JPS6321586B2 - - Google Patents

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JPS6321586B2
JPS6321586B2 JP18095181A JP18095181A JPS6321586B2 JP S6321586 B2 JPS6321586 B2 JP S6321586B2 JP 18095181 A JP18095181 A JP 18095181A JP 18095181 A JP18095181 A JP 18095181A JP S6321586 B2 JPS6321586 B2 JP S6321586B2
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JP
Japan
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molten metal
mold
tundish
slab
level
Prior art date
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Application number
JP18095181A
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English (en)
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JPS5884652A (ja
Inventor
Kunihiro Sato
Wataru Fukuhara
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
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Publication of JPS5884652A publication Critical patent/JPS5884652A/ja
Publication of JPS6321586B2 publication Critical patent/JPS6321586B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/20Controlling or regulating processes or operations for removing cast stock
    • B22D11/201Controlling or regulating processes or operations for removing cast stock responsive to molten metal level or slag level
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/161Controlling or regulating processes or operations for automatic starting the casting process

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、連続鋳造の自動鋳込み制御方法に
関し、とくに安全かつ円滑な連続鋳造の始業また
は中断後の再開を簡便、容易ならしめようとする
ものである。
溶融金属(以下溶湯という)の連続鋳造操業で
は、水冷下のモールド内における溶湯の浴面を該
モールドへの溶湯の供給と、モールドからの鋳片
引抜きに応じ、一定レベルに維持させて所定の条
件に適合した操業を継続するような、いわゆる定
常操業の自動制御に関する限りすでに達成されて
いるけれども、該操業の開始または、中断後の再
開を、安全かつ適切に行い上記定常操業へ円滑に
移行させる始業制御に関しては、未だ適確な手段
がなく、通常、作業者がタンデイツシユからモー
ルドへの溶湯の注入を、そしてその後にはじまる
鋳片引抜きによるモールド内溶湯の浴面の状態を
監視しながら、タンデイツシユのノズル開度を手
動で操作調節する一方、鋳片引抜きの速度につい
ても手動または自動で操作調節を加えるような始
業を行つているのが現状である。
連続鋳造の開始に当つては、モールドの底部開
口を、いわゆるダミーバーヘツドで閉塞シールす
る準備ののち、レードルからタンデイツシユを経
てモールドに向う溶湯の流下注入が行われ、その
後に定常操業に移行してその操業が継続されるわ
けであるが、該操業の途中で、鋼種の変更、いわ
ゆる連々鋳や、タンデイツシユまたはそのノズル
などの交換、ときには鋳片鋳幅の変更のための操
業の中断のあと先行の鋳造による鋳片尾端で上記
ダミーバーヘツドに代り底部開口が閉塞シールさ
れたモールド中への溶湯の流下注入が再開される
場合も含めてかような連続鋳造の始業に際しタン
デイツシユノズルの閉塞、シール洩れ、ブレーク
アウト、またはオーバーフローなどのトラブルを
ひき起すことのない十分な強度をもつ鋳片凝固殻
が、鋳片引抜を行なうときすでに形成させ得る制
御を必要とする。
かような鋳込みの開始に関して、鋳片の引抜き
に伴う水冷モールド内浴面の変動を回避すべく該
引抜き速度に制御を加えることについては特開昭
54−16332号、同33827号各公報に、また同じくノ
ズル開度の設定値補正を行うことについても特開
昭55−54249号公報にそれぞれ開示されているが、
これらの引抜きの開始に至る間の浴面上昇を、鋳
片の引抜きに耐える凝固殻の十分な形成の下で、
注入トラブルなしに保証する手段は、何も与えら
れていないのであり、もしこの間の浴面上昇が過
早に生じるとき、溶湯のオーバーフローや、鋳片
凝固殻の未成熟引抜きによるブレークアウト、そ
の他モールド内レベル変動によるパウダの巻込み
や、シール洩れなどのトラブルを生じる原因とな
る一方、浴面上昇が遅滞するとき、定常操業への
移行がおくれて、鋳片品質が確保され難く、切捨
てによる歩留り低下や、生産性の悪化を来すうれ
いがある。
そこでこの発明は、連続鋳造操業の始業、また
は中断後の再開によつてモールド内に鋳込まれた
溶湯の浴面につき、それが定常操業の制御レベル
に達したときすでに、所定の鋳片引抜き条件を十
分に満たして、鋳片の引抜き用ピンチロールの始
動が開始されるまでの間の浴面レベルに上昇を、
その後のピンチロールの加速過程を通して、鋳片
凝固殻の健全な発達を確保しつつ円滑に、しかし
遅滞なくもたらすような、タンデイツシユのノズ
ル開度の計算制御によつて、上記したような連鋳
操業のトラブルの悉皆排除を図り、安定した操業
および鋳片品質を確保することがその目的であ
る。
かような目的を達成するためには、モールド内
に鋳込まれた溶湯が、その引抜きに耐える鋳片凝
固殻を生成するに必要な冷却時間を確保し得るよ
うなモールド注入を行うべきであり、かような注
入は、その浴面の上昇速度の適切な管理を、その
上昇途次にはじまる鋳片引抜きの開始とそれに引
続く加速過程を通して継続することによつて、円
滑に、定常操業に移行することができるわけであ
る。
タンデイツシユのノズルは、モールドへの溶湯
注入を準備する間にタンデイツシユとともに十分
予熱されるように全開放位置を占め、そのためレ
ードルからタンデイツシユに移注された溶湯がそ
のまま全解放位置にあるノズルを通してモールド
内に流入するとき、モールド内で上記した必要な
冷却時間が確保され難いので、この流入が始まる
とき一たんタンデイツシユのノズルを絞らなけれ
ばならない。
この絞りは、それによつてノズル詰まりを生じ
ない限度とし、その後モールド内に注入された溶
湯に加わる冷却によつて、鋳片自体引抜き開始の
際すでに充分に健全な溶湯凝固殻の生成を確保す
ることができる程度に、調節されるを要する。
この調節を開始すべき時点は、上記注入つまり
鋳込の開始を検出して直ちに、あるいはその注入
によるモールド内の低位に予め設定した溶湯レベ
ルを検出して実行することもでき、その溶湯レベ
ルに至る注入は、タイマによるシーケンス制御ま
たは溶湯レベル検出計による制御下においてもよ
い。
さてモールド内への溶湯注入によるその浴面の
上昇については、一般に単位時間Δt〔min〕内の
モールド内溶湯浴面の上昇量をΔL〔m〕とすると
き一般にモールド内溶湯変化量として、同一時間
Δt内におけるタンデイツシユからモールドへの
溶湯注入量とモールドからの鋳片引抜量との差に
等しい。すなわち (QT−QV)・Δt=ρl・MW・MD・ΔL ……(1) QT=α・ρl・AN・√2T ……(2) QV=ρS・MW・MD・V ……(3) ここにQT:モールドへの溶湯注入量
〔ton/min〕 Ql:モールドからの鋳片引抜量 〔ton/min〕 ρ:溶湯比重量 〔ton/m3〕 MW:鋳片の幅 〔m〕 MD:鋳片の厚 〔m〕 α:タンデイツシユからの溶湯流出係数度
〔−〕 AN:タンデイツシユ・ノズルの開口面積(ノ
ズル開度) 〔m2〕 g:重力の加速度 〔m/min2〕 HT:タンデイツシユ内溶湯ヘツド 〔m〕 ρs:鋳片比重量 〔ton/m3〕 V:鋳片引抜速度 〔m/min〕 である。
式(1)、(2)、(3)から α・ρl・AN・√2T−ρS・MW ・MD・V=ρl・MW・MD・ΔL/Δt……(4) L〓=ΔL/Δtとおくと が得られる。
従つて鋳片引抜き開始のあと、その加速に拘ら
ず、健全な溶湯凝固殻の生成を、該開始に先立つ
て保証することができるモールド内溶湯浴面の上
昇速度L〓と、その後の鋳片引抜き速度Vとについ
ては、溶湯の種類、温度、連続鋳造設備の諸元能
力などに応じて予め定めた浴面の上昇パターンL〓
と、鋳片の引抜加速パターンV〓の各目標値を与
えて(5)式によるノズル開度の制御を行い、さらに
鋳片引抜速度の加速制御を組合わせることによ
り、円滑でかつ安定した鋳造スタートを可能なら
しめるのである。
第1図にこの発明の制御システム構成を例示し
た。
溶湯はレードル10からタンデイツシユ11に
注入されその後、タンデイツシユ11よりスライ
ドノズル12を経て浸漬管13を通り、モールド
14内に注入され、モールド14内で凝固しなが
らモールド14から引抜き用ピンチロール16に
よつて、ダミーバーヘツド15とともに鋳片とし
て引抜かれる。
図における17はタンデイツシユ内の溶湯ヘツ
ド計、18はタンデイツシユのノズル開度計、1
9は同じくノズル開度制御装置、20はモールド
内溶湯レベル計、21は引抜き用ピンチロール速
度制御装置、22は引抜き速度計であり、23は
鋳込み演算制御装置である。
鋳込演算制御装置23は、タンデイツシユ重量
測定ロードセルからタンデイツシユ湯面高さを計
測するを可とするタンデイツシユ内の溶湯ヘツド
計17、タンデイツシユノズル開度計18、モー
ルド内溶湯レベル計20および鋳片引抜速度計2
2から逐時に信号を入力し、前もつて記憶された
鋳造仕様(使用ノズル径、鋳片サイズ、溶湯の種
類や温度などに応じて予め定めた浴面レベル上昇
パターンL〓のほか式(5)に使用するα,g,ρl,ρS
などの諸定数、さらには鋳片引抜速度の加速パタ
ーンV〓,タンデイツシユノズル初期開度など)
に従つて、逐時的に(5)式の演算を行なうことによ
つてタンデイツシユのノズル開度制御装置19に
開度設定を、また引抜きロール速度制御装置21
に鋳片引抜速度の加速パターンV〓に従つて逐時
的に引抜速度設定を、それぞれ出力する機能を有
している。
第2図にこの発明による鋳込開始を実施したと
きの鋳造経過に従つたタンデイツシユ内溶湯ヘツ
ド変化a,タンデイツシユノズル開度変化b,モ
ールド内溶湯レベル変化cおよび鋳片引抜速度変
化dの一例を示す。
また第3図に第2図の例で使用した浴面の上昇
パターンa,鋳片引抜の加速パターンbを一例に
ついて示す。
第2図a,bに示すようにレードルからタンデ
イツシユ、ついでタンデイツシユからモールドへ
の溶湯注入開始時に鋳込演算制御装置23は、鋳
造仕様に従うノズル開度をまず初期開度として、
タンデイツシユノズル開度制御装置19に設定出
力する。溶湯がモールド内へ注入され、この例で
モールド内溶湯レベルが第2図cに示す溶湯レベ
ルL3に到達したことを検知して、鋳込演算制御
装置23は予め定められ記憶している浴面の上昇
パターン値を(5)式のLに入れ(このとき鋳片引抜
速度V=0)(5)式からノズル開度ANを演算して、
ノズル開度制御装置19に設定出力し、モールド
内溶湯レベル上昇速度開度の調節操作を実行す
る。モールド内溶湯レベルが第2図cに示す溶湯
レベルL2に到達したことを検知したとき鋳込演
算制御装置23は予め定められ記憶している浴面
の上昇パターンL〓の値と、鋳片引抜速度の加速パ
ターンV〓に従う引抜速度の値をそれぞれ(5)式の
L〓とVに入れて、(5)式からノズル開度ANを時々
刻々演算し、前記と同様にモールド内溶湯レベル
上昇速度の制御を実行する一方、鋳片引抜速度制
御装置21に、引抜開始指令を出力し以後、引抜
速度の加速パターンV〓に従つて引抜速度設定出
力を行ない、第2図dに示すように定常引抜速度
V0までの加速制御を行ない、定常引抜速度V0
到達した以後は定常引抜速度の制御を実行する。
モールド内溶湯浴面が第2図cに示す溶湯レベ
ルL1に到達したことを検知して鋳込演算制御装
置23は、同図cに示すように定常溶湯レベル
L0を設定値とする定常溶湯レベルの制御を実行
する。
この例において、短辺内のり260mm、長辺内の
り1260mm、高さ900mmの銅製水冷方式モールド内
に、その上縁から400mmの深さで、口径70mm側面
開口高さ90mm双孔の浸漬ノズルを設置し、この浸
漬ノズルの下端から50mmをへだててダミーバーヘ
ツドを配置して、温度1550℃の溶鋼(C:0.1%,
Mn:0.8%,Si:0.1%,Al:0.02%)をレードル
からタンデイツシユを介してモールド内に鋳込む
とき、それまで全開で予熱を施しつつあつたスラ
イドノズルの開度を30%の初期値に絞り引続いて
溶鋼浴面の上昇パターンLを7mm/Sに定め、浸
漬ノズルの流出係数を100%と仮定して(5)式に従
うノズル開度ANに時間制御を加え、浴面がモー
ルド上縁から150mmのレベルになつたとき、ピン
チロールを駆動しはじめ、毎分あたり0.3m/min
の加速パターンV〓のもとで上記の浴面の上昇パ
ターンLが維持される、やはり(5)式に従うノズル
開度ANの時間制御を行つて、鋳込み開始から約
3分間で円滑に連続鋳造の定常的溶湯レベル制御
条件に移行させることができた。
以上連続鋳造操業の開始の際におけるこの発明
の適用について示したが、この発明は、いわゆる
連連鋳その他、タンデイツシユ交換、浸漬ノズル
交換や鋳幅変更などのために、鋳造を一時中断し
たのちの再鋳込みの開始の際にも、同様に適用す
ることができる。
以上のべたようにしてこの発明によれば、連続
鋳造の鋳込み開始時に、各種鋳造トラブルの原因
になるモールド内溶湯浴面の変動を、鋳片の引抜
開始とその加速の間、効果的に支配することによ
り的確かつ容易に、連続鋳造の定常制御へ円滑に
移行させることができて、安定操業と鋳片品質の
向上を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に従う鋳込開始制御のシステ
ム構成を示す説明図、第2図a,b,cおよびd
は、鋳込開始時における操業タイムチヤート、第
3図a,bは浴面の上昇パターン及び鋳片引抜の
加速パターンを一例で示すグラフである。 10……レードル、11……タンデイツシユ、
12……スライドノズル、14……モールド、1
8……タンデイツシユノズル開度計、19……タ
ンデイツシユノズル開度制御装置、20……モー
ルド内溶湯レベル計、22……引抜速度計、23
……鋳込み演算制御装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 連続鋳造操業の始業又は中断後の再開に当
    り、 レードルからタンデイツシユを経て水冷下のモ
    ールド内に至る溶融金属注入後の到達すなわち鋳
    込の開始に引続き、該タンデイツシユのノズル開
    度ANを、一たんノズル詰まりを生ぜぬ限度に絞
    ること、 その後の継続注入によつてモールド内溶融金属
    の浴面が連続鋳造操業の通常的の制御レベルの下
    限に達するまでの間、上記タンデイツシユのノズ
    ル開度ANを絞つた際におけるモールド内溶融金
    属の浴面レベルL3に対応する時点を、浴面レベ
    ル上昇制御開始点として、 先ず、前もつてタンデイツシユのノズル口径、
    鋳片サイズ、溶融金属の種類、温度に応じて予め
    設定した浴面レベルの上昇パターンLと、逐次的
    な計測によつて求められるタンデイツシユ内溶融
    金属のヘツドHTとを読込んだ下記式の演算を、
    ヘツドHTの逐時計測の度毎に行い、その結果に
    従うノズル開度ANの調節操作の反覆によつてモ
    ールド内溶融金属の浴面レベル上昇制御を行い、 次にノズル開度の上記調節の下でのモールド内
    溶融金属の浴面上昇が上記定常的な制御レベルの
    下限よりも低く予め定めた浴面レベルL2に達し
    た時点にて、定常引抜速度に至る間に必要な、引
    抜速度の加速パターンV〓を満たすべき、引抜速
    度Vを逐時的に下記式に読込む演算を同様に行
    い、その結果に従つてノズル開度ANの調節を継
    続すること及び、その後モールド内溶融金属の浴
    面が定常的な制御レベルの下限L1、また鋳片の
    引抜が定常の引抜速度V0にそれぞれ到達した時
    点から、それらの定常制御に移行させること からなる連続鋳造の自動鋳込み制御方法。 AN=(ρs・Mw・MD)/(α・ρl ・√2T)・(ρl/ρs・L〓+V) ここにAN:タンデイツシユのノズル開度
    〔m2〕 ρl:溶融金属の比重量 〔ton/m3〕 ρs:鋳片の比重量 〔ton/m3〕 Mw:鋳片の幅 〔m〕 MD:鋳片の厚 〔m〕 α:ノズルの流出係数 〔−〕 HT:タンデイツシユ内溶融金属ヘツド
    〔m〕 g:重力の加速度 〔m/min2〕 L〓:モールド内浴面の上昇パターン
    〔m/min〕 V:鋳片引抜速度 〔m/min〕
JP18095181A 1981-11-13 1981-11-13 連続鋳造の自動鋳込み制御方法 Granted JPS5884652A (ja)

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