專利名稱：鑄片表面溫度測定裝置及鑄片表面溫度測定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種即使在嚴(yán)酷的環(huán)境下也能夠長時(shí)間、穩(wěn)定地測定鑄片表面的溫度的鑄片表面溫度測定裝置及鑄片表面溫度測定方法。本申請基于2009年04月16日在日本國申請的2009-099994號(hào)專利申請請求優(yōu)先權(quán)，在此引用其內(nèi)容。
背景技術(shù)：
在坯料的連續(xù)鑄造中，要高生產(chǎn)率地鑄造表面及內(nèi)部質(zhì)量良好的高品質(zhì)鑄片，需要防止漏鋼(O —々Τ"々卜)等操作故障的發(fā)生。在防止漏鋼的方法中，有以下這樣的例子。當(dāng)凝固殼被鑄模內(nèi)的銅板表面完全地束縛住時(shí)，該凝固殼的溫度就會(huì)降低到居里點(diǎn)。因此，出現(xiàn)通過檢測出凝固殼的溫度降低到居里點(diǎn)而檢驗(yàn)到凝固殼的束縛，暫時(shí)停止鑄片的拉拔的方法。詳細(xì)而言，從外部向鑄模內(nèi)的鑄片施加直流磁場，將凝固殼磁化，并且通過檢測磁力線的變化，能夠檢測出凝固殼是否降低到居里點(diǎn)(例如參照專利文獻(xiàn)1)。專利文獻(xiàn)1 (日本)特公昭56-7456號(hào)公報(bào)(權(quán)利要求書)但是，當(dāng)注入鑄模內(nèi)的鋼液流中產(chǎn)生偏斜，鋼液流沖擊凝固殼時(shí)的凝固殼的再溶解變得顯著時(shí)，局部的凝固殼厚度就會(huì)不足。其結(jié)果有時(shí)會(huì)招致被稱為開孔性漏鋼的操作故障。這樣的操作故障不能通過上述那樣的檢測凝固殼降低到居里點(diǎn)的方法完全地防止。 即，如果能夠正確地測定鑄片表面的溫度，將鑄片表面控制到合適的溫度，則開孔性漏鋼就能夠避免。因此，下面對鑄片表面的溫度測定方法進(jìn)行說明。首先，具有通過輻射溫度計(jì)測定鑄片表面的溫度的方法。但是，用輻射溫度計(jì)測定時(shí)，根據(jù)測定部位的不同而存在有限制。具體而言，需要在測定部位與輻射溫度計(jì)之間的環(huán)境中無水蒸氣或水、或者在有水蒸氣或水的情況下以不受水蒸氣或水的影響的方式一邊用高壓空氣將輻射溫度計(jì)前面的水蒸氣或水吹開一邊進(jìn)行測定。在使用上述的輻射溫度計(jì)防止開孔性漏鋼的情況下，需要管理鑄模正下方的鑄片表面溫度。即，通過在鑄模正下方配置輻射溫度計(jì)，測定鑄模正下方的鑄片表面溫度，能夠檢測引起開孔性漏鋼的程度的鑄片表面溫度上升的狀況，其結(jié)果能夠?qū)㈤_孔性漏鋼的發(fā)生防患于未然。但是，由于在鑄模的正下方用大量的水冷卻鑄片，所以，在輻射溫度計(jì)與鑄片表面之間為大量的水、水蒸氣、粉末、污垢等飛散的嚴(yán)酷的環(huán)境。因此，即使是使用高壓空氣，用輻射溫度計(jì)正確地測定鑄片表面溫度也變得極為困難。另外，提案有被認(rèn)為是抗上述那樣的嚴(yán)酷的環(huán)境比較強(qiáng)的、利用波長為Iym以下的短波長區(qū)域的輻射溫度計(jì)。但是，即使是使用該輻射溫度計(jì)，測定數(shù)據(jù)的偏差也較大，難以進(jìn)行穩(wěn)定的測定。另外，作為測定鑄片表面溫度的其它方法，有向鑄模銅板內(nèi)埋入多數(shù)的熱電偶，通過這些熱電偶監(jiān)視鑄片表面的溫度變化的方法。但是，在該方法中，如果為鑄模內(nèi)的熱液面位的附近，則能夠靈敏度好地測定鑄片表面溫度的變化，但在鑄模的下方，在鑄片表面與鑄模內(nèi)銅板之間產(chǎn)生氣隙，因此難以正確地測定鑄片表面溫度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述狀況而研制的，其目的在于提供一種即使在大量的水或水蒸氣等存在的嚴(yán)酷的環(huán)境下，也能夠長時(shí)間、穩(wěn)定地測定鑄片表面的溫度的鑄片表面溫度測定裝置及鑄片表面溫度測定方法。本發(fā)明為了解決上述問題，實(shí)現(xiàn)相關(guān)目的而采用以下的手段。艮口，(1)本發(fā)明的鑄片表面溫度測定裝置具備磁場勵(lì)磁裝置，其相對于鑄片的表面大致垂直地施加交變磁場；磁場檢測裝置，其檢測所述交變磁場，從而用于檢測因所述鑄片的表面溫度而變化的磁力線；表面溫度導(dǎo)出裝置，其根據(jù)通過該磁場檢測裝置檢測所述交變磁場而得到的感應(yīng)電動(dòng)勢和預(yù)先確定的對應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)，導(dǎo)出所述鑄片的所述表面溫度， 所述磁場勵(lì)磁裝置具有螺線管狀的勵(lì)磁線圈，所述磁場檢測裝置具有配置于所述鑄片的所述表面與所述勵(lì)磁線圈之間的螺線管狀的檢測線圈，所述對應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)為表示將預(yù)先確定的居里點(diǎn)夾于其間的溫度區(qū)間的鑄片表面溫度和感應(yīng)電動(dòng)勢的對應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)。根據(jù)上述鑄片表面溫度測定裝置，通過將檢測線圈配置于鑄片表面與勵(lì)磁線圈之間，難以受到鑄片角部附近的低溫部的影響。其結(jié)果能夠更加高精度地測定檢測線圈前面、 即鑄片短片中央附近的鑄片表面溫度。另外，所述對應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)中的鑄片表面溫度的下限為居里點(diǎn)負(fù)200°C左右，上限為居里點(diǎn)正100°c左右。這是因?yàn)槿Q于鋼的磁特性的溫度依賴性(從常溫到居里點(diǎn)變?yōu)閺?qiáng)磁體，居里點(diǎn)以上為常磁體，進(jìn)而高溫下為非磁體)的結(jié)果。即、如果被施加磁場的區(qū)域如果為非磁體，則磁力線不會(huì)因有無施加磁場而變化。當(dāng)被施加磁場的區(qū)域的溫度下降且為常磁體、強(qiáng)磁體時(shí)，磁力線就會(huì)向該部分集中，因此，磁力線就會(huì)發(fā)生變化。另外，在強(qiáng)磁體的條件下，磁力線的變化更加明顯。但是，當(dāng)被施加磁場的區(qū)域?yàn)閺?qiáng)磁體，在該區(qū)域上磁飽和時(shí)，磁力線不繼續(xù)變化，因此，不會(huì)看到電壓的變化。因此，一旦磁飽和，即使溫度繼續(xù)下降，也不會(huì)再看到磁力線的變化即電壓的變化。這樣來決定測定溫度的上下限值。(2)在上述(1)所述的鑄片表面溫度測定裝置中，所述對應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)也可以為表示所述鑄片表面溫度和所述感應(yīng)電動(dòng)勢的對應(yīng)關(guān)系的數(shù)學(xué)式。(3)在上述(1)所述的鑄片表面溫度測定裝置中，也可以采用下述構(gòu)成所述鑄片為使用鑄模且通過從該鑄模的下方拉拔的連續(xù)鑄造而得到的坯料，所述磁場勵(lì)磁裝置及所述磁場檢測裝置配置于所述鑄模的正下方且比冷卻所述鑄片的短邊側(cè)的冷卻帶更下方的鑄片短邊側(cè)。該情況下，可以在冷卻鑄片短邊側(cè)的冷卻帶上，將鑄片的表面溫度暫且冷卻到居里點(diǎn)以下，之后馬上測定由于回?zé)岫硅T片的表面溫度上升的部分的表面溫度。(4)在上述⑴所述的鑄片表面溫度測定裝置中，優(yōu)選的是，由所述磁場勵(lì)磁裝置勵(lì)磁的磁場的施加頻率為0. 5Hz以上且20Hz以下。(5)本發(fā)明的鑄片表面溫度的方法，使用上述⑴ ⑷中任一項(xiàng)所述的鑄片表面溫度測定裝置測定所述鑄片的所述表面溫度，其具備利用所述磁場勵(lì)磁裝置對所述鑄片施加所述交變磁場，且通過所述磁場檢測裝置檢測所述交變磁場的工序；通過所述表面溫度導(dǎo)出裝置導(dǎo)出所述鑄片的所述表面溫度的工序。
如以上說明，根據(jù)本發(fā)明的鑄片表面溫度測定裝置或者鑄片表面溫度測定方法， 即使在大量的水或水蒸氣等存在的嚴(yán)酷的環(huán)境下，也能夠長時(shí)間、穩(wěn)定地測定鑄片表面溫度。


圖1是表示在強(qiáng)冷卻鑄模正下方的鑄片短邊側(cè)的同時(shí)從下方拉拔坯料進(jìn)行連續(xù)鑄造的工藝中、的距熱液面的距離和坯料表面溫度的關(guān)系的圖表；圖2A是說明測定鑄片表面溫度的方法的基本原理的示意圖；圖2B是表示本發(fā)明一實(shí)施方式的鑄片表面溫度測定裝置的構(gòu)成的塊圖；圖3是表示鑄片表面溫度和傳感器電壓的關(guān)系的圖表；圖4是表示圖3所示的550°C 850°C的溫度區(qū)域的傳感器電壓和鑄片表面溫度的關(guān)系的圖表；圖5是表示施加于勵(lì)磁線圈的頻率和表皮深度的關(guān)系的圖表；圖6A是表示確認(rèn)由于檢測線圈配置的不同而引起的鑄片角部的電壓變化的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的示意圖；圖6B是表示確認(rèn)由于檢測線圈配置的不同而引起的鑄片角部的電壓變化的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖表；圖7A是表示比較實(shí)驗(yàn)的測定結(jié)果的圖表，是表示測定的時(shí)間和鑄片表面溫度的關(guān)系的圖表；圖7B是表示實(shí)施例的測定結(jié)果的圖表，是表示測定的時(shí)間和鑄片表面溫度的關(guān)系的圖表。符號(hào)說明1 鑄片2勵(lì)磁線圈3檢測線圈4玻璃環(huán)氧制管5外徑Imm的聚酯覆蓋銅線6外徑0. 3mm的聚酯覆蓋銅線7恒定電流放大器8振蕩器9信號(hào)處理器10鎖定放大器
具體實(shí)施例方式下面，參照

本發(fā)明的鑄片表面溫度測定裝置及鑄片表面溫度測定方法的一實(shí)施方式。在本實(shí)施方式中，就使用內(nèi)部空間為長方體形狀的鑄模從下方拉拔坯料進(jìn)行連續(xù)鑄造時(shí)，測定鑄模的正下方的鑄片表面溫度的裝置及方法進(jìn)行說明。在鑄模的長邊側(cè)的下方，從鑄模正下方到拉拔的鑄片最終凝固的位置的附近之間，用多數(shù)的滾筒支承鑄片，但是，在短邊側(cè)的下方，僅由設(shè)于鑄模正下方的幾根滾筒支承鑄片。因此，在鑄片的長邊側(cè)能夠在滾筒之間將冷卻用噴頭安置至凝固結(jié)束的位置而進(jìn)行冷卻，而在短邊側(cè)在從鑄模正下方到滾筒存在的位置的范圍內(nèi)使表面溫度降低，需要確保能夠承受鋼液頭部的凝固殼厚。因此，用水等強(qiáng)冷卻鑄模正下方的鑄片的短邊側(cè)，由此，鑄片表面的溫度變化為圖1中示意性表示的那樣的溫度圖案。在圖1中應(yīng)該注意通過自鑄片的短邊側(cè)的強(qiáng)冷卻，鑄片表面溫度暫時(shí)降低到居里點(diǎn)Tc以下，之后，通過回?zé)岫仙倪@點(diǎn)。居里點(diǎn)為磁性變態(tài)點(diǎn)。鋼在常溫到居里點(diǎn)之間變?yōu)閺?qiáng)磁體，在居里點(diǎn)以上變?yōu)槌４朋w， 進(jìn)而在高溫下變?yōu)榉谴朋w。在本實(shí)施方式中，使用利用該性質(zhì)的溫度傳感器測定鑄片表面溫度。圖2A為用于說明測定鑄片表面溫度的方法的基本原理的示意圖，圖2B為表示本實(shí)施方式的鑄片表面溫度測定裝置的構(gòu)成的塊圖。下面，使用圖2A，說明測定鑄片表面溫度的方法的基本原理。首先，利用勵(lì)磁線圈2，對鑄片1的表面施加垂直磁場。這樣，由于鑄片1的表面溫度而磁力線發(fā)生變化，因此，用檢測線圈3檢測該磁力線的變化。而且，通過使用由該檢測得到的感應(yīng)電動(dòng)勢和預(yù)先確定的鑄片表面溫度和感應(yīng)電動(dòng)勢的關(guān)系式，能夠測定鑄片1的表面溫度。如圖2A所示，本實(shí)施方式的鑄片表面溫度測定裝置作為主要的構(gòu)成要素具備向鑄片1的表面施加交變磁場的螺線管狀的勵(lì)磁線圈2、檢測磁力線的變化的螺線管狀的檢測線圈3、利用表示預(yù)先確定的鑄片表面溫度和感應(yīng)電動(dòng)勢的關(guān)系的關(guān)系式計(jì)算鑄片表面溫度的計(jì)算裝置(未圖示)。檢測線圈3配置于勵(lì)磁線圈2的前方側(cè)(即，鑄片1的表面和勵(lì)磁線圈2之間)。 其理由后面敘述。如圖2B所示，勵(lì)磁線圈2是在外徑30mm的玻璃環(huán)氧制管4的周圍纏繞500圈的外徑Imm的聚酯覆蓋銅線5的結(jié)構(gòu)。另外，檢測線圈3是在玻璃環(huán)氧制管4的周圍纏繞40 圈的外徑0. 3mm的聚酯覆蓋銅線6的結(jié)構(gòu)。另外，關(guān)于勵(lì)磁線圈2及檢測線圈3構(gòu)成的一套線圈裝置，作為傳感器被收納于不銹鋼制的圓筒殼體(未圖示)內(nèi)。通過由未圖示的裝置供給的干燥空氣強(qiáng)制冷卻該圓筒殼體內(nèi)部。在勵(lì)磁線圈2上通過配線連接有恒定電流放大器7，在該恒定電流放大器7上連接有振蕩器8。在檢測線圈3上通過配線連接有信號(hào)處理器9。該信號(hào)處理器9由運(yùn)算放大器或電阻、電容器等構(gòu)成，帶有電壓放大及低通濾波器或帶通濾波器等濾波處理功能。在該信號(hào)處理器9上連接有鎖定放大器10。該鎖定放大器10為從恒定電流放大器7讀入1. 5Hz 的信號(hào)作為參考信號(hào)且輸出同一頻率電壓大小的模擬設(shè)備，也能夠檢測與參考信號(hào)的相位差。另外，可以用計(jì)算機(jī)(未圖示)的功能代替處理信號(hào)處理器9及鎖定放大器10的功能。該情況下，只要將由檢測線圈3檢測出的信號(hào)(磁力線的變化)通過AD變換器讀入計(jì)算機(jī)，由程序軟件實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理器9和鎖定放大器10的功能即可。上述鑄片表面溫度測定裝置固定于較之在鑄模正下方強(qiáng)冷卻鑄片1的短邊側(cè)的冷卻帶更下方的鑄片短邊側(cè)。固定于冷卻帶的更下方是為了在鑄模正下方的冷卻帶上將鑄片1暫且冷卻到鑄片表面溫度到居里點(diǎn)以下，之后馬上測定通過回?zé)岫T片表面溫度上升的部分的表面溫度的緣故。另外，如圖2A及圖2B所示，上述鑄片表面溫度測定裝置優(yōu)選玻璃環(huán)氧制管4的內(nèi)徑(或者外徑)的中心和鑄片1的短邊中央位置相互相對地配置。在該鑄片表面溫度測定裝置中，用振蕩器8制作出1. 5Hz的交流信號(hào)，將該交流信號(hào)用恒定電流放大器7放大為一定大小的交流電，向勵(lì)磁線圈2通電。其結(jié)果，勵(lì)磁線圈2 向鑄片1勵(lì)磁交變磁通量Φ。即，通過勵(lì)磁線圈2相對于鑄片1的短邊側(cè)的表面大致垂直地施加交變磁場。而且，在鑄片1的表面為非磁體的情況下，如圖2Α中虛線所示，與真空中的情況同樣地，磁場一邊擴(kuò)大一邊向鑄片1的內(nèi)部侵入。當(dāng)鑄片1的表面帶有磁性時(shí)，如圖 2Α中實(shí)線所示，由于該部分磁場集中，從而磁力線大幅變化。該磁力線的變化由鑄片1的表面溫度、即鑄片1的表面的導(dǎo)磁率決定。于是，通過檢測線圈3檢測該磁力線的變化。詳細(xì)地說明利用檢測線圈3進(jìn)行的磁力線的變化的檢測。在檢測線圈3上感應(yīng)NXdcj5c/dt(N 檢測線圈3的圈數(shù)、Φο 檢測線圈3的交鏈磁通量數(shù)、t:時(shí)間)的交流電壓。該交流電壓由信號(hào)處理器9經(jīng)由5Hz的低通濾波器去除噪聲，并且由鎖定放大器10處理，檢測1. 5Hz頻率成分的電壓值。即，當(dāng)由于鑄片1的表面溫度而交變磁通量Φ的分布變化時(shí)，檢測線圈3的交鏈磁通量數(shù)Φ c發(fā)生變化，因此，檢測線圈3上感應(yīng)的交流電壓變化，能夠檢測該變化的交流電壓。而且，基于由檢測線圈3檢測的磁力線的變化而得到的感應(yīng)電動(dòng)勢和上述關(guān)系式，上述計(jì)算裝置計(jì)算出鑄片1的表面溫度。這樣，能夠測定鑄片1的表面溫度。如上述基本原理中所說明，在通過本實(shí)施方式的鑄片表面溫度測定裝置測定鑄片表面溫度中，需要預(yù)先確定表示鑄片表面溫度和感應(yīng)電動(dòng)勢(即，通過檢測線圈3檢測的電壓)的關(guān)系的關(guān)系式。于是，由于進(jìn)行用于導(dǎo)出該關(guān)系式的一例的實(shí)驗(yàn)，所以下面對該實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果進(jìn)行說明。圖3為表示鑄片溫度(鑄片表面溫度)和電壓(由檢測線圈3檢測的電壓)的關(guān)系的圖表。圖4為表示圖3所示的550°C到850°C的溫度區(qū)域中的傳感器電壓和鑄片表面溫度的關(guān)系的圖表。該關(guān)系式(即，表示電壓和鑄片表面溫度的關(guān)系的關(guān)系式)如下式(1) 所示。另外，下式(1)中的χ為通過檢測線圈3檢測出的電壓值V和非磁體溫度區(qū)域的電壓5. 54V之間的差設(shè)為10倍的值，y為鑄片表面溫度(°C )，R為相關(guān)系數(shù)。y = 177. 54χ6_1509· 1χ5+4497. 4χ4_6381· 4χ3+4631. 6χ2_1681· 9χ+944. 07 (式 1)R2 = 0. 9922在本實(shí)驗(yàn)中，通過加熱爐將鑄片樣本加熱到1200°C左右，以能夠向該加熱的鑄片樣本的表面垂直地施加磁場的方式配置圖2B所示的鑄片表面溫度測定裝置。進(jìn)而，將該鑄片表面溫度測定裝置固定于玻璃環(huán)氧制管4和鑄片樣本的表面的距離為30mm的位置上。另外，在距鑄片樣本表面Imm深度的內(nèi)部安置有熱電偶，測定鑄片樣本的溫度。該結(jié)果表示于圖3。如圖3所示，在高溫側(cè)，通過檢測線圈3檢測出的電壓(傳感器電壓)基本一定， 但在將居里點(diǎn)Tc夾于其間的溫度區(qū)域r內(nèi)確認(rèn)到電壓變化。另外，關(guān)于在電壓變化的溫度區(qū)域r，就鋼板表面溫度和電壓的關(guān)系而言，通過進(jìn)行例如圖4中所示的多項(xiàng)式近似處理， 能夠得到上述式(1)那樣的關(guān)系式。這表示本實(shí)施方式的鑄片表面溫度測定裝置能夠靈敏度好地檢測將居里點(diǎn)Tc夾于其間的溫度區(qū)域r的磁特性的變化。S卩，由該實(shí)驗(yàn)結(jié)果得知， 例如在從居里點(diǎn)Tc約負(fù)200°C到居里點(diǎn)Tc約正100°C的溫度區(qū)域，作為鑄片表面的溫度計(jì)可以靈活應(yīng)用。另外，對于電壓急劇變化的上述溫度區(qū)域，溫度和電壓的關(guān)系進(jìn)行例如圖4所示的那樣的多項(xiàng)式近似處理，由此，能夠得到上式(1)那樣的關(guān)系式。這表示本實(shí)施方式的測定裝置能夠靈敏度好地檢測在居里點(diǎn)Tc的附近的鑄片表面的磁特性的變化，意味著例如在居里點(diǎn)Tc從約負(fù)200°C到約正100°C的溫度區(qū)域，作為鑄片表面的溫度計(jì)能夠靈活應(yīng)用。其次，在測定鑄片短邊部的表面溫度時(shí)，優(yōu)選盡可能地測定短邊中央部的表面溫度。這是因?yàn)樽試娮斓膰姵隽饕鸬拈_孔性漏鋼依賴于短邊中央部的表面溫度。但是，勵(lì)磁線圈的交變磁場雖然極小，但是到達(dá)鑄片角部，所以由于鑄片角部的溫度也會(huì)導(dǎo)致檢測線圈的電壓變化，而成為干擾因素。通常，鑄片角部的表面溫度與短片中央部相比容易散熱，其表面溫度與中央部的相比較低。因此，相比短片中央部，鑄片角部的相對導(dǎo)磁率較大，因此，被勵(lì)磁的交變磁場雖然極小，但還是會(huì)產(chǎn)生因鑄片角部的溫度變化引起的檢測線圈的電壓變化。另外，角部受到從配置于長邊側(cè)的滾筒間的噴頭噴射出的冷卻水的冷卻，溫度也因長邊側(cè)的冷卻條件而不同，所以，也會(huì)產(chǎn)生由此導(dǎo)致的電壓變化。因此， 鑄片角部的溫度變化引起的檢測線圈的電壓變化優(yōu)選盡可能地小。于是，如圖6A所示，在相對于鑄片(配置于該圖的玻璃環(huán)氧制管4的紙面下方，但在該圖中省略圖示)將檢測線圈3配置在勵(lì)磁線圈2的前方(為圖6A中的參照符號(hào)3(a) 中所示的配置，下面稱為前方配置)、或者后方(為圖6A中的參照符號(hào)3 (b)所示的配置，下面稱為后方配置)的情況下，調(diào)查由于鑄片角部的影響而檢測線圈3的電壓如何變化。在本實(shí)驗(yàn)中，首先，在兩種條件下比較鐵制角鐵11在傳感器即檢測線圈3的中心線(即、玻璃環(huán)氧制管4的直徑的中心軸線)上且距檢測線圈3為30mm距離的位置時(shí)的檢測線圈3的測定電壓(AV中心)。其次，在鑄片角部相當(dāng)位置、即距檢測線圈3的中心軸線120mm、向徑方向移動(dòng)的位置放置鐵制角鐵11，測定檢測線圈3的電壓值(Δν角)，并求出除以首先測定的中心軸線上的電壓值(Δν中心)的值(AV角/AV中心)。將實(shí)驗(yàn)結(jié)果示于圖6Β。得知在中心軸線上放置角鐵11時(shí)的電壓值(Δν中心)在將檢測線圈3配置于前方時(shí)比配置于后方的情況下約大兩倍。這表示短片中央部的磁通量變化、即對于溫度變化的靈敏度高。下面，得知對于將角鐵11放置于鑄片角部相當(dāng)位置的情況下的電壓值(ΔΥ角) 和放置于中心軸線上的情況下的電壓值(Δ V中心)的比(圖6Β中的(角影響))，將檢測線圈3配置于前方時(shí)相比配置于后方小至約1/10。這意味著通過將檢測線圈3配置于前方， 能夠降低鑄片角部的溫度變化引起的檢測線圈3的電壓變化，能夠高靈敏度地測定短邊中央的表面溫度。將檢測線圈3配置于前方時(shí)，鑄片角部的影響能夠降低的理由是因?yàn)閷⒔氰F11放置于鑄片角部相當(dāng)位置的情況下的檢測線圈3交鏈的磁通量的變化比配置于前方的情況小。根據(jù)上述的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確認(rèn)了，通過設(shè)為將檢測線圈3配置于鑄片和勵(lì)磁線圈2之間的前方配置，與后方配置的情況相比，能夠精度更好地測定鑄片的短邊中央部的表面溫度。由上述振蕩器8振蕩并施加到勵(lì)磁線圈2的頻率優(yōu)選設(shè)定為0. 5Hz以上且20Hz
8以下。這是因?yàn)楫?dāng)為小于0.5Hz的低頻率側(cè)時(shí)，相位檢波從檢測線圈3送出的信號(hào)時(shí)的時(shí)間常數(shù)需要為1分鐘以上，本鑄片表面溫度測定裝置的響應(yīng)速度變慢。另一方面，當(dāng)為高于 20Hz的高頻率側(cè)時(shí)，磁場浸透的深度即表皮深度變薄，因此，磁場更加向鑄片表面集中。如圖5所示，即使相對導(dǎo)磁率為200左右，在20Hz的頻率下，也能夠確保表皮深度為IOmm左右(0.01m左右)。這就意味著鑄片表面存在振痕等凹凸，除此以外，由于脹形加工等，鑄片表面和本鑄片表面溫度測定裝置之間的距離微妙地變動(dòng)，因此，當(dāng)頻率變高時(shí)，就容易受其影響，因此，優(yōu)選將表皮深度確保為IOmm左右。因此，頻率的上限值優(yōu)選設(shè)定為20Hz。實(shí)施例將檢測線圈3設(shè)置在勵(lì)磁線圈2的前方即勵(lì)磁線圈2與鑄片表面之間，進(jìn)行用于確認(rèn)作為鑄片表面溫度測定裝置的有效性的實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)的條件如下所示。(實(shí)驗(yàn)條件)鑄片寬度1000 1800mm鑄造速度0. 75 1. 2m/分鐘鋼種類中碳Al-鎮(zhèn)靜鋼傳感器的設(shè)置位置(鑄片表面溫度測定裝置的設(shè)置位置)距鑄模內(nèi)熱液面Im以下且鑄模短邊冷卻帶的正下方傳感器(鑄片表面溫度測定裝置的檢測線圈3的前端)和鑄片表面的距離30mm施加到勵(lì)磁線圈2的交流電的頻率1. 5Hz在本實(shí)施例中，鑄片表面溫度測定裝置設(shè)置于鑄模短邊正下方。因此，即使調(diào)整應(yīng)該能將鑄片的寬度進(jìn)行各種變更的鑄模，也能夠使鑄片表面溫度測定裝置和坯料表面之間的距離大致一定(即，使通過勵(lì)磁線圈2向鑄片的短邊側(cè)的表面大致垂直地施加的交變磁場大致一定)。圖7A為表示將上述實(shí)驗(yàn)條件中的鑄片表面溫度測定裝置換為現(xiàn)有的輻射溫度計(jì)進(jìn)行的比較試驗(yàn)的測定結(jié)果的圖表，表示測定的時(shí)間和鑄片表面的溫度的關(guān)系。圖7B為上述實(shí)驗(yàn)條件下的測定結(jié)果，為表示測定時(shí)間和鑄片表面溫度的關(guān)系的圖表。如圖7A所示，在比較實(shí)驗(yàn)中，由于受到輻射溫度計(jì)和鑄片表面之間存在的水膜或水蒸氣的影響，所以測定值出現(xiàn)大幅偏差，不能準(zhǔn)確地測定鑄片表面溫度。與此相對，如圖 7B所示，在本實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，確認(rèn)了如果使用本實(shí)施方式的鑄片表面溫度測定裝置， 則能夠穩(wěn)定地測定鑄片表面溫度。根據(jù)上述實(shí)施方式及上述實(shí)施例，通過使用上述的鑄片表面溫度測定裝置，即使在進(jìn)行鋼的連續(xù)鑄造的鑄模的正下方，且在大量的水或水蒸氣等存在的嚴(yán)酷的環(huán)境下，也能夠長時(shí)間、直接地且穩(wěn)定地測定鑄片表面溫度。換言之，可以用鑄模正下方的冷卻帶將鑄片表面溫度暫時(shí)冷卻到居里點(diǎn)以下，之后馬上長時(shí)間、直接地且穩(wěn)定地測定因回?zé)岫T片表面溫度上升的部分的表面溫度。另外，能夠不依賴鑄片尺寸而測定鑄片表面溫度。因此， 通過使用本實(shí)施方式的鑄片表面溫度測定裝置及鑄片表面溫度測定方法，能夠進(jìn)行操作異常的漏鋼或鋼液流中產(chǎn)生偏斜的偏流的檢驗(yàn)。另外，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式及上述實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)，可以進(jìn)行各種變更而實(shí)施。例如，也可以采用在測定鑄片表面溫度時(shí)，在鑄模正下方的鑄片的短邊側(cè)的兩方分別配置上述的鑄片表面溫度測定裝置，檢測到由一鑄片表面溫度測定裝置測定的鑄片表面溫度比通常的鑄造時(shí)的表面溫度高的情況下，識(shí)別為有可能發(fā)生開孔性漏鋼，通過暫且停止連續(xù)鑄造，將漏鋼的發(fā)生防患于未然的方法。另外，在上述實(shí)施方式中，通過使用預(yù)先確定的鑄片表面溫度和感應(yīng)電動(dòng)勢的關(guān)系式，導(dǎo)出鑄片1的表面溫度，但也可以通過表示預(yù)先確定的鑄片表面溫度和感應(yīng)電動(dòng)勢的對應(yīng)關(guān)系的對應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)(例如表示圖4中所示的對應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù))，導(dǎo)出鑄片1的表面溫度。產(chǎn)業(yè)上的可利用性根據(jù)本發(fā)明的鑄片表面溫度測定裝置或鑄片表面溫度測定方法，即使在大量的水或水蒸氣等存在的嚴(yán)酷的環(huán)境下，也能夠長時(shí)間、穩(wěn)定地測定鑄片表面溫度。
權(quán)利要求
1.一種鑄片表面溫度測定裝置，其特征在于，具備磁場勵(lì)磁裝置，其相對于鑄片的表面大致垂直地施加交變磁場；磁場檢測裝置，其檢測所述交變磁場，從而用于檢測因所述鑄片的表面溫度而變化的磁力線；表面溫度導(dǎo)出裝置，其根據(jù)通過該磁場檢測裝置檢測所述交變磁場而得到的感應(yīng)電動(dòng)勢和預(yù)先確定的對應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)，導(dǎo)出所述鑄片的所述表面溫度，所述磁場勵(lì)磁裝置具有螺線管狀的勵(lì)磁線圈，所述磁場檢測裝置具有配置于所述鑄片的所述表面與所述勵(lì)磁線圈之間的螺線管狀的檢測線圈，所述對應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)為表示將預(yù)先確定的居里點(diǎn)夾于其間的溫度區(qū)間的鑄片表面溫度和感應(yīng)電動(dòng)勢的對應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的鑄片表面溫度測定裝置，其特征在于，所述對應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)為表示所述鑄片表面溫度和所述感應(yīng)電動(dòng)勢的對應(yīng)關(guān)系的數(shù)學(xué)式。
3.如權(quán)利要求1所述的鑄片表面溫度測定裝置，其特征在于，所述鑄片為使用鑄模且通過從該鑄模的下方拉拔的連續(xù)鑄造而得到的坯料，所述磁場勵(lì)磁裝置及所述磁場檢測裝置配置于所述鑄模的正下方且比冷卻所述鑄片的短邊側(cè)的冷卻帶更下方的鑄片短邊側(cè)。
4.如權(quán)利要求1所述的鑄片表面溫度測定裝置，其特征在于，由所述磁場勵(lì)磁裝置勵(lì)磁的磁場的施加頻率為0. 5Hz以上且20Hz以下。
5.一種鑄片表面溫度的方法，使用權(quán)利要求1所述的鑄片表面溫度測定裝置測定所述鑄片的所述表面溫度，其特征在于，具備利用所述磁場勵(lì)磁裝置對所述鑄片施加所述交變磁場，且通過所述磁場檢測裝置檢測所述交變磁場的工序；通過所述表面溫度導(dǎo)出裝置導(dǎo)出所述鑄片的所述表面溫度的工序。
全文摘要
一種鑄片表面溫度測定裝置及鑄片表面溫度測定方法，該鑄片表面溫度測定裝置具備磁場勵(lì)磁裝置，其相對于鑄片的表面大致垂直地施加交變磁場；磁場檢測裝置，其檢測所述交變磁場，從而用于檢測因所述鑄片的表面溫度而變化的磁力線；表面溫度導(dǎo)出裝置，其根據(jù)通過該磁場檢測裝置檢測所述交變磁場而得到的感應(yīng)電動(dòng)勢和預(yù)先確定的對應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)導(dǎo)出所述鑄片的所述表面溫度。所述磁場勵(lì)磁裝置具有螺線管狀的勵(lì)磁線圈，所述磁場檢測裝置具有配置于所述鑄片的所述表面與所述勵(lì)磁線圈之間的螺線管狀的檢測線圈，所述對應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)為表示將預(yù)先確定的居里點(diǎn)夾于其間的溫度區(qū)間的鑄片表面溫度和感應(yīng)電動(dòng)勢的對應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)G01K7/36GK102388300SQ20108001598
公開日2012年3月21日 申請日期2010年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月16日
發(fā)明者今野智弘, 原田寬, 山名正哲, 長島政樹, 齊田淳之 申請人:新日本制鐵株式會(huì)社