WO2013073212A1 - 鋳片の欠陥予測検知方法、鋳片の製造方法、鋳片の欠陥発生予測検知装置、該鋳片の欠陥発生予測検知装置を備えた連続鋳造設備 - Google Patents
鋳片の欠陥予測検知方法、鋳片の製造方法、鋳片の欠陥発生予測検知装置、該鋳片の欠陥発生予測検知装置を備えた連続鋳造設備 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2013073212A1 WO2013073212A1 PCT/JP2012/058771 JP2012058771W WO2013073212A1 WO 2013073212 A1 WO2013073212 A1 WO 2013073212A1 JP 2012058771 W JP2012058771 W JP 2012058771W WO 2013073212 A1 WO2013073212 A1 WO 2013073212A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- slab
- defect
- back pressure
- molten steel
- change
- Prior art date
Links
Images
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
- B22D11/10—Supplying or treating molten metal
- B22D11/11—Treating the molten metal
- B22D11/116—Refining the metal
- B22D11/117—Refining the metal by treating with gases
-
- 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
- B22D11/18—Controlling or regulating processes or operations for pouring
- B22D11/181—Controlling or regulating processes or operations for pouring responsive to molten metal level or slag level
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
- B22D41/50—Pouring-nozzles
- B22D41/58—Pouring-nozzles with gas injecting means
Definitions
- a defect when continuous casting is performed while blowing an inert gas such as argon gas into molten steel from an upper nozzle in a continuous casting facility, a defect (hereinafter referred to as a cause of an alumina defect in a steel material after being processed into a slab)
- the present invention relates to a slab defect prediction detection method and a slab defect generation prediction detection apparatus that predict and detect the occurrence of a defect.
- the present invention also relates to a continuous casting slab manufacturing method using the slab defect prediction detection method and a continuous casting facility including the slab defect occurrence prediction detection device.
- non-metallic inclusions such as Al 2 O 3 generated in the process of molten steel are deposited on a discharge port or an inner hole of a submerged nozzle, a sliding nozzle, etc.
- an inert gas such as argon gas is blown into the molten steel from the upper nozzle, etc., and the discharge port or inner hole surface is covered with gas, or measures to remove non-metallic inclusions etc. by the floating effect due to the upward flow of gas Has been taken.
- Patent Document 1 the flow rate of argon gas blown into the immersion nozzle is increased by a unit set amount at regular intervals during casting, and the molten metal surface state in the mold is observed until the molten metal surface fluctuation or boiling phenomenon occurs. If the hot water level fluctuation or boiling phenomenon occurs, a method is proposed in which the blowing amount is determined by decreasing the unit set amount.
- the continuous casting method of aluminum killed steel of Patent Document 2 is characterized in that molten steel is injected into the mold through the immersion nozzle while increasing or decreasing the back pressure or flow rate of the inert gas blown into the immersion nozzle during casting. Is.
- Patent Documents 1 and 2 are all focused on argon gas blowing control.
- the argon gas blowing control is performed based on the scheduled control, defective products may be generated due to various causes.
- alumina defects represented by streak-like surface defects caused by accumulation of minute alumina inclusions are frequently revealed after processing. There is a case. Therefore, a countermeasure against alumina defects existing in the slab has been demanded.
- An object of the present invention is to provide a method for producing a continuous cast slab with few defects of alumina using a slab defect prediction detection method, a slab defect occurrence prediction detection device, and a continuous casting facility equipped with the device.
- the inventor can detect the occurrence of alumina defects before rolling the slab in advance, the product can be prevented from being degraded due to the relevant part by cleaning the corresponding slab where the defect has been detected. I thought I could do it.
- the inventor investigated whether any abnormality occurred on the casting apparatus side when an alumina defect occurred.
- the defects to be predicted are of alumina type and very small particle size
- the alumina floating in the molten steel cannot be lifted up in the mold (mold) and trapped on the surface of the slab Is presumed to be generated by Therefore, as a change on the casting apparatus side when such a defect occurs, (1) a change such as clogging of the immersion nozzle, (2) a change in the inert gas back pressure of the upper nozzle, and (3) a change in the casting speed.
- Three incidents were considered as candidates. The reason why these three incidents are listed as candidates is as follows.
- the inert gas back pressure of the upper nozzle changes following the change of the molten steel injection speed.
- the opening of the sliding nozzle is automatically adjusted by the control device at a pitch of about 0.1 seconds. For this reason, the inert gas back pressure of the upper nozzle always moves up and down.
- the inert gas back pressure of the upper nozzle is also affected by the molten steel static pressure in the tundish and the pressure loss of the circulating gas in the upper nozzle refractory.
- Table 1 summarizes the relationship between the above three incidents and the actual occurrence of defects.
- the method for detecting the occurrence of defects in a slab detects the level of molten steel in a mold and changes the molten steel injection speed, and also introduces an inert gas into the molten steel from an upper nozzle provided at the bottom of the tundish.
- the slab defect occurrence prediction detection method for predicting and detecting the presence of inclusions that cause alumina defects in the steel material after processing when the slab is obtained by continuous casting while blowing into the slab.
- the amount of change in the back-and-forth movement of the back pressure of the inert gas is detected, and the change in the back pressure is determined depending on whether the change amount is equal to or greater than a predetermined number of times within a predetermined time.
- the manufacturing method of the slab which concerns on this invention uses the slab defect generation
- the manufacturing method of the slab which concerns on this invention becomes a cause of the alumina-type defect of the steel materials after a process using the defect generation
- a slab that has been determined not to include a portion that is predicted to contain inclusions is used as a hot rolling material without surface maintenance.
- the manufacturing method of the slab which concerns on this invention causes the alumina-type defect of the steel materials after a process using the defect generation
- the range of the cast slab including the portion where the presence of inclusions is predicted, including at least the portion where the presence of inclusions causing the defects is predicted, is surface-treated by means of cutting or grinding.
- the slab defect occurrence predicting / detecting device detects the molten steel level in the mold to change the molten steel injection speed and introduces an inert gas into the molten steel from the upper nozzle provided at the bottom of the tundish.
- a slab defect occurrence prediction detection device that predicts and detects the presence of inclusions that cause alumina defects in the steel material after processing in a slab that is continuously cast while being blown into
- the back pressure change amount detecting means for detecting the amount of change in the back and forth movement of the back pressure of the inert gas and the detection information of the back pressure change amount detecting means are input, and the change amount is not less than a predetermined range It is determined whether or not the change in the back pressure follows the fluctuation of the molten steel injection speed depending on whether or not the predetermined number of times is within a predetermined time, and when there is no follow-up, the alumina property of the steel material after processing And a defect occurrence predicting / detecting means for predicting and detecting that an inclusion causing a defect is generated.
- the defect occurrence prediction detecting unit determines that there is the follow-up when the change amount is 0.0005 MPa or more and is 15 times or more in 3 minutes. Is.
- production prediction detection means when it is estimated by the said defect generation
- the defect occurrence position detecting means for detecting the position of the slab where the inclusion causing the defect is predicted to exist is provided.
- a continuous casting facility includes the slab defect occurrence predicting / detecting device according to any one of the above (6) to (8).
- the amount of change in the back-and-forth movement of the back pressure of the inert gas is detected.
- the change follows the fluctuation of the molten steel injection speed and detecting the occurrence of defects when there is no follow-up, there is an alumina defect in the continuously cast slab. Presence / absence can be accurately detected. Therefore, it is possible to care for a portion where a defect is predicted to occur, and to prevent the product from being degraded.
- FIG. 1 is an explanatory diagram of a slab defect occurrence prediction detecting apparatus according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is an enlarged view showing a part of FIG.
- FIG. 3 is an enlarged view showing a part of FIG.
- FIG. 4 is a graph for explaining a change state of the opening of the sliding nozzle in a steady state of continuous casting.
- FIG. 5 is a graph showing an example of an inert gas back pressure change of the upper nozzle.
- FIG. 5 (a) shows a case where the molten steel injection speed changes
- FIG. 5 (b) shows a change of the molten steel injection speed. The case where it does not follow is shown.
- FIG. 6 is a graph showing the results of an example for confirming the effect of the embodiment of the present invention.
- the continuous casting equipment 7 includes a mold 16, a tundish 3 installed above the mold 16, and a ladle 17 that supplies molten steel to the tundish 3 (see FIG. 1).
- the tundish 3 has an outer shell covered with an iron skin 19, and a refractory 21 is attached to the inside of the iron skin 19.
- An upper nozzle 5 is installed at the bottom of the tundish 3 so as to be fitted to the refractory 21 (see FIG. 2).
- the amount of molten steel in the tundish 3 is adjusted so that the molten steel injection speed from the ladle 17 is adjusted by a flow rate adjustment nozzle (not shown) so as to be a constant target value except before and after the ladle replacement.
- a sliding nozzle 25 operated by an actuator 23 is installed below the upper nozzle 5, and an immersion nozzle 27 is installed below the sliding nozzle 25.
- the upper nozzle 5 is composed of three parts: an upper blowing part 5a, a lower blowing part 5b, and a main body part 5c located between the upper blowing part 5a and the lower blowing part 5b.
- the outer periphery of these three parts is covered with an iron plate 5e.
- the upper blowing portion 5a and the lower blowing portion 5b are portions for blowing gas, and are formed of alumina porous brick.
- the main body 5c is formed of a relatively dense alumina material.
- the porous brick is divided into two stages of the upper part and the lower part is shown, but the porous brick may be divided into a single stage or may be further divided into a large number.
- a gas introduction pipe 29a for introducing an inert gas such as argon gas is installed in the upper blowing part 5a. Further, a gas introduction pipe 29b for introducing an inert gas is also installed in the lower blowing part 5b.
- the inert gas supplied from the gas introduction pipe 29a is blown into the molten steel through the upper blowing part 5a, while the inert gas supplied from the gas introduction pipe 29b is blown into the molten steel through the lower blowing part 5b.
- nitrogen gas may be blown in combination with argon gas depending on the target molten steel component.
- the gas introduction pipes 29a and 29b are connected to independent gas supply devices, respectively, and the supply speed of the inert gas is independently controlled to a predetermined value corresponding to the casting conditions.
- the control of the gas supply speed may be such that the mass flow rate is automatically adjusted, and since the gas source pressure is normally stable, the opening degree of the flow rate control valve 28 (see FIG. 1) is made constant.
- the inert gas blowing means is provided by the upper blowing portion 5a, the lower blowing portion 5b, the gas introduction pipes 29 (described later), 29a, 29b, the flow rate adjusting valve 28, the gas supply device (not shown), and the like. It is formed.
- the molten steel injection speed into the mold is adjusted at a pitch of 0.1 second by operating the sliding nozzle 25 by the actuator 23.
- the actuator 23 adjusts the opening degree of the sliding nozzle 25 based on the detection value of the hot water level meter 31 detected by the hot water level sensor 30 of the eddy current type or ⁇ ray method installed in the mold 16.
- the molten steel injection speed into the mold is adjusted so that the molten metal level is adjusted to the reference value.
- the molten steel injection speed into the mold is adjusted so as to suspend the product of the slab thickness, the slab width, and the drawing speed (casting speed) as a time average value.
- the molten steel level detection means is constituted by the molten metal level sensor 30, the molten metal level meter 31, and the like.
- the sliding nozzle 25, the actuator 23, and the like constitute molten steel injection speed changing means.
- the control value of the opening degree of the sliding nozzle 25 is preferably automatically adjusted at a pitch of about 0.1 to 1 second, but is not limited thereto.
- An example of the change in the opening degree of the sliding nozzle 25 is shown in FIG. In FIG. 4, the vertical axis represents the sliding nozzle opening (%), and the horizontal axis represents time (seconds).
- the opening of the sliding nozzle 25 changes irregularly as shown in FIG. 4 in a steady state, and the molten steel injection speed also changes irregularly. Therefore, whether or not the back pressure change follows the change in the molten steel injection speed depends on whether or not the amount of change in the vertical movement of the back pressure is not less than a predetermined range within a predetermined time. Can be determined.
- the gas introduction pipe 29 is provided with a pressure detector 33, and a pressure detection signal of the pressure detector 33 is input to a defect occurrence prediction detection device 1 described later.
- the gas introduction pipe 29 in FIG. 1 is a generic term for both the gas introduction pipes 29a and 29b in FIG.
- the pressure detector 33 is a general term for pressure detectors 33a and 33b (not shown) individually installed in the gas introduction pipes 29a and 29b.
- the slab is pulled out by a pinch roll 35 as shown in FIG.
- the rotational speed of the pinch roll 35 is input to a defect occurrence prediction detecting device 1 described later, and the casting speed and casting length are detected by the rotational speed of the pinch roll 35.
- a back pressure change amount detecting means 11 for detecting a change amount of the back pressure of the inert gas
- Defect occurrence prediction in which the detection value of the back pressure change detection means 11 is input and the occurrence of a defect is predicted based on whether or not the change in the back pressure follows the change in the molten steel injection rate into the mold.
- Detection means 13 A defect occurrence position detecting means 15 for specifying a portion of a slab that is predicted to have a defect when the defect occurrence prediction detecting means 13 predicts and detects the occurrence of the defect. Details will be described below.
- the defect occurrence prediction detection apparatus 1 includes the back pressure change amount detection means 11, the defect occurrence prediction detection means 13, and the defect occurrence position detection means 15. Each of these means is realized by the CPU executing a predetermined program. The function of each means is as follows.
- the back pressure change amount detection means 11 inputs the detection value of the pressure detector 33 and detects the back pressure change amount that fluctuates up and down.
- the pressure detection value is digitized with a predetermined pressure resolution at predetermined unit time intervals, and is sequentially calculated to calculate a back pressure change amount and output it to the defect occurrence prediction detecting means 13.
- the time resolution and pressure resolution can be appropriately selected within the range allowed by the capacity of the storage device and the capacity of the arithmetic processing unit, but it is desirable that the pressure resolution is 0.001 MPa or more and the time resolution is 1 second or more.
- a method for calculating the amount of change in back pressure in addition to a method by comparison with the immediately preceding value, a method by comparison with an average value in a predetermined time range, a method in which these methods are combined with other arithmetic logic, etc. can be selected as appropriate. .
- the defect occurrence prediction detection means 13 inputs the back pressure change amount detected by the back pressure change detection means 11, and the back pressure change follows the change in the opening of the sliding nozzle 25, that is, the change in the molten steel injection speed. It is determined whether or not there is a defect, and it is predicted and detected that a defect has occurred. Whether or not the back pressure change follows the change in the molten steel pouring rate is determined by whether or not the back pressure change amount is equal to or greater than a predetermined number of times within a predetermined time.
- the predetermined range of the back pressure change amount is 0.0005 MPa
- the predetermined time is 3 minutes
- the predetermined number of times is 15.
- FIG. 5A shows normal upper nozzle back pressure fluctuation, and it is determined that the change in the molten steel injection speed due to the sliding nozzle opening change exemplified in FIG. Is the case.
- FIG. 5B shows an abnormal upper nozzle back pressure fluctuation, and is a case where it is determined that the change in the molten steel injection speed is not followed under the above-described determination conditions.
- the predetermined range, the predetermined time, and the predetermined number of times of the back pressure change amount can be appropriately changed according to the specifications of the equipment, the operation conditions, and the like.
- the defect occurrence position detection means 15 is a slab after cutting in which the occurrence of defects is predicted and detected based on the number of rotations of the pinch roll 35 after the occurrence of defects is predicted and detected by the defect occurrence prediction detection means 13. Or the site
- An inert gas such as argon gas introduced into the gas introduction pipe 29 is blown into the molten steel through the upper nozzle 5.
- the back pressure of the inert gas is input to the defect occurrence prediction detection device 1, and the back pressure change amount detection means 11 detects the back pressure change amount.
- the defect occurrence prediction detection means 13 inputs the back pressure change amount detected by the back pressure change detection means 11, and is the back pressure change amount following the change in the molten steel injection speed into the mold? If it is not following, it is predicted and detected that a defect has occurred.
- the defect occurrence prediction detecting means 13 predicts and detects the defect occurrence
- the defect occurrence position detecting means 15 records that the defect is predicted at a portion where the surface layer is solidified in the mold, and sets the rotation speed of the pinch roll 35. Based on this, the slab after cutting or the portion where the occurrence of the defect is predicted and detected is specified.
- the thickness to be removed can be appropriately set according to the application.
- the surface-slabd cast slab can be applied without problems to uses such as cold-rolled steel sheets, where the degree of processing such as rolling or drawing is high and alumina defects are likely to be manifested.
- the slab including the part where the occurrence of defects is predicted and detected should be diverted to other uses and / or specifications that do not reveal alumina defects such as general hot-rolled steel sheets with low workability of steel materials. May be. In this case, surface care can be omitted.
- the present embodiment it is possible to accurately detect and detect the occurrence of an alumina defect, scarfing a portion where the defect is predicted to occur, and / or the occurrence of an alumina defect. By diverting it to other uses and specifications that are difficult to be converted, it is possible to prevent a deterioration in the product stage obtained by rolling the slab.
- FIG. 6 shows a defect occurrence when a defect occurrence is predicted by the defect occurrence prediction detection apparatus 1 according to the present embodiment, and when the scarfing process is performed when the defect occurrence is predicted, and when such a process is not performed. It is a graph which shows the comparison of a rate.
- the occurrence of defects is determined to be normal when there are 15 or more changes in the back pressure change within a 3-minute interval of 0.0005 MPa or more, Otherwise, it was determined as abnormal, and the slab including the abnormal part was subjected to a full length scarfing.
- the vertical axis on the left side in FIG. 6 shows the processing amount (thousand tons) in a cold-rolled steel sheet line having a thickness of 0.2 mm, and the vertical axis on the right side in FIG. %).
- the defect occurrence rate was 2.85% with respect to 7,900 ton before the countermeasure, but the defect occurrence rate was 0.00% with respect to 2000 ton after the countermeasure. It was. From this, it was proved that the predicted detection of the occurrence of defects in the slab in the present embodiment was accurately performed.
- the present invention it is possible to accurately detect and detect the presence of alumina defects in a continuously cast slab. Therefore, it is possible to care for a part where a defect is predicted to occur and to change the application, and to prevent the product from being degraded.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
鋳型内の溶鋼レベルを検知して溶鋼注入速度を変化させると共に、タンディッシュ3の底部に設けられた上ノズル5からアルゴンガス等の不活性ガスを溶鋼中に吹込みながら連続鋳造する鋳片に、アルミナ性の欠陥が発生していることを予測検知することができる鋳片の欠陥発生予測検知方法であって、前記不活性ガスの背圧の上下動の変化量を検知し、該変化量が予め定めた範囲以上の場合が所定時間内に所定回数以上あるか否かによって前記背圧の変化が前記溶鋼注入速度の変動に追従しているか否かを判定して欠陥の発生を予測検知することを特徴とする方法であり、またその装置、該方法を用いた連続鋳造鋳片の製造方法、該装置を備えた連続鋳造設備である。
Description
本発明は、連続鋳造設備において上ノズルからアルゴンガス等の不活性ガスを溶鋼中に吹込みながら連続鋳造を行う場合において、鋳片に加工後の鋼材のアルミナ性欠陥の原因となる欠陥(以下、単にアルミナ性の欠陥と称する。)が発生していることを予測検知する鋳片の欠陥予測検知方法、および鋳片の欠陥発生予測検知装置に関する。本発明はまた、該鋳片の欠陥予測検知方法を用いた連続鋳造鋳片の製造方法、および該鋳片の欠陥発生予測検知装置を備えた連続鋳造設備に関する。
従来、連続鋳造による鋳片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懸念がある。そのため、アルゴンガス等の不活性ガスを上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。
このようなものとして、例えば特許文献1に記載の鋳片鋳造におけるアルゴンガス吹込制御方法の発明がある。
特許文献1では、浸漬ノズルに吹き込むアルゴンガス流量を鋳造中に一定の時間毎に単位設定量だけ増加させ、鋳型内の湯面状況を観察して湯面変動或いは沸き立ち現象が発生するまで繰り返して増加させ、湯面変動或いは沸き立ち現象が発生したならば、単位設定量だけ減少させて吹き込み量を決定する方法を提案している。
特許文献1では、浸漬ノズルに吹き込むアルゴンガス流量を鋳造中に一定の時間毎に単位設定量だけ増加させ、鋳型内の湯面状況を観察して湯面変動或いは沸き立ち現象が発生するまで繰り返して増加させ、湯面変動或いは沸き立ち現象が発生したならば、単位設定量だけ減少させて吹き込み量を決定する方法を提案している。
また、他の例として、特許文献2のアルミキルド鋼の連続鋳造方法の発明がある。
特許文献2のアルミキルド鋼の連続鋳造方法は、浸漬ノズルへ吹き込む不活性ガスの背圧または流量を鋳造中に増減させながら、該浸漬ノズルを介して溶鋼を鋳型内に注入することを特徴とするものである。
特許文献2のアルミキルド鋼の連続鋳造方法は、浸漬ノズルへ吹き込む不活性ガスの背圧または流量を鋳造中に増減させながら、該浸漬ノズルを介して溶鋼を鋳型内に注入することを特徴とするものである。
特許文献1、2に記載の方法は、いずれもアルゴンガスの吹き込み制御に主眼が置かれている。
しかしながら、アルゴンガスの吹き込み制御が予定した制御に基づいて行われていたとしても、種々の原因で欠陥品が発生することも考えられる。
ところが、従来においては、どのような場合に欠陥品が発生するかを正確に知る技術がないのが現状である。このため、事前に欠陥の発生を認識することができないため、下工程において手入れをすることができず、製品の格落ちを防止することができない状況であった。特に冷延鋼板などで圧延あるいは絞りなどの加工度の高い鋼材では、微小なアルミナ介在物の集積に起因する筋状の表面疵に代表されるアルミナ性欠陥が、加工後に高頻度で顕在化する場合がある。したがって、鋳片に潜在するアルミナ性の欠陥に対する対策が求められていた。
しかしながら、アルゴンガスの吹き込み制御が予定した制御に基づいて行われていたとしても、種々の原因で欠陥品が発生することも考えられる。
ところが、従来においては、どのような場合に欠陥品が発生するかを正確に知る技術がないのが現状である。このため、事前に欠陥の発生を認識することができないため、下工程において手入れをすることができず、製品の格落ちを防止することができない状況であった。特に冷延鋼板などで圧延あるいは絞りなどの加工度の高い鋼材では、微小なアルミナ介在物の集積に起因する筋状の表面疵に代表されるアルミナ性欠陥が、加工後に高頻度で顕在化する場合がある。したがって、鋳片に潜在するアルミナ性の欠陥に対する対策が求められていた。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、連続鋳造する鋳片にアルミナ性の欠陥が発生していることを予測検知することができる鋳片の欠陥予測検知方法、該鋳片の欠陥予測検知方法を用いたアルミナ性の欠陥の少ない連続鋳造鋳片の製造方法、鋳片の欠陥発生予測検知装置、該装置を備えた連続鋳造設備を提供することを目的としている。
発明者は、鋳片を圧延する前にアルミナ性の欠陥の発生を事前に検知できれば、その欠陥発生が検知された該当鋳片に手入れを行うことで当該部位に起因する製品の格落ちを防止することができると考えた。
そこで、発明者は、アルミナ性の欠陥の発生を予測するために、アルミナ性の欠陥が発生した場合に鋳造装置側になんらなかの異変が発生していないかどうかを調査した。
そこで、発明者は、アルミナ性の欠陥の発生を予測するために、アルミナ性の欠陥が発生した場合に鋳造装置側になんらなかの異変が発生していないかどうかを調査した。
予測対象とする欠陥が、アルミナ性のものであり、かつ、非常に小さな粒径ということにかんがみると、溶鋼中に浮遊するアルミナがモールド(鋳型)内で浮上しきれずに鋳片表層にトラップされることによって発生するものと推定される。
そこで、このような欠陥が発生する場合の鋳造装置側の異変として、(1)浸漬ノズル詰まりという異変、(2)上ノズルの不活性ガス背圧の異変、(3)鋳造速度の異変、という3つの異変を候補として挙げて検討した。これらの3つの異変を候補に挙げた理由は以下の通りである。
そこで、このような欠陥が発生する場合の鋳造装置側の異変として、(1)浸漬ノズル詰まりという異変、(2)上ノズルの不活性ガス背圧の異変、(3)鋳造速度の異変、という3つの異変を候補として挙げて検討した。これらの3つの異変を候補に挙げた理由は以下の通りである。
(1)浸漬ノズル詰まりという異変
浸漬ノズルに詰まりが発生するというのは、浸漬ノズル内にアルミナが堆積するからである。堆積したアルミナが落下して、それがモールド内で浮上しきれずにトラップされる。
浸漬ノズル詰まりが発生しているかどうかを判定するには、鋳造末期にスライディングノズルの開度が大きくなっていないかどうかで分かる。なぜなら、浸漬ノズルが詰まると溶鋼の供給量が少なくなるために、制御装置によって湯面レベルを維持するようスライディングノズルの開度が自動的に大きくなるようになっているからである。
浸漬ノズルに詰まりが発生するというのは、浸漬ノズル内にアルミナが堆積するからである。堆積したアルミナが落下して、それがモールド内で浮上しきれずにトラップされる。
浸漬ノズル詰まりが発生しているかどうかを判定するには、鋳造末期にスライディングノズルの開度が大きくなっていないかどうかで分かる。なぜなら、浸漬ノズルが詰まると溶鋼の供給量が少なくなるために、制御装置によって湯面レベルを維持するようスライディングノズルの開度が自動的に大きくなるようになっているからである。
(2)上ノズルの不活性ガス背圧の異変
上ノズルからの不活性ガスの供給が適切に行われていない場合には、ガスの上昇流による浮上効果によりアルミナの除去等が正常に機能せずに、アルミナ性の欠陥が生ずると考えられる。
上記のような状況の発生は、上ノズルの不活性ガス背圧がスライディングノズルの開度すなわち鋳型内への溶鋼注入速度に追従して変化しているかどうかで分かる。なぜなら、スライディングノズルの開度を変化させると、上ノズル内の溶鋼流速が変化し、それによって上ノズル内の溶鋼流によるガスの吸引圧力も変化するため、不活性ガス背圧も変化するからである。逆に言えば、溶鋼注入速度の変化に追従して、不活性ガス背圧が変化しない場合には、上ノズルからの不活性ガス供給が適切に行われていないことになる。
上ノズルの不活性ガス背圧が溶鋼注入速度変化に追従して変化しているか否かの判定は、以下のように行った。
湯面レベルを一定に保持するため、スライディングノズルの開度は制御装置によって0.1秒程度のピッチで自動調節されている。そのため、上ノズルの不活性ガス背圧は常時上下動することになる。上ノズルの不活性ガス背圧は、他にタンディッシュ内の溶鋼静圧や上ノズル耐火物内での流通ガスの圧力損失の影響も受ける。しかし不活性ガス流量を一定あるいは急激に変化しない条件とすれば、これらによる背圧変化は非常に緩慢であることから、溶鋼注入速度変化に追従した前記変化から区別できる。そこで、3分間というあらかじめ設定した時間内において、2~20秒周期のランダムな背圧の上下動及びパルス状あるいはステップ状の背圧変化のうち、その背圧変化量が0.0005MPa以上のものが15回以上発生した場合を、「追従あり」と定義した。
(3)鋳造速度の異変
鋳造速度の異変を候補に考えたのは、何らかの原因により鋳造速度が遅い場合には浸漬ノズルからの溶鋼の吐出流速が低下するために凝固シェルにトラップされた介在物の洗浄効果が低下し、また溶鋼流れに不活性ガス気泡が乗らないために気泡による介在物浮上効果も低下するからである。
発明者の経験からすると、鋳造速度が1.0m/分未満では欠陥の発生率が高い傾向にあった。
上ノズルからの不活性ガスの供給が適切に行われていない場合には、ガスの上昇流による浮上効果によりアルミナの除去等が正常に機能せずに、アルミナ性の欠陥が生ずると考えられる。
上記のような状況の発生は、上ノズルの不活性ガス背圧がスライディングノズルの開度すなわち鋳型内への溶鋼注入速度に追従して変化しているかどうかで分かる。なぜなら、スライディングノズルの開度を変化させると、上ノズル内の溶鋼流速が変化し、それによって上ノズル内の溶鋼流によるガスの吸引圧力も変化するため、不活性ガス背圧も変化するからである。逆に言えば、溶鋼注入速度の変化に追従して、不活性ガス背圧が変化しない場合には、上ノズルからの不活性ガス供給が適切に行われていないことになる。
上ノズルの不活性ガス背圧が溶鋼注入速度変化に追従して変化しているか否かの判定は、以下のように行った。
湯面レベルを一定に保持するため、スライディングノズルの開度は制御装置によって0.1秒程度のピッチで自動調節されている。そのため、上ノズルの不活性ガス背圧は常時上下動することになる。上ノズルの不活性ガス背圧は、他にタンディッシュ内の溶鋼静圧や上ノズル耐火物内での流通ガスの圧力損失の影響も受ける。しかし不活性ガス流量を一定あるいは急激に変化しない条件とすれば、これらによる背圧変化は非常に緩慢であることから、溶鋼注入速度変化に追従した前記変化から区別できる。そこで、3分間というあらかじめ設定した時間内において、2~20秒周期のランダムな背圧の上下動及びパルス状あるいはステップ状の背圧変化のうち、その背圧変化量が0.0005MPa以上のものが15回以上発生した場合を、「追従あり」と定義した。
(3)鋳造速度の異変
鋳造速度の異変を候補に考えたのは、何らかの原因により鋳造速度が遅い場合には浸漬ノズルからの溶鋼の吐出流速が低下するために凝固シェルにトラップされた介在物の洗浄効果が低下し、また溶鋼流れに不活性ガス気泡が乗らないために気泡による介在物浮上効果も低下するからである。
発明者の経験からすると、鋳造速度が1.0m/分未満では欠陥の発生率が高い傾向にあった。
上記の3つの異変と、実際の欠陥発生との関係をまとめたものが表1である。
表1によると、「(2)上ノズル不活性ガス背圧」の反応があった場合には欠陥が発生していないが、前記反応がない場合には他の指標の有無にかかわらず欠陥が発生している。
このことから、「(2)上ノズル不活性ガス背圧」の反応の有無を欠陥発生の指標とすることで、正確な欠陥発生の有無を予測できることが分かる。
本発明はかかる知見に基づいてなされたものである。
このことから、「(2)上ノズル不活性ガス背圧」の反応の有無を欠陥発生の指標とすることで、正確な欠陥発生の有無を予測できることが分かる。
本発明はかかる知見に基づいてなされたものである。
(1)本発明に係る鋳片の欠陥発生予測検知方法は、鋳型内の溶鋼レベルを検知して溶鋼注入速度を変化させると共にタンディッシュの底部に設けられた上ノズルから不活性ガスを溶鋼中に吹込みながら連続鋳造して鋳片を得るに際し、前記鋳片に、加工後の鋼材のアルミナ性欠陥の原因となる介在物が存在することを予測検知する鋳片の欠陥発生予測検知方法であって、
前記不活性ガスの背圧の上下動の変化量を検知し、該変化量が予め定めた範囲以上の場合が所定時間内に所定回数以上あるか否かによって前記背圧の変化が前記溶鋼注入速度の変動に追従しているか否かを判定して、前記追従がない期間に鋳型内で表層が凝固した鋳片の部位に、加工後の鋼材のアルミナ性欠陥の原因となる介在物が存在することを予測検知するものである。
前記不活性ガスの背圧の上下動の変化量を検知し、該変化量が予め定めた範囲以上の場合が所定時間内に所定回数以上あるか否かによって前記背圧の変化が前記溶鋼注入速度の変動に追従しているか否かを判定して、前記追従がない期間に鋳型内で表層が凝固した鋳片の部位に、加工後の鋼材のアルミナ性欠陥の原因となる介在物が存在することを予測検知するものである。
(2)また、上記(1)に記載のものにおいて、前記不活性ガスの背圧の変化量が0.0005MPa以上の場合が3分間に15回以上ある場合に前記追従があると判定するものである。
(3)また本発明に係る鋳片の製造方法は、上記(1)又は(2)に記載の鋳片の欠陥発生予測検知方法を用いて、鋳片に加工後の鋼材のアルミナ性欠陥の原因となる介在物の存在を予測した部位が存在するか否かを判定し、前記判定の結果に基づいて該鋳片を加工する鉄鋼製品の用途及び仕様の少なくともいずれかを決定するものである。
(4)また本発明に係る鋳片の製造方法は、上記(1)又は(2)に記載の鋳片の欠陥発生予測検知方法を用いて、加工後の鋼材のアルミナ性欠陥の原因となる介在物の存在を予測した部位を含まないことを判定した鋳片を、表面手入れしないで熱間圧延用素材とするものである。
(5)また本発明に係る鋳片の製造方法は、上記(1)又は(2)に記載の鋳片の欠陥発生予測検知方法を用いて、加工後の鋼材のアルミナ性欠陥の原因となる介在物の存在を予測した部位を含む鋳片の、少なくとも前記欠陥の原因となる介在物の存在を予測した部位を含む範囲を、溶削または研削により表面手入れするものである。
(3)また本発明に係る鋳片の製造方法は、上記(1)又は(2)に記載の鋳片の欠陥発生予測検知方法を用いて、鋳片に加工後の鋼材のアルミナ性欠陥の原因となる介在物の存在を予測した部位が存在するか否かを判定し、前記判定の結果に基づいて該鋳片を加工する鉄鋼製品の用途及び仕様の少なくともいずれかを決定するものである。
(4)また本発明に係る鋳片の製造方法は、上記(1)又は(2)に記載の鋳片の欠陥発生予測検知方法を用いて、加工後の鋼材のアルミナ性欠陥の原因となる介在物の存在を予測した部位を含まないことを判定した鋳片を、表面手入れしないで熱間圧延用素材とするものである。
(5)また本発明に係る鋳片の製造方法は、上記(1)又は(2)に記載の鋳片の欠陥発生予測検知方法を用いて、加工後の鋼材のアルミナ性欠陥の原因となる介在物の存在を予測した部位を含む鋳片の、少なくとも前記欠陥の原因となる介在物の存在を予測した部位を含む範囲を、溶削または研削により表面手入れするものである。
(6)本発明に係る鋳片の欠陥発生予測検知装置は、鋳型内の溶鋼レベルを検知して溶鋼注入速度を変化させると共にタンディッシュの底部に設けられた上ノズルから不活性ガスを溶鋼中に吹込みながら連続鋳造してなる鋳片に、加工後の鋼材のアルミナ性欠陥の原因となる介在物が存在することを予測検知する鋳片の欠陥発生予測検知装置であって、
前記不活性ガスの背圧の上下動の変化量を検知する背圧変化量検知手段と、該背圧変化量検知手段の検知情報を入力して、前記変化量が予め定めた範囲以上の場合が所定時間内に所定回数以上あるか否かによって前記背圧の変化が前記溶鋼注入速度の変動に追従しているか否かを判定して、前記追従がない場合に加工後の鋼材のアルミナ性欠陥の原因となる介在物が生成することを予測検知する欠陥発生予測検知手段とを備えたものである。
前記不活性ガスの背圧の上下動の変化量を検知する背圧変化量検知手段と、該背圧変化量検知手段の検知情報を入力して、前記変化量が予め定めた範囲以上の場合が所定時間内に所定回数以上あるか否かによって前記背圧の変化が前記溶鋼注入速度の変動に追従しているか否かを判定して、前記追従がない場合に加工後の鋼材のアルミナ性欠陥の原因となる介在物が生成することを予測検知する欠陥発生予測検知手段とを備えたものである。
(7)また、上記(6)に記載のものにおいて、前記欠陥発生予測検知手段は、前記変化量が0.0005MPa以上の場合が3分間に15回以上ある場合に前記追従があると判定するものである。
(8)また、上記(6)又は(7)に記載のものにおいて、前記欠陥発生予測検知手段によって加工後の鋼材のアルミナ性欠陥の原因となる介在物が生成することが予測されたときに、前記欠陥の原因となる介在物が存在すると予測される鋳片の位置を検知する欠陥発生位置検知手段を備えたものである。
(9)本発明に係る連続鋳造設備は、上記(6)乃至(8)のいずれかに記載の鋳片の欠陥発生予測検知装置を備えたものである。
本発明によれば、不活性ガスの背圧の上下動の変化量を検知し、該変化量が予め定めた範囲以上の場合が所定時間内に所定回数以上あるか否かによって前記背圧の変化が溶鋼注入速度の変動に追従している否かを判定して、前記追従がない場合に欠陥の発生を予測検知するようにしたことにより、連続鋳造される鋳片にアルミナ性の欠陥が存在していることを精度よく予測検知することができる。それ故、欠陥発生が予測される部位の手入れが可能になり、製品の格落ちを防止できる。
まず、本実施の形態に係る欠陥発生予測検知装置1を設置する連続鋳造設備7について説明する。なお、以下の具体例は一例であり、本発明はこれに限定されるものではない。
<連続鋳造設備>
連続鋳造設備7は、鋳型16と、鋳型16の上方に設置されたタンディッシュ3と、タンディッシュ3に溶鋼を供給する取鍋17とを備えている(図1参照)。
タンディッシュ3は、図2に示すように、外殻を鉄皮19で覆われ、鉄皮19の内側に耐火物21が貼り付けられている。タンディッシュ3の底部には、耐火物21に嵌合するようにして上ノズル5が設置されている(図2参照)。
タンディッシュ3内の溶鋼量は、取鍋17からの溶鋼注入速度を図示しない流量調節ノズルにより調節して、取鍋交換時前後を除いて一定の目標値となるように調節される。
上ノズル5の下方にはアクチュエータ23によって動作するスライディングノズル25が設置され、さらに、スライディングノズル25の下方には浸漬ノズル27が設置されている。
連続鋳造設備7は、鋳型16と、鋳型16の上方に設置されたタンディッシュ3と、タンディッシュ3に溶鋼を供給する取鍋17とを備えている(図1参照)。
タンディッシュ3は、図2に示すように、外殻を鉄皮19で覆われ、鉄皮19の内側に耐火物21が貼り付けられている。タンディッシュ3の底部には、耐火物21に嵌合するようにして上ノズル5が設置されている(図2参照)。
タンディッシュ3内の溶鋼量は、取鍋17からの溶鋼注入速度を図示しない流量調節ノズルにより調節して、取鍋交換時前後を除いて一定の目標値となるように調節される。
上ノズル5の下方にはアクチュエータ23によって動作するスライディングノズル25が設置され、さらに、スライディングノズル25の下方には浸漬ノズル27が設置されている。
上ノズル5は、図3に示すように、上部吹込部5a、下部吹込部5b、及び上部吹込部5aと下部吹込部5bとの中間に位置する本体部5cの3つの部分で構成されており、これら3つの部分の外周部は鉄板5eで覆われている。上部吹込部5a及び下部吹込部5bは、ガスを吹込む部分であり、アルミナ質のポーラス煉瓦で形成されている。本体部5cは、比較的緻密なアルミナ質で形成されている。図3の例ではポーラス煉瓦が上部と下部との2段に分かれている場合を示したが、ポーラス煉瓦は1段としても良く、さらに多数に分割しても良い。
上部吹込部5aにはアルゴンガス等の不活性ガスを導入するガス導入管29aが設置されている。また、下部吹込部5bにも、不活性ガスを導入するためのガス導入管29bが設置されている。ガス導入管29aから供給される不活性ガスは上部吹込部5aを介して溶鋼に吹き込まれ、一方、ガス導入管29bから供給される不活性ガスは下部吹込部5bを介して溶鋼に吹き込まれる。不活性ガスとしては、目標とする溶鋼成分により窒素ガスがアルゴンガスと併用して吹き込まれる場合もある。
ガス導入管29a、29bはそれぞれ独立したガス供給装置に接続しており、それぞれ独立して不活性ガスの供給速度が鋳造条件に応じた所定の値に制御されるようになっている。ガス供給速度の制御は、質量流量を自動調節するようにしても良いし、通常はガスの元圧は安定しているので、流量調節弁28(図1参照)の開度を一定とするようにしても良い。
すなわち本実施様態では、上部吹込部5a、下部吹込部5b、ガス導入管29(後述)、29a、29b、流量調節弁28、ガス供給装置(図示せず)等により、不活性ガス吹き込み手段が形成される。
ガス導入管29a、29bはそれぞれ独立したガス供給装置に接続しており、それぞれ独立して不活性ガスの供給速度が鋳造条件に応じた所定の値に制御されるようになっている。ガス供給速度の制御は、質量流量を自動調節するようにしても良いし、通常はガスの元圧は安定しているので、流量調節弁28(図1参照)の開度を一定とするようにしても良い。
すなわち本実施様態では、上部吹込部5a、下部吹込部5b、ガス導入管29(後述)、29a、29b、流量調節弁28、ガス供給装置(図示せず)等により、不活性ガス吹き込み手段が形成される。
鋳型内への溶鋼注入速度は、スライディングノズル25をアクチュエータ23によって動作させることによって0.1秒ピッチで調節される。
アクチュエータ23は、鋳型16に設置された渦流式あるいはγ線方式等の湯面レベルセンサ30を用いて検知する湯面レベル計31の湯面レベル検出値に基づいて、スライディングノズル25の開度を変化させることにより、湯面レベルを基準値に調整するように鋳型内への溶鋼注入速度を調節する。
鋳型内への溶鋼注入速度は、時間平均値では、鋳片厚み、鋳片幅及び引き抜き速度(鋳造速度)の積と吊り合うように調節されることになる。
すなわち本実施様態では、湯面レベルセンサ30、湯面レベル計31などにより溶鋼レベル検知手段が構成される。また、スライディングノズル25、アクチュエータ23などにより、溶鋼注入速度変化手段が構成される。なおスライディングノズル25の開度の制御値は0.1~1秒程度のピッチで自動調節することが好適であるが、これに限定はされない。
スライディングノズル25の開度の変化の一例が図4に示されている。図4において、縦軸がスライディングノズル開度(%)であり、横軸が時間(秒)を示している。スライディングノズル25の開度は、通常、定常状態においては、図4に示されるように不規則的な変化をすることになり、溶鋼注入速度も不規則的に変化する。それ故に、背圧変化が溶鋼注入速度の変化に追従しているか否かは、背圧の上下動の変化量が予め定めた範囲以上の場合が所定時間内に所定回数以上あるか否かによって判定することができる。
アクチュエータ23は、鋳型16に設置された渦流式あるいはγ線方式等の湯面レベルセンサ30を用いて検知する湯面レベル計31の湯面レベル検出値に基づいて、スライディングノズル25の開度を変化させることにより、湯面レベルを基準値に調整するように鋳型内への溶鋼注入速度を調節する。
鋳型内への溶鋼注入速度は、時間平均値では、鋳片厚み、鋳片幅及び引き抜き速度(鋳造速度)の積と吊り合うように調節されることになる。
すなわち本実施様態では、湯面レベルセンサ30、湯面レベル計31などにより溶鋼レベル検知手段が構成される。また、スライディングノズル25、アクチュエータ23などにより、溶鋼注入速度変化手段が構成される。なおスライディングノズル25の開度の制御値は0.1~1秒程度のピッチで自動調節することが好適であるが、これに限定はされない。
スライディングノズル25の開度の変化の一例が図4に示されている。図4において、縦軸がスライディングノズル開度(%)であり、横軸が時間(秒)を示している。スライディングノズル25の開度は、通常、定常状態においては、図4に示されるように不規則的な変化をすることになり、溶鋼注入速度も不規則的に変化する。それ故に、背圧変化が溶鋼注入速度の変化に追従しているか否かは、背圧の上下動の変化量が予め定めた範囲以上の場合が所定時間内に所定回数以上あるか否かによって判定することができる。
図1に示すように、ガス導入管29には圧力検知器33が設けられて、圧力検知器33の圧力検知信号が後述する欠陥発生予測検知装置1に入力される。
なお、図1におけるガス導入管29は、図3におけるガス導入管29a、29bの両方を総称している。また、圧力検出器33は、ガス導入管29a、29bのそれぞれに個別に設置された圧力検出器33a、33b(図示なし)を総称している。
なお、図1におけるガス導入管29は、図3におけるガス導入管29a、29bの両方を総称している。また、圧力検出器33は、ガス導入管29a、29bのそれぞれに個別に設置された圧力検出器33a、33b(図示なし)を総称している。
鋳片は、図1に示すように、ピンチロール35によって引き抜かれる。このピンチロール35の回転数が後述する欠陥発生予測検知装置1に入力され、ピンチロール35の回転数によって鋳造速度および鋳造長が検知される。
上記のような連続鋳造設備7に設置される鋳片の欠陥発生予測検知装置1は、
・不活性ガスの背圧の変化量を検知する背圧変化量検知手段11と、
・背圧変化量検知手段11の検知値を入力して、背圧の変動が鋳型内への溶鋼注入速度の変動に追従しているか否かに基づいて欠陥の発生を予測検知する欠陥発生予測検知手段13と、
・欠陥発生予測検知手段13によって欠陥の発生が予測検知されたときに欠陥が発生していると予測される鋳片の部位を特定する欠陥発生位置検知手段15と
を備えている。
以下、詳細に説明する。
・不活性ガスの背圧の変化量を検知する背圧変化量検知手段11と、
・背圧変化量検知手段11の検知値を入力して、背圧の変動が鋳型内への溶鋼注入速度の変動に追従しているか否かに基づいて欠陥の発生を予測検知する欠陥発生予測検知手段13と、
・欠陥発生予測検知手段13によって欠陥の発生が予測検知されたときに欠陥が発生していると予測される鋳片の部位を特定する欠陥発生位置検知手段15と
を備えている。
以下、詳細に説明する。
<欠陥発生予測検知装置>
欠陥発生予測検知装置1は、上述のように、背圧変化量検知手段11と、欠陥発生予測検知手段13と、欠陥発生位置検知手段15とを備えている。
これらの各手段は、CPUが所定のプログラムを実行することで実現される。各手段の機能は以下の通りである。
欠陥発生予測検知装置1は、上述のように、背圧変化量検知手段11と、欠陥発生予測検知手段13と、欠陥発生位置検知手段15とを備えている。
これらの各手段は、CPUが所定のプログラムを実行することで実現される。各手段の機能は以下の通りである。
〈背圧変化量検知手段〉
背圧変化量検知手段11は圧力検出器33の検出値を入力して、上下に変動する背圧の変化量を検知する。プロセスコンピュータによる自動判定を実施する場合には、圧力検出値を所定の単位時間間隔毎に所定の圧力分解能でデジタル化し、順次演算して背圧変化量を算出し欠陥発生予測検知手段13に出力する。時間分解能および圧力分解能は記憶装置の容量や演算処理装置の能力の許す範囲で適宜選択できるが、圧力分解能は0.001MPa以上、時間分解能は1秒以上であることが望ましい。背圧変化量の算出方法としては、直前値との比較による方法や、所定時間範囲の平均値との比較による方法の他、これらの方法にその他の演算ロジックを組合わせる方法などが適宜選択できる。
背圧変化量検知手段11は圧力検出器33の検出値を入力して、上下に変動する背圧の変化量を検知する。プロセスコンピュータによる自動判定を実施する場合には、圧力検出値を所定の単位時間間隔毎に所定の圧力分解能でデジタル化し、順次演算して背圧変化量を算出し欠陥発生予測検知手段13に出力する。時間分解能および圧力分解能は記憶装置の容量や演算処理装置の能力の許す範囲で適宜選択できるが、圧力分解能は0.001MPa以上、時間分解能は1秒以上であることが望ましい。背圧変化量の算出方法としては、直前値との比較による方法や、所定時間範囲の平均値との比較による方法の他、これらの方法にその他の演算ロジックを組合わせる方法などが適宜選択できる。
〈欠陥発生予測検知手段〉
欠陥発生予測検知手段13は、背圧変化量検知手段11によって検知された背圧変化量を入力して、背圧変化がスライディングノズル25の開度の変化すなわち溶鋼注入速度の変化に追従しているか否かを判定し、追従していない場合には欠陥が発生していると予測検知する。
背圧変化が溶鋼注入速度の変化に追従しているか否かの判定は、背圧変化量が予め定めた範囲以上の場合が所定時間内に所定回数以上あるか否かによって行う。すなわち、背圧変化量が予め定めた範囲以上の場合が所定時間内に所定回数以上ある場合には、追従ありと判定し、そうでない場合は追従なしと判定する。
なお、本実施の形態では、背圧変化量における予め定めた範囲は0.0005MPa、所定時間は3分、また所定回数は15回とした。これらの値は、欠陥発生予測検知手段13の内部(記憶部)に、参照・変更可能に記憶しておくことが好ましい。
図5は、背圧の時間変化を示すグラフであり、縦軸が上ノズル不活性ガス背圧(kPa)を示し、横軸が時間(秒)を示している。
図5(a)は正常な上ノズル背圧変動を示しており、上記判定条件の下で、図4に例示したスライディングノズル開度変化による溶鋼注入速度の変化に追従していると判定される場合である。他方、図5(b)は異常な上ノズル背圧変動を示しており、上記判定条件の下で、溶鋼注入速度の変化に追従していないと判定される場合である。
もっとも、背圧変化量における予め定めた範囲、所定時間及び所定回数は設備の仕様や操業条件等によって適宜変更することができる。
欠陥発生予測検知手段13は、背圧変化量検知手段11によって検知された背圧変化量を入力して、背圧変化がスライディングノズル25の開度の変化すなわち溶鋼注入速度の変化に追従しているか否かを判定し、追従していない場合には欠陥が発生していると予測検知する。
背圧変化が溶鋼注入速度の変化に追従しているか否かの判定は、背圧変化量が予め定めた範囲以上の場合が所定時間内に所定回数以上あるか否かによって行う。すなわち、背圧変化量が予め定めた範囲以上の場合が所定時間内に所定回数以上ある場合には、追従ありと判定し、そうでない場合は追従なしと判定する。
なお、本実施の形態では、背圧変化量における予め定めた範囲は0.0005MPa、所定時間は3分、また所定回数は15回とした。これらの値は、欠陥発生予測検知手段13の内部(記憶部)に、参照・変更可能に記憶しておくことが好ましい。
図5は、背圧の時間変化を示すグラフであり、縦軸が上ノズル不活性ガス背圧(kPa)を示し、横軸が時間(秒)を示している。
図5(a)は正常な上ノズル背圧変動を示しており、上記判定条件の下で、図4に例示したスライディングノズル開度変化による溶鋼注入速度の変化に追従していると判定される場合である。他方、図5(b)は異常な上ノズル背圧変動を示しており、上記判定条件の下で、溶鋼注入速度の変化に追従していないと判定される場合である。
もっとも、背圧変化量における予め定めた範囲、所定時間及び所定回数は設備の仕様や操業条件等によって適宜変更することができる。
〈欠陥発生位置検知手段〉
欠陥発生予測検知手段13によって欠陥の発生が予測検知された期間に鋳型内で表層が凝固した部位には、アルミナ性の欠陥が生成すると予測される。したがって、欠陥発生位置検知手段15は、欠陥発生予測検知手段13によって欠陥の発生が予測検知された後に、ピンチロール35の回転数に基づいて、欠陥の発生が予測検知される切断後の鋳片あるいはその部位を特定する。
欠陥発生予測検知手段13によって欠陥の発生が予測検知された期間に鋳型内で表層が凝固した部位には、アルミナ性の欠陥が生成すると予測される。したがって、欠陥発生位置検知手段15は、欠陥発生予測検知手段13によって欠陥の発生が予測検知された後に、ピンチロール35の回転数に基づいて、欠陥の発生が予測検知される切断後の鋳片あるいはその部位を特定する。
上記のように構成された鋳片の欠陥発生予測検知装置1の動作を説明する。
取鍋17からタンディッシュ3に溶鋼が供給され、タンディッシュ3内の溶鋼がスライディングノズル25を介して浸漬ノズル27から鋳型に供給される。
鋳型内の溶鋼の湯面レベルが湯面レベル計31によって検知され、その検知信号に基づいて湯面レベルを所定の位置に保持するようにアクチュエータ23が制御されてスライディングノズル25の開度すなわち鋳型内への溶鋼注入速度が調節される。
取鍋17からタンディッシュ3に溶鋼が供給され、タンディッシュ3内の溶鋼がスライディングノズル25を介して浸漬ノズル27から鋳型に供給される。
鋳型内の溶鋼の湯面レベルが湯面レベル計31によって検知され、その検知信号に基づいて湯面レベルを所定の位置に保持するようにアクチュエータ23が制御されてスライディングノズル25の開度すなわち鋳型内への溶鋼注入速度が調節される。
ガス導入管29に導入されているアルゴンガス等の不活性ガスが、上ノズル5を介して溶鋼に吹き込まれる。
不活性ガスの背圧は欠陥発生予測検知装置1に入力され、背圧変化量検知手段11が背圧の変化量を検知する。
不活性ガスの背圧は欠陥発生予測検知装置1に入力され、背圧変化量検知手段11が背圧の変化量を検知する。
操業中、欠陥発生予測検知手段13は、背圧変化量検知手段11によって検知された背圧変化量を入力して、背圧の変化量が鋳型内への溶鋼注入速度変化に追従しているか否かを判定し、追従していない場合には欠陥が発生していると予測検知する。
欠陥発生予測検知手段13によって欠陥発生が予測検知されると、欠陥発生位置検知手段15は、鋳型内で表層が凝固した部位に欠陥が予測されることを記録し、ピンチロール35の回転数に基づいて、欠陥の発生が予測検知される切断後の鋳片あるいはその部位を特定する。
欠陥発生予測検知手段13によって欠陥発生が予測検知されると、欠陥発生位置検知手段15は、鋳型内で表層が凝固した部位に欠陥が予測されることを記録し、ピンチロール35の回転数に基づいて、欠陥の発生が予測検知される切断後の鋳片あるいはその部位を特定する。
欠陥の発生が予測検知された鋳片の部位或いは該鋳片の長片面全長は、スカーフィングや研削によって表層2mm程度を除去する(表面手入れ)。除去する厚みは用途等に応じて適宜設定できる。表面手入れされた鋳片は、冷延鋼板などの、圧延あるいは絞りなどの加工度が高いためにアルミナ性欠陥が顕在化しやすい用途にも、問題なく適用することができる。
また欠陥の発生が予測検知された部位を含む鋳片を、鋼材の加工度が低い一般熱延鋼板などの、アルミナ性欠陥が顕在化しないような他の用途及び/又は仕様に転用するようにしても良い。この場合は、表面手入れは省略できる。
また欠陥の発生が予測検知された部位を含む鋳片を、鋼材の加工度が低い一般熱延鋼板などの、アルミナ性欠陥が顕在化しないような他の用途及び/又は仕様に転用するようにしても良い。この場合は、表面手入れは省略できる。
以上のように、本実施の形態によれば、アルミナ性の欠陥の発生を精度よく予測検知することができ、欠陥発生が予測される部位をスカーフィング等すること及び/又はアルミナ性欠陥が顕在化しにくい他の用途や仕様に転用することで、鋳片を圧延して得られる製品段階での格落ちを防止することができる。
図6は本実施の形態の欠陥発生予測検知装置1によって欠陥発生を予測し、欠陥発生が予測された場合にスカーフィング処理を行った場合と、そのような処理を行わない場合との欠陥発生率の比較を示すグラフである。欠陥発生の予測は、上記の実施の形態で説明したように、3分間の区間内の背圧変化のうち変化量が0.0005MPa以上のものが15回以上ある場合には正常と判断し、それ以外の場合には異常と判定して、異常部を含む鋳片は全長スカーフィングを行うという対応を実施した。
図6の図中左側の縦軸は0.2mm厚の冷延鋼板ラインでの処理量(千t)を示し、図中右側の縦軸は製品としての該冷延鋼板の欠陥発生率(重量%)を示している。
図6に示すように、対策前においては、7,900tonに対して2.85%の欠陥発生であったものが、対策後においては、2000tonに対して欠陥発生率は0.00%となった。
このことから、本実施の形態における鋳片に対する欠陥発生の予測検知が正確に行われていることが実証された。
図6に示すように、対策前においては、7,900tonに対して2.85%の欠陥発生であったものが、対策後においては、2000tonに対して欠陥発生率は0.00%となった。
このことから、本実施の形態における鋳片に対する欠陥発生の予測検知が正確に行われていることが実証された。
本発明によれば、連続鋳造される鋳片にアルミナ性の欠陥が存在していることを精度よく予測検知することができる。それ故、欠陥発生が予測される部位の手入れや用途変更が可能になり、製品の格落ちを防止できる。
1 欠陥発生予測検知装置
3 タンディッシュ
5 上ノズル
5a 上部吹込部
5b 下部吹込部
5c 本体部
5e 鉄板
7 連続鋳造設備
11 背圧変化量検知手段
13 欠陥発生予測検知手段
15 欠陥発生位置検知手段
16 鋳型
17 取鍋
19 鉄皮
21 耐火物
23 アクチュエータ
25 スライディングノズル
27 浸漬ノズル
28 流量調節弁
29 ガス導入管
30 湯面レベルセンサ
31 湯面レベル計
33 圧力検知器
35 ピンチロール
3 タンディッシュ
5 上ノズル
5a 上部吹込部
5b 下部吹込部
5c 本体部
5e 鉄板
7 連続鋳造設備
11 背圧変化量検知手段
13 欠陥発生予測検知手段
15 欠陥発生位置検知手段
16 鋳型
17 取鍋
19 鉄皮
21 耐火物
23 アクチュエータ
25 スライディングノズル
27 浸漬ノズル
28 流量調節弁
29 ガス導入管
30 湯面レベルセンサ
31 湯面レベル計
33 圧力検知器
35 ピンチロール
Claims (10)
- 鋳型内の溶鋼レベルを検知して溶鋼注入速度を変化させると共に、タンディッシュの底部に設けられた上ノズルから不活性ガスを溶鋼中に吹込みながら連続鋳造して鋳片を得るに際し、前記鋳片に、加工後の鋼材のアルミナ性欠陥の原因となる介在物が存在することを予測検知する鋳片の欠陥発生予測検知方法であって、
前記不活性ガスの背圧の上下動の変化量を検知し、該変化量が予め定めた範囲以上の場合が所定時間内に所定回数以上あるか否かによって前記背圧の変化が前記溶鋼注入速度の変動に追従しているか否かを判定して、前記追従がない期間に鋳型内で表層が凝固した鋳片の部位に、加工後の鋼材のアルミナ性欠陥の原因となる介在物が存在することを予測検知する、鋳片の欠陥発生予測検知方法。 - 前記不活性ガスの背圧の変化量が0.0005MPa以上の場合が3分間に15回以上ある場合に前記追従があると判定する、請求項1記載の鋳片の欠陥発生予測検知方法。
- 請求項1又は請求項2に記載の鋳片の欠陥発生予測検知方法を用いて、鋳片に加工後の鋼材のアルミナ性欠陥の原因となる介在物の存在を予測した部位が存在するか否かを判定し、前記判定の結果に基づいて該鋳片を加工する鉄鋼製品の用途及び仕様の少なくともいずれかを決定する、鋳片の製造方法。
- 請求項1又は請求項2に記載の鋳片の欠陥発生予測検知方法を用いて、加工後の鋼材のアルミナ性欠陥の原因となる介在物の存在を予測した部位を含まないことを判定した鋳片を、表面手入れしないで熱間圧延用素材とする、鋳片の製造方法。
- 請求項1又は請求項2に記載の鋳片の欠陥発生予測検知方法を用いて、加工後の鋼材のアルミナ性欠陥の原因となる介在物の存在を予測した部位を含む鋳片の、少なくとも前記欠陥の原因となる介在物の存在を予測した部位を含む範囲を、溶削または研削により表面手入れする、鋳片の製造方法。
- 鋳型内の溶鋼レベルを検知して溶鋼注入速度を変化させると共にタンディッシュの底部に設けられた上ノズルから不活性ガスを溶鋼中に吹込みながら連続鋳造してなる鋳片に、加工後の鋼材のアルミナ性欠陥の原因となる介在物が存在することを予測検知する鋳片の欠陥発生予測検知装置であって、
前記不活性ガスの背圧の上下動の変化量を検知する背圧変化量検知手段と、該背圧変化量検知手段の検知情報を入力して、前記変化量が予め定めた範囲以上の場合が所定時間内に所定回数以上あるか否かによって前記背圧の変化が前記溶鋼注入速度の変動に追従しているか否かを判定して、前記追従がない場合に加工後の鋼材のアルミナ性欠陥の原因となる介在物が生成することを予測検知する欠陥発生予測検知手段とを備えた、鋳片の欠陥発生予測検知装置。 - 前記欠陥発生予測検知手段は、前記変化量が0.0005MPa以上の場合が3分間に15回以上ある場合に前記追従があると判定する、請求項6記載の鋳片の欠陥発生予測検知装置。
- 前記欠陥発生予測検知手段によって加工後の鋼材のアルミナ性欠陥の原因となる介在物が生成することが予測されたときに、前記欠陥の原因となる介在物が存在すると予測される鋳片の位置を検知する欠陥発生位置検知手段を備えた、請求項6又は7に記載の鋳片の欠陥発生予測検知装置。
- 請求項6または7に記載の鋳片の欠陥発生予測検知装置を備えた、連続鋳造設備。
- 請求項8に記載の鋳片の欠陥発生予測検知装置を備えた、連続鋳造設備。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201280056625.9A CN103945958B (zh) | 2011-11-18 | 2012-03-26 | 铸片的缺陷预测检测方法、铸片的制造方法、铸片的缺陷产生预测检测装置、具备该铸片的缺陷产生预测检测装置的连续铸造设备 |
KR1020147013336A KR101536088B1 (ko) | 2011-11-18 | 2012-03-26 | 주편의 결함 예측 검지 방법, 주편의 제조 방법, 주편의 결함 발생 예측 검지 장치, 그 주편의 결함 발생 예측 검지 장치를 구비한 연속 주조 설비 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011252907A JP5141813B2 (ja) | 2010-12-27 | 2011-11-18 | 鋳片の欠陥予測検知方法、鋳片の製造方法、鋳片の欠陥発生予測検知装置、該鋳片の欠陥発生予測検知装置を備えた連続鋳造設備 |
JP2011-252907 | 2011-11-18 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2013073212A1 true WO2013073212A1 (ja) | 2013-05-23 |
Family
ID=48430377
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2012/058771 WO2013073212A1 (ja) | 2011-11-18 | 2012-03-26 | 鋳片の欠陥予測検知方法、鋳片の製造方法、鋳片の欠陥発生予測検知装置、該鋳片の欠陥発生予測検知装置を備えた連続鋳造設備 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101536088B1 (ja) |
CN (1) | CN103945958B (ja) |
WO (1) | WO2013073212A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112808959A (zh) * | 2019-11-16 | 2021-05-18 | 上海梅山钢铁股份有限公司 | 一种显著提高成功率的结晶器高液位更换中间包方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0475767A (ja) * | 1990-07-16 | 1992-03-10 | Kawasaki Steel Corp | 溶鋼の加窒を兼ねたスラグ流出検知方法 |
JPH11285795A (ja) * | 1998-03-31 | 1999-10-19 | Nippon Steel Corp | 清浄度の高い連続鋳造鋳片の製造方法 |
JP2003245759A (ja) * | 2002-02-27 | 2003-09-02 | Jfe Steel Kk | 連続鋳造用タンディッシュノズルの強制開口方法及び装置 |
JP2012045584A (ja) * | 2010-08-27 | 2012-03-08 | Jfe Steel Corp | 連続鋳造設備におけるガス吹込み異常検知装置、連続鋳造設備 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR920004970B1 (ko) * | 1990-08-09 | 1992-06-22 | 포항종합제철 주식회사 | 아르곤 유량 자동제어 방법 |
JPH04178253A (ja) * | 1990-08-17 | 1992-06-25 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 連続鋳造用鋳型内部の流れ状態評価方法及びその装置 |
JP2000052003A (ja) * | 1998-08-14 | 2000-02-22 | Nippon Steel Corp | 溶鋼の連続鋳造方法 |
CN1128030C (zh) * | 2001-11-29 | 2003-11-19 | 浙江大学 | 钢包浇钢过程中获取熔渣流出信号的装置 |
CN1330438C (zh) * | 2003-03-26 | 2007-08-08 | 昭和电工株式会社 | 水平连续铸造铝合金杆,以及用于制造该杆的方法和设备 |
CN100430161C (zh) * | 2006-12-27 | 2008-11-05 | 东北大学 | 等轴晶铁素体不锈钢板带的铸轧方法及设备 |
CN101462157B (zh) * | 2009-01-16 | 2010-11-10 | 北京航空航天大学 | 一种适用于反向凝固工艺质量控制的系统及方法 |
-
2012
- 2012-03-26 WO PCT/JP2012/058771 patent/WO2013073212A1/ja active Application Filing
- 2012-03-26 KR KR1020147013336A patent/KR101536088B1/ko active IP Right Grant
- 2012-03-26 CN CN201280056625.9A patent/CN103945958B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0475767A (ja) * | 1990-07-16 | 1992-03-10 | Kawasaki Steel Corp | 溶鋼の加窒を兼ねたスラグ流出検知方法 |
JPH11285795A (ja) * | 1998-03-31 | 1999-10-19 | Nippon Steel Corp | 清浄度の高い連続鋳造鋳片の製造方法 |
JP2003245759A (ja) * | 2002-02-27 | 2003-09-02 | Jfe Steel Kk | 連続鋳造用タンディッシュノズルの強制開口方法及び装置 |
JP2012045584A (ja) * | 2010-08-27 | 2012-03-08 | Jfe Steel Corp | 連続鋳造設備におけるガス吹込み異常検知装置、連続鋳造設備 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112808959A (zh) * | 2019-11-16 | 2021-05-18 | 上海梅山钢铁股份有限公司 | 一种显著提高成功率的结晶器高液位更换中间包方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20140077972A (ko) | 2014-06-24 |
CN103945958A (zh) | 2014-07-23 |
KR101536088B1 (ko) | 2015-07-10 |
CN103945958B (zh) | 2016-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5141813B2 (ja) | 鋳片の欠陥予測検知方法、鋳片の製造方法、鋳片の欠陥発生予測検知装置、該鋳片の欠陥発生予測検知装置を備えた連続鋳造設備 | |
JP5910578B2 (ja) | 鋼の連続鋳造方法 | |
JP5154997B2 (ja) | 連続鋳造におけるブレークアウト予知方法 | |
JP4430526B2 (ja) | 連続鋳造方法 | |
WO2013073212A1 (ja) | 鋳片の欠陥予測検知方法、鋳片の製造方法、鋳片の欠陥発生予測検知装置、該鋳片の欠陥発生予測検知装置を備えた連続鋳造設備 | |
KR20120110586A (ko) | 개재물 탈락 결함 지수를 이용한 슬라브의 품질 예측방법 | |
JP5516236B2 (ja) | 連続鋳造設備におけるガス吹込み異常検知装置、連続鋳造設備 | |
KR101400045B1 (ko) | 연속주조시 연연주 가능 예측방법 | |
CN112157240B (zh) | 一种结晶器浸入式水口堵塞的检测方法 | |
JP2009214150A (ja) | 連続鋳造鋳片の表面欠陥判定方法及び製造方法 | |
JP6806111B2 (ja) | 非金属介在物による連続鋳造鋳片の品質悪化危険性の判定方法 | |
Hackl et al. | Innovative Flow Control Refractory Products for the Continuous Casting Process | |
KR101224970B1 (ko) | 연주공정에서 제품의 표면크랙 예측 장치 및 그 방법 | |
KR101277701B1 (ko) | 몰드 내의 탕면 레벨 제어장치 및 방법 | |
JP4745929B2 (ja) | 連続鋳造における凝固遅れ抑制方法 | |
JP7464825B2 (ja) | ブレークアウト検出装置、ブレークアウトの監視方法、及び、金属の連続鋳造方法 | |
JP2005334936A (ja) | 連続鋳造設備における取鍋注湯方法 | |
KR100518324B1 (ko) | 침적노즐 막힘 검출 및 방지 장치 | |
KR102122656B1 (ko) | 연주공정에서의 배관 내 가스의 누기 예측 장치 및 그 방법 | |
JPH0211257A (ja) | 連鋳鋳片の介在物系内質欠陥診断方法及びこの方法を用いた連続鋳造方法 | |
JP2006175464A (ja) | 連続鋳造設備の二次冷却水配管詰まり検知方法 | |
JP2011110561A (ja) | 鋼の連続鋳造方法 | |
JP2007136480A (ja) | 連続鋳造鋳片の非定常バルジング検知方法 | |
JP5161814B2 (ja) | 連続鋳造用浸漬ノズル | |
KR20130120882A (ko) | 연주공정에서의 배관 내 가스 누기 예측 장치 및 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 12850365 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 20147013336 Country of ref document: KR Kind code of ref document: A |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 12850365 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |