JPH10272556A - スラグ流出検知方法およびその装置 - Google Patents
スラグ流出検知方法およびその装置Info
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- JPH10272556A JPH10272556A JP8035797A JP8035797A JPH10272556A JP H10272556 A JPH10272556 A JP H10272556A JP 8035797 A JP8035797 A JP 8035797A JP 8035797 A JP8035797 A JP 8035797A JP H10272556 A JPH10272556 A JP H10272556A
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- Japan
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- molten metal
- slag
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- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶鋼流中へのスラグ混入がわずかであっても
高感度でそれを検出。ランニングコストの低減。 【解決手段】 取鍋のスライディングノズル２の下方に
Ｘ線発生器４を設置し、取鍋から流出する溶融金属を透
過したＸ線を検出器５で検出し、Ｘ線の透過率によって
混入スラグ量を検知し、それが予め規定した値に到達し
た場合に取鍋ノズル２を閉とする。
高感度でそれを検出。ランニングコストの低減。 【解決手段】 取鍋のスライディングノズル２の下方に
Ｘ線発生器４を設置し、取鍋から流出する溶融金属を透
過したＸ線を検出器５で検出し、Ｘ線の透過率によって
混入スラグ量を検知し、それが予め規定した値に到達し
た場合に取鍋ノズル２を閉とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶融金属を保持す
る第１容器からの溶融金属流出末期に溶融金属中に混入
するスラグを検出する方法ならび装置に関する。
る第１容器からの溶融金属流出末期に溶融金属中に混入
するスラグを検出する方法ならび装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば鋼の連続鋳造設備において、第１
容器である取鍋から第２容器であるタンディッシュに溶
鋼を注入する際に、その末期には溶鋼中にスラグが混入
しタンディッシュ内へ流出する現象が起こる。このスラ
グは、鋳片品質を劣化させ、さらにタンディッシュ内張
耐火物の寿命に悪影響を及ぼすため、スラグを検知し溶
鋼の注入を停止する方法がとられる。このスラグ検知方
法もしくは検知装置として以下のような技術が提示され
ている。
容器である取鍋から第２容器であるタンディッシュに溶
鋼を注入する際に、その末期には溶鋼中にスラグが混入
しタンディッシュ内へ流出する現象が起こる。このスラ
グは、鋳片品質を劣化させ、さらにタンディッシュ内張
耐火物の寿命に悪影響を及ぼすため、スラグを検知し溶
鋼の注入を停止する方法がとられる。このスラグ検知方
法もしくは検知装置として以下のような技術が提示され
ている。
【０００３】例えば、特開昭６４−２７７６８号公報に
開示されている装置は以下のようである。すなわち、取
鍋の羽口煉瓦（穴あき煉瓦）下部に環状溝を設け、この
溝に磁界を発生する送信コイルと誘起電圧を発生する受
信コイルが対で埋め込まれている。この送信コイルに電
流を流して磁界を形成しておくと、羽口煉瓦を通過する
溶鋼流にうず電流が誘起される。この溶鋼流に誘起され
たうず電流が形成する磁界によって、さらに受信コイル
に電圧が誘起される。羽口煉瓦内を溶鋼のみが通過する
場合と、溶鋼にスラグが混入した場合とでは受信コイル
に誘起される電圧が異なる。この受信コイルに誘起され
る電圧の変化を検知して羽口煉瓦内を通過するスラグを
検出する。
開示されている装置は以下のようである。すなわち、取
鍋の羽口煉瓦（穴あき煉瓦）下部に環状溝を設け、この
溝に磁界を発生する送信コイルと誘起電圧を発生する受
信コイルが対で埋め込まれている。この送信コイルに電
流を流して磁界を形成しておくと、羽口煉瓦を通過する
溶鋼流にうず電流が誘起される。この溶鋼流に誘起され
たうず電流が形成する磁界によって、さらに受信コイル
に電圧が誘起される。羽口煉瓦内を溶鋼のみが通過する
場合と、溶鋼にスラグが混入した場合とでは受信コイル
に誘起される電圧が異なる。この受信コイルに誘起され
る電圧の変化を検知して羽口煉瓦内を通過するスラグを
検出する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記特開昭６
４−２７７６８号公報に開示された技術には以下のよう
な問題点があった。すなわち、交流電流が流れる場合に
は導体中の表面のインピーダンスが低いため、表面に電
流が集中する。この現象は表皮効果とよばれ、表面への
集中度合いは「浸透深さδ」として次式で表される。 δ＝Ｋ√ρ／μｆ ここで、ρ：導体の抵抗率、ｆ：周波数、μ：導体の比
透磁率である。
４−２７７６８号公報に開示された技術には以下のよう
な問題点があった。すなわち、交流電流が流れる場合に
は導体中の表面のインピーダンスが低いため、表面に電
流が集中する。この現象は表皮効果とよばれ、表面への
集中度合いは「浸透深さδ」として次式で表される。 δ＝Ｋ√ρ／μｆ ここで、ρ：導体の抵抗率、ｆ：周波数、μ：導体の比
透磁率である。
【０００５】この式からわかるように、交流電流の周波
数が高いほどδは小さくなるので、検出感度を上げるた
めに送信コイルの電流の周波数を上げると、溶鋼への浸
透深さが減少してしまい、その結果、溶鋼流表面にしか
うず電流が誘起されない。したがって、溶鋼流中にかな
りのスラグが混入しないと検知できないという問題があ
った。また、コイルが羽口煉瓦に接触して設置されてい
るため、煉瓦からの熱伝導によってコイルが劣化した
り、羽口煉瓦の交換作業時にコイルが破損されることが
あった。そのため、コイルのランニングコストが高い問
題があった。
数が高いほどδは小さくなるので、検出感度を上げるた
めに送信コイルの電流の周波数を上げると、溶鋼への浸
透深さが減少してしまい、その結果、溶鋼流表面にしか
うず電流が誘起されない。したがって、溶鋼流中にかな
りのスラグが混入しないと検知できないという問題があ
った。また、コイルが羽口煉瓦に接触して設置されてい
るため、煉瓦からの熱伝導によってコイルが劣化した
り、羽口煉瓦の交換作業時にコイルが破損されることが
あった。そのため、コイルのランニングコストが高い問
題があった。
【０００６】そこで、本発明は、溶鋼流中へのスラグ混
入がわずかであっても高感度で検出可能であり、しかも
ランニングコストの低い、スラグ流出検知方法およびそ
の装置を提供することを目的とする。
入がわずかであっても高感度で検出可能であり、しかも
ランニングコストの低い、スラグ流出検知方法およびそ
の装置を提供することを目的とする。
【０００７】
（１）本発明では、第１容器(1)から第２容器(タンディ
ッシュTD)への溶融金属流路(3)を挟んで相対向するＸ線
発生器(4)およびＸ線検出器(5)にて、該溶融金属流路
(3)のＸ線の透過量(I)を検出し、該透過量に基づいて前
記溶接金属流路(3)の溶融金属(MS)中のスラグ混入を検
出する。なお、理解を容易にするためにカッコ内には、
図面に示し後述する実施例の対応要素又は対応事項もし
くはそれらに付した記号を、参考までに付記した。
ッシュTD)への溶融金属流路(3)を挟んで相対向するＸ線
発生器(4)およびＸ線検出器(5)にて、該溶融金属流路
(3)のＸ線の透過量(I)を検出し、該透過量に基づいて前
記溶接金属流路(3)の溶融金属(MS)中のスラグ混入を検
出する。なお、理解を容易にするためにカッコ内には、
図面に示し後述する実施例の対応要素又は対応事項もし
くはそれらに付した記号を、参考までに付記した。
【０００８】ここで、溶融金属(MS)が、取鍋１(第1容
器)からタンディッシュＴＤ(第2容器)に注入される溶鋼
の場合を具体例として説明する。Ｘ線発生器(4)で発生
させるＸ線の強度をＩo、Ｘ線検出器(5)で検出されるＸ
線強度をＩとすると、Ｉは以下の式で表される。 Ｉ＝Ｉo・exp〔−(μr・ｔｒ＋μs・ｔs＋μa・ｔa)〕 ・・・(1) ここで、μrは溶融金属流路(3)の耐火物のＸ線線吸収係
数、μｓは溶融金属流路(3)内を通過する物質のＸ線線
吸収係数、μaはビームパスのＸ線線吸収係数を表す。
また、ｔr，ｔsおよびｔaは、それぞれ溶融金属流路(3)
の耐火物の厚み，溶融金属流路(3)の内径およびビーム
パスの長さである。
器)からタンディッシュＴＤ(第2容器)に注入される溶鋼
の場合を具体例として説明する。Ｘ線発生器(4)で発生
させるＸ線の強度をＩo、Ｘ線検出器(5)で検出されるＸ
線強度をＩとすると、Ｉは以下の式で表される。 Ｉ＝Ｉo・exp〔−(μr・ｔｒ＋μs・ｔs＋μa・ｔa)〕 ・・・(1) ここで、μrは溶融金属流路(3)の耐火物のＸ線線吸収係
数、μｓは溶融金属流路(3)内を通過する物質のＸ線線
吸収係数、μaはビームパスのＸ線線吸収係数を表す。
また、ｔr，ｔsおよびｔaは、それぞれ溶融金属流路(3)
の耐火物の厚み，溶融金属流路(3)の内径およびビーム
パスの長さである。
【０００９】(μr・ｔr＋μa・ｔa)は一定になるため、ex
p〔−(μr・ｔr＋μa・ｔa)〕を定数Ｃとおくと、 Ｉ＝Ｉo・Ｃ・exp〔−(μs・ｔs)〕 ・・・(2) と表される。いま、溶融金属(MS)中にスラグが混入した
場合、 μs・ｔs＝μFe・ｔFe＋μslag・ｔslag ＝μFe・(ｔs−ｔslag)＋μslag・ｔslag ＝μFe・ｔs＋(μslag−μFe)・ｔslag ・・・(3) となる。
p〔−(μr・ｔr＋μa・ｔa)〕を定数Ｃとおくと、 Ｉ＝Ｉo・Ｃ・exp〔−(μs・ｔs)〕 ・・・(2) と表される。いま、溶融金属(MS)中にスラグが混入した
場合、 μs・ｔs＝μFe・ｔFe＋μslag・ｔslag ＝μFe・(ｔs−ｔslag)＋μslag・ｔslag ＝μFe・ｔs＋(μslag−μFe)・ｔslag ・・・(3) となる。
【００１０】ここで、μFeおよびμslagは、それぞれ溶
鋼、および、スラグのＸ線吸収係数であり、ｔFeおよび
ｔslagは、それぞれ溶融金属流路(3)内の溶鋼およびス
ラグの有効厚さである。上記(2)式および(3)式より、 Ｉ＝Ｉo・Ｃ・exp[−〔μFe・ｔs＋(μslag−μFe)・ｔslag〕] ・・・(4) となり、μFeおよびｔsは既知であるから、exp〔−(μF
e・ｔs)〕をＣ’とおくと(4)式は、 Ｉ／Ｉo＝Ｃ・Ｃ’・exp〔−(μslag−μFe)・ｔslag〕 Ｉ／Ｉo＝Ｃ”・exp〔(μFe−μslag)・ｔslag〕 ・・・(5) となる。ここで、Ｃ”＝Ｃ・Ｃ’で定数である。スラグ
成分が既知の場合にはμslagも既知であるので、(5)式
における未知数はｔslagだけとなり、Ｘ線の吸収率Ｉ／
Ｉoの測定からｔslagが判明するため、スラグの分率ｔs
lag／(ｔs−ｔslag)を求めることができる。
鋼、および、スラグのＸ線吸収係数であり、ｔFeおよび
ｔslagは、それぞれ溶融金属流路(3)内の溶鋼およびス
ラグの有効厚さである。上記(2)式および(3)式より、 Ｉ＝Ｉo・Ｃ・exp[−〔μFe・ｔs＋(μslag−μFe)・ｔslag〕] ・・・(4) となり、μFeおよびｔsは既知であるから、exp〔−(μF
e・ｔs)〕をＣ’とおくと(4)式は、 Ｉ／Ｉo＝Ｃ・Ｃ’・exp〔−(μslag−μFe)・ｔslag〕 Ｉ／Ｉo＝Ｃ”・exp〔(μFe−μslag)・ｔslag〕 ・・・(5) となる。ここで、Ｃ”＝Ｃ・Ｃ’で定数である。スラグ
成分が既知の場合にはμslagも既知であるので、(5)式
における未知数はｔslagだけとなり、Ｘ線の吸収率Ｉ／
Ｉoの測定からｔslagが判明するため、スラグの分率ｔs
lag／(ｔs−ｔslag)を求めることができる。
【００１１】ＩoはＸ線発生器(4)で発生させるＸ線の強
度であり、既知又は所要のタイミングで測定しておくこ
とにより既知量である。本発明では、Ｘ線透過量(I)を
検出するので、Ｉ又はＩ／Ｉoに従ってｔslagすなわち
溶融金属中のスラグの混入割合を知ることができ、第１
容器(取鍋1)から第２容器(タンディッシュTD)への溶融
金属流出の際に混入するスラグを高感度で検知すること
が可能である。
度であり、既知又は所要のタイミングで測定しておくこ
とにより既知量である。本発明では、Ｘ線透過量(I)を
検出するので、Ｉ又はＩ／Ｉoに従ってｔslagすなわち
溶融金属中のスラグの混入割合を知ることができ、第１
容器(取鍋1)から第２容器(タンディッシュTD)への溶融
金属流出の際に混入するスラグを高感度で検知すること
が可能である。
【００１２】
（２）第１容器(1)から第２容器(タンディッシュTD)へ
の溶融金属流路(3)に介挿されたスライディングノズル
(2)より下流にて溶融金属流路(3)を挟んで相対向するＸ
線発生器(4)およびＸ線検出器(5)にて、該溶融金属流路
(3)のＸ線の透過量(I)を検出し、該透過量(I)が予め規
定した値に上昇したときに前記スライディングノズル
(2)を閉じる。
の溶融金属流路(3)に介挿されたスライディングノズル
(2)より下流にて溶融金属流路(3)を挟んで相対向するＸ
線発生器(4)およびＸ線検出器(5)にて、該溶融金属流路
(3)のＸ線の透過量(I)を検出し、該透過量(I)が予め規
定した値に上昇したときに前記スライディングノズル
(2)を閉じる。
【００１３】ここで予め規定した値をＩsとすると、上
記(5)式のＩをＩsと置換して求まるスラグの分率ｔslag
／(ｔs−ｔslag)にスラグ混入割合が上昇したときにス
ライディングノズル(2)が閉じられる。
記(5)式のＩをＩsと置換して求まるスラグの分率ｔslag
／(ｔs−ｔslag)にスラグ混入割合が上昇したときにス
ライディングノズル(2)が閉じられる。
【００１４】図２は、図１に示す取鍋１（第１容器）か
らタンディッシュＴＤに溶鋼を注入する場合の、Ｘ線検
出器２で検出されるＸ線強度Ｉを示す。横軸は時間Ｔで
ある。時間Ｔ1まではスラグ混入がなくロングノズル３
中を通過するのは溶鋼だけで、このときのＸ線強度はＩ
1である。時間Ｔ1以降スラグが混入しはじめるとＸ線の
吸収が徐々に少なくなり時間Ｔ2では完全にスラグだけ
になってＸ線強度はＩ2となる。ここでＸ線強度はＩ1＜
Ｉ2である。したがって、Ｉ1とＩ2の間にスレショルド
（しきい値）Ｉsを設定しておき、Ｉがその値に到達し
た時点で駆動装置１１でスライディングノズル２を閉じ
ると、Ｘ線透過強度Ｉsを越えるスラグ混入割合となる
溶鋼注入が遮断される。
らタンディッシュＴＤに溶鋼を注入する場合の、Ｘ線検
出器２で検出されるＸ線強度Ｉを示す。横軸は時間Ｔで
ある。時間Ｔ1まではスラグ混入がなくロングノズル３
中を通過するのは溶鋼だけで、このときのＸ線強度はＩ
1である。時間Ｔ1以降スラグが混入しはじめるとＸ線の
吸収が徐々に少なくなり時間Ｔ2では完全にスラグだけ
になってＸ線強度はＩ2となる。ここでＸ線強度はＩ1＜
Ｉ2である。したがって、Ｉ1とＩ2の間にスレショルド
（しきい値）Ｉsを設定しておき、Ｉがその値に到達し
た時点で駆動装置１１でスライディングノズル２を閉じ
ると、Ｘ線透過強度Ｉsを越えるスラグ混入割合となる
溶鋼注入が遮断される。
【００１５】（３）前記Ｘ線検出器(5)で検知した透過
Ｘ線量(I)から流出する溶融金属中のスラグ混入割合
〔ｔslag／(ｔs−ｔslag)〕を、さらに流出時間から第
２容器内へ流出したスラグ量を計算する。
Ｘ線量(I)から流出する溶融金属中のスラグ混入割合
〔ｔslag／(ｔs−ｔslag)〕を、さらに流出時間から第
２容器内へ流出したスラグ量を計算する。
【００１６】算出したスラグ混入割合〔ｔslag／(ｔs−
ｔslag)〕をＲsと置くと、 Ｒs＝ｔslag／(ｔs−ｔslag) ・・・(6) より、溶融金属流路(3)の内径ｔsの中でスラグが占める
有効厚さ（径方向幅）ｔslagは、 ｔslag＝ｔs・Ｒs／(1＋Ｒs) ・・・(7) と求まる。これは時系列では瞬時値であるので、このｔ
slagを積分することにより積分値 ∫ｔslag・dt が、第
２容器内へ流出したスラグ量である。
ｔslag)〕をＲsと置くと、 Ｒs＝ｔslag／(ｔs−ｔslag) ・・・(6) より、溶融金属流路(3)の内径ｔsの中でスラグが占める
有効厚さ（径方向幅）ｔslagは、 ｔslag＝ｔs・Ｒs／(1＋Ｒs) ・・・(7) と求まる。これは時系列では瞬時値であるので、このｔ
slagを積分することにより積分値 ∫ｔslag・dt が、第
２容器内へ流出したスラグ量である。
【００１７】（４）前記Ｘ線検出器(5)はＸ線を蛍光に
変換する蛍光板(5a)を含み、その上に写し出されるＸ線
の透過像パターンを観察し、前記溶融金属流路(3)を通
過する溶融金属とスラグとを判別する。
変換する蛍光板(5a)を含み、その上に写し出されるＸ線
の透過像パターンを観察し、前記溶融金属流路(3)を通
過する溶融金属とスラグとを判別する。
【００１８】蛍光板(5a)の上に写し出されるＸ線の透過
像パターンを観察することにより、溶融金属流路(3)の
内孔のＸ線吸収率の分布をリアルタイムで測定すること
もできる。これは、吸収率の小さな部分を透過したＸ線
が蛍光板(5a)をより明るくし、吸収率の大きな部分を透
過したＸ線が当る位置では蛍光板(5a)が暗いからであ
る。取鍋１からタンディッシュＴＤへの溶鋼の注入の場
合、μslag＜μFeであるから、ノズル内孔を通過してい
る溶鋼中にスラグが混入するとＸ線の吸収率が低下す
る。つまり、蛍光板(5a)のＸ線透過像パターンに明るい
部分が生じるため、これによって通過する溶鋼とスラグ
とを判別することが可能になる。
像パターンを観察することにより、溶融金属流路(3)の
内孔のＸ線吸収率の分布をリアルタイムで測定すること
もできる。これは、吸収率の小さな部分を透過したＸ線
が蛍光板(5a)をより明るくし、吸収率の大きな部分を透
過したＸ線が当る位置では蛍光板(5a)が暗いからであ
る。取鍋１からタンディッシュＴＤへの溶鋼の注入の場
合、μslag＜μFeであるから、ノズル内孔を通過してい
る溶鋼中にスラグが混入するとＸ線の吸収率が低下す
る。つまり、蛍光板(5a)のＸ線透過像パターンに明るい
部分が生じるため、これによって通過する溶鋼とスラグ
とを判別することが可能になる。
【００１９】（５）前記Ｘ線検出器(5)として一次元ま
たは二次元型検出器を用いて、Ｘ線透過像を画像信号に
変換し、画像信号が表わす像パターンを画像処理により
解析して前記溶融金属流路(3)を通過する溶融金属とス
ラグとを判別する。
たは二次元型検出器を用いて、Ｘ線透過像を画像信号に
変換し、画像信号が表わす像パターンを画像処理により
解析して前記溶融金属流路(3)を通過する溶融金属とス
ラグとを判別する。
【００２０】これによれば、上記（４）の作業を、より
定量的に行える。一次元検出器としては、例えば位置敏
感型検出器が、二次元検出器としては例えばＸ線用ＣＣ
Ｄカメラがある。検出器の各ピクセル（画素：電気信号
変換の最小単位）のＸ線透過量検出信号(I)に基づいて
算出されるＸ線の吸収率（Ｉ又はＩ／Ｉo）が溶融金属
(MS)だけの値より、ある一定値だけ下がったものの割合
をコンピュータによりモニターし、その割合によりノズ
ル内孔を通過する溶融金属とスラグとを判別することが
可能となる。特に、二次元型検出器を用いた場合には混
入スラグのノズル内孔に対するサイズおよび形態も判別
することが可能になる。
定量的に行える。一次元検出器としては、例えば位置敏
感型検出器が、二次元検出器としては例えばＸ線用ＣＣ
Ｄカメラがある。検出器の各ピクセル（画素：電気信号
変換の最小単位）のＸ線透過量検出信号(I)に基づいて
算出されるＸ線の吸収率（Ｉ又はＩ／Ｉo）が溶融金属
(MS)だけの値より、ある一定値だけ下がったものの割合
をコンピュータによりモニターし、その割合によりノズ
ル内孔を通過する溶融金属とスラグとを判別することが
可能となる。特に、二次元型検出器を用いた場合には混
入スラグのノズル内孔に対するサイズおよび形態も判別
することが可能になる。
【００２１】（６）駆動装置(11)によって開閉されるス
ライディングノズル(2)を通して第１容器(1)から流出す
る溶融金属(MS)を第２容器(タンディッシュTD)に導びく
ロングノズル(3)を挟んで相対向して配設されたＸ線発
生器(4)とＸ線検出器(5)；該Ｘ線検出器(5)の検出信号
に基づいて溶融金属(MS)に混入したスラグの混入割合
〔I又はRs＝ｔslag／(ｔs−ｔslag)〕を求める検出信号
処理手段(8)；および、該混入割合(I又はRs)が予め規定
した値(Is又はRss)に到達したときに前記駆動装置(11)
を介してスライディングノズル(2)を閉駆動する制御手
段(10)；を備えるスラグ流出検知装置。
ライディングノズル(2)を通して第１容器(1)から流出す
る溶融金属(MS)を第２容器(タンディッシュTD)に導びく
ロングノズル(3)を挟んで相対向して配設されたＸ線発
生器(4)とＸ線検出器(5)；該Ｘ線検出器(5)の検出信号
に基づいて溶融金属(MS)に混入したスラグの混入割合
〔I又はRs＝ｔslag／(ｔs−ｔslag)〕を求める検出信号
処理手段(8)；および、該混入割合(I又はRs)が予め規定
した値(Is又はRss)に到達したときに前記駆動装置(11)
を介してスライディングノズル(2)を閉駆動する制御手
段(10)；を備えるスラグ流出検知装置。
【００２２】
【実施例】図１に本発明を一態様で実施する装置構成を
示す。図１において取鍋１内の溶鋼が、スライディング
ノズルを通し、そしてロングノズル３を通して、図示し
ないタンディッシュＴＤに注入される。ロングノズル３
を間に置いてＸ線発生器４とＸ線検出器５とが相対向し
ており、ロングノズル３を透過したＸ線をＸ線検出器５
が検出する。
示す。図１において取鍋１内の溶鋼が、スライディング
ノズルを通し、そしてロングノズル３を通して、図示し
ないタンディッシュＴＤに注入される。ロングノズル３
を間に置いてＸ線発生器４とＸ線検出器５とが相対向し
ており、ロングノズル３を透過したＸ線をＸ線検出器５
が検出する。
【００２３】Ｘ線検出器５はこの実施例では、Ｘ線を可
視光に変換する蛍光板５ａと、警光板５ａ上のＸ線像対
応の可視光を撮影するＣＣＤカメラ５ｂで構成されてお
り、ＣＣＤカメラ５ｂの撮影画像は例えば図３に示すも
のとなる。図３において、５ＦがＣＣＤカメラ５ｂの撮
影視野（フレ−ム）であり、３ｉがロングノズル３の肉
部のＸ線透視画像（灰色）、ＭＳｉが溶鋼ＭＳのＸ線透
視画像（黒）、ＳＬｉがスラグのＸ線透視画像（白又は
灰色）であり、背景は白である。黒濃度で表現すると、
背景が最底濃度、スラグ像ＳＬｉが低濃度、ロングノズ
ル像３ｉがスラグ像ＳＬｉよりも濃い低濃度、溶鋼像が
高濃度であり、このような濃度に反比例するレベルのビ
デオ信号（透過Ｘ線強度Ｉが高いと高レベルの輝度信
号：アナログ画像信号）をＣＣＤカメラ５ｂが発生す
る。このビデオ信号はＣＲＴ７に与えられて、Ｘ線透過
視像がＣＲＴ７に表示される。ビデオ信号は増幅器６に
も与えられ増幅されて、画像処理装置８でデジタルデ−
タ（画像デ−タ）に変換されて、１フレ−ム分毎に、画
像処理装置８内の画像メモリに書込まれる。
視光に変換する蛍光板５ａと、警光板５ａ上のＸ線像対
応の可視光を撮影するＣＣＤカメラ５ｂで構成されてお
り、ＣＣＤカメラ５ｂの撮影画像は例えば図３に示すも
のとなる。図３において、５ＦがＣＣＤカメラ５ｂの撮
影視野（フレ−ム）であり、３ｉがロングノズル３の肉
部のＸ線透視画像（灰色）、ＭＳｉが溶鋼ＭＳのＸ線透
視画像（黒）、ＳＬｉがスラグのＸ線透視画像（白又は
灰色）であり、背景は白である。黒濃度で表現すると、
背景が最底濃度、スラグ像ＳＬｉが低濃度、ロングノズ
ル像３ｉがスラグ像ＳＬｉよりも濃い低濃度、溶鋼像が
高濃度であり、このような濃度に反比例するレベルのビ
デオ信号（透過Ｘ線強度Ｉが高いと高レベルの輝度信
号：アナログ画像信号）をＣＣＤカメラ５ｂが発生す
る。このビデオ信号はＣＲＴ７に与えられて、Ｘ線透過
視像がＣＲＴ７に表示される。ビデオ信号は増幅器６に
も与えられ増幅されて、画像処理装置８でデジタルデ−
タ（画像デ−タ）に変換されて、１フレ−ム分毎に、画
像処理装置８内の画像メモリに書込まれる。
【００２４】画像処理装置８は、１フレ−ム分の画像デ
−タを画像メモリに書込むと、画像メモリ上の画像デ−
タにｘ方向差分処理（微分）を施して画像上の、ｚ方向
（図３）に長手成分を有するエッジ画素を検出し、同一
ｘ位置のエッジ画素の数（ｘ軸投影値）を計数し、ｘ方
向の計数値の分布より、画面５Ｆの左半分の左側第１ピ
−ク位置Ｘ３Ｌおよび第２ピ−ク位置ＸｍＬ、ならび
に、右半分の右側第１ピ−ク位置Ｘ３Ｒおよび第２ピ−
ク位置ＸｍＲを検出する。第１ピ−ク位置Ｘ３Ｌ，Ｘ３
Ｒが、ロングノズル３の外表面の位置に対応し、第２ピ
−ク位置ＸｍＬ，ＸｍＲがロングノズル３の内表面の位
置に対応する。
−タを画像メモリに書込むと、画像メモリ上の画像デ−
タにｘ方向差分処理（微分）を施して画像上の、ｚ方向
（図３）に長手成分を有するエッジ画素を検出し、同一
ｘ位置のエッジ画素の数（ｘ軸投影値）を計数し、ｘ方
向の計数値の分布より、画面５Ｆの左半分の左側第１ピ
−ク位置Ｘ３Ｌおよび第２ピ−ク位置ＸｍＬ、ならび
に、右半分の右側第１ピ−ク位置Ｘ３Ｒおよび第２ピ−
ク位置ＸｍＲを検出する。第１ピ−ク位置Ｘ３Ｌ，Ｘ３
Ｒが、ロングノズル３の外表面の位置に対応し、第２ピ
−ク位置ＸｍＬ，ＸｍＲがロングノズル３の内表面の位
置に対応する。
【００２５】次に画像処理装置８は、画面左半分の「第
２ピ−ク位置ＸｍＬ−第１ピ−ク位置Ｘ３Ｌ」（ロング
ノズル３の厚み相当値）を算出し、同様に画面右半分の
「第１ピ−ク位置Ｘ３Ｒ−第２ピ−ク位置ＸｍＲ」を算
出し、算出値がロングノズル肉厚対応値であるかをチェ
ックして、そうであると、ｘ軸方向の第２ピ−ク位置間
ＸｍＬ／ＸｍＲ、ｚ軸方向は全領域、の領域を摘出領域
に定める。そして次に画像処理装置８は、摘出領域の各
画素の画像デ−タが表わす白濃度値（輝度値）を摘出領
域全体に渡って積算し、積算値を、この１フレ−ムにお
ける透過Ｘ線量Ｉとする。更に、摘出領域の各画素の画
像デ−タをしきい値Ｗthで２値化して、しきい値Ｗth以
上の画像デ−タの画素に「１」（白）を与えて、摘出領
域内の該「１」（白）の画素数をカウントして、カウン
ト値をスラグサイズデ−タＳizeとする。そして透過Ｘ
線量Ｉを表わすデ−タ（透過量デ−タＩ），スラグサイ
ズデ−タＳizeならびに境界デ−タ（Ｘ３Ｌ，ＸｍＬ，
ＸｍＲ，Ｘ３Ｒ）をコントロ−ラ１０に転送する。
２ピ−ク位置ＸｍＬ−第１ピ−ク位置Ｘ３Ｌ」（ロング
ノズル３の厚み相当値）を算出し、同様に画面右半分の
「第１ピ−ク位置Ｘ３Ｒ−第２ピ−ク位置ＸｍＲ」を算
出し、算出値がロングノズル肉厚対応値であるかをチェ
ックして、そうであると、ｘ軸方向の第２ピ−ク位置間
ＸｍＬ／ＸｍＲ、ｚ軸方向は全領域、の領域を摘出領域
に定める。そして次に画像処理装置８は、摘出領域の各
画素の画像デ−タが表わす白濃度値（輝度値）を摘出領
域全体に渡って積算し、積算値を、この１フレ−ムにお
ける透過Ｘ線量Ｉとする。更に、摘出領域の各画素の画
像デ−タをしきい値Ｗthで２値化して、しきい値Ｗth以
上の画像デ−タの画素に「１」（白）を与えて、摘出領
域内の該「１」（白）の画素数をカウントして、カウン
ト値をスラグサイズデ−タＳizeとする。そして透過Ｘ
線量Ｉを表わすデ−タ（透過量デ−タＩ），スラグサイ
ズデ−タＳizeならびに境界デ−タ（Ｘ３Ｌ，ＸｍＬ，
ＸｍＲ，Ｘ３Ｒ）をコントロ−ラ１０に転送する。
【００２６】なお、上述の透過量デ−タＩは、画像フレ
−ム５Ｆ（図３）内の、ロングノズル３の内部領域（Ｘ
ｍＬ／ＸｍＲ間）の、領域内全体のＸ線透過輝度の積算
値であり、この値は、該領域内の、溶鋼領域ＭＳｉの輝
度積算値＋スラグ領域ＳＬｉの輝度積算値であり、スラ
グが多いときには高値、少いときには低値となり、１フ
レ−ム内のスラグの多少を表わす。
−ム５Ｆ（図３）内の、ロングノズル３の内部領域（Ｘ
ｍＬ／ＸｍＲ間）の、領域内全体のＸ線透過輝度の積算
値であり、この値は、該領域内の、溶鋼領域ＭＳｉの輝
度積算値＋スラグ領域ＳＬｉの輝度積算値であり、スラ
グが多いときには高値、少いときには低値となり、１フ
レ−ム内のスラグの多少を表わす。
【００２７】以上に説明した処理を画像処理装置８が定
周期(短周期)で繰返し、透過量デ−タＩ，スラグサイズ
デ−タＳizeおよび境界デ−タをコントロ−ラ１０に繰
返し与える。
周期(短周期)で繰返し、透過量デ−タＩ，スラグサイズ
デ−タＳizeおよび境界デ−タをコントロ−ラ１０に繰
返し与える。
【００２８】コントロ−ラ１０は、操作表示ボ−ド（操
作盤）９からスタ−ト入力が与えられると、透過量積分
レジスタをクリアして、操作表示ボ−ド９から予め入力
されている流速に比例する周期(長周期)で、画像処理装
置８が転送して来る透過量デ−タＩ，スラグサイズデ−
タＳizeおよび境界デ−タを読込む（サンプリングす
る）。そしてこの読込みを行なう毎に、読込んだデ−タ
を操作表示ボ−ド９に表示すると共に、スラグサイズデ
−タＳizeを操作表示ボ−ド９から予め入力されている
しきい値Ｓthと比較してＳizeがＳth以上のとき操作表
示ボ−ド９で、スラグ混入を意味する警報を発生する。
透過量デ−タＩは、操作表示ボ−ド９から予め入力され
ているしきい値Ｉsと比較し、また透過量積分レジスタ
のデ−タと加算し得た和を透過量積分レジスタに更新書
込みする。そして透過量積分レジスタのデ−タ（タンデ
ィッシュ流入スラグ量に対応する値となる）を操作表示
ボ−ド９から予め入力されているしきい値ＴＳsと比較
する。透過量積分レジスタのデ−タがしきい値ＴＳsに
達するとコントロ−ラ１０は、操作表示ボ−ド９で、ス
ラグ流出量限界を意味する警報を発生する。
作盤）９からスタ−ト入力が与えられると、透過量積分
レジスタをクリアして、操作表示ボ−ド９から予め入力
されている流速に比例する周期(長周期)で、画像処理装
置８が転送して来る透過量デ−タＩ，スラグサイズデ−
タＳizeおよび境界デ−タを読込む（サンプリングす
る）。そしてこの読込みを行なう毎に、読込んだデ−タ
を操作表示ボ−ド９に表示すると共に、スラグサイズデ
−タＳizeを操作表示ボ−ド９から予め入力されている
しきい値Ｓthと比較してＳizeがＳth以上のとき操作表
示ボ−ド９で、スラグ混入を意味する警報を発生する。
透過量デ−タＩは、操作表示ボ−ド９から予め入力され
ているしきい値Ｉsと比較し、また透過量積分レジスタ
のデ−タと加算し得た和を透過量積分レジスタに更新書
込みする。そして透過量積分レジスタのデ−タ（タンデ
ィッシュ流入スラグ量に対応する値となる）を操作表示
ボ−ド９から予め入力されているしきい値ＴＳsと比較
する。透過量積分レジスタのデ−タがしきい値ＴＳsに
達するとコントロ−ラ１０は、操作表示ボ−ド９で、ス
ラグ流出量限界を意味する警報を発生する。
【００２９】透過量デ−タＩがしきい値Ｉs以上になる
とコントロ−ラ１０は、操作表示ボ−ド９から予め自動
モ−ドが入力されているときには、スライディングノズ
ル駆動器１１にノズル閉を指示する。操作表示ボ−ド９
から予めオペレ−タモ−ドが入力されているときには、
コントロ−ラ１０は、操作表示ボ−ド９で、ノズル閉タ
イミングを表わす警報を発生する。このオペレ−タモ−
ドのときにはコントロ−ラ１０は、オペレ−タの操作盤
操作による閉指示に対応してスライディングノズル駆動
器１１を介してスライディングノズルプレ−ト２を閉駆
動する。
とコントロ−ラ１０は、操作表示ボ−ド９から予め自動
モ−ドが入力されているときには、スライディングノズ
ル駆動器１１にノズル閉を指示する。操作表示ボ−ド９
から予めオペレ−タモ−ドが入力されているときには、
コントロ−ラ１０は、操作表示ボ−ド９で、ノズル閉タ
イミングを表わす警報を発生する。このオペレ−タモ−
ドのときにはコントロ−ラ１０は、オペレ−タの操作盤
操作による閉指示に対応してスライディングノズル駆動
器１１を介してスライディングノズルプレ−ト２を閉駆
動する。
【００３０】以上に説明した実施例では、コントロ−ラ
１０が、画像フレ−ム５Ｆ（図３）内の、ロングノズル
３の内部領域（ＸｍＬ／ＸｍＲ間）の、領域内全体のＸ
線透過輝度の積算値を透過量デ−タＩとし、これがしき
い値Ｉs以上になるとスライディングノズルプレ−ト２
を閉駆動するが、コントロ−ラ１０を、透過量デ−タＩ
と(5)式に基づいてスラグ混入割合 Ｒs＝ｔslag／(ｔs−ｔslag) ・・・(6) を算出してこれがしきい値Ｒssに達したときにスライデ
ィングノズルプレ−ト２を閉駆動するものとしてもよ
い。
１０が、画像フレ−ム５Ｆ（図３）内の、ロングノズル
３の内部領域（ＸｍＬ／ＸｍＲ間）の、領域内全体のＸ
線透過輝度の積算値を透過量デ−タＩとし、これがしき
い値Ｉs以上になるとスライディングノズルプレ−ト２
を閉駆動するが、コントロ−ラ１０を、透過量デ−タＩ
と(5)式に基づいてスラグ混入割合 Ｒs＝ｔslag／(ｔs−ｔslag) ・・・(6) を算出してこれがしきい値Ｒssに達したときにスライデ
ィングノズルプレ−ト２を閉駆動するものとしてもよ
い。
【００３１】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
取鍋からタンディッシュへの溶融金属流出の際に混入す
るスラグを高感度で検知することが可能になるため、溶
融金属の品質向上、タンディッシュ内張耐火物の寿命延
長を達成することができるため、本発明は工業的に価値
の高い発明である。
取鍋からタンディッシュへの溶融金属流出の際に混入す
るスラグを高感度で検知することが可能になるため、溶
融金属の品質向上、タンディッシュ内張耐火物の寿命延
長を達成することができるため、本発明は工業的に価値
の高い発明である。
【図１】 本発明を一態様で実施する装置の構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】 図１に示すＸ線検出器５が検出するＸ線透過
強度Ｉを示すタイムチャ−トである。
強度Ｉを示すタイムチャ−トである。
【図３】 図１に示すＣＣＤカメラ５ｂの画像信号が表
わす画像を示す平面図である。
わす画像を示す平面図である。
１：取鍋 ２：スライディングノズルプ
レ−ト ３：ロングノズル ４：Ｘ線発生器 ５：Ｘ線検出器 ５ａ：蛍光板 ５ｂ：ＣＣＤカメラ ６：増幅器 ７：ＣＲＴディスプレイ ８：画像処理装置 ９：操作表示ボ−ド １０：コントロ−ラ １１：スライディングノズル駆動器 ＭＳ：溶鋼 ＭＳｉ：溶鋼透視像 ＳＬｉ：スラグ透視像 ３ｉ：ロングノズル透視像
レ−ト ３：ロングノズル ４：Ｘ線発生器 ５：Ｘ線検出器 ５ａ：蛍光板 ５ｂ：ＣＣＤカメラ ６：増幅器 ７：ＣＲＴディスプレイ ８：画像処理装置 ９：操作表示ボ−ド １０：コントロ−ラ １１：スライディングノズル駆動器 ＭＳ：溶鋼 ＭＳｉ：溶鋼透視像 ＳＬｉ：スラグ透視像 ３ｉ：ロングノズル透視像
Claims (6)
- 【請求項１】 第１容器から第２容器への溶融金属流路
を挟んで相対向するＸ線発生器およびＸ線検出器にて、
該溶融金属流路のＸ線の透過量を検出し、該透過量に基
づいて前記溶接金属流路の溶融金属中のスラグ混入を検
出する、スラグ流出検知方法。 - 【請求項２】 第１容器から第２容器への溶融金属流路
に介挿されたスライディングノズルより下流にて溶融金
属流路を挟んで相対向するＸ線発生器およびＸ線検出器
にて、該溶融金属流路のＸ線の透過量を検出し、該透過
量が予め規定した値に上昇したときに前記スライディン
グノズルを閉じる、スラグ流出検知方法。 - 【請求項３】 前記Ｘ線検出器で検知した透過Ｘ線量か
ら流出する溶融金属中のスラグ混入割合を、さらに流出
時間から第２容器内へ流出したスラグ量を計算すること
を特徴とする請求項１記載のスラグ流出検知方法。 - 【請求項４】 前記Ｘ線検出器はＸ線を蛍光に変換する
蛍光板を含み、その上に写し出されるＸ線の透過像パタ
ーンを観察し、前記溶融金属流路を通過する溶融金属と
スラグとを判別することを特徴とする請求項１記載のス
ラグ流出検知方法。 - 【請求項５】 前記Ｘ線検出器として一次元または二次
元型検出器を用いて、Ｘ線透過像を画像信号に変換し、
画像信号が表わす像パターンを画像処理により解析して
前記溶融金属流路を通過する溶融金属とスラグとを判別
することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の
スラグ流出検知方法。 - 【請求項６】 駆動装置によって開閉されるスライディ
ングノズルを通して第１容器から流出する溶融金属を第
２容器に導びくロングノズルを挟んで相対向して配設さ
れたＸ線発生器とＸ線検出器；該Ｘ線検出器の検出信号
に基づいて溶融金属に混入したスラグの混入割合を求め
る検出信号処理手段；および、該混入割合が予め規定し
た値に到達したときに前記駆動装置を介してスライディ
ングノズルを閉駆動する制御手段；を備えるスラグ流出
検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8035797A JPH10272556A (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | スラグ流出検知方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8035797A JPH10272556A (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | スラグ流出検知方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10272556A true JPH10272556A (ja) | 1998-10-13 |
Family
ID=13716014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8035797A Withdrawn JPH10272556A (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | スラグ流出検知方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10272556A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1298466C (zh) * | 2004-12-24 | 2007-02-07 | 中国科学院金属研究所 | 一种可视化铸造方法 |
| JP2010125465A (ja) * | 2008-11-26 | 2010-06-10 | Toyota Central R&D Labs Inc | 鋳造解析装置および鋳造解析方法 |
| CN102873321A (zh) * | 2012-09-29 | 2013-01-16 | 莱芜钢铁集团有限公司 | 伸缩臂式吸渣机 |
-
1997
- 1997-03-31 JP JP8035797A patent/JPH10272556A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1298466C (zh) * | 2004-12-24 | 2007-02-07 | 中国科学院金属研究所 | 一种可视化铸造方法 |
| JP2010125465A (ja) * | 2008-11-26 | 2010-06-10 | Toyota Central R&D Labs Inc | 鋳造解析装置および鋳造解析方法 |
| CN102873321A (zh) * | 2012-09-29 | 2013-01-16 | 莱芜钢铁集团有限公司 | 伸缩臂式吸渣机 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040601 |