JPS58202963A - 連続鋳造方法 - 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】 本発明は鋼の連続鋳造法において、鋳片のプ　　　−レ
ークアクトの発生を予知し、未然にその発生を防止する
とともに鋳型と鋳片の間に流入する溶融パウダーの状態
及び鋳型内の溶鋼レベルの変動を検出し、品質異常を未
然に防止する方法に関するものである。

鋳片のブレークアクトとは連続鋳造時に鋳片外＋ｔｎｉ
の凝固殻が破れ、内部の溶鋼が外部に流出する現象を云
う。連続鋳造操業時に発生するトラブルのうちで、ブレ
ークアウトは最も大きな損害をあたえるものの一つであ
り、その発生の予知ならびに防止方法が、従来から強く
望まれていたにもかかわらず、有効な防止方法が確立さ
れていないのが現状である。。

又・連続鋳造におけるモールドパウダーの役割りは鋳型
と鋳片の間に流入し、鋳型と鋳片の潤滑を行うことと、
浮上してくる介在物（主にＡｔ２０３系）をパウダーと
結合させ、鋳片内に再混入させないこと、および溶鋼上
面の凝固を防止するだめの保温効果をもたせることにあ
り、ビレット連続鋳造を除いてプレーム、およびスラブ
の連続鋳造をする場合、必要不可決の条件となっている
。

近年連続鋳造機の生産性向上の要望の高まりに呼応して
鋳造速度が大幅に増大されるに従い、このブレークアウ
トの発生頻度が目立って高くなって２す、ますま・すそ
の発生の予知と防止方法、確立の要求が高まると共に品
質の高位安定が望まれている。

従来のブレークアウト予知方法として、鋳型に熱電対を
埋め込み各面の温度差を検出する方法が特公昭５６−７
７８３号で提案されている。

しかしながらこの方法では熱電対の接触不良による誤検
知や、破断した凝固殻の修復が完了したか否かの判断が
できず、（っまり測温個所を通り過ぎてしまうと）経験
、、的腎、ある時間経過した時点での凝固原を推定して
いるため、誤差が大きい。又、この方法では熱電対の応
答速度の遅れ、および銅板の温度伝導による遅れのたし
かも局部的な破断の検知は、熱電対取付個所以外では検
知できないなどの欠点がある。

又従来パウダーの流入量を検出する手段がないため、パ
ウダーの消費速度または消費原単位を指標に判断されて
きているという問題があるっ慄を推定する程度であった
。このため連続鋳造中に２けるパウダーの流入状態が検
出できず、異常が発生しても後工程で品質異常が発覚し
、フィードバックされてきてから判明するなど管理上問
題があった。

更ｖｃｍ鋼レベルの変動はタンプッシュノズルからの吐
出流速の変動に半なって発生する。この時に生じるモー
ルド内の溶鋼の乱流により、溶鋼表面にのせ木ノ５ウダ
ーが巻き込まれ製品の介在物として混入していく。

この場面検出の手段として例えばｒ巌による検出、熱電
対による検出、渦流センサーにょる検出など、櫨々提案
されているがこれらの検出法は設備費の面で高価である
欠点をもっている。

本発明はこのような現状に鑑み、より精度良く確実にブ
レークアウトを予知し、ブレークアウトの防止を計ると
共に、パウダーの流入量の検出及び溶鋼レベルの検出を
行ないその検出値に基づきパウダー流入量、溶鋼レベル
の制御方法を提供するものである。

不発明者らはまずブレークアウトの発生原因を明らかに
すべく、数多くのブレークアウト鋳片を調査した。

この結果、次の遡り原因が明らかになった。

すなわち、両込甲、正常状態では鋳片が順次に下降する
が、鋳片の一部が鋳型内で何らかの原因、たとえば、モ
ールドパウダーの、＠賊、鋳片間への流入不良にもとす
く潤滑不良、鋳型の変形、鋳をコーナー隙間でのフィン
の生成、鋳型と鋳片の焼付、鋳型振動不良による鋳型と
一片のギャップ変動などにより鋳片の一部が鋳型鋼板に
拘束されて停滞する現象が発生する。かかる鋳片の一部
に拘束現象が発生すると、鋳片において拘束される停滞
部の凝固殻は、鋳型下方に引抜かれる他の正富部との境
界において、引張ないし剪断変形を受けて、ついには破
断に至る。破断に至っても初期段階では破断部は鋳型内
ＶＣあるので破断部から漏れた溶鋼は直ちに鋳型で冷却
されて、薄膜が形成されるだめブレークアウトには至ら
ない。

しかしながら、この状態で操業を続けると、凝固殻つ破
断溶鋼の・噂洩ならびに薄・役の形成の各プロセスが鋳
型のオツシレーション毎に繰返をｎる結果、時間の経過
と共に破断部の位置が下方へ移動し、やがて鋳型下端よ
り出たところで、溶鋼が漏れる。鋳型の下部では溶鋼を
冷却するものがないためブレークアウトが発生する。

従って、フ゛レークアウトには、それに先行して鋳片の
一部が角型内で拘束を受け、停滞する現象が発生するこ
とが明らかとなった。更にパウダーに起因する品質異常
についての原因を明らかにするべく、数多くの鋳片の品
質を調査した。その結果、パクダー溶融速度が遅いと鋳
型と鋳片の間に流れ込むパクダーの量が不均一になり、
鋳片表面に温度ムラができ、熱応力により割れが発生す
ることが判明した。

まだパウダーの溶融が遅れるため、それによって形成さ
れるスラグ層が薄く、タンプッシュからの注入流速で、
表面の７（ウダーが鋳片内に巻き込１れ、それがイ疑固
殻に禰まり品質欠陥となる。

同様に急激な鋳型内の溶鋼レベルのｆ＠によってもパワ
ダーが巻き込まれることが判明した。

また逆に溶櫂速度が速く、ツクウダ一層がすぐに溶融し
スラグとなる場合は、溶鋼上面からの放射伝熱により溶
鋼上面が凝固し皮張りとなり、スラグ層の一部を吸着し
たまま鋳片内に捕えら７れる。このようなパウダーは概
して消耗量力；多く、鋳型と鋳片の間から大量、、に流
出している。

すなわち、適正にパウダー流入量金コントロールするこ
とにより前記したような品質トラフ゛ルの大半は解決す
ることができることを知見した。

本発明はこれらのことから燐型と鋳片に電位差を与え、
謡片外側の凝固殻が破断すると漏れた溶鋼が鋳型銅板に
接触し、眠気抵抗が小さくなるため、電流が正常時より
も大きくなり、この電流を検出することにより鋳型鋼板
と一片の接触状態を知り、そしてこの電流ＩＩＩＩを指
標にしてプレークアウク発生の事前現象を検知するとと
もに一片外側の凝固殻の修復度合についても検出町熊と
し、この戊流唾を見ながら、鋳込速度を調整することだ
よりブレークアウト＝未然に防止すること’ｔ’Ｆ［と
するものである。

又、パウダ゛−の流入状轢を鋳型と鋳片間の電気抵抗の
変化によって恢出し、品質異常鋳片の検知をするととも
に、安定した生殖ができること金特徹とし、又、安価で
よい簡便に溶鋼レベルを提出する手段として鋳型と鋳片
間の眠気抵抗の変化を用いることを特赦とするものであ
る。

以下に本発明を添付図面に示す実施例につい　　　　”
町 て更に説明する。

第１図は本発明方法を実荊する装置の一つの態様を示す
縦断面図であって、鋳型鋼板１と鋳片２の間に電位差を
与えておく。例えば直流の０．１ｖ程度の電流を入れて
、端子の一方は鋳型鋼板１に取付け、他の一方は一片２
と常時接するガイドローラー６を介して接地する。鋳片
２はスプレーゾーン内の多数のガイドロール６で接地さ
れている。したがって鋳型と一片の間に流れ込むパウダ
ーの厚みおよびエアーギャップによって眠気抵抗の大き
な電気回路ができ正常な連続鋳造が行なわれていること
を示す。

本発明を今少し詳細に説明すれば、鋳型３と鋳型振動機
のフレーム５０間に杷緻板４を入れ、鋳型３と、ガイド
ロール６およびフレーム間へ漏電を防止し一片を経由し
た電気回路を儒成する。このように鋳型鋼板１と鋳片２
で電気回路を構成石せることにより、鋳型銅板の各４面
のいずれか１個所でも鋳片の凝固殻が破ｎ、詩型と接触
すれば、直ちに検出できる。また・漏鋼が鋳型に接触す
ると凝固し、収縮を始めるが完全に凝固数が修復するま
で、電流が流れ続ける。

つまり、次々と凝固殻が破断を保り返している間は警報
が鳴り続け、凝固殻の修復が完了した時点で雇報が止ま
る。このようにブレークアウトの発端となる鋳型内での
凝固殻の破断は十分に高い積度で予知することができる
。

尚図中５は一型振＠機フレーム、７は接地部、８は電源
、９は電流記録針、１０は警報接点、１１は警報器、１
２ｒｉパウダー、１３はタンプッシュを表わす。

次に第２図は前記したような凝固殻に破断現象が発生し
た場合の態様ケ示す縦断面図である。

すなわち、（凝固殻が破ｒ；ｉすると燐量１と鋳片２が
直接接触することにより、電気抵抗が急激に低下する。

しだがって、電流が急激に上昇し、電流記録計９の指示
が大きくなり、設定した電流以上で警報接点１０が作動
し、警報器１１でオペレータに知らせる。オペレータは
この警報器からの警報により鋳造速度を下げて亨処し、
警報が止まった時点で通常の連＠鱒造を行なへことがで
きる。したがって、連続鋳造時にブレークアウトの事前
現象が検知でき、きわめて容易に防止することができる
。

第３図に電流記録計のチャートを示す。Ａ部分は正常な
連続鋳造中の電流値を示している。

Ｂ部はブレークアクトの兆候がよく検出されている。こ
の状態の時は直ちに鋳込速度を低下させたため、破断部
が修復し、電流値が正常時まで下がっている。

０部は瞬間的に破断したがすぐ１疹復し、ブレークアク
トにはいたらなかった例である。又、鳩片はスプレーゾ
ーンの多数のカイトロールで接地され電流は鋳片と鋳型
の間に流入している溶融パクダーを経由して流れる。パ
ウダーは溶融状態ではイオン電導体であ・るため、比電
導度が１０−１〜１０°Ω−１ｃｒｎ−１程度となるが
、凝固状幅では絶縁体となる。この性質を利用して鋳型
と１０　１１１ 鋳片の間に流れ込む溶融パ□ウダーの量を推測すること
ができる。つま９鋳型のオツシレーションに伴なってパ
ウダーが流入していくので、モールドの上昇下降または
湯面変動により、パウダ―の流れ込み量が変化しこれに
対応して電流が変化して行く。寸だ極端な例として溶極
パウダーが全く流れ込まなくなると、鋳型表面の溶云パ
ウダー・′１凝同するため電気抵抗が犬となり電離が下
がる。この状態で、＠造を続行していると、鋳型と一片
の潤滑が不良となり、鋳片外殻が引きちぎられ、切型内
でブレークアウトを誘発する。

したがって、Ｃ閏滑不、艮によるブレークアクトは串Ｍ
ｉＪに兆１医刀・現υノしるので、パウダーの不良、オ
ツシレーションの異常など、早期に発見スルことができ
、対処も可能となる。

また、逆にパウダ°−の流入室が多い場合溶融した状態
で鋳型と鋳片の間に存在しているので電気抵抗は、１火
ｒするだの、電流が通常よりも犬となる。このように正
常時の直流値と比較すると、容易ｌこパウダーの待件の
変化が検出でき１１□ る。

第２図は鋳型内でパウダー切れを生じた時の電流回路を
も示す。

第４図はパウダー流入状態の底流記録を示す。

正常鋳造中は鋳型のオツシレーションと良く一致踵鋳賊
の下降時には溶融パウダーを鋳型と鋳片の間に引き込む
ために電気抵抗が下がり電流が犬となり、また上昇時に
は鋳型に触れた溶融パウダーが凝固するため１気抵抗が
犬となり、電流が小となる。

第５図は、異常時の′電流チャートをグラフにしたもの
で、Ａ点は溶鋼レベルが急激に上昇したため、パウダー
が過剰流入し電気抵抗が小となっただめのもので、Ｂ点
は溶鋼レベルが急激に低下したためパウダーの流入が不
足し、電気抵抗大となっている例でめる。

１７Ｋｔｉ型内浴虜のレベル検出についてみると急激に
湯面が上昇すると、溶鋼が／くウダーを押しのける時に
鋳型壁に溶融・（ウダーを密着させながら上昇してくる
。−の時は・くワタ゛−は未だ溶融状態であるためイオ
ン電導体として電気抵抗は小さいがさらに溶融している
）（ウダーと鋳型銅板の接触面積が犬となり電気抵抗が
小さくなる。また逆に、着面が下降するときは鋳型と一
片の流れ込みパウダー量は小となり、電気抵抗は犬とな
る。この変ｆヒを検知することにより溶鋼レベルの変化
が検出することができる。

以上のように本発明によれば容易にブレークアウトの予
知と防止が可能となった。

従って連鋳機の生畦性を向上させるため、鋳造速度を大
福に壇大させても、ブレークアウトの発生が防止できる
ため問題がない。また・違全な凝固殻で連続講造が行な
われていることも容易に検出できるので、産巣上有益な
操業指針とな°す、又連続鋳造中：Ｃおける一片と鋳型
の潤滑状態の指標および品質・清報の演出をきつめて容
易に検知でき、１全な品質の確保が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実、慣する場合の連続鋳造用鋳型と
ガイドロールのｉＪ係ケ示す断面図、第２図ｒｉ１疑固
殻が破断し鋳型と漏鋼が接触している状態金子す。 第３図は、ブレークアウト発生時の′底流記録チャート
を示したグラフである。 第４図はパウダー流入状態の電流記録チャートで正常な
状態を示すグラフである。 第５図はパウダー流入状態異常時の電流記録チャートの
グラフである。 ｌ・・・鋳型鋼板　　　２・・・鋳片 ３・・・鋳型　　　　　４・・・絶縁板５・・・鋳型振
動機フレーム　６・・・ガイドロール７・・・接地部　
　　　８・−・電源 ９・・・電流記録計　　１０・・・警報接点１１・・・
警報器　　　１２・・・パウダー１３・・・タンプッシ
ュ −“−−＝′ 代理人　　谷　山　輝　雄：　； 一一一二づ 一響−□ 本　多　小　平１ 帆、ユ＋、−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　連続鋳造において鋳型と鋳片間の電気抵抗を検出し
   、この検出値に基づき鋳型内凝固殻の破断を推定し、そ
   の推定に基づいて鋳込速度を調製することによりブレー
   クアウトの発生を防止することを特徴とする連続鋳造方
   法。 ２　連続鋳造において鋳型と鋳片間の電気抵抗を検出し
   、その検出値から鋳型と鋳片間に流入するバクグーの流
   入量を推定し、その推定に基づき、パウダー流入量を制
   御することを特徴とする連続鋳造方法。 ３　連続鋳造において鋳型と一片間の電気抵抗を検出し
   、その検出値から鋳型自溶鋼レベルの状況を推定し、そ
   の推定に基づき溶鋼注入量を増減して、溶鋼レベルを制
   御することを特徴とする連続鋳造方法。