JPH03243262A - 複層鋼連続鋳造における制御方法 - 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 本発明は複層鋼の連続鋳造操業において、鋳片品質向上
と操業安定のため、外層凝固レベルである１次メニスカ
スレベル、および内層凝固レベルである２次メニスカス
レベルを設定値へ安定させ、さらにモールドの湯面レベ
ルを制御する技術に関する。

従来の技術 従来、複層鋼の連続鋳造操業における湯面レベル制御は
１人手によるストッパ開閉により行っていた。

このため湯面レベル変動や注入比変動による、外！’凝
固レベルである１次メニスカスレベルや、内層凝固レベ
ルである２次メニスカスレベル変動のために起こる、内
外層溶鋼混合による遷移層の形成と、内外層鋳造成分拡
散や鋳片性状悪化およびノズル詰まり等、品質管理、操
業管理上問題があった。

発明が解決しようとする課題 本発明の目的は複層鋼連続鋳造操業において、内外層溶
鋼の混合を抑制するための直流磁界が印加されたレベル
に内外層溶鋼の境界面を安定させ、内外層の混合抑制効
果を最大に発揮させつつ、モールド湯面レベルを設定値
へ制御し、内外層境界の明瞭で高品質な鋳片を安定して
鋳造する制御方法を提案することにある。

課題を解決するための手段 本発明による方法では、前記課題を解決するための手段
として、内外層の注入量計測制御によるモールド湯面レ
ベル制御方法を提案する。

すなわち内層、外層の注入量比を常に一定に保ちつつ、
注入量和操作によりモールド湯面レベルを制御する。

または内層注入量を外層厚みと引き抜き速度より決定さ
れる注入量に制御しつつ、湯面レベル制御は外層注入量
操作により行う。

作用 複層鋼の連続鋳造プロセスにおいて、外層凝固レベルで
ある１次メニスカスレベル、内層凝固レベルである２次
メニスカスレベルおよびモールリド湯面しヘルは、内外
層溶鋼注入比、鋳片引き抜き速度、溶鋼の凝固速度、直
流磁界印加レベルにより決定される。

この複層鋼Ｍ統鋳造操業において、鋳片の品質は上記メ
ニスカスレベルの変動により太きく左右される。

すなわち内外層溶鋼の接触している境界面が混合抑制の
ため直流磁界を印加しているレベルから外れると、直流
磁界印加による溶鋼混合抑制の効果が減じられ、内外層
溶鋼の成分混合が進み、目標とする溶鋼成分での鋳造は
不可能となる。また、鋳造操業中の湯面レベル変動は、
鋳片性状に悪影響を与える事が知られている。

以上の事より外層凝固レベルである１次メニスカスレベ
ル、内層凝固レベルである２次メニスカスレベルおよび
モールド湯面レベルの設定値への安定は、品質管理上重
要な課題である。

そこで、本発明者らは外層凝固レベルである１次メニス
カスレベル、または内層凝固レベルである２次メニスカ
スレベルの計測による、フィードバック制御を前提とし
て、外層凝固レベルである１次メニスカスレベルおよび
内層凝固レベルである２次メニスカスレベルの可観測性
の検討を行った結果以下の知見を得た。

外ｉ凝固レベルである１次メニスカスレベルおよび内層
凝固レベルである２次メニスカスレベルは不可観測であ
る。また、現在の計測技術では、溶鋼濡面下のメニスカ
スレベルを直接計測することは不可能である。

以上の事より、外層凝固レベルである１次メニスカスレ
ベル、または内層凝固レベルである２次メニスカスレベ
ルのフィードバック制御を前提とした制御系の設計は不
可能である。

これより計測制御可能な溶鋼注入量操作による湯面レベ
ル制御方法を検討し、注入量比一定でかつ注入量和操作
によるモールド湯面レベル制御における、外層凝固レベ
ルである１次メニスカスレベルおよび内層凝固レベルで
ある２次メニスカスレベルの安定性を、数値計算による
シミュレーションにより検討した結果、湯面レベルが変
動する外乱を加えた場合でも、本制御法では外層凝固レ
ベルである１次メニスカスレベル、およヒ内層凝固レベ
ルである２次メニスカスレベルは、設定値に収束するこ
とが確認された。

このため複層鋼の連続鋳造における制御方法として、内
層溶鋼注入量および外層溶鋼注入量の比を一定値に保ち
つつ、注入量和操作によるモールド湯面レベルの制御、
または内層注入量を設定値に保ちつつ外層注入量操作に
よるモールド湯面レベルを制御する方法を適用すると、
外層凝固レベルである１次メニスカスレベルおよび内層
凝固レベルである２次メニスカスレベルは設定値に収束
させることが可能となり、内外層の明瞭に分離された複
層鋼を連続、安定して鋳造することが可能となる。

実施例 以下図面を参照しながら本発明の実施例について説明す
る。

第１図は複層鋳片連続鋳造設備の制御系に本発明の制御
方法を適用した処理フローを示したものである。

目標とする内層、外層の鋳造比および鋳片の引き抜き速
度より、湯面レベル、内層溶鋼および外層溶鋼の注入比
が決定される。

湯面レベル計で測定したモールド湯面レベルと目標湯面
レベルの偏差により、湯面レベルをＰＩＤ制御により目
標とする全注入量を決定する。この目標全注入量を操業
条件として設定されている内層、外層注入比に従い、内
層、外層の目標注入量に分割する。

内層、外層の目標注入量と、内層、外層で各々適応推定
した注入量の偏差から、ＰＩＤ制御により目標とする注
入量を算出し、ストッパ開度を決定する。

流量計測制御方法は以下の手順で行う０作動トランスに
より計測したストッパ開度と、羽口、ストッパ形状より
溶鋼がノズルへ注入する面積Ｓ　（■２）を幾何学的に
算出する。

またタンデイツシュに取り付けたロードセル出力より、
タンデイツシュ内の溶鋼重量を計測し、溶鋼密度および
タンデイツシュ内形状から溶鋼へラドｈ　（ｍｓ）を算
出する。

ノズル形状や溶鋼粘性等によるノズル流量係数Ｃの設定
は、操業開始時は過去の実験値および操業実績での値を
初期操業条件として設定する。

この時、別口付近での溶鋼流速Ｖ　（ｍｍ／５ｅｅ）は
、タンデイツシュ内溶鋼へラドｈ、ノズル流量係数Ｃよ
り　（１）式で表わされる。

ｖ＝ｃＪバコ］１　　　　・・・（１）ノズルより注入
される溶鋼流量Ｑ　（ｍｍ３／５ｅｅ）は　（２）式で
算出できる。

Ｑ＝Ｓ−Ｖ　　　　　　　　　　　・・・（２）流量係
数Ｃは、適当なサンプリング時間（１２０ｓｅｃ）毎に
ロードセル変化から求められる流量実績により、逐次形
最小２乗法により同定を行い、次のサンプリング時間に
おける流量推定制御での流量係数として制御系に取入れ
、流量推定フィードバック制御を行う。

発明の効果 以上、述べたように本発明によれば複層鋼の連続鋳造に
おいて、内外層境界が明瞭で品質の優れた鋳片を安定し
て製造することが可能となる。

この制御方法の期待される効果は、複層鋼連続鋳造操業
自動化による操業安定と運転要員の合理化のみならず、
鋳片品質の高級化および高品質な複層鋼の産業分野への
適用範囲拡大による効果を考えると計り知れない程大き
な効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法に従った複層鋼連続鋳造湯面レベル
制御の処理フローの１例を示す図である。 第２図は複層鋼の連続鋳造操業の状態図である。 ｄｒ・・・内外層目標鋳造比、マ「・・・目標引き抜き
速度（ｍｍ／５ｅｅ）、ｈｒ　・・・目標湯面レベル（
同）、ｑＡ「＊　＊　＊目標内層溶鋼注入量（ｍｍ３／
５ｅｃ）、ｑ１３ｒ−＊　ａ目標外層溶鋼注入量（ｍｍ
３／５ｅｃ）　、　ｑＡ・・・内層注入量（ｍｍ３／５
ｅｃ）　、　ｑＢ・・・外層注入量（＋ｓｍ３／５ｅｃ
）　、　ｑＡ・・・推定内層注入量（ｍｍ３／５ｅｅ）
　、　ｑＢ＊　ａ　ｍ推定外層注入量（ｍｍ３／５ｅｃ
）　。 ｈ−・・モールド湯面レベル（ａｍ）、ｌ・・・し−ド
ル（内層）、２・・・し−ドル（外層）、３・・・ロー
ドセル、４・・・タンデイツシュ（内層）、５・・・タ
ンデイツシュ（外層）、６・・ｅモールド、７・・・電
磁ブレーキ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　複層鋼の連続鋳造操業において、内層溶鋼注入量およ
   び外層溶鋼注入量の比を一定値に保ちつつ、注入量和操
   作によるモールド湯面レベルの制御、または内層注入量
   を設定値に保ちつつ、外層注入量操作によりモールド湯
   面レベルを制御することにより、外層凝固レベルである
   １次メニスカスレベルおよび内層凝固レベルである２次
   メニスカスレベルおよびモールド湯面レベルを設定値に
   安定させることを特徴とする制御方法。