JPS60224032A - スラグ流出検出方法 - Google Patents

スラグ流出検出方法

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JPS60224032A
JPS60224032A JP8069284A JP8069284A JPS60224032A JP S60224032 A JPS60224032 A JP S60224032A JP 8069284 A JP8069284 A JP 8069284A JP 8069284 A JP8069284 A JP 8069284A JP S60224032 A JPS60224032 A JP S60224032A
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JP
Japan
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slag
flowing out
energy
outflow
detecting
Prior art date
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Pending
Application number
JP8069284A
Other languages
English (en)
Inventor
Masatoshi Tokuda
徳田 将敏
Susumu Tsujita
辻田 進
Masami Nakamura
雅巳 中村
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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.)
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Publication date
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Publication of JPS60224032A publication Critical patent/JPS60224032A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/60Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using determination of colour temperature

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Radiation Pyrometers (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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えばし−ドルからタンディンシュ内に注入
される溶鋼の注入末期に流出するスラグを検出する方法
に関し、特に該スラグの流出を迅速かつ正確に検出し得
るスラグ流出検出方法を提案するものである。
〔従来技術〕
連続鋳造操業にあっては、レードル内の溶鋼をクンディ
ソンゴーを介して鋳型内に注入する場合に、該し一ドル
内の溶鋼の上層に浮上するスラグの鋳型内への注入を防
止することは連続鋳造鋳片の品質上或いは安定操業を行
なう上で重要である。
而して、スラグの鋳型内への注入を防止するには、タン
ディツシュから鋳型への注入に先立つ、レードルからク
ンディツシュへの注入の際にし一ドルから流出するスラ
グを検出して、検出後速やかにスラグの流出を停止せし
め、タンディツシュ内にスラグが浮上するのを抑制する
方法が取られる。
即ち、第1図に示ず様にレードル1からスライディング
ノズル3を介して、また、シール部材5により外気から
遮蔽されて、タンディツシュ4内に注入される溶鋼2の
注入末期に流出するスラグ6をし一ドル1〜タンディツ
シュ4間の注入過程において検出し、検出後速やかにス
ライディングノズル3を閉塞せしめてスラグ6のタンデ
ィツシュ4内への注入を防止するのである。
そして、この種のスラグ流出を検出する方法としては、
溶鋼2の注入末期にし一ドル1を上昇せしめ、検査員が
/8鋼2又はスラグ6の流出を目視観察することにより
スラグ6の流出を検出する方法が従来より行われている
。しかしながら、この方法は溶鋼2が外気により酸化さ
れ、その品質が劣化するという難点があり、また、レー
ドル1を上昇せしめる時期を判断することが難しいとい
う難点もあった。
そこで、近年この種の難点を解消する自動スラグ流出検
出方法が種々提案されてきている。1つはインピーダン
ス測定方式であって、スライプイングツスル3に検出コ
イルを取付け、溶鋼2通流時とスラグ6通流時とのイン
ピーダンスの相違を利用してスラグ6の流出を検出する
方法であり、今1つは振動測定方式であって、スライデ
ィングノズル3又はタンディツシュ4に振動検知器を取
付け、溶鋼2とスラグ6との粘度、密度の相違による振
動の相違を利用してスラグ6の流出を検出する方法であ
る。
しかしながら、レードル1からタンディツシュ4への注
入過程にあっては、注入中温鋼2の流量IiJ!iI′
Wiのためスライディングノズル3の開度を変更する必
要があり、この結果流出物の流径が変化し、これにより
インピーダンス、振動が変化するので、上述の方法では
スラグ6の流出による変化との弁別が行ない難いという
難点があった。また、前者による場合はスライディング
ノズル3内面への地金、アルミナ等の付着により誤検出
を生じ、後者による場合は建屋等の振動により誤検出を
生じるという欠点もあった。
この様な現状により、最近ではスラグの流出を光学的に
検出する方法が案出されてきている。例えば、日本鉄鋼
協会発行[鉄と鋼J 1979−3202(174)r
放射温度計による転炉出鋼時のスラグ判定」に記載の方
法がある。これは直接には転炉からレードルへの注入過
程におけるスラグの流出を検出することに言及している
が、上述の如くし一ドルからクンディツシュへの注入過
程においても同様に適用できるので、以下し一ドルから
クンディツシュへの注入過程に適用した場合について説
明する。
即ち、第1図で示したシール部材5に窓を設けて、放射
温度計にて流出物の放射エネルギを捉える。そして、ス
ラグ6と溶鋼2とで捕捉エネルギに差があることを利用
し、捕捉エネルギと所定基準値とを比較することにより
スラグ6の流出を検出するものである。
しかしながら、この方法による場合も既述した如きスラ
イディングノズル3の開度変更に伴う流出物の流径の変
化によりスラグ6の流出を正確に検出することができな
かった。即ち、第2図に示す様に第■領域に比してスラ
イディングノズル3の開度が小さくなり、流径が縮径し
た第■領域では捕捉エネルギば縮径前の第1領域よりも
減少し、また、スラグ6の流出が開始される第■領域で
は増大する。而して、スライディングノズル3の開度が
小さくなる第1領域から第■領域に遷移する間にスラグ
6の流出が開始されると、第2図に破線で示す様に捕捉
エネルギが増大し、第■領域における値と近似する。こ
の槌な場合にスラグ6の流出を正確に検出するためには
、スライディングノズル3の開度、換言すれば流出物の
流径を測定して、該流径に対応付けた捕捉エネルギをめ
る必要がある。しかしながら、スライディングノズル3
内面には注入中地金、アルミナ等が付着するためその開
度と流径は経時変化し、また、流径を測定することは困
難である。従って、この方法によってもスラグ6の流出
を正確に検出することができなかった。
〔目的〕
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、容器
内から流出する溶融金属又はスラグの放射エネルギを2
つの波長帯域について検出し、これらの検出エネルギの
比をめることとして、スラグの流出を迅速且つ正確に行
ない得て製品の品質向上が図れるスラグ流出検出方法を
提供することを目的とする。
〔発明の構成〕
本発明に係るスラグ流出検出方法は、容器内から流出す
る溶融金属の流出末期に流出するスラグを検出する方法
において、前記容器内からの流出物の放射エネルギを2
つの波長帯域について検出し、両波長帯域での検出エネ
ルギの比をめ、該比によりスラグの流出を検出すること
を特徴とする。
〔実施例〕
以下本発明をし一ドルからタンディツシュへの注入過程
に適用した実施例に基づき詳述する。第3図は本発明に
係るスラグ流出検出方法の実施状態をその信号処理系と
共に示す模式図である。
シードル11内には溶鋼12が貯留されており、その上
層部にはスラグ16が浮上している。溶鋼12はし一ド
ル11の底面に取付けたスライディングノズル13を介
して、該レードル1】の下方に位置するタンディツシュ
14内に注入される。スライディングノズル13はン容
鋼12の流量を調節するためのものであり、その開度調
節用のスライド部13aのスライディングノズル13に
対するスライド位置の変化によりその開度を調節し、溶
鋼12の流量を調節する。
このスライド部13aの位置変化は油圧制御回路1Bか
ら該スライド部13aの一例に連結しである複動型の油
圧シリンダ17の各油室に供給される圧油によりロッド
17aを進出(閉方向)、退入(開方向)せしめること
により行われる。油圧制御回路18は後述する信号処理
装置30から与えられる動作指令信号に基づきロッド1
7aを進退せしめる。
スライディングノズル13の下部には上端が閉塞された
円筒状のシール部材15の上端面を同心的に外嵌しであ
る。シール部材15は/8鋼12の酸化を防止すべくこ
れを外気から遮蔽するものであり、その下端は該シール
部材15の内径と略等しい内径を有するタンディツシュ
14の口金14aに取付けである。シール部材15の側
壁の高さ方向の略中夫には適径の窓孔15aが穿設され
ており、該窓孔15aにはオプティカルロッド収納管1
9の先端部を嵌入しである。収納管19の先端部から基
端側に少し離隔した位置には2本のオプティカルロット
20a、 20bを配設してあり、オプティカルロッド
20a 、 20bはシール部材15内の流出物(溶鋼
12及びこれに後続するスラグ16)の放射エネルギを
捉え、これを基端部に接続しである光フアイバケーブル
21a、21bにて収納管19外の光学フィルタ22a
、22bに迄伝播させる。収納管19にはArガスを送
り込んでオプティカルロッド20a 、 20bの先端
面に流出物が付着しない様にパージする。光学フィルタ
22a 、 22bは透過帯域の中心波長が夫々λ1.
λ2 (λ1〉λ2)のものであり、光学フィルタ22
a 、 22b透過後の受光信号は夫々光パワーメーク
23a、23bに入力される。光パワーメータ23a、
23bは夫々受光信号の長波長λ1構成、短波長λ2成
分を光電変換し、電気信号を信号処理装置30に入力す
る。
なお、この様な構成において、オプティカルロット−を
1本とし、これに連なる光フアイバケーブルの基端部を
分岐せしめて光学フィルタ22a、 22bに夫々接続
するものとしてもよく、また光学フィルタを使用せず光
パワーメータ23a 、 23bの光電変換素子として
長波長λ1.短波長λ2夫々に感度中心波長を有する特
性の素子、例えばGeフォトダイオ−F’、Si フォ
トダイオードを用いることとしてもよい。
信号処理装置30は光パワーメータ23a、23bがら
の入力信号を一定のサンプリングピッチで読込み、その
移動平均値を長波長λ1.短波長λ2成分の捕捉エネル
ギW+(λ+、T、t)。
W2(λ2 、T、t)(mW)としてめる。但し、T
(”K)は検出対象の流出物の絶対温度であり、tばそ
の時の時間である。次いで、捕捉エネルギW+(λ+、
T、t)とW2 (λ2.T、’t)との比 Wl (Ar 、T、t)/W2 (λ2 、T、t)
をめる。
ここに捕捉エネルギW+(λ+、T、t)。
W2(λ2+T+’t)は下記(1)式で示される。
但し、 5(tl :時刻tにおける受光面積(m′)E(λ1
.T):長波長λ1における絶対温度T°にの完全放射
体の単位面積当り の輻射エネルギ(W/n?) E(λ2.T):短波長λ2における絶対温度T′にの
完全放射体の単位面積当り の輻射エネルギ(W/rrf) ε (λ1.T):長波長λ8.絶対温度T″Kにおけ
る検出対象の流出物の放射率 ε (λ2.T):短波長λ2.絶対温度T゛ににおけ
る検出対象の流出物の放射率 K(λ1) :長波長λ、における光電変換素子の検出
感度 K(λ2) −短波長λ2における光電変換素子の検出
感度 従って、捕捉エネルギの比 Wt (λ1.T、t)/W2 (λ2.T、t)は下
記(2)式で示される。
W、(λ++T+”) W2 (λ2.T、t) E(λ1.T)・ε (λ1.T)・K(λ1)E(λ
2.T)・ε(λ2.T)・K(λ2)・・・(2) 上記(2)式においてE(λ、、’r)、E(λ2.T
)は全体温度Tによりのみ変動する値であるので、その
比E(λ1.T)/E(λ2.T)は定数であると見做
せる。また、感度特性比K(λ+)/K(λ2)は略一
定であると考えてよいので定数と見做せる。
従って、捕捉エネルギの比 Wl (λr 、 T、t) /W2 (λ2.T、t
)の変化は結局放射率の比 ε (λ+、’r)/ε(λ2.T) の変化に追随する。放射率ε (λ、 、 ’r) 。
ε (λ2.T〉は流出物の成分固有の値であり、流径
の変化に拘わらず一定である。そして、溶鋼12の放射
率の比 εm (λl、T)/εm (λ2.T)とスラグ16
の放射率の比 ε8 (λ、、T)/εs(λ2.T)とは異なるので
、スラグ16の流出が開始されると流出物の成分が変化
するので捕捉エネルギの比W+(λ+ 、T、t)/ 
W2 (λ2.T、t)は変化する。これにより捕捉エ
ネルギの比W+(λr 、T、t)/W2 (λ2.T
、t)を検出することによりスラグ16の流出を正確に
検出することができる。
さて、信号処理装置30には捕捉エネルギの比Wl (
λ1.T、t)/W2 (λ2.’r、t)の判定基準
値が設定されており、算出値が該判定基準値よりも大な
る場合は油圧制御回路18に所定の動作指令信号を発し
、油圧シリンダ17のロッド17aを進出せしめてスラ
イディングノズル13を閉塞し、スラグ16のタンディ
ツシュ14内への注入を停止し、また、警報ランプ31
を点灯せしめる。
〔効果〕
次に本発明の効果について実施例に基づき説明する。な
お、上述の実施例の構成において光学フィルタを用いず
、第4図に示す様に感度ピーク1.5μm、 0.82
μmを夫々有するGeフォトダイオード、Siフォトダ
イオードを備えた光パワーメータを用いた。
第5図は本発明の詳細な説明するためのグラフであり、
横軸は時間(秒)を、また、縦軸は夫々短波長λ2の捕
捉エネルギ(mW)(第5図(iil)。
長波長λ、の捕捉エネルギ(mW)(第5図(b)〕及
び捕捉エネルギ比〔第5図(C)〕を示している。
グラフ中箱■領域は流出物の流径の変更による検出精度
への影響を調査するため、スライディングノズルの開度
を小さくして第■、第■領域よりも流径を小さくしであ
る。第5図(al、 (blから明らかな様に短、長波
長の捕捉エネルギは流径の変更により、第■領域から第
■領域に遷移する間及び □第■領域から第■領域に遷
移する間に大きく変動し、従来方法の如くこれのみでス
ラグ流出を検出する場合は既述した如く誤検出を生ずる
虞れがあるが、本発明による場合は第5図(C)から明
らかな様に捕捉エネルギの比ば流径の変化にも拘わらす
略一定であるので、誤検出を生ずる虞れはなく、第■領
域に示ずスラグの流出による受光エネルギの比の増大を
明瞭に検出できる。また、第5図(C)中に示す様に検
査員の目視観察による場合に比してスラグの流出を約4
秒早く検出することができた。
以上の如き本発明による場合は、従来の如き目視観察に
よる場合に比してスラグの流出を迅速に検出することが
できるので、より一層迅速なスラグのタンディツシュ内
への注入防止対策を講し得、この結果クンディツシュ内
へのスラグの注入量を抑制でき、後工程における製品の
品質の向上が図れる。また、検出中溶鋼流は外気より遮
蔽されているので、酸化されることがなく。従ってその
品質を劣化せしめることがない。また、捕捉エネルギ比
によりスラグの流出を検出するものであるので、インピ
ーダンス測定方式、振動測定方式及び流出物の放射エネ
ルギをめ、これによりスラグの流出を検出する光学的測
定方式等の従来の自動スラグ検出方法の如く溶鋼流径の
変化、地金、アルミナ等の付着による誤検出を生ずる虞
れはなく正確な検出が行なえる等、本発明は優れた効果
を奏する。
なお、上述の実施例では本発明をし一ドルからタンディ
ツシュに溶鋼を注入する場合について述べたが、タンデ
ィツシュから鋳型に溶鋼を注入する場合等の他の注入過
程にも適用できることは勿論であり、また、/8鋼以外
の他の溶融金属の注入過程にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はスラグ注入防止方法を説明するための模式図、
第2図は捕捉エネルギと流径との関係を示すグラフ、第
3図は本発明方法の実施状態を示す模式図、第4図は光
電変換素子の波長特性図、第5図は本発明の効果説明の
ためのグラフである。 11・・・レートル 12・・・i鋼14・・・タンデ
ィツシュ16・・・スラグ 20a 、 20b・・・
オブティ力ルロ7ド22a’、 22b・・・光学フィ
ルタ 23a 、 23b・・・パワーメータ 30・
・・信号処理装置 特 許 出願人 住友金属工業株式会社代理人 弁理士
 河 野 登 夫

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、容器内から流出する溶融金属の流出末期に流出する
    スラグを検出する方法において、前記容器内からの流出
    物の放射エネルギを2つの波長帯域について検出し、両
    波長帯域での検出エネルギの比をめ、該比にょリスラグ
    の流出を検出することを特徴とするスラグ流出検出方法
JP8069284A 1984-04-20 1984-04-20 スラグ流出検出方法 Pending JPS60224032A (ja)

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JPS60224032A true JPS60224032A (ja) 1985-11-08

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016030850A (ja) * 2014-07-29 2016-03-07 Jfeスチール株式会社 転炉排出流判定装置、転炉排出流判定方法、溶銑予備処理方法、及び転炉予備処理の操業方法

Cited By (1)

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