JPH0929401A - 連続鋳造におけるタンディッシュ内溶鋼の温度制御法 - Google Patents

連続鋳造におけるタンディッシュ内溶鋼の温度制御法

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JPH0929401A
JPH0929401A JP19076095A JP19076095A JPH0929401A JP H0929401 A JPH0929401 A JP H0929401A JP 19076095 A JP19076095 A JP 19076095A JP 19076095 A JP19076095 A JP 19076095A JP H0929401 A JPH0929401 A JP H0929401A
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JP
Japan
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molten steel
temperature
tundish
casting
temp
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Application number
JP19076095A
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English (en)
Inventor
Masahiko Kimura
政彦 木村
Tomonori Kamiyama
朋典 神山
Yoshiharu Sakurai
美弦 櫻井
Nozomi Tamura
望 田村
Hidemi Aoki
秀未 青木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【構成】タンディッシュ内の溶鋼にプラズマを印加する
ことによって加熱、昇温し、該溶鋼の温度を目標とする
範囲に保持しつつ連続鋳造を行うに当たり、該当チャー
ジの操業データを基にして取鍋およびタンディッシュに
おける溶鋼の抜熱量を推定して溶鋼の温度降下量を推算
し、この温度降下量と鋳造初期の少なくとも1点の測温
データとから1ヒート毎の鋳造末期の溶鋼温度を予測
し、その値が、目標温度を下回る場合には、プラズマを
印加して溶鋼の温度が目標温度の範囲内に収まるように
保持する。 【効果】タンディッシュ内の溶鋼を鋳造末期に至るまで
所定の温度に保持できるので安定した連続鋳造を実施で
きる。また、鋳造初期においても温度推移の予測が可能
であるため、それ以降の測温が不要であって、作業の簡
略化を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、タンディッシュ
内の溶鋼の温度を連続鋳造の末期に至るまで適正範囲内
に保持し安定した連続鋳造を実現しようとするものであ
る。
【0002】
【従来の技術】鋼の連続鋳造においては鋳造時間の経過
に伴いタンディッシュ内溶鋼の温度低下は避けられず、
溶鋼温度が低過ぎるとノズル詰まりなどの操業上のトラ
ブルを招くことになる。そこで、このようなトラブルを
回避するための温度補償手段としてプラズマヒータが使
用されていた。
【0003】このプラズマヒータは、例えば、連続鋳造
の鋳造末期にタンディッシュ内の溶鋼に対してその上部
からプラズマを印加することによって加熱するものであ
って、これによれば比較的短時間で大量の熱を溶鋼に付
与できるため、とくに溶鋼を連続鋳造用鋳型に供給して
いる状態でタンディッシュ内の溶鋼を所定の温度に保持
するのに適した加熱手段といえた。
【0004】しかし、従来の連続鋳造操業においては、
プラズマヒータによる加熱を施すとしても、鋳造開始後
どの時期でプラズマ印加すればよいのか、どの程度継続
して加熱すればよいのか、あるいはどの程度の出力にし
て加熱すればよいのかなどといった予測が困難であっ
て、鋳造の末期に至るまでの間に溶鋼の温度が目標温度
を下回る場合もあり、安定した鋳造が実施できずその解
決が望まれていた。
【0005】ところで、プラズマヒータの印加開始時間
やその出力調整に関しては、例えば特開平1−1783
53号公報のようにタンディッシュ内の溶鋼の温度を常
時測定して制御する技術が提案されており、また、特開
平3−281044号公報に開示されているように、溶
鋼流量と貯鋼重量を検出値としてPID制御を行う技術
も既に知られている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、タンデ
ィッシュ内の溶鋼温度を連続的に測定して温度制御を行
う特開平1-178353号公報に開示の方法やPID制御を行
う特開平3-281044号公報に開示の方法では、測温機器の
耐久性、プラズマ出力変化後の応答性すなわち設備メン
テナンス、温度制御に問題があった。
【0007】この発明の目的は、鋼の連続鋳造におい
て、タンディッシュ内の溶鋼を鋳造の末期に至るまで適
正温度範囲に保持できる新規な温度制御方法を提案する
ところにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】連続鋳造においてタンデ
ィッシュ内の溶鋼の温度推移は各チャージ毎に異なるの
で、この発明では各チャージ毎にタンディッシュの溶鋼
のバッチ測温を少なくとも1回行い、該当チャージの操
業データを基にある時点以降の溶鋼温度を予測し、これ
に従ってプラズマヒータによる加熱開始時期、加熱時
間、出力を決定し、とくに鋳造末期の溶鋼温度を目標温
度範囲内に加熱して安定鋳造を図ろうとするものであ
る。
【0009】すなわち、この発明は、タンディッシュ内
の溶鋼にプラズマを印加することによって加熱、昇温
し、該溶鋼の温度を目標とする範囲に保持しつつ連続鋳
造を行うに当たり、該当チャージの操業データを基にし
て取鍋およびタンディッシュにおける溶鋼の抜熱量を推
定して溶鋼の温度降下率を推算し、この温度降下率と少
なくとも1点の鋳造時の測温データとから、1ヒート毎
の鋳造末期の溶鋼温度を予測し、その値が、目標温度を
下回る場合には、溶鋼の温度が目標とする温度の範囲内
に収まるように加熱開始時期、加熱時間、ヒータの出力
を設定してプラズマを印加することを特徴とする連続鋳
造におけるタンディッシュ内溶鋼の温度制御法であり、
該当チャージの操業データは、少なくとも、ヒートサイ
ズ(出鋼時取鍋溶鋼重量)、二次精錬(VOD)終了時
の溶鋼の温度、二次精錬時間、溶鋼のスループット、取
鍋内の溶鋼が空になってから次の溶鋼が注入されるまで
の時間(空鍋時間)を使用することができるが、この他
に、取鍋およびタンディッシュの予熱Cガス量、出鋼か
らの経過時間、取鍋およびタンデッシュの使用回数(施
工からの回数)、タンディッシュ内の溶鋼重量等を加え
ることもできる。また、上記した少なくとも1回の鋳造
時の測温タイミングは、鋳造の中間点またはそれより前
のいわゆる鋳造初期において行うものとする。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は、二次精錬終了時から鋳造
末期までの溶鋼の温度推移の一例を示したものである。
溶鋼の温度管理でとくに重要になるのは、温度降下率
(℃/min )が大きい鋳造後半から鋳造末期の間(図中
太線)であり、ここで溶鋼の温度補償が必要になる。
【0011】鋳造末期における温度降下率の分布状況は
図2に示す通りであって、溶鋼の温度は各チャージ毎に
大きく変化する。しかし、この発明では以下の要領に従
い該当チャージの操業データより取鍋とタンディッシュ
における溶鋼の抜熱量を推定し、その温度降下率から溶
鋼温度を予測し、これを基にプラズマヒータによる加熱
を実施するようにしたので、溶鋼の温度低下による支障
なしに安定した連続鋳造が行えることになる。
【0012】プラズマヒータによる加熱を実施するにあ
たり必要になる溶鋼温度の推定は次の考えに従って行
う。まず、モデル範囲として二次精錬 (VOD処理) 終
了から連続鋳造終了に至るまでの過程における溶鋼の熱
収支をもとに組み立てた物理をモデルを導入する。この
モデルを、二次精錬終了から溶鋼をタンディッシュに注
入する前までの過程 (過程1) と溶鋼の注入中の過程
(過程2) の二つに分け、過程1では取鍋要因を、ま
た、過程2では取鍋要因とタンディッシュ要因を考慮す
る。
【0013】さて、tccS :鋳造開始時間 tVDE ccS :VOD終了から鋳造開始までの時間 CP :比熱 Tl0:VOD終了時の溶鋼温度 Ml :取鍋溶鋼重量 W:スループット Qt :取鍋の放熱量 Tl :取鍋溶鋼温度 Qt ′:タンディッシュ放熱量 T:タンディッシュの溶鋼温度 M:タンディッシュの溶鋼重量 とすると
【0014】取鍋の熱収支 (VOD処理終了時をt=0
とする) は、 ・0<t<tccS の時 Ml P ( dTl /dt) =−Qt ′ ---(1) ・tccS <tの時 {Ml −W (t−tVDE ccS ) }CP ( dTl /dt) =−Qt --- (2) また、タンディッシュの熱収支は、 MCP ( dT/dt) =WCP ( Tl −T) −Qt ′ ---(3)
【0015】で表すことができ、これをある仮定(例え
ば取鍋およびタンディッシュの放熱を定常とする。)を
用いて解くことによって下記(4) 式の溶鋼温度推定式を
導出する。 T=Tl0+f(x)+g(y) ---(4) ここで、f(x):取鍋要因項 g(y):タンディッシュ要因項 である。
【0016】そして、上記(4) の係数を重回帰分析より
求めてタンディッシュ内の溶鋼温度Tを推定し、この温
度が鋳造の末期において目標温度になるようにプラズマ
ヒータの出力、これによる加熱時間を決定する。
【0017】なお、溶鋼温度に影響する操業条件として
は空鍋時間 (前チャージ鋳造終了〜次チャージ出鋼) 、
ヒートサイズ、鍋連続使用回数、VOD処理時間、スル
ープット、タンディッシュ溶鋼重量、タンディッシュ予
熱Cガス量、タンディッシュ連々数など挙げられ、空鍋
時間にいては鍋内に溶鋼が存在しない時間などである。
これらの操業条件は、上記の各要因鋼f(x) 、g
(y) に含まれる。各操業条件と溶鋼温度との定性的な
関係は表1に示すとおりである。すなわち、空鍋時間が
長いほど溶鋼の温度降下は大きく、また、ヒートサイズ
に関してはそれが大きいほど温度降下は小さい。鍋の使
用回数に関してはその回数が多いほど温度降下は小さ
く、VOD処理時間についてはその時間が長いほど温度
降下は小さい。さらに、スループットやタンディッシュ
内の溶鋼重量、予熱Cガス量、連々数については大きく
なればなるほど温度降下は小さくなる。
【0018】
【表1】
【0019】
【実施例】溶鋼(鋼種:SUS304)を28t収容で
きるタンディッシュを備えた連続鋳造機を用いて、厚さ
200mm,幅1200mmになる鋳造鋳片するに当たり、
下記の要領でタンディッシュ内の温度制御を行い、タン
ディッシュ内における溶鋼の温度の変動状況を調査し
た。なお、この実施例では通常の要領でプラズマヒータ
により加熱した場合と、プラズマヒータを使用しないで
加熱した場合における溶鋼のタンディッシュ内における
温度の変動状況も併せて調査した。
【0020】操業データとしては、二次精錬時間:70
(min )、スループット:2(t/min )、出鋼時取鍋
溶鋼重量(ヒートサイズ):100t、鋳造中のタンデ
ィッシュ内溶鋼温度:1530(℃)、二次精錬終了時
温度:1600(℃)を用い、これらのデータを基に鋳
造末期の温度降下の実績より重回帰分析を行い推定式を
式(4)の如く導出し、この式より温度降下率を推算し
た。
【0021】図3は、この発明により計算した鋳造末期
におけるタンディッシュ内の溶鋼の温度降下率と鋳造末
期における溶鋼の温度降下率の実績値とを比較した結果
であり、両者はよく一致している。なお、従来の操業デ
ータからチャージが定まれば、鋳造末期における溶鋼の
温度降下率はほぼ一定であることが知られている。した
がって、この発明に従い推算した温度降下率から、それ
以降の溶鋼温度を算出してプラズマヒータの印加開始時
間、加熱時間、ヒータの出力を(溶鋼温度)−(目標温
度)>0の条件に従い決定して温度制御を行うことによ
り、図4に示す如く溶鋼の温度を鋳造末期に至るまで目
標温度に保持できることが確認できた。
【0022】
【発明の効果】この発明によれば、タンディッシュ内の
溶鋼を鋳造末期に至るまで所定の温度に保持できるので
安定した連続鋳造を実施できる。また、鋳造初期におい
ても温度推移の予測が可能であるため、それ以降の測温
が不要であって、作業の簡略化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】溶鋼温度の変動状況を示した図である。
【図2】鋳造末期における溶鋼温度の降下状況を示した
図である。
【図3】温度降下率を計算値と実績値について比較して
示したグラフである。
【図4】溶鋼温度の変動状況を比較して示した図であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 櫻井 美弦 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 田村 望 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 青木 秀未 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 タンディッシュ内の溶鋼にプラズマを印
    加することによって加熱、昇温し、該溶鋼の温度を目標
    とする範囲に保持しつつ連続鋳造を行うに当たり、 該当チャージの操業データを基にして取鍋およびタンデ
    ィッシュにおける溶鋼の抜熱量を推定して溶鋼の温度降
    下率を推算し、この温度降下率と少なくとも1点の鋳造
    時の測温データとから、1ヒート毎の鋳造末期の溶鋼温
    度を予測し、その値が、目標温度を下回る場合には、プ
    ラズマを印加して溶鋼の温度が目標温度の範囲内に収ま
    るように保持することを特徴とする連続鋳造におけるタ
    ンディッシュ内溶鋼の温度制御法。
  2. 【請求項2】 該当チャージの操業データは、少なくと
    も、ヒートサイズ、二次精錬終了時の溶鋼の温度、二次
    精錬時間、溶鋼のスループット、取鍋内の溶鋼が空にな
    ってから次の溶鋼が注入されるまでの時間である、請求
    項1記載の方法。
JP19076095A 1995-07-26 1995-07-26 連続鋳造におけるタンディッシュ内溶鋼の温度制御法 Pending JPH0929401A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007186762A (ja) * 2006-01-13 2007-07-26 Kobe Steel Ltd 鉄鋼の製造プロセスの操業方法及びそれに用いられる操業装置
JP2009248094A (ja) * 2008-04-01 2009-10-29 Nippon Steel Corp 溶鋼の保温方法
KR101400034B1 (ko) * 2012-01-31 2014-05-27 현대제철 주식회사 턴디쉬의 용강온도 유지방법
KR101400040B1 (ko) * 2012-04-26 2014-05-27 현대제철 주식회사 턴디쉬의 용강온도 유지방법
JP2015093293A (ja) * 2013-11-11 2015-05-18 株式会社神戸製鋼所 取鍋自然開孔率の向上方法

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