JP2012045584A - 連続鋳造設備におけるガス吹込み異常検知装置、連続鋳造設備 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のガス吹込み異常検知装置1は、複数個の取鍋5を順次交換してタンディッシュ7に溶鋼を供給すると共にタンディッシュ7の底部に設けられた上ノズル9から不活性ガスを溶鋼中に吹込みながら連続鋳造を行うに当り、不活性ガスの吹込み状況の異常を検知するものであって、交換前の取鍋5からの溶鋼供給時の背圧と、交換後の取鍋5からの溶鋼供給時の背圧とに基づいて背圧の降下量を算出する背圧降下量算出手段11と、背圧降下量算出手段11の算出結果に基づいてガスの吹き込み異常を判定する判定手段15とを備えたことを特徴とするものである。
【選択図】 図1
Description
特許文献1では、浸漬ノズルに吹き込むArガス流量を鋳造中に一定の時間毎に単位設定量だけ増加させ、鋳型内の湯面状況を観察して湯面変動或いは沸き立ち現象が発生するまで繰り返して増加させ、湯面変動或いは沸き立ち現象が発生したならば、単位設定量だけ減少させて吹き込み量を決定する方法を提案している。
特許文献2のアルミキルド鋼の連続鋳造方法は、浸漬ノズルへ吹き込む不活性ガスの背圧または流量を鋳造中に増減させながら、該浸漬ノズルを介して溶鋼を鋳型内に注入することを特徴とするものである。
そのため、アルゴンガスの吹き込み制御が予定した制御に基づいて行われていたとしても、種々の原因で欠陥品が発生することも考えられる。
そこで、欠陥品をなくするためには、アルゴンガスの吹き込み制御の前段階として上ノズルからのアルゴンガスの吹込みが正常に行われているかどうかを正確に知ることが必要である。
以下、詳細に説明する。
<連続鋳造設備>
連続鋳造設備3は、鋳型16と、鋳型16の上方に設置されたタンディッシュ7と、タンディッシュ7に溶鋼を供給する取鍋5とを備えている。
タンディッシュ7は、図2に示すように、外殻を鉄皮17で覆われ、鉄皮17の内側に耐火物18が貼り付けられている。タンディッシュ7の底部には、耐火物18に嵌合するようにして上ノズル9が設置されている(図2参照)。上ノズル9の下方にはアクチュエータ19によって動作するスライディングノズル21が設置され、さらに、スライディングノズル21の下方には浸漬ノズル23が設置されている。
ガス導入管25a、25bはそれぞれ独立したガス供給装置に接続しており、それぞれ独立して不活性ガスの供給量が制御されるようになっている。
なお、図1におけるガス導入管25は、図3におけるガス導入管25a、25bの両方を総称している。また、圧力検出器27は、ガス導入管25a、25bのそれぞれに個別に設置された圧力検出器27a、27bを総称している。
タンディッシュ7の下部にはタンディッシュ7の重量を検知することを目的としてロードセルからなる重量検知器29が設置され、重量検知器29の重量検知信号がガス吹込み異常検知装置1に入力される。
アルゴンガス吹込み異常検知装置1は、前述したように、背圧降下量算出手段11と、ハンチング回数算出手段13と、判定手段15を備えている。
これらの各手段は、CPUが所定のプログラムを実行することで実現される。
背圧降下量算出手段11は、交換前の取鍋5からの溶鋼供給時の背圧と、その後直近に交換した交換後の取鍋5からの溶鋼供給時の背圧とに基づいて背圧降下量を算出する。
背圧降下量算出手段11が背圧降下量算出の基礎とする背圧は、取鍋5からタンディッシュ7への溶鋼供給開始から所定時間経過後に、その後の所定時間内の背圧の平均値とするのが好ましい。
図4は、横軸が時間、右側縦軸がタンディッシュ(TD)重量を示している。図4のグラフにはTD重量の時間推移が太線グラフで示されている。図4において、「1ch目」と記載しているのは、タンディッシュ7を交換した後、第1チャージ目の取鍋5からの溶鋼の供給であることを示している。また、「2ch目」とは、「1ch目」が終了した後、取鍋5のみを交換して交換後の取鍋5からの溶鋼の供給である。図4から分かるように、取鍋交換時にはTD重量が低下し、その後、タンディッシュ7への溶鋼の供給が開始されると、TD重量が増している。
タンディッシュ7を交換した後、取鍋5からの溶鋼の供給の場合には、溶鋼供給からd秒経過後である。d秒の一例を挙げればd=600秒である。
また、取鍋5のみを交換した後、取鍋5からの溶鋼供給の場合は、例えば「2ch目」の供給開始時t1からc秒経過後である。c秒の一例を挙げればc=180秒である。
1ch目、及びタンディッシュ交換後はタンディッシュ重量‘0’からの溶鋼注ぎ上げとなるが、2ch目以降の取鍋5のみの交換後は通常であれば10t以上(少なくとも‘0’より大)からの注ぎ上げとなる。
このように、1ch目、及びタンディッシュ交換後と、取鍋5のみを交換した場合とでは、定常制御状態に達するまでの時間が異なってくる為、それぞれの場合について定常制御状態に達するまでに必要と考えられる時間を経過した時点で平均値算出のタイミングとした。
なお、本実施の形態では、1ch目、及びタンディッシュ交換後と、取鍋5のみを交換した場合のそれぞれにおける平均値算出のタイミングを可変として適宜設定できるようにしている。
平均値は、図4のグラフでは、α秒間の平均を取ることが示されている。α秒の具体例を挙げれば、α=300秒である。
また、判定を適正に行うためのαの好ましい範囲は、30秒≦α≦900秒である。
ハンチング回数算出手段13は、交換後の取鍋5からの溶鋼供給時における所定時間内での背圧のハンチング発生回数を算出する。
ハンチング回数算出手段13によるハンチング回数の算出方法を、図5に基づいて説明する。
b秒間における背圧の平均値をt(MPa)とし、1秒毎のサンプリングで検出された背圧をs(MPa)とする。
|s−t|が予め定めた所定値θ(例えばθ=0.0002Mpa)以上であればハンチング有りとする。そして、ハンチング回数は、所定時間b秒間に何回ハンチングが有ったかを算出して、判定手段15に出力する。b秒の具体例を挙げれば、b=180秒である。
判定手段15は、背圧降下量算出手段11とハンチング回数算出手段13の算出結果に基づいてガスの吹き込み異常を判定する。
判定手段15は、背圧降下量算出手段11の算出結果を入力して背圧の降下量(β1−β2)が予め設定した閾値γ以下であれば、背圧降下「無し」と判定する。他方、降下量(β1−β2)が予め設定した閾値γを越えるときは背圧降下「有り」と判定する。
背圧降下「無し」の場合には、背圧の時間経過によるグラフは、例えば図4のグラフで細線で示した「背圧(正常)」のような線になる。他方、背圧降下「有り」の場合には、背圧の時間経過によるグラフは、例えば図4のグラフで太線で示した「背圧(異常)」のような線になる。
評価としては、例えば3段階の評価とする。即ち、所定時間b秒間のハンチング回数がa回(例えば、a=5)を越えたときには「有り(多数)」と評価し、所定時間b秒間のハンチング回数が1〜a回のときには「有り(少数)」と評価し、所定時間b秒間のハンチング回数が0の場合または3b秒間で1回のときには「無し」と評価する。
ハンチング有りの場合の状態をグラフで示したものが、図6であり、ハンチング無しの状態をグラフで示したものが図7である。
判定結果の一例を示すと、表1のようになる。
また、ハンチングの回数は、ポーラス部(上部吹込部9aと下部吹込部9b)への介在物付着の有無と関連しており、付着がない場合にはハンチング回数は多く、付着が多くなるにしたがってハンチング回数は少なくなる。
「○」:リークの懸念なく介在物付着も少ない
「△」:リークの懸念ないが介在物付着が若干有り
「×」(背圧降下「無し」&ハンチング「無し」):リークの懸念ないが介在物付着の懸念有り
「×」(背圧降下「有り」&ハンチング「少数」):リークの懸念有り介在物付着が若干有り
「××」:リークの懸念有り介在物付着の懸念有り
つまり、ハンチング有無のチェックだけでなく背圧降下まで判定をすることにより、非金属介在物の付着によるものか、より重篤な(ガスリークといった耐火物異常)異常かをある程度判別可能でなる。
よって、本発明は、背圧降下の有無のみを検知してそれに基づいてガス吹込み異常を判定するような態様を含む。
3 連続鋳造設備
5 取鍋
7 タンディッシュ
9 上ノズル
9a 上部吹込部
9b 下部吹込部
9c 本体部
9e 鉄板
11 背圧降下量算出手段
13 ハンチング回数算出手段
15 判定手段
16 鋳型
17 鉄皮
18 耐火物
19 アクチュエータ
21 スライディングノズル
23 浸漬ノズル
25 ガス導入管
25a ガス導入管(上部吹込部側)
25b ガス導入管(下部吹込部側)
27 圧力検知器
29 重量検知器
Claims (5)
- 複数個の取鍋を順次交換してタンディッシュに溶鋼を供給すると共に前記タンディッシュの底部に設けられた上ノズルからアルゴンガス等の不活性ガスを溶鋼中に吹込みながら連続鋳造を行うに当り、前記不活性ガスの吹込み状況の異常を検知する連続鋳造設備におけるガス吹込み異常検知装置であって、
交換前の取鍋からの溶鋼供給時の背圧と、交換後の取鍋からの溶鋼供給時の背圧とに基づいて背圧の降下量を算出する背圧降下量算出手段と、
該背圧降下量算出手段の算出結果に基づいてガスの吹き込み異常を判定する判定手段とを備えたことを特徴とする連続鋳造設備におけるガス吹込み異常検知装置。 - 前記背圧降下量算出手段は、前記取鍋から前記タンディッシュへの溶鋼供給開始から所定時間経過後に、その後の所定時間内の背圧の平均値を算出し、該平均値に基づいて前記背圧降下量を算出することを特徴とする請求項1記載の連続鋳造設備におけるガス吹込み異常検知装置。
- 交換後の取鍋からの溶鋼供給時における所定時間内での背圧のハンチング発生回数を算出するハンチング回数算出手段を備え、
前記判定手段は、前記ハンチング回数算出手段の算出結果と前記背圧降下量算出手段の算出結果に基づいてガスの吹き込み異常を判定することを特徴とする請求項1又は2に記載された連続鋳造設備におけるガス吹込み異常検知装置。 - 前記ハンチング回数算出手段は、所定時間内の前記背圧の平均値とt(MPa)とし、1秒間の背圧をs(MPa)としたときに、|s−t|の値が予め設定した値以上のときにハンチング有りと判定することを特徴とする請求項3に記載の連続鋳造設備におけるガス吹込み異常検知装置。
- 請求項1乃至4のいずれかに記載のガス吹込み異常検知装置を備えたことを特徴とする連続鋳造設備。
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