JP2003290894A - Method for detecting fluidized state in nozzle for transporting molten metal and this instrument - Google Patents
Method for detecting fluidized state in nozzle for transporting molten metal and this instrumentInfo
- Publication number
- JP2003290894A JP2003290894A JP2002099416A JP2002099416A JP2003290894A JP 2003290894 A JP2003290894 A JP 2003290894A JP 2002099416 A JP2002099416 A JP 2002099416A JP 2002099416 A JP2002099416 A JP 2002099416A JP 2003290894 A JP2003290894 A JP 2003290894A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nozzle
- molten metal
- data block
- metal transfer
- transfer nozzle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 136
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 136
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 102
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 29
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 57
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 20
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 19
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 9
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 abstract description 15
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 abstract description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 112
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 112
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 81
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 11
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 9
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 6
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 3
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 101000974007 Homo sapiens Nucleosome assembly protein 1-like 3 Proteins 0.000 description 1
- 102100022398 Nucleosome assembly protein 1-like 3 Human genes 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、溶鋼等の溶融金
属が流動する溶融金属移送ノズル内流動状態検知方法及
びその装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for detecting a flow state in a molten metal transfer nozzle in which molten metal such as molten steel flows and an apparatus therefor.
【0002】[0002]
【従来の技術】溶鋼の連続鋳造装置では、タンディッシ
ュから出た溶鋼が、溶鋼移送ノズル内を流動してモール
ドに吐出されるが、この溶鋼移送ノズルは、3層スライ
ディングノズルと浸漬ノズルとが上下に直列接続されて
構成されている。この溶鋼移送ノズルを有する連続鋳造
装置を用いた溶鋼の連続鋳造においては、連続鋳造鋳片
の高品質化の要求に伴い、鋳片中の欠陥の発生防止は重
要な問題となってきている。この欠陥の発生要因として
は、3層スライディングノズルの隙間から空気が混入す
ることで、溶鋼が酸化されて品質低下をきたすことがあ
げられる。この場合は、空気の混入により3層スライデ
ィングノズル内や浸漬ノズル内で、流動が異常状態とな
ると考えられる。また、浸漬ノズル内で偏流が生じるこ
とで、浸漬ノズル内の溶鋼の流動が異常状態となり、モ
ールド内で吐出された溶鋼が偏流となることにより生じ
る品質低下があげられる。即ち、モールド内に吐出され
た溶鋼が偏流となると、溶鋼中に、モールドパウダーを
巻き込んだり気泡等の介在物を深く侵入させたりして、
鋳片中に取り込まれやすくなるので、品質低下を招く原
因となる。一般に、溶鋼が浸漬ノズル内に充満して流動
していれば、吐出された溶鋼の偏流の発生が抑えられる
が、スラグ等が浸漬ノズル内に詰まったりする等により
充満せずに真空域等の低圧空域が生じたり、浸漬ノズル
内で偏流が生じたりする等、浸漬ノズル内の溶鋼の流動
が異常な状態となると、吐出された溶鋼の偏流が発生す
る原因となる。そこで、このような場合は、速やかに溶
鋼の浸漬ノズルへの注入を停止して、原因を取り除く等
の対処を行なわなければならず、そのためには、浸漬ノ
ズル内の溶鋼の異常な流動状態を検知する必要がある。
そこで、従来は、浸漬ノズル内に溶鋼が存在するか否か
を電磁力を利用して検知したり、スラグの混入による透
磁率の変化を電磁気的に検知したりして、間接的に浸漬
ノズル内の溶鋼の異常な流動状態を知るようにしてい
る。2. Description of the Related Art In a continuous casting apparatus for molten steel, molten steel flowing out of a tundish flows through a molten steel transfer nozzle and is discharged into a mold. This molten steel transfer nozzle has a three-layer sliding nozzle and a dipping nozzle. It is configured by vertically connecting in series. In continuous casting of molten steel using a continuous casting apparatus having this molten steel transfer nozzle, the prevention of defects in the cast has become an important issue with the demand for higher quality of the cast cast. The cause of this defect is that air is mixed in through the gap between the three-layer sliding nozzles to oxidize the molten steel and deteriorate the quality. In this case, it is considered that the flow of air becomes abnormal in the three-layer sliding nozzle and the immersion nozzle due to the inclusion of air. Further, due to uneven flow in the immersion nozzle, the flow of molten steel in the immersion nozzle becomes abnormal, and the molten steel discharged in the mold becomes unevenly flowed, resulting in quality deterioration. That is, when the molten steel discharged into the mold becomes a non-uniform flow, the molding powder is caught in the molten steel or inclusions such as air bubbles are deeply penetrated,
Since it is easy to be taken into the slab, it causes deterioration of quality. Generally, if the molten steel is filled and flowing in the immersion nozzle, the occurrence of uneven flow of the discharged molten steel is suppressed, but if the molten steel does not fill due to clogging of the immersion nozzle, etc. If the flow of molten steel in the immersion nozzle becomes abnormal, such as when a low-pressure air space occurs or uneven flow occurs in the immersion nozzle, it causes uneven flow of the discharged molten steel. Therefore, in such a case, it is necessary to promptly stop the injection of the molten steel into the immersion nozzle and take action such as removing the cause. Need to detect.
Therefore, conventionally, the presence or absence of molten steel in the immersion nozzle is detected by using electromagnetic force, or the change in magnetic permeability due to mixing of slag is detected electromagnetically to indirectly detect the immersion nozzle. I try to know the abnormal flow state of the molten steel inside.
【0003】また、溶鋼を浸漬ノズルからモールド内に
吐出させる際に、偏流が生じないよう吐出流を安定させ
る方法として、浸漬ノズルの内部に、特開2000-237852
号に記載されているような旋回羽根を備えることによ
り、浸漬ノズル内の溶鋼を旋回流とする方法が考案さ
れ、用いられている。この方法によれば、浸漬ノズル内
の溶鋼流を旋回させることで、高速でノズル内に溶鋼を
注入しても吐出流の速度を低くすることができ、安定し
た吐出流を得ることができることから、効果をあげてい
る。ところが、この方法では、浸漬ノズルの内部に備え
られた旋回羽根が破損したり、この旋回羽根の部分にス
ラグ等が詰まったりすると、旋回流が消失して安定した
吐出流を得ることができなくなってしまう。そこで、旋
回流が消失した場合は、速やかに溶鋼の注入を停止し
て、原因を取り除く等の対処を行なわなければならず、
浸漬ノズル内の旋回流の有無を検知する必要がある。そ
のため、従来は、この場合も、浸漬ノズル内の透磁率の
変化を電磁気的に検知して浸漬ノズル内にスラグが混入
しているか否かを検知する等により、間接的に旋回流の
存在の有無を調べるようにしている。Further, as a method of stabilizing the discharge flow so as to prevent uneven flow when the molten steel is discharged from the immersion nozzle into the mold, the method disclosed in JP-A-2000-237852 is used.
A method for making molten steel in a submerged nozzle into a swirling flow by devising a swirl vane as described in Japanese Patent No. 3120, has been devised and used. According to this method, by swirling the molten steel flow in the immersion nozzle, the speed of the discharge flow can be reduced even if the molten steel is injected into the nozzle at a high speed, and a stable discharge flow can be obtained. , Is effective. However, in this method, if the swirl vane provided inside the immersion nozzle is damaged or if slag or the like is clogged in the swirl vane, the swirl flow disappears and a stable discharge flow cannot be obtained. Will end up. Therefore, when the swirling flow disappears, it is necessary to immediately stop the injection of molten steel and take action such as removing the cause.
It is necessary to detect the presence or absence of swirling flow in the immersion nozzle. Therefore, conventionally, also in this case, the presence of the swirl flow is indirectly detected by electromagnetically detecting the change in the magnetic permeability in the immersion nozzle to detect whether slag is mixed in the immersion nozzle. I try to check the existence.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、浸漬ノズル内
の溶鋼の異常な流動状態や旋回流の存在の有無を間接的
に調べる方法では、異常な流動状態や旋回流の存在の有
無を正確に知ることはできず、鋳片中の欠陥の発生を防
止するためには、これらを直接的に検知する方法が求め
られていた。また、上述したように、3層スライディン
グノズルの隙間から空気が混入すると、溶鋼が酸化され
て品質低下をきたすが、空気の混入による3層スライデ
ィングノズル内や浸漬ノズル内での流動の異常状態を検
知する方法が無く、その方法が求められていた。この発
明は、このような要望に対処するためになされたもので
あって、3層スライディングノズルや浸漬ノズル等で構
成される溶鋼移送ノズルにおいて、3層スライディング
ノズル内への空気の混入や、浸漬ノズル内の溶鋼の異常
な流動状態を検知する方法、或は、旋回羽根を備えた浸
漬ノズル内の溶鋼の旋回流の存在の有無を、溶鋼移送ノ
ズル内の溶鋼の流動特性から直接的に判定する等の、溶
鋼移送ノズル内流動状態検知方法及びその装置を提供し
ようとするものである。However, in the method of indirectly checking the presence or absence of an abnormal flow state or swirl flow of molten steel in the immersion nozzle, it is possible to accurately determine whether or not there is an abnormal flow state or swirl flow. It is impossible to know, and in order to prevent the occurrence of defects in the slab, a method of directly detecting these has been required. Further, as described above, when air is mixed from the gaps of the three-layer sliding nozzle, the molten steel is oxidized and the quality is deteriorated. However, the abnormal state of the flow in the three-layer sliding nozzle or the immersion nozzle due to the mixing of air is caused. There was no way to detect it, and there was a need for that method. The present invention has been made in order to meet such a demand, and in a molten steel transfer nozzle including a three-layer sliding nozzle, a dipping nozzle, etc., mixing of air into the three-layer sliding nozzle and dipping A method for detecting an abnormal flow state of molten steel in the nozzle, or the presence or absence of swirling flow of molten steel in the immersion nozzle equipped with swirl vanes is directly determined from the flow characteristics of molten steel in the molten steel transfer nozzle. The present invention is intended to provide a method for detecting a flow state in a molten steel transfer nozzle and an apparatus therefor.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】3層スライディングノズ
ルと浸漬ノズル等でなる溶鋼移送ノズルから発生する振
動は、3層スライディングノズルからの空気の混入が原
因の場合は、周期性を示さないようである。これに対し
て、モールド内で吐出された溶鋼に偏流を生じさせる浸
漬ノズル内の偏流が原因の場合は、振動は周期性がある
ことが分かっている。そこで、この発明は、この点に注
目してなされたものであって、周期性があるノズル振動
に対しては、溶鋼移送ノズル、特に、浸漬ノズルの振動
を周波数解析処理するとともに、この処理の結果から得
られる周波数スペクトル分布の特徴により、浸漬ノズル
内の溶鋼の異常な流動状態や、浸漬ノズル内に旋回羽根
を備える場合の旋回流の有無の判定を行なうものであ
る。また、本発明は、この検知、判定に要する時間の短
縮や精度向上についても配慮している。また、周期性が
ないノズル振動に対しても独自の工夫を行なっている。
これらの点は、溶鋼のみならず溶融金属一般にも当ては
まるので、以下の説明では、溶融金属一般を対象とす
る。[Means for Solving the Problems] The vibration generated from a molten steel transfer nozzle including a three-layer sliding nozzle and a dipping nozzle does not seem to be periodic when air is mixed from the three-layer sliding nozzle. is there. On the other hand, it is known that the vibration has a periodicity when the drift in the immersion nozzle that causes the drift of the molten steel discharged in the mold is caused. Therefore, the present invention has been made paying attention to this point, and with respect to the nozzle vibration having periodicity, the vibration analysis of the molten steel transfer nozzle, particularly the immersion nozzle, is performed along with the frequency analysis processing. The characteristics of the frequency spectrum distribution obtained from the results determine the abnormal flow state of molten steel in the immersion nozzle and the presence or absence of a swirl flow when the swirl vane is provided in the immersion nozzle. The present invention also considers shortening the time required for this detection and determination and improving accuracy. In addition, we have made unique efforts to eliminate nozzle vibration that does not have periodicity.
Since these points apply not only to molten steel but also to molten metal in general, molten metal in general is targeted in the following description.
【0006】次に、本発明の溶融金属移送ノズル内流動
状態検知方法について説明する。最初に、溶融金属移送
ノズルの周期性の無い振動を主たる対象とした溶融金属
移送ノズル内流動状態検知方法について説明する。この
方法は、溶融金属移送ノズルから発生するノズル振動を
検出してノズル振動信号に変換するとともに、このノズ
ル振動信号の移相面軌道図を描き、この移相面軌道図の
パターンの特徴を捉えて、溶融金属移送ノズル内の流動
状態を判定することを特徴としている。Next, the method for detecting the flow state in the molten metal transfer nozzle of the present invention will be described. First, a method for detecting a flow state in the molten metal transfer nozzle, which mainly targets vibration of the molten metal transfer nozzle without periodicity, will be described. This method detects the nozzle vibration generated from the molten metal transfer nozzle, converts it into a nozzle vibration signal, draws a phase-shift plane trajectory diagram of this nozzle vibration signal, and captures the characteristics of the pattern of this phase-shift trajectory diagram. It is characterized by determining the flow state in the molten metal transfer nozzle.
【0007】上記の溶融金属移送ノズル内流動状態検知
方法において、ノズル振動の検出に、溶融金属移送ノズ
ルに着接された振動検知センサ、または、溶融金属移送
ノズルの近傍に設置されたマイクロフォンを用いること
が、実用的である。In the above-described method for detecting the flow state in the molten metal transfer nozzle, a vibration detection sensor attached to the molten metal transfer nozzle or a microphone installed in the vicinity of the molten metal transfer nozzle is used to detect nozzle vibration. That is practical.
【0008】次に、溶融金属移送ノズルの周期性のある
振動を対象とした溶融金属移送ノズル内流動状態検知方
法について説明する。この方法は、溶融金属移送ノズル
内の溶融金属の流動により発生するノズル振動を検出し
てノズル振動信号に変換するとともに、このノズル振動
信号の周波数解析処理を行ない、この周波数解析処理か
ら得られる周波数スペクトル分布の特徴を捉えて、溶融
金属移送ノズル内の溶融金属の流動状態を判定すること
を特徴としている。Next, a method for detecting the flow state in the molten metal transfer nozzle will be described, which is intended for periodic vibration of the molten metal transfer nozzle. This method detects the nozzle vibration generated by the flow of the molten metal in the molten metal transfer nozzle and converts it into a nozzle vibration signal, performs frequency analysis processing of this nozzle vibration signal, and obtains the frequency obtained from this frequency analysis processing. The feature is that the flow state of the molten metal in the molten metal transfer nozzle is determined by capturing the characteristics of the spectral distribution.
【0009】上記の溶融金属移送ノズル内流動状態検知
方法を具体化した方法として、周波数解析処理から得ら
れる周波数スペクトル分布において、全帯域における全
てのピークの平均値に対して、特定の帯域における全て
のピークの平均値が一定割合以上であれば、溶融金属移
送ノズル内の溶融金属の流動に低圧空域が発生している
と判定する方法がある。As a method embodying the above-mentioned flow state detecting method in the molten metal transfer nozzle, in the frequency spectrum distribution obtained from the frequency analysis processing, with respect to the average value of all peaks in all bands, If the average value of the peaks is equal to or higher than a certain ratio, there is a method of determining that a low pressure air space is generated in the flow of the molten metal in the molten metal transfer nozzle.
【0010】この方法で、一定割合を250%とするこ
とが推奨される。With this method, it is recommended that the fixed ratio be 250%.
【0011】また、上記の溶融金属移送ノズル内流動状
態検知方法を具体化した方法として、周波数スペクトル
分布において、最も高いピークが、溶融金属移送ノズル
のサイズによって定まる固有の周波数で発生していれ
ば、溶融金属移送ノズル内の溶融金属の流動に偏流が生
じていると判定する方法がある。Further, as a method embodying the above-mentioned flow state detecting method in the molten metal transfer nozzle, if the highest peak in the frequency spectrum distribution occurs at a specific frequency determined by the size of the molten metal transfer nozzle. There is a method of determining that the flow of the molten metal in the molten metal transfer nozzle is uneven.
【0012】或いは、溶融金属移送ノズル内に、流動す
る溶融金属を旋回流とするための旋回羽根が備えられて
いる場合の、上記の溶融金属移送ノズル内流動状態検知
方法を具体化した方法として、周波数スペクトル分布に
おいて、最も高いピークの値に対して、このピークの周
波数の整数倍の周波数でなる高調波によるピークを除い
た残りのピークの中で、次に高いピークの値が一定割合
以下であれば、旋回流が存在していると判定する方法が
ある。Alternatively, as a method embodying the above-mentioned flow state detecting method in the molten metal transfer nozzle in the case where the molten metal transfer nozzle is provided with swirl vanes for making the flowing molten metal a swirl flow , In the frequency spectrum distribution, the value of the next highest peak is less than a certain ratio among the remaining peaks excluding the peaks due to the harmonics whose frequency is an integral multiple of this peak frequency. If so, there is a method of determining that a swirling flow exists.
【0013】この方法で、一定割合を30%とすること
が推奨される。In this method, it is recommended that the fixed ratio be 30%.
【0014】上記の各方法において、ノズル振動信号を
サンプリングして所定単位時間毎に得られる所定データ
個数のデータ列で形成するデータブロックを、形成順に
連続して所定個数結合して集合データブロックを形成
し、その際、新たなデータブロックを形成する毎にこれ
を集合データブロックの先頭に挿入するとともに、後続
する各データブロックを順次後方にシフトし、最後尾の
データブロックを廃棄するとともに、集合データブロッ
クの末尾に、データ値が全て一定値の所定個数のデータ
で構成するダミーデータブロックを付加してフレームを
形成し、さらに、このフレームをFFTを用いて解析す
ることで、ノズル振動信号の周波数解析処理を行なうこ
とが、検知の処理速度と精度の向上の観点から推奨され
る。ここで、FFTとは、高速フーリエ変換を指す。In each of the above methods, a predetermined number of data blocks formed by sampling nozzle vibration signals at a predetermined unit time to form a data string are continuously combined in the order of formation to form a set data block. Each time a new data block is formed, it is inserted at the beginning of the set data block, each subsequent data block is sequentially shifted backward, and the last data block is discarded, and the set At the end of the data block, a dummy data block composed of a predetermined number of data whose data values are all constant values is added to form a frame, and this frame is analyzed by using FFT. It is recommended to perform frequency analysis processing from the viewpoint of improving the processing speed and accuracy of detection. Here, FFT refers to fast Fourier transform.
【0015】この方法において、ダミーデータブロック
の一定値を0とすることが、実際の処理上便宜である。In this method, it is convenient in actual processing to set the constant value of the dummy data block to 0.
【0016】或いは、上記の各方法において、ノズル振
動信号をサンプリングして所定単位時間毎に得られる所
定データ個数のデータ列で形成するデータブロックを、
形成順に連続して所定個数結合して集合データブロック
を形成し、その際、新たなデータブロックを形成する毎
にこれを集合データブロックの先頭に挿入するととも
に、後続する各データブロックを順次後方にシフトし、
最後尾のデータブロックを廃棄するとともに、集合デー
タブロックの末尾に、データ値が全て一定値の所定個数
のデータで構成する第1ダミーデータブロックを付加し
て第1フレームを形成するとともに、同時に、集合デー
タブロックの先頭に挿入したのと同じデータブロックの
末尾に、データ値が全て一定値の所定個数のデータで構
成する第2ダミーデータブロックを付加して、データの
個数が第1フレームと等しい第2フレームを形成し、さ
らに、FFTを用いて、第1フレームを解析する第1周
波数解析処理と第2フレームを解析する第2周波数解析
処理を行なうとともに、この両者の解析処理結果の相乗
平均を求めることで、ノズル振動信号の周波数解析処理
を行なうことが、検知の処理速度と精度のさらなる向上
の観点から推奨される。Alternatively, in each of the above methods, a data block formed by sampling the nozzle vibration signal and forming a data string of a predetermined number of data obtained every predetermined unit time,
A set number of data blocks are consecutively combined in the order of formation to form a set data block. At this time, each time a new data block is formed, it is inserted at the beginning of the set data block, and each subsequent data block is sequentially moved backward. Shift,
While discarding the last data block and adding a first dummy data block formed of a predetermined number of data whose data values are all constant values to the end of the aggregate data block to form a first frame, at the same time, A second dummy data block composed of a predetermined number of data whose data values are all constant values is added to the end of the same data block inserted at the beginning of the aggregate data block, and the number of data is equal to the first frame. A second frame is formed, and further, using FFT, a first frequency analysis process for analyzing the first frame and a second frequency analysis process for analyzing the second frame are performed, and a geometric mean of the analysis process results of both is performed. It is recommended that the frequency analysis processing of the nozzle vibration signal be performed by obtaining the value from the viewpoint of further improving the detection processing speed and accuracy. That.
【0017】この方法において、第1ダミーデータブロ
ック及び第2ダミーデータブロックの一定値を0とする
ことが、実際の処理上便宜である。In this method, it is convenient in actual processing to set the constant values of the first dummy data block and the second dummy data block to 0.
【0018】次に、本発明の溶融金属移送ノズル内流動
状態検知装置について説明する。この装置は、溶融金属
移送ノズル内の溶融金属の流動により発生するノズル振
動を検出してノズル振動信号に変換するノズル振動検出
手段と、ノズル振動信号の周波数解析処理を行なう周波
数解析処理手段と、周波数解析処理から得られる周波数
スペクトル分布の特徴を捉えて、溶融金属移送ノズル内
の溶融金属の流動状態を判定する判定手段とでなること
を特徴としている。Next, the flow state detecting device in the molten metal transfer nozzle of the present invention will be described. This apparatus includes nozzle vibration detection means for detecting nozzle vibration generated by the flow of molten metal in a molten metal transfer nozzle and converting it into a nozzle vibration signal, and frequency analysis processing means for performing frequency analysis processing of the nozzle vibration signal. It is characterized in that it is a determination means for determining the flow state of the molten metal in the molten metal transfer nozzle by capturing the characteristics of the frequency spectrum distribution obtained from the frequency analysis processing.
【0019】上記の溶融金属移送ノズル内流動状態検知
装置を具体化したものとして、判定手段が、周波数スペ
クトル分布において、全帯域における全てのピークの平
均値に対して、特定の帯域における全てのピークの平均
値が一定割合以上であれば、溶融金属移送ノズル内の溶
融金属の流動に低圧空域が発生していると判定する装置
がある。As a concrete example of the above-mentioned molten metal transfer nozzle in-flow state detecting device, the determining means is such that the determining means has all peaks in a specific band with respect to an average value of all peaks in all bands in the frequency spectrum distribution. There is a device that determines that a low-pressure air space is generated in the flow of the molten metal in the molten metal transfer nozzle if the average value of is more than a certain ratio.
【0020】この装置で、一定割合を250%とするこ
とが推奨される。With this apparatus, it is recommended that the fixed ratio be 250%.
【0021】また、上記の溶融金属移送ノズル内流動状
態検知装置を具体化したものとして、判定手段が、周波
数スペクトル分布において、最も高いピークが、溶融金
属移送ノズルのサイズによって定まる固有の周波数で発
生していれば、溶融金属移送ノズル内の溶融金属の流動
に偏流が生じていると判定する装置がある。Further, as a specific example of the above-mentioned molten metal transfer nozzle flow state detection device, the determination means has the highest peak in the frequency spectrum distribution at a specific frequency determined by the size of the molten metal transfer nozzle. If so, there is an apparatus that determines that the flow of the molten metal in the molten metal transfer nozzle is uneven.
【0022】或いは、溶融金属移送ノズル内に流動する
溶融金属を旋回流とするための旋回羽根が備えられてい
る場合の、上記の溶融金属移送ノズル内流動状態検知装
置を具体化したものとして、判定手段が、周波数スペク
トル分布において、最も高いピークの値に対して、この
ピークの周波数の整数倍の周波数でなる高調波によるピ
ークを除いた残りのピークの中で、次に高いピークの値
が一定割合以下であれば、旋回流が存在していると判定
する装置がある。Alternatively, as a specific example of the above-mentioned flow state detecting device in the molten metal transfer nozzle in the case where a swirl vane is provided for swirling the molten metal flowing in the molten metal transfer nozzle, In the frequency spectrum distribution, the determination means determines that the value of the highest peak is the next highest peak value among the remaining peaks excluding the peaks due to the harmonics having a frequency that is an integral multiple of the frequency of this peak. There is a device that determines that a swirl flow exists if the ratio is less than a certain ratio.
【0023】この装置で、一定割合を30%とすること
が推奨される。With this apparatus, it is recommended that the fixed ratio be 30%.
【0024】上記の各装置において、ノズル振動の検出
に、溶融金属移送ノズルに着接された振動検知センサを
用いることが推奨される。In each of the above devices, it is recommended to use a vibration detection sensor attached to the molten metal transfer nozzle to detect nozzle vibration.
【0025】或いは、上記の各装置において、ノズル振
動の検出に、溶融金属移送ノズルの近傍に設置されたマ
イクロフォンを用いるようにしてもよい。Alternatively, in each of the above devices, a microphone installed near the molten metal transfer nozzle may be used to detect nozzle vibration.
【0026】上記の各装置において、周波数解析処理手
段が、ノズル振動信号をサンプリングして所定単位時間
毎に得られる所定データ個数のデータ列で形成するデー
タブロックを、形成順に連続して所定個数結合して集合
データブロックを形成し、その際、新たなデータブロッ
クを形成する毎にこれを集合データブロックの先頭に挿
入するとともに、後続する各データブロックを順次後方
にシフトし、最後尾のデータブロックを廃棄するととも
に、集合データブロックの末尾に、データ値が全て一定
値の所定個数のデータで構成するダミーデータブロック
を付加してフレームを形成し、さらに、このフレームを
FFTを用いて解析を行なうようにするのが、検知の処
理速度と精度の向上の観点から推奨される。In each of the above-mentioned devices, the frequency analysis processing unit combines a predetermined number of data blocks formed by sampling the nozzle vibration signal and forming a data string of a predetermined data number obtained every predetermined unit time in the order of formation. To form an aggregate data block, and each time a new data block is formed, this is inserted at the beginning of the aggregate data block, and the subsequent data blocks are sequentially shifted backward to the end data block. , A dummy data block composed of a predetermined number of data whose data values are all constant values is added to the end of the aggregate data block to form a frame, and this frame is analyzed using FFT. It is recommended to do so from the viewpoint of improving the detection processing speed and accuracy.
【0027】この装置において、ダミーデータブロック
の一定値を0とすることが、実際の処理上便宜である。In this device, it is convenient in actual processing to set the constant value of the dummy data block to 0.
【0028】或いは、上記の各装置において、周波数解
析処理手段が、ノズル振動信号をサンプリングして所定
単位時間毎に得られる所定データ個数のデータ列で形成
するデータブロックを、形成順に連続して所定個数結合
して集合データブロックを形成し、その際、新たなデー
タブロックを形成する毎にこれを集合データブロックの
先頭に挿入するとともに、後続する各データブロックを
順次後方にシフトし、最後尾のデータブロックを廃棄す
るとともに、集合データブロックの末尾に、データ値が
全て一定値の所定個数のデータで構成する第1ダミーデ
ータブロックを付加して第1フレームを形成するととも
に、同時に、集合データブロックの先頭に挿入したのと
同じデータブロックの末尾に、データ値が全て一定値の
所定個数のデータで構成する第2ダミーデータブロック
を付加して、データの個数が第1フレームと等しい第2
フレームを形成し、さらに、FFTを用いて、第1フレ
ームを解析する第1周波数解析処理と第2フレームを解
析する第2周波数解析処理を行なうとともに、この両者
の解析処理結果の相乗平均を求めるようにするのが、検
知の処理速度と精度のさらなる向上の観点から推奨され
る。Alternatively, in each of the above-mentioned devices, the frequency analysis processing means continuously determines a data block formed by a predetermined number of data strings obtained by sampling the nozzle vibration signal every predetermined unit time in the order of formation. The number of data blocks is combined to form a set data block. At this time, each time a new data block is formed, it is inserted at the beginning of the set data block, and subsequent data blocks are sequentially shifted backward, and the last The data block is discarded, and at the end of the aggregate data block, a first dummy data block composed of a predetermined number of data whose data values are all constant values is added to form a first frame, and at the same time, the aggregate data block is formed. At the end of the same data block that was inserted at the beginning of the By adding a second dummy data block constituting a second number of data is equal to the first frame
A frame is formed, and further, using FFT, a first frequency analysis process for analyzing the first frame and a second frequency analysis process for analyzing the second frame are performed, and a geometric mean of the analysis process results of both is obtained. This is recommended from the viewpoint of further improving the detection processing speed and accuracy.
【0029】この装置において、第1ダミーデータブロ
ック及び第2ダミーデータブロックの一定値を0とする
ことが、実際の処理上便宜である。In this apparatus, it is convenient in actual processing to set the constant values of the first dummy data block and the second dummy data block to 0.
【0030】[0030]
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例につき、図
面に基づき詳しく説明する。本発明の実施例では、溶融
金属として、溶鋼を対象として説明する。また、溶融金
属移送ノズルとしては、タンディシュとモールドの間に
設けられる溶鋼移送ノズルで、3層スライディングノズ
ルと浸漬ノズルとを上下に接続して構成されているもの
を対象として説明する。下記に述べる各実施例は、この
溶鋼移送ノズルから発生するノズル振動をチェックし
て、3層スライディングノズルにおける空気の混入や、
浸漬ノズル内の溶鋼の異常な流動状態、或は、旋回羽根
を備えた浸漬ノズル内の溶鋼の旋回流の存在の有無を、
判定する装置に関するものである。前述したように、溶
鋼移送ノズルから発生するノズル振動は、3層スライデ
ィングノズルからの空気の混入が原因の場合は、周期性
を示さないようである。これに対して、モールド内で吐
出された溶鋼に偏流を生じさせる浸漬ノズル内の偏流が
原因の場合は、周期性があることが分かっている。そこ
で、最初に、周期性を備えたノズル振動をチェックの対
象としたものとして、溶鋼移送ノズルの要部を構成して
おり、その内部に旋回羽根を備えた浸漬ノズルに対する
溶鋼移送ノズル内流動状態検知装置について説明し、次
に、内部に旋回羽根を備えていない浸漬ノズルに対する
溶鋼移送ノズル内流動状態検知装置について説明する。
そして、その後、周期性を備えないノズル振動をチェッ
クの対象とした場合について説明する。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. In the embodiments of the present invention, molten steel will be described as the molten metal. Further, as the molten metal transfer nozzle, a molten steel transfer nozzle provided between the tundish and the mold, which is configured by connecting a three-layer sliding nozzle and a dipping nozzle in the vertical direction, will be described. In each of the examples described below, the nozzle vibration generated from the molten steel transfer nozzle is checked to check whether air is mixed in the three-layer sliding nozzle,
The abnormal flow state of molten steel in the immersion nozzle, or the presence or absence of swirling flow of molten steel in the immersion nozzle equipped with swirl vanes,
The present invention relates to a determination device. As described above, the nozzle vibration generated from the molten steel transfer nozzle does not seem to show periodicity when the air is mixed from the three-layer sliding nozzle. On the other hand, it is known that there is periodicity when the drift in the immersion nozzle that causes the drift in the molten steel discharged in the mold is caused. Therefore, first, the main part of the molten steel transfer nozzle is configured by checking the nozzle vibration with periodicity as a check target, and the flow state in the molten steel transfer nozzle with respect to the immersion nozzle equipped with a swirl vane inside is configured. The detector will be described, and then the molten steel transfer nozzle flow state detector for an immersion nozzle having no swirl vane inside will be described.
Then, after that, the case where the nozzle vibration having no periodicity is set as the check target will be described.
【0031】まず、内部に旋回羽根を備えた浸漬ノズル
に対する、第1実施例の溶鋼移送ノズル内流動状態検知
装置について説明する。前述したように、溶鋼の連続鋳
造では、旋回羽根を内部に設けた浸漬ノズルを用いて、
その内部に溶鋼の旋回流を生じさせることで、浸漬ノズ
ルからモールド内に吐出させる溶鋼の吐出流を安定させ
ているが、第1実施例の装置は、この溶鋼の吐出流の安
定に必要な浸漬ノズル内の溶鋼の旋回流の有無を検知す
るものである。この検知は、前述した通り、溶鋼の旋回
流の有無によって浸漬ノズル振動の特性である振動周波
数成分が異なっていることを利用して、浸漬ノズル振動
の振動周波数成分をチェックすることにより行なってい
る。この振動周波数成分のチェックは、周波数解析処理
として、実時間データである浸漬ノズルのノズル振動信
号を、フーリエ変換して得られる周波数スペクトルをチ
ェックすることにより行なっている。この周波数解析処
理の実際の処理作業としては、処理作業を効率よく容易
に行なえるようにするため、ノズル振動信号をサンプリ
ング等によりデジタルデータ化するとともに、このデジ
タルデータを離散フーリエ変換(以下フーリエ変換と称
する)することにより行なっており、このフーリエ変換
には、FFT(高速フーリエ変換)を用いている。First, the flow state detecting device in the molten steel transfer nozzle of the first embodiment for the immersion nozzle having the swirl vane inside will be described. As described above, in continuous casting of molten steel, using a dipping nozzle provided with swirl vanes inside,
The swirling flow of the molten steel is generated in the inside to stabilize the discharging flow of the molten steel discharged from the immersion nozzle into the mold. However, the apparatus of the first embodiment is necessary for stabilizing the discharging flow of the molten steel. The presence or absence of swirling flow of molten steel in the immersion nozzle is detected. As described above, this detection is performed by checking the vibration frequency component of the immersion nozzle vibration by utilizing the fact that the vibration frequency component, which is the characteristic of the immersion nozzle vibration, differs depending on the presence or absence of the swirling flow of molten steel. . This vibration frequency component is checked by performing frequency analysis processing by checking the frequency spectrum obtained by Fourier transforming the nozzle vibration signal of the immersion nozzle, which is real-time data. As the actual processing work of this frequency analysis processing, in order to perform the processing work efficiently and easily, the nozzle vibration signal is converted into digital data by sampling, and this digital data is processed by the discrete Fourier transform (hereinafter Fourier transform). The FFT (Fast Fourier Transform) is used for this Fourier transform.
【0032】図1は、第1実施例の装置が用いられる状
態を示した説明図である。図1において、1は浸漬ノズ
ル、2は旋回羽根、3aは振動センサ、4は溶鋼注入方
向、5は溶鋼流の旋回方向、6は溶鋼の吐出方向、7は
モールド、8は溶鋼、そして、9は処理装置である。浸
漬ノズル1は、内部に旋回羽根2を備えている。この
内、第1実施例の装置は、浸漬ノズル1の外表面に着接
された振動センサ3a、及びこの振動センサ3aの出力
信号を入力信号として受信する処理装置9で構成され
る。図1では、タンディッシュと3層スライディングノ
ズルは、図示されていない。振動センサ3aは、浸漬ノ
ズル1のノズル振動を検知して、電気信号であるノズル
振動信号に変換する機能を有している。振動センサは、
一般に、耐熱性や検知信号の信号伝送特性に優れてお
り、また、接着剤等を用いて容易に浸漬ノズルへ固定す
ることができる利点がある。この振動センサ3aの代わ
りにマイクロフォン3bを用いることもでき、マイクロ
フォン3bを使用した場合は、低周波で高感度である利
点があるが、浸漬ノズル1のノズル振動を音として検知
する必要があることから、浸漬ノズル1に接着させず
に、その近傍に設置する必要がある。処理装置9は、増
幅器9a、演算器9b、及び、ディスプレイ9cで構成
されている。増幅器9aは振動センサ3aの出力するノ
ズル振動信号を増幅する機能を備えている。演算器9b
は、マイクロコンピュータとそれに用いられるプログラ
ム等を搭載しており、以下で述べるような、ノズル振動
信号のサンプリング等によるデジタルデータ化や、この
デジタルデータのFFT処理、及び、この処理結果を基
に旋回流の存在の有無を判定する等の機能を備えてい
る。また、ディスプレイ9cは、FFT処理の結果や判
定結果を表示する機能を備えている。FIG. 1 is an explanatory view showing a state in which the apparatus of the first embodiment is used. In FIG. 1, 1 is an immersion nozzle, 2 is a swirl blade, 3a is a vibration sensor, 4 is a molten steel injection direction, 5 is a swirling direction of molten steel flow, 6 is a discharging direction of molten steel, 7 is a mold, 8 is molten steel, and 9 is a processing device. The immersion nozzle 1 has a swirl vane 2 inside. Among them, the apparatus of the first embodiment is composed of a vibration sensor 3a attached to the outer surface of the immersion nozzle 1 and a processing device 9 for receiving an output signal of the vibration sensor 3a as an input signal. In FIG. 1, the tundish and the three-layer sliding nozzle are not shown. The vibration sensor 3a has a function of detecting the nozzle vibration of the immersion nozzle 1 and converting it into a nozzle vibration signal which is an electric signal. The vibration sensor
In general, it has excellent heat resistance and signal transmission characteristics of a detection signal, and has an advantage that it can be easily fixed to the immersion nozzle by using an adhesive or the like. A microphone 3b may be used instead of the vibration sensor 3a. When the microphone 3b is used, there is an advantage that the sensitivity is low and high frequency, but it is necessary to detect the nozzle vibration of the immersion nozzle 1 as a sound. Therefore, it is necessary to install it in the vicinity of the immersion nozzle 1 without adhering it. The processing device 9 includes an amplifier 9a, a computing unit 9b, and a display 9c. The amplifier 9a has a function of amplifying the nozzle vibration signal output from the vibration sensor 3a. Arithmetic unit 9b
Is equipped with a microcomputer and a program used for it. It is converted into digital data by sampling nozzle vibration signals, FFT processing of this digital data, and swirling based on the processing result, as described below. It has functions such as determining the presence or absence of flow. Further, the display 9c has a function of displaying the result of the FFT processing and the determination result.
【0033】次に、第1実施例の装置の動作について説
明する。図2は、第1実施例の装置の動作を示したフロ
ーチャートである。まず、振動センサ3aが、浸漬ノズ
ル1の振動を電気信号であるノズル振動信号に変換する
(S1)。次に、このノズル振動信号のデジタルデータ
化と、そのデータをFFTを用いて周波数解析するFF
T処理を行なう(S2)。このデジタルデータ化とFF
T処理を行なうに際しては、次のような問題がある。Next, the operation of the apparatus of the first embodiment will be described. FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the device of the first embodiment. First, the vibration sensor 3a converts the vibration of the immersion nozzle 1 into a nozzle vibration signal which is an electric signal (S1). Next, an FF that converts the nozzle vibration signal into digital data and frequency analyzes the data using an FFT.
T processing is performed (S2). This digital data conversion and FF
There are the following problems in performing the T process.
【0034】浸漬ノズル内の溶鋼の旋回流の有無の検知
を正確に行なうためには、FFT処理における必要な周
波数分解能を確保する必要があり、そのためには、ノズ
ル振動信号をデジタル化した十分な量のデータが必要で
ある。そこで、この点について検討するに、FFT処理
における周波数分解能をΔf (Hz)、サンプリング周波数
をfs (Hz)、デジタルデータの個数をN(個)とすると、
Δf = fs / N (1)
この式から、
N = fs /Δf (2)
また、N個のデータを得るのに必要な時間T (秒)は、
T = N / fs (3)
である。そうすると、浸漬ノズル内に旋回流が存在して
いる場合、浸漬ノズルのノズル振動信号に含まれる周波
数の上限は、概ね10Hz程度であるので、サンプリング定
理により、サンプリング周波数fsは20Hzとすれば必要十
分である。そこで、溶鋼の旋回流の有無の検知を正確に
行なうためには、周波数分解能Δfとして0.02Hzを確保
する必要があると考えられるので、このためには、上記
(2)式から、必要なデータの個数N = 1000個となるが、
FFT処理のデータとしては2のベキ乗とするのが処理
の都合上便宜であるので、N = 1024個とすると、データ
を得るのに必要な時間は、上記(3)式から、T = 51.2秒
となる。即ち、周波数分解能Δfとして0.02Hzを確保す
るためには、必要なデータを収集するだけでも、51.2秒
かかることになり、FFT処理等の時間を加えると、旋
回流の有無の判定をするのに、さらに多くの時間がかか
ることになる。In order to accurately detect the presence or absence of the swirling flow of molten steel in the immersion nozzle, it is necessary to secure the necessary frequency resolution in the FFT process. For that purpose, the nozzle vibration signal is digitized and sufficient. Amount of data is needed. Therefore, considering this point, assuming that the frequency resolution in FFT processing is Δf (Hz), the sampling frequency is fs (Hz), and the number of digital data is N (pieces), Δf = fs / N (1) Therefore, N = fs / Δf (2) Further, the time T (seconds) required to obtain N pieces of data is T = N / fs (3). Then, when a swirl flow exists in the immersion nozzle, the upper limit of the frequency included in the nozzle vibration signal of the immersion nozzle is about 10 Hz, so it is necessary and sufficient to set the sampling frequency fs to 20 Hz according to the sampling theorem. Is. Therefore, in order to accurately detect the presence or absence of the swirling flow of molten steel, it is considered necessary to secure 0.02 Hz as the frequency resolution Δf.
From equation (2), the number of required data N = 1000,
For convenience of processing, it is convenient to use the power of 2 as the power of the FFT processing. Therefore, if N = 1024, the time required to obtain the data is T = 51.2 from the above equation (3). Seconds. In other words, in order to secure 0.02 Hz as the frequency resolution Δf, it takes 51.2 seconds to collect necessary data, and if time such as FFT processing is added, it is possible to determine whether or not a swirling flow exists. , Will take even more time.
【0035】ところが、溶鋼を旋回羽根2を備えた浸漬
ノズル1に注入し、浸漬ノズル1内に溶鋼の旋回流を生
じさせてモールド7へ溶鋼を供給中に旋回流が消失した
場合、実際の旋回流の消失時点と、その消失が装置によ
って検知された時点との時間差が大きい場合は、いくら
旋回流の消失を正確に検知したとしても、その間は旋回
流が消失した状態が継続することになり、鋳片の不良に
結びつく欠陥が発生する危険性が極めて高くなる。そこ
で、応答性をよくするために、旋回流の消失の検知に要
する時間はできるだけ短くする必要があるが、上記の計
算から分かる通り、判定を得るまでの処理・判定所要時
間を短縮するためにデータ収集の時間を短くしようとす
ると、収集データの個数が少なくなり、必要な周波数分
解能を維持することが困難になる。However, when the molten steel is injected into the immersion nozzle 1 equipped with the swirl vanes 2 and a swirl flow of the molten steel is generated in the immersion nozzle 1 and the swirl flow disappears during the supply of the molten steel to the mold 7, the If the time difference between the disappearance of the swirling flow and the time when the disappearance of the swirling flow is detected by the device is large, no matter how accurately the disappearance of the swirling flow is detected, the state where the swirling flow disappears continues during that period. As a result, there is an extremely high risk of causing defects that lead to defective cast pieces. Therefore, in order to improve the responsiveness, the time required to detect the disappearance of the swirling flow needs to be as short as possible, but as can be seen from the above calculation, in order to shorten the processing / judgment time required to obtain a judgment. When attempting to shorten the data acquisition time, the number of acquired data decreases, and it becomes difficult to maintain the required frequency resolution.
【0036】そこで、この問題を解決する方法として、
図3に示すような方法を採用している。この方法では、
まず、ノズル振動信号をサンプリングしてデジタルデー
タ化し、所定単位時間内に得られたこのデータ列を用い
て、1個のデータブロック11を形成する。例えば、サ
ンプリング周波数を20Hzとし所定単位時間を1.6秒とす
ると、所定単位時間内に32個のデータが得られるので、
1個のデータブロック11はデータが32個のデータ列で
形成される。所定単位時間を変えることによってデータ
ブロック11を形成するデータの個数は変化する。この
場合、所定単位時間を50m秒とすることにより、データ
ブロック11を形成するデータの個数を1個とすること
もできる。このデータブロック11を、形成順に連続し
て所定個数結合して集合データブロック12を形成す
る。図3ではこの個数を4個としているが、これには限
られず、個々のケースに応じた最適な個数に設定すれば
よい。この集合データブロック12は、図3に示すよう
に、新たなデータブロック11が形成される毎に、即
ち、所定単位時間経過毎に、その直前に形成されている
集合データブロック12の先頭に、新たに形成されたデ
ータブロック11を挿入するとともに、最後尾のデータ
ブロック11を廃棄して、新たな集合データブロック1
2を形成する。即ち、一度使用したデータブロック11
も、次回以降の集合データブロック12の形成に使用さ
れることになり、データブロック11の再利用になる
が、これは、データを再利用することでデータ量を確保
して、処理精度を高めるためである。上記の例では、集
合データブロック12は、32個のデータで構成されるデ
ータブロック11を4個結合して形成しているので、1
28個のデータで構成される。Therefore, as a method for solving this problem,
The method shown in FIG. 3 is adopted. in this way,
First, the nozzle vibration signal is sampled and converted into digital data, and one data block 11 is formed by using this data string obtained within a predetermined unit time. For example, if the sampling frequency is 20 Hz and the predetermined unit time is 1.6 seconds, 32 data can be obtained within the predetermined unit time.
One data block 11 is formed of 32 data strings of data. By changing the predetermined unit time, the number of data forming the data block 11 changes. In this case, the number of data forming the data block 11 can be set to one by setting the predetermined unit time to 50 msec. A predetermined number of the data blocks 11 are continuously combined in the order of formation to form a collective data block 12. Although the number is four in FIG. 3, the number is not limited to this and may be set to an optimum number according to each case. As shown in FIG. 3, this aggregated data block 12 is added to the beginning of the aggregated data block 12 formed immediately before each new data block 11 is formed, that is, every time a predetermined unit time elapses. The newly formed data block 11 is inserted and the last data block 11 is discarded, and a new aggregate data block 1
Form 2. That is, the data block 11 used once
Will be used to form the aggregate data block 12 from the next time onward, and the data block 11 will be reused. By reusing the data, the data amount is secured and the processing accuracy is improved. This is because. In the above example, the aggregate data block 12 is formed by combining four data blocks 11 each consisting of 32 pieces of data.
It consists of 28 data.
【0037】このようにして形成された集合データブロ
ック12の末尾に、データ値が全て一定値の所定個数の
データで構成するダミーデータブロック13を付加し
て、フレーム14を形成する。このようなダミーデータ
ブロック13を付加するのは、所定のデータ量を確保す
ることにより、データ収集時間を節約しつつ上述した周
波数分解能を高めるためである。ダミーデータブロック
13の構成に用いるデータ値を全て一定値とするのは、
ダミーデータブロック13が、実時間データとしてみた
場合に、直流分のみを有する信号のデータとするためで
あり、ダミーデータブロック13の付加によるFFT処
理結果への悪影響がないようにするためである。このダ
ミーデータブロック13の具体的なデータ値は、実用的
な処理の観点から0としているが、0以外の値としても
よい。このダミーデータブロック13を構成するデータ
の個数は、このダミーデータブロック13が付加された
後のフレーム14を構成するデータ個数が、FFT処理
の都合上、2のベキ乗となるように設定する。上記の例
で、フレーム14を構成するデータ個数を1024個とする
と、集合データブロック12は128個のデータで形成さ
れているから、ダミーデータブロック13を構成するデ
ータの個数は、両者の差である896個とする。図4は、
上記の例におけるフレーム14の構成を示したものであ
る。このようにして形成されたフレーム14は、次にF
FT処理される。即ち、第1実施例では、図3から分か
るように、新たなデータブロック11が形成される毎
に、即ち、所定単位時間経過毎にフレーム14が形成さ
れ、このフレーム14のFFT処理が行なわれる。A dummy data block 13 composed of a predetermined number of data whose data values are all constant is added to the end of the aggregate data block 12 formed in this way to form a frame 14. The reason for adding such a dummy data block 13 is to increase the above-mentioned frequency resolution while saving the data acquisition time by securing a predetermined amount of data. The reason why all the data values used for the configuration of the dummy data block 13 are constant values is
This is because the dummy data block 13 is used as data of a signal having only a direct current component when viewed as real-time data, and the addition of the dummy data block 13 does not adversely affect the FFT processing result. The specific data value of the dummy data block 13 is 0 from the viewpoint of practical processing, but it may be a value other than 0. The number of pieces of data forming the dummy data block 13 is set so that the number of pieces of data forming the frame 14 after the dummy data block 13 is added is a power of 2 for convenience of FFT processing. In the above example, assuming that the number of data forming the frame 14 is 1024, the aggregate data block 12 is formed of 128 data, so the number of data forming the dummy data block 13 is the difference between the two. There are 896. Figure 4
3 shows the configuration of the frame 14 in the above example. The frame 14 thus formed is then F
FT processing is performed. That is, in the first embodiment, as can be seen from FIG. 3, the frame 14 is formed every time a new data block 11 is formed, that is, every time a predetermined unit time elapses, and the FFT process of the frame 14 is performed. .
【0038】ノズル振動信号のデジタルデータ化とFF
T処理を上記のように行なうと、上述したように、上記
の例では、図4に示すように、サンプリング周波数が20
Hz、所定単位時間が1.6秒、データブロック11のデー
タ個数が32個、集合データブロック12のデータブロッ
ク数が4個、ダミーデータブロック13のデータ個数が
896個、フレーム14のデータ個数が1024個であり、こ
のフレーム14をFFT処理することから、周波数分解
能Δfとして0.02Hzを確保でき、必要な周波数解析の精
度を確保することができるので、精度のよい装置とする
ことができる。また、データブロック11のデータ個数
が32個であり、この1個のデータブロック11を構成す
るデータを収集するのに、所定単位時間の1.6秒で済む
ため、実用的に十分な処理・判定所要時間を実現するこ
とができ、応答性のよい装置とすることができる。ま
た、フレーム14を構成する全データ個数に対して、集
合データブロック12を構成する実測されたノズル振動
信号をサンプリングしたデータの個数があまりにも少な
いと、周波数分解能は確保できても、サンプリング区間
が旋回流による振動の周期より短かくなる恐れがある
が、集合データブロック12は128個のデータで形成さ
れており、そのような恐れもないといえる。上記の例に
おいて、図5に示すように、サンプリング周波数は20H
z、フレーム14のデータ個数は1024個、ダミーデータ
ブロック13のデータ個数は896個のままで、所定単位
時間を6.4秒、データブロック11のデータ個数を128
個、集合データブロック12のデータブロック数を1個
とすることもできる。この場合は、周波数分解能等は、
上記の例と同様であるが、1個のデータブロック11を
構成するデータを収集するのに、所定単位時間の6.4秒
かかるため、応答性に問題を残すものとなる。Digital data of nozzle vibration signal and FF
When the T process is performed as described above, as described above, in the above example, as shown in FIG.
Hz, the predetermined unit time is 1.6 seconds, the number of data blocks 11 is 32, the number of data blocks 12 is 4, and the number of dummy data blocks 13 is
Since the number of data pieces in the frame 14 is 896 and 1024, and the frame 14 is FFT processed, 0.02 Hz can be secured as the frequency resolution Δf, and the required frequency analysis accuracy can be secured. It can be a good device. In addition, since the number of data in the data block 11 is 32 and the data that composes one data block 11 is collected in a predetermined unit time of 1.6 seconds, practically sufficient processing / determination is required. Time can be realized, and a device with good responsiveness can be obtained. Further, if the number of data samples of the actually measured nozzle vibration signals forming the aggregated data block 12 is too small with respect to the total number of data items forming the frame 14, the sampling interval can be secured even if the frequency resolution can be secured. Although it may be shorter than the cycle of vibration due to the swirling flow, the aggregate data block 12 is formed of 128 data, and it can be said that there is no such fear. In the above example, as shown in Fig. 5, the sampling frequency is 20H.
z, the number of data in the frame 14 is 1024, the number of data in the dummy data block 13 remains 896, the predetermined unit time is 6.4 seconds, and the number of data in the data block 11 is 128.
Alternatively, the number of data blocks in the aggregate data block 12 may be one. In this case, the frequency resolution etc.
Although it is similar to the above example, it takes a predetermined unit time of 6.4 seconds to collect the data that constitutes one data block 11, and therefore, there remains a problem in responsiveness.
【0039】図2において、上記のようにして、ノズル
振動信号のデジタルデータ化とFFT処理(S2)が終
了すると、周波数スペクトル分布を作成する(S3)。
図6及び図7はこの周波数スペクトル分布を表したもの
であり、図6は旋回流が存在する場合の例を、また、図
7は旋回流が存在しない場合の例を示している。図中、
21はスペクトルを表している。図6及び図7から分か
るように、浸漬ノズル内に旋回流が存在する場合は、特
定の周波数で周波数スペクトル分布のカーブに振動強度
の著しく大きい鋭いピークが現れるのに対して、旋回流
が消失して存在しない場合は、このような振動強度の著
しく大きい鋭いピークは現れず、周波数スペクトル分布
のカーブは全体として平坦なカーブを描く。周波数スペ
クトル分布がこのような傾向を示すのは次の理由による
ものと考えられる。浸漬ノズル内に旋回流が存在する場
合は、溶鋼が浸漬ノズル内で特定の角速度で旋回するこ
とから、この特定の角速度に比例した振動が浸漬ノズル
に発生し、特定の周波数の振動が著しく大きくなる。こ
の特定の角速度に比例した振動周波数としては、一般的
に、基本波のみ、あるいはこの基本波とその高調波が発
生する。これに対して、浸漬ノズル内の旋回流が消失し
て存在しない場合は、特定の角速度に比例した振動が発
生せず、特定の周波数の振動が著しく大きくなることは
ない。In FIG. 2, when the nozzle vibration signal is converted into digital data and the FFT process (S2) is completed as described above, a frequency spectrum distribution is created (S3).
6 and 7 show this frequency spectrum distribution. FIG. 6 shows an example in which a swirl flow exists, and FIG. 7 shows an example in which no swirl flow exists. In the figure,
21 represents a spectrum. As can be seen from FIGS. 6 and 7, when a swirl flow exists in the immersion nozzle, a sharp peak with a significantly high vibration intensity appears in the curve of the frequency spectrum distribution at a specific frequency, whereas the swirl flow disappears. If it does not exist, such a sharp peak of vibration intensity does not appear, and the curve of the frequency spectrum distribution draws a flat curve as a whole. It is considered that the frequency spectrum distribution shows such a tendency for the following reason. When swirl flow exists in the immersion nozzle, the molten steel swirls at a specific angular velocity in the immersion nozzle, so vibration proportional to this specific angular velocity occurs in the immersion nozzle, and vibration at a specific frequency is significantly large. Become. As the vibration frequency proportional to the specific angular velocity, generally only the fundamental wave or this fundamental wave and its harmonics are generated. On the other hand, when the swirling flow in the immersion nozzle disappears and does not exist, the vibration proportional to the specific angular velocity does not occur, and the vibration of the specific frequency does not significantly increase.
【0040】従がって、旋回流の有無は、FFT処理し
て得られた周波数スペクトル分布のカーブが、振動強度
の著しく大きい鋭いピークを有しているか否かで判定す
ることができる。この判定を行なう具体的な方法とし
て、旋回流が存在する場合としない場合とで、実際に数
多くのノズル振動信号を解析した結果、次のような方法
により、判定することが可能であるとの結論に至った。
この方法は、周波数スペクトル分布のカーブにおいて、
最も高いピークの値に対して、このピークの周波数の整
数倍の周波数でなる高調波によるピークを除いた残りの
ピークの中で、2番目に高いピークの値が一定割合以下
であれば、旋回流が存在していると判定する方法であ
る。比較の対象として、最も高いピークの周波数の整数
倍の周波数でなる高調波によるピークを除くのは、上述
したように、特定の角速度に比例した振動周波数として
は、基本波のみならずその高調波も発生するのが一般的
であるので、この基本波の高調波を除く必要があるから
である。Therefore, the presence or absence of the swirling flow can be determined by whether or not the curve of the frequency spectrum distribution obtained by the FFT process has a sharp peak with a remarkably large vibration intensity. As a specific method for making this determination, it is possible to make the determination by the following method as a result of actually analyzing a large number of nozzle vibration signals in the case where a swirl flow exists and the case where no swirling flow exists. I came to the conclusion.
This method, in the curve of the frequency spectrum distribution,
If the value of the second highest peak is less than a certain ratio among the remaining peaks excluding the peak due to the harmonics of the frequency of this peak, which is an integer multiple of the frequency of this highest peak This is a method of determining that a flow exists. As a comparison target, except for the peak due to the harmonic wave which is an integral multiple of the highest peak frequency, as mentioned above, the vibration frequency proportional to the specific angular velocity is not only the fundamental wave but also its harmonic wave. This is because it is necessary to remove the higher harmonics of the fundamental wave, because the noise is also generally generated.
【0041】この方法を、基本波のみで高調波は発生し
ていない場合について、図を用いて具体的に説明する。
図2のフローチャートと図6及び図7は、この場合を示
したものである。図6及び図7において、周波数スペク
トル分布のカーブにおける最大ピーク32の値(P1)
と、残りのピークの中で、2番目に大きいピーク33の
値(P2)とを抽出し(S4)、このP2がP1に対し
て一定割合以下であるか否かをチェックし(S5)、一
定割合以下、例えば、30%以下であれば、旋回流が存
在していると判定する(S6、S7)方法である。逆に
言えば、一定割合を超えれば、旋回流が消失していると
判定する(S6、S8)。この一定割合を30%とする
ことは、実際の解析結果から得られたものであり妥当な
値と考えられるが、この一定割合は30%には限られ
ず、個々のケースに応じた最適な割合に設定すればよ
い。This method will be specifically described with reference to the drawings in the case where only the fundamental wave and no harmonics are generated.
The flowchart of FIG. 2 and FIGS. 6 and 7 show this case. In FIGS. 6 and 7, the value of the maximum peak 32 (P1) in the curve of the frequency spectrum distribution
And the value (P2) of the second largest peak 33 among the remaining peaks is extracted (S4), and it is checked whether or not this P2 is below a certain ratio with respect to P1 (S5), If it is a fixed ratio or less, for example, 30% or less, it is a method of determining that a swirling flow exists (S6, S7). Conversely, if it exceeds a certain ratio, it is determined that the swirling flow has disappeared (S6, S8). Setting this fixed ratio to 30% is considered to be a reasonable value because it was obtained from actual analysis results, but this fixed ratio is not limited to 30%, and the optimum ratio according to each case You can set it to.
【0042】上記の第1実施例の装置によれば、浸漬ノ
ズル振動を周波数解析処理して浸漬ノズル内の旋回流の
有無を判定するので、旋回流の存在の有無を、旋回流の
有する特性から直接的に判定することができる。また、
ノズル振動信号をサンプリングしてデジタルデータ化す
るとともに、FFTを用いて処理するので、処理作業を
効率よく容易に行なうことができる。また、一度使用し
たデータブロック11を、次回以降の集合データブロッ
ク12の形成に再利用しており、データを再利用するこ
とでデータ量を確保することにより、処理精度を高める
ことができる。また、集合データブロック12に全て一
定値のデータでなるダミーデータブロック13を付加し
て所定のデータ量を確保してフレーム14を形成してお
り、必要な周波数分解能等を確保しつつ、実用的に十分
な処理・判定所要時間を実現することができ、精度や応
答性に優れた溶鋼移送ノズル内流動状態検知装置とする
ことができる。According to the apparatus of the first embodiment, since the vibration of the submerged nozzle is subjected to the frequency analysis processing to determine the presence or absence of the swirl flow in the submerged nozzle, the presence or absence of the swirl flow is characteristic of the swirl flow. Can be directly determined from. Also,
Since the nozzle vibration signal is sampled and converted into digital data and processed using the FFT, the processing work can be performed efficiently and easily. Further, the data block 11 that has been used once is reused for the formation of the aggregate data block 12 from the next time onward, and by reusing the data to secure the data amount, the processing accuracy can be improved. Further, a dummy data block 13 consisting of data of a constant value is added to the aggregate data block 12 to secure a predetermined data amount to form a frame 14, which is practically used while securing a necessary frequency resolution and the like. Therefore, it is possible to realize a sufficient processing / determination required time, and it is possible to provide a fluidized state detection device in the molten steel transfer nozzle having excellent accuracy and responsiveness.
【0043】第1実施例では、上述したように、所定単
位時間経過毎にフレーム14が形成され、このフレーム
14のFFT処理が行なわれる。即ち、所定単位時間経
過毎に浸漬ノズル内の旋回流の有無の判定が行なわれる
が、当該判定に用いられる新たなデータは、集合データ
ブロック12の先頭データ、つまり、フレーム14の先
頭データのみであり、この先頭データより後方のデータ
は、前回以前の判定に用いたデータである。このような
前回以前の判定に用いたデータを再度用いるのは、上述
の通り、周波数分解能等の精度を高めるためであるが、
これらのデータを含むフレーム14をFFT処理して得
られる周波数スペクトルは、厳密には、最新の当該所定
単位時間におけるノズル振動の状況のみならず、それ以
前の状況をも含めた状況について解析した結果を表して
おり、最新の当該所定単位時間のみのノズル振動の状況
を、正確に解析して表したものではない。例えば、最新
の当該所定単位時間におけるFFT処理の結果から、図
9の周波数スペクトル分布のカーブが得られた場合に、
最新の当該所定単位時間におけるノズル振動の実際の状
況の特徴が、周波数f2におけるピーク42が存在する
ことにあり、最大ピークである周波数f1におけるピー
ク41の存在は、最新の当該所定単位時間以前の状況を
反映した結果であるような場合が有り得る。この場合
に、第1実施例の方法では、この当該所定単位時間以前
の状況の影響である、周波数f1におけるピーク41の
存在を取り除くことはできない。つまり、浸漬ノズルに
生じている最新の状況に即した判定がなされていない。
そこで次に、この最新の当該所定単位時間以前の状況の
影響を極力取り除くことができる工夫を盛り込んだ、第
2実施例の溶鋼移送ノズル内流動状態検知装置について
説明する。In the first embodiment, as described above, the frame 14 is formed every time a predetermined unit time elapses, and the FFT processing of this frame 14 is performed. That is, the presence or absence of the swirling flow in the immersion nozzle is determined every time a predetermined unit time elapses. The new data used for the determination is only the head data of the aggregate data block 12, that is, the head data of the frame 14. Yes, the data after the head data is the data used for the determination before the previous time. The reason why the data used for the determination before the last time is used again is to improve the accuracy such as the frequency resolution as described above.
Strictly speaking, the frequency spectrum obtained by FFT processing the frame 14 including these data is not only the result of analysis of the situation of the nozzle vibration in the latest predetermined unit time but also the situation before that. However, the state of the latest nozzle vibration only during the predetermined unit time is not accurately analyzed and shown. For example, when the curve of the frequency spectrum distribution of FIG. 9 is obtained from the latest FFT processing result in the predetermined unit time,
The characteristic of the actual situation of the nozzle vibration in the latest predetermined unit time is that there is a peak 42 at the frequency f2, and the presence of the peak 41 at the maximum frequency f1 is before the latest predetermined unit time. In some cases, the result may reflect the situation. In this case, the method of the first embodiment cannot remove the presence of the peak 41 at the frequency f1, which is the influence of the situation before the predetermined unit time. In other words, the determination according to the latest situation occurring in the immersion nozzle has not been made.
Therefore, the flow state detecting device in the molten steel transfer nozzle of the second embodiment will be described next, which incorporates a device capable of removing the influence of the latest situation before the predetermined unit time as much as possible.
【0044】第2実施例の装置の構成は第1実施例と全
く同じである。また、第2実施例の装置の動作も、図2
のフローチャートで示される第1実施例の装置の動作と
全く同じである。ただ、第2実施例では、第1実施例と
比較して、ノズル振動信号のデジタルデータ化とFFT
処理に更なる工夫を取り入れて、精度や応答性の向上を
図っている。このノズル振動信号のデジタルデータ化と
FFT処理として、第2実施例では、図8に示すような
方法を採用している。この方法において、第1フレーム
24の形成方法は、ダミーデータブロックを第1ダミー
ブロックと称する以外、第1実施例におけるフレーム1
4の形成方法と全く同じである。異なるのは、第1フレ
ーム24以外に、第2フレーム26を形成し、第1フレ
ーム24と第2フレーム26をそれぞれFFT処理した
後、両者の処理結果を相乗平均して周波数スペクトルを
得る点である。The configuration of the apparatus of the second embodiment is exactly the same as that of the first embodiment. The operation of the apparatus of the second embodiment is also shown in FIG.
The operation is exactly the same as that of the apparatus of the first embodiment shown in the flowchart of FIG. However, in the second embodiment, compared with the first embodiment, the nozzle vibration signal is converted into digital data and the FFT is performed.
We are working to improve accuracy and responsiveness by incorporating further innovations in processing. As the digital data of the nozzle vibration signal and the FFT processing, the method shown in FIG. 8 is adopted in the second embodiment. In this method, the method of forming the first frame 24 is the same as that of the frame 1 in the first embodiment except that the dummy data block is referred to as the first dummy block.
This is exactly the same as the forming method of No. 4. The difference is that, in addition to the first frame 24, a second frame 26 is formed, FFT processing is performed on the first frame 24 and the second frame 26, respectively, and then the processing results of both are geometrically averaged to obtain a frequency spectrum. is there.
【0045】この第2フレーム26は、第1フレーム2
4の先頭に用いられているのと同じデータブロック21
を基に形成し、第1フレーム24を構成するデータ個数
と同数のデータで構成する。この第2フレーム26の形
成方法は、図8に示すように、新たなデータブロック2
1が形成される毎に、即ち、所定単位時間経過毎に、こ
の新たなデータブロック21が、第1フレーム24の形
成に用いられるのと同時に、この同じデータブロック2
1の末尾に、データ値が全て一定値の所定個数のデータ
で構成する第2ダミーデータブロック25を付加して、
第2フレーム26を形成する。付加するダミーデータブ
ロック25を構成するデータの個数は、第1実施例同
様、このダミーデータブロック25が付加された後のフ
レーム26を構成するデータ個数が、2のベキ乗となる
ように設定するが、上記の通り、第2フレーム26のデ
ータ数は、第1フレーム24のデータ数と同数にする必
要がある。また、第2ダミーデータブロック25を構成
するデータ値は、第1ダミーデータブロック23と同じ
く、全て一定値とする。ここで、例として、第1実施例
と同様、サンプリング周波数を20Hz、所定単位時間を1.
6秒、データブロック21のデータ個数を32個、集合デ
ータブロック22のデータブロック数を4個、第1ダミ
ーデータブロック23のデータ個数を896個、第1フレ
ーム24のデータ個数を1024個として第1フレーム24
を形成すると、第2フレーム26のデータ個数は、第1
フレーム24と同じ1024個であるから、第2フレーム2
6に付加する第2ダミーデータブロック25のデータ個
数は、1024個からデータブロック21を1個構成するデ
ータ個数である32個を減算した992個である。また、第
2ダミーデータブロック25を構成するデータ値を第1
実施例と同様、0とするが、0以外の値とすることもで
きる。The second frame 26 is the first frame 2
The same data block 21 used at the beginning of 4
And the same number of data as the first frame 24. As shown in FIG. 8, the method of forming the second frame 26 is performed by adding a new data block 2
1 is formed, that is, every time a predetermined unit of time elapses, the new data block 21 is used to form the first frame 24 and at the same time, the same data block 2 is formed.
At the end of 1, a second dummy data block 25 composed of a predetermined number of data whose data values are all constant values is added,
The second frame 26 is formed. The number of pieces of data forming the dummy data block 25 to be added is set so that the number of pieces of data forming the frame 26 after the addition of the dummy data block 25 is a power of 2 as in the first embodiment. However, as described above, the number of data in the second frame 26 needs to be the same as the number of data in the first frame 24. In addition, all the data values forming the second dummy data block 25 are constant values, like the first dummy data block 23. Here, as an example, similar to the first embodiment, the sampling frequency is 20 Hz and the predetermined unit time is 1.
6 seconds, the number of data of the data block 21 is 32, the number of data block of the set data block 22 is 4, the number of data of the first dummy data block 23 is 896, and the number of data of the first frame 24 is 1024. 1 frame 24
, The number of data in the second frame 26 becomes
Since there are 1024 frames, which is the same as the frame 24, the second frame 2
The number of data of the second dummy data block 25 added to 6 is 992, which is obtained by subtracting 32, which is the number of data forming one data block 21, from 1024. In addition, the data value forming the second dummy data block 25 is set to the first value.
Although it is set to 0 as in the embodiment, it may be set to a value other than 0.
【0046】このようにして形成された、第1フレーム
24と第2フレーム26を、図8に示すように、それぞ
れFFT処理した後、両者の処理結果を相乗平均する相
乗平均算出処理を行ない、この結果から周波数スペクト
ルを得る。相乗平均の算出は、第1フレーム24のFF
T処理結果をF1、第2フレーム26のFFT処理結果
をF2 、相乗平均算出処理した結果をF3とすると、
F3は、
F3=(F1×F2)1/2 (4)
で求められる。このF3から得られる周波数スペクトル
を基にして、第1実施例と同様の判定を行なう。As shown in FIG. 8, the first frame 24 and the second frame 26 thus formed are subjected to FFT processing, respectively, and then geometric mean calculation processing is performed to perform geometric mean of the processing results of both. A frequency spectrum is obtained from this result. The geometric mean is calculated by FF of the first frame 24.
The T processing result is F1, and the FFT processing result of the second frame 26 is F2. If the result of the geometric mean calculation process is F3,
F3 is obtained by F3 = (F1 × F2) 1/2 (4). Based on the frequency spectrum obtained from F3, the same judgment as in the first embodiment is performed.
【0047】上記で説明した相乗平均算出処理した結果
を用いる場合の作用、効果について、図9、図10及び
図11を用いて説明する。これらの図では、個々のスペ
クトルを省略している。第1フレーム24のFFT処理
結果に基づく周波数スペクトル分布のカーブは、最新の
当該所定単位時間における集合データブロック22の先
頭データ、つまり、フレーム24の先頭データとこの先
頭データより後方のデータに基づくものである。そこ
で、例えば、この第1フレーム24のFFT処理結果に
基づく周波数スペクトル分布のカーブが、上述で例示し
た図9のように、最新の当該所定単位時間におけるノズ
ル振動の実際の状況の特徴が、周波数f2におけるピー
ク42の存在であり、最大ピークである周波数f1にお
けるピーク41の存在が、最新の当該所定単位時間以前
の状況を反映した結果であるとする。そうすると、最新
の当該所定単位時間における集合データブロック22の
先頭データ、つまり、フレーム24の先頭データのみに
基づいて形成された、第2フレーム26のFFT処理結
果に基づく周波数スペクトル分布のカーブは、図10に
示すように、周波数f2におけるピーク43を有してお
り、最新の当該所定単位時間における状況のみが反映さ
れるものとなる。そこで、第1フレーム24のFFT処
理結果と、第2フレーム26のFFT処理結果を相乗平
均した結果から得られる周波数スペクトル分布のカーブ
は、図11に示すように、図9における周波数f2のピ
ーク42が、ピーク44として強調されて存在し、図9
における周波数f1のピーク41は、縮小されて存在す
ることになる。即ち、最新の当該所定単位時間以前の状
況の影響を、極力取り除くことが実現できたことにな
る。The operation and effect of using the result of the geometric mean calculation process described above will be described with reference to FIGS. 9, 10 and 11. Individual spectra are omitted in these figures. The curve of the frequency spectrum distribution based on the FFT processing result of the first frame 24 is based on the head data of the aggregate data block 22 in the latest predetermined unit time, that is, the head data of the frame 24 and the data after the head data. Is. Therefore, for example, the curve of the frequency spectrum distribution based on the FFT processing result of the first frame 24 shows that the characteristic of the actual situation of the nozzle vibration in the latest predetermined unit time is the frequency as shown in FIG. 9 exemplified above. It is assumed that the presence of the peak 42 at f2 and the presence of the peak 41 at the frequency f1 that is the maximum peak reflect the latest situation before the predetermined unit time. Then, the curve of the frequency spectrum distribution based on the FFT processing result of the second frame 26 formed based on only the head data of the aggregate data block 22 in the latest predetermined unit time, that is, the head data of the frame 24 is As shown in 10, there is a peak 43 at the frequency f2, and only the latest situation in the predetermined unit time is reflected. Therefore, the curve of the frequency spectrum distribution obtained from the result of the geometric mean of the FFT processing result of the first frame 24 and the FFT processing result of the second frame 26 is, as shown in FIG. 11, the peak 42 of the frequency f2 in FIG. Is highlighted as peak 44 and is present in FIG.
The peak 41 of the frequency f1 at is present in a reduced size. That is, the influence of the latest situation before the predetermined unit time can be removed as much as possible.
【0048】上記の第2実施例の装置によれば、最新の
当該所定単位時間及びそれ以前におけるデータで構成さ
れる第1フレーム24と、最新の当該所定単位時間のみ
におけるデータで構成される第2フレーム26を形成
し、これら双方をそれぞれFFT処理した後、両者の処
理結果を相乗平均して得られる周波数スペクトルを用い
て旋回流の有無の判定を行なうので、最新の当該所定単
位時間以前の状況の影響を極力取り除くことができ、周
波数分解能等の精度を維持しつつ、浸漬ノズルに生じて
いる最新の状況に即した判定を行なうことができる。According to the apparatus of the second embodiment, the first frame 24 composed of the latest data of the predetermined unit time and the data before the first frame 24 and the first frame 24 composed of the data of the latest predetermined unit time only. After forming the two frames 26 and performing FFT processing on both of them, the presence or absence of the swirling flow is determined using the frequency spectrum obtained by geometrically averaging the processing results of both of them, so that the latest before the predetermined unit time can be determined. It is possible to remove the influence of the situation as much as possible, and it is possible to carry out the judgment according to the latest situation occurring in the immersion nozzle while maintaining the accuracy such as frequency resolution.
【0049】次に、内部に旋回羽根を備えていない浸漬
ノズルに対する第3実施例の溶鋼移送ノズル内流動状態
検知装置について説明する。図12はこの第3実施例の
装置が用いられる状態を示した説明図である。図12で
は、タンディッシュと3層スライディングノズルは、図
示されていない。この装置の構成は、内部に旋回羽根を
備えた浸漬ノズルに代えて、内部に旋回羽根が備えられ
ていない浸漬ノズル10を用いる以外は、第1実施例ま
たは第2実施例と全く同じである。従って、振動センサ
3aの代わりにマイクロフォン3bを用いることが可能
な点や、浸漬ノズル10の振動を電気信号であるノズル
振動信号に変換してデジタルデータ化し、そのデータを
FFT処理する点も全く同じである。また、1個のフレ
ームをFFT処理した結果を用いる方法のみならず、第
1フレームのFFT処理結果と第2フレームのFFT処
理結果の相乗平均算出処理した結果を用いる方法が使用
できる点も全く同じである。第1実施例または第2実施
例と異なるのは、これらの結果得られる周波数スペクト
ル分布に基づく判定方法である。Next, the molten steel transfer nozzle in-flow state detecting device of the third embodiment for an immersion nozzle having no swirl vane inside will be described. FIG. 12 is an explanatory diagram showing a state in which the device of the third embodiment is used. In FIG. 12, the tundish and the 3-layer sliding nozzle are not shown. The configuration of this device is exactly the same as that of the first or second embodiment except that the immersion nozzle 10 having no swirl vane inside is used instead of the immersion nozzle having the swirl vane inside. . Therefore, the microphone 3b can be used instead of the vibration sensor 3a, and the vibration of the immersion nozzle 10 is converted into a nozzle vibration signal which is an electric signal to be digital data, and the data is FFT processed. Is. Further, not only the method of using the result of FFT processing of one frame, but also the method of using the result of geometric mean calculation processing of the FFT processing result of the first frame and the FFT processing result of the second frame can be used. Is. What is different from the first or second embodiment is the determination method based on the frequency spectrum distribution obtained as a result of these.
【0050】そこで次に、この判定方法について説明す
る。図13、図14、及び、図15は、第3実施例で、
1個のフレームをFFT処理した結果から得られる周波
数スペクトル分布のカーブの例を示したものである。こ
れらの図では、個々のスペクトルを省略している。図1
3は、正常な場合の周波数スペクトル分布のカーブの例
であり、全周波数帯域に渡って振動強度がほぼ一定であ
り、振動強度が著しく大きい部分が存在していない。こ
のような振動をホワイトノイズと称するが、これは、浸
漬ノズル内の溶鋼の流動が正常な場合は、特に振動強度
の大きい特定の振動は発生しないことから、その状態を
示していると考えられる。従がって、判定方法として
は、全周波数帯域に渡って振動強度がほぼ一定であり、
振動強度が著しく大きい部分が存在しない場合は、正常
と判定する判定方法を採用することができる。Then, this determination method will be described below. FIG. 13, FIG. 14, and FIG. 15 are the third embodiment,
It is an example of a curve of a frequency spectrum distribution obtained from the result of FFT processing of one frame. Individual spectra are omitted in these figures. Figure 1
3 is an example of the curve of the frequency spectrum distribution in the normal case, in which the vibration intensity is almost constant over the entire frequency band, and there is no portion where the vibration intensity is extremely large. Such vibration is referred to as white noise, which is considered to indicate that state when particular flow of the molten steel in the dipping nozzle is normal, because specific vibration with particularly high vibration intensity does not occur. . Therefore, as a determination method, the vibration intensity is almost constant over the entire frequency band,
When there is no portion where the vibration intensity is extremely large, a determination method for determining normal can be adopted.
【0051】図14は、浸漬ノズル内の溶鋼の流動に低
圧空域が存在する場合の周波数スペクトル分布のカーブ
の例であり、周波数f11からf12にかけた周波数帯
で振動強度が大きくなるが、この特定の周波数帯域で周
波数スペクトル分布のカーブの形状に、特に固有の特徴
は見られない。このような状態となるのは、本来なら浸
漬ノズル10内が全て溶鋼で充満しているはずであると
ころ、その一部に真空域等の低圧空域が発生すると、溶
鋼がこの低圧空域を通ってこの低圧空域の下方の溶鋼充
満域の上面に、まっすぐ滝のように落下する現象が生じ
ることから、その際の、この溶鋼充満域の上面で生じる
振動によって特定の周波数帯域で振動強度が大きくなる
ためと考えられる。このような状態について、実際に数
多くのノズル振動信号を解析した結果、この状態は、周
波数スペクトル分布において、全帯域における全てのピ
ークの平均値に対して、特定の帯域における全てのピー
クの平均値が一定割合以上であることが分かった。従が
って、判定方法としては、周波数スペクトル分布におい
て、全帯域における全てのピークの平均値に対して、特
定の帯域における全てのピークの平均値が一定割合以
上、例えば、250%以上であれば、浸漬ノズル内の溶
鋼の流動に低圧空域が発生していると判定する判定方法
を採用することができる。この一定割合は250%には
限られず、個々のケースに応じた最適な割合に設定すれ
ばよい。FIG. 14 is an example of a curve of the frequency spectrum distribution when there is a low-pressure air space in the flow of molten steel in the immersion nozzle. The vibration intensity increases in the frequency band from frequency f11 to f12, but this identification No particular characteristic is found in the shape of the curve of the frequency spectrum distribution in the frequency band of. This state is supposed to be because the inside of the immersion nozzle 10 should be completely filled with molten steel. However, when a low-pressure air region such as a vacuum region occurs in a part of the immersion nozzle, the molten steel passes through this low-pressure air region. Since the phenomenon of falling straight like a waterfall occurs on the upper surface of the molten steel filled area below the low pressure air area, the vibration intensity at the specific frequency band increases due to the vibration that occurs at the upper surface of the molten steel filled area at that time. It is thought to be because. As a result of actually analyzing a large number of nozzle vibration signals in such a state, this state shows that the average value of all the peaks in all bands in the frequency spectrum distribution is the average value of all the peaks in a specific band. Was found to be above a certain ratio. Therefore, as the determination method, in the frequency spectrum distribution, the average value of all the peaks in a specific band should be a certain ratio or more, for example, 250% or more, with respect to the average value of all the peaks in all the bands. For example, it is possible to employ a determination method for determining that a low pressure air space is generated in the flow of molten steel in the immersion nozzle. This fixed ratio is not limited to 250%, and may be set to an optimum ratio according to each case.
【0052】図15は、浸漬ノズル内の溶鋼の流動に偏
流が存在する場合の周波数スペクトル分布のカーブの例
であり、浸漬ノズルのサイズによって定まる固有の周波
数f21で最も高いピークが存在している。これは、上
記の低圧空域が発生した場合に、この低圧空域の空間が
さらに大きくなると、溶鋼が低圧空域の下方の溶鋼充満
域の上面に、まっすぐ落ちずに、浸漬ノズルの内壁面に
斜めにぶつかりながら落下する現象が生じることから、
浸漬ノズルの内壁面に斜めにぶつかる際に、浸漬ノズル
のサイズによって定まる固有の周波数の振動が発生する
ためと考えられる。従がって、判定方法としては、周波
数スペクトル分布において、最も高いピークが、浸漬ノ
ズルのサイズによって定まる固有の周波数で発生してい
れば、浸漬ノズル内の溶鋼の流動に偏流が生じていると
判定する判定方法を採用することができる。FIG. 15 is an example of a curve of the frequency spectrum distribution when there is a drift in the flow of molten steel in the immersion nozzle, and the highest peak is present at the natural frequency f21 determined by the size of the immersion nozzle. . This is because when the above-mentioned low-pressure air space is generated and the space in this low-pressure air space becomes even larger, the molten steel does not fall straight onto the upper surface of the molten steel-filled area below the low-pressure air space, but obliquely to the inner wall surface of the immersion nozzle Since the phenomenon of falling while colliding occurs,
It is considered that when the inner wall of the immersion nozzle is obliquely hit, vibration of a specific frequency determined by the size of the immersion nozzle occurs. Therefore, as a determination method, in the frequency spectrum distribution, if the highest peak occurs at a specific frequency determined by the size of the immersion nozzle, it means that the flow of molten steel in the immersion nozzle has a drift. A judgment method for judgment can be adopted.
【0053】図16は、第3実施例の装置の動作を示し
たフローチャートである。このフローチャートのS11
〜S13までは、図2の第1実施例のフローチャートの
S1〜S3までと全く同じである。またこの第3実施例
の装置では、上記の説明における偏流の有無を先に判定
し(S14〜S16)、その後、低圧空域の有無の判定
を行ない(S17〜S21)、いずれも存在しない場合
は、正常と判定している(S22)。FIG. 16 is a flow chart showing the operation of the apparatus of the third embodiment. S11 of this flowchart
Up to S13 are exactly the same as S1 to S3 in the flowchart of the first embodiment of FIG. In addition, in the device of the third embodiment, the presence or absence of drift in the above description is first determined (S14 to S16), and then the presence or absence of the low pressure airspace is determined (S17 to S21). , And is determined to be normal (S22).
【0054】上記の第3実施例では、1個のフレームを
FFT処理した結果を用いているが、第1フレームのF
FT処理結果と第2フレームのFFT処理結果の相乗平
均算出処理した結果を用いるようにしてもよい。In the third embodiment, the result of FFT processing of one frame is used.
The result of the geometric mean calculation processing of the FT processing result and the FFT processing result of the second frame may be used.
【0055】上記の説明から分かるとおり、第3実施例
の装置によれば、浸漬ノズル振動を周波数解析処理して
浸漬ノズル内における溶鋼の流動の低圧空域の有無や、
浸漬ノズル内における溶鋼の流動の偏流の有無を判定す
るので、浸漬ノズル内の流動の有する特性から直接的に
判定可能な溶鋼移送ノズル内流動状態検知方法またはそ
の装置を提供することができる。As can be seen from the above description, according to the apparatus of the third embodiment, the presence or absence of the low pressure air space of the flow of the molten steel in the immersion nozzle is analyzed by frequency analysis of the vibration of the immersion nozzle,
Since the presence or absence of uneven flow of the molten steel flow in the immersion nozzle is determined, it is possible to provide a molten steel transfer nozzle flow state detection method or apparatus that can be directly determined from the characteristics of the flow in the immersion nozzle.
【0056】次に、溶鋼移送ノズルから発生する周期性
を備えない振動を対象とした第4実施例の溶鋼移送ノズ
ル内流動状態検知装置について説明する。図17は、第
4実施例の装置が用いられる状態を示した説明図であ
る。図17において、51はタンディッシュ、52は多
孔質耐火物、53は3層スライディングノズル、54は
3層スライディングノズル駆動シリンダ、55は浸漬ノ
ズル、56はモールド、57はマイクロフォン、58は
処理装置、そして、59は溶鋼である。マイクロフォン
57は、3層スライディングノズル53の近傍に設置さ
れ、主として、3層スライディングノズル53の発する
振動音を検知して振動信号に変換する。このマイクロフ
ォン57の代わりに、3層スライディングノズル53に
着接された振動検知センサを用いてもよい。処理装置5
8は、マイクロフォン57の出力した振動信号を受け
て、処理を行なう。そのため、処理装置58は、メモリ
ーを備えたマイクロコンピュータと、必要なプログラム
を搭載している。Next, a flow state detecting device in the molten steel transfer nozzle according to the fourth embodiment will be described, which is intended for vibrations generated from the molten steel transfer nozzle and having no periodicity. FIG. 17 is an explanatory diagram showing a state in which the device of the fourth embodiment is used. In FIG. 17, 51 is a tundish, 52 is a porous refractory, 53 is a three-layer sliding nozzle, 54 is a three-layer sliding nozzle drive cylinder, 55 is a dipping nozzle, 56 is a mold, 57 is a microphone, and 58 is a processing device. And 59 is molten steel. The microphone 57 is installed in the vicinity of the three-layer sliding nozzle 53, and mainly detects a vibration sound generated by the three-layer sliding nozzle 53 and converts it into a vibration signal. Instead of the microphone 57, a vibration detection sensor attached to the three-layer sliding nozzle 53 may be used. Processor 5
8 receives the vibration signal output from the microphone 57 and performs processing. Therefore, the processing device 58 is equipped with a microcomputer having a memory and a necessary program.
【0057】図17において、3層スライディングノズ
ル53は、3層スライディングノズル駆動シリンダ54
によって、タンディッシュ51からモールド56へ供給
する溶鋼59の量を調整するために、3層の真中の部分
がスライドする仕組となっている。そのため、3層の真
中の部分がこのスライドにより振動しており、この振動
により振動音が発生している。この3層スライディング
ノズル53において、例えば、そのスライド面から空気
が3層スライディングノズル53内に混入する恐れがあ
るが、その場合は、振動音が変化することが考えられ
る。そこで、3層スライディングノズル53の発するノ
ズル振動音をマイクロフォン57で捉えて、ノズル振動
信号に変換し、この振動信号の移相面軌道図、即ち、ト
ラジェクトリーを描くことにより、処理装置58は、3
層スライディングノズル53における空気の混入の有無
等をチェックする。In FIG. 17, the three-layer sliding nozzle 53 is a three-layer sliding nozzle drive cylinder 54.
Thus, in order to adjust the amount of molten steel 59 supplied from the tundish 51 to the mold 56, the middle part of the three layers slides. Therefore, the middle part of the three layers vibrates due to this slide, and a vibration sound is generated by this vibration. In the three-layer sliding nozzle 53, for example, air may be mixed into the three-layer sliding nozzle 53 from its slide surface, but in that case, the vibration sound may change. Therefore, by capturing the nozzle vibration sound generated by the three-layer sliding nozzle 53 with the microphone 57, converting it into a nozzle vibration signal, and drawing a phase shift plane trajectory diagram of this vibration signal, that is, a trajectory, the processing device 58 Three
It is checked whether or not air is mixed in the layer sliding nozzle 53.
【0058】このトラジェクトリーの作成は、ノズル振
動信号から、フイルターを用いて、直流分と商用電源周
波数帯域のノイズを取り除いた後、このノズル振動信号
をサンプリングするとともに、このサンプリングデータ
に基づき、横軸をノズル振動信号の信号レベルとし、縦
軸をこのノズル振動信号の時間微分値として、発生順に
プロットして行なう。このトラジェクトリーは、ノズル
振動信号が周期性を備えた振動、即ち、周期現象を示す
場合は、クリアな軌跡を描くが、周期性を備えない振
動、即ち、概周期現象を示す場合は、クリアな軌跡は描
かない。ここで、クリアな軌跡を描く場合、即ち、周期
現象の場合は、上述した周波数解析を用いる方法で解析
が可能であるが、クリアな軌跡を描かない場合、即ち、
概周期現象の場合は、上述した周波数解析を用いる方法
では解析が困難であることが判明している。上記の空気
の混入の有無のチェックは、この概周期現象を対象にす
る必要がある。This trajectory is generated by removing noise in the nozzle vibration signal from the direct current component and commercial power supply frequency band using a filter, then sampling this nozzle vibration signal, and based on this sampling data, The axis is the signal level of the nozzle vibration signal, and the vertical axis is the time derivative of this nozzle vibration signal. This trajectory draws a clear trajectory when the nozzle vibration signal has periodicity, that is, a periodic phenomenon, but clears when the nozzle vibration signal does not have a periodicity, that is, a roughly periodic phenomenon. No trace is drawn. Here, in the case of drawing a clear trajectory, that is, in the case of a periodic phenomenon, it is possible to analyze by the method using the frequency analysis described above, but in the case of not drawing a clear trajectory, that is,
It has been found that in the case of the roughly periodic phenomenon, it is difficult to analyze by the method using the frequency analysis described above. The above-mentioned check for the presence or absence of the inclusion of air needs to be targeted for this roughly periodic phenomenon.
【0059】そこで、空気の混入の有無のチェック方法
としては、空気の混入がある場合のトラジェクトリーを
基準トラジェクトリーとして予め処理装置に記憶させて
おき、マイクロフォン57が出力するノズル振動信号の
描く被検査トラジェクトリーをこの基準トラジェクトリ
ーと比較する。比較の方法としては、上記の各トラジェ
クトリーを、横軸と縦軸とが直行する格子面上に描き、
トラジェクトリーが通過する各格子で構成されるパター
ンとしてトラジェクトリーを表す。図18は、このよう
にして描いたトラジェクトリーのパターンの例を示した
ものである。そうして、基準トラジェクトリーと被検査
トラジェクトリーの各格子において、最も接近している
格子同士の格子の中心座標間の距離を求め、この総和を
乖離度と定義する。基準トラジェクトリーと被検査トラ
ジェクトリーが同一の格子を通過する場合は、その格子
における距離は0である。そして、乖離度が一定の範囲
にある場合に、被検査トラジェクトリーが基準トラジェ
クトリーに一致すると判定する。Therefore, as a method for checking the presence or absence of air inclusion, the trajectory in the case of air inclusion is stored in the processing device in advance as a reference trajectory and the nozzle vibration signal drawn by the microphone 57 is drawn. Compare the inspection trajectory with this reference trajectory. As a method of comparison, each of the above trajectories is drawn on a lattice plane where the horizontal axis and the vertical axis are orthogonal,
The trajectory is represented as a pattern composed of each lattice through which the trajectory passes. FIG. 18 shows an example of the trajectory pattern drawn in this way. Then, in each lattice of the reference trajectory and the inspected trajectory, the distance between the center coordinates of the lattices that are closest to each other is obtained, and this total is defined as the deviation degree. If the reference trajectory and the inspected trajectory pass through the same grid, the distance at that grid is zero. Then, when the deviation degree is within a certain range, it is determined that the inspected trajectory matches the reference trajectory.
【0060】第4実施例の装置によれば、溶鋼移送ノズ
ルから発生するノズル振動が概周期現象を示す場合であ
っても、解析を可能とすることができる。According to the apparatus of the fourth embodiment, even if the nozzle vibration generated from the molten steel transfer nozzle shows an approximately periodic phenomenon, it is possible to analyze.
【0061】上記の実施例の説明では、タンディシュと
モールドの間に設けられている溶鋼移送ノズルとして、
3層スライディングノズルと浸漬ノズルを対象として説
明を行なっているが、図19に示すような、ストッパー
63を用いたタンディッシュノズル62を対象とするこ
ともできる。この場合は、タンディッシュノズル62の
入口付近での詰りが発生しやすく、この詰りの有無を流
動状態の検知の中心にすることが考えられる。尚、同図
中、61はタンディッシュ、64はストッパーホルダ
ー、65はストッパー駆動シリンダ、66は溶鋼、67
はマイクロフォン、そして、68は処理装置である。マ
イクロフォン67に代えて振動検知センサを用いてもよ
い。In the above description of the embodiment, as the molten steel transfer nozzle provided between the tundish and the mold,
Although the description has been made for the three-layer sliding nozzle and the dipping nozzle, a tundish nozzle 62 using a stopper 63 as shown in FIG. 19 can also be targeted. In this case, clogging is likely to occur near the entrance of the tundish nozzle 62, and it is conceivable that the presence or absence of clogging will be the center of detection of the flow state. In the figure, 61 is a tundish, 64 is a stopper holder, 65 is a stopper drive cylinder, 66 is molten steel, and 67 is
Is a microphone, and 68 is a processor. A vibration detection sensor may be used instead of the microphone 67.
【0062】また、タンディシュとモールドの間に設け
られている溶鋼移送ノズル以外に、レードル(取鍋)と
タンディシュ間の溶鋼移送ノズルを対象とすることもで
きる。図20は、レードル(取鍋)71とタンディシュ
73の間に設けられているレードル71のロングノズル
72を対象としたものであり、この場合は、ノズル内で
の偏流が生じやすいので、この偏流の有無を流動状態の
検知の中心にすることが考えられる。或は、このロング
ノズル72内に溶鋼74が完全に充満した場合は、溶鋼
のロングノズル72内における流速が大きくなりすぎる
等の不安定要因が発生する場合があるが、このような状
態も、検知の対象とすることができる。尚、同図中、7
4は溶鋼、75はマイクロフォン、そして、76は処理
装置である。この場合もマイクロフォン75に代えて振
動検知センサを用いてもよい。また、図21に示すよう
な、レードル(取鍋)81とタンディシュ84間におけ
る浸漬管83を対象とすることもでき、この場合は、空
気の巻き込みが生じやすいので、この空気の巻き込みの
有無を流動状態の検知の中心にすることが考えられる。
尚、同図中、82はショートノズル、85は溶鋼、86
はマイクロフォン、そして、87は処理装置である。Further, in addition to the molten steel transfer nozzle provided between the tundish and the mold, the molten steel transfer nozzle between the ladle (ladle) and the tundish can be targeted. FIG. 20 is directed to the long nozzle 72 of the ladle 71 provided between the ladle (ladle) 71 and the tundish 73. In this case, since a drift in the nozzle is likely to occur, this drift It can be considered that the presence or absence of the flow is the center of detection of the flow state. Alternatively, when the molten steel 74 is completely filled in the long nozzle 72, an unstable factor such as an excessively high flow velocity of the molten steel in the long nozzle 72 may occur. It can be the target of detection. In addition, in FIG.
4 is molten steel, 75 is a microphone, and 76 is a processing device. Also in this case, a vibration detection sensor may be used instead of the microphone 75. Further, as shown in FIG. 21, a dipping pipe 83 between a ladle (ladle) 81 and a tundish 84 can also be targeted. In this case, air entrapment easily occurs. It can be considered to be the center of detection of the flow state.
In the figure, 82 is a short nozzle, 85 is molten steel, 86
Is a microphone, and 87 is a processor.
【0063】上記の実施例の説明では溶融金属として溶
鋼を用いているが、これには限られず溶融したアルミニ
ウム等、他の溶融金属にも本発明を適用することができ
る。Although molten steel is used as the molten metal in the above description of the embodiments, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to other molten metals such as molten aluminum.
【0064】[0064]
【発明の効果】請求項1、または2記載の発明によれ
ば、ノズル振動が概周期現象を示す場合も、解析が可能
な溶融金属移送ノズル内流動状態検知方法を提供するこ
とができる。According to the first or second aspect of the present invention, it is possible to provide a method for detecting a flow state in a molten metal transfer nozzle that can be analyzed even when the nozzle vibration shows a roughly periodic phenomenon.
【0065】請求項3、または13記載の発明によれ
ば、溶融金属移送ノズル振動を周波数解析処理して溶融
金属移送ノズル内の異常な流動状態を判定するので、異
常な流動状態を溶融金属移送ノズル内の流動の有する特
性から直接的に判定することができる溶融金属移送ノズ
ル内流動状態検知方法またはその装置を提供することが
できる。According to the third or thirteenth aspect of the present invention, since the abnormal flow state in the molten metal transfer nozzle is determined by performing frequency analysis processing on the vibration of the molten metal transfer nozzle, the abnormal flow state is transferred to the molten metal transfer nozzle. It is possible to provide a method for detecting a flow state in a molten metal transfer nozzle or an apparatus therefor, which can be directly determined from the characteristics of the flow in the nozzle.
【0066】請求項4、5、14または15記載の発明
によれば、溶融金属移送ノズル振動を周波数解析処理し
て溶融金属移送ノズル内における溶融金属の流動の低圧
空域の有無を判定するので、低圧空域の発生を溶融金属
移送ノズル内の流動の有する特性から直接的に判定する
ことができる溶融金属移送ノズル内流動状態検知方法ま
たはその装置を提供することができる。According to the present invention, the vibration of the molten metal transfer nozzle is subjected to frequency analysis processing to determine whether or not there is a low pressure air space for the flow of the molten metal in the molten metal transfer nozzle. It is possible to provide a method for detecting a flow state in a molten metal transfer nozzle or an apparatus therefor capable of directly determining the occurrence of a low pressure air region from the characteristics of the flow in the molten metal transfer nozzle.
【0067】請求項6、または16記載の発明によれ
ば、溶融金属移送ノズル振動を周波数解析処理して溶融
金属移送ノズル内における溶融金属の流動の偏流の有無
を判定するので、溶融金属移送ノズル内の偏流の有無を
溶融金属移送ノズル内の流動の有する特性から直接的に
判定することができる溶融金属移送ノズル内流動状態検
知方法またはその装置を提供することができる。According to the sixth or sixteenth aspect of the present invention, the vibration of the molten metal transfer nozzle is subjected to frequency analysis processing to determine whether or not there is a drift of the molten metal flow in the molten metal transfer nozzle. It is possible to provide a method for detecting a flow state in a molten metal transfer nozzle or an apparatus therefor capable of directly determining the presence or absence of a drift in the molten metal transfer nozzle from the characteristics of the flow in the molten metal transfer nozzle.
【0068】請求項7、8、17または18記載の発明
によれば、溶融金属移送ノズル振動を周波数解析処理し
て溶融金属移送ノズル内の旋回流の有無を判定するの
で、旋回流の存在の有無を旋回流の有する特性から直接
的に判定することができる溶融金属移送ノズル内流動状
態検知方法またはその装置を提供することができる。According to the invention described in claim 7, 8, 17 or 18, since the presence or absence of the swirl flow in the molten metal transfer nozzle is determined by performing the frequency analysis processing on the vibration of the molten metal transfer nozzle, the presence of the swirl flow is detected. It is possible to provide a method for detecting a flow state in a molten metal transfer nozzle or an apparatus therefor, which can directly determine the presence or absence of a swirl flow based on the characteristics of the swirl flow.
【0069】請求項9、10、21、または22記載の
発明によれば、ノズル振動信号をサンプリングしてデジ
タルデータ化するとともに、FFTを用いて処理するの
で、処理作業を効率よく容易に行なうことができる。ま
た、一度使用したデータブロックを、次回以降の集合デ
ータブロックの形成に再利用しており、データを再利用
することでデータ量を確保することにより、処理精度を
高めることができる。また、集合データブロックに全て
一定値のデータでなるダミーデータブロックを付加して
所定のデータ量を確保してフレームを形成しており、必
要な周波数分解能等を確保しつつ、実用的に十分な処理
・判定所要時間を実現することができ、精度や応答性に
優れた溶融金属移送ノズル内流動状態検知方法またはそ
の装置を提供することができる。According to the invention of claim 9, 10, 21 or 22, the nozzle vibration signal is sampled and converted into digital data, and is processed using the FFT, so that the processing work can be performed efficiently and easily. You can Further, the data block that has been used once is reused for the formation of the aggregate data block from the next time onward, and the processing precision can be improved by reusing the data to secure the data amount. In addition, a dummy data block consisting of fixed-value data is added to the aggregate data block to secure a predetermined amount of data to form a frame. It is possible to provide a method for detecting a flow state in a molten metal transfer nozzle or an apparatus therefor, which can realize processing / determination required time and is excellent in accuracy and responsiveness.
【0070】請求項11、12、23、または24記載
の発明によれば、最新の当該所定単位時間及びそれ以前
におけるデータで構成される第1フレームと、最新の当
該所定単位時間のみにおけるデータで構成される第2フ
レームを形成し、これら双方をそれぞれFFT処理した
後、両者の処理結果を相乗平均して得られる周波数スペ
クトルを用いて溶融金属移送ノズル内の異常な流動状態
の判定を行なうので、最新の当該所定単位時間以前の状
況の影響を極力取り除くことができ、周波数分解能等の
精度を維持しつつ、溶融金属移送ノズルに生じている最
新の状況に即した判定を行なうことができる溶融金属移
送ノズル内流動状態検知方法またはその装置を提供する
ことができる。According to the eleventh, twelfth, twenty-third, or twenty-fourth aspect of the present invention, the first frame composed of the latest data of the predetermined unit time and before that and the data of the latest data of the predetermined unit time only. After forming the second frame configured and performing FFT processing on both of them, the abnormal flow state in the molten metal transfer nozzle is determined using the frequency spectrum obtained by the geometric mean of the processing results of both. , The influence of the latest situation before the predetermined unit time can be removed as much as possible, and the determination in accordance with the latest situation occurring in the molten metal transfer nozzle can be performed while maintaining the accuracy such as frequency resolution. A method for detecting a flow state in a metal transfer nozzle or an apparatus therefor can be provided.
【0071】請求項19記載の発明によれば、ノズル振
動の検出に、溶融金属移送ノズルへの固定が容易で耐熱
性や検知信号の信号伝送特性に優れた振動センサを用い
ているので、センサ部分の溶融金属移送ノズルへの固定
が容易で、耐熱性や検知信号の信号伝送特性に優れた溶
融金属移送ノズル内流動状態検知方法またはその装置を
提供することができる。According to the nineteenth aspect of the invention, since the vibration sensor which is easily fixed to the molten metal transfer nozzle and has excellent heat resistance and signal transmission characteristics of the detection signal is used for detecting the nozzle vibration, the sensor is used. It is possible to provide a method or apparatus for detecting a fluidized state in a molten metal transfer nozzle, which is easily fixed to the molten metal transfer nozzle and has excellent heat resistance and signal transmission characteristics of a detection signal.
【0072】請求項20記載の発明によれば、ノズル振
動の検出にマイクロフォンを用いているので、低周波で
高感度な溶融金属移送ノズル内流動状態検知方法または
その装置を提供することができる。According to the twentieth aspect of the present invention, since the microphone is used to detect the nozzle vibration, it is possible to provide a method for detecting a flow state in the molten metal transfer nozzle with high sensitivity at a low frequency or an apparatus therefor.
【図1】第1実施例の溶鋼移送ノズル内流動状態検知装
置が用いられる状態を示した説明図。FIG. 1 is an explanatory view showing a state in which a molten steel transfer nozzle in-flow state detecting device of a first embodiment is used.
【図2】第1実施例の溶鋼移送ノズル内流動状態検知装
置の動作を示したフローチャート。FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the molten steel transfer nozzle in-flow state detecting device of the first embodiment.
【図3】第1実施例におけるノズル振動信号のデジタル
データ化とFFT処理の説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of digitizing nozzle vibration signals and FFT processing in the first embodiment.
【図4】第1実施例におけるフレームの構成例を示した
説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a configuration example of a frame in the first embodiment.
【図5】第1実施例におけるフレームの他の構成例を示
した説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram showing another configuration example of the frame in the first embodiment.
【図6】第1実施例における旋回流が存在する場合の周
波数スペクトル分布の例を示したグラフ。FIG. 6 is a graph showing an example of frequency spectrum distribution when a swirling flow is present in the first embodiment.
【図7】第1実施例における旋回流が存在しない場合の
周波数スペクトル分布の例を示したグラフ。FIG. 7 is a graph showing an example of a frequency spectrum distribution when a swirling flow does not exist in the first embodiment.
【図8】第2実施例におけるノズル振動信号のデジタル
データ化とFFT処理の説明図。FIG. 8 is an explanatory diagram of digitizing nozzle vibration signals and FFT processing in the second embodiment.
【図9】第2実施例における第1フレームのFFT処理
結果に基づく周波数スペクトル分布の例を示したグラ
フ。FIG. 9 is a graph showing an example of frequency spectrum distribution based on the FFT processing result of the first frame in the second embodiment.
【図10】第2実施例における第2フレームのFFT処
理結果に基づく周波数スペクトル分布の例を示したグラ
フ。FIG. 10 is a graph showing an example of frequency spectrum distribution based on the FFT processing result of the second frame in the second embodiment.
【図11】第2実施例における第1フレームのFFT処
理結果と第2フレームのFFT処理結果を相乗平均算出
処理した結果に基づく周波数スペクトル分布の例を示し
たグラフ。FIG. 11 is a graph showing an example of a frequency spectrum distribution based on a result of geometric mean calculation processing of the FFT processing result of the first frame and the FFT processing result of the second frame in the second embodiment.
【図12】第3実施例の溶鋼移送ノズル内流動状態検知
装置が用いられる状態を示した説明図。FIG. 12 is an explanatory view showing a state in which the molten steel transfer nozzle inflow state detecting device of the third embodiment is used.
【図13】第3実施例における浸漬ノズル内の溶鋼の流
動が正常な場合の周波数スペクトル分布の例を示したグ
ラフ。FIG. 13 is a graph showing an example of a frequency spectrum distribution when the flow of molten steel in the immersion nozzle is normal in the third embodiment.
【図14】第3実施例における浸漬ノズル内の溶鋼の流
動に低圧空域が存在する場合の周波数スペクトル分布の
例を示したグラフ。FIG. 14 is a graph showing an example of frequency spectrum distribution in the case where a low pressure air region exists in the flow of molten steel in the immersion nozzle in the third embodiment.
【図15】第3実施例における浸漬ノズル内の溶鋼の流
動に偏流が存在する場合の周波数スペクトル分布の例を
示したグラフ。FIG. 15 is a graph showing an example of a frequency spectrum distribution when a drift exists in the flow of molten steel in the immersion nozzle in the third embodiment.
【図16】第3実施例の溶鋼移送ノズル内流動状態検知
装置の動作を示したフローチャート。FIG. 16 is a flowchart showing the operation of the molten steel transfer nozzle inflow state detecting device of the third embodiment.
【図17】第4実施例の溶鋼移送ノズル内流動状態検知
装置が用いられる状態を示した説明図。FIG. 17 is an explanatory view showing a state in which the molten steel transfer nozzle inflow state detecting device of the fourth embodiment is used.
【図18】第4実施例のトラジェクトリーのパターンの
例を示したグラフ。FIG. 18 is a graph showing an example of a trajectory pattern of the fourth embodiment.
【図19】ストッパーを用いたタンディッシュノズルに
対して流動状態検知装置が用いられる状態を示した説明
図。FIG. 19 is an explanatory view showing a state in which the flow state detecting device is used for a tundish nozzle using a stopper.
【図20】レードルのロングノズルに対して流動状態検
知装置が用いられる状態を示した説明図。FIG. 20 is an explanatory view showing a state in which the flow state detecting device is used for the long nozzle of the ladle.
【図21】レードルの浸漬管対して流動状態検知装置が
用いられる状態を示した説明図。FIG. 21 is an explanatory view showing a state in which the flow state detecting device is used for the ladle dipping tube.
1 浸漬ノズル 2 旋回羽根 3a 振動センサ 3b マイクロフォン 4 溶鋼注入方向 5 溶鋼の旋回方向 6 溶鋼の吐出方向 7 モールド 8 溶鋼 9 処理装置 9a 増幅器 9b 演算器 9c ディスプレイ 10 浸漬ノズル 11 データブロック 12 集合データブロック 13 ダミーデータブロック 14 フレーム 21 データブロック 22 集合データブロック 23 第1ダミーデータブロック 24 第1フレーム 25 第2ダミーデータブロック 26 第2フレーム 31 スペクトル 32 最大ピーク 33 2番目のピーク 41 周波数f1におけるピーク 42 周波数f2におけるピーク 43 周波数f2におけるピーク 44 周波数f2におけるピーク 51 タンディッシュ 52 多孔質耐火物 53 3層スライディングノズル 54 3層スライディングノズル駆動シリンダ 55 浸漬ノズル 56 モールド 57 マイクロフォン 58 処理装置 59 溶鋼 61 タンディッシュ 62 タンディッシュノズル 63 ストッパー 64 ストッパーホルダー 65 ストッパー駆動シリンダ 66 溶鋼 67 マイクロフォン 68 処理装置 71 レードル 72 ロングノズル 73 タンディッシュ 74 溶鋼 75 マイクロフォン 76 処理装置 81 レードル 82 ショートノズル 83 浸漬管 84 タンディッシュ 85 溶鋼 86 マイクロフォン 87 処理装置 1 immersion nozzle 2 swirl vanes 3a Vibration sensor 3b microphone 4 Molten Steel Injection Direction 5 Turning direction of molten steel 6 Discharge direction of molten steel 7 mold 8 Molten steel 9 processing equipment 9a amplifier 9b Operation unit 9c display 10 Immersion nozzle 11 data blocks 12 aggregate data blocks 13 Dummy data block 14 frames 21 data blocks 22 aggregate data block 23 First dummy data block 24 First Frame 25 Second dummy data block 26 Second Frame 31 spectrum 32 maximum peak 33 second peak 41 Peak at frequency f1 42 Peak at frequency f2 43 Peak at frequency f2 44 Peak at frequency f2 51 tundish 52 Porous refractory 53 3-layer sliding nozzle 54 3-layer sliding nozzle drive cylinder 55 Immersion nozzle 56 mold 57 microphone 58 processor 59 Molten Steel 61 Tundish 62 tundish nozzle 63 stopper 64 stopper holder 65 Stopper drive cylinder 66 molten steel 67 microphone 68 Processor 71 Ladle 72 Long nozzle 73 Tundish 74 Molten Steel 75 microphone 76 Processor 81 ladle 82 short nozzle 83 Immersion tube 84 Tundish 85 Molten Steel 86 microphone 87 Processor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G047 AA01 BA04 BC04 CA07 EA08 EA11 GD02 GG09 GG12 GG24 GG28 4E004 FB10 MB20 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F-term (reference) 2G047 AA01 BA04 BC04 CA07 EA08 EA11 GD02 GG09 GG12 GG24 GG28 4E004 FB10 MB20
Claims (24)
振動を検出してノズル振動信号に変換するとともに、こ
のノズル振動信号の移相面軌道図を描き、この移相面軌
道図のパターンの特徴を捉えて、前記溶融金属移送ノズ
ル内の流動状態を判定することを特徴とする溶融金属移
送ノズル内流動状態検知方法。1. A nozzle vibration generated from a molten metal transfer nozzle is detected and converted into a nozzle vibration signal, and a phase shift surface trajectory diagram of this nozzle vibration signal is drawn. A method for detecting a flow state in a molten metal transfer nozzle, characterized by determining a flow state in the molten metal transfer nozzle.
移送ノズルに着接された振動検知センサ、または、前記
溶融金属移送ノズルの近傍に設置されたマイクロフォン
を用いてなる請求項1記載の溶融金属移送ノズル内流動
状態検知方法。2. The melt according to claim 1, wherein a vibration detection sensor attached to the molten metal transfer nozzle or a microphone installed in the vicinity of the molten metal transfer nozzle is used for detecting the nozzle vibration. A method for detecting a flow state in a metal transfer nozzle.
により発生するノズル振動を検出してノズル振動信号に
変換するとともに、このノズル振動信号の周波数解析処
理を行ない、 前記周波数解析処理から得られる周波数スペクトル分布
の特徴を捉えて、前記溶融金属移送ノズル内の溶融金属
の流動状態を判定することを特徴とする溶融金属移送ノ
ズル内流動状態検知方法。3. The nozzle vibration generated by the flow of the molten metal in the molten metal transfer nozzle is detected and converted into a nozzle vibration signal, and the nozzle vibration signal is subjected to frequency analysis processing, and is obtained from the frequency analysis processing. A method for detecting a flow state in a molten metal transfer nozzle, characterized in that the flow state of the molten metal in the molten metal transfer nozzle is determined by capturing the characteristics of the frequency spectrum distribution.
帯域における全てのピークの平均値に対して、特定の帯
域における全てのピークの平均値が一定割合以上であれ
ば、前記溶融金属移送ノズル内の溶融金属の流動に低圧
空域が発生していると判定してなる請求項3記載の溶融
金属移送ノズル内流動状態検知方法。4. In the frequency spectrum distribution, if the average value of all peaks in a specific band is a certain ratio or more with respect to the average value of all peaks in all bands, melting in the molten metal transfer nozzle is performed. The method for detecting a flow state in a molten metal transfer nozzle according to claim 3, wherein it is determined that a low pressure air space is generated in the flow of metal.
項4記載の溶融金属移送ノズル内流動状態検知方法。5. The method for detecting a flow state in a molten metal transfer nozzle according to claim 4, wherein the fixed ratio is 250%.
も高いピークが、前記溶融金属移送ノズルのサイズによ
って定まる固有の周波数で発生していれば、前記溶融金
属移送ノズル内の溶融金属の流動に偏流が生じていると
判定してなる請求項3記載の溶融金属移送ノズル内流動
状態検知方法。6. In the frequency spectrum distribution, if the highest peak occurs at a specific frequency determined by the size of the molten metal transfer nozzle, a drift of the molten metal flow in the molten metal transfer nozzle occurs. The molten metal transfer nozzle flow state detecting method according to claim 3, wherein
溶融金属を旋回流とするための旋回羽根が備えられてお
り、 前記周波数スペクトル分布において、最も高いピークの
値に対して、このピークの周波数の整数倍の周波数でな
る高調波によるピークを除いた残りのピークの中で、次
に高いピークの値が一定割合以下であれば、前記旋回流
が存在していると判定してなる請求項3記載の溶融金属
移送ノズル内流動状態検知方法。7. A swirl vane is provided in the molten metal transfer nozzle for swirling the flowing molten metal, and a swirl vane is provided for the highest peak value in the frequency spectrum distribution. Among the remaining peaks excluding the peaks due to the harmonics having a frequency that is an integral multiple of the frequency, if the value of the next highest peak is less than a certain ratio, it is determined that the swirling flow is present. Item 4. A method for detecting a flow state in a molten metal transfer nozzle according to Item 3.
7記載の溶融金属移送ノズル内流動状態検知方法。8. The method for detecting a flow state in a molten metal transfer nozzle according to claim 7, wherein the fixed ratio is 30%.
所定単位時間毎に得られる所定データ個数のデータ列で
形成するデータブロックを、形成順に連続して所定個数
結合して集合データブロックを形成し、その際、新たな
前記データブロックを形成する毎にこれを前記集合デー
タブロックの先頭に挿入するとともに、後続する各前記
データブロックを順次後方にシフトし、最後尾の前記デ
ータブロックを廃棄するとともに、前記集合データブロ
ックの末尾に、データ値が全て一定値の所定個数のデー
タで構成するダミーデータブロックを付加してフレーム
を形成し、 さらに、このフレームをFFTを用いて解析すること
で、前記ノズル振動信号の前記周波数解析処理を行なっ
てなる請求項3から8のいずれか1項に記載の溶融金属
移送ノズル内流動状態検知方法。9. A set data block is formed by continuously combining a predetermined number of data blocks formed by a predetermined number of data rows obtained by sampling the nozzle vibration signal every predetermined unit time, in order of formation. At that time, each time the new data block is formed, it is inserted at the beginning of the aggregate data block, each subsequent data block is sequentially shifted backward, and the last data block is discarded, At the end of the aggregate data block, a dummy data block composed of a predetermined number of data having all constant data values is added to form a frame, and the frame is analyzed using an FFT, whereby the nozzle The molten metal transfer nozzle according to any one of claims 3 to 8, wherein the frequency analysis processing of the vibration signal is performed. The inner flow state detection method.
値を0としてなる請求項9記載の溶融金属移送ノズル内
流動状態検知方法。10. The method for detecting a flow state in a molten metal transfer nozzle according to claim 9, wherein the constant value of the dummy data block is set to 0.
て所定単位時間毎に得られる所定データ個数のデータ列
で形成するデータブロックを、形成順に連続して所定個
数結合して集合データブロックを形成し、その際、新た
な前記データブロックを形成する毎にこれを前記集合デ
ータブロックの先頭に挿入するとともに、後続する各前
記データブロックを順次後方にシフトし、最後尾の前記
データブロックを廃棄するとともに、前記集合データブ
ロックの末尾に、データ値が全て一定値の所定個数のデ
ータで構成する第1ダミーデータブロックを付加して第
1フレームを形成するとともに、 同時に、前記集合データブロックの先頭に挿入したのと
同じ前記データブロックの末尾に、データ値が全て一定
値の所定個数のデータで構成する第2ダミーデータブロ
ックを付加して、データの個数が前記第1フレームと等
しい第2フレームを形成し、さらに、FFTを用いて、
前記第1フレームを解析する第1周波数解析処理と前記
第2フレームを解析する第2周波数解析処理を行なうと
ともに、この両者の解析処理結果の相乗平均を求めるこ
とで、前記ノズル振動信号の前記周波数解析処理を行な
ってなる請求項3から8のいずれか1項に記載の溶融金
属移送ノズル内流動状態検知方法。11. A set data block is formed by continuously combining a predetermined number of data blocks formed by a predetermined number of data sequences obtained by sampling the nozzle vibration signal every predetermined unit time, in order of formation. At that time, each time the new data block is formed, it is inserted at the beginning of the aggregate data block, each subsequent data block is sequentially shifted backward, and the last data block is discarded, At the end of the aggregate data block, a first dummy data block composed of a predetermined number of data whose data values are all constant values is added to form a first frame, and at the same time, it is inserted at the beginning of the aggregate data block. At the end of the same data block as the above, the second data composed of a predetermined number of data, all of which have constant values. By adding over data blocks, the number of data to form a second frame equal to the first frame, further, by using the FFT,
By performing a first frequency analysis process of analyzing the first frame and a second frequency analysis process of analyzing the second frame, and obtaining a geometric mean of the analysis process results of both, the frequency of the nozzle vibration signal is calculated. The method for detecting a flow state in a molten metal transfer nozzle according to any one of claims 3 to 8, wherein an analysis process is performed.
記第2ダミーデータブロックの前記一定値を0としてな
る請求項11記載の溶融金属移送ノズル内流動状態検知
方法。12. The method for detecting a flow state in a molten metal transfer nozzle according to claim 11, wherein the constant values of the first dummy data block and the second dummy data block are set to 0.
動により発生するノズル振動を検出してノズル振動信号
に変換するノズル振動検出手段と、 前記ノズル振動信号の周波数解析処理を行なう周波数解
析処理手段と、 前記周波数解析処理から得られる周波数スペクトル分布
の特徴を捉えて、前記溶融金属移送ノズル内の溶融金属
の流動状態を判定する判定手段と、 でなることを特徴とする溶融金属移送ノズル内流動状態
検知装置。13. Nozzle vibration detection means for detecting nozzle vibration generated by the flow of molten metal in a molten metal transfer nozzle and converting it into a nozzle vibration signal, and frequency analysis processing means for performing frequency analysis processing of the nozzle vibration signal. And a determination means for determining the flow state of the molten metal in the molten metal transfer nozzle by capturing the characteristics of the frequency spectrum distribution obtained from the frequency analysis processing, and the flow in the molten metal transfer nozzle. State detection device.
ル分布において、全帯域における全てのピークの平均値
に対して、特定の帯域における全てのピークの平均値が
一定割合以上であれば、前記溶融金属移送ノズル内の溶
融金属の流動に低圧空域が発生していると判定してなる
請求項13記載の溶融金属移送ノズル内流動状態検知装
置。14. The molten metal, if the average value of all peaks in a specific band is a certain ratio or more with respect to the average value of all peaks in all bands in the frequency spectrum distribution. 14. The molten metal transfer nozzle inflow state detecting device according to claim 13, wherein it is determined that a low pressure air space is generated in the flow of the molten metal in the transfer nozzle.
求項14記載の溶融金属移送ノズル内流動状態検知装
置。15. The molten metal transfer nozzle in-flow state detecting device according to claim 14, wherein the fixed ratio is 250%.
ル分布において、最も高いピークが、前記溶融金属移送
ノズルのサイズによって定まる固有の周波数で発生して
いれば、前記溶融金属移送ノズル内の溶融金属の流動に
偏流が生じていると判定してなる請求項13記載の溶融
金属移送ノズル内流動状態検知装置。16. The molten metal in the molten metal transfer nozzle is determined by the determination means if the highest peak in the frequency spectrum distribution occurs at a specific frequency determined by the size of the molten metal transfer nozzle. 14. The molten metal transfer nozzle inflow state detecting device according to claim 13, wherein it is determined that the flow is unbalanced.
金属を旋回流とするための旋回羽根が備えられており、 前記判定手段が、前記周波数スペクトル分布において、
最も高いピークの値に対して、このピークの周波数の整
数倍の周波数でなる高調波によるピークを除いた残りの
ピークの中で、次に高いピークの値が一定割合以下であ
れば、前記旋回流が存在していると判定してなる請求項
13記載の溶融金属移送ノズル内流動状態検知装置。17. A swirl vane for turning a molten metal flowing in the molten metal transfer nozzle into a swirling flow is provided, and the judging means is characterized in that in the frequency spectrum distribution,
With respect to the value of the highest peak, among the remaining peaks excluding the peak due to the harmonics having a frequency that is an integral multiple of the frequency of this peak, if the value of the next highest peak is below a certain ratio, then the turning The molten metal transfer nozzle inflow state detecting device according to claim 13, wherein it is determined that a flow exists.
項17記載の溶融金属移送ノズル内流動状態検知装置。18. The apparatus for detecting a flow state in a molten metal transfer nozzle according to claim 17, wherein the fixed ratio is 30%.
属移送ノズルに着接された振動検知センサを用いてなる
請求項13から18のいずれか1項に記載の溶融金属移
送ノズル内流動状態検知装置。19. The flow state detection in the molten metal transfer nozzle according to claim 13, wherein a vibration detection sensor attached to the molten metal transfer nozzle is used to detect the nozzle vibration. apparatus.
属移送ノズルの近傍に設置されたマイクロフォンを用い
てなる請求項13から18のいずれか1項に記載の溶融
金属移送ノズル内流動状態検知装置。20. The molten metal transfer nozzle in-flow state detecting device according to claim 13, wherein a microphone installed near the molten metal transfer nozzle is used for detecting the nozzle vibration. .
に得られる所定データ個数のデータ列で形成するデータ
ブロックを、形成順に連続して所定個数結合して集合デ
ータブロックを形成し、その際、新たな前記データブロ
ックを形成する毎にこれを前記集合データブロックの先
頭に挿入するとともに、後続する各前記データブロック
を順次後方にシフトし、最後尾の前記データブロックを
廃棄するとともに、前記集合データブロックの末尾に、
データ値が全て一定値の所定個数のデータで構成するダ
ミーデータブロックを付加してフレームを形成し、 さらに、このフレームをFFTを用いて解析を行なって
なる請求項13から20のいずれか1項に記載の溶融金
属移送ノズル内流動状態検知装置。21. The frequency analysis processing unit continuously combines a predetermined number of data blocks formed by a predetermined number of data sequences obtained by sampling the nozzle vibration signal every predetermined unit time in a forming order. Forming an aggregate data block, at which time each time the new data block is formed, it is inserted at the beginning of the aggregate data block, and each subsequent data block is sequentially shifted backward, While discarding the data block, at the end of the aggregate data block,
21. A frame is formed by adding a dummy data block composed of a predetermined number of data whose data values are all constant values, and the frame is analyzed using FFT. The apparatus for detecting a fluidized state in the molten metal transfer nozzle according to 1.
値を0としてなる請求項21記載の溶融金属移送ノズル
内流動状態検知装置。22. The molten metal transfer nozzle inflow state detecting device according to claim 21, wherein the constant value of the dummy data block is set to 0.
に得られる所定データ個数のデータ列で形成するデータ
ブロックを、形成順に連続して所定個数結合して集合デ
ータブロックを形成し、その際、新たな前記データブロ
ックを形成する毎にこれを前記集合データブロックの先
頭に挿入するとともに、後続する各前記データブロック
を順次後方にシフトし、最後尾の前記データブロックを
廃棄するとともに、前記集合データブロックの末尾に、
データ値が全て一定値の所定個数のデータで構成する第
1ダミーデータブロックを付加して第1フレームを形成
するとともに、 同時に、前記集合データブロックの先頭に挿入したのと
同じ前記データブロックの末尾に、データ値が全て一定
値の所定個数のデータで構成する第2ダミーデータブロ
ックを付加して、データの個数が前記第1フレームと等
しい第2フレームを形成し、 さらに、FFTを用いて、前記第1フレームを解析する
第1周波数解析処理と前記第2フレームを解析する第2
周波数解析処理を行なうとともに、この両者の解析処理
結果の相乗平均を求めてなる請求項13から20のいず
れか1項に記載の溶融金属移送ノズル内流動状態検知装
置。23. The frequency analysis processing means continuously combines a predetermined number of data blocks formed by a predetermined number of data sequences obtained by sampling the nozzle vibration signal every predetermined unit time in a forming order. Forming an aggregate data block, at which time each time the new data block is formed, it is inserted at the beginning of the aggregate data block, and each subsequent data block is sequentially shifted backward, While discarding the data block, at the end of the aggregate data block,
A first dummy data block composed of a predetermined number of data whose data values are all constant is added to form a first frame, and at the same time, the end of the same data block that is inserted at the beginning of the aggregate data block. In addition, a second dummy data block composed of a predetermined number of data whose data values are all constant values is added to form a second frame in which the number of data is equal to the first frame, and further, using FFT, A first frequency analysis process for analyzing the first frame and a second frequency analysis process for analyzing the second frame
The molten metal transfer nozzle inflow state detecting device according to any one of claims 13 to 20, wherein frequency analysis processing is performed and a geometric mean of both analysis processing results is obtained.
前記第2ダミーデータブロックの前記一定値を0として
なる請求項23記載の溶融金属移送ノズル内流動状態検
知装置。24. The molten metal transfer nozzle inflow state detecting device according to claim 23, wherein the constant values of the first dummy data block and the second dummy data block are set to 0.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002099416A JP2003290894A (en) | 2002-04-01 | 2002-04-01 | Method for detecting fluidized state in nozzle for transporting molten metal and this instrument |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002099416A JP2003290894A (en) | 2002-04-01 | 2002-04-01 | Method for detecting fluidized state in nozzle for transporting molten metal and this instrument |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003290894A true JP2003290894A (en) | 2003-10-14 |
Family
ID=29240870
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002099416A Pending JP2003290894A (en) | 2002-04-01 | 2002-04-01 | Method for detecting fluidized state in nozzle for transporting molten metal and this instrument |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003290894A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007285875A (en) * | 2006-04-17 | 2007-11-01 | Nsk Ltd | Anomaly diagnosis apparatus and anomaly diagnosis method |
CN105880502A (en) * | 2016-04-18 | 2016-08-24 | 马鞍山尚元冶金科技有限公司 | Device and method for detecting working state of nozzles in continuous-casting secondary cooling area in real time |
Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57112963A (en) * | 1980-12-30 | 1982-07-14 | Kawasaki Steel Corp | Method for controlling stopping of pouring from ladle in continuous casting |
JPS58209468A (en) * | 1982-05-31 | 1983-12-06 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Detection of timing when molten steel in vessel begins to flow out |
JPS60169762A (en) * | 1984-02-14 | 1985-09-03 | Nippon Steel Corp | Detection of slag foaming in molten iron receptor |
JPH0259154A (en) * | 1988-08-26 | 1990-02-28 | Kawasaki Steel Corp | Method for detecting clogging of submerged nozzle in continuous casting |
JPH02147154A (en) * | 1988-11-30 | 1990-06-06 | Kawasaki Steel Corp | Detection of drift stream of discharge flow from immersion nozzle in continuous casting machine |
JPH06107030A (en) * | 1992-09-24 | 1994-04-19 | Toyota Motor Corp | Dozing driving detection device |
JPH06154982A (en) * | 1992-11-26 | 1994-06-03 | Nippon Steel Corp | Method and device for monitoring mold temperature in continuous casting |
JPH0984776A (en) * | 1995-09-22 | 1997-03-31 | Kao Corp | Blood flow analyzing device and method therefor |
JPH10134034A (en) * | 1996-10-31 | 1998-05-22 | Meidensha Corp | Method and device for identifying time sequential data |
JP2773473B2 (en) * | 1991-08-05 | 1998-07-09 | 日産自動車株式会社 | Rotating body unbalance measuring device |
JPH11183246A (en) * | 1997-12-25 | 1999-07-09 | Toshiba Corp | Method for monitoring and diagnosing periodic vibrating phenomenon |
JP2000052003A (en) * | 1998-08-14 | 2000-02-22 | Nippon Steel Corp | Molten steel continuous casting method |
JP2000097860A (en) * | 1998-07-23 | 2000-04-07 | Shimadzu Corp | Emission spectrophotometer and correction method for emission spectral analysis |
-
2002
- 2002-04-01 JP JP2002099416A patent/JP2003290894A/en active Pending
Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57112963A (en) * | 1980-12-30 | 1982-07-14 | Kawasaki Steel Corp | Method for controlling stopping of pouring from ladle in continuous casting |
JPS58209468A (en) * | 1982-05-31 | 1983-12-06 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Detection of timing when molten steel in vessel begins to flow out |
JPS60169762A (en) * | 1984-02-14 | 1985-09-03 | Nippon Steel Corp | Detection of slag foaming in molten iron receptor |
JPH0259154A (en) * | 1988-08-26 | 1990-02-28 | Kawasaki Steel Corp | Method for detecting clogging of submerged nozzle in continuous casting |
JPH02147154A (en) * | 1988-11-30 | 1990-06-06 | Kawasaki Steel Corp | Detection of drift stream of discharge flow from immersion nozzle in continuous casting machine |
JP2773473B2 (en) * | 1991-08-05 | 1998-07-09 | 日産自動車株式会社 | Rotating body unbalance measuring device |
JPH06107030A (en) * | 1992-09-24 | 1994-04-19 | Toyota Motor Corp | Dozing driving detection device |
JPH06154982A (en) * | 1992-11-26 | 1994-06-03 | Nippon Steel Corp | Method and device for monitoring mold temperature in continuous casting |
JPH0984776A (en) * | 1995-09-22 | 1997-03-31 | Kao Corp | Blood flow analyzing device and method therefor |
JPH10134034A (en) * | 1996-10-31 | 1998-05-22 | Meidensha Corp | Method and device for identifying time sequential data |
JPH11183246A (en) * | 1997-12-25 | 1999-07-09 | Toshiba Corp | Method for monitoring and diagnosing periodic vibrating phenomenon |
JP2000097860A (en) * | 1998-07-23 | 2000-04-07 | Shimadzu Corp | Emission spectrophotometer and correction method for emission spectral analysis |
JP2000052003A (en) * | 1998-08-14 | 2000-02-22 | Nippon Steel Corp | Molten steel continuous casting method |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007285875A (en) * | 2006-04-17 | 2007-11-01 | Nsk Ltd | Anomaly diagnosis apparatus and anomaly diagnosis method |
CN105880502A (en) * | 2016-04-18 | 2016-08-24 | 马鞍山尚元冶金科技有限公司 | Device and method for detecting working state of nozzles in continuous-casting secondary cooling area in real time |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5306802B2 (en) | Discharge and discharge position measurement device for ultra-high frequency parts of high-voltage power equipment | |
JP3386051B2 (en) | Method for estimating flow pattern of molten steel in continuous casting, temperature measuring device for mold copper plate, method for determining surface defects of continuous cast slab, method for detecting molten steel flow, method for evaluating non-uniformity of heat removal in mold, method for controlling molten steel flow, Quality control method in continuous casting, continuous casting method of steel, estimation method of molten steel flow velocity | |
JP2003290894A (en) | Method for detecting fluidized state in nozzle for transporting molten metal and this instrument | |
CN1636133A (en) | Method and device for detecting a pulse-type mechanical effect on a system part | |
JP2003181609A (en) | Method and apparatus for estimating and controlling flow pattern of molten steel in continuous casting | |
JPH105957A (en) | Detecting method for fluid of molten steel in continuous casting mold and controlling method thereof | |
Galli et al. | Control of forced shock-wave oscillations and separated boundary layer interaction | |
JP2720611B2 (en) | Steel continuous casting method | |
CN102680080A (en) | Unsteady-state signal detection method based on improved self-adaptive morphological filtering | |
Brämming et al. | BOS vessel vibration measurement for foam level detection | |
CN115184341A (en) | Method, device, storage medium and equipment for online analysis of chemical components of molten iron in molten iron tank | |
US9159599B2 (en) | Apparatus for chemically etching a workpiece | |
Schram et al. | Measurement of vortex ring characteristics during pairing in a forced subsonic air jet | |
KR20110035607A (en) | System for prognosticating cavitation damage of fluid component cavitation through real-time monitoring | |
WO2017041563A1 (en) | Radiation source detection method and system | |
JP3729105B2 (en) | Vibration measuring apparatus and method, and vibration measuring program | |
JP2010133747A (en) | Partial discharge discrimination method | |
JPH02251362A (en) | Method and instrument for detecting flowing-out of slag | |
KR101252590B1 (en) | Detection method of Doppler signals as measured by Laser Doppler Anemometry | |
JP2713030B2 (en) | Method of controlling molten steel drift in continuous casting mold | |
JP2000117407A (en) | Method for detecting flow-out of slag | |
RU2783082C1 (en) | Method for registering the removal of solid fractions in a gas stream | |
JPS61242746A (en) | Detection of slag in outflow molten metal | |
RU2151288C1 (en) | Device for control over flow rate of well production components | |
Sonnenwald et al. | The influence of outlet angle on solute transport in surcharged manholes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20040721 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20040721 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050331 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050630 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070807 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071204 |