JP4102332B2 - Ladle pouring method in continuous casting equipment - Google Patents
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Description
本発明は、高スループットの連続鋳造設備において、スラグを混入させることなく取鍋から溶融金属をタンディッシュに注湯する方法に関するものである。 The present invention relates to a method for pouring molten metal from a ladle into a tundish without mixing slag in a high-throughput continuous casting facility.
溶鋼などの溶融金属を連続鋳造する設備においては、取鍋から溶融金属をロングノズルを介してタンディッシュに注湯し、タンディッシュから鋳型に注湯しながら連続鋳造を行っている。この取鍋内の溶融金属の上面にはスラグが浮遊しているため、注湯末期においてはスラグの一部もタンディッシュに流入し、介在物となって鋳片の品質を低下させる。このため注湯末期においてはスラグ流出を検知し、スライディングノズルを操作して注湯を停止することが望まれる。 In a facility for continuously casting molten metal such as molten steel, molten metal is poured from a ladle into a tundish through a long nozzle, and continuous casting is performed while pouring from the tundish into a mold. Since the slag floats on the upper surface of the molten metal in the ladle, a part of the slag also flows into the tundish at the end of the pouring and becomes an inclusion, which deteriorates the quality of the slab. For this reason, it is desirable to detect the outflow of slag at the end of pouring and stop the pouring by operating the sliding nozzle.
特許文献1には、取鍋内の残湯量が所定値に達するとスライディングノズルの開閉動作を停止して、溶鋼を取鍋からタンディッシュに導くロングノズル内に封入される不活性ガスの圧力を検知し、その圧力変化によってスラグ流出を検知する方法が開示されている。しかしスラグ検知を行う注入末期には溶鋼温度が低下しているため、ロングノズル内に不活性ガスを吹き込むための孔の閉塞が発生し、測定不能となる頻度が高くなるという問題があった。またロングノズルに孔をあけるために強度が低下し、注湯中にロングノズルが折損して品質悪化、生産性の悪化が発生する可能性があった。 In Patent Document 1, when the amount of remaining hot water in the ladle reaches a predetermined value, the sliding nozzle is stopped to open and close, and the pressure of the inert gas sealed in the long nozzle that leads the molten steel from the ladle to the tundish is set. A method of detecting and detecting slag outflow by a change in pressure is disclosed. However, since the molten steel temperature is lowered at the end of injection for detecting slag, there is a problem that a hole for injecting an inert gas into the long nozzle is clogged, and the frequency at which measurement becomes impossible increases. In addition, since the hole was made in the long nozzle, the strength was lowered, and the long nozzle could be broken during pouring, leading to deterioration in quality and productivity.
特許文献2には、溶融金属をタンディッシュに注湯するロングノズルの支持装置に振動加速度計を取付け、その振動出力の減衰率からスラグ流出を検知する方法が開示されている。この方法は、スラグ流出と同時に流出流体の比重が急激に低下する結果、振動出力も急激に減衰することを利用したものである。ところがこの方法は平均注入流量2t/min以下の超低スループット鋳造時には正確な検知が可能であるが、平均注入流が大きくなるとスラグ流出を正確に検出することができなかった。
すなわち、平均注入流が2t/minを超えると渦の発生により振動出力のハンチングが次第に大きくなり、振動出力の減衰率のみでスラグ流出判定を行おうとすると非常に早い段階でスラグ流出と判断することとなり、取鍋内に大量の溶湯が残ることとなって歩留まりが悪化する。特に平均注入流が6t/minを超える高スループットの場合には、スラグ流出時にもほとんど出力の減衰が発生せず、この振動出力の減衰率を利用する方法によりスラグ流出を検知することは全く不可能であった。
本発明は上記した従来の問題点を解決して、平均注入流が6t/minを超える高スループットの連続鋳造設備の場合にもスラグの流出を正確に検知し、注湯末期におけるタンディッシュへのスラグ流入を防止して介在物による鋳片の品質悪化をなくすとともに、取鍋の残湯量を減衰させて歩留まりの向上を図ることができる連続鋳造設備における取鍋注湯方法を提供するためになされたものである。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems, accurately detects the outflow of slag even in the case of a high-throughput continuous casting facility in which the average injection flow exceeds 6 t / min, and is applied to the tundish at the end of pouring. It was made to provide a ladle pouring method in a continuous casting facility that can prevent the inflow of slag, eliminate the deterioration of the quality of the slab due to inclusions, and reduce the amount of hot water in the ladle to improve the yield. It is a thing.
上記の課題を解決するためになされた本発明は、平均注入流量が6.0t/min以上である高スループットの連続鋳造設備の取鍋から、溶融金属をロングノズルを介してタンディッシュに注湯するに際し、取鍋注湯量を5.0t/min以下に絞ったうえで、ロングノズル支持装置に取り付けた振動加速度計の振動出力の減衰率からスラグ流出の有無を検知し、スラグ流出が検出されたときに注湯を停止することを特徴とするものであって、スラグ流出の検出方法は、取鍋内の残湯量が所定値以下となった時点における振動加速度計の出力の平均値を算出し、その平均値よりも小さな値をスラグ流出の閾値として決定し、サンプリング出力が任意回数連続してこの閾値を下回ったときにスラグ流出と判断する方法であることを特徴とするものである。 In order to solve the above problems, the present invention is to pour molten metal from a ladle of a high-throughput continuous casting facility having an average injection flow rate of 6.0 t / min or more into a tundish through a long nozzle. In doing so, the ladle pouring amount is reduced to 5.0 t / min or less, and the presence or absence of slag outflow is detected from the attenuation rate of the vibration output of the vibration accelerometer attached to the long nozzle support device. The slag outflow detection method calculates the average value of the output of the vibration accelerometer when the amount of remaining hot water in the ladle falls below a predetermined value. Then, a value smaller than the average value is determined as a slag outflow threshold value, and the slag outflow is judged when the sampling output falls below the threshold value for an arbitrary number of consecutive times.
本発明の連続鋳造設備における取鍋注湯方法によれば、取鍋からタンディッシュへの取鍋注湯量を、それまでの6.0t/min以上から注湯末期に5.0t/min以下に絞ったうえで、ロングノズル支持装置に取り付けた振動加速度計の振動出力の減衰率を測定する。このように取鍋注湯量を絞ればハンチングはあるものの、マクロ的にはスラグ流出が始まると同時に振動出力は確実に減衰して行くため、閾値を適切に設定することによりスラグ流出の検知が可能となる。閾値を適切に設定するために、本発明の連続鋳造設備における取鍋注湯方法では、取鍋内の残湯量が所定値以下となった時点における振動加速度計の出力の平均値を算出し、その平均値よりも小さな値をスラグ流出の閾値として決定する方法を採用する。そして、サンプリング出力が任意回数連続してこの閾値を下回ったときにスラグ流出と判断し、注湯を終了する。このため、本発明によれば、平均注入流量6.0t/min以上の高スループットの連続鋳造設備の場合にも、スラグの流出を正確に検知し、注湯末期におけるタンディッシュへのスラグ流入を防止して介在物による鋳片の品質悪化をなくすとともに、取鍋の残湯量を減衰させて歩留まりの向上を図ることが可能となった。 According to the ladle pouring method in the continuous casting equipment of the present invention, the ladle pouring amount from the ladle to the tundish is reduced from 6.0 t / min to 5.0 t / min at the end of pouring. After squeezing, measure the damping rate of the vibration output of the vibration accelerometer attached to the long nozzle support device. Although hunting occurs when the ladle pouring amount is reduced in this way, macroscopically, the vibration output gradually attenuates as soon as the slag outflow begins, so it is possible to detect slag outflow by setting the threshold appropriately. It becomes. In order to appropriately set the threshold value, in the ladle pouring method in the continuous casting equipment of the present invention , the average value of the output of the vibration accelerometer when the amount of remaining hot water in the ladle becomes a predetermined value or less, A method is adopted in which a value smaller than the average value is determined as the slag outflow threshold. Then, when the sampling output continuously falls below this threshold for an arbitrary number of times, it is determined that slag has flowed out, and pouring is terminated. For this reason, according to the present invention, even in the case of a high-throughput continuous casting facility with an average injection flow rate of 6.0 t / min or more , the outflow of slag is accurately detected, and the inflow of slag into the tundish at the end of pouring is performed. It was possible to prevent the deterioration of slab quality due to inclusions, and to reduce the amount of hot water in the ladle to improve the yield .
以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図1において1は取鍋、2はタンディッシュであり、取鍋1内の溶鋼などの溶融金属はロングノズル3を介してタンディッシュ2に注湯されている。本発明が対象とするのは、平均注入流量が6.0t/min以上の高スループットの連続鋳造設備である。
Preferred embodiments of the present invention are shown below.
In FIG. 1, 1 is a ladle, 2 is a tundish, and molten metal such as molten steel in the ladle 1 is poured into the tundish 2 through a
ロングノズル3を支持するロングノズル支持装置4には、振動加速度計5が取り付けられている。振動加速度計5は高熱による影響を避けるため、ロングノズル支持装置4のアームのロングノズル3とは反対側の端部に取り付けておくことが好ましい。振動加速度計5としては市販品を使用することができる。
A vibration accelerometer 5 is attached to a long
取鍋1からの注湯時には溶融金属がロングノズル3の内部を流れることによる振動が発生するので、振動加速度計5がこの振動を検出して中継ボックス6を通じて信号変換器7に送る。信号変換器7はこれを電気信号に変換してシーケンサ8に入力する。振動出力は表示画面9に表示され、オペレータが目視できるようになっている。また以下に述べるようにシーケンサ8は振動出力の減衰率の変化からスラグ流出の有無を判断し、スラグ流出と判断したときには油圧駆動系10に指令を発してスライディングノズル11を操作し、注湯を停止することができるようになっている。
At the time of pouring from the ladle 1, vibration is caused by the molten metal flowing inside the
平均注入流量が2.0t/min以下の状態では、図2に示すようにスラグ流出と同時に振動加速度計5の振動出力は急激に減衰する。これは溶融金属に比較してスラグの比重が小さいためである。このため振動出力の減衰率からスラグ流出を正確に検知することができる。しかし平均注入流量が6.0t/min以上の高スループットの状態では、図3に示すように注湯末期にスラグを巻き込んでも振動出力は減衰しない。これは取鍋1内に強力な渦が発生し、また気塔も発生するためと想定される。このため、平均注入流が6t/minを超える高スループットの場合には振動出力の減衰率を利用する方法によりスラグ流出を検知できないことは前述の通りである。 When the average injection flow rate is 2.0 t / min or less, as shown in FIG. 2, the vibration output of the vibration accelerometer 5 abruptly attenuates simultaneously with the slag outflow. This is because the specific gravity of slag is smaller than that of molten metal. For this reason, slag outflow can be accurately detected from the attenuation rate of the vibration output. However, in a high throughput state where the average injection flow rate is 6.0 t / min or more, the vibration output is not attenuated even if slag is caught at the end of pouring as shown in FIG. It is assumed that this is because a strong vortex is generated in the ladle 1 and an air tower is also generated. For this reason, as described above, when the average injected flow has a high throughput exceeding 6 t / min, the slag outflow cannot be detected by the method using the attenuation rate of the vibration output.
そこで本発明では、取鍋からタンディッシュへの取鍋注湯量を注湯末期に、それまでの6.0t/min以上の高スループット状態から5.0t/min以下にまで絞る。このように取鍋注湯量を5.0t/min以下にまで絞ると、図4に示すようにマクロ的には振動出力の減衰が現れる。そこで取鍋内の残湯量が所定値以下となった時点における振動加速度計の振動出力平均値をAとし、これに適宜の減衰率を掛けた値をBとし、このBを閾値として振動出力が閾値を下回ったときにスラグ流出と判断する方法によって、スラグ流出を検知することが可能となる。スラグ流出を検知したときにはスライディングノズル11を閉じ、注湯を停止する。
Therefore, in the present invention, the pouring amount of the ladle from the ladle to the tundish is reduced from the high throughput state of 6.0 t / min or more to 5.0 t / min or less at the end of the pouring. When the ladle pouring amount is reduced to 5.0 t / min or less in this way, the vibration output attenuates macroscopically as shown in FIG. Therefore, the vibration output average value of the vibration accelerometer when the amount of remaining hot water in the ladle becomes equal to or less than a predetermined value is set to A, and a value obtained by multiplying this by an appropriate attenuation factor is set to B. It is possible to detect slag outflow by a method of determining that slag outflow occurs when the value falls below the threshold. When the slag outflow is detected, the
しかし前記したように、最初に振動出力が閾値を下回ったときにスラグ流出と判断すると、取鍋1内の残湯量が多く歩留まりを低下させることがある。そこで、本発明では、取鍋内の残湯量が所定値以下となった時点における振動加速度計の出力の平均値Aを算出し、その平均値よりも小さな値Bをスラグ流出の閾値として決定し、サンプリングした振動出力が任意回数連続してこの閾値を下回ったときにスラグ流出と判断する方法を採用する。 However, as described above, when it is determined that the slag flows out when the vibration output first falls below the threshold value, the amount of remaining hot water in the ladle 1 may be large and the yield may be reduced. Therefore, in the present invention, the average value A of the output of the vibration accelerometer when the amount of remaining hot water in the ladle becomes equal to or less than a predetermined value is calculated, and a value B smaller than the average value is determined as the slag outflow threshold. A method is adopted in which slag outflow is determined when the sampled vibration output continuously falls below this threshold for an arbitrary number of times .
例えば閾値を連続3回下回ったときにスラグ流出と判断するようにすれば、図4のグラフにおいては○で囲んだタイミングT3でスラグ流出と判断したことになる。これは最初に閾値を下回ったタイミングT1よりも遅いが、スラグ流出の初期段階であるため、タンディッシュ2へのスラグ流入は効果的に抑制され、しかもタイミングT1で注湯を終了した場合よりも取鍋1内の残湯量が大幅に減少することとなる。 For example, if it is determined that the slag has flown out when the threshold value is continuously decreased three times, it is determined that the slag has flowed out at a timing T3 surrounded by a circle in the graph of FIG. This is later than the timing T1 when it first falls below the threshold, but because it is the initial stage of slag outflow, the slag inflow to the tundish 2 is effectively suppressed, and moreover than when pouring is terminated at the timing T1. The amount of remaining hot water in the ladle 1 will be greatly reduced.
なお、鋳片への異物混入防止を優先するか歩留まりを優先するかは、鋳造しようとする製品に要求される品質により決定すべきである。すなわち品質厳格材の場合には、閾値を高く連続回数を少なく設定することによって歩留まりを犠牲にしてスラグ流出を完全に抑制することが好ましい。逆に一般材については閾値を低く、連続回数を多めに設定することによって取鍋内残湯量を減らし、歩留まり向上を狙うことができる。 Whether to give priority to preventing foreign matter from entering the slab or to yield should be determined according to the quality required for the product to be cast. That is, in the case of strict quality materials, it is preferable to completely suppress slag outflow at the expense of yield by setting the threshold value high and reducing the number of consecutive times. On the other hand, for general materials, the threshold value is set low and the number of continuous times is set to be large so that the amount of hot water in the ladle can be reduced and the yield can be improved.
実施形態に示した高スループットの連続鋳造設備を用い、表1に示すように条件をさまざまに変えてスラグ流出検知の実験を行い、取鍋内残湯量やタンディッシュへの流入スラグ量を測定した。なお表1中においてスラグ検知判定の欄が○であるのはオペレータよりもセンサーが先に検知したことを意味し、×であるのはオペレータが先にスラグ流出を検知したことを意味する。 Using the high-throughput continuous casting equipment shown in the embodiment, the slag outflow detection experiment was performed under various conditions as shown in Table 1, and the amount of remaining hot water in the ladle and the amount of inflow slag into the tundish were measured. . In Table 1, the slag detection judgment column in the circle indicates that the sensor has detected before the operator, and the cross indicates that the operator has detected slag outflow first.
ナンバー1,2は注湯末期に取鍋注湯量を絞らなかった比較例であり、タンディッシュへの流入スラグ量が60kgを越えている。その他は本発明の実施例であり、取鍋内の残湯量が3トンになったときに取鍋注湯量を絞った。なおこの実施例ではデータサンプリング時間が100msであるため、連続回数3回とは300msの間、振動出力が閾値を下回ったことを意味している。
表1のデータから明らかなように、本発明の実施例によれば、オペレータよりも早くスラグ流出を検知して注湯を停止することができる。また比較例よりも残湯量は少なく、タンディッシュへの流入スラグ量も大幅に減少することがわかる。 As apparent from the data in Table 1, according to the embodiment of the present invention, it is possible to detect the slag outflow earlier than the operator and stop the pouring. Moreover, it can be seen that the amount of remaining hot water is smaller than that of the comparative example, and the amount of slag flowing into the tundish is greatly reduced.
1 取鍋
2 タンディッシュ
3 ロングノズル
4 ロングノズル支持装置
5 振動加速度計
6 中継ボックス
7 信号変換器
8 シーケンサ
9 表示画面
10 油圧駆動系
11 スライディングノズル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (1)
スラグ流出の検出方法が、
取鍋内の残湯量が所定値以下となった時点における振動加速度計の出力の平均値を算出し、その平均値よりも小さな値をスラグ流出の閾値として決定し、サンプリング出力が任意回数連続してこの閾値を下回ったときにスラグ流出と判断する方法
であることを特徴とする連続鋳造設備における取鍋注湯方法。 When pouring molten metal from a ladle of a high-throughput continuous casting facility with an average injection flow rate of 6.0 t / min or more into a tundish through a long nozzle, the ladle pouring rate is 5.0 t / min or less. A ladle in a continuous casting facility that detects the presence or absence of slag outflow from the vibration output attenuation rate of the vibration accelerometer attached to the long nozzle support device, and stops pouring when slag outflow is detected. A pouring method , and
The detection method of slag outflow is
Calculate the average value of the output of the vibration accelerometer when the amount of remaining hot water in the ladle falls below the predetermined value, determine a value smaller than the average value as the slag outflow threshold, and continue sampling output any number of times. How to judge slag outflow when it is below the threshold
A ladle pouring method in a continuous casting facility.
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