JP2002160048A

JP2002160048A - 連続鋳造の制御方法

Info

Publication number: JP2002160048A
Application number: JP2000364599A
Authority: JP
Inventors: Kazuharu Hanazaki; 一治花崎
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2000-11-30
Filing date: 2000-11-30
Publication date: 2002-06-04
Anticipated expiration: 2020-11-30
Also published as: JP3478263B2

Abstract

(57)【要約】【課題】薄鋳片の未凝固圧下を行う連続鋳造設備にお
いて安価な設備で過圧下防止可能な制御方法を提供す
る。【解決手段】鋳片の凝固部の厚さが薄鋳片の目標厚さ
となる位置に最も近い箇所の圧下装置を基準圧下装置１
１として定め、基準圧下装置より上流側の圧下装置１２
については所定の圧下速度および未凝固鋳片の圧下量が
得られるように圧下位置目標を定めて位置制御し、基準
圧下装置より下流側の圧下装置１３については、圧下位
置目標を基準圧下装置の圧下位置実績と同じ値に圧下力
に基づいた補正を加えて圧下位置目標を定め、位置制御
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、鋳型から連続的に
引き抜いた未凝固状態の鋳片を圧下する連続鋳造の制御
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】薄板の代表的な製造方法として、連続鋳
造により製造された鋳片を、圧延工程で圧延・加工する
方法が挙げられる。この方法では、鋳造後空冷された鋳
片を熱間圧廷する際に、再加熱する必要があり、使用エ
ネルギーのコストの点で不利である。

【０００３】近年、連続鋳造機から出てきた鋳片をその
まま圧廷機に供給する熱延直結プロセスの開発が進めら
れており、特に、今日的課題として、熱延直結プロセス
において粗圧廷工程が省略可能な薄鋳片の連続鋳造技術
を開発することに努力が払われている。

【０００４】薄鋳片の製造方法として、鋳型から引き抜
いた鋳片を、未凝固相が中心部に残存している間に、複
数の圧下装置のロール対によって圧下しつつ更に冷却
し、鋳片を連続的に製造する未凝固圧下方法がある。鋳
造開始時、ダミーバーおよび鋳片先端の低温部が通過す
るため、各圧下装置におけるロール対間隔は鋳型の厚さ
と同等に設定されるが、鋳造が安定してくると、各圧下
装置で順次ロール対間隔を狭め、鋳片厚さが目標値に至
ると、ロール対間隔をそのままの値に保った状態（定常
状態）の薄鋳片連続鋳造となる。圧下開始から鋳片厚さ
が目標厚さに至るまでを過渡状態という。

【０００５】未凝固圧下方法においては、薄鋳片を所定
の厚さに制御することが重要である。薄鋳片の厚さはロ
ール対の間隔で決まり、ロール対間隔は圧下装置の圧下
位置とロールを支持する構造体の変形によって決まる
が、この構造体の変形は圧下に伴って鋳片から受ける反
力（圧下力ともいう）によって決まる。

【０００６】本発明者らは先にＷＯ９７／１４５２２号
公報において、複数の圧下装置で圧下を行い、これら圧
下装置の内、基準圧下装置を定め、基準圧下装置より上
流側の圧下装置では位置制御方式の制御を行い、下流側
の圧下装置では圧下力制御方式の制御を行うことで薄鋳
片の厚さ制御の精度を向上させる技術を開示した。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記ＷＯ９７／１４５
２２号公報に開示された技術では、基準圧下装置の下流
側に配置された圧下装置では鋳片から受ける圧下反力を
補償することによってロール対の間隔を一定にしようと
するものである。同技術において、基準圧下装置は鋳片
の凝固殻厚さ（両面の合計）が目標の薄鋳片厚さに等し
くなる箇所近傍の圧下装置から選ばれるが、最終凝固位
置は鋳造条件によって前後に変化するため、基準圧下装
置を特定箇所の圧下装置に固定することはできない。そ
のため、各圧下装置には位置制御方式の機能と、圧下力
制御方式の機能の両方を具備する必要があり、これらの
随時切換えが必要である。連続鋳造機の圧下装置は狭い
設置空間、高温、冷却水の滴下、あるいはブレークアウ
ト時に溶鉄の滴下など極めて厳しい環境にさらされるた
め、圧下制御装置には油圧システムが賞用される。従っ
て、圧下制御装置の前記２つの制御機能を切換え可能な
制御系とするには油圧制御系（配管、制御弁、切換え
弁、制御装置）が複雑化するという問題があった。

【０００８】本発明の目的は、薄鋳片の厚さ制御精度の
向上を安価に実現できる連続鋳造の制御方法を提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
め、本発明者は検討を行った結果下記の知見を得た。 (1) 前記ＷＯ９７／１４５２２号公報に開示された制御
系の複雑化の問題に対処するため、各圧下装置の制御は
位置制御方式のみとし、圧下力制御方式の機能を省くよ
うにすれば、制御系、とくに油圧制御系を単純化でき
る。この場合、前記ＷＯ９７／１４５２２号公報に開示
された方法と同様に、鋳片の凝固殻厚さが薄鋳片目標厚
さと等しくなる箇所に最も近い箇所の圧下装置を基準圧
下装置と定めて位置制御を行う。該基準圧下装置より上
流側の圧下装置では、鋳型の厚さから基準圧下装置の箇
所における鋳片厚さまで順次厚さを漸減させるように圧
下位置設定値を定めて位置制御方式の制御を行えば、未
凝固状態の凝固殻に無理な変形を与えることがない。ま
た、前記基準圧下装置より下流側の圧下装置においては
基準圧下装置の圧下位置実績値と同じ値を当該圧下装置
の圧下位置設定値として位置制御方式で制御することに
より、すべての圧下装置を位置制御方式とすることがで
きる。

【００１０】(2) ただし、前記(1) 項の、基準圧下装置
より下流の圧下装置の圧下位置目標を基準圧下装置の実
績圧下位置と同じ値として位置制御方式の制御を行う
と、薄鋳片厚さの精度低下および過圧下が発生する。薄
鋳片厚さの精度低下は、圧下装置およびその支持構造体
の弾性変形によるものである。また、過圧下は鋳造開始
後、目標薄鋳片厚さまで圧下する過渡状態において、圧
下位置の変更時、あるいは定常状態であっても鋳造速度
等の鋳造条件が変化する時に、凝固完了部を無理に圧下
することに起因する。これを防止するため前記圧下位置
設定値に、圧下力を考慮した補正を加えるのがよい。

【００１１】(3) 前記圧下力を考慮した補正値として
は、基準圧下装置より下流側の圧下装置における圧下装
置およびその支持構造体の剛性を考慮した値と、鋳片に
所定の圧下力が加わるように定めた値との和とする。鋳
片に所定の圧下力を加えるための値は、未凝固部が存在
する場合と、未凝固部が存在しない場合とで異なった値
にすれば、過圧下防止及び薄鋳片厚さ制御の精度向上を
図ることができる。

【００１２】(4) 前記鋳片に加える所定の圧下力の値
は、未凝固部が存在する場合は溶鉄の静圧および鋳片幅
端部の凝固部に所定の圧下力を与える値、未凝固部が存
在しない場合は鋳片全幅に所定の圧下力を与えるような
値とするのがよい。

【００１３】本発明は上記の知見に基づいて完成したも
のであって、その要旨は以下のとおりである。 (1) 鋳型から引き抜いた未凝固状態の鋳片を複数の圧下
装置で圧下して薄鋳片を得る連続鋳造の制御方法であっ
て、複数の圧下装置のうち、鋳片の凝固部の厚さが薄鋳
片の目標厚さとなる箇所に近い箇所の圧下装置を基準圧
下装置として定め、該基準圧下装置については、所定の
圧下速度および薄鋳片の目標厚さが得られるように圧下
位置目標を定めて位置制御方式の制御を行い、該基準圧
下装置より上流側の圧下装置については、所定の圧下速
度および未凝固鋳片の圧下量が得られるように圧下位置
目標を定めて位置制御方式の制御を行い、該基準圧下装
置より下流側の圧下装置については、該基準圧下装置の
圧下位置実績値に、該下流側の圧下装置の圧下力に基い
た補正値を加えた値を圧下位置目標と定めて位置制御方
式の制御を行うことを特徴とする連続鋳造の制御方法。

【００１４】(2) 前記下流側の圧下装置の圧下力に基い
た補正値は、該圧下装置およびその支持構造体の弾性変
形を補償する値、ならびに、該圧下装置の箇所において
未凝固部が存在する状態では、鋳片中央の未凝固部の溶
鉄静圧に起因する力と鋳片幅端部の凝固部に所定の圧下
力を与える力との和に基いた値、または該圧下装置の箇
所において未凝固部が存在しない状態では、鋳片全幅に
所定の圧下力を与える力に基づいた値との和とすること
を特徴とする前記(1) 項に記載の連続鋳造の制御方法。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は圧下装置の油圧制御系のブ
ロック図である。同図において、符号Ｓは鋳片、ＳＧは
鋳片Ｓの未凝固部、ＳＳは凝固部、１は圧下装置、２は
圧下位置制御装置、３は圧下シリンダ、３１は圧下位置
を検出する圧下位置センサ、３２は圧下シリンダ３の上
部側の圧力を検出する上部圧力センサ、３３は同じく下
部圧力センサ、４は圧下シリンダ３のピストン、５は同
じく圧下ロッド、７は油圧供給源、８はサーボ弁、８１
はサーボアンプ、８２はサーボ位置センサ、１５は圧下
ロール、１６はロールである。各センサまたは相互要素
間の信号を表す符号の内、Ｓ_0Aは圧下シリンダ３の圧下
位置の実績値、Ｐ_U は圧下シリンダの上部圧力値、Ｐ_L
は圧下シリンダの下部圧力値、Ｓ_C は圧下位置目標値で
ある。通常、圧下機構は上のロールに設置されており、
ロール１６は所定の湾曲曲線に沿って固定されている。

【００１６】同図は圧下装置の片側（例えばワークサイ
ド：ＷＳ）のみ詳細に記載しているが、同様な圧下装置
はドライブサイド（ＤＳ）にもあって、圧下ロールの両
側で傾きが出ないように制御される。

【００１７】圧下位置制御装置２に対して圧下位置目標
値Ｓ_C が与えられ、これと圧下位置センサ３１からの圧
下位置実績値Ｓ_0Aとの偏差に応じてサーボ弁８を開閉す
る。サーボ弁８に対して与えられた偏差に対して油圧供
給源７から供給される圧力油はサーボ弁８の弁位置によ
って圧下シリンダ３の上部または下部に供給され、ピス
トン４の位置が変化する。この位置変化を圧下位置セン
サ３１が検出し、圧下位置制御装置２にフィードバック
信号を与え、ピストン４がＳ_C に相当する圧下位置に位
置決めする。圧下ロール１５と対をなすロール１６との
間隔（以下、ロール対間隔という）はピストン４の位置
決めのみによって決定されるのではなく、圧下力によっ
て、圧下シリンダ３を支持するフレームなどの構造体
（図示せず）やピストンロッド５のたわみに相当する変
位を加算した値がロール対間隔となる。すなわち、鋳片
の目標厚さとおりに圧下位置を設定しても、圧下力によ
る弾性変形のため鋳片厚さは厚目になる。

【００１８】本発明における過圧下とは、鋳片Ｓを横断
面で見た場合、図１において、鋳片Ｓの幅端部のＷ_SSの
幅相当分を過剰に圧下すること、又は未凝固のＷ_SGの幅
相当部が消失した状態では全幅を過剰に圧下すること言
い、所定の薄鋳片厚さが得られなかったり、鋳片内部に
割れが発生するなど品質上の問題が発生する原因とな
る。

【００１９】上部圧力センサ３２、下部圧力センサ３３
の機能は後述する。図２は圧下装置の配置を示す模式図
である。同図において図１と同一要素は同一符号で示
す。同図は定常状態、すなわち、薄鋳片の目標厚さが定
常的に得られている状態を示し、基準圧下装置１１の箇
所におけるロール対間隔は薄鋳片目標厚さに等しく、鋳
片の未凝固部は殆ど無い状態もしくは完全に消失した状
態にある。同図に示すように、基準圧下装置１１より上
流側の圧下装置１２（複数）では、ロール対の間隔が鋳
型の厚さＴ_inから目標の薄鋳片厚Ｔ_out （定常状態で
は、基準圧下装置のロール対間隔に相当する）まで順次
減少するようにそれぞれの圧下位置を設定するが、Ｔ_in
とＴ_out の差を等配分になるように設定するのが好まし
い。過渡状態では、基準圧下装置１１は鋳造条件（鋼
種、鋳造速度、冷却条件等）から定まる所定の速度で圧
下するため、上流側の圧下装置１２群の圧下位置もこれ
に伴って時間的に変化する。

【００２０】一方、基準圧下装置１１より下流の圧下装
置１３（複数）には基準圧下装置の圧下位置実績値Ｓ_0A
と同じ値を圧下位置設定値として与えるが、この圧下位
置設定値も時間的に変化する。ここに、圧下装置１の単
位は独立しており、それぞれに１または複数のロール対
の圧下位置制御ができるものとするが、図示例では１対
のロール対あたり一つの圧下装置としている。

【００２１】図３は、未凝固部を圧下開始後、定常状態
に至るまでの過渡状態を示す模式図である。同図におい
て図１または図２と同一要素は同一符号で示す。同図に
おいて、基準圧下装置１１には鋳片両面からの凝固殻合
計厚さが目標鋳片厚さに最も近い箇所の圧下装置が選ば
れる。凝固殻の厚さは経験式または伝熱凝固計算など、
公知の方法によって求めることができる。

【００２２】鋳造開始時、各圧下装置は鋳型の厚さＴ_in
と同じロール対間隔となるように圧下位置が設定され
る。厚さＴ_out の薄鋳片を得るために圧下を開始すると
き、鋳型湯面レベルの急激な変化を防止するため、所定
の圧下位置になるまでは、一定速度で圧下するのが好ま
しい。この過渡状態では、基準圧下装置の下流側に向っ
ては鋳片厚さが厚くなっており、上流側に向かっても鋳
片厚さが厚くなる。この状態で基準圧下装置１１の下流
側の圧下装置の圧下位置目標を基準圧下装置の圧下位置
実績値と同じ値とすると、位置制御方式のもとでは下流
側の鋳片を過剰に圧下することになり、薄鋳片の厚さが
不足したり、品質上の問題が発生することになる。ま
た、圧下装置およびその支持構造体の弾性変形によるロ
ール対間の誤差が生じる。これらを防止するため、下流
側の圧下装置の圧下位置設定値に、圧下力に基いた補正
値を加える必要がある。

【００２３】図４は本発明の動作原理を示すブロックダ
イアグラムである。同図のブロックダイアグラムに相当
する制御ロジックは圧下位置制御装置２（図１参照）の
内部に含まれている。同図において、信号を表す符号Ｓ
_0A、Ｐ_U、Ｐ_L、Ｓ_C は各々図１に示す符号と同じであ
る。

【００２４】基準圧下装置より上流側の圧下装置におい
ては、鋳型の厚さＴ_inから目標の薄鋳片厚Ｔ_out まで鋳
片厚さが順次薄くなるよう（例えばＴ_inとＴ_out の差の
等配分）それぞれの圧下位置Ｓ_X を計算する。過渡状態
では、基準圧下装置１１（図３参照）における圧下速度
に準じてそれぞれのＳ_X を定めるため、時間的に変化す
る設定値となる。このＳ_X を圧下位置目標値として設定
するため、同図の圧下位置設定切替器２６はＡ側が選択
される。また、基準圧下装置より上流側では未凝固厚さ
が十分厚い鋳片部分を圧下するため、圧下力の補償は不
要である。従って、図４の圧下力補償切替器２５もＡ側
に選択され、同図上半分に示す圧下力の補正回路は切離
される。基準圧下装置においても同じ理由でＡ側が選択
される。

【００２５】基準圧下装置より下流側の圧下装置におい
ては、圧下力を考慮した位置制御を行うため、圧下力補
償切替器２５はＢ側に選択される。圧下位置設定値は、
基準圧下装置の圧下位置実績値（実測値）と同じ値（Ｓ
_0A）とする。従って、圧下位置設定切替器２６はＢ側に
選択される。

【００２６】過圧下を防止しなければならない鋳片部分
は、基準圧下装置より下流側の鋳片幅両端の凝固部およ
び凝固部が消失したときの鋳片全幅である。本発明で
は、以下のように、基準圧下装置より下流側の圧下装置
１３（図３参照）における過圧下補償の制御を行う。

【００２７】当該圧下装置の箇所で鋳片の中心部が未凝
固状態にあるとき、圧下ロールに加わる反力のうち、未
凝固部（図１のＷ_SGに相当する幅部分）の溶鉄の静圧Ｐ
_Feに相当する力については過圧下を考慮しなくてよい。
また、凝固部（図１のＷ_SSに相当する幅部分）について
は、過圧下による変形に至らない程度の所定の圧下圧力
αで鋳片を支持するのが望ましい。従って、過圧下補償
を考慮すべき圧下力は、全体の圧下力から未凝固部溶鉄
静圧Ｐ_Feと凝固部の所定の圧下圧力αとの和Ｐα相当の
力（過圧下補償対象外の力）を控除したものとする。

【００２８】鋳片の中心に未凝固部がなくなった状態で
は、圧下による変形に至らない程度、かつ鋳片を支持す
るに必要な所定の圧下力で鋳片を圧下するのが望まし
く、過圧下補償すべき圧下力は全体の圧下力から凝固部
分の所定の圧下圧力Ｐ₀ に相当する圧下力を控除したも
のとする。

【００２９】図４において、圧下力演算器２１は、ピス
トンの上下に加わる油圧Ｐ_U 、Ｐ_Lおよびピストンの上
面、下面の面積Ａ_U 、Ａ_L とから圧下ロール全体にかか
る圧下力Ｆ_A を演算する。このＦ_A は後述のように、圧
下装置の圧下シリンダ、ピストンロッド、圧下ロールお
よびこれらを支持するフレーム構造のたわみを補償し、
ロール対間隔を正確に設定するために用いる。

【００３０】鋳片中心に未凝固部が存在する状態におい
て、過圧下補償対象外の力Ｆαは、未凝固部の溶鉄静圧
Ｐ_Feと凝固部の所定圧下圧力αとの和Ｐαに、ロール接
触面積Ａ_S を乗じたものである。したがって、図３のよ
うに、未凝固部が存在する鋳片を圧下するとき、図４の
圧力設定切換器２４においてはＰα側を選択する（Ｐα
＝Ｐ_Fe＋α）。この状態でＦαを有効圧下力加算器２２
にてＦ_A から減じ、過圧下補償の対象となる圧下力ΔＦ
を求める。

【００３１】圧下力ΔＦに対して、圧下装置を支えるフ
レームなどの弾性変形を考慮した定数Ｋ_g （フレーム剛
性Ｍの逆数：１／Ｍに微調整用の補正ゲインＫαを乗じ
たもの、すなわちＫ_g ＝Ｋα／Ｍ）を乗じて圧下位置の
補正量を求める。当該圧下装置の圧下位置設定値Ｓ_0Aと
前記圧下位置の補正量Ｋ_g ＊ΔＦとを圧下位置補正加算
器２３で加算し、圧下位置目標値Ｓ_C とする。

【００３２】ここで、本発明の説明においては、圧下位
置制御装置２に対して、図示しない制御用計算機等から
指令される圧下位置を圧下位置設定値（Ｓ_0AまたはＳ
_X ）と言い、圧下位置制御装置２から図１に示す油圧制
御系へ指令される圧下位置を圧下位置目標値（Ｓ_C ）と
言う。

【００３３】前記Ｐ_Feは、メニスカスから当該圧下装置
までの溶鉄の静圧であり、メニスカスと当該圧下装置の
位置関係から求められるものである。また、αは横断面
で見た鋳片両端の凝固部（図１のＷ_SS相当の幅）を支持
するとともにこの部分を圧下変形させない程度の圧力で
あって、凝固部の幅と温度とによって決まる。αを求め
るには、凝固モデル計算により、鋳片両端の凝固部の幅
と温度を求め、この部分の変形抵抗値から計算すればよ
い。すなわち、板材の圧延理論で知られた公知の計算方
法で、ロールによる圧下力と鋳片の塑性変形を求め、単
位面積あたりの反力の上限αmax を求め、これよりαを
求める方法である。あるいは、未凝固圧下を実施する鋼
種と冷却条件が決まっていれば、圧延理論等を用いるこ
となく、実験で求めた値を圧下装置の位置に応じてαの
テーブルを用意しておいてもよい。

【００３４】圧下位置制御装置を図４のように構成する
と、圧下装置が過渡状態で鋳片を圧下して行くとき、過
圧下になると圧下力が上昇し、圧下力は圧下シリンダの
圧下力Ｆ_A の上昇として検出され、圧下位置設定値Ｓ_0A
を減少させる方向に補正し、圧下位置目標値を得て位置
制御方式の制御を行う。その結果、下流側の圧下装置で
の過圧下を防止することができる。一方、溶鉄静圧と凝
固部の所定圧下圧力は過圧下補償から控除されているた
め、溶鉄静圧に対する反力と幅凝固部に必要な所定圧下
力は確保される。同時に、圧下装置およびその支持構造
体の弾性変形の補償が行われ、厚さ精度の高い薄鋳片を
得ることができる。

【００３５】次に、未凝固部の圧下および鋳片の凝固が
進行して未凝固部が消失した状態での制御方法について
説明する。基準圧下装置より下流側の圧下装置の箇所で
は未凝固部が存在しない状態となっており、溶鉄の静圧
を考慮する必要はない。したがって、これら圧下装置は
ロール対間隔を目標鋳片厚さにするため、圧下装置の弾
性変形を補償するだけの圧下位置補正をすればよい。す
なわち、定常状態に至ったとき、図４の圧力設定切換器
２４の入力をＰ₀ 側に切り換える。Ｐ₀ は基準圧下装置
の下流側の圧下装置の定常状態における所定の圧下圧力
を与えるものであり、前記のαの求め方に準じて求める
ことができる。このようにすれば、圧下位置制御を維持
しながら、適正な圧下圧力Ｐ₀ を維持することができ
る。

【００３６】圧下装置に位置制御を用いる利点は、圧力
設定切換器２４の入力をＰα側からＰ₀ 側に切換えるに
は圧下位置制御装置２内部の電気的切換またはコンピュ
ータの制御ロジックの切換のみでよく、油圧制御系の機
械的切換がないことにあり、設備費用の低減化や信頼性
の向上を図ることができる。

【００３７】これまでの説明は圧下装置が上側の圧下ロ
ール１５と下側のロール１６の１対ごとに設けられた場
合について行ってきたが、複数のロール対に１組の圧下
装置が設けられた場合について説明する。

【００３８】図５はセグメント化された圧下装置の配置
を示す模式図である。同図の符号１７は複数の圧下ロー
ルを保持するセグメントである。その他の同一要素は図
２と同符号で示す。

【００３９】図５において、基準圧下装置１１は各セグ
メントの最下流の圧下ロール１５のうち、凝固殻の合計
厚さが目標鋳片厚さに最も近い箇所の圧下ロール（基準
ロールと呼ぶ）を含むセグメントとする。

【００４０】圧下シリンダは各セグメントごとに、幅の
片側あたり１対あり、それぞれセグメント化された圧下
装置１１、１２、１３において上流側圧下シリンダ３４
と下流側圧下シリンダ３５とで構成される。セグメント
内の各々の圧下ロール１５の圧下位置は上流側圧下シリ
ンダ３４、下流側圧下シリンダ３５の圧下位置、および
圧下ロール１５の配置状態から幾何学的に計算して求め
ることができる。

【００４１】圧下ロールが独立した形式の場合と同様、
セグメント化された圧下装置において、基準圧下装置の
上流側のセグメント１２では、各圧下ロール１５の圧下
位置が鋳型の厚さと薄鋳片の目標厚さの差を等配分する
よう圧下位置目標を与えて制御するのが好ましい。

【００４２】基準圧下装置となるセグメント１１では、
基準ロールに対して基準圧下位置を与え、それ以外の圧
下ロールの圧下位置は前記上流側のセグメントの各圧下
ロールと同様に鋳型の厚さと薄鋳片の厚さ（過渡状態で
は基準ロールのロール対間隔）を等配分する値になるよ
う、圧下位置制御するのが好ましい。

【００４３】基準圧下装置のセグメントより下流側のセ
グメントでは、圧下装置の支持構造体の弾性変形の補償
および過圧下補償をおこなう。これらの補償のロジック
は各圧下ロールが独立した圧下装置で制御される場合の
図４のブロックダイアグラムを援用することができる。

【００４４】図４に示すように、圧下力演算器２１の入
力Ｐ_U およびＰ_L は、上流側圧下シリンダ３４および下
流側圧下シリンダ３５（図５参照）の、それぞれの上部
圧力値および下部圧力値が入力される。圧下力Ｆ_A は圧
下力演算器２１内部で下記のように演算される。

【００４５】 F_A＝(A_U1*P_U1−A_L1*P_L1)＋(A_U2*P_U2−A_L2*P_L2) ここで、添え字１および２は上流側および下流側の圧下
シリンダを表し、Ａ_U およびＡ_L はそれぞれのピストン
４の上面および下面の面積である。通常、上流側、下流
側の圧下シリンダの機械仕様は同一であるため、Ａ_U1＝
Ａ_U2、Ａ_L1＝Ａ_L2となる。圧下ロールと鋳片の接触面積
Ａ_S は当該セグメントの複数のロールについての合計面
積とすればよい。

【００４６】以上に述べたような制御系を構成すれば、
セグメント化された圧下装置においても、本発明の制御
方法を適用することができる。

【００４７】

【実施例】(実施例１）薄鋳片連続鋳造試験装置で本発
明の試験を行った。最初に圧下装置が圧下ロール一対ご
とに独立して設けられている装置についての試験を行っ
た。鋳片は厚さ９０ｍｍの鋳型で鋳造した鋳片を圧下し
て５０ｍｍの薄鋳片とした。

【００４８】図６は最終凝固点近傍のロール配置と未凝
固位置との関係を示す模式図である。同図において、鋳
片の凝固部の厚さが薄鋳片の目標厚さとなる箇所に最も
近い圧下装置である圧下装置１Ａを基準圧下装置とし、
下流側の圧下装置を順に１Ｂ、１Ｃと符号を付す。ただ
し、同図において圧下位置制御装置、油圧システムなど
の図示を省略しており、圧下シリンダの図が圧下装置を
代表的に示している。

【００４９】圧下装置１Ａ、１Ｂの箇所での相互の圧下
ロール１５間の距離はＬ１、同１Ｂ、１Ｃ間のロール間
距離はＬ２である。同図の鋳片Ｓは圧下開始前の状態を
示している。

【００５０】図７は最終凝固点近傍における各圧下装置
の圧下位置の時間的変化を示すグラフであり、同図(a)
、(b) および(c) はそれぞれ基準圧下装置１Ａ、およ
びその下流側の圧下装置１Ｂ、１Ｃの圧下位置を示す。

【００５１】図７(a) は基準圧下装置１Ａにおける圧下
位置の推移を示す。図６に示すように、基準圧下装置の
箇所において、鋳片Ｓの未凝固厚さは圧下目標値より大
きいため、圧下位置実績値（実線で示す）は目標通りに
追随し、時刻ｔ_A で圧下を完了した。

【００５２】図７(b) の実線は図６の圧下装置１Ｂの圧
下位置実績を示す。圧下装置１Ｂに対する圧下位置設定
値は点線で示され、基準圧下装置１Ａの圧下位置実績値
Ｓ_0Aと同じ値が与えられる（図４参照）。

【００５３】圧下位置の実績値は、圧下開始後ｔ_B1で示
す時刻までは設定値（点線で示す）通りに追随できた
が、これ以後は圧下位置実績が設定値に対して追随せ
ず、時刻ｔ_B2に至って追随できた。この理由は、基準圧
下装置１Ｂにて時刻ｔ_B1までは、未凝固厚さが圧下量よ
り大きく、設定値（基準圧下装置１Ａの圧下位置実績値
と同じ）通りに圧下が進行したが、ｔ_B1以後は未凝固部
が圧下によって消失し、凝固部のみの圧下が行われたた
めである。すなわち、ｔ₀ からｔ_B1までの間、圧下設定
切替器２４（図４参照）ではＰα側が選択されている
が、ｔ_B1以後はＰα側からＰ₀ 側への切替が行われ、凝
固鋳片の過圧下補償が働き、Ｐ₀ に基く所定の圧下力以
上の圧下を抑制しためである。

【００５４】ここで、鋳造速度をＶ_c としたとき、圧下
目標に追随しなくなる時刻ｔ_B1は、 (t_B1−t₀)＝L₁／V_c として表すことができる。

【００５５】図７(c) は図６の圧下装置１Ｃの圧下位置
を示す。同圧下装置の箇所では鋳片の凝固が完了してい
るため、凝固部のみの圧下が行われ、圧下位置設定値
（Ｓ_0A）に対して圧下位置実績は追随遅れを生じた。こ
れは、当初から圧下装置１Ｃの圧下設定切替器２４（図
４参照）ではＰ₀ 側が選択されたためであり、過圧下補
償が行われたためである。また、圧下位置が変化し始め
る時刻ｔ_C1は、前段の圧下装置１Ｂでの圧下が行われた
部分が圧下装置１Ｃに至る時点であって、 (t_C1−t₀)＝L₂／V_c として表すことができる。

【００５６】(実施例２）圧下ロールがセグメント化さ
れた薄鋳片連続鋳造装置について本発明の試験を行うた
め、実施例１に記載の試験装置を改造した。未凝固圧下
を行う部分の圧下ロールを３本１組としてセグメントを
構成し、両端の圧下装置のみを稼働させ、中間の圧下装
置をダミーとした。

【００５７】図８はセグメント化された圧下装置を有す
る連続鋳造装置の最終凝固点近傍のロール配置と未凝固
位置との関係を示す模式図である。同図において、セグ
メント１７Ａを基準圧下装置とし、その上流側の圧下装
置を１Ａ１、下流側圧下装置を１Ａ２と符号を付す。セ
グメント１７Ｂの上流側圧下装置を１Ｂ１、下流側を１
Ｂ２とし、セグメント１７Ｃのそれぞれを１Ｃ１、１Ｃ
２と符号を付す。同図において、セグメント１７Ａの最
下流のロール（基準ロール）の箇所が薄鋳片の目標厚さ
を実現すべき基準圧下装置の箇所となる。

【００５８】図９はセグメント化された圧下装置の圧下
位置の時間的変化を示すグラフであり、同図(a) は基準
圧下装置、(b) および(c) はその下流側セグメントのそ
れぞれ上流側および下流側の圧下装置の圧下位置を示
す。

【００５９】図９(a) はセグメント１７Ａ（基準圧下装
置）の上流側および下流側の圧下装置の圧下位置を示
す。下流側圧下装置１Ａ２はｔ₀ で圧下を開始し、ｔ_A1
で目標の圧下位置に達した。この間、上流側圧下装置１
Ａ１の圧下位置はセグメントと圧下シリンダの幾何学的
位置関係で決まる値となるため、その圧下位置は下流側
圧下装置１Ａ２のそれより大きい。

【００６０】図９(b) において、セグメント１７Ｂの上
流側圧下装置１Ｂ１は、未凝固部の圧下を行うため、与
えられた圧下位置設定値（基準圧下装置の実績値：
Ｓ_0A）とおりに圧下位置が追随した。一方、下流側圧下
装置１Ｂ２には、同じ圧下位置設定値Ｓ_0Aが与えられた
が、当該箇所において鋳片が凝固しているため、圧下設
定切替器２４（図４参照）が当初からＰ₀ 側に選択され
て凝固部の過圧下補償が働き、圧下位置が減少し始める
のは時刻ｔ_B1となった。ｔ_B1とｔ₀ との差はセグメント
１７Ｂの上流側圧下ロールと下流側圧下ロール間の移動
時間に相当し、 (t_B1−t₀)＝(L_B／V_c) であった。

【００６１】同様に、圧下装置１Ｂ２での圧下完了もセ
グメント１７Ｂの上流側圧下ロールと下流側圧下ロール
間の移動時間に相当する時間分だけ遅れ、 (t_B2−t_A1)＝(L_B／V_c) であった。

【００６２】図９(c) においてセグメント１７Ｃの圧下
装置１Ｃ１および１Ｃ２に対しては、基準圧下装置の圧
下位置実績値Ｓ_0Aが圧下位置設定値として与えられた
が、凝固完了部の圧下であるため、圧下設定切替器２４
（図４参照）が当初からＰ₀ 側に選択されて凝固部の過
圧下補償が働き、圧下装置１Ｂ２で圧下された部分の移
動時間だけ圧下開始が遅れ、圧下完了も同様であった。
すなわち、 (t_C1−t_B1)＝(t_C2−ｔ_B2)＝(L_C／Ｖ_c) であった。

【００６３】以上に述べたように、本発明では圧下ロー
ル単位に圧下装置を有する連続鋳造装置においても、セ
グメント化された連続鋳造装置においても、基準圧下装
置の下流側の圧下装置では、基準圧下装置の圧下開始か
ら順次遅れて圧下開始されており、過圧下を防止できる
ことがわかった。

【００６４】前記ＷＯ９７／１４５２２号公報に開示さ
れた過圧下防止方法においては、基準圧下装置より下流
側の圧下装置で圧下力制御方式の制御を行っているが、
本発明はこれら圧下装置において位置制御方式の制御を
行っているにもかかわらず、同等の過圧下防止効果を得
た。本発明においては油圧制御系の構成は、前記公報に
開示された方法による構成より簡素化が可能である。

【００６５】

【発明の効果】本発明の連続鋳造の制御方法により、安
価な設備で薄鋳片の厚さ精度が高く、かつ過圧下を防止
できる薄鋳片の連続鋳造が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】圧下装置の油圧制御系のブロック図である。

【図２】圧下装置の配置を示す模式図である。

【図３】未凝固部の圧下を開始してから定常状態に移る
までの過渡状態を示す模式図である。

【図４】本発明の動作原理を示すブロックダイアグラム
である。

【図５】セグメント化された圧下装置の配置を示す模式
図である。

【図６】最終凝固点近傍のロール配置と未凝固位置との
関係を示す模式図である。

【図７】最終凝固点近傍における圧下装置の圧下位置の
時間的変化を示すグラフであり、同図(a) 、(b) および
(c) はそれぞれ基準圧下装置、およびその下流側の圧下
装置の圧下位置を示す。

【図８】セグメント化された圧下装置を有する連続鋳造
装置の最終凝固点近傍のロール配置と未凝固位置との関
係を示す模式図である。

【図９】セグメント化された圧下装置の圧下位置の時間
的変化を示すグラフであり、同図(a) は基準圧下装置、
(b) および(c) はその下流側セグメントのそれぞれ上流
側および下流側の圧下装置の圧下位置を示す。

【符号の説明】

１、１Ａ１、１Ａ２、１Ｂ１、１Ｂ２、１Ｃ１、１Ｃ
２：圧下装置１１：基準圧下装置１２：上流側圧下装置１３：下流側圧下装置２：圧下位置制御装置１５：圧下ロール１６：ロールＳ：鋳片ＳＧ：未凝固部ＳＳ：凝固部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋳型から引き抜いた未凝固状態の鋳片を
複数の圧下装置で圧下して薄鋳片を得る連続鋳造の制御
方法であって、複数の圧下装置のうち、鋳片の凝固部の
厚さが薄鋳片の目標厚さとなる箇所に近い箇所の圧下装
置を基準圧下装置として定め、該基準圧下装置について
は、所定の圧下速度および薄鋳片の目標厚さが得られる
ように圧下位置目標を定めて位置制御方式の制御を行
い、該基準圧下装置より上流側の圧下装置については、
所定の圧下速度および未凝固鋳片の圧下量が得られるよ
うに圧下位置目標を定めて位置制御方式の制御を行い、
該基準圧下装置より下流側の圧下装置については、該基
準圧下装置の圧下位置実績値に、該下流側の圧下装置の
圧下力に基いた補正値を加えた値を圧下位置目標に定め
て位置制御方式の制御を行うことを特徴とする連続鋳造
の制御方法。
【請求項２】前記下流側の圧下装置の圧下力に基いた
補正値は、該圧下装置およびその支持構造体の弾性変形
を補償する値、ならびに、該圧下装置の箇所において未
凝固部が存在する状態では、鋳片中央の未凝固部の溶鉄
静圧に起因する力と鋳片幅端部の凝固部に所定の圧下力
を与える力との和に基いた値、または該圧下装置の箇所
において未凝固部が存在しない状態では、鋳片全幅に所
定の圧下力を与える力に基づいた値との和とすることを
特徴とする請求項１に記載の連続鋳造の制御方法。