JPH0671398A - 連続鋳造機におけるモールド内の溶鋼レベル制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 浸漬ノズルのモールドパウダによる溶損を低
減すると共に浸漬ノズルの左右の吐出孔から吐出される
溶融の偏流を防止する。 【構成】 モールド３の短辺に取り付けた熱電対９によ
ってモールド短辺側における溶融レベルを測定し、これ
によって湯面の盛り上がりΔｈを測定する。この盛り上
がりΔｈが規定範囲以下である場合には、モールド３内
の溶鋼レベルをレベル上下限値内でパターン制御して、
モールド３内の溶鋼上に存在するモールドパウダが接触
する部位を徐々に変更して、モールドパウダによる溶損
を防止する。また溶鋼レベルの盛り上がりΔｈが規定範
囲を越える場合には、モールド内の溶鋼レベルを段階的
に上昇して盛り上がりΔｈを規定範囲に復帰させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続鋳造機のモールド
内溶鋼に浸漬している浸漬ノズルの局所的な溶損を防ぎ
かつモールド内の溶鋼の偏流を抑制する連続鋳造機にお
けるモールド内溶鋼レベル制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造機において、図３に示すように
レードル１からタンディッシュ２に注入された溶鋼13
は、モールド３と呼ばれる銅製の上下が開いた箱型の鋳
型に二孔型の浸漬ノズル６を通して流入される。モール
ド３には冷却用の純水が流れており、モールド３内に流
入した溶鋼13は、モールド３と接している外側から凝固
していく。モールド３に接した溶鋼の外側にある程度の
凝固シェルが形成された後にモールド３内から連続して
引き抜かれ、その後内部まで完全に凝固させるために冷
却用の水をスプレーで吹きかける。完全に凝固した後、
鋳片８は切断装置で指定の長さに切断され、圧延素材と
なる。

【０００３】ところで、この連続鋳造のプロセスにおい
ては、モールド３内の溶鋼がモールド３から溢れだした
り、凝固不十分の溶鋼がモールド３の下部の引き抜き口
から漏れることを防ぐ必要がある。このことから、モー
ルド３から引き抜く鋳片８の量とモールド３に注ぎ込む
溶鋼量を一致させてモールド３内の溶鋼のレベルを一定
に制御するモールドレベル制御を行っている。またこの
モールド３内の溶鋼レベルの制御は、モールド３内のま
だ凝固していない部分に存在する内部欠陥の原因となる
介在物が溶鋼レベル面へ浮上したときに溶鋼レベルの変
動によって再び下部に巻き込まれてそのまま凝固される
ことによる圧延素材の品質劣化を制御することにも効果
ある。このモールド３内溶鋼レベル制御は、モールド３
内の溶鋼レベルを計測する渦流式レベル計４の溶鋼レベ
ル測定信号と目標レベル信号発生器11からの目標レベル
位置の偏差ＰＩＤ調節計10にフィードバックし、タンデ
ィッシュ２からモールド３へ流れ込む溶鋼13の流量を調
節するアクチュエータ５（スライディングノズルやスト
ッパー等) に指令値を送ることでモールド３に流入する
溶鋼流量を制御し、モールド３内溶鋼レベルを目標レベ
ルの位置に一定に保つような制御方法である。

【０００４】しかし、これらモールド３内の溶鋼レベル
制御法では、モールド３内の溶鋼レベルを常に一定の位
置に制御しているために、モールド３内の溶鋼に浸漬し
ている浸漬ノズル６と溶鋼レベル面とが接触している部
位は常に同じ部分となる。また、モールド３内の溶鋼レ
ベル面上にはモールド３と溶鋼間に流れ込んで鋳片８の
モールド３からの引き抜きを円滑に行なえるようにモー
ルドパウダ12が常に供給されている。このパウダ12には
浸漬ノズル6 の耐火物を溶損させる成分が含まれている
ために、図３に示したように浸漬ノズル６がモールド３
内溶鋼レベルと接触している部分Ａでは、浸漬ノズル６
がその他の部位よりも溶損する。従ってモールド３内溶
鋼レベルが常に浸漬ノズル６の同じ部位に接触している
と、浸漬ノズル６の溶鋼レベル面のモールドパウダ12と
の接触部位において局所的に溶損が集中して発生する。
これにより浸漬ノズル６を長時間使用することが困難に
なる問題があった。

【０００５】このような問題点に対して、今まではオペ
レーターが手動でスライディングノズルの開度を調節し
て、浸漬ノズル６の浸漬深さを段階的に変更することに
より、あるいは、特開昭61-229454 号公報のようにレベ
ル目標値をパターン制御して浸漬深さを変えることによ
って、モールド３内の溶鋼レベル面と浸漬ノズル６との
接触部位の溶損を分散させ、浸漬ノズル６の使用寿命を
延長させる方法が知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】先に示したモールド３
内の溶鋼レベルを変更することによって浸漬ノズルの局
所的な溶損を分散させる方法においては、浸漬ノズル６
と溶鋼レベルの接触部位のみを管理しているが、図４に
示すように浸漬ノズル６の浸漬深さΔＨは、浸漬ノズル
６の溶鋼吐出口の一方からより多くの溶鋼が流入する偏
流現象が発生した時のモールド３の短辺側でのレベルの
盛り上がり量Δｈと相関があるため、浸漬深さΔＨを浸
漬ノズル６の局所的溶損の防止の観点のみで変化させる
と、偏流発生時の溶鋼レベルの盛り上がり量Δｈが大き
くなる場合があり、これがパウダ12の巻き込みを引き起
こしたり、モールド３と溶鋼の間に溶けたパウダ12が流
れ込むのを阻害して鋳片の品質を劣化させる原因とな
る。

【０００７】本発明では、これらの問題点を解決した浸
漬ノズルの局所的な溶損を防ぎ浸漬ノズルの長寿命化を
はかると共に偏流発生時のモールド短辺の一方の溶鋼レ
ベルの盛り上がりを抑制することを可能とするモールド
レベル制御法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明は、タンディッシュから溶鋼を二孔型の浸漬ノ
ズルを通して長辺と短辺からなるモールド内に供給し、
連続鋳造機におけるモールド内の溶鋼レベルを制御する
方法において、モールド内の短辺側における溶鋼レベル
の盛り上がり量を測定し、この盛り上がり量が規定範囲
以下である場合には、モールド内の溶鋼レベルをレベル
上下限値内でパターン制御して、モールド内溶鋼上のモ
ールドパウダが浸漬ノズルに接触する部位を徐々に変更
し、前記溶鋼レベルの盛り上がり量が規定範囲を超える
場合には、モールド内の溶鋼レベルを段階的に上昇させ
て、溶鋼レベルの盛り上がり量を規定範囲内に回復させ
ることを特徴とする連続鋳造機におけるモールド内の溶
鋼レベルの制御方法である。

【０００９】

【作用】本発明ではモールドの短辺側における溶鋼レベ
ルの盛り上がりを検知する手段としてたとえば、モール
ドの短辺に熱電対を高さ方向に複数個取り付け、短辺の
温度によって溶鋼レベルの盛り上がりΔｈを検知するの
が好適である。この熱電対によって、短辺の溶鋼レベル
の盛り上がりが規定範囲以下であると判断できる間は、
モールドレベルの指令値をパターン制御で与えて浸漬深
さを変え、浸漬ノズルの溶損部位を分散させるレベル制
御をおこない、短辺でのレベルの盛り上がり量が規定範
囲以上と判断した時には、モールド内溶鋼レベルを段階
的に盛り上がり量が規定範囲以下になるまで上昇させる
指令値を発生して盛り上がり量を制御する。

【００１０】したがって本レベル制御方法の場合、モー
ルド短辺での盛り上がり量Δｈがモールドに取り付けら
れた熱電対により規定範囲以下の場合は、渦流式レベル
計によって従来と同様にモールド内の溶鋼レベルを検出
し、検出したレベルとレベル目標値発生装置から出力さ
れるパターン制御信号との偏差を調節計にフイードバッ
クすることによりタンディッシュからモールド内へ流入
する溶鋼の流量を調節するアクチュエータへ指令値を送
り、モールド内の溶鋼レベルを目標レベル指令値に追従
させて変化させる。それとともに浸漬ノズルとモールド
内溶鋼レベルの接触する部位を変化させて、浸漬ノズル
とモールド内溶鋼レベル面のモールドパウダの接触寿命
を延長することが可能とする。また、モールド短辺での
盛り上がり量が規定範囲を超えた時は、レベル目標値発
生装置から出力されるパターンを段階的に上昇するもの
にすることにより、レベルを上昇させモールド短辺での
レベルの盛り上がり量を制御する。

【００１１】

【実施例】図１は、本発明の一実施例を示す説明図であ
る。図１に示す本発明の実施例では、従来のモールド内
溶鋼レベル制御装置の渦流式レベル計４に加えて新た
に、モールド３の短辺に熱電対６を高さ方向に複数個取
り付け、モールド短辺での溶鋼レベルの盛り上がり量Δ
ｈを測定できるようにしている。また、浸漬ノズル６の
長さとタンディッシュ２のモールド３に対する高さは計
算機で管理し、モールド３内の溶鋼レベルを渦流式レベ
ル計４で測定することによって、実時間で浸漬ノズル６
の溶鋼内浸漬深さを計算できる。また、モールドレベル
目標指令信号発生器11を制御コントローラーに付け加え
た構成となり、モールド短辺の熱電対９から短辺での盛
り上がり量Δｈが規定値以下の時はこの目標信号発生器
11は図２のような信号のパターンを発生する。ここで、
図２の（ａ）では目標レベル指令信号ＳＶをモールド内
溶鋼レベルの上限値と下限値の間で以下の式で表すよう
に所定周期ＴごとにΔＳＶづつ加算して変化させる。ま
たここでは、目標レベルが急激に変更するのをさけるた
めに変化率Ｋで制限して次の目標レベルへ移行する。

【００１２】ＳＶ＝ＳＶ_o ＋ΣΔＳＶ_i …（１） （こ
こでＳＶ_o は基準レベルを示す） この式（１）において目標レベルがモールド内溶鋼レベ
ル上限値近くになったときは、現在のＳＶ値からΔＳＶ
づつ減算して目標レベルを変化させ、またレベル下限近
くになったときは再びΔＳＶづつ加算させる。これによ
り目標レベル信号発生器11は、目標レベル指令値を常に
モールド３内溶鋼レベルの上下限値の範囲内に存在さ
せ、図２の（ａ）で示したような信号を発生することに
なる。また、あるいは図２の（ｂ）のように目標レベル
指令信号ＳＶを以下の式で表されるように所定周期Ｌで
振幅がモールド内溶鋼レベル値の上下限値内におさまる
値ΔＳＫの正弦波信号で変化させるようにしてもよい。

【００１３】 ＳＶ＝ＳＶ_o ＋ΔＳＫ sin（２πｔ／Ｌ）…（２） これらの例で示したような目標レベル指令信号と渦流式
レベル計４によるモールド内溶鋼レベルの測定値の偏差
をＬＤ調節計10にフィードバックすることによりモール
ド３へ流入する溶鋼の量を調節するアクチュエータ５に
指令値を送り、目標レベル指令値にモールド３内の溶鋼
レベルを追従させて変化させる。これにより、モールド
短辺のレベルの盛り上がり量Δｈが規定範囲以下の場合
は、モールド３内溶鋼レベルと浸漬ノズル６の接触部位
を目標レベル指令値に従って変化させ、浸漬ノズルの溶
損部位を分散して、浸漬ノズル６の使用寿命を延長でき
た。また、モールド短辺のレベルの盛り上がり量Δｈが
規定範囲を越えるようになったときは、以下に示したよ
うな信号を目標信号発生器11より出力することによっ
て、盛り上がり量が規定以下になるまでモールド内の溶
鋼レベルを上昇させる。

【００１４】ＳＶ＝ＳＶ_x ＋Δ・ｔ また、盛り上がり量Δｈが規定範囲以下に回復した時点
で、モールド内の溶鋼レベルの上昇を停止し、所定時間
そのレベル値を保ったあと再び通常のパターン制御に戻
る。あるいは、レベルが制御範囲上限まで上昇しても盛
り上がり量が規定範囲内に収まらないときはレベル制御
上限値でレベルを保ち、かつ鋳込み速度を規定速度減速
することによって、浸漬ノズル６の吐出口から流入する
溶鋼の量を減らし、それにより盛り上がり量Δｈを規定
範囲内に抑制する。

【００１５】このようなシステム構成のモールド３の溶
鋼レベル制御によって、浸漬ノズル６の溶損部位の分散
による使用寿命を延長するとともに浸漬ノズル６からモ
ールド内に注入される溶鋼の偏流現象によるモールド短
辺の盛り上がり量Δｈを抑制し鋳片の品質の向上を図る
ことができる。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、浸
漬ノズルからモールド内に注入される溶鋼が偏流を発生
していないときはパターン制御を行って浸漬ノズルの溶
損部位を分散させることによりその使用寿命を延長さ
せ、また、偏流が発生したときは、浸漬深さを深くする
ことでモールド短辺の溶鋼の盛り上がり量を減少させ鋳
片の品質を向上させる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるモールド内の溶鋼レベル制御装置
の一実施例を示す構成図である。

【図２】図２は本発明による目標レベル指令信号発生器
が発生する目標レベル指令値の推移例を示すグラフであ
る。

【図３】従来例によるモールド内の溶鋼レベル面上のモ
ールドパウダと浸漬ノズルの接触部位で発生する浸漬ノ
ズルの溶損現象を断面で示した説明図である。

【図４】偏流現象によるモールド短辺の盛り上がりを示
す説明図である。

【符号の説明】

１ レードル ２ タンディッシュ ３ モールド ４ 渦流式レベル計 ５ スライディングノズル ６ 浸漬ノズル ７ ピンチロール ８ 鋳片 ９ 熱電対 10 ＰＩＤ調節計 11 目標レベル信号発生器 12 モールドパウダ 13 溶鋼

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タンディッシュから溶鋼を二孔型の浸漬
   ノズルを通して長辺と短辺からなるモールド内に供給
   し、連続鋳造機におけるモールド内の溶鋼レベルを制御
   する方法において、モールド内の短辺側における溶鋼レ
   ベルの盛り上がり量を測定し、この盛り上がり量が規定
   範囲以下である場合には、モールド内の溶鋼レベルをレ
   ベル上下限値内でパターン制御して、モールド内溶鋼上
   のモールドパウダが浸漬ノズルに接触する部位を徐々に
   変更し、前記溶鋼レベルの盛り上がり量が規定範囲を超
   える場合には、モールド内の溶鋼レベルを段階的に上昇
   させて、溶鋼レベルの盛り上がり量を規定範囲内に回復
   させることを特徴とする連続鋳造機におけるモールド内
   の溶鋼レベル制御方法。