JPH0366457A - 双ロール式連続鋳造機の制御装置 - 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〕 本発明は薄板を溶融金属から直接生産する双ロール式連
続鋳造機に関し、特に表面性状の良好な薄板を生産可能
にする制御装置に関する。

〔従来の技術〕

対向配置されて互いに反対方向に同期回転する一対の冷
却ロール間に溶融金属を供給し、このロール表面での溶
融金属の接触冷却により凝固シェルを形成し、２つのロ
ールの最も狭い間隙部（キッシングポイント）において
各ロールで形成された凝固シェルを圧着して薄板を連続
的に鋳造する双ロール式の連続鋳造機は既に知られてい
る。

この双ロール式連続鋳造法に関して、例えば特開昭６０
−６４７５４号公報では、冷却ロールの凝固シェル圧着
の際にロールの押し力（圧縮力〉が過小な場合に起こる
中央バルジング（薄板の中心部は未凝固で冷却ロール以
降で湯が洩れる現象）や、過大な場合のスリップ（圧延
不能）を防止するために、押し力の反力としての凝固シ
ェル圧延負荷を検出してこの値が過大かつ過小にならな
いように冷却ロール間のシェル凝固時間、例えば冷却ロ
ールの速度（鋳造速度〉や溶湯の場面レベルを調整する
方法が開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところでキッシングポイントにおいて、所定の厚みを持
つ凝固シェルを圧着する際、得られる圧着力は、冷却ロ
ールの押し力が大きい程高められるが、押し力がある値
を超えた場合、鋳造された薄板の表面に連続した縦割れ
（鋳造方向に延びる割れ）が生じる傾向にある。この縦
割れ現象は、冷却ロール長手方向に不均一な厚みを持つ
凝固シェルを圧延した際、凝固シェルに局部的な応力集
中が起こることに寄因しており、目標とする板厚が大き
い程（厚みバラツキが大〉、またロール押し力が大きい
程、縦割れ発生率が高くなる。そしてこの縦割れは、上
述したスリップ（圧延不能〉現象を起こすロール押し力
値よりも小さな押し力値で発生することが判明しており
、上述したような従来の凝固時間制御ではこの縦割れ発
生を防止することはできない。

本発明は以上のような問題に鑑み、中央バルジング及び
連続した縦割れを発生しない双ロール式連続鋳造機の制
御装置を提供するこヒを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため本発明によれば、互いに反対方
向に回転する一対の冷却ロールを平行に対向配置すると
共に、この冷却ロールの外周面に溶湯の湯溜り部を形成
して２つの凝固シェルを生成し、ロールの間隙にて２凝
固シェルを圧着し、以って薄板を連続して鋳造する双ロ
ール式連続鋳造機において、上記溶湯の湯面１／ベルと
鋳造速度、に対応して、上記薄板の板厚と上記間隙にお
けるロールの凝固シェルへの押し力εの関係を示しかつ
鋳造された薄板に中央バルジング及び薄板縦割れを生じ
ない板厚範囲及びロール押し力範囲を画定するマツプと
、現在の薄板板厚を検出する手段と、検出された現在の
板厚に応じて上記鋳造速度及びロール押し力を増減し、
上記範囲内にて目標とする薄板板厚を遠戚する手段とを
有することを特徴とする双ロール式連続鋳造機の制御装
置が提供される。

〔作　用〕

第３図は、本願発明者の研究によって得られた湯面レベ
ル４０度（キッシングポイントを０度とした時の湯面と
ロール外周が交わるロール円周角）における各鋳造速度
Ｖｃ、即ち、冷却ロールの各回転速度に対応するロール
押し力と板厚、並びに薄板の品質の関係を示すグラフで
ある。本図において斜線部Ａは鋳造された薄板に縦割れ
が認められた領域、斜線部Ｂは中心部は未凝固で冷却ロ
ール以降で湯が洩れたり、溶湯の静圧により板がふくら
む、所謂中央バルジング発生領域、またこれらの領域Ａ
、Ｂに挟まれた部分Ｃは縦割れ及び中央バルジングを発
生することなく安定した品質の薄板が得られる錆遺条件
領域を示している。

本発明は上述したようなマツプを各湯面レベル毎に予め
制御装置に記憶しておき、目標板厚への制御において、
上記領域Ｃに位置するように鋳造条件を制御することに
より、中央バルジング及び縦割れのない目標板厚の薄板
を鋳造する。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例である双ロール式連続鋳造機（
以下、連鋳機と呼ぶ〉の制御装置を図面に沿って説明す
る。第１図は本発明の一実施例を示す、制御装置を備え
た双ロール式連鋳機の概略的構成図である。

図示しない取鍋より溶湯をタンプッシュ１に適宜注湯し
、タンプッシュ１の下部に直結する浸漬ノズル２により
双ロールを構成する冷却ロール３．３′と、これら再冷
却ロール３，３′の両端面に当接するサイド堰４，４′
で囲まれた、溶湯湯溜り部５へ注湯する。冷却ロール３
．３′は、冷却流体を流通させた内部強制冷却によって
ロールの温度上昇を抑えるよう構成されている。また冷
却ロール３．３′はハウジング６によりそれぞれ回転自
在に支持され、駆動モータ７、減速機８、歯車９を介し
て、矢印ａに示すように互いに反対方向にそれぞれ回転
される。そして冷却ロール３゜３′によって溶湯中に生
成された凝固シェル１０゜１０′は冷却ロール３．３′
間の最も狭い間隙１１にて互いに圧着されて薄板１２を
成し、鋳造方向下流側に位置されるピンチロール１３　
、１４により引き出され次工程へと搬出される。またピ
ンチロール１４は冷却ロール３．３′の回転速度と同調
して駆動モータ１５により回転される。

冷却ロール３′は他方のロール３に対し接近、離反する
ようにハウジング６内で移動可能なようになっており、
また冷却ロール３′には凝固シェル１１　、１１’に対
する押圧力を変えることができる、例えば油圧シリンダ
等の駆動機構１６が設けられている。またハウジング６
には冷却ロール３．３′間の最小間隙１、即ち薄板１２
の板厚Ｔｉを検出する検出器（センサ）１７を備えてい
る。尚、この板厚検出手段としては冷却ロール３′のハ
ウジング６内位置を検出することで後述する制御回路１
８内にて板厚Ｔｉを算出するようにしても良い。

上述した冷却ロール３．３′の駆動モータ７、及びビン
チロール１４の駆動モータ１５はモータ駆動回路１９を
介して、またロール駆動機構１６はロール駆動回路２０
を介して夫々、制御回路１８に接続される。

制御回路１８は、例えばマイクロコンピュータによって
構成され、例えば板厚検出器１７からの信号を入力する
アナログ入力回路、入出力インタフェース、アナログ／
デジタル変換器等を備えた入力ポート２１、駆動モータ
７．１５やロール駆動機構１６の駆動回路１９　、２０
に可変なる駆動信号Ｖｃ、Ｐを出力する出力ボート２２
、ＲＡＭ　（ランダムアクセスメモリ）やＲＯＭ（リー
ドオンリメモリ〉等のメモリ２３、及び制御をおこなう
マイクロプロセッシングユニット（ＭＰＵ）２４等が設
けられ、これらはバス２５によって相互に接続されてい
る。

制御回路１８の入力ポート２１には上述した板厚検出器
１７の他、溶湯湯溜り部の湯面高さを検出する湯面レベ
ルセンサ２６からの信号が入力され、また製造される薄
板の仕様によって決定される目標板厚値Ｔａが作業者に
よって入力され、制御回路１８は入力された目標板厚Ｔ
ａ及び湯面レベルに基づき、各湯面レベルに対応して予
めＲＯＭ内に格納されている種々のマツプより特定のマ
ツプ（ＰＡえば第３図〉を選択して縦割れや中央バルジ
ングを発生しない領域Ｃにおいて適当なロール押し力Ｐ
、及び鋳造速度Ｖｃを決定し、初期ロール押し力、及び
初期鋳造速度として各駆動回路１９゜２０に出力するの
である。

ところで以上のように決定された鋳造条件を以って鋳造
を開始しても、種々の外乱や鋳造条件自体の変動により
、薄板板厚Ｔｉが目標値Ｔａより外れてしまうことがあ
る。

第２図は鋳造中において、鋳造される薄板板厚Ｔｉが目
標値Ｔａより外れた場合に、縦割れや中央バルジングを
発生することなく、ロール押し力Ｐや鋳造速度Ｖｃを変
え、目標板厚Ｔａの薄板を鋳造せしめる制御回路の一作
動例を示すフローチャートである。尚、この作動を実行
するプログラムは制御回路１８のＲＯＭ内所定領域に格
納されており、鋳造時は所定のインターバル毎に実行し
ても良い。またこの作動の前提として、前述したように
湯面レベルセン、す２６からの出力信号によりその湯面
レベルに対応した所定値（例えば第３図に示すα−ａｘ
、α５ｈｉｎ）が選択されており、また目標板厚Ｔａも
予めメモリ２３内に記憶されているものとする。

以下、第３図と併せて、第２図に示すルーチンを説明す
る。

まずステップ２０１では、板厚検出器１７により現在、
鋳造されている薄板１２の板厚Ｔｉを検出する。そして
続くステップ２０２では予め入力されていた目標板厚Ｔ
ａと板厚Ｔｉとを比較し例えばその差の絶対値ＩＴａ−
Ｔｉｔが測定誤差ａより大きいか否かを判定する。即ち
、第３図において例えば目標板厚Ｔａ　：　２．２ｍｍ
、鋳造速度Ｖｉ：８０ｎ＋／ｍｉｎ　、ロール押し力Ｐ
ｉ：３ｔｏｎの条件で鋳造しているとして仮りに検出さ
れた現在の板厚Ｔｉが２．１ｍｍの場合、例えば測定誤
差ａを０．０５とすると、ステップ２０２ではＹｅｓと
判定されステップ２０３に進む。尚、本ステップ２０２
で現在の板厚Ｔｉが目標板厚Ｔａに実質上等しい場合（
誤差ａ以内）、本ルーチンは以下のステップをスキップ
して修了することになる。

次にステップ２０３では板厚ＴａとＴｉの大小関係を比
較して、現在の板厚Ｔｉが目標板厚Ｔａより減少したの
か否かを判定する。そして本ステップ２０３でＹｅｓ　
、即ち減少したと判定されたならば〈上述した２、１曲
の場合に相当〉、ステップ２０４に進み、第２図におい
て板厚Ｔｉが増加する方向、即ち現在のロール押し力Ｐ
より所定値ΔＰ（例えば０．１ｔｏｎ）を減じた値Ｐ−
ΔＰを以って凝固シェルｔｏ　、　ｉｏ’を圧延するよ
うに駆動回路２０に出力する。そして続くステップ２０
５ではステップ２０１で読み込まれた板厚Ｔｉをロール
押し力変化前の値Ｔｉｂとして制御回路１８のメモリ２
３　（ＲＡＭ）内に記憶し、ステップ２０６にてロール
押し力変化後の新らたな板厚Ｔｉを検出器１７より読み
込む。

次にステップ２０７ではロール押し力変化量ΔＰに対す
る板厚変化の割合、即ち単位押し刃出たりの板厚変化率
ｄ　（（Ｔｉ−Ｔｉｂ）／−ΔＰ、但し、ｄく０、Ｔｉ
　＞Ｔｉｂ、ΔＰ〉０〕を演算する。以上述べたステッ
プ２０４〜２０７までの処理は先のステップ２０３でＮ
Ｏ１即ち板厚Ｔｉが目標板厚Ｔａよりも増加した場合に
おいても同様に実行される。即ちステップ２１０では現
行のロール押し力Ｐを所定値６１分だけ増加し、ステッ
プ２０５　、２０６と同一の処理をステップ２１１　、
２１２で行ない、ステップ２１３で板厚変化率ｄ　（（
Ｔ　ｉ　−Ｔ　ｉｂ）／ΔＰ、但し、ｄ＜０、Ｔ　ｉ　
＜　Ｔ　ｉｂ）を演算する。

ところで一般に、板厚増加のために、第２図矢印（イ）
に示すようにロール押し力Ｐを減じ７′：＃ｊ合、問題
となるのは作業点の移動により作業点が第２図の中央バ
ルジング発生領域Ｂに入ってしまう可能性がある。従っ
てステップ２０８においては、ステップ２０７で求めた
単位押し刃出たりの板厚変化率ｄが、第３図に示すよう
に本願発明者の実験では各鋳造速度に共通してほぼ一定
値となる、中央バルジング発生限界線と板厚−押し力曲
線との交点での板厚変化率最小値ａｌｌｌｉｎ（αｓｉ
ｎ＜Ｏ）よりも大きいか否か、換言すれば中央バルジン
グを発生することなく２つの凝固シェルを圧着し得るか
否かを判定する。そしてステップ２０８でＮＯ１即ち現
在の鋳造条件が中央バルジング発生領域Ｂ内にあると判
定されたならば、ステップ２０９に進み、現在の鋳造速
度Ｖｃより所定値ΔＶ〈例えば５ｍ／５ｉｎ）を減じた
値Ｖｃ−Δ■を以って鋳造するように冷却ロール並びに
ビンチロール、夫々の駆動モータ駆動回路１つに出力を
する。この結果、製造される薄板の板厚Ｔｉは、第３図
において該当する板厚−押し力曲線がそれまでの曲線よ
りも上方にスライドすることになるため、同一の押し力
に対し増加する。またこのスライドにより作業点は、鋳
造速度が小さい程その発生中を減じる中央バルジング発
生領域Ｂを逸脱する方向へと相対的位置を変え、次のル
ーチンへと復帰することになる。尚、前後するがステッ
プ２０８でＹｅｓ　、即ち今回設定された鋳造条件が第
３図の領域Ｃ内と判定されたならば、ステップ２０９を
スキップして本ルーチンを終了し、次に実行されるルー
チンのステップ２０２にて板厚Ｔｉが目標板厚Ｔａを遠
戚していないか否かの判定がなされることになる。

ところで板厚Ｔｉが目標板厚Ｔａよりも増加した際には
、前述したようにステップ２１Ｇにて、板厚Ｔｉを減じ
るための処理が実行されるが、この場合、第３図矢印（
ロ）に示すように作業点が縦割れ発生領域Ａに入ってし
まう可能性がある。従ってステップ２１４ではステップ
２１３で求めた板厚変化率ｄが、縦割れ発生限界線と板
厚−押し力曲線との交点での板厚変化率最大値αｍａｘ
（αｍａｘ＜　０　）よりも小さいか否か、換言すれば
現在の鋳造条件（鋳造速度、押し力）が縦割れを発生し
ない領域Ｃ内にあるか否かの判定をする。そして本ステ
ップ２１４でＮＯ５即ち縦割れ発生領域Ａ内あると判定
されたならばステップ２１５に進み、現在の鋳造速度Ｖ
ｃより所定値ΔＶを加算した値Ｖｃ＋ΔＶを以って鋳造
するように冷却ロール３′並びにピンチロール１４の回
転を早める信号を出力ポート２２より駆動回路１９　、
２０に出力する。このロール３′１４の回転速度増加に
より凝固シェルの凝固時間は縮められ、第３図において
はそれまでの板厚−押し力曲線より該当する曲線が下方
に移動することになり、現行鋳造条件を示す点は、鋳造
速度Ｖｃが大きい程、その発生中を減じる縦割れ発生領
域Ａを逸脱する方向へと相対的位置を変えることになり
、以降の本ルーチンの実行繰り返しにより最終的には領
域Ｃ内に収まることになる。

一方ステップ２１４でＹｅｓ　、即ち今回設定された鋳
造条件が第３図の領域Ｃ内と判定されたならば、ステッ
プ２１５をスキップして本ルーチンを終了し、次に実行
されるルーチンのステップ２０２で板厚Ｔｉの検定がな
され、目標板厚Ｔａを達成していない限りにおいては引
き続きステップ２１０以降の処理がなされ最終的には目
標板厚Ｔａを達成することになるのである。尚、ステッ
プ２１４にて判定値として用いられる最大値αｗａｘも
また第３図に示すように本！Ｍ発明者の実験によれば各
鋳造速度Ｖｃに共通してほぼ一定値であり、最小値αｍ
ｉｎと共に、各湯面レベルに対応して制御回路のメモリ
　（ＲＯＭ）内に予め記憶されている。

以上のように本実施例における制御回路１８の作動は、
薄板の板厚制御に伴って得られる単位押し刃出たりの板
厚変化率ｄを判定因子として用い、その変化率ｄが中央
バルジングの発生境界となる変化率最小値αｓｉｎと縦
割れの発生境界となる変化率最大値α＋ｍａｘの間に入
るように鋳造条件（押し力、鋳造速度）を制御したもの
である。またこの判定値αｌｌ１ｎ　、αｗａｘに関し
て、上述した実施例においては夫々、鋳造速度に関わら
ず、１つの定数としたが、鋳造実験により、各鋳造速度
に対応して正確に夫々の値を求め、制御回路のメモリ（
ＲＯＭ）内に記憶し、湯面レベル、鋳造速度に応じて適
宜選択するようにしても良い。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、双ロール式連鋳機の
板厚制御において、中央バルジング及び縦割れを生じな
いようにロール押し力及び鋳造速度を制御しながら目標
板厚を達成するため、表面性状の優れた薄板を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御装置を示す概略的構成図；第２図
は第１図に示す制御回路の作動を示すフローチャート図
：第３図は湯面レベル４０度における板厚、ロール押し
力、薄板品質の関係を示すグラフ。 ３．３′・・・冷却ロール、 ５・・・湯溜り部、　　　１０．１０’・・・凝固シェ
ル、１１・・・間隙、　　　　１２・・・薄板、１７・
・・板厚検出器、　１８・・・制御回路。 第１図 ろ、３′・・・冷却ロール ５・・・湯溜り部 ｔｏ、ｔｏ’・・・凝固シェル １１・・・間隙 １２・・・薄板 １７・・・板厚検出器 １８・・・制御回路 ］８ ロール押し力（↑ｏｎ） 第 図 手 続 補 正 書（自発） 平底２年６月 ｌ？日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、互いに反対方向に回転する一対の冷却ロールを平行
   に対向配置すると共に、この冷却ロールの外周面に溶湯
   の湯溜り部を形成して２つの凝固シェルを生成し、ロー
   ルの間隙にて２凝固シェルを圧着し、以って薄板を連続
   して鋳造する双ロール式連続鋳造機において、 上記溶湯の湯面レベルと鋳造速度に対応して、上記薄板
   の板厚と上記間隙におけるロールの凝固シェルへの押し
   力との関係を示しかつ鋳造された薄板に中央バルジング
   及び薄板縦割れを生じない板厚範囲及びロール押し力範
   囲を画定するマップと、現在の薄板板厚を検出する手段
   と、検出された現在の板厚に応じて上記鋳造速度及びロ
   ール押し力を増減し、上記範囲内にて目標とする薄板板
   厚を達成する手段とを有することを特徴とする双ロール
   式連続鋳造機の制御装置。