JPH05305408A - 連続鋳造における欠落鋳造方法 - Google Patents

連続鋳造における欠落鋳造方法

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JPH05305408A
JPH05305408A JP10985192A JP10985192A JPH05305408A JP H05305408 A JPH05305408 A JP H05305408A JP 10985192 A JP10985192 A JP 10985192A JP 10985192 A JP10985192 A JP 10985192A JP H05305408 A JPH05305408 A JP H05305408A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 連続鋳造において鋳型内湯面レベル信号を活
用し、安定した操業を行う。 【構成】 鋳型内湯面レベルを監視しながら鋳造し、湯
面レベルが下限レベル以下に低下したまま所定時間復帰
しない場合に、タンディッシュノズルを閉止することに
より溶鋼流出トラブルを未然に防止する。また、ストリ
ーム欠落の信号に基づき、鋳型直下の二次冷却水流量を
ゼロとし、ピンチロール圧下力を減ずる。 【効果】 ブルーム・ビレット多条連鋳機で、湯面低下
異常を迅速に自動的に把握できるので、安定操業に効果
大である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、連続鋳造における欠落
鋳造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、多品種生産を目的にスラブ・ブル
ーム兼用連鋳機が稼動しているが、この場合スラブの鋳
造に対しては1ストリーム/ストランドの操業が行わ
れ、断面サイズが小さなブルームの鋳造に対しては、2
ストリーム/ストランド(ツインキャスト)、或は3ス
トリーム/ストランド(トリプルキャスト)の操業が行
われる。このような多条連鋳機をツインキャストとする
かトリプルキャストとするかは、鋳片サイズや鋳造速度
並びに製鋼炉のヒートサイズ等により決められる。
【0003】これらの多条連鋳機は、スペース上の制約
からストリーム間隔が狭い。そして、鋳型冷却、サポー
トロール支持及びタンディッシュから鋳型への注入制御
装置等に対しては、ストリーム毎の単独制御が行われる
が、鋳型振動、ダミーバー引抜、ピンチロール引抜及び
凝固末期軽圧下の制御等においては、多条連鋳機の特徴
として2〜3ストリーム/ストランドの鋳片に対して、
いわゆる「コモンドライブ制御」が行われるのが一般的
である。
【0004】コモンドライブ制御の行われる多条連鋳機
においては、一般に小断面サイズであるためにオペレー
タータンディッシュから鋳型への溶鋼の注入状況並びに
湯面レベルの監視は非常に難しい。また、湯面上昇速度
や下降速度が極めて速いために、ブレークアウト、ノズ
ル詰り、或はノズル付着物の剥離等による異常な湯面低
下・湯面上昇が発生しても、予知し防止することは困難
である。
【0005】従来の技術として、例えば特公昭59−2
8430号公報には、鋳型内溶鋼レベルが予め設定した
制御目標レベル以下のレベルを下向きに通過するかを常
時監視し、検出結果に応じて鋳造速度を制御する方法が
述べられている。また特開昭47−21331号公報に
は、液面高さと液面高さ設定信号の差が、予め設定した
一定範囲を超えたときに、ピンチロール停止、ストッパ
ーを急速に閉鎖する方法が記述されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】何等かの操業上のトラ
ブルで、湯面レベルが目標レベルよりも低下し復旧しな
い場合には、注入された溶鋼が鋳型下端から連鋳機内へ
流出飛散する危険性がある。例えば、多条連鋳機におい
て任意のストリームでブレークアウトが発生すると、流
出地金がピンチロールを拘束し鋳片の引抜を不能にせし
めるために、正常なストリームも鋳造中止となってしま
う。
【0007】このような溶鋼流出による被害を防止する
ためには、異常な湯面低下が発生したら迅速に検知し、
当該ストリームのタンディッシュ注入を迅速に中止し欠
落させる必要がある。しかしながら、一旦低下した湯面
レベルが復旧する場合もあるので、当該ストリームを欠
落させるべきかどうかの要否を判定する方法を確立する
ことが重要な課題であり、本発明の狙いの一つはここに
ある。
【0008】次に、ストリームが欠落した場合の問題点
としては、第一は、欠落ストリームにおいては、溶鋼が
注入されないために鋳型上端と下端が開放状態となり、
鋳型直下の二次冷却水が鋳型内を通って舞い上がる問題
である。舞い上がった二次冷却水が隣接ストリームの鋳
型内へ入ると、水蒸気突沸の危険性がある。
【0009】第二の問題点は、ストリームが部分的に欠
落すると、1ストリーム当りの鋳片に加わるピンチロー
ルや凝固末期軽圧下ロールによる圧下力が過大となるの
で、鋳片の厚みが減少し幅が増加する寸法上の問題や、
過圧下による内部割れ発生の問題である。
【0010】第三の問題点は、欠落ストリームが端の場
合には、偏荷重によりピンチロールが傾き、鋳片が連鋳
機内で蛇行する問題であり、これらの課題を解決する必
要がある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するものである。即ち、鋼の連続鋳造において、鋳型
内湯面レベルを湯面レベルセンサーにて監視しながら鋳
造中に、該湯面レベルが鋳型下端からLL (mm)の高さ
に設定した欠落予知レベル以下に低下し、TN秒間経過
しても鋳型下端からLU (mm)の高さに設定した欠落復
帰レベルより上部に復帰しない場合に、当該ストリーム
のタンディッシュノズルを閉止して注入を中止するもの
である。
【0012】ここで、TN は欠落確定タイマーであり、
(1)式で与えられる。 TN ={(LL −KLL−A)/VC }×Kan−Tan ……………(1) また、LL は欠落予知レベル(mm)、LU は欠落復帰レ
ベル(mm)、Kanは補正係数、KLLはLL よりも鋳型下
端に近い欠落確定レベル(mm)、Tanは補正時間
(秒)、Aは湯面レベル計の精度(mm)、VC は鋳造速
度(mm/秒)である。
【0013】鋳型内湯面センサーとしては、熱電対方
式、渦流方式、レーザー方式、放射線方式等があるが、
鋳型内の深部から湯面レベルを検知できる方式のものが
良い。ここで、欠落予知レベルは鋳型下端からLL (m
m)の高さに設定するが、この位置はダミーバーヘッド
のセット位置よりは上部とする。この理由は、鋳込み開
始及び引き抜き開始直後の溶鋼洩れやノズル詰りを検知
する必要性からである。また、湯面レベルが欠落予知レ
ベルLL よりも低下した後、TN 秒間経過しても復帰し
ない場合にタンディッシュノズルを閉止する理由は、湯
面がこの欠落予知レベル以下に低下し更に鋳型下端を抜
け出て、注入溶鋼が機内に流出しないようにするためで
ある。
【0014】(1)式の意味は、欠落確定レベルKLL
欠落予知レベルLL よりも鋳型下端に近い高さに設定
し、欠落予知レベルLL 以下となった鋳片位置が、欠落
確定レベルKLLに到達するまでの経過時間予測値を、鋳
造速度VC で(LL −KLL)を除算して求め、更にレベ
ル計精度A、補正係数Kan、補正時間Tanを適正値に設
定することで、実際操業に対し合わせ込みを可能とした
ものである。
【0015】本発明では、(1)式に従って欠落タイマ
ーTN を決定するので、欠落予知レベルLL はレベル計
の測定範囲内に設ける必要があるが、欠落確定レベルK
LLはレベル計の測定範囲内である必要はなく、鋳型下端
よりも高い位置であれば良い。
【0016】次に、本発明では上記の方法で欠落したス
トリームに対しては、欠落発生直後に鋳型直下の二次冷
却水流量をゼロとする。これは、噴射圧力の大きな鋳型
直下のスプレー冷却水が鋳型上部に舞い上がることを防
止する安全上の方策である。
【0017】更に、本発明ではストリーム欠落の発生し
たストランドにおいて、欠落発生後にピンチロールや凝
固末期軽圧下ロールの圧下力を減ずる。これにより、過
圧下による鋳片厚みの減少と幅の増加による鋳片の変形
を防止し、鋳片内部割れの発生を未然に防止する。ま
た、偏荷重の発生による連鋳機内での鋳片の蛇行を防止
するものである。
【0018】ストリーム欠落の発生は上位計算機に通知
され、発生位置を鋳造長測定センサーでトラッキング
し、各圧下ロールの圧下力を制御し、欠落発生後の鋳片
の変形や内部割れの発生を未然に防止するものである。
【0019】
【作用】本発明によれば、多条連鋳機の任意のストリー
ムにおいて、設備・操業上の何等かの原因で異常な湯面
低下や湯面上昇が発生した場合に、湯面レベル計でこれ
を迅速に把握し、且つ当該ストリームを自動的に欠落さ
せる。更に、欠落発生の信号を受けて冷却水流量や圧下
ロールの圧下力を調整するので、安全の確保、高品質鋳
片の製造、操業の安定化等を達成するものである。
【0020】
【実施例】実施例について、以下に詳細に説明する。湾
曲型ブルーム連鋳機において、鋳片サイズが162mm×
162mmのブルームをトリプルキャストで鋳造した。こ
の連鋳機は、上記サイズのブルームを1ストランド当り
3ストリーム鋳造する多条連鋳機(3ストリーム/スト
ランド×2ストランド=6ストリーム)であり、鋳型振
動機、ピンチロール、凝固末期軽圧下ロール等がコモン
ドライブ方式である。
【0021】図1に示す実施例において、タンディッシ
ュ注入はストッパー1及び浸漬ノズル2で行い、該スト
ッパーの駆動はタンディッシュ3の側壁の鉄枠4に固定
された油圧シリンダー5により、ストッパー昇降用ロッ
ド棒6及びストッパー支持アーム7を介して行われる。
鋳型内湯面レベル8は、鋳型銅板9に鋳型上端から深さ
方向で55〜295mmの範囲に20mmピッチで埋設した
13個の熱電対10により測定した。
【0022】そして、欠落予知レベルLL は、鋳型下端
から610mmの位置(鋳型上端から290mmの深さ)に
設定した。また、欠落確定レベルKLLは鋳型下端から2
00mm高い位置とし、レベル計精度Aは20mm、補正係
数Kanは1.0、補正時間Tanは応答時間を考慮して
6.0秒とし、欠落復帰レベルLU はLL より40mm高
めに設定した。
【0023】なお、鋳造開始時のダミーバーヘッドのセ
ット位置は、LL レベルよりも更に210mm下の位置と
した。また、欠落鋳造の要否を判定するために、図示し
たように湯面レベル演算器11、比較器12、時間演算
器13から成るシステムを構成した。比較器12は、湯
面レベルがLL より低下したときに信号を出力し、LU
より上昇したときに信号出力を停止する。時間演算器1
3は、前記欠落確定タイマーTN に対して、欠落予知レ
ベルLL以下となった経過時間がオーバーしたことを検
知して欠落信号を発するものである。
【0024】さて、転炉で溶製した溶鋼を取鍋からタン
ディッシュに、次いで鋳型に注入開始し、湯面レベル8
を鋳型9の上端から93mmになるように制御しながら、
鋳造速度(VC )を40mm/秒(2.4m/分)として
鋳造した。湯面レベル演算器11は熱電対10に加わる
温度変化を連続して取り入れ、演算した湯面レベルを比
較器12に送り欠落予知レベルLL との比較を行い、次
いで時間演算器13は、鋳造速度検出装置21より鋳造
速度を連続して取り入れ(1)式により時間TN を演算
する。
【0025】さて、本実施例においては、湯面レベルが
L 以下に低下した後、 TN ={(−290)−(−700)−20}/40×1.0 −6.0 =3.75秒 経過しても湯面レベルが回復して来ない場合に欠落確定
信号を出力し、この信号に基づきストッパー制御装置2
3は当該ストリームのストッパー1を油圧シリンダー5
にて閉止して注入を中止させた。本法の適用により、鋳
型下端からの溶鋼流出トラブルを未然に防止することが
できた。
【0026】また、出力された欠落信号に基づき二次冷
却水制御装置22はスプレー電磁弁14′を作動させ、
鋳型直下スプレー14の冷却水量をゼロとしたが、これ
により欠落ストリームにおいて鋳片17が鋳型内から抜
け出た後も、冷却水が鋳型上部へ舞い上がることがな
く、安全対策が確立された。
【0027】次に、欠落信号に基づいてピンチロールや
凝固末期軽圧下ロールの圧下力を減少するシステム構成
を図2に示す。図において、15はピンチロール、17
A,17C,17Bは夫々A,C,Bストリームの鋳
片、18A(18B)はA(B)ストリーム側のピンチ
ロール圧下用油圧シリンダー、19A(19B)はA
(B)ストリーム側の減圧弁、20は圧下力制御装置で
ある。
【0028】さて、油圧シリンダー18A,18Bによ
るピンチロール圧下力をPA ,PBとし、PA =PB
する。今、Aストリーム(鋳片17A)が欠落した場合
には、圧下力制御装置20により減圧弁19Aを作動さ
せ油圧シリンダー18Aの圧下力を半減させる(PA
1/2PA )。そうすると、欠落していない鋳片17C
と17Bに加わるピンチロール15による圧下力は欠落
前後で変わらない。従って、鋳片変形や過圧下の心配が
ない。
【0029】欠落ストリームについては、いろいろなケ
ースが想定される。欠落ストリームと圧下力との関係に
関する本発明の実施例を表1に示した。これらの実施例
においては、何れの場合もストリーム当りの圧下力は変
わらずバランスも取れているので正常な鋳造が続行さ
れ、鋳片変形や内部割れの問題が解決される。それと同
時に、連鋳機内での鋳片の蛇行もなく安定した操業が達
成された。
【0030】
【表1】
【0031】比較例としての鋳造においては、何等かの
原因で湯面が急激に低下しても、オペレーターによる目
視では湯面低下を迅速に把握することが不可能であっ
た。このため、溶鋼流出トラブルの未然防止ができず、
しかもトラブル発生時の連鋳機内への溶鋼流出により、
設備の復旧に人手と時間を要した。さらに、鋳型直下の
スプレー冷却水の舞い上がりによる水蒸気突沸の発生
や、ピンチロールの過圧下による鋳片形状異常及び内部
割れの発生があった。
【0032】
【発明の効果】多条連鋳機において、設備操業上の理由
から異常な湯面低下が発生した場合に、自動的且つ瞬時
にこれを把握して当該ストリームを欠落させ必要なアク
ションをとるので、安定操業及び高品質鋳片の製造に関
する本発明の適用効果は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す図である。
【図2】本発明の実施例を示す図である。
【符号の説明】
1 ストッパー 2 浸漬ノズル 3 タンディッシュ 4 鉄枠 5 油圧シリンダー 6 ストッパー昇降用ロッド棒 7 ストッパー支持アーム 8 鋳型内湯面レベル 9 鋳型 10 熱電対 11 湯面レベル演算器 12 比較器 13 時間演算器 14 鋳型直下スプレー 14′ スプレー電磁弁 15 ピンチロール 16 凝固末期軽圧下ロール 17A Aストリームの鋳片 17B Bストリームの鋳片 17C Cストリームの鋳片 18A Aストリーム側のピンチロール圧下用油圧シリ
ンダー 18B Bストリーム側のピンチロール圧下用油圧シリ
ンダー 19A Aストリーム側減圧弁 19B Bストリーム側減圧弁 20 圧下力制御装置 21 鋳造速度検出装置 22 二次冷却水制御装置 23 ストッパー制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀江 隆 北海道室蘭市仲町12番地 新日本製鐵株式 会社室蘭製鐵所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼の連続鋳造において、鋳型内湯面レベ
    ルを湯面レベルセンターにて監視しながら鋳造中に、該
    湯面レベルが鋳型下端からLL (mm)の高さに設定した
    欠落予知レベル以下に低下し、下記(1)式により求め
    たTN 秒間経過しても鋳型下端からLU (mm)の高さに
    設定した欠落復帰レベルより上部に復帰しないと、当該
    ストリームのタンディッシュノズルを閉止して注入を中
    止することを特徴とする連続鋳造における欠落鋳造方
    法。ここで、TN は欠落確定タイマーであり、(1)式
    で与えられる。 TN ={(LL −KLL−A)/VC }×Kan−Tan ……………(1) また、LL は欠落予知レベル(mm)、LU は欠落復帰レ
    ベル(mm)、Kanは補正係数、KLLはLL よりも鋳型下
    端に近い欠落確定レベル(mm)、Tanは補正時間
    (秒)、Aは湯面レベル計の精度(mm)、VC は鋳造速
    度(mm/秒)である。
  2. 【請求項2】 鋳造が1ストランド当り2〜3ストリー
    ムのブルーム・ビレットを鋳造する多条連鋳機で実施さ
    れることを特徴とする連続鋳造における請求項1記載の
    欠落鋳造方法。
  3. 【請求項3】 欠落せしめたストリームにおいて、欠落
    発生直後に鋳型直下の二次冷却水流量をゼロとする多条
    連鋳機における請求項2記載の欠落鋳造方法。
  4. 【請求項4】 任意のストリームが欠落したストランド
    において、欠落発生後にピンチロールや凝固末期軽圧下
    ロールの圧下力を減少することを特徴とする多条連鋳機
    における請求項2記載の欠落鋳造方法。
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