(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流磁場を発生する電磁装置が取り付けられた連続鋳造鋳型内の溶融金属流の流速を非接触状態で測定するため、励磁コイル(2)及び検知コイル(3)を有する溶融金属流速測定用電磁流速センサにおいて、前記溶融金属流の溶融金属表面に磁場を形成させるための前記励磁コイル(2)は、鉄芯を有しない１個の円筒状の空芯コイルよりなり、前記検知コイル(3)は、平面形状が四角状をなす扁平型の一対のコイル部(3a,3b)よりなると共に前記励磁コイル(2)の下方に位置し、前記検知コイル(3)は長方形状の支持枠(4)によって支持され、前記支持枠(4)が前記励磁コイル(2)の下面に接続されていることにより前記励磁コイル(2)と検知コイル(3)とは一体状に結合され、前記検知コイル(3)の横幅(W)は前記励磁コイル(2)の直径(D)と同一に構成されていることを特徴とする溶融金属流速測定用電磁流速センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶融金属流速測定用電磁流速センサに関し、特に、励磁コイルを鉄芯を有しない空芯コイルで構成することにより、外部直流磁場の影響を回避することを可能として、高精度に溶融金属流の流速を測定することが可能となるようにするための新規な改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、用いられていたこの種の溶融金属流速測定用電磁流速センサとしては、特開平９−３３５５４号公報及び特開２０００−１６２２２８号公報の構成を挙げることができる。すなわち、ここでは図示を省略しているが、励磁コイルには鉄芯が用いられ、鉄芯をコアとし、このコアの外周に励磁コイルが巻回されて構成されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の溶融金属流速測定用電磁流速センサは、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。すなわち、近年、鉄鋼の連続鋳造鋳型に、電磁攪拌、電磁ブレーキ等の各種電磁装置が取り付けられ、鋳型内の溶鋼の流動を制御する技術が一般に採用されつつある。
従って、これらの電磁装置を効果的に利用するためには、リアルタイムの状態で、鋳型内溶鋼流動の状況を電磁流速センサによって非接触で把握することが重要である。
しかしながら、実際には、従来の電磁流速センサの励磁コイルには鉄芯が設けられていたため、前述の各種電磁装置が作動した場合に発生する直流磁場によってこの鉄芯が磁化され、この鉄芯の磁化によって励磁コイルによる励磁以上に鉄芯が磁化され、その結果、電磁流速センサの出力が大きく変動し、正確な流速測定が不可能となり、各種電磁装置の帰還制御も不正確なものとなっていた。
【０００４】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、励磁コイルを鉄芯を有しない空芯コイルで構成することにより、外部直流磁場の影響を回避することを可能として、高精度に溶融金属流の流速を測定することが可能となるようにした溶融金属流速測定用電磁流速センサを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明による溶融金属流速測定用電磁流速センサは、直流磁場を発生する電磁装置が取り付けられた連続鋳造鋳型内の溶融金属流の流速を非接触状態で測定するため、励磁コイル及び検知コイルを有する溶融金属流速測定用電磁流速センサにおいて、前記溶融金属流の溶融金属表面に磁場を形成させるための前記励磁コイルは、鉄芯を有しない１個の円筒状の空芯コイルよりなり、前記検知コイルは、平面形状が四角状をなす扁平型の一対のコイル部よりなると共に前記励磁コイルの下方に位置し、前記検知コイルは長方形状の支持枠によって支持され、前記支持枠が前記励磁コイルの下面に接続されていることにより前記励磁コイルと検知コイルとは一体状に結合され、前記検知コイルの横幅は前記励磁コイルの直径と同一とした構成である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明による溶融金属流速測定用電磁流速センサの好適な実施の形態について説明する。
図１及び図２は本発明による電磁流速センサ１を示す平面構成図及び正面図であり、図１及び図２において符号２で示されるものは全体形状が筒形をなすと共に所要の高さＨ及び直径Ｄを有する励磁コイルであり、この励磁コイル２は従来の鉄芯を有する構成とは異なり、鉄芯を有しない１個の円筒状の空芯コイルで構成されていると共に、周知のように、従来と同様の直流磁場を発生する電磁装置が取り付けられた連続鋳造鋳型内の溶融金属流の溶融金属表面に磁場を形成させる作用を有している。
【０００７】
前記励磁コイル２の下方位置には、平面形状が四角状をなす扁平型の一対のコイル部３ａ、３ｂからなる検知コイル３が設けられている。この各コイル部３ａ、３ｂは互いに一体状かつ長手状に結合されており、この検知コイル３の横幅Ｗは前記直径Ｄと同一に形成されている。
前記検知コイル３は、長方形状の支持枠４によって支持され、この支持枠４が励磁コイル２の下面に接続されていることにより、前記励磁コイル２と検知コイル３とは一体状に結合されて電磁流速センサ５が構成されている。
【０００８】
次に、前述の空芯形の図１及び図２で示される形態の電磁流速センサ１と従来の鉄芯形の電磁流速センサ１とを用いて、前述の従来例の課題の事項の中で指摘した外部磁場の影響の調査について述べる。
まず、図３で示されるように、電磁流速センサ１（なお、図３では従来構成の電磁流速センサを設置した場合を示している）の近傍に外部磁場を印加するための実験用リング状コイル１０を配設し、前記電磁流速センサ１の励磁コイル２（鉄芯２Ａを有する）は励磁電源１１に接続されると共に、検知コイル３はレコーダ１２に接続された演算器１３に接続されている。また、前記実験用リング状コイル１０は直流電源１４に接続されている。
【０００９】
前述の構成において、直流電源１４からの電源を実験用リング状コイル１０に印加し、励磁電源１１を励磁コイル２に印加すると、実験用リング状コイル１０から発生する直流磁場と励磁コイル２からの磁場とが平行になるように構成されているため、励磁コイル２に電流を流しつつ検知コイル３から出力される出力信号３Ａを演算器１３を介してレコーダ１２で記録する。
従って、実験用リング状コイル１０に流した電流値毎に出力信号３Ａの記録をレコーダ１２によって行った。なお、図３の従来形の鉄芯形励磁コイル２は比較例で、本発明による空芯形の励磁コイル２を入れ替えて実験した。
この実験の結果、図４で示されるように、外部電流磁場印加電流を徐々に変化させた場合の検知コイル３の出力信号３Ａの変動は、比較例鉄芯形の電磁流速センサ１の出力信号３Ａが、実験用リング状コイルにかかる電流値の変化と共に大きく変動し、また、電流増大時と減少時に異なる値を示す、いわゆるヒステリシスループを描いたのに対し、本発明の空芯形の電磁流速センサ１の信号は、実験用リング状コイル１０の電流変化に拘わらず、ほぼ一定値を示している。
【００１０】
前述の実験結果により、本発明による電磁流速センサ１を用いた場合は、直流外部磁場の存在下でも影響を受けることなく、高精度の流速測定で可能となる。
なお、前述の電磁流速センサ１による溶融金属流の流速検出については、前述の従来例の事項で列挙した各公報等により周知であるため、ここでは省略している。
【００１１】
【発明の効果】
本発明による溶融金属流速測定用電磁流速センサは、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、励磁コイルが空芯構造で構成されているため、外部からの直流磁場による影響をなくし、検知コイルからの出力信号の精度を従来よりも大幅に向上させることができる。
また、励磁コイルに鉄芯が設けられていないため、電磁流速センサ自体の大きさや重量を少なくすることができ、連続鋳造鋳型への取付けを容易化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による溶融金属流速測定用電磁流速センサを示す平面図である。
【図２】図１の正面断面図である。
【図３】外部磁場の影響を調査する方法を示す構成図である。
【図４】図３の方法による本発明と従来の電磁流速センサを用いた外部磁場の影響調査結果を示す特性図である。
【符号の説明】
２    励磁コイル
３    検知コイル
４    支持枠
Ｄ    直径
Ｗ    横幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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