JPH0512065B2 - - Google Patents
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- JPH0512065B2 JPH0512065B2 JP3468788A JP3468788A JPH0512065B2 JP H0512065 B2 JPH0512065 B2 JP H0512065B2 JP 3468788 A JP3468788 A JP 3468788A JP 3468788 A JP3468788 A JP 3468788A JP H0512065 B2 JPH0512065 B2 JP H0512065B2
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- Japan
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- slab
- cooling water
- estimated
- flow rate
- temperature
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、鋼の連続鋳造における鋳片の２次冷
却制御方法に関する。
却制御方法に関する。
鋼の連続鋳造における２次冷却帯の鋳片冷却制
御方法として、たとえば特開昭59−21257号公報
に記載の方法がある。この方法は、鋳片を一定単
位長の切片の集合体と仮想し、各切片毎に冷却履
歴情報を持ち、この冷却履歴情報をもとに冷却水
量を設定して、鉄片の表面温度が目標温度に一致
するようにれ冷却水量を制御する方法である。
御方法として、たとえば特開昭59−21257号公報
に記載の方法がある。この方法は、鋳片を一定単
位長の切片の集合体と仮想し、各切片毎に冷却履
歴情報を持ち、この冷却履歴情報をもとに冷却水
量を設定して、鉄片の表面温度が目標温度に一致
するようにれ冷却水量を制御する方法である。
鉄鋼業においては、近年の省エネルギーの要請
により、連続鋳造で得られた鋳片をそのまま次工
程である圧延工場の加熱炉に装入する、あるいは
再加熱することなく直接圧延する方法が採用され
ている。このような連続鋳造片の加熱炉への直接
装入あるいは直接圧延においては、連続鋳造機出
側における鋳片の断面平均温度ができるだけ高い
方が望ましい。ところが、前記したような従来の
鋳片温度制御方法は、鋳片の表面温度を一定の目
標温度に制御しようとするものであるため、連続
鋳造工程において鋳造速度の変動があつた場合に
おいても、鋳片断面平均温度の可能な限り高い鋳
片を安定的に出片させたいとき、従来の表面温度
一定制御では最高の効率が得られないという問題
点があつた。すなわち、定常的には鋳片の完全凝
固完了位置がなるべく連続鋳造機出側の切断機手
前に近くにくるような速い鋳造速度で鋳造して、
鋳片断面平均温度を高く維持し、操業上やむを得
ない理由により鋳造速度が遅くなり、そのため完
全凝固完了位置が連続鋳造機出側より手前にな
り、鋳片断面平均温度が低くなるときには、冷却
水量を少なくして鋳片断面平均温度の低下を防ぐ
必要があるが、このような冷却制御は従来の方法
では達成できなかつた。
により、連続鋳造で得られた鋳片をそのまま次工
程である圧延工場の加熱炉に装入する、あるいは
再加熱することなく直接圧延する方法が採用され
ている。このような連続鋳造片の加熱炉への直接
装入あるいは直接圧延においては、連続鋳造機出
側における鋳片の断面平均温度ができるだけ高い
方が望ましい。ところが、前記したような従来の
鋳片温度制御方法は、鋳片の表面温度を一定の目
標温度に制御しようとするものであるため、連続
鋳造工程において鋳造速度の変動があつた場合に
おいても、鋳片断面平均温度の可能な限り高い鋳
片を安定的に出片させたいとき、従来の表面温度
一定制御では最高の効率が得られないという問題
点があつた。すなわち、定常的には鋳片の完全凝
固完了位置がなるべく連続鋳造機出側の切断機手
前に近くにくるような速い鋳造速度で鋳造して、
鋳片断面平均温度を高く維持し、操業上やむを得
ない理由により鋳造速度が遅くなり、そのため完
全凝固完了位置が連続鋳造機出側より手前にな
り、鋳片断面平均温度が低くなるときには、冷却
水量を少なくして鋳片断面平均温度の低下を防ぐ
必要があるが、このような冷却制御は従来の方法
では達成できなかつた。
本発明は、湾曲型連続鋳造機による鋼の連続鋳
造において、鋳造速度が変動した場合において
も、連続鋳造機出側において断面平均温度の高い
鋳片を安定的に得ることを目的とする。
造において、鋳造速度が変動した場合において
も、連続鋳造機出側において断面平均温度の高い
鋳片を安定的に得ることを目的とする。
本発明の鋳片の冷却制御方法は、その目的を達
成するために、湾曲型連続鋳造機による鋼の連続
鋳造において、鋳造過程における鋳片長さ方向の
複数の点について鋳片の凝固厚及び表面温度を推
定計算し、湾曲部にある鋳片に対しては表面温度
の基準値と推定計算値との差に応じて冷却水流量
を制御し、水平部にある鋳片に対しては凝固厚の
基準値と推定計算値との差に応じて冷却水流量を
制御することを特徴とする。
成するために、湾曲型連続鋳造機による鋼の連続
鋳造において、鋳造過程における鋳片長さ方向の
複数の点について鋳片の凝固厚及び表面温度を推
定計算し、湾曲部にある鋳片に対しては表面温度
の基準値と推定計算値との差に応じて冷却水流量
を制御し、水平部にある鋳片に対しては凝固厚の
基準値と推定計算値との差に応じて冷却水流量を
制御することを特徴とする。
上記本発明における基準値とは、鋳造する鋼
種、サイズ毎に、乾燥標準基準鋳造速度（鋼種、
サイズ毎一定値）およびその基準鋳造速度に対応
した基準冷却水量で鋳造した場合に実現される凝
固厚パターンであり、２次元熱伝達差分計算によ
りオフラインで求められる値を意味する。
種、サイズ毎に、乾燥標準基準鋳造速度（鋼種、
サイズ毎一定値）およびその基準鋳造速度に対応
した基準冷却水量で鋳造した場合に実現される凝
固厚パターンであり、２次元熱伝達差分計算によ
りオフラインで求められる値を意味する。
一方、推定計算値とは、実際に鋳造中の鋳片に
ついて、実積の鋳造速度履歴および冷却水量履歴
から、オンラインで本発明の計算式を用いて計算
する値である。
ついて、実積の鋳造速度履歴および冷却水量履歴
から、オンラインで本発明の計算式を用いて計算
する値である。
なお、オンラインでは２次元熱伝達差分計算を
採用しない理由は、制御設定周期が30秒程度であ
るのに比べ、２次元熱伝達差分計算を通常の制御
用計算機（2MIPS）で計算して数分オーダーの
時間がかかるためである。
採用しない理由は、制御設定周期が30秒程度であ
るのに比べ、２次元熱伝達差分計算を通常の制御
用計算機（2MIPS）で計算して数分オーダーの
時間がかかるためである。
本発明において、鋳造鋳片の凝固厚はオンライ
ンで連続的に測定できないため、数式モデルでオ
ンライン推定を行いその値を正として制御を行う
ために、推定計算値と基準値を比べる。
ンで連続的に測定できないため、数式モデルでオ
ンライン推定を行いその値を正として制御を行う
ために、推定計算値と基準値を比べる。
なお数式モデルを同定するために、鋲打ちを行
つて凝固厚を実測することはあるが、この方法で
は結果が判明するのに１時間以上かかる。
つて凝固厚を実測することはあるが、この方法で
は結果が判明するのに１時間以上かかる。
また、湾曲部と水平部で基準値の対象が異なる
のは以下の理由による。
のは以下の理由による。
湾曲部では連鋳機の曲率変化により鋳片内部に
歪応力が作用するため、鋳造する鋼の脆化温度域
を避ける必要があり、温度制御が必要になる。
歪応力が作用するため、鋳造する鋼の脆化温度域
を避ける必要があり、温度制御が必要になる。
一方水平部においては、そのような曲率変化は
ないため、基本的には機端までに完全凝固すれば
良いのであつて、鋳造速度履歴により、既に完全
凝固していれば冷却水量は機械保全のための最少
水量で良く、一方凝固が遅れ気味であれば、最低
限機端までに完全凝固するような冷却水量を設定
する必要があることによる。
ないため、基本的には機端までに完全凝固すれば
良いのであつて、鋳造速度履歴により、既に完全
凝固していれば冷却水量は機械保全のための最少
水量で良く、一方凝固が遅れ気味であれば、最低
限機端までに完全凝固するような冷却水量を設定
する必要があることによる。
以下、図面を参照しながら、実施例により本発
明の特徴を具体的に説明する。
明の特徴を具体的に説明する。
第１図は本発明の実施例における制御系を示す
図である。
図である。
同図において、取鍋１内の溶鋼はタンデイツシ
ユ２を経て鋳型３に注入され、下方に引抜かれて
鋳片４となる。鋳片４は湾曲部及び水平部の各冷
却水スプレー５−１，５−２，……，５−ｎによ
り冷却されながら引き抜かれ、連続鋳造機外に出
片される。
ユ２を経て鋳型３に注入され、下方に引抜かれて
鋳片４となる。鋳片４は湾曲部及び水平部の各冷
却水スプレー５−１，５−２，……，５−ｎによ
り冷却されながら引き抜かれ、連続鋳造機外に出
片される。
この鋳造過程において、プロセス制御用計算機
６により一定周期（例えば30秒）毎に、鋳片４を
仮想的に多数個に分割した離散的な計算点S1、
S2、……、Snの各点における凝固厚及び表面温
度を推定計算する。
６により一定周期（例えば30秒）毎に、鋳片４を
仮想的に多数個に分割した離散的な計算点S1、
S2、……、Snの各点における凝固厚及び表面温
度を推定計算する。
凝固厚の推定計算は、鋳片の非加速凝固域と加
速凝固域とに分けて計算する。
速凝固域とに分けて計算する。
非加速凝固域における凝固厚推定式は
Xs（ｔ＋Δt）＝−Ax／Ｓ
＋√（）＋）2＋・(1)
を用い、加速凝固域における凝固厚推定式は
Xs（ｔ＋Δt）＝Xh
−√−（））2−・ (2)
ただし
Xs（ｔ）：時刻ｔにおける推定凝固厚
Ax、Bx、Cx：調整係数
Δt：計算周期
Ｓ：熱伝達係数パラメータ（＝熱伝達係数ｈ／熱
伝導率ｋ） Xh：鋳片厚さの1/2厚さ を用いる。
伝導率ｋ） Xh：鋳片厚さの1/2厚さ を用いる。
また、表面温度推定式は、
Ys（ｔ＋Δt）＝AY／Ｓ・Xs（ｔ＋Δt）＋BY
＋（Ys（ｔ）−AY／Ｓ・Xs（ｔ）＋BY）
×exp（−2α・Ｓ・Xs（ｔ）＋BY／Xs（ｔ）2Δt）(3
) Us（ｔ＋Δt）＝Ys（ｔ＋Δt）（Ts−Uw）＋Uw (4) ただし Ys（ｔ）：時刻ｔにおける表面温度パラメータ Us（ｔ）：時刻ｔにおける推定表面温度 Ts：固相凝固温度 Uw：二次冷却水温度 AY、BY：調整係数 α：物理定数 前記(1)式により非加速凝固域における鋳片の各
計算点の凝固厚を推定計算し、(2)式により加速凝
固域における鋳片の各計算点の凝固厚を推定計算
する。
) Us（ｔ＋Δt）＝Ys（ｔ＋Δt）（Ts−Uw）＋Uw (4) ただし Ys（ｔ）：時刻ｔにおける表面温度パラメータ Us（ｔ）：時刻ｔにおける推定表面温度 Ts：固相凝固温度 Uw：二次冷却水温度 AY、BY：調整係数 α：物理定数 前記(1)式により非加速凝固域における鋳片の各
計算点の凝固厚を推定計算し、(2)式により加速凝
固域における鋳片の各計算点の凝固厚を推定計算
する。
また前記(4)式により湾曲部における鋳片の各計
算点の表面温度を計算する。
算点の表面温度を計算する。
そして、前記(1)式及び(2)式から求めた水平部の
各計算点の凝固厚と、予め鋼種、サイズ毎に定め
た水平部の各計算点位置に対応する点の基準凝固
厚とを用いて、二次冷却帯の冷却水スプレー５−
１，５−２，……，５−ｎの各スプレーゾーン毎
に、下式により各冷却水スプレーの冷却水流量を
算出する。
各計算点の凝固厚と、予め鋼種、サイズ毎に定め
た水平部の各計算点位置に対応する点の基準凝固
厚とを用いて、二次冷却帯の冷却水スプレー５−
１，５−２，……，５−ｎの各スプレーゾーン毎
に、下式により各冷却水スプレーの冷却水流量を
算出する。
Qwo＝Qws＋｛ａ（Xs−Xss）3
＋ｂ（Xs−Xss）2＋ｃ（Xs−Xss）｝ (5)
ただし
Qwo：各スプレー毎の冷却水設定制御流量
Qws：各スプレーゾーン内の基準凝固厚のもと
における基準冷却水流量 Xs：各スプレーゾーン内の平均推定凝固厚 Xss：各スプレーゾーン内の基準凝固厚 ａ、ｂ、ｃ：定数 一方、湾曲部に対しては、鋳片の表面温度が高
温脆化域温度になつて表面割れを発生するなどの
表面品質劣化を防ぐために、下式により各冷却水
スプレーの冷却水流量を算出する。
における基準冷却水流量 Xs：各スプレーゾーン内の平均推定凝固厚 Xss：各スプレーゾーン内の基準凝固厚 ａ、ｂ、ｃ：定数 一方、湾曲部に対しては、鋳片の表面温度が高
温脆化域温度になつて表面割れを発生するなどの
表面品質劣化を防ぐために、下式により各冷却水
スプレーの冷却水流量を算出する。
So＝Ｓ＋Ｇ（Us−Uss） (6)
Qwo＝（ｋ・So・ｂ）／ａ1/c・As (7)
ただし
So：最適熱伝達パラメータ
Ｓ：熱伝達係数パラメータ
Ｇ：制御調整係数
Us：各スプレーゾーン内平均推定表面厚温度
Uss：各スプレーゾーン内基準表面温度
ａ、ｂ、ｃ：熱伝達係数用定数
ｋ：熱伝導率
As：冷却水スプレーの有効面積
そして、水平部の冷却水スプレーに対しては前
記(5)式により算出した各冷却水流量を、また、湾
曲部の冷却水スプレーに対しては前記(7)式により
算出した各冷却水流量を、一定周期（例えば30
秒）毎に、プロセス制御用計算機６から冷却制御
用計算機７に入力する。この入力された冷却水流
量にしたがつて、冷却制御用計算機７は各流制御
装置８−１〜８−ｎに対する流量設定値を修正
し、各流量調節バルブ９−１〜９−ｎ、各流量計
１０−１〜１０−ｎが、各冷却水スプレー５〜１
−５−ｎの冷却水流量を制御する。
記(5)式により算出した各冷却水流量を、また、湾
曲部の冷却水スプレーに対しては前記(7)式により
算出した各冷却水流量を、一定周期（例えば30
秒）毎に、プロセス制御用計算機６から冷却制御
用計算機７に入力する。この入力された冷却水流
量にしたがつて、冷却制御用計算機７は各流制御
装置８−１〜８−ｎに対する流量設定値を修正
し、各流量調節バルブ９−１〜９−ｎ、各流量計
１０−１〜１０−ｎが、各冷却水スプレー５〜１
−５−ｎの冷却水流量を制御する。
このように、鋳造過程において、プロセス制御
用計算機により一定周期（例えば30秒）毎に、鋳
片の長さ方向の多数の点について鋳片の凝固厚を
推定計算し、水平部に関して、連続鋳造機出側の
鋳片断面平均温度を目標値とするために予め定め
た基準凝固厚パターンと前記推定計算した各点の
凝固厚とから、水平部の各冷却水スプレーの冷却
水流量を算出し、この算出値を２次冷却水流量制
御装置に修正設定することにより、鋳造速度の変
動に拘らず連続鋳造機出側の鋳片断面平均温度を
目標値に可能な限り近づけることができる。
用計算機により一定周期（例えば30秒）毎に、鋳
片の長さ方向の多数の点について鋳片の凝固厚を
推定計算し、水平部に関して、連続鋳造機出側の
鋳片断面平均温度を目標値とするために予め定め
た基準凝固厚パターンと前記推定計算した各点の
凝固厚とから、水平部の各冷却水スプレーの冷却
水流量を算出し、この算出値を２次冷却水流量制
御装置に修正設定することにより、鋳造速度の変
動に拘らず連続鋳造機出側の鋳片断面平均温度を
目標値に可能な限り近づけることができる。
また、鋳片の表面品質上、表面温度の制御が必
要な湾曲部に関して、プロセス制御用計算機によ
り一定周期（例えば30秒）毎に、鋳片の長さ方向
の他数の点について鋳片の表面温度を推定計算
し、予め定めた基準表面温度パターンと前記推定
計算した各点の表面温度とから、湾曲部の各冷却
水スプレーの冷却水流量を算出し、この算出値を
２次冷却水流量制御装置に修正設定することによ
り、鋳造速度の変動に拘わらず湾曲部における鋳
片表面温度を基準温度範囲に維持することができ
る。
要な湾曲部に関して、プロセス制御用計算機によ
り一定周期（例えば30秒）毎に、鋳片の長さ方向
の他数の点について鋳片の表面温度を推定計算
し、予め定めた基準表面温度パターンと前記推定
計算した各点の表面温度とから、湾曲部の各冷却
水スプレーの冷却水流量を算出し、この算出値を
２次冷却水流量制御装置に修正設定することによ
り、鋳造速度の変動に拘わらず湾曲部における鋳
片表面温度を基準温度範囲に維持することができ
る。
以上説明したように、本発明においては、湾曲
部にある鋳片に対しては表面温度の基準値と推定
計算値との差に応じて冷却水流量を制御し、水平
部にある鋳片に対しては凝固厚の基準値と推定計
算値との差に応じて冷却水流量を制御する。これ
により、鋳造速度が変動しても安定的に鋳片断面
平均温度の高い鋳片を出片することができる。ま
た同時に、湾曲部における鋳片の表面温度を割れ
等の発生しない温度範囲に維持できて、表面品質
の優れた鋳片を製造できる。
部にある鋳片に対しては表面温度の基準値と推定
計算値との差に応じて冷却水流量を制御し、水平
部にある鋳片に対しては凝固厚の基準値と推定計
算値との差に応じて冷却水流量を制御する。これ
により、鋳造速度が変動しても安定的に鋳片断面
平均温度の高い鋳片を出片することができる。ま
た同時に、湾曲部における鋳片の表面温度を割れ
等の発生しない温度範囲に維持できて、表面品質
の優れた鋳片を製造できる。
第１図は本発明の実施例における制御系を示す
図である。 １：取鍋、２：タンデイツシユ、３：鋳型、
４：鋳片、５−１〜５−ｎ：冷却水スプレー、
６：プロセス制御用計算機、７：冷却制御用計算
機、８−１〜８−ｎ：流量制御装置、９−１〜９
−ｎ：流量調節バルブ、１０−１〜１０−ｎ：流
量計、S1〜Sm：計算点。
図である。 １：取鍋、２：タンデイツシユ、３：鋳型、
４：鋳片、５−１〜５−ｎ：冷却水スプレー、
６：プロセス制御用計算機、７：冷却制御用計算
機、８−１〜８−ｎ：流量制御装置、９−１〜９
−ｎ：流量調節バルブ、１０−１〜１０−ｎ：流
量計、S1〜Sm：計算点。
Claims (1)
- １ 湾曲型連続鋳造機による鋼の連続鋳造におい
て、鋳造過程における鋳片長さ方向の複数の点に
ついて鋳片の凝固厚及び表面温度を推定計算し、
湾曲部にある鋳片に対しては表面温度の基準値と
推定計算値との差に応じて冷却水流量を制御し、
水平部にある鋳片に対しては凝固厚の基準値と推
定計算値との差に応じて冷却水流量を制御するこ
とを特徴とする連続鋳造における鋳片の冷却制御
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3468788A JPH01210158A (ja) | 1988-02-16 | 1988-02-16 | 連続鋳造における鋳片の冷却制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3468788A JPH01210158A (ja) | 1988-02-16 | 1988-02-16 | 連続鋳造における鋳片の冷却制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01210158A JPH01210158A (ja) | 1989-08-23 |
| JPH0512065B2 true JPH0512065B2 (ja) | 1993-02-17 |
Family
ID=12421305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3468788A Granted JPH01210158A (ja) | 1988-02-16 | 1988-02-16 | 連続鋳造における鋳片の冷却制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01210158A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104540617B (zh) * | 2012-08-14 | 2016-08-24 | 杰富意钢铁株式会社 | 凝固结束位置控制方法以及凝固结束位置控制装置 |
-
1988
- 1988-02-16 JP JP3468788A patent/JPH01210158A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01210158A (ja) | 1989-08-23 |
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