JPH105957A - 連続鋳造鋳型内における溶鋼流動検知方法及び制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋼の連続鋳造において、鋳造中に鋳型内溶鋼
の流動パターンを検知し、更に、検知した流動パターン
を最適なパターンに制御する。 【解決手段】 浸漬ノズル３内の溶鋼１２にＡｒガスを
吹き込みつつ、溶鋼を鋳型内に注入する連続鋳造におい
て、浸漬ノズルと両側の鋳型短辺１との間にそれぞれ複
数の湯面レベル計６、７を設置し、これらの湯面レベル
計による測定信号を周波数解析処理し、周波数解析処理
後の測定信号のうち特定の周波数域の信号量を比較し
て、信号量の多少から鋳型内湯面におけるＡｒガスの浮
上位置を検出し、検出した浮上位置から鋳型内の溶鋼流
動パターンを推定し、更に、溶鋼流動パターンを最適化
するために溶鋼の吐出流１４を制動する磁場強度又は浸
漬ノズル内へのＡｒガス吹き込み量を調節する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼の連続鋳造鋳型
内における溶鋼流動の検知方法、及び溶鋼流動の制御方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鋼の連続鋳造において、浸漬ノズルから
鋳型内に注入される溶鋼吐出流に起因する鋳型内の溶鋼
流動は、鋳片の表面性状及び内部性状に大きな影響を与
えることが知られている。その内、鋳型内の溶鋼湯面に
おいては、溶鋼の表面流速が速すぎる場合や、溶鋼湯面
に縦渦が発生する場合には、溶鋼上のモールドパウダー
が溶鋼中に巻き込まれて、圧延後の製品における主要な
欠陥となっているので、鋳型内湯面での溶鋼流動が特に
重要視されている。

【０００３】そのため、鋳片品質向上のための重要な課
題として、従来から、浸漬ノズル形状の改善や電磁力を
利用した鋳型内溶鋼の流動制御方法や、又、鋳型内溶鋼
の流動を検出するための手法が、数多く提案されてき
た。

【０００４】特開昭６２−１９７２５５号公報（以下、
「先行技術１」と記す）には、浸漬ノズルと両側の鋳型
短辺との間に、それぞれ渦流式レベル計を各２個配設
し、各２個のレベル計で検出されるレベル値の偏差から
溶鋼の隆起を求め、隆起高さの大小から鋳型内における
溶鋼吐出流の偏流を検出する方法が開示されている。

【０００５】特開平３−２９４０５３号公報（以下、
「先行技術２」と記す）には、浸漬ノズルと両側の鋳型
短辺との間に、それぞれ湯面レベル計を少なくとも１個
ずつ配設し、湯面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、２つ
の湯面レベル計で測定された信号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を検知し、検知
した結果に応じて鋳型に設置した電磁ブレーキ装置の印
加電流を制御して、偏流を防止する方法が開示されてい
る。

【０００６】特開平４−２８４９５６号公報（以下、
「先行技術３」と記す）には、浸漬ノズルと鋳型短辺と
の間に２個の非接触距離計を配設し、２つの測定値の相
互相関係数から、２個の非接触距離計の間の溶鋼流速を
求め、求めた流速に応じて鋳型に配設した電磁攪拌装置
の磁場強度を変更し、溶鋼流速を所定値以下に制御する
方法が開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】先行技術１に開示され
た技術では、鋳型短辺側に配設する渦流式レベル計は湯
面隆起高さが最大の位置に設置する必要があるが、鋳型
幅寸法は種々変更されるので、常に隆起高さが最大の位
置に配置することが、現実には不可能となる。又、２個
の渦流式レベル計を一式としてレベル値の偏差から隆起
を求めるため、２個の渦流式レベル計の基準位置（ゼロ
点）を一致させる必要があるが、渦流式レベル計は距離
の絶対値を計測するものではなく、その上、基準位置と
なる鋳型内湯面は刻刻変化するので、基準位置を一致さ
せることは現実的には不可能である。このような理由か
ら、先行技術１では偏流の正確な検知が困難である。

【０００８】先行技術２では、鋳型内の偏流の有無を検
知することが可能で、又、先行技術３では、溶鋼湯面の
流速を測定し所定値以下に制御することが可能となる
が、先行技術２及び３とも鋳型内溶鋼の湯面における流
動のみを対象とするものであり、後述する鋳型内全体の
流動パターンを知るには十分といえない。

【０００９】このように先行技術１、２及び３では、連
続鋳造鋳型内の溶鋼流動の実態を正確に把握することが
できず、近年の品質に対する要求の厳格化に対応するに
は、必ずしも十分とはいえなかった。

【００１０】従来、鋳型内の溶鋼流動については、浸漬
ノズルから出た吐出流が、鋳型短辺側の凝固シェルに到
達・衝突してから上昇流と下降流とに分離する流動パタ
ーンが考えられており、上記の先行技術１、２及び３と
も、この流動パターンを前提として検討されたものであ
る。

【００１１】ところで一般に、連続鋳造においては、浸
漬ノズルのアルミナ付着によるノズル閉塞を防止するた
め、浸漬ノズル内にＡｒガスを吹き込んでいる。このＡ
ｒガスは、気泡となって溶鋼流と共に鋳型内に流入し、
溶鋼湯面に浮上する。このＡｒガス気泡の溶鋼流動に及
ぼす影響は、その見積もりが極めて困難であるため、従
来、十分に考慮されていなかった。

【００１２】発明者等は、Ａｒガスの熱膨張による体積
変化を考慮し、且つ、Ａｒガスの吹き込み方法を種々変
更した条件で水モデル実験を行ったところ、鋳型内流動
に対するＡｒガスの影響が極めて大きく、ガス流量やガ
ス気泡径によって、表面流速が大幅に変化するほか、鋳
型内の流動パターン自体が、上記の流動パターンから逸
脱すること、そして、鋳片品質も鋳型内流動パターンに
大きく左右されることが明らかとなった。

【００１３】本発明は、上記の知見に基づきなされたも
ので、その目的とするところは、鋳造中に鋳型内溶鋼の
流動パターンを検知し、更に、検知した流動パターンを
最適なパターンに制御する方法を提供するものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本願請求項１の発明によ
る鋼の連続鋳造鋳型内における溶鋼流動検知方法は、浸
漬ノズル内の溶鋼にＡｒガスを吹き込みつつ、溶鋼を鋳
型内に注入する連続鋳造方法において、浸漬ノズルと両
側の鋳型短辺との間にそれぞれ複数の湯面レベル計を設
置し、これらの湯面レベル計による測定信号を周波数解
析処理し、周波数解析処理後の測定信号のうち特定の周
波数域の信号量を比較して、信号量の多少から鋳型内湯
面におけるＡｒガスの浮上位置を検出し、検出した浮上
位置から鋳型内の溶鋼流動パターンを推定することを特
徴とするものである。

【００１５】本願請求項２の発明による鋼の連続鋳造鋳
型内における溶鋼流動検知方法は、請求項１の発明にお
いて、特定の周波数域が、０．０１Ｈｚ以上１Ｈｚ以下
であることを特徴とするものである。

【００１６】又、本願請求項３の発明による鋼の連続鋳
造鋳型内における溶鋼流動制御方法は、浸漬ノズル内の
溶鋼にＡｒガスを吹き込み、且つ浸漬ノズルからの溶鋼
吐出流に磁場を印加しつつ溶鋼を鋳型内に注入する連続
鋳造方法において、浸漬ノズルと両側の鋳型短辺との間
にそれぞれ複数の湯面レベル計を設置し、これらの湯面
レベル計による測定信号を周波数解析処理し、周波数解
析処理後の測定信号のうち特定の周波数域の信号量が、
前記複数の湯面レベル計において実質的に同一となるよ
うに、吐出流に印加する磁場強度、又は、浸漬ノズル内
へのＡｒガス吹き込み量を調節することを特徴とするも
のである。

【００１７】本願請求項４の発明による鋼の連続鋳造鋳
型内における溶鋼流動制御方法は、請求項３の発明にお
いて、特定の周波数域が、０．０１Ｈｚ以上１Ｈｚ以下
であることを特徴とするものである。

【００１８】本発明者等の実機測定結果、モデル実験結
果、及び数値解析によれば、鋳型内溶鋼の流動パターン
は、ガス気泡や電磁力印加の影響で複雑に変化するが、
その流動パターンを簡略化すると、図２に示すような
Ａ、Ｂ、Ｃの３つのパターンに大別できる。

【００１９】この中でパターンＡは、吐出流が短辺側の
凝固シェルに到達・衝突した後、短辺側の凝固シェルに
沿って溶鋼湯面まで上昇し、更に湯面を短辺側から浸漬
ノズル側に向かって流れる流れと、短辺側凝固シェルへ
の衝突点から鋳型下方に下降する流れとに分別されるも
ので、先に説明した通り、先行技術１、２及び３で前提
とした流動パターンである。

【００２０】これに対し、パターンＢは、吐出流が、ガ
ス気泡の浮上、あるいは吐出流への電磁力の印加によ
り、短辺側の凝固シェルにまで到達せずに、途中で分散
する流動パターンである。

【００２１】又、パターンＣは、ノズル近傍に上昇流が
存在する流動パターンで、主に粗大なガス気泡の影響で
出現する。パターンＣでは、溶鋼表面において、浸漬ノ
ズルから鋳型短辺に向かう流れが観察される。

【００２２】これらの流動パターンが、どのような状況
で現れるかを以下に説明する。図３は、横軸に浸漬ノズ
ル内に吹き込むＡｒガス流量、縦軸に溶鋼のスループッ
ト（スループットとは、溶鋼比重、鋳型サイズ、鋳片引
抜き速度の積として求めたもので、単位時間当たりに鋳
造される溶鋼重量を表す）をとり、鋳型内で浮上するＡ
ｒガス気泡がどのように変化するかを模式的に示したも
のである。

【００２３】スループットが多い場合や、Ａｒガス流量
が少ない場合には、ガス気泡は微細化し、溶鋼中に占め
る体積比率も小さく、溶鋼流動への影響は小さくなる。
これに対し、スループットが少ない場合や、Ａｒガス流
量が多い場合には、ガス気泡は大きくなり、溶鋼中に占
めるガスの比率も大きくなって、鋳型内の流動パターン
を変化させる。特に、粗大なガス気泡が生成する場合に
は、ノズル近傍に上昇流を形成するほか、ガス気泡の浮
上による湯面擾乱を引き起こす。

【００２４】これらの事象を基に、浸漬ノズル内に吹き
込むＡｒガス量とスループットとを因子として、図２に
示した３つの流動パターンの発生区別を概念的に示した
ものを図４に示す。図４に示すように、Ａｒガス量が多
くなるに従い、ガス気泡の影響が大きくなり、鋳型内溶
鋼流動はパターンＣの領域が広くなり、又、スループッ
トが多くなる程パターンＡの領域が広くなり、パターン
Ｂは、パターンＡとパターンＣの境界の限られた領域と
なる。

【００２５】同様に、磁場強度とスループットとを因子
とし、それらを横軸と縦軸とにした座標面において、流
動パターンの区別をすることができる。実機での測定と
数値解析から求めた区別の一例を図５に示す。図５は、
最大２０００ガウスの磁場強度の印加が可能な移動磁界
方式の磁場を適用した場合を示し、横軸の正側は磁場の
移動方向が吐出流を減速する方向、負側は吐出流を加速
する方向である。図５に示すように、スループットが小
さいとパターンＣとなり、スループットが多くなるとパ
ターンＡに移行する。又、パターンＢは、パターンＡと
パターンＣの境界の領域で、吐出流速を減速させる磁場
強度が大きくなる程広くなるが、吐出流を加速する磁場
強度が大きい場合には、パターンＢの存在しない範囲が
発生する。このように、パターンＢは限られた範囲で形
成されることが判る。

【００２６】又、鋳型内溶鋼の流動パターン別に、製品
におけるモールドパウダー性欠陥の発生量を調査した。
図６はその調査結果である。図６に示すように、鋳型内
流動がパターンＢの場合にパウダー性欠陥が少なく、鋳
片品質が最も良好であることが判明した。この理由は以
下のように考えられる。

【００２７】パターンＡの場合、鋳型中央と鋳型中央か
ら鋳型幅の１／４隔てた位置との間の湯面において、溶
鋼中へのパウダー混入の原因となる渦が発生し易く、
又、表面流速が速い場合には、溶鋼流によりパウダーが
削り取られ、この原因によるパウダー混入も発生し易い
ためである。又、パターンＣの場合、浸漬ノズル近傍の
溶鋼の上昇流や、浮上する粗大なガス気泡によって、湯
面の変動・擾乱が引き起こされ、モールドパウダーの混
入が発生するほか、浸漬ノズルから鋳型短辺への表面流
速が速い場合には、鋳型短辺近傍で縦渦が発生し、パウ
ダー混入の原因となるからである。これに対し、パター
ンＢの場合には、湯面における渦の発生や、強い表面流
の出現がなく、パウダー巻き込みの発生しにくい流動条
件になっているためである。

【００２８】このように、鋳型内溶鋼の流動パターンを
パターンＢとすることによって、鋳片の品質低下を防止
することができ、製品格落ち率の低減、鋳片無手入れ率
の向上が実現できる。

【００２９】しかし上記のように、鋳型内溶鋼流動は各
種鋳造条件、ガス気泡、電磁力等、多くの影響因子が複
雑にからむため、鋳造中における鋳型内溶鋼の流動パタ
ーンを正確に検知する手段はこれまでになかった。

【００３０】そこで発明者等は、水モデル実験と数値解
析により、Ａｒガス気泡の挙動と、流動の関連について
調査した。そして、Ａｒガスの浮上挙動と鋳型内流動パ
ターンとが密接に関連しており、そのため、Ａｒガス気
泡の湯面での浮上位置を指標として鋳型内流動パターン
を推定できることが判った。即ち、水モデル実験の結果
を図７に示すように、ガスが短辺近傍から多く浮上する
場合にはパターンＡ、ノズル近傍から多く浮上する場合
にはパターンＣ、又、１／４幅を中心にほぼ鋳型幅方向
全体から浮上する場合はパターンＢになることが判っ
た。

【００３１】そこで、実機において鋳造条件（鋳型サイ
ズ、Ａｒガス量、磁界強度、鋳片引抜き速度）を種々変
更した条件で、鋳型幅方向の複数箇所に湯面レベル計と
して設置した渦流式レベル計の測定信号を周波数解析し
て、どのような信号が得られるかを調査した。又、同時
に、鋳型内溶鋼湯面直上にフードを設けてガスを採取
し、採取したガス量とガス成分分析から、鋳型幅方向各
位置でのＡｒガスの浮上量を測定した。

【００３２】その結果、ガス浮上量が多い位置の渦流式
レベル計の信号は、図８に示すように、特定周波数域の
信号量が増加することが判明した。尚、図８は鋳型中央
から鋳型幅の１／４離れた位置に設置した渦流式レベル
計にて測定した信号を周波数解析処理したもので、浸漬
ノズル内に吹き込むＡｒガス量が９Ｎｌ／ｍｉｎの場合
と吹き込みガス無しの場合とを比較して示した図であ
る。図８においては０．３Ｈｚから０．８Ｈｚの周波数
域で信号量が増加していることが判る。この信号量の増
加は、ガス気泡の浮上によって、溶鋼湯面が乱される現
象に起因すると考えられる。

【００３３】又、ガス捕集によるＡｒガス浮上量測定結
果において、Ａｒガス浮上量の多い位置と、渦流式レベ
ル計の特定周波数域の信号量の増加が見られた位置と
は、完全に一致しており、渦流式レベルの特定周波数域
の信号の増加は、Ａｒガスの浮上によるものであること
が確認できた。

【００３４】従って、鋳型幅方向の複数箇所に設置した
湯面レベル計の信号を周波数解析処理し、特定周波数域
の信号量の多少を比較することで、Ａｒガスの浮上位置
を検知し、その結果を指標として、鋳型内溶鋼の流動パ
ターンを推定することが可能となる。

【００３５】又、鋳型内溶鋼流動をパターンＢとするに
は、幅方向に設けた複数の湯面レベル計において、特定
周波数域の信号量が同程度になるように、磁界強度又は
Ａｒガス吹き込み量を調整して、溶鋼流動を制御すれば
良い。鋳型内溶鋼流動を制御する方法として、浸漬ノズ
ルの形状変更、溶鋼スループットの変更等幾つかある
が、本発明では、連続鋳造機の生産性を損なうことなく
鋳造中に制御が可能である、浸漬ノズル内に吹き込むＡ
ｒガス量の変更、又は、吐出流速を制御する磁場強度の
変更による方法を選択する。

【００３６】尚、湯面レベル計のどの周波数域にガス浮
上の影響が反映されるかは、ガス気泡径や、気泡の浮上
頻度によって異なり、これらは、ガス吹き込み用に使用
するポーラス煉瓦の気孔径やガス流量等によって変化す
る。しかし発明者等の検討によれば、ガス浮上の影響に
よる信号の変動域は、０．０１Ｈｚ以上１Ｈｚ以下の周
波数域であることが判明しているので、この範囲内の周
波数を測定し、比較すれば良い。

【００３７】

【発明の実施の形態】図１に基づき、本発明の実施の形
態を説明する。図１は、鋳型が矩形型の連続鋳造機の鋳
型部を示し、（ａ）は側断面図、（ｂ）は平面図を示
す。図１において、１は鋳型短辺、２は鋳型長辺、３は
浸漬ノズル、４は浸漬ノズル３へのＡｒガス吹き込み
管、５は鋳型長辺２背面に設置した電磁コイル、６ａ、
６ｂ、６ｃ及び７ａ、７ｂ、７ｃは浸漬ノズル３を挟ん
で両鋳型短辺側の溶鋼湯面上に設置した湯面レベル計
で、６ａと７ａは鋳型短辺１近傍に設置した湯面レベル
計、６ｂと７ｂは鋳型幅の約１／４の距離だけ鋳型中央
から離れた位置に設置した湯面レベル計、６ｃと７ｃは
浸漬ノズル３近傍に設置した湯面レベル計である。電磁
コイル５は浸漬ノズル３を中心として左右に分割されて
おり、溶鋼の流動制御を容易とするためには、左右に分
割された電磁コイル５は独自に電源を印加できることが
望ましい。電磁コイル５から発生する磁場は、磁場が移
動する移動磁界又は磁場が固定された静磁場のどちらで
も良い。移動磁場は溶鋼流を減速し、且つ加速すること
ができるという特徴を有しており、鋳造条件、鋳型型式
等から移動磁界又は静磁場のどちらか適宜選択すれば良
い。湯面レベル計６ａ、６ｂ、６ｃ、７ａ、７ｂ、７ｃ
は、渦流式レベル計等の非接触式レベル計を用いる。

【００３８】８ａ、８ｂは周波数解析装置であり、湯面
レベル計６ａ、６ｂ、６ｃにて測定された信号は周波数
解析装置８ａで、又、湯面レベル計７ａ、７ｂ、７ｃで
測定された信号は周波数解析装置８ｂで、それぞれ周波
数解析処理される。９は演算装置であり、周波数解析装
置８ａ及び８ｂで処理された信号を入力し、演算処理す
る。１０は電磁コイルの制御装置、１１は演算装置９の
出力の表示装置、１２は溶鋼、１３は鋳型内で凝固した
凝固シェル、１４は浸漬ノズル３からの溶鋼１２の吐出
流である。

【００３９】溶鋼１２は、浸漬ノズル３内にてＡｒガス
吹き込み管４からＡｒガスを所定量吹き込まれつつ、図
示せぬタンディッシュから浸漬ノズル３を介して、吐出
流１４とし、鋳型短辺１に向けて注入される。吹き込ま
れたＡｒガスは、浸漬ノズル３を通り、浸漬ノズル３の
吐出孔より鋳型内に浮上する。吐出流１４は、電磁コイ
ル５にて印加される磁場により減速される。

【００４０】湯面レベル計６ａ、６ｂ、６ｃ、７ａ、７
ｂ、７ｃで測定され、周波数解析装置８ａ、８ｂで周波
数解析された信号は、演算装置９に入力され、演算装置
９にて、特定の周波数域の信号量の多少を各湯面レベル
計で比較する。Ａｒガスの浮上が多い湯面位置では、特
定の周波数域の信号量が多いので、Ａｒガスの浮上位置
を検出することができる。

【００４１】即ち、鋳型短辺１近傍の湯面レベル計６
ａ、７ａにおいて、特定周波数域の信号量の増加が見ら
れる場合には、鋳型内溶鋼の流動はパターンＡ、浸漬ノ
ズル３近傍の湯面レベル計６ｃ、７ｃにおいて、特定周
波数域の信号量の増加が見られる場合には、鋳型内溶鋼
の流動はパターンＣ、又、鋳型幅方向に３箇所の湯面レ
ベル計において、特定周波数域の信号量が同程度である
場合は、鋳型内溶鋼の流動はパターンＢと推定される。

【００４２】特定の周波数域は、０．０１Ｈｚから１Ｈ
ｚの範囲内で、例えば０．５Ｈｚの周波数信号、又は、
０．４〜０．５Ｈｚの範囲の周波数信号の総量等、適宜
選択することができる。

【００４３】このようにして、湯面レベル計の測定信号
を指標にして、鋳型内溶鋼の流動パターンが推定できる
ので、鋳片品質が最も良好であるパターンＢとなるよう
に、浸漬ノズル内に吹き込むＡｒガス量又は電磁コイル
の磁場強度を調節して、鋳型内溶鋼の流動を制御する。

【００４４】浸漬ノズル内に吹き込むＡｒガス量の調整
は、演算装置９の出力を表示する表示装置１１から状況
を把握して、各湯面レベル計の特定の周波数域が略同一
となるように、図示せぬ手動式流量制御バルブにて行
う。又、磁場の調整は、演算装置９の出力を一定時間毎
に電磁コイルの制御装置１０に入力し、各湯面レベル計
で測定される特定の周波数域が略同一となるように、自
動的に磁場強度を調整して行う。

【００４５】湯面レベル計は渦流式レベル計が最適であ
るが、非接触式であれば渦流式レベル計以外のレベル計
であっても、本発明の支障とならない。又、本発明の実
施の形態では、湯面レベル計が、浸漬ノズル３を挟み片
側の鋳型短辺幅方向に３か所の場合について説明した
が、片側に２個以上あれば本発明の実施は可能であり、
浸漬ノズル３内へのＡｒガス吹き込み位置は、浸漬ノズ
ル３の上に設置されたストッパーや上部ノズルであって
も、又、Ａｒガス量及び磁場強度の調整方法は上記の方
法以外であっても、本発明の実施に全く支障とならな
い。

【００４６】

【実施例】湯面レベル計として渦流式レベル計を採用
し、図１に示す構成の湯面レベル測定装置を用いた本発
明の実施例を以下に説明する。 〔実施例１〕鋳型の寸法が厚み２５０ｍｍ、幅２０００
ｍｍであるスラブ連続鋳造機で、低炭素Ａｌキルド鋼を
鋳片引抜き速度１．６ｍ／ｍｉｎで鋳造した。鋳型長辺
には、鋳型幅方向に２分割された電磁コイルを設置し
た。電磁コイルの鋳造方向の中心位置は、浸漬ノズル吐
出孔の下端から１５０ｍｍ下方の位置とした。この電磁
コイルにより、溶鋼吐出流に対して鋳型短辺から浸漬ノ
ズル側に移動する左右対称な１３００ガウスの移動磁界
を印加して吐出流の減速を行うと共に、浸漬ノズル内に
Ａｒガスを吹き込んだ。浸漬ノズルの鋳型内浸漬部の外
径は１６０ｍｍΦである。

【００４７】渦流式レベル計を、浸漬ノズルを挟んだ両
方の鋳型短辺側に、鋳型厚みの中心で、鋳型中央から１
８０ｍｍ（浸漬ノズル近傍）、５００ｍｍ（鋳型幅１／
４付近）、９００ｍｍ（鋳型短辺近傍）の３か所の位置
に、浸漬ノズル左右に合計で６個設置した。

【００４８】浸漬ノズルへのＡｒガス吹き込み量を１０
Ｎｌ／ｍｉｎとして、鋳造を開始した。この時はノズル
近傍の左右２つの渦流式レベル計において、０．５Ｈｚ
付近の周波数域の信号量の増加が見られた。即ち、鋳型
内溶鋼流動は、パターンＣであることが判明した。

【００４９】そのため、鋳型内溶鋼流動をパターンＢと
するため、鋳型幅方向に設置した３個の渦流式レベル計
における０．５Ｈｚ域の信号量が同程度になるように、
浸漬ノズルに吹き込むＡｒガス流量を調整した。Ａｒガ
ス流量を６Ｎｌ／ｍｉｎとした場合に、鋳型幅方向の３
個の渦流式レベル計における０．５Ｈｚ域の信号量を同
程度とすることができた。そこで、この条件での鋳造を
継続した。

【００５０】鋳造後、鋳片を薄鋼板に圧延して、薄鋼板
を超音波探傷試験して、モールドパウダーに起因する欠
陥を調査した。

【００５１】鋳型内溶鋼流動をパターンＢとした領域の
鋳片では、モールドパウダーに起因する欠陥は皆無であ
ったが、鋳型内溶鋼流動がパターンＣの領域の鋳片で
は、モールドパウダー性欠陥が発見された。

【００５２】このように、鋳型内におけるＡｒガスの浮
上位置から鋳型内溶鋼の流動パターンを推定し、浸漬ノ
ズルに吹き込むＡｒガス量の変更で、鋳型内溶鋼流動を
最適のパターンに変更することができた。

【００５３】〔実施例２〕鋳型の寸法が厚み２５０ｍ
ｍ、幅１８００ｍｍであるスラブ連続鋳造機で、極低炭
素Ａｌキルド鋼を鋳片引抜き速度２．５ｍ／ｍｉｎで鋳
造した。鋳型長辺には、鋳型幅方向に２分割された電磁
コイルを設置した。電磁コイルの鋳造方向の中心位置
は、浸漬ノズル吐出孔の下端から１５０ｍｍ下方の位置
とした。この電磁コイルは左右独立した電源に接続さ
れ、溶鋼吐出流に対し、移動磁界を左右独立に印加でき
るようになっている。又、浸漬ノズル内には９Ｎｌ／ｍ
ｉｎのＡｒガスを吹き込んだ。浸漬ノズルの鋳型内浸漬
部の外径は１６０ｍｍΦである。

【００５４】渦流式レベル計を、浸漬ノズルを挟んだ両
方の鋳型短辺側に、鋳型厚みの中心で、鋳型中央から１
８０ｍｍ（浸漬ノズル近傍）、４５０ｍｍ（鋳型幅１／
４付近）、８００ｍｍ（鋳型短辺近傍）の３か所の位置
に、浸漬ノズル左右に合計で６個設置した。

【００５５】電磁コイルに磁界を印加せず鋳造を開始し
た。この時、鋳型短辺側の２つの渦流式レベル計で、
０．４Ｈｚ付近の周波数域の信号量の増加が見られた。
即ち、鋳型内溶鋼の流動は、パターンＡであることが判
明した。

【００５６】そのため、鋳型内溶鋼流動をパターンＢと
するため、鋳型幅方向に設置した３個の渦流式レベル計
における０．４Ｈｚ域の信号量が同程度になるように、
鋳型短辺から浸漬ノズル側に移動する移動磁界を印加
し、移動磁界の強度を徐々に増加させた。左右の電磁コ
イルとも移動磁界が１５００ガウスとなる時点で、鋳型
幅方向の３個の渦流式レベル計における０．４Ｈｚ域の
信号量が同程度となったので、以後この条件で鋳造を継
続した。

【００５７】鋳造後、鋳片を薄鋼板に圧延して、薄鋼板
を超音波探傷試験して、モールドパウダーに起因する欠
陥を調査した。

【００５８】鋳型内溶鋼流動をパターンＢとした領域の
鋳片では、モールドパウダーに起因する欠陥は皆無であ
ったが、鋳型内溶鋼流動がパターンＣの領域の鋳片で
は、モールドパウダー性欠陥が発見された。

【００５９】このように、鋳型内におけるＡｒガスの浮
上位置から鋳型内溶鋼の流動パターンを推定し、電磁コ
イルにより印加する磁界の強度を調整することで、鋳型
内溶鋼流動を最適のパターンに変更することができた。

【００６０】

【発明の効果】本発明によれば、連続鋳造の鋳造中に、
鋳型内のＡｒガス浮上位置を検出することで、鋳型内溶
鋼の流動パターンを迅速に推定することができ、更に、
そのパターンを最適化することが可能なため、品質の優
れた連続鋳造鋳片を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した連続鋳造鋳型部を示す図であ
り、（ａ）は側断面図、（ｂ）は平面図である。

【図２】連続鋳造鋳型内における、３種類の溶鋼流動パ
ターンを模式的に示した図である。

【図３】浸漬ノズル内のＡｒガス流量と溶鋼スループッ
トとによるＡｒガス気泡の形状に及ぼす影響を模式的に
示した図である。

【図４】浸漬ノズル内のＡｒガス流量と溶鋼スループッ
トとを因子とした鋳型内溶鋼流動パターン区分の概念を
示した図である。

【図５】磁場強度指数と溶鋼スループットとを因子とし
て、数値解析により求めた鋳型内溶鋼流動パターン区分
の一例を示した図である。

【図６】鋳型内流動パターン別に製品不良発生率を調査
した結果を示した図である。

【図７】水モデル実験における鋳型内流動パターン別に
鋳型幅方向でのＡｒガス浮上分布を調査した結果を示し
た図である。

【図８】湯面レベル計として渦流式レベル計を用い、測
定信号を周波数解析した結果の例を示した図である。

【符号の説明】

１；鋳型短辺 ２；鋳型長辺 ３；浸漬ノズル ４；Ａｒガス吹き込み管 ５；電磁コイル ６ａ、６ｂ、６ｃ；湯面レベル計 ７ａ、７ｂ、７ｃ；湯面レベル計 ８ａ、８ｂ；周波数解析装置 ９；演算装置 １０；電磁コイルの制御装置 １１；表示装置 １２；溶鋼 １３；凝固シェル １４；吐出流

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保 典子 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 浸漬ノズル内の溶鋼にＡｒガスを吹き込
   みつつ、溶鋼を鋳型内に注入する連続鋳造方法におい
   て、浸漬ノズルと両側の鋳型短辺との間にそれぞれ複数
   の湯面レベル計を設置し、これらの湯面レベル計による
   測定信号を周波数解析処理し、周波数解析処理後の測定
   信号のうち特定の周波数域の信号量を比較して、信号量
   の多少から鋳型内湯面におけるＡｒガスの浮上位置を検
   出し、検出した浮上位置から鋳型内の溶鋼流動パターン
   を推定することを特徴とする鋼の連続鋳造鋳型内におけ
   る溶鋼流動検知方法。
2. 【請求項２】 前記特定の周波数域が、０．０１Ｈｚ以
   上１Ｈｚ以下であることを特徴とする請求項１に記載の
   溶鋼流動検知方法。
3. 【請求項３】 浸漬ノズル内の溶鋼にＡｒガスを吹き込
   み、且つ浸漬ノズルからの溶鋼吐出流に磁場を印加しつ
   つ溶鋼を鋳型内に注入する連続鋳造方法において、浸漬
   ノズルと両側の鋳型短辺との間にそれぞれ複数の湯面レ
   ベル計を設置し、これらの湯面レベル計による測定信号
   を周波数解析処理し、周波数解析処理後の測定信号のう
   ち特定の周波数域の信号量が、前記複数の湯面レベル計
   において実質的に同一となるように、吐出流に印加する
   磁場強度、又は、浸漬ノズル内へのＡｒガス吹き込み量
   を調節することを特徴とする鋼の連続鋳造鋳型内におけ
   る溶鋼流動制御方法。
4. 【請求項４】 前記特定の周波数域が、０．０１Ｈｚ以
   上１Ｈｚ以下であることを特徴とする請求項３に記載の
   溶鋼流動制御方法。