JPH0117787B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、鋼等溶融金属の連続鋳造、とくに彎
曲型連続鋳造機の水平部のロールにより鋳片に鋳
片引抜き方向と逆方向の制動力を加えながら鋳片
を引抜く圧縮連続鋳造において、鋳片とロールと
の間のスリツプの発生を防止する方法に関する。

圧縮連続鋳造とは、第１図に示したような彎曲
型連続鋳造機において、彎曲部のピンチロール群
（以下駆動ロールという）３により鋳片１を引抜
き水平部のピンチロール群（以下制動ロールとい
う）４により鋳片１に制動力を加え鋳片長手方向
に圧縮力を作用させて鋳片１の内部品質を改善す
る連続鋳造法である。

このような圧縮連続鋳造において、鋳片１に加
わる制動力が過大になると鋳片１と駆動ロール３
との間、又は鋳片１と制動ロール４との間にスリ
ツプが発生する。スリツプが発生すると鋳片表面
にスリツプ疵が発生し鋳片表面品質を損わしむる
とともに鋳片の急激な速度変動によつて、鋳型２
内の溶鋼湯面レベル６が急激に変動し、鋳造作業
に大きな危険性をもたらす。又、当然のことなが
ら、スリツプ発生により所望の圧縮力が実現され
ず、鋳片品質の改善の効果が減少する。

従来の圧縮連続鋳造制御における制動ロールの
制動力の制御は、複数の制動ロールから成るロー
ル群単位にしか行なわれておらず、スリツプの発
生を防止するためには、制動ロール群の全ての制
動ロールの制動力を減少させて制動力全体を減少
させるか、又は制動ロール群の全ての制動ロール
の押付け力を増して鋳片に過大な押付け力を加え
るしかなかつた。しかし、前記いづれの方法も、
鋳片品質の改善効果を減少するか、ないしは、鋳
片品質に悪影響をもたらすものであつた。

本発明は上記したような圧縮連続鋳造制御にお
ける問題を解決し、スリツプの発生を防止しつつ
所望の圧縮力を維持することにより、鋳造作業の
安定化、鋳片品質の改善をはかることを目的とす
る。この目的を達成するための本発明方法は、 鋳片引き抜き中に各ロール毎に駆動ロールと鋳
片との間あるいは制動ロールと鋳片との間にスリ
ツプが生じた時の該駆動ロールの駆動力とロール
反力との比あるいは該制動ロールの制動力とロー
ル反力との比を求め、該比と当該ロール位置での
鋳片に対する許容最大加圧力との積をもつて当該
ロールのスリツプを生じない駆動力、あるいは制
動力の許容最大値を算出し、該算出した各駆動ロ
ールの許容最大駆動力の合計と鋳片自重による鋳
片推力との和から鋳片引き抜き総抵抗力を引いた
力の算出値と、前記算出した各制動ロールの許容
最大制動力の合計とのいづれか小さい方の値をも
つて鋳片に加える総制動力の上限値となし、 該上限値以内で総制動力を各制動ロールに該制
動ロールの許容最大制動力を越えないように配分
して各制動ロール毎の制動力を設定することを特
徴とする制動力制御方法である。

以下本発明を実施例に基づき図面により詳細に
説明する。

第２図は第１図のＡ部の駆動ロール３を例とし
た駆動ロールのスリツプ検出および速度制御を説
明する図であり、図において１０は制御用計算
機、１１はロール速度検出器、１２はスリツプ検
出器、１３は速度制御器、１４は信号変換器、１
５は電流制御器、１６はトルク実積演算器、１７
は電流検出器である。ロール速度検出器１１はタ
コジエネレーター（速度発電機）またはパルス発
振器等によりロールの回転速度を検出するもので
あり、ロールの回転速度にロール径およびπを乗
じればロール周速度と等価である。スリツプ検出
器１２は基準ロール５から検出されるロールの回
転速度またはロール周速度と、ロール速度検出器
１１から検出されるロールの回転速度またはロー
ル周速度との差を比較器を通じて検出するであ
る。速度制御器１３には、ロール速度検出器１１
により検出されたロール周速度と速度指令値とが
入力され、この差に応じて鋳片移動速度と駆動ロ
ール周速度が一致するよう駆動ロール３の回転速
度の制御指令が出される。ここで駆動ロール３
は、第２図には図示していないが、１対のロール
の間隔を一定に制御する定位制御が行なわれてい
るので、速度制御のために電動機に指令される制
御指令は、鋳片１からロールに加わる力（ロール
反力）のもとでロールを所望の速度にするよう
に、信号変換器１４によりまずトルク値に変換さ
れついで電流値に変換され、電流制御器１５に入
力される。一方、スリツプ検出器１２には第１図
のガイドロール５（これを基準ロールとする）に
取付けた速度検出器（図示は省略）からの速度信
号（これを鋳片の移動速度とする）と駆動ロール
３に取付けたロール速度検出器１１からの速度信
号とが入力され、両者の偏差が検出される。偏差
が基準値を超えた時、スリツプありとして信号が
制御用計算機１０に入力される。また電動機の電
流値は、電流検出器１７で検出され、トルク実積
演算器１６によりトルク換算され、制御用計算機
１０に入力される。

第３図は第１図のＢ部の制動ロール４を別とし
た制動ロールのスリツプ検出および制動力制御を
説明する図であり、図において１０は制御用計算
機、２１はロール速度検出器、２２はスリツプ検
出器、２３は速度制御器、２４は信号変換器、２
５は電流制御器、２６はトルク実績演算器、２７
は電流検出器である。鋳片１に対して制御ロール
４から加えるべき制動力は、そのときの鋳造条件
に応じて制御用計算機１０によりトルク値として
設定され、信号変換器２４に入力される。信号変
換器２４には、速度制御器２３からの速度指令値
も入力されロールを所望の速度にするようなトル
ク値に変換される。ここで、制御用計算機１０に
より与えられたトルク値が、速度制御を維持でき
る範囲の指令値であればこれをそのまま電流値に
変換し、もし、速度制御範囲外のトルク値なら
ば、速度制御内のトルク値を電流値に変換し、電
流制御器２５に入力する。一方、スリツプ検出器
２２には、電流検出器２７によつて検出された電
流値をトルク実績演算器２６によつて換算された
トルク実績値とトルク指令値とが入力され、この
偏差が基準値以上になつた時、スリツプありとし
て信号が制御用計算機１０に入力される。

さて本発明においては、駆動ロールが鋳片に対
して鋳片引き抜き方向に作用する力（以下これを
駆動力という）とロール反力との間に D_i＝μ_iP_i (1) D_i 駆動ロールの駆動力 P_i 駆動ロールのロール反力 μ_i 係数 添字ｉは個々の駆動ロールを示す なる関係を仮定し、また制動ロールが鋳片に対し
て鋳片引抜き方向と逆方向に作用する力（以下こ
れを制動力という）とロール反力との間に B_j＝μ_jP_j (2) B_j 制動ロールの制動力 P_j 制動ロールのロール反力 μ_j 係数 添字ｊは個々の制動ロールを示す なる関係を仮定する。そして、スリツプ検出器で
スリツプありと判定された駆動ロールの駆動力と
ロール反力との比あるいは制動ロールの制動力と
ロール反力との比を制御用計算機で計算し、これ
をスリツプ限界比μ_i ^*あるいはμ_j ^*とする。具体的
には、駆動ロールの駆動力あるいは制動ロールの
制動力は電動機電流実績値から算出し、駆動ロー
ルあるいは制動ロールのロール反力はロール加圧
装置の加圧力から算出するかまたはロール軸受に
設置したロードセルで検出する。

一方、駆動ロールおよび制動ロールから鋳片に
加えることのできる加圧力は、当該ロール直下の
鋳片が加圧により押しつぶされない範囲内でなけ
ればならず、その上限は各ロール毎に鋳造条件に
より定められる。ロールから鋳片に加わる加圧力
は鋳片からロールに加わるロール反力と同じ値で
あるので、スリツプを生じさせることなく駆動ロ
ールおよび制動ロールに加えることのできる駆動
力および制動力の上限は、ロール毎に前記スリツ
プ限界比とロール加圧力上限値とから、 D_i ^*＝μ_i ^*P_i ^* (3) D_i ^*駆動ロールの駆動力の上限値 P_i ^*駆動ロールの加圧力の上限値 B_j ^*＝μ_j ^*P_j ^* (4) B_j ^*制動ロールの制動力の上限値 P_j ^*制動ロールの加圧力の上限値 と表わすことができる。

以上のことから、水平部の複数の制動ロールに
より鋳片に加えうる制動力の合計は、 Ｂ≦ΣD_i ^*＋Ｗ―Ｒ (5) Ｂ 制動力の合計 Ｗ 鋳片自重による鋳片推力 Ｒ 鋳片を引抜く際の総抵抗力 および Ｂ≦ΣB_j ^* (6) を満足していなければならないことがわかる。(5)
式右辺のΣD_i ^*は、(3)式より各駆動ロールについ
て求めたものを合計することにより得られ、Ｗお
よびＲは鋳造条件に応じたモデル式から算出する
ことができ、また(6)式右辺のΣB_j ^*は、(4)式より
各制動ロールについて求めたものを合計すること
により得られるので、制動力の合計すなわち総制
動力の上限値Ｂは(5)式と(6)式の右辺の値のいづれ
か小さい方となる。なお、彎曲部のロール帯にあ
る鋳片はその自重によりロールと接する方向に対
して垂直方向の押付力とロールと接する方向にす
べり落ちようとする推力とに分解される。このよ
うな推力を鋳片自重による鋳片推力Ｗという。こ
の鋳片自重による推力の計算は鋳片の幅と厚みと
比重及び上記推力の積分値である。

一例として垂直曲げタイプの連続鋳造では第１
図において推力Ｗは次の如く表わされる。

推力Ｗ＝_L 〓^O t₁×t₂×ρ×（θ）×△χ （θ）：χ≦χ₁ （θ）＝１ χ₁≦χ≦χ₂ （θ）＝cooθ χ≦χ₂ （θ）＝０ t₁：鋳片の幅 t₂：鋳片の厚み △χ：単位長さ ρ：鋳片の比重 θ：水平線と、鋳片彎曲部中心点０と鋳片の
任意位置χとを結ぶ線となる角度 Ｌ：メニスカスから鋳片の先端部までの長さ χ：湯面から鋳片任意位置までの長さ χ₁：メニスカスから鋳片彎曲部始点までの垂
直部分の長さ χ₂：メニスカスから鋳片彎曲部終点までの長
さ こうして求められた総制動力の上限値Ｂの範囲
内で実際に設定する総制動力B′を決定し、この
総制動力B′を B′_j＝B′×B_j ^*／ΣB_j ^* (7) により個々の制動ロールに配分して各制動ロール
の制動力を設定する。そして各制動ロール毎に設
定した制動力B′_jのもとでスリツプを生じないよ
うな加圧力P′_jを P′_j＝B′_j／μ_j ^* (8) として求め、これら制動力B′_jと加圧力P′_jとなる
ように制動力制御と加圧制御を行なう。

なおここで、前記(3)(4)式および(8)式で用いるス
リツプ限界比μ_i ^*およびμ_j ^*は、前述したように鋳
造中にスリツプが生じた時に算出された値を用い
るわけであるが、(7)式および(8)式に従つて制動力
制御と加圧力制御を行ないながら、操業中に継続
してある期間（操業条件によつて異なるが１〜10
時間程度）スリツプが生じないときは、その後一
定周期（たとえば１時間程度）毎に前記スリツプ
限界比の値を小刻みに大きい値に修正していつて
もよい。ただし、この際のスリツプ限界比の修正
の上限値を過去の操業実績から経験的に予じめ定
めておくのがよい。

以上述べたように本発明においては、鋳造中に
スリツプが生じた時の実績値をもとにして、複数
の制動ロールの各ロールに対して適正な制動力を
設定することにより、所望の圧縮力を維持したう
えで鋳片とロールとの間のスリツプの発生を防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は彎曲型連続鋳造機の概要を示す図、第
２図は駆動ロールのスリツプ検出および速度制御
を説明する図、第３図は制動ロールのスリツプ検
出および制動力制御を説明する図である。 １：鋳片、２：鋳型、３：駆動ロール、４：制
動ロール、５：基準ロール、６：溶鋼湯面レベ
ル、１０：制御用計算機、１１：ロール速度検出
器、１２：スリツプ検出器、１３：速度制御器、
１４：信号変換器、１５：電流制御器、１６：ト
ルク実績演算器、１７：電流検出器、２１：ロー
ル速度検出器、２２：スリツプ検出器、２３：速
度制御器、２４：信号変換器、２５：電流制御
器、２６：トルク実績演算器、２７：電流検出
器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 彎曲型連続鋳造機の彎曲部の駆動ロールで鋳
   片を引抜く一方、水平部の制動ロールにより鋳片
   に鋳片引抜き方向と逆方向の制動力を加えながら
   鋳造する圧縮連続鋳造において、 鋳片引き抜き中に各ロール毎に、前記駆動ロー
   ルと鋳片との間あるいは前記制動ロールと鋳片と
   の間にスリツプが生じた時の該駆動ロールの駆動
   力とロール反力との比あるいは該制動ロールの制
   動力とロール反力との比を求め、該比と当該ロー
   ル位置での鋳片に対する許容最大加圧力との積を
   もつて当該ロールのスリツプを生じない駆動力あ
   るいは制動力の許容最大値を算出し、該算出した
   各駆動ロールの許容最大駆動力の合計と鋳片自重
   による鋳片推力との和から鋳片引き抜き総抵抗力
   を引いた力の算出値と、前記算出した各制動ロー
   ルの許容最大制動力の合計とのいづれか小さい方
   の値をもつて鋳片に加える総制動力の上限値とな
   し、該上限値以内で総制動力を各制動ロールに該
   制動ロールの許容最大制動力を越えないように配
   分して各制動ロール毎の制動力を設定することを
   特徴とする圧縮連続鋳造における制動力制御方
   法。