JPS63115660A - 連続鋳造におけるブレ−クアウト予知方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、連続鋳造鋳型の温度変化を利用して鋳造中に
発生するブレークアウトを予知する方法に関する。

〔従来技術〕

連続鋳造設備においてブレークアウトが発生し、鋳片内
部の未凝固溶鋼が漏出した場合は、鋳造を停止してブレ
ークアウトを起こした鋳片の排出及び溶鋼が付着したロ
ール等の設備の交換をする必要があり、相当の期間に亘
って操業の停止を余儀なくされる。このため、ブレーク
アウトは連続鋳造の操業トラブルの中で最大のものであ
り、その防止対策の確立が望まれていた。

ところで、引抜かれている鋳片の凝固殻が鋳型に固着し
て破断し、そこから溶鋼が漏出してこれが充分に冷却さ
れる前に鋳型下端より出ることにより、所謂拘束性ブレ
ークアウトが発生する場合は、凝固殻の破断部が通過す
る鋳型部分では破断部の通過前に徐々に鋳型温度が上昇
し、破断部の通過後に徐々に降下することが知られてい
る。

このため、鋳型の銅板に熱電対等の測温素子を埋設して
これにて鋳型銅板の温度（以下これを鋳型温度という）
を測定し、測定した鋳型温度の単位時間当たりの変化、
率を求めてその値と基準値との大小を監視することによ
り（特開昭５７−１１５９６２号）、ブレークアウトの
予知は一応可能である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、鋳型温度は連続鋳造時、常に安定してい
るとは限らず、鋳型内の場面変動、引抜速度の大小、鋳
型内に投入した潤滑用パウダの不均一流入及び鋳型と鋳
片との接触面積の大小等の原因により変化する。

このため、従来方法による場合には凝固殻の破断が実際
には発生していないときにもブレークアウトと予知する
頻度が高く、信頼性に欠ける。またブレークアウトを予
知すると、一般に引抜きを停止するか或いは引抜速度を
相・当遅くするため操業安定性が悪く、鋳片品質が低下
する。

本発明は懸かる事情に鑑みてなされたものであり、高精
度でブレークアウトを予知できる方法を提供することを
目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、２位置で鋳型温度を測定してその温度差を求
め、その温度差の単位時間当たりの変化率を算出してそ
の算出値と基準値との大小比較により、ブレークアウト
を予知する。

即ち、本発明に係る連続鋳造におけるブレークアウト予
知方法は、連続鋳造用鋳型の２位置での鋳型温度を測定
し、その２測定鋳型温度差を求めてその単位時間当たり
の変化率を算出し、その算出値と基準値との大小比較に
よりブレークアウトを予知することを特徴とする。

〔作用〕

本発明にあっては、凝固殻破断部の通過の際、一方の鋳
型温度が一旦上昇した後、降下するときに他方の鋳型温
度が上昇するので、両鋳型温度の差の単位時間当たりの
変化率が夫々の鋳型温度のそれよりも大きくなる。また
、パウダの不均一流入等の原因による温度変化が生じた
場合には、凝固殻破断の場合における破断部の鋳型への
固着による移動速度低下が起こらず、同一鋳片部分を測
温する時間差が小さいので両鋳型温度差は緩やかに変化
する。このため、ブレークアウトを精度よく予知できる
。

〔実施例〕

以下本発明を図面に基づき具体的に説明する。

第１図は本発明の実施状態を示を模式図であり、図示し
ないタンディツシュに収納された溶鋼等の溶融金属１は
その下に取付けられた浸漬ノズル２を経て一定周期で上
下振動している鋳型３へ装入される。鋳型３内の溶融金
属１は、潤滑用の投入パウダ６が鋳型３の内壁に沿って
流れ込んで形成されたパウダ膜を介して一次冷却されて
凝固殻５を形成し、これを周壁とする鋳片４は図示しな
いピンチロールにより下方へ引抜がれていく。

鋳型３の場面レベルよりも下には引抜方向（矢符方向）
に沿って２箇所に熱電対等の測温素子比Ｉ２の先端が埋
設されており、各測温素子１１．１２にて測定された鋳
型温度Ｔｕ　、Ｔｔの夫々Ａ／Ｄ変換器１３にてアナロ
グ／ディジタル変換されて減算器１４へ与えられる。上
記測温素子ＩＬ　１２の埋設位置については、パウダの
不均一流入、場面変動による影響を軽減すべく場面レベ
ルの下方５ｏ龍より下の位置が好ましい。

減算器１４はＡ／Ｄ変換器１３がらの２つの入力信号ヲ
、例えば０．５秒乃至１秒の所定ピッチ（Δｔ）で取込
む。この取込み信号については、鋳型３の周りに設ける
電磁攪拌装置等による雑音の影響を除去すべく、Ａ／Ｄ
変換器１３がら例えば故１０ミリ秒ピッチで出力される
信号の複数個分の平均値を用いる。

そして減算器１４は取込んだ２つの鋳型温度ＴＵとＴＬ
との差ΔＴ（””Ｔｔ　　　Ｔｕ）を求め、これを記憶
すると共に最新の記憶信号とそれより前の連続４ピッチ
分の記憶信号、つまり合計５ピッチ分の記憶信号を微分
回路１５へ与える。

微分回路１５には、５ピッチ分の信号の中間時点、つま
り取込みピンチが０．５秒の場合には現測定時点よりも
１秒前の時点における鋳型温度差（Δ１゛）の単位時間
当たりの変化率ｄ（ΔＴ）／ｄｔを求めるべく、公知の
下記（１）式が設定されている。

ｄ（ΔＴ）／ｄｔ＝　ｄ　（ＴＬｆ２）−Ｔｕ　（２１
）　／ｄｔ＝１／（１２・Δｔ）・　（（ＴＬ　（４１
Ｔｕ　（４））−８（ＴＬ　（３）−ＴＵ　（３１） ＋　８　　（ＴＬ　（１）−ＴＯ（１１１−（ＴＬ（０
）　−ＴＵ（０）　）　）・・・（１） 但し、ＴＬ　（０）　　　ＴＯ（０）、ＴＬ　（１）　
　Ｔｕ　（１１，・・・。

ＴＬ　（４）　　Ｔｕ　（４）　：現測定時点よりこれ
を含めて連続５ピッチ分夫々のＴＬとＴＬｌとの差 微分回路１５は（１１式に基づいて算出したｄ（ΔＴ）
／ｄｔを比較器１６へ与える。

なお、ｄ（ΔＴ）／ｄｉは、上記（１）式に替えて微分
係数の算出式一般を用いて算出してもよいことは勿論で
ある。

比較器１６には下記（２）式が設定されており、比較器
１６は入力したｄ（ΔＴ）／ｄｔに関する信号が（２）
式を満足する場合には警報器１７にて警報を発せしめる
と共に、図示しない制御装置へ異常発生信号を出力する
。

ｄ（ΔＴ）　／ｄｔ＞Ｋ　　　　　　　　　　・・・（
２）但し、Ｋ：正の定数 上記制御装置（図示せず）は異常発生信号を入力すると
、浸漬ノズル２の中途に設けたスライディングノズル部
７を油圧シリンダ８にて駆動して、浸漬ノズル２全−旦
閉じると共に図示しないピンチロールの回転を停止する
。これについては浸漬ノズル２を僅かに開けた状態にす
ると共に引抜速度を相当低下させるようにしてもよい。

このような装置を用いる本発明は、上下鋳型温度差が次
のようになるのでブレークアウトを高精度で予知できる
。以下これ説明する。

第２図は横軸に時間をとり、縦軸に鋳型温度をとって、
凝固殻破断部が下方へ移動する場合における上、下２位
置夫々での鋳型温度の推移を示した図であり、実線は上
側の鋳型温度を、破線は下側の鋳型温度を夫々示す。こ
の図より理解される如く、凝固殻破断部が通過すること
により温度変化が生じる時点が上、下２位置でずれる。

従って、第３図に示す如く遅れて上昇するＴ。

を、その上昇時に下降するＴＵにて減算した温度差（−
点鎖線）は、Ｔ、　、ＴＬの温度上昇時の変化率ｄＴ／
ｄｔ　（第２図参照）よりもその温度上昇時の変化ｆｆ
１ｄ（ΔＴ）／ｄｔが著しく大きくなる。このとき、ｄ
（ΔＴ）／ｄｔは正の値である。

このため、本発明にあっては（１１式によりｄ（ΔＴ）
／ｄｔを算出し、ブレークアウトを高精度で予知できる
ように経験的に定めたしきい値たる前記定数にと算出値
とが前記（２）式を満足するか否かを判定することによ
り、より高精度にブレークアウトを予知できる。前記に
の値は測温素子の鋳型位置。

埋設深さ、連続鋳造の操業条件等により異なるが、１．
５乃至１５（”ｃ／秒）程度が適当である。

また、拘束性ブレークアウトが発生した場合、凝固殻破
断部の鋳型内での降下速度がピンチロールによる引抜速
度よりも著しく低下することが知られており、上述のよ
うな温度差を得ることが可能である。しかしながら、前
述のパウダの不均一流入等の原因による温度変化が生じ
ても温度変化部分の降下速度は引抜速度と同一であり、
上、下の測温素子にて検出される鋳型温度Ｔｕ　、ＴＬ
の推移は第４図（ａ）に示すように時間差が小さくなっ
て第４図（ｂ）に示す如く鋳型温度変化Ｔも小さくなり
、このためその鋳型温度差の微分値は著しく小さい値と
なる。

このように、本発明による場合には、ブレークアウトの
原因である凝固殻破断が発生した場合の鋳型温度変化の
挙動を考慮しており、パウダの不均一流入等の原因によ
る温度変化が生じても、それを誤って予知することなく
、凝固殻破断のみを正確に検出でき、検出精度に優れる
。

なお、上記実施例では（ＴＬ　−ＴＯ）の微分値がＫ　
（＞０）よりも大きい場合にブレークアウトと予知する
ようにしているが、本発明はこれに限らず、（ＴＬｌ　
−ＴＬ　）の微分値を算出してその算出値が−によりも
小さい場合にブレークアウトと予知するようにしても実
施できる。

また、上記実施例では２個の測温素子の位置を引抜方向
に離隔して鋳型に設けているが、本発明はこれに限らす
測温素子を鋳型の幅方向又は厚み方向に離隔して設置し
ても実施できる。即ち、拘束性ブレークアウトの場合に
は凝固殻破断が生じるとそこから溶鋼が漏出して鋳型に
固着する。その状態でもピンチロールにより鋳片が引抜
かれるため、固着した凝固殻部分の鋳片の幅方向又は厚
み方向側に新な破断部が生じる。このため、測温素子を
鋳片幅方向又は厚み方向に離隔して或いはそれらの方向
と引抜方向とを夫々有する斜め方向に離隔して設置して
も本発明によりブレークアウトを高精度で予知できる。

更に、上記説明では上下方向２幅方向、厚み方向に離隔
して２個の測温素子を設置しているが、本発明はこれに
限らず鋳型に予め多数の測温素子を設置しておき、使用
する２個の測温素子を任意に選択してそれらにて測定し
た鋳型温度を用いるようにしてもよい。

但し、下側の測温素子（同高さ位置の場合もある）を設
置する位置については、前述の如く場面レベルの下方５
０１１より下の位置とすることは勿論、ブレークアウト
を予知したのち引抜速度等の操業条件を変更しても、実
際にブレークアウトの発生を防止できる時間的に余裕が
ある位置、つまり下側の測温素子から鋳型下端まで強固
殻破断部が降下する時間が操業条件の変更に要する時間
よりも長くなるような位置に定める。

〔効果〕

従来方法による場合には、誤警報を発する頻度が高く、
全警報回数のうちの凝固殻破断に基づく警報の回数の比
率にて表わす警報的中率が約４０％と低かった。これに
対して本発明による場合には警報的中率が約８０％と倍
に向上した。

以上詳述した如く、本発明による場合は、連続鋳造用鋳
型の２位置での鋳型温度を測定し、その２測定鋳型温度
差を求めてその単位時間当たりの変化率を算出し、その
算出値と基準値との大小比較によりブレークアウトを予
知するので、高精度な予知が可能であり、これにより引
抜停止又は引抜速度の低下を行う回数を減少でき、低品
質鋳片の発生を抑制でき、歩留、生産性の向上を図れる
等、本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施状態を示す模式図、第２図は上下
鋳型温度夫々の推移を示す図、第３図は本発明によるブ
レークアウトの予知原理の説明図、第４図はパウダ不均
一流入等により鋳型温度が変化する場合の上、下鋳型温
度の推移とその鋳型温度差を示す図である。 ３・・・鋳型　５・・・凝固殻　１１．１２・・・測温
素子１４・・・減算器　１５・・・微分回路　１６・・
・比較器時　許　出願人　　住友金属工業株式会社代理
人　弁理士　　河　　野　　登　　夫Ｕ奇聞 ￥　　Ｚ　　　区 日秀　開 葛　　３　　区 ｖ、４ＩＢ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、連続鋳造用鋳型の２位置での鋳型温度を測定し、そ
   の２測定鋳型温度差を求めてその単位時間当たりの変化
   率を算出し、その算出値と基準値との大小比較によりブ
   レークアウトを予知することを特徴とする連続鋳造にお
   けるブレークアウト予知方法。