JPS5915738B2 - 連続鋳造鋳片における凝固厚み測定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、溶融金属（以下単に溶湯という）の連続鋳造
法において鋳型から連続的に引出される鋳片の凝固厚み
を測定する方法に係る。

一般に溶湯の連続鋳造法では第１図に示すようにタンデ
イツシユ１を通し、所定の断面形状をもつた鋳型２内に
溶湯３を注入し、下方から鋳片４として連続的に引出し
ている。

鋳型２から引出された鋳片４の内部は未凝固の溶湯３を
残し、漸次全体が凝固していくことはよく知られている
。而してかかる鋳片４の完全凝固点、あるいは所定位置
における鋳片の凝固厚みを正確に検出、測定することは
、内部の溶湯がこの凝固シェルを破つて外側に漏出する
所謂プレーグアウト事故を防いだわ、冷却進度や引抜速
度など所謂鋳造条件を最適にすることにより安全性、生
産性、品質を大巾に５ 向上させる情報にし得ることも
またよく知られている。従来からこのような鋳片の凝固
厚みを測定することを目的として超音波を利用する種種
の方式が提案されまた試験されてきたが、精度の面、実
際１０設備への適用においてもいずれも問題があり、い
まだ決定的な厚み測定法が具現化されていないのが実情
である。

例えば、第２図に示すように、鋳片に対し内部に発信器
、受信器を収納したロール５を押しつけ、１５発信器よ
り発信した超音波を鋳片の外側ｂ点と凝固シェルの内側
ｃ点とのパルス反射エコーの時間差より凝固厚みを測定
する方法が知られている。

この方式は、１ ロールの内胴ａ点での反射が全エネル
ギーのフ０ ほぼ９４％を占めること。

２ 又ｂ点での反射も大きいこと、従つてｃ点での反射
エネルギーは極めて小さくなる。

３ さらに反射波がａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ点で生じ、ｃ点
での反射エネルギーが極めて小さいこととク５ 相俟つ
てＳ／Ｎ比が悪く、実際の凝固厚みを測定するには情度
面で極めて大きな問題がある。

さらに第３図に示すように鋳片４に対し相対して超音波
の発信器を配置して超音波を透過させ凝固厚さの違いに
より音波の通過時間の変化度合を３０とヤ、凝固厚さを
推定する所謂インパルス透過法も知られている。然し、
この方法も第２図の場合と同様、鋳片外面における反射
が極めて大きく、その上透過時間によつて推定する方法
であるため実際の未凝固溶湯がどの程度存在するかが不
明確３５であわ、従つて測定誤差が第２図における反射
法よりも大きいという欠点がある。そのほか横波を利用
するインパレス透過法が特公昭４８−３９３２号で開示
されているが、この方式は未凝固部分の存在により音波
が受信されていないことを検知するものであるから完全
凝固していることのみを判断できるが凝固厚みを測定す
るという目的にはそぐわない。

そのほか遅延棒を鋳片に溶接して凝固厚みを測定する方
法が昭４８−１００３４９号で公開されているが、この
方法は凝固厚みを連続的に測定出来ない欠点がある。本
発明はこれらの実情に鑑み種種の検討の結果電磁力を利
用して鋳片に超音波を入射させ固相一液相境界での反射
エコーを電気的に検出する極めて精度の高い凝固厚み測
定方法を見い出したものであジ、以下実施例にもとづき
図面によつて詳細に説明する。第４図に本発明による原
理図を示しておシ溶湯３の外壁は冷却されて鋳片４を形
成して訃Ｄ、鋳片４の近傍に送受信器を配置している。

磁界発生用電源装置７によつて送受信器６に磁界発生用
電流を供給しており１電気信号は送信用回路８によつて
送受信器６に供給されておシ、受信信号は増幅器９によ
つて増幅され、ブラウン管表示装置１０によつて測定結
果を表示させる。本発明の特徴は鋳片４に送受信器６を
接触させることなく電磁力を利用して鋳片に超音波を透
入させ鋳片４の固相一溶湯３の液相境界での反射エコー
を電気的に検出することにある。

以下に電磁力を利用して鋳片内に超音波を送受信する方
法（以下単に電磁超音波という）の一例を説明する。

第５図に回転対称軸をもつ送受信器の断面図を示してい
る。

１１は磁界用のコイルで電源７に接続される。

１２は送信用のコイルで送信回路８に接続される。

１３は受信用コイルで増幅器９を通じてブラウン管表示
装置１０に接続される。

１４は磁界用の鉄心である。

例えば、磁界用電源７よシ磁界コイル１１に電圧（例え
ば直流２００）を印加すると、磁界（５ＫＧ）が発生し
、鋳片４には第５図口に示すように磁路が出来る。

送信コイル１２には送信回路どの組合せによう振動電流
（例えば、ＲＬＣ共振の減衰振動ｆ？２１ＶＨＤを第５
図の口に示すように流すと、鋳片４の表面に渦電流１５
が発生し、磁界との相互作用の結果フレミングの左手法
則により液相３の方向に運動力ｆが生じ、電気振動が機
械振動に変換され、超音波として液相３の方向に進行す
る。固相４と液相３の境界での反射エコーは第５図のハ
に示すように鋳片表面方向に達して磁界との相互作用の
結果、フレミングの右手法則により渦電流１６が生じ、
機械振動が電気振動に変換され、これが受信コイル１３
に検出される。

また、受信コイルは送信コイルに流れる電流をも検出す
るため、ブラウン管表示装置１０には増幅器９で増幅さ
れた送信信号Ｔと検出信号Ｆが表示される。その表示内
容を第５図イに示す。即ち、差ＴＯが凝固厚みとして測
定される。このようにして電磁超音波は鋳造中の鋳片に
超音波を前述した従来法と全く異なる方法で簡単に送受
信することが出来るため、次に述べる利点がある。

１電磁超音波は送受信器６を鋳片に接触することなく超
音波の送受信が出来るため、前述した従来の超音波法の
ようにロールや遅延棒その他一切の接触媒質を使用する
必要がない。

２鋳造中の鋳片はある一定速度で引抜かれているが、電
磁超音波は鋳片に接触することなく送受信出来るため、
引抜速度の増減に左右されることなく安定にしかも連続
的に測定出来る。

本実施例では、磁界としては直流電流による磁界で説明
をしたが、これは永久磁石、またはコイルにパルス状の
大電流を流して誘起されるパルス状磁界でもよく、特に
制限するものではない。

又、電気信号送信用コイルならびに受信用コイルとして
別のものを使用しているが、その時間差を利用して同一
コイルで行うことも出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般の連続鋳造の原理を示す断面図、第２図〜
第３図は従来法の説明図であり、第４図は本発明による
測定装置のプロツク図であ）、第５図イ、口、ハは本発
明の超音波の送受信の原理を示す説明図である。 １：タンデイツシユ、２：鋳型、３：溶湯、４：鋳型、
５：ロール、６：送受信器、７：磁界発生用電源装置、
８：送信用回路、９：増輻器、１０：ブラウン管表示装
置、１１：磁界コイル、１２：送信用コイル、１３：受
信用コイル、１４：鉄心。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 鋳片に磁界を加えた状態で該鋳片に渦電流を誘起さ
   せることにより超音波を透入させ、鋳片の固相一液相の
   境界からの反射超音波を鋳片に加えた磁界により電気的
   に変換して検出することを特徴とする連続鋳造鋳片の凝
   固厚み測定方法。