JPS6046848A - 連続的鋳造装置における湯面検出方法 - Google Patents
連続的鋳造装置における湯面検出方法Info
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- JPS6046848A JPS6046848A JP58153706A JP15370683A JPS6046848A JP S6046848 A JPS6046848 A JP S6046848A JP 58153706 A JP58153706 A JP 58153706A JP 15370683 A JP15370683 A JP 15370683A JP S6046848 A JPS6046848 A JP S6046848A
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- Japan
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- molten metal
- mold
- casting
- level
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
- B22D11/18—Controlling or regulating processes or operations for pouring
- B22D11/181—Controlling or regulating processes or operations for pouring responsive to molten metal level or slag level
- B22D11/186—Controlling or regulating processes or operations for pouring responsive to molten metal level or slag level by using electric, magnetic, sonic or ultrasonic means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating 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
- G01F23/28—Indicating 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 the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
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- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
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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。
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、連続的鋳造装置における湯面検出方法に係り
、特に鋳゛型内の湯面検出に超音波を用いることにより
、非接触にて場面の検出を丘ない得るようにした方法に
関するものである。
、特に鋳゛型内の湯面検出に超音波を用いることにより
、非接触にて場面の検出を丘ない得るようにした方法に
関するものである。
従来から、アルミニウム又はその合金等の金属の丸形成
いは角形の鋳塊を連続的に得る鋳造装置（所謂、半連続
鋳造装置と称されているものをも含む）として、多数の
提案が為されており、その代表的な一例が第１図に示さ
れている。すなわち、第１図においては、可動の鋳型底
（底板）２を水冷筒状鋳型４の底部に位置せしめ、該鋳
型４内に金属溶湯６をノズル８ミフロート１０を通じて
供給する一方、漸次鋳七底２を降下さセるごとにより、
鋳型内部の氷室１２内を流通する冷却剤（通常は水）に
よる鋳型内壁の冷却と鋳型４下端のスリット１４より流
出する冷却剤による直接の冷却に基づいて、鋳型４内に
形成される溶湯柱を凝固・１！シフめ、以て凝固さ−ｌ
た鋳塊１６を鋳型４の下端から連続的に取Ｖ）出してい
る。
いは角形の鋳塊を連続的に得る鋳造装置（所謂、半連続
鋳造装置と称されているものをも含む）として、多数の
提案が為されており、その代表的な一例が第１図に示さ
れている。すなわち、第１図においては、可動の鋳型底
（底板）２を水冷筒状鋳型４の底部に位置せしめ、該鋳
型４内に金属溶湯６をノズル８ミフロート１０を通じて
供給する一方、漸次鋳七底２を降下さセるごとにより、
鋳型内部の氷室１２内を流通する冷却剤（通常は水）に
よる鋳型内壁の冷却と鋳型４下端のスリット１４より流
出する冷却剤による直接の冷却に基づいて、鋳型４内に
形成される溶湯柱を凝固・１！シフめ、以て凝固さ−ｌ
た鋳塊１６を鋳型４の下端から連続的に取Ｖ）出してい
る。
ところで、このような連続的鋳造装置においては、ｉｌ
ｌられる鋳塊１６の鋳肌を改善する上において、鋳型４
の内壁からの冷却による一次凝固殻１８の！ト成を即１
１ｉ１１するために、鋳型４内での溶湯６の湯面を下げ
たり、また湯面を所定位置に保持したりすることが望ま
れ、このため従来にあっては、図示の如きフロート（ス
トッパ）１０を用いて、この７１．１−１１Ｑによる湯
面の検知と湯面のコントロールを行なっているのである
。
ｌられる鋳塊１６の鋳肌を改善する上において、鋳型４
の内壁からの冷却による一次凝固殻１８の！ト成を即１
１ｉ１１するために、鋳型４内での溶湯６の湯面を下げ
たり、また湯面を所定位置に保持したりすることが望ま
れ、このため従来にあっては、図示の如きフロート（ス
トッパ）１０を用いて、この７１．１−１１Ｑによる湯
面の検知と湯面のコントロールを行なっているのである
。
しかしながら、かかる従来のフロート（ストッパ）１０
を用いた湯面の検知とコントロールの方式にあっては、
鋳込初期には、ノズル８に対するノズルストッパの七ソ
ｌやその引抜きの作業が必要とされて、著しく手間がか
かっているのである。
を用いた湯面の検知とコントロールの方式にあっては、
鋳込初期には、ノズル８に対するノズルストッパの七ソ
ｌやその引抜きの作業が必要とされて、著しく手間がか
かっているのである。
また、かかるフロー（・ストッパ方式では、湯面の低下
に対してコントロールが出来ない問題も内在している。
に対してコントロールが出来ない問題も内在している。
加えて、かかるフロートストッパ方式では、フロー［−
１０の機械的な移動により湯面のコントロールを行なう
ものであるところから、追従性が悪く、このため安全を
見込んで、かなり−にの位置で湯面の管理を行なってい
るのであり、そしてそれ故に鋳肌の改良の程度にも限度
があったのである。
１０の機械的な移動により湯面のコントロールを行なう
ものであるところから、追従性が悪く、このため安全を
見込んで、かなり−にの位置で湯面の管理を行なってい
るのであり、そしてそれ故に鋳肌の改良の程度にも限度
があったのである。
本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであっ
て、その目的とするところは、従来のフロートストッパ
方式とは異なり、非接触にて、湯面の検出が可能であり
、しかも湯面レベルをネｈ度よく、且つ迅速に検出出来
、また鋳造作業の合理化に寄与しくする湯面検出方法を
提供することにある。
て、その目的とするところは、従来のフロートストッパ
方式とは異なり、非接触にて、湯面の検出が可能であり
、しかも湯面レベルをネｈ度よく、且つ迅速に検出出来
、また鋳造作業の合理化に寄与しくする湯面検出方法を
提供することにある。
そして、かかる目的を達成するために、本発明にあって
は、金Ｒ溶湯を所定の筒状鋳型に上方から供給して、連
続的に冷却、凝固−ｌしめつつ、下方より取り出すよう
にすることにより、所定の鋳塊を連続的に鋳造する鋳造
装置において、該筒状鋳型に超音波探触子を取り付け、
該超音波探触子から発信される超音波の鋳型内壁面から
の反射波にｆｊＬって、前記金属溶湯の湯面レベルを検
出するようにしたのである。
は、金Ｒ溶湯を所定の筒状鋳型に上方から供給して、連
続的に冷却、凝固−ｌしめつつ、下方より取り出すよう
にすることにより、所定の鋳塊を連続的に鋳造する鋳造
装置において、該筒状鋳型に超音波探触子を取り付け、
該超音波探触子から発信される超音波の鋳型内壁面から
の反射波にｆｊＬって、前記金属溶湯の湯面レベルを検
出するようにしたのである。
以下、図面を参照しつつ、本発明を更に具体的に説明す
ることとする。
ることとする。
まず、第２図は、本発明に従う好ましい実施例の一つを
示すものであって、そこでは、筒状鋳型４の水室１２内
に設けられている鋳型周方向のパンフル板２０に対して
、超音波探触子として水浸型のアレー探触子２２がそれ
を貫通して取り付けられているのである。
示すものであって、そこでは、筒状鋳型４の水室１２内
に設けられている鋳型周方向のパンフル板２０に対して
、超音波探触子として水浸型のアレー探触子２２がそれ
を貫通して取り付けられているのである。
このアレー探触子２２は、第３図からも明らかなように
、複数に分割された構造を有し、それぞれの分割部分に
ポイントフォーカス（点焦点）タイプの探触子エレメン
ト２４が設けられ、そしてそれらが水室１２内のバッフ
ル板２０に対して貫設−１しめられて鋳型４周方向に配
列されているのである。しかも、これら複数のポイント
フォーカスタイプの探触子エレメント２４は、鋳込方向
に対し“ζ、換言すれば鋳型４の中心線に対して、所定
の角度を為すように１頃斜して配列されている。
、複数に分割された構造を有し、それぞれの分割部分に
ポイントフォーカス（点焦点）タイプの探触子エレメン
ト２４が設けられ、そしてそれらが水室１２内のバッフ
ル板２０に対して貫設−１しめられて鋳型４周方向に配
列されているのである。しかも、これら複数のポイント
フォーカスタイプの探触子エレメント２４は、鋳込方向
に対し“ζ、換言すれば鋳型４の中心線に対して、所定
の角度を為すように１頃斜して配列されている。
そして、各探触子エレメント２４は、よく知られている
ポイントフォーカス性能、すなわち振動子から発信され
る超音波を一点に年末せしめて、第４図及び第５図に示
される如く、超音波として鋳型４の内壁４ａを介して、
溶湯６側に伝える、Ｌうにするのである。
ポイントフォーカス性能、すなわち振動子から発信され
る超音波を一点に年末せしめて、第４図及び第５図に示
される如く、超音波として鋳型４の内壁４ａを介して、
溶湯６側に伝える、Ｌうにするのである。
因みに、超音波の反射率は、異なる媒質間のρ（密度）
及びＣ（音速）の関数となり、ρＸ Ｃ，（７）差が大
きい程、反射率が大きくなることが認められている。従
って、第４図及び第５図に示されるように、各探触子エ
レメント２４がら発信された超音波の当たる部分の前方
に溶湯６が存在する場合（第４図）には、反射率は小さ
くなり、一方、溶湯６が存在せず、その代わりに空気が
存在するようになった場合においては、鋳型内壁４ａと
の間での音響インピーダンスが大きくなり、反射率は大
となるのである。
及びＣ（音速）の関数となり、ρＸ Ｃ，（７）差が大
きい程、反射率が大きくなることが認められている。従
って、第４図及び第５図に示されるように、各探触子エ
レメント２４がら発信された超音波の当たる部分の前方
に溶湯６が存在する場合（第４図）には、反射率は小さ
くなり、一方、溶湯６が存在せず、その代わりに空気が
存在するようになった場合においては、鋳型内壁４ａと
の間での音響インピーダンスが大きくなり、反射率は大
となるのである。
それ故、第６図及び第７図に示されるように、溶湯６が
存在する場合には、鋳型内壁４ａ面からの反射波（バッ
クエコー）Ｂ、は小さく （第６図）、一方溶湯６の存
在しない場合には、鋳型内壁４９面からの反ｆ１・１波
（ハックエコー）ＢＩは大きくなるのである（第７図）
。
存在する場合には、鋳型内壁４ａ面からの反射波（バッ
クエコー）Ｂ、は小さく （第６図）、一方溶湯６の存
在しない場合には、鋳型内壁４９面からの反ｆ１・１波
（ハックエコー）ＢＩは大きくなるのである（第７図）
。
そして、ごの反射波（ハックエコー）Ｂｌの現れる（肩
？Ｔ’（画面）上の位置は、水室１２内の水温により若
干変わるが、略固定しているところから、その部分にゲ
ー１をかり、反射波：Ｂ１の大きさに応したアナ１１グ
信号を出力・＋＝Ｌめれば、それに４１、って溶湯にの
存在、ひいては湯面レベルの位）６１を知るごとが出来
るのである。
？Ｔ’（画面）上の位置は、水室１２内の水温により若
干変わるが、略固定しているところから、その部分にゲ
ー１をかり、反射波：Ｂ１の大きさに応したアナ１１グ
信号を出力・＋＝Ｌめれば、それに４１、って溶湯にの
存在、ひいては湯面レベルの位）６１を知るごとが出来
るのである。
なお、第６図、第７図において、Ｔは送信波であり、Ｓ
ｌは鋳型内壁４ａの探触子エレメント２４側の表面から
の反射波である。
ｌは鋳型内壁４ａの探触子エレメント２４側の表面から
の反射波である。
従って、例示の１１、うに、複数の探触子ニレメン＋２
４にて構成されるアレー探触子２２を用いた場合におい
て、その高さ方向の配列幅内に溶湯６０）１１！、面が
存在する１、〜、アレー探触子２２の各探触子エレメン
ト２４を、１列えば１１−タリースイッチで）電了走杏
スイッチ等により順次切り換えて作動・口しぬるごとに
、１す、それぞれの探触子エレメント２４にて検出され
るハックエコー：Ｂｉの大きさが急激に変化する位置に
設けられている探触子エレメント２４を調べればよく、
そしてその位置が湯面位置として把握されるのである。
４にて構成されるアレー探触子２２を用いた場合におい
て、その高さ方向の配列幅内に溶湯６０）１１！、面が
存在する１、〜、アレー探触子２２の各探触子エレメン
ト２４を、１列えば１１−タリースイッチで）電了走杏
スイッチ等により順次切り換えて作動・口しぬるごとに
、１す、それぞれの探触子エレメント２４にて検出され
るハックエコー：Ｂｉの大きさが急激に変化する位置に
設けられている探触子エレメント２４を調べればよく、
そしてその位置が湯面位置として把握されるのである。
この結果、／８湯６の湯面レベルをネｎ度よく、且つ迅
速に検出出来ることとなり、これによって、場面を下げ
ることが可能となり、以て鋳肌の状況が効果的に改善さ
れ得ることとなったのである。
速に検出出来ることとなり、これによって、場面を下げ
ることが可能となり、以て鋳肌の状況が効果的に改善さ
れ得ることとなったのである。
また、鋳込の自動化に刻し、場面レベルを電気信号とし
て出力することが出来、更には凝固時の収縮による凝固
開始点の検出も可能となったのである。
て出力することが出来、更には凝固時の収縮による凝固
開始点の検出も可能となったのである。
特に、本発明にあっては、−１−例の如く複数の探触子
エレメント２４を所定の高さ範囲において設け、なかで
も斜め方向に傾斜して配列せしめるごとにより、湯面レ
ベル位置の検出を容易と為し、更には湯面レベルの検出
をより精度高く行ないｉするものであるが、溶湯６の有
無を判断するのみであれば、単に一つの探触子を用いる
ことも出来、また探触子としても、例示のアレー探触子
２２以夕１の他の探触イを用いても何等差支えないので
ある。
エレメント２４を所定の高さ範囲において設け、なかで
も斜め方向に傾斜して配列せしめるごとにより、湯面レ
ベル位置の検出を容易と為し、更には湯面レベルの検出
をより精度高く行ないｉするものであるが、溶湯６の有
無を判断するのみであれば、単に一つの探触子を用いる
ことも出来、また探触子としても、例示のアレー探触子
２２以夕１の他の探触イを用いても何等差支えないので
ある。
また、本発明に従う超音波探触子の配設位置として（，
１、湯面の検出が可能な鋳型４の適当な位置に定められ
ることとなるが、一般には、かかる鋳型４内に形成され
る水室１２内に設けることが望ましく、なかでも」二側
の如く、水室１２内の冷却水の整流を行な・うために、
従来から設けられているハソフル板２０を利用して、こ
れにアレー探触子２２を取りイ＝ｊげるようにすれば、
その取付は構造が極めて容易となる利点があり、また鋳
型内に探触子を配置する場合には、鋳造作業においてそ
の妨害とならず、またそのような作業によって破ｆｉｌ
の膚もない利点がある。
１、湯面の検出が可能な鋳型４の適当な位置に定められ
ることとなるが、一般には、かかる鋳型４内に形成され
る水室１２内に設けることが望ましく、なかでも」二側
の如く、水室１２内の冷却水の整流を行な・うために、
従来から設けられているハソフル板２０を利用して、こ
れにアレー探触子２２を取りイ＝ｊげるようにすれば、
その取付は構造が極めて容易となる利点があり、また鋳
型内に探触子を配置する場合には、鋳造作業においてそ
の妨害とならず、またそのような作業によって破ｆｉｌ
の膚もない利点がある。
さらに、アレー探触子２２の如き超音波探触子は、例示
の如く鋳型４の周回りに部分的に配置せしめられる場合
の他、その全周にわたって設けることも可能であり、特
に鋳型４の」二下方向（鋳込方向）において多くの探触
子ニレメン）（２４）を設りる稈、それら探触子エレメ
ント間の距離を（不検出領域）を短く出来、その精度を
高めるごとが可能となる。
の如く鋳型４の周回りに部分的に配置せしめられる場合
の他、その全周にわたって設けることも可能であり、特
に鋳型４の」二下方向（鋳込方向）において多くの探触
子ニレメン）（２４）を設りる稈、それら探触子エレメ
ント間の距離を（不検出領域）を短く出来、その精度を
高めるごとが可能となる。
そして、本発明にあっては、かがる超音波探触子によっ
て検出される湯面１ノ・＼ルに従って、鋳込速度をコン
トロールしたり、溶湯の鋳型への供給量を制御したりす
ることが効果的に行なわれ得るのであり、以て前述した
如き、場面を下げることによる鋳肌の効果的な改良を行
ない得、従来のフロートストッパ方式に比して、鋳造作
業の合理化にも著しく寄与し得ることとなったのである
。
て検出される湯面１ノ・＼ルに従って、鋳込速度をコン
トロールしたり、溶湯の鋳型への供給量を制御したりす
ることが効果的に行なわれ得るのであり、以て前述した
如き、場面を下げることによる鋳肌の効果的な改良を行
ない得、従来のフロートストッパ方式に比して、鋳造作
業の合理化にも著しく寄与し得ることとなったのである
。
なお、本発明は、かがる例示の具体例にのみ限定して解
釈されるものでは決してなく、本発明の趣旨を逸脱しな
い限りにおいて、当業者の知識に基づいて種々なる変更
、修正、改良等を加えた形態において実施され得るもの
であり、それ敵本発明は、そのような実施形態のものを
も、その範囲内に含むものであること、言うまでもない
ところである。
釈されるものでは決してなく、本発明の趣旨を逸脱しな
い限りにおいて、当業者の知識に基づいて種々なる変更
、修正、改良等を加えた形態において実施され得るもの
であり、それ敵本発明は、そのような実施形態のものを
も、その範囲内に含むものであること、言うまでもない
ところである。
第１図は連続鋳造装置の代表的な例を示す縦断０
面図である。第２図は、本発明の好適な実施の一例を示
す第１図に対応する要部部分図であり、第３図は第２図
にお（Ｉるｌｌｌ−Ｉｆｆ方向視図であり、第４図及び
第５図はそれぞれ溶湯が存在する場合と存在しない場合
に十昌Ｊる本発明に従う検出の一例を示す説明図であり
、第６図及び第７図はそれぞれ第４図及び第５図の場合
における受信波形を示す説明図である。 ４：鋳型 ４ａ：鋳型内壁 ６：金属溶湯 １０：フロート １２：氷室 １６：鋳塊 ２０：ハソフル板 ２２：アレー探触子２４：探触子エ
レメント １１１廟人 住友軽金属工業株式会社 １ 第１刃
す第１図に対応する要部部分図であり、第３図は第２図
にお（Ｉるｌｌｌ−Ｉｆｆ方向視図であり、第４図及び
第５図はそれぞれ溶湯が存在する場合と存在しない場合
に十昌Ｊる本発明に従う検出の一例を示す説明図であり
、第６図及び第７図はそれぞれ第４図及び第５図の場合
における受信波形を示す説明図である。 ４：鋳型 ４ａ：鋳型内壁 ６：金属溶湯 １０：フロート １２：氷室 １６：鋳塊 ２０：ハソフル板 ２２：アレー探触子２４：探触子エ
レメント １１１廟人 住友軽金属工業株式会社 １ 第１刃
Claims (4)
- （１） 金属溶湯を所定の筒状鋳型に上方から供給して
、連続的に冷却、凝固せしめつつ下方６１；り取り出す
ようにすることにより、所定の鋳塊を連続的に鋳造する
鋳造装置において、該筒状鋳型に超音波探触子を取り付
け、該超音波探触子がら発信される超音波の鋳型内壁面
からの反射波に従って前記金属溶湯の湯面レベルを検出
するようにしたことを特徴とする連続的鋳造装置におけ
る湯面検出方法。 - （２）前記超音波探触子が、前記鋳型の水室内に配置さ
れている特許請求の範囲第１項記載の湯面 。 検出方法。 - （３）前記超音波探触子が、複数のポイントフォーカス
タイプの探触子エレメントを配列してなるアレー探触子
である特許請求の範囲第１項又は第２項記載の湯面検出
方法。 - （４） 前記アレー探触子を構成する探触子エレメント
が、鋳込方向に対して傾斜して配列されている特許請求
の範囲第３項記載の湯面検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58153706A JPS6046848A (ja) | 1983-08-23 | 1983-08-23 | 連続的鋳造装置における湯面検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58153706A JPS6046848A (ja) | 1983-08-23 | 1983-08-23 | 連続的鋳造装置における湯面検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6046848A true JPS6046848A (ja) | 1985-03-13 |
Family
ID=15568320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58153706A Pending JPS6046848A (ja) | 1983-08-23 | 1983-08-23 | 連続的鋳造装置における湯面検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6046848A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0650981U (ja) * | 1992-05-22 | 1994-07-12 | 株式会社マツショウ | ランプ点滅装置 |
-
1983
- 1983-08-23 JP JP58153706A patent/JPS6046848A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0650981U (ja) * | 1992-05-22 | 1994-07-12 | 株式会社マツショウ | ランプ点滅装置 |
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