JPH058005A - 連続鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 連続鋳造において、ブレークアウトの発生を
確実に防止する。 【構成】 連続鋳造用鋳型１２の内壁温度を、溶湯のメ
ニスカスに対応する位置より下方に配置した複数の測温
素子２０で測定し、その測温値から得られる関数値が予
め設定した臨界条件を成立させる場合に操業条件を変更
し、ブレークアウトの発生を回避するに際し、上記臨界
条件が成立する前に成立する臨界予知条件を設定するこ
とにより、臨界条件成立時には確実に操業条件を変更す
ることができるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続鋳造方法に関し、
特に、ブレークアウトを効果的に回避することができる
連続鋳造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造を行う場合には鋳片のブレーク
アウトの発生が懸念される。このブレークアウトを防止
する技術としては、例えば特開昭６０−４４１６３号公
報、特開昭６１−２８９９５４号公報及び特開昭６１−
２２６１５４号公報等に提案されているものが知られて
いる。

【０００３】これら従来のブレークアウト防止技術は、
連続鋳造用の鋳型の温度挙動を指標とするもので、鋳型
内壁の温度の測定値のある関数値が予め設定してある臨
界条件を成立させた場合に、即ちブレークアウトが予知
された場合に、鋳造速度を減速させる等の如く、操業条
件を変更することにより鋳片のブレークアウトを未然に
防止するものである。

【０００４】このようにブレークアウトが予知されたと
きに行う操業条件の変更手段としては、電気的信号によ
り自動的に変更する方法も考えられるが、例えばブレー
クアウトを防止するために急激な鋳造速度の変更が必要
な場合には、鋳造速度の制御又は溶湯流量の制御に基づ
いて安定した湯面の制御を行うことは、自動的な操業条
件の変更によっては困難である。

【０００５】従って、通常は、ブレークアウトを予知し
た時点で、音や光を使用して警報を発する等の方法によ
って操作する者に認知させ、警報等によってブレークア
ウトが予知されたことを認知した操作者が、鋳造速度を
減ずる等の操業条件変更を実行することによって、鋳片
のブレークアウトを未然に防止している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
操業条件の変更では、ブレークアウト予知により発せら
れた音や光等による警報を認知した操作者が、鋳造速度
を減ずる等の操作を手動で実施しているのが実情であ
る。従って、警報が発せられたときに、操作者が鋳造速
度等の操業条件を変更するための操作レバーを即時に操
作可能な態勢にあるとは限らず、又、操作可能であった
としても、操作者が警報を認知した後に実際に操作する
までの反応時間がかかるため、特に高速で鋳造するとき
等では操業条件の変更が時間的に間に合わず、ブレーク
アウトを予知しているにもかかわらずブレークアウトが
発生してしまうという問題があった。

【０００７】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、ブレークアウトを予知すると同時に
操業条件の変更を即時実施することができるため、ブレ
ークアウトを完全に防止することができる連続鋳造方法
を提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、連鋳モールド
用鋳型の内壁温度を、溶湯のメニスカスに対応する位置
より下方に配置された複数の温度測定手段で測定し、そ
の測温値から得られる関数値が予め設定した臨界条件を
成立させる場合に操業条件を変更し、ブレークアウトを
回避する連続鋳造方法において、上記臨界条件が成立す
る前に成立する１以上の臨界予知条件を設定することに
より、前記課題を達成したものである。

【０００９】

【作用】本発明においては、臨界条件が成立する前に成
立する臨界予知条件を設定したので、例えば、臨界条件
が成立し、操業条件を変更させるためのブレークアウト
予知警報が発せられることを事前に予測することができ
るため、実際に警報が発せられたときには即座に操業条
件の変更を行うことが確実に可能となる。

【００１０】従来、定常操業中に突然ブレークアウトを
予知した警報が発せられると、操作者はまずこれがブレ
ークアウト予知警報であることを認知し、その後操業条
件を変更するための態勢に入るが、この間の反応時間が
必ず必要であった。

【００１１】本発明によれば、ブレークアウト予知の警
報が発せられるような温度挙動が鋳型内壁に生じた場合
は、ブレークアウトが予知される時点より前に、操作者
の注意を喚起することが可能となるため、操作者は前も
って準備をすることが可能となり、操業条件を変更する
操作を確実に行うことが可能となる。

【００１２】

【実施例】以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１３】図１は、本発明の一実施例に適用する連続
鋳造装置の概略を示す構成図、図２は上記連続鋳造装置
が備えている鋳型を拡大して示す斜視図、図３は上記鋳
型の部分断面図である。

【００１４】連続鋳造は、図１のタンディッシュ１０か
ら鋳型１２に溶湯を注入し、該鋳型１２で所定の鋳片１
４に成形すると共に、成形した鋳片１４をピンチロール
１６で順次抜き出して連続的に鋳片１４を製造するもの
である。

【００１５】上記鋳型１２は、図２に示すようにその壁
部に多数の測温素子（温度測定手段）２０が横方向に配
列されている。これら測温素子２０は、連続鋳造時には
図３に示すように、注入された溶湯２２のメニスカス２
４に対応する位置より下方の壁部に埋設されており、こ
れら測温素子２０により内壁の温度が測定されるように
なっている。

【００１６】本実施例では、連続鋳造時に、鋳型１２の
内壁温度を、メニスカス２４に対応する壁部位置より下
方に配置された上記測温素子２０で測定し、その測温値
より得られる関数値が予め設定したブレークアウト発生
の臨界条件を成立させる場合に、ブレークアウトの発生
を回避するために操業条件の変更を行うに際し、上記臨
界条件が成立する前に必ず成立する１以上の必要条件
（臨界予知条件）を設定することにより、確実にブレー
クアウトの発生を回避するものである。

【００１７】即ち、例えば、上記必要条件が成立した時
点で、操作者の注意を喚起し、その時点で操業条件を一
部変更してブレークアウトの危険性を回避するか、又は
操業条件を変更するための準備状態を整えることによっ
て、予め設定した臨界条件成立時には操業条件の変更を
即時実行することによりブレークアウトの発生を回避す
ることを可能とするものである。

【００１８】以下、上記臨界条件及び臨界予知条件につ
いて具体的に説明する。

【００１９】連鋳モールド（鋳片）を形成する鋳型の内
壁温度を１群の前記測温素子２０で測定する場合、測温
位置i の測温素子２０により測定された測温値は、時間
t の関数としてθi （t ）と表わすことができる。他の
測定位置においても同様であるから、・・・ i−１、i
、 i＋１・・・の各測温位置における測温素子２０に
よる測温値は、・・・θi-1 （t ）、θi （t ）、θi+
1 （t）・・・と表わすことができる。

【００２０】今、測定点（位置）i における測温値θi
（t ）を独立変数とした、次式（１）の一般式で表わさ
れる関数値を設定すると共に、上記関数値を変数とする
時間を表わす（２）式の時間関数を設定する。（１）式
の関数値は、具体的にはθi（t ）の時間t による微分
dθi ／dtとすることができる。

【００２１】

【数１】

【００２２】又、（１）式の関数値と（２）式の時間関
数を変数とする（３）式の素関数を設定する。

【００２３】

【数２】

【００２４】上記（３）式の素関数について、（４）式
に示した閾値を適用し、それぞれ括弧内に示した条件の
下で（５）式及び（６）式で表わされる２値素関数を定
義し、この（５）式、（６）式の関数をブレークアウト
予知の判定に使用する。

【００２５】

【数３】

【００２６】なお、ブレークアウト予知の判定では、単
一の測温点における情報のみを採用する場合は、壁面温
度の誤検知が非常に多くなり、逆に採用する測温点数が
多過ぎると壁面温度を検知しきれなかったり、判定時刻
に遅れが生じることになるため、ブレークアウトを防止
することができなくなる恐れが生じる。そこで、壁面温
度の検知率が１００％で且つ誤検知（過検知）を最小と
するために、近接した適切な数の測温点を選ぶ必要があ
る。

【００２７】今、上記測温点の数をm とし、ブレークア
ウト予知の判定関数Ｄm を、次の（７）式で表わす。

【００２８】

【数４】

【００２９】上記判定関数Ｄm は、１又は０の値を持つ
２値関数であり、次の（８）式が成立するならばブレー
クアウトが発生し、（９）式が成立するならばブレーク
アウトが発生しないことを意味する。

【００３０】

【数５】

【００３１】従って、上記（８）式の成立が、ブレーク
アウトの発生を回避するための操業条件の変更を行う臨
界条件となる。

【００３２】又、本実施例では、上記臨界条件が成立す
る前に、該臨界条件の成立を事前に予知する臨界予知条
件を以下の如く設定する。

【００３３】上記臨界条件によりブレークアウトを回避
しようとする場合は、（８）式が成立するよりもt ′
（t ′＞０）時間前に、１又は０の値を持つ２値関数
で、その値が０から１に変化する関数Ｄ′を少なくとも
１つ選ぶことができる。例えば、上記関数Ｄ′として測
定点の数を（m-1 ）とした判定関数Ｄm-1 を選択し、臨
界予知条件とする。

【００３４】上記のように臨界予知条件を２値関数Ｄm-
1 で設定することにより、隣合う測定点が水平方向に等
間隔Ｗで配列されているような場合は、（１０）式で表
わされる時間t ′だけ前記（８）式の臨界条件が成立す
るより早く、下記（１１）式の臨界予知条件が成立す
る。

【００３５】 t ′＝（Ｗ・ tanβ）／（α・Ｖc ） ………（１０） （t ′＞０） 但し、β：ブレークアウト破断線が水平方向となす角度 Ｖc ：鋳造速度 α：定数

【００３６】

【数６】

【００３７】従って、本実施例によれば、上記（１１）
式の成立時点で、予備警報を発する等により操作者の注
意を喚起することができるため、その時点で操業条件を
一部変更することによりブレークアウトの発生を回避で
きるし、又、操業条件の変更のための準備態勢を整える
ことができる。

【００３８】このように準備態勢を整えることにより、
（１１）式の臨界予知条件が成立した時点からt ′時間
後に、前記（８）式の臨界条件が成立した場合、即ちブ
レークアウトの発生を予知し、ブレークアウトの発生を
回避するために操業条件の変更を行う必要が生じた場合
には、常に、その操業条件の変更を即時実行することが
可能となる。

【００３９】次に本実施例を具体例に基づいて更に詳述
する。

【００４０】図４は、前記図２、図３に示した鋳型１２
内における溶湯の状態を示す斜視図であり、図５は、図
４の展開図である。

【００４１】図３に示したように、鋳型１２側にシェル
２６が形成されていくが、部分的にスティッキング２８
が生じる。

【００４２】ブレークアウトが発生する場合は、鋳型内
面においてスティッキング２８が図４のように進行する
ことを前提として、表１に示す鋳造条件及び測温条件の
下で鋳型内壁の温度を測定し、ブレークアウトの判定を
実施しつつ連続鋳造を行った。

【００４３】

【表１】

【００４４】上記表１の条件の下で、連続鋳造を行い、
鋳型内壁の測温点の数m ＝３とし、前記（８）式が成立
したときには本警報を、その前に（１１）式（m-1 ＝
２）が成立したときに予備警報を発するようにしたとこ
ろ、表２に示すような結果が得られた。

【００４５】

【表２】

【００４６】表２は、測定点Ａ〜Ｅの各点における測定
微分データを時間経過に従って表わしたものであり、前
記（８）式による判定には、Ｂ、Ｃ及びＤの３つの測温
点の温度微分値を、前記（１１）式による判定には、Ｂ
及びＣの２つの測温点の温度微分値を、それぞれ使用し
た。表２中星印を付した微分値は個々の測温点において
表１の判定条件θドット（θの微分）を満たしている上
記表２の結果より、本警報の前に予備警報が発せられて
いることがわかる。

【００４７】以上、本発明を具体的に説明したが、本発
明は、前記実施例に示したものに限られるものでなく、
その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

【００４８】例えば、臨界予備条件は２以上設定しても
よい。

【００４９】又、本発明は、鋳型内壁の温度を測定する
ことによって鋳片のブレークアウトを検知し、その発生
を防止しようとする種々のシステムに適用することがで
きる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、ブ
レークアウトを予知すると同時に操業条件の変更を即時
実行することができるため、ブレークアウトを確実に防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、一実施例に適用する連続鋳造装置のを
示す概略構成図である。

【図２】図２は、上記連続鋳造装置が備えている鋳型を
拡大して示す斜視図である。

【図３】図３は、上記鋳型の部分断面図である。

【図４】図４は、上記鋳型内における溶湯の状態を示す
斜視図である。

【図５】図５は、上記図４に示した溶湯の上部展開図で
ある。

【符号の説明】

１０…タンディッシュ、 １２…鋳型、 １４…鋳片、 １６…ピンチロール、 ２０…測温素子、 ２４…メニスカス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】連鋳モールド用鋳型の内壁温度を、溶湯の
   メニスカスに対応する位置より下方に配置された複数の
   温度測定手段で測定し、その測温値から得られる関数値
   が予め設定した臨界条件を成立させる場合に操業条件を
   変更し、ブレークアウトを回避する連続鋳造方法におい
   て、上記臨界条件が成立する前に成立する１以上の臨界
   予知条件を設定することを特徴とする連続鋳造方法。