JPS6240961A - タンデイシユ内のスラグ検出方法 - Google Patents

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 本発明はタンディシュ内のスラグ検出方法に関し、特に
鋼の連続鋳造の際に溶湯が連続的に取鍋からタンディシ
ュ（または分配溝）に供給され、続いて連続鋳造鋳型内
に鋳込まれる場合のダンディシュ内のスラグ検出方法に
関する。

従来の技術 この種のスラグ検出方法は、連続鋳造鋳型の中へ、従っ
て鋳造製品の中へのスラグの侵入を最終的に防止する目
的に用いられる。スラグがかなりの量で連続鋳造鋳型に
達すると、鋳造過程の中断がやむなくされる。スラグが
介在すると鋳造製品が使用不能となる。加工された鋳造
製品の中にスラグ介在に基づく欠陥箇所があるか否かの
確認を要することは、製品を高価なものとする欠点があ
る。スラグが、連続鋳造金型の前に接続されたタンディ
シュからｆｓ造流中に達づ−るか否かの確認は困難であ
り、従来のこの分野では事実上成果は得られていない。

発明が解決しようとする問題点 スラグ検出技術上の困難性の理由は、とりわけ金属特に
鋼の連続鋳造の特殊技術性にある。遮蔽鋳造（ｓｈｒｏ
ｕｄｉｎｏ）では溶湯は取鋼から管を通ってタンディシ
ュのチャンバに達し、そこから管を通って（いわゆる浸
漬鋳造）連続鋳造鋳型に達する。

遮断鋳造では、従って、どの時点で（注湯時において）
スラグが取鍋からタンディシュの中へ流れるかは、確認
することができない。すなわち、遮断鋳造ではたとえば
外部からのスラグの視覚的識別を行なえない。い猿一つ
の理由となるのが、取鍋からタンディシュへの溶湯流れ
である。スラグは取鍋の中の溶湯の上に浮いている。溶
湯表面には渦が形成されるため（いわゆるＶｏｒｔｅｘ
効宋）、スラグは溶湯の中に包まれて（開いた）鋳造流
の芯部を流れる。従って再酸化防止装置を断念しようと
するならば、スラグの視覚的識別も不可能となる。

スラグがタンディシュの中に達したか否かの情報は次の
幾つかの理由から特に重要である。

ａ）タンディシュの中でスラグを伴う溶湯に望ましくな
い反応が生じる。上記のスラグ介在物では製品の誤差が
許容範囲を越える。

ｂ）スラグがタンディシュから連続鋳造鋳型の中に達し
、二次冷却の水と接触する。その結果、液体スラグ成分
と二次冷却の水とが厳しく反応する。突然に水蒸気が発
生すると、周囲にはね飛ばされるスラグ粒子と共に操作
員に危険を及ぼす。

Ｃ）タンディシュ、特に分配溝は壁および／または１１
を備えている。このため、スラグが連続的に壁で分離さ
れている潟ロヂャンバに達すると、作業時間が増すにつ
れて益々スラグがタンディシュ中に多くなる。従って溶
湯のための空間が限度を越えてスラグにより覆われる。

ｄ）連続鋳造鋳型の中へのスラグの侵入は、鋳造過程の
中断を強いる。これにより連続鋳造製品の生産量が減少
し、従って不経湾となる。

本発明の目的はタンディシュ内においてスラグを検出づ
るための有効で実用的に実施可能な方法を提案すること
にある。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するため本発明は、溶湯の供給を受け
るタンディシュの重量を連続的に測定するとともに、こ
れと同時にタンディシュ内の液面高さを連続的に測定し
て、溶湯とスラグとの比重の差にもとづきスラグの存在
を検出するものである。

作用 この方法は、スラグと金属の比重が最低１：２であると
いう認識に基づいている。タンディシュ内の液面高さに
は、液状金属の比重が既知である場合にその重量が対応
するため、目標重量からの誤差がある場合はすべてスラ
グの存在を指示する。

他方において、溶湯液面の高さからスラグの存在を推定
することもできる。スラグは液状金属の上に浮いており
、タンディシュから出潮する際には最後に出てくるため
、この場合はスラグの流出は防止される。

本発明の別構成においては、タンディシュの液面高さの
測定が、溶湯上に浮かぶスラグおよび／または溶湯に対
し、上方から垂直に走査する方法で行なうことが提案さ
れる。この処置により誤差のない高さ測定を行なうこと
ができる。このような測定法にあっては、スラグおよび
／または溶湯の垂直走査を、単数または複数のレーザー
光線により行うと有利である。この場合は、溶湯および
スラグを共に測定することができる。

種々の公知の測定装置は、溶湯だけしかＷｆ１認できな
。本発明では、スラグからなっている箇所を調査するた
め、表面の線状走査も可能とする。このようにして、針
環上の「平均スラグ層」を決定することが可能であり、
そこからスラグの吊も結果として得ることができる。

別の測定法として、スラグおよび／すたは溶湯の垂直走
査を、マイクロ波送信機おＪ：びマイクロ波受信機によ
って行なうことを提案できる。

この発明により、測定の精ｍは種々の点で改善される。

これに関しては、溶湯液面高さの測定のための基準とし
て、タンディシュの内室の低面積に、その時々の高さに
応じて実際の底面積を決定する係数が乗じられる。これ
により、たとえばタンディシュが台形状の内壁を有して
いたり、さらに堰を有しているような場合にも適用する
ことができる。

測定のための比較基準として、空のタンディシュに溶湯
を満たす時に重量および溶湯液面高さの測定値を電子的
に記憶することができ、これをその後のすべての測定の
ためたの比較測定値として使用することができる。

スラグを含む溶湯の重量の値Ｇ（金目）と、スラグ層を
含む溶湯の高さの値りの測定の際に￥ａ度の向上を図る
ためには、差測定用のΔＧおＪ：びΔｈに公差限界を導
入するのが好適である。

精度の向上は、差測定量の公差を、使用される測定装置
の最大測定誤差に応じて決定することによっても改善す
ることができる。

測定または評価装置によりスラグを検出した後は、公差
限界を越える時または取鋼の閉鎖後に、溶湯液面高さを
調査し、連続鋳造鋳型へのスラグ流出前にタンディシュ
を閉じるように処置することができる。

この方法を実施するための装置の構成として、タンディ
シュが負荷測定装置の上に支持されており、タンディシ
ュの溶湯液面の上方に放射測定装置が配置され、その放
射行程が溶湯液面に対し垂直となり、かつ負荷測定装置
と放射測定装置が評価装置に連結したものを提案できる
。

溶湯とスラグの合計高さを測定するためには、溶湯液面
高さの放射測定装置がレーザーを用いた装置からなって
いるのが特に有利である。あるいは、この装置の構成と
して、溶湯液面高さの放射測定装置がマイクロ波送信機
およびマイクロ波受信機を用いた装置からなっているＪ
：うに覆ることもできる。

実施例 以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説明する。取
鍋１はたとえば鋼のような溶湯２を収容し、その上にス
ラグ３が浮いている。連続作業中に溶湯２は調整可能な
ノズル４を通ってタンディシュ５の中へ流れる。タンデ
ィシュ５は複数の連続鋳造装置の場合は、分配溝からな
っている。取鍋１には調整可能なノズル４の下方に鋳造
管６が配置され、これはく図示しないが）共に押し流さ
れたスラグ３の層（ｈｌ）の下まで、また溶湯２の高さ
くｈ２）まで達している。溶湯２は、タンディシュ５か
ら高さくｈ２）の金属静力学的（鉄静力学的）圧力のも
とで、浸漬ノズル７を通って連続鋳造鋳型８の中へ流れ
、そこから外部へ凝固した連続鋳造製品９が出てくる。

タンディシュ２の実際の内容量は、幾何学的寸法から求
められる。すなわち、 Ｖ’＝　Ｆ　−ｆ　−ｈ ただし Ｖ−タンディシュの容量 Ｆ＝タンディシュの内部の低面積 ｆ＝斜材、壁および順の存在にもとづく修正係数 ｈ−スラグを含む溶湯の（測定した）高さスラグ３の比
重はγ１＝３、鋼の比重はγ２＝７．６であることから
、次の方程式を立てることができる。

Ｇ＝γ・Ｖ（Ｇ−重量）・・・・・・（Ｉ）通常分配溝
の容量は１００％溶潮（鋼）２からなっている。その結
果、タンディシュ５中で測定された溶湯２の総重量と高
さは、比重を考慮して、次のようになる。すなわち ｈ＝ｈ１＋ｈ２・・・・・・（ＩＩ） ただし ｈ−総高さく溶湯およびスラグの合計）＝実際値ｈｌ−
スラグ３の高さ ｈ２−溶湯２の目標高さ Ｇ＝γ２・Ｖ−γ１・「・ｆ−ｈ２・・・・・・（１）
Ｆ１２＝Ｇ／（γ２・Ｆ−ｆ）、ｈ１＝Ｇ／（γ１・Ｆ
・１）・・・・・・（ＩＶ） スラグ３が溶湯２の中に入る場合は、総体積の一部が、
より軽い媒体のスラグ３に代えられる。

Ｇ（全体）＝Ｆ−ｆ−ｈ２・γ２十Ｆ−ｆ−ｈ１・γ１
・・・・・・（Ｖ） 計算上前られるた高さ［１２は、物理的条イ！１に応じ
て実際に測定した高さｈ（総高さ：溶湯２とスラグ３の
合計）と異なっていなければならない。

点検のため、重ｆｆ１Ｇのｌ［上の対比を行うことがで
きる Ｇ２＝Ｆ−ｆ−ｈ・γ２（１００％金属または鋼に相当
する）・・・・・・（Ｖｌ） スラグ３が溶湯２の中に入る場合は、小さい比重をもつ
スラグ３の体積比率に応じて測定した総重量が変化する
。

測定ｇ置を形成するタンディシュ５は、隅部１〇に配置
された幾つかの負荷測定ＶＣ＠　１１の上に支持されて
いる。溶湯液面１２の上方には放射測定装置１３が配置
されている。放射測定装＠１３の放射行程１４は溶湯液
面１２に対し垂直とされている。負荷測定装置１１およ
び放射測定装置１３は信号増幅器１５を通じてそれぞれ
評価装置１６にて接続されている。

第１図と第２図は、測定原理にもとづく二つの選択肢を
示している。すなわち第１図によれば、総重ｆｆ１Ｇか
ら（ＩＶ）式により、装置１７においてｈ２、および評
価装置１６において差ｈｌ＝ｈ−ｈ２−Δｈが確認され
る′。

第２図によれば、装置１７はｈの測定のために配置され
ており、ここで（■）式によるＧ２のｆ［ｊ’　ＬＹに
用いられ、負荷測定装置１１で確認されたＧ（全体）と
ともに、評価装置１６においてＧ２−Ｇ＝ΔＧが求めら
れる。第１図および第２図の両方の場合とも、Δｈまた
はΔＧで表されるスラグ３の当初の量が得られる。

これらの値、すなわちΔｈとΔＧのために公差が定めら
れる。従って、第１図および第２図において公差指定装
置１８または１９を付加で−ることができる（第３図）
。公差値を越える時は警報表示が行なわれ、同時にスラ
グ３がタンディシュ５にそれ以上流入することを避（ブ
るため、取鍋１のノズル４を閉じる指令が発せられる。

第３図の通り、ΔｈおよびΔＧの値は、公差指定装置１
８および１９の設定された公差値の分だけ制限され、Ａ
ＮＤ素子２０に送られ、その後で警報表示２１が行われ
る。

ここでは同時にΔＧとΔｈが検討され、両誤差が公差限
界を越える時に限り警報表示２１が行なわれる。　ΔＧ
またはΔｈの許容誤差値（公差限界）の値は、使用され
た装置１２．１３の最大測定誤差から生じるタンディシ
ュ５の重量測定おＪ：び液面高さ測定）。これには次の
例が挙げられる測定範囲一６０１．絶対最大誤差−±３
００　ｋ　ｇ最大測定範囲６０ｔの分配溝の場合は、従
って、スラグ比率を確認するためには、３００ｋｇより
やや大きいΔＧが得られることになろう。たとえば上記
の規模のタンディシュ３では、スラグ３の存在が確認さ
れた時点で、長さ約５ｍ、幅約０．８ｍのタンディシュ
３の場合で、約２．５ｃＩ１１のスラグ高さしか存在し
ない。

別つの安全機能を第４図、第５図に示す。第１図におい
て、公差限界を越えた誤差Δｈが旧制ｔ１に観察され、
時間ｔ。を要して実際にスラグ３がタンディシュ５に入
る場合は、誤差Δｈは積分装＠２２において時間ｔ。に
わたり増加する。これによりスラグ流人の蓋然性は極め
て高く、従ってこの場合は警報表示２１が行なわれる。

Δｈの代わりに第５図ではΔＧとなる。

第４図および第５図において述べた機能は、第３図にお
けるΔｈとΔＧの論理結合に応用することができる。こ
の組合せを第６図に示す。すなわち、時刻ｔ１における
Δｈは時間ｔ。にわたり観察され、また時刻ｔ１でのΔ
Ｇも時間ｔ。にわたり観察される。この場合も、両公差
限界を越える時に限り、ＡＮＤ素子２０の後で「スラグ
」警報表示２１が行なわれる。

負荷測定装置１１および放射測定装＠１３の測定信号は
アナログまたはデジタルで発振されるため、その後も、
アナログまたはデジタルで（れ以外の中間素子なしに処
理可能となる。評価装置１６では値Ｇ２またはｈ２と、
直接測定された値Ｇ（全体）またはｈとの比較が行われ
る。両比較値相互の偏差には公差限界が指定され、これ
を越える時は、取＠１からのスラグ３の（それ以上の）
流出が防止される。得られた値ｈ２またはＧ（全体）は
、（測定装置の）公差量により修正されるため、さらに
誤差なしに鋳込むことのできる実際にスラグのない液状
金属（ｆｉｌ！ｌ）の吊が情報として１ｑられる。

従って、このまだ存在する液状金属量を出発点として鋳
造過程を終了させることができる。

以下に本発明の好適な実施例を列記する。

（八）溶湯の供給を受けるタンディシュの重量を連続的
に測定するとともに、これと同時にタンディシュ内の液
面高さを連続的に測定して、溶湯とスラグとの比重の差
にもとづきスラグの存在を検出することを特徴とするタ
ンディシュ内のスラグ検出方法。

（Ｂ）　　タンディシュ内の液面高さの測定が、溶湧］
二に浮くスラグおよび／または溶湯の−ｆ二方からの垂
直走査にて行なわれることを特徴とする前（八）項に記
載の方法。

ｆｃ）　　スラグおよび／または溶湯の垂直走査が、ｌ
ｌｊ数または複数のレーザ光線にて行なわれることを特
徴とする前（＾）項才たは（Ｂ）項に記載の方法。

（Ｄ）　　スラグおよび／または溶湯の垂直走査が、マ
イクロ波送信機およびマイクロ波受信機にて行なわれる
ことを特徴とする前（八）項または（Ｂ）項に記載の方
法。

（［）　　液面高さの測定のための基礎となるタンディ
シュ内部の低面積に、実際の低面積をその時々の高さに
応じて決定する係数を乗じたものを用いることを特徴と
する前（Ａ）項から（Ｄ）項までのいずれかに記載の方
法。

（［）　　空のタンディシュを溶湯で満たず際に、重量
および液面高さの測定初期値が電子的に記憶され、これ
が以後のすべての測定値の比較基準値として用いられる
ことを特徴とする前（Ａ）項から（Ｅ）項までのいずれ
かに記載の方法。

（ＧＪ　　差測定単位としてΔＧまたはΔｈが公差限界
として用いられることを特徴とする前（八）項から（［
）項までのいずれかに記載の方法。

（１１）　　差測定単位の公差吊が使用された測定装置
の最大測定誤差に応じて決定されることを特徴とする前
（＾）項から（Ｇ）項までのいずれかに記載の方法。

（１）　　公差限Ｗを越える時または取銅の閉鎖後に液
面高さを検出し、連続鋳造鋳型へのスラグの流出前にタ
ンディシュを閉じることを特徴とする前（＾）項から（
１１）項までのいずれかに記載の方法。

（Ｊ）　　タンディシュ５が負荷測定装置１１上に支持
され、タンディシュ５の溶湯液面１２の上方に放射測定
装置１３が配置されるとともに、その放射行程１４が溶
湯液面１２に対し垂直に走査され、かつ負荷測定装置１
１と放射測定装置１３とが評価装＠１６と連結されてい
ることを特徴とするタンディシュ内のスラグ検出装置。

（に）　溶湯液面１２の高さを検出する放射測定装置１
３がレーザを用いた装置にて構成されていることを特徴
とする前（Ｊ）項に記載の装置。

（Ｌ）　　溶湯液面１２の高さを検出する放射測定装置
１３が、マイクロ波送信機およびマイクロ波受信機にて
構成されていることを特徴とする前（Ｊ）項に記載の装
置。

発明の効果 以上述べたように本発明によると、タンディシュ内にお
けるスラグを容易に検出することができ、このため連続
鋳造鋳型内へのスラグの侵入を防止できて、鋳造製品内
にスラグが介在貰るのを防止できる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例における測定および評価装置
の第１の選択使用例を示す図、第２図はその第２の選択
使用例を示す図、第３図はΔｈとΔＧのための公差素子
の論理連結を有する補助公差素子のブロック図、第４図
は測定値Δｈを連続観察するためのブロック図、第５図
は測定値ΔＧを連続観察するためのブロック図、第６図
は第３図から第５図までのものの組合せ構成を示すブロ
ック図である。 ２・・・溶湯、３・・・スラグ、５・・・タンディシュ
、１１・・・負荷測定装置、１２・・・溶湯液面、１３
・・・放射測定装置、１６・・・評価装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、溶湯の供給を受けるタンディシュの重量を連続的に
   測定するとともに、これと同時にタンディシュ内の液面
   高さを連続的に測定して、溶湯とスラグとの比重の差に
   もとづきスラグの存在を検出することを特徴とするダン
   ディシュ内のスラグ検出方法。