JP2000317596A - 連続鋳造の際のストランド凝固殻と鋳型との間の摩擦を測定する方法。 - Google Patents
連続鋳造の際のストランド凝固殻と鋳型との間の摩擦を測定する方法。Info
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- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
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-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 振動鋳型による連続鋳造の際のストランド
凝固殻と鋳型との間の摩擦を測定する方法の提供。 【解決手段】 制御された二重に作用する液圧式シリン
ダを使用しながら全ての振動シリンダのそれぞれの二つ
の部屋の圧力並びにこれらの圧力に相応するピストンの
リフト位置を前もって決められた測定回数で測定しそし
てそれらのデータから、あらゆる時点でのストランド凝
固殻と鋳型壁との間で作用する摩擦力を算出する。
凝固殻と鋳型との間の摩擦を測定する方法の提供。 【解決手段】 制御された二重に作用する液圧式シリン
ダを使用しながら全ての振動シリンダのそれぞれの二つ
の部屋の圧力並びにこれらの圧力に相応するピストンの
リフト位置を前もって決められた測定回数で測定しそし
てそれらのデータから、あらゆる時点でのストランド凝
固殻と鋳型壁との間で作用する摩擦力を算出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は振動鋳型による連続鋳造
の際のストランド凝固殻と鋳型との間の摩擦を測定する
方法に関する。
の際のストランド凝固殻と鋳型との間の摩擦を測定する
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】鋳型壁とストランド凝固殻との間の摩擦
力はストランド凝固殻に作用する標準力（Normal Kraf
t) によって引き起こされる。平面性−平行性鋳型プレ
ートを有する慣用の鋳型の場合には標準力は主としてス
トランド凝固殻上のストランド内部の溶融鋼が影響を及
ぼす溶湯静圧の結果として生じる。摩擦力の追加的な構
成成分は鋳型狭小側の円錐状によって生じる。
力はストランド凝固殻に作用する標準力（Normal Kraf
t) によって引き起こされる。平面性−平行性鋳型プレ
ートを有する慣用の鋳型の場合には標準力は主としてス
トランド凝固殻上のストランド内部の溶融鋼が影響を及
ぼす溶湯静圧の結果として生じる。摩擦力の追加的な構
成成分は鋳型狭小側の円錐状によって生じる。
【０００３】鋳型出口に向かって減少する断面積を有す
る鋳型あるいはロート形鋳型の場合には鋳型を移動する
際にストランド凝固殻のリバース曲がりにより追加的な
標準力が生じる。
る鋳型あるいはロート形鋳型の場合には鋳型を移動する
際にストランド凝固殻のリバース曲がりにより追加的な
標準力が生じる。
【０００４】摩擦力ＦR の高さは式（１）に相応して標
準力Ｆn 並びに摩擦係数μに依存している。
準力Ｆn 並びに摩擦係数μに依存している。
【０００５】ＦR ＝ Ｆn × μ （１） 摩擦係数μは実質的にストランドと鋳型との間の潤滑条
件によって決められる。これは以下の事項から明らかに
なる： − 潤滑剤あるいは鋳造用粉末または油の選択あるいは
品質 − 潤滑剤の添加量 − 粘度、組成および構造についての潤滑剤の状態 − 鋳型板からの熱の搬出 − ストランド凝固殻と鋳型との間の相対速度 摩擦力の方向は振動運動の間に周期的に約１８０°変化
する。慣用の鋳型では固定状態で二つの方向にほぼ同じ
摩擦値が達成される。これに対して標準力へのストラン
ド凝固殻の曲がり部の追加的影響のために、減少する断
面積を有する鋳型内の摩擦力は型上げの段階には型移動
の間よりも明らかに大きい。
件によって決められる。これは以下の事項から明らかに
なる： − 潤滑剤あるいは鋳造用粉末または油の選択あるいは
品質 − 潤滑剤の添加量 − 粘度、組成および構造についての潤滑剤の状態 − 鋳型板からの熱の搬出 − ストランド凝固殻と鋳型との間の相対速度 摩擦力の方向は振動運動の間に周期的に約１８０°変化
する。慣用の鋳型では固定状態で二つの方向にほぼ同じ
摩擦値が達成される。これに対して標準力へのストラン
ド凝固殻の曲がり部の追加的影響のために、減少する断
面積を有する鋳型内の摩擦力は型上げの段階には型移動
の間よりも明らかに大きい。
【０００６】現代の連続鋳造法は、鋳造工程における潤
滑に起因する予期されない変化が鋳造製品の著しい品質
低下並びに運転妨害を結果的にもたらす恐れがあるの
で、装置および方法の使用性を最大限にすることを必要
としている。従って、妨害を発生させることなく運転す
るには、全ての重要な運転データを継続的にオンライン
監視するできるだけ完全な装置自動化が切実な前提条件
である。これによってしか、生ずる欠陥を発生傾向の上
で早く十分に知りそして相応する対抗策を講じることが
できない。
滑に起因する予期されない変化が鋳造製品の著しい品質
低下並びに運転妨害を結果的にもたらす恐れがあるの
で、装置および方法の使用性を最大限にすることを必要
としている。従って、妨害を発生させることなく運転す
るには、全ての重要な運転データを継続的にオンライン
監視するできるだけ完全な装置自動化が切実な前提条件
である。これによってしか、生ずる欠陥を発生傾向の上
で早く十分に知りそして相応する対抗策を講じることが
できない。
【０００７】この目的のためにストランド凝固殻と鋳型
との間の摩擦挙動を連続的に測定し、その測定値から運
転状態あるいは鋳型中で機能挙動についての知見を得、
この情報に応じて鋳造工程をチェックしそして運転技術
を最適化する。
との間の摩擦挙動を連続的に測定し、その測定値から運
転状態あるいは鋳型中で機能挙動についての知見を得、
この情報に応じて鋳造工程をチェックしそして運転技術
を最適化する。
【０００８】それ故にストランド凝固殻と鋳型との摩擦
挙動を測定技術的により把握することが、鋳型摩擦力が
間欠的な妨害としてストランド上に作用するので非常に
重要である。
挙動を測定技術的により把握することが、鋳型摩擦力が
間欠的な妨害としてストランド上に作用するので非常に
重要である。
【０００９】この場合、オンライン監視の目的は以下に
ある： − ストランドの表面品質を潤滑条件の最適化によって
改善すること； − 系統的変化に対して反作用する可能性のあるストラ
ンド潤滑性および振動条件を連続的に監視すること； − 鋳型摩擦の変化についての認識可能な傾向を知らせ
る湯漏れの様な危険な結果の生ずる前に適切な時点で警
告すること。
ある： − ストランドの表面品質を潤滑条件の最適化によって
改善すること； − 系統的変化に対して反作用する可能性のあるストラ
ンド潤滑性および振動条件を連続的に監視すること； − 鋳型摩擦の変化についての認識可能な傾向を知らせ
る湯漏れの様な危険な結果の生ずる前に適切な時点で警
告すること。
【００１０】ストランドと鋳型との間の摩擦を測定する
方法は従来技術として知られている。これらは中でも測
定場所および使用する測定法の選択で相違している。
方法は従来技術として知られている。これらは中でも測
定場所および使用する測定法の選択で相違している。
【００１１】文献 "Concast News 12", 1973, 第 6〜8
頁で著者 M. Schmidが“ストランドと鋳型との間の摩擦
力の測定（Determination of frictional forces betwe
en strand and mould)”を報告しており、そこでは鋳型
を二つの測定ボックスで監視する方法が説明されてい
る。追加的力の発生を熱的変形によって低減するために
は、鋳型を摩擦の少ない針状にする必要がある。この力
に加えて鋳造速度、鋳型の動き、鋳型速度、発生する力
並びに鋳型加速度を測定する。これらのデータから鋳型
の摩擦が算出される。
頁で著者 M. Schmidが“ストランドと鋳型との間の摩擦
力の測定（Determination of frictional forces betwe
en strand and mould)”を報告しており、そこでは鋳型
を二つの測定ボックスで監視する方法が説明されてい
る。追加的力の発生を熱的変形によって低減するために
は、鋳型を摩擦の少ない針状にする必要がある。この力
に加えて鋳造速度、鋳型の動き、鋳型速度、発生する力
並びに鋳型加速度を測定する。これらのデータから鋳型
の摩擦が算出される。
【００１２】文献“Fachberichte Huettenpraxis", Met
allweiteverarbeitung (金属加工)、Vol.20、No.4、(19
82)には " On the Importance of Mould Friction Cont
rolin continuous Casting of Steel"の題名で摩擦測定
法が紹介されており、この方法は鋳型の加速測定に関す
るものである。この目的のためには、鋳型の所に固定さ
れる測定ヘッド並びに多大な費用のかかる電子信号処理
装置が必要とされる。
allweiteverarbeitung (金属加工)、Vol.20、No.4、(19
82)には " On the Importance of Mould Friction Cont
rolin continuous Casting of Steel"の題名で摩擦測定
法が紹介されており、この方法は鋳型の加速測定に関す
るものである。この目的のためには、鋳型の所に固定さ
れる測定ヘッド並びに多大な費用のかかる電子信号処理
装置が必要とされる。
【００１３】文献“Vortrag zur Veranstaltung 3. Dui
sburger Stranggisstage am 7./8.Maerz 1991" には“E
insatz fortgeschrittener Verfahren zur Zustandsueb
erwachung von Kokillenhub- und -giessmaschine" の
題名で著者 M. Perkuhn, E.Hoeffgen, H.J. Strodhoff
および P.M. Frank が偏心輪リフト棒の力を測定する方
法について報告している。この方法では摩擦力測定のた
めの測定値として偏心輪のリフト棒中の力並びにモータ
ー電流および偏心輪原動力の回転数、リフティング工程
並びにリフト回数および冷却水圧が使用される。混成物
(Massen)、スプリングおよびダンパーで構成される模型
代用システム(Modell-Ersatzsystem) からは、これに対
して平行して、鋳型摩擦単独の影響を受けずに振動運動
から予想できる力が算出される。リフト棒における測定
される力と予想された力との比較から鋳型摩擦が測定さ
れる。
sburger Stranggisstage am 7./8.Maerz 1991" には“E
insatz fortgeschrittener Verfahren zur Zustandsueb
erwachung von Kokillenhub- und -giessmaschine" の
題名で著者 M. Perkuhn, E.Hoeffgen, H.J. Strodhoff
および P.M. Frank が偏心輪リフト棒の力を測定する方
法について報告している。この方法では摩擦力測定のた
めの測定値として偏心輪のリフト棒中の力並びにモータ
ー電流および偏心輪原動力の回転数、リフティング工程
並びにリフト回数および冷却水圧が使用される。混成物
(Massen)、スプリングおよびダンパーで構成される模型
代用システム(Modell-Ersatzsystem) からは、これに対
して平行して、鋳型摩擦単独の影響を受けずに振動運動
から予想できる力が算出される。リフト棒における測定
される力と予想された力との比較から鋳型摩擦が測定さ
れる。
【００１４】上述の方法の欠点は以下の通りである: − 正確な測定信号を得るために必要とされる多大な構
造的なおよび測定技術的な費用； − 鋳型および／または振動装置並びに鋳造法を改良す
る必要があること； − 手入れをしたり、整備したり、また規則的に点検し
なければならない測定記録器を追加的に別に使用するこ
と； − 振動模型あるいは費用のかかる電子的信号加工によ
る解釈と測定値の調整が必要であること。
造的なおよび測定技術的な費用； − 鋳型および／または振動装置並びに鋳造法を改良す
る必要があること； − 手入れをしたり、整備したり、また規則的に点検し
なければならない測定記録器を追加的に別に使用するこ
と； − 振動模型あるいは費用のかかる電子的信号加工によ
る解釈と測定値の調整が必要であること。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は上述の
従来技術から出発して、比較的に僅かな測定技術的費用
で、かつ鋳型または振動装置を言うに値する程に改変す
ることなく正確な測定信号をもたらし、外的な測定値記
録器（Messaufnehmer)および／または振動模型を必要と
せずそして妨害のない運転状態を監視するのに必要な運
転データを特にストランド凝固殻と鋳型との間の摩擦を
測定するために途切れなくオンラインで与える、上述の
欠点および問題を回避する請求項１の上位概念に記載の
方法を提供することである。
従来技術から出発して、比較的に僅かな測定技術的費用
で、かつ鋳型または振動装置を言うに値する程に改変す
ることなく正確な測定信号をもたらし、外的な測定値記
録器（Messaufnehmer)および／または振動模型を必要と
せずそして妨害のない運転状態を監視するのに必要な運
転データを特にストランド凝固殻と鋳型との間の摩擦を
測定するために途切れなくオンラインで与える、上述の
欠点および問題を回避する請求項１の上位概念に記載の
方法を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】この課題は、冒頭に記載
の方法において本発明に従って、制御された二重に作用
する液圧式シリンダを使用しながら全ての振動シリンダ
のそれぞれの二つの部屋の圧力並びにこれらの圧力に相
応するピストンのリフト位置を前もって決められた測定
回数で測定しそしてそれらのデータから、あらゆる時点
でのストランド凝固殻と鋳型壁との間で作用する摩擦力
を算出することで解決される。
の方法において本発明に従って、制御された二重に作用
する液圧式シリンダを使用しながら全ての振動シリンダ
のそれぞれの二つの部屋の圧力並びにこれらの圧力に相
応するピストンのリフト位置を前もって決められた測定
回数で測定しそしてそれらのデータから、あらゆる時点
でのストランド凝固殻と鋳型壁との間で作用する摩擦力
を算出することで解決される。
【００１７】連続鋳造の際にストランド凝固殻と鋳型と
の間の摩擦を測定する本発明の方法は、液圧的な鋳型振
動手段を備えているあらゆる連続鋳造装置で使用でき
る。
の間の摩擦を測定する本発明の方法は、液圧的な鋳型振
動手段を備えているあらゆる連続鋳造装置で使用でき
る。
【００１８】摩擦力を測定するためには主として、振動
運動の制御および調整のためにいずれにしても必要され
そして十分な精度で記録される測定値を使用するのが有
利である。これは請求項１に記載の測定データ、即ち − 振動用の全ての液圧シリンダの二つの部屋の圧力 − シリンダーピストンの実際の位置 である。
運動の制御および調整のためにいずれにしても必要され
そして十分な精度で記録される測定値を使用するのが有
利である。これは請求項１に記載の測定データ、即ち − 振動用の全ての液圧シリンダの二つの部屋の圧力 − シリンダーピストンの実際の位置 である。
【００１９】これらのデータは上述の測定回数で記録さ
れる。これらから数学的関連の僅かな経費でストランド
凝固殻と鋳型壁との間であらゆる時点で作用する摩擦力
はオンラインおよびオフラインで算出される。
れる。これらから数学的関連の僅かな経費でストランド
凝固殻と鋳型壁との間であらゆる時点で作用する摩擦力
はオンラインおよびオフラインで算出される。
【００２０】しかしながらこの目的のためには、測定さ
れたシリンダー圧から確かめられるシリンダー力は主な
妨害値、即ち実際の鋳型重量、並びに鋳型の運動からの
加速力だけ補正しなければならない。
れたシリンダー圧から確かめられるシリンダー力は主な
妨害値、即ち実際の鋳型重量、並びに鋳型の運動からの
加速力だけ補正しなければならない。
【００２１】本発明の方法の長所としては以下のものを
挙げることができる： − 測定データを得るために構造的あるいは測定技術的
費用が不必要である。何故ならばこれらデータは振動運
動の制御に既に必要とされており、それ故に十分な精度
で存在しているからである。 − その結果として鋳型および／または振動装置につい
て改良する必要がない。 − 同様に本発明の方法は測定値記録器を別に使用する
必要があまりなく、該装置の手入、整備および点検が必
要でない。
挙げることができる： − 測定データを得るために構造的あるいは測定技術的
費用が不必要である。何故ならばこれらデータは振動運
動の制御に既に必要とされており、それ故に十分な精度
で存在しているからである。 − その結果として鋳型および／または振動装置につい
て改良する必要がない。 − 同様に本発明の方法は測定値記録器を別に使用する
必要があまりなく、該装置の手入、整備および点検が必
要でない。
【００２２】本発明の方法の一つの実施態様は、測定さ
れる摩擦力が実際の鋳造速度に相互に関連しておりこれ
を継続的に比較する。従って鋳造速度の変化は妨害ファ
クターとして十分に相殺される。
れる摩擦力が実際の鋳造速度に相互に関連しておりこれ
を継続的に比較する。従って鋳造速度の変化は妨害ファ
クターとして十分に相殺される。
【００２３】本発明の方法の別の実施態様は、摩擦力を
生じることなく冷間通過する際のリフト位置に依存して
加速力を測定しそして鋳造操業中の摩擦力を含めた相応
する加速力に比較しそしてそれから、許容可能な摩擦力
の標準値を導き出すものである。
生じることなく冷間通過する際のリフト位置に依存して
加速力を測定しそして鋳造操業中の摩擦力を含めた相応
する加速力に比較しそしてそれから、許容可能な摩擦力
の標準値を導き出すものである。
【００２４】本発明の方法の他の実施態様は、別の影響
する値として摩擦力を計算する際の鋼の品質、鋳造温
度、鋳造速度に関してのパラメータを一緒に考慮するも
のである。
する値として摩擦力を計算する際の鋼の品質、鋳造温
度、鋳造速度に関してのパラメータを一緒に考慮するも
のである。
【００２５】更に、装入物の連続鋳造の際に測定データ
を連続的にオンラインでチェックし、そして記録し、そ
してあらゆる時点で作用する摩擦力をオンラインで算出
し、そして可能な変化があった際に対抗措置を採るかあ
るいは湯漏れの危険が確認できた時に鋳造工程を中止す
ることも本発明の１つの実施態様である。
を連続的にオンラインでチェックし、そして記録し、そ
してあらゆる時点で作用する摩擦力をオンラインで算出
し、そして可能な変化があった際に対抗措置を採るかあ
るいは湯漏れの危険が確認できた時に鋳造工程を中止す
ることも本発明の１つの実施態様である。
【００２６】最後に本発明の方法では、ストランドと鋳
型との間の摩擦力が増加する傾向がある場合に潤滑剤の
添加を検討し、また潤滑剤の添加量を変更してもよい。
型との間の摩擦力が増加する傾向がある場合に潤滑剤の
添加を検討し、また潤滑剤の添加量を変更してもよい。
【００２７】ストランドと鋳型との間の摩擦力を測定す
る本発明で提案した方法の最も重要な特徴は、 − この方法が、振動運動を生じさせるために、制御さ
れた液圧シリンダーを使用する場合に、構造に無関係に
あらゆる振動鋳型で使用できる。 − 摩擦力を測定するために、振動運動を制御するため
に同様に必要とされる測定データが使用されており、そ
れ故にそれからのデータは十分な速度で既に存在してい
る。 − 測定データが適当な所定の測定回数で記録される。 − 実際の鋳型摩擦における測定データの換算を簡単な
数学的関連で行いそしてオンラインで行うことができ
る。この場合には現実の鋳型の重量並びに加速力は鋳型
の動きで相殺される。 − 鋳型および／または振動装置を追加的に組み込んだ
りあるいは改良する必要がない。
る本発明で提案した方法の最も重要な特徴は、 − この方法が、振動運動を生じさせるために、制御さ
れた液圧シリンダーを使用する場合に、構造に無関係に
あらゆる振動鋳型で使用できる。 − 摩擦力を測定するために、振動運動を制御するため
に同様に必要とされる測定データが使用されており、そ
れ故にそれからのデータは十分な速度で既に存在してい
る。 − 測定データが適当な所定の測定回数で記録される。 − 実際の鋳型摩擦における測定データの換算を簡単な
数学的関連で行いそしてオンラインで行うことができ
る。この場合には現実の鋳型の重量並びに加速力は鋳型
の動きで相殺される。 − 鋳型および／または振動装置を追加的に組み込んだ
りあるいは改良する必要がない。
Claims (7)
- 【請求項１】 振動鋳型による連続鋳造の際のストラン
ド凝固殻と鋳型との間の摩擦を測定する方法において、
制御された二重に作用する液圧式シリンダを使用しなが
ら全ての振動シリンダのそれぞれの二つの部屋の圧力並
びにこれらの圧力に相応するピストンのリフト位置を前
もって決められた測定回数で測定しそしてそれらのデー
タから、あらゆる時点でのストランド凝固殻と鋳型壁と
の間で作用する摩擦力を算出することを特徴とする、上
記方法。 - 【請求項２】 その都度のリフト位置に対する、加速力
の依存度について測定されたデータを −実際の鋳型の重量 −鋳型の運動から生ずる加速力の妨害量だけ補正する、
請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 測定される摩擦力が実際の鋳造速度と相
互に関連があって、これと継続的に比較する請求項１ま
たは２に記載の方法。 - 【請求項４】 加速力を摩擦力なしに冷間通過する際の
それぞれのリフト位置に依存して測定し、そして鋳造操
業中の摩擦力を含めた相応する加速力と比較しそしてそ
れから、許容できる摩擦力の標準値（SOLL-Werte）を導
き出す請求項１〜３のいずれか一つに記載の方法。 - 【請求項５】 別の影響する値として、摩擦力を計算す
る際の − 鋼の品質 − 鋳造温度 − 鋳造速度に関してのパラメータを一緒に考慮する請
求項１〜４のいずれか一つに記載の方法。 - 【請求項６】 装入物の連続鋳造の際に測定データを連
続的にオンラインでチェックしそして記録しそしてあら
ゆる時点で作用する摩擦力をオンラインで算出し、そし
て可能な変化があった際に対抗措置を採るかあるいは湯
漏れの危険が確認できた時に鋳造工程を中止する請求項
１〜５のいずれか一つに記載の方法。 - 【請求項７】 ストランドと鋳型との間の摩擦力が増加
する傾向がある場合に潤滑剤の添加を検討し、また潤滑
剤の添加量を変更する請求項６に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
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