JP6299652B2 - Slab quality estimation apparatus and slab quality estimation method - Google Patents

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Description

本発明は、連続鋳造機によって製造される鋳片のスラブ毎の品質を推定するスラブ品質推定装置およびスラブ品質推定方法に関するものである。   The present invention relates to a slab quality estimation apparatus and a slab quality estimation method for estimating the quality of each slab of a slab produced by a continuous casting machine.

鋼の連続鋳造工程において、一般に、連続鋳造機は、鋳型に注入された溶鋼をその周囲から鋳型によって冷却(1次冷却)し、これにより、鋳型内の溶鋼の表層部分を凝固させて凝固シェルを形成する。ついで、連続鋳造機は、凝固シェルを形成した溶鋼、すなわち、凝固シェルによって囲まれる内部に未凝固相を有する鋳片を、ピンチロールを用いて鋳型から鋳造方向に引き抜きながら搬送するとともに冷却水によって冷却(2次冷却)して凝固させる。連続鋳造機は、このような処理を順次行って、鋳造方向に長手となる平坦状の鋳片を連続鋳造する。その後、連続鋳造機は、連続鋳造して得た鋳片をその長手方向(鋳造方向)に沿って所定の長さ毎に切断し、これにより、厚板スラブ等の鋼のスラブを順次製造する。   In a continuous casting process of steel, generally, a continuous casting machine cools molten steel injected into a mold from its surroundings by a mold (primary cooling), thereby solidifying a surface layer portion of the molten steel in the mold and solidifying shell. Form. Next, the continuous casting machine conveys molten steel in which a solidified shell is formed, that is, a slab having an unsolidified phase surrounded by the solidified shell while being pulled out from the mold in the casting direction using a pinch roll and is cooled by cooling water. Cool (secondary cooling) to solidify. The continuous casting machine sequentially performs such processing to continuously cast a flat slab that is long in the casting direction. Thereafter, the continuous casting machine cuts the slab obtained by continuous casting into a predetermined length along the longitudinal direction (casting direction), thereby sequentially producing steel slabs such as thick plate slabs. .

従来、上述したように連続鋳造機によって連続鋳造される鋳片には、スラブの品質悪化を招く中心偏析が発生している。このような中心偏析の発生原因の一つとして、鋳片の凝固完了位置(以下、凝固完了位置といえば鋳片の凝固完了位置を意味する)よりも鋳造方向の上流側近傍の鋳片部分に存在する非定常バルジングが挙げられる。非定常バルジングは、鋳型から引き抜かれた鋳片を支えつつ鋳造方向の下流側へ送出するサポートロールや上述したピンチロール等の連続鋳造機に設けられる回転ロール体の間において、未だ凝固が完了していない連続鋳造中の鋳片がその厚さ方向に部分的に膨らむ現象である。このような非定常バルジングは、例えば、連続鋳造中の鋳片において表層部分が内部の未凝固相からの復熱によって高温状態となり且つ凝固シェルの層厚が薄い場合、凝固シェルの強度低下等に起因して発生する。   Conventionally, as described above, center segregation that causes deterioration of slab quality has occurred in a slab continuously cast by a continuous casting machine. One cause of the occurrence of such center segregation is the slab portion near the upstream side in the casting direction from the solidification completion position of the slab (hereinafter, the solidification completion position means the solidification completion position of the slab). Non-stationary bulging present. In unsteady bulging, solidification is still completed between the rotating roll bodies provided in the continuous casting machine such as the support roll that feeds downstream in the casting direction while supporting the slab drawn from the mold and the pinch roll described above. This is a phenomenon in which the slab during continuous casting partially swells in the thickness direction. Such unsteady bulging is, for example, when the surface layer portion of a slab during continuous casting becomes a high temperature state due to recuperation from the internal unsolidified phase and the thickness of the solidified shell is thin. Caused by.

一方、鋳片の中心偏析を低減する手法として、凝固完了位置よりも鋳造方向の上流側近傍における凝固未完了の鋳片(例えば凝固末期の鋳片)を、鋳片の凝固収縮量に見合う圧下量で徐々に圧下(以下、軽圧下という)する手法がある。しかし、連続鋳造中の鋳片に過剰な量の非定常バルジングが発生した場合、中心偏析を低減するために上述の凝固未完了の鋳片を軽圧下しても、軽圧下による中心偏析の低減効果は小さくなる。その原因として、例えば、軽圧下によって鋳片の凝固収縮時に鋳片凝固部分に吸い込まれるはずの濃化成分が非定常バルジングに起因して鋳片の凝固未完了である中心部分に押し戻される故、中心偏析が悪化すること等が挙げられる。   On the other hand, as a method of reducing the center segregation of the slab, a slab that has not yet been solidified (for example, a slab at the end of solidification) near the upstream in the casting direction from the solidification completion position is reduced to match the solidification shrinkage of the slab. There is a method of gradually reducing the amount (hereinafter referred to as light reduction). However, if an excessive amount of unsteady bulging occurs in the slab during continuous casting, even if the above-mentioned incomplete solidified slab is lightly reduced to reduce the center segregation, the center segregation is reduced by light reduction. The effect is reduced. As the cause, for example, because the concentrated component that should be sucked into the slab solidified part at the time of solidification shrinkage of the slab by light pressure is pushed back to the central part where the slab is not solidified due to unsteady bulging, For example, central segregation deteriorates.

上述したような非定常バルジングを検知する従来技術として、例えば、渦流式センサを用いて鋳片の非定常バルジングを検知する渦流式センサ方式がある。この渦流式センサ方式では、鋳片に近接して設置した渦流式センサにより、鋳片と渦流式センサとの距離が測定され、得られた距離の測定結果をもとに、鋳型内の溶鋼の湯面レベル変動に影響する非定常バルジングが検知される。しかし、高温高湿度の環境下や気化したオイルが発生する可能性のある環境下、すなわち、連続鋳造機の操業中の環境下に渦流式センサが設置された場合、渦流式センサ方式では、長期間に亘り継続して非定常バルジングを検知することが困難である。また、渦流式センサに対し、連続鋳造機の操業中の環境に耐え得るように環境対策を施す場合、多大なコストがかかるという問題がある。   As a conventional technique for detecting unsteady bulging as described above, for example, there is an eddy current sensor system that detects unsteady bulging of a slab by using an eddy current sensor. In this eddy current sensor method, the distance between the slab and the eddy current sensor is measured by the eddy current sensor installed close to the slab, and the molten steel in the mold is measured based on the obtained distance measurement result. Unsteady bulging affecting the level fluctuation is detected. However, if the eddy current sensor is installed in a high temperature and high humidity environment or in an environment where vaporized oil may be generated, that is, in an environment where the continuous casting machine is operating, It is difficult to detect unsteady bulging continuously over a period of time. Moreover, when an environmental measure is applied to the eddy current sensor so as to withstand the environment during operation of the continuous casting machine, there is a problem that a great cost is required.

また、上述した渦流式センサ方式とは別の手法によって非定常バルジングを検知する従来技術として、例えば、水柱式超音波レベル計を用いる方式がある。この方式では、高温高湿度環境下であっても、水柱式超音波レベル計によって非定常バルジングを計測することが可能である。しかし、連続鋳造機の操業中の環境下では、鋳型から引き抜いた鋳片を2次冷却して凝固させるべく、冷却スプレーから多量の冷却水が噴射されており、水柱式超音波レベル計の水柱に上述の冷却水が干渉してノイズが発生してしまう。このため、連続鋳造機の操業中の環境下において、水柱式超音波レベル計を用い、常時精度良く非定常バルジングを検知することは困難である。   Further, as a conventional technique for detecting unsteady bulging by a method different from the eddy current sensor method described above, for example, there is a method using a water column type ultrasonic level meter. In this method, unsteady bulging can be measured with a water column type ultrasonic level meter even in a high temperature and high humidity environment. However, in an environment where the continuous casting machine is in operation, a large amount of cooling water is sprayed from the cooling spray so that the slab drawn from the mold is secondarily cooled and solidified. In addition, the above-described cooling water interferes and noise is generated. For this reason, it is difficult to always detect unsteady bulging with high accuracy using a water column type ultrasonic level meter in an environment where the continuous casting machine is in operation.

一方、非定常バルジングを検知する更に別の従来技術として、例えば、非定常バルジングに起因する鋳型内の湯面レベル変動の周期が2次冷却帯のロールピッチと鋳造速度とによって決まることを利用し、ピンチロールモータの電流値の周期性と、湯面レベル値および湯面制御信号値のうち何れか一方の周波数または双方の合成値の周波数とが一致したとき、非定常バルジングが発生していると判定するものがある(特許文献1参照)。また、鋳型内の湯面レベル値の振幅が第1の閾値を超え、且つ、この湯面レベル値の周波数特性において、サポートロール(鋳片支持ロール)のロールピッチと鋳造速度とに基づいて求められる、発生し得る湯面レベル変動の周波数範囲での振幅が第2の閾値を超えたとき、非定常バルジングの発生を検知する方法がある(特許文献2参照)。   On the other hand, as another prior art for detecting unsteady bulging, for example, it is utilized that the cycle of the molten metal surface level fluctuation in the mold caused by unsteady bulging is determined by the roll pitch of the secondary cooling zone and the casting speed. Unsteady bulging occurs when the periodicity of the current value of the pinch roll motor matches the frequency of one or both of the molten metal level value and the molten metal level control signal value. (Refer to Patent Document 1). Further, the amplitude of the molten metal surface level value in the mold exceeds the first threshold value, and the frequency characteristic of the molten metal surface level value is obtained based on the roll pitch of the support roll (slab support roll) and the casting speed. There is a method of detecting the occurrence of unsteady bulging when the amplitude in the frequency range of the generated melt level fluctuation exceeds a second threshold (see Patent Document 2).

特開平11−170021号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-170021 特開2007−136480号公報JP 2007-136480 A

ところで、連続鋳造中の鋳片に発生した中心偏析は、連続鋳造機によって鋳片から順次製造される各スラブの品質に悪影響を及ぼす。このような中心偏析に影響される各スラブの品質を連続鋳造機の操業中にオンラインで推定することは、連続鋳造機の操業上、極めて重要である。しかしながら、上述した従来技術では、鋳片の中心偏析に影響される各スラブの品質を連続鋳造機の操業中にオンラインで推定することは困難であり、たとえ連続鋳造中の鋳片の非定常バルジングを検知しても、非定常バルジングの検知結果を各スラブの品質推定に活用することができなかった。   By the way, the center segregation generated in the slab during continuous casting adversely affects the quality of each slab that is sequentially manufactured from the slab by the continuous casting machine. It is extremely important for the operation of a continuous casting machine to estimate the quality of each slab affected by such center segregation online during the operation of the continuous casting machine. However, in the above-described prior art, it is difficult to estimate the quality of each slab affected by the center segregation of the slab on-line during the operation of the continuous casting machine, even if unsteady bulging of the slab during continuous casting. However, the detection result of unsteady bulging could not be used for quality estimation of each slab.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、鋳片の中心偏析に影響される各スラブの品質を連続鋳造機の操業中にオンラインで簡易に推定することができるスラブ品質推定装置およびスラブ品質推定方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to easily estimate the quality of each slab affected by the center segregation of the slab on-line during the operation of the continuous casting machine. An object is to provide an apparatus and a slab quality estimation method.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるスラブ品質推定装置は、連続鋳造機の鋳型に注入された溶鋼を凝固させながら前記鋳型から引き抜いて連続鋳造される鋳片の凝固完了位置を算出する凝固完了位置算出部と、前記鋳型から前記鋳片を引き抜く前記連続鋳造機の1以上のピンチロールの中から、前記凝固完了位置よりも前記鋳片の鋳造方向の上流側に位置するピンチロールを選択し、選択した前記ピンチロールのトルク信号を周波数解析して前記トルク信号の各周波数成分を取得し、取得した前記各周波数成分のうち前記鋳片の非定常バルジングに起因する周波数成分をもとに、前記鋳片の中心偏析の影響による前記鋳片の品質悪化を示す品質指標を判定する品質指標処理部と、前記鋳片を切断して製造されるスラブと前記品質指標とを対応付けて管理し、前記品質指標に基づいて前記スラブ毎の品質を推定する品質管理部と、を備えたことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the slab quality estimation apparatus according to the present invention is a slab quality estimation apparatus for a slab that is continuously cast by being drawn from the mold while solidifying molten steel injected into the mold of a continuous casting machine. A solidification completion position calculation unit for calculating a solidification completion position, and one or more pinch rolls of the continuous casting machine that pulls out the slab from the mold, upstream of the solidification completion position in the casting direction of the slab The pinch roll located in the position is selected, the frequency signal of the torque signal is obtained by frequency analysis of the torque signal of the selected pinch roll, and the unstable bulging of the slab out of the obtained frequency components A quality index processing unit for determining a quality index indicating quality deterioration of the slab due to the influence of center segregation of the slab based on a frequency component to be processed, and a slab manufactured by cutting the slab. And managed in association with the blanking and the quality index, it is characterized in that and a quality control section for estimating the quality of each of the slabs on the basis of the quality index.

また、本発明にかかるスラブ品質推定装置は、上記の発明において、前記品質指標処理部は、前記1以上のピンチロールの中から、前記凝固完了位置よりも前記鋳片の鋳造方向の上流側に位置し且つ前記連続鋳造機の軽圧下帯を構成する前記ピンチロールを選択することを特徴とする。   In the slab quality estimation apparatus according to the present invention as set forth in the invention described above, the quality index processing unit is located upstream of the solidification completion position in the casting direction of the slab from the one or more pinch rolls. The pinch roll which is located and constitutes the light pressure lower belt of the continuous casting machine is selected.

また、本発明にかかるスラブ品質推定装置は、上記の発明において、前記品質指標処理部は、前記鋳片の中心偏析に対する非定常バルジングの影響の重み付けを設定し、前記凝固完了位置と選択した前記ピンチロールの設置位置との距離に応じ前記重み付けを変化させて、前記品質指標を判定することを特徴とする。   Further, in the slab quality estimation apparatus according to the present invention, in the above invention, the quality index processing unit sets the weight of the influence of unsteady bulging on the center segregation of the slab, and selects the solidification completion position. The quality index is determined by changing the weighting according to the distance from the installation position of the pinch roll.

また、本発明にかかるスラブ品質推定方法は、連続鋳造機の鋳型に注入された溶鋼を凝固させながら前記鋳型から引き抜いて連続鋳造される鋳片の凝固完了位置を算出する凝固完了位置算出ステップと、前記鋳型から前記鋳片を引き抜く前記連続鋳造機の1以上のピンチロールの中から、前記凝固完了位置よりも前記鋳片の鋳造方向の上流側に位置するピンチロールを選択する選択ステップと、前記選択ステップによって選択した前記ピンチロールのトルク信号を周波数解析して、前記トルク信号の各周波数成分を取得する周波数解析ステップと、前記周波数解析ステップによって取得した前記各周波数成分のうち前記鋳片の非定常バルジングに起因する周波数成分をもとに、前記鋳片の中心偏析の影響による前記鋳片の品質悪化を示す品質指標を判定する品質指標判定ステップと、前記鋳片を切断して製造されるスラブと前記品質指標とを対応付けて管理する管理ステップと、前記品質指標に基づいて前記スラブ毎の品質を推定する品質推定ステップと、を含むことを特徴とする。   Further, the slab quality estimation method according to the present invention includes a solidification completion position calculating step for calculating a solidification completion position of a slab that is continuously cast by being drawn from the mold while solidifying molten steel injected into a mold of a continuous casting machine; Selecting a pinch roll located upstream of the solidification completion position in the casting direction of the slab from one or more pinch rolls of the continuous casting machine that pulls the slab out of the mold; and The frequency analysis step of acquiring the frequency component of the torque signal by frequency analysis of the torque signal of the pinch roll selected by the selection step, and the slab of the slab out of the frequency component acquired by the frequency analysis step Quality indicating deterioration of the quality of the slab due to the effect of center segregation of the slab, based on frequency components caused by unsteady bulging A quality index determining step for determining a mark, a management step for managing the slab manufactured by cutting the slab in association with the quality index, and estimating the quality for each slab based on the quality index And a quality estimation step.

また、本発明にかかるスラブ品質推定方法は、上記の発明において、前記選択ステップは、前記1以上のピンチロールの中から、前記凝固完了位置よりも前記鋳片の鋳造方向の上流側に位置し且つ前記連続鋳造機の軽圧下帯を構成する前記ピンチロールを選択することを特徴とする。   In the slab quality estimation method according to the present invention, in the above invention, the selecting step is located upstream of the solidification completion position in the casting direction of the slab from the one or more pinch rolls. And the said pinch roll which comprises the light pressure lower belt of the said continuous casting machine is selected, It is characterized by the above-mentioned.

また、本発明にかかるスラブ品質推定方法は、上記の発明において、前記品質指標判定ステップは、前記鋳片の中心偏析に対する非定常バルジングの影響の重み付けを設定し、前記凝固完了位置と選択した前記ピンチロールの設置位置との距離に応じ前記重み付けを変化させて、前記品質指標を判定することを特徴とする。   Further, in the slab quality estimation method according to the present invention, in the above invention, the quality index determination step sets the weight of the influence of unsteady bulging on the center segregation of the slab, and selects the solidification completion position. The quality index is determined by changing the weighting according to the distance from the installation position of the pinch roll.

本発明によれば、鋳片の中心偏析に影響される各スラブの品質を連続鋳造機の操業中にオンラインで簡易に推定することができるという効果を奏する。   According to the present invention, there is an effect that the quality of each slab affected by the center segregation of the slab can be easily estimated on-line during operation of the continuous casting machine.

図1は、本発明の実施の形態にかかるスラブ品質推定装置の一構成例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a slab quality estimation apparatus according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の実施の形態における連続鋳造機の一構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a continuous casting machine in the embodiment of the present invention. 図3は、本発明の実施の形態にかかるスラブ品質推定方法の一例を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing an example of the slab quality estimation method according to the embodiment of the present invention. 図4は、本実施例において注目する各ピンチロールのトルクのトレンドデータを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing trend data of torque of each pinch roll to be noted in the present embodiment. 図5は、本実施例における注目ピンチロールのうち最上流のピンチロールから収集したトルク信号の周波数解析結果の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a frequency analysis result of the torque signal collected from the most upstream pinch roll among the target pinch rolls in the present embodiment. 図6は、本実施例における注目ピンチロールのうち中間のピンチロールから収集したトルク信号の周波数解析結果の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a frequency analysis result of a torque signal collected from an intermediate pinch roll among the target pinch rolls in the present embodiment. 図7は、本実施例における注目ピンチロールのうち最下流のピンチロールから収集したトルク信号の周波数解析結果の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a frequency analysis result of a torque signal collected from the pinch roll at the most downstream of the target pinch rolls in the present embodiment. 図8は、本実施例における鋳片の品質指標と中心偏析値との相関の一例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an example of the correlation between the slab quality index and the center segregation value in the present embodiment.

以下に、添付図面を参照して、本発明にかかるスラブ品質推定装置およびスラブ品質推定方法の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本実施の形態では、連続鋳造機の一例として垂直曲げ型の連続鋳造機を例示するが、本実施の形態により、本発明が限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実のものとは異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、各図面において、同一構成部分には同一符号が付されている。   Exemplary embodiments of a slab quality estimation apparatus and a slab quality estimation method according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings. In this embodiment, a vertical bending type continuous casting machine is illustrated as an example of a continuous casting machine, but the present invention is not limited to this embodiment. Moreover, the drawings are schematic, and it should be noted that the relationship between the dimensions of each element, the ratio of each element, and the like may differ from the actual ones. Even between the drawings, there are cases in which portions having different dimensional relationships and ratios are included. Moreover, in each drawing, the same code | symbol is attached | subjected to the same component.

(連続鋳造機)
まず、本発明の実施の形態にかかるスラブ品質推定装置を適用した連続鋳造機について説明する。図1は、本発明の実施の形態にかかるスラブ品質推定装置の一構成例を示す図である。図1には、本発明の実施の形態にかかるスラブ品質推定装置1と、これを適用した連続鋳造機11とが図示されている。図2は、本発明の実施の形態における連続鋳造機の一構成例を示す図である。
(Continuous casting machine)
First, a continuous casting machine to which a slab quality estimation apparatus according to an embodiment of the present invention is applied will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a slab quality estimation apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a slab quality estimation apparatus 1 according to an embodiment of the present invention and a continuous casting machine 11 to which the slab quality estimation apparatus 1 is applied. FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a continuous casting machine in the embodiment of the present invention.

図1,2に示すように、連続鋳造機11は、溶鋼10aを所定の形状に鋳造する鋳型12と、溶鋼10aの貯蔵および供給を適宜行うタンディッシュ13と、タンディッシュ13から鋳型12に溶鋼10aを注入するための浸漬ノズル14とを備える。また、連続鋳造機11は、鋳型12からの鋳片10を支えながら鋳造方向の下流側へ送出する複数のサポートロール15と、鋳型12から鋳片10を引き抜きながら鋳造方向の下流側に搬送する複数のピンチロール16〜19とを備える。その他、図1,2には図示しないが、連続鋳造機11は、鋳型12から引き抜かれた鋳片10を2次冷却するための冷却水をノズルから噴射するエアミストスプレー等の複数の冷却スプレー、並びに、連続鋳造した鋳片10を所定長さのスラブに切断する切断部等の連続鋳造工程に必要な各種設備を備える。   As shown in FIGS. 1 and 2, the continuous casting machine 11 includes a mold 12 for casting the molten steel 10 a into a predetermined shape, a tundish 13 for appropriately storing and supplying the molten steel 10 a, and a molten steel from the tundish 13 to the mold 12. And an immersion nozzle 14 for injecting 10a. In addition, the continuous casting machine 11 conveys the slab 10 from the mold 12 to the downstream side in the casting direction while pulling out the slab 10 from the mold 12 while supporting the slab 10 from the mold 12. A plurality of pinch rolls 16 to 19 are provided. In addition, although not shown in FIGS. 1 and 2, the continuous casting machine 11 has a plurality of cooling sprays such as an air mist spray that jets cooling water from the nozzle for secondary cooling of the slab 10 drawn from the mold 12. In addition, various facilities necessary for a continuous casting process such as a cutting portion for cutting the continuously cast slab 10 into a slab having a predetermined length are provided.

鋳型12は、液状の溶鋼10aを所定の形状に固めるためのものである。なお、図1,2には、本発明を説明し易くするために、鋳型12の断面の概略構造が図示されている。本実施の形態において、鋳型12には、入口側から出口側に亘って貫通する矩形状等の貫通孔が形成されており、図1,2に示すように、鋳型12は、タンディッシュ13の下方に設けられる。鋳型12は、入口側から注入された液状の溶鋼10aを1次冷却し、これにより、この液状の溶鋼10aをその表層部分から凝固させて、凝固シェルを形成する。このようにして、鋳型12は、この液状の溶鋼10aを鋳片10に順次鋳造する。この段階において、鋳片10は、凝固シェルによって囲まれる内部に未凝固相を有する凝固未完了の状態である。   The mold 12 is for solidifying the liquid molten steel 10a into a predetermined shape. 1 and 2 show a schematic structure of a cross section of the mold 12 in order to facilitate the explanation of the present invention. In the present embodiment, the mold 12 is formed with a rectangular through-hole or the like penetrating from the inlet side to the outlet side. As shown in FIGS. Provided below. The mold 12 primarily cools the liquid molten steel 10a injected from the inlet side, thereby solidifying the liquid molten steel 10a from the surface layer portion to form a solidified shell. In this manner, the mold 12 sequentially casts this liquid molten steel 10a on the slab 10. At this stage, the slab 10 is in an incompletely solidified state having an unsolidified phase in the interior surrounded by the solidified shell.

タンディッシュ13は、鋳型12の内部に溶鋼10aを注入するものである。具体的には、図1,2に示すように、タンディッシュ13は、鋳型12の上方に設けられる。また、タンディッシュ13の底部には、鋳型12への溶鋼注入口となる浸漬ノズル14が設けられている。浸漬ノズル14は、図1,2に示すように、鋳型12の内部の溶鋼10a中に浸漬するように配置される。タンディッシュ13は、取鍋(図示せず)から注ぎ込まれた溶鋼10aを貯蔵し、この貯蔵した溶鋼10aを、浸漬ノズル14を介して鋳型12の内部に適宜注入する。   The tundish 13 is for injecting molten steel 10 a into the mold 12. Specifically, as shown in FIGS. 1 and 2, the tundish 13 is provided above the mold 12. In addition, an immersion nozzle 14 serving as a molten steel injection port to the mold 12 is provided at the bottom of the tundish 13. As shown in FIGS. 1 and 2, the immersion nozzle 14 is disposed so as to be immersed in the molten steel 10 a inside the mold 12. The tundish 13 stores the molten steel 10 a poured from a ladle (not shown), and appropriately injects the stored molten steel 10 a into the mold 12 through the immersion nozzle 14.

サポートロール15は、ロール外周方向に回転自在に軸支された回転ロール体であり、図1,2に示すように、鋳片10をその厚さ方向に挟み且つ鋳片10の鋳造方向に沿って並ぶように複数設置される。なお、鋳片10の鋳造方向は、図1,2の太線矢印によって示されるように、鋳型12から引き抜き搬送されながら連続鋳造される鋳片10の引き抜き搬送方向である。これら複数のサポートロール15は、鋳型12から引き抜かれた鋳片10を支えつつ鋳造方向の上流側から下流側へ送出する。   The support roll 15 is a rotary roll body that is rotatably supported in the outer circumferential direction of the roll. As shown in FIGS. 1 and 2, the slab 10 is sandwiched in the thickness direction and along the casting direction of the slab 10. Several are installed so that they line up. The casting direction of the slab 10 is the drawing and conveying direction of the slab 10 that is continuously cast while being drawn and conveyed from the mold 12 as indicated by the thick arrows in FIGS. The plurality of support rolls 15 are fed from the upstream side to the downstream side in the casting direction while supporting the cast piece 10 pulled out from the mold 12.

ピンチロール16〜19は、モータ(図示せず)の駆動力によってロール外周方向に回転可能な回転ロール体であり、図1,2に示すように、鋳片10をその厚さ方向に挟むように鋳片10の鋳造方向に沿って複数(本実施の形態では4対)設置される。具体的には、ピンチロール16〜19は、各々、鋳型12から鉛直下方に引き抜かれた鋳片10の長手方向を水平方向に徐々に矯正するために好適な位置に設置される。以下、このようなピンチロール16〜19の各設置位置は、ピンチロール位置Pmと称される。なお、番号mは、ピンチロール16〜19の各々を特定する数字である。本実施の形態では、図1,2に示すように、ピンチロール16は、最上流のピンチロール位置P1に設置され、ピンチロール17は、これよりも鋳造方向の下流側であるピンチロール位置P2に設置される。ピンチロール18は、このピンチロール17よりも鋳造方向の下流側であるピンチロール位置P3に設置され、ピンチロール19は、最下流のピンチロール位置P4に設置される。 The pinch rolls 16 to 19 are rotating roll bodies that are rotatable in the outer circumferential direction of the roll by a driving force of a motor (not shown), and sandwich the slab 10 in the thickness direction as shown in FIGS. A plurality (four pairs in the present embodiment) are installed along the casting direction of the slab 10. Specifically, each of the pinch rolls 16 to 19 is installed at a suitable position for gradually correcting the longitudinal direction of the slab 10 drawn vertically downward from the mold 12 in the horizontal direction. Hereinafter, the installation position of such pinch rolls 16 to 19 are referred to as pinch roll position P m. Note that the number m is a number that identifies each of the pinch rolls 16 to 19. In this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the pinch roll 16 is installed at the most upstream pinch roll position P 1 , and the pinch roll 17 is located on the downstream side in the casting direction. It is installed in the P 2. The pinch roll 18 is installed at a pinch roll position P 3 that is downstream of the pinch roll 17 in the casting direction, and the pinch roll 19 is installed at the most downstream pinch roll position P 4 .

本実施の形態において、各ピンチロール位置Pm(m=1,2,3,4)は、連続鋳造機11における基準位置P0からの鋳造方向に沿った距離によって表される位置である。例えば、基準位置P0が、鋳型12に注入された溶鋼10aのメニスカス10bの位置である場合、各ピンチロール位置Pm(m=1,2,3,4)は、メニスカス10bの位置からの鋳造方向に沿った距離(以下、メニスカス距離という)によって表される。すなわち、図1,2に示すように、ピンチロール位置P1は、メニスカス距離L1の位置であり、ピンチロール位置P2は、このメニスカス距離L1に比して長いメニスカス距離L2の位置である。ピンチロール位置P3は、このメニスカス距離L2に比して長いメニスカス距離L3の位置であり、ピンチロール位置P4は、このメニスカス距離L3に比して長いメニスカス距離L4の位置である。 In the present embodiment, each pinch roll position P m (m = 1, 2, 3, 4) is a position represented by a distance along the casting direction from the reference position P 0 in the continuous casting machine 11. For example, when the reference position P 0 is the position of the meniscus 10b of the molten steel 10a injected into the mold 12, each pinch roll position P m (m = 1, 2, 3, 4) is different from the position of the meniscus 10b. It is represented by a distance along the casting direction (hereinafter referred to as meniscus distance). That is, as shown in FIGS. 1 and 2, the pinch roll position P 1 is the position of the meniscus distance L 1 , and the pinch roll position P 2 is a position of the meniscus distance L 2 that is longer than the meniscus distance L 1. It is. The pinch roll position P 3 is a position having a meniscus distance L 3 that is longer than the meniscus distance L 2 , and the pinch roll position P 4 is a position having a meniscus distance L 4 that is longer than the meniscus distance L 3. is there.

上述したように設置されたピンチロール16〜19は、モータの駆動による回転力(トルク)を用い、鋳型12から鋳片10を複数のサポートロール15に沿って鋳造方向に所定の引き抜き速度(以下、鋳造速度という)で順次引き抜く。さらに、これらのピンチロール16〜19は、引き抜いた鋳片10を複数のサポートロール15に沿って鋳造方向に所定の鋳造速度で順次搬送する。   The pinch rolls 16 to 19 installed as described above use a rotational force (torque) generated by driving a motor, and the slab 10 is drawn from the mold 12 along a plurality of support rolls 15 in a casting direction in a casting direction (hereinafter referred to as “push rolls 16-19”). , Called casting speed). Further, these pinch rolls 16 to 19 sequentially convey the drawn slab 10 along the plurality of support rolls 15 in the casting direction at a predetermined casting speed.

ここで、連続鋳造機11は、鋳型12から引き抜いた凝固未完了の鋳片10を完全に凝固させるための2次冷却を行う複数の冷却帯を備えている。具体的には、本実施の形態において、連続鋳造機11は、図1,2に示すように、鋳型12の出口側近傍から鋳片10の鋳造方向に並ぶ9つのゾーンに、冷却帯21a〜29aおよび冷却帯21b〜29bを各々備える。   Here, the continuous casting machine 11 includes a plurality of cooling zones that perform secondary cooling for completely solidifying the unsolidified slab 10 drawn from the mold 12. Specifically, in the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the continuous casting machine 11 includes cooling zones 21 a to 21 in nine zones arranged in the casting direction of the slab 10 from the vicinity of the outlet side of the mold 12. 29a and cooling zones 21b to 29b are provided.

冷却帯21a〜29aは、鋳型12から引き抜かれた鋳片10を、その基準面と反対の面側(具体的には上面側)から2次冷却するものである。これらの冷却帯21a〜29aのうち、冷却帯21a〜23a,28a,29aは、複数のサポートロール15および冷却スプレー(図示せず)等を用いて各々構成される。なお、これらの冷却帯21a〜23a,28a,29aの各々には、ピンチロール16〜19と同様に機能するピンチロールが1つ以上設けられてもよい。一方、残りの冷却帯24a〜27aは、複数のサポートロール15、ピンチロール16〜19、および冷却スプレー(図示せず)等を用いて各々構成される。これらの冷却帯21a〜29aは、鋳型12から引き抜かれて鋳造方向に順次搬送される鋳片10の上面に対して冷却水を噴射し、これにより、鋳片10を上面側から2次冷却して鋳片10の凝固を進行させる。   The cooling zones 21a to 29a are for secondary cooling of the slab 10 drawn from the mold 12 from the surface side (specifically, the upper surface side) opposite to the reference surface. Among these cooling zones 21a to 29a, the cooling zones 21a to 23a, 28a, and 29a are each configured using a plurality of support rolls 15, a cooling spray (not shown), and the like. Each of these cooling zones 21a-23a, 28a, 29a may be provided with one or more pinch rolls that function similarly to the pinch rolls 16-19. On the other hand, the remaining cooling zones 24a to 27a are each configured using a plurality of support rolls 15, pinch rolls 16 to 19, and a cooling spray (not shown). These cooling zones 21a to 29a spray cooling water onto the upper surface of the slab 10 that is pulled out of the mold 12 and sequentially conveyed in the casting direction, thereby secondary cooling the slab 10 from the upper surface side. The slab 10 is solidified.

冷却帯21b〜29bは、鋳型12から引き抜かれた鋳片10を、その基準面側(具体的には下面側)から2次冷却するものである。これらの冷却帯21b〜29bのうち、冷却帯21b〜23b,28b,29bは、複数のサポートロール15および冷却スプレー(図示せず)等を用いて各々構成される。なお、これらの冷却帯21b〜23b,28b,29bの各々には、ピンチロール16〜19と同様に機能するピンチロールが1つ以上設けられてもよい。一方、残りの冷却帯24b〜27bは、複数のサポートロール15、ピンチロール16〜19、および冷却スプレー(図示せず)等を用いて各々構成される。これらの冷却帯21b〜29bは、鋳型12から引き抜かれて鋳造方向に順次搬送される鋳片10の下面に対して冷却水を噴射し、これにより、鋳片10を下面側から2次冷却して鋳片10の凝固を進行させる。   The cooling zones 21b to 29b are for secondary cooling of the slab 10 drawn from the mold 12 from the reference surface side (specifically, the lower surface side). Among these cooling zones 21b to 29b, the cooling zones 21b to 23b, 28b, and 29b are each configured using a plurality of support rolls 15, cooling sprays (not shown), and the like. Each of the cooling zones 21b to 23b, 28b, and 29b may be provided with one or more pinch rolls that function similarly to the pinch rolls 16 to 19. On the other hand, the remaining cooling zones 24b to 27b are each configured using a plurality of support rolls 15, pinch rolls 16 to 19, and a cooling spray (not shown). These cooling zones 21b to 29b inject cooling water onto the lower surface of the slab 10 that is pulled out of the mold 12 and sequentially conveyed in the casting direction, thereby secondary cooling the slab 10 from the lower surface side. The slab 10 is solidified.

一方、連続鋳造機11において、鋳片10の上面側の冷却帯24a〜27aと下面側の冷却帯24b〜27bとは、図1,2に示すように、凝固未完了の鋳片10を軽圧下する軽圧下帯20としての機能を兼ね備える。具体的には、軽圧下帯20において、ピンチロール16〜19が、鋳造方向に順次搬送される凝固未完了の鋳片10を軽圧下する。   On the other hand, in the continuous casting machine 11, the cooling bands 24a to 27a on the upper surface side of the slab 10 and the cooling bands 24b to 27b on the lower surface side are made of lightly cast slab 10 that has not been solidified as shown in FIGS. It also has a function as a light pressure belt 20 to be rolled down. Specifically, in the light pressure lower belt 20, the pinch rolls 16 to 19 lightly lower the incompletely cast slab 10 that is sequentially conveyed in the casting direction.

上述したような構成を有する連続鋳造機11は、溶鋼10aを注入した鋳型12から鋳片10を所定の鋳造速度で連続的に引き抜きながら、鋳造方向に鋳片10を順次搬送し、これに並行して、鋳片10をその全域に亘り順次2次冷却する。このようにして、連続鋳造機11は、鋳型12に注入した溶鋼10aから、鋳造方向に長手となる平坦状の鋳片10を連続鋳造する。その後、連続鋳造機11は、連続鋳造して完全に凝固した鋳片10を切断部(図示せず)によって所定の長さに順次切断し、これにより、目的のスラブを順次製造する。   The continuous casting machine 11 having the above-described configuration sequentially conveys the slab 10 in the casting direction while continuously drawing the slab 10 from the mold 12 into which the molten steel 10a has been injected at a predetermined casting speed, and in parallel therewith. Then, the slab 10 is subjected to secondary cooling sequentially over the entire area. In this way, the continuous casting machine 11 continuously casts the flat slab 10 that is long in the casting direction from the molten steel 10a poured into the mold 12. Thereafter, the continuous casting machine 11 sequentially cuts the slab 10 that has been continuously cast and completely solidified into a predetermined length by a cutting portion (not shown), thereby sequentially manufacturing the desired slab.

(スラブ品質推定装置)
つぎに、上述した図1,2を参照しつつ、本発明の実施の形態にかかるスラブ品質推定装置について説明する。本発明の実施の形態にかかるスラブ品質推定装置1は、連続鋳造機11の操業中にオンラインで各スラブの品質を推定するものである。図1に示すように、スラブ品質推定装置1は、鋳片10の中心偏析に応じた品質を判定する品質判定装置2と、この鋳片10の品質をスラブ毎に管理し推定する操業用計算機5とを備える。また、スラブ品質推定装置1は、スラブ品質の推定に必要な情報を入力する入力部6と、各スラブの品質推定結果等の情報を出力する出力部7とを備える。
(Slab quality estimation device)
Next, a slab quality estimation apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The slab quality estimation device 1 according to the embodiment of the present invention estimates the quality of each slab online during operation of the continuous casting machine 11. As shown in FIG. 1, the slab quality estimation device 1 includes a quality determination device 2 that determines the quality according to the center segregation of the slab 10, and an operation computer that manages and estimates the quality of the slab 10 for each slab. 5. Moreover, the slab quality estimation apparatus 1 includes an input unit 6 that inputs information necessary for estimating the slab quality, and an output unit 7 that outputs information such as the quality estimation result of each slab.

品質判定装置2は、連続鋳造機11によって連続鋳造された鋳片10の中心偏析程度に応じた品質を判定するものである。図1に示すように、品質判定装置2は、2次冷却計算部3と、品質指標処理部4とを備える。   The quality determination device 2 determines the quality according to the degree of center segregation of the slab 10 continuously cast by the continuous casting machine 11. As shown in FIG. 1, the quality determination device 2 includes a secondary cooling calculation unit 3 and a quality index processing unit 4.

2次冷却計算部3は、連続鋳造機11の鋳型12に注入された溶鋼10aを凝固させながら鋳型12から引き抜いて連続鋳造される鋳片10の凝固完了位置を算出する凝固完了位置算出部として機能する。具体的には、2次冷却計算部3は、操業中の連続鋳造機11における鋳片10の連続鋳造の2次冷却計算をオンラインで行い、この2次冷却計算の結果をもとに、現在連続鋳造中の鋳片10の凝固完了位置を算出する。本実施の形態において、鋳片10の凝固完了位置は、上述したピンチロール位置Pmと同様に、連続鋳造機11における基準位置P0からの鋳造方向に沿った距離(例えばメニスカス距離)によって表される。2次冷却計算部3は、このように算出した凝固完了位置を品質指標処理部4に送信する。 The secondary cooling calculation unit 3 is a solidification completion position calculation unit that calculates the solidification completion position of the slab 10 that is continuously cast by being drawn from the mold 12 while solidifying the molten steel 10a injected into the mold 12 of the continuous casting machine 11. Function. Specifically, the secondary cooling calculation unit 3 performs online secondary cooling calculation of the continuous casting of the slab 10 in the continuous casting machine 11 in operation, and based on the result of the secondary cooling calculation, The solidification completion position of the slab 10 during continuous casting is calculated. In the present embodiment, the solidification completion position of the slab 10 is represented by a distance (for example, a meniscus distance) along the casting direction from the reference position P 0 in the continuous casting machine 11 in the same manner as the pinch roll position P m described above. Is done. The secondary cooling calculation unit 3 transmits the solidification completion position calculated in this way to the quality index processing unit 4.

ここで、本実施の形態における連続鋳造の2次冷却計算は、伝熱モデルを用いた鋳片10の2次冷却に関する伝熱計算である。例えば、連続鋳造の2次冷却計算は、通常、鋳造方向に沿って単位長さに切断された鋳片10の断面を考え、現在連続鋳造中の鋳片10内の場所に応じて、水冷、空冷、ミスト冷却、ロール抜熱等からなる2次冷却条件による鋳片表面での境界条件を示す式に基づき熱流束を求め、この求めた熱流束を用いて2次元伝熱方程式を解くことにより、実行される。   Here, the secondary cooling calculation of continuous casting in the present embodiment is a heat transfer calculation related to secondary cooling of the slab 10 using a heat transfer model. For example, the secondary cooling calculation for continuous casting usually considers the cross section of the slab 10 cut to unit length along the casting direction, and depending on the location in the slab 10 currently being continuously cast, water cooling, By calculating the heat flux based on the equation showing the boundary condition on the slab surface by the secondary cooling condition consisting of air cooling, mist cooling, heat removal from the roll, etc., and solving the two-dimensional heat transfer equation using this calculated heat flux Executed.

品質指標処理部4は、非定常バルジングに起因する鋳片10の中心偏析に影響されて悪化する鋳片10の品質を判定するものである。具体的には、品質指標処理部4は、現在連続鋳造中の鋳片10の凝固完了位置を2次冷却計算部3から取得する。また、品質指標処理部4は、連続鋳造機11における1以上のピンチロール(本実施の形態ではピンチロール16〜19)から、鋳片10の引き抜き搬送に要するピンチロールトルクを示すトルク信号を必要分、収集する。品質指標処理部4は、鋳型12から鋳片10を引き抜く連続鋳造機11の1以上のピンチロール(例えばピンチロール16〜19)の中から、2次冷却計算部3によって算出された凝固完了位置よりも鋳片10の鋳造方向の上流側に位置するピンチロールを注目ピンチロールとして選択する。この際、品質指標処理部4は、連続鋳造機11の1以上のピンチロールの中から、2次冷却計算部3による凝固完了位置よりも鋳片10の鋳造方向の上流側に位置し且つ連続鋳造機11の軽圧下帯20を構成するピンチロールを、注目ピンチロールとして選択することが望ましい。   The quality index processing unit 4 determines the quality of the slab 10 that is deteriorated by being affected by the center segregation of the slab 10 due to unsteady bulging. Specifically, the quality index processing unit 4 acquires the solidification completion position of the slab 10 currently being continuously cast from the secondary cooling calculation unit 3. Further, the quality index processing unit 4 requires a torque signal indicating the pinch roll torque required for drawing and conveying the slab 10 from one or more pinch rolls (pinch rolls 16 to 19 in the present embodiment) in the continuous casting machine 11. Collect minutes. The quality index processing unit 4 is a solidification completion position calculated by the secondary cooling calculation unit 3 from one or more pinch rolls (for example, pinch rolls 16 to 19) of the continuous casting machine 11 that draws the slab 10 from the mold 12. The pinch roll located on the upstream side in the casting direction of the slab 10 is selected as the target pinch roll. At this time, the quality index processing unit 4 is located upstream of the solidification completion position by the secondary cooling calculation unit 3 in the casting direction of the slab 10 and continuously from one or more pinch rolls of the continuous casting machine 11. It is desirable to select the pinch roll constituting the light pressure lower belt 20 of the casting machine 11 as the target pinch roll.

また、品質指標処理部4は、上述したように選択した注目ピンチロールから収集済みのトルク信号を周波数解析し、これにより、注目ピンチロールのトルク信号の各周波数成分を取得する。ついで、品質指標処理部4は、この周波数解析によって取得したトルク信号の各周波数成分の周波数および強度と、操業用計算機5から取得した連続鋳造機11の現在の操業条件(例えば現在連続鋳造中の鋳片10の鋳造速度等)とを用い、現在連続鋳造中の鋳片10の非定常バルジングをオンラインで検知する。続いて、品質指標処理部4は、上述したように取得したトルク信号の各周波数成分のうち、検知した鋳片10の非定常バルジングに起因する周波数成分をもとに、現在連続鋳造中の鋳片10の品質指標をオンラインで判定する。この際、品質指標処理部4は、鋳片10の中心偏析に対する非定常バルジングの影響の重み付けを設定し、鋳片10の凝固完了位置と選択した注目ピンチロールの設置位置(すなわちピンチロール位置Pm)との距離に応じ上述の重み付けを変化させて、現在連続鋳造中の鋳片10の品質指標を判定する。 Further, the quality index processing unit 4 performs frequency analysis on the torque signal collected from the target pinch roll selected as described above, and thereby acquires each frequency component of the torque signal of the target pinch roll. Next, the quality index processing unit 4 uses the frequency and intensity of each frequency component of the torque signal acquired by this frequency analysis, and the current operating conditions of the continuous casting machine 11 acquired from the operating computer 5 (for example, currently in continuous casting). The unsteady bulging of the slab 10 currently being continuously cast is detected on-line using the slab 10 casting speed and the like. Subsequently, the quality index processing unit 4 performs casting that is currently being continuously cast based on the frequency components resulting from the unsteady bulging of the slab 10 among the frequency components of the torque signal acquired as described above. The quality index of the piece 10 is determined online. At this time, the quality index processing unit 4 sets the weight of the influence of unsteady bulging on the center segregation of the slab 10, sets the solidification completion position of the slab 10 and the installation position of the selected pinch roll (that is, the pinch roll position P). The above-mentioned weighting is changed according to the distance to m ), and the quality index of the slab 10 currently being continuously cast is determined.

本実施の形態において、上述の品質指標は、鋳片10に発生した中心偏析の影響による鋳片10の品質悪化を示す指標である。品質指標処理部4は、上述したような品質指標を鋳片10の長手方向の位置毎に順次判定する。このようにして、品質指標処理部4は、非定常バルジングに起因する中心偏析の影響によって悪化する鋳片10の品質を、鋳片10の長手方向位置毎に判定する。品質指標処理部4は、このような鋳片10の長手方向位置毎の品質指標を、鋳片10のスラブ毎の品質判定結果として操業用計算機5に送信する。   In the present embodiment, the above-described quality index is an index indicating deterioration in quality of the slab 10 due to the influence of center segregation generated in the slab 10. The quality index processing unit 4 sequentially determines the quality index as described above for each position in the longitudinal direction of the slab 10. In this way, the quality index processing unit 4 determines the quality of the slab 10 that deteriorates due to the influence of center segregation due to unsteady bulging for each longitudinal position of the slab 10. The quality index processing unit 4 transmits the quality index for each longitudinal position of the slab 10 to the operation computer 5 as a quality determination result for each slab of the slab 10.

操業用計算機5は、品質判定装置2によって判定された鋳片10の品質指標をスラブ毎に管理し且つ鋳片10のスラブ毎の品質を推定する品質管理部としての機能を有する。具体的には、操業用計算機5は、連続鋳造機11の操業を管理するプロセスコンピュータ等を用いて構成される。操業用計算機5は、品質判定装置2から、品質指標処理部4によって判定された鋳片10の長手方向位置毎の品質指標を順次受信する。操業用計算機5は、受信した品質指標に対応する鋳片10の長手方向位置を、目的とするスラブ寸法等の操業条件に基づき、鋳片10をその長手方向に沿って所定長さ毎に切断して製造されるスラブに置き換える。ついで、操業用計算機5は、このような鋳片10のスラブと、このスラブに置き換えられる鋳片10の長手方向位置における品質指標とを対応付ける。操業用計算機5は、これらの対応付けたスラブと品質指標とを、鋳片10のスラブ毎の品質指標を示すスラブ品質データ5aの一部として保存し、管理する。操業用計算機5は、品質判定装置2から品質指標処理部4による鋳片10の長手方向位置毎の品質指標を受信する都度、上述したスラブ毎の品質指標の管理処理を実行する。   The operation computer 5 has a function as a quality control unit that manages the quality index of the slab 10 determined by the quality determination device 2 for each slab and estimates the quality of each slab of the slab 10. Specifically, the operation computer 5 is configured using a process computer or the like that manages the operation of the continuous casting machine 11. The operation computer 5 sequentially receives the quality index for each longitudinal position of the slab 10 determined by the quality index processing unit 4 from the quality determination device 2. The operation computer 5 cuts the slab 10 at predetermined lengths along the longitudinal direction of the slab 10 corresponding to the received quality index based on the operation conditions such as the target slab size. Replaced with a manufactured slab. Next, the operation computer 5 associates such a slab of the slab 10 with a quality index at the longitudinal position of the slab 10 to be replaced with this slab. The operation computer 5 stores and manages these associated slabs and quality indicators as a part of the slab quality data 5a indicating the quality indicators for each slab of the slab 10. Each time the operation computer 5 receives the quality index for each longitudinal position of the slab 10 by the quality index processing unit 4 from the quality determination device 2, the operation index management process for each slab described above is executed.

また、操業用計算機5は、上述したようにスラブ毎に管理する品質指標に基づいて、鋳片10のスラブ毎の品質を推定する。この際、操業用計算機5は、入力部6によって入力された情報をもとに、品質推定対象のスラブの中心偏析程度に関する閾値(以下、品質閾値という)を設定する。ついで、操業用計算機5は、品質推定対象のスラブの品質指標をスラブ品質データ5aから読み出し、品質相関データ5bを参照しつつ、この読み出した品質指標と品質閾値とに基づいて、品質推定対象のスラブの品質(例えば品質の良否)を推定する。   Moreover, the computer 5 for operation estimates the quality for every slab of the slab 10 based on the quality parameter | index managed for every slab as mentioned above. At this time, the operation computer 5 sets a threshold (hereinafter referred to as a quality threshold) regarding the degree of central segregation of the slab to be estimated based on the information input by the input unit 6. Next, the operation computer 5 reads the quality index of the slab to be estimated from the slab quality data 5a, and refers to the quality correlation data 5b, and based on the read quality index and the quality threshold, Estimate the quality of the slab (eg quality).

ここで、品質相関データ5bは、鋳片10を切断して製造される各スラブの品質に悪影響を及ぼす鋳片10の中心偏析の度合いを示す値(以下、中心偏析値という)と、鋳片10のスラブ毎に管理される品質指標との相関を示すデータである。なお、品質相関データ5bは、例えば、連続鋳造機11の過去の操業実績データや中心偏析の検査結果等を用いて作成可能である。品質相関データ5bは、操業用計算機5に予め保存される。操業用計算機5は、このような品質相関データ5bを用いて、品質推定対象のスラブの品質指標を中心偏析値に変換し、この中心偏析値と品質閾値とを比較する。この比較処理の結果、操業用計算機5は、この中心偏析値が品質閾値以上である場合、品質推定対象のスラブの品質が要求に比して悪いと推定し、この中心偏析値が品質閾値未満である場合、品質推定対象のスラブの品質が良(すなわち要求を満足する品質)であると推定する。   Here, the quality correlation data 5b includes a value indicating the degree of center segregation of the slab 10 that adversely affects the quality of each slab manufactured by cutting the slab 10 (hereinafter referred to as a center segregation value), and a slab. It is data which shows the correlation with the quality index managed for every 10 slabs. The quality correlation data 5b can be created using, for example, past operation performance data of the continuous casting machine 11, inspection results of center segregation, and the like. The quality correlation data 5b is stored in advance in the operation computer 5. Using the quality correlation data 5b, the operation computer 5 converts the quality index of the quality estimation target slab into a center segregation value, and compares the center segregation value with a quality threshold value. As a result of this comparison processing, when the center segregation value is equal to or higher than the quality threshold, the operation computer 5 estimates that the quality of the slab to be estimated is worse than required, and the center segregation value is less than the quality threshold. If it is, it is estimated that the quality of the quality estimation target slab is good (that is, the quality that satisfies the requirements).

一方、操業用計算機5は、連続鋳造機11の現在の操業条件等の2次冷却計算や品質指標の判定処理に必要な情報を、品質判定装置2の2次冷却計算部3および品質指標処理部4に適宜提供する。例えば、操業用計算機5から品質判定装置2に提供される連続鋳造機11の現在の操業条件として、現在連続鋳造中の鋳片10の鋳造速度、この鋳片10を2次冷却するための冷却水量等の2次冷却条件、目的とするスラブの寸法情報等が挙げられる。   On the other hand, the operation computer 5 uses the secondary cooling calculation unit 3 and the quality index processing of the quality determination device 2 to obtain information necessary for secondary cooling calculation and quality index determination processing such as the current operating conditions of the continuous casting machine 11. Provided to part 4 as appropriate. For example, the current operating conditions of the continuous casting machine 11 provided from the operation computer 5 to the quality judgment device 2 include the casting speed of the slab 10 currently being continuously cast and the cooling for secondary cooling of the slab 10. Secondary cooling conditions such as the amount of water, slab dimensional information, and the like.

入力部6は、スラブの品質推定に関する各種情報を入力するものである。具体的には、入力部6は、入力キーまたはマウス等の入力デバイスを用いて構成され、作業者の入力操作に応じて、操業用計算機5に情報を入力する。なお、入力部6によって操業用計算機5に入力される情報として、例えば、スラブ毎の品質閾値を示す情報、スラブ毎の品質推定の処理開始を指示する情報、スラブ毎の品質推定結果の出力を指示する情報、品質判定装置2による品質指標の判定処理の開始または終了を指示する情報等が挙げられる。   The input unit 6 inputs various information related to the quality estimation of the slab. Specifically, the input unit 6 is configured by using an input device such as an input key or a mouse, and inputs information to the operation computer 5 in accordance with an input operation by an operator. The information input to the operation computer 5 by the input unit 6 includes, for example, information indicating the quality threshold value for each slab, information for instructing the start of quality estimation processing for each slab, and output of the quality estimation result for each slab. Information to be instructed, information for instructing the start or end of the quality index determination processing by the quality determination device 2, and the like.

出力部7は、操業用計算機5によるスラブ毎の品質推定結果を出力するものである。具体的には、出力部7は、スラブ毎の品質推定結果を示す情報を操業用計算機5から受信し、その都度、受信した情報に基づいて、スラブ毎の品質推定結果を出力する。このような出力部7は、出力対象のスラブ毎の品質推定結果を画面表示する表示装置であってもよいし、出力対象のスラブ毎の品質推定結果を紙等の印刷媒体に印刷するプリンタであってもよいし、これらを組み合わせたものであってもよい。   The output unit 7 outputs a quality estimation result for each slab by the operation computer 5. Specifically, the output unit 7 receives information indicating the quality estimation result for each slab from the operation computer 5 and outputs the quality estimation result for each slab based on the received information each time. The output unit 7 may be a display device that displays the quality estimation result for each slab to be output on a screen, or a printer that prints the quality estimation result for each slab to be output on a print medium such as paper. It may be present or a combination thereof.

(スラブ品質推定方法)
つぎに、本発明の実施の形態にかかるスラブ品質推定方法について説明する。図3は、本発明の実施の形態にかかるスラブ品質推定方法の一例を示すフローチャートである。本実施の形態にかかるスラブ品質推定方法において、図1に示したスラブ品質推定装置1は、図3に示すステップS101〜S108の各処理ステップを適宜行って、連続鋳造機11による鋳片10のスラブ毎の品質を連続鋳造機11の操業中にオンラインで推定する。
(Slab quality estimation method)
Next, the slab quality estimation method according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a flowchart showing an example of the slab quality estimation method according to the embodiment of the present invention. In the slab quality estimation method according to the present embodiment, the slab quality estimation device 1 shown in FIG. 1 appropriately performs the processing steps of steps S101 to S108 shown in FIG. The quality of each slab is estimated online during operation of the continuous casting machine 11.

詳細には、図3に示すように、スラブ品質推定装置1は、まず、連続鋳造機11の鋳型12に注入された溶鋼10aを凝固させながら鋳型12から引き抜いて連続鋳造される鋳片10の凝固完了位置を算出する(ステップS101)。   In detail, as shown in FIG. 3, the slab quality estimation device 1 first of the slab 10 that is continuously cast by being drawn from the mold 12 while solidifying the molten steel 10 a injected into the mold 12 of the continuous casting machine 11. The solidification completion position is calculated (step S101).

ステップS101において、2次冷却計算部3は、操業用計算機5から、連続鋳造機11によって現在連続鋳造中の鋳片10の鋳造速度や2次冷却の冷却水量等の必要な情報を取得する。ついで、2次冷却計算部3は、操業用計算機5から取得した情報を用い、操業中の連続鋳造機11における鋳片10の連続鋳造の2次冷却計算をオンラインで行う。2次冷却計算部3は、このような2次冷却計算の結果をもとに、現在連続鋳造中の鋳片10の凝固完了位置PCEを算出する。その後、2次冷却計算部3は、算出した凝固完了位置PCEを品質指標処理部4に送信する。 In step S <b> 101, the secondary cooling calculation unit 3 acquires necessary information such as the casting speed of the slab 10 currently being continuously cast and the amount of cooling water for secondary cooling from the operation computer 5 by the continuous casting machine 11. Next, the secondary cooling calculation unit 3 performs on-line secondary cooling calculation for continuous casting of the slab 10 in the operating continuous casting machine 11 using the information acquired from the operation computer 5. Secondary cooling calculating unit 3, based on the results of such secondary cooling calculations, to calculate the coagulation completion position P CE of the slab 10 currently continuous casting. Thereafter, the secondary cooling calculation unit 3 transmits the calculated solidification completion position P CE to the quality index processing unit 4.

ステップS101を実行後、スラブ品質推定装置1は、鋳型12から鋳片10を引き抜く連続鋳造機11の1以上のピンチロールの中から、2次冷却計算部3によって算出された凝固完了位置PCEよりも鋳片10の鋳造方向の上流側に位置するピンチロールを選択する(ステップS102)。 After executing step S101, the slab quality estimation apparatus 1 determines the solidification completion position P CE calculated by the secondary cooling calculation unit 3 from one or more pinch rolls of the continuous casting machine 11 that pulls the slab 10 from the mold 12 . The pinch roll located on the upstream side in the casting direction of the slab 10 is selected (step S102).

ステップS102において、品質指標処理部4は、上述したステップS101によって算出された凝固完了位置PCEを2次冷却計算部3から取得する。ついで、品質指標処理部4は、連続鋳造機11の1以上のピンチロールの中から、凝固完了位置PCEよりも鋳片10の鋳造方向の上流側に位置するピンチロールを注目ピンチロールとして選択する。この際、品質指標処理部4は、連続鋳造機11の1以上のピンチロールの中から、凝固完了位置PCEよりも鋳片10の鋳造方向の上流側に位置し且つ連続鋳造機11の軽圧下帯20を構成するピンチロールを、注目ピンチロールとして選択する。 In step S <b> 102, the quality index processing unit 4 acquires the solidification completion position P CE calculated in step S <b> 101 described above from the secondary cooling calculation unit 3. Then, the quality index processing unit 4, selected from among the one or more pinch roll continuous casting machine 11, the pinch roll located upstream of the casting direction of the cast piece 10 than the freezing completion position P CE as noted pinch rolls To do. At this time, the quality indicator processing unit 4, one or more from among the pinch rolls, the solidification completion position P CE positioned on the upstream side of the casting direction of the cast piece 10 than to and continuous caster 11 light of the continuous caster 11 The pinch roll that constitutes the rolling belt 20 is selected as the target pinch roll.

具体的には、凝固完了位置PCEがピンチロール位置P4よりも鋳造方向の下流側の位置である場合、品質指標処理部4は、軽圧下帯20内のピンチロール16〜19を注目ピンチロールとして選択する。凝固完了位置PCEがピンチロール位置P3,P4間の位置である場合、品質指標処理部4は、軽圧下帯20内のピンチロール16〜18を注目ピンチロールとして選択する。凝固完了位置PCEがピンチロール位置P2,P3間の位置である場合、品質指標処理部4は、軽圧下帯20内のピンチロール16,17を注目ピンチロールとして選択する。凝固完了位置PCEがピンチロール位置P1,P2間の位置である場合、品質指標処理部4は、軽圧下帯20内のピンチロール16を注目ピンチロールとして選択する。 Specifically, when the solidification completion position P CE is a position downstream of the pinch roll position P 4 in the casting direction, the quality index processing unit 4 pinches the pinch rolls 16 to 19 in the light pressure lower belt 20 as the target pinch. Select as a role. When the solidification completion position P CE is a position between the pinch roll positions P 3 and P 4 , the quality index processing unit 4 selects the pinch rolls 16 to 18 in the light pressure lower belt 20 as the target pinch roll. When the solidification completion position PCE is a position between the pinch roll positions P 2 and P 3 , the quality index processing unit 4 selects the pinch rolls 16 and 17 in the light pressure lower belt 20 as the target pinch roll. When the solidification completion position P CE is a position between the pinch roll positions P 1 and P 2 , the quality index processing unit 4 selects the pinch roll 16 in the light pressure lower belt 20 as the target pinch roll.

すなわち、ステップS102において、品質指標処理部4は、連続鋳造機11の1以上のピンチロールから取得したトルク信号の中から、上述した注目ピンチロールから取得したトルク信号を選択する。なお、品質指標処理部4が上述したように凝固完了位置PCEよりも鋳造方向の上流側(鋳型12側)に位置する注目ピンチロールのトルク信号を選択する理由は、鋳片10の品質に悪影響を及ぼす中心偏析の発生原因となる非定常バルジングが凝固完了位置PCEよりも鋳造方向の上流側の鋳片位置、特に、凝固末期の鋳片位置において発生するからである。 That is, in step S102, the quality index processing unit 4 selects the torque signal acquired from the above-described attention pinch roll from the torque signals acquired from one or more pinch rolls of the continuous casting machine 11. The reason why the quality index processing unit 4 selects the torque signal of the pinch roll of interest located upstream of the solidification completion position PCE in the casting direction (on the mold 12 side) as described above is the quality of the slab 10 slab position upstream of the casting direction than the unsteady bulging solidification completion position P CE to cause the occurrence of adverse effects center segregation, because particularly occurs at slab position coagulation end.

ステップS102を実行後、スラブ品質推定装置1は、上述したステップS102によって選択したピンチロール(すなわち注目ピンチロール)のトルク信号を周波数解析して、注目ピンチロールのトルク信号の各周波数成分を取得する(ステップS103)。   After executing step S102, the slab quality estimation device 1 performs frequency analysis on the torque signal of the pinch roll selected in step S102 described above (ie, the pinch roll of interest), and acquires each frequency component of the torque signal of the pinch roll of interest. (Step S103).

ステップS103において、品質指標処理部4は、ピンチロール16〜19のうち凝固完了位置PCEよりも鋳造方向の上流側に位置するピンチロール、すなわち、注目ピンチロールからトルク信号を収集する。この際、品質指標処理部4は、現在連続鋳造中の鋳片10の長手方向にトラッキングしたトルク信号を収集する。すなわち、品質指標処理部4は、この鋳片10のうちの品質判定対象となる鋳片位置(鋳片10の長手方向位置)が注目ピンチロールの設置位置を通過した後、この注目ピンチロールのトルク信号を、周波数解析に必要な時間分、収集する。ついで、品質指標処理部4は、このように注目ピンチロールから収集したトルク信号を、高速フーリエ変換(FFT)等の手法を用いて周波数解析する。これにより、品質指標処理部4は、注目ピンチロールのトルク信号の各周波数成分を取得する。 In step S103, the quality indicator processing unit 4, the pinch roll located upstream of the casting direction than the freezing completion position P CE of pinch rolls 16 to 19, i.e., collects the torque signal from the target pinch rolls. At this time, the quality index processing unit 4 collects a torque signal tracked in the longitudinal direction of the slab 10 currently being continuously cast. That is, after the slab position (longitudinal position of the slab 10) of the slab 10 that is a quality determination target passes through the installation position of the target pinch roll, the quality index processing unit 4 Torque signals are collected for the time required for frequency analysis. Next, the quality index processing unit 4 performs frequency analysis on the torque signal collected from the pinch roll of interest in this way using a technique such as fast Fourier transform (FFT). Thereby, the quality parameter | index process part 4 acquires each frequency component of the torque signal of an attention pinch roll.

ステップS103を実行後、スラブ品質推定装置1は、現在連続鋳造中の鋳片10における非定常バルジングの発生有無を判断する(ステップS104)。ステップS104において、品質指標処理部4は、上述したステップS103の周波数解析によって取得した各周波数成分の周波数および強度等をもとに、現在連続鋳造中の鋳片10に非定常バルジングが発生したか否かを判断する。   After executing step S103, the slab quality estimation apparatus 1 determines whether or not unsteady bulging has occurred in the slab 10 currently being continuously cast (step S104). In step S104, the quality index processing unit 4 determines whether or not unsteady bulging has occurred in the slab 10 currently being continuously cast based on the frequency and intensity of each frequency component acquired by the frequency analysis in step S103 described above. Judge whether or not.

詳細には、ステップS104において、品質指標処理部4は、まず、操業用計算機5から取得した現在連続鋳造中の鋳片10の鋳造速度V[m/min]と、注目ピンチロールのロール間隔Dm[mm]とを用い、次式(1)に基づいて非定常バルジング周波数F[Hz]を算出する。

F[Hz]=V[m/min]/(Dm[mm]×60×0.001)・・・(1)
Specifically, in step S104, the quality index processing unit 4 firstly obtains the casting speed V [m / min] of the slab 10 currently being continuously cast obtained from the operation computer 5 and the roll interval D of the pinch roll of interest. m [mm] is used to calculate the unsteady bulging frequency F [Hz] based on the following equation (1).

F [Hz] = V [m / min] / (D m [mm] × 60 × 0.001) (1)

式(1)によって表される非定常バルジング周波数Fは、鋳片10の非定常バルジングに起因して注目ピンチロール(例えばピンチロール16〜19のうち少なくとも一つ)に生じるトルク変動の周波数である。また、ロール間隔Dmは、注目ピンチロールと、その直前に位置するサポートロールとの間隔である。例えば、注目ピンチロールがピンチロール16である場合、ロール間隔Dmは、図2に示すピンチロール16とその直前のサポートロール15との間隔(ロール間隔D1)になる。注目ピンチロールがピンチロール17である場合、ロール間隔Dmは、図2に示すピンチロール17とその直前のサポートロール15との間隔(ロール間隔D2)になる。注目ピンチロールがピンチロール18である場合、ロール間隔Dmは、図2に示すピンチロール18とその直前のサポートロール15との間隔(ロール間隔D3)になる。注目ピンチロールがピンチロール19である場合、ロール間隔Dmは、図2に示すピンチロール19とその直前のサポートロール15との間隔(ロール間隔D4)になる。 The unsteady bulging frequency F expressed by the equation (1) is a frequency of torque fluctuations generated in the pinch roll of interest (for example, at least one of the pinch rolls 16 to 19) due to unsteady bulging of the slab 10. . The roll interval D m is the interval between the pinch roll of interest and the support roll located immediately before it. For example, when the target pinch rolls are pinch rolls 16, roll distance D m will interval (roll distance D 1) between the pinch roll 16 and the immediately preceding support roll 15 shown in FIG. When the pinch roll of interest is the pinch roll 17, the roll interval D m is the interval between the pinch roll 17 shown in FIG. 2 and the support roll 15 just before that (roll interval D 2 ). If attention pinch rolls are pinch rolls 18, roll distance D m will interval (roll distance D 3) of the pinch rolls 18 and the immediately preceding support roll 15 shown in FIG. When the pinch roll of interest is the pinch roll 19, the roll interval D m is the interval between the pinch roll 19 shown in FIG. 2 and the support roll 15 just before that (roll interval D 4 ).

ついで、品質指標処理部4は、算出した非定常バルジング周波数Fと予め設定された判断用閾値X[Hz]とによって、非定常バルジング周波数範囲(F±X[Hz])を設定する。なお、判断用閾値Xは、例えば、0.01[Hz]以上、0.05[Hz]以下の範囲内に設定されることが望ましい。品質指標処理部4は、注目ピンチロール毎に、上述した周波数解析によって取得した各周波数成分のうち、非定常バルジング周波数範囲(F±X[Hz])内の周波数を有し且つ予め設定された強度閾値Y以上の強度を有するという条件(以下、非定常バルジング条件という)を満足する周波数成分が有るか否かを判断する。   Next, the quality index processing unit 4 sets an unsteady bulging frequency range (F ± X [Hz]) based on the calculated unsteady bulging frequency F and a preset determination threshold value X [Hz]. Note that the determination threshold value X is desirably set within a range of 0.01 [Hz] to 0.05 [Hz], for example. The quality index processing unit 4 has a frequency within the unsteady bulging frequency range (F ± X [Hz]) among the frequency components acquired by the frequency analysis described above for each pinch roll of interest and is set in advance. It is determined whether or not there is a frequency component that satisfies a condition of having an intensity equal to or greater than the intensity threshold Y (hereinafter referred to as an unsteady bulging condition).

注目ピンチロールの各周波数成分の中に非定常バルジング条件を満足する周波数成分が有る場合、品質指標処理部4は、この非定常バルジング条件を満足する周波数成分を、非定常バルジングに起因する周波数成分として選択する。この際、一つの注目ピンチロールの各周波数成分の中に非定常バルジング条件を満足する周波数成分のピークが複数有る場合、品質指標処理部4は、これら複数の周波数成分のピークの中から最も強度の大きいものを選択する。このようにして、品質指標処理部4は、注目ピンチロール毎に(例えばピンチロール16〜19の各々について)、非定常バルジングに起因する周波数成分を選択する。   When there is a frequency component satisfying the unsteady bulging condition in each frequency component of the pinch roll of interest, the quality index processing unit 4 converts the frequency component satisfying the unsteady bulging condition into a frequency component resulting from the unsteady bulging condition. Choose as. At this time, when there are a plurality of frequency component peaks satisfying the unsteady bulging condition in each frequency component of one focused pinch roll, the quality index processing unit 4 has the highest intensity among the peaks of the plurality of frequency components. Choose a larger one. In this way, the quality index processing unit 4 selects a frequency component due to unsteady bulging for each pinch roll of interest (for example, for each of the pinch rolls 16 to 19).

品質指標処理部4は、上述したように非定常バルジングに起因する周波数成分を選択した場合、現在連続鋳造中の鋳片10に非定常バルジングが発生したと判断する。品質指標処理部4は、この判断処理の結果に基づき、この鋳片10の非定常バルジングを、連続鋳造機11の操業中にオンラインで検知する。   When the frequency component resulting from unsteady bulging is selected as described above, the quality index processing unit 4 determines that unsteady bulging has occurred in the slab 10 currently being continuously cast. The quality index processing unit 4 detects the unsteady bulging of the slab 10 online during operation of the continuous casting machine 11 based on the result of the determination process.

非定常バルジングが発生した場合(ステップS104,Yes)、スラブ品質推定装置1は、上述したステップS103によって取得した注目ピンチロールの各周波数成分のうち現在連続鋳造中の鋳片10の非定常バルジングに起因する周波数成分をもとに、この鋳片10の中心偏析の影響による鋳片10の品質悪化を示す品質指標を判定する(ステップS105)。   When unsteady bulging has occurred (step S104, Yes), the slab quality estimation device 1 performs unsteady bulging of the slab 10 currently being continuously cast among the frequency components of the pinch roll of interest acquired in step S103 described above. Based on the resulting frequency component, a quality index indicating deterioration in quality of the slab 10 due to the influence of the center segregation of the slab 10 is determined (step S105).

ステップS105において、品質指標処理部4は、上述したステップS104によって検知した非定常バルジングに起因する注目ピンチロール毎のトルク信号の周波数成分をもとに、現在連続鋳造中の鋳片10の品質指標をオンラインで判定する。この際、品質指標処理部4は、鋳片10の中心偏析に対する非定常バルジングの影響の重み付けを設定する。品質指標処理部4は、ステップS101によって算出した凝固完了位置PCEとステップS102によって選択した注目ピンチロールの設置位置(すなわちピンチロール位置Pm)との距離に応じ、この重み付けを変化させて、現在連続鋳造中の鋳片10の品質指標を判定する。 In step S105, the quality index processing unit 4 determines the quality index of the slab 10 currently being continuously cast based on the frequency component of the torque signal for each pinch roll of interest caused by the unsteady bulging detected in step S104 described above. Determine online. At this time, the quality index processing unit 4 sets the weight of the influence of unsteady bulging on the center segregation of the slab 10. Quality indicator processor 4, according to the distance between the installation position of interest pinch rolls selected by solidification completing position P CE and step S102 of calculating (ie pinch roll position P m) in step S101, by changing the weighting, The quality index of the slab 10 currently being continuously cast is determined.

詳細には、品質指標処理部4は、上述した重み付けを示す重み係数αmと、ステップS104において注目ピンチロール毎に選択した非定常バルジング起因の周波数成分の強度Emと、注目ピンチロールに固有の品質調整係数Bmとを用い、線形和の次式(2)に基づいて、現在連続鋳造中の鋳片10の品質指標Qを算出する。

Q=Σ(αm×Em×Bm) ・・・(2)

例えば、注目ピンチロールが図1,2に示したピンチロール17(m=2)およびピンチロール18(m=3)である場合、品質指標Qは、ピンチロール17に対応する品質指標(α2×E2×B2)とピンチロール18に対応する品質指標(α3×E3×B3)との線形和によって算出される。
Specifically, the quality index processing unit 4 includes the weighting coefficient α m indicating the weighting described above, the intensity E m of the frequency component due to unsteady bulging selected for each target pinch roll in step S104, and the specific pinch roll. using the quality adjustment coefficient B m of, based on the following equation of a linear sum (2), calculates a quality index Q of the slab 10 currently continuous casting.

Q = Σ (α m × E m × B m ) (2)

For example, when the pinch rolls of interest are the pinch roll 17 (m = 2) and the pinch roll 18 (m = 3) shown in FIGS. 1 and 2, the quality index Q is a quality index (α 2) corresponding to the pinch roll 17. × E 2 × B 2 ) and a quality index (α 3 × E 3 × B 3 ) corresponding to the pinch roll 18.

なお、式(2)において、重み係数αmは、ステップS101による凝固完了位置PCEと注目ピンチロールのピンチロール位置Pmとの距離に応じて変化する係数である。本実施の形態において、重み係数αmは、所定の位置調整係数A等を用い、次式(3)によって表される。

αm=1/(PCE−A−Pm) ・・・(3)
In the equation (2), the weight coefficient alpha m is a coefficient which varies according to the distance between the pinch roll position P m of interest pinch rolls and the solidification completion position P CE in step S101. In the present embodiment, the weighting coefficient α m is expressed by the following equation (3) using a predetermined position adjustment coefficient A or the like.

α m = 1 / (P CE −A−P m ) (3)

ここで、鋳片10の品質を悪化させる中心偏析は、凝固完了位置PCEよりも鋳片10の鋳造方向の上流側に若干ずれた位置(例えば鋳片10の凝固率が0.3以上、0.8以下となる鋳片位置)の非定常バルジングに最も影響されて発生する。このような中心偏析に対する非定常バルジングの影響度は、鋳片10における非定常バルジングの位置が鋳造方向の上流側へ変位するに伴い、低下する。 Here, the center segregation to deteriorate the quality of the slab 10 is offset slightly to the upstream side of the casting direction of the cast piece 10 than the freezing completion position P CE (e.g. coagulation factor of the slab 10 is 0.3 or more, It is most affected by unsteady bulging at the slab position of 0.8 or less. The degree of influence of unsteady bulging on such center segregation decreases as the position of unsteady bulging in the slab 10 is displaced upstream in the casting direction.

品質指標処理部4は、式(3)に表されるように凝固完了位置PCEとピンチロール位置Pmとの距離の減少に伴い増加する重み係数αmを用い、式(2)に表されるように品質指標Qを算出する。すなわち、品質指標処理部4は、凝固完了位置PCEに一層近い注目ピンチロールほど重みが重くなるように重み付けを設定し、凝固完了位置PCEとピンチロール位置Pmとの距離に応じ、この重み付けを変化させて品質指標Qを算出する。これにより、品質指標処理部4は、上述した中心偏析に対する非定常バルジングの影響度を加味して品質指標Qを精度良く算出することができる。 The quality index processing unit 4 uses a weighting factor α m that increases with a decrease in the distance between the coagulation completion position P CE and the pinch roll position P m as expressed in Expression (3), and is expressed in Expression (2). The quality index Q is calculated as follows. That is, the quality indicator processing unit 4, as noted pinch roll closer to the solidification completing position P CE sets the weighted so weight is heavy, according to the distance between the solidification completion position P CE and pinch roll position P m, the The quality index Q is calculated by changing the weight. Thereby, the quality index processing unit 4 can calculate the quality index Q with high accuracy in consideration of the degree of influence of unsteady bulging on the center segregation described above.

ステップS105において、品質指標処理部4は、上述した式(2)および式(3)に基づく演算処理を鋳片10の長手方向位置毎に実行する。これにより、品質指標処理部4は、現在連続鋳造中の鋳片10の長手方向位置毎に品質指標Qを算出する。品質指標処理部4は、この算出した品質指標Qを、非定常バルジング起因の中心偏析に影響されて悪化する鋳片10の長手方向位置毎の品質を示す指標として、連続鋳造機11の操業中にオンラインで判定する。その後、品質指標処理部4は、このように判定した鋳片10の長手方向位置毎の品質指標Qを操業用計算機5に送信する。   In step S <b> 105, the quality index processing unit 4 executes the arithmetic processing based on the above-described equations (2) and (3) for each longitudinal position of the slab 10. Accordingly, the quality index processing unit 4 calculates the quality index Q for each longitudinal position of the slab 10 currently being continuously cast. The quality index processing unit 4 uses the calculated quality index Q as an index indicating the quality of each longitudinal position of the slab 10 which is deteriorated by being affected by the center segregation caused by unsteady bulging. Judge online. Thereafter, the quality index processing unit 4 transmits the quality index Q for each longitudinal position of the slab 10 determined as described above to the operation computer 5.

ステップS105を実行後、スラブ品質推定装置1は、鋳片10を切断して製造されるスラブとステップS105による品質指標Qとを対応付けて管理する(ステップS106)。ステップS106において、操業用計算機5は、上述したステップS105によって判定された品質指標Qを、品質判定装置2の品質指標処理部4から取得する。ついで、操業用計算機5は、取得した品質指標Qに対応する鋳片10の長手方向位置を、この鋳片10から製造されるスラブに置き換える。続いて、操業用計算機5は、このような鋳片10のスラブと、このスラブに置き換えられる鋳片10の長手方向位置の品質指標Qとを対応付ける。その後、操業用計算機5は、これらの対応付けたスラブと品質指標Qとを、スラブ品質データ5aの一部として保存し、管理する。   After executing step S105, the slab quality estimation device 1 manages the slab manufactured by cutting the slab 10 in association with the quality index Q in step S105 (step S106). In step S <b> 106, the operation computer 5 acquires the quality index Q determined in step S <b> 105 described above from the quality index processing unit 4 of the quality determination device 2. Next, the operation computer 5 replaces the longitudinal position of the slab 10 corresponding to the acquired quality index Q with a slab manufactured from the slab 10. Subsequently, the operation computer 5 associates the slab of the slab 10 with the quality index Q at the longitudinal position of the slab 10 to be replaced with the slab. Thereafter, the operation computer 5 stores and manages these associated slabs and the quality index Q as a part of the slab quality data 5a.

ステップS106を実行後、スラブ品質推定装置1は、上述したようにスラブ毎に管理している品質指標Qに基づいて、鋳片10のスラブ毎の品質を推定する(ステップS107)。ステップS107において、操業用計算機5は、入力部6によって入力された情報をもとに、品質推定対象のスラブの中心偏析程度に関する品質閾値を設定する。ついで、操業用計算機5は、品質推定対象のスラブの品質指標Qをスラブ品質データ5aから読み出し、読み出した品質指標Qを、品質相関データ5bに基づいて中心偏析値C/C0に変換する。続いて、操業用計算機5は、この変換して得た中心偏析値C/C0と上述したように設定した品質閾値とを比較する。操業用計算機5は、この比較処理の結果に基づいて、品質推定対象のスラブの品質を推定する。 After executing step S106, the slab quality estimation device 1 estimates the quality of each slab of the slab 10 based on the quality index Q managed for each slab as described above (step S107). In step S <b> 107, the operation computer 5 sets a quality threshold regarding the degree of center segregation of the slab to be estimated based on the information input by the input unit 6. Next, the operation computer 5 reads the quality index Q of the slab to be estimated from the slab quality data 5a, and converts the read quality index Q into a center segregation value C / C 0 based on the quality correlation data 5b. Subsequently, the operation computer 5 compares the center segregation value C / C 0 obtained by this conversion with the quality threshold set as described above. The operation computer 5 estimates the quality of the quality estimation target slab based on the result of the comparison process.

具体的には、この中心偏析値C/C0が設定の品質閾値以上である場合、操業用計算機5は、品質推定対象のスラブの品質が要求に比して悪いと推定する。一方、この中心偏析値C/C0が設定の品質閾値未満である場合、操業用計算機5は、品質推定対象のスラブの品質が良(すなわち要求を満足する品質)であると推定する。 Specifically, when the center segregation value C / C 0 is equal to or higher than the set quality threshold value, the operation computer 5 estimates that the quality of the quality estimation target slab is worse than required. On the other hand, when the center segregation value C / C 0 is less than the set quality threshold, the operation computer 5 estimates that the quality of the slab to be estimated is good (that is, quality that satisfies the request).

その後、操業用計算機5は、上述したスラブの品質推定結果を出力部7に送信する。出力部7は、操業用計算機5からスラブの品質推定結果を受信し、受信した品質推定結果を、鋳片10のスラブ毎の品質推定結果を示す情報として出力する。   Thereafter, the operation computer 5 transmits the slab quality estimation result described above to the output unit 7. The output unit 7 receives the quality estimation result of the slab from the operation computer 5 and outputs the received quality estimation result as information indicating the quality estimation result for each slab of the slab 10.

ステップS107を実行後、スラブ品質推定装置1は、の現在連続鋳造中の鋳片10について品質の判定が完了したか否かを判断する(ステップS108)。ステップS108において、操業用計算機5は、入力部6からの入力情報または連続鋳造機11の現在の操業状況等をもとに、この鋳片10の全域に亘って品質の判定が完了したか否かを判断する。スラブ品質推定装置1は、品質の判定が完了した場合(ステップS108,Yes)、本処理を終了し、品質の判定が未だ完了していない場合(ステップS108,No)、上述したステップS101に戻り、このステップS101以降の各処理を適宜繰り返す。   After executing step S107, the slab quality estimation apparatus 1 determines whether or not the quality determination has been completed for the slab 10 currently being continuously cast (step S108). In step S <b> 108, the operation computer 5 determines whether the quality determination has been completed over the entire area of the slab 10 based on the input information from the input unit 6 or the current operation status of the continuous casting machine 11. Determine whether. When the quality determination is completed (Yes at Step S108), the slab quality estimation apparatus 1 ends this processing. When the quality determination is not yet completed (No at Step S108), the slab quality estimation apparatus 1 returns to Step S101 described above. Each process after step S101 is repeated as appropriate.

一方、上述したステップS104において、非定常バルジングが発生していない場合(ステップS104,No)、スラブ品質推定装置1は、上述したステップS106に進み、このステップS106以降の各処理を実行する。この場合、品質指標処理部4は、上述した式(2)および式(3)に基づく品質指標Qの演算処理を実行せず、この演算処理の算出値に比して小さい値に予め設定された基準品質指標を、鋳片10の長手方向位置の品質指標Qとして判定してもよい。また、操業用計算機5は、このような基準品質指標を、鋳片10のスラブ毎の品質指標Qとして管理してもよい。   On the other hand, if unsteady bulging has not occurred in step S104 described above (No in step S104), the slab quality estimation apparatus 1 proceeds to step S106 described above, and executes each process after step S106. In this case, the quality index processing unit 4 does not execute the calculation process of the quality index Q based on the above-described equations (2) and (3), and is set in advance to a value smaller than the calculated value of this calculation process. The reference quality index may be determined as the quality index Q at the longitudinal position of the slab 10. Further, the operation computer 5 may manage such a reference quality index as a quality index Q for each slab of the slab 10.

(実施例)
つぎに、本発明の実施例について説明する。本実施例は、本発明の実施の形態にかかるスラブ品質推定装置1が連続鋳造機11の実際の操業中に注目ピンチロールから収集したトルク信号を用いて鋳片10のスラブ毎の品質判定を行った場合の具体例を示すものである。本実施例において、スラブ品質推定装置1は、連続鋳造機11の軽圧下帯20における3つのピンチロール16〜18を用いて鋳片10のスラブ毎の品質判定を実行した。
(Example)
Next, examples of the present invention will be described. In this example, the slab quality estimation device 1 according to the embodiment of the present invention performs quality judgment for each slab of the slab 10 using a torque signal collected from the pinch roll of interest during the actual operation of the continuous casting machine 11. A specific example in the case of performing is shown. In the present embodiment, the slab quality estimation device 1 performed quality determination for each slab of the slab 10 using the three pinch rolls 16 to 18 in the light pressure lower belt 20 of the continuous casting machine 11.

本実施例における条件として、ピンチロール16の設置位置(ピンチロール位置P1)を定めるメニスカス距離L1は、24[m]とした。ピンチロール17の設置位置(ピンチロール位置P2)を定めるメニスカス距離L2は、26[m]とした。ピンチロール18の設置位置(ピンチロール位置P3)を定めるメニスカス距離L3は、28[m]とした。以下、本実施例において、これら3つのピンチロール16〜18のうち、最上流のピンチロール16と最下流のピンチロール18との間に位置するピンチロール17は、「中間のピンチロール」と適宜称される。一方、ピンチロール16〜18の各トルクは、鋳片10の連続鋳造時における鋳造速度Vの変更の影響がない定常状態のものとした。 As a condition in the present embodiment, the meniscus distance L 1 that determines the installation position (pinch roll position P 1 ) of the pinch roll 16 is 24 [m]. The meniscus distance L 2 that determines the installation position (pinch roll position P 2 ) of the pinch roll 17 was 26 [m]. The meniscus distance L 3 that determines the installation position of the pinch roll 18 (pinch roll position P 3 ) was 28 [m]. Hereinafter, in the present embodiment, among these three pinch rolls 16 to 18, the pinch roll 17 positioned between the most upstream pinch roll 16 and the most downstream pinch roll 18 is appropriately referred to as an “intermediate pinch roll”. Called. On the other hand, each torque of the pinch rolls 16 to 18 was set to a steady state where there is no influence of the change in the casting speed V during continuous casting of the cast piece 10.

本実施例において、スラブ品質推定装置1の2次冷却計算部3は、図3に示したステップS101の処理を実行した結果、鋳型12内の溶鋼10aのメニスカス10bから鋳造方向に沿った距離が29.0[m]となる凝固完了位置PCEを算出した。この凝固完了位置PCEは、図2に示したピンチロール位置P3とピンチロール位置P4との間の位置であった。このような結果を受け、スラブ品質推定装置1の品質指標処理部4は、図3に示したステップS102の処理を実行し、これにより、凝固完了位置PCEに比べて鋳造方向の上流側に位置するピンチロール16〜18を注目ピンチロールとして選択した。 In the present embodiment, the secondary cooling calculation unit 3 of the slab quality estimation apparatus 1 executes the process of step S101 shown in FIG. 3, and as a result, the distance along the casting direction from the meniscus 10b of the molten steel 10a in the mold 12 is as follows. It was calculated 29.0 [m] become solidified completion position P CE. The solidification completion position P CE was a position between the pinch roll position P 3 and the pinch roll position P 4 shown in FIG. In response to such a result, the quality index processing unit 4 of the slab quality estimation apparatus 1 executes the process of step S102 shown in FIG. 3, and thereby, on the upstream side in the casting direction as compared with the solidification completion position PCE. Positioned pinch rolls 16-18 were selected as the pinch rolls of interest.

つぎに、品質指標処理部4は、図3に示したステップS103において、注目ピンチロールであるピンチロール16〜18の各々から、周波数解析に必要な時間分のトルク信号を収集した。図4は、本実施例において注目する各ピンチロールのトルクのトレンドデータを示す図である。なお、図4に示されるトルクのトレンドデータは、平均が零値になるようにデータ処理されたものである。本実施例において、最上流のピンチロール16から収集したトルク信号に対応するトルクのトレンドデータは、図4の実線によって示されるものであった。中間のピンチロール17から収集したトルク信号に対応するトルクのトレンドデータは、図4の破線によって示されるものであった。最下流のピンチロール18から収集したトルク信号に対応するトルクのトレンドデータは、図4の点線によって示されるものであった。   Next, in step S103 shown in FIG. 3, the quality index processing unit 4 collected torque signals for the time required for frequency analysis from each of the pinch rolls 16 to 18 as the target pinch rolls. FIG. 4 is a diagram showing trend data of torque of each pinch roll to be noted in the present embodiment. The torque trend data shown in FIG. 4 is data processed so that the average becomes zero. In this embodiment, torque trend data corresponding to the torque signal collected from the most upstream pinch roll 16 is shown by the solid line in FIG. The trend data of the torque corresponding to the torque signal collected from the intermediate pinch roll 17 was shown by the broken line in FIG. The trend data of the torque corresponding to the torque signal collected from the most downstream pinch roll 18 was shown by the dotted line in FIG.

図4に示すようなトルクの変化トレンド(経時変化)を表す各トルク信号を収集後、品質指標処理部4は、ピンチロール16〜18の各々について、収集したトルク信号の周波数解析を実行した。図5は、本実施例における注目ピンチロールのうち最上流のピンチロールから収集したトルク信号の周波数解析結果の一例を示す図である。図6は、本実施例における注目ピンチロールのうち中間のピンチロールから収集したトルク信号の周波数解析結果の一例を示す図である。図7は、本実施例における注目ピンチロールのうち最下流のピンチロールから収集したトルク信号の周波数解析結果の一例を示す図である。   After collecting torque signals representing torque change trends (time-dependent changes) as shown in FIG. 4, the quality index processing unit 4 performs frequency analysis of the collected torque signals for each of the pinch rolls 16 to 18. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a frequency analysis result of the torque signal collected from the most upstream pinch roll among the target pinch rolls in the present embodiment. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a frequency analysis result of a torque signal collected from an intermediate pinch roll among the target pinch rolls in the present embodiment. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a frequency analysis result of a torque signal collected from the pinch roll at the most downstream of the target pinch rolls in the present embodiment.

ステップS103において、品質指標処理部4は、最上流のピンチロール16からのトルク信号を周波数解析した結果、図5に示すような周波数と強度との相関を示す各周波数成分を取得した。また、品質指標処理部4は、中間のピンチロール17からのトルク信号を周波数解析した結果、図6に示すような周波数と強度との相関を示す各周波数成分を取得し、最下流のピンチロール18からのトルク信号を周波数解析した結果、図7に示すような周波数と強度との相関を示す各周波数成分を取得した。   In step S103, the quality index processing unit 4 performs frequency analysis on the torque signal from the most upstream pinch roll 16, and as a result, obtains each frequency component indicating the correlation between frequency and intensity as shown in FIG. Further, as a result of frequency analysis of the torque signal from the intermediate pinch roll 17, the quality index processing unit 4 obtains each frequency component indicating the correlation between the frequency and the intensity as shown in FIG. As a result of frequency analysis of the torque signal from 18, each frequency component indicating the correlation between frequency and intensity as shown in FIG. 7 was obtained.

続くステップS104において、品質指標処理部4は、鋳造速度Vとピンチロール16〜18の各ロール間隔Dmとを用い、上述した式(1)に基づき、ピンチロール16〜18の各々について非定常バルジング周波数Fを算出した。この結果、ピンチロール16〜18の各々の非定常バルジング周波数Fは0.10[Hz]であった。品質指標処理部4は、この非定常バルジング周波数Fと予め設定された判断用閾値X(=0.02[Hz])とにより、非定常バルジング周波数範囲(0.1[Hz]±0.02[Hz])を設定した。本実施例において、品質指標処理部4は、この非定常バルジング周波数範囲(0.1[Hz]±0.02[Hz])内の周波数を有し且つ予め設定された強度閾値Y(=0.4)以上の強度を有するという非定常バルジング条件を設定した。 In subsequent step S104, the quality indicator processing unit 4, with each roll distance D m of the casting speed V and the pinch rolls 16 to 18, based on the above equation (1), non-stationary for each of the pinch rolls 16 to 18 The bulging frequency F was calculated. As a result, the unsteady bulging frequency F of each of the pinch rolls 16 to 18 was 0.10 [Hz]. The quality index processing unit 4 uses the unsteady bulging frequency F and a preset determination threshold value X (= 0.02 [Hz]) to determine the unsteady bulging frequency range (0.1 [Hz] ± 0.02). [Hz]) was set. In the present embodiment, the quality index processing unit 4 has a frequency within the unsteady bulging frequency range (0.1 [Hz] ± 0.02 [Hz]) and has a preset intensity threshold Y (= 0). .4) Unsteady bulging conditions were set to have the above strength.

ついで、品質指標処理部4は、ピンチロール16の各周波数成分(図5参照)の中に、本実施例の非定常バルジング条件を満足する周波数成分が有るか否かを判断した。この結果、ピンチロール16の各周波数成分の中には、本実施例の非定常バルジング条件を満足する周波数成分はなかった。したがって、品質指標処理部4は、ピンチロール16の各周波数成分を処理対象外とした。   Next, the quality index processing unit 4 determines whether or not each frequency component (see FIG. 5) of the pinch roll 16 has a frequency component that satisfies the unsteady bulging condition of this embodiment. As a result, none of the frequency components of the pinch roll 16 satisfied the unsteady bulging condition of this example. Therefore, the quality index processing unit 4 excludes each frequency component of the pinch roll 16 from processing.

また、品質指標処理部4は、ピンチロール17の各周波数成分(図6参照)の中に、本実施例の非定常バルジング条件を満足する周波数成分が有るか否かを判断した。この結果、品質指標処理部4は、ピンチロール17の各周波数成分の中から、本実施例の非定常バルジング条件を満足する周波数ピークを示す周波数成分を非定常バルジング起因の周波数成分として選択した。具体的には、図6に示すように周波数が0.10[Hz]であり且つ強度が0.55である周波数成分が、非定常バルジング起因の周波数成分として選択された。さらに、品質指標処理部4は、ピンチロール18の各周波数成分(図7参照)の中に、本実施例の非定常バルジング条件を満足する周波数成分が有るか否かを判断した。この結果、品質指標処理部4は、ピンチロール18の各周波数成分の中から、本実施例の非定常バルジング条件を満足する周波数ピークを示す周波数成分を非定常バルジング起因の周波数成分として選択した。具体的には、図7に示すように周波数が0.10[Hz]であり且つ強度が0.79である周波数成分が、非定常バルジング起因の周波数成分として選択された。このような結果をもって、現在連続鋳造中の鋳片10の非定常バルジングがオンラインで検知された。   Further, the quality index processing unit 4 determines whether or not each frequency component (see FIG. 6) of the pinch roll 17 has a frequency component that satisfies the unsteady bulging condition of this embodiment. As a result, the quality index processing unit 4 selects a frequency component showing a frequency peak satisfying the unsteady bulging condition of the present embodiment from the frequency components of the pinch roll 17 as a frequency component due to unsteady bulging. Specifically, as shown in FIG. 6, a frequency component having a frequency of 0.10 [Hz] and an intensity of 0.55 was selected as a frequency component due to unsteady bulging. Furthermore, the quality index processing unit 4 determines whether or not each frequency component (see FIG. 7) of the pinch roll 18 has a frequency component that satisfies the unsteady bulging condition of this embodiment. As a result, the quality index processing unit 4 selects a frequency component showing a frequency peak that satisfies the unsteady bulging condition of the present embodiment from among the frequency components of the pinch roll 18 as a frequency component due to unsteady bulging. Specifically, as shown in FIG. 7, a frequency component having a frequency of 0.10 [Hz] and an intensity of 0.79 was selected as a frequency component due to unsteady bulging. With such a result, unsteady bulging of the slab 10 currently being continuously cast was detected online.

その後、ステップS105において、品質指標処理部4は、上述したピンチロール17,18に各々対応する非定常バルジング起因の各周波数成分をもとに、現在連続鋳造中の鋳片10の品質指標Qを計算した。本実施例において、位置調整係数Aは0.5[−]とし、ピンチロール17,18に固有の各品質調整係数B2,B3は、双方とも1[−]とした。また、上述したように、ピンチロール17に対応する非定常バルジング起因の周波数成分の強度E2は0.55であり、ピンチロール18に対応する非定常バルジング起因の周波数成分の強度E3は0.79である。品質指標処理部4は、これらのパラメータを用い、上述した式(2)および式(3)に基づいて演算処理を実行した結果、品質指標Qとして1.80[−]を算出した。この場合、品質指標処理部4は、現在連続鋳造中の鋳片10におけるスラブ毎の品質指標Qが1.80[−]であると判定する。 Thereafter, in step S105, the quality index processing unit 4 determines the quality index Q of the slab 10 currently being continuously cast based on the frequency components caused by unsteady bulging corresponding to the pinch rolls 17 and 18 described above. Calculated. In this embodiment, the position adjustment coefficient A is 0.5 [−], and the quality adjustment coefficients B 2 and B 3 specific to the pinch rolls 17 and 18 are both 1 [−]. Further, as described above, the intensity E 2 of the frequency component due to unsteady bulging corresponding to the pinch roll 17 is 0.55, and the intensity E 3 of the frequency component due to unsteady bulging corresponding to the pinch roll 18 is 0. 79. The quality index processing unit 4 calculates 1.80 [−] as the quality index Q as a result of performing the arithmetic processing based on the above-described equations (2) and (3) using these parameters. In this case, the quality index processing unit 4 determines that the quality index Q for each slab in the slab 10 currently being continuously cast is 1.80 [-].

本実施例では、上述したような品質指標Qの演算処理を複数のケースについて実行し、得られた品質指標Qと、鋳片10の中心偏析の度合いを示す中心偏析値C/C0との相関を調査した。図8は、本実施例における鋳片の品質指標と中心偏析値との相関の一例を示す図である。図8に示すように、本実施例では、鋳片10のスラブ毎に判定された品質指標Qと鋳片10の中心偏析値C/C0との間に、線形に近い相関があることを確認することができた。このような品質指標Qと中心偏析値C/C0との相関は、外挿等の手法により、図8に示す品質指標Qの範囲外についても取得することができる。このことから、本発明による品質指標Qは、現在連続鋳造中の鋳片10のスラブ毎の品質を連続鋳造機11の操業中にオンラインで判定および推定するための指標として、実用的であるといえる。 In the present embodiment, the calculation process of the quality index Q as described above is executed for a plurality of cases, and the obtained quality index Q and the center segregation value C / C 0 indicating the degree of center segregation of the slab 10 are obtained. The correlation was investigated. FIG. 8 is a diagram showing an example of the correlation between the slab quality index and the center segregation value in the present embodiment. As shown in FIG. 8, in this embodiment, there is a nearly linear correlation between the quality index Q determined for each slab of the slab 10 and the center segregation value C / C 0 of the slab 10. I was able to confirm. Such a correlation between the quality index Q and the center segregation value C / C 0 can be obtained even outside the range of the quality index Q shown in FIG. 8 by a method such as extrapolation. From this, the quality index Q according to the present invention is practical as an index for determining and estimating the quality of each slab of the slab 10 currently being continuously cast during online operation of the continuous casting machine 11. I can say that.

以上、説明したように、本発明の実施の形態では、連続鋳造機によって現在連続鋳造中の鋳片の凝固完了位置を算出し、この連続鋳造機における1以上のピンチロールの中から、凝固完了位置よりも鋳造方向の上流側に位置する注目ピンチロールを選択し、選択した注目ピンチロールのトルク信号を周波数解析して、注目ピンチロール毎にトルク信号の各周波数成分を取得し、取得した各周波数成分のうち非定常バルジング起因の周波数成分をもとに、中心偏析の影響による鋳片の品質悪化を示す品質指標を判定している。また、連続鋳造された鋳片を切断して製造されるスラブと上述の品質指標とを対応付けて管理し、管理している品質指標に基づいて、各スラブの品質を推定している。   As described above, in the embodiment of the present invention, the solidification completion position of the slab currently being continuously cast is calculated by the continuous casting machine, and the solidification is completed from one or more pinch rolls in this continuous casting machine. Select the target pinch roll located upstream of the casting direction from the position, analyze the frequency of the torque signal of the selected target pinch roll, acquire each frequency component of the torque signal for each target pinch roll, Based on the frequency component due to unsteady bulging among the frequency components, the quality index indicating the deterioration of the quality of the slab due to the influence of center segregation is determined. Moreover, the slab manufactured by cutting a continuously cast slab and the above-described quality index are managed in association with each other, and the quality of each slab is estimated based on the managed quality index.

このため、現在連続鋳造中の鋳片における長手方向位置毎に、非定常バルジング起因の中心偏析の影響による鋳片の品質悪化の指標すなわち品質指標を、高温高湿度の熱間環境下において実際に操業する連続鋳造機の操業中にオンラインで判定することができる。このようにオンラインで判定して得た品質指標を用いることにより、鋳片の品質に悪影響を及ぼす中心偏析の度合いをスラブ毎にオンラインで管理することができる。この結果、熱間環境に耐える環境対策を施した非定常バルジング検知センサ(例えば渦流式センサ等)を必要とせず、既存のピンチロールからのトルク信号に基づく品質指標と中心偏析の度合いとの相関に基づいて、鋳片の中心偏析に影響される各スラブの品質を、熱間環境下における連続鋳造機の操業中にオンラインで簡易且つ安価に推定することができる。   For this reason, for each longitudinal position in the slab currently being continuously cast, an indicator of quality deterioration of the slab due to the effect of center segregation due to unsteady bulging, i.e., a quality index, is It can be determined online during the operation of the continuous caster in operation. Thus, by using the quality index obtained by online determination, the degree of central segregation that adversely affects the quality of the slab can be managed online for each slab. As a result, there is no need for an unsteady bulging detection sensor (for example, eddy current sensor) with environmental measures to withstand the hot environment, and the correlation between the quality index based on the torque signal from the existing pinch roll and the degree of central segregation Based on the above, the quality of each slab affected by the center segregation of the slab can be estimated simply and inexpensively online during operation of the continuous casting machine in a hot environment.

なお、上述した実施の形態では、鋳片10のスラブ毎の品質指標Qに応じた中心偏析値C/C0と入力部6によって入力された品質閾値との比較結果をもとに、鋳片10のスラブ毎の品質を推定していたが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明において、品質閾値は、連続鋳造工程に関するオーダー情報の一部として外部の管理コンピュータ等から操業用計算機5へ順次入力されてもよい。操業用計算機5は、品質判定装置2から品質指標Qを受信する都度、取得した品質指標Qとオーダー情報内の品質閾値とを用いて、鋳片10のスラブ毎の品質を自動的に順次推定してもよい。この場合、スラブ品質推定装置1は、入力部6を備えていなくてもよい。 In the above-described embodiment, the slab is based on the comparison result between the center segregation value C / C 0 corresponding to the quality index Q for each slab of the slab 10 and the quality threshold value input by the input unit 6. Although the quality for every 10 slabs was estimated, the present invention is not limited to this. In the present invention, the quality threshold value may be sequentially input from the external management computer or the like to the operation computer 5 as a part of order information related to the continuous casting process. The operation computer 5 automatically and sequentially estimates the quality of each slab of the slab 10 using the acquired quality index Q and the quality threshold value in the order information every time the quality index Q is received from the quality judgment device 2. May be. In this case, the slab quality estimation device 1 may not include the input unit 6.

また、上述した実施の形態では、スラブ品質推定装置1が適用される連続鋳造機11に対し、鋳造方向に沿って9つのゾーンに分割される冷却帯21a〜29a,21b〜29bが設けられていたが、本発明は、これに限定されるものではない。連続鋳造機11の冷却帯の数(ゾーン数)は、連続鋳造機11の設備寸法等の設備構成、連続鋳造する鋳片10の鋳造寸法や鋼種、鋳片10の2次冷却条件等に応じて、適宜設定されればよい。すなわち、本発明において、連続鋳造機11の冷却帯のゾーン数は、特に問われない。また、連続鋳造機11の冷却帯に設置されるピンチロールの数は、上述した4つに限定されず、1つ以上であってもよい。   Moreover, in embodiment mentioned above, with respect to the continuous casting machine 11 with which the slab quality estimation apparatus 1 is applied, the cooling zones 21a-29a and 21b-29b divided | segmented into nine zones along a casting direction are provided. However, the present invention is not limited to this. The number of cooling zones (number of zones) of the continuous casting machine 11 depends on equipment configuration such as equipment dimensions of the continuous casting machine 11, casting dimensions and steel types of the slab 10 to be continuously cast, secondary cooling conditions of the slab 10, etc. May be set as appropriate. That is, in the present invention, the number of zones in the cooling zone of the continuous casting machine 11 is not particularly limited. Moreover, the number of pinch rolls installed in the cooling zone of the continuous casting machine 11 is not limited to the four described above, and may be one or more.

さらに、上述した実施の形態では、式(1)に基づいて非定常バルジング周波数Fを算出するために用いるロール間隔Dmは、注目ピンチロールとその直前のサポートロールとの間隔にしていたが、本発明は、これに限定されるものではない。連続鋳造機11において、ピンチロールがサポートロールを挟まずに鋳造方向に複数並べて設置されている場合、ロール間隔Dmは、注目ピンチロールとその直前のピンチロールとの間隔であってもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, the roll interval D m used for calculating the unsteady bulging frequency F based on the equation (1) is the interval between the pinch roll of interest and the support roll immediately before it. The present invention is not limited to this. In continuous casting machine 11, if the pinch rolls are installed side by side plurality casting direction without interposing support rolls, roll distance D m may be an interval of interest pinch rolls and the immediately preceding pinch roll.

また、上述した実施の形態では、連続鋳造機11に設けられるピンチロール16〜19の全てからトルク信号を収集していたが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明において、トルク信号は、連続鋳造機11に設けられた全てのピンチロールのうち、凝固完了位置よりも鋳造方向の上流側に位置する1以上の注目ピンチロールのみから収集されてもよい。   Moreover, in embodiment mentioned above, although the torque signal was collected from all the pinch rolls 16-19 provided in the continuous casting machine 11, this invention is not limited to this. In the present invention, the torque signal may be collected from only one or more target pinch rolls located on the upstream side in the casting direction from the solidification completion position among all the pinch rolls provided in the continuous casting machine 11.

また、上述した実施の形態または実施例による本発明の開示の一部をなす記述および図面により本発明が限定されることはなく、上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。その他、上述した実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例および運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。   Further, the present invention is not limited by the description and drawings constituting a part of the disclosure of the present invention according to the above-described embodiment or example, and the present invention is also configured by appropriately combining the above-described constituent elements. included. In addition, other embodiments, examples, operational techniques, and the like made by those skilled in the art based on the above-described embodiments are all included in the scope of the present invention.

1 スラブ品質推定装置
2 品質判定装置
3 2次冷却計算部
4 品質指標処理部
5 操業用計算機
5a スラブ品質データ
5b 品質相関データ
6 入力部
7 出力部
10 鋳片
10a 溶鋼
10b メニスカス
11 連続鋳造機
12 鋳型
13 タンディッシュ
14 浸漬ノズル
15 サポートロール
16〜19 ピンチロール
20 軽圧下帯
21a〜29a,21b〜29b 冷却帯
0 基準位置
1〜P4 ピンチロール位置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Slab quality estimation apparatus 2 Quality determination apparatus 3 Secondary cooling calculation part 4 Quality index processing part 5 Operation computer 5a Slab quality data 5b Quality correlation data 6 Input part 7 Output part 10 Slab 10a Molten steel 10b Meniscus 11 Continuous casting machine 12 Mold 13 Tundish 14 Immersion nozzle 15 Support roll 16-19 Pinch roll 20 Light pressure lower belt 21a-29a, 21b-29b Cooling belt P 0 reference position P 1 -P 4 pinch roll position

Claims (4)

連続鋳造機の鋳型に注入された溶鋼を凝固させながら前記鋳型から引き抜いて連続鋳造される鋳片の凝固完了位置を算出する凝固完了位置算出部と、
前記鋳型から前記鋳片を引き抜く前記連続鋳造機の1以上のピンチロールの中から、前記凝固完了位置よりも前記鋳片の鋳造方向の上流側に位置するピンチロールを選択し、選択した前記ピンチロールのトルク信号を周波数解析して前記トルク信号の各周波数成分を取得し、取得した前記各周波数成分のうち前記鋳片の非定常バルジングに起因する周波数成分をもとに、前記鋳片の中心偏析の影響による前記鋳片の品質悪化を示す品質指標を判定する品質指標処理部と、
前記鋳片を切断して製造されるスラブと前記品質指標とを対応付けて管理し、前記品質指標に基づいて前記スラブ毎の品質を推定する品質管理部と、
を備え
前記品質指標処理部は、前記鋳片の中心偏析に対する非定常バルジングの影響の重み付けを設定し、前記凝固完了位置と選択した前記ピンチロールの設置位置との距離に応じ前記重み付けを変化させて、前記品質指標を判定することを特徴とするスラブ品質推定装置。
A solidification completion position calculating unit for calculating a solidification completion position of a slab that is continuously cast by being drawn from the mold while solidifying molten steel injected into a mold of a continuous casting machine;
A pinch roll located upstream of the solidification completion position in the casting direction of the cast piece is selected from one or more pinch rolls of the continuous casting machine that pulls the cast piece from the mold, and the selected pinch roll is selected. The frequency signal of the torque signal of the roll is analyzed to obtain each frequency component of the torque signal, and the center of the slab is obtained based on the frequency component resulting from unsteady bulging of the slab among the obtained frequency components. A quality index processing unit for determining a quality index indicating the quality deterioration of the slab due to the effect of segregation,
Managing the slab manufactured by cutting the slab in association with the quality index, a quality management unit that estimates the quality of each slab based on the quality index,
Equipped with a,
The quality index processing unit sets the weight of the influence of unsteady bulging on the center segregation of the slab, and changes the weight according to the distance between the solidification completion position and the selected installation position of the pinch roll, A slab quality estimation apparatus characterized by determining the quality index .
前記品質指標処理部は、前記1以上のピンチロールの中から、前記凝固完了位置よりも前記鋳片の鋳造方向の上流側に位置し且つ前記連続鋳造機の軽圧下帯を構成する前記ピンチロールを選択することを特徴とする請求項1に記載のスラブ品質推定装置。   The quality index processing unit is located on the upstream side in the casting direction of the slab from the solidification completion position among the one or more pinch rolls and constitutes the light pressure lower belt of the continuous casting machine The slab quality estimation apparatus according to claim 1, wherein the slab quality estimation apparatus is selected. 連続鋳造機の鋳型に注入された溶鋼を凝固させながら前記鋳型から引き抜いて連続鋳造される鋳片の凝固完了位置を算出する凝固完了位置算出ステップと、
前記鋳型から前記鋳片を引き抜く前記連続鋳造機の1以上のピンチロールの中から、前記凝固完了位置よりも前記鋳片の鋳造方向の上流側に位置するピンチロールを選択する選択ステップと、
前記選択ステップによって選択した前記ピンチロールのトルク信号を周波数解析して、前記トルク信号の各周波数成分を取得する周波数解析ステップと、
前記周波数解析ステップによって取得した前記各周波数成分のうち前記鋳片の非定常バルジングに起因する周波数成分をもとに、前記鋳片の中心偏析の影響による前記鋳片の品質悪化を示す品質指標を判定する品質指標判定ステップと、
前記鋳片を切断して製造されるスラブと前記品質指標とを対応付けて管理する管理ステップと、
前記品質指標に基づいて前記スラブ毎の品質を推定する品質推定ステップと、
を含み、
前記品質指標判定ステップは、前記鋳片の中心偏析に対する非定常バルジングの影響の重み付けを設定し、前記凝固完了位置と選択した前記ピンチロールの設置位置との距離に応じ前記重み付けを変化させて、前記品質指標を判定することを特徴とするスラブ品質推定方法。
A solidification completion position calculating step for calculating a solidification completion position of a slab that is continuously cast by being drawn from the mold while solidifying molten steel injected into a mold of a continuous casting machine;
A selection step of selecting a pinch roll located upstream of the solidification completion position in the casting direction of the slab from one or more pinch rolls of the continuous casting machine that pulls out the slab from the mold; and
A frequency analysis step of performing frequency analysis on the torque signal of the pinch roll selected in the selection step and obtaining each frequency component of the torque signal;
Based on the frequency component resulting from unsteady bulging of the slab out of the frequency components acquired by the frequency analysis step, a quality index indicating quality deterioration of the slab due to the influence of center segregation of the slab A quality index determination step for determining;
A management step for managing the slab manufactured by cutting the slab in association with the quality index,
A quality estimation step of estimating the quality of each slab based on the quality index;
Only including,
The quality index determination step sets the weight of the influence of unsteady bulging on the center segregation of the slab, changes the weight according to the distance between the solidification completion position and the selected installation position of the pinch roll, A slab quality estimation method, wherein the quality index is determined .
前記選択ステップは、前記1以上のピンチロールの中から、前記凝固完了位置よりも前記鋳片の鋳造方向の上流側に位置し且つ前記連続鋳造機の軽圧下帯を構成する前記ピンチロールを選択することを特徴とする請求項に記載のスラブ品質推定方法。
The selecting step selects the pinch rolls that are located upstream of the solidification completion position in the casting direction of the cast slab and that constitute the light reduction belt of the continuous casting machine from the one or more pinch rolls. The slab quality estimation method according to claim 3 , wherein:
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