(57)【要約】【課題】  双ドラム式ストリップキャスト連鋳装置において、ホットラインによる鋳片形状不良や品質不合を防止すること。【解決手段】  薄板状の鋳片を製造する双ドラム式連続鋳造設備において、ホットラインの発生をドラム直下鋳片の幅方向中央部の温度の変化から自動的に感知し、ホットライン発生時においては、自動的にドラム反力目標値をある一定量増加させ、ホットライン終了時には自動的に反力目標値をもともとの値まで反力目標値を下げることによって、ホットラインによる鋳片形状不良や品質不合を防止することが可能となる。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造中のドラム反力を一定に制御して薄板状の鋳片を製造する双ドラム式連続鋳造設備において、ホットラインの発生をドラム直下鋳片の幅方向中央部の温度の変化から感知し、ホットライン発生時においては、ドラム反力目標値をある一定量増加させ、ホットライン終了時には反力目標値をもともとの値まで反力目標値を下げることを特徴とする双ドラム式ストリップキャスト連鋳装置におけるドラム圧下制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄板状の鋳片を製造する双ドラム式連続鋳造において、鋳片板形状や品質の不良を防止するドラム圧下制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
薄板状の鋳片を双ドラム式連続鋳造により製造する方法は、図１に示すように、所定の間隔を開けて互いに平行に配置され、相反方向に回転する冷却ドラム１ａ、これら冷却ドラム１ａの両端面に押しつけられた状態で配置された一対のサイド堰２ａとで構成される領域に溶融金属を注入し、回転するドラム周面上で一対の凝固シェルを生成させ、ドラム間隙にてこれら凝固シェルを合体させ、鋳片としてドラム間隙から下方へ送り出すものである。この鋳片を生成するプロセスにおいては、鋳片幅方向中央部の厚みが比較的長期間に渡って異常に増大するホットラインが発生して鋳片形状不良などが発生するという問題がある。また、ホットラインが発生した箇所を下工程にて圧延処理を施すと、異常に増大した鋳片中央部に著しい絞りが生じ、形状不合となってしまうため、歩留りが大きく低下するという問題もある。このホットラインとは以下のようなメカニズムによって発生する。
【０００３】
まず、鋳造中にサイド堰２ａの内面に生成した凝固シェルが地金等の異物となってサイド堰２ａとドラム１ａ間に噛み込まれ、あるいは当該異物がドラム１ａとサイド堰２ａ間に噛み込まれた時にドラム反力が瞬間的に増大すると、ドラム反力を設定値８ａに近づけようとするドラム圧力制御部３ａの制御動作によりタイムラグをおいて設定反力に近づくが、異物がドラム１ａとサイド堰２ａ間に挟まれたままの状態が続くと、ドラムの圧下力は異物噛み込み部に集中的に作用するため、鋳片の幅方向全域には作用しなくなり（圧力抜け状態）、その部分において冷却ドラム周面上での抜熱が不足する。この抜熱不足は鋳片幅方向中央部で顕著となるため、凝固不良に起因して特に鋳片幅中央部の厚みが異常上昇するホットラインが発生して鋳片形状不良となる。
【０００４】
また、上記のようにドラム反力の増大に伴って、ドラム反力を設定値８ａに近づけようとするドラム圧力制御部３ａの制御動作によりドラム間隙が瞬間的に開かれるが、それにより板厚制御部４ａで板厚実績値として用いている計算板厚値７ａが増加するため、板厚を設定値９ａに戻す為に板厚制御部４ａの制御動作によりドラム速度が増加し、冷却ドラム周面上での抜熱が不足することとなり、ホットラインが発生しやすくなる。
【０００５】
これに対し、特許文献１のように、異物等噛み込み時の過大なドラム反力値による過度のドラム間隙の開放を制限することで上記ホットライン発生の防止を図ったもの等改善技術は見受けられるものの、依然としてホットラインの発生による鋳片形状不良は解消されておらず、鋳片鋳造段階においては、ホットラインの兆候もしくは、発生を素早く検知し、圧力抜けによる抜熱不足を防止する為に、鋳片に実質的に作用する圧力値を確保するために、圧力設定値８ａを増加させ、ホットラインの発生あるいは、継続を防止する必要がある。ただし、鋳片に実質的に作用するドラム圧力には、鋳片の品質的な制約から上限が存在する為、圧力抜けを発生させる異物がドラム１ａとサイド堰２ａ間から抜けた後は、速やかに圧力設定値をもとの値に戻す必要がある。
【０００６】
そこで従来は、ホットラインの発生を、ドラム下方の鋳片状態を撮像するカメラ６ａからの映像や、下流に設置された板厚計５ａによって検出された板厚値出力を、いずれも操作員の目視判断によって検出し、操作員の手動操作によってドラム圧力設定８ａを任意に増加させ、ホットラインの終了を上記同様目視判断によって検出し、操作員の手動操作によってドラム圧力設定８ａをもとの設定値に戻すという操業を行なっている。
【特許文献１】特開平５−３０５３９９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、板厚計５ａは、鋳造トラブル時の溶湯による被害回避のため、ドラムから離れた下流に設置されており、ドラム直下の板厚を測定することができず、カメラからの鋳片状態の画像を目視判断する場合においても、鋳片全体が赤熱しているドラム直下の画像ではホットラインを検知することはできないため、ある程度鋳片が冷える下流のカメラ６ａからの画像によって判断せざるを得ず、従っていずれの場合においてもホットラインの検出には無視できない時間遅れが生じる。さらに、ホットライン発生時の鋳片の表面の色彩状態は、安定鋳造時のそれと明確な差があるわけではなく曖昧なため、カメラ６ａの画像による目視判断では、ホットライン発生を素早く認知することは難しい。
【０００８】
また、ホットラインを検出してドラム反力設定値を増加させ、異物がドラムとサイド堰間に噛み込んだ状態において鋳片に作用する実質的な反力を確保させることでホットラインを終了させることが出来たとしても、ホットラインの終了を検出する方法も上記同様一定の遅れ時間が回避できない板厚計５ａもしくはカメラ６ａを用いた操作員の目視判断となるため、ドラム反力設定値を定常時の値に戻すタイミングが遅れ、結果として品質不合となる場合もある。
さらに、上記のような異物の噛み込みは、鋳造の後半により頻発する傾向にあり、安定した連続鋳造を実現する為には、これら問題に対する対策が必要となる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係わる双ドラム式ストリップキャスト連鋳装置のドラム圧下制御方法は、薄板状の鋳片を製造する双ドラム式連続鋳造設備において、ホットラインの発生をドラム直下鋳片の幅方向中央部の温度の変化から自動的に感知し、ホットライン発生時においては、自動的にドラム反力目標値をある一定量増加させ、ホットライン終了時には自動的に反力目標値をもともとの値まで反力目標値を下げることを特徴とする双ドラム式ストリップキャスト連鋳装置におけるドラム圧下制御方法、である。これにより、ホットラインの発生と終了を素早く検出して、圧力抜けや圧力過大を防止することが可能となり、鋳片形状不良や品質不合を防止することが出来る。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ホットラインの発生を初期段階あるいは、事前に検出してドラム圧力を増加させることで鋳片に実質的に作用する圧力を一定レベルに保つことが出来る為、ホットライン発生を防止あるいは、継続を最小限にとどめることができる。また、定常状態で過大な圧力を鋳片に作用させることによる品質不良も防ぐことが出来るため、歩留りを落とすことなく安定した連続鋳造が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図２は、典型的なホットライン発生時において、ドラム直下に取付けられた非接触式温度計にて測定したドラム下鋳片中央部温度および、そのさらに下流に取付けられたＸ線板厚計により測定した鋳片中央部板厚を示したもので、横軸は鋳造時間（ｓｅｃ）、縦軸はドラム下鋳片中央部温度（℃）および、鋳片中央部板厚（ｍｍ）である。板厚については板厚計の設置位置の関係上、その出力値については鋳片中央部温度の時間軸に対して遅れがある。図より、αの期間で中央部温度がβ℃以上に上昇しており、そこに対応した部分の鋳片中央部板厚が最大でγｍｍ増加しており、異物の噛み込みによる圧力抜けに起因した抜熱不足から、鋳片中央部の板厚が増大するホットラインが発生していることが分かる。
【００１２】
そこで、本発明は、このドラム下鋳片の幅方向中央部温度の推移からホットライン発生もしくは、その兆候を把握し、この推移に基づきドラム反力目標値を自動的に調整することで異物の噛み込みによる実質的に鋳片に作用する圧力の圧力抜けを補償し、ホットラインの発生の防止あるいは、継続の防止を可能にするものであり、さらに定常状態に戻った際に過大な圧力が鋳片に作用することによる品質不良をも防止するものである。
【００１３】
以下、本発明の双ドラム式ストリップキャスト連鋳装置のドラム圧下制御方法を図に基づいて説明する。
図３は、ドラム圧力制御系と本実施形態による鋳片のホットライン検出装置の構成図で、ドラム圧力制御系において、油圧圧下装置１ｂによって位置制御されるドラム２ｂは、ドラム反力検出器３ｂからの反力実績値と目標反力４ｂとの差分に応じた信号によりドラム圧下シリンダ目標位置を出力するドラム反力制御部５ｂにより、ドラム反力が目標反力になるように制御される。
目標反力補正量演算部６ｂでは、ドラム下方位置での鋳片中央部温度を測定する温度計７ｂの出力値をもとに、異物噛み込み時に鋳片に作用する実質反力が確保できるように、本来の設定反力である、設定ドラム圧力８ｂに加えるべき目標反力補正値を出力する。
【００１４】
具体的な動作を、図４の本発明による補正動作結果の典型例に基づき、以下にて説明する。
１）ドラム下鋳片中央部温度実績値に１００ｓｅｃ程度の時定数のローパスフィルタ処理を施し、定常時鋳片温度とする。
２）上記定常時鋳片温度とドラム下鋳片中央部温度実績値との差分をとり、その値がある一定値α［℃］以上となった場合、ホットライン発生あるいは、発生の兆候と考えられるので、ある一定の値γ［ｔｏｎ］を目標反力補正値として設定反力に加え、最終的にドラム反力制御部にて実現すべき目標反力とする。
３）ホットライン発生期間（＝設定反力を補正している期間）については、定常時鋳片温度はホールドさせる。
４）上記定常時鋳片温度とドラム下鋳片中央部温度実績値との差分がある一定値α［℃］以下となった場合、ホットラインあるいは、その兆候が終了した、つまり圧抜けを発生させる異物の噛み込み状態が解消されたと考えられるので、過大圧力による品質不良を防止する為に目標反力補正値を０に戻し、目標反力を本来の設定反力に戻す。
【００１５】
なお、チャタリング防止のために、ホットライン発生検出方向とホットライン終了検出方向との間にある一定の温度幅を設けても良い。
また、上記実施例では、閾値（上記ではα）を一つとしたが、複数の閾値を設けてそれぞれの閾値に応じた目標反力補正値を用意して、温度状況に応じて段階的に目標反力を操作しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】双ドラム式ストリップキャスト連鋳装置の一部構成および鋳片形状を均一に保つ為のドラム圧力制御部と鋳片板厚を目標値に保つ為の板厚制御部の構成を示す模式図である。
【図２】ホットライン発生箇所付近における、ドラム下鋳片中央部温度と鋳片幅方向中央部板厚の変動の様子を示す特性図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るドラム圧力制御方法の構成図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るドラム圧力制御方法の動作例を示す特性図である。
【符号の説明】
【００１７】
１ａ    双ドラム
２ａ    サイド堰
３ａ    ドラム圧下制御部
４ａ    板厚制御部
５ａ    板厚計
６ａ    カメラ
７ａ    板厚
８ａ    設定ドラム圧力
９ａ    設定板厚
１ｂ    油圧圧下装置
２ｂ    双ドラム
３ｂ    ドラム反力検出器
４ｂ    目標反力
５ｂ    ドラム圧力制御部
６ｂ    目標反力補正量演算部
７ｂ    温度計
８ｂ    設定ドラム圧力
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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