JPH05104221A - スラブ鋳片の表面欠陥推定方法 - Google Patents

スラブ鋳片の表面欠陥推定方法

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JPH05104221A
JPH05104221A JP3155621A JP15562191A JPH05104221A JP H05104221 A JPH05104221 A JP H05104221A JP 3155621 A JP3155621 A JP 3155621A JP 15562191 A JP15562191 A JP 15562191A JP H05104221 A JPH05104221 A JP H05104221A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 スラブの連続鋳造においては、溶鋼湯面の乱
れと鋳片の表面性状との間に密接な相関があり、従来と
も湯面レベル検知器を設け鋳片の表面欠陥を推定する方
法が行われているが、従来方法は検出速度が良くなかっ
たので、これを大幅に向上させた。 【構成】 鋳型の両長辺6A,6Cおよび両短辺6B,
6Dに湯面レベル検知器16A,16B,16C,16
Dを設け、長辺に設ける湯面レベル検知器は、浸漬ノズ
ル吐出孔の両側にそれぞれ2個所以上とし、また、鋳片
鋼種、鋳型サイズ、浸漬ノズル型式等に適合する湯面レ
ベル変動の限界値を設定し、上記複数の湯面レベル検出
値の1点でも該限界値を越えた場合は、鋳片に表面欠陥
の発生を推定する。 【効果】 中炭素材では従来のかぎ割れ検知率65%が
95%に、極低炭素材では従来のふくれ欠陥検知率35
%が90%に向上した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はスラブ鋳片の表面欠陥推
定方法に係り、特に中炭素もしくは極低炭素スラブ鋳片
の湯面検知器構成による表面欠陥推定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】スラブの連続鋳造における通常の鋳造状
況を図7、図8にて説明する。タンディッシュ等に収容
された溶鋼2は、浸漬ノズル4を介して鋳型6中に注入
される。しかし、鋳造時間の経過と共に、図2に示す如
く浸漬ノズル4の吐出孔4AはAl23等の付着もしく
は溶損等により対称性が損なわれると、鋳型6内の溶鋼
吐出流2Aが偏寄りメニスカス8における湯面レベル2
Bが乱れる。湯面には溶融したモールドパウダー10が
溶鋼2の表面を被覆しているが、この溶融モールドパウ
ダー10の上部には投入された直後の粉状パウダー10
Aも浮遊しているので、湯面が乱れると溶融モールドパ
ウダー10のほかに粉状のパウダー10Aを巻込んで、
これが鋳型6と凝固殻12との間に入り、非金属介在物
として表面欠陥の原因の一つになることがある。本来モ
ールドパウダーの役割は、溶鋼表面を被覆して酸化防
止、保温のほか、鋳型6と凝固殻12との間の潤滑作
用、非金属介在物の捕捉等であるが、このモールドパウ
ダーが溶鋼2の乱れや盛り上りによって溶融モールドパ
ウダー10の層が不均一となり、潤滑が十分に行われ
ず、更に鋳片の鋳型6への熱伝導が不均一となって、特
に短辺側において割れ欠陥が発生する等の問題もあっ
た。鋳片の表面性状が良好であれば、熱間直接圧延も可
能であるが、表面性状が不良の場合は、一旦常温近くま
で冷却して鋳片の表面手入れを行い、その後再び加熱し
て熱間圧延を行う必要があるので、鋳片の表面欠陥の有
無、手入れの要否の推定は重要な技術である。
【0003】従来、スラブ鋳片の連続鋳造において、上
記の如き溶鋼の乱れ、盛り上りを防止し、併せて鋳片の
表面欠陥の有無を推定するために、湯面計を利用する方
法が開示されている。例えば特開昭64−2772、特
開昭63−212054、特開昭63−168262等
がある。これらの従来技術の概要について説明する。 特開昭64−2772:この発明の要旨とするところは
次の如くである。すなわち、「スラブの連続鋳造の鋳型
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、さらに鋳型短辺付近の湯面上に湯面計を
配設して熱電対および湯面計からの出力を計算機に入力
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、変化速度を求めることを特徴とする表面欠陥
の判定方法。」である。すなわち、この発明は、鋳型の
短辺と長辺中央に埋め込んだ熱電対と湯面計とを利用
し、パウダー層の変動状況を知ることにより、鋳片の表
面欠陥の程度を予測するものである。しかし、この方法
では、短辺と長辺中央に検知器を設けているために、ス
ラブが大きい場合には検出感度が鈍く、また浸漬ノズル
の吐出孔のスラブ厚方向の対称性が損なわれた場合の検
出精度も不十分である。
【0004】特開昭63−212054:この発明の要
旨とするところは次の如くである。すなわち、「スラブ
の連続鋳造鋳型の少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測定することを特徴とする鋳片
の表面欠陥判定方法。」である。この発明は、両短辺近
傍に湯面計を設けているが、その位置は一定位置である
ために鋳片サイズや浸漬ノズルの形式によって検知精度
に疑問が残り、また、上記特開昭64−2772の方法
と同様に、浸漬ノズルの吐出孔のスラブ厚方向の対称性
が損なわれた場合の検出精度は不十分である。
【0005】特開昭63−168262:この発明の要
旨とするところは次の如くである。すなわち、「連続鋳
造鋳型を構成する長辺もしくは短辺のメニスカス相当部
に穿設された貫通孔に画像処理装置に連設された光導体
を装着し、この光導体を介して鋳造中における湯面を直
接観察して得られた観察画像より湯面変動量を検出する
と共に、この検出湯面変動量を予め求められた湯面変動
量と鋳型内表面欠陥発生との相関に基づいて設定された
当該操業条件下の許容変動量と比較し、前記検出湯面変
動量が前記許容変動量を越えた際に表面欠陥の発生を推
定することを特徴とする連続鋳造における鋳片表面欠陥
の推定方法。」である。すなわち、この発明は、鋳型の
長辺もしくは短辺のメニスカス部に検出器を設け、湯面
変動量を検出し鋳片の表面欠陥を推定する方法である。
しかし、この方法も特開昭63−212054の方法と
同様に設置位置が一定であるので、鋳片サイズや浸漬ノ
ズルの形式によって検知精度に問題がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術はいずれ
も鋳型の長辺もしくは短辺のメニスカス部に検出器を設
け、湯面の変動量を検出して鋳片の表面欠陥を推定する
方法であるが、特開昭63−212054は湯面計の設
置位置が一定であるため、鋳片サイズやノズルの型式に
よって検知精度に問題があり、特開昭64−2772お
よび特開昭63−168262は、鋳型の幅方向の位置
による湯面変動量およびそのパターンが異なる場合の考
慮はされているが、鋳片幅方向の一定位置における厚さ
方向の位置による差異は考慮されていないために、検出
感度が劣るほか、局部的に限定された位置での欠陥発生
を検出できない場合が少くない。本発明の目的は、上記
従来技術の問題点を克服し、検出感度を大幅に向上しよ
うとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは次の如くである。すなわち、鋳型内の長辺および/
または短辺の湯面レベル近傍に湯面検知器を設け湯面レ
ベルの変動によりスラブ鋳片の表面欠陥を推定する方法
において、前記両長辺、両短辺にそれぞれ湯面レベル検
知器を設け、かつ前記長辺に設ける湯面レベル検知器は
浸漬ノズル吐出孔の両側に各々2個所以上とし、更に鋳
片鋼種、サイズ、浸漬ノズル型式に適合する湯面レベル
変動の限界値を設け、上記複数の湯面レベル検出値の1
点でも該限界値を越えた場合は前記鋳片に表面欠陥の発
生を推定することを特徴とするスラブ鋳片の表面欠陥推
定方法、である。
【0008】本発明の実施例を図1〜6を参照して説明
する。図1は狭幅スラブの鋳造状態を示す平面図であ
り、図2は浸漬ノズル4の吐出孔4Aに付着物14が生
成し、詰りが発生して吐出孔2Aの流路が乱れた状態を
示す模式平面図である。図3は広幅スラブの鋳造中の溶
鋼流2を示す模式平面図である。図4は浸漬ノズル4の
吐出孔4Aの角度を変更した場合の鋳造中の状況を示す
模式平面図である。本発明においては、図1〜4に示す
如く、鋳型6の長辺6A、短辺6Bの各々にそれぞれ熱
電対等による湯面レベル検知器16A、16B、16
C、16Dを設けると共に、鋳型長辺6A、6Cにおけ
る検知器16A、16Cは浸漬ノズルの吐出孔4Aの両
側に少くともそれぞれ2個所以上設置する。
【0009】しかして鋳造する鋳片鋼種、鋳型寸法、浸
漬ノズルの型式、吐出孔の傾斜角度に適合する湯面レベ
ル変動の限界値を定めておいて、上記複数の湯面レベル
検出器16の1個所でも、設定した湯面レベルの限界値
を越えた場合は、該鋳片に表面欠陥が発生したものと推
定するものである。
【0010】鋼の表面欠陥の出現態様については種々あ
るも、例えば、中炭素鋼スラブ等においては図5に示す
如く、コーナーかぎ割れ欠陥が多く、また極低炭素鋼板
用スラブの場合は図6に示す如く、スラブ長辺6A、6
C側のコーナー部から数百mmの位置に発生する「ふくれ
欠陥」である。これらの表面欠陥の発生原因の大要につ
いては、先に述べたとおりであるが、鋳型6内のメニス
カス8近傍にて発生する鋳片表面欠陥の詳細を図9にて
説明する。タンディッシュ等から鋳型6に注入された溶
鋼2は、鋳型6に接する部分から急速に冷却され、凝固
殻12を形成すると共に容積が収縮し、鋳型6との間に
間隙18が形成される。この間隙18には図示の如く、
モールドパウダーの溶融層10が被覆しているので、間
隙18を充填し、正常な状態では鋳型6と凝固殻12と
の潤滑剤として作用する。しかし、モールドパウダー溶
融層10の上には、その粉末層10Aが覆っているの
で、湯面の乱れ、盛上りが発生した場合にはモールドパ
ウダー粉末層10Aを巻込み非金属介在物を形成するほ
か、形成された凝固殻12の冷却が不均一となった場合
等は、図5、図6に示される如き表面欠陥となる。これ
らの鋳片12Aに発生する「かぎ割れ」20もしくは、
図6に示す極低炭素鋼スラブ鋳片12Aに発生する「ふ
くれ欠陥」22等の表面欠陥と、鋳型内湯面レベルの変
動量との間には、図10に示す如く、強い相関関係があ
る。
【0011】そこで、本発明においては、鋳片鋼種、鋳
型寸法、浸漬ノズル型式等に適合する湯面レベル変動の
限界値を設定しておき、浸漬ノズル4の吐出孔4Aの両
側の長辺6A、6Cに少くとも2個所、短辺6B、6D
に設ける少くとも1個所等複数個の湯面レベル検知器1
6を設け、湯面レベル変動量を検出し、そのうち一つの
値でも該限界値を越えた場合には、該鋳片12Aに表面
欠陥20、22が発生したものと推定する。
【0012】
【発明の効果】本発明においては、鋳型内の両長辺、両
短辺にそれぞれ湯面レベル検知器を設け、かつ長辺にお
ける湯面レベル検知器は、浸漬ノズルの吐出孔の両側に
2個所以上設け、更に鋳片鋼種サイズ、浸漬ノズル型式
に適合する湯面レベル変動の限界値を設け、上記複数の
湯面レベル検出値の1点でも該限界値を越えた場合は、
該鋳片に表面欠陥の発生を推定する方法をとったので、
次の効果を挙げることができた。 (イ) 本発明による鋳片の表面欠陥の検知感度は敏感であ
って、例えば中炭素材のかぎ割れ検知率は、従来法によ
る場合は65%であつたが、本発明法によると95%に
向上できた。また極低炭素材のふくれ欠陥の検知率も、
従来法による35%を本発明法により90%に向上でき
た。 (ロ) 本発明による鋳片の湯面検知器構成による表面欠陥
推定方法は、対象となる表面欠陥の種類、検出位置、モ
ールドサイズ、鋳込速度および鋳造条件など多数の判定
パターンをプロセスコンピュータにインプットしてお
き、迅速に精度良く判定でき、操作も簡単である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による狭幅スラブの鋳造時の湯面検知状
況を示す平面図である。
【図2】浸漬ノズルの吐出孔に付着物が析出して吐出溶
鋼流の不均一を発生した状況を示す平面図である。
【図3】広幅スラブ鋳造時の図1と同様の湯面検知状況
を示す平面図である。
【図4】浸漬ノズルの吐出角度を変更した場合の鋳型に
おける、本発明に依る湯面検知器設置位置を示す平面図
である。
【図5】中炭素鋼鋳片におけるかぎ割れ欠陥の発生状況
を示す斜視図である。
【図6】極低炭素鋼鋳片におけるふくれ欠陥の発生状況
を示す斜視図である。
【図7】従来の鋳型中への連続鋳造を示す正断面図であ
る。
【図8】図7のAーA線矢視断面図である。
【図9】鋳片の表面欠陥発生機構を説明する鋳型メニス
カス近傍を示す拡大部分断面図である。
【図10】湯面レベル変動指数と鋳片の表面欠陥発生指
数の相関関係を示す線図である。
【符号の説明】
2 溶鋼 2A 吐出流 2B 湯面レベル 4 浸漬ノズル 4A 吐出孔 6 鋳型 6A 長辺 6B 短辺 8 メニスカス 10 モールドパウダー 10A 粉状パウダ 12 凝固殻 14 付着物 16(16A、16B、16C、16D)湯面レベル検
知器 18 間隙 20 かぎ割れ欠陥 22 ふくれ欠陥

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋳型内の長辺および/または短辺の湯面
    レベル近傍に湯面検知器を設け湯面レベルの変動により
    スラブ鋳片の表面欠陥を推定する方法において、前記両
    長辺、両短辺にそれぞれ湯面レベル検知器を設け、かつ
    前記長辺に設ける湯面レベル検知器は浸漬ノズル吐出孔
    の両側に各々2ヵ所以上とし、更に鋳片鋼種、サイズ、
    浸漬ノズル型式に適合する湯面レベル変動の限界値を設
    け、上記複数の湯面レベル検出値の1点でも該限界値を
    越えた場合は前記鋳片に表面欠陥の発生を推定すること
    を特徴とするスラブ鋳片の表面欠陥推定方法。
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