JP5900215B2 - 連続鋳造鋳片の凝固完了位置検出方法及び装置、連続鋳造方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、連続鋳造鋳片の凝固完了位置検出方法及び装置、連続鋳造方法及び装置に関する。

鋼の連続鋳造機においては、水冷鋳型内に注入した溶鋼を水冷鋳型内で１次冷却して鋳型内壁に凝固殻を形成させ、この凝固殻を鋳型下方に設置した多数の鋳片支持ロールにて支持しつつ下方に連続的に引き抜きながら、スプレー冷却水などにより凝固殻表面を２次冷却し、鋳片中心部まで完全に凝固させた後に、鋳片を所定の長さに切断している。

このような連続鋳造の最大鋳造能力は、鋳片の凝固完了位置が連続鋳造機出側の最下流の鋳片支持ロールの位置になるような引き抜き速度で鋳片を鋳造した場合に達成される。
また、熱エネルギー削減を目的として鋳造直後の連続鋳造鋳片を圧延工程に搬送して高温の状態で圧延するため、鋳片温度を可能な限り高くするには、鋳片の凝固完了位置を連続鋳造機出側の最下流の鋳片支持ロールの位置とすることが好ましい。

しかし、鋳片の凝固完了位置は、鋳片引き抜き速度を一定にしても、２次冷却用冷却水の水温や吹き付け圧力、及び、鋳型注入時の溶鋼温度などの変化により常に変動している。
そのため、凝固完了位置を連続鋳造機の最下流側になるように操業したとしても、上記の種々の要因により凝固完了位置が変動し、凝固完了位置が鋳片支持ロールの範囲を超える場合が発生する。この場合には、鋳片が溶鋼静圧によりバルジングして鋳片品質が劣化するばかりか、鋳片切断時に内部の未凝固層が流出するという設備トラブルの危険性さえある。この危険を回避するため、実際には、凝固完了位置を連続鋳造機出側の最下流の鋳片支持ロールの位置とした条件で鋳造することが一般的である。
このため、連続鋳造の最大鋳造能力が発揮されず、また熱エネルギー削減が十分になされないという問題がある。

このような問題を解決して連続鋳造機の最大鋳造能力を安定して確保するべく、鋳片の凝固完了位置を検出する種々の方法が提案されている。
例えば、特許文献１には、鋳片支持ロールの軸受部基端に歪ゲージを貼り付けてロール負荷を検出し、凝固完了前と凝固完了後との溶鋼静圧の有無に起因するロール負荷を検出して凝固完了位置を判定する方法が開示されている。
また、特許文献２には、鋳造中の鋳片に送信子から横波超音波を透過させ、透過した横波超音波を受信子にて受信し、横波超音波の透過強度から鋳片の凝固状態を検出する方法が開示されている。
また、特許文献３には、圧下ゾーンの全てのロールに圧力検出装置を取り付けてシリンダに作用する圧力を検出することにより凝固位置を判定する方法が開示されている。

特開平９−２２５６１１号公報 特開平１１−８３８１４号公報 特開２０００−１５４０９号公報

しかしながら、上記の従来技術には以下の問題点がある。
即ち、特許文献１では、軸受部機端に貼り付けした歪ゲージを用いてロールの負荷を検出するようにしているが、連続鋳造設備は本来堅固で丈夫な設備であり、溶鋼静圧の有無に起因して起こる軸受部基端の歪は極めて少なく、また、歪ゲージが貼り付けされる位置は高温雰囲気であり、温度によるロールの歪も発生するので、歪ゲージではロール負荷の変化を正確には測定できない。

特許文献２では、横波超音波の発信子及び受信子を用いる必要があるが、前述のように、鋳片引き抜き速度を一定にしても凝固完了位置は常に変動するため、このような常に変動する凝固完了位置を測定するには、横波超音波の発信子及び受信子を各ロール間に設置する必要がある。更に、鋳片引き抜き速度を変化させた場合にも凝固完了位置を測定しようとすると、多数の受信子を配置する必要があり、設備費が増大になる。

また、特許文献３の場合には、軽圧下ゾーンの全てのロールに昇降シリンダが付いており、この昇降シリンダの圧力を検知して凝固完了を判定しようとしているが、軽圧下力の設定は中心偏析の改善に最適値にすべきであり、凝固完了判定に最適な圧下圧力にすることはできない。そのため、特許文献３の場合には、軽圧下と凝固完了判定とを両立させるのが難しいという問題がある。
また、全てのロールにシリンダと取り付け、かつ圧力検出を行うのでは、膨大な設備費用が発生するという問題もある。

本発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、連続鋳造鋳片の凝固完了位置を、設備費を抑えて簡単な方法で正確に検出する方法及び装置、およびこの方法及び装置を用いて凝固完了位置を所定の位置に制御する連続鋳造方法及び装置を提供することである。

連続鋳造中に鋳片を長辺面側から圧下した場合、圧下される部分、即ち圧下抵抗となる部分は、鋳片厚み方向の中心部まで凝固が完了している部分である。
従って、内部に未凝固層が残留している状態の鋳片を圧下した場合には、圧下抵抗となる部分は鋳片の短辺面側から凝固が進行した部分のみであり、圧下抵抗となる範囲は鋳片長辺面全幅よりも小さい。
そのため、鋳片厚み方向の中心部に未凝固層が残留している場合、鋳片におけるその部分は圧下抵抗が低減する。
なお、鋳片長辺面全幅に対して圧下抵抗となる範囲の比率は、鋳片短辺長さ（「鋳片厚み」ともいう）に対する鋳片長辺長さ（「鋳片幅」ともいう）の比率が大きな鋳片ほど小さくなる。
一方、凝固が完了した鋳片を圧下した場合には、鋳片長辺面全幅が圧下抵抗となる。

このように、内部に未凝固層が残留する場合と完全に凝固した場合とで圧下抵抗が異なる。そのため、鋳片を昇降用ロールによって所定の設定圧力で圧下した場合、内部に未凝固層が残留する場合と完全に凝固した場合とでは、圧下のための圧力を設定圧力に保つためのリリーフ圧力や昇降用ロールのシリンダの変位量に違いが生じる。
すなわち、未凝固層が残留する場合には、昇降用ロールのリリーフ圧力は小さくなり、それに伴い昇降用ロールのシリンダの変位量は大きくなる。一方、完全凝固後には、昇降用ロールのリリーフ圧力は大きくなり、それに伴い昇降用ロールのシリンダ変位量は小さくなる。

そこで、鋳造中に鋳片を所定の押し圧力で圧下しながら引抜く昇降用ロールに所定の押し圧力を付与する昇降用シリンダのリリーフ圧力や、シリンダ変位量を計測することで、圧下位置における鋳片の未凝固層の有無、換言すれば凝固が完了しているか否かを判定することができる。

また、連続鋳造機では鋳片を引き抜くために昇降用の駆動ロール（ピンチロール）が各々のセグメントに必ず設置されていることが多く、この駆動ロールの昇降用シリンダに油圧測定装置を設置し、あるいはシリンダの変位量を検出するためのセンサを設置するだけで本発明が適用でき、設備費を抑えることができる。
しかも、セグメントに設置されているピンチロールの昇降用シリンダは圧下ロールとは独立して押し圧力の設定ができ、それ故に特許文献３のようにリリーフ圧力の設定によって圧下に影響を及ぼすこともない。

また、検出した凝固完了位置に基づき、鋳片引き抜き速度を変更することで、凝固完了位置を所定の範囲内に制御することが可能となる。
本発明は以上の知見に基づくものであり、具体的には以下の構成を備えてなるものである。

（１）本発明に係る連続鋳造鋳片の凝固完了位置検出方法は、上フレームと下フレームの間に複数対の軽圧下ロールが組み込まれたロールセグメントと、該ロールセグメントに少なくとも１対設けられて鋳片に一定の押し圧力を付与しながら鋳片の引抜きを行う昇降機能を有するピンチロールとを備え、該ピンチロールで鋳片を支持しながら該鋳片を連続的に引き抜く連続鋳造方法における連続鋳造鋳片の凝固完了位置検出方法であって、
前記ピンチロールの昇降用シリンダにおけるリリーフ圧力、又はその変動幅、又は前記昇降用シリンダのストロークの変位量、又はその変位幅の少なくとも一つを検出することにより鋳片の凝固完了位置を検出することを特徴とするものである。

（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記リリーフ圧力、又はその変動幅が予め設定した閾値を超えているとき、または前記昇降用シリンダのストロークの変位量、又はその変位幅が予め設定した閾値を超えていないときに当該ピンチロールが設置されている位置では凝固が完了していると判定することを特徴とするものである。

（３）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記ピンチロールの昇降用シリンダにおけるリリーフ圧力又はその変動幅、及び前記昇降用シリンダのストロークの変位量又はその変位幅を検出することにより鋳片の凝固完了位置を検出することを特徴とするものである。
リリーフ圧力又はその変動幅と、昇降用シリンダのストロークの変位量又はその変位幅という鋳片凝固判定の指標となる異なる複数の指標を検知することで、より正確な鋳片行判定が可能となる。

（４）また、上記（３）に記載のものにおいて、前記リリーフ圧力、又はその変動幅が予め設定した閾値を超えており、かつ前記昇降用シリンダのストロークの変位量、又はその変位幅が予め設定した閾値を超えていないときに当該ピンチロールが設置されている位置では凝固が完了していると判定することを特徴とするものである。

（５）また、上記（１）乃至（４）のいずれかに記載のものにおいて、鋳造方向に複数配置されたピンチロールにそれぞれ設けられた昇降用シリンダにおけるリリーフ圧力、その変動幅、前記昇降用シリンダのストロークの変位量又はその変位幅を検出することにより鋳片の凝固完了位置を検出し、下流側のピンチロールの位置で凝固が完了しており、上流側のピンチロールの位置で未凝固層が有ると判定されたときに、前記下流側のピンチロールと前記上流側のピンチロールの間の位置に凝固完了位置があると判定することを特徴とするものである。

（６）本発明に係る連続鋳造鋳片の鋳造方法は、上記（１）乃至（５）の何れかに記載の凝固完了位置検出方法によって鋳片の凝固完了位置を検出し、この検出結果に基づいて鋳片引き抜き速度又は２次冷却用冷却水量を変更して、凝固完了位置を所定範囲内制御することを特徴とするものである。

（７）本発明に係る連続鋳造鋳片の凝固完了位置検出装置は、上フレームと下フレームの間に複数対の軽圧下ロールが組み込まれたロールセグメントと、該ロールセグメントに少なくとも１対設けられて鋳片に一定の押し圧力を付与しながら鋳片の引抜きを行う昇降機能を有するピンチロールとを備え、該ピンチロールで鋳片を支持しながら該鋳片を連続的に引き抜く連続鋳造装置における連続鋳造鋳片の凝固完了位置検出装置であって、
前記ピンチロールに押し圧力を付与する昇降用シリンダにおけるリリーフ圧力、又はその変動幅、又は前記昇降用シリンダのストロークの変位量、又はその変位幅の少なくとも一つを検出する検出手段と、
該検出手段の検出値を入力し、該入力値による前記リリーフ圧力、又はその変動幅が予め設定した閾値を超えているとき、または前記昇降用シリンダのストロークの変位量、又はその変位幅が予め設定した閾値を超えていないときに当該ピンチロールが設置されている位置では凝固が完了していると判定する凝固完了位置判定手段とを備えたことを特徴とするものである。

（８）また、上記（７）に記載のものにおいて、前記検出手段は、鋳造方向に複数配置されたピンチロールの昇降用シリンダのリリーフ圧力、又はその変動幅、又は前記昇降用シリンダのストロークの変位量、又はその変位幅の少なくとも一つを検出し、
前記凝固完了位置判定手段は、下流側のピンチロールの位置では凝固完了していると判定し、かつ上流側のピンチロールの位置では未凝固層があると判定したときに、前記下流側のピンチロールと前記上流側のピンチロールの間の位置に凝固完了位置があると判定することを特徴とするものである。

（９）本発明に係る連続鋳造装置は、上記（７）又は（８）に記載の連続鋳造鋳片の凝固完了位置検出装置を備えた連続鋳造装置であって、
前記凝固完了位置判定手段の判定結果に基づいて鋳造速度を変更する鋳造速度制御手段及び/又は２次冷却水量を変更する２次冷却水量制御手段を備えたことを特徴とするものである。

本発明によれば、鋳片の凝固完了位置を、ピンチロールの昇降用シリンダのストロークの検知やリリーフ圧力の検知という簡単な方法で凝固完了位置を正確に特定することが可能となり、また、この方法よれば、少ない計測機器で済むため、設備コストを抑えることが出来る。
また、ピンチロールの昇降用シリンダの圧下圧力は軽圧下の圧下圧力とは独立して設定することができるので、軽圧下への直接の影響を考慮する必要がなく、軽圧下との両立が可能である。
さらに、この方法を用いて凝固が完了する位置を制御しつつ連続鋳造することにより、連続鋳造機の鋳造能力を最大まで増加させることが実現される。

本発明の一実施の形態に係る連続鋳造装置を説明する説明図である。 本発明の一実施の形態に係る連続鋳造鋳片の凝固完了位置検出装置の説明図である。 図２の矢視Ａ−Ａ断面図である。 メニスカスから25ｍの位置に設置したピンチロールの昇降シリンダのリリーフ圧及びシリンダロッドの変位と、鋳造速度との関係を示すグラフである。 メニスカスから25ｍの位置に設置したピンチロールの昇降シリンダのリリーフ圧の変動幅及びシリンダロッドの変位幅と、鋳造速度との関係を示すグラフである。

本発明の一実施の形態に係る連続鋳造装置について、図面を参照して説明する。
連続鋳造装置１は、溶鋼を注入して凝固させ、鋳片２の外殻形状を形成するための鋳型３と、この鋳型３の上方に設置されて取鍋から供給される溶鋼を鋳型３に中継供給するためのタンディッシュ５を備えている。
タンディッシュ５の底部には、溶鋼の流量を調整するためのスライディングノズル７が設置され、このスライディングノズル７の下面には、浸漬ノズル９が設置されている。
また、鋳型３の下方には、複数対の鋳片支持ロール１１が配置されている。鋳造方向に隣り合う鋳片支持ロール１１の間には、水スプレーノズル、或いはエアーミストノズルなどのスプレーノズルが配置された２次冷却帯１３が構成され、２次冷却帯１３のスプレーノズルから噴霧される冷却水（『２次冷却水』ともいう）によって冷却されながら、鋳片２は引き抜かれるようになっている。

鋳片２の凝固完了位置を挟んで鋳造方向の上流側及び下流側には、鋳片２を挟んで対向するロールの間隔（この間隔を「ロール間隔」という）を鋳造方向下流に向かって順次狭くなるように設定された、複数対の鋳片支持ロール群から構成される軽圧下帯１５が設置されている。軽圧下帯１５では、その全域または選択した一部領域で、鋳片２に軽圧下を行うことが可能である。
軽圧下帯１５は、上フレーム１６ａと下フレーム１６ｂの間に複数対のロールが組み込まれたロールセグメント１７（単に「セグメント」という場合あり）を鋳造方向に複数直列に配置することで構成されている。

図２は図１の一部を拡大すると共により詳細に示した図であり、鋳片２の凝固完了位置付近に設置されたロールセグメント１７の詳細図である。図３は図２の矢視Ａ−Ａ断面図である。

ロールセグメント１７は、上フレーム１６ａと下フレーム１６ｂを貫通させて設置した図示しないタイロッドで連結され、このタイロッドによって上フレーム１６ａと下フレーム１６ｂの間隔の調整をすることで、ロールセグメント１７における圧下勾配（鋳造方向下流に向かって順次狭くなるように設定されたロール間隔の状態）の調整が行われるようになっている。

５対のロールのうち、最も上流側に配置されたものがピンチロール１９であり、他の４対が軽圧下ロール２１である。
軽圧下ロール２１は、軸受部を介して上フレーム１６ａ、下フレーム１６ｂに固定して配置されている。一方、ピンチロール１９は、下フレーム１６ｂ側のピンチロール１９は軸受部２７を介して下フレーム１６ｂに固定されているが、上フレーム１６ａ側のピンチロール１９は、上フレーム１６ａに設置された昇降用シリンダ２３のシリンダロッド２５に連結された軸受部２７を介して保持されている。
したがって、上フレーム１６ａ側のピンチロール１９は、圧下勾配とは関係なく、昇降用シリンダ２３によって、押し付け力及び圧下量で鋳片２を圧下できるように構成されている。そして、ピンチロール１９は、上面側及び下面側のピンチロール１９ともに、電動機（図示せず）によって駆動され、鋳片２を引き抜くように構成されている。

昇降用シリンダ２３には、シリンダロッド２５のストローク量を検知することでロール位置を検出する位置検出センサ２９が設置されている。
また、昇降用シリンダ２３には、ピンチロール１９の鋳片２に対する圧下力を所定の圧力に保持するためにリリーフ弁が設置され、このリリーフ弁に作用する油圧（リリーフ圧力）を検知するリリーフ圧力センサ３１が設置されている。

位置検出センサ２９及びリリーフ圧力センサ３１の測定値は、凝固完了位置を判定する凝固完了位置判定手段３３に入力され、凝固完了位置判定手段３３は、入力値と予め設定された閾値との関に基づいて当該ピンチロール１９の位置において鋳片２の凝固が完了しているか否かを判定する。

ここで、鋳片内部における未凝固層２ａの有無及び層の厚みと、昇降用シリンダ２３におけるリリーフ圧力、その変動幅、昇降用シリンダ２３のストローク量、その変動幅との関係について説明する。
リリーフ圧力は、鋳片２の未凝固層２ａがある場合、それが無い場合（完全凝固の場合）に比べて、小さく、未凝固層２ａが大きくなるにしたがってより小さくなる。これは、未凝固層２ａがある場合には、圧下抵抗が小さくピンチロール１９に作用する反力が小さいためである。また、リリーフ圧力の変動幅についても同様に、鋳片２の未凝固層２ａがある場合の方が完全凝固の場合よりも小さい。

昇降用シリンダ２３のストローク量は、完全凝固の場合のストローク量を基準（ゼロ）とすれば、未凝固層２ａが有る場合にはストローク量が大きくなり、未凝固層２ａが厚くなるに従ってストローク量は大きくなる。また、ストローク量の変動幅についても、同様である。

凝固完了位置判定手段３３は、リリーフ圧力センサ３１の測定値を入力して、リリーフ圧力及び／又はリリーフ圧力の変動幅が予め設定した閾値を超えている場合、当該ピンチロール１９の位置で鋳片２の凝固が完了していると判定する。
また、凝固完了位置判定手段３３は、位置検出センサ２９の測定値を入力して、シリンダロッド２５のストローク及び／又はストロークの変動幅が予め設定した閾値を超えていない場合、当該ピンチロール１９の位置で鋳片２の凝固が完了していると判定する。
なお、リリーフ圧力及びその変動幅、シリンダーストローク及びその変動幅の閾値は連続鋳造される鋳片２の巾や厚みによって変わるので、予め実験等によって適切な値を求めておくようにすればよい。

凝固完了位置判定手段３３の判定結果は、鋳造速度制御手段３５、２次冷却水量調整手段２７に入力される。
鋳造速度制御手段３５は、凝固完了位置判定手段３３の判定結果に基づいてピンチロール１９を駆動するピンチロール駆動装置３９を制御することで鋳造速度を制御する。
また、２次冷却水量調整手段２７は、凝固完了位置判定手段３３の判定結果に基づいて例えば水量を調整する調整弁の開度を調整する２次冷却水量調整装置４１を制御することで２次冷却水量を調整する。

上記のように構成された連続鋳造装置１による鋳片２の凝固位置検出方法について説明する。
ピンチロール１９における圧下圧力を設定する。具体的には、ピンチロール１９に作用する溶鋼静圧を考慮しつつ、内部に未凝固層２ａを有する鋳片２の短辺面側の凝固殻を一定量だけ圧下するために必要な力が鋳片２に作用するように、圧下圧力を設定すればよい。
なお、各ピンチロール１９の圧下圧力を高くすれば反力やストロークが大きくなり、凝固完了位置の判定は容易になるが、鋳片圧下量を大きくし過ぎると鋳片２に内部割れが発生して好ましくない。そのため、各ピンチロール１９における圧下量が最大1ｍｍ程度なるように、ピンチロール１９の圧下圧力を調整することが好ましい。

上記のように設定した一定の圧下圧力でピンチロール１９を鋳片２に押し付けて鋳片２を引抜きつつ鋳造する。
鋳造中、位置検出センサ２９及びリリーフ圧力センサ３１の測定値は、凝固完了位置判定手段３３に入力され、凝固完了位置判定手段３３は、前述したように、入力値と予め設定された閾値との関に基づいて当該ピンチロール１９の位置において鋳片２の凝固が完了しているか否かを判定する。

鋳造速度制御手段３５は、凝固完了位置判定手段３３による判定結果を入力して、予め設定されている目標とする凝固完了位置との関係で鋳造速度を制御する。
例えば、当該ピンチロール１９の位置で凝固が完了していると判定された場合において、目標とする凝固完了位置が当該ピンチロール１９よりも下流側であった場合、鋳造速度を増加させるように制御する。
また、２次冷却水量調整手段２７は、凝固完了位置判定手段３３の判定結果に基づいて２次冷却水量調整装置４１を制御することで２次冷却水量を調整する。
例えば、当該ピンチロール１９の位置で凝固が完了していると判定された場合において、目標とする凝固完了位置が当該ピンチロール１９よりも下流側であった場合、冷却水量を低減させるように制御する。
このように、凝固完了位置の判定と鋳造速度制御及び／又は２次冷却水量の調整を繰り返すフィードバック制御を行うことで、凝固完了位置を所定範囲内に制御することができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、鋳片２の凝固完了位置を、ピンチロール１９の昇降用シリンダ２３のストロークの検知やリリーフ圧力の検知という簡単な方法で凝固完了位置を正確に特定することが可能となり、また、この方法よれば、少ない計測機器で済むため、設備コストを抑えることが出来る。
また、ピンチロール１９の昇降用シリンダ２３の圧下圧力は軽圧下の圧下圧力とは独立して設定することができるので、軽圧下への直接の影響を考慮する必要がなく、軽圧下との両立が可能である。
さらに、この方法を用いて凝固が完了する位置を制御しつつ連続鋳造することにより、連続鋳造機の鋳造能力を最大まで増加させることが実現される。

なお、上記の実施の形態では、昇降用シリンダ２３のストロークとリリーフ圧力の両方を検知する例を示したが、いずれか一方であってもよい。もっとも、両方を検知することで、より正確な検知が可能となり、凝固完了位置を正確に検知できる。
また、上記の実施の形態では、鋳片２の上面側のピンチロール１９に昇降用シリンダ２３を設置した例を示したが、鋳片２の下面側のピンチロール１９に昇降用シリンダ２３を設置してもよく、また両方に設置してもよく、設置した昇降用シリンダ２３のストロークとリリーフ圧力を検知するようすればよい。

また、上記の実施の形態では、一つのピンチロール１９の左右両側の昇降用シリンダ２３におけるストロークとリリーフ圧力の検知を行うようにしているので、正確な検知が可能であるが、片方の昇降用シリンダ２３においてのみストロークとリリーフ圧力の検知を行うのを排除するものではない。
また、上記の実施の形態では、一つのピンチロール１９の昇降用シリンダ２３におけるストロークとリリーフ圧力の検知について説明したが、鋳造方向に沿って複数設けられている複数のピンチロール１９の昇降用シリンダ２３におけるストロークとリリーフ圧力を検知するようにしてもよい。このようにすれば、下流側のピンチロール１９の位置では凝固が完了しており、その上流側のピンチロール１９の位置では未凝固層２ａがあると判定されれば、前記下流側のピンチロール１９と上流側のピンチロール１９の間に凝固完了位置（クレータエンド）があると判定することができ、凝固完了位置判定手段３３にこのような機能を付加することができる。

低炭アルミキルド鋼を、鋳片厚みが250ｍｍ、鋳片幅が2100ｍｍのスラブ鋳片に鋳造する際に、メニスカスから25ｍ下流側に設置されたピンチロール１９にて鋳片２を圧下し、昇降用シリンダ２３の変化量とリリーフ圧力の関係を調査した。
各試験の２次冷却水の比水量は1.20リットル／kg.steelの一定値とし、鋳片２引き抜き速度を1.0〜1.6m/minの５水準とした。圧下ロールの外形は275ｍｍで、圧下80kg/cm²とした。

このようにして鋳造したときに計測された昇降用シリンダ２３のリリーフ圧力及びストロークの変位と鋳造速度との関係を図４に示す。図４の右縦軸は、リリーフ圧力（kgf/cm²）示し、左縦軸は昇降用シリンダ２３の変位（mm）を示し、横軸は鋳造速度(m/min)ている。
また、図５には、昇降用シリンダ２３のリリーフ圧力の変動幅及びストロークの変位幅と鋳造速度との関係を示す。図５の右縦軸は、リリーフ圧力の変動幅（kgf/cm²）示し、左縦軸は昇降用シリンダ２３の変位幅（mm）を示し、横軸は鋳造速度(m/min)ている。

図４、図５に示すように鋳造速度が1.0m/minでは、シリンダの変位はほぼ0mm、変位幅は0.05mm、リリーフ圧力も1．5kg/cm²、変動幅も0.30kg/cm²であり、この状態は鋳造速度が1.3m/minまで保持される。
しかし、鋳造速度が1.3m/minを超えると、鋳造速度の増加と共にシリンダの変位量及び変位幅は増加し、リリーフ圧力及びリリーフ圧力の変動幅ともに徐々に低下する。そして、鋳造速度が1.6m/minのときには、シリンダ変位は約0.5mm、変位幅も0.10mmになり、リリーフ圧力はほぼ0kg/cm²、圧力変動幅も0.01kg/cm²となった。
このように、凝固完了位置と、昇降用シリンダ２３のリリーフ圧力及び圧力変動幅、ストロークの変位及び変位幅とが相関関係にあり、これらの値を検出することで凝固完了位置の特定ができることが実証された。
なお、上記の例では、鋳造速度が1.3m／minのときに凝固完了位置がメニスカスから25ｍの位置のピンチロール１９の設置位置になることが分かる。

１ 連続鋳造装置
２ 鋳片
２ａ 未凝固層
３ 鋳型
５ タンディッシュ
７ スライディングノズル
９ 浸漬ノズル
１１ 鋳片支持ロール
１３ ２次冷却帯
１５ 軽圧下帯
１６ａ 上フレーム
１６ｂ 下フレーム
１７ ロールセグメント
１９ ピンチロール
２１ 軽圧下ロール
２３ 昇降用シリンダ
２５ シリンダロッド
２７ 軸受部
２９ 位置検出センサ
３１ リリーフ圧力センサ
３３ 凝固完了位置判定手段
３５ 鋳造速度制御手段
３７ ２次冷却水量調整手段
３９ ピンチロール駆動装置
４１ ２次冷却水量調整装置

Claims (6)

1. 上フレームと下フレームの間に複数対の軽圧下ロールが組み込まれたロールセグメントと、該ロールセグメントに少なくとも１対設けられて鋳片に一定の押し圧力を付与しながら鋳片の引抜きを行う昇降機能を有するピンチロールとを備え、該ピンチロールで鋳片を支持しながら該鋳片を連続的に引き抜く連続鋳造方法における連続鋳造鋳片の凝固完了位置検出方法であって、
   前記ピンチロールの昇降用シリンダにおけるリリーフ弁に作用する油圧であるリリーフ圧力又はその変動幅、及び前記昇降用シリンダのストロークの変位量又はその変位幅を検出し、
   前記リリーフ圧力、又はその変動幅が予め設定した閾値を超えており、かつ前記昇降用シリンダのストロークの変位量、又はその変位幅が予め設定した閾値を超えていないときに当該ピンチロールが設置されている位置では凝固が完了していると判定することを特徴とする連続鋳造鋳片の凝固完了位置検出方法。
2. 鋳造方向に複数配置されたピンチロールにそれぞれ設けられた昇降用シリンダにおけるリリーフ弁に作用する油圧であるリリーフ圧力又はその変動幅、及び前記昇降用シリンダのストロークの変位量又はその変位幅を検出することにより鋳片の凝固完了位置を検出し、下流側のピンチロールの位置で凝固が完了しており、上流側のピンチロールの位置で未凝固層が有ると判定されたときに、前記下流側のピンチロールと前記上流側のピンチロールの間の位置に凝固完了位置があると判定することを特徴とする請求項１記載の連続鋳造鋳片の凝固完了位置検出方法。
3. 請求項１又は２に記載の凝固完了位置検出方法によって鋳片の凝固完了位置を検出し、この検出結果に基づいて鋳片引き抜き速度又は２次冷却用冷却水量を変更して、凝固完了位置を所定範囲内制御することを特徴とする連続鋳造鋳片の鋳造方法。
4. 上フレームと下フレームの間に複数対の軽圧下ロールが組み込まれたロールセグメントと、該ロールセグメントに少なくとも１対設けられて鋳片に一定の押し圧力を付与しながら鋳片の引抜きを行う昇降機能を有するピンチロールとを備え、該ピンチロールで鋳片を支持しながら該鋳片を連続的に引き抜く連続鋳造装置における連続鋳造鋳片の凝固完了位置検出装置であって、
   前記ピンチロールに押し圧力を付与する昇降用シリンダにおけるリリーフ弁に作用する油圧であるリリーフ圧力又はその変動幅、及び前記昇降用シリンダのストロークの変位量又はその変位幅を検出する検出手段と、
   該検出手段の検出値を入力し、該入力値による前記リリーフ圧力、又はその変動幅が予め設定した閾値を超えており、かつ前記昇降用シリンダのストロークの変位量、又はその変位幅が予め設定した閾値を超えていないときに当該ピンチロールが設置されている位置では凝固が完了していると判定する凝固完了位置判定手段とを備えたことを特徴とする連続鋳造鋳片の凝固完了位置検出装置。
5. 前記検出手段は、鋳造方向に複数配置されたピンチロールの昇降用シリンダにおけるリリーフ弁に作用する油圧であるリリーフ圧力又はその変動幅、及び前記昇降用シリンダのストロークの変位量又はその変位幅を検出し、
   前記凝固完了位置判定手段は、下流側のピンチロールの位置では凝固完了していると判定し、かつ上流側のピンチロールの位置では未凝固層があると判定したときに、前記下流側のピンチロールと前記上流側のピンチロールの間の位置に凝固完了位置があると判定することを特徴とする請求項４記載の連続鋳造鋳片の凝固完了位置検出装置。
6. 請求項４又は５に記載の連続鋳造鋳片の凝固完了位置検出装置を備えた連続鋳造装置であって、
   前記凝固完了位置判定手段の判定結果に基づいて鋳造速度を変更する鋳造速度制御手段及び/又は２次冷却水量を変更する２次冷却水量制御手段を備えたことを特徴とする連続鋳造装置。

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