JPH05285604A - 双ロールキャスタにおける溶湯の注湯量制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 双ロールキャスタにより鋳片の鋳造開始にあ
たり、素早くタンディッシュを安定制御重量にすると共
に、容易かつ円滑にＰＩＤ制御に移行させる。 【構成】 溶湯流通孔を有する中間壁を内側に配設して
タンディッシュを溶湯注入領域と溶湯注湯領域とに区切
ると、ストッパを全開して溶湯注湯領域にレードルから
溶鋼を注湯しても中間壁により溶湯注入領域側の溶鋼の
当面が安定状態に保持される。ストッパの全開で溶鋼を
注湯した後にこれを閉じ、双ロールキャスタへの溶鋼の
注入によるタンディッシュの検出重量が減少して安定制
御重量になったときにストッパを所定量上昇させれば、
ストッパの閉塞部分の周辺の溶湯の凝固があっても溶湯
を再注湯し得る状態になるため、検出重量が増加傾向を
示したときに、ストッパを緩やかに作動させるＰＩＤ制
御に移行させても湯切れを生じることなく確実に溶湯注
湯量が制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、双ロールキャスタにお
ける溶湯の注湯量制御方法に係り、特に双ロールキャス
タによる鋳片の鋳造開始に際して、双ロールキャスタへ
溶湯を注入するタンディッシュへの溶湯の注湯量を制御
する双ロールキャスタにおける溶湯の注湯量制御方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、双ロールキャスタは２本
の平行なキャスタロールと、それらの両端側にそれぞれ
配設される堰板を備えてなり、これらの間にタンディッ
シュから供給され続ける溶湯、つまり溶鋼を、これら２
本の平行なキャスタロールを互いに相対する方向回りに
同期回転させることにより、これらキャスタロールの間
隔に相当する厚さと、その長さに相当す幅とを有する鋳
片を連続的に鋳造するものである。

【０００３】以下、従来の典型的な双ロールキャスタ
を、その構成と制御系統とを示す模式図の図５を参照し
ながら説明すると、同図に示す符号１は、平行に配設さ
れたキャスタロール１ａと１ｂとからなる双ロールキャ
スタであって、この双ロールキャスタ１はモータコント
ローラ２で回転制御されるモータＭにより駆動される。
そして、この双ロールキャスタ１には、レードル３から
ストッパ３ａの昇降による溶鋼排出口の開度の調整によ
って溶鋼が注湯されるタンディッシュ２の注入口からオ
ーバーフローして溶鋼が注湯されるように構成されてい
る。

【０００４】双ロールキャスタ１によって鋳片の鋳造品
質を安定させるには、鋳造速度を所定値に安定させるこ
とが極めて大切であるため、必要とする鋳造速度Ｖを得
るのに鋳造速度Ｖ＝αＦ、溶湯量Ｆ＝βＷ（但し、Ｗは
タンディッシュ内の溶鋼重量であり、またα，βは機械
諸元から一意的に決定される定数である）の関係式か
ら、予めタンディッシュ内の溶鋼重量Ｗを求めておき、
この溶鋼重量Ｗを設定値として重量設定器６ａで設定し
た設定値を後述するタンディッシュ重量調節計６に入力
してタンディッシュ２内の溶鋼重量Ｗを維持し続けるよ
うにしている。

【０００５】より詳しくは、溶鋼が注湯されているタン
ディッシュ２の重量を測定するロードセルＬから重量検
出信号を受けると共に、この重量検出信号値と、重量設
定器６ａによって設定された重量設定値との大小比較に
より、油圧サーボ７を作動させてレードル３の溶鋼排出
口をストッパ作動用シリンダ４によりストッパ３ａを開
閉制御してレードル３内の溶鋼をタンディッシュ２に注
湯し、タンディッシュ２内の溶鋼重量Ｗを一定に保持し
てそのオーバフロー界面を所定高さに維持しながら、双
ロールキャスタ１のロール１ａと１ｂの間に溶鋼を注湯
して鋳造速度Ｖを所定速度に安定させるようにしてお
り、タンディッシュ２内の溶鋼のオーバーフロー界面の
高さが鋳片の鋳造品質の安定を決定する要素となってい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のような双ロール
キャスタにより鋳造を開始するに際しては、可能な限り
短時間の間にタンディッシュ内の溶鋼のオーバフロー界
面を所定の高さで安定させる必要がある。オーバフロー
界面が安定しないと、双ロールキャスタへの溶鋼の注入
量変動が生じて、不安定品質の鋳片を鋳造せざるを得
ず、不安定時間が長いほど鋳片の歩留りが低くなるから
である。しかしながら、レードルからタンディッシュへ
の溶鋼の注湯に際してタンディッシュ中の溶鋼のオーバ
フロー界面が波立ち、その安定に長時間を要する。

【０００７】さらに、オペレータは自動制御にスムーズ
に移行させる為に、鋳造速度に係るロールの回転数とタ
ンディッシュの重量設定値とから鋳造の操業条件を判断
して、溶鋼の注湯をマニュアル操作によって開始しなけ
ればならず、面倒であるばかりでなく大変な緊張を強い
られていた。

【０００８】このように、オペレータがマニュアル操作
するのは過渡期の状況に素早く対応するためであって、
自動制御時に制御安定性が得られるように制御定数が調
整されているＰＩＤ制御器でストッパの開閉を制御する
のでは、ストッパの開く速度が遅いのに加えて、ストッ
パが閉じている間にストッパの閉塞部分の周辺の溶湯が
凝固して固着し、ストッパを緩やかに上昇させるのでは
レードルから溶湯がタンディッシュに注湯されず、湯切
れにより操業を停止しなければならない事態に至ること
があるためである。

【０００９】従って、本発明の目的とするところは、レ
ードルからタンディッシュに注湯した溶湯のオーバフロ
ー界面を迅速に安定させると共に、円滑にレードルから
タンディッシュへの注湯の注湯制御を自動制御に移行さ
せることを可能ならしめる双ロールキャスタにおける溶
湯の注湯量制御方法を提供するにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した実情に
鑑みてなされたものであって、従って上記課題を解決す
るために本発明に係る双ロールキャスタにおける溶湯の
注湯量制御方法が採用した主たる手段の特長とするとこ
ろは、溶湯が流通する溶湯流通孔を有する中間壁で仕切
られ、かつ該中間壁で仕切られた一方側に双ロールキャ
スタに溶湯を注入する注入口を有するオーバーフロー式
のタンディッシュの他方側に、レードルから溶湯の注湯
を開始するに際して、注湯量を加減するストッパの開度
を全開し、上記タンディッシュに溶湯を注湯してこれに
所定量の溶湯が溜まった後に上記ストッパを全閉し、次
いで該タンディッシュの注入口から双ロールキャスタに
溶湯が注入され始めてから該タンディッシュの検出重量
が安定制御目標重量に低下するまでの間は該ストッパを
全閉し続け、該検出重量が安定制御目標重量になったと
き、全閉中のストッパの開度を少し開けて該検出重量の
増加傾向を確認し、該検出重量の増加傾向が確認された
時点から通常の自動制御に移行させるところにある。

【００１１】

【作用】本発明に係る溶湯の注湯量制御方法によれば、
タンディッシュに溶湯を注湯するに際して、ストッパが
全開されるため、タンディッシュの他方側は短時間の間
に溶湯で満たされる。溶湯は中間壁の溶湯流通孔を通っ
て一方側の注入口を有する側に移動するが、注湯に際し
て生じた溶湯面の波は中間壁によって遮られるので注入
口側に及ばず、安定状態に維持され続ける。

【００１２】一方、注入口から双ロールキャスタへの溶
湯の注入によりタンディッシュ内の溶湯重量が減少し、
その検出重量が安定制御目標重量になると全閉中のスト
ッパが少し開けられ、確実にタンディッシュ内に溶湯が
注湯される。そして、検出重量の増加傾向が確認される
とストッパはＰＩＤ制御により自動制御されるが、この
ときにはレードルからタンディッシュに容易に溶湯を再
注湯し得る状態になっているので、ストッパをＰＩＤ制
御により緩やかに作動させても湯切れを起こすようなこ
とがなくなる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明に係る実施例を、タンディッシ
ュの模式的側面断面図の図１と、双ロールキャスタの構
成と制御系統とを示す模式図の図２と、制御手順を示す
ブロック図の図３と、制御状況説明グラフ図の図４とを
参照しながら、従来と同一のもの並びに同一機能を有す
るものを同一符号を以て説明する。但し、この実施例に
係る双ロールキャスタの制御構成は従来と同構成、つま
りタンディッシュの重量をロードセルで検出し、ＰＩＤ
制御器によって制御するものであって、その相違すると
ころはタンディッシュの構成と制御方法の相違にあるか
らそれだけの説明に止める。

【００１４】先ず、タンディッシュ２の構成は、図１に
示すように、中間壁２ａにより溶鋼を双ロールキャスタ
に注入する注入口２ｍ側の溶鋼注入領域２ｂとその反対
側の溶鋼注湯領域２ｃとに区切られており、この中間壁
２ａのタンディッシュ２の底面側よりには上記溶鋼注湯
領域２ｃ側から溶鋼注入領域２ｂ側に連通し、レードル
により溶鋼注湯領域２ｃに注湯された溶鋼を溶鋼注入領
域２ｂ側に移動させる溶湯流通孔２ｐが設けられてなる
構成になっている。

【００１５】以下、レードルから上記タンディッシュ２
の溶鋼注湯領域２ｃに溶湯を注湯し、タンディッシュ２
の溶鋼注入領域２ｂの注入口２ｍから双ロールキャスタ
に溶鋼を注入し、ＰＩＤ制御に移行させるまでの過渡期
の溶鋼注湯量制御の手順を、図２に併せて図３（図中の
ＴＤは、何れもタンディッシュを示している）を参照し
ながら説明する。

【００１６】第１ステップにおいて、ストッパ３ａを全
開して、レード２からタンディッシュ２の溶鋼注湯領域
２ｃへの溶鋼の注湯により、このタンディッシュ２のロ
ードセルＬによる検出重量が上限値になったか否かを判
定し、Ｎｏの場合にはストッパ３ａの全開状態を継続
し、Ｙｅｓの場合には次の第２ステップに進む。

【００１７】第２ステップにおいて、ストッパ３ａを閉
じ、そしてタンディッシュ２の溶鋼注入領域２ｂの注入
口２ｍから双ロールキャスタ１への溶鋼の注入によって
タンディッシュ２の検出重量が目標安定重量になったか
否かを判定し、Ｎｏの場合にはストッパ３ａを閉じた状
態で維持し続け、またＹｅｓの場合には次の第３ステッ
プに進む。

【００１８】第３ステップにおいて、ストッパ３ａを予
め設定した規定位置まで上昇させ、タンディッシュ２の
検出重量が増加傾向にあるか否かを判定し、Ｎｏの場合
にはストッパ３ａをさらに規定量だけ上昇させてタンデ
ィッシュ２の検出重量が増加傾向にあるか否かを判定
し、ＹｅｓになるとＰＩＤ制御に移行させる。

【００１９】レードル３からタンディッシュ２に溶鋼を
注湯してから、ＰＩＤ制御に移行させるまでの過渡期の
溶鋼注湯量制御は上記のように行われるが、タンディッ
シュ２に溶湯を注湯するに際して、レードル３のストッ
パ３ａが全開されるため、タンディッシュ２の溶湯注湯
領域２ｃは短時間の間に溶鋼で満たされ、そして溶鋼は
溶湯注湯領域２ｃから溶湯流通孔２ｐをとおって溶湯注
入領域２ｂに流入するため、タンディッシュ２は短時間
の間に溶湯で満たされる。

【００２０】注湯に際して、溶湯注湯領域２ｃにおける
溶鋼の湯面は波立つが、中間壁２ａのために溶湯注入領
域２ｂの溶鋼の湯面は波立たず、オーバーフローした溶
鋼は流量変動を来すことなく双ロールキヤスタに注入さ
れ続ける。

【００２１】一方、タンディッシュ２のロードセルＬに
よる検出重量が安定制御重量になるまで、ストッパ３ａ
が閉じたまま維持され続けるので、溶湯注入領域２ｂの
溶鋼の湯面の波が減衰し安定状態になると共に、タンデ
ィッシュ２の検出重量が減少して安定制御重量になる
が、この方がレードル３からタンディッシュ２への注湯
を継続しながらタンディッシュ２内の溶鋼の湯面を安定
させる場合に比較してより速く安定する。

【００２２】このようにして、タンディッシュ２の検出
重量が安定制御重量になると、全閉中のストッパ３ａが
少し開けられ、このタンディッシュ２の検出重量に増加
傾向があるか否かが判定され、増加傾向が認められない
場合にはさらにストッパ３ａが開けられるので、レード
ル３からタンディッシュ２に溶鋼が再注湯され、タンデ
ィッシュ２の検出重量が増加し始める。

【００２３】すると、ストッパ３ａの開度を自動制御す
べくＰＩＤ制御に移行されるが、この移行時にはストッ
パ閉塞部分の周辺に溶鋼の凝固による固化部位があるに
も関わらず、所定高さだけストッパ３ａが上昇されてい
るので、それ以降のストッパ３ａの僅かな上昇、つまり
開度の増大でも溶湯を再注湯し得る状態になっているた
め、ＰＩＤ制御器によるストッパ３ａの緩やな作動でも
レードル３からタンディッシュ２に注湯される溶鋼注湯
量が制御される。

【００２４】そして、注入口２ｍから所定量の溶鋼が双
ロールキャスタ１に注入され続けるので、従来のように
操業停止に至るような事態がなくなる。しかも、オペレ
ータは、ストッパ３ａを所定高さ上昇させることと、タ
ンディッシュ２の検出重量の増加傾向を判定するだけで
良いので、従来のような判断作業による緊張感が緩和さ
れる。

【００２５】因みに、この場合の制御状況を図４を参照
しながら説明する。なお、同図に示す符号Ａはタンディ
ッシュ２内の溶鋼重量を示し、符号Ｂはストッパ３ａの
開度を示し、符号Ｃは鋳造速度（双ロールキャスタのロ
ール回転数）をそれぞれ示している。なお、符号Ｄはロ
ールの温度（本発明とは直接関係がない。）である。

【００２６】先ず、初期の鋳造スタートに際して、スト
ッパ３ａの開度Ｂを１００％にすると、タンディッシュ
２内の溶鋼重量Ａが急激に増加して行き、約０．３分後
に溶鋼重量Ａが所定の重量に達すると、ストッパ３ａの
開度Ｂを自動的に閉開度にする。約０．４分後には、タ
ンディッシュ２から溶鋼がオーバーフローし始めて徐々
に溶鋼重量Ａが減少し続け、そして約０．７分後に溶鋼
重量Ａが減少して所定重量になると、溶鋼重量Ａが上昇
勾配に変わるまでストッパ３ａの開度Ｂが大きくされ、
続いて０．８分後に通常のＰＩＤ制御に移行される。

【００２７】従って、鋳造開始から０．８分までの過渡
期、それ以降の定常期を合わせてほぼ自動制御され、オ
ペレータはスタート操作以外は溶鋼の注入作業を行う必
要がないため、オペレータは過渡期（溶鋼オーバーフロ
ー初期の注出量変動期）における鋳造速度Ｃの調整に専
念することができる。

【００２８】このように、鋳造操業を開始するに際して
の過渡期の溶鋼注湯量制御が確実に行われるので操業停
止もなくなり、しかも短時間のうちにＰＩＤ制御に移行
されるので、鋳片の不良率も減少する結果、鋳造成品の
生産性の向上に対して多大な効果が認められた。

【００２９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係る溶湯
の注湯量制御方法によれば、タンディッシュへはレード
ルのストッパを全開して溶湯が注湯されるため、タンデ
ィッシュは短時間の間に溶湯で満たされ、しかも注湯に
際して生じた溶湯面の波は中間壁によって遮られるので
注入口側に及ばず、安定状態に維持され続ける一方、注
入口から双ロールキャスタへの溶湯の注入によりタンデ
ィッシュ内の溶湯重量が減少して検出重量が安定制御目
標重量になると全閉中のストッパが少し開けられ、確実
にタンディッシュ内に溶湯が注湯され、そして検出重量
の増加傾向が確認されるとストッパはＰＩＤ制御により
制御されるが、オペレータはストッパを上昇させ、検出
重量の増加傾向の確認だけの作業ですむため極めて簡単
に溶湯注湯量の制御が行えるので、作業能率の迅速化と
作業労力の軽減並びに歩留りの向上とに対して極めて多
大な効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例に係るタンディッシュの模式
的側面断面図である。

【図２】この発明の実施例に係る双ロールキャスタの構
成と制御系統とを示す模式図である。

【図３】この発明の実施例に係る制御手順を示すブロッ
ク図である。

【図４】この発明の実施例に係る制御状況説明グラフ図
である。

【図５】従来の典型的な双ロールキャスタの構成と制御
系統とを示す模式図である。

【符号の説明】

１…双ロールキャスタ ２…タンディッシュ、２ａ…中間壁、２ｂ…溶湯注入領
域、２ｃ…溶湯注湯領域、２ｍ…注入口、２ｐ…溶湯流
通孔 ３…レードル、３ａ…ストッパ Ｌ…ロードセル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶湯が流通する溶湯流通孔を有する中間
   壁で仕切られ、かつ該中間壁で仕切られた一方側に双ロ
   ールキャスタに溶湯を注入する注入口を有するオーバー
   フロー式のタンディッシュの他方側に、レードルから溶
   湯の注湯を開始するに際して、注湯量を加減するストッ
   パの開度を全開し、上記タンディッシュに溶湯を注湯し
   てこれに所定量の溶湯が溜まった後に上記ストッパを全
   閉し、次いで該タンディッシュの注入口から双ロールキ
   ャスタに溶湯が注入され始めてから該タンディッシュの
   検出重量が安定制御目標重量に低下するまでの間は該ス
   トッパを全閉し続け、該検出重量が安定制御目標重量に
   なったとき、全閉中のストッパの開度を少し開けて該検
   出重量の増加傾向を確認し、該検出重量の増加傾向が確
   認された時点から通常の自動制御に移行させることを特
   長とする双ロールキャスタにおける溶湯の注湯量制御方
   法。