JP2935882B2 - 連続鋳造における鋳型内溶鋼レベルの制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、連続鋳造におけるモールド内溶鋼レベルを
設定レベルに精度よく制御するための連続鋳造機におけ
るモールド内溶鋼レベルの制御方法に関する。

従来技術 連続鋳造におけるモールド内の溶鋼レベルの安定化
は、鋳片の表面に一定厚みのパウダーフィルムを均一に
形成させ、均一な凝固シェルを形成して表面疵の発生を
防止するとともに溶鋼内へのパウダーの巻込みを減少さ
せて内部品質の良好な鋳片を製造するための必須の要件
である。

モールド内の溶鋼レベルを一定に制御するための方法
として従来、ストッパー方式によるものと、スライディ
ングノズル（以下SNという）方式によるものとがある。
第９図はストッパー方式によるモールド内溶鋼レベルの
制御の概略を示すもので、レベル計２でモールド１内の
溶鋼レベルを検出し、調節器３で目標レベル値との偏差
を求める。そしてこの偏差が０となるようにストッパー
シリンダー４を駆動し、ストッパー５を昇降して溶鋼通
過流量を制御する。

この方式によるレベル制御では、その構造上、鋳造開
始や終了時等の低流量のレベル制御が可能である反面、
第10図のストッパー流量特性で見られるように、連続鋳
造の高流量における流量制御性が悪くなったり、またス
トッパーセット誤差やストッパー予熱時の曲り等による
ノズル中心部からのずれのためにレベル制御精度の再現
性や安定性に劣るという問題点がある。

一方、SN方式は第12図に示されるように、ノズル６の
開度を調整するようになっているものであるが、この方
式による場合、第11図のSN流量特性で見られるように、
基本的には低流量から高流量に至る流量制御性がよく、
またSNセットのばら付きや予熱による変形が発生し難
く、レベル制御の安定性に優れているが、実操業上は鋳
造開始や終了時等のSN開度が少ない低流量制御時におい
て、第12図に示されるように棚部の面積が大きくなるた
め溶鋼の凝固現象が発生し、ノズル詰りとなって鋳造停
止トラブルを起すことがある。

この現象は高流量制御時においても溶鋼温度が低い場
合に発生することがある。

発明が解決しようとする課題 本発明は、連続鋳造における鋳造開始から鋳造終了ま
で、また溶鋼温度や流量制御の広い範囲において安定し
たモールド内溶鋼レベルの制御を行えるようにすること
を目的とする。

課題の解決手段 本発明は上記の目的を達成するため、モールド内の溶
鋼レベルを検出して目標レベル値との偏差が０となるよ
うにストッパーシリンダーを制御し、ストッパーを昇降
させてストッパー開度を自動調整する方式と、モールド
内の溶鋼レベルの検出値と目標レベル値との偏差が０と
なるようにシリンダーを制御してノズルの開度を自動調
整する方式とを鋳造条件に応じて使い分けすることによ
りモールド内の溶鋼レベルを制御する方法において、連
続鋳造中にレベル制御方式をストッパー方式からSN方式
に変更する際、溶鋼レベルを乱すことなく実施するた
め、ストッパー方式によるレベル制御時に時間を関数と
して、好ましくは時間を関数とした多次元式に基づいて
ストッパー開度を徐々に上昇させると同時にSN方式によ
るレベル制御を開始し、ストッパー開度が全開になった
時点でSN方式単独によるレベル制御に自動的に移行させ
ることを特徴とし、別の発明は、SN方式によるレベル制
御からストッパー方式によるレベル制御へ自動的に移行
する際もSN方式によるレベル制御時に時間を関数として
SN開度を徐々に上昇させると同時にストッパー方式によ
るレベル制御を開始し、SN開度が全開になった時点でス
トッパー方式単独によるレベル制御に自動的に移行させ
る。

作用 第１図は本発明法に実施に用いる連続鋳造機を示すも
ので、レードル11の溶鋼12がノズル13を通じてタンディ
ッシュ14に注入されたのち制御装置からの指令で駆動す
るストッパー15又はSN16により溶鋼流量を調整してモー
ルド17に注入されるようにしてある。

ストップ15によるモールド内溶鋼レベルの制御は次の
ようにして行われる。

レベル検出器18により検出された溶鋼レベル値を調節
器19に入力し、調節器19に予め入力しておいた溶鋼レベ
ル設定値と比較し、その偏差を求めてストッパー開調節
器21に出力する。ストッパー開度調節器21にはまた、ス
トッパー15の開度検出器20によって検出されたストッパ
ー開度が入力されるようになっており、上記偏差に応じ
て調節器21はシリンダー22を駆動し、ストッパー開度を
調整して溶鋼レベルを制御する。

SNによるモールド内溶鋼レベルの制御も同様に、レベ
ル検出器18により検出された溶鋼レベル値を調整器23に
出力し、予め入力しておいた溶鋼レベル設定値との偏差
を求め、SN開度調節器25に出力する。SN開度調節器25に
はまた、開度検出器24によって検出されたSN開度が入力
され、上記偏差に応じて調節器25がシリンダー26を駆動
し、SN開度を調整し溶鋼レベルを制御する。

以上のようにストッパー方式とSN方式の両方式でのモ
ールド内溶鋼レベルの制御が行われ、鋳造条件に応じて
そのいづれかの方式が選択される。

次に連続鋳造中にストッパー方式からSN方式に或いは
SN方式からストッパー方式にレベル制御方式を溶鋼レベ
ルの乱れを生ずることになく変更する方法について説明
する。

第２図はストッパー方式からSN方式のレベル制御へ自
動的に移行させる場合の開度調節状況を示すもので、範
囲Ａのストッパー方式によるレベル制御時にはSN開度が
全開である。SN方式によるレベル制御に移行するとき
は、予め調節器19に設定されたストッパー開度上昇率に
応じてストッパー開度調節器21がシリンダー16を駆動さ
せ、ストッパー開度を上昇させる。この範囲Ｂにおい
て、SNは徐々に上昇するストッパー開度に対応して溶鋼
レベルを一定に制御するためにレベル検出器18により検
出された溶鋼レベル値に応じて調節器23で求めた目標レ
ベル値との偏差に基づいてSN開度調節器25がSN開度を全
開状態から徐々に小さくする。そしてストッパー開度が
全開に達した時点でストッパーが固定され、範囲ＣのSN
方式単独による溶鋼レベル制御に移行する。

ストッパー方式からSN方式へ移行する際には上述する
ように、調節器19に予め設定されたストッパー開度上昇
率に応じてストッパー開度を上昇させるが、上昇率が一
定であると、第10図に示すように、ストッパー開度上昇
開始時のノズルからの溶銅吐出流量の変化量が大きく、
溶鋼レベルの変動を誘発することになる。そこで調節器
にストッパー開度上昇率を時間を関数とした多次元式に
て設定し、第３図に示すようにストッパーの上昇初期は
小さい上昇率で、後期は大きい上昇率で変化させると、
ノズルからの溶鋼吐出流量の変化量を一定に保ち、溶鋼
レベルの変動を抑制することができる。

第３図はSN方式からストッパー方式によるレベル制御
へ移行する場合の開度調節状況を示すもので、ストッパ
ー方式からSN方式へ移行する場合と同様、SN開度が徐々
に上昇するのに対応して溶鋼レベル値と目標レベル値と
の偏差が０となるようにストッパー開度が全開状態から
徐々に小さくなる。

実施例１ 鋳造開始後、SN開度を全開にした状態でモールド内溶
鋼レベルの制御をストッパー方式にて行った。

その後SN方式への切換えを自動にて行い、ストッパー
開度の上昇率を３％/secの上昇率にて実施した。第５図
に示されるように、ストッパー方式からSN方式に自動に
て切換える間の溶鋼レベルの変動は小さく、鋳片の表面
に微少の割れは発生したが、表面手入れを要する程では
なかった。

実施例２ 鋳造開始後、SN開度を全開にした状態でモールド内溶
鋼レベルの制御をストッパー方式にて行った。その後SN
方式への切換えを自動にて行いストッパー開度を時間の
２次関数式に基づいて上昇させた。第６図に示されてい
るように、ストッパー方式からSN方式へ自動にて切換え
る間の溶鋼レベルの乱れはなく、鋳片の表面割れも全く
認められなかった。

上記各実施例によれば以上のように、鋳造開始から終
了までの全範囲において安定したモールド内溶鋼レベル
制御を行うことができた。

比較例１ 鋳造開始から終了までSN開度を全開にした状態でスト
ッパー方式のみにて溶鋼レベルの制御を行った。その結
果、第７図に示されるように、鋳造中期の鋳造速度が大
きい条件において溶鋼レベルの制御精度が悪化した。

比較例２ 鋳造開始後、SN開度を全開にした状態でストッパー方
式にて溶鋼レベルの制御を行いその後、ストッパー方式
からSN方式に溶鋼レベルの制御を手動にて行った。

その結果、溶鋼レベルの制御を鋳造中期においてはSN
方式により行ったため溶鋼レベルの制御精度を改善する
ことができたが、第８図に示されるようにストッパー方
式からSN方式に手動にて切換える間に溶鋼レベルの変動
と鋳片の表面割れを発生させた。

発明の効果 本発明は以上のように構成され、次のような効果を奏
する。

請求項１或いは３記載のモールド内の溶鋼レベルの制
御方法では、鋳造条件に応じてストッパー方式とスライ
ディングノズル方式のいづれか優位の方式を選択するこ
とができ、またいづれかの方式による制御系に異常が発
生した場合は、他の方式による溶鋼レベル制御に切換え
ることができるうえ手動制御による溶鋼レベルの大きな
変動を防止することができるほか、ストッパー方式から
スライディングノズル方式へ或いはスライディングノズ
ル方式からストッパー方式への移行をスムースに行うこ
とができ、これにより鋳造条件にかゝわらず、安定した
溶鋼レベル制御が可能で、鋳片の表面品質と内部品質を
向上させることができる。

請求項２記載の方法においては、ストッパーを上昇初
期に小さい上昇率で、後期に大きい上昇率で変化させる
ことによりノズルからの溶鋼吐出流量の変化量を一定に
保ち、溶鋼レベルの変動を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法で用いる溶鋼レベル制御装置の模式
図、第２図はストッパー方式からSN方式、第３図はSN方
式からストッパー方式へ移行する際の開度調節状況を示
す図、第４図はストッパー開度を時間の２次関数式に基
づいて上昇させたときの状況を示す図、第５図は実施例
１の開度調節状況、第６図は実施例２の開度調節状況、
第７図は比較例１の開度調節状況、第８図は比較例２の
開度調節状況をそれぞれ示す図、第９図は従来法で用い
られる溶鋼レベル制御装置の模式図、第10図はストッパ
ー開度と溶鋼吐出流量との関係を示す図、第11図はSN開
度と溶鋼レベル吐出流量との関係を示す図、第12図はSN
の断面図である。 15……ストッパー、16……SN、17……モールド 18……レベル検出器、19……調節器 20……開度調節器、21……ストッパー開度調節器 22……シリンダー、23……調節器 24……開度検出器、25……SN開度調節器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｂ２２Ｄ 41/22 Ｂ２２Ｄ 41/22 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B22D 11/18 B22D 37/00 B22D 41/16 B22D 41/22

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】モールド内の溶鋼レベルを検出して目標レ
   ベル値との偏差が０となるようにストッパーシリンダー
   を制御し、ストッパーを昇降させてストッパー開度を自
   動調整する方式と、モールド内の溶鋼レベルの検出値と
   目標レベル値との偏差が０となるようにシリンダーを制
   御してスライディングノズルの開度を自動調整する方式
   とを鋳造条件に応じて使い分けすることによりモールド
   内の溶鋼レベルを制御する連続鋳造における鋳型内溶鋼
   レベルの制御方法において、連続鋳造中にレベル制御方
   式をストッパー方式からスライディングノズル方式に変
   更する際、ストッパー方式によるレベル制御時に時間を
   関数としてストッパー開度を徐々に上昇させると同時に
   スライディングノズル方式によるレベル制御を開始し、
   ストッパー開度が全開になった時点でスライディングノ
   ズル方式単独によるレベル制御に自動的に移行させるこ
   とを特徴とする連続鋳造における鋳型内溶鋼レベルの制
   御方法。
2. 【請求項２】ストッパー開度の上昇は、時間を関数とす
   る多次元式に基づいて行われる請求項１記載の連続鋳造
   における鋳型内溶鋼レベルの制御方法。
3. 【請求項３】モールド内の溶鋼レベルを検出して目標レ
   ベル値との偏差が０となるようにストッパーシリンダー
   を制御し、ストッパーを昇降させてストッパー開度を自
   動調整する方式と、モールド内の溶鋼レベルの検出値と
   目標レベル値との偏差が０となるようにシリンダーを制
   御してスライディングノズルの開度を自動調整する方式
   とを鋳造条件に応じて使い分けすることによりモールド
   内の溶鋼レベルを制御する連続鋳造における鋳型内溶鋼
   レベルの制御方法において、連続鋳造中にレベル制御方
   式をスライディングノズル方式からストッパー方式に変
   更する際、スライディングノズル方式によるレベル制御
   時に時間を関数としてスライディングノズル開度を徐々
   に上昇させると同時にストッパー方式によるレベル制御
   を開始し、スライディングノズル開度が全開になった時
   点でストッパー方式単独によるレベル制御に自動的に移
   行させることを特徴とする連続鋳造における鋳型内溶鋼
   レベルの製造方法