連続鋳造方法
【課題】過大な荷重が軽圧下セグメントに印加された場合でも、軽圧下量が適正範囲内にあるか否かを判定し、鋳片の中心偏析を低減する連続鋳造方法を提供すること。
【解決手段】鋳造された鋳片６を軽圧下するための圧下ロール７を保持するフレームを支持する支柱１１の変位量を測定するステップと、軽圧下セグメント８を過度な荷重から保護するために支柱１１に設けられた皿バネ１２の変位量を測定するステップと、軽圧下セグメント８が鋳片６に掛ける荷重が所定以下である場合、支柱１１の変位量に基づき軽圧下量が適正範囲内にあるか否かを判断する支柱判定ステップと、軽圧下セグメント８が鋳片に掛ける荷重が所定以上である場合、皿バネ１２の変位量に基づき軽圧下量が適正範囲内にあるか否かを判定する弾性機構判定ステップと、判定の結果に基づき連続鋳造の操業条件を変更するステップとを含む。
【解決手段】鋳造された鋳片６を軽圧下するための圧下ロール７を保持するフレームを支持する支柱１１の変位量を測定するステップと、軽圧下セグメント８を過度な荷重から保護するために支柱１１に設けられた皿バネ１２の変位量を測定するステップと、軽圧下セグメント８が鋳片６に掛ける荷重が所定以下である場合、支柱１１の変位量に基づき軽圧下量が適正範囲内にあるか否かを判断する支柱判定ステップと、軽圧下セグメント８が鋳片に掛ける荷重が所定以上である場合、皿バネ１２の変位量に基づき軽圧下量が適正範囲内にあるか否かを判定する弾性機構判定ステップと、判定の結果に基づき連続鋳造の操業条件を変更するステップとを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続鋳造中の鋳片中心部に発生する成分偏析を抑制する連続鋳造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
連続鋳造の凝固過程では体積収縮（凝固収縮ともいう）が起こり、この収縮に伴って、鋳片の引き抜き方向へ未凝固溶鋼が吸引されて流動する。この未凝固溶鋼にはC、P、Mn、Sなどの溶質元素が濃縮しているので（「濃化溶鋼」という）、濃化溶鋼が流動すると、溶質元素がスラブの中心部分に凝固してしまうという現象（いわゆる中心偏析）が発生する。凝固末期の濃化溶鋼が流動する要因としては、上記の凝固収縮の他に、溶鋼静圧によるロール間での鋳片バルジング（膨らみ）や、鋳片支持ロールのロールアライメントの不整合なども挙げられる。
【０００３】
この中心偏析は、鋼製品、特に厚鋼板の品質を劣化させる。例えば、石油輸送用や天然ガス輸送用のラインパイプ材においては、サワーガスの作用により中心偏析を起点として水素誘起割れが発生し、また、海洋構造物、貯槽、石油タンクなどにおいても、同様の問題が発生する。しかも近年、鋼材の使用環境は、より低温下或いはより腐食環境下といった厳しい環境での使用を求められることが多く、鋳片の中心偏析を低減することの重要性は益々大きくなっている。
【０００４】
したがって、連続鋳造工程から圧延工程に至るまで、鋳片の中心偏析を低減する或いは無害化する対策が多数提案されている。例えば、中心偏析を改善する上で、未凝固部を有する連鋳鋳片を圧下する凝固末期軽圧下が効果的であることが知られている。凝固末期軽圧下とは、鋳片の凝固完了位置付近に圧下ロールを配置し、この圧下ロールにより連続鋳造中の鋳片を凝固収縮量に相当する程度の圧下量で徐々に圧下し、鋳片中心部での空隙の形成や濃化溶鋼の流動を抑止することにより鋳片の中心偏析を抑制する。
【０００５】
この凝固末期軽圧下では、圧下量が不足すると中心偏析や内質欠陥の生成防止が不十分となり、一方、圧下量が大き過ぎると内部割れが発生し却って鋳片の内質を悪化させる。したがって、凝固末期軽圧下では、圧下量を適正範囲に制御することが重要である。このため、従来より、操業中に軽圧下セグメントを絶えず監視して、圧下量が適正範囲にあるか否かを判定している。そして、この判定結果に基づき、連続鋳造工程における操業条件を変化させるという操業が行われていた（特許文献１から３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１３２２０３号公報
【特許文献２】特開２００５−１９３２６５号公報
【特許文献３】特開２００８−１１９７２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の軽圧下量の判定方法では、過大な荷重が軽圧下セグメントに印加された場合に、軽圧下量が適正範囲内にあるか否かを判定をすることができなかった。例えば、凝固完了位置が変動した場合、軽圧下セグメント内で鋳片の凝固部の割合が増加し、セグメントの支柱に設定されている耐荷重を超える荷重が印加されることがある。その場合、支柱上部に設置されている弾性機構が機能してセグメントを保護するのだが、この
弾性機構が機能している状態であっても適切に実行可能な軽圧下量の判定方法が望まれていた。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、過大な荷重が軽圧下セグメントに印加された場合でも、軽圧下量が適正範囲内にあるか否かを判定し、鋳片の中心偏析を低減する連続鋳造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る連続鋳造方法は、鋳造された鋳片を軽圧下するための圧下ロール対を保持するフレームを支持する支柱の変位量を測定するステップと、軽圧下セグメントを過度な荷重から保護するために前記支柱に設けられた弾性機構における前記弾性機構の変位量を測定するステップと、前記軽圧下セグメントが鋳片に掛ける荷重が所定以下である場合、前記支柱の変位量に基づき軽圧下量が適正範囲内にあるか否かを判断する支柱判定ステップと、前記軽圧下セグメントが鋳片に掛ける荷重が所定以上である場合、前記弾性機構の変位量に基づき軽圧下量が適正範囲内にあるか否かを判定する弾性機構判定ステップと、前記判定の結果に基づき連続鋳造の操業条件を変更するステップとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る連続鋳造方法によれば、過大な荷重が軽圧下セグメントに印加された場合でも、軽圧下量が適正範囲内にあるか否かを判定し、鋳片の中心偏析を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る連続鋳造方法を適用する連続鋳造機を示す概略図である。
【図２】図２は、連続鋳造機における軽圧下セグメントを拡大した概略図である。
【図３】図３は、搬送方向に垂直な平面における軽圧下セグメントの断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係る軽圧下セグメントの剛性曲線を示すグラフ。
【図５】図５は、本発明の実施形態に係る軽圧下セグメントの軽圧下量の判定方法を示す概略図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に係る連続鋳造方法により鋳造したスラブにおける中心偏析度を測定した測定データの表である。
【図７】図７は、本発明の実施形態に係る連続鋳造方法により鋳造したスラブにおける中心偏析度を測定した測定データの表である。
【図８】図８は、軽圧下勾配と皿バネ変位の勾配との関係を座標平面上の位置で表し、中心偏析度を点の大きさで表したグラフである。
【図９】図９は、上流側皿バネ変位と下流側皿バネ変位との関係を座標平面上の位置で表し、中心偏析度を点の大きさで表したグラフである。
【図１０】図１０は、軽圧下勾配と支柱変位の勾配との関係を座標平面上の位置で表し、中心偏析度を点の大きさで表したグラフである。
【図１１】図１１は、上流側支柱変位と下流側支柱変位との関係を座標平面上の位置で表し、中心偏析度を点の大きさで表したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る連続鋳造方法について説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態に係る連続鋳造方法を適用する連続鋳造機１を示す概略図である。図１に示されるように、本発明の実施形態に係る連続鋳造機１は、溶鋼２が注入されるタンディッシュ３と、タンディッシュ３から浸漬ノズル４を介して注がれた溶鋼２を徐冷する銅製の鋳型５と、鋳型５から引き抜かれた半凝固状態の鋳片６を搬送する複数のロールとを備える。
【００１４】
連続鋳造機１に設けられた複数のロールは、配置される場所によって様々な用途を有する。例えば、鋳型５の近傍に配置されるものは鋳型５から鋳片６を引き抜く用途の引き抜きロールと呼ばれ、鋳片６を支持する目的のものは鋳片支持ロールと呼ばれる。特に、鋳片６が中心部まで凝固する位置（いわゆるクレータエンド）の凝固末期近傍のロールは、鋳片６を軽圧下するための圧下ロール７と呼ばれる。この圧下ロール７は、複数のセグメントにユニット化され、各セグメントが鋳片６を軽圧下する機構を備える。以下、このセグメントを軽圧下セグメント８と称する。
【００１５】
図２は、連続鋳造機１における軽圧下セグメント８を拡大した概略図であり、図３は、鋳片６の搬送方向に垂直な平面における軽圧下セグメント８の断面図である。図２および図３に示されるように、軽圧下セグメント８は、鋳片６に押圧力を上下方向から印加する複数の上側圧下ロール７ａおよび下側圧下ロール７ｂと、複数の上側圧下ロール７ａおよび下側圧下ロール７ｂを油圧シリンダ９を介して保持する上フレーム１０ａおよび下フレーム１０ｂと、上フレーム１０ａおよび下フレーム１０ｂを略平行に支持するための上流工程側に配置された２本の上流側支柱１１ａおよび下流工程側に配置された２本の下流側支柱１１ｂとを備える。
【００１６】
上述のように、複数の圧下ロール７は、それぞれが油圧シリンダ９を介して上フレーム１０ａまたは下フレーム１０ｂに固定されているので、独立に油圧シリンダ９を伸縮させることにより、上側圧下ロール７ａと下側圧下ロール７ｂとの間隔を独立に制御することができる。特に、上流工程側の圧下ロール７の間隔を下流工程側の圧下ロール７の間隔よりも広く設定する、いわゆる軽圧下勾配を設定することが可能である。
【００１７】
上フレーム１０ａおよび下フレーム１０ｂは、上側ロール７ａと下側ロール７ｂとを介して鋳片６に上下から荷重を掛ける。上フレーム１０ａおよび下フレーム１０ｂは、上流側支柱１１ａと下流側支柱１１ｂとにより支持されているので、上流側支柱１１ａおよび下流側支柱１１ｂは、軽圧下セグメント８全体として鋳片６に印加する軽圧下量を規定する。
【００１８】
上流側支柱１１ａおよび下流側支柱１１ｂには、支柱に設定されている耐荷重を超える荷重が印加される場合のため、支柱上部に弾性機構としての皿バネ１２が設置されている。すなわち、所定の荷重以下である場合、上流側支柱１１ａおよび下流側支柱１１ｂにのみが、鋳片６に印加する荷重を受け止め、所定の荷重以上である場合、皿バネ１２が撓むことによって、鋳片６に印加する荷重を受け止める構成である。
【００１９】
図４は、上述のように支柱１１ａ、１１ｂと皿バネ１２とによって２段階の剛性を有する軽圧下セグメント８の剛性曲線を示すグラフである。なお、図４に示される剛性曲線は、支柱１本あたりの荷重(tonf)と変位量(mm)との関係を示している。
【００２０】
図４に示されるように、本発明の実施形態に係る軽圧下セグメント８は、上流側支柱１１ａ（または下流側支柱１１ｂ）の変位量が１．５ｍｍまでは、圧下ロールを介して鋳片６に印加する荷重を上流側支柱１１ａが受け止め、上流側支柱１１ａ（下流側支柱１１ｂ）の変位量が１．５ｍｍ以上の場合、皿バネ１２が撓むことによって、圧下ロールを介して鋳片６に印加する荷重を受け止める構成である。また、上流側支柱１１ａ（下流側支柱１１ｂ）の変位量が１．５ｍｍであるときの荷重は１５０ｔｏｎｆが対応し、この荷重を閾値として、上流側支柱１１ａ（下流側支柱１１ｂ）の変位量または皿バネ１２の変位量のいづれかが、鋳片６に印加される荷重を定める。
【００２１】
以下、図５を参照して、本発明の実施形態に係る軽圧下セグメント８の軽圧下量の判定方法を説明する。
【００２２】
図５は、本発明の実施形態に係る軽圧下セグメント８の軽圧下量の判定方法をしめす概略図である。図５に示されるように、制御部１３は、支柱変位測定部１３ａ、支柱変位判定部１３ｂ、バネ変位測定部１３ｃ、バネ変位判定部１３ｄ、および操業条件変更部１３ｅを備える。これら支柱変位測定部１３ａ、支柱変位判定部１３ｂ、バネ変位測定部１３ｃ、バネ変位判定部１３ｄ、および操業条件変更部１３ｅは、ハードウェアとして構成することもでき、制御部１３が実行するプログラムのステップとして構成することもできる。
【００２３】
図５に示されるように、本発明の実施形態に係る軽圧下セグメント８の軽圧下量の判定方法は、上流側支柱１１ａおよび下流側支柱１１ｂの変位量（Δxp1、Δxp2、Δyp1、Δyp2）と、これら支柱の上部に設けられた皿バネ１２の変位量（Δxs1、Δxs2、Δys1、Δys2）を監視することによって行う。ここで、２本の上流側支柱１１ａの長さ（便宜上フレーム間距離と考える）をxp1、xp2とし、このxp1、xp2の変位量をそれぞれΔxp1、Δxp2とする。また、２本の下流側支柱１１ｂの長さyp1、yp2をとし、このyp1、yp2の変位量をそれぞれΔyp1、Δyp2とする。同様に、２本の上流側支柱１１ａに設けられた皿バネ１２の長さをxs1、xs2とし、このxs1、xs2の変位量をそれぞれΔxs1、Δxs2とする。また、２本の下流側支柱１１ｂに設けられた皿バネ１２をの長さをys1、ys2とし、このys1、ys2の変位量をそれぞれΔys1、Δys2とする（図２および図３参照）。なお、皿バネ１２の変位量は、渦流式変位計またはレーザー変位計など一般的な変位計を皿バネ１２の取り付け部に設けて測定することができ、上流側支柱１１ａおよび下流側支柱１１ｂの変位量は、軽圧下セグメント８の外部の基準点から上フレーム１０ａにおける上流側支柱１１ａおよび下流側支柱１１ｂの近傍をレーザー変位計などで測定することができる。
【００２４】
支柱変位測定部１３ａは、上流側支柱１１ａおよび下流側支柱１１ｂの変位に係る変位計の出力から、上流側支柱１１ａおよび下流側支柱１１ｂの変位量（Δxp1、Δxp2、Δyp1、Δyp2）を算出する。すなわち、変位計の出力から所定のゼロ位置との差を算出して、上流側支柱１１ａおよび下流側支柱１１ｂの変位量（Δxp1、Δxp2、Δyp1、Δyp2）を算出する。
【００２５】
さらに、支柱変位測定部１３ａは、上流側支柱１１ａおよび下流側支柱１１ｂの変位量（Δxp1、Δxp2、Δyp1、Δyp2）から、軽圧下量の判定条件に用いる以下のパラメータをΔＸｐ、ΔＹｐ、ΔＺｐを算出する。なお、下式から解るように、ΔＸは、上流側支柱１１ａの変位量の平均値であり、ΔＹは、下流側支柱１１ｂの変位量の平均値である。
ΔＸｐ=1/2Δxp1+1/2Δxp2
ΔＹｐ=1/2Δyp1+1/2Δyp2
ΔＺｐ＝ΔＸｐ−ΔＹｐ
【００２６】
支柱判定部１３ｂは、支柱変位測定部１３ａにより算出されたΔＸｐ、ΔＹｐ、ΔＺｐに基づいて、軽圧下量が適正範囲にあるか否か判定する。その判定に用いる判定条件は以下の（条件１Ｐ）および（条件２Ｐ）である。
（条件１Ｐ）
ΔＺＰ＜1/40Ｚ
（条件２Ｐ）
ΔＸＰ＜1/40Ｚ または
ΔＹＰ＜1/40Ｚ
ここで、Ｚは、１セグメントあたりの圧下量（いわゆる軽圧下勾配）であり、軽圧下セグメント８の入り側の圧下ロール７の間隔dinおよび出側の圧下ロール７の間隔doutを用いて、Ｚ＝din−doutにて定義される。
【００２７】
バネ変位測定部１３ｃは、皿バネ１２の変位に係る変位計の出力から、皿バネ１２の変位量（Δxs1、Δxs2、Δys1、Δys2）を算出する。すなわち、変位計の出力から所定のゼロ位置との差を算出して、皿バネ１２の変位量（Δxs1、Δxs2、Δys1、Δys2）を算出する。
【００２８】
さらに、バネ変位測定部１３ｃは、皿バネ１２の変位量（Δxs1、Δxs2、Δys1、Δys2）から、軽圧下量の判定条件に用いる以下のパラメータをΔＸｓ、ΔＹｓ、ΔＺｓを算出する。なお、下式から解るように、ΔＸｓは、上流側の皿バネ１２の変位量の平均値であり、ΔＹｓは、上流側の皿バネ１２の変位量の平均値である。
ΔＸｓ=1/2Δxs1+1/2Δxs2
ΔＹｓ=1/2Δys1+1/2Δys2
ΔＺｓ＝ΔＸｓ−ΔＹｓ
【００２９】
バネ変位判定部１３ｂは、バネ変位測定部１３ａにより算出されたΔＸｓ、ΔＹｓ、ΔＺｓに基づいて、軽圧下量が適正範囲にあるか否か判定する。その判定に用いる判定条件は以下の（条件１ｓ）および（条件２ｓ）である。
（条件１ｓ）
ΔＺｓ＜1/2Ｚ
（条件２ｓ）
ΔＸｓ＜1/2Ｚ または
ΔＹｓ＜1/2Ｚ
ここで、Ｚは、１セグメントあたりの圧下量（いわゆる軽圧下勾配）であり、軽圧下セグメント８の入り側の圧下ロール７の間隔dinおよび出側の圧下ロール７の間隔doutを用いて、Ｚ＝din−doutにて定義される。
【００３０】
操業条件変更部１３ｅは、上記支柱変位判定部１３ｂおよびバネ変位判定部１３ｄによる判定結果に基づいて、連続鋳造機１の操業条件を変更する。図４を参照しながら先述したように、本発明の実施形態に係る軽圧下セグメント８は、所定の荷重以下である場合、上流側支柱１１ａおよび下流側支柱１１ｂにのみが、圧下ロールを介して鋳片６に印加する荷重を受け止め、所定の荷重以上である場合、皿バネ１２が撓むことによって、圧下ロールを介して鋳片６に印加する荷重を受け止める構成である。したがって、操業条件変更部１３ｅは、所定の荷重以下である場合、支柱変位判定部１３ｂ判定結果に基づいて、連続鋳造機１の操業条件を変更し、所定の荷重以上である場合、バネ変位判定部１３ｄによる判定結果に基づいて、連続鋳造機１の操業条件を変更する。
【００３１】
なお、操業条件変更部１３ｅが変更する連続鋳造機１の操業条件の例としては、鋳造された鋳片６を冷却するための冷却水、または鋳片６を鋳型５から引き抜く速度などが考えられる。また、例えば、軽圧下セグメント８の圧下ロール７の間隔を変更することにより、軽圧下量自体を変更することも可能である。
【００３２】
以下、上記説明した本発明の実施形態に係る連続鋳造方法の効果について検討する。
【００３３】
図６および図７は、本発明の実施形態に係る連続鋳造方法により鋳造したスラブにおける中心偏析度を測定した測定データの表である。測定方法は、スラブの断面中心部における厚さ方向に関する炭素濃度を分析して、その最大値をCmaxとし、平均炭素濃度（つまり溶鋼での炭素濃度）をC0として、Cmax/C0を中心偏析度と定義したものである。つまり、この定義では、中心偏析度が１に近づくほど中心偏析は低減することになる。ここでは、中心偏析度が1.1以上となった場合に中心偏析が悪化したものとして不良判定を行う。
【００３４】
実験に用いた装置は、図１に示した連続鋳造機１と同様である。この連続鋳造機１を用いて低炭素アルミキルド鋼の鋳造を行った。鋳造したスラブは、鋳片厚み250mmかつ鋳片幅2100mmであり、2次冷却比水量を1.6L/kgとし、鋳片引き抜き速度を1.4m/minとした。軽圧下セグメント８の配置は、メニスカスから21〜23m、23〜25m、25〜27mの位置にそれぞれ第１〜３の軽圧下セグメント８を配置した。各軽圧下セグメント８における圧下ロール７は８本であり、圧下ロール７の外径は230mmである。また、１セグメントでの軽圧下勾配Zは、1.7mm/segとしている。
【００３５】
以上の条件の下、第１〜３の軽圧下セグメント８の皿バネ１２の変位量および支柱１１の変位量と中心偏析度の関係を測定した。図６は、皿バネ１２の変位量と中心偏析度の関係を示す表であり、図７は、支柱１１の変位量と中心偏析度の関係を示す表である。なお、図６および図７では紙面の都合上、第２軽圧下セグメントの皿バネ変位と中心偏析度の関係のみを記載している。
【００３６】
図６から理解できるように、（条件１ｓ）ΔＺｓ＜1/2Ｚおよび（条件２ｓ）ΔＸｓ＜1/2ＺまたはΔＹｓ＜1/2Ｚを満す場合には、スラブの中心偏析度が１．１より低いことが解る。一方、図７から理解できるように、（条件１ｐ）ΔＺｐ＜1/40Ｚおよび（条件２ｐ）ΔＸｐ＜1/40ＺまたはΔＹｐ＜1/40Ｚを満す場合には、スラブの中心偏析度が１．１より低いことが解る。したがって、図６および図７を合わせて検討すると、本発明の実施形態にか係る軽圧下量判定方法では、所定の荷重以下である場合、（条件１ｐ）および（条件２ｐ）を満たしているときに適正範囲であると判定し、所定の荷重以上である場合、（条件１ｓ）および（条件２ｓ）を満たしているときに適正範囲であると判定すればよいことが解る。
【００３７】
図８から図１１は、それぞれ（条件１ｐ）ΔＺｐ＜1/40Ｚ、（条件２ｐ）ΔＸｐ＜1/40ＺまたはΔＹｐ＜1/40Ｚ、（条件１ｓ）ΔＺｓ＜1/2Ｚ、および（条件２ｓ）ΔＸｓ＜1/2ＺまたはΔＹｓ＜1/2Ｚの効果を理解しやすいように視覚化したグラフである。
【００３８】
図８は、（条件２ｓ）を満たしている測定データについて、軽圧下勾配Ｚと皿バネ変位の勾配ΔＺｓとの関係を座標平面上の位置で表し、中心偏析度を点の大きさで表したグラフである。図８のグラフから読み取れるように、（条件２ｓ）ΔＸｓ＜1/2ＺまたはΔＹｓ＜1/2Ｚを満たしている条件下では、（条件１ｓ）ΔＺｓ＜1/2Ｚを満たす領域（図中破線下側領域）で中心偏析度が低く抑えられていることが解る。
【００３９】
図９は、（条件１ｓ）を満たしている測定データについて、上流側皿バネ変位ΔＸｓと下流側皿バネ変位ΔＹｓとの関係を座標平面上の位置で表し、中心偏析度を点の大きさで表したグラフである。図９のグラフから読み取れるように、（条件１ｓ）ΔＺｓ＜1/2Ｚを満たしている条件下では、（条件２ｓ）ΔＸｓ＜1/2ＺまたはΔＹｓ＜1/2Ｚを満たす領域（図中破線Ｌ字領域）で中心偏析度が低く抑えられていることが解る。
【００４０】
図１０は、（条件２ｐ）を満たしている測定データについて、軽圧下勾配Ｚと皿バネ変位の勾配ΔＺｐとの関係を座標平面上の位置で表し、中心偏析度を点の大きさで表したグラフである。図１０のグラフから読み取れるように、（条件２ｐ）ΔＸｐ＜1/40ＺまたはΔＹｐ＜1/40Ｚを満たしている条件下では、（条件１ｐ）ΔＺｐ＜1/40Ｚを満たす領域（図中破線下側領域）で中心偏析度が低く抑えられていることが解る。
【００４１】
図１１は、（条件１ｐ）ΔＺｐ＜1/40Ｚを満たしている条件下において、（条件２ｐ）ΔＸｐ＜1/40ＺまたはΔＹｐ＜1/40Ｚを満たしているか否かで、中心偏析度が異なる様子を表すグラフである。図１１に示されるグラフは、（条件１ｐ）を満たす測定データについて、上流側支柱変位ΔＸｐと下流側支柱変位ΔＹｐとの関係を座標平面上の位置で表し、中心偏析度を点の大きさで表したグラフである。図１１のグラフから読み取れるように、（条件２ｐ）ΔＸｐ＜1/40ＺまたはΔＹｐ＜1/40Ｚを満たす領域（図中破線Ｌ字領域）では中心偏析度が低く抑えられていることが解る。
【００４２】
以上より、本発明の実施形態に係る連続鋳造方法によれば、鋳造された鋳片６を軽圧下するための圧下ロール７を保持するフレームを支持する支柱の変位量を測定するステップと、軽圧下セグメント８を過度な荷重から保護するために支柱１１に設けられた皿バネ１２の変位量を測定するステップと、軽圧下セグメント８が鋳片６に掛ける荷重が所定以下である場合、支柱１１の変位量に基づき軽圧下量が適正範囲内にあるか否かを判断する支柱判定ステップと、軽圧下セグメント８が鋳片に掛ける荷重が所定以上である場合、皿バネ１２の変位量に基づき軽圧下量が適正範囲内にあるか否かを判定する弾性機構判定ステップと、この判定の結果に基づき連続鋳造の操業条件を変更するステップを含むので、過大な荷重が軽圧下セグメントに印加された場合でも、軽圧下量が適正範囲内にあるか否かを判定し，鋳片の中心偏析を低減することができる。
【００４３】
弾性機構判定ステップは、以下に掲げる判定条件に基づき軽圧下量が適正範囲内にあるか否かを判定するので、鋳片６の中心偏析の悪化を適切に抑制することができる。（条件１ｓ）ΔＺｓ＜1/2Ｚ、（条件２ｓ）ΔＸｓ＜1/2ＺまたはΔＹｓ＜1/2Ｚ。ただし、ΔＸｓは、上流側の皿バネ１２の変位量の平均値であり、ΔＹｓは、下流側の皿バネ１２の変位量の平均値であり、ΔＺｓは、ΔＹｓとΔＸｓとの差であり、Ｚは軽圧下セグメント８の軽圧下勾配である。
【００４４】
支柱判定ステップは、以下に掲げる判定条件に基づき軽圧下量が適正範囲内にあるか否かを判定するので、鋳片６の中心偏析の悪化を適切に抑制することができる。（条件１ｐ）ΔＺｐ＜1/40Ｚ、（条件２ｐ）ΔＸｐ＜1/40ＺまたはΔＹｐ＜1/40Ｚ。ただし、ΔＸｐは、上流側の支柱１１の変位量の平均値であり、ΔＹｐは、下流側の支柱１１の変位量の平均値であり、ΔＺｐは、ΔＹｐとΔＸｐとの差であり、Ｚは軽圧下セグメント８の軽圧下勾配である。
【００４５】
以上、本発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。
【符号の説明】
【００４６】
１ 連続鋳造機
２ 溶鋼
３ タンディッシュ
４ 浸漬ノズル
５ 鋳型
６ 鋳片
７ 圧下ロール
８ 軽圧下セグメント
９ 油圧シリンダ
１０ フレーム
１１ 支柱
１２ 皿バネ
１３ 制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続鋳造中の鋳片中心部に発生する成分偏析を抑制する連続鋳造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
連続鋳造の凝固過程では体積収縮（凝固収縮ともいう）が起こり、この収縮に伴って、鋳片の引き抜き方向へ未凝固溶鋼が吸引されて流動する。この未凝固溶鋼にはC、P、Mn、Sなどの溶質元素が濃縮しているので（「濃化溶鋼」という）、濃化溶鋼が流動すると、溶質元素がスラブの中心部分に凝固してしまうという現象（いわゆる中心偏析）が発生する。凝固末期の濃化溶鋼が流動する要因としては、上記の凝固収縮の他に、溶鋼静圧によるロール間での鋳片バルジング（膨らみ）や、鋳片支持ロールのロールアライメントの不整合なども挙げられる。
【０００３】
この中心偏析は、鋼製品、特に厚鋼板の品質を劣化させる。例えば、石油輸送用や天然ガス輸送用のラインパイプ材においては、サワーガスの作用により中心偏析を起点として水素誘起割れが発生し、また、海洋構造物、貯槽、石油タンクなどにおいても、同様の問題が発生する。しかも近年、鋼材の使用環境は、より低温下或いはより腐食環境下といった厳しい環境での使用を求められることが多く、鋳片の中心偏析を低減することの重要性は益々大きくなっている。
【０００４】
したがって、連続鋳造工程から圧延工程に至るまで、鋳片の中心偏析を低減する或いは無害化する対策が多数提案されている。例えば、中心偏析を改善する上で、未凝固部を有する連鋳鋳片を圧下する凝固末期軽圧下が効果的であることが知られている。凝固末期軽圧下とは、鋳片の凝固完了位置付近に圧下ロールを配置し、この圧下ロールにより連続鋳造中の鋳片を凝固収縮量に相当する程度の圧下量で徐々に圧下し、鋳片中心部での空隙の形成や濃化溶鋼の流動を抑止することにより鋳片の中心偏析を抑制する。
【０００５】
この凝固末期軽圧下では、圧下量が不足すると中心偏析や内質欠陥の生成防止が不十分となり、一方、圧下量が大き過ぎると内部割れが発生し却って鋳片の内質を悪化させる。したがって、凝固末期軽圧下では、圧下量を適正範囲に制御することが重要である。このため、従来より、操業中に軽圧下セグメントを絶えず監視して、圧下量が適正範囲にあるか否かを判定している。そして、この判定結果に基づき、連続鋳造工程における操業条件を変化させるという操業が行われていた（特許文献１から３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１３２２０３号公報
【特許文献２】特開２００５−１９３２６５号公報
【特許文献３】特開２００８−１１９７２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の軽圧下量の判定方法では、過大な荷重が軽圧下セグメントに印加された場合に、軽圧下量が適正範囲内にあるか否かを判定をすることができなかった。例えば、凝固完了位置が変動した場合、軽圧下セグメント内で鋳片の凝固部の割合が増加し、セグメントの支柱に設定されている耐荷重を超える荷重が印加されることがある。その場合、支柱上部に設置されている弾性機構が機能してセグメントを保護するのだが、この
弾性機構が機能している状態であっても適切に実行可能な軽圧下量の判定方法が望まれていた。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、過大な荷重が軽圧下セグメントに印加された場合でも、軽圧下量が適正範囲内にあるか否かを判定し、鋳片の中心偏析を低減する連続鋳造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る連続鋳造方法は、鋳造された鋳片を軽圧下するための圧下ロール対を保持するフレームを支持する支柱の変位量を測定するステップと、軽圧下セグメントを過度な荷重から保護するために前記支柱に設けられた弾性機構における前記弾性機構の変位量を測定するステップと、前記軽圧下セグメントが鋳片に掛ける荷重が所定以下である場合、前記支柱の変位量に基づき軽圧下量が適正範囲内にあるか否かを判断する支柱判定ステップと、前記軽圧下セグメントが鋳片に掛ける荷重が所定以上である場合、前記弾性機構の変位量に基づき軽圧下量が適正範囲内にあるか否かを判定する弾性機構判定ステップと、前記判定の結果に基づき連続鋳造の操業条件を変更するステップとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る連続鋳造方法によれば、過大な荷重が軽圧下セグメントに印加された場合でも、軽圧下量が適正範囲内にあるか否かを判定し、鋳片の中心偏析を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る連続鋳造方法を適用する連続鋳造機を示す概略図である。
【図２】図２は、連続鋳造機における軽圧下セグメントを拡大した概略図である。
【図３】図３は、搬送方向に垂直な平面における軽圧下セグメントの断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係る軽圧下セグメントの剛性曲線を示すグラフ。
【図５】図５は、本発明の実施形態に係る軽圧下セグメントの軽圧下量の判定方法を示す概略図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に係る連続鋳造方法により鋳造したスラブにおける中心偏析度を測定した測定データの表である。
【図７】図７は、本発明の実施形態に係る連続鋳造方法により鋳造したスラブにおける中心偏析度を測定した測定データの表である。
【図８】図８は、軽圧下勾配と皿バネ変位の勾配との関係を座標平面上の位置で表し、中心偏析度を点の大きさで表したグラフである。
【図９】図９は、上流側皿バネ変位と下流側皿バネ変位との関係を座標平面上の位置で表し、中心偏析度を点の大きさで表したグラフである。
【図１０】図１０は、軽圧下勾配と支柱変位の勾配との関係を座標平面上の位置で表し、中心偏析度を点の大きさで表したグラフである。
【図１１】図１１は、上流側支柱変位と下流側支柱変位との関係を座標平面上の位置で表し、中心偏析度を点の大きさで表したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る連続鋳造方法について説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態に係る連続鋳造方法を適用する連続鋳造機１を示す概略図である。図１に示されるように、本発明の実施形態に係る連続鋳造機１は、溶鋼２が注入されるタンディッシュ３と、タンディッシュ３から浸漬ノズル４を介して注がれた溶鋼２を徐冷する銅製の鋳型５と、鋳型５から引き抜かれた半凝固状態の鋳片６を搬送する複数のロールとを備える。
【００１４】
連続鋳造機１に設けられた複数のロールは、配置される場所によって様々な用途を有する。例えば、鋳型５の近傍に配置されるものは鋳型５から鋳片６を引き抜く用途の引き抜きロールと呼ばれ、鋳片６を支持する目的のものは鋳片支持ロールと呼ばれる。特に、鋳片６が中心部まで凝固する位置（いわゆるクレータエンド）の凝固末期近傍のロールは、鋳片６を軽圧下するための圧下ロール７と呼ばれる。この圧下ロール７は、複数のセグメントにユニット化され、各セグメントが鋳片６を軽圧下する機構を備える。以下、このセグメントを軽圧下セグメント８と称する。
【００１５】
図２は、連続鋳造機１における軽圧下セグメント８を拡大した概略図であり、図３は、鋳片６の搬送方向に垂直な平面における軽圧下セグメント８の断面図である。図２および図３に示されるように、軽圧下セグメント８は、鋳片６に押圧力を上下方向から印加する複数の上側圧下ロール７ａおよび下側圧下ロール７ｂと、複数の上側圧下ロール７ａおよび下側圧下ロール７ｂを油圧シリンダ９を介して保持する上フレーム１０ａおよび下フレーム１０ｂと、上フレーム１０ａおよび下フレーム１０ｂを略平行に支持するための上流工程側に配置された２本の上流側支柱１１ａおよび下流工程側に配置された２本の下流側支柱１１ｂとを備える。
【００１６】
上述のように、複数の圧下ロール７は、それぞれが油圧シリンダ９を介して上フレーム１０ａまたは下フレーム１０ｂに固定されているので、独立に油圧シリンダ９を伸縮させることにより、上側圧下ロール７ａと下側圧下ロール７ｂとの間隔を独立に制御することができる。特に、上流工程側の圧下ロール７の間隔を下流工程側の圧下ロール７の間隔よりも広く設定する、いわゆる軽圧下勾配を設定することが可能である。
【００１７】
上フレーム１０ａおよび下フレーム１０ｂは、上側ロール７ａと下側ロール７ｂとを介して鋳片６に上下から荷重を掛ける。上フレーム１０ａおよび下フレーム１０ｂは、上流側支柱１１ａと下流側支柱１１ｂとにより支持されているので、上流側支柱１１ａおよび下流側支柱１１ｂは、軽圧下セグメント８全体として鋳片６に印加する軽圧下量を規定する。
【００１８】
上流側支柱１１ａおよび下流側支柱１１ｂには、支柱に設定されている耐荷重を超える荷重が印加される場合のため、支柱上部に弾性機構としての皿バネ１２が設置されている。すなわち、所定の荷重以下である場合、上流側支柱１１ａおよび下流側支柱１１ｂにのみが、鋳片６に印加する荷重を受け止め、所定の荷重以上である場合、皿バネ１２が撓むことによって、鋳片６に印加する荷重を受け止める構成である。
【００１９】
図４は、上述のように支柱１１ａ、１１ｂと皿バネ１２とによって２段階の剛性を有する軽圧下セグメント８の剛性曲線を示すグラフである。なお、図４に示される剛性曲線は、支柱１本あたりの荷重(tonf)と変位量(mm)との関係を示している。
【００２０】
図４に示されるように、本発明の実施形態に係る軽圧下セグメント８は、上流側支柱１１ａ（または下流側支柱１１ｂ）の変位量が１．５ｍｍまでは、圧下ロールを介して鋳片６に印加する荷重を上流側支柱１１ａが受け止め、上流側支柱１１ａ（下流側支柱１１ｂ）の変位量が１．５ｍｍ以上の場合、皿バネ１２が撓むことによって、圧下ロールを介して鋳片６に印加する荷重を受け止める構成である。また、上流側支柱１１ａ（下流側支柱１１ｂ）の変位量が１．５ｍｍであるときの荷重は１５０ｔｏｎｆが対応し、この荷重を閾値として、上流側支柱１１ａ（下流側支柱１１ｂ）の変位量または皿バネ１２の変位量のいづれかが、鋳片６に印加される荷重を定める。
【００２１】
以下、図５を参照して、本発明の実施形態に係る軽圧下セグメント８の軽圧下量の判定方法を説明する。
【００２２】
図５は、本発明の実施形態に係る軽圧下セグメント８の軽圧下量の判定方法をしめす概略図である。図５に示されるように、制御部１３は、支柱変位測定部１３ａ、支柱変位判定部１３ｂ、バネ変位測定部１３ｃ、バネ変位判定部１３ｄ、および操業条件変更部１３ｅを備える。これら支柱変位測定部１３ａ、支柱変位判定部１３ｂ、バネ変位測定部１３ｃ、バネ変位判定部１３ｄ、および操業条件変更部１３ｅは、ハードウェアとして構成することもでき、制御部１３が実行するプログラムのステップとして構成することもできる。
【００２３】
図５に示されるように、本発明の実施形態に係る軽圧下セグメント８の軽圧下量の判定方法は、上流側支柱１１ａおよび下流側支柱１１ｂの変位量（Δxp1、Δxp2、Δyp1、Δyp2）と、これら支柱の上部に設けられた皿バネ１２の変位量（Δxs1、Δxs2、Δys1、Δys2）を監視することによって行う。ここで、２本の上流側支柱１１ａの長さ（便宜上フレーム間距離と考える）をxp1、xp2とし、このxp1、xp2の変位量をそれぞれΔxp1、Δxp2とする。また、２本の下流側支柱１１ｂの長さyp1、yp2をとし、このyp1、yp2の変位量をそれぞれΔyp1、Δyp2とする。同様に、２本の上流側支柱１１ａに設けられた皿バネ１２の長さをxs1、xs2とし、このxs1、xs2の変位量をそれぞれΔxs1、Δxs2とする。また、２本の下流側支柱１１ｂに設けられた皿バネ１２をの長さをys1、ys2とし、このys1、ys2の変位量をそれぞれΔys1、Δys2とする（図２および図３参照）。なお、皿バネ１２の変位量は、渦流式変位計またはレーザー変位計など一般的な変位計を皿バネ１２の取り付け部に設けて測定することができ、上流側支柱１１ａおよび下流側支柱１１ｂの変位量は、軽圧下セグメント８の外部の基準点から上フレーム１０ａにおける上流側支柱１１ａおよび下流側支柱１１ｂの近傍をレーザー変位計などで測定することができる。
【００２４】
支柱変位測定部１３ａは、上流側支柱１１ａおよび下流側支柱１１ｂの変位に係る変位計の出力から、上流側支柱１１ａおよび下流側支柱１１ｂの変位量（Δxp1、Δxp2、Δyp1、Δyp2）を算出する。すなわち、変位計の出力から所定のゼロ位置との差を算出して、上流側支柱１１ａおよび下流側支柱１１ｂの変位量（Δxp1、Δxp2、Δyp1、Δyp2）を算出する。
【００２５】
さらに、支柱変位測定部１３ａは、上流側支柱１１ａおよび下流側支柱１１ｂの変位量（Δxp1、Δxp2、Δyp1、Δyp2）から、軽圧下量の判定条件に用いる以下のパラメータをΔＸｐ、ΔＹｐ、ΔＺｐを算出する。なお、下式から解るように、ΔＸは、上流側支柱１１ａの変位量の平均値であり、ΔＹは、下流側支柱１１ｂの変位量の平均値である。
ΔＸｐ=1/2Δxp1+1/2Δxp2
ΔＹｐ=1/2Δyp1+1/2Δyp2
ΔＺｐ＝ΔＸｐ−ΔＹｐ
【００２６】
支柱判定部１３ｂは、支柱変位測定部１３ａにより算出されたΔＸｐ、ΔＹｐ、ΔＺｐに基づいて、軽圧下量が適正範囲にあるか否か判定する。その判定に用いる判定条件は以下の（条件１Ｐ）および（条件２Ｐ）である。
（条件１Ｐ）
ΔＺＰ＜1/40Ｚ
（条件２Ｐ）
ΔＸＰ＜1/40Ｚ または
ΔＹＰ＜1/40Ｚ
ここで、Ｚは、１セグメントあたりの圧下量（いわゆる軽圧下勾配）であり、軽圧下セグメント８の入り側の圧下ロール７の間隔dinおよび出側の圧下ロール７の間隔doutを用いて、Ｚ＝din−doutにて定義される。
【００２７】
バネ変位測定部１３ｃは、皿バネ１２の変位に係る変位計の出力から、皿バネ１２の変位量（Δxs1、Δxs2、Δys1、Δys2）を算出する。すなわち、変位計の出力から所定のゼロ位置との差を算出して、皿バネ１２の変位量（Δxs1、Δxs2、Δys1、Δys2）を算出する。
【００２８】
さらに、バネ変位測定部１３ｃは、皿バネ１２の変位量（Δxs1、Δxs2、Δys1、Δys2）から、軽圧下量の判定条件に用いる以下のパラメータをΔＸｓ、ΔＹｓ、ΔＺｓを算出する。なお、下式から解るように、ΔＸｓは、上流側の皿バネ１２の変位量の平均値であり、ΔＹｓは、上流側の皿バネ１２の変位量の平均値である。
ΔＸｓ=1/2Δxs1+1/2Δxs2
ΔＹｓ=1/2Δys1+1/2Δys2
ΔＺｓ＝ΔＸｓ−ΔＹｓ
【００２９】
バネ変位判定部１３ｂは、バネ変位測定部１３ａにより算出されたΔＸｓ、ΔＹｓ、ΔＺｓに基づいて、軽圧下量が適正範囲にあるか否か判定する。その判定に用いる判定条件は以下の（条件１ｓ）および（条件２ｓ）である。
（条件１ｓ）
ΔＺｓ＜1/2Ｚ
（条件２ｓ）
ΔＸｓ＜1/2Ｚ または
ΔＹｓ＜1/2Ｚ
ここで、Ｚは、１セグメントあたりの圧下量（いわゆる軽圧下勾配）であり、軽圧下セグメント８の入り側の圧下ロール７の間隔dinおよび出側の圧下ロール７の間隔doutを用いて、Ｚ＝din−doutにて定義される。
【００３０】
操業条件変更部１３ｅは、上記支柱変位判定部１３ｂおよびバネ変位判定部１３ｄによる判定結果に基づいて、連続鋳造機１の操業条件を変更する。図４を参照しながら先述したように、本発明の実施形態に係る軽圧下セグメント８は、所定の荷重以下である場合、上流側支柱１１ａおよび下流側支柱１１ｂにのみが、圧下ロールを介して鋳片６に印加する荷重を受け止め、所定の荷重以上である場合、皿バネ１２が撓むことによって、圧下ロールを介して鋳片６に印加する荷重を受け止める構成である。したがって、操業条件変更部１３ｅは、所定の荷重以下である場合、支柱変位判定部１３ｂ判定結果に基づいて、連続鋳造機１の操業条件を変更し、所定の荷重以上である場合、バネ変位判定部１３ｄによる判定結果に基づいて、連続鋳造機１の操業条件を変更する。
【００３１】
なお、操業条件変更部１３ｅが変更する連続鋳造機１の操業条件の例としては、鋳造された鋳片６を冷却するための冷却水、または鋳片６を鋳型５から引き抜く速度などが考えられる。また、例えば、軽圧下セグメント８の圧下ロール７の間隔を変更することにより、軽圧下量自体を変更することも可能である。
【００３２】
以下、上記説明した本発明の実施形態に係る連続鋳造方法の効果について検討する。
【００３３】
図６および図７は、本発明の実施形態に係る連続鋳造方法により鋳造したスラブにおける中心偏析度を測定した測定データの表である。測定方法は、スラブの断面中心部における厚さ方向に関する炭素濃度を分析して、その最大値をCmaxとし、平均炭素濃度（つまり溶鋼での炭素濃度）をC0として、Cmax/C0を中心偏析度と定義したものである。つまり、この定義では、中心偏析度が１に近づくほど中心偏析は低減することになる。ここでは、中心偏析度が1.1以上となった場合に中心偏析が悪化したものとして不良判定を行う。
【００３４】
実験に用いた装置は、図１に示した連続鋳造機１と同様である。この連続鋳造機１を用いて低炭素アルミキルド鋼の鋳造を行った。鋳造したスラブは、鋳片厚み250mmかつ鋳片幅2100mmであり、2次冷却比水量を1.6L/kgとし、鋳片引き抜き速度を1.4m/minとした。軽圧下セグメント８の配置は、メニスカスから21〜23m、23〜25m、25〜27mの位置にそれぞれ第１〜３の軽圧下セグメント８を配置した。各軽圧下セグメント８における圧下ロール７は８本であり、圧下ロール７の外径は230mmである。また、１セグメントでの軽圧下勾配Zは、1.7mm/segとしている。
【００３５】
以上の条件の下、第１〜３の軽圧下セグメント８の皿バネ１２の変位量および支柱１１の変位量と中心偏析度の関係を測定した。図６は、皿バネ１２の変位量と中心偏析度の関係を示す表であり、図７は、支柱１１の変位量と中心偏析度の関係を示す表である。なお、図６および図７では紙面の都合上、第２軽圧下セグメントの皿バネ変位と中心偏析度の関係のみを記載している。
【００３６】
図６から理解できるように、（条件１ｓ）ΔＺｓ＜1/2Ｚおよび（条件２ｓ）ΔＸｓ＜1/2ＺまたはΔＹｓ＜1/2Ｚを満す場合には、スラブの中心偏析度が１．１より低いことが解る。一方、図７から理解できるように、（条件１ｐ）ΔＺｐ＜1/40Ｚおよび（条件２ｐ）ΔＸｐ＜1/40ＺまたはΔＹｐ＜1/40Ｚを満す場合には、スラブの中心偏析度が１．１より低いことが解る。したがって、図６および図７を合わせて検討すると、本発明の実施形態にか係る軽圧下量判定方法では、所定の荷重以下である場合、（条件１ｐ）および（条件２ｐ）を満たしているときに適正範囲であると判定し、所定の荷重以上である場合、（条件１ｓ）および（条件２ｓ）を満たしているときに適正範囲であると判定すればよいことが解る。
【００３７】
図８から図１１は、それぞれ（条件１ｐ）ΔＺｐ＜1/40Ｚ、（条件２ｐ）ΔＸｐ＜1/40ＺまたはΔＹｐ＜1/40Ｚ、（条件１ｓ）ΔＺｓ＜1/2Ｚ、および（条件２ｓ）ΔＸｓ＜1/2ＺまたはΔＹｓ＜1/2Ｚの効果を理解しやすいように視覚化したグラフである。
【００３８】
図８は、（条件２ｓ）を満たしている測定データについて、軽圧下勾配Ｚと皿バネ変位の勾配ΔＺｓとの関係を座標平面上の位置で表し、中心偏析度を点の大きさで表したグラフである。図８のグラフから読み取れるように、（条件２ｓ）ΔＸｓ＜1/2ＺまたはΔＹｓ＜1/2Ｚを満たしている条件下では、（条件１ｓ）ΔＺｓ＜1/2Ｚを満たす領域（図中破線下側領域）で中心偏析度が低く抑えられていることが解る。
【００３９】
図９は、（条件１ｓ）を満たしている測定データについて、上流側皿バネ変位ΔＸｓと下流側皿バネ変位ΔＹｓとの関係を座標平面上の位置で表し、中心偏析度を点の大きさで表したグラフである。図９のグラフから読み取れるように、（条件１ｓ）ΔＺｓ＜1/2Ｚを満たしている条件下では、（条件２ｓ）ΔＸｓ＜1/2ＺまたはΔＹｓ＜1/2Ｚを満たす領域（図中破線Ｌ字領域）で中心偏析度が低く抑えられていることが解る。
【００４０】
図１０は、（条件２ｐ）を満たしている測定データについて、軽圧下勾配Ｚと皿バネ変位の勾配ΔＺｐとの関係を座標平面上の位置で表し、中心偏析度を点の大きさで表したグラフである。図１０のグラフから読み取れるように、（条件２ｐ）ΔＸｐ＜1/40ＺまたはΔＹｐ＜1/40Ｚを満たしている条件下では、（条件１ｐ）ΔＺｐ＜1/40Ｚを満たす領域（図中破線下側領域）で中心偏析度が低く抑えられていることが解る。
【００４１】
図１１は、（条件１ｐ）ΔＺｐ＜1/40Ｚを満たしている条件下において、（条件２ｐ）ΔＸｐ＜1/40ＺまたはΔＹｐ＜1/40Ｚを満たしているか否かで、中心偏析度が異なる様子を表すグラフである。図１１に示されるグラフは、（条件１ｐ）を満たす測定データについて、上流側支柱変位ΔＸｐと下流側支柱変位ΔＹｐとの関係を座標平面上の位置で表し、中心偏析度を点の大きさで表したグラフである。図１１のグラフから読み取れるように、（条件２ｐ）ΔＸｐ＜1/40ＺまたはΔＹｐ＜1/40Ｚを満たす領域（図中破線Ｌ字領域）では中心偏析度が低く抑えられていることが解る。
【００４２】
以上より、本発明の実施形態に係る連続鋳造方法によれば、鋳造された鋳片６を軽圧下するための圧下ロール７を保持するフレームを支持する支柱の変位量を測定するステップと、軽圧下セグメント８を過度な荷重から保護するために支柱１１に設けられた皿バネ１２の変位量を測定するステップと、軽圧下セグメント８が鋳片６に掛ける荷重が所定以下である場合、支柱１１の変位量に基づき軽圧下量が適正範囲内にあるか否かを判断する支柱判定ステップと、軽圧下セグメント８が鋳片に掛ける荷重が所定以上である場合、皿バネ１２の変位量に基づき軽圧下量が適正範囲内にあるか否かを判定する弾性機構判定ステップと、この判定の結果に基づき連続鋳造の操業条件を変更するステップを含むので、過大な荷重が軽圧下セグメントに印加された場合でも、軽圧下量が適正範囲内にあるか否かを判定し，鋳片の中心偏析を低減することができる。
【００４３】
弾性機構判定ステップは、以下に掲げる判定条件に基づき軽圧下量が適正範囲内にあるか否かを判定するので、鋳片６の中心偏析の悪化を適切に抑制することができる。（条件１ｓ）ΔＺｓ＜1/2Ｚ、（条件２ｓ）ΔＸｓ＜1/2ＺまたはΔＹｓ＜1/2Ｚ。ただし、ΔＸｓは、上流側の皿バネ１２の変位量の平均値であり、ΔＹｓは、下流側の皿バネ１２の変位量の平均値であり、ΔＺｓは、ΔＹｓとΔＸｓとの差であり、Ｚは軽圧下セグメント８の軽圧下勾配である。
【００４４】
支柱判定ステップは、以下に掲げる判定条件に基づき軽圧下量が適正範囲内にあるか否かを判定するので、鋳片６の中心偏析の悪化を適切に抑制することができる。（条件１ｐ）ΔＺｐ＜1/40Ｚ、（条件２ｐ）ΔＸｐ＜1/40ＺまたはΔＹｐ＜1/40Ｚ。ただし、ΔＸｐは、上流側の支柱１１の変位量の平均値であり、ΔＹｐは、下流側の支柱１１の変位量の平均値であり、ΔＺｐは、ΔＹｐとΔＸｐとの差であり、Ｚは軽圧下セグメント８の軽圧下勾配である。
【００４５】
以上、本発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。
【符号の説明】
【００４６】
１ 連続鋳造機
２ 溶鋼
３ タンディッシュ
４ 浸漬ノズル
５ 鋳型
６ 鋳片
７ 圧下ロール
８ 軽圧下セグメント
９ 油圧シリンダ
１０ フレーム
１１ 支柱
１２ 皿バネ
１３ 制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造された鋳片を軽圧下するための圧下ロール対を保持するフレームを支持する支柱の変位量を測定するステップと、
軽圧下セグメントを過度な荷重から保護するために前記支柱に設けられた弾性機構における前記弾性機構の変位量を測定するステップと、
前記軽圧下セグメントが鋳片に掛ける荷重が所定以下である場合、前記支柱の変位量に基づき軽圧下量が適正範囲内にあるか否かを判断する支柱判定ステップと、
前記軽圧下セグメントが鋳片に掛ける荷重が所定以上である場合、前記弾性機構の変位量に基づき軽圧下量が適正範囲内にあるか否かを判定する弾性機構判定ステップと、
前記判定の結果に基づき連続鋳造の操業条件を変更するステップと
を含むことを特徴とする連続鋳造方法。
【請求項２】
前記弾性機構判定ステップは、以下に掲げる判定条件に基づき軽圧下量が適正範囲内にあるか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の連続鋳造方法。
（条件１ｓ）
ΔＺｓ＜1/2Ｚ
（条件２ｓ）
ΔＸｓ＜1/2Ｚ または
ΔＹｓ＜1/2Ｚ
ただし、ΔＸｓは、上流側の前記弾性機構の変位量の平均値であり、ΔＹｓは、下流側の前記弾性機構の変位量の平均値であり、ΔＺｓは、ΔＹｓとΔＸｓとの差であり、Ｚは前記軽圧下セグメントの軽圧下勾配である。
【請求項３】
前記支柱判定ステップは、以下に掲げる判定条件に基づき軽圧下量が適正範囲内にあるか否かを判定することを特徴とする請求項１または２に記載の連続鋳造方法。
（条件１ｐ）
ΔＺｐ＜1/40Ｚ
（条件２ｐ）
ΔＸｐ＜1/40Ｚ または
ΔＹｐ＜1/40Ｚ
ただし、ΔＸｐは、上流側の前記支柱の変位量の平均値であり、ΔＹｐは、下流側の前記支柱の変位量の平均値であり、ΔＺｐは、ΔＹｐとΔＸｐとの差であり、Ｚは前記軽圧下セグメントの軽圧下勾配である。
【請求項１】
鋳造された鋳片を軽圧下するための圧下ロール対を保持するフレームを支持する支柱の変位量を測定するステップと、
軽圧下セグメントを過度な荷重から保護するために前記支柱に設けられた弾性機構における前記弾性機構の変位量を測定するステップと、
前記軽圧下セグメントが鋳片に掛ける荷重が所定以下である場合、前記支柱の変位量に基づき軽圧下量が適正範囲内にあるか否かを判断する支柱判定ステップと、
前記軽圧下セグメントが鋳片に掛ける荷重が所定以上である場合、前記弾性機構の変位量に基づき軽圧下量が適正範囲内にあるか否かを判定する弾性機構判定ステップと、
前記判定の結果に基づき連続鋳造の操業条件を変更するステップと
を含むことを特徴とする連続鋳造方法。
【請求項２】
前記弾性機構判定ステップは、以下に掲げる判定条件に基づき軽圧下量が適正範囲内にあるか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の連続鋳造方法。
（条件１ｓ）
ΔＺｓ＜1/2Ｚ
（条件２ｓ）
ΔＸｓ＜1/2Ｚ または
ΔＹｓ＜1/2Ｚ
ただし、ΔＸｓは、上流側の前記弾性機構の変位量の平均値であり、ΔＹｓは、下流側の前記弾性機構の変位量の平均値であり、ΔＺｓは、ΔＹｓとΔＸｓとの差であり、Ｚは前記軽圧下セグメントの軽圧下勾配である。
【請求項３】
前記支柱判定ステップは、以下に掲げる判定条件に基づき軽圧下量が適正範囲内にあるか否かを判定することを特徴とする請求項１または２に記載の連続鋳造方法。
（条件１ｐ）
ΔＺｐ＜1/40Ｚ
（条件２ｐ）
ΔＸｐ＜1/40Ｚ または
ΔＹｐ＜1/40Ｚ
ただし、ΔＸｐは、上流側の前記支柱の変位量の平均値であり、ΔＹｐは、下流側の前記支柱の変位量の平均値であり、ΔＺｐは、ΔＹｐとΔＸｐとの差であり、Ｚは前記軽圧下セグメントの軽圧下勾配である。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２４５５３７（Ｐ２０１２−２４５５３７Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１８２５１（Ｐ２０１１−１１８２５１）
【出願日】平成２３年５月２６日（２０１１．５．２６）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２６日（２０１１．５．２６）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]