JP2004025211A - Method and device for controlling electromagnetic stirring apparatus for continuous casting - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続鋳造における連続鋳造用電磁攪拌装置の異常振動を防止し、異常振動に起因する故障発生を予防する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
まず、図3に基づき、連続鋳造ラインの概略について説明する。
連続鋳造ラインでは、取鍋3からタンディッシュ4を介して溶鋼2がモールド5に鋳込まれ、モールド5の下方から、未だ内部が未凝固状態のシェルとなった連続鋳造材1が引き抜かれる。このとき、連続鋳造材1内部の未凝固の溶鋼2を電磁攪拌装置10で電磁攪拌し、連続鋳造材1の品質向上が図られている。なお、6は連続鋳造材を押圧するロールである。ただし、ここでは、水冷等の説明を省略している。
【0003】
電磁攪拌装置(EMS(Electro Magnetic Stirrer)ともよぶ)は、連続鋳造材内部の未凝固部に電磁力を発生し、その攪拌力で未凝固部の溶鋼を攪拌して連続鋳造材の性状を向上させる装置である。そして、このように電磁力を与えるため、装置自体にも反力による振動が発生する。そのため、電磁攪拌装置の設計段階から、ある程度の振動を想定した設計がなされ、振動に対する各種の対策をとって装置が製作されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、連続鋳造ラインでの、連続鋳造材の引抜き速度の変動やバルジング状態等、操業条件によっては、その振動を助長させる場合もあり、設計時の想定以上の振動が発生することも多々ある。
そして、このような異常振動によってコイル冷却のために電磁攪拌装置内部にはりめぐらせた水冷銅管のジョイント部やフランジ部等、強度的に弱い部分に応力が集中し、亀裂破損等の各種の故障が度々発生していた。
【0005】
本発明は、このような異常振動に起因する故障発生を低減することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下の各項記載の連続鋳造用電磁攪拌装置の制御方法および装置によって、上記課題を解決した。
▲1▼ 連続鋳造材内部の未凝固部を電磁攪拌する連続鋳造用電磁攪拌装置の制御方法であって、該連続鋳造用電磁攪拌装置の少なくとも1方向の振動データを採取し、該振動データと基準振動データを比較して、異常と判定の場合は、前記の連続鋳造用電磁攪拌装置に設定する電流値および/または周波数を、あらかじめ設定した所定値分だけ低減させ、一方、前記振動データが異常でないと判定の場合はそのままとする処理を行うことを特徴とする連続鋳造用電磁攪拌装置の制御方法。
▲2▼ 前記する設定電流値および/または周波数の所定値までの低減を行った後、更に、設定電流値および/または周波数についてのデータ収集を行い、該収集したデータと前記連続鋳造用電磁攪拌装置の電磁攪拌の効果を損なわない範囲の鋼種毎の設定電流値と周波数のデータと比較し、電磁攪拌の効果を損なうと判定した際に、警報出力を行うことを特徴とする上記▲1▼に記載の連続鋳造用電磁攪拌装置の制御方法。
▲3▼ 前記振動データを、3次元方向にそれぞれ1つずつ採取することを特徴とする上記▲1▼または▲2▼に記載の連続鋳造用電磁攪拌装置の制御方法。
▲4▼ 連続鋳造材内部の未凝固部を電磁攪拌する連続鋳造用電磁攪拌装置の制御装置であって、該連続鋳造用電磁攪拌装置に具備してなる少なくとも1つの振動センサと、前記振動センサにより採取した振動データと基準振動データを比較して、異常と判定の場合は、前記の連続鋳造用電磁攪拌装置に設定する電流値および/または周波数を、あらかじめ設定した所定値分だけ低減させ、一方、前記振動データが異常でないと判定の場合はそのままとする処理を行うPLCと、を有することを特徴とする連続鋳造用電磁攪拌装置の制御装置。
▲5▼ 前記PLCが、前記する設定電流値および/または周波数の所定値までの低減を行った後、更に、設定電流値および/または周波数についてのデータ収集を行い、該収集したデータと、前記連続鋳造用電磁攪拌装置の電磁攪拌の効果を損なわない範囲の鋼種毎の設定電流値と周波数のデータを比較して、電磁攪拌の効果を損なうと判定した際に、警報出力を行うようにしてなることを特徴とする上記▲4▼に記載の連続鋳造用電磁攪拌装置の制御装置。
▲6▼ 前記振動センサを、3次元方向にそれぞれ1つずつ配置してなることを特徴とする上記▲4▼または▲5▼に記載の連続鋳造用電磁攪拌装置の制御装置。
【0007】
【発明の実施の形態】
まず、図2に基づき、本発明を適用する連続鋳造用電磁攪拌装置(EMS)10について説明する。
連続鋳造用電磁攪拌装置10は、水冷ケーシング17内にコイル巻線および鉄芯11を内蔵してなり、連続鋳造材1内部の未凝固部の溶鋼2を電磁攪拌する装置である。
【0008】
ここで、鉄芯に形成したコイル巻線は、例えば、2つのコイルに分割されている。そして、一方のコイルに1000A程度、他方に600 A程度の交流電流を通電し、かつ、2つのコイルを2Hz、あるいは、1.5Hz 程度で切り替えることで効率よく電磁攪拌を行うように構成している。
なお、水冷ケーシング17には、内蔵している鉄芯を固定して保持する鉄芯固定フレーム14が付設され、コイルの振動を抑制している。
【0009】
本発明では、この鉄芯固定フレーム14に少なくとも1つの振動センサ15、好適には、3次元方向に各1つづつの振動センサ15を付設することを特徴とする。
ここで、連続鋳造用電磁攪拌装置10に発生する振動は、操業状態などの様々な要因によって複雑な挙動を示すことから、振動センサ15を3次元方向に配して、空間的な振動状態を取り込めるようにすることが好ましい。ただし、後述する異常振動の発生方向が明らかな場合等、振動の発生方向を特定できる場合等には、1つの振動センサを配するようにしてもよい。
【0010】
本発明は、このように配した振動センサ15の信号に基づき、連続鋳造用電磁攪拌装置10の異常振動を検知し、その異常振動を解消するように制御することを特徴とする。
振動センサ15の各センサ信号用ケーブル16は、PLC(Programmable Logic Controller )20に接続し、PLC20で継続して繰返し振動状態をモニタできるようにしておく。また、PLC20には、記憶装置21と警報装置22を接続する。これらの機能については、後述する。
【0011】
次に、図1に示すフローチャートに基づき、本発明での異常振動抑制のための制御方案について説明する。
本発明においては、まず、前処理として、異常振動抑制の制御を行うための基準となるデータを採取する。
まず、通常の操業状態において、EMS10に付設した振動センサ15の信号をPLC20に継続的に入力し、EMS10に通常発生している振動データ(加速度、振幅、周波数等)を収集して「基準振動データ」として記憶装置21に格納しておく(110 )。
【0012】
また、同時に、必要に応じて、EMS10の効果を損なわない範囲のEMS10の設定電流値、周波数のデータを鋼種毎に収集し、テーブル形式で記憶装置21に格納しておく(120 )。
次に、オンライン操業時の、EMS振動判定処理時において、以下の処理を行う。
【0013】
まず、EMS振動データを測定する(210 )。
そして、PLCにおいて、この測定データと記憶装置に格納した基準振動データを比較し、異常振動かどうかの判定を行う(220 )。
判定は、最も簡単には、例えば、測定データの基準振動データからの偏差の大小比較を行う閾値判定による方法が有効である。
【0014】
ここで、振動が異常でないと判定した場合は、そのまま次のループに移り、再度EMS振動データの測定を行う。
一方、異常振動と判定した場合には、EMSに設定する電流値および/または周波数を所定値だけ低減する処理を行う(230 )。なお、低減する所定値は、これまでの操業実績等から適宜決定する。
【0015】
次に、低減後の設定電流値および/または周波数についてのデータ収集を行い、記憶装置21に格納したテーブル値と比較してEMSの効果を損なうかどうかの判定処理を行う(240 )。
ここで、効果を損なわないと判定した場合には、そのまま、次のループに移り、再度EMS振動データの測定を行うステップに移行する。
【0016】
一方、EMSの効果を損なうと判定した場合には、適宜、警報処理を行うようにする(250 )。警報は、ブザー音や警告灯、あるいは、ディスプレイ上への表示等によって行う。
なお、警報が発せられた場合には、オペレータの判断により、ラインの鋳込み速度の低減や、スループットを下げるなどの処理を行う。また、併せて、バルジング等の不具合が発生していないかどうかの確認作業を行う。ただし、これらの一連のオペレータ作業を自動化し、警報出力をトリガとする自動化システムを構築することがより好ましい。
【0017】
【実施例】
本発明の連続鋳造用電磁攪拌装置の制御方法を、製鉄用スラブの連続鋳造ラインに付設した連続鋳造用電磁攪拌装置に適用した。その結果、従来、年4〜5回程度発生していた水冷銅管の亀裂破損等の故障を年1回以下にまで低減することができた。
【0018】
【発明の効果】
本発明によって、連続鋳造用電磁攪拌装置の異常振動を有効に低減することが可能となり、装置の故障発生を低減でき、設備の信頼性向上を実現できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の制御フローを示すフローチャートである。
【図2】本発明を適用する連続鋳造用電磁攪拌装置の模式図である。
【図3】連続鋳造ラインの概略模式図である。
【符号の説明】
1 連続鋳造材
2 溶鋼
3 取鍋(レードル)
4 タンディッシュ
5 モールド
6 ロール
10 電磁攪拌装置(EMS)
11 コイル巻線および鉄芯
12 ケーブル接続口
13 冷却水フランジ
14 鉄芯固定フレーム
15 振動センサ
16 センサ信号用ケーブル
17 水冷ケーシング
20 PLC(Programmable Logic Controller )
21 記憶装置
22 警報装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for preventing abnormal vibration of an electromagnetic stirring device for continuous casting in continuous casting and preventing occurrence of a failure due to the abnormal vibration.
[0002]
[Prior art]
First, an outline of the continuous casting line will be described with reference to FIG.
In the continuous casting line,
[0003]
An electromagnetic stirrer (also referred to as an EMS (Electro Magnetic Stirrer)) generates an electromagnetic force in an unsolidified portion inside a continuous cast material, and agitates the molten steel in the unsolidified portion with the stirring force to improve the properties of the continuous cast material. Device. Since the electromagnetic force is applied in this manner, vibrations are generated in the device itself due to the reaction force. Therefore, from the design stage of the electromagnetic stirrer, a design that assumes a certain degree of vibration has been made, and the device has been manufactured taking various measures against vibration.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, depending on operating conditions, such as fluctuations in the drawing speed of the continuous casting material and bulging conditions in the continuous casting line, such vibrations may be promoted, and vibrations more than expected at the time of design often occur.
Due to such abnormal vibrations, stress concentrates on weak parts such as joints and flanges of water-cooled copper pipes circulated inside the electromagnetic stirrer for cooling the coil, and various kinds of cracks and the like occur. Failures occurred frequently.
[0005]
An object of the present invention is to reduce the occurrence of a failure due to such abnormal vibration.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has solved the above-mentioned problems by a method and an apparatus for controlling an electromagnetic stirrer for continuous casting described in the following items.
(1) A method for controlling a continuous casting electromagnetic stirrer for electromagnetically stirring an unsolidified portion inside a continuous casting material, wherein vibration data in at least one direction of the continuous casting electromagnetic stirrer is collected, and the vibration data and By comparing the reference vibration data, if it is determined to be abnormal, the current value and / or frequency set in the electromagnetic agitator for continuous casting is reduced by a predetermined value set in advance. A method for controlling an electromagnetic stirrer for continuous casting, characterized in that a process is performed in which it is determined that the condition is not abnormal when the condition is not abnormal.
{Circle around (2)} After the set current value and / or frequency is reduced to a predetermined value, data on the set current value and / or frequency is further collected, and the collected data and the electromagnetic stirring for continuous casting are collected. Comparing the set current value and frequency data for each steel type within a range that does not impair the effect of the electromagnetic stirring of the apparatus, and when it is determined that the effect of the electromagnetic stirring is impaired, an alarm output is performed. 3. The method for controlling an electromagnetic stirring device for continuous casting according to item 1.
{Circle over (3)} The control method of the electromagnetic stirring apparatus for continuous casting according to <1> or <2>, wherein the vibration data is collected one by one in three-dimensional directions.
(4) A control device of an electromagnetic stirring device for continuous casting for electromagnetically stirring an unsolidified portion inside a continuous casting material, wherein at least one vibration sensor provided in the electromagnetic stirring device for continuous casting, and the vibration sensor By comparing the vibration data and the reference vibration data collected by the above, if it is determined to be abnormal, the current value and / or frequency set in the electromagnetic agitator for continuous casting is reduced by a predetermined value, On the other hand, there is provided a PLC for performing a process for keeping the vibration data as it is when it is determined that the vibration data is not abnormal.
(5) After the PLC reduces the set current value and / or frequency to a predetermined value, the PLC further collects data on the set current value and / or frequency. By comparing the set current value and frequency data for each steel type in a range that does not impair the electromagnetic stirring effect of the continuous casting electromagnetic stirrer, when it is determined that the effect of the electromagnetic stirring is impaired, an alarm is output. The control device of the electromagnetic stirring device for continuous casting according to the above item (4), wherein
(6) The control device of the electromagnetic stirring device for continuous casting as described in (4) or (5) above, wherein the vibration sensors are arranged one by one in three-dimensional directions.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
First, an electromagnetic stirring device (EMS) 10 for continuous casting to which the present invention is applied will be described with reference to FIG.
The
[0008]
Here, the coil winding formed on the iron core is divided into, for example, two coils. Then, an alternating current of about 1000 A is applied to one coil and about 600 A is applied to the other coil, and the two coils are switched at about 2 Hz or about 1.5 Hz to efficiently perform electromagnetic stirring. I have.
The water-cooled
[0009]
The present invention is characterized in that at least one
Here, since the vibration generated in the
[0010]
The present invention is characterized in that abnormal vibration of the
Each
[0011]
Next, a control scheme for suppressing abnormal vibration in the present invention will be described based on the flowchart shown in FIG.
In the present invention, first, as preprocessing, data serving as a reference for performing control of abnormal vibration suppression is collected.
First, in a normal operation state, a signal of the
[0012]
At the same time, if necessary, data of the set current value and frequency of the
Next, the following processing is performed during the EMS vibration determination processing during online operation.
[0013]
First, EMS vibration data is measured (210).
Then, the PLC compares the measured data with the reference vibration data stored in the storage device, and determines whether or not the vibration is abnormal (220).
In the simplest case, for example, a method based on a threshold value determination for comparing the magnitude of the deviation of the measured data from the reference vibration data is effective.
[0014]
Here, when it is determined that the vibration is not abnormal, the process proceeds to the next loop and the EMS vibration data is measured again.
On the other hand, if it is determined that the vibration is abnormal, a process of reducing the current value and / or frequency set in the EMS by a predetermined value is performed (230). Note that the predetermined value to be reduced is appropriately determined based on the operation results so far.
[0015]
Next, data collection is performed on the set current value and / or frequency after the reduction, and a comparison process is performed with a table value stored in the
Here, if it is determined that the effect is not impaired, the process directly proceeds to the next loop and shifts to the step of measuring EMS vibration data again.
[0016]
On the other hand, when it is determined that the effect of the EMS is impaired, an alarm process is appropriately performed (250). The alarm is issued by a buzzer sound, a warning light, a display on a display, or the like.
When an alarm is issued, processing such as reduction of the pouring speed of the line or reduction of the throughput is performed according to the judgment of the operator. At the same time, a check is made to see if a problem such as bulging has occurred. However, it is more preferable to construct an automation system that automates a series of these operator tasks and uses an alarm output as a trigger.
[0017]
【Example】
The control method of the electromagnetic stirring device for continuous casting of the present invention was applied to an electromagnetic stirring device for continuous casting attached to a continuous casting line of a slab for steelmaking. As a result, a failure such as a crack breakage of a water-cooled copper tube, which has conventionally occurred about 4 to 5 times a year, can be reduced to once a year or less.
[0018]
【The invention's effect】
According to the present invention, abnormal vibration of the electromagnetic stirring device for continuous casting can be effectively reduced, the occurrence of device failure can be reduced, and the reliability of the equipment can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing a control flow of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view of an electromagnetic stirring device for continuous casting to which the present invention is applied.
FIG. 3 is a schematic diagram of a continuous casting line.
[Explanation of symbols]
1
4 Tundish 5
DESCRIPTION OF
21
Claims (6)
該連続鋳造用電磁攪拌装置の少なくとも1方向の振動データを採取し、
該振動データと基準振動データを比較して、異常と判定の場合は、前記の連続鋳造用電磁攪拌装置に設定する電流値および/または周波数を、あらかじめ設定した所定値分だけ低減させ、一方、前記振動データが異常でないと判定の場合はそのままとする処理を行うことを特徴とする連続鋳造用電磁攪拌装置の制御方法。A method of controlling an electromagnetic stirrer for continuous casting that electromagnetically stirs an unsolidified portion inside a continuous cast material,
Collecting vibration data in at least one direction of the electromagnetic agitator for continuous casting,
By comparing the vibration data with the reference vibration data, if it is determined to be abnormal, the current value and / or the frequency set in the continuous casting electromagnetic stirrer are reduced by a predetermined value. A method of controlling an electromagnetic stirrer for continuous casting, characterized by performing a process of keeping the vibration data as it is when it is determined that the vibration data is not abnormal.
該連続鋳造用電磁攪拌装置に具備してなる少なくとも1つの振動センサと、
前記振動センサにより採取した振動データと基準振動データを比較して、異常と判定の場合は、前記の連続鋳造用電磁攪拌装置に設定する電流値および/または周波数を、あらかじめ設定した所定値分だけ低減させ、一方、前記振動データが異常でないと判定の場合はそのままとする処理を行うPLCと、
を有することを特徴とする連続鋳造用電磁攪拌装置の制御装置。A control device of an electromagnetic stirring device for continuous casting that electromagnetically stirs an unsolidified portion inside a continuous casting material,
At least one vibration sensor provided in the electromagnetic agitator for continuous casting,
By comparing the vibration data collected by the vibration sensor with the reference vibration data, if it is determined that there is an abnormality, the current value and / or frequency set in the electromagnetic agitator for continuous casting is set to a predetermined value. A PLC that performs processing for reducing the vibration data and, when it is determined that the vibration data is not abnormal, leaving the vibration data unchanged;
A control device for an electromagnetic stirrer for continuous casting, comprising:
前記する設定電流値および/または周波数の所定値までの低減を行った後、更に、設定電流値および/または周波数についてのデータ収集を行い、該収集したデータと、前記連続鋳造用電磁攪拌装置の電磁攪拌の効果を損なわない範囲の鋼種毎の設定電流値と周波数のデータを比較して、電磁攪拌の効果を損なうと判定した際に、警報出力を行うようにしてなることを特徴とする請求項4に記載の連続鋳造用電磁攪拌装置の制御装置。The PLC is
After reducing the set current value and / or the frequency to the predetermined value, data collection for the set current value and / or frequency is further performed, and the collected data and the electromagnetic stirring device for the continuous casting are collected. Comparing the set current value and frequency data for each steel type within a range that does not impair the effect of electromagnetic stirring, and when it is determined that the effect of electromagnetic stirring is impaired, an alarm is output. Item 5. A control device for an electromagnetic stirring device for continuous casting according to item 4.
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