JPS62500646A - スラグの検出方法および装置 - 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】 スラグの検出方法および装置 本発明は、金属溶湯の流れ中を一緒に流れる、特に冶金容器からの注出の際溶鋼 中のスラグの検出方法および装置に関する。

転炉、取鍋または中間容器から鋼を注出する際、溶湯の表面にスラグ層が存在す る６冶金上の理由から、スラグが一緒にできるだけ注出されないようにする。ス ラグの流出を防止するため、大体において次の方法が公知である。

すなわち取鍋において、スラグが流出できる大体の時間がめられる。そのため取 鍋が空および一杯の状態で重さを測定されるので、それからそのつどの残量がめ られる。充填レベルが臨界値に低下したことが計量器の表示から推論された後、 スラグの流出が作業員により視覚的に確認される。

溶湯の残量が取鍋内張りの摩耗度に関係するため、それを不ｍ６ｆｆにしかめら れないことを別としても、とりわけ高級な鋼種におけるように保護ガスのもとで 注出を行なう場合、この方法は費用がかかる。すなわち注出流を観察できるよう にするため、遮蔽体を一部除去せねばならない。これは著しい機械技術的費用を 必要とし、さらに品質を悪玉する。

刑の方法では視覚的監視をやめて、取鍋中の所定の充填レベルに達しノた際流出 を中止する。

この方法は、溶湯の残部が取鍋中に残り、これを再び溶融せねばならないため、 不経済である。

本発明の基礎になっている課題は、流出する溶湯中のわずかな割合のスラグを知 って表示でき、そのために注出流の遮蔽体を除去したり注出を妨害しないような 方法に到達することである。

与えられた課題を解決するため、特許請求の範囲第１項の特徴に従って方法を実 施することが提案される。

浴湯およびセンサの温度は連続的に監視されるようにする。

温度測定は従来技術である。コイルのオーム抵抗からセンサの温度が、さらにそ れから溶湯の温度が推論されると、これらをめるのは特に簡閲である。材料定数 が通常のように決定された後、装置自体の熱伝搬をｉｔ算することができる。

温度の測定値により、電圧スペクトルの測定値からスラグ分布の計算へ入る導電 率の値を修正することができる。

同様に送信コイルと受信コイルから成る基準装置を使用し、両送信コイルを直列 接続し、両受信コイルを電気的に逆極性に接続することによって、感度が著しく 高まる。

本発明の別の構成では、基市装置の送信コイル上に別の巻線が設けられ、値およ び位相の可変な電流が周波数を選択されてこの巻線へ供給されて、受信コイルの 和電圧がすべての周波数に対して零であるか、または零になるようにする。

温度の影響をさらに少なくするために、本発明の別の構成によれば、特定の半径 方向相互間隔をとって流れ断面を同軸的に包囲する２つの送信コイルと１つの受 信コイルから成るコイル装置を使用するか、または送信コイル軸線および受信コ イル軸線が半径方向に測定対象のまわりに設けられ、測定対象に対して同じ半径 方向距離で送信コイルが二等辺三角形の底角外にあり、受信コイルに誘導される 電圧が送信コイルへの適当な電流供給によりすべての周波数に対して零になるよ うに、コイル装置を動作させる。

測定コイルの信号が位相選択整流器により測定され、ブリッジ回路の評価と平衡 が計算機またはマイクロプロセッサにより行！まわれるのがよい。

本発明による方法を実湖する装置は、例えば内張りを備えた冶金容器において使 用され、センサの送信コイルおよび受信コイルは容器の内張りまたは穴あきれん が中へ一体化されている。

装置の構成によれば、送信コイルおよび受信コイルと基準送信コイルも容器の内 張りまたは穴あきれんが中へ一体化されている。

最後に本発明による装置の構成によれば、容器がめられた測定値により制御可能 な流出慴動板弁を備えている。

本発明による方法によれば、１つまたは複数の送信コイルおよび受信コイルが流 出する注出流のまわりに固定的に取付けられて、注出流をなるべく同軸的に包囲 することができる。送信コイルは複数の周波数の電流を供給され、センサコイル に誘導される常圧が、周波数を選択されて値および位相を測定される。

計算機またはマイクロプロセッサにより、導電率の半径方向分布から溶湯中のス ラグ割合が推論される。

感度を高めるためブリッジ回路が用いられ、送信コイルと受信コイルから成るそ の基準装置が、両送信コイルに同じ供給電流が通るように接続され、一方誘導さ れる電圧が互いに逆向きとなるように受信コイルが接続される。

ブリッジ回路を平衡させて感度を上げるため、基準コイル上へ別の巻線を設けて 、周波数を選択して位相および値の可変な電流を供給電流と同じ周波数で供給す る。この補償電流により受信コイルにおける個々の周波数の和電圧が零になるよ うに測定ブリッジを平衡させる。測定対象の導電率の変化は零平衡をＦ、周波数 選択的に不調にする。

本発明による方法によれば、注出流のスラグ割合は次のようにして知ることがで きる。すなわち溶鋼の導電率はスラグの導電率より著しく大きいので、注出流の スラグ割合は局部的導電率を小さくする。測定対象の導電率の変化は、誘導され る渦電流したがって受信コイルに！ｌ！導される電圧の値と位相を変化する。測 定対象の直径の変化は、導電率変化のため生ずる信号とは値および位相の異なる 信号を生ずる。

複数の周波数のため磁界の侵入深さが異なる供給電流を使用することによって、 導電率の半径方向局部的分布と測定対象の幾何学的寸法についての付加的な情報 が得られる。それにより分解能がさらに増大するので、注出流中の非常にわずか なスラグ割合も知ることができる。

溶湯およびセンサの温度変化から生ずる詔差は、前述したように温度を測定し、 スラグ割合のｉｔ算のため測定値を適当に修正すると、大幅に抑制される。

図面には本発明による方法の適用例と測定回路の原理的構成が示されている。

第１ａ図は取鍋または中間容器の穴あきれんがへのセンサの機械的取付けを示し 、 第１ｂ図は取鍋または中間容器の流出管の表面へのセンサの機械的取付けを示し 、 第２図はブリッジ回路にあるセンサおよび基準装置が動作せしめられる３つの周 波数の測定回路を示し、第３図は補償電流により測定ブリッジを平衡させる補償 巻線をもつ３つの周波数用測定回路を示し、第４ａ図は、２つの送信コイルと１ つの受信コイルから成り、センサコイルが金属溶湯の流れ断面を同軸的に包囲し ているセンサの機械的構成を示し、 第４ｂ図は、２つの送信コイルと１つの受信コイルから成り、センサコイル軸線 が半径方向に延びるセンサの機械的構成を示ｌノ　、 第５図はブリッジ平衡を供給７ｊｌ流により行なう第４ａ図および第４ｂ図のセ ンサの測定回路を示す。

第１ａ図において、冶金容器はＩで、恣湯は２で、送信コイルは３で、受信コイ ルは４で、注出流は５で、流出管は６で、穴あきれんがは７で、流出摺動板弁は １６で示されている。

送信コイル３は注出流５を包囲して、−次磁界を発生する。

受信コイル４は送信コイル３内に同軸的に存在する。両コイル３および４は穴あ きれんが７へはめ込まれるか、または一体に成形されている。

第１ｂ図は、センサが取鍋または中間容器の流出管６をどのように包囲するかの 例を示している。

送信コイル３と受信コイル４は互いに固定的に結合されて、流出管６を同軸的に 包囲している。送信コイル３および受信コイル４は、流出管６の交換の際容易に 除去して再び使用することができるように、流出管６に取付けられている。

感度を高めるため測定装置がブリッジ回路で動作せしめられる場合、糸車装置は 送信コイルと受信コイルから成り、糸車受信コイルに測定コイルとほぼ同じ誘導 電圧が発生されるように、これら両コイルが配置されている。

第２図は、センサおよび糸車装置がブリッジ回路で動作せしめられる３つの周波 数の測定回路の原理的構成を示している。

周波数発生器８は３つの周波数で電力増幅器９を駆動し、この電力増幅器がセン サの直列接続された送信コイル１０と基畠装置の送信コイル１１に給電する。セ ンサの受信コイル１０ａと糸車装置の受信コイル口ａは互いに逆極性に接続され て、誘導される電圧がほぼ打消し合うようになっている。和信号は高抵抗の前置 増幅器１２を介して位相選択整流器！３へ供給され、この整流器が信号を実数部 と虚数部とに分解して、適当な出力装置に表示する。

第３図は３つの周波数用測定回路の原理的構成を示し、センサと基醇装置がブリ ッジ回路で動作せしめられ、補償電流によりブリッジ平衡が行なわれる。

測定装置と基畠装置は第２図のように動作せしめられる。糸車装置コイル上には さらに補償巻線１５が設けられて、別の送信コイルとして動作せしめられる。周 波数発生器８から取出される信号は、調節可能な移相器＋６ａ＋　１６ｂ、　＋ ６ｃを介して周波数を選択されて、補償巻線へ給電する可変ゲインの電力増幅器 ９ａ。

９ｂ、　９ｃへ供給される。

補償電流の位相および値は、手動または計算島またはマイクロプロセッサ２１に より調節されて、前置増幅器１２の入力端における入力電圧がすべての周波数に 対して零であるようにされる。測定対象の導電率が変化すると、ブリッジが不調 になり、前置増幅ｊｌ＋２の入力端に和信号が生じ、その値と位相から、注出流 ５の導電率の半径方向分布を、またそれからスラグ割合をめることができる。

第４ａ図は、２つの送信コイル３，３ａと１つの受信コイル４から成るセンサの 原理的な機械的構成を示している。

送信コイル３は、センサの幾何学的寸法に関係する最適値をもつ半径方向間隔を 受信コイル４に対してもち、この受信コイルは基畠コイルとして動作する第２の 送信コイル３ａにより同軸的に包囲される。このコイル装置は機械的に互いに固 定され、なるべく一体に成形され、全体として所定の間隔をおいて注出流５を包 囲している。

第４ｂ図は、２つの送信コイル３，３ａと１つの受信コイル４から成るセンサの 原理的な機械的構成を示している。送信コイル３．３ａと受信コイル４は、それ らの軸線が半径方向に向き、受信コイル４に対して送信コイル３ａが９０°、送 信コイル３が１８０°ずれるように、配置されている。

第５図は、第４ａ図または第４ｂ図によるセンサとしてのコイル装置をもつ３つ の周波数用の測定回路の原理的ａＦＲを示している。周波数発生器８は３つの周 波数をもつ電力増幅器９を駆動し、この電力増幅器がセンサの送信コイル３に給 電する。周波数発生器８の信号は同時に調節可能な移相器＋６ａ＋　＋６ｂ＋　 １６ｃを介して周波数を選択されて電力増８器９ａ＋　９ｂ＋　９ｃへ供給され 、これらの電力増幅器がセンサの送信コイル３ａへ給電する。センサの受信コイ ル４に誘導される電圧は、前置増幅器１２を介して位相選択整流器１３へ供給さ れ、これらの整流器が信号を周波数選択的に実数部と虚数部とに分解して、適当 な出力装置に表示する。

送信コイル３ａの補償電流の位相は移相器＋６ａ＋　＋６ｂ＋　１６ｃにより、 その値は電力増幅器９ａ＋　９＋＋＋　９ｃのゲインにより調節されて、前置増 幅器１２の入力端にかかる誘導電圧がすべての周波数に対して零になるようにさ れる。

測定対象５の導電率の半径方向分布の変化により、測定ブリッジが不調になり、 前置増幅器１２の入力端に信号が生じ、その値と位相から、導７Ｉ！率の半径方 向分布したがって注出流のスラグ割合をめることができる。測定ブリッジの平衡 は手動またはマイクロプロセッサ２ｊにより行なうことができる。

二ＬＩｒ４−ｕ 補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の７第１項） 昭和６１年６月２６日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １送信コイルおよび受信コイルにより金属溶湯の流れ断面を無接触で包囲し、複 数の周波数を含む電流を送信コイルに印加し、この電流により受信コイルに電圧 を誘導し、周波数を選択してこの電圧を評価し、この電圧のスペクトル状の複合 経過から流れ断面にわたる遵電率分布を求め、それから通過する金属溶湯のスラ グの割合と、摩耗により変化する流れ断面の直径とを求め、溶湯およびセンサの 変化する温度の連続または準連続測定を行ない、温度データと誘導される電圧ス ペクトルの測定値との結合を行なうことを特徴とする、金属溶湯の流れ中を一緒 に流れるスラグの検出方法。 ２同様に送信コイルと受信コイルから成る基準装置を使用し、両送信コイルを直 列接続し、両受信コイルを電気的に互いに逆極性に接続することを特徴とする、 特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３基準装置の送信コイル上に別の巻線を設け、周波数を選択してこの巻線へ値お よび位相の可変な電流を供給して、受信コイルにおける個々の周波数の和電圧を 零にすることを特徴とする、特許請求の範囲第１項および第２項に記載の方法。 ４２つの送信コイルと１つの受信コイルを使用し、送信コイルヘの電流の適当な 供給により受信コイルを通る和磁束が零になり、同時に両送信コイルにより金属 溶湯中に誘導される渦電流が異なる大きさをもつように、送信コイルおよび受信 コイルを設けることを特徴とする、特許請求の範囲第１項ないし第３項に記載の 方法。 ５位相選択整流器により測定コイルの信号を測定し、計算機またはマイクロプロ セッサによりブリツジ回路の評価および平衡を行なうことを特徴とする、特許請 求の範囲第１項ないし第４項に記載の方法。 ６送信コイルおよび受信コイルが金属溶湯の流れ断面を同軸的に包囲し、受信コ イルが両送信コイルの内側または間または外側にあり、コイルが互いに特定の相 互間隔をとつていることを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の方法を実 施する袋鼠。 ７送信コイルおよび受信コイルの軸線が半径方向を向き、測定対象に対して同じ 半径方向間隔で、送信コイルが二等辺三角形の底角外にあることを特徴とする、 特許請求の範囲第１項に記載の方法を実施する装置。 ８内張りを備えた冶金容器において、センサの送信コイルおよび受信コイル（３ ，３ａ，１０および４，１０ａ）が容器（１）の内張りまたは穴あきれんが（７ ）中へ一体化されていることを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の方法 を実施する装置。 ９送信コイルおよび受信コイル（３および４）と基準送信コイル（３ａ）も容器 （１）の内張りまたは穴あきれんが（７）中へ一体化されていることを特徴とす る、特許請求の範囲第８項に記載の装置。 １０容器（１）が求められた測定値により制御可能な流出摺動板弁（１６）を備 えていることを特徴とする、特許請求の範囲第８項および第９項に記載の装置。