JP2019177421A - 溶鋼の流動状態推定方法、流動状態推定装置、溶鋼の流動状態のオンライン表示装置および鋼の連続鋳造方法 - Google Patents
溶鋼の流動状態推定方法、流動状態推定装置、溶鋼の流動状態のオンライン表示装置および鋼の連続鋳造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019177421A JP2019177421A JP2019123058A JP2019123058A JP2019177421A JP 2019177421 A JP2019177421 A JP 2019177421A JP 2019123058 A JP2019123058 A JP 2019123058A JP 2019123058 A JP2019123058 A JP 2019123058A JP 2019177421 A JP2019177421 A JP 2019177421A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- molten steel
- external force
- calculated
- temperature distribution
- flow velocity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 203
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 203
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 192
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 32
- 238000010206 sensitivity analysis Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 11
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 4
- 238000012417 linear regression Methods 0.000 claims description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 29
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 8
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 6
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 5
- 238000012821 model calculation Methods 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
【解決手段】溶鋼の流動状態推定方法は、非定常の乱流モデルを用いて、溶鋼の流速分布を算出する流速分布算出ステップと、溶鋼の流速分布から、溶鋼の温度分布を算出する温度分布算出ステップと、外力変化時温度分布算出ステップと、感度解析ステップと、外力変化量算出ステップと、を含み、次のタイムステップにおける流速分布算出ステップにおいて、流速分布算出ステップで用いた外力に、外力変化量算出ステップで算出した外力の変化量を加算した上で新たな外力とし、非定常の乱流モデルを用いて、溶鋼の流速分布を再度算出することにより、溶鋼の流動状態をタイムステップごとに推定する。
【選択図】図10
Description
まず、本発明が適用される連続鋳造機の構成例について、図1を参照しながら説明する。連続鋳造機1は、溶鋼2が満たされたタンディッシュ3と、タンディッシュ3の鉛直方向下方に設けられた鋳型4と、タンディッシュ3の底部に設けられ、鋳型4への溶鋼2の供給口となるノズル5と、を備えている。溶鋼2は、タンディッシュ3から連続的に鋳型4に注がれ、水冷管が埋設された鋳型4により冷却され、鋳型4の下部から引き抜かれてスラブとなる。そしてその際、マスバランスを保証するために、引き抜き速度に応じてノズル5の開度が調整される。
次に、本発明の実施形態に係る溶鋼2の流動状態推定装置による流動状態推定方法(流動状態推定処理)で用いる物理モデルについて説明する。本発明の実施形態に係る溶鋼2の流動状態推定方法では、溶鋼2の流動状態(具体的には流速分布、温度分布)は、非定常の乱流モデルによって算出される。具体的には、鋳造速度、スラブの寸法(幅、厚み)、撹拌磁場のコイル電流、ノズル5の吐出口51(後記図8参照)の角度等の操業条件を入力条件として、乱流モデルの標準k−εモデルを用いて溶鋼2の流動状態を算出する。
本発明では、上記の物理モデル(乱流モデル)により算出された温度分布と熱電対41により測定された温度分布とを照合する。そして、その誤差を後述する流動状態推定方法によって補償することにより、溶鋼2の流動状態を推定する。
本発明の実施形態に係る溶鋼2の流動状態推定装置100の構成について、図9を参照しながら説明する。流動状態推定装置100は、情報処理装置101と、入力装置102と、出力装置103と、を備えている。
次に、本発明の実施形態に係る溶鋼2の流動状態推定方法の流れについて、図10を参照しながら説明する。同図に示すフローチャートは、オペレータが入力装置102を操作することによって情報処理装置101に対し流動状態推定方法の実行を指示したタイミングで開始となり、ステップS1の処理に進む。また、同図のフローチャートは、ステップS3,S6〜S10を、所定の制御周期(タイムステップk,k+1,k+2…)で、所定の繰り返し回数(nと表記する)だけ繰り返すことにより、溶鋼2の流動状態を推定する。なお、以下で説明する溶鋼2の流動状態推定方法は、CPU113によって実行され、具体的にはCPU113がROM112内に格納されている推定プログラム112aを実行することによって実現される。
2 溶鋼
3 タンディッシュ
4 鋳型
41 熱電対(センサ)
5 ノズル
51 吐出口
100 流動状態推定装置
101 情報処理装置
102 入力装置
103 出力装置
111 RAM
112 ROM
112a 推定プログラム
113 CPU
Claims (6)
- 連続鋳造機の鋳型内の溶鋼の流動状態を予め定めたタイムステップごとに推定する溶鋼の流動状態推定方法であって、
非定常の乱流モデルを用いて、前記鋳型内に設置されたセンサの位置における前記溶鋼の流速分布を算出する流速分布算出ステップと、
前記流速分布算出ステップで算出した前記溶鋼の流速分布から、前記鋳型内に設置されたセンサの位置における前記溶鋼の温度分布を算出する温度分布算出ステップと、
前記非定常の乱流モデル上において、前記鋳型内に前記溶鋼を吐出するノズル近傍に印加される外力が変化した場合の、前記溶鋼の流速分布を算出し、該算出した前記溶鋼の流速分布から、外力変化時の前記溶鋼の温度分布を算出する外力変化時温度分布算出ステップと、
前記外力変化時温度分布算出ステップで算出した前記溶鋼の温度分布に対する、前記温度分布算出ステップで算出した前記溶鋼の温度分布の差分を算出する感度解析ステップと、
前記センサにより測定された前記溶鋼の温度分布と、前記温度分布算出ステップで算出した前記溶鋼の温度分布との誤差を算出し、該算出した前記誤差と、前記感度解析ステップで算出した前記差分とに基づいて、前記誤差に対応する外力の変化量を算出する外力変化量算出ステップと、
を含み、
次のタイムステップにおける流速分布算出ステップにおいて、前記流速分布算出ステップで用いた外力に、前記外力変化量算出ステップで算出した前記外力の変化量を加算した上で新たな外力とし、前記非定常の乱流モデルを用いて、前記溶鋼の流速分布を再度算出することにより、前記溶鋼の流動状態をタイムステップごとに推定することを特徴とする溶鋼の流動状態推定方法。 - 前記外力変化量算出ステップは、前記誤差を、前記感度解析ステップで算出した前記差分によって線形回帰分析することにより、前記外力の変化量を算出することを特徴とする請求項1に記載の溶鋼の流動状態推定方法。
- 前記センサは、熱電対であることを特徴とする請求項1および請求項2に記載の溶鋼の流動状態推定方法。
- 連続鋳造機の鋳型内の溶鋼の流動状態を予め定めたタイムステップごとに推定する溶鋼の流動状態推定装置であって、
非定常の乱流モデルを用いて、前記鋳型内に設置されたセンサの位置における前記溶鋼の流速分布を算出する流速分布算出手段と、
前記流速分布算出手段で算出した前記溶鋼の流速分布から、前記鋳型内に設置されたセンサの位置における前記溶鋼の温度分布を算出する温度分布算出手段と、
前記非定常の乱流モデル上において、前記鋳型内に前記溶鋼を吐出するノズル近傍に印加される外力が変化した場合の、前記溶鋼の流速分布を算出し、該算出した前記溶鋼の流速分布から、外力変化時の前記溶鋼の温度分布を算出する外力変化時温度分布算出手段と、
前記外力変化時温度分布算出手段で算出した前記溶鋼の温度分布に対する、前記温度分布算出手段で算出した前記溶鋼の温度分布の差分を算出する感度解析手段と、
前記センサにより測定された前記溶鋼の温度分布と、前記温度分布算出手段で算出した前記溶鋼の温度分布との誤差を算出し、該算出した前記誤差と、前記感度解析手段で算出した前記差分とに基づいて、前記誤差に対応する外力の変化量を算出する外力変化量算出手段と、
を含み、
次のタイムステップにおける流速分布の算出において、前記流速分布算出手段で用いた外力に、前記外力変化量算出手段で算出した前記外力の変化量を加算した上で新たな外力とし、前記非定常の乱流モデルを用いて、前記溶鋼の流速分布を再度算出することにより、前記溶鋼の流動状態をタイムステップごとに推定することを特徴とする溶鋼の流動状態推定装置。 - 請求項4に記載の溶鋼の流動状態推定装置を用いた溶鋼の流動状態のオンライン表示装置。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の溶鋼の流動状態推定方法によって推定した前記溶鋼の流動状態を用いた鋼の連続鋳造方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016039887 | 2016-03-02 | ||
JP2016039887 | 2016-03-02 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017033834A Division JP6607215B2 (ja) | 2016-03-02 | 2017-02-24 | 溶鋼の流動状態推定方法、流動状態推定装置、溶鋼の流動状態のオンライン表示装置および鋼の連続鋳造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019177421A true JP2019177421A (ja) | 2019-10-17 |
JP6816794B2 JP6816794B2 (ja) | 2021-01-20 |
Family
ID=59852942
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017033834A Active JP6607215B2 (ja) | 2016-03-02 | 2017-02-24 | 溶鋼の流動状態推定方法、流動状態推定装置、溶鋼の流動状態のオンライン表示装置および鋼の連続鋳造方法 |
JP2019123058A Active JP6816794B2 (ja) | 2016-03-02 | 2019-07-01 | 溶鋼の流動状態推定方法、流動状態推定装置、溶鋼の流動状態のオンライン表示装置および鋼の連続鋳造方法 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017033834A Active JP6607215B2 (ja) | 2016-03-02 | 2017-02-24 | 溶鋼の流動状態推定方法、流動状態推定装置、溶鋼の流動状態のオンライン表示装置および鋼の連続鋳造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (2) | JP6607215B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019217510A (ja) * | 2018-06-15 | 2019-12-26 | 日本製鉄株式会社 | 連続鋳造鋳型内可視化装置、方法、およびプログラム |
US11890671B2 (en) | 2019-02-19 | 2024-02-06 | Jfe Steel Corporation | Control method for continuous casting machine, control device for continuous casting machine, and manufacturing method for casting |
TWI743686B (zh) * | 2019-02-19 | 2021-10-21 | 日商Jfe鋼鐵股份有限公司 | 連續鑄造機之控制方法、連續鑄造機之控制裝置、以及鑄片之製造方法 |
WO2020170563A1 (ja) * | 2019-02-19 | 2020-08-27 | Jfeスチール株式会社 | 連続鋳造機の制御方法、連続鋳造機の制御装置、及び鋳片の製造方法 |
JP7332875B2 (ja) * | 2019-09-13 | 2023-08-24 | 日本製鉄株式会社 | 連続鋳造鋳型内可視化装置、方法、およびプログラム |
JP7335499B2 (ja) * | 2019-09-13 | 2023-08-30 | 日本製鉄株式会社 | 連続鋳造鋳型内可視化装置、方法、およびプログラム |
JP2021102221A (ja) * | 2019-12-25 | 2021-07-15 | 日本製鉄株式会社 | 連続鋳造鋳型内可視化装置、方法、およびプログラム |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001239353A (ja) * | 2000-02-28 | 2001-09-04 | Nippon Steel Corp | 連続鋳造における鋳型内鋳造異常検出方法 |
JP2002096147A (ja) * | 2000-07-19 | 2002-04-02 | Nippon Steel Corp | 連続鋳造鋳型内全域の凝固シェル厚、溶鋼流速、鋳片品質センシング方法及びその装置。 |
JP2003001386A (ja) * | 2001-06-13 | 2003-01-07 | Nippon Steel Corp | 連続鋳造鋳型内の温度分布、流速分布及び流速ベクトル分布の推定方法、並びに可視化装置。 |
JP2003136207A (ja) * | 2001-11-07 | 2003-05-14 | Kawasaki Steel Corp | 連鋳の鋳込状況監視システム |
JP2011251308A (ja) * | 2010-06-01 | 2011-12-15 | Nippon Steel Corp | 連続鋳造方法、連続鋳造の制御装置及びプログラム |
JP2014036999A (ja) * | 2012-08-20 | 2014-02-27 | Jfe Steel Corp | 連続鋳造鋳片の製造方法 |
JP2016016414A (ja) * | 2014-07-07 | 2016-02-01 | Jfeスチール株式会社 | 溶鋼の流動状態推定方法及び流動状態推定装置 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3252768B2 (ja) * | 1997-09-12 | 2002-02-04 | 日本鋼管株式会社 | 連続鋳造鋳型内における溶鋼流動制御方法 |
-
2017
- 2017-02-24 JP JP2017033834A patent/JP6607215B2/ja active Active
-
2019
- 2019-07-01 JP JP2019123058A patent/JP6816794B2/ja active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001239353A (ja) * | 2000-02-28 | 2001-09-04 | Nippon Steel Corp | 連続鋳造における鋳型内鋳造異常検出方法 |
JP2002096147A (ja) * | 2000-07-19 | 2002-04-02 | Nippon Steel Corp | 連続鋳造鋳型内全域の凝固シェル厚、溶鋼流速、鋳片品質センシング方法及びその装置。 |
JP2003001386A (ja) * | 2001-06-13 | 2003-01-07 | Nippon Steel Corp | 連続鋳造鋳型内の温度分布、流速分布及び流速ベクトル分布の推定方法、並びに可視化装置。 |
JP2003136207A (ja) * | 2001-11-07 | 2003-05-14 | Kawasaki Steel Corp | 連鋳の鋳込状況監視システム |
JP2011251308A (ja) * | 2010-06-01 | 2011-12-15 | Nippon Steel Corp | 連続鋳造方法、連続鋳造の制御装置及びプログラム |
JP2014036999A (ja) * | 2012-08-20 | 2014-02-27 | Jfe Steel Corp | 連続鋳造鋳片の製造方法 |
JP2016016414A (ja) * | 2014-07-07 | 2016-02-01 | Jfeスチール株式会社 | 溶鋼の流動状態推定方法及び流動状態推定装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017159363A (ja) | 2017-09-14 |
JP6607215B2 (ja) | 2019-11-20 |
JP6816794B2 (ja) | 2021-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6816794B2 (ja) | 溶鋼の流動状態推定方法、流動状態推定装置、溶鋼の流動状態のオンライン表示装置および鋼の連続鋳造方法 | |
JP5935837B2 (ja) | 溶鋼の流動状態推定方法及び流動状態推定装置 | |
Liu et al. | Measurements of molten steel surface velocity and effect of stopper-rod movement on transient multiphase fluid flow in continuous casting | |
Zappulla et al. | Multiphysics modeling of continuous casting of stainless steel | |
EP3943213B1 (en) | Device and method for estimating solidifying shell thickness in casting mold | |
JP2012066278A (ja) | 鋳片表層品質予測方法および鋳片表層品質予測装置 | |
Singh et al. | Mathematical model and plant investigation to characterize effect of casting speed on thermal and solidification behavior of an industrial slab caster | |
JP2019217510A (ja) | 連続鋳造鋳型内可視化装置、方法、およびプログラム | |
JP7367733B2 (ja) | 鋼素材の表面欠陥推定方法および装置、鋼素材の製造仕様決定支援方法および装置、ならびに鋼素材の製造方法 | |
JP3607882B2 (ja) | 連続鋳造鋳型内全域の凝固シェル厚、溶鋼流速、鋳片品質センシング方法及びその装置。 | |
Zhang et al. | Mathematical and physical modeling of metal delivery system during top side-pouring twin-roll casting | |
JP6897583B2 (ja) | 鋳片の中心固相率の測定方法 | |
RU2787109C1 (ru) | Устройство для оценки толщины затвердевшей корочки в кристаллизаторе и способ оценки толщины затвердевшей корочки в кристаллизаторе | |
EP3928890B1 (en) | Control method for continuous casting machine, control device for continuous casting machine, and manufacturing method for casting | |
RU2775264C1 (ru) | Способ управления для машины непрерывного литья, устройство управления для машины непрерывного литья и способ изготовления отливки | |
Xu et al. | Modeling of the dynamic-bulging-induced surface level fluctuations in continuous casting | |
Domgin et al. | Effect of process parameters variation on CC mould hydrodynamics and inclusions behaviour | |
JP6825760B1 (ja) | 鋳型内凝固シェル厚推定装置、鋳型内凝固シェル厚推定方法、及び鋼の連続鋳造方法 | |
WO2021065342A1 (ja) | 鋳型内凝固シェル厚推定装置、鋳型内凝固シェル厚推定方法、及び鋼の連続鋳造方法 | |
JP4626826B2 (ja) | 連続鋳造設備の制御装置 | |
KR101246313B1 (ko) | 온도보상을 통한 압연 제어방법 | |
Gursoy et al. | Effect of Flow Rate Controllers and their Opening Levels on Liquid Steel Flow in Continuous Casting Mold | |
Pütz et al. | Investigations of unsteady and asymmetric flow phenomena in continuous casting moulds by advanced simulation techniques | |
Zambrano | A numerical evaluation of the temperature of a solidification point in ingot casting processes | |
KR20210116577A (ko) | 연속 주조기의 제어 방법, 연속 주조기의 제어 장치 및, 주편의 제조 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190701 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200626 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20201006 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201112 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20201124 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20201207 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6816794 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |