JPH02108440A - 移動鋳型式連続鋳造における湯面検出方法 - 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］ この発明は、ブロック鋳型を移動させて薄肉鋳片を連続
鋳造する場合に、鋳型内の湯面位置を検出する移動鋳型
式連続鋳造における湯面検出方法に関する。

［従来の技術］ 近時、薄肉鋳片を高速連続鋳造する目的からブロック鋳
型を無限軌道状に連結し、ブロック鋳型を鋳造方向に移
動しつつ連続鋳造する所謂ブロックキャスティング技術
が開発され、次世代の連続鋳造技術として注目されてい
る。従来の連続鋳造では固定鋳型から凝固殻鋳片を強制
的に引抜くために所謂拘束性ブレイクアウトが発生する
が、ブロックキャスティングによれば鋳型を凝固殻成長
速度に応じて移動させるので、拘束性ブレイクアウトの
発生を有効に回避することができる。

従って、ブロックキャスティングによれば、その鋳造速
度を従来の１０倍以上に増大することが可能になるが、
鋳造速度が高速化するに従い、キャビティ（鋳造領域）
内の湯面が上下に変動しやすくなる。鋳造中に湯面が変
動すると、例えば、二重肌、スプラッシュ噛込み、並び
に湯じわ等の表面欠陥が発生し、鋳片品質が低下する。

このため、鋳造中の湯面位置を検出し、これに基づき鋳
造条件（溶湯供給速度、キャスターの移動速度、並びに
鋳片引抜き速度等）を適宜制御して湯面の変動を抑制す
る必要がある。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、ブロックキャスティングの鋳型は薄肉鋳
片用であるために、キャビティ厚さが約５０ＩＩＩＩと
狭く、位置検出用のセンサ類をキャビティ内に導入する
ことが困難である。特に、ノズルをキャビティに挿入し
て大気圧下で鋳造する所謂オーブン鋳造においては、溶
湯注入口がノズルで塞がれてしまい、ノズル以外のもの
を湯面近傍に設置することができない。

ところで、鋳型温度の測定により湯面位置を検出するこ
とが考えられるが、ブロックキャスターにおいては、鋳
造中に鋳型が移動するので、リード線等が絡まり、温度
測定を連続的かつ安定に実施することができないという
不都合がある。

この発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって
、鋳造中の湯面位置を連続的かつ安定に検出することが
できる移動鋳型式連続鋳造における湯面検出方法を提供
することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る移動鋳型式連続鋳造における馬面検出方
法は、１鉦数対のブロック状鋳型部材を無限軌道状に且
つ相対向面を同一方向に移動させつつ、鋳型のキャビテ
ィにノズルを挿入して溶湯を連続注入する一方、各ブロ
ック状鋳型部材ごとに設けられた温度検出手段を、鋳型
部材と共に移動させつつ鋳型内各所の温度を順次検出し
、前記ノズル近傍の鋳型外壁に固設された受信手段に温
度検出手段の一部を接触させてノズル近傍領域の温度検
出信号を順次受信し、これらの温度検出信号に基づき湯
面位置を決定することを特徴とする。

［作用］ この発明に係る移動鋳型式連続鋳造における湯面検出方
法においては、鋳型に設けた温度検出手段により鋳型内
各所の温度をそれぞれ検出し、移動中の温度検出手段の
一部と固定側の受信手段とを相互接触させて信号を伝達
する。このため、信号伝達路が絡まることなく、検出信
号を安定に受信し、その後の制御系に信号を伝達するこ
とができる。なお、受・借手段はノズル近傍に設置され
ているので、湯面近傍領域の温度分布を把握することが
でき、温度分布に基づいて湯面の位置を決定する。

［実施例］ 以下、添付の図面を参照してこの発明の実施例について
具体的に説明する。

第２図に示すように、タンデイツシュ１０内の溶湯１２
が、ノズル１４を介してブロックキャスター２０のキャ
ビティ（溶湯注入領域）２７に注入されると、水冷鋳型
に接触して凝固殻２６が形成され、更に、鋳片３１がキ
ャスター２０から連続的に引抜かれるようになっている
。なお、キャスター２０は全体が所定角度に傾斜して設
けられている。

キャスター２０は、はぼ同形の上下１対の鋳型ユニット
２２により構成されている。また、各ユニット２２は、
同形の多数のブロック鋳型部材２３を無限軌道状に並べ
て構成され、１対の歯車２８．２９によりそれぞれの鋳
型部材２３がキャビティ２７を上流側（ノズル１４の側
）から下流側へ向かって駆動するようになっている。な
お、上下ユニット２２の鋳型部材２３の送り速度ａ。

ｂ並びに鋳片引抜き速度Ｃは、溶湯注入量及びキャビテ
ィ内湯面の変動に応じて適宜コンピュータ制御されるよ
うになっている。また、ノズル１４は、その外径がキャ
ビティ２７の内径より若干小さく形成されている。すな
わち、ノズル１４と鋳型との間隙が小さい。

第３図に示すように、各ブロック鋳型部材２３は、鋳造
方向に直交する断面がＬ字形をなし、上下１対の組合わ
せにより断面矩形のキャビティ２７が形成されるように
なっている。このキャビティ２７の厚さは、例えば、５
０ｍａ＋である。熱雷対４０が、下側の鋳型部材２３の
長辺鋳型内に埋設されている。この熱雷対４０の先端は
、長辺中央にて鋳型直下に設けられている。また、熱電
対４０の基端部のそれぞれが、長辺鋳型の端部まで導き
出され、ローラ４６に電気的に接続されてぃる。また、
これら１対のローラ４６のローラ面は、それぞれ受信部
材４８に摺接している。更に、受信部材４８のリード線
４９は、検出器５０の入力側に接続されている。また、
検出器５０の出力側がプロセスコンピュータ５２の入力
側に接続されている。コンピュータ５２は、入力データ
を記憶するメモリ、演算を実行する演算部、キャスター
側の各アクチュエータの動作を制御するコントローラ、
並びに、メモリにストアされたデータを随時呼出して演
算部に演算を実行させると共に演算結果に基づきコント
ローラに指令を出す中央処理装置（ＣＰＵ）をそれぞれ
備えている。

第１図は、湯面近傍を鋳型短辺側から見た図である。各
鋳型部材２３には複数の熱電対４０が取付けられている
。すなわち、３個の熱雷対４０が、はぼ等間隔に鋳造方
向に並ぶように、各鋳型部材２３のそれぞれに設けられ
ている。一方、６個の受信部材４８が、鋳型とは別個に
設置され、温度検出用ローラ４６が鋳型と共に移動する
と、そのローラ面が受信部材４８に摺接転勤するように
なっている。これらの受信部材４８は、ノズル１４の近
傍に、鋳造方向にほぼ等間隔に配設されている。

第４図及び第５図に示すように、熱電対４０の先端側は
保護管３９に挿入されている。一方、熱雷対４０の基端
側のそれぞれは、鋳型外壁にて部材４２により固定され
ている。この固定部材４２は、その先端部にコ字形のロ
ーラ保持部４４を有しており、ローラ４６が保持される
ようになっている。また、保持部４４はスプリング４３
により付勢されており、ローラ４６が受信部材４８に押
されると、保持部４４と共に鋳型側へ移動するようにな
っている。

次に、この発明の実施例に係るブロック式移動鋳型を用
いて炭素含有量が約０．０５重量％の低炭素アルミキル
ド鋼を連続鋳造する場合について説明する。

所定成分及び所定温度に調整された溶湯を取鍋（図示せ
ず）からタンデイツシュ１０に装入し、次いでノズル１
４を介してタンデイツシュ内溶湯１２を鋳型のキャビテ
ィ２７に注入する。鋳造開始においては、ダミーバー（
図示せず）を下方からキャビティ２７に予め挿入してお
き、溶湯が鋳型から漏れ出さないようにする。また、鋳
造領域を予め不活性ガス雰囲気にしておき、溶湯の酸化
を防止する。ダミーバーを引抜きつつ溶湯を注入して鋳
造を開始すると、ノズル１４の先端が湯面３０から離れ
た状態になる。すなわち、大気圧下における所謂オープ
ン鋳造を実施すると、キャスター２０の全体が所定角度
に傾斜しているので、湯面３０が鋳型に対して斜めにな
る。このとき、溶湯性大量をタンデイツシュ側のセンサ
及び制御装置（図示せず）により精密に調整しつつ各鋳
型ユニット２２の無限軌道駆動及び鋳片引抜き速度をそ
れぞれ最適制御する。鋳造速度は、例えば、毎分２０ｍ
以上とする。溶湯が水冷鋳型に接触すると、初期凝固殻
２６が形成され、これが鋳型の移動に追従するように鋳
片を高速で引抜く。

鋳型部材２３と共に各ローラ４６を移動させると、これ
らが次々に受信部材４８に摺接して熱電対４０の温度検
出信号が移動側から固定側へ伝達される。これらの検出
信号を、検出器５０を経由してコンピュータ５２に入力
する。コンピュータ５２においては、入力データに基づ
き湯面位置が一定になるように、鋳型の移動速度ａ、ｂ
、鋳片引抜き速度Ｃ１並びに溶湯注入速度の条件を求め
る。そして、これらに対応する指令を各アクチュエータ
に発信して実際の鋳造動作を制御する。

鋳型出口においては、凝固殻２６が十分な厚さに成長し
て所定の強度を有するようになり、これを引抜きつつ鋳
片３１をスプレィ冷却により凝固コントロールする。こ
のようにして、厚さ５０ｍｍ　Ｘ幅１０００ｍｍの薄肉
鋳片が製造される。

次に、第６図及び第７図を参照して湯面位置の検出原理
について説明する。

第６図及び第７図は、横軸に測定位置（第１図を参照）
をとり、縦軸に測定温度をとって、各時間経過後の温度
変化について調査した結果を示す線図である。図中、実
線は各領域Ａ−Ｆの実測温度を示す。

いま、安定に鋳造できる湯面位置を第１図中の湯面３０
ａで示す位置とする。この安定鋳造の湯面位置において
は、湯面が領域Ｂに対応する受信部材４８の位置よりも
低く、領域Ｃに対応する受信部材４８の位置よりも高く
なるので、第６図に示すような温度分布を呈する。すな
わち、湯面直下の領域Ｃが最高温度になる。ところで、
湯面が上昇して、例えば、第１図中の湯面３０ｂに示す
位置、領域Ａ及び領域Ｂの間の位置に湯面が変動したと
すると、第７図に示すような温度分布を呈する。すなわ
ち、最高温度を示す領域が、領域Ｃから領域Ｂに移行す
る。このように、最高温度領域が安定鋳造するための湯
面位置から外れるとコンピュータ制御により鋳造条件を
修正し、湯面を安定鋳造可能な湯面３０ａの位置に戻す
。

上記実施例によれば、熱雷対を移動鋳型側に設け、受信
手段を鋳型とは別個に設け、温度検出信号を移動側から
固定側に伝達するので、リード線が絡まることがない。

なお、上記実施例では熱雷対の先端（温度検出部）を鋳
型の長辺側に設けたが、これに限られることなく鋳型の
短辺側に温度検出部を設けてもよい。

また、上記実施例では温度検出手段に熱雷対を用いたが
、これに限られることなく他の温度センサを使用するこ
とも可能である。

［発明の効果コ この発明によれば、温度検出手段を、狭いキャビティに
挿入することなく、鋳型に埋設しているので、溶湯注入
用ノズルの邪魔にならず、安定に連続鋳造することがで
きる。また、温度検出手段と受信手段とを分離して別々
に設けているので、リード線の絡みつきを回避すること
ができる。このため、湯面位置を連続的かつ安定に検出
することができ、鋳造条件を制御することができるので
、鋳片表面性状を向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係る移動鋳型式連続鋳造に
おける湯面検出方法に使用された鋳型の一部を長辺側か
ら見た側面図、第２図は移動鋳型式連続鋳造装置を示す
模式図、第３図は鋳型を鋳造方向から見た横断面図、第
４図は第３図の部分拡大図、第５図は第１図の部分拡大
図、第６図及び第７図はこの発明の詳細な説明する線図
である。 １４；タンデイツシュノズル、２０；ブロックキャスタ
ー　２３；ブロック鋳型部材、２６；凝固殻、２８，２
９．歯車、３０；湯面、３１；鋳片、３９；保護管、４
０；熱電対、４３；スプリング、４６；ローラ、４８；
受信部材、５０；検出器、５２；制御装置 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数対のブロック状鋳型部材を無限軌道状に且つ相対向
   面を同一方向に移動させつつ、鋳型のキャビティにノズ
   ルを挿入して溶湯を連続注入する一方、各ブロック状鋳
   型部材ごとに設けられた温度検出手段を、鋳型部材と共
   に移動させつつ鋳型内各所の温度を順次検出し、前記ノ
   ズル近傍の鋳型外壁に固設された受信手段に温度検出手
   段の一部を接触させてノズル近傍領域の温度検出信号を
   順次受信し、これらの温度検出信号に基づき湯面位置を
   決定することを特徴とする移動鋳型式連続鋳造における
   湯面検出方法。