JPS5946703B2 - 鋳型温度計測素子を備えた鋳型による連続鋳造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶融金属の連続鋳造における水冷金属鋳型に温
度検出素子を巾方向に密に備えた連続鋳造用鋳型を使用
する連続鋳造法に関するものである。

近年、連続鋳造鋳片を常温まで冷却せずに、高温のまま
、鋳片の顕熱を利用して直接に圧延機に送り、圧延加工
する（直送圧延）あるいは高温のまま加熱炉に装入する
技術（直接装入）が省エネルギー、工程節約、製造時間
の短縮の面から脚光をあびている。

しかし、疵のある鋳片は手入のため、直送圧延、直接装
入から除外しなければならない。

そこで、直送圧延や直接装入で、現在開発すべき課題の
一つとなっているのは高温での疵の検出、特に割れ疵の
検出技術である。

現状では、鋳片が高温の赤熱状態では表面疵の検出は難
かしく、次のような方法が取られている。

■ 圧延後の成品での疵検査。

■ 鋳片を数百°Ｃ以下まで冷却して、目視にて疵検査
をする。

■ 一連の連々鋳鋳片の内、一部の少数の鋳片を常温ま
で冷却して検査する。

■の方法では成品の歩留りが悪く、■の方法では鋳片の
顕熱を有効に利用することが出来ない。

さらに■では全数の鋳片゛の正確な判定が下せない。

一方、最近では赤熱状態の高温鋳片に紫外線を照射して
、フィルターにて観察する技術や鋳片表層部に高周波誘
導電流を生じさせて疵を検出する技術が開発されつつあ
るが、まだ完全には実用化されていないのが現状である
。

また以上の従来技術のいずれの方法も鋳片が連鋳機を出
てから表面疵の発生が検知されるものであり、その検出
結果を連続鋳造操業にただちに反映することはできない
。

そこで、本発明においては温度検出素子を備えた鋳型を
使用することにより、鋳片が鋳型内にある時点において
、鋳片表面割れ、ことに縦割れを検出し、その情報をた
だちに鋳造中の連鋳機の操業および鋳造された鋳片の処
理工程に反映することを可能とした。

また、連続鋳造操業を阻害する大きな要因の−つにブレ
ークアウトがある。

ブレークアウトの検知は、従来きわめて難かしいことで
あり、その予知はほとんど実施されていなかった。

従来の検知法には、鋳型直下の鋳片バルジング量を検出
して、その値の大小から判定する方法がある。

しかし、この方法は統計的にブレークアウト発生の確率
の高い状態を検出するにすぎず、ブレークアウトを直接
的に鋳型内で検出することはできない。

そこで本発明は鋳型内の温度を巾方向に複数点計測する
ことにより、鋳型内でのブリード特、凝固シェルの破断
を直接検出できる方法を提供するものである。

そして、本発明によれば、凝固シェルの破断を鋳型内で
検知でき、その破断箇所が鋳型下端から露出する前に操
業上の対処をほどこすことによって、ブレークアウト発
生の防止に利用することが可能であり之によってブレー
クアウト発生率を大巾に低減することが可能となった。

また、本発明によれば鋳型内でのブリード疵の検出をも
行ないうる。

本発明において使用する鋳型は例えば測温素子として鋳
型銅板を銅極とした銅−コンスタンクン熱電対を備えた
スラブ鋳造用のものであり、熱電対の配置は長辺鋳型プ
レートの縦方向のほぼ中央部分に巾方向に密に第１図ま
たは第２図のように配置する。

鋳片表面割れを精度よく検出するために、熱電対の縦方
向の位置は、通常の湯面位置から１５０１１！？＋！よ
り下方で（第１図、第２図においてＸ≧１５０ｔｍ）、
巾方向の間隔は７０朋より密に（第１図、第２図におい
て１６７０ｍｍ）望ましくは４５朋より密に配置す不必
要がある。

また、測温点銅板厚み方向の深さは鋳型内面から５〜２
５ＷｔＴＩＬの深さとすることが、検出精度および銅板
寿命の点から好ましい。

なお、第２図の配置は熱電対が相互に縦方向にずれた配
置となっているが、巾方向の配置が十分密であるならば
、この縦方向のずれは実用上の支障はない。

次に熱電対を備えた鋳型による縦割れ検出法およびブレ
ークアウト発生の予知法について説明する。

第３図では、鋳型熱電対の中で、隣接した三本の熱電対
をＡ、Ｂ、Ｃとし、その出力の時間変動を示している。

今、鋳型内の巾でＢの位置に縦割れが発生したとすると
、Ｂの部分の、あるいはその周囲も含めて鋳型温度が低
下する。

そのため、Ｂの熱電対の出力変動がＰ点のように定常レ
ベルから低温側へ偏倚する。

すなわち、巾方向に密に埋められた熱電対出力を監視す
ることにより、どの時刻のどの位置に割れが発生したか
検知することが可能である。

また、顕著な割れを発生するような低温部の巾は、巾方
向の熱電対の２〜４本にわたって出現することもある。

但し、全部の熱電対は一様に低温側へ偏倚した場合は、
鋳造速度の変動などの他の要因によると見られる。

次にブレークアウト発生の前兆現象としては、第４図の
鋳型断面に示すごとく、凝固シェルの一部が鋳型側にく
っつき、鋳片側シェルと縁が切れた状態にある。

鋳片が引抜かれて行くと、この鋳型側の凝固シェルと鋳
片側の凝固シェルとの間隙ｙ点は徐々に鋳型下方へ移動
して行き、このｙ点が鋳型下端から出たときにブレーク
アウトを生ずる。

このとき鋳型熱電対の出力は第５図のように、一時高温
側へ急激に偏倚した後に低温側へ移行する。

しかも、ブレークアウトを生ずるような場合においては
複数個の測温点が、時間的に多少のずれがあるが、第５
図のような変動を示した後にブレークアウトを発生する
ことが確認されている。

なお、一点の熱電対が急激な温度上昇を示す場合は単な
る鋳型内の小規模なブリード現象にすぎずブレークアウ
トの前兆現象としては、必ず複数個の測温点の高温側へ
の偏倚によって判定すべきである。

本発明を実施例にもとづいて説明する。

本発明の実症例として、第１図および第２図に示すとと
く熱電対を配置した鋳型を使用した。

鋳型の上端からおよそ５００朋の位置に食中にわたって
、３４〜５０ｍｍ間隔て熱電対を埋め込む。

前述のように一部の熱電対が他の熱電対の定常レベルよ
り低温側に約ｉｏ℃以上偏倚することにより縦割れ発生
情報としている。

一方、複数個の隣接した熱電対が高温側へ比較的急激に
偏倚することによりブレークアウト発生の予知情報とし
ている。

そして、これらの情報をただちに操業に反映することに
より鋳片の向は先、品質改善、ブレークアウトの防止に
役立てている。

例えば、鋳造中に縦割れ発生が検知された場合、そのス
ラブは加熱炉への直接装入から外され、手入れラインへ
流サレる。

また、鋳造中に縦割れ発生が頻繁に生ずる場合は、鋳造
速度を低下させ、低速用パウダーに切り換えるなどの処
置により、以降に鋳造される鋳片に縦割れを発生するこ
とを防止して鋳造を続行している。

一方、ブレークアウトの防止に関しては、ブレークアウ
ト発生の予知情報が発せられたならば、オペレーターは
ただちに可能な限り鋳造速度を低下させ、さらに可能で
あれば数秒〜十数秒間鋳片の引抜きを停止した後に、引
抜きを再開する。

この処置によって鋳片の破断部に凝固シェルが生成し、
鋳型側にくっついていた凝固シェルは鋳片側シェルに溶
着されて引抜かれて行く。

このようにして、ブレークアウト発生の予知情報が発せ
られた場合、迅速に処置することによってブレークアウ
トの発生を未然に防止している。

本発明法を適用した操業によって、表１に示すごとく、
鋳片表面縦割れ手入れ係数およびブレークアウト発生率
は約半減と大巾な改善効果が得られている。

また、本発明の縦割れ発生情報によって、鋳片に割れ疵
が無いと判定されたスラブは加熱炉へ熱片状態で直接装
入し、一方疵があると判定されたものは直接装入から外
されて冷却し、手入れラインを通るように工程が組まれ
ている。

そのため、従来は割れ疵が皆無となる鋼種しか直接装入
されなかったが、鋳型温度情報の利用によって、直接装
入を効率よく実柿することが可能となり表１のごとく、
直接装入率が２倍以上と飛躍的に向上した。

【図面の簡単な説明】

第１図は熱電対を横方向に一列に配列ルた熱電対埋込み
鋳型を示す斜視図、第２図は熱電対取付位置を縦方向に
ずらした熱電対埋込み鋳型を示す斜視図、第３図は縦割
れ発生時の鋳型温度変動の一例を示す説明図、第４図は
ブレークアウト発生前の鋳型向凝固シェルの状況を示す
説明図、第５図はブレークアウト発生時の鋳型温度変動
の一例を示すグラフである。 １・・・・・・長辺鋳型プレート、２・・・・・・短辺
鋳型プレート、３・・・・・・熱電対取付部、４・・・
・・・鋳型側凝固シェル、５・・・・・・溶鋼側凝固シ
ェル、６・・・・・・溶鋼。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 連続鋳造用鋳型の幅方向に、密な間隔で、鋳型温度
   検出素子を配設し、該鋳型温度検出素子によって検出す
   る鋳型温度の定常水準からの低温側の偏倚によって鋳片
   の表面割れ発生を、また前記鋳型温度検出素子によって
   検出する鋳型温度の定常水準からの高温側の偏倚によっ
   て鋳片の凝固シェルの破断或はブレークアウトの発生を
   予知して操業することを特徴とする鋳型温度計測素子を
   備えた鋳型による連続鋳造法。