JPH02179344A - ベルト式連鋳機およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はベルト式連鋳機、およびその制御方法に係り、
特に、平坦な鋳片を得るのに好適なベルト式連鋳機およ
び制御方法に関する。

〔従来の技術〕

従来技術、例えば、特開昭５８−２１８３４９号公報に
開示されているベルト式連鋳機では、ベルト鋳型表面で
冷却されて生じる凝固殻とベルト鋳型が同期して移動し
ながら鋳片が製造される。これは、固定鋳型方式と異な
りベルト鋳型と凝固殻間に摺動がないので高速鋳造が可
能となる。

このような形式の連鋳機では、凝固殻が鋳型に対して相
対的に殆ど摺動しないため、凝固殻は同じ鋳型位置で冷
却される。このことから、凝固殻は、ベルト鋳型の局部
状態、とりわけ表面の凹凸状態の影響を受は続け、しば
しば不均一な冷却が発生する。この現象が著しい場合に
は鋳片表面に割れが発生して品質低下を招く。またベル
ト鋳型と凝固殻との接触状態が良すぎる部分ではベルト
鋳型への入熱量の局部的な増大からベルト鋳型の熱変形
を誘発し、この変形が鋳片表面に転写され、鋳片の厚さ
精度の低下をもたらす。

この現象を軽減するために、特開昭５８−１５４４４４
号公報に開示された従来技術では、ベルト鋳型表面に離
型材の塗布がなされ１合わせて凝固殻の急冷防止が図ら
れている。

離型材は、セラミック系の微粒粉を溶剤で希釈したもの
で、これがスプレータイプまたはロールコータ一方式に
てベルト鋳型表面に塗布される。

鋳型表面に付着した粒子は、ベルト鋳型表面に膜を形成
し、溶鋼および凝固殻からベルト鋳型への入熱量を抑制
するもので、ある。

また、溶融金属を凝固させる上で、金属の種類に対して
適正な鋳造速度および冷却速度等の鋳造条件を与えるこ
とが重要である。例えば、鋼を鋳造する場合、その鋼種
に含まれる各成分により凝固温度が異なり、また鋼内部
の熱伝導率および比熱も異なる。従来は、鋳造速度およ
び鋳型冷却水量等の鋳造条件の決定を経験的に行い、決
定された条件を鋳造中には不変としていた。

（発明が解決しようとする課題〕 溶鋼および凝固殻からベルト鋳型への入熱量の大小は、
コーティングの厚さに影響され、厚さに比例して効いて
くる。鋳造前の均一なコーティング厚さ状態における前
記離型材の効果は、均質な鋳片を得る意味から非常に大
きなものであるが。

鋳造時間の経過と共に離型材の局部的な剥離損耗が生じ
コーテイング面にいわゆるムラが現れてくる。このムラ
の発生により逆に鋳片の不均一冷却が増長され鋳片の厚
さ精度に対して大きな問題となっている。このため、ベ
ルト鋳型への離型材の塗布を鋳造中に行うことが不可欠
である。

また、凝固殻の表面形状に起因して凝固殻とベルト鋳型
間との熱伝導率も大きな差が生じるが、鋳造条件の決定
を経験的に行い、決定された条件を鋳造中には不変とし
ている従来技術では、いわゆるバルジングやブレークア
ウト等の鋳造事故が発生していた。

更に、連鋳機における湯面制御は、鋳片品質を左右する
点で重要な課題の一つである。鋳片厚さが薄くなった場
合、湯面面積も小となる。ベルト式の場合、鋳造される
対象が主として鋼であるため、湯面レベル検出に使用さ
れる静電容量式や渦流式等の検出器に対してノイズを発
生させ、正確なレベル検出が不可能となる問題があった
。

本発明の目的は、鋳造中のコーティングの欠陥部を検出
し、コーティング厚さが常に均一な状態であるように離
型材の塗布量および位置を制御し平坦な鋳片を長時間鋳
造可能とすることである。

本発明の別な目的は、定量的な物理量の検出により鋳造
条件を鋳造運転中に調整制御することである。

本発明の更に別な目的は、正確な湯面レベル検出を可能
にすることである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の一局面によると、鋳片の引き抜きとほぼ同期し
て鋳片を開動する金属ベルト鋳型を少なくとも一辺に有
し、この金属ベルト鋳型の背部に複数の冷却水の供給、
排出機構を有するベルト式連鋳機であって、冷却水の給
排水温度を測定する装置を設けたベルト式連鋳機が提供
される。

本発明の別な局面によると、冷却水の給排水温度を測定
する装置がベルト幅方向およびベルト長手方向に複数箇
所に設けられているベルト式連鋳機が提供される。

本発明の更に別な局面によると、鋳片の引き抜きとほぼ
同期して鋳片を駆動する金属ベルト鋳型を少なくとも一
辺に有し、この金属ベルト鋳型の背部に複数の冷却水の
供給、排出機構を有するベルト式連鋳機の制御方法であ
って、前記冷却水の給排水温度を測定し、測定結果に基
づいて連鋳機の制御が行われるベルト式連鋳機の制御方
法が提供される。

本発明の他の局面によると、冷却水の給排水温度を測定
し、測定結果に基づいて鋳造速度および冷却速度等の鋳
造条件を鋳造運転中に調整制御するベルト式連鋳機の制
御方法が提供される。

本発明の更に他の局面によると、冷却水の給排水温度を
測定することにより鋳造中のコーティングの欠陥部を検
出し、コーティング厚さが常に均一な状態であるように
離型材の塗布量および位置を制御するベルト式連鋳機の
制御方法が提供される。

本発明の他の局面によると、冷却水の給排水温度を測定
することにより正確な湯面レベル検出して鋳造速度若し
くは注湯量を制御するベルト式連鋳機の制御方法が提供
される。

転作用〕 鋳片の引き抜きとほぼ同期して鋳片を駆動する金属ベル
ト鋳型を少なくとも一辺に有し、この金属ベルト鋳型の
背部に複数の冷却水の供給、排出機構を有するベルト式
連鋳機において、冷却水の給排水温度を測定する装置が
設けられ、この装置で得られた測定値に基づいて湯面検
出、不均一冷却部の検出、棚つり検出が可能となり、種
々の制御が行われる。

冷却水の給排水温度を測定する装置がベルト幅方向およ
びベルト長手方向の複数箇所に設けられ、溶融金属の湯
面の検出やコーティングの欠陥部の検出が行われる。

冷却水の給排水温度を測定し、この測定結果に基づいて
ベルト式連鋳機の種々の制御方法が行われる。

鋳造速度および冷却速度等の鋳造条件が冷却水の給排水
温度を測定し、この測定結果に基づいて鋳造運転中に調
整制御される。

鋳造中のコーティングの欠陥部が冷却水の給排水温度を
測定することにより検出され、コーティング厚さが常に
均一な状態であるように離型材の塗布量および位置を制
御する。

湯面レベル検出は、冷却水の給排水温度を測定すること
により正確に行われ、これにより鋳造速度若しくは注湯
量を制御する。

【実施例〕

第７図を参照すると、本発明を適用したベルト式連続鋳
選機が示されている。鋳型は、ガイドロール１３に案内
されるベルト３で形成され、ベルト鋳型背面には、特開
昭６１−１２９５９号公報に開示されているような鋳型
冷却用の複数個の給排水孔を具備した冷却パッド２が設
けられている。鋳造される溶融金属１１は、タンデイツ
シュ１５からノズル１２を介して鋳型部に注湯され、未
凝固部５および凝固殻４はベルト３により、また完全凝
固部はピンチロール１４により下方に引き抜かれる。ベ
ルト３への離型材コーティングは、第７図に示す位置で
１８から離型材を投入し、ノズル１６を介し、バルブ１
７で調整された空気力で吹き付けることにより行われる
。

第４図は１本発明の一実施例における各検出の目的と制
御対象を示す。

第１ａ図と第１ｂ図を参照すると、熱電対や抵抗温度計
に代表される多数の温度検出器１が冷却パッド２に取り
付けられている。検出体の例として、熱電対を用いた場
合は１ｍφ以下のシース被覆が冷却水流れに対して抵抗
が小さい上、分解能。

応答性共に優れており有利である。温度検出器１の取付
は箇所は、第１ａ図に示すようにベルト幅方向には数点
とし、第１ｂ図に示すようにベルト長手方向にも数点と
する。＋Ｓ定位置は、排水孔８中や、冷却パッド２とベ
ルト３の間に形成されろ水膜体６中や、複数の給水孔９
が共有する給水へラダ１９中に置かれる。

排水温度の測定数は、その目的により異なるが、多数取
り付ける方がより多くの情報が得られて有利である。一
方、給水温度は、給水一系統に対し。

て一箇所あれば十分であることが確認されている。

溶融金属の湯面の検出は、第２図に示すように行われる
。すなわち、湯面の制御範囲は、給水孔９から排水孔８
へ冷却水の流れる方向が鋳片引き抜き方向と一致するよ
うな範囲であるのが望ましい、すなわち、これら給排水
孔間に並べられた温度検出器１−４〜１−１０の中で、
どの温度検出器の間で温度上昇するかによって湯面位置
が容易に判明する０本発明によると、鋳片厚さの影響を
受けないため、湯面面積の大小に無関係に湯面の制御が
可能である。

第３図は、ベルト鋳型への離型材コーティング制御の例
を示す０図示のように、ベルト幅方向に冷却バッド２の
排水孔８中に温度検出器１を並べ、排水温度を測定する
ことによってコーティングの欠陥部を検出し、鋳造速度
の情報に基づいて欠陥部の位置を割り出し、欠陥部がス
プレー位置に来た所でスプレー量を調整する。スプレー
量は、欠陥部の大きさ等により、ノズル１６の位置の旋
回動１前後動およびバルブ１７による空気力の大小によ
り調整する。本発明によれば、コーティングの局部的な
欠陥にも追従でき細やかな制御が可能になる。また、冷
却パッド２の表面に渦流式等のギャップセンサーを取り
付け、ベルト鋳型の変形を検出することにより、測温の
情報と合成し、より精度の高い検出制御も可能である。

第５ａ図から第５ｅ図を参照して、冷却水の上昇温度を
測定した場合の種々のパターンと、鋳型内部で発生して
いる現象を述べる。第５ａ図から第５ｅ図に示すグラフ
において、縦軸は冷却水上昇温度Δθ（℃）、横軸は鋳
造時間τを表す。

第５ａ図において、τＯはベルトが１回転する時間を示
し、周回毎に同じパターンが繰り返され、局部過剰冷却
の発生を表すものである。第５ｂ図は測定点を鋳造方向
に２点置いた場合であり、τ１は２点間の上下方向距離
に対応した時間を表すもので複雑な温度の上下動が発生
した場合でも、より正確に過剰冷却の位置が把握しうる
。また、Ａ点に示す箇所は、鋳造中に入熱量の低下箇所
が発生した点であり、後述するベルトコーティングの不
均一部の発生を示す。第５ｃ図は、上方凝固殻の破断に
よって起こる凝固殻の停滞現象、いわゆる棚つり現象の
発生を示すもので、測温部の温度変化部分で本現象を確
認しうる。第６図に欄っり現象発生のメカニズムを示し
、第５ｃ図の温度挙動と対比させる。第６図（ａ）は、
正常な状態を示し、測温点１−１〜１−３の温度は上方
高。

下方低の定常状態を示す。第６図（ｂ）は何らかの原因
で、上方の凝固殻が停滞し、凝固殻が切れた状態を示し
、破断部が生じたことが測温点１−２の温度上昇および
測温点１−１の温度低下で判明する。第６図（Ｑ）は、
第６図（ｂ）に示す状態が進行したものであり、上方の
停滞凝固殻は厚さ方向に成長が進み測温点１−１の温度
をさらに低下させ、測温点１−２の温度も一転して下降
方向に向かい、測温点１−３の温度が上昇して来る。

第６図（ｄ）〜（ｆ）は、破断部に凝固殻が成長し、上
方の凝固殻が下方へ進み出し、ついには、正常状態に戻
る状態となる場合であり、各測温点の温度も、棚つり発
生以前に戻る。未凝固部が鋳型外部へ漏出するいわゆる
ブレークアウト現象は。

第６図に示す凝固殻の破断に起因するものであり、第５
ｃ図に示すような昇温部の推移をＷＡ察することにより
発生予知可能である。

第５ｄ図は、湯面近傍を測定した場合を示し、温度の上
下動から湯面位置の検出が可能である。

この場合、鋳型上下方向の潤湿点間の距離を短くするほ
どより正確に湯面位置を検出しうる。

第５ｅ図は、ベルト幅方向において測温点を複数配置し
た場合を示し、ベルト幅方向の不均一冷却の発生箇所が
把握しつる。

以上の例の如く、測温点の配置の仕方により様様な情報
が得られ、各情報に対応して制御法が各各考えられる。

また、各パターンの定常時における温度の絶対値も、鋳
造金属の種類に対し適正な値か否かから鋳型への入熱量
を知ることで判断可能であり、鋳造速度を含めた鋳型冷
却条件に対し制御可能である。

〔発明の効果〕

本発明によると、冷却水の給排水温度を測定する装置が
設けられ、この装置で得られた測定値に基づいて湯面検
出、不均−冷却部の検出、棚つり検出が可能となり、種
々の制御が行われ、鋳造事故のない安定鋳造が可能とな
る。

冷却水の給排水温度を測定する装置がベルト幅方向およ
びベルト長手方向の複数箇所に設けられ、溶融金属の湯
面の検出やコーティングの欠陥部の検出が行われ、特に
、ベルト鋳型に対するコーティング制御法は、欠陥部を
補い、コーティング厚さを常に均一にできるため、鋳片
表面に割れや凹凸のない均質な鋳片が得られるばかりで
なく、ベルト鋳型側を局部的な入熱の増大を妨げること
から長寿命化に継がれる。

また、本発明のような物理Ｊｌを検出し、この情報に基
づき制御を行う場合、各機器の定期的な作動チエツク保
全が重要であるが１本発明では冷却水の給排水温度を測
定する装置がベルト幅方向およびベルト長手方向の複数
箇所に設けられ、各部に定量的な温度を与えることによ
り簡便にチエツクできるため、高レベルの信頼性が得ら
れる。

本発明では、冷却水の給排水温度を測定し、この測定結
果に基づいてベルト式連鋳機の種々の制御方法が行われ
るが、例えば鋳造速度および冷却速度等の鋳造条件が鋳
造運転中にｒＡ＊制御される。

鋳造中のコーティングの欠陥部が冷却水の給排水温度を
測定することにより検出され、コーティング厚さが常に
均一な状態であるように雛型材の塗布量および位置が制
御される。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は本発明の一実施例によるベルト式連続鋳造機
の水平方向の破断断面図、第１ｂ図は第１ａ図のベルト
式連続鋳造機の垂直方向の断面図、第２図は湯面の近傍
における鋳造機の垂直方向の断面図、第３図は本発明の
一実施例による連続鋳造機の水平方向の断面図、第４図
は本発明の一実施例における制御例の系統図、第５ａ図
から第５ｅ図は実測例のグラフ、第６図は凝固殻の種々
の状態を示す垂直方向の断面図および第７図は本発明を
適用するベルト式連続鋳造機の全体概略図である。 、１−１〜１−１０・・・温度検出器、２・・・冷却パ
ッド、３・・・ベルト、４・・・凝固殻、５・・・未凝
固部。 ６・・・水膜体、８・・・排水孔、９・・・給水孔、１
６・・・ノズル、１７・・・バルブ。 へ 第ｔｂＥＪ 名 茶 図 鋼九吟崗で 第５Δ口 ＄６図 （ｂ） （ｅ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鋳片の引き抜きとほぼ同期して鋳片を駆動する金属
   ベルト鋳型を少なくとも一辺に有し、この金属ベルト鋳
   型の背部に複数の冷却水の供給、排出機構を有するベル
   ト式連鋳機において、前記冷却水の給排水温度を測定す
   る装置を設けたことを特徴とするベルト式連鋳機。 ２、前記冷却水の給排水温度を測定する装置をベルト幅
   方向、およびベルト長手方向の複数箇所に設けたことを
   特徴とする請求項１記載のベルト式連鋳機。 ３、鋳片の引き抜きとほぼ同期して鋳片を駆動する金属
   ベルト鋳型を少なくとも一辺に有し、この金属ベルト鋳
   型の背部に複数の冷却水の供給、排出機構を有するベル
   ト式連鋳機の制御方法において、 前記冷却水の給排水温度を測定し、該計測結果に基づい
   て前記連鋳機の制御を行うことを特徴とするベルト式連
   鋳機の制御方法。 ４、前記冷却水の給排水温度を測定し、該計測結果に基
   づいて鋳造速度、および冷却速度等の鋳造条件を鋳造運
   転中に調整制御することを特徴とする請求項３記載のベ
   ルト式連鋳機の制御方法。 ５、前記冷却水の給排水温度を測定することにより鋳造
   中のコーティングの欠陥部を検出し、コーティング厚さ
   が常に均一な状態であるように離型材の塗布量、および
   位置を制御することを特徴とする請求項３記載のベルト
   式連鋳機の制御方法。 ６、前記冷却水の給排水温度を測定することにより湯面
   レベル検出をして、鋳造速度若しくは注湯量を制御する
   ことを特徴とする請求項３記載のベルト式連鋳機の制御
   方法。