JPS62148850A - 鋳片の凝固状態検出方法 - Google Patents

鋳片の凝固状態検出方法

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JPS62148850A
JPS62148850A JP60291455A JP29145585A JPS62148850A JP S62148850 A JPS62148850 A JP S62148850A JP 60291455 A JP60291455 A JP 60291455A JP 29145585 A JP29145585 A JP 29145585A JP S62148850 A JPS62148850 A JP S62148850A
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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】
本発明は、鋳片の)疑問状態検出方法に係り、特に、連
続鋳造鋳片の凝固状態を検出する際に用いるのに好適な
、電磁的な方法で鋳片に透入さぜた横波超音波が、鋳片
内部の残存溶融金属を透過しないことを利用して、鋳片
の凝固状態を検出するようにした鋳片の凝固状態検出方
法の改良に関する。
【従来の技術】
溶融金属の連続鋳造は、一般に、第8図に示ずように、
タンプッシュ10から、所定の断面形状を有する鋳型1
2へ溶融金属14を注入し、祷を12の下方より、これ
を凝固金属18と残存溶融金ff119からなる鋳片1
Gとして連続的に引出寸ことにより行われている。 前記鋳片16は、鋳型12より引出された直後は、その
内部に未凝固の残存溶融金属19の厚い層を有している
が、その後の冷却により、この残存溶融金属19は、外
側より徐々に)疑問して凝固金属18となり、やがては
全体が凝固する。 このような溶融金属の連続鋳造に際して、連続鋳造機の
所定位;4で鋳片16の内部に残存溶融金屈19が存在
するか否かの鋳片凝固状態を常に監視することは、内部
の溶融金属が凝固層を破って外部へ漏出するブレイクア
ウト事故の防止や、鋳片1Gの引1友き速度と鋳片16
の冷却の関係を最;δにすることによって、鋳片16の
晶71育生序性を向上させる上で極めて重要である。 前記のような鋳片16の内部に残存溶融金属1つが存在
するか否かを検出する方法としては、従来から横波超音
波の透過性を観察する方法が知られている。この方法は
、横波が液体中を伝播しないことを利用するものである
、即ち、鋳片において横波超音波が通過する部分は、内
部が完全に凝固しており、横波超音波が透過しない部分
は、その内部に残存溶融金属が存在すると判定できる。 又、この方法と、近年、超音波の?3温あるいは面の粗
い物体への送受信方法として、そのイ1効性が広く知ら
れるようになった、電磁的な超音波の送受信方法を相合
せたものとして、特開昭52−130422で開示され
た鋳片における完全凝固位置検出方法がある。 この方法は、鋳片に(黄波超音波を電磁的な方法で透入
させ、この横波超音波の鋳片厚さ方向での透過性から、
鋳片における完全凝固位岡を検出するものである。 [発明が解決しようとする問題点1 しかしながら、この特開昭52−1304.22で開示
された方法には、次のような問題点があった。即ち、電
磁的な超音波の送受信方法において、鋳片における超音
波の励振強度(送信の場合)、あるいは超音波振動の受
信効率(受信の場合)は、送信子あるいは受信子の鋳片
との距離(以下リフトオフと称する)に大ぎく依存して
おり、リフトオフの変動の影響が、受信子における超音
波の受信強度にそのままあられれてしまう。従って、例
えば、受信子に横波超音波の透過信号が19られない場
合でも、これが、鋳片の内部に残存溶融金属があるため
か、あるいは、リフトオフの変動の影響であるのか判断
できず、鋳片の内部に残存溶All金属があるとは断定
できないことになる。又、送信子、受信子、磁場発生!
A置、電気パルス発生器、増幅器等からなる′電磁的な
超音波の送受信装置の一部に故障又は破損が起こった場
合には、横波超音波の透過信号の強度が弱まるか、ある
いは、横波超音波の透過信号が消失するといった事態が
発生するが、これも、鋳片の内部に残存溶融金属が−あ
るための横波超音波の透過信号の低ゴ;あるいは消失と
全く区別がつかない。従って、特開昭52−13042
2に開示されている方法では、(+31波超音波の透過
信号が低下あるいは消失したからといって、鋳片の内部
に残存溶融金属が存在するとは断定できないという問題
点を有していた。 [発明の目的] 本発明は、前記従来の問題点をh7消するべくなされた
もので、リフトオフの変動や超音波の送受信手段の故障
あるいは損傷に拘わらず、安定確実に鋳片の内部に残存
溶融金属が存在するか否かの鋳片の凝固状態を検出する
ことがでさる鋳片の凝固状態検出方法を12供すること
を目的とする。
【問題点を解決するための手段1 本発明は、電磁的な方法で鋳片に透入させた横波超音波
が、鋳片内部の残存溶融金属を透過しないことを利用し
て、鋳片の凝固状態を検出するようにした鋳片の凝固状
態検出方法において、縦波超音波及び横波超音波を、′
電磁的な方法で同時に鋳片に透入させ、鋳片を透過した
縦波超音波及び横波超音波を、電磁的な方法で受信し、
横波超音波の透過波の振幅と縦波超音波の透過波の振幅
との比を求め、該振幅比に基づいて、鋳片内部の残存溶
融金属の存在を判定するようにして、前記目的を達成し
たものである。 【作用】 第1図は、本発明の基本構成を示したものである。 冷却によって残存溶融金rfS19の外壁は凝固全屈1
8を形成しており、鋳片16の片側に電磁的な超音波の
送信子20、他方の側に電磁的な嘔音波の受信子22を
配置している。前記超音波送信子20により超音波を鋳
片16に透入さUるため、磁界発生用電源2/1より超
音波送信子20へ電流が供給されており、また、送信信
号発生器26よリ、超音波送1を子20の送信コイル(
図示省略)に電気信号が供給されている。 又、m音波受(g子22により鋳片16を透過した超音
波信号を受信するため、磁界発生用゛電源28により超
音波受信子20へ磁界発生用電流が供給されており、超
音波受信子22で受信され、゛山気信号に変換された超
音波信号は、増幅器30により増幅されて、例えばオシ
ロスコープ32に表示される。 ここにおいて、第2図に示寸ように、超音波が透過する
部分に残存溶融金1ホ19が存在しなければ、縦波、横
波共に鋳片16を透過し、オシロスコープ32には、第
3図に示すような超音波イ3@波形が1’7られる。一
方、第4図のように、超音波が透過する部分に残存溶融
金属19が存在すれば、横波は液体中を伝播できないた
め、縦波のみが鋳片16を透過し、第5図に示すような
超音波信号波形が10られる。 従って、超音波受13子20によって受信された超音波
信号波形において、縦波の透過波の振幅Aβと横波の透
過波の振幅Atの比At /AJ2をとり、この比が例
えば一定の閾値を下回る場合に、鋳片1Gの内部に残存
溶融金属19が存在すると判定すれば、鋳片16の凝固
状態の検出が可能である。 先にも述べたように、電磁的な超音波の送受信方法にお
いては、超音波送信子20により鋳片16に透入される
超音波の強度及び超音波受信子22による超音波受信効
率は、各々超音波送信子20及び超音波受信子22の鋳
片16に対するリフトオフに大きく依存するが、以上の
よ・うな本発明の方法によれば、例えば同一の送信子に
よって、縦波超音波及び横波超音波を同時に鋳片16に
透入させ、例えば同一の超音波受信子22によって、縦
波超音波及び横波超音波を受信するため、受信信号にお
ける縦波、横波の振幅には、リフトオフの変動の効果が
同じだけ現われる。従って、リフトオフの変動の効果は
、縦波の透過波の振幅AJ2と横波の透過波の振幅At
との比At/Afflには全く現われない。又、鋳片1
6中の残存溶融金属19の有無に拘わらず、縦波の透過
性はほぼ一定であることから、振幅比At/AJ2によ
って、鋳片16における横波の透過性を正しく評価でき
る。 更に、縦波の透過波の振幅が一定の閾値を下回る場合に
は、リフトオフ過大あるいはul器の故障という判定を
即座に下すことができる。 以上述べたように、本発明によれば、特開昭52−13
0422の右する問題点は、−挙に解決される。 【実施例1 以下、図面を参照して、本発明に係る鋳片の凝固状態検
出方法が採用された連続鋳造鋳片の凝固状態検出装置の
実施例を詳細に説明する。 本実施例は、第6図に示す如り1jへ成されており、第
1図と同様に、電磁的な超音波送信子20を鋳片16の
片側に、電磁的な超音波受信子22を、鋳片16の他方
の側に配置している。 前記超音波送イ3子20及び超音波受13子22は、い
ずれも、1つの送信子又は受信子によって、縦波と横波
を同時に送信又は受信可能ベアものであり、第7図に詳
細に示す如く構成されている。図において、102及び
112は、磁界発生用コイルであり、それぞれ前出第1
図と同様の磁界発生用電源24.28に接続されている
。又、103及び113は、磁界発生用の鉄心である。 更に、105は送信用コイルで、送信信号発生器26に
接続されている。ここで、例えば磁界発生用電源24よ
り磁界発生用コイル102に直流電流を通電ヒしめると
、破線Aで表わされるような磁界が発生する。同時に送
信用コイル105に送信信号発生器26との組合せによ
って、例えばRLC共振の減衰振動によって発生さ往た
パルス電流を流すと、誘導電流Bが、凝固金属18の表
面に図のように発生し、この誘導電流Bど磁界△の相互
作用により、フレミングの法則に従って、;疑問金61
8の表面にローレンツ力が発生する。この時、送信用コ
イル105の・うら、aで示される部分からは、凝固金
属18の表面に誘う9電流Bのうち、aで示される誘導
電流が誘導されるが、この誘導電流Baと磁界への相互
1ヤ用によって、凝固金属表面には、矢印Caに丞され
るローレンツ力が発生する。 このローレンツ力は、矢印りの方向に進行する縦波を発
生させる。又、送信用コイル105のうち、bで示され
る部分からは、凝固金属18の表面に、誘導電流Bのう
ち、bで示されるシえ導電流が誘導されるが、この誘導
゛取決Bbと磁界Aの相互作用によって、凝固金属18
の表面には、矢印Cbで示されるローレンツ力が発生す
る。このローレンツ力は、同じく矢印りの方向へ進行す
る横波を発生させる。このようにして、一つの超音波送
信子20により、同時に縦波及び横波を電磁的に鋳片1
6に透入させることができる。 さて、矢印りの方向に伝播して鋳片16の反対Qllの
表面に達した縦波及び横波は、それぞれ矢印Ea SE
bで示される運動力を持っており、これと超音波受信子
22による磁界(破線)Fとの相互作用によって、誘導
電流GaXGbが生じ、成域的な振動が電気信号に変換
されて、受信コイル115により検出される。このよう
にして、一つの超音波受信子22により、縦波及び横波
を電磁的に受信することができる。 前記超音波受信子22によって受信され、電気信号に変
換された超音波信号は、第1図と同様の増幅器30に入
力される。増幅器30は、入力された超音波信号を増幅
した後、二つのチャンネルから、これをゲート回路34
Δ、34Bへ出力する。ゲート回路34A、34Bに出
力される電気信号は全く同等である。 ゲート回路34Aは、入力された信8から縦波による信
号を抽出し、ピーク値検出回路36Aへ出力する。ピー
ク値検出回路36Aは、入力された縦波による信号の振
幅A℃を検出して、これを演算処理器38へ出力する。 又、他方のゲート回路34Bは、入力された信号から横
波による信号を取出して、ピーク値検出回路36Bへ出
力する。 ピーク値検出口路36Bは、入力された横波による信号
の振幅Atを検出して、これを前記演算処理器38へ出
力する。 演算処理器38は、入力された振幅AJ2、Atの値か
ら、横波の超音波の振幅と縦波の超音波の振幅の比(A
t/Aβ)を計算し、この値と閾1直とを比較して、鋳
片16の中の残存溶融金属1つの有無を判定する他、縦
波の超音波の振幅へ(が一定のレベルよりも低い場合に
は、ブヂー等のTIτ報器40へ警報信号を出力する。 なJ3、前記実施例においては、電磁的に超音波を送信
し、受信するための磁界として、直流°電流による磁界
を用いていたが、永久磁石による磁界又はコイルにパル
ス状の大電流を流して誘起されるパルス状磁界であって
もよい。 【発明の効果1 以上説明したとおり、本発明によれば、リフトオフの変
動や超音波送受信手段の故障あるいは損傷に拘わらず、
鋳片の内部に残存溶融金属が存在するか否かを、安定か
つ確実に検出することができる。従って、金属の連続鋳
造にお(プるブレイク−アウト事故の防止や、鋳片の引
扱き速度と冷却条件を最適とするための制御において、
極めてイifAに利用できるという邊れた効果を有する
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る鋳片の凝固状態検出方法を実施
するための装置の基本的な(R成を示ず断面図、第2図
は、本発明の詳細な説明するための、鋳片内の残存溶融
金属と電磁的な超音波の送受信手段との相対的な位置関
係の例を示す断面図、第3図は、第2図の状態における
超音波の受信信号波形の例を示す線図、第4図は、鋳片
内の残存溶融金属と超音波送受信手段との相対的な位置
関係の他の例を示す断面図、第5図は、第4図の状態に
おける超音波の受信信号波形の例を示す線図、第6図は
、本発明が採用された連続鋳y5鋳片のi¥そ固状態検
出装置の実施例の構成を示す、一部ブロック線図を含む
断面図、第7図は、前記実施例で用いられている超音波
送信子及び受信子の構成及び作用を示す断面図、第8図
は、金属鋳片の連続#rr造機の構成の例を示す断面図
である。 16・・・・・・鋳片、 18・・・・・・凝固金属、 19・・・残存PI融金屈、 20・・・・・・超音波送信子、 22・・・・・・超音波受信子、 At・・・・・・横波超音波の透過波の振幅、八λ・・
・・・・縦波超音波の透過波の振幅。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電磁的な方法で鋳片に透入させた横波超音波が、
    鋳片内部の残存溶融金属を透過しないことを利用して、
    鋳片の凝固状態を検出するようにした鋳片の凝固状態検
    出方法において、 縦波超音波及び横波超音波を電磁的な方法で同時に鋳片
    に透入させ、 鋳片を透過した縦波超音波及び横波超音波を、電磁的な
    方法で受信し、 横波超音波の透過波の振幅と縦波超音波の透過波の振幅
    との比を求め、 該振幅比に基づいて、鋳片内部の残存溶融金属の存在を
    判定することを特徴とする鋳片の凝固状態検出方法。
JP60291455A 1985-12-24 1985-12-24 鋳片の凝固状態検出方法 Granted JPS62148850A (ja)

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