JP3425753B2 - 連続鋳造方法及び鋳造初期における鋳型内溶鋼レベルの制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋳型内の溶鋼レベルの
制御をストッパーにて行う連続鋳造方法及び鋳造初期に
おける鋳型内溶鋼レベルの上昇制御を自動的に行うため
の制御方法に関する。

【０００２】

【従来技術】図１は鋳型内溶鋼レベルの制御をストッパ
ーにて行う連続鋳造設備について示すもので、取鍋１よ
りタンディッシュ２に注入された溶鋼は、ストッパー３
で注入量を制御されて鋳型４内に注入されるようになっ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】取鍋から溶鋼をタンデ
ィッシュに注入するに当っては先ず、図１のタンディッ
シュ２に取付けられたストッパー駆動装置８にストッパ
ー３をセットし、ついで鋳造開始時に取鍋１からタンデ
ィッシュ２に溶鋼を注入した際の溶鋼の温度低下や耐火
物１０の亀裂防止のため耐火物１０を数時間予熱してい
るが、ストッパー３は金属製の芯棒１５の周囲を耐火物
で被覆した構造を有しているため予熱時に芯棒１５が熱
によって偏芯し易い。この偏芯が図２に示すように大き
い場合、ハンドル９を手動で作動し、ストッパー３を全
閉しようとしても、タンディッシュノズル７に乗っかっ
たような状態になり、鋳造を開始すると、ストッパー開
度は小さくても溶鋼が鋳型内に勢いよく流出して鋳型内
から溶鋼がオーバーフローし、鋳造の続行が不可能とな
ることがある。

【０００４】また偏芯が小さいときでも鋳造初期の溶鋼
の注入量を精度よく制御することが困難である。すなわ
ち鋳造初期では、レベルセンサー５によって検出された
溶鋼レベルの検出値に応じてストッパー開度のフィード
バック制御が行われるようになっているが、こうした制
御が行われるのは鋳型内の溶鋼レベルがレベルセンサー
５の検知範囲１４に達したのちからで、センサー５の検
知範囲に達するまでは作業者が鋳型内の溶鋼レベルを注
視しながらハンドル９の操作によりストッパー開度を手
動調整しているため、ストッパー開度計１２の開度値と
溶鋼流量との間にばら付きがあると、注入量の制御を適
切に行うことが難しく、注入量が多過ぎたり少な過ぎた
りしがちとなる。

【０００５】一般には溶鋼の注入量が多過ぎると、凝固
殻の形成が不十分な状態でダミーバーの引抜きを開始せ
ねばならなくなり、そのために凝固殻が破断するブレー
クアウトが発生し鋳造不能となる。一方注入量が少ない
と、凝固殻がダミーバーと焼付いたり、ストッパーヘッ
ド６とタンディッシュノズル７の間で溶鋼が凝固し、鋳
造が不可能となることがある。

【０００６】鋳造初期におけるストッパー開度調整、す
なわちモールド内の溶鋼レベル上昇制御を自動化するた
めに、ダミーバーヘッド１３から溶鋼レベルセンサー５
の検知範囲までのセンサー５の検出値による自動制御が
不可能である範囲において、経験に基づいたストッパー
開度を予め、例えば時間の関数で設定して制御装置１１
に記憶させ、ストッパー３を時間の関数で上昇させるこ
とも考えられているが、この方法による場合も予熱によ
るストッパーの偏芯や膨脹によりストッパー開度に対す
る溶鋼の吐出量がタンディッシュごとに異なり、溶鋼レ
ベルを精度よく自動制御することが困難である。

【０００７】本発明は、鋳造初期に溶鋼が鋳型内に勢い
よく流出してオーバーフローすることのないようにする
ことを第一の目的とし、鋳造初期における鋳型内溶鋼レ
ベルの上昇制御を精度よく自動的に行うことができる制
御方法を得ることを第２の目的とする。

【０００８】

【課題の解決手段及び作用】第１の目的を達成するため
の方法は、タンディッシュを予熱したのちストッパーを
昇降させる駆動装置を作動させて予熱によって偏芯した
ストッパーヘッドをタンディッシュノズル内に通常より
強い押圧力で押込んで、全閉にしたのち、この状態で鋳
造を開始しようとするものである。すなわち本発明は、
鋳型内の溶鋼レベルの制御をタンディッシュに設けたス
トッパーにて行う連続鋳造方法において、タンディッシ
ュを予熱後鋳造を開始する前にストッパーを昇降させる
駆動装置により予熱にて偏芯したストッパーヘッドをタ
ンディッシュノズル内に通常より強い押圧力で押込んで
ストッパー全閉にしたのち鋳造を開始することを特徴と
するものである。

【０００９】取鍋からタンディッシュに溶鋼を注入する
前にタンディッシュに取付けられたストッパー駆動装置
にストッパーをセットし、ついでタンディッシュに注入
される溶鋼の温度低下や耐火物及びストッパーの亀裂防
止のためタンディッシュの耐火物やストッパーの予熱を
行うが、この数時間の予熱によりストッパーが図２に示
すように偏芯し、タンディッシュノズルから離れるよう
なことがあっても、本発明方法によれば、図３に示すよ
うにストッパーヘッドがタンディッシュノズル内に押込
められ、全閉状態を確保することができるので、鋳造初
期に鋳型から溶鋼がオーバーフローするようなことはな
い。

【００１０】第２の目的を達成するための制御方法は、
ダミーバーヘッド部から溶鋼レベルセンサーの検知範囲
まで経験式に基づいた鋳型内溶鋼レベルの自動上昇制御
を精度よく安定して行うため、鋳造開始前にストッパー
ヘッドをタンディッシュノズル内に押込んだのち押付力
を解除し、そのときのストッパー位置でストッパー開度
の零点調整を行い、この零点に対するストッパー開度を
制御装置に入力させて、経験式の初期条件を変えるよう
にしたものである。

【００１１】すなわち本発明の鋳造初期における鋳型内
溶鋼レベルの自動上昇制御方法は、タンディッシュ予熱
後の鋳造開始前にストッパーを昇降させる駆動装置を作
動させて予熱により偏心又は膨張したストッパーヘッド
をタンディッシュノズル内に押込んだのち押付力を解除
したときのストッパー開度を零点とし、この零点に対す
るストッパー開度を制御装置に入力して鋳造初期におけ
るストッパー上昇速度についての経験式の初期条件を変
え、鋳造開始後、鋳型内溶鋼レベルが溶鋼レベルセンサ
ーの検知範囲に達するまでの間、上記経験式に基づいて
ストッパーの上昇速度を制御することを特徴とするもの
である。

【００１２】ストッパー開度の零点調整を行う際は、ス
トッパーヘッドをタンディッシュ内に押付けたのち押付
力を解除し、ストッパーヘッドが必要以上、タンディッ
シュノズル内に喰い込んでいない状態で全閉状態を維持
することが必要である。押付力を加え、ストッパーヘッ
ドが必要以上タンディッシュノズル内に喰い込んだ状態
で零点調整を行うと、喰い込み代のばら付きが制御に悪
影響を与えたり、数mm程度ストッパーを上昇させても溶
鋼が流出しない状態が発生するようになるためである。

【００１３】本発明によれば、こうした問題が解消さ
れ、ストッパー開度計の開度値とストッパーヘッドの真
の位置との対応が適正に把握でき、溶鋼レベルの自動上
昇制御を精度よく安定して行うことができる。

【００１４】

【実施例】

実施例１ 図１に示す垂直型連続鋳造設備において、低炭素アルミ
キルド鋼を製造するに際し、鋳造開始前のタンディッシ
ュ予熱後、ストッパー駆動装置８によりストッパー３を
押し下げ、ストッパーヘッド６をタンディッシュノズル
７内に押込み、全閉状態にして鋳造を開始した。

【００１５】図１に示すタンディッシュ２に取付けられ
たストッパー駆動装置８にストッパー３をセットし、タ
ンディッシュ２の耐火物１０を数時間予熱した後、スト
ッパー３を閉じ、取鍋１から溶鋼をタンディッシュ２に
注入して鋳造を開始していた従来法による場合、予熱時
のストッパー３の偏心による鋳型内溶鋼のオーバーフロ
ーが約５％発生していたが、本実施例による場合、オー
バーフローの発生は皆無となった。従来法と本実施例の
オーバーフロー発生率の比較を図４に示す。 実施例２ 実施例１において、ストッパーヘッド６をタンディッシ
ュノズル７内に押込み後、全閉状態を維持してストッパ
ー駆動装置８によるストッパーヘッド６のタンディッシ
ュノズル７への押付力を解除した。このときのストッパ
ー開度を零点とし、この零点に対するストッパー開度を
決定して制御装置１１に入力し、時間を関数として求め
たストッパー上昇速度についての経験式の初期条件を変
え、そして鋳造開始とともにこの経験式に基づいてスト
ッパー３を上昇させた。経験式に基づくストッパー３の
上昇は、鋳型内溶鋼レベルが溶鋼レベルセンサー５の検
知範囲に達するまで行われ、検知範囲に達したのちはセ
ンサー５の検知したレベルに基づく自動制御を行った。

【００１６】本実施例による鋳型内溶鋼レベルの自動上
昇制御の成功率を図５に示す。また比較のため従来法、
すなわちタンディッシュ予熱前の状態でストッパー開度
計の零点調整をし、タンディッシュ予熱時のストッパー
の偏芯を考慮しないで鋳造を開始した比較例Ａとタンデ
ィッシュ予熱後、ストッパー駆動装置８によりストッパ
ー３を押下げ、ストッパーヘッド６をタンディッシュノ
ズル７内に押付けたまゝの状態でストッパー開度計の零
点調整を行って鋳造を開始した比較例Ｂを併せて示し
た。各例については各々３０回のテストを行い、成功率
について調べたところ、比較例Ａでは６０％、比較例Ｂ
では８０％であったのに対し、本実施例では成功率を９
７％まで上げることができた。

【００１７】ここで成功とは、作業者がストッパーハン
ドル９に全く手を触れることなく溶鋼レベルの自動上昇
制御が行われ、その後溶鋼レベルセンサーによるレベル
一定制御ができたことをいゝ、溶鋼吐出流量が多過ぎた
り少な過ぎたりして作業者がストッパーハンドル９を操
作し、途中で自動制御を断念した場合を失敗と見なし
た。

【００１８】図６は鋳造を開始し、ストッパーを上昇さ
せてから溶鋼レベルが溶鋼レベルセンサーの検知範囲に
達するまでの時間を示す。経験に基づく最適な所要時間
は９０秒である。図からも明らかであるように、比較例
Ａ及び比較例Ｂに比べ、本実施例の所要時間のばら付き
は小さく、溶鋼レベルの自動上昇制御が安定してできて
いることが分かる。

【００１９】図７はストッパー開度値と溶鋼吐出流速の
関係を示す。比較例Ａ及び比較例Ｂでは、ばら付きが大
きく再現性が小さいが、本実施例ではばら付きが小さ
く、溶鋼流量制御が精度よく安定して行われるようにな
っている。

【００２０】

【発明の効果】本発明は以上のように構成され、次のよ
うな効果を奏する。請求項１記載の方法によれば、鋳造
開始或いは再開時における鋳型内からのオーバーフロー
を防止し、鋳造停止トラブルを防ぐことができる。請求
項２記載の制御方法によれば、鋳造開始から溶鋼レベル
センサーの検知範囲までの鋳型内溶鋼レベルの自動上昇
制御が可能となり、鋳造初期におけるストッパー開度の
手動調整作業が解消されて省力化が可能となる。しかも
鋳造初期における鋳片品質、ことに表面割れを防止する
ことができ、鋳片の無手入れが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法において用いられる連続鋳造設備の
概略図を示す。

【図２】予熱によりストッパーが偏芯した状態を示す図
である。

【図３】図２に示すストッパーを押下げ、ストッパーヘ
ッドをタンディッシュノズルに押付けた状態を示す図で
ある。

【図４】オーバーフロー発生率のグラフを示す。

【図５】鋳造初期における鋳型内溶鋼レベルの自動上昇
制御の成功率を示すグラフである。

【図６】鋳造開始後、鋳型内溶鋼レベルが溶鋼レベルセ
ンサーの検知範囲に達するまでの時間を示すグラフであ
る。

【図７】ストッパー開度値と溶鋼吐出流速の関係を示す
図である。

【符号の説明】

２ タンディッシュ ３ ストッパー ４ 鋳型 ５ 溶鋼レベルセンサ
ー ６ ストッパーヘッド ７ タンディッシュノ
ズル ８ ストッパー駆動装置 ９ ハンドル 11 制御装置 12 ストッパー開度計 13 ダミーバーヘッド

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】タンディッシュに設けたストッパーにて鋳
   型内の溶鋼レベルを制御する連続鋳造方法において、タ
   ンディッシュを予熱後鋳造を開始する前にストッパーを
   昇降させる駆動装置により、予熱により偏心したストッ
   パーヘッドをタンディッシュノズル内に通常より強い押
   圧力で押込んで全閉したのち鋳造を開始する連続鋳造方
   法。
2. 【請求項２】タンディッシュ予熱後の鋳造開始前にスト
   ッパーを昇降させる駆動装置を作動させて予熱により偏
   心又は膨張したストッパーヘッドをタンディッシュノズ
   ル内に押込んだのち押付力を解除したときのストッパー
   開度を零点とし、この零点に対するストッパー開度を制
   御装置に入力して鋳造初期におけるストッパー上昇速度
   についての経験式の初期条件を変え、鋳造開始後、鋳型
   内溶鋼レベルが溶鋼レベルセンサーの検知範囲に達する
   までの間、上記経験式に基づいてストッパーの上昇速度
   を制御することを特徴とする連続鋳造の鋳型内溶鋼レベ
   ルの制御方法。