(57)【要約】【課題】タンディッシュ内の溶鋼重量を適正範囲に制御するためのスライディングノズル装置の制御方法において、プレートの摺動回数を少なくでき、プレートの寿命を延ばすことができるようにする。【解決手段】連続鋳造において取鍋１からタンディッシュ３へ排出される溶鋼流量を調節するために、スライディングノズル装置２のプレート２ａの摺動距離を制御するスライディングノズル装置の制御方法であって、タンディッシュの重量変化率からタンディッシュ重量の許容範囲を超えるまでの時間ΔＴを計算する段階と、ΔＴが所定値以下になったときに、プレートを開方向又は閉方向に摺動させる段階とを含み、前記プレートを開方向又は閉方向に摺動させる段階では、取鍋のヘッドの下降に伴い、プレートの摺動距離を大きくする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続鋳造において取鍋からタンディッシュへ排出される溶鋼流量を調節するために、スライディングノズル装置のプレートの摺動距離を制御するスライディングノズル装置の制御方法であって、
タンディッシュの重量変化率からタンディッシュ重量の許容範囲を超えるまでの時間ΔＴを計算する段階と、
ΔＴが所定値以下になったときに、プレートを開方向又は閉方向に摺動させる段階とを含み、
前記プレートを開方向又は閉方向に摺動させる段階では、取鍋のヘッドの下降に伴い、プレートの摺動距離を大きくすることを特徴とするスライディングノズル装置の制御方法。
【請求項２】
取鍋のヘッドを取鍋の重量から計算する請求項１に記載のスライディングノズル装置の制御方法。
【請求項３】
プレートの摺動距離は、取鍋のヘッドの下降に伴い、段階的に大きくする請求項１又は２に記載のスライディングノズル装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続鋳造において取鍋（以下「ＬＤ」という。）からタンディッシュ（以下「ＴＤ」という。）へ排出される溶鋼流量を調節するために、スライディングノズル装置（以下「ＳＮ装置」という。）のプレートの摺動距離を制御するＳＮ装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
連続鋳造においてＬＤからＴＤへ排出される溶鋼流量は、ＳＮ装置によって調節される。具体的にはＳＮ装置のプレートを開方向又は閉方向に摺動させ、ＳＮ装置の開度を変更することによって溶鋼流量を調節する。
【０００３】
このようにＳＮ装置のプレートは、溶鋼流量を調節するために摺動され、かつ溶鋼と直接接触するため、機械的衝撃及び熱により損耗しやすく、耐用限界（寿命）に至れば交換される。そこで従来から、プレートの使用による損耗を低減し、寿命を延ばすことが望まれており、そのために、ＳＮ装置の制御方法においてプレートの摺動回数をできるだけ少なくすることが求められている。
【０００４】
ＳＮ装置の制御方法としては、従来、ＴＤ内の溶鋼重量を測定し、その測定値と基準設定値との間の偏差や溶鋼重量の変化率に応じてプレートを摺動させる方法が知られている（例えば特許文献１〜３）。例えば、プレートの摺動距離を大と小の２種類設定しておき、偏差や変化率の大きさに応じて、プレートを大と小のいずれかの摺動距離で摺動させるようにしている。
【０００５】
このように、従来の制御方法では、ＴＤ内の溶鋼重量の基準設定値との偏差や変化率に応じて、ＴＤ内の溶鋼重量が一定となるようにプレートを摺動させるようにしているが、その際、ＬＤのヘッド（溶鋼ヘッド）の影響はまったく考慮されていない、
【０００６】
ＳＮ装置の開度が同じであっても、ＬＤのヘッドが変わると溶鋼流量は変化する。すなわち、ＳＮ装置の開度が同じであっても、ＬＤのヘッドが高い鋳造初期では溶鋼流量は多くなり、ＬＤのヘッドが低い鋳造後期では溶鋼流量は少なくなる。このようなＬＤのヘッドによる溶鋼流量の変動を考慮せずに、単にプレートの摺動距離を制御してＳＮ装置の開度を調節するだけでは、ＴＤ内の溶鋼重量を適正範囲に制御することは困難で、結果としてプレートの摺動回数が多くなり、プレートの損耗が進むという事態を招いていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５７−１５２３５８号公報
【特許文献２】特開昭６２−１５８５５６号公報
【特許文献３】特開昭６２−１５８５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、ＴＤ内の溶鋼重量を適正範囲に制御するためのＳＮ装置の制御方法において、プレートの摺動回数を少なくでき、プレートの寿命を延ばすことができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、連続鋳造においてＬＤからＴＤへ排出される溶鋼流量を調節するために、ＳＮ装置のプレートの摺動距離を制御するＳＮ装置の制御方法であって、ＴＤの重量変化率からＴＤ重量の許容範囲を超えるまでの時間ΔＴを計算する段階と、ΔＴが所定値以下になったときに、プレートを開方向又は閉方向に摺動させる段階とを含み、前記プレートを開方向又は閉方向に摺動させる段階では、ＬＤのヘッドの下降に伴い、プレートの摺動距離を大きくすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の制御方法は、ＳＮ装置のプレートを開方向又は閉方向に摺動させる段階において、ＬＤのヘッドの影響を考慮してプレートの摺動距離を決定する。具体的にはＬＤのヘッドの下降に伴い、プレートの摺動距離を大きくする。これにより、１回のプレート摺動により、ＴＤ内の溶鋼重量を適正範囲に制御できるようになる。結果として、プレートの摺動回数を少なくでき、プレートの寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の制御方法を適用する連続鋳造設備の概念図である。
【図２】本発明の制御方法の概念図で、（ａ）はＴＤ重量の変化、（ｂ）はＬＤ重量の変化、（ｃ）はＳＮ装置の開度を示す。
【図３】本発明の制御方法に基づくシミュレーション計算の結果を示す。
【図４】従来の制御方法に基づくシミュレーション計算の結果を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の制御方法を適用する連続鋳造設備の概念図である。図１において、１はＬＤ、２はＳＮ装置、２ａはプレート、３はＴＤ、４は鋳型、５はＳＮ駆動シリンダー、６はＳＮ装置駆動制御盤、７は演算装置、８，９はロードセル、１０，１１はアンプである。
【００１３】
鋳造開始時は、手動又は専用の自動開始プログラムなどにより、ＴＤ３の重量が目標重量の近傍となり、かつＳＮ装置２の開度が理論開度（鋳造開始時のＬＤ１の重量から計算されるヘッドにおいてＳＮ装置２の溶鋼流量が、ＴＤ３からの溶鋼排出量と同じとなるＳＮ装置２の開度）近傍となるように調整し、その調整が終わった時点で本発明の制御方法を開始する。
【００１４】
本発明の制御方法では、サンプリング時間ｔ秒毎に、ロードセル８によりＬＤ１の重量を測定すると共に、ロードセル９によりＴＤ３の重量を測定する。そして演算装置７にて、ＬＤ１の重量からＬＤ１のヘッドを求め、ＴＤ３の重量からＴＤ３の重量変化率を求める。ここで、サンプリング時間ｔは、ＴＤ３の重量変化を感知してＳＮ装置２を動作させるのに適当な時間を設定する。通常、０．１秒未満の時間では、ＴＤ３の重量変化をロードセル９で検知するのに十分でない。また、時間を長く設定しすぎると、ＴＤ３の重量変化に追いつけず、目標重量範囲に制御することができなくなくなる。したがって、サンプリング時間ｔは０．１〜１０秒程度とすることが好ましく、操業条件によってその範囲内で設定する。なお、ＬＤ１のヘッド及びＴＤ３の重量変化率を求めるために使用するロードセル８及び９の測定データとしては、異常値を排除するために連続する複数のサンプリング点を平均した平均値を使用することが好ましい。
【００１５】
次に、ＴＤ３の重量変化率に基づき、演算装置７にてＴＤ重量の許容範囲（上限又は下限）に到達するまでの時間ΔＴを求め、そのΔＴが所定値以下になった場合、ＳＮ装置駆動制御盤６からの指令により、ＳＮ駆動シリンダー５によってＳＮ装置２のプレート２ａを開方向又は閉方向に摺動させる。ここで、前記所定値は前記サンプリング時間ｔの３〜２０倍の範囲で状況に応じ適宜設定する。
【００１６】
プレート２ａの摺動距離は、ＬＤ１のヘッドに応じて変化させる。すなわち、ＬＤ１のヘッドが下降するに従い、プレート２ａの摺動距離を大きくする。具体的には、ＬＤ１のヘッドを３〜５段階程度に分け、その段階に対応させてプレート２ａの摺動距離を設定し、プレート２ａの摺動距離を段階的に大きくする。
【００１７】
図２は、本発明の制御方法の概念図で、（ａ）はＴＤ重量の変化、（ｂ）はＬＤ重量の変化、（ｃ）はＳＮ装置の開度を示す。図２（ｂ）に示すＬＤ重量はＬＤヘッドに対応し、図２（ｃ）に示すＳＮ装置の開度はプレートの摺動距離に対応する。
【００１８】
図２（ａ）に示すように、理想的な制御状態では、ＳＮ装置のプレートを開方向に摺動させた後、ＬＤヘッドの下降と共に溶鋼流量は徐々に減少していき、ＴＤ重量の上限値に達する前に自然に飽和してＴＤ重量は減少に転じる。すなわち、ΔＴが十分に大きい場合、プレートを閉方向に摺動させなくても、ＬＤヘッドの下降に伴う溶鋼流量の減少で自然に飽和してＴＤ重量は減少に転じる。そして、ＴＤ重量が減少に転じた後に、ΔＴが所定値以下になったら、プレートを開方向に摺動させる。このときのプレートの摺動距離は、上述のとおり、ＬＤヘッドの下降に伴い、段階的に大きくする。図２の例では、ＬＤヘッドをＡ〜Ｃの３段階に分け、それぞれの段階におけるプレートの摺動距離Ｌ１〜Ｌ３を、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３としている。このような制御を行うことで、制御開始から鋳造終了までの間、プレートを閉方向に摺動させることなく、ＴＤ重量を許容範囲内に維持することができる。したがって、プレートの摺動回数（摺動距離）を必要最小限に抑えることができる。
【００１９】
なお、図２の説明では、ＬＤヘッドの減少に従い、プレートの摺動距離を段階的に大きくするようにしたが、ＬＤヘッドの減少に従い、無段階で連続的にプレートの摺動距離を大きくすることもできる。
【実施例】
【００２０】
シミュレーション計算により、本発明の制御方法（本発明法）と従来の制御方法（従来法）を比較した。
【００２１】
このシミュレーション計算では、ＳＮ装置の溶鋼流量Ｇを次式により求めた。
Ｇ＝Ｋρ（π／４）ｄ２（２ｇｈ）１／２
ここで、Ｋは補正係数で０．９、
ρは溶鋼密度で７ｔ／ｍ３、
ｄはＳＮ装置のノズル口径で０．０９ｍ、
ｇは重力加速度で９．８ｍ／ｓ２、
ｈはＬＤベッド、である。
【００２２】
なお、ＬＤベッド（ｈ）はＬＤ重量から計算した。鋳造開始時のＬＤ重量は２５０ｔ、ＬＤヘッドは３．８ｍとした。また、ＳＮ装置の初期開度は、上述の理論開度に基づき、２５．１３％とした。
【００２３】
また、シミュレーション計算では、ＴＤからの吐出流量は、鋳型のサイズと鋳片の引き抜き速度から一定（４．２ｔ／ｍｉｎ）とした。したがって、ＳＮ装置の溶鋼流量ＧだけがＴＤ重量を変化させることになる。
【００２４】
以上の条件の下、ＴＤ目標重量を５０ｔ、ＴＤ重量の上限値を５０．５ｔ、下限値を４９．５ｔとして、本発明法と従来法に基づくシミュレーション計算を行った。
【００２５】
本発明法では、その時点のＴＤ重量変化率を計算し、ＴＤ重量の上限値又は下限値に達するまでの到達時間が１分を切ったら、補正する方向にＳＮ装置のプレートを摺動させる。その摺動距離は、ＬＤヘッドが初期の半分までは２ｍｍ、１／３までは３ｍｍ、１／６までは４ｍｍ、以降５ｍｍとする。
【００２６】
従来法では、ＴＤ目標重量を５０ｔに対し、±０．２％の不感帯を越えてさらに目標から遠ざかる変化をしていたら、補正する方向にＳＮ装置のプレートを摺動させる。その摺動距離は、ＴＤ重量変化率が１ｔｏｎ／ｍｉｎ以下の場合は２ｍｍ、ＴＤ重量変化率が１ｔｏｎ／ｍｉｎを超える場合、又はＴＤ重量が上限値又は下限値を超える場合は５ｍｍである。
【００２７】
上記の本発明法に基づくシミュレーション計算の結果を図３に示し、上記の従来法に基づくシミュレーション計算の結果を図４に示す。図３及び図４において、上段はＴＤ重量の時間変化を示し、下段はＳＮ開度の時間変化を示す。ＳＮ装置の開度はプレートの摺動距離に対応する。
【００２８】
本発明法では、図３に示すように、制御開始から鋳造終了までの間、プレートを閉方向に摺動させることなく、ＴＤ重量を許容範囲内に維持することができる。したがって、プレートの摺動回数（摺動距離）を必要最小限に抑えることができる。
【００２９】
一方、従来法では、図４に示すように、プレートを摺動させる回数が多くなり、しかもプレートを開方向に摺動させることもあるので、プレートの摺動距離が大きくなる。
【符号の説明】
【００３０】
１  ＬＤ
２  ＳＮ装置
２ａ  プレート
３  ＴＤ
４  鋳型
５  ＳＮ駆動シリンダー
６  ＳＮ装置駆動制御盤
７  演算装置
８，９  ロードセル
１０，１１  アンプ
【図１】
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【図２】
2011088201.tif 000004
【図３】
2011088201.tif 000005
【図４】
2011088201.tif 000006