JPH0673733B2 - 鋳込初期のタンディッシュ内溶鋼温度の制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、連続鋳造における、特に鋳込初期のタンディ
ッシュ内溶鋼温度の制御方法に関する。

［従来の技術］ 連続鋳造の鋳込中期におけるタンディッシュ内溶鋼温度
を制御するには、誘導加熱装置と連続測温素子とを組み
合わせることにより、フィードバック制御またはフィー
ドフォワード制御による自動制御方法が一般に採られて
いる。

しかし、上記連続測温素子はタンディッシュ内の溶鋼に
浸漬後、該溶鋼との間で熱平衡状態に達するまでは正確
な温度測定ができない。このため、温度制御で最も重要
な鋳込開始直後は実際の溶鋼温度測定を行わない定型的
なパターン制御が実施されていた。

たとえば、特開昭61−249655号公報によれば、溶鋼の温
度制御に当り、鋳込当初はプログラム制御を行い、測温
が安定した場合、連続測温計による測定値に基づいてフ
ィードバック制御していた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来法におけるパターン制御では次のよ
うな難点があった。すなわち、 溶鋼温度≧目標温度のときは、誘導加熱により溶鋼温
度＞目標温度となり、モールド内凝固シェル厚が不足す
るため、ブレークアウト等の操業トラブルを発生するお
それがある。

溶鋼温度＜目標温度のときは、パターン制御における
初期設定電圧が不足すれば、誘導加熱を実施しても溶鋼
温度＜目標温度のままであり、溶鋼の粘度が過大となる
結果、ノズル詰りが発生し、鋳込みが不可能となる。

他方、前記公報記載技術にあっても、鋳込初期において
はパターン制御のみによっているため、かかる問題は解
決できないでいた。

そこで本発明の主目的は、鋳込初期、すなわち鋳込開始
時点から連続測温素子による温度制御の開始が可能とな
る連続測温素子の熱平衡に達する時点までの間に、瞬間
的に正確な測温が可能な消耗型温度計により溶鋼の温度
測定を行い、鋳込初期のパターン制御に補正をかけるこ
とにより、鋳込初期における溶鋼温度の適確な制御を行
うことができる方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するための本発明は、連続鋳造用のタン
ディッシュ内溶鋼をその溶鋼と熱平衡状態に達するまで
の時間が長い連続測温素子により検出し、この連続測温
素子からの温度信号に基づいて誘導加熱装置を用いてフ
ィードバック温度制御を行うに際し、 製鋼段階から取鍋内に至るまでの当該チャージの温度履
歴、取鍋の熱履歴、タンディッシュの予熱温度等の鋳込
初期の溶鋼温度を定める初期条件に基づいて、連続鋳造
鋳込初期のタンディッシュ内溶鋼温度を予測計算し、こ
の予測計算結果に基づいて誘導加熱電力パターンを設定
するとともに、 取鍋からタンディッシュ内に注湯し、タンディッシュ内
の溶鋼深さがピンチ効果を発生しない溶鋼深さとなった
時点で、前記誘導加熱電力パターンによって誘導加熱を
開始し、 前記注湯開始後、前記連続測温素子がタンディッシュ内
溶鋼と熱平衡状態に達するまでの期間内において短時間
で測温可能な消耗型温度計により少なくとも１回のサン
プリング測温を行い、この消耗型温度計による測温結果
に基づいて前記誘導加熱電力パターンの修正を行い、 上記連続測温素子が実質的に熱平衡状態に到達した以後
は、前記誘導加熱電力パターンによる温度制御に代え
て、連続測温素子による測温値に基づいて誘導加熱電力
をフィードバック制御することを特徴とするものであ
る。

［作 用］ 一般に、通常用いられる連続測温素子は、被測定物との
間で熱平衡に達するまでの時間がかなり長く、その間は
正確な温度測定ができない。

本発明では、溶鋼を取鍋からタンディッシュヘ注入後、
連続測温素子が熱平衡に達し、正確な測温が可能になる
までの初期において、誘導加熱パターンを設定し、誘導
加熱を開始し、誘導加熱パターン制御を行っている過程
で、少なくとも１回短時間で測温可能な消耗型温度計に
よりサンプリング測温し、その測温結果に基づき上記誘
導加熱パターンを補正するものであるから、上記期間内
においても溶鋼温度を適確に制御することができる。鋳
込初期において、誘導加熱パターンを、過去の実績から
重回帰式により設定できるとしても、異常時において
は、前記誘導加熱パターンの設定が妥当でないものであ
るのに対して、本発明によれば、前述のとおり、鋳込初
期の溶鋼温度制御精度が高まるほか、異常時において
も、確実に目標の溶鋼温度に制御できるので、鋳込初期
における品質改善に寄与するところが大である。

［発明の具達的構成］ 以下本発明をさらに具体的に説明する。

第１図は本発明に係わるタンディッシュ内溶鋼温度制御
方法を説明する模式図である。図中、１は取鍋であり、
ノズル２を経てタンディッシュ３内へ溶鋼４が堰3aで仕
切られた受室RAに注湯される。タンディッシュ３内の受
室RBから注出室RAとの間を連通孔3bを介して循環する過
程で、溶鋼４は誘導加熱装置５により加熱され所要の温
度を維持しつつ、タンディッシュ３の注出室3bの底部に
形成した注入口６、６を介して連続鋳造用モールド７、
７へ注入され、鋳片８、８となる。

ところで、モールド７、７へ鋳込まれる溶鋼の温度は製
品の品質等に重大な影響を与えるため、適確な温度制御
を必要とする。この点、モールド７、７への鋳込み開始
後の溶鋼４の温度測定は、一般に溶鋼４中に浸漬された
連続測温計９により行われる。該連続測温計９からの温
度信号は、温度演算器10を介して誘導加熱装置制御用計
算機11に入力され、現溶鋼温度と目標温度とを比較演算
後、目標温度とすべき誘導加熱に必要な電圧値を補正
し、これを誘導加熱制御装置12へ入力し、所要の電圧と
なるよう誘導加熱装置５を制御する。

かかる温度制御が可能であるためには、前述したよう
に、連続測温計９が溶鋼４との間で熱平衡状態にあるこ
とが前提である。しかるに、タンディッシュ注湯時から
鋳込開始時までの初期には連続測温計９は未だ熱平衡に
達していないので、その温度信号に基づくことは温度制
御性がきわめて悪い。したがって、止むを得ず、前述の
ように初期においてはパターン制御に頼らざるを得な
い。しかし予め設定した制御パターンにより温度制御を
続行することは多くの問題があることは前述の通りであ
る。

かかる点に鑑み本発明では、上記連続測温計９が測定可
能になるまでの期間の溶鋼温度を測定するため、熱電対
を有する消耗型温度計14を溶鋼４内に、少なくとも１回
浸漬して初期段階における溶鋼の測温を行う。この消耗
型温度計14からの温度信号を温度演算器15を介して、前
記誘導加熱装置制御用計算機11へ入力し、現温度信号に
基づいて上位計算機から与えられる操業条件13に基づく
鋳込初期の誘導加熱電圧パターンの補正を行った後、誘
導加熱制御装置13を介して、誘導加熱装置５に入力し
て、溶鋼４の温度制御を行うものである。

次に、本発明法の具体的操作手順を第２図のフローシー
トにより説明する。まず本発明では、操業条件（取鍋処
理後の溶鋼温度、取鍋処理終了時から連続鋳造鋳込開始
までの所要時間、取鍋情報、タンディッシュ昇熱条件
等）（Ｉ）およびタンディッシュ内目標温度（II）の各
値を計算機（III）（第１図における計算機11）に入力
し、鋳込開始時の誘導加熱電圧パターン決定（IV）を行
う。次に取鍋からタンディッシュ内に溶鋼を注湯し、タ
ンディッシュ内溶鋼深さが後述するピンチ効果が発生し
ない最低溶鋼深さ以上となった時、すなわち、タンディ
ッシュ内溶鋼深さ≧H₀（Ｖ）となった時点で、誘導加熱
電圧パターン制御をスタート（VI）する。続いて、鋳込
スタート（VII）するとともに、前述したように、消耗
型温度計によるタンディッシュ内溶鋼温度測定（VIII）
を１〜５回程度行い、その実測温度とタンディッシュ目
標温度との差に基づき、誘導加熱電圧パターン制御の自
動補正（IX）を行い、この補正された電圧パターンによ
り、誘導加熱を続ける。上記消耗型温度計による温度測
定の度に自動補正を繰り返し（Ｘ）、連続測温計が熱平
衡に達し、測定可能（XI）となったら、あとは公知方法
により連続測温によるフィードバック制御（XII）に移
行し、連続鋳造を続けるものである。

上記ピンチ効果とは、タンディッシュ内の溶鋼静圧が所
定値以下の時、誘導加熱装置に電力を投入すると、電磁
誘導力により、溝型誘導炉内の溶鋼が圧縮／膨張し、不
連続の状態となり、この瞬間に回路のインピーダンスが
無限大となってしまう現象をいう。したがって、誘導加
熱電圧制御は上記溶鋼静圧、すなわちタンディッシュ内
溶鋼深さが所定値H₀を超えた時点以降において行う必要
がある。

次に本発明の効果を第３図により具体的に説明する。同
図は409mm×530mmの普通鋼のブルームを製造した例であ
る。

まず鋳込速度（m/分）が（ａ）線のように設定したと
き、タンディッシュ内溶鋼重量（Ton）を（ｂ）線のよ
うに設定する。次に、誘導加熱電圧パターンは、従来法
では破線（ｃ）のように設定していることが多いが、本
発明法では消耗型温度計の実測値に基づき補正をし、実
線（ｄ）のように設定する。この結果、タンディッシュ
内溶鋼温度は実線（ｅ）のように目標温度に近似する。
これに対し、補正を行わない（ｃ）線の誘導加熱電圧設
定パターンに基づく従来法では、破線（ｆ）のような曲
線となる。このように、本発明では消耗型熱電対により
誘導加熱電圧パターンの補正を行うことにより、鋳込初
期での適確な温度制御が可能となることが判る。

［発明の効果］ 以上の通り、本発明によれば、鋳込初期においてもタン
ディッシュ内溶鋼温度の制御精度を大幅に向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を説明する模式図、第２図は本発明法の
操作手順のフローチャート、第３図は本発明における温
度制御法を従来法と比較して示した図である。 １……取鍋、３……タンディッシュ、４……溶鋼、５…
…誘導加熱装置、７……モールド、９……連続測温計、
14……消耗型温度計（熱電対）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】連続鋳造用のタンディッシュ内溶鋼をその
   溶鋼と熱平衡状態に達するまでの時間が長い連続測温素
   子により検出し、この連続測温素子からの温度信号に基
   づいて誘導加熱装置を用いてフィードバック温度制御を
   行うに際し、 製鋼段階から取鍋内に至るまでの当該チャージの温度履
   歴、取鍋の熱履歴、タンディッシュの予熱温度等の鋳込
   初期の溶鋼温度を定める初期条件に基づいて、連続鋳造
   鋳込初期のタンディッシュ内溶鋼温度を予測演算し、こ
   の予測演算結果に基づいて誘導加熱電力パターンを設定
   するとともに、 取鍋からタンディッシュ内に注湯し、タンディッシュ内
   の溶鋼深さがピンチ効果を発生しない溶鋼深さとなった
   時点で、前記誘導加熱電力パターンによって誘導加熱を
   開始し、 前記注湯開始後、前記連続測温素子がタンディッシュ内
   溶鋼と熱平衡状態に達するまでの期間内において短時間
   で測温可能な消耗型温度計により少なくとも１回のサン
   プリング測温を行い、この消耗型温度計による測温結果
   に基づいて前記誘導加熱電力パターンの修正を行い、 上記連続測温素子が実質的に熱平衡状態に到達した以後
   は、前記誘導加熱電力パターンによる温度制御に代え
   て、連続測温素子による測温値に基づいて誘導加熱電力
   をフィードバック制御することを特徴とする鋳込初期の
   タンディッシュ内溶鋼温度の制御方法。