JPH04143056A - 連鋳鋳片の表面欠陥判定方法 - 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、スラブ連続鋳造において鋳片の表面欠陥をオ
ンラインで判定する方法の改良に関するものである。

〈従来の技術〉 スラブ連鋳１Ｍ型は長辺と短辺を組み合わせて構成され
ており、この鋳型内に溶鋼を注入し、鋳型内面に接する
表面に所定厚みの凝固殻を生成させた後、下方よ−り連
続的に引き出し鋳ハの製造が行われている。このため溶
鋼は鋳型内において初期凝固を開始するが、この初期凝
固は鋳片の表面欠陥の発生に影響を与える。

鋳型にはその内面と凝固殻との間に熔融パウダを効率よ
く流入さ・けると共に凝固殻と鋳型内面との焼付を防止
するために鋳造方向に往復運動する振動が付与されてい
る。そして操業条件に応じてパウダの種類やその供給状
態、および振動条件が制御されているが、これらが適切
に制御され°ζいない場合、表面欠陥を生じ易くなる。

−ａに、第６図に示す通り、鋳型１の中心部に設けられ
た浸漬ノズル２の両側の吐出口３から矢印で示す溶鋼４
が吐出している。この吐出流が短辺に衝突して上下の２
つの流れに分けられるが上方に向かう流れは短辺側の湯
面を盛り上げ、湯面が変動する。

ところで、鋳片の表面欠陥発生のメカニズムは、湯面の
盛り上がり８によってその部分の湯面上では溶鋼表面５
上の溶融パウダ６の層厚が薄くなり、凝固殻９と鋳型１
との間への溶融パウダ６の流入および凝固殻９がスムー
スに生成せず、粉状パウダ７を含むモールドパウダが凝
固殻９の中に巻き込まれてパウダ性非金属介在物となる
。また凝固殻９と鋳型１との間にあって潤滑の役目をに
なうべき溶融パウダ６の層が不均一で潤滑が十分行われ
ず、さらに鋳型１への熱伝達が不均一となって鋳片表面
の不均一もあって、特に短辺側において湯面の盛り上が
りが大きいので、多くの表面欠陥をみるようになると考
えられていた。

このような観点に立脚した鋳片の表面欠陥に・ついては
たとえば特開昭６３−１６８２６２号公報に示されてい
るように鋳型のメニスカス相当部に設けた貫通孔に光導
体を装着し、光導体を介して湯面変動量を検出し、設定
された許容変動量と比較して表面欠陥を推定する方法、
また特開昭６３−２１２０５４号公報に示されるように
スラブ連鋳鋳型の少なくとも両短辺付近の湯面上に湯面
計を配設して湯面変動量を推定する方法、さらには特開
昭６４−２７７２号公報に示されているように鋳型短辺
の湯面レベル付近に熱電対を埋め込みと共に湯面上に湯
面計を配設してそれぞれ温度および湯面レベルを測定し
、定常状態における温度・湯面レベルに対するそれぞれ
の変化量、変化速度を求めて表面欠陥を判定する方法が
それぞれ提案されている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら前述従来技術による湯面レベルの変動測定
ではいずれもが、鋳型短辺付近の湯面盛り上がりとその
周囲の湯面レベルとの局部的な湯面レベル差に基づいて
鋳片の表面欠陥を判定する方法であるため判定精度が悪
いという問題点があった。

本発明は、このような現状に鑑み、種々検討した結果、
スラブ連続鋳造鋳型の短辺に熱電対を埋め込んで湯面レ
ベルを測定する方法を改良することに着目してなされた
ものであり、その目的とするところはより精度よく連鋳
鋳片の表面欠陥を判定することができる方法の提供にあ
る。

〈課題を解決するための手段〉 本発明者が種々検討を重ねたところ、第６図において鋳
型１の短辺近傍に生した湯面盛り上がり８とその近傍の
湯面５との局部的な湯面レベル差すなわち湯面レベル変
動量と、この湯面変動量に伴う中炭材鋳片の表面欠陥、
ここではカギ割れ発生個数との間に第５図に示す関係が
得られた。

第５図によれば基準レベル（Ｏｌ）に対する湯面変動量
が±１０ｍｍ以上になる段階でカギ割れが多発するケー
スが多いけれども、カギ割れの少ない場合もあり、また
１０ｍ未満でもカギ割れが多発するケースもあり、湯面
盛り上がり８とその近傍の湯面５との局部的な湯面変動
量だけでは鋳片の表面欠陥発生を確実に判定することが
難しいことが判明した。このような結果が得られた理由
は、湯面盛り上がり８とその近傍の湯面５との局所的な
湯面変動が表面欠陥の発生に影響することが多いけれど
も、熔融パウダ６が凝固Ｍ９と鋳型１との間に支障なく
流入されることも多く潤滑効果を維持し得るケースもあ
ることを示している。

そこで本発明が鋳型内湯面の流動を解析した結果、浸漬
ノズル２内を落下して吐出口３から鋳型ｌ内に流入され
る溶鋼４による湯面の盛り上がり８や鋳型のオノシレー
ション等に起因して湯面に波動が形成され、この波動が
一方の短辺側から、他方の短辺側へ伝播し、大きな湯面
変動を生しることを知見した。

このような湯面盛り上がりあるいは鋳型振動等に起因す
る波動伝播による湯面変動が生じて両短辺間に湯面レベ
ル差が生じる場合に、溶融パウダは両短辺の一方側また
は中央に偏る形となり湯面の盛り上がった側の溶融パウ
ダ層が薄くなり、このため凝固殻９と鋳型１との間へ溶
融パウダ６の供給が十分なされず潤滑効果の不足を招く
と共に冷却不均一となり表面欠陥が発生するものと考え
られる。

本発明は前述のような鋳型内湯面の流動解析を行ったと
ころ、鋳型内の局所的な湯面変動よりも湯面全体の湯面
変動が熔融パウダの挙動に大きな影響を与えているとい
う観点に基づき、鋳型の両短辺の湯面レベル付近に熱電
対を埋め込んで種々実験を重ねた結果により完成するに
到ったものであり、本発明の要旨とするところは次の通
りである。

本発明は、スラブ連続鋳造鋳型の湯面レベル付近に複数
の熱電対を鉛直方向に配列して埋め込み、前記熱電対に
よって両短辺近傍の湯面レベルをそれぞれ測定し、測定
された一方の湯面レベルし。

と、他方の湯面レベルＬＢとの湯面レベル差、ＬＡＬＢ
−ΔＬの絶対値ＩΔＬｌが１０ｍｍ以上およびΔＬの湯
面変動周波数が３回／分以上となる際に表面欠陥の発生
と判定することを特徴とする連鋳鋳片の表面欠陥判定方
法である。

〈実施例〉 以下、本発明の構成および作用を実施例に基づいて説明
する。

第１図は本発明に係る鋳型１付近の要部を示す縦断面図
であるが、従来技術に係る第６図と共通の部分は同一符
号を付しである。

鋳型１の両短辺にそれぞれ複数の熱電対１ｏが、その接
点を鋳型内面に近づけて埋め込まれ、鉛直方向に配列さ
れており、鉛直方向に配列した熱電対１０によって短辺
近傍における湯面５のレベルを測定する。すなわち、湯
面５より上に存在する熱電対ＩＯの検出温度は低く、湯
面５より下に存在する熱電対１０の検出温度が高いこと
を利用して湯面５０レベルを測定するものである。

波動伝播による湯面変動により第３−に示すように両短
辺近傍の湯面５が高く、中央部が低く中央部に熔融パウ
ダ６が偏るケース、あるいは中央部の他に短辺の一方（
図面では左側）も低くなり、熔融パウダ６が一方の短辺
側にも偏って層厚が厚くなり、他方の短辺の溶融パウダ
６が薄くなるケース等の種りのＨ様で湯面５は変動する
。このような湯面変動による一方の短辺近傍の湯面レベ
ルＬＡと他方の短辺近傍の湯面レベルし、を第１図に示
す熱電対１０によって測定する。この場合鋳型ｌの上端
から湯面５の距離をし、およびり、として測定している
。

このようにして測定された両短辺近傍の湯面レベルＬＡ
とり、との湯面差ＬＡＬｌ＝ΔＬの絶対４ｆＬｌΔＬ１
と溶融フラックス６の潤滑作用には密接な関係があり、
ＩΔＬｌが大きくなるほど凝固殻と鋳型との間に溶融フ
ラックスが入り難くなり、潤滑作用が悪化して鋳片の表
面欠陥が発生する危険性が高くなってくる。

第２図はスラブ連鋳鋳型によりスラブサイズ２２０ｎｍ
＋Ｘ　（８５０〜１７５０）　ｍｍを鋳造速度１．０〜
１．８ｍ／分で中炭材スラブを連続鋳造したときの鋳型
における両短辺のうち一方の短辺近傍の湯面レベルＬＡ
と他方の湯面レベルＬ８との湯面レベル差ＬＡ　Ｌｓ＝
ΔＬの絶対値１ΔＬ１とＩΔＬ１の周波数（回／分）と
の関係を示したものである。

第２図により、湯面レベル差｜ΔＬ｜が１０ｍｍ未満お
よびΔＬの変動周波数が３回／分未満の条件を満たすと
きには表面欠陥すなわちカギ割れが発生しないけれども
、湯面レベル差｜ΔＬ｜が１０＋ｎｍ以上およびΔＬの
変動周波数が３回／分以上になると短辺近傍の溶融パウ
ダの層厚が変動し冷却不均一が生じてカギ割れが発生す
ることがわかる。

したがって本発明においては、鋳型１の両短辺の湯面５
のレベル付近に鉛直方向に配列した複数の熱電対１０に
よって両短辺近傍の湯面レベルＬＡおよびＬＩｌをそれ
ぞれ測定し、測定して得られた一方の湯面レベルＬＡと
、他方の湯面レベルし。

との湯面レベル差Ｌａ　　Ｌｍ−ΔＬの絶対値｜ΔＬ｜
が１０ｍｍ以上およびΔＬの湯面変動周波数が３回／分
以上となる際にカギ割れ等の表面欠陥の発生判定するも
のである。従来、鋳片をカラーチエツクしてカギ割れ等
の表面欠陥を判定していたが、本発明によればカラーチ
エツクすることなくほぼ１００％精度で表面欠陥を判定
することが可能になる。

二のようにして鋳片に表面欠陥の発生ありと判定された
ら警報を発したり、場合によってはその発生信号をプロ
セス制御装置に人力し、このプロセス制御装置によって
たとえばパウダの種類や供給量を制御したり、あるいは
鋳型の振動条件を変更するなどの対応処置を講じること
も可能である。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば鋳型内における表
面欠陥の発生状況がオンライン状態で精度よくかつ迅速
に判定できるようになる。その結果、その状態に応じた
的も盲なアクションを実施でき、表面欠陥のない正常な
鋳片の製造が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る装置を示す縦断面図、第
２図は本発明の湯面レベル差ΔＬの絶対値と△Ｌの変動
周波数との関係を示すグラフ、第３図および第４図は鋳
型内の湯面変動と熔融パウダの層厚状況を示す説明図、
第５図は従来法により測定した湯面レベル変動量とカギ
割れ発生個数との関係を示すグラフ、第６図は従来例に
係る装置を示す縦断面図である。 ■・・・鋳　型、　　　　　２・・・浸漬ノズル、３・
・・吐出口、　　　　　４・・・溶　鋼、５・・・湯　
面、　　　　　６・・・溶融パウダ、７・・・粉状パウ
ダ、 ８・・・湯面盛り上がり、 ９・・・凝固殻、 １０・・・熱電対。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　スラブ連続鋳造鋳型の両短辺の湯面レベル付近に複数
   の熱電対を鉛直方向に配列して埋め込み、前記熱電対に
   よって両短辺近傍の湯面レベルをそれぞれ測定し、測定
   された一方の湯面レベルＬ＿Ａと、他方の湯面レベルＬ
   ＿Ｂとの湯面レベル差、Ｌ＿Ａ−Ｌ＿Ｂ＝ΔＬの絶対値
   ｜ΔＬ｜が１０ｍｍ以上およびΔＬの湯面変動周波数が
   ３回／分以上となる際に表面欠陥の発生と判定すること
   を特徴とする連鋳鋳片の表面欠陥判定方法。