JP2856060B2 - Adjustment method of metal surface position in continuous casting of metal - Google Patents
Adjustment method of metal surface position in continuous casting of metalInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、鋳型内の溶融金属に高
周波電磁場を作用させて電磁力を付与し誘導加熱を行う
連続鋳造装置を用いる方法において、浸漬ノズルから供
給される溶融金属の鋳型内における湯面位置を検知して
常に湯面位置が目標位置にあるように溶融金属の供給速
度を調整して安定した鋳造を可能とする湯面位置の調整
方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of using a continuous casting apparatus for applying induction force by applying an electromagnetic force to a molten metal in a mold by applying a high-frequency electromagnetic field to the molten metal. The present invention relates to a method for adjusting a molten metal position that detects a molten metal position in the inside and adjusts a molten metal supply speed so that the molten metal position is always at a target position, thereby enabling stable casting.
【０００２】[0002]
【従来の技術】精錬炉で溶製された溶融金属を浸漬ノズ
ルを用いて鋳型内に供給して連続鋳造を行う場合、湯面
位置が変動すると未溶融のフラックスがパウダー状の
ままで鋳型と鋳片間に巻き込まれて、鋳片の表面性状に
悪影響を及ぼす。初期凝固部の位置が乱れるため鋳片
の表面に疵が発生することがある。従って、湯面位置を
目標位置に保持することが、良好な鋳片を製造するため
には必要である。2. Description of the Related Art When continuous casting is performed by feeding molten metal produced in a refining furnace into a mold using an immersion nozzle, if the position of the molten metal surface is changed, unmelted flux remains in a powder state and remains in the mold. It is caught between the slabs and adversely affects the surface properties of the slabs. Since the position of the initially solidified portion is disturbed, flaws may occur on the surface of the slab. Therefore, it is necessary to maintain the molten metal surface position at the target position in order to manufacture a good cast piece.
【０００３】従来、湯面を検知して湯面位置を調整する
ために超音波、マイクロウェーブ、レーザーおよび渦流
センサー等の距離計が使用されてきた。ところが超音
波、マイクロウェーブは精度の点で問題があり、現在で
はほとんど使用されていない。Conventionally, distance meters such as ultrasonic waves, microwaves, lasers, and eddy current sensors have been used to detect the level of the molten metal and adjust the position of the molten metal. However, ultrasonic waves and microwaves have a problem in accuracy, and are hardly used at present.
【０００４】これらの中で、主に使用されているのはレ
ーザーと渦流センサーである。しかしレーザー法はフラ
ックス層の影響を受けやすいので応答性が悪い。一方、
渦流センサーは鋳型の形状によって感度に影響を受ける
が応答性や精度もよく、最近ではほとんどの連続鋳造装
置においてこの渦流センサーが用いられている。ただ
し、鋳型の断面が小径の場合には渦流センサーを設置す
る上で寸法上困難な場合がある。[0004] Of these, lasers and eddy current sensors are mainly used. However, the laser method is susceptible to the influence of the flux layer, and therefore has poor response. on the other hand,
The eddy current sensor is affected by the sensitivity depending on the shape of the mold, but has good responsiveness and accuracy. Recently, the eddy current sensor is used in most continuous casting apparatuses. However, when the cross section of the mold has a small diameter, it may be difficult in terms of dimensions to install the eddy current sensor.
【０００５】特開平１−266952号公報には図３で示すよ
うに鋳型内に埋め込んだコイルと、それに接続されたコ
イルのインダクタンスを測定する測定器と、この測定器
の測定値に基づいて鋳型内の湯面位置を検出する位置検
出器と、を備えた連続鋳造機用鋳型の溶融金属を供給す
る部分が開示されている。この連続鋳造機用鋳型を用い
て連続鋳造を行う場合の湯面位置検出方法では、コイル
が鋳型内に埋め込んであるので数ｋHzのオーダーの周波
数を持つ電流を印加すると銅製鋳型内での表皮効果によ
る磁場の大きな減衰により検知感度が低下し、鋳型内の
湯面位置を精度よく検知することは困難と考えられる。Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-2696952 discloses a coil embedded in a mold as shown in FIG. 3, a measuring instrument for measuring the inductance of a coil connected to the coil, and a mold based on the measured value of the measuring instrument. There is disclosed a portion for supplying a molten metal of a mold for a continuous casting machine having a position detector for detecting a position of a molten metal level in the mold. In the method for detecting the molten metal surface position when performing continuous casting using the mold for a continuous casting machine, the skin effect in the copper mold is caused by applying a current having a frequency on the order of several kHz since the coil is embedded in the mold. It is considered that the detection sensitivity decreases due to the large attenuation of the magnetic field due to the above, and it is difficult to accurately detect the position of the molten metal surface in the mold.
【０００６】また、特開平３−275257号公報には、連続
鋳造用鋳型の外周にコイルを配し、このコイルに高周波
電流を供給しながらＬＣ回路の共振現象を利用して高周
波電源の共振周波数を検出し、その共振周波数が予め定
めた値になるように原料の供給速度を調整し、静水圧を
一定にする、即ち、湯面位置を一定にする連続鋳造方法
が開示されている。しかし、この湯面位置の制御方法
は、浸漬ノズルを用いた連続鋳造方法に適用するもので
はない。Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-275257 discloses a method in which a coil is arranged on the outer periphery of a continuous casting mold, and a high-frequency current is supplied to the coil while utilizing a resonance phenomenon of an LC circuit to utilize a resonance frequency of a high-frequency power supply. A continuous casting method is disclosed in which the feed rate of the raw material is adjusted so that the resonance frequency thereof becomes a predetermined value, and the hydrostatic pressure is kept constant, that is, the position of the molten metal surface is kept constant. However, this method of controlling the position of the molten metal surface is not applied to a continuous casting method using an immersion nozzle.
【０００７】一方、特開平４−138843号公報には、図２
に示すように、溶融金属を鋳型内に供給する耐火物製浸
漬ノズル２と、溶融金属を凝固させる内部水冷構造の金
属製冷却鋳型１と、メニスカス相当位置に高周波電流を
通電するために鋳型１を周回するコイル３を備えた連続
鋳造装置であって、鋳型１はその上部に鋳造方向に延び
た複数のスリットにより分割された内部冷却が可能な構
造のセグメント部分４を有し、通電コイル３にはＬＣ回
路の共振現象を利用して高周波電流を供給することを特
徴とする金属の連続鋳造装置および鋳造方法が開示され
ている。On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-138883 discloses FIG.
As shown in FIG. 1, a refractory immersion nozzle 2 for supplying a molten metal into a mold, a metal cooling mold 1 having an internal water cooling structure for solidifying the molten metal, and a mold 1 for supplying a high-frequency current to a position corresponding to a meniscus. The casting mold 1 is provided with a segment portion 4 having a structure capable of internal cooling divided by a plurality of slits extending in the casting direction at an upper portion thereof. Discloses a metal continuous casting apparatus and a casting method characterized by supplying a high-frequency current using a resonance phenomenon of an LC circuit.
【０００８】この連続鋳造鋳型を用いた鋳造方法は、鋳
型中心方向への電磁力により湯面を盛り上げ、潤滑剤で
あるフラックスの流入を促進し、また初期凝固部の直接
加熱により、オシレーションマーク等の発生の起点であ
るシェルの張り出し等を抑制し、最終的に表面性状の優
れた鋳片を高速で製造するものである。The casting method using this continuous casting mold raises the surface of the molten metal by electromagnetic force toward the center of the mold, promotes the inflow of a flux as a lubricant, and directly heats the initial solidification portion to form an oscillation mark. It is intended to suppress the overhang of the shell, which is the starting point of the occurrence of the like, and finally produce a cast piece having excellent surface properties at a high speed.
【０００９】しかし、この連続鋳造装置においても湯面
変動が生じると、鋳片の表面に発生する欠陥の原因とな
る未溶融のフラックスの巻き込みや疵の発生が起こり、
安定な操業が困難となる。さらにこの鋳造方法において
初期凝固部（シェル）へ電磁力を効果的に印加し、均一
な表面性状の鋳片を定常的に製造するためには、初期凝
固部に対してコイルによって発生させる電磁場の印加位
置を一定に保つ必要がある。これまでにコイルと湯面の
相対位置により、電磁場が鋳片の表面性状に与える影響
が異なることが知られており、コイル上端近傍にメニス
カスが存在する場合に表面性状を改善する効果が大きい
ことがわかっている。したがって、湯面位置の変動を防
ぎ、メニスカス近傍が常にコイルの上端に位置するよう
に鋳造を行うことが表面性状の優れた鋳片を安定して製
造するためには必要である。[0009] However, in the continuous casting apparatus as well, if the molten metal level fluctuates, unmelted flux and flaws, which cause defects generated on the surface of the slab, are generated.
Stable operation becomes difficult. Further, in this casting method, in order to effectively apply an electromagnetic force to the initially solidified portion (shell) and constantly produce a cast piece having a uniform surface texture, the electromagnetic field generated by the coil with respect to the initially solidified portion is required. It is necessary to keep the application position constant. It has been known that the effect of the electromagnetic field on the surface properties of the slab differs depending on the relative position of the coil and the molten metal surface.The effect of improving the surface properties is large when a meniscus exists near the top of the coil. I know. Therefore, it is necessary to prevent the fluctuation of the molten metal surface position and perform the casting such that the vicinity of the meniscus is always located at the upper end of the coil in order to stably produce a cast piece having excellent surface properties.
【００１０】図２の連続鋳造装置において、湯面位置の
調整のために前述した渦流センサーを適用すると、セン
サーが磁場の影響を直接受けてしまいノイズの発生やセ
ンサー部の誘導加熱が生じる可能性がある。そこで、渦
流センサーを上端が開放で、かつ浸漬ノズルを用いる図
２の連続鋳造装置で作動するかどうかをテストして確認
した。図14に示すように鋳型の上端近傍に渦流センサー
18を設置して、鋳型内に高周波電磁場を印加させた状態
で模擬湯面19（ステンレス鋼製の円盤）の位置を上下に
変化させた際の渦流センサー18の出力を測定した。その
結果を図15に示す。高周波磁場内でのセンサー出力はか
なり低下し、小さな磁場であるにもかかわらずセンサー
として機能しないことがわかった。In the continuous casting apparatus shown in FIG. 2, when the above-mentioned eddy current sensor is applied for adjusting the position of the molten metal, the sensor may be directly affected by the magnetic field, thereby causing noise and induction heating of the sensor. There is. Therefore, it was tested and confirmed whether or not the eddy current sensor was operated with the continuous casting apparatus shown in FIG. An eddy current sensor near the top of the mold as shown in Fig. 14
The output of the eddy current sensor 18 was measured when the position of the simulated hot surface 19 (stainless steel disk) was changed up and down in a state where the high-frequency electromagnetic field was applied in the mold with the 18 installed. The result is shown in FIG. The output of the sensor in a high-frequency magnetic field was significantly reduced, indicating that it did not function as a sensor despite the small magnetic field.
【００１１】そこで、図２に示した連続鋳造装置を対象
にし、メニスカス位置に配したコイルに流れる電流の共
振周波数を測定し、湯面位置の調整を行う方法 (前述の
特開平３−275257号公報に記載の方法) を適用して溶融
状態の錫を用いて湯面位置と共振周波数の対応関係を小
型のモデル鋳造機により調べた。湯面位置は電磁力によ
り盛り上がった頂上をレーザー距離計で測定し、連続的
に上下させて共振周波数を周波数計で同時に測定した。
実験条件を以下に示す。In view of the above, a method of measuring the resonance frequency of the current flowing through the coil arranged at the meniscus position and adjusting the position of the molten metal surface in the continuous casting apparatus shown in FIG. Using the method described in the official gazette), the correspondence between the molten metal surface position and the resonance frequency was examined using tin in a molten state using a small model casting machine. The level of the molten metal surface was measured with a laser distance meter at the peak raised by the electromagnetic force, and continuously raised and lowered, and the resonance frequency was simultaneously measured with a frequency meter.
The experimental conditions are shown below.
【００１２】 鋳型 ：内径45mm、縦長 170mm、内面はNiメッキ
層 (厚さ 200μｍ) スリット ：長さ 110mm×12本、スリット幅 0.2mm 通電コイル ：直径８mmのコイルを鋳型の外周に湯面目
標位置から下方に30mmの範囲に３回巻いた 発振条件 ：コイル電流実効値 2000ＡＴ 共振周波数 18.5 〜19.5ｋHzの間で変化 使用金属 ：錫 (融点 232℃) 引き抜き速度：30mm/min 結果を図６に示す。図示のように湯面位置の変化と共振
周波数の変化は一応の対応関係を示した。しかし、湯面
がコイル上端を超えた場合は共振周波数の変化率が極端
に小さくなり、検知感度が低下している。鋳造時におい
て、湯面の目標位置を鋳片の表面性状を改善する効果が
大きいコイル上端に設定した場合、何らかの原因で湯面
がそれを超えると、湯面位置を測定する精度が低下し正
確に湯面位置を目標位置に調整することが困難となる。Mold: 45 mm in inner diameter, 170 mm in vertical length, Ni plating layer on inner surface (200 μm in thickness) Slit: 110 mm × 12 lines, 0.2 mm in slit width Current-carrying coil: A coil of 8 mm in diameter is placed on the outer periphery of the mold at the target surface of the molten metal Oscillation condition: coil current effective value 2000AT Resonance frequency changes between 18.5 and 19.5kHz Metal used: tin (melting point: 232 ° C) Extraction speed: 30mm / min The results are shown in Fig. 6. . As shown in the figure, the change of the molten metal surface position and the change of the resonance frequency showed a tentative correspondence. However, when the molten metal level exceeds the upper end of the coil, the rate of change of the resonance frequency becomes extremely small, and the detection sensitivity is reduced. During casting, if the target position of the molten metal surface is set at the upper end of the coil, which has a large effect of improving the surface properties of the slab, if the molten metal surface exceeds it for any reason, the accuracy of measuring the molten metal surface position will decrease and the accuracy will decrease. It is difficult to adjust the molten metal level to the target position.
【００１３】湯面位置の検知感度を向上するために単純
にメニスカス上方にもコイルの巻き数を増やし、検知範
囲を増やすことも考えられるが、メニスカス位置がコイ
ル内に存在することになり、メニスカス近傍に印加され
る磁場分布が変化し、メニスカスがコイル上端に存在す
る場合と比べて鋳片の表面性状を改善する効果が低減す
ることになる。In order to improve the detection sensitivity of the molten metal surface position, it is conceivable to simply increase the number of windings of the coil above the meniscus to increase the detection range. However, the meniscus position exists in the coil, and the meniscus position is present. The distribution of the magnetic field applied to the vicinity changes, and the effect of improving the surface properties of the slab is reduced as compared with the case where the meniscus is present at the upper end of the coil.
【００１４】[0014]
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、溶融
金属を鋳型内に供給する浸漬ノズルと、内部冷却が可能
な鋳型と、鋳型を周回するコイルとを備えた金属の連続
鋳造装置（例えば図２に示した装置）を用いて連続鋳造
する場合において、メニスカス近傍に印加される磁場分
布を湯面検知用コイルを設けていない場合の磁場分布と
比べてあまり変化させることなく、かつ湯面位置を正確
に検知して常に湯面目標位置にあるように調整する方法
を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a continuous casting apparatus for metal provided with an immersion nozzle for supplying a molten metal into a mold, a mold capable of internal cooling, and a coil circling the mold. In the case of continuous casting using, for example, the apparatus shown in FIG. 2), the magnetic field distribution applied near the meniscus does not change much compared to the magnetic field distribution in the case where the level detecting coil is not provided. An object of the present invention is to provide a method of accurately detecting a surface position and adjusting the surface position so that the surface position is always at a target level.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】本発明は下記の「金属の
連続鋳造における湯面位置の調整方法」を要旨とするも
のである。SUMMARY OF THE INVENTION The gist of the present invention is the following "method for adjusting the position of the molten metal in continuous casting of metal".
【００１６】溶融金属を鋳型内に供給する浸漬ノズル
と、内部冷却が可能な構造の鋳型と、鋳型を周回するコ
イルとを備え、高周波電源から高周波電流をコイルに供
給する金属の連続鋳造装置を用いる連続鋳造方法におい
て、上記コイルを湯面の目標位置から下には密に巻き、
湯面の目標位置から上方には前記の目標位置から下に巻
いた巻き方よりも粗に巻いて配置し、コイルに流れる電
流の共振周波数を検出し、その共振周波数が予め定めた
値になるように溶融金属の供給速度を調整することを特
徴とする金属の連続鋳造における湯面位置の調整方法。A continuous casting apparatus for metal, comprising: a dipping nozzle for supplying a molten metal into a mold; a mold having a structure capable of internal cooling; and a coil circling the mold, and supplying a high-frequency current to the coil from a high-frequency power supply. In the continuous casting method used, the coil is densely wound below the target position on the molten metal surface,
Above the target position of the molten metal surface, it is arranged to be wound more coarsely than the winding direction below the target position, detects the resonance frequency of the current flowing through the coil, and the resonance frequency becomes a predetermined value. The method of adjusting the position of the molten metal in continuous casting of metal, wherein the supply speed of the molten metal is adjusted as described above.
【００１７】なお上記の「湯面位置」とは図13で示すよ
うに湯面の最も高い部分の位置のことである。また、
「コイルを湯面の目標位置から下には密に巻き、湯面の
目標位置から上方には前記の目標位置から下に巻いた巻
き方よりも粗に巻いて配置し」とは、図４に示すような
１本のコイルを湯面の目標位置から下には密に巻き（後
述する電磁場印加用コイル3-1 のことである。）、湯面
の目標位置から上方には電磁場印加用コイル3-1 の巻き
方と比較すると粗に巻く（後述する湯面検知用コイル3-
2 のことである。）ということを意味している。ただ
し、湯面の目標位置は、図６、図７、図８および図９で
示すように電磁場印加用コイル3-1 の最も上端のコイル
よりも高い場合もあれば、図13で示すように電磁場印加
用コイル3-1の最も上端のコイルよりも若干低い場合も
ある。The above-mentioned "fluid level" refers to the position of the highest part of the level as shown in FIG. Also,
"The coil is densely wound below the target position of the molten metal surface, and is wound above the target position of the molten metal surface more coarsely than the method of winding the coil downward from the target position." As shown in FIG. 1, one coil is densely wound below the target position of the molten metal surface (referred to as an electromagnetic field applying coil 3-1 described later). Compared to the winding method of coil 3-1, the coil is wound roughly (coil 3-
That's 2. ). However, the target position of the molten metal surface may be higher than the uppermost coil of the electromagnetic field applying coil 3-1 as shown in FIGS. 6, 7, 8 and 9, or as shown in FIG. In some cases, it is slightly lower than the uppermost coil of the electromagnetic field applying coil 3-1.
【００１８】[0018]
【作用】本発明方法を１つの実施例に基づき説明する。The method of the present invention will be described based on one embodiment.
【００１９】図１は本発明方法を適用できる一つの例と
しての連続鋳造装置の断面図を示したものである。鋳造
方向に複数本のスリットにより分割された内部水冷構造
のセグメント部４を有する鋳型１の外周に通電コイル３
を設けてある。溶融金属のメニスカス相当位置には電磁
場を印加するための高周波通電コイル３-1が密に数ター
ン巻かれており、さらにメニスカス上方には湯面位置を
検知するためのコイル３-2が電磁場印加用コイル３-1と
比較すると粗に巻いてある。電磁場印加用コイル３-1と
湯面検知用コイル３-2は別個のものではなく図４に示す
ような一体のコイルである。FIG. 1 is a sectional view of a continuous casting apparatus as one example to which the method of the present invention can be applied. An energizing coil 3 is provided on the outer periphery of the mold 1 having an internal water-cooled structure segment 4 divided by a plurality of slits in the casting direction.
Is provided. A high-frequency coil 3-1 for applying an electromagnetic field is densely wound several turns at a position corresponding to the meniscus of the molten metal, and a coil 3-2 for detecting the position of the molten metal is applied above the meniscus. It is coarsely wound as compared with the coil 3-1. The electromagnetic field applying coil 3-1 and the molten metal level detecting coil 3-2 are not separate but are integrated coils as shown in FIG.
【００２０】鋳型１内には浸漬ノズル２から溶融金属５
が供給される。溶融金属５上には粉末または顆粒状のフ
ラックス６が投入され、この一部が溶融金属５の熱によ
って溶融し、溶融フラックス層８を形成する。溶融した
フラックスの一部は鋳型１と凝固シェル７との間に流れ
込む。操業時には鋳型１にオシレーションと呼ばれる微
少振動を与えることによりフラックスの流入を促進して
いる。In the mold 1, a molten metal 5
Is supplied. A powder or granular flux 6 is put on the molten metal 5 and a part thereof is melted by the heat of the molten metal 5 to form a molten flux layer 8. Part of the molten flux flows between the mold 1 and the solidified shell 7. During operation, a minute vibration called an oscillation is applied to the mold 1 to promote the inflow of the flux.
【００２１】さらに鋳型外周の通電コイル３に高周波電
源装置（図示せず）から高周波電流を供給して、鋳型内
の溶融金属５の初期凝固部近傍に電磁力を印加すること
によってメニスカスを湾曲させる。そうすると溶融金属
表面と鋳型との隙間が大きく、かつ深くなるのでフラッ
クスの流入を促進することができる。さらに、溶融金属
５に生じる誘導電流によって発生するジュール熱が緩冷
却鋳造をもたらし、割れ防止、オシレーションマークの
軽減等の鋳片の表面性状を改善する効果が得られる。Further, a high-frequency current is supplied from a high-frequency power supply (not shown) to the current-carrying coil 3 on the outer periphery of the mold, and an electromagnetic force is applied to the vicinity of the initial solidified portion of the molten metal 5 in the mold to bend the meniscus. . Then, the gap between the surface of the molten metal and the mold is large and deep, so that the inflow of the flux can be promoted. Furthermore, Joule heat generated by the induced current generated in the molten metal 5 causes slow cooling casting, and has an effect of improving the surface properties of the slab, such as preventing cracks and reducing oscillation marks.
【００２２】本発明の湯面位置の調整方法は上記のよう
な連続鋳造を行っている際に通電コイル３に流れる高周
波電流の共振周波数を検知し、湯面が目標位置にある場
合の共振周波数と比較してその差を小さくするように溶
融金属の供給速度を調整することによって湯面位置を目
標位置に保とうとするものである。The method of adjusting the position of the molten metal according to the present invention detects the resonance frequency of the high-frequency current flowing through the current-carrying coil 3 during continuous casting as described above, and detects the resonance frequency when the molten metal is at the target position. By adjusting the supply speed of the molten metal so as to reduce the difference as compared with the above, the molten metal position is to be maintained at the target position.
【００２３】共振周波数が湯面位置の変化にともない対
応して変化する原理を以下に示す。The principle by which the resonance frequency changes in accordance with the change in the position of the molten metal surface will be described below.
【００２４】鋳型、溶融金属およびコイルを含めた並列
共振回路を考えると、この回路のインピーダンスＺは式
(1)のように表される。Considering a parallel resonant circuit including a mold, a molten metal and a coil, the impedance Z of this circuit is given by the following equation.
It is expressed as (1).
【００２５】[0025]
【数１】 (Equation 1)
【００２６】Ｒは回路全体の抵抗、Ｒ1 は高周波通電コ
イルを含めた発振器の抵抗、Ｒ2 は鋳型と溶融金属を含
めた負荷の抵抗、Ｌは回路全体のインダクタンス、Ｌ1
は高周波通電コイルを含めた発振器のインダクタンス、
Ｌ2 は、鋳型と溶融金属を含めた負荷のインダクタン
ス、ωは交流の角振動数、Ｃは回路のキャパシタンス、
Ｍは発振器と負荷の間の相互インダクタンスである。R is the resistance of the whole circuit, R 1 is the resistance of the oscillator including the high-frequency coil, R 2 is the resistance of the load including the mold and the molten metal, L is the inductance of the whole circuit, L 1
Is the inductance of the oscillator including the high-frequency coil,
L 2 is the inductance of the load including the mold and the molten metal, ω is the angular frequency of AC, C is the capacitance of the circuit,
M is the mutual inductance between the oscillator and the load.
【００２７】この回路は電圧と電源電流の位相が同じと
いう共振条件、つまり、式(1) の虚数部が零となる条件
において共振する。したがって共振周波数は式(2) のよ
うに表される。This circuit resonates under the resonance condition that the voltage and the power supply current have the same phase, that is, under the condition that the imaginary part of the equation (1) becomes zero. Therefore, the resonance frequency is expressed as in equation (2).
【００２８】[0028]
【数２】 (Equation 2)
【００２９】ここで、鋳型内の湯面位置が変わると、鋳
型と溶融金属を含めた自己インダクタンスＬ2 が変化
し、結果的に回路のインダクタンスＬ、そして最終的に
共振周波数ｆ0 が変化することになる。そのことを図５
に模式的に示す。つまりＬＣ回路においてはＣは一定で
あるが、高周波コイルの位置より湯面位置が上昇する
と、Ｌが減少し共振周波数ｆは増加する。逆に高周波コ
イルの位置より湯面位置が下降すると、Ｌは増加し結果
的に共振周波数ｆは減少することになる。原理的には渦
流センサーと同等であるが、構造上、渦流センサー法と
異なっており、コイル内で湯面位置の変化を検知するた
め、渦流センサー以上の応答性および精度が得られるこ
とになる。Here, when the position of the molten metal surface in the mold changes, the self-inductance L 2 including the mold and the molten metal changes, and as a result, the inductance L of the circuit and finally the resonance frequency f 0 changes. Will be. Figure 5
Is shown schematically in FIG. That is, in the LC circuit, C is constant, but when the level of the molten metal rises above the position of the high-frequency coil, L decreases and the resonance frequency f increases. Conversely, when the level of the molten metal surface falls below the position of the high-frequency coil, L increases and consequently the resonance frequency f decreases. It is the same as the eddy current sensor in principle, but is structurally different from the eddy current sensor method, and detects changes in the level of the molten metal in the coil, resulting in higher responsiveness and accuracy than the eddy current sensor .
【００３０】しかし、湯面の目標位置を鋳片の表面性状
を改善する効果が大きくなる電磁場印加用コイル上端付
近とした場合において、この位置にのみコイルを巻いた
だけでコイル上方に湯面検知用コイルを巻いていないと
きは、電磁場印加用コイルの上方での共振周波数の検知
感度が低下するので電磁場印加領域のみの検知範囲だけ
では正確に湯面位置の調整を行うことは不可能である。
例えば、湯面が何らかの原因で電磁場印加用コイルの上
方に上昇し、さらにそこでの検知感度の低下によって湯
面位置の調整が遅れた場合には、鋳型上端から溶融金属
が溢れる可能性が考えられる。However, in the case where the target position of the molten metal surface is near the upper end of the coil for applying an electromagnetic field where the effect of improving the surface properties of the slab is large, the coil is wound only at this position and the molten metal surface is detected above the coil. When the coil is not wound, the detection sensitivity of the resonance frequency above the coil for applying the electromagnetic field is reduced, so that it is impossible to accurately adjust the position of the molten metal surface only with the detection range of the electromagnetic field application region alone.
For example, if the level of the molten metal rises above the electromagnetic field applying coil for some reason and the adjustment of the level of the molten metal is delayed due to a decrease in detection sensitivity there, the molten metal may overflow from the upper end of the mold. .
【００３１】そこで、電磁場印加部近傍（メニスカス相
当位置）の磁場強度を低下させることなく、またエネル
ギー的にも損失のないように、初期凝固部つまり電磁場
印加部にはコイルを密に巻き、さらに湯面の目標位置の
上方には湯面位置を共振周波数で検知することができる
必要十分なだけのコイルを粗に巻けば、それほど大きく
は電磁場の分布を変更させることなく効果的に電磁場を
印加でき、かつ湯面を正確に検知し、湯面位置の調整を
行うことができる。Therefore, a coil is densely wound around the initial solidification part, that is, the electromagnetic field application part, so that the magnetic field strength near the electromagnetic field application part (the position corresponding to the meniscus) is not reduced and the energy is not lost. If the coil is wound roughly above the target position on the surface of the molten metal and the coil is necessary and sufficient to detect the position of the molten surface at the resonance frequency, the electromagnetic field can be applied effectively without changing the distribution of the electromagnetic field so much. It is possible to accurately detect the molten metal level and adjust the molten metal level.
【００３２】本発明方法によれば、あらかじめ湯面の目
標位置に湯面がある場合の共振周波数ｆ0 を確認してお
き、操業時において湯面検知用コイルが検知する共振周
波数ｆがｆ0 より大きくなった場合はスライディングゲ
ート11の閉じ量を大きくして溶融金属の供給速度を減少
し、逆に共振周波数ｆがｆ0 より小さくなった場合はス
ライディングゲート11を開いて溶融金属の供給速度を増
加することにより、湯面を目標位置に常に保っておくこ
とができる。According to the method of the present invention, the resonance frequency f 0 in the case where there is a molten metal at the target position of the molten metal is previously confirmed, and the resonance frequency f detected by the molten metal detecting coil during operation is f 0. the feed rate of the molten metal more if increased by increasing the closing of the sliding gate 11 to reduce the feed rate of the molten metal, if the reverse to the resonance frequency f is smaller than f 0 open sliding gate 11 Can be maintained at the target position at all times.
【００３３】湯面位置が安定すれば、未溶融のフラック
スの溶融金属と鋳型との間隙への巻き込みが低減し、表
面性状に最も影響する初期凝固部に与える電磁力や誘導
加熱が印加される領域も一定となるので鋳造方向に均一
で良好な表面性状を有する鋳片の製造が可能となる。When the position of the molten metal surface is stabilized, the unmelted flux is less likely to be caught in the gap between the molten metal and the mold, and an electromagnetic force or induction heating is applied to the initial solidified portion which most affects the surface properties. Since the area is also constant, it is possible to produce a slab having uniform and good surface properties in the casting direction.
【００３４】なお、図１に示した連続鋳造装置はスリッ
トが鋳型上端まで存在する構造のものであるが、鋳型上
端の強度確保のために鋳型の上端にはスリットがない構
造の連続鋳造装置であっても本発明方法を適用すること
ができる。また、図１に示すような溶融金属を供給する
連続鋳造装置のみならず、固体金属を鋳型内に供給し溶
解した後に凝固させる連続鋳造装置においても鋳型の外
周に湯面検知用コイルを設けることにより本発明方法を
適用することができる。Although the continuous casting apparatus shown in FIG. 1 has a structure in which a slit extends to the upper end of the mold, it is a continuous casting apparatus having a structure in which the upper end of the mold has no slit in order to secure the strength of the upper end of the mold. Even if there is, the method of the present invention can be applied. In addition to the continuous casting apparatus for supplying a molten metal as shown in FIG. 1, a continuous metal casting apparatus in which a solid metal is supplied into a mold, melted, and then solidified, is provided with a coil for detecting a molten metal level on the outer periphery of the mold. Thus, the method of the present invention can be applied.
【００３５】[0035]
【実施例１】湯面検知用コイルの最適な巻き数および巻
く位置について検討した。用いたコイルと実験条件を次
に示す。実験方法は湯面位置をレーザー光線で計測しな
がら湯面を連続的に上下させ、その時のコイルに流れる
電流の共振周波数を同時に測定した。EXAMPLE 1 The optimum number of windings and the winding position of the coil for detecting the molten metal level were examined. The coils used and the experimental conditions are shown below. In the experimental method, the molten metal surface was continuously moved up and down while measuring the molten metal surface position with a laser beam, and the resonance frequency of the current flowing through the coil at that time was simultaneously measured.
【００３６】 鋳型 ：内径45mm、長さ 170mm、内面はNiメッキ
層 (厚さ 200μｍ) スリット ：長さ 110mm×12本、スリット幅 0.2mm 通電コイル ：図６、図７、図８および図９に示すよう
な（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）の４種類の巻き
方について測定した。なお、使用したコイルは直径が８
mmの銅製のものである。電磁場印加用コイルは湯面の目
標位置（基準点）から下方30mmの範囲に３回巻いた。
（ａ）は電磁場印加用コイルのみ巻いたものである。Mold: inner diameter 45 mm, length 170 mm, inner surface is Ni plating layer (thickness 200 μm) Slit: length 110 mm × 12, slit width 0.2 mm Current-carrying coil: FIGS. 6, 7, 8 and 9 The measurement was performed for four types of winding methods (a), (b), (c) and (d) as shown. The coil used has a diameter of 8
mm of copper. The coil for applying an electromagnetic field was wound three times in a range of 30 mm below the target position (reference point) on the molten metal surface.
(A) is obtained by winding only an electromagnetic field applying coil.
【００３７】（ｂ）は湯面検知用コイルを目標位置（基
準点）から15mm上方に１回巻いたものである。(B) is a diagram in which the coil for detecting the molten metal level is wound once 15 mm above the target position (reference point).
【００３８】（ｃ）は湯面検知用コイルを目標位置（基
準点）から30mm上方に１回巻いたものである。(C) is a diagram in which the coil for detecting the molten metal level is wound once 30 mm above the target position (reference point).
【００３９】（ｄ）は湯面検知用コイルを目標位置（基
準点）から15mm上方と30mm上方にそれぞれ１回づつ巻い
たものである。(D) is a diagram in which the coil for detecting the molten metal level is wound once each 15 mm above and 30 mm above the target position (reference point).
【００４０】なお、湯面検知用コイルは、図４に示すよ
うに電磁場印加用コイルから繋がっているものである。
湯面の目標位置は鋳片の表面性状の向上を図るために電
磁場印加用コイルの上端に設定してある。The coil for detecting the molten metal level is connected to the coil for applying the electromagnetic field as shown in FIG.
The target position of the molten metal surface is set at the upper end of the coil for applying an electromagnetic field in order to improve the surface properties of the slab.
【００４１】 発振条件 ：コイル電流実効値 2000ＡＴ 共振周波数 16.0 〜19.5ｋHzの間で変化 使用金属 ：錫 (融点 232℃) 湯面移動速度：30mm/min ４種類のコイルの巻き方において測定した湯面位置と共
振周波数の関係を図６、図７、図８および図９に示し
た。Oscillation condition: Effective coil current value 2000AT Resonant frequency changes between 16.0 and 19.5 kHz Metal used: Tin (melting point: 232 ° C.) Hot surface moving speed: 30 mm / min Hot surface measured in four types of coil winding The relationship between the position and the resonance frequency is shown in FIG. 6, FIG. 7, FIG. 8, and FIG.
【００４２】図６の(a) のような電磁場印加用コイルの
みを巻いたものは、目標位置から下に40mmの範囲内での
湯面の変動には共振周波数の変化率が大きく、湯面の変
動に対応して共振周波数も変化している。しかし、湯面
が目標位置を超えて10mm程度の高さになると、共振周波
数の変化率は極端に小さくなり、湯面の上昇に対応して
共振周波数は上昇していないので(a) の巻き方では湯面
が目標位置を超えると正確には湯面の位置を検知できな
いことがわかる。図７の(b) のように巻いたものは、湯
面が目標位置を中心として上下20mmの範囲内ではあらゆ
る高さに変動した場合でも、共振周波数の変化率は大き
くかつ湯面の変動に良く対応して共振周波数は変化して
いることがわかる。上下20mmの範囲を超えると共振周波
数の変化率は小さくなるものの湯面と共振周波数は１対
１の対応をしているので共振周波数を測定することによ
って湯面の位置を検知することができる。In the case where only the coil for applying an electromagnetic field as shown in FIG. 6 (a) is wound, the variation rate of the resonance frequency is large for the fluctuation of the molten metal level within a range of 40 mm below the target position, , The resonance frequency also changes. However, when the level of the molten metal exceeds the target position and reaches a height of about 10 mm, the rate of change of the resonance frequency becomes extremely small, and the resonance frequency does not increase in response to the rise of the level of the molten metal. One can see that if the level of the molten metal exceeds the target position, the position of the molten metal cannot be accurately detected. As shown in FIG. 7 (b), even when the molten metal level fluctuates to any height within a range of 20 mm above and below the target position, the change rate of the resonance frequency is large and the fluctuation of the molten metal level is small. It can be seen that the resonance frequency changes in good correspondence. If it exceeds the range of 20 mm above and below, the rate of change of the resonance frequency becomes smaller, but the level of the molten metal and the resonance frequency correspond one to one, so that the position of the level of the molten metal can be detected by measuring the resonance frequency.
【００４３】図８の(c) のように巻いたものは、湯面が
目標位置から20mmを超えたあたりで、湯面が上昇してい
るのにも拘わらず共振周波数の変化率が小さくなってい
るので検知の精度が落ちるものの、その他の範囲では湯
面の変動に対応して共振周波数も変化しているので湯面
の位置を検知することができ、湯面検知用コイルを設け
ていない(a) と比べると検知能力がより優れていること
がわかる。図９の(d)のように巻いたものは、湯面が目
標位置から上に35mm程度の範囲にある場合には、共振周
波数の変化率も大きく湯面位置に変動に対応して周波数
も変化しているので、湯面位置を正確に検知できること
ができる。湯面が目標位置から下に20〜40mm程度の範囲
にある場合には、湯面の変動に対応して共振周波数の変
化率は小さくなっているものの湯面と共振周波数は１対
１の対応をしているので共振周波数を測定することによ
って湯面の位置を検知することができる。In the coil wound as shown in FIG. 8 (c), the change rate of the resonance frequency becomes small when the level of the molten metal exceeds 20 mm from the target position despite the rise of the molten metal level. Although the accuracy of detection is reduced, the resonance frequency also changes in other ranges in accordance with the fluctuation of the molten metal level, so that the position of the molten metal level can be detected, and no coil for detecting the molten metal level is provided. It can be seen that the detection ability is superior to that of (a). As shown in FIG. 9 (d), when the level of the molten metal is in the range of about 35 mm above the target position, the rate of change of the resonance frequency is large, and the frequency corresponding to the change in the level of the molten metal is also changed. Since it has changed, it is possible to accurately detect the position of the molten metal surface. When the level of the molten metal is in the range of about 20 to 40 mm below the target position, the change rate of the resonance frequency is reduced in response to the fluctuation of the molten metal, but the level of the molten metal and the resonance frequency are in one-to-one correspondence. Therefore, the position of the molten metal can be detected by measuring the resonance frequency.
【００４４】次に(a) 、(b) 、(c) および(d) の４種類
のコイルの巻き方をした鋳型の外周のコイルに高周波電
流を流した際の磁場分布を測定した。その結果を図16に
示した。図中の実線は湯面検知用コイルを設けていない
(a) の巻き方をした場合の鋳型の内部に印加される磁場
分布を示したものである。溶融金属のメニスカス位置に
磁場を印加して良好な表面性状を持った鋳片を製造する
ためにはこの磁場分布が理想的である。図16の結果より
(b) の磁場分布が最も(a) のそれと近いことがわかる。Next, the magnetic field distribution was measured when a high-frequency current was applied to the coil on the outer periphery of the mold in which the four types of coils (a), (b), (c) and (d) were wound. The result is shown in FIG. The solid line in the figure does not have a coil for detecting the liquid level
FIG. 4 shows the distribution of the magnetic field applied inside the mold when winding (a) is performed. This magnetic field distribution is ideal for producing a slab having good surface properties by applying a magnetic field to the meniscus position of the molten metal. From the results in FIG.
It can be seen that the magnetic field distribution of (b) is closest to that of (a).
【００４５】従って、(b) 、(c) および(d) のコイルの
巻き方の中では(a) の磁場分布とあまり違いがなくかつ
湯面の検知も優れているのは、(b) の巻き方をしたもの
であることがわかった。Therefore, among the winding methods of the coils (b), (c) and (d), there is not much difference from the magnetic field distribution of (a) and the detection of the molten metal level is excellent in (b) It turned out that it was the way of winding.
【００４６】[0046]
【実施例２】次に実機サイズの連続鋳造装置を用いて手
動で湯面の高さを変化させて鋼の丸断面鋳片の製造を行
った。その際、コイルに流れる高周波電流の共振周波数
を測定した。図１に示す装置を用い下記の条件で連続鋳
造を行った。但し、この実験では図中のスライディング
ゲート11の開閉制御装置17と周波数カウンタ14の接続を
遮断してある。Example 2 Next, using a continuous casting apparatus of the actual size, the height of the molten metal level was manually changed to produce a round section slab of steel. At that time, the resonance frequency of the high-frequency current flowing through the coil was measured. Continuous casting was performed using the apparatus shown in FIG. 1 under the following conditions. However, in this experiment, the connection between the opening / closing control device 17 for the sliding gate 11 and the frequency counter 14 in the figure is cut off.
【００４７】 鋳型 ：内径 185mm、肉厚30mm、長さ 750mm、内面
はNiメッキ層 (厚さ 200μｍ) スリット ：長さ 125mm×32本、スリット幅 0.2mm 通電コイル：電磁場印加用コイルは湯面目標位置近傍か
ら下方に４ターン巻いた。湯面検知用コイルは最も上側
の電磁場印加用コイルから上方に15mmの位置に１ターン
巻いた。ただしコイルは10mm×10mmの角型の銅製のもの
を使用した。Mold: Inner diameter 185 mm, wall thickness 30 mm, length 750 mm, inner surface is Ni plated layer (thickness 200 μm) Slit: length 125 mm × 32, slit width 0.2 mm Winded 4 turns downward from near the position. The coil for detecting the molten metal level was wound one turn at a position 15 mm above the coil for applying an electromagnetic field at the uppermost position. However, a square copper coil of 10 mm × 10 mm was used.
【００４８】 発振条件 ：コイル電流実効値 10000ＡＴ 共振周波数25.4〜25.7ｋHzでの間で変化 鋼 種 ：亜包晶鋼 (Ｃ＝0.12％、Mn＝0.65％、Si＝0.30％、Ｐ＝0.02％、
Ｓ＝0.02％、Al＝0.01％) 鋳造速度 ：2.0 ｍ/min 測定した共振周波数と湯面位置の対応関係を図10に示
す。ただし、湯面位置は確認できないため、ビデオ画面
からフラックスの厚みも含めた位置として推測した。鋳
造中の共振周波数を測定した結果、コイルに流れる電流
の共振周波数の値によって鋳造中の湯面位置を正確に把
握できることがわかった。従来、この連続鋳造装置にお
いては湯面位置を調整する有効な手段がなく、鋳造中は
かなり湯面の位置が変動している。しかし、本発明方法
を用いれば鋳造中における湯面の位置を正確に把握で
き、湯面の目標位置からのずれによって溶融金属の供給
速度を調整できるので湯面を目標位置に保っておくこと
ができることが本実施例から確認できた。Oscillation conditions: coil current effective value 10000AT Changes between resonance frequencies 25.4 to 25.7 kHz Steel type: hypoperitectic steel (C = 0.12%, Mn = 0.65%, Si = 0.30%, P = 0.02%,
(S = 0.02%, Al = 0.01%) Casting speed: 2.0 m / min FIG. 10 shows the correspondence between the measured resonance frequency and the molten metal surface position. However, since the position of the molten metal surface could not be confirmed, it was estimated from the video screen as a position including the thickness of the flux. As a result of measuring the resonance frequency during casting, it was found that the position of the molten metal surface during casting can be accurately grasped by the value of the resonance frequency of the current flowing through the coil. Conventionally, in this continuous casting apparatus, there is no effective means for adjusting the position of the metal surface, and the position of the metal surface varies considerably during casting. However, by using the method of the present invention, the position of the molten metal surface during casting can be accurately grasped, and the supply speed of the molten metal can be adjusted by the deviation from the target position of the molten metal surface, so that the molten metal surface can be maintained at the target position. It was confirmed from this example that this was possible.
【００４９】また、本実施例から一般に連続鋳造が困難
であり、縦割れ等の表面欠陥が多く存在する亜包晶鋼で
あっても、本発明方法を適用することによって、若干の
湯面位置の変化によって鋳片の表面性状の改善効果が小
さい箇所があるものの全体としては鋳片の表面に発生す
る縦割れを大きく低減することができることを確認し
た。In addition, according to the present embodiment, even in the case of a hypoperitectic steel in which continuous casting is generally difficult and many surface defects such as vertical cracks are present, the molten metal surface position can be slightly increased by applying the method of the present invention. It was confirmed that, although there were some places where the effect of improving the surface properties of the slab was small due to the change in the slab, vertical cracks generated on the surface of the slab could be greatly reduced as a whole.
【００５０】[0050]
【実施例３】次にコイルに流れる高周波電流の共振周波
数を検知することによって湯面の位置を調整する制御シ
ステムを構築し、実際に鋳造中の湯面位置の調整を行っ
た。Embodiment 3 Next, a control system for adjusting the position of the metal surface by detecting the resonance frequency of the high-frequency current flowing through the coil was constructed, and the position of the metal surface during casting was actually adjusted.
【００５１】実験条件および実験装置は上記実施例２と
同じである。但し、この実験では図１中のスライディン
グゲート11の開閉制御装置17と周波数カウンタ14は接続
してあり、湯面位置の制御システムは作動している。The experimental conditions and the experimental apparatus are the same as those in the second embodiment. However, in this experiment, the opening / closing control device 17 for the sliding gate 11 in FIG. 1 and the frequency counter 14 are connected, and the control system for the level of the molten metal is operating.
【００５２】湯面位置を検知して湯面を目標位置に調整
するために使用した制御システムを図11に示す。共振周
波数ｆはクロック13を組み合わせた周波数カウンタ14を
用いて６桁程度まで正確に計測する。周波数カウンタ14
にはプリセット機能が付いており、目標位置に湯面があ
る場合の共振周波数ｆ0 をここに設定する。目標位置に
湯面がある場合の共振周波数ｆ0 の値は、あらかじめ模
擬鋳片を使用して求めるか、鋳造開始時に湯面が目標位
置に達した時点の共振周波数を測定し、その値をｆ0 と
して周波数カウンタ14にプリセットする。FIG. 11 shows a control system used for detecting the position of the molten metal surface and adjusting the molten metal surface to the target position. The resonance frequency f is accurately measured to about six digits using a frequency counter 14 combined with a clock 13. Frequency counter 14
Has a preset function, and sets the resonance frequency f 0 when there is a molten metal at the target position. The value of the resonance frequency f 0 when the molten metal is at the target position is obtained in advance using a simulated slab, or the resonance frequency at the time when the molten metal reaches the target position at the start of casting is measured. presetting the frequency counter 14 as f 0.
【００５３】連続鋳造の操業中にｆがｆ0 より高くなっ
た場合は、浸漬ノズルから鋳型内に供給されている溶融
金属の量が多く、適正湯面レベルを超えている時であ
る。この時は、レジスタ15、ソリッドステートリレーＳ
ＳＲ1 を介してスライディングゲート上のゲート駆動モ
ータ16を閉じる方向に駆動して浸漬ノズルから供給する
溶融金属の量を共振周波数ｆがｆ0 に等しくなるまで低
下させ、適正な湯面位置に復帰させる。When f becomes higher than f 0 during the operation of the continuous casting, the amount of the molten metal supplied from the immersion nozzle into the mold is large and exceeds the appropriate level of the molten metal. At this time, register 15, solid state relay S
The gate drive motor 16 on the sliding gate is driven in the closing direction via SR 1 to reduce the amount of molten metal supplied from the immersion nozzle until the resonance frequency f becomes equal to f 0 , and returns to an appropriate molten metal surface position. Let it.
【００５４】ｆとｆ0 がほぼ同じ値に保たれている間
は、湯面は目標位置にあるので、スライディングゲート
の開度はそのまま保持して安定した鋳造を継続する。While f and f 0 are maintained at substantially the same value, since the molten metal surface is at the target position, the opening of the sliding gate is maintained as it is, and stable casting is continued.
【００５５】共振周波数ｆがｆ0 より低くなった場合に
は、上記とは逆に湯面が低下した状態であり、ＳＳＲ2
を介してスライディングゲートのゲート駆動モーター16
を開く方向に駆動し、溶融金属の供給量を増やして適正
な湯面位置に復帰させる。図12は上記のようなフィード
バック制御を実施した際の湯面位置と共振周波数ｆを測
定した結果を示したものである。図から、湯面位置を適
正に制御できることと、湯面位置が適正である場合の共
振周波数ｆの変化は数十Hz以下であることがわかる。鋳
造された鋳片を観察すると、表面には縦割れやオシレー
ションマーク等の欠陥の発生がかなり低減しており、全
面にわたって極めて良好な表面性状が得られていた。こ
のことから電磁力が有効に湯面近傍に印加されていたこ
とがわかる。When the resonance frequency f becomes lower than f 0 , the level of the molten metal is reduced, contrary to the above, and SSR 2
Sliding gate through the gate drive motor 16
Is driven in the opening direction to increase the supply amount of the molten metal and return to an appropriate molten metal surface position. FIG. 12 shows the results of measuring the surface level and the resonance frequency f when the above-described feedback control is performed. From the figure, it can be seen that the level of the molten metal can be properly controlled, and the change in the resonance frequency f when the level of the molten metal is appropriate is several tens Hz or less. Observation of the cast slab revealed that the occurrence of defects such as vertical cracks and oscillation marks was considerably reduced on the surface, and extremely good surface properties were obtained over the entire surface. This indicates that the electromagnetic force was effectively applied to the vicinity of the molten metal surface.
【００５６】[0056]
【発明の効果】本発明方法によれば、鋳型内の溶融金属
に高周波電磁場を作用させる連続鋳造装置を用いる鋳造
方法において、湯面検知用コイルを電磁場印加用コイル
の上方に粗く巻くことによって、湯面位置を精度よく検
知し、湯面を目標位置に保ったままの鋳造が可能とな
る。これによって、溶融金属の初期凝固部に付与する電
磁力の付与位置を一定にすることができ、優れた表面性
状を有する鋳片を製造することができる。According to the method of the present invention, in a casting method using a continuous casting apparatus for applying a high-frequency electromagnetic field to a molten metal in a mold, a coil for detecting a molten metal level is roughly wound over a coil for applying an electromagnetic field. The position of the molten metal can be accurately detected, and casting can be performed while maintaining the molten metal at the target position. Thereby, the position where the electromagnetic force is applied to the initial solidification portion of the molten metal can be made constant, and a cast piece having excellent surface properties can be manufactured.
【図１】本発明方法を適用する連続鋳造装置において、
鋳型に溶融金属を供給する部分の縦断面を表す図であ
る。FIG. 1 shows a continuous casting apparatus to which the method of the present invention is applied.
It is a figure showing the longitudinal section of the part which supplies a molten metal to a casting_mold | template.
【図２】湯面検知用コイルを具備していない連続鋳造装
置において、(a) は鋳型に溶融金属を供給する部分の右
半分の縦断面、(b) は鋳型に溶融金属を供給する部分の
横断面を表す図である。[FIG. 2] In a continuous casting apparatus without a level detecting coil, (a) is a vertical section of a right half of a part for supplying molten metal to a mold, and (b) is a part for supplying molten metal to a mold. FIG.
【図３】従来の湯面位置を検知する方法を適用する連続
鋳造装置において、鋳型に溶融金属を供給する部分の縦
断面を表す図である。FIG. 3 is a view showing a vertical section of a portion for supplying a molten metal to a mold in a conventional continuous casting apparatus to which a method for detecting a molten metal surface position is applied.
【図４】本発明方法における電磁場印加用コイルと湯面
検知用コイルの巻き方を表す図である。FIG. 4 is a diagram showing how to wind an electromagnetic field applying coil and a molten metal level detecting coil in the method of the present invention.
【図５】湯面位置の変化に伴うインダクタンスと共振周
波数の関係を表す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between an inductance and a resonance frequency according to a change in a molten metal surface position.
【図６】湯面検知用コイルを巻かなかった場合(a) の湯
面位置と共振周波数の関係を表す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating the relationship between the position of the molten metal surface and the resonance frequency when the coil for detecting the molten metal surface is not wound (a).
【図７】湯面検知用コイルを目標位置( 基準点) から15
mm上方に１回巻いた場合(b) の湯面位置と共振周波数の
関係を表す図である。[Fig. 7] 15 degrees from the target position (reference point)
FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between a molten metal surface position and a resonance frequency in the case where the wire is wound once mm above (b).
【図８】湯面検知用コイルを目標位置( 基準点) から30
mm上方に１回巻いた場合(c) の湯面位置と共振周波数の
関係を表す図である。[Fig. 8] The coil for detecting the surface level is moved 30 degrees from the target position (reference point).
FIG. 9 is a diagram illustrating a relationship between a molten metal surface position and a resonance frequency in a case where the wire is wound once mm above (c).
【図９】湯面検知用コイルを目標位置( 基準点) から15
mm上方と30mm上方にそれぞれ１回づつ巻いた場合(d) の
湯面位置と共振周波数の関係を表す図である。[Fig. 9] Move the coil for detecting the molten metal level from the target position (reference point) to 15
It is a figure showing the relationship between the level of the molten metal surface and the resonance frequency in the case of winding one time each one mm above and 30 mm above (d).
【図10】湯面位置の調整を行わない場合の湯面位置と共
振周波数の関係を表す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a relationship between a molten metal surface position and a resonance frequency when adjustment of the molten metal surface position is not performed.
【図11】湯面位置を制御するシステムを表す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a system for controlling a molten metal surface position.
【図12】湯面位置の制御を行った場合の湯面位置と共振
周波数の関係を表す図である。FIG. 12 is a diagram illustrating a relationship between a molten metal surface position and a resonance frequency when the molten metal surface position is controlled.
【図13】本発明でいう湯面位置を表す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a molten metal surface position according to the present invention.
【図14】高周波磁場中での渦流センサーによる湯面位置
の検知方法を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating a method for detecting a molten metal surface position by an eddy current sensor in a high-frequency magnetic field.
【図15】高周波磁場中での渦流センサーによる湯面位置
の検知結果を示す図である。FIG. 15 is a diagram illustrating a result of detection of a molten metal surface position by an eddy current sensor in a high-frequency magnetic field.
【図16】鋳型内の磁束密度分布を表す図である。FIG. 16 is a diagram illustrating a magnetic flux density distribution in a mold.
１ 鋳型 ２ 浸漬ノズル
３ コイル ３-1電磁場印加用コイル ３-2湯面検知用コイル
４ セグメント ５ 溶融金属 ６ フラックス
７ 凝固シェル ８ 溶融フラックス層 ９ レードル
10 タンディシュ 11 スライディングゲート 12 電源
13 クロック 14 周波数カウンタ 15 レジスタ
16 ゲート駆動モータ 17 開閉制御装置 18 渦流センサー
19 模擬湯面1 mold 2 immersion nozzle
3 coil 3-1 coil for applying electromagnetic field 3-2 coil for detecting surface level
4 segment 5 molten metal 6 flux
7 solidified shell 8 molten flux layer 9 ladle
10 Tundish 11 Sliding gate 12 Power supply
13 Clock 14 Frequency counter 15 Register
16 Gate drive motor 17 Open / close control device 18 Eddy current sensor
19 Simulated surface
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−15949（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−309445（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−127952（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−53363（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−35054（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−129712（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B22D 11/00 B22D 11/18 B22D 11/04 311 B22D 11/16 104 B22D 37/00──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-5-15949 (JP, A) JP-A-4-309445 (JP, A) JP-A-2-127952 (JP, A) JP-A-58-58 53363 (JP, A) JP-A-58-35054 (JP, A) JP-A-55-129712 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) B22D 11/00 B22D 11 / 18 B22D 11/04 311 B22D 11/16 104 B22D 37/00
Claims (1)
と、内部冷却が可能な構造の鋳型と、鋳型を周回するコ
イルとを備え、高周波電源から高周波電流をコイルに供
給する金属の連続鋳造装置を用いる連続鋳造方法におい
て、上記コイルを湯面の目標位置から下には密に巻き、
湯面の目標位置から上方には前記の目標位置から下に巻
いた巻き方よりも粗に巻いて配置し、コイルに流れる電
流の共振周波数を検出し、その共振周波数が予め定めた
値になるように溶融金属の供給速度を調整することを特
徴とする金属の連続鋳造における湯面位置の調整方法。1. A continuous casting of a metal, comprising: an immersion nozzle for supplying a molten metal into a mold; a mold having a structure capable of internal cooling; and a coil circling the mold, and supplying a high-frequency current to the coil from a high-frequency power supply. In a continuous casting method using an apparatus, the coil is densely wound below a target position on the molten metal surface,
Above the target position of the molten metal surface, it is arranged to be wound more coarsely than the winding direction below the target position, detects the resonance frequency of the current flowing through the coil, and the resonance frequency becomes a predetermined value. The method of adjusting the position of the molten metal in continuous casting of metal, wherein the supply speed of the molten metal is adjusted as described above.
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| JP1911894A JP2856060B2 (en) | 1994-02-16 | 1994-02-16 | Adjustment method of metal surface position in continuous casting of metal |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07223060A JPH07223060A (en) | 1995-08-22 |
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