JPS6196404A - ベルトキヤスタの冷却水膜の厚さの測定方法および装置 - Google Patents

ベルトキヤスタの冷却水膜の厚さの測定方法および装置

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JPS6196404A
JPS6196404A JP21740784A JP21740784A JPS6196404A JP S6196404 A JPS6196404 A JP S6196404A JP 21740784 A JP21740784 A JP 21740784A JP 21740784 A JP21740784 A JP 21740784A JP S6196404 A JPS6196404 A JP S6196404A
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ultrasonic
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ultrasonic probe
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Hajime Takada
一 高田
Hideo Maruyama
丸山 英雄
Takaharu Ogata
貴玄 緒方
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Kawasaki Steel Corp
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B17/00Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations
    • G01B17/02Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations for measuring thickness
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    • GPHYSICS
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野)  ′ シートバーを溶鋼から直接に製造するように開発された
ベルトキャスタと呼ばれる連続鋳造機の注入溶鋼薄層流
に対する奪熱冷却を司るベルト状の長辺モールド鋼板(
以下単にモールド鋼板と呼ぶ)の背後にて、不断に供給
さるべき冷却水流の水膜の厚み測定に関連して、この明
細書に述べる技術内容は上記特異な連続鋳造機の属する
技術の分野に位置づけられる。
ベルトキャスタは、つくろうとするシー)/\−の幅よ
りも広い幅をもって走行軸回する鋼板製のベルトをモー
ルド鋼板として、その上面に流入される溶鋼薄層を載置
移送する間に冷却凝固を導くものであり、そのため、パ
ッドとの間にすきまを隔ててモールド鋼板を、その長手
方向に循環走行するように、たとえばプーリー間にかけ
渡し、パッドにあけである多数′の給水孔から、モール
ド鋼板の背後に冷却水を噴出させ、かつ、多数の排水孔
より導出し、モールド鋼板がパッドを押す力とこの給水
圧力とのつり合いにより冷却水流の水膜を形成させるよ
うにしている。
この冷却水流の水膜は、鋳造中、モールド鋼板を介し、
注入溶鋼薄層およびシートバー鋳片の抜熱冷却を行うほ
か、モールド鋼板それ自体の溶損を防止するのに役立つ
それ故この冷却水流水膜の確実な形成を確認すること、
またこの冷却水流水膜の層厚を検知することは、ベルト
キャスタによって安全かつ安定にシートバーを生産する
ために最重要事項である。
(従来の技術) 上弓した冷却水流の厚さ計測に係わる従来の技術文献は
ないが出願人は先に特願昭58−150320号、同1
50321号、同59−83431号などの各明細書に
て、ベルトキャスタの冷却水流水膜の厚さを、モールド
鋼板走行中にモールド鋼板側から超音波探触子を押し当
て測定する方法を提案し、溶鋼を鋳込んでいない状態で
冷却水流水膜の厚さを予備的に測定することに成功した
。しかし、これらの先行発明においては、溶鋼を鋳込ん
でいる状態で、冷却水流水膜の厚さを測定することは、
原理的に不可能であった。
(発明が解決しようとする問題−へ) 上記先行発明においては不可能であった鋳込み中のベル
トキャスタの冷却水流水膜の厚さの測定方法及び装置を
新たに提供することがこの発明の目的である。
(問題点を解決するための手段) ・ 上掲の発明目的は、次の手順によって有利に成就さ
れる。
ベルトキャスタの長辺モールド鋼板2の背後にて冷却水
流5の導入導出を司るパッド1に取り付けた超音波探触
子12により電気パルス送信器11からの電気パルスを
超音波パルスとして長辺モールド鋼板2に向けて送信し
、長辺モールド鋼板2の冷却水流5と接する面にて反射
し超音波探触子へかえってきたエコーを受信器14にて
とらえること、超音波パルスの伝ぱ路上でかつ超音波探
触子12の近傍である位置に設置した、超音波パルスの
一部を反射する反射体13により反射して超音波探触子
12へかえってきたエコーを受信器14にてとらえるこ
と、 及び受信器14にてとらえた超音波信号について、反射
体13にて反射して超音波探触子12へかえったエコー
と、長辺モールド鋼板2の冷却水流5と接する表面にて
反射して超音波探触子12へかえったエコーとの時間差
を求め、これと水中での音速から、反射体13と長辺モ
ールド鋼板2の距離を求め、さらにこれと反射体13と
パッド1の表面の距離とから、パッド1の表面と長辺モ
ールド鋼板2との距離、すなわち、冷却水流5の水膜厚
さを求めることを特徴とする、ベルトキャスタの冷却水
膜の厚さの測定方法。
また第1発明の方法は、次の仕組みになる装置を使用し
て効果的に実施され得る。
超音波探触子12と、この超音波探触子をパッドに保持
・固定する探触子ホルダー21と、超音波パルスの一部
を反射する反射体13と、この反射体13を超音波パル
スの伝ぱ路上でかつ超音波探触子の近傍である位置に保
持する反射体支持体20と、超音波探触子に電気的に接
続され、電気パルスを印加する電気パルス送信器11と
、超音波探触子に電気的に接続され、超音波探触子のと
らえた信号を増幅する受信器I4と、受信器14の出力
に接続され、受信器の出力信号のうち、反射体13で反
射し超音波探触子12へかえった超音波エコーと長辺モ
ールド鋼板2の表面で反射し超音波探触子12へかえっ
たエコーをそれぞれ取り出し出力するゲート回路16a
、 16b と、人力された信号から、反射体13て反
射し超音波探触子12へかえったエコーと長辺モールド
鋼板2の表面で反射し超音波探触子12へかえったエコ
ーの時間差を求め、これを出力または表示する時間計測
器17および時間計d(11器17から入力された時間
をもとに、水膜の厚さを演算しこの値を表示または記録
する演算処理器18とを具備して成ることを特徴とする
、ベルトキャスタの冷却水膜の厚さの測定装置。
さて第1図にて第1発明の方法の原理を示すように、電
気パルス送信器11より電気パルスを受ける超音波探触
子12は、超音波パルスを図中矢印方向に送信する。送
信された超音波パルスはその一部が、超音波伝ぱ路上で
かつ超音波探触子12の近傍である位置に設置した反射
体13にて反射し、超音波探触子12へもどる。
また超音波パルスの大部分は長辺モールド鋼板2の冷却
水流5と接する面(以下単に表面というンに達しここで
反射しやはり超音波探触子12へもど従って超音波探触
子12にとらえあれ、超音波探触子12に連結した受信
器14にて増幅された超音波信号の波形は、第2図に示
すようになる。
第2図において50は電気パルスおよび電気パルスを受
は超音波探触子12の超音波振動子に起こる振動をとら
えたちのくメインバング)であり、51は反射体13に
て反射し超音波探触子12へかえったエコー、52は長
辺モールド鋼板2の表面にて反射し超音波探触子12へ
かえったエコーである。
したがて、エコー51とエコー52の時間差Δtを計測
すれば、反射体13と長辺モールド鋼板2との距離dは
以下の様に算出される。
d=Δt −C/ 2      (1)ここにCは水
中での音速である。この値と、あらかじめ測定しておい
た反射体13とパッド10表面の距離d′とから冷却水
流水膜の厚さ△dは、Δd = d−d ’     
  (2)から求めることができる。
具体的な冷却水流水膜厚さ測定装置の構成図を第3図に
示しここにパッド1に設置された超音波探触子12の周
辺部は断面を、送信器11、受信器14等の電気回路の
部分をあられすブロック図と複合して示しである。
超音波探触子12は探触子ホルダー21によりパッド1
に固定する。この探触子ホルダー21は、ホルダ一本体
21a 、ホルダー1i21b 、および弾性材21c
より成る。弾性材21cは超音波探触子12をホルダ一
本体21aの内向きフランジに一定推力で押しつけ、超
音波探触子12を、探触子ホルダー21に安定に固定す
る役割を果している。
また、ホルダ一本体21a には反射体支持体20を設
け、これにより反射体13を支持する。電気パルス送イ
、1器11は冷却水流5の水膜の厚さの測定のため、超
音波探触子12へ入力する電気パルスを一定の繰り返し
で送信するものとし、一方送信器14も電気パルス送信
器11とともに、一つの超音波探触子12にケーブル1
5介して接続し、従ってこの超音波探触子12は送信、
受信の役割を兼用する。
電気パルス送信器11よりの電気パルスを受けて超音波
探触子12は、超音波パルスを送信し、この超音波パル
スは、反射体13および長辺モールド鋼板2の表面にて
それぞれ反射し、超音波探触子12へかえる。超音波探
触子12へかえった超音波パルスは再びここで電気信号
に変換され、受信器14に受信されて増幅されようにす
る。
増幅された信号は受信器14から、ゲート回路15a、
 、 16bへ出力し、ゲート回路16a は人力され
た信号から、反射体130表面で反射して超音波探触子
12へかえったエコー51を、またゲート回路16bは
人力された信号から、長辺モールド鋼板2の表面で反射
して超音波探触子12へかえったエコー52をそれぞれ
取り出し、時間計測器17へ出力する。
時間計測器17は2つの入力(17a、 17b) を
有し、17a に加えられた信号があらかじめ設定して
おいたしきい値を越えると同時に時間計測を開始し、1
7b に加えられた信号があらかじめ設定しておいたし
きい値を超えると同時に時間計測を終了する働きをもっ
ている。従ってゲート回路16a により入力17a 
に入力されたエコー51とゲート回路16bにより人力
17b に人力された52のエコーの時間差を計測し、
この値を表示すると共に、演算処理器18へ出力する。
演算処理器18は人力された時間差の値をともに(1)
式を用いて反射体13と長辺モールド鋼板2の距離dを
求め、さらにあらかじめ人力されている反射体13とパ
ッド1表面の距離d′から冷却水流5の水膜の厚さΔd
を求め、これを表示すると共に、適当な記録媒体にこの
値を記録する。
第4図はこの発明のベルトキャスタの冷却水流水膜の厚
さ測定方法に従う装置を用いて鋳込み中のベルトキャス
タの冷却水流水膜の厚さを測定した例であり、鋳込みに
伴う冷却水流水膜の厚さの微少な変化が0.1mmより
よい精度で測定されていることがわかる。
なお、探触子ホルダー21は第4図に示したものでなく
ても、超音波探触子12を安定にパッド1に固定できる
ものであれば、どの様なものでもよい。
反射体13としては不銹性の金属線が適当であるが、実
用上問題がなければこれ以外のどの様な材質、形状のも
のでもよい。さらに第3図に示した冷却水流水膜測定装
置においては、反射体13および反射体支持体20はパ
ッド1の表面よりも長辺モールド鋼板2側へは突出しな
い様な形式をとっているが、その理由は冷却水流水膜の
厚さが非常にうずくなった場合、反射体13あるいは反
射体支持体20が長辺モールド鋼板2と接触して損傷す
る危険性があるほか、長辺モールド鋼板2にも表面疵が
発生する危険性があり、実用上好ましくないためである
が、水膜が厚いときには、とくに問題とはならない。ま
た反射体13と超音波探触子12の距離は、反射体13
および反射体支持体20がパッド1の表面をこえて長辺
モールド鋼板2側へ著しく突出しない限りどの様なもの
でもよい。なお第5図にて、パッド1に関する給水孔3
と排水孔4の配列例を示した。
以上述べたところは固定された一つの点での冷却水流水
膜の厚さを実時間で連続的に測定するものであるが、ベ
ルトキャスタの冷却水流水膜の厚さをよりよく把握する
ためには、多数の点でこの測定を実施する必要が生じる
場合があり、このとき各点毎に上記の装置を用意しても
よいが、何個かの超音波探触子と一組の電気パルス送信
器、受信器、ゲート回路、時間計測器、演算処理器(以
下測定回路と略す)の間に、一定の時間間隔で次々に各
超音波探触子と測定回路の接続を変えるスイッチ回路を
挿入し、−組の測定回路で数個の超音波探触子の信号を
処理する様にすれば、測定回路の個数を大幅に減じるこ
とができ、実用上の効果は著しい。
(発明の効果) 以上のとおり、第1発明によればベルトキャスタの長辺
モールド鋼板背後における冷却水流の厚さを鋳込み中に
も精度よく測定でき、従って適切なモールド鋼板背後に
おける冷却水流を確保する制御にも利用できるので、ベ
ルトキャスタの安定な操業を有利に果たすことができ、
第2発明は上記の方法の実施に使用できる。
【図面の簡単な説明】 第1図はこの発明による冷却水膜の厚さの測定要領を示
す説明図、 第2図は受信器にて得られる信号の波形図であり、 第3図はこの発明による冷却水膜の厚さ測定装置の具体
例を示す説明図であり、゛ 第4図は水膜厚さ測定結果の一例を示す波形図、そして
第5図はベルトキャスタの長辺モールド鋼板の冷却構造
を示す斜視図である。 1・・・パ・/ド      2・・・長辺モールド鋼
板3・・・給水孔      4・・・排水孔5・・・
冷却水流水膜   11・・・電気パルス送信器12・
・・超音波探触子   13・・・反射体14・・・受
信器      15・・・信号ケーブル16a、 1
6b・・・ゲート回路 17・・・時間計測器18・・
・演算処理器 °20・・・反射体支持体21a・・・
探触子ホルダ一本体 21b・・・ホルダー蓋   21c・・・弾性体50
・・・メインパ′ング

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ベルトキャスタの長辺モールド鋼板2の背後にて冷
    却水流5の導入導出を司るパッド1に取り付けた超音波
    探触子12により電気パルス送信器11からの電気パル
    スを超音波パルスとして長辺モールド鋼板2に向けて送
    信し、長辺モールド鋼板2の冷却水流5と接する面にて
    反射し超音波探触子へかえってきたエコーを受信器14
    にてとらえること、 超音波パルスの伝ぱ路上でかつ超音波探触 子12の近傍である位置に設置した、超音波パルスの一
    部を反射する反射体13により反射して超音波探触子1
    2へかえってきたエコーを受信器14にてとらえること
    、 及び受信器14にてとらえた超音波信号について、反射
    体13にて反射して超音波探触子12へかえったエコー
    と、長辺モールド鋼板2の冷却水流5と接する表面にて
    反射して超音波探触子12へかえったエコーとの時間差
    を求め、これと水中での音速から、反射体13と長辺モ
    ールド鋼板2の距離を求め、さらにこれと反射体13と
    パッド1の表面の距離とから、パッド1の表面と長辺モ
    ールド鋼板2との距離、すなわち、冷却水流5の水膜厚
    さを求めることを特徴とする、ベルトキャスタの冷却水
    膜の厚さの測定方法。 2、超音波探触子12と、この超音波探触子をパッドに
    保持・固定する探触子ホルダー21と、超音波パルスの
    一部を反射する反射体13と、この反射体13を超音波
    パルスの伝ぱ路上でかつ超音波探触子の近傍である位置
    に保持する反射体支持体20と、超音波探触子に電気的
    に接続され、電気パルスを印加する電気パルス送信器1
    1と、超音波探触子に電気的に接続され、超音波探触子
    のとらえた信号を増幅する受信器14と、受信器14の
    出力に接続され、受信器の出力信号のうち、反射体13
    で反射し超音波探触子12へかえった超音波エコーと長
    辺モールド鋼板2の表面で反射し超音波探触子12へか
    えったエコーをそれぞれ取り出し出力するゲート回路1
    6a、16bと、入力された信号から、反射体13で反
    射し超音波探触子12へかえったエコーと長辺モールド
    鋼板2の表面で反射し超音波探触子12へかえったエコ
    ーの時間差を求め、これを出力または表示する時間計測
    器17および時間計測器17から入力された時間差をも
    とに、水膜の厚さを演算しこの値を表示または記録する
    演算処理器18とを具備して成ることを特徴とする、ベ
    ルトキャスタの冷却水膜の厚さの測定装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62238406A (ja) * 1986-04-09 1987-10-19 Hitachi Ltd 燃料チヤンネルボツクス寸法測定装置
JPH04294843A (ja) * 1991-03-20 1992-10-19 Sumitomo Metal Ind Ltd 連続鋳造用鋳型の制御方法
CN113091665A (zh) * 2021-05-10 2021-07-09 中国石油大学(北京) 油膜厚度的测量装置和方法

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