JPH0847762A

JPH0847762A - 連続鋳造方法

Info

Publication number: JPH0847762A
Application number: JP20797794A
Authority: JP
Inventors: Tomoharu Shimokasa; 知治下笠; Kazuma Inaoka; 数磨稲岡; Junichi Kawada; 淳一川田; Hiroyuki Mitake; 裕幸三武; Kazuhito Suemitsu; 一仁末光
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-08-08
Filing date: 1994-08-08
Publication date: 1996-02-20

Abstract

(57)【要約】【目的】溶鋼の偏流を正確に把握することにより、ブ
レークアウトを減少し、品質欠陥を少なくし、かつ浸漬
ノズルや鋳型の寿命の向上をはかる連続鋳造方法を提供
する。【構成】テーパー可変鋳型１３の面圧を測定し、測定
された面圧値と、測定された鋳造速度における予め求め
られた基準面圧値とを比較することにより、溶鋼の偏流
又は鋳型の異常摩耗等の鋳造異常を判別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テーパー可変鋳型を用
いた連続鋳造方法に係り、更に詳しくは、鋳型の面圧を
測定して鋳造状況を判断し、必要な対策を実施する連続
鋳造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にスラブ等の連続鋳造に用いる鋳型
は、１対の短辺ブロックと１対の長辺ブロックで囲まれ
た断面矩形の空間部を有し、前記一対の短辺ブロック
（テーパー可変鋳型）の傾斜角を可変にすると共に、各
ブロックに冷却水路を設け、該鋳型を振動フレームに取
付けて構成されている。そしてこの鋳型は、溶鋼が鋳型
面で凝固シェルを形成するとき、溶鋼の熱収縮に応じ得
るように、下方に向かって断面積が狭くなるようテーパ
ー状に形成されている。該鋳型の上方には、溶鋼を溜め
るタンディッシュが配置され、該タンディッシュに繋が
る浸漬ノズルを介して溶鋼を該鋳型に湯面制御を行いな
がら供給している。そして連続鋳造において、前記浸漬
ノズルが詰まる等の異変が生じた場合には、溶鋼の偏流
が生じ、偏流が生じると鋳型の異常摩耗が発生したり、
あるいは溶鋼が凝固シェルを破る等のブレークアウトが
発生する等の事故が発生する。そこで、従来は特開昭５
６−９５４６１号公報に一例が示されているように、溶
鋼の偏流が発生すると鋳型温度が変化することを利用
し、鋳型に温度検出素子を取付け、鋳造温度の定常温度
と測定温度とを比較して溶鋼の偏流を検出することが提
案されていた。また、特開昭５６−９９０５１号公報に
記載のように、鋳型に音響検出センサーを設けて鋳型の
テーパー角を制御する方法も一部において行われてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、鋳型の
温度を測定して偏流を検出することは可能であるが、該
方法によって実際の溶鋼の流れのエネルギーを捕らえる
ことはできないので、定量的に偏流を把握できず、精度
が良くないという問題がある。また、前記公報記載の鋳
型の温度測定では、鋳造速度が適正でないためあるいは
鋳型のテーパー角が適正でないために発生する鋳型下部
での異常摩耗等の判別は困難である。そして、特開昭５
６−９９０５１号公報記載の音響検出センサーによる判
定は鋳型テーパーの過大の検知はある程度は可能である
が、浸漬ノズルに起因する溶湯の偏流や、その他の音が
発生しない異常に対しては感知できないという問題があ
った。次に、テーパー可変鋳型のテーパー角は、定常の
高速鋳造において所定の凝固シェル厚さが確保されるよ
うに設定されているので、鋳造速度が低速の場合（例え
ば、鋳造開始時、タンディッシュ交換時、鋳造終了時）
に凝固シェルの厚さが所定厚さより厚くなって、これに
よって鋳造鋳型（特にテーパー可変鋳型）の摩耗が大き
くなり、ブレークアウトの増加や鋳型の寿命が低下する
という問題があった。本発明はこのような事情に鑑みて
なされたもので、溶鋼の偏流を正確に把握することによ
り、ブレークアウトを減少し、鋳造製品の品質欠陥を少
なくし、かつ鋳型の寿命の向上を図る連続鋳造方法を提
供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載の連続鋳造方法は、テーパー可変鋳型を用いた連続
鋳造方法において、前記テーパー可変鋳型の面圧を測定
し、該測定された面圧値と、測定された鋳造速度におけ
る予め求められた基準面圧値とを比較することにより、
溶鋼の偏流又は鋳型の異常摩耗等の鋳造異常を判別する
ように構成されている。請求項２記載の連続鋳造方法
は、テーパー可変鋳型を用いた連続鋳造方法において、
前記テーパー可変鋳型の面圧を測定し、該測定された面
圧値と、測定された鋳造速度における予め求められた基
準面圧値とを比較することにより、鋳造異常を判別し、
状況に応じて鋳造速度の変更、鋳型のテーパーの変更、
浸漬ノズルの交換、及び浸漬ノズルの浄化ガス流量の変
更の何れか１又は２以上を行い、適正鋳造を行うように
構成されている。請求項３記載の連続鋳造方法は、テー
パー可変鋳型を用いた連続鋳造方法において、前記テー
パー可変鋳型の面圧を測定し、該測定された面圧値が、
測定された鋳造速度における予め求められた基準面圧値
に近づくように、テーパー可変鋳型の角度を制御するよ
うに構成されている。そして、請求項４記載の連続鋳造
方法は、請求項１〜３の何れか１項に記載の連続鋳造方
法において、面圧の測定は、前記テーパー可変鋳型の傾
斜角を変える油圧シリンダーの油の圧力を測定するよう
に構成されている。

【０００５】

【作用】浸漬ノズルから送られる溶湯に偏流が生じた場
合には、片側のテーパー可変鋳型に衝撃圧力がかかり、
更には溶湯の流れない側については、早く冷却されるの
で、凝固が速くなり、これによってテーパー可変鋳型に
通常より大きな荷重がかかることになる。そこで、請求
項１〜４記載の連続鋳造方法においては、テーパー可変
鋳型が受ける面圧は、鋳造速度によって変わることを考
慮して、予め正常の操業時の鋳造速度におけるテーパー
可変鋳型が受ける面圧を測定して基準面圧を測定して求
めておき、実際の操業にあっては、鋳造時のテーパー可
変鋳型の面圧を駆動する油圧シリンダーの油の圧力ある
いは直列に接続されたロードセル等によって測定してお
き、測定面圧と前記基準面圧とを比較して、溶湯の偏流
又はテーパー可変鋳型の傾斜角度異常等の鋳造異常を判
別している。

【０００６】請求項２記載の連続鋳造方法においては、
更に前記テーパー可変鋳型の面圧測定値と前記基準測定
値を比較し、鋳造速度を考慮して現象判定を行い、鋳造
速度の変更、鋳型のテーパーの変更、浸漬ノズルの交
換、及び浸漬ノズルの浄化ガス流量の変更の何れか１又
は２以上を行って正常状態に戻すようにしている。そし
て、請求項３記載の連続鋳造方法においては、更に測定
した面圧値と基準面圧値とを比較して、テーパー可変鋳
型の傾斜角を制御し、基準面圧値になるように制御して
いるので、操業状態に応じてテーパー可変鋳型のテーパ
ー角を自動制御できる。特に、請求項４記載の連続鋳造
方法においては、油圧シリンダーの油の圧力は面圧に一
次的な関係にあるので、鋳造鋳型に改造等を加えること
なく行える。更に、油の圧力の測定は簡便に電気信号に
変換できるので、自動制御等が容易となる。

【０００７】

【実施例】続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明
を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解に供す
る。ここに、図１は本発明の第１の実施例に係る連続鋳
造方法を適用した連続鋳造装置の概略説明図、図２は高
速鋳造時および低速鋳造時の鋳型のテーパー率Ｈ、Ｌを
説明する説明図、図３は本発明の第２の実施例を説明す
るグラフである。図１に示すように、本発明の第１の実
施例に係る連続鋳造方法を適用した連続鋳造装置１０
は、図示しない一対の長辺ブロック及び一対の傾斜可能
な短辺ブロックからなるテーパー可変鋳型１３を備えた
鋳型１１と、図示しないタンディッシュ内の溶鋼を該
鋳型１１内へ流出させる浸漬ノズル１２と、該鋳型１１
を構成する対となるテーパー可変鋳型１３にそれぞれ取
付けられた上下のステッピングシリンダー１４、１５と
を有して構成されている。以下、これらについて詳しく
説明する。

【０００８】前記鋳型１１の左右のテーパー可変鋳型１
３には、鋳造スラブの幅及びテーパー角を可変可能なよ
うに上下部に２のステッピングシリンダー１４、１５
が、軸受部１６、１７を介して回動可能にそれぞれ取付
けられ、油圧駆動のステッピングシリンダー１４、１５
を伸縮することによって、前記テーパー可変鋳型１３の
幅及びテーパー角を変えることができるようになってい
る。前記浸漬ノズル１２には、先端部に溶鋼を鋳型１１
の幅方向へ流出させるように吐出口１８が２ヶ所設けら
れ、該吐出口１８は背向かいに配置され、その吐出方向
がテーパー可変鋳型１３を向くようになっている。

【０００９】前記ステッピングシリンダー１４、１５の
元側の油圧配管には切換弁１９、２０が設けられ、該切
換弁１９、２０と前記ステッピングシリンダー１４、１
５との間には、鋳造時の該ステッピングシリンダー１
４、１５の背圧をそれぞれ測定し、測定信号を制御装置
２１に送ることのできる背圧センサー２２〜２５が取付
けられている。また、連続鋳造装置１０には、鋳造速度
を検出する図示しない鋳造速度センサー（例えば、鋳造
されたスラブに当接するガイドローラに設けられたロー
タリエンコーダ）が設けられ、鋳造速度を制御装置２１
に入力できるようになっている。このように、ステッピ
ングシリンダー１４、１５の背圧を測定することによっ
て、テーパー可変鋳型１３の面圧が測定できることにな
る。なお、前記ステッピングシリンダー１４、１５とし
て通常の油圧シリンダー等を使用することもでき、更に
は前記背圧センサー２２〜２５の代わりに、ステッピン
グシリンダー１４、１５に直接ロードセル等を取付ける
こともできる。

【００１０】なお、前記制御装置２１には、前記背圧セ
ンサー２２〜２５の信号をデジタル信号に変換する回
路、ＣＰＵ及び必要なメモリを備え、予め通常操業時の
ベストの条件の基準面圧値となる基準データーがその鋳
造速度と共にインプットされており、鋳造時のそれぞれ
の背圧測定データーと前記基準データを比較し、備えら
れたディスプレイ上にその対応策を表示でき、更に電気
的な出力も可能となっている。

【００１１】続いて、本発明の第１の実施例に係る連続
鋳造方法について説明する。図１に示すように、ステッ
ピングシリンダー１４、１５を駆動して、溶融金属の凝
固収縮等の条件を考慮し、過去のデーターから最適の鋳
造ができるようにテーパー可変鋳型１３のテーパー角を
設定後、切換弁１９、２０を閉とし鋳造作業を開始す
る。鋳造時鋳型１１には、浸漬ノズル１２の吐出口１８
から溶鋼が流出し、該溶鋼は矢印のようにテーパー可変
鋳型１３側へ流れる。鋳造中、該テーパー可変鋳型１３
には、溶鋼の静圧、凝固シェルの形成、さらには溶鋼の
流出による動圧などの影響による圧力を受けているの
で、常時その圧力値を、ステッピングシリンダー１４、
１５のピストン側の油の圧力を背圧センサー２２〜２５
によって測定し、各測定値を前記鋳造速度センサーの出
力と共に制御装置２１へ入力している。

【００１２】前記テーパー可変鋳型１３は左右対称に配
置され、通常は浸漬ノズル１２からの溶鋼が左右均等に
吐出しているので、他の条件、例えば凝固シェルの形成
状態、潤滑パウダーの潤滑状態等が同一であれば面圧に
対応する背圧センサー２２、２３及び背圧センサー２
４、２５はそれぞれ同じ圧力を示し、更には正常操業状
態であれば基準データ値とも一致することになる。とこ
ろが、浸漬ノズル１２の吐出口１８に異物が付着して、
該吐出口１８が縮小した場合、溶鋼は両側のテーパー可
変鋳型１３方向へ均等に流れず、偏流を生じることにな
る。ここで、テーパー可変鋳型１３のテーパー角は、鋳
造速度とテーパー可変鋳型１３の面圧に応じて決めてい
るが、鋳造速度が通常の速度の場合に、テーパー可変鋳
型１３の面圧（特に上側）が通常操業時より大きくなれ
ば、この原因は、溶鋼の偏流によるものであると考えら
れる。そこで、対策として鋳造速度を遅くして溶鋼の噴
出を減らすことによって偏流の影響を小さくし、さらに
浸漬ノズル１２内にアルゴンガスを通常時以上の量吹き
込んで付着物を除去するか、又は浸漬ノズル１２を新し
いものと交換するかを実施する。

【００１３】次に、鋳造速度が通常の速度より遅い場
合、つまり溶鋼の偏流の影響がない場合にもかかわら
ず、テーパー可変鋳型１３の面圧（特に下側）が通常操
業時より大きい時は、この原因として、テーパー可変鋳
型１３のテーパー角が大きく、凝固シェルの生成が大き
いために、凝固シェルがテーパー可変鋳型１３の下部に
異常接触するためであると考えられる。そこで、この場
合の対策として、テーパー可変鋳型１３のテーパー角を
小さくして、凝固シェルの生成異常を押え、抵抗を小さ
くする。

【００１４】

【表１】

【００１５】表１は本発明の第１の実施例に係る連続鋳
造方法を適用した操業例１〜４と、通常操業ベースであ
る比較例とを示したものである。この比較例は通常操業
のベストの条件を示している。まず、鋳造速度は、操業
例１〜３の場合通常操業時の速度であるが、操業例４で
は速度が遅い場合である。そして、前記背圧センサー２
２〜２５によって測定される鋳型の面圧は、操業例１〜
４においては比較例より大きくなって測定され、これに
よって操業異常を検知した。そこで、鋳造速度を考慮し
て、操業例１においては過去のデータから浸漬ノズルの
偏流が大であると判断し、対策として鋳造速度を１．０
ｍ／分から０．３ｍ／分に落とし、鋳型のテーパーも僅
少の範囲で小さくし、さらに浸漬ノズルの交換も行っ
た。アルゴンガスの洗浄については浸漬ノズルが新品で
あるので、そのままとした。この対策をとった結果とし
て、偏流および凝固シェルの生成異常が解消され鋳造速
度を１．０ｍ／分に戻しても鋳型面圧は比較例と同程度
に下がった。

【００１６】次に、操業例２の場合、浸漬ノズルの偏流
が大であるが浸漬ノズルの交換までは必要としないと判
断し、鋳造速度１．７ｍ／分を１．４ｍ／分に落とし、
アルゴンガスの洗浄量を通常の１〜２（Ｎｌ／分）から
少し増加して２〜３（Ｎｌ／分）とした。その結果、浸
漬ノズルに付着していた異物が除去され偏流が解消さ
れ、鋳造速度を１．７ｍ／分に戻しても鋳型面圧は比較
例と同程度に下がった。そして、操業例３の場合、アル
ゴンガスの洗浄量のみを少し増加して２〜３（Ｎｌ／
分）とした結果、鋳型面圧は比較例と同程度になった。
操業例４では、鋳造速度が遅いので、浸漬ノズルからの
溶鋼の速度は遅く、従って偏流による圧力増加は考え難
い。従って、背圧センサーの測定値が通常より大きい場
合には、シェル形成が大であると判断される。対策とし
て、鋳型のテーパーを小さくしただけで、結果として、
鋳型下部の凝固シェルの生成異常が解消され、鋳型面圧
が比較例と同程度に下がった。

【００１７】以上のような対策をとった結果、表１に示
すように、操業例１〜４と比較例を比較すると、品質の
向上、ブレークアウト率の減少、鋳型寿命の向上、およ
び浸漬ノズルの寿命の向上がみられた。なお、ここで品
質の向上とは、介在物による欠陥が減少したことを意味
する。また、鋳型寿命比および浸漬ノズル寿命比とは、
比較例を１．０とした場合の割合を示す。

【００１８】次いで、図２、３により本発明に係る第２
の実施例について説明する。図２は高速鋳造時および低
速鋳造時の鋳型のテーパー率Ｈ、Ｌを説明する説明図、
図３は本発明の第２の実施例を説明するグラフである。
鋳造速度が低速になる程、周囲からの冷却によって凝固
シェル厚さは厚くなり、テーパー可変鋳型１３、特に下
側の摩耗が大きくなる。この凝固シェル厚さによる影響
はステッピングシリンダー１４、１５の背圧を検出する
背圧センサー２２〜２５によってチェックできる。従来
は、鋳造スタートから鋳造終了までのテーパー率（図２
にその定義を示す）は、高速鋳造速度時で最適条件とな
るように設定された状態で鋳造していたので、鋳造スタ
ート時や鋳造終了時には、鋳造速度が遅いため凝固シェ
ル厚さが厚くなって、凝固シェルがテーパー可変鋳型１
３の下部と過度に摺動するという問題が生じていた。

【００１９】そこで、本発明の第２の実施例では、図３
に示すように、スタート時にテーパー率Ｌで開始し、鋳
造速度が上昇するに応じて、テーパー率を徐々に上昇
し、通常操業の高速鋳造時点でテーパー率がＨとなるよ
うに変更する。高速鋳造時ではテーパー率をＨで一定と
するが、鍋交換のために鋳造速度を落とす時には、鋳造
速度に応じてテーパー率をＨから徐々にＬに変更し、鍋
交換時はテーパー率をＬで一定に保つ。さらに鍋交換が
終了して、再び鋳造速度を上昇する場合には、スタート
時と同様に、テーパー率をＬから徐々にＨに変更する。
鋳造終了時もテーパー率をＨから徐々にＬに変更する。
このときの制御は、予め前記背圧センサー２２〜２５に
よって、鋳造速度毎のテーパー可変鋳型１３の受ける面
圧を測定して背圧基準値（即ち、基準面圧値）を決定
し、該背圧基準値に近づくように、テーパー可変鋳型の
角度を制御する。以上のように、面圧を測定して鋳造速
度に応じて鋳型のテーパー率を変更することにより、従
来のように鋳造速度が遅い場合に生ずる鋳型短辺の摩耗
という問題を避けることができる。

【００２０】

【発明の効果】請求項１〜４記載の連続鋳造方法におい
ては、予め鋳造速度に対応するテーパー可変鋳型の基準
面圧値をデーターとして用意し、実際の鋳造にあっては
テーパー可変鋳型の面圧を測定し、これと前記データー
を比較しながら、連続鋳造を行っているので、オンライ
ンで鋳造状況を把握でき、必要な対策をすぐ取ることが
できる。特に、請求項２記載の連続鋳造方法において
は、前記対策として、鋳造速度の変更、鋳型のテーパー
の変更、浸漬ノズルの交換及び浸漬ノズルの洗浄ガスの
流量の変更の何れか１又は２以上の対策を行なうので、
その結果として、ブレークアウトが減少し、品質が向上
し、浸漬ノズルおよび鋳型寿命の向上が可能となる。請
求項３記載の連続鋳造方法においては、測定された面圧
値と基準面圧値を比較しながら、テーパー可変鋳型の角
度を自動制御するようにしているので、速度に対応した
面圧になるようにテーパー可変鋳型のテーパー角を制御
することができ、これによって鋳型の異常摩耗が防止で
きる。特に、請求項４記載の連続鋳造方法においては、
面圧をテーパー可変鋳型の傾斜角を変える油圧シリンダ
ーの油の圧力を測定することによって行っているので、
極めて簡単であり、従来の鋳造装置であってもそのまま
適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る連続鋳造方法を適
用した連続鋳造装置の概略説明図である。

【図２】高速鋳造時および低速鋳造時の鋳型のテーパー
率Ｈ、Ｌを説明する説明図である。

【図３】本発明の第２の実施例に係る連続鋳造方法を説
明するグラフである。

【符号の説明】

１０連続鋳造装置１１鋳型１２浸漬ノズル１３テーパー可変鋳型１４ステッピングシリンダー１５ステッピングシリンダー１６軸受部１７軸受部１８吐出口１９切換弁２０切換弁２１制御装置２２背圧センサー２３背圧センサー２４背圧センサー２５背圧センサー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三武裕幸福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号新日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者末光一仁福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号新日本製鐵株式会社八幡製鐵所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】テーパー可変鋳型を用いた連続鋳造方法
において、前記テーパー可変鋳型の面圧を測定し、該測
定された面圧値と、測定された鋳造速度における予め求
められた基準面圧値とを比較することにより、溶鋼の偏
流又は鋳型の異常摩耗等の鋳造異常を判別することを特
徴とする連続鋳造方法。
【請求項２】テーパー可変鋳型を用いた連続鋳造方法
において、前記テーパー可変鋳型の面圧を測定し、該測
定された面圧値と、測定された鋳造速度における予め求
められた基準面圧値とを比較することにより、鋳造異常
を判別し、状況に応じて鋳造速度の変更、鋳型のテーパ
ーの変更、浸漬ノズルの交換、及び浸漬ノズルの浄化ガ
ス流量の変更の何れか１又は２以上を行い、適正鋳造を
行うことを特徴とする連続鋳造方法。
【請求項３】テーパー可変鋳型を用いた連続鋳造方法
において、前記テーパー可変鋳型の面圧を測定し、該測
定された面圧値が、測定された鋳造速度における予め求
められた基準面圧値に近づくように、テーパー可変鋳型
の角度を制御することを特徴とする連続鋳造方法。
【請求項４】面圧の測定は、前記テーパー可変鋳型の
傾斜角を変える油圧シリンダーの油の圧力を測定するこ
とによって行う請求項１〜３の何れか１項に記載の連続
鋳造方法。