JPH10193065A - 連続鋳造におけるモールド内凝固シェルの縦方向デプレッションの検知方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】連続鋳造に際して、モールド内部で凝固シェル
の一部が上下に所定長さに亘って凹み変形するデプレッ
ションを検知する方法を提供する。 【解決手段】モールドの内面の温度を全周に亘って連続
的に計測し、測定部位における計測温度曲線が、時間の
経過につれて急激に下降した後再び急激に上昇する形態
の下向きのピーク波形Ｐ，Ｐ’を示すことをもって縦方
向デプレッションの発生を検知する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は連続鋳造に際して
モールド内で凝固シェルの一部が上下所定長さに亘って
凹み変形する凝固シェルの縦方向デプレッションの検知
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】モール
ド内に溶鋼を連続的に流し込みつつ冷却によりモールド
内で生じた凝固シェルを連続的に下方に引き抜いて鋳造
を行う連続鋳造が広く実施されている。この連続鋳造に
際して、モールド内で凝固シェルが何らかの原因で部分
的に破れ、その破断部がモールドから下側に抜け出たと
ころで内部の溶鋼が流出するブレイクアウトが従来から
大きな問題となっている。このブレイクアウトは種々の
原因で生じるが、そのうちの１つに凝固シェルのデプレ
ッションに起因するブレイクアウトがある。

【０００３】ここで凝固シェルのデプレッションとは、
図４の平面図に示しているように、凝固シェル１００の
周方向の一部が上下に所定長さに亘って凝固シェル中心
側に凹み変形する現象であり、このデプレッション（凹
み）１０４は、例えばモールド１０２内面へのモールド
パウダーの不均一な流入等によって、凝固シェル１００
が局部的に収縮して凝固シェル１００の中心側に凹み変
形する現象で、このような凹み１０４が生じると、モー
ルド１０２と凝固シェル１００との間にエアギャップ１
０６が生じてその部分が凝固遅れを起こし、これが連続
的に続くと凝固シェル１００に縦方向に所定長さの凹み
（デプレッション）が生じて、周辺の凝固に伴う収縮時
の引張力でデプレッション部に小さな縦割れが発生す
る。そしてその縦割れが段々と大きくなると、モールド
１０２を下側に抜けたところで凝固シェル１００が破れ
て内部の溶鋼が外部に流出するブレイクアウトを生じ
る。

【０００４】またこのようなブレイクアウトを生じない
までも、凝固シェル１００、即ち鋳片１０８（図５参
照）の表層部に縦割れ１１０（図示の例では長さが１５
０ｍｍ）が残って、後の圧延工程でその縦割れ１１０を
起点として粒界割れを生じるなどの問題を引き起こした
り、或いはそのような縦割れ１１０が製品鋼材に残って
しまってそこが欠陥部となったりする問題を生じるので
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本願の発明の縦方向デプ
レッションの検知方法はこのような課題を解決するため
に創出されたものである。而して請求項１の検知方法
は、連続鋳造に際して、モールド内部で凝固シェルの周
方向の一部が上下に所定長さに亘って該モールド内面よ
り該凝固シェル中心側に凹陥する凝固シェルの縦方向デ
プレッションの検知方法であって、該モールドの内面の
温度を全周に亘って連続的に計測し、所定測定部位にお
ける計測温度曲線が時間の経過につれて急激に下降した
後再び急激に上昇する形態の下向きのピーク波形を示す
ことをもって、前記縦方向デプレッションの発生を検知
することを特徴とする。

【０００６】請求項２の検知方法は、請求項１におい
て、前記モールドの内面近傍に且つ全周に亘って複数の
熱電対をモールド内部に埋設し、それら熱電対にてモー
ルド内面の各部の温度計測を行うことを特徴とする。

【０００７】

【作用及び発明の効果】一般のブレイクアウトの場合、
即ちモールド内で凝固シェルが破断して凝固シェル内部
の溶鋼がモールド内面に直接露出接触する形のブレイク
アウトの場合、モールドの内面の温度は高温の溶鋼への
接触によってその接触部位の温度が急上昇し、続いて二
次シェルの形成により下降する現象を生じる。

【０００８】これに対して上記デプレッションが生じた
場合、そのデプレッションの生成部位においてモールド
内面の温度が上記とは逆に急激に降下し、続いて急激に
上昇する傾向を示すことが本発明者の研究の結果判明し
た。これは以下の理由に基づく。

【０００９】即ち、凝固シェルにこのようなデプレッシ
ョンが生じると、モールド内面と凝固シェルとの間のエ
アギャップによってモールド内面の所定部位、つまりデ
プレッションに対応する部位の温度が部分的に降下す
る。そしてそのようなデプレッションが通過してモール
ド内面が正常な凝固シェルにエアギャップなく直接接触
するようになると、上記所定部位のモールド内面の温度
が上昇に転じる。

【００１０】従ってモールド内面の温度計測を連続的に
実施し、計測した温度曲線が下向きのピーク波形を示す
ことをもって、上記デプレッションを検知することがで
きる。本発明はこのような知見の下になされたものであ
る。

【００１１】かかる本発明によれば、デプレッションに
起因するブレイクアウトを事前に予知することができ、
かかるブレイクアウトの発生を未然に防ぐことが可能と
なる。或いはまた、その情報を後の圧延工程等にフィー
ドフォワードすることによって疵取りを容易となし得、
圧延に伴う粒界割れを防止したり、又は製品鋼材中に欠
陥として残ってしまうといったことを防ぐことができ
る。

【００１２】本発明においては、上記モールドの内面近
傍に且つ全周に亘って複数の温度センサを埋設し、それ
ら温度センサにてモールド内面の各部の温度計測を行う
ようになすことができる。このようにすることによって
簡単な方法でモールド内面の各部の温度を監視すること
ができる。ここで温度センサとしては熱電対を好適に用
いることができる（請求項２）。

【００１３】

【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づいて詳しく
説明する。図１は連続鋳造設備及び連続鋳造方法を示し
たもので、図中１０はタンディッシュであり、内部の溶
鋼１２を下側のモールド１４に連続的に供給する。

【００１４】モールド１４の内部には冷却水通路が設け
てあって、その通路を流通する冷却水によって溶鋼１２
の一次冷却が行われる。そしてその冷却によって、モー
ルド１４内部において溶鋼１２の外周部に凝固シェル１
６が形成される。

【００１５】１８は二次冷却帯であって、スプレーノズ
ルから冷却水をスプレー噴霧し、モールド１４に続いて
溶鋼１２の冷却を行う。２０は引抜ロールであって、こ
の引抜ロール２０によって凝固体である鋳片２２が連続
的にモールド１４から引き抜かれて行く。

【００１６】上記モールド１４は平面形状が矩形状をな
しており、その内面近傍部位に、図２に示すパターンで
温度センサとしての熱電対２４が埋設されている。

【００１７】図２はモールド１４の内面を左右に展開し
て示したもので、図に示しているようにこの例では長辺
部分１４Ａ，短辺部分１４Ｂともに熱電対２４が周方向
の３箇所に、且つ同一周方向位置において上下に３段に
配置されている。また長辺部分１４Ａのコーナー部にお
いては、熱電対２４が上下に４段に配置されている。

【００１８】図３は、長辺部分１４Ａの幅寸法が４８０
ｍｍ，短辺部分１４Ｂの幅寸法が３７０ｍｍ，高さ寸法
が６０ｍｍの大きさのモールド１４を用い、鋼種ＳＣＭ
４２０肌焼鋼を鋳造最大速度０．７０ｍ／分の速度で連
続鋳造し、熱電対２４による温度計測を実施したときに
得られた温度曲線を表している。但し縦軸は温度を、横
軸は時間を表している。

【００１９】この図は、連続鋳造の際に周方向所定位置
の熱電対２４により計測した温度曲線を示したものであ
るが、同図に示しているようにこの温度曲線の場合、特
定の時間帯で下向きのピーク波形Ｐ，Ｐ’が現われてい
る。

【００２０】尚、図中上側の実線は最上段の熱電対２４
による計測結果を、また下側の破線で示す曲線は周方向
同一位置にある熱電対２４であって最上段の熱電対２４
の直下の熱電対２４による計測結果をそれぞれ示してい
る。

【００２１】これらの温度曲線において、ピーク波形
Ｐ，Ｐ’の大きさ、即ち温度降下幅は２５〜３５℃であ
り、下向きのピーク波形Ｐ，Ｐ’以外の部分（図中Ｓ，
Ｓ’の部分）の温度は約１００℃であった。またそのピ
ーク波形Ｐ，Ｐ’を示した部分において、上記デプレッ
ションが生じていることが確認された。

【００２２】この実施例の場合、最上段の熱電対２４と
その直下の熱電対２４との間でそれ程大きな時間的ずれ
を生じることなく下向きのピーク波形Ｐ，Ｐ’が現われ
ている。これはデプレッションが上下の熱電対２４間に
またがってほぼ同時的に生じたことによるものと考えら
れる。

【００２３】上下の熱電対２４間で時間的なずれを伴っ
てデプレッションが生じた場合、つまり小さく生じたデ
プレッションが時間の経過に伴って下側に移行したよう
な場合には、上側の熱電対２４と下側の熱電対２４との
間で時間的なずれを伴って下向きのピーク波形Ｐ，Ｐ’
が現われることもある。

【００２４】何れにしろ周方向の同一位置にある上下の
熱電対２４による温度計測結果に基づいてデプレッショ
ン検知を行うことで、デプレッション検知をより正確に
行うことが可能である。また正確なデプレッション検知
を行うために、しきい値を超える大きさの下向きのピー
ク波形が現われたときにデプレッションを生じたものと
判定することが可能である。その際のしきい値として例
えばこれを温度下降幅で１０〜１５℃に設定することが
できる。

【００２５】かかる本例によれば、デプレッションに起
因するブレイクアウトを事前に予知することができ、か
かるブレイクアウトの発生を未然に防ぐことが可能とな
る。或いはまたその情報を後の圧延工程等にフィードフ
ォワードすることによって疵取りを容易となし得、圧延
に伴う粒界割れを防止したり、又は製品鋼材中に欠陥と
して残ってしまうといったことを防ぐことができる。

【００２６】以上本発明の実施例を詳述したがこれはあ
くまで一例示であり、本発明はその主旨を逸脱しない範
囲において種々変更を加えた態様で実施可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】連続鋳造設備及び連続鋳造方法の説明図であ
る。

【図２】図１における図２のモールドに埋設した熱電対
の配置パターン例を示す図である。

【図３】図２の熱電対によって計測したモールド内面の
温度計測結果とそこにおいて現われた下向きのピーク波
形を示す図である。

【図４】本発明の検知対象であるデプレッションの説明
図である。

【図５】図４のデプレッションに起因する縦割れを鋳片
とともに示した図である。

【符号の説明】 １０ タンディッシュ １２ 溶鋼 １４ モールド １６ 凝固シェル ２４ 熱電対（温度センサ） Ｐ，Ｐ’ 下向きのピーク波形

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続鋳造に際して、モールド内部で凝固
   シェルの周方向の一部が上下に所定長さに亘って該モー
   ルド内面より該凝固シェル中心側に凹陥する凝固シェル
   の縦方向デプレッションの検知方法であって該モールド
   の内面の温度を全周に亘って連続的に計測し、所定測定
   部位における計測温度曲線が時間の経過につれて急激に
   下降した後再び急激に上昇する形態の下向きのピーク波
   形を示すことをもって、前記縦方向デプレッションの発
   生を検知することを特徴とする連続鋳造におけるモール
   ド内凝固シェルの縦方向デプレッションの検知方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記モールドの内面
   近傍に且つ全周に亘って複数の熱電対をモールド内部に
   埋設し、それら熱電対にてモールド内面の各部の温度計
   測を行うことを特徴とする連続鋳造におけるモールド内
   凝固シェルの縦方向デプレッションの検知方法。