JPH07284898A - 連続鋳造における鋳込中幅替方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋼の連続鋳造の鋳込中幅替時にも定常状態と
変わらない鋳片支持を行い、短辺バルジングを防止し、
ＢＯや鋳片品質悪化の防止する。 【構成】 鋳型短辺３と鋳型直下の短辺支持装置６とを
分離すると共に、前記短辺支持装置６を小分割し、それ
ぞれに駆動装置７を取付けるなどして鋳込方向に複数の
鋳片支持点を鋳片幅方向に進退移動可能とし、定常鋳込
中および鋳込中幅替時に、鋳片短辺の傾斜に応じて短辺
支持装置６の各鋳片支持点を移動調節して鋳型直下にお
ける鋳片短辺を支持する。鋳型短辺直下における鋳片短
辺が複数の鋳片支持点によって常に支持され、短辺バル
ジングが効果的に防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、鋼の連続鋳造中に鋳
型短辺を移動させて鋳片幅を縮小または拡大するに際
し、鋳片の短辺バルジングを防止することのできる鋳込
中幅替方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造は、鋳型内に鋳込まれた溶鋼を
鋳型内の冷却水により一次冷却して外皮に凝固シェルを
形成し、続くガイドロール群内で二次冷却して凝固を促
進しつつ鋳片をピンチロールで連続的に引き抜く方法で
あり、このような連続鋳造において、生産性や歩留りの
向上等の点から鋳型への鋳込みを停止することなく鋳片
幅を変更する技術が重要となってきている。

【０００３】鋳片幅を変更するには、図１０に示すよう
に、下方に向かって狭まるテーパーが付された一対の鋳
型長辺２間に、一対の鋳型短辺３を移動可能に配設した
幅可変鋳型１を使用し、この一対の鋳型短辺３を上下に
一対の電動または油圧の駆動装置４で相互に接近・離隔
する方向に進退移動させて鋳込中に鋳片幅を縮小または
拡大している。

【０００４】図１１は、鋳型短辺３の幅替え（幅縮小）
を示すもので、の定常鋳込状態においては、通常、凝
固収縮量を考慮して下方に向かって狭まる次式のテーパ
ー量ΔＷを付加している。

【０００５】

【数１】

【０００６】このテーパー量ΔＷを保持しつつ定常鋳込
状態から鋳型短辺３を平行移動させて幅縮小方向に幅
替えを実施すると、鋳型短辺がからまで移動する時
に鋳片が受けるテーパー量ΔＷ_S は、次式のようにな
る。この式から明らかなように、鋳片が受けるテーパー
量ΔＷ_S は定常状態よりも大きくなっており、強テーパ
ーにより鋳片品質に悪影響を及ぼすという問題点があ
る。

【０００７】

【数２】

【０００８】そのため、従来においては、図１２に示す
ように、幅縮小時には鋳型短辺３を前傾させて移動させ
た後、後傾させて傾斜を元に戻し、幅拡大時には鋳型短
辺３を後傾させて移動させた後、前傾させて傾斜を元に
戻し、幅替中でも鋳片の受ける鋳型短辺からのテーパー
量を定常鋳込中と同じになるようにし、鋳型短辺と鋳片
間のエアギャップや鋳型短辺による鋳片の過大な押し込
みを無くし、幅替中の短辺バルジンクやブレークアウト
を防止するという方法が開発されている（例えば、特公
平 2-19743号公報，特公平 4-18936号公報など) 。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ような幅替え方法において、鋳型短辺直下（トップゾー
ンＴ／Ｚ）における短辺支持は、図１３に示すような鋳
型短辺３に直結・固定されたフットロール５０によるも
のが多く、定常鋳込中は凝固収縮に見合った短辺支持が
ほぼ可能であるが、鋳込中幅替時は鋳型短辺３とフット
ロール５０がほぼ一直線上に並んでいるため、凝固収縮
に見合った支持をすることができない、あるいはフット
ロール５０が鋳片短辺を押し込んでしまう（図１３(b)
参照）などの問題がある。

【００１０】なお、図１４に示すように、鋳型短辺３と
鋳型直下の短辺サポートロール１００が独立している場
合でも、幅替中は鋳片短辺支持は不可能であり、短辺バ
ルジングを防止するためには、短辺スプレー１０１によ
る水量を増加して対応していた（特開昭1-321055号公
報) 。

【００１１】しかし、これでも幅替中の水量バランスが
崩れ、幅替中にブレークアウトが発生したり、鋳片コー
ナー部が過冷になるという問題点があった。

【００１２】この発明は、前述のような問題点を解消す
べくなされたもので、その目的は、幅替中においても短
辺バルジングを効果的に防止することができ、短辺ブレ
ークアウトや鋳片品質の悪化を防止することのできる鋳
込中幅替方法を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明は、連続鋳造中
に鋳型短辺を移動させることにより鋳片幅を縮小または
拡大する鋳込中幅替方法において、鋳型短辺と鋳型直下
の短辺支持装置とを分離すると共に、前記短辺支持装置
の鋳込方向に複数の鋳片支持点を鋳片幅方向に進退移動
可能とし、定常鋳込中および鋳込中幅替時に、鋳型直下
における鋳片短辺の傾斜に応じて短辺支持装置の各鋳片
支持点を移動調節して鋳型直下における鋳片短辺を支持
する。

【００１４】短辺支持装置は、サポートロール装置を鋳
込方向に複数に小分割してそれぞれに駆動装置を取付け
て移動調節する構成、全体のサポートロール装置のテー
パー量を一対の駆動装置により連続的に可変とする構
成、サポートロールを１個ずつ独立させ各サポートロー
ルを駆動装置により移動調節する構成などを採用するこ
とができる。

【００１５】鋳型短辺の幅替移動工程は、鋳型短辺上部
速度Ｖ_u が鋳型短辺下部速度Ｖ_l よりも大のステップＩ
と、鋳型短辺がＶ_u ＝Ｖ_l で平行移動するステップII
と、Ｖ_u がＶ_l よりも小のステップIII に区分して行
う。

【００１６】

【作用】以上のような構成において、定常鋳込中および
鋳込中幅替時に、短辺支持装置の鋳片支持点が鋳片幅方
向に移動調節され、鋳型短辺直下における鋳片短辺が複
数の鋳片支持点によって常に支持され、短辺バルジング
が効果的に防止される。

【００１７】鋳型短辺は前傾平行移動状態（幅縮小) あ
るいは後傾平行移動状態（幅拡大) により幅替中でも鋳
片の受けるテーパー量が定常状態と同じになり、強テー
パー状態が解消され、前記短辺支持装置による鋳型短辺
直下の支持と相まって短辺バルジングが効果的に防止さ
れる。

【００１８】

【実施例】以下、この発明を図示する一実施例に基づい
て詳細に説明する。図１に示すように、一対の鋳型長辺
２と一対の鋳型短辺３からなる幅可変鋳型１から出た鋳
片Ｓの長辺側は、鋳型直下からピンチロールの手前まで
配設された二次冷却帯としてのガイドロール群５により
支持されており、短辺側は鋳型直下のトップゾーンＴ／
Ｚにおける短辺支持装置６で支持されている。

【００１９】本発明では、このトップゾーンの短辺支持
装置６を、サポートシュー装置６_-1，サポートロール装
置６_-2，サポートロール装置６_-3に分割し、かつ鋳型短
辺３と同様の電動または油圧の駆動装置７でそれぞれが
独立して駆動されるようにする。なお、この実施例で
は、各短辺支持装置６の鋳片Ｓとの当接面には、予め一
定のテーパーを形成しておく。

【００２０】鋳型短辺３の駆動装置４および短辺支持装
置６の駆動装置７には、それぞれ制御器８，９が接続さ
れ、プロセスコンピューター１０の指令に基づいて次の
ように制御される。

【００２１】＜定常鋳込中＞ (1) 鋳型短辺 鋳型短辺３を上下一対の駆動装置４で移動させ、凝固収
縮量を考慮した前述の（１）式のテーパー量ΔＷを付加
する。

【００２２】(2) 鋳型短辺直下 各短辺支持装置６に予め付加されている一定のテーパー
量は、幅替前と幅替後との両方で充分な支持を行えるよ
うに、幅替量の中間幅時の凝固収縮に合わせて決定して
おくとよい。

【００２３】このような各短辺支持装置６を駆動装置７
で移動させ、鋳片の凝固収縮量に応じて各装置の上端位
置を調節する（図２参照）。本来、凝固収縮量は鋳片
幅，鋼種，鋳造速度（＝温度）などによって変わるの
で、これに対応するために、各短辺支持装置６を次式に
よって制御する。

【００２４】

【数３】

【００２５】ここで、各短辺支持装置６の上端位置を通
過する鋳片幅Ｗ_unは、計算値や経験値をプロセスコンピ
ューター１０に予め入力しておいて、これを使用しても
よいし、あるいは適当なセンサーで各短辺支持装置６の
上端での鋳片幅を計測し、この実測値を使用するように
してもよい。

【００２６】凝固収縮補正量β_unは鋳片幅，鋼種，鋳造
速度などに対応した値がプロセスコンピューター１０に
予め入力されている。以上により、各短辺支持装置の位
置が前後に進退移動して最適位置に位置し、鋳片短辺を
絶えず最適に支持することができる。

【００２７】＜鋳込中幅狭め時＞鋳込中幅替時も極力定
常状態に近づけることが基本である。

【００２８】(1) 鋳型短辺 前述した鋳型短辺３による強テーパーを避けるために、
幅替中のテーパー量ΔＷ’を次式のように設定し、図３
の前傾平行移動状態で幅替えを実施する。

【００２９】

【数４】

【００３０】図３に示すように、鋳型短辺３は前傾（逆
テーパー）のテーパー量となり、幅替中でも鋳片の受け
るテーパー量（ΔＷ_s ) は定常状態と同じになる。実際
の鋳型の動きは、図４，図５に示すように、鋳型短辺３
の上部速度Ｖ_umを下部速度Ｖ_lmよりも大きくして前傾移
動させるステップＩ、Ｖ_um＝Ｖ_lmで平行移動させるステ
ップII、上端速度Ｖ_umを減速して定常テーパーに戻すス
テップIII からなる。

【００３１】（４）式に従う部分はステップIIである。

【００３２】図５(b) に鋳型短辺３の移動量を示す。最
終的に、鋳型短辺３のテーパー量は縮小幅に対応した幅
替前よりも小さい値に設定される。

【００３３】(2) 鋳型短辺直下 鋳型短辺直下の支持も同様に定常状態を保持して行う。
この場合、鋳型短辺直下の鋳片は、図６に示すように、
鋳型内の正テーパーに対して逆テーパーとなり、またこ
の逆テーパーが鋳型短辺の移動に伴って変化するため、
各短辺支持装置６を鋳型短辺２の移動に合わせて上から
順に移動させながら位置制御する。即ち、鋳片幅変化量
と凝固収縮量に応じて各短辺支持装置６の下端位置を次
式によって位置制御する。

【００３４】

【数５】

【００３５】この場合も、各短辺支持装置６の上端位置
を通過する鋳片幅Ｗ_lnは、幅替中の各時刻における計算
値や経験値をプロセスコンピューター１０に予め入力し
ておいて、これを使用してもよいし、あるいは適当なセ
ンサーで幅替中の各時刻における各短辺支持装置６の下
端での鋳片幅を計測し、この実測値を使用するようにし
てもよい。

【００３６】以上により、鋳型短辺幅替中でも小分割し
た短辺支持装置６で鋳片Ｓが常に最適に支持され、短辺
バルジングが防止される。

【００３７】＜鋳込中幅広げ時＞ (1) 鋳型短辺 （４）式に従って鋳型が移動する（鋳型の移動速度
Ｖ_m ’は正となる）。この場合、短辺鋳型３は、図７に
示すように、後傾のテーパー量となるが、幅縮小の場合
と同様に、幅替中でも鋳片の受けるテーパー量は定常状
態と同じになる。

【００３８】実際の鋳型の動きは、幅縮小と同様であ
り、図７に示すように、鋳型短辺３の上部速度Ｖ_umを下
部速度Ｖ_lmよりも大きくして後傾移動させるステップ
Ｉ、Ｖ_um＝Ｖ_lmで平行移動させるステップII、上端速度
Ｖ_umを減速して定常テーパーに戻すステップIII からな
る。（４）式に従う部分はステップIIである。

【００３９】(2) 鋳型短辺直下 （３）式に従って、幅広げ時でも最適支持が行われる。
この場合、鋳型短辺直下の鋳片は、図７に示すように、
鋳型内と同様に正テーパーとなるが、この正テーパーが
鋳型短辺の移動に伴って変化するため、幅縮小と同様に
各短辺支持装置６を鋳型短辺２の移動に合わせて上から
順に移動させながら位置制御する。即ち、鋳片幅変化量
と凝固収縮量に応じて各短辺支持装置６の上端位置を
（３）式によって位置制御する。

【００４０】各短辺支持装置６の上端位置を通過する鋳
片幅Ｗ_unおよび凝固収縮補正量β_unについては幅縮小時
と同様である。

【００４１】なお、トップゾーンの短辺支持装置６は、
前述の装置に限定されることなく、図８に示す短辺支持
装置を使用することもできる。図８(a) は、全てサポー
トロール装置６１としたもので、図１と同様にテーパー
量は一定として駆動装置７１で独立して進退移動させ
る。

【００４２】図８(b) は小分割することなく、トップゾ
ーンの短辺支持装置を一体のテーパーサポート装置６２
としたもので、上下に配置した一対の駆動装置７２で鋳
片の傾斜に応じて装置のテーパー量を連続的に可変とす
る。

【００４３】図８(c) はサポートロール６３を一つずつ
独立させたもので、それぞれに設けた駆動装置７３で進
退移動させる。

【００４４】次に、図９に示すのは、鋳型短辺を図４，
図５に基づいて移動制御し、鋳型直下の短辺支持装置６
も図６または図７に従って移動制御して幅替えを行い、
短辺バルジングとフレークアウトの発生回数を調べた結
果である。短辺バルジング量および幅替中のＢＯ回数共
に大幅に減少していることがわかる。

【００４５】

【発明の効果】前述の通り、この発明は、鋳型短辺と鋳
型直下の短辺支持装置とを分離すると共に、前記短辺支
持装置の鋳込方向に複数の鋳片支持点を鋳片幅方向に進
退移動可能とし、定常鋳込中および鋳込中幅替時に、鋳
片短辺の傾斜に応じて短辺支持装置の各鋳片支持点を移
動調節して鋳型直下における鋳片短辺を支持するように
したため、鋳型直下における短辺バルジングを効果的に
防止することができ、短辺ブレークアウトの発生や鋳片
品質悪化を解消することができる。

【００４６】また、鋳型短辺の幅替移動を前傾平行移動
状態（幅縮小) あるいは後傾平行移動状態（幅拡大) に
より幅替中でも鋳片の受けるテーパー量が定常状態と同
じになるようにすることで、強テーパーあるいは弱テー
パーが解消され、前記短辺支持装置による鋳型短辺直下
の支持と相まって短辺バルジングを効果的に防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る鋳込中幅替方法を実施するため
の装置を示す概略図である。

【図２】定常鋳込中の短辺支持装置を示す概略図であ
る。

【図３】この発明の鋳型短辺の幅替移動を示す線図であ
る。

【図４】この発明の幅替移動の鋳型短辺の動きを順に示
す概略図である。

【図５】図４における(a) 幅替速度と(b) モールド移動
量を示すグラフである。

【図６】この発明の幅縮小状態を順に示す概略図であ
る。

【図７】この発明の幅拡大状態を順に示す概略図であ
る。

【図８】(a) 〜(c) は短辺支持装置の変形例を示す概略
図である。

【図９】この発明による（ａ）短辺バルジング量の低減
効果と(b) 幅替中ＢＯ回数の減少効果を示すグラフであ
る。

【図１０】一般の幅可変鋳型を示す斜視図である。

【図１１】従来の鋳型短辺の移動を示す線図である。

【図１２】従来の鋳型短辺の移動状態を示す概略図であ
る。

【図１３】従来のフットロールを示す概略図である。

【図１４】従来の短辺サポートロールを示す概略図であ
る。

【符号の説明】

１…幅可変鋳型 ２…鋳型長辺 ３…鋳型短辺 ４…駆動装置 ５…ガイドロール群 ６…短辺支持装置 ７…駆動装置 ８，９…制御器 １０…プロセスコンピュータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関野 一人 茨城県鹿島郡鹿島町大字光３番地 住友金 属工業株式会社鹿島製鉄所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続鋳造中に鋳型短辺を移動させること
   により鋳片幅を縮小または拡大する鋳込中幅替方法にお
   いて、 鋳型短辺と鋳型直下の短辺支持装置とを分離すると共
   に、前記短辺支持装置の鋳込方向に複数の鋳片支持点を
   鋳片幅方向に進退移動可能とし、定常鋳込中および鋳込
   中幅替時に、鋳型直下における鋳片短辺の傾斜に応じて
   短辺支持装置の各鋳片支持点を移動調節して鋳型直下に
   おける鋳片短辺を支持することを特徴とする連続鋳造に
   おける鋳込中幅替方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の鋳込中幅替方法におい
   て、鋳型短辺の幅替移動工程は、鋳型短辺上部速度Ｖ_u
   が鋳型短辺下部速度Ｖ_l よりも大のステップＩと、鋳型
   短辺がＶ_u ＝Ｖ_l で平行移動するステップIIと、Ｖ_u が
   Ｖ_l よりも小のステップIII に区分されていることを特
   徴とする鋳込中幅替方法。