JP7761161B2 - 連続鋳造鋳片の品質判定方法および向け先決定方法、連続鋳造条件の決定方法、ならびに、鋼の連続鋳造方法 - Google Patents
連続鋳造鋳片の品質判定方法および向け先決定方法、連続鋳造条件の決定方法、ならびに、鋼の連続鋳造方法Info
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- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
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Description
特許文献1に開示の技術は、スラブ切断面での偏析粒を測定する必要があることから、製造期間の短縮という点では課題がある。特許文献2や3に開示の技術はCa系介在物を起点とするHIC割れには対応可能であるが、他の非金属介在物に対応できるものではない。また、特許文献4に開示の技術は単に中心偏析を評価するのみで、気泡および非金属介在物とHIC割れとの相関が明らかにされていない。
[1]連続鋳造機で鋳造した鋳片を圧延した製品の品質を判定するにあたり、製品表層部の水素誘起割れの予測モデルを用い、鋳造中に測定した鋳造実績データの実測値から選ばれた一つ以上を入力変数として製品表層部の水素誘起割れを予測する、製品の品質判定方法。
[2][1]に記載の製品の品質判定方法を用いて、連続鋳造機で鋳造した鋳片の品質を判定するにあたり、前記予測モデルが鋳造実績データと、製品表層部の水素誘起割れ発生面積率とを結び付けたものであり、前記予測モデルに、鋳造中に測定した前記鋳造実績データの実測値から選ばれた一つ以上を入力し、鋳造中、または、鋳造後に当該鋳片から得られる製品の表層部の水素誘起割れ発生面積率を予測する、連続鋳造鋳片の品質判定方法。
[3][2]において、前記鋳造実績データが、鋳片の断面サイズ、成分組成、鋳造速度、電磁撹拌条件、二次精錬から鋳造開始までのリードタイム、副原料添加量、ノズルに吹き込む不活性ガス流量、および、浸漬ノズルの浸漬深さの一部またはすべてである、連続鋳造鋳片の品質判定方法。
[4][3]において、前記成分組成が、C濃度、Mn濃度、S濃度、および、下記式によってCeq(質量%)で算出されるC等量から選ばれる少なくとも一である、連続鋳造鋳片の品質判定方法。
Ceq=[C]-0.0616[Al]+2.5275[S]-0.2652[P]+0.0023[Si]+0.0344[Mn]-1.525[S][Mn]+0.021[Si][Mn]+0.02[Cu]-0.02[Mo]+0.06[Ni]+0.02[Cr]-0.04[V]-0.04[Nb]
ここで、式中の[M]は、質量百分率で示す、元素Mの含有量である。
[5][2]~[4]のいずれか1つにおいて、前記予測モデルが、主成分分析およびRandom Forest法での回帰を用い、任意選択的に、製品表層部の水素誘起割れ発生面積率の実測値により前記予測モデルを機械学習する、連続鋳造鋳片の品質判定方法。
[6][2]~[5]のいずれか1つに記載の連続鋳造鋳片の品質判定方法を用いて判定した鋳片の品質予測に基づき、鋳片が耐サワーラインパイプ鋼に充当可能かを決定する、連続鋳造鋳片の向け先決定方法。
[7][2]~[5]のいずれか1つに記載の連続鋳造鋳片の品質判定方法を用いて判定した鋳片の品質予測に基づき、製品表層部の水素誘起割れ発生面積率の予測値が所定の値に漸近するように、前記鋳造実績データと前記予測モデルとに基づき、鋳造条件を逆解析して決定する、連続鋳造条件の決定方法。
[8][7]において、前記所定の値を2%以下とする、連続鋳造条件の決定方法。
[9][7]または[8]に記載の方法で決定された鋳造条件に従い、鋳片を製造する、鋼の連続鋳造方法。
Ceq=[C]-0.0616[Al]+2.5275[S]-0.2652[P]+0.0023[Si]+0.0344[Mn]-1.525[S][Mn]+0.021[Si][Mn]+0.02[Cu]-0.02[Mo]+0.06[Ni]+0.02[Cr]-0.04[V]-0.04[Nb]
ここで、式中の[M]は、質量%で示す、元素Mの含有量である。
以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明する。
試験に用いた連続鋳造機は、図1に示す連続鋳造機1と同様である。この連続鋳造機を用いて、低炭素アルミキルド鋼の鋳造を行った。表1~3に、上記実施形態に係る連続鋳造方法での、鋳造条件等鋳造実績データおよび製品表層部のHIC割れ面積率CARの実測値および予測値を示す。ここで、製品表層部とは、板厚方向で、表面から板厚の0.2倍までの範囲をいう。表1および2に示す鋳造実績データを入力として、製品表層部のHIC割れ面積率CARの予測モデルを用い、主成分分析およびRandom Forest法での回帰を実施した。図2に製品表層部のHIC割れ面積率CARの実測値と予測値の関係をグラフで示す。この予測モデルでは、主成分分析により説明変数を5変数に圧縮し、Random Forest法により回帰した。主成分分析の主成分1および主成分2と各種操業条件の相関係数の関係を図5に示す。そして、主成分1と主成分2との相関係数の和の大きい操業条件を製品表層部のHIC割れ面積率CARへの影響度が大きい変数とした。たとえば、図5から、影響度の大きい変数(操業条件)として、「リードタイム」(二次精錬から鋳造開始までのリードタイムtime)、「副原料添加量」(FeSi添加量、CaSi添加量)、「浸漬ノズルの浸漬深さLd」、「鋳造速度Vc」および「電磁撹拌の印加電流I」を抽出した。この方法により、製品表層部のHIC割れ面積率CARの実測値と予測値は良い一致を示しており、本方法で製品表層部のHIC割れを鋳造中または鋳造直後に予測することが可能となった。
表3には、得られたCARの予測値を0.00%に漸近するように鋳造中に浸漬ノズルの浸漬深さLd、電磁撹拌の印加電流値Iを変更して制御した例を示す。この制御により、製品表層部のHIC割れ発生面積率は大幅に低減した。
また、製品表層部のHIC割れ発生面積率CARの閾値は要求品質によって異なる。たとえば、目標とする製品表層部のHIC割れ発生面積率CARが2%以下の鋼材において、上記実施形態にかかる製品表層部のHIC割れ面積率CARの予測モデルを用いて、CAR予測値が2%より大きいと予測されたスラブの向け先変更を行った結果、7%の歩留まり向上効果が得られた。
操業条件の逆解析の例を表2の試験No.21を例に説明する。試験No.21の当初の操業条件では、製品表層部のHIC割れ発生面積率CARの予測値が5.46%であり、実績値が4.60%であった。実施例1の主成分分析の結果、CARに対する影響度が大きく、かつ、操業中に条件が変更可能な浸漬ノズルの浸漬深さLdおよび電磁撹拌の印加電流Iを変更する変数として抽出した。それらを変更して予測モデルにより、CARの予測値が0.2%となるように逆解析して操業条件を探索した。そして、得られた条件である、浸漬ノズルの浸漬深さLdを186mmから210mmに変更し、電磁撹拌の印加電流Iを400Aから700Aに変更した。その結果、製品表層部のHIC割れ発生面積率CARの実測値が、目標とする2%以下を達成できた。
2 タンディッシュ
3 スライディングノズル
4 浸漬ノズル
5 鋳型
6 鋳片支持ロール
7 搬送ロール
8 鋳片切断機
9 溶鋼
10 鋳片
10a (切断された)鋳片
11 凝固シェル
12 未凝固相の溶鋼
13 凝固完了位置(クレーターエンド)
14 軽圧下帯
FD 鋳造方向
Claims (8)
- 連続鋳造機で鋳造した鋳片を圧延した製品の、製品表層部の水素誘起割れの予測モデルを用い、鋳造中に測定した鋳造実績データの実測値から選ばれた一つ以上を入力変数として製品表層部の水素誘起割れを予測する製品の品質判定方法を用いて、連続鋳造機で鋳造した鋳片の品質を判定するにあたり、
前記予測モデルが鋳造実績データと、製品表層部の水素誘起割れ発生面積率とを結び付けたものであり、
前記予測モデルに、鋳造中に測定した前記鋳造実績データの実測値から選ばれた一つ以上を入力し、鋳造中、または、鋳造後に当該鋳片から得られる製品の表層部の水素誘起割れ発生面積率を予測する、連続鋳造鋳片の品質判定方法。 - 前記鋳造実績データが、鋳片の断面サイズ、成分組成、鋳造速度、電磁撹拌条件、二次精錬から鋳造開始までのリードタイム、副原料添加量、ノズルに吹き込む不活性ガス流量、および、浸漬ノズルの浸漬深さの一部またはすべてである、請求項1に記載の連続鋳造鋳片の品質判定方法。
- 前記成分組成が、C濃度、Mn濃度、S濃度、および、下記式によってCeq(質量%)で算出されるC等量から選ばれる少なくとも一である、請求項2に記載の連続鋳造鋳片の品質判定方法。
Ceq=[C]-0.0616[Al]+2.5275[S]-0.2652[P]+0.0023[Si]+0.0344[Mn]-1.525[S][Mn]+0.021[Si][Mn]+0.02[Cu]-0.02[Mo]+0.06[Ni]+0.02[Cr]-0.04[V]-0.04[Nb]
ここで、式中の[M]は、質量百分率で示す、元素Mの含有量である。 - 前記予測モデルが、主成分分析およびRandom Forest法での回帰を用い、
任意選択的に、製品表層部の水素誘起割れ発生面積率の実測値により前記予測モデルを機械学習する、請求項1~3のいずれか1項に記載の連続鋳造鋳片の品質判定方法。 - 請求項1~3のいずれか1項に記載の連続鋳造鋳片の品質判定方法を用いて判定した鋳片の品質予測に基づき、鋳片が耐サワーラインパイプ鋼に充当可能かを決定する、連続鋳造鋳片の向け先決定方法。
- 請求項1~3のいずれか1項に記載の連続鋳造鋳片の品質判定方法を用いて判定した鋳片の品質予測に基づき、製品表層部の水素誘起割れ発生面積率の予測値が所定の値に漸近するように、前記鋳造実績データと前記予測モデルとに基づき、鋳造条件を逆解析して決定する、連続鋳造条件の決定方法。
- 前記所定の値を2%以下とする、請求項6に記載の連続鋳造条件の決定方法。
- 請求項6に記載の方法で決定された鋳造条件に従い、鋳片を製造する、鋼の連続鋳造方法。
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