JPH07214267A

JPH07214267A - 連続鋳造幅変更制御方法

Info

Publication number: JPH07214267A
Application number: JP625994A
Authority: JP
Inventors: Muneaki Hashimoto; 宗明橋本; Junpei Konishi; 淳平小西; Tomohiro Furuta; 智寛古田; Isao Oshita; 功大下; Toshio Murayama; 敏夫村山
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-01-25
Filing date: 1994-01-25
Publication date: 1995-08-15

Abstract

(57)【要約】【目的】連続鋳造の幅変更制御に必要な継目の検出を
精度よく行う。【構成】鋳込開始直後に溶鋼量及び幅、厚、溶鋼比
重、鋳片長さ等の製造仕様に基づいて当該チャージ終了
位置を予測し、鋳造実績と残湯量に基づいて継目位置を
求め、この継目位置から所定の幅変更禁止区域と可変余
裕長を決定し、その鋼種の幅可変量と可変速度、鋳造速
度から、幅変更開始および終了ポイントを求め、鋳片の
許容値内で幅変更を行う連続鋳造幅変更制御方法。【効果】チャージの継目における自動幅変更を実現す
ることができる。幅変更に必要な余裕長を最小限にする
ことができ、結果として歩留りよく幅の変更を行うこと
ができる。幅外れスラブや切断ロスがなくなり、歩留り
が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続鋳造中に鋳片の幅
を変更する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造において幅の異なる鋳片を効率
よく製造するために、鋳造作業を中断することなく、連
続して製造する技術が従来より提案され、実施されてい
る。

【０００３】特開昭５３−１２７２２号公報には、鋳造
中鋳片幅を変更する場合に、鋳片幅の変化状態に応じて
短辺鋳型板の移動速度を調整し、それと連動して鋳片引
出速度を変化させることにより、短い所要時間で、安全
に幅変更を行う方法が開示されている。

【０００４】しかしながら、特開昭５３−１２７２２号
公報記載の方法では、連続鋳造時の継目においての鋳型
幅変更は、溶鋼が鋳型で凝固できずシェルが破れる、い
わゆるＢＯ（ブレークアウト）等の事故の発生及び鋳型
破損のため、幅変更は行うことができない。そこで継目
の検出を行うことが必要となってくる。

【０００５】特開平２−１９２８６１号公報には、連続
鋳造における鋳片の継目検出方法において、鋳片の表面
温度の、鋳片の継目に到る前の平均を取り、この平均表
面温度より所定温度を差し引いた値を設定表面温度と
し、この設定表面温度以下の部分を鋳片の継目として検
出することにより、継目を精度よく検出する方法が開示
されている。

【０００６】しかしながら、特開平２−１９２８６１号
公報の方法では、実績でしか継目位置を判断できず、事
前に推定することは不可能である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決すべき課
題は、連続鋳造の幅変更制御に必要な継目の検出を精度
よく行うことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の連続鋳造幅変更制御方法は、鋳込開始直後
に溶鋼量及び幅、厚、溶鋼比重、鋳片長さ等の製造仕様
に基づいて当該チャージ終了位置を予測し、鋳造実績と
残湯量に基づいて継目位置を求め、この継目位置から所
定の幅変更禁止区域と可変余裕長を決定し、その鋼種の
幅可変量と可変速度、鋳造速度から、幅変更開始および
終了ポイントを求め、鋳片の許容値内で幅変更を行うも
のである。

【０００９】

【作用】本発明では、チャージの継目でも自動で幅変更
を行うために、予め鋳造実績と残湯量から継目位置を予
測し、その継目位置から、幅変更禁止域を事前に決定す
る。さらに、実際に幅変更動作に入る時と事前に予測し
た時の操業条件の変動誤差としての鋳造速度等の外乱に
よる、幅変更開始位置のずれから生じるスラブ単位の幅
外れを防止するために、幅変更に必要な長さに応じた最
適な余裕長を決定する。このようにして決定した幅変更
禁止域および最適余裕長の条件と、スラブ単位の幅変更
量及びその鋼種の幅変更速度、テーパ付け量、鋳造速度
とを組み合わせ、指定されたスラブの許容値内の幅で幅
変更が開始され、終了するポイントを決定する。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を実施例を参照しながら具体的
に説明する。図１は本発明に係る連続鋳造幅変更制御方
法の工程を示すフローチャートである。以下、工程順に
説明する。

【００１１】Ａ．予測鋳片切断位置予測鋳片切断位置予測とは、注文品の製造仕様の鋳片切断長
（指定長）をベースに設備的な切断可能長さ等の種々の
制約条件を満足し、モールド湯面変動による品質異常
等、変動する操業外乱の影響が最小限になるように、か
つ、指定許容範囲の最小〜最大内の長さでの鋳片採取本
数がなるべく多く得られるような鋳片の切断計画を作成
する（図２参照）。鋳片幅変更は、鋳片単位の幅の変更
であることから、この鋳片切断位置から得られた事前切
断計画を基に幅変更開始、終了の基準位置が決定される
ことになる。

【００１２】幅変更有無判断後述のの幅変更余裕長決定に必要なパラメータの決定
を行う。これは、製造仕様の前後鋳片幅のｈ／Ｈより幅
変更有無及び可変方向を判断する。

【００１３】・幅拡大方向図３のｈ／Ｈとは、ｈ＝ｈ₁、Ｈ＝ｈ₂となり、これは
必ず１より大きくなる。従ってこの場合、幅拡大方向と
判断する。

【００１４】・幅縮小方向図３のｈ／Ｈとは、ｈ＝ｈ₃、Ｈ＝ｈ₄となり、これは
必ず１より小さくなる。従ってこの場合、幅縮小方向と
判断する。

【００１５】狙い鋳型幅決定鋼種によって異なる幅方向の熱膨張率を考慮しなけれ
ば、製造仕様で指示された製品としての鋳片幅を充分に
満足できないことになるため、実際に幅変更を行う幅と
しての補正をかけた狙い鋳型幅を決定する。狙い幅（Ｗ）＝ａ×製造指定幅＋ｂ（ａ，ｂは狙い
幅係数）

【００１６】狙い幅係数決定狙い幅係数ａ，ｂは鋼種毎の鋼の成分、二次冷却帯での
冷却水量や冷却方法によって異なる。従ってここでは、
過去の操業実績を基に、この狙い幅係数を学習して決定
する。

【００１７】推定ＲＢ（継目）位置決定図４（ａ）は推定ＲＢ位置を決定するための説明図であ
る。取鍋１１内の溶鋼重量Ｗより鋳片１２の鋳込可能長
さｌを求める。ｌ＝（溶鋼重量Ｗ）／（幅ｈ×厚さｔ×溶鋼比重）ここで、幅ｈは図４（ｂ）に示す製造命令の幅ｈ₁〜ｈ
₄の加重平均とする。ｈ＝（ｌ₁ｈ₁＋ｌ₂ｈ₂＋ｌ₃ｈ₃＋ｌ₄ｈ₄）／（ｌ₁＋ｌ₂
＋ｌ₃＋ｌ₄）

【００１８】幅変更禁止区間決定図５は幅変更禁止区間を決定するための説明図であり、
１１は取鍋、１２は鋳片、１３はタンディシュ、１４は
モールドを示している。以下に、その手順を説明する。

【００１９】（１）切断した鋳片の実績１２ａと、鋳
込み済切断予定鋳片１２ｂと、鋳込み前切断予定鋳片１
２ｃより、ストランド別の鋳込量比を求め、その比か
ら、ストランド別の予定溶鋼使用量を求める。１ストランド溶鋼使用量＝｛ｘ／（ｘ＋ｙ）｝×（Ｗ−
Ａ）＝Ｘ２ストランド溶鋼使用量＝｛ｙ／（ｘ＋ｙ）｝×（Ｗ−
Ａ）＝Ｙここで、ｘは１ストランド側の（ａ）〜（ｃ）の重量計ｙは２ストランド側の（ａ）〜（ｃ）の重量計Ａは取鍋重量Ｗは取鍋に残す溶鋼重量

【００２０】（２）幅変更禁止区間は、幅変更禁止溶
鋼量として、鋼種、タンディシュ交換有無等の条件でテ
ーブル化しておき、その条件に応じた値をサーチする。１ストランド側幅変更禁止溶鋼量＝ｗ_k1 ２ストランド側幅変更禁止溶鋼量＝ｗ_k2

【００２１】（３）（１），（２）より、幅変更が可
能な溶鋼重量を求めると、１ストランド幅変更可能溶鋼量＝Ｘ−ｗ_k1＝Ｘ′ ２ストランド幅変更可能溶鋼量＝Ｙ−ｗ_k2＝Ｙ′ となる。

【００２２】（４）最後に、幅変更禁止の開始、終了
位置を求める（予測値）。まず、図６（ａ）に示すように、（３）で求めた幅変更
可能な溶鋼重量に鋳片を充当していき、余った重量ｗ_x
を幅変更可能残溶鋼量とする。ｗ_x＝Ｘ′−（ｗ₁＋ｗ₂＋ｗ₃＋・・・＋ｗ_i）

【００２３】ここで切断予定鋳片の重量は、計算誤差を
少なくするため、図６（ｂ）のテーパ部分Ｔの重量を考
慮して、幅の平均（Ａ＋Ｂ）／２を使用する。ｗ₂＝ｌ₂×厚さ×比重×（Ａ＋Ｂ）／２

【００２４】次に、余った重量ｗ_x（幅変更可能残溶鋼
量）を長さに換算する。ｌ_x＝ｗ_x／（厚さ×比重×ｌ_xを含む鋳片の平均幅）従って幅変更禁止開始位置＝ｌ₁＋ｌ₂＋・・・＋ｌ_i
＋ｌ_xとなる。

【００２５】次に、幅変更禁止の終了位置の決定を行
う。幅変更禁止終了位置の決定の考え方は、鋳型内に存
在する継目が鋳型を抜けるまでの距離と考える。図７
（ａ）は、チャージ替え時の１次チャンネル注入開始時
の状態を示すもので、この時のモールド１４の底面から
の湯面位置をＬとする。次いで、（ｂ）は、鋳込が進む
につれ継目１５が下がっている状態を示している。
（ｃ）は、継目１５が完全にモールド１４を抜けた状態
を示している。従って、幅変更禁止終了位置＝推定継目
位置＋Ｌとなる。なお、ここで求めた値は予測値であ
り、実際に継目を検出したら、“幅変更禁止終了位置”
は実績継目位置で計算する。

【００２６】幅変更余裕長決定幅変更余裕長とは、予測したときの鋳造条件（鋳造速度
等の幅変更開始位置決定に必要なパラメータ）と、実際
に幅変更を行うときの条件の違いによって生じる幅変更
開始、終了位置の誤差を最適に求め、製造命令に対する
幅外れをなくすための安全長さである。図８（ａ）は製
造命令と実際の鋳造イメージとの違いを示している。

【００２７】このことを、幅拡大の場合と幅縮小の場合
について、より具体的に説明する。＜幅拡大の場合＞・鋳造速度変動の吸収図９（ａ）に示すように、予定通りの鋳造速度で行け
ば、テーパ付け長さはＬとなるが、鋳造速度が早くなれ
ばＬは長くなり、Ｌ’となる。その結果、鋳片Ａの幅は
満足できない。そこで、変動量を考慮して、幅変更開始
位置を前倒しにａ’に補正すれば、この外乱は吸収でき
ることになる。このａ−ａ’が「余裕長」ということに
なる。

【００２８】・切断位置変動の吸収もう一つの変動要素として、切断位置が考えられる。こ
れは、いくら予定通りのＬのテーパが得られたとして
も、切断点ｂで鋳片切断されず、切断点ｂ’になっても
鋳片Ａの幅は満足できないことになる。切断装置の固定
的な誤差によるものである。

【００２９】したがって、この余裕長の最適値を求める
には、「切断装置の固定的な誤差＋鋳造速度変動量」と
考える。すなわち、鋳造速度変動量は鋼種によって決ま
っている鋳造速度とＨ／ｈから求めた図９（ａ）のＬ
と、鋳造速度が増加した場合で計算したＬ’の差分と考
える。

【００３０】＜幅縮小の場合＞幅縮小変更の場合、図９
（ｂ）に示す幅変更開始位置ａに対し、ａ’に補正す
る。これは、切断位置補正であり、鋳造速度変動によっ
てＬがＬ’になっても鋳片Ａには影響は与えないことに
よる。つまり、切断装置の固定的な誤差分の切断点ｂ−
ｂ’を「余裕長」と考える。

【００３１】以上の説明のように、予測の通りテーパ付
け長さＬで幅変更が終了すれば問題はないが、鋳造速度
変動等により、Ｌは実際には変動する。この条件で、も
しＬが予測に対してずれて長くなったとすれば、図８
（ｂ）に示すように、ａの部分の耳が欠け、この鋳片の
幅は外れることになる。従って、図８（ｃ）に示すよう
に、開始位置に余裕を持たせるｌを決定してやる。

【００３２】ここでｌは、製造命令幅のＨ／ｈにより、
余裕を持たせ過ぎない最適な長さとして決定する必要が
ある。図８（ｄ）のように、テーパ付け長さＬは、前後
鋳片の幅のＨ／ｈの関係で長さが変化する。すなわち、
Ｈ／ｈが大きいとき、テーパ付け長さＬは長くなる。Ｈ
／ｈが小さいとき、テーパ付け長さＬは短くなる。よっ
て、余裕長としては、Ｌの長さを基にコントロールす
る。余裕長ｌ＝Ｌ×β β：余裕長係数

【００３３】この方法でｌを求めることにより、テーパ
付け長さＬが変動したとしても、後鋳片の幅は外れるこ
とがなく、かつ余裕長が最小の歩留りが良い鋳片を製造
することができる。βは、実績値によって設定される。

【００３４】幅変更開始／終了位置決定鋳造長をカウントしていくためのある決められた基準位
置から、鋳造長がいくらになれば幅変更を開始すれば良
いかを、以上で求めた情報（で求めた鋳片切断位置、
で求めた推定継目位置、で求めた幅変更禁止区間、
で求めた幅変更余裕長）を使用して決定する。

【００３５】図１０〜図１３は幅変更開始／終了位置の
説明図である。これらの図において、（ａ）は前述の
のステップで求めた鋳片切断位置と、のステップで求
めた推定ＲＢ（継目）位置の関係を示し、（ｂ）はさら
に、鋳片８から次のチャージの鋳片１に幅変更するため
に必要なテーパ付け長さとのステップで求めた幅変更
余裕長との関係を示し、（ｃ）はさらに、のステップ
で求めた幅変更禁止区間を考慮して、最終的な最適幅変
更開始位置を求めた図を示している。

【００３６】図１０は前回の取鍋で採取できる鋳片１８
と今回の取鍋で採取する鋳片との間で、幅拡大となる幅
変更がある場合を示している。図１０においては、
（ｂ）の状態では幅変更部が禁止区間に入るため、禁止
区間に入る前に幅変更を終了するように、開始位置ａを
（ｃ）のａ’にずらすものである。

【００３７】図１１は推定ＲＢ（継目）の位置が前チャ
ージにあるか、後チャージにあるかの違いであり、ケー
スは図１０と同じである。

【００３８】図１２は鋳片の幅変更の位置がチャージ内
で発生する場合であり、考え方は図１０の場合と同じで
ある。

【００３９】図１３は幅縮小の幅変更を行う場合を示し
ている。この場合、（ｂ）の状態では幅変更部が禁止区
間に入るため、禁止区間後に幅変更を開始するように、
開始位置ａを（ｃ）に示すようにａ’にずらすものであ
る。

【００４０】セット幅変更に対して、幅変更装置が実際に動作するために必
要な情報（幅、幅変更開始位置等）を設定する。

【００４１】Ｂ．実績補正セットした結果、実際に幅変更動作に入り、鋳片の幅が
拡大、もしくは縮小方向に形成されるが、実際に形成さ
れた鋳片の長さや幅は、さまざまな操業外乱により必ず
しも１対１になるとは限らない。極限的にこれらの誤差
をなくすためには、そのときの操業状態（冷却水量、鋳
造速度）、製造鋳片サイズと、実測された鋳片サイズか
らリアルタイムな補正をかけなければならない。そこ
で、以下の補正を考慮する。

【００４２】・実績切断長さ鋳片切断位置の切断誤差、計算機では判断できない人間
の目視による鋳片疵の発生による切断長さ介入等を切断
計画に反映する必要がある。

【００４３】・実績継目位置推定継目位置は取鍋の溶鋼重量を長さに換算したもので
あるが、実際には保温材等がスラグとして形成されるた
めこれらの重量分の誤差は生じることになる。従って、
実際に継目を検出した段階で補正を加える必要がある。

【００４４】・実績幅狙い鋳型幅を決定するための狙い鋳型幅係数の学習デー
タに使用する。

【００４５】

【発明の効果】上述したように、本発明によれば下記の
効果を奏する。チャージの継目における自動幅変更を実現すること
ができる。幅変更に必要な余裕長を最小限にすることができ、
結果として歩留りよく幅の変更を行うことができる。幅外れスラブがなくなる。切断ロスがなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る連続鋳造幅変更制御方法の工程
を示すフローチャートである。

【図２】本発明に係る鋳片切断位置予測の工程の説明
図である。

【図３】本発明に係る幅変更有無判断の工程の説明図
である。

【図４】本発明における推定継目位置を決定するため
の方法の説明図である。

【図５】幅変更禁止区間を決定するための説明図であ
る。

【図６】幅変更禁止区間を決定するための説明図であ
る。

【図７】鋳型における継目の移動の状態を示す説明図
である。

【図８】本発明における余裕長の決定方法を示す説明
図である。

【図９】余裕長の考え方を示す説明図である。

【図１０】幅変更開始／終了位置決定の説明図であ
る。

【図１１】幅変更開始／終了位置決定の説明図であ
る。

【図１２】幅変更開始／終了位置決定の説明図であ
る。

【図１３】幅変更開始／終了位置決定の説明図であ
る。

【符号の説明】

１１取鍋、１２鋳片、１３タンディシュ、１４
モールド、１５継目

フロントページの続き (72)発明者大下功福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号新日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者村山敏夫福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号新日本製鐵株式会社八幡製鐵所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋳込開始直後に溶鋼量及び幅、厚、溶鋼
比重、鋳片長さ等の製造仕様に基づいて当該チャージ終
了位置を予測し、鋳造実績と残湯量に基づいて継目位置
を求め、この継目位置から所定の幅変更禁止区域と可変
余裕長を決定し、その鋼種の幅可変量と可変速度、鋳造
速度から、幅変更開始および終了ポイントを求め、鋳片
の許容値内で幅変更を行うことを特徴とする連続鋳造幅
変更制御方法。