JPH0259157A - 連続鋳造丸鋳片の表面欠陥検知方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、連続丸鋳片の表面欠陥検知方法に係り、特に
、丸鋳片を連続鋳造によりＶ造する製造段階で操業上や
品質上大きな問題となっている丸鋳片の表面欠陥を複数
の熱電対で検出される測温値の変動に基づいて検知する
方法に関する。

【従来の技術】

近時における連続鋳造技術の進歩は著しく、特に最近は
、丸鋳片を連続鋳造により製造する技術が採用されてい
る。又、丸鋳片の連続鋳造に際しては、チューブラ−モ
ールドなどの鋳型が採用されるが、このような丸鋳片の
連続鋳造段階において凝固シェルが破れ内部溶鋼が溶出
したりして丸鋳片の表面欠陥が生ずることがある。この
ような表面欠陥が発生すると操業が中断したり製品の表
面疵や内部割れといった品質上の問題を招来するように
なる。一方、連続丸鋳片の表面欠陥の検知に際しては、
主として縦割れ性ブレークアウト発生の有無を予測する
方法が行われる。 上述のような丸鋳片の表面欠陥を製造段階で検知する方
法の従来例としては、例えば特開昭６２−２２０２５７
号公報に開示されている技術が知られている。この技術
は、鋳型壁面の円周方向に埋設した複数個の、￥！！電
対で検出される個々の測温値変動から、ブレークアウト
発生の有無を判断し、ブレークアウト発生が予測された
ときに鋳込み速度や冷却水量を制御してブレークアウト
を防止するものである。 しかしながら、上記従来例においては丸鋳片の縦割れ性
ブレークアウトが発生する位置と熱雷対で検出される測
温値の変動とは必ずしも一致せず、縦割れ性ブレークア
ウトを正確に検知できないという大きな欠陥があった。 即ち、第６図は、上記従来例において鋳型壁面の円周方
向に埋設された複数個の熱電対で検出される測温ｆｉｉ
！ｆＴ（単位は℃）と鋳造時間ｔ　（単位は秒）との関
係（即ち温度履歴）を示す図であるが、測温ｇｉＴが安
定している時間帯ｔ１、ｔ２においても丸鋳片の縦割れ
性ブレークアウトが発生しており、温度変化を連続的に
検出していても、割れ等の表面欠陥の検知は困難である
０図中に欠陥発生部を表示しているが、必ずしも温度変
動（ハンチング）のみでは表面欠陥が特定できないこと
は明らかである。 このように従来例においては、丸鋳片の表面欠陥を正確
に検出することができないため、丸鋳片の表面欠陥を除
去することが困難であり、無検査や無人手で圧延を行な
うことが困難となっていた。 又、このような状況の下で無検査や無人手で無理に圧延
を行なうと、製品の欠陥を逆に増大させ、歩止りの低下
ひいては製造コストの上昇を招く欠点があった。従って
、無検査や無人手で圧延を行ない、究極的に製造コスト
を低減できるようにするためにも、製造段階で丸鋳片の
表面欠陥を正確に検知できる方法の実現が強く望まれて
いた。

【発明が達成しようとする課題】

本発明はかかる状況に鑑みてなされたものであり、その
課題は、製造段階で丸鋳片の表面欠陥を正確に検知でき
るような連続鋳造丸鋳片の表面欠陥検知方法を堤供する
ことにある。

【課題を達成するための手段】

本発明は、連続鋳造丸鋳片の表面欠陥検知方法において
、鋳型の壁面を高さ方向で複数段に区分すると共に各区
分毎に円周方向略同一位置に熱電対を配設し、高さ方向
同一区分内の複数個の熱電対で所定時間内に検出される
円周方向の測温値の最大値と最小値の差が所定値を超え
るか、又は、円周方向略同一位置の熱電対で検出される
高さ方向の測温値の差が、所定値を超えたときに、丸鋳
片に表面欠陥が発生していると判定するようにして、前
記課題を達成したものである。

【作用】

本発明は、丸鋳片の縦割れ性ブレークアウトには、鋳片
が鋳型内で凝固を開始してから鋳型を抜けるまでの間の
温度履歴も影響することなどに着目してなされたもので
ある。 即ち、前出第６図に示した現象について、発明者は次の
ように考察した。丸鋳片の縦割れ性ブレークアウトが発
生するのは、第一に丸鋳片の円周方向の一点が局部的に
冷却され過ぎて割れるためであり、第二に冷却が緩慢で
凝固シェルの薄い部分が凝固収縮に伴なう引張り力で割
れるなめである。従って、鋳型壁面の円周方向に配設さ
れた複数個の熱電対で検出される測温値の変動からもあ
る程度縦割れ性ブレークアウトの発生を検知することが
できるが、測温値の変動が少なくても、鋳型と鋳片が一
定時間以上接触を持たなければ樅割れは生じるはずであ
り、丸鋳片の縦割れ性ブレークアウトを正確に知るには
、丸鋳片が鋳型と一定時間以上接触していたか否かをも
調べる必要がある。又、鋳型壁面の円周方向の温度変動
と高さ方向の温度変動を調べることにより、上記第二の
要因による縦割れ性ブレークアウトも検出できると考え
られる。 このため、本発明においては、鋳型の壁面を高さ方向で
複数段に区分すると共に、各区分毎に円周方向略同一位
置に熱電対を配設し、鋳型の壁面に複数個の熱電対がマ
トリクス的に配置されるようになっている。即ち、鋳型
壁面の円周方向に埋設された、高さ方向同一区分内の複
数個の熱電対だけでら丸鋳片の縦割れ性ブレークアウト
をある程度検知できるが、高さ方向の円周方向略同一位
置に埋設された熱電対で丸鋳片の温度履歴も検出するこ
とにより、丸鋳片の縦割れ性ブレークアウトを正確に検
知するものである。 円周方向に関しては、鋳型壁面の高さ方向で区分された
各区分毎に複数個の熱電対で、例えば凝固開始点の鋳片
が鋳型を抜けるのに要する所定時間（鋳造速度Ｖｃで、
鋳片が鋳型の長さ１を通過するのに要する時間Ｊ／Ｖｃ
）以上測温し、該測温値の最大値と最小値の差ΔＴが、
例えば次式（１）を満たすか否か監視する。このような
監視により下式（１）が満たされていると判断されたと
きは、丸鋳片に表面欠陥が生じていると判定し、該丸鋳
片を検査ラインにのせる。 ΔＴ＞ａ／ｄ−ぶ　　　　・・・・・・・・・（１）但
し、ａは、２ｘｌＯ’　＜ａ　＜６ｘｌＯ’を満足し、
割れ感度定数と呼ばれるものであって、第２図に示す如
く、丸鋳片の鋼種によって決定される定数、ｄは、熱電
対の温度測定時の検出感度を見るなめにとる値で、熱な
対の設置深さ（表面からの深さ）（ｌｌ１６）、ぶは、
凝固シェルの発達程度を評価するためのもので、メニス
カスからの熱電対の距離（ｎｕａ）である、なお、熱電
対設置深さｄが一定であれば、℃のみを用いての評価も
可能である。 ところで、上記（１）式は次のようにして実験で求めら
れたものである。第２図は縦割れ性ブレークアウトが５
０％以上発生するときの鋳型壁面の温度差を実験で求め
た図であり、図中、縦軸は鋳型壁面において同一高さ（
即ち同−区分内）の円周方向に埋設された複数個の熱電
対により上記所定時間内に検出された測温値の最大値と
最小値の差（ΔＴ）であり、横軸は熱電対が設置された
位置の鋳型の厚さ（ｄ　）と該熱電対のメニスカスから
の距Ｍ（１５との積（ｄＸＪ２）である、又、この図に
おいて、領域Ａは縦割れ性ブレークアウトが全く生じな
い領域であり、領域Ｂは縦割れ性ブレークアウトが５０
％以上生じた領域であり、領域Ｃは縦割れ性ブレークア
ウトが多発（例えば８０％以上発生）した領域である。 更に、丸鋳片のｇ４種を変化させて同様の実験を行ない
、第２図の領域Ｂが第２図の左下方向若しくは右上方向
シフトするような分布の図（図示せず）が得られた。 これらの実験結果から、ａを丸鋳片の鋼種によって決定
される定数（いわゆる縦割れ感度定数）とするとすると
き、２ｘｌＯ’　＜ａ　＜６ｘｌＯ’の条件下で第２図
の領域Ｂなどにおいて、（ΔＴ）ｘ（ｄｘＡ）＞ａが成
立していることが判明しな。 この式から、丸鋳片の縦割れ性ブレークアウトが５０％
以上発生するときの鋳型壁面の円周方向の温度差ΔＴは
ΔＴ＞ａ／（ｄ−β）となり、上記（１）式が導かれる
のである。 なお、第２図作成のための実験においては、第１図に示
す如く、鋳型１の壁面の高さ方向を３つに区分し、各区
分毎に円周方向に６個の熱電対２ａ〜２ｆ、３ａ〜３ｆ
、４ａ〜４ｆ　（２ｄ〜２ｆ、３ｄ〜３ｆ　、４ｄ〜４
ｆは図示せず）を略等開講で埋設した。又、これら熱電
対は、メニスカスからそれぞれ１８０１１１１．３４０
ＩｌｌＩＭ、及び５４０ｎｎの距離において、鋳型壁面
の円周方向に６個ずつ配置され、結果的に合計１８個の
熱電対が鋳型壁面にマトリクス的に配置された。更に、
メニスカスからそれぞれ１８０１１１．３４０　ｎ１１
、及び５４０）の距離における鋳型銅板の厚さはそれぞ
れ９１１．７ｍｍ及び５ｍｍとなるように各熱な対が設
置された。 なお、上記（１）式が成立しているときは、更なるブレ
ークアウト発生等を回避するため、鋳込み速度を制御し
たり鋳型の冷却を調節するなどの対策も施される。又、
鋳型壁面の円周方向に多くの熱電対を埋設する程、精度
が向上するが、３本以上であればよい。 一方、高さ方向には、熱履歴を見るために、熱電対を少
なくとも２段設け、且つ、丸鋳片の引抜き方向に同一位
置となるように熱電対を配置する。 そして、円周方向略同一位置の熱電対で検出される高さ
方向の（例えば隣接する）測温値の差が、所定のしきい
値を超えた時に割れを検出できる。 即ち、高さ方向の測温値ｔｚｉ、ｔ３ｉ、ｔｒｉ・・・
（第１図）は、鋳片の同一箇所の温度履歴を表わすもの
であり、この差（ｔｚｉ　　　ｔ３１）、（ｔ３ｉ　　
　ｊ４ｉ＞・・・の大、小は、冷却の急変を表わすので
、この差が大きい時に割れを検出できる。又、円周方向
と各段との測定結果を比教することにより、第二の要因
による割れも検出可能である。

【実施例］ 以下、上述のような本発明について、図面を参照しなが
ら更に詳し〈実施例の説明を行なう。 第３図は本実施例を説明するための図である。 図中１は銅板材料でなり、外径１７５ｎｍ厚さ５Ｉのチ
ューブラ−モールドからなる鋳型、２ａ〜２Ｃ（及び図
示しない２ｆ〜２ｆ）は、鋳型壁面においてメニスカス
から１８（Ｉｌの位置で円周方向に略等間隔に埋設され
ている熱電対、３ａ〜３Ｃ（及び図示しない３ｄ〜３ｆ
）は、鋳型壁面においてメニスカスから３４Ｏｒａｍの
位置で円周方向に略等間隔に埋設されている熱な対であ
る。 第３図において、鋳型１に溶鋼が流され鋳片の凝固が開
始する頃から！ＩＬ、電対２ａ〜２ｆ　、３ａ〜３ｆで
温度を測定した。 このようにして測定された温度について、２分間毎に、
高さ方向に対応した熱電対の測温値の差ΔＴ′を求め、
高さ方向の温度差ΔＴ′と鋳造時間ｔの関係をグラフに
したところ、第４図のようになった。即ち、第４図は高
さ方向の測温値の差ΔＴ′と＠速時間ｔとの関係を示す
図であり、該温度差ΔＴ′が４０℃以上になると、縦割
れ性ブレークアウトが８０％以上の確率で発生すること
が確認できた。 一方、第５図は、丸鋳片連続鋳造機に本発明を適用して
、製品の手入指数を１９８５年３月から１９８６年５月
まで追跡した結果を示す図である。 この図において、縦軸の製品手入指数は数値が小さい程
良好、即ち、縦割れ性ブレークアウトの発生が少ないこ
とを示している。 第５図から明らかなように、本発明を実施して、縦割れ
予知に基づく鋳造速度変更により無検査圧延を行った１
９８５年１１月から製品手入指数（外面欠陥発生率）が
大幅に低下しており、本発明を実施することにより、丸
鋳片の縦割れ性ブレークアウト（即ち、丸鋳片の表面欠
陥）発生が大幅に減少することが分かる。 なお、本発明は上述の実施例に限定されることなく種々
の変形が可能であり、例えば区分の異なる位置に埋設さ
れている、任意の２つの熱電対の測温値の長毎に異なる
しきい値を設け、該しきい値を超えたか否かで縦割れ性
ブレークアウト発生の有無を判断するようにしてもよい
。 【発明の効果】 以上詳しく説明したように、本発明によれば、丸鋳片の
製造段階における鋳型内の温度履歴も検出できるように
なり、前記従来例の場合よりも一層正確に丸鋳片の表面
欠陥を検知できる。従って、無検査若しくは無人手で圧
延を行いながら、製造段階における丸鋳片の表面欠陥発
生を著しく低下できるうえ、−旦表面欠陥が発生した場
合でも更なる発生を効果的に防止できるようになる。又
、纒割れ性ブレークアウトの発生予測によりモールドパ
ウダーの流入状況なども推定できるため、モールドパウ
ダーの良否判断に役立ち適正なモールドパウダーのｒＭ
発にも利用できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を説明するための斜視図、第２図は、
總割れ性ブレークアウトが５０％以上発生するときの鋳
型壁面の温度差を実験で求めた線図、 第３図は、本発明の詳細な説明するための斜視図、 第４図は、高さ方向の測温値の差と鋳造時間との関係を
示す線図、 第５図は、製品の手入指数変化を示す線図、第６図は、
鋳型壁面の円周方向に埋設されな熱電対で連続的に検出
される測温値と鋳造時間との関係を示す線図である。 １・・・鋳型、 ２ａ　〜２ｃ　、３ａ　〜３ｃ　、４ａ　〜４ｃ　−・
・熱電対。 第 図 第２図 メー又力入ｆすＯ津鑓上０１ノ 納 一代Ｃ六／マ寥 第 ３図 第 図 ｔｏｇ。 ｔ　（栖造８４間（什）） ト傳Ｘ、セ、４３のロー！＝）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）丸鋳片の連続鋳造に際し、鋳型の壁面に配設され
   た複数個の熱電対で検出される測温値に基づいて前記丸
   鋳片の表面欠陥を検知する方法において、 前記鋳型の壁面を高さ方向で複数段に区分すると共に各
   区分毎に円周方向略同一位置に熱電対を配設し、 高さ方向同一区分内の複数個の熱電対で所定時間内に検
   出される円周方向の測温値の最大値と最小値の差が、所
   定値を超えるか、 又は、円周方向略同一位置の熱電対で検出される高さ方
   向の測温値の差が、所定値を超えたときに、 丸鋳片に表面欠陥が発生していると判定することを特徴
   とする連続鋳造丸鋳片の表面欠陥検知方法。