JP2004306053A

JP2004306053A - 連続鋳造における鋳片の軽圧下方法および軽圧下装置

Info

Publication number: JP2004306053A
Application number: JP2003099578A
Authority: JP
Inventors: Sohei Yamada; 宗平山田; Shinichi Kitade; 真一北出
Original assignee: Sanyo Special Steel Co Ltd
Current assignee: Sanyo Special Steel Co Ltd
Priority date: 2003-04-02
Filing date: 2003-04-02
Publication date: 2004-11-04

Abstract

【課題】連続鋳造における鋳造速度に制限を設けて鋳造速度を遅くすることによる生産性の阻害を低減する方法の提供。
【解決手段】連続鋳造装置１の引抜きセクション６における鋳片５の軽圧下装置８の手前に鋳片５に対向かつ離間して設置のレーザー距離測定装置７により鋳片５までの距離を測定し、この測定結果から鋳片５の厚みを算出し、この鋳片５の厚みに基づき軽圧下装置８の圧下ロール９、１０、１１のストローク量を調整する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
鋼の連続鋳造における鋳片引抜きセクションにある鋳片の中心偏析の改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】
連続鋳造における鋳片引抜きセクションにある鋳片中心部には、溶鋼成分の濃化による偏析が存在したり、ポロシティーが発生したりする。従って、連続鋳造における鋳片引抜きセクションにある鋳片を軽圧下することにより偏析やポロシティーの改善を図っている。しかし、連続鋳造の前後工程とのマッチングが原因により鋳造速度が変動するとき、この変動により引き抜かれる鋳片の厚みが変化することとなる。
【０００３】
例えば、図２に示すように、モールド３内のメニスカス４から軽圧下装置８の１番目の軽圧下ロール９までの距離をＬとするとき、距離Ｌは一定である。従って、上記した鋳造速度の変動に伴う鋳片のメニスカス４から１番目の軽圧下ロール９への到達時間をそれぞれｔ_２、ｔ_１とするとき、到達時間ｔ_２が到達時間ｔ_１より掛かる場合、到達時間ｔ_１時の１番目の軽圧下ロール９での鋳片厚みをω_１とし、到達時間ｔ_２時の鋳片厚みをω_２とするならば、到達時間の差すなわち鋳片５の冷却時間の差によって、鋳片厚みω_２は鋳片厚みω_１より小、すなわち鋳片厚みω_２は薄くなる。
【０００４】
これは図４の鋳造速度Ｖｃとブルームの幅の関係のグラフに見られるように、１番目の軽圧下ロール９への到達時間が速いと冷却時間が短くなる結果、１番目の軽圧下ロール９における鋳片の厚みω_１は厚くなる。従って、これらの変化に合わせて１番目の軽圧下ロール９と、これ以降の軽圧下装置８での各圧下ロール１０、１１の各ストローク量を変化させて軽圧下する必要があった。
【０００５】
このように連続鋳造における引抜きセクション６での軽圧下では、軽圧下装置８と直前の鋳片厚みωに応じた適当な圧下量とすることが要求される。しかし、従来は圧下量の調整の根拠となる鋳片の厚みωが判明できなかったので、鋳片厚みωに対応した適切な圧下量の調整ができなかった。そこで、鋳造速度Ｖｃに制限を設けて遅くせざるを得なく、この結果、生産性を阻害していた。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭５８−１３４５４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、上記のような連続鋳造における鋳造速度に制限を設けて鋳造速度を遅くすることによる生産性の阻害を低減する手段を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための本発明の手段は、請求項１の発明では、連続鋳造装置の引抜きセクションにおける鋳片の軽圧下装置の手前に該鋳片に対向かつ離間して設置のレーザー距離測定装置により鋳片までの距離を測定し、この測定結果から鋳片厚みを算出し、この鋳片厚みに基づき軽圧下装置の圧下ロールのストローク量を調整することを特徴とする連続鋳造における鋳片の軽圧下方法である。
【０００９】
請求項２の発明では、鋳片厚みに基づく軽圧下装置の圧下ロールのストローク量の調整は算出した鋳片厚みを軽圧下装置の圧下ロールのストローク量のサーボ制御装置にフィードフォワードして圧下ロールの必要ストローク量を算出せしめて調整することを特徴とする請求項１の手段の連続鋳造における軽圧下方法である。
【００１０】
請求項３の発明では、上記の方法を実施するための手段であり、連続鋳造装置の引抜きセクションにおける軽圧下装置の手前の鋳片に対向かつ離間して設置したレーザー距離測定装置と、軽圧下装置の圧下ロールのストローク量のサーボ制御装置と、該サーボ制御装置によりストローク量が制御されて駆動される圧下ロールからなることを特徴とする連続鋳造装置における鋳片の軽圧下装置である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の垂直型連続鋳造装置１を概略の説明図で、図２はモールド内のメニスカスから軽圧下装置の１番目の圧下ロールまでの関係を説明する模式図で、図３はレーザー測定装置による鋳片厚みの原理を示す図である。
【００１２】
一実施の形態として、軸受用鋼のＳＵＪ２鋼を常法により９０ｔ電気炉で溶製した後、この溶鋼を取鍋精錬し、さらにＲＨ真空脱ガス装置により清浄度を高め、この清浄度を高めた溶鋼を図１に示す垂直型連続鋳造装置１によりタンディッシュ２から溶鋼をモールド３内に鋳造し、モールド３の下部の引抜きセクション６における圧下ロール９、１０および１１を有する軽圧下装置８により軽圧下して連続鋳造する。すなわち、連続鋳造の凝固末期の鋳片５に軽圧下装置８の圧下ロール９、１０（以上、引抜きセクションの５ｓｅｃ．で圧下ロールは上下の２段）および圧下ロール１１（以上、引抜きセクションの６ｓｅｃ．で圧下ロールは６段）で軽圧下し、鋳片５内の中心偏析あるいはキャビティを解消した清浄度の優れた軸受用鋼の鋳片とする。
【００１３】
この場合、図１に示すように、引抜きセクション６における軽圧下装置８の直ぐ上の鋳片５の側方に鋳片５と離間してレーザー距離測定装置７を設置し、レーザー距離測定装置７からレーザー光を鋳片５の表面に放射して鋳片５の表面までの距離を測定する。
【００１４】
この測定原理を図３で説明すると、鋳片５の標準の大きさである既知の大きさの標準材１２を設置し、この標準材１２の表面からレーザー距離測定装置７の設置位置までの距離１３を一定のものとし、レーザー距離測定装置７の距離の表示から換算して標準材１２の標準寸法を読み込み表示させるものとしておく。次いで、標準材１２に代えて、実際の鋳片５を通してレーザー距離測定装置７からの距離１４を測定する。レーザー距離測定装置７の設置位置は一定の不変位置としているので、鋳片５の鋳造速度Ｖｃの差異による厚さの違いに対応して測定距離１４は変動する。そこで、この測定距離１４から容易に換算により鋳片の厚みωを得てレーザー距離測定装置７に鋳片の厚みωを得ることができる。
【００１５】
従って、このようにして得た鋳片の厚みωのデーターを軽圧下装置８の制御装置にフィードフォワードして入力し、圧下ロール９、１０および圧下ロール１１の必要ストローク量を算出し、この算出したストローク量の信号を圧下ロール９、１０および圧下ロール１１の駆動装置のシリンダーサーボ弁に送り、それぞれのロールシリンダーを制御して作動させて各圧下ロール９、１０および圧下ロール１１の間隔を調整し、鋳片５を最適に軽圧下する。例えば、測定した鋳片の厚みωが標準より１ｍｍ薄い場合には、各圧下ロールのストローク量を１ｍｍプラスして軽圧下するものとする。
【００１６】
【実施例】
レーザー距離測定装置７の設置位置よりも上方の引抜きセクション６に電磁撹拌装置ＥＭＳを設けて鋳片内の未凝固の溶鋼を撹拌したＳＵＪ２の一般操業材における例について以下に説明すると、最小鋳造速度（ＭｉｎＶｃ）０．４０ｍ／分〜最大鋳造速度（ＭａｘＶｃ）０．５３ｍ／分で変動する。これらの変動に合わせてレーザー距離測定装置７により鋳片厚みωを求めて軽圧下装置８の各圧下ロールのストローク量を調整して軽圧下するものとする。
【００１７】
例えば、ＳＵＪ２のブルームの鋳造においてブルーム厚みを３８９ｍｍの一定とした場合について、軽圧下装置８の各段の各圧下ロールのメニスカス４からの位置と、その各圧下ロールの必要圧下量と、その圧下量を得るためのロール間隔の例を表１に示す。なお、例示しないが、ブルーム厚みが変化する場合には、その変化に伴いロール間隔を変化させる必要がある。
【表１】

【００１８】
ＳＵＪ２の鋼片の鋳造速度Ｖｃを種々に変化して得られた中心偏析のマクロ評点を６段階で評価するとき、マクロ評点を縦軸に、鋳造速度Ｖｃを横軸をとりグラフで示すと、図５のとおりとなり、Ｖｃ０．４５〜０．５０（ｍ／分）当たりが良いことがわかる。さらに、鋼片中心偏析中心の（Ｃ）偏析率ＭＡＸ（Ｃ／Ｃｏｍａｘ）を縦軸に、横軸に全圧下量をとり、各鋳造速度についてグラフに示すと、図６のとおりとなり、Ｖｃ０．４５（ｍ／分）またはＶｃ０．５０（ｍ／分）の全圧下量１０ｍｍ近傍で最小のＣ／Ｃｏｍａｘが１．０となっている。さらに、鋳造速度Ｖｃを縦軸に、全圧下量を横軸にとり、鋳片の内部割れの発生状況を黒丸は「あり」、白丸は「なし」として図７に示すと、圧下量８〜１２ｍｍで鋳造速度Ｖｃ０．４５〜０．５０（ｍ／分）当たりが割れが無いことがわかる。さらに、鋳片断面のマクロ観察によるＶ偏析の発生状況を図８に示し、縦軸に鋳造速度Ｖｃを、横軸に圧下量を示し、鋳造速度Ｖｃ０．４５〜０．５０ｍ／分で圧下量９〜１１ｍｍ前後でＶ偏析と逆Ｖ偏析が入れ替わることがわかる。
【００１９】
以上の結果から、本発明の軽圧下装置直前での鋳片厚みを知り、この厚みに基づき軽圧下量を最適とする軽圧下装置の圧下ロール間隔に制御することで常に最適の軽圧下を得ることができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、連続鋳造における引抜きセクションの軽圧下装置の一番目の圧下ロールの直前でレーザー距離測定装置により連続鋳片の厚みを測定し、その厚みを軽圧下装置の圧下ロールのストローク駆動装置の制御装置にフィードフォワードして最適な圧下量になるよう圧下ロール間隔を調整することで、リアルタイムな鋳片厚みを得ることができ、それに基づいて圧下量の調節を行うため、常に最適な軽圧下を得ることができる。
【００２１】
さらに本発明におけるレーザー距離測定装置は、光学的な測定であるため、熱間の鋳片に直接接触することなく離間して測定することができ、従って、熱影響による測定治具の体積変化による誤差が生じにくく、安定性に優れており、その結果、鋳片の内部割れや中心偏析を改善でき、かつ、鋳造速度アップによる生産性の向上を図ることができるなど、本発明は優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の垂直型連続鋳造装置１を概略の説明図。
【図２】モールド内のメニスカスから軽圧下装置の１番目の圧下ロールまでの模式図。
【図３】レーザー測定装置による鋳片厚みの原理を示す図。
【図４】鋳造速度Ｖｃとブルーム幅の関係を示すグラフである。
【図５】鋼片中心のマクロ評点を縦軸に、鋳造速度Ｖｃを横軸に示す鋼片マクロ中心偏析の評価を示すグラフである。
【図６】鋼片偏析中心の（Ｃ）偏析率のＣ／Ｃｏｍａｘを示すグラフである。
【図７】鋼片の内部割れの発生状況を示すグラフである。
【図８】鋳片断面のマクロ観察によるＶ偏析の発生状況を示すグラフである。
【符号の説明】
１連続鋳造装置
２タンディッシュ
３モールド
４メニスカス
５鋳片
６引抜きセクション
７レーザー距離測定装置
８軽圧下装置
９５ｓｅｃ．上段の１番目の圧下ロール
１０５ｓｅｃ．下段の圧下ロール
１１６ｓｅｃ．の圧下ロール
１２標準材
１３距離
１４距離
１５標準材との厚さの差
Ｌメニスカスと１番目の圧下ロールの距離
ｔｎメニスカスと１番目の圧下ロールの到達時間
ωｎ１番目の圧下ロール直前の鋳片厚み

Claims

連続鋳造装置の引抜きセクションにおける鋳片の軽圧下装置の手前に該鋳片に対向かつ離間して設置のレーザー距離測定装置により鋳片までの距離を測定し、この測定結果から鋳片厚みを算出し、この鋳片厚みに基づき軽圧下装置の圧下ロールのストローク量を調整することを特徴とする連続鋳造における鋳片の軽圧下方法。
鋳片厚みに基づく軽圧下装置の圧下ロールのストローク量の調整は算出した鋳片厚みを軽圧下装置の圧下ロールのストローク量のサーボ制御装置にフィードフォワードして圧下ロールの必要ストローク量を算出せしめて調整することを特徴とする請求項１記載の連続鋳造における軽圧下方法。
連続鋳造装置の引抜きセクションにおける軽圧下装置の手前の鋳片に対向かつ離間して設置したレーザー距離測定装置と、軽圧下装置の圧下ロールのストローク量のサーボ制御装置と、該サーボ制御装置によりストローク量が制御されて駆動される圧下ロールからなることを特徴とする連続鋳造装置における鋳片の軽圧下装置。