JP5223841B2 - Slab condition measuring device, slab condition measuring method, and computer program - Google Patents
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Description
本発明は、鋳片状態測定装置、鋳片状態測定方法、及びコンピュータプログラムに関し、特に、鋳片の表面温度と、当該鋳片に発生しているバルジング量とをオンラインで測定するために用いて好適なものである。 The present invention relates to a slab state measuring device, a slab state measuring method, and a computer program, and in particular, used to measure the surface temperature of a slab and the bulging amount generated in the slab online. Is preferred.
表面及び内部品質が良好な高品位の鋳片を高い生産性で連続鋳造するために、鋳型内及びストランド内で均一な凝固シェルの成長を図る必要がある。しかしながら、鋳型内に注入される溶鋼流に偏りが生じ、溶鋼流が凝固シェルに衝突すると、凝固シェルの再溶解が進行する。局部的な凝固シェル厚の不足が顕著となると、孔あき性ブレークアウトと呼ばれる操業トラブルを招くことがある。このような操業トラブルを未然に防止するために、鋳片表面温度を測定する技術が開示されている（特許文献１を参照）。
冷却水を用いた急冷を行うことによって、鋳型の短辺の直下での鋳片表面温度がキュリー点よりも低い温度になると、その部分で鋳片の磁気変態が起こるので（鋳片が磁性を有するようになるので）、この部分に交流磁界を印加すると磁力線が変化する。特許文献１ではこのことを利用して、鋳型の短辺の直下に、鋳片の長手方向に対して垂直な方向の交流磁界を印加するソレノイド状の励磁コイルと、その励磁コイルによる磁力線の変化を検出するソレノイド状の検出コイルとを設け、予め定めておいた鋳片表面温度と誘導起電力との関係を示す較正式に、検出コイルから出力された誘導起電力を代入して鋳片の表面温度を求めるようにしている。このようにすることにより、多量の水や蒸気等が存在する雰囲気下でも、鋳片表面温度を長時間、安定的に測定することができる。
In order to continuously cast high quality slabs with good surface and internal quality with high productivity, it is necessary to achieve uniform solidified shell growth in the mold and in the strand. However, if the molten steel flow injected into the mold is biased and the molten steel flow collides with the solidified shell, the solidified shell remelts. When the lack of local solidified shell thickness becomes significant, an operation trouble called a perforated breakout may be caused. In order to prevent such operational troubles, a technique for measuring the slab surface temperature has been disclosed (see Patent Document 1).
If the slab surface temperature just below the short side of the mold becomes lower than the Curie point by quenching with cooling water, magnetic transformation of the slab occurs at that part (the slab becomes magnetized). Therefore, when an AC magnetic field is applied to this part, the lines of magnetic force change. In Patent Document 1, using this, a solenoid-like excitation coil that applies an AC magnetic field in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the slab immediately below the short side of the mold, and a change in the magnetic field lines by the excitation coil A detection coil in the form of a solenoid that detects the slab surface and substitutes the induced electromotive force output from the detection coil into a predetermined calibration equation indicating the relationship between the slab surface temperature and the induced electromotive force. The surface temperature is obtained. By doing so, the slab surface temperature can be stably measured for a long time even in an atmosphere where a large amount of water, steam, or the like is present.
ところで、連続鋳造される鋳片にはバルジングと呼ばれる現象が生じる。バルジングは、鋳型の下方において鋳片を介して相互に対向する位置に配置された複数組のサポートロールの間に鋳片を挟持しながら下方に搬送する際に、サポートロールで支持されていない部分において凝固シェルが溶鋼の静圧に耐え切れずに外側（サポートロール側）に膨らむ現象である。このバルジングも、溶鋼の湯面レベルの変動やブレークアウト等の操業トラブルを招く一因になり得るので、表面及び内部品質が良好な高品位の鋳片を高い生産性で連続鋳造する上で確実に防ぐことが望まれる。
バルジングが生じると鋳片が外側に膨らむので、励磁コイル及び検出コイルと鋳片との距離が変化する。このため、バルジングが生じることによっても励磁コイルによる磁力線は変化するが、前述した特許文献１に記載の技術では、このコイルと鋳片との距離の変化を考慮していないため、正確な鋳片表面温度の測定ができない。そのため、鋳片表面温度と、コイルと鋳片との距離（すなわち、バルジング量）とを分離して測定することが困難であるという問題点があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、鋳片表面温度とバルジング量とを独立して測定することを目的とする。
By the way, a phenomenon called bulging occurs in a continuously cast slab. Bulging is a part that is not supported by the support roll when it is transported downward while sandwiching the slab between a plurality of sets of support rolls arranged at positions facing each other via the slab below the mold. Is a phenomenon in which the solidified shell does not endure the static pressure of the molten steel and swells outside (support roll side). This bulging can also cause operational troubles such as molten steel level fluctuations and breakouts, so it is reliable for continuous casting of high quality slabs with good surface and internal quality with high productivity. It is desirable to prevent.
When bulging occurs, the slab swells outward, so that the distance between the excitation coil and the detection coil and the slab changes. For this reason, the lines of magnetic force due to the exciting coil also change due to the occurrence of bulging, but the technique described in Patent Document 1 described above does not consider the change in the distance between this coil and the slab, so an accurate slab The surface temperature cannot be measured. Therefore, there is a problem that it is difficult to measure separately the surface temperature of the slab and the distance between the coil and the slab (that is, the amount of bulging).
The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to independently measure the slab surface temperature and the bulging amount.
本発明の鋳片状態測定装置は、鋳片の表面温度と、当該鋳片に発生するバルジング量とをオンラインで測定する鋳片状態測定装置であって、前記鋳片の表面に対して略垂直方向から交流磁界を印加する印加コイルと、前記印加コイルにより印加された交流磁界の時間的な変化を表す誘導起電力を、相対的に前記鋳片に近い位置で検出する第１の検出コイルと、前記印加コイルにより印加された交流磁界の時間的な変化を表す誘導起電力を、相対的に前記鋳片から遠い位置で検出する第２の検出コイルと、を備え、前記鋳片の表面温度が変動する領域に対して配置されたセンサーと、前記誘導起電力、前記センサーと鋳片サンプルとの間の距離であるギャップ、及び前記鋳片サンプルの表面温度の対応関係を示す対応関係データであって、前記検出コイルで検出される誘導起電力から、前記ギャップと、前記表面温度との組を出力するための対応関係データを、前記検出コイルごとに予め記憶する記憶手段と、前記検出コイルにより検出された誘導起電力から、前記対応関係データを用いて、前記ギャップと前記表面温度との組を取得する取得手段と、前記ギャップと前記表面温度との組の値に基づいて、前記鋳片の表面温度と、前記鋳片におけるバルジング量とを導出する導出手段と、を有することを特徴とする。 The slab state measuring device of the present invention is a slab state measuring device that measures on-line the surface temperature of a slab and the amount of bulging generated in the slab, and is substantially perpendicular to the surface of the slab. An application coil that applies an alternating magnetic field from the direction, and a first detection coil that detects an induced electromotive force representing a temporal change in the alternating magnetic field applied by the application coil at a position relatively close to the slab. A second detection coil for detecting an induced electromotive force representing a temporal change of the alternating magnetic field applied by the application coil at a position relatively far from the slab, and a surface temperature of the slab The correspondence data indicating the correspondence between the sensor arranged for the region where the fluctuation occurs, the induced electromotive force, the gap which is the distance between the sensor and the slab sample, and the surface temperature of the slab sample. And said Correspondence data for outputting a set of the gap and the surface temperature is detected from the induced electromotive force detected by the output coil in advance for each detection coil, and detected by the detection coil. Based on the value of the set of the gap and the surface temperature, the acquisition means for acquiring the set of the gap and the surface temperature from the induced electromotive force using the correspondence data, and the surface temperature of the slab And derivation means for deriving the bulging amount in the slab.
本発明の鋳片状態測定方法は、鋳片の表面温度と、当該鋳片に発生するバルジング量とをオンラインで測定する鋳片状態測定方法であって、前記鋳片の表面温度が変動する領域に対して略垂直方向から印加コイルを用いて交流磁界を印加する印加ステップと、前記印加コイルにより印加された交流磁界の時間的な変化を表す誘導起電力を、相対的に前記鋳片に近い位置で第１の検出コイルを用いて検出する第１の検出ステップと、前記印加コイルにより印加された交流磁界の時間的な変化を表す誘導起電力を、相対的に前記鋳片から遠い位置で第２の検出コイルを用いて検出する第２の検出ステップと、前記誘導起電力と、前記印加コイル、前記第１の検出コイル、及び前記第２の検出コイルとを備えるセンサーと鋳片サンプルとの間の距離であるギャップと、前記鋳片サンプルの表面温度との対応関係を示す対応関係データであって、前記検出コイルで検出される誘導起電力から、前記ギャップと、前記表面温度との組を出力するための対応関係データを、前記検出コイルごとに予め記憶媒体に記憶する記憶ステップと、前記検出コイルにより検出された誘導起電力から、前記対応関係データを用いて、前記ギャップと前記表面温度との組を取得する取得ステップと、前記ギャップと前記表面温度との組の値に基づいて、前記鋳片の表面温度と、前記鋳片におけるバルジング量とを導出する導出ステップと、を有することを特徴とする。 The slab state measuring method of the present invention is a slab state measuring method for measuring on-line the surface temperature of a slab and the bulging amount generated in the slab, wherein the surface temperature of the slab varies. An application step of applying an alternating magnetic field using an application coil from a substantially perpendicular direction to the induced electromotive force representing a temporal change of the alternating magnetic field applied by the application coil is relatively close to the slab. A first detection step of detecting using a first detection coil at a position, and an induced electromotive force representing a temporal change of an alternating magnetic field applied by the application coil at a position relatively far from the slab. A sensor and a slab sample comprising a second detection step of detecting using a second detection coil, the induced electromotive force, the application coil, the first detection coil, and the second detection coil. Distance between Corresponding relationship data indicating a corresponding relationship between a gap and the surface temperature of the slab sample, in order to output a set of the gap and the surface temperature from the induced electromotive force detected by the detection coil The correspondence data is stored in advance in a storage medium for each of the detection coils, and from the induced electromotive force detected by the detection coil, the correspondence data is used to set the gap and the surface temperature. And a derivation step of deriving a surface temperature of the slab and a bulging amount in the slab based on a set value of the gap and the surface temperature. To do.
本発明のコンピュータプログラムは、鋳片の表面に対して略垂直方向から交流磁界を印加する印加コイルと、前記印加コイルにより印加された交流磁界の時間的な変化を表す誘導起電力を、相対的に前記鋳片に近い位置で検出する第１の検出コイルと、前記印加コイルにより印加された交流磁界の時間的な変化を表す誘導起電力を、相対的に前記鋳片から遠い位置で検出する第２の検出コイルと、を備え、前記鋳片の表面温度が変動する領域に対して配置されたセンサーを用いて、鋳片の表面温度と、当該鋳片に発生するバルジング量とをオンラインで測定することをコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、前記誘導起電力、前記センサーと鋳片サンプルとの間の距離であるギャップ、及び前記鋳片サンプルの表面温度の対応関係を示す対応関係データであって、前記検出コイルで検出される誘導起電力から、前記ギャップと、前記表面温度との組を出力するための対応関係データを、前記検出コイルごとに予め記憶媒体に記憶する記憶ステップと、前記検出コイルにより検出された誘導起電力から、前記対応関係データを用いて、前記ギャップと前記鋳片の表面温度との組を取得する取得ステップと、前記ギャップと前記表面温度との組の値に基づいて、前記鋳片の表面温度と、前記鋳片におけるバルジング量とを導出する導出ステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とする。 The computer program of the present invention relates to an applied coil that applies an alternating magnetic field from a direction substantially perpendicular to the surface of a slab, and an induced electromotive force that represents a temporal change in the alternating magnetic field applied by the applying coil. A first detection coil that detects at a position close to the slab and an induced electromotive force representing a temporal change in the alternating magnetic field applied by the application coil at a position relatively far from the slab. A second detection coil, and using a sensor arranged for a region where the surface temperature of the slab fluctuates, the surface temperature of the slab and the amount of bulging generated in the slab are online. A computer program for causing a computer to perform measurement, the induced electromotive force, a gap that is a distance between the sensor and a slab sample, and a table of the slab sample Correspondence data indicating temperature correspondence, and correspondence data for outputting a set of the gap and the surface temperature from the induced electromotive force detected by the detection coil, for each detection coil A storage step of storing in advance in a storage medium; an acquisition step of acquiring a set of the gap and the surface temperature of the slab using the correspondence data from the induced electromotive force detected by the detection coil; A derivation step of deriving a surface temperature of the slab and a bulging amount in the slab based on a set value of a gap and the surface temperature is executed by a computer.
本発明によれば、鋳片の表面に対して略垂直方向から交流磁界を印加する印加コイルと、印加コイルにより印加された交流磁界の時間的な変化を表す誘導起電力を、相対的に前記鋳片に近い（鋳片から遠い）位置で検出する第１の検出コイル（第２の検出コイル）と、を備えるセンサーを鋳片の表面温度が変動する領域に対して配置する。また、誘導起電力、センサーと鋳片サンプルとの間の距離であるギャップ、及び鋳片サンプルの表面温度の対応関係を示す対応関係データであって、検出コイルで検出される誘導起電力から、ギャップと表面温度との組を出力するための対応関係データを、検出コイルごとに予め記憶しておく。その後、検出コイルにより検出された誘導起電力から、対応関係データを用いて、ギャップと表面温度との組を取得し、取得した値に基づき、鋳片の表面温度と、鋳片におけるバルジング量を導出する。したがって、鋳片表面温度とバルジング量とを独立して測定することができる。 According to the present invention, an applied coil that applies an AC magnetic field from a direction substantially perpendicular to the surface of the slab, and an induced electromotive force that represents a temporal change in the AC magnetic field applied by the applied coil are relatively A sensor including a first detection coil (second detection coil) that is detected at a position close to the slab (distant from the slab) is disposed with respect to a region where the surface temperature of the slab varies. In addition, it is correspondence data indicating a correspondence relationship between the induced electromotive force, the gap between the sensor and the slab sample, and the surface temperature of the slab sample, and from the induced electromotive force detected by the detection coil, Correspondence data for outputting a set of gap and surface temperature is stored in advance for each detection coil. After that, from the induced electromotive force detected by the detection coil, a set of gap and surface temperature is obtained using correspondence data, and based on the obtained value, the surface temperature of the slab and the bulging amount in the slab are calculated. To derive. Therefore, the slab surface temperature and the bulging amount can be measured independently.
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態を説明する。本実施形態では、内部が直方体形状の鋳型を用いてスラブを下方から引き抜いて連続鋳造する際に鋳型の直下において鋳片表面温度並びにバルジング量を測定する場合を例に挙げて説明する。
図１は、鋳片状態測定装置が設けられた連続鋳造機の一部分の構成の一例を示す図である。具体的に図１の上図は、連続鋳造機の横断面図であり、図１の下図は、連続鋳造機の縦断面図である。尚、図１では、説明の都合上、各部の構成を簡略化して示している。
図１において、鋳型１０は、短辺側部材１１ａ、１１ｂと、長辺側部材１２ａ、１２ｂと、を有する。前述したように鋳型１０の内部は直方体形状となっている。浸漬ノズル１３は、鋳型１０の上方から内部にかけて上下方向に延設されている。溶鋼１４は、図示しないタンディッシュを経由して、浸漬ノズル１３によって鋳型１０の内部へ連続的に注がれる。溶鋼１４は、鋳型１０の内部において、そのエッジの領域が凝固して凝固シェルになり、鋳片１５として鋳型１０から下方に引き出される。鋳型１０の短辺側部材１１ａ、１１ｂの直下には、それぞれ２本のサポートロール１６ａ・１６ｂ、１６ｃ・１６ｄが設けられている。更に、サポートロール１６ｂ、１６ｄの直下には、それぞれ鋳片状態測定装置２０ａ、２０ｂが設けられている。ここで、鋳型１０の短辺側部材１１ａ（１１ｂ）、サポートロール１６ａ、１６ｂ（１６ｃ、１６ｄ）、及び鋳片状態測定装置２０ａ（２０ｂ）のセンサー部分（図３の符号２１〜２４で示されている部分）は一体で動くようにしている。すなわち、鋳片１５の鋳造幅を調整するために、鋳型１０の短辺側部材１１ａ（１１ｂ）が水平方向に移動すると、それに連動してサポートロール１６ａ、１６ｂ（１６ｃ、１６ｄ）及び鋳片状態測定装置２０ａ（２０ｂ）のセンサー部分も水平方向に移動する。このように、鋳型１０の短辺側部材１１ａ（１１ｂ）、サポートロール１６ａ、１６ｂ（１６ｃ、１６ｄ）、及び鋳片状態測定装置２０ａ（２０ｂ）のセンサー部分の位置関係は、鋳型１０の短辺側部材１１ａ（１１ｂ）が移動しても変わらない。これにより、鋳片１５の幅を種々変更するべく鋳型１０を調整したとしても、鋳片状態測定装置２０と鋳片１５の短辺側の表面との間の冷間時における距離を略一定にすること、すなわち、後述する励磁コイル２１によって鋳片１５の短辺側の表面に対して略垂直に印加される交流磁界を略一定にすることができる。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a case where the slab surface temperature and the bulging amount are measured directly under the mold when the slab is drawn from below and continuously cast using a rectangular parallelepiped mold will be described as an example.
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a part of a continuous casting machine provided with a slab state measuring device. Specifically, the upper diagram of FIG. 1 is a transverse sectional view of the continuous casting machine, and the lower diagram of FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the continuous casting machine. In FIG. 1, for convenience of explanation, the configuration of each part is shown in a simplified manner.
In FIG. 1, the casting_mold |
図示しないが、鋳型１０よりも下方において、鋳片１５の長辺側の面は、鋳型１０の直下から鋳片１５の最終凝固位置まで多数のサポートロールで支えられている。これに対し、鋳片１５の短辺側の面は、鋳型１０の直下に設けられた数本のサポートロールで支えられているに過ぎない（図１では、鋳片１５の短辺側の面が、それぞれ２本のサポートロール１６ａ・１６ｂ、１６ｃ・１６ｄで支えられている場合を例に挙げて示している）。そのため、鋳片１５の長辺側の面については、サポートロールの間に冷却用のノズルチップを凝固完了位置まで配して冷却することができる。これに対し、鋳片１５の短辺側の面については、鋳型１０の直下のサポートロール１６ａ〜１６ｄがある領域内で鋳片１５の表面温度を低下させて溶鋼ヘッドに耐え得る凝固シェル厚を確保する必要がある。したがって、鋳型１０の直下の鋳片１５の短辺側の面を水等で強冷却することになる。このため、鋳片１５の短辺側の面の表面温度は、概略図２に示すような温度パターンを示す。図２に示すように、鋳片１５の短辺側の面の表面温度は、前述した強冷却によって、鋳型１０の直下の位置で一旦キュリー点Ｔｃよりも低下した後、復熱によりキュリー点Ｔｃよりも上昇する。キュリー点Ｔｃは磁気変態点であり、鋼は、常温からキュリー点Ｔｃまでは強磁性体であり、キュリー点Ｔｃを超えると常磁性体、さらに高温になると非磁性体に変化する。尚、図２において、領域iは鋳型１０の内部の領域に対応し、領域iiは、サポートロール１６ａ〜１６ｄが存在している冷却帯の領域に対応する。
Although not shown, the surface on the long side of the
図３は、鋳片状態測定装置２０の構成の一例を示す図である。尚、本実施形態では、鋳片状態測定装置２０ａ、２０ｂは同じものであるとする。
図３において、鋳片状態測定装置２０は、励磁コイル２１と、前面側検出コイル２２と、背面側検出コイル２３と、パイプ２４と、発振器２５と、定電流アンプ２６と、信号処理器２７と、ロックインアンプ２８と、演算装置２９とを有している。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the configuration of the slab
In FIG. 3, the slab
パイプ２４は、例えば、外径３０ｍｍのガラスエポキシ製（絶縁体製）のパイプである。励磁コイル２１は、パイプ２４に巻き回されたソレノイド状のコイルであり、交流磁界を発生させるためのものである。本実施形態では、外径１ｍｍのポリエステル被覆銅線を３００回巻いたものを励磁コイル２１としている。前面側検出コイル２２は、励磁コイル２１により発生された交流磁界（磁力線）の時間的な変化を表す誘導起電力を検出するためのソレノイド状のコイルであり、励磁コイル２１よりも鋳片１５に近い位置でパイプ２４に巻き回されている。背面側検出コイル２３も、前面側検出コイル２２と同様に、励磁コイル２１により発生された交流磁界に基づく磁力線の時間的な変化を表す誘導起電力を検出するためのソレノイド状のコイルであるが、背面側検出コイル２３は、励磁コイル２１よりも前面側検出コイル２２から遠い位置でパイプ２４に巻き回されている。本実施形態では、外径０．３ｍｍのポリエステル被覆銅線を用いて、前面側検出コイル２２、及び背面側検出コイル２３をそれぞれ構成している。尚、前面側検出コイル２２、及び背面側検出コイル２３の巻数については、図５を参照しながら後述する。
The
励磁コイル２１、前面側検出コイル２２、及び背面側検出コイル２３のコイル一式はセンサーとしてステンレス製円筒ケース（図示せず）に収納され、このステンレス製円筒ケース内は乾燥空気で強制冷却されている。また、パイプ２４の径の中心を通る軸が、鋳片１５の短辺方向の中心に一致するようにパイプ２４を配置することが好ましい。鋳片１５の端の部分の表面温度は中央部分に比べて低いため、パイプ２４を鋳片１５の短辺方向の端の部分に配置すると、後述するようにして行う鋳片１５の表面温度の測定を正確に行うことが困難になるためである。
尚、以下の説明では、前面側検出コイル２２と背面側検出コイル２３を、必要に応じて、検出コイル２２、２３と略称する。
A set of coils of the
In the following description, the front
図４は、センサーから発生する交流磁界（磁力線）の様子の一例を概念的に示す図である。
図４において、励磁コイル２１から、鋳型１０の短辺側の表面に対して略垂直方向から交流磁界が印加され、交流磁束が鋳片１５に励磁される。そうすると、鋳片１５の表面温度、並びに鋳片１５とセンサーとの間の距離によって磁力線の分布が変化し、検出コイル２２、２３で検出される誘導起電力が変化する。すなわち、検出コイル２２、２３には、Ｎ×ｄφｃ／ｄｔ（Ｎ：検出コイル２２、２３の巻数、φｃ：検出コイル２２、２３の鎖交磁束数、ｔ：時間）の誘導起電力が誘導されるところ、鋳片１５の表面温度、並びに鋳片１５とセンサーとの間の距離によって交流磁束φの分布が変わると、検出コイル２２、２３の鎖交磁束数φｃが変わり、検出コイル２２、２３に誘導される電圧が変化する。
FIG. 4 is a diagram conceptually illustrating an example of a state of an alternating magnetic field (line of magnetic force) generated from a sensor.
In FIG. 4, an alternating magnetic field is applied from the
前述したように、サポートロール１６ｂ（１６ｄ）が配置されている領域では鋳片１５の短辺側の面の表面温度は、キュリー点Ｔｃよりも高い温度からキュリー点Ｔｃよりも低い温度に変化し、サポートロール１６ｂ（１６ｄ）の直下では、キュリー点Ｔｃよりも低い温度からキュリー点Ｔｃよりも高い温度に復熱する。すなわち、鋳片１５の表面は、その温度によって、非磁性体、常磁性体、又は強磁性体になる。鋳片１５の表面が非磁性体の場合には、図４の破線４１ａ、４１ｂで示すように真空中と同様に磁界が広がりながら鋳片１５の内部まで侵入する。これに対し、鋳片１５の表面が磁性を帯びると、図４の実線４２ａ〜４２ｃで示すように磁性を帯びた部分に磁界が集中することにより磁力線の分布が大幅に変化する。このことは鋳片１５が常磁性体の場合よりも強磁性体の場合に顕著になる。また、鋳片１５がセンサーと離れている場合よりも、鋳片１５がセンサーに近づいている場合の方が、図４の実線４２ａ〜４２ｃで示すように磁性を帯びた部分に磁界が集中し易くなる。
As described above, in the region where the
このように、磁力線の分布は、鋳片１５の表面の磁気特性と、鋳片１５とセンサーとの間の距離とによって決まる。そこで、本実施形態では、以上のようにして生じる磁力線の分布の時間的な変化を、鋳片状態測定装置２０ａ（２０ｂ）をサポートロール１６ｂ（１６ｄ）の直下（鋳片１５の短辺側を強冷却する冷却帯の直下）に配置した２つの検出コイル２２、２３によって検出するようにしている。
尚、以下の説明では、鋳片１５とセンサーとの間の最短距離を必要に応じてギャップと称する。
Thus, the distribution of the lines of magnetic force is determined by the magnetic properties of the surface of the
In the following description, the shortest distance between the
図５は、検出コイル２２、２３の巻数と誘導起電力（検出コイル電圧）との関係の一例を示す図である。図５では、巻数以外の条件を同じにして各検出コイル２２、２３における誘導起電力を測定している。図３、図４に示したように、背面側検出コイル２３は、鋳片１５からの距離が前面側検出コイル２２よりも遠くなる。このため、図５に示すように、前面側検出コイル２２と背面側検出コイル２３との巻数が同じであると、背面側検出コイル２３が検出する誘導起電力は、前面側検出コイル２２が検出する誘導起電力よりも小さくなる。誘導起電力の値が小さいと、前述した磁力線の分布の変化に対する誘導起電力の値の変化が小さくなり（鈍感になり）、磁力線の分布の変化を誘導起電力により適切に検出することができなくなる虞がある。そこで、背面側検出コイル２３で検出する誘導起電力を大きくする（ここでは、前面側検出コイル２２で検出する誘導起電力と同程度とする）ために、背面側検出コイル２３の巻数を前面側検出コイル２２の巻数よりも増やしている。図５に示す例では、背面側検出コイル２３の巻数を３００ターンにし、前面側検出コイル２２の巻数を１００ターンにすると、各検出コイル２２、２３で同じオーダーの電圧値を得ることができることを示している。本実施形態では、このことを踏まえ、前面側検出コイル２２の巻数を１００ターンにし、背面側検出コイル２３の巻数を３００ターンとした。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the relationship between the number of turns of the detection coils 22 and 23 and the induced electromotive force (detection coil voltage). In FIG. 5, the induced electromotive force in each of the detection coils 22 and 23 is measured under the same conditions except for the number of turns. As shown in FIGS. 3 and 4, the back
図３の説明に戻り、発振器２５は、交流信号を定電流アンプ２６に出力する。図６は、鋳片１５に印加される交流磁界の周波数と、表皮深さとの関係の一例を示す図である。図６において、グラフ６１は、鋳片１５の比透磁率が「１」となったときの関係を示し、グラフ６２は、鋳片１５の比透磁率が「２００」となったときの関係を示す。
交流磁界の周波数が高周波側であると、交流磁界が鋳片１５に浸透する深さである表皮深さが薄くなるため、交流磁界がより鋳片１５の表面に集中することになる。そうすると、その交流磁界（磁力線）の分布が、鋳片１５の表面温度に依存しづらくなり、検出コイル２２、２３で検出される誘導起電力に、鋳片１５の表面温度の情報が反映されづらくなる。また、交流磁界の周波数が高周波側であると、その交流磁界（磁力線）の分布が、鋳片１５の表面にあるオシレーションマーク等の僅かな凹凸に過敏に反応してしまい、検出コイル２２、２３で検出される誘導起電力にノイズが多く含まれる虞がある。このことを考慮して図６を見てみると、２０Ｈｚまでは比透磁率が「２００」程度であったとしても表皮深さを１０ｍｍ程度（０．０１ｍ程度）に確保できるので、鋳片１５に印加する交流磁界の周波数の上限は２０Ｈｚとするのが好ましい。また、このようにすることにより、検出コイル２２、２３で検出される誘導起電力が大きくなり過ぎることを防止することができる。一方、鋳片１５に印加する交流磁界の周波数が０．５Ｈｚ未満になると、検出コイル２２、２３から検出される誘導起電力の信号を位相検波する際の時定数が１分以上必要となり、測定装置の応答速度が遅くなる等、信号処理が困難になる虞がある。よって、鋳片１５に印加する交流磁界の周波数の下限は０．５Ｈｚとするのが好ましい。
以上のことから、発振器２５から発振して励磁コイル２１に印加する交流電力の周波数は、０．５Ｈｚ以上、２０Ｈｚ以下の範囲であるのが好ましい。本実施形態では、このことを踏まえ、発振器２５から出力される交流信号の周波数を１．５Ｈｚとした。
Returning to the description of FIG. 3, the
When the frequency of the alternating magnetic field is on the high frequency side, the skin depth, which is the depth at which the alternating magnetic field penetrates into the
From the above, it is preferable that the frequency of the AC power oscillated from the
定電流アンプ２６は、発振器２５で生成された１．５Ｈｚの交流信号を一定の大きさの交流電流に増幅して励磁コイル２１の両端に印加すると共に、ロックインアンプ２８に１．５Ｈｚの信号を参照信号として出力する。信号処理器２７は、オペアンプ、抵抗、コンデンサ、ローパスフィルタ、バンドパスフィルタ等を備え、検出コイル２２、２３で検出された誘導起電力を入力し、電圧増幅やフィルター処理等の信号処理を行う。ロックインアンプ２８は、検出コイル２２、２３で検出された誘導起電力の信号が信号処理器２７で処理されると、その信号から、参照信号と同一の周波数（１．５Ｈｚ）の電圧値（振幅）を抽出して出力するアナログ機器である。また、ロックインアンプ２８は、検出コイル２２、２３で検出された誘導起電力の信号と、参照信号との位相差も検出する。
尚、信号処理器２７及びロックインアンプ２８の機能をソフトウェアで代替処理することもできる。このようにする場合には、前面側検出コイル２２及び背面側検出コイル２３で検出された誘導起電力の信号を、ＡＤ変換器を通してパソコン等のコンピュータに取り込み、信号処理器２７とロックインアンプ２８の機能をソフトウェアプログラムで実現すればよい。
The constant
The functions of the
演算装置２９は、ロックインアンプ２８で得られた「検出コイル２２、２３の誘導起電力の信号」をデジタル信号に変換した上で入力し、その信号に基づいて、鋳片１５の表面温度とバルジング量を計算する。このように鋳片１５の表面温度とバルジング量を計算するために、本実施形態では、検出コイル２２、２３で検出される誘導起電力毎に、鋳片１５と同じ種類の鋳片サンプルの表面温度とギャップ量との関係（特性曲線）を、検出コイル２２、２３のそれぞれについて予め定め求めておき、演算装置２９に記憶しておく。ここで、検出コイル２２、２３の特性曲線が異なる特性（異なる関数形）となり、これらの特性曲線に交点が生じるように、検出コイル２２、２３の励磁コイル２１に対する位置関係を変えるようにしている。尚、演算装置２９は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、各種インターフェース、及びコンピュータディスプレイを備えた情報処理装置により実現することができる。
The
図７は、鋳片表面温度（温度）と、検出コイル２２、２３の誘導起電力（電圧）との関係の一例を示す図である。ここでは、まず、鋳片サンプルを加熱炉によって１２００℃程度まで加熱した。そして、この加熱した鋳片サンプルの表面下約１ｍｍの位置に熱電対を配置した。そして、加熱した鋳片サンプルの表面に対して略垂直な方向から、図３、図４に示したセンサー（励磁コイル２１）により交流磁界を印加する。この状態で熱電対により測定された鋳片サンプルの温度を横軸（鋳片表面温度）とし、その温度のときに検出コイル２２で検出された誘導起電力を縦軸（電圧）として順次プロットすると、図７に示すグラフ７１が得られる。図７に示すように、検出コイル２２によって検出された誘導起電力は、高温側及び低温側では略一定であるが、キュリー点Ｔｃをはさんだ測定温度区間において大きく変化することが確認された。これは、本実施形態によるセンサーが、キュリー点Ｔｃをはさんだ測定温度区間における磁気特性の変化を感度良く検出できることを示している。すなわち、図７は、キュリー点Ｔｃよりも約２００℃低い温度（約５５０℃）からキュリー点Ｔｃよりも約１００℃高い温度（約８５０℃）の温度領域で鋳片１５の表面の温度を測定する温度計として本実施形態によるセンサーを活用できることを意味している。
尚、ここでは、検出コイル２２に対するグラフ７１を示しているが、検出コイル２３に対するグラフも、概ね図７に示すような変化を示す。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the relationship between the slab surface temperature (temperature) and the induced electromotive force (voltage) of the detection coils 22 and 23. Here, the slab sample was first heated to about 1200 ° C. by a heating furnace. And the thermocouple was arrange | positioned in the position of about 1 mm under the surface of this heated slab sample. Then, an AC magnetic field is applied from the direction substantially perpendicular to the surface of the heated slab sample by the sensor (excitation coil 21) shown in FIGS. In this state, if the temperature of the slab sample measured by the thermocouple is plotted on the horizontal axis (slab surface temperature), the induced electromotive force detected by the
Although the
図８は、ギャップを異ならせた場合における、鋳片表面温度（温度）と、検出コイル２２、２３の誘導起電力（電圧）との関係の一例を示す図である。ここでも、図７に示したグラフ７１を得たのと同じようにして鋳片表面温度（温度）と検出コイル２２、２３の誘導起電力（電圧）との関係をプロットする。ただし、ここでは、パイプ２４の鋳片サンプル側の端部と、鋳片サンプルのパイプ側の表面との最短距離をギャップとし、そのギャップを２０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍとした場合の鋳片表面温度とセンサー電圧との関係をプロットする。図８において、グラフ８１、８２、８３は、それぞれギャップが２０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍのときの関係を示す。図８に示すように、鋳片表面温度とギャップによりセンサー電圧が変化することが分かる。
FIG. 8 is a diagram showing an example of the relationship between the slab surface temperature (temperature) and the induced electromotive force (voltage) of the detection coils 22 and 23 when the gaps are different. Here, the relationship between the slab surface temperature (temperature) and the induced electromotive force (voltage) of the detection coils 22 and 23 is plotted in the same manner as the
本実施形態では、図８に示すような関係を、検出コイル２２、２３毎に個別に測定する。そして、測定した結果に基づいて、検出コイル２２、２３の誘導起電力（電圧）毎に、鋳片表面温度とギャップとの関係を表す特性曲線（式）を、キュリー点Ｔｃを含む所定の測定温度区間内（例えば５５０℃〜８５０℃）において、検出コイル２２、２３のそれぞれについて求め、演算装置２９に予め記憶させる。尚、ここでは、ギャップが２０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍの３つの場合を例に挙げて説明する。
演算装置２９は、検出コイル２２、２３で検出された誘導起電力に対応する特性曲線であって、検出コイル２２についての特性曲線と検出コイル２３についての特性曲線との交点を取得する。
In this embodiment, the relationship as shown in FIG. 8 is measured for each of the detection coils 22 and 23 individually. Then, based on the measurement results, a characteristic curve (formula) representing the relationship between the slab surface temperature and the gap for each induced electromotive force (voltage) of the detection coils 22 and 23 is measured in a predetermined manner including the Curie point Tc. Within the temperature interval (for example, 550 ° C. to 850 ° C.), each of the detection coils 22 and 23 is obtained and stored in the
The
図９は、各検出コイル２２、２３で検出される誘導起電力（電圧）における特性曲線（鋳片表面温度（鋳片温度）とギャップとの関係）の一例を示す図である。図９において、グラフ９１は、検出コイル２２についての特性曲線である。グラフ９１は、ギャップを異ならせた場合における、鋳片表面温度（温度）と、検出コイル２２の誘導起電力（電圧）との関係（図８を参照）から、ある誘導起電力（例えば、図８における６．３５Ｖ）における各ギャップ（図８に示した例では２０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍ）と鋳片表面温度（例えば、図８におけるＴ１、Ｔ２、Ｔ３）とを求め、求めたギャップと鋳片表面温度（鋳片温度）とをプロットし、プロットした点を結ぶことにより得られる。一方、グラフ９２は、検出コイル２３についての特性曲線であり、グラフ９１と同様にして得られる。このようなグラフ９１、９２が、検出コイル２２、２３で検出される誘導起電力毎に作成され、予め記憶される。
FIG. 9 is a diagram showing an example of a characteristic curve (relationship between the slab surface temperature (slab temperature) and the gap) in the induced electromotive force (voltage) detected by each of the detection coils 22 and 23. In FIG. 9, a
演算装置２９は、検出コイル２２についての特性曲線（グラフ９１）と検出コイル２３についての特性曲線（グラフ９２）との交点に対応する鋳片表面温度（鋳片温度）を鋳片１５の短辺側の面の表面温度とする。また、演算装置２９は、求めた交点に対応するギャップ（図９に示す例では３０ｍｍ）から、冷間時（バルジングが起こっていない場合）における所定のギャップを減算した値をバルジング量とする。このように本実施形態では、先ず、ギャップ量を仮定し、各検出コイル２２、２３で検出された誘導起電力から、仮定したギャップ量に対応する鋳片表面温度を推定する。ギャップ量の仮定が正しければ両方の検出コイルについて推定された鋳片表面温度は一致するのに対し、間違っていれば一致しないことになる。本実施形態では、このことを利用して、各検出コイル２２、２３で検出された誘導起電力から、鋳片表面温度とギャップとを独立して推算するようにしている。
The
尚、検出コイル２２、２３で検出された誘導起電力（電圧）に対応する特性曲線（グラフ９１、９２）がない場合には、記憶されている特性曲線を用いた補間処理を行って、検出コイル２２、２３で検出された誘導起電力（電圧）に対応する特性曲線を求めるようにすることができる。また、対応関係データの一例である特性曲線に基づくデータとして、例えば、グラフ９１、９２ではなく、グラフ９１、９２の交点のデータを記憶するようにしてもよい。
また、図８から明らかなように、鋳片表面温度（温度）が測定温度区間を超えると鋳片は非磁性体となるため、検出コイル２２、２３の誘導起電力（電圧）は一定値となる。電圧値が一定値（最小値）の場合、電圧値は温度とギャップに依存しないため、温度は予め定められている上限値を、ギャップは予め定められている値をそれぞれリターンさせる（採用する）。なお、温度が上限値を超えると明らかに冷却不足であり、異常状態と判断することができる。一方、鋳片表面温度（温度）が測定温度区間よりも低ければ鋳片は磁性体となるため、電圧値はギャップのみに依存する。その場合、温度は予め定められている下限値を、ギャップは電圧値に応じた値をそれぞれリターンさせる。なお、ギャップが冷間時のギャップ量よりも明らかに小さければバルジングが生じていることであり、バルジング量に応じて異常か正常かを判断することができる。
If there is no characteristic curve (
Further, as apparent from FIG. 8, when the slab surface temperature (temperature) exceeds the measurement temperature section, the slab becomes a non-magnetic material, so that the induced electromotive force (voltage) of the detection coils 22 and 23 is a constant value. Become. When the voltage value is a constant value (minimum value), the voltage value does not depend on the temperature and the gap, so the temperature returns (adopts) a predetermined upper limit value and the gap returns a predetermined value. . When the temperature exceeds the upper limit value, it is apparent that the cooling is insufficient and it can be determined as an abnormal state. On the other hand, if the slab surface temperature (temperature) is lower than the measurement temperature interval, the slab becomes a magnetic material, and the voltage value depends only on the gap. In this case, the temperature returns a predetermined lower limit value, and the gap returns a value corresponding to the voltage value. Note that if the gap is clearly smaller than the gap amount in the cold state, bulging has occurred, and it can be determined whether it is abnormal or normal according to the bulging amount.
一方、鋳片表面温度（温度）が測定温度区間内であれば、検出コイル２２、２３のそれぞれについて、ある電圧値について温度とギャップに関する特性曲線が予め求まっていれば、特性曲線は検出コイル２２、２３で異なるため必ず交点を求めることができる。ただし、検出コイル２２、２３のそれぞれについて各ギャップにおける鋳片表面温度を比較する場合には、温度が一致しない場合もある。その場合、各検出コイル２２、２３から求めた鋳片表面温度の差の符号が逆転する２点（２つの温度差）を選択し、その２点の間で温度差が０となる点（鋳片表面温度（温度）とギャップとにより定まる点）を比例配分で内挿することで求める。そして、求めた点に対応するギャップから冷間時における所定のギャップ量を減算した値をバルジング量とする。
尚、ここでは、２０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍの（１０ｍｍピッチでの）３つのギャップについて特性曲線（グラフ９１、９２）の交点を求める場合を例に挙げて示した。しかしながら、例えば、５ｍｍピッチ或いは２ｍｍピッチ等のより短いピッチでの特性曲線に基づいて、鋳片表面温度とギャップとを推定することが測定精度の面で好ましいことは勿論である。
On the other hand, if the surface temperature (temperature) of the slab is within the measurement temperature section, if a characteristic curve regarding the temperature and the gap is obtained in advance for a certain voltage value for each of the detection coils 22 and 23, the characteristic curve is the
Here, the case where the intersections of the characteristic curves (
また、冷間時（バルジングが起こっていない場合）における所定のギャップの起点と終点は、図８に示したような関係式を得た際のギャップの起点と終点とに対応させるようにする。すなわち、ここでは、パイプ２４の鋳片サンプル側の端部と、鋳片サンプルのパイプ側の表面との最短距離をギャップとして図８に示した関係式を求めたので、冷間時（バルジングが起こっていない場合）における所定のギャップも、パイプ２４の鋳片サンプル側の端部と、冷間時の（バルジングが起こっていない）鋳片サンプルのパイプ側の表面との最短距離を採用する。ここでは、ギャップの基点（起点又は終点）を、パイプ２４の鋳片サンプル側の端部としたが、ギャップの基点はこれに限定されず、センサーの任意の位置をギャップの基点とすることができる。
Further, the starting point and the ending point of the predetermined gap when cold (when bulging is not occurring) are made to correspond to the starting point and the ending point of the gap when the relational expression as shown in FIG. 8 is obtained. That is, here, since the relational expression shown in FIG. 8 is obtained with the shortest distance between the end of the slab sample side of the
［実施例］
本願発明者らは、鋳片状態測定装置２０ａ、２０ｂを用いて鋳片１５の表面温度とバルジング量を求める実験を行った。その実験の条件は、以下に示す通りである。
（実験条件）
鋳片幅：１０００〜１８００ｍｍ
鋳造速度：０．７５〜１．２ｍ／分
鋼種：中炭素Ａｌ−キルド鋼
センサー設置位置：鋳型内湯面レベルから１ｍ下方であって、鋳型の短辺側の冷却帯の直下
センサー（パイプの鋳片側の端部）と鋳片の短辺側の表面との最短距離：３０ｍｍ
励磁コイルに印加する交流電流の周波数：１．５Ｈｚ
[Example]
The inventors of the present application conducted experiments for determining the surface temperature and the bulging amount of the
(Experimental conditions)
Cast slab width: 1000-1800mm
Casting speed: 0.75 to 1.2 m / min Steel type: Medium carbon Al-killed steel Sensor installation position: 1 m below the mold surface level in the mold, directly below the cooling zone on the short side of the mold Sensor (cast pipe) Shortest distance between one side end) and the short side surface of the slab: 30 mm
Frequency of alternating current applied to exciting coil: 1.5Hz
図１０は、鋳片表面温度と測定時間との関係を示す図である。具体的に図１０（ａ）は、鋳片状態測定装置２０ａ、２０ｂの代わりに放射温度計を配置し、放射温度計で鋳片１５の短辺側の表面温度を測定した結果を示す図である。一方、図１０（ｂ）は、鋳片状態測定装置２０ａ、２０ｂで鋳片１５の短辺側の表面温度を測定した結果を示す図である。
図１０（ａ）に示すように、放射温度計を用いた場合には、放射温度計が、放射温度計と鋳片１５の短辺側の表面との間に存在する水膜や水蒸気の影響を受けるため、測定値が大きくばらついており、鋳片表面温度を正確に測定することができなかった。これに対し、図１０（ｂ）に示すように、鋳片状態測定装置２０ａ、２０ｂを用いれば鋳片表面温度を長時間、安定して測定することができることが分かる。
図１１は、バルジング量と測定時間との関係を示す図である。図１１においてセンサー値は、鋳片状態測定装置２０ａ、２０ｂを用いて求めたバルジング量を示し、実測値は、鋳片１５を観察して計測したバルジング量を示す。図１１に示すように、鋳片状態測定装置２０ａ、２０ｂを用いて求めたバルジング量は実際のバルジング量に近い値になることが分かる。
FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the slab surface temperature and the measurement time. Specifically, FIG. 10A is a diagram showing a result of measuring the surface temperature on the short side of the
As shown in FIG. 10A, when a radiation thermometer is used, the radiation thermometer is affected by a water film or water vapor existing between the radiation thermometer and the surface on the short side of the
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the bulging amount and the measurement time. In FIG. 11, the sensor value indicates the bulging amount obtained using the slab
以上のように本実施形態では、鋳片１５の短辺側の面を支持するサポートロール１６ａ〜１６ｄの直下において、鋳片１５の短辺側の面の表面に対して略垂直方向に交流磁界を印加するための励磁コイル２１と、当該交流磁界（磁力線）の変化を励磁コイル２１よりも鋳片１５に近い位置において検出する前面側検出コイル２２と、当該交流磁界（磁力線）の変化を励磁コイル２１よりも鋳片１５に近い位置において検出する背面側検出コイル２３とを設ける。また、複数のギャップのそれぞれについての誘導起電力と鋳片表面温度との関係式を検出コイル２２、２３毎に求め、求めた結果から、検出コイル２２、２３で検出される誘導起電力毎に、鋳片の表面温度とギャップ量との関係（グラフ９１、９２）を、検出コイル２２、２３のそれぞれについて求めて予め記憶しておく。検出コイル２２、２３で誘導起電力が検出されると、当該誘導起電力に対応するグラフ９１、９２の交点を求める。そして、求めた交点に対応する鋳片表面温度と、当該交点に対応するギャップに基づくバルジング量との出力（表示や記憶媒体への記憶）を行う。
As described above, in the present embodiment, the AC magnetic field is substantially perpendicular to the surface of the short side surface of the
したがって、鋼の連続鋳造を行う鋳型１０の直下であって多量の水や水蒸気等が存在する苛酷な雰囲気下においても、鋳片表面温度及びバルジング量を長時間、直接的に且つ安定的に独立して測定することができる。換言すれば、鋳型１０の直下の冷却帯で鋳片表面温度がキュリー点Ｔｃ以下まで一旦冷却され、その直後に、復熱により鋳片表面温度が上昇する部分の鋳片１５の表面温度とバルジング量を長時間、直接的にかつ安定的に測定することができる。また、鋳型１０の直下で測定するため、バルジングの発生をより早期に把握することが可能となり、適切な鋳造条件を早期に選択することが可能となる。また、鋳片１５のサイズに関わらず測定を行うことができるので、鋳片１５のサイズに依存することなく鋳片表面温度及びバルジング量を測定することができる。以上のことから、操業異常であるブレークアウトや溶鋼流に偏りが生じる偏流を迅速に且つ確実に検知することが可能となる。
Therefore, the slab surface temperature and the bulging amount can be directly and stably independent for a long time even under a severe atmosphere immediately below the
また、本実施形態では、相対的に鋳片１５から遠い位置に配置する背面側検出コイル２３の巻数を、相対的に鋳片１５に近い位置に配置する前面側検出コイル２２の巻数よりも多くした。これにより、前面側検出コイル２２で検出される誘導起電力と、背面側検出コイル２３で検出される誘導起電力との双方を、磁力線の分布の変化に合わせて敏感に変化させることができ、検出コイル２２、２３で検出される誘導起電力が磁力線の分布の変化を適切に捉えることができる。
また、本実施形態では、０．５Ｈｚ以上２０Ｈｚ以下の範囲の交流磁界を印加するようにしたので、検出コイル２２、２３で検出される誘導起電力の信号を確実に処理することができると共に、交流磁界を鋳片１５の内部まで侵入させることができる。これにより、検出コイル２２、２３で検出される誘導起電力に鋳片１５の温度の情報を確実に含めさせることができると共に、検出コイル２２、２３で検出される誘導起電力にノイズが多量に発生してしまうことを確実に防止することができる。
Further, in the present embodiment, the number of turns of the back
Moreover, in this embodiment, since the alternating magnetic field of the range of 0.5 Hz or more and 20 Hz or less is applied, the signal of the induced electromotive force detected by the detection coils 22 and 23 can be reliably processed, An alternating magnetic field can be penetrated into the
尚、本実施形態では、複数のギャップのそれぞれについての誘導起電力と鋳片表面温度との関係式を検出コイル２２、２３毎に求める場合を例に挙げて説明した。しかしながら、検出コイル２２、２３により検出された誘導起電力から、その誘導起電力に対応する鋳片表面温度及びギャップを求めることができるように、誘導起電力と、鋳片表面温度と、ギャップとの関係を求めることができれば必ずしも関係式を求める必要はない。例えば、誘導起電力と、鋳片表面温度と、ギャップとを相互に関連付けるテーブルを検出コイル２２、２３毎に作成してもよい。
また、複数のギャップのそれぞれについての誘導起電力と鋳片表面温度との関係式や、前述したテーブルのデータを用いて補間処理を行って、当該複数のギャップと異なる値のギャップにおける誘導起電力と鋳片表面温度との関係を求めるようにしてもよい。このようにすれば、多くのギャップについて、鋳片表面温度（温度）と、検出コイル２２、２３の誘導起電力（電圧）との関係を求めなくても（図８に示すグラフの数を多くしなくても）、鋳片表面温度とギャップ（すなわち、バルジング量）を高精度に求めることができる。
In the present embodiment, the case where the relational expression between the induced electromotive force and the slab surface temperature for each of the plurality of gaps is obtained for each of the detection coils 22 and 23 has been described as an example. However, the induced electromotive force, the slab surface temperature, and the gap so that the slab surface temperature and the gap corresponding to the induced electromotive force can be obtained from the induced electromotive force detected by the detection coils 22 and 23. If it is possible to obtain the relationship, it is not always necessary to obtain the relational expression. For example, a table that correlates the induced electromotive force, the slab surface temperature, and the gap may be created for each of the detection coils 22 and 23.
In addition, by performing an interpolation process using the relational expression between the induced electromotive force and the slab surface temperature for each of the plurality of gaps and the data of the table described above, the induced electromotive force in a gap having a value different from the plurality of gaps. And the slab surface temperature may be obtained. In this way, the relationship between the slab surface temperature (temperature) and the induced electromotive force (voltage) of the detection coils 22 and 23 is not obtained for many gaps (the number of graphs shown in FIG. 8 is large). Even if not, the slab surface temperature and the gap (that is, the bulging amount) can be obtained with high accuracy.
また、本実施形態では、励磁コイル２１よりも鋳片１５に近い位置に前面側検出コイル２２を、励磁コイル２１よりも鋳片１５から遠い位置に背面側検出コイル２３を、同一のパイプ２４に巻き回した場合を例に挙げて説明した。しかしながら、励磁コイル２１で発生する交流磁界の変化を検出することができ、且つ、相対的に鋳片１５から遠い位置に一方の検出コイル（背面側検出コイル２３）を、相対的に鋳片１５に近い位置に他方の検出コイル（前面側検出コイル２２）をそれぞれ巻き回していれば、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、前面側検出コイル２２及び背面側検出コイル２３共に、励磁コイル２１よりも鋳片１５に近い位置、又は励磁コイル２１よりも鋳片１５から遠い位置に配置するようにしてもよい。また、前面側検出コイル２２又は背面側検出コイル２３を励磁コイル２１の上に、励磁コイル２１と絶縁された状態で巻き回してもよい。
また、本実施形態のように、鋳型１０の短辺側のサポートロール１６の直下に鋳片状態測定装置２０ａ、２０ｂを配置すれば、バルジングの発生やブレークアウトを早期に検出することができるので好ましいが、鋳片状態測定装置２０ａ、２０ｂを必ずしもこの位置に配置する必要はない。すなわち、表面温度が変動する領域（好ましくはキュリー点Ｔｃを挟んで変動する領域）に対して配置していれば、鋳片状態測定装置２０ａ、２０ｂをどこに配置してもよい。
また、本実施形態のように２つの鋳片状態測定装置２０ａ、２０ｂを配置すれば、鋳片１５の短辺側の両側においてバルジングの発生やブレークアウトを検出することができるので好ましいが、鋳片状態測定装置２０ａ、２０ｂの一方だけを配置するようにしてもよい。
また、発振器２５と、定電流アンプ２６と、信号処理器２７と、ロックインアンプ２８と、演算装置２９は、２つのセンサーで共用するようにしてもよい。
In the present embodiment, the front
Further, as in this embodiment, if the slab
In addition, it is preferable to arrange the two slab
The
以上説明した本実施形態においては、例えば、励磁コイル２１により印加コイルが実現され、前面側検出コイル２２（背面側検出コイル２３）により第１（第２）の検出コイルが実現される。また、例えば、図９に示すグラフ９１、９２のデータが対応関係データの一例であり、その関係式を演算装置２９が予め記憶することにより記憶手段が実現される。また、例えば、演算装置２９が、図９に示すグラフ９１、９２の交点を求めることにより取得手段が実現される。また、例えば、演算装置２９が、グラフ９１、９２の交点に対応する鋳片推定温度から、鋳片１５の短辺側の面の表面温度を求めると共に、当該交点に対応する対応するギャップから、鋳片１５のバルジング量を求めることにより導出手段が実現される。
In the present embodiment described above, for example, an application coil is realized by the
また、本実施形態では、検出コイル２２、２３で検出される誘導起電力毎に、鋳片の表面温度とギャップ量との関係（グラフ９１、９２）を、検出コイル２２、２３のそれぞれについて求めて予め記憶しておき、検出コイル２２、２３で誘導起電力が検出されると、当該誘導起電力に対応するグラフ９１、９２の交点を求め、求めた交点に対応する鋳片表面温度と、当該交点に対応するギャップに基づくバルジング量とを得るようにした。しかしながら、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、次のようにすることができる。まず、検出コイル２２、２３で誘導起電力が検出されると、当該検出コイルについての関係式から、その誘導起電力に対応する鋳片表面温度及びギャップを求める。そして、各検出コイル２２、２３について求めた、同一のギャップに対応する鋳片表面温度の温度差を求め、その温度差が最も小さい（好ましくは０の）鋳片表面温度と、当該鋳片表面温度に対応するギャップに基づくバルジング量を導出する。
In the present embodiment, the relationship between the surface temperature of the slab and the gap amount (
尚、以上説明した本発明の実施形態は、コンピュータがプログラムを実行することによって実現することができる。また、プログラムをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムを記録したＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体、又はかかるプログラムを伝送する伝送媒体も本発明の実施の形態として適用することができる。また、前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体などのプログラムプロダクトも本発明の実施の形態として適用することができる。前記のプログラム、コンピュータ読み取り可能な記録媒体、伝送媒体及びプログラムプロダクトは、本発明の範疇に含まれる。
また、以上説明した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
The embodiment of the present invention described above can be realized by a computer executing a program. Further, a means for supplying the program to the computer, for example, a computer-readable recording medium such as a CD-ROM recording such a program, or a transmission medium for transmitting such a program may be applied as an embodiment of the present invention. it can. A program product such as a computer-readable recording medium that records the program can also be applied as an embodiment of the present invention. The programs, computer-readable recording media, transmission media, and program products are included in the scope of the present invention.
In addition, the embodiments of the present invention described above are merely examples of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed as being limited thereto. Is. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.
１０ 鋳型
１１ 短辺側部材
１２ 長辺側部材
１３ 浸漬ノズル
１４ 溶鋼
１５ 鋳片
１６ サポートロール
２０ 鋳片状態測定装置
２１ 励磁コイル
２２ 前面側検出コイル
２３ 背面側検出コイル
２４ パイプ
２５ 発振器
２６ 定電流アンプ
２７ 信号処理器
２８ ロックインアンプ
２９ 演算装置
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記鋳片の表面に対して略垂直方向から交流磁界を印加する印加コイルと、
前記印加コイルにより印加された交流磁界の時間的な変化を表す誘導起電力を、相対的に前記鋳片に近い位置で検出する第１の検出コイルと、
前記印加コイルにより印加された交流磁界の時間的な変化を表す誘導起電力を、相対的に前記鋳片から遠い位置で検出する第２の検出コイルと、を備え、
前記鋳片の表面温度が変動する領域に対して配置されたセンサーと、
前記誘導起電力、前記センサーと鋳片サンプルとの間の距離であるギャップ、及び前記鋳片サンプルの表面温度の対応関係を示す対応関係データであって、前記検出コイルで検出される誘導起電力から、前記ギャップと、前記表面温度との組を出力するための対応関係データを、前記検出コイルごとに予め記憶する記憶手段と、
前記検出コイルにより検出された誘導起電力から、前記対応関係データを用いて、前記ギャップと前記表面温度との組を取得する取得手段と、
前記ギャップと前記表面温度との組の値に基づいて、前記鋳片の表面温度と、前記鋳片におけるバルジング量とを導出する導出手段と、を有することを特徴とする鋳片状態測定装置。 A slab state measuring device that measures on-line the surface temperature of a slab and the amount of bulging generated in the slab,
An application coil for applying an alternating magnetic field from a direction substantially perpendicular to the surface of the slab;
A first detection coil for detecting an induced electromotive force representing a temporal change in an alternating magnetic field applied by the application coil at a position relatively close to the slab;
A second detection coil that detects an induced electromotive force representing a temporal change in an alternating magnetic field applied by the application coil at a position relatively far from the slab,
A sensor arranged for a region where the surface temperature of the slab fluctuates;
Corresponding relationship data indicating a corresponding relationship between the induced electromotive force, a gap that is a distance between the sensor and the slab sample, and a surface temperature of the slab sample, the induced electromotive force detected by the detection coil Storage means for storing correspondence data for outputting a set of the gap and the surface temperature in advance for each of the detection coils;
An acquisition means for acquiring a set of the gap and the surface temperature from the induced electromotive force detected by the detection coil using the correspondence data;
A slab condition measuring apparatus comprising: a derivation means for deriving a surface temperature of the slab and a bulging amount in the slab based on a set value of the gap and the surface temperature.
前記取得手段は、前記検出コイルにより検出された誘導起電力に対応する前記特性曲線であって、前記第１の検出コイルについての前記特性曲線と、前記第２の検出コイルについての前記特性曲線との交点を取得し、
前記導出手段は、前記取得手段により取得された前記特性曲線の交点の値に基づいて、前記鋳片の表面温度と、前記鋳片におけるバルジング量とを導出することを特徴とする請求項１に記載の鋳片状態測定装置。 The storage means stores data based on a characteristic curve indicating the relationship between the gap and the surface temperature for each of the induced electromotive forces for each of the first detection coil and the second detection coil, and the correspondence relationship. Remember as data,
The acquisition means is the characteristic curve corresponding to the induced electromotive force detected by the detection coil, the characteristic curve for the first detection coil, and the characteristic curve for the second detection coil; Get the intersection of
The derivation unit derives a surface temperature of the slab and a bulging amount in the slab based on a value of an intersection of the characteristic curves acquired by the acquisition unit. The slab state measuring device as described.
前記対応関係データに含まれる鋳片サンプルの表面温度は、前記鋳片のキュリー点を含む温度区間内の温度であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の鋳片状態測定装置。 The sensor is disposed with respect to a region where the surface temperature of the slab fluctuates across the Curie point of the slab,
The slab according to any one of claims 1 to 4, wherein the surface temperature of the slab sample included in the correspondence data is a temperature within a temperature section including a Curie point of the slab. Condition measuring device.
前記センサーは、前記鋳型の直下で前記鋳片の短辺側の表面を冷却する冷却帯よりも下方において、前記鋳片の短辺側の表面に対して配置されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の鋳片状態測定装置。 The slab is a slab drawn downward from a mold in a continuous casting machine,
The said sensor is arrange | positioned with respect to the surface of the short side of the said slab below the cooling zone which cools the surface of the short side of the said slab directly under the said casting_mold | template. The slab state measuring device according to any one of Items 1 to 5.
前記第２の検出コイルは、前記印加コイルよりも前記鋳片から遠い位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の鋳片状態測定装置。 The first detection coil is disposed at a position closer to the slab than the application coil,
The slab state measuring device according to any one of claims 1 to 6, wherein the second detection coil is disposed at a position farther from the slab than the application coil.
前記鋳片の表面温度が変動する領域に対して略垂直方向から印加コイルを用いて交流磁界を印加する印加ステップと、
前記印加コイルにより印加された交流磁界の時間的な変化を表す誘導起電力を、相対的に前記鋳片に近い位置で第１の検出コイルを用いて検出する第１の検出ステップと、
前記印加コイルにより印加された交流磁界の時間的な変化を表す誘導起電力を、相対的に前記鋳片から遠い位置で第２の検出コイルを用いて検出する第２の検出ステップと、
前記誘導起電力と、前記印加コイル、前記第１の検出コイル、及び前記第２の検出コイルとを備えるセンサーと鋳片サンプルとの間の距離であるギャップと、前記鋳片サンプルの表面温度との対応関係を示す対応関係データであって、前記検出コイルで検出される誘導起電力から、前記ギャップと、前記表面温度との組を出力するための対応関係データを、前記検出コイルごとに予め記憶媒体に記憶する記憶ステップと、
前記検出コイルにより検出された誘導起電力から、前記対応関係データを用いて、前記ギャップと前記表面温度との組を取得する取得ステップと、
前記ギャップと前記表面温度との組の値に基づいて、前記鋳片の表面温度と、前記鋳片におけるバルジング量とを導出する導出ステップと、を有することを特徴とする鋳片状態測定方法。 A slab state measurement method for measuring a surface temperature of a slab and a bulging amount generated in the slab online,
An application step of applying an alternating magnetic field using an application coil from a direction substantially perpendicular to a region where the surface temperature of the slab fluctuates;
A first detection step of detecting an induced electromotive force representing a temporal change of an alternating magnetic field applied by the application coil using a first detection coil at a position relatively close to the slab;
A second detection step of detecting an induced electromotive force representing a temporal change of the alternating magnetic field applied by the application coil using a second detection coil at a position relatively far from the slab;
A gap that is a distance between a sensor including the induced electromotive force, the application coil, the first detection coil, and the second detection coil and a slab sample; and a surface temperature of the slab sample; Corresponding data for outputting a set of the gap and the surface temperature from the induced electromotive force detected by the detection coil, for each detection coil. A storage step of storing in a storage medium;
An acquisition step of acquiring a set of the gap and the surface temperature from the induced electromotive force detected by the detection coil using the correspondence data;
A slab state measuring method, comprising: a derivation step for deriving a surface temperature of the slab and a bulging amount in the slab based on a set value of the gap and the surface temperature.
前記印加コイルにより印加された交流磁界の時間的な変化を表す誘導起電力を、相対的に前記鋳片に近い位置で検出する第１の検出コイルと、
前記印加コイルにより印加された交流磁界の時間的な変化を表す誘導起電力を、相対的に前記鋳片から遠い位置で検出する第２の検出コイルと、を備え、
前記鋳片の表面温度が変動する領域に対して配置されたセンサーを用いて、鋳片の表面温度と、当該鋳片に発生するバルジング量とをオンラインで測定することをコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、
前記誘導起電力、前記センサーと鋳片サンプルとの間の距離であるギャップ、及び前記鋳片サンプルの表面温度の対応関係を示す対応関係データであって、前記検出コイルで検出される誘導起電力から、前記ギャップと、前記表面温度との組を出力するための対応関係データを、前記検出コイルごとに予め記憶媒体に記憶する記憶ステップと、
前記検出コイルにより検出された誘導起電力から、前記対応関係データを用いて、前記ギャップと前記鋳片の表面温度との組を取得する取得ステップと、
前記ギャップと前記表面温度との組の値に基づいて、前記鋳片の表面温度と、前記鋳片におけるバルジング量とを導出する導出ステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。 An application coil that applies an alternating magnetic field from a direction substantially perpendicular to the surface of the slab;
A first detection coil for detecting an induced electromotive force representing a temporal change in an alternating magnetic field applied by the application coil at a position relatively close to the slab;
A second detection coil that detects an induced electromotive force representing a temporal change in an alternating magnetic field applied by the application coil at a position relatively far from the slab,
For causing a computer to perform online measurement of a surface temperature of a slab and a bulging amount generated in the slab using a sensor arranged for a region where the surface temperature of the slab fluctuates. A computer program,
Corresponding relationship data indicating a corresponding relationship between the induced electromotive force, a gap that is a distance between the sensor and the slab sample, and a surface temperature of the slab sample, the induced electromotive force detected by the detection coil A storage step of storing correspondence data for outputting a set of the gap and the surface temperature in a storage medium in advance for each detection coil;
From the induced electromotive force detected by the detection coil, using the correspondence data, an acquisition step of acquiring a set of the gap and the surface temperature of the slab,
A computer program causing a computer to execute a derivation step of deriving a surface temperature of the slab and a bulging amount in the slab based on a set value of the gap and the surface temperature.
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