(57)【要約】  煩雑な作業を伴わずに、高い精度で溶融金属のレベルを測定することのできる、電磁波を使用した溶融金属レベル測定装置を提供する。装置は、浸漬ノズルの長手方向に該浸漬ノズル（１００）と一体に互いに分離されて形成されたカーボンからなる第１及び第２の導電性部分（１００１Ａ及び１００１Ｂ）と、該第１の導電性部分に、第１の疑似ランダム信号を形成する信号を送信し、該第１の導電性部分、溶融金属及び該第２の導電性部分を伝搬した信号を該第２の導電性部分から受信し、受信された信号と、第１の疑似ランダム信号と同一のパターンで疑似ランダム信号の周波数がわずかに異なる第２の疑似ランダム信号を乗算して乗算値を算出し、該乗算値の信号または該乗算値を使用して生成した信号の時系列パターンから該信号の伝搬距離を測定する距離測定部（２００，３００）と、を備えている。
2012137255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
浸漬ノズルの長手方向に該浸漬ノズルと一体に互いに分離されて形成されたカーボンからなる第１及び第２の導電性部分と、
該第１の導電性部分に、第１の疑似ランダム信号を形成する基準マイクロ波信号を送信し、該第１の導電性部分、溶融金属及び該第２の導電性部分を伝搬した基準マイクロ波信号を該第２の導電性部分から受信し、該受信されたマイクロ波信号と、第１の疑似ランダム信号と同一のパターンで疑似ランダム信号の周波数がわずかに異なる第２の疑似ランダム信号を乗算して乗算値を算出し、該乗算値の信号または該乗算値を使用して生成した信号の時系列パターンから該基準マイクロ波信号の伝搬距離を測定する距離測定部と、を備えた溶融金属レベル測定装置。
【請求項２】
前記基準マイクロ波信号の周波数が６００メガヘルツ以下であり、前記距離測定部は、前記乗算値を使用して生成した信号の時系列パターンからマイクロ波信号の位相を求め、該位相を使用して前記基準マイクロ波信号の伝搬距離を測定する請求項１に記載の溶融金属レベル測定装置。
【請求項３】
前記第１及び第２の導電性部分が、前記浸漬ノズルの長手方向に設けられた一対の溝に埋め込まれて、浸漬ノズルの表面の一部を形成するように設けられている請求項１から３のいずれかに記載の溶融金属レベル測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波を使用した溶融金属レベル測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
連続鋳造方法は、溶融金属を連続的に冷却・凝固させて所定の形状の鋳片を製造する方法である。【０００３】
図１は、連続鋳造方法に使用される連続鋳造機の構成を示す図である。連続鋳造機は取鍋５１０と、ロングノズル５２０と、タンディッシュ５３０と、複数の浸漬ノズル１５０と、複数のモールドと５４０を備えている。図１は、一つの浸漬ノズルと一つのモールドのみを示す。【０００４】
取鍋５１０に供給された溶融金属、たとえば溶鋼は、ロングノズル５２０を介して、タンディッシュ５３０に吐出される。タンディッシュ５３０に蓄えられた溶融金属は、複数の浸漬ノズル１５０を介して複数のモールド５４０に注入される。モールド５４０は、水冷された鋳型であり、注入された溶融金属は冷却されて凝固し、金属片、たとえば鋼片が連続的に形成される。【０００５】
連続鋳造機のモールド内の溶融金属のレベルを一定とすることは製品の品質向上のために重要である。そこで、モールド内の溶融金属のレベルを測定するための種々の装置及び方法が開発されている。【０００６】
電磁波の伝搬時間によって溶融金属のレベルを測定する際に、電磁波の経路として電極棒を使用する方法が開発されている（特許文献１）。この方法は、電極を溶融金属内に挿入し、溶融金属のレベルの変位による伝送信号の伝搬時間の差からレベル変位を測定するようにしたもので、電気伝導性を有する溶融金属に第１電極と第２電極を挿入し、第１疑似ランダム信号を前記第１電極に伝送するとともに、前記第１疑似ランダム信号と同一のパターンで周波数のわずかに異なる第２疑似ランダム信号を前記第１疑似ランダム信号に乗算して第１乗算値を算出し、前記第２電極より得られる信号と前記第２疑似ランダム信号を乗算して第２乗算値を算出し、前記第１乗算値の時系列パターンと前記第２乗算値の時系列パターンとに生じる最大相関値の時間差から前記溶融金属の変位を演算するものである。【０００７】
特許文献１に記載された方法が、電磁波の伝搬経路として電極棒を使用している理由は、以下のとおりである。送信アンテナから対象物であるモールド内の溶融金属面に電磁波を送り、溶融金属面で反射した電磁波を受信アンテナで検出する一般的な方法は、多重反射の影響を受けて高精度の測定を行うことができない。また、モールドの周囲の隙間が狭いため、十分な大きさの送受信アンテナを設置するのが困難である。【０００８】
図２は、特許文献１に記載された溶融金属レベル測定方法を説明するための図である。初期状態から溶融金属(溶鋼)６００のレベルを測定するには、約３００ミリメータ乃至４００ミリメータの長さの２本の電極棒５５０Ａ及び５５０Ｂをモールド５４０の内部に挿入する必要がある。電極棒５５０Ａ及び５５０Ｂに溶融金属の融点以下の融点を有する金属を使用すると、電極棒５５０Ａ及び５５０Ｂは溶融金属６００と接した際に溶融してなくなってしまう。したがって、溶融金属が上昇する際のレベル測定を行うことができるが下降する際のレベル測定は行うことはできない。電極棒５５０Ａ及び５５０Ｂに溶融金属の融点より高い融点を有する金属を使用すると、電極棒５５０Ａ及び５５０Ｂは、モールドで冷却されて凝固した溶融金属(溶鋼)６００に引き込まれてしまう。いずれの場合にも、一回の測定ごとに電極棒５５０Ａ及び５５０Ｂを設置する必要がある。しかし、一般的にタンディッシュ５３０とモールド５４０との間の隙間は狭いので、タンディッシュ５３０がモールド５４０上に移動する前に２本の電極棒５５０Ａ及び５５０Ｂを設置するという煩雑な作業が必要となる。【０００９】
一方の電極棒の代わりにタンディッシュを電磁波の伝送経路とする方法が開発されている(特許文献２)。しかし、この方法も電極棒を使用するので、上記の問題点は解決されない。【００１０】
このように、煩雑な作業を伴わずに、高い精度で溶融金属のレベルを測定することのできる、電磁波を使用した溶融金属レベル測定装置は開発されていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第３１０７１８３号公報
【特許文献２】特開平９−１７８５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
したがって、煩雑な作業を伴わずに、高い精度で溶融金属のレベルを測定することのできる、電磁波を使用した溶融金属レベル測定装置に対するニーズがある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の溶融金属レベル測定装置は、浸漬ノズルの長手方向に該浸漬ノズルと一体に互いに分離されて形成されたカーボンからなる第１及び第２の導電性部分と、該第１の導電性部分に、第１の疑似ランダム信号を形成する基準マイクロ波信号を送信し、該第１の導電性部分、溶融金属及び該第２の導電性部分を伝搬した基準マイクロ波信号を該第２の導電性部分から受信し、該受信されたマイクロ波信号と、第１の疑似ランダム信号と同一のパターンで疑似ランダム信号の周波数がわずかに異なる第２の疑似ランダム信号を乗算して乗算値を算出し、該乗算値の信号または該乗算値を使用して生成した信号の時系列パターンから該基準マイクロ波信号の伝搬距離を測定する距離測定部と、を備えている。【００１４】
本発明の溶融金属レベル測定装置において、第１及び第２の導電性部分は、カーボンからなり、浸漬ノズルの長手方向に該浸漬ノズルと一体に互いに分離されて形成されている。カーボンの融点は、溶鋼などの溶融金属の融点よりもはるかに高いので、融点が溶融金属の融点以下である金属製の電極棒のように溶融金属によって溶融することはない。また、浸漬ノズルの周辺には浸漬ノズルから常に溶鋼が供給されており、溶鋼が凝固することはない。したがって、第１及び第２の導電性部分が凝固した溶鋼に引き込まれることはない。このように、第１及び第２の導電性部分は、従来の電極棒と異なり、複数回の測定に繰り返し使用することができる。このため、測定ごとに電極棒を設置し、調整するという煩雑な作業が必要なくなる。さらに、第１及び第２の導電性部分を形成するカーボンは、浸漬ノズル自体の成分でもあるので、連続鋳造プロセスの化学反応に影響を与えることもない。【００１５】
本発明の第１の実施形態による溶融金属レベル測定装置は、前記基準マイクロ波信号の周波数が６００メガヘルツ以下であり、前記距離測定部は、前記乗算値を使用して生成した信号の時系列パターンからマイクロ波信号の位相を求め、該位相を使用して前記基準マイクロ波信号の伝搬距離を測定する。【００１６】
本実施形態によれば、比較的低い周波数のマイクロ波信号を使用することにより、位相の変化のみを測定することにより正確に溶融金属のレベルを測定することができる。【００１７】
本発明の第２の実施形態による溶融金属レベル測定装置において、前記第１及び第２の導電性部分が、前記浸漬ノズルの長手方向に設けられた一対の溝に埋め込まれて、浸漬ノズルの表面の一部を形成するように設けられている。【００１８】
本実施形態においては、第１及び第２の導電性部分が浸漬ノズルに埋め込まれて浸漬ノズルの表面の一部を形成しているので、浸漬ノズルの外側の形状は変化しない。このため、連続鋳造プロセスにおける物理現象に影響を与えることはない。また、第１及び第２の導電性部分が浸漬ノズルに埋め込まれているので、浸漬ノズルから分離しにくい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】連続鋳造方法に使用される連続鋳造機の構成を示す図である。
【図２】特許文献１に記載された溶融金属レベル測定方法を説明するための図である。
【図３】本発明の一実施形態による溶融金属レベル測定装置の第１の導電性部分、第２の導電性部分及びその周辺部分の構成を示す図である。
【図４】第１及び第２の導電性部分と一体に形成された浸漬ノズルの構成の一例を示す図である。
【図５】第１及び第２の導電性部分と一体に形成された浸漬ノズルの構成の他の例を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態による溶融金属レベル測定装置の構成を示す図である。
【図７】本発明の他の実施形態による溶融金属レベル測定装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図３は、本発明の一実施形態による溶融金属レベル測定装置の第１の導電性部分１００１Ａ、第２の導電性部分１００１Ｂ及びその周辺部分の構成を示す図である。第１の導電性部分１００１Ａ及び第２の導電性部分１００１Ｂは、それぞれ、特許文献１に記載された溶融金属レベル測定装置の第１電極及び第２電極に相当する。本実施形態においては、第１の導電性部分１００１Ａ及び第２の導電性部分１００１Ｂが浸漬ノズル１００の長手方向に浸漬ノズル１００と一体に形成されている。第１の導電性部分１００１Ａは、信号出力端子１００３Ａに接続され、信号出力端子１００３Ａには同軸ケーブル１００５Ａが接続されている。同様に、第２の導電性部分１００１Ｂは、信号出力端子１００３Ｂに接続され、信号出力端子１００３Ｂには同軸ケーブル１００５Ｂが接続されている。同軸ケーブル１００５Ａ及び同軸ケーブル１００５Ｂは、溶融金属レベル測定装置の距離測定部に接続される。距離測定部については後で説明する。
【００２１】
図４は、第１及び第２の導電性部分と一体に形成された浸漬ノズルの構成の一例を示す図である。図４(ａ)は、浸漬ノズルの長手方向に直交する面(水平面)の断面図である。図４（ｂ）は、浸漬ノズルの側面図である。本例において、及び浸漬ノズル１１０の表面には、長手方向に互いに分離された一対の溝が設けられ、その溝に埋め込まれて、浸漬ノズルの表面の一部を形成するように第１の導電性部分１１０１Ａ及び第２の導電性部分１１０１Ｂが設けられている。図４(ａ)に示すように、浸漬ノズル１１０の水平断面において、第１の導電性部分１１０１Ａ及び第２の導電性部分１１０１Ｂは、浸漬ノズル１１０の中心と第１の導電性部分１１０１Ａの中心とを結ぶ線分と、浸漬ノズル１１０の中心と第２の導電性部分１１０１Ｂの中心とを結ぶ線分とが１８０°の角度を形成するように配置されている。すなわち、浸漬ノズル１１０の水平断面において、第１の導電性部分１１０１Ａ及び第２の導電性部分１１０１Ｂは、対向する位置に配置されている。
【００２２】
図５は、第１及び第２の導電性部分と一体に形成された浸漬ノズルの構成の他の例を示す図である。図５(ａ)は、浸漬ノズルの長手方向に直交する面(水平面)の断面図である。図５（ｂ）は、浸漬ノズルの側面図である。本例において、浸漬ノズル１２０の表面には、長手方向に互いに分離された一対の溝が設けられ、その溝に埋め込まれて、浸漬ノズルの表面の一部を形成するように第１の導電性部分１２０１Ａ及び第２の導電性部分１２０１Ｂが設けられている。図５(ａ)に示すように、浸漬ノズル１２０の水平断面において、第１の導電性部分１２０１Ａ及び第２の導電性部分１２０１Ｂは、浸漬ノズル１２０の中心と第１の導電性部分１２０１Ａの中心とを結ぶ線分と、浸漬ノズル１２０の中心と第２の導電性部分１２０１Ｂの中心とを結ぶ線分とが約５０°の角度を形成するように配置されている。すなわち、浸漬ノズル１２０の水平断面において、第１の導電性部分１２０１Ａ及び第２の導電性部分１２０１Ｂは、互いに分離されているが比較的狭い間隔で配置されている。
【００２３】
浸漬ノズル１１０及び１２０は、酸化アルミニウム(Ａｌ２Ｏ３)を主成分として、二酸化ケイ素(ＳｉＯ２)やカーボン(Ｃ)をある比率で混合して形成される。第１の導電性部分１１０１Ａ、１２０１Ａ及び第２の導電性部分１１０１Ｂ、１２０１Ｂは、カーボンで形成される。浸漬ノズル１１０及び１２０の成分の一部として使用されているカーボンは、他の物質と混合しているため電気抵抗が高く導電体になりえない。第１の導電性部分１１０１Ａ、１２０１Ａ及び第２の導電性部分１１０１Ｂ、１２０１Ｂには、カーボンのみが使用されるため、導電体となり導波路として機能する。
【００２４】
また、炭素の融点は、溶融金属、たとえば溶鋼の融点よりもはるかに高いので、特許文献１に記載された溶融金属レベル測定装置の電極棒のように溶融することはない。さらに、溶鋼の凝固層は、モールド(図３の５４０)に接している部分で発生し、浸漬ノズル(図３の１００)の周辺には浸漬ノズルから常に溶鋼が供給されており、溶鋼が凝固することはない。したがって、第１の導電性部分１１０１Ａ、１２０１Ａ及び第２の導電性部分１１０１Ｂ、１２０１Ｂが凝固した溶鋼に引き込まれることはない。このように、第１及び第２の導電性部分は、従来の電極棒と異なり、複数回の測定に繰り返し使用することができる。このため、測定ごとに電極棒を設置し、調整するという煩雑な作業が必要なくなる。
【００２５】
さらに、第１の導電性部分１１０１Ａ、１２０１Ａ及び第２の導電性部分１１０１Ｂ、１２０１Ｂを形成するカーボンは、浸漬ノズル自体の成分でもあるので、連続鋳造プロセスの化学反応に影響を与えることもない。
【００２６】
第１の導電性部分１１０１Ａ、１２０１Ａ及び第２の導電性部分１１０１Ｂ、１２０１Ｂは、浸漬ノズルの表面に、長手方向に互いに分離されて設けられた一対の溝に埋め込まれて、浸漬ノズルの表面の一部を形成するように設けられているので、浸漬ノズルの外側の形状は変化しない。このため、連続鋳造プロセスにおける物理現象に影響を与えることはない。また、第１及び第２の導電性部分が浸漬ノズルに埋め込まれているので、浸漬ノズルから分離しにくい。
【００２７】
図６は、本発明の一実施形態による溶融金属レベル測定装置の構成を示す図である。本実施形態による溶融金属レベル測定装置は、浸漬ノズル１００と一体に形成された第１の導電性部分１００１Ａ、第２の導電性部分１００１Ｂ、その周辺部分及び距離測定部２００を含む。浸漬ノズル１００と一体に形成された第１の導電性部分１００１Ａ、第２の導電性部分１００１Ｂ及びその周辺部分については、図３乃至図５を使用して説明した。以下に距離測定部２００について説明する。なお、距離測定部２００の構造は、特許文献１に示したものと同じである。
【００２８】
距離測定部２００は、第１クロック発生器２０１、第２クロック発生器２０３、第１疑似ランダム信号発生器２０５、第２疑似ランダム発生器２０７、第１乗算器２０９、第２乗算器２１１、第１ローパスフィルタ２１３、第２ローパスフィルタ２１５、演算部２１７を含む。図６において、第１及び第２疑似ランダム信号発生器は、ＰＮ符号器と記載している。
【００２９】
第１クロック発生器２０１は、１クロック当たり周波数f1（たとえば、１５００．００１ＭＨｚ）の周波数を発生し、第２クロック発生器２０３は１クロック当たりf1よりわずかに小さい周波数f2（たとえば、１５００．０００ＭＨｚ）の周波数を発生する。第１疑似ランダム信号発生器２０５は周期P1の第１疑似ランダム信号M1を発生し、第２疑似ランダム信号発生器２０７はM1と同一パターンで周期P2がP1よりわずかに異なる第２疑似ランダム信号M2を発生する。第１乗算器２０９は第１疑似ランダム信号発生器２０５から伝送線路Lcを通ったM1と第２疑似ランダム信号発生器２０７から伝送線路Laを通ったM2を乗算する。第２乗算器２１１は第１疑似ランダム信号発生器２０５から伝送線路Ldを通ったM1と第２疑似ランダム信号発生器２０７から伝送線路Lbを通ったM2を乗算する。
【００３０】
第１ローパスフィルタ２１３は第１乗算器２０９の出力より高周波成分を除き、最大相関値間を１周期とする時系列パターンを出力する。第２ローパスフィルタ２１５も同様に第２乗算器２１１の出力より高周波成分を除き、最大相関値間を１周期とする時系列パターンを出力する。
【００３１】
演算部２１７は第１ローパスフィルタ２１３と第２ローパスフィルタ２１５の時系列パターンの最大相関値間の時間差から伝送線路Ldの伝搬時間と伝送線路Lcの伝搬時間との差を求める。
【００３２】
伝送線路Ldは、溶融金属を介して接続された、第２の導電性部分１００１Ｂ及び第１の導電性部分１００１Ａの溶融金属レベルより高い部分を含むので、伝送線路Ldの伝搬時間と伝送線路Lcの伝搬時間との差から溶融金属レベルを求めることができる。
【００３３】
上記の方法によれば、信号の伝搬時間が約１５０万倍遅延化されたこととなり、信号処理を容易、かつ精度よく行うことができる。
【００３４】
図７は、本発明の他の実施形態による溶融金属レベル測定装置の構成を示す図である。本実施形態による溶融金属レベル測定装置は、浸漬ノズル１００と一体に形成された第１の導電性部分１００１Ａ、第２の導電性部分１００１Ｂ、その周辺部分及び距離測定部３００を含む。浸漬ノズル１００と一体に形成された第１の導電性部分１００１Ａ、第２の導電性部分１００１Ｂ及びその周辺部分については、図３乃至図５を使用して説明した。以下に距離測定部３００について説明する。
【００３５】
距離測定部３００は、第１クロック発生器３０１、第２クロック発生器３０３、第１疑似ランダム信号発生器３０５、第２疑似ランダム発生器３０７、搬送波発振器３０９、位相器３１３、第１乗算器３１１、第２乗算器３１５、第３乗算器３１７、第４乗算器３１９、第５乗算器３２１、第１ローパスフィルタ３２３、第２ローパスフィルタ３２５、第３ローパスフィルタ３２７、演算部３２９を含む。
【００３６】
第１クロック発生器３０１は、１クロック当たり周波数f1（たとえば、１００．００４ＭＨｚ）の周波数を発生し、第２クロック発生器３０３は１クロック当たりf1よりわずかに小さい周波数f2（たとえば、９９．９９６ＭＨｚ）の周波数を発生する。第１疑似ランダム信号発生器３０５は周期P1の第１疑似ランダム信号M1を発生し、第２疑似ランダム信号発生器３０７はM1と同一パターンで周期P2がP1よりわずかに異なる第２疑似ランダム信号M2を発生する。図７において、第１及び第２疑似ランダム信号発生器は、ＰＮ符号器と記載している。第１乗算器３１１は、搬送波発振器３０９からの周波数５００ＭＨｚの搬送波と第１疑似ランダム信号M1との乗算を行い、搬送波を位相変調したスペクトル拡散信号を同軸ケーブル１００５Ｂへ送る。第２乗算器３１５は第１疑似ランダム信号発生器３０５から伝送線路Lcを通ったM1と第２疑似ランダム信号発生器３０７から伝送線路Laを通ったM2を乗算する。第１ローパスフィルタ３２３は第２乗算器３１５の出力より高周波成分を除き、最大相関値間を１周期とする時系列パターンを出力する。すなわち、第１ローパスフィルタ３２３の出力は第１及び第２疑似ランダム信号の位相が一致した場合に０以外の値を示す基準信号を形成する。
【００３７】
第３乗算器３１７は第１疑似ランダム信号発生器３０５から伝送線路Ldを通ったM1と第２疑似ランダム信号発生器３０７から伝送線路Lbを通ったM2を乗算する。第３乗算器３１７の出力は、Ｒ１及びＲ２として、第４乗算器３１９及び第５乗算器３２１へ供給される。搬送波発振器３０９から搬送波を供給された位相器３１３は、入力信号に対して同相成分(位相０度)の信号Ｉと直角成分(位相９０度)の信号Ｑとを出力し、それぞれ第４乗算器３１９及び第５乗算器３２１へ供給する。第４乗算器３１９は、位相器３１３からのＩ信号と第３乗算器３１７からのＲ１とを乗算する。第２ローパスフィルタ３２５は第４乗算器３１９の出力より高周波成分を除き、最大相関値間を１周期とする時系列パターンを出力する。第５乗算器３２１は、位相器３１３からのＱ信号と第３乗算器３１７からのＲ２とを乗算する。第３ローパスフィルタ３２７は第５乗算器３２１の出力より高周波成分を除き、最大相関値間を１周期とする時系列パターンを出力する。
【００３８】
第２ローパスフィルタ３２５の出力の、基準信号の１周期間における最大値Ｉ’と第３ローパスフィルタ３２７の出力の、基準信号の１周期間における最大値Ｑ’を求め、以下の式によって伝送線路Ldを通ったM1の位相θを求める。
【数１】
2012137255.tif 000003
【００３９】
本発明者の新たな知見によれば、浸漬ノズル１００と一体に形成される第１の導電性部分１００１Ａ及び第２の導電性部分１００１Ｂにマイクロ波を伝搬させる場合には、搬送波の周波数を６００メガヘルツ以下に低下させても、距離測定部３００は、高い精度で測定を実施することができる。そこで、たとえば、搬送波の周波数を５００メガヘルツとすると、１波長の長さは６００ミリメータである。たとえば、鉄鋼における連続鋳造機の溶鋼レベルの測定レンジは、約４００ミリメータであるから１波長の長さに収まる。
【００４０】
一般的に、電磁波の伝搬距離ｌとラジアンを単位とする位相θとの関係は、波長をλとして以下の式で表せる。
【数２】
2012137255.tif 000004
【００４１】
本実施形態において、伝送線路Ldを通った場合の搬送波の伝搬距離ｌは、第１の導電性部分１００１Ａ及び第２の導電性部分１００１Ｂの溶融金属レベルよりも上の部分の長さｘと固定長と和である。そこで、固定長を２αとして式（１）にｌ＝２ｘ＋２αを代入すると、以下の式が成立する。
【数３】
2012137255.tif 000005
【００４２】
したがって、伝送線路Ldを通ったM1の位相θを求めれば、式(２)から溶融金属レベル(溶鋼レベル)ｘを求めることができる。
【００４３】
このように本実施形態によれば、搬送波の周波数を６００メガヘルツ以下として、搬送波の位相のみを測定することにより、溶融金属レベルを正確に測定することができる。
【図１】
2012137255.tif 000006
【図２】
2012137255.tif 000007
【図３】
2012137255.tif 000008
【図４】
2012137255.tif 000009
【図５】
2012137255.tif 000010
【図６】
2012137255.tif 000011
【図７】
2012137255.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成25年12月17日(2013.12.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融金属レベルの測定に使用される浸漬ノズルであって、カーボンからなる第１及び第２の導電性部分が、前記浸漬ノズルの表面に、長手方向に互いに分離されて設けられた一対の溝に埋め込まれて、浸漬ノズルの表面の一部を形成するように設けられている浸漬ノズル。
【請求項２】
請求項１に記載の浸漬ノズルを使用する溶融金属レベル測定装置であって、
前記第１の導電性部分に、マイクロ波信号を送信し、前記第１の導電性部分、溶融金属及び前記第２の導電性部分を含む伝送線路を伝搬したマイクロ波信号を前記第２の導電性部分から受信し、前記伝送線路を伝搬した前記マイクロ波信号の伝搬時間または位相から前記マイクロ波信号の伝搬距離を測定する距離測定部を備えた溶融金属レベル測定装置。
【請求項３】
前記マイクロ波信号の周波数が６００メガヘルツ以下であり、前記距離測定部は、前記伝送線路を伝搬した前記マイクロ波信号の位相を求め、該位相を使用して前記マイクロ波信号の伝搬距離を測定する請求項２に記載の溶融金属レベル測定装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、溶融金属レベル測定用浸漬ノズル及びマイクロ波を使用した溶融金属レベル測定装置に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
したがって、煩雑な作業を伴わずに、高い精度で溶融金属のレベルを測定することを可能とする、溶融金属レベル測定用浸漬ノズル及び電磁波を使用した溶融金属レベル測定装置に対するニーズがある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明の第１の態様の浸漬ノズルは、溶融金属レベルの測定に使用される浸漬ノズルであって、カーボンからなる第１及び第２の導電性部分が、前記浸漬ノズルの表面に、長手方向に互いに分離されて設けられた一対の溝に埋め込まれて、浸漬ノズルの表面の一部を形成するように設けられている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本態様の浸漬ノズルにおいて、第１及び第２の導電性部分は、カーボンからなり、浸漬ノズルの長手方向に該浸漬ノズルと一体に互いに分離されて形成されている。カーボンの融点は、溶鋼などの溶融金属の融点よりもはるかに高いので、融点が溶融金属の融点以下である金属製の電極棒のように溶融金属によって溶融することはない。また、浸漬ノズルの周辺には浸漬ノズルから常に溶鋼が供給されており、溶鋼が凝固することはない。したがって、第１及び第２の導電性部分が凝固した溶鋼に引き込まれることはない。このように、第１及び第２の導電性部分は、従来の電極棒と異なり、複数回の測定に繰り返し使用することができる。このため、測定ごとに電極棒を設置し、調整するという煩雑な作業が必要なくなる。さらに、第１及び第２の導電性部分を形成するカーボンは、浸漬ノズル自体の成分でもあるので、連続鋳造プロセスの化学反応に影響を与えることもない。
本態様の浸漬ノズルにおいては、第１及び第２の導電性部分が浸漬ノズルに埋め込まれて浸漬ノズルの表面の一部を形成しているので、浸漬ノズルの外側の形状は変化しない。このため、連続鋳造プロセスにおける物理現象に影響を与えることはない。また、第１及び第２の導電性部分が浸漬ノズルに埋め込まれているので、浸漬ノズルから分離しにくい。
本発明の第２の態様の溶融金属レベル測定装置は、本発明の第１の態様の浸漬ノズルを使用する溶融金属レベル測定装置であって、前記第１の導電性部分に、マイクロ波信号を送信し、前記第１の導電性部分、溶融金属及び前記第２の導電性部分を含む伝送線路を伝搬したマイクロ波信号を前記第２の導電性部分から受信し、前記伝送線路を伝搬した前記マイクロ波信号の伝搬時間または位相から前記マイクロ波信号の伝搬距離を測定する距離測定部を備えた溶融金属レベル測定装置である。
本態様の溶融金属レベル測定装置は、上述のように、測定ごとに電極棒を設置し、調整するという煩雑な作業を必要としないので、煩雑な作業を伴わずに、高い精度で溶融金属のレベルを測定することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明の第２の態様の第１の実施形態の溶融金属レベル測定装置においては、前記マイクロ波信号の周波数が６００メガヘルツ以下であり、前記距離測定部は、前記伝送線路を伝搬した前記マイクロ波信号の位相を求め、該位相を使用して前記マイクロ波信号の伝搬距離を測定する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
2012137255.tif 000013
2012137255.tif 000014
2012137255.tif 000015
2012137255.tif 000016