JPH08238547A

JPH08238547A - スラブ鋳造におけるアルゴンガス吹込制御方法

Info

Publication number: JPH08238547A
Application number: JP7092995A
Authority: JP
Inventors: Takanori Yamamoto; 孝則山本; Shuichi Sato; 秀一佐藤; Ryoji Nishihara; 良治西原; Tomomitsu Inada; 知光稲田
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1995-03-02
Filing date: 1995-03-02
Publication date: 1996-09-17

Abstract

(57)【要約】【目的】特定のモデルに頼ることなく、かつ人手を介
在せずに上ノズルのアルゴンガスのＰ−Ｑ特性あるいは
耐火物の形状、鋳造条件が変化しても常にボイリング等
の発生しない条件で最大量のアルゴンガスを流すことの
できるスラブ鋳造におけるアルゴンガス吹込制御方法を
提供する。【構成】タンディッシュ１２内の溶鋼重量毎に上ノズ
ル１３から吹込まれるアルゴンガスの背圧Ｐ及び流量Ｑ
の上、下限値をそれぞれ設定した後、上ノズル１３内を
流下して溶鋼中へ吹き込まれるアルゴンガス流量Ｑを単
位設定量増加させて、タンディッシュ１２内の溶鋼重量
がある値以上においてはアルゴンガス流量Ｑ及び背圧Ｐ
が範囲内において、更にアルゴンガス流量を増加させる
操作を繰り返し、一方、範囲外となる場合、あるいはボ
イリング及び／又はハンチング現象の有無によってアル
ゴンガス流量を増減して範囲内に入れるように制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はスラブ鋳造におけるタン
ディッシュ上ノズル部へのアルゴンガス吹込制御方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、連続鋳造による薄板材の製造方法
においては、溶鋼処理の過程で発生するＡｌ₂Ｏ₃等の
非金属介在物が浸漬ノズル、スライディングノズル等の
吐出口あるいは内孔等に析出して、ノズル閉塞を引き起
こすために、アルゴンガス等の不活性ガスを上ノズル、
浸漬ノズル等から溶鋼中に吹き込んで吐出口あるいは内
孔面をガスで被覆し、あるいはガスの上昇流による浮上
効果により非金属介在物等を除去する対策が取られてい
る。そして、このようなアルゴンガスの吹込み方法に関
しては、鋳造圧力バランスモデル（ＳＮ最縮流部におけ
るアルゴンガス吹込み圧力を一定に制御する）やマスバ
ランスモデル（ガス流量を一定に制御する）に基づい
て、アルゴンガス吹込み設定値を決定する方法が知られ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
モデルでは、アルゴンガス吹込み部周辺の耐火物の浸食
あるいは地金や非鉄酸化物（Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｎＯ₂等）
の付着によりガス吹込み条件が変化するような場合に
は、アルゴンガスの適正な流量及び背圧が変化するため
にモデルから外れてきてアルゴンガスの自動吹込みが困
難である。即ち、上ノズル部のガス吹込み部では鋳造前
の溶鋼に浸されない状態を経て溶鋼がタンディッシュに
注入され、鋳造を行っていくにつれて、ガス吹込み部へ
吹き込まれるアルゴンガスのＰ−Ｑ特性、及びスライデ
ィングノズル、上ノズル部等の溶損によりアルゴンガス
の吹込み状態が変化し、この変化の程度は鋼種、温度、
操業条件によって様々であるため、人手介入によるアル
ゴンガスの吹込み設定を余儀なくされていた。これは、
一般鋳造スラブの鋳造において発生し、特に薄板材用の
スラブにおいて顕著な課題である。本発明はこのような
事情に鑑みてなされたもので、特定のモデルに頼ること
なく、かつ人手を介在せずに上ノズルのアルゴンガスの
Ｐ−Ｑ特性あるいは耐火物の形状、鋳造条件が変化して
も常にボイリング等の発生しない条件で最大量のアルゴ
ンガスを流すことのできるスラブ鋳造におけるアルゴン
ガス吹込制御方法を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載のスラブ鋳造におけるアルゴンガス吹込制御方法
は、溶鋼を保持するタンディッシュの底の上部に設けら
れた上ノズルのアルゴンガス吹込み部からアルゴンガス
を該溶鋼中に吹込んで、該アルゴンガスを該上ノズルの
下部に連通する浸漬ノズルを介して連続鋳造用鋳型中の
溶鋼へ吹込むスラブ鋳造におけるアルゴンガス吹込制御
方法において、前記タンディッシュ内の溶鋼重量毎に前
記上ノズルから吹込まれるアルゴンガスの背圧及び流量
の上限値を前記連続鋳造用鋳型中でのアルゴンガスによ
るボイリング及び／又はハンチング現象の有無によっ
て、一方、下限値を溶鋼中の非金属介在物濃度及びノズ
ルクロスを発生する条件によってそれぞれ設定した後、
前記溶鋼中へ吹込むアルゴンガス流量を単位設定量増加
させて、アルゴンガス流量及び背圧がタンディッシュ内
の溶鋼重量における前記上限値と下限値との範囲内にあ
る場合には、更にアルゴンガス流量を単位設定量増加さ
せる操作を繰り返し、前記アルゴンガス流量及び背圧が
前記タンディッシュ内の溶鋼重量における前記上限値以
上である場合には前記アルゴンガス流量を単位設定量減
少させるように構成されている。

【０００５】また、請求項２記載のスラブ鋳造における
アルゴンガス吹込制御方法は、溶鋼を保持するタンディ
ッシュの底の上部に設けられた上ノズルのアルゴンガス
吹込み部からアルゴンガスを該溶鋼中に吹込んで、該ア
ルゴンガスを該上ノズルの下部に連通する浸漬ノズルを
介して連続鋳造用鋳型中の溶鋼へ吹込むスラブ鋳造にお
けるアルゴンガス吹込制御方法において、前記タンディ
ッシュ内の溶鋼重量毎に前記上ノズルから吹込まれるア
ルゴンガスの背圧及び流量の下限値を溶鋼中の非金属介
在物濃度及びノズルクロスを発生する条件によって設定
した後、前記溶鋼中へ吹込むアルゴンガス流量を前記下
限値以上に設定した後、単位設定量増加させて、連続鋳
造用鋳型中でのアルゴンガスによるボイリング及び／又
はハンチング現象を生じない場合には、更にアルゴンガ
ス流量を単位設定量増加させる操作を繰り返し、連続鋳
造用鋳型中でのアルゴンガスによるボイリング及び／又
はハンチング現象を生じたときには前記アルゴンガス流
量を単位設定量減少させるように構成されている。

【０００６】スラブとは、連続鋳造における一般の広幅
材であり、薄板材用のスラブとは冷延鋼板にすずめっき
処理をして、ブリキ材等に使用される鋼板で、その鋳造
時におけるノズルクロス、ボイリング及びハンチング現
象により、最終製品の非金属介在物による圧延疵等に与
える影響が厚板等と比較して大きい鋼製品である。上ノ
ズルとは、溶鋼の流量制御のためのスライディングノズ
ルの上部に設けられ、タンディッシュ底部から溶鋼を連
続鋳造用鋳型へ注ぎ入れるための鋳造孔の最上部を構成
するアルミナ質等の耐火物からなるノズルであり、該上
ノズルの内孔部には通気性の耐火物からなるガス吹込み
部が形成されている。背圧とは、ガスの吹込み側圧力で
あり、（溶鋼静圧＋耐火物圧損＋流路圧損）で定義され
る量である。ここで、ボイリングとは、上ノズルのガス
吹込み部から溶鋼中に吹き込まれたアルゴンガスが浸漬
ノズルの吐出口から排出される際に、アルゴンガスの流
量が過剰となって、連続鋳造用鋳型の溶鋼面に沸き立つ
ように浮上する現象をいう。またハンチングとは、同じ
く過剰のアルゴンガス流量により、溶鋼面の変動が激し
くなる状態をいう。非金属介在物濃度とは、凝固した鋳
片中に析出するアルミナ系を主体とした非金属介在物の
濃度であり、鋳片を切断加工して切断面を光学顕微鏡等
で観察するか、あるいは一定量の鋳片中の金属成分を溶
解して、残留する非金属成分の重量を測定する等により
測定できる。ノズルクロスとは、浸漬ノズル吐出口に析
出する非金属介在物あるいは溶鋼の凝固によりノズル孔
が閉塞する現象をいう。また、ここで述べるアルゴンガ
ス流量の上限値は、予め設定される値ではなく、所定条
件からアルゴンガスを吹き込んでボイリング、ハンチン
グ現象等を見ながら単位設定量の増加を繰り返した結果
求められる値であり、この上限値は鋼種毎あるいは同一
鋼種であってもそのチャージによって変動する。

【０００７】

【作用】請求項１記載のスラブ鋳造におけるアルゴンガ
ス吹込制御方法においては、溶鋼中へ吹込むアルゴンガ
ス流量を単位設定量増加させて、アルゴンガス流量及び
背圧が前記タンディッシュ内の溶鋼重量における上限値
と下限値との範囲内にあり、且つ連続鋳造用鋳型中での
アルゴンガスによるボイリング及び／又はハンチング現
象を生じない場合には、更にアルゴンガス流量を単位設
定量増加させる操作を繰り返すので、アルゴンガス流量
を異常の生じない範囲内に制御して、常に最大限度量の
アルゴンガスを供給できる。

【０００８】また、請求項２記載のスラブ鋳造における
アルゴンガス吹込制御方法は、溶鋼中へ吹込むアルゴン
ガス流量を下限値以上に設定した後、単位設定量増加さ
せて、連続鋳造用鋳型中でのアルゴンガスによるボイリ
ング及び／又はハンチング現象を生じない場合には、更
にアルゴンガス流量を単位設定量増加させる操作を繰り
返し、連続鋳造用鋳型中でのアルゴンガスによるボイリ
ング及び／又はハンチング現象を生じたときには前記ア
ルゴンガス流量を単位設定量減少させるようにしている
ので、鋼種あるいはチャージ毎に変動した場合でも最大
限度量のアルゴンガスを供給できる。

【０００９】タンディッシュ内に吹き込まれたアルゴン
ガスは浸漬ノズルを介してモールド内に供給される。こ
のアルゴンガス流量が不足すると、Ａｌ₂Ｏ₃等の介在
物の浮上が抑制され、逆に、アルゴンガス流量が過剰で
あるとモールドの湯面上のパウダーを巻き込むボイリン
グ現象が顕著となり、圧減比が高く、品質要求の厳しい
ブリキ等の薄板材では圧延時に表面疵が発生する。そこ
で、本発明ではタンディッシュ内の溶鋼重量（タンディ
ッシュヘッド）に応じて上ノズルから吐出するアルゴン
ガスの背圧の上限値を必要に応じて決めておき、アルゴ
ンガス流量を徐々に増やして、背圧の上限値近くまで流
量を増やし、湯面変動やボイリングが発生した場合に
は、アルゴンガス背圧の上限値よりも低い値であって
も、一定量を減量することにより、常にアルゴンガス吹
込み量の上限値あるいはその極めて近傍に保持する。ま
た、アルゴンガスの背圧が上下限値の範囲外ならば、適
正の上下限範囲になるように上ノズルから吹込むアルゴ
ンガス流量を調整して、アルゴンガスの吹込み状態を常
に最適状態に保つ。従って、鋼種、チャージ毎あるいは
タンディッシュ内の溶鋼重量に応じて、アルゴンガス流
量を増減するので、鋳造の開始から終了までの間で時々
刻々変化する上ノズルの吹込みアルゴンガスのＰ−Ｑ特
性に影響されないで、ボイリング限界、モールド内湯面
レベル変動抑制を考慮して、上ノズルへのアルゴンガス
吹込みを制御することができる。

【００１０】

【実施例】続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明
を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解に供す
る。ここに図１は本発明の実施例に係るスラブ鋳造にお
けるアルゴンガス吹込制御方法を適用した連続鋳造装置
の断面図、図２は本発明の第１の実施例に係るスラブ鋳
造におけるアルゴンガス吹込制御方法のフロー図、図３
はアルゴンガス流量（Ｑ）及びアルゴンガス背圧（Ｐ）
の時間変化の説明図、図４はアルゴンガス流量（Ｑ）と
アルゴンガス背圧（Ｐ）との関係図、図５（ａ）、
（ｂ）はそれぞれアルゴンガス流量（Ｑ）とタンディッ
シュ内の溶鋼重量（Ｌ）、アルゴンガス背圧（Ｐ）とタ
ンディッシュ内の溶鋼重量（Ｌ）との関係図、図６は本
発明の第２の実施例に係るスラブ鋳造におけるアルゴン
ガス吹込制御方法のフロー図、図７は同フロー図の部分
詳細図、図８はアルゴンガス流量（Ｑ）とアルゴンガス
背圧（Ｐ）との関係図である。

【００１１】図１に示すように連続鋳造装置１０は溶鋼
容量６０ｔのタンディッシュ１２、上ノズル１３、スト
ッパー１４、スライディングノズル１５、浸漬ノズル１
６、連続鋳造用鋳型２０、取鍋２７及びロングノズル２
８とにより構成されている。取鍋２７は転炉及び二次精
錬炉等で処理された溶鋼１１の保持容器であり、取鍋２
７の下部に設けられたロングノズル２８を介して、タン
ディッシュ１２中に溶鋼１１が注入される。タンディッ
シュ１２の底部にはタンディッシュ内の溶鋼重量を測定
するためのロードセルからなる重量センサー１７が取付
けられており、刻々変化するタンディッシュ内の溶鋼重
量（Ｌ）を測定できるようになっている。上ノズル１３
はスライディングノズル１５の上に配置されて使用さ
れ、アルミナ質耐火物を母材として、ノズル孔側に通気
性耐火物からなる図示しないアルゴンガス吹込み部が形
成されている。そしてアルゴンガス吹込み部からパイプ
配管２６を通じてアルゴンガスが溶鋼１１中に送入され
る。パイプ配管２６は図示しないアルゴンガス供給部に
連結され、アルゴンガス吹込み時におけるアルゴンガス
流量Ｑとアルゴンガス背圧Ｐとをそれぞれ測定する圧力
計２１とガス流量計２２、及び流量調節弁２３とが取付
けられており、測定されたアルゴンガス流量Ｑとアルゴ
ンガス背圧Ｐとの値はアルゴン吹込み量設定器２４に送
られる。そして、流量調節弁２３はアルゴン吹込み量設
定器２４からの制御信号により開閉操作ができるように
構成されている。ストッパー１４の上下動もしくは図示
しないスライディング装置の摺動操作によりノズル孔の
溶鋼通過断面積を増減させることにより溶鋼１１の流量
制御が行われる。また、スライディングノズル１５の下
部にはアルミナ黒鉛質からなる浸漬ノズル１６が設けら
れる。この場合、スライディングノズル１５と浸漬ノズ
ル１６との間に、図示しない下ノズルを配置しておくこ
ともできる。浸漬ノズル１６の下端部が連続鋳造用鋳型
２０に挿入され、浸漬ノズル１６の下端部に設けられた
左右の吐出口からタンディッシュ１２内の溶鋼１１が連
続鋳造用鋳型２０に供給されて、連続鋳造用鋳型２０の
上部に溶鋼面２５を形成する。そして溶鋼面２５を望む
上方に溶鋼面２５のレベル（Ｈ）を測定する渦流センサ
ー１８と溶鋼面２５のボイリングを監視する監視カメラ
１９とが取付けられ、得られた信号はそれぞれモールド
内湯面レベル検出器２９、及びモールド状況診断装置３
０に送られるようになっており、次いで、そこで処理さ
れた信号がアルゴンガス吹込み量設定器２４に伝送され
るようになっている。

【００１２】続いて、上述の連続鋳造装置１０を用いて
上ノズル１３を介して溶鋼１１中にアルゴンガスを吹込
む制御方法について詳述する。溶鋼１１を保持するタン
ディッシュ１２内における上ノズル１３のアルゴンガス
吹込みの状態は、図４に示すように、その時のアルゴン
ガス背圧Ｐとアルゴンガス流量Ｑとをそれぞれｘ軸、ｙ
軸とするＰ−Ｑ特性図上の黒丸点（Ｐ，Ｑ）として表現
される。そして、このようなＰ−Ｑ特性図上において
は、例えばアルゴンガス流量Ｑを一定値に保持したとし
ても、アルゴンガス吹込み部及び浸漬ノズル１６の吐出
口の溶損程度、タンディッシュ内の溶鋼重量（Ｌ）、溶
鋼温度等の鋳造時の条件が変動するために、時にはアル
ゴンガス背圧が適正範囲外となって非金属介在物濃度が
上昇するようなことが起こる。さらに、このようなＰ−
Ｑ特性図で表現される通気状態によって、溶鋼面２５に
おけるボイリング、ハンチング現象、及び溶鋼面２５の
近傍での非金属介在物の浮上現象が影響される。これを
図４において説明すると、はハンチング現象、はボ
イリング現象、はノズルクロス現象及びは非金属介
在物の浮上現象によりそれぞれの実験的に求められる鋼
種あるいは同一鋼種でもチャージ毎にそれぞれ異なる限
界曲線であり、Ｐ、Ｑ共に増大する方向の領域で各現象
が顕著になることを示している。そして、このような限
界曲線は鋳造条件の変動に伴って常時変動するため、従
来のようなアルゴンガス流量あるいは、アルゴンガス背
圧を一定とするような単純な制御では、このような変動
への対応ができない。

【００１３】図５（ａ）、（ｂ）はタンディッシュ内の
溶鋼重量（Ｌ）を変数として、その時のアルゴンガス流
量Ｑと、アルゴンガス背圧Ｐのそれぞれの上限値Ｑ_H、
Ｐ_Hと下限値Ｑ_L、Ｐ_Lを、実際に所定量のアルゴンガ
スを流して実験的に求めたものである。ここで、上限値
は溶鋼面２５におけるボイリング、ハンチング現象の有
無により設定し、下限値は鋳片中の非金属介在物濃度、
及びノズルクロス現象を尺度として設定したものであ
り、鋼種あるいはタンディッシュのチャージ毎に設定す
ることができる。

【００１４】次いで、アルゴンガス抑制方法のフロー図
を示す図２を用いて、アルゴンガスの吹込み制御を行う
方法について説明する。まず、時刻ｔ₁におけるアルゴ
ンガス流量がＱ₁、アルゴンガス背圧がＰ₁、タンディ
ッシュ内の溶鋼重量（Ｌ）、溶鋼面２５上でのボイリン
グの有無（Ｂ）、溶鋼面２５のレベルあるいはハンチン
グの状態（Ｈ）を各測定装置を用いて取得する（Ｓ−
１）。時刻ｔ₁におけるＰ、Ｑの各上、下限値Ｐ_H、Ｑ
_H、Ｐ_L、Ｑ_Lをタンディッシュ内の溶鋼重量（Ｌ）に
応じて図５により設定する（Ｓ−２）。次いで、アルゴ
ンガス流量Ｑ１とＳ−２で求めた上限値Ｑ_Hと下限値Ｑ
_Lとの相対的な位置関係を比較する（Ｓ−３）。この結
果、の上、下限範囲内である場合は、アルゴンガス背
圧Ｐ₁の比較を行う（Ｓ−４）。そして、Ｓ−４におい
ての場合（Ｐ₁が上下限範囲内である場合）は、アル
ゴンガス流量Ｑ₁を単位設定量ΔＱ分だけ増加させてア
ルゴンガス流量をＱ₁＋ΔＱとして新たな点Ｑ₂を設定
する（Ｓ−５）。ここで、ΔＱの増量は流量調節弁２３
の調節量Ｖを１ステップ分進めるか、もしくはアルゴン
ガス流量を監視して単位所定量分増加させるように流量
調節弁２３の開度を増加させてもよい。しかる後に、こ
の状態でタイマーにより一定時間（３分）保持して（Ｓ
−６）、渦流センサー１８及び監視カメラ１９により溶
鋼面２５のボイリング、ハンチング現象、及び溶鋼レベ
ルの状態を検出して、ボイリング、ハンチングの有無を
判定する（Ｓ−７）。ボイリング、ハンチング現象の異
常判定はそのボイリング、ハンチングの状態が３０秒間
に２回以上の頻度で発生する場合とする。このとき、ボ
イリングあるいはハンチング現象の異常が無ければ、単
位設定量ΔＱ分を増量さて、前記Ｓ−３に戻り、上記操
作を繰り返すことができる。また、Ｓ−７で異常が判定
された場合には、単位設定量ΔＱ分だけ減少させる操作
を行って（Ｓ−８）、アルゴンガス吹込みの制御操作を
終了する。上記のＳ−３で判定結果がである場合は、
単位設定量ΔＱ分減少させ（Ｓ−９）てＳ−３に戻る。
そして、上記のＳ−３で判定結果がである場合は、逆
に単位設定量ΔＱ分増加させ（Ｓ−１０）てＳ−３に戻
る。上記のＳ−４で判定結果がである場合は、単位設
定量ΔＱ分減少させ（Ｓ−９）てＳ−３に戻る。同様に
Ｓ−４で判定結果がである場合は、逆に単位設定量Δ
Ｑ分増加させ（Ｓ−１０）てＳ−３に戻る。

【００１５】以上の一連の制御操作をアルゴン吹込み量
設定器２４に予め組み込まれているプログラムに従って
実行させることができる。以下に図３（ａ）、（ｂ）の
アルゴンガス流量Ｑ及びアルゴンガス背圧Ｐの時間変化
を示す図を用いてさらに具体的に説明する。まず、取鍋
２７の溶鋼１１をロングノズル２８を介して、予熱され
た空のタンディッシュ１２に注入する。このとき、スラ
イディングノズル１５のノズル孔は閉止されており、上
ノズル１３のアルゴンガス吹込み部はポーラス状のため
アルゴンガスを流していないと地金が付着し、目詰まり
をおこすため、ある一定量のアルゴンガスを流しておく
ことが必要である。そしてタンディッシュ内の溶鋼重量
（Ｌ）が所定重量に到達した時に、スライディングノズ
ル１５を開として溶鋼１１の連続鋳造用鋳型２０への注
入を開始する。鋳造開始後、タンディッシュヘッドがあ
る値以上（例えばタンディッシュ内の溶鋼重量４０ｔ以
上）となるとアルゴンガスの背圧Ｐがある範囲内、例え
ば１．０〜１．５ｋｇ／ｃｍ²以内になるようにアルゴ
ンガス流量Ｑを調整する。

【００１６】そして、時刻ｔ₁におけるアルゴンガス流
量がＱ₁、アルゴンガス背圧がＰ₁、タンディッシュ内
の溶鋼重量（Ｌ）、溶鋼面２５上でのボイリングの有無
（Ｂ）、溶鋼面２５のレベル（Ｈ）を各測定装置を用い
て測定する（Ｓ−１）。ここで、タンディッシュ内の溶
鋼重量（Ｌ）に応じて、Ｐ、Ｑの各上、下限値を図５に
より設定する（Ｓ−２）。この場合はＱ₁、Ｐ₁が共に
上、下限値内であるため、所定の単位設定量ΔＱをＱ₁
に加える操作を流量調節弁２３を開いて行って、新たな
アルゴンガス流量Ｑ₂をＱ₂＝Ｑ₁＋ΔＱとして設定す
る。このとき、背圧Ｐ₁も上記操作に伴って変化して新
たなアルゴンガス背圧値Ｐ₂となる。以上の操作を繰り
返して、Ｑ₁→Ｑ₂→Ｑ₃→Ｑ₄、Ｐ₁→Ｐ₂→Ｐ₃→
Ｐ₄とアルゴンガス流量Ｑを増加させていくと、図３
（ａ）、（ｂ）に示すようにＱ₄となった時点でＰ₄が
最初に設定したアルゴンガス背圧Ｐの上限値Ｐ_Hを越え
るため、図２のフロー図に従って設定される最終的なア
ルゴンガス流量Ｑ及びアルゴンガス背圧ＰはＱ₄、Ｐ₄
より１ステップ分後退させたＱ₃、Ｐ₃となる。

【００１７】なお、図３での上記説明においては、便宜
上、同時刻ｔ₁でＱ₁→Ｑ₂→Ｑ₃→Ｑ₄→Ｑ₃の一連
の全操作を行うように表現しているが、開閉弁の操作時
間、保持時間等を含めた有限の時間内で実際の操作は行
われるものとする。

【００１８】次に時刻ｔ２における制御操作を説明する
と、アルゴンガス背圧の初期値Ｐ１がアルゴンガス背圧
の下限値Ｐ_Lより低い初期状態（Ｐ₁、Ｑ₁）において
前記図２のフロー図による制御を実行すると、Ｑ₁→Ｑ
₂→Ｑ₃→Ｑ₄→Ｑ₅、（Ｐ₁→Ｐ₂→Ｐ₃→Ｐ₄→Ｐ
₅）とアルゴンガス流量Ｑを増加させて、Ｑ₅となった
時点で、アルゴンガス流量Ｑがその上限値Ｑ_Hを越え
る。そして、その時点でＱ₅から１ステップ後退させて
得られる（Ｐ₄、Ｑ₄）が最終状態として設定される。
以下各時刻において同様の制御操作を繰り返して図３の
破線で示されるようなアルゴンガス背圧Ｐとアルゴンガ
ス流量Ｑとの時間変化を得ることができる。

【００１９】以上のように、アルゴンガス流量Ｑ、アル
ゴンガス背圧Ｐの両方共に範囲内となるように設定し、
より多くの流量を流すよう設定することができる。な
お、アルゴンガス背圧Ｐが上がらず範囲内に入らない場
合は流量上限として、より多くのアルゴンガス流量Ｑを
確保する。アルゴンガス背圧Ｐを上げても流量範囲内に
収まらない場合は、背圧上限を越えてもアルゴンガス流
量Ｑを確保する。（このときは上ノズルが目詰まりを起
こしていると推定される。）又、アルゴンガス流量Ｑを増加していくと、ある値を越
えるとボイリング（モールド内の溶鋼面での沸き立ち）
現象が発生するため、これを検知した場合は規定量に下
げ、タイマーにより所定時間保持した後に再度アルゴン
ガス流量Ｑ、アルゴンガス背圧Ｐの所定の範囲内に入れ
るための調整に戻す。ボイリングは監視カメラ１９によ
り検知できる。又、溶鋼面２５のレベルを検出するため
に設置した、渦流センサー１８（レベル計）からの信号
がある時間でふらつくハンチング現象の場合にも同様に
規定量例えば１Ｎｌ／ｍｉｎの流量減を実施する。ここ
で、連々鋳等で次の取鍋２７に交換するとき、タンディ
ッシュ内溶鋼が例えば４０ｔ未満になった場合にはタン
ディッシュヘッドが下がることにより、例えば０．６〜
１．２ｋｇ／ｃｍ²以内にアルゴンガスの背圧が入るよ
うにアルゴンガス流量を調整する。これによりタンディ
ッシュヘッドが下がる分アルゴンガス流量を低減するこ
とになる。そして、次の取鍋２７が到着し、タンディッ
シュ内の溶鋼重量（Ｌ）が再びある値（例えば４０ｔ）
を越えた時は、もとのアルゴンガス背圧Ｐ、アルゴンガ
ス流量Ｑの範囲内に入るように調整する。鋳造末期で
は、タンディッシュ内の溶鋼重量は減少の一途をたどる
ので、このようにしてアルゴンガス吹込み量の調整を行
うと、タンディッシュ内の溶鋼重量の減少に見合った量
のアルゴンガス流量の減量を行うことができる。

【００２０】次ぎに、図６、図７に示す第２の実施例に
係るスラブ鋳造におけるアルゴンガス吹込制御方法のフ
ロー図について説明する。まず、溶鋼中の非金属介在物
濃度及びノズルクロスを発生する条件によってアルゴン
ガス流量の初期設定値Ｑ₀を設定して（Ｓ−２１）、タ
ンディッシュ内の溶鋼重量が規定の値ｘ₁より大きくな
るまで、この流量を流し続ける（Ｓ−２２）。そして、
タンディッシュ内の溶鋼重量（ＴＤ重量）が規定値ｘ₁
に達した後、一定時間保持して状態を安定させ（Ｓ−２
３）、湯面を監視して湯面レベル変動等の異常の有無を
判定する（Ｓ−２４）。ここで異常が判定された場合に
は、アルゴンガス流量をＱ₂ｌ／ｍｉｎだけ減量し（Ｓ
−２５）、異常が検出されないときはＱ₁ｌ／ｍｉｎ増
量させる（Ｓ−２６）。そして、更に一定時間を保持し
た後（Ｓ−２７）、その時のアルゴンガス流量（Ｑ）お
よびアルゴンガスの背圧（Ｐ）を測定する（Ｓ−２
８）。図７に示すように、続く（Ｓ−２９）のブロック
においては、前記測定したＰ−Ｑの値に基づいて、現在
の状態が図８に示すようなＰ−Ｑ線図上の領域〜の
どこに該当するかを決定して、それぞれの領域に対応し
たアクションを取ることにより、いずれの領域において
も最終的に領域の状態に移行させる（Ｓ−３０）。こ
こでｘ₂、ｘ₁はそれぞれタンディッシュ内で溶鋼を保
持するための上下の基準設定値である。なお、ここでボ
イリング限界と絞り限界とを図上で示している。そして
絞り限界とはノズルクロスあるいは非金属介在物の濃度
によって決まる領域である。次ぎに（Ｓ−３１）におい
ては、取鍋２７からタンディッシュ１２への注入終了を
判定して、未だ注入が終了していない場合は前記（Ｓ−
２３）のステップに戻り、注入終了の場合には、アルゴ
ン流量を一定流量づつ減量して（Ｓ−３２）、アルゴン
ガス流量のタンディッシュ処理における下限値ＱＬに達
したときに制御操作を終了する（Ｓ−３３）。ここでＱ
Ｌは取鍋２７からタンディッシュ１２への溶鋼注入終了
後、上ノズルのアルゴンガス吹込み部を閉塞させないた
めに必要な最小限度量のアルゴンガス量である。なお、
ＱＬに達しない時は（Ｓ−３２）へ戻る。

【００２１】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明はこれらの実施例に限定されるものではなく、要旨を
逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲であ
る。例えば、本実施例ではタンディッシュ内の溶鋼重量
をタンディッシュの下部に設けたロードセルにより測定
して、これを制御信号としたが、タンディッシュ内の溶
鋼のレベルを測定して、これを制御信号とすることもで
きる。

【００２２】

【発明の効果】請求項１記載のスラブ鋳造におけるアル
ゴンガス吹込制御方法においては、溶鋼中へ吹込むアル
ゴンガス流量を単位設定量増加させて、流量及び背圧が
前記タンディッシュ内の溶鋼重量における上限値と下限
値との範囲内にある場合には、更に流量を単位設定量増
加させる操作を繰り返し、範囲外である場合には前記流
量を単位設定量減少させるので、溶鋼面のボイリング、
ハンチング等の現象を惹起することなく、かつ溶鋼中の
非金属介在物の濃度を制御しつつ、最大限度量のアルゴ
ンガスを供給できる。従って、鋳込み作業におけるアル
ゴンガス処理の適正化と自動化とが図れる。

【００２３】また、請求項２記載のスラブ鋳造における
アルゴンガス吹込制御方法は、溶鋼中へ吹込むアルゴン
ガス流量を下限値以上に設定した後、単位設定量増加さ
せて、連続鋳造用鋳型中でのアルゴンガスによるボイリ
ング及び／又はハンチング現象を生じない場合には、更
にアルゴンガス流量を単位設定量増加させる操作を繰り
返し、連続鋳造用鋳型中でのアルゴンガスによるボイリ
ング及び／又はハンチング現象を生じたときには前記ア
ルゴンガス流量を単位設定量減少させるようにしている
ので、鋼種あるいはチャージ毎に変動した場合でも、規
定の上限値に制約されることなく常に最大限度量のアル
ゴンガスを供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るスラブ鋳造におけるアル
ゴンガス吹込制御方法を適用した連続鋳造装置の断面図
である。

【図２】本発明の第１の実施例に係るスラブ鋳造におけ
るアルゴンガス吹込制御方法のフロー図である。

【図３】アルゴンガス流量（Ｑ）及びアルゴンガス背圧
（Ｐ）の時間変化の説明図である。

【図４】アルゴンガス流量（Ｑ）とアルゴンガス背圧
（Ｐ）との関係図である。

【図５】（ａ）、（ｂ）はそれぞれアルゴンガス流量
（Ｑ）とタンディッシュ内の溶鋼重量（Ｌ）、アルゴン
ガス背圧（Ｐ）とタンディッシュ内の溶鋼重量（Ｌ）と
の関係図である。

【図６】本発明の第２の実施例に係るスラブ鋳造におけ
るアルゴンガス吹込制御方法のフロー図である。

【図７】同フロー図の部分詳細図である。

【図８】アルゴンガス流量（Ｑ）とアルゴンガス背圧
（Ｐ）との関係図である。

【符号の説明】

１０連続鋳造装置１１溶鋼１２タンディッシュ１３上ノズル１４ストッパー１５スライディングノズル１６浸漬ノズル１７重量センサー１８渦流センサー１９監視カメラ２０連続鋳造用鋳型２１圧力計２２ガス流量計２３流量調節弁２４アルゴン吹込み量設定器２５溶鋼面２６パイプ配管２７取鍋２８ロングノズル２９モールド内湯面レベル検出器３０モールド状況診断装置

フロントページの続き (72)発明者稲田知光福岡県北九州市戸畑区飛幡町１−１新日本製鐵株式会社八幡製鐵所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶鋼を保持するタンディッシュの底の上
部に設けられた上ノズルのアルゴンガス吹込み部からア
ルゴンガスを該溶鋼中に吹込んで、該アルゴンガスを該
上ノズルの下部に連通する浸漬ノズルを介して連続鋳造
用鋳型中の溶鋼へ吹込むスラブ鋳造におけるアルゴンガ
ス吹込制御方法において、前記タンディッシュ内の溶鋼重量毎に前記上ノズルから
吹込まれるアルゴンガスの背圧及び流量の上限値を前記
連続鋳造用鋳型中でのアルゴンガスによるボイリング及
び／又はハンチング現象の有無によって、一方、下限値
を溶鋼中の非金属介在物濃度及びノズルクロスを発生す
る条件によってそれぞれ設定した後、前記溶鋼中へ吹込むアルゴンガス流量を単位設定量増加
させて、アルゴンガス流量及び背圧がタンディッシュ内
の溶鋼重量における前記上限値と下限値との範囲内にあ
る場合には、更にアルゴンガス流量を単位設定量増加さ
せる操作を繰り返し、前記アルゴンガス流量及び背圧が前記タンディッシュ内
の溶鋼重量における前記上限値以上である場合には前記
アルゴンガス流量を単位設定量減少させることを特徴と
するスラブ鋳造におけるアルゴンガス吹込制御方法。
【請求項２】溶鋼を保持するタンディッシュの底の上
部に設けられた上ノズルのアルゴンガス吹込み部からア
ルゴンガスを該溶鋼中に吹込んで、該アルゴンガスを該
上ノズルの下部に連通する浸漬ノズルを介して連続鋳造
用鋳型中の溶鋼へ吹込むスラブ鋳造におけるアルゴンガ
ス吹込制御方法において、前記タンディッシュ内の溶鋼重量毎に前記上ノズルから
吹込まれるアルゴンガスの背圧及び流量の下限値を溶鋼
中の非金属介在物濃度及びノズルクロスを発生する条件
によって設定した後、前記溶鋼中へ吹込むアルゴンガス流量を前記下限値以上
に設定した後、単位設定量増加させて、連続鋳造用鋳型
中でのアルゴンガスによるボイリング及び／又はハンチ
ング現象を生じない場合には、更にアルゴンガス流量を
単位設定量増加させる操作を繰り返し、連続鋳造用鋳型中でのアルゴンガスによるボイリング及
び／又はハンチング現象を生じたときには前記アルゴン
ガス流量を単位設定量減少させることを特徴とするスラ
ブ鋳造におけるアルゴンガス吹込制御方法。