JPH0453608B2 - - Google Patents

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JPH0453608B2
JPH0453608B2 JP59059490A JP5949084A JPH0453608B2 JP H0453608 B2 JPH0453608 B2 JP H0453608B2 JP 59059490 A JP59059490 A JP 59059490A JP 5949084 A JP5949084 A JP 5949084A JP H0453608 B2 JPH0453608 B2 JP H0453608B2
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JP
Japan
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molten metal
tundish
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drawing speed
hot water
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JP59059490A
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Yoshuki Matoba
Yoshisuke Yoshisaka
Yasutake Oohashi
Tsutomu Takamoto
Yutaka Hirata
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Nippon Steel Corp
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Priority to US06/701,671 priority patent/US4600047A/en
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Priority to DE8585102362T priority patent/DE3562719D1/de
Priority to EP85102362A priority patent/EP0162205B1/en
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/20Controlling or regulating processes or operations for removing cast stock
    • B22D11/201Controlling or regulating processes or operations for removing cast stock responsive to molten metal level or slag level
    • B22D11/203Controlling or regulating processes or operations for removing cast stock responsive to molten metal level or slag level by measuring molten metal weight
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
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    • B22D11/20Controlling or regulating processes or operations for removing cast stock
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    • B22D11/204Controlling or regulating processes or operations for removing cast stock responsive to molten metal level or slag level by using optical means

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の分野) 本発明は、ベルト式連続鋳造機による薄鋳片の
連続鋳造方法、特に引抜き速度を制御して湯面レ
ベルを制御するベルト式連続鋳造機による薄鋳片
の連続鋳造方法に関する。
(従来技術) 従来より連続鋳造は製鋼技術上重要な地歩を有
しており、その一般的傾向として大型鋳片から小
型の薄鋳片の連続鋳造へと変わつてきているのが
現状である。しかしながら、そのように薄鋳片の
鋳込みとなると、断面が小さくなるばかりでなく
巾に比べて厚さが薄くなるためわずかな鋳込み条
件の変動によつても鋳込み時の湯面レベルの変動
は大きくなり、また生産性を高めるためには高速
での鋳込みが要請されることから上述のような大
きな湯面レベルの変動に対しても応答性のよい湯
面レベル制御が要求される。
従来にあつても大型鋳片の場合に例えば第1図
に示すように溶鋼流1を取鍋2からタンデイツシ
ユ3に供給し、次いでこのタンデイツシユ3から
モールド4に鋳込む連続鋳造法にあつては、湯面
レベル5を適宜検知手段6で検出し、鋳込み条件
の変動によつて目標値からの偏位、つまり乱れが
生じたときにはその信号を調節計7に送つて、そ
の量に応じて油圧サーボバルブ機構8を駆動して
タンデイツシユ3のスライデイングノズル9の弁
開度を調節する。これによりタンデイツシユ3か
らの溶鋼流1の鋳込流量が調節され湯面レベルの
制御が行われるのである。
(先行特許出願) 本発明者らは先に薄鋳片連続鋳造法として、大
タンデイツシユから、スライデイングノズルを介
して、小タンデイツシユへ注入された溶湯を、さ
らにこの小タンデイツシユから溢流させて、鋳込
樋を通じてベルト式連続鋳造機へ鋳込み、べると
移動により凝固した鋳片を引抜く、いわば三段給
湯方式とも云うべき薄鋳片連続鋳造法を提案し
た。
かかる薄鋳片の連続鋳造方法に、前記の従来の
湯面レベル制御技術を応用した場合、先ず鋳造機
湯面レベルを測定し、目標設定値からのその偏位
量に応じて大タンデイツシユ出側ノズル弁の開度
を調節してその流量を制御することが考えられる
が、本発明者らの実験によると大タンデイツシユ
でのスライデイングノズルの弁開度操作に対する
湯面レベルの応答時間の遅れが大きいため、第1
図に示す従来の方法では0.1〜0.3秒程度の遅れで
済むのに対し、上述のような三段給湯方式による
場合にはその10倍以上の応答時間の遅れがある。
このように従来の単純な制御方式を利用する限
り、調節計の制御ゲインを如何に調節しても、制
御精度が悪く、実用上安定な操業が不可能に近い
ことが判明した。さらに同じく本発明者らの実験
結果によれば例えば、ノズル断面積が15%急に拡
大あるいは縮小する外乱があつた場合、単純なス
ライデイングノズル弁開度のみによる制御方式で
は、必要精度±3mmに対し最少17mmの湯面レベル
変動が生じた。ベルト式連続鋳造機の如く巾に比
べて厚さが薄い鋳片を高速で鋳込むような場合、
そのようにモールド内の湯面レベルが急速に低下
すると、上述のように応答の遅れが大きなときに
は制御しきれなくなり、極端な場合モールド内が
空になり連続鋳造が不要となつたり、モールドか
ら溶融金属がオーバーフローして非常に危険な状
態になつたりすることが分かつた。
一方、弁開度操作でなく引抜き速度を調節して
湯面レベルを制御する方法も考えられるが、引抜
き速度を変動させることは鋳片品質上、望ましく
はなく、単純な引抜き速度調節による方法も実用
上適切でない。
(発明の目的) 本発明の一つの目的は、薄鋳片連続鋳造法にお
けるベルト式連続鋳造機の湯面レベルの応答性の
よい制御を実現する薄鋳片の連続鋳造方法を提供
することである。
本発明の別の目的は、薄鋳片連続鋳造法におけ
るベルト式連続鋳造機への鋳込みに際して鋳込み
条件の変動による種々の外乱に応じて変動する鋳
造機の湯面レベルを目標設定値に応答性よく制御
しながら行う薄鋳片の連続鋳造方法を提供するこ
とである。
本発明のさらに別の目的は、三段給湯方式によ
る薄鋳片連続鋳造法におけるベルト式連続鋳造機
への鋳込みに際して給湯系、引抜き系でそれぞれ
発生する鋳込み条件の変動による種々の外乱に応
じて引抜き速度を調節することにより、鋳造機の
湯面レベルを目標設定値に高精度でかつ応答性よ
く制御する方法を提供することである。
(発明の要約) ここに、本発明は、大タンデイツシユからスラ
イデイングノズルを介して小タンデイツシユへ注
入された溶湯を、次いで該小タンデイツシユから
溢流させて、鋳込樋を通じてベルト式連続鋳造機
へ鋳込み、モータ駆動のベルト移動により溶湯の
凝固および得られた鋳片の引抜きを行う薄鋳片連
続鋳造方法において、前記ベルト式連続鋳造機の
湯面レベルを測定し、予め設定された目標値との
偏差を検出し、この偏差信号にもとづいて、ベル
トを移動させる前記モータの駆動速度を調整し
て、引抜き速度を制御し、これにより該湯面レベ
ルを設定目標に精度よく制御すると同時に、引抜
き速度を検出し、設定目標値との偏差の信号に基
づいて、前記大タンデイツシユの前記スライデイ
ングノズルの弁の開度を調節して前記小タンデイ
ツシユへの給湯量を制御し、前記の湯面レベルの
制御で変位した引抜き速度を常に一定に制御する
ことにより該湯面レベルを設定目標値に安定かつ
精度よく制御しながら溶湯の鋳込みおよび鋳片の
引抜きを行うことを特徴とする、薄鋳片連続鋳造
方法である。
ここに、上記ベルト式連続鋳造機とは水平より
下向きに傾斜し、対向するツインベルトで区画さ
れた広巾モールドを有する、特に巾に比べて厚さ
の薄い薄鋳片の連続鋳込みに適する鋳造装置をい
う、また、薄鋳片とは一般的には巾に比べて厚さ
の薄い鋳片をいうが、狭義には厚さ5〜100mm程
度の鋳片を包含するものである。
(発明の態様) 以下、添付図面によつて本発明をさらに具体的
に詳述する。
第2図は、本発明に係る湯面制御法を適用する
薄鋳片連続設備の構成を示す模式図である。
すなわち、取鍋21内の溶湯(溶鋼)22はス
ライデイングノズルまたはストツパノズルを23
を介して、大タンデイツシユ24内に注入され、
さらに大タンデイツシユ24の底部に取りつけた
スライデイングノズル25を介して、小タンデイ
ツシユ26に注入される。小タンデイツシユ26
の上縁の出側には溢流口27および鋳込樋28が
設けられており、溶湯22はこの鋳込樋28を通
じてベルト式連続鋳造機(以下、単にキヤスタあ
るいは鋳造機という)29に注入される。鋳造機
29では上下ベルトロール機構30,31の入
側、出側スプロケツト間には各々ベルト32,3
3が張掛けられており、両ベルト間に小タンデイ
ツシユ26からの溶湯22が注入されるようにな
つており、溶湯22は注入後図示しない一次冷却
スプレー帯により冷却され凝固する。上・下ベル
トロール機構30,31の入側スプロケツト34
には、駆動用モータ35が連結されており、この
モーターの回転により、一次凝固した鋳片を鋳造
機29の下流側に設置された複数ロールからなる
二次冷却帯36へ送路する。
鋳込み樋28は、図示例のように小タンデイツ
シユ26と一体に形成されるのが好ましい。図
中、符号37はスラグ切り板であり、小タンデイ
ツシユ入側の湯面変動を鋳込樋28上に伝えない
役目をもつ。
本発明は、上記の如き薄鋳片連続鋳造装置にお
ける鋳造機入側における湯面レベルの制御を行い
ながら薄鋳片を連続的に鋳造する方法に関するも
のであるが、その具体的制御動作を説明すると以
下の通りである。
なお、本発明におけるベルト式連続鋳造機の操
作開始に当つては、大タンデイツシユのスライデ
イングノズルを経て供給される溶湯注入量が当初
正確に計量できないため、定常運転に至るまで時
間を要するばかりでなく、その間も引抜き速度の
変動さらには湯面レベルの大巾な変動が経験され
ることがある。したがつて、本発明にあたつて
も、操作開始に当つては、大タンデイツシユから
小タンデイツシユに注入される溶湯流量を実測
し、この実測結果に基づき計算されたキヤスタへ
の鋳込量を目標鋳込量に一致せしめるべくスライ
デイングノズルの開度を制御し、次いでまた、制
御後の大タンデイツシユから小タンデイツシユへ
の溶湯流量を実測し、それに基づき計算によりキ
ヤスタの鋳込時の引抜速度を設定するのであつ
て、これによりキヤスタの引抜速度および溶湯レ
ベルをそれぞれの目標値に自動的に迅速に一致せ
しめ、速やかに定常運転に移行させるのである。
()引抜き速度による湯面レベル制御; まずベルト式連続鋳造機の引抜き速度を調整す
ることによる鋳造機湯面レベル制御について説明
する。第2図において鋳造機入側のモールド内の
湯面レベルHの検出は、例えば光フアイバー10
0、カメラ101および位置演算回路102から
構成される光学式測定装置103を通じて行う。
すなわち、図示例の場合、ベルトダムブロツク側
つまりモールド内における湯面近傍の輝度の変化
を光フアイバ100を通じて、カメラ101でと
らえ、電流に変換して、位置演算回路102に入
力し、位置信号を出力し、その信号を制御演算装
置104へ入力する。制御演算装置104では、
予め設定された目標湯面レベルH*との比較を行
い、目標値との偏差にもとづいて、次式により引
抜き速度調節のためのモーター駆動装置105に
入力される制御信号U1(t)を計算する。
U1(t)=Kp1〔e1(t)+ 1/TI1t pe1(t)dt+TD1de1(t)/dt〕 …(1) t:時刻 e1(t)=H*−H(t) H(t):鋳造機入側湯面レベル H*: 〃 目標湯面レベル Kp1,TI1,TD1=比例、積分、微分制御ゲイン U1(t):引抜き速度制御信号 上記(1)式により計算された信号U1(t)が、上
記の引抜き速度調節用モータ駆動装置105に入
力され、モーター35の回転を通じて、引抜き速
度が制御され、つまりキヤスタからの引抜き量が
調整され、湯面レベルHが、目標レベルH*に制
御される。すなわち、湯面レベルHが外乱により
上昇する場合は、その偏差の比例、積分、微分に
応じた信号U1(t)により規定される量だけ引抜
き速度を大きくし、これにより引抜き量を増加さ
せて湯面レベルHを目標レベルまで下げるように
制御する。逆の場合も引抜き速度を今度を小さく
する点を除いて同様である。引抜き速度変化に対
する引抜き量の変化は非常に速いので、迅速な湯
面レベル制御が実現される。
()引抜き速度(v)の制御: 次に、大タンデイツシユ24の出側のスライデ
イングノズル25の弁開度操作による引抜き速度
v制御について説明する。
まず引抜き速度v、例えば、モータ35の回転
数の変化を検出装置106により検出し、この検
出された量を電流信号に変える。電流信号を制御
演算装置104に入力する。この検出装置106
の機構は例えば光学的に速度つまり位置変化を検
出するものであつてあるいは前述のモーター35
への制御信号U1(t)から計算により求めるもの
であつてもよい。制御演算装置104では、予め
設定された目標引抜き速度v*との比較を行い、
目標値との偏差e2(t)を算出し、下記(2)式にも
とづいて、油圧制御装置107に入力される弁開
閉のための制御信号U2(t)を計算する。
U2(t)=Kp2〔e2(t)+ 1/TI2t pe1(t)dt+TD2de2(t)/dt〕 …(2) t:時刻 e2(t)=v*−v(t) v*:目標引抜き速度 v(t):引抜き速度 Kp2,TI2,TD2:比例、積分、微分制御ゲイン U2(t):弁開閉制御信号 上記(2)式で計算された弁開閉制御信号U2(t)
が湯圧制御装置107に入力される。この油圧制
御装置では図示しない電磁弁、圧力制御回路から
なり、前記の制御信号にもとづいて油圧シリンダ
ー108へのロツド109の進出、退入および各
油室への送油量が制御され、ロツド109が進退
し、これに連結された弁スライド部が進退し、ス
ライデイングノズル25の弁が開閉する仕組みに
なつている。
弁開度はスライド部の位置検出器110によ
り、検出され、フイードバツク信号として、制御
演算装置106に入力される。上記のようにして
弁開度が制御され,大タンデイツシユ24からの
溶湯供給量が調整され、引抜き速度(v)が所定
の目標値(v*)に制御される。
例えば、引抜き速度vが目標設定値より大き場
合は、その偏差の比例、積分、微分に応じた信号
U2(t)により弁が閉じ、小タンデイツシユへの
供給量が減少し、湯面レベルが下降するのでこれ
に伴い引抜き速度vが小さくなり、目標の引抜き
速度に戻るように制御される。逆の場合も同様で
ある。
以上説明した第1および第2の2つの連結制御
を行う場合、すなわち、まず鋳造機29の湯面レ
ベルを応答性の速い引抜き速度調節操作により制
御し、次にこの第1の制御により変位した引抜き
速度を通常の目標引抜き速度に戻すことにより、
湯面レベルを精度よく制御し、引抜き速度を常に
目標値近辺に保つことが可能となるのである。
次に実施例によつて本発明をさらに説明する。
実施例 第2図に示す連続鋳造装置により、600mm×40
mm断面の薄鋳片を6m/minの鋳込み速度で連続
的に鋳造した。このとき、大タンデイツシユから
小タンデイツシユへ溶鋼を給湯するスライデイン
グノズル断面積を15%急に拡大する外乱を加えた
場合の湯面レベルの変動をみた。比較のため同じ
装置を使い従来法として単純な引抜き速度操作に
よる湯面レベル制御も行つた。従来法による制御
結果を第3図にグラフで示し、一方、本発明方法
による制御結果を第4図に同じグラフで示す。
図示の結果からも明らかなように上記外乱によ
りノズルからの給湯量は瞬間的に増加し、ある時
間遅れで湯面レベルの上昇が起こりそれに伴つて
その後、制御機構が作用するにつれて徐々に回復
する。
従来法では第3図に示すように湯面レベルに関
しては必要精度±3mmを確保することができた
が、引抜き速度がドリフトした状態となり鋳片品
質上好ましくない。これに対して、本発明に係る
制御法ではまず外乱による供給量増加に対し、湯
面レベルの上昇が検出されると直ちに引抜き速度
(v)を増大させて、湯面レベルの変動を一定レ
ベルに調節すると同時に、一方、引抜き速度
(v)の上昇をおさえるべく大タンデイツシユの
スライデイングノズルの弁開度が閉の方向に制御
され、上述のような外乱にもかかわらず、必要湯
面レベル精度±3mmを十分に満足し、かつ引抜き
速度を目標値近傍に制御することが常に可能であ
り、全体として安定で、迅速かつ精度よい制御が
実現された。
すでに以上説明したところから当業者には明ら
かなように、本発明によれば、モールド内の湯面
レベルの変動に即応して引抜き速度(v)を変動
させその補償を行うことができ、一方、モールド
への供給量変動に対する大タンデイツシユから小
タンデイツシユへの受湯量の変動も上記引抜き速
度vの変動に対応して直ちに応答させるため感度
のよい応答性を得ることができ、これによつてモ
ールド内の湯面レベル制御精度をさらに向上させ
ることができ、薄鋳片品質の一層の向上が図られ
るのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来の制御系を示す略式説明図;第
2図は、本発明において利用する連続鋳造設備の
概略説明図;第3図は、従来の制御系による湯面
レベル制御の結果を示すグラフ;および第4図
は、同じく本発明による結果を示すグラフであ
る。 21……取鍋、22……溶湯、24……大タン
デイツシユ、26……小タンデイツシユ、28…
…鋳込樋、29……鋳造機、102……位置演算
回路、104……制御演算装置、105……モー
ター駆動装置、106……検出装置、107……
油圧制御装置、110……位置検出器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 大タンデイツシユからスライデイングノズル
    を介して小タンデイツシユへ注入された溶湯を、
    次いで該小タンデイツシユから溢流させて、鋳込
    樋を通じてベルト式連続鋳造機へ鋳込み、モータ
    駆動のベルト移動により溶湯の凝固および得られ
    た鋳片の引抜きを行う薄鋳片連続鋳造方法におい
    て、前記ベルト式連続鋳造機の湯面レベルを測定
    し、予め設定された目標値との偏差を検出し、こ
    の偏差信号にもとづいて、ベルトを移動させる前
    記モータの駆動速度を調整して、引抜き速度を制
    御し、これにより該湯面レベルを設定目標に精度
    よく制御すると同時に、引抜き速度を検出し、設
    定目標値との偏差の信号に基づいて、前記大タン
    デイツシユの前記スライデイングノズルの弁の開
    度を調節して前記小タンデイツシユへの給湯量を
    制御し、前記の湯面レベルの制御で変位した引抜
    き速度を常に一定に制御することにより該湯面レ
    ベルを設定目標値に安定かつ精度よく制御しなが
    ら溶湯の鋳込みおよび鋳片の引抜きを行うことを
    特徴とする、薄鋳片連続鋳造方法。
JP5949084A 1984-03-29 1984-03-29 薄鋳片連続鋳造における湯面レベル制御法 Granted JPS60203350A (ja)

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US06/701,671 US4600047A (en) 1984-03-29 1985-02-14 Process for controlling the molten metal level in continuous thin slab casting
AT85102362T ATE34320T1 (de) 1984-03-29 1985-03-01 Verfahren zur steuerung des fuellstandes von geschmolzenem metall beim stranggiessen duenner baender.
DE8585102362T DE3562719D1 (en) 1984-03-29 1985-03-01 Process for controlling the molten metal level in continuous thin slab casting
EP85102362A EP0162205B1 (en) 1984-03-29 1985-03-01 Process for controlling the molten metal level in continuous thin slab casting

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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