JPH02147B2 - - Google Patents

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JPH02147B2
JPH02147B2 JP58046543A JP4654383A JPH02147B2 JP H02147 B2 JPH02147 B2 JP H02147B2 JP 58046543 A JP58046543 A JP 58046543A JP 4654383 A JP4654383 A JP 4654383A JP H02147 B2 JPH02147 B2 JP H02147B2
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JP
Japan
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slab
surface temperature
casting
molten steel
casting speed
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Application number
JP58046543A
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English (en)
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JPS59174258A (ja
Inventor
Katsuyoshi Iwata
Yoshio Ogino
Hiroshi Tomono
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP4654383A priority Critical patent/JPS59174258A/ja
Publication of JPS59174258A publication Critical patent/JPS59174258A/ja
Publication of JPH02147B2 publication Critical patent/JPH02147B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/22Controlling or regulating processes or operations for cooling cast stock or mould
    • B22D11/225Controlling or regulating processes or operations for cooling cast stock or mould for secondary cooling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鋳片を連続鋳造する際に、鋳片に発生
する内部割れを防止するため、モールド下の二次
冷却帯における冷却水量を制御する方法に関する
ものである。
従来、二次冷却制御方法としては 鋳込速度に比例した水量設定を行う方法 鋳片各部の所要水量の総和値に基づき、目標
位置までに鋳片を完全凝固させる様に各冷却ゾ
ーンの水量を調整する方法 熱伝導方程式を用いて、鋳片の表面温度を全
長にわたり計算し、その計算結果を鋳片任意点
における目標表面温度に一致させる様に各ゾー
ンの冷却水量を制御する方法 などが知られている。
上記の方法は、二次冷却帯を通過する鋳片重
量に対する冷却水量、即ち比水量を一定とする旧
来の方法であり、操業の安定を主目的としてお
り、内部割れに対する考慮がなされていない。
上記のの方法は内部割れに対する改善を行つ
たものであるが、充分ではなく更に制御精度の高
いの方法が開発された。しかしこの方法による
場合であつても、例えば溶鋼成分中のSの相異に
因る内部割れ発生に対しては冷却制御が行われて
おらず、これに対しては鋳込速度を調整(基準鋳
込速度を〔%S〕とモールド冷却水の入側、出側
の温度差ΔTにて規定される鋳込速度に変更)す
ることにより対処している。
しかしながら鋳込速度の調整による場合は、操
業計画、工程が乱れ、表面品質の低下を招来する
こととなつて好ましくない。
そこで本願発明者等は溶鋼成分を考慮した冷却
制御を行うべく、種々の検討、研究を重ね、本発
明を完成するに至つた。以下に本発明の原理を説
明する。
一般に、鋳片の内部割れはローラーエプロンで
の鋳片のバルジングに起因するものであり、バル
ジング歪εb(%)がある限界値εc(内部割れ発生限
界歪、%)を超えると発生する。
バルジング歪εbは、鋳片を弾性体と仮定すると
(1)式で与えられる。
εb(%)=P/2E・l2/d2×100 …(1) ここで、Pは溶鋼静圧(g/cm2)、lはロール
ピツチ(cm)、dは凝固シエル厚(cm)およびE
はシエルのヤング率(g/cm2)を表わす。またヤ
ング率Eは鋳片の表面温度Tsの関数となること
が知られており、(2)式が提案されている。
E(g/cm2)=α・(TLL−TS2/(TLL−β) …(2) ここで、α、βは定数、TLLは液相線温度
(℃)を表わす。
なお、α、βは高温時における温度と伸びの関
係から求められ、またTLLは成分と状態図から求
められる。
さらに、凝固シエル厚dは近似的に(3)式で表わ
すことができる。
d=K√C …(3) ここでKは凝固係数、Lはメニスカスからの距
離およびVCは鋳込速度を表わす。
内部割れを防止するためには εbεc …(4) の関係を満足する必要がある。従つて(1)〜(4)式よ
り TsTLL−√Pl2/2α−(TLL−β)/K2・L・εCVC×1
00…(5) が得られる。
この(5)式によれば、鋳込速度VCが上昇した場
合には、表面温度Tsを低下せしめる冷却制御が
必要であることがわかる。
本願発明者等は内部割れが発生したチヤージの
溶鋼成分とバルジング歪εbとの関係について研究
を行つた結果、次のような知見を得た。
第1図は横軸に鋳込速度VC(m/分)をとり、
縦軸に表面温度Ts(℃)をとり、また内部割れ発
生限界値εcをパラメータとして相互の影響を示す
グラフであり、各εc値の曲線の左下側領域が内部
割れ発生を招来しない領域である。
このような内部割れ発生限界値εcは溶鋼成分に
支配されることが知られているが、本願発明者等
が種々の実験、研究を重ねた結果、 εC=A・(〔%C〕+1/5〔%Mn〕 +1/7〔%Si〕)a・(〔%S〕)b …(6) として表わされることがわかつた。(6)式に示した
A、a、bは連鋳機個有の定数であり、〔%〕は
成分の重量パーセントを表わす。
第2図は横軸に(6)式にてA=2.26×10-5、a=
−0.55、b=−1.25として求めた内部割れ発生限
界値εcをとり、縦軸にバルジング歪εbをとつて、
内部割れが発生したチヤージの数値を黒丸印で表
わしている。この図より(6)式に示すεcの妥当性が
明らかである。
なおA、a、bは連鋳機の鋳片の曲率半径と各
成分を変化させた時の曲げ試験等の割れ発生限界
歪から求めてもよい。
本発明に係る連続鋳造における冷却制御方法
は、鋳片を連続鋳造するに際し、鋳造速度Vc
び鋳片の表面温度Tsを測定し、鋳造速度Vcに基
いて凝固シエル厚dを、また表面温度Tsに基い
て凝固シエルのヤング率Eを求め、鋳造速度Vc
溶鋼静圧P、ロールピツチl、凝固シエル厚d及
びヤング率Eによつて決定される鋳片のバルジン
グ歪εbを、鋳造成分によつて決定される内部割れ
発生限界値εcより小とする表面温度Tsを実現する
ように、鋳片の冷却水量を調節することを特徴と
する。
以下、本発明方法を実施例を示す図面に基づい
て具体的に説明する。第3図は湾曲型連続鋳造機
及び冷却制御系の模式図である。図示しないレー
ドルターレツトに設置されたレードル1内の溶鋼
は、タンデイツシユ2へ注入され、タンデイツシ
ユ2に受けられた溶鋼は鋳型3へ注入される。鋳
型3の溶鋼は、1次冷却され表面のみが凝固した
鋳片4は、約1/4の円弧状に配されたサポートガ
イドロール群5を経る間に、スプレー6からの冷
却水にて2次冷却されて、矯正ロールを兼ねるピ
ンチロール群7に到り、その後工程である図示し
ない再熱炉、サイジングミルおよび同調切断機等
に送られていく。8は冷却水制御装置である。該
冷却水制御装置8には、ピンチロール71の回転
速度を測定して、鋳込速度VCを求めるために、
ピンチロール71に取り付けられたタコジエネレ
ータ等により構成された速度計9、鋳片の実績表
面温度Tsを測定するために二次冷却帯5からピ
ンチロール群7にかけて設けられた複数の表面温
度計10,10…および二次冷却水流量、温度を
測定するために二次冷却水供給管16の分岐した
各支管に取り付けた弁13,13…の給水側に設
けられた流量計14及び水温計15、タンデイツ
シユ2内の溶鋼温度を測定するための溶鋼温度計
17並びにタンデイツシユ2内の溶鋼重量を測定
する重量計18の各測定値が入力されるようにし
てある。入力装置11は溶鋼成分、鋼種、鋳片サ
イズ等を入力するためのものであつて、入力情報
は冷却制御装置8へ与えられる。冷却制御装置8
は前記各種測定値及び入力装置11からの入力情
報に基き制御目標とする表面温度Tsを算出し、
これを実現すべき冷却水量噴出のための制御信号
を弁開度調節器12へ発し、弁開度調節器12は
この信号に基き弁13,13…の開度調節を行
う。
第4図は冷却制御装置8の制御内容を示すフロ
ーチヤートである。先ず入力装置11により鋼
種、溶鋼成分、鋳片サイズ等の操業条件を入力す
る。溶鋼成分はチヤージ毎に変動するので、チヤ
ージ毎に入力する。冷却制御装置8はこれらを読
込み、予め与えられてある演算式又は記憶情報に
より標準目標表面温度Tso、標準スプレーパター
ン(例えば1ゾーンは50%、2ゾーンは35%…等
の内容を有するパターン)を決定し、それに基く
冷却制御を行わせるべく弁開度調節器12へ制御
信号を発し、この信号により弁13,13…の開
度が調節される。一方冷却制御装置8において入
力された溶鋼成分値と(6)式に従い、内部割れ発生
限界値εcを算出する。
冷却制御装置8は表面温度計10,10…、速
度計9等から一定周期(例えば20秒程度)で測定
値を読込み(3)式に従つて凝固シエル厚dを算出す
る。
次に標準目標表面温度Tsoと実績表面温度Ts
(複数の夫々についての実測値又は平均値)との
差を補正すべき冷却水量を公知の熱伝導方程式に
よつて算出し、それを実行させるべき制御信号を
弁開度調節器12へ発する。
冷却制御装置8は先に算出した凝固シエル厚d
を用いてバルジング歪εbを算出し、既に算出し
てある内部割れ発生限界値εcと比較する。この比
較結果がεbεcの場合には、内部割れが発生せ
ず、しかも鋳片表面欠陥である横割れ等に影響を
及ぼす過冷却でもない適正な冷却状態であるとし
て、標準目標表面温度Tsoを変更しない。なお本
実施例ではεbεcの条件として(7)式を採用して
いる。
|(εb−εc)/εb|≦0.05 …(7) さてこれに対して、入力装置11による演算結
果が例えば(εb−εc)/εb>0.05となつた場合に
は、内部割れが発生する虞れがあるとして、入力
情報に基き(5)式を満足する目標表面温度Tsoを算
出し、これを次サイクルの制御目標として同処理
を反復する。
逆に演算結果が(εb−εc)/εb<−0.05の場合
には過冷却となり、表面欠陥である横割れを惹き
起こすこととなるので他のプログラムにより冷却
水量を抑制する制御を行う。
次に本発明の実施例につき説明する。第5図は
15mRの湾曲型連続鋳造機を使用した場合の溶鋼
成分中の〔%S〕と実績表面温度Tsの関係を示
すグラフであつて、横軸に溶鋼中の〔%S〕をと
り、縦軸に実績表面温度(但しピンチロール出
側)Tsをとつてあり、実線は本発明方法の場合、
破線は従来の表面温度一定制御の場合を表わし、
また数字は鋳込速度VCを示したものである。こ
の図より本発明方法による場合は〔%S〕が大、
即ち内部割れ発生限界値εCが小であるときには実
績表面温度Tsは低下しており、内部割れの防止
が計られていることがわかる。これに対して従来
の方法では、〔%S〕に関係なく実績表面温度Ts
が一定であるために〔%s〕が大となつた場合に
は内部割れの危険性が高くなる。
以上の如く本発明方法にあつては、鋳片を連続
鋳造するに際し、鋳造速度Vc及び鋳片の表面温
度Tsを測定し、鋳造速度Vcに基いて凝固シエル
厚dを、また表面温度Tsに基いて凝固シエルの
ヤング率Eを求め、鋳造速度Vc、溶鋼静圧P、
ロールピツチl、凝固シエル厚d及びヤング率E
によつて決定される鋳片のバルジング歪εbを、鋳
造成分によつて決定される内部割れ発生限界値εc
より小とする表面温度Tsを実現するように、鋳
片の冷却水量を調節するから、鋼種の異なる各種
の鋳片を夫々に応じた冷却水量で適正に冷却する
ことが出来て、鋼種の如何にかかわらず冷却不
足、過冷却を招くことがなくブレークアウト、内
部割れを確実に防止することが出来るなど、本発
明方法は優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は鋳込速度と内部割れ発生を防止する表
面温度との関係を示すグラフ、第2図は内部割れ
発生の実績をεbとεcとについて示したグラフ、
第3図は本発明方法の実施状態を示す模式図、第
4図は本発明方法の制御内容を示すフローチヤー
ト、第5図は本発明方法による溶鋼の〔%S〕と
実績表面温度との関係を示すグラフである。 1……レードル、2……タンデイツシユ、3…
…鋳型、4……鋳片、5……ローラーエプロン、
6……スプレー、7……ピンチロール群、8……
冷却制御装置、9……速度計、10……表面温度
計、11……入力装置、12……弁開度調節器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 鋳片を連続鋳造するに際し、鋳造速度Vc
    び鋳片の表面温度Tsを測定し、鋳造速度Vcに基
    いて凝固シエル厚dを、また表面温度Tsに基い
    て凝固シエルのヤング率Eを求め、鋳造速度Vc
    溶鋼静圧P、ロールピツチl、凝固シエル厚d及
    びヤング率Eによつて決定される鋳片のバルジン
    グ歪εbを、鋳造成分によつて決定される内部割れ
    発生限界値εcより小とする表面温度Tsを実現する
    ように、鋳片の冷却水量を調節することを特徴と
    する連続鋳造における冷却制御方法。
JP4654383A 1983-03-19 1983-03-19 連続鋳造における冷却制御方法 Granted JPS59174258A (ja)

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JP4654383A JPS59174258A (ja) 1983-03-19 1983-03-19 連続鋳造における冷却制御方法

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JPS59174258A JPS59174258A (ja) 1984-10-02
JPH02147B2 true JPH02147B2 (ja) 1990-01-05

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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ATE222152T1 (de) * 1993-10-29 2002-08-15 Danieli Off Mecc Verfahren und vorrichtung zur thermischen oberflächenbehandlung eines stranges
DE19612420C2 (de) * 1996-03-28 2000-06-29 Siemens Ag Verfahren und Einrichtung zur Steuerung der Kühlung eines Stranges in einer Stranggießanlage

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5435126A (en) * 1977-08-23 1979-03-15 Kawasaki Steel Co Apparatus for controlling surface temperature of cast strip in continuous casting equipment

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