JPS6221449A - 鋼の連続鋳造法および装置 - 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、鋼の連続鋳造法および装置に関し。

特に連続鋳型および２次冷却帯から駆動装置によって引
き抜かれる鋳片を駆動するための方法および装置に関す
る。

〔従来の技術〕

鋳型およびそれに続く鋳片ガイドから鋳片を引き抜くた
めに、連続鋳造機にはピンチロールを含んで成る駆動装
置が設けられているのが一般的である。駆動されるガイ
ドロッドは「ウオーキングビーム」という名称の駆動装
置としても公知である。駆動装置には、鋳造開始前に鋳
型内へダミーバーを送シ込む役割もある。

連続鋳造の操業中は、鋳片は可能な限シ一定の速度で鋳
型からおよびストランドガイドから引き抜かれる。操業
上の不具合およびタンディシュの交換を含む長時間の鋳
造サイクルの場合には、鋳型への鋼の供給の中断と鋳片
の引抜の停止は不可避である。一般的に、鋳造の終了時
には、鋳型内の浴表面の除滓が行なわれ、鋳片は静止状
態に又は微速度で移動する状態に保たれ水冷によって凝
固する。その後、鋳片はゆっくシした動きで鋳型から引
き抜かれる。

鋳片の停止および微速度の移動は、鋳造製品および連続
鋳造機自体に対して必然的に実質的弊害を及ばず。それ
以前の鋳造速度、鋳片の断面積、および鋳片ガイドのロ
ールピッチに応じて、鋳片には溶鋼の静水圧に起因する
バルジングが発生する。引抜ロールが再び動き始めると
、このバルジング部はロールによってつぶされて平坦に
な９、鋳片の内部割れの原因になる。

鋳片が静止している場合には、強く冷却されるのでバル
ジング量は減少する。しかし、このことによって局部的
な過冷却が起り、一方、鋳片の隣接部分は冷却されない
かわずかに冷却されるだけである。このように鋳片の冷
却に差が生ずると。

鋳片の表面割れが発生する。更に、鋳片の過冷却部分が
湾曲区間あるいは矯正区間に入ると、それぞれ曲げロー
ルあるいは矯正ロールおよびこれらの軸受に掛かる応力
が数倍に増加する。

しかし、既に述べたように、鋳片の移動停止は連続鋳造
機自体、特にロールに対しても非常に悪影響がある。高
温の鋳片と接触しているロール表面は、強烈でしかも停
止時間によっては長時間の加熱を受けるので、ロールの
表面割れが発生すると共に、ロールの変形や曲がシが・
起こる。その結果、ロールが円運動をしなくなり、すな
わちロールの永久曲がシが発生し、軸受や各セグメント
に対して過剰負荷が掛かる。バルジング部がロールにつ
ぶされる場合と同様に、ロールの永久曲がシは鋳片自体
にも悪影響を及ばず。良に、曲がったロールは鋳片を正
しくガイドすることができず、ロールや駆動モーターの
過剰負荷を引き起こすため、鋳造を中断せざるを得なく
なることにもなりかねない。

このような不適正な操業、鋳片の損傷、およびロールの
損傷を回避するために、少なくとも部分的には、ロール
支持を多数化し、駆動モーターを大型化し、あるいは更
に大型鋳片引抜用スタンドを付設する。表面割れの発生
しにくいロールにするために、高価なロール設計やロー
ルのコーティングが提案されているが、これらは装置価
格および保守費を上昇させる。このような手段は、鋳片
の幅が大きいスラグ鋳造機および支持ガイドが長いプル
ーム鋳造機の場合に特に高価である。

以下全白 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明の目的は、上記の欠点を解消することであって、
特に、鋳型への鋼の供給の不可避的中断の際および鋳造
終了の際に発生する鋳片および連続鋳造機の損傷を防止
することである。更に本発明は、従来の技術では鋳造の
停止あるいは製品品質の低下および鋳造機の損傷を引き
起こした１０分以上の連続的中断を可能にする。本発明
は、連続鋳造機の生産性と利益効率を高めようとするも
のである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的は、鋼の連続鋳造法において、連続鋳壓およ
び２次冷却帯から駆動装置によって鋳片を引き抜く際に
鋳片を駆動する鋼の連続鋳造法であって、鋼供給装置（
１０）が停止した際に、鋳片（４）と鋳片ガイドロール
（７）およびピンチロール（８，９）との間に本質的に
中断しない相対運動が生じるように、該鋳片（４）に引
抜および押戻しを交互に行なう振動運動を行なわせるこ
とを特徴とする鋼の連続鋳造法によって達成される。

本発明による装置は、鋳片の所定の振動運動のための駆
動ゾロ゛グラムを具備する駆動調整装置を特徴とする。

本発明の方法および装置の実施態様は、鋳片の内部品質
および表面品質を向上させ、同時に連続鋳造機の損耗を
低減し、特にロール寿命およびロール列の保護を拡大す
ることができる。したがって、保守費が低減する。鋳片
の停止を防止することによシ連続鋳造機の負荷が減少す
るので、よ如有利な連続鋳造機の設計が可能である。た
とえば、各ロールの軸受数を減らすことが可能である。

鋳片のブレークアウト直後に鋳片を振動させることによ
って、たとえばクーリンググリッド上のいわゆる流出ス
カルを切断あるいは、ビレットがまだ高温である場合に
は、鋳片Ｉイドロールで流出スカルを押しつぶすことも
できる。

鋳片の振動ストロークは、最大のロールピッチあるいは
、たとえばロールピッチの半分に調整することかできる
。

更に有利な方法によれば、振動中の鋳片の表面全体を実
質的に支持するために、鋳片の振動の長さを鋳片数の支
持部を含む帯域における最大のロールピッチにほぼ合わ
せることができる。また、振動のストロークは、更に鋳
片数の支持部の帯域内の全ロールの平均外周長さの約半
分に等しくすることによって最適化することができる。

更に有利な方法によれば、鋳片の振動の最大ストローク
は１次式によって限定することができる。

８−ＭＬ−２５０ｍ ここで、Ｓはストローク、ＭＬは鋳型全長であシ、単位
は−である。

鋳片数の支持部の帯域における平均ロールピッチに応じ
て、ロールピッチの増加に比例して振動速度が増加する
ように、鋳片の振動速度を選定することができる。もう
一つの特徴として、少なくとも鋼の供給を中断する前の
所定の鋳造速度に対応する速度で鋳片を振動させること
を提案する。

鋳片の振動運動の両死点間で速度をどのように変化させ
てもよい。比較的大型のスラゼ′の場合には、振動中に
加速および減速される質量が大きいから、正弦曲線に沿
った速度あるいは直線的な加速／減速で鋳片を振動させ
ることを提案する。

鋼の供給中断が短時間で、鋳片の振動運動が小さい場合
は、２次冷却設備の変更は不必要である。

中断が長時間の場合あるいは冷却水を多量に使用する場
合には、更に有利な方法として、鋳片の振動中は２次冷
却を弱めるか停止することを推奨する。更に、鋳片の振
動中に、所定のプログラムにしたがって、たとえば最初
に引抜区間で次に鋳型下でというように、段階的に２次
冷却を停止することを提案する。

また、所定の浴面変動範囲内の鋳型壁の損傷を防止する
ために、鋳型内の所定の浴面の下方帯域において、鋳片
を振動させることを更に提案する。

鋳片の振動と同時に鋳型を振動させることは実行可能で
ある。鋳片数が浴面変動範囲内で発達して完全に一周連
続した端部を形成するように、更に有利な方法として、
鋳片が最初に後退上昇する前あるいは遅くとも最初の後
退上昇中に、鋳型の振動を一瞬停止あるいは停止させる
ことを推奨する。

振動中の潤滑を維持又は促進するために、流動性スラグ
、望ましくは発熱性の添加物を含有する流動性スラグを
適用することができる。

更に別の実施態様によって、振動運動の制御および／あ
るいは監視のために、鋳型内の鋳片端部の運動を連続的
に検出するだめの位置検出器を使用することができる。

この種の位置検出器は、駆動調整装置を具備する制御シ
ステムと結合される。

上死点は浴面刺部装置自体によって検出し、下死点の検
出にのみ検出装置を追加使用することが特に有利である
。

湾曲型連続鋳造機の場合には、湾曲弧の内側と外側の鋳
片冷却速度を均一に調整することが困難である。更にも
う一つの実施態様に従って、わずかに変形した鋳片の振
動中に鋳型内壁に発生する引っかき疵を防止することが
できるように、鋳型が鋳片の振動によって鋳片の振動方
向に対して直角に移動できるように鋳型を設置すること
を推奨する。中断が長時間に亘る場合には、板状鋳型を
開けること、すなわち広幅側の２つの鋳型壁間隔を拡げ
ることもできる。

湾曲型の２次冷却帯を有する連続鋳造機の場合は、水平
の鋳片出口の前方に鋳片矯正用ガイドロールが設置され
る。鋳片は振動しながらこのガイドロールの間を前後方
向に数回通過する。すなわち、ビレットは前方への移動
の度に矯正され、後方への移動の度に曲げられる。更に
もう１つの有利な実施態様として、割れを発生し易い種
類の鋼を鋳造する場合は特に、鋳片自体によって横方向
に動かされ得るようにロール対を曲げおよび矯正区間に
沿って設けることを推奨する。この場合には、鋳片の振
動中の曲げあるいは矯正加工は非常に軽減される。

２次冷却帯に沿って数箇所にビンチロール対を配置すれ
ば、鋳片の振動運動中に鋳片数に掛かる鋳片移動方向の
引張力および圧縮力の軽減および同時にピンチロールと
鋳片の間のスリツノの防止ができる。

現在、近代的な連続鋳造機には多くの場合鋳型内の鋳片
殻の割れに対する警告システムが備えられておシ、この
警告システムがブレークアウトの警告信号を発し、ビレ
ットの運動を自動的に停止させると共に鋼の供給を中断
する。このような鋳片の停止も、既に述べた鋳片と連続
鋳造機双方の不具合を引き起こす。特に、高い鋳造速度
で操業している連続鋳造機では、短時間の急停止後には
既に著しい鋳片のバルジングが起こる。このような不具
合を解消するためには、更に有利なもう一つの方法とし
て、ブレークアウト警告システムからの信号を受けた後
に鋼の流入と鋳片引抜運動を中断することおよび後退上
昇によって鋳片の振動運動を誘起することを推奨する。

以下１本発明の実施例を図面を参照して説明する。

〔実施例〕

第１図中の２は、湾曲型連続鋳造機において振動駆動装
置３を有する連続鋳型である。鋳片４は。

駆動装置６によって鋳片ガイド７および鋳型２から引き
抜かれる。鋳片の芯部液相は駆動装置６の末端すなわち
ピンチロール対８，８′の位置にまで達してｉる。した
がって、鋳片のバルジングを防止するために、鋳片殻を
鋳型からピンチロール対８．８′までの間で常に支持す
る必要がある。鋳型２は鋼供給装置１０から供給を受け
る。浴面１３は、たとえば放射線発信／受信器のような
浴面検出装置１２　、１２’によって検出され、流入制
御装置によって自動的に所定の浴面高さに保たれる。

もう一つの検出装置１４．１４’は鋳型終端部に配置さ
れる。

鋼供給装置１０が停止した場合に鋳片が引き続き引き抜
かれると鋳型２の中の浴面１３は下降する。この下降運
動のために所定の速度すなわちよシ低い速度をゾログラ
ムに組み込むことができる。

浴面が下部検出装置１４．１４’の検出範囲に達すると
、駆動装置６は引抜から押戻しに切換えられ、それによ
って鋳片は後退移動する。鋼供給装置１０が停止してい
る間中、このような前進後退運動を繰返す。鋳片表面と
鋳片ガイド７およびピンチロール８．９との間に、実質
的に中断しない振動運動が生起される。

鋳片４の振動運動のストロークを、鋳片殻支持帯域内の
最大ロールピッチ１６以上に調整することができる。ス
トロークの決定にモールド２の長さも考慮に入れること
ができる。すなわち、ストロークＳは次式に従って限定
するのが有利である。

Ｓ譚ＭＬ−２５０調 ここで、ＭＬは鋳片の移動方向の鋳温良さである。

ストロークを決定する全てのパラメータを最適に調整し
た場合のストロークは、鋳片殻支持帯域内にあるロール
の平均外周長さの約半分である。

したがって、鋳型長さＭＬが９００簡の場合は最大鋳片
ストロークは６５０ｍ＋とすることができる。通常、鋳
片支持帯域内の粗圧延区間におけるロール間の最大間隔
は４００〜６００ｍであり。

ロール直径が４００ｍであればロール外周の半分は６２
８ｍである。このようにして、上記３つの増加ノ譬うメ
ータ（鋳型長さ、ロールピッチ、ロール直径）は鋳片ス
トロークが６３０關であるときが最適値である。ロール
の平均直径が小さく、たとえば３５０ｍの場合は鋳片ス
トロークは５５０■で十分である。鋳片ストロークが決
定すると、鋳型内での上昇運動の距離１９が規定される
。通常、振動中に鋳片が鋳型を離れることはなく、また
浴面変動範囲内で鋳片の振動が行なわれることもない。

鋳片の振動運動が開始した後に、２次冷却装置１７０作
用を軽減あるいは停止する。鋼の種類に応じて、２次冷
却装置１７を振動運動中に所定のゾログラムに従って、
たとえば引抜帯（鋳片の駆動装置）６から鋳型へ向けて
、段階的に停止させることができる。鋳片の振動運動全
鋳型２の振動運動に追随するように調整して、引っかき
傷による摩耗を防止するようにすることができる。

曲げあるいは矯正区間１５の中での上昇運動の度に鋳片
４の矯正あるいは曲げを完全に行う必要をなくすために
、矢印２０で示した横方向に移動可能なロール対をこの
矯正区間１５に配置することができる。このような横方
向可動性は普通の鋳造実行中に機能してもよく、あるい
は鋳片の振動中に遠隔操作のみによって機能停止されて
もよい。

９′は２次冷却帯の＃１ぼ中央にある１対のピンチロー
ルを示す。

ローラー２５は、鋳型が鋳片の振動運動方向５１に対し
て直角な方向に矢印５１に沿って移動でき、振動運動を
する鋳片に自ら適合し得ることを示している。鋳型に付
随し鋳型に接続された可動第１帯域を配置することもで
きる。

第２図のグラフにおいて、２１は、たとえばタンディツ
シュの交換した場合の、鋼の流入曲線を時間に対して表
わしたものである。この実施例の場合、鋼の流入は期間
２２の間は中断されたままである。鋼の供給は曲線２１
の屈折点５２で中断されている。

第３図において、曲線２３は鋳片の振動速度の推移を時
間の関数として表わしている。鋼の流入の中断（第２図
の屈折点５２）の後に、最初に、鋳片の振動運動の下死
点に達するまでの期間２４０間、鋳片は引き抜かれる。

次に、鋳片は曲線２３に従って正弦曲線の速度推移で矢
印１９（第１図）に沿って振動させられる。速度の推移
は破線２６．２６’のように設定することもできる。

第４図において、行程と時間（１）のグラフは鋳型内の
浴面あるいは鋳片端部の振動運動中の位置変化を表わし
ている。運動の方向は下死点２７と上死点２８において
反転する。上死点２８は鋳型内の所定の浴面高さ２９よ
シ下方にある。座標の原点は鋳型の下限点に一致する。

第５図は制御系統の相互関係を模式的に示す。

コンビ、−ター３０はストツノ母−制御系あるいはスラ
イド制御系、すなわち鋼流入調整装置からの信号３１を
連続的に受ける。３２は浴面の位置検出装置１２．１４
（第１図）からの連続信号入力、３３は振動する鋳型の
高さの入力を表わす。連続鋳造機に、たとえば鋳型壁温
度測定によるプレークアウ）Ｉｔ）告システムが設けら
れていれば、その信号３４もコンビ、−ター３０に供給
される。入力情報３５および３６は、意図した駆動運動
および振動運動中の鋳片に対する意図した冷却のための
プログラム入力を表わす。これら各種の入力を受けるこ
とによって、コンピューター３０は本発明の方法に従っ
て連続鋳造を自動的に制御し且つ鋼供給の中断時や操業
上の不具合発生時には押されたボタンによって制御する
ことができる。制御ライン４０〜４３は、駆動モーター
４５．２次冷却装置４６、ストツノ９−調整装置４７、
および鋳型振動装置４８に接続されておシ、これらの装
置はコンピューター３０によって本発明の方法に従って
制御される。

【図面の簡単な説明】

第１図は連続鋳造機の模式的な側面図、第２図は鋳型内
への鋼の流入を時間の関数として表わすグラフ、第３図
は鋳片の振動速度を時間の関数として表わすグラフ、第
４図は鋳型内の浴面高さを時間の関数として表すグラフ
、および第５図は制御系統の！ロタ２図である。 ２：＠型、３：駆動装置、４：鋳片、６：駆動装置（引
抜帯）、７：鋳片ガイド（ロール）、８゜８’　＃　９
−９’　：ピンチロール、１ｏ：鋼供給装置、１２．１
２′、１４．１４’　　：位置検出装置、１３：浴面、
１５：矯正区間、１７：２次冷却装置、２１：鋼の流入
曲線、２３：鋳片の振動速度、２７：下死点、２８：上
死点、２９二鋳型内の所定の浴面高さ、３０：コンピュ
ーター、３１〜３５：入力、４０〜４３：制御ライン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鋼の連続鋳造法において、連続鋳型および２次冷却
   帯から駆動装置によって鋳片を引き抜く際に鋳片を駆動
   する鋼の連続鋳造法であって、鋼供給装置（１０）が停
   止した際に、鋳片（４）と鋳片ガイドロール（７）およ
   びピンチロール（８、９）との間に本質的に中断しない
   相対運動が生じるように、該鋳片（４）に引抜および押
   戻しを交互に行なう振動運動を行なわせることを特徴と
   する鋼の連続鋳造法。 ２、鋳片の前記振動運動のストローク（１９）を鋳片殻
   支持帯域内の最大ロールピッチ（１６）に応じて調整す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の鋼の連
   続鋳造法。 ３、前記振動運動の前記ストロークを式Ｓ＝ＭＬ−２５
   ０ｍｍ（Ｓ：ストローク、ＭＬ：鋳型長さ、単位ｍｍ）
   に従って鋳型長さに応じて調整することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項または第２項に記載の鋼の連続鋳造
   法。 ４、前記振動運動の前記ストロークを前記鋳片殻支持帯
   域内にあるロール（７、８、９）の平均外周長さの約半
   分とすることを特徴とする特許請求の範囲第１項から第
   ３項までのいずれか１項に記載の鋼の連続鋳造法。 ５、前記鋳片（４）を少なくとも先行する所定の鋳造速
   度に対応した速度で前記振動運動させることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項から第４項までのいずれか１項
   に記載の鋼の連続鋳造法。 ６、前記鋳片を、直線的に上昇および下降する速度曲線
   （２６′）に従って前記振動運動させることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項から第５項までのいずれか１項
   に記載の鋼の連続鋳造法。 ７、前記鋳片（４）の前記振動運動中に、２次冷却装置
   （１７）の作用を軽減又は停止することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項から第６項までのいずれか１項に記
   載の鋼の連続鋳造法。 ８、前記鋳片（４）の前記振動運動中に、前記２次冷却
   装置（１７）の作用を、引抜帯（駆動装置）（６）から
   前記鋳型（２）に向けて所定のプログラムに従って段階
   的に停止することを特徴とする特許請求の範囲第７項記
   載の鋼の連続鋳造法。 ９、前記鋳片を前記鋳型（２）内の所定の浴面高さ（１
   ３、２９）の下方領域内で前記振動運動させることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項から第８項までのいずれ
   か１項に記載の鋼の連続鋳造法。 １０、前記鋳片（４）が最初に後退上昇する前に、前記
   鋳型の振動を停止させることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項から第９項までのいずれか１項に記載の鋼の連
   続鋳造法。 １１、前記鋳型の前記振動を、遅くとも前記鋳片（４）
   の最初の後退上昇中に停止させることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項から第１０項までのいずれか１項に記
   載の鋼の連続鋳造法。 １２、発熱性の添加物を含有する流動性潤滑スラグを使
   用することを特徴とする特許請求の範囲第１項から第１
   １項までのいずれか１項に記載の鋼の連続鋳造法。 １３、前記鋼供給装置（１０）の運転をブレークアウト
   警告システムからの信号によって中断し、前記鋳片の引
   抜運動を停止し、後退上昇によって該鋳片の前記振動運
   動を誘起することを特徴とする特許請求の範囲第１項か
   ら第１２項までのいずれか１項に記載の鋼の連続鋳造法
   。 １４、鋼の連続鋳造装置において、駆動調整装置を有す
   るピンチロール（８、９）が鋳片ガイド（ロール）（７
   ）の後方に配置され、鋳片が駆動される鋼の連続鋳造装
   置であって、該駆動調整装置が該鋳片（４）の所定の振
   動運動のための駆動プログラムを具備することを特徴と
   する鋼の連続鋳造装置。 １５、位置検出装置（１２、１２′、１４、１４′）が
   鋳型（２）内の前記鋳片の位置を連続的に検出し、且つ
   前記駆動調整装置を有する制御システムに接続されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１４項記載の鋼の連続
   鋳造装置。 １６、鋳型（２）が、振動運動する鋳片（４）によって
   該鋳片の運動方向に対して直角の方向に移動し得ること
   を特徴とする特許請求の範囲第１４項または第１５項に
   記載の鋼の連続鋳造装置。 １７、湾曲型２次冷却帯を有し、曲げ又は矯正区間（１
   ５）に鋳片（４）によって横方向に移動し得るピンチロ
   ール対（９）が設けられることを特徴とする特許請求の
   範囲第１４項から第１６項までのいずれか１項に記載の
   鋼の連続鋳造装置。 １８、２次冷却帯に沿って数箇所にピンチロール対（９
   ′）が配置されることを特徴とする特許請求の範囲第１
   ４項から第１７項までのいずれか１項に記載の鋼の連続
   鋳造装置。