JP6083411B2

JP6083411B2 - 連続鋳造機におけるガイドロール群のロール間隔異常判定方法

Info

Publication number: JP6083411B2
Application number: JP2014071280A
Authority: JP
Inventors: 健太郎岡崎
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2014-03-31
Publication date: 2017-02-22
Anticipated expiration: 2034-03-31
Also published as: JP2015193010A

Description

本発明は、連続鋳造機の鋳造鋳型の出側（２次冷却帯）に配列されるガイドロール群のロール間隔異常判定方法に関するものである。

連続鋳造機の鋳造鋳型の出側に配列されるガイドロール群は、引き抜き移動中の鋳造鋳片をその両側（上下）おいて挟み込むロール対によって支持、案内するものであり、鋳造鋳片の品質劣化につながるバルジングや内部割れを回避して安定した連続鋳造を実現するためにそのロール間隔は厳密に管理されている。

通常、ガイドロール群のロール間隔は、ダミーバー（鋳造鋳型で鋳込まれた鋳造鋳片の鋳造初期部分を連続鋳造機の下流に設けられているピンチロールまで案内するもの）に取り付けられた計測計を用い、１回の鋳造毎に計測しているのが普通であり、この点に関する先行技術としては、ロール間隔計測計にて得られた各ロールのロール間隔のピーク値と予め設定されたロール間隔を比較することによりロール間隔に異常があるかどうか判定する特許文献１に開示された方法や、ガイドロール対の間隔の測定値と、前後のガイドロール対の間隔の平均値とを比較してそれらの偏差がしきい値を超えるときにロール間隔が異常であると判定する特許文献２に開示された方法が知られている。

特開２０１２−２４５５３１号公報特開平８―３００１２２号公報

ところで、上記従来の方法では、以下のような不具合が残されており、ロール間隔が本当に異常であるのかどうか見極めるのが難しい状況にあった。

すなわち、鋳造鋳片の引き抜き移動中にダミーバーの蛇行等により計測計が位置ずれを起こしたり、ロール相互間に堆積したスケールの上を通過してしまったり、あるいはロールチョックに乗り上げてしまう等によりロール間隔を正常に計測することができない場合であっても、その計測値をロール間隔として認識してしまうことから、本当にロール間隔に異常があるのかどうか判別するのが困難であり、実際のところ連続鋳造設備の中に入り込んでロール間隔を実測しているのが現状であった。

本発明の課題は、ガイドロール群のロール間隔に異常があるかどうかを高い精度のもとに判定することができる連続鋳造機におけるガイドロールロール群のロール間隔異常判定方法を提案するところにある。

本発明は、連続鋳造機の鋳造鋳型の出側に設置され、該鋳造鋳型より引き抜かれた鋳造鋳片をその両側に挟み込んで案内、支持するガイドロール群につき、そのガイドロール群のロール間隔の異常の有無を判定するに当たり、前記鋳造鋳片の引き抜き移動に帯同して移動するダミーバーに予めロール間隔計測計を設置して該ダミーバーがガイドロール群を通り抜ける際に該ロール間隔計測計によりガイドロール群の各ロールのロール間隔を計測し、その計測されたロール間隔と予め設定されているガイドロール群の各ロールのロール間隔との偏差の絶対値を求め、この絶対値と予め設定された基準値とを比較する第１段階と、該第１段階において該絶対値が予め設定された基準値よりも大きいと判断された場合には、さらに、ロール間隔を測定する際に得られたロール間隔測定波形と、正常時のロール間隔測定波形との相関係数を求めて、該相関係数が０．７を超える場合にロール間隔に異常があると判定する第２段階からなることを特徴とする連続鋳造機におけるガイドロール群のロール間隔異常判定方法である。

ここに、ロール間隔測定波形とは、ロール間隔計測計にて計測された値を、ロール間隔計測計の位置トラッキング値に割り付けることによって得られる波形をいうものとする。また、上記基準値とは、後述するダミーバー等に設置されたロール間隔計測計で計測されたロール間隔の、その最も狭いところがピーク値と予め設定されているロールのロール間隔との偏差により求められた値をいうものとする。

上記の構成からなる本発明のロール間隔異常判定方法によれば、計測されたロール間隔と予め設定されているロール間隔との偏差の絶対値を求めて（第１段階）、この偏差の絶対値と基準値と比較して該絶対値が予め設定された基準値よりも大きい場合に、さらに第２段階としてロール間隔を測定する際に得られたロール間隔測定波形と、正常時のロール間隔測定波形との相関係数を求めて該相関係数が０．７を超える場合にロール間隔に異常があると判断するようにしたため、他の要因によるロール間隔異常、すなわち、ロール間隔計測計の位置ずれやダミーバーのスケール上の通過やロールチョックへの乗り上げに起因したロール間隔異常を排除することができ、設備内に立ち入る頻度を減らすことが可能となる。

本発明を実施するのに好適な連続鋳造機を模式的に示した図である。ダミーバーの要部を拡大して模式的に示した図である。ロール間隔が正常に計測されている場合の波形イメージを示した図である。ロール間隔の計測に際してロール間隔以外のものを計測した場合に得られる波形イメージを示した図である。ロール間隔計測計がロールから外れた場合の波形イメージを示した図である。

以下、本発明を図面を用いてより具体的に説明する。
図１は、本発明を実施するのに用いて好適な連続鋳造機を模式的に示した図である。

図１における１は、連続鋳造用鋳型である。また、２は、連続鋳造用鋳型１の出側の２次冷却帯に配列され、複数の支持ロール（ロール対）によって構成されたガイドロール群、３は、連続鋳造に用いる溶湯を保持するタンディッシュ、４は、タンディッシュ３の底壁に配置されたスライディングノズル、５は、タンディッシュ３内の溶湯をスライディングノズル４を通して連続鋳造用鋳型１に供給する浸漬ノズル、６は、連続鋳造用鋳型１で鋳込まれた鋳造鋳片Ｓの鋳造初期部分を、連続鋳造機の下流位置に設けられたピンチロールｒまで案内するダミーバーである。

ダミーバー６には、その要部を拡大して図２に示すように、ガイドロール群２を構成する各ロールを通過するとき、そのロール間隔ｇを計測するロール間隔計測計６ａが配置されている。ロール間隔計測計６ａとしては、例えば、エンコーダ６ａ_１を備え、その背面をロールの外表面に接触させることによってロール間隔ｇを計測することができる爪部６ａ_２を備えたものを適用することができ、かかるロール間隔計測計６ａによって計測されたロール間隔ｇは、その最も狭いところがピーク値として表示される。

連続鋳造の開始前、ダミーバー６は、鋳込み床に設置された台車７の上に置かれており、連続鋳造の開始に当たっては連続鋳造用鋳型１まで運ばれ、コンベア等の手段によって連続鋳造鋳型１内へと装入される。

連続鋳造が開始されると、ダミーバー６は、ガイドロール群２内を移動していくこととなり、その移動中にロール間隔計測計６ａによってロール間隔ｇが計測されることになる。

ガイドロール群２を構成する各ロールのロール間隔ｇは、ロール間隔計測計６ａで計測されたロール間隔値およびその時のロール間隔計測計６ａのトラッキング位置から把握することができる。

ロール間隔ｇの計測に際してロール間隔ｇが正常に測定されているときは、ロール間隔ｇの値は最小値(ピーク値)をとることになる。

このため、第１段階として、ロール間隔計測計６ａにより各ロールのロール間隔ｇのピーク値をロール間隔実測値として計測し、このロール間隔実測値と、予め設定されているロール間隔の偏差の絶対値を求め、この偏差の絶対値が、基準値を超えないかどうか監視する。

そして、偏差の絶対値が基準値、つまり鋳造鋳片Ｓの品質劣化につながるバルジングや内部割れの状況から適宜異常決定と判断するロールの基準値を超え、ロール間隔ｇに異常の可能性があると判定されたときは、第２段階として、ロール間隔測定波形と、正常時のロール間隔測定波形との相関係数を求め、得られた相関係数が０．７を超える場合にロール間隔ｇに異常があると判定するものである。なお、第１段階における基準値としては、例えば５ｍｍ程度に設定することができるが、この基準値は、操業条件やガイドロール群２を構成する支持ロールのサイズの違い等により適宜変更できるものであって５ｍｍ程度に設定する場合に限定されることはない。

相関係数に基づいてロール間隔ｇに異常があるかどうかを判定するのが有効な理由は以下のとおりである。

すなわち、２つのデータ群に関連性があるとき、その２つのデータ群には相関があることになり、相関の有無は、２つのデータ群を散布図にすることにより見当をつけることが可能であるが、客観的に判定するには２つのデータ群の相関係数を求めて判断するのがよいからである。

相関係数は−１から＋１の間の数値をとり、−１、＋１の時は、完全相関（−１（逆相関）、＋１（正相関））となり、２つのデータ群には、強い関連性が存在することとなる。相関係数が０の時は、無相関であり、２つのデータ群に関連性がないと判断される。

相関係数は、例えば、２つの変数をｘ、ｙとしその平均をそれぞれ、

とすると、
相関係数ρは、

で求められることになる。

また、本発明では、基準値に異常があり、さらに相関係数が０．７を超える場合にロール間隔ｇに異常があると判定することとしたが、その理由は、相関係数が０．７を超えるとロール間隔ｇが異常となり鋳造鋳片Ｓの品質劣化につながるバルジングや内部割れの問題が生じるからである。

上記手順を経ることにより、ロール間隔ｇが本当に異常なのかどうか判断することが可能となり、鋳造設備（２次冷却帯）に立ち入る頻度を極力減らすことができることとなる。

なお、ロール間隔計測計６ａのトラッキング位置は、ダミーバー６が初期位置から進んだ距離を、ガイドロール群２を構成する各ロールの回転数から算出することになるが、このトラッキング位置は実際にはいくらかのずれが生じる場合がある。

このため、相関係数を求めるに当たっては、基準となる正常時のロール間隔測定波形に対して、実際のロール間隔測定波形を計測計６ａのトラッキング方向に少しずつずらしていき、ロール間隔ｇが最も狭くなる値（ピーク値）をロール間隔ｇとして採用するのが望ましい。

図３は、ロール間隔ｇが正常に計測されている場合の波形イメージを示した図であり、図４は、ロール以外のものを計測した場合の波形イメージを示した図であり、図５は、ロール間隔ｇの計測途中で、ロール間隔計測計６ａがロールから外れてしまった場合の波形イメージを示した図である。

ロール間隔ｇが、正常に計測された図３に示す如き波形（ロール間隔計測波形）となる場合、相関係数は、１に近い値になるが、図４、図５に示したような波形となる場合には、相関係数は０．７を下回ることとなり、第１段階でロール間隔ｇに異常があるとされたとしてもその値はロール間隔ｇそのものの異常によるものではなく、ダミーバーの位置ずれやスケール上の通過あるいはロールチョックへの乗り上げ等に起因したものであると判断することができる。

本発明によれば、ロール間隔ｇを計測するに当たって、計測されたロール間隔ｇの異常が、他の要因で起きているかどうかを見極める指標として利用できることから、ロール間隔ｇの異常がロール間隔ｇそのものの異常ではなく、他の要因によるものである場合には、実際に連続鋳造機の中に立ち入って実測する必要がなく、再度ロール間隔計測計による計測を実施すればよいので、計測にかかる時間の短縮が可能であり、かつ、作業の安全性の向上が見込める。また、この場合、効率的な連続鋳造も可能となる。

直径が３２０〜３４５ｍｍにロール対を１５８本配置することによって構成されたガイドローラ群を備えた連続鋳造機を用いて鋼スラブの連続鋳造を複数回にわたって実施し、その際に、ダミーバーに設けたロール間隔計測計によりガイドロール群のロール間隔の計測を行うとともに本発明に従う方法を適用してロール間隔に異常がないかどうかの判定を行った。その判定結果を、実際に連続鋳造機内に立ち入ってロール間隔を実測した場合の結果とともに表１に示す。なお、基準値は５ｍｍとした。

表１より明らかなように、本発明に従う判定方法によれば、実際の測定結果とよく整合しており、精度の高い判定が行えることが確認された。

本発明によれば、ダミーバーの位置ずれやスケールへの乗り上げ等によって起こるロール間隔異常を排除してロールそのもののロール間隔に異常があるかどうかを高い精度のもとに判定し得るロール間隔異常判定方法が提供できる。

１鋳造鋳型
２ガイドロール群
３タンディッシュ
４浸漬ノズル
５スライディングノズル
６ダミーバー
６ａロール間隔計測計
７台車
ｒピンチロール
Ｓ鋳造鋳片
ｇロール間隔

Claims

連続鋳造機の鋳造鋳型の出側に設置され、該鋳造鋳型より引き抜かれた鋳造鋳片をその両側に挟み込んで案内、支持するガイドロール群につき、そのガイドロール群のロール間隔の異常の有無を判定するに当たり、
前記鋳造鋳片の引き抜き移動に帯同して移動するダミーバーに予めロール間隔計測計を設置して該ダミーバーがガイドロール群を通り抜ける際に該ロール間隔計測計によりガイドロール群の各ロールのロール間隔を計測し、その計測されたロール間隔と予め設定されているガイドロール群の各ロールのロール間隔との偏差の絶対値を求め、この絶対値と予め設定された基準値とを比較する第１段階と、この第１段階において該絶対値が予め設定された基準値よりも大きいと判断された場合には、さらに、ロール間隔を測定する際に得られたロール間隔測定波形と、正常時のロール間隔測定波形との相関係数を求めて、該相関係数が０．７を超える場合にロール間隔に異常があると判定する第２段階からなることを特徴とする連続鋳造機におけるガイドロール群のロール間隔異常判定方法。