JPH0512066B2 - - Google Patents

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JPH0512066B2
JPH0512066B2 JP17318288A JP17318288A JPH0512066B2 JP H0512066 B2 JPH0512066 B2 JP H0512066B2 JP 17318288 A JP17318288 A JP 17318288A JP 17318288 A JP17318288 A JP 17318288A JP H0512066 B2 JPH0512066 B2 JP H0512066B2
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JP
Japan
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slab
amount
molten steel
time difference
measurement
Prior art date
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Application number
JP17318288A
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English (en)
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JPH0225257A (ja
Inventor
Akira Matsushita
Kazuhiko Nagahashi
Takeyoshi Ninomya
Atsuhiro Goto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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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設備で、連続的に鋳造さ
れる鋳片に発生する中心割れの発生を推定する方
法に関する。 〔従来の技術〕 連続鋳造操業において鋳片内部の凝固状態を均
一化することは近年、製品の高級化を指向される
なかで非常に重要となつてきた。特に鋳片の中心
部に発生する中心割れや中心偏析が圧延後の製品
品質に大きな影響を及ぼすことは従来から知見さ
れていたため、それらを未然に予知する方法が
種々考案されてきた。例えば、本出願人は鋳片の
表裏面に鋳片の表面変位計を設置し、鋳片の表面
変位を測定し、その変位量から鋳片の中心割れを
推定する方法を発明し、先に特開昭57−114850号
公報を提供した。 また、特開昭59−156557号公報に示されるよう
に、鋳造条件から凝固プロフイールを計算し、そ
の凝固プロフイールから、凝固先端部の未凝固溶
鋼の非流動面積と当該部のバルジング量を求め、
濃化溶鋼の吸引指数を算出して、中心偏析を推定
する方法も提案されている。 〔発明が解決しようとする課題〕 前記特開昭57−114850号公報においては、鋳片
の表面変位を直接的に測定するために測定器が損
傷したりし、正確に鋳片の表面変位を測定できな
い場合があり、長時間に渡つて連続的に精度良く
中心割れの発生推定をおこなうことが困難である
という問題があつた。また、特開昭59−156557号
公報においては、予め得られる鋳造条件からシミ
ユレーシヨンをおこない未凝固先端部のプロフイ
ールを求めるために、鋳造中の種々の操業変動、
例えば鋳造速度、溶鋼温度、2次冷却水量等が変
動することによつて未凝固先端部のプロフイール
が複雑に変化することになり、計算で求めた未凝
固先端部のプロフイールと実際のプロフイールが
合致しないことにもなり、結果的に前記濃化溶鋼
の吸引指数の算出誤差が生じ精度良く鋳片の中心
偏析の発生を推定するとができなかつたという問
題点を有していた。 〔課題を解決するための手段〕 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであ
り、機端部に設置されたシエル厚測定器、もしく
は鋳片断面温度測定器による測定値より鋳片の完
全凝固位置を推定するに際し、前記測定器により
設定周期ΔTで検出された測定値より当該測定時
刻を基準とした完全凝固までの時間差tf1を求め、
次回測定時の前記時間差tf2が下記(1)式を満足す
る時に未凝固溶鋼の封込み発生と判定すると共
に、下記(2)式により前記未凝固溶鋼の封込め量を
算出し、該封込め量が、予め前記込め量と中心割
れとの相関から設定された許容限界量を超えたと
きに中心割れの発生を予知することを特徴とする
連続鋳造における中心割れ発生の推定方法であ
る。 tf1>tf2 ……(1) Q=n×Vc×ΔT×{2K(tfi+tfi+o)}0.5 ……(2) ただし、 Q:未凝固溶鋼の封込め量 n:封込め判定が連続発生した回数 ffi:測定時刻での完全凝固までの時間差 ffi+1:n回連続で未凝固溶鋼の封込み判定が発生
した時の前記tfiを得た測定時刻からΔT×n後
での完全凝固までの時間差 Vc:鋳造速度 ΔT:測定周期 〔作用〕 第1図は、周知の連続鋳造設備に本発明方法を
構成するための機器を併せて記述した図である。
第1図において、溶鋼鍋1からタンデイツシユ2
に溶鋼50を一旦注入し、ノズル3を介して鋳型
4に溶鋼50が注入される。鋳型4に注入された
溶鋼50は、鋳型4から熱を奪われ鋳型4に接触
した側から凝固殻5を形成していく。凝固殻5は
鋳型4以降に配置された案内ロール6で支持さ
れ、引き抜きロール7で連続的に吹き抜かれる。
凝固5は鋳型4以降の2次冷却帯8でその外面に
冷却水を噴射されることによつて厚みを増大させ
ていく。完全凝固した鋳片は機端から引き抜かれ
た後、カツター9によつて規定の寸法に切断さ
れ、後工程である圧延工程に供給される。 さて、鋳片に発生する中心割れの状況を第2図
に模式的に示した。周知のとうり中心割れは、鋳
片の厚みの中央部に発生する割れであり、第2図
に示したようにある間隔で割れが発生している。
この間隔は一般的に言われているように、水平部
のロールの周長にほぼ等しい。前述したように鋳
片カツターで規定の寸法に切断されるため、その
切断位置によつては中心割れが切断面に現われる
ことになる。中心割れが切断面に出た状態で圧延
をおこなえば圧延中に端部から口を開き、圧延が
不可能となるトラブルが発生することにも繋が
る。このように、切断面に中心割れが出ている場
合は、一般的には鋳片の端部を切断し、切断面に
中心割れが無い状態とした後に圧延をおこなつて
いる。 また、切断面に中心割れが出ていなくても割れ
の程度によつては圧延後の製品の品質、例えば製
品厚み方向の強度不足や延びの不足等にもなる。 一般的には、この中心割れは未凝固溶鋼の先端
(以下、クレーターエンドという)部が鋳造方向
に大きく変動する場合に発生すると考えられてい
る。クレーターエンドが鋳造方向に変動する原因
としては、以下のことが考えられる。水平部のロ
ールによつて鋳片が圧下されることによつて鋳片
の厚みが局部的に変動し間接的にクレーターエン
ドの位置が変動する場合、鋳造速度が急変動した
場合にクレーターエンド近傍で溶鋼流動が生じ、
溶鋼の封込めがおこる(クレーターエンド位置が
変動したと同じ効果となる)場合、あるいは、湾
曲型連続鋳造設備では鋳片を水平に矯正するた
め、その矯正によつて発生する矯正歪を低減する
ことを目的として、鋳片に圧縮力を付与する鋳造
方法があり、この圧縮力の周期的な変動によつ
て、凝固殻の厚みが部分的に不均一になり、結果
的に前述した水平部のロールで鋳片を圧下した場
合と同じようにクレーターエンドの位置が変動す
るということが考えられる。 さて、本発明者らは、鋳造厚み、2次冷却条
件、鋳造鋼種、鋳造速度等の鋳造条件によつて予
め第1図に示したクレーターエンド51の位置を
求めておき、その近傍に周知の電磁超音波によつ
て凝固殻の厚みを測定する、あるいは鋳片の厚み
方向の平均温度を求めることができる測定装置1
1(以下、完全凝固位置検出装置という)を設置
した。 まず、クレーターエンドの位置を知るために、
完全凝固となる時刻と測定時刻との時間差を求め
る方法を以下に示す。周知のとうり、クレーター
エンドが完全凝固位置検出装置11より後方、つ
まり、該装置11の位置で未凝固溶鋼が存在する
場合の前記時間差は下記(3)式によつて求めること
ができる。 tf=(D2/4−D×dM+dM)/2/K ……(3) ただし、 tf:完全凝固時刻 dM:凝固殻の厚み D:鋳片厚み K:加速凝固係数 また、該装置11より前方で完全凝固している
場合の前記時間差は下記(4)式によつて求めること
ができる。 tf=CR(θS−θSU −(θAVE−θSU)/KK ……(4) ただし、 CR:中心部冷却速度 θSU:鋳片表面温度 θS:固相温度 KK:定数 θAVE:鋳片厚み方向の平均温度 ここで、測定時刻における完全凝固のとなる時
刻の測定時刻との時間差をtf1、前記測定時刻か
ら測定周期ΔT後の前記時間差をtf2とすると、ク
レーターエンド部の状態は下記(1)、(5)〜(7)式のよ
うに表すことができる。 tf1>tf2 ……(1) tf1+ΔT=tf2 ……(5) tf1+ΔT<tf2 ……(6) tf1<tf2<tf1+ΔT ……(7) 前記(5)式の場合はクレーターエンドの位置が変
動せずに安定し、前記(6)式の場合はクレーターエ
ンドが機端方向に伸長し、前記(7)式の場合はクレ
ーターエンドが鋳型方向に短縮し、前記(1)式の場
合にはクレーターエンドが極端に鋳型方向に短縮
し、クレーターエンド部で溶鋼の封込め(以下、
封込めという)が発生したことを意味する。以上
述べたようにクレーターエンドの状態を4態様と
してどの状態であるかを判定する必要がある。そ
して、tf1>tf2となる(1)式を満足する場合のみ、
封込めが発生したと判定することが重要である。
封込め状況を模式的に記述すると第3図のように
なる。第3図中の斜線部が溶鋼が封込められた部
分である。この時の斜線部の封込め量(以下、封
込め量という)Qを本発明者らは、下記(2)式によ
つて求めた。 Q=n×Vc×ΔT×{2K(tfi+tfi+o)}0.5 ……(2) ただし、 Q:未凝固溶鋼の封込め量 n:封込め判定が連続発生した回数 ffi:測定時刻での完全凝固までの時間差 ffi+1:n回連続で未凝固溶鋼の封込み判定が発生
した時の前記tfiを得た測定時刻からΔT×n後
での完全凝固までの時間差 Vc:鋳造速度 ΔT:測定周期 次に本発明者らは、前述した(2)〜(4)式によつて
時々刻々の測定時刻での完全凝固までの時間差を
求め、封込めが発生したと判断できた時は、その
封込め量を算出し、当該部位の鋳片を冷片として
鋳片の中心部を周知の超音波探傷装置を用いて調
査し、中心割れの発生と前記封込め量の相関を調
査した。その時の鋳造条件を以下の第1表に示
す。
〔実施例〕
前述した本発明に基づく中心割れ発生の推定方
法を機長37m、月産能力16万トンの湾曲型連続鋳
造設備で実施した。第1図に示した完全凝固位置
検出装置11は鋳型4から34m離れた位置に設置
した。また、鋳造条件は下記第2表に示す条件と
した。
【表】 許容限界量は前述した方法により、予め鋳片の
欠陥発生指数と封込め量の相関を調査することに
よつて決定しておけばよく。本実施例では許容限
界量は前述と同様に40とし、第2表に示した鋳造
条件で鋳造をおこなつた。第3表に後述する第5
図の各鋳片における封込め判定の有無とその封込
め量と中心割れ予知の有無を示す。
〔発明の効果〕
本発明により、鋳片の中心部に発生する中心割
れの発生予知が可能となり、しかも適切な処置を
採ることにより中心割れの発生を未然に防止し、
また操業トラブルも回避することができ、欠陥の
無い鋳片を安定的に圧延工程に供給する上で大き
な効力を発揮することは明らかである。
【図面の簡単な説明】
第1図は周知の連続鋳造設備に本発明による中
心割れの予知をおこなうために必要な機器の構成
を併記した図、第2図は中心割れを模式的に示し
た図、第3図は溶鋼の封込め状態を模式的に示し
た図、第4図は封込め量と鋳片の欠陥発生指数と
の関係を表す図、第5図は本発明方法を適用した
ときの実鋳片における中心割れの発生状態を示す
図である。 1……鍋、2……タンデイツシユ、3……ノズ
ル、4……鋳型、5……凝固殻、6……支持ロー
ル、7……引き抜きロール、8……二次冷却帯、
9……カツター、10……プロセスコンピユータ
ー、11……完全凝固位置検出装置、12……欠
陥発生予知装置、13……モニター。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 機端部に設置されたシエル厚測定器、もしく
    は鋳片断面温度測定器による測定値より鋳片の完
    全凝固位置を推定するに際し、前記測定器により
    設定周期ΔTで検出された測定値より当該測定時
    刻を基準とした完全凝固までの時間差tf1を求め、
    次回測定時の前記時間差tf2が下記(1)式を満足す
    るときに未凝固溶鋼の封込み発生と判定すると共
    に、下記(2)式より前記未凝固溶鋼の封込め量を算
    出し、該封込め量が、予め前記封込め量と中心割
    れとの相関から設定された欠陥発生指数50に相当
    する封込め量40である許容限界量を超えたときに
    中心割れの発生を予知することを特徴とする連続
    鋳造における中心割れ発生の推定方法。 tf1>tf2 ……(1) Q=n×Vc×ΔT×{2K(tfi+tfi+o)}0.5 ……(2) ただし、 tf=CR(θS−θSU −(θAVE−θSU)/KK ……(4) ただし、 CR:中心部冷却速度 θSU:鋳片表面温度 θS:固相温度 KK:定数 θAVE:鋳片厚み方向の平均温度 ここで、測定時刻における完全凝固となる時刻
    と測定時刻との時間差をtf1、前記測定時刻から
    測定周期ΔT後の前記時間差をtf2とする Q:未凝固溶鋼の封込め量 n:封込め判定が連続発生した回数 tfi:測定時刻での完全凝固までの時間差 tfi+o:n回連続で未凝固溶鋼の封込み判定が発生
    した時の前記ffiを得た測定時刻からΔT×n後
    での完全凝固までの時間差 Vc:鋳造速度 ΔT:測定周期
JP17318288A 1988-07-12 1988-07-12 連続鋳造における中心割れ発生の推定方法 Granted JPH0225257A (ja)

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