JP5104247B2 - Manufacturing method of continuous cast slab - Google Patents

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Description

本発明は、連続鋳造鋳片の製造方法に関し、詳しくは、鋳造中の鋳型銅板温度の測定値と、欠陥検出装置による欠陥検出結果とを照らし合わせ、検出された鋳片表層部の欠陥を減少させるべく、鋳型内に磁場を印加する磁場発生装置の磁場印加条件を変更し、鋳型内の溶鋼流動を調整しながら連続鋳造機によって鋳片を製造する方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a continuous cast slab, and more specifically, the measured value of the mold copper plate temperature during casting is compared with the defect detection result by the defect detection device, and the detected defects on the surface portion of the slab are reduced. Therefore, the present invention relates to a method for producing a slab by a continuous casting machine while changing a magnetic field application condition of a magnetic field generator for applying a magnetic field in a mold and adjusting a flow of molten steel in the mold.

鋼の連続鋳造では、浸漬ノズルを介して溶鋼を鋳型内に高速度で吐出させており、この吐出流に起因して鋳型内で溶鋼流動が発生する。そして、この鋳型内の溶鋼流動は鋳片の表面性状に大きな影響を及ぼすことが知られている。例えば、鋳型内溶鋼湯面(以下、「メニスカス」と記す)の表面流速が速すぎる場合や、異なる方向の溶鋼流が衝突するなどしてメニスカスに縦渦が発生する場合には、メニスカス上に添加したモールドパウダーが溶鋼中に巻き込まれ、凝固シェルに捕捉される。逆に、メニスカスの表面流速が遅すぎる場合には、溶鋼中に存在するAl23などの脱酸生成物及びArガス気泡の凝固シェル界面での洗浄効果が低下して、Al23などの脱酸生成物及びArガス気泡が凝固シェルに補足される。鋳型内において、鋳片の凝固シェルつまり鋳片表層部に捕捉されたモールドパウダー、脱酸生成物及びArガス気泡は、これらを除去せずに圧延した場合には、圧延後の薄鋼板製品における表面疵欠陥となり、薄鋼板製品の歩留りを低下させる。 In continuous casting of steel, molten steel is discharged into a mold at a high speed via an immersion nozzle, and a molten steel flow is generated in the mold due to this discharge flow. It is known that the molten steel flow in the mold has a great influence on the surface properties of the slab. For example, when the surface flow velocity of the molten steel surface in the mold (hereinafter referred to as “meniscus”) is too fast, or when vertical vortices occur in the meniscus due to collisions of molten steel flows in different directions, The added mold powder is caught in the molten steel and captured by the solidified shell. On the contrary, when the surface flow velocity of the meniscus is too slow, the deoxidation product such as Al 2 O 3 present in the molten steel and the cleaning effect at the solidified shell interface of Ar gas bubbles are reduced, and Al 2 O 3 Deoxidation products such as Ar gas bubbles are trapped in the solidified shell. When the mold powder, deoxidation product, and Ar gas bubbles trapped in the solidified shell of the slab, that is, the slab surface layer, are rolled without removing them in the mold, It becomes a surface flaw defect and decreases the yield of thin steel sheet products.

そこで、これら鋳片表層部における欠陥の発生を防止するために、鋳型内溶鋼流動を制御する或いは監視して、表面性状を評価する方法が多数提案されている。   Therefore, in order to prevent the occurrence of defects in the surface portion of the slab, many methods for evaluating the surface properties by controlling or monitoring the molten steel flow in the mold have been proposed.

例えば、特許文献1には、連続鋳造用鋳型の鋳型長辺銅板背面の幅方向に複数の測温素子を配置して鋳型長辺銅板幅方向の温度分布を測定し、測定された温度分布の最大値と最小値との差が12℃以下となるように、鋳型に取り付けた磁場発生装置の磁場強度、鋳片引抜き速度、浸漬ノズルの浸漬深さ、浸漬ノズル内へのAr吹き込み量のうちの何れか1つまたは2つ以上を調整することが提案されている。また、この特許文献1には、鋳型長辺銅板温度から各測定点前面の鋳型内溶鋼流速を算出し、算出した溶鋼流速の最大値と最小値との差が0.25m/秒以下となるように、磁場発生装置の磁場強度、鋳片引抜き速度、浸漬ノズルの浸漬深さ、浸漬ノズル内へのAr吹き込み量のうちの何れか1つまたは2つ以上を調整することも提案されている。   For example, in Patent Document 1, a plurality of temperature measuring elements are arranged in the width direction on the back side of the long side copper plate of the mold for continuous casting, and the temperature distribution in the width direction of the long side copper plate is measured. Of the magnetic field intensity of the magnetic field generator attached to the mold, the slab drawing speed, the immersion nozzle immersion depth, and the amount of Ar blown into the immersion nozzle so that the difference between the maximum value and the minimum value is 12 ° C. or less It has been proposed to adjust any one or more of these. Further, in Patent Document 1, the molten steel flow velocity in the mold in front of each measurement point is calculated from the mold long side copper plate temperature, and the difference between the maximum value and the minimum value of the calculated molten steel flow velocity is 0.25 m / sec or less. Thus, it is also proposed to adjust any one or two or more of the magnetic field strength of the magnetic field generator, the slab drawing speed, the immersion depth of the immersion nozzle, and the amount of Ar blown into the immersion nozzle. .

特許文献2には、連続鋳造用鋳型の幅方向各点における鋳型銅板温度または熱流速を測定するとともに鋳型幅方向のこれらの分布を監視し、これらの鋳型幅方向の分布状態が時間的に大きく変化した場合に、鋳片表面に縦割れが発生したと判定する表面欠陥検出方法が提案されている。   In Patent Document 2, the mold copper plate temperature or the heat flow rate at each point in the width direction of the continuous casting mold is measured and the distribution in the mold width direction is monitored, and the distribution state in the mold width direction is large in time. A surface defect detection method for determining that vertical cracks have occurred on the surface of a slab when changed is proposed.

特許文献3には、連続鋳造用鋳型の鋳型長辺銅板背面の幅方向に複数の測温素子を配置して鋳型長辺幅方向各位置の鋳型銅板温度を測定し、測定した鋳型銅板温度から各測定点における溶鋼流速を求め、求めた溶鋼流速値が0.13m/秒未満の場合には、鋳片表層部に介在物性の欠陥が発生したと判定し、その部位を溶削して除去することが提案されている。
国際公開第2000/51763号 特開平2−151356号公報 特開2005−262305号公報
In Patent Document 3, a plurality of temperature measuring elements are arranged in the width direction on the back side of the long side copper plate of the continuous casting mold to measure the mold copper plate temperature at each position in the long side width direction of the mold, and from the measured mold copper plate temperature. Obtain the molten steel flow velocity at each measurement point. If the obtained molten steel flow velocity value is less than 0.13 m / sec, it is determined that a defect in the physical properties of the slab surface has occurred, and the portion is removed by cutting. It has been proposed to do.
International Publication No. 2000/51763 Japanese Patent Laid-Open No. 2-151356 JP 2005-262305 A

上記特許文献1〜3などにより、鋳片表層部の欠陥発生は大幅に減少した。しかしながら、特許文献1〜3には以下の問題点がある。   According to the above Patent Documents 1 to 3 and the like, the occurrence of defects in the slab surface layer portion has been greatly reduced. However, Patent Documents 1 to 3 have the following problems.

即ち、特許文献1〜3では、鋳型銅板の幅方向温度差や温度分布の時間的変化量或いは溶鋼流速値に閾値を設定し、その閾値を境として鋳片表層部での欠陥発生を判定しているが、この閾値を設定するに当たり、その連続鋳造機における最も一般的な鋳造条件下での鋳造結果に基づいて設定しているという点、つまり、平均値的なデータに基づいているという点である。同じ連続鋳造機であっても、鋳片の引抜き速度や鋳片のサイズが変れば、浸漬ノズルからの吐出流速が変り、それにより鋳型内の溶鋼流動が自ずと変ることから、上記閾値もそれに応じて変って然るべきである。更に、使用する連続鋳造機が変れば、鋳型の構造も異なることから、鋳型銅板温度の絶対値自体が変ることも思慮される。   That is, in Patent Documents 1 to 3, a threshold value is set for the temperature difference in the width direction of the mold copper plate, the temporal change in temperature distribution, or the molten steel flow velocity value, and the occurrence of a defect in the slab surface layer is determined using the threshold value as a boundary. However, in setting this threshold, it is set based on the casting results under the most common casting conditions in the continuous casting machine, that is, based on average data. It is. Even with the same continuous casting machine, if the drawing speed of the slab or the size of the slab changes, the discharge flow rate from the immersion nozzle changes, and the flow of molten steel in the mold naturally changes. Should be changed. Furthermore, if the continuous casting machine to be used is changed, the mold structure is also different, and therefore, it is considered that the absolute value of the mold copper plate temperature itself changes.

従って、上記特許文献1〜3では、欠陥発生の閾値が過剰に厳しく設定されて、欠陥が発生しないにも拘わらず不必要な鋳造条件や不必要な鋳片手入れ作業を強いられたり、逆に、或る特定の鋳造条件では閾値が不適切のために表層部欠陥を見逃してしまったりする恐れがある。つまり、欠陥の発生した鋳造条件下における鋳型内溶鋼流動を正確に把握し、把握した溶鋼流動から欠陥発生の原因を解明し、同様の欠陥の発生を防止するべく、鋳型内の流動を修正しなければならないが、特許文献1〜3はそこまでは追求していないという点である。   Therefore, in the above-mentioned Patent Documents 1 to 3, the defect occurrence threshold is set excessively severely, and even though no defect occurs, unnecessary casting conditions and unnecessary slab maintenance work are forced. In certain casting conditions, the threshold value is inappropriate, so that a surface layer defect may be missed. In other words, we accurately grasp the molten steel flow in the mold under the casting conditions where the defect occurred, clarify the cause of the defect from the grasped molten steel flow, and modify the flow in the mold to prevent the occurrence of similar defects. However, Patent Documents 1 to 3 do not pursue that much.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、鋳片表層部で発生した欠陥を把握するとともに、当該欠陥の発生した時点における鋳型内溶鋼流動を把握し、これらを付き合わせることによって欠陥発生の原因を付きとめ、それにより同様の欠陥の発生を防止して、表層部に欠陥の少ない連続鋳造鋳片を製造することができる連続鋳造鋳片の製造方法を提供することである。   The present invention has been made in view of such circumstances, the purpose of which is to grasp the defects generated in the slab surface layer portion, grasp the molten steel flow in the mold at the time of occurrence of the defects, A method for producing a continuous cast slab capable of producing a continuous cast slab having few defects in the surface layer portion by ascertaining the cause of the occurrence of defects by attaching these together, thereby preventing the occurrence of similar defects. Is to provide.

上記課題を解決するための第1の発明に係る連続鋳造鋳片の製造方法は、鋳型に複数の測温素子を配置して連続鋳造中の鋳型銅板温度を測定するとともに、測定した鋳型銅板温度を記憶装置に記憶させておき、鋳造した鋳片の表層部の欠陥を欠陥検出装置によって検出し、欠陥検出装置による欠陥の検出結果と、前記記憶装置に記憶させた鋳型銅板温度の測定値とに基づいて、鋳型内の溶鋼流動を制御するための磁場発生装置の磁場印加条件を変更することを特徴とするものである。   The method for producing a continuous cast slab according to the first invention for solving the above-mentioned problem is that a plurality of temperature measuring elements are arranged in a mold to measure the mold copper plate temperature during continuous casting, and the measured mold copper plate temperature Is stored in the storage device, the defect of the surface layer portion of the cast slab is detected by the defect detection device, the detection result of the defect by the defect detection device, the measured value of the mold copper plate temperature stored in the storage device, Based on the above, the magnetic field application condition of the magnetic field generator for controlling the flow of molten steel in the mold is changed.

第2の発明に係る連続鋳造鋳片の製造方法は、第1の発明において、前記欠陥検出装置は、鋳片の表面状態情報を入力する表面状態情報入力装置と、鋳片の欠陥を超音波探傷する探傷用超音波装置と、該探傷用超音波装置で得られた探傷結果及び前記表面状態情報入力装置に入力された鋳片の表面状態情報を入力し、入力された鋳片の表面状態情報に基づいて前記探傷結果から鋳片の非平坦部位置のデータを除去し、非平坦部位置のデータを除去した後の探傷結果を鋳片の欠陥検査情報とする欠陥判定処理装置と、を備えることを特徴とするものである。   According to a second aspect of the present invention, there is provided the method for manufacturing a continuous cast slab according to the first aspect, wherein the defect detection device includes a surface state information input device for inputting surface state information of the slab, and ultrasonically detects defects in the slab. A flaw detection ultrasonic device for flaw detection, a flaw detection result obtained by the flaw detection ultrasonic device, and surface state information of the slab input to the surface state information input device are input, and the surface state of the slab that is input A defect determination processing device that removes the data of the non-flat portion position of the slab from the flaw detection result based on the information and uses the flaw detection result after removing the data of the non-flat portion position as defect inspection information of the slab. It is characterized by comprising.

第3の発明に係る連続鋳造鋳片の製造方法は、第2の発明において、前記探傷用超音波装置は、鋳片に対してクリーピング波を送信する送信用圧電型振動子と、鋳片に存在する欠陥で反射したクリーピング波を送信位置とは異なる位置で受信する受信用圧電型振動子と、を有する第1の超音波探傷装置、及び/または、鋳片に対して超音波を送信する送信用圧電型振動子と、鋳片に存在する欠陥で反射した超音波を受信する受信用圧電型振動子と、超音波の送受信間を音響隔離する音響隔離板と、を有する第2の超音波探傷装置、を備えることを特徴とするものである。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for producing a continuous cast slab according to the second aspect, wherein the flaw detection ultrasonic device includes a transmitting piezoelectric vibrator for transmitting a creeping wave to the slab, and the slab. A first ultrasonic flaw detector and / or a receiving piezoelectric type vibrator that receives a creeping wave reflected by a defect existing in a position different from a transmission position, and / or ultrasonic waves on a slab A transmission piezoelectric transducer for transmitting, a reception piezoelectric transducer for receiving ultrasonic waves reflected by defects present in the slab, and an acoustic separator that acoustically isolates between transmission and reception of ultrasonic waves The ultrasonic flaw detector is provided.

本発明によれば、鋳片表層部に欠陥が発生した場合、この欠陥を欠陥検出装置によって検出し、また、この欠陥の発生した時点における鋳型銅板温度の測定値が記憶装置に記憶されているので、欠陥発生の原因となった鋳型内の溶鋼流動状況が鋳型銅板温度の測定値から把握され、そして、これらに基づいて、検出された欠陥が再び発生しないように、鋳型内溶鋼流動を磁場発生装置によって修正するので、表層部に欠陥の少ない連続鋳造鋳片を連続鋳造機で安定して製造することが可能となり、歩留りの向上や納期の短縮など、工業上有益な効果がもたらされる。   According to the present invention, when a defect occurs in the slab surface layer portion, this defect is detected by the defect detection device, and the measured value of the mold copper plate temperature at the time when the defect occurs is stored in the storage device. Therefore, the flow of molten steel in the mold that caused the occurrence of defects is grasped from the measured values of the mold copper plate temperature, and based on these, the molten steel flow in the mold is magnetically applied so that the detected defects do not occur again. Since the correction is made by the generator, it is possible to stably produce a continuous cast slab with few defects on the surface layer portion with a continuous casting machine, and there are industrially advantageous effects such as improvement in yield and shortening of delivery time.

以下、添付図面を参照して本発明を具体的に説明する。図1は、本発明により製造される鋳片の連続鋳造工程から熱間圧延工程の加熱炉までの流れを示すフロー図であり、図1(A)は、鋳片の表層部を溶削(スカーフ)などせず、表皮のスケールを除去した後にその表皮の疵を検出するときのフロー図であり、図1(B)は、鋳造された鋳片の表層部を溶削するか研削した後にこの溶削面または研削面の疵を検出するときのフロー図である。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a flow diagram showing a flow from a continuous casting process of a slab manufactured according to the present invention to a heating furnace of a hot rolling process, and FIG. FIG. 1 (B) is a flow chart when detecting the wrinkles of the skin after removing the scale of the skin without removing the scarf), and FIG. It is a flow figure when detecting the flaw of this welding surface or a grinding surface.

図1に示すように、本発明においては、連続鋳造工程で製造された鋳片を、熱間圧延工程の加熱炉に搬送する搬送過程の途中で、鋳片表皮のスケールをショットブラストなどによって除去するか、或いは、鋳片表層部をホットスカーファーやコールドスカーファーによって溶削する、またはグラインダーやシェーパーなどによって研削し、スケールの除去された表皮、或いは、ホットスカーファーなどによる溶削面またはグラインダーなどによる研削面を、光学式表面疵検知装置、磁粉探傷装置、超音波探傷装置、渦電流センサーなどの欠陥検出装置によって検査して欠陥発生の有無を調査する。そして、欠陥が検出されたときには、その情報を連続鋳造工程にフィードバックする。   As shown in FIG. 1, in the present invention, the scale of the slab skin is removed by shot blasting or the like in the middle of the conveyance process of conveying the slab manufactured in the continuous casting process to the heating furnace in the hot rolling process. Or, the slab surface layer is cut by hot scurfer or cold scurfer, or ground by a grinder or shaper, etc., or the scale is removed, or the cut surface or grinder by hot scurfer, etc. The ground surface is checked by a defect detection device such as an optical surface flaw detection device, a magnetic particle flaw detection device, an ultrasonic flaw detection device, or an eddy current sensor to investigate the presence or absence of defects. When a defect is detected, the information is fed back to the continuous casting process.

連続鋳造工程では、鋳型内の溶鋼流動を監視する目的のために鋳型銅板温度を測定し且つ記憶しており、フィードバックされた鋳片表層部の欠陥情報と、欠陥が発生した時点での鋳型銅板温度つまり鋳型内溶鋼流動状況とを照らし合わせ、検出された欠陥の発生原因を付きとめ、検出された欠陥が再び発生することがないように、磁場発生装置を用いて鋳型内の溶鋼流動を変更する。尚、鋳型内の溶鋼流動を監視するためには、少なくとも鋳型幅方向の鋳型銅板温度を測定する必要があるが、鋳型幅方向とともに鋳型鋳造方向(縦方向)の鋳型銅板温度を測定することにより、より一層精度良く鋳型内溶鋼流動状況を監視することが可能となる。   In the continuous casting process, the temperature of the mold copper plate is measured and stored for the purpose of monitoring the flow of molten steel in the mold, and the defect information of the slab surface layer fed back and the mold copper plate at the time when the defect occurs are fed back. Compare the temperature, that is, the molten steel flow in the mold, identify the cause of the detected defect, and change the molten steel flow in the mold using the magnetic field generator so that the detected defect will not occur again. To do. In order to monitor the molten steel flow in the mold, it is necessary to measure at least the mold copper plate temperature in the mold width direction, but by measuring the mold copper plate temperature in the mold casting direction (longitudinal direction) together with the mold width direction. Thus, it becomes possible to monitor the molten steel flow in the mold with higher accuracy.

欠陥検出工程で欠陥が検出された鋳片は、スポットスカーファーやグラインダー或いはホットスカーファーなどによって検出された欠陥が除去された後、熱間圧延工程の加熱炉に装入される。欠陥検出工程で欠陥が検出されない鋳片は、そのまま熱間圧延工程の加熱炉に装入される。   The slab in which the defect is detected in the defect detection process is charged into a heating furnace in the hot rolling process after the defect detected by a spot scurfer, a grinder, or a hot scurfer is removed. The slab in which no defect is detected in the defect detection process is inserted into the heating furnace of the hot rolling process as it is.

近年、地球温暖化防止のための環境対策やエネルギー対策が問われており、その観点から、連続鋳造機によって鋳造された鋳片の有する熱を有効利用することが望ましく、従って、上記連続鋳造工程から加熱炉装入までの工程を、鋳片が熱間状態または温間状態の間に実施することが好ましい。ここで、熱間状態とは鋳片の平均温度が400℃程度以上、温間状態とは平均温度が200℃程度以上と定義する。熱間圧延工程の加熱炉において所定の温度及び所定の時間加熱された鋳片は、熱間圧延されて熱延鋼材が製造される。   In recent years, environmental measures and energy measures for preventing global warming have been questioned. From that viewpoint, it is desirable to effectively use the heat of a slab cast by a continuous casting machine. It is preferable to carry out the process from charging to heating furnace charging while the slab is hot or warm. Here, the hot state is defined as an average slab temperature of about 400 ° C. or higher, and the warm state is defined as an average temperature of about 200 ° C. or higher. The slab heated at a predetermined temperature and for a predetermined time in a heating furnace in the hot rolling process is hot rolled to produce a hot rolled steel material.

以下、工程を追って順に本発明を説明する。尚、ここでは、鋳片を熱片状態のまま加熱炉に装入する例で説明するが、鋳片が温間状態或いは冷間状態の場合も、熱片状態の場合に準じて本発明を適用すればよい。   Hereinafter, the present invention will be described in the order of steps. In addition, here, an example in which the slab is charged into a heating furnace while being in a hot piece state will be described, but the present invention is also applied to a case where the slab is in a warm state or a cold state according to the case of the hot piece state. Apply.

図2及び図3に、本発明を実施する上で好適なスラブ連続鋳造機を示す。図2は、垂直曲げ型のスラブ連続鋳造機の側面概要図、図3は、図2に示すスラブ連続鋳造機の鋳型部の詳細を示す正面断面概略図である。   2 and 3 show a slab continuous casting machine suitable for carrying out the present invention. FIG. 2 is a schematic side view of a vertical bending type slab continuous casting machine, and FIG. 3 is a schematic front sectional view showing details of a mold part of the slab continuous casting machine shown in FIG.

図2に示すように、スラブ連続鋳造機1には、溶鋼11を冷却するための鋳型5が設置され、この鋳型5の上方所定位置には、取鍋(図示せず)から供給される溶鋼11を鋳型5に中継供給するためのタンディッシュ2が設置されている。一方、鋳型5の下方には、サポートロール6、ガイドロール7及びピンチロール8からなる複数対の鋳片支持ロールが配置されている。このうち、ピンチロール8は、鋳片12を支持すると同時に鋳片12を引抜くための駆動ロールである。鋳造方向に隣り合う鋳片支持ロールの間隙には、水スプレーノズル或いはエアーミストスプレーノズルなどのスプレーノズル(図示せず)が配置された二次冷却帯が構成され、二次冷却帯のスプレーノズルから噴霧される冷却水(「二次冷却水」ともいう)によって鋳片12は引抜かれながら冷却されるようになっている。鋳片支持ロールの下流側には、鋳造された鋳片12を搬送するための複数の搬送ロール9が設置されており、この搬送ロール9の上方には、鋳造される鋳片12から所定の長さの鋳片12aを切断するためのガス切断機10が配置されている。   As shown in FIG. 2, a slab continuous casting machine 1 is provided with a mold 5 for cooling the molten steel 11, and a molten steel supplied from a ladle (not shown) at a predetermined position above the mold 5. A tundish 2 for relaying 11 to the mold 5 is installed. On the other hand, below the mold 5, a plurality of pairs of slab support rolls including a support roll 6, a guide roll 7 and a pinch roll 8 are arranged. Among these, the pinch roll 8 is a drive roll for drawing the slab 12 at the same time as supporting the slab 12. A secondary cooling zone in which a spray nozzle (not shown) such as a water spray nozzle or an air mist spray nozzle is arranged in the gap between the slab support rolls adjacent in the casting direction is configured. The slab 12 is cooled while being drawn out by cooling water sprayed from (also referred to as “secondary cooling water”). On the downstream side of the slab support roll, a plurality of transport rolls 9 for transporting the cast slab 12 are installed. Above the transport roll 9, a predetermined slab 12 is cast from the slab 12 to be cast. A gas cutting machine 10 for cutting the length slab 12a is arranged.

また、図3に示すように、タンディッシュ2の底部には上ノズル18が設けられ、この上ノズル18に接続して、固定板19、摺動板20及び整流ノズル21からなるスライディングノズル3が配置され、更に、スライディングノズル3の下面側には、下部に吐出孔22を有する浸漬ノズル4が配置されて、タンディッシュ2から鋳型5への溶鋼流出孔23が形成されている。   Further, as shown in FIG. 3, an upper nozzle 18 is provided at the bottom of the tundish 2, and a sliding nozzle 3 including a fixed plate 19, a sliding plate 20 and a rectifying nozzle 21 is connected to the upper nozzle 18. Further, on the lower surface side of the sliding nozzle 3, an immersion nozzle 4 having a discharge hole 22 in the lower part is arranged, and a molten steel outflow hole 23 from the tundish 2 to the mold 5 is formed.

鋳型5は、相対する一対の鋳型長辺銅板16と、この鋳型長辺銅板16に内装された、相対する一対の鋳型短辺銅板17と、から構成されていて、鋳型長辺銅板16の背面には、鋳型5の内部空間に電磁場を印加することによって溶鋼11の流動を制御する磁場発生装置27が設置されている。磁場発生装置27の発生する磁場は、直流静磁場であっても、交流移動磁場であっても、また直流静磁場と交流移動磁場とが重畳された磁場の何れであっても構わず、磁場発生装置27に期待される効果に応じて配置すればよい。   The mold 5 includes a pair of mold long-side copper plates 16 facing each other and a pair of mold short-side copper plates 17 disposed inside the mold long-side copper plate 16. Is provided with a magnetic field generator 27 for controlling the flow of the molten steel 11 by applying an electromagnetic field to the internal space of the mold 5. The magnetic field generated by the magnetic field generator 27 may be a DC static magnetic field, an AC moving magnetic field, or a magnetic field in which a DC static magnetic field and an AC moving magnetic field are superimposed. What is necessary is just to arrange | position according to the effect anticipated in the generator 27. FIG.

直流静磁場は、移動する溶鋼11に、溶鋼11の向きとは反対側の向きに電磁的な制動力を働かせる機能を有する装置であり、交流移動磁場は、移動する磁場の方向に溶鋼11を移動させる機能を有する装置であり、直流交流重畳磁場は、両者の機能を有する装置である。磁場発生装置27の磁場強度は磁場強度制御装置30によって制御されている。この場合、図2では、磁場発生装置27を鋳片幅方向で一つのものとして表示しているが、鋳型幅方向の中心を境として二箇所以上に分割し、それぞれ独立して磁場強度制御装置30の信号が入力されるようにしてもよい。また、磁場発生装置27が浸漬ノズル4の吐出孔22の近傍に設置されているが、メニスカス25の近傍や鋳型5の下端部など、磁場発生装置27の機能に応じて最適位置に配置するものとする。また更に、図3では、磁場発生装置27を鋳造方向で1段のみ設置しているが、鋳造方向で2段以上配置しても構わない。   The DC static magnetic field is a device having a function of applying an electromagnetic braking force to the moving molten steel 11 in the direction opposite to the direction of the molten steel 11, and the AC moving magnetic field applies the molten steel 11 in the direction of the moving magnetic field. The device has a function of moving, and the DC / AC superimposed magnetic field is a device having both functions. The magnetic field intensity of the magnetic field generator 27 is controlled by the magnetic field intensity controller 30. In this case, in FIG. 2, the magnetic field generator 27 is shown as one in the slab width direction, but is divided into two or more places with the center in the mold width direction as a boundary, and each of the magnetic field intensity control devices is independently provided. Thirty signals may be input. Moreover, although the magnetic field generator 27 is installed in the vicinity of the discharge hole 22 of the immersion nozzle 4, the magnetic field generator 27 is arranged at an optimal position according to the function of the magnetic field generator 27 such as the vicinity of the meniscus 25 and the lower end portion of the mold 5. And Furthermore, in FIG. 3, only one stage of the magnetic field generator 27 is installed in the casting direction, but two or more stages may be arranged in the casting direction.

鋳型長辺銅板16の背面には、鋳型長辺銅板16の幅方向に沿って複数の孔が設けられ、鋳型長辺銅板16の銅板温度を測定するための測定点28となっている。各測定点28には、測温素子29が、その先端を鋳型長辺銅板16に接して配置されている。この場合に、時々刻々の溶鋼流速の変化を銅板温度の変化として正確に捉えるために、鋳型長辺銅板16の溶鋼側表面から測温素子29の先端までの距離は16mm以下とすることが好ましい。また、メニスカス25から測定点28までの距離は、鋳造中のメニスカス25の上下動による温度変動の影響を受けないようにするために10mm以上とし、且つ、溶鋼流動の変化による鋳型長辺銅板温度の変化量を正確に把握するために135mm以下にすることが好ましい。更に、鋳型幅方向の鋳型長辺銅板16の温度分布を正確に把握するために、隣り合う測定点28の間隔は200mm以下とすることが好ましい。尚、測温素子29は、熱電対や抵抗測温体などのうち±1℃以上の精度で測温できるものであれば種類を問わない。   A plurality of holes are provided in the back surface of the long mold copper plate 16 along the width direction of the long mold copper plate 16, and serve as measurement points 28 for measuring the copper plate temperature of the long mold copper plate 16. A temperature measuring element 29 is disposed at each measurement point 28 so that the tip thereof is in contact with the long copper plate 16 of the mold. In this case, the distance from the molten steel side surface of the mold long side copper plate 16 to the tip of the temperature measuring element 29 is preferably set to 16 mm or less in order to accurately grasp the change in the molten steel flow rate every moment as the change in the copper plate temperature. . Further, the distance from the meniscus 25 to the measurement point 28 is set to 10 mm or more so as not to be affected by temperature fluctuations caused by the vertical movement of the meniscus 25 during casting, and the long side copper plate temperature of the mold due to a change in molten steel flow In order to accurately grasp the amount of change, the thickness is preferably set to 135 mm or less. Furthermore, in order to accurately grasp the temperature distribution of the mold long side copper plate 16 in the mold width direction, the interval between the adjacent measurement points 28 is preferably set to 200 mm or less. The temperature measuring element 29 may be of any type as long as it can measure temperature with an accuracy of ± 1 ° C. or higher among thermocouples and resistance temperature measuring elements.

測温素子29の他端は零点補償器(図示せず)に連結されており、測温素子29から出力される起電力信号は零点補償器を経由して記憶装置31に入力されている。記憶装置31は、起電力信号を電流信号に変換して測定データとして記憶する。また、記憶装置31には、銅板温度を測定した時点の鋳片引抜き速度、磁場発生装置27の磁場強度、浸漬ノズル4の浸漬深さ、浸漬ノズル内へのAr吹き込み量などの鋳造条件が、連続鋳造操業を制御するプロセスコンピューター33から入力され、銅板温度の測定値とともに記憶されるようになっている。記憶装置31と接続してデータ解析装置32が設置されており、データ解析装置32は、記憶装置31から入力される測定データを用いて、例えば鋳片引抜き速度と鋳型幅方向での温度差との関係などの種々の解析が可能となっている。   The other end of the temperature measuring element 29 is connected to a zero point compensator (not shown), and an electromotive force signal output from the temperature measuring element 29 is input to the storage device 31 via the zero point compensator. The storage device 31 converts the electromotive force signal into a current signal and stores it as measurement data. Further, the storage device 31 has casting conditions such as the slab drawing speed when the copper plate temperature is measured, the magnetic field strength of the magnetic field generator 27, the immersion depth of the immersion nozzle 4, and the amount of Ar blown into the immersion nozzle. It is input from the process computer 33 that controls the continuous casting operation, and is stored together with the measured value of the copper plate temperature. A data analysis device 32 is installed in connection with the storage device 31. The data analysis device 32 uses the measurement data input from the storage device 31, for example, the slab drawing speed and the temperature difference in the mold width direction. Various analyzes such as the relationship are possible.

鋳型銅板温度は、鋳型銅板直前の溶鋼流動に関連して変化するので、具体的には鋳型銅板直前の溶鋼流速が速くなると鋳型銅板温度は上昇するので、鋳型5の幅方向で鋳型銅板温度を測定することにより、鋳型内の溶鋼流動やその分布を把握することができる。   Since the mold copper plate temperature changes in relation to the molten steel flow immediately before the mold copper plate, specifically, the mold copper plate temperature increases as the molten steel flow velocity immediately before the mold copper plate increases. Therefore, the mold copper plate temperature is increased in the width direction of the mold 5. By measuring, it is possible to grasp the molten steel flow and its distribution in the mold.

この構成のスラブ連続鋳造機1において、取鍋(図示せず)からタンディッシュ2に溶鋼11を注入してタンディッシュ2に所定量の溶鋼11を滞留させ、次いで、タンディッシュ2に滞留した溶鋼11を、溶鋼流出孔23を経由して、浸漬ノズル4の下部に設けられ且つ鋳型内の溶鋼11に浸漬された吐出孔22から、溶鋼11の吐出流24を鋳型短辺銅板17に向けて鋳型5に注入する。鋳型5に注入された溶鋼11は、鋳型5で冷却されて凝固シェル13を形成し、内部に未凝固相14を有する鋳片12として、鋳型5の下方に設けたサポートロール6、ガイドロール7及びピンチロール8に支持されつつ、ピンチロール8の駆動力により鋳型5の下方に連続的に引抜かれる。鋳片12は、これらの鋳片支持ロールを通過する間、二次冷却帯の二次冷却水で冷却され、凝固シェル13の厚みを増大し、凝固完了位置15で内部までの凝固を完了する。鋳片12は、ガス切断機10によって切断されて鋳片12aとなる。鋳片12の引抜きの間、鋳型5のメニスカス25の位置をほぼ一定の位置とし、メニスカス25の上には、保温剤、潤滑剤、酸化防止剤などとして機能するモールドパウダー26を添加する。   In the slab continuous casting machine 1 configured as described above, molten steel 11 is poured into a tundish 2 from a ladle (not shown), a predetermined amount of molten steel 11 is retained in the tundish 2, and then the molten steel retained in the tundish 2. 11 through the molten steel outflow hole 23, the discharge flow 24 of the molten steel 11 is directed from the discharge hole 22 provided in the lower part of the immersion nozzle 4 and immersed in the molten steel 11 in the mold toward the short side copper plate 17 of the mold. Inject into the mold 5. The molten steel 11 injected into the mold 5 is cooled by the mold 5 to form a solidified shell 13, and as a cast piece 12 having an unsolidified phase 14 therein, a support roll 6 and a guide roll 7 provided below the mold 5. And while being supported by the pinch roll 8, it is continuously pulled out below the mold 5 by the driving force of the pinch roll 8. While the slab 12 passes through these slab support rolls, it is cooled by the secondary cooling water in the secondary cooling zone, the thickness of the solidified shell 13 is increased, and solidification to the inside is completed at the solidification completion position 15. . The slab 12 is cut by the gas cutter 10 to become a slab 12a. While the slab 12 is drawn, the position of the meniscus 25 of the mold 5 is set to a substantially constant position, and a mold powder 26 that functions as a heat retaining agent, a lubricant, an antioxidant, etc. is added on the meniscus 25.

この鋳造中、記憶装置31は、測温素子29により測定される鋳型長辺銅板温度を逐次記憶する。但し、測定される鋳型長辺銅板温度を全て記憶すると、記憶容量が大きくなり不都合であるとともに、鋳型長辺銅板温度の時間的変化は左程大きくないので、10秒間隔ないし数十秒間隔で記憶させても構わない。この鋳造においては、その鋳造が最初の鋳造の場合には、磁場発生装置27から磁場を印加しても、しなくてもどちらでも構わない。但し、本発明を適用した以降は、定められた所定の磁場印加条件で磁場を印加する。   During the casting, the storage device 31 sequentially stores the mold long side copper plate temperature measured by the temperature measuring element 29. However, storing all the mold long side copper plate temperatures to be measured is disadvantageous because the storage capacity increases, and the temporal change in the mold long side copper plate temperature is not as great as the left, so at intervals of 10 seconds to several tens of seconds. You may memorize it. In this casting, when the casting is the first casting, the magnetic field generator 27 may or may not apply a magnetic field. However, after the present invention is applied, a magnetic field is applied under a predetermined predetermined magnetic field application condition.

このようにして製造され、鋳型長辺銅板温度及び鋳片引抜き速度などの他の鋳造条件の記憶された鋳片12aは、熱間状態のまま次工程の熱間圧延工程の加熱炉へ搬送される。   The slab 12a manufactured in this way and stored with other casting conditions such as the mold long side copper plate temperature and slab drawing speed is transported to the heating furnace of the next hot rolling process in a hot state. The

この搬送過程の途中、搬送用ローラーテーブルの上、或いは、専用の表層部手入れ場などの適宜の場所で、熱間状態のままの鋳片12aの表面、裏面及び側面をショットブラストなどによって処理して表皮のスケールを除去するか、或いは、熱間状態のままの鋳片12aの表面、裏面及び側面を、ホットスカーファーやコールドスカーファーによって溶削するかまたはグラインダー、シェーパー、フライス式切削機によって研削する。本発明において、鋳片表皮のスケールを除去する理由は、付着したスケールを除去して疵を検出しやすくするためであり、また、鋳片表層部を溶削または研削する理由は、鋳片表層部に存在する欠陥を顕在化させるためである。溶削または研削する場合、欠陥を顕在化させるためには、溶削厚みまたは研削厚みは、鋳込みままの鋳片表皮から1mm〜4mmとすることが好ましく、また、鋳片表層部に存在する欠陥を顕在化させるために、鋳片12aの全面を溶削または研削する。   During the transfer process, the surface, back and side surfaces of the slab 12a in the hot state are treated by shot blasting or the like on a transfer roller table or at an appropriate place such as a dedicated surface layer maintenance place. Remove the scale of the skin, or slab the surface, back and side surfaces of the slab 12a in the hot state with a hot scurfer or cold scurfer, or with a grinder, shaper or milling cutter Grind. In the present invention, the reason for removing the scale of the slab skin is to remove the adhered scale to facilitate detection of flaws, and the reason for cutting or grinding the slab surface layer is the slab surface layer. This is to make the defects present in the part obvious. In the case of performing cutting or grinding, in order to reveal defects, the thickness of cutting or grinding is preferably 1 mm to 4 mm from the as-cast slab skin, and the defects present in the slab surface layer portion In order to make the material appear, the entire surface of the slab 12a is subjected to hot-cutting or grinding.

次いで、スケールの除去された鋳片12aの表皮、或いは、鋳片12aの溶削面または研削面を、光学式表面欠陥検出装置や、磁粉探傷装置、超音波探傷装置、渦電流センサーなどを備えた欠陥検出装置を用いて検査し、欠陥発生の有無を調査する。欠陥検出装置としては、迅速な検査が可能で且つ検出精度も高いことから、CCDカメラを利用した光学式表面欠陥検出装置、或いは、超音波探傷装置を備えた欠陥検出装置を用いることが好ましい。   Next, the skin of the slab 12a from which the scale has been removed, or the cut or ground surface of the slab 12a is provided with an optical surface defect detection device, a magnetic particle inspection device, an ultrasonic inspection device, an eddy current sensor, and the like. An inspection is performed using a defect detection device, and the presence or absence of a defect is investigated. As the defect detection device, it is preferable to use an optical surface defect detection device using a CCD camera or a defect detection device equipped with an ultrasonic flaw detection device because rapid inspection is possible and detection accuracy is high.

但し、鋳片12aの表面、特にスケールが除去されただけの鋳片12aの表面にはオシレーションマークなどの凹み部があり、超音波探傷装置で欠陥を検出する場合には、この凹み部が外乱となって検出精度が劣化する。従って、超音波探傷装置を備えた欠陥検出装置を用いて欠陥を検出する場合には、鋳片12aの表面の凹凸の影響を回避するために、図4に示す超音波探傷式欠陥検出装置を使用することが好ましい。図4は、本発明を実施する上で好適な超音波探傷式欠陥検出装置の構成図である。   However, the surface of the slab 12a, in particular, the surface of the slab 12a from which the scale has been removed, has a recess such as an oscillation mark. When a defect is detected by an ultrasonic flaw detector, this recess is Detection accuracy deteriorates due to disturbance. Therefore, when detecting a defect using the defect detection apparatus provided with the ultrasonic flaw detection apparatus, in order to avoid the influence of the unevenness | corrugation of the surface of the slab 12a, the ultrasonic flaw detection type defect detection apparatus shown in FIG. It is preferable to use it. FIG. 4 is a configuration diagram of an ultrasonic flaw detection type defect detection apparatus suitable for carrying out the present invention.

図4において、符号34は第1の探傷用超音波センサー、35は第2の探傷用超音波センサー、36は表面状態測定用センサー、37は駆動装置、38は第1の探傷用超音波送信部、39は第2の探傷用超音波送信部、40は第1の探傷用超音波受信部、41は第2の探傷用超音波受信部、42は表面状態測定部、43はA/D変換部、44は計算機、45は探傷条件入力部、46は出力部である。   In FIG. 4, reference numeral 34 denotes a first flaw detection ultrasonic sensor, 35 denotes a second flaw detection ultrasonic sensor, 36 denotes a surface state measurement sensor, 37 denotes a driving device, and 38 denotes a first flaw detection ultrasonic transmission. , 39 is a second flaw detection ultrasonic transmission unit, 40 is a first flaw detection ultrasonic reception unit, 41 is a second flaw detection ultrasonic reception unit, 42 is a surface state measurement unit, and 43 is an A / D. A conversion unit, 44 is a computer, 45 is a flaw detection condition input unit, and 46 is an output unit.

第1の探傷用超音波センサー34及び第2の探傷用超音波センサー35は、被検査材である鋳片12aの表面との超音波音響結合方法を局部水浸法として、超音波を送受信する。探傷条件入力部45にて入力された各設定値に基づき、計算機44は、駆動装置37、第1の探傷用超音波送信部38、第2の探傷用超音波送信部39、A/D変換部43を制御し、第1の探傷用超音波センサー34、第2の探傷用超音波センサー35及び表面状態測定用センサー36を鋳片表面に対して走査して測定を行う。走査方法は、探傷したい部位に応じて二方向スキャン(例えばXYスキャン)や一方向スキャンなどを適宜選択すればよい。   The first flaw detection ultrasonic sensor 34 and the second flaw detection ultrasonic sensor 35 transmit and receive ultrasonic waves by using an ultrasonic acoustic coupling method with the surface of the slab 12a as a material to be inspected as a local water immersion method. . Based on the set values input by the flaw detection condition input unit 45, the calculator 44 includes a drive device 37, a first flaw detection ultrasonic transmission unit 38, a second flaw detection ultrasonic transmission unit 39, and an A / D conversion. The unit 43 is controlled to perform measurement by scanning the first flaw detection ultrasonic sensor 34, the second flaw detection ultrasonic sensor 35, and the surface state measurement sensor 36 with respect to the slab surface. As a scanning method, a two-way scan (for example, an XY scan) or a one-way scan may be appropriately selected according to a site where flaw detection is desired.

このとき、第1の探傷用超音波センサー34、第2の探傷用超音波センサー35及び表面状態測定用センサー36を、同一のセンサーヘッドに納めて同時に探傷してもよいし、別個のセンサーヘッドに納め、別々に駆動して探傷してもよい。また、第1の探傷用超音波センサー34或いは第2の探傷用超音波センサー35による探傷前後に、別の場所やラインで表面状態測定用センサー36により測定しても構わない。   At this time, the first flaw detection ultrasonic sensor 34, the second flaw detection ultrasonic sensor 35, and the surface state measurement sensor 36 may be housed in the same sensor head for flaw detection at the same time, or separate sensor heads. It is possible to carry out flaw detection by driving separately. Further, the surface state measuring sensor 36 may be used for measurement at different locations or lines before and after the flaw detection by the first flaw detection ultrasonic sensor 34 or the second flaw detection ultrasonic sensor 35.

また、走査方法は各センサーを駆動させるのではなく、被検査材である鋳片12aをロールなどにより搬送させながら走査できるようにしても構わないし、鋳片12aを搬送させながら各センサーを駆動して走査するようにしてもよく、探傷すべき範囲を走査することができれば、その走査方法は限定しない。   Further, the scanning method does not drive each sensor, but it may be possible to scan the slab 12a as a material to be inspected while being conveyed by a roll or the like, and each sensor is driven while the slab 12a is being conveyed. The scanning method is not limited as long as the range to be flawed can be scanned.

通常のシングルプローブ(超音波の送信と受信とを同一の圧電型振動子で行う方法)を用いて、被検査材の不感帯直後から欠陥検出ゲートを設定して探傷すると、被検査材の表面にわずかな凹み、例えば0.1mm程度の凹みであっても存在する場合には、欠陥検出ゲート内に超音波反射波が漏れこんでしまい、探傷範囲のほとんどで、凹みによる誤検出が出てしまう。そのために、探傷範囲に対する有効探傷面積が極わずかになってしまい、被検査材を正しく評価することができなくなる。   When a flaw detection gate is set immediately after the dead zone of the material to be inspected using a normal single probe (a method in which ultrasonic transmission and reception are performed with the same piezoelectric vibrator), the surface of the material to be inspected is detected. If even a slight dent, for example, a dent of about 0.1 mm, is present, the reflected ultrasonic wave leaks into the defect detection gate, resulting in erroneous detection due to the dent in most of the flaw detection range. . For this reason, the effective flaw detection area with respect to the flaw detection range becomes extremely small, and the inspection object cannot be correctly evaluated.

そこで、本発明で使用する超音波探傷式欠陥検出装置では、被検査材表面の凹凸の影響を受け難くした二種類の超音波センサーを配置し、被検査材の表面直下から深さdX1mmまでの範囲については、第1の探傷用超音波センサー34で探傷し、深さdX1より深い範囲(深さdX2まで)を、第2の探傷用超音波センサー35で探傷する。尚、ここでは上記2つのセンサーを組み合わせる方法を説明するが、被検査材の状態に応じてどちらか一方のみを使用するようにしてもよい。つまり、検出すべき欠陥の被検査材表面からの存在する深さ範囲に応じて、測定条件やこれらのセンサーの組合せを適宜決定すればよい。例えば、表面から深さdX1までの欠陥を検査対象とするならば、第1の探傷用超音波センサー34だけでよいし、深さdX1からdX2の欠陥を検査対象とするならば、第2の探傷用超音波センサー35だけでもよく、表面からdX2までの欠陥を検査するのであれば両方の超音波センサーが必要となる。 Therefore, in the ultrasonic flaw detection type defect detection apparatus used in the present invention, two types of ultrasonic sensors made difficult to be affected by unevenness on the surface of the inspection material are arranged, and the depth d X1 mm from directly below the surface of the inspection material. The first flaw detection ultrasonic sensor 34 detects flaws, and the second flaw detection ultrasonic sensor 35 detects flaws deeper than the depth d X1 (up to the depth d X2 ). Although a method of combining the two sensors will be described here, only one of them may be used according to the state of the material to be inspected. That is, the measurement conditions and the combination of these sensors may be appropriately determined according to the depth range in which the defect to be detected exists from the surface of the inspection object. For example, if a defect from the surface to the depth d X1 is to be inspected, only the first flaw detection ultrasonic sensor 34 is required, and if a defect from the depth d X1 to d X2 is to be inspected, Only the second ultrasonic sensor 35 for flaw detection may be used. If a defect from the surface to d X2 is inspected, both ultrasonic sensors are required.

第1の探傷用超音波センサー34について、図5を参照して詳細に説明する。第1の探傷用超音波センサー34は、被検査材にクリーピング波を送信し、被検査材に存在する欠陥で反射したクリーピング波を送信位置とは異なる位置で受信するようにしたものであり、このようにすることで、被検査材の表面粗さに起因するノイズを抑制し、検査材表面直下に存在する微小欠陥を高い検出能力で探傷することが可能となる。尚、図5は、第1の探傷用超音波センサー34の実施形態を示す図である。   The first flaw detection ultrasonic sensor 34 will be described in detail with reference to FIG. The first flaw detection ultrasonic sensor 34 transmits a creeping wave to a material to be inspected and receives a creeping wave reflected by a defect existing in the material to be inspected at a position different from the transmission position. In this way, noise caused by the surface roughness of the material to be inspected can be suppressed, and minute defects existing immediately below the surface of the material to be inspected can be detected with high detection capability. FIG. 5 is a diagram showing an embodiment of the first flaw detection ultrasonic sensor 34.

図5に示す超音波探傷方法において、鋳片12aの表面との音響結合方法は水浸法とし、クリーピング波の送受信を、送信用圧電型振動子47と受信用圧電型振動子48とに分離して行う。送信用圧電型振動子47と被検査材との角度Φ1は、送信用圧電型振動子47から送信した超音波が被検査材内部に屈折角度を約75°〜90°とするクリーピング波として伝播するように設定し、屈折角度を75°〜90°のクリーピング波を受信できるように、受信用圧電型振動子48と被検査材表面との角度Φ2を設定する。図5における符号50は鋳片12aに存在する欠陥である。   In the ultrasonic flaw detection method shown in FIG. 5, the acoustic coupling method with the surface of the slab 12a is a water immersion method, and transmission and reception of creeping waves are made to the transmitting piezoelectric transducer 47 and the receiving piezoelectric transducer 48. Do it separately. The angle Φ1 between the transmitting piezoelectric vibrator 47 and the material to be inspected is a creeping wave in which the ultrasonic wave transmitted from the transmitting piezoelectric vibrator 47 has a refraction angle of about 75 ° to 90 ° inside the inspected material. The angle Φ2 between the receiving piezoelectric vibrator 48 and the surface of the material to be inspected is set so as to propagate and receive a creeping wave having a refraction angle of 75 ° to 90 °. Reference numeral 50 in FIG. 5 is a defect existing in the slab 12a.

このとき、送信用圧電型振動子47の検査材表面との角度Φ1と、受信用圧電型振動子48の検査材表面との角度Φ2とを、異なる角度に設定する。このようにして角度Φ1及び角度Φ2を設定することで、図5に示すように、送信及び受信の超音波ビームの中心を或る表面深さの位置で交差させて焦点を結ぶことができ、焦点近傍での検出能を高めることができる。   At this time, an angle Φ1 with the inspection material surface of the transmitting piezoelectric vibrator 47 and an angle Φ2 with the inspection material surface of the receiving piezoelectric vibrator 48 are set to different angles. By setting the angle Φ1 and the angle Φ2 in this way, as shown in FIG. 5, the centers of the transmitted and received ultrasonic beams can be crossed at a certain surface depth, and the focal point can be formed. The detection ability in the vicinity of the focal point can be enhanced.

送信用圧電型振動子47と受信用圧電型振動子48とは、図5に示したように、前後に配置したタンデム配置とする。検査材内部の送受ビームの交差点と超音波の入射位置及び放射位置とが同一直線上であることが、配置を容易にする上で好ましいが、これに限定されない。図5の配置とすることで、受信用圧電型振動子48は送信ビームの入射位置に対して、大きく異なる方向を向くことになる。従って、ビームの広がりがあって、送信ビームが入射位置の周りに広がって表面粗さで散乱したとしても、その表面エコーは受信用圧電型振動子48に受信されにくくなる。更に、検査材中での超音波の伝播経路も短くすることができることから、欠陥エコーの信号を強く受信することが可能となる。この結果、表面粗さに起因するノイズを低減し、信号対ノイズ比(S/N)を向上させることができる。   As shown in FIG. 5, the transmitting piezoelectric vibrator 47 and the receiving piezoelectric vibrator 48 are arranged in a tandem arrangement. In order to facilitate the arrangement, it is preferable that the intersection of the transmission and reception beams inside the inspection material, the incident position and the radiation position of the ultrasonic wave are on the same straight line, but the present invention is not limited to this. With the arrangement shown in FIG. 5, the receiving piezoelectric vibrator 48 faces in a significantly different direction with respect to the incident position of the transmission beam. Therefore, even if there is a beam spread and the transmission beam spreads around the incident position and is scattered by the surface roughness, the surface echo is not easily received by the receiving piezoelectric transducer 48. Further, since the propagation path of the ultrasonic wave in the inspection material can be shortened, it is possible to strongly receive the signal of the defect echo. As a result, noise due to surface roughness can be reduced and the signal-to-noise ratio (S / N) can be improved.

また更に、送信用圧電型振動子47と受信用圧電型振動子48との間に、音響隔離板49を設置することで、受信用圧電型振動子48の側にわずかに伝播してくる表面散乱ノイズを遮蔽し、よりS/Nを向上させることができる。   Furthermore, a surface that slightly propagates to the receiving piezoelectric vibrator 48 side by installing an acoustic separator 49 between the transmitting piezoelectric vibrator 47 and the receiving piezoelectric vibrator 48. Scattering noise can be shielded and S / N can be further improved.

次に、第2の探傷用超音波センサー35について、図6を参照して詳細に説明する。第2の探傷用超音波センサー35は、超音波の送受信を異なる圧電型振動子で分離して行い、送受信する圧電型振動間に音響隔離版53を設置することで、被検査材表面での反射波は、ほとんど受信されないか、小振幅の表面波が受信される程度となり、より表層部の欠陥をS/N良く検出できるようになる。ここで、表層部の欠陥とは、表面近くの内部欠陥や表面での割れであるが、「割れ」とは、間隙が非常に狭く密着しているような表面欠陥をいう。尚、図6は、第2の探傷用超音波センサー35の実施形態を示す図である。   Next, the second ultrasonic inspection sensor 35 will be described in detail with reference to FIG. The second ultrasonic sensor 35 for flaw detection performs transmission / reception of ultrasonic waves by using different piezoelectric vibrators, and installs an acoustic isolation plate 53 between the piezoelectric vibrations to be transmitted / received. The reflected wave is hardly received or a surface wave with a small amplitude is received, so that a defect in the surface layer can be detected with better S / N. Here, the surface layer defect is an internal defect near the surface or a crack at the surface, but the “crack” refers to a surface defect in which the gap is very narrowly adhered. FIG. 6 is a diagram showing an embodiment of the second flaw detection ultrasonic sensor 35.

図6に示す超音波探傷方法において、鋳片12aの表面との音響結合方法は水浸法とし、送信用圧電型振動子51と被検査材表面との角度をθ1とし、受信用圧電型振動子52と被検査材表面との角度をθ2として、超音波の送受信を行う。このとき、超音波の送信及び受信の超音波ビームの中心を予め設定した深さ位置で交差させて焦点を結び、焦点近傍での検出能を高めるように、角度θ1と角度θ2及び送信用圧電型振動子51と受信用圧電型振動子52との距離を設定する。   In the ultrasonic flaw detection method shown in FIG. 6, the acoustic coupling method with the surface of the slab 12a is the water immersion method, the angle between the transmitting piezoelectric vibrator 51 and the surface of the inspection object is θ1, and the receiving piezoelectric vibration. The angle between the child 52 and the surface of the material to be inspected is θ2, and ultrasonic waves are transmitted and received. At this time, the angles θ1 and θ2 and the transmission piezoelectric wave are set so that the centers of ultrasonic beams for transmitting and receiving ultrasonic waves intersect at a preset depth position to form a focal point and enhance the detection ability in the vicinity of the focal point. The distance between the mold vibrator 51 and the receiving piezoelectric vibrator 52 is set.

送信用圧電型振動子51と受信用圧電型振動子52と間には音響隔離板53を配置し、超音波の送信と受信とを音響的に分離する。被検査材表面からの反射波が少しでも受信されないようにするために、音響隔離板53の先端と被検査材表面との距離は可能な限り小さくすることが好ましい。   An acoustic separator 53 is disposed between the transmitting piezoelectric transducer 51 and the receiving piezoelectric transducer 52 to acoustically separate transmission and reception of ultrasonic waves. In order to prevent any reflected wave from the surface of the material to be inspected from being received, it is preferable that the distance between the tip of the acoustic separator 53 and the surface of the material to be inspected be as small as possible.

また、音響隔離板53の先端の形状は、被検査材からの反射波が反射し難くなるような形状とし、被検査材表面からの反射波が音響隔離板53の先端で反射することで散乱し、その散乱波が受信されないようにすることが好ましい。これは、前述した音響隔離板49も同様に当てはまる。   Further, the shape of the tip of the acoustic separator 53 is set so that the reflected wave from the material to be inspected is difficult to be reflected, and the reflected wave from the surface of the material to be inspected is reflected by the tip of the acoustic separator 53 and scattered. It is preferable that the scattered wave is not received. This also applies to the acoustic separator 49 described above.

例えば、図7(A)の例では、音響隔離板49,53の先端部での反射面積を小さくするために、先端部の形状を鋭くしている。このときの先端の厚みtは反射し難くなるように波長以下とし、波長の二分の一以下であることが好ましい。   For example, in the example of FIG. 7A, the shape of the tip is sharpened in order to reduce the reflection area at the tip of the acoustic separators 49 and 53. At this time, the thickness t of the tip is set to be equal to or less than the wavelength so that it is difficult to reflect, and is preferably equal to or less than half of the wavelength.

図7(B)の例では、音響隔離板49,53の形状を受信側の面は被検査材と垂直として、送信側の面を受信側の面に対して角度θ3の鋭角にして、音響隔離板49,53の先端で生じた反射波を送信側に反射させている。このように音響隔離板49,53の先端部の形状を定めているので、被検査材表面で反射したエコーは、音響隔離板49,53で反射しても、受信用圧電型振動子48及び受信用圧電型振動子52にはほとんど入らず、S/Nを高めることができる。   In the example of FIG. 7B, the acoustic separators 49 and 53 are shaped so that the receiving side surface is perpendicular to the material to be inspected and the transmitting side surface is at an acute angle θ3 with respect to the receiving side surface. Reflected waves generated at the tips of the separators 49 and 53 are reflected to the transmission side. Since the shapes of the tip portions of the acoustic separators 49 and 53 are determined in this way, even if the echo reflected from the surface of the material to be inspected is reflected by the acoustic separators 49 and 53, the receiving piezoelectric vibrator 48 and The S / N can be increased without almost entering the receiving piezoelectric vibrator 52.

また、図8に示すように音響隔離板49,53の内部に空気層または不連続部を設けることで、送信側から音響隔離板49,53を透過してしまう超音波を小さくすることができ、S/Nを小さくすることができる。   Also, as shown in FIG. 8, by providing an air layer or a discontinuous portion inside the acoustic separators 49 and 53, it is possible to reduce the ultrasonic waves that pass through the acoustic separators 49 and 53 from the transmission side. , S / N can be reduced.

尚、第1の探傷用超音波センサー34や第2の探傷用超音波センサー35の音響結合方法は、水を介する、所謂、水浸法(全没水浸法、局部水浸法、噴流水浸法など)に限らず、アクリル樹脂などを介し、更に水や油を介するギャップ法や直接接触法を用いることもできる。   Note that the acoustic coupling method of the first flaw detection ultrasonic sensor 34 and the second flaw detection ultrasonic sensor 35 is a so-called water immersion method (total immersion method, local immersion method, jet water) that uses water. In addition to the immersion method, a gap method or a direct contact method using acrylic resin or the like, and further water or oil can be used.

第1の探傷用超音波送信部38により、第1の探傷用超音波センサー34に配置された送信用圧電型振動子47を駆動して、水を介して超音波を送信し、被検査材内部からの反射波を第1の探傷用超音波センサー34に配置された受信用圧電型振動子48にて受信し、受信した反射波を第1の探傷用超音波受信部40にてフィルター処理、増幅を行い、A/D変換部43を介して計算機44で取り込み、計算機44は超音波指示を算出する。   A first inspection ultrasonic transmission unit 38 drives a transmission piezoelectric vibrator 47 disposed in the first ultrasonic inspection sensor 34 to transmit ultrasonic waves through water, and a material to be inspected. The reflected wave from the inside is received by the receiving piezoelectric vibrator 48 arranged in the first flaw detection ultrasonic sensor 34, and the received reflected wave is filtered by the first flaw detection ultrasonic receiving unit 40. Amplification is performed and the data is captured by the computer 44 via the A / D converter 43, and the computer 44 calculates an ultrasonic instruction.

また、第2の探傷用超音波送信部39により、第2の探傷用超音波センサー35に配置された送信用圧電型振動子51を駆動して、水を介して超音波を送信し、被検査材内部からの反射波を第2の探傷用超音波センサー35に配置された受信用圧電型振動子52にて受信し、受信した反射波を第2の探傷用超音波受信部41にてフィルター処理、増幅を行い、A/D変換部43を介して計算機44で取り込み、計算機44は超音波指示を算出する。   In addition, the second ultrasonic inspection transmitter 35 drives the transmission piezoelectric vibrator 51 disposed in the second ultrasonic inspection sensor 35 to transmit ultrasonic waves through water, The reflected wave from the inside of the inspection material is received by the receiving piezoelectric transducer 52 arranged in the second flaw detection ultrasonic sensor 35, and the received reflected wave is received by the second flaw detection ultrasonic receiving unit 41. Filtering and amplification are performed and captured by the computer 44 via the A / D converter 43, and the computer 44 calculates an ultrasonic instruction.

第1の探傷用超音波センサー34及び第2の探傷用超音波センサー35で探傷した波形を、更に計算機44の内部または外部に取り付けたDSP(Digital Signal Processor)で同期加算平均や開口合成などのデジタル信号処理を行ってから超音波指示を判定してもよいし、アナログ回路で超音波指示を算出してもよい。   Waveforms detected by the first flaw detection ultrasonic sensor 34 and the second flaw detection ultrasonic sensor 35 are further subjected to synchronous addition averaging, aperture synthesis, and the like by a DSP (Digital Signal Processor) attached inside or outside the computer 44. The ultrasonic instruction may be determined after performing digital signal processing, or the ultrasonic instruction may be calculated by an analog circuit.

更に、計算機44は、第1の探傷用超音波センサー34及び第2の探傷用超音波センサー35の測定データのみならず、表面状態測定用センサー36の測定データを入力し、それらの結果を比較することによって被検査材の内部欠陥や表面欠陥を正確に判定する欠陥判定処理装置としての役割を有し、以下に示す欠陥判定処理装置の機能も有している。   Further, the computer 44 inputs not only the measurement data of the first flaw detection ultrasonic sensor 34 and the second flaw detection ultrasonic sensor 35 but also the measurement data of the surface condition measurement sensor 36, and compares the results. Thus, it has a role as a defect determination processing device that accurately determines internal defects and surface defects of the material to be inspected, and also has a function of the defect determination processing device described below.

計算機44は、A/D変換部43により入力された受信信号に対して信号波形全波整流を施し、予め設定されたゲート範囲内において信号振幅の最大値Fpを算出し、このとき最大値Fpが予め設定されたFthに対して、Fp>Fthを満たすときに超音波指示有り(内部欠陥や表面欠陥が存在する)として判定し、満たさないときは超音波指示なし(欠陥無し)として、探傷位置情報とともに計算機44の内部や外部に設置された記録装置などに記録する。   The calculator 44 performs full-wave rectification of the signal waveform on the reception signal input by the A / D converter 43, and calculates the maximum value Fp of the signal amplitude within a preset gate range. At this time, the maximum value Fp Is determined to have ultrasonic indication (internal defect or surface defect exists) when Fp> Fth is satisfied with respect to the preset Fth, and if not, ultrasonic inspection is not indicated (no defect). Along with the position information, it is recorded in a recording device or the like installed inside or outside the computer 44.

表面状態情報入力装置である、被検査材表面の凹みを検出するための表面状態測定用センサー36及び表面状態測定部42としては、距離計を用いる。距離計としては、レーザー距離計或いは超音波距離計などの各種距離計を用い、この距離計によって距離計から被検査材表面までの距離を測定する。表面状態測定部42で算出され出力された表面状態情報であるデータ値は、A/D変換部43によりデジタル変換された後に、または、計算機44と表面状態測定部42とを直接つなげるシリアル通信やGPIB通信などにより、計算機44に取り込まれ、計算機44の欠陥判定処理機能により、最終欠陥の判定が行われる。計算機44に取り込まれた値は、被検査材上における測定位置情報とともに、計算機44の外部や内部に設置された記録装置に記録される。   A distance meter is used as the surface state measurement sensor 36 and the surface state measurement unit 42 for detecting a dent on the surface of the material to be inspected, which is a surface state information input device. As the distance meter, various distance meters such as a laser distance meter or an ultrasonic distance meter are used, and the distance from the distance meter to the surface of the material to be inspected is measured by this distance meter. The data value which is the surface state information calculated and output by the surface state measuring unit 42 is converted into digital data by the A / D conversion unit 43 or serial communication for directly connecting the computer 44 and the surface state measuring unit 42. The data is taken into the computer 44 by GPIB communication or the like, and the final defect is determined by the defect determination processing function of the computer 44. The value taken into the computer 44 is recorded in a recording device installed outside or inside the computer 44 together with measurement position information on the material to be inspected.

計算機44では、一旦記録された距離情報を入力して、被検査材上に表面状態情報である、凹みの有無(凹み指示)を算出する。具体的には、被検査材の任意の位置Pにおいて、距離計から被検査材表面までの距離Sp(距離計の測定値)が予め設定した閾値(基準値)Sthに対して、Sth<Spを満たすときは凹み(凹部)ありと判定し、満たさないときは凹み無しと判定する。   The computer 44 inputs the distance information once recorded, and calculates the presence / absence of a dent (dent instruction) as surface condition information on the material to be inspected. Specifically, at an arbitrary position P of the material to be inspected, a distance Sp (measured value of the distance meter) from the distance meter to the surface of the material to be inspected is set to a preset threshold value (reference value) Sth, Sth <Sp When satisfying, it is determined that there is a dent (concave), and when not satisfying, it is determined that there is no dent.

そして、表面状態測定用センサー36による測定データから算出された被検査材表面の凹み位置と、第1の探傷用超音波センサー34及び第2の探傷用超音波センサー35による測定データから算出された超音波指示位置(欠陥ありと判定した位置)とを比較して、超音波指示位置と同一個所に凹みが検出されている(第1の探傷用超音波センサー34または第2の探傷用超音波センサー35で検出した欠陥の位置と、表面状態測定用センサー36で検出した凹み位置とが一致している)ときは、その超音波指示を除外して、欠陥である可能性の高い位置のみを残したデータを作成する。これによって、超音波探傷時に凹みによって欠陥を検出するためのゲート内に表面からの超音波反射波が紛れ込むことに起因する、誤検出となる可能性のある「欠陥あり」と判定された指示が除外され、正確な欠陥指示を出力することができるようになる。   And it was calculated from the dent position on the surface of the material to be inspected calculated from the measurement data by the surface state measurement sensor 36 and the measurement data by the first flaw detection ultrasonic sensor 34 and the second flaw detection ultrasonic sensor 35. A dent is detected at the same position as the ultrasonic indication position by comparing the ultrasonic indication position (position determined to have a defect) (first flaw detection ultrasonic sensor 34 or second flaw detection ultrasonic wave). When the position of the defect detected by the sensor 35 coincides with the dent position detected by the surface state measurement sensor 36), the ultrasonic instruction is excluded and only the position that is highly likely to be a defect is excluded. Create the remaining data. As a result, an instruction determined to be “defective”, which may be erroneously detected, is caused by the fact that ultrasonic reflected waves from the surface are mixed into the gate for detecting defects due to dents during ultrasonic flaw detection. It is excluded and an accurate defect indication can be output.

作成されたデータは、出力部46に出力され、そのデータに基づいて、被検査材の品質の良否判定を行うことができる。   The created data is output to the output unit 46, and quality of the material to be inspected can be determined based on the data.

尚、表面状態情報入力装置として、表面状態測定用センサー36及び表面状態測定部42の代わりに、検査員による目視観察で被検査材の表面状態を検査して、凹み位置を検出し、この表面状態情報を入力する表面状態検査結果入力部を設けて計算機44と接続してもよい。また、本発明において、「表面状態情報入力装置」とは、表面状態測定用センサー36などの表面状態計測装置そのものであってもよいし、表面状態計測装置の情報データを入力する端末や通信用I/Fなどの入力装置や前述の目視検査の情報を入力するための表面状態検査結果入力部を含むものである。また、表面状態測定用センサー36として距離計を用いる例で説明したが、それに限らず、例えば、光切断法や投影パターンの歪を画像処理により計測する方法など、被検査材の凸部や凹部などの表面形状を測定可能な3次元形状計測装置を用いてもよい。また更に、出力部46には、凹みを検出した位置を除外した欠陥指示(位置、欠陥種、程度など)のデータだけを出力するのではなく、除外前の欠陥指示データに必要に応じて凹みが検出された指示や、凹み検出位置をあわせて出力してもよいし、欠陥指示と一緒にその欠陥の、超音波の信号から推定される大きさや、深さを同時に出力するようにしてもよい。   As a surface state information input device, instead of the surface state measurement sensor 36 and the surface state measurement unit 42, the surface state of the material to be inspected is inspected by visual observation by an inspector to detect the dent position, and this surface A surface state inspection result input unit for inputting state information may be provided and connected to the computer 44. In the present invention, the “surface state information input device” may be a surface state measuring device itself such as the surface state measuring sensor 36, a terminal for inputting information data of the surface state measuring device, or for communication. It includes an input device such as an I / F and a surface condition inspection result input unit for inputting information on the above-described visual inspection. Further, although the example using a distance meter as the surface state measurement sensor 36 has been described, the present invention is not limited to this, and for example, a convex portion or a concave portion of a material to be inspected such as a light cutting method or a method of measuring distortion of a projection pattern by image processing A three-dimensional shape measuring apparatus capable of measuring the surface shape such as the above may be used. Furthermore, the output unit 46 does not output only the data of the defect instruction (position, defect type, degree, etc.) excluding the position where the dent is detected, but dents as necessary in the defect instruction data before the exclusion. It is also possible to output the detected indication and the dent detection position together, or simultaneously output the size and depth of the defect estimated from the ultrasonic signal together with the defect indication. Good.

以上説明したように、上記構成の超音波探傷式欠陥検出装置では、上記第1の探傷用超音波センサー34及び/または上記第2の探傷用超音波センサー35を用いることにより、被検査材表面のわずかな凹みによる誤検出を抑えるとともに、表面状態測定用センサー36の表面状態情報を用いて、更に深い凹みの位置を除去するようにしてあるので、誤検出を低減して探傷検査でき、より表面状態の悪い被検査材を正しく評価することが実現可能となり、本発明を実施する上で極めて好適な欠陥検出装置である。   As described above, in the ultrasonic flaw detection type defect detection apparatus having the above-described configuration, the surface of the inspection object is obtained by using the first flaw detection ultrasonic sensor 34 and / or the second flaw detection ultrasonic sensor 35. In addition to suppressing false detection due to slight dents, the surface state information of the surface state measurement sensor 36 is used to remove deeper dent positions. It becomes feasible to correctly evaluate a material to be inspected with a poor surface state, and is a defect detection apparatus that is extremely suitable for carrying out the present invention.

欠陥検出装置により欠陥が検出されたなら、欠陥の発生した鋳片12aの識別番号、欠陥発生の位置、欠陥の個数などが欠陥検出装置からプロセスコンピューター33及び記憶装置31を介してデータ解析装置32に送信される。データ解析装置32は、検出された欠陥のデータと、当該欠陥の鋳片部位に相当する鋳型長辺銅板温度及びその他の鋳造条件とを対比して表示すると同時に、これらのデータを照らし合わせ、検出された欠陥と鋳造条件との関係を解析し表示する。   If a defect is detected by the defect detection device, the identification number of the slab 12a where the defect has occurred, the position of the defect occurrence, the number of defects, etc. are transmitted from the defect detection device via the process computer 33 and the storage device 31 to the data analysis device 32. Sent to. The data analyzer 32 displays the detected defect data in comparison with the mold long side copper plate temperature corresponding to the slab portion of the defect and other casting conditions, and at the same time, compares and detects these data. Analyze and display the relationship between the generated defects and casting conditions.

オペレーターは、データ解析装置32に表示されるデータに基づき、検出された欠陥が再び発生することがないように、磁場強度制御装置30を介して磁場発生装置27の磁場印加条件を変更する。この場合、磁場印加条件の変更を頻度高く行うと、溶鋼流動を制御できずに発散してしまう恐れがあるので、1チャージの鋳造終了毎に行うなど、或る程度の間隔を隔てて磁場印加条件を変更することが好ましい。磁場印加条件を変更しても欠陥が無くならない場合や他の種類の欠陥が発生した場合には、上記に沿って磁場印加条件を変更する。この磁場印加条件の変更は、鋳片12のサイズ、鋳片引抜き速度などの鋳造条件と対応して行うものであり、鋳片12のサイズや鋳片引抜き速度などの鋳造条件が異なる条件では適用しない。   Based on the data displayed on the data analysis device 32, the operator changes the magnetic field application condition of the magnetic field generation device 27 via the magnetic field strength control device 30 so that the detected defect does not occur again. In this case, if the magnetic field application conditions are changed frequently, the molten steel flow may not be controlled and may diverge. Therefore, the magnetic field application is performed at a certain interval, for example, every time one charge is cast. It is preferable to change the conditions. If the defect does not disappear even if the magnetic field application condition is changed, or if another type of defect occurs, the magnetic field application condition is changed according to the above. This change in the magnetic field application conditions is performed in accordance with casting conditions such as the size of the slab 12 and the slab drawing speed, and is applied under conditions where the casting conditions such as the size of the slab 12 and the slab drawing speed are different. do not do.

欠陥検出工程で欠陥が検出された鋳片12aは、スポットスカーファーやグラインダー或いはホットスカーファーなどによって検出された欠陥が除去された後、熱間圧延工程の加熱炉に装入され、欠陥検出工程で欠陥が検出されない鋳片12aは、熱間圧延工程の加熱炉に熱間状態のまま装入される。   The slab 12a in which the defect is detected in the defect detection process is inserted into a heating furnace of the hot rolling process after the defect detected by a spot scurfer, a grinder, or a hot scurfer is removed, and the defect detection process The slab 12a, in which no defect is detected, is charged in a hot state in a heating furnace in a hot rolling process.

以上説明したように、本発明によれば、鋳片12aの表層部に欠陥が発生した場合、この欠陥を欠陥検出装置によって検出し、また、この欠陥の発生した時点における鋳型長辺銅板温度から鋳型内の溶鋼流動状況が把握され、そして、これらに基づいて検出された欠陥が再び発生しないように鋳型内溶鋼流動を磁場発生装置27によって修正するので、表層部に欠陥の少ない連続鋳造鋳片を連続鋳造機で安定して製造することが可能となる。   As described above, according to the present invention, when a defect occurs in the surface layer portion of the slab 12a, the defect is detected by the defect detection device, and from the mold long side copper plate temperature at the time when the defect occurs. The molten steel flow situation in the mold is grasped, and the molten steel flow in the mold is corrected by the magnetic field generator 27 so that the defects detected based on these conditions are not generated again. Can be stably produced by a continuous casting machine.

交流移動磁場を印加する磁場発生装置が設置されたスラブ連続鋳造機において、厚みが250mm、幅が1650mmのスラブ鋳片を鋳造した。得られた鋳片の全面を、ホットスカーファーを用いて表皮から2mm厚さで溶削し、溶削面をCCDカメラ方式による欠陥検出装置で検査した。その結果、1つの鋳片に欠陥が検出された。   A slab slab having a thickness of 250 mm and a width of 1650 mm was cast in a slab continuous casting machine provided with a magnetic field generator for applying an AC moving magnetic field. The entire surface of the resulting slab was subjected to a 2 mm thickness cut from the skin using a hot scurfer, and the cut surface was inspected with a defect detection device using a CCD camera system. As a result, a defect was detected in one slab.

その欠陥の発生位置を図9に示す。欠陥は、長さ約10mの鋳片のボトム側(鋳造方向の下方側)から約4mの位置及び約7mの位置であり、鋳片の幅方向では鋳片幅中央から南側に0.4m〜0.8m離れた位置に発生した。このときの鋳片ボトム側から約4mの位置に相当する鋳型長辺銅板温度分布を図10に示す。図10からも明らかなように、鋳型長辺銅板温度は欠陥の発生した部位で低下しており、欠陥の発生した部位では、溶鋼の流速が不足したことが確認できた。尚、そのときの鋳片引抜き速度は2.2m/分であった。   The occurrence position of the defect is shown in FIG. The defects are a position of about 4 m and a position of about 7 m from the bottom side (lower side in the casting direction) of the slab having a length of about 10 m, and in the width direction of the slab, 0.4 m to the south side from the center of the slab width. It occurred at a position 0.8 m away. The mold long side copper plate temperature distribution corresponding to a position of about 4 m from the slab bottom side at this time is shown in FIG. As apparent from FIG. 10, the mold long side copper plate temperature decreased at the site where the defect occurred, and it was confirmed that the flow rate of the molten steel was insufficient at the site where the defect occurred. The slab drawing speed at that time was 2.2 m / min.

そこで、スラブ厚みが250mm、スラブ幅が1650mmであって鋳片引抜き速度が2.2m/分の近傍においては、磁場発生装置によって溶鋼が鋳型内で水平方向に攪拌するように、交流移動磁場を印加するように操業条件を変更した。その結果、厚みが250mm、幅が1650mmのスラブ鋳片を2.2m/分の鋳片引抜き速度で鋳造する場合には、それ以降、同様の欠陥の発生は皆無であった。   Therefore, when the slab thickness is 250 mm, the slab width is 1650 mm, and the slab drawing speed is around 2.2 m / min, an AC moving magnetic field is applied so that the molten steel is stirred horizontally in the mold by the magnetic field generator. The operating conditions were changed to apply. As a result, when a slab slab having a thickness of 250 mm and a width of 1650 mm was cast at a slab drawing speed of 2.2 m / min, no similar defects occurred thereafter.

交流移動磁場を印加する磁場発生装置が設置されたスラブ連続鋳造機において、厚みが250mm、幅が1650mmのスラブ鋳片を鋳造した。得られた鋳片の全面をショットブラスト処理して鋳片表皮のスケールを除去し、次いで、鋳片表面を、図4に示す超音波探傷式欠陥検出装置で検査した。その結果、1つの鋳片に欠陥が検出された。   A slab slab having a thickness of 250 mm and a width of 1650 mm was cast in a slab continuous casting machine provided with a magnetic field generator for applying an AC moving magnetic field. The entire surface of the resulting slab was shot blasted to remove the scale of the slab skin, and then the slab surface was inspected with an ultrasonic flaw detection apparatus shown in FIG. As a result, a defect was detected in one slab.

その欠陥の発生位置を図11に示す。欠陥は、長さ約10mの鋳片のボトム側(鋳造方向の下方側)から約3mの位置及び約5mの位置であり、鋳片の幅方向では鋳片幅中央から南側に0.5m〜0.7m離れた位置に発生した。このときの鋳片ボトム側から約3mの位置に相当する鋳型長辺銅板温度分布を図12に示す。図12からも明らかなように、鋳型長辺銅板温度は欠陥の発生した部位で低下しており、欠陥の発生した部位では、溶鋼の流速が不足したことが確認できた。尚、そのときの鋳片引抜き速度は2.2m/分であった。   The occurrence position of the defect is shown in FIG. The defects are a position of about 3 m and a position of about 5 m from the bottom side (lower side in the casting direction) of the slab having a length of about 10 m. In the width direction of the slab, the defect is 0.5 m to the south side from the center of the slab width. It occurred at a position 0.7 m away. The mold long side copper plate temperature distribution corresponding to a position of about 3 m from the slab bottom side at this time is shown in FIG. As apparent from FIG. 12, the mold long side copper plate temperature decreased at the site where the defect occurred, and it was confirmed that the flow rate of the molten steel was insufficient at the site where the defect occurred. The slab drawing speed at that time was 2.2 m / min.

そこで、スラブ厚みが250mm、スラブ幅が1650mmであって鋳片引抜き速度が2.2m/分の近傍においては、磁場発生装置によって溶鋼が鋳型内で水平方向に攪拌するように、交流移動磁場を印加するように操業条件を変更した。その結果、厚みが250mm、幅が1650mmのスラブ鋳片を2.2m/分の鋳片引抜き速度で鋳造する場合には、それ以降、同様の欠陥の発生は皆無であった。   Therefore, when the slab thickness is 250 mm, the slab width is 1650 mm, and the slab drawing speed is around 2.2 m / min, an AC moving magnetic field is applied so that the molten steel is stirred horizontally in the mold by the magnetic field generator. The operating conditions were changed to apply. As a result, when a slab slab having a thickness of 250 mm and a width of 1650 mm was cast at a slab drawing speed of 2.2 m / min, no similar defects occurred thereafter.

本発明により製造される鋳片の連続鋳造工程から熱間圧延工程の加熱炉までの流れを示すフロー図である。It is a flowchart which shows the flow from the continuous casting process of the slab manufactured by this invention to the heating furnace of a hot rolling process. 本発明を実施する上で好適なスラブ連続鋳造機の側面概要図である。1 is a schematic side view of a slab continuous casting machine suitable for carrying out the present invention. 図2に示すスラブ連続鋳造機の鋳型部の詳細を示す正面断面概略図であるIt is a front cross-sectional schematic diagram which shows the detail of the casting_mold | template part of the slab continuous casting machine shown in FIG. 本発明を実施する上で好適な超音波探傷式欠陥検出装置の構成図である。1 is a configuration diagram of an ultrasonic flaw detection type defect detection apparatus suitable for carrying out the present invention. 図4に示す第1の探傷用超音波センサーの実施形態を示す図である。It is a figure which shows embodiment of the 1st ultrasonic sensor for a flaw shown in FIG. 図4に示す第2の探傷用超音波センサーの実施形態を示す図である。It is a figure which shows embodiment of the 2nd ultrasonic sensor for flaw detection shown in FIG. 音響隔離板の形状を示す概略図である。It is the schematic which shows the shape of an acoustic separator. 音響隔離板の他の形状を示す概略図である。It is the schematic which shows the other shape of an acoustic separator. 実施例1における欠陥の発生位置を示す図である。It is a figure which shows the generation | occurrence | production position of the defect in Example 1. FIG. 図9に示す欠陥が発生したときの鋳型長辺銅板温度分布を示す図である。It is a figure which shows the mold long side copper plate temperature distribution when the defect shown in FIG. 9 generate | occur | produces. 実施例2における欠陥の発生位置を示す図である。It is a figure which shows the generation | occurrence | production position of the defect in Example 2. FIG. 図11に示す欠陥が発生したときの鋳型長辺銅板温度分布を示す図である。It is a figure which shows mold long side copper plate temperature distribution when the defect shown in FIG. 11 generate | occur | produces.

符号の説明Explanation of symbols

1 スラブ連続鋳造機
2 タンディッシュ
3 スライディングノズル
4 浸漬ノズル
5 鋳型
6 サポートロール
7 ガイドロール
8 ピンチロール
9 搬送ロール
10 ガス切断機
11 溶鋼
12 鋳片
13 凝固シェル
14 未凝固相
15 凝固完了位置
16 鋳型長辺銅板
17 鋳型短辺銅板
18 上ノズル
19 固定板
20 摺動板
21 整流ノズル
22 吐出孔
23 溶鋼流出孔
24 吐出流
25 メニスカス
26 モールドパウダー
27 磁場発生装置
28 測定点
29 測温素子
30 磁場強度制御装置
31 記憶装置
32 データ解析装置
33 プロセスコンピューター
34 第1の探傷用超音波センサー
35 第2の探傷用超音波センサー
36 表面状態測定用センサー
37 駆動装置
38 第1の探傷用超音波送信部
39 第2の探傷用超音波送信部
40 第1の探傷用超音波受信部
41 第2の探傷用超音波受信部
42 表面状態測定部
43 A/D変換部
44 計算機
45 探傷条件入力部
46 出力部
47 送信用圧電型振動子
48 受信用圧電型振動子
49 音響隔離板
50 欠陥
51 送信用圧電型振動子
52 受信用圧電型振動子
53 音響隔離板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Slab continuous casting machine 2 Tundish 3 Sliding nozzle 4 Immersion nozzle 5 Mold 6 Support roll 7 Guide roll 8 Pinch roll 9 Conveyance roll 10 Gas cutting machine 11 Molten steel 12 Slab 13 Solidified shell 14 Unsolidified phase 15 Solidification completion position 16 Mold Long side copper plate 17 Mold short side copper plate 18 Upper nozzle 19 Fixed plate 20 Sliding plate 21 Rectification nozzle 22 Discharge hole 23 Molten steel outflow hole 24 Discharge flow 25 Meniscus 26 Mold powder 27 Magnetic field generator 28 Measurement point 29 Temperature measuring element 30 Magnetic field strength Control device 31 Storage device 32 Data analysis device 33 Process computer 34 First flaw detection ultrasonic sensor 35 Second flaw detection ultrasonic sensor 36 Surface state measurement sensor 37 Drive device 38 First flaw detection ultrasonic transmission unit 39 Second ultrasonic inspection transmission DESCRIPTION OF SYMBOLS 40 1st ultrasonic detector for flaw detection 41 2nd ultrasonic receiver for flaw detection 42 Surface state measurement part 43 A / D conversion part 44 Computer 45 Flaw detection condition input part 46 Output part 47 Piezoelectric vibrator for transmission 48 Reception Piezoelectric vibrator 49 Acoustic separator 50 Defect 51 Transmitter piezoelectric vibrator 52 Receiver piezoelectric vibrator 53 Acoustic separator

Claims (3)

鋳型に複数の測温素子を配置して連続鋳造中の鋳型銅板温度を測定するとともに、測定した鋳型銅板温度を記憶装置に記憶させておき、鋳造した鋳片の表層部の欠陥を欠陥検出装置によって検出し、欠陥検出装置による欠陥の検出結果と前記記憶装置に記憶させた鋳型銅板温度の測定値とを照らし合わせ、検出された欠陥の発生した時点における鋳型銅板温度の測定値に基づいて、該欠陥の原因となった鋳型内の溶鋼流動状況を把握し、鋳型内の溶鋼流動状況が把握された欠陥発生時の溶鋼流動状況と一致しないように、鋳型内の溶鋼流動を制御するための磁場発生装置の磁場印加条件を調整することを特徴とする、連続鋳造鋳片の製造方法。 A plurality of temperature measuring elements are arranged in the mold to measure the mold copper plate temperature during continuous casting, and the measured mold copper plate temperature is stored in the storage device, and the defect detection device detects defects in the surface layer portion of the cast slab. detected by, against a detection result and the measured value of the mold copper plate temperatures are stored before Symbol storage defect by the defect detection apparatus, based on measurements of the mold copper plate temperature at the time generated the detected defect In order to control the flow of molten steel in the mold so that the molten steel flow situation in the mold that caused the defect is grasped and the molten steel flow situation in the mold does not match the molten steel flow situation at the time of the occurrence of the defect. A method for producing a continuous cast slab, comprising adjusting a magnetic field application condition of the magnetic field generator. 前記欠陥検出装置は、
鋳片の表面状態情報を入力する表面状態情報入力装置と、
鋳片の欠陥を超音波探傷する探傷用超音波装置と、
該探傷用超音波装置で得られた探傷結果及び前記表面状態情報入力装置に入力された鋳片の表面状態情報を入力し、入力された鋳片の表面状態情報に基づいて前記探傷結果から鋳片の非平坦部位置のデータを除去し、非平坦部位置のデータを除去した後の探傷結果を鋳片の欠陥検査情報とする欠陥判定処理装置と、
を備えることを特徴とする、請求項1に記載の連続鋳造鋳片の製造方法。
The defect detection apparatus includes:
A surface state information input device for inputting surface state information of a slab;
A flaw detection ultrasonic device for ultrasonic flaw detection of slab defects;
The flaw detection result obtained by the flaw detection ultrasonic device and the surface condition information of the slab input to the surface condition information input device are input, and the cast result is obtained from the flaw detection result based on the input surface condition information of the slab. Defect determination processing device that removes the data of the non-flat portion position of the piece, and uses the flaw detection result after removing the data of the non-flat portion position as defect inspection information of the slab,
The manufacturing method of the continuous cast slab of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
前記探傷用超音波装置は、
鋳片に対してクリーピング波を送信する送信用圧電型振動子と、鋳片に存在する欠陥で反射したクリーピング波を送信位置とは異なる位置で受信する受信用圧電型振動子と、を有する第1の超音波探傷装置、及び/または、
鋳片に対して超音波を送信する送信用圧電型振動子と、鋳片に存在する欠陥で反射した超音波を受信する受信用圧電型振動子と、超音波の送受信間を音響隔離する音響隔離板と、を有する第2の超音波探傷装置、
を備えることを特徴とする、請求項2に記載の連続鋳造鋳片の製造方法。
The flaw detection ultrasonic apparatus comprises:
A transmitting piezoelectric vibrator for transmitting a creeping wave to the slab, and a receiving piezoelectric vibrator for receiving a creeping wave reflected by a defect present in the slab at a position different from the transmission position; A first ultrasonic flaw detector having and / or
A piezoelectric transducer for transmission that transmits ultrasonic waves to the slab, a piezoelectric transducer for reception that receives ultrasonic waves reflected by defects present in the slab, and an acoustic that acoustically isolates transmission and reception of ultrasonic waves A second ultrasonic flaw detector having a separator,
The manufacturing method of the continuous cast slab of Claim 2 characterized by the above-mentioned.
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