JP2008213014A - ストリップ形状厚さ制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】板厚目標範囲を保ってストリップを連続鋳造できるようにする。
【解決手段】双ロール鋳造機のロール間隙Ｇから送り出される鋼ストリップ３の板幅方向中央の厚みを、非接触式センサ６によって連続的に計測し、この計測値が板厚目標範囲を下回りそうなときには、冷却ロール１を周速が漸減するように回転させて鋼ストリップ３全体の厚み減少を抑える。
鋼ストリップ３の板幅方向中央の厚みの計測値が板厚目標範囲を上回りそうなときには、冷却ロール１を周速が漸増するように回転させて鋼ストリップ３全体の厚み増加を抑える。
更に、鋼ストリップ３の板幅方向中央とエッジとの間の複数部位の厚みを連続的に計測し、これら計測値のうちのどれかが板厚目標範囲を外れそうなときには、冷却ロール１を弾性変形させる。
【選択図】図１

Description

本発明はストリップ形状厚さ制御方法に関するものである。

溶湯からストリップを直接的に生産する手法として、水平に並べた一対のロールの間に溶湯を供給し、凝固した金属を薄帯状に送り出す双ロール連続鋳造法がある。

図２は双ロール鋳造機の一例を示すもので、水平に並べて配置した一対の冷却ロール１と、当該冷却ロール１に付帯する一対のサイド堰２とを備えている。

冷却ロール１は、その内部に冷却水が流通し、生産すべき鋼ストリップ３の板厚に応じてロール間隙Ｇを拡縮調整できるように構成されている。

冷却ロール１の回動方向及び速度は、各冷却ロール１の外周面が上側からロール間隙Ｇへ向かって等速で移動するように設定してある。

一方のサイド堰２は、各冷却ロール１の一端に面接触し、他方のサイド堰２は、各冷却ロール１の他端に面接触している。

一対のサイド堰２の間には、溶湯供給ノズル４がロール間隙Ｇの真上に位置するように配置してあり、レードル（図示せず）から溶湯供給ノズル４へ溶鋼を注ぎ、冷却ロール１とサイド堰２で四方を囲まれる空間へ溶鋼を供給すると溶湯溜まり５が形成される。

一対のサイド堰２の間には、溶湯供給ノズル４がロール間隙Ｇの真上に位置するように配置してあり、溶湯供給ノズル４から冷却ロール１とサイド堰２で四方を囲まれる空間へ溶鋼を供給すると溶湯溜まり５が形成される。

つまり、上記の溶湯溜まり５を形成させるとともに冷却水の流通により冷却ロール１を抜熱しながら回動させると、溶鋼が冷却ロール１外周面で凝固し、鋼ストリップ３がロール間隙Ｇの下方へ向けて送り出される。

このとき、鋼ストリップ３の板厚が目標値となるように、各冷却ロール１のネック部分を枢支している軸箱（図示せず）に、互いに近接する向きへ押し付ける力を与える。

また、鋼ストリップの板幅方向の厚み分布を均等化するために、ロールクラウン修正用のテーパピストンを組み込んだ冷却ロールを用い、ロール間隙から送り出される鋼ストリップの板厚を計測し、その計測値に基づきロールクラウンを修正するようにした双ロール鋳造機も従前より提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開昭６０−２７４５８号公報

図２に示す双ロール鋳造機では、レードルから溶湯供給ノズル４へ注がれる溶鋼の温度が徐々に下がることに起因して、冷却ロール１外周面における凝固殻の生成が促進され、鋼ストリップ３の厚みが増えるという事象が発現する。

また、溶湯供給ノズル４に対する溶鋼の注ぎ込みが完了したレードルを溶鋼が満たしてある次のレードルに切り換える際に、溶湯溜まり５の温度が上がることに起因して、冷却ロール１外周面における凝固殻の生成が遅滞し、鋼ストリップ３の厚みが減るという事象が発現する。

更に、溶鋼の凝固温度は、炭素、珪素、マンガンの含有量によっても変わるので、板厚目標範囲を保って鋼ストリップ３を連続鋳造することは難しかった。

本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、板厚目標範囲を保ってストリップを連続鋳造できるようにすることを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明では、双ロール鋳造機から一定のロール押圧力が付与された状態で送り出されるストリップの板幅方向中央の厚みを連続的に計測し、該計測値が板厚目標範囲を下回りそうなときに、冷却ロールを周速が漸減するように回転させて凝固殻がロール外周面に触れている時間を延ばし、前記計測値が板厚目標範囲を上回りそうなときに、冷却ロールを周速が漸増するように回転させて凝固殻がロール外周面に触れている時間を縮め、これに加えて、前記ストリップの板幅方向中央とエッジとの間の複数部位の厚みを連続的に計測し、これら計測値のうちのどれかが板厚目標範囲を外れそうなときに、該板厚目標範囲に計測値が含まれるように少なくとも一方の冷却ロールを弾性変形させる。

つまり、ストリップの板幅方向中央の厚み計測値が板厚目標範囲を上回りそうなときには、冷却ロールの周速を漸増させてロール外周面に凝固殻が触れる時間を短縮し、ロール間隙から送り出されるストリップ全体の厚み増加を抑える。

反対に、ストリップの板幅方向中央の厚み計測値が板厚目標範囲を下回りそうなときには、冷却ロールの周速を漸減させてロール外周面に凝固殻が触れる時間を延長し、ロール間隙から送り出されるストリップ全体の厚み減少を抑える。

また、ストリップの各部位の厚み計測値が板厚目標範囲を外れそうなときには、少なくとも一方の冷却ロールを弾性変形させてロール間隙を最適な状態に近付け、当該ロール間隙から送り出されるストリップ板幅方向の厚みの偏差を小さくする。

更に、冷却ロールが一回転する度にストリップにマークを付すとともに、ストリップの板幅方向中央とエッジとの間の複数部位の厚みを連続的に計測し、冷却ロールに付したマークの通過を基準にストリップの長手方向への周期的な厚みの変動を把握し、この板厚変動範囲が小さくなるように少なくとも一方の冷却ロールを弾性変形させる。

つまり、ストリップの各部位の厚み計測値が周期的な変動を呈するときには、少なくとも一方の冷却ロールを弾性変形させてロール間隙を最適な状態に近付け、当該ロール間隙から送り出されるストリップ板幅方向の厚みの偏差を小さくする。

本発明のストリップ形状厚さ制御方法によれば、下記のような優れた効果を奏し得る。

（１）ストリップ板幅方向中央の厚みの計測値に基づき、冷却ロールの周速を調整し、凝固殻がロール外周面に触れている時間を延長、または短縮させるので、目標板厚範囲に応じた形状のストリップを得ることができる。

（２）ストリップ板幅方向の複数部位の厚みの計測値に基づき、冷却ロールを弾性変形させてロール間隙を最適な状態に近付けるので、ストリップ板幅方向の厚み分布が均等化する。

（３）ストリップ板幅方向の複数部位の厚みの計測値に基づき、一回転を周期にロールを弾性変形させてロール間隙の拡縮を抑えるので、ストリップ長手方向の厚みの偏差が小さくなり、よって、ストリップ全体の厚さ形状を一定に保てる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

図１は本発明のストリップ形状制御方法の一例であり、鋼ストリップ３を鋳造する一対の冷却ロール１と、該冷却ロール１が一回転するごとに鋼ストリップ３に対してマーク７を付すマーキング手段８とを備えた双ロール鋳造機を用いる。

冷却ロール１には、サイド堰と溶湯供給ノズル（図示せず）が付帯し、冷却ロール１の間に溶鋼による溶湯溜まり５が形成される。

マーキング手段８は、一方の冷却ロール１の外周面ロールエッジ部付近に設けた凹状または凸状であって、当該冷却ロール１が一回転するごとに、マーキング手段８を凹状とした場合には、ロール間隙Ｇから送り出される鋼ストリップ３に凸状のマーク７が付され、マーキング手段８を凸状とした場合には、ロール間隙Ｇから送り出される鋼ストリップ３に凹状のマーク７が付される。

この冷却ロール１のロール間隙Ｇから送り出される鋼ストリップ３は、テーブルロール（図示せず）により横向きに案内され、ピンチロール１１を経て水平圧延機（図示せず）へ導かれる。

また、一方の冷却ロール１を弾性変形させるためにそのロールネック部には、シリンダなどのロール形状補正手段（図示せず）によって水平方向への押圧力Ｆが付与されるようにしてある。

双ロール鋳造機には、鋼ストリップ３の板幅方向の厚み分布を計測する非接触式センサ６、非接触式センサ６の至近に配置したマーク検知手段９、及び形状制御手段１０が付帯している。

非接触式センサ６は、複数の板厚計測器を鋼ストリップ３の板幅方向に並べたもので、ピンチロール１１よりも鋼ストリップ３の移動方向上流側に配置してあり、鋼ストリップ３の板幅方向中央、並びに板幅方向中央とエッジの間の複数部位の板厚を検出する。

マーク検知手段９には、鋼ストリップ３に付されたマーク７を基準位置から鋼ストリップ３表面までの距離変動として検知する方式のもの、あるいは、鋼ストリップ３表面の形状が著しく変化している部分を画像処理によって検知する方式のものなどを用いる。

形状制御手段１０は、溶湯溜まり５の温度に起因した鋼ストリップ３の厚みの過不足を防ぐ第１の形状保持機能と、冷却ロール１の形状に起因した鋼ストリップ３の厚み分布の不均一を防ぐ第２の形状保持機能とを具備している。

第１の形状保持機能は、予め設定してある鋼ストリップ３の板厚目標範囲と、非接触式センサ６からの厚み情報１２によって得た鋼ストリップ３の板幅方向中央の厚み計測値とを常に対比し、当該計測値が板厚目標範囲の上限値に近付きつつある際には、冷却ロール１の周速が漸増するように回転用モータ（図示せず）を作動させ、鋼ストリップ３の板幅方向中央の厚み計測値が板厚目標範囲の下限値に近付きつつある際には、冷却ロール１の周速が漸減するように回転用モータを作動させる。

冷却ロール１の周速は、鋼ストリップ３の移動速度と同じであるので、マーク検知手段９からのマーク通過情報１３によって得た単位時間あたりのマーク７の通過回数と、冷却ロール１の外径を根拠に求めることができる。

より具体的に述べると、例えば、板厚目標値が２ｍｍ、板厚目標範囲の上限値が２．１ｍｍ、下限値が１．９ｍｍとした場合に、鋼ストリップ３の板幅方向中央の厚み計測値が板厚目標値を上回って上限値に近付き始めると、形状制御手段１０が冷却ロール１の周速を漸増させてロール外周面に凝固殻が触れる時間を縮め、ロール間隙Ｇから送り出される鋼ストリップ３全体の厚み増加を抑える。

反対に、鋼ストリップ３の板幅方向中央の厚み計測値が板厚目標範囲を下回って下限値に近付き始めると、形状制御手段１０が冷却ロール１の周速を漸減させてロール外周面に凝固殻が触れる時間を延ばし、ロール間隙Ｇから送り出される鋼ストリップ３全体の厚み減少を抑える。

従って、溶鋼の温度が徐々に下がることに起因して、鋼ストリップ３の厚みが増えるという事象を回避することができ、レードルの切り換え時に、溶湯溜まり５の温度が上がることに起因して、鋼ストリップ３の厚みが減るという事象も回避することができる。

第２の形状保持機能は、予め設定してある鋼ストリップ３の板厚目標範囲と、非接触式センサ６からの厚み情報１２によって得た鋼ストリップ３の板幅方向複数部位の厚み計測値とを常に対比し、当該計測値のうちのどれかが板厚目標範囲の上限値、あるいは下限値に近付きつつある際には、その部位の計測値が板厚目標値から離れないように前記ロール形状補正手段（図示せず）によって冷却ロール１を弾性変形させ、ロール間隙Ｇを最適な状態に近付ける。

また、冷却ロール１に熱による局部的な塑性変形などが発現し、冷却ロール１が一回転するごとに鋼ストリップ３の各部の厚み計測値が周期的に変動を呈するときには、少なくとも一方の冷却ロール１を周期的に弾性変形させてロール間隙Ｇの拡縮を抑える。

冷却ロール１の回動位置と、非接触式センサ６により得られる鋼ストリップ３の厚みの周期的な変動との相対関係は、ロールニップより非接触式センサ６に至る鋼ストリップ３の移動経路の長さと、非接触式センサ６とマーク検知手段９との間隔と、鋼ストリップ３の移動速度から求めることができる。

従って、ロール間隙Ｇから送り出される鋼ストリップ３の板幅方向の厚み分布を均等化することができる。

ロール形状補正手段は、ロールベンディング方式のものだけではなく、テーパピストン方式のものを採用してもよい。

なお、本発明のストリップ形状厚さ制御方法は、上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変更を加え得ることは勿論である。

本発明のストリップ形状厚さ制御方法は、様々な成分比率の鋼ストリップの製造に適用することができる。

本発明のストリップ形状厚さ制御方法の一例を実施するための双ロール鋳造機を示す概念図である。 従来の双ロール鋳造機の一例を示す概念図である。

符号の説明

１ 冷却ロール
３ 鋼ストリップ
６ 非接触式センサ
Ｇ ロール間隙

Claims (2)

1. 双ロール鋳造機から一定のロール押圧力が付与された状態で送り出されるストリップの板幅方向中央の厚みを連続的に計測し、該計測値が板厚目標範囲を下回りそうなときに、冷却ロールを周速が漸減するように回転させて凝固殻がロール外周面に触れている時間を延ばし、前記計測値が板厚目標範囲を上回りそうなときに、冷却ロールを周速が漸増するように回転させて凝固殻がロール外周面に触れている時間を縮め、これに加えて、前記ストリップの板幅方向中央とエッジとの間の複数部位の厚みを連続的に計測し、これら計測値のうちのどれかが板厚目標範囲を外れそうなときに、該板厚目標範囲に計測値が含まれるように少なくとも一方の冷却ロールを弾性変形させることを特徴とするストリップ形状厚さ制御方法。
2. 冷却ロールが一回転する度にストリップにマークを付すとともに、ストリップの板幅方向中央とエッジとの間の複数部位の厚みを連続的に計測し、冷却ロールに付したマークの通過を基準にストリップの長手方向への周期的な厚みの変動を把握し、この板厚変動範囲が小さくなるように少なくとも一方の冷却ロールを弾性変形させる請求項１に記載のストリップ形状厚さ制御方法。

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