JP2000210762A - 連鋳パウダの溶融状態監視方法及び装置 - Google Patents
連鋳パウダの溶融状態監視方法及び装置Info
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- JP2000210762A JP2000210762A JP11015139A JP1513999A JP2000210762A JP 2000210762 A JP2000210762 A JP 2000210762A JP 11015139 A JP11015139 A JP 11015139A JP 1513999 A JP1513999 A JP 1513999A JP 2000210762 A JP2000210762 A JP 2000210762A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、溶鋼の連続鋳造において、オン・ラ
イン、且つリアル・タイムでパウダの溶融状態を把握可
能な連鋳パウダの溶融状態監視方法及び装置を提供する
ことを目的としている。 【解決手段】鋳型内に浸漬ノズルを介して注入した溶鋼
の表面に連鋳パウダを投入して該表面を覆いつつ溶鋼を
順次凝固させ、凝固中の鋼塊を連続的に下方に引抜き鋼
鋳片とするに際して、前記連鋳パウダの表面雰囲気中の
ＣＯ濃度を測定し、該測定値に基づき該連鋳パウダの溶
融状態を検知するようにした。
イン、且つリアル・タイムでパウダの溶融状態を把握可
能な連鋳パウダの溶融状態監視方法及び装置を提供する
ことを目的としている。 【解決手段】鋳型内に浸漬ノズルを介して注入した溶鋼
の表面に連鋳パウダを投入して該表面を覆いつつ溶鋼を
順次凝固させ、凝固中の鋼塊を連続的に下方に引抜き鋼
鋳片とするに際して、前記連鋳パウダの表面雰囲気中の
ＣＯ濃度を測定し、該測定値に基づき該連鋳パウダの溶
融状態を検知するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、連鋳パウダの溶融
状態監視方法及び装置に係わり、詳しくは、溶鋼を連続
鋳造して鋼鋳片を製造するにあたり、鋳型内に鋳込まれ
た溶鋼の上面に存在する所謂連鋳パウダの溶融状態ある
いはディッケルと称する不沈鋼塊（溶鋼中に沈まない）
の存在を検出する技術である。
状態監視方法及び装置に係わり、詳しくは、溶鋼を連続
鋳造して鋼鋳片を製造するにあたり、鋳型内に鋳込まれ
た溶鋼の上面に存在する所謂連鋳パウダの溶融状態ある
いはディッケルと称する不沈鋼塊（溶鋼中に沈まない）
の存在を検出する技術である。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、溶鋼を連続鋳造する際に
用いる所謂連鋳パウダ（以下、単にパウダ）は、鋳型内
に投入されれば、溶鋼表面でスラグ化して、大気による
鋳型内溶鋼表面の酸化防止、鋳型内壁面と鋼片との間の
潤滑、溶鋼表面に浮上した介在物の捕捉による鋼の清浄
化、鋳型内溶鋼表面の保温等の役割を果たす。従って、
鋼片の表面欠陥の発生防止や操業の安定維持のために
は、投入されたパウダの溶融状態が重要である。なお、
このパウダは、一般に、ＳｉＯ2 ，ＣａＯを主体とし、
Ｎａ2 Ｏやフッ化物として添加したＦ，溶融調整剤とし
ての炭素粉末や黒鉛粉末の混合物である。
用いる所謂連鋳パウダ（以下、単にパウダ）は、鋳型内
に投入されれば、溶鋼表面でスラグ化して、大気による
鋳型内溶鋼表面の酸化防止、鋳型内壁面と鋼片との間の
潤滑、溶鋼表面に浮上した介在物の捕捉による鋼の清浄
化、鋳型内溶鋼表面の保温等の役割を果たす。従って、
鋼片の表面欠陥の発生防止や操業の安定維持のために
は、投入されたパウダの溶融状態が重要である。なお、
このパウダは、一般に、ＳｉＯ2 ，ＣａＯを主体とし、
Ｎａ2 Ｏやフッ化物として添加したＦ，溶融調整剤とし
ての炭素粉末や黒鉛粉末の混合物である。
【０００３】現在の連続鋳造操業では、該パウダの溶融
状態をパウダ消費量の算出から把握するようにしてい
る。また、パウダの溶融状態が悪い場合には、熱伝導の
不具合で溶鋼中にディッケルと称する不沈鋼塊（サイ
ズ：径１０〜２０ｍｍ程度）を多数生じることがある。
このディッケルは、鋼片の清浄度を悪化させて介在物性
欠陥等を増加するので、事前に検出棒で接触して探り、
検出している。
状態をパウダ消費量の算出から把握するようにしてい
る。また、パウダの溶融状態が悪い場合には、熱伝導の
不具合で溶鋼中にディッケルと称する不沈鋼塊（サイ
ズ：径１０〜２０ｍｍ程度）を多数生じることがある。
このディッケルは、鋼片の清浄度を悪化させて介在物性
欠陥等を増加するので、事前に検出棒で接触して探り、
検出している。
【０００４】しかしながら、前記パウダ消費量の算出で
は、リアル・タイムでパウダの溶融状態が把握できない
ので、オン・ラインでの迅速な処置ができない。また、
鋳型の短辺側とか浸漬ノズルの近傍とかの局部的な状態
も把握できないという問題がある。さらに、前記ディッ
ケルの検出棒を用いると、鋳型内の溶鋼を撹拌し、鋳片
に品質欠陥を生じさせる恐れがあるし、連続的に検出で
きないので、検出漏れが起きる。加えて、接触して始め
てディッケルの存在がわかるので、それまでの期間内で
鋳片の品質欠陥の発生部位が拡大するという問題もあっ
た。
は、リアル・タイムでパウダの溶融状態が把握できない
ので、オン・ラインでの迅速な処置ができない。また、
鋳型の短辺側とか浸漬ノズルの近傍とかの局部的な状態
も把握できないという問題がある。さらに、前記ディッ
ケルの検出棒を用いると、鋳型内の溶鋼を撹拌し、鋳片
に品質欠陥を生じさせる恐れがあるし、連続的に検出で
きないので、検出漏れが起きる。加えて、接触して始め
てディッケルの存在がわかるので、それまでの期間内で
鋳片の品質欠陥の発生部位が拡大するという問題もあっ
た。
【０００５】一方、パウダの溶融性を事前に評価し、そ
れに基づき、操業で使用するパウダの組成を定めるのに
役立つ技術も報告されている。例えば、特開昭５９−３
００５０号公報及び特開昭６１−２３９５６号公報は、
パウダを別途準備した高温の炉中に装入し、パウダの含
有する炭素を空気又は酸素ガスで酸化し、発生するＣＯ
量を経時的に把握して、溶融速度を事前に知る技術を提
案している。
れに基づき、操業で使用するパウダの組成を定めるのに
役立つ技術も報告されている。例えば、特開昭５９−３
００５０号公報及び特開昭６１−２３９５６号公報は、
パウダを別途準備した高温の炉中に装入し、パウダの含
有する炭素を空気又は酸素ガスで酸化し、発生するＣＯ
量を経時的に把握して、溶融速度を事前に知る技術を提
案している。
【０００６】しかしながら、この技術も、リアル・タイ
ムでパウダの溶融状態を把握できないことでは、前記パ
ウダの消費量算出と同じであり、オン・ラインで迅速な
処置ができない。従って、今だ実用には至っていないの
が現状である。
ムでパウダの溶融状態を把握できないことでは、前記パ
ウダの消費量算出と同じであり、オン・ラインで迅速な
処置ができない。従って、今だ実用には至っていないの
が現状である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる事情
に鑑み、溶鋼の連続鋳造において、オン・ライン、且つ
リアル・タイムでパウダの溶融状態を把握可能な連鋳パ
ウダの溶融状態監視方法及び装置を提供することを目的
としている。
に鑑み、溶鋼の連続鋳造において、オン・ライン、且つ
リアル・タイムでパウダの溶融状態を把握可能な連鋳パ
ウダの溶融状態監視方法及び装置を提供することを目的
としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】発明者は、上記目的を達
成するため、従来技術を鋭意見直し、連続鋳造の操業に
使用できる本発明に改良した。
成するため、従来技術を鋭意見直し、連続鋳造の操業に
使用できる本発明に改良した。
【０００９】すなわち、本発明は、鋳型内に浸漬ノズル
を介して注入した溶鋼の表面に連鋳パウダを投入して該
表面を覆いつつ溶鋼を順次凝固させ、凝固中の鋼塊を連
続的に下方に引抜き鋼鋳片とするに際して、前記連鋳パ
ウダの表面雰囲気中のＣＯ濃度を測定し、該測定値に基
づき該連鋳パウダの溶融状態を検知することを特徴とす
る連鋳パウダの溶融状態監視方法である。
を介して注入した溶鋼の表面に連鋳パウダを投入して該
表面を覆いつつ溶鋼を順次凝固させ、凝固中の鋼塊を連
続的に下方に引抜き鋼鋳片とするに際して、前記連鋳パ
ウダの表面雰囲気中のＣＯ濃度を測定し、該測定値に基
づき該連鋳パウダの溶融状態を検知することを特徴とす
る連鋳パウダの溶融状態監視方法である。
【００１０】また、本発明は、鋳型内に浸漬ノズルを介
して注入した溶鋼を覆う連鋳パウダの表面上方に先端が
非接触で配置され、該表面上方の雰囲気ガスを採取する
ガス採取管と、採取したガスの吸引手段と、吸引したガ
ス中のＣＯ濃度を定量するＣＯ分析装置とを備えたこと
を特徴とする連鋳パウダの溶融状態監視装置である。
して注入した溶鋼を覆う連鋳パウダの表面上方に先端が
非接触で配置され、該表面上方の雰囲気ガスを採取する
ガス採取管と、採取したガスの吸引手段と、吸引したガ
ス中のＣＯ濃度を定量するＣＯ分析装置とを備えたこと
を特徴とする連鋳パウダの溶融状態監視装置である。
【００１１】さらに、本発明は、前記ガス採取管を、連
鋳パウダの表面上方で走査自在としたり、あるいは 定
量したＣＯ濃度を、他の操業情報と組み合わせて演算処
理し、処理結果を表示するディスプレイ・モニタを備え
たことを特徴とする連鋳パウダの溶融状態監視装置でも
ある。
鋳パウダの表面上方で走査自在としたり、あるいは 定
量したＣＯ濃度を、他の操業情報と組み合わせて演算処
理し、処理結果を表示するディスプレイ・モニタを備え
たことを特徴とする連鋳パウダの溶融状態監視装置でも
ある。
【００１２】本発明によれば、溶鋼の連続鋳造におい
て、オン・ライン、且つリアル・タイムでパウダの溶融
状態が非接触方式で検知できるようになるので、パウダ
の供給過剰が防止されるようになる。その結果、パウダ
の溶鋼への巻き込みが抑制され、また、検出棒の使用時
のように溶鋼を撹拌する必要がないので、鋳片の品質欠
陥が従来に比べ、格段と減少する。
て、オン・ライン、且つリアル・タイムでパウダの溶融
状態が非接触方式で検知できるようになるので、パウダ
の供給過剰が防止されるようになる。その結果、パウダ
の溶鋼への巻き込みが抑制され、また、検出棒の使用時
のように溶鋼を撹拌する必要がないので、鋳片の品質欠
陥が従来に比べ、格段と減少する。
【００１３】
【発明の実施の形態】まず、連続鋳造鋳型内の溶鋼面に
パウダを投入した状況を図２に示す。それは、図２から
明らかなように、溶鋼面を覆うが、下方から該パウダの
溶融層１、焼結層２及びパウダ（固体）層３を順次形成
する。そして、このうち最下層の溶融層１が十分に存在
しないと、前記したパウダの役割が十分にはたせないの
で、操業上で溶融状態が問題となるのである。
パウダを投入した状況を図２に示す。それは、図２から
明らかなように、溶鋼面を覆うが、下方から該パウダの
溶融層１、焼結層２及びパウダ（固体）層３を順次形成
する。そして、このうち最下層の溶融層１が十分に存在
しないと、前記したパウダの役割が十分にはたせないの
で、操業上で溶融状態が問題となるのである。
【００１４】ところで、溶融が起きるほど高温にパウダ
が昇温すると、パウダが含有する炭素分が酸化され、Ｃ
Ｏガス４が発生する。前記公報記載の技術及び本発明
は、このＣＯガス４を定量分析して利用するものであ
る。特に、本発明では、溶融が活発に行われている部位
からは、ＣＯガス４の発生量が多いことに着眼し、溶鋼
面の全体にわたるＣＯ濃度分布を有効に利用するように
した。
が昇温すると、パウダが含有する炭素分が酸化され、Ｃ
Ｏガス４が発生する。前記公報記載の技術及び本発明
は、このＣＯガス４を定量分析して利用するものであ
る。特に、本発明では、溶融が活発に行われている部位
からは、ＣＯガス４の発生量が多いことに着眼し、溶鋼
面の全体にわたるＣＯ濃度分布を有効に利用するように
した。
【００１５】そのため、発明者、図１に示す装置を開発
した。つまり、それは、鋳型９内に浸漬ノズル８を介し
て注入した溶鋼５を覆う連鋳パウダの表面上方に、先端
が溶鋼５に非接触で配置され、該表面上方の雰囲気ガス
を採取するガス採取管１０と、採取したガスの吸引手段
１１と、吸引したガス中のＣＯ濃度を定量するＣＯ分析
装置１２とで形成したものである。
した。つまり、それは、鋳型９内に浸漬ノズル８を介し
て注入した溶鋼５を覆う連鋳パウダの表面上方に、先端
が溶鋼５に非接触で配置され、該表面上方の雰囲気ガス
を採取するガス採取管１０と、採取したガスの吸引手段
１１と、吸引したガス中のＣＯ濃度を定量するＣＯ分析
装置１２とで形成したものである。
【００１６】このガス採取管１０は、高温にさらせるの
で、材質がステンレス鋼であることが好ましい。その先
端形状やサイズは、特に限定しないが、ガスを吸引し易
いように、所謂ラッパ状であることが好ましい。また、
採取したガスをＣＯ分析装置１２まで導く吸引手段１１
は、溶鋼５まで吸引しないものであれば、如何なる方式
のものでも良い。具体的には、電動ポンプが好ましい。
さらに、本発明では、ガスのＣＯ濃度を測定するＣＯ分
析装置１２も特に限定しないが、ＣＯガス４の分析実績
から燃焼式のものが好ましい。ただし、リアル・タイム
での分析を要するので、例えば１０秒程度の迅速分析が
可能なものが望ましい。
で、材質がステンレス鋼であることが好ましい。その先
端形状やサイズは、特に限定しないが、ガスを吸引し易
いように、所謂ラッパ状であることが好ましい。また、
採取したガスをＣＯ分析装置１２まで導く吸引手段１１
は、溶鋼５まで吸引しないものであれば、如何なる方式
のものでも良い。具体的には、電動ポンプが好ましい。
さらに、本発明では、ガスのＣＯ濃度を測定するＣＯ分
析装置１２も特に限定しないが、ＣＯガス４の分析実績
から燃焼式のものが好ましい。ただし、リアル・タイム
での分析を要するので、例えば１０秒程度の迅速分析が
可能なものが望ましい。
【００１７】加えて、本発明では、溶鋼５面の全体にわ
たりＣＯ濃度を測定できるように、前記ガス採取管１０
を、連鋳パウダの表面上方で走査自在とする手段が備え
られるようにしてある。例えば、ガス採取管の先端を溶
鋼面に接触しないように把持し、該先端の位置を移動可
能なロボット・ハンド（図示せず）が使用できる。さら
に加えて、本発明では、定量したＣＯ濃度を、他の操業
情報と組み合わせて演算処理し、処理結果（例えば、溶
鋼面上でのＣＯ濃度分布等）を表示するディスプレイ・
モニタ１３を備えることが好ましい。それによって、オ
ペレータが以後の処置を取り易くするためである。
たりＣＯ濃度を測定できるように、前記ガス採取管１０
を、連鋳パウダの表面上方で走査自在とする手段が備え
られるようにしてある。例えば、ガス採取管の先端を溶
鋼面に接触しないように把持し、該先端の位置を移動可
能なロボット・ハンド（図示せず）が使用できる。さら
に加えて、本発明では、定量したＣＯ濃度を、他の操業
情報と組み合わせて演算処理し、処理結果（例えば、溶
鋼面上でのＣＯ濃度分布等）を表示するディスプレイ・
モニタ１３を備えることが好ましい。それによって、オ
ペレータが以後の処置を取り易くするためである。
【００１８】
【実施例】１チャージに３００トンの溶鋼５を鋳造する
連続鋳造機で、低炭素アルミ・キルド溶鋼を鋳造し、鋼
鋳片（スラブ）を製造した。その際、本発明に係る連鋳
パウダの溶融状態監視方法及び装置を適用して、パウダ
の溶融状態を調査した。なお、溶鋼５は、タンディッシ
ュ（図示せず）から吐出流１４が上向きの浸漬ノズル８
を介して、流速８０〜１３０ｃｍ／ｓｅｃで注入され、
パウダの鋳型９内への供給は、自動投入機を介して行っ
た。
連続鋳造機で、低炭素アルミ・キルド溶鋼を鋳造し、鋼
鋳片（スラブ）を製造した。その際、本発明に係る連鋳
パウダの溶融状態監視方法及び装置を適用して、パウダ
の溶融状態を調査した。なお、溶鋼５は、タンディッシ
ュ（図示せず）から吐出流１４が上向きの浸漬ノズル８
を介して、流速８０〜１３０ｃｍ／ｓｅｃで注入され、
パウダの鋳型９内への供給は、自動投入機を介して行っ
た。
【００１９】まず、あるチャージにおける鋳型９内雰囲
気の平均ＣＯ濃度とパウダ消費量との関係を、図３に示
す。図３より、溶鋼５面上で採取した雰囲気ガスのＣＯ
濃度は、パウダの消費量と一定の関係があることが確認
できた。つまり、パウダの溶融状態が良く、消費量が多
いと、ＣＯ濃度が高くなっている。
気の平均ＣＯ濃度とパウダ消費量との関係を、図３に示
す。図３より、溶鋼５面上で採取した雰囲気ガスのＣＯ
濃度は、パウダの消費量と一定の関係があることが確認
できた。つまり、パウダの溶融状態が良く、消費量が多
いと、ＣＯ濃度が高くなっている。
【００２０】そこで、ロボット・ハンドを用いて、ガス
採取管１０を溶鋼５面の上方で鋳型幅方向に移動し、多
くの場所でＣＯ濃度を測定した。その結果を図４に示
す。図４は、ＣＯ濃度が鋳型幅方向の中心で低く、短辺
側の鋳型内壁７近傍で高くなっている。これは、鋳型内
壁７側でパウダが十分に溶融状態にあることを示すもの
である。従って、このようなＣＯ濃度分布の測定を、操
業中に多数回実施すれば、パウダの溶融状態やディッケ
ルの存在が把握でき、操業上の種々の処置が迅速に行え
るようになる。
採取管１０を溶鋼５面の上方で鋳型幅方向に移動し、多
くの場所でＣＯ濃度を測定した。その結果を図４に示
す。図４は、ＣＯ濃度が鋳型幅方向の中心で低く、短辺
側の鋳型内壁７近傍で高くなっている。これは、鋳型内
壁７側でパウダが十分に溶融状態にあることを示すもの
である。従って、このようなＣＯ濃度分布の測定を、操
業中に多数回実施すれば、パウダの溶融状態やディッケ
ルの存在が把握でき、操業上の種々の処置が迅速に行え
るようになる。
【００２１】
【発明の効果】以上、述べたように、本発明により、溶
鋼の連続鋳造において、オン・ライン、且つリアル・タ
イムでパウダの溶融状態が非接触方式で検知できるよう
になる。その結果、パウダの供給過剰が防止されたり、
パウダの溶鋼への巻き込みが抑制され、また、検出棒の
使用時のように溶鋼を撹拌する必要がないので、鋳片の
品質欠陥は従来に比べて格段と減少することが期待でき
る。
鋼の連続鋳造において、オン・ライン、且つリアル・タ
イムでパウダの溶融状態が非接触方式で検知できるよう
になる。その結果、パウダの供給過剰が防止されたり、
パウダの溶鋼への巻き込みが抑制され、また、検出棒の
使用時のように溶鋼を撹拌する必要がないので、鋳片の
品質欠陥は従来に比べて格段と減少することが期待でき
る。
【図１】本発明に係る連鋳パウダの溶融状態監視装置を
示す概略図である。
示す概略図である。
【図２】溶鋼表面に連鋳パウダを投入した時の状況を示
す図である。
す図である。
【図３】溶鋼面上での連鋳パウダの消費量と平均ＣＯガ
ス濃度との関係を示す図である。
ス濃度との関係を示す図である。
【図４】鋳型幅方向におけるパウダ上でのＣＯガスの濃
度分布（ａ）と溶鋼の吐出方向（ｂ）を示す図である。
度分布（ａ）と溶鋼の吐出方向（ｂ）を示す図である。
【符号の説明】 １ 溶融層 ２ 焼結層 ３ パウダ層 ４ ＣＯガス ５ 溶鋼 ６ 凝固シェル ７ 鋳型内壁（短辺側の） ８ 浸漬ノズル ９ 鋳型 １０ ガス採取管 １１ 吸引手段 １２ ＣＯ分析装置 １３ ディスプレイ・モニタ １４ 吐出流 １５ ディッケル
Claims (4)
- 【請求項１】 鋳型内に浸漬ノズルを介して注入した溶
鋼の表面に連鋳パウダを投入して該表面を覆いつつ溶鋼
を順次凝固させ、凝固中の鋼塊を連続的に下方に引抜き
鋼鋳片とするに際して、 前記連鋳パウダの表面雰囲気中のＣＯ濃度を測定し、該
測定値に基づき該連鋳パウダの溶融状態を検知すること
を特徴とする連鋳パウダの溶融状態監視方法。 - 【請求項２】 鋳型内に浸漬ノズルを介して注入した溶
鋼を覆う連鋳パウダの表面上方に先端が非接触で配置さ
れ、該表面上方の雰囲気ガスを採取するガス採取管と、
採取したガスの吸引手段と、吸引したガス中のＣＯ濃度
を定量するＣＯ分析装置とを備えたことを特徴とする連
鋳パウダの溶融状態監視装置。 - 【請求項３】 前記ガス採取管を、連鋳パウダの表面上
方で走査自在としたことを特徴とする請求項２記載の連
鋳パウダの溶融状態監視装置。 - 【請求項４】 定量したＣＯ濃度を、他の操業情報と組
み合わせて演算処理し、処理結果を表示するディスプレ
イ・モニタを備えたことを特徴とする請求項２又は３記
載の連鋳パウダの溶融状態監視装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11015139A JP2000210762A (ja) | 1999-01-25 | 1999-01-25 | 連鋳パウダの溶融状態監視方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11015139A JP2000210762A (ja) | 1999-01-25 | 1999-01-25 | 連鋳パウダの溶融状態監視方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000210762A true JP2000210762A (ja) | 2000-08-02 |
Family
ID=11880495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11015139A Withdrawn JP2000210762A (ja) | 1999-01-25 | 1999-01-25 | 連鋳パウダの溶融状態監視方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000210762A (ja) |
-
1999
- 1999-01-25 JP JP11015139A patent/JP2000210762A/ja not_active Withdrawn
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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