JPH0659530B2

JPH0659530B2 - 連続鋳造機における鋳造末期の自動停止方法

Info

Publication number: JPH0659530B2
Application number: JP60163381A
Authority: JP
Inventors: 睦丸谷
Original assignee: 川崎製鉄株式会社
Priority date: 1985-07-23
Filing date: 1985-07-23
Publication date: 1994-08-10
Anticipated expiration: 2009-08-10
Also published as: JPS6224848A

Description

【発明の詳細な説明】＜発明の目的＞産業上の利用分野本発明は連続鋳造機における鋳造末期の自動停止方法に
係り、詳しくは、鋳造末期において自動的に鋳込を停止
させる方法に係る。

従来の技術連続鋳造設備においては、モールド内の溶鋼レベルの制
御と鋳造速度の制御とは通常第７図に示すように行なわ
れる。

すなわち、タンディッシュ１からモールド内に注入され
る溶鋼のレベルは例えばγ線を用いた溶鋼レベル検出器
５によって計測され、そのレベル信号は制御装置８に入
力され、駆動シリンダー６によってスライディングノズ
ル３の開度を調節し、モールド内の溶鋼レベルが一定に
保たれるよう、タンディッシュ１からモールド４へ注入
される溶鋼注入量は調節されている。

また、鋳造速度の制御は、鋳造速度の制御装置１２で設
定する鋳造速度に従って、モータ１０によってピンチロ
ール９が駆動され、鋳片の引張速度が制御されて行なわ
れる。

一方、連続鋳造における鋳込の自動制御方法として、特
開昭４８−８１７２９号公報および４８−８０４３１号
公報に記載されている。これらの方法も、上記のところ
と同様に、モールド内の溶鋼レベル検出器からのレベル
信号とモールド内の溶鋼の目標レベル値とを比較し、こ
の差異にもとづいてスライディングノズルを開閉してモ
ールド内への溶鋼流入量を制御し、これに併せて、鋳造
速度の制御を行なうものである。

これらの方法は、取鍋からタンディッシュへ溶鋼の供給
が定常的に行なわれている間は、問題なく自動制御を行
なうことができるが、取鍋からタンディッシュへの溶鋼
供給がない減少又はなくなる鋳造末期になると、問題が
発生して好ましくない。

まず、従来例で鋳造末期に達した場合を第７図および第
８図を用いて説明すると、次の通りである。すなわち、
鋳造末期になって取鍋（図示せず）からのタンディッシ
ュ１への溶鋼注入が完了すると、第８図に示すようにタ
ンディッシュ１内の溶鋼レベルはｌ₁、ｌ₂、ｌ₃の如く
順次かつ連続的に低下する。このように低下にともなっ
てタンディッシュ１とモールド４とのヘッド差が小さく
なるため、モールドへの流入量が減少し、タンディッシ
ュ計量装置１１でタンディッシュ１内の溶鋼重量変化を
求め、この信号にもとづいて鋳造速度を段階的に漸減さ
せることが行なわれる。

しかし、このような制御方法には次の問題がある。

１）タンディッシュは使用中に耐火物が溶損して断面積
が変化する。このため、タンディッシュ１内の溶鋼重量
の計測するだけではタンディッシュ１内の溶鋼レベルを
正確に求めることができず、溶鋼重量そのまま溶鋼レベ
ルに対応させ、この溶鋼レベルとモールド溶鋼レベルと
の差によっては実際のヘッド差は算出できない。

２）３本以上の多ストランドで操業を行なう際に、溶鋼
２の温度のバラツキにより、鋳造末期には、外側ストラ
ンドではタンディッシュとモールド間でノズルが詰り易
くなる。このため、外側ストランドの注入量は内側スト
ランドのそれより少なくなるため、外側ストランドの鋳
造速度はより小さくする必要が生じる。更に、外側スト
ランドではノズルの詰りが甚だしくなり、タンディッシ
ュ内の残存溶鋼量がまだ十分あるにも拘わらず、先行し
て外側ストランドによる鋳造を停止する必要も生じる。
しかしながら、従来法では上記の如く行なわれるため、
外側ならびに内側のストランドを一括して処理すること
しかできないため、上記のところには対応できない。

以上のように、１）および２）の問題があると、プロセ
ス制御は不安定となり、鋳片最トップ部の品質が悪くな
る。

また、多ストランドを有する連続鋳造機においては、鋳
造停止時の操作ミスによるブレークアウトも少なからず
発生し、とくに、鋳造末期における鋳片の品質の向上お
よび監視に要する人員の削減等の点から自動的に鋳造が
停止できることが極めて重要で、この解決が急がれてい
る。

発明が解決しようとする問題点本発明はこれらの問題点の解決を目的とし、具体的に
は、鋳造末期における鋳片品質の確保および監視に要す
る人員の削減を可能とする連続鋳造機における自動鋳造
停止方法を提案することを目的とする。

＜発明の構成＞問題点を解決するための手段ならびにその作用すなわち、本発明はタンディッシュからスライディング
ノズルを介して鋳造する連続鋳造プロセスの末期におい
て、このタンディッシュ内の溶鋼レベルを電磁誘導式タ
ンディッシュレベル計で計測する一方、この計測量をタ
ンディッシュレベルの測量装置で計測される重量検出値
より補正して、タンディッシュ内の溶鋼レベルを求める
と共に、モールド内溶鋼にかかる溶鋼ヘッドを演算し、
この溶鋼圧力ヘッドならびにタンディッシュノズルに吹
込まれる吹込ガス量の各推移から各スライディングノズ
ルの軽・重度を示すノズル詰り指数を演算し、この演算
値に定められる鋳造速度の補正係数を鋳造速度制御装置
に与えて、この補正係数により鋳造速度を減速し、ノズ
ル詰り指数がノズル詰りが発生することを予測して設定
した管理値に達したときに鋳造を自動的に停止すること
を特徴とする。

以下、これら手段たる構成ならびにその作用について図
面により詳しく説明する。

まず、第１図と第７図とを対比すると明らかな通り、本
発明法においても、従来例と同様に溶鋼レベル検出器５
でモールド内溶鋼レベルを検出し、これによってタンデ
ィッシュ１から溶鋼注入量を調整する一方、タンディッ
シュ１の重量又はその中の溶鋼レベルの変化に応じて鋳
造速度を制御する。

しかし、これらのところは一致しても、次のところで相
違し、この相違によって鋳造末期に効果的な鋳造停止を
自動的に達成できる。

すなわち、本発明では、タンディッシュ１内に電磁誘導
式タンディッシュレベル計１３を配置して溶鋼レベル、
つまり、耐火物の溶損によるタンディッシュ下面レベル
の低下も考慮された溶鋼レベルを検出する。また、実際
には溶鋼上にはスラグが存在するため、このスラグ層を
補正する上からタンディッシュ計量装置１１により溶鋼
重量変化を検出する。これら各信号はタンディッシュレ
ベル演算器１７に入り、そこで、タンディッシュ内の溶
鋼レベルならびにタンディッシュ内溶鋼のレベルからモ
ールド内溶鋼レベルまでのヘッド差が算出される。一
方、タンディッシュ１とモールド４の間においてノズル
３にはガスが吹込まれ、このガスの吹込量はノズルガス
流量計１４によって計量され、スライディングノズル３
の開度は駆動シリンダー６に接続する開度計７によって
検出され、鋳造速度は鋳造速度計１５によって検出さ
れ、モールド４内の溶鋼レベルはモールドレベル計５に
よって検出され、これら各検出信号とともに演算器１７
内からの溶鋼レベルがノズル詰り指数演算器１６に入れ
られ、そこで、これらの信号によりノズルの詰り指数が
演算される。

すなわち、タンディッシュ１は使用中に内張耐火物が溶
損するため、タンディッシュ１の下面レベルが、その
分、例えば△ｈ（mm）だけ低下する。この時のタンディ
ッシュ内溶鋼のレベルをｈ（mm）とすると、タンディッ
シュ内の溶鋼重量Ｗ（トン）は次の式で示される。

Ｗ＝ρ×Ａ×ｈ／１０００……（１）（ρ…溶鋼比重トン／m³、Ａ…タンディッシュ断面積m²）一方、モールドへの注入流量に支配するヘッド差ｈ＊
（mm）は次の式で示される。

ｈ＊＝ｈ＋ｈ₀−△ｈ……（２）（ｈ₀（mm）…初期のタンディッシュ下面からモールド
までの距離）しかし、実際には、溶鋼の上部にスラグ層があるのでタ
ンディッシュ測定装置１１によって重量を検出し、この
検出信号を用いて補正をする。

このところについて、実験したところ、電磁誘導式レベ
ル計１３によって検出した溶鋼レベルの信号をｈ_E、タ
ンディッシュ測定装置１１によって計量した溶鋼重量の
信号をＷとすると、ヘッド差ｈ＊は次の近似式であらわ
されることが分った。

ｈ＊＝ｋｈ_E＋（１−ｋ）Ｗ／ρＡ……（３）（ｋ…０＜ｋ＜１の係数）次に、鋳造末期において、スライディングノズルについ
てレベル詰りを推定し、これをノズル詰り補正係数
（ｆ）とし、これを考慮して鋳造速度を減速する。すな
わち、スライディングノズルへのガス吹込量、溶鋼のヘ
ッド差（ｈ＊）、スライディングノズルの開度などか
ら、鋳造末期におけるノズル詰りをノズル詰り指数Ｃと
推定し、このノズル詰り指数Ｃに基づいて、第３図に示
すような関係からノズル詰り指数演算器１６において鋳
造速度補正係数ｆを定める。この係数ｆはノズル詰り指
数演算器１６から鋳造速度制御装置１２に出力され、鋳
造速度制御装置１２においてこの指数を考慮して鋳造速
度を設定する。更に詳しく説明すると、鋳造速度はま
ず、従来例と同様にタンディッシュ内の溶鋼レベルの低
下に対応して第８図に示すように定められる。この従来
の減速パタン日第８図参照）に対しノズル詰り指数演算
器１６から送られるノズル詰り指数ｆをかけ、この速度
で駆動モータ１０が駆動され、ピンチロール９が回転す
る。

そこで、ノズル詰り指数Ｃを演算する方法を説明する
と、次の通りである。

まず、詰りが無い場合、スライディングノズルを通過す
る注入流量Ｆ（kg／秒）は次の式によって与えられる。

（α…流量係数、Ｓ…ノズル断面積（mm²）、ｇ…重力
加速度（ｍ／秒²））さらに、ノズルの径がｄ（mm）の場合のノズル断面積
（Ｓ）とノズルの開度を制御するシリンダ開度Ｘ（％）
の関係は次式で示される。

Ｓ＝１／２×ｄ²× （ｓｉｎ^-1θｘ×π／２＋１／２ｓｉｎ２θｘ）……
（５）ここで、である。

流量係数αは詰り状況によって変わる値であるが、ノズ
ルに吹込まれるガスの流量とも関係し、実験の結果、詰
りが全くない状態では第２図に示す関係があることが分
った。

そこで、ノズルに吹込まれるガスの流量から第２図の関
係によって定まる絶対流量係数をα₀とし、ノズル詰り指数Ｃ＝α／α₀ とおくことができる。

従って、ノズル詰り指数Ｃの値が大小がノズル詰りの軽
・重度を表わす指数として表現できる。

このノズル詰り指数によって鋳造末期の鋳込速度を制御
すれば、各ストランドの各ノズルの溶鋼流下状況が反映
できることから、より妥当となることは明らかであり、
第３図に示すように、鋳込速度の変更を表わす鋳造速度
補正係数ｆはこの指数によってあらわすことができる。

第３図はノズル詰り指数を横軸に、鋳込速度の補正係数
を縦軸としたもので、ノズル詰り指数の低下、すなわ
ち、詰り発生により、タンディッシュ内に残った溶鋼レ
ベルに基づいて算出される吐出流量に見合って設定鋳込
速度が補正できる。従って、Ｃ値がＣ_２Ｃ₁と変化する
ことにより速度補正係数もｆ₂→ｆ₁ととり、設定鋳込速
度を低下させ、鋳造末期の鋳込速度の減速を図ることが
できる。なお、第３図中Ｃ₀とは、ノズル詰りの管理設
定値であり、タンディッシュ容量、ノズル径により設定
値が異なるが、ノズル詰りが発生し、この詰りが発達し
てゆくことによって鋳造に困難をきたし、このことか
ら、経験的に定められるものである。従って、この管理
設定値Ｃ₀以下になると、もはや正常な注入が困難とさ
れ、鋳込は停止される。

なお、（４）式におけるＦは直接測定できないが、次式
によって推定できる。

Ｆ＝ρ×Ｂ×１０^-3×（ｙ×１０^-3×ｖ／６０）……
（６）（Ｂ…モールド断面積、ｙ…モールドレベルの時間微分
（mm／秒）、ｖ…鋳造速度（ｍ／分））また、本発明では速度補正係数ｆによってパタン減速中
の速度に補正を行なう他、ノズル詰り指数Ｃが一定値Ｃ
₀より小さくなった時点でスライディングノズルを閉
じ、安定した自動鋳造停止制御をストランド個別毎に行
なうことができる。

実施例まず、４本ストランドのうちで、鋳造末期において、外
側ストランドを従来法によって制御し、その結果を第４
図（ａ）および（ｂ）に示す。鋳造末期となってタンデ
ィッシュ内の溶鋼ヘッドが下がると、モールド内の溶鋼
レベルも多少下がる。このときに、自動停止制御によ
り、鋳造速度がｖ₁に下がった結果、設定レベルまで一
時戻るが、外側ストランドであるため、ノズルの詰りが
進み、モールド内の溶鋼レベルが低下するほか、制御が
不安定になり、手動介入による停止に到った。

これに対し、本発明法による制御を第４図と同条件とし
て実験を行なった結果を第５図に示した。鋳造末期にな
って第５図（ａ）に示すようにノズル詰り指数は単調に
増加し、第５図（ｂ）のようなパタンで鋳造速度が減少
し、詰り指数がＣ₀を越えたところで鋳造速度を瞬時に
０にすることなく、一定の減速率を保って減少させるよ
うにしてある（詰り指数の算出ではｋ＝０．９５を用い
た）。この時のモールド内の溶鋼レベルの変化をみる
と、詰り指数がＣ_０を越えた時と鋳造速度を変更する直
前に若干のレベルの低下があるほかは、良好な制御が得
られていることがわかる。

本発明を実施して自動化した場合、効果は第６図に示
す。稼働当初は、パラメタ類（ｋおよび第２図の関係）
の調整が未完であったため、１時期手動介入が以前より
増加したが、以後、パラメタの調整が進み、外側ストラ
ンド（図中−△−で示す）のみならず、内側ストランド
（図中−〇−で示す）も手動介入の率が下がり、稼働４
ヶ月後には手動介入０を達成した。第１表は本発明の効
果をまとめた図である。

第１表で明らかなように、本発明実施後、最トップ部に
不良率および必要人員は共に低下し、また、ブレークア
ウトは皆無となった。

註１）稼動前半年間の平均２）稼動後４ヶ月目の１ヶ月間の平均＜発明の効果＞以上説明したように、本発明法によると、従来方式で問
題であった手動操作の介入によるプロセス制御の不安定
および鋳片最トップ部の品質不良は完全に解決され、特
に、多ストランドの連鋳機においても鋳造末期における
鋳片品質の向上および監視要員の削減が達成され、ま
た、ブレークアウトも皆無となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明法を実施する装置の一例の説明図、第２
図はノズルへの吹込ガスの流量と絶対流量係数との関係
を示すグラフ、第３図はノズル詰り指数と鋳込速度補正
係数の関係を示すグラフ、第４図（ａ）および（ｂ）は
それぞれ従来方法によって制御したときの鋳造速度とモ
ールド内溶鋼レベルの関係を示すグラフ、第５図
（ａ）、（ｂ）および（ｃ）はそれぞれ第４図と同一条
件における本発明方法によって制御したときのノズル詰
り指数、鋳造速度およびモールドレベルの関係を示すグ
ラフ、第６図は本発明方法を実施した前後の手動介入率
の変化を示すグラフ、第７図は従来例の制御方法を示す
説明図、第８図は従来例における鋳造速度とタンディッ
シュレベルの関係を示すグラフである。符号１……タンディッシュ２……溶鋼３……スライディングノズル４……モールド５……Ｒｌ式モールドレベル計６……スライディングノズル駆動シリンダ７……シリンダ位置検出器８……スライディングノズル制御装置９……ピンチロール１０……ピンチロール駆動モータ１１……タンディッシュ測量装置１２……鋳造速度制御装置１３……電磁誘導式タンディッシュレベル計１４……ノズルへの吹込ガスの流量計１５……鋳造速度計１６……ノズル詰り指数演算器１７……モールドレベル演算器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】タンディッシュからスライディングノズル
を介して鋳造する連続鋳造プロセスの末期において、こ
のタンディッシュ内の溶鋼レベルを電磁誘導式タンディ
ッシュレベル計で計測する一方、この計測量をタンディ
ッシュレベルの測量装置で計測される重量検出値より補
正して、タンディッシュ内の溶鋼レベルを求めると共
に、モールド内溶鋼にかかる溶鋼ヘッドを演算し、この
溶鋼圧力ヘッドならびに前記タンディッシュノズルに吹
込まれる吹込ガス量の各推移から各スライディングノズ
ルの軽・重度を示すノズル詰り指数を演算し、この演算
値に定められる鋳造速度の補正係数を鋳造速度制御装置
に与えて、この補正係数により鋳造速度を減速し、前記
ノズル詰り指数がノズル詰りが発生することを予測して
設定した管理値に達したときに鋳造を自動的に停止する
ことを特徴とする連続鋳造機における鋳造末期の自動停
止方法。