JP2001058245A

JP2001058245A - 冷却ドラムのブラッシング方法

Info

Publication number: JP2001058245A
Application number: JP11235703A
Authority: JP
Inventors: Takashi Arai; 貴士新井; Tadahiro Izu; 忠浩伊豆; Hideaki Kobayashi; 英明小林
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1999-08-23
Filing date: 1999-08-23
Publication date: 2001-03-06

Abstract

(57)【要約】【課題】双ドラム式連続鋳造機の操業中、一対の冷却
ドラムの周面に付着する異物を過不足なく的確に除去す
る。【解決手段】互いに反対方向へ回転する一対の冷却ド
ラムにより薄帯鋳片を製造する双ドラム式連続鋳造機の
操業中、該一対の冷却ドラムの周面にブラシロールを押
し付け、該周面をブラッシングする方法において、前記
一対の冷却ドラムの反力が目標値となるようにドラムギ
ャップを制御し、該ドラムギャップが目標値となるよう
にドラム速度を制御し、そして、該ドラム速度に応じ、
前記ブラシロールのブラッシング力を制御する。また、
前記ドラム速度の低下率が１５％を超えたとき、前記ブ
ラシロールのブラッシング力を制御する。さらに、前記
ドラム速度に応じ、前記ブラシロールの回転速度と、ブ
ラシ押力またはブラシ喰込量の一方または双方を制御し
て、前記ブラシロールのブラッシング力を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、双ドラム式連続鋳
造機の操業中において、冷却ドラムの周面に付着する異
物を、過不足なく的確に除去する方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】双ドラム式連続鋳造機は、互いに反対方
向へ回転する一対の冷却ドラムの両端面に一対のサイド
堰を押し付けて湯溜まり部を形成し、湯溜まり部に溶融
金属を供給しながら一対の冷却ドラムを回転させること
により、該冷却ドラムの周面に生成した一対の凝固シェ
ルをドラム最狭部で圧着して鋳片とし、下方へ送り出す
鋳造装置である。そして、前記冷却ドラムの周面には、
鋳片の表面割れ防止のために粗面（ドラムディンプル）
が形成され、湯溜まり部には、溶融金属の酸化によるス
カム（酸化物等）の発生を防止するためにシールチャン
バーが設けられる場合が多い。

【０００３】双ドラム式連続鋳造機においては、湯溜ま
り部から発生した蒸発物や、湯面に発生したスカム（酸
化物等）が、冷却ドラムの周面に付着する。特に、鋳造
開始直後は湯溜まり部の湯面レベルが低く、浸漬ノズル
（図示しない）が溶融金属に浸漬されていないため、ス
プラッシュが発生し易く、このスプラッシュも、冷却ド
ラムの周面に付着する。付着した異物が除去されずに一
周して溶融金属に触れると、鋳片表面には、異物に対応
した凹疵が発生すると共に、冷却ドラムの周面において
は、異物が付着した部分と付着しない部分とで熱伝導率
が異なることとなり、これが原因でシェルの冷却にむら
が生じ、このむらに起因する収縮応力により、鋳片表面
には、割れを伴った汚れが発生する。

【０００４】スカムの発生を防止する技術として、湯溜
まり部の上方をシールケースによって覆う方法（特開平
１−２７１０３７号公報）や、湯面に耐火物性断熱板を
載置する方法（特開平２−２０６４８号公報）が知られ
ている。また、発生したスカムのドラム周面への付着を
防止する技術として、スカムの粘度を調整する方法（特
開平２−２０７９４７号）、付着を阻止する仕切板を設
ける方法（特開平３−６６４５２号公報）、湯溜まり部
に電磁誘導機構を設ける方法（特開昭６３−３１３６３
６号公報）等が知られている。

【０００５】しかし、これらの方法は、いずれも、長時
間の連続鋳造においては十分な効果を奏しない。また、
スカムをドラム周面に接触させない技術として、ドラム
に箱型堰を載置して湯面をドラム周面より上方に位置さ
せる方法（特開平３−２９１１３８号公報）が知られて
いるが、この方法においては、箱型堰と摺動接触するド
ラム周面が磨耗すると共に、摺動面のシール性にも問題
がある。

【０００６】さらには、スカムを除去する技術として、
スカムを回転するエンドレスベルトに付着させて除去す
る方法（特開平２−２０７９４６公報）や、スカムをサ
イド堰に設けた排出口から排出する方法（特開平８−１
５５５９２号公報）が知られ、一方、スプラッシュによ
る問題を防止する技術として、ノズルノ吐出口を覆う保
護ケースを設ける方法（特開平５−３１８０４２号）が
知られている。

【０００７】しかし、これらの方法においては、用いる
装置・機器等の構造が複雑であるわりには効果が小さ
い。したがって、冷却ドラムの周面に付着した異物は、
操業中に除去することが必要であるが、その方法のひと
つとして、冷却ドラムの周面に、回転駆動するブラシロ
ールを押し付け、ブラシロールの回転速度、喰込量、あ
るいは、押力等によるブラッシング力を、予め計画した
範囲内に制御する方法が、例えば、特開平３−１１８９
４４号公報により知られている。この方法の場合、ドラ
ム汚れの程度が一定不変であれば問題はないが、ドラム
汚れは、溶融金属の温度変化、シールチャンバー内の雰
囲気変化（僅かな酸素の混入）等により変化（増加）す
るから、予め計画した条件でブラッシングを行ったので
は、ドラム汚れに応じたブラッシングを行えないことと
なり、その結果、ブラッシングが不足した場合には、鋳
片に割れ等の欠陥が発生することとなる。

【０００８】一方、ドラム汚れの変化をカバーするよう
に、ブラッシングを定常的に強化すると、冷却ドラムの
周面（特にディンプル）及びブラシが損耗し、鋳造機の
寿命が急激に低下するという問題が発生する。したがっ
て、ドラム汚れに応じてブラッシングを行うことができ
る技術が求められ、そのような技術として、鋳造中にお
いてドラム汚れを光学的に測定し、測定値に応じてブラ
ッシングを行う方法が、例えば、特開平２−９９２４３
号公報により知られている。

【０００９】しかしながら、ドラム汚れの程度（特に厚
み）と光学的測定値とは必ずしも対応しないため、上記
方法においては、測定精度が低いという問題がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、双ドラム式
連続鋳造機の操業中において、冷却ドラムの周面に付着
する異物を、過不足なく的確に除去することを課題とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、互いに反対方
向へ回転する一対の冷却ドラムにより薄帯鋳片を製造す
る双ドラム式連続鋳造機の操業中、該一対の冷却ドラム
の周面にブラシロールを押し付け、該周面をブラッシン
グする方法において、まず、前記一対の冷却ドラムの反
力が目標値となるようにドラムギャップを制御し、該ド
ラムギャップが目標値となるようにドラム速度を制御す
る。

【００１２】冷却ドラムの周面に異物が付着すると、冷
却ドラムの冷却能が低下するので、該ドラムの周面に生
成するシェル厚（鋳片厚）が薄くなる。そのため、制御
系は、ドラムギャップ（鋳片厚）が目標値となるよう
に、ドラム速度を低下させる。つまり、ドラム汚れはド
ラム速度の低下となって現れる。そこで、本発明は、上
記課題を解決するため、次の（１）〜（３）を要旨とす
るものである。

【００１３】（１）互いに反対方向へ回転する一対の冷
却ドラムにより薄帯鋳片を製造する双ドラム式連続鋳造
機の操業中、該一対の冷却ドラムの周面にブラシロール
を押し付け、該周面をブラッシングする方法において、
前記一対の冷却ドラムの反力が目標値となるようにドラ
ムギャップを制御し、該ドラムギャップが目標値となる
ようにドラム速度を制御し、そして、該ドラム速度に応
じ、前記ブラシロールのブラッシング力を制御すること
を特徴とする冷却ドラムのブラッシング方法。

【００１４】（２）前記ドラム速度の低下率が１５％を
超えたとき、前記ブラシロールのブラッシング力を制御
することを特徴とする前記（１）記載の冷却ドラムのブ
ラッシング方法。（３）前記ドラム速度に応じ、前記ブラシロールの回転
速度と、ブラシ押力またはブラシ喰込量の一方または双
方を制御して、前記ブラシロールのブラッシング力を制
御することを特徴とする前記（１）または（２）記載の
冷却ドラムのブラッシング方法。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
１及び図２を参照して説明する。図１は、本発明を実施
するための鋳造制御のブロック図であり、図２は、同じ
くブラッシング制御のブロック図である。本発明を実施
するための装置は、図１と図２を合わせたものである
が、図面を簡単にするため、図１と図２とに分けて図示
している。

【００１６】図１に示す鋳造制御のブロック図におい
て、一対の冷却ドラム１ａ、１ｂは、内部を冷却されて
互いに反対方向（矢印方向）へ回転し、該ドラム１ａ、
１ｂの両端面には、一対のサイド堰２，２が押し付けら
れている。湯溜まり部３には連続して溶融金属Ｒが供給
されて、冷却ドラム１ａ，１ｂの周面で凝固シェルｇが
生成する。一対の凝固シェルｇ，ｇは、ドラム最狭部で
圧着されて薄帯鋳片ｓとなって下方へ送り出される。

【００１７】なお、冷却ドラム１ａ，１ｂは、例えば、
幅800mm 、直径1200mmで、その外筒部は銅製で、その周
面にはＮｉメッキ等が施されている。メッキ面には、シ
ョットブラスト加工やフォトエッチ加工等により、直径
0.1 〜1.2mm 、平均深さ20〜200 μm 程度の窪みが、20
％以上の面積率で形成されている。鋳造中において、反
力制御装置４は、反力目標値の信号によって油圧制御弁
５を制御し、油圧シリンダー６は、油圧制御弁５によっ
て制御された圧油を受けて、冷却ドラム１ａを冷却ドラ
ム１ｂ側に押し付ける。冷却ドラム１ａの押付け力（ド
ラム反力）は、冷却ドラム１ｂの背面に設けられた反力
検出器７によって検出される。検出された反力検出値
は、反力制御装置４において反力目標値と比較され、差
分に応じた信号により油圧制御弁５が制御される。油圧
シリンダー６は、ドラム反力が目標値となるように、圧
下位置（ドラムギャップ）を制御する。

【００１８】圧下位置（ドラムギャップ）は位置検出器
８によって検出され、ドラムギャップ検出値は、圧下位
置制御装置９においてドラムギャップ目標値（鋳造板厚
に相当する値）と比較され、差分に応じた信号により、
ドラム速度制御装置１０がドラムモータ１１を制御し
て、ドラムギャップが目標値となるようにドラム回転速
度を制御する。この制御により、所定板厚の薄帯鋳片ｓ
を得ることができる。

【００１９】鋳造開始直後は、ドラム汚れが比較的に少
なく熱抵抗が小さいため、シェル厚みが厚くなる。反力
制御装置４は、反力検出器７の信号を受けて、ドラム反
力が目標値となるように圧下位置（ドラムギャップ）を
大きくする方向に制御し、ドラム速度制御装置１０は、
ドラムギャップが目標値となるようにドラム速度を大き
くする方向でドラムモーター１１を制御する。

【００２０】鋳造の経過に伴ってドラム汚れが増すと熱
抵抗が大きくなり、シェル厚みが薄くなる。反力制御装
置４は、反力検出器７の信号を受けて、ドラム反力が目
標値となるように圧下位置（ドラムギャップ）を小さく
する方向に制御し、ドラム速度制御装置１０は、ドラム
ギャップが目標値となるようにドラム速度を小さくする
方向でドラムモーター１１を制御する。

【００２１】前記のように、ドラム汚れの変化に伴って
ドラム速度が変化し、ドラム汚れが少ないとドラム速度
が増加し、ドラム汚れが多いとドラム速度が減少する。
つまり、ドラム汚れとドラム速度は相関があるため、ド
ラム速度に応じてブラッシングを行えば、ドラム汚れに
応じたブラッシングを行うことができる。図２は、ドラ
ム速度に応じてブラッシングを行うブラッシング制御の
ブロック図である。図２において、ブラシロール１２
は、冷却ドラム１ａの軸と平行に向けられて設置されて
ブラシモータ１３によって回転駆動され、その回転速度
は、ブラッシング制御装置１４によって制御される。ま
た、ブラシロール１２は、油圧シリンダー１５によって
冷却ドラム１ａに押し付けられるが、ブラシ押力または
ブラシ喰込量（素線先端とドラム周面とのラップ代であ
り、素線の撓み量に相当する）が、油圧制御弁１６及び
油圧シリンダー１５によって制御される。

【００２２】なお、ブラシロール１２は、例えば、素線
長さ 20 〜 200mm程度、直径0.05〜0.30mm程度の硬鋼線
やステンレス鋼線が植設されて形成されている。冷却ド
ラム１ｂにもブラシロールが設けられているが、このブ
ラシロール及びそれに付随する構成は薄帯鋳片ｓを挟ん
で左右同じであるので、図２では片側（右側）のみを示
した。

【００２３】ドラムモータ１１（図１のドラムモータ１
１を示す）の回転数は、回転数検出器１７によって計測
され、その信号はブラッシング制御装置１４に取り込ま
れる。ブラッシング制御装置１４では、ドラム汚れが生
じていないときのドラム速度が基準値として設定されて
おり、このドラム速度基準値とドラム速度検出値が比較
されて、ドラム速度低下率が演算される。

【００２４】図３に、鋼中の硫黄濃度（ｓ）別に、ドラ
ム速度低下率と鋳片割れ発生量との関係を示す。この図
から、速度低下率が１５％を超えると鋳片割れが急激に
発生することがわかる。なお、図３において速度低下率
（％）は、下記（１）式によって求めたものであり、Ｖ
_maxは鋳造開始後、３分以内におけるドラム速度の最大
値とした。

【００２５】速度低下率（％）＝（Ｖ_max−Ｖ）／Ｖ_max×１００・・・・（１）式但し、Ｖ_max；ドラム汚れが生じていないときのドラム
速度Ｖ；ドラム汚れが生じたときのドラム速度ブラッシング制御装置１４は、ドラム速度低下率が１５
％を超えたとき制御信号を出力し、ブラシモータ１３を
制御してブラシロール１２の回転速度を増加し、油圧制
御弁１６を制御してブラシ押力またはブラシ喰込量を増
加する。

【００２６】また、ブラッシング制御装置１４は、回転
数検出器１７によるドラム速度検出値の信号を引き続い
て入力し、この入力値とドラム速度基準値とを比較して
速度低下率を演算し、速度低下率が１５％以下になった
とき、切替弁１８を開いてブラッシングを止めるか、あ
るいは、回転数を低減するかして、ブラシ押力またはブ
ラシ喰込量を低減する。

【００２７】ブラッシング力の制御は、ブラシロール１
２の回転速度と、ブラシ押力またはブラシ喰込量の一方
または双方を制御することで行うが、ブラシ押力または
ブラシ喰込量を増加させると、毛先が倒れ込んでしま
い、汚れ除去能力のアップには効果的でない。そのた
め、ブラッシング力の制御としては、ブラシ押力または
ブラシ喰込量を一定とし、ブラシロール１２の回転速度
のみを制御することが望ましい。

【００２８】なお、この回転速度の上限は、通常、遠心
力によって機械的振動の不具合が起こらない２０００ｐ
ｐｍ程度が望ましいが、連続鋳造の操業態様やブラシロ
ールの形態によっては２０００ｐｐｍを超えて適宜選択
できる。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、双ドラム式連続鋳造機
における冷却ドラムの周面に付着した異物を、回転駆動
するブラシロールによって除去する方法において、冷却
ドラムの周面上の汚れに伴って変化するドラム回転速度
に応じてブラッシング力を制御するので、冷却ドラムの
周面を過不足なくブラッシングして、異物を的確に除去
することができる。その結果、冷却ドラムの周面への異
物付着に起因する鋳片割れ、及び、過剰なブラッシング
によるドラム周面およびブラシの損耗を防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施するための鋳造制御のブロック図
である。

【図２】本発明を実施するためのブラッシング制御のブ
ロック図である。

【図３】冷却ドラムの速度低下率と鋳片割れ発生量との
関係を示す図である。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ…冷却ドラム２…サイド堰３…湯溜まり部４…反力制御装置５…油圧制御弁６…油圧シリンダー７…反力検出器８…位置検出器９…圧下位置制御装置１０…ドラム速度制御装置１１…ドラムモータ１２…ブラシロール１３…ブラシモータ１４…ブラッシング制御装置１５…油圧シリンダー１６…油圧制御弁１７…回転数検出器１８…切替弁Ｒ…溶融金属ｇ…凝固シェルｓ…薄帯鋳片

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小林英明山口県光市大字島田3434番地新日本製鐵株式会社光製鐵所内Ｆターム(参考） 4E004 DA13 SB02 SC01 SC04 SC05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに反対方向へ回転する一対の冷却ド
ラムにより薄帯鋳片を製造する双ドラム式連続鋳造機の
操業中、該一対の冷却ドラムの周面にブラシロールを押
し付け、該周面をブラッシングする方法において、前記
一対の冷却ドラムの反力が目標値となるようにドラムギ
ャップを制御し、該ドラムギャップが目標値となるよう
にドラム速度を制御し、そして、該ドラム速度に応じ、
前記ブラシロールのブラッシング力を制御することを特
徴とする冷却ドラムのブラッシング方法。
【請求項２】前記ドラム速度の低下率が１５％を超え
たとき、前記ブラシロールのブラッシング力を制御する
ことを特徴とする請求項１記載の冷却ドラムのブラッシ
ング方法。
【請求項３】前記ドラム速度に応じ、前記ブラシロー
ルの回転速度と、ブラシ押力またはブラシ喰込量の一方
または双方を制御して、前記ブラシロールのブラッシン
グ力を制御することを特徴とする請求項１または２記載
の冷却ドラムのブラッシング方法。