JP2016203199A - 連続鋳造中の鋳片幅変更方法 - Google Patents
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Description
以下の説明では、鋳型短辺に設ける傾斜を「テーパー」と呼ぶ。また、鋳型上端幅−鋳型下端幅=テーパー量とし、テーパー量が大きい状態を「テーパーが強い」、テーパー量が小さい状態を「テーパーが弱い」と呼ぶ。なお、鋳型下端幅は、対向する鋳型短辺下端間の距離、鋳型上端幅は、対向する鋳型短辺上端間の距離である。
また、テーパー角度は、鋳型短辺の下端部を通る鉛直線に対する当該鋳型短辺の傾斜角度であり、鋳型短辺の上端が外方に向かう場合を正とする。
鋳片幅を変更する場合、鋳片疵及びブレークアウトを抑制するため、テーパーを適切に変更する必要がある。しかし、連続鋳造中に鋳型短辺を移動させる際の適切なテーパーは、鋳片幅一定で鋳造する際の適切なテーパーと異なる。また、凝固収縮量が凝固収縮率と鋳片幅に依存するため、鋳片幅が変化し続ける鋳型短辺移動時には、適切なテーパーが時々刻々変化する。従って、鋳片幅変更中に適切なテーパーを維持する技術が必要となる。
また、特許文献2には、連続鋳造中の鋳片幅変更操作を3ステップに分け、鋳型短辺移動中に鋳型短辺のテーパー角度を適切なテーパー角度に変更した後、鋳型短辺を一定速度で移動させ、最後に、目標とする鋳片幅における適切なテーパー角度に変更する方法が開示されている。この方法では、鋳型短辺の一定速度移動時に鋳型上端の移動速度を鋳型下端の移動速度より大きくすることで、鋳片幅変更と同時にテーパーを変更する。
一方、特許文献2記載の方法によれば、鋳型短辺上端及び鋳型短辺下端の移動速度差を適切に設定することで、鋳片幅変更中も鋳片幅に応じた適切なテーパーを維持することが可能であるが、鋳型短辺上端と鋳型短辺下端の移動速度を非常に精密に制御することが必要となる。しかし、工業的にこれを実現するのは困難であり、誤差が必ず生じる。
鋳型短辺を移動(鋳片幅の増大)させながら、鋳型短辺上下端の速度差によってテーパーを強くする(テーパー角度を増大する)場合、鋳型短辺上下端の速度差を1〜1.5%程度とし、鋼種成分に応じて0.1%単位で使い分ける必要がある。鋳型短辺下端の移動速度を例えば10mm/minとすると、鋳型短辺上端の移動速度は10.15mm/min(テーパー率1.5%/m)となり、鋳型短辺上下端の速度差は0.15mm/minとなる。さらにまた、上記の例において、鋼種成分が異なる等の理由でテーパー率を0.1%/m単位で変更する(増大する)場合、鋳型短辺上下端の速度差を0.01mm/min単位で変更する必要がある。
このように、特許文献1や特許文献2に記載されている従来方法の場合、僅かな速度差を制御しなければならず誤差の発生は避けられない。
(A)移動開始時における鋳型下端幅をw1=wS、移動完了時における前記鋳型下端幅をwn=wL(nは2以上の整数)とする。
(B)前記鋳型下端幅がwi(i=1,…,n−1)である状態で前記鋳型短辺の上端を外方に広げて該鋳型短辺のテーパー角度をθi(θS<θi)に増大させた後、該鋳型短辺を平行移動させて前記鋳型下端幅をwi+1(wi<wi+1≦wn)とする操作をi=1からi=n−1まで順次実施する。
(C)前記鋳型下端幅がwnに到達した時点で前記鋳型短辺のテーパー角度をθL(θL<θn−1)に減少させる。
θSとθLは共に鋳型短辺が移動しない状態におけるテーパー角度であり、通常、等しいテーパー率に設定される。しかし、θSよりθLのほうが鋳片幅が広いため、テーパー角度はθS<θLとなる。なお、テーパー率は、(鋳型上端幅−鋳型下端幅)/鋳型下端幅/鋳型高さ×100[%/m]である。
なお、1回当たりの平行移動距離が50mmを超えると、ブレークアウトや鋳片疵の原因となる可能性があるため、1回当たりの平行移動距離は50mm以下が好ましい。
ただし、θSは鋳片幅がwSで一定のときの適切なテーパー率に対応するテーパー角度、θLは鋳片幅がwLで一定のときの適切なテーパー率に対応するテーパー角度である。
(1)鋳型下端幅がwiである状態で、停止している鋳型短辺11の下端に対して鋳型短辺11の上端を外方に広げて鋳型短辺11のテーパー角度をθiに増大させる。テーパー角度θiは、停止している鋳型短辺11下端に対して鋳型短辺11上端を外方に広げる際の適切なテーパー率に対応するテーパー角度である。
(2)テーパー角度をθiに維持した状態で鋳型短辺11を平行移動させ、鋳型下端幅をwi+1(wi+1=wi+Δw)とする。
鋳型短辺11移動前におけるテーパー量をTとすると、T=WU−WDである。なお、WUは鋳型上端幅、WDは鋳型下端幅である。
溶鋼が鋳型下端まで下降する時間をΔtとすると、Δt=h/Vcである。ただし、hは溶鋼深さ、Vcは鋳造速度である。
一方、鋳型短辺11移動に伴う、湯面位置における鋳型短辺11の移動量はVmΔtである。ただし、Vmは鋳型短辺11の移動速度である。
ΔT=VmΔt×L/h=Vm×L/Vc
因って、鋳型短辺11移動時の適切なテーパー率αは次式となる。
α=(T+2ΔT)/WD/L
また、テーパー率αに対応するテーパー角度θは次式で算出される。
θ=arcsin((T+2ΔT)/2/L)
本実施の形態に係る連続鋳造中の鋳片幅変更方法の実施過程における鋳型下端幅とテーパー率との関係を図3(A)に、同方法の実施過程における鋳型短辺の移動状況を図3(B)に示す。また、その際の鋳型下端幅とテーパー角度との関係を図4に示す。
(2)停止している鋳型短辺の下端に対して鋳型短辺の上端を外方に広げて鋳型短辺のテーパー角度を0.79°に増大させる。このときの鋳型上端幅は1004.7mm、テーパー率は2.80%/mである。
(3)鋳型短辺のテーパー角度を0.79°に維持した状態で鋳型短辺を平行移動させ、鋳型下端幅が1030.0mm、鋳型上端幅が1054.7mmとなった時点で鋳型短辺の平行移動を停止する。その際のテーパー率は2.66%/mである。
(5)鋳型短辺のテーパー角度を0.81°に維持した状態で鋳型短辺を平行移動させ、鋳型下端幅が1080.0mm、鋳型上端幅が1105.3mmとなった時点で鋳型短辺の平行移動を停止する。その際のテーパー率は2.61%/mである。
(7)鋳型短辺のテーパー角度を0.83°に維持した状態で鋳型短辺を平行移動させ、鋳型下端幅が1130.0mm、鋳型上端幅が1156.0mmとなった時点で鋳型短辺の平行移動を停止する。その際のテーパー率は2.56%/mである。
(9)鋳型短辺のテーパー角度を0.85°に維持した状態で鋳型短辺を平行移動させ、鋳型下端幅が1180.0mm、鋳型上端幅が1206.6mmとなった時点で鋳型短辺の平行移動を停止する。その際のテーパー率は2.51%/mである。
(11)鋳型短辺のテーパー角度を0.87°に維持した状態で鋳型短辺を平行移動させ、鋳型下端幅が1200.0mm(目標幅)、鋳型上端幅が1227.3mmとなった時点で鋳型短辺の平行移動を停止する。その際のテーパー率は2.53%/mである。
また、鋳型短辺の変位量監視による制御を行った場合、速度誤差の蓄積は無く、停止精度に起因する誤差のみが生じる。この誤差は±0.2mm程度である。
一方、鋳型短辺の下端速度を10mm/min、鋳型短辺の上端速度を10.13mm/min(速度差:0.13mm/min)で制御する場合、速度制御の精度を±0.05mm/minとすると、±1.1mm(鋳型下端幅が1200mmのときテーパー率で0.10%/m)の誤差が生じ得る。速度制御では、この誤差に加え、上記停止精度に起因する誤差±0.2mmも生じ得る。
Claims (1)
- 鋳片幅がwS、テーパー角度がθSに設定されている一対の鋳型短辺を連続鋳造中に鋳型の中心軸に関して対称移動させて鋳片幅をwL(wL≧wS+50mm)、テーパー角度をθL(θS<θL)に変更する方法であって、
移動開始時における鋳型下端幅をw1=wS、移動完了時における前記鋳型下端幅をwn=wL(nは2以上の整数)とし、
前記鋳型下端幅がwi(i=1,…,n−1)である状態で前記鋳型短辺の上端を外方に広げて該鋳型短辺のテーパー角度をθi(θS<θi)に増大させた後、該鋳型短辺を平行移動させて前記鋳型下端幅をwi+1(wi<wi+1≦wn)とする操作をi=1からi=n−1まで順次実施し、
前記鋳型下端幅がwnに到達した時点で前記鋳型短辺のテーパー角度をθL(θL<θn−1)に減少させることを特徴とする連続鋳造中の鋳片幅変更方法。
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CN115055657A (zh) * | 2022-06-22 | 2022-09-16 | 武汉钢铁有限公司 | 一种高牌号无取向硅钢铸坯宽度控制方法 |
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