JPH04111953A - 連続鋳造時における幅縮少方法 - 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 本発明は連続鋳造時におけろ幅縮少方法に係り、詳しく
は、連続鋳造中に鋳型短辺を移動させ鋳片幅を縮少する
連続鋳造時における幅縮少ブ）法に係る。

従　　来　　の　　技　　術 近年、鋼の連続鋳造においては稼動率ならひに鋳片歩留
の向上等のために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った
。なかでも、連続鋳造■稈と圧延工程を直結する方法が
実用化され、製品板幅に応じて連続鋳造中の鋳片幅を変
更することが要望されている。

連続鋳造機の運転を止めずに鋳片幅を変更する場合、幅
が変化する部分の長さをできるだけ短がくし、要求され
る幅に直ちに変更することが重要で、このため、幅変更
速度を上昇させる（二とが必要である。

このような連続鋳造に用いられる装置につぃＣ第３図に
より説明する、。

第３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す説明図である。

すなわち、一対の短辺１ａ、１ｂが図示しない鋳型振動
テーブルに固定された長辺２ａ、２ｂに挾持され、短辺
に取（ｑけられた電動若しく　１．１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
ことなく変更するようにしたものである。このような装
置により幅変更速度を高速化すると、短辺を駆動する力
の増加ならひに鋳片欠陥の発生等があり、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６０−６８
１３７号公報記載の如く、短辺の幅縮少区間を前傾、平
行移動、後傾に区分し、各期間において短辺移動速度を
上部と下部を変更し鋳片幅を縮少する方法、また、特開
昭６１１１５６５６号公報記載の如く、短辺の８＃ｒ６
少区間を前傾、後傾に区分し、各期間（こおける炉辺上
下端部の水平方向移動速度の増速率αを許容シェル変更
抵抗力のパラメータとして止めるとともに、上下端部の
速度差を式によって定め、増速率αならびに速度差△Ｖ
を一定に維持して幅変更を行なう方法、また、特開昭６
１１３７６５９号公報記載の如（、幅変更部１ｍ時と終
了時のテーパの違いによる誤差を前傾と後傾の間に平行
期間をおいて吸収する方法、また、特開昭６１−１４．
４２５５号公報に記載の如（圧延条件および、パまたは
短辺駆動装置の制約条件により短辺の最大許容移動速度
ｖｍａＸを設定し、幅変更の前傾または後傾にお（プる
短辺の」：端部速度Ｖが最大許容移動速度ｙｍａｘを越
えるようになったとき、幅変更前半部と後半部との間に
特定範囲の移動速度■ｐで短辺を平行移動する方法等が
ある。

しがしながら、これらは一応鋳片幅を変更する方法とし
ては有効であるが、幅変更時間、鋳ｊｈ幅変更部の長さ
ならびに要求される幅に移行する速度が十分でなく、ま
た、移行する速度を高めるとアレークアウトが発生し、
幅変更設備能力を最大限に活用できる−５のではないと
いう問題があった。

発明が解決しようとする課題 本発明は上記問題の解決を目的とし、具体的には、幅変
更設備の能力を最大限に活用しつつ幅変更時間を極力短
縮し、鋳片の幅変更部をひきるだけ短くし、要求される
縮少幅に直ちに移行することができる連続鋳造時におけ
る鋳型幅縮少方法を提案することを目的とする。

課題を解決するための 手段ならひにその作用 すなわち、本発明は、連続鋳造時に鋳型（財）辺を移動
させて鋳片幅を変更する方法において、鋳造幅を拡大す
る際に、短辺の移動速度を短辺のメニスカス部の移動速
度により幅を変更する期間を有し、しがも、短辺と鋳片
間の各所でエアーギャップを生じないようにかつ鋳片の
変形が許容される歪の範囲内に維持するようにすること
を特徴とする。

以下、本発明の手段たる構成ならびにその作用について
詳しく説明すると、次の通りである。

本発明者等は連続鋳造時にお（プる鋳片の幅変更部をで
きるだけ短かく、しかも効率よく、がつ幅変更設備の能
力を最大限に活用する方法について検問した。

そこで、幅変更中における鋳片の変形挙動を調査したと
ころ、メニスカス部の方が変形しやすいことがわかった
。

このような知見に基づいて更に研究を進め、この研究研
果に基づいて本発明は成立したものである。この研究結
果によれば、設備能力的にも幅変更所要時間的にも、メ
ニスカス部を有効に利用し、かつ溶鋼静鉄圧による変形
を利用した方が良いことがわがった。このことは後記す
る（１）式および（３）式のφおよびψに表われている
。幅変更中において鋳型短辺と鋳片との間には、１）エ
アーギャップが無いこと、２）鋳片の変形が許容歪以内
、であることが必要である。すなわち、 が成立することが必要である。

なお、（５）式中のＶｃは鋳造速度（闘７′分）、１ｍ
はメニスカス部と短辺下端との間の距離（１１１１１１
）　、Ｔ　（ｔ）はメニスカス部と短辺下端とのテーバ
量（ｌｌｌｍｌ、θ１、θ２は歪許容量、ξは短辺長さ
方向の変数であり、ξ−〇がメニスカス部、ξ−１ｍは
鋳型下端であることを示す。

以下、縮少方向がＶの正の向きであることがら、（５）
式を幅変更のステップに分けると、鋳型短辺が鋳片に比
べれば剛体であるので、鋳型短辺のメニスカス部と下端
の条件を押さえれば良いから、 （θ（０）ミθ、） （θ（ξ）三６２） を得ることになる。（１）’　　（４）’　でＶＣ＝一
定　　　　・・・・・・（６）θ、＝θ２−θ　　　・
・・・・・（７）という条件を付加し、さらにテーバ量
を最も速く勤がすことを目標にすれば、（１）〜（４）
の等号を採用することになり、 を得る。（１）−一（２）−および（３）〜（４）−を
計算すると、 △Ｖ＝Ｖｕ　（ｔ）　−ＶＱ　（ｔ）−〇　　・・曲（
８）となり、結果的に特開昭６１−１１５６５６号公報
で言うところの △Ｖ＝α・Ｌ−Ｕｃ（＝ｃｏｎｓｔ）　　・−（９）△
Ｖ：短辺上端と下端の速度差（＝ｃｏｎｓｔ）α　二短
辺上・下端の増速率　（−ＣＯｎＳｔ）Ｌ　：鋳型短辺
長さ　　　　　（＝ｃｏｎｓＨＵＣ二鋳造速度　　　　
　　　（−ＣＯｎＳｔ）を得る。この（９）式の（＝ｃ
ｏｎｓｔ）は本願発明者が仮定したものである。

ところが−船釣に、連鋳操業でＶｃ＝一定である必然は
な（、また、θ１＝０２ではなく、θ２〈θ１である（
メニスカス部が変形しゃすい） このθ２ぐθ璽である事実のみを用いても、（９）式の
制約で幅変更する（（１）〜（４）−で速度を与える）
よりも、より速くテーバ量を勤がせることになる。なぜ
なら、（１）〜（４）−を導くとき、θ１−０２を仮定
しなければならないが、実際にはθ２くθ１であるので
いずれが小さい方、すなわち、θｌの値を採用しなけれ
ばならないからである（（８）式より△Ｖ−〇であるが
、θ２を採用できる部分ではΔＶ−６２とできるからで
ある）。

更に、本発明者らが実験によって確認したところ、（１
）′式の右辺にパラメータφを付加できることを見出し
た。（１）′式はそもそも鋳型短辺と鋳片の間でエアー
ギャップを生じない条件を表現した式である。

この右辺にφを付加することができることは、メニスカ
ス部が容易に若干の静鉄圧によって膨張し得ることを意
味する。そこで、（１）、（２）の各式が得られる。

但し、（１）、（２）、（３）、（４）の各式中の記号
は次のものを示す。

Ｖｕ（ｔ）：短辺メニスカス部の移動速度ＶＱ　（ｊ）
：短辺下端の移動速度 ＶＣ：鋳造速度 １ｍ：モールドメニスカス部〜下端間の距離θ１、θ２
　：歪許容量 φ、ψ；メニスカス部変形余裕 ｔ　；時刻 （１）〜（４）式より、最も早く幅変更を行なうには、 同様に、（３）’　　　（４）’式に対しても、炉辺下
端部の静鉄圧を利用し、（４）式にパラメータψを付加
することができる（３）、（４）の各式が得られる。

Ｉ　３　）　　”′ ＋　４　）　′より ハ （１）　　’ （２）　　’ （１４）式より ここで、φは鋳片のバルジングによる変形を積極的に利
用するパラメータである。第１図より、溶鋼静鉄圧の水
平方向分力Ｐ′は、として求められる。

φはＰ′に比例するといえるから ハ ・・・・・・（１６） ゆえに、メニスカス部を利用して幅変更する期間（以下
第１期という）では、 と表わすことができる。

（１０）、（１３）式より、 の各式で移動速度が与えられる。

同様に、 但し、 Ａ　＝　−Ｅ　ｐとすると、 （１１）、（１７）式より △ Ｆ ｐ゛とすると、 （３）　　”′ （４）　　”′ （１９）の各式より １ｍ １ｍ 但し、 Ｔ２Ｏは第１期がら第ｉＩ期に遷移するときのテ へ量を示す。

ゆえにテ パ量を目標値に合わせる期間 （以 上第■１期という） では、 （２１）式 で移動速度が求められる。

但し、 −ＶＣ＋Ａ、 ■ ＝Ｖｃ。

■？ ＝Ｖｃ＋Δ′ −ＶＣ、 を小す。

第１期、第１Ｉ期の所要時間をそれぞれｔで表わし、 それぞれの幅変更量を２△Ｗ＋ ２△Ｗ２ ト タルの幅変更量を２△Ｗとする と、 である。

ここで、 △Ｗ。

△Ｗ２ はそれぞれ短 辺移動速度の時間積分であるから、 以上説明したように幅縮少における第１期ならひに第１
Ｉ期の各期の移動速度は、 第１期では 第１Ｉ期では １１ｍ　　　　　　　　　１ｍ　　・　（２１）の基礎
式として与えられる。（１５）、（１６）、（２０）、
（２１）の各式を見易くするために、Ｖｕ　（ｔ　）　
＝（Ｘｓ　Ｖ１′（ｅ”ｔ−１）十θ＋　　　・・曲（
２２）Ｖｐ　（ｔ）＝α＋　Ｖ＋　（ｅ”Ａｔ１）　−
２へ　・曲・（２３）・・・・・・（２５） となる。

同様に、 ・・・・・・（２８） となる。

なお、 丁２ｏは定義により、 第１期から 第１１期への遷移する際のテ パ量である。

これ は、 より求めることができ、 α （Ｖ ■ ）ｔ ＋（２Ａ十〇 ）ｔ を得る。

幅変更符丁時、 パは初期状態【こ戻るとり ると、 １＝１２でＴ（ｔ）＝０であるから、（１９）式より Ｔ　（１：２　）　−０＝　（Ｔ２Ｏ−α２１ｍ）　−
覧＋α２１ｍとなる。

（２９）、（３０）の式より１１が決まればｔｚが決ま
る。従って、また、（２６）、（２７）、（２８）の式
より１．が−意に求まることになるＯｉ＋％１：２は繰
返し計算によって解くことができる。ゆえに、すべての
パラメタが決まり、△Ｗが与えられれば、ｔｌ、ｔｚが
求まり、第１期ならびに第１Ｉ期の幅変更量が求められ
る。

実施例 下記の条件で幅変更を行なった結果を第２図に示した。

ΔＷ＝２００ｍｍｉ両短辺で４００　ｍｍの幅変更）θ
ｒ　＝３０順、・′分 θ２　＝　２４ｍｍ、−′分 Ａ　　＝３ｍｍ、分 Ａ’　−１，５ｍｍ、’分 ｌ　ｍ　＝　９００　ｍｍ Ｖ　Ｃ＝　１　、５　ｍ　、′分−１５００ｍｍ、−分
の幅変更を行なった。（２６）〜（３０）の各式を用い
て繰返し計算を行なって、第１期ならびに第１１期の所
要時間をそれぞれ求めると、ｔ（ミコ。５１分、ｔｚ　
＝２．０２分となる。これを用いて（２７）、（２８）
の各式より第１期ならびに第１Ｉ期の幅変更量△Ｗ１な
らびに△Ｗ２をそれぞれ求めると、△Ｗ＋＝１１４ｍｍ
、ΔＷ２　＝　８６ｍｍヲ得ル。

〈発明の効宋〉 以上詳しく説明したように、本発明は、連続鋳造時に鋳
型短辺を移動させて鋳片幅を変更する方法において、鋳
造幅を拡大する際に、短辺の移動速度を短辺のメニスカ
ス部の移動速度により幅を変更する期間を有し、しかも
、短辺と鋳片間の各所でエアーギャップを生じないよう
にかつ鋳片の変形が許容される歪の範囲内に維持するよ
うにすることを特徴とする。

従って、本発明によれば短辺の移動速度を特定の条件下
メニスカス部の移動速度により幅変更するようにしたた
め、要求される縮少幅に直ちに移行でき、しかも、幅変
更時間が極力短縮され、鋳片の幅変更部の長さを短かく
することができ、がつ幅変更設備の能力を最大限に活用
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る幅変更時における溶鋼静鉄圧の水
平分力の説明図、第２図は本発明のつの実施例の幅変更
１間と短辺移動速度との関係を示すグラフ、第３図は連
続鋳造鋳型の幅変更装置の一例を概念的に示す説明図で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）連続鋳造時に鋳型短辺を移動させて鋳片幅を変更す
   る方法において、鋳造幅を拡大する際に、短辺の移動速
   度を短辺のメニスカス部の移動速度により幅を変更する
   期間を有し、しかも、短辺と鋳片間の各所でエアーギャ
   ップを生じないようにかつ鋳片の変形が許容される歪の
   範囲内に維持するようにすることを特徴とする連続鋳造
   時における幅縮少方法。 ２）前記期間の短辺移動速度が下記（１）ならびに（２
   ）の式を満足するものである請求項１記載の連続鋳造時
   における幅縮少方法。 Ｖｕ（ｔ）≦Ｖｃ／ｌｍＴ（ｔ）＋θ＿１・・・・・・
   （１）Ｖｌ（ｔ）≧Ｖｃ／ｌｍＴ（ｔ）−φ・・・・・
   ・（２）３）前記期間内でできた短辺と鋳片とのテーパ
   を目標テーパに合わせる期間を有する移動速度である請
   求項１記載の連続鋳造時における幅縮少方法。 ４）前記テーパを目標テーパに合わせる期間の短辺移動
   速度が下記（３）ならびに（４）の式を満足するもので
   ある請求項３記載の連続鋳造時における幅縮少方法。 Ｖｕ（ｔ）≧Ｖｃ／ｌｍＴ（ｔ）−ψ・・・・・・（３
   ）ｖｌ（ｔ）≦Ｖｃ／ｌｍＴ（ｔ）＋θ＿２・・・・・
   ・（４）但し、（１）、（２）、（３）、（４）の各式
   中の記号は次のものを示す。 Ｖｕ（ｔ）：短辺メニスカス部の移動速度 Ｖｌ（ｔ）：短辺下端の移動速度 Ｖｃ：鋳造速度 ｌｍ：モールドメニスカス部〜下端間の距離Ｔ（ｔ）：
   モールド短辺テーパ量 θ＿１、θ＿２：歪許容量 φ、ψ：メニスカス部変形余裕 ｔ：時刻