[发明专利]连续铸造中的铸片温度估计方法、铸片的凝固完成状态估计方法和连续铸造方法

说明书

技术领域

本发明是与连续铸造相关的技术，涉及如下连续铸造技术：能够准确掌握连续铸造中的带束(strand)内的凝固完成位置/形状，在始终将凝固完成位置控制在连续铸造机内的状态下实现最大的拉拔速度(铸造速度)，并将与铸片内部质量相关性高的凝固结束形状控制为最优。

背景技术

在连续铸造机的作业中，掌握铸造中的铸片的凝固状态很重要。例如，在由于铸模内冷却后的冷却喷雾器的2次冷却不充分而在铸片内部没有完全凝固的状态下排出到连续铸造机外的情况下，在切断该铸片时，铸片内部的未凝固的熔钢会流出，造成很大的问题。此外，在连续铸造机内，在铸模正下方存在矫正部，该矫正部使朝下方被拉拔的铸片朝水平方向弯曲。需要将2次冷却设定为使该矫正的部分处的铸片温度不进入铸片的脆化温度区域。此外，由于冷却喷雾器的配置或特性等，铸片的宽度方向的水量密度分布有时不一致。因此，通常，凝固完成位置的铸片宽度方向的形状不完全平坦，多少存在凹凸。如果该凹凸变大，则凹凸的凹部中会浓缩有杂质，从而容易产生以杂质为起点的破裂等，使产品质量下降。

关于连续铸造中的铸片的内部温度的实际测量，提出了各种方案。但是，通常，由于测量器等的使用环境非常高温且苛刻，因此，还不能在作业中始终使用。因此，通常，通过使用了传热模型的传热计算来估计沿着铸片长度方向的铸片温度，由此进行凝固状态的估计。

例如，在专利文献1中，公开了如下方法：每当在连续铸造中的带束内进行了规定长度的铸入时，产生与铸入方向垂直的计算截面。进而，使该计算截面分别通过沿铸入方向连续设定的多个区域，在到达下一区域入侧边界的时刻，根据计算端面刚刚通过的区域的平均冷却条件，来进行该计算截面内的二维凝固计算。此外，给出由该计算得到的计算截面内的温度分布作为在下一区域以后进行的上述凝固计算的初始值，依次进行计算截面内的凝固计算，求出最终区域入侧边界处的计算截面内的温度分布。

与此相对，在专利文献2中，公开了：使用将连续铸造机的物理现象公式化的控制模型，根据基于设定的冷却喷雾器的流量指令铸造而成的铸片的温度与使用上述控制模型计算出的铸片的温度之间的差分，来修正该控制模型所具有的参数的值。

此外，在专利文献3中，公开了具有如下计算单元的连续铸造系统：在连续铸造中，所述计算单元根据至少与连铸件的合金成分、截面尺寸、铸造温度、铸造速度、铸片表面的热通量(Heat Flux)分布相关的作业条件，来模拟凝固的状态。在该连续铸造系统中，具有对铸片表面温度的至少1点进行测定的单元，根据该测定温度，对来自上述铸片表面的热通量分布进行校正，使得在上述计算中，上述测定点中的表面温度的计算值与上述测定温度一致。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-178117号公报

专利文献2：日本特开平9-24449号公报

专利文献3：日本特开平10-291060号公报

发明内容

发明要解决的问题

在上述专利文献1那样的凝固计算中，通常向铸片打入钉子(nail shooting method)等，确认凝固位置，对与实际的凝固状态的一致性进行补偿。进而，如果一旦调整，则在该状态下，进行利用计算结果的作业。但是，在铸造条件或钢种不同的情况下，或者在冷却设备发生变更、历时劣化或临时故障等产生了与进行计算调整的时刻不同的状态的情况下，存在基于计算的凝固状态的估计结果与实际不同的问题。

在专利文献2和3的技术中，通过修正传热模型的参数，能够在温度测定点处，使铸片温度的测定值与计算值一致。

但是，关于铸片的内部温度的计算值，由于与实际的铸片的内部温度不一致，因此，即使使用了修正后的传热模型(传热计算)，也不能保证正确地估计出凝固完成位置。因此，凝固完成位置有可能离开连铸机而成为很大的问题。此外，矫正点处的铸片温度为铸片的脆化区域，有可能带来在铸片表面产生破裂的质量问题。

此外，没有考虑凝固完成位置处的凝固形状的估计，不能应对凝固形状的宽度方向的凹凸。

本发明是着眼于上述点而完成的，其目的在于，高精度地估计出通过连续铸造制造出的铸片的凝固完成位置或形状。

用于解决问题的手段

本发明的要旨如下。

(1)一种连续铸造中的铸片温度估计方法，在使注入铸模中的熔钢在该铸模内进行1次冷却后、将表层凝固的铸片拉拔并进行2次冷却来连续地制造铸片的连续铸造中，通过使用了基于至少所述2次冷却的冷却条件的热通量的传热计算，来估计所述铸片长度方向的各位置处的铸片的温度，其中，