JPH05337618A

JPH05337618A - 連続鋳造用鋳型内部の流れ状態評価方法

Info

Publication number: JPH05337618A
Application number: JP17480692A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Tsukaguchi; 友一塚口; Yasuo Murasawa; 泰雄村沢
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1992-06-08
Filing date: 1992-06-08
Publication date: 1993-12-21

Abstract

(57)【要約】【目的】鋳片にフクレ疵が生じる可能性が高い状態の
判定を高精度で行うことを可能とする。【構成】内壁冷却のために供給されている冷却水の入
側の温度を入側温度計12,13 で検出すると共に、冷却水
の出側の温度を出側温度計14,15 で検出し、これらの
入，出側間の温度差を温度差算出部16,17 で算出し、評
価部18が、これらの温度差の比較結果に基づいて片流れ
の程度を表す評価指数を求めるようになっている。そし
て、評価部18は、評価指数が所定値を超えると判別され
た場合又は評価指数の変動幅が所定時間以上継続して所
定幅以下であると判別された場合に、鋳片にフクレ疵が
生じる可能性が高い流れ状態が発生していると判定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続鋳造設備において
複数の注湯口を有する浸漬ノズルから鋳型内部への注湯
を行うに際し、鋳片にフクレ疵が生じる可能性が高い流
れ状態の発生を知るべく鋳型内部の流れ状態を評価する
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造法は、上下に開口を有する鋳型
に溶湯を連続的に注入し、水冷された鋳型内壁との接触
により冷却，凝固せしめ、外側を凝固シェルにて被覆さ
れた状態で下側開口部から連続的に引抜きつつ更に冷却
し、内側にまで凝固が進行した段階で適宜の寸法に切断
して、圧延工程等の後工程での素材となる製品鋳片を得
るものである。このような連続鋳造法においては、鋳型
の断面形状に対応する形状の製品鋳片が得られるから、
板圧延の素材となるスラブを製造する場合、スラブの断
面に対応する矩形断面の鋳型が用いられている。

【０００３】前述の如く矩形断面の鋳型を用いるスラブ
用の連続鋳造設備においては、特に細長比が大きい鋳型
を用いる場合に、長辺方向への溶湯の供給不足が生じる
と鋳型内湯面への熱供給が滞り、湯面が凝固する等、操
業上問題が生じる。そこで従来からスラブ用の連続鋳造
設備においては、鋳型への注湯手段として、該鋳型の両
短辺に向けて夫々開口する一対の注湯口を備えた浸漬ノ
ズルを用いる等、複数の注湯口からの注湯により長辺に
沿う溶湯の流れを強化して鋳型内湯面への熱供給を十分
なものとし、操業の安定を図っている。

【０００４】ところが、このように複数の注湯口を設け
た場合、操業の進行に伴って各注湯口間に生じる詰り度
合の相違又はノズル内壁での不均等な詰りの発生によ
り、夫々の注湯口からの注湯量の均衡が崩れ、詰りが少
ない側の注湯口からの溶湯の流れが強くなって鋳型内部
に片流れを発生する虞があり、流れが強くなった側での
溶湯の凝固が阻害され、不均一凝固に起因するブレーク
アウトの発生を招来する上、同じく流れが強くなった側
で溶湯内部への介在物及び気泡の持ち込み深さが増し、
これらの混入により製品鋳片の不良発生率が増す難点が
あった。

【０００５】特に、自動車等に用いる冷延鋼板の表面に
発生するフクレ疵は、冷延鋼板に塗装をした場合にブリ
スターの発生原因になるという問題がある。前記フクレ
疵は、前記片流れの発生に起因して連続鋳造鋳片の内部
に残存するアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）等の介在物又はピン
ホールが、圧延時に延伸するか又は消滅しないことによ
り発生すると考えられている。このため、溶湯の流れ状
態を定量評価して前記片流れの発生を知ることにより、
フクレ疵が生じる可能性が高い状態の発生を可及的早期
に知ることが重要な課題となっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、本発明者等
が前述の如き片流れの現象について十分な研究を行った
結果、一時的に大きい片流れが発生した場合にフクレ疵
の発生が増加するという現象と、片流れが発生しない場
合でも溶湯の流れが長時間安定すると溶湯内部にて気泡
が凝集肥大化してフクレ疵の発生が増加するという現象
とが発見された。つまり、片流れ現象のみがフクレ疵の
発生原因ではないということが判明し、従来の如く片流
れの発生を知ることだけでは、フクレ疵が生じる可能性
が高い状態を判定するのには不十分であることが判明し
たわけである。

【０００７】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、鋳片にフクレ疵が生じる可能性が高い状態の判
定を高精度で行うことを可能とする連続鋳造用鋳型内部
の流れ状態評価方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る連続鋳造用
鋳型内部の流れ状態評価方法は、複数の注湯口から連続
鋳造用の鋳型に注湯するに際し、鋳片にフクレ疵が生じ
る可能性が高い状態の発生を知るべく、前記鋳型内部の
流れ状態を評価する方法において、前記鋳型に供給され
る冷却水の入，出側間の温度差を前記各注湯口からの注
湯の流れ方向下流側にて夫々検出し、これらの比較に基
づいて、各注湯口からの注湯量の不均衡に伴う片流れの
程度を指数の大きさで表す評価指数を経時的に求め、求
めた評価指数が所定値を超えるか否かを判別すると共に
求めた評価指数の変動幅が所定時間以上継続して所定幅
以下であるか否かを判別し、評価指数が所定値を超える
と判別された場合又は評価指数の変動幅が所定時間以上
継続して所定幅以下であると判別された場合に、鋳片に
フクレ疵が生じる可能性が高い流れ状態が発生している
と判定することを特徴とする。

【０００９】

【作用】鋳片にフクレ疵が生じる可能性が高い状態は、
一時的に程度が大きい片流れが発生した場合である第１
の条件と、片流れの程度が小さい状態が長時間継続した
場合である第２の条件とにおいて生じることが明らかに
なっている。本発明では、各注湯口からの溶湯の流れ方
向下流側、即ち、スラブ用の鋳型ではこれの両短辺に相
当する部分にて内壁冷却のために供給されている冷却水
の入, 出側間の温度差を夫々検出し、これらの比較結果
に基づいて片流れの程度を表す評価指数を求めるように
なっており、評価指数が所定値を超えると判別された場
合は、前記第１の条件に該当しているとみなしてフクレ
疵が生じる可能性が高い流れ状態が発生していると判定
し、評価指数の変動幅が所定時間以上継続して所定幅以
下であると判別された場合は、前記第２の条件に該当し
ているとみなしてフクレ疵が生じる可能性が高い流れ状
態が発生していると判定する。

【００１０】

【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づい
て具体的に説明する。図１は本発明に係る連続鋳造用鋳
型内部の流れ状態評価方法（以下本発明方法という）の
スラブ連続鋳造設備における実施状態を示す模式図であ
る。

【００１１】図中１は、矩形断面の筒形をなし両端の開
口部を上下に向けて設置されたスラブ用の鋳型であり、
矩形の長辺に沿う方向の断面が示されている。図示の如
く鋳型１には、上側開口部から内部に至るまで延設され
た浸漬ノズル２を経て溶湯３が注入されており、この溶
湯３は、鋳型１内への滞留の間に、該鋳型１の水冷され
た内壁との接触により冷却され、下方に至るに外側から
凝固して、その外側を凝固シェル4aにて被覆されたスト
ランド４となり、鋳型１の下側開口部から下方に向けて
連続的に引き抜かれる。

【００１２】前記浸漬ノズル２は、前述の如く矩形断面
をなす鋳型１への均一な注湯のため、該鋳型１の両短辺
に向けて夫々開口する一対の注湯口２a,２b をその先端
に備えた２孔タイプのノズルとなっており、溶湯３は図
中に矢符にて示す如く、注湯口２a,２b から鋳型１の両
短辺に向けて夫々流出するようになしてある。鋳型１に
は、内壁水冷のための冷却水の通水路がその全周に亘っ
て形成してあり、図示の如く鋳型１の両短辺にも夫々、
下部から上部へ向けて冷却水を通水せしめるための通水
路 10,11が形成してある。

【００１３】本発明方法においては、以上の如き構成の
スラブ連続鋳造設備において鋳型１内部の溶湯３の流れ
状態を評価するために、前記通水路 10,11における夫々
の入, 出側間に生じる冷却水の温度差を利用する。図示
の如く、通水路 10,11への入側には入側温度計 12,13
が、同じく出側には出側温度計 14,15が夫々配設してあ
る。

【００１４】一方の通水路10の入側温度計12及び出側温
度計14の測温結果は、第１の温度差算出部16に与えら
れ、該温度差算出部16において両測温値の差が算出され
るようになしてあり、また他方の通水路11の入側温度計
13及び出側温度計15の測温結果は、第２の温度差算出部
17に与えられ、該温度差算出部17において両測温値の差
が同様に算出されるようになしてあり、更に、第１，第
２の温度差算出部 16,17の算出結果は、所定のサンプリ
ング間隔にて評価部18に取込まれるようになしてある。

【００１５】以上の構成により第１, 第２の温度差算出
部 16,17においては、鋳型１の内壁冷却のために、該鋳
型１両側の短辺、即ち前記注湯口２a,２b 夫々から流出
する溶湯３の流れ方向下流側部分に供給される冷却水の
入，出側間の温度差が夫々算出されることになり、前記
評価部18においては、このように算出される前記冷却水
の入，出側間の温度差が相互に比較され、この比較結果
に基づいて溶湯３の流れ状態を評価し、その評価結果に
基づいて、フクレ疵が生じる可能性が高い状態であるか
否かの判定を行う。

【００１６】本発明者等は、この評価を可能とするた
め、第１，第２の温度差算出部 16,17において鋳型１の
両短辺の夫々に対応して算出された冷却水の入，出側間
の温度差Ｔ₁，Ｔ₂を用い、下記(1) 式にて示す如く、
両者の比較により得られる片流れの程度を表す評価指数
Ｈを定義した。

【００１７】Ｈ＝ｋ・（Ｔ₁−Ｔ₂）× 100（％） …(1)

【００１８】なお前記(1) 式中のｋは、両温度差Ｔ₁，
Ｔ₂の平均値の逆数、即ち、下記(2) 式であるが、適宜
の定数としてもよい。、

【００１９】ｋ＝２／（Ｔ₁＋Ｔ₂） …(2)

【００２０】評価部18では、前述の如き評価指数Ｈを求
め、評価指数Ｈに関連する２つの判定条件を用いて、フ
クレ疵が生じる可能性が高い状態であるか否かの判定を
する。これらの条件は、フクレ疵が生じる可能性が高い
状態を表す条件であり、その第１の判定条件は、経時的
に得られる評価指数Ｈの絶対値の最大値が20％以上であ
るという条件、その第２の判定条件は、経時的に得られ
る評価指数Ｈの変動幅が２％以下の状態が５分以上継続
したという条件である。

【００２１】前記第１の判定条件は、大きい片流れが発
生した状態を表しており、この場合は、アルミナ（Ａｌ
₂Ｏ₃）系の介在物及び気泡が溶湯中に残存し、これに
よって程度が大きいフクレ疵が生じる。

【００２２】一方、評価指数Ｈの絶対値の最大値が小さ
い場合でも、図２に示される如くフクレ疵が生じる。図
２は評価指数Ｈの絶対値の最大値（％）と、とフクレ疵
の発生率（１トン当たりの発生数）との間の相関関係を
示すグラフであり、縦軸にフクレ疵の発生率、横軸に評
価指数Ｈの絶対値の最大値（％）を夫々とり、これらの
関係を白丸にて表してある。図２から明らかな如く、評
価指数Ｈの絶対値の最大値が20％よりも小さい（片流れ
が小さい）場合でも、フクレ疵が発生する。第２の判定
条件は、このように片流れが小さい場合（評価指数Ｈの
絶対値の最大値が小さい場合）におけるフクレ疵が生じ
る可能性が高い条件を表している。以下に、第２の判定
条件の根拠について説明する。

【００２３】この場合のフクレ疵は、前記第１の判定条
件のフクレ疵よりも程度が小さいものである。このフク
レ疵は、片流れが小さい場合に生じるものであり、特
に、評価指数Ｈの絶対値の最大値が６〜７％の場合にそ
の発生が顕著である（図２参照）。これは、片流れが小
さい流れ状態が継続すると、アルミナ系の介在物及び気
泡の凝集肥大サイト（介在物及び気泡が凝集して肥大し
易い場所）が一箇所に滞流する時間が長くなり、これに
よって鋳型１内での介在物及び気泡の凝集肥大が進むの
で、評価指数Ｈの変動が小さい状態が長時間継続すると
フクレ疵が発生し易くなるためと考えられる。

【００２４】次に、片流れが小さい流れ状態が継続した
時間とフクレ疵の発生率との関係について説明する。図
３は評価指数Ｈの変動幅が２％（±１％）以下の状態が
継続した時間とフクレ疵の発生率（１トン当たりの発生
数）との間の相関関係を示すグラフであり、縦軸にフク
レ疵の発生率、横軸に評価指数Ｈの変動幅が２％以下の
状態が継続した時間を夫々とり、これらの関係を白丸に
て表してある。図３から明らかな如く、評価指数Ｈの変
動幅が２％（±１％）以下の状態が５分以上継続すると
フクレ疵が発生し易くなっている。

【００２５】次に、前述の如き第１の判定条件及び第２
の判定条件によるフクレ疵が生じる可能性が高い状態の
判定の有効性について具体的な数値データを用いて説明
する。以下に示す条件にて、実際に、鋼を転炉で溶製
し、ＲＨ真空槽で脱炭精練し、CaO を投入し、スラグの
FeO ＋MnO 量を調整し、スラブ連続鋳造機にて鋳造した
場合の、評価指数Ｈの絶対値の最大値とフクレ疵の発生
率との関係及び評価指数Ｈの変動幅が２％（±１％）以
下の状態とフクレ疵の発生率との関係を表１に示す。条件鋼質 C ：≦0.005 ％，Si：≦0.05％，Mn：≦0.15％，
P ：≦0.015 ％，S ：≦0.005 ％，Sol.Al：0.030 〜0.
050 ％出鋼時のC 成分：0.049 〜0.054 ％出鋼時の酸素量：400 〜740 ppm 浸漬ノズルの吐出口形状：55mm（幅）×90mm（長さ），
下向き10° スループット：2.18Ｔ／分鋳込み速度：0.70ｍ／分スラブ幅：1880mm

【００２６】

【表１】

【００２７】表１に示される如く、評価指数Ｈの絶対値
の最大値が20％以上である場合と、評価指数Ｈの変動幅
が２％（±１％）以下の状態が５分以上継続した場合と
にフクレ疵の発生率が高くなっており、前述の第１の判
定条件及び第２の判定条件による判定の有効性が証明さ
れた。

【００２８】また、以上説明した如く、第１の判定条件
の場合と第２の判定条件の場合とにフクレ疵の発生率が
高くなるため、第１の判定条件及び第２の判定条件に到
らないように所定の方法にて鋳型１内の溶湯３の流れを
制御すれば、フクレ疵の発生を抑制することが可能とな
る。

【００２９】本実施例においては矩形断面の鋳型１を用
いるスラブ連続鋳造設備への適用例について述べたが、
片流れ及び介在物（気泡）の凝集肥大が問題となる全て
の連続鋳造設備においても本発明方法の適用が可能であ
る。

【００３０】なお、評価指数Ｈの算出に関しては、通水
路 10,11における夫々の入, 出側間に生じる冷却水の温
度差を用いる他に、熱電対による測温結果を用いても、
同等の効果が得られる。また、前記第１の判定条件にお
ける評価指数Ｈの絶対値の最大値が20％以上であるとい
う条件及び第２の判定条件における２％，５分という条
件は、鋳造条件又は製品鋳片の品質条件により多少の変
化はあり得る。

【００３１】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明方法において
は、片流れの程度を表す評価指数が所定値を超えると判
別された場合は、一時的に程度が大きい片流れが生じて
いる、フクレ疵が生じる可能性が高い流れ状態が発生し
ていると判定し、また、評価指数の変動幅が所定時間以
上継続して所定幅以下であると判別された場合は、片流
れが生じない状態又は片流れの程度が小さい状態が長時
間継続している、フクレ疵が生じる可能性が高い流れ状
態が発生していると判定するため、鋳片にフクレ疵が生
じる可能性が高い２種類の状態を判定することが可能で
あり、鋳片にフクレ疵が生じる可能性が高い状態の判定
を高精度で行うことができる等、本発明は優れた効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】スラブ連続鋳造設備における本発明方法の実施
状態を示す模式図である。

【図２】評価指数の絶対値の最大値と、とフクレ疵の発
生率との間の相関関係を示すグラフである。

【図３】評価指数の変動幅が２％以下の状態が継続した
時間とフクレ疵の発生率との間の相関関係を示すグラフ
である。

【符号の説明】

１鋳型２浸漬ノズル２a,２b 注湯口３溶湯 10,11 通水路 12,13 入側温度計 14,15 出側温度計 16,17 温度差算出部 18 評価部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の注湯口から連続鋳造用の鋳型に注
湯するに際し、鋳片にフクレ疵が生じる可能性が高い状
態の発生を知るべく、前記鋳型内部の流れ状態を評価す
る方法において、前記鋳型に供給される冷却水の入，出側間の温度差を前
記各注湯口からの注湯の流れ方向下流側にて夫々検出
し、これらの比較に基づいて各注湯口からの注湯量の不
均衡に伴う片流れの程度を指数の大きさで表す評価指数
を経時的に求め、求めた評価指数が所定値を超えるか否
かを判別すると共に求めた評価指数の変動幅が所定時間
以上継続して所定幅以下であるか否かを判別し、評価指
数が所定値を超えると判別された場合又は評価指数の変
動幅が所定時間以上継続して所定幅以下であると判別さ
れた場合に、鋳片にフクレ疵が生じる可能性が高い流れ
状態が発生していると判定することを特徴とする連続鋳
造用鋳型内部の流れ状態評価方法。