JPH10328803A - 冷却水量制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 連続鋳造中に行われる鋳片幅変更に対して鋳
片表面温度を一定に保持すべく冷却水量を制御すること
ができる冷却水量制御方法を提供する。 【解決手段】 操業条件入力手段９から入力される基準
鋳込速度に基づいて複数の鋳込速度を決定し、操業条件
入力手段９から入力される基準鋳片幅及び前記鋳込速度
に基づいて予め各冷却ゾーンの冷却水量及び水流密度を
演算しておき、回転センサ５a ，５a ，…から鋳込速度
を、幅寸法検出手段３a から鋳片幅を、流量計６a ，６
a ，…から冷却水量を夫々取込んだ後、取込結果から各
冷却ゾーンの水流密度を演算し、取込んだ鋳込速度に応
じた水流密度を演算した水流密度から選択して目標水流
密度とし、演算した水流密度及び目標水流密度の偏差に
基づいて演算した冷却水量を補正し、この冷却水量に基
づいて各冷却ゾーンの冷却水量を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、連続鋳造機の２次
冷却帯における冷却水量制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造機は、上下に夫々開口部を有す
る筒形の鋳型の上側開口部より溶湯を注入し、該鋳型の
内壁との接触により冷却（１次冷却）して、外側を凝固
シェルにより被覆された鋳片を得て、該鋳片を鋳型の下
側開口部から連続的に引き抜き、この引抜経路上に配設
した複数の冷却水ノズルから噴射される冷却水により更
に冷却（２次冷却）し、内部に至るまで凝固が進行した
段階で所定の長さに切断して製品鋳片を得るものであ
る。

【０００３】１次冷却では、鋳片が冷却の進行に伴って
収縮し、所定の厚みの鋳片を得るために鋳片の厚み方向
を固定された鋳型との接触状態が失われ、冷却効率が低
下していく。

【０００４】２次冷却は、これを補助するために実施さ
れるものであり、鋳型から引き抜いた後の鋳片に冷却水
を噴射し、凝固シェルの生成を高速で行なう。この冷却
強度は、異常偏析の原因となるバルジングを軽減するた
めに強冷却とするが、このために鋳片に高い熱応力が生
じ、内部割れ、中心部の偏析等が発生する虞があり、冷
却強度を適正に制御することが非常に重要となる。

【０００５】２次冷却帯における冷却強度は、主に前記
冷却水ノズルからの噴射水量により制御される。２次冷
却帯は、鋳造方向に分割された複数の冷却ゾーンから構
成され、これら冷却ゾーンの噴射水量を各別に制御する
ことにより、各冷却ゾーン鋳片の表面温度を一定に保持
することができるようになっている。

【０００６】これに応じた冷却水量制御方法が、特開昭
５４−３２１０３号公報に開示されている。この水量制
御方法においては、各冷却ゾーンの鋳片幅方向に配置さ
れた温度計測手段により鋳片表面の幅方向温度分布を連
続的に測定し、各測定位置における測定温度が目標温度
と一致するように、各測定位置に設けられた冷却水ノズ
ルから噴射する冷却水量を増減するものである。

【０００７】また、特開平１−２４１３６２号公報で
は、鋳片幅方向に配設されたＣＣＤリニアアレイ等の非
接触温度計測手段により、各冷却ゾーンにおける鋳片幅
方向の中央部と両端部の計３ヶ所における鋳片表面温度
を測定し、測定結果が目標温度と一致するように、各測
定位置に設けられた冷却水ノズルから噴射する冷却水量
を増減するものである。

【０００８】ところで、近年の生産性向上及び省エネル
ギー化の観点から、熱間圧延工程における加熱炉の熱量
節減を達成するために、連続鋳造機にて鋳造された温度
の高い鋳片を連続的に熱間圧延機にて圧延する、いわゆ
る連続鋳造−熱間圧延直結化プロセスが開発され、既に
実用化されている。熱間圧延工程において様々な幅寸法
の鋳片に圧延するために、この圧延の幅寸法に応じた幅
寸法に予め合わせて鋳造する必要が生じてきた。

【０００９】この場合、連続鋳造機では鋳造中に鋳型幅
（鋳型の横断面での長手方向寸法）を制御することによ
って鋳片幅を変更する。鋳片幅を大きくする場合、鋳片
内部の未凝固部分の内圧が増加するのに伴ってバルジン
グ、ブレークアウト等が発生し易くなるため、鋳片の幅
変更は、鋳片幅を小さくする方向にのみ行われる。鋳造
中に鋳片幅を小さくするに伴って、鋳片の体積（単位時
間当たりの鋳造体積）が減少するため、冷却水量が一定
の場合、冷却水による抜熱量が相対的に増大し、鋳片が
過冷却となる。従って、鋳片幅を小さくする場合には、
抜熱量が一定となるような冷却水量の制御が必要とな
る。

【００１０】しかし、前述の如き冷却水量制御方法は、
鋳込速度変動による微小な鋳片幅の変動に対応するもの
であり、鋳造中に行われる大幅な鋳片の幅変更に対応す
ることができないという新たな課題が生じてきた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、斯かる事情
に鑑みてなされたものであり、連続鋳造−熱間圧延直結
化プロセスでの鋳造中に行われる鋳片幅の大なる変更に
対しても鋳片表面温度を一定に保持することができる冷
却水量制御方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】第１発明に係る冷却水量
制御方法は、冷却水量を各別に調整することが可能な複
数の冷却ゾーンから構成される連続鋳造機の２次冷却帯
で、鋳造中の鋳片幅変更に応じて冷却ゾーン毎の鋳片表
面温度を一定にすべく冷却水量を制御する冷却水量制御
方法において、所定の基準鋳込速度に基づいて複数の鋳
込速度を決定する第１ステップと、所定の基準鋳片幅及
び第１ステップで決定した鋳込速度に応じて各冷却ゾー
ンの冷却水量及び単位冷却面積当たりの冷却水量である
水流密度を演算する第２ステップと、各冷却ゾーンの鋳
込速度及び鋳片幅及び冷却水量を取込む第３ステップ
と、取込結果から各冷却ゾーンの水流密度を演算する第
４ステップと、第３ステップで取込んだ鋳込速度に応じ
た水流密度を第２ステップで演算した水流密度から選択
して目標水流密度とし、第４ステップで演算した水流密
度及び目標水流密度の偏差に基づいて第２ステップで演
算した冷却水量を補正し、各冷却ゾーンの目標冷却水量
を演算する第５ステップとを有し、目標冷却水量に基づ
いて各冷却ゾーンの冷却水量を制御することを特徴とす
る。

【００１３】第２発明に係る冷却水量制御方法は、冷却
水量を各別に調整することが可能な複数の冷却ゾーンか
ら構成される連続鋳造機の２次冷却帯で、鋳造中の鋳片
幅変更に応じて冷却ゾーン毎の鋳片表面温度を一定にす
べく冷却水量を制御する冷却水量制御方法において、生
産条件に基づいて基準鋳片幅及び基準鋳込速度を決定す
る第１ステップと、基準鋳込速度を基準とする複数の鋳
込速度を決定する第２ステップと、基準鋳片幅及び第２
ステップで決定した鋳込速度に応じて各冷却ゾーンの冷
却水量を決定する第３ステップと、基準鋳片幅及び第２
ステップで決定した鋳込速度に基づいて各冷却ゾーンの
冷却水噴射面積を演算する第４ステップと、前記冷却水
量及び前記冷却水噴射面積から各冷却ゾーンの単位冷却
面積当たりの冷却水量である水流密度を演算する第５ス
テップと、各冷却ゾーンの鋳込速度及び鋳片幅及び冷却
水量を取込む第６ステップと、取込んだ鋳込速度及び鋳
片幅から各冷却ゾーンの冷却水噴射面積を演算する第７
ステップと、第６ステップで取込んだ冷却水量及び第７
ステップで演算した冷却水噴射面積から各冷却ゾーンの
水流密度を演算する第８ステップと、第６ステップで取
込んだ鋳込速度に応じた水流密度を第５ステップで演算
した水流密度から選択し、目標水流密度とする第９ステ
ップと、第８ステップで演算した水流密度及び目標水流
密度の偏差から各冷却ゾーンの水量補正係数を演算する
第10ステップと、第３ステップで決定した冷却水量を水
量補正係数により補正し、各冷却ゾーンの目標冷却水量
を演算する第11ステップとを有し、目標冷却水量に基づ
いて各冷却ゾーンの冷却水量を制御することを特徴とす
る。

【００１４】本発明に係る冷却水量制御方法を次に説明
する。図５は、２次冷却帯における抜熱原理を説明する
ための説明図である。連続鋳造機の２次冷却帯は、図示
しない鋳型の下方で鋳片４の鋳造方向にタンデム配置さ
れた複数の水平ロールたるガイドロール５，５，…と、
各ガイドロール５，５，…間に配置された複数の冷却水
ノズル６，６，…とからなる。２次冷却帯は、鋳造方向
に複数の制御領域である冷却ゾーンに分割され、冷却ゾ
ーン毎に冷却水量を制御できるようにしてある。前記鋳
型から連続的に引き抜かれる鋳片４は、ガイドロール
５，５，…によって支持案内され、同時に各ガイドロー
ル５，５間に配置された冷却水ノズル６，６…から噴射
される冷却水により、冷却されて内部に至るまで凝固す
るものである。

【００１５】各冷却水ノズル６による鋳片４からの抜熱
の挙動は、冷却水ノズル６の上側に配置されたガイドロ
ール５の周面に鋳片４が接し、このガイドロール５から
抜熱される。また、冷却水ノズル６から冷却水７が噴射
され、冷却水７によって抜熱されるが、同時に冷却水７
は鋳片４の下方に垂れていくので、この垂れ水７a によ
っても抜熱される。さらに、上側のガイドロール５と冷
却水７の間の部分７bでは、上流側の冷却水ノズル６に
よる垂れ水７a 及び雰囲気によって抜熱されることにな
る。従って、鋳片４からの抜熱因子としては、冷却水
７、ガイドロール５、垂れ水７a 、雰囲気（空気等）の
温度による放射等となる。ガイドロール５と垂れ水７a
による冷却能を定量化することは困難であるが、これら
の因子中では、冷却水７が全抜熱量の大半を占めてい
る。

【００１６】各冷却水ノズル６から噴射される冷却水７
による鋳片４の表面からの抜熱量Ｑ（kcal/m² ・ h ）
は、次の如く表わすことができる。

【００１７】Ｑ＝ｈ（Ｔs −Ｔw ） ｈ ：熱伝達係数（kcal/m² ・ｈ・℃） Ｔs ：鋳片表面温度（℃） Ｔw ：冷却水温度（℃）

【００１８】２次冷却帯における鋳片４の表面温度は、
非常に高温であるため、冷却水温度Ｔw による抜熱量へ
の影響は少ない。このため、各冷却ゾーンにおける鋳片
表面温度Ｔs を一定にするには、熱伝達係数ｈを一定に
するような制御が必要となる。

【００１９】熱伝達係数ｈについては、従来から様々な
研究がなされ、冷却水７の水流密度Ｗと鋳片表面温度Ｔ
s とによって大きく影響することが知られており、次の
関係式で表わされる。

【００２０】ｈ＝Ａ・Ｗⁿ ・Ｔs ^m ＋Ｂ Ｗ：水流密度（l/cm² ・ min ） Ａ，ｎ，ｍ，Ｂ：定数

【００２１】また、冷却水７の噴射状態によって抜熱量
Ｑ、即ち熱伝達係数ｈが異なり、噴射状態は冷却水ノズ
ル６の種類によって大きく変化する。例えば、水を噴射
する水スプレーを冷却水ノズル６に使用した場合の熱伝
達係数ｈは、「鉄と鋼」（佐々木他，第63号(1979)，90
〜96頁）に開示されている如く、次式により求めること
ができる。

【００２２】ｈ＝2.83×10⁷ ・Ｗ^0.75・Ｔs ^-1.2＋100 ｈ ：熱伝達係数（kcal/m² ・ｈ・℃） Ｗ ：水流密度（l/cm² ・ min ） Ｔs ：鋳片表面温度（℃）

【００２３】また、水スプレーに対して空気と混合させ
て水を噴射（噴霧）させるミストスプレーを使用した場
合の熱伝達係数ｈは、（川崎他，社団法人日本鉄鋼協
会，日本鉄鋼協会第105 回講演大会，講演概要集
（Ｉ），P168）に開示されている如く、次式により求め
ることができる。なお、気流速度Ｖa は、噴霧されるミ
スト（水＋空気）が鋳片表面に衝突するときの速度であ
り、実験的に予め求められる。

【００２４】 ｈ＝10^1.48・Ｗ^0.6293・Ｔs ^-0.1358 ・Ｖa ^-0.2734 Ｖa ：気流速度（m/min ）

【００２５】以上の式から、熱伝達係数ｈを一定に保つ
ために、水流密度Ｗを一定にするような制御を行うこと
とする。前記水流密度Ｗの定義は、次のようなものであ
る。

【００２６】Ｗ＝（冷却水量）／（冷却水の噴射面積）

【００２７】以上の関係から、鋳造中の幅変更による鋳
片４の幅寸法の減少に伴い、鋳片４への冷却水７の噴射
面積が減少するのに応じて、過冷却とならないように各
冷却ゾーンの冷却水量を減少する。なお、前記噴射面積
は、鋳込速度に基づいて、所定時間内に各冷却ゾーンを
通過する鋳片の長さ（鋳込長）と、鋳片の幅寸法（鋳片
幅）とから求めることができる。

【００２８】図６は、本発明に係る冷却水量制御方法の
手順を示すフローチャートである。まず、所定の生産条
件に基づいて、各冷却ゾーンにおける鋳込速度（基準鋳
込速度）を決定し、基準鋳込速度に基づいて複数の鋳込
速度を決定しておく（ステップ１）。

【００２９】前記生産条件に基づいて、各冷却ゾーンに
おける鋳片幅（基準鋳片幅）を決定し、この基準鋳片幅
及びステップ１の各鋳込速度に応じた各冷却ゾーンの冷
却水量ｑ_j を演算し、次いで、基準鋳片幅及びステップ
１の各鋳片速度から各冷却ゾーンを制御サイクルＴ内で
通過する鋳片の面積、即ち冷却水が噴射される冷却水噴
射面積を演算し、該冷却水噴射面積及び前記冷却水量ｑ
_j から次式を用いて各冷却ゾーンの水流密度ｗ_njを演算
しておく（ステップ２）。なお、添字ｊは第ｊ冷却ゾー
ンを示し、鋳型直下の冷却ゾーンを第１冷却ゾーン、そ
の下流側を第２冷却ゾーンと上流側から番号をつけてい
る。また、ｎはステップ１の各鋳込速度に設けた整理番
号を示す。

【００３０】 ｗ_nj＝（冷却水量ｑ_j ）／（冷却水噴射面積）

【００３１】なお、冷却水量ｑ_j については、予め経験
的に作成された２次冷却水量算出用の冷却水テーブルを
参照して決定することもできる。冷却水テーブルとは、
前記生産条件、基準鋳片幅、ステップ１の各鋳込速度に
応じて算出された冷却水量ｑ _j が予め書き込まれたもの
であり、これを参照することにより演算時間を短縮する
ことができる。

【００３２】鋳込開始後に、各冷却ゾーンの実際の鋳込
速度である実績鋳込速度Ｖｃ_i と、各冷却ゾーンの実際
の冷却水量である実績冷却水量Ｑ_j と、各冷却ゾーンの
実際の鋳片幅である実績鋳片幅ＷＬ_i とを夫々制御サイ
クルＴで取込む（ステップ３）。

【００３３】制御サイクルＴ及びステップ３で取込んだ
実績鋳込速度Ｖｃ_i から、次式に基づいて制御サイクル
Ｔ内で各冷却ゾーンを通過する鋳片４の鋳造長さである
鋳込長ΔＬ_i を演算し、この鋳込長ΔＬ_i から総鋳込長
Ｌ_i を演算する。これらの演算結果及びこれに対応する
演算回の前記実績鋳片幅ＷＬ_i を一行としてトラッキン
グテーブルに書込む。なお、添字ｉは何回目の演算であ
るかを示すものである。

【００３４】鋳込長ΔＬ_i ＝Ｖｃ_i ×Ｔ 総鋳込長Ｌ_i ＝Ｌ_i-1 （前回値）＋Ｖｃ_i ×Ｔ

【００３５】図７は、前記トラッキングテーブルを説明
するための説明図である。トラッキングテーブルは、各
冷却ゾーンの実績冷却水噴射面積Ｓ_j を算出するための
鋳込長ΔＬ_i 及び実績鋳片幅ＷＬ_i の履歴を各冷却ゾー
ンについて記憶しておくもので、演算毎に演算の回数を
示す要素番号ｎをとり、この要素番号ｎに応じた行に鋳
込長ΔＬ_n 、総鋳込長Ｌ_n 、実績鋳片幅ＷＬ_n を夫々書
込む（図７(a) 参照）。トラッキングテーブルは、所定
の回数分の演算結果を保持し、新しい要素番号n+1 に応
じた情報（最新値）はトラッキングテーブルの上から記
録するようにしてあるので、書込毎に過去の情報はトラ
ッキングテーブルの下段にずれて更新されるようになっ
ている（図７(b) 参照）。

【００３６】このトラッキングテーブルから、鋳込長Δ
Ｌ_i 及びそれに対応する鋳片幅ＷＬ _i から各冷却ゾーン
の実際の冷却水噴射面積である実績冷却水噴射面積Ｓ_j
を算出する。なお、演算は次式に基づいて行われる。

【００３７】

【数１】

【００３８】そして、実績冷却水噴射面積Ｓ_j 及びステ
ップ３で取込んだ実績冷却水量Ｑ_jから次式に基づいて
各冷却ゾーンの実際の水流密度である実績水流密度Ｗ_j
を算出する（ステップ４）。

【００３９】Ｗ_j ＝Ｑ_j ×Ｓ_j

【００４０】ステップ１の各鋳込速度の中から実績鋳込
速度Ｖｃ_i と同じ速さの鋳込速度に応じた水流密度ｗ_nj
を選択して、これを目標水流密度Ｗ_njとし、ステップ４
で演算した実績水流密度Ｗ_j と比較し、その偏差から冷
却水量補正係数α_j を次式に基づいて演算する。なお、
次式における係数β_j は第ｊ冷却ゾーンの冷却水の噴射
状態、ガイドロール５，５，…の抜熱状態、空気等の雰
囲気による抜熱の変動要因に基づいて予め実験により決
定してある。また、冷却水ノズル６，６，…の詰まり等
の要因により同じ冷却水ノズル６，６，…を使用した場
合によっても冷却能力が変化するが、係数β_j は、この
ような操業上の変動要因についても含めることができ
る。

【００４１】α_j ＝β_j ×Ｗ_j ／Ｗ_nj

【００４２】ステップ３で取込んだ実績鋳込速度Ｖｃ_i
に対応するステップ２の冷却水量ｑ _j 及び前記冷却水量
補正係数α_j から各冷却ゾーンの目標冷却水量Ｑ_njを次
式に基づいて算出する（ステップ５）。

【００４３】Ｑ_nj＝α_j ×ｑ_j

【００４４】そして、各冷却ゾーンの実績冷却水量Ｑ_j
と、夫々の目標冷却水量Ｑ_njとの偏差が零となるように
各冷却ゾーンの冷却水量を調整する。

【００４５】なお、制御サイクルＴは、演算処理を行な
うオンラインコンピュータ等の冷却水量制御手段８の演
算処理速度に基づいて決定し、通常５秒〜１分程度とす
る。但し、制御サイクルＴが長い場合、鋳片４の幅方向
の温度変動に対応できず制御精度が低下するため10秒以
下が望ましい。

【００４６】以上のような構成により、抜熱量Ｑを一定
とする各冷却ゾーンの目標冷却水量Ｑ_njを算出すること
ができるので、鋳造中に行われる鋳片４の大なる幅変更
に応じて鋳片表面温度Ｔs を常に一定に保持することが
できる。

【００４７】なお、特開昭６３−２３５０５５号公報に
開示されている如く、鋳込速度の急激な変化に伴う冷却
水量の過不足を補正するための過渡的な冷却水量が必要
な場合には、前記トラッキングテーブルから演算するこ
とができる鋳込速度の履歴を残し、過去の鋳込速度から
現時点の鋳込速度への時間的変化の関係から修正した修
正鋳込速度を前記実績鋳込速度に代えて用いることもで
きる。

【００４８】

【発明の実施の形態】以下本発明をその実施の形態を示
す図面に基づいて詳述する。図１は本発明に係る連続鋳
造機の要部の構成を示す縦断面図である。

【００４９】図１において連続鋳造機には、上下に開口
部を有し、角筒形をなす鋳型３の上方には溶湯11を貯留
するタンディッシュ１が設けられ、鋳型３には、このタ
ンディッシュ１から延設された浸漬ノズル２を介して溶
湯11が注入されている。鋳型３内に注入された溶湯11
は、鋳型３の内壁との接触により冷却され、鋳型３の高
さ方向中途から凝固を開始して（１次冷却）、その外側
を凝固シェルにて被覆された矩形断面の鋳片４となり、
鋳型１の下側開口部から下方に連続的に引き抜かれる。
引き抜き後の鋳片４は、引き抜き経路に沿って鋳片４の
厚さ方向両側に並設された多数のガイドロール５，５，
…によって支持案内され、同時に各ガイドロール５，
５，…間で鋳片４の幅方向に配置された複数個の冷却水
ノズル６，６，…から噴射される冷却水により更に冷却
されて内部に至るまで凝固し（２次冷却）、後に続く図
示しない熱間圧延機へ鋳片４を搬送するものである。

【００５０】鋳型３は、鋳造中に幅方向の寸法を変更す
ることができるようにしてある。また、鋳型３には鋳型
３の幅寸法を検出する幅寸法検出手段３a が設けられ、
検出結果を冷却水量制御手段８内に設けたメモリ８a に
与え、幅寸法履歴を時間に対応させて記憶している。

【００５１】２次冷却帯は、鋳造方向に複数の制御領域
に分割されて複数の冷却ゾーンを構成し、鋳片４の幅方
向に複数個の冷却水ノズル６，６，…を配置してなる冷
却水ノズル６，６，…の列を一又は複数列含んでなる。

【００５２】冷却ゾーン毎に冷却水ノズル６，６，…
は、バルブを介して図示しない給水装置に繋げられてお
り、前記バルブの開閉により冷却水量が調節できるよう
にしてある。冷却水ノズル６，６，…の列は、それらの
噴射口を鋳片４の表面から適宜の距離離隔して設けられ
ているが、鋳造中の鋳片４の幅寸法減少に伴い、冷却水
ノズル６，６，…から噴射される全ての冷却水が鋳片４
の表面に当たるようにするため、前記距離を自動的に縮
めるようにしてある。

【００５３】また、各冷却ゾーンの適宜のガイドロール
５，５，…には、その回転速度から実績鋳込速度Ｖｃ_i
を検出する回転センサ５a ，５a ，…が設けられてい
る。さらに、各冷却ゾーンに設けられた前記ノズルに隣
接して、冷却ゾーン毎の実績冷却水量Ｑ_j を検出する流
量計６a ，６a ，…が設けられている。これらの検出結
果は、冷却水量制御手段８に与えられる。

【００５４】さらに、テンキー、キーボード等からなる
操業条件入力手段９が設けられ、鋳込開始前に必要とな
る該当する鋼種の生産量、後工程である熱間圧延機の設
備能力等を勘案した生産計画に基づいて決定された基準
鋳片幅、基準鋳込速度が鋳込開始前に入力される。これ
らの入力結果は、冷却水量制御手段８に与えられる。

【００５５】図２は、冷却水量制御手段８の冷却水量制
御動作を示すフローチャートである。オンラインコンピ
ュータからなる冷却水量制御手段８は、鋳込開始前に操
業条件入力手段９から与えられた基準鋳片幅及び基準鋳
込速度を取込み（ステップ１）、取込んだ基準鋳込速度
に基づいて、操業中の変動分を見込んだ複数の鋳込速度
を決定し、これらの鋳込速度及び基準鋳片幅に基づい
て、冷却水量制御手段８内に設けられたメモリ８a に予
め記憶されている冷却水テーブルから各冷却ゾーンの冷
却水量ｑ_j を決定する（ステップ２）。

【００５６】次に、ステップ２で決定した複数の鋳込速
度及び基準鋳片幅から、これらの鋳込速度に応じた制御
サイクルＴでの各冷却ゾーンの冷却水噴射面積を演算
し、この冷却水噴射面積及び各冷却ゾーンの冷却水量ｑ
_j から各冷却ゾーンの水流密度ｗ_njを演算し（ステップ
３）、この演算結果をメモリ８a に記憶する。

【００５７】鋳込開始後に、回転センサ５a ，５a ，…
から与えられる各冷却ゾーンの実績鋳込速度Ｖｃ_i と流
量計６a ，６a ，…から与えられる各冷却ゾーンの実績
冷却水量Ｑ_j とを取込み、実績鋳込速度Ｖｃ_i とメモリ
８a に既に記憶してある鋳型３の幅寸法履歴と各冷却ゾ
ーンの鋳型３からの距離とから各冷却ゾーンの実績鋳片
幅ＷＬ_i を演算する（ステップ４）。

【００５８】前記制御サイクルＴ及び取込んだ実績鋳込
速度Ｖｃ_i に基づいて、各冷却ゾーン内において制御サ
イクルＴに移動する鋳片４の距離、即ち鋳込長ΔＬ_i を
演算し、鋳込長ΔＬ_i に基づいて延べ鋳込長である総鋳
込長Ｌ_i を演算する。これらの演算結果及びこれに対応
する演算回の前記実績鋳片幅ＷＬ_i を一行としてメモリ
８a に用意してあるトラッキングテーブルに書込む（ス
テップ５）。

【００５９】このトラッキングテーブルから、鋳込長Δ
Ｌ_i 及びそれに対応する実績鋳片幅ＷＬ_i に基づいて各
冷却ゾーンの実績冷却水噴射面積Ｓ_j を演算し（ステッ
プ６）、演算した実績冷却水噴射面積Ｓ_j 及び実績冷却
水量Ｑ_j から実績水流密度Ｗ _j を演算する（ステップ
７）。

【００６０】メモリ８a に記憶してあるステップ２で決
定した鋳込速度に応じた水流密度の中から、実績鋳込速
度Ｖｃ_i と同じ速さの鋳込速度に応じた水流密度を選択
し、これを目標水流密度Ｗ_njとする（ステップ８）。

【００６１】目標水流密度Ｗ_njをステップ７で演算した
実績水流密度Ｗ_j と比較し（ステップ９）、偏差が所定
範囲を越える場合は、冷却水量補正係数α_j を演算する
（ステップ10）。

【００６２】そして、実績鋳込速度Ｖｃ_i と同じ速さの
鋳込速度に応じた冷却水量ｑ_j 及びステップ10で演算し
た冷却水量補正係数α_j から各冷却ゾーンの目標冷却水
量Ｑ _njを算出し（ステップ11）、各冷却ゾーンの実績冷
却水量Ｑ_j と、夫々の目標冷却水量Ｑ_njとの偏差が零と
なるように各冷却ゾーン設けられた前記バルブを各別に
開閉して冷却水量を調整する（ステップ12）。そして、
ステップ９での偏差が所定範囲内である場合及びステッ
プ12の後において、ステップ４からの動作を制御サイク
ルＴの演算周期で操業終了まで繰り返す（ステップ1
3）。

【００６３】図３，図４は、冷却水量制御の結果を示す
グラフであり、横軸を鋳込開始からの鋳込時間（分）、
縦軸を鋳片表面温度（℃）とし、鋳片幅（mm）、各冷却
ゾーンの冷却水量（l/min ）、鋳込速度（m/min ）を縦
軸としたグラフを前記横軸に対応させて併記している。

【００６４】本実施例における連続鋳造機は、全10ヶ所
の冷却ゾーンを備えており、図３，図４では第３冷却ゾ
ーン及びそれから約14ｍ下流側の第10冷却ゾーン出側の
鋳片表面温度と、夫々の冷却ゾーンにおける冷却水量を
示している。また、効果比較のため、図３は鋳片４の表
面温度に基づいて冷却水量を制御する従来の冷却水量制
御方法による結果を示し、図４は本発明に係る冷却水量
制御方法による結果を示す。

【００６５】従来方法及び本発明の実施例における操業
条件は同一であり、鋳込開始後に定常となる鋳込速度
（本発明における基準鋳込速度）を 1.0（m/min ）、鋼
種をＣ＝0.08（w%）の極低炭素鋼としている。また、操
業中の鋳片幅変更は鋳込開始時に 1,600（mm）であるも
のを、鋳込開始から約40分経過後に鋳片幅変更を開始
し、それから約20分経過して鋳込開始から約60分経過後
に鋳片幅変更を終了し、終了時点の鋳片幅は 1,285（m
m）とした。なお、溶鋼温度は 1,540（℃）としてい
る。

【００６６】従来の冷却水量制御方法の場合、鋳片幅変
更に伴う鋳片表面温度の変動は第３冷却ゾーンにおいて
約 140（℃）、第10冷却ゾーンにおいて約60（℃）であ
るが、本発明の冷却水量制御方法の場合、鋳片幅変更に
伴う鋳片表面温度の変動はいずれの冷却ゾーンにおいて
も皆無であり、一定に保つことができた。

【００６７】また、従来の冷却水量制御方法の場合の第
10冷却ゾーンの鋳片表面温度は、鋳片幅変更後では 900
（℃）を下回ってしまう。この温度域では鋼が脆化し易
く、鋳片表面欠陥等の鋳片品質の悪影響を及ぼす。これ
に対して本発明の冷却水量制御方法の場合には、いずれ
の冷却ゾーンにおいても 900（℃）より高い鋳片表面温
度を維持しており、健全な鋳片を鋳造できることを確認
した。

【００６８】以上の実施の形態は、本発明に係る連続鋳
造機の一例を示すものであり、連続鋳造機の構成を限定
するものではなく、例えば鋳造方向にタンデム配置され
ている冷却ゾーンを、更に鋳片の厚さ方向又は幅方向に
分割して細分化した構成とすることも可能であり、冷却
ゾーン毎に冷却水量が調整できる構成であればよい。

【００６９】また、実績鋳片幅ＷＬ_i を鋳型３の幅寸法
に基づいて算出する構成としたが、これに代わって、各
冷却ゾーンにて鋳片幅を実測し、これを実績鋳片幅ＷＬ
_i とする構成とすることもできることは言うまでもな
い。

【００７０】

【発明の効果】以上詳述した如く、本発明に係る冷却水
量制御方法においては、連続鋳造機での鋳造中の鋳片幅
の大なる変更に応じて、抜熱量を一定とすべく各冷却ゾ
ーンの冷却水量を制御することにより、鋳片表面温度を
安定化できる等、本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る連続鋳造機の要部の構成を示す縦
断面図である。

【図２】冷却水量制御手段の冷却水量制御動作を示すフ
ローチャートである。

【図３】従来方法による冷却水量制御の結果を示すグラ
フである。

【図４】本発明による冷却水量制御の結果を示すグラフ
である。

【図５】２次冷却帯における抜熱原理を説明するための
説明図である。

【図６】本発明に係る冷却水量制御方法を示すフローチ
ャートである。

【図７】トラッキングテーブルを説明するための説明図
である。

【符号の説明】

１ タンディッシュ ２ 浸漬ノズル ３ 鋳型 ３a 幅寸法検出手段 ４ 鋳片 ５ ガイドロール ５a 回転センサ ６ 冷却水ノズル ６a 流量計 ８ 冷却水量制御手段 ９ 操業条件入力手段 11 溶湯

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷却水量を各別に調整することが可能な
   複数の冷却ゾーンから構成される連続鋳造機の２次冷却
   帯で、鋳造中の鋳片幅変更に応じて冷却ゾーン毎の鋳片
   表面温度を一定にすべく冷却水量を制御する冷却水量制
   御方法において、 所定の基準鋳込速度に基づいて複数の鋳込速度を決定す
   る第１ステップと、所定の基準鋳片幅及び第１ステップ
   で決定した鋳込速度に応じて各冷却ゾーンの冷却水量及
   び単位冷却面積当たりの冷却水量である水流密度を演算
   する第２ステップと、各冷却ゾーンの鋳込速度及び鋳片
   幅及び冷却水量を取込む第３ステップと、取込結果から
   各冷却ゾーンの水流密度を演算する第４ステップと、第
   ３ステップで取込んだ鋳込速度に応じた水流密度を第２
   ステップで演算した水流密度から選択して目標水流密度
   とし、第４ステップで演算した水流密度及び目標水流密
   度の偏差に基づいて第２ステップで演算した冷却水量を
   補正し、各冷却ゾーンの目標冷却水量を演算する第５ス
   テップとを有し、目標冷却水量に基づいて各冷却ゾーン
   の冷却水量を制御することを特徴とする冷却水量制御方
   法。
2. 【請求項２】 冷却水量を各別に調整することが可能な
   複数の冷却ゾーンから構成される連続鋳造機の２次冷却
   帯で、鋳造中の鋳片幅変更に応じて冷却ゾーン毎の鋳片
   表面温度を一定にすべく冷却水量を制御する冷却水量制
   御方法において、 生産条件に基づいて基準鋳片幅及び基準鋳込速度を決定
   する第１ステップと、基準鋳込速度を基準とする複数の
   鋳込速度を決定する第２ステップと、基準鋳片幅及び第
   ２ステップで決定した鋳込速度に応じて各冷却ゾーンの
   冷却水量を決定する第３ステップと、基準鋳片幅及び第
   ２ステップで決定した鋳込速度に基づいて各冷却ゾーン
   の冷却水噴射面積を演算する第４ステップと、前記冷却
   水量及び前記冷却水噴射面積から各冷却ゾーンの単位冷
   却面積当たりの冷却水量である水流密度を演算する第５
   ステップと、 各冷却ゾーンの鋳込速度及び鋳片幅及び冷却水量を取込
   む第６ステップと、取込んだ鋳込速度及び鋳片幅から各
   冷却ゾーンの冷却水噴射面積を演算する第７ステップ
   と、第６ステップで取込んだ冷却水量及び第７ステップ
   で演算した冷却水噴射面積から各冷却ゾーンの水流密度
   を演算する第８ステップと、第６ステップで取込んだ鋳
   込速度に応じた水流密度を第５ステップで演算した水流
   密度から選択し、目標水流密度とする第９ステップと、
   第８ステップで演算した水流密度及び目標水流密度の偏
   差から各冷却ゾーンの水量補正係数を演算する第10ステ
   ップと、第３ステップで決定した冷却水量を水量補正係
   数により補正し、各冷却ゾーンの目標冷却水量を演算す
   る第11ステップとを有し、目標冷却水量に基づいて各冷
   却ゾーンの冷却水量を制御することを特徴とする冷却水
   量制御方法。