(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続鋳造中の湯面レベルを鋳型内に固定した渦流式センサーで測定する方法において、  鋳型短辺からの影響を受けない位置における湯面と渦流式センサー間の電圧特性を基準とし、鋳型と渦流式センサーの距離に応じ、下記式で定義する電圧補正量ΔＶで基準電圧特性を連続的に補正し、
補正した上記電圧特性に基づいて、湯面レベルを測定する
ことを特徴とする連続鋳造鋳型内の湯面レベル測定方法。
β≦Ｘ（Ｌ）：ΔＶ＝α（Ｌ）・（Ｘ（Ｌ）−β）
β＞Ｘ（Ｌ）：ΔＶ＝０
α（Ｌ）：渦流センサーと鋳型短辺との距離を横軸とし電圧を縦軸としてプロットし た際のセンサーと鋳型短辺との距離によって電圧が変化する領域のプロッ トの傾きから湯面レベル（Ｌ）毎に算出する補正係数
Ｘ（Ｌ）：湯面と渦流式センサー間の電圧特性が影響を受けない、鋳型と渦流式セン
サー間の最小距離
β：鋳型と渦流式センサー間の距離
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続鋳造機の鋳型内の溶湯（例えば、溶鋼）の湯面レベルの測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋳造中、溶鋼の湯面が上下に変動すると、安定した鋳造ができないだけでなく、湯面に浮遊するスカムやパウダーが、溶鋼内に巻込まれ表面欠陥となったり、鋳片圧延後の割れの原因となるため、従来から連続鋳造機の鋳型内の溶鋼の湯面レベルを放射線式、熱電対式、又は、渦流式の測定機器（センサー）を使用して測定し、湯面レベルの制御が行われてきた。
【０００３】
近年では、鋳片の表面品質に対する要求がますます厳しくなり、これに対処できるよう、測定精度及び応答性の点から、渦流式センサーが主に使用されている。
【０００４】
一方、連続鋳造では、鋳片寸法、特に、鋳片幅を変更するために、鋳造途中で鋳型の短辺を動かして鋳型幅を変えることがある。渦流式センサーにおいては、鋳型短辺の壁面とセンサー間の距離が変わると、湯面とセンサー間の電圧特性が変化し、湯面レベルを正確に測定することができなくなる場合があった。
【０００５】
このことを踏まえ、特許文献１には、鋳造開始前に、鋳型の影響を取り除く補正をした電圧特性を用いる湯面検出装置が開示されている。しかし、この湯面検出装置では、鋳造途中で鋳造幅を変更すると、変更途中、及び、変更後の湯面レベルを正確に測定することができない。
【０００６】
特許文献２には、予め、鋳造幅の変更に対応して電圧特性を設定しておき、変更があった場合にも、鋳造を中断せずに湯面レベルの計測を継続できる計測方法が開示されている。しかし、この計測方法では、予め設定した電圧特性テーブルしかもたないので、鋳造途中で、鋳造幅を変更すると、変更途中の湯面レベルを正確に計測することができない。
【０００７】
このように、連鋳鋳型内の湯面レベルを渦流式センサーで測定する場合、鋳造途中で、鋳造幅の変更により鋳型壁面とセンサー間の距離が変化すると、湯面とセンサー間の電圧特性が変化し、変更途中の湯面レベルを精度よく測定することができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭５９−４３３１６号公報
【特許文献２】特開平０８−６８６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、連鋳鋳型内の湯面レベルを渦流式センサーで測定する場合における上記課題を踏まえ、鋳造途中で鋳造幅を変更した場合でも、湯面レベルを一定に保持して、高品質の鋳片を継続して鋳造するために、変更中の湯面レベルを精度よく測定する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記課題を解決する手法について鋭意研究した結果、鋳型短辺と渦流式センサーの距離に基づいて、湯面と渦流式センサー間の電圧特性を適宜補正すれば、変更途中の湯面レベルも、精度良く測定できることを見いだした。
【００１１】
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、その要旨は以下のとおりである。
【００１２】
（１）連続鋳造中の湯面レベルを鋳型内に固定した渦流式センサーで測定する方法において、
鋳型短辺からの影響を受けない位置における湯面と渦流式センサー間の電圧特性を基準とし、鋳型と渦流式センサーの距離に応じ、下記式で定義する電圧補正量ΔＶで基準電圧特性を連続的に補正し、
補正した上記電圧特性に基づいて、湯面レベルを測定する
ことを特徴とする連続鋳造鋳型内の湯面レベル測定方法。
【００１３】
β≦Ｘ（Ｌ）：ΔＶ＝α（Ｌ）・（Ｘ（Ｌ）−β）
β＞Ｘ（Ｌ）：ΔＶ＝０
α（Ｌ）：渦流センサーと鋳型短辺との距離を横軸とし電圧を縦軸としてプロットし た際のセンサーと鋳型短辺との距離によって電圧が変化する領域のプロッ トの傾きから湯面レベル（Ｌ）毎に算出する補正係数
Ｘ（Ｌ）：湯面と渦流式センサー間の電圧特性が影響を受けない、鋳型と渦流式セン
サー間の最小距離
β：鋳型と渦流式センサー間の距離
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、連続鋳造中に、鋳型幅を変更して渦流式湯面センサーと鋳型短辺との距離に変化があっても、鋳型内の湯面レベルを、継続して精度良く計測し、鋳造作業を中断することなく、高品質の鋳片を継続して鋳造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】溶鋼の連続鋳造の一態様を示す図である。
【図２】湯面−センサー間の距離が１３０ｍｍの場合における鋳型短辺−渦流センサー間の距離と発生電圧との関係を示す図である。
【図３】従来制御方法と本発明制御方法の結果を対比して示す図である。（ａ）は、従来制御方法（電圧補正なし）を示し、（ｂ）は、本発明制御方法（電圧補正あり）を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明について、図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１に、溶鋼の連続鋳造の一態様を示す。鋳型１内には、タンディッシュ３から浸漬ノズル２で、溶鋼４が供給される。鋳造中、溶鋼４の湯面５が上下に変動すると、湯面５に浮遊するスカムやパウダーが、溶鋼内に巻込まれ表面欠陥となったり、鋳片圧延後の割れの原因となるので、鋳造中、湯面５のレベルを一定に保持する必要がある。
【００１８】
そのため、湯面５のレベルを、鋳型１の内側に固定した渦流式センサー６で測定し、制御装置９で、湯面５のレベルが常に一定になるように、スライディグノズル７及び／又はストッパーノズル８の開度を制御する。
【００１９】
しかし、渦流式センサーの場合、鋳造中に鋳型幅を変更して鋳型短辺と渦流式センサーとの距離が変化すると、鋳型と渦流式センサー間の磁界が変化するため、湯面と渦流式センサー間の電圧特性が変化して、湯面レベルを正確に測定することができない。
【００２０】
それ故、鋳造途中で鋳造幅を変更する必要がある場合、鋳造作業を中断して、渦流式センサーの電圧特性を設定し直す必要があった。鋳造作業の中断は、作業効率の低下を招いていた。
【００２１】
そこで、本発明者らは、鋳造幅を変更する場合でも、鋳型短辺と渦流式センサーの距離に基づいて、湯面と渦流式センサー間の電圧特性を補正すれば、湯面レベルを精度よく計測できると発想した。
【００２２】
本発明者らは、鋳造幅の変更、即ち鋳型短辺と渦流式センサーの距離の変化が、湯面と渦流式センサー間の電圧特性に及ぼす影響を、以下の方法で測定して定量化した。
【００２３】
まず、鋳造をしていないオフラインの状態で、渦流式センサーを鋳型内の所定の位置に設置し、鉄板等の模擬湯面板を用いて、センサーと模擬湯面板との距離を変えて発生電圧を測定し、湯面−センサー間の電圧特性テーブルを作成する。この測定を、鋳型幅を変えて、即ち、渦流式センサーと鋳型短辺との距離を変えて行い、鋳型幅別（渦流式センサーと鋳型短辺との距離別）の電圧特性テーブルを作成する。
【００２４】
渦流式センサーと鋳型短辺の距離が十分に離れると、それ距離が離れても電圧特性が変化しないようになる。これを、基準テーブル（鋳型短辺からの影響を受けない鋳造幅における電圧特性テーブル）とする。
【００２５】
作成した各電圧特性テーブルから同一湯面レベルの電圧データを渦流式センサーと鋳型短辺との距離を横軸としてプロットして、センサーと鋳型短辺との距離によって電圧が変化する領域のプロットの傾きを補正係数α（Ｌ）として求める。
【００２６】
また、センサーと鋳型短辺との距離によって電圧が変化しない領域の鋳型と渦流式センサー間の最小距離Ｘ（Ｌ）を求める。
【００２７】
図２に、測定結果の一例を示す。湯面−センサー間の距離が１３０ｍｍの場合における鋳型短辺−渦流センサー間の距離と発生電圧との関係を示す。
【００２８】
図２に示すように、湯面−センサー間の距離が１３０ｍｍの場合、鋳型短辺とセンサーの距離が２５０ｍｍ以上では電圧は変わらず、２５０ｍｍ以下では距離が短くなるほど、発生電圧が高くなり、その傾きは０．０００２であった。この場合、α（１３０）＝０．０００２、Ｘ（１３０）＝２５０ｍｍとなる。
【００２９】
湯面−センサー間の距離が遠いほど、発生電圧が小さくなるので、鋳型からの影響が大きくなる。それ故、湯面レベルを正確に測定しようとする場合、発生電圧から鋳型の影響分を取り除く補正が必要となるのである。
【００３０】
このように、渦流式センサーと鋳型短辺間の距離の一次関数として電圧特性が変化し、かつ、その距離が一定値以上となると、電圧特性は、鋳型短辺からの影響を受けなくなることが解る。この点も、本発明の基礎をなす知見である。
【００３１】
以上のようにして、湯面−センサー間の距離（湯面レベル）毎に補正係数α（Ｌ）と最小距離Ｘ（Ｌ）を求める。
【００３２】
本発明者らは、以上のことを前提に、鋳型短辺の影響を定量化し、湯面−センサー間の電圧特性を補正する下記式を設定した。この点が、本発明の特徴である。
【００３３】
β≦Ｘ（Ｌ）の場合：電圧補正量ΔＶ＝α（Ｌ）・（Ｘ（Ｌ）−β）
β＞Ｘ（Ｌ）の場合：電圧補正量ΔＶ＝０
α（Ｌ）：渦流センサーと鋳型短辺との距離を横軸とし電圧を縦軸としてプロットし た際のセンサーと鋳型短辺との距離によって電圧が変化する領域のプロッ トの傾きから湯面レベル（Ｌ）毎に算出する補正係数
Ｘ（Ｌ）：湯面−センサー間の距離に応じた、鋳型短辺からの影響を受けない鋳型短              辺と渦流式センサー間の最小距離
β：鋳型と渦流式センサー間の距離
【００３４】
このようにして求められる電圧補正量ΔＶを基に、センサーと鋳型短辺との距離ごとに、電圧と湯面レベルの関係を求めておき、鋳造時には、該当するセンサーと鋳型短辺との距離に応じた電圧と湯面レベルの関係から湯面レベルを算出し制御を行う。
【００３５】
鋳造途中で鋳型幅を変更して、センサーと鋳型短辺の距離が変わる場合には、予め求めておいた距離に応じた電圧と湯面レベルの関係から、又は、逐次電圧補正量ΔＶを算出して補正することで、湯面レベルを精度よく算出して制御することができる。
【実施例】
【００３６】
次に、本発明の実施例について説明するが、実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。
【００３７】
（実施例）
鋳型厚：２５０ｍｍ、鋳型幅：１１００ｍｍの鋳型を用いて溶鋼を連続鋳造した。鋳造途中で鋳型幅を９５０ｍｍまで変更した。センサーと鋳型との距離は鋳型幅１１００ｍｍとき３００ｍｍ、鋳型幅９５０ｍｍのとき２２５ｍｍであった。また、鋳型短辺の影響を受けない湯面―センサー間の電圧特性の基準テーブルは表１の通りである。
【００３８】
【表１】
0005762333.tif 000002
【００３９】
【表２】
0005762333.tif 000003
【００４０】
このとき、表２に示すα（Ｌ）、Ｘ（Ｌ）を用いて湯面-センサー間の電圧特性テーブルを補正して測定した湯面レベルと、湯面-センサー間の電圧特性テーブルを補正せずに測定した湯面レベルとを比較した。なお、湯面レベルは、熱電対でも測定した。
【００４１】
その結果を、図３に示す。鋳造開始から１５０秒経過後、鋳型幅を１１００ｍｍから縮小していき、３５０秒経過後に鋳型幅を９５０ｍｍとした。渦流式センサーが検知した発生電圧に、本発明による上記補正を施さない場合、測定した湯面レベルは、熱電対で測定した湯面レベルと大きく乖離していることが解る。
【００４２】
一方、渦流式センサーが検知した発生電圧に、本発明による補正を施した場合、測定した湯面レベルは、熱電対で測定した湯面レベルと一致している。
【００４３】
このように、本発明によれば、鋳型幅を、鋳造途中で変更しても、湯面レベルを正確に測定することができ、鋳造作業を中断することなく、高品質の鋳片を継続して鋳造することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
前述したように、本発明によれば、溶鋼の連続鋳造中に、鋳造幅に変化があっても、鋳型内の湯面レベルを、継続して精度良く計測し、鋳造作業を中断することなく、高品質の鋳片を継続して鋳造することができる。よって、本発明は、鉄鋼産業において利用可能性が高いものである。
【符号の説明】
【００４５】
１    鋳型
２    浸漬ノズル
３    タンディッシュ
４    溶鋼
４ａ    凝固殻
５    湯面
６    渦流式センサー
７    スライディグノズル
８    ストッパーノズル
９    制御装置
【図１】
0005762333.tif 000004
【図２】
0005762333.tif 000005
【図３】
0005762333.tif 000006