JPS61147954A - 連続鋳造における鋳型振動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、鋳片を鋳型で連続鋳造する際に、鋳型を支持
する梁を振動させて、無欠陥の鋳片を得るようにした連
続鋳造方法に関する。

（従来の技術） 連続鋳造法では、鋳片と鋳型との摩擦を軽減させて鋳片
の焼付あるいはブレークアウト事故を防止することが必
要である。そこで、鋳型と鋳片の間の摩擦を軽減するた
めに鋳型を上下に振動させながら鋳造する、いわゆる鋳
型振動方式の連続鋳造が行なわれている。

第６図と第７図は、鋳型振動方式の連続鋳造方法を実施
するために用いる連続鋳造設備の一部を示す１図中、４
は鋳型であり、その下部外周に設けた給水フレーム５等
と共に振動梁２に支持され、かつ、該振動梁２はその端
部を架台７に振動支点６で回転自在に支持される。一方
、その他端を架台７の基盤に設けた電気油圧サーボ装置
８の加振シリンダ１に接続される。鋳型４を含む梁２の
振動系が該加振シリンダ１の作動で架台７に対して支点
６を中心に振動〃イド３を介して振動される。

上記の電気油圧サーボ装置８の駆動は、制御回路（図示
せず）で制御されるが、該制御回路は、振動周波数と振
動振幅の設定を夫々別個に制御できるようにしている。

鋳型振動方式の連続鋳造においては、鋳型の振動波形と
しては一般にサインカーブ（ｓ／２）Ｘｓｉｎ（２πｆ
ｔ）が用いられる。ここに、ｒは加振周波数、Ｓは振動
のストロークである。そして、第８図に示すように、鋳
型の最大下降速度が鋳片の引抜速度ｖ０より大きくなる
様に設定されている。

より詳細には、鋳型の下降速度Ｖと鋳片の引抜速度ｖｃ
との関係は、ネガティブストリップ時間率、すなわち、
鋳型の下降時間を−こ対する鋳型の下降速度が鋳片の引
抜速度より大きくなる時間ｔｎの割合（ｔｎ／　ｔ、ｘ
ｉｏｏ）が５０〜８５％の範囲内にある様に設定されて
いる。ネガティブストリップ時間率は、鋼種、使用７ラ
ツクスの種類、溶鋼の温度などにより決定される。

（発明の解決すべき問題点） 従来性われている具体的な振動の条件は、加振周波数を
１〜１．５Ｈｚ、振動の振幅を６〜１０工と設定してい
る。このような低加振周波数条件で鋳造した場合は、第
９図（ａ）、　（ｂ）に示すように、鋳片１１の表面に
オフシレージョンマーク１２゜１２、・・・や、正偏析
１３．１３．・・・や負偏析１′４゜１４、・・・等の
組織欠陥が発生する。前者は、溶鋼１５の７ニス力ス部
で鍋型下降時に鋳型１６により凝固シェル１７が変形す
ることにより生じる。

正偏析１３，１３．・・・は、変形時にデンドライト組
織から流出する不純物濃度の高い溶鋼により生じ、負偏
析１４，１４．・・・は、その結果凝固シェル１７の内
層に生じると考えられる。この正・負ＦＡＩｆｒの不良
組繊は、オフシレージョンマーク１２゜１２、・・・の
谷部に発生し、微小割れの原因となる。

また、溶鋼１５の表面に存在する溶融スラグ１８や粉状
スラグ１９からのパウダーの捲込等が発生する。

オフシレージョンマーク谷部に発生したオフシレージョ
ン欠陥は表層２＋ａａ＋以内に多発し、鋳片を無手入の
まま例えば板に圧延した場合、該欠陥は酸洗ムラパター
ンやヘゲ疵となり、鋼板の表面性状を著しく害する。そ
こで従来は申開成品段階でこれらの欠陥を研削除去して
いるが、これは手入費用の増大、歩留の低下等のため膨
大なコスト高となっていた。

鋳片のオフシレージョンマーク欠陥の発生率（％）と加
振周波数（Ｈ２）との関係を求めると、第１０図に示す
様になり、加振周波数を上げるとオフシレージョン欠陥
の発生率が低下することが分っている。

ところで、振動系において鋳型を支持する梁の振動には
固有振動数が存在する。このため、＄１図に示す例にお
けるように、梁の応答倍率は固有振動数（１８Ｈｚ）の
近傍で着しく増大する。したがって、加振周波数を増加
させていくとき、加振周波数が１８Ｈ２附近の共振域に
近づくと、第１１図に示すように、鋳造が不安定化し、
ネガティブス）リップ時間率に共振が影響し、ブレーク
アラ）の事故が発生する。

本発明者ら（±、この問題を解決するため、特開昭５８
−１４８０５４号公報において、梁の固有振動数の１．
５倍以上の高加振周波数（たとえば、３０Ｈｚ）での鋳
型振動方式での連続鋳造方法を開示した。この方式では
、オフシレージョンマークの発生なＯに抑えることがで
きる。しかし、この方式の欠点は、高周波数で加振する
加振機が、負荷の加速力成分が大きくなるので大容量と
なり、高価になることである。また、運転費も高い。

本発明の目的は、表面品質のすぐれた鋳片を製造するこ
とがで終る鋳型振動方式の連続鋳造方法を提供すること
である。

（問題点を解決するための手段） 本発明に係る連続鋳造における債型振動方法は、鋳型の
加振周波数が梁の固有振動数の（２／３）の振動数と５
Ｈｚとの間の範囲内に且つこの範囲内にある共振域を避
けて設定され、鋳型の振動速度と鋳片の引抜速度とはネ
ガティブストリップ時間率が５０％と８５％との間の範
囲内に設定されることを特徴とする。

（作用及び発明の効果） 本発明により、オフシレージョンマークの深さを１００
μ−以下に抑えて、梁の固有振動数以下の高加振周波数
での鋳型振動の下で鋳片を安定して連続錫遣することが
できる。

従来の低加振周波数での鋳型振動の場合と異なリ、表面
処理工程が不要になる。

また、従来の梁の固有振動数以上の高加振周波数での連
続鋳造の場合に比べ、加振装置が小型化でき、加振装置
のコストは約１／２になる。

（実施例） 以下、添付の図面を用いて本発明の詳細な説明する。

鋳型振動方式での連続鋳造において発生するオフシレー
シａンマークは、深さが１００μ−以下であれば債片手
入れが不要である。したがって、生産工程としては、オ
フシレーシａンマークの深さを１００μ−゛以下に抑え
ることが極めて望ましい。

第２図に、オフシレーシ１ンマークの深さを加振周波数
に対して示す、第２図のデータより明らかなように、加
振周波数が５Ｈｚ以上であれば、オフシレーシジンマー
クの深さを１００μ醜以下に抑えることができることが
わかる。

一方、加振周波数を増していくと、梁の固有振動数近傍
の共振域では冒頭に記したように、梁の共振によりネガ
ティブストリップ時間率が影響され、鋳造が不安定化す
る。本発明者等は、梁の固有振動数（１８Ｈｚ）の１／
１．５の周波数（１２Ｈｚ）以下であれば、問題がない
ことを見出した。

したがって、第１図に示すように、好ましい加振周波数
の範囲は、共振準安定域である領域■である。但し、こ
の領域内にも、狭い範囲の共振点（第１図の６Ｈｚ近傍
ａと９Ｈｚ近傍ｂ）が存在するので、加振周波数は、こ
れらの共振点ａｔ　ｂを避けて設定すればよい、なお、
第１図に参考のために示す低周波数域１１（０〜３Ｈｚ
）と梁の固有振動数より高周波数側の高周波数域ＩＩＩ
とは、従来、鋳型振動方式の連続鋳造において採用され
ている共振安定域である０本発明に係る鋳型振動方法に
おいては、鋳型は、低周波数域ＩＩと高周波数域ＩＩＩ
との間の中間周波数域Ｉ内の周波数で（ただし、中間周
波数域Ｉ内の共振域ａｅｂを避けて）加振される。

ところで、債遺途中で鋳造速度を変化するときも、ネが
ティブストリップ時間率の比率を設定値に維持させねば
ならない。この場合、鋳型振動の振幅を制御する方法と
加振周波数を制御する方法とがある。電気油圧サーボ装
置で加振する場合、どもらの方法でも採用できる。ＩＩ
型振動の実際を考えると、加振周波数を制御する方法の
方が適応性が高い、ただし、この方法により鋳造速度の
変化に対して加振周波数を変化させる場合、木がティブ
ストリップ時間率を所定の値に保つかまたは変化させる
ようにすると加振周波数が共振域ａｔ　ｂ内の周波数に
なると外は、加振周波数をこの共振域ａｔ　ｂの直下の
周波数に定めることにし、共振域ａ、　ｂを避ける。

第３図に示す例においては、引抜速度の変化（ｖｃ→ｖ
ｅ％　）に対応して加振周波数を変化させて、ネガティ
ブストリップ時間率が調整されている（ｔｎ／　ｔｐ−
４ｔｎＩ　／　ｔ、’　）、ここで、鋳型振動のストロ
ークは一定に保たれている。

第４図は、加振周波数と鋳造速度との関係の一例として
、加振周波数−鋳造速度比例制御方式の場合の関係を示
す。この方式においては、加振周波数は、加振周波数領
域Ｉ（５〜１２Ｈｚ）において鋳造速度に一次に変化さ
せる。ただし、この中間周波数域内に二箇所に存在する
共振域ａ、　ｂ内の周波数では加振しないようにする。

また、鋳型の振幅を制御してネガティブストリップ時間
率を所定の値に保つ方法においては、第５図（ａ）＝　
（ｂ）のように連ａＳ造が行われる。ここで、鋳型及び
該鋳型な含む梁の振動系を中間周波数域Ｉ内の共振域を
越えた高い周波数で振動するには、上記の振動系をその
周波数が問題となる共振周波数を越えた高い周波数に到
達する迄の間は、当該振動の振幅を極小さく、出来れば
零に設定すれば、加振周波数が必要な高い周波数に到達
する迄の開に問題になる共振周波数を通っても当該振動
系が共振して種々のＦラブルを誘起するようなことはな
い６したがって、第６図と第７図とに示す連続鋳造装置
において、鋳型の振動の起動時は、梁２の振動系に８加
振シリンダ１に与える振動は、先づ加振周波数のみを０
から希望する所定の高い周波数まで上げてのも、電気油
圧サーボ装置が振動系に与える振動の振幅を０から希望
する所定の振幅に到達するように上昇させるものである
。いいかえると、梁の振動系は制御回路の制御で、先づ
周波数を上げ、次に振幅を上げる２段の工程をとり加振
される。

したがって、たとえば第５図（、）に示す如く、鋳片の
引抜速度が、時間を追って、鋳造開始時ｔ１ではＯで、
引抜開始時ｔ２より設定引抜速度時ｔ。

まで加速されて、速度ダウン指示時ｔ、までは一定で行
われ、該ｔ、より頭カタメ時ｔ５ではＯになる。さらに
再引抜時ｔ６から鋳片鋳型通過時ｔ。

まで引抜速度が加速される場合に、電気油圧サーボ装置
８で加振シリンダ１により鋳型４を支持する振動梁２に
与えられる振動は、第５図（ｂ）に示す如く、ｔ、で振
動の周波数をＯから直ちに所定の周波数、例えば８Ｈｚ
まで上げて、それ以後この８Ｈ２を維持させる。一方、
該振動の振幅をｔ。

ではＯとし、ｔ２より順次上げてし、で所定の振幅、例
えば１．Ｓｍｍに達してｔ４迄１．５ｍｍの振幅を維持
し、Ｌ、より下げてＬ５で０とし、またり。

より上げてｔ、で２，２ｍｍに到達させるようにす

【図面の簡単な説明】

第１図は、鋳型の加振周波数に対する梁の応答を示すグ
ラフである。 第２図は、オツシレーションマークの深さを加振周波数
に対して示したグラフである。 第３図は、鋳片引抜速度の変化の際のネ〃ティブストリ
ップ時間率の調整を示すグラフである。 第４図は、加振周波数−装造速度比例制御方式における
加振周波数と債遺速度との関係を示すグラフである。 第５図（ａ）、　（ｂ）は、振幅制御方式で連続鋳造を
行なうときの振幅変化のグラフである。 第６図と第７図は、それぞれ、鋳型振動方式の連ｊｉ！
鋳造装置の正面図と平面図である。 第８図は、鋳型振動速度の時間依存性のグラフである。 第９図（ａ）、　（ｂ）は、鋳型振動方式での連続鋳造
におけるオフシレーシランマークや偏析の発生を示す鋳
片の部分断面図である。 第１０図は、オツシレーシシン欠陥発生率のグラフであ
る。 第１１図は、加振周波数が共振域にあるときの鋳型振動
速度の時間依存性のグラフである。 １・・・加振シリンダ、　　　　２・・・振動梁、３・
・・振動ガイド、　　　　　４・・・鋳型、５・・・給
水フレーム、　６・・・支点、　７・・・架台、８・・
・電気油圧サーボ装置、　　　　１１・・・鋳片、１２
．１２．・・・・・・オツシレーシ１ンマーク、１３．
１３．・・・・・・正偏析、 １４．１４．・・・・・・負偏析、　　　　　１５・・
・溶鋼、１６・・・鋳型、　　　　　　　　１７・・・
凝固シェル、１８・・・溶融スラグ、　　　　　１９・
・・粉状スラグ。 特　許　出　願　人　　株式会社神戸製鋼所代　　理　
　人　弁理士　青白　葆　ばか２名第１１１ ７７０坂ｌＡ瘍較（Ｈり 第３図 −新造Ｕ １１ｇ５図 （ａ） ｔｌｔ２　　ｔ３　　　　　　　　　　ｔ４　　ｔ５ｔ
６　　ｔ７（ｂ）　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　−を第８図 第７図 第９図 （ａ） （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）梁で支持された鋳型を上下に振動させる連続鋳造
   における鋳型振動方法において、 鋳型の加振周波数が梁の固有振動数の（２／３）の振動
   数と５Ｈｚとの間の範囲内に且つこの範囲内にある共振
   域を避けて設定され、鋳型の振動速度と鋳片の引抜速度
   とはネガティブストリップ時間率が５０％と８５％との
   間の範囲内に設定されることを特徴とする連続鋳造にお
   ける鋳型振動方法。