連續(xù)鑄造中的鑄片溫度估計(jì)方法、鑄片的凝固完成狀態(tài)估計(jì)方法和連續(xù)鑄造方法
【專利摘要】本發(fā)明以通過傳熱計(jì)算來估計(jì)鑄片的溫度的鑄片溫度估計(jì)方法為前提。具有：超聲波傳感器，其檢測鑄片的凝固完成位置的通過；凝固完成位置移動(dòng)單元，其使鑄片的凝固完成位置相對(duì)于上述超聲波傳感器的檢測位置從上游側(cè)朝下游側(cè)(或者從下游側(cè)朝上游側(cè))移動(dòng)；溫度計(jì)，其測定上述超聲波傳感器檢測出凝固完成位置的鑄片位置的表面溫度；以及參數(shù)修正部，其對(duì)在上述傳熱計(jì)算中使用的參數(shù)中的至少1個(gè)參數(shù)的值進(jìn)行修正，使得上述超聲波傳感器檢測出凝固完成位置的鑄片位置處的鑄片厚度方向中心部的溫度的計(jì)算值與固相線溫度一致，且鑄片表面溫度與上述溫度計(jì)的測定溫度一致。
【專利說明】連續(xù)鑄造中的鑄片溫度估計(jì)方法、鑄片的凝固完成狀態(tài)估計(jì)方法和連續(xù)鑄造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是與連續(xù)鑄造相關(guān)的技術(shù)，涉及如下連續(xù)鑄造技術(shù):能夠準(zhǔn)確掌握連續(xù)鑄造中的帶束(Strand)內(nèi)的凝固完成位置/形狀，在始終將凝固完成位置控制在連續(xù)鑄造機(jī)內(nèi)的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)最大的拉拔速度(鑄造速度)，并將與鑄片內(nèi)部質(zhì)量相關(guān)性高的凝固結(jié)束形狀控制為最優(yōu)。
【背景技術(shù)】
[0002]在連續(xù)鑄造機(jī)的作業(yè)中，掌握鑄造中的鑄片的凝固狀態(tài)很重要。例如，在由于鑄模內(nèi)冷卻后的冷卻噴霧器的2次冷卻不充分而在鑄片內(nèi)部沒有完全凝固的狀態(tài)下排出到連續(xù)鑄造機(jī)外的情況下，在切斷該鑄片時(shí)，鑄片內(nèi)部的未凝固的熔鋼會(huì)流出，造成很大的問題。此外，在連續(xù)鑄造機(jī)內(nèi)，在鑄模正下方存在矯正部，該矯正部使朝下方被拉拔的鑄片朝水平方向彎曲。需要將2次冷卻設(shè)定為使該矯正的部分處的鑄片溫度不進(jìn)入鑄片的脆化溫度區(qū)域。此外，由于冷卻噴霧器的配置或特性等，鑄片的寬度方向的水量密度分布有時(shí)不一致。因此，通常，凝固完成位置的鑄片寬度方向的形狀不完全平坦，多少存在凹凸。如果該凹凸變大，則凹凸的凹部中會(huì)濃縮有雜質(zhì)，從而容易產(chǎn)生以雜質(zhì)為起點(diǎn)的破裂等，使產(chǎn)品質(zhì)量下降。
[0003]關(guān)于連續(xù)鑄造中的鑄片的內(nèi)部溫度的實(shí)際測量，提出了各種方案。但是，通常，由于測量器等的使用環(huán)境非常高溫且苛刻，因此，還不能在作業(yè)中始終使用。因此，通常，通過使用了傳熱模型的傳熱計(jì)算來估計(jì)沿著鑄片長度方向的鑄片溫度，由此進(jìn)行凝固狀態(tài)的估計(jì)。
[0004]例如，在專利文獻(xiàn)I中，公開了如下方法:每當(dāng)在連續(xù)鑄造中的帶束內(nèi)進(jìn)行了規(guī)定長度的鑄入時(shí)，產(chǎn)生與鑄入方向垂直的計(jì)算截面。進(jìn)而，使該計(jì)算截面分別通過沿鑄入方向連續(xù)設(shè)定的多個(gè)區(qū)域，在到達(dá)下一區(qū)域入側(cè)邊界的時(shí)刻，根據(jù)計(jì)算端面剛剛通過的區(qū)域的平均冷卻條件，來進(jìn)行該計(jì)算截面內(nèi)的二維凝固計(jì)算。此外，給出由該計(jì)算得到的計(jì)算截面內(nèi)的溫度分布作為在下一區(qū)域以后進(jìn)行的上述凝固計(jì)算的初始值，依次進(jìn)行計(jì)算截面內(nèi)的凝固計(jì)算，求出最終區(qū)域入側(cè)邊界處的計(jì)算截面內(nèi)的溫度分布。
[0005]與此相對(duì)，在專利文獻(xiàn)2中，公開了:使用將連續(xù)鑄造機(jī)的物理現(xiàn)象公式化的控制模型，根據(jù)基于設(shè)定的冷卻噴霧器的流量指令鑄造而成的鑄片的溫度與使用上述控制模型計(jì)算出的鑄片的溫度之間的差分，來修正該控制模型所具有的參數(shù)的值。
[0006]此外，在專利文獻(xiàn)3中，公開了具有如下計(jì)算單元的連續(xù)鑄造系統(tǒng):在連續(xù)鑄造中，所述計(jì)算單元根據(jù)至少與連鑄件的合金成分、截面尺寸、鑄造溫度、鑄造速度、鑄片表面的熱通量(HeatFlux)分布相關(guān)的作業(yè)條件，來模擬凝固的狀態(tài)。在該連續(xù)鑄造系統(tǒng)中，具有對(duì)鑄片表面溫度的至少I點(diǎn)進(jìn)行測定的單元，根據(jù)該測定溫度，對(duì)來自上述鑄片表面的熱通量分布進(jìn)行校正，使得在上述計(jì)算中，上述測定點(diǎn)中的表面溫度的計(jì)算值與上述測定溫度一致。[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:日本特開2002-178117號(hào)公報(bào)
[0010]專利文獻(xiàn)2:日本特開平9-24449號(hào)公報(bào)
[0011]專利文獻(xiàn)3:日本特開平10-291060號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]發(fā)明要解決的問題
[0013]在上述專利文獻(xiàn)I那樣的凝固計(jì)算中，通常向鑄片打入釘子(nail shootingmethod)等，確認(rèn)凝固位置，對(duì)與實(shí)際的凝固狀態(tài)的一致性進(jìn)行補(bǔ)償。進(jìn)而，如果一旦調(diào)整，則在該狀態(tài)下，進(jìn)行利用計(jì)算結(jié)果的作業(yè)。但是，在鑄造條件或鋼種不同的情況下，或者在冷卻設(shè)備發(fā)生變更、歷時(shí)劣化或臨時(shí)故障等產(chǎn)生了與進(jìn)行計(jì)算調(diào)整的時(shí)刻不同的狀態(tài)的情況下，存在基于計(jì)算的凝固狀態(tài)的估計(jì)結(jié)果與實(shí)際不同的問題。
[0014]在專利文獻(xiàn)2和3的技術(shù)中，通過修正傳熱模型的參數(shù)，能夠在溫度測定點(diǎn)處，使鑄片溫度的測定值與計(jì)算值一致。
[0015]但是，關(guān)于鑄片的內(nèi)部溫度的計(jì)算值，由于與實(shí)際的鑄片的內(nèi)部溫度不一致，因此，即使使用了修正后的傳熱模型(傳熱計(jì)算)，也不能保證正確地估計(jì)出凝固完成位置。因此，凝固完成位置有可能離開連鑄機(jī)而成為很大的問題。此外，矯正點(diǎn)處的鑄片溫度為鑄片的脆化區(qū)域，有可能帶來在鑄片表面產(chǎn)生破裂的質(zhì)量問題。
[0016]此外，沒有考慮凝固完成位置處的凝固形狀的估計(jì)，不能應(yīng)對(duì)凝固形狀的寬度方向的凹凸。
[0017]本發(fā)明是著眼于上述點(diǎn)而完成的，其目的在于，高精度地估計(jì)出通過連續(xù)鑄造制造出的鑄片的凝固完成位置或形狀。
[0018]用于解決問題的手段
[0019]本發(fā)明的要旨如下。
[0020](I) 一種連續(xù)鑄造中的鑄片溫度估計(jì)方法，在使注入鑄模中的熔鋼在該鑄模內(nèi)進(jìn)行I次冷卻后、將表層凝固的鑄片拉拔并進(jìn)行2次冷卻來連續(xù)地制造鑄片的連續(xù)鑄造中，通過使用了基于至少所述2次冷卻的冷卻條件的熱通量的傳熱計(jì)算，來估計(jì)所述鑄片長度方向的各位置處的鑄片的溫度，其中，
[0021]在連續(xù)鑄造機(jī)中分別配置有:超聲波傳感器，其通過對(duì)所述鑄片收發(fā)超聲波來檢測該鑄片的凝固完成位置的通過；以及表面溫度測量單元，其測定鑄片的表面溫度，
[0022]通過改變鑄造速度來使鑄片的凝固完成位置移動(dòng)，根據(jù)所述超聲波傳感器的接收信號(hào)的強(qiáng)度變化來檢測凝固完成位置，
[0023]在所述超聲波傳感器檢測出所述凝固完成位置時(shí)，利用該表面溫度測量單元來測定通過所述表面溫度測量單元的檢測位置的鑄片的表面溫度，
[0024]對(duì)在所述傳熱計(jì)算中使用的熱傳導(dǎo)率、鑄模的散熱量以及2次冷卻帶的熱傳遞系數(shù)中的至少I個(gè)參數(shù)的值進(jìn)行修正，使得在檢測出所述凝固完成位置的時(shí)刻，所述超聲波傳感器檢測出凝固完成位置的鑄片位置處的鑄片厚度方向中心部的溫度的計(jì)算值與固相線溫度一致，且表面溫度測量單元的檢測位置處的表面溫度的計(jì)算值與該表面溫度測量單元的測定值一致，并使用該修正后的參數(shù)再次進(jìn)行所述傳熱計(jì)算。
[0025](2)的特征在于，在上述(I)所述的連續(xù)鑄造中的鑄片溫度估計(jì)方法中，通過加快所述鑄造速度，使得所述鑄片的凝固完成位置相對(duì)于所述超聲波傳感器的檢測位置從上游側(cè)朝下游側(cè)移動(dòng)。
[0026](3)的特征在于，在上述(I)所述的連續(xù)鑄造中的鑄片溫度估計(jì)方法中，所述表面溫度測量單元測定鑄片的表面溫度作為寬度方向分布，進(jìn)行所述修正，使得表面溫度測量單元的檢測位置處的表面溫度的寬度方向分布的計(jì)算值與該表面溫度測量單元的測定值—致。
[0027](4)的特征在于，在上述(2)所述的連續(xù)鑄造中的鑄片溫度估計(jì)方法中，所述表面溫度測量單元測定鑄片的表面溫度作為寬度方向分布，進(jìn)行所述修正，使得表面溫度測量單元的檢測位置處的表面溫度的寬度方向分布的計(jì)算值與該表面溫度測量單元的測定值—致。
[0028](5) 一種連續(xù)鑄造中的鑄片的凝固完成狀態(tài)估計(jì)方法，其特征在于，根據(jù)通過上述(I)?(4)所述的鑄片溫度估計(jì)方法得到的所述參數(shù)修正后的鑄片溫度估計(jì)結(jié)果，估計(jì)連續(xù)鑄造機(jī)內(nèi)的鑄片的凝固完成位置。
[0029](6) 一種連續(xù)鑄造中的鑄片的凝固完成狀態(tài)估計(jì)方法，其特征在于，根據(jù)通過上述
(3)所述的連續(xù)鑄造中的鑄片溫度估計(jì)方法得到的所述參數(shù)修正后的鑄片溫度估計(jì)結(jié)果，估計(jì)連續(xù)鑄造機(jī)內(nèi)的鑄片的凝固完成位置的形狀。
[0030](7) 一種連續(xù)鑄造中的鑄片的凝固完成狀態(tài)估計(jì)方法，其特征在于，根據(jù)通過上述
(4)所述的連續(xù)鑄造中的鑄片溫度估計(jì)方法得到的所述參數(shù)修正后的鑄片溫度估計(jì)結(jié)果，估計(jì)連續(xù)鑄造機(jī)內(nèi)的鑄片的凝固完成位置的形狀。
[0031](8) 一種連續(xù)鑄造方法，其特征在于，根據(jù)通過上述(5)所述的鑄片的凝固完成狀態(tài)估計(jì)方法進(jìn)行的估計(jì)結(jié)果，對(duì)連續(xù)鑄造的作業(yè)條件進(jìn)行操作，由此控制凝固完成位置的狀態(tài)。
[0032](9) 一種連續(xù)鑄造方法，其特征在于，根據(jù)通過上述(6)或(7)所述的鑄片的凝固完成狀態(tài)估計(jì)方法得到的估計(jì)結(jié)果，對(duì)連續(xù)鑄造的作業(yè)條件進(jìn)行操作，由此控制凝固完成位置的狀態(tài)。
[0033](10)的特征在于，在上述⑶所述的連續(xù)鑄造方法中，所述連續(xù)鑄造的作業(yè)條件是2次冷卻條件、輕壓下條件、鑄造速度和鑄模電磁攪拌強(qiáng)度中的至少一個(gè)。
[0034](11)的特征在于，在上述(9)所述的連續(xù)鑄造方法中，所述連續(xù)鑄造的作業(yè)條件是2次冷卻條件、輕壓下條件、鑄造速度和鑄模電磁攪拌強(qiáng)度中的至少一個(gè)。
[0035]發(fā)明效果
[0036]根據(jù)本發(fā)明，通過使凝固完成位置的鑄片內(nèi)部和表面溫度測定位置的各估計(jì)溫度的計(jì)算值與實(shí)際的溫度一致，來提高鑄片溫度的估計(jì)精度。尤其是，提高凝固完成位置處的估計(jì)溫度的精度。
[0037]此外，關(guān)于上述參數(shù)的修正，可以按預(yù)先設(shè)定時(shí)間間隔來定期地實(shí)施，或者在連續(xù)鑄造條件從穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)為非穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)等，適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行實(shí)施。即，不需要始終實(shí)施。
[0038]此外，通過測定鑄片的表面溫度而作為寬度方向的分布并實(shí)施修正，能夠提高鑄片溫度的寬度方向分布的估計(jì)精度。[0039]此外，能夠以更高精度來預(yù)測和估計(jì)鑄片的凝固完成位置。
[0040]此外，通過根據(jù)所得到的鑄片溫度的寬度方向分布估計(jì)結(jié)果來估計(jì)連續(xù)鑄造機(jī)內(nèi)的鑄片的凝固結(jié)束形狀，能夠以更高精度來預(yù)測和估計(jì)鑄片的凝固完成位置的凹凸形狀。
[0041]此外，通過根據(jù)所得到的凝固完成位置或形狀等凝固狀態(tài)的估計(jì)結(jié)果來操作2次冷卻條件、輕壓下條件、鑄造速度、鑄模電磁攪拌強(qiáng)度等連續(xù)鑄造的作業(yè)條件，能夠?qū)⒛掏瓿晌恢?形狀、即能夠控制為以凝固狀態(tài)為目標(biāo)的期望的位置形狀。其結(jié)果是，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)鑄造的效率和質(zhì)量的提聞。
[0042]作為能夠應(yīng)用于凝固完成位置4 (圖1所示的)的控制的作業(yè)參數(shù)，例如可舉出2次冷卻條件(全冷卻水量的增減、長度方向和/或、寬度方向的水量分布模式、冷卻噴霧器條件以外)、輕壓下條件、鑄造速度、鑄模電磁攪拌強(qiáng)度(鑄模內(nèi)熔鋼流動(dòng)條件的變更)。通過預(yù)先以實(shí)驗(yàn)或理論方式掌握上述作業(yè)參數(shù)凝固完成位置4之間的關(guān)系，在連續(xù)鑄造的作業(yè)時(shí)，進(jìn)行這些作業(yè)參數(shù)的調(diào)整，由此，能夠準(zhǔn)確地控制凝固完成位置4。
[0043]如上所述，根據(jù)本發(fā)明，能夠以更高精度來預(yù)測和估計(jì)鑄片的凝固完成位置或形狀。通過使用本發(fā)明，找出凝固結(jié)束形狀變得平坦的冷卻條件，由此，能夠在不產(chǎn)生中心偏析等內(nèi)部質(zhì)量的問題的情況下，連續(xù)進(jìn)行鑄造機(jī)的作業(yè)，從而能夠提供質(zhì)量優(yōu)異的板坯。此夕卜，由于能夠以更高精度控制凝固完成位置，因而還能夠?qū)鋮s條件進(jìn)行操作，使得凝固完成位置位于靠近連續(xù)鑄造機(jī)的機(jī)器端部的位置。在該情況下，能夠提供最大地發(fā)揮設(shè)備能力而維持高生產(chǎn)性的鑄造方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0044]圖1是示出基于本發(fā)明的實(shí)施方式的連續(xù)鑄造機(jī)的概略和橫波超聲波傳感器、溫度計(jì)的配置例的概要結(jié)構(gòu)圖。
[0045]圖2是示出參數(shù)的修正的處理的一例的圖。
[0046]圖3是示出由2次冷卻計(jì)算中的參數(shù)修正帶來的凝固完成位置的估計(jì)精度提高效果的線圖。
[0047]圖4是對(duì)2次冷卻計(jì)算的表面溫度估計(jì)值與溫度計(jì)的測定值進(jìn)行比較的線圖(但是熱傳導(dǎo)率修正前)。
[0048]圖5是對(duì)2次冷卻計(jì)算的表面溫度估計(jì)值與溫度計(jì)的測定值進(jìn)行比較的線圖(但是熱傳導(dǎo)率修正后)。
[0049]圖6是示出熱傳遞系數(shù)的寬度方向校正值的線圖。
[0050]圖7是對(duì)2次冷卻計(jì)算的表面溫度估計(jì)值與溫度計(jì)的測定值進(jìn)行比較的線圖(熱傳導(dǎo)率修正，熱傳遞系數(shù)的寬度方向校正后)。
[0051]圖8是對(duì)凝固完成位置與形狀的估計(jì)結(jié)果進(jìn)行比較的線圖。
[0052]圖9是對(duì)基于本發(fā)明的凝固完成位置的形狀估計(jì)結(jié)果與其測定結(jié)果進(jìn)行比較的線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0053]以下，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖1是應(yīng)用了本發(fā)明的本實(shí)施方式的連續(xù)鑄造機(jī)的概略圖。[0054](結(jié)構(gòu))
[0055]如圖1所示，在本實(shí)施方式的連續(xù)鑄造機(jī)中，在充滿熔鋼14的中間流槽(tundish) I的下方設(shè)置有鑄模2，在中間流槽I的底部設(shè)置有作為朝向鑄模2的熔鋼提供口的浸潰噴嘴3。在鑄模2的下方,設(shè)置有支撐棍6。標(biāo)號(hào)7?13分別是被分割的冷卻區(qū)域，它們構(gòu)成了 2次冷卻帶。在各冷卻區(qū)域中，作為2次冷卻裝置，配置有多個(gè)噴霧器或霧化(air mist)噴霧器用的噴嘴，從噴嘴向鑄片的表面噴淋2次冷卻水。此外，在冷卻區(qū)域中，用a表示反基準(zhǔn)面?zhèn)?the opposite side of the base plane)(上表面?zhèn)?的冷卻區(qū)域，用b表示基準(zhǔn)面?zhèn)?base plane)(下表面?zhèn)?。上述各冷卻區(qū)域的2次冷卻裝置被調(diào)整為與來自控制器20的指令對(duì)應(yīng)的冷卻狀態(tài)。
[0056]此外，還具有夾送輥(未圖示)，其用于向2次冷卻中或結(jié)束了 2次冷卻的鑄片施加拉拔方向的力，來調(diào)整鑄造速度。該夾送輥通過對(duì)該夾送輥進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(未圖示)，被調(diào)整為與來自控制器20的指令對(duì)應(yīng)的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度。
[0057]此處，在圖1中，例示了冷卻區(qū)域合計(jì)為7個(gè)的情況，這只是概念圖，根據(jù)機(jī)器長度等，將實(shí)際的連續(xù)鑄造機(jī)的區(qū)域數(shù)分割成幾個(gè)是多種多樣的。
[0058]標(biāo)號(hào)4是橫波超聲波傳感器(transverse ultrasonic sensor)。橫波超聲波傳感器4在檢測位置處，隔著鑄片5上下相對(duì)地設(shè)置一對(duì)傳感器(發(fā)送傳感器和接收傳感器)。此處，在鑄片內(nèi)存在液相的情況下，橫波超聲波不透過，而在不是液相的情況下，橫波超聲波透過。因此，從一方的傳感器發(fā)送橫波超聲波，通過觀測由另一方的傳感器接收到時(shí)的信號(hào)水平，能夠判別鑄片內(nèi)有無液相。由此，能夠檢測出鑄片內(nèi)部、尤其是鑄片中央部的凝固完成位置的通過。在圖1中，例示了將橫波超聲波傳感器4設(shè)置在連續(xù)鑄造機(jī)的機(jī)器端部的情況。橫波超聲波傳感器4的配置位置例如設(shè)置在比作為目標(biāo)的凝固完成位置靠上游側(cè)。
[0059]標(biāo)號(hào)15是構(gòu)成表面溫度測量單元的溫度計(jì)。該溫度計(jì)15測量連續(xù)鑄造機(jī)內(nèi)的鑄片5的表面溫度的寬度方向分布。作為所使用的溫度計(jì)15，例如可例示出:能夠測量面上或者線上的溫度分布的放射溫度計(jì)，通過使測定一點(diǎn)的溫度計(jì)沿鑄片寬度方向進(jìn)行掃描來測量表面溫度的寬度方向分布的結(jié)構(gòu)的溫度計(jì)。此處，在圖1中，例示了將溫度計(jì)15設(shè)置在機(jī)器端部且接近橫波超聲波傳感器4的位置的情況。溫度計(jì)15的設(shè)定位置不限于此。也可以將溫度計(jì)15設(shè)置在比圖1的位置靠上游側(cè)，例如設(shè)置在冷卻區(qū)域之間。不過，在該情況下，需要考慮鑄片處于復(fù)熱過程或產(chǎn)生由冷卻水或水蒸氣引起的測定誤差的問題。考慮到該點(diǎn)，溫度計(jì)15的配置位置優(yōu)選位于接近橫波超聲波傳感器4的位置。
[0060]此處，作為本實(shí)施方式的溫度計(jì)15的優(yōu)選方式，以測量鑄片5的表面溫度的寬度方向分布的情況為例進(jìn)行了說明。本實(shí)施方式的溫度計(jì)15也可以是測量寬度方向中央部的表面溫度的結(jié)構(gòu)。
[0061]此外，在凝固完成位置位于比機(jī)器端部靠上游側(cè)、且配合上述凝固完成位置而將橫波超聲波傳感器4設(shè)置在上游側(cè)的情況下，也可以是將溫度計(jì)15設(shè)置在橫波超聲波傳感器4的下游側(cè)的結(jié)構(gòu)。不過，由于鑄片內(nèi)的熱的擴(kuò)散，越靠下游側(cè)則鑄片內(nèi)的溫度分布越均勻化，使用表面溫度來對(duì)傳熱計(jì)算的參數(shù)進(jìn)行修正的本發(fā)明效果越小，因此，即使在該情況下，溫度計(jì)15的配置位置也優(yōu)選為接近橫波超聲波傳感器4的位置。
[0062]控制器20，根據(jù)澆注的熔鋼溫度、鑄模內(nèi)的冷卻條件、鑄造件的成分、尺寸、鑄造溫度、鑄造速度、連續(xù)鑄造機(jī)內(nèi)的噴霧器水條件等作業(yè)條件，實(shí)施基于后述傳熱計(jì)算式的2次冷卻計(jì)算，輸出關(guān)于從上述噴霧器的水量或夾送輥的旋轉(zhuǎn)速度等的指令值。此外，控制器20使用上述超聲波傳感器4的檢測信號(hào)和溫度計(jì)15輸出的溫度信息。
[0063]此外，控制器20具有凝固完成位置移動(dòng)單元20A和參數(shù)修正部20B。
[0064]凝固完成位置移動(dòng)單元20A例如通過變更上述夾送輥的旋轉(zhuǎn)速度來加快上述鑄造速度，使鑄片的凝固完成位置相對(duì)于上述超聲波傳感器4的檢測位置而從上游側(cè)朝下游側(cè)移動(dòng)。與上述情況相反，在使鑄造速度減速的情況下，使鑄片的凝固完成位置相對(duì)于上述超聲波傳感器4的檢測位置而從下游側(cè)朝上游側(cè)移動(dòng)。
[0065]此處，無需特別專門具有凝固完成位置移動(dòng)單元20A。將能夠加快鑄造速度、變更鑄片的凝固完成位置功能部分稱作凝固完成位置移動(dòng)單元20A。
[0066]參數(shù)修正部20B修正在上述傳熱計(jì)算中使用的熱傳導(dǎo)率、鑄模處的散熱以及2次冷卻帶的熱傳遞系數(shù)中的至少I個(gè)參數(shù)的值，使得上述超聲波傳感器4檢測出凝固完成位置的鑄片位置處的鑄片厚度方向中心部的溫度的計(jì)算值與固相線溫度一致，且在檢測出凝固完成位置的時(shí)刻，上述溫度計(jì)15的檢測位置處的鑄片表面溫度與上述溫度計(jì)15的測定結(jié)果一致。關(guān)于修正方法的具體的方法，將在后面描述。
[0067](傳熱計(jì)算)
[0068]連續(xù)鑄造機(jī)中的2次冷卻計(jì)算(與鑄片的2次冷卻相關(guān)的傳熱計(jì)算)例如以如下方式實(shí)施:考慮沿單位長度(鑄造方向)切成片(slice)的鑄片截面，根據(jù)鑄造中的帶束內(nèi)的位置，例如在下述式(I)中給與水冷、空冷、霧冷卻、輥散熱等各種狀況下的邊界條件的熱流速，求解下述式(2)的二維傳熱方程式。該傳熱計(jì)算是基于公知的傳熱模型的計(jì)算式，也可以使用其它傳熱計(jì)算的式。
[0069][公式I]
[0070]Q = h(T — Ta)...(I)
[0071]此處，
[0072]Q:熱通量
[0073]h:熱傳遞系數(shù)
[0074]T:模型表面溫度
[0075]Ta:氣氛溫度。
[0076][公式2]
【權(quán)利要求】
1.一種鑄片溫度估計(jì)方法，在使注入到鑄模中的熔鋼在該鑄模內(nèi)進(jìn)行I次冷卻后、將表層凝固的鑄片拉拔并進(jìn)行2次冷卻來連續(xù)地制造鑄片的連續(xù)鑄造中，通過至少使用了基于所述2次冷卻的冷卻條件的熱通量的傳熱計(jì)算，來估計(jì)所述鑄片長度方向的各位置處的鑄片的溫度，其特征在于， 在連續(xù)鑄造機(jī)中分別配置有:超聲波傳感器，其通過對(duì)所述鑄片收發(fā)超聲波來檢測該鑄片的凝固完成位置的通過；以及表面溫度測量單元，其測定鑄片的表面溫度， 通過改變鑄造速度來使鑄片的凝固完成位置移動(dòng)，根據(jù)所述超聲波傳感器的接收信號(hào)的強(qiáng)度變化來檢測凝固完成位置， 在所述超聲波傳感器檢測出所述凝固完成位置時(shí)，利用所述表面溫度測量單元來測定通過了該表面溫度測量單元的檢測位置的鑄片的表面溫度， 對(duì)在所述傳熱計(jì)算中使用的熱傳導(dǎo)率、鑄模的散熱量以及2次冷卻帶的熱傳遞系數(shù)中的至少I個(gè)參數(shù)的值進(jìn)行修正，使得在檢測出所述凝固完成位置的時(shí)刻，所述超聲波傳感器檢測出凝固完成位置的鑄片位置處的鑄片厚度方向中心部的溫度的計(jì)算值與固相線溫度一致，且表面溫度測量單元的檢測位置處的表面溫度的計(jì)算值與該表面溫度測量單元的測定值一致，并使用該修正后的參數(shù)再次進(jìn)行所述傳熱計(jì)算。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)鑄造中的鑄片溫度估計(jì)方法，其特征在于， 通過加快所述鑄造速度，使得所述鑄片的凝固完成位置相對(duì)于所述超聲波傳感器的檢測位置從上游側(cè)朝下游側(cè)移動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)鑄造中的鑄片溫度估計(jì)方法，其特征在于， 所述表面溫度測量單元測定鑄片的表面溫度作為寬度方向分布， 進(jìn)行所述修正，使得表面溫度測量單元的檢測位置處的表面溫度的寬度方向分布的計(jì)算值與該表面溫度測量單元的測定值一致。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的連續(xù)鑄造中的鑄片溫度估計(jì)方法，其特征在于， 所述表面溫度測量單元測定鑄片的表面溫度作為寬度方向分布， 進(jìn)行所述修正，使得表面溫度測量單元的檢測位置處的表面溫度的寬度方向分布的計(jì)算值與該表面溫度測量單元的測定值一致。
5.一種連續(xù)鑄造中的鑄片的凝固完成狀態(tài)估計(jì)方法，其特征在于， 根據(jù)通過權(quán)利要求1~4中的任意一項(xiàng)所述的鑄片溫度估計(jì)方法得到的所述參數(shù)修正后的鑄片溫度估計(jì)結(jié)果，估計(jì)連續(xù)鑄造機(jī)內(nèi)的鑄片的凝固完成位置。
6.一種連續(xù)鑄造中的鑄片的凝固完成狀態(tài)估計(jì)方法，其特征在于， 根據(jù)通過權(quán)利要求3所述的連續(xù)鑄造中的鑄片溫度估計(jì)方法得到的所述參數(shù)修正后的鑄片溫度估計(jì)結(jié)果，估計(jì)連續(xù)鑄造機(jī)內(nèi)的鑄片的凝固完成位置的形狀。
7.—種連續(xù)鑄造中的鑄片的凝固完成狀態(tài)估計(jì)方法，其特征在于， 根據(jù)通過權(quán)利要求4所述的連續(xù)鑄造中的鑄片溫度估計(jì)方法得到的所述參數(shù)修正后的鑄片溫度估計(jì)結(jié)果，估計(jì)連續(xù)鑄造機(jī)內(nèi)的鑄片的凝固完成位置的形狀。
8.—種連續(xù)鑄造方法，其特征在于， 根據(jù)通過權(quán)利要求5所述的鑄片的凝固完成狀態(tài)估計(jì)方法得到的估計(jì)結(jié)果，對(duì)連續(xù)鑄造的作業(yè)條件進(jìn)行操作，由此控制凝固完成位置的狀態(tài)。
9.一種連續(xù)鑄造方法，其特征在于，根據(jù)通過權(quán)利要求6或7所述的鑄片的凝固完成狀態(tài)估計(jì)方法得到的估計(jì)結(jié)果，對(duì)連續(xù)鑄造的作業(yè)條件進(jìn)行操作，由此控制凝固完成位置的狀態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的連續(xù)鑄造方法，其特征在于， 所述連續(xù)鑄造的作業(yè)條件是2次冷卻條件、輕壓下條件、鑄造速度和鑄模電磁攪拌強(qiáng)度中的至少一個(gè)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的連續(xù)鑄造方法，其特征在于， 所述連續(xù)鑄造的作業(yè)條件是2次冷卻條件、輕壓下條件、鑄造速度和鑄模電磁攪拌強(qiáng)度中的至少一個(gè)。
【文檔編號(hào)】B22D11/16GK103998161SQ201280062834
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月21日
【發(fā)明者】淺野一哉, 島本拓幸, 飯塚幸理, 堤康一 申請人:杰富意鋼鐵株式會(huì)社