KR20140101410A - Method for estimating slab temperature in continuous casting, method for estimating coagulation completion state of slab, and method for continuous casting - Google Patents
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Abstract
주편의 온도를 전열 계산에 의하여 추정하는 주편 온도 추정 방법을 전제로 한다. 주편의 응고 완료 위치의 통과를 검출하는 초음파 센서, 주편의 응고 완료 위치를 상기 초음파 센서에 의한 검출 위치에 대해 상류측으로부터 하류측을 향하여 (또는 하류측으로부터 상류측을 향하여) 이동시키는 응고 완료 위치 이동 수단, 상기 초음파 센서가 응고 완료 위치를 검출한 주편 위치의 표면 온도를 측정하는 온도계, 및 상기 초음파 센서가 응고 완료 위치를 검출한 주편 위치에 있어서의, 주편 두께 방향 중심부의 온도의 계산값을 고상선 온도와 일치시키고, 또한 주편 표면 온도를 상기 온도계의 측정 온도와 일치시키도록, 상기 전열 계산에서 사용하는 파라미터 중 적어도 1 개의 파라미터값을 수정하는 파라미터 수정부를 구비한다.The casting temperature estimation method is based on the assumption that the casting temperature is estimated by the heat transfer calculation. An ultrasonic sensor for detecting the passage of the solidification completion position of the casting, a solidification completion position for moving the solidification completion position of the casting from the upstream side to the downstream side (or from the downstream side to the upstream side) with respect to the detection position by the ultrasonic sensor A thermometer for measuring the surface temperature of the brew position where the ultrasonic sensor has detected the solidification completion position and a calculation value of the temperature at the center of the brew thickness in the brew position where the ultrasonic sensor has detected the solidification completion position And corrects at least one parameter value among the parameters used in the heat transfer calculation so as to match the surface temperature of the slab with the temperature of the thermometer.
Description
본 발명은, 연속 주조에 관한 기술이며, 연속 주조 중인 스트랜드 내의 응고 완료 위치·형상을 정확하게 파악하여, 응고 완료 위치가 항상 연속 주조기 내에 있도록 제어하면서, 최대의 인발 속도 (주조 속도) 를 실현함과 함께, 주편 내부 품질과 상관이 높은 응고 완료 형상을 최적으로 제어하는 것을 가능하게 하기 위한 연속 주조 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a continuous casting technique, which realizes a maximum drawing speed (casting speed) while accurately controlling the position and shape of solidification in a strand during continuous casting and controlling so that the solidified position is always within the continuous casting machine The present invention also relates to a continuous casting technique for making it possible to optimally control a solidified finished shape highly correlated with the internal quality of a cast steel.
연속 주조기의 조업에 있어서, 주조 중인 주편의 응고 상태를 파악하는 것은 매우 중요하다. 예를 들어, 주형 내 냉각 후의 냉각 스프레이에 의한 2 차 냉각이 불충분하기 때문에 주편 내부가 완전하게 응고되지 않은 채로 연속 주조기 밖으로 나온 경우에는, 그 주편을 절단했을 때에 주편 내부의 미응고 용강이 유출되어, 큰 트러블이 된다. 또, 연속 주조기 내에서는, 주형 바로 아래에서 하방으로 인발된 주편을 수평 방향으로 굽히는 교정부가 있다. 그 교정하는 부분에 있어서의 주편 온도가 주편의 취화 온도역이 되지 않도록 2 차 냉각을 설정할 필요가 있다. 또, 냉각 스프레이의 배치나 특성 등에 따라, 주편의 폭 방향의 수량 (水量) 밀도 분포는 고르지 않은 경우가 있다. 이 때문에, 일반적으로 응고 완료 위치의 주편 폭 방향의 형상은 완전하게 플랫이 아니고, 다소의 요철이 생긴다. 이 요철이 커지면, 요철의 오목 부분에 불순물이 농축됨으로써, 불순물을 기점으로 한 균열 등이 생기기 쉬워져, 제품 품질을 저하시킨다.In continuous casting machine operation, it is very important to understand the solidification state of cast steel during casting. For example, when secondary cooling by cooling spray after cooling in a mold is insufficient, if the inside of the cast steel comes out of the continuous casting machine without being completely solidified, the non-solidified molten steel inside the cast steel flows out when the cast steel is cut , It becomes a big trouble. Also, in the continuous casting machine, there is a part for calibrating the cast steel in the horizontal direction, which is drawn downwardly from below the casting mold. It is necessary to set the secondary cooling so that the casting temperature in the portion to be calibrated does not become the embrittling temperature region of the casting. Further, the density (water amount) density distribution in the width direction of the cast steel may be uneven depending on the arrangement and characteristics of the cooling spray. Therefore, generally, the shape of the solidification completion position in the widthwise direction of the slab is not completely flat, and some irregularities are generated. When the irregularities become large, the impurities are concentrated in the concave portions of the irregularities, so that cracks or the like starting from impurities are liable to occur, and the product quality is deteriorated.
연속 주조 중인 주편의 내부 온도의 실계측에 대해 다양한 제안이 이루어지고 있다. 그러나, 일반적으로는 계측기 등의 사용 환경이 고온으로 매우 가혹하기 때문에, 조업 중에 항상 사용할 수 있는 것은 아직 없다. 그 때문에, 일반적으로는 전열 모델을 사용한 전열 계산에 의하여 주편 길이 방향에 따른 주편 온도를 추정함으로써, 응고 상태의 추정이 실시되고 있다. Various proposals have been made on the actual measurement of the internal temperature of the cast steel during continuous casting. However, in general, since the environment of use of the measuring instrument is very high at a high temperature, there is no one that can always be used during operation. Therefore, in general, the casting state is estimated by estimating the casting temperature along the casting length direction by heat transfer calculation using an electric heating model.
예를 들어 특허문헌 1 에서는, 연속 주조 중인 스트랜드 내에 소정 길이의 주조가 진행될 때마다 주조 방향에 수직인 계산 끝면을 발생시키고 있다. 그리고, 그 계산 단면이 주조 방향에 연속하여 설정된 복수의 존을 각각 통과하고, 다음 존 입측 경계에 도달한 시점에서, 계산 단면이 직전에 통과한 존의 평균 냉각 조건을 기초로, 그 계산 단면 내의 2 차원 응고 계산을 실시한다. 또한, 그 계산으로 얻어진 계산 단면 내의 온도 분포를, 다음 존 이후에 실시하는 상기 응고 계산의 초기값으로서 부여하여, 순차적으로 계산 단면 내의 응고 계산을 실시하고, 최종 존 입측 경계에서의 계산 단면 내의 온도 분포를 구하는 방법이 개시되어 있다.For example, in
이에 대하여, 특허문헌 2 에는, 연속 주조기의 물리 현상을 수식화한 제어 모델을 사용하여 설정한 냉각 스프레이의 유량 지령에 기초하여 주조한 결과 얻어진 주편의 온도와, 상기 제어 모델을 사용하여 산출된 주편의 온도의 차분으로부터, 그 제어 모델이 갖는 파라미터의 값을 수정하는 것이 개시되어 있다.On the other hand, Patent Document 2 discloses a technique in which the temperature of a cast steel obtained as a result of casting based on a flow rate command of a cooling spray set using a control model obtained by modifying a physical phenomenon of a continuous casting machine, It is disclosed that the value of the parameter of the control model is modified from the temperature difference.
또, 특허문헌 3 에는, 연속 주조에 있어서, 적어도 연주품의 합금 성분, 단면 치수, 주조 온도, 주조 속도, 주편 표면으로부터의 열 유속 (流束) 분포에 관한 조업 조건에 기초하여, 응고 상태를 시뮬레이트하는 연산 수단을 갖는 연속 주조 시스템이 개시되어 있다. 이 연속 주조 시스템에서는, 주편 표면 온도를 적어도 1 점 측정하는 수단을 구비하고, 당해 측정 온도에 기초하여, 상기 연산에 있어서, 상기 측정점에 있어서의 표면 온도의 계산값이 상기 측정 온도와 일치하도록, 상기 주편 표면으로부터의 열 유속 분포를 보정한다.Patent Document 3 discloses a technique of simulating a solidification state based on at least operating conditions relating to alloy components, cross-sectional dimensions, casting temperature, casting speed, and heat flux (flux) distribution from a casting surface in continuous casting A continuous casting system having an operation means for performing a continuous casting operation. The continuous casting system is provided with means for measuring at least one point on the surface of the cast steel, and based on the measured temperature, in the calculation, the calculated value of the surface temperature at the measuring point coincides with the measured temperature, The heat flux distribution from the surface of the slab is corrected.
상기 특허문헌 1 과 같은 응고 계산에서는, 주편에 못 박기 (nail shooting method) 등을 실시하여, 응고 위치를 확인하고, 실제 응고 상태와의 일치성을 보상하는 것이 일반적이다. 그리고, 일단 조정이 실시되면, 그 상태에서 계산 결과를 이용한 조업이 실시된다. 그러나, 주조 조건이나 강종이 상이한 경우나 냉각 기기의 변경, 혹은 경년 열화, 일시적인 고장 등, 계산 조정이 실시된 시점과 상이한 상태가 발생한 경우에는, 계산에 의한 응고 상태의 추정 결과가 실제와 상이한 것이 된다는 문제가 있다.In the solidification calculation as in the
특허문헌 2 및 3 의 기술에서는, 전열 모델의 파라미터를 수정함으로써, 온도 측정점에 있어서는, 주편 온도의 측정값과 계산값을 일치시킬 수는 있다. In the technologies of Patent Documents 2 and 3, by modifying the parameters of the heat conduction model, it is possible to match the measured value and the calculated value of the cast steel temperature at the temperature measuring point.
그러나, 주편의 내부 온도의 계산값에 관해서는 실제 주편의 내부 온도에 맞추고 있는 것은 아니기 때문에, 수정 후의 전열 모델 (전열 계산) 을 사용했다고 하더라도 응고 완료 위치를 올바르게 추정할 수 있었다는 것은 보증할 수 없다. 그 때문에, 응고 완료 위치가 연주기를 벗어나, 큰 트러블이 될 우려가 있다. 또, 교정 포인트에 있어서의 주편 온도가 주편의 취화역이 되어, 주편 표면에 균열이 생기는 품질 트러블을 초래할 우려도 있다.However, since the calculated value of the internal temperature of the cast steel does not match the actual internal temperature of the cast steel, it can not be guaranteed that the coagulated finished position can be correctly estimated even if the heated heat transfer model (heat transfer calculation) is used . For this reason, there is a possibility that the solidified position is out of the player and becomes a big trouble. In addition, there is a possibility that the casting temperature at the calibration point becomes the embrittlement zone of the casting, resulting in a quality trouble that the casting surface is cracked.
또, 응고 완료 위치에서의 응고 형상의 추정에 대해서는 고려되고 있지 않아, 응고 형상의 폭 방향의 요철에는 대응할 수 없다. Further, the estimation of the solidification shape at the solidification completion position is not taken into consideration, and it is impossible to cope with the unevenness of the solidification shape in the width direction.
본 발명은, 상기와 같은 점에 주목하여 이루어진 것으로, 연속 주조에 의하여 제조되는 주편의 응고 완료 위치 혹은 형상을 보다 양호한 정밀도로 추정하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to estimate a solidified position or shape of a cast steel produced by continuous casting with better accuracy.
본 발명의 요지는 이하와 같다. The gist of the present invention is as follows.
(1) 주형에 주입된 용강을 그 주형 내에서 1 차 냉각 후, 표층이 응고된 주편을 인발하면서 2 차 냉각을 실시함으로써 연속하여 주편을 제조하는 연속 주조에 있어서의, 상기 주편 길이 방향의 각 위치에 있어서의 주편의 온도를, 적어도 상기 2 차 냉각의 냉각 조건에 기초하는 열 유속을 사용한 전열 계산에 의하여 추정하는 주편 온도 추정 방법에 있어서, (1) In a continuous casting in which a molten steel injected into a casting mold is first cooled in the casting mold, and then a casting is continuously performed by drawing out the coagulated casted surface layer and performing secondary cooling, In a casting temperature estimating method for estimating a casting temperature at a position by an electrothermal calculation using at least a heat flow rate based on a cooling condition of the secondary cooling,
상기 주편에 대해 초음파를 송수신함으로써 당해 주편의 응고 완료 위치의 통과를 검출하는 초음파 센서, 및 주편의 표면 온도를 측정하는 표면 온도 계측 수단을 각각 연속 주조기에 배치하고, An ultrasonic sensor for detecting passage of the solidification completion position of the cast steel by transmitting and receiving ultrasonic waves to the cast steel and a surface temperature measuring means for measuring the surface temperature of the cast steel are respectively disposed in a continuous casting machine,
주조 속도를 변화시킴으로써, 주편의 응고 완료 위치를 이동시키고, 상기 초음파 센서의 수신 신호의 강도 변화에 기초하여 응고 완료 위치를 검출하고, A solidification completion position is detected based on a change in intensity of a received signal of the ultrasonic sensor,
상기 초음파 센서가 상기 응고 완료 위치를 검출했을 때에, 상기 표면 온도 계측 수단의 검출 위치를 통과한 주편의 표면 온도를 당해 표면 온도 계측 수단으로 측정하고, The surface temperature measuring means measures the surface temperature of the cast steel passing through the detection position of the surface temperature measuring means when the ultrasonic sensor detects the solidified position,
상기 응고 완료 위치를 검출한 타이밍에서, 상기 초음파 센서가 응고 완료 위치를 검출한 주편 위치에 있어서의, 주편 두께 방향 중심부 온도의 계산값이 고상선 온도와 일치하고, 또한 표면 온도 계측 수단의 검출 위치에 있어서의 표면 온도의 계산값이 당해 표면 온도 계측 수단의 측정값과 일치하도록, 상기 전열 계산에서 사용하는 열 전도율, 주형에서의 발열 (拔熱) 량, 2 차 냉각대의 열 전달 계수 중 적어도 1 개의 파라미터값을 수정하고, 그 수정 후의 파라미터를 사용하여 상기 전열 계산을 다시 실시하는 것을 특징으로 하는 연속 주조에 있어서의 주편 온도 추정 방법. The calculated value of the center temperature in the thickness direction of the cast steel at the position of the cast steel piece at which the solidified position is detected by the ultrasonic sensor at the detection of the solidified position coincides with the solidus temperature, The heat transfer coefficient used in the heat transfer calculation, the amount of heat extraction in the mold, and the heat transfer coefficient of the secondary cooling zone, so that the calculated value of the surface temperature in the secondary cooling zone coincides with the measured value of the surface temperature measurement means, The parameter values are corrected, and the post-heat calculation is performed again using the parameters after the modification.
(2) 상기 주조 속도를 증속시킴으로써, 상기 주편의 응고 완료 위치를, 상기 초음파 센서에 의한 검출 위치보다 상류측으로부터 하류측을 향하여 이동시키는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 에 기재된 연속 주조에 있어서의 주편 온도 추정 방법. (2) The continuous casting method according to (1), wherein the casting speed is increased so that the solidified position of the cast piece is moved from the upstream side to the downstream side of the detection position by the ultrasonic sensor A method for estimating a temperature of a cast steel.
(3) 상기 표면 온도 계측 수단은, 주편의 표면 온도를 폭 방향 분포로서 측정하고, 표면 온도 계측 수단의 검출 위치에 있어서의 표면 온도의 폭 방향 분포의 계산값이 당해 표면 온도 계측 수단의 측정값과 일치하도록, 상기 수정을 실시하는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 에 기재한 연속 주조에 있어서의 주편 온도 추정 방법. (3) The surface temperature measuring means measures the surface temperature of the cast steel as a distribution in the width direction, and the calculated value of the widthwise distribution of the surface temperature at the detected position of the surface temperature measuring means is the measured value Of the casting temperature in the continuous casting as described in (1) above.
(4) 상기 표면 온도 계측 수단은, 주편의 표면 온도를 폭 방향 분포로서 측정하고, 표면 온도 계측 수단의 검출 위치에 있어서의 표면 온도의 폭 방향 분포의 계산값이 당해 표면 온도 계측 수단의 측정값과 일치하도록, 상기 수정을 실시하는 것을 특징으로 하는 상기 (2) 에 기재한 연속 주조에 있어서의 주편 온도 추정 방법. (4) The surface temperature measuring means may measure the surface temperature of the cast steel as a width direction distribution, and calculate the measured value of the surface temperature at the detected position of the surface temperature measuring means in the widthwise direction, (2), wherein the correction is performed so as to match the temperature of the billet with the temperature of the billet.
(5) 상기 (1) 내지 (4) 에 기재된 주편 온도 추정 방법에 의한 상기 파라미터 수정 후의 주편 온도 추정 결과에 기초하여, 연속 주조기 내에 있어서의 주편의 응고 완료 위치를 추정하는 것을 특징으로 하는 연속 주조에 있어서의 주편의 응고 완료 상태 추정 방법. (5) A method for estimating a solidification completion position of a casting in a continuous casting machine, based on the casting temperature estimation result after the parameter modification by the casting mold temperature estimating method described in the above (1) to (4) Of the solidification state of the casting.
(6) 상기 (3) 에 기재된 연속 주조에 있어서의 주편 온도 추정 방법에 의한 상기 파라미터 수정 후의 주편 온도 추정 결과에 기초하여, 연속 주조기 내에 있어서의 주편의 응고 완료 위치의 형상을 추정하는 것을 특징으로 하는 연속 주조에 있어서의 주편의 응고 완료 상태 추정 방법. (6) The shape of the casting completion position of the casting in the continuous casting machine is estimated on the basis of the casting temperature estimation result after the parameter modification by the casting mold temperature estimating method in the continuous casting described in (3) above A method for estimating the solidification completion state of castings in continuous casting.
(7) 상기 (4) 에 기재된 연속 주조에 있어서의 주편 온도 추정 방법에 의한 상기 파라미터 수정 후의 주편 온도 추정 결과에 기초하여, 연속 주조기 내에 있어서의 주편의 응고 완료 위치의 형상을 추정하는 것을 특징으로 하는 연속 주조에 있어서의 주편의 응고 완료 상태 추정 방법. (7) A shape of the casting completion position of the casting in the continuous casting machine is estimated based on the casting temperature estimation result after the above-mentioned parameter modification by the casting mold temperature estimating method in the continuous casting described in (4) A method for estimating the solidification completion state of castings in continuous casting.
(8) 상기 (5) 에 기재된 주편의 응고 완료 상태 추정 방법에 의한 추정 결과에 기초하여, 연속 주조의 조업 조건을 조작함으로써, 응고 완료 위치의 상태를 제어하는 것을 특징으로 하는 연속 주조 방법. (8) The continuous casting method according to (5), wherein the state of the solidified position is controlled by operating the operating conditions of the continuous casting, based on the estimation result of the casting completion state estimating method of casting.
(9) 상기 (6) 또는 (7) 에 기재된 주편의 응고 완료 상태 추정 방법에 의한 추정 결과에 기초하여, 연속 주조의 조업 조건을 조작함으로써, 응고 완료 위치의 상태를 제어하는 것을 특징으로 하는 연속 주조 방법. (9) A solidification completion position is controlled by operating the operation conditions of continuous casting on the basis of the estimation result of the casting completion state estimating method of casting according to (6) or (7) Casting method.
(10) 상기 연속 주조의 조업 조건이, 2 차 냉각 조건, 경압하 조건, 주조 속도 및 주형 전자 교반 강도의 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 상기 (8) 에 기재된 연속 주조 방법. (10) The continuous casting method according to (8), wherein the operating condition of the continuous casting is at least one of a secondary cooling condition, a light-pressing condition, a casting speed and a mold electron stirring strength.
(11) 상기 연속 주조의 조업 조건이, 2 차 냉각 조건, 경압하 조건, 주조 속도 및 주형 전자 교반 강도의 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 상기 (9) 에 기재된 연속 주조 방법.(11) The continuous casting method according to (9), wherein the operating condition of the continuous casting is at least one of a secondary cooling condition, a light-pressing condition, a casting speed and a mold electron stirring strength.
본 발명에 의하면, 응고 완료 위치의 주편 내부 및 표면 온도 측정 위치의 각 추정 온도의 계산값을 실제 온도에 일치시킴으로써, 주편 온도의 추정 정밀도가 향상된다. 특히, 응고 완료 위치에서의 추정 온도의 정밀도가 향상된다. According to the present invention, the estimation accuracy of the cast steel temperature is improved by matching the calculated values of the estimated temperatures of the inside of the cast steel and the surface temperature measurement position at the solidified position with the actual temperature. In particular, the accuracy of the estimated temperature at the solidified position is improved.
또한, 상기 파라미터의 수정은, 미리 설정한 시간 간격으로 정기적으로 실시하거나 연속 주조 조건이 정상 상태에서 비정상 상태가 되거나 했을 때 등에 적절히 실시하면 된다. 즉, 항상 실시할 필요는 없다.Modification of the parameters may be carried out periodically at predetermined time intervals or when the continuous casting condition is changed from a steady state to an abnormal state. That is, it is not always necessary to carry out.
또, 주편의 표면 온도를 폭 방향의 분포로서 측정하여 수정을 실시함으로써, 주편 온도의 폭 방향 분포의 추정 정밀도를 향상시키는 것이 가능해진다. Further, by performing correction by measuring the surface temperature of the cast steel as a distribution in the width direction, it becomes possible to improve the estimation accuracy of the distribution in the width direction of the cast steel temperature.
또, 주편의 응고 완료 위치를 보다 고정밀도로 예측, 추정하는 것이 가능해진다.In addition, it is possible to estimate and estimate the solidification completion position of the casting with higher accuracy.
또한, 얻어진 주편 온도의 폭 방향 분포 추정 결과에 기초하여, 연속 주조기 내에 있어서의 주편의 응고 완료 형상을 추정함으로써, 주편의 응고 완료 위치의 요철 형상을 보다 고정밀도로 예측, 추정하는 것이 가능해진다. Further, by estimating the solidified shape of the cast steel in the continuous casting machine on the basis of the obtained result of the widthwise distribution of the cast steel temperature, it is possible to predict and estimate the concave and convex shape of the solidified position of the cast steel with higher accuracy.
또, 얻어진 응고 완료 위치나 형상 등의 응고 상태의 추정 결과에 기초하여, 2 차 냉각 조건, 경압하 조건, 주조 속도, 주형 전자 교반 강도 등의 연속 주조의 조업 조건을 조작함으로써, 응고 완료 위치·형상, 요컨대 응고 상태를 목적으로 하는 원하는 위치 형상으로 제어하는 것이 가능해진다. 이 결과, 연속 주조의 능률, 품질의 향상을 실현하는 것이 가능해진다.The operation conditions of the continuous casting such as the secondary cooling condition, the light-pressing condition, the casting speed, the mold electron stirring strength, etc. are manipulated based on the estimation result of the solidification state such as the solidification completion position and shape, So that it is possible to control the shape, in other words, the desired position shape aiming at the solidification state. As a result, the efficiency and quality of continuous casting can be improved.
응고 완료 위치 (4) (도 1 에 나타낸다) 의 제어에 적용 가능한 조업 파라미터로는, 예를 들어 2 차 냉각 조건 (전체 냉각수량의 증감, 길이 방향 및/또는 폭 방향의 수량 분포 패턴, 냉각 스프레이 조건 외), 경압하 조건, 주조 속도, 주형 전자 교반 강도 (주형 내 용강 유동 조건의 변경) 를 들 수 있다. 상기의 조업 파라미터와 응고 완료 위치 (4) 와의 관계를 미리 실험적 혹은 이론적으로 파악해 둠으로써, 연속 주조의 조업시에 이들 조업 파라미터의 조정에 의해, 응고 완료 위치 (4) 를 정확하게 제어할 수 있다.Examples of the operational parameters applicable to the control of the solidification completion position 4 (shown in FIG. 1) include a secondary cooling condition (increase / decrease in the total cooling water quantity distribution pattern in the longitudinal direction and / Condition), a casting speed, and a mold electron stirring strength (change of the molten steel flow condition in the mold). By knowing experimentally or theoretically beforehand the relationship between the above-described operation parameters and the solidification completion position 4, it is possible to accurately control the solidification completion position 4 by adjusting these operation parameters at the time of continuous casting operation.
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 주편의 응고 완료 위치나 형상을 보다 고정밀도로 예측, 추정하는 것이 가능해진다. 이것을 사용하여, 응고 완료 형상이 플랫이 되는 듯한 냉각 조건을 알아냄으로써, 중심 편석 등의 내부 품질의 문제를 발생시키지 않고 연속 주조기의 조업을 실시하는 것이 가능해져, 우수한 품질의 슬래브를 제공할 수 있다. 또, 응고 완료 위치를 보다 고정밀도로 제어할 수 있다는 점에서, 응고 완료 위치가 연속 주조기의 기단 (機端) 에 가까운 위치가 되도록 냉각 조건을 조작하는 것도 가능해진다. 이 경우에는, 설비 능력을 최대한 발휘시켜서 고생산성을 유지하는 주조 방법도 제공할 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, according to the present invention, it is possible to predict and estimate the solidified position and shape of a cast steel with higher accuracy. By using this, the cooling condition in which the solidified shape becomes flat becomes known, whereby the continuous casting machine can be operated without causing the problem of the internal quality such as center segregation, and a slab of excellent quality can be provided . In addition, since the solidification completion position can be controlled with higher accuracy, it is also possible to operate the cooling conditions such that the solidification completion position is located near the base end of the continuous casting machine. In this case, it is also possible to provide a casting method for maintaining the high productivity by maximizing the facility capability.
도 1 은, 본 발명에 기초하는 실시형태에 관련된 연속 주조기의 개략과 횡파 초음파 센서, 온도계의 배치예를 나타내는 개요 구성도이다.
도 2 는, 파라미터의 수정 처리의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3 은, 2 차 냉각 계산에 있어서의 파라미터 수정에 의한 응고 완료 위치의 추정 정밀도 향상 효과를 나타내는 선도이다.
도 4 는, 2 차 냉각 계산에 의한 표면 온도 추정값과 온도계에 의한 측정값을 비교한 선도 (단, 열 전도율 수정 전) 이다.
도 5 는, 2 차 냉각 계산에 의한 표면 온도 추정값과 온도계에 의한 측정값을 비교한 선도 (단, 열 전도율 수정 후) 이다.
도 6 은, 열 전달 계수의 폭 방향 보정값을 나타내는 선도이다.
도 7 은, 2 차 냉각 계산에 의한 표면 온도 추정값과 온도계에 의한 측정값을 비교한 선도 (열 전도율 수정, 열 전달 계수의 폭 방향 보정을 실시한 후) 이다.
도 8 은, 응고 완료 위치와 형상의 추정 결과를 비교한 선도이다.
도 9 는, 본 발명에 기초하는 응고 완료 위치의 형상 추정 결과와 그 측정 결과를 비교한 선도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a schematic diagram showing the outline of a continuous casting machine and the arrangement example of a transverse ultrasonic wave sensor and a thermometer according to an embodiment based on the present invention. Fig.
Fig. 2 is a diagram showing an example of a parameter correction process.
3 is a diagram showing the effect of improving the estimation accuracy of the solidification completion position by the parameter modification in the secondary cooling calculation.
Fig. 4 is a graph showing a comparison between the surface temperature estimated value by the secondary cooling calculation and the measured value by the thermometer (however, before the thermal conductivity is corrected).
Fig. 5 is a graph (after correcting the thermal conductivity) comparing the surface temperature estimated value by the secondary cooling calculation with the measured value by the thermometer.
Fig. 6 is a diagram showing the widthwise correction value of the heat transfer coefficient. Fig.
7 is a graph showing a comparison between the surface temperature estimated value by the secondary cooling calculation and the measured value by the thermometer (after correcting the thermal conductivity and performing the width direction correction of the heat transfer coefficient).
Fig. 8 is a graph showing a comparison between the solidification completion position and the estimation result of the shape.
Fig. 9 is a diagram showing a comparison result of the shape estimation result of the solidified position based on the present invention and the measurement result.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 도 1 은, 본 발명을 적용한 본 실시형태의 연속 주조기의 개략도이다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. 1 is a schematic view of a continuous casting machine of the present embodiment to which the present invention is applied.
(구성) (Configuration)
본 실시형태의 연속 주조기는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 용강 (14) 이 채워진 턴디시 (1) 의 하방에 주형 (2) 이 형성되고, 턴디시 (1) 의 바닥부에 주형 (2) 으로의 용강 공급구가 되는 침지 노즐 (3) 이 형성되어 있다. 주형 (2) 의 하방에는 서포트 롤 (6) 이 설치되어 있다. 부호 7 ∼ 13 은, 각각 분할된 냉각 존으로서, 2 차 냉각대를 구성하고 있다. 각 냉각 존에는, 복수의 스프레이 또는 에어 미스트 스프레이용 노즐이 2 차 냉각 장치로서 배치되어 있고, 스프레이 노즐로부터 주편의 표면에 2 차 냉각수가 분무된다. 또한, 냉각 존에 있어서, 반대 기준면측 (the opposite side of the base plane) (상면측) 의 냉각 존을 a 로 표시하고, 기준면측 (base plane) (하면측) 을 b 로 표시하고 있다. 상기 각 냉각 존의 2 차 냉각 장치는, 컨트롤러 (20) 로부터의 지령에 따른 냉각 상태로 조정된다.1, a mold 2 is formed below a turn-
또, 2 차 냉각되고 있거나 혹은 2 차 냉각이 종료된 주편에 인발 방향의 힘을 부가하여, 주조 속도를 조정하기 위한 핀치 롤 (도시 생략) 을 구비한다. 이 핀치 롤은, 그 핀치 롤을 구동하는 구동 모터 (도시 생략) 에 의하여, 컨트롤러 (20) 로부터의 지령에 따른 목표 회전 속도로 조정된다. Further, a pinch roll (not shown) for adjusting the casting speed by adding a force in the pulling direction to the cast steel that has been subjected to the secondary cooling or the secondary cooling is provided. The pinch roll is adjusted to a target rotational speed according to a command from the
여기서, 도 1 에서는 냉각 존이 합계 7 개인 경우를 예시하고 있지만, 이것은 개념도이며, 실제 연속 주조기의 존수는 기장 (機長) 등에 따라 몇 개로 분할될지는 다양하다.Here, FIG. 1 exemplifies a case where the total number of cooling zones is seven, but this is a conceptual diagram. Actually, the number of zones in the continuous casting machine varies depending on the machine length and the like.
부호 4 는, 횡파 초음파 센서 (transverse ultrasonic sensor) 이다. 횡파 초음파 센서 (4) 는, 검출 위치에 있어서, 1 쌍의 센서 (송신 센서와 수신 센서) 가 주편 (5) 을 사이에 두고 상하로 대향하여 설치되어 있다. 여기서, 주편 내에 액상이 있는 경우에는 횡파 초음파는 투과되지 않지만, 액상이 없는 경우에는 횡파 초음파는 투과된다. 이 때문에, 일방의 센서로부터 횡파 초음파를 송신하고, 타방의 센서에서 수신했을 때의 신호 레벨을 관측함으로써, 주편 내의 액상의 유무를 판별할 수 있다. 이로써, 주편 내부, 특히 주편 중앙부의 응고 완료 위치의 통과를 검출하는 것이 가능해진다. 도 1 에서는, 횡파 초음파 센서 (4) 를, 연속 주조기의 기단에 설치하고 있는 경우를 예시하고 있다. 횡파 초음파 센서 (4) 의 배치 위치는, 예를 들어 목표로 하는 응고 완료 위치보다 상류측에 설치해 둔다.Reference numeral 4 denotes a transverse ultrasonic sensor. At the detection position, the transverse ultrasonic wave sensor 4 is provided with a pair of sensors (a transmitting sensor and a receiving sensor) facing each other with the
부호 15 는, 표면 온도 계측 수단을 구성하는 온도계이다. 이 온도계 (15) 는, 연속 주조기 내에 있어서의 주편 (5) 의 표면 온도의 폭 방향 분포를 계측한다. 사용하는 온도계 (15) 로는, 예를 들어, 면 상 혹은 선 상의 온도 분포를 계측할 수 있는 방사 온도계, 일점을 측정하는 온도계를 주편 폭 방향으로 스캔함으로써, 표면 온도의 폭 방향 분포를 계측하는 구성의 온도계를 예시할 수 있다. 여기서, 도 1 에서는, 온도계 (15) 를, 기단이면서 또한 횡파 초음파 센서 (4) 와 근접한 위치에 설치하는 경우를 예시하고 있다. 온도계 (15) 의 설정 위치는 이것에 한정되지 않는다. 온도계 (15) 를 도 1 의 위치보다 상류측으로 하고, 예를 들어 냉각 존 사이에 설치하도록 해도 된다. 단, 그 경우는, 주편이 복열 (復熱) 과정에 있는 것이나 냉각수나 수증기에 의한 측정 오차의 문제가 생기는 것을 고려할 필요가 있다. 이 점에서 본다면, 온도계 (15) 의 배치 위치는 횡파 초음파 센서 (4) 와 근접한 위치가 바람직하다.
여기서, 본 실시형태의 온도계 (15) 의 바람직한 양태로서, 주편 (5) 의 표면 온도의 폭 방향 분포를 계측하는 경우를 예로 하여 설명한다. 본 실시형태의 온도계 (15) 는, 폭 방향 중앙부의 표면 온도를 계측하는 구성이어도 상관없다. Here, as a preferred embodiment of the
또한, 응고 완료 위치가 기단보다 상류측에 있고, 횡파 초음파 센서 (4) 를 상기 응고 완료 위치에 맞추어 상류측에 설치하는 경우에는, 온도계 (15) 를 횡파 초음파 센서 (4) 의 하류측에 설치하는 구성으로 하는 것도 가능하다. 단, 주편 내의 열의 확산에 의해, 하류측만큼 주편 내의 온도 분포가 균일화되어, 표면 온도를 사용하여 전열 계산의 파라미터를 수정하는 본 발명의 효과가 작아지기 때문에, 이 경우라 하여도, 온도계 (15) 의 배치 위치는 횡파 초음파 센서 (4) 와 근접한 위치가 바람직하다.When the coagulation completion position is on the upstream side of the base end and the transverse ultrasonic wave sensor 4 is disposed on the upstream side in accordance with the solidification completion position, the
컨트롤러 (20) 는, 주탕하는 용강 온도, 주형 내의 냉각 조건, 주조품의 성분, 치수, 주조 온도, 주조 속도, 연속 주조기 내의 스프레이수 조건 등의 조업 조건에 기초하여, 후술하는 전열 계산식에 기초한 2 차 냉각 계산을 실시하고, 상기 스프레이로부터의 수량이나 핀치 롤의 회전 속도 등에 대한 지령값을 출력한다. 또 컨트롤러 (20) 는, 상기 초음파 센서 (4) 의 검출 신호, 온도계 (15) 가 출력한 온도 정보를 사용한다.Based on the operating conditions such as the molten steel temperature to be poured, the cooling conditions in the casting mold, the components of the casting, the dimensions, the casting temperature, the casting speed, and the spray water condition in the continuous casting machine, The cooling calculation is performed, and a command value for the quantity from the spray, the rotation speed of the pinch roll, and the like are output. Further, the
또, 컨트롤러 (20) 는, 응고 완료 위치 이동 수단 (20A) 과 파라미터 수정부 (20B) 를 구비한다. The
응고 완료 위치 이동 수단 (20A) 은, 예를 들어, 상기 핀치 롤의 회전 속도를 변경함으로써 상기 주조 속도를 증속시켜, 주편의 응고 완료 위치를, 상기 초음파 센서 (4) 에 의한 검출 위치에 대하여 상류측으로부터 하류측을 향하여 이동시킨다. 상기와는 반대로, 주조 속도를 감속시키는 경우에는, 주편의 응고 완료 위치를, 상기 초음파 센서 (4) 에 의한 검출 위치에 대하여 하류측으로부터 상류측을 향하여 이동시킨다. 여기서, 특히 응고 완료 위치 이동 수단 (20A) 을 전용으로 가지고 있는 것은 아니다. 주조 속도를 증속시켜, 주편의 응고 완료 위치를 변경할 수 있는 기능 부분을, 응고 완료 위치 이동 수단 (20A) 이라고 호칭하고 있다.The solidification completed position moving means 20A increases the casting speed by changing the rotation speed of the pinch roll, for example, and increases the solidification completion position of the cast steel to a position upstream of the detection position by the ultrasonic sensor 4 To the downstream side. Contrary to the above, when the casting speed is decelerated, the coagulation completion position of the casting is moved from the downstream side toward the upstream side with respect to the detection position by the ultrasonic sensor 4. [ Here, the solidification completed position moving means 20A is not particularly dedicated. The function portion capable of increasing the casting speed and changing the solidifying completion position of the casting is referred to as solidifying completed position moving means 20A.
파라미터 수정부 (20B) 는, 상기 초음파 센서 (4) 가 응고 완료 위치를 검출한 주편 위치에 있어서의, 주편 두께 방향 중심부의 온도의 계산값을 고상선 온도와 일치시키고, 또한 응고 완료 위치를 검출한 타이밍에서, 상기 온도계 (15) 의 검출 위치에 있어서의 주편 표면 온도를 상기 온도계 (15) 에 의한 측정 결과와 일치시키도록, 상기 전열 계산에서 사용하는 열 전도율, 주형에서의 발열, 2 차 냉각대의 열 전달 계수 중 적어도 1 개의 파라미터의 값을 수정한다. 수정 방법의 구체적 방법에 대해서는 후술한다.The
(전열 계산에 대해) (About heat transfer calculation)
연속 주조기에 있어서의 2 차 냉각 계산 (주편의 2 차 냉각에 관한 전열 계산) 은, 예를 들어, 단위 길이 (주조 방향) 로 슬라이스된 주편 단면을 생각하여, 주조 중인 스트랜드 내의 장소에 따라, 수랭, 공랭, 미스트 냉각, 롤 발열 등으로 다양한 상황에서의 경계 조건의 열 유속을 예를 들어 하기 식 (1) 에 의하여 부여하여, 하기 식 (2) 의 2 차원 전열 방정식을 풂으로써 실시된다. 이 전열 계산은, 공지된 전열 모델에 의한 계산식이며, 다른 전열 계산식을 사용해도 된다.The secondary cooling calculation in the continuous casting machine (calculation of the heat transfer relating to the secondary cooling of the casting) can be carried out by considering, for example, a section of the cast sliced into unit lengths (casting direction) (2), given by the following equation (1), for example, the heat flux of the boundary condition in various situations by air cooling, air cooling, air cooling, This heat transfer calculation is a calculation formula based on a known heat transfer model, and other heat transfer calculation equations may be used.
여기서, here,
Q : 열 유속 Q: Heat flux
h : 열 전달 계수 h: Heat transfer coefficient
T : 모델 표면 온도 T: Model surface temperature
Ta : 분위기 온도이다.Ta: Atmosphere temperature.
여기서, here,
c : 비열 c: Specific heat
ρ : 밀도 ρ: density
k : 열 전도율 k: thermal conductivity
T : 온도 T: temperature
이다.to be.
이 때, 슬라이스된 단위 길이의 단면을 연속적으로 차례 차례로 발생시키고, 각 슬라이스에 대한 전열 계산을 실시함으로써, 주조 속도나 냉각수량이 주조 중에 변화하는 경우의 비정상 온도 계산도 실현할 수 있다. 현재, 계산기 능력이 비약적으로 향상되고 있어, 수랭 실적 데이터, 주조 속도, T/D (턴디시) 내 용강 온도 등의 조업 조건을 온라인으로 입력하여, 실시간으로 2 차 냉각 계산을 실시하는 것이 가능해져 있다. 이 계산에 의하여 계산되는 주편 온도의 두께 방향 중앙부의 온도와 고상선 온도를 비교함으로써, 응고 완료 위치 및 형상을 구할 수 있다.At this time, it is possible to realize the calculation of the abnormal temperature in the case where the casting speed and the cooling water change during casting by sequentially generating the sliced unit lengths in sequence and calculating the heat transfer for each slice. At present, the calculator capability has been dramatically improved, and it becomes possible to input the operating conditions such as the water-cooling performance data, the casting speed and the molten steel temperature in the T / D (turn-on) have. By comparing the temperature at the center of the thickness direction of the billet temperature calculated by this calculation with the solidus temperature, the solidified position and shape can be obtained.
(파라미터 수정에 대해) (For parameter modification)
본 실시형태에서는, 이 2 차 냉각 계산에 사용하는 파라미터 중 적어도 1 개의 파라미터에 대해, 상기 횡파 초음파 센서 (4) 에 의한 응고 완료 위치의 검출과, 온도계 (15) 로 측정한 주편 온도의 2 개의 정보를 사용하여 수정한다. 그리고 수정 후의 파라미터를 사용하여 상기 각 전열 계산을 재계산한다.In this embodiment, with respect to at least one of the parameters used in the secondary cooling calculation, the detection of the solidification completion position by the transverse ultrasonic sensor 4 and the detection of the solidification completion position by the two
다음으로, 상기 수정 방법에 대하여 설명한다. Next, the correction method will be described.
먼저, 응고 완료 위치 이동 수단 (20A) 이, 주조 속도를 단계적으로 증속시켜, 주편의 응고 완료 위치를 상기 횡파 초음파 센서 (4) 의 배치 위치보다 주조 방향 상류측으로부터 하류측으로 이동시킨다. 이것과는 반대로, 주조 속도를 단계적으로 감속시키는 경우에는, 주편의 응고 완료 위치를 상기 횡파 초음파 센서 (4) 의 배치 위치보다 주조 방향 하류측으로부터 상류측으로 이동시킨다. First, the solidifying completion position moving means 20A increases the casting speed stepwise to move the solidifying completion position of the casting from the upstream side in the casting direction to the downstream side than the arrangement position of the transverse ultrasonic wave sensor 4. Conversely, when the casting speed is to be decelerated stepwise, the coagulation completion position of the casting is moved from the downstream side in the casting direction to the upstream side than the arrangement position of the transverse ultrasonic wave sensor 4.
상기 응고 완료 위치의 이동과 동기를 취하여, 횡파 초음파 센서 (4) 의 수신 신호의 강도 변화를 연속적으로 검출하여, 횡파 초음파 센서 (4) 를 배치한 검출 위치를 응고 완료 위치가 통과하는 때를 검출한다. 즉, 주편 중심부의 고상률이 1 이 되는 위치가 횡파 초음파 센서 (4) 에서의 검출 위치와 일치한 것을 검지한다. 또한, 주편의 응고 완료 위치에 있어서는, 주편의 중심부의 온도는 고상선 온도가 되어 있을 것이다.And detects the time when the solidification completion position passes the detection position in which the transverse ultrasonic wave sensor 4 is disposed, by continuously detecting the intensity change of the received signal of the transverse ultrasonic sensor 4 by synchronizing with the movement of the solidification completion position do. That is, it is detected that the position where the solidification rate at the center of the cast steel becomes 1 coincides with the detection position of the transverse ultrasonic sensor 4. [ Further, at the solidification completion position of the cast steel, the temperature of the central portion of the cast steel will be the solidus temperature.
다음으로, 온도계 (15) 가 측정한 측정 결과에 기초하여, 상기 응고 완료 위치를 검출했을 때 상기 온도계 (15) 의 측정 위치를 통과한 주편의 표면 온도를 취득한다. 본 실시형태에서는, 온도계 (15) 를 초음파 센서 (4) 에 근접하여 배치하고 있기 때문에, 상기 횡파 초음파 센서 (4) 가 주편의 응고 완료 위치를 검출했을 때에 온도계 (15) 가 측정한 표면 온도를, 응고 완료 위치의 표면 온도로 간주해도 된다.Next, on the basis of the measurement result measured by the
다음으로, 파라미터 수정부 (20B) 가 상기 응고 완료 위치의 통과를 검출했을 때의 주조 조건을 사용하여, 주조 방향 단위 길이의 2 차원 단면 슬라이스 1 매 에 대하여, 상기 2 차 냉각 계산에 의하여 연속 주조기 길이 방향의 온도 변화를 계산한다. Next, by using the casting condition when the
여기서, 2 차 냉각 계산의 파라미터의 초기값은, 실제 2 차 냉각 현상을 바르게 표현하고 있지 않을 가능성이 있다. 이 때문에, 상기 응고 완료 위치의 통과를 검출했을 때의 횡파 초음파 센서 (4) 의 배치 위치에 대응하는 주편 중심 온도의 계산값은, 고상선 온도와는 일치하지 않고, 또, 온도계 (15) 의 배치 위치에 대한 표면 온도의 계산값도, 온도계 (15) 로 측정한 표면 온도 측정값과는 일치하지 않는 것이 통례이다. 그래서, 이들을 일치시키기 위하여 파라미터 수정을 실시한다.Here, the initial value of the parameters of the secondary cooling calculation may not represent the actual secondary cooling phenomena correctly. Therefore, the calculated value of the casting center temperature corresponding to the arrangement position of the transverse ultrasonic wave sensor 4 when the passage of the solidifying completion position is detected does not coincide with the solidus line temperature, It is customary that the calculated value of the surface temperature with respect to the placement position does not coincide with the surface temperature measured value measured with the
파라미터 수정부 (20B) 에 의한 파라미터 수정은 다음과 같이 실시한다. The parameter modification by the
먼저, 상기 온도계 (15) 의 배치 위치에서 측정한 표면 온도 측정값과, 그 온도계 (15) 의 배치 위치에서의 주편 표면 온도 계산값이 일치하도록, 2 차 냉각 계산에서 사용하는 2 차 냉각대의 발열량을 수정한다. 발열량을 수정하려면, 전열 계산에서 사용하는 열 전달 계수를 수정하는 것이 간편하다. First, the calorific value of the secondary cooling zone used in the secondary cooling calculation is calculated so that the surface temperature measurement value measured at the arrangement position of the
다음으로, 상기에서 수정한 발열량을 사용하여 2 차원 단면 슬라이스 1 매에 대하여 다시 2 차 냉각 계산을 실시하고, 횡파 초음파 센서 (4) 의 위치에 있어서의 2 차원 단면의 두께 방향 중앙부의 온도가 고상선 온도에 일치하도록 열 전도율을 수정한다. Next, the secondary cooling calculation is performed again for one piece of the two-dimensional sectional slice using the calorific value corrected in the above, and the temperature at the central portion in the thickness direction of the two-dimensional cross section at the position of the transverse ultrasonic sensor 4 is Modify the thermal conductivity to match the vessel temperature.
상기 설명에서는, 처음에 표면 온도로 파라미터를 수정하고, 다음에 중심 온도의 계산값을 실제와 맞도록 파라미터 수정을 실시했을 경우로 설명했지만, 그 순서를 반대로 해도 된다.In the above description, the parameters are first modified to the surface temperature, and then the parameter correction is performed so that the calculated value of the center temperature matches the actual value. However, the order may be reversed.
또, 상기 서술한 바와 같이 2 회로 나누어 열 전달 계수와 열 전도율을 수정함으로써, 2 차 냉각 계산에 의한 주편의 표면 온도와 중심 온도의 계산값을 실제 온도와 맞추는 방법으로 실용상 충분한 정밀도가 얻어진다. 더욱 치밀하게 맞춘다면, 열 전달 계수와 열 전도율을 조금씩 바꾸면서 2 차 냉각 계산을 반복 실시하여, 중심 온도와 표면 온도가 가장 실제와 잘 일치하는 파라미터를 찾아내는 방법을 취할 수도 있다. As described above, by correcting the heat transfer coefficient and the thermal conductivity by dividing two times as described above, a sufficient accuracy can be obtained for practical use by a method of matching the calculated surface temperature and the center temperature with the actual temperature by the secondary cooling calculation . If more precise alignment can be made, a second cooling calculation can be repeated with slightly changing the heat transfer coefficient and thermal conductivity to find a parameter whose center temperature and surface temperature best match the actual one.
또, 열 전달 계수와 열 전도율 대신에 고상선 온도, 주형에서의 발열량을 수정해도 된다. 여하튼, 2 차 냉각 계산에 의한 주편의 중심 온도와 표면 온도가 모두 실제 온도와 일치하도록, 2 차 냉각 계산에 있어서의 파라미터를 수정하는 것이 본 실시형태의 특징 중 하나이다.Instead of the heat transfer coefficient and the thermal conductivity, the solidus temperature and the calorific value in the mold may be modified. In any case, it is one of the characteristics of the present embodiment that the parameters in the secondary cooling calculation are modified so that both the center temperature and the surface temperature of the cast steel by the secondary cooling calculation coincide with the actual temperature.
상기 처리의 일례를, 도 2 에 나타내는 플로우 차트를 참조하여 설명한다. An example of the above processing will be described with reference to the flowchart shown in Fig.
먼저 단계 S10 에서는, 초기 설정한 파라미터를 사용하여, 상기 전열 계산식에 기초하는 2 차 냉각 계산을 실시함으로써, 주편 길이 방향 위치에 있어서의 횡파 초음파 센서 (4) 에 의한 검출 위치에서의 주편 온도를 계측한다. First, in step S10, by performing a secondary cooling calculation based on the above-mentioned heat transfer equation using the initially set parameters, the temperature of the steel strip at the detection position by the transverse ultrasonic sensor 4 at the longitudinal position of the steel strip is measured do.
다음으로, 단계 S20 에서는, 응고 완료 위치를 검출했을 때의 횡파 초음파 센서 (4) 의 폭 방향 위치에 있어서의 주편 두께 방향 중앙부의 온도 계측값이 고상선 온도가 되도록, 주편의 열 전도율을 나타내는 파라미터를 수정한다.Next, in step S20, a parameter indicating the thermal conductivity of the cast steel such that the temperature measurement value at the central portion in the thickness direction of the cast steel at the widthwise position of the transverse ultrasonic sensor 4 when the solidification completion position is detected becomes the solid- .
다음으로, 단계 S30 에서는, 수정한 열 전도율의 파라미터를 사용하여 상기전열 계산식에 기초하는 2 차 냉각 계산에 의하여, 폭 방향 표면 온도계 (15) 에 길이 방향 및 폭 방향 위치에 있어서의 주편 온도를 계산한다. Next, in step S30, the temperature of the billet in the longitudinal direction and the width direction is calculated in the width
다음으로, 단계 S40 에서는, 상기 응고 완료 위치를 검출한 타이밍에서 온도계 (15) 의 측정 위치를 통과한 주편 위치의 표면 온도 계산값이 온도계 (15) 에 의한 측정값과 일치하도록, 열 전달 계수를 수정한다.Next, in step S40, the heat transfer coefficient is calculated so that the surface temperature calculated value of the brew position passing through the measurement position of the
다음으로, 단계 S50 에서는, 수정한 열 전도율 및 열 전달 계수의 파라미터를 사용하여 상기 전열 계산식에 기초하는 2 차 냉각 계산의 재계산을 실시, 요컨대 주편 온도를 재계산하여, 두께 방향 중앙부의 온도가 고상선 온도와 일치하는 주편 위치를 구하고, 그 구한 위치를 응고 완료 위치로 추정한다. Next, in step S50, recalculation of the secondary cooling calculation based on the above-described heat transfer equation is performed using the parameters of the corrected heat conductivity and heat transfer coefficient, and the temperature of the center of the thickness in the thickness direction is calculated The casting position corresponding to the solidus temperature is obtained, and the obtained position is estimated as the solidification completion position.
여기서, 상기 파라미터 수정의 처리에 있어서, 2 차 냉각대의 열 전달 계수를 폭 방향에서 조정하고, 2 차 냉각 계산에 의한 표면 온도계 (15) 의 위치에 있어서의 폭 방향 표면 온도 분포를 상기의 폭 방향 온도 분포와 일치시키도록 수정해도 된다. 이 경우에는, 주편의 내부 온도에 대해서도, 폭 방향의 온도 분포의 추정 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또, 각 슬라이스에 대해, 응고 완료 위치를 폭 방향의 복수의 포인트에서 구함으로써, 응고 완료 위치의 형상을 구할 수 있다. Here, in the parameter modification process, the heat transfer coefficient of the secondary cooling zone is adjusted in the width direction, and the surface temperature distribution in the width direction at the position of the
여기서, 연속 주조기에 따라서는, 주편 (5) 을 경압하하기 위한 압하 롤이 설치되어 있는 경우도 있다. 그러나, 본 발명의 기술은 경압하의 유무에는 좌우되지 않는다.Here, depending on the continuous casting machine, there may be a case where a rolling roll for lightly pressing the
실시예 1Example 1
2 차 냉각 계산에 사용되는 주편의 열전도율이나 2 차 냉각에 의한 주편으로부터의 발열량 등의 파라미터는, 초기값의 상태로는 실태와 정합되어 있지 않은 부분이 있어, 온도 분포의 추정값과 측정값은 상이한 것이 통례이다. 이와 같은 상황에서는, 상기 전열 계산식에 기초하는 2 차 냉각 계산 결과로부터 응고 완료 위치나 형상을 예측하여도 실태와 맞는 것은 기대할 수 없다. 이것에 대하여, 본 실시예에서는, 초음파 센서 (4) 와 표면 온도계 (15) 를 사용하여, 이들 파라미터의 수정을 실시한다.The parameters such as the thermal conductivity of the cast steel used in the secondary cooling calculation and the calorific value from the cast steel due to the secondary cooling are not matched with actual conditions in the state of the initial value and the estimated value and the measured value of the temperature distribution are different It is common practice. In such a situation, even if the solidification completion position or shape is predicted from the secondary cooling calculation result based on the electric heat calculation equation, it can not be expected to match the actual condition. On the other hand, in the present embodiment, these parameters are corrected by using the ultrasonic sensor 4 and the
여기서, 연속 주조에 있어서는, 용강을 수송하는 레이들을 교환하면서, 연속적으로 주편을 제조하는 것이 일반적이지만, 강종이 바뀌는 경우 등 일련의 주조가 중단되는 기간이 있다. 그리고 다음의 주조 개시시에는, 주조 속도를 서서히 올려 정상의 주조 속도에 도달시킨다. 이 때, 주조 개시시에는 주편의 응고 완료 위치는 주형 근처이며, 서서히 기단측으로 이동하여 정상 상태에 있어서의 위치에 도달한다. 본 실시예에서는, 이것을 응고 완료 위치 이동 수단의 처리로서 이용한다. 그래서, 연속 주조의 조업 중에 횡파 초음파 센서 (4) 로부터 초음파 신호의 송신과 수신을 반복 실시하여, 수신 신호의 강도를 관측함으로써, 응고 완료 위치가 횡파 초음파 센서 (4) 의 위치에 도달한 타이밍을 포착하는 것이 가능하다. 이와 같이, 횡파 초음파 센서 (4) 에 의한 응고 완료 위치의 검출을 상기 주조 개시시에 실시하는 것이 바람직하다.Here, in the continuous casting, it is common to continuously produce the cast steel while exchanging the ladle for transporting the molten steel, but there is a period in which a series of casting is interrupted, for example, when the steel type is changed. At the start of the next casting, the casting speed is gradually increased to reach the normal casting speed. At this time, at the start of casting, the solidification completion position of the cast steel is near the casting mold, and gradually moves to the base end side to reach the position in the steady state. In the present embodiment, this is used as processing of the solidification completed position moving means. Thus, by repeating transmission and reception of ultrasonic signals from the transverse ultrasonic sensor 4 during the operation of the continuous casting and observing the intensity of the received signal, the timing at which the solidified position reaches the position of the transverse ultrasonic wave sensor 4 It is possible to capture. Thus, it is preferable to detect the solidification completion position by the transverse ultrasonic wave sensor 4 at the start of the casting.
여기서, 횡파 초음파 센서 (4) 의 주조 방향 위치는, 주형 내의 탕면 레벨을 기준으로 하여 41 m 의 위치로 하고, 폭 방향 위치는 주편의 폭 방향 중앙부로 했다. 또, 횡파 초음파 센서 (4) 가 응고 완료 위치를 검출했을 때에 상기 온도계 (15) 에서의 측정 위치를 통과한 주편에 대하여, 당해 온도계 (15) 로 주편 표면 온도를 계측한다. 또한, 온도계 (15) 를 횡파 초음파 센서 (4) 에 근접하여 설정하고 있는 경우에는, 횡파 초음파 센서 (4) 가 응고 완료 위치를 검출했을 때에 온도계 (15) 가 측정한 표면 온도를, 상기 「횡파 초음파 센서 (4) 가 응고 완료 위치를 검출했을 때에 당해 횡파 초음파 센서 (4) 에서의 검출 위치를 통과한 주편 위치가, 상기 온도계 (15) 에서의 측정 위치를 통과했을 때에 온도계 (15) 로 측정한 주편 표면 온도」로 간주해도 된다.Here, the position of the transverse ultrasonic sensor 4 in the casting direction was set to a position of 41 m with respect to the level of the bath surface in the mold, and the position in the widthwise direction was the center in the width direction of the casting. When the transverse ultrasonic wave sensor 4 detects the coagulation completion position, the surface temperature of the cast steel is measured by the
또, 횡파 초음파 센서 (4) 가 응고 완료 위치를 검출한 타이밍의 주조 조건을 사용하여, 주조 방향 단위 길이의 2 차원 단면 슬라이스 1 매에 대해 연속 주조기 길이 방향의 온도 변화를 계산한다. The temperature change in the longitudinal direction of the continuous casting machine is calculated for one piece of the two-dimensional section slice having the unit length in the casting direction, using the casting condition at the timing when the transverse ultrasonic wave sensor 4 detects the solidification completion position.
상기 주조 조건이란, 주탕하는 용강 온도, 주형 내의 냉각 조건, 주조품의 성분, 치수, 주조 온도, 주조 속도, 연속 주조기 내의 2 차 냉각 조건의 조업 조건이다.The casting conditions are the molten steel temperature to be poured, the cooling conditions in the mold, the components of the castings, the dimensions, the casting temperature, the casting speed, and the secondary cooling conditions in the continuous casting machine.
상기 서술한 바와 같이, 온도계 (15) 의 배치 위치에 있어서의 주편 표면 온도 계산값과 표면 온도 측정값이 일치하도록, 2 차 냉각 계산에서 사용하는 2 차 냉각대의 열 전달 계수를 발열량의 수정으로서 수정하는 것이 간편하다. 그리고 수정한 발열량을 사용하여 2 차원 단면 슬라이스 1 매에 대해 다시 2 차 냉각 계산을 실시하고, 횡파 초음파 센서 (4) 의 검출 위치에 있어서의 2 차원 단면의 두께 방향 중앙부의 온도가 고상선 온도에 일치하도록 열 전도율을 수정한다.As described above, the heat transfer coefficient of the secondary cooling band used in the secondary cooling calculation is corrected as the correction of the calorific value so that the calculated value of the surface temperature of the casting and the surface temperature measurement value at the position of the
도 3 은, 전술한 파라미터 조정 효과를 나타내는 도면이다. 이 도 3 에 있어서, (a) 는 온도계 (15) 로 측정한 주편 표면 온도 측정값, (b) 는 전열 계산에 의한 응고 완료 위치 추정값, (c) 는 횡파 초음파 센서 (4) 에서 5 초 간격으로 초음파 신호의 송신과 수신을 실시하여, 주편을 통과하는 횡파 초음파 신호의 강도를 모니터한 횡파 신호 강도를 각각 나타낸다. 도 3(c) 에 나타낸 바와 같이, 시각 60 [min] 부근에 있어서 횡파 신호 강도가 크게 저하된 것을 확인했다. 이것은, 주편 내의 액상의 선단부가 횡파 초음파 센서 (4) 의 검출 위치에 도달한 것을 나타낸다. 횡파 신호 강도 50 ㎷ 를 응고 완료 위치 검출의 임계값으로 하고, 횡파 강도 신호가 임계값에 도달한 시각 60 [min] 을 응고 위치 검출 타이밍으로 한다. 이 응고 완료 위치 검출 타이밍에서는, 주편의 두께 방향 중심부의 온도는 고상선 온도와 일치한다. 또, 이 응고 위치 검출 타이밍에서 횡파 초음파 센서 (4) 를 통과한 주편이 표면 온도계 (15) 의 위치를 통과하는 타이밍에서 주편의 표면 온도를 측정하여, 온도계 (15) 의 배치 위치에 있어서의 주편 표면 온도 계산값과 표면 온도 측정값이 일치하도록, 또, 횡파 초음파 센서 (4) 의 검출 위치에 있어서의 2 차원 단면의 두께 방향 중앙부의 온도가 고상선 온도에 일치하도록, 주편의 열 전도율과 2 차 냉각대에 있어서의 열 전달 계수를 조정 (수정) 했다.Fig. 3 is a diagram showing the above-described parameter adjustment effect. 3, (a) is a measurement value of the surface temperature measured by the
도 3(b) 에 있어서, 2 개의 실선 플롯은, 가는 것이 초기의 파라미터로 추정된 응고 완료 위치, 시각 60 [min] 으로부터 시작되는 굵은 것이 수정 후의 파라미터로 추정된 응고 완료 위치를 나타낸다. 또, 도 3(b) 에는, 공지된 초음파를 사용한 응고 완료 위치 검지 장치에 의하여 측정한 응고 완료 위치도 ● 표로 플롯하고 있다. 이 ● 표로부터 알 수 있는 바와 같이, 파라미터 수정 전은 응고 완료 위치 추정값과는 어긋남이 있지만, 파라미터 수정 후는 차이가 해소되어 양호한 정밀도로 추정을 실시할 수 있다는 것을 알 수 있다.In Fig. 3 (b), the two solid line plots indicate the solidification completed position where the thinness is estimated by the initial parameters, and the solidification starting from the time 60 [min] is the solidification completion position estimated by the corrected parameters. Fig. 3 (b) also plots the solidified position measured by the known solid state position detecting device using ultrasound. As can be seen from this table, there is a deviation from the coagulation completion position estimation value before the parameter modification, but it is understood that the difference is eliminated after the parameter modification and the estimation can be performed with good precision.
또, 2 차 냉각 계산에 있어서, 폭 방향의 수량 분포의 불균일 등에 의한 온도 변동은 측정을 실시하지 않는 한 알 수 없다. 이 때문에, 초기의 파라미터는 폭 방향의 열 전달 계수는 통상 일정으로 하고 있다. 이 때, 주편 길이 방향에서의 횡파 초음파 센서 (4) 의 검출 위치에 있어서의, 2 차원 단면의 두께 방향 중앙부 그리고 폭 방향 중앙부의 온도 계산값이 고상선 온도에 일치하고, 또한, 응고 완료 위치를 검지한 타이밍에서 온도계 (15) 의 위치를 통과한 주편의 표면 온도 계산값이 온도계 (15) 에 의한 측정값에 일치하도록, 2 차 냉각 계산에 사용하는 주편의 열 전도율 및 열 전달 계수의 값을 수정하여도, 폭 방향의 온도 분포는 올바르게 예측할 수 없다.In the secondary cooling calculation, temperature fluctuations due to irregularity in the quantity distribution in the width direction or the like can not be known unless measurement is performed. For this reason, the heat transfer coefficient in the width direction of the initial parameter is usually constant. At this time, the temperature calculation value at the center in the thickness direction and the center in the width direction of the two-dimensional cross section at the detection position of the transverse ultrasonic wave sensor 4 in the longitudinal direction of the strip coincides with the solidus temperature, The values of the thermal conductivities and heat transfer coefficients used in the secondary cooling calculation are set so that the surface temperature calculated value of the cast steel passing through the position of the
도 4 는, 열 전도율 및 열 전달 계수의 값을 수정하기 전에 있어서의 2 차 냉각 계산에 의한 온도계 (15) 에서의 측정 위치에 있어서의 폭 방향의 표면 온도 추정값과, 온도계 (15) 에 의한 측정값의 폭 방향 분포를 비교한 도면이다. 또한, 도 4 의 횡축은 주편의 폭 방향 위치 (0 이 폭 방향 중앙부이다) 를 나타내고 있다. 4 is a graph showing the relationship between the estimated value of the surface temperature in the width direction at the measurement position in the
한편, 도 5 는, 열 전도율 및 열 전달 계수 수정 후의 2 차 냉각 계산에 의한 온도계 (15) 의 위치에 있어서의 폭 방향의 표면 온도 추정값과, 온도계 (15) 에 의한 측정값을 비교한 도면이다. 상기 처리에 의하여, 응고 완료 위치에 있어서의, 주편 폭 방향 중앙부에 있어서는, 온도 추정값은 측정값에 일치하고 있지만, 폭 방향의 온도 변동은 표현할 수 없었다. 또한, 도 5 의 횡축은 주편의 폭 방향 위치 (0 이 폭 방향 중앙부이다) 를 나타내고 있다.On the other hand, Fig. 5 is a view comparing the measured value of the surface temperature in the width direction at the position of the
그래서, 2 차 냉각 계산에 사용하는 열 전달 계수를 폭 방향 일정이 아니라, 분포를 갖게 하는 것으로 하고, 그 때문에 열 전달 계수의 폭 방향의 보정값을 설정한다. 열 전달 계수의 폭 방향의 보정값은, 2 차 냉각 계산에 의한 온도계 (15) 의 위치에 있어서의 표면 온도 추정값의 폭 방향의 각 위치에 있어서의 값이 온도계 (15) 의 측정값의 폭 방향의 당해 위치값에 일치하도록, 보정값을 조금씩 바꾸면서 반복해서 2 차 냉각 계산을 실시함으로써 구할 수 있다. Therefore, the heat transfer coefficient used in the secondary cooling calculation is set not to be constant in the width direction but to have a distribution, and therefore, a correction value in the width direction of the heat transfer coefficient is set. The correction value in the width direction of the heat transfer coefficient is a value at each position in the width direction of the surface temperature estimated value at the position of the
도 6 은, 구한 열 전달 계수의 폭 방향의 보정값이며, 도 7 은 열 전달 계수를 폭 방향에서 보정 후의 2 차 냉각 계산에 의한, 응고 완료 위치에서의 폭 방향의 표면 온도 추정값 및 온도계 (15) 에 의한 측정값을 비교한 도면이다. 열 전달 계수를 폭 방향에서 보정함으로써, 표면 온도 추정값과 측정값을 거의 일치시킬 수 있는 것을 알 수 있다. 또한, 도 6 및 도 7 의 각각의 횡축은 주편의 폭 방향 위치 (0 이 폭 방향 중앙부이다) 를 나타내고 있다.FIG. 6 is a correction value in the width direction of the obtained heat transfer coefficient, and FIG. 7 is a graph showing the relationship between the widthwise surface temperature estimation value at the solidification completion position and the thermometer 15 ) Of the measured values. It can be seen that by correcting the heat transfer coefficient in the width direction, the surface temperature estimated value and the measured value can be made almost equal. The horizontal axis of each of Fig. 6 and Fig. 7 represents the position in the width direction of the cast steel (0 is the center in the width direction).
도 8 은, 2 차 냉각 계산을 사용하여 응고 완료 위치의 형상을 추정한 결과를, 초기의 파라미터값을 사용한 경우, 열 전도율을 수정했을 경우, 또한 열 전달 계수를 폭 방향에서 보정했을 경우 (온도 측정값에 기초하여 폭 방향에서의 열 전달 계수가 변화하도록 보정했을 경우) 의 3 방법에 대하여 비교한 것이다. Fig. 8 shows the result of estimating the shape of the solidified position using the secondary cooling calculation, when the initial parameter value is used, when the thermal conductivity is corrected, and when the heat transfer coefficient is corrected in the width direction And correction was made so that the heat transfer coefficient in the width direction changes based on the measured value).
도 8 에서는, 횡축은 주편의 폭 방향 위치 (「0」이 폭 방향 중앙부이다.), 종축은 주형 내의 탕면을 기준으로 한 거리이며, 폭 방향의 각 위치에 있어서의 응고 완료 위치를 나타내고 있다. 열 전도율을 수정한 단계에서는, 횡파 초음파 센서 (4) 에 의하여 검출된 폭 중앙부의 응고 완료 위치와는 일치하고 있지만, 폭 방향으로는 플랫인 형상이며, 온도계 (15) 로 측정된 표면 온도와는 정합하지 않는다. 열 전달 계수를 폭 방향에서 보정한 경우에는, 횡파 초음파 센서 (4) 에 의하여 검출한 폭 중앙부의 응고 완료 위치와 일치하고, 또한 온도계 (15) 로 측정된 표면 온도의 폭 방향 분포와도 정합한다.8, the abscissa represents the position in the width direction of the cast steel ("0" is the center in the width direction), and the ordinate represents the distance based on the bath surface in the mold and the solidification completion position at each position in the width direction. In the step of modifying the thermal conductivity, the coagulation completion position of the width center portion detected by the transverse ultrasonic wave sensor 4 coincides with the coagulation completion position of the width central portion, but the shape is flat in the width direction. Do not match. When the heat transfer coefficient is corrected in the width direction, it coincides with the solidification completion position of the width central portion detected by the transverse ultrasonic sensor 4 and also matches the width direction distribution of the surface temperature measured by the
도 9 에는 공지된 초음파를 사용한 응고 완료 위치 검지 장치에 의하여 폭 방향으로 20 ㎝ 피치로 측정한 응고 완료 위치와, 열 전도율 및 열 전달 계수 수정 후의 응고 완료 위치의 형상 추정값을 플롯하고 있다. 응고 완료 위치 검지 장치의 측정점에서는, 추정값과 측정값은 잘 일치하고 있고, 고정밀도한 추정을 실시할 수 있는 것을 알 수 있다. 또한, 도 9 의 횡축은 주편의 폭 방향 위치 (0 이 폭 방향 중앙부이다) 를 나타내고 있다. Fig. 9 plots the coagulation completion position measured at a pitch of 20 cm in the width direction by the known coagulation completion position detecting device using ultrasound waves and the estimated shape value of the coagulation completion position after the heat conductivity and the heat transfer coefficient modification. It can be seen that the estimated value and the measured value are in good agreement with each other at the measuring point of the solidified position detecting device and the highly accurate estimation can be performed. The horizontal axis in Fig. 9 represents the position in the width direction of the cast steel (0 is the center in the width direction).
이상의 설명에서는, 처음에 횡파 초음파 센서 (4) 를 사용하여 2 차 냉각 계산에 사용하는 열 전도율을 수정하고, 다음에 온도계 (15) 를 사용하여 열 전달 계수를 폭 방향으로 보정하는 것으로 설명했지만, 이 순서를 반대로 해도 된다. 더욱 치밀하게 맞춘다면, 열 전달 계수와 열 전도율을 조금씩 바꾸면서 2 차 냉각 계산을 반복 실시하여, 중심 온도와 표면 온도가 가장 실제와 잘 일치하는 파라미터를 찾아내는 방법을 취할 수도 있다. 또, 열 전달 계수의 폭 방향 분포 대신에 수량의 폭 방향 분포를 수정해도 된다. 또, 열 전달 계수와 열 전도율 대신에 고상선 온도, 주형에서의 발열량의 파라미터를 수정해도 된다.In the above description, the thermal conductivity used in the secondary cooling calculation is first corrected using the transverse ultrasonic wave sensor 4, and then the thermal transfer coefficient is corrected in the width direction using the
또한, 이상 설명한 각 방법에 의한 파라미터 수정은, 전열 계산에 의한 응고 완료 위치 및 형상 추정의 캘리브레이션의 의미를 가지므로, 주조 개시시에 매회 실시할 필요는 없다. 예를 들어, 횡파 초음파 센서 (4) 를 사용한 열 전도율의 수정은 1 회 실시하면, 열 전도율은 적절한 값으로 수정되므로, 그 값을 다음번의 주조에 있어서도 사용할 수 있다. 그 경우는, 온도계 (15) 에 의한 열 전달 계수의 수정만을 실시하면 된다.In addition, the parameter modification by each of the methods described above has the meaning of the solidification completion position and the calibration of the shape estimation by the heat transfer calculation, and therefore it is not necessary to carry out each time at the start of casting. For example, when the thermal conductivity of the transverse ultrasonic sensor 4 is corrected once, the thermal conductivity is corrected to an appropriate value, so that the value can be used in the next casting. In this case, it is only necessary to correct the heat transfer coefficient by the
이와 같이, 본 발명에 기초하는 방법에 의하면, 주편의 응고 완료 위치 및 형상을 고정밀도로 예측, 추정하는 것이 가능해진다. 이것을 사용하여, 응고 완료 형상이 플랫이 되는 냉각 조건을 찾아냄으로써, 중심 편석 등의 내부 품질의 문제를 발생시키지 않고 연속 주조기의 조업을 실시하는 것이 가능해져, 우수한 품질의 슬래브를 제공할 수 있다. 또, 응고 완료 위치가 연속 주조기의 기단이 되도록 냉각 조건을 조작하는 것도 가능해져, 설비 능력을 최대로 발휘시켜, 고생산성을 유지하는 주조 방법도 제공할 수 있다. As described above, according to the method based on the present invention, it is possible to predict and estimate the solidified position and shape of the cast steel with high accuracy. By using this, a cooling condition in which the solidified finished shape becomes flat can be found, whereby the continuous casting machine can be operated without causing a problem of internal quality such as center segregation, and a slab of excellent quality can be provided. In addition, it is also possible to operate the cooling conditions so that the solidified position becomes the base end of the continuous casting machine, thereby providing a casting method that maximizes the facility capability and maintains high productivity.
또한, 상기 실시예는 주조 속도를 증속시키는 경우에 대해 서술했지만, 주조 속도를 감속시키는 경우도 동일한 처리를 하면 되는 것은 말할 필요도 없다.In addition, although the above embodiment describes the case of increasing the casting speed, it goes without saying that the same processing may be performed in the case of decelerating the casting speed.
1 : 턴디시
2 : 주형
3 : 침지 노즐
4 : 횡파 초음파 센서
5 : 주편
6 : 서포트 롤
7 ∼ 13 : 냉각 존
14 : 용강
15 : 온도계
20 : 컨트롤러
20A : 응고 완료 위치 이동 수단
20B : 파라미터 수정부1: Turn Dish
2: Mold
3: immersion nozzle
4: transverse ultrasonic sensor
5: Casting
6: Support roll
7 to 13: cooling zone
14: molten steel
15: Thermometer
20: Controller
20A: Solidification completed position moving means
20B:
Claims (11)
상기 주편에 대해 초음파를 송수신함으로써 당해 주편의 응고 완료 위치의 통과를 검출하는 초음파 센서 및 주편의 표면 온도를 측정하는 표면 온도 계측 수단을 각각 연속 주조기에 배치하고,
주조 속도를 변화시킴으로써, 주편의 응고 완료 위치를 이동시키고, 상기 초음파 센서의 수신 신호의 강도 변화에 기초하여 응고 완료 위치를 검출하고,
상기 초음파 센서가 상기 응고 완료 위치를 검출했을 때에, 상기 표면 온도 계측 수단의 검출 위치를 통과한 주편의 표면 온도를 당해 표면 온도 계측 수단으로 측정하고,
상기 응고 완료 위치를 검출한 타이밍에서, 상기 초음파 센서가 응고 완료 위치를 검출한 주편 위치에 있어서의, 주편 두께 방향 중심부의 온도의 계산값이 고상선 온도와 일치하고, 또한 표면 온도 계측 수단의 검출 위치에 있어서의 표면 온도의 계산값이 당해 표면 온도 계측 수단의 측정값과 일치하도록, 상기 전열 계산에서 사용하는 열 전도율, 주형에서의 발열량, 2 차 냉각대의 열 전달 계수 중 적어도 1 개의 파라미터값을 수정하고, 그 수정 후의 파라미터를 사용하여 상기 전열 계산을 다시 실시하는 것을 특징으로 하는 연속 주조에 있어서의 주편 온도 추정 방법.In continuous casting in which a cast steel is successively produced by first cooling the molten steel injected into the casting mold and then performing secondary cooling while drawing out the casted solidified surface layer, In a casting temperature estimation method for estimating a casting temperature of a secondary casting by a heat transfer calculation using at least a heat flux based on a cooling condition of the secondary cooling,
An ultrasonic sensor for detecting the passage of the solidification completion position of the cast steel by transmitting and receiving ultrasonic waves to the cast steel and a surface temperature measuring means for measuring the surface temperature of the cast steel are respectively disposed in the continuous casting machine,
A solidification completion position is detected based on a change in intensity of a received signal of the ultrasonic sensor,
The surface temperature measuring means measures the surface temperature of the cast steel passing through the detection position of the surface temperature measuring means when the ultrasonic sensor detects the solidified position,
The calculated value of the temperature at the central portion in the thickness direction of the cast steel at the position of the cast steel piece at which the solidified position is detected by the ultrasonic sensor at the detection of the solidified position coincides with the solidus temperature, At least one parameter value among the thermal conductivity used in the heat transfer calculation, the heat generation amount in the mold, and the heat transfer coefficient in the secondary cooling zone is set so that the calculated value of the surface temperature at the position coincides with the measured value of the surface temperature measuring means And the heat transfer calculation is carried out again by using the parameters after the modification.
상기 주조 속도를 증속시킴으로써, 상기 주편의 응고 완료 위치를, 상기 초음파 센서에 의한 검출 위치보다 상류측으로부터 하류측을 향하여 이동시키는 것을 특징으로 하는 연속 주조에 있어서의 주편 온도 추정 방법.The method according to claim 1,
Wherein the casting speed is increased to move the solidifying completion position of the casting from the upstream side to the downstream side of the detection position by the ultrasonic sensor.
상기 표면 온도 계측 수단은, 주편의 표면 온도를 폭 방향 분포로서 측정하고,
표면 온도 계측 수단의 검출 위치에 있어서의 표면 온도의 폭 방향 분포의 계산값이 당해 표면 온도 계측 수단의 측정값과 일치하도록, 상기 수정을 실시하는 것을 특징으로 하는 연속 주조에 있어서의 주편 온도 추정 방법.The method according to claim 1,
Wherein the surface temperature measuring means measures the surface temperature of the cast steel as a widthwise distribution,
And the correction is carried out so that the calculated value of the widthwise distribution of the surface temperature at the detection position of the surface temperature measuring means coincides with the measured value of the surface temperature measuring means. .
상기 표면 온도 계측 수단은, 주편의 표면 온도를 폭 방향 분포로서 측정하고,
표면 온도 계측 수단의 검출 위치에 있어서의 표면 온도의 폭 방향 분포의 계산값이 당해 표면 온도 계측 수단의 측정값과 일치하도록, 상기 수정을 실시하는 것을 특징으로 하는 연속 주조에 있어서의 주편 온도 추정 방법.3. The method of claim 2,
Wherein the surface temperature measuring means measures the surface temperature of the cast steel as a widthwise distribution,
And the correction is carried out so that the calculated value of the widthwise distribution of the surface temperature at the detection position of the surface temperature measuring means coincides with the measured value of the surface temperature measuring means. .
상기 연속 주조의 조업 조건이, 2 차 냉각 조건, 경압하 조건, 주조 속도 및 주형 전자 교반 강도의 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 연속 주조 방법.9. The method of claim 8,
Wherein the operating condition of the continuous casting is at least one of a secondary cooling condition, a light-down condition, a casting speed, and a mold electron stirring strength.
상기 연속 주조의 조업 조건이, 2 차 냉각 조건, 경압하 조건, 주조 속도 및 주형 전자 교반 강도의 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 연속 주조 방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the operating condition of the continuous casting is at least one of a secondary cooling condition, a light-down condition, a casting speed, and a mold electron stirring strength.
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