JP3064774B2 - 連続鋳造制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、駆動ロールのトルクの
総和により鋳造速度を自動的に変化させて連続鋳造の安
定化を図る連続鋳造制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造法は、取鍋からタンディッシュ
に溶融金属（以下、溶鋼という）を注入し、タンディッ
シュ内の溶鋼を鋳型内に注入し、鋳型内面により溶鋼を
冷却して凝固部（以下、シェルという）を形成し、この
シェルを複数の駆動ロールにより挟持して引き抜く方法
である。

【０００３】従来、鋳型内の溶鋼湯面のレベルを検出
し、鋳造速度を変化させる方法（特開昭５５−１４９７
６１号公報参照）や、鋳型のモールドサイズや溶鋼温度
等によって鋳造速度を変化させる方法（特開昭４８−８
１７３０号公報参照）があり、これらの方法により、連
続鋳造の安定化を計る技術が知られている。

【０００４】ところで、スラブを引き抜く駆動ロールの
トルクは、一般に、引き抜き速度を速くするとトルクの
値が大きくなり、引き抜き速度を遅くするとトルクの値
が小さくなることが知られている。駆動ロールおよび従
動ロールに挟持されたシェルは、内部に溶鋼を有してい
るため、例えば引き抜き速度が急激に低下すると、シェ
ルの薄い部分において、駆動ロールや従動ロールなどの
ロール間のシェルが内部の溶鋼の圧力により盛り上がる
現象、いわゆるバルジングが発生する。バルジングが発
生したシェルを引き抜こうとすると、一時的に駆動ロー
ルに大きな負荷がかかり駆動ロールのトルクの値が大き
くなる。バルジングが大きい場合には、駆動ロールの負
荷が過大となり、シェルの引き抜きが不能となることも
ある。

【０００５】従って、従来、駆動ロールのトルクが大き
くなり過ぎないように、操業者が、トルクの値の表示お
よびその他の鋳造条件を考慮し、手動により鋳造速度を
変化させ、例えば、スラブを引き抜いている全ての駆動
ロールの回転トルクの総和（以下、トルクの総和とい
う）が大きすぎる場合には、鋳造速度を減速させシェル
が厚くなるようにして大きなバルジングが発生しないよ
うにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記に述べた従来の鋳
造監視方法においては、駆動ロールのトルクの値に対し
て自動制御するものではないので、操業者が異常に気づ
かず操業を行っている最中に、例えば鋳型の内壁の銅板
が高温になりすぎた等の理由によりブレークアウト予知
警報が発せられ、急減速を行った場合や引き抜きを急停
止した場合、シェルの薄い部分において、極端に大きな
バルジングが発生することがあり、図７に示すように、
急停止後に引き抜き速度を上げようとすると、駆動ロー
ルのトルクが著しく増加して引き抜きが不能となり、連
続鋳造機内でスラブが凝固してしまうという大きなトラ
ブルが発生していた。

【０００７】連続鋳造におけるスラブの引き抜きを行う
際に、駆動ロールのトルクの値が大きくなり過ぎないよ
うにする方法として、ロール間のスラブを２次冷却水に
よって強冷し、バルジングを防止することが考えられ
る。しかしながら、この方法は、特にスラブ表面の割れ
感受性の高い鋼種では、スラブ表面割れが生じやすいと
いう欠点があり、またスラブ温度が低下し過ぎてしまう
という欠点がある。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みなされたもので
あり、その目的は、バルジングを発生させずに連続鋳造
し、特に鋳造速度を急減速した場合であっても、鋳造速
度を急減速前と同程度に復帰させることができる連続鋳
造制御方法を提供することにある。

【０００９】

【課題解決のための手段】上記目的を達成するため、本
発明の第一の態様は、溶融金属を鋳型内に注入し、該鋳
型の下方から複数の駆動ロールによりスラブを引き抜く
連続鋳造における鋳造速度を自動制御するに際し、前記
鋳造速度でスラブを引き抜いている全ての前記駆動ロー
ルの回転トルクの総和を検出し、この回転トルクの総和
の検出値と予めスラブ巾に応じて設定された回転トルク
の総和の上限値とを比較し、前記検出値が前記上限値を
越えた場合には予め設定された減速値以下の範囲で前記
鋳造速度を減速することを特徴とする連続鋳造制御方法
を提供するものである。

【００１０】また、本発明の第二の態様は、上記連続鋳
造方法において、さらに、前記検出値が前記上限値より
小さく、かつ前記鋳造速度が予め設定された所定鋳造速
度より低速である場合には予め設定された増速値以下の
範囲で前記鋳造速度を加速することを特徴とする連続鋳
造制御方法を提供するものである。

【００１１】

【作用】本発明の第一の態様の連続鋳造制御方法は、全
ての駆動ロールの回転トルクの総和を検出し、この検出
値と予めスラブ巾に応じて設定された回転トルクの総和
の上限値とを比較し、トルクの総和の検出値が上限値よ
り大きくなったときには、鋳造速度を予め設定された値
以下の範囲で減速させ、シェルを厚くして大きなバルジ
ングが発生しないように、鋳造速度を自動的に制御する
ので、連続鋳造（鋳込）中にスラブの引き抜きが不能に
なり、スラブが凝固することがなくなり、安定した操業
を行うことができる。また、本発明の第二の態様の連続
鋳造制御方法は、上記第一の態様に加え、さらにトルク
の総和の検出値が上限値より小さく、かつ鋳造速度が予
めスラブ巾などの鋳造条件によって設定される所定鋳造
速度より小さい場合には、予め設定された値以下の範囲
で加速するように、鋳造速度を自動制御するものである
ので、上記作用効果に加えさらに安定して効率よく操業
を行うことができる。

【００１２】

【実施例】本発明に係る連続鋳造制御方法を添付の図面
に示す好適実施例に基づいて以下に詳細に説明する。本
発明の連続鋳造制御方法の説明に先立ち、本発明の連続
鋳造制御方法に好適に使用される連続鋳造設備について
説明する。

【００１３】図３は、本発明の連続鋳造制御方法を実施
する連続鋳造設備の一実施例の一部を示す断面図であ
り、この図において符号１０は、連続鋳造設備であり、
符号１２は、タンディッシュである。

【００１４】タンディッシュ１２は、取鍋（図示略）か
ら溶鋼１１が注入され、非金属介在物を浮上分離するも
ので、その下端には、スライディングノズル等の下部ノ
ズル１３が取り付けられている。下部ノズル１３には、
溶鋼１１の流量を調節する調節機構が備えられており、
その下端には、浸漬ノズル１４の一端が接合されてい
る。

【００１５】浸漬ノズル１４は、耐火物製の管状体であ
り、その先端は、鋳型１６内の溶鋼１１に浸漬されるも
のである。

【００１６】鋳型１６は、断面が長方形の所定寸法のス
ラブ３０を連続的に形成するためのもので、対向する長
辺１６ａと対向する短辺（図示略）とにより構成され、
浸漬ノズル１４から吐出される溶鋼１１を冷却し、シェ
ル３１を形成するものである。

【００１７】鋳型１６の下方には、内部に溶鋼１１を含
むシェル３１を挟持する従動ロール１７およびシェル３
１を挟持するとともに鋳型１６から引き抜く駆動ロール
１８が多数設置されており、これらの駆動ロール１８
は、複数の駆動モータ２０により回転駆動されるもので
ある。これらの駆動モータ２０には、図１に示すよう
に、駆動装置４５が接続されている。この駆動装置４５
は、駆動モータ２０を所定回転速度で回転させるために
回転速度に応じた電流を供給するものである。

【００１８】図１は、本発明の連続鋳造制御方法の制御
系４０の一実施例を示すブロック図であり、この制御系
４０は、トルクの総和（スラブを引き抜いている全ての
駆動ロール１８の回転トルクの総和）の検出値４１と予
めスラブ巾などの鋳造条件によって設定されているトル
クの総和の上限値４２とを入力する加算器４３と、加算
器４３から送られる加算データの大きさ応じて鋳造速
度、すなわち駆動ロール１８の回転速度を制御するため
に、モータ２０の回転速度を決定するモータ２０に供給
する電流値を設定する判定器４４と、判定器４４による
判定の結果を受けてこれに応じた駆動電流をモータ２０
に供給する駆動装置４５とを有している。

【００１９】制御系４０には、予め、それぞれのスラブ
巾に対するトルクの総和の上限値が設定されており、こ
の制御系４０は、鋳造開始時にスラブ巾が入力されるこ
とによりトルクの総和の上限値を設定するものである。
一般に、スラブは、その巾が広いものほど、引き抜きに
大きなトルクが必要であり、厚さが２６０ｍｍのスラブ
においては、本発明者らは経験等により、表１に示した
上限値が適当であることを得た。

【００２０】次に、本発明の連続鋳造制御方法について
説明する。図２は、本発明の連続鋳造制御方法の一実施
例を示すフローチャートである。まず、鋳込の開始にと
もない、駆動装置４５を作動させモータ２０に電流を供
給し、鋼種およびスラブ巾などの鋳造条件を入力する。
そして、目標鋳造速度（所定鋳造速度）の設定を行い、
目標電流値の設定を行う。この目標鋳造速度および目標
電流値は、駆動装置に出力される。そして、スラブ巾等
の鋳造条件に応じたトルクの総和の上限値を設定する。

【００２１】そして、例えば５分おきの検出タイミング
毎に、駆動装置から絶えず送られてくる鋳造速度および
電流値をピックアップする。そして、トルクの総和を検
出し、この検出値と予め設定した上限値とを比較して、
この検出値が上限値を越えた場合には、予め設定された
減速値（例えば−０．３ｍ／ｍｉｎ）に応じた減速電流
値を駆動装置に出力する。検出値が上限値を越えていな
い場合には、鋳造速度と予め設定された目標鋳造速度と
を比較し、目標鋳造速度より遅い場合には、増速値（例
えば＋０．３ｍ／ｍｉｎ）に応じた増速電流値を駆動装
置に出力する。また、検出値が上限値を越えておらず、
鋳造速度が目標鋳造速度のときは、その目標鋳造速度を
維持する。そして、所定の検出タイミングになった時
に、上記の鋳造速度および電流値のピックアップから同
様の処理および判断を行う。そして、鋳造終了タイミン
グとなった時に、制御系が停止する。すなわち、この制
御系は、所定時間毎に駆動ロールのトルクの総和を検出
し、このトルクの総和が上限値以下であり、かつ鋳造速
度が目標鋳造速度あるいは目標鋳造速度に近くなるよう
に自動的に制御するものである。

【００２２】ここで、トルクの総和の検出は、全ての駆
動ロール１８を駆動する全てのモータ２０に供給される
電流値および全てのモータ２０に加えられる負荷から算
出してもよいし、全ての駆動ロール１８または全てのモ
ータ２０の回転速度および負荷から算出してもよいし、
全ての駆動ロール１８または全てのモータ２０にトルク
メータを取り付け、個々に直接検出し、これら全てを加
算して総和を求めてもよい。

【００２３】以上説明したような連続鋳造制御方法によ
れば、駆動ロールに大きなトルクを生じることなく連続
鋳造することができ、特に鋳造速度を急減速した場合で
あっても、引き抜きが不能となるようなトラブルが発生
せず、再び鋳造速度を急減速前と同程度に復帰させるこ
とができる。

【００２４】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、検出時間間隔、予め設定しておく鋳造速
度の減速値および増速値、ならびに鋳造速度、電流値、
トルクのピックアップ（検出）、演算、算出タイミング
等の各種タイミングなど、制御系のプログラム等は鋼
種、スラブ厚さ、連続鋳造設備の構造などに応じて適宜
変更可能である。また、本発明の制御方法は、他の一般
的に用いられている制御方法と併用することができるの
はもちろんであり、例えば、鋳造速度の減速および加速
に対応して、タンディッシュ１２の下部ノズル１３を自
動的に調節して鋳型１６内の湯面レベルを一定とすると
ともに、過冷却とならないように冷却水量を自動的に調
節するようにしてもよい。

【００２５】（実施例）本発明の連続鋳造制御方法を、
図３に示すような連続鋳造設備１０を使用し、普通鋼の
連続鋳造に適用して、スラブを形成した。鋳造条件は、 目標鋳造速度 ：１．７ｍ／ｍｉｎおよび１．５ｍ／ｍ
ｉｎ スラブ巾 ：１７００ｍｍ であり、トルクの総和の上限値は、表１に示すようには
１５０ton ・m である。そして、設定減速値を−０．３
ｍ／ｍｉｎ、設定増速値を＋０．３ｍ／ｍｉｎとし、駆
動ロールのトルクの検出タイミング（時間間隔）を５ｍ
ｉｎおきとした。

【００２６】図４、図５および図６に、本発明の連続鋳
造制御方法の実施例の鋳造速度およびトルクの総和の経
時変化のグラフを示す。また、図７に従来の鋳造速度お
よびトルクの総和の経時変化のグラフを示す。図４およ
び図５に示した本発明の実施例の目標鋳造速度は１．７
ｍ／ｍｉｎであり、図６の本発明例と図７の比較例との
目標鋳造速度は１．５ｍ／ｍｉｎである。

【００２７】図４に示す経時変化は、検出タイミングで
検出したトルクの総和が上限値の１５０ton ・m を超え
ており、この時の鋳造速度が１．７ｍ／ｍｉｎであっ
た。そこで、自動的に減速電流値が駆動装置に出力さ
れ、モータに供給される電流値が低減され、モータの回
転速度が低下して、鋳造速度が１．４ｍ／ｍｉｎとなっ
た。そして、次の検出タイミングでは、トルクの総和が
１５０ton ・m を下回ったため、鋳造速度が自動的に目
標の１．７ｍ／ｍｉｎに加速された。

【００２８】また、図５に示す経時変化は、検出タイミ
ングで検出したトルクの総和が上限値の１５０ton ・m
を超えており、この時の鋳造速度が１．７ｍ／ｍｉｎで
あった。そこで、自動的に減速電流値が駆動装置に出力
され、モータに供給される電流値が低減され、モータの
回転速度が低下して、鋳造速度が１．４ｍ／ｍｉｎとな
り、次の検出タイミングにおいても、トルクの総和が１
５０ton ・m を上回っており、再度自動的に減速されて
１．１ｍ／ｍｉｎとなった。

【００２９】また、図６に示す経時変化は、検出タイミ
ングで検出したトルクの総和が上限値の１５０ton ・m
を超えており、この時の鋳造速度が１．５ｍ／ｍｉｎで
あった。そこで、自動減速により鋳造速度が１．２ｍ／
ｍｉｎとなった。その後、ブレークアウト警報が発せら
れたことにより、鋳造速度およびトルクの総和が急激に
低下した。その後、鋳造速度の増加にともなって、トル
クの総和が瞬間的には急増したが、トルクの総和は徐々
に増加し、目標鋳造速度の１．５ｍ／ｍｉｎに復帰し
た。

【００３０】また、図７に示す経時変化は、目標鋳造速
度の１．５ｍ／ｍｉｎで連続鋳造し、トルクの総和は上
限値の１５０ton ・m を超えていたときにブレークアウ
ト警報が発せられ、その直後に鋳造速度およびトルクの
総和が急激に低下した。その後、鋳造速度を増加しよう
としたが、駆動ロールのトルクが著しく増加して引き抜
きが不能となり、ブレークダウンして引き抜き中止に至
ってしまった。

【００３１】このようにトルクの値の増大を抑えて大き
なバルジングの発生を防ぐことにより、安定して連続鋳
造することができ、特に、鋳造速度が急減速した後にお
いても、引き抜きを続けることができ、鋳造速度を急減
速前と同程度に復帰させることができた。

【００３２】

【発明の効果】本発明の第一の態様の連続鋳造方法によ
れば、バルジングが発生しないように、鋳造速度を自動
的に制御するので、鋳造速度を急減速した場合にも、引
き抜きを続けることができ、スラブが鋳型内で凝固する
ことがなくなり、安定した操業を行うことができる。ま
た、鋳造速度の制御が自動的に行われるので、従来、操
業者が行っていたトルクの値の監視およびトルク値の異
常による速度変更作業が不要となり、操業者の作業が軽
減され、人員の削減が可能となる。

【００３３】また、本発明の第二の態様の連続鋳造制御
方法によれば、上記第一の態様に加え、さらにトルクの
総和の検出値が上限値より小さく、かつ鋳造速度が予め
スラブ巾などの鋳造条件によって設定される所定鋳造速
度より小さい場合には、予め設定された値以下の範囲で
加速するように、鋳造速度を自動制御するものであるの
で、上記作用効果に加えさらに安定して効率よく操業を
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の連続鋳造制御方法を実施する制御系
の一実施例を示すブロック図である。

【図２】 本発明の連続鋳造制御方法の一実施例を示す
フローチャートである。

【図３】 本発明の連続鋳造制御方法に使用される連続
鋳造設備の一部の断面図である。

【図４】 本発明の連続鋳造制御方法を適用した連続鋳
造の第一実施例の鋳造速度およびトルクの総和を示すグ
ラフである。

【図５】 本発明の連続鋳造制御方法を適用した連続鋳
造の第二実施例の鋳造速度およびトルクの総和を示すグ
ラフである。

【図６】 本発明の連続鋳造制御方法を適用した連続鋳
造の第三実施例の鋳造速度およびトルクの総和を示すグ
ラフである。

【図７】 従来の、鋳造速度を急減速したときの鋳造速
度およびトルクの総和を示すグラフである。

【符号の説明】 １０ 連続鋳造設備 １１ 溶鋼 １２ タンディッシュ １３ 下部ノズル １４ 浸漬ノズル １６ 鋳型 １７ 従動ロール １８ 駆動ロール ２０ モータ ３０ スラブ ４０ 制御系 ４１ 検出値 ４２ 上限値 ４３ 加算器 ４４ 判定器 ４５ 駆動装置

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−171258（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−227958（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−191649（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−75260（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−132430（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−24560（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−154983（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−100666（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−254344（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−215359（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−106317（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−169215（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−225866（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−158266（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B22D 11/20 B22D 11/16 104

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】溶融金属を鋳型内に注入し、該鋳型の下方
   から複数の駆動ロールによりスラブを引き抜く連続鋳造
   における鋳造速度を自動制御するに際し、 前記鋳造速度でスラブを引き抜いている全ての前記駆動
   ロールの回転トルクの総和を検出し、この回転トルクの
   総和の検出値と予めスラブ巾に応じて設定された回転ト
   ルクの総和の上限値とを比較し、前記検出値が前記上限
   値を越えた場合には予め設定された減速値以下の範囲で
   前記鋳造速度を自動的に減速することを特徴とする連続
   鋳造制御方法。
2. 【請求項２】請求項１に記載の連続鋳造制御方法であっ
   て、 さらに、前記検出値が前記上限値より小さく、かつ前記
   鋳造速度が予め設定された所定鋳造速度より低速である
   場合には予め設定された増速値以下の範囲で前記鋳造速
   度を自動的に加速することを特徴とする連続鋳造制御方
   法。