JPH0332456A - 連続鋳造鋳型内における溶鋼の偏流検知方法 - 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＆’ｔｖＩｉ１！型内における溶鋼の偏流
検知方法に関する。

〈従来の技術〉 一般に、連続鋳造における溶鋼中の非金属介在物は、溶
鋼の注入流によって鋳片内部まで持ち込まれ、その大部
分は湯面上に浮上するが、残る一部は鋳片内にそのまま
ＨＩＭされる。このＷｊにされる非金属介在物の量は防
込み時の鋳片内溶鋼流によっ°ζ大きく変化することが
知られており、浸漬ノズルから吐出される溶鋼流が広い
範囲にわたって大きく、かつ、深くなればなる程、増加
する傾向にある。

したがって、連続鋳造において、浸漬ノズルから吐出さ
れる溶ｌｌ流が鋳片内に深く達しないように、浸漬ノズ
ルは側方に吐出孔を有する形状とされ、しかも、鋳型内
溶鋼表面に浮遊する表面被覆用フラックスを巻き込まぬ
ように、吐出孔は若干下向きとされて使用されている。

第４図はその説明図であり、スラブ連梼機において鋳型
ｌの中央に浸漬ノズル２が配にされ、その吐出孔３ａ、
３ｂは鋳型ｌの両短辺１ａ側に向けられ、吐出孔３ａ、
３ｂから吐出される溶鋼流は、鋳型！内を矢示４．５の
ように流動する。すなわち、吐出孔３からの溶鋼流は、
鋳型ｌ内に貯留される溶鋼６の中を流れる間にその速度
を減少し、鋳型ｌの各短辺１ａ側壁面への衝突によって
反転流となり、この反転流は一方は場面側に向かう上昇
流４Ａ、５Ａ；他方は下方へ向かう下降流４Ｂ、５Ｂと
なり、この間に大きく減速される結果、上昇流４Ａ、５
Ａは湯面上のフラックス７を湯中に巻き込むことなく、
また下降流４Ｂ、５Ｂは鋳片中に深く到達しないように
して、鋳片品質を高める鋳造が行われる。

しかし、第４図の関係は両吐出孔３ａ、３ｂからの溶鋼
流が均等である場合に生じるものであり、浸漬ノズル２
に取付けられるスライディングノズル（図示せず）の絞
り開度や鋳込み速度などにより浸清ノズル２を下降する
溶鋼流動にゆらぎを生じた場合、あるいは、浸漬ノズル
２の内壁にアルξす等非金属介在物の付着を生じた場合
には、左右の吐出孔３ａ、３ｂの均等関係はくずれて、
いずれか一方からの溶鋼流動が強くなり、いわゆる偏流
が生じることになる。

このような偏流が生じると、鋳型内溶鋼流動うち、強い
流動を／ＩＥした側は、上昇流あるいは下降流が強くな
る結果、フラックス巻き込みあるいは鋳片内部深くまで
下降流が達することによる内部欠陥を生じ、品質悪化の
原因となる。

従来、上記した溶鋼の偏流を検出する手段としては、例
えば特開昭６２−９３０５４号公報に開示されているよ
うに、左右の鋳型短辺の壁面に複数の熱電対を上下方向
に所定の間隔で埋設し、その温度ＴｉｆｆｆｌＪから左
右の場面レベル差を把握することによって、浸漬ノズル
の左右の吐出孔から流出する溶鋼流動差の指標とする方
法や、特開昭６２−１９７２５５号公報に開示されてい
るように、浸漬ノズルとその両側の鋳型各類辺間にそれ
ぞれ渦流式レベル計１を各２個配設してレベル偏差を求
め、それによって溶鋼の偏流を検知する方法などが種々
提案されている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、前者の特開昭６２−９３０５４号の熱電
対を用いる場合は、偏流による溶鋼流動の差に基づく溶
鋼レベル差の発生機構が、前記したように、吐出孔３ａ
、３ｂからの溶鋼流が各短辺１ａに衝突して生じる上昇
流４Ａ、５Ａによる溶鋼場面の部分的な隆起であって、
短辺側の一方のレベル全面が一様に変化するのではない
から、レベル差として容易に検知することは困難である
。

すなわち、例えば浸漬ノズル２の右側の吐出孔３ｂから
の溶鋼流が強いと、第５図に示すように、上昇流５Ａに
よって溶鋼浴面に隆起部８が生じて、浸漬ノズル２の左
側の溶鋼浴面に比してレベル差Δｈが発生ずる。しかし
、この隆起部８は鋳型１の短辺１ａ壁面に沿って生じる
ものではなく、上究流５Ａが１８ＷＡ浴面に到達した位
置に生じるもので、通常、図示したように壁面から離れ
た部分に生じることになる。

それ故、壁面に埋設した熱電対９ｂを用いてレベルの差
異を検出しようとすれば、上昇流５Ａによる隆起部８が
壁面まで達する大きな場合に限られるから、その段階に
至るまでは検出することができず、また検出し得てもそ
の稍度が悪いという問題がある。

また、後者の特開昭６２−１９７２５５号の渦流式レベ
ル酎を用いる場合は、レベル針を常に湯面の隆起ｆｆｉ
最大の箇所に取付けることが前提条件となるのであるが
、実際上は下記の理由により技術的に困難である。

すなわら、連続鋳造においては高い頻度で鋳込み幅の変
更を余儀無くされるのであるが、レベル計の設置位置を
固定式にすると、隆起部の位置と必ずしも一致しないか
ら正確に隆起部の高さを検出することができないことに
なる。そこで、レベル計を鋳型の幅変化に対応し得る位
置移動式にすると、レベル計をその都度設置し直すこと
になるから取付けｔｉＴ度に問題が生じて、微小なレベ
ル差を検出する梢度が低下する恐れがある。

また、渦流式レベル計を２対！式として測定信号を処理
する場合、その絶対測定値が一致していることなどが前
提となって、測定上、各レベル計の絶対梢度の向上が必
須となる。しかし、実際に使用するレベル針の測定稍度
は若干ずつ異なるのが一般的であり、かつ、それらの設
置箇所は極めて高温という悪環境であるから部側定精度
に大きな影響を及ぼす状況にある。

それ故、４台のレベル計を同一水準でかつ高い桔度に維
持することは困難であるから、このようなレベル計を用
いると、その測定猜度によって偏流の検知精度が支配さ
れることになり、正確な検知を実現することは困難であ
る。

なお、渦流式レベル計の設置台数を増やすことによって
、鋳型の幅変化による最大隆起部の位置変動に対処させ
ることも考えられるが、渦流式の場合は接近させて取付
けると、互いにノイズを生じて干渉し合うという問題が
あり、やはり適当な対応策ではない。

本発明は、上記のような従来技術が有する！１１！題を
解決すべくしてなされたものであって、連続鋳造鋳型内
において高情度で溶鋼の偏流を検知し得る方法を提（）
（することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、鋳型短辺側に向いた溶鋼の吐出孔を有する浸
漬ノズルを鋳型中央に配して鋳造を行う連続鋳造に際し
、前記浸漬ノズルとその両側の鋳型各短辺との間にそれ
ぞれレベル計を少なくとも１個ずつ配設し、該レベル計
で検出される各レベル４］１定値を高速フーリエ変換し
てパワースペクトルを求め、両者の周波数成分を比較す
ることにより、鋳型内における溶鋼偏流の発生の有無を
判定することを特徴とする連続鋳造鋳型内における溶鋼
の偏流検知方法である。

く作　　　川〉 本発明によれば、浸漬ノズルから吐出する溶鋼流が左右
両短辺壁面に衝突して生じる上昇法によってもたらされ
る溶鋼場面の隆起によるレベルの変化状況を検出し、そ
れぞれ高速フーリエ変換してパワースペクトルを求め、
それらの周波数成分を比較するようにしたので、鋳型内
における溶鋼偏流の発生の有無をｉｎ度高く検知するこ
とができる。

〈実施例〉 以下に、本発明の実施例について、図面を参照して詳し
く説明する。

第１図は、本発明方法に係る溶鋼偏流検知装置の実施例
を示す構成図である。なお、図中、従来例と同一のもの
は同一符号を付している。

図に示すように、鋳型ｌの中央に浸消ノズル２をその吐
出孔３ａ、３ｂを鋳型短辺１ａ側に向けて配設し、例え
ば渦流式レベル計などのレベル計１１ａ、ｌｌｂを浸消
ノズル２とその両側の鋳型各短辺１ａとの間に溶１１湯
面から所定の高さに配設する。

そして、各レベル計１１ａ、ｌｌｂでの測定信号は、そ
れぞれ例えばＡ／Ｄ変換器などの人力装Ｚ１２に人力さ
れ、さらにマイクロコンピュータなどの演算装置１３で
高速フーリエ変換してパワースペクトルの演算処理がな
されて、その演算結果は例えばＣＲＴなどの表示装置１
４に表示される。

第２図（ａ）、　（ｂ）は、本発明の溶鋼偏流検知装置
を用いて、偏流のない状態での溶鋼場面の左右のレベル
を測定したときのパワースペクトルの波形分布の一例を
示したものである。この図かられかるように、溶鋼場面
レベルに変動がないときは、左右のパワースペクトルの
波形分布はほぼ相似であり、大きな差がない。

なお、図中、低周波数域で商いパワースペクトルがみら
れるが、これの主な要因は鋳造速度の変動によるもので
、−１ｍの外乱としてゆるやかなハンチング現象を生じ
ている。また、溶鋼の上昇流による場面隆起によるレベ
ル変動に対しては、高い周波数域におけるパワースペク
トルの変動として検知することができる。

第３図（ａ）、　（ｂ）は、偏流が生した状態での溶鋼
場面の左右のレベルを測定したときのパワースペクトル
の波形分布の一例を示したもので、左右のパワースペク
トルの分布に著しい差異が生じている。

ずなわら、左側のレベルは第３図（ａ）に示すように疋
ｌＮ時に比してあまり変化はなく、若干高い周波数域で
のパワ−スペクトルルが微増しているのに対し、右側の
レベルは第３図（ｂｌに示すように高い周波数域におけ
るパワースペクトルが激増していることがわかる。

第 ３ 図 （σ） （ｂ） 闇 波 数 Ｕｚ） 第４ 図 第　５ 閃 ！ 明　　　細　　　書 １１発明の名称 連続鋳造鋳型内におけるｔ８鋼の偏流検知方法２、特許
請求の範囲 鋳型短辺側に向いた溶鋼の吐出孔を有する浸漬ノズルを
鋳型中央に配して鋳造を行う連続鋳造に際し、前記浸漬
ノズルとその両側の鋳型各短辺との間にそれぞれレベル
計を少なくとも１個ずつ配設し、該レベル計で検出され
る各レベル測定値を高速フーリエ変換してパワースペク
トルを求め、両者の周波数成分を比較することにより、
鋳型内における溶鋼偏流の発生の有無を判定することを
特徴とする連続鋳造鋳型内における溶鋼の偏流検知方法
。

３、発明の詳細な説明 〈産業上の利用分野〉 本発明は、連＆’ｔｖＩｉ１！型内における溶鋼の偏流
検知方法に関する。

〈従来の技術〉 一般に、連続鋳造における溶鋼中の非金属介在物は、溶
鋼の注入流によって鋳片内部まで持ち込まれ、その大部
分は湯面上に浮上するが、残る一部は鋳片内にそのまま
ＨＩＭされる。このＷｊにされる非金属介在物の量は防
込み時の鋳片内溶鋼流によっ°ζ大きく変化することが
知られており、浸漬ノズルから吐出される溶鋼流が広い
範囲にわたって大きく、かつ、深くなればなる程、増加
する傾向にある。

したがって、連続鋳造において、浸漬ノズルから吐出さ
れる溶ｌｌ流が鋳片内に深く達しないように、浸漬ノズ
ルは側方に吐出孔を有する形状とされ、しかも、鋳型内
溶鋼表面に浮遊する表面被覆用フラックスを巻き込まぬ
ように、吐出孔は若干下向きとされて使用されている。

第４図はその説明図であり、スラブ連梼機において鋳型
ｌの中央に浸漬ノズル２が配にされ、その吐出孔３ａ、
３ｂは鋳型ｌの両短辺１ａ側に向けられ、吐出孔３ａ、
３ｂから吐出される溶鋼流は、鋳型！内を矢示４．５の
ように流動する。すなわち、吐出孔３からの溶鋼流は、
鋳型ｌ内に貯留される溶鋼６の中を流れる間にその速度
を減少し、鋳型ｌの各短辺１ａ側壁面への衝突によって
反転流となり、この反転流は一方は場面側に向かう上昇
流４Ａ、５Ａ；他方は下方へ向かう下降流４Ｂ、５Ｂと
なり、この間に大きく減速される結果、上昇流４Ａ、５
Ａは湯面上のフラックス７を湯中に巻き込むことなく、
また下降流４Ｂ、５Ｂは鋳片中に深く到達しないように
して、鋳片品質を高める鋳造が行われる。

しかし、第４図の関係は両吐出孔３ａ、３ｂからの溶鋼
流が均等である場合に生じるものであり、浸漬ノズル２
に取付けられるスライディングノズル（図示せず）の絞
り開度や鋳込み速度などにより浸清ノズル２を下降する
溶鋼流動にゆらぎを生じた場合、あるいは、浸漬ノズル
２の内壁にアルξす等非金属介在物の付着を生じた場合
には、左右の吐出孔３ａ、３ｂの均等関係はくずれて、
いずれか一方からの溶鋼流動が強くなり、いわゆる偏流
が生じることになる。

このような偏流が生じると、鋳型内溶鋼流動うち、強い
流動を／ＩＥした側は、上昇流あるいは下降流が強くな
る結果、フラックス巻き込みあるいは鋳片内部深くまで
下降流が達することによる内部欠陥を生じ、品質悪化の
原因となる。

従来、上記した溶鋼の偏流を検出する手段としては、例
えば特開昭６２−９３０５４号公報に開示されているよ
うに、左右の鋳型短辺の壁面に複数の熱電対を上下方向
に所定の間隔で埋設し、その温度ＴｉｆｆｆｌＪから左
右の場面レベル差を把握することによって、浸漬ノズル
の左右の吐出孔から流出する溶鋼流動差の指標とする方
法や、特開昭６２−１９７２５５号公報に開示されてい
るように、浸漬ノズルとその両側の鋳型各類辺間にそれ
ぞれ渦流式レベル計１を各２個配設してレベル偏差を求
め、それによって溶鋼の偏流を検知する方法などが種々
提案されている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、前者の特開昭６２−９３０５４号の熱電
対を用いる場合は、偏流による溶鋼流動の差に基づく溶
鋼レベル差の発生機構が、前記したように、吐出孔３ａ
、３ｂからの溶鋼流が各短辺１ａに衝突して生じる上昇
流４Ａ、５Ａによる溶鋼場面の部分的な隆起であって、
短辺側の一方のレベル全面が一様に変化するのではない
から、レベル差として容易に検知することは困難である
。

すなわち、例えば浸漬ノズル２の右側の吐出孔３ｂから
の溶鋼流が強いと、第５図に示すように、上昇流５Ａに
よって溶鋼浴面に隆起部８が生じて、浸漬ノズル２の左
側の溶鋼浴面に比してレベル差Δｈが発生ずる。しかし
、この隆起部８は鋳型１の短辺１ａ壁面に沿って生じる
ものではなく、上究流５Ａが１８ＷＡ浴面に到達した位
置に生じるもので、通常、図示したように壁面から離れ
た部分に生じることになる。

それ故、壁面に埋設した熱電対９ｂを用いてレベルの差
異を検出しようとすれば、上昇流５Ａによる隆起部８が
壁面まで達する大きな場合に限られるから、その段階に
至るまでは検出することができず、また検出し得てもそ
の稍度が悪いという問題がある。

また、後者の特開昭６２−１９７２５５号の渦流式レベ
ル酎を用いる場合は、レベル針を常に湯面の隆起ｆｆｉ
最大の箇所に取付けることが前提条件となるのであるが
、実際上は下記の理由により技術的に困難である。

すなわら、連続鋳造においては高い頻度で鋳込み幅の変
更を余儀無くされるのであるが、レベル計の設置位置を
固定式にすると、隆起部の位置と必ずしも一致しないか
ら正確に隆起部の高さを検出することができないことに
なる。そこで、レベル計を鋳型の幅変化に対応し得る位
置移動式にすると、レベル計をその都度設置し直すこと
になるから取付けｔｉＴ度に問題が生じて、微小なレベ
ル差を検出する梢度が低下する恐れがある。

また、渦流式レベル計を２対！式として測定信号を処理
する場合、その絶対測定値が一致していることなどが前
提となって、測定上、各レベル計の絶対梢度の向上が必
須となる。しかし、実際に使用するレベル針の測定稍度
は若干ずつ異なるのが一般的であり、かつ、それらの設
置箇所は極めて高温という悪環境であるから部側定精度
に大きな影響を及ぼす状況にある。

それ故、４台のレベル計を同一水準でかつ高い桔度に維
持することは困難であるから、このようなレベル計を用
いると、その測定猜度によって偏流の検知精度が支配さ
れることになり、正確な検知を実現することは困難であ
る。

なお、渦流式レベル計の設置台数を増やすことによって
、鋳型の幅変化による最大隆起部の位置変動に対処させ
ることも考えられるが、渦流式の場合は接近させて取付
けると、互いにノイズを生じて干渉し合うという問題が
あり、やはり適当な対応策ではない。

本発明は、上記のような従来技術が有する！１１！題を
解決すべくしてなされたものであって、連続鋳造鋳型内
において高情度で溶鋼の偏流を検知し得る方法を提（）
（することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、鋳型短辺側に向いた溶鋼の吐出孔を有する浸
漬ノズルを鋳型中央に配して鋳造を行う連続鋳造に際し
、前記浸漬ノズルとその両側の鋳型各短辺との間にそれ
ぞれレベル計を少なくとも１個ずつ配設し、該レベル計
で検出される各レベル４］１定値を高速フーリエ変換し
てパワースペクトルを求め、両者の周波数成分を比較す
ることにより、鋳型内における溶鋼偏流の発生の有無を
判定することを特徴とする連続鋳造鋳型内における溶鋼
の偏流検知方法である。

く作　　　川〉 本発明によれば、浸漬ノズルから吐出する溶鋼流が左右
両短辺壁面に衝突して生じる上昇法によってもたらされ
る溶鋼場面の隆起によるレベルの変化状況を検出し、そ
れぞれ高速フーリエ変換してパワースペクトルを求め、
それらの周波数成分を比較するようにしたので、鋳型内
における溶鋼偏流の発生の有無をｉｎ度高く検知するこ
とができる。

〈実施例〉 以下に、本発明の実施例について、図面を参照して詳し
く説明する。

第１図は、本発明方法に係る溶鋼偏流検知装置の実施例
を示す構成図である。なお、図中、従来例と同一のもの
は同一符号を付している。

図に示すように、鋳型ｌの中央に浸消ノズル２をその吐
出孔３ａ、３ｂを鋳型短辺１ａ側に向けて配設し、例え
ば渦流式レベル計などのレベル計１１ａ、ｌｌｂを浸消
ノズル２とその両側の鋳型各短辺１ａとの間に溶１１湯
面から所定の高さに配設する。

そして、各レベル計１１ａ、ｌｌｂでの測定信号は、そ
れぞれ例えばＡ／Ｄ変換器などの人力装Ｚ１２に人力さ
れ、さらにマイクロコンピュータなどの演算装置１３で
高速フーリエ変換してパワースペクトルの演算処理がな
されて、その演算結果は例えばＣＲＴなどの表示装置１
４に表示される。

第２図（ａ）、　（ｂ）は、本発明の溶鋼偏流検知装置
を用いて、偏流のない状態での溶鋼場面の左右のレベル
を測定したときのパワースペクトルの波形分布の一例を
示したものである。この図かられかるように、溶鋼場面
レベルに変動がないときは、左右のパワースペクトルの
波形分布はほぼ相似であり、大きな差がない。

なお、図中、低周波数域で商いパワースペクトルがみら
れるが、これの主な要因は鋳造速度の変動によるもので
、−１ｍの外乱としてゆるやかなハンチング現象を生じ
ている。また、溶鋼の上昇流による場面隆起によるレベ
ル変動に対しては、高い周波数域におけるパワースペク
トルの変動として検知することができる。

第３図（ａ）、　（ｂ）は、偏流が生した状態での溶鋼
場面の左右のレベルを測定したときのパワースペクトル
の波形分布の一例を示したもので、左右のパワースペク
トルの分布に著しい差異が生じている。

ずなわら、左側のレベルは第３図（ａ）に示すように疋
ｌＮ時に比してあまり変化はなく、若干高い周波数域で
のパワ−スペクトルルが微増しているのに対し、右側の
レベルは第３図（ｂｌに示すように高い周波数域におけ
るパワースペクトルが激増していることがわかる。

第 ３ 図 （σ） （ｂ） 闇 波 数 Ｕｚ） 第４ 図 第　５ 閃 ！

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　鋳型短辺側に向いた溶鋼の吐出孔を有する浸漬ノズル
   を鋳型中央に配して鋳造を行う連続鋳造に際し、前記浸
   漬ノズルとその両側の鋳型各短辺との間にそれぞれレベ
   ル計を少なくとも１個ずつ配設し、該レベル計で検出さ
   れる各レベル測定値を高速フーリエ変換してパワースペ
   クトルを求め、両者の周波数成分を比較することにより
   、鋳型内における溶鋼偏流の発生の有無を判定すること
   を特徴とする連続鋳造鋳型内における溶鋼の偏流検知方
   法。