JP2000326055A - 鋳片ループの制御方法、鋳片ループの制御装置及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷却用の双ドラムから送りだされた帯状鋳片
のドラム下のループ量を正確かつ安定的に制御する。 【解決手段】 双ドラム式連続鋳造設備における双ドラ
ム１下の鋳片ループの状態を制御する方法であって、鋳
片ループの弛み量を当該鋳片に対して非接触式の検出手
段２０により検出し、検出の結果に応じて鋳片の弛み量
を所定値に制御することにより、鋳片が破断することを
抑止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は連続鋳造設備から得
られる鋳片のループ制御方法、制御装置及び記録媒体に
関し、特に、双ドラム式連続鋳造設備の双ドラムから送
り出された鋳片の弛み量を検出して適正に制御する装置
及び方法の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】双ドラム式連続鋳造（ＳＴＣ連続鋳造）
においては、図５に示すように、所定の間隔を開けて互
いに平行に配置された一対の冷却ドラム１と、これらの
冷却ドラム１の両端面に押し付けられた状態で配設され
た一対のサイド堰５２とで連続鋳造鋳型を構成してい
る。

【０００３】そして、タンデッシュ５３と呼ばれている
予熱層内に溜められている金属溶湯５４を連続的に注入
して上記連続鋳造鋳型内に湯溜まり５５を形成してお
き、上記冷却ドラム１に接触している金属溶湯５４を上
記冷却ドラム１の表面上に薄く凝固させる。

【０００４】そして、表面に金属が凝固した上記一対の
冷却ドラム１を矢印のように回転させることにより、上
記薄く凝固させた金属により帯状鋳片５６を形成して下
方に送りだすようにしている。なお、上記タンデッシュ
５３には、油圧シリンダ５８によって供給量を調節され
ながら、レードルと呼ばれる溶鋼鍋５７から所定量の金
属溶湯５４が常に供給されるようになされている。

【０００５】上記冷却ドラム１から送り出された直後の
帯状鋳片５６は、板状を維持する程度には冷やされて固
まっているが、依然として温度は高く、無理な外力が加
わると破断するおそれがある。そのため、冷却ドラム１
の直下では帯状鋳片５６をフリーテンションにしてお
き、更に下流のピンチロール５９で帯状鋳片５６を水平
方向に引くことにより、鋳片搬送を行っている。このよ
うな構成により、帯状鋳片５６のカーブ付近にはピンチ
ロール５９の回転速度に応じてループ（弛み）６０が生
じる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記一対の冷却ドラム
１によって形成した帯状鋳片５６を下流の設備へ安定し
て送りだすためには、冷却ドラム１の下に形成される鋳
片のループ６０の大きさを一定量に維持しておく必要が
ある。そこで、上記双ドラム式連続鋳造設備において
は、ルーパー６１と呼ばれるループ状態検出装置により
上記冷却ドラム１下の鋳片のループ量（弛み量）を検出
し、ループ量が一定となるようにピンチロール５９の速
度を制御している。

【０００７】しかしながら、上記ルーパー６１と呼ばれ
る従来のループ状態検出装置は、上記冷却ドラム１下の
帯状鋳片５６に対して機械的に接触してループ量を検出
していた。このため、ルーパーが帯状鋳片５６の挙動に
追従できず、鋳片ループ量を正確に計測できないことが
あった。また、ルーパー６１が帯状鋳片５６に不要な外
力を与えることにより、鋳片破断の原因になることもあ
った。

【０００８】本発明は上述の問題点に鑑み、冷却用の双
ドラムから送りだされた帯状鋳片のドラム下におけるル
ープ量を正確かつ安定的に制御できるようにすることを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の鋳片ループの制
御方法は、双ドラム式連続鋳造設備における双ドラム下
の鋳片ループの状態を制御する方法であって、前記鋳片
ループの弛み量を非接触式の弛み検出手段で検出し、当
該検出の結果に応じて鋳片の送り速度を制御する。

【００１０】本発明の鋳片ループの制御方法の一態様例
においては、前記弛み量の検出を画像処理を含む光学的
手段を用いた変位計、超音波を用いた変位計又は電波を
用いた変位計により行う。

【００１１】本発明の鋳片ループの制御方法の一態様例
においては、前記弛み量の検出結果に基づいて、前記鋳
片の進行方向に対して前記鋳片ループの位置よりも下流
にある鋳片搬送装置における前記鋳片の送り速度を可変
する。

【００１２】本発明の鋳片ループの制御装置は、双ドラ
ム式連続鋳造設備における双ドラム下の鋳片ループの状
態を制御する装置であって、前記双ドラムの下流に配置
された鋳片搬送手段と、前記双ドラムと鋳片搬送手段と
の間に配置され、前記鋳片ループの弛み量を前記鋳片と
非接触にて検出する弛み量検出手段と、前記弛み量検出
手段の検出結果に基づいて、前記鋳片搬送手段による鋳
片の送り速度を可変する速度可変手段とを有する。

【００１３】本発明の鋳片ループの制御装置の一態様例
において、前記弛み量検出手段は、画像処理を含む光学
的手段を用いた変位計、超音波を用いた変位計又は電波
を用いた変位計から成る。

【００１４】本発明の記録媒体は、上記の鋳片ループの
制御方法の手順をコンピュータに実行させるためのプロ
グラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体
である。

【００１５】本発明の記録媒体は、上記の鋳片ループの
制御装置の各手段としの手順をコンピュータに実行させ
るためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可
能な記録媒体である。

【００１６】

【作用】上記のように構成した本発明によれば、鋳片の
弛み量が鋳片と非接触の検出手段により検出されるの
で、鋳片に対して無理な外力が加わることを抑止するこ
とができる。また、非接触式の検出手段は、従来のルー
パー６１のような機械機構を持たないため、機械構造物
が持つ慣性等による鋳片への追従不良を抑止することも
できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態であ
る双ドラム式連続鋳造設備における双ドラム下の鋳片ル
ープ制御装置及び方法について図面を参照して説明す
る。

【００１８】先ず、図１を参照しながら、鋳片ループの
状態を制御する装置の構成を説明する。図１は、検出装
置２０によって鋳片ループ量を検出した結果に基づい
て、帯状鋳片２の送り速度を可変する制御装置を示す模
式図である。なお、双ドラム式連続鋳造設備の構成自体
は、図５において説明したものと同一であるため、ここ
では説明を省略する。

【００１９】図１において、冷却ドラム１は、図５に示
したように、金属溶湯５４の湯溜まり５５を冷却して、
帯状鋳片２として下方へ送り出す。５は可変速度制御が
可能な駆動装置であり、ここでの実施形態ではＡＣモー
タであって、冷却ドラム１を矢印の方向に回転させる役
割を果たす。７は速度制御部（Automatic Speed Regula
tion) であって、ＡＣモータ５の速度を可変とすること
により、冷却ドラム１の回転速度を制御する。この冷却
ドラム１の回転速度を制御することによって、金属溶湯
５４の冷却速度を制御する。

【００２０】冷却ドラム１の下方における帯状鋳片２の
ループ位置よりも下流に設けられたピンチロール３は、
上記ループ位置において屈曲した帯状鋳片２を水平方向
に送り出す役割を果たす。６は可変速度制御が可能な駆
動装置であり、ここでの実施形態ではＡＣモータであっ
て、ピンチロール３を矢印の方向に回転させる役割を果
たす。８は速度制御部（ＡＳＲ）であって、ＡＣモータ
６の速度を可変することによりピンチロール３の回転速
度を制御する。

【００２１】双ドラム式連続鋳造設備では、冷却ドラム
１の回転速度とドラム相互の間隙とを制御することによ
り、帯状鋳片２の板厚が決定されるため、冷却ドラム１
の回転速度がラインのマスター速度となる。一方、冷却
ドラム１下の鋳片ループ量を決定するのは、冷却ドラム
１の回転速度がマスター速度であるため、冷却ドラム１
のライン後方に配置されたピンチロール３の回転速度で
ある。すなわち、冷却ドラム１のマスター速度に対して
ピンチロール３の速度が速ければ、ドラム下の鋳片ルー
プ量は減少（ループは上昇）、ピンチロール３の速度が
遅ければ、ドラム下の鋳片ループ量は増加（ループは下
降）する。

【００２２】本実施形態では、冷却ドラム１とピンチロ
ール３の間に形成される鋳片ループに近接して、検出装
置２０を設置し、この検出装置２０等によって帯状鋳片
２に対して非接触にて検出した鋳片ループ量等に応じ
て、ループ量が一定となるようにピンチロール３の速度
を制御する。

【００２３】図２は、検出装置２０と鋳片ループにおけ
る帯状鋳片２の位置関係を拡大して示す模式図である。
図２に示すように、本実施の形態の双ドラム式連続鋳造
設備における双ドラム下の鋳片ループ量の検出は、検出
装置２０により帯状鋳片２の垂れ下がり状態（弛み状
態）を背面から検出して鋳片ループの状態を認識するよ
うにしている。具体的には、帯状鋳片２の垂れ下がり状
態は、検出装置２０と鋳片ループにおける帯状鋳片２と
の距離を測定することによって認識することが可能であ
る。

【００２４】検出装置２０は、例えば画像処理またはレ
ーザ光線に代表される光学的手段を用いた変位計、超音
波を用いた変位計、電波を用いた変位計を使用すること
ができる。例えば、レーザ光線等を用いた光学的手段を
用いた変位計を用いる場合には、鋳片ループにおける帯
状鋳片２へレーザ光等の光線を照射し反射光を検出す
る。また、超音波あるいは電波を用いた変位計を用いる
場合も同様に、帯状鋳片２へ超音波あるいは電波を照射
し反射波を検出する。これらのレーザ光や超音波等を発
してからその反射が帰ってくるまでの時間を検出し、弛
み量検出演算装置４によって演算することで、検出装置
２０から鋳片ループにおける帯状鋳片２までの距離を測
定することが可能である。また、通常の赤外光による測
距装置と同様に反射波の位置を検出して距離を求めても
よい。

【００２５】図１の弛み検出演算装置４は、検出装置２
０によって検出された帯状鋳片２と検出装置２０との距
離データから帯状鋳片２のループ量（弛み量）を演算す
る。従って、検出装置２０と弛み検出演算装置４によっ
て弛み量の検出手段が構成されることになる。具体的に
は、上述したように反射波が帰ってくるまでの時間によ
って検出装置２０から帯状鋳片２までの距離を測定する
場合には、時間から距離へ換算する演算を行い、更に距
離データから弛み量の演算を行う。距離データから弛み
量への演算は、検出装置２０から帯状鋳片２までの距離
データが小さい場合にはループ量が大きく、距離データ
が大きい場合にはループ量が小さくなるため、両者の関
係を調整する演算である。そして、演算結果は主幹制御
装置９内のＰＩ(Proportional and Integral) 制御部１
２に送られる。

【００２６】主幹制御装置９は、鋳造速度マスター１
０、板厚補正手段１１、ＰＩ制御部１２を備えて構成さ
れている。鋳造速度マスター１０には、冷却ドラム１の
マスター回転速度が設定されている。本実施形態に示す
ような双ドラム式連続鋳造設備においては、冷却ドラム
１の出側の板厚が一定となるように制御が行われ、その
板厚は、冷却ドラム１の回転速度に応じた冷却速度によ
り決定されるため、冷却ドラム１の速度がラインのマス
ター速度となる。従って、予め規定された冷却ドラム１
相互の間隔に基づいて、所望の板厚を得るための冷却ド
ラム１の速度が鋳造速度マスター１０において設定され
ている。

【００２７】鋳造速度マスター１０における回転速度の
設定において、冷却ドラム１の単位時間当たりの回転数
を大きく設定した場合には、ドラム出側における帯状鋳
片２の板厚は薄く形成される。また、冷却ドラム１の単
位時間当たりの回転数を小さく設定した場合には、ドラ
ム出側における帯状鋳片２の板厚は厚く形成される。

【００２８】また、鋳造速度マスター１０で設定された
冷却ドラム１の回転速度は、板厚補正手段１１によって
必要に応じて補正される。すなわち、冷却ドラム１には
板厚に応じて変動する反力を検出する反力計（図示せ
ず）が設けられており、これにより検出された反力デー
タが板厚補正手段１１に板厚補正データとして入力され
る。冷却ドラム１の回転速度の補正は、図示しない反力
計より入力された帯状鋳片２の冷却ドラム１に対する反
力が所望の値と異なっている場合に行われる。

【００２９】主幹制御装置９において鋳片速度マスター
１０及び板厚補正手段１１によって設定された冷却ドラ
ム１の回転速度と、弛み検出演算装置４から得られた帯
状鋳片２の弛み量情報を共に速度制御部８へ送ることに
より、速度制御部８によってＡＣモータ６の回転数が制
御される。これにより、冷却ドラム１の回転速度に対す
るピンチロール３の回転速度を制御することができ、鋳
片ループにおける帯状鋳片２の弛み量が一定となるよう
に制御することが可能である。

【００３０】次に、図１に示した鋳片ループの制御装置
を用いて、鋳片ループの弛み量を制御する方法について
説明する。図３は、本発明の双ドラム式連続鋳造設備に
おける鋳片ループの制御方法の処理手順を説明するフロ
ーチャートである。

【００３１】圧延しようとする帯状鋳片２の板厚に応じ
て、鋳造速度マスター１０において冷却ドラム１の単位
時間あたりの回転数が設定される。冷却ドラム１の回転
数の情報は、板厚補正手段１１によって補正される場合
には、板厚補正データに従って補正され、冷却ドラム１
の回転を制御する速度制御部７へ伝達される。速度制御
部７は、与えられた速度情報に従ってＡＣモータ５を駆
動し、冷却ドラム１を回転させる。

【００３２】冷却ドラム１の回転によって、湯溜まり５
５における金属溶湯５４が冷却されて、帯状鋳片２とし
て下方へ送り出される。図１において、冷却ドラム１か
ら送り出された帯状鋳片２は、検出装置２０の前を通り
ピンチロール３によって送りだされていく。そして、鋳
片ループの位置に対応して設けられた検出装置２０によ
って、検出装置２０と帯状鋳片２との距離が検出され
る。

【００３３】図３に示す最初のステップＳ４１において
は、冷却ドラム１の下側に位置する帯状鋳片２の弛み量
に応じて変動する検出装置２０と帯状鋳片２との距離を
検出装置２０によって検出する。

【００３４】検出装置２０からの距離データは、ステッ
プ４２において弛み検出演算装置４によって演算され、
弛み量の検出信号が生成される。この検出信号は主幹制
御装置９に送られ、ＰＩ制御部１２を介して鋳造速度マ
スター１０及び板厚補正手段１１からの冷却ドラム１の
回転速度の信号と共に速度制御部８へ送られる。

【００３５】次に、ステップＳ４３に進み、演算された
弛み量検出信号の結果に基づいて、速度制御部８におい
て鋳片ループにおける弛み量が所定値を超えているか否
かを判別する。弛み量が所定値を超えている場合にはス
テップＳ４４に進み、速度制御部８において、鋳造速度
マスター１０及び板厚補正手段１１にて設定された冷却
ドラム１の回転速度に対するピンチロール３の回転速度
を大きくする。具体的には、鋳片ループの弛み量が大き
く、帯状鋳片２と検出装置２０との距離が近接している
場合には、ピンチロール３の回転速度を大きくする。一
方、上記ステップＳ４３において、弛み量が所定値を超
えていない場合、すなわち、鋳片ループの弛み量が小さ
く、帯状鋳片２と検出装置２０との距離が大きく離れて
いる場合には、ステップ４５に進み、ピンチロール３の
回転速度を小さくする。

【００３６】なお、ステップＳ４３における所定値とし
て一定範囲の幅を持たせておき、この幅を超えた場合に
ピンチロール３の速度を変更するようにしてもよい。こ
の場合には、幅を超えてループ量が大きくなった場合に
ピンチロール３の速度を速くし、幅を超えてループ量が
小さくなった場合にピンチロール３の速度を遅くする。
そして、弛み量が当該範囲内に納まっている場合にはピ
ンチロール３の速度を変更せずに現状の速度で帯状鋳片
２の送り出しを行う。

【００３７】また、上述したステップにおいて、検出装
置２０における距離の検出は、常時行っても良いし、所
定時間毎に行っても良い。

【００３８】図４は、本実施形態に係る鋳片ループの制
御方法によって、鋳片ループを制御した状態を示す特性
図である。図４に示すように、本実施形態における鋳片
ループの制御方法によれば、検出手段２０から検出され
る距離情報に基づき、帯状鋳片２のループ量を得て、そ
のループ量に応じてピンチロール３による帯状鋳片２の
送り速度を可変するため、鋳片ループのループ量の変動
を図４に点線で示す微小な範囲ｄ内に抑えることができ
る。

【００３９】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、鋳片ループにおける帯状鋳片２の弛み量を帯状鋳片
２に対して適当な位置に配置した非接触式の検出装置２
０によって検出し、その検出結果に基づいてピンチロー
ル３の回転速度を可変として、鋳片ループの弛み量を制
御するようにしたので、冷却ドラム１下の帯状鋳片２の
弛み量を、帯状鋳片２に外力を全くかけることなく正確
に測定することができ、ピンチロール３によるループ制
御を高精度かつ安定的に実施することができる。すなわ
ち、非接触式の検出装置２０を用いることにより、従来
のルーパーのような接触式の検出装置とは異なり、冷却
ドラム１下における鋳片の破断を回避することができ
る。また、非接触式の弛み検出装置は、機械機構がない
ため、機械構造物の持つ慣性または機械劣化による鋳片
への追従不良がなく、弛み量を正確に測定することがで
きる。更に、弛み検出演算装置４の演算で、鋳片の高周
波変動の成分を除去する等の融通性に優れているという
メリットも有する。

【００４０】なお、上述した実施の形態においては、帯
状鋳片２の背面から検出手段２０によってループ状態を
検出するようにした例を示したので、帯状鋳片２の弛み
量を確実に検出することができる。しかし、帯状鋳片２
を検出する位置は必ずしも背面からでなくてもよく、例
えば、斜め後方、或いは側方から検出してもよい。ま
た、検出装置２０としては、鋳片ループにおける帯状鋳
片２を撮像して画像処理によって帯状鋳片２との距離を
検出する装置を用いてもよい。

【００４１】また、上記実施形態では、検出装置２０と
帯状鋳片２の距離から弛み量を換算して、弛み量に基づ
いてピンチロール３の速度制御をしたが、弛み量の変動
値に基づいて速度制御するようにしてもよい。あるい
は、検出装置２０により測定した距離データあるいは時
間データを直接用いて速度制御するようにしてもよい。

【００４２】（本発明の他の実施形態）本発明は上述し
た実施形態の機能を実現するように各種のデバイスを動
作させるように、上記各種デバイスと接続された装置あ
るいはシステム内のコンピュータに対し、上記実施形態
の機能を実現するためのソフトウェアのプログラムコー
ドを供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ
に格納されたプログラムに従って上記各種デバイスを動
作させることによって実施する場合も、本発明の範疇に
含まれる。

【００４３】また、この場合、上記ソフトウェアのプロ
グラムコード自体が上述した実施形態の機能を実現する
ことになり、そのプログラムコード自体、およびそのプ
ログラムコードをコンピュータに供給するための手段、
例えばかかるプログラムコードを格納した記憶媒体は本
発明を構成する。かかるプログラムコードを記憶する記
憶媒体としては、例えばフロッピーディスク、ハードデ
ィスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、
磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用い
ることができる。

【００４４】また、コンピュータが供給されたプログラ
ムコードを実行することにより、上述の実施形態の機能
が実現されるだけでなく、そのプログラムコードがコン
ピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティング
システム）あるいは他のアプリケーションソフト等の共
同して上述の実施形態の機能が実現される場合にもかか
るプログラムコードは本発明の実施形態に含まれること
は言うまでもない。

【００４５】さらに、供給されたプログラムコードがコ
ンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続され
た機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そ
のプログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボー
ドや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の
一部または全部を行い、その処理によって上述した実施
形態の機能が実現される場合にも本発明に含まれること
は言うまでもない。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、双ドラム下の鋳片に外
力を全くかけることなく、鋳片の弛み量を正確に測定す
ることができる。従って、鋳片が破断したり検出手段が
鋳片の挙動に追従できないなどの不都合を回避して、鋳
片の送りを確実且つ安定して行うことができ、鋳片の製
造工程の信頼性を向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る鋳片ループの制御装
置を示す模式図である。

【図２】本発明の一実施形態に係る鋳片ループの検出装
置を示す模式図である。

【図３】本発明の一実施形態に係る鋳片ループの制御方
法を示すフローチャートである。

【図４】本発明の一実施形態に係る鋳片ループの制御装
置によって鋳片ループの制御を行った場合の状態を示す
特性図である。

【図５】本発明の一実施形態に係る双ドラム式連続鋳造
設備の一部構成を示す模式図である。

【符号の説明】

１ 冷却ドラム ２ 帯状鋳片 ３ ピンチロール ４ 弛み検出演算装置 ５，６ ＡＣモータ ７，８ 速度制御部 ９ 主幹制御装置 １０ 鋳造速度マスター １１ 板厚補正手段 １２ ＰＩ制御部 ２０ 非接触式検出装置

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 双ドラム式連続鋳造設備における双ドラ
   ム下の鋳片ループの状態を制御する方法であって、 前記鋳片ループの弛み量を非接触式の弛み検出手段で検
   出し、当該検出の結果に応じて鋳片の送り速度を制御す
   ることを特徴とする鋳片ループの制御方法。
2. 【請求項２】 前記弛み量の検出を画像処理を含む光学
   的手段を用いた変位計、超音波を用いた変位計又は電波
   を用いた変位計により行うことを特徴とする請求項１に
   記載の鋳片ループの制御方法。
3. 【請求項３】 前記弛み量の検出結果に基づいて、前記
   鋳片の進行方向に対して前記鋳片ループの位置よりも下
   流にある鋳片搬送装置における前記鋳片の送り速度を可
   変することを特徴とする請求項１又は２に記載の鋳片ル
   ープの制御方法。
4. 【請求項４】 双ドラム式連続鋳造設備における双ドラ
   ム下の鋳片ループの状態を制御する装置であって、 前記双ドラムの下流に配置された鋳片搬送手段と、 前記双ドラムと鋳片搬送手段との間に配置され、前記鋳
   片ループの弛み量を前記鋳片と非接触にて検出する弛み
   量検出手段と、 前記弛み量検出手段の検出結果に基づいて、前記鋳片搬
   送手段による鋳片の送り速度を可変する速度可変手段と
   を有することを特徴とする鋳片ループの制御装置。
5. 【請求項５】 前記弛み量検出手段は、画像処理を含む
   光学的手段を用いた変位計、超音波を用いた変位計又は
   電波を用いた変位計から成ることを特徴とする請求項４
   に記載の鋳片ループの制御装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜３のいずれか１項に記載の鋳
   片ループの制御方法の手順をコンピュータに実行させる
   ためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能
   な記録媒体。
7. 【請求項７】 請求項４又は５に記載の鋳片ループの制
   御装置の各手段としてコンピュータを機能させるための
   プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録
   媒体。