JPH0459160A - 連続鋳造における鋳型内湯面のレベル制御方法 - 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〉 本発明は鋳型の短辺側に向いた吐出孔を有する？ｉ　？
１１ノズルから７王入される？岩場のレベルを検出し、
これによってタンディツシュから鋳型に注入される溶湯
の注入量をスライディングノズルで調節するようにした
連続鋳造における鋳型内湯面のレベル制御方法に関する
ものである。

〈従来の技術〉 従来より連続鋳造において、第５図に示すようにタンデ
ィツシュｌから鋳型２への溶鋼注入量制御はタンディツ
シュ上ノズル１１の下部に設けられた固定盤３ａとスラ
イド盤３ｂとから構成されるスラディングノズル３によ
り行われているが、浸漬ノズル４の下部側壁に設けた左
右の吐出孔５を介して鋳型２内の短辺壁２ａ側へ向けて
注入される溶鋼６の流速が左右で異なる偏流が生じるこ
とがある。１６はスライディングノズル３の開度を制御
する油圧シリンダを示す。

二のような偏流が生しるのは、溶鋼６の注入量を制御す
るためスライディングノズル３の開度を絞った状態で注
入することになるため、その構造上どうしても浸漬ノズ
ル４内を落下する溶鋼主流動６ａが左右で不均一となり
、その影響で左右の吐出孔５から鋳型２内に注入される
溶鋼６の一方の流速が太き（他方の流速が小さくなるた
めである。

更に浸漬ノズル４の吐出孔５にアルミナ等が付着成長し
、吐出孔５の開口面積が左右でアンバランスを生し偏流
を助長する場合が多い。

前述のように浸漬ノズル４の吐出孔５から注入される溶
鋼流速が大きい短辺壁２ａ側では鋳型２の内壁面への衝
突力が大きく、溶鋼は内壁面に沿って上方および下方に
勢いよく分流することになる。かくして上昇流は鋳型２
内の湯面に盛り上がり６ｂを生起する。このようにして
連続鋳造中に浸漬ノズル４から鋳型２内に注入される溶
鋼６に偏流が発生すると湯面の盛上り６ｂに起因して鋳
型２内の湯面に波動が生し湯面の乱れが誘起され従来、
浸漬ノズルから鋳型内に注入する際に生起する偏流を検
知する技術が種々に提案されており、例えば特開昭６２
−９３０５４号公報に、連続鋳造鋳型に溶鋼を供給する
浸漬ノズルの左右の溶鋼レベル差を検出することによっ
て、浸漬ノズルの左右に位置した吐出孔より溶鋼流量差
の指標とする連続鋳造鋳型的溶鋼の偏流検知方法が提案
されている。

また、特開昭６２−１９７２５５号公報に、浸漬ノズル
とその両側の鋳型各短辺間にそれぞれ渦流式レベル計を
各２ケ配設し、前記レベル針で検出される各レベル値の
偏差を求め、該レベル偏差をもとに鋳型内溶鋼吐出流の
偏差を検出するものが提案されている。

〈発明が解決しようとする課題〉 前記公報に提案されている従来技術はいずれも浸漬ノズ
ルの吐出孔から鋳型内に注入される溶鋼の偏流を検知す
る技術の域を出ず、当該従来技術による鋳型内湯面のレ
ベル制御については言及されていない。

このような従来技術により偏流発生に伴う鋳型内湯面レ
ベルの変動をレベル計７′　（第５図参照）によって検
知し、これに基いてスライディングノズル３の開度を調
整して鋳型２内湯面のレベル制？１ｆｌｌを行うと、偏
流による湯面レベルの変動が頻繁なため、湯面の乱れを
検知することになり、その乱れをそのままスライディン
グノズル３の開度制御に取込むためスライディングノズ
ル３の開閉によるスライド回数が著しく多くなってしま
う。

すなわち、鋳型２内の偏流に伴う湯面変動は、鋳型２の
両短辺壁２ａのうち偏流の大きい側の湯面盛り上がり６
ｂと偏流の小さい側の湯面低下に起因する波動の伝播に
よって発生している。このような鋳型内湯面の変動を検
知し、これに追従してスライディングノズルの開度を制
御する場合、湯面の波動の大きさ、すなわち波の高低差
はスライディングノズル（Ｓ／Ｎ）の開度が大きくなる
ほど大きくなる傾向がある。

また第４図に示すように偏流が発生する以前には湯面レ
ベル変動が小さいためスライディングノズル３の摺動回
数は少なくて安定しているが、偏流発生時点から湯面変
動が頻繁になるので、これに追従して動作されるスライ
ディングノズル３の摺動回数が増加することになる。

従来、鋳型２内湯面のレベル制御は、通常１個の湯面レ
ベル計７′により１箇所のデータに基いて行われている
。しかるに偏流により湯面変動が頻発すると、本来鋳型
２内に存在する溶鋼の体積が一定であるにも拘らず、前
述のように湯面が波立ってレベルが変動するため、これ
に追従してスライディングノズル３が開または閉方向に
摺動し、鋳型２内の体積そのものを不必要に変動させ、
本来あるべき湯面レベルから変動させてしまうことにな
る。

本発明は前記の実状に鑑みてなされたものであって、浸
漬ノズルの吐出孔から鋳型内に注入された溶鋼に偏流が
発生し、鋳型内湯面に変動が生じても真の湯面レベルを
正確に検知し、これに基いてスライディングノズルの開
度を調整して鋳型内の湯面レベルを所定のレベルに維持
することができる連続鋳造における鋳型内湯面のレベル
制御方法を提供することを目的とするものである。

く課題を解決するための手段〉 本発明者らが、鋳型内湯面の流動を解析した結果、溶鋼
の偏流による湯面変動は、両短辺壁のうち偏流の大きい
側の湯面盛上りに起因して湯面に形成される波動の伝播
によって発生するがこの波動はスライディングノズルの
開度が大きくなるほど偏流が大きくなるので波動が大き
くなると共に、湯面の波動周波数とスライディングノズ
ルの摺動周波数とが一致していることを知見した。

本発明は前記知見に基いて達成されたものであり、その
要旨とするところは下記の通りである。

本発明は、短辺壁と長辺壁とがそれぞれ対設された鋳型
の中央に両短辺壁側に向いた吐出孔を有する浸漬ノズル
を配置し、タンディツシュからの溶湯をスライディング
ノズルの開度を１Ｊｉｉ１節することによって鋳型内湯
面を制御しつつ連続鋳造するに際し、前記両短辺壁間の
距離をＬとしたときに該両短辺壁からそれぞれ（１／４
）×Ｌ離れた位置を湯面レベル計の基準位置として定め
、該基準位置を中心にして短辺壁方向に両短辺壁がらの
距離がそれぞれ（１／４）×Ｌ　（１＋０．１　）とな
る範囲内における前記鋳型内湯面の上方に湯面レベル計
をそれぞれ対称に配置し、前記両湯面レベル計によって
検出される湯面検出レベルの和の平均値が所定範囲にな
るように前記スライディングノズルの開度を調整するこ
とを特徴とする連続鋳造における鋳型内湯面のレベル制
御方法である。

〈作用〉 本発明では浸漬ノズルの吐出孔から鋳型内に注入された
溶鋼に偏流が発生し、スライディングノズルの摺動周波
数に一致した湯面の波動が一方の短辺壁側から他方の短
辺壁側に伝播するときに湯面に形成される隆起波動と湯
面の沈降波動とを両短辺壁からそれぞれ距Ｈ（１／４）
×Ｌ離れた位置を基準位置として２個の湯面レベルセン
サで同時に検出するものである。

このようにして得られた検出レベルの和の平均値が予め
定められた所定範囲内になるようにスライディングノズ
ルの開度を調整するので偏流が発生しても鋳型内湯面の
レベルを精度よく制御することができる。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例について、それに使用する装置構
成例とともに第１図に基いて説明する。

図中、前記第５図のものと同じものは同一符号を付して
説明の簡略化を図ることにする。

まず、本発明においては、浸漬ノズル４の下部側壁に、
設けられた左右一対の吐出孔５がら鋳型２の短辺壁２ａ
側に向けて注入された溶鋼の流速が左右で大小の差があ
り、流速の大きい側の湯面に盛上がり６ｂが生起する。

この盛上がり６ｂに伴う一次波動として鋳型２内におけ
る湯面の左側に隆起波動６ｃがまた湯面の右側に沈降波
動６ｃ’が生じる。このようにして発生する隆起波動６
ｃと沈降波動６ｃ’の高低差はスライディングノズル３
の開度が大きくなるほど大きくなる傾向があり、湯面に
形成される。また波動の周波数（回／分）とスライディ
ングノズルの摺動による開度周波数（回／分）とはほぼ
一致して生じる。

本発明ではこのような湯面に形成される波動６ｃ、６ｃ
’を２個の湯面レベル計７．７によって検出するもので
あり、湯面レベル計７は鋳型２の両短辺壁２ａ、２ａ間
の距離をＬとしたときに両短辺壁２ａからそれぞれ（１
／４）×Ｌ離れた位置を湯面レベル計７の基準位置とし
て定める。そして当該基準位Ｗ（１／４）Ｌを中心にし
て短辺壁２ａの方向に両短辺壁２ａからの距離が（１／
４）×Ｌ　（１±０．１）の範囲内における溶銅６の湯
面上に接近させて湯面レベル計７．７をそれぞれ左右対
称に配置し湯面に形成される隆起波動６Ｃと沈降波動６
ｃ’のレベルが同時に測定される。

なお湯面レベル計７としては渦流式レベル計あるいはＴ
線式などの種々のタイプのものを適宜使用できる。

各湯面レベル計７によって検出された湯面レベルの隆起
レベルＬＡおよび沈降レベルＬ、の各出力信号はレベル
演算器１０に入力され、レベル演算ＨＩＯでは検出レベ
ルの和の平均値、すなわち（ＬＡ＋Ｌ、）／２所定の基
準値Ｌ０と比較され、そのレベル偏差ΔＬに対応する偏
差信号がコントローラ１２に入力される。

コントローラ１９では入力される偏差信号にょるレベル
偏差ΔＬが許容範囲の上限あるいは下限よりはずれてい
るときにはポテンシオメータ９がら油圧シリンダ１６の
現位置信号、換言すればスライディングノズル３０開度
を取り込んでその開度を修正すべく、コントローラ１２
がらは入力の極性、正または負に対応してその大きさに
比例したスライディングノズル３の開または閉指令が出
力される。

かくして、コントローラ１２の出力は油圧回路に配設し
た電磁弁１３に与えられ、電磁弁１３の作動により油ポ
ンプ１５からの油圧供給回路が切り換えられ油圧シリン
ダ１６の進出、退入が制御される。１４は油タンクを示
す。

ところで、本発明においては湯面レベル計７の基準位置
を両短辺壁２ａがら、それぞれ（１／４）×し＃れた位
置に定めたのは次の理由による。

第２回は、鋳型２内湯面のレベル変動を図示したもので
、図中Ｔａ）に示すように左側に偏流に伴う湯面盛上り
による隆起波動があれば、右側の湯面が沈降した波動と
なり、鋳型２内に一次波動が化シル。従って、波動の１
／２の中央を測定できるように短辺壁２ａから１／４Ｌ
の位置に基準位置を定め、当該基準位置にそれぞれ湯面
レベル計７を設置し、各レベルを検出する。

例えば第２図の（ａ）〜（ｄ）において波動は、左側か
ら右側へ伝播して位置している状況を示すが、（ａ）に
おいて、最大隆起量が左側の湯面レベル計７で、右側の
湯面レベル計７では最低沈降量のレベルが測定される。

この各レベル値は湯面の波動によるもので、鋳型２内の
真のレベル値は、−点鎖線で表すことができる。つまり
、各湯面レベル計７の出力の和の平均が、真のレベル値
と一致することになる。

また、この波動が左側から右側に伝播して移行しつつあ
る（ｂ）、　（Ｃ）においても同様に各湯面レベル計７
の出力の和の平均値を求めることで、真しベルと一致さ
せることができる。なお第２図の（ｄ）においては、（
ａ）と逆波動であり、同検出レベルとなる。さらには第
２図の（ｅＬ　（ｆ）、（６）に示すようにこの波動が
右側から左側へ移行する場合でも同様にして検出が可能
であり、この測定法を採ることにより湯面波動による外
乱を受けず、鋳型２内のレベル制御が可能となる。

なお、前記（１／４）Ｌの基準位置を外れて湯面レベル
計を設置すると、各湯面レベル計の出力の和を平均化し
て求めたレベル値は変化することになり、例えば第２図
において破線に示すように短辺壁２ａから（１／６）Ｌ
または２点鎖線で示すように（１／３）Ｌの位置に湯面
レベル計を配置した場合においては、第２図の（ａ）に
示す波動では本発明の（１／４）Ｌのときと同等の出力
を得るが（ｂ）〜（ｆ）において（１／６）Ｌの場合、
見掛はレベルは真の湯面レベルより低く出力され、（１
／３）Ｌにおいては見掛はレベルは高く出方されること
になり、湯面制御性の悪化につながる。

従って湯面レベル計７の配置は望ましくは（１／４）Ｌ
の位置にするのが最適であるけれども通常湯面レベルの
制御精度を表面品質等の関係で湯面レベルを±２＋ｎｍ
以内に収めるためには、偏流程廣にもよるが、（１／４
）×Ｌの基準位置を中心にして短辺壁２ａ方向に両短辺
壁２ａからの距離がそれぞれ（１／４）×Ｌ　（１±０
．１）となる範囲における鋳型２内の湯面上方に設置す
ればよい。

このような範囲にすることによって、連鋳における短辺
壁間の幅変更等に応じ、前記範囲内に幅変更が収まる場
合には、湯面レベル計７の設置位置を変更することなく
使用できるという利点が得られる。

本発明の方法により鋳型サイズ厚さ２２０ＩＩＩｌＩｌ
Ｘ幅８００〜１９００Ｄ１１を用いて極底炭素綱を鋳造
速度２．０ｍ／ｗｉｎにて湯面レベル針を両短辺壁から
（１／４）×Ｌ離れた位置に配置した場合と（１／３）
×Ｌ離れた位置に配置して湯面レベルを制御した場合と
について実験を行った。その結果、本発明法に該当する
（１／４）×Ｌに湯面レベル計を配置したときには湯面
レベルの変動が±２．０肛であったのに対しく１／３）
×Ｌに配置した比較例では湯面レベルの変動が±２．５
＋ａｍとなり、（１／４）×Ｌの位置に湯面レベル計を
配置することによって、効果的な湯面制御が達成される
ことが証明された。

なお、第３図の棒グラフは本発明法と湯面レベル計の１
点レベル制御による従来法により製造された鋳片の表面
欠陥発生指数を比較して示すが、本発明によれば従来法
よりも表面欠陥の発生が約１／４に低減されている。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば浸漬ノズルから鋳型
内に注入される溶鋼に偏流が発生し、湯面が変動しても
真の湯面レベルを常に正確に測定できるので、スライデ
ィングノズルにより鋳型内の湯面レベルを安定して制御
することができる。

このため正常な連続鋳造が達成できるばかりでなく鋳片
の欠陥を大幅に低減するなどの効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る装置の配置を示す断面図
、第２図は鋳型内湯面の波動状況と湯面レベル計の配置
の関係を示す説明図、第３図は本発明法と従来法との表
面欠陥発生指数を比較して示す棒グラフ、第４図はスラ
イディングノズル（Ｓ／Ｎ）の摺動回数を偏流発生時点
の前後における経時変化を示す線図、第５図は従来例に
係る装置の配置を示す断面図である。 １・・・タンディツシュ、　　２・・・鋳型、３・・・
スライディングノズル、 ４・・・浸漬ノズル、　　　５・・・吐出孔、６・・・
溶鋼、　　　　　　　７・・・湯面レベル計、８・・・
凝固シェル、　　　　９・・・ポテンシオメータ、１０
・・・レベル演算器、 １１・・・タンディツシュ上ノズル、 １２・・・コントローラ、　　　１３・・・電磁弁、１
４・・・油タンク、　　　　　１５・・・油ポンプ、１
６・・・油圧シリンダ。 特許出願人　　　川崎製鉄株式会社 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 短辺壁と長辺壁とがそれぞれ対設された鋳型の中央に両
   短辺壁側に向いた吐出孔を有する浸漬ノズルを配置し、
   タンディッシュからの溶湯をスライディングノズルの開
   度を調節することによって鋳型内湯面を制御しつつ連続
   鋳造するに際し、前記両短辺壁間の距離をＬとしたとき
   に該両短辺壁からそれぞれ（１／４）×Ｌ離れた位置を
   湯面レベル計の基準位置として定め、該基準位置を中心
   にして短辺壁方向に両短辺壁からの距離がそれぞれ（１
   ／４）×Ｌ（１±０．１）となる範囲内における前記鋳
   型内湯面の上方に湯面レベル計をそれぞれ対称に配置し
   、前記両湯面レベル計によって検出される湯面検出レベ
   ルの和の平均値が所定範囲になるように前記スライディ
   ングノズルの開度を調整することを特徴とする連続鋳造
   における鋳型内湯面のレベル制御方法。