JPS58148064A - 拘束性ブレイクアウト予知方法 - 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】 本発明は拘束性ブレイクアウト予知方法に係り、詳しく
は、連続鋳造鋳型内＃Ｃ熱電対Ｖ堀め込んｔその温度変
化ケ検出し、その変化の推移と温度変化の検出順序パタ
ーンなチェックすることＫより、拘束性ブレイクアウト
を予知し。

未然に防止する方法に係る。

近年、連続鋳造設備は高速化、高品質化な指向しており
、モールドメッキ、授漬ノズル形状その他鋳造条件は大
巾に変化している。それに伴い操業事故は多様化し、各
種、改善開発にも拘らず減少していない。操業事故の中
でも最も問題となるのは、ブレイクアウトである。従来
のブレイクアウトは多くの場合、温度異常、糾造速度急
変、パウダー不適、マシン不整等の操業条件に異常が認
められる場合に発生している。

これらのブレイクアウトは、技術の発展とともに減少し
ている。しかし、近年のブレイクアウトは、従来のブレ
イクアウトと相違して操業条件に表面的な異常は認めら
れないにも拘らず、突然発生するものであり、その対策
に苦慮している。この種のブレイクアウトで特徴的なこ
とは、いずれもシェルがモールドに固着し、シェルがひ
きちぎられてブレイクアウトに至ることであって、従来
のブレイクアウトと区別する意味で拘束性ブレイクアウ
トと考えられる。

この拘束性ブレイクアウトの原因としてパウダーの流入
不良が考えられるが、これ以外に多くの要因に左右され
、パウダーの開発過ｌ！においても拘束性ブレイクアラ
トラ防止することが望まれている。

本発明は、上記欠点の解決１目的とし、具体的には上記
の拘束性ブレイクアウト発生を事前に防止できるブレイ
クアウト予知方法な提案する。

すなわち１本発明は連続鋳造設備の鋳型壁面ｖｃＷｌ数
の熱電対１に埋設し、これら熱電対中の一つめ熱電対の
検出温度が検出平均ｉ１度より、一旦上昇してから下降
したことな検出し、この一つの熱電対＃ｃ隣接した他の
少な（とも一つの熱電対で、続いて上記検出温度の温度
変化パターンが検出されたときＩＩＩ：、ブレイクアウ
ト発生として予知することを特徴とする。

以下、本発明について詳しく説明する。

まず、連続鋳造において、その鋳型におけるブレイクア
ウトの発生状況なみると、拘束性ブレイクアウトではシ
ェルが鋳型内で破断残存していることがわかる。このた
め、本発明者等はこの現象から拘束性ブレイクアウトの
発生Ｊ程Ｖ調べたところ次の通りであることがわかった
。

すなわち、第１図（１）、（ｂ）、（ｅ）、（ｄ）、（
ｅ）ならびＫ（ｆ）は拘束性ブレイクアウト発生過程の
説明図であって、纂ｌにシェルｌの一部が何らかの原因
！鋳型２の壁面に固着される（第１図ｔａ＋参照）。

第２＃ｃ、鋳込み引抜きによりシェル１０弱い部分１ａ
、つまり固着部１１にの直下でシェル１がひきちぎられ
る（第１図（ｂ）参照）。

第３Ｋ、ちぎられた部分１ａｄｆｌｊ鋼が矢印の通りに
侵入し、鋳型２と接触凝固する（第１図（Ｃ）参照）。

”Ｍ４に、鋳込み引抜きによりシェル１の弱い部分１１
．つまり凝固部分がひきちぎられる（第１図（ｄ）参照
）。

従って、以上の通りの第１〜第４の各過程ヲ繰り返すこ
とにより凝固シェルのひきちぎられる位置は、順次に鋳
型の下方へ移動し、これに伴い固着シェルは凝固厚が厚
くなって、第１図（ｅ）の通りＩＣｆｆ１積的に成長す
る。

また、凝固シェルのひきちぎられる位置が第１図（ｆ）
の通りにモールド直下近傍に到った場合にブレイクアウ
トとなる。

また１以上の通り鋳Ｗ２の上下方向にシェルの破断Ｈｉ
ａの位置は、下方へ移動するが、これと同時にシェルの
破断部の位置は鋳型の横方向へも伝播波及し、これが重
なって上記の如くブレイクアウトのときにシェルが鋳型
内に残存する。そこで、上記知見事実にもとづいて、第
１図体）〜（ｆ）のＡＭ分の温度を測定し、この温度推
移と＠１図（＆）〜（ｆ）の各過程との相関性な求めた
ところ、このＷ［推移によって各過程が適格に把握でき
、ブレイクアウトが予知できることがわかった。

すなわち、第２図は上記過程でブレイクアウトが発生す
る際の＠１図（ａ）〜（ｆ）のＡｌ１分の一つの熱電対
での温度変化の推移を示すグラフである。第２図＃Ｃお
いて、纂１図（ａ）〜（ｄ）での各過程でシェルの破断
部が推移している間は、ｉ！度はほぼ一定の温度、つま
り、検出平均温度で推移する。この破断部が下方（移動
し、第１図（ｅ）のところに至ると高温度となり、その
後は、鋳型壁面に凝固残存したシェル部位は成長すると
共に、鋳型と一片間の伝熱特性の変化（パウダー固化エ
アギャップ生成による）［よって大きな温度降下が第２
図の如く生じる。また、拘束性ブレイクアウトの発生に
は、鋳型温度にピーク値が存在することから、鋳型の温
度分布な酌」定するとブレイクアウト直前に温度分布の
異常が認められ、温度のピーク値が発生し、そのピーク
値す測定すれば予知できることも考えられる。

しかし、実際にはこのピーク値は測定位値や一種によっ
て相違するが、その温度差は１５〜２０℃程度であり、
この程度の温度差では、測定時の湯面変動等の場合と区
別することが困難であり、ピーク値の測定のみによって
ブレイクアウトを予知することは困難である。

この点から本発明者等は、ブレイクアウト発生過程にお
ける鋳型温度の降下パターンに右目重視して研究したと
ころ、この温度降下バメーンな検出することによって、
まず、シェル破断部の鋳型側温点通過な判定し、つぎに
この温度変化パターンが隣接する＃Ｊ温点に波及して少
なくとも連続して２個以上の熱電対で、このような温度
変化パターンな検出するとブレイクアウトな予知できる
ことがわかった。

換言すると、鋳型ｌｌ１１ｉｉに熱電対を埋設して温度
変化な検出する際に、そのピークの値のみを検出するの
でなく、一定温度がピーク値を経て急激に温度降下を生
じたとき、つまり、この温度降下パターンを連続して２
つ以上の隣接する熱電対で検出してブレイクアウトを予
知する。

この連続する２つ以上の隣接する熱電対で、温度変化パ
ターンを検出してブレイクアウト予知するという方法は
、ブレイクアウト発生過程においては、必ず数置シェル
の破断面が除々に伝播波及するという仕組みに着目した
ものである。なお、一つの熱電対のみの温度変化パター
ンでブレイクアウトを予知すると、エアーギャップ及び
連鋳！＃業時の継ぎたし等に対して生ずることのある所
關段注ぎ等の発生による１智でも、その発生箇所の通過
によって温度降下の変化パターンが熱電対により検出さ
れ、誤まったブレイクアウト予知となり、実操業への影
智が大きいことから絶対にさける会費がある。この点１
本発明では初期＃Ｃ温度の降下パターンヶ検出した熱電
対に一隣接した熱電対によって、続いて同じ温度降下パ
ターンが検出されたことをもって、ブレイクアウト予知
な行なうため、上述誤判定なく正しくブレイクアウトが
予知できる。

すなわち、エアーギャップ、段注ぎの発生は部分的であ
って、隣接する二つの熱電対に対して彩管な及ぼすほど
大きなものは通常発生せず、従って、−接する２つの熱
電対での検出による判定で正確に予知され、また、隣接
熱電対に影＊Ｖ及ぼす大きなエアーギャップ、段注ぎが
発生した際は、鋳型直下でブレイクアウトに至っており
、誤判定とはならない。

この際、熱電対はブレイクアウト発生３ｔｔ４程と関連
して熱電対を適正位ｆに埋め込むのが好ましい。

まず、９３図は３００Ｘ４００■サイズで長さ７００ｍ
ｍの鋳型において、鋳型上端から２００−で４つの各壁
面巾方向中央の軸足位置に各１本の熱電対を配設して、
ブレイクアウト発生時の各熱電対６１１定データを側進
時間との関係から示したものである（ただし、Ｂ、０発
生とは拘束性ブレイクアウトの発生な示す６）。１１３
図の左−には熱電対の配設鋳臘壁ｍな示し、はじめに３
［１ｉ１１１で温度の急激な上昇と下降が起こり、続い
て４ｔｈｉ＠、２面側、１而陶の順で発生していること
がわかる。

換言すると、最初３面側で温度変化が現われ。

続いて隣接する壁面である４面側および２而陶で温度変
化が起こり、最後［４向−又は２面側に隣接するｍ面で
ある１面一で温度変化が現われているわけである。この
シェル破断面が通過する＠に得られる測定データの各面
に現われる時間遅れは＃破断面が巾方向および引抜方向
へ伝播波及することな表わしており、この波及状況は第
４図（ａ）、　（ｂ）、　（ｅ）、　（ｄ）ならびに（
ｅ）［示す。

すなわち、ｌ！４図（ａ）、　（ｂ）、（ｅ）、　（ｄ
）ならびに（ｅ）＃Ｃは鋳型壁面の展開図が示され、・
印は各熱電対の棚温位置を示すと共に、符号Ｂはシェル
破断１１１に示す。第４図（ａ）は３面側メニスカス近
傍で焼付けが発生した場合な示し、続いて第４図（ｂ）
はシェル破断面が３面側の測温位置を通過したときに、
３面ｌｉｔ温度がピークを示すことを示す。その後、シ
ェル破断面が鋳型台壁面に伝播波及し、第４図（Ｃ）の
通り、４面簡温度がピーフケ示し、続いて第４図（ｄ）
の通り２而陶、第４図（ｅ）の通り１１１＠の顯で温度
ピークが現われる。

このことがら熱電対によって検出温度が上昇してからそ
の後、下降するという温度変化パターンが連続して２つ
以上のｌｉ４接する熱電対で観劇されたとき、ブレイク
アウトの発生を予知すれば、十分な対応操作時間をとる
ことができ、岨りなくブレイクアウトの発生が予知でき
る。つまり、９４図（ｂ）Ｋ続＜（Ｃ）または（ｄ＞の
ところでブレイクアラ）１−予知すれば良いわけで、こ
の点から本発明方法では第４図（ｃ）又は（ｄ）でブレ
イクアウト発生を予知する。換言すれば１本発明方法で
は鋳型ＩＩＩ向に埋設した複数個の熱電対により、鋳Ｉ
Ｊ１壁面編度を監視し、検出温度が平均ら度より一担上
昇してから下降する温度変化パターンが連続し、２４ｍ
以上の隣接する熱電対で検出したとき、ブレイクアウト
発生の予知なするものである。

また、上記の各過鵬から、第５図において一片３のシェ
ル破断面Ｂが鋳型の壁面に沿って伝播波及する速度を求
めると、その鋳込速度（ν）の約１／２の降下速度とな
る。また、第５図に示すようにブレイクアウトした鋳片
の表面状況からシェル破断面Ｂの伝播波及角度を調べる
と、水平レベルに対しはぼ一定の角度（＃）で成長発達
する過程がみられる。このような現象はブルーム連鋳機
のみならず、スラブ連鋳機でも同様である（なお、第５
図において符号５はブレイクアウト発生点な示す。）。

そこで以上の通り、シェル破断面の降下速度（ν）、伝
播波及角度（の、更に、ブレイクアウト検知からその対
応操作までの余裕時間（１）等から次の通りに熱電対配
設位置な定めることができる。

まず、早朝にブレイクアウｔｘｔ’予知し、その対応操
作の時間的余裕を十分に得ようとする場合は、鋳型上部
に熱電対を埋め込むのが好ましい。しかし、メニスカス
近傍では熱電対の検出温度が場面変動によって大きく変
動し、前述の温度上昇および下降の変化パターンを検出
することがむずかしく、このため、できる限りこの範囲
に熱電対を埋設するのは好ましくない。そこで、熱電対
は鋳型下部に埋設するのが好ましく、その下限設定は次
の通り行なうことができる。すなわち、第６図は１ＩＸ
ｌ＊Ｘｌｏの寸法の鋳型の１１面を展開して示す展開図
を示し、シェル破断面Ｂは第５図で示す如く、水平レベ
ルと角度０で伝播波及している。なお、・印は、熱電対
埋設部で、鋳型巾方向の熱電対配設位置はＩとして示す
。

第６ｆｊｌＪから求めると、熱電対埋設位ｍｔ工駒型下
端からの距離なυとすると、（１）式で示される範囲に
するのがよい。

Ｌ：＞ｔＸ上・・・・・・・・・・・・・・・（１）ま ただし、νは鋳込速度、ｔはブレイクアウト予知後の余
裕時間。

また、熱電対はブレイクアウト検知の上からはなるべく
多く壁ＥＩｉＫ埋設するのが好ましい。

しかし、実用上は針ａ＃、保守面等からなるべく少ない
個数で検出できるのが好ましい。したかって、熱電対埋
設個数ＮはｗＮＩ型サイズ（巾、犀、兼さ）およびブレ
イクアウト予知後の余裕時間によって増減し、熱電対埋
設部さな上記として次の（２）式で示す鋳型巾方向の熱
電対埋設部Ｍ）Ｋすれば、必簀鍾小限の熱電対個数のが
得＾　　２Ｘ（／ｌ＋４！ｓ）　　、、、、、−０−（
３）Ｎ＝ ＮΣＮ　・・・・・・・・・・・・・・・（４）ブレイ
クアウト発生過程では、第６図に示すシェル破断面Ｂが
メニスカス近傍を基点として鋳型下端に下降するので、
鋳型下端にシェル破断部先端が到達するまでの間に、前
述の温度変化パターンが検出される時間に制限があるこ
とになり、この隣接熱電対の検出時間間隔（１′）はつ
ぎ０４式で示される。

’ｉ’〈ｊｔａｎθ÷子　・・・・・・・・・（４）た
だし、Ｉは鋳型壁面巾方向の熱電対埋設間隔距離、θは
シェル破断面角度、νは鋳込速度である。

つまり、一つの熱電対で前述の＠度変化パターンが検出
されても、上記時間Ｔ内ＫＶ４Ｗする熱電対で同様の温
度変化パターンが検出されなければ、ブレイクアウト発
生とはならないのであって、この点からも誤判定をさけ
ることができる。又、時間Ｔ内に＠接しない熱電対（例
えば、１つ間をあけて２つ目の熱電対）で紐度震化パタ
ーンが検出されても、ブレイクアウト発生とはならない
。

要するに１本発明方法ではこの時間Ｔ内に連絖して２つ
以上のｉｌ＋ｔＨ１する熱電対において、温度変化パタ
ーンが現われるといつ温度変化検出順序パターンを検出
し、これにもとづいてブレイクアウトの発生な予知する
ところニ特徴がある。

実施例 次ｅｃ、実施例について説明する。

まず、１１４図に示す通り、調温銅板の４つの面にそれ
ぞれ１本ずつの熱電陶を取付けた。これら各熱電対はＩ
ＩＷ上端より２００ｍ下のところで熱電対先端部は調湿
鋼板内面からｌＯ−のところに位置させた。この連鋳装
置において内断面積が３００Ｘ４００ｍで全長７００■
の鋳型に０．８６ｍ／分の速度で機械構造用縦累鋼を鋳
込んだ。この場合、タンディツシュの溶鋼温度ハΔＴ＝
３６℃でブレイクアウトが発生するまでの温度推移を求
めたところ、第７図の通りであった。

第７図において、横軸の鋳込み時間の単位は１分であり
、各熱電対の測温値は一定の伏線で推移しているが、突
如１５〜２０℃の温度上昇が表われ、続いて１００〜１
３０℃の温度降下のパターン変化な生じた。このパター
ン変化は例えば、上記の第３図に示す場合と同様に、ま
ず、３ｍｍＫ設けた熱電対により、ピークか検出され順
次に、４面一、２１１１ｉ１１１．１面側で検出され、
１面一検出後若干の時間差でブレイクアウトが発生した
。

そこで、この温度変化パターン検出時点のズレなまとめ
ると、第８図に示すとおりであり、本発明方法によれば
少なくとも３２秒前に確実にブレイクアウト予知がなさ
れ、十分な余裕時間なもっていることがわかる。

以上詳しくａＱｌ］Ｌ、た通−リ、本発明方法は連続鋳
造鋳型内に温度計な埋め込み、その温度変化を検出し、
２つ以上の温度針で連続してＷ＃ＬＸ化が現われる検出
順序パターンなチェックしてブレイクアラ）Ｖ予知する
ものであるから、拘束性ブレイクアウトの発生な確実に
検出でき。

未然に十分なる余裕ｉもって防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、　（ｂ）、　（ｃ）、Ｔｄ）、ｌｅ）な
らび＃Ｃ（ｆ）は拘束性ブレイクアウト発生過程の説明
図、亀２図は上記過程でブレイクアウトが発生する際の
第１図（ａ）〜（ｆ）のＡｓ分の一つの熱電対での温度
変化の推移を示すグラフ、第３図はブレイクアウト発生
までの鋳ｍ缶面の温度変化な示すグラフ、ＩＩ　４Ｗ（
１ｋ）、　（ｂ）、　（ｅ）、　（ｄ）ならびＫ（ｅ）
はブレイクアウト発生までの推移を示す説明図、＠５図
はブレイクアウト発生後の鋳型表面状況の説明図、第６
図はシェル破断面が鋳型壁面を伝播波及する状ｍ１′展
開して示す説明図、第７図は実際の鋳造時にブレイクア
ウトを予知するときの鋳型各面の温度変化を示すグラフ
％＃！８図は第４図の場合の各＃型面のａ度変化ピーク
発生時の時間的遅れ會示すグラフである。 符号ｌ・・・・・・シェル １ｍ・・・シェルの弱い部分 ｌｂ・・・固着ｓ　　　２・・・・・・鋳　型３・・・
・・・鋳片 ４・・・・・・乱れたオシレーションマーク５・・・・
・・ブレイクアウト発生点 ％軒出−人　Ｉ口＠製鉄株式会社 代理人弁理士松下ａ勝 弁論士　絢　島　文　雄 第１図 第２図 鋳込時間 第３図 憤ＩＤ　　　　　　　　鋳　　ｊりＬ　ＩＩ今　＾門　
　（介ン第５図 ５ 第６図 鋳込み吟問

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 連続鋳造設備の鋳型ｌｌ１ｉ１ｉ＃ｃ複数の熱電対を埋
   設し、これら熱電対中の一つの熱電対の検出温度が検出
   平均温度より、一旦上昇してから下降したことを検出し
   、この一つの熱電対にｒｓｇ！シた他の少なくとも一つ
   の熱電対で、続いて上記検出温度の温度変化パターンが
   検出されたときケ、ブレイクアウト発生として予知する
   ことを％黴とする拘束性ブレイクアウト予知方法。