JPH06198407A - 連続鋳造装置の鋳型振動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】機械系の誤差等を含む，鋳型振動における不可
避な変動要因があっても、安定したネガティブストリッ
プ時期を確保することのできる連続鋳造装置の鋳型振動
方法を提供する。 【構成】振幅一定条件下で，所定の鋳造速度の連続鋳造
装置において、ネガティブストリップ時間ｔ_N が発生し
ない領域Ａの振動数帯域や，ネガティブストリップ時間
ｔ_N が急激に増加する領域Ｂの振動数帯域を避けて、ネ
ガティブストリップ時間ｔ_N が緩やかに減少する領域Ｃ
の振動数帯域を設定するために，ネガティブストリップ
時間を振動数で微分した微分値が零以下となる領域を設
定し、この領域で振動数の変化率に対してネガティブス
トリップ時間の変動率が小さい振動数を設定することに
より、変動幅の小さい，安定したネガティブストリップ
時間を確保して安定した連続鋳造を可能とする構成とし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は連続鋳造装置の鋳型を振
動させて安定した鋳造速度を得るための鋳型振動方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造装置によって鋳片を連続的に鋳
造する際、タンディッシュから鋳型内に鋳込まれた溶鋼
は該鋳型内で冷却されて、鋳型の内面には凝固シェルが
形成される。この凝固シェルと鋳型との焼付きを防止し
て両者間の摩擦を軽減し、安定した鋳造速度を得る必要
から、鋳型を凡そ上下方向に振動させるオッシレーショ
ン操作が行われている。また、このオッシレーション操
作では鋳型内の溶鋼に添加されるパウダーが溶融して該
鋳型と鋳片との間に流入されるため、両者間の摩擦軽減
効果が相乗される。

【０００３】このオッシレーション操作，即ち鋳型振動
方法においては、鋳型と鋳片との焼付きは勿論，鋳型内
又は鋳型直下の薄い凝固シェルが破断して内部の溶鋼が
流れ出す，所謂ブレイクアウト事故にも留意する必要が
ある。このような鋳型振動方法については従来から様々
な開発がなされている。こうした連続鋳造装置の鋳型振
動方法を決定する変数は、ストローク，振動数，振動波
形の偏位率等であり、一般にこれらの変数を鋳造速度の
関数式により決定する方法が採用されている。そして、
そのようなものとしては例えば特開昭６１−２３５０５
５号公報や，特開昭６１−１４７９５４号公報に記載さ
れるものがある。これらの鋳型振動方法では何れも、鋳
型振動の下降速度が鋳造速度より大きくなるネガティブ
ストリップ時期を確保することで，前記凝固シェルに圧
縮力を作用させ、これにより前記ブレイクアウト事故，
焼付きを防止する。

【０００４】前記特開昭６１−２３５０５５号公報に記
載される鋳型振動方法では、図１に示すように前記ネガ
ティブストリップ時期のネガティブストリップ時間ｔ_N
が所定値以上に保持されるようにして前記各変数を設定
する。また、前記特開昭６１−１４７９５４号公報に記
載される鋳型振動方法では、図２に示すようにネガティ
ブストリップ時間ｔ_N が振動の一周期１／ｆに対する比
率，即ちネガティブストリップ時間率が一定となるよう
にして前記各変数を設定することにより、前記留意点の
うち特にブレイクアウト事故を低減することを可能とす
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記二つの公報の鋳型
振動方法に代表される種々の振動方法は何れも、設定さ
れた制御パラメータ通りにオッシレーション操作が行わ
れることを前提としている。従って、これらの設定され
た振動条件通りにオッシレーション操作が実施されれば
夫々に特に問題はないはずである。ところが工業的な連
続鋳造操業におけるオッシレーション操作の実際では，
様々な予期し得ない変動要因がある。

【０００６】例えば鋳造速度のフィードバック制御を行
うための鋳造速度計の誤差によって鋳造速度自体に誤差
が生じたり、或いは振動機械系の誤差によって振動の振
幅誤差が生じたりすることもある。このうち，鋳造速度
に誤差が生じた場合には図３ａに示すように、振動数を
決定する際に設定される設定鋳造速度に対して実鋳造速
度の方が速くなることがあり、そのような場合には同図
に示すようにネガティブストリップ時期がなくなってし
まう虞れがある。同様に，図３ｂに示すように鋳型振動
の実振幅が設定振幅より小さい場合にもネガティブスト
リップ時期がなくなってしまう。このようにネガティブ
ストリップ時期がなくなってしまうと、前述したように
凝固シェルに圧縮力が作用せず、前記焼付きや拘束性の
ブレイクアウト事故が発生し易くなる。

【０００７】本発明はこれらの諸問題に鑑みて開発され
たものであり、前記機械系の誤差等を含む，鋳型振動に
おける不可避な変動要因があっても確実にネガティブス
トリップ時期を確保することのできる連続鋳造装置の鋳
型振動方法を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本件発明者等は前記諸問
題に鑑みて鋭意検討を重ねた結果，以下の知見を得て本
発明を開発した。即ち，図４の振幅−振動数特性曲線図
において、領域Ａはネガティブストリップ時期が発生し
ない領域，つまり鋳型振動として成立しない領域であ
り、領域Ｃは振幅ａを一定にしたときに，ネガティブス
トリップ時期のネガティブストリップ時間が振動数に対
して最も変動しにくい領域である。一方、同図の領域Ｂ
では振動数に対してネガティブストリップ時間が大きく
変動する。これらの振動数−ネガティブストリップ時間
領域について考察すると、領域Ｂでは，前記鋳造速度計
の誤差，振動機械系の撓みによる振幅の誤差及び演算装
置の計算周期の誤差等の変動要因に対して、ネガティブ
ストリップ時間がなくなる危険性がある。これに対し
て、領域Ｃでは，前記変動要因があったとしてもネガテ
ィブストリップ時間を確保することが可能である。

【０００９】次にこれらの領域における振動数とネガテ
ィブストリップ時間との相関について考察すると、例え
ば図５に示すように領域Ａではネガティブストリップ時
間は発生しない。領域Ｂでは前記各変動要因に対するネ
ガティブストリップ時間の変化率が大きく，その特性と
しては振動数の増加に伴ってネガティブストリップ時間
が急激に増大する。そして、領域Ｃでは前記各変動要因
に対するネガティブストリップ時間の変化率が小さく，
特性として振動数の増加に伴ってネガティブストリップ
時間は緩やかに減少する。

【００１０】既知のように前記ネガティブストリップ時
間ｔ_N は次式で表される。 ｔ_N ＝１／（πｆ）・ cos^-1（ＶＲ／（２πｆａ）） ここで、 ＶＲ：鋳造速度 ａ ：ストローク ｆ ：振動数を表す。

【００１１】従って、前記領域Ｃは，振幅ａ＝一定の条
件下で振動数の増加に対するネガティブストリップ時間
変動の傾きが負であることから，次式で設定される。 而して本発明の連続鋳造装置の鋳型振動方法は、連続鋳
造装置の鋳型内に形成される鋳片と該鋳型との焼付きを
防止して両者間の摩擦を軽減するために、該鋳型を凡そ
上下方向に振動させて安定した鋳造速度を得る連続鋳造
装置の鋳型振動方法において、前記鋳型振動の下降速度
が鋳造速度より大きくなるネガティブストリップ時期の
ネガティブストリップ時間を，鋳型振動の振動数で微分
した微分値が零以下となる領域で、鋳造速度に対して鋳
型振動の振動数を設定することを特徴とするものであ
る。

【００１２】

【作用】本発明の連続鋳造装置の鋳型振動方法では、ネ
ガティブストリップ時間を，鋳型振動の振動数で微分し
た微分値が零以下となる領域，即ち前記領域Ｃのように
振幅一定下で振動数等の変動に対してネガティブストリ
ップ時間の変化率が小さい領域を設定し、この領域で鋳
造速度に対して鋳型振動の振動数を設定するために、前
記振動速度計の誤差を始めとする各種の誤差から生じる
変動要因がある場合にもネガティブストリップ時間を確
保することができ、しかもその変化率が小さいことから
所望するネガティブストリップ時間に対する実ネガティ
ブストリップ時間の変動も小さくなり、安定したネガテ
ィブストリップ時間を確保することを可能とする。

【００１３】

【実施例】図６は本発明の連続鋳造装置の鋳型振動方法
を実施化した一例の振動数−ネガティブストリップ時間
相関図である。この実施例では、基準値に対して±４ｍ
ｍの振幅一定条件下で，鋳造速度２．１ｍ／ｍｉｎの連
続鋳造装置において、振動数ｆの変化に伴うネガティブ
ストリップ時間ｔ_N の変動を示す。同図から明らかなよ
うに本実施例の連続鋳造装置では、振動数ｆが８０ｃｐ
ｍ以下（領域Ａ）のときにはネガティブストリップ時間
ｔ_N は発生しない。また、振動数ｆが８０〜１２０ｃｐ
ｍの間（領域Ｂ）では振動数の増加に伴ってネガティブ
ストリップ時間ｔ_N が急激に増加する。また、振動数ｆ
が１２０ｃｐｍを越える（領域Ｃ）と，約振動数１２０
ｃｐｍ近傍を変曲点としてネガティブストリップ時間ｔ
_N は緩やかに減少する。本発明ではネガティブストリッ
プ時間ｔ_N を振動数ｆで微分した微分値が零以下となる
領域，即ち振動数の増加に伴ってネガティブストリップ
時間が緩やかに減少する領域Ｃが設定され、この領域内
で振動数を設定する。本実施例では，基準値に対して±
４ｍｍの前記振幅一定条件下で、前記ネガティブストリ
ップ時間の変化率が最も小さい，即ちネガティブストリ
ップ時間を振動数で微分した値が零となるように振動数
を設定し、この振動数にて鋳型振動，即ちオッシレーシ
ョン操作を行いながら連続鋳造を行った。一方、比較例
として，従来のネガティブストリップ時間率一定制御に
よるオッシレーション操作を行いながら連続鋳造を行っ
た。両者における拘束性ブレイクアウトの発生率を図６
に指数で表した。

【００１４】同図から明らかなように，本実施例によれ
ばブレイクアウト事故の発生率は殆どなくなり、歩留り
と稼働率を向上することができた。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように本発明の連続鋳造設
備の鋳型振動方法によれば、ネガティブストリップ時間
がその他の変動要因に対して緩やかにしか変動しない領
域を設定して，その領域で振動数を設定することによ
り、機械的或いは電気的な誤差から生じる変動要因があ
っても所望するネガティブストリップ時間を確保するこ
とができるので、ブレイクアウト事故を未然に防止しな
がら安定した連続鋳造を可能とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】鋳型振動におけるネガティブストリップ時期及
び時間の説明図である。

【図２】鋳型振動におけるネガティブストリップ時間率
の説明図である。

【図３】誤差等による変動要因からネガティブストリッ
プ時期がなくなる場合の説明図であり、（ａ）は鋳造速
度の誤差による場合，（ｂ）は振幅の誤差による場合を
示す。

【図４】鋳型振動における振動数と振幅との相関関係図
である。

【図５】振幅一定の鋳型振動における振動数とネガティ
ブストリップ時間との相関関係図である。

【図６】本実施例と比較例におけるブレイクアウト発生
指数の説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続鋳造装置の鋳型内に形成される鋳片
   と該鋳型との焼付きを防止して両者間の摩擦を軽減する
   ために、該鋳型を凡そ上下方向に振動させて安定した鋳
   造速度を得る連続鋳造装置の鋳型振動方法において、前
   記鋳型振動の下降速度が鋳造速度より大きくなるネガテ
   ィブストリップ時期のネガティブストリップ時間を，鋳
   型振動の振動数で微分した微分値が零以下となる領域
   で、鋳造速度に対して鋳型振動の振動数を設定すること
   を特徴とする連続鋳造装置の鋳型振動方法。