(57)【要約】【課題】  凝固シェルの比較的軽微な異常成長による鋳片表面の異常を連続鋳造用鋳型に設置した熱電対の温度測定値に基づいて精度良く検知する。【解決手段】  本発明の鋳片表面異常の検知方法は、連続鋳造用の鋳型１に対して鋳造方向上下の２箇所の位置に熱電対４を埋設し、鋳造方向上流側の熱電対を上段熱電対、鋳造方向下流側の熱電対を下段熱電対とし、上段熱電対の温度変化量ΔＴ_upperと下段熱電対の温度変化量ΔＴ_lowerとで、下記の（１）式で算出される積Ｎの値が事前に設定した閾値を超えた回数を、現在から過去までの保有時間ｔｍ内で記憶し、その回数が規定回数Ｍに到達した場合に、連続鋳造中の鋳片表面に異常が発生したと判定する。  Ｎ＝ΔＴ_upper×ΔＴ_lower…（１）【選択図】            図１
2019093417.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続鋳造用の鋳型に対して鋳造方向上下の２箇所の位置に熱電対を埋設し、鋳造方向上流側の熱電対を上段熱電対、鋳造方向下流側の熱電対を下段熱電対とし、且つ、上段熱電対の時間ｔ１における温度変化量ΔＴ_upperを下記の（２）式で定義し、下段熱電対の時間ｔ１における温度変化量ΔＴ_lowerを下記の（３）式で定義したとき、下記の（１）式で算出される、時間ｔ１における、上段熱電対の温度変化量ΔＴ_upperと下段熱電対の温度変化量ΔＴ_lowerとの積Ｎの値が事前に設定した閾値を超えた回数を、現在から過去までの保有時間ｔｍ内で記憶し、その回数が規定回数Ｍに到達した場合に、連続鋳造中の鋳片表面に異常が発生したと判定することを特徴とする、鋳片表面異常の検知方法。
Ｎ＝ΔＴ_upper×ΔＴ_lower…（１）
ΔＴ_upper＝{Ｔave_upper(ｔ１−ｔin)−Ｔ_upper(ｔ１−ｔin)}／Δｔ…（２）
ΔＴ_lower＝{Ｔave_lower(ｔ１)−Ｔ_lower(ｔ１)}／Δｔ…（３）
ここで、各記号は以下を表す
ｔin；鋳片が、上段熱電対の位置から下段熱電対の位置まで引き抜かれる通過時間（ｓｅｃ）であり、下記の（４）式で算出される
ｔin(sec)＝{(Ｌ_lower−Ｌ_upper)／Ｖｒ}×６０…（４）
Ｔave_upper(ｔ１−ｔin)；時間ｔ１−ｔin（時間ｔ１より時間ｔinだけ前）以前ｎ秒間の上段熱電対平均温度（℃）
Ｔ_upper(ｔ１−ｔin)；時間ｔ１−ｔin（時間ｔ１より時間ｔinだけ前）における上段熱電対温度（℃）
Ｔave_lower(ｔ１)；時間ｔ１以前ｎ秒間の下段熱電対平均温度（℃）
Ｔ_lower(ｔ１)；時間ｔ１における下段熱電対温度（℃）
Δｔ；サンプリング時間（ｓｅｃ）
Ｌ_upper；上段熱電対の鋳型上端からの距離（ｍｍ）
Ｌ_lower；下段熱電対の鋳型上端からの距離（ｍｍ）
Ｖｒ；鋳片引き抜き速度（ｍｍ/ｍｉｎ）
【請求項２】
前記積Ｎの閾値として、Ｎ＝５〜５０℃２／ｓｅｃ２の範囲内の値を用いることを特徴とする、請求項１に記載の鋳片表面異常の検知方法。
【請求項３】
前記保有時間ｔｍを３０〜２４０秒の範囲内、前記規定回数Ｍを２〜５回の範囲内とすることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の鋳片表面異常の検知方法。
【請求項４】
前記鋳型は、鋳型幅方向の複数箇所に熱電対が埋設されていることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の鋳片表面異常の検知方法。
【請求項５】
鋼の連続鋳造中に、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の鋳片表面異常の検知方法で鋳片表面に異常が発生したと判定した場合には、鋳片引き抜き速度を１００〜５００ｍｍ／ｍｉｎの範囲内で減じることを特徴とする、鋼の連続鋳造法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼の連続鋳造中に、鋳型内の凝固シェルに発生する凹みや割れに繋がる異常現象を鋳型内で精度良く検知して、鋳片表面の異常を高精度に検知する方法に関し、及び、それを利用した連続鋳造方法に関する。詳しくは、モールドパウダーやオシレーション条件の不適・異常などによって凝固シェルの成長に乱れが発生することに起因する鋳片表面の異常を高精度に且つ早期に検知する検知方法及びそれを利用した連続鋳造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼の連続鋳造において、鋳型内の凝固シェルを正常に成長させることは、連続鋳造の操業上及び鋳片の品質上から極めて重要である。特に、凝固シェルの成長に異常があった場合は、ブレークアウトに至る可能性があるため、従来からさまざまな凝固シェル成長の異常検知方法が提案されている。
【０００３】
例えば、凝固シェルの異常成長に起因するブレークアウトの検知方法として、特許文献１には、連続鋳造用鋳型に対して鋳型幅方向１００〜２００ｍｍ間隔、鋳造方向のメニスカス下５０〜３００ｍｍの２箇所の位置に熱電対を配置し、鋳造方向上下２箇所の熱電対で測定される温度の変化量の積Ｎが、事前に設定した閾値を超えた場合に、ブレークアウトに至る凝固シェルの異常発生と判定するブレークアウト検知方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２１８０３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術には以下の問題がある。
【０００６】
つまり、特許文献１は、凝固シェルの異常成長に起因するブレークアウトに至る直前の状態を検知することを目的としており、熱電対の温度変化量を用いて算出した、異常と判定する指標の閾値が大きく、且つ、一度でも閾値を超えると異常発生と判定しており、モールドパウダーやオシレーション条件の不適・異常などによって発生する、凝固シェルの比較的軽微な異常成長を精度良く捉えることは困難である。
【０００７】
凝固シェルの比較的軽微な異常成長を捉えようとするならば、異常と判定する閾値を小さくすることが想定されるが、この場合、鋳片引き抜き速度の変更や熱電対温度の揺らぎに起因する温度変化と、凝固シェルの異常成長に起因する温度変化との判別がつきにくく、多くの誤検知を含む可能性がある。また、誤検知を排除しようとするならば、判定に用いる閾値は比較的大きくする必要があり、本発明で目的とする凝固シェルの比較的軽微な異常成長による鋳片表面の異常を精度良く捉えることはできない。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、連続鋳造用鋳型に設置した熱電対の温度測定値に基づいて凝固シェルの異常成長に起因する鋳片表面の異常を検知する方法において、モールドパウダーやオシレーション条件の不適・異常などによって発生する凝固シェルの比較的軽微な異常成長に起因する鋳片表面の異常を精度良く検知することのできる検知方法を提供することであり、また、この検知方法を利用した鋼の連続鋳造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、前述した凝固シェルの比較的軽微な異常成長に起因する鋳片表面の異常を精度良く検知することを目的として、熱電対の温度変化量を用いて算出した指標による判定方法を鋭意検討した。その結果、特許文献１における積Ｎの閾値を下げ、且つ、所定時間内の閾値を超える回数を規定することで、モールドパウダーやオシレーション条件の不適・異常などによって発生する凝固シェルの比較的軽微な異常成長に起因する鋳片表面の異常を精度良く検知できることを知見した。
【００１０】
本発明は上記知見に基づきなされたものであり、その要旨は以下のとおりである。
［１］連続鋳造用の鋳型に対して鋳造方向上下の２箇所の位置に熱電対を埋設し、鋳造方向上流側の熱電対を上段熱電対、鋳造方向下流側の熱電対を下段熱電対とし、且つ、上段熱電対の時間ｔ１における温度変化量ΔＴ_upperを下記の（２）式で定義し、下段熱電対の時間ｔ１における温度変化量ΔＴ_lowerを下記の（３）式で定義したとき、下記の（１）式で算出される、時間ｔ１における、上段熱電対の温度変化量ΔＴ_upperと下段熱電対の温度変化量ΔＴ_lowerとの積Ｎの値が事前に設定した閾値を超えた回数を、現在から過去までの保有時間ｔｍ内で記憶し、その回数が規定回数Ｍに到達した場合に、連続鋳造中の鋳片表面に異常が発生したと判定することを特徴とする、鋳片表面異常の検知方法。
【００１１】
Ｎ＝ΔＴ_upper×ΔＴ_lower…（１）
ΔＴ_upper＝{Ｔave_upper(ｔ１−ｔin)−Ｔ_upper(ｔ１−ｔin)}／Δｔ…（２）
ΔＴ_lower＝{Ｔave_lower(ｔ１)−Ｔ_lower(ｔ１)}／Δｔ…（３）
ここで、各記号は以下を表す
ｔin；鋳片が、上段熱電対の位置から下段熱電対の位置まで引き抜かれる通過時間（ｓｅｃ）であり、下記の（４）式で算出される
ｔin(sec)＝{(Ｌ_lower−Ｌ_upper)／Ｖｒ}×６０…（４）
Ｔave_upper(ｔ１−ｔin)；時間ｔ１−ｔin（時間ｔ１より時間ｔinだけ前）以前ｎ秒間の上段熱電対平均温度（℃）
Ｔ_upper(ｔ１−ｔin)；時間ｔ１−ｔin（時間ｔ１より時間ｔinだけ前）における上段熱電対温度（℃）
Ｔave_lower(ｔ１)；時間ｔ１以前ｎ秒間の下段熱電対平均温度（℃）
Ｔ_lower(ｔ１)；時間ｔ１における下段熱電対温度（℃）
Δｔ；サンプリング時間（ｓｅｃ）
Ｌ_upper；上段熱電対の鋳型上端からの距離（ｍｍ）
Ｌ_lower；下段熱電対の鋳型上端からの距離（ｍｍ）
Ｖｒ；鋳片引き抜き速度（ｍｍ/ｍｉｎ）
［２］前記積Ｎの閾値として、Ｎ＝５〜５０℃２／ｓｅｃ２の範囲内の値を用いることを特徴とする、上記［１］に記載の鋳片表面異常の検知方法。
［３］前記保有時間ｔｍを３０〜２４０秒の範囲内、前記規定回数Ｍを２〜５回の範囲内とすることを特徴とする、上記［１］または上記［２］に記載の鋳片表面異常の検知方法。
［４］前記鋳型は、鋳型幅方向の複数箇所に熱電対が埋設されていることを特徴とする、上記［１］から上記［３］のいずれか１項に記載の鋳片表面異常の検知方法。
［５］鋼の連続鋳造中に、上記［１］から上記［４］のいずれか１項に記載の鋳片表面異常の検知方法で鋳片表面に異常が発生したと判定した場合には、鋳片引き抜き速度を１００〜５００ｍｍ／ｍｉｎの範囲内で減じることを特徴とする、鋼の連続鋳造法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、モールドパウダーやオシレーション条件の不適・異常などによって発生する、連続鋳造時の凝固シェルの比較的軽微な異常成長に起因する鋳片表面の異常が検知可能となり、これにより、表面に欠陥を有する鋳片の識別・分離が可能となる。また、表面異常を検知した場合には、鋳片引き抜き速度を下げることで表面異常の継続を断ち切ることが可能となる。
【００１３】
また更に、繰り返し異常を検知する場合は、操業条件を見直す必要があることを示唆しており、有効な対策を講じることで凝固シェルの異常成長を抑制することができ、鋳片の表面異常のみならずブレークアウトに至る可能性がある因子の排除に大きく寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る鋳片表面異常の検知方法を実施する際に用いた連続鋳造用の鋳型の模式図である。
【図２】実施例における熱電対の埋設位置を示す概略図である。
【図３】鋳型幅方向の或る一箇所に設置された上段及び下段の上下一対の熱電対の測定温度に対して、積Ｎの閾値を１０℃２／ｓｅｃ２とした場合の、積Ｎの値及び熱電対測定温度の経過時間に伴う変化を示す図である。
【図４】鋳片表面に発生したオシレーション割れを示す写真である。
【図５】鋳片表面に発生したデプレッションを示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して本発明を具体的に説明する。図１は、本発明に係る鋳片表面異常の検知方法を実施する際に用いる連続鋳造用の鋳型の模式図であり、鋳型への熱電対埋め込み位置を示す模式図である。
【００１６】
図１に示す鋳型１は、スラブ鋳片を連続鋳造するスラブ連続鋳造機で使用される鋳型１であり、鋳型１は、相対する一対の鋳型長辺銅板２と、この鋳型長辺銅板２に挟持される、相対する一対の鋳型短辺銅板３とを備えている。相対する一対の鋳型長辺銅板２と相対する一対の鋳型短辺銅板３とで形成される鋳型内部空間に、溶鋼が連続的に注入されて連続鋳造が行われる。
【００１７】
鋳型長辺銅板２の背面（溶鋼と接触しない側）には、鋳型長辺銅板２の温度を測定するための熱電対４が、鋳造方向上下の２箇所の位置に、且つ、鋳型幅方向の複数箇所（図面では１０箇所）に配置されている。同様に、相対する鋳型長辺銅板２にも、熱電対４が配置されている。図１では、鋳型短辺銅板３には、熱電対４が配置されていないが、鋳型短辺銅板３にも熱電対４を配置することが好ましい。
【００１８】
熱電対４は、鋳型長辺銅板２の背面に設けられた、鋳型長辺銅板２を貫通しない穴（図示せず）に挿入され、この穴の底部に熱電対４の先端が接触した状態で埋設されている。本明細書では、鋳造方向上下の２箇所に配置される熱電対４のうちで、鋳造方向上流側の熱電対４を上段熱電対、鋳造方向下流側の熱電対４を下段熱電対と定義する。
【００１９】
上段熱電対及び下段熱電対は、メニスカス（鋳型内溶鋼湯面）の下３０〜４００ｍｍの範囲内に設置することが好ましい。上段及び下段の熱電対４をメニスカス下３０〜４００ｍｍの範囲に鋳造方向に２段に設置する理由は以下のとおりである。
【００２０】
即ち、メニスカス下０〜３０ｍｍ未満の位置では、鋳型長辺銅板２の温度は、鋳型内溶鋼湯面の変動などの溶鋼湯面位置の変化による影響を大きく受け、凝固シェルの異常成長以外の温度変化が混入するので、上段熱電対はこの位置よりも下位に設置することが好ましい。当然、下段熱電対もメニスカス下０〜３０ｍｍ未満の位置よりも下にすることが好ましい。
【００２１】
また、下段熱電対の設置位置がメニスカス下４００ｍｍより下方では、仮に凝固シェルの異常成長を検知できても、鋳型下端までの距離が約４５０ｍｍ以下（鋳型長さが９５０ｍｍの場合）となり、鋳片引き抜き速度が３０００ｍｍ／ｍｉｎなどの高速鋳造では、およそ９秒程度以下で鋳型下端に達してしまうことから、鋳片引き抜きを減速させて凝固シェル成長阻害箇所の健全化を図るのに不十分な場合が生じる。したがって、下段熱電対はメニスカス下４００ｍｍ以内に設置することが好ましい。当然、上段熱電対もメニスカス下４００ｍｍ以内に設置することが好ましい。但し、通常、鋳型下端までの距離は約９００ｍｍであるが鋳型下端までの距離が長ければ熱電対を設置する下段位置を４００ｍｍより大きくしてもよい。つまり、下段熱電対の設置位置は凝固シェル異常成長を検知できたときに、鋳型下端までの距離で対応が取れる位置であればよい。
【００２２】
また、上段熱電対と下段熱電対との間隔は、５０ｍｍ以上とすればよい。５０ｍｍ未満では、上段熱電対と下段熱電対とが近すぎて、温度変化を過剰に見積もるおそれがある。つまり、凝固シェルの異常成長を正確に捉えることができないおそれがある。
【００２３】
連続鋳造中のメニスカス位置は、通常、鋳型長辺銅板２の上端から５０〜１５０ｍｍの範囲内に設定されるので、設定されるメニスカスの位置に応じて熱電対４を設置すればよい。
【００２４】
図１では、熱電対４が鋳型幅方向の複数箇所に配置されているが、本発明では鋳造方向上下２段の熱電対４で鋳片の表面異常を検知するので、本発明を実施する上で、熱電対４を鋳型幅方向の複数箇所に配置する必要性はない。但し、鋳型幅方向に熱電対４を配置すればするほど、鋳片の表面異常を見過ごすことなく検知できることから、熱電対４を鋳型幅方向の複数箇所に配置することが好ましい。
【００２５】
凝固シェルの異常成長による鋳片表面の縦割れ発生時の凹みサイズなどを経験的に調査した結果によれば、縦割れ発生時の鋳片の凹み範囲は２０〜８０ｍｍであることがわかっている。したがって、凝固シェルの異常成長による鋳片表面の縦割れの大半を検知するためには、鋳型幅方向の熱電対４の間隔は、５０〜１００ｍｍ程度にする必要がある。但し、鋳片表面異常の検知のためには、リアルタイム（オンライン）で計算判定を行う必要があり、熱電対４の設置数を過度に増やすと、検知システムの設備コストや負荷が膨大となる。
【００２６】
モールドパウダーやオシレーション条件の不適・異常により、凝固シェルの成長に比較的軽微な乱れが発生する場合には、この軽微な乱れは、鋳型幅方向の特定箇所で発生することはなく、鋳型幅方向でほぼ同等に発生する。この凝固シェルの比較的軽微な異常成長の全てを検知しなくても、凝固シェルの比較的軽微な成長の乱れに起因する鋳片表面の異常は十分に検知できる。つまり、凝固シェルの比較的軽微な異常成長に起因する鋳片表面異常を検知した場合には、検知した周囲の鋳片表面にも表面異常が発生している可能性が高く、したがって、鋳型幅方向の熱電対４の間隔を５０〜４００ｍｍとしても、鋳片の表面異常を見過ごすことなく検知することができる。
【００２７】
熱電対４の先端から鋳型長辺銅板２の溶鋼側の表面までの距離は、５〜２０ｍｍとすることが好ましい。この距離が短いほど凝固シェルの温度変化を正確に測定できるが、５ｍｍ未満になると、鋳型長辺銅板２の使用寿命が短くなり、好ましくない。鋳型長辺銅板２は、或る回数連続して使用されると、取り外して修理され、溶鋼側の銅板表面が切削され、再使用に供される。一方、熱電対４の先端から鋳型長辺銅板２の溶鋼側の表面までの距離が２０ｍｍを超えると、鋳型長辺銅板２の熱抵抗によって、熱電対４の測温感度が低下し、凝固シェルの温度変化を正確に測定できなくなる。
【００２８】
凝固シェルの異常成長に起因する鋳片表面異常の検知に対しては、メニスカス位置を起点とする鋳造長を基準として、その位置が上段熱電対及び下段熱電対を通過する際の上段熱電対の温度変化量ΔＴ_upper、及び、下段熱電対の温度変化量ΔＴ_lowerに注目する。上段熱電対の時間ｔ１における温度変化量ΔＴ_upperを下記の（２）式に、また、下段熱電対の時間ｔ１における温度変化量ΔＴ_lowerを下記の（３）式に示す。（２）式におけるｔinは、鋳片が、上段熱電対の位置から下段熱電対の位置まで引き抜かれる通過時間（ｓｅｃ）であり、下記の（４）式で算出される。
【００２９】
ΔＴ_upper＝{Ｔave_upper(ｔ１−ｔin)−Ｔ_upper(ｔ１−ｔin)}／Δｔ…（２）
ΔＴ_lower＝{Ｔave_lower(ｔ１)−Ｔ_lower(ｔ１)}／Δｔ…（３）
ｔin(sec)＝{(Ｌ_lower−Ｌ_upper)／Ｖｒ}×６０…（４）
ここで、各記号は以下を表す。
【００３０】
Ｔave_upper(ｔ１−ｔin)；時間ｔ１−ｔin（時間ｔ１より時間ｔinだけ前）以前ｎ秒間の上段熱電対平均温度（℃）
Ｔ_upper(ｔ１−ｔin)；時間ｔ１−ｔin（時間ｔ１より時間ｔinだけ前）における上段熱電対温度（℃）
Ｔave_lower(ｔ１)；時間ｔ１以前ｎ秒間の下段熱電対平均温度（℃）
Ｔ_lower(ｔ１)；時間ｔ１における下段熱電対温度（℃）
Δｔ；サンプリング時間（ｓｅｃ）
Ｌ_upper；上段熱電対の鋳型上端からの距離（ｍｍ）
Ｌ_lower；下段熱電対の鋳型上端からの距離（ｍｍ）
Ｖｒ；鋳片引き抜き速度（ｍｍ/ｍｉｎ）
凝固シェルの異常成長に起因する鋳片表面異常の検知は、鋳片が下段熱電対を通過する時点の時刻で判定するので、凝固シェルが、上段熱電対−下段熱電対間を通過する通過時間（ｔin）を考慮して、メニスカス鋳造長に対応した同一位置を上段熱電対及び下段熱電対で判定する。
【００３１】
凝固シェルの異常成長に起因する鋳片表面異常の検知は、現在から過去までの保有時間ｔｍ（ｓｅｃ）の間に、鋳造方向上下に配置した熱電対４による温度測定値を用いて下記の（１）式で算出される、時間ｔ１における各鋳型幅方向位置の上段熱電対の温度変化量ΔＴ_upperと下段熱電対の温度変化量ΔＴ_lowerとの積Ｎの値が、事前に設定した閾値を超えた回数を記憶し、その回数が規定回数Ｍ（回）に到達した場合に、連続鋳造中の鋳片表面に異常が発生したと判定する。
【００３２】
Ｎ＝ΔＴ_upper×ΔＴ_lower…（１）
本発明においては、コンピュータによってオンラインで、実質的にリアルタイムで上述の計算を行っており、熱電対４の温度をサンプリングする時間間隔、つまりサンプリング時間Δｔが短いほど高速鋳造まで対応することが可能となる。しかし、サンプリング時間Δｔが短すぎると計算負荷が膨大となる。
【００３３】
例えば、鋳片引き抜き速度が３０００ｍｍ／ｍｉｎの高速鋳造では、５０ｍｍ／ｓｅｃの下降速度で凝固シェルの異常成長部（凝固シェル異常箇所）が引き抜かれることから、サンプリング時間Δｔが１．５〜２．０秒では鋳造方向に１００ｍｍピッチの検知形態になり、異常成長部を見逃す確率が高くなる。したがって、サンプリング時間Δｔは、検知ピッチが５０ｍｍ以下となる０．５〜１．０秒前後とすることが好ましい。鋳片引き抜き速度が遅くなれば、検知ピッチが５０ｍｍ以下となる範囲で、サンプリング時間Δｔを長くしてもよい。
【００３４】
積Ｎの値が、閾値を超えた回数については、凝固シェルの異常部位が熱電対近傍を通過する際、積Ｎの値は一定時間継続して閾値を超えることから、検知した異常部位の範囲が熱電対４の付近を通過するまでは、例えば、閾値を超えた直後から５〜１０秒間程度の期間は閾値を超えていても、閾値を超えた回数として追加しない。１０秒間を超える期間であって、既に異常と判定した部位である場合には、閾値を超えた回数として追加しない。
【００３５】
本発明者らの調査によれば、積Ｎの閾値としては、Ｎ＝５〜５０℃２／ｓｅｃ２の範囲内、保有時間ｔｍ＝３０〜２４０秒の範囲内、規定回数Ｍ＝２〜５回の範囲内とすることで、凝固シェルの比較的軽微な異常成長に起因する鋳片表面の異常を精度良く検知可能であることを確認している。
【００３６】
上段熱電対平均温度（Ｔave_upper(ｔ１−ｔin)）及び下段熱電対平均温度（Ｔave_lower(ｔ１)）を算出する際のｎ秒間としては、直前５〜１０秒間の範囲内とすることが好ましい。これは、平均温度算出の時間範囲が長すぎると、オンライン計算に負荷が大きくなるだけでなく、鋳片引き抜き速度が変化している時期では熱電対温度が時々刻々と変化し、凝固シェルの異常成長に起因する温度変化を正確に把握できなくなることによる。直前１０秒以内であれば、これらは問題とならない。但し、直前５秒未満では、温度変化の大きい期間のみを対象とする場合が発生し、その場合は平均温度としては不適である。
【００３７】
鋼の連続鋳造法において、連続鋳造中に、上記説明の本発明に係る鋳片表面異常の検知方法により、鋳片表面に異常が発生したと判定した場合には、鋳片引き抜き速度を１００〜５００ｍｍ／ｍｉｎの範囲内で減じることが好ましい。本発明者らは、鋳片引き抜き速度を減じるだけで、凝固シェルの比較的軽微な異常成長に起因する鋳片表面の異常が解消される場合があることを確認している。
【００３８】
以上説明したように、本発明によれば、モールドパウダーやオシレーション条件の不適・異常などによって発生する、連続鋳造時の凝固シェルの比較的軽微な異常成長に起因する鋳片表面の異常が検知可能となり、これにより、表面に欠陥を有する鋳片の識別・分離が可能となり、また、鋳片引き抜き速度を下げることで表面異常の継続を断ち切ることが可能となる。
【実施例】
【００３９】
以下、本発明の一実施例について説明する。本発明者らは、スラブ連続鋳造機において、図２に示すように熱電対を埋設した鋳型を用い、厚み２２０ｍｍ、幅２１００ｍｍの低炭素アルミキルド鋼を２７００ｍｍ／ｍｉｎの鋳片引き抜き速度で連続鋳造する連続鋳造操業において、鋳片表面の異常検知の状況の調査を実施した。図２は、熱電対の埋設位置を示す鋳型長辺銅板の概略図である。
【００４０】
ここで、熱電対は、接地型を採用し、図２中●印及び□印でその位置を示すように、鋳型長辺銅板の背面の鋳造方向（図中の上下方向）の２箇所に、上段熱電対の位置（Ｌ_upper）を鋳型上端から１３０ｍｍの位置とし、下段熱電対の位置（Ｌ_lower）を鋳型上端から３３０ｍｍの位置として配置した。また、鋳型幅方向には、鋳型長辺銅板の中心線に対して対称に、中心線の左右のそれぞれ５箇所に熱電対を配置した。具体的には、中心線から±１２２ｍｍの位置、±３６０ｍｍの位置、±４４８ｍｍの位置、±６８６ｍｍの位置、及び、±９３０ｍｍの位置に配置した。連続鋳造操業中のメニスカス位置は、鋳型長辺銅板の上端から５０〜８０ｍｍとした。鋳型長辺銅板の鋳造方向長さは９５０ｍｍであり、熱電対の設置深さは、溶鋼側銅板表面から１０ｍｍの深さである。
【００４１】
各熱電対温度のデータ収集及び積Ｎの計算は、１．０秒周期とした。また、閾値超え回数をモニタリングするのは、鋳型幅方向位置が同一である上下の熱電対の組とした。
【００４２】
実施にあたり、積Ｎの閾値は３℃２／ｓｅｃ２または、１０℃２／ｓｅｃ２、保有時間ｔｍは１８０秒、規定回数Ｍは２回とした。
【００４３】
この結果、積Ｎの閾値が３℃２／ｓｅｃ２の場合は、鋳片表面異常を正確に検知した比率が約３５％、積Ｎの閾値が１０℃２／ｓｅｃ２の場合は、鋳片表面異常を正確に検知した比率が約７０％となった。この結果から、閾値が３℃２／ｓｅｃ２では鋳片表面異常を見落とす場合が多く、閾値として適正でないことがわかった。正確に検知したか否かの比率は、連続鋳造後に鋳片を常温まで冷却した後、鋳込み長に基づく検知部位を目視で観察し、検知部位に割れやデプレッションが観察された場合に、正確に検知したと定義した。
【００４４】
鋳片表面異常を正確に検知したスラブ鋳片の表面には、図３に示すように、積Ｎの値が閾値を超えた鋳込み長（図３中の○印）の検知位置において、図４に示すようなオシレーション割れや、図５に示すようなデプレッションが観察された。尚、図３は、鋳型幅方向の或る一箇所に設置された上段及び下段の上下一対の熱電対の測定温度に対して、閾値を１０℃２／ｓｅｃ２とした場合の、積Ｎの値及び熱電対測定温度の経過時間に伴う変化を示す図である。
【００４５】
また、連続鋳造中に、鋳片表面異常を検知後、鋳片引き抜き速度を下げることで鋳片表面異常の連続発生を抑止できることが確認できており、本発明の有効性が確認できた。
【符号の説明】
【００４６】
１  鋳型
２  鋳型長辺銅板
３  鋳型短辺銅板
４  熱電対
【図１】
2019093417.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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