JPS62270264A - 連続鋳造の鋳造初期制御方法 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は連続鋳造プロセスにおいて、溶鋼の注入開始か
らダミーパーの引抜きを開始するまでの鋳造初期におけ
る制御方法に関するものである。

〔従来の技術〕

周知のように、連続鋳造においては取鍋等で搬送された
溶鋼をタンディツシュに一旦貯留し、該タンディツシュ
から浸漬ノズルを介して鋳をに注入することによって鋳
造が行われる。前記浸漬ノズルはストッパーやスライデ
ィングノズル等の流量制御装置を備えていることが普通
である。

連続鋳造用の鋳をはその上下が開放されていることから
、鋳造を開始するにあたっては先ず鋳型にダミーバーの
ヘッド部（以下、ダミーパーヘッドと云う）を装着し、
鋳型の下端部を閉栓した後、溶鋼の注入が開始される。

この鋳造初期の定常湯面に達する迄の湯面制御は、従来
、操作者が湯面を監視しながら、流量制御装置の開度を
調整し、定常湯面検出器の検出範囲に入ったことを確認
し、ダミーパーヘッドの引抜開始指令を出し、湯面が定
常湯面で安定してから自動モードに切替えて行ってきた
。

その定常湯面検出器には、検出精度及び応答性のよい、
検出範囲が約１５０ｍの特公昭５５−３６９２１号公報
に開示されている渦流検出器や、検出精度及び応答性は
やや落ちるが、検出範囲が広くとれる実公昭５２−３７
６１２号公報に開示されている複数個の熱電対を鋳型壁
ＫＪｆｆ込んだ測温式湯面検出器や、測温抵抗体を上下
方向に長く取付けた湯面検出器等がある。

（発明が解決しようとする問題点） 前記従来法は、鋳造初期の定常湯面に達するまでの湯面
制御を行うのに熟練した操作員が必要であった。

また、前記渦流検出器や測温式湯面検出器を使用すると
、鋳造初期の非定常湯面を適切に検出することができな
かった。

先ず、渦流検出器は検出範囲が約１５０ｍとせまく、定
常湯面は検出できるが、鋳型への注入開始から定常湯面
までの非定常湯面の検出が困難である。

また、複数の熱電対等を溶量に埋め込んだ測温式湯面検
出器では、鋳型の温度を検出し、湯面を判断するため、
部屋本体の温度が上昇しなければ適正な湯面を検出でき
ない。特に、鋳造初期の非定常湯面では、鋳型の温度上
昇が定常状態ではないので、適正な湯面検出は非常に困
難であった。

また、定常湯面検出時においても、鋳型の温度により湯
面を判断するので応答性が悪く、３秒程度の応答時間を
考慮する必要があり、さらに、鋳型内の温度分布によシ
ミ面がどこの位置にあるかの判断は非常に難かしく、大
型コンピューターを駆使しての大がかシな判断作業を必
要とする。

このような従来の検出器を使用して鋳造初期の自動制御
をしようとしても、適正な湯面に制御できず、鋳型上面
からの溶鋼オー／セーフローや、湯面高さが低いために
鋳片表面の冷却時間が短かく、鋳片の凝固殻生成が不充
分となり生じるブンークアウト（凝固殻が破れ溶鋼が流
出すること）等の大きなトラブルの危険性があった。

さらに、溶鋼注入開始の鋳造初期にはノズル周辺の溶鋼
凝固によるノズル閉塞が生じるので前記ノズルの開度を
全開にする必要があり、湯面上昇速度が早過ぎ、適正な
タイミングでノズルをしぼりこまないと、溶鋼が鋳型か
らオーツマーフローするという危険性が常にあった。

〔問題点を解決するための手段〕

かかる問題点を解決するための本発明は、ダミーパ−ヘ
ッド 備えた浸漬ノズルを介して溶鋼の注入を開始し、前記鋳
型内における湯面が予め設定された引抜き開始レベルに
達したことを検出した時点で前記ダミーパーヘラＰの引
抜きを開始する連続鋳造の鋳造初期制御方法において、
定常湯面近傍を検出する渦流検出器と、鋳型上下方向に
等間隔に配設された測温器と、該測温器の測温信号処理
部と、非定常湯面の湯面上昇速度を演算し、前記渦流検
出器の検出範囲下限近傍に湯面が達する時間を予測゛す
る予測時間演算部とを設け、前記測温器と前記測温信号
処理部と前記予測時間演算部とにより溶鋼注入開始後の
湯面上昇速度を演算して、前記渦流検出器の検出範囲下
限近傍に湯面が達する時間を予測し、該予測時間に達し
た時点で前記流量制御装置の開度をしぼ）込み、次に渦
流検出器の検出範囲に湯面が達した時点で該渦流検出器
によシ湯面検出を開始し、さらに湯面が引抜き開始レペ
ルに達した時点でダミーノ々−ヘッドの引抜きを開始し
、その後、前記渦流検出器により定常湯面を保持制御す
ることを特徴とする連続鋳造の鋳造初期制御方法である
。本方法において、非定常湯面の湯面上昇速度を演算す
るに際し、前記測温器の測温４ｇ号処理部に湯面位置に
相当する温度を設定したしきい値（Ｔｓ）を設け、各々
の測温器の検出温度が該しきい値（Ｔｓ　）に達する時
間と、各々の測温器間の距離とによシ湯面上昇速度を演
算することは好ましい。

〔作用、実施例〕

前記方法によシ、鋳造初期の湯面上昇時の非定常湯面か
ら定常湯面にする湯面制御を自動化できる。

以下、図示の実施例に基いて本発明の作用をさらに説明
する。

第１図は本発明の実施例を示すブロック図であり、同図
において１は鋳型、２は溶鋼、３は溶鋼湯面、４は鋳型
１内に上下方向に等間隔に５個埋め込まれた熱電対等の
測温器、１５は定常湯面を検出する渦流検出器、５は浸
漬ノズル２５を有するタンディツシュ、６はタンディツ
シュ５の浸漬ノズル２５からの溶鋼流量を調整するノズ
ルストツＡ−１７１ｄノズルストツノぞ−６を上下ｆる
ｋめの駆動装置、８は５．６．７で構成した流量制御装
置、９はダミーパ々−１１０はダミーパー９及び鋳片を
引き抜くためのピンチロール、１１はビンチロール１０
用の電動機、１２は測温器４からの測温結果を信号処理
する測温信号処理部、１３は測温信号処理部１２から出
された測温信号を処理し、湯面上昇速度を演算し、渦流
検出器１５の検出範囲下限近傍に湯面が達する時間を予
測する子側時間演算部、１４は渦流検出器１５の信号処
理部、１６は溶鋼の流量制御を行うノズルストッパー６
の駆動装置７の制御を行う駆動制御部、１７は渦流検出
器１５の湯面レベル検出結果をノズルストツノｅ−６の
駆動制御部１６へフィーＰバックし、湯面制御を行う湯
面制御部、１８はビンチロール１０の引抜き速度を制御
する引抜き制御部、１９は湯面変化速度を判定し、流量
制御装置８の駆動制御部１６およびビンチロール１０の
引抜き制御部１８へ制御指令を出す湯面変化速度判定部
、２０は湯面設定器、２１はノズルストツノに−６の開
度を全開からしはシ込むための駆動制御部用しぼシ込み
関数、２２はそのしぼシ込み開始のためのリレー、２３
は湯面が定常湯面近傍の引抜レベルに達し、ダミーパ々
−９を引抜開始する時点から定常引抜き速度に達するま
での速度を樟々に昇速させるための昇速関数、２４は引
抜き及び昇速開始のためのリレーである。

第２図は鋳造初期の湯面高さの変化を示した線図で、縦
軸に湯面高さＬ１横軸に時間ｔをとっている。なお、Ｔ
／Ｃ１〜Ｔ／Ｃ５は測温器４の位置、線図の斜線部は渦
流検出器１５の検出範囲を示す。

第３図は第２図の湯面高畑に対応する湯面上昇速度を示
した線図、第４図は第２図及び第３図に対応する５個の
測温器４−１〜４−５の測温温度線図で、ＴＳの点綴は
その測温温度により湯面上昇′ａ藺を判断中ふために設
定１−だ設宇温彦（以下しきい値という）である。この
しきい値は湯面に相当する実績温度で事前に設定してお
く。

以上説明した第１〜４図に基いて本発明の鋳造初期制御
方法について以下詳述する。

先ず、ダミーパー９のヘッドによＩ）＠造１の下部を閉
栓し、タンディツシュ５のノズルストツノぞ−６を上昇
し、浸漬ノズル２５よυ鋳型１へ溶鋼注入を開始する。

溶鋼湯面は第２図に示すように上昇してゆき、鋳型１の
温度も上昇し、鋳型１内に埋め込まれた測温器４の検出
温度が第４図に示すように上昇してゆく。

先ず、測温器４−１の温度がしきい値Ｔｓに達した時間
ｔ！を測温信号処理部１２−１で記憶させる。次に、測
温器４−２の測温値がしきい値Ｔｓに達した時間ｔｌ　
　を同様に１２−２に記憶させる。

同様に、順次測温器４−３．４−４．４−５の測温値が
しきい値Ｔｓに達した時間ｔ３、ｔ４、ｔｓを１２−３
．１２−４．１２−５に記憶させる。

これらの時間１１％ｔ５と各測温器４−１〜４−５間の
距離Ｌｓとにより、測温器４の位置で上昇する湯面上昇
速度を予測時間演算部１３で求める。

本実施例では、下記の演算式で湯面上昇速度を求めた。

５−Ｌｓ／コ ここで Ｓ：湯面上昇速度 ＬＳ：測温器間距離 一区、ｔ：Ｎ個の測温器間の湯面上昇時間の平均値Ｎ：
測温器個数 ｔｋ：　ｋ番目の測温器の測温値がしきい値に達した時
間 に：変数 このようにして求めた湯面上昇速度Ｓを使用して、渦流
検出器１５の検出範囲下限近傍の流量制御装置８のしぼ
り込み開始時間を予測する。

本実施例ではその予測時間を下記の演算式で求めた。

ｔ　ｘ　ｗａ　ｔＨ＋Ｌｏ／Ｓ　　−ｔｌここで ｔｘ：渦流検出器の検出範囲下限近傍の流量制御装置し
ぼり込み開始予測時間（注 入開始時点から） ｔＮ：最上部の測温器の測温値がしきい値ＴｓＫ達する
時間（注入開始時点から） Ｌｏ：最上部の測温器位置から渦流検出器の検出範囲下
限位置までの距離 Ｓ：湯面上昇速度 ｊＯｃ’　　：補正値（流量制御装置、しぼり開始時点
から渦流検出器の検出範囲下限位置 までに湯面が達するに要する時間等） この予測時間ｔｘ　に達した時点で流量制御装置８のし
ぼり込み開始を行う。そのしぼシ込みは第１図のしぼシ
込み関数２１に従って徐々にしぼシ込んでゆく。

次に、湯面が渦流検出器１５の検出範囲に入ると、渦流
検出器１５での検出を開始する。

なお、渦流検出器１５の零調は測温器４の１つの測温値
がしきい値Ｔｓを越えた時点で事前に自動的に行ってお
く。

湯面上昇速度は渦流検出器１５の検出値を微分して求め
、流量制御装置８の開度を制御し、溶鋼注入量を調整し
、定常湯面に湯面を上昇させる。

定常湯面に達したらダミーパ々−９の引抜きを低速度で
開始し、湯面を渦流検出器１５により定常湯面に保持制
御させながらダミーパー９引抜き速度を昇速関数２３に
より徐々に昇速させ、定常運転を開始する。なお、ダミ
ーパー９の引抜き速度が低速の時、流量制御装置８の開
度はダミーパ々−９の引抜き速度によシ下降する湯面に
見合った溶鋼注入をするだめの開度にほぼ一定に保持す
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は以下の効果を奏する。

（］）湯面そのものの検出を行う必要がないので、難し
い湯面の判断機能を必要とせず簡単な方法で検出でき、
検出精度も正確かつ、確実とｈ六−聴に１−話い値を設
ける場合はこの効果が大きい。

（２）非定常の湯面上昇速度を正確に検出できるので、
鋳型からのオーツ々−フローの心配もなく、鋳造初期の
溶鋼注入の際の流量制御を微妙に調整する必要がない。

そのため、注入開始から安定鋳造までの移行が迅速に行
える。

（３）　　注入開始から定常湯面近傍までノズルストツ
ノぞ−を全開にして注入できるので、ノズル閉塞等のト
ラブルがなくなる。

（４）　　定常湯面近傍の湯面検出に、応答性がよくか
つ検出精度のよい渦流検出器を使用するので、鋳造初期
及び定常鋳造時の鋳片品質の安定化が図れる。

（５）鋳造初期の制御が自動化できるので、溶鋼注入開
始から定常湯面に達するまでの注入量制御のためのオペ
レーターが不要となり、省力化が図れる。

（６）鋳造初期の操業条件のバラツキがなくなり、鋳造
初期品質の安定化が図れる。また、凝固殻生成不充分に
よるブレークアウト等のトラプルがなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図は本
発明による鋳型内溶鋼湯面高さ変化を示す線図、第３図
は第２図の湯面上昇速度を示す線図、第４図は本発明の
測温器の検出温度としきい値に達する時間を示す線図で
ある。 １・・・鋳型、２・−溶鋼、３−・溶鋼湯面、４−測温
器、５・−タンディツシュ、６−ノズルストツノぞ−、
７・・・駆動装置、８・−流量制御装置、９−・ダミー
ノ々−１１０−ビンチロール、１１−・・電動機、１２
・・・測温信号処理部、１３−・予測時間演算部、１４
　・・・信号処理部、１５・−渦流検出器、１６・・・
駆動制御部、１７　・・・湯面制御部、１８・−引抜き
制御部、１９　・・・湯面変化速度判定部、２０・・・
湯面設定器、２１・・・駆動制御部用しぼシ込み関数、
２２−ＩＪシレー２３・・・昇速関数、２４・・・リレ
ー、２５−・浸漬ノズル、Ｔｓ・＝１．きい値。 代理人　弁理士　秋　沢　政　光 他１名

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ダミーバーヘッドが装着された鋳型に流量制御装
   置を備えた浸漬ノズルを介して溶鋼の注入を開始し、前
   記鋳型内における湯面が予め設定された引抜き開始レベ
   ルに達したことを検出した時点で前記ダミーバーヘッド
   の引抜きを開始する連続鋳造の鋳造初期制御方法におい
   て、定常湯面近傍を検出する渦流検出器と、鋳型上下方
   向に等間隔に配設された測温器と、該測温器の測温信号
   処理部と、非定常湯面の湯面上昇速度を演算し、前記渦
   流検出器の検出範囲下限近傍に湯面が達する時間を予測
   する予測時間演算部とを設け、前記測温器と前記測温信
   号処理部と前記予測時間演算部とにより溶鋼注入開始後
   の湯面上昇速度を演算して、前記渦流検出器の検出範囲
   下限近傍に湯面が達する時間を予測し、該予測時間に達
   した時点で前記流量制御装置の開度をしぼり込み、次に
   渦流検出器の検出範囲に湯面が達した時点で、該渦流検
   出器により湯面検出を開始し、さらに湯面が引抜き開始
   レベルに達した時点でダミーバーヘッドの引抜きを開始
   し、その後、前記渦流検出器により定常湯面を保持制御
   することを特徴とする連続鋳造の鋳造初期制御方法。
2. （２）非定常湯面の湯面上昇速度を演算するに際し、前
   記測温器の測温信号処理部に湯面位置に相当する温度を
   設定したしきい値（Ｔｓ）を設け、各々の測温器の検出
   温度が該しきい値（Ｔｓ）に達する時間と、各々の測温
   器間の距離とにより湯面上昇速度を演算する特許請求の
   範囲第１項記載の連続鋳造の鋳造初期制御方法。