(57)【要約】【課題】  連続鋳造設備における二次冷却水配管の詰まりを簡単且つ正確に検知すると共に、二次冷却水量不足による鋳片品質不良の発生を未然に防止することができ、必要によって品質不良の発生が予想される鋳片に対して迅速に対応することのできる連続鋳造方法を提供する。【解決手段】  本発明の連続鋳造方法は、連続鋳造鋳片を連鋳機内でミスト冷却しつつ連続鋳造するに当り、二次冷却水の各冷却系列における流量調整弁の開度と冷却水量に基づいて配管詰まりを検知すると共に、この結果に基づいて鋳造速度を変更して操業する。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続鋳造鋳片を連鋳機内でミスト冷却しつつ連続鋳造するに当り、二次冷却水の各冷却系列における流量調整弁の開度と冷却水量に基づいて配管詰まりを検知すると共に、この結果に基づいて鋳造速度を変更して操業することを特徴とする連続鋳造方法。
【請求項２】
配管詰まりが発生したことを検知した時点で、その鋳片に識別コードを付与して、この識別コードに基づいて当初オーダへの充当制約および後工程の変更を実施する請求項1に記載の連続鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続鋳造設備における二次冷却水配管の詰まりを簡単且つ正確に検知すると共に、二次冷却水量不足による鋳片品質不良の発生を未然に防止することのできる連続鋳造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼の連続鋳造においては、取鍋中の溶鋼を鋳型に投入し、鋳型内で冷却（一次冷却）して凝固シェルを形成し、その後水によるスプレイ帯にガイドロールによって案内しつつ冷却（二次冷却）して凝固シェルを次第に厚くしていき、その後ピンチロールによって徐々に引き抜いて凝固完了した部分から切断（分塊）して鋳片としてその後の工程に送るように構成されている。
【０００３】
こうした連続鋳造設備における二次冷却では、複数の冷却系列（以下、「ループ」と呼ぶことがある）毎に分割して鋳片の冷却を行うように構成されているのが一般的である。連続鋳造設備における二次冷却帯の構成を図１に示す。また各ループにおける冷却装置の具体的構成を図２に示す。
【０００４】
図１、２に示すように、鋳片を二次冷却するための冷却水は、冷却水メイン配管（図１）から各ループの冷却水配管（図２）に送られ、その後流量計、流量調整弁（流調弁）を介して、ヘッダーに送られ、更に複数に分岐された混合部でエアーを混合されてノズルチップからミスト状に噴出される。
【０００５】
そして各ループにおける設定水量（供給する冷却水量）は、鋼種成分や鋳型サイズによって適宜変更されることになるが、この流量を制御するために、ループ毎に流量調整弁を設け（前記図１、２参照）、この弁の開閉度合いを調整することによって、ノズルチップから噴出される冷却水量が設定値になるように制御されている。
【０００６】
ところで、上記のような冷却系統には、異物、析出物、水垢等の付着によって、配管詰まりが発生することがある。こうした「詰まり」は、冷却水配管に限らず、特にヘッダー、混合部、ノズルチップ、配管中のフィルター等において顕著に発生する。以下では、これらの箇所における詰まりを総称して「配管詰まり」と呼ぶ。こうした配管詰まりが生じた場合には、冷却水量の不足や不均一冷却となり、圧延製品の品質不良（表面・内部欠陥）に繋がることになる。
【０００７】
こうしたことから、二次冷却水の配管詰まり状況を検知するための技術が様々提案されている。こうした技術として、例えば特許文献１には、スプレーノズルの基端側の内部に冷却水の温度を検出する熱電対を設け、この熱電対で測定した冷却水温度と、冷却水の送給基管の温度との差を用いてスプレーノズル詰まりを管理する方法が提案されている。
【０００８】
また、特許文献２には、スプレーノズルの背圧と冷却水量、該背圧と流調弁の開度に基づいてノズル詰まりを検出する技術が提案されている。更に、特許文献３には、スプレーノズルに圧力計を取り付けてスプレーノズル内の水圧を測定し、その水圧実測値と閾値を比較することによってスプレーノズルの詰まりを判定する方法が提案されている。
【０００９】
これらの技術は、スプレーノズル詰まりの発生を比較的容易に把握できる技術としては有用である。しかしながら、これらの技術では温度計や圧力計をループ毎に設ける必要があり、初期コストが増大するばかりか、メンテナンスも必要になるという欠点がある。また圧力差や温度差は測定条件によっては、大きく変動することがあり、実測値を把握するためのフィルタリング（平均化処理）する必要が生じることがあり、正確性に劣ることがある。
【００１０】
上記のような各種技術によって配管詰まりが検知できたとしても、ノズルチップやヘッダー、配管途中の詰まりは設備的な制約から、操業中に取り除くことはできず、詰まりを検知した時点での連々鋳が終了するまでの間には、設備点検ができないのが実情である。その結果、操業を一旦停止して設備点検を行うまでの間に、冷却水量の不足が発生し、鋳片品質（特に、表面割れ、内部割れ、中心偏析等）が保障できないという事態が生じることになる。こうした事態が生じた場合には、ユーザへの充当変更や後工程の変更・追加を余儀なくされることになるのであるが、こうした事態を回避するための手段を講じること、およびその手段を講じるまでに既に発生した鋳片品質不良（品質不良が発生することが予想される鋳片）への迅速な対応を図ることも、連続鋳造法において重要な項目となる。
【特許文献１】特開２００３−１７０２３６号公報  「特許請求の範囲」、図１など
【特許文献２】特許第３３７３００７号公報  「特許請求の範囲」、図１など
【特許文献３】特開平５−３０９４６５号公報  「特許請求の範囲」、図２〜４など
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、連続鋳造設備における二次冷却水配管の詰まりを簡単且つ正確に検知すると共に、二次冷却水量不足による鋳片品質不良の発生を未然に防止することができ、必要によって品質不良の発生が予想される鋳片に対して迅速に対応することのできる連続鋳造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成することのできた本発明方法とは、連続鋳造鋳片を連鋳機内でミスト冷却しつつ連続鋳造するに当り、二次冷却水の各冷却系列における流量調整弁の開度と冷却水量に基づいて配管詰まりを検知すると共に、この結果に基づいて鋳造速度を変更して操業する点に要旨を有するものである。
【００１３】
上記方法においては、配管詰まりが発生したことを検知した時点で、鋳片に識別コードを付与して、この識別コードに基づいて当初オーダへの充当制約および後工程の変更を実施することも有用であり、こうした構成を採用することによって、品質不良が発生することが予想される鋳片に対して迅速に対応することができる様になる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明においては、各冷却系列における流量調整弁の開度と冷却水量に基づいて、配管詰まりを検知し、更にこの結果に基づいて鋳造速度を変更して操業するようにしたので、鋳片品質不良の発生を極力低減できるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
二次冷却水は、冷却水メイン配管から一定の圧力の下で各ループに送られるが、各流量調整弁（以下、「流調弁」と呼ぶ）の開閉度合い(以下、「弁開度」と呼ぶ)によって、その流量が調整されている。従って、このとき用いられる流調弁は、或る圧力下では弁開度によってその流量が調整されるように構成されている。尚、本発明における弁開度とは、流調弁が全開のときの弁開度を１００％としたときに、冷却水が通過する空隙を面積割合で示したものであり、電気信号によって容易に把握できるものである。
【００１６】
上記のような流調弁を用いる場合には、正常な状態で作動したときには、流量（冷却水量）と弁開度には一定の比例関係が成り立つことになる。このときの冷却水量と弁開度の関係を図３に示すが、或る範囲の冷却水量が流下するときには、弁開度も或る一定の範囲内にあり、この適正範囲内（図中、網掛けで示す）では、配管詰まりが発生していない正常な状態であると判断できる。
【００１７】
しかしながら、配管に詰まりが発生した場合には、上記のような関係が崩れ、同じ冷却水量であっても弁開度が変動することになる。詰まりが発生した場合における冷却水量と弁開度の関係を図３のＡ点で示すが、詰まりが発生した段階で、弁開度が大きく変動して適性範囲から外れることになる。即ち、図３のＡ点に示した状態が発生した場合には、配管詰まりが発生したと判断できることになる。
【００１８】
これらの結果から、正常な運転時における冷却水量と弁開度の関係を把握しておき（図３）、実績値を測定したときに、この正常な状態から外れる冷却水量と弁開度の関係が生じたときに、配管詰まりが発生したと把握できる。配管詰まりが発生したときに、弁開度が大きくなる理由は、詰まりの発生によって流調弁以降（即ち、流調弁から詰まりが発生した箇所の間）における配管内圧力損失が、正常時よりも大きくなるためであると考えられる。
【００１９】
尚、流整弁は、メイン配管からの水量を供給水量に調整するものであるので、必要な水量（例えば、１〜１２ｍ3／Ｈｒ）に併せてその量を絞るように設計されているので、通常の運転状態ではその弁開度は１０〜６０％程度で操業されることになる。従って、正常な状態で運転された場合には、弁開度が１００％になることはないのであるが、配管詰まりが発生した場合には、弁開度が徐々に１００％に近い状態となり、その状態で操業を続けると弁開度が１００％となり、それ以降では冷却水流量の不足が発生することになる。こうした冷却水不足が発生すると、鋳片表面が効果的に冷却されず、品質不良を招くことになる。
【００２０】
こうした検知方法を採用すれば、圧力計や温度計等の装置を各ループに新たに設けることなく、既存の設備であっても、冷却水量と弁開度の関係から配管詰まりの発生状況を早期に検知することができる。
【００２１】
また配管詰まりによる水量不足が発生した場合には、即座に操業を停止することは困難であるが、本発明者らはこうした事態に対応して１つのチャージが完了するまでに、冷却水不足による鋳片品質不良の発生を低減するための手段について検討した。その結果、水量不足が解消するまでの間は、鋳造速度を変更（特に低減）すれば良いことを見出した。こうした手段を講じることによって、鋳造速度に応じた必要冷却水量（設定水量）の低減を図り、配管詰まりに起因する鋳片品質不良の発生を低減することができる。
【００２２】
但し、ループ内においては、局所的な配管詰まり（例えば、ノズル閉塞）が発生している場合には、設定水量は見かけ上では満足していても、品質トラブルが発生する可能性がある。こうした品質不良の発生に対応するためには、該当する鋳片に対して識別コードを付与しておき、後工程での特別管理（例えば、製品ＵＴ検査）やスラブ手入れ工程（例えば、スカーフ手入れ工程）の追加、充当先の変更を実施することが有用である。こうした対応を図ることによって、ユーザでの問題発生を事前に回避できることになる。
【００２３】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【００２４】
実際の連続鋳造機の或る冷却ループにおいて、配管詰まりが無い状態での二次冷却水量と流量調整弁の開度（弁開度）との関係について調査した。その結果は、前記図３に示した通りであり、配管詰まりが無い状態では、流量と弁開度はほぼ正比例の関係にあり、冷却水量が増加するにつれて弁開度も大きく推移することが分かる。
【００２５】
そして、配管詰まりが発生したときの冷却水量と弁開度の関係について調査したところ、前記図３のＡ点に示した位置を示した。即ち、配管詰まりが発生したときには、図３に示した適正範囲を外れて弁開度が大きくずれた位置になっていることが判明したのである。
【００２６】
これらの結果に基づき、冷却水量と弁開度の関係における適正な範囲を把握しておき（前記図３）、その実測値が適正範囲からずれが発生したとき（図３のＡ、Ｂ点）を配管詰まりが発生したと把握した。詰まりが発生した判断した時点で、当該鋳片のチャージの鋳造が終了するまでの間、鋳造速度を低減することによって設定水量を低減し、水量不足を回避した。また、該当する範囲の鋳片に識別コードを付与しておき、この鋳片に対しての後工程での鋳片表面手入れの追加と充当先変更、更には出荷段階での超音波探傷検査を実施するシステムを構築した。
【００２７】
その結果、図３のＡ点に示すように、弁開度が１００％になる前までに（即ち、水量不足が発生する前に）、当該ループ（例えば、前記図１に示したＮｏ．４ループ）の配管詰まりを検知することが可能となった。
【００２８】
これら一連の工程における弁開度と冷却水量（ループ流量）の時間的推移（鋳造時刻との関係）を図４に、それに対応した鋳造速度の時間的推移を図５に示すが、配管詰まりが発生したことを検知してから鋳造速度を変更することによって、設定水量を低減し（弁開度を所定の範囲に維持し）、１回のチャージが完了するまでの水量不足（図４中ハッチングで示す）による品質不良を回避すると共に、水量不足による品質不良の発生が予測される鋳片に対しても迅速な対応が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】連続鋳造機における二次冷却帯の構成を示す概略説明図である。
【図２】各ループにおける冷却装置の具体的構成を示す概略説明図である。
【図３】冷却系列における二次冷却水量と弁開度の関係を示すグラフである。
【図４】弁開度と冷却水量（ループ流量）の時間的推移を示すグラフである。
【図５】図４に対応した鋳造速度の時間的推移を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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