JPH02235556A - 連続鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ？産業上の利用分野） 本発明は連続鋳造における溶鋼注入時に適正吹き込みブ
ス量を確保しつつ注入する連続匍逍ノｊ法に関し、詳し
くは連続鋳造鋳型へ注入される過程の溶鋼流に浸漬式ノ
ズルを介して適正な不活性ガスを吹き込み、溶鋼中の不
純物を除去し、ノズル詰よ勺等を防止することにより＾
品質の餅片を製造する連続鋳造方法に関する． （従米の技術） 鋼の連続鋳造においては、取鍋で搬送されてきた溶鋼を
タンディッシュに一旦貯留し、夕冫ディッシュより浸漬
式ノズル（以ド、単に「７ズル」という）を介して債型
に注入するのが普通である。

この際、溶鋼にはＡ１■０，のような脱酸生成物、ある
いはパウダー　スラグ、硫化物等の不純物（以ド、これ
らを総称して「介在物」という）が含まれており、介在
物が鋳片に抽促され、残留すると表面疵や７口噛みと称
される内部欠陥が発生する等の種々の弊害が生じる．ま
た、介在物の内Ａ　Ｉ．０　．等はノズルを通過する際
にその内面に付着、准積してノズルを閉木させ、安定し
た操業に支障を来すことが多い． このため、従米より介在物を溶鋼から効率的に分離し、
浮上させる手段が提案され、−８ｔｓでは実用化される
ようになっていろ。たとえば、特公昭４９−２８５６９
号公報では鋳型へ注入される過程での溶鋼流にＡｒ７７
ス、Ｎ２ｆｆス等の不活性ガス（以ド、単に「ガス」と
いう）を吹き込むことによって介在物を効果的に浮上さ
せる技術が開示されており、近年広く採用されている．
また、たとえば実開昭６２−１４２４６３号公？１では
、溶鋼ヘッドや餉片幅、厚み、鋳造速度より求められる
溶鋼流ｉｉ等から適正値を計算し、〃大量を制御する装
置が開示されている． しかしながら、前述した従未法によるブスの吹き込みは
、オペレーターの目視により流量を＠整する場合、ある
いは＾ガ記制御装置により流量を自動制御する場合のい
ずれにおいても溶鋼に流入させる配管を流れるガス流量
を計測し、そのブス流鼠の値を制御するのが普通であっ
た．ところが、ガスの中には溶鋼に流入するまでの過程
、たとえば流通路を形成する耐火物部で漏洩するものが
あり、また流通路における圧損変化により配管に設置し
た流量計の指示と実際に溶鋼内１こ流入する流量が一致
しない等の問題があった．さらに、溶鋼内に流入したガ
スが７χル壁面にそって鋳型内まで流入して萌記ｆｉ能
を発揮することなく、無駄にタンディッシュの上方に抜
けることがある。このように有効に作用しない漏洩ブス
量と、溶鋼内に吹き込まれたガスが／Ｘルを通って鋳型
ｌこ到達し有効に作用する有効ガス量との比は揉業条件
により種々変化する．このため、従米力法で有効Ｉ入量
を適正に制御することはきわめて困難であった．有効ガ
ス量制御が適正に行われず、ガス吹き込み量が必要以上
１こ多くなるとガスの流量が不安定となり、鋳型内の場
面が太き＜　８Ｌれ、ノズルに溶鋼が流入しなくなる現
象、つ主リポイルと称される現象が発生するようになる
，逆に、ガス吹き込み量が少なくなり過ぎるとノズル詰
まりが生じる等、安定した操業を行うことが困難となる
．（発明が解決しようとする課題） 従米の手段におけるガスの吹き込み量の制御は、吹き込
み配管内の流量を設定していたため配管内を流れるガス
量と有効ガス量との間で差が生じたり、またオペレータ
ーが鋳型内の溶鋼湯面状況を監視し′〔ガス呈を調整す
る場合にも定量的に安定してガス量を調整することが困
難であり、ボイル現象やノズル詰まり等のトラブルを生
じていた。

本発明は操業条件の変動やノズル、配管のリーク量の変
動があってもそれに的確に追従して常に有効ガス鼠を確
保でき、ボイル現象やノズル詰まりを発生することなく
品質的に良好な鋳片を！！逍するｈ法を提供する． （Ｓ題を解決するための手段） 本発明は、タンディッシュに貯留された溶鋼をノズルを
介してガスの吹き込みを行いつつ連続餉遺匍型に注入す
る連続鋳造方法において、鋳型上に儲型内湯面を撮像す
る１台あるいは複数台の撮像装置を設置し、撮像装置で
検出される連続鋳造中における画像信号を演算処理して
湯面上に浮上する気泡数および／または場面上に発生す
る火炎の大きさを検出し、この検出値を予めボイル発生
時およびノズル詰まり発生時におけるガス吹き込み鼠と
気泡数および火炎の大きさとの相関より求められた許容
限界値と比較し、気泡数および／または火炎の大きさが
許容限界値を越えた際に直ちにブスの吹き込み量制御を
大施し、適正ガス吹き込み量を確保することを特徴とす
る連続鋳造力法である． （作用、実施例） ｔｐＪｌ図は一般的な連続鋳造設備で本発明を実施する
例を示す図である．取鍋１から夕冫ディッシュ２に一旦
貯留された溶鋼３は、ノズル４を介して餠型５に注入さ
れる．本実施例の／ズル４はタンディッシュ２の底壁に
装着された上ノズル４１、上ノズル４１に検してタンデ
ィッシュ２の底部に装着されたスライディングノズル４
２、スライディング／ズル４２の可動板と一体的に取り
付けられた注入ノズル４３からＩｆＩＩ１１ｔされてい
る．ガス供給系６の先端は上ノズル４１に接続され、上
／ズル４１を介して溶鋼流中にガスの吹き込みが行われ
る． 本実施例では撮像装置７として小型ＣＯＤカメラを使用
した．撮像装ｌ！７は債型上方で注入／ズル４３の両側
に１台ずつ２台設置した．この撮像装Ｗｌ７は連続鋳造
中における倚型内の溶鋼表面、すなわち湯面ｙを撮像し
、検出された画像信号は画像処理装置８に入力される．
画像処理装置８では、まず餠型内の場面ｙ上に発生する
気泡を認職するため、画像信号を二値化する．湯面ｙほ
通常パウダーで覆われており．ｉＩ１ｆ部として画像表
示されている。そこに気泡が発生すると気泡と共に溶鋼
の明部が露出し、パウダ一部と溶鋼露出部の明暗を区分
けするスレッシュレベルで二値化すれば気泡のみが明部
として認識できる．続いて二値画像上にある場面ｙ上に
発生する火炎等による／イスを、二値画像を時間的に複
数回ＡＮＤ処理し、重ね合わせることで除去する．火炎
は瞬時にその位置、大きさが変化し、一方気泡は火炎よ
り長い時闇同じ位置に明部として留まる．よって、短時
間に複数回二値画像を取り込みＡＮＤ処理すれば火炎に
よるノイズを除去することが′Ｃ′きる．次に、気泡の
みを抽出した二値画像の気泡による明邪の島の数を画像
計測により計測すれば、湯面ｙに浮上する気泡数を検出
することが可能となる．また、鋳型内湯面ｙの表面から
パウダー成分の燃焼により発生する火炎の大きさを計測
する。場面ｙ上に発生する火炎は、パウダー成分が燃焼
することにより生じるが、溶鋼内にガスが多く供給され
るとそのガスの浮上によりパウダーより発せられる燃焼
ブスの菫が多くなり、発生する火炎も太き《なる．した
がって、この火炎の大きさを計測すれば消型内に供給さ
れているガス量を把握することが可能となる．火炎の大
きさを計測ｒる手順として、まず火炎が明部として画像
に表示されるので適切なスレ７シュレベルで二値化し、
気泡の検出法とは逆に短１ｌ！闇に変動している明部の
み抽出する．たとえば、時間的１こ複数回取り込んだ二
値画像をＦＯＲ処理すると実現可能である。次に抽出し
た火炎の大軽さを画像計測する．検出された気泡数およ
び火炎の大軽さは比較装置９に入力される．比較装置９
には、ボイルおよびノイズ詰まりが発生するまでのガス
吹き込み量と気泡数および火炎の大きさとの相関、この
相関より予め求められたガス吹き込み量の上限値および
ド限値（以卜゛、これらを総称して「許容限界値」とい
う）が入力され、記憶されている．＠像処理装置８゛で
前述した演算処理を行い検出された気泡数および火炎の
大きさ等の検出値は比較装置９で許寥限界値と比較され
、許容限？ｉＬ４ｔｉ内″ｃガス吹き込みが行われるよ
うその流量制御が実施される．すなわち、検出値が許容
限界値を超過すると比較装！ｆ９よりガス供給系６に設
置されたバルプ６１に制御信号が発せられ、ガス吹き込
み量を減少させる制御が行われる．逆に検出値が許容限
界値未膚になるとパルブ６１にガス吹き込み量を増加さ
せる制御信号が発せられ、連続ＩＩ造中常に許容限界値
内の適正なガス吹き込み量が確保される．ガス供給用の
バルブ６１の調整は、比較装置９より自動的に行うこと
に限定する必要はなく、比較装置９で示した適正ガス量
の指標によりオペレーターが流量計６２を見ながらバル
プ６１を調整しても良い．また、実開昭６２−１４２４
６３号公報に示される装置のよう１こ夕冫ディッシュの
ヘッドや舞造幅、厚み、惰造速度より計算される溶鋼注
入址によって求められるガス流量と萌述のように検出し
た許容ガス量域でのガス流量との差をとり、この差流量
を前記装置の計算ガス流量設定値の補正値として使用す
ることも可能である。この方法では、前述した適正ガス
量の演算を必ずしも時々刻々行う必要はなく、たとえば
操業が開始された時、あるいは操業条件やノズル等のハ
ード条件が変化した時点で行えば良《、画像処理等の負
荷が軽減される。

第２図、＃ＩＪｇ図は撮像装置７の１台により鋳型内を
見た画像を二値化したものである。第２図は鋳型内溶鋼
に流入したガスが浮上し、湯面上に気泡ｋが発生してい
る状態を示しており、この気泡の敗を検出して吹ヒ込み
がス量の適正値を判断する．弟４図は気泡数と吹終込み
ガス量の関係の調査結果の一例を示す図で、ガス量が増
すと気泡の数が増し、ガス量がある値を越えるとボイル
現象が起こる．また、気泡数が少なくなるとガス量も少
なくなり、ノズル詰まりが発生する．つまり、ガス量と
気泡数とには明瞭な相関のあ・ることが確認された．こ
のような関係を予め設備条件、操業条件１こ応じ゛ζ求
めておき、ボイル現象が発生することなく安定した操業
を継続できる気泡数の最大値、すなわち上限値を、また
ノズル詰まりが発生することなく安定した操棗を継続て
・きる気泡数の最小値、すなわちド限値をそれぞれ設定
すればよい．この上限値およびド限値は＃ＩＪ４図に示
すボイル危険ラインａ、詰まり危険フインｂに対して約
２０％程度の余裕代をみて設定すればよいことが確認さ
れている． 第３図は鋳型溶鋼内１こ流入したガスが浮上し、バウグ
ーの可燃成分が燃焼して場面七に発生した火炎ｊの検出
結果を示すもので、二値化処理して火炎の明部のみを抽
出して表わしたものである。

この人炎ｊの面積を画像二値化して明部の面積を計測す
ることにより、火炎の大きさを検出することが可能であ
る．第５図は火炎の大きさと吹き込みガス量の関係の調
査結果の一例を示す図であり、火炎の大きさ、すなわち
面積が増大するに従ってガス量は増加し、逆に面積が減
少するに従ってガス鼠は少なくなる。この火炎の大きさ
についても弟４図と同様にボイル危険ラインａ．および
詰まり危険フインｂ，を暴準として上限値お上びド限値
を設定すればよく、許容限界値内のガス吹き込みを確保
することにより安定した連続鋳造操業を継続実施するこ
とが可能となる。

ところで、第４図および第５図から明らかなように、気
泡数とガス量の相関に比し、火炎の大きさとガス量との
相関にはかなりのばらつきがある。

ボイル危険フインａ，詰まり危険ラインｂにより近い値
に許容＠界値を設定するなどしてより制御性を高めたい
場合は、気泡数の検出値を用いることが好ましい．一力
、火炎の大きさはブス量の変化に対する応答が速い利点
を有し′ζいる。したがって、気泡数の検出値を用いる
かあるいは火炎の大きさの検出値を用いるかは設備条件
や操業条件、さらにはその他の環境条件等に応じて決定
すればよく、両者を同時に用いることも可能である。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明により溶鋼注入時のガスの
適正値を求め制御することによって鋳片の品質を向上さ
せ、ノズル詰まりを若し《軽減できる．

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な連続鋳造設備で本発明を実施する例を
示す図、 第２図、第３図は撮像装置による鋳型内二値画像を示す
図で、第２図は気泡発生状態を、ｔＩＳ３図は火炎発生
状態を示し、 第４図は気泡数と吹き込みガス量との関係の調査結果の
一例を示す図、 第５図は火炎の大きさと吹き込みガスｉとの関係の調査
結果の一例を示す図である． １・・・取鍋、２・・・タンディッシュ、３・・・溶鋼
、４・・・ノズル、５・・・鋳型、６・・・〃入供給。 糸、７・・・撮像装置、８・・・画像処理装置、９・・
・比較装置、４１・・・上／ズル、４２・・・スフイデ
ィングノズル、４３・・・注入ノズル、６】・・・バル
ブ、６２・・・流量計、ｙ・・・湯面、ｋ・・・気泡、
ｊ・・・火炎。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）タンディッシュに貯留された溶鋼を浸漬式ノズル
   を介して不活性ガスの吹き込みを行いつつ連続鋳造鋳型
   に注入する連続鋳造方法において、鋳型上に鋳型内湯面
   を撮像する１台あるいは複数台の撮像装置を設置し、撮
   像装置で検出される連続鋳造中における画像信号を演算
   処理して湯面上に浮上する気泡数および／または湯面上
   に発生する火炎の大きさを検出し、この検出値を予めボ
   イル発生時およびノズル詰まり発生時におけるガス吹き
   込み量と気泡数および火炎の大きさとの相関より求めら
   れた許容限界値と比較し、気泡数および／または火炎の
   大きさが許容限界値を越えた際に直ちにガスの吹き込み
   量制御を実施し、適正ガス吹き込み量を確保することを
   特徴とする連続鋳造方法。