(57)【要約】本発明は、連続鋳造の鋳型（１）のメニスカスから、取鍋炉のような最終温度を決定する工程段階（４．１）を備えた二次冶金（４）の全領域を経て、鋼製造プロセスの炉湯出し口（５）に至るまでの溶湯温度を制御する方法および装置に関する。本発明によれば、メニスカスの溶湯温度は、式ＴＭＬ（℃）＝Ｔｌｉ＋Ｘ（ただし、５≦Ｘ≦１５）を基礎として制御され、これを考慮して鋳型（１）のメニスカスとタンディッシュ（３）間の急激な温度上昇（９）は、所定のビレットサイズにおいては、鋳造速度（６）に依存して検知される。さらに“取鍋充填”、“取鍋空き”のような時間に関する取鍋の履歴（７）、および取鍋の内張り、取鍋の年数のような取鍋の状態もタンディシュ（３）と最終の取鍋炉（ＬＦ−ｅｘ）間の溶湯温度の急激な温度上昇として同様に検知される。
2004512958.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続鋳造の鋳型（１）のメニスカスから、取鍋炉のような最終温度を決定する工程段階（４．１）を備えた二次冶金（４）の全領域を経て、鋼製造プロセスの炉湯出し口（５）に至るまでの溶湯温度を制御する方法において、
メニスカスの溶湯温度、ＴＭＬ（℃）＝Ｔｌｉ＋Ｘ（ただし、５≦Ｘ≦１５）を制御し、かつこのことを考慮して、
所定のビレットの鋳造速度（６）に依存している鋳型（１）のメニスカスとタンディッシュ（３）間の急激な温度上昇（９）と、
“取鍋充填”、“取鍋空き”のような時間に関する取鍋の履歴（７）、および取鍋の内張り、取鍋の年数のような取鍋の状態と、
ならびにタンディッシュ（３）と最終取鍋炉温度（ＬＦ−ｅｘ）間の急激な溶湯温度上昇とを検知することを、
維持することを特徴とする溶湯温度を制御する方法。
【請求項２】
取鍋周期に設けられている個有の取鍋認識システム（８）を用いて、取鍋の履歴（７）を時間的に微分して検出することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
周囲温度よりも高い取鍋の外壁の固有放射線照射を、固有の取鍋の認識のために用いることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
取鍋の履歴（７）が、取鍋認識システム（８）において少なくとも“取鍋充填”、“取鍋空き”、“新たな内張り取替えの取鍋”の間で時間的に微分されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の方法。
【請求項５】
メニスカス／タンディッシュとタンディッシュ／二次冶金（ＬＦ−ｅｘ）の間における、温度変化の正確な分析のための、タンディッシュ内安定化温度、タンディッシュ内張り、タンディッシュ内乾燥時間、タンディッシュ循環時間データにより微分されたタンディッシュの履歴を検知することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の方法。
【請求項６】
連続鋳造の鋳型（１）のメニスカスから、取鍋炉のような最終温度を決定する工程段階（４．１）を備えた二次冶金の全体領域（４）を経て、鋼製造プロセスの炉湯出し口（５）に至るまでの溶湯温度を制御する装置において、
温度領域（２．１）、ＴＭＬ（℃）＝Ｔｌｉ＋Ｘ（ただし、５≦Ｘ≦１５）における鋳型（１）内メニスカスの溶湯温度を検出するための、あるいは鋳造速度（６）に依存している、タンディシュ（３）内温度、ＴＴ−ｉｄｅａｌ（℃） ＝Ｔｌｉ＋１０もしくはＴＴ−ｒｅａｌ（℃）＝Ｔｌｉ＋１０±５（１０．２）を検知するための測定手段（１．２あるいは４．３）、
ならびにタンディッシュ内予備加熱時間（３．２．２）とタンディッシュ内予備加熱温度（３．２．１）とを認識するための測定手段（３．ｎ）を備え、
取鍋認識システム（８）が取鍋循環（７．４．１）の取鍋サイクルタイム（７．４）内で取鍋履歴（７）を検出し、
その際測定手段を計算機（４．４）に接続し、この計算機がメニスカス（２）とタンディッシュ（３）間あるいはタンディッシュ（３）と二次冶金部（４．１）間の急激な温度上昇（９あるいは４．１．１）をその測定値から“オンライン”で決定することを特徴とする、とくに請求項１の方法を実施するための溶湯温度を制御する装置。
【請求項７】
取鍋の固有放射線照射を利用するために取鍋認識システム（８）に符号化された薄板（８．１．１）を設け、この薄板がある間隔をおいて取鍋（４．３）の外側表面に設けられ、
個々の取鍋（８．１）（識別個体）の時間と位置データを、取鍋サイクル（７．４．１）に設けられた少なくとも一つの放射線照射計測ユニット（８．１．２）に送ることを特徴とする請求項６記載の装置。
【請求項８】
少なくとも“取鍋充填”（７．１）、“取鍋空き”（７．２）、ならびに“新たな内張り取替えの取鍋”（７．３）の時間データを検出するための取鍋認識システム（８）が設けられていることを特徴とする請求項６または７記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、連続鋳造の鋳型（１）のメニスカスから、取鍋炉のような末端温度を決定する工程段階（４）を備えた二次冶金の全領域を経て、鋼製造プロセスの炉湯出し口に至るまでの溶湯温度を制御する方法および装置に関する。
【０００２】
連続鋳造機のどの方式においても、振動を伴うストランド、特に鋼材の鋳造を成功させるには、鋼品質（外部表面品質と内部品質）および鋳造安全性の点についてメニスカスの溶湯温度が極めて重要な意義を持っている。
【０００３】
鋳造速度を毎分１０ｍから毎分１２ｍに上昇させる際は、連続鋳造鋳型のメニスカス溶湯温度を制御することがとくに重要である。しかしそれと同時に、所望の鋳造の成果を得るためには、まだ多くのその他の取上げるべき重要な影響数値が存在する。
【０００４】
本発明の根底をなす課題は、これら多くの影響力に左右されない方法および装置を創ることにより、メニスカスと炉湯出し口間の溶湯温度の融解温度推移を設定可能にし、かつ“オンライン”制御を可能にすることにある。
【０００５】
通常の技術的な理解を外れた予期せぬような解決策が、本特許請求項に記載されている。
【０００６】
図１〜４は、本発明を模範的にかつ概略的に表している。
【０００７】
図１で明らかなように、鋳造速度、鋳片幅、鋳片厚み、鋳片形状（円形、外形等）、鋳造能力、タンディッシュデザイン、タンディッシュ充填率、タンディッシュ内張り、タンディッシュ方式、取鍋の状態に依存して、ならびに生の鋳鋼と油潤滑あるいは、ノズル鋳造／ノズル管と鋳造粉末を使用した鋳造について、鋳型（１）のメニスカス（２）の溶湯温度を制御し、かつ一定にしなければならないという考えが根底にある。鋳型の形状に対して決定された、左右対称な点における、鋳型（１）のメニスカスのこの溶湯温度（２．１）は、すべての鋳造状況下において、次式を満たすものでなければならない。
ＴＭＬ（℃）＝Ｔｌｉ＋Ｘ　　　　　　　　　　　　（２．１）
ただし、５≦Ｘ≦１５，Ｔｌｉ＝ｆ（鋼の品質）
制御すべきメニスカス温度（２．１）のこのような条件は、どの鋼品質にあっても適用される。
【０００８】
起こり得る鋳造状況に依存しない鋳造条件（２．１）を保証するために、メニスカス（２）から出発して、タンディッシュ（３）、取鍋炉（４．１）とたとえば真空処理部（４．２）を備えた二次冶金部（４）の方向に向かい、たとえばＢＯＦ（コンバータ）（５．１）あるいはＥ型炉（５．２）から成る炉湯出し口（５）に至るまでの、溶湯の温度損失が正確に検出される。
【０００９】
このような一連の製造工程における溶湯の温度損失は、その形式および状態（耐久性、磨耗、固有の熱伝達等）において、溶湯ならびに不燃性の内張りを備えた溶湯を入れる容器の経過時間および温度からの影響をかなり強く受ける。
【００１０】
たとえばタンディッシュ（３）および取鍋（４．３）を一つの熱交換器とみなしてもよい場合、その熱交換器固有の熱データは内張りの方式、経過年数あるいは磨耗状態によって決定する。
【００１１】
さらに、まだ熱的平衡状態にない変動するプロセス段階の鋳造としては、加熱時間、加熱温度および取鍋履歴（７）によって特徴付けられている空タンディッシュ（３）と取鍋（４．３）の熱を維持することが、取鍋内滞留時間中、取鍋とタンディッシュ間の移行の際、およびタンディッシュ自体における溶湯温度損失に対して本質的に影響を及ぼす。
【００１２】
鋳造シーケンスの中で二番目からｎ番目の取鍋の場合には、タンディッシュは一定の温度損失を伴う熱的平衡状態にあり、それに対して取鍋は、さらに異なる温度損失に関して“識別個体”として構成されている。
【００１３】
これまで、連続鋳造機（１．１）の分野では、二次冶金部（４）のタンディッシュ（３）への接点としての取鍋炉（４．１）と炉湯出し口（５）との間での、この温度損失を経験則によって予測しており、かつ工程の品質上考慮している。
【００１４】
それゆえ、鋳造を制御するには、所望の溶湯温度ＴＭＬ（℃）＝Ｔｌｉ＋Ｘ　　（２．１）から出発しており、タンディッシュ（３．１）内のこの所望溶湯温度は所定の鋳造速度および鋳片形状によって決定する。タンディッシュ内温度（３．１）は、取鍋炉とタンディッシュ間の温度損失（４．１．１）を検出することによって任意に調整される。融解に関する設定は、メニスカス（２．１）の溶湯温度を基礎として、たとえば二次冶金（４）領域の取鍋炉、ＬＦ−ｅｘ（４．１）における排出温度以下の、鋳造速度（６）に依存する補助的な温度＋５，１０，１５，２０℃（３．１．１）−部分図３ａ−と等価なタンディッシュ内の等価湯温Ｔｌｉ°（３．１）として表現し図３に示す。取鍋炉の溶湯排出温度はその二つの固有の影響領域を備えた取鍋の履歴（７）、すなわち鋳造開始“取鍋充填”に至る取鍋炉における、炉湯出口から、取鍋炉の排出までの、取鍋（７．１）の溶湯滞留時間と、溶湯（７．２）の無い時間すなわち“取鍋空き”の時間、ならびに以下のような重要な影響数値を備えたタンディッシュ履歴（３．２）によって決定する。
【００１５】
・タンディッシュ内の安定化温度（３．２．１）
・タンディッシュの安定化時間（３．２．２）
・独自の準備体制を有するタンディシュの循環時間（３．２．３）
孔をあけたシート薄板（８．１．１）を使用して、フォトセンサ（受光器）（８．１．２）上に、取鍋の壁の符号化された固有放射線を照射することを基本とした適当なタンディッシュ認識システム（８）を図４に示す。
【００１６】
図１に炉湯出し口（５）と連続鋳造鋳型（１）間の全体の製造工程図を示す。メニスカス（２．１）の所望溶湯温度から始まるが、まず最初にタンディッシュに関する、それから取鍋炉、ＬＦ−ｅｘに関する融解温度を計画可能にし、かつ“オンライン”制御を可能にするために、鋳造パラメータ、ここでは既定の鋳造能力あるいは既定のタンディッシュ内の溶湯滞留時間の場合における、ＴＴ／ＶＣシステム（１０）（図２参照）に記載の、鋳造速度（６）に対するタンディッシュ内溶湯温度の依存性、安定化温度（３．２．１）と安定化時間（３．２．２）とから成るタンディッシュの履歴（３．２）ならびに新たな内張りの取替え、混合吹付物質、乾燥時間等のような行ないうる準備を伴うタンディッシュの循時間（３．２．３）、および溶湯（７．１）の入った取鍋の時間、取鍋に溶湯が無い場合の残った取鍋の時間（７．２）および取鍋の内張り年数（磨耗）と取鍋の内張り方式によって定まる取鍋の状態（７．３）から成る取鍋の履歴（７）が知られていなければならない。
【００１７】
それによれば取鍋の履歴（７）は、湯出し開始までの最大時間、たとえば最大２５分の“取鍋充填”時間、あるいは湯出し開始から取鍋炉の排出までの時間（７．１）と“取鍋空き”の時間（７．２）と取鍋の状態（７．３）とから成り、その際“取鍋充填”（７．１）と“取鍋空き”（７．２）とが、通常の取鍋サイクル時間（７．４）を形成している。
【００１８】
“取鍋空き”（７．２）の時間の間、取鍋は次の容器（７．２．２）を準備するためにすべり弁の洗浄（７．２．１）のような様々な処理を経る。さらに、長い空き時間の場合には、取鍋を加熱状態（７．５）で加熱するために、あるいは取鍋の取鍋囲壁部（７．６）に新たに取鍋を内張り取替えするために、取鍋サイクルから取鍋を取り出すことも可能である。
【００１９】
取鍋に作用し、それにより最終的に取鍋炉とタンディシュ間の温度損失（４．１．１）へ及ぼす膨大な影響値、このような影響値を検知するために、とくに符号化された取鍋の放射線照射（８．１）を使っていて、取鍋固有の放射線照射を原理にした取鍋認識システム（８）が、取鍋サイクル（７．４）の取鍋の履歴（７）を確定するために重要な場所に設けられている。このような計測ユニットを用いて、“取鍋充填”（７．１）、“取鍋空き”（７．２）の領域における運動および微分された時間的序列が記録可能であり、機能的に関連したこのデータ収集を基にしてＬＦとタンディッシュ間の温度損失（４．１．１）を“オンライン”調整する。
【００２０】
複数の取鍋から成る鋳造シーケンスの鋳造工程に特別に着目すると、タンディッシュの経済領域（３．２）においては、取鍋の場合のような類似の工程が実施される。この場合、ＬＦ（４．１）とタンディッシュ（３）間の温度損失（４．１．１）はタンディッシュの履歴（３．２）により再度重なり合い、この履歴は以下の項目から成る。
【００２１】
・タンディシュの安定化温度（３．２．１）
・タンディッシュの安定化時間（３．２．２）
・タンディッシュの循環時間（３．２．３）
・タンディシュの乾燥時間／温度（３．２．４）
・タンディッシュの内張り（３．２．５）
図２には、Ｅ型炉（５．２）かあるいはＢＯＦ（５．１）から、取鍋炉ＬＦ−ｅｘ（４．１）を経て、鋳型（１）内のメニスカス（２）までの鋳片の温度推移を示す。メニスカス（２．１）の設定溶湯温度は、タンディッシュ内の、および取鍋炉ＬＦ−ｅｘ（４．１）における温度カリキュラムにとっての基礎を示している。
【００２２】
メニスカスからタンディッシュ（９）内へ至る急激な温度上昇あるいはタンディッシュからメニスカス内へ至る溶湯の温度損失は、たいていは鋳造温度（６）および鋳造能力、つまり凝固状態の厚さおよび鋳造幅により決定する。
【００２３】
タンディッシュから取鍋炉（４．１．１）までの温度変化は、たいていは取鍋炉の履歴（７）およびタンディッシュの履歴（３．２）により決定する。
【００２４】
図３は部分図ａと部分図ｂに分かれている。部分図ａにおいて、タンディッシュ温度（３．１）ＴＴは、タンディッシュ内溶湯の等価液晶線温度（３．１．１）に関する鋳造速度（６）すなわちＶＣとして示される、言い換えると補助温度（３．１．１．１’），Ｔｌｉ＋５，１０，１５，２０（℃）を有するＴ°ｌｉ に関する鋳造速度（６）すなわちＶＣとして示される。
【００２５】
鋳造速度を毎分５ｍ以上に設定した場合、Ｔｌｉ＝１５３０（℃）の鋼の品質に関して、タンディッシュ内の理想温度（１０．１）、ＴＴ（℃）＝Ｔｌｉ＋１０（ただし、ＶＣ＝５（ｍ／分））とみなされる１５６０℃のタンディッシュ内温度（１０）が結果的に判明する。
【００２６】
たとえば１５６０℃の理想温度（１０．１）まで加熱するには、タンディッシュと取鍋炉、ＬＦ−ｅｘ（４．１）間の急激な溶湯温度上昇（４．１．１）は図ｂで示すように決定する。
【００２７】
ここでは、１１００℃のタンディッシュ内予備加熱（３．２．１．１）と１２００℃のタンディッシュ内予備加熱（３．２．１．２）との場合の鋳造に関する、ならびに連続する２番目〜ｎ番目の取鍋（３．２．１．３）に関する、取鍋（７．１）内の溶湯の時間的影響値に渡る温度損失（４．１．１）を示す。
【００２８】
この図により、連続する取鍋の最初の取鍋も、それに続く取鍋も、温度損失は取鍋（７．１）内の溶湯の滞留時間およびタンディッシュ内予熱温度（３．２．１）に依存している。さらにこのような温度損失は残った取鍋の履歴（７）に依存しており、記載の方法により“オンライン”で決定してもよい。
【００２９】
図４は、孔あきの薄板（８．１．１）を使用した、符号化した固有の放射線照射（８．１）を基本原理とした取鍋認識システム（８）を示しており、この放射線照射は、取鍋サイクル（７．４）に意図的目的で設けられた、ひとつあるいは複数の放射線センサー（８．１）によって検出される。
【００３０】
ここに記載された方法による特徴、および装置の技術的特徴により、高い鋳造速度、およびこれに伴った高い生産性にあって、良好で最大の品質および高い鋳造安全性を特徴とする規制された鋳造が行なわれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】連続鋳造装置の炉湯出し口とメニスカス間の製造工程図。
【図２】鋳型内のメニスカスから始まり、取鍋炉を経て炉湯出し口に至る一連の工程に関する工程時間の溶湯温度履歴すなわち溶湯温度経過。
【図３】二つの部分図３ａおよび３ｂ、たとえば融解設定。
【図４】取鍋認識システム。
【符号の説明】
１　　　　　　　連続鋳造の鋳型
１．１　　　連続鋳造機
１．２　　　測定手段
２　　　　　　　鋳型内メニスカス
２．１　　　　　設定されたメニスカスの溶湯温度領域
ＴＭＬ（℃）＝Ｔｌｉ＋Ｘ
ただし、５≦Ｘ≦１５
３　　　　　　　タンディッシュ
３．１　　　　　タンディッシュ内溶湯温度、ＴＴ
３．１．１　　　タンディッシュ内等価液相線温度、Ｔｌｉ°
３．１．１．１　補助温度　Ｔｌｉ（℃）＋５，１０，１５，２０（℃）
３．２　　　　　タンディッシュの履歴、タンディッシュの経済性
３．２．１　タンディッシュ内予備加熱温度
３．２．１．１　タンディッシュ内予備加熱温度１１００℃
３．２．１．２　タンディッシュ内予備加熱温度１２００℃
３．２．１．３　連続する２番目からｎ番目の取鍋
３．２．２　　　タンディッシュ内予備加熱時間
３．２．２．１　タンディッシュ内予備加熱状態
３．２．３　　　タンディッシュ循環時間
３．２．４　　　タンディッシュ乾燥時間と温度
３．２．５　タンディッシュ内張り
３．２．６　タンディッシュ内張りの取替え
３．ｎ　　　　　測定手段
４　　　　　　　二次冶金部
４．１　　　　　取鍋炉，ＬＦ−ｅｘのような最終温度を決定する工程段階
４．１．１　　　取鍋とタンディッシュ間の温度損失あるいは急激な温度上昇
４．２　　　　　真空処理状態
４．３　　　　　取鍋
４．４　　　　　計算機
５　　　　　　　取鍋の炉湯出し口
５．１　　　　　コンバータ、ＢＯＦ
５．１．１　　　酸素ランス
５．２　　　　　Ｅ型炉
６　　　　　　　鋳造速度、ＶＣｉｎ（ｍ／分）
７　　　　　　　取鍋の履歴
７．１　　　　　炉湯出し口から、取鍋炉（ＬＦ−ｅｘ）の排出まで、あるいは取鍋（鋳造開始）の“開口”，すなわち“取鍋充填”までの取鍋溶湯滞留時間
７．２　　　　　溶湯の入っていない取鍋の期間、“取鍋空き”
７．２．１　取鍋、炉床，湯出し口栓，およびすべり弁の洗浄
７．２．２　スライダの準備、制御、すべり弁座の設置等
７．３　　　　　取鍋状態、内張りの老朽化と方式
７．４　　　　　取鍋サイクルタイム
７．４．１　　　取鍋サイクル、取鍋循環
７．５　　　　　取鍋加熱状態
７．６　　　　　取鍋囲壁状態、新たな内張り取替え
８　　　　　　　取鍋認識システム
８．１　　　　　取鍋体の固有放射線照射に基づいた符号化された放射線照射システムを備えた個々の取鍋、識別個体−取鍋
８．１．１　　　符号化された薄板
８．１．２　　　放射線センサー
９　　　　　　　急激な温度上昇
メニスカスの溶湯／タンディッシュ内の溶湯、あるいはタンディシュとメニスカス間の溶湯温度損失、鋳造速度の関数（ＶＣ）（６）、タンディッシュデザイン等
１０　　　　　　タンディッシュ内温度、ＴＴｉｎ（℃）
１０．１　　　　理想目標温度ＴＴ−ｉｄｅａｌ（℃）＝Ｔｌｉ（３．１．１）＋１０
１０．１．１　　理想目標温度ＴＴ−ｉｄｅａｌ（℃）＝Ｔｌｉ（３．１．１）＋１０ただし、ＶＣ＝５（ｍ／分）
１０．２　　　　実際の温度領域ＴＴ−ｒｅａｌ（℃）＝Ｔｌｉ（３．１．１）＋１０±５
１０．２．１　　実際の温度領域ＴＴ−ｒｅａｌ（℃）＝Ｔｌｉ（３．１．１）＋１０±５
ただし、ＶＣ＝５（ｍ／分）
１１　　　　　　圧延機
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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2004512958.tif 000028
【国際調査報告】
2004512958.tif 000029
2004512958.tif 000030
2004512958.tif 000031
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