JP2017018982A - 連続鋳造設備におけるブレークアウト検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】連続鋳造設備において、確実にブレークアウトの拡大を防止するブレークアウト発生検知方法を提供する。
【解決手段】二次冷却水の背圧（二次冷却水ノズル１４に供給される冷却水の圧力）を背圧計２４によって測定・監視し、その測定・監視結果を受け取る制御・監視装置２１は、鋳型直下の二次冷却水ノズルに詰まりが生じて二次冷却水の背圧が予め定めた閾値を超えると、ブレークアウトが発生したと判断する。そして、制御・監視装置２１は、ブレークアウトが発生したと判断すると、タンディッシュノズル１２を閉鎖して、タンディッシュ１１から鋳型１３への溶鋼３１の供給を停止し、ブレークアウトの拡大を防止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、連続鋳造設備におけるブレークアウト検知方法に関するものである。

連続鋳造設備において、鋳型直下から未凝固のシェルが破断して溶鋼が漏鋼するトラブル（ブレークアウト）を予知する技術として、通常は鋳型内の銅板に熱電対を設置し、鋳型内の銅板の温度分布からブレークアウトに成り得るシェル破断を予知する方法が用いられている。

熱電対を使用するほかにも、特許文献１に記載されるような、鋳型直下に流体噴出ノズルを設置し、流体噴出ノズルの圧力変化でブレークアウトを予知するものがある。予め、ブレークアウトの予兆を把握して、ブレークアウトを防止しようとする試みである。

特開昭５０−７４５２６号公報

連続鋳造設備におけるブレークアウトを防ぐには、予めブレークアウトの予兆を検知するだけでなく、鋳片（スラブ）の引抜速度を落として、鋳型内で溶鋼静圧を抑えつつ、破断しかかっているシェルを再凝固させてブレークアウトし難くする時間を稼ぐ必要がある。

しかし、特許文献１のように鋳型下端でブレークアウトを予知しようとした場合、鋳型を離れた凝固シェルは溶鋼静圧を支える構造物がなくなるため、溶鋼静圧に耐えつつ再凝固する時間がない。このため、結局予知しても凝固シェルの再凝固が間に合わず、ブレークアウトを開始してそのまま拡大してしまう。また、噴霧水を流して圧力を監視しているだけで、流量制御は行われないため、スラブに対し過冷却となり、スラブの凝固組織の偏析や表面疵発生など品質上の問題が発生する懸念がある。

したがって、特許文献１に記載されるような方法でブレークアウトを予知してブレークアウトの拡大を防止することは著しく困難であり、ブレークアウトが発生した直後に発生そのものを検知して、しかも、ブレークアウトを拡大させない手段を早急に実施するしかないことが本発明者らの検討により分かった。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、連続鋳造設備において、確実にブレークアウトの拡大を防止するブレークアウト発生検知方法を提供することを目的とするものである。

連続鋳造設備においてブレークアウトが発生する場合、鋳型直下で凝固シェルの破断が発生し、そこから溶鋼流出する場合がほとんどである。鋳型直下からはスプレーノズルから噴霧水をスラブに直接かける二次冷却帯が続いており、ブレークアウトの発生によって溶鋼が流出した場合、二次冷却帯のスプレーノズルに溶鋼が飛散し、ノズル詰まりを発生させる。

そこで、このスプレーノズルの背圧を常時監視し、急激な圧力上昇を検知することでブレークアウトを検知することができる。そして、この検知信号によりタンディッシュのノズルを閉めることで、ブレークアウトによる被害を最小限に留めることができる。

本発明は、上記のような考え方に基づいており、以下のような特徴を有している。

［１］連続鋳造設備において、鋳型を通過した後の鋳片の冷却を行う二次冷却水の背圧を監視し、鋳型直下の二次冷却水ノズルに詰まりが生じて前記二次冷却水の背圧が予め定めた閾値を超えると、ブレークアウトが発生したと判断することを特徴とする連続鋳造設備におけるブレークアウト検知方法。

［２］ブレークアウトが発生したと判断すると、タンディッシュノズルを閉鎖してブレークアウトの拡大を防ぐことを特徴とする前記［１］に記載の連続鋳造設備におけるブレークアウト検知方法。

本発明は、連続鋳造設備において、劣悪な設置環境に左右されず、死角の少ないブレークアウト発生検知方法を提供することができる。

すなわち、本発明では、ブレークアウト検知のための専用センサーを必要としないため、ハードの導入コストが掛からず、特別なメンテナンスが必要ない。また、鋳型を通過した後の鋳片の冷却を行う二次冷却水ノズルは通常鋳片の全ての面に対して配置されるため、どの面でブレークアウトが起きてもそれを検知することができ、死角となる面がない。

本発明の一実施形態における連続鋳造設備を示す図である。 本発明の一実施形態における具体例を示す図である。

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態における連続鋳造設備を示す図である。

図１に示すように、本発明の一実施形態における連続鋳造設備１０は、溶鋼３１が貯留されたタンディシュ１１と、タンディシュ１１から供給する溶鋼３１の流量を調節するタンディシュノズル（例えば、スライディングノズル；ＳＮ）１２と、タンディシュ１１から溶鋼３１が供給される鋳型１３と、鋳型１３を通過中の溶鋼３１を鋳型１３の中を通して間接的に冷却する一次冷却水（図示せず）と、鋳型１３を通過して表面に凝固シェルが形成された鋳片３２を直接的に冷却する冷却水（二次冷却水）を噴射する二次冷却水ノズル（例えば、スプレーノズル）１４と、鋳型１３を通過した後の鋳片３２を案内するガイドロール１５とを備えている。

また、計測制御機器として、二次冷却水の流量を測定する流量計２２と、二次冷却水の流量を調節する流量調節弁２３と、二次冷却水の背圧（二次冷却水ノズル１４に供給される冷却水の圧力）を測定する背圧計２４と、操業を制御・監視する制御・監視装置２１とが設置されている。

その上で、この実施形態においては、制御・監視装置２１は、溶鋼３１の鋳込み条件に基づいて二次冷却水の流量を流量計２２と流量調節弁２３によって制御しながら、二次冷却水の背圧を背圧計２４によって測定・監視し、二次冷却水の背圧が予め定めた閾値を超えると、ブレークアウトが発生したと判断する。

これは、ブレークアウトが発生した場合、流出した溶鋼３１が二次冷却水ノズル１４に飛散し、二次冷却水ノズル１４にノズル詰まりを発生させると、二次冷却水の流量を一定に調節しようとして流量調節弁２３が作動する結果、二次冷却水の背圧が急激に上昇するという観点に基づいている。

なお、上述した二次冷却水の背圧の閾値については、操業実績やモデル試験等によって予め定めておく。

そして、制御・監視装置２１は、ブレークアウトが発生したと判断すると、タンディッシュノズル１２を閉鎖して、タンディッシュ１１から鋳型１３への溶鋼３１の供給を停止する。

図２は、この実施形態の具体例を示した図であり、二次冷却水の噴射ゾーン（第１ゾーン、第２ゾーン）ごとの二次冷却水の背圧（第１ゾーン冷却水背圧、第２ゾーン冷却水背圧）と、鋳型１３の湯面レベルと、タンディッシュノズル１２の開度（ＳＮ開度）とのそれぞれの経時変化を示している。なお、湯面レベルについては、鋳型１３の高さを基準とする鋳型１３の上端から湯面までの相対距離で表している。また、ＳＮ開度については、全開を１００％としている。

図２に示すように、ブレークアウトが発生すると、溶鋼３１が流出して、湯面レベル（鋳型１３の上端から湯面までの相対距離）が大きくなるので、それを補うべく、制御・監視装置２１は、いったんＳＮ開度を大きくしているが、二次冷却水の背圧（ＭＰａ）（第１ゾーン冷却水背圧）が急激に上昇して、予め定めた閾値を超えたので、制御・監視装置２１は、ブレークアウトが発生したと判断して、瞬時にＳＮ開度を０％にしている。

このように、この実施形態では、ブレークアウトが発生しても確実にブレークアウトの拡大を防止するシステムとなっている。

したがって、この実施形態においては、連続鋳造設備におけるブレークアウトの発生を確実に検知できるとともに、ブレークアウトによる被害を最小限に留めることができる。

１０ 連続鋳造設備
１１ タンディッシュ
１２ タンディッシュノズル
１３ 鋳型
１４ 二次冷却水ノズル
１５ ガイドロール
２１ 制御・監視装置
２２ 流量計
２３ 流量調節弁
２４ 背圧計
３１ 溶鋼
３２ 鋳片

Claims (2)

1. 連続鋳造設備において、鋳型を通過した後の鋳片の冷却を行う二次冷却水の背圧を監視し、鋳型直下の二次冷却水ノズルに詰まりが生じて前記二次冷却水の背圧が予め定めた閾値を超えると、ブレークアウトが発生したと判断することを特徴とする連続鋳造設備におけるブレークアウト検知方法。
2. ブレークアウトが発生したと判断すると、タンディッシュノズルを閉鎖してブレークアウトの拡大を防ぐことを特徴とする請求項１に記載の連続鋳造設備におけるブレークアウト検知方法。

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