JPH0647499A - 薄板連続鋳造設備の溶鋼レベル制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶鋼溜め内の溶鋼レベルを常に目標位置に制
御することのできる溶鋼レベル制御装置を得る。 【構成】 溶鋼レベル検出手段(6) は溶鋼溜め(11)内の
溶鋼レベルを検出する。第１の抽出手段(17A) は溶鋼レ
ベルの検出信号に含まれる成分のうち、周期の長い変動
成分を抽出する。第２の抽出手段(17B) は溶鋼レベルの
検出信号に含まれる成分のうち、周期の短い変動成分を
抽出する。第１の調節手段(17C) は抽出した周期の長い
変動成分を除去するように開度ストッパの開度を調節す
る。第２の調節手段(17D) は抽出した周期の短い変動成
分を除去するように注鋼ノズルの溶鋼落下方向位置を調
節する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、開度調整ストッパを有
するタンデッシュから流出した溶鋼を、注鋼ノズルを介
して、溶鋼溜め内に受けると共に、この溶鋼溜めを形成
するツィンロールまたはツィンベルトを通して溶鋼を引
き抜きながら薄板材の鋳片を鋳造する薄板連続鋳造設備
に係り、特に、溶鋼溜め内の溶鋼レベルを制御する溶鋼
レベル制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属の薄板は、先ず、連続鋳造機により
厚さ 200〜300 mmの鋳片とし、次に、その鋳片に熱間圧
延や冷間圧延を施して所望の厚さにする二つの工程を経
て製造される。

【０００３】この種の連続鋳造機として図３に示す竪型
連続鋳造機がある。これは、竪型の固定鋳型１と、その
上部に配置されたタンディッシュ２とからなっている。
タンディッシュ２は固定鋳型１に溶鋼３を供給する（す
なわち注鋼する）ための注鋼ノズル４、および開度調整
ストッパ８を備えている。固定鋳型１内の溶鋼レベル
（湯面）が溶鋼レベル検出器６によって検出され、それ
が目標値となるようにレベルコントローラ７および開度
調節器９を介して開度調整ストッパ８の開度が制御さ
れ、それによりタンディッシュ２から固定鋳型１への注
鋼量が調整される。

【０００４】すなわち、溶鋼レベル検出器６によって検
出された固定鋳型１内の溶鋼レベルが、目標値より高い
場合には、レベルコントローラ７を介して、開度調節器
９に開度調整ストッパ８の開度を小さくするような制御
が行われ、逆に、溶鋼レベルが目標値より低い場合に
は、開度調整ストッパ８の開度を大きくするような制御
が行われる。このようにして、固定鋳型１内の溶鋼レベ
ルが常に目標値に保たれるように制御される。

【０００５】かかる連続鋳造機において、厚さ数十ミリ
メートル以下の極薄の鋳片を高速にて鋳造することがで
きれば極めて能率的である。しかしながら、鋳片５が固
定鋳型１の内面に接触した状態で引き抜かれるので、鋳
造速度を大きくすると固定鋳型１と鋳片５との間の相対
速度が大きくなり、製品に摩擦損傷が生じるため、高速
鋳造は現実的ではなかった。

【０００６】そこで、竪型連続鋳造機の有する上述の不
都合を解消し、鉄系および非鉄系のいずれにおいても溶
湯から直接数十ミリメートル以下の鋳片を製造する鋳造
機として、ツィンロール型鋳造機や、ツィンベルト型鋳
造機が開発された。

【０００７】このうち、ツィンロール型鋳造機は、図４
に示すように、タンディッシュ２からの溶鋼３が、注鋼
ノズル４を介して、鋳片５の板厚に応じた間隙で対向配
置された一対の鋳造ロール10A,10B からなるツィンロー
ルと側面せき11A とで構成された溶鋼溜め11に注入され
るようになっている。この場合、溶鋼溜め11内の溶鋼
を、鋳造ロール10A,10B を矢印Ｐ，Ｑの方向に回転させ
ながら引き抜くことにより、薄い鋳片５を高速で連続鋳
造することができる。

【０００８】また、ツィンベルト型鋳造機は、図５に示
すように、タンディッシュ２内の溶鋼３を、その側壁に
突設した注鋼ノズル４を介して、上下一対の無端ベルト
12A,12B を有する溶鋼溜め内に注入すると共に、無端ベ
ルト12A,12B を矢印方向へ進行させることによって鋳片
５を高速で鋳造することができる。なお、上部無端ベル
ト12A は一対のプーリ13A,13B 間に巻き掛けられ、ま
た、下部無端ベルト12Bは一対のプーリ13C,13D 間に巻
き掛けられている。

【０００９】図４および図５において、鋳造機における
溶鋼の凝固点が符号Ａで示されている。鋳片５の内部組
織を均一にするためには、凝固点Ａの位置を一定に保つ
必要があった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】図４に示すツィンロー
ル型の連続鋳造機、あるいは、図５に示すツィンベルト
型の連続鋳造機にあっては、鋳造速度が高速であるこ
と、占有空間が大きいこと、さらには、鋳造ロール10A
，10B あるいは無端ベルト12A,12B の駆動容量が大き
い等の観点から溶鋼溜め容量を大きくすることができな
かった。このため、注鋼ノズル４からの注鋼量の変化が
直ちに溶鋼溜め内の溶鋼レベルの変化として現れる。溶
鋼レベルが変化するとブレークアウトやオーバフロー、
あるいは、パウダー等の浮遊非鉄金属介在物の巻き込み
等が生じたりして、溶鋼の凝固点Ａの位置が変動し、鋳
片組織の組成が変化して製品々質が著しく低下する。特
に、高速薄板鋳造においては、微小な溶鋼レベルの変化
も製品々質に大きな影響を与える。

【００１１】上述したツィンロール型、あるいは、ツィ
ンベルト型の連続鋳造機にあっては、機械的な開度調整
ストッパ８により溶鋼レベルを制御したが、注鋼量がタ
ンディシュ内の溶鋼の自重に左右されたり、また、即応
性の悪さから溶鋼レベルを適正に制御ができないという
問題があった。

【００１２】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、溶鋼溜め内の溶鋼レベルを常に目標値に
制御することのできる溶鋼レベル制御装置を得ることを
目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、開度調整スト
ッパを有するタンデッシュから流出した溶鋼を、注鋼ノ
ズルを介して、溶鋼溜め内に受けると共に、この溶鋼溜
めを形成するツィンロールまたはツィンベルトを通して
引き抜きながら薄板材の鋳片を鋳造するに当り、溶鋼溜
め内の溶鋼レベルを検出する溶鋼レベル検出手段と、溶
鋼レベルの検出信号に含まれる変動成分のうち、周期の
長い変動成分を抽出する第１の抽出手段と、溶鋼レベル
の検出信号に含まれる変動成分のうち、周期の短い変動
成分を抽出する第２の抽出手段と、抽出した周期の長い
変動成分を除去するように開度ストッパの開度を調節す
る第１の調節手段と、抽出した周期の短い変動成分を除
去するように注鋼ノズルの溶鋼落下方向位置または溶鋼
流出方向角度を調節する第２の調節手段とを備えた構成
にする。

【００１４】

【作用】溶鋼溜め内の溶鋼レベルは、図２に示すよう
に、破線で示す目標レベルＳ₀ に対して特性線Ｓに示す
ように変化する。この特性線Ｓの変化は、周期が長く大
きく変化する第１の変動成分Ｓ₁ と、これに重なる周期
が短く小さく変化する第２の変動成分Ｓ₂ との和として
表される。このうち、第１の変動成分Ｓ₁ は注鋼ノズル
４内、及び出口部分に種々の物質が付着したり、溶鋼の
温度変化に起因する場合が多く、第２の変動成分Ｓ₂ は
溶鋼の粘度が高いことから溶鋼溜めへの注鋼量（注鋼速
度）が一定でないために生じるもので一般的には数秒程
度の周期で激しく変化する。

【００１５】この発明においては、溶鋼レベルの検出信
号に含まれる成分のうち、周期の長い変動成分Ｓ₁ を除
去するように開度ストッパの開度を調節し、周期の短い
変動成分Ｓ₂ を除去するように注鋼ノズルの溶鋼落下方
向位置または溶鋼流出方向角度を調節するようにしたの
で、溶鋼溜め内の溶鋼レベルを常に目標値に制御するこ
とができる

【００１６】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例によって詳
細に説明する。

【００１７】図１はこの発明の一実施例の構成を示すブ
ロック図である。本発明の適用対象である薄板連続鋳造
設備は、タンディッシュ２と、その下部に配置された鋳
造ロール10A ，10B でなるツィンロール10とを備えてい
る。このうち、タンディッシュ２は、開度調節器９によ
って開度調整ストッパ８の開度を調節し、駆動装置14に
よって注鋼ノズル４を上下方向に高さ調節するようにな
っている。ツィンロール10は側面せき11A と共に溶鋼溜
め11を形成し、鋳造ロール10A ，10B を矢印方向に高速
回転させることにより、鋳片５を高速で鋳造するように
なっている。

【００１８】この薄板連続鋳造設備の溶鋼溜め11の溶鋼
レベルが溶鋼レベル検出器６で検出され、検出信号がコ
ントローラ17に加えられる。コントローラ17はレベル検
出信号のうち、第１の変動成分Ｓ₁ を抽出する第１のフ
ィルタ17A と、第２の変動成分Ｓ₂ を検出する第２のフ
ィルタ17B と、第１の変動成分Ｓ₁ をゼロにするための
操作信号を出力して開度調節器９に与える第１の調節手
段17C と、第２のせ変動成分Ｓ₂ をゼロにする操作信号
を出力して駆動装置14に与える第２の調節手段17D とを
備えている。

【００１９】上記のように構成された本実施例の動作を
以下に説明する。

【００２０】タンディッシュ２内の溶鋼３は開度調整ス
トッパ８の開度調整を受けながら注鋼ノズル４を通して
溶鋼溜め11に鋳湯される。このとき、溶鋼落下高さ（タ
ンディッシュ２の湯面と注鋼ノズル４の下端の開放位置
との差）や、溶鋼温度変化、外乱等の影響を受けて注鋼
ノズル４からの単位時間当たりの注鋼量が変動し、溶鋼
溜め11の容量が小さい場合には溶鋼溜め11内の溶鋼レベ
ルの大きな変動となって現れる。これらの変動は、図２
を用いて説明したように、周期の長い第１の変動成分Ｓ
₁ と、周期の短い第２の変動成分Ｓ₂ とがある。

【００２１】第１のフィルタ17A は溶鋼レベル検出器６
で検出された信号成分のうち、第１の変動成分Ｓ₁ を抽
出し、第２のフィルタ17B は第２の変動成分Ｓ₂ を抽出
する。そこで、第１の調節手段17C は第１の変動成分Ｓ
₁ と目標値とを比較し、その偏差をゼロにするような調
節演算を行い、操作信号を開度調節器９に与える。開度
調節器９はこの操作信号に従って開度調整ストッパ８の
開度を調節し、それによりタンディッシュ２から溶鋼溜
め11への注鋼量を調節する。同様に、第２の調節手段17
D は第２の変動成分Ｓ₂ をゼロにするような調節演算を
行い、操作信号を駆動装置14に与える。駆動装置14はこ
の操作信号に従って注鋼ノズル４を上下方向に動作させ
る。この場合、溶鋼の粘度が大きいことから、注鋼ノズ
ル４の溶鋼は注鋼ノズル４の動きに追従し溶鋼溜め11へ
の注鋼速度を加減速することができるため、溶鋼溜めへ
の相対的な注鋼速度を一定に保つことができ、短周期の
変動成分Ｓ₂ の発生を抑えることができる。

【００２２】なお、本発明は、ツィンロール型の連続鋳
造設備のみに適用を限定されるものではなく、図５に示
したツィンベルト型の連続鋳造設備であっても、図示を
省略するが、注鋼ノズル４の先端部が上下方向に移動す
るように、すなわち溶鋼流出方向角度を調節することに
よって溶鋼溜めへの相対的な注鋼速度を一定に保つこと
ができる。

【００２３】以上のように制御することにより、溶鋼レ
ベルを常に目標値に維持しながら薄板材の鋳片を鋳造す
ることができる。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明によって明らかなように、本
発明によれば、開度調整ストッパによる注鋼量制御と、
注鋼ノズルの溶鋼落下方向への移動または溶鋼流出方向
角度調節による注鋼速度制御との組み合わせによって溶
鋼レベルを常に目標値に制御することができ、これによ
って製品々質のバラツキを抑えて金属組織の均一性に優
れた製品を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を、適用対象と併せて
示したブロック図。

【図２】本発明の原理を説明するために、時間と溶鋼レ
ベルとの関係を示した線図。

【図３】従来の竪型連続鋳造設備の構成を示す縦断面
図。

【図４】ツィンロール型連続鋳造機に対する従来の溶鋼
レベル制御装置の概略構成図。

【図５】ツィンベルト型連続鋳造機に対する従来の溶鋼
レベル制御装置の概略構成図。

【符号の説明】

２ タンディッシュ ４ 注鋼ノズル ６ 溶鋼レベル検出器 ８ 開度調整ストッパ ９ 開度調節器 １０ ツィンロール １１ 溶鋼溜め １７ コントローラ １７Ａ 第１のフィルタ １７Ｂ 第２のフィルタ １７Ｃ 第１の調節手段 １７Ｄ 第２の調節手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】開度調整ストッパを有するタンデッシュか
   ら流出した溶鋼を、注鋼ノズルを介して、溶鋼溜め内に
   受けると共に、この溶鋼溜めを形成するツィンロールま
   たはツィンベルトを通して引き抜きながら薄板材の鋳片
   を鋳造するに当り、前記溶鋼溜め内の溶鋼レベルを目標
   値に制御する薄板連続鋳造設備のレベル制御装置におい
   て、 前記溶鋼溜め内の溶鋼レベルを検出する溶鋼レベル検出
   手段と、 溶鋼レベルの検出信号に含まれる変動成分のうち、周期
   の長い変動成分を抽出する第１の抽出手段と、 溶鋼レベルの検出信号に含まれる変動成分のうち、周期
   の短い変動成分を抽出する第２の抽出手段と、 抽出した周期の長い変動成分を除去するように前記開度
   ストッパの開度を調節する第１の調節手段と、 抽出した周期の短い変動成分を除去するように注鋼ノズ
   ルの溶鋼落下方向位置を調節する第２の調節手段と、 または溶鋼流出方向角度を備えたことを特徴とする薄板
   連続鋳造設備の溶鋼レベル制御装置。