連鋳鋳片の軽圧下制御方法
【課題】連続鋳造において軽圧下において、圧下量を高精度に制御することにより、圧下勾配を高精度に設定でき、高品質な鋳片を製造することができる連鋳鋳片の軽圧下制御方法を提供する。
【解決手段】連鋳鋳片の偏析を改善するため凝固末期に、軽圧下時の圧下反力によるロール及びフレームの変形量を加味して軽圧下用のシリンダーのロッド移動量を設定して連鋳鋳片を圧下する連鋳鋳片の軽圧下方法において、予め、各々の上下一対のロール毎にまたは、セグメント毎に軽圧下する鋳片の軽圧下時の上限と下限からなる圧下反力適正範囲を求めておき、連鋳鋳片の軽圧下時の圧下反力が前記下限を下回った場合はロールの圧下量を増加させ、圧下反力が前記上限を上回った場合はロールの圧下量を減少させ、各々適正圧下力範囲になる如くロールの圧下量を制御する。
【解決手段】連鋳鋳片の偏析を改善するため凝固末期に、軽圧下時の圧下反力によるロール及びフレームの変形量を加味して軽圧下用のシリンダーのロッド移動量を設定して連鋳鋳片を圧下する連鋳鋳片の軽圧下方法において、予め、各々の上下一対のロール毎にまたは、セグメント毎に軽圧下する鋳片の軽圧下時の上限と下限からなる圧下反力適正範囲を求めておき、連鋳鋳片の軽圧下時の圧下反力が前記下限を下回った場合はロールの圧下量を増加させ、圧下反力が前記上限を上回った場合はロールの圧下量を減少させ、各々適正圧下力範囲になる如くロールの圧下量を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続鋳造される鋳片を圧下して鋳片の偏析を防止する連鋳鋳片の軽圧下制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
連続鋳造設備は、図３に示すように、溶鋼１を鋳型２に注入し、この鋳型２で冷却して凝固させながら得られた鋳片を、鋳型２の下部に配置した複数のロール３をフレーム４に支持した複数のロールセグメント５もしくはロールスタンドで構成された鋳片支持構造を介して湾曲支持しながら搬出する構造を有している。
【０００３】
連続鋳造において鋳片の偏析を改善するため、凝固末期に多段配設されている、軽圧下する軽圧下セグメント６もしくは軽圧下スタンドにおいては、センサー付きシリンダー７の軽圧下による圧延反力を受けることにより、軽圧下ロール８及びフレーム９が変形し、ロール間隔が数ｍｍ程度広がる。そのため、例えばロール一対あたり圧下量が１ｍｍ程度の軽圧下を行う場合、適正な圧下量設定ができず、軽圧下ロール及びフレームの変形が原因で圧下量不足を生じ、偏析改善効果が不十分であったり、圧下し過ぎにより内部割れが発生したりしていた。
【０００４】
前記の課題を解決する軽圧下制御方法を提供することを目的として、特許文献１に「連続鋳造設備における軽圧力下制御方法」が開示されている。特許文献１に開示されている軽圧力下制御方法は、図４において、凝固末期に配設された軽圧下セグメントにおいて、各ロール軸受毎に位置制御用シリンダーとロールを位置制御するための圧下量演算器を設け、シリンダーのロッド移動量を各ロール毎に、少なくとも鋳片実圧下量とフレーム変形量とロール変形量の合計にて設定し、連鋳鋳片を圧下するものである。これにより、自由自在にテーパー状の圧下が設定でき、軽圧下による内部割れがなく偏析改善効果が得られるとともに、凝固末期の変動に伴い圧下帯を追随可能であり、軽圧下歩留まりが向上するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０５−００８００４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記特許文献１に開示されている技術は以下の課題を有している。
【０００７】
実際の連鋳鋳片の軽圧下において、複数の上下一対の複数のロール間を通過する連鋳鋳片の形状は、種々の操業条件により、逐次変化する。この場合、連鋳鋳片の形状が、例えば、鋼種、操業引き抜き速度、冷却条件等に起因して数ｍｍ小さくなった場合、前記特許文献１に開示されているシリンダーの位置制御による軽圧下の方法では、必要圧下量に対して未達となり、偏析改善効果が得られない。また、最悪の場合、鋳片が圧下されない場合も生ずる。また、連鋳鋳片の形状が例えば、鋼種、操業引き抜き速度、冷却条件等に起因して数ｍｍ大きくなった場合、前記従来技術に開示されているシリンダーの位置制御による軽圧下の方法では、必要圧下量に対して過剰となり、逆に偏析が悪化する。また、最悪の場合、圧下し過ぎにより内部割れなどが生ずる。
【０００８】
また、軽圧下を構成する各部品は、基本的に弾性体であるため、伸び・たわみが発生する。そのため圧下量の制御に位置センサー付きシリンダーを用いた軽圧下装置では圧下する際、フレーム等の伸び・たわみ及びフレーム等の熱伸びによりシリンダーに付属のセンサー出力値と実ロール間距離に誤差が生じ、指定した圧下量通りに圧下することが不可能である。また、位置制御のみであるため、圧下不足、圧下過多の恐れがある。
【０００９】
そこで、本発明は、連続鋳造において軽圧下において、圧下量を高精度に制御することにより、圧下勾配を高精度に設定でき、高品質な鋳片を製造することができる連鋳鋳片の軽圧下制御方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１の発明は、連鋳鋳片の偏析を改善するため凝固末期に、軽圧下時の圧下反力によるロール及びフレームの変形量を加味して軽圧下用のシリンダーのロッド移動量を設定して連鋳鋳片を圧下する連鋳鋳片の軽圧下方法において、予め、各々の上下一対のロール毎にまたは、セグメント毎に軽圧下する鋳片の軽圧下時の上限と下限からなる圧下反力適正範囲を求めておき、連鋳鋳片の軽圧下時の圧下反力が前記下限を下回った場合はロールの圧下量を増加させ、圧下反力が前記上限を上回った場合はロールの圧下量を減少させ、各々適正圧下力範囲になる如くロールの圧下量を制御することを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項２の発明は、圧下反力を軽圧下用のシリンダーに設けた圧力計により測定した圧力を基に圧下反力を演算することにより検出することを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項３の発明は、圧下反力をセグメントの架台もしくは軽圧下スタンドに設けたロードセルにより検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、軽圧下セグメントの圧下量を鋳造開始時の非定常状態から高精度に制御することが可能となり、圧下勾配を高精度に設定でき、高品質な鋳片を製造することが可能となる。
【００１４】
また、軽圧下時の圧下不足による品質不良及び設備機能不足（偏析、鋳片保持力不足）や圧下過多による品質不良及び設備機能不足（内部割れ、引き抜き抵抗増大）の回避が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による反力を演算する機器構成を示す概略図である。
【図２】反力（Ｐｉ）と変位（δ）の関係を示すグラフである。
【図３】連続鋳造設備を示す図である。
【図４】軽圧下セグメントを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１において、軽圧下用シリンダーのヘッッド（Ｈ）側に設けた圧力計ＰＴ１と、ロッド側（Ｌ）に設けた圧力計ＰＴ２により、ヘッド（Ｈ）側の圧力（ＰＨ）、ロッド側の圧力（ＰＬ）がそれぞれの圧力が測定される。測定した圧力は変換器で信号に変換され、入力信号が制御装置にとりこまれて圧下反力が演算され、軽圧下用シリンダーに信号を送ってロッドの移動量を制御する。
【００１８】
ヘッド側の直径（ＤＨ）、ピストンロッドの直径（ＤＲ）の油圧シリンダーのヘッド（Ｈ）側の圧力（ＰＨ）を測定するとともに、ロッド側の圧力（ＰＲ）を測定し、各々の面積から次式により反力（Ｐｉ）が制御装置で演算される。
Ｐｉ＝π／４×｛ＤＨ２×ＰＨ−（ＤＨ２−ＤＲ２）｝×ＰＲ｝
【００１９】
この反力（Ｐｉ）から、事前に測定した反力（Ｐｉ）と変位（δ）の関係より、補正値δｉを求める。
【００２０】
軽圧下セグメントの各構成部品は、すべて弾性域の変形であるため、反力（Ｐｉ）と変位（δ）は、図２に示すように比例関係にあり、オフラインテストにより各スタンドの反力（Ｐｉ）と変位（δｉ）の関係を測定して作成される。
【００２１】
補正値δｉを各反力状況から、各ロール毎のロール間隔指令値Ｈｉに対して補正をかける。
Ｈｉ‘＝Ｈｉ＋δｉ
【００２２】
補正されたロールギャップ値（Ｈｉ‘）が制御装置から出力され、軽圧下用シリンダーのロッド移動量が制御される。
【００２３】
制御装置には、予め、求められた、各々の上下一対のロール毎または、セグメント毎に、軽圧下する鋳片の軽圧下時の圧下反力適正範囲（圧下力上限および圧下力下限）が記憶されている。
【００２４】
演算された圧下反力が適正範囲を下回った場合はロールの圧下量を増加させ、圧下反力が適正範囲を上回った場合はロールの圧下量を減少させ、各々適正圧下力範囲になるようにロールの圧下量を制御する。
【実施例２】
【００２５】
圧下反力をセグメントの架台もしくは軽圧下スタンドに設けたロードセルにより検出する。ロードセルにより検出された信号は変換器で信号に変換され、入力信号が制御装置にとりこまれて圧下反力が演算される。この圧下反力から補正値を求め、軽圧下シリンダーのロッド移動量制御及び圧下反力の適正範囲制御方法は、実施例１と同じである。
【符号の説明】
【００２６】
１：溶鋼
２：鋳型
３：ロール
４：フレーム
５：ロールセグメント
６：軽圧下セグメント
７：位置センサー付きシリンダー
８：下ロール
９：フレーム
１０：鋳片
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続鋳造される鋳片を圧下して鋳片の偏析を防止する連鋳鋳片の軽圧下制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
連続鋳造設備は、図３に示すように、溶鋼１を鋳型２に注入し、この鋳型２で冷却して凝固させながら得られた鋳片を、鋳型２の下部に配置した複数のロール３をフレーム４に支持した複数のロールセグメント５もしくはロールスタンドで構成された鋳片支持構造を介して湾曲支持しながら搬出する構造を有している。
【０００３】
連続鋳造において鋳片の偏析を改善するため、凝固末期に多段配設されている、軽圧下する軽圧下セグメント６もしくは軽圧下スタンドにおいては、センサー付きシリンダー７の軽圧下による圧延反力を受けることにより、軽圧下ロール８及びフレーム９が変形し、ロール間隔が数ｍｍ程度広がる。そのため、例えばロール一対あたり圧下量が１ｍｍ程度の軽圧下を行う場合、適正な圧下量設定ができず、軽圧下ロール及びフレームの変形が原因で圧下量不足を生じ、偏析改善効果が不十分であったり、圧下し過ぎにより内部割れが発生したりしていた。
【０００４】
前記の課題を解決する軽圧下制御方法を提供することを目的として、特許文献１に「連続鋳造設備における軽圧力下制御方法」が開示されている。特許文献１に開示されている軽圧力下制御方法は、図４において、凝固末期に配設された軽圧下セグメントにおいて、各ロール軸受毎に位置制御用シリンダーとロールを位置制御するための圧下量演算器を設け、シリンダーのロッド移動量を各ロール毎に、少なくとも鋳片実圧下量とフレーム変形量とロール変形量の合計にて設定し、連鋳鋳片を圧下するものである。これにより、自由自在にテーパー状の圧下が設定でき、軽圧下による内部割れがなく偏析改善効果が得られるとともに、凝固末期の変動に伴い圧下帯を追随可能であり、軽圧下歩留まりが向上するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０５−００８００４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記特許文献１に開示されている技術は以下の課題を有している。
【０００７】
実際の連鋳鋳片の軽圧下において、複数の上下一対の複数のロール間を通過する連鋳鋳片の形状は、種々の操業条件により、逐次変化する。この場合、連鋳鋳片の形状が、例えば、鋼種、操業引き抜き速度、冷却条件等に起因して数ｍｍ小さくなった場合、前記特許文献１に開示されているシリンダーの位置制御による軽圧下の方法では、必要圧下量に対して未達となり、偏析改善効果が得られない。また、最悪の場合、鋳片が圧下されない場合も生ずる。また、連鋳鋳片の形状が例えば、鋼種、操業引き抜き速度、冷却条件等に起因して数ｍｍ大きくなった場合、前記従来技術に開示されているシリンダーの位置制御による軽圧下の方法では、必要圧下量に対して過剰となり、逆に偏析が悪化する。また、最悪の場合、圧下し過ぎにより内部割れなどが生ずる。
【０００８】
また、軽圧下を構成する各部品は、基本的に弾性体であるため、伸び・たわみが発生する。そのため圧下量の制御に位置センサー付きシリンダーを用いた軽圧下装置では圧下する際、フレーム等の伸び・たわみ及びフレーム等の熱伸びによりシリンダーに付属のセンサー出力値と実ロール間距離に誤差が生じ、指定した圧下量通りに圧下することが不可能である。また、位置制御のみであるため、圧下不足、圧下過多の恐れがある。
【０００９】
そこで、本発明は、連続鋳造において軽圧下において、圧下量を高精度に制御することにより、圧下勾配を高精度に設定でき、高品質な鋳片を製造することができる連鋳鋳片の軽圧下制御方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１の発明は、連鋳鋳片の偏析を改善するため凝固末期に、軽圧下時の圧下反力によるロール及びフレームの変形量を加味して軽圧下用のシリンダーのロッド移動量を設定して連鋳鋳片を圧下する連鋳鋳片の軽圧下方法において、予め、各々の上下一対のロール毎にまたは、セグメント毎に軽圧下する鋳片の軽圧下時の上限と下限からなる圧下反力適正範囲を求めておき、連鋳鋳片の軽圧下時の圧下反力が前記下限を下回った場合はロールの圧下量を増加させ、圧下反力が前記上限を上回った場合はロールの圧下量を減少させ、各々適正圧下力範囲になる如くロールの圧下量を制御することを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項２の発明は、圧下反力を軽圧下用のシリンダーに設けた圧力計により測定した圧力を基に圧下反力を演算することにより検出することを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項３の発明は、圧下反力をセグメントの架台もしくは軽圧下スタンドに設けたロードセルにより検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、軽圧下セグメントの圧下量を鋳造開始時の非定常状態から高精度に制御することが可能となり、圧下勾配を高精度に設定でき、高品質な鋳片を製造することが可能となる。
【００１４】
また、軽圧下時の圧下不足による品質不良及び設備機能不足（偏析、鋳片保持力不足）や圧下過多による品質不良及び設備機能不足（内部割れ、引き抜き抵抗増大）の回避が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による反力を演算する機器構成を示す概略図である。
【図２】反力（Ｐｉ）と変位（δ）の関係を示すグラフである。
【図３】連続鋳造設備を示す図である。
【図４】軽圧下セグメントを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１において、軽圧下用シリンダーのヘッッド（Ｈ）側に設けた圧力計ＰＴ１と、ロッド側（Ｌ）に設けた圧力計ＰＴ２により、ヘッド（Ｈ）側の圧力（ＰＨ）、ロッド側の圧力（ＰＬ）がそれぞれの圧力が測定される。測定した圧力は変換器で信号に変換され、入力信号が制御装置にとりこまれて圧下反力が演算され、軽圧下用シリンダーに信号を送ってロッドの移動量を制御する。
【００１８】
ヘッド側の直径（ＤＨ）、ピストンロッドの直径（ＤＲ）の油圧シリンダーのヘッド（Ｈ）側の圧力（ＰＨ）を測定するとともに、ロッド側の圧力（ＰＲ）を測定し、各々の面積から次式により反力（Ｐｉ）が制御装置で演算される。
Ｐｉ＝π／４×｛ＤＨ２×ＰＨ−（ＤＨ２−ＤＲ２）｝×ＰＲ｝
【００１９】
この反力（Ｐｉ）から、事前に測定した反力（Ｐｉ）と変位（δ）の関係より、補正値δｉを求める。
【００２０】
軽圧下セグメントの各構成部品は、すべて弾性域の変形であるため、反力（Ｐｉ）と変位（δ）は、図２に示すように比例関係にあり、オフラインテストにより各スタンドの反力（Ｐｉ）と変位（δｉ）の関係を測定して作成される。
【００２１】
補正値δｉを各反力状況から、各ロール毎のロール間隔指令値Ｈｉに対して補正をかける。
Ｈｉ‘＝Ｈｉ＋δｉ
【００２２】
補正されたロールギャップ値（Ｈｉ‘）が制御装置から出力され、軽圧下用シリンダーのロッド移動量が制御される。
【００２３】
制御装置には、予め、求められた、各々の上下一対のロール毎または、セグメント毎に、軽圧下する鋳片の軽圧下時の圧下反力適正範囲（圧下力上限および圧下力下限）が記憶されている。
【００２４】
演算された圧下反力が適正範囲を下回った場合はロールの圧下量を増加させ、圧下反力が適正範囲を上回った場合はロールの圧下量を減少させ、各々適正圧下力範囲になるようにロールの圧下量を制御する。
【実施例２】
【００２５】
圧下反力をセグメントの架台もしくは軽圧下スタンドに設けたロードセルにより検出する。ロードセルにより検出された信号は変換器で信号に変換され、入力信号が制御装置にとりこまれて圧下反力が演算される。この圧下反力から補正値を求め、軽圧下シリンダーのロッド移動量制御及び圧下反力の適正範囲制御方法は、実施例１と同じである。
【符号の説明】
【００２６】
１：溶鋼
２：鋳型
３：ロール
４：フレーム
５：ロールセグメント
６：軽圧下セグメント
７：位置センサー付きシリンダー
８：下ロール
９：フレーム
１０：鋳片
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連鋳鋳片の偏析を改善するため凝固末期に、軽圧下時の圧下反力によるロール及びフレームの変形量を加味して軽圧下用のシリンダーのロッド移動量を設定して連鋳鋳片を圧下する連鋳鋳片の軽圧下方法において、
予め、各々の上下一対のロール毎にまたは、セグメント毎に軽圧下する鋳片の軽圧下時の上限と下限からなる圧下反力適正範囲を求めておき、連鋳鋳片の軽圧下時の圧下反力が前記下限を下回った場合はロールの圧下量を増加させ、圧下反力が前記上限を上回った場合はロールの圧下量を減少させ、各々適正圧下力範囲になる如くロールの圧下量を制御することを特徴とする連鋳鋳片の軽圧下方法。
【請求項２】
圧下反力を軽圧下用のシリンダーに設けた圧力計により測定した圧力を基に圧下反力を演算することにより検出することを特徴とする請求項１記載の連鋳鋳片の軽圧下方法。
【請求項３】
圧下反力をセグメントの架台もしくは軽圧下スタンドに設けたロードセルにより検出することを特徴とする請求項１記載の連鋳鋳片の軽圧下方法。
【請求項１】
連鋳鋳片の偏析を改善するため凝固末期に、軽圧下時の圧下反力によるロール及びフレームの変形量を加味して軽圧下用のシリンダーのロッド移動量を設定して連鋳鋳片を圧下する連鋳鋳片の軽圧下方法において、
予め、各々の上下一対のロール毎にまたは、セグメント毎に軽圧下する鋳片の軽圧下時の上限と下限からなる圧下反力適正範囲を求めておき、連鋳鋳片の軽圧下時の圧下反力が前記下限を下回った場合はロールの圧下量を増加させ、圧下反力が前記上限を上回った場合はロールの圧下量を減少させ、各々適正圧下力範囲になる如くロールの圧下量を制御することを特徴とする連鋳鋳片の軽圧下方法。
【請求項２】
圧下反力を軽圧下用のシリンダーに設けた圧力計により測定した圧力を基に圧下反力を演算することにより検出することを特徴とする請求項１記載の連鋳鋳片の軽圧下方法。
【請求項３】
圧下反力をセグメントの架台もしくは軽圧下スタンドに設けたロードセルにより検出することを特徴とする請求項１記載の連鋳鋳片の軽圧下方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−２１８４２２（Ｐ２０１１−２１８４２２Ａ）
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９１４８９（Ｐ２０１０−９１４８９）
【出願日】平成２２年４月１２日（２０１０．４．１２）
【出願人】（３０６０２２５１３）新日鉄エンジニアリング株式会社 (897)
【出願人】（３９００２２８７３）日鐵プラント設計株式会社 (275)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月１２日（２０１０．４．１２）
【出願人】（３０６０２２５１３）新日鉄エンジニアリング株式会社 (897)
【出願人】（３９００２２８７３）日鐵プラント設計株式会社 (275)
【Ｆターム（参考）】
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