JPH0523868B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 この発明は、モールド内に溶鋼を鋳込みつつそ
のモールドの下方から鋳片を連続的に引抜く連続
鋳造装置において、操業開始の当初からモールド
内の湯面を一定の位置に保つて連続鋳造の安定化
を図る湯面の位置制御方法および装置に関するも
のである。

〔従来の技術〕

この種の連続鋳造装置は、タンデイツシユ内に
溶鋼をバルブを通してモールド内にその上方から
鋳込みつつ、そのモールド内に鋳込まれた鋳片を
モールドの下方から連続的に引抜く構成とされて
いる。

従来、このような連続鋳造装置においては、連
続鋳造の安定化のためにモールド内の湯面の位置
を一定に保つ作業が人手によつて行なわれてい
た。すなわち、モールド内の湯面位置の変化に応
じてバルブを操作して、タンデイツシユからモー
ルド内への溶鋼の鋳込み量を調整していた。ま
た、こうしたバルブの操作に代え、モールド内の
湯面位置の変化に応じてピンチロールの速度を操
作して、モールド内からの鋳片の引抜き速度を調
整していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来の人手による湯面の位置制御
はきわめて面倒であつた。しかも、溶鋼の鋳込み
量を調整するバルブは、溶鋼の熱影響によつてそ
れ自体の機能を損わない程度に溶損して、その溶
損の程度に応じて開閉量が変化するため、その変
化分を考慮した上で制御を行なわなければならず
きわめて煩しかつた。また、従来は、このような
バルブの溶損によつて影響を受ける溶鋼の鋳込み
流量を操業開始の時点から把握するような手段が
なく、このため、特に操業開始の時点で湯面を速
やかに一定の位置に安定させることが難しかつ
た。また、このことは湯面制御の自動化を図る上
での１つの大きな問題でもあつた。

この発明は、このような従来の問題を解決する
ものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の連続鋳造装置における湯面の位置制
御方法は、ダミーバーが差し込まれたモールド内
に溶鋼を鋳込み始める操業開始の際、モールド内
の溶鋼の湯面レベルが所定の安定範囲内に達する
までの間、溶鋼の湯面レベルがモールド内の下側
チエツク位置を通過して上側チエツク位置に至る
までの経過時間を計り、この経過時間と、モール
ドの断面積と、下側チエツク位置と上側チエツク
位置の間の距離から溶鋼の鋳込み流量を算出し、
この算出した鋳込み流量を基に鋳片の引抜き速度
を設定して、モールド内の溶鋼の湯面レベルを所
定の安定範囲内に保つことを特徴とする。

また、上記方法を実施するためのこの発明の連
続鋳造装置における湯面の位置制御装置は、モー
ルド内の溶鋼の湯面レベルが所定の安定範囲より
も下方の上側チエツク位置と下側チエツク位置に
達したことを検出する上側と下側の湯面チエツク
センサと、溶鋼の鋳込み始めの際に下側の湯面チ
エツクセンサが湯面を検出してから上側の湯面チ
エツクセンサが湯面を検出するまでの経過時間を
計る計時手段と、この計時手段の計る経過時間
と、モールドの断面積と、下側チエツク位置と上
側チエツク位置の間の距離から溶鋼の鋳込み流量
を算出する流量算出手段と、この流量算出手段が
算出した溶鋼の鋳込み流量に基づき、モールド内
の溶鋼の湯面レベルを所定の安定範囲内に保つよ
うに鋳片の引抜き速度を設定してピンチロールを
回転制御する制御手段とを具備してなることを特
徴とする。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

まず、この発明の湯面の位置制御装置について
説明する。

第１図は連続鋳造装置の概略構成を表わす。図
中１はモールドであり、その内部には上方のタン
デイツシユ２内から溶鋼がノズル３を通して鋳込
まれ、そしてこのモールド１内に鋳込まれた鋳片
がモールド１の下方からピンチローラ４によつて
連続的に引抜かれるようになつている。本例にお
いては、ノズル３にストツパ５が備えられてい
て、このストツパ５の上下の変位値に応じてノズ
ル３からの流量が変化するバルブ６が構成されて
いる。したがつて、ストツパ５を上下に変位させ
る操作部がバルブ６の開閉操作部７である（第２
図参照）。また、ピンチローラ４は、第２図に表
わす速度操作部８によつてその回転速度が操作さ
れる。

モールド１には、計４つのセンサ９，１０，１
１，１２がその順序で下方から上方に沿つて備え
付けられている。一番下方のセンサ９は、それが
備え付けられた箇所に相当するモールド１内の下
側チエツク位置ａに後述するダミーバー１３のヘ
ツドが位置したことを検出する機能と、同じモー
ルド１内の下側チエツク位置ａに溶鋼が鋳込まれ
たことを検出してチエツクする機能とを兼有して
いる。そこで、このセンサ９については後者の機
能を代表させて下側のチエツクセンサという。他
の３つのセンサ１０，１１，１２のそれぞれは、
それらが備え付けられた箇所に相当するモールド
１内の位置ｂ，ｃ，ｄにおける溶鋼の有無を検出
する溶湯センサであり、例えば湯面に対する上下
の位置の温度差によつてその溶湯を検出する熱電
対等の温度センサとされている。これら３つの溶
湯センサ１０，１１，１２の内の下側のセンサ１
０は、下側チエツク位置ａから既知の距離Ｌだけ
上方の上側チエツク位置ｂにまで湯面が達したこ
とを検出するように設定されている。本実施例に
おいて、この上側チエツク位置ｂは、連続鋳造時
に安定させるべき湯面の所定の変動範囲（以下
「安定範囲」という）の下限位置でもある。した
がつて、このセンサ１０は、湯面が安定範囲の下
限位置にまで達したことをも同時に検出すること
になる。そこで、このセンサ１０については前者
の検出機能を代表させて上側のチエツクセンサと
いう。中間の湯面センサ１１は、湯面の安定範囲
の上限位置ｃにまで湯面が達したことを検出する
ように設定されている。そこで、このセンサ１１
を上限位置センサという。また、上側の溶湯セン
サ１２は、緊急処理をとるべき位置ｄにまで湯面
が異常に上昇したことを検出するように設定され
ている。そこで、このセンサ１２を異常検出用セ
ンサという。

これら計４つのセンサ９，１０，１１，１２か
らの検出信号は演算制御部１４に入力され（第２
図参照）、この演算制御部１４はそれら入力した
検出信号に基づいて、後述するようにバルブ６の
開閉操作部７とピンチローラ４の速度操作部８を
制御する。演算制御部１４は、計時手段１５と、
流量算出手段１６と、制御手段１７を有する。

次に、演算制御部１４の機能と共に、このよう
な制御装置による湯面の位置制御方法を連続鋳造
装置の動作順序にしたがつて説明する。

まず、連続鋳造を開始するに当つては前出した
ダミーバー１３を鋳片の先導役として用いる。す
なわち、モールド１内に溶鋼を鋳込む前に、第１
図に表わすようにダミーバー１３のヘツドをモー
ルド１の下方からその内部に差し込み、そのヘツ
ドが下側のチエツクセンサ９によつて検出される
ことを利用して、そのヘツドをチエツクセンサ９
の位置ａに位置させる。

その後、ダミーバー１３を停止させたままにし
てバルブ５を開け、溶鋼をモールド１内に鋳込
む。演算制御部１４は、下側のチエツクセンサ９
が溶鋼の検出信号を出力することによつて出鋼を
確認し、この時点から上側のチエツクセンサ１０
が溶鋼の検出信号を出力するまでの時間、つまり
モールド１内の位置ａから位置ｂまでに溶鋼が鋳
込まれる間の経過時間Tb（sec）を計時手段１５
が計る。流量算出手段１６は、その経過時間Tb
から直ちに溶鋼の平均流量Q_T-1（cm³／sec）を下式
により算出する。

Q_T-1（cm³／sec）＝Ａ（cm²）×Ｌ（cm）／Tb（sec） Ａ（cm²）：モールド１の断面積。

Ｌ（cm）：位置ａから位置ｂまでの間の距離。

この稼動初期の段階で求められた溶鋼の平均流
量Q_T-1は、以降の本稼動時において鋼片の引抜
き速度、および溶鋼の鋳込み速度を制御する上で
のきわめて有効な基本データとして活用される。

すなわち、その平均流量Q_T-1が算出された直
後、制御手段１７は下式によつて鋳片の引抜き速
度V_C-1（cm／sec）を求め、そして直ちにピンチ
ローラ４の速度操作部８を制御して、速度V_C-1
でダミーバー１３を引抜く。

V_C-1（cm／sec） ＝Q_T-1（cm³／sec）／Ａ（cm²） ピンチローラ４は、ダミーバー１３の引抜き
後、連続して鋼片を速度V_C-1で引抜く。この結
果、モールド１内の湯面は、位置ｂの付近に位置
する。

このように、溶鋼の平均流量Q_T-1を基に鋼片
の引抜き速度V_C-1を設定することにより、連続
鋳造の操業開始の時点からモールド１内の湯面を
可及的速やかに、かつ確実に安定範囲内に落ち着
かせることができる。しかも、このような制御は
自動的に行なわれる。

ところで、溶鋼の平均流量Q_T-1を算出した時
点において、その平均流量Q_T-1が、鋼片の引抜
きの希望設定速度V₀（cm／sec）に対応する平均
流量Q₀（cm³／sec）と異なる場合、その差分に応
じて制御手段１７が速やかにバルブ６の開度を変
えて、V₀及びQ₀に近づけるようにかつ一致させ
るように流量を調整させる。その比較対象の平均
流量Q₀は下式により求まる。

Q₀（cm³／sec）＝Ａ（cm²）×V₀（cm／sec） Ａ（cm²）：モールド１の断面積。

そして、Q₀＞Q_T-1のときはバルブ６の開度を
大きく調整して溶鋼のバルブ６からの流量を増加
させ、一方、Q₀＜Q_T-1のときはバルブ６の開度
を小さく調整する。このバルブ６の開度調整は、
ピンチローラ４による鋼片の引抜き開始直後に演
算制御部１４の制御に基づいて速やかに行なわれ
る。また、そのバルブ６の開度調整量は、例え
ば、その時点における開度と、Q₀とQ_T-1の割合
による比例量に応じて演算され決定する。

したがつて、この場合でも平均流量Q_T-1は有
効な基本データとして利用され、湯面の位置は操
業開始の時点から速やかに安定範囲内に落ち着
く。

以上のようにして、操業開始の時点で安定範囲
内の位置に止められた湯面は、操業が進むにつれ
て変動する。それは、ノズル３の溶損等の種々の
原因によつて溶鋼の流量Q_T、および鋳片の引抜
き速度V_Cが変化するためである。

いま、例えばモールド１内の湯面が安定範囲を
越えて位置ｃよりも上昇すると、上限位置センサ
１１が溶鋼の検出信号を出力し、この検出信号を
入力した制御手段１７は、場合６の開度とピンチ
ローラ４の回転速度を関連的に制御する。すなわ
ち、演算制御部１４がその時の鋳込速度が希望設
定速度V₀であるならばバルブ６の開度を小さく
し、またV₀より低速であるならばV₀まで速度を
高めるように対応させる。更に、異常検出センサ
ー１２が検出信号を発するようであればバルブ６
を更に小さく、鋳込速度を更に高めるように制御
する。したがつて、制御手段１７は、モールド１
への出（引抜速度）、入り量（バルブからの流量）
の両方の調整によつて、モールド１内の過大分の
溶鋼を速やかに減らす方向への制御を行なうこと
になる。この結果、モールド１内の湯面は速やか
に下がつて元の安定範囲内に戻る。

一方、モールド１内の湯面が安定範囲よりも下
がつて、上側のチエツクセンサ１０が溶鋼の検出
信号を出力しなくなると、制御手段１７は上記の
場合とは逆の制御を行なう。すなわち、バルブ６
の開度を大きくして流量Q_Tを増加させたり、鋳
込速度を低める。したがつて、制御手段１７はモ
ールド１への出、入り量の両方の調整によつて、
モールド１内の減少分の溶鋼を速やかに増やす方
向への制御を行なうことになる。この結果、モー
ルド１内の湯面は速やかに上がつて元の安定範囲
内に戻る。

このような操業開始以降の湯面制御において
は、湯面が安定範囲は外れる都度、計時的に変化
する溶鋼のその時の実際の流量Q_Tをその都度演
算を繰り返し流量データを次々と補正し、その
時々の湯面制御のために活用する。そのために
は、制御手段１７が各センサー９，１０，１１，
１２の検出時間を計つて、時間的に前後するそれ
らの検出タイミングの間の経過時間を求めること
になる。

例えば、操業開始後に湯面が安定範囲から外れ
て検出信号が上限位置センサ１１から発信された
場合には、その時の実際の流量Q_Tが平均流量
Q_T-1よりも多くて湯面が安定範囲を越えたこと
になり、上限位置センサ１１の検出時点と、これ
よりも時間的に前の上側のチエツクセンサ１０の
検出時点との間の経過時間を計り、この経過時間
と、両センサ１０，１１間の距離を基に、流量の
過大分を算出してその時の実際の流量Q_Tを求め
る。つまり、流量の過大分のために、前記経過時
間を費やして湯面が位置ｂから位置ｃへ上昇した
という関係から算出する訳である。

一方、操業開始後の検出信号が上側のチエツク
センサ１０からの場合、つまり実際の流量Q_Tが
平均流量Q_T-1よりも少なくて湯面が安定範囲よ
りも下がつた場合には、その上側のチエツクセン
サ１０の検出時点と、これよりも時間的に前の同
じ上側のチエツクセンサ１０の検出時点との間の
経過時間を計る。そして、この経過時間と、平均
流量Q_T-1を求めた時点で落ち着かせようとした
目標位置と位置ｂとの間の距離を基に、流量の過
小分を算出して実際の流量Q_Tを求める。実際に
は、稼動初期の溶鋼の鋳込み始めの段階で湯面が
位置ｂにまで上昇してから、平均流量Q_T-1を求
めてピンチローラ４が現実に鋼片を引抜くまでに
は若干のタイムラグがあり、その遅れによる湯面
の上昇分を見込んだ上での制御が必要となる。

以降同様に、上限位置センサ１１、上側のチエ
ツクセンサ１０が検出信号を出力する都度、実際
の溶鋼の流量Q_Tをその都度演算を繰り返して流
量データを次々と補正する。他のセンサ９，１２
が検出信号を出力をした時点を区切りとする経過
時間の情報も同様に流量Q_Tの修正データとして
利用される。

制御手段１７は、このように繰り返し演算する
溶鋼の流量データを基に、湯面の適確な制御を続
ける。したがつて、連続鋳造装置の稼動開始の時
点から引き続いて自動的に湯面制御を行ない、無
人操業を可能とする。

また、制御手段１７は、湯面が異常に上昇して
異常検出用センサ１２が溶鋼の検出信号を出力し
たときは、警報器等の種々の緊急用関連装置を作
動させて緊急処置をとる。

なお、上記実施例においては、下側のチエツク
センサ９がダミーバー１３のヘツドの検出機能を
も兼有しているが、この検出機能は別のセンサに
果させてもよい。この場合には、その別のセンサ
を位置ａよりも下方に備えてダミーバー１３のヘ
ツドの上方にチエツク位置ａを設定してもよい。
また、上側のチエツクセンサ１０は、湯面の安定
範囲の下限位置における溶鋼の検出機能をも兼有
するが、この検出機能についても別のセンサに果
させるようにしてもよい。

〔発明の効果〕 以上説明したように、この発明は連続鋳造装置
の稼動初期における溶鋼の鋳込み始めの段階で、
既知の距離だけ上下に離れたモールド内のチエツ
ク位置間の湯面の上昇経過時間を計り、この経過
時間等を基に初期の溶鋼の鋳込み流量を演算して
これを湯面制御のための基本データとし、そして
この基本データを活用して鋼片の引抜き速度を設
定するものであるから、連続鋳造装置の稼動初期
の段階から、自動的にモールド内の湯面を所定の
安定範囲内に速やかに落ち着かせることができ
る。

また、連続鋳造装置の操作が進むにつれて、前
記の基本データとしての溶鋼の鋳込み流量と実際
の流量との間にずれが生じて湯面が変動した場
合、その湯面の変動をキヤツチして前記の基本デ
ータを実際の流量に合うように補正を繰り返すこ
とにより、稼動初期の段階から引き続いて湯面の
正確な自動制御を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を説明するための図
であり、第１図は連続鋳造装置全体の概略構成
図、第２図はこの発明の制御装置のブロツク構成
図である。 １……モールド、２……タンデイツシユ、３…
…ノズル、４……ピンチローラ、５……ストツ
パ、６……バルブ、７……開閉操作部、８……速
度操作部、９……下側のチエツクセンサ、１０…
…上側のチエツクセンサ、１１……上限位置セン
サ、１２……異常検出用センサ、１３……ダミー
バー、１４……演算制御部、１５……計時手段、
１６……流量算出手段、１７……制御手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 操業開始に当つてモールドの下方にダミーバ
   ーを差し込み、そしてタンデイツシユ内の溶鋼を
   バルブを通してモールド内にその上方から鋳込み
   つつ、モールド内の溶鋼の湯面レベルを所定の安
   定範囲に保つように、モールド内に鋳込まれた鋳
   片をダミーバーを先導役としてピンチロールによ
   り連続的に引抜く連続鋳造装置において、ダミー
   バーが差し込まれたモールド内に溶鋼を鋳込み始
   める操業開始の際、モールド内の溶鋼の湯面レベ
   ルが所定の安定範囲内に達するまでの間、溶鋼の
   湯面レベルがモールド内の下側チエツク位置を通
   過してモールド内の上側チエツク位置に至るまで
   の経過時間を計り、この経過時間と、モールドの
   断面積と、下側チエツク位置と上側チエツク位置
   の間の距離から溶鋼の鋳込み流量を算出し、この
   算出した鋳込み流量を基に鋳片の引抜き速度を設
   定して、モールド内の溶鋼の湯面レベルを所定の
   安定範囲内に保つことを特徴とする連続鋳造装置
   における湯面の位置制御方法。 ２ 操業開始に当つてモールドの下方にダミーバ
   ーを差し込み、そしてタンデイツシユ内の溶鋼を
   バルブを通してモールド内にその上方から鋳込み
   つつ、モールド内の溶鋼の湯面レベルを所定の安
   定範囲に保つように、モールド内に鋳込まれた鋳
   片をダミーバーを先導役としてピンチロールによ
   り連続的に引抜く連続鋳造装置において、モール
   ド内の溶鋼の湯面レベルが所定の安定範囲よりも
   下方の上側チエツク位置と下側チエツク位置に達
   したことを検出する上側と下側の湯面チエツクセ
   ンサと、溶鋼の鋳込み始めの際に下側の湯面チエ
   ツクセンサが湯面を検出してから上側の湯面チエ
   ツクセンサが湯面を検出するまでの経過時間を計
   る計時手段と、この計時手段の計る経過時間と、
   モールドの断面積と、下側チエツク位置と上側チ
   エツク位置の間の距離から溶鋼の鋳込み流量を算
   出する流量算出手段と、この流量算出手段が算出
   した溶鋼の鋳込み流量に基づき、モールド内の溶
   鋼の湯面レベルを所定の安定範囲内に保つように
   鋳片の引抜き速度を設定してピンチロールを回転
   制御する制御手段とを具備してなることを特徴と
   する連続鋳造装置における湯面の位置制御装置。