JPH01266954A - 連続鋳造方法 - 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、連続鋳造方法に係り、特に鋳片の引抜抵抗の
着目しつつ当該鋳片の一個ごとにその品質を推定し下工
程・＼の振り分は等に利用するものである。

〔発明の背景〕

連続鋳造方法は、モールド（鋳型）に溶融金属を連続的
に注入し、これをピンチロール等によりモールド下側方
向へ連続的に引抜くことにより帯状の連続鋳片とした後
、所要寸法に切断して鋳片を得る技術である。

ところで、連続鋳造法では、鋳片を引抜き、又は案内す
るための各種ロールの回転不能、破損、あるいはモール
ド直下に設置されてモールドとロール群との間を接続し
ているグリフＦの損傷等の設備異常、鋳片のバルジング
等の異常が発生ずると、鋳片晶質の悪化、操業の一時的
停止等の事態を招来していた。

連続鋳造における上述の如き異常を検出する方法として
は、たとえば特開昭５７−１９５５７０号等が知られて
いる。この特開昭５７−１９５５７０号によれば、モー
ルドから引抜かれた鋳片の湾曲部前後のロール群にて鋳
片に圧縮力を付与してその形状を矯正する際に、これら
のロール群の駆動モータの実電流値を測定しておき、こ
れが所定値以上となった場合には異常発生と見做して前
記ロール群の駆動モータへの供給電流値を減少させるこ
とにより鋳片の品質悪化、設備の損傷等を未然に防正せ
んとするものである。

しかし、上述の特開昭５７−１９５５７０号に開示され
てし・る技術、あるいは他の連続鋳造の異常検出に関す
る従来技術はそのはとんとか定常状態におりる連続鋳造
、すなわノウ鋳ハ幅一定、引抜速度（鋳込速度）一定の
状態におりる連続鋳造前に何らかの異常を検出するもの
であった。

ところで、連続鋳造中に操業を中断することなく鋳片幅
を変更する技術、いわゆる鋳込中モールド幅替と称され
る技術が実用化されているが、鋳片幅、すなわちモール
ド幅を変更する際には、通常鋳込速度の変更を伴い、ま
た幅替が実行された部分の鋳片はその幅がテーパ状に変
化してピン千〇−ル等Ｑこ力［Ｉわる負荷も変化するた
め、このよっな場合にはそれまでの定常状態か乱される
ごとになる。従って、このようなモールド幅替特等の如
く人為的に定常状態が乱された状態下では、前述の如き
従来の手法では異常発生と見做されることとなる。

そこで、本出願人は、定常状態のみならす、ｊ）ｊ片幅
および鋳込速度か変化しつつあるような場合においても
連続鋳造のｂ％常を検出するために、舶開昭６０−２５
７９５８号公幸ドにおいて、「連続鋳造機により鋳造さ
れる鋳片に力１１えられる引抜抵抗の総計を、モールド
から最末端のピンチロールまでの間において前記鋳片の
幅、厚及び引抜速度の関数として求めて前記鋳片の理論
引抜力とし、 各ピンチ「１−指駆動モータへの給電電圧及び電流と鋳
片引抜速度とから各ピンチロールによる引抜力をそれぞ
れ求めてその総計を前記鋳片の実引抜力とし、 前記理論引抜力と実引抜力との比較により連続鋳造の異
常を検出することを特徴とする連続鋳造の異常を検出す
ることを特徴とする連続鋳造の異常検出方法。」 を提案した（以下それを先行法１という）。

しかし、ごの先行法１における理論引抜力と実引抜力と
の相関は、相関係数として０．７５程度で、高くなく、
したがって誤警報も多く、必らずしも満足できるもので
はなかった。

他方、極低炭材（Ｃ′−７０）では、ピンチロールによ
る引抜力を増大させても引き抜きが国策１（となり、遂
にはピンチロールが鋳片からスリ・ツブし、引抜不能を
招来することＣ」シばしば経験されるところである。

そこで、本出願人は、引抜不能の原因を的確に判断てき
、しかもその引抜不能を未然に回避することができる方
法として、［モールドから最末端のピンチロールまでの
間において鋳片の断面ザイスおよび引抜速度の関数とし
て求めた理論引抜力と、各ピンチロールの駆動モータの
負荷と引抜速度とから求めた各ピンチロールの引抜力を
総和した実引抜力とを比較（７、これらの偏差が大きい
とき異常と判断するとともに、それらの偏差量の大きさ
および実引抜力のレー＼ルに基いて、設備異常か鋼成分
の影響に基く異常かとに分別して判断し、鋼成分の影響
に基く異常でありかつ引抜不能を招くと考えられるとき
、冷却水量を増量する」方法（以下先行法２という）を
特願昭６３−３０４９１号として先に提案した。

通常溶鋼中のＣ成分が少く、かつＳｉ分が多いときには
、実測した引抜力は大きくなり、引抜不良を招く。この
場合においても、理論引抜力と実引抜力との差は大きく
なる。

その結果、連続鋳造の異常を先行法１のみに従って異常
判断を行うとき、理論引抜力と実引抜力との差が大きく
、異常とされる場合であっても、設備異常によって前記
の差が大きくなったのか、前述の溶鋼成分によるものな
のかを判断てきない。

しかるに、前記先行法２に従うと、理論引抜力と実引抜
力との偏差量および実引抜力のレベルを判断するごとて
、設備異常か鋼成分の影響に基く異常かを分別して判断
できる。しかも、鋼成分の影響、特にＣ量が少くかつＳ
ｉ量が多い場合において、引抜不能を招きがちであるが
、この場合には、判断結果後、冷却水量を増量すること
によって、引抜不能を確実に回避できる。

他方、連続Ｓノｆ造機においては、鋳片を凝固進行中に
引き抜くために、７疑固シエルをビンヂロールにより支
持し、溶鋼静圧によるバルジング発生を抑制している。

このため、通常、ロール間隔は、鋳片凝固収縮代を見込
んで、予めバルジング歪が発生しないよう配列している
。

ところが、長年の使用や、操業中における突発的に、ロ
ール曲りや支持ヘアリング損傷によるロール落込み等を
生じ、ロールアライメントの不整を発生することがあり
、こうなると、その部分でのバルジング歪が大きくなり
、主に鋳片の内部割れや引抜不能を招く。

そこで、従来は、かかる不安定操業を招かず、また所要
品質を得るべく、安全率を見込んで鋳込速度の限界を定
めている。

また、上記のように、ロールアライメントを管理するこ
とは重要であるので、ロールアライメントの測定に際し
ては、操業停止時に、専用測定機もしくは治具を用いて
行−っていた。

しかし、上記従来法において、操業停止時にロールアラ
イメントを測定し、これに基いて鋳込速度を安全率を見
込みながら操業することは、その安全重分、鋳込速度の
低下を招くので、生産性に劣る。

また、たとえ安全率を見込んだ鋳込速度に基いて操業し
ても、操業中に突発的な事故によって大ｌ］なアライメ
ント不整を招くときは、安全率を超えたものとなり、不
測のトラブルを招く。

そこで、本出願人は、可能な限り高い鋳込速度で操業で
き、もって生産性が向上するとともに、鋳込中の突発的
な事故に十分に対応でき得る鋳込速度制御方法として、
「連続鋳造機のピンチロール駆動モータの負荷より鋳片
の引抜抵抗を求め、この値より前記ピンチロールのロー
ルアライメントを推定し、この推定したアライメントと
、予め求めた鋳込速度と鋼成分との関係により定められ
る鋳造安全性とに基いて、鋳造安全性が確保される限界
鋳造速度を求め、この限界鋳込速度を超えないよう前記
ピンチロールの速度制御を行う」方法（以下先行法３と
いう）も特願昭６２−１７８７０号として提案した。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明者は、引抜不能等を防止するために、先行法２の
ように２次冷却水量を調節したり、先行法３のようにピ
ンチロールの速度、したがって引抜速度を調節すること
がきわめて有効であることを実機に応用した経験から知
見した。

しかし、従来は、引抜抵抗の異常（限界引抜抵抗値を超
えた状態）が発生した場合、ピンチロール速度制御や２
次冷却水量制御を行って対処したにもかかわらず、当該
チャージの全ての鋳片を冷片化するまで仮置きし、内質
検査を行う方式を採っており、したがってダイレクトチ
ャージを実施できず、下圧延工程に甚大な影響を与えて
いた。

また、内質ザンプル検査で内部割れ有りの鋳片がたまた
まあった場合、上記対策を採った鋳片をも低級品質材に
格下げするかスクラップとしており、歩留りがきわめて
悪いものであった。

そこで、本発明の主たる目的は、引抜抵抗、引抜速度お
よび２次冷却水量の実績値を鋳片１個ごと管理し、各実
績値に基いて当該鋳片の品質を推定し、たとえばその推
定結果に基いて、以後の下工程への振り分けを行うこと
によって、円滑な工程間の連係を図るとともに、歩留り
を向上することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題は、鋳片の引抜抵抗値を検知し、この引抜抵抗
値に基いて引抜速度制御および２次冷却水量制御を行う
とともに、前記引抜抵抗値、引抜速度値および２次冷却
水量値を順次切断される鋳片の１個当りで管理し、前記
各実績値に基いて当該鋳片の品質を推定することで解決
できる。

〔作　用〕

本発明では、引抜抵抗値、引抜速度値および２次冷却水
量値を鋳片１個当りで管理し品質を推定するため、その
鋳片が異常回避方策を採ったものであるか否かを峻別で
き、したがって、連続鋳造より以降の下工程へ適切に振
り分器Ｊることができる。

〔発明の具体的構成〕

以下本発明をさらに詳説する。

周知のように、連続鋳造に当って、製銅１炉（図示せず
）でン容製された？容鋼ＭＳは、レートル１にて連続鋳
造設ｆｉｆｆ上に運搬され、タンデイツシュ２に一旦貯
留される。タンティッシュ２のノズル２１はモールド３
内に開Ｉコされており、ン容鋼ＭＳはモールＦ’　３内
にお＋ノる湯面レベルが一定となるようにモールド３内
にン主人される。モールド３に注入された溶鋼Ｍ　Ｓ　
ｌ、Ｊモール［−３により冷却されてその周囲に凝固殻
が形成される。そして、モールド３直下に備えられたグ
リノ１ζ、その下側のローラエプロンに備えられた多数
のガイトロール４．４・・・に案内されて水平方向に９
０°方向を変換された後、ピンチロール５群に到る間に
溶鋼ＭＳは冷却及び矯正されて鋳片ＣＳとなり、溶断Ｉ
・−チ等を用いる適宜切断装置ｉ′？６により切断され
、順次個別鋳片７，７・・・化される。

さて、第１図において、モールド３からピンチロール５
群の最末端のピンチロールまでの間の鋳片Ｃ８の引抜抵
抗Ｆｗは下記（１）式にて与えられる。

Ｆｗ＝ｆｍ＋ｆｇ→−ｆＲ−＋−ｆｓ→−ｆｒ−（］）
ただし、 ｆｍ　：モールド内引抜抵抗 ｆｇ　：クリソト内引抜抵抗 ｒＲ、鋳片のビンチロール引抜（摩擦）抵抗ｆｓ　：鋳
片ＣＳの矯正引抜抵抗 ｆｒ　：矯正反力によるロール転り抵抗これらの各引抜
抵抗は、鋳片の断面゛す゛イズや鋳込速度の関数として
あられされることは、先行法１に係る公報記載の通りで
あり、したがって、理論引抜力Ｆｗも、鋳片の断面ナイ
ズおよび鋳込速度の関数として求めることができる。

他方、ピンチロール５　ｔ；ｌ駆動モータ８によって駆
動され、この駆動モータ８にはモータ電流等を検出する
負荷計９および引抜速度検出器１０が付設されている。

これらの負荷計９および引抜速度検出器１０からの信号
に基いて実際の鋳片のピンチロール実引抜抵抗Ｆｎは、
次記（２）式によって求めることができる。

冊 Ｉ）Ｍ Ｆ　ｎ　＝　Ｋ　Ｘ　−−−−−・・（２）■。

ごこて、ＰＭ　；モータ負荷、Ｖｏ　：引抜速度、Ｋ：
定数である。

かかる鋳片引抜抵抗Ｆｎが判れば、ロールアライメント
不整量と引抜抵抗増分との間には第３図のよ・うに実質
的に１対１で対応するので、ロールアライメントを評価
できる。

なお、ロールアライメント不整量は、当該ロール表面位
置の基準ロール表面位置からのずれである。また、一般
にはピンチロールが複数対あるので、引抜抵抗の総和を
用いてロールアライメントを評価する。

連続鋳造の際、前辺って演算制御装置１２て転炉からの
成分分析値（Ｃ，Ｓｉ、　Ｍｎ　、Ｓ、　Ｐ等）に基づ
いて鋳片内部割れ限界値εｃｒｉｔを求める。限界値ε
０．、は一般に次式により求められる。

εｃｒ＋ｔ＝２．２６ｘｌＯ−５（Ｃｅｑ５：］　−”
”　（Ｓ）　”　１２’−ｆ３１但しＣｅｑ５　＝　　
（Ｃ％〕＋−（ＳｉＸ　：］　／　７＋　　ＣＭｎχ〕
　１５　（％は重量％）である。

即ぢ限界値は、成分値特に（Ｓ）の影響が大きい。

かかる成分分析値の特に（Ｓ’ｌと引抜速度■。

との関係の下に、鋳片内部割れや引抜不能が生しる安全
域を示すと第２図の通りである（ただしＣＣ）６０．０
８％）。同図から明らかなように、ロールアライメント
不整の量によって安全域が変動する。この安全域の変動
は、前述のアライメント評価によって把握することがで
きる。

したがって、主にロールアライメン１−と溶用ｙ戊分値
とに基いて、安定操業をなし得るぎりぎりの限界値近傍
での引抜速度で操業できる。

この安定操業をなし得るぎりぎりの引抜速度で操業する
際には、引抜速度制御装置１１において、現引抜速度お
よび演算制御装置１２からの演算結果を受りて、各駆動
モータ８，８・・・の速度制御を行う。

なお、第２図例に則った場合、線Ｘが、従来安全率を見
込んで定められる鋳込速度曲線である。

このようにして、主に実引抜抵抗に基いて引抜速度制御
を行うことば、鋳造安全性を確保しながら可能な限り速
い鋳込速度を与え、生産性向上に大きく寄与する。

他方、上記（２）弐で求められた実引抜抵抗の総和ΣＦ
ｎと（１）式から与えられる理論引抜力Ｆｗとの差の絶
対値を所定の値αと比較して、 ｌΣＦｎ　−Ｆ會　１〉α である場合には、何らかの異常が生しているはずである
。この点は、先行法１′？：述べられている通りである
。

ところが、出願人が、上記のようにＦ−譬とΣＦｎとの
相関を、先行法を提案後、実機での操業を多く続りた結
果、それらの相関係数は約０．７５であって、必らずし
も高いものではなかった。

そこで、理論引抜力の算出に当って、引抜速度、スラブ
断面寸法、？８鋼過熟度、スプレー水■、パウダ一種類
、溶鋼成分（Ｃ，Ｓ、　Ｓｉ）等を変動要素としてみて
、これを加味する算出式を種々立て、その妥当１生を８
周べ、溶鋼中のカーボン量によって補正したところ、第
４図のように、前記相関係数は０１８５まで良化した。

次いで、引抜速度およびスラブ寸法を一定にしたカーホ
ン量と実測引抜力の関係を調べたところ、第５図の結果
を得た。中炭材では、５０〜６０トンの引抜抵抗がカー
ボン量ゼロ付近では７０〜８０トンになっていることが
判る。

さらにカーボン量ゼロに近づ（と引抜抵抗のバラツキが
大きくなり、６０〜１６０トンまでの値をとっている。

引抜力が１５０トンを超えると引抜不能の可能性がある
ことも判った。

このカーボン量ゼロ（＃０）の引抜抵抗を解析したとこ
ろＳｉ量によって変化することを知見した。

第６図にシリコン量と引抜力の関係を示す。Ｓｉ量と引
抜力と同図のように山形になっている。

そこで、Ｓｉ量０．６％および１．０％の溶鋼を鋳込む
場合、たとえば、通常冷却水の倍の水量で冷却すると引
抜抵抗は１５（ｌンから１００トン程度に下がり、引抜
不能の可能性はほとんどなくなった。またスラブ品質に
も異常はなかった。したがって、第６図のように、引抜
限界能力が１５０　ｈンであるとき、これを超えるまた
はその危険性のある場合には、２次冷却水量を通常の場
合より増量することで引抜不能を回避できる。

そこで、引抜不能を発生させないようにするには、溶鋼
のＣ景およびＳｉ量によって冷却水量を鋳片の品質に影
響しない範囲で２次冷却水量制御装置１３を介してコン
トロールすればよい。これは、水流量大とすれば、シェ
ル厚増大し、バルジングしにくくなるためと考えられる
。

したがって、第１図に示すように、演算制御装置１２に
おいて引抜速度、鋳片サイズ、溶鋼成分等より理論引抜
抵抗を計算し、それと負荷計９流から算出した実引抜抵
抗とを比較することによって、しかもそれらの偏差量お
よび実引抜抵抗のレベルを判断することによって、設備
異常によって引抜抵抗が増大しているのか、または溶鋼
成分によって増大しているのかを判別し、溶鋼成分によ
るものである時は、警報を出すとともに２次冷却水量を
コントロールし引抜不能の防止を図ることができる。ま
た設備異常の場合は警報を出し、鋳込中止と不良設備の
修理をオペレータに促す。

具体的には、異常が設備異常、たとえばピンチロールア
ライメントの異常によるのか、ＣおよびＳｉ分の影響に
よって異常のあるのかは、第７図のようにして分別して
判断できる。すなわち、ＣおよびＳｉ量の影響が無く、
１コールアライメントも正常であるときは、理論引抜抵
抗が、Ａ線のように、１００トンであるとする。実引抜
抵抗が１００１−ン近傍であれば正常とみなす。これに
対して、実引抜抵抗が、Ｂ線のように、１５０トンであ
るときは、理論引抜力との偏差が大きいため何らかの異
常とみなされるとともに、実引抜力があまり高くないた
め、５０トン分の偏差がロールアライメント異常による
ものと判断する。さらに、Ｃ線のように、実引抜抵抗が
１７０トンであるときは、前記偏差があまりにも大きい
ため、ＣおよびＳｉの影響も生じていると考えられ、そ
の影響を加味した理論引抜力を算出してみると、１６０
１−ンであったとすれば、それらの偏差は小さく、した
がって、ロールアライメントは正常であり、ＣおよびＳ
ｉの影響によってのめ異常か生したとみなす。また、実
引抜力が２２０トンであるときは、もちろん何らかの異
常か発生しており、０およびＳｉの影響を加味した理論
引抜抵抗が１．８０１−ンである場合、この理論引抜抵
抗との偏差は４０Ｉ・ンと太き（、したかって、Ｃおよ
びＳｉの影響とともに、＋１１−ルアライノンＩ・異常
も加わっているとめなす。

以上のように、引抜抵抗値に基いて、引抜速度および２
次冷却水量の制御を行っている過程で、所要の鋳片晶質
を保持すべく、限界引抜抵抗値を超える引抜抵抗値を示
すとき、引抜速度を変更しあるいは２次冷却水量を増量
した鋳片位置は、当該チャージにおける鋳片についてモ
ールドから切断装置位置まで１〜ランキングしながら、
関係ずりることができる。その結果、演算制御装置６１
２から切断制御装置１４へ与える切１１ｉ指令ごとに、
演算制御位置１２において、十記引抜抵抗値、引抜速度
値および２次冷却水量値を個別鋳片７，７・・・に与え
て、その各個別鋳片７，７・・・に対して、引抜速度を
変更したり２次冷却水量を増量する対策を採ったか否か
を関係づｉ）、下工程への情報として出力できる。

下工程への情報として、この対策の有無が、オーダー可
否（下工程からのオーダー通りの鋳）“１重量、鋳片晶
質が確保されており、そのまま受汁晶用として振り当て
て良いか否か）、タイレクトヂャーシ可否、ボットチャ
ージ可否を判断する際に加味されて与えられる。この判
断の際には、本発明に係る判断要素のほか、鋳込速度低
下回数、平均鋳込速度、湯面レベル変動等の要素も加え
られる。したがって、上記対策を採ったものについては
、従来、他の操業要素的にみれば不良品として取扱うべ
きものを、良品としてダイレクトチャージなとに振り分
けることができる割合を高めることかできる。

（実施例〕 実施例を示す。

モールドザイズ幅１２００ｍｍｘ厚２３０龍にて、鋼種
かＣ＋　０．０５％、Ｓｉ：０．０２％、Ｍｎ　：　０
．２３％、Ｓ：０．０１０％の溶鋼を、引抜（鋳込）速
度１．２〜１．４．　ｍ　／分で連続鋳造し、上記の本
発明に従って各鋳片を下工程へ振り分けた。その結果、
従来例では６０．３％のダイレクトチャージ率であった
ものが、７１．２％のダイレフ１〜チヤージ率の向上を
みた。

〔発明の効果〕

以」−の通り、本発明によれば、歩留り向上を図ること
が図ることができるのみならず、連続鋳造と下工程との
連係を円滑に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明法を実施するための連続鋳造設備の概要
間、第２図は鋼成分（内部割れの指標となる感受性）と
鋳込速度との関係で安全域が、ロール不整の度合に伴っ
てどのように変化するかを示した関係図、第３図はロー
ルアライメント不整と引抜抵抗との関係図、第４図番よ
理論引抜力と実測引抜力との相関図、第５図は炭素量か
実測引抜力に及はず影響の相関図、第６図はＳｉＭと実
測引抜力との相関図、第７図は鋼成分およびロールアラ
イメントと実測引抜力との関係図である。 ２・・・タンデイシュ、３・・・モールＩ・、５・・・
ピンチロール、６・・・切断装置、７・・・個別鋳片、
８・・・駆動モーフ、９・・・負荷計、１０・・・引抜
速度検出器、１１・・・引抜速度制御装置、１２・・・
演算制御装置、１３・・・２次冷却水制御装置、１４・
・・切断’ｌｈ旧ＩＩ装置。 特許出願人　住友金属工業株式会社 （Ｎｏ±）８↓（９に］傳零、宥Ｔ１にＶＫ　；緩臂　
　− ＝イ浦蝶 ×に品＠ｇ　　− 唇藪一屑ご　　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋳片の引抜抵抗値を検知し、この引抜抵抗値に基
   いて引抜速度制御および２次冷却水量制御を行うととも
   に、前記引抜抵抗値、引抜速度値および２次冷却水量値
   を順次切断される鋳片の１個当りで管理し、前記各実績
   値に基いて当該鋳片の品質を推定する ことを特徴とする連続鋳造方法。