JP2011245507A - 連続鋳造における鋳型内状態の推定方法、装置及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】溶鋼1から鋳型用の冷却水までの間に凝固シェル2、モールドパウダー層3、鋳型4の各熱伝導体が存在する連続鋳造において、凝固シェル2と鋳型4との間の熱伝達係数α、及び、溶鋼1と凝固シェル2との間の熱伝達係数βを求めて鋳型内状態を推定する鋳型内状態の推定方法であって、鋳型4内に鋳造方向に位置をずらして埋設された複数の熱電対5を用いて、鋳型を通過する熱流束を取得し、その熱流束と、熱伝達係数α及び熱伝達係数βを含み、鋳型を通過する熱流束を表わす式とを用いて、熱伝達係数α及び熱伝達係数βを同時に決定する。
【選択図】図1
Description
R=(1/β)+(ds/λs)+(dp/λp)+(1/hm)+(dm/λm)+(1/hw)・・・(101)
β=Nu×λ1×X1・・・(102)
Nu=0.664×Pr1/3×Re4/5(U<U0)・・・(103)
Nu=0.036×Pr1/3×Re1/2(U≧U0)・・・(104)
Re=U×X2/ν・・・(105)
1/α=(dp/λp)+(1/hm)・・・(106)
また、本発明の鋳型内状態の推定方法の他の特徴とするところは、前記熱伝達係数決定手順では、Tを凝固シェルの温度、T0を溶鋼の温度、Tsを溶鋼と凝固シェルとの界面温度、uを鋳造速度、λsを凝固シェルの熱伝導率、csを凝固シェルの比熱、ρsを凝固シェルの密度、Lを凝固シェルの潜熱、dを鋳型の凝固シェル側の表面から測温手段までの距離、λmを鋳型の熱伝導率として、鋳造方向をz軸、鋳造方向に直交する方向をx軸とする2次元座標上で、凝固シェルの厚みs(z,t)及び凝固シェルの鋳型側の表面温度T(0,z,t)を表わす式(A)、(B)と、凝固シェルの鋳型側の表面−モールドパウダー層−熱電対間の熱収支に基づいて、鋳型を通過する熱流束qm(z,t)を表わす式(C)とを用いて、前記熱伝達係数α及び前記熱伝達係数βを同時に決定し、凝固シェルの厚みs(z,t)を計算する点にある。
本発明のプログラムは、溶鋼から鋳型用の冷却水までの間に凝固シェル、モールドパウダー層、鋳型の各熱伝導体が存在する連続鋳造において、凝固シェルと鋳型との間の熱伝達係数α、及び、溶鋼と凝固シェルとの間の熱伝達係数βを求めて鋳型内状態を推定するためのプログラムであって、鋳型内に鋳造方向に位置をずらして埋設された複数の測温手段を用いて、鋳型を通過する熱流束を取得する熱流束取得処理と、前記熱伝達係数α及び前記熱伝達係数βを含み、鋳型を通過する熱流束を表わす式と、前記熱流束取得処理で取得した熱流束とを用いて、前記熱伝達係数α及び前記熱伝達係数βを同時に決定する熱伝達係数決定処理とをコンピュータに実行させる。
図1は、鋳型内凝固状態を示す概念図であり、連続鋳造設備の鋳型の断面の一部を示す。図1において、1は溶鋼である。2は鋳片たる凝固シェル(凝固層)である。3はモールドパウダー層である。4は鋳型銅板であり、冷却水を流すための水冷溝が形成されている。図1に示すように、溶鋼1から鋳型用の冷却水までの間に凝固シェル2、モールドパウダー層3、鋳型銅板4の各熱伝導体が存在する。
2:凝固シェル
3:モールドパウダー層
4:鋳型銅板
5:熱電対
Claims (5)
- 溶鋼から鋳型用の冷却水までの間に凝固シェル、モールドパウダー層、鋳型の各熱伝導体が存在する連続鋳造において、凝固シェルと鋳型との間の熱伝達係数α、及び、溶鋼と凝固シェルとの間の熱伝達係数βを求めて鋳型内状態を推定する鋳型内状態の推定方法であって、
鋳型内に鋳造方向に位置をずらして埋設された複数の測温手段を用いて、鋳型を通過する熱流束を取得する熱流束取得手順と、
前記熱伝達係数α及び前記熱伝達係数βを含み、鋳型を通過する熱流束を表わす式と、前記熱流束取得手順で取得した熱流束とを用いて、前記熱伝達係数α及び前記熱伝達係数βを同時に決定する熱伝達係数決定手順とを有することを特徴とする鋳型内状態の推定方法。 - 前記熱伝達係数決定手順では、
Tを凝固シェルの温度、T0を溶鋼の温度、Tsを溶鋼と凝固シェルとの界面温度、uを鋳造速度、λsを凝固シェルの熱伝導率、csを凝固シェルの比熱、ρsを凝固シェルの密度、Lを凝固シェルの潜熱、dを鋳型の凝固シェル側の表面から測温手段までの距離、λmを鋳型の熱伝導率として、
鋳造方向をz軸、鋳造方向に直交する方向をx軸とする2次元座標上で、凝固シェルの厚みs(z,t)及び凝固シェルの鋳型側の表面温度T(0,z,t)を表わす式(A)、(B)と、凝固シェルの鋳型側の表面−モールドパウダー層−熱電対間の熱収支に基づいて、鋳型を通過する熱流束qm(z,t)を表わす式(C)とを用いて、前記熱伝達係数α及び前記熱伝達係数βを同時に決定し、凝固シェルの厚みs(z,t)を計算することを特徴とする請求項1に記載の鋳型内状態の推定方法。
- 溶鋼から鋳型用の冷却水までの間に凝固シェル、モールドパウダー層、鋳型の各熱伝導体が存在する連続鋳造において、凝固シェルと鋳型との間の熱伝達係数α、及び、溶鋼と凝固シェルとの間の熱伝達係数βを求めて鋳型内状態を推定する鋳型内状態の推定装置であって、
鋳型内に鋳造方向に位置をずらして埋設された複数の測温手段を用いて、鋳型を通過する熱流束を取得する熱流束取得手段と、
前記熱伝達係数α及び前記熱伝達係数βを含み、鋳型を通過する熱流束を表わす式と、前記熱流束取得手段で取得した熱流束とを用いて、前記熱伝達係数α及び前記熱伝達係数βを同時に決定する熱伝達係数決定手段とを備えることを特徴とする鋳型内状態の推定装置。 - 溶鋼から鋳型用の冷却水までの間に凝固シェル、モールドパウダー層、鋳型の各熱伝導体が存在する連続鋳造において、凝固シェルと鋳型との間の熱伝達係数α、及び、溶鋼と凝固シェルとの間の熱伝達係数βを求めて鋳型内状態を推定するためのプログラムであって、
鋳型内に鋳造方向に位置をずらして埋設された複数の測温手段を用いて、鋳型を通過する熱流束を取得する熱流束取得処理と、
前記熱伝達係数α及び前記熱伝達係数βを含み、鋳型を通過する熱流束を表わす式と、前記熱流束取得処理で取得した熱流束とを用いて、前記熱伝達係数α及び前記熱伝達係数βを同時に決定する熱伝達係数決定処理とをコンピュータに実行させるためのプログラム。
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