真空上注ぎ鋳造の監視方法及び真空上注ぎ鋳造の終了方法
【課題】真空上注ぎ鋳造において、鋳込状態を正確に監視することができると共に、鋳込み終了を正確に行うことができるようにする。
【解決手段】本発明の真空上注ぎ鋳造の監視方法は、第１容器３内の溶鋼２を第１容器３の下側に設置した第２容器４内に注入し、第２容器４に注入した溶鋼２を当該第２容器４の下側に設置した真空装置５内の鋳型６に注入することによって溶鋼２を鋳込む真空上注ぎ鋳造にて、鋳型６への溶鋼２の鋳込状態を監視するにあたっては、第１容器３の重量と第２容器４内の湯面レベルとに基づいて鋳型６への鋳込量を求める鋳込量算出工程と、鋳型６内の溶鋼２の湯面レベルを測定する湯面レベル測定工程と、鋳込量算出工程で求めた鋳込量と湯面レベル測定工程で求めた湯面レベルの少なくともいずれか一方を用いて鋳込状態を監視する鋳込状態監視工程と、を有する。
【解決手段】本発明の真空上注ぎ鋳造の監視方法は、第１容器３内の溶鋼２を第１容器３の下側に設置した第２容器４内に注入し、第２容器４に注入した溶鋼２を当該第２容器４の下側に設置した真空装置５内の鋳型６に注入することによって溶鋼２を鋳込む真空上注ぎ鋳造にて、鋳型６への溶鋼２の鋳込状態を監視するにあたっては、第１容器３の重量と第２容器４内の湯面レベルとに基づいて鋳型６への鋳込量を求める鋳込量算出工程と、鋳型６内の溶鋼２の湯面レベルを測定する湯面レベル測定工程と、鋳込量算出工程で求めた鋳込量と湯面レベル測定工程で求めた湯面レベルの少なくともいずれか一方を用いて鋳込状態を監視する鋳込状態監視工程と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空装置内の鋳型に向けて上方から溶鋼を注入することによって溶鋼を鋳込む真空上注ぎ鋳造の監視方法及び真空上注ぎ鋳造の終了方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、真空装置内の鋳型に向けて上方から溶鋼を注入することによって溶鋼を鋳込む真空上注ぎ鋳造方法というものがある。
このような真空上注ぎ鋳造方法において、鋳型内に注入した溶鋼の鋳込状態（例えば、鋳型内におけるリアルタイムの溶鋼の鋳込重量や鋳込高さなど）がどのようになっているか監視することは、歩留などを向上するためにも非常に重要なことである。鋳型に溶鋼を注入している状況下で湯面レベルを監視する技術として特許文献１に示すものがある。
【０００３】
特許文献１では、真空溶解炉ののぞき窓と、のぞき窓外部に設けられたカメラとを結ぶ光学経路途中に、入射光の一部を別の方向に反射させる鏡を設け、この反射光を測定するために別のカメラを設け、一方のカメラを炉内の監視用とし、他方のカメラを溶湯レベル測定用とし、これら２つのカメラを用いて溶湯レベル（湯面レベル）を測定している。
真空上注ぎ鋳造方法における溶鋼の鋳込み終了を判定するものではないが、鋳型内の溶鋼の湯面レベルを測定する技術として特許文献２及び特許文献３に示すものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−０８４８６１号公報
【特許文献２】特開昭５３−１０２２４２号公報
【特許文献３】特開昭５０−１２９４２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１は、鋳型内の溶鋼をカメラにて撮像して撮像した画像を解析することによって湯面レベルを測定するものであるが、鋳込み時には、溶鋼の飛び散り（スプラッシュ）や発煙などの影響が大であり、カメラで撮像した画像を用いて湯面レベルを正確に求めることは非常に難しいのが実情である。また、特許文献２や特許文献３はカメラではなく非接触センサを用いて湯面レベルを求めているものの、これらに開示された技術を用いたとしても、溶鋼の飛び散りなどが激しい状況下にある真空上注ぎ鋳造では、正確に湯面レベルを求めることは非常に難しいのが実情である。
【０００６】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、鋳込む真空上注ぎ鋳造において鋳込状態を正確に監視することができる真空上注ぎ鋳造の監視方法及び鋳込み終了を正確に行うことができる真空上注ぎ鋳造の終了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】
【０００７】
目的を達成するために、本発明は、次の手段を講じた。
即ち、本発明における課題解決のための技術的手段は、第１容器内の溶鋼を第１容器の下側に設置した第２容器内に注入し、第２容器に注入した溶鋼を当該第２容器の下側に設置した真空装置内の鋳型に注入することによって溶鋼を鋳込む真空上注ぎ鋳造にて、鋳型への溶鋼の鋳込状態を監視するにあたっては、第１容器の重量と第２容器内の湯面レベルとに基づいて鋳型への鋳込量を求める鋳込量算出工程と、鋳型内の溶鋼の湯面レベルを測定する湯面レベル測定工程と、鋳込量算出工程で求めた鋳込量と湯面レベル測定工程で求めた湯面レベルのいずれか一方を用いて鋳込状態を監視する鋳込状態監視工程とを有することを特徴とする。
【０００８】
鋳込量算出工程では、第１容器の重量をロードセルにより測定すると共に、第２容器内の溶鋼の湯面レベルを非接触型の測定器で測定することを特徴とする。
鋳込量算出工程では、第１容器から第２容器へ注入された溶鋼重量と、第２容器内の湯面レベルから算出された第２容器内の溶鋼重量とから、鋳型への鋳込量を求めることを特徴とする。
【０００９】
鋳込状態監視工程では、鋳込量算出工程で求めた鋳型内の溶鋼重量が予め設定された溶鋼重量に達しているか否かを監視する、又は湯面レベル測定工程で求めた鋳型内の湯面レベルが予め設定された湯面レベルに達しているか否かを監視することを特徴とする。
真空上注ぎ鋳造の終了方法では、上述した真空上注ぎ鋳造の監視方法の鋳込状態監視工程の結果に基づいて、鋳型への鋳込を終了する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、真空上注ぎ鋳造において、鋳込状態を正確に監視することができると共に、鋳込み終了を正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】真空上注ぎ鋳造装置の全体図である。
【図２】鋳造開始から鋳込量を求めるまでの流れを示したフローチャトである。
【図３】鋳造開始から第２湯面レベルを求めるまでの流れを示したフローチャトである。
【図４】鋳込状態監視工程と鋳込み終了を示したフローチャトである。
【図５】真空タンクの深さ（タンク深さ）、定盤の高さ、マイクロ波レベル計の角度の関係図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、真空上注ぎ鋳造の監視方法及び真空上注ぎ鋳造の終了方法について図を基に説明する。本発明の真空上注ぎ鋳造の監視方法は、真空上注ぎ鋳造装置にて溶鋼の鋳込みを行っている状況下にて、鋳型内におけるリアルタイムの溶鋼の鋳込重量や鋳込高さなどの所謂、鋳込状態を監視するものである。
まず、真空上注ぎ鋳造装置について説明する。
【００１３】
図１に示すように、真空上注ぎ鋳造装置１は、上流工程にて精錬処理を行った溶鋼２が装入された第１容器３と、この第１容器３の下側に設置され且つ第１容器３内の溶鋼２が注入される第２容器４と、この第２容器４の下側に設置された真空装置５内に設けられ且つ第２容器４内の溶鋼２が注入される鋳型６とを備えている。説明の便宜上、第１容器３のことを「親鍋」、第２容器４のことを「中間鍋」とする。
【００１４】
親鍋３は、転炉や電気炉などの精錬炉で出鋼された溶鋼２を受鋼して、溶鋼２を中間鍋４に注入するもので、溶鋼２を中間鍋４に注入するための第１ノズル７が設けられている。中間鍋４に溶鋼２を注入する際には、親鍋３は、クレーン８によって精錬炉から真空上注ぎ鋳造を行う鋳造ステーションまで運搬される。
クレーン８には吊り下げた親鍋３の重量を測定するための重量測定器（ロードセル）１０が設けられており、このロードセル１０によって親鍋３の重量が測定できるようになっている。ロードセル１０で測定した測定値（重量）は、操作室等に設置されたコンピュータ１１に出力されるようになっている。
【００１５】
中間鍋４は、親鍋３が鋳造ステーションでクレーン８により吊り下げられている状態において、親鍋３の下側で且つ真空装置５の上側に設置されるものである。この中間鍋４には、真空装置５（後述する真空タンク１２）の上蓋１３を貫通していて当該中間鍋４内の溶鋼２を鋳型６に注入するための第２ノズル１４が設けられている。
中間鍋４には、当該中間鍋４に注入された溶鋼２の湯面レベル（湯面の高さ）を測定する第１レベル測定器１５が設けられている。この第１レベル測定器１５は、溶鋼２に接触せずに湯面レベルを測定する非接触型のもので、溶鋼２との距離をレーザ光によって測定するレーザ距離計１６と、このレーザ距離計１６から出射したレーザ光又は溶鋼２から反射したレーザ光を反射する反射板１７とを備えている。レーザ距離計１６は、中間鍋４の外側に設置され、反射板１７は中間鍋４の上方に設置されている。これにより、レーザ距離計１６は、溶鋼２などの輻射熱の影響が少なく、離れた箇所からでも中間鍋４内の溶鋼２の湯面レベル（第１湯面レベルということがある）を測定することができ、この第１湯面レベルは、コンピュータ１１に出力されるようになっている。
【００１６】
真空装置５は、鋳型６を設置すると共に内部が略真空状態となる真空タンク１２と、この真空タンク１２内に設置された鋳型６とを備えている。真空タンク１２は、鋳型６の全体を取り囲んでいて真空引きするための排気口１８が設けられている。
真空装置５には、鋳型６に注入された溶鋼２の湯面レベルを測定する第２レベル測定器１９が設けられている。この第２レベル測定器１９は、溶鋼２に接触せずに湯面レベルを測定する非接触型のもので、溶鋼２との距離をマイクロ波によって測定するマイクロ波レベル計から構成されている。このマイクロ波レベル計１９は、上蓋１３の外側に設置されて、上蓋１３から鋳型６内の溶鋼２にマイクロ波を出射することにより、鋳型６内の湯面レベル（第２湯面レベル）を測定することができ、この第２湯面レベルは、コンピュータ１１（プロコンなど）に出力されるようになっている。
【００１７】
鋳型６は、有底状のものであって、真空タンク１２の上蓋１３を貫通する第２ノズル１４の下側に設置されている。この鋳型６は、主に、定盤２０と、この定盤２０から上方に立ち上がる本体部（鋳型本体）２１と、この本体部２１の上部側に設けられた押湯部２２とから構成されている。
［真空上注ぎ鋳造の監視方法］
このような真空上注ぎ鋳造装置１を用いて溶鋼２の鋳込みを行うにあたっては、まず、電気炉又は転炉などの精錬炉で出鋼した溶鋼２が装入された親鍋３を鋳造ステーションに移動させる。そして、親鍋３内の溶鋼２を、第１ノズルを介して当該親鍋３の下側に設置した中間鍋４に注入する。また、中間鍋４内の溶鋼２を、第２ノズル１４を介して当該中間鍋４の下側に設置した鋳型６に注入する。中間鍋４内の溶鋼２を鋳型６に注入する際には、真空装置５（真空タンク１２）を真空状態にする。このように、溶鋼２を鋳型６内に注入して溶鋼２の鋳込みを行っている間は、鋳型６内の溶鋼２がどのような状態になっているか知るために、溶鋼２の鋳込状態を監視する。
【００１８】
以下、図２〜４を用いて溶鋼２の鋳込状態を監視する監視方法を、真空上注ぎ鋳造方法と共に説明する。なお、後述する様々な計算は、コンピュータ１１で行う。
本発明においては、鋳込量算出工程にて鋳型６に鋳込んだ溶鋼２の鋳込量を求める一方で、湯面レベル測定工程にて鋳型６内の溶鋼２の第２湯面レベルを測定し、これら鋳込量と第２湯面レベルとの少なくともいずれか一方を用いて溶鋼２の鋳込状態を監視することとしている。
【００１９】
鋳込量算出工程では、ロードセル１０によって測定した親鍋３の重量（溶鋼重量と風袋重量とを含む）と、非接触型の測定器であるレーザ距離計１６で測定した中間鍋４内の溶鋼２の第１湯面レベルとを用いて鋳込量を求めることとしている。即ち、鋳込量算出工程では、中間鍋４内の第１湯面レベルから中間鍋４内の溶鋼重量を求め、この中間鍋４内の溶鋼重量と親鍋３の溶鋼重量とから鋳型６に鋳込んだ溶鋼２の鋳込量を求める。
【００２０】
図２のステップ１〜ステップ６は、鋳造（造塊）を開始してから鋳込量を求めるまでの流れ（鋳込量算出工程）を示したものである。中間鍋４の大きさや使用回数によっては中間鍋４の内容積が変わることから、まず、ステップ１では、使用する中間鍋４の種類（内径、高さ）、中間鍋４の使用回数の設定をする。この中間鍋４の種類及び使用回数の設定は、鋳造開始後又は鋳造開始前に行う。
【００２１】
ステップ２では、初期設定にて設定された中間鍋４の使用回数から現状の中間鍋４の内径を決定する。中間鍋４を使用すると付着物等の増加が増加するため、例えば、使用回数が１回増加する毎に中間鍋４の内径が１０ｍｍ程度減少することがある。なお、使用回数に応じた中間鍋４の内径の変化量は過去の操業実績によって決定する。
ステップ１及びステップ２（初期設定）では、今回のチャージによる中間鍋４の大きさ（内径、高さ）等が決定し、後述するように、中間鍋４の大きさとレーザ距離計１６による第１湯面レベルとから、中間鍋４内の溶鋼重量を求めることができる。
【００２２】
ステップ３では、鋳造開始後、レーザ距離計１６からレーザ光を出射して中間鍋４内の溶鋼２の第１湯面レベルを測定する。例えば、レーザ距離計１６から中間鍋４の底部までの光路距離（レーザ距離計１６から反射板１７までの距離＋反射板１７から中間鍋４の上部までの距離＋中間鍋４の高さ）から、レーザ距離計１６で測定した測定値を引くことによって、第１湯面レベルを求めることができる。
【００２３】
なお、鋳造を行うにあたっては、例えば、１３０〜３００ｔｏｎの鋼塊を鋳造（造塊）することとし、真空装置５（真空タンク１２）の真空度は０．５ｔｏｒｒとし、鋳型６に注入する溶鋼２の注入速度は、４ｔｏｎ／ｍｉｎ〜８ｔｏｎ／ｍｉｎとし、中間鍋４に注入する溶鋼２の注入速度は、４ｔｏｎ／ｍｉｎ〜８ｔｏｎ／ｍｉｎとし、親鍋３の受鋼の溶鋼重量は５０ｔｏｎ〜１４０ｔｏｎ、中間鍋４の受鋼の溶鋼重量は、４０ｔｏｎ又は６０ｔｏｎとしている。レーザ距離計１６は神戸製鋼製であり、測定距離は０．５ｍ〜１０ｍ、分解能は１ｍｍである。レーザ距離計１６での測定は当業者常法通りに行う。
【００２４】
ステップ４では、中間鍋４内の溶鋼２の第１湯面レベルから中間鍋４内の溶鋼重量を求める。具体的は、初期設定に基づいて設定した中間鍋４の内径、高さ及び第１湯面レベルから中間鍋４に注入された溶鋼２の体積を、例えば、円錐台体積計算の公式などを用いて求め、求めた溶鋼２の体積に溶鋼２の比重を掛けることによって、中間鍋４の溶鋼重量を求める。
【００２５】
ステップ５では、親鍋３の重量をロードセル１０によって測定しておき、親鍋３の重量から親鍋３の風袋重量を差し引くことによって親鍋３の溶鋼重量（現溶鋼重量という）を求める。ここで、予め鋳造開始時の親鍋３の溶鋼重量（初期溶鋼重量という）を求めておき、初期溶鋼重量から現溶鋼重量を差し引くことによって、親鍋３から中間鍋４に注入した溶鋼重量（移注量という）を求める。なお、複数回に亘って親鍋３を取り替えて鋳造を行う場合は、親鍋３から中間鍋４に注入した移注量を累積する。また、親鍋３の重量を測定するロードセル１０はクレーン８に設けたもので測定重量は０．５〜３００ｔｏｎであり、分解能は０．５ｔｏｎであるものを用いた。ロードセル１０による親鍋３の重量の測定は、当業者常法通りに行った。
【００２６】
ステップ６では、移注量から中間鍋４内の溶鋼重量を差し引くことによって鋳型６に鋳込んだ鋳込量を求める。
図３のステップ１０〜ステップ１３は、鋳造（造塊）を開始してから鋳型６内の溶鋼２の第２湯面レベルを求めるまでの流れ（湯面レベル測定工程）を示したものである。第２湯面レベルを測定するマイクロ波レベル計１９は真空タンク１２の上部に設けられているため、第２湯面レベルを求めるにあたっては真空タンク１２や鋳型６の大きさ等が必要であるため、まず、ステップ１０では、真空タンク１２や鋳型６の種類を設定する。図５に示すように、ステップ１１では、設定された真空タンク１２や鋳型６によってタンク深さ、定盤２０の高さ、マイクロ波レベル計１９の角度θを決定する。
【００２７】
ステップ１２では、マイクロ波レベル計１９からマイクロ波を照射して、鋳型６内の溶鋼２の湯面で反射した測定距離を測定する。マイクロ波レベル計１９は神戸製鋼製であって、測定距離は１ｍ〜２０ｍ、分解能は１ｍｍである。マイクロ波レベル計１９の測定は当業者常法通りに行う。
ステップ１３にて、ステップ１０で予め設定されたタンク深さ、定盤２０の高さ及びマイクロ波レベル計１９の角度θから第２湯面レベルを算出する。例えば、第２湯面レベルを、「第２湯面レベル＝タンク深さ−湯面距離−定盤の高さ」にて求める。湯面距離は、「湯面距離＝測定距離×マイクロ波レベル計１９の角度θ」である。なお、図５に示すように、計算に用いるタンク深さは、「タンク深さ＝マイクロ波レベル計１９から鋳型６の底部（定盤２０の上面）までの垂直距離＋定盤２０の高さ」とするとよい。
［真空上注ぎ鋳造の終了方法］
さて、上述したように、鋳込の終了を判定するためには、鋳型６内の溶鋼２の鋳込状態を知る必要がある。
【００２８】
鋳型６への鋳込の終了を判定するにあたっては、鋳型６内の溶鋼２の第２湯面レベルを監視し、湯面レベルが鋳込み終了の位置に達したときに鋳込み終了と判定することが考えられる。
このよく用いられている手法では、所定長さの下り棒を用意し、この下り棒を鋳型６の上端（押湯部２２の上端）に吊して、吊した下り棒の先端部が鋳込み終了の位置となるようセッティングする。そして、溶鋼２の鋳込み中には、真空タンク１２の上蓋１３に設けた覗き窓から鋳型６内の溶鋼２の第２湯面が下り棒の先端部に達しているかどうかを目視し、目視にて鋳型６内の溶鋼２の第２湯面レベルが下り棒の先端に達したときに鋳込の終了と判定する。
【００２９】
しかしながら、このように下り棒を用いて溶鋼２の湯面レベルを監視しながら鋳込の終了を判定する場合は、その判定が非常に難しい場合がある。例えば、中間鍋４の溶鋼２を鋳型６に注入している状況下において、第２ノズル１４から鋳型６へ注入する溶鋼２が広がる場合がある。このように溶鋼２が広がってしまうと視界が邪魔されて下り棒の先端部が見えにくく鋳込の終了の判定が難しくなったり、広がった溶鋼２が下り棒にかかってしまって溶鋼２の熱により下り棒が溶けてしまうことがある。このように物理的に下り棒を用いて鋳込の終了を判定するために鋳込状態を監視することは難しい場合がある。
【００３０】
そこで、本発明によれば、鋳込量算出工程にて鋳型６への鋳込量を求め、鋳込状態監視工程にて、求めた鋳込量が予め設定された溶鋼重量（目標重量）に達しているか否かによって鋳込の終了を判定したり、湯面レベル測定工程でマイクロ波レベル計１９によって鋳型６内の第２湯面レベルを測定し、鋳込状態監視工程にて、測定した第２湯面レベルが、鋳込の終了となる湯面レベル（目標湯面レベル）に達しているか否かによって鋳込の終了を判定することとしている。
【００３１】
図４のステップ２０〜ステップ２５は、鋳込状態監視工程を示したものである。
ステップ２０では、溶鋼２を鋳型６に鋳込んでいる間において、第２湯面レベルが測定できていて第２湯面レベルを用いて、残りの湯面レベル（残り高さ）が求められる状況であるか否かを判定する。残り高さは、鋳込の終了となる目標湯面レベルから現状の第２湯面レベルを差し引くことによって求めることができる。
【００３２】
ステップ２１では、残り高さが算出できる状況下（ステップ２０、ＹＥＳ）で、第２湯面レベル（湯面）の変動幅が所定値以下であるか否かを判定する。溶鋼２を鋳込中において溶鋼２が押湯部２２に差し掛かったときに溶鋼２の湯面が大きく揺れる場合がある。このような場合は、第２湯面レベルを用いた場合での鋳込の終了を判定することは難しいため、ステップ２１にて、湯面の変動幅が所定値以下であるかどうかを判定している。
【００３３】
ステップ２１において、湯面の変動幅が所定値以下で揺れが小さい場合（ステップ２１、ＹＥＳ）は、ステップ２２に進む。
ステップ２２では、ステップ２０で求めた残り高さが所定範囲内であるか否かの判定を行い、残り高さが所定範囲内であれば（ステップ２２、ＹＥＳ）であれば、ステップ２３に進み、鋳込を終了する。例えば、ステップ２２において、残り高さ≦０ｍｍ（所定範囲内）であると、ステップ２３に進み、中間鍋４から鋳型６への溶鋼２の注入を停止して、鋳込を終了する。
【００３４】
なお、通常であれば、残り高さが０ｍｍとなった時点（第２湯面レベル＝目標湯面レベル）で鋳込の終了とするが、真空度によっては第２湯面レベルが多少上昇してしまう場合もあるため、残り高さがマイナスであっても鋳込の終了とする場合がある。
一方、ステップ２２において、残り高さが所定範囲内ではなく、第２湯面レベルが目標湯面レベルから離れている状況下では、再び第２湯面レベルを測定して処理を繰り返す。
【００３５】
さて、ステップ２０において、第２湯面レベルを測定できず、残り高さ求められない場合（ステップ２０、Ｎｏ）、又は、ステップ２１において、湯面の変動幅が所定値を超えていて揺れが大きい場合（ステップ２１、Ｎｏ）は、ステップ２４に進む。
ステップ２４では、鋳込量算出工程にて求めた鋳込量が溶鋼重量（目標重量）に達しているか否かを知るために、目標重量から鋳込量を差し引くことによって、鋳込の終了となるまでの残りの溶鋼重量（残り溶鋼重量という）を求める。ステップ２５では、ステップ２４で求めた残り溶鋼重量が、所定範囲内であるか否かの判定を行い、残り溶鋼重量が所定範囲内であれば（ステップ２５、ＹＥＳ）であれば、ステップ２３に進み、鋳込を終了する。例えば、ステップ２５において、残り溶鋼重量≦０ｋｇ（所定範囲内）であると、ステップ２３に進み、中間鍋４から鋳型６への溶鋼２の注入を停止して、鋳込を終了する。
【００３６】
以上、本発明によれば、鋳込量算出工程にて鋳型６への鋳込量を求め、湯面レベル測定工程にて鋳型６内の溶鋼２の第２湯面レベルを測定し、鋳込量と第２湯面レベルの少なくともいずれか一方を用いて鋳込状態を監視しているため、正確に鋳込状態を判定することができる。特に、鋳込みが終盤にかかり、鋳型６内の溶鋼２の湯面が大きく揺れている場合には、溶鋼重量によって鋳込の終了の判定を正確にすることができ、湯面が揺れていない場合には、湯面レベルを用いて鋳込の終了の判定を正確にすることができる。つまり、湯面が揺れている場合や湯面が揺れていない場合などといった様々な状況でも、鋳型６内の鋳込状況を把握でき、正確に鋳込の終了の判定を行うことができる。これにより、オペレータによる鋳込の終了の判定のバラツキも無くなり、品質の良い塊鋼を製造することができる。さらには、鋳込み過ぎによる操業トラブルや歩留の悪化も同時に防止できると共に、溶鋼２不足による品質不良もなくすことができる。
【００３７】
なお、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な事項を採用している。
また、上述した実施形態において、鋳込量算出工程による鋳込量の算出や湯面レベル測定工程による第２湯面レベルの測定のタイミングは、特に限定されない。例えば、溶鋼２を鋳込む前半〜中盤までの間は、鋳込量だけを求めて鋳込状態を監視することとし、中盤から後半となった時点で第２湯面レベルと鋳込量との両方を求めて鋳込状態を監視してもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１ 真空上注ぎ鋳造装置
２ 溶鋼
３ 第１容器（親鍋）
４ 第２容器（中間鍋）
５ 真空装置
６ 鋳型
７ 第１ノズル
８ クレーン
１０ ロードセル
１１ コンピュータ
１２ 真空タンク
１３ 上蓋
１４ 第２ノズル
１５ 第１レベル測定器
１６ レーザ距離計
１７ 反射板
１８ 排気口
１９ 第２レベル測定器
２０ 定盤
２１ 本体部
２２ 押湯部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空装置内の鋳型に向けて上方から溶鋼を注入することによって溶鋼を鋳込む真空上注ぎ鋳造の監視方法及び真空上注ぎ鋳造の終了方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、真空装置内の鋳型に向けて上方から溶鋼を注入することによって溶鋼を鋳込む真空上注ぎ鋳造方法というものがある。
このような真空上注ぎ鋳造方法において、鋳型内に注入した溶鋼の鋳込状態（例えば、鋳型内におけるリアルタイムの溶鋼の鋳込重量や鋳込高さなど）がどのようになっているか監視することは、歩留などを向上するためにも非常に重要なことである。鋳型に溶鋼を注入している状況下で湯面レベルを監視する技術として特許文献１に示すものがある。
【０００３】
特許文献１では、真空溶解炉ののぞき窓と、のぞき窓外部に設けられたカメラとを結ぶ光学経路途中に、入射光の一部を別の方向に反射させる鏡を設け、この反射光を測定するために別のカメラを設け、一方のカメラを炉内の監視用とし、他方のカメラを溶湯レベル測定用とし、これら２つのカメラを用いて溶湯レベル（湯面レベル）を測定している。
真空上注ぎ鋳造方法における溶鋼の鋳込み終了を判定するものではないが、鋳型内の溶鋼の湯面レベルを測定する技術として特許文献２及び特許文献３に示すものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−０８４８６１号公報
【特許文献２】特開昭５３−１０２２４２号公報
【特許文献３】特開昭５０−１２９４２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１は、鋳型内の溶鋼をカメラにて撮像して撮像した画像を解析することによって湯面レベルを測定するものであるが、鋳込み時には、溶鋼の飛び散り（スプラッシュ）や発煙などの影響が大であり、カメラで撮像した画像を用いて湯面レベルを正確に求めることは非常に難しいのが実情である。また、特許文献２や特許文献３はカメラではなく非接触センサを用いて湯面レベルを求めているものの、これらに開示された技術を用いたとしても、溶鋼の飛び散りなどが激しい状況下にある真空上注ぎ鋳造では、正確に湯面レベルを求めることは非常に難しいのが実情である。
【０００６】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、鋳込む真空上注ぎ鋳造において鋳込状態を正確に監視することができる真空上注ぎ鋳造の監視方法及び鋳込み終了を正確に行うことができる真空上注ぎ鋳造の終了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】
【０００７】
目的を達成するために、本発明は、次の手段を講じた。
即ち、本発明における課題解決のための技術的手段は、第１容器内の溶鋼を第１容器の下側に設置した第２容器内に注入し、第２容器に注入した溶鋼を当該第２容器の下側に設置した真空装置内の鋳型に注入することによって溶鋼を鋳込む真空上注ぎ鋳造にて、鋳型への溶鋼の鋳込状態を監視するにあたっては、第１容器の重量と第２容器内の湯面レベルとに基づいて鋳型への鋳込量を求める鋳込量算出工程と、鋳型内の溶鋼の湯面レベルを測定する湯面レベル測定工程と、鋳込量算出工程で求めた鋳込量と湯面レベル測定工程で求めた湯面レベルのいずれか一方を用いて鋳込状態を監視する鋳込状態監視工程とを有することを特徴とする。
【０００８】
鋳込量算出工程では、第１容器の重量をロードセルにより測定すると共に、第２容器内の溶鋼の湯面レベルを非接触型の測定器で測定することを特徴とする。
鋳込量算出工程では、第１容器から第２容器へ注入された溶鋼重量と、第２容器内の湯面レベルから算出された第２容器内の溶鋼重量とから、鋳型への鋳込量を求めることを特徴とする。
【０００９】
鋳込状態監視工程では、鋳込量算出工程で求めた鋳型内の溶鋼重量が予め設定された溶鋼重量に達しているか否かを監視する、又は湯面レベル測定工程で求めた鋳型内の湯面レベルが予め設定された湯面レベルに達しているか否かを監視することを特徴とする。
真空上注ぎ鋳造の終了方法では、上述した真空上注ぎ鋳造の監視方法の鋳込状態監視工程の結果に基づいて、鋳型への鋳込を終了する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、真空上注ぎ鋳造において、鋳込状態を正確に監視することができると共に、鋳込み終了を正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】真空上注ぎ鋳造装置の全体図である。
【図２】鋳造開始から鋳込量を求めるまでの流れを示したフローチャトである。
【図３】鋳造開始から第２湯面レベルを求めるまでの流れを示したフローチャトである。
【図４】鋳込状態監視工程と鋳込み終了を示したフローチャトである。
【図５】真空タンクの深さ（タンク深さ）、定盤の高さ、マイクロ波レベル計の角度の関係図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、真空上注ぎ鋳造の監視方法及び真空上注ぎ鋳造の終了方法について図を基に説明する。本発明の真空上注ぎ鋳造の監視方法は、真空上注ぎ鋳造装置にて溶鋼の鋳込みを行っている状況下にて、鋳型内におけるリアルタイムの溶鋼の鋳込重量や鋳込高さなどの所謂、鋳込状態を監視するものである。
まず、真空上注ぎ鋳造装置について説明する。
【００１３】
図１に示すように、真空上注ぎ鋳造装置１は、上流工程にて精錬処理を行った溶鋼２が装入された第１容器３と、この第１容器３の下側に設置され且つ第１容器３内の溶鋼２が注入される第２容器４と、この第２容器４の下側に設置された真空装置５内に設けられ且つ第２容器４内の溶鋼２が注入される鋳型６とを備えている。説明の便宜上、第１容器３のことを「親鍋」、第２容器４のことを「中間鍋」とする。
【００１４】
親鍋３は、転炉や電気炉などの精錬炉で出鋼された溶鋼２を受鋼して、溶鋼２を中間鍋４に注入するもので、溶鋼２を中間鍋４に注入するための第１ノズル７が設けられている。中間鍋４に溶鋼２を注入する際には、親鍋３は、クレーン８によって精錬炉から真空上注ぎ鋳造を行う鋳造ステーションまで運搬される。
クレーン８には吊り下げた親鍋３の重量を測定するための重量測定器（ロードセル）１０が設けられており、このロードセル１０によって親鍋３の重量が測定できるようになっている。ロードセル１０で測定した測定値（重量）は、操作室等に設置されたコンピュータ１１に出力されるようになっている。
【００１５】
中間鍋４は、親鍋３が鋳造ステーションでクレーン８により吊り下げられている状態において、親鍋３の下側で且つ真空装置５の上側に設置されるものである。この中間鍋４には、真空装置５（後述する真空タンク１２）の上蓋１３を貫通していて当該中間鍋４内の溶鋼２を鋳型６に注入するための第２ノズル１４が設けられている。
中間鍋４には、当該中間鍋４に注入された溶鋼２の湯面レベル（湯面の高さ）を測定する第１レベル測定器１５が設けられている。この第１レベル測定器１５は、溶鋼２に接触せずに湯面レベルを測定する非接触型のもので、溶鋼２との距離をレーザ光によって測定するレーザ距離計１６と、このレーザ距離計１６から出射したレーザ光又は溶鋼２から反射したレーザ光を反射する反射板１７とを備えている。レーザ距離計１６は、中間鍋４の外側に設置され、反射板１７は中間鍋４の上方に設置されている。これにより、レーザ距離計１６は、溶鋼２などの輻射熱の影響が少なく、離れた箇所からでも中間鍋４内の溶鋼２の湯面レベル（第１湯面レベルということがある）を測定することができ、この第１湯面レベルは、コンピュータ１１に出力されるようになっている。
【００１６】
真空装置５は、鋳型６を設置すると共に内部が略真空状態となる真空タンク１２と、この真空タンク１２内に設置された鋳型６とを備えている。真空タンク１２は、鋳型６の全体を取り囲んでいて真空引きするための排気口１８が設けられている。
真空装置５には、鋳型６に注入された溶鋼２の湯面レベルを測定する第２レベル測定器１９が設けられている。この第２レベル測定器１９は、溶鋼２に接触せずに湯面レベルを測定する非接触型のもので、溶鋼２との距離をマイクロ波によって測定するマイクロ波レベル計から構成されている。このマイクロ波レベル計１９は、上蓋１３の外側に設置されて、上蓋１３から鋳型６内の溶鋼２にマイクロ波を出射することにより、鋳型６内の湯面レベル（第２湯面レベル）を測定することができ、この第２湯面レベルは、コンピュータ１１（プロコンなど）に出力されるようになっている。
【００１７】
鋳型６は、有底状のものであって、真空タンク１２の上蓋１３を貫通する第２ノズル１４の下側に設置されている。この鋳型６は、主に、定盤２０と、この定盤２０から上方に立ち上がる本体部（鋳型本体）２１と、この本体部２１の上部側に設けられた押湯部２２とから構成されている。
［真空上注ぎ鋳造の監視方法］
このような真空上注ぎ鋳造装置１を用いて溶鋼２の鋳込みを行うにあたっては、まず、電気炉又は転炉などの精錬炉で出鋼した溶鋼２が装入された親鍋３を鋳造ステーションに移動させる。そして、親鍋３内の溶鋼２を、第１ノズルを介して当該親鍋３の下側に設置した中間鍋４に注入する。また、中間鍋４内の溶鋼２を、第２ノズル１４を介して当該中間鍋４の下側に設置した鋳型６に注入する。中間鍋４内の溶鋼２を鋳型６に注入する際には、真空装置５（真空タンク１２）を真空状態にする。このように、溶鋼２を鋳型６内に注入して溶鋼２の鋳込みを行っている間は、鋳型６内の溶鋼２がどのような状態になっているか知るために、溶鋼２の鋳込状態を監視する。
【００１８】
以下、図２〜４を用いて溶鋼２の鋳込状態を監視する監視方法を、真空上注ぎ鋳造方法と共に説明する。なお、後述する様々な計算は、コンピュータ１１で行う。
本発明においては、鋳込量算出工程にて鋳型６に鋳込んだ溶鋼２の鋳込量を求める一方で、湯面レベル測定工程にて鋳型６内の溶鋼２の第２湯面レベルを測定し、これら鋳込量と第２湯面レベルとの少なくともいずれか一方を用いて溶鋼２の鋳込状態を監視することとしている。
【００１９】
鋳込量算出工程では、ロードセル１０によって測定した親鍋３の重量（溶鋼重量と風袋重量とを含む）と、非接触型の測定器であるレーザ距離計１６で測定した中間鍋４内の溶鋼２の第１湯面レベルとを用いて鋳込量を求めることとしている。即ち、鋳込量算出工程では、中間鍋４内の第１湯面レベルから中間鍋４内の溶鋼重量を求め、この中間鍋４内の溶鋼重量と親鍋３の溶鋼重量とから鋳型６に鋳込んだ溶鋼２の鋳込量を求める。
【００２０】
図２のステップ１〜ステップ６は、鋳造（造塊）を開始してから鋳込量を求めるまでの流れ（鋳込量算出工程）を示したものである。中間鍋４の大きさや使用回数によっては中間鍋４の内容積が変わることから、まず、ステップ１では、使用する中間鍋４の種類（内径、高さ）、中間鍋４の使用回数の設定をする。この中間鍋４の種類及び使用回数の設定は、鋳造開始後又は鋳造開始前に行う。
【００２１】
ステップ２では、初期設定にて設定された中間鍋４の使用回数から現状の中間鍋４の内径を決定する。中間鍋４を使用すると付着物等の増加が増加するため、例えば、使用回数が１回増加する毎に中間鍋４の内径が１０ｍｍ程度減少することがある。なお、使用回数に応じた中間鍋４の内径の変化量は過去の操業実績によって決定する。
ステップ１及びステップ２（初期設定）では、今回のチャージによる中間鍋４の大きさ（内径、高さ）等が決定し、後述するように、中間鍋４の大きさとレーザ距離計１６による第１湯面レベルとから、中間鍋４内の溶鋼重量を求めることができる。
【００２２】
ステップ３では、鋳造開始後、レーザ距離計１６からレーザ光を出射して中間鍋４内の溶鋼２の第１湯面レベルを測定する。例えば、レーザ距離計１６から中間鍋４の底部までの光路距離（レーザ距離計１６から反射板１７までの距離＋反射板１７から中間鍋４の上部までの距離＋中間鍋４の高さ）から、レーザ距離計１６で測定した測定値を引くことによって、第１湯面レベルを求めることができる。
【００２３】
なお、鋳造を行うにあたっては、例えば、１３０〜３００ｔｏｎの鋼塊を鋳造（造塊）することとし、真空装置５（真空タンク１２）の真空度は０．５ｔｏｒｒとし、鋳型６に注入する溶鋼２の注入速度は、４ｔｏｎ／ｍｉｎ〜８ｔｏｎ／ｍｉｎとし、中間鍋４に注入する溶鋼２の注入速度は、４ｔｏｎ／ｍｉｎ〜８ｔｏｎ／ｍｉｎとし、親鍋３の受鋼の溶鋼重量は５０ｔｏｎ〜１４０ｔｏｎ、中間鍋４の受鋼の溶鋼重量は、４０ｔｏｎ又は６０ｔｏｎとしている。レーザ距離計１６は神戸製鋼製であり、測定距離は０．５ｍ〜１０ｍ、分解能は１ｍｍである。レーザ距離計１６での測定は当業者常法通りに行う。
【００２４】
ステップ４では、中間鍋４内の溶鋼２の第１湯面レベルから中間鍋４内の溶鋼重量を求める。具体的は、初期設定に基づいて設定した中間鍋４の内径、高さ及び第１湯面レベルから中間鍋４に注入された溶鋼２の体積を、例えば、円錐台体積計算の公式などを用いて求め、求めた溶鋼２の体積に溶鋼２の比重を掛けることによって、中間鍋４の溶鋼重量を求める。
【００２５】
ステップ５では、親鍋３の重量をロードセル１０によって測定しておき、親鍋３の重量から親鍋３の風袋重量を差し引くことによって親鍋３の溶鋼重量（現溶鋼重量という）を求める。ここで、予め鋳造開始時の親鍋３の溶鋼重量（初期溶鋼重量という）を求めておき、初期溶鋼重量から現溶鋼重量を差し引くことによって、親鍋３から中間鍋４に注入した溶鋼重量（移注量という）を求める。なお、複数回に亘って親鍋３を取り替えて鋳造を行う場合は、親鍋３から中間鍋４に注入した移注量を累積する。また、親鍋３の重量を測定するロードセル１０はクレーン８に設けたもので測定重量は０．５〜３００ｔｏｎであり、分解能は０．５ｔｏｎであるものを用いた。ロードセル１０による親鍋３の重量の測定は、当業者常法通りに行った。
【００２６】
ステップ６では、移注量から中間鍋４内の溶鋼重量を差し引くことによって鋳型６に鋳込んだ鋳込量を求める。
図３のステップ１０〜ステップ１３は、鋳造（造塊）を開始してから鋳型６内の溶鋼２の第２湯面レベルを求めるまでの流れ（湯面レベル測定工程）を示したものである。第２湯面レベルを測定するマイクロ波レベル計１９は真空タンク１２の上部に設けられているため、第２湯面レベルを求めるにあたっては真空タンク１２や鋳型６の大きさ等が必要であるため、まず、ステップ１０では、真空タンク１２や鋳型６の種類を設定する。図５に示すように、ステップ１１では、設定された真空タンク１２や鋳型６によってタンク深さ、定盤２０の高さ、マイクロ波レベル計１９の角度θを決定する。
【００２７】
ステップ１２では、マイクロ波レベル計１９からマイクロ波を照射して、鋳型６内の溶鋼２の湯面で反射した測定距離を測定する。マイクロ波レベル計１９は神戸製鋼製であって、測定距離は１ｍ〜２０ｍ、分解能は１ｍｍである。マイクロ波レベル計１９の測定は当業者常法通りに行う。
ステップ１３にて、ステップ１０で予め設定されたタンク深さ、定盤２０の高さ及びマイクロ波レベル計１９の角度θから第２湯面レベルを算出する。例えば、第２湯面レベルを、「第２湯面レベル＝タンク深さ−湯面距離−定盤の高さ」にて求める。湯面距離は、「湯面距離＝測定距離×マイクロ波レベル計１９の角度θ」である。なお、図５に示すように、計算に用いるタンク深さは、「タンク深さ＝マイクロ波レベル計１９から鋳型６の底部（定盤２０の上面）までの垂直距離＋定盤２０の高さ」とするとよい。
［真空上注ぎ鋳造の終了方法］
さて、上述したように、鋳込の終了を判定するためには、鋳型６内の溶鋼２の鋳込状態を知る必要がある。
【００２８】
鋳型６への鋳込の終了を判定するにあたっては、鋳型６内の溶鋼２の第２湯面レベルを監視し、湯面レベルが鋳込み終了の位置に達したときに鋳込み終了と判定することが考えられる。
このよく用いられている手法では、所定長さの下り棒を用意し、この下り棒を鋳型６の上端（押湯部２２の上端）に吊して、吊した下り棒の先端部が鋳込み終了の位置となるようセッティングする。そして、溶鋼２の鋳込み中には、真空タンク１２の上蓋１３に設けた覗き窓から鋳型６内の溶鋼２の第２湯面が下り棒の先端部に達しているかどうかを目視し、目視にて鋳型６内の溶鋼２の第２湯面レベルが下り棒の先端に達したときに鋳込の終了と判定する。
【００２９】
しかしながら、このように下り棒を用いて溶鋼２の湯面レベルを監視しながら鋳込の終了を判定する場合は、その判定が非常に難しい場合がある。例えば、中間鍋４の溶鋼２を鋳型６に注入している状況下において、第２ノズル１４から鋳型６へ注入する溶鋼２が広がる場合がある。このように溶鋼２が広がってしまうと視界が邪魔されて下り棒の先端部が見えにくく鋳込の終了の判定が難しくなったり、広がった溶鋼２が下り棒にかかってしまって溶鋼２の熱により下り棒が溶けてしまうことがある。このように物理的に下り棒を用いて鋳込の終了を判定するために鋳込状態を監視することは難しい場合がある。
【００３０】
そこで、本発明によれば、鋳込量算出工程にて鋳型６への鋳込量を求め、鋳込状態監視工程にて、求めた鋳込量が予め設定された溶鋼重量（目標重量）に達しているか否かによって鋳込の終了を判定したり、湯面レベル測定工程でマイクロ波レベル計１９によって鋳型６内の第２湯面レベルを測定し、鋳込状態監視工程にて、測定した第２湯面レベルが、鋳込の終了となる湯面レベル（目標湯面レベル）に達しているか否かによって鋳込の終了を判定することとしている。
【００３１】
図４のステップ２０〜ステップ２５は、鋳込状態監視工程を示したものである。
ステップ２０では、溶鋼２を鋳型６に鋳込んでいる間において、第２湯面レベルが測定できていて第２湯面レベルを用いて、残りの湯面レベル（残り高さ）が求められる状況であるか否かを判定する。残り高さは、鋳込の終了となる目標湯面レベルから現状の第２湯面レベルを差し引くことによって求めることができる。
【００３２】
ステップ２１では、残り高さが算出できる状況下（ステップ２０、ＹＥＳ）で、第２湯面レベル（湯面）の変動幅が所定値以下であるか否かを判定する。溶鋼２を鋳込中において溶鋼２が押湯部２２に差し掛かったときに溶鋼２の湯面が大きく揺れる場合がある。このような場合は、第２湯面レベルを用いた場合での鋳込の終了を判定することは難しいため、ステップ２１にて、湯面の変動幅が所定値以下であるかどうかを判定している。
【００３３】
ステップ２１において、湯面の変動幅が所定値以下で揺れが小さい場合（ステップ２１、ＹＥＳ）は、ステップ２２に進む。
ステップ２２では、ステップ２０で求めた残り高さが所定範囲内であるか否かの判定を行い、残り高さが所定範囲内であれば（ステップ２２、ＹＥＳ）であれば、ステップ２３に進み、鋳込を終了する。例えば、ステップ２２において、残り高さ≦０ｍｍ（所定範囲内）であると、ステップ２３に進み、中間鍋４から鋳型６への溶鋼２の注入を停止して、鋳込を終了する。
【００３４】
なお、通常であれば、残り高さが０ｍｍとなった時点（第２湯面レベル＝目標湯面レベル）で鋳込の終了とするが、真空度によっては第２湯面レベルが多少上昇してしまう場合もあるため、残り高さがマイナスであっても鋳込の終了とする場合がある。
一方、ステップ２２において、残り高さが所定範囲内ではなく、第２湯面レベルが目標湯面レベルから離れている状況下では、再び第２湯面レベルを測定して処理を繰り返す。
【００３５】
さて、ステップ２０において、第２湯面レベルを測定できず、残り高さ求められない場合（ステップ２０、Ｎｏ）、又は、ステップ２１において、湯面の変動幅が所定値を超えていて揺れが大きい場合（ステップ２１、Ｎｏ）は、ステップ２４に進む。
ステップ２４では、鋳込量算出工程にて求めた鋳込量が溶鋼重量（目標重量）に達しているか否かを知るために、目標重量から鋳込量を差し引くことによって、鋳込の終了となるまでの残りの溶鋼重量（残り溶鋼重量という）を求める。ステップ２５では、ステップ２４で求めた残り溶鋼重量が、所定範囲内であるか否かの判定を行い、残り溶鋼重量が所定範囲内であれば（ステップ２５、ＹＥＳ）であれば、ステップ２３に進み、鋳込を終了する。例えば、ステップ２５において、残り溶鋼重量≦０ｋｇ（所定範囲内）であると、ステップ２３に進み、中間鍋４から鋳型６への溶鋼２の注入を停止して、鋳込を終了する。
【００３６】
以上、本発明によれば、鋳込量算出工程にて鋳型６への鋳込量を求め、湯面レベル測定工程にて鋳型６内の溶鋼２の第２湯面レベルを測定し、鋳込量と第２湯面レベルの少なくともいずれか一方を用いて鋳込状態を監視しているため、正確に鋳込状態を判定することができる。特に、鋳込みが終盤にかかり、鋳型６内の溶鋼２の湯面が大きく揺れている場合には、溶鋼重量によって鋳込の終了の判定を正確にすることができ、湯面が揺れていない場合には、湯面レベルを用いて鋳込の終了の判定を正確にすることができる。つまり、湯面が揺れている場合や湯面が揺れていない場合などといった様々な状況でも、鋳型６内の鋳込状況を把握でき、正確に鋳込の終了の判定を行うことができる。これにより、オペレータによる鋳込の終了の判定のバラツキも無くなり、品質の良い塊鋼を製造することができる。さらには、鋳込み過ぎによる操業トラブルや歩留の悪化も同時に防止できると共に、溶鋼２不足による品質不良もなくすことができる。
【００３７】
なお、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な事項を採用している。
また、上述した実施形態において、鋳込量算出工程による鋳込量の算出や湯面レベル測定工程による第２湯面レベルの測定のタイミングは、特に限定されない。例えば、溶鋼２を鋳込む前半〜中盤までの間は、鋳込量だけを求めて鋳込状態を監視することとし、中盤から後半となった時点で第２湯面レベルと鋳込量との両方を求めて鋳込状態を監視してもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１ 真空上注ぎ鋳造装置
２ 溶鋼
３ 第１容器（親鍋）
４ 第２容器（中間鍋）
５ 真空装置
６ 鋳型
７ 第１ノズル
８ クレーン
１０ ロードセル
１１ コンピュータ
１２ 真空タンク
１３ 上蓋
１４ 第２ノズル
１５ 第１レベル測定器
１６ レーザ距離計
１７ 反射板
１８ 排気口
１９ 第２レベル測定器
２０ 定盤
２１ 本体部
２２ 押湯部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１容器内の溶鋼を第１容器の下側に設置した第２容器内に注入し、第２容器に注入した溶鋼を当該第２容器の下側に設置した真空装置内の鋳型に注入することによって溶鋼を鋳込む真空上注ぎ鋳造にて、鋳型への溶鋼の鋳込状態を監視するにあたっては、
第１容器の重量と第２容器内の湯面レベルとに基づいて鋳型への鋳込量を求める鋳込量算出工程と、
鋳型内の溶鋼の湯面レベルを測定する湯面レベル測定工程と、
鋳込量算出工程で求めた鋳込量と湯面レベル測定工程で求めた湯面レベルの少なくともいずれか一方を用いて鋳込状態を監視する鋳込状態監視工程と、
を有することを特徴とする真空上注ぎ鋳造の監視方法。
【請求項２】
鋳込量算出工程では、
第１容器の重量をロードセルにより測定すると共に、第２容器内の溶鋼の湯面レベルを非接触型の測定器で測定することを特徴とする請求項１に記載の真空上注ぎ鋳造の監視方法。
【請求項３】
鋳込量算出工程では、
第１容器から第２容器へ注入された溶鋼重量と、第２容器内の湯面レベルから算出された第２容器内の溶鋼重量とから、鋳型への鋳込量を求めることを特徴とする請求項２に記載の真空上注ぎ鋳造の監視方法。
【請求項４】
鋳込状態監視工程では、
鋳込量算出工程で求めた鋳型内の鋳込量が予め設定された溶鋼重量に達しているか否かを監視する、又は湯面レベル測定工程で求めた鋳型内の湯面レベルが予め設定された湯面レベルに達しているか否かを監視する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の真空上注ぎ鋳造の監視方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載された真空上注ぎ鋳造の監視方法の鋳込状態監視工程の結果に基づいて、鋳型への鋳込を終了することを特徴とする真空上注ぎ鋳造の終了方法。
【請求項１】
第１容器内の溶鋼を第１容器の下側に設置した第２容器内に注入し、第２容器に注入した溶鋼を当該第２容器の下側に設置した真空装置内の鋳型に注入することによって溶鋼を鋳込む真空上注ぎ鋳造にて、鋳型への溶鋼の鋳込状態を監視するにあたっては、
第１容器の重量と第２容器内の湯面レベルとに基づいて鋳型への鋳込量を求める鋳込量算出工程と、
鋳型内の溶鋼の湯面レベルを測定する湯面レベル測定工程と、
鋳込量算出工程で求めた鋳込量と湯面レベル測定工程で求めた湯面レベルの少なくともいずれか一方を用いて鋳込状態を監視する鋳込状態監視工程と、
を有することを特徴とする真空上注ぎ鋳造の監視方法。
【請求項２】
鋳込量算出工程では、
第１容器の重量をロードセルにより測定すると共に、第２容器内の溶鋼の湯面レベルを非接触型の測定器で測定することを特徴とする請求項１に記載の真空上注ぎ鋳造の監視方法。
【請求項３】
鋳込量算出工程では、
第１容器から第２容器へ注入された溶鋼重量と、第２容器内の湯面レベルから算出された第２容器内の溶鋼重量とから、鋳型への鋳込量を求めることを特徴とする請求項２に記載の真空上注ぎ鋳造の監視方法。
【請求項４】
鋳込状態監視工程では、
鋳込量算出工程で求めた鋳型内の鋳込量が予め設定された溶鋼重量に達しているか否かを監視する、又は湯面レベル測定工程で求めた鋳型内の湯面レベルが予め設定された湯面レベルに達しているか否かを監視する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の真空上注ぎ鋳造の監視方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載された真空上注ぎ鋳造の監視方法の鋳込状態監視工程の結果に基づいて、鋳型への鋳込を終了することを特徴とする真空上注ぎ鋳造の終了方法。
【図２】
【図３】
【図１】
【図４】
【図５】
【図３】
【図１】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−３９５８８（Ｐ２０１３−３９５８８Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７６９７８（Ｐ２０１１−１７６９７８）
【出願日】平成２３年８月１２日（２０１１．８．１２）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１２日（２０１１．８．１２）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
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