JP2000321115A - Level gauge for molten metal - Google Patents
Level gauge for molten metalInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 パルス電磁攪拌装置を適用した場合にも連続
して湯面を計測することの可能な溶融金属用湯面計を提
供する。
【解決手段】 制御部１３は、電磁攪拌用コイル１１
に、攪拌時間オンとなり、続く休止時間オフとなるサイ
クルが繰り返される励磁電力を供給する。そして、湯面
のレベルを検出する第１および第２の湯面センサ１４、
１５の出力は、制御部から供給される励磁電力がオンで
あるときに第１の湯面センサの出力は第１の信号処理部
１６で処理され、制御部から供給される励磁電力がオフ
であるときに第２の湯面センサの出力は第２の信号処理
部１７で処理され、合成部１８で第１の信号処理部の出
力と第２の信号処理部の出力とが合成されて、時間的に
継続した湯面信号として出力される。
(57) [Problem] To provide a molten metal level gauge capable of continuously measuring the level of a molten metal even when a pulse electromagnetic stirring device is applied. A control unit (13) includes an electromagnetic stirring coil (11).
Then, the excitation power is supplied to repeat the cycle of turning on the stirring time and turning off the rest time. Then, the first and second level sensors 14, which detect the level of the level,
When the excitation power supplied from the control unit is on, the output of the first level sensor is processed by the first signal processing unit 16, and when the excitation power supplied from the control unit is off. At one time, the output of the second level sensor is processed by the second signal processing unit 17, and the output of the first signal processing unit and the output of the second signal processing unit are synthesized by the synthesis unit 18, It is output as a time-continuous level signal.
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は溶融金属用湯面計に
係わり、特に、鋳型内に注入された溶融金属が電磁攪拌
装置により攪拌されている場合にも鋳型内の溶融金属の
湯面（メニスカス）を正確に計測することの可能な溶融
金属用湯面計に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a level gauge for molten metal, and more particularly to a level gauge of molten metal in a mold even when the molten metal injected into the mold is stirred by an electromagnetic stirrer. The present invention relates to a molten metal level gauge capable of accurately measuring a meniscus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】転炉で生産される溶鋼は連続鋳造機にお
いてスラブ、ビレット等に成形される。連続鋳造機で
は、レードル内の溶鋼はダンディッシュを介してモール
ド（鋳型）内に注入される。この注入によってモールド
内に発生する溶鋼の流れのために、モールド内の溶鋼の
湯面上に浮遊している不純物であるパウダが溶鋼内に巻
き込まれ易い。このパウダは、溶鋼の凝固は一様に行わ
れないことに起因して凝固した鋼内に残存する溶鋼に吸
着されて、焼付きの原因となるため、溶鋼のパウダの巻
き込みを防止することが必要である。2. Description of the Related Art Molten steel produced in a converter is formed into slabs, billets and the like in a continuous casting machine. In a continuous caster, molten steel in a ladle is injected into a mold via a dandysh. Due to the flow of the molten steel generated in the mold by this injection, powder, which is an impurity floating on the surface of the molten steel in the mold, is likely to be caught in the molten steel. This powder is absorbed by the molten steel remaining in the solidified steel due to uneven solidification of the molten steel and causes seizure, so that it is possible to prevent the entrainment of the powder of the molten steel. is necessary.
【０００３】また、溶鋼が凝固する際に発生する一酸化
炭素（ＣＯ）等の気体が凝固した鋼内に残存することを
防止するために気体の浮上を促進することも必要であ
る。この課題に対応するため、従来からリニアモータを
使用してモールド内の溶鋼にモールド壁に沿った定常流
を発生させる電磁攪拌装置が既に提案されている（例え
ば、特開平１−２２８６４５号公報参照）。[0003] It is also necessary to promote the floating of the gas in order to prevent gas such as carbon monoxide (CO) generated when the molten steel solidifies from remaining in the solidified steel. To cope with this problem, an electromagnetic stirrer for generating a steady flow of molten steel in a mold along a mold wall by using a linear motor has already been proposed (for example, see JP-A-1-228645). ).
【０００４】上記提案に係る電磁攪拌装置にあっては、
モールドの両側面に設置された電磁石が３相交流電力で
常時励磁され、溶鋼に発生する移動磁界によって溶鋼が
攪拌されるため、湯面の結晶が細粒化され、溶鋼のパウ
ダの巻き込みが防止されるとともに、気体の浮上が促進
される。しかし、湯面上の結晶を細粒化するほどスラブ
等の製品の品質が向上するため、本出願人はモールドの
両側面に設置される電磁石を励磁する電力を高電力と低
電力の間で周期的に変化させることにより湯面上の結晶
をさらに細粒化するパルス電磁攪拌装置を提案している
（特願平９−３３７１９５号）。In the electromagnetic stirrer according to the above proposal,
The electromagnets installed on both sides of the mold are always excited by three-phase AC power, and the moving magnetic field generated in the molten steel stirs the molten steel, so that the crystal of the molten metal surface is refined and the powder of the molten steel is prevented from being entrained. And the floating of the gas is promoted. However, since the quality of a product such as a slab is improved as the crystal on the molten metal surface is refined, the applicant assigns an electric power for exciting the electromagnets installed on both sides of the mold between a high electric power and a low electric power. A pulse electromagnetic stirrer has been proposed in which crystals on the molten metal surface are further refined by periodically changing them (Japanese Patent Application No. 9-337195).
【０００５】しかし、連続鋳造機において製品の品質を
維持するためにはモールド内の湯面を一定に制御するこ
とも重要であるが、湯面を制御するためには湯面を計測
することが必要となる。そして湯面計測のために、渦電
流式の湯面計を使用することが一般的である。渦電流式
湯面計は、２次コイル、道電性強磁性体、および１次コ
イルを積層した構成を有し、１次コイルを高周波で励磁
することにより生成される１次磁束により溶鋼の湯面上
に渦電流を発生させる。この渦電流により発生する２次
磁束を２次コイルで検出することにより、湯面を計測す
る構造となっている。However, in order to maintain the quality of the product in the continuous casting machine, it is also important to control the level of the molten metal in the mold to be constant. Required. It is common to use an eddy current type level gauge for level measurement. The eddy current type level gauge has a configuration in which a secondary coil, an electroconductive ferromagnetic material, and a primary coil are laminated, and the primary magnetic flux generated by exciting the primary coil at a high frequency causes the molten steel to measure molten steel. An eddy current is generated on the surface of the molten metal. The secondary magnetic flux generated by the eddy current is detected by the secondary coil, so that the level of the molten metal is measured.
【０００６】しかしながら、渦電流式湯面計は電磁誘導
現象を利用するものであるため、電磁攪拌装置の励磁中
は電磁攪拌装置から発生する磁束の影響を受けて、信号
／雑音比が悪化することは回避できない。そこで、本出
願人は、パルス電磁攪拌装置においては、低電力供給中
（電力を供給しない場合も含む）においてだけ湯面を計
測することも提案している（特願平１０−５０７４３
号）。However, since the eddy current type level gauge utilizes the electromagnetic induction phenomenon, the signal / noise ratio deteriorates during the excitation of the electromagnetic stirrer due to the influence of the magnetic flux generated from the electromagnetic stirrer. That cannot be avoided. In view of this, the present applicant has also proposed that in a pulse electromagnetic stirring device, the level of the molten metal is measured only during low power supply (including when power is not supplied) (Japanese Patent Application No. 10-50743).
issue).
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、低電力
供給中、あるいは、電力停止中においてだけ湯面を計測
する場合には、高電力と低電力の切替え周期は０．１〜
１．０秒と比較的長いため、１秒間隔で湯面を計測する
ことは実際上困難であり、湯面計測の連続性が維持され
ないという課題が生じる。However, when the level of the hot water is measured only when the low power is being supplied or when the power is stopped, the switching period between the high power and the low power is 0.1 to 0.1.
Since it is relatively long at 1.0 second, it is practically difficult to measure the molten metal level at 1 second intervals, and there is a problem that continuity of the molten metal level measurement is not maintained.
【０００８】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
って、パルス電磁攪拌装置を適用した場合にも連続して
湯面を計測することの可能な溶融金属用湯面計を提供す
ることを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a molten metal level gauge capable of continuously measuring the level of a molten metal even when a pulse electromagnetic stirrer is applied. Aim.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】第１の発明に係る溶融金
属用湯面計は、容器に貯蔵される溶融金属の湯面を電磁
攪拌する電磁攪拌用コイルに予め定められた攪拌時間オ
ンとなり続く予め定められた休止時間オフとなるサイク
ルが繰り返される励磁電力を供給する制御部と、容器に
貯蔵される溶融金属の湯面のレベルを検出する第１およ
び第２の湯面センサと、制御部から供給される励磁電力
がオンであるときに第１の湯面センサの出力を処理する
第１の信号処理部と、制御部から供給される励磁電力が
オフであるときに第２の湯面センサの出力を処理する第
２の信号処理部と、第１の信号処理部の出力と第２の信
号処理部の出力とを合成して時間的に継続した湯面信号
を出力する合成部と、を具備する。According to a first aspect of the present invention, there is provided a molten metal level gauge in which an electromagnetic stirring coil for electromagnetically stirring a molten metal level stored in a container is turned on for a predetermined stirring time. A control unit for supplying excitation power for repeating a cycle in which a predetermined pause time is turned off, first and second level sensors for detecting the level of the level of molten metal stored in the container, and control A first signal processing unit for processing the output of the first level sensor when the excitation power supplied from the unit is on, and a second signal processing unit for processing the excitation power supplied from the control unit when the excitation power is off. A second signal processing unit that processes the output of the surface sensor, and a combining unit that combines the output of the first signal processing unit and the output of the second signal processing unit and outputs a temporally continuous level signal And
【００１０】第２の発明に係る溶融金属用湯面計は、容
器に貯蔵される溶融金属の湯面を電磁攪拌する電磁攪拌
用コイルに予め定められた攪拌時間オンとなり続く予め
定められた休止時間オフとなるサイクルが繰り返される
励磁電力を供給する制御部と、容器に貯蔵される溶融金
属の湯面のレベルを検出する１つの湯面センサと、湯面
センサの出力を処理する第１および第２の信号処理部
と、制御部から供給される励磁電力がオンであるときに
湯面センサの出力を第１の信号処理部に供給し制御部か
ら供給される励磁電力がオフであるときに湯面センサの
出力を第２の信号処理部に供給するスイッチ部と、第１
の信号処理部の出力と第２の信号処理部の出力とを合成
して時間的に継続した湯面信号を出力する合成部と、を
具備する。A molten metal level gauge according to a second aspect of the present invention is an electromagnetic stirring coil that electromagnetically stirs the molten metal level stored in a container, and is turned on for a predetermined stirring time and then continues for a predetermined pause. A controller for supplying an exciting power in which a cycle of turning off the time is repeated, one level sensor for detecting a level of the level of the molten metal stored in the container, and first and second processes for processing the output of the level sensor The second signal processing unit, and when the exciting power supplied from the control unit is on, the output of the level sensor is supplied to the first signal processing unit, and the exciting power supplied from the control unit is off. A switch unit for supplying the output of the level sensor to the second signal processing unit;
And a synthesizing unit that synthesizes the output of the signal processing unit and the output of the second signal processing unit and outputs a temporally continuous level signal.
【００１１】本発明にあっては、励磁電力がオンである
ときに正確な湯面レベルが検出されるように較正された
第１の信号処理部の出力と励磁電力がオフであるときに
正確な湯面レベルが検出されるように較正された第２の
信号処理部の出力とが合成されて、時間的に連続した湯
面信号として出力される。According to the present invention, the output of the first signal processing unit, which is calibrated so that an accurate molten metal level is detected when the exciting power is on, and the accurate output when the exciting power is off, The output of the second signal processing unit, which is calibrated so that the level of the molten metal is detected, is synthesized and output as a temporally continuous molten metal level signal.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る溶融金属用
湯面計の第１の実施形態の構成図であって、モールド１
０の側面には電磁攪拌用のコイル１１が設置されてい
る。また、モールド１０の中央には溶鋼注入用のノズル
１２が配置されている。制御部１３は、電磁攪拌用コイ
ル１１に所定の波形の電力を供給するとともに、現在出
力している電力が高電力であることを示す状態信号Ｓを
出力する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a view showing the construction of a first embodiment of a molten metal level gauge according to the present invention,
A coil 11 for electromagnetic agitation is installed on the side of 0. Further, a nozzle 12 for injecting molten steel is arranged at the center of the mold 10. The control unit 13 supplies power of a predetermined waveform to the electromagnetic stirring coil 11 and outputs a state signal S indicating that the power currently being output is high power.
【００１３】図２は制御部１３から出力される電力およ
び状態信号Ｓの波形図であって、期間Ｔonの間（例えば
１００ミリ秒）は５０Ｈｚの３相交流をコイル１１に供
給するとともに、状態信号Ｓを ^Ｈ" レベルとする。続
く、期間Ｔoff の間（例えば１００ミリ秒）はコイル１
１への電力の供給を停止するとともに、状態信号Ｓを^
Ｌ" レベルとする。FIG. 2 is a waveform diagram of the power and the state signal S output from the control unit 13. During the period T on (for example, 100 milliseconds), a 50-Hz three-phase alternating current is supplied to the coil 11, and The state signal S is set to the “H” level. During the period T off (for example, 100 milliseconds), the coil 1 is turned on.
1 and the state signal S is changed to ^
L "level.
【００１４】モールド１０の上方には、第１および第２
の渦電流センサ１４および１５が配置されている。第１
の渦電流センサ１４は第１の信号処理部１６を介して信
号合成部１８に接続されている。また、第２の渦電流セ
ンサ１５は第２の信号処理部１７を介して信号合成部１
８に接続されている。第１の信号処理部１６の制御端子
には信号Ｓが、第２の信号処理部１７の制御端子には状
態信号Ｓの反転信号が印加されるが、第１の信号処理部
１６および第２の信号処理部１７はともにその制御端子
に印加される信号が ^Ｈ" レベルであるときに、出力端
子から信号が出力される。Above the mold 10, first and second molds are provided.
Of eddy current sensors 14 and 15 are arranged. First
The eddy current sensor 14 is connected to a signal synthesizing unit 18 via a first signal processing unit 16. The second eddy current sensor 15 is connected to the signal synthesizing unit 1 via the second signal processing unit 17.
8 is connected. The signal S is applied to the control terminal of the first signal processing unit 16, and the inverted signal of the state signal S is applied to the control terminal of the second signal processing unit 17. When the signal applied to the control terminal is at the "H" level, a signal is output from the output terminal.
【００１５】即ち、第１の信号処理部１６は、制御部１
３がコイル１１に電力を供給しているときに、第１の渦
電流センサ１４の検出信号を信号処理して信号合成部１
８に出力する。また、第２の信号処理部１７は、制御部
１３がコイル１１への電力の供給を停止しているとき
に、第２の渦電流センサ１５の検出信号を信号処理して
信号合成部１８に出力する。That is, the first signal processing unit 16 includes the control unit 1
3 supplies power to the coil 11, performs signal processing on the detection signal of the first eddy current sensor 14, and performs signal processing on the signal.
8 is output. When the control unit 13 stops supplying power to the coil 11, the second signal processing unit 17 performs signal processing on the detection signal of the second eddy current sensor 15 and sends the signal to the signal synthesis unit 18. Output.
【００１６】さらに、第１の信号処理部１６内には、第
１の渦電流センサ１４から出力される信号に含まれてい
る制御部１３から出力されるコイル１１の励磁電力の周
波数と同一の周波数成分を除去するフィルタが内蔵され
ている。また、第１の信号処理部１６は、制御部１３が
コイル１１に電力を供給しているときに、正確な湯面に
相当する信号を出力するように較正される。また、第２
の信号処理部１７は、制御部１３がコイル１１への電力
の供給を停止しているときに、正確な湯面に相当する信
号を出力するように較正される。Further, the frequency of the exciting power of the coil 11 output from the control unit 13 included in the signal output from the first eddy current sensor 14 is the same as that in the first signal processing unit 16. It has a built-in filter that removes frequency components. Further, the first signal processing unit 16 is calibrated so as to output a signal corresponding to an accurate molten metal surface when the control unit 13 supplies power to the coil 11. Also, the second
The signal processing unit 17 is calibrated so as to output a signal corresponding to an accurate molten metal surface when the control unit 13 stops supplying power to the coil 11.
【００１７】そして、信号合成部１８では第１の信号処
理部１６の出力と、第２の信号処理部１７の出力とを時
間的に連続した信号に合成して出力する。第１の実施形
態においては、モールド１０上に２つの渦電流センサを
設置する必要があるため、信号合成部１８から出力され
る湯面信号は実際はモールド１０の異なる位置で検出さ
れた渦電流センサ出力が合成されたものであり、湯面の
連続性が損なわれる。The signal synthesizing unit 18 synthesizes the output of the first signal processing unit 16 and the output of the second signal processing unit 17 into a temporally continuous signal and outputs the resultant signal. In the first embodiment, since two eddy current sensors need to be installed on the mold 10, the level signal output from the signal synthesizing unit 18 is actually an eddy current sensor detected at a different position on the mold 10. The output is synthesized, and the continuity of the molten metal surface is impaired.
【００１８】図３は第２の実施形態の構成図であって、
上記課題を解決するものである。即ち、第１の渦電流セ
ンサ１４の出力はスイッチ１９によって２分岐され、第
１の信号処理部１６および第２の信号処理部１７に供給
される。そして、スイッチ１９は制御部１３から出力さ
れる状態信号Ｓによって制御され、状態信号Ｓが^Ｈ"
レベルであるときは第１の渦電流センサ１４の出力は第
１の信号処理部１６に供給され、状態信号Ｓが ^Ｌ" レ
ベルであるときは第１の渦電流センサ１４の出力は第２
の信号処理部１７に供給される。FIG. 3 is a configuration diagram of the second embodiment,
This is to solve the above-mentioned problem. That is, the output of the first eddy current sensor 14 is branched into two by the switch 19 and supplied to the first signal processing unit 16 and the second signal processing unit 17. Then, the switch 19 is controlled by the state signal S output from the control unit 13, and the state signal S becomes "H".
When the level is at the level, the output of the first eddy current sensor 14 is supplied to the first signal processing unit 16, and when the state signal S is at the ^ L "level, the output of the first eddy current sensor 14 is at the second level.
Is supplied to the signal processing unit 17.
【００１９】その他の動作は、第１の実施形態と同一で
あるので説明を省略する。The other operations are the same as those of the first embodiment, and the description is omitted.
【００２０】[0020]
【発明の効果】本発明に係る溶融金属用湯面計によれ
ば、励磁電力がオンであるときに正確な湯面レベルが検
出されるように較正された第１の信号処理部の出力と励
磁電力がオフであるときに正確な湯面レベルが検出され
るように較正された第２の信号処理部の出力とが合成さ
れるため、パルス電磁攪拌装置と併用した場合にも時間
的に連続した正確な湯面信号を得ることが可能となる。According to the molten metal level gauge of the present invention, the output of the first signal processing unit calibrated so that an accurate level is detected when the exciting power is on. Since the output of the second signal processing unit, which is calibrated so that an accurate level of the molten metal is detected when the excitation power is off, is combined with the output of the second signal processing unit, even when used together with the pulse electromagnetic stirrer, It is possible to obtain a continuous and accurate level signal.
【図１】第１の実施形態に係る溶融金属用湯面計の構成
図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a molten metal level gauge according to a first embodiment.
【図２】電力および状態信号の波形図である。FIG. 2 is a waveform diagram of power and state signals.
【図３】第２の実施形態に係る溶融金属用湯面計の構成
図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a molten metal level gauge according to a second embodiment.
１０…モールド １１…電磁攪拌用コイル １２…ノズル １３…制御部 １４、１５…湯面センサ １６、１７…信号処理部 １８…信号合成部 １９…スイッチ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Mold 11 ... Electromagnetic stirring coil 12 ... Nozzle 13 ... Control part 14, 15 ... Hot water level sensor 16, 17 ... Signal processing part 18 ... Signal synthesis part 19 ... Switch
Claims (2)
攪拌する電磁攪拌用コイルに、予め定められた攪拌時間
オンとなり、続く予め定められた休止時間オフとなるサ
イクルが繰り返される励磁電力を供給する制御部と、 容器に貯蔵される溶融金属の湯面のレベルを検出する第
１および第２の湯面センサと、 前記制御部から供給される励磁電力がオンであるときに
前記第１の湯面センサの出力を処理する第１の信号処理
部と、 前記制御部から供給される励磁電力がオフであるときに
前記第２の湯面センサの出力を処理する第２の信号処理
部と、 前記第１の信号処理部の出力と前記第２の信号処理部の
出力とを合成して時間的に継続した湯面信号を出力する
合成部と、を具備する溶融金属用湯面計。1. An exciting power in which a cycle of turning on a predetermined stirring time and then turning off a predetermined pause time is repeatedly applied to an electromagnetic stirring coil for electromagnetically stirring a molten metal surface stored in a container. A first and a second level sensor for detecting the level of the level of the molten metal stored in the container, and the second level sensor when the excitation power supplied from the control section is on. A first signal processing unit that processes the output of the first level sensor; and a second signal processing that processes the output of the second level sensor when the excitation power supplied from the control unit is off. And a combining unit that combines the output of the first signal processing unit and the output of the second signal processing unit and outputs a temporally continuous level signal. Total.
攪拌する電磁攪拌用コイルに、予め定められた攪拌時間
オンとなり、続く予め定められた休止時間オフとなるサ
イクルが繰り返される励磁電力を供給する制御部と、 容器に貯蔵される溶融金属の湯面のレベルを検出する１
つの湯面センサと、 前記湯面センサの出力を処理する第１および第２の信号
処理部と、 前記制御部から供給される励磁電力がオンであるときに
前記湯面センサの出力を第１の信号処理部に供給し、前
記制御部から供給される励磁電力がオフであるときに前
記湯面センサの出力を第２の信号処理部に供給するスイ
ッチ部と、 前記第１の信号処理部の出力と前記第２の信号処理部の
出力とを合成して時間的に継続した湯面信号を出力する
合成部と、を具備する溶融金属用湯面計。2. An exciting power in which an electromagnetic stirring coil for electromagnetically stirring the surface of molten metal stored in a container is turned on for a predetermined stirring time and then turned off for a predetermined pause time. Control unit for supplying the molten metal, and detecting the level of the molten metal level stored in the container 1
Two level sensors, first and second signal processing units for processing the output of the level sensor, and when the exciting power supplied from the control unit is on, the output of the level sensor is set to the first level. A switch unit that supplies the output of the level sensor to a second signal processing unit when the excitation power supplied from the control unit is off, and the first signal processing unit And a synthesizing section for synthesizing the output of the second signal processing section and the output of the second signal processing section to output a time-continuous level signal.
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|
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| JP11134332A Withdrawn JP2000321115A (en) | 1999-05-14 | 1999-05-14 | Level gauge for molten metal |
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|---|---|
| JP (1) | JP2000321115A (en) |
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