JP2011079060A - 金属の鋳造機のコントロール装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】コントロールシステムの構成は:プロセス変数を測定するための、誘導式検出器、光学的検出器、放射線検出器、または熱検出器などの検出手段12,13と;検出手段からのデータを評価するためのコントロール装置14と;鋳造条件を最適化するために、鋳造速度、希ガスの流速、または、EMBRまたは攪拌装置などのような電磁的手段の磁場強さ、スラブ幅、浸漬式注入ノズルの侵入深さ、または、浸漬式注入ノズル3の角度、など少なくとも一つのプロセスパラメーターを自動的に変更するための手段からなり、前記検出手段は、メニスカス11の特徴のようなプロセス変数を、メニスカス上の少なくとも2点で、瞬時に、鋳造期間の全体に渡って、測定する。
【選択図】図2
Description
図1に示されている連続鋳造機において、溶融金属1が、レードル(図示せず)からタンディッシュ2の中に、注がれる。次いで、溶融金属1は、浸漬式注入ノズル3を通って水冷モールド4の中に入り、そこで、金属の外側シェルが凝固し、それにより、固体の外側シェル5及び液体のコアを有する金属ストランドが作られる。シェルが十分な厚さになった後、この部分的に凝固したストランドは、配列されたロール6の中に引き下ろされ、そこで、ストランドが、所定の形状に圧延され、且つ完全に凝固する。ストランドが完全に凝固した後、ストランドは真っ直ぐに引き伸ばされ、カットオフ・ポイント7で、要求された長さに切断される、
図2は、浸漬式注入ノズル3のサイドポート8から、モールド4に入る溶融金属1の流れのパターンを示す。モールドの内側で、凝固中の金属5の則壁の間で流れが循環する。第一の流れ9は、鋳造方向へ向かう下向きの流れである。二次的流れ10は、モールドの側壁に沿って上向きに、速度“U”でメニスカス11に向かって、流れる。上方に移動する二次的流れの運動エネルギーは、Vmの大きさを決定する。EMBR(電磁ブレーキ)が、第二の金属流れ10を減速するため、必要に応じて、モールドの上部に範囲される。
好ましくは、短辺側側壁の両方が同時に動かされ、それによって、スラブ幅が維持される。浸漬式注入ノズル3と短辺側側壁の間の距離a,bの、もう一つの調整のやり法は、浸漬式注入ノズルをモールドの長辺側側壁に対して平行に移動して、それによって、二つのコントロールゾーン15,16の中で対称的な流れを実現することである。
Claims (22)
- 金属の鋳造機において液体金属の流れを調整するためのコントロールシステムであって:
検出手段(12,13)を備え、この検出手段は、メニスカス上の少なくとも2点でのメニスカスの高さ、または、メニスカスの温度、などの特徴を、瞬時に、鋳造プロセスの全体に亘って測定するように構成され;
前記検出手段からのデータを評価するように構成されたコントロール装置(14,17)を備え、このコントロール装置(14,17)は、前記少なくとも2点でのメニスカス(11)の前記特徴の間の差を用いて、メニスカスでの溶融金属の流速(Vm)を推定するように構成され;
鋳造条件を最適化するために、少なくとも一つのプロセスパラメーターを自動的に変更するための手段を備え、前記少なくとも一つのプロセスパラメーターは、メニスカスでの溶融金属の流速(Vm)を予め定められた範囲内または予め定められた値に維持するために、変更可能であり;
前記少なくとも一つのプロセスパラメーターは、鋳造速度、希ガスの流速、電磁的手段の磁場強さ、スラブ幅、浸漬式注入ノズル(3)の侵入深さ、または、浸漬式注入ノズル(3)の角度であること;
を特徴とするコントロールシステム。 - 下記特徴を有する請求項1に記載のコントロールシステム:
前記電磁的手段は、電磁ブレーキまたは攪拌装置を有している。 - 下記特徴を有する請求項1または2に記載のコントロールシステム:
メニスカスでの溶融金属の流速(Vm)が、0.1〜0.5ms−1の範囲内にあり、好ましくは、0.2〜0.4ms−1の範囲内にあるように構成されている。 - 下記特徴を有する請求項1に記載のコントロールシステム:
前記検出手段(12,13)は、メニスカスの温度を直接的または間接的に測定するように構成されている。 - 下記特徴を有する請求項1から3のいずれか1項に記載のコントロールシステム:
メニスカスの特徴が、二次的流れの上向きに流れている金属がメニスカス(11)と衝突する第一の領域、及び第一の領域の下流側の第二の領域で、測定されるように構成されている。 - 下記特徴を有する請求項1から5のいずれか1項に記載のコントロールシステム:
前記検出手段(12,13)は、データを連続的に採取するように構成されている。 - 下記特徴を有する請求項1から6のいずれか1項に記載のコントロールシステム:
前記検出手段(12,13)は、データを周期的に採取するように構成されている。 - 下記特徴を有する請求項1から7のいずれか1項に記載のコントロールシステム:
前記検出手段(12,13)の少なくとも一つは、メニスカス(11)を横断する方向に且つメニスカス(11)に対して実質的に平行に、移動可能に配置されている。 - 下記特徴を有する請求項7に記載のコントロールシステム:
金属の鋳造機において使用するためのコントロールシステムであって、
当該鋳造機は、モールド内の液体金属の流れを調整するため、例えば、電磁ブレーキまたは攪拌装置のような電磁的手段を備え、
この電磁的手段は、一時的に作動が停止され、この期間の間に、前記検出手段(12,13)がデータを採取するように構成されている。 - 下記特徴を有する請求項9に記載のコントロールシステム:
前記電磁的手段は、残留磁気の補正を可能にするように、前記検出手段(12,13)の所定の位相位置で作動が停止されるように構成されている。 - 下記特徴を有する請求項9または10に記載のコントロールシステム:
前記電磁的手段は、前記作動停止期間の間に、前記電磁的手段の作動停止の後に残っている残留磁気を取り除くために、少なくとも一つの電流パルスを供給するように構成されている。 - 下記特徴を有する請求項7から11のいずれか1項に記載のコントロールシステム:
金属の鋳造機において使用するためのコントロールシステムであって、モールドにオッシレーションを与えるための手段を備えたモールド(4)を備え、
前記検出手段(12,13)は、前記モールドのオッシレーションの同一の位相位置でデータが採取されるように、前記モールドのオッシレーションに対して同期が取られるように構成されている。 - 下記特徴を有する請求項7から12のいずれか1項に記載のコントロールシステム:
前記検出手段(12,13)は、前記電磁的手段の中に組み込まれている。 - 下記特徴を有する請求項13に記載のコントロールシステム:
前記検出手段(12,13)及び前記電磁的手段は、同一または一部同一のマグネチックコア、および/または、同一の誘導巻き線を使用するように構成されている。 - 下記特徴を有する請求項1から14のいずれか1項に記載のコントロールシステム:
当該コントロールシステムは、ソフトウエア手段を有し、
このソフトウエア手段は、前記検出手段(12,13)からのデータを用いてメニスカスでの溶融金属の流速(Vm)を推定し、最適の範囲または値からのズレが検出された場合には、メニスカスでの溶融金属の流速(Vm)を所望の範囲内にまたは所望の値に調整するために必要なプロセスパラメーターの調整量を決定するように構成されている。 - 下記特徴を有する請求項1から15のいずれか1項に記載のコントロールシステム:
前記モールド(4)は、2またはそれ以上のコントロールゾーン(15,16)に分割され、
メニスカスの特徴が、各コントロールゾーン(15,16)内で測定されるように構成されて、且つ、
前記少なくとも一つのプロセスパラメーターが、前記モールド(4)内に対称的な流れを実現するために変更可能であるように構成されている。 - 下記特徴を有する請求項16に記載のコントロールシステム:
前記モールド(4)は、二つの短辺側側面(18)と二つの長辺側側面を備え、
前記少なくとも一つのプロセスパラメーターは、前記モールド(4)の短辺側側壁の少なくとも一つと前記浸漬式注入ノズル(3)の間の距離(a,b)である。 - 下記特徴を有する請求項17に記載のコントロールシステム:
前記距離(a,b)が、前記浸漬式注入ノズル(3)を、前記モールド(4)の長辺側側壁に対して平行に且つ水平方向に移動することによって変更されるように構成されている。 - 下記特徴を有する請求項17に記載のコントロールシステム:
前記距離(a,b)が、前記モールド(4)の短辺側側壁(18)の少なくとも一つを移動することにより変更されるように構成されている。 - 下記特徴を有する請求項16から19の何れか1項に記載のコントロールシステム:
前記電磁的手段は、前記モールド(4)内のコントロールゾーン(15,16)の数に対応する複数の部分に分轄され、
前記コントロールゾーン(15,16)に対してメニスカスの非対称的特徴が検知されたとき、少なくとも一つの部分からの磁場が、それに対応するコントロールゾーン(15,16)内の流れに影響を与えて、前記モールド内の対称的な流れを実現するために、変更可能であるように構成されている。 - 金属の鋳造機において液体金属の流れを調整するための方法であって:
前記金属の鋳造機は、
検出手段(12,13)を備え、この検出手段は、メニスカス上での少なくとも2点でのメニスカスの高さ、または、メニスカスの温度、などの特徴を、瞬時に、鋳造プロセスの全体に亘って測定するように構成され;
前記検出手段からのデータを評価するように構成されたコントロール装置(14,17)を備え、このコントロール装置(14,17)は、前記少なくとも2点でのメニスカス(11)の高さの間の差を用いて、メニスカスでの溶融金属の流速(Vm)を推定し;
鋳造条件を最適化するために、少なくとも一つのプロセスパラメーターを自動的に変更するための手段を備え、前記少なくとも一つのプロセスパラメーターは、メニスカスでの溶融金属の流速(Vm)を、予め定められた範囲内または予め定められた値に維持するために変更され;
前記少なくとも一つのプロセスパラメーターは、鋳造速度、希ガスの流速、電磁的手段の磁場強さ、スラブ幅、浸漬式注入ノズル(3)の侵入深さ、または、浸漬式注入ノズル(3)の角度であること;
を特徴とする方法。 - 下記特徴を有する請求項21に記載の方法:
前記電磁的手段は、電磁ブレーキまたは攪拌装置を有している。
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