JPH0441061A - 鋼の連続鋳造における鋳片幅変更方法 - 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、鋼の連続鋳造において、連続鋳造中に鋳造幅
を変更する際の鋳片幅変更方法に関する。

従来技術 近年、鋼の連続鋳造乙こおいては、生産性や歩留り向上
の見地から鋳造を停止させることなく鋳片幅の変更を行
う連続鋳造法が実施されるようＳこなり、特に最近は連
続鋳造工程と圧延工程を効率よく直結化するために連続
鋳造中に幅変更をすることが非常に重要となってきた。

連続鋳造において、鋳片幅を変更する際には一般に第１
図に示すように、固定長辺ｌと両回定長辺間に進退可能
に配置される短辺２からなる鋳型と、短辺２を進退させ
るための作動装置３からなる幅変更装置が用いられ、短
辺２を進退させて鋳造長５〜１０ｍの鋳片１本で１０〜
１００　ｍの鋳片幅変更を行い、短辺の進退は平行移動
により行われてきた。

ここで短辺２の移動速度は次式で与えられる。

Ｌ。

■ｕ　：短辺上端の移動速度 ■、：短辺下端の移動速度 Ｗ　：現時点の鋳幅 Ｗ　：目標鋳幅 り丁　二幅変更所要鋳造長 ■、：鋳造速度 鋳片幅を変更する際には、幅が変化する鋳造長をできる
限り短かくし、要求される幅に直ちに変更することが望
ましく、そのためには短辺の移動速度を上げることが必
要であるが、移動速度を上げると、幅縮小時に鋳型内で
の凝固シェルの変形抵抗力よりも歪速度が大きくなり、
また幅拡大時には鋳片と短辺２との間に隙間、すなわち
エアーギャップが形成されることにより鋳片の冷却不足
を生じ、ブレークアウト（以下ＢＯという）が発止し易
くなる。−そのため鋳片幅変更は上述するように１００
ｗ以下に制約されていた。第２図の実線で示す線図は幅
縮小時において短辺を一定速で移動させたときの鋳型幅
の変化を時間を及び鋳造長しとの関係について表わした
ものである。

Ｂ○や鋳片割れ等の鋳造欠陥を住じさせることなく幅変
更を最小時間で行わせる方法として特開昭６１−１１５
６５６号には、短辺の移動を鋳型中心側へ順次傾ける前
傾期と鋳型反中心側へ順次傾ける後傾期とに区分し、各
期間における短辺上下端部の水平方向移動速度の増速率
αを予め許容シェル変形抵抗力をパラメータとして求め
るとともに短辺の移動速度の下記制御式（２）〜（６１
式を定め、増速率α及び上下端部の移動速度の差ΔＶを
一定に維持して幅変更を行う方法が提案されている。

ＶＵ、＝αｔ＋Δ■　　・・・・・・・・・（２）ＶＬ
Ｉ＝αｔ　　　・・・・・・・・・・・・・（３）Ｖ、
２＝−αｔ＋αＴ、　・・・、、−、、＋４＋ｖｔｚニ
ーαｔ＋αＴ１＋ΔＶ、、、、（５１Δ■＝α・ｈ＋ａ
／ν０・・・・・・・・・・・・（６）ここで Ｖｕ＋：前傾期の短辺上端移動速度（ｍ／ｗｉｎ　）Ｖ
ＬＩ：前＋１Ｑ期の短辺下端移動速度（ｍ／ｍ１ｎ）Ｖ
Ｕ２：後傾期の短辺上端移動速度（）ＶＵ２：後傾期の
短辺下端移動速度（〃）ｔ：幅変更開始からの経過時間
（ｍｉｎ）Ｔ、、：全幅変更量に要する時間の 半量に当る時間　　　　　（〃） Δ■：短辺上端と下端の速度差（Ｄ／ｍｉｎ　）α：短
辺上下端の増速率（ｍ／ｍｉｎ２）ｈｍ　：鋳型の短辺
長さ（ｍｓ） ＶＣ＝鋳造速度（酊／ｍ１ｎ） 第３図の実線で示す線図は、本方法による場合の幅縮小
時における鋳型幅と時間を及び鋳造長しとの関係を表わ
したものである。

本方法によれば、鋳型短辺の上下端を時間に関して線型
的に増減速させ、かつ上記（６）弐から求めた速度差Δ
■を一定値に維持することにより鋳型と鋳片間のエアー
ギヤ、ブをなくし、かつ歪速度を一定に保つことが可能
となり、鋳片幅の変更時間を少なくすることができた。

以上のように、連続鋳造中の幅変更は、短辺の平行移動
方法に始まり、現在では短辺移動速度が１００　ｍ／ｗ
ｉｎまで可能な高速幅変更方法が実施されてきている。

発明が解決しようとする課題 連続鋳造装置の稼動率を上げるには、連続鋳造チャージ
数を増加させることが重要であり、そのために、前工程
の転炉や二次精練操業との鋳造速度の調整による時間マ
ツチングを行ったり、異鋼種や異幅の鋳片を接続するこ
とが必要となる。異鋼種で、かつ異幅の鋳片を接続する
には、成分の変更部で鋳型内に鉄板を挿入し、成分の混
りを防止する必要があり、その前後に鋳造速度が増減す
るが、余分な幅の鋳片を作らないためには、鋳造速度の
変動部において幅変更を行う必要がある。

以上のように、連続鋳造チャージ数を増大し、かつ歩留
まりを向上させるには、幅変更中に鋳造速度を変更でき
るようにする必要があるが、上述する従来の方法はいづ
れも幅変更中の鋳造速度は一定という前提のもとに幅変
更開始前の鋳造速度に基づいて短辺の移動速度を決定し
ている。そのため幅変更中に鋳造速度を変更すると、エ
アーギャップが発生したり、歪速度が大きくなってＢＯ
の発生を招きがちとなる。このことを幅縮小時の場合を
例に取って更に詳しく述べると、第２図及び３図の破線
で示すように、幅変更中に鋳造速度νゎを減少させたと
き、鋳造長しに対する短辺の移動軌跡が破線で示される
ようになり、予定鋳造長よりも遠く幅変更が終了するこ
とになる。その結果、歪速度が急激に増大し、ＢＯを発
生させる。

また短辺の基準位置を時間の関数として幅変更開始前に
予め決定しておき、幅変更中は短辺の基準位置と実績位
置との偏差量が０となるように短辺の移動速度指令を補
正制御するようにしても鋳造速度が変化すれば上記と同
様の問題を生ずる。

本発明は、幅変更中、鋳造速度は一定でなければならな
いという制約を解除することを目的としてなされたもの
で、幅変更中に鋳造速度を変更しても上述するような問
題が生ずることのないようにしたものである。

課題の解決手段 本発明はそのため、幅変更開始前の幅変更条件に基づい
て鋳造長に対し、鋳型短辺の動く軌跡を決定し、鋳造速
度が変化してもその軌跡が変化しないように制御卸する
ようにしたものである。

すなわち本発明は、綱の連続鋳造中に鋳型短辺を移動さ
せて鋳片幅を拡大又は縮小する鋳片幅の変更方法におい
て、幅変更開始前に予め幅変更量、幅変更所要鋳造長、
鋳造速度等の幅変更条件に基づいて鋳造長に対する短辺
移動基準速度と短辺基準位置とを決定し、短辺移動基準
速度による幅変更中、短辺の位置を検出して基準位置と
の偏差量を求め、該偏差量がＯとなるように偏差量に応
じて短辺移動速度を補正することを特徴とするものであ
る。

作用 本発明の幅変更は、短辺の移動が従来法のように時間の
関数である短辺移動速度に基づいて行われるのではなく
、鋳造長の関数である短辺基準位置に基づいて行われる
。

鋳造長に対する短辺基準位置の軌跡は、次のようにして
求められる。

短辺の平行移動による幅変更において、鋳造長に対する
短辺移動量ΔＷは、上記（１）弐より％（Ｖ−Ｗ）− り丁 として求められる。

高速幅変更においては、上記（３）及び（５）式からｈ
ａ＋ ｈａ＋ ｈａ　　　　　ｈａ と表わされ、これより短辺移動量ΔＷは、Ｌ！ ｏ＜　　Ｌ　　≦ のとき ２゜ Ｌ！ く　Ｌ　≦Ｌｖ　　のとき として求められる。

以上のようにして求められた（８）及び（９）式の鋳造
長に対する短辺基準位置の軌跡に対し、幅変更開始前さ
れた短辺実績位置との偏差量が０となるように、偏差量
に応じて短辺移動速度が補正される。

第４図は短辺２を進退させる作動装置３の制御装置を示
すもので、短辺の位置を計測する位置検出袋Ｗ４と、短
辺の基準速度指令を出力するコントローラ５と、基準速
度を補正する補正指令を出力するコントローラ６と、コ
ントローラ５より出力される短辺基準速度と、コントロ
ーラ６で決定された補正量との合計より短辺移動速度指
令値を決定し、それを作動装置３に出力する出力装置７
とからなっており、各コントローラ５及び６は図示して
いないが、いづれもメモリーとＣＰＵとを有し、コント
ローラ５のメモリーには鋳造長を関数とする短辺の移動
速度の上記数式（１ン或いは（８Ｋ（９）等が予め入力
し記憶されている。ＣＰＵはメモリーに記憶される上記
数式より鋳造長に対応する各速度を算出し出力する機能
を有している。

一方、コントローラ６のメモリーには、鋳造長に対する
短辺基準位置の軌跡に関する上記数式（７）或いはαω
、αＢと、第５図に示すような短辺基準位置に対する偏
差量と短辺移動速度の補正量との関係式とが予め入力し
て記憶されており、またＣＰＵは位置検出装置４より入
力された鋳造長に対する短辺２の実績位置と上記基準位
置との偏差量並びに該偏差量に対応する短辺移動速度の
補正量を算出し出力する機能を有している。

以上のようにして基準位置と実績位置の偏差量に対応じ
て補正量が求められ、基準速度が補正される。これによ
り幅変更開始前の幅変更条件に基づいて決められる鋳造
長に対する鋳型短辺の動く軌跡を仙って短辺が動かされ
る。

第６図は短辺が平行移動する場合、第７図は高速幅変更
による場合の幅縮小時における線図を示すもので、鋳造
速度が点線で示すように半減したとき短辺の上下端の移
動速度Ｖ、Ｊ、ＶＬが点線で示すように減少し、かつ所
定幅に減少するまでの時間ｔが増加する様子を示してい
る。

第８圀は制御装置の他の例を示すもので、第６図に示す
制御装置に更にコントローラ６から出力される補正量を
積算する演算器８と、鋳造長に対する短辺移動基準速度
と時間とを積算して短辺基準位置を求める演算器９とを
設け、演算器８で積算された補正量をコントローラ５よ
り出力される短辺基準速度に加えたものが出力装置７よ
り作動装置３に出力されるようになっており、また演算
器９で演算された短辺基準位置がコントローラ６に入力
され、上記と同様、位置検出装置４より計測された実績
位置との偏差量及び該偏差量に対応した速度補正量が求
められる。

前者の補正量を積算する方法及び後者の基準位置を積算
する方法のいづれの方法においても幅変更中に鋳造速度
が大きく変化したときでも鋳造速度変化時の補正後の短
辺移動速度を新たな基準速度として補正することにより
、より精度よく短辺位置を制御することができる。

なお、鋳造速度の変化に短辺移動速度を追従させる方法
としては鋳造長に対する短辺移動速度の上記数式（１）
或いは（８）、（９）に幅変更中逐次鋳造速度を入力し
て短辺移動速度を計算し出力する方法も考えられるが、
基準位置との偏差量を求め、それを解消する本発明によ
る方が鋳造速度一定の場合でも予め決められた鋳型短辺
の動く軌跡を仙り制御精度を高めることができる。

実施例 彎曲型スラブ用連続鋳造装置において、高炭素網の鋳造
中に本発明の短辺平行移動による幅変更を実施した。こ
の連続鋳造設備の設備仕様及び操業条件は第１表に示す
とおりである。また幅変更の条件は第２表に示す通りで
、幅変更中に鋳造速度を１．０より０．６ｍ／ｍｉｎ及
び０．６より０．４ｍ／ｗｉｎに２度変更した。

幅変更開始前の鋳造条件に基づく短辺の移動速度Ｖｕ及
びＶ、は、上記（１）式より としてそれぞれ求められる。また幅変更開始前の鋳造条
件に基づく鋳造長に対する短辺基準位置（短辺移動量）
は、上記（７）式より Ｌ ΔＷ鴫％ｘ　５Ｑ　　ｘ　＝　−５・　Ｌ　・・・・・
・・・・　（１２）５．０ として求められる。

以上のように、短辺移動速度を５．Ｏｏ＋ｍ／ｗｉｎと
し、幅変更中は＠式による短辺基準位置と短辺実績位置
との偏差Ｉを１００＋ａ＋ａ　ｓｅｃごとに把握し、第
８図の関係に基づいて最大１５０ｍｍ／＋ｉｎの範囲内
で短辺移動速度の補正制御を行った。その結果、第９図
の破線で示すように、鋳造速度の変化に追従して短辺移
動速度が適切に補正制御され、鋳造長に対する短辺移動
軌跡は予定していた＠式の軌跡を確保し、何ら問題なく
幅変更を行うことができた。

発明の効果 本発明の幅変更方法によれば、鋳型短辺が平行移動する
ものはもとより高速幅変更を行うものにおいても幅変更
中は鋳造速度一定という制約を解除することができるた
め異鋼種接続やタンデイツシュ交換直後の鋳造速度変更
時の幅変更をエアーギャップやＢＯの発生を招くことな
く行うことができ、また幅変更を気にせずに前或いは後
工程との時間マツチングを行うことができる。

しかも本発明方法によれば、基準位置との偏差量を解消
するようにしたことにより鋳造速度一定の幅変更中にお
いても所定の軌跡より外れることがなくなり、短辺移動
の制御精度を高めることができ、また必要によっては制
御可能範囲の下限短辺移動速度以下の幅変更も精度よく
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は幅変更を行う鋳型の斜視図、第２図は短辺平行
移動による従来の幅縮小時の線図、第３図は高速幅変更
による従来の幅縮小時の線図、第４図は本発明方法で使
用される短辺作動装置の制御機能の機能ブロック図、第
５図は短辺位置偏差量と短辺移動速度補正量との関係を
示す線図、第６図は短辺平行移動による本発明の幅縮小
時の線図、第７図は高速幅変更による場合の線図、第８
図は制御機構の他の例の機能ブロック図、第９図は短辺
平行移動による実施例の線図である。 １・・長辺　　２・・短辺　　３・・作動装置４・・位
置検出装置　　５．６・・コントローラ７・・出力装置
　　８．９・・演算器 第１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼の連続鋳造中に鋳型短辺を移動させて鋳片幅を
   拡大又は縮小する鋳片幅の変更方法において、幅変更開
   始前に予め幅変更量、幅変更所要鋳造長、鋳造速度等の
   幅変更条件に基づいて鋳造長に対する短辺移動基準速度
   と短辺基準位置とを決定し、短辺移動基準速度による幅
   変更中、短辺の位置を検出して基準位置との偏差量を求
   め、該偏差量が０となるように偏差量に応じて短辺移動
   速度を補正することを特徴とする鋼の連続鋳造における
   鋳片幅変更方法。
2. （２）上記補正量が積算され、予め設定された短辺移動
   基準速度を補正する請求項１記載の鋼の連続鋳造におけ
   る鋳片幅変更方法。
3. （３）基準速度と時間とを積算して短辺基準位置を求め
   、検出された短辺の位置と積算された基準位値との偏差
   量を求める請求項１記載の鋼の連続鋳造における鋳片巾
   変更方法。