JPS60221160A - スラグ流出検知方法 - Google Patents

スラグ流出検知方法

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Publication number
JPS60221160A
JPS60221160A JP7811884A JP7811884A JPS60221160A JP S60221160 A JPS60221160 A JP S60221160A JP 7811884 A JP7811884 A JP 7811884A JP 7811884 A JP7811884 A JP 7811884A JP S60221160 A JPS60221160 A JP S60221160A
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JP
Japan
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slag
molten steel
stream
tundish
diameter
Prior art date
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Pending
Application number
JP7811884A
Other languages
English (en)
Inventor
Masatoshi Tokuda
徳田 将敏
Yoichi Tamura
洋一 田村
Toshiyuki Sugimura
杉村 利之
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
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP7811884A priority Critical patent/JPS60221160A/ja
Publication of JPS60221160A publication Critical patent/JPS60221160A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • B22D11/181Controlling or regulating processes or operations for pouring responsive to molten metal level or slag level
    • B22D11/185Controlling or regulating processes or operations for pouring responsive to molten metal level or slag level by using optical means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D2/00Arrangement of indicating or measuring devices, e.g. for temperature or viscosity of the fused mass
    • B22D2/001Arrangement of indicating or measuring devices, e.g. for temperature or viscosity of the fused mass for the slag appearance in a molten metal stream

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (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】 [発明の技術分野] 本発明は、たとえば連続鋳造設備のレードルからタンテ
ィシュへ溶鋼を注湯する場合などにおいて、レードルか
ら流出するストリームが溶鋼からスラグへ変った状態を
検知するためのスラグ流出検知方法に関する。
[発明の技術的背景とその問題点] 連続鋳造の操業に当って、スラグの混入を避けることは
、鋳片の品質保証上重要なことである。
レードル内の溶鋼の湯面上には、溶鋼の保温や空気酸化
防止のためにスラグ(滓)が浮上しているが、レードル
からタンディシュへの注湯の末期において、溶鋼の流出
に続いてスラグが流下する。このスラグがタンディシュ
内に注入されると、非金属介在物として鋳片品質を低下
させるばかりでなく、タンディシュの内張耐火物の損傷
の原因ともなる。
そこで、従来から、溶融スラグのタンディシュ内への混
入を防止するためにスラグ流出を検知する試みが種々な
されている。その1は、目視方式によるもので、タンデ
ィシュへの注湯末期時にし一ドルを上昇させ、レードル
とタンディシュとの間に溶鋼流を目視できるスペースを
つくり、スラグ流出を目視監視するものである。しかる
に、近年は溶鋼の酸化防止のために、無酸化注入法が主
流となりつつあるにもかかわらず、レードルを」二昇さ
せシール材と縁切りを行うことは、溶鋼の酸化を招き、
鋳片の品質低下につながる。また、目視観察なので、判
定者による個人差があり、たとえ経験を積んだとしても
、信頼性の点で難がある。
その2は、特開昭55−97847号公報等に示された
インピーダンス変化による測定方式で、ノズルに検出コ
イルを設け、溶鋼とスラグの電気伝導度の差をインピー
ダンス変化として捉え、スラグ流出を検知するものであ
るが、ノズル内面への地金、アルミナ等の付着に伴って
検出感度が低下する問題がある。
第3に、特開昭57−112964号等に示された振動
測定方式がある。この方法は、ノズルやタンディシュに
振動検出器を取付け、溶鋼とスラグとで比重や粘度が相
異することに基因する振動状態の変動を検出し、スラグ
流出を検知するものであるが、工場建屋の振動やクレー
ンの移動等の外的振動をノイズとして拾ってしまい、対
象とする振動のみをピックアップすることが困難となり
、検知精度が低い。
さらに、第4の方法として、タンディシュ内の溶鋼表面
をテレビカメラを用いて監視するものがあるが、鋳込末
期時にはタンディシュ内に前チャージのスラグが浮上し
ており、この残留スラグといま流出したスラグとの弁別
が困難であり、またタンディシュでのスラグ浮上を検出
要素とするため、検出の時間遅れが大きく迅速にスライ
ディングノズルの開度調整へフィードバックすることが
難しく、しかも自動判定が困難である等の難点もある。
その他、特開昭56−105854、同55−1591
45、同57−121864号公報等に教示されたもの
があるが、検出精度等の点で問題が残されている。
[発明の目的] 本発明は、前記従来の問題点を一挙に解決したもので、
その目的は、操業条件に左右されず、迅速に、しかも高
精度でスラグ流出を検知できるスラグ検知方法を提供す
ることにある。
〔発明の概要1 この目的を達成するための本発明法は、溶融金属容器か
ら流出するスラグを検知するに際して、前記容器から流
出するストリームを直接的に光学的手段によって監視し
、溶融金属とスラグとでストリーム径の変動に基く要素
の変動によって、スラグの流出を検知することを特徴と
するものである。
本発明者は、溶鋼とスラグとで、粘性、表面張力または
スライディングノズルからの流出速度等の相異によって
、ストリーム径が異なることに着目した。すなわち、レ
ードルからタンディシュへの注入流に対してその径をテ
レビカメラ等により監視し、径の時間的変化に注目する
と、たとえば第2図のように、溶鋼の流出時には約75
11ffiであったものか、スラグ流出時には約115
mmと径変動を生しる。そして、径の変動は、後者が前
者に対して、約1.53倍とかなり大きく、しかも急な
径の変化を生じる。このことは、径の変動を明確に検知
するために、きわめて有効である。かかる事実に基いて
、本発明は、ストリーム径の変動をスラグ流出判断の材
料とするものである。
また、溶鋼流からスラグ流の変化に伴って、ストリーム
の拡がり、あるいは放射率上昇によって、受光エネルギ
ーも、第6図のように変化するので、径の変動を受光エ
ネルギーの変化として捉えながら、スラグ流出も検知で
きる。
このような本発明によるストリーム径の変動に)^く要
素の変動を検出する方法によれば、無酸化注入のための
シールを破ることなく検出でき、検知のシステムを自動
化できる。しかも、ストリームに対して直接的に光学的
手段によって監視するものであるから、ノズルへの地金
の付着に伴う検出感度低下の恐れを考慮することがなく
なり、外的振動にも左右されない。しかも流出ストリー
ムを監視するので、迅速なスラグ検知が可能となる。
[発明の具体例] 以下本発明を連続鋳造設備におけるレードルからタンデ
ィシュへの注入時のスラグ流出検知を例とした具体例に
よってさらに詳説する。
く第1具体例〉 第1図はストリーム径G、変動を直接的に監視するもの
である。
lはし一ドルで、溶鋼2がスライディングノズル3を介
してタンディシュ4内に注入されるようになっている。
スライディングノズル3と注入管5との間には、無酸化
注入のためのシール材6が設けられている。スライディ
ングノズル3は、固定上プレートに対して下プレートを
油圧シリンダ等のスライディング開閉装置7によって摺
動させ、それらの透孔をずらすことによって開口面積を
可変とするものである。
一方、シール材6の壁を貫通してパージ管8が設けられ
、その先端がストリーム、図示の例では溶鋼流MFを睨
んでシール材6内に臨んでいる。
パージ管8内には、ArやN2等の不活性シールガス9
が供給され、これをシール材6内ヘパージし、溶鋼の酸
化を防止するよう構成されている。
さらにパージ管8の後方には、ITVカメラやCCDカ
メラ等のカメラlOが溶鋼流MFに向けて設置されてい
る。11はタンディシュ内溶鋼重量検出器、12は信号
処理装置、13は警報装置、14はスラグである。
このような装置を用いて、カメラlOに入射されるスト
リームの画像信号を信号処理装置12に取込み、ストリ
ーム径を監視する。信号処理装置12に人力されるスト
リーム径信号は、たとえば第2図に示すような経時変化
を示す、そこで、信号処理装置12によって、ストリー
ム径が急に大きくなった時点をスラグ流出時として捉え
、スライディングノズル開閉装置7からの現開度信号を
受けてそれに閉路側への指令を与え、タンディシュ4内
へのスラグ混入を防止するとともに、警報装置13を介
して警報を出力し、オペレータへし一ドルl内の溶鋼全
量流出として報知する。
ところで、本発明法を採用する場合、スライディングノ
ズルの開閉に伴ってストリーム径が変動する。したがっ
て、スライディングノズル3の現開度信号を信号処理装
置12に入力し、スライディングノズル位置によるスト
リーム径補正を加えるのが好ましい、この場合、径測定
位置でのストリーム半径rは、第3図のように、一方の
プレートが全閉位置からXだけ移動したとすれば、次記
(1)式で与えられる。
・・・(1) ここで、aはスライディングノズルプレート透孔の半径
である。なお、図示のハツチング部が開口となるけれど
も、測定位置では表面張力により、ストリーム断面はほ
ぼ円とみなし得るものである。
このようにして、スライディングノズル開閉によってス
トリーム径の変動による影響は除去できるが、タンディ
シュ内溶鋼重量検出器11を用いることにより、スライ
ディングノズル開度によるストリーム径補正を行うこと
なしに、次のようにしてスラグ流出判定を行うこともで
きる。
すなわち、レードル内の溶鋼残量が少くなった時点で、
スライディングノズルの開度な小とし、レードルからタ
ンディシュへの溶鋼注入量を減少させてタンディシュ内
溶鋼重量を減らしくたとえば25Ton程度のタンディ
シュ内溶鋼重量の場合、10Ton以下まで落とす)、
その後スライディングノズルを全開もしくは所定位置で
固定とし、一定ストリーム径でのスラグ流出判定を行う
。このとき、予定より、レードル内の溶鋼重量が多く、
タンディシュ内溶鋼重量が通常制御レベルに達してもな
お、スラグ流出が無ければ、両度し一ドルのスライディ
ングノズルの開度を小とし、タンディシュ内溶鋼重量を
減少させ、前述の操作を繰返す。
く第2具体例〉 第5図に示された第2具体例は、パージ管8内にオプテ
ィカルロッド15が溶鋼流MFに向けて設けられ、受光
信号を光ファイバー16により光パワーメータ17に伝
送し、受光エネルギー信号を信号処理装M12に取込む
ものである。
信号処理装置112では、ストリームの拡がりおよび放
射率上昇に伴う第6図のような受光エネルギーの溶鋼流
からスラグ流への変化をスラグ流出と判断し、スライデ
ィングノズル3の開閉操作指令および警報を発する。
この方法は、ストリーム拡がりによる受光エネルギーの
増加に加えて、放射率変化(溶鋼二0.3〜0.4、ス
ラグ:0.5〜0.9)による受光エネルギー増加の影
響を受けるため、スラグ流出を感度良く検出できる。第
6図によれば。
溶鋼時の受光エネルギーが0.023mVであったのに
対して、スラグ流出時には0.038mVと約1.65
倍となり、第1具体例で直接ストリーム径を監視した場
合の増加比が1.53倍であったことを考えると、第2
具体例の方が検出感度が高いことが判る。
τ方、本例の変形として、光パワーメータに代えて、放
射温度計等を用いてストリームからの放射エネルギーを
測定してもよい。
なお、上記各個共にいえることであるが、パージ管8お
よび光学的手段(カメラlOまたはオプティカルロッド
15)の取付方向は、第4図に示すように、スライディ
ングノズルの開閉方向に沿わせるのが、開閉によるスト
リーム径の変動を極力少なくできる点で好ましく、また
測定視野範囲は最大ストリーム径以上であることが望ま
しい。
また、本発明は、レードルからタンディシュへの場合に
限定されることなく、容器から流出するストリームが溶
融金属からスラグに変わる全ての例に適用される。
[発明の効果] 以上の通り、本発明によれば、次のような効果が奏せら
れる。
(1)ストリーム径の変動に基くものであり、かつその
変゛動が溶融金属とスラグとで上記例のように明確にあ
られれるものであるため、検出感度が高い。
(2)また、振動等の外的影響がないし、しかもストリ
ームを直接監視するものであるから、従来のインピーダ
ンス方式等におけるノズル内面への地金等の゛付着の問
題もなく、この面でも検出感度が高いものとなる。なお
、特開昭57−121864号発明は、上記第2具体例
と一部共通する部分があるようにみえるが、それがノズ
ルを介しての放射エネルギーを捉えるものであるのに対
して、本発明はストリーム径の変動を捉えることを基本
とし、しかも直接ストリームを光学的手段によって検出
する点において明らかに異なる。
(3)タンディシュ内溶鋼のテレビカメラ監視方式のよ
うに、注入後のタンディシュ内の状態を監視するもので
はなく、今流出しつつあるストリームを監視するもので
あるから、スライディングノズルの開閉操作に対して迅
速なアクションを採ることができる。
(4)さらに目視方式のようにシールを破ることなくス
ラグ流出を検知でき溶鋼の酸化を防止できるとともに、
ストリーム径の変動は簡単な信号処理系によって把握で
きるから、自動化も容易で、判定も画−v5に行うこと
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1具体例の実施態様の概要図、第2
図はその場合におけるストリーム径の変動状況を示す相
関図、第3図はスライディングノズルの開度によるスト
リーム径補正法の説明図。 第4図はスライディングノズルと光学的手段との配置関
係を示す説明図、第5図は第2具体例の概要図、第6図
はその場合における受光エネルギー変化状況を示す相関
図である。 l・・レードル 2φ・溶鋼 3・・スライディングノズル 4・・タンディシュ 6@曝シール材 7・・開閉装置 8φ・パージ管 lO・・カメラ 11−・タンディシュ内溶鋼重量検出器12Φ・信号処
理装置 14−・スラグ15・・オプティカルロッド 16−・光ファイバー 17・・光パワーメータ 特許出願人 住友金属工業株式会社 代理人弁理士 永 井 義 久 第5図 第3図 第4図 wI昭匁句 第6図 (…M 昭 間

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)溶融金属容器から流出するスラグを検知するに際
    して、前記容器から流出するストリームを直接的に光学
    的手段によって監視し、溶融金属とスラグとでストリー
    ム径の変動に基く要素の変動によって、スラグの流出を
    検知することを特徴とするスラグ流出検知方法。
JP7811884A 1984-04-18 1984-04-18 スラグ流出検知方法 Pending JPS60221160A (ja)

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