JPH0219745B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は鋼の連続鋳造法に関し、詳しくは連続
鋳造中に鋳型短辺を移動せしめて鋳片幅を拡大ま
たは縮小する幅変更方法に関する。 〔従来の技術〕 近年、連続鋳造、特に鋼の連続鋳造において
は、稼働率の向上および鋳片歩留の向上等の要請
から、鋳型への鋳込を停止することなく鋳片幅の
変更を行なう連続鋳造法が実施されるようになつ
てきた。特に最近、連続鋳造工程と圧延工程を直
結化する方法が実用化され、製品板幅に応じて連
続鋳造中の鋳片幅を変更する技術はますます重要
さを増している。連続鋳造機の運転を止めずに鋳
片幅を変更する場合においては、幅が変化する部
分の長さを出来るかぎり短かくし、要求される幅
に直ちに変更することが重要である。このために
幅変更速度を上昇させることが必要となつてき
た。 連続鋳造における鋳片幅の変更においては、鋳
型短辺を何らかの方法で鋳型の中心側または反中
心側へ移動させる操作がおこなわれる。第２図は
鋳型長辺を固定し短辺を移動させる幅変更装置の
一例を概念的に示したものである。すなわち一対
の短辺１ａ，１ｂが鋳型振動テーブル（図示せ
ず）に固定された長辺２ａ，２ｂに挾持されてお
り、短辺に取りつけられた電動または油圧式の駆
動装置３ａ，３ｂにより駆動され、鋳片４の幅を
鋳造を止めることなく変更する装置である。かか
る装置において幅変更速度を高速化する場合、短
辺を駆動する力の増大および鋳片欠陥の危険性の
増大があり、このことが幅変更の高速化を阻んで
いた。 従来の幅変更方法としては、例えば特開昭53−
60326号公報および特公昭54−33772号公報で開示
され、第３図および第４図に示すような方法が一
般的に実施されていた。即ち、第３図は幅縮小の
場合を説明するものであつて、ａで示す第１ステ
ツプでは短辺１を点線ａの如く傾斜させ、第２ス
テツプでｂの如く平行移動し、ついて第３ステツ
プでｃの如く傾斜をもとに戻す方法を示し、又第
４図は幅拡大の場合を説明するものであつて、ａ
で示す第１ステツプで短辺１を点線ａの如く傾斜
させ、第２ステツプでｂの如く平行移動したの
ち、第３ステツプでｃの如く傾斜を少なくする方
法を示している。 つまり、従来は第３図および第４図各ａ，ｃに
おけるテーパー変更動作と両図ｂにおける平行移
動動作とは完全に分離して行なわれていた。 しかし、前記従来方法ではテーパー変更時期に
時間がかかりすぎ、平行移動速度Vmを高速化し
ても幅可変移行部長さを減少させる効果は非常に
少なく、歩留り向上の妨げとなつていた。 前記問題を解決するために、平行移動速度Vm
をより高めるための試みも種々行われている。と
ころが鋳型内で凝固したシエル（凝固殻）を破断
することなく、かつこのシエルの変形抵抗力に打
ち勝つて平行移動速度Vmを高めるためには、第
３図および第４図各ａにおける傾斜変更角△ψを
大きくしなければならない。一方、前記傾斜変更
角△ψを大きくすると、短辺１と鋳片４との間に
隙間即ちエアーギヤツプが生じ、このエアーギヤ
ツプが大きくなると鋳片４に割れが生じたりブレ
ークアウトが発生する等の問題がある。このため
前記従来方法では平行移動速度Vmを高めること
に限界があり、而して幅変更時間を短縮すること
には制限があつた。 係る問題を解決するために本出願人は前記第１
ステツプ及び第３ステツプにおいて短辺の上下端
を同時に移動させ、該期間の所要時間を短縮させ
る方法を開発し、先に特願昭57−184103号及び特
願昭58−143157号として出願した。しかしながら
この方法においては幅変更開始からの経過時間に
よつて鋳片の変形抵抗が変化するため、該変形抵
抗の最大値に合わせて第１ステツプ及び第３ステ
ツプの時間を設定しなければならないという問題
があつた。従つて該期間の所要時間を短縮する余
地がまだ残されていた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は前述した従来方法における問題点を抜
本的に解決すると共に前記特願昭57−184103号及
び特願昭58−143157号の更に改良を図るもので、
連続鋳造中に鋳片幅を拡大または縮小する幅変更
を実施する鋼の連続鋳造方法において、鋳造欠陥
の発生を防止しつつ最短時間で幅変更を実施する
ことにより圧延条件や短辺駆動装置の制約条件等
を満足する鋳片を製造し、かつ安定した操業を可
能ならしめる方法を提供するものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、連続鋳造中に鋳型短辺を移動せしめ
て鋳片幅を拡大または縮小するに際し、前記短辺
の移動を該短辺を鋳型中心側へ順次傾ける前傾期
と鋳型反中心側へ順次傾ける後傾期とに区分し、
前記前後傾期における短辺上下端部の移動速度の
増速率αを許容シエル変形抵抗力をパラメータと
して求めると共に前記上下端部の移動速度の差△
Ｖを下記(1)式で定め、当該期間中前記増速率αお
よび速度差△Ｖを一定に維持して幅変更を行う方
法において、圧延条件および／または短辺駆動装
置の制約条件より前記短辺の最大許容移動速度
Vmaxを設定し、幅変更前半部の前傾期または後
傾期における前記短辺の上端部速度Vu₁が前期
Vmaxを超える際に、幅変更前半部と後半部との
間に下記(2)及び(3)式で与えられる範囲内の移動速
度Vpで短辺の平行移動を行わしめ、鋳造欠陥の
発生を防止しつつ最短時間で幅変更を実施するこ
とを特徴とする鋼の連続鋳造方法に関する。 △Ｖ＝α・Ｌ／Uc −(1) ｜Vmax｜≧｜Vp｜ −(2) Vp≧α₁・Tr₁ −(3) 但し △Ｖ；短辺上端と下端の速度差（mm／min） Vmax；短辺の最大許容移動速度（mm／min） α；短辺上下端の増速率（mm／min²） α₁；幅変更前半の前傾期または後傾期の短辺上下
端の増速率（mm／min²） Ｌ；鋳型短辺長さ（mm） Uc；鋳造速度（mm／min） Tr₁；幅変更前半の前傾期または後傾期の所要時
間（min） Vp；平行移動速度 又、前記幅変更方法において幅縮小変更開始時
の初期短辺下端部速度を零として幅変更を行うこ
と、または幅拡大変更開始時の初期短辺上端部速
度を零として幅変更を行うことが好ましい。 〔作用〕 第１図は本発明に基づく幅変更時における短辺
の上端部及び下端部の水平方向移動速度（以下、
移動速度という）を説明するための線図であつ
て、第１図ａが幅縮小を、第１図ｂが幅拡大を示
すものである。又速度は鋳型中心側への移動速度
を＋（正）、鋳型反中心側への移動速度を−（負）
として表した。 まず第１図ａに基づき幅縮小の場合について説
明する。図において破線ｘは短辺上端部（鋳型内
のメニスカスに相当する位置をいい、以下短片上
端部とは係る意味で用いる）の移動速度（以下、
上端部速度と言い、Vuで表す）を、実線ｙは短
辺下端部の移動速度（短辺下端部とは短辺の下端
を言い、その移動速度をVlで表す）である。幅
縮小にあたつては短辺を鋳型中心方向に移動させ
るが、その前半では上端部速度Vuが後述する許
容される最大移動速度Vmaxに達するまで短辺を
鋳型中心側へ傾ける前傾操作を行う。前記Vmax
に達すると後述する平行移動速度Vpで短辺の平
行移動を行わしめ、目標幅変更量より定められる
平行移動時間Th経過後に短辺を鋳型反中心側へ
傾ける後傾操作を行わしめ、一連の幅変更操作を
終わる。 第５図はこの幅縮小時の短辺の移動状況を示す
模式図であり、前記前傾期には短辺の上端部速度
Vuを下端部速度Vlより常に一定速度だけ速く移
動させることによつて２点鎖線で示す水平線ｚに
対する短辺１の傾斜量βが順次大きくなり、前傾
量は増していく。逆に後傾期には上端速度Vuよ
り下端速度Vlを常に一定速度速めることによつ
て前記傾斜角βは順次小さくなり前傾期が減つて
いく（本発明においては、前記傾斜角βが大きく
なる方向、即ち鋳型中心側に傾いていく移動期間
を前傾期、逆に前記傾斜角βが小さくなる方向、
即ち鋳型反中心側に傾いていく移動期間を後傾期
とそれぞれ定義して用いた。）。 一方、上下部速度Vu、Vlは前記前後傾期にお
いて一定の増速率α、即ち前傾期においては正方
向つまり短辺移動速度が順次増加する増速率α、
また後傾期においては負方向つまり短辺移動速度
が順次減少する増速率α〔正方向を基準とすれば
減速率となるが本発明では増速率に統一して用
い、それを特に区別して表す必要があるときはそ
の符号で増速を（＋）、減速を（−）で表すこと
にする。またこれを総称して言うときは以下増速
率αと言う。〕と前記速度差△Ｖとを有し、それ
ぞれ時間と共に前傾量または後傾量が増加する。 次に幅拡大の場合を第１図ｂおよび第６図の模
式図に基づいて説明する。幅拡大を実施するに当
たつては前記幅縮小とは逆に短辺を鋳型反中心方
向に移動させていくが、まずその前半では上端部
速度Vuが後述する最大許容移動速度Vmaxに達
するまで下端部速度Vlを上端部速度Vuより常に
一定の速度だけ高める後傾操作を行い、前記
Vmaxに達すると後述する平行移動速度Vpで平
行移動を行わしめ、目標幅変更量より定められる
平行移動時間Th経過後、直ちに上端部速度Vuを
下端部速度Vlより高める前傾操作を行う。この
場合においても上下端部速度Vu、Vlは前述した
ように一定の増速率αと速度差△Ｖを有し、それ
ぞれ時間と共に前傾量または後傾量が増加する。 本発明においては前述した幅変更開始直後の前
半に相当する幅縮小時の前傾期および幅拡大時の
後傾期を総称して幅変更前半部と言い、幅変更終
期の後半に相当する幅縮小時の後傾期および幅拡
大時の前傾期を総称して幅変更後半部と言う。
又、前記幅変更前半部と幅変更後半部との間の短
辺が平行移動する期間を平行移動期と言う。而し
て第１図におけるTr₁は幅変更前半部の所要時間
を、Tr₂は幅変更後半部の所要時間を、又Twは
全所要時間を表すものである。更に幅変更前半部
の増速率をα₁、上下端部速度Vu₁、Vl₁の速度差
を△V₁で、幅変更後半部の増速率をα₂、上下端
部速度Vu₂、Vl₂の速度差を△V₂で表した（幅変
更の前半部と後半部とを区別して表す必要のある
ときは、前半部の各種符号にはサフイツクス１
を、後半部の各種符号にはサフイツクス２を付し
表すことにする。）。 以上のように、本発明では前記増速率αを後述
するように許容シエル変形抵抗をパラメータとし
て鋼種や鋳片サイズ、鋳造速度、等に応じて予め
求めて設定すると共に上端部速度Vuと下端部速
度Vlの速度差△Ｖを前記(1)式に基づいて定め、
前傾期および後傾期のそれぞれの期間中これらを
一定に維持して幅変更を実施することにより、
BOや鋳片割れ等の鋳造欠陥を生じることなく最
短の時間で幅変更することを可能とし、一方、圧
延条件および／または短辺駆動装置の制約条件よ
り短辺の最大許容移動速度Vmaxを設定し、幅変
更前半部における短辺の上端部速度Vu₁が前記
Vmaxを超える際には幅変更前半部と後半部との
間に前記(2)及び(3)式で与えられる範囲内の移動速
度Vpで短辺の平行移動を行わしめることによつ
て、効率的な設備能力で、圧延条件に適合した鋳
片を、鋳造欠陥の発生を防止しつつ安定して製造
することを可能としたことを特徴とするものであ
る。尚、短辺の駆動装置としては、短辺の上、下
端部の速度Vu、Vlを前述のように所定の速度に
制御できるものであれば、前記第２図の駆動装置
に限定されるものではない。例えば第１９図に示
すような周知の装置、即ち、短辺１の背面に、水
平方向に移動自在で、かつ球面座１２を支点とし
てカム機構１４の回転駆動により揺動可能に構成
された１本のスピンドル１３を連接し、このスピ
ンドル１３によつて短辺１の水平方向への移動と
旋回作動を同時に行う構造のものを用いることも
可能である。第１９図において１５は電動モータ
ーであり、スクリユウシヤフト１６を介して前記
スピンドル１３を水平方向に移動せしめる。 しかしながら本発明者等の経験では、前記第１
９図に示すような装置では、例えば幅変更速度を
大きくとつたり、短辺１は球面座１２より離れ
る、つまり鋳片幅を狭くするに従つて短辺１の上
端又は下端が鋳造方向にずれを生じ、特に最近、
積極的に採用されている湾曲型鋳型においては前
記ずれによつて長辺と短辺との間に間隙を生じ、
鋳造欠陥発生を誘発する可能性がある。かかる点
等を勘案すると前記第２図に示すような鋳造方向
に対して上下２本のシリンダー装置によつて駆動
する構造のものが総ての鋳型において本発明の機
能を発揮でき、優れていた。 まず始めに、前述した増速率αおよび速度差△
Ｖを制御因子とすることにより鋳造欠陥を生じる
ことなく最短時間で幅変更が実施出来る理由につ
いて説明する。 前述したように、幅変更時の速度を高速化する
には、幅変更中にBOや鋳片の欠陥等を生じさせ
ないための配慮が必要である。このためには幅変
更実施の全期間中において鋳片と短辺との間にエ
アーギヤツプを生じさせず、かつ短辺によつて過
度に鋳片を押し込むことがないように常に適正な
押し込みを確保することが肝要である。第７図は
短辺の移動と前記エアーギヤツプの生成条件を説
明する概念図であつて、Xu，Xxは短辺上端部お
よび下端部の任意時点（幅変更開始から任意時間
ｔ経過した時点）における移動量を示し、βは当
該時点での前述した短辺と水平線ｚとの傾斜角
を、又θは垂直線に対する傾斜角（θ＝β−90゜）
を表すものである。 微少時間dtの間に短辺上端がdXu、下端がdXl
移動するものとし、鋳造速度Ucとすると、前期
微少時間dtの間に鋳片は〔Uc・dt〕だけ下方に
移動する。従つて、この間に鋳片が短辺の押し込
みによつて受ける変形量は第７図ｂに斜線で示す
ように、鋳片の移動量から（Uc・dt・tanθ）を
引いた値となる。この変形量を、短辺上端部を
dλu、短辺下端部をdλlとすると、該dλu、dλlは
下記(4)、(5)式で表せる。 dλu＝dXu−Uc・dt・tanθ −(4) dλl＝dXl−Uc・dt・tanθ −(5) 又、この際短辺の移動量が（Uc・dt・tanθ）
以下であれば短辺は鋳片に追従できず、第７図ａ
に示すようにエアーギヤツプηを生じる。従つて
dλu dλlは正（＋）でなくてはならない。上記
(4)、(5)式をそれぞれdtで割れば変形量dλu、dλl
の時間変化に関して下記(6)、(7)式が得られる。 dλu／dt＝dXu／dt−Uc・tanθ −(6) dλl／dt＝dXl／dt−Uc・tanθ −(7) ｔ＝０、においてはXu＝Xl＝０であるから
tanθは下記(8)式で表せる。 tanθ＝（Xu−Xl）／Ｌ −(8) 又、dXu／dtは短辺の上端部速度Vu、dXl／dt
は短辺の下端部速度Vlを表すことから前記(6)、
(7)式は下記(9)、(10)式で表せる。 dλu／dt＝Vu−Uc・（Xu−Xl）／Ｌ −(9) dλl／dt＝Vl−Uc・（Xu−Xl）／Ｌ −(10) 前記変形量dλu、dλlを鋳片の幅2Wの半量、即
ち片側の短辺が受け持つ前記鋳片幅2Wの半分Ｗ
で割ると、鋳片の歪ε〓が得られる。この歪ε〓の時間
変化は歪速度ε〓（ε〓＝dε〓／dt）であり、従つて
前記
(9)、(10)式を歪速度ε〓を用いて表すと下記(11)(12)
式と
なる。 Ｗ・ε〓u＝Vu−Uc・（Xu−Xl）／Ｌ −(11) Ｗ・ε〓l＝Vl−Uc・（Xu−Xl）／Ｌ −(12) 前記鋳片の歪速度ε〓を時間に対して変化させな
ければ鋳片を過度に押し込むことがなく、かつ前
記エアーギヤツプηが生じることなく幅変更を行
なえることが判つた。又、短辺の駆動力は鋳片の
歪速度ε〓によつて定められるから、ε〓を時間に対し
て変化させないことにより駆動力を一定にするこ
とができ、駆動装置の能力を有効に利用できると
いう利点がある。従つて前記歪速度ε〓を時間に対
して変化させないためには前記(11)、(12)式を時間微
分したものが零であればよい。即ちdε〓／dt＝０で
あればよいことになり、下記（13）、（14）式を満
足すればよいことになる。 （dVu／dt）−Uc・（Vu−Vl）／Ｌ＝０ −（13） （dVl／dt）−Uc・（Vu−Vl）／Ｌ＝０ −（14） (9)、(10)式および（13）、（14）式よりVlを消去
すると、Vuを定める微分方程式として下記（15）
式が得られる。 dVu／dt＝Uc｛（dλu／dt）−（dλl／dt）｝ ＝Uc・Ｗ（ε〓u−ε〓l）／Ｌ −（15） この（15）式の右辺は時間に関して定数とな
る。この定数を仮にＡとすると、該定数Ａは下記
（16）式で表され、Vuの一般解として下記（17）
式が得られる。 Ａ＝Uc・Ｗ（ε〓u−ε〓l）／Ｌ −（16） Vu＝Ａ・ｔ＋Ｂ −（17） 又、前記（13）式と（17）式とからVlの一般
解が下記（18）式で求められる。 Vl＝Ａ・ｔ＋Ｂ−Ａ・Ｌ／Uc −（18） 尚、（17）および（18）式においてＢは定数で
ある。この（17）および（18）式より、鋳片の変
形状態（歪速度）を時間に対して変化させないた
めにはVu、Vlを幅変更開始からの経過時間ｔの
一次関数とすればよく、又VuとVlは常に一定の
速度差△Ｖに保てばよいことが判る。 本発明者等は該知見に基づき実操業の連続鋳造
中における幅変更においてさらに研究を重ねた結
果、前記（17）および（18）式の定数Ａを許容変
形抵抗力をパラメーターとして求めた値に設定す
ることにより、前記知見を工業的規模で適用する
ことが可能であることを確認した。 前記定数Ａが零以外の場合、VuおよびVlは時
間と共に増速または減速される。この幅変更期間
中VuおよびVlを増速または減速させる前記定数
Ａを本発明では増速率αとして用いた。又、前記
（17）および（18）式における定数Ｂは短辺上端
部の幅変更開始時の初期速度であり、幅変更やそ
の時の操業条件によつて予め適宜決定すればよ
い。前記増速率αが設定されると、VuとVlの速
度差は前記（17）および（18）式から △Ｖ＝Vu−Vl＝α・Ｌ／Uc −(1) と求められ、増速率α、短辺の長さＬおよび鋳造
速度Ucの関数となり、前述した(1)式が得られる。 さて、前記(1)式より短辺上下端部の速度差△Ｖ
は増速率αの関数となることから、αが正の場合
には短辺上端が下端に対して相対的に鋳型中心側
に傾き、前記傾斜角βが大きくなる。逆にαが負
の場合には相対的に鋳型反中心側に傾き、前記傾
斜角βが小さくなる。鋳型の短辺は通常の操業時
には所定の傾斜角に設定されており、幅変更を実
施するに際して変化させた前記傾斜角は幅変更の
終了時には通常操業時の所定の傾斜角に戻さねば
ならない。従つて幅変更の全体ではαが正の期間
と負の期間を少なくとも１つ以上組合わせなくて
はならない。この組合わせの最も単純なパターン
が、第８図に示すように前傾期と後傾期の各々の
期間を１つづつ有するものである。このパターン
では幅変更に無駄な動きがないため幅変更時間は
最も短くなり、かつ幅変更制御も容易なものとな
る。即ち、第８図は前述した増速率αおよび速度
差△Ｖに基づき幅変更を実施した際の短辺の速度
線図を示すもので、幅縮小においてはその前半部
で前傾操作が行われる。又、後述する前傾期から
後傾期へ移行する折返し時間、つまり前傾期の所
要時間Tr（平行移動のない第８図のパターンに基
づく幅変更前半部の前傾期または後傾期の所要時
間を、後述する平行移動期を設ける場合の幅変更
前半部の所要時間と区別するために、以下折返し
時間Trと言う）が経過すると直ちに後傾操作に
移行する。同様に幅拡大においても幅変更前半部
の後傾操作が終了したら直ちに後半部の前傾操作
へ移行し、これによつて幅変更の全所要時間Tw
を著しく短縮することができる。 次に増速率αの具体的な求め方について説明す
る。 増速率αを高くしていくと幅変更時間は短縮さ
れていくが、或る値を越えると鋳片が座屈を生じ
て表面のシエルが破断したり、或いは変形抵抗が
大きくなり短辺を移動せしめる駆動力が不足し幅
変更が出来なくなる等の現象を生じるようにな
る。本発明者等は多くの実験を繰返した結果、前
記増速率αについては許容シエル変形抵抗力から
最適の範囲を求めることが可能であることを確認
した。許容シエル変形抵抗力はシエル強度から決
定される場合と前記鋳型短辺の駆動力から決定さ
れる場合とがある。 まず、鋳片シエルの強度から求める方法につい
て説明する。鋳型短辺により鋳片を押し込むと鋳
片表面に生成されたシエルには歪が生じる。この
際前記シエルにはその歪駄度に応じた抵抗力が発
生する。該抵抗力がシエルの限界強度以上である
場合にはシエルが座屈変形をおこし、鋳造欠陥を
生じる結果となる。このような欠陥の発生を避け
るためにはシエルに生じる歪速度をシエル強度に
対応する限界歪速度以下にしなければならない。
前述したように鋳片の短辺上下端部における歪速
度は(11)、(12)式で表される。一方、幅変更前半部の
短辺上下端部速度Vu₁、Vl₁は下記（19）、（20）
式で、又幅変更後半部の短辺上下端部速度Vu₂、
Vl₂は下記（21）、（22）式のようになる。 Vu₁＝α₁・ｔ＋B₁ −（19） Vl₁＝α₁・ｔ＋B₁−α₁・Ｌ／Uc −（20） Vu₂＝α₂・ｔ＋B₂ −（21） Vl₂＝α₂・ｔ＋B₂−α₂・Ｌ／Uc −（22） 但し、 α₁；輻変更前半部の増速率 α₂；幅変更後半部の増速率 B₁；幅変更開始時の上端部の初期速度 B²；幅変更後半部移行時の上端部の初期速度 従つて鋳片の短辺上下端部における歪速度は、
幅変更前半部においては前記(11)、(12)式に（19）、
（20）式を積分して代入することによつて下記
（23）、（24）で表される。 ε〓u₁＝B₁／Ｗ −（23） ε〓l₁＝（B₁−α₁・Ｌ／Uc）／Ｗ −（24） 又、幅変更後半部における前記歪速度は前記
(11)、(12)式に（21）、（22）式を積分して代入するこ
とにより下記（25）、（26）式で表される。 ε〓u₂＝（B₂−α₁・Tr₁）／Ｗ −（25） ε〓l₂＝｛B₂−（α₂・Ｌ／Uc）−α₁・Tr₁｝／Ｗ
−（26） ところで前記歪速度ε〓はそれが負（−）となる
とエアーギヤツプが生じ、或る値以上となると鋳
片が座屈現象を起こし前述したように安定した鋳
造ができなくなる。而して歪速度ε〓の適正範囲は
零以上で、かつ許容される最大値ε〓max以下（０
≦ε〓≦ε〓max）である必要がある。 本発明者等は前記ε〓maxについて種々調査した
結果、ε〓maxは鋳片の上部と下部とで異なり、通
常の連続鋳造で製造される鋼種では第１表に示す
値を適用することにより、本発明の機能を確実に
発揮できることが確認できた。

【表】 従つて前記（23）〜（26）式より、幅変更前半
部における上端部には下記（27）式が、下端部に
は下記（28）式が成立し、同様に後半部における
上端部には下記（29）式が、下端部には下記
（30）式がそれぞれ成立する。 ０＜B₁／Ｗ≦ε〓maxu −（27） ０＜（B₁−α₁・Ｌ／Uc）・１／Ｗ≦ε〓maxl −（28） ０＜（B₂−α₂・Tr）・１／Ｗ≦ε〓maxu −（29） ０＜（B₂−α₂・Ｌ／Uc−α₁・Tr） ・１／Ｗ≦ε〓maxl （30） 但し ε〓maxu；上端部の最大許容歪速度 ε〓maxl；下端部の最大許容歪速度 以上の各式を満足する、即ち幅変更中において
安定鋳造を維持するための相関を勢理すると下記
(a)〜(h)の各式が求まる。 B₁＞０ −(a) B₁＞α₁・Ｌ／Uc −(b) B₁＜Ｗ・ε〓maxu −(c) B₁＜Ｗ・ε〓maxl＋α₁・Ｌ／Uc −(d) B₂≧α₁・Tr −(e) B₂≧α₁・Tr＋α₂・Ｌ／Uc −(f) B₂≦Ｗ・ε〓maxu＋α₁・Tr −(g) B₂≦Ｗ・ε〓maxl＋α₁・Tr＋α₂・Ｌ／Uc −(h) 第９図はこの(a)〜(h)の関係を前述した前半部と
後半部とに区別して表したもので、第９図ａが前
半部を、また第９図ｂが後半部を示す。更に横軸
は増速率α₁、α₂、縦軸は初期速度B₁、B₂である。
第９図におけるハツチング部が鋳造欠陥の発生す
ることのない、つまり安定した鋳造を継続しつつ
幅変更が可能な範囲を示している。従つて増速率
α₁、α₂を前記ハツチング部の範囲内の任意の値を
選択し設定することにより前述した本発明の幅変
更が実施できる。又前記α₁、α₂を設定することに
よつてB₁、B₂も決定される。 ところで、幅変更は前述したように可能な限り
において短時間で実施することが要求されてお
り、係る要求を満足すべき増速率αを前記ハツチ
ング部の範囲内より求めることが必要である。而
して幅縮小の前半部では増速率α₁および初期速度
B₁が共に正で、その絶体値が大きい程よい。こ
のことより第９図ａに示した点アが最適条件とな
る。 即ち B₁＝α₁・Ｌ／Uc＝Ｗ・ε〓maxu −（31） であればよい。後半部においては前半部で通常操
業時より傾斜せしめた傾斜角を元に戻さねばなら
ないことから α₁・Tr＝−α₂・（Tw−Tr） −（32） Tw−Tr＝−（α₁／α₂）・Tr −（33） となり、幅変更時間を小さくするためにはα₂の絶
体値は大きい程よいことになり、第９図ｂに示し
た点ウが最適点となる。 即ち B₂＝α₁・Tr ＝Ｗ・ε〓maxl＋α₁・Tr＋α₂・Ｌ／Uc −（34） であればよい。 次に幅拡大の前半部において幅変更時間を短縮
するには、α₁、B₁ともに小さい程よい。従つて
第９図ａに示した点イが最適条件となり、初期速
度B₁は以下のようになる。 B₁＝０＝Ｗ・ε〓maxl＋α₁・Ｌ／Uc −（35） また幅拡大の後半部においては Tw−Tr＝−（α₁／α₂）・Tr −（36） の関係式においてα₁＜０、α₂＞０となることか
ら、幅変更時間を小さくするにはα₂が大きい程よ
い。従つて第９図ｂに示した点エが最適点とな
り、初期速度B₂は以下の通りとなる。 B₂＝α₁・Tr＋α₂・Ｌ／Uc ＝Ｗ・ε〓maxu＋α₁・Tr − 以上のように幅変更時間を最短にする増速率α
及び初期速度Ｂが求められるが、下記第２表はそ
れを一覧として表したものである。

【表】 而して第２表の条件下における上下端速度Vu、
Vlは下記第３表（幅縮小）および第４表（幅拡
大）のようになる。

【表】

〔実施例〕

350屯／Ｈの湾曲形連続鋳造機において低炭Al
キルド鋼の製造中に本発明を実施した。この連続
鋳造機の設備仕様及び操業条件は第５表に示す通
りである。

〔Ｑ：目標幅可変（縮小）量／mm片側〕

従つて前記（87）、（88）式にＱ＝400／２＝200
を代入し、Tr、Twを求めるとTrが1.8min、Tw
が3.6minとなつた。この値を前記（64）式に代
入することによつて幅変更前半部の前傾期終了時
の上シリンダーの速度Vuu₁maxは110mm／minと
なつた。 一方、短辺の最大許容移動速度Vmaxは以下の
ように設定した。本実施例においては圧延条件よ
り許容される幅変更鋳片のテーパー許容量ξmax
は0.075であり、これによつて決定されるVmax
は120mm／min、短辺駆動装置の制約条件の一つ
であるシリンダーの最大速度によつて決定される
Vmaxは100mm／min、短辺の最大回動角ζmaxは
0.087であり、これによつて決定されるVmaxは
159mm／minであつた。従つて本実施例ではシリ
ンダーの最大速度の制約から最大許容移動速度
Vmaxは100mm／minと設定した。 このVmax＝100mm／minと前記前傾期終了時
のVuu₁max＝110mm／minを比較すると、
Vuu₁maxが大きくなり、平行移動が必要である
ことが判つた。幅変更前半部の前傾期から幅変更
後半部の後傾期へ移行する間に平行移動期を設け
るパターンを決定するため、幅変更前半部の所要
時間Tr₁、平行移動期の速度Vp、Thを以下のよ
うに求めた。まずTr₁は前記（68）式より Tr₁＝（Vmax−△V₁）／α₁ ＝（100−20）／50＝1.6（min） Vpは前記(2)及び(3)式を満足する範囲において、
短辺の駆動力を最小とするために出来るだけ遅い
速度とした。従つて Vp≧α₁・Tr₁＝50×1.6＝80（mm／min） 又、Thは前記（75）式より Th＝（１／80）×（200−100×1.6） ＝0.5（min） となり、平行移動を設けるパターンが決定され
た。 前記実施例は1300mmから90mmへ幅縮小する例で
あつたが、前述したと同様にして幅変更量を種々
変化させ、幅縮小を実施した。この結果、Vmax
が100mm／minの場合は幅変更量が320mmを超える
と幅変更前半部と後半部との間に平行移動期を設
ける本発明を実施することが効果的であることが
確認された。第１７図は前記幅変更量が320mmを
超える目標幅変更（縮小）量に対し、本発明を実
施したときの幅変更時間を従来法と比較して表わ
したもので、実線が前記本発明の実施例、破線が
従来法である。第１７図において横軸は幅縮小量
を示し、縦軸は幅変更時間Twを示す。 また、従来法による幅縮小は第３図に示す方法
で実施した。この場合発生エアーギヤツプ量を大
きな鋳造欠陥を生じない程度に押さえ、かつ必要
駆動力を７屯以下として幅縮小を行うためには平
行移動速度Vmは35mm／分が限界であつた。 第１７図により、幅縮小量の大小にかかわらず
本発明の実施例の方が従来法に比べて幅変更時間
が短いことがわかる。また幅縮小量が大きくなる
ほど本発明の実施例による幅変更時間短縮効果は
増大する。 次に幅拡大についても本発明を実施した。この
幅拡大の場合も前記幅縮小と同様に幅変更量が
320mmを超えると平行移動が必要であつた。 鋳片幅を900mmから1300mmに拡大する例で具体
的に説明する。 前記（19）〜（22）式より短辺１の上下端部速
度Vu、Vlが設定され、上下のシリンダーの速度
パターンが以下の（87）〜（90）式で求められ
る。 幅拡大時の後傾期（０≦ｔ≦Tr） Vuu＝−50t（mm／min） −（89） Vll＝20−50t（mm／min） −（90） 幅拡大時の前傾期（Tr≦ｔ≦Tw） Vuu＝20−50（Tw−ｔ）（mm／min） −（91） Vll＝−50（Tw−ｔ）（mm／min） −（92） 本実施例の如く幅変更が400mmであると平行移
動が必要であることが前述したように判つている
ため、直ちにこの平行移動を前提としてTr₁、
Thを以下のように求めた。 まずTr₁は前記（77）式より Tr₁＝Vmax／α₁＝（−100）／（−50）＝２（min） Vpは前記(2)及び(3)式を満足する範囲において、
短辺の駆動力を最小とするために出来るだけ小さ
い速度とした。従つて Vp≧α₁・Tr₁＝−50×２＝−100（mm／min） 又、Thは前記（75）式より Th＝｛１／（−100）｝ ×｛−200−（−80×２）｝＝0.4（min） となり、平行移動を設けるパターンが決定され
た。 第１８図は、320mm以上の幅拡大において本発
明に基づく幅変更時間を従来法と比較して表わし
たものである。 第１８図において横軸は幅拡大量を示し、縦軸
は幅変更時間Twを示す。また図中実線は本発明
の実施例、破線は従来法を示す。 従来法による幅拡大は第４図に示す方法で実施
し、平行移動速度Vmは、幅縮小の場合と同様に
エアーギヤツプ量を許容量以下にし必要駆動力を
７屯以内とするために、15mm／分が限界であつ
た。この幅拡大でも幅縮小の場合と同様に、幅拡
大量の大小にかかわらず本発明の実施例の方が従
来法に比べて幅変更時間が著しく短いことがわか
る。 また、発生エアーギヤツプ量および必要駆動力
についても、発生エアーギヤツプ量は殆ど零であ
り、下シリンダーの必要駆動力は７屯以下であ
り、幅縮小の場合と同様にそれぞれ許容値以内で
あつた。 〔発明の効果〕 以上詳述したように、本発明の実施により、短
辺の移動速度に圧延条件や駆動装置の制約条件等
から制限が加えられる場合でも、その制限条件下
で効率的で、かつ極めて短時間に幅変更が可能と
なつた。又圧延条件に適合した形状の単位鋳片も
連続鋳造によつて容易に製造できるようになつ
た。加えて鋳片幅1300〜650mmの間で任意量の幅
変更が実施でき、幅変更時のエアーギヤツプ量や
シエル変形抵抗力を常に許容値以下とでき、鋳片
割れやブレークアウト等のない安定した操業が可
能となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは本発明に基づく幅変更時におけ
る短辺の上端部および下端部の水平方向移動速度
を説明するための線図、第２図は周知の幅可変鋳
型の一例を示す斜視図、第３図ａ，ｂ，ｃおよび
第４図ａ，ｂ，ｃは従来の幅変更方法の一例を示
す模式図であり、第３図が幅縮小、第４図が幅拡
大の場合である。第５図〜第１８図は本発明に基
づく実施例であり、第５図は幅縮小時の短辺の移
動状況を示す模式図、第６図は幅拡大時の短辺の
移動状況を示す模式図、第７図ａ，ｂは短辺の移
動とエアーギヤツプの生成条件を説明する概念
図、第８図は平行移動期を設けない場合の短辺上
下端部速度を示す線図、第９図ａ，ｂは鋳造欠陥
の発生することのないα、およびＢの範囲を示す
線図、第１０図は短辺を駆動する上下シリンダー
の配列状態を示す構造図、第１１図ａ，ｂは幅変
更鋳片を示す平面図、第１２図は短辺の駆動装置
の一例を示す構造図、第１３図は本発明に基づく
制御方法の一実施例を説明するためのブロツク
図、第１４図は先後端に絞り部を有する単位鋳片
を示す平面図、第１５図ａ，ｂは第１４図の絞り
部を有する単位鋳片を製造するための幅変更方法
を説明するための短辺上下端部速度を示す線図、
第１６図は必要駆動力からαを求める方法の一例
を示す線図、第１７図は目標幅変更（縮小）量に
対する幅変更時間を従来法と比較して表わした
図、第１８図は本実施例に基づく幅変更時間を従
来法と比較して表わした図である。第１９図は短
辺の駆動装置の他の例を示す断面構造図である。 １，１ａ，１ｂ；鋳型短辺、２；鋳型長辺、３
ａ，３ｂ；駆動装置、４：鋳片、４ａ；幅変更鋳
片、４ｂ；単位鋳片、５；回転継手。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 連続鋳造中に鋳型短辺を移動せしめて鋳片幅
   を拡大または縮小するに際し、前記短辺の移動を
   該短辺を鋳型中心側へ順次傾ける前傾期と鋳型反
   中心側へ順次傾ける後傾期とに区分し、前記前後
   傾期における短辺上下端部の移動速度の増速率α
   を許容シエル変形抵抗力をパラメータとして求め
   ると共に前記上下端部の移動速度の差△Ｖを下記
   (1)式で定め、当該期間中前記増速率αおよび速度
   差△Ｖを一定に維持して幅変更を行う方法におい
   て、 圧延条件および／または短辺駆動装置の制約条
   件より前記短辺の最大許容移動速度Vmaxを設定
   し、幅変更前半部の前傾期または後傾期における
   前記短辺の上端部速度Vu₁が前期Vmaxを超える
   際に、幅変更前半部と後半部との間に下記(2)及び
   (3)式で与えられる範囲内の移動速度Vpで短辺の
   平行移動を行わしめ、鋳造欠陥の発生を防止しつ
   つ最短時間で幅変更を実施することを特徴とする
   鋼の連続鋳造方法。 △Ｖ＝α・Ｌ／Uc −(1) ｜Vmax｜≧｜Vp｜ −(2) Vp≧α₁・Tr₁ −(3) 但し △Ｖ；短辺上端と下端の速度差（mm／min） Vmax；短辺の最大許容移動速度（mm／min） α；短辺上下端部の増速率（mm／min²） α₁；幅変更前半の前傾期または後傾期の短辺上下
   端の増速率（mm／min²） Ｌ；鋳型短辺長さ（mm） Uc；鋳造速度（mm／min） Tr₁；幅変更前半の前傾期または後傾期の所要時
   間（min） Vp；平行移動速度（mm／min） ２ 幅縮小変更開始時の初期短辺下端部速度を零
   として幅変更を行う特許請求の範囲第１項記載の
   方法。 ３ 幅拡大変更開始時の初期短辺上端部速度を零
   として幅変更を行う特許請求の範囲第１項記載の
   方法。