(57)【要約】【課題】鋳片引抜速度の変動を防止し、鋳片を一定速度で引き抜くことができる連続鋳造設備における鋳片引抜方法を提供する。【解決手段】連続鋳造設備において複数対のピンチロールにより鋳片Ｓを一定速度で引き抜く鋳片引抜方法であって、全ピンチロール１０ａ、１１ａ〜１０ｃ、１１ｃについて駆動モーター１４ａ、１５ａ〜１４ｃ、１５ｃをそれぞれ独立して速度制御し、全ピンチロール１０ａ、１１ａ〜１０ｃ、１１ｃの駆動モーター電流の総和から機械バックラッシュ起因による鋳片引抜速度の変動の有無を検知し、ピンチロール１０ａ、１１ａ〜１０ｃ、１１ｃの駆動モーター１４ａ、１５ａ〜１４ｃ、１５ｃをトルクまたは速度制御する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続鋳造設備において複数対のピンチロールにより鋳片を一定速度で引き抜く鋳片引抜方法であって、全ピンチロールについて駆動モーターをそれぞれ独立して速度制御し、全ピンチロールの駆動モーター電流の総和から機械バックラッシュ起因による鋳片引抜速度の変動の有無を検知し、ピンチロールの駆動モーターをトルクまたは速度制御することを特徴とする連続鋳造設備における鋳片引抜方法。
【請求項２】
鋳片引抜速度の変動を検知した場合に少なくとも１対のピンチロールの駆動モーターをトルク制御し、他の対のピンチロールの駆動モーターは速度制御する請求項１記載の連続鋳造設備における鋳片引抜方法。
【請求項３】
前記全ピンチロールの駆動モーター電流の総和から、鋳片引抜に必要とされる合計トルクＴを求め、
−Ｔｍ＋Ｔｐ≦Ｔ≦Ｔｍ＋Ｔｐ
ここで、Ｔｍ：鋳型振動摩擦力をピンチロール引抜トルクに換算した値
Ｔｐ：全ピンチロールの無負荷回転トルク
のときに前記機械バックラッシュ起因の鋳片引抜速度の変動が発生したと判断する請求項１または請求項２記載の連続鋳造設備における鋳片引抜方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続鋳造設備における鋳片引抜方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋼鋳片の連続鋳造設備において、鋳造条件によっては、ピンチロール駆動系の機械バックラッシュによる鋳片引抜速度の変動が発生する。鋳片引抜速度の変動は表面品位の悪化を招くため、鋳片引抜速度の変動を極力抑制する必要がある。
【０００３】
上記機械バックラッシュによる鋳片引抜速度変動は次のようにして発生する。図３に示すように、引抜中の鋳片Ｓには鋳片自重（鋳片落下力）Ｗが下向きに、案内支持ロール群５による総引抜抵抗Ｒが上向きに加わる。さらに、鋳片Ｓには鋳型振動摩擦力が振動方向によって上向きまたは下向きに加わる。ピンチロール１０は、鋳片自重Ｗが総引抜抵抗Ｒより大きい場合には鋳片落下を支え、小さい場合には鋳片を引き抜く。
【０００４】
鋳片自重Ｗと総引抜抵抗Ｒとがほぼ等しい場合、ピンチロールの負荷は小さくなり、ほぼ無負荷状態となる。このような場合、鋳型振動摩擦力がピンチロール１０に伝達され、鋳型１が振動下降時にあるとき、鋳片Ｓは機械バックラッシュ分だけピンチロール駆動モーターの回転より先行する。つまり、鋳片Ｓは、あらかじめ設定された本来の引抜速度より速く落下する。また、鋳型１が振動上昇時にあるとき、鋳片Ｓは機械バックラッシュ分にモーター回転が追い付くまで、ピンチロール１０の駆動力を受けず、ほぼ停止状態となる。この結果、鋳片Ｓは落下、停止を繰り返し、鋳片引抜速度が変動する。
【０００５】
上記鋳片引抜速度の変動を抑える技術として、例えば複数対のピンチロールを配設し、各ピンチロールの回転速度が相互に異なるように駆動制御装置で制御する方法がある。この方法では、各ピンチロールに、一定方向のトルクが付加されることになり、ピンチロールの負荷変動が生成してもバックラッシュによる速度変動は発生しない（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
しかし、上記方法は機械バックラッシュに起因する引抜速度変動の発生を検知する手段が無く、当該速度変動が発生しない条件下においても、各ピンチロール間の回転速度指令の相違による余分な負荷が作用することになる。したがって、消費電力が増え、かつ過大なピンチロール能力を必要とする。また、各ピンチロールに本来の引抜速度と異なる回転速度指令を与え、各ピンチロール間に発生するトルクを一定方向に制御しようとするものである。この結果、本来の引抜速度制御が困難、かつ複雑となり、鋳造条件の変動により必要な鋳片引抜トルクが変化した場合、各ピンチロールの負荷バランスが変わり、実際の鋳片引抜速度も変動する。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭６３−２１５３５９号公報（第２ページ、左上欄参照）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点を解決したものであって、鋳片引抜速度の変動を防止し、鋳片を一定速度で引き抜くことができる連続鋳造設備における鋳片引抜方法を提供することを課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前述のようにピンチロールの駆動系の機械バックラッシュに起因する引抜速度変動が、連続鋳造機の総引抜抵抗Ｒと鋳片自重Ｗがほぼバランスした時に発生することを明らかにした。また、機械バックラッシュ起因による速度変動が発生する条件においてのみ、複数対のピンチロールの内の少なくとも１対のピンチロールについてトルク制御を行い、各ピンチロールが一定方向のトルクで安定して運転できることを見出した。本発明は、これらの知見に基づいてなされたものである。
【００１０】
本発明の連続鋳造設備における鋳片引抜方法は、連続鋳造設備において複数対のピンチロールにより鋳片を一定速度で引き抜く鋳片引抜方法であって、全ピンチロールについて駆動モーターをそれぞれ独立して速度制御し、全ピンチロールの駆動モーター電流の総和から機械バックラッシュ起因による鋳片引抜速度の変動の有無を検知し、ピンチロールの駆動モーターをトルクまたは速度制御する。この鋳片引抜方法では、鋳片引抜速度変動の発生を予知し、速度変動を未然に防止することができる。
【００１１】
上記鋳片引抜方法において、鋳片引抜速度の変動を検知した場合に少なくとも１対のピンチロールの駆動モーターをトルク制御し、他の対のピンチロールの駆動モーターは速度制御することができる。この方法により、鋳造条件の変動によりピンチロールに必要とされる引抜力が大きく変動する場合においても、ピンチロールの負荷を制動側、または引抜側に安定させることによってピンチロールの負荷が一定方向に安定するので、機械バックラッシュによる鋳片引抜速度変動を防止することができる。
【００１２】
また、上記鋳片引抜方法において、前記全ピンチロールの駆動モーター電流の総和から、鋳片引抜に必要とされる合計トルクＴを求め、
−Ｔｍ＋Ｔｐ≦Ｔ≦Ｔｍ＋Ｔｐ
ここで、Ｔｍ：鋳型振動摩擦力をピンチロール引抜トルクに換算した値
Ｔｐ：全ピンチロールの無負荷回転トルク
のときに前記機械バックラッシュ起因の鋳片引抜速度の変動が発生したと判断し、各ピンチロールの駆動モーターのトルクまたは速度を制御するようにしてもよい。この方法により、全ピンチロール駆動モータの総和から算定される鋳片引抜に必要とされる合計トルクＴが上式の範囲にあるかないかにより、速度変動発生の有無を判断することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の鋳片引抜方法を実施する鋳片引抜装置を模式的に示している。鋳片引抜装置は、鋳片Ｓに引抜力を与える３対のピンチロール１０ａ・１１ａ、１０ｂ・１１ｂ、１０ｃ・１１ｃを備えている。各ピンチロール１０ａ、１１ａ〜１０ｃ、１１ｃは、減速機、継手などからなる駆動機械系１２ａ、１３ａ〜１２ｃ、１３ｃを介して駆動モーター１４ａ、１５ａ〜１４ｃ、１５ｃにそれぞれ接続されている。ピンチロール１０ａ、１１ａの駆動モーター１４ａ、１５ａには、トルクおよび速度制御可能なトルク／速度制御装置１６ａ、１７ａが接続されている。他のピンチロール１０ｂ、１１ｂ、１０ｃ、１１ｃの駆動モーター１４ｂ、１５ｂ、１４ｃ、１５ｃには、それぞれ速度制御装置１６ｂ、１７ｂ、１６ｃ、１７ｃが接続されている。
【００１４】
ここで、上記のように構成された鋳片引抜装置による鋳片引抜方法を、図２に示すフローチャートに従って説明する。なお、図２において、
2004314160.tif 000003
Ｔａ、ＴｂおよびＴｃ：図１に示すピンチロールの引抜トルク
Ｔｍ：鋳型振動摩擦力をピンチロール引抜トルクに換算した値
Ｔｐ：全ピンチロールの無負荷回転トルク
α、β：調整代
まず、全ピンチロールを速度制御で運転開始する。ついで、全ピンチロール１０ａ、１１ａ〜１０ｃ、１１ｃの合計トルクの監視を開始し、全ピンチロールの電流値の総和から鋳片引抜に必要なトルクＴを算出する。
【００１５】
▲１▼  Ｔ＜Ｔａの場合、全ピンチロール１０ａ、１１ａ〜１０ｃ、１１ｃをそれぞれ速度制御する。この状態では、各ピンチロール１０ａ、１１ａ〜１０ｃ、１１ｃは、安定して制動側トルクで運転され、機械バックラッシュによる速度変動は発生しない。
▲２▼  Ｔａ≦Ｔ＜Ｔｂの場合、ピンチロール１０ａ、１１ａをトルクＴｘでトルク制御（引抜側）し、その他のピンチロール１０ｂ、１１ｂ、１０ｃ、１１ｃをそれぞれ速度制御する。ピンチロール１０ａ、１１ａは引抜側トルク、その他のピンチロール１０ｂ、１１ｂ、１０ｃ、１１ｃは制動側トルクで安定して運転され、機械バックラッシュによる速度変動は発生しない。
▲３▼  Ｔｂ≦Ｔ≦Ｔｃの場合、ピンチロール１０ａ、１１ａをトルクＴｙでトルク制御（制動側）し、その他のピンチロール１０ｂ、１１ｂ、１０ｃ、１１ｃを速度制御する。ピンチロール１０ａ、１１ａは制動側トルク、その他のピンチロール１０ｂ、１１ｂ、１０ｃ、１１ｃは引抜側トルクで安定して運転され、機械バックラッシュによる速度変動は発生しない。
▲４▼  Ｔｃ＜Ｔの場合、全ピンチロール１０ａ、１１ａ〜１０ｃ、１１ｃを速度制御する。この状態では、各ピンチロール１０ａ、１１ａ〜１０ｃ、１１ｃは、安定して引抜側トルクで運転され、機械バックラッシュによる速度変動は発生しない。
全ピンチロールの合計トルクＴを常に監視し、合計トルクＴの変動に対応して▲１▼〜▲４▼の制御を実施する。
【００１６】
上記鋳片引抜方法において、全ピンチロール１０ａ、１１ａ〜１０ｃ、１１ｃの合計トルクＴを監視し、合計トルクＴの変動に対応してピンチロール１０ａ、１１ａの制御を上述のように変更することにより、鋳造条件（鋳造サイズ、鋳造速度、冷却条件、設備状況）の大きな変動に対して、機械バックラッシュ起因の引抜速度変動を防止できる。また、機械バックラッシュ起因の速度変動が生じない条件下での鋳造において、不要な負荷が作用することを防止でき、電力が節減される。ピンチロール群に必要とされる引抜能力を削減できる。さらに、上記▲２▼と▲３▼の条件区分を設けることによりピンチロール１０ａ、１１ａの必要トルク能力を削減できる。
【００１７】
本発明は上記実施の形態に限られるものではない。例えば、ピンチロールは４対以上あってもよく、トルクおよび速度制御可能なピンチロールは２対以上あってもよい。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の効果は、次のとおりである。
鋳片引抜速度変動の発生を予知し、速度変動を未然に防止することができる。
ピンチロール駆動系の機械バックラッシュ起因の引抜速度変動を防止することができる。その結果、鋳型駆動と鋳片との相対速度を正常に保ち、かつ速度変動起因による湯面レベル変動を抑制することによって鋳片の表面性状が安定し、表面品位が向上する。
機械バックラッシュ起因の速度変動が発生しない条件下では全ピンチロールを速度制御とし、各ピンチロールに余分な負荷が作用することを防止する。この結果、省電力化、設備仕様の削減（ピンチロール引抜能力を最小化）が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の引抜装置の一例を模式的に示す装置構成図である。
【図２】本発明の鋳片引抜方法の手順を示すフローチャートである。
【図３】ピンチロール駆動装置の機械バックラッシュに起因する引抜速度変動の発生メカニズムを説明する図面である。
【符号の説明】
１  鋳片                                ５  案内支持ロール群
１０、１１  ピンチロール          １２、１３  駆動機械系
１４、１５  駆動モーター          １６、１７  制御装置
【図１】
2004314160.tif 000004
【図２】
2004314160.tif 000005
【図３】
2004314160.tif 000006