JPH07108359A - 連続鋳造用鋳型と鋳片間の摩擦力監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ＢＬ／ＣＣのような大きな鋳片サイズの連続鋳
造設備においても、鋳型と鋳片間の摩擦力を監視して、
ブレークアウトを定量的に把握することができる連続鋳
造用鋳型と鋳片間の摩擦力監視装置を提供することにあ
る。 【構成】連続鋳造により製造される鋳片の鋳造速度を検
出する鋳造速度検出手段と、前記手段により得られた鋳
造速度の実測値から直流分を引き増幅する手段と、前記
手段により得られた鋳造速度の変動量を所定のしきい値
と比較する比較手段とから構成し、前記しきい値は定常
時における鋳造速度の変動量の実効値と鋳造速度を基準
とすることを特徴とする連続鋳造用鋳型と鋳片間の摩擦
力監視装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続鋳造用鋳型と該鋳
型により鋳造される鋳片間の摩擦力監視装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造においては、鋳型内を冷却する
ことによって、鋳型に近接する溶鋼が冷えて固まるよう
に鋳片の表面に凝固皮殻を形成させ、これが破れないよ
うに引抜を行う必要がある。もし、この凝固皮殻が破
れ、ブレークアウトが発生すると、内部から高温の溶鋼
が噴出し、鋳造作業が中断されるばかりでなく、復旧に
長い時間を要することになる。したがって、ブレークア
ウトが発生しないような鋳造条件やその予知技術を確立
するための研究が盛んに行われている。

【０００３】ブレークアウトを予知する技術の一つとし
て、鋳型と鋳片間の摩擦力を測定する方法が従来から行
われている。すなわち、ブレークアウトの発生する理由
の一つとして、鋳型と鋳片間の固着が挙げられるため、
摩擦力を常に監視することにより、この固着現象を検出
し、異常が認められた場合には、鋳造速度、冷却速度等
の鋳造条件を調整することによって、ブレークアウトの
発生を回避するようにしている。

【０００４】鋳型と鋳片間の摩擦力の測定方法として
は、鋳型または鋳型周辺に加速度計や歪ゲージ等のセン
サを設置して、鋳型の振動から計測したり、ロードセル
により直接荷重の変化を計測することにより求めること
が一般的で、その他には鋳型に直接熱電極を埋め込ん
で、鋳型温度を測定し、鋳型と鋳片間の摩擦状況を把握
する方法も行われている。

【０００５】しかし、高温多湿で振動が頻繁に発生する
ような悪環境であるため、設置したセンサの測定精度を
維持することが困難であり、かつ鋳型交換の都度、セン
サケーブルの脱着が必要で、作業性の面からも問題点が
多かった。

【０００６】本発明者は、このような問題点を解決する
ため、すでに出願した特開平３−４７６５５号公報なら
びに特願平４−２４５５８５号公報（以下先願という）
を発明し、ブレークアウトの予知を定量的に行うことに
成功した。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ＢＬ／ＣＣ
のような大きな鋳片サイズの連続鋳造設備においては、
前記先願発明の手段により、定量化を試みるものの、鋳
造速度から変動量を演算して所定のしきい値と比較しよ
うとしても、鋳造速度の実測値における変動量が小さす
ぎて、定量的に監視することは困難であることがわかっ
た。そこで交流増幅が容易に考えつくが、ＢＬ／ＣＣの
ような大きな鋳片サイズの連続鋳造設備の鋳型周波数
が、０．５〜１Ｈｚ程度の低い周波数域のため対応でき
ないという問題があった。

【０００８】したがって、生産性の高いＢＬ／ＣＣのよ
うな大きな鋳片サイズの連続鋳造設備において、鋳型と
鋳片間の摩擦力を監視して、ブレークアウトを定量的に
把握することができる手段が待たれていた。

【０００９】本発明は、かかる問題点を鑑みてなされた
ものであって、ＢＬ／ＣＣのような大きな鋳片サイズの
連続鋳造設備において、鋳型と鋳片間の摩擦力を監視し
て、ブレークアウトを定量的に把握することができる連
続鋳造用鋳型と鋳片間の摩擦力監視装置を提供すること
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、連続鋳造によ
り製造される鋳片の鋳造速度を検出する鋳造速度検出手
段と、前記手段により得られた鋳造速度から直流分を差
し引き増幅する手段と、前記手段により得られた鋳造速
度の変動量を所定のしきい値と比較する比較手段とから
で構成したことにより、鋳型と鋳片間の摩擦力を監視し
て、連続鋳造におけるブレークアウトの予知が可能とす
ることを特徴とする連続鋳造用鋳型と鋳片間の摩擦力監
視装置である。

【００１１】鋳造速度の検出手段としては、例えば、引
抜ロールにパルスジェネレータを接続して、引抜ロール
の回転数に比例した回数のパルスを発生させ、パルス発
生回数から速度を計算する方法や、鋳造中の鋳片にレー
ザ光を当て、散乱光の周波数変化により求める方法な
ど、一般に用いられている方法でよい。

【００１２】前記検出手段によって得られる信号は、前
記鋳造速度の設定値Ｖｓを直流分として有する定期的な
周期で変動する信号として出力される。しかし、本発明
で指摘するＢＬ／ＣＣのような大きな鋳片サイズの連続
鋳造設備の場合においては、図３にしめすように、変動
の少ない信号になってしまい、先願技術に記載される方
法では、変動分を感度よく検出できない。

【００１３】そこでＢＬ／ＣＣのような大きな鋳片サイ
ズの連続鋳造設備の場合においても、変動量だけを抽出
するために、引抜制御回路における鋳造速度設定値Ｖｓ
を前記鋳造速度の実測値Ｖｐから差し引く方法かあるい
は、前記鋳造速度の実測値Ｖｐの平均を算出することで
直流分を求め、前記鋳造速度の実測値Ｖｐから差し引く
方法によって、変動分だけを抽出する。

【００１４】また、得られた鋳造速度の変動量を所定の
しきい値と比較するにあたって、しきい値は、定常時に
おける変動量の実効値を基準とする。

【００１５】

【作用】本発明によれば、鋳造速度検出手段により、連
続鋳造用鋳片の鋳造速度を検出し、その検出信号から直
流分、すなわち鋳造速度の実測値Ｖｐの平均を算出した
信号または鋳造速度の設定信号分Ｖｓを前記鋳造速度か
ら差し引き得られた変動分だけを増幅して、これらより
得られた鋳造速度の変動量を所定のしきい値と比較す
る。

【００１６】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施例である連続鋳造用鋳型と鋳片
間の摩擦力監視装置を示したブロック図であり、あわせ
て連続鋳造装置１の概略図を示す。

【００１７】連続鋳造装置１では、溶鋼ｈが取鍋２から
タンディッシュ３に移され、浸漬ノズル４から、鋳型５
に注入される。鋳型５は、純銅製または銅合金製であっ
て、その外郭はウォータージャケット構造として冷却水
を循環させるとともに、図示しない加振器により、一定
振幅の上下振動を生じさせる。鋳型５に注入された溶鋼
ｈは、鋳型５を通過するまでに、鋳型内面に接触する部
分が冷却されて、凝固シェルを生成し、引抜ロール９
ａ、９ｂ、９ｃにより引抜かれる。鋳型５を抜けでた鋳
片７は、冷却水噴射ノズル８からの冷却水のシャワーを
浴びて中心部まで凝固し、ガイドロール６によって案内
され、前記引抜ロール９ａ、９ｂ、９ｃにより、所定の
引抜速度で水平方向に引抜かれた後、切断装置１０より
所定の長さに切断される。

【００１８】鋳片７の鋳造速度を検出する鋳造速度検出
手段としては、３個の引抜ロール９ａ、９ｂ、９ｃを駆
動する駆動用モータ１３ａ、１３ｂ、１３ｃに直結した
パルスジェネレータ１５ａ、１５ｂ、１５ｃにより、引
抜ロール９の回転数に応じた数のパルスを発生させ、こ
の信号を速度演算器１６に入力して演算することで求め
られる。

【００１９】また引抜制御回路３７により、駆動モータ
の回転数を設定する指令信号を入力するとともに、前記
パルスジェネレータ１５ａ、１５ｂ、１５ｃで実測した
引抜ロール９の回転数に応じた数のパルスをフィードバ
ック制御することで、設定鋳造速度と実測された鋳造速
度がほぼ同一になるように制御されている。

【００２０】速度演算器１６から出力される鋳片７の鋳
造速度である実測値Ｖｐは、図２に示すアナログ電子回
路３６に入力される。また、引抜制御回路３７の鋳造速
度の設定値Ｖｓも同様にアナログ電子回路３６に入力さ
れる。

【００２１】前記鋳造速度から直流分を引き増幅する手
段としては、前記アナログ電子回路３６内の演算回路３
４により、検出された鋳造速度の実測値における変動分
を引抜制御回路における鋳造速度の設定値Ｖｓを前記鋳
造速度の実測値Ｖｐから差し引き求める。そして、求め
た変動分の信号を増幅器３５を通し増幅して、パソコン
１８に入力する。

【００２２】上記のように変動分を求める方法はその
他、前記鋳造速度の実測値Ｖｐをパソコン１８に入力し
て、パソコン内で平均を算出することで直流分を求め、
前記鋳造速度の実測値Ｖｐから差し引く方法でもよい。

【００２３】パソコン１８は、ブザー等の警報器２１を
作動させる警報器駆動回路２２及び鋳造速度をフィード
バック制御する引抜制御回路３７と接続されている。

【００２４】パソコン１８では、入力された信号から鋳
造速度の変動量を計算する。変動量は、図３に示される
信号のうち、鋳造速度の実測値Ｖｐから算出して得られ
た実効値より求められる。

【００２５】前記により得られた鋳造速度の変動量を所
定のしきい値と比較する比較手段であるパソコン１８に
より、鋳型と鋳片間に異常が発生しているかどうかを判
断する基準となるしきい値を計算する。しきい値は、定
常時における鋳造速度の変動量の実効値および鋳造速度
を基準として、ブレークアウトが生じる恐れのあるレベ
ル手前に設定する。

【００２６】なぜなら、鋳造速度が速くなると鋳型内で
生成する鋳片の凝固部の厚さが薄く壊れやすくなるた
め、比較的弱い鋳型と鋳片間の摩擦力でもブレークアウ
トを起こす可能性がある。一方、鋳造速度が遅くなると
鋳片の凝固部の厚さが厚くなるため、鋳型と鋳片間の摩
擦力が強くなり壊れにくい。このように鋳造速度とブレ
ークアウトには密接な関係があるからである。

【００２７】パソコン１８により速度の変動量としきい
値を計算した後、両者の値を比較する。その結果、速度
変動量がしきい値以内である場合には、正常な状態と判
断し、その後も継続してパソコン１８に入力されてくる
速度信号の処理を同様に実行する。

【００２８】しかし、しきい値を越える速度変動量が検
出された場合には、ブレークアウト発生の可能性がある
と判断し、パソコン１８から警報器駆動回路２２及び制
御回路２３に異常が発生したことを伝える信号を出力す
る。その結果、警報器２１が作動する。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、ＢＬ／ＣＣのように、
鋳片サイズが大きな連続鋳造設備において、鋳造速度の
検出によって得られる信号が、たとえ変動量の少ない場
合であっても、信号における直流分を除去することがで
きるため、容易に変動分だけを検出できる。その結果、
常時、自動的に鋳型と鋳片間の摩擦力を定量的に監視す
ることができるため、ブレークアウトの発生を予知し、
防止することが可能である。

【００３０】

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明装置の概略ブロック図（連続鋳造装置
の概略も含む）

【図２】 アナログ電子回路の内部回路図

【図３】 各入出力信号の波形例

【符号の説明】

１ 連続鋳造装置 ２ 取鍋 ３ タンディッシュ ４ 浸漬ノズル ５ 鋳型 ６ ガイドロール ７ 鋳片 ８ 冷却水噴射ノズル ９（９ａ、９ｂ、９ｃ）引抜ロール １０ 切断機 １３ａ、１３ｂ、１３ｃ 駆動用モータ １５ａ、１５ｂ、１５ｃ パルスジェネレータ １６ 速度演算器 １８ パソコン ２１ 警報器 ２２ 警報器駆動回路 ３４ 演算回路 ３５ 増幅回路 ３６ アナログ電子回路 ３７ 引抜制御回路 ｈ 溶湯 Ｖｐ 鋳造速度の実測値 Ｖｓ 鋳造速度の設定値

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】連続鋳造により製造される鋳片の鋳造速度
   を検出する鋳造速度検出手段と、前記手段により得られ
   た鋳造速度の実測値から直流分を引き増幅する手段と、
   前記手段により得られた鋳造速度の変動量を所定のしき
   い値と比較する比較手段とから構成したことを特徴とす
   る連続鋳造用鋳型と鋳片間の摩擦力監視装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記しきい値は定常時
   における鋳造速度の変動量の実効値と鋳造速度を基準と
   することを特徴とする連続鋳造用鋳型と鋳片間の摩擦力
   監視装置。