JP2002178120A - 連続鋳造の湯面レベルの制御方法 - Google Patents

連続鋳造の湯面レベルの制御方法

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JP2002178120A
JP2002178120A JP2000382735A JP2000382735A JP2002178120A JP 2002178120 A JP2002178120 A JP 2002178120A JP 2000382735 A JP2000382735 A JP 2000382735A JP 2000382735 A JP2000382735 A JP 2000382735A JP 2002178120 A JP2002178120 A JP 2002178120A
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Japan
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molten metal
control
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metal surface
surface level
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JP2000382735A
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Atsushi Kiritani
厚志 桐谷
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 定常時における定値制御特性を最適に保持し
つつ、鋳込開始時の湯面レベル制御の安定化を図って短
時間で定常制御へ移行できるようにする。 【解決手段】 湯面レベルの制御開始点ML0 前の該湯
面レベルの実測値から湯面レベル変化率を求めると共
に、該湯面レベル変化率に基づいて制御開始点ML 0
ら定常制御レベルMLまでの間の湯面レベルの設定値S
(n) を制御周期毎に求め、該設定値SV(n) に湯面レ
ベルの測定値が一致するようにスライディングノズルの
開度を制御し、且つ、ML0 からMLまでの間はI−P
D制御とし、ML以降はPID制御とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、連続鋳造のモール
ド内の湯面レベルを測定し、該測定値が所定の設定値に
なるようにタンディッシュに取り付けられたスライディ
ングノズルの開度を制御してモールド内の湯面レベルを
制御する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、連続鋳造のモールド内の湯面レベ
ル制御は、鋳込開始時において、湯面の上方に配置され
た渦電流センサ(湯面レベル測定手段)の測定範囲に湯
面レベルが達するまでの湯面上昇速度を予め設定し、こ
の設定速度に基づいてスライディングノズルの開度を決
定し、次いで、湯面レベルが渦電流センサの測定範囲内
まで上昇した後、該湯面レベルが一定の設定値ML0
到達するのを待って、モールドの下方に配置された鋳片
引き抜き用のピンチロールを起動し、これにより、鋳片
の引き抜きを開始すると同時に、湯面レベル制御を開始
し、湯面レベルを定常時の一定の設定値MLに合わせて
いく。
【0003】ところで、一般には、湯面レベル制御系
は、定常鋳込中の定値制御特性を最適とすべく調整され
るため、制御開始時から定常時までの湯面レベルの設定
値と渦電流センサによる測定値との偏差が大きい場合で
は、修正動作が大きく働いてしまい、結果的に湯面が変
動し、定常鋳込中の設定値MLへの合わせ込みに長時間
を要することになる。当然のことながら、鋳込開始時の
湯面レベル制御性能は、この期間に鋳込まれる鋳片品質
に与える影響大であり、より早く定常制御に移行するこ
とが求められている。
【0004】そこで、従来においては、定常時における
定値制御特性を最適にしつつ、鋳込開始時の制御特性も
良好にするため、制御開始時の湯面レベルの設定値ML
0 から定常時の設定値MLまで設定値をランプ状に変化
させ、これにより、過大な修正動作を抑制してより早く
定常制御に移行できるようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
湯面レベルの制御方法においては、スライディングノズ
ルの計算開度より得られる実際の湯面上昇速度は、種々
の操業要因により変化するため、結果的に湯面のレベル
変動を小さく抑えることができず、定常制御への移行に
長時間を要していまうという不都合がある。
【0006】本発明はこのような不都合を解消するため
になされたものであり、定常時における定値制御特性を
最適に保持しつつ、鋳込開始時の湯面レベル制御の安定
化を図り、これにより、短時間で定常制御へ移行するこ
とができるようにした連続鋳造の湯面レベルの制御方法
を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に係る連続鋳造の湯面レベル制御方法は、
連続鋳造のモールド内の湯面レベルを測定し、該測定値
が所定の設定値になるようにタンディッシュに取り付け
られたスライディングノズルの開度を制御してモールド
内の湯面レベルを制御する方法であって、湯面レベルの
制御を開始する前の該湯面レベルの測定値から湯面レベ
ル変化率を求めると共に、該湯面レベル変化率に基づい
て制御開始時から定常状態になるまでの間の湯面レベル
の設定値を制御周期毎に求め、該設定値に湯面レベルの
測定値が一致するようにスライディングノズルの開度を
制御することを特徴とする。
【0008】請求項2に係る連続鋳造の湯面レベルの制
御方法は、請求項1において、湯面レベルの制御開始時
から湯面レベルが定常状態となるまでの間はI−PD制
御とし、湯面レベルが定常状態となった後はPID制御
としたことを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を図を参照して説明する。図1は本発明の実施の形態の
一例である連続鋳造の湯面レベルの制御方法を説明する
ための設備構成図、図2は制御装置の作動を説明するた
めのグラフ図である。図1において符号1は溶鋼2が収
容されたタンディッシュ、3はタンディッシュ1の底壁
に取り付けられたスライディングノズル、4はスライデ
ィングノズル3の下方に配置されたモールド、5はモー
ルド4内の湯面の上方に配置されて該湯面のレベルを測
定する渦電流センサ、6はスライディングノズル3の開
度を制御する制御装置である。制御装置6には、モール
ド4内の湯面レベルの設定値として、渦電流センサ5に
よる測定範囲の下限値MLmin 、制御開始設定値ML0
及び定常制御設定値MLが設けられている。
【0010】次に、図2を参照して、鋳込開始時におけ
る制御装置6の作動を説明する。まず、スライディング
ノズル3の初期開度をタンディッシュ1内の溶鋼重量、
スライディングノズル3の径、モールド4のサイズ(厚
さ、幅)等により求め、求められた計算開度となるよう
にスライディングノズル3の開度を制御する。これによ
り、モールド4内に溶鋼が注入され、湯面が上昇してく
るが、この時点では湯面レベルが渦電流センサ5の測定
範囲外にあるため、湯面レベルの制御動作は行われない
(図中(イ)及び(ロ)参照)。
【0011】湯面が上昇してきて、渦電流センサ5の測
定範囲の下限値MLmin に入ってから制御開始設定値
(制御開始点)ML0 に到達するまでの間、渦電流セン
サ5によって湯面レベルを測定し、該湯面レベルの変化
率(上昇率)を計算する(図中(ハ)参照)。そして、
湯面が上昇して渦電流センサ5による測定値が制御開始
設定値ML0に到達したときに、モールド4の下方に配
置された鋳片引き抜き用のピンチロール(図示せず。)
を起動し、これにより、鋳片の引き抜きを開始すると同
時に、湯面レベルの制御を開始して該湯面レベルを定常
制御設定値MLに合わせていく。このとき、制御開始点
ML0 から定常制御レベルMLまでの湯面レベルの設定
値SV(n) を次のように変化させ、該設定値SV(n)
渦電流センサ5の測定値とが一致するようにスライディ
ングノズル3の開度を制御する(図中(ニ)参照)。
【0012】設定値SV(n) の求め方については、ま
ず、上記(ハ)で求めた渦電流センサ5の測定範囲下限
値MLmin から制御開始点ML0 までの実績変化率に基
づいて初期目標値変化率ΔLを求め、該変化率ΔLを用
いて制御周期ΔT(sec)毎の湯面レベルの設定値S
(n) を次式により求める。 SV(n) =ML0 +ΔL×α(n) 但し、SV(0) =ML0 α(n) =α(n-1) ×β 但し、α(0) =1.0 ここで、α(n) :制御目標変化率係数 β :制御目標変化率速度 さらに、制御開始点ML0 から定常制御レベルMLまで
の制御アルゴリズムとしては、追値性能重視のI−PD
型を用いる。
【0013】I−PD型アルゴリズムとは、ΔMV(n)
=Kp・Ks{ΔPV(n) +(ΔT/TI)・E(n)
(TD/ΔT)・Δ(ΔPV(n) )}に従って、スライ
ディングノズル3の開度MVを制御するアルゴリズムで
ある。即ち、現時点のスライディングノズル3の開度を
MVとするとき、ΔT(sec)先のスライディングノ
ズル3の開度をMV+ΔMVに制御するものである。
【0014】ここで、 ΔMV:スライディングノズル3の開度MVの1制御周
期(ΔT)の変化量 PV(n) :渦電流センサ5による湯面レベルの測定値 ΔPV(n) :測定値変化量 ΔPV(n) =PV(n) −P
(n-1)(n) =PV(n) −SV(n) Kp=100/PB PB:比例帯(%) Ks:スケール変換係数、Ks=(MSH−MSL)/
(SH−SL) SH:PVスケール(湯面レベルの測定範囲)上限値 SL:PVスケール(湯面レベルの測定範囲)下限値 MSH:MVスケール(スライディングノズル開度)上
限値 MSL:MVスケール(スライディングノズル開度)下
限値 ΔT:制御周期(sec) TI:積分時間(sec) TD:微分時間(sec) そして、設定値SV(n) ≧定常制御設定値MLとなった
とき、SV(n) =MLと判断して、定常制御に移行す
る。このとき、制御アルゴリズムをI−PD型から定値
性能重視のPID型に切替え、これを用いる(図中
(ホ)参照)。
【0015】PID型アルゴリズムとは、ΔMV(n)
Kp・Ks{ΔE(n) +(ΔT/TI)・E(n) +(T
D/ΔT)・Δ(ΔE(n) )}により、スライディング
ノズル3の開度の変化量を定め、現時点のスライディン
グノズル3の開度をMVとするときに、ΔT(sec)
先のスライディングノズル3の開度をMV+ΔMVに制
御するものである。但し、ΔE(n) :偏差変化量ΔE
(n) =E(n) −E(n-1) とする。
【0016】このようにこの実施の形態では、制御開始
点ML0 から定常制御レベルMLまでの湯面レベルの設
定値SV(n) を制御開始前の湯面レベルの実績変化率を
用いて算出しているので、従来のように、ML0 からM
Lまで設定値をランプ状に変化させて湯面のレベル制御
を行う場合に比べて、設定値と渦電流センサ5による測
定値との偏差を小さく保ったまま制御を開始・継続する
ことができ、この結果、定常時における定値制御特性を
最適に保持しつつ、鋳込開始時の湯面レベル制御の安定
化を図ることができ、短時間で定常制御に移行すること
ができる。
【0017】また、制御アルゴリズムについても、制御
開始点ML0 から定常制御レベルMLまでは追値性能重
視のI−PD型を用い、 定常制御に移行した後はI−
PD型から定値性能重視のPID型に切替えるようにし
ているので、安定した制御特性を得ることができる。
【0018】
【実施例】235t底吹転炉2基を有する製鋼工場の連
続鋳造設備にて本発明を実施した。連続鋳造設備は、2
ストランドの垂直曲型連続鋳造機であり、鋳込速度は
0.3〜2.0m/minである。この設備に本発明を
適用することにより、鋳込開始時のモールド内湯面レベ
ル制御性能を著しく改善することができ、スラブ良品の
歩留りが年平均で0.5%向上した。また、本発明によ
り、鋳込開始時の湯面変動によるオペレータ介入頻度を
抑制することができ、オペレータ作業負荷が10%減少
した。
【0019】
【発明の効果】上記の説明から明らかなように、本発明
によれば、定常時における定値制御特性を最適に保持し
つつ、鋳込開始時の湯面レベル制御の安定化を図り、短
時間で定常制御へ移行することができるので、鋳込開始
時鋳片の品質を向上させることができると共に、鋳込開
始時の湯面変動によるオペレータ介入頻度を抑制するこ
とができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の一例である連続鋳造の湯
面レベルの制御方法を説明するための設備構成図であ
る。
【図2】制御装置の作動を説明するためのグラフ図であ
る。
【符号の説明】
1…タンディッシュ 2…溶鋼 3…スライディングノズル 4…モールド 5…渦電流センサ 6…制御装置 MLmin …測定範囲下限値 ML0 …制御開始設定値 ML…定常制御設定値 SV(n) …ML0 〜MLまでの間の制御周期毎の設定値
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4E004 MB02 MB09 5H004 GA02 GB03 HA05 HB05 JA02 JA04 JA12 JB30 KA62 KA69 KB02 KB04 KB06 KB09 LB05 LB06 5H309 AA01 BB05 CC09 DD27 DD37 EE05 FF07 GG03 HH01 HH02 HH21 JJ06

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 連続鋳造のモールド内の湯面レベルを測
    定し、該測定値が所定の設定値になるようにタンディッ
    シュに取り付けられたスライディングノズルの開度を制
    御してモールド内の湯面レベルを制御する方法であっ
    て、 湯面レベルの制御を開始する前の該湯面レベルの測定値
    から湯面レベル変化率を求めると共に、該湯面レベル変
    化率に基づいて制御開始時から定常状態になるまでの間
    の湯面レベルの設定値を制御周期毎に求め、該設定値に
    湯面レベルの測定値が一致するようにスライディングノ
    ズルの開度を制御することを特徴とする連続鋳造の湯面
    レベルの制御方法。
  2. 【請求項2】 湯面レベルの制御開始時から湯面レベル
    が定常状態となるまでの間はI−PD制御とし、湯面レ
    ベルが定常状態となった後はPID制御としたことを特
    徴とする請求項1記載の連続鋳造の湯面レベルの制御方
    法。
JP2000382735A 2000-12-15 2000-12-15 連続鋳造の湯面レベルの制御方法 Pending JP2002178120A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112180997A (zh) * 2020-09-30 2021-01-05 东北大学 基于ccd液位检测的薄带连铸熔池液位控制方法和装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112180997A (zh) * 2020-09-30 2021-01-05 东北大学 基于ccd液位检测的薄带连铸熔池液位控制方法和装置

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