JPS60178318A - 連続鋳造設備における鋳型内湯面位置検出装置 - Google Patents

連続鋳造設備における鋳型内湯面位置検出装置

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JPS60178318A
JPS60178318A JP3359984A JP3359984A JPS60178318A JP S60178318 A JPS60178318 A JP S60178318A JP 3359984 A JP3359984 A JP 3359984A JP 3359984 A JP3359984 A JP 3359984A JP S60178318 A JPS60178318 A JP S60178318A
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JP
Japan
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mold
coil
level
detecting
molten steel
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JP3359984A
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English (en)
Inventor
Kazuo Ideue
井出上 和夫
Noriyuki Kawada
則幸 川田
Yasuaki Sekiguchi
関口 保明
Shiro Suzuki
史郎 鈴木
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/26Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields

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  • Thermal Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Control Of Non-Electrical Variables (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】 本発明は連続鋳造設備における鋳型内の湯面位置検出装
置に係るもので、鋳型内に貯留された溶鋼の湯面レベル
を応答性よく、かつ容易に検出できる装置を安価に提供
しようとするものである。
連続鋳造において鋳型内の湯面位置をあるレベルで一定
に保つことは鋳片品質の向上、ブレークアウトの防止等
において重要な事項である。
そのためこの作業を自動化するだめの湯面位置検出装置
が従来より種々提案されている。大別すると、熱電対方
式、光学方式、電磁方式等がある。このうち、熱電対方
式は、最も広く普及した方法であるが、メンテナンスや
パウダを使用した鋳込等に問題がある。又、光学式は、
カメラ等を鋳型上方に配置し、湯面パウダ上に投影した
光源の投光像の位置変化やパウダ鋳込ではないときは、
直接溶鋼表面の境界線を捕える方法によシ実現されてい
る。しかし、装置上のカメラ設置の問題や炎の影響など
必らずしも満足したレベル計とはなっていない。又、電
磁式についても、うず電流式のものをモールド上方から
配置して測定する方式や感温磁性素子を利用した方式等
が提案されているが、何れも状況は似かよったものであ
る。以上のような理由から連鋳における湯面レベル計に
おいては万能なものはなく、対象機種に応じてそれぞれ
最適な検出手段を選ぶ必要があると言える。
本発明は上記実情に鑑みなされたもので、パウダ鋳込を
行なう連鋳機を主な対象として、熱変化を利用した熱電
対方式や感温磁性素子方式で問題となる/Jウダの巻き
込みによる検出精度及び応答性の低下を改善した湯面位
置検出装置を提供することを目的としてなされたもので
ある。
本発明は安価、かつコンパクトでメンテナンスの比較的
容易な電磁方式を応用しつつ、従来問題であったモール
ドによる電磁遮蔽効果の低減化を実現し、溶鋼の湯面レ
ベルを高い応答性をもって検出できるようにしたことを
特徴としている。
以下、図面を参照しながら実施例の構成及び作用を説明
する。
第1図に、電磁方式の基本原理を示す。図中、1は電磁
場を溶鋼に作用させるだめのコイル、4はこのコイル1
に高周波電流を通電させるための発振器、5はコイル1
に流れる電流を検出するだめのブリッジ回路(以下単に
ブリッジと称す)である。また2は測定対象である連鋳
機のモールドの一部、3は溶鋼を示す。
今、発振器4より高周波電流をブリッジ5に加えると、
コイル1の周囲には交番磁場が発生する。溶鋼3が、コ
イル位置より十分下った状態で、ブリッジ5の可変抵抗
等によシ出力が零となるようバランスをとっておくと、
溶鋼3のレベルが上昇し、コイル1に近づいた場合には
、コイル1のインダクタンスが変化し、コイル1の見か
けのインピーダンスが変わる。そのためコイル1に流れ
る電流が変化する。この変化はブリッジ5の出力端より
、アンバランス電圧として簡単に検出することができる
。この際の検出される信号の一例を第2図に示す。検出
コイルを縦長にすることによシ比較的広いスパンでのレ
ベル検出が可能となる。
以上の原理は既に知られた原理であるが、この方法が非
常にメリットが大きいにも拘らず実用化されなかった主
な原因は、コイルと溶鋼との間に介在するモールドが検
出感度を大きく低下させていたためであり、この対策に
有効な手段が見当らなかったことによる。
モールドは、通常、熱伝導をよくするため、銅で製作さ
れるが、その場合、銅の電気伝導度は、溶鋼のそれに比
べ約70倍程度高く、これが感度を下げる原因となる。
すなわち、コイルによって発生した交番磁場は、モール
ドを通過して溶鋼に達する間に、モールド内にうず電流
を多大に誘起させ、それがつくる逆磁場のため減衰し、
十分な磁場が溶鋼に作用しなくなることによる。通常、
この磁気遮蔽効果の程度は次式で示す浸透深さδと呼ば
わる量で評価される。
(但し、fは交番磁場の周波数、μは透磁率、σは電気
伝導度、δは浸透深さく磁界強度が1 / eになる深
さ)である) この(1)式から磁気遮蔽量を軽減するには、σ。
fを小さくする必要があることがわかる。
電気伝導度σを小さくするには例えばステンレス等の材
料でモールドを製作すれば実現可能であるが、同時に熱
伝導率も低下し、操業上大きな問題となる。また、交番
磁界の周波数fについても、あまり低くすると溶鋼レベ
ルによるインダクタンス変化の検出感度が低下し逆効果
となるため、数kHz以上は必要とされている。
以上のような状況では、溶鋼レベルによる変化が少なく
、十分な検出感度が得られず、実用化を妨げていた。
本発明は以下に示すように、特に低電気伝導度の材料を
用いることなく見かけ上電気伝導度を下げ、うず電流の
発生を押えることにより、磁気遮蔽を軽減したものであ
る。
通常、うず電流は、その名が示すように渦状に発生する
ものであるが、それらが寄シ集まると、一つのループを
形成し流れる。第3図に、モールドに流れるうず電流(
ec)の様子を示す。
この第3図において、うず電流(eC)の流れをどこか
で断ち切れば、見かけ上、電気抵抗が増加しブこと同じ
効果が得られることがわかる。
この効果を調べた実験結果を第4図囚及び(B)に示す
。ここでは溶鋼として、電気伝導度の似かよったカーボ
ンを使用している。図中、11はコイル、12はモール
ド、13はカーボン、14はモールド分割線である。
第4図において、出力電圧とは、前述したようにカーボ
ン13が無い状態で零バランスさせておき、カーフI?
ン13をモールド12内に挿入したときのアンバランス
電圧量(レベル桧出量)な示している。図に:1・・い
て、(1)−1)は、従来の電磁方式による検出状態を
示し、(b−2)〜(b−4)はそれぞれ本発明に係わ
る検出状態を示している。j−なわち(b−’2)〜(
b−4)においては、従来のモールドを長手方向に分割
し、モールド分割線14を設けた場合を示しておυ、(
b−4)ではその分割数が「2」、(b−2)及び(b
−3)では「4」の場合をそれぞれ示す。分割面は通常
、単に合わせるだけでも接触抵抗によりかなりの高抵抗
となるが、場合によっては不良4体の薄い膜等を挾んで
構成できれば更に効果は犬となる。
第4図(4)から、分割型モールドを用いた検出では、
分割型モールドを用いない場合に比べてかなシ検出感度
の向上が計れることがわかる。
分割数も、多くとも「4」以下で十分な効果が期待でき
、この構造の有効性かわかる。
又、コイル配置の位置としては、(b−2)。
(b−4)で示すように、分割線上に置くことが、よシ
感度を上げる上で有効といえるが、(b−a)に示すよ
うに、装置の取り合い上、多少分割線からはずれても、
ある程度の効果があることがわかる。
なお、分割線の方向は、第4図(13)では長手方向に
分割した場合を示したが、第5図に示すように横方向に
分割しても十分な効果が期待できる。
ただし、モールドの熱伝達を考えた場合、上記第4図に
示す構造の方が、より好ましいといえる。
以上のように、モールドを分割し、その分割線近傍の外
側に、電磁コイルを配置することによシ、従来、同一の
原理で問題となった、モールドによる磁気遮蔽効果が軽
減され、高感度に溶鋼のレベル変動が検出可能となる。
ただし、本発明のモールド構造においては次のことを考
慮する必要がある。すなわち、モールドの抵抗は温度に
よっても変化する。この変化11はレベル震動成分に比
べ無視できない量であり、何らかの方法でこれをキャン
セルしておく必要がある。この方法を第6図に示す。こ
れは前述した第4図において、コイルの配置位置を分割
線14からずれるに従って、検出電圧が低下してゆくこ
とケ利用したものでめる。すなわぢ、2イ固のコイルI
IA及びIIBを使用し、コイル11人を検出用として
、分割線近傍に配置する。また、コイルJIBを分割線
14上から十分能して配置する。すると分割線14近傍
に配置したコイル11kには、前述したように溶鋼のレ
ベルに比例した出力電圧とモールド12の温度変化によ
る出力電圧の和が得られ、一方、ダミーとなるコイルJ
IBには、モールド12の温度変化による出力電圧のみ
が(4)られる。よって第7図に示すように、両コイル
11に、IIBをブリツノ回路に組んでおけば温度によ
る変化は、両コイル11 ’A 、 11 Bとも同レ
ベルで得られるため、温度変化による成分を打ち消すこ
とができる。
なお、上記理由は逆に温度変化成分を検出しても溶鋼レ
ベルが検出可能となることを示しており、特にモールド
を分割したり、ダミーコイルを配置したシする工夫が無
益なように考えられる。しかし、始めに説明したように
、温度変化成分だけからレベルを検出する方法には、・
そラダ鋳込を行なう場合、大きな欠点を有している。す
なわち、溶鋼レベル変動に伴いモールド壁と溶鋼の間に
パウダが巻き込まれ、これが−種の断熱的な作用を及は
して、真のレベル測定を妨害し、検出感度、応答を低下
させることになる。本発明の主旨がこの問題の解決よシ
出発している関係で、上述したような温度変化に対する
ギャンセルが不可欠といえる。
以上のように電磁方式というコンi+クトで安価な優れ
た方法に、本発明による改良を加える、すなわち、第4
図および第5図に示すように分割型モールドを使用し、
かつ第6図に示すようにレベル検出用コイルを分割線近
傍に配置し、温度補償用コイルを分割線上から予分離し
て配置することで、特に従来熱型検出手段を用いた場合
に問題となった検出精度、応答遅れ等の問題点を解決し
たレベル検出手段が提供できる。
以上詳記したように本発明の連続鋳造設備における鋳型
内湯面位1謹検出装置によれば、鋳型の一箇所又は複数
箇所を電気的に不良導な羽村で絶縁するか又は電気的に
不良導になる程度に空隙をもたせて該鋳型を保持し、そ
の外周の空隙線の近傍に一′iR1,’it 慎を発生
させる第1の励磁コイルを配し、上記空隙線から電磁気
的に影響が少ない程度に予分離れた位置に、上記第1の
励磁コイルと同様の第2の励磁コイルを配し、上記第1
.第2の励磁コイルの見かけのインピーダンスの差から
溶鋼のレベル信号を検出する構成としたことによシ、安
価かつ比較的容易な構成にて、溶鋼の湯面レベルを高い
応答性をもって検出できる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は、それぞれ本発明に係わる電磁方式
によるレベル検出の原理を説明するだめの図であり、第
3図乃至第7図は、それぞれ本発明の詳細な説明するだ
めの図である。 11 、IIA、IIB・・・コイル、12・・・モー
ルド、13・・・モールド、14・・・モールド分割線
。 出願人復代理人 弁理士 鈴 江 武 彦←…や争県 第5図 第6図 第7図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 連続鋳造設備における鋳型内の溶鋼湯面位置を検出する
    装置において、鋳型の一箇所又は複数箇所を電気的に不
    良導な材料で絶縁するか又は、電気的に不良導になる程
    度に空隙を持たせて該鋳型を保持し、その外周の空隙線
    の近傍に、電磁場を発生させる第1の励磁コイルを配し
    、上記空隙線から電磁的に影響が少ない程度に十分能れ
    た位置に、上記第1の励磁コイルと同様の第2の励磁コ
    イルを配゛シ、上記第1.第2の励磁コイルの見かけの
    インピーダンスの差から溶鋼のレペルイ画号を検出する
    ことを特徴とする連続鋳造設備における鋳型内湯面位置
    検出装置。
JP3359984A 1984-02-24 1984-02-24 連続鋳造設備における鋳型内湯面位置検出装置 Pending JPS60178318A (ja)

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JP (1) JPS60178318A (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62218818A (ja) * 1986-03-20 1987-09-26 Toshiba Corp 自動化学分析装置
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US8278918B2 (en) 2010-10-07 2012-10-02 Mettler-Toledo Safeline Limited Method for operating of a metal detection system and metal detection system
US8314713B2 (en) 2010-10-07 2012-11-20 Mettler-Toledo Safeline Limited Method for monitoring the operation of a metal detection system and metal detection system
US8587301B2 (en) 2010-10-07 2013-11-19 Mettler-Toledo Safeline Limited Method for operating a metal detection system and metal detection system
US9018935B2 (en) 2011-09-19 2015-04-28 Mettler-Toledo Safeline Limited Method for operating a metal detection apparatus and apparatus

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