２）は、Ｈ屋コアＱη、並びに該コアに巻回
された１次コイル翰及び２次コイル（２）から構成され
ている。２次コイル（ハ）は、鋳片（１）の近傍の計測
用コイル（２３ａ　）及び鋳片（１）とは遠い位置にあ
って磁路に鋳片（１）を含まない基準コイル（２３ｂ　
）から構成されている。そして、両コイル（２３ａ　）
　、　（２３ｂ　）は、第４図に示すように、誘起電圧
Ｅ　ａ　＋　Ｅ　ｂが逆方向となるように巻回又は結線
されている。

１次コイル（ロ）には、発振器（３）から所定周波数の
交流電圧が供給され、また、２次コイル（至）の出力は
信号増幅器（４）を介して検波器（５）に供給されてい
る。

従って、１次コイル（イ）に交流電圧が印加されると交
番磁界を発生し、この交番磁界は鋳片（１）と鎖交する
。２次コイル（２）は、計測用コイル（２３ａ）と基準
コイル（２３ｂ　）とが差分結線されているから、その
出力（Ｅｏ　＝Ｅａ　−Ｅｂ　）は鋳片（１）め凝固層
（１ａ）の厚さに対応した値となる。この出力Ｅｏは、
信号増幅器（４）で所定のレベルまで増幅され、そして
、検波器（５）で検波され、出力信号として取り出され
る。

第５図は、前記の測定結果を示す特性図であシ、凝固層
の厚さと出力電圧とが比例関係を示していることがわか
る。

第６図は、本発明の一実施例に係る方法を実施するため
の測定装置のブロック図である。この実施例において、
検出ヘッド（２）及び信号増幅器（４）−は第３図のそ
れと同様なものとする。

この実施例の特徴は、前記の原理との関係では、検出ヘ
ッドを複数個設置し、その出力信号を効率良く取扱うよ
うにしたことにある。

発振器（３）の出力信号は、電力増幅器（６）で電力増
幅された後裔検出ヘッド（２）　、　（２Ａ）、　（２
Ｂ）、・・・。

（２Ｎ）の１次コイルに供給される。２次コイルからは
、上記原理での場合と同様に差分出力（Ｅｏ＝Ｅａ−Ｅ
ｌ）　）が得られ、その出力はマルチプレクサ（７）に
より順次信号増幅器（４）に送られる。このときのタイ
ミングは、ゲート信号発生器（８）からのタイミングパ
ルスによって規制される。信号増幅器（４）の出力は、
検波器（５）で検波され、出力信号として取９出される
。そして、このときの出力信号は、経時的に検出ヘッド
（２）　、　（２Ａ）、（２Ｂ）、・・・・・・、　（
２Ｎ　）に対応した出力となる。

第７図は、本発明の他の実施例に係る方法を実施するた
めの測定装置のブロック図である。

この実施例の特徴は、上記実施例との関係では、１個の
１次コイルに同時に多周波（例えは、４００Ｈｚ、　８
００　Ｈｇ、　１６００＆　）の支流電圧を印加するよ
うにしたことにある。

６台の発振器（３）、　（３Ａ）、（３Ｂ）からそれぞ
れ周波数がｆ＝　、ｆ２．ｆｓの交流流電圧（ｖｆｉ　
、Ｖｆｔ　５Ｖｆ３）を加算器（９）に供給し、加算さ
れた電圧は電力増幅器（６）で電力増幅された後裔検出
ヘッド（２）。

（２Ａ）　、　（２Ｂ　）の１次コイルに供給される。

２次コイルからは、上述の実施例と同様に差分出力（Ｅ
Ｏ＝Ｅａ−Ｅｂ）が得られ、その出力は、マルチプレク
サ（７）によシ順次信号増幅器（４）に送られる。そし
て、信号増幅器（４）で所定のレベルまで増幅された後
、６台のバンドパスフィルタ・検波器（６）、　（１０
Ａ）。

（１０Ｂ）によシそれぞれ６周波ｆ、　、　ｆ２．　ｆ
、に分離され、検波されて直流電圧に変換される。この
出力は、それぞれマルチプレクサαｖ　、　（１１Ａ）
、（１１Ｂ）に送られる。このマルチプレクサ０１）　
、　（ＩＩＡ）、（１１Ｂ）は、ゲート信号発生器（８
）からのタイミングパルスによって作動し、前記マルチ
プレクサ（７）と同期している。従って、マルチプレク
サα旬の出力（１）には、経時的に周波数ｆ１に対応し
た検出ヘッド（２）。

（２Ａ）、（２Ｂ）、・・・・・・、　（２Ｎ）の出力
が現れる。また、マルチプレクサ（ＩＩＡ）の出力（２
）には周波数ｆ２に対応した出力、そして、マルチプレ
クサ（１１Ｂ）の出力（３）には周波数ｆ３に対応した
出力が同様に現われる。

ココテ、ｆｓ　＝４００　＆％　ｆ２　二８００　Ｈｚ
、ｆｓ＝１６０［１迅とすれば、ｆｓは渦電流の浸透深
さが小さいので、凝固層の厚みよシは鋳片（１〕の表面
型状や検出ヘッド（２）との相対距離に対応した出力電
圧（出力３）が得られる。そこで、リフトオフ補償器（
ロ）、（１２Ａ）にそれぞれ出力（１）、出力（３）及
び出力（２）、出力（３）を供給し、出力（３）を補償
信号として信号処理を行なうことにより出力（４）及び
出力（５）を得ることができ、凝固層の厚みを高精度に
測定することができる。なお、リフトオフ補償器（２）
、　（１２Ａ）は、例えば差動増幅器、掛算器等から構
成されるものである。

以上の説明から明らかなように、本発明に係る方法は、
電磁誘導作用を利用して凝固層、の厚さを測定するよう
にしたものであるから、次のような効果が得られている
。

（１）凝固層の厚さを非接触（リフトオフキ２０〜３０
■）で、片側から測定することができる。

（２）非接触で測定可能でおり、オンライン計測が可能
である。

（３）多周波渦流「用いて渦電流の浸透深さを利用する
ことにより、凝固層の厚さの測定スパンを鉱夫すること
ができる。

（４）高周波の電圧を用いると渦流の浸透深さが極端に
小さくなるので、鋳片の表面性状、及び検出ヘッドと鋳
片との相対距離を測定することができ、この測定信号を
補償信号として利用することができる。このため、凝固
層の厚さを高精度に測定することができる。

（５）検出ヘッドを複数個配置することによシ、例えば
高さ方向及び周方向にそれぞれ配置することによシ、凝
固層の厚さだけでなく形状も把握できる。

（６）　マルチプレクサによシ出力信号を処理している
ので、測定装置の構造が簡単なものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ溶鋼の温度と抵抗率との関
係を示す特性図、第６図は本発明の詳細な説明するため
の測定装置のブロック図、第４図は第３図の検出ヘッド
の結線図、第５図は第６図の装置の測定装置の測定結果
を示す特性図、第６図及び第７図はそれぞれ本発明の一
実施例に係る方法を実施するための測定装置のブロック
図である。（１）・・・鋳片、（２）・・・検出ヘッド、（３）・
・・発振器、（４）・・・信号増幅器、（５）・・・検
波器、（６）・・・電力増幅器、（７）　。 αや・・・マルチプレクサ、（８）・・・ゲート信号発
生器、（９）・・・加算器、（１（１・・・バンドパス
フィルタ・検波器、（２）・・・リフトオフ補償器。代理人　弁理士　木　村　三　朗第１図シ；羨（１Ｃ）第２図傷］い°Ｃ）第３図第４図３ｂシェル耳村　（ｍｍ）手続補正書（方式）昭和５８年１１］月７日特許庁長官殿１　事件の表示特願昭５８−１１８１８４号２　発明の名称凝固層厚さの測定方法３　補正をする者事件との関係　特許出願人名称　（４１２１日本鋼管株式会社４代理人５　補正命令の日付　昭和５８年１０月１日（発送日　
昭和５８年１０月２５日）６、補正の対象明細書の「発明の名称」の欄７　補正の内容

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　ｌ　１　次ニア　（＃　ト２次コイルとを備え
た検出ヘッドを鋳片に近接させて複数個配置し、１次コ
イルに交流電圧を印加し、２次コイルに誘起する電圧を
マルチプレクサにより順次重シ出し、該電圧に基づいて
鋳片の各所の凝固層の厚みを演１１定することを特徴と
する−１凝固層厚さの測定法。
（２）１次コイル及び２次コイルは、それぞれＨ型コア
に巻回され、２次コイルの一方のコイルを計測用コイル
とし、他方のコイルを基準コイルとし、そして、両コイ
ルを差動接続した特許請求の範囲第１項に記載の凝固層
厚さの測定法。
（３）１次コイルと２次コイルとを備えた検出ヘッドを
鋳片に近接させて配置し、各１次コイルに周波数の異な
った複数の交流電圧を同時に印加し、各２次コイルに誘
起した電圧をマルチプレクサにニジ順次取り出し、そし
て該電圧から前記周波数に対応した複数の２次電圧を取
シ出し、さらにその２次電圧から前記検出ヘッドに対応
した２次電圧を取シ出し、この検出電圧に基づ―て鋳片
の表面性状及びり７トオフ変動による測定誤差を補償し
て鋳片の各所の凝固層の厚さを測定することを特徴とす
る凝固層厚さの測定法。