JPS6174763A - 連続鋳造機における鋳片の表面温度制御方法 - Google Patents
連続鋳造機における鋳片の表面温度制御方法Info
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- JPS6174763A JPS6174763A JP19271684A JP19271684A JPS6174763A JP S6174763 A JPS6174763 A JP S6174763A JP 19271684 A JP19271684 A JP 19271684A JP 19271684 A JP19271684 A JP 19271684A JP S6174763 A JPS6174763 A JP S6174763A
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- Japan
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
- B22D11/22—Controlling or regulating processes or operations for cooling cast stock or mould
- B22D11/225—Controlling or regulating processes or operations for cooling cast stock or mould for secondary cooling
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は連続鋳造機における鋳片の表面温度を制御する
ための制御方法に関する。
ための制御方法に関する。
［従来技術］
連続鋳造機では鋳型（モールド）から引き抜かれるスラ
ブ等の鋳片を冷却するため、所定の鋳込速度を維持しな
がら、予じめ定められた温度降下パターンに従って鋳片
を所定の温度まで冷却している。
ブ等の鋳片を冷却するため、所定の鋳込速度を維持しな
がら、予じめ定められた温度降下パターンに従って鋳片
を所定の温度まで冷却している。
ところで連続鋳造機の２次冷却帯は複数の散水区分（以
下冷却ゾーンという。）に分かれており、２次冷却帯に
おいて鋳型から引き抜かれる鋳片を冷却するための冷却
水の制御方法として、（１） オペレータの手動設定
による定値制御方法。
下冷却ゾーンという。）に分かれており、２次冷却帯に
おいて鋳型から引き抜かれる鋳片を冷却するための冷却
水の制御方法として、（１） オペレータの手動設定
による定値制御方法。
（２）鋳込み速度によって総冷却水量を決定し、２次冷
却帯の各冷却ゾーンに対して一定比率で分配する速度カ
スケード制御方法。
却帯の各冷却ゾーンに対して一定比率で分配する速度カ
スケード制御方法。
（３）伝熱モデルを用いて各トラッキング面の温度分布
を刻々計算すると共に、２次冷却帯の各冷却ゾーンの出
側における計算温度と実測温度との関係から学習された
熱伝達係数によって上記の伝熱モデルを修正して各冷却
ゾーンにおける冷却水量を制御する制御方法などが知ら
れている。
を刻々計算すると共に、２次冷却帯の各冷却ゾーンの出
側における計算温度と実測温度との関係から学習された
熱伝達係数によって上記の伝熱モデルを修正して各冷却
ゾーンにおける冷却水量を制御する制御方法などが知ら
れている。
ところが、（１）の方法の場合、鋳込み開始終了時やり
／ディツシュ交換時の様に鋳造速度の変化や停止に対し
て適切に追従するのは不可能である。
／ディツシュ交換時の様に鋳造速度の変化や停止に対し
て適切に追従するのは不可能である。
（２）の方法の場合、冷却バター７を空間的に定めてし
まい、鋳片内における冷却プロセスという時間的な概念
は考慮しておらず鋳込速度か急変すると、直ちにこれに
対応し、凝固状態かそれ程度化していない場合にも冷却
水の散布量を急変させるので、冷却の不均一、それに伴
う鋳片の品質欠陥が発生するという問題点がある。
まい、鋳片内における冷却プロセスという時間的な概念
は考慮しておらず鋳込速度か急変すると、直ちにこれに
対応し、凝固状態かそれ程度化していない場合にも冷却
水の散布量を急変させるので、冷却の不均一、それに伴
う鋳片の品質欠陥が発生するという問題点がある。
（３）の方法は、鋳片内の冷却プロセスという時間的な
概念は考慮しているが、正確な冷却水量を決定するため
には所謂二次元で伝熱解析を行なわねばならず、非常に
複雑な演算を行わなければならなかった。
概念は考慮しているが、正確な冷却水量を決定するため
には所謂二次元で伝熱解析を行なわねばならず、非常に
複雑な演算を行わなければならなかった。
［発明の目的］
本発明の目的は、複雑な伝熱計算をすることがなく、極
めて精度よく鋳片の表面温度を制御することのできる制
御方法を提供することである。
めて精度よく鋳片の表面温度を制御することのできる制
御方法を提供することである。
［発明の構成コ
本発明によれば、複数の散水区分に分かれた２次冷却帯
を有する連続鋳造機によって鋳造される鋳片の表面温度
を予じめ定められた温度降下パターンで制御するための
制御方法であって、前記鋳片の熱伝達率か前記散水区分
ごとに伝熱方程式（１）によって算出され、該熱伝達率
に基づいて前記温度降下パターンを算出するようにした
ことを特徴とする連続鋳造機における鋳片の表面温度制
御方法が得られる。
を有する連続鋳造機によって鋳造される鋳片の表面温度
を予じめ定められた温度降下パターンで制御するための
制御方法であって、前記鋳片の熱伝達率か前記散水区分
ごとに伝熱方程式（１）によって算出され、該熱伝達率
に基づいて前記温度降下パターンを算出するようにした
ことを特徴とする連続鋳造機における鋳片の表面温度制
御方法が得られる。
伝熱方程式
ただし、Ｃ：比熱（ＫｃＪ／’Ｃｋｇ） ｐ：密度（ｋ
ｇ／ｍ’） Ｔ：鋳片の表面温度（”Ｃ） ｋに：鋳片
の厚み方向の熱伝導り 率（ＫｃＩＩＱ／曹、ｌ：Ｃ） Ｑｙ：鋳片の厚さ方向
の抜熱量の初期値（ＫｃａＱ） ｘ：厚さ１方向の微少
部分、ａ：鋳片の中心から表面までの距離（ｍＸ厚さ方
向）、ｂ：鋳片の中心から表面までの距離（ｒＡ）（幅
方向）、ｉ：厚さ方向の任意の点を表わすサフィックス
、Ｊ：幅方向の任意の点を表わすサフィックス、ｄニー
次元及び二次元あ伝熱方程式と鋳片の側辺の抜熱量の実
測値を比較して決定された係数。
ｇ／ｍ’） Ｔ：鋳片の表面温度（”Ｃ） ｋに：鋳片
の厚み方向の熱伝導り 率（ＫｃＩＩＱ／曹、ｌ：Ｃ） Ｑｙ：鋳片の厚さ方向
の抜熱量の初期値（ＫｃａＱ） ｘ：厚さ１方向の微少
部分、ａ：鋳片の中心から表面までの距離（ｍＸ厚さ方
向）、ｂ：鋳片の中心から表面までの距離（ｒＡ）（幅
方向）、ｉ：厚さ方向の任意の点を表わすサフィックス
、Ｊ：幅方向の任意の点を表わすサフィックス、ｄニー
次元及び二次元あ伝熱方程式と鋳片の側辺の抜熱量の実
測値を比較して決定された係数。
［発明の実施例コ
以下本発明について実施例に基づいて説明する。
第１図を参照して、タンディツシュ１から鋳型（モール
ド）２に注入された溶鋼は、モールド壁面への伝熱によ
って１次冷却されつつ、除々に凝固シェルを形成し、ガ
イドロール３に沿って引き抜かれていく。引き抜かれて
きた鋳片４は２次冷却帯５でさらに冷却される。２次冷
却帯５はａ。
ド）２に注入された溶鋼は、モールド壁面への伝熱によ
って１次冷却されつつ、除々に凝固シェルを形成し、ガ
イドロール３に沿って引き抜かれていく。引き抜かれて
きた鋳片４は２次冷却帯５でさらに冷却される。２次冷
却帯５はａ。
ｂ、 ｃ、 ｄ及びｅの５つの散水区分に分割され
ており、各散水区分の境界点（始点及び終点含む）には
鋳片４の表面温度を検知する表面温度計６表面温度計６
（６ａ、 ６ｂ、 ６ｃ、 ６ｄ、 ６ｅ）で鋳片の
表面温度が測定されて、制御装置へその情報量が入力さ
れると、２次冷却水の最適水４を冷却する。
ており、各散水区分の境界点（始点及び終点含む）には
鋳片４の表面温度を検知する表面温度計６表面温度計６
（６ａ、 ６ｂ、 ６ｃ、 ６ｄ、 ６ｅ）で鋳片の
表面温度が測定されて、制御装置へその情報量が入力さ
れると、２次冷却水の最適水４を冷却する。
制御装置」０には第２図に示すように、上述した表面温
度計６からの鋳片表面温度情報の他に鋳片速度測定器１
１によって測定された鋳片の鋳込速度情報が人力される
。また制御装置１０には溶鋼温度、モールド冷却水量、
モールド冷却水温、スプレー冷却水温が測定人力され、
さらに鋼種（物理定数）、鋳片サイズ等の操作テーブル
が予じめ人力され前述したように最適の冷却水量が決定
されるとともに操作状況をディスプレイ（図示せず）等
で監視するようになっている。
度計６からの鋳片表面温度情報の他に鋳片速度測定器１
１によって測定された鋳片の鋳込速度情報が人力される
。また制御装置１０には溶鋼温度、モールド冷却水量、
モールド冷却水温、スプレー冷却水温が測定人力され、
さらに鋼種（物理定数）、鋳片サイズ等の操作テーブル
が予じめ人力され前述したように最適の冷却水量が決定
されるとともに操作状況をディスプレイ（図示せず）等
で監視するようになっている。
次に制御装置で鋳片の表面温度予測即ち鋳片の表面温度
を制御する５度降下パターンについて説明する。
を制御する５度降下パターンについて説明する。
まず、鋳片の厚さ方向をＸ軸、幅方向をｙ軸、鋳込方向
を２軸とすると、連続鋳造機における鋳片の凝固過程は
、次の熱伝導方程式（１）によって表わされる。
を２軸とすると、連続鋳造機における鋳片の凝固過程は
、次の熱伝導方程式（１）によって表わされる。
ｐ：密度（ｋｇｌＴｒ？）、Ｃ：比熱（ｋｃＪ／ ｋｇ
４ ”ｃ ）Ｔ ：鋳片の表面温度（°Ｃ）、ｋｘ：
Ｘ軸方向の熱伝導率、 ｋｙ：ｙ軸方向の熱伝導率、
ｋｚ：ｚ軸方向の熱伝導率、 ｖＣ：鋳込み速度（■／
公）一般に鋳込方向（２仙）の熱移動は微少であるので
、鋳片の断面における熱伝導を考えればよい。
４ ”ｃ ）Ｔ ：鋳片の表面温度（°Ｃ）、ｋｘ：
Ｘ軸方向の熱伝導率、 ｋｙ：ｙ軸方向の熱伝導率、
ｋｚ：ｚ軸方向の熱伝導率、 ｖＣ：鋳込み速度（■／
公）一般に鋳込方向（２仙）の熱移動は微少であるので
、鋳片の断面における熱伝導を考えればよい。
即ちＸ軸、ｙ軸方向の熱伝導率を考えればよいことにな
る。従って（１）式は下記の（２）式のようになる。
る。従って（１）式は下記の（２）式のようになる。
向における鋳片の表面、ｙＯはｙ軸方向における鋳片の
表面である。
表面である。
ところで、連続鋳造機における散水用スプレーノズルか
らの冷却水は鋳片の長辺にかかるように、スプレーノズ
ルが配置されている。従って、従来は連続鋳造機での鋳
片の熱移動は鋳片の厚さくＸ軸）方向が主であると仮定
し、伝熱計算は一次元で行なわれている。即ち（３）式
に示す伝熱方程式（３）を解いて、鋳片の表面温度予測
（温度降下バター７の予測）を行っていた。
らの冷却水は鋳片の長辺にかかるように、スプレーノズ
ルが配置されている。従って、従来は連続鋳造機での鋳
片の熱移動は鋳片の厚さくＸ軸）方向が主であると仮定
し、伝熱計算は一次元で行なわれている。即ち（３）式
に示す伝熱方程式（３）を解いて、鋳片の表面温度予測
（温度降下バター７の予測）を行っていた。
ところが上記の（３）式を用いて鋳片の表面温度降下パ
ターンを予測した場合、鋳片幅が大きなスラブでは精度
の高い予測が可能であるか、ブルーム及びビレットなど
のように短辺と長辺の比が１に近い鋳片の場合、短辺か
らの発熱（抜熱）が無視できず、かといって（２）式を
用いたのでは温度予測が極めて面倒になってしまう。
ターンを予測した場合、鋳片幅が大きなスラブでは精度
の高い予測が可能であるか、ブルーム及びビレットなど
のように短辺と長辺の比が１に近い鋳片の場合、短辺か
らの発熱（抜熱）が無視できず、かといって（２）式を
用いたのでは温度予測が極めて面倒になってしまう。
ここで第３図を参照して、断面形状長方形の鋳片の中心
を図示のように〇七し、縦軸をＸ軸、横軸をｙ軸とする
。また中心ＯからＸ軸方向の表面（Ａ）までの距離を１
１中心０からｙ軸方向の表面（Ｂ）までの距離をｂとす
る。
を図示のように〇七し、縦軸をＸ軸、横軸をｙ軸とする
。また中心ＯからＸ軸方向の表面（Ａ）までの距離を１
１中心０からｙ軸方向の表面（Ｂ）までの距離をｂとす
る。
一般に第４図（ａ）及び（ｂ）に示すようにＸ方向の温
度分布とｙ軸方向の温度分布は近似できる。又、鋳片は
熱伝導に関して等方形をもつと仮定できる。即ちｋ ｘ
＝ｋ ｙとすることができる。
度分布とｙ軸方向の温度分布は近似できる。又、鋳片は
熱伝導に関して等方形をもつと仮定できる。即ちｋ ｘ
＝ｋ ｙとすることができる。
上記の（２）式で示した伝熱方程式を差分型式で表わす
と、下記の（４）式のように表わすことができる。
と、下記の（４）式のように表わすことができる。
ｉ：Ｘ軸方向の任意の点を表わすサフィックスｊ：ｙ軸
方向の任意の点を表わすサフィックス第３図、第４図（
ａ）及び（ｂ）から明らかなように、△ｙ＝ｂ／ａ△ｘ
、ｋｘ＝ｋｙと設定できるから（４）式は（５）式のよ
うに変形することかできる。
方向の任意の点を表わすサフィックス第３図、第４図（
ａ）及び（ｂ）から明らかなように、△ｙ＝ｂ／ａ△ｘ
、ｋｘ＝ｋｙと設定できるから（４）式は（５）式のよ
うに変形することかできる。
（５）式における境界条件は、鋳片表面の厚さ方向（Ｘ
軸）、鋳片の幅方向（ｙ軸）からの抜熱であるけれども
、前述のよ−うに連続鋳造機の２次冷却帯での鋳片の表
面温度制御では鋳片の厚さ方向が問題となるので、厚さ
方向への抜熱をＱ（ｚ。
軸）、鋳片の幅方向（ｙ軸）からの抜熱であるけれども
、前述のよ−うに連続鋳造機の２次冷却帯での鋳片の表
面温度制御では鋳片の厚さ方向が問題となるので、厚さ
方向への抜熱をＱ（ｚ。
ｘ）＝Ｑｙとすると（５）式は（６）式のように表わす
ことかできる。
ことかできる。
であり、ｄは一次元及び二次元の伝熱方程式と鋳片の短
辺（側辺）の抜熱量の実測値を比較して決定された係数
である。
辺（側辺）の抜熱量の実測値を比較して決定された係数
である。
第（６）式を用いて第１図に示す連続鋳造機における鋳
片の表面忍度降下パターン即ち鋳片の表面温度予測を行
ったところ、第５図に示す結果が得らの距離とし、図中
Ｏ印は２色式温度計で実ｄ１１１された表面温度（鋳込
速度（ｖ ｃ ） ＝ １．０５ｉ／分Ｘ・印はハンデ
ィ式温度計で実測された表面温度（ｖｃ＝１゜０５ｍ１
分）、Δ印は２色式温度計で実測された表面温度（ｖｃ
＝１．１５＋／分）、Δ印はハンディ型温度計で実測さ
れた表面温度（ｖｃ＝１．Ｉ５ｍ／分）を表わす。第５
図に示すように予測温度（温度降下パターン）と実測温
度との差はそれほどないことがわかる。従って上記の（
６）式に基づいて鋳片の温度降下パターンを決定し、こ
の温度降下パターンによって鋳片の表面温度を制御すれ
ばよい。
片の表面忍度降下パターン即ち鋳片の表面温度予測を行
ったところ、第５図に示す結果が得らの距離とし、図中
Ｏ印は２色式温度計で実ｄ１１１された表面温度（鋳込
速度（ｖ ｃ ） ＝ １．０５ｉ／分Ｘ・印はハンデ
ィ式温度計で実測された表面温度（ｖｃ＝１゜０５ｍ１
分）、Δ印は２色式温度計で実測された表面温度（ｖｃ
＝１．１５＋／分）、Δ印はハンディ型温度計で実測さ
れた表面温度（ｖｃ＝１．Ｉ５ｍ／分）を表わす。第５
図に示すように予測温度（温度降下パターン）と実測温
度との差はそれほどないことがわかる。従って上記の（
６）式に基づいて鋳片の温度降下パターンを決定し、こ
の温度降下パターンによって鋳片の表面温度を制御すれ
ばよい。
［発明の効果］
このように、本発明によれば、複雑な２次の伝熱計算を
行うことなく、鋳片の適正な温度降下パターンを予測で
きるので、極めて精度よく鋳片の表面温度を制御するこ
とができる。
行うことなく、鋳片の適正な温度降下パターンを予測で
きるので、極めて精度よく鋳片の表面温度を制御するこ
とができる。
第１図は連続鋳造機における鋳片の鋳造過程を示すため
の図、第２図は鋳片の表面温度の制御手順を示すための
図、第３図は鋳片の断面を示すための図、第４図（ａ）
及び（ｂ）はそれぞれ第３図に示すＸ軸方向及びｙ軸方
向の温度分布を示すための図、第七図は本発明によって
算出された温度降下パターンを示すための図である。 １・・・タンディツシュ、 ２・・・鋳型（モールド）
、３・・・ガイトロール、 ４・・・鋳片、 ５・・・
２次冷却代理人（５８４１＞ヂｆ理士芦 ＥＥＩ
坦第１図 第２図
の図、第２図は鋳片の表面温度の制御手順を示すための
図、第３図は鋳片の断面を示すための図、第４図（ａ）
及び（ｂ）はそれぞれ第３図に示すＸ軸方向及びｙ軸方
向の温度分布を示すための図、第七図は本発明によって
算出された温度降下パターンを示すための図である。 １・・・タンディツシュ、 ２・・・鋳型（モールド）
、３・・・ガイトロール、 ４・・・鋳片、 ５・・・
２次冷却代理人（５８４１＞ヂｆ理士芦 ＥＥＩ
坦第１図 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 複数の散水区分に分かれた２次冷却帯を有する連続鋳造
機によって鋳造される鋳片の表面温度を予じめ定められ
た温度降下パターンで制御するための制御方法であって
、前記鋳片の熱伝達率が前記散水区分ごとに伝熱方程式
（１）によって算出され、該熱伝達率に基づいて前記温
度降下パターンを算出するようにしたことを特徴とする
連続鋳造機における鋳片の表面温度制御方法。 伝熱方程式 ｃｐ（∂Ｔ）／（∂ｔ）＝（Ｋｘ）／（Δｘ＾２）（Ｔ
ｉ＋１、ｊ−２Ｔｉ、ｊ＋Ｔｉ−１、ｊ）−Ｑｙ・・・
・・・（１） Ｑｙ＝ｄａ＾２／ｂ＾２（Ｋｘ）／（Δｘ＾２）（Ｔｉ
＋１、ｊ−２Ｔｉ、ｊ＋Ｔｉ−１、ｊ） ただし、Ｃ：比熱（Ｋｃａｌ／℃ｋｇ） ｐ：密度（ｋｇ／ｍ＾３） Ｔ：鋳片の表面温度（℃） Ｋｘ：鋳片の厚み方向の熱伝導率（Ｋｃａｌ／ｍ．ｈ℃
） Ｑｙ：鋳片の厚さ方向の抜熱量の初期値（Ｋｃａｌ） Δｘ：厚さ方向の微少部分、 ａ：鋳片の中心から表面までの距離（ｍ）（厚さ方向）
、 ｂ：鋳片の中心から表面までの距離（ｍ）（幅方向）、 ｉ：厚さ方向の任意の点を表わすサフィックス、 ｊ：幅方向の任意の点を表わすサフィックス、 ｄ：一次元及び二次元の伝熱方程式と鋳片の側辺の抜熱
量の実測値を比較して決定された係数
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19271684A JPS6174763A (ja) | 1984-09-17 | 1984-09-17 | 連続鋳造機における鋳片の表面温度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19271684A JPS6174763A (ja) | 1984-09-17 | 1984-09-17 | 連続鋳造機における鋳片の表面温度制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6174763A true JPS6174763A (ja) | 1986-04-17 |
Family
ID=16295868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19271684A Pending JPS6174763A (ja) | 1984-09-17 | 1984-09-17 | 連続鋳造機における鋳片の表面温度制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6174763A (ja) |
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-
1984
- 1984-09-17 JP JP19271684A patent/JPS6174763A/ja active Pending
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