(57)【要約】【課題】  複数のストランドを有する連続鋳造設備において、各ストランド同時に鋳造終了し、且つ、生産性にさほど影響することなく余材鋳片の発生を抑制する。【解決手段】  オーダーに基づく請求長さの鋳片の組み合わせによってチャージが構成された溶鋼を、複数のストランドで連続鋳造する際に、鋳造終了前の特定時点において残溶鋼量を求め、求めた残溶鋼量を各ストランドに振分け、その時点までの鋳造実績と照らし合わせて各ストランドで余剰溶鋼量を求め、求めた余剰溶鋼量の合計量が次回以降の鋳造予定の鋳造予定鋳片の１本以上の質量よりも多い場合には、各ストランドに１本ずつ鋳造予定鋳片を振り分け、この振分けによって生じた各ストランドの鋳造時間の相違に基づく鋳造終了予定時期の偏差を吸収するべく、鋳造時間が最も長いストランドでは鋳造速度を維持し、その他のストランドでは鋳造速度を減速し、全ストランド同時に鋳造終了する。【選択図】            なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーダーに基づく請求長さを有する個々の鋳片の組み合わせによってチャージが構成された溶鋼を、複数のストランドを有する連続鋳造設備で連続鋳造を行う際に、
鋳造終了前の特定時点において残溶鋼量を求め、
求めた残溶鋼量を各ストランドに振分け、その時点までの鋳造実績と照らし合わせてストランドの総請求長さに対する余剰溶鋼量を各ストランドで求め、
求めた各ストランドでの余剰溶鋼量の合計量が次回以降の鋳造に予定されている鋳造予定鋳片の１本以上の質量よりも多い場合には、
余剰溶鋼量の合計量から算出される鋳造予定鋳片がなくなるまで、各ストランドに１本ずつ鋳造予定鋳片を振り分け、
この振分けによって生じた各ストランドの鋳造時間の相違に基づく鋳造終了予定時期の偏差を吸収するべく、鋳造時間が最も長いストランドでは鋳造速度を維持し、その他のストランドでは鋳造速度を減速し、全ストランド同時に鋳造終了するようにした、
余材鋳片の発生量の少ない鋼の連続鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のストランドを有する連続鋳造設備において、各ストランドの鋳片歩留りが良く、且つ、各ストランドで同時に鋳造終了するための連続鋳造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のストランドを有する連続鋳造設備では、１つのタンディッシュから複数の鋳型に溶鋼を供給し、各鋳型からそれぞれ鋳片を引き抜き、複数の鋳片を同時に鋳造している。このような連続鋳造設備において、鋳造終了、つまり、タンディッシュから鋳型への溶鋼の注入終了は、従来から各ストランドで同時に行われている。即ち、タンディッシュ内に滞在していた最終チャージの溶鋼が全て鋳型内に注入された時点が、望むと望まざるに拘わらず鋳造終了時点となる。
【０００３】
ところで、各ストランドにおける鋳片は、オーダーに基づく請求長さの鋳片を基本とし、この請求長さの鋳片を複数個組み合わせて、１つのストランド全体の鋳片が設計されており、このようにして設計された各ストランドの全ての鋳片を集めて１つのチャージが構成されている。これは、需要家の要望する鋼材の厚み、幅、長さの規格から、この鋼材を製造するための鋳片の必要とする質量が決定し、この質量を確保するべく請求長さが決定されていることによる。従って、この請求長さに満たない鋳片や請求長さを超える鋳片は、余材鋳片（「余剰鋳片」ともいう）と呼ばれ、別のオーダーに振りあてることで、再利用処理が行われている。
【０００４】
しかしながら、在庫として長期間放置されることが多く、また、最適なオーダーがない場合には、屑化される部分が発生することを覚悟の上で再切断して使用することからスクラップの発生量が多く、製造コストを増加させる原因となっている。尚、余材鋳片が発生する理由は、転炉における脱炭精錬での溶鋼歩留りの変化による溶鋼量自体の変動や連続鋳造機の各ストランドでの鋳造速度の制御精度などに起因し、１つのタンディッシュで鋳造するチャージ数が増加すればするほど余材鋳片が発生しやすくなる。
【０００５】
そこで、連続鋳造において余材鋳片の発生量を抑制する方法が提案されている。例えば、特許文献１には、複数のストランドを有する連続鋳造設備で連続鋳造を行う際に、（１）鋳造終了前の特定時点における残溶鋼を求める、（２）各ストランドにおける鋳片請求長にしたがって前記残溶鋼を各ストランドに振分ける、（３）この振分けによって生じた各ストランドの残鋳造長さの相違に基づく鋳造終了予定時期の偏差を吸収するのに必要な各ストランドの鋳造速度を速度許容範囲内で求める、（４）ここで求めた鋳造速度にて各ストランドを鋳造する、ことにより余剰鋳片の発生を可及的に小さく抑えつつ全ストランドを同時停止する連続鋳造方法が提案されている。
【０００６】
また、特許文献２には、同一タンディッシュから溶鋼を複数の鋳型に注入しながら複数ストランドでそれぞれ連続鋳造する際、各ストランドの最終鋳込による鋳片の長さが実質上目標長さにそれぞれ一致するように、ストランド毎に鋳造速度を制御する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６２−２５２６５１号公報
【特許文献２】特開平１１−２１６５５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来技術には以下の問題点がある。
【０００９】
即ち、特許文献１では、各ストランドの残鋳造長さの相違に基づく鋳造終了予定時期の偏差を吸収するのに必要な各ストランドの鋳造速度を求める際に、鋳造速度を増加させることを前提としている。
【００１０】
鋳造速度は、一般に、連続鋳造設備による制約と鋳片品質による制約と操業による制約（浸漬ノズルの閉塞、鋳型内溶鋼湯面の変動、溶鋼の過熱度など）によって決定され、通常、高生産性を得るために設定範囲の最大値を選択している。つまり、鋳造速度を増速する余地のないことが一般的である。
【００１１】
特許文献１は、鋳造速度を増加することを前提としており、鋳造速度を増加させる余地のない場合には、適用することができない。一方、鋳造速度を増加させる余地を確保するために、定常鋳造域の鋳造速度を予め低下させた場合には、生産性を阻害する。
【００１２】
特許文献２は、鋳造する溶鋼量に過不足がない場合には有効であるが、溶鋼量に過不足がある場合には、却って余材鋳片の発生量を増やしてしまう虞がある。
【００１３】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、複数のストランドを有する連続鋳造設備において、各ストランド同時に鋳造終了するとともに、生産性にさほど影響することなく余材鋳片の発生を抑制することのできる鋼の連続鋳造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するための本発明の要旨は以下のとおりである。
［１］オーダーに基づく請求長さを有する個々の鋳片の組み合わせによってチャージが構成された溶鋼を、複数のストランドを有する連続鋳造設備で連続鋳造を行う際に、鋳造終了前の特定時点において残溶鋼量を求め、求めた残溶鋼量を各ストランドに振分け、その時点までの鋳造実績と照らし合わせてストランドの総請求長さに対する余剰溶鋼量を各ストランドで求め、求めた各ストランドでの余剰溶鋼量の合計量が次回以降の鋳造に予定されている鋳造予定鋳片の１本以上の質量よりも多い場合には、余剰溶鋼量の合計量から算出される鋳造予定鋳片がなくなるまで、各ストランドに１本ずつ鋳造予定鋳片を振り分け、この振分けによって生じた各ストランドの鋳造時間の相違に基づく鋳造終了予定時期の偏差を吸収するべく、鋳造時間が最も長いストランドでは鋳造速度を維持し、その他のストランドでは鋳造速度を減速し、全ストランド同時に鋳造終了するようにした、余材鋳片の発生量の少ない鋼の連続鋳造方法。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、全ストランド同時に鋳造終了することができ、且つ、連続鋳造操業の定常部では、鋳片品質による制約などで規定される最大限の鋳造速度で鋳造することができ、鋳造時間の延長幅は、最大でも１本の鋳片を余分に鋳造する時間だけであり、従って、各ストランド同時に鋳造終了するという条件下において、生産性をさほど阻害することなく、余材鋳片の発生を抑制することが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を具体的に説明する。
【００１７】
本発明は、１つのタンディッシュから２つ以上の鋳型に同時に溶鋼を注入する連続鋳造設備、つまり、１つのタンディッシュと２つ以上のストランド（「ｎ本のストランド」と記す）とを有する連続鋳造設備に適用する。タンディッシュには、タンディッシュ上方に配置する取鍋からスライディングノズルやストッパーなどの流量制御装置によって流量制御された溶鋼が注入され、タンディッシュから鋳型には、スライディングノズルやストッパーなどの流量制御装置を用いて溶鋼流量を調整しながら溶鋼を注入する。本発明では、複数個（ｎ個、ｎ≧２）存在するストランドのうちの１以上「ｎ−１」以下のストランドで鋳造速度を減速する必要があることから、タンディッシュから鋳型への溶鋼注入流量を各ストランドで独立して制御できる連続鋳造設備が対象となる。
【００１８】
本発明においては、タンディッシュ上方に配置した取鍋に滞在する溶鋼の質量を、この取鍋を支持するレードルカー或いはスイングタワーに取り付けたロードセルによって測定し、一方、タンディッシュ内の溶鋼の質量を、このタンディッシュを支持するタンディッシュカーに取り付けたロードセルによって測定する。溶鋼質量の測定時期は、取鍋及びタンディッシュともに任意の時期に測定可能となっている。これらの溶鋼質量の測定値は、連続鋳造制御用計算機に入力されている。また、各ストランドには鋳片の鋳造長さを測定するためのメジャーロールが設置されており、メジャーロールによる鋳造長さの測定値も、連続鋳造制御用計算機に入力されており、更に、製鉄所の管理を担うホスト計算機からは鋳片に関するオーダー請求情報が連続鋳造制御用計算機に入力されるように構成されている。
【００１９】
取鍋に収容される溶鋼は、転炉や電気炉などの一次精錬炉で溶製されたもの、或いは、一次精錬炉からの出鋼後に必要に応じてＲＨ真空脱ガス装置などの二次精錬炉を経由したものであり、この溶鋼は、需要家からのオーダーによって決定される請求長さを有する個々の鋳片を複数個組み合わせることにより、１つのチャージとして構成されたものである。例えば、仮にオーダーによる請求長さの鋳片が全て１０トン／本の一定として、転炉容量が３００〜３２０トンで、４ストランドの連続鋳造設備で鋳造する場合には、１ストランドあたり８本の鋳片が振り分けられて１つのチャージが構成されることになる（320=10×8×4）。尚、ここでは、説明を簡便化するために、オーダーによる鋳片の質量を一定としたが、異なる質量つまり異なる請求長さの鋳片が１チャージに含まれるのが一般的である。
【００２０】
連続鋳造操業では、鋳造したストランド内の鋳片を、ホスト計算機から入力された、オーダーによって決められた所定長さを有する鋳片として、連続鋳造機の出側に設置した鋳片切断機を用いて順次切断する。この連続鋳造操業における、多数チャージの連続鋳造での最終チャージ、または１チャージのみの連続鋳造のそのチャージ、或いは、異鋼種連続鋳造での鋼種変更を行う直前のチャージにおいて、本発明を適用する。以下、本発明の適用方法を工程順に説明する。
【００２１】
（１）多数チャージの連続鋳造での最終チャージ、または１チャージのみの連続鋳造のそのチャージ、或いは、異鋼種連続鋳造での鋼種変更を行う直前のチャージの鋳造終了前の特定時点において、当該チャージの残溶鋼量を求める。ここで、鋳造終了前の特定時点とは、少なくとも、オーダーに基づいて請求された鋳片１本以上に相当する溶鋼が、各ストランドともに未だ鋳型内に注入されていない時点とする。但し、各ストランドの鋳造速度の調整を容易にする観点から、当該チャージの鋳造開始時点とすることが望ましい。
【００２２】
チャージの残溶鋼量は、下記の（１）式で表される。
Ｗ＝ＷL＋ＷT  ・・・（１）
但し、（１）式において、Ｗ：チャージの残溶鋼量（トン）、ＷL：取鍋内の残溶鋼量（トン）、ＷT：タンディッシュ内の残溶鋼量である。尚、これらの残溶鋼量はスラグ分の質量の補正が加えられたものである。
【００２３】
（２）求めた残溶鋼Ｗを各ストランドに振り分ける。残溶鋼Ｗを各ストランドに振り分けた後のストランド毎の鋳造可能質量は下記の（２）式で表される。
ＷZi＝［Ｗ／(Ｔp1＋Ｔp2＋Ｔp3＋・・・＋Ｔpn)］×Ｔpi  ・・・（２）
但し、（２）式において、ＷZi：第ｉ番目ストランドでの鋳造可能質量（トン）、Ｔpi：第ｉ番目ストランドでの鋳造量（トン／ｍｉｎ）である。ここで、鋳造量Ｔpiは下記の（３）式で表される。
Ｔpi＝Ｖci×Ｓei×ρ  ・・・（３）
但し、（３）式において、Ｖci：第ｉ番目ストランドの鋳造速度（ｍ／ｍｉｎ）、Ｓei：第ｉ番目ストランドの鋳型断面積（ｍ2）、ρ：鋳片密度（トン／ｍ3）である。各ストランドの鋳型断面積及び鋳造速度が同一の場合には、ストランド数で除算した質量が各ストランドに均等に振り分けられる。
【００２４】
（３）ストランド毎に鋳造可能質量（ＷZi）がマイナスにならない位置まで、請求された鋳片のうちで未切断の鋳片を配置する。鋳片を配置する際には、クロップ（トップクロップ及び継目クロップ）の部分を配置した上で、鋳造可能質量（ＷZi）がマイナスにならない鋳片まで未切断の鋳片を配置する。このようにして、各ストランドの総鋳造量を求める。その際に、各ストランド内に存在する当該チャージの鋳片長さは、メジャーロールによる鋳片測定長から把握する。鋳造可能質量（ＷZi）がマイナスにならないように考慮しているので、各ストランドにおいて、鋳造可能質量（ＷZi）≧総鋳造量となる。
【００２５】
（４）それぞれのストランドで、各ストランドの総鋳造量を求めた後、この総鋳造量とストランド毎の鋳造可能質量ＷZiとの差分を求め、この差分をそれぞれのストランドでの余剰溶鋼量として求める。求めた各ストランドの余剰溶鋼量を合計し、この合計量を当該チャージの余剰溶鋼量として求める。
【００２６】
（５）求めた当該チャージの余剰溶鋼量と、次回以降の鋳造に予定されている、オーダーに基づいて請求された鋳片（「鋳造予定鋳片」と定義する）の質量とを比較し、当該チャージの余剰溶鋼量が鋳造予定鋳片の１本以上の質量よりも多い場合には、余剰溶鋼量から１本以上の鋳造予定鋳片を採取する。つまり、ｎ本のストランドに、余剰溶鋼量の質量から算出された数の鋳造予定鋳片がなくなるまで、それぞれ１本ずつ鋳造予定鋳片を順に振り分ける。各ストランドに１本ずつ鋳造予定鋳片を振り分けた後に、更に鋳造予定鋳片の１本以上の質量よりも多い余剰溶鋼量が残る場合には、各ストランドに再度１本ずつ鋳造予定鋳片を順に振り分ける。鋳造予定鋳片を各ストランドに振り分けた後に残った、鋳造予定鋳片よりも質量の少ない余剰溶鋼量は、各ストランドに均等に振り分ける。
【００２７】
（６）鋳造予定鋳片の振り分け後、各ストランドでの今後鋳造すべき鋳片の長さを求め、その時点の鋳造速度を基準として現時点以降の鋳造時間を算出する。
【００２８】
（７）算出される鋳造時間が最も長いストランドを基準とし、他のストランドでの鋳造時間が、鋳造時間の最も長いストランドと同一になるように、他のストランドでは今後鋳造すべき鋳片の長さに応じて鋳造速度を減速させる。鋳造時間の最も長いストランドではその時点の鋳造速度を維持する。これにより、全ストランド同時に鋳造が終了する。この場合、鋳造予定鋳片を振り分ける際には、鋳造速度を減速させるストランドの鋳造速度が下限値未満にならないように、振り分ける鋳造予定鋳片を選択する。
【００２９】
このようにして連続鋳造することで、全ストランド同時に鋳造終了することができ、且つ、連続鋳造操業の定常部では、鋳片品質による制約などで規定される最大限の鋳造速度で鋳造することができ、鋳造時間の延長幅は、最大でも１本の鋳造予定鋳片を余分に鋳造する時間だけであり、従って、生産性をさほど阻害することなく、余材鋳片の発生を抑制することが可能となる。
【実施例】
【００３０】
形鋼用の鋳片を製造する４ストランドのブルーム連続鋳造設備で本発明を実施した例を説明する。ブルーム連続鋳造設備で鋳造する鋳片の厚みは０．２５ｍ、幅は０．３１ｍであり、１チャージあたりの溶鋼量は３２０トンである。４チャージの同一鋼種を続けて連続鋳造する際に、最終チャージで本発明を実施した。
【００３１】
この鋼種の基準の鋳造速度は１．３ｍ／ｍｉｎであり、特許文献１に提案される方法（比較例）を適用する場合には、０．０７ｍ／ｍｉｎ程度の鋳造速度増加分が必要であり、予め、鋳造速度を基準速度に対して０．０７ｍ／ｍｉｎ減速して鋳造した。その結果、４つのストランドとも平均鋳造速度は「基準値−０．０７」ｍ／ｍｉｎとなった。
【００３２】
これに対して本発明を適用した場合には、４つのストランドでの平均鋳造速度は基準速度に対して０．０２ｍ／ｍｉｎの低下で済み、比較例に対して平均鋳造速度を約０．０５ｍ／ｍｉｎ増加させることができた。その結果、最終チャージの鋳造時間を５．４％短縮することができた。