連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知方法および亀裂発生検知装置
【課題】高温度になるタンディッシュ上ノズルの亀裂発生時のＡＥ波検出を可能にすることにある。
【解決手段】連続鋳造設備のタンディッシュ底部に設けられ、筒状のポーラスな耐火レンガで形成されるとともに、外面に密接する金属製のカバーで少なくとも外周面を気密に覆われたタンディッシュ上ノズルの亀裂発生を検知するに際し、導振部材の一端部を前記カバーに接続するとともに、その導振部材の他端部をＡＥセンサに接続し、前記タンディッシュの昇熱時の前記ＡＥセンサの出力信号の振幅変化を検出することを特徴とする連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知方法である。
【解決手段】連続鋳造設備のタンディッシュ底部に設けられ、筒状のポーラスな耐火レンガで形成されるとともに、外面に密接する金属製のカバーで少なくとも外周面を気密に覆われたタンディッシュ上ノズルの亀裂発生を検知するに際し、導振部材の一端部を前記カバーに接続するとともに、その導振部材の他端部をＡＥセンサに接続し、前記タンディッシュの昇熱時の前記ＡＥセンサの出力信号の振幅変化を検出することを特徴とする連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続鋳造設備のタンディッシュ底部に設けられたタンディッシュ上ノズルの、タンディッシュ昇熱時の亀裂発生を検知する方法および装置に関し、特には、アコースティックエミッション（ＡＥ）センサを用いた亀裂発生検知方法および亀裂発生検知装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
連続鋳造設備は一般に、タンディッシュ底部に設けられたタンディッシュ上ノズルと、タンディッシュ上ノズルの下側に配置されたスライディングノズルと、スライディングノズルの下側に配置されて下方へモールド内まで延在する浸漬ノズルとを具えており、連続鋳造の際には、スライディングノズルが摺動して開口し、タンディッシュ内の溶鋼等の溶湯がそれらタンディッシュ上ノズルとスライディングノズルと浸漬ノズルとを通ってタンディッシュの下方のモールド内に供給される（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
このモールド内への溶鋼の供給の際には、微細化したアルゴンガスを溶鋼中に吹き込んで、モールド内の溶鋼中に浸漬した浸漬ノズルからその溶鋼中に供給し、その微細化したアルゴンガスで溶鋼中の微小介在物を捕捉して、微小介在物の浮上を促進させることが多い。このためタンディッシュ上ノズルは通常、ポーラス（多孔質）な耐火レンガで筒状に形成されており、そのポーラスな耐火レンガの内部を透過して微細化したアルゴンガスをノズル内壁面から噴出させて、ノズル内を流れる溶鋼中に流入させている。
【０００４】
このタンディッシュ上ノズルを形成するポーラスな耐火レンガには亀裂が発生する場合があり、その場合にはアルゴンガスがその亀裂を通って、微細化せずにノズル内壁面から溶鋼中に流入するようになるので、溶鋼中の微小介在物の除去が不十分になり、清浄度の高い鋼材を製造することが困難になる可能性がある。
【０００５】
そこで本願発明者がタンディッシュ上ノズルを形成する耐火レンガの亀裂発生の原因を探求するために、タンディッシュ上ノズルに供給しているアルゴンガスの、鋳造開始からの背圧の変化を観察したところ、図４に示すように、亀裂が発生していない正常なタンディッシュ上ノズル（図４（ａ）中曲線Ａで示す）では背圧が一旦速やかに立ち上がった後ほぼ一定に維持されるのに対し、亀裂が発生していたタンディッシュ上ノズル（図４（ｂ）中曲線Ｂで示す）では、亀裂からアルゴンガスが漏れるため背圧がゆっくりと立ち上がった後低下していった。
【０００６】
すなわち、亀裂が発生していたタンディッシュ上ノズルでは鋳造開始タイミングから異常兆候を示していることから、タンディッシュ上ノズルの亀裂は鋳造開始前に既に発生していたことが判明した。このことから亀裂発生の原因は、タンディッシュ上ノズルを構成する耐火レンガの交換後におけるタンディッシュの予熱時の、上ノズルの昇熱中の急激な温度変化（昇熱速度の速過ぎ）によるものと推定される。
【０００７】
ところで、このような高温度での物質の亀裂発生を検知する方法として従来、アコースティックエミッション（ＡＥ）センサを用いる方法が知られている（例えば特許文献２参照）。物質の表面や内部での亀裂の発生時あるいは亀裂の進展時には、そして亀裂発生前の転位段階でも、弾性エネルギーの解放によって超音波域の弾性波が放射され、一般に、この弾性波の放射現象をアコースティックエミッション（ＡＥ）と呼び、その弾性波をＡＥ波と呼んでいる。このＡＥ波は物質内部を伝播するので、物質表面に接続したピエゾ素子等からなるＡＥセンサで検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２０８０８３号公報
【特許文献２】特開２００８−２１５９３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、一般にＡＥセンサの耐熱性は数百℃以上の高温度に耐える程は高くないので、数百℃以上の高温域においてＡＥセンサでＡＥ波を物質表面から直接検出するのは困難であり、このため特許文献２記載の従来技術では、１０００℃以上の高温域での熱サイクル試験の対象物に二本の白金線の一端部を接続し、それらの白金線の他端部にＡＥセンサをそれぞれ接続して、熱サイクル試験で試験対象物に発生したＡＥ波を二本の白金線を介して検出するという方法を採用しているが、同様に高温度になるタンディッシュ上ノズルの亀裂発生時のＡＥ波検出にこの方法を応用しようとしても、タンディッシュ上ノズルは耐火レンガで形成されているため、この特許文献２の記載のようにＡＥ波を伝達させる介在物を接続するのは容易でないという問題があった。
【００１０】
本発明は上述した事情に着目してなされたものであって、高温度になるタンディッシュ上ノズルの亀裂発生時のＡＥ波検出を可能にする技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は、上述した問題を解決するため、タンディッシュ上ノズルの機能とそれを実現するための実際の構造とに着眼して誠意研究を行い、本発明を完成させた。すなわち、タンディッシュ上ノズルは、溶湯をタンディッシュ内からモールドへ導く機能だけでなく、上述したように溶湯内に微細化したガスを流入させる機能も有している。このため、タンディッシュ上ノズルを形成する筒状のポーラスな耐火レンガは、その耐火レンガの外面に密接する金属（通常は薄鋼板）製のカバーでその耐火レンガの少なくとも外周面を気密に覆われており、そのカバーに設けられたガス通路に外部からガス配管が接続されて、溶湯内に流入させるガスを外部へ漏らさずにノズル内へ供給することを可能にしている。
【００１２】
本発明はかかるタンディッシュ上ノズルの実際の構造に鑑みて前記課題を有利に解決するものであり、本発明の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知方法は、連続鋳造設備のタンディッシュ底部に設けられ、筒状のポーラスな耐火レンガで形成されるとともに、外面に密接する金属製のカバーで少なくとも外周面を気密に覆われたタンディッシュ上ノズルの亀裂の発生を検知するに際し、導振部材の一端部を前記カバーに接続するとともに、その導振部材の他端部をＡＥセンサに接続し、前記タンディッシュの昇熱時の前記ＡＥセンサの出力信号の振幅変化を検出することを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知装置は、連続鋳造設備のタンディッシュ底部に設けられ、筒状のポーラスな耐火レンガで形成されるとともに、外面に密接する金属製のカバーで少なくとも外周面を気密に覆われたタンディッシュ上ノズルの亀裂の発生を検知するに装置において、前記カバーに一端部が接続された導振部材と、前記導振部材の他端部が接続されたＡＥセンサと、前記タンディッシュの昇熱時の前記ＡＥセンサの出力信号の振幅変化を検出する信号処理装置と、を具えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知方法によれば、連続鋳造設備のタンディッシュ底部に設けられるタンディッシュ上ノズルを構成する筒状のポーラスな耐火レンガの外面に密接してその耐火レンガの少なくとも外周面を気密に覆う金属製のカバーに導振部材の一端部を接続するとともに、その導振部材の他端部をＡＥセンサに接続して、ＡＥセンサとタンディッシュ上ノズルとの間に導振部材を介在させることでＡＥセンサへの熱輻射および熱伝導を軽減しつつ、タンディッシュの昇熱時のＡＥセンサの出力信号の振幅変化を検出するので、高温度になるタンディッシュ上ノズルの亀裂発生時のＡＥ波をＡＥセンサによって検出することができ、これにより、亀裂が発生したタンディッシュ上ノズルの使用を回避し得て、アルゴンガスがタンディッシュ上ノズルの亀裂を通って微細化せずにノズル内壁面から溶鋼中に流入し、溶鋼中の微小介在物の除去が不十分になって清浄度の高い鋼材の製造が困難になるのを防止することができる。
【００１５】
また本発明の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知装置によれば、連続鋳造設備のタンディッシュ底部に設けられるタンディッシュ上ノズルを構成する筒状のポーラスな耐火レンガの外面に密接してその耐火レンガの少なくとも外周面を気密に覆う金属製のカバーに導振部材の一端部を接続するとともに、その導振部材の他端部をＡＥセンサに接続して、ＡＥセンサとタンディッシュ上ノズルとの間に導振部材を介在させることでＡＥセンサへの熱輻射および熱伝導を軽減しつつ、タンディッシュの昇熱時のＡＥセンサの出力信号の振幅変化を信号処理装置で検出するので、高温度になるタンディッシュ上ノズルの亀裂発生時のＡＥ波をＡＥセンサによって検出することができる。
【００１６】
なお、本発明の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知方法および亀裂発生検知装置においては、各々棒状をなす複数本の前記導振部材を互いに離間させて、前記タンディッシュ上ノズルの周方向に等間隔に配置し、それらの導振部材の一端部をそれぞれ前記カバーに接続するとともに、それらの導振部材の他端部を複数の前記ＡＥセンサにそれぞれ接続することが好ましい。このようにすれば、それら複数本の導振部材を介して複数のＡＥセンサでＡＥ波を検出できるので、それら複数のＡＥセンサで検出したＡＥ波の検出時間差とタンディッシュ上ノズルおよび導振部材内でのＡＥ波の伝達速度とから亀裂の発生部位を推定できるとともに、それら複数のＡＥセンサで検出したＡＥ波に実質上検出時間差がない場合にそのＡＥ波をノイズとして処理することで検出精度を高めることができる。
【００１７】
そして本発明の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知方法および亀裂発生検知装置においては、前記棒状をなす導振部材を少なくとも三本配置すると、より好ましい。導振部材を二本配置してそれぞれＡＥセンサを接続した場合には、その亀裂発生部位がノズルの何れの側であるかが判明せず、また亀裂発生部位が二本の導振部材から等距離の場合のＡＥ波がノイズと区別できないという不都合があるが、導振部材を少なくとも三本配置してそれぞれにＡＥセンサを接続すれば、亀裂発生部位に応じた時間差をもってＡＥ波がそれらのＡＥセンサに検出されるので、亀裂発生部位がノズルのどこにあるかが判明し、また亀裂発生によるＡＥ波とノイズとの区別もできる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知方法の一実施例を実施する、本発明の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知装置の一実施例の構成を連続鋳造設備の概略構成とともに示す略線図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は、上記実施例の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知装置のタンディッシュ上ノズルに対する導振ロッドおよびＡＥセンサの配置を具体的に示す縦断面図および下面図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は、二つのＡＥセンサで検出したＡＥ波の状態をそれぞれ示す特性線図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は、亀裂が発生していないタンディッシュ上ノズルと亀裂が発生しているタンディッシュ上ノズルとのアルゴンガス背圧の経時変化状態をそれぞれ示す特性線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本発明の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知方法の一実施例を実施する、本発明の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知装置の一実施例の構成を連続鋳造設備の概略構成とともに示す略線図であり、図２（ａ），（ｂ）は、上記実施例の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知装置のタンディッシュ上ノズルに対する導振ロッドおよびＡＥセンサの配置を具体的に示す縦断面図および下面図である。図１中符号１はタンディッシュ、２はモールドを示し、この連続鋳造設備では、タンディッシュ１内に図示しない取鍋から供給された溶鋼等の溶湯ＭＭがタンディッシュ１からモールド２内に流下してモールド２内で一次冷却されることにより、連続的な鋳片ＭＰが形成され、この鋳片ＭＰは、モールド２の下方に連続的に配設された左右で対をなす複数のロール３で形成される鋳片通路内を円弧状に案内されながら、スプレー４から噴き付けられる冷却水で二次冷却され、その後トーチカッター５で所定長さに切断される。
【００２０】
ここで、タンディッシュ１は、タンディッシュ底部の耐火物内にそのタンディッシュ底部を貫通するように設けられたタンディッシュ上ノズル６と、そのタンディッシュ上ノズル６の下側に配置されたスライディングノズル７と、そのスライディングノズル７の下側に配置されて下方へモールド２内まで延在する浸漬ノズル８とを具えており、連続鋳造の際には、図１に示すように、スライディングノズル７のスライド板７ａが油圧シリンダ７ｂで摺動されてスライディングノズル７が開口し、タンディッシュ１内の溶湯が同図中に矢印で示すようにそれらタンディッシュ上ノズル６とスライディングノズル７と浸漬ノズル８とを通ってモールド２内に供給される。
【００２１】
ところで、このモールド２内への溶湯ＭＭとしての溶鋼の供給の際には、タンディッシュ上ノズル６内を流れる溶鋼中に微細化したアルゴンガスＡＧを吹き込んで、浸漬ノズル８の、モールド２内の溶鋼中に浸漬した先端部８ａから微細化したアルゴンガスＡＧを溶鋼中に供給し、そのアルゴンガスＡＧで溶鋼中の微小介在物を捕捉して、微小介在物の浮上を促進させる。このためタンディッシュ上ノズル６は、ポーラス（多孔質）な耐火レンガで形成されており、図１に示すように、そのポーラスな耐火レンガの内部を透過して微細化したアルゴンガスＡＧをノズル内壁面から噴出させて、ノズル６内を流れる溶湯ＭＭ中に流入させる。
【００２２】
すなわちタンディッシュ上ノズル６は、図２に拡大して示すように、ポーラス（多孔質）な材質の耐火レンガにより、上部から下部へ向けて次第に拡径する外周面６ａを持つとともに上下方向に貫通する中央通路６ｂを持つ円筒状に形成されており、タンディッシュ上ノズル６は、その中央通路６ｂの上下端開口部を除いて、外面全体を、金属製のカバーとしての薄鋼板製のカバー９によって気密に覆われている。
【００２３】
この薄鋼板製のカバー９は、タンディッシュ上ノズル６の上面に密接するとともに中央通路６ｂの上端開口部に対応する中央孔を持つ平坦な上側環状部分９ａと、タンディッシュ上ノズル６の外周面６ａに密接する裁等円錐状部分９ｂと、タンディッシュ上ノズル６の中央部が突出した下面に密接するとともに中央通路６ｂの下端開口部に対応する中央孔を持つ皿状の下側環状部分９ｃと、上記の裁等円錐状部分９ｂに形成されたガス通路としての開口部９ｄとを有し、その開口部９ｄにはガス供給管１０が接続されており、これにより、溶湯ＭＭ内に流入させるアルゴンガスＡＧ等のガスを外部へ漏らさずにタンディッシュ上ノズル６内に透過させて中央通路６ｂ内へ供給することを可能にしている。
【００２４】
図１中符号１１で示すこの実施例の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知装置は、かかるタンディッシュ上ノズル６の下面に密接する薄鋼板製のカバー９の下側環状部分９ｃに、その下側環状部分９ｃの周方向へ互いに実質的に１８０度離間してその下側環状部分９ｃの直径方向へ延在するように各々一端部１２ａを溶接接続された、導振部材としての各々同一材質の鋼製の実質的に等長で同一太さの二本の導振ロッド１２と、各々例えばピエゾ素子を有する二個の通常のＡＥセンサ１３とを具えており、これらの導振ロッド１２は、タンディッシュ１の底面およびスライディングノズル７と接触しないように、スライディングノズル７の上端面に形成された溝内を通ってタンディッシュ１の側方まで延在し、導振ロッド１２の他端部１２ｂにはそれぞれ円板状のブラケット１４が溶接接続され、二個のＡＥセンサ１３はそれらのブラケット１４に、ＡＥセンサ１３の受振板がブラケット１４に密接するようにそれぞれ取り付けられている。
【００２５】
二個のＡＥセンサ１３の出力信号は、ＡＥアンプ１５に通されてそれぞれ信号レベルを増幅された後、Ａ／Ｄコンバータ１６によりアナログ−デジタル変換されて、信号処理装置としてのパーソナルコンピュータ１７に入力される。そしてこの実施例の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知装置１１を用いたこの実施例の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知方法では、パーソナルコンピュータ１７は、あらかじめ与えられたプログラムに基づいて作動して、タンディッシュ１の底部への設置前のタンディッシュ上ノズル６の薄鋼板製のカバー９の裁等円錐状部分９ｂの所定部位に取り付けられた図示しないテストＡＥ波発生器を作動させるとともに、そのテストＡＥ波発生器が発生させたテストＡＥ波を受信することで、あらかじめＡＥ波の発生部位とＡＥ波の発生から受信までの時間との関係ひいてはタンディッシュ上ノズル６および導振ロッド１２内でのＡＥ波伝達速度を調べて記憶しておく。なお、このテストＡＥ波発生器は、タンディッシュ１の底部へのタンディッシュ上ノズル６の設置の際には薄鋼板製のカバー９の裁等円錐状部分９ｂから取り外される。
【００２６】
さらにこの実施例の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知方法では、上記パーソナルコンピュータ１７は、あらかじめ与えられたプログラムに基づいて作動して、二個のＡＥセンサ１３からＡ／Ｄコンバータ１６を介して受信するＡＥ波の振幅に閾値を設けることで、タンディッシュ上ノズル６を構成する耐火レンガの亀裂発生により生ずるＡＥ波とそれより低振幅のノイズとを識別してノイズを除去するとともに、二個のＡＥセンサ１３からそれぞれ受信するＡＥ波に時間差があるか否かを調べ、二個のＡＥセンサ１３からの受信に実質上時間差がないＡＥ波については、例え振幅が上記閾値を超えていても外部から二個のＡＥセンサ１３に同時に入ったノイズ振動あるいはそれらのＡＥセンサ１３からパーソナルコンピュータ１７までの電気回路に同時に入ったノイズ信号の可能性が高いので除去する。
【００２７】
かくして、この実施例の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知方法を実施するこの実施例の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知装置１１によれば、連続鋳造設備のタンディッシュ１の底部に設けられるタンディッシュ上ノズル６を構成する筒状のポーラスな耐火レンガの外面に密接するとともにその中央通路６ｂの上下端開口部を除く外面全体を気密に覆う金属製のカバー９の一部である下側環状部分９ｃに導振ロッド１２の一端部１２ａを溶接接続するとともに、その導振ロッド１２の他端部１２ｂをＡＥセンサ１３に接続して、ＡＥセンサ１３とタンディッシュ上ノズル６との間に導振ロッド１２を介在させることでＡＥセンサ１３への熱輻射および熱伝導を軽減しつつ、タンディッシュ上ノズル６を構成する耐火レンガの交換後におけるタンディッシュ１の昇熱時のＡＥセンサ１３の出力信号の振幅変化をパーソナルコンピュータ１７で検出するので、高温度になるタンディッシュ上ノズル６の亀裂発生時のＡＥ波をＡＥセンサ１３によって検出することができ、ひいてはタンディッシュ上ノズル６の亀裂発生が検出された耐火レンガを速やかに交換し得て、タンディッシュ上ノズル６でのアルゴンガスの微細化により溶鋼中の微小介在物の除去を十分に行い、清浄度の高い鋼材を製造することできる。
【００２８】
しかもこの実施例の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知方法および亀裂発生検知装置１１によれば、二本の導振ロッド１２を互いに離間させてタンディッシュ上ノズル６のカバー９の周方向に等間隔に配置し、それらの導振ロッド１２の一端部１２ａをそれぞれカバー９に接続するとともに、それらの導振ロッド１２の他端部１２ｂを二個のＡＥセンサ１３にそれぞれ接続することから、それら二本の導振ロッド１２を介して二個のＡＥセンサ１３でＡＥ波を検出できるので、例えば図３（ａ），（ｂ）に示すように、それら二個のＡＥセンサ１３でそれぞれ検出したＡＥ波のうち、あらかじめ設定した閾値ＳＬを越える信号レベルのＡＥ波に時間差Ｔがある場合に、その検出時間差Ｔと先にテストＡＥ波発生器を用いて測定したタンディッシュ上ノズル６および導振ロッド１２内でのＡＥ波の伝達速度とから、タンディッシュ上ノズル６を構成する耐火レンガの亀裂の発生部位を推定でき、さらに、上記閾値ＳＬ以下のノイズを除去するとともに、それら二個のＡＥセンサ１３で検出したＡＥ波に実質上検出時間差がない場合にもそのＡＥ波をノイズとして除去処理するので、耐火レンガの亀裂発生により生ずるＡＥ波の検出精度を高めることができる。
【００２９】
以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく、特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更しうるものであり、例えば、導振ロッド１２を少なくとも三本配置してもよい。すなわち、上記実施例のように導振ロッド１２を二本配置してそれぞれＡＥセンサを接続した場合には、その亀裂発生部位がノズルの何れの側であるかが判明せず、また亀裂発生部位が二本の導振ロッド１２から等距離の場合のＡＥ波がノイズと区別できないという不都合があるが、導振ロッド１２を三本以上配置してそれぞれにＡＥセンサを接続すれば、亀裂発生部位に応じた時間差をもってＡＥ波がそれらのＡＥセンサに検出されるので、亀裂発生部位がノズルのどこにあるかが判明し、また亀裂発生によるＡＥ波とノイズとの区別もできる。
【００３０】
また、この発明においては、導振ロッド１２はカバー９の、タンディッシュ上ノズル６の下面に密接する下側環状部分９ｃに接続する代わりに、あるいはそれに加えて、タンディッシュ上ノズル６の外周面に密接する裁頭円錐状部分９ｂに接続して、タンディッシュ１の底部の耐火物内をタンディッシュ１外へ貫通させてもよい。そしてこの発明においては、導振部材として、導振ロッド１２の代りに、あるいはそれに加えて、例えば細片状等の他の形状の鋼材あるいは例えばセラミックス等の他の材質のものを用いてもよく、また、タンディッシュ上ノズル６を覆う金属製のカバーは、薄鋼板製のカバー９でなく、他の材質のものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知方法および亀裂発生検知装置によれば、連続鋳造設備のタンディッシュ底部に設けられるタンディッシュ上ノズルを構成する筒状のポーラスな耐火レンガの外面に密接してその耐火レンガの少なくとも外周面を気密に覆う金属製のカバーに導振部材の一端部を接続するとともに、その導振部材の他端部をＡＥセンサに接続して、ＡＥセンサとタンディッシュ上ノズルとの間に導振部材を介在させることでＡＥセンサへの熱輻射および熱伝導を軽減しつつ、タンディッシュの昇熱時のＡＥセンサの出力信号の振幅変化を検出するので、高温度になるタンディッシュ上ノズルの亀裂発生時のＡＥ波をＡＥセンサによって検出することができ、これにより、亀裂が発生したタンディッシュ上ノズルの使用を回避し得て、アルゴンガスがタンディッシュ上ノズルの亀裂を通って微細化せずにノズル内壁面から溶鋼中に流入し、溶鋼中の微小介在物の除去が不十分になって清浄度の高い鋼材の製造が困難になるのを防止することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１ タンディッシュ
２ モールド
３ ロール
４ スプレー
５ トーチカッター
６ タンディッシュ上ノズル
６ａ 外周面
６ｂ 中央通路
７ スライディングノズル
７ａ スライド板
７ｂ 油圧シリンダ
８ 浸漬ノズル
８ａ 先端部
９ カバー
９ａ 上側環状部分
９ｂ 裁頭円錐状部分
９ｃ 下側環状部分
９ｄ 開口部
１０ ガス供給管
１１ 連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知装置
１２ 導振ロッド
１２ａ 一端部
１２ｂ 他端部
１３ ＡＥセンサ
１４ ブラケット
１５ ＡＥアンプ
１６ Ａ／Ｄコンバータ
１７ パーソナルコンピュータ
ＡＧ アルゴンガス
ＭＭ 溶湯
ＭＰ 鋳片
ＳＬ 閾値
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続鋳造設備のタンディッシュ底部に設けられたタンディッシュ上ノズルの、タンディッシュ昇熱時の亀裂発生を検知する方法および装置に関し、特には、アコースティックエミッション（ＡＥ）センサを用いた亀裂発生検知方法および亀裂発生検知装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
連続鋳造設備は一般に、タンディッシュ底部に設けられたタンディッシュ上ノズルと、タンディッシュ上ノズルの下側に配置されたスライディングノズルと、スライディングノズルの下側に配置されて下方へモールド内まで延在する浸漬ノズルとを具えており、連続鋳造の際には、スライディングノズルが摺動して開口し、タンディッシュ内の溶鋼等の溶湯がそれらタンディッシュ上ノズルとスライディングノズルと浸漬ノズルとを通ってタンディッシュの下方のモールド内に供給される（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
このモールド内への溶鋼の供給の際には、微細化したアルゴンガスを溶鋼中に吹き込んで、モールド内の溶鋼中に浸漬した浸漬ノズルからその溶鋼中に供給し、その微細化したアルゴンガスで溶鋼中の微小介在物を捕捉して、微小介在物の浮上を促進させることが多い。このためタンディッシュ上ノズルは通常、ポーラス（多孔質）な耐火レンガで筒状に形成されており、そのポーラスな耐火レンガの内部を透過して微細化したアルゴンガスをノズル内壁面から噴出させて、ノズル内を流れる溶鋼中に流入させている。
【０００４】
このタンディッシュ上ノズルを形成するポーラスな耐火レンガには亀裂が発生する場合があり、その場合にはアルゴンガスがその亀裂を通って、微細化せずにノズル内壁面から溶鋼中に流入するようになるので、溶鋼中の微小介在物の除去が不十分になり、清浄度の高い鋼材を製造することが困難になる可能性がある。
【０００５】
そこで本願発明者がタンディッシュ上ノズルを形成する耐火レンガの亀裂発生の原因を探求するために、タンディッシュ上ノズルに供給しているアルゴンガスの、鋳造開始からの背圧の変化を観察したところ、図４に示すように、亀裂が発生していない正常なタンディッシュ上ノズル（図４（ａ）中曲線Ａで示す）では背圧が一旦速やかに立ち上がった後ほぼ一定に維持されるのに対し、亀裂が発生していたタンディッシュ上ノズル（図４（ｂ）中曲線Ｂで示す）では、亀裂からアルゴンガスが漏れるため背圧がゆっくりと立ち上がった後低下していった。
【０００６】
すなわち、亀裂が発生していたタンディッシュ上ノズルでは鋳造開始タイミングから異常兆候を示していることから、タンディッシュ上ノズルの亀裂は鋳造開始前に既に発生していたことが判明した。このことから亀裂発生の原因は、タンディッシュ上ノズルを構成する耐火レンガの交換後におけるタンディッシュの予熱時の、上ノズルの昇熱中の急激な温度変化（昇熱速度の速過ぎ）によるものと推定される。
【０００７】
ところで、このような高温度での物質の亀裂発生を検知する方法として従来、アコースティックエミッション（ＡＥ）センサを用いる方法が知られている（例えば特許文献２参照）。物質の表面や内部での亀裂の発生時あるいは亀裂の進展時には、そして亀裂発生前の転位段階でも、弾性エネルギーの解放によって超音波域の弾性波が放射され、一般に、この弾性波の放射現象をアコースティックエミッション（ＡＥ）と呼び、その弾性波をＡＥ波と呼んでいる。このＡＥ波は物質内部を伝播するので、物質表面に接続したピエゾ素子等からなるＡＥセンサで検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２０８０８３号公報
【特許文献２】特開２００８−２１５９３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、一般にＡＥセンサの耐熱性は数百℃以上の高温度に耐える程は高くないので、数百℃以上の高温域においてＡＥセンサでＡＥ波を物質表面から直接検出するのは困難であり、このため特許文献２記載の従来技術では、１０００℃以上の高温域での熱サイクル試験の対象物に二本の白金線の一端部を接続し、それらの白金線の他端部にＡＥセンサをそれぞれ接続して、熱サイクル試験で試験対象物に発生したＡＥ波を二本の白金線を介して検出するという方法を採用しているが、同様に高温度になるタンディッシュ上ノズルの亀裂発生時のＡＥ波検出にこの方法を応用しようとしても、タンディッシュ上ノズルは耐火レンガで形成されているため、この特許文献２の記載のようにＡＥ波を伝達させる介在物を接続するのは容易でないという問題があった。
【００１０】
本発明は上述した事情に着目してなされたものであって、高温度になるタンディッシュ上ノズルの亀裂発生時のＡＥ波検出を可能にする技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は、上述した問題を解決するため、タンディッシュ上ノズルの機能とそれを実現するための実際の構造とに着眼して誠意研究を行い、本発明を完成させた。すなわち、タンディッシュ上ノズルは、溶湯をタンディッシュ内からモールドへ導く機能だけでなく、上述したように溶湯内に微細化したガスを流入させる機能も有している。このため、タンディッシュ上ノズルを形成する筒状のポーラスな耐火レンガは、その耐火レンガの外面に密接する金属（通常は薄鋼板）製のカバーでその耐火レンガの少なくとも外周面を気密に覆われており、そのカバーに設けられたガス通路に外部からガス配管が接続されて、溶湯内に流入させるガスを外部へ漏らさずにノズル内へ供給することを可能にしている。
【００１２】
本発明はかかるタンディッシュ上ノズルの実際の構造に鑑みて前記課題を有利に解決するものであり、本発明の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知方法は、連続鋳造設備のタンディッシュ底部に設けられ、筒状のポーラスな耐火レンガで形成されるとともに、外面に密接する金属製のカバーで少なくとも外周面を気密に覆われたタンディッシュ上ノズルの亀裂の発生を検知するに際し、導振部材の一端部を前記カバーに接続するとともに、その導振部材の他端部をＡＥセンサに接続し、前記タンディッシュの昇熱時の前記ＡＥセンサの出力信号の振幅変化を検出することを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知装置は、連続鋳造設備のタンディッシュ底部に設けられ、筒状のポーラスな耐火レンガで形成されるとともに、外面に密接する金属製のカバーで少なくとも外周面を気密に覆われたタンディッシュ上ノズルの亀裂の発生を検知するに装置において、前記カバーに一端部が接続された導振部材と、前記導振部材の他端部が接続されたＡＥセンサと、前記タンディッシュの昇熱時の前記ＡＥセンサの出力信号の振幅変化を検出する信号処理装置と、を具えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知方法によれば、連続鋳造設備のタンディッシュ底部に設けられるタンディッシュ上ノズルを構成する筒状のポーラスな耐火レンガの外面に密接してその耐火レンガの少なくとも外周面を気密に覆う金属製のカバーに導振部材の一端部を接続するとともに、その導振部材の他端部をＡＥセンサに接続して、ＡＥセンサとタンディッシュ上ノズルとの間に導振部材を介在させることでＡＥセンサへの熱輻射および熱伝導を軽減しつつ、タンディッシュの昇熱時のＡＥセンサの出力信号の振幅変化を検出するので、高温度になるタンディッシュ上ノズルの亀裂発生時のＡＥ波をＡＥセンサによって検出することができ、これにより、亀裂が発生したタンディッシュ上ノズルの使用を回避し得て、アルゴンガスがタンディッシュ上ノズルの亀裂を通って微細化せずにノズル内壁面から溶鋼中に流入し、溶鋼中の微小介在物の除去が不十分になって清浄度の高い鋼材の製造が困難になるのを防止することができる。
【００１５】
また本発明の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知装置によれば、連続鋳造設備のタンディッシュ底部に設けられるタンディッシュ上ノズルを構成する筒状のポーラスな耐火レンガの外面に密接してその耐火レンガの少なくとも外周面を気密に覆う金属製のカバーに導振部材の一端部を接続するとともに、その導振部材の他端部をＡＥセンサに接続して、ＡＥセンサとタンディッシュ上ノズルとの間に導振部材を介在させることでＡＥセンサへの熱輻射および熱伝導を軽減しつつ、タンディッシュの昇熱時のＡＥセンサの出力信号の振幅変化を信号処理装置で検出するので、高温度になるタンディッシュ上ノズルの亀裂発生時のＡＥ波をＡＥセンサによって検出することができる。
【００１６】
なお、本発明の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知方法および亀裂発生検知装置においては、各々棒状をなす複数本の前記導振部材を互いに離間させて、前記タンディッシュ上ノズルの周方向に等間隔に配置し、それらの導振部材の一端部をそれぞれ前記カバーに接続するとともに、それらの導振部材の他端部を複数の前記ＡＥセンサにそれぞれ接続することが好ましい。このようにすれば、それら複数本の導振部材を介して複数のＡＥセンサでＡＥ波を検出できるので、それら複数のＡＥセンサで検出したＡＥ波の検出時間差とタンディッシュ上ノズルおよび導振部材内でのＡＥ波の伝達速度とから亀裂の発生部位を推定できるとともに、それら複数のＡＥセンサで検出したＡＥ波に実質上検出時間差がない場合にそのＡＥ波をノイズとして処理することで検出精度を高めることができる。
【００１７】
そして本発明の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知方法および亀裂発生検知装置においては、前記棒状をなす導振部材を少なくとも三本配置すると、より好ましい。導振部材を二本配置してそれぞれＡＥセンサを接続した場合には、その亀裂発生部位がノズルの何れの側であるかが判明せず、また亀裂発生部位が二本の導振部材から等距離の場合のＡＥ波がノイズと区別できないという不都合があるが、導振部材を少なくとも三本配置してそれぞれにＡＥセンサを接続すれば、亀裂発生部位に応じた時間差をもってＡＥ波がそれらのＡＥセンサに検出されるので、亀裂発生部位がノズルのどこにあるかが判明し、また亀裂発生によるＡＥ波とノイズとの区別もできる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知方法の一実施例を実施する、本発明の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知装置の一実施例の構成を連続鋳造設備の概略構成とともに示す略線図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は、上記実施例の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知装置のタンディッシュ上ノズルに対する導振ロッドおよびＡＥセンサの配置を具体的に示す縦断面図および下面図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は、二つのＡＥセンサで検出したＡＥ波の状態をそれぞれ示す特性線図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は、亀裂が発生していないタンディッシュ上ノズルと亀裂が発生しているタンディッシュ上ノズルとのアルゴンガス背圧の経時変化状態をそれぞれ示す特性線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本発明の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知方法の一実施例を実施する、本発明の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知装置の一実施例の構成を連続鋳造設備の概略構成とともに示す略線図であり、図２（ａ），（ｂ）は、上記実施例の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知装置のタンディッシュ上ノズルに対する導振ロッドおよびＡＥセンサの配置を具体的に示す縦断面図および下面図である。図１中符号１はタンディッシュ、２はモールドを示し、この連続鋳造設備では、タンディッシュ１内に図示しない取鍋から供給された溶鋼等の溶湯ＭＭがタンディッシュ１からモールド２内に流下してモールド２内で一次冷却されることにより、連続的な鋳片ＭＰが形成され、この鋳片ＭＰは、モールド２の下方に連続的に配設された左右で対をなす複数のロール３で形成される鋳片通路内を円弧状に案内されながら、スプレー４から噴き付けられる冷却水で二次冷却され、その後トーチカッター５で所定長さに切断される。
【００２０】
ここで、タンディッシュ１は、タンディッシュ底部の耐火物内にそのタンディッシュ底部を貫通するように設けられたタンディッシュ上ノズル６と、そのタンディッシュ上ノズル６の下側に配置されたスライディングノズル７と、そのスライディングノズル７の下側に配置されて下方へモールド２内まで延在する浸漬ノズル８とを具えており、連続鋳造の際には、図１に示すように、スライディングノズル７のスライド板７ａが油圧シリンダ７ｂで摺動されてスライディングノズル７が開口し、タンディッシュ１内の溶湯が同図中に矢印で示すようにそれらタンディッシュ上ノズル６とスライディングノズル７と浸漬ノズル８とを通ってモールド２内に供給される。
【００２１】
ところで、このモールド２内への溶湯ＭＭとしての溶鋼の供給の際には、タンディッシュ上ノズル６内を流れる溶鋼中に微細化したアルゴンガスＡＧを吹き込んで、浸漬ノズル８の、モールド２内の溶鋼中に浸漬した先端部８ａから微細化したアルゴンガスＡＧを溶鋼中に供給し、そのアルゴンガスＡＧで溶鋼中の微小介在物を捕捉して、微小介在物の浮上を促進させる。このためタンディッシュ上ノズル６は、ポーラス（多孔質）な耐火レンガで形成されており、図１に示すように、そのポーラスな耐火レンガの内部を透過して微細化したアルゴンガスＡＧをノズル内壁面から噴出させて、ノズル６内を流れる溶湯ＭＭ中に流入させる。
【００２２】
すなわちタンディッシュ上ノズル６は、図２に拡大して示すように、ポーラス（多孔質）な材質の耐火レンガにより、上部から下部へ向けて次第に拡径する外周面６ａを持つとともに上下方向に貫通する中央通路６ｂを持つ円筒状に形成されており、タンディッシュ上ノズル６は、その中央通路６ｂの上下端開口部を除いて、外面全体を、金属製のカバーとしての薄鋼板製のカバー９によって気密に覆われている。
【００２３】
この薄鋼板製のカバー９は、タンディッシュ上ノズル６の上面に密接するとともに中央通路６ｂの上端開口部に対応する中央孔を持つ平坦な上側環状部分９ａと、タンディッシュ上ノズル６の外周面６ａに密接する裁等円錐状部分９ｂと、タンディッシュ上ノズル６の中央部が突出した下面に密接するとともに中央通路６ｂの下端開口部に対応する中央孔を持つ皿状の下側環状部分９ｃと、上記の裁等円錐状部分９ｂに形成されたガス通路としての開口部９ｄとを有し、その開口部９ｄにはガス供給管１０が接続されており、これにより、溶湯ＭＭ内に流入させるアルゴンガスＡＧ等のガスを外部へ漏らさずにタンディッシュ上ノズル６内に透過させて中央通路６ｂ内へ供給することを可能にしている。
【００２４】
図１中符号１１で示すこの実施例の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知装置は、かかるタンディッシュ上ノズル６の下面に密接する薄鋼板製のカバー９の下側環状部分９ｃに、その下側環状部分９ｃの周方向へ互いに実質的に１８０度離間してその下側環状部分９ｃの直径方向へ延在するように各々一端部１２ａを溶接接続された、導振部材としての各々同一材質の鋼製の実質的に等長で同一太さの二本の導振ロッド１２と、各々例えばピエゾ素子を有する二個の通常のＡＥセンサ１３とを具えており、これらの導振ロッド１２は、タンディッシュ１の底面およびスライディングノズル７と接触しないように、スライディングノズル７の上端面に形成された溝内を通ってタンディッシュ１の側方まで延在し、導振ロッド１２の他端部１２ｂにはそれぞれ円板状のブラケット１４が溶接接続され、二個のＡＥセンサ１３はそれらのブラケット１４に、ＡＥセンサ１３の受振板がブラケット１４に密接するようにそれぞれ取り付けられている。
【００２５】
二個のＡＥセンサ１３の出力信号は、ＡＥアンプ１５に通されてそれぞれ信号レベルを増幅された後、Ａ／Ｄコンバータ１６によりアナログ−デジタル変換されて、信号処理装置としてのパーソナルコンピュータ１７に入力される。そしてこの実施例の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知装置１１を用いたこの実施例の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知方法では、パーソナルコンピュータ１７は、あらかじめ与えられたプログラムに基づいて作動して、タンディッシュ１の底部への設置前のタンディッシュ上ノズル６の薄鋼板製のカバー９の裁等円錐状部分９ｂの所定部位に取り付けられた図示しないテストＡＥ波発生器を作動させるとともに、そのテストＡＥ波発生器が発生させたテストＡＥ波を受信することで、あらかじめＡＥ波の発生部位とＡＥ波の発生から受信までの時間との関係ひいてはタンディッシュ上ノズル６および導振ロッド１２内でのＡＥ波伝達速度を調べて記憶しておく。なお、このテストＡＥ波発生器は、タンディッシュ１の底部へのタンディッシュ上ノズル６の設置の際には薄鋼板製のカバー９の裁等円錐状部分９ｂから取り外される。
【００２６】
さらにこの実施例の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知方法では、上記パーソナルコンピュータ１７は、あらかじめ与えられたプログラムに基づいて作動して、二個のＡＥセンサ１３からＡ／Ｄコンバータ１６を介して受信するＡＥ波の振幅に閾値を設けることで、タンディッシュ上ノズル６を構成する耐火レンガの亀裂発生により生ずるＡＥ波とそれより低振幅のノイズとを識別してノイズを除去するとともに、二個のＡＥセンサ１３からそれぞれ受信するＡＥ波に時間差があるか否かを調べ、二個のＡＥセンサ１３からの受信に実質上時間差がないＡＥ波については、例え振幅が上記閾値を超えていても外部から二個のＡＥセンサ１３に同時に入ったノイズ振動あるいはそれらのＡＥセンサ１３からパーソナルコンピュータ１７までの電気回路に同時に入ったノイズ信号の可能性が高いので除去する。
【００２７】
かくして、この実施例の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知方法を実施するこの実施例の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知装置１１によれば、連続鋳造設備のタンディッシュ１の底部に設けられるタンディッシュ上ノズル６を構成する筒状のポーラスな耐火レンガの外面に密接するとともにその中央通路６ｂの上下端開口部を除く外面全体を気密に覆う金属製のカバー９の一部である下側環状部分９ｃに導振ロッド１２の一端部１２ａを溶接接続するとともに、その導振ロッド１２の他端部１２ｂをＡＥセンサ１３に接続して、ＡＥセンサ１３とタンディッシュ上ノズル６との間に導振ロッド１２を介在させることでＡＥセンサ１３への熱輻射および熱伝導を軽減しつつ、タンディッシュ上ノズル６を構成する耐火レンガの交換後におけるタンディッシュ１の昇熱時のＡＥセンサ１３の出力信号の振幅変化をパーソナルコンピュータ１７で検出するので、高温度になるタンディッシュ上ノズル６の亀裂発生時のＡＥ波をＡＥセンサ１３によって検出することができ、ひいてはタンディッシュ上ノズル６の亀裂発生が検出された耐火レンガを速やかに交換し得て、タンディッシュ上ノズル６でのアルゴンガスの微細化により溶鋼中の微小介在物の除去を十分に行い、清浄度の高い鋼材を製造することできる。
【００２８】
しかもこの実施例の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知方法および亀裂発生検知装置１１によれば、二本の導振ロッド１２を互いに離間させてタンディッシュ上ノズル６のカバー９の周方向に等間隔に配置し、それらの導振ロッド１２の一端部１２ａをそれぞれカバー９に接続するとともに、それらの導振ロッド１２の他端部１２ｂを二個のＡＥセンサ１３にそれぞれ接続することから、それら二本の導振ロッド１２を介して二個のＡＥセンサ１３でＡＥ波を検出できるので、例えば図３（ａ），（ｂ）に示すように、それら二個のＡＥセンサ１３でそれぞれ検出したＡＥ波のうち、あらかじめ設定した閾値ＳＬを越える信号レベルのＡＥ波に時間差Ｔがある場合に、その検出時間差Ｔと先にテストＡＥ波発生器を用いて測定したタンディッシュ上ノズル６および導振ロッド１２内でのＡＥ波の伝達速度とから、タンディッシュ上ノズル６を構成する耐火レンガの亀裂の発生部位を推定でき、さらに、上記閾値ＳＬ以下のノイズを除去するとともに、それら二個のＡＥセンサ１３で検出したＡＥ波に実質上検出時間差がない場合にもそのＡＥ波をノイズとして除去処理するので、耐火レンガの亀裂発生により生ずるＡＥ波の検出精度を高めることができる。
【００２９】
以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく、特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更しうるものであり、例えば、導振ロッド１２を少なくとも三本配置してもよい。すなわち、上記実施例のように導振ロッド１２を二本配置してそれぞれＡＥセンサを接続した場合には、その亀裂発生部位がノズルの何れの側であるかが判明せず、また亀裂発生部位が二本の導振ロッド１２から等距離の場合のＡＥ波がノイズと区別できないという不都合があるが、導振ロッド１２を三本以上配置してそれぞれにＡＥセンサを接続すれば、亀裂発生部位に応じた時間差をもってＡＥ波がそれらのＡＥセンサに検出されるので、亀裂発生部位がノズルのどこにあるかが判明し、また亀裂発生によるＡＥ波とノイズとの区別もできる。
【００３０】
また、この発明においては、導振ロッド１２はカバー９の、タンディッシュ上ノズル６の下面に密接する下側環状部分９ｃに接続する代わりに、あるいはそれに加えて、タンディッシュ上ノズル６の外周面に密接する裁頭円錐状部分９ｂに接続して、タンディッシュ１の底部の耐火物内をタンディッシュ１外へ貫通させてもよい。そしてこの発明においては、導振部材として、導振ロッド１２の代りに、あるいはそれに加えて、例えば細片状等の他の形状の鋼材あるいは例えばセラミックス等の他の材質のものを用いてもよく、また、タンディッシュ上ノズル６を覆う金属製のカバーは、薄鋼板製のカバー９でなく、他の材質のものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知方法および亀裂発生検知装置によれば、連続鋳造設備のタンディッシュ底部に設けられるタンディッシュ上ノズルを構成する筒状のポーラスな耐火レンガの外面に密接してその耐火レンガの少なくとも外周面を気密に覆う金属製のカバーに導振部材の一端部を接続するとともに、その導振部材の他端部をＡＥセンサに接続して、ＡＥセンサとタンディッシュ上ノズルとの間に導振部材を介在させることでＡＥセンサへの熱輻射および熱伝導を軽減しつつ、タンディッシュの昇熱時のＡＥセンサの出力信号の振幅変化を検出するので、高温度になるタンディッシュ上ノズルの亀裂発生時のＡＥ波をＡＥセンサによって検出することができ、これにより、亀裂が発生したタンディッシュ上ノズルの使用を回避し得て、アルゴンガスがタンディッシュ上ノズルの亀裂を通って微細化せずにノズル内壁面から溶鋼中に流入し、溶鋼中の微小介在物の除去が不十分になって清浄度の高い鋼材の製造が困難になるのを防止することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１ タンディッシュ
２ モールド
３ ロール
４ スプレー
５ トーチカッター
６ タンディッシュ上ノズル
６ａ 外周面
６ｂ 中央通路
７ スライディングノズル
７ａ スライド板
７ｂ 油圧シリンダ
８ 浸漬ノズル
８ａ 先端部
９ カバー
９ａ 上側環状部分
９ｂ 裁頭円錐状部分
９ｃ 下側環状部分
９ｄ 開口部
１０ ガス供給管
１１ 連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知装置
１２ 導振ロッド
１２ａ 一端部
１２ｂ 他端部
１３ ＡＥセンサ
１４ ブラケット
１５ ＡＥアンプ
１６ Ａ／Ｄコンバータ
１７ パーソナルコンピュータ
ＡＧ アルゴンガス
ＭＭ 溶湯
ＭＰ 鋳片
ＳＬ 閾値
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続鋳造設備のタンディッシュ底部に設けられ、筒状のポーラスな耐火レンガで形成されるとともに、外面に密接する金属製のカバーで少なくとも外周面を気密に覆われたタンディッシュ上ノズルの亀裂の発生を検知するに際し、
導振部材の一端部を前記カバーに接続するとともに、その導振部材の他端部をＡＥセンサに接続し、前記タンディッシュの昇熱時の前記ＡＥセンサの出力信号の振幅変化を検出することを特徴とする連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知方法。
【請求項２】
各々棒状をなす複数本の前記導振部材を互いに離間させて、前記タンディッシュ上ノズルの周方向に等間隔に配置し、それらの導振部材の一端部をそれぞれ前記カバーに接続するとともに、それらの導振部材の他端部を複数の前記ＡＥセンサにそれぞれ接続することを特徴とする、請求項１に記載の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知方法。
【請求項３】
前記棒状をなす導振部材を少なくとも三本配置することを特徴とする、請求項２に記載の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知方法。
【請求項４】
連続鋳造設備のタンディッシュ底部に設けられ、筒状のポーラスな耐火レンガで形成されるとともに、外面に密接する金属製のカバーで少なくとも外周面を気密に覆われたタンディッシュ上ノズルの亀裂の発生を検知するに装置において、
前記カバーに一端部が接続された導振部材と、
前記導振部材の他端部が接続されたＡＥセンサと、
前記タンディッシュの昇熱時の前記ＡＥセンサの出力信号の振幅変化を検出する信号処理装置と、
を具えることを特徴とする連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知装置。
【請求項５】
各々棒状をなす複数本の前記導振部材が、互いに離間して、前記タンディッシュ上ノズルの周方向に等間隔に配置され、
それらの導振部材の一端部がそれぞれ前記カバーに接続されるとともに、それらの導振部材の他端部が複数の前記ＡＥセンサにそれぞれ接続されることを特徴とする、請求項４に記載の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知装置。
【請求項６】
前記棒状をなす導振部材が少なくとも三本配置されることを特徴とする、請求項５に記載の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知装置。
【請求項１】
連続鋳造設備のタンディッシュ底部に設けられ、筒状のポーラスな耐火レンガで形成されるとともに、外面に密接する金属製のカバーで少なくとも外周面を気密に覆われたタンディッシュ上ノズルの亀裂の発生を検知するに際し、
導振部材の一端部を前記カバーに接続するとともに、その導振部材の他端部をＡＥセンサに接続し、前記タンディッシュの昇熱時の前記ＡＥセンサの出力信号の振幅変化を検出することを特徴とする連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知方法。
【請求項２】
各々棒状をなす複数本の前記導振部材を互いに離間させて、前記タンディッシュ上ノズルの周方向に等間隔に配置し、それらの導振部材の一端部をそれぞれ前記カバーに接続するとともに、それらの導振部材の他端部を複数の前記ＡＥセンサにそれぞれ接続することを特徴とする、請求項１に記載の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知方法。
【請求項３】
前記棒状をなす導振部材を少なくとも三本配置することを特徴とする、請求項２に記載の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知方法。
【請求項４】
連続鋳造設備のタンディッシュ底部に設けられ、筒状のポーラスな耐火レンガで形成されるとともに、外面に密接する金属製のカバーで少なくとも外周面を気密に覆われたタンディッシュ上ノズルの亀裂の発生を検知するに装置において、
前記カバーに一端部が接続された導振部材と、
前記導振部材の他端部が接続されたＡＥセンサと、
前記タンディッシュの昇熱時の前記ＡＥセンサの出力信号の振幅変化を検出する信号処理装置と、
を具えることを特徴とする連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知装置。
【請求項５】
各々棒状をなす複数本の前記導振部材が、互いに離間して、前記タンディッシュ上ノズルの周方向に等間隔に配置され、
それらの導振部材の一端部がそれぞれ前記カバーに接続されるとともに、それらの導振部材の他端部が複数の前記ＡＥセンサにそれぞれ接続されることを特徴とする、請求項４に記載の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知装置。
【請求項６】
前記棒状をなす導振部材が少なくとも三本配置されることを特徴とする、請求項５に記載の連続鋳造設備のタンディッシュ上ノズルの亀裂発生検知装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−９１１７７（Ｐ２０１２−９１１７７Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３８１４４（Ｐ２０１０−２３８１４４）
【出願日】平成２２年１０月２５日（２０１０．１０．２５）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２５日（２０１０．１０．２５）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
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