JP4828366B2 - 鋳型の熱流束に基づく縦割検知方法及び連続鋳造方法 - Google Patents
鋳型の熱流束に基づく縦割検知方法及び連続鋳造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4828366B2 JP4828366B2 JP2006258295A JP2006258295A JP4828366B2 JP 4828366 B2 JP4828366 B2 JP 4828366B2 JP 2006258295 A JP2006258295 A JP 2006258295A JP 2006258295 A JP2006258295 A JP 2006258295A JP 4828366 B2 JP4828366 B2 JP 4828366B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mold
- heat flux
- interval
- standard deviation
- regions
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Continuous Casting (AREA)
Description
「メニスカス距離M」:鋳型内のメニスカス(溶鋼湯面)を起点とし、鋳造経路に沿って観念する距離を意味する。
「縦割」:鋳片の広面における、鋳造方向長さが100mm以上の、割れを意味する。その縦割の鋳造方向長さの測定は、例えばノギスや目視などによる。
「鋳片部」:連続的に生産された鋳片をその鋳造方向において所定の長さ(例えば3mなど)で切断して得られる細切れの鋳片を意味し、通常1枚2枚・・・と数える。
・鋳片の炭素含有量C[wt%]:0.08〜0.18
・鋳造速度Vc[m/min]:0.7〜2.5
・鋳型幅(鋳片の広面の幅に略一致する:鋳型上端における鋳型幅)[mm]:1000〜2110
・鋳型厚(鋳片の狭面の幅に略一致する:鋳型上端における鋳型厚)[mm]:230〜280
・鋳型高さ[mm]:900
次に、上記の鋳型1の構造を本図に従って詳細に説明する。即ち、本実施形態において鋳型1は、該鋳型1に注湯された溶鋼に対して直接的に接触する銅板2と、該銅板2を囲繞するように形成されるジャケット3と、から構成されている。
次に、連続鋳造中の上記鋳型1の広面2a・2aにおける熱流束について図2及び図3を参照しつつ説明する。即ち、鋳造する鋳片の広面(前記広面2a・2aに面する。)に縦割が発生したか否かを検知することを目的として本実施形態では、上記鋳型1の広面2a・2aにおける熱流束に着目することとしている。具体的には以下の通りである。
ところで、鋳片の広面に発生する縦割の原因(例えば凝固シェルと鋳型銅板との間への鋳型パウダーの不均一な流入など)は、凝固シェルと鋳型1の広面側内壁面AAとの境界における熱流束の、該鋳型1の幅方向における局所的な、変化として発現するものと考えれる。従って、本実施形態に係る縦割検知方法では、上述の如く求めた各面領域a1・a2・・・の平均熱流束q[W/m2]の鋳型幅方向における局所的なバラツキに着目する。具体的には以下の如くである。
(第一の組)
即ち、第一の組は、隣り合う前記の面領域a1及びa2、a3を組み合わせてなるものとする。換言すれば、面領域a1及びa2、a3を第一の組とする。そして、この第一の組に属する3領域(即ち、面領域a1及びa2、a3)における前記平均熱流束q[W/m2]の標準偏差σ[W/m2]としての標準偏差σ1〜3[W/m2]を求める。
同様に、第二の組は、隣り合う前記の面領域a2及びa3、a4を組み合わせてなるものとする。そして、この第二の組に属する3領域(即ち、面領域a2及びa3、a4)における前記平均熱流束q[W/m2]の標準偏差σ[W/m2]としての標準偏差σ2〜4[W/m2]を求める。
上記と同様に、第三の組から、第i-2の組に至るまで、夫々の標準偏差σk〜k+n-1[W/m2]を求める。
前記の領域数nを4とする場合も、領域数nを3とした上記の場合と同様に考えることができ、以下、簡単に例示する。
即ち、第一の組は、隣り合う前記の面領域a1及びa2、a3、a4を組み合わせてなるものとする。換言すれば、面領域a1及びa2、a3、a4を第一の組とする。そして、この第一の組に属する4領域(即ち、面領域a1及びa2、a3、a4)における前記平均熱流束q[W/m2]の標準偏差σ[W/m2]としての標準偏差σ1〜4[W/m2]を求める。
上記と同様に、第二の組から、第i-3の組に至るまで、夫々の標準偏差σk〜k+n-1[W/m2]を求める。
前記の領域数nを5又は6、7とする場合も、領域数nを上記の如く3や4とした上述の場合と同様に考えることができる。
本実施形態において縦割の検知は、上記で複数求めた標準偏差σk〜k+n-1[W/m2]のうち最大の標準偏差σmax[W/m2]と、所定の値σo[W/m2]と、を比較することによって行う。具体的には図4の如くである。本図には、各標準偏差σk〜k+n-1[W/m2]の時間変化(1秒ごとの時間推移、140[sec]分(即ち、長手方向長さを3.0[m]とした鋳片部1枚分))が示されている。
鋳片の炭素含有量C[wt%]:0.13
鋳造速度Vc[m/min]:1.3
鋳型幅[mm]:2110
鋳型厚[mm]:280
鋳型高さ[mm]:900
(図4のその他の条件)
間隔p[mm]:20
領域数n:3
各面領域の幅w[mm]:1(図3参照)
次に、上記の「所定の値σo[W/m2]」の決定の方法について、その一例を紹介する。図5に、後述の鋳片部−最大標準偏差MAX(σmax(ΔT))[W/m2]と縦割発生頻度[%]との関係を示す。
鋳片の炭素含有量C[wt%]:0.13
鋳造速度Vc[m/min]:1.3
鋳型幅[mm]:2110
鋳型厚[mm]:280
鋳型高さ[mm]:900
(図5のその他の条件)
間隔p[mm]:20
領域数n:3
各面領域の幅w[mm]:1
本図は、連続的に生産される鋳片を鋳造方向において略3.0[m]ごとに切断して鋳片部とし、夫々の鋳片部を、その広面に縦割が発生していたか否かの点について行った調査試験に基づくものである。本図の横軸は、一枚の鋳片部が鋳型1の前記高熱流束面領域A近傍(図2参照)を通過した時間帯ΔTにおける、上記の標準偏差σmax(T)[W/m2]の更なる最大値としての、鋳片部−最大標準偏差MAX(σmax(ΔT))[W/m2]を、0.05[MW/m2]毎に区切ったものである。一方、縦軸は、調査対象としての鋳片部の枚数に占める、広面に縦割が発生していた鋳片部の枚数の割合を示す。なお、本調査試験では、200枚の鋳片部を調査の対象とした。
次に、本実施形態において前記の広面側内壁面AAのうちメニスカス距離M[mm]が20〜40である面領域としての高熱流束面領域Aに着目する根拠を、図2及び図6に基づいて説明する。図6に示すグラフにおいて、横軸はメニスカス距離M[mm]を示し、縦軸は広面側内壁面AAの各メニスカス距離M[mm]近傍における熱流束[MW/m2]を示す。
鋳片の炭素含有量C[wt%]:0.13
鋳造速度Vc[m/min]:1.1
鋳型幅[mm]:2110
鋳型厚[mm]:280
鋳型高さ[mm]:900
次に、平均熱流束q[W/m2]の求め方の一例を図7及び図8に基づいて例示する。図7は図1の部分拡大図であり、図8は伝熱計算の説明に供する説明図である。ここでは、該平均熱流束q[W/m2]を、『各面領域a1・a2・・・に対応するように前記の鋳型1に埋設した一の熱電対5によって測定した該鋳型1の温度と、前述した冷却水流路2d・2d・・・を流れる前記冷却水の水温と、に基づいて』伝熱計算(二次元の差分法)により求める方法を例示する。
本例では、図7に示すように、鋳型1の広面側の銅板2内に、その幅方向に所定の間隔p[mm](図3も併せて参照)で熱電対5・5・・・(例えばK熱電対(+→クロメル、−→アルメル))を複数埋設し、これらの熱電対5・5・・・を用いて鋳型1の広面側の銅板2内の温度t5・t5・・・を計測する。計測された温度データは所定の時間間隔(例えば1秒)で、CPUや記憶装置(ROM、RAMなど)を適宜に備える電子計算機に送信されるように構成する。また、図示しないが、前記の冷却水流路2d・2d・・・を流れる冷却水の温度t2dも適宜に設けた別の熱電対などにより計測し、計測された温度データも所定の時間間隔で前記の電子計算機に送信されるように構成する。なお、該冷却水の温度t2dは、鋳型1内部に形成された前記の冷却水流路2d・2d・・・から出てきた冷却水の温度を測定して得られる温度測定値を用いることとする。
上記の電子計算機は、(1)鋳型1の広面側の銅板2の温度t5・t5・・・及び(2)冷却水の温度t2dと、鋳造開始前に予め電子計算機の前記記憶装置に記憶させておいた(3)〜(6)、即ち、(3)鋳型の横断面形状(鋳型1の銅板2の厚み(ここで、銅板2の厚みとは、図7中で符号RRで示す距離を意味する。)や冷却水流路2d・2d・・・の断面形状など)、(4)銅熱伝導度λ、(5)銅板2と冷却水との間の界面熱伝達係数h(例えば冷却水流路2d・2d・・・を流れる冷却水の流速に基づいて算出する。)、(6)銅板2とジャケット3との間の界面熱伝達係数h(計算の便宜上、(5)のものと同一とする。)と、(7)上記の熱電対埋込深さdπと、の(1)〜(7)などに基づいて図7に示す如く銅板2における二次元の伝熱に係る微分方程式を差分法により解く。
本例において前記の熱電対5は鋳型1の幅方向でみて、隣り合う二つの冷却水流路2d・2dの略中央に埋設している。従って、一つの面領域axに対応する銅板2は略線対称であり、それ故、伝熱計算の計算対象領域における伝熱の解析は、該計算対象領域のうち太線で示す領域(以下、太線領域と称する。)における伝熱の解析に代えることができる。従って、上記の電子計算機を用いて、この太線領域における伝熱のみを解析することとする。
〔q1:入熱〕
符号q1[W/m2]は、凝固シェル側から上記の太線領域へ入る単位面積あたりの熱量(即ち、平均熱流束)[W/m2]を示す。
〔q2、q3:抜熱〕
また、本図において符号q2[W/m2]及びq3[W/m2]は、太線領域から前記の冷却水流路2d・2d・・・を流れる冷却水へ出る単位面積あたりの熱量(即ち、平均熱流束)[W/m2]を示す。
〔q4:抜熱〕
また、本図において符号q4[W/m2]は、太線領域から前記のジャケット3へ出る単位面積あたりの熱量(即ち、平均熱流束)[W/m2]を示す。
〔その他の熱の出入りについて〕
本実施形態においては、計算の便宜上、本図において太線で示す領域と、銅板2内で隣り合う領域と、の間には熱の移動はないものとする。同様に、銅板2内において鋳造方向の熱の移動もないものとする。
差分法を実行するに際し、上記の太線領域に対してΔx(例えば1mmなど)間隔のメッシュを適用した(即ち、Δx(例えば1mmなど)間隔でメッシュ分割した)。そして、各メッシュ要素の中心を通過する熱量の収支を計算する。この計算は、下記初期条件及び境界条件、計算条件に基づいて開始し実行する(ただし、下記の境界条件及び計算条件として記載した数式は、計算の大まかな概念を紹介するものである。)。そして、上記の各熱電対5による温度t5と、計算上、該熱電対5の位置に配置されるメッシュ要素の中心の温度と、を比較し、その差が1%以内となったときの平均熱流束q1(=qax)[W/m2]を計算結果として採用することとする。
上記の平均熱流束q1[W/m2]及びq2、q3、q4は、任意の値に設定する。
《銅板2と冷却水(又はジャケット3)との界面の境界条件》
前述した界面熱伝達係数hを用いる(図8も併せて参照)。
λ/dz{t(I+1,1)-t(I,1)}+λ/dz{t(I-1,1)-t(I,1)}+λ/dz{t(I,2)-t(I,1)}=h{t(I,1)-tw}
なお、変数dzは図3において符号dzで示す(図7においては奥行き)ものである。
《銅板2と凝固シェルとの界面の境界条件》
前述した平均熱流束q1[W/m2]を用いる。
λ/dz{t(I+1,M)-t(I,M)}+λ/dz{t(I-1,M)-t(I,M)}+λ/dz{t(I,M-1)-t(I,M)}+q1=0
《銅板2の内部》
λ/dz{t(I+1,J)-t(I,J)+t(I-1,J)-t(I,J)+t(I,J+1)-t(I,J)+t(I,J-1)-t(I,J)}=0
・銅熱伝導度λ:355[W/m/deg]
・銅板2と冷却水との間の界面熱伝達係数h:15000[W/m2/deg]
・銅板2とジャケット3との間の界面熱伝達係数h:同上
次に、領域数nの設定の根拠について、図9〜14を参照しつつ詳細に説明する。
鋳片の炭素含有量C[wt%]:0.13
鋳造速度Vc[m/min]:1.2
鋳型幅[mm]:2110
鋳型厚[mm]:280
鋳型高さ[mm]:900
間隔p[mm]:(図中に記載)
領域数n:(図中に記載)
各面領域の幅w[mm]:1
鋳片の炭素含有量C[wt%]:0.13
鋳造速度Vc[m/min]:図中に記載
鋳型幅[mm]:1230
鋳型厚[mm]:230
鋳型高さ[mm]:900
(図15〜図18のその他の条件)
間隔p[mm]:20
領域数n:3
各面領域の幅w[mm]:1
2 銅板
3 ジャケット
5 熱電対
AA(2a) 広面側内壁面
A 高熱流束面領域
a 面領域
Claims (2)
- 溶鋼を冷却して所定形状の凝固シェルを形成するための連続鋳造用の鋳型の広面側内壁面AAのうちメニスカス距離M[mm]が20〜40である面領域としての高熱流束面領域Aにおいて該鋳型の幅方向に10又は20・30・40・50のうち何れか一の間隔p[mm]でとる所定の面領域a1・a2・・・で平均熱流束q[W/m2]を夫々求め、
並設する前記複数の面領域a1・a2・・・のうち隣り合うn領域の面領域ak〜ak+n-1を一組とし、各組ごとに、該組に属する前記複数の面領域ak〜ak+n-1の前記平均熱流束q[W/m2]の標準偏差σk〜k+n-1[W/m2]を求め、
複数求めた上記標準偏差σk〜k+n-1[W/m2]のうち最大の標準偏差σmax[W/m2]が、所定の値σo[W/m2]を上回ったら、鋳片の広面における、鋳造方向長さが100mm以上の縦割が発生したと検知する、ことを特徴とする縦割検知方法。
ただし、
(a)前記間隔p[mm]を10又は20とするときは、前記nを3〜7の何れか一とし、
(b)前記間隔p[mm]を30とするときは、前記nを3〜5の何れか一とし、
(c)前記間隔p[mm]を40とするときは、前記nを3又は4とし、
(d)前記間隔p[mm]を50とするときは、前記nを3とする。 - 溶鋼を冷却して所定形状の凝固シェルを形成するための連続鋳造用の鋳型の広面側内壁面AAのうちメニスカス距離M[mm]が20〜40である面領域としての高熱流束面領域Aにおいて該鋳型の幅方向に10又は20・30・40・50のうち何れか一の間隔p[mm]でとる所定の面領域a1・a2・・・で平均熱流束q[W/m2]を夫々求め、
並設する前記複数の面領域a1・a2・・・のうち隣り合うn領域の面領域ak〜ak+n-1を一組とし、各組ごとに、該組に属する前記複数の面領域ak〜ak+n-1の前記平均熱流束q[W/m2]の標準偏差σk〜k+n-1[W/m2]を求め、
複数求めた上記標準偏差σk〜k+n-1[W/m2]のうち最大の標準偏差σmax[W/m2]と、所定の値σo[W/m2]と、を比較し、
該最大の標準偏差σmax[W/m2]が所定の値σo[W/m2]を超えないように鋳造速度Vc[m/min]を減じる、ことを特徴とする連続鋳造方法。
ただし、
(a)前記間隔p[mm]を10又は20とするときは、前記nを3〜7の何れか一とし、
(b)前記間隔p[mm]を30とするときは、前記nを3〜5の何れか一とし、
(c)前記間隔p[mm]を40とするときは、前記nを3又は4とし、
(d)前記間隔p[mm]を50とするときは、前記nを3とする。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006258295A JP4828366B2 (ja) | 2006-09-25 | 2006-09-25 | 鋳型の熱流束に基づく縦割検知方法及び連続鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006258295A JP4828366B2 (ja) | 2006-09-25 | 2006-09-25 | 鋳型の熱流束に基づく縦割検知方法及び連続鋳造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008073748A JP2008073748A (ja) | 2008-04-03 |
JP4828366B2 true JP4828366B2 (ja) | 2011-11-30 |
Family
ID=39346344
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006258295A Expired - Fee Related JP4828366B2 (ja) | 2006-09-25 | 2006-09-25 | 鋳型の熱流束に基づく縦割検知方法及び連続鋳造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4828366B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5226548B2 (ja) * | 2009-01-29 | 2013-07-03 | 株式会社神戸製鋼所 | 鋳造速度と湯面レベルの変更を伴った中炭素鋼の連続鋳造方法 |
DE102018214390A1 (de) | 2018-08-27 | 2020-02-27 | Sms Group Gmbh | Kokillenbreitseite einer Stranggießkokille mit variabler Messstellendichte zur verbesserten Längsrisserkennung |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0787976B2 (ja) * | 1988-11-30 | 1995-09-27 | 川崎製鉄株式会社 | オンライン鋳片表面欠陥検出方法 |
JPH0360852A (ja) * | 1989-07-31 | 1991-03-15 | Kawasaki Steel Corp | オンライン鋳片の表面欠陥検出方法 |
JPH06304727A (ja) * | 1993-04-23 | 1994-11-01 | Nippon Steel Corp | 鋳造速度制御装置 |
JP2000263203A (ja) * | 1999-03-11 | 2000-09-26 | Nippon Steel Corp | 連続鋳造鋳片の縦割れ予知方法 |
JP2003010950A (ja) * | 2001-06-27 | 2003-01-15 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 連続鋳造における表面疵検知方法及び連続鋳造方法 |
-
2006
- 2006-09-25 JP JP2006258295A patent/JP4828366B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008073748A (ja) | 2008-04-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3100802B1 (en) | Method, device and program for determining casting state in continuous casting | |
JP5505086B2 (ja) | 連続鋳造における鋳型内状態の推定方法、装置及びプログラム | |
JP5387508B2 (ja) | 連続鋳造方法、連続鋳造の制御装置及びプログラム | |
JP2007167871A (ja) | 鋳型または金型の稼動面の操業状態判定装置および判定方法、鋳型または金型の操業方法、コンピュータプログラム、並びにコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 | |
JP2020011255A (ja) | 鋳造状態判定装置、鋳造状態判定方法、およびプログラム | |
JP2008260045A (ja) | 凝固遅れ抑制方法 | |
KR101896203B1 (ko) | 연속 주조 주형 내의 탕면 레벨 검출 장치, 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체 | |
JP5092631B2 (ja) | 連続鋳造におけるブレークアウト検出方法及び装置、該装置を用いた鋼の連続鋳造方法、ブレークアウト防止装置 | |
JP4105839B2 (ja) | 連続鋳造における鋳型内鋳造異常検出方法 | |
JP4828366B2 (ja) | 鋳型の熱流束に基づく縦割検知方法及び連続鋳造方法 | |
JP5387507B2 (ja) | 連続鋳造方法、連続鋳造の制御装置及びプログラム | |
JP2020001064A (ja) | 連続鋳造鋳片の中心固相率推定方法 | |
JP5408040B2 (ja) | 連続鋳造方法、連続鋳造の制御装置及びプログラム | |
JP2008260044A (ja) | 凝固遅れによるブレークアウトを防止する、スラブ鋼の連続鋳造方法 | |
JP6287535B2 (ja) | 連続鋳造設備の鋳型内温度管理装置、連続鋳造設備の鋳型内温度管理方法、及びコンピュータプログラム | |
JP5482418B2 (ja) | ブレークアウト予知方法 | |
JP5906814B2 (ja) | 連続鋳造設備における拘束性ブレークアウトの予知方法及び装置 | |
JP2005007460A (ja) | 連続鋳造鋼片の表面欠陥検知方法 | |
JP5418411B2 (ja) | 連続鋳造方法、連続鋳造の制御装置及びプログラム | |
JP5226548B2 (ja) | 鋳造速度と湯面レベルの変更を伴った中炭素鋼の連続鋳造方法 | |
JP5387506B2 (ja) | 連続鋳造方法、連続鋳造の制御装置及びプログラム | |
JPS62192243A (ja) | 連続鋳造における鋳片縦割れの検出方法 | |
JP5347727B2 (ja) | 連続鋳造機および鋳片表面縦割れ発生予測方法 | |
JP2005296979A (ja) | 溶融金属の連続鋳造におけるブレークアウト予知方法 | |
JPS6330162A (ja) | 連続鋳造におけるシエル厚測定方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080926 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090202 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101005 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110510 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110614 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110913 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110914 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140922 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |