JPH0557066B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は鋼の連続鋳造法に関し、詳しくは連続
鋳造中に鋳型短辺を移動せしめて鋳片幅を拡大も
しくは縮小する幅変更方法に関する。 〔従来の技術〕 近年、連続鋳造、特に鋼の連続鋳造において
は、稼働率の向上および鋳片歩留の向上等の要請
から、鋳型への鋳込を停止することなく鋳片幅の
変更を行なう連続鋳造法が実施されるようになつ
てきた。 特に最近、連続鋳造工程と圧延工程を直結化す
る方法が実用化され、製品板幅に応じて連続鋳造
中の鋳片幅を変更する技術はますます重要さを増
している。連続鋳造機の運転を止めずに鋳片幅を
変更する場合においては幅が変化する部分の長さ
を出来るかぎり短かくし、要求される幅に直ちに
変更することが重要である。このために幅変更速
度を上昇させることが必要となつてきた。 連続鋳造における鋳片幅の変更においては、鋳
型短片を何らかの方法で鋳型の中心側または反中
心側へ移動させる操作がおこなわれる。第２図は
鋳型長辺を固定し短辺を移動させる幅変更装置の
一例を概念的に示したものである。すなわち一対
の短辺１ａ，１ｂが（図示していない）鋳型振動
テーブルに固定された長辺２ａ，２ｂに挾持され
ており、駆動装置（図示せず）により水平方向に
駆動され、鋳片４の幅を鋳造を止めることなく変
更する装置である。かかる装置において幅変更速
度を高速化する場合、短辺を駆動する力の増大並
びに鋳片欠陥の危険性の増大があり、このことが
幅変更の高速化を阻んでいた。 従来の幅変更方法としては、例えば特公昭56−
49173号公報に示されるように短片背面に連接さ
れた水平方向に移動自在で、かつ球面座を支点と
してカム機構の回転駆動によつて揺動可能に構成
された一本のスピンドルによつて行われていた。
即ち前記スピンドルは水平方向の移動と旋回動作
を同時に行うことは可能であるが、実際の幅変更
にあたつてはカム機構により短辺を所定の傾斜角
に傾斜せしめた後、その状態を維持して短辺を平
行移動せしめることが一般的であり、幅変更速度
は極めて遅いものであつた。 一方、例えば特開昭53−60326号公報および特
公昭54−33772号公報で開示されているように、
短辺の上下方向に２本の電動、あるいは油圧式の
駆動装置を取りつけ、この上下２本の駆動装置を
それぞれ制御して高速で幅変更を実施しようとす
る試みも積極的に採用されている。 第３図および第４図は、前記上下２本の駆動装
置を制御して幅変更を実施する具体的方法の一例
を示すものであつて、第３図は幅縮小の場合を説
明するものであり、ａで示す第１ステツプでは短
辺１を点線ａの如く傾斜させ、第２ステツプでｂ
の如く平行移動した後、ついで第３ステツプでｃ
の如く傾斜をもとに戻す方法を示し、又第４図は
幅拡大の場合を説明するものであつて、ａで示す
第１ステツプで短片１を点線ａの如く傾斜させ、
第２ステツプでｂの如く平行移動したのち、第３
ステツプでｃの如く傾斜を少なくする方法を示し
ている。 つまり、前記従来はいずれもテーパー変更動作
と平行移動動作とは完全に分離して行なわれてい
た。 ところで前記従来方法において幅変更速度を高
めるためには平行移動速度Vmを高速化する必要
がある。ところが鋳型内で凝固したシエル（凝固
殻）を破断することなく、かつ、このシエルの変
形抵抗力に打ち勝つて平行移動速度Vmを高める
ためには、傾斜変更角△φを大きくしなければな
らないと言う問題がある。 一方、前記傾斜変更角△φを大きくすると、短
辺１と鋳片４との間に隙間、即ちエアーギヤツプ
が生じ、このエアーギヤツプが大きくなると鋳片
４に割れが生じたり、ブレークアウトが発生する
等の問題がある。 このため前記従来方法では平行移動速度Vmを
高めることに限界があり、而して幅変更時間を短
縮することには制限があつた。係る問題を解決す
るために本出願人は前記第１ステツプ及び第３ス
テツプにおいて短辺の上下端を同時に移動させ、
該期間の所要時間を短縮させる方法を開発し、先
に特開昭59−73155号及び特開昭60−33855号とし
て出願した。しかしながらこの方法においても平
行移動の実施を基本的思想としたものであり、平
行移動に達するまでの時間を出来るだけ速くする
ことは可能となつたがそれでもなお幅変更の全所
要時間を短縮するには限界があつた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は前述した従来方法における問題点を抜
本的に解決すると共に前記特開昭59−73155号及
び特開昭60−33855号の更に改良を図るもので、
水平方向駆動装置と、該駆動装置と独立して作動
する旋回駆動装置を備えた鋳型において、連続鋳
造中に鋳片幅を拡大もしくは縮小する幅変更を最
小時間で行わせることにより、幅変更部分を少な
くして歩留りを向上させると共にブレークアウト
（以下BOと言う）や鋳片割れ等の鋳造欠陥の発
生がない安定した操業を可能ならしめる方法を提
供するものである。 〔問題点を解決するための手段〕 前記問題点を解決するための本発明の構成を以
下、説明する。 先ず、本発明に適用される短辺の駆動装置の一
例を第５図に基づいて説明する。第５図において
１は鋳型の短辺を示し、この短辺１の背部には鋳
造方向ｘ及び短辺１の水平移動方向ｙに直交する
回動軸１１を軸支する軸受部１２が固着されてい
る。前記回動軸１１には水平方向駆動装置（以
下、駆動装置と言う）１３が連接されている。軸
受部１２には回動アーム１２０が突設されてお
り、この回動アーム１２０には、前記水平駆動装
置１３上に載置され、かつ水平駆動装置１３とは
独立して作動する旋回駆動装置（以下、旋回装置
と言う）１４が連接されている。 従つて駆動装置１３を前後進、駆動することに
よつて短辺１は水平方向に移動する。又、旋回装
置１４を駆動することによつて短辺１は回動軸１
１を支点として回動する。而して回動軸１１は幅
変更時、短辺１に作用する総反力の重心点近傍に
位置せしめることが旋回装置１４の旋回力が少な
くてすみ効果的えある。一般的に前記重心点の位
置は、後述する第８図に示すようにメニスカス相
当レベルから回動軸１１までの距離ｌ１と回動軸
１１から短辺下端までの距離ｌ２の比（ｌ１／ｌ
２）が、２〜５の範囲にある。勿論、旋回装置１
４の旋回力に余裕の有る場合や、短辺近傍の機器
配列状況等に応じては、前記回動軸１１の位置
を、短辺１の略中心にすること、あるいは鋳造方
向における任意の位置に設定することも可能であ
る。前記回動操作は、短辺１の水平方向の移動
（以下、水平移動と言う）とは独立して行うこと
ができる。つまり、短辺を水平移動させながら回
転操作も同時に行うことができ、又当然のことな
がら水平移動を停止した状態でも回転操作は行な
える。 尚、本発明において前記水平駆動装置１３と旋
回駆動装置１４を総称して言う時は、以下短辺駆
動装置と言う。 さて、前記短辺駆動装置を備えた鋳型を用いて
連続鋳造中に鋳片幅を変更するに際し、本発明に
おいては前記短辺の移動（前記短辺の水平移動と
回動とを総称して言うときは単に移動と言う）を
該短辺を鋳型中心側へ順次傾ける前傾期と、鋳型
反中心側へ順次傾ける後傾期に区分し、各期間に
おける短辺の水平移動速度の増速率α_sを、予め許
容シエル変形抵抗力をパラメータとして求めると
共に、前記旋回装置の角速度ωを下記(1)式で定
め、当該期間中、前記増速率α_s及び角速度ωを一
定に維持して幅変更を行うことを特徴とするもの
である。 ω＝α_s／U_c ……(1) 但し、 ω；旋回装置の角速度（rad／min） α_s；短辺の水平方向移動速度の増速率（mm／
min²） U_c；鋳造速度（mm／min） 尚、前記幅変更方法において、圧延条件及び、
もしくは短辺駆動装置の制約条件より前記短辺の
最大許容水平移動速度Vmaxを設定し、幅変更前
半部の前傾期、もしくは後傾期における前記短辺
の水平移動速度が前記Vmaxを超える際に、幅変
更前半部と後半部の間に下記(2)及び(3)式で与えら
れる範囲内の平行移動速度Vpで短辺の平行移動
を行わしめ、鋳造欠陥の発生を防止しつつ最短時
間で幅変更を実施することが可能となる。 ｜Vmax｜≧｜Vp｜ ……(2) Vp≧α_s１・T_r１ ……(3) 但し、 Vmax；最大許容水平移動速度（mm／min） Vp；平行移動速度（mm／min） α_s１；幅変更前半の前傾期又は後傾期の短辺の水
平方向移動速度の増速率（mm／min²） T_r１；幅変更前半の前傾期又は後傾期の所要時
間 更に前記幅変更方法において、幅変更開始時の
テーパー量と幅変更終了時の目標テーパー量の差
から生じる目標幅変更量に対する誤差を、前傾期
から後傾期、もしくは後傾期から前傾期へ移行す
る間に平行移動期間を設けることにより吸収する
ことが好ましい。 〔作用〕 第１図は本発明に基づく基本的な幅変更方法を
説明するもので、幅変更時における短辺の水平移
動速度と、回動速度を説明する線図である。第１
図ａは幅縮小を、第１図ｂは幅拡大を示すもの
で、水平移動速度は鋳型中心側への移動速度を正
（プラス）、鋳型反中心側への移動速度を負（マイ
ナス）として表した。又、回動速度は旋回装置の
角速度ωで表し、後述する第６図に示す傾斜角β
が大きくなる方向、即ち短辺が鋳型中心側に傾い
ていく方向を正（プラス）、逆に前記傾斜角βが
小さくなる方向、即ち短辺が鋳型反中心側に傾い
ていく方向を負（マイナス）として表した。 而してまず第１図ａに基づき幅縮小の場合につ
いて説明する。 図において実線ａは短辺の水平移動速度Vhを、
実線ｂは旋回装置の角速度ωである。幅縮小にあ
たつては短辺を鋳型中心方向に移動させるが、そ
の前半では短辺を鋳型中心側へ傾ける前傾操作を
行い、目標とする幅変更量の略半量に達したら平
行移動を行うことなく直ちに短辺を鋳型反中心側
へ傾ける後傾操作を行わしめ一連の幅変更操作を
終わる。第６図はこの幅縮小時の短辺の移動状況
を示す模式図である。 前記幅変更操作中における短辺の水平移動速度
Vhは、前後傾期（前記前傾操作を行う期間を前
傾期、後傾操作を行う期間を後傾期と言い、それ
を総称して前後傾期と言う）において一定の増速
率α_s、即ち前傾期においては正方向、つまり鋳型
中心側への移動速度が増加する増速率α_sを、又、
後傾期においては負方向、つまり鋳型中心側への
移動速度が減少する増速率α_s〔正方向を基準とす
れば減速率となるが本発明では増速率に統一して
用い、それを区別して表す必要があるときはその
符合で増速を（＋）、減速を（−）で表すことに
する。またこれを総称して言うときは以下増速率
α_sと言う。〕を有し、それぞれ時間と共に増加も
しくは減少する。増速率α_sは後述するように、予
め許容シエル変形抵抗力をパラメータとして求め
られる。 一方、前傾期における短辺は、当該操業時の鋳
造速度及び前記増速率α_sとより前記(1)式で求めら
れる正方向の一定の角速度ωに制御されて回動せ
しめられ、第６図の１点鎖線で示す水平線ｚに対
する短辺１の傾斜角βが順次大きくなつて、前傾
量は順次増していく。逆に後傾期には、負方向の
一定の角速度ωで短辺は回動し、前記傾斜角βは
順次小さくなり前傾量が減つていく。 而して第１図においては前傾期における増速率
をα_s１、角速度をω１で、又、後傾期における増
速率をα_s２、角速度をω２で表し、前傾期から後
傾期への折返し時間をTr、幅変更に要する全時
間をTwで示した。 次に幅拡大の場合を前記第１図ｂ及び第７図の
模式図に基づいて説明する。幅拡大を実施するに
当たつては前記幅縮小とは逆に短辺を鋳型反中心
方向に移動させていくが、まずその前半では負方
向の一定の角速度ωで短辺を回動せしめつつ、前
述したように一定の増速率α_sを有する水平移動速
度で後傾、移動を行わしめ、所定量の移動を行わ
せた後直ちに正方向の角速度に切り替え前傾操作
を行う。この幅拡大の前後傾操作においても短辺
の水平移動速度は増速率α_sを有し、それぞれ時間
と共に増速もしくは減速される。尚、前記第１図
において、幅変更の前半部（幅縮小時は後傾期、
幅拡大時は前傾期）から後半部（幅縮小時は後傾
期、幅拡大時は前傾期）へ移行する際の水平移動
速度Vhにずれが生じているのは、短辺の回動支
点が後述する第８図に示すようにその中心位置か
らずれる（ｌ１＞ｌ２）ことによるもので、短辺
の略中心位置に回動支点が有る場合には（ｌ１＝
ｌ２）、前記ずれが生じることは無く、前半部終
了時の水平移動速度Vhが後半部の後傾期、もし
くは前傾期開始時の水平移動速度Vhとなる。 以上のように本発明では前記増速率α_sを後述す
るように許容シエル変形抵抗をパラメータとして
鋼種や鋳片サイズ、鋳造速度、等に応じて予め求
めて設定すると共に旋回装置の角速度ωを前記(1)
式に基づいて定め、前傾期及び後傾期のそれぞれ
の期間中それを一定に維持して幅変更を実施する
ことにより後述する種々の多大な効果を挙げるこ
とに成功したものである。 さて次に前述した増速率α_s及び角速度ωを制御
因子とすることにより本発明の幅変更が効率的に
実施出来る理由について説明する。 前述したように幅変更時の速度を高速化するに
は、幅変更中にBOや鋳片に欠陥等を生じさせな
いための配慮が必要である。このためには幅変更
実施の全期間中において鋳片と短辺との間にエア
ーギヤツプを生じさせず、かつ短片によつて過度
に鋳片を押し込むことがないように常に適正な押
し込みを確保することが肝要である。 第８図は前記第５図の短辺駆動装置を用いて、
連続鋳造中に短辺を移動させる際の鋳片と短辺の
相対的動きを説明する構成図である。而してこの
第８図に基づいて幅変更時、鋳片に生じる歪につ
いて先ず説明する。尚、第８図において１ｕは短
辺のメニスカス相当部であり、1lは短辺下端部で
あつて、βは短辺と水平線ｚとの傾斜角を、又、
垂直線に対する傾斜角をθ（θ＝β−90°）として
表すものである。 或る時刻ｔにおいて短辺１がＢ１の位置にあ
り、微小時間dt経過する間にＢ２の位置まで移動
すると仮定する。この微小時間dtの間の水平移動
速度をVh、角速度をωとする。又、微小時間dt
の間に短辺のメニスカス相当部１ｕはdYu、短辺
下端部１ｌはdYl、移動する。この時、時刻ｔに
おいてメニスカス相当部１ｕにあつた鋳片４ｕは
dt時間後に４u1に、短辺下端部１ｌにあつた鋳片
４ｌは４l1に移動する。この移動距離は〔Uc・
dt〕となる。 短辺がＢ１からＢ２へ移動することによつて鋳
片は見掛け上、メニスカス相当部でdYu、短辺下
端部でdYl押し込まれるが、実際には前述のよう
に鋳片が〔Uc・dt〕、下方に移動することから、
この移動による水平方向変位〔Uc・dt・tanθ〕
分の変形は緩和される。従つて実際に鋳片が受け
る変形量を、メニスカス相当部でηu、短辺下端
部でηlとすれば、7μ及びηlは下記(4)及び(5)式で与
えられる。 dηu＝dYu−Uc・dt・tanθ ……(4) dηl＝dYl−Uc・dt・tanθ ……(5) 一方、短辺の水平方向の変位量をＸとし、短辺
の傾斜角がdt間にdθ変位するものとすれば、
dYu，dYlは下記(6)及び(7)式で表せる。 dYu＝l1・tan（θ＋dθ）＋dX−l1・tanθ ……(6) dYl＝−l2・tan（θ＋ｄ）＋dX−（−l2・tanθ）
……(7) 但し、 l1；メニスカス相当部1uから駆動装置（第５図の
回動軸１１）までの距離 l2；短辺下端部１ｌから駆動装置（第５図の回動
軸１１）までの距離 前記θは小さいことから実質上は下記のように
近似式が成立する。 tanθ≒θ ……(8) 前記(8)式を前記(6)，(7)に代入すれば下記(9)，(10)
式が得られ、更に(8)〜(10)式を前記(4)，(5)式に代入
することによつて下記（11），（12）式が求められ
る。 dYu＝l1・dθ＋dX ……(9) dYl＝−l2・dθ＋dX ……(10) dηu＝l1・dθ＋dX−Uc・dt・θ ……(11) dηl＝−l2・dθ＋dX−Uc・dt・θ ……(12) （11），（12）式をdtで割れば下記（13），（14）
式が求まる。 dηu／dt＝ηu＝l1・dθ／dt＋dX／dt−Uc・θ
……(13) dηl／dt＝η・ｌ＝l2・dθ／dt＋dX／dt−Uc・θ
……(14) 此処で、dηu／dt＝η・ｕ，dηl／dt＝η・ｌは単位
時間当たりの実変形量、即ち変形速度を表す。
又、dθ／dtは短辺の傾斜角度の時間変化、即ち角
速度ωを表す。更にdX／dtは短辺の水平方向変
位の時間変化、即ち水平移動速度Vhを表す。 次に鋳片の変形量を、変形を生じる長さ、つま
り鋳片幅の半量で割れば鋳片の歪が求められる。
即ち前記（13），（14）式を鋳片幅2Wの半量Ｗで
割ると、歪速度ε・が下記（15），（16）で求められ
る。 ε・ｕ＝l1・ω／Ｗ＋Vh／Ｗ−Uc・θ／Ｗ
……(15) ε・ｌ＝−l2・ω／Ｗ＋Vh／Ｗ−Uc・θ／Ｗ
……(16) 前記歪速度を時間的に変化させない、即ち鋳片
の変形を常に適正に保つためには、〔ｄε・ｕ／dt
＝０〕、〔ｄε・ｌ／dt＝０〕であれば良い。従つて
下記（17），（18）式の条件が成立すれば良い。 ｄε・ｕ／dt＝（l1／Ｗ）・dω／dt＋（１／Ｗ）・
dVh／dt−（Uc／Ｗ）・ω≡０ ……(17) ｄε・ｌ／dt＝（−l2／Ｗ）・dω／dt＋（１／
Ｗ）・dVh／dt−（Uc／Ｗ）・ω≡０ ……(18) （17），（18）式より下記（19）式が求まる。 dω／dt＝０ ……(19) （19）式を解くと下記（20）式となり、又
（19）式を前記（17），（18）式に代入すると、下
記（21）式となる。 ω＝β ……(20) 但し β；積分定数 dVh／dt＝Uc・ω ……(21) 前記（21）式の右辺は時間に対して定数である
のでこれをＡとおくと、（22）式のように表され
る。 dVh／dt＝Uc・ω≡Ａ ……(22) この（22）式を解けば、その一般解が下記
（23）のように求まる。 Vh＝Ａ・ｔ＋γ ……(23) 但し γ；積分定数 又、前記（22）式より下記(1)′が求まる。 ω＝Ａ／Uc ……(1)′ つまり（23）及び(1)′式より、前述した時間的
に歪速度を変化させず、鋳辺の変形を常に適正に
保つためには、短辺の水平移動速度Vhを幅変更
開始からの経過時間ｔとの１次関数で設定すれば
良く、又角速度ωをＡと鋳辺速度Ucから求まる
一定の値に常に保てば良いと言う新知見が得られ
た。 本発明者等は該知見に基づき実操業の連続鋳造
中における幅変更においてさらに研究を重ねた結
果、前記（23）及び(1)′式の定数Ａを許容変形抵
抗力をパラメーターとして求めた値に設定するこ
とにより、前記知見を工業的規模で適用すること
が可能であることを確認した。 而して本発明における前記定数Ａは零以外の値
であつて、このため水平移動速度Vhは時間と共
に増速もしくは減速される。この幅変更期間中
Vhを増速もしくは減速させる定数Ａを本発明で
は増速率α_sとして用いた。又前記（23）及び(1)′
式における積分定数γは水平移動速度Vhの幅変
更開始時の初期速度であり、幅変更やその時の操
業条件によつて予め適宜決定すればよい。前記増
速率α_sが設定されると角速度ωは当該操業時の鋳
造速度Ucから ω＝α_s／Uc ……(1) と求められ、前述した(1)式が得られる。 さて次に、本発明に基づく具体的な幅変更方法
について説明する。 前述したように幅変更中に鋳片に生じる歪を一
定に保持するためには、水平移動速度Vhの増速
率α_sと角速度ωを一定に保持して行えば良いこと
が判り、その際の角速度ωは増速率α_sと鋳片速度
Ucから前記(1)式で求めらる。従つてα_sが正の場
合はωも正となり、短辺は前傾する。逆にα_sが負
の場合はωも負となり、短辺は後傾する。 幅変更の終了時には幅変更開始時とほぼ同程度
まで短辺の傾斜角を復帰させる必要があるため、
一連の幅変更を行うためにはα_sが正負の期間を
各々、最低１以上、必要とする。α_sの正負の期間
の組合せによつて種々の幅変更が可能となるが、
その中で最も単純でかつ高速度の得られるのは第
１図に示すようにα_sが正負それぞれ１つづつで構
成された場合である。つまり幅変更の全期間を前
傾期と後傾期とに区分した場合である。 そこで幅変更の前半部と後半部の水平移動速度
Vh及び角速度ωをそれぞれ添字（１は前半部、
２は後半部）を付して表すと以下のように置くこ
とができる。 前半部 Vh1＝α_s１・ｔ＋γ1 ……(24) ω1＝α_s１／Uc ……(25) 後半部 Vh2＝α_s２・ｔ＋γ2 ……(26) ω2＝α_s２／Uc ……(27) （24）〜（27）式を前記（15），（16）式に代入
すると各期間の歪速度が下記（28）〜（31）式の
ように求まる。 前半部 ε・u1＝（l1／Ｗ）・（α_s１／Uc）＋γ1／Ｗ
……(28) ε・l1＝（−l2／Ｗ）・（α_s１／Uc）＋γ1／Ｗ
……(29)後半部 ε・u2＝（l1／Ｗ）・（α_s２／Uc）＋γ2／Ｗ−α_s
１・Tr／Ｗ ……(30) ε・l2＝（−l2／Ｗ）・（α_s２／Uc）＋γ2／Ｗ−α
_s
１・Tr／Ｗ ……(31) ところで前記歪速度ε・はそれが負となるとエア
ーギヤツプが生じ、或る値以上となると、短辺駆
動装置の駆動力が著しく増大したり、鋳片が座屈
現象を起こし安定した鋳造ができなくなる。而し
て前記（28）〜（31）式の歪速度ε・は次の条件を
満たす必要がある。 ０≦ε・ij≦ε・maxi ……(32) 但し ｉ；短辺のメニスカス相当部ｕ、又は下端部ｌ ｊ；幅変更の前半部、又は後半部 従つて前記（28）〜（31）式に（32）式を代入
すると下記（33）〜（36）が成立する。 ０≦（l1／Ｗ）・（α_s１／Uc）＋γ1／Ｗ≦ε・max
ｕ ……(33) ０≦（−l2／Ｗ）・（α_s１／Uc）＋γ1／Ｗ≦ε・
max ｌ ……(34) ０≦（l1／Ｗ）・（α_s２／Uc）＋γ2／Ｗ−α_s１・
Tr／Ｗ≦ε・max ｕ ……(35) ０≦（−l2／Ｗ）・（α_s２／Uc）＋γ2／Ｗ−α_s
１・Tr／Ｗ≦ε・max ｌ ……(36) 以上の各式を満足する、即ち幅変更中において
安定鋳造を維持するための相関を整理すると下記
(a)〜(h)の各式が求まる。 γ1≧−l1・（α_s１／Uc） ……(a) γ1≧Ｗ｛ε・max ｕ−（l1・Ｗ）・（α_s１／Uc）｝
＝
−l1／（α_s１／Uc）＋Ｗ・ε・max ｕ ……(b) γ1≧l2・（α_s１／Uc） ……(c) γ1≧l2・（α_s１／Uc）＋Ｗ・ε・max ｌ ……(d) γ2＞α_s１・Tr−l1・（α_s２／Uc） ……(e) γ2≦−l1・（α_s２／Uc）＋α_s１・Tr＋Ｗ・ε・
max ｕ ……(f) γ2＞α_s１・Tr＋l2・（α_s２／Uc） ……(g) γ2≦l2・（α_s２／Uc）＋α_s１・Tr＋Ｗ・ε・max
ｌ ……(h) 第９図はこの(a)〜(h)の関係を前述した前半部と
後半部とに区別して表したもので第９図ａが前半
部の、また第９図ｂが後半部を示す。更に横軸は
増速率α_s１，α_s２を、縦軸は初期速度γ1，γ2であ
る。該第９図におけるハツチング部Ｄが鋳造欠陥
の発生することのない、つまり安定した鋳造を継
続しつつ幅変更が可能な範囲を示している。従つ
て増速率α_s１，α_s２及び初期速度γ1，γ2を前記ハ
ツチング部Ｄの範囲内の任意の値を選択し設定す
ることにより前述した本発明の幅変更が実施でき
る。 ところで幅変更は前述したように可能な限りに
おいて短時間で実施することが要求されており、
係る要求を満足すべき増速率α_sを前記ハツチング
部Ｄの範囲内より求めることが必要である。而し
て幅縮小の前半部では増速率α_sが正で、その絶対
値が大きい程よい。このことより第９図ａに示し
た点Ｐ１が最適条件となる。又、幅拡大の前半期
では増速率α_sが負で、しかもその絶対値が大きい
程より。従つて点Ｐ３が最適である。 次に、幅変更の後半部においては前半期で通常
操業時より傾斜せしめた傾斜角を元に戻さねばな
らないことから ω1・Tr＝−ω2・（Tw−Tr） ……(37) ω1＝α_s１／Uc，ω2＝α_s２／Ucであるから Tw−Tr＝−（α_s１／α_s２）・Tr ……(38) となり、幅変更時間を小さくするためにはα_s２の
絶対値は大きい程よいことになり、幅縮小の場合
は第９図ｂに示した点Ｐ２が、又、幅拡大の場合
は第９図ａに示した点P4が最適点となる。 以上のように幅変更時間を最短にするための増
速率α_sが求められるが下記第１表はそれを一覧と
して表したものである。

【表】 而して前記第１表の条件下における水平移動速
度Vh及び角速度ωは下記第２表（幅縮小）及び
第３表（幅拡大）のようになる。

【表】

〔実施例〕

350屯／Ｈの湾曲形連続鋳造機において低炭Al
キルド鋼の製造中に本発明を実施した。本実施例
に用いた短辺駆動装置は前記第５図に示した構成
のものであり、駆動装置１３及び旋回装置１４に
は、共に油圧式のシリンダー装置を用いた。この
短辺駆動装置と連続鋳造機の設備仕様及び操業条
件は第４表に示す通りである。 さて、本実施例では幅変更時間の最短化を狙つ
て初期速度γ1，γ2を前記第１表のように設定し
た。 一方、α増速率α_sはシエル強度から設定される
値では駆動装置のシリンダー能力が不足したので
改めてこのシリンダー能力から求めた。

【表】

【表】 而してシリンダーの有効能力Favは前記（38）
式より（16屯−３屯−３屯＝10屯）10屯となつ
た。又当該鋼種の引張試験結果よりGo＝2.5×
10^-12｛（Kg／mm²）ⁿ・Sec｝、ｎ＝0.32、ｑ＝28000
（１／°Ｋ）が求められた。又シエル厚の測定に
よりHo＝20（mm／min^1/2）であつた。この条件下
で増速率α_sを逐次変化させ、前記（34）〜（37）
式に基づいて必要駆動力Ｆを求めた。この結果、
前記必要駆動力Ｆを10屯以下とするためには、増
速率α_sを50mm／min²以下とする必要のあること
が判つた。従つて増速率α_sを50mm／min²とした。
これに伴つて角速度ωは前記(1)式よりω＝50mm／
min²／1600mm／min＝0.03125（rad／min）となつ
た。 前傾期の増速率α_s１と後傾期の増速率α_s２は前
述したように制御性を高めるためにα_s１＝α_s２と
した。 以上の設定により、水平移動速度Vhと角速度
ωは、幅縮小の場合は以下のように定まつた。 幅縮小時の前傾期 （０≦ｔ≦Tr） Vh＝50t＋12.5 （mm／min） ω＝0.03125 （rad／min） 幅縮小時の後傾期 （Tr≦ｔ≦Tw） Vh＝−50t＋100Tr＋12.5 （mm／min） ω＝−0.03125 （rad／min） 尚、折り返し時間Trは、片側の鋳片幅変更量
Ｓより下記（55）式で求められる。 Tr＝0.2｛（1.5625＋Ｓ／２）^1/2−1.25｝（min）
……(55) さて、前述のように水平移動速度Vh及び角速
度ωを設定し、幅変更時間Twの半量Trまで前傾
移動させ、半量Tr到達後は後傾移動を行い幅縮
小を実施した。第５表は目標幅変更（縮小）量に
対する幅変更時間を従来法と比較して表わしたも
のである。従来法による幅縮小は前記第３図に示
すように上下２本のシリンダーを用い、傾斜角度
を強めたのち平行移動する方法で行つた。この場
合発生エアーギヤツプ量を大きな鋳造欠陥を生じ
ない程度に押さえ、かつ必要駆動力を10屯以下と
して幅縮小を行うためには平行移動速度Vmは15
mm／分が限界であつた。

【表】 この第５表から明らかなように幅縮小量の大小
にかかわらず、本発明の実施例の方が、従来法に
比べて幅変更時間が著しく短いことがわかる。
又、幅縮小量が大きくなるほど本発明の実施例に
よる幅変更時間短縮効果は増大する。 次に幅拡大の場合も前記幅縮小と同様に前記第
３表及び（56）式より、水平移動速度Vh、角速
度ω及び折り返し時間Trが以下のように求まつ
た。 幅拡大時の後傾期 （０≦ｔ≦Tr） Vh＝−50t＋12.5 （mm／min） ω＝−0.03125 （rad／min） 幅拡大時の前傾期 （Tr≦ｔ≦Tw） Vh＝50t−100Tr＋12.5 （mm／min） ω＝0.03125 （rad／min） Tr＝0.2｛（1.5625＋Ｓ／２）^1/2＋1.25｝（min）−
（５６） 第６表は前記幅縮小と同様に目標幅変更（縮
小）量に対する幅変更時間を従来法と比較して表
わしたものである。 この第６表から明らかなように、幅拡大におい
ても従来法に比較して幅変更時間を著しく短縮で
き、しかも鋳造欠陥の発生も全く認められなかつ
た。

【表】 （発明の効果） 以上詳述したように本発明の実施により、鋳型
の幅変更が最小時間で可能となつた。このため幅
変更による鋳片の幅が変化する部分を少なくで
き、歩留を著しく向上できた。 加えて鋳片幅1300〜650mmの間で任意量の幅可
変が実施でき、幅変更時のエアーギヤツプ量やシ
エル変形抵抗力を常に許容値以下とでき、鋳片割
れやブレークアウト等のない安定した操業が可能
となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは本発明に基づく幅変更時におけ
る短辺の水平移動速度を説明するための線図、第
２図は周知の幅可変鋳型の一例を示す斜視図、第
３図ａ，ｂ，ｃ及び第４図ａ，ｂ，ｃは従来の幅
変更方法の一例を示す模式図であり、第３図が幅
縮小、第４図が幅拡大である。第５図〜第１０図
は本発明に基づく実施例であり、第５図は短辺駆
動装置の一例を示す斜視図、第６図は幅縮小時の
短辺の移動状況を示す模式図、第７図は幅拡大時
の短辺の移動状況を示す模式図、第７図ａ，ｂは
短辺の移動と前記エアーギヤツプの生成条件を説
明する概念図、第８図は幅変更時、鋳片に生じる
歪について説明するためのもので、前記第５図の
短辺駆動装置を用いて、連続鋳造中に短辺を移動
させる際の鋳片と短辺の相対的動きを説明する構
成図、第９図は鋳造欠陥の発生することのない増
速率α_s、及び短辺の初期速度γの範囲を示す線
図、第１０図は幅変更鋳片を示す平面図、第１１
図及び第１３図は本発明の他の実施例に基づく幅
変更時における短辺の水平移動速度を説明するた
めの線図、第１２図はテーパー量変更によつて発
生する幅変更量の誤差を説明するための線図であ
る。 １，１ａ，１ｂ……短辺、２ａ，２ｂ……長
辺、４……鋳辺、１１……回動軸、１２……軸受
部、１３……水平駆動装置、１４……旋回装置、
１２０……回動アーム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 連続鋳造中に、水平方向駆動装置と、該駆動
   装置と独立して作動する旋回駆動装置を介して鋳
   型短辺を移動せしめる鋳片幅変更方法において、
   前記短辺の移動を該短辺を鋳型中心側へ順次傾け
   る前傾期と、鋳型反中心側へ順次傾ける後傾期に
   区分し、各期間における短辺の水平方向移動速度
   の増速率α_sを予め許容シエル変形抵抗力をパラメ
   ータとして求めると共に、前記旋回装置の角速度
   ωを下記(1)で定め、当該期間中、前記増速率α_s及
   び角速度ωを一定に維持して幅変更を行うことを
   特徴とする連続鋳造中における鋳片幅変更方法。 ω＝α_s／U_c ……(1) 但し、 ω；旋回装置の角速度（rad／min） α_s；短辺の水平方向移動速度の増速率（mm／
   min²） U_c；鋳造速度（mm／min） ２ 連続鋳造中に、水平方向駆動装置と、該駆動
   装置と独立して作動する旋回駆動装置を介して鋳
   型短辺を移動せしめる鋳片幅変更方法において、
   前記短辺の移動を該短辺を鋳型中心側へ順次傾け
   る前傾期と、鋳型反中心側へ順次傾ける後傾期に
   区分し、各期間における短辺の水平方向移動速度
   の増速率α_sを予め許容シエル変形抵抗力をパラメ
   ータとして求める共に、前記旋回装置の角速度ω
   を下記(1)で定め、当該期間中、前記増速率α_s及び
   角速度ωを一定に維持し、 さらに、圧延条件及び、もしくは短辺駆動装置
   の制約条件より前記短辺の最大許容水平移動速度
   Vmaxを設定し、幅変更前半部の前傾期、もしく
   は後傾期における前記短辺の水平移動速度が前記
   Vmaxを越える際に、幅変更前半部と後半部の間
   に下記(2)及び(3)式で与えられる範囲内の平行移動
   速度Vpで短辺の平行移動を行わしめ、鋳造欠陥
   の発生を防止しつつ最短時間で幅変更を実施する
   ことを特徴とする連続鋳造中における鋳片幅変更
   方法。 ω＝α_s／U_c ……(1) 但し、 ω；旋回装置の角速度（rad／min） α_s；短辺の水平方向移動速度の増速率（mm／
   min²） U_c 鋳造速度（mm／min） ｜Vmax｜≧｜Vp｜ ……(2) Vp≧α_s１・T_r１ ……(3) 但し、 Vmax；最大許容水平移動速度（mm／min） Vp；平行移動速度（mm／min） α_s１；幅変更前半の前傾期又は後傾期の短辺の水
   平方向移動速度の増速率（mm／min²） T_r１；幅変更前半の前傾期又は後傾期の所要時
   間。