JPS62183952A - 鋳型内湯面レベル制御方法 - 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〕 本発明は複数ストランドの連続鋳造鋳片を少なくとも２
ストランド共通の引抜装置にて引抜（ように構成した連
続鋳造設備における鋳型内湯面レベル制御方法に関する
。

〔従来技術〕

連続鋳造設備は、生産性向上を図るべく多くのものが複
数のストランドを備えている。このような連続鋳造設備
の１タイプとしては、第４図（２ス１−ランドのものを
示す）に示す如く各ストランド別に設けた２個の鋳型６
．２６に対応させてスライディングノズル４．２４を底
部に取付けたタンディツシュ３内の溶湯、例えば溶鋼２
をスライディングノズル（以下単にノズルという）４．
２４を介して鋳型６，２６へ注入し、形成された２本の
連続鋳造鋳片（以下単に鋳片という）１．２１夫々に各
ストランド共通駆動の引抜装置４０にてすべて同一速度
で下方（白抜矢符方向）に引抜く構成のものがある。こ
れは一般に比較的小断面寸法の１本当たりの引抜駆動力
が小さくて済むブルーム、ビレット鋳片を連続鋳造する
のに使用されており、生産性向上を狙ったものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

斯かる連続鋳造設備にて鋳造する際の鋳造開始時、或い
はタンディツシュ交換後の鋳造再開時等の場合は、鋳型
６．２６に下方からその一例端部を少し挿入されたダミ
ーバ１０Ｌ１２１　　（第４図参照）上に、或いは交換
前のタンディンシュ内の溶鋼に係る鋳片１，２１上に、
溶鋼が注入されて鋳型の所定高さレベルに湯面が到達す
ると引懐きを開始する。

この引１友開始の際、上記所定高さレベル以上に湯面が
上昇したときに引抜を開始した場合は、鋳型上端から溶
鋼が溢れ出るという所謂オーバーフローが発生する。こ
れに対して湯面が所定高さレベルよりも低すぎる場合に
は鋳片が鋳型を出るまでに鋳型にて十分冷却されず、こ
のため鋳片の外枠たる凝固シェルの厚さが不足して溶鋼
静圧により凝固シェルが破れ、そこから溶鋼が漏出する
という所謂ブレークアウトが発生する虞れがある。

このため引抜開始時の溶鋼の湯面レベルは厳格な管理が
望まれている。

また上記ブレークアウトを予防するためには、鋳型内の
湯面上昇速度を所定値以下に維持する必要がある。これ
は前記所定高さレベルで引抜きを開始してもそれまでの
湯面上昇速度が速いと鋳型による冷却時間が短くなり、
凝固シェル厚が不足するからである。

ところで、前述の連続鋳造設備は複数ストランドの鋳片
の引抜きを開始する場合、各鋳型の湯面を同時に所定高
さレベルに一致させることは困難であり、安定した引抜
開始は望めなかった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、湯面
レベルセンサの制御範囲に湯面が早く到達したストラン
ド、つまり湯面上昇速度が速いストランドについては遅
い湯面上昇速度とし、逆に湯面レベルセンサの制御範囲
に湯面が遅く到達したストランド、つまり湯面上昇速度
が遅いストランドについては速い湯面上昇速度とするこ
とにより、引抜開始前にすべてのストランドにおける湯
面レベルを同一に調整し得る鋳型内湯面レベル制御方法
を提供することを目的とする。

本発明に係る鋳型内湯面レベル制御方法は、複数ストラ
ンドの各別に設けた鋳型に、その上方のルを介して注入
された熔融金属から生成される連続鋳造鋳片を、少なく
とも２ストランド共通の引抜装置にて引抜くように構成
した連続鋳造設備において、前記引抜装置を共通とする
該当ストランドの鋳型夫々に一定範囲内で湯面レベルを
検出するセンサを設け、注入開始の際、上昇する湯面が
前記センサにて最先に検出された先行のストランドにつ
いては、湯面検出時以降ノズル詰りが発生しない速度で
湯面を上昇させ、また、その後に湯面が検出された前記
該当ストランドの残りのものについては、夫々先行スト
ランドにおける湯面と同一レベルとなるまでは先行スト
ランドの湯面上昇速度よりも速い速度で湯面を上昇させ
、湯面が同一となった時点以降では先行ストランドと共
に同一の速度で湯面を上昇させることを特徴とする。

〔実施例〕　　、 以下本発明を図面に基づき具体的に説明する。

第１図は本発明を２ストランド共通の引抜装置にて引抜
くように構成した連続鋳造設備に適用した）ｎへ小中を
鉱Ｈ”蛯本千す１凸才Ｍ１本Ｍ−１ｉＳＱ山ｔｌ十々ン
ディッシュを示す。タンディツシュ３にはその上方の図
示しないレードルから溶鋼２が注入されるようになって
おり、タンディツシュ３内の溶鋼２はタンディツシュ３
の底部に取付けられた２１囚のノズル４．２４を介して
、ノズル４，２４の下側部が挿入されている鋳型６．２
６へ注入される。

鋳型６．２６への溶鋼注入量の制御は、ノズル４゜２４
の一部である開度調整部４ａ、２４ａにシリンダロンド
が取付けられた駆動シリンダ４ｂ、２４ｂをサーボアン
プＩＬ３１にて進出、進入させて開度調整部４ａ。

２４ａの開度を調整することによってなされ、開度調整
部４ａ、２４ａの開度は開度検出器５．２５にて検出さ
れ、検出値は夫々の駆動装置たるサーボアンプＩＬ３１
及びノズル開度演算器５０へ与えられる。

上記鋳型６．２６には下方からダミーバ１０１，１２１
の上端側が所定長さ挿入されており、鋳型６，２６内へ
注入された溶鋼２は鋳型６．２６にて１次冷却されて外
側部分に凝固シェルを有した鋳片１，２１となる。この
鋳片１，２１は鋳型６，２６の下方に設けられた２次冷
却帯（図示せず）にて更に冷却されて凝固シェルの厚さ
を増しながら、ピンチロール等の引抜装置４０にてダミ
ーバ１０１．１２１又は鋳片ｌ、２１１体が引抜かれる
ことにより下方（白［友矢符方向）へ送られる。

鋳型６．２６は夫々鋳片１，２１と接触している銅板の
外側の上端寄りの位置に、従来より取付けられている湯
面検出範囲の広い湯面レベルセンサ７゜２７を内蔵して
いる。

湯面レベルセンサ７．２７は湯面を検知すると、その湯
面レベル検知信号をノズル開度演算器５０に与え、ノズ
ル開度演算器５０は予め設定している湯面レベル設定値
と、湯面レベルセンサ７又は２７がらの入力信号とを比
較し、その比較結果に基づき制御演算、例えばＰＩＤ演
算を行ってノズル開度を求め、求めた信号をサーボアン
プ１１．３１へ与えて湯面レベルのフィードバンク制御
を行う。

サーボアンプ１１．３１はこの入力信号と前記開度検出
器５，２５からの入力信号とに基づき駆動シリンダ４ｂ
、　２４ｂを作動させて開度調整部４ａ、　２４ａの開
度を調整し、ノズル４，２４を通流する溶鋼流量を制御
する。

このように構成された連続鋳造設備による本発明の鋳型
内湯面レベル制御方法について以下に詳述する。まず、
ノズル４，２４の開度を所定開度だけ開き、鋳型６，２
６内ヘタンデイツシユ３内の溶鋼２を注入開始し、ノズ
ル４，２４の開度をそのまま維持する。これにより鋳型
内湯面のレベルは上昇していく。この際、ノズルの開度
に対する有効断面積は取付は精度、使用開始後に生ずる
位置ずれ、ガタ或いはノズル内での溶鋼の付着、詰り等
により一般に各ノズル毎に異なり、このため同一の前記
開度でも各ノズルを介して注入される溶鋼流量は夫々違
ったものとなり、湯面上昇速度は同一となっていない。

然る後、湯面レベルが高い方のストランド、即ち前記先
行ストランドの湯面が該当する湯面レベルセンサ７又は
２７にて検出されると、つまり先行のストライドの湯面
が第２図に示す湯面レベルセンサ７．２７の湯面検出範
囲の下限値ＭＬＡに到達すせない許容湯面速度の最低値
、つまり第２図では傾きとして表わされるθｍｉｎ　　
（破線にて示す）、で湯面レベル目標値を上昇させ、湯
面レベルフィードバック制御を行い、制御演算の結果の
ノズル開度設定信号（制御出力）をサーボアンプ１１又
は３１へ出力する。これにより実際の湯面上昇速度は実
線にて示すように制御される。

次いで、湯面レベルが低い方のストランド、即ち前記後
行のストランドの湯面が該当する湯面レベルセンサ７又
は２７にて検出されると、つまり後行のストランドの湯
面がＭＬ八に到達すると、ノズル開度演算器５０は後に
説明するように湯面レベル設定値をθｌｌ１ａにの速度
から低速度、例えばθｍｉｎに速度変更してもこの変更
時のオーバーシュー１−にてその＃麦にン容鋼の鋳型か
らのオーバーフローが生じない許容湯面上昇速度の最高
値（目標値）、つまり第２図では傾きとして表わされる
θｍａｘ（〉θｎ＋１ｎ）（破線にて示す）で湯面レベ
ル目標値を上昇させ、湯面レベルフィードバンク制御を
行い、制御演算の結果のノズル開Ｗ：告定信”：ｉ−（
：ｉｌｌ御出力）をサーボアンプ１１又は３１へ出力す
る。これにより実際の湯面上昇速度は実線にて示すよう
に制御される。

このように両ストランドにおいて湯面の上昇速度が調整
されると、然る後両ストランドの湯面は同一レベルとな
る。

なお、θｍａｘ　、　　θｍｉｎに基づいて両ストラン
ドの湯面が同一レベルとなる目標位置（ＭＬＥ　）につ
いては、第２図に示すように湯面レベルセンサ７゜２７
の湯面検出範囲の上限値よりも低レベルの引抜開始後の
安定引抜時における湯面レベル一定制御範囲の中央レベ
ルつまり最終目標レベル、ＭＬよりも更に低レベルであ
り、またＭＬＡよりも高レベルである引抜開始可能範囲
Ａの下限レベルＮＬＰよりも低くなるように、鋳型と湯
面レベルセンサとの位置関係及び湯面レベルセンサの湯
面検出範囲に基づ＜ＭＬ、　ＭＬＰ及びＭＬＡと共に、
考慮して定める。

そして、ノズル開度演算器５０は両湯面レベルの目標値
が一致した後、即ちｔＥ（両湯面レベルの目標値力側Ｌ
Ｅとなる時点）以降については、下記（１）。

ｆ２１．　（３１式の条件をすべて満足する連続範囲内
の適宜速度、つまり第２図の傾きθｏｐｔで両湯面レベ
ルの目標値を上昇させる。

θｏｐＬ　＜　（ＭＬ−ＭＬＥ）　／　（ｔｐ−ｔＥ）
　　　・・・（１）θｏｐｔ　＜θｍａｘ　　　　　　
　　　　　　＝（２１Ｖｃ１＜θｏｐｔ　　　　　　　
　　　　　・・・（３）但し、　ｔｐ：所定保持時間（
第２図に示す）Ｖｃｌ：初期引抜速度（引抜開始時の引
抜速度） なお、ｔｐ≦ｔＥの場合には上記（１１式を条件から外
してθｏｐｔを決定する。このθｏｐｔは少なくとも引
抜きを開始する最終目標レベルＭＬに湯面が到達するま
でに所定保持時間ｔｐを確保でき、また最終目標レベル
肚に湯面が到達しても溶鋼流出量過多により溶鋼が鋳型
よりオーバーフローせず、更に引抜きを開始しても湯面
レベルが低下しない湯面上昇速度となるような値とする
。

なお、θｏｐｔの設定は両ストランドの実湯面レベルが
一致した時点後に行ってもよい。ただし、その場合は両
ストランドの実湯面レベルが一致した時の実湯面レベル
をＭＬＥとし、両湯面レベルの目標値をその値に合わせ
、上記の計算式（１１，（２）。

（３）によりθｏｐｔを決定する。

そして、次の（イ）、（ロ）の条件を満足すると引抜き
を開始する。

（イ）両ストランドの実湯面レベルが引抜開始可範囲Ａ
内であること （ロ）両ストランドとも所定保持時間ｔｐ以上に実保持
時間が経過していること 然る後、湯面レベル目標設定値が上昇して最終目標レベ
ル札に到達すると湯面レベル目標設定値を最終目標レベ
ルに固定する。つまり、これ以降においては湯面レベル
センサ７．２７により通常の湯面レベル一定制御を行う
。なお、湯面レベル目標設定値を最終目標レベルに固定
する時期については実湯面レベルが最終目標レベルに到
達した時点としてもよい。

従って、例えば２ストランド共通の引抜装置にて引抜く
ように構成した連続鋳造設備にて直径が合、両ストラン
ドの湯面がＭＬＡに到達する時間の差が１１秒であった
が、これ以降本発明により湯面レベル制御を行うことに
より３秒後には両ストランドの湯面レベルが一致し、所
定保持時間たる６０秒に対しそれを上回る保持時間６１
秒で引抜きを安定して開始できた。

これにより、湯面レベル制御の精度を向上でき、オーバ
ーフロー、ブレークアウトの発生を防止できた。

なお、上記実施例では２ストランド共通の引抜装置にて
引抜くように構成した連続鋳造設備に通用しているが、
本発明はこれに限らす３ストランド以上を共通とする引
抜装置にて引抜くように構成した連続鋳造設備にも適用
できるのは勿論である。

第３図は３ストランド共通の引抜装置にて引抜くように
構成した連続鋳造設備に本発明を適用した場合の制御内
容を示すクラ７である。注入を開始し、湯面レベルが一
番高い先行ストランドがＭＬＡに到達乙て湯面レベルセ
ン＋にア１会出六刀、占、３−尋行のストランドについ
てノズル詰りを発生させない程度の最低許容湯面上昇速
度、つまり第３図に示すθｍｉｎで湯面を上昇させるよ
うに先行ストランドのノズル開度を調整する。

次いで、湯面レベルがその次に低い後行のストランドの
湯面が湯面レベルセンサにて検出されると後行のストラ
ンドについてθｍａｘで湯面を上昇させ、先行ストラン
ドの湯面と同一レベルとなるとθｍｉｎとなるように湯
面上界速度を落とす。

更に、湯面が一番低い最後行のストランドの湯面が湯面
レベルセンサにて検出されると、最後行ストランドにつ
いてθｍａｘで湯面を上昇させる。

然る後、全ストランドの湯面が同一レベルとなると、全
ストランドとも前記（１）、　（２１，＋３１式を満足
する傾きθｏｐｔで湯面を上昇させていき、前記（イ）
、（ロ）の条件を全ストランドで満足すると引抜きを開
始し、その後湯面レベル設定値を最終目標レベルに固定
した湯面レベル一定制御を行う。

なお、上記説明ではθｗｉｎをノズル詰りを発生させな
い程度の最低許容湯面上昇速度とし、またθｍａｘをθ
ｍａｘからθｍｉｎに湯面上昇速度を変更する最にオー
バーフローが生じない程度の最高許容湯面上昇速度とし
ているが、本発明はこれに限らず前記（イ）、（ロ）の
条件を満足できる場合であれば、θｍｉｎをノズル詰り
を発生させない許容湯面上昇速度での適宜速度とし、ま
たθｗａｘをθｍａｘからθｍｉｎに湯面上昇速度を変
更してもこの変更時のオーバーシュートにてその後にオ
ーバーフローが生じない許容湯面上昇速度内であり、上
記θｍｉｎに関する許容湯面上昇速度よりも大きい適宜
速度としてもよいことは勿論である。

また、上記実施例ではスライディングノズルを用いた連
続鋳造設備に適用しているが、本発明はこれに限らず、
ロークリ式ノズル等を用いた連続鋳造設備にも適用でき
、また例えば３ストランドの連続鋳造設備においてその
内の２ストランドが共通の引抜装置で残り１ストランド
が別の単独の引抜装置である連続鋳造設備等にも適用で
きるのは勿論である。

更に、本発明は溶鋼に限らず、溶融金属一般を注入でき
ることは勿論である。

〔効果〕

以上詳述した如く本発明による場合は、湯面レベルセン
サの湯面検出範囲の下限値に湯面が到達すると、湯面上
昇速度が速いストランドについては湯面上昇速度を遅く
、逆に湯面上昇速度が遅いス１−ランドについては湯面
上昇速度を速くするので、鋳造開始時、鋳造再開時等で
あっても安定した引抜開始が可能であり、これによりオ
ーバーフロー、ブレークアウト等の事故を防止できる等
、本発明は擾れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明をコストランド共通の引抜装置にて引抜
くように構成した連続鋳造設備に適用した場合の実施状
態を示す模式図、第２図、第３図は本発明を２ストラン
ド或いは３ストランド共通の引抜き装置にて引抜くよう
に構成した連続鋳造設備に適用した場合の制御内容説明
図、第４図はＳ法＊、＋’ｋ　ｊＢ　／７１山男ζｉｆ
！Ｓ　Ｉｌｌ　ｒＨＩ　１＊、ス１．２１・・・連続鋳
造鋳片　２・・・溶鋼　４，２４・・・スライディング
ノズル　４ａ、２４ａ・・・開度調整部４ｂ、２４ｂ・
・・駆動シリンダ　６，２６・・・鋳型　４０・・・引
抜装置　５０・・・ノズル開度演算器 時　許　出願人　　住友金属工業株式会社代理人　弁理
士　　河　　野　　登　　夫（Ｅ　　　　　　　　　　
ｔＰ　　ｔＬ時Ｍ　（件） ′１４２　図 ｔｐ七り 時　間（け） 第　３　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数ストランドの各別に設けた鋳型に、その上方の
   容器に取付けられた開度調整機能を具備するノズルを介
   して注入された溶融金属から生成される連続鋳造鋳片を
   、少なくとも２ストランド共通の引抜装置にて引抜くよ
   うに構成した連続鋳造設備において、 前記引抜装置を共通とする該当ストランドの鋳型夫々に
   一定範囲内で湯面レベルを検出するセンサを設け、 注入開始の際、上昇する湯面が前記センサにて最先に検
   出された先行のストランドについては、湯面検出時以降
   ノズル詰りが発生しない速度で湯面を上昇させ、また、
   その後に湯面が検出された前記該当ストランドの残りの
   ものについては、夫々先行ストランドにおける湯面と同
   一レベルとなるまでは先行ストランドの湯面上昇速度よ
   りも速い速度で湯面を上昇させ、湯面が同一となった時
   点以降では先行ストランドと共に同一の速度で湯面を上
   昇させることを特徴とする鋳型内湯面レベル制御方法。 ２、前記先行ストランドの湯面上昇速度をノズル詰りが
   発生しない速度の最低値とし、また先行ストランドにお
   ける湯面と同一レベルとなるまでの前記残りのストラン
   ドの湯面上昇速度を両ストランドの湯面レベル一致時に
   当該速度から前記最低値に変更した場合においてもこれ
   を原因としてその後にオーバーフローが生じない速度の
   最高値とする特許請求の範囲第１項記載の鋳型内湯面レ
   ベル制御方法。