JP7001074B2 - 拘束性ブレークアウトの予測方法及び鋼の連続鋳造方法 - Google Patents

Description

本発明は、鋼の連続鋳造工程で生じ得る拘束性ブレークアウトを予測する方法に関し、更には、その方法を用いた鋼の連続鋳造方法に関する。

鋼の連続鋳造では、鋳型に溶鋼を注入し、鋳型で溶鋼を冷却して、鋳型との接触面で溶鋼を凝固させて凝固層（「凝固シェル」という）を生成し、凝固シェルを、水スプレーなどで冷却しながら、内部の未凝固層とともに鋳型から連続的に引き抜き、スプレーによる冷却で中心部まで凝固して鋳片を製造する。溶鋼を鋳型に注入する際に、上下方向の振動を鋳型に与えつつ鋳型内の溶鋼表面（適宜「メニスカス」ともいう）にモールドパウダーを投入し、該モールドパウダーが溶融して形成される溶融スラグを凝固シェルと鋳型内壁との間に流入させ、振動と溶融スラグによって凝固シェルが鋳型に焼き付くことを防止している。

鋼の連続鋳造中に溶鋼温度などの操業条件が変わり、凝固シェルの厚み方向の成長が遅れるあるいは止まるなどすると、凝固シェルが破断し、破断部位から未凝固の溶鋼が流出する。この現象をブレークアウトという。鋼の連続鋳造の操業では、溶融スラグによって凝固シェルが鋳型へ焼き付くことを防止することを試みているものの、操業条件によっては鋳型と凝固シェルの間への溶融スラグの流れ込み状態が変わり、特に鋳型のメニスカス近傍で凝固シェルが鋳型に焼き付く場合がある。この焼き付きに起因したブレークアウトを特に拘束性ブレークアウトと呼ぶ。拘束性ブレークアウトは、他の要因によるブレークアウトより発生頻度が高い。

ブレークアウトが生じると凝固シェルが部分的に破断した部位から溶鋼が流出し、設備機器が故障するだけでなく安全性が損なわれるので、操業を停止せざるを得ない。よって、操業では、特許文献１に記載されている通り、特に拘束性ブレークアウトの発生を回避すべく、鋳型内壁の温度を測定して得られる温度データを解析して、拘束性ブレークアウトが発生するかを予測・監視している。

特許文献１には、熱電対などの温度測定器を複数個水平に配列して測温列を形成し、該測温列を上下に２段以上配置し、且つ、任意の２段の測温列に配列される温度測定器を同一の鉛直線上に配置した鋳型で、鋳型の温度を計測して、拘束性ブレークアウトを監視する方法が開示されている。この方法では、温度測定器の測定温度が下記条件Ｍ及びＮを共に満たした場合に、拘束性ブレークアウトが発生し得ると予測している。
条件Ｍ：上段の温度測定器の測定温度列及び／または下段の測定温度列で互いに隣り合う温度測定器の測定値が上昇しさらに下降する。
条件Ｎ：鉛直線上に配置される下段の前記温度測定器の測定温度の値が上段の測定値よりも高い。

前記条件Ｍは、横軸を時間（時刻）とし、縦軸を温度とした場合の温度分布において、上段及び／または下段の温度がピークを有することを意味し、前記条件Ｎは、下段の温度が上段の温度を超えることを意味している。特許文献１には、この２つの条件を満たす場合には、拘束性ブレークアウトの原因となる焼き付きが生じたと判定でき、そのように判定する考察が記載されている。更に、焼き付きが発生したと予測した場合には、鋳型から鋳片を引き抜く速度（鋳造速度）を下げて、鋳型による凝固シェルの冷却を促進させて、焼き付きで生じた亀裂の冷却を促進して拘束性ブレークアウトの発生を防止している。

特開２０１７－１５４１５５号公報

特許文献１では、予測（監視）の基となる温度データの解析対象が明確ではない。例えば、鋳型のメニスカスから下端に溶鋼が到達する時間の温度データ全てを解析対象とすることが考えられるものの、解析対象のデータを多くし過ぎると、焼き付きが生じていないにも拘わらず、生じたと判定してしまう「誤検出」の割合が増加する可能性がある。一方で、対象データを少なくし過ぎると、実際には焼き付きが生じたにも拘わらず、生じたと判定できない「見過し」の割合が増加する可能性がある。

拘束性ブレークアウトの発生を防ぐべく鋳造速度を下げると、鋳片の生産性が悪化するので、予測の正確性を高めて、必要な場合に限って鋳造速度を下げる操業を行うことが望ましい。すなわち、誤検出の割合は低い方が望ましい。また、見過しがあると、実際に拘束性ブレークアウトが発生してしまう。すなわち、見過しは起きないことが望ましい。これらに加え、低速あるいは高速となる広範囲な鋳造速度での鋼の連続鋳造において、焼き付きが生じた現象を正しく判定し得る、解析対象となる温度データを最適な範囲とする拘束性ブレークアウトの予測方法が希求されている。

本発明は、上記事情を鑑みて完成されたものであり、予測の基となる温度データの解析対象を明確にすることで、鋳造速度が広範囲となる鋼の連続鋳造において、拘束性ブレークアウトの原因となる凝固シェルの鋳型への焼き付きの発生を従来技術よりも精度良く予測することを目的とする。よって、本発明は、そのような予測を行う拘束性ブレークアウトの予測方法を提供することを目的とし、この方法を用いた鋼の連続鋳造方法を提供することも目的とする。

本発明者は、特許文献１に提案される拘束性ブレークアウトの監視方法を鋭意検討し、この監視方法では、鋳型内での焼き付きの移動速度を考慮していないことに気がついた。本発明者は、予測の基となる温度データの解析対象を前記移動速度に基づいて定める方法を検討して、拘束性ブレークアウトの原因となる凝固シェルと鋳型との焼き付きが生じたことを従来技術より正確に予測することを可能とする方法を完成した。

即ち、本発明の要旨は以下の通りである。
（１）鋼の連続鋳造方法における拘束性ブレークアウトの予測方法であって、鋳型のメニスカスより下方で鋳造方向に沿った、前記鋳型の内壁の上下２箇所に設けられた温度測定器で温度を測定し、測定した温度データを解析して、下側の前記温度測定器で測定された温度が上側の前記温度測定器で測定された温度よりも高くなった反転時刻から所定時間Ｎ遡った時刻Ａから、前記反転時刻から所定時間Ｍ経過した時刻Ｂまでの間で測定した温度データが上昇して下降する分布を有する場合には、拘束性ブレークアウトが生じ得ると判定することとし、Ｍは、上側の前記温度測定器と下側の前記温度測定器との間隔距離Ｌ２［ｍ］及び鋳造速度Ｖｃ［ｍ／秒］から算出される値、Ｎは、前記メニスカスと下側の前記温度測定器との間隔距離Ｌ１［ｍ］及び前記鋳造速度Ｖｃ［ｍ／秒］から算出される値、であることを特徴とする拘束性ブレークアウトの予測方法。
（２）下側の前記温度測定器で測定された温度が上側の前記温度測定器で測定された温度と同じになった時刻からＭ秒経過した時点で、前記時刻が反転時刻であるかを特定し、前記時刻が反転時刻であれば、前記時刻Ａから前記時刻Ｂまでの間で測定した温度データを解析し、拘束性ブレークアウトが生じ得るかを判定することを特徴とする（１）に記載の拘束性ブレークアウトの予測方法。
（３）上記（１）または（２）に記載の拘束性ブレークアウトの予測方法を用いた鋼の連続鋳造方法であって、拘束性ブレークアウトが生じ得ると判定したら前記鋳造速度Ｖｃを下げることを特徴とする鋼の連続鋳造方法。

本発明によって、広範囲な鋳造速度での鋼の連続鋳造において、拘束性ブレークアウトの原因となる凝固シェルと鋳型との焼き付きが生じたことを従来技術より正確に予測することを可能となった。

連続鋳造機を示す図である。 図１に示す連続鋳造機の鋳型の内壁を示す図である。 図２に示す鋳型の側断面を示し、拘束性ブレークアウトの原因となる焼き付きが移動する状況を示す説明図である。 焼き付きが生じた鋳型の内壁を示す図である。 本発明を適用した場合の温度分布を示すグラフである。 本発明を適用した場合の温度分布を示す図５とは別のグラフである。 鋳片に形成されたリップルマークの一例を示す図である。

本発明は、鋼の連続鋳造の操業で生じ得る拘束性ブレークアウトを予測する方法に関する。その説明の前に、鋼の連続鋳造を行う連続鋳造機を示す図１を参照して、連続鋳造工程及び連続鋳造機を説明する。

連続鋳造機１は、鋳型５と、該鋳型５の上方に設置されるタンディッシュ２と、鋳型５の下方に複数並べて配置される鋳片支持ロール６と、を有する。図示を省略してあるが、タンディッシュ２の上方には、溶鋼９を収容する取鍋が設置され、該取鍋の底部からタンディッシュ２に溶鋼９を注入する。タンディッシュ２の底部には、スライディングノズル３が取り付けられた浸漬ノズル４が設置され、タンディッシュ２内に溶鋼９を所定量滞在させた状態で浸漬ノズル４を介して溶鋼９を鋳型５に注入する。鋳型５には冷却水路が形成されており、該冷却水路に冷却水を通過させている。これにより、鋳型５の内面から溶鋼９が抜熱され凝固し凝固シェル１１が形成され、該凝固シェル１１が引き抜かれ、溶鋼９からなる未凝固層１２を内部に有する鋳片１０が形成される。

鋳造方向に隣り合う鋳片支持ロール６の間隙には、スプレーノズルが配置された冷却帯（図示せず）が、鋳型５の直下から鋳造方向に沿って複数設置されている。スプレーノズルから噴霧される冷却水によって、鋳片１０は、引き抜かれながら冷却される。鋳片１０が、鋳片支持ロール６で搬送されて、冷却帯を通過している間に、凝固シェル１１が適切に冷却され、未凝固層１２の凝固が進み、鋳片１０の凝固が完了する。

図示を省略してあるが、凝固完了位置１３あるいはその鋳造方向下流には、鋳片１０を引き続き搬送するための搬送ロールが複数設置されており、搬送ロールの上方には、鋳片を切断するための鋳片切断機が配置され、凝固完了後の鋳片１０は、鋳片切断機によって、所定の長さの鋳片に切断される。

溶鋼９を鋳型５に注入する際には、上下方向の振動を鋳型５に与えつつ鋳型５内の溶鋼表面にモールドパウダーを投入しており、該モールドパウダーが溶融して形成される溶融スラグを凝固シェル１１と鋳型５の内壁との間に流入させ、振動と溶融スラグとによって凝固シェル１１が鋳型５に焼き付くことを防止している。しかしながら、操業条件によって鋳型５と凝固シェル１１の間への溶融スラグの流れ込み状態が変わり、特に鋳型のメニスカス近傍で凝固シェル１１が鋳型５に焼き付く場合がある。この焼き付きに起因して拘束性ブレークアウトが生じる場合がある。

次に、鋳型で生じ得る焼き付きについて図２～４を参照して説明する。図２では鋳型５の内壁を示してあり、図３では、鋳型５の側断面を示し、拘束性ブレークアウトの原因となる焼き付きが移動する状況を示してある。なお、説明のために溶融スラグは図示を省略してある。図４では、焼き付きが生じた鋳型５の内壁を示してある。

図２に示すように、鋳型５には、メニスカス２１より下方で、鋳造方向Ａに沿った同一鉛直線上の少なくとも上下２箇所に温度測定器２２ａ，２２ｂを設けてある。メニスカス２１と上側の温度測定器２２ａとの鋳造方向Ａに沿った間隔距離はＬ０［ｍ］、メニスカス２１と下側の温度測定器２２ｂとの間隔距離はＬ１［ｍ］、温度測定器２２ａと２２ｂとの間隔距離はＬ２［ｍ］、である。図示は省略してあるが、温度測定器２２ａ，２２ｂはプロセスコンピュータに繋がれており、温度測定器２２ａ，２２ｂから得られる測定温度データがプロセスコンピュータに送られる。なお、温度測定器２２ａ，２２は、温度が測定可能であれば特に限定されるものではないが、熱電対が使用可能である。図２に示すように、上下段の温度測定器２２ａ，２２ｂを水平方向に複数配列してもよい。

図３において、（ａ）では、鋳型５から凝固シェル１１が正常に引き抜かれている状態、（ｂ）では、メニスカス２１近傍で焼き付きが発生し、焼き付き３１が温度測定器２２ａに到達した状態、（ｃ）及び（ｄ）では、焼き付き３１が鋳造方向Ａに移動していく状態、を示してある。図３（ｂ）に示す状態で凝固シェル１１が鋳造方向Ａへ引き抜かれると、焼き付き３１の上側の凝固シェル１１は、焼き付き３１に拘束されて、鋳造方向Ａへの進行が阻害される。一方で、焼き付き３１の下側の凝固シェル１１は鋳造方向Ａへ進行するので、鋳型５内の凝固シェル１１に微細な亀裂が生じる。亀裂から溶鋼９が鋳型５に接触することによって、新たな焼き付きが、焼き付き３１の下側近傍に発生する。このようにして、焼き付き３１が、図３（ｃ）に示すように鋳造方向Ａへ移動して行く。図３（ｄ）に示すように、亀裂の冷却が進められずに焼き付き３１が鋳型５の下端に到達し、溶鋼９によって生じる内圧に凝固シェル１１が耐えられなければ、拘束性ブレークアウトが発生する。

図４に示すように、焼き付き３１が鋳造方向Ａに移動するに伴い、焼き付き３１は、Ｖ字形状を呈する拘束線３２として延伸していく。拘束線３２の位置で亀裂が生じ溶鋼９が鋳型５に接触するので、拘束線３２で鋳型１の温度は高くなっている。

鋼の連続鋳造中にプロセスコンピュータで温度測定器２２ａ，２２ｂから送られる測定温度を一定間隔（例えば１秒間隔）でサンプリングする。これにより、横軸を時間（時刻）とし、縦軸を温度としたグラフを作成できる。焼き付きが生じた場合の温度分布を図５のグラフに示す。図５を参照して、本発明に係る拘束性ブレークアウトの予測方法を説明する。なお、この温度分布は、比較的高速とされる鋳造速度が２．０［ｍ／分］の連続鋳造で得られたデータに基づく。

鋳型５に焼き付きが生じていない場合には温度測定器２２ａ，２２ｂから得られる温度はそれぞれ一定となる。焼き付きがメニスカス２１近傍で発生すると、鋳片１０の引き抜きに伴い焼き付き３１を頂点とする拘束線３２が下方へ移動する。拘束線３２が温度測定器２２ａに到達した時は、温度測定器２２ａでは、未凝固の溶鋼９と接触する鋳型５の温度を測定することになるので、温度が急激に上昇する。図５においては「２２ａからの温度」を示すプロファイルでの○で示す温度ピークが急激な温度上昇を表している。

拘束線３２が下方へ移動して温度測定器２２ｂに近づくと、温度測定器２２ｂでの測定温度が上昇していく。一方で、温度測定器２２ａでは再び凝固シェル１１の温度を測定することになるので、その測定温度が下降していく。よって、拘束線３２が生じた場合には、下側（下段）の温度測定器２２ｂでの温度が、上側（上段）の温度測定器２２ａでの測定温度よりも高くなる反転時刻が存在する。

反転時刻を過ぎて、拘束線３２が温度測定器２２ｂに到達した時には、温度測定器２２ｂでは、未凝固の溶鋼９と接触している鋳型５の温度を測定することになるので、温度が急激に上昇する。図５においては「２２ｂからの温度」を示すプロファイルでの○で示す温度ピークが急激な温度上昇を表している。拘束線３２が温度測定器２２ｂから下方へ更に移動して、温度測定器２２ｂでは再び凝固シェル１１の温度を測定することになるので、その測定温度が下降していく。

本発明者らは、焼き付きが生じた場合には存在することになる反転時刻に着目して、鋳造速度、メニスカス及び温度測定器２２ａ，２２ｂの位置から導出される時刻Ａから時刻Ｂまでの反転時刻を基準とした所定時間内の温度データを演算の対象とすることを検討し、本発明の完成に至った。すなわち、本発明は、反転時刻からＮ秒遡った時刻Ａから、反転時刻からＭ秒経過した時刻Ｂまでの間で測定したデータが上昇して下降する分布（ピーク）を有する場合には、焼き付きが生じたと判定する。

Ｍは、上側の温度測定器２２ａと下側の温度測定器２２ｂとの間隔距離［ｍ］及び鋳造速度［ｍ／秒］から算出される値である。具体的には、Ｌ２／Ｖｃ×２＋ｍでＭを算出することが好ましい。Ｌ２は、上側の温度測定器２２ａと下側の温度測定器２２ｂとの間隔距離［ｍ］である。Ｖｃは、鋳造速度［ｍ／秒］である。焼き付き３１を含む拘束線３２は、凝固シェル１１の引き抜きに伴い鋳造方向Ａに移動するとしても、鋼の連続鋳造中には鋳型５は上下方向に振動しているので、振動によって鋳型５が上方に移動する場合には拘束線３２は移動せず、振動によって下方に鋳型５が移動する場合に限り、拘束線３２は下方（鋳造方向Ａ）に移動する、と本発明者は想定した。本発明では、この想定を踏まえ、拘束線３２の移動速度を鋳造速度Ｖｃの１／２と考える。温度測定器２２ａと２２ｂとの間隔距離Ｌ２を拘束線３２の移動速度（＝１／２×Ｖｃ）で除算すると、温度測定器２２ａと２２ｂとの間を拘束線３２が移動する時間（＝Ｌ２／Ｖｃ×２）が算出される。算出された値は拘束線３２の移動時間を意味する。この移動時間に補正時間ｍを加算してＭを算出する。この補正時間ｍは、今までの操業から－５～＋５の範囲内の値とすることが好ましいことが判明しており、温度測定器２２ｂからの温度分布のピークが、過去の操業から最も捉えやすくなるように値を定めることが好ましい。

Ｎは、メニスカス２１と温度測定器２２ｂとの間隔距離［ｍ］及び鋳造速度［ｍ／秒］から算出される値である。具体的には、Ｌ１／Ｖｃ×２＋ｎでＮを算出することが好ましい。Ｌ１は、メニスカス２１と下側の温度測定器２２ｂとの間隔距離［ｍ］である。本発明では、拘束線３２の移動速度を鋳造速度Ｖｃの１／２と想定するので、Ｎは、メニスカス２１と温度測定器２２ｂと間を拘束線３２が移動する時間（＝Ｌ１／Ｖｃ×２）を意味する。この移動時間に補正時間ｎを加算してＮを算出する。この補正時間ｎは、今までの操業から－５～＋５の範囲内の値とすることが好ましいことが判明しており、温度測定器２２ａからの温度分布のピークが、過去の操業から最も捉えやすくなるように値を定めることが好ましい。

図５に示すグラフにおける反転時刻では、拘束線３２が温度測定器２２ａと２２ｂとの間にある。温度測定器２２ｂの測定温度は、反転時刻から、最長でも、温度測定器２２ａと２２ｂとの間隔を拘束線３２が移動する時間に相当するＭ秒経過した時刻Ｂまでの間に、ピークを迎えると推定される。また、反転時刻から最長でも、メニスカス２１と温度測定器２２ｂとの間隔を拘束線３２が移動する時間に相当するＮ秒遡った時刻Ａまでの間に、温度測定器２２ａの測定温度はピークを迎えると推定される。すなわち、反転時刻を挟んだ時刻Ａから時刻Ｂまでの間で、温度測定器２２ａと２２ｂとからの温度データが上昇して下降する分布を有する場合には、焼き付きが生じたと判断することができる。

温度測定器２２ａと２２ｂとから得られる温度データの分布がピークを有すると判断するためには、時刻Ａから時刻Ｂまでの間で温度データが最大となる時刻を特定し、特定した時刻からそれぞれＱ及びＲ［秒］遡った時刻までの時間範囲内で、温度測定器２２ａと２２ｂとから得られる温度データのそれぞれの上昇する温度幅を確認すればよい。
Ｑ＝Ｌ０／Ｖｃ×２
Ｒ＝Ｌ２／Ｖｃ×２
ここで、Ｌ０は、メニスカス２１から上側の温度測定器２２ａまでの間隔距離［ｍ］、Ｌ２は、上側の温度測定器２２ａから下側の温度測定器２２ｂまでの間隔距離［ｍ］、である。

上昇した温度幅が、例えば、３［℃］などの所定の閾値を超えた場合には、温度データがピークを有すると判断すればよい。

次に、焼き付きが生じたと判断し得る場合の図５とは別の温度分布を図６に示す。図６のグラフにおける温度分布は、比較的低速とされる鋳造速度が１．１［ｍ／分］の連続鋳造で得られたデータに基づいている。図６のグラフから、鋳造速度が低い場合であっても、温度測定器２２ａと２２ｂとからの温度データが上昇して下降する分布を有していることを時刻Ａから時刻Ｂまでの間で捉えることが可能であることがわかる。

温度測定器２２ａと２２ｂとからの温度が同じとなった時刻からＭ秒経過した時点で、前記時刻が反転時刻であるかを特定し、反転時刻であると特定できれば、時刻Ａから時刻Ｂまでの間で測定した温度データを解析して、拘束性ブレークアウトが生じ得るかを判定してもよい。温度データを時系列で取得していくときに、温度測定器２２ｂからの温度が２２ａからの温度を超えたと判定可能となる時刻は、温度測定器２２ａと２２ｂとからの温度が同じとなった時刻からある程度時間が経過しなければ、温度分布によっては、その時刻を反転時刻であると明確に判定できない場合がある。そのような場合を考慮して、温度測定器２２ａと２２ｂとからの温度が同じとなった時刻からＭ秒経過した時点で、温度測定器２２ｂの温度が２２ａからの温度を逆転していた場合には、前記時刻が反転時刻であるかを特定し、前記時刻が反転時刻であれば、前記時刻Ａから前記時刻Ｂまでの間で測定した温度データを解析するようにしてもよい。

温度測定器２２ａ，２２ｂに繋がるプロセスコンピュータにより以上の通りに説明した演算を行って、拘束性ブレークアウトが生じ得ると判定したら、例えば、警告を発生する装置で連続鋳造工場のオペレータに警告して、鋳造速度を下げさせることで鋳型による凝固シェルの冷却を促進させて焼き付きで生じた亀裂の冷却を促進する。これにより、拘束性ブレークアウトの発生を防止することが可能となる。

なお、温度測定器２２ａ，２２ｂを鋳型５の水平方向に複数配列することが好ましく、鋳造方向Ａに沿った上下２箇所を１組として、全ての組の温度測定器２２ａ，２２ｂからの温度データを解析することが好ましい。例えば、図２及び４の例の場合、鋳造方向Ａに沿った上下２箇所を１組として、温度測定器２２ａ，２２ｂが鋳型５に８組設けられている。焼き付き３１が水平方向での任意の位置（例えば、鋳型５の内壁端部）で発生しても、この８組の温度測定器からの温度データを解析することで、拘束線３２をより早めに検出することができる。

以上の通りに説明した方法によって、広範囲な鋳造速度での鋼の連続鋳造において、拘束性ブレークアウトの原因となる凝固シェルと鋳型との焼き付きが生じたことを正確に予測することを可能である。

図２に示す鋳型５を有する図１に示す連続鋳造機１を用いて鋼の連続鋳造を操業した。鋳型５における、メニスカス２１，温度測定器２２ａ及び温度測定器２２ｂの位置関係を表す間隔距離Ｌ０，Ｌ１及びＬ２を表１に示す。

鋼の連続鋳造の操業では６月間行った。操業中は１．０～３．０［ｍ／分］の範囲で鋳造速度を適宜変更し、広範囲な鋳造速度での鋼の連続鋳造を複数回行いつつ、各連続鋳造において、本発明に係る拘束性ブレークアウトの予測方法を行った（本発明例）。本発明例の予測方法において、時刻Ａから時刻Ｂまでの間で温度データが最大となる時刻を特定し、温度測定器２２ａと２２ｂとから得られる温度データの分布がピークを有すると判断するために、特定した時刻から、それぞれ、Ｑ及びＲ［秒］遡った時刻までの時間範囲内で上昇する温度幅を確認した。温度測定器２２ａから得られた温度データの上昇した温度幅が、表１に示すＴｕの値を超えた場合には、温度測定器２２ａからの温度データがピークを有すると判断した。また、温度測定器２２ｂから得られた温度データの上昇した温度幅が、表１に示すＴｌの値を超えた場合には、温度測定器２２ｂからの温度データがピークを有すると判断した。なお、本発明例では、補正時間ｍ及びｎは０とした。

本発明例では、１．０～３．０［ｍ／分］の範囲の鋳造速度に対応する、解析対象の温度データとして最適な範囲を決定することになる。これと比較するべく、拘束性ブレークアウトの予測方法以外は本発明例と同様の条件にして、鋼の連続鋳造の操業を６月間行った（比較例）。比較例では、溶鋼が鋳型内を通過する全時間を解析対象の温度データの範囲として、温度データが、特許文献１に記載されている条件Ｍ及びＮを満たすと、拘束性ブレークアウトが発生し得ると判定する予測を行った。

本発明例及び比較例の操業ではともに、拘束性ブレークアウトが発生し得ると判定された場合には、鋳造速度を下げて、凝固シェルの冷却を促進させて拘束性ブレークアウトの発生を防止した。また、本発明例及び比較例の操業ではともに、図７に示すように鋳片１０にリップルマーク４１が形成されるかを確認した。リップルマーク４１は、鋳型５で拘束線３２が形成された場合に鋳片１０に形成されるマークであり、拘束性ブレークアウトが発生し得ると判定されたときの鋳片１０にリップルマーク４１が形成されているかを特に確認した。

本発明例及び比較例の操業ではともに、「正検出」、「誤検出」及び「見過し」の発生率を調査した。これらの発生率を表２に示す。

表２における「正検出」は、６月の操業期間中の連続鋳造の全ヒート数を分母とし、その期間中に本発明例あるいは比較例の予測方法により拘束性ブレークアウトが発生し得ると判定され、鋳片を観察した結果、リップルマーク４１が形成されていた鋳片を含む連続鋳造のヒート数を分子として算出される発生率を表している。「誤検出」は、前述の全ヒート数を分母とし、６月の期間中に拘束性ブレークアウトが発生し得ると判定されたものの、鋳片を観察した結果、リップルマーク４１が形成されていなかった鋳片を含む連続鋳造のヒート数を分子として算出される発生率を表している。「見過し」は、全ヒート数を分母とし、６月の期間中に拘束性ブレークアウトが発生し得ると判定されずに、実際に拘束性ブレークアウトが起きた連続鋳造の鋳片を含む連続鋳造のヒート数を分子として算出される発生率を表している。

本発明例では、正検出の発生率が比較例よりも高く、誤検出の発生率が比較例よりも格段に抑えられている。見過しの発生率は半減している。本発明によって、広範囲な鋳造速度での鋼の連続鋳造において、拘束性ブレークアウトの原因となる凝固シェルと鋳型との焼き付きが生じたことを従来技術より正確に予測することを可能であることがわかる。

１ 連続鋳造機
２ タンディッシュ
３ スライディングノズル
４ 浸漬ノズル
５ 鋳型
６ 鋳片支持ロール
７ 搬送ロール
８ 鋳片切断機
９ 溶鋼
１０ 鋳片
１１ 凝固シェル
１２ 未凝固層
１３ 凝固完了位置
２１ メニスカス
２２ａ 温度測定器（上段・上側）
２２ｂ 温度測定器（下段・上側）
３１ 焼き付き
３２ 拘束線
４１ リップルマーク

Claims (3)

1. 鋼の連続鋳造方法における拘束性ブレークアウトの予測方法であって、
   鋳型のメニスカスより下方で鋳造方向に沿った、前記鋳型の内壁の上下２箇所に設けられた温度測定器で温度を測定し、
   測定した温度データを解析して、下側の前記温度測定器で測定された温度が上側の前記温度測定器で測定された温度よりも高くなった反転時刻から所定時間Ｎ遡った時刻Ａから、前記反転時刻から所定時間Ｍ経過した時刻Ｂまでの間で、上側の前記温度測定器で測定した温度データおよび下側の前記温度測定器で測定した温度データが上昇して下降する分布を有する場合には、焼き付きがＶ字形状を呈する拘束線として延伸して前記鋳型の下端に到達して拘束性ブレークアウトが生じ得ると判定することとし、
   Ｍは、上側の前記温度測定器と下側の前記温度測定器との間隔距離Ｌ２［ｍ］及び鋳造速度Ｖｃ［ｍ／秒］から式Ｌ２／Ｖｃ×２＋ｍ（ただしｍは－５～＋５の範囲内の値）で算出される値、
   Ｎは、前記メニスカスと下側の前記温度測定器との間隔距離Ｌ１［ｍ］及び前記鋳造速度Ｖｃ［ｍ／秒］から式Ｌ１／Ｖｃ×２＋ｎ（ただしｎは－５～＋５の範囲内の値）で算出される値、であることを特徴とする拘束性ブレークアウトの予測方法。
2. 下側の前記温度測定器で測定された温度が上側の前記温度測定器で測定された温度と同じになった時刻からＭ秒経過した時点で、前記時刻が反転時刻であるかを特定し、
   前記時刻が反転時刻であれば、前記時刻Ａから前記時刻Ｂまでの間で測定した温度データを解析し、
   拘束性ブレークアウトが生じ得るかを判定することを特徴とする請求項１に記載の拘束性ブレークアウトの予測方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の拘束性ブレークアウトの予測方法を用いた鋼の連続鋳造方法であって、
   拘束性ブレークアウトが生じ得ると判定したら前記鋳造速度Ｖｃを下げることを特徴とする鋼の連続鋳造方法。

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