JP2008149347A - 連続鋳造材のカッター装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クランプ機構を不要にして、鋳造材の確実な切断動作を得る。
【解決手段】連続鋳造材１の繰り出し方向に沿ってモータ駆動で台車４を走行させ、トーチ５の位置を鋳造材の切断位置に合わせた走行状態で鋳造材を切断するカッター装置。
同期制御部１７は、鋳造材の繰り出し速度に一致したモータ速度指令を、鋳造材の切断位置検出信号とモータの回転位置検出信号との偏差で位置補正する。速度制御部１８は位置補正した速度指令とモータの速度検出信号との偏差でモータを速度制御する。この制御によって、トーチの位置を鋳造材の切断位置に合わせた同期走行状態を得、切断を行う。
トーチの位置と鋳造材の切断位置とが一致するタイミングで速度指令を発生することで、同期制御部を省いた制御も含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、鉄鋼等の連続鋳造設備における連続鋳造材のカッター装置に係り、特に連続鋳造材の切断位置とカッターの位置合わせに関する。

図３は、連続鋳造材のカッター装置の例を概略図で示す。連続鋳造材１は、溶鋼から鋳込み工程を経て表面が冷却されながら高温を保ったままカッター装置位置まで引き抜かれ、カッター装置位置ではピンチローラ２とその駆動モータ３によって繰り出される。カッター装置は、鋳造材１の繰り出し方向に沿ってレール上を走行制御させる台車４に、鋳造材切断用カッターとしてのトーチ５と鋳造材クランプ装置としてのクランプ機構６を搭載し、台車４は待機位置Ｐ１に待機させておき、鋳造材１の切断部位が位置Ｐ１に接近してきたときに走行を開始し、トーチ５の位置が鋳造材の切断部位に一致したときにクランプ機構６が鋳造材１をクランプ（把持）することで台車４と鋳造材１を一体に移動させ、このクランプ状態にある位置Ｐ２でトーチ５による鋳造材１の切断を開始し、切断を完了したときにクランプ機構６の復帰で台車４を鋳造材１から切り離し、台車４を減速し、台車４をその停止位置Ｐ３から待機位置Ｐ１に戻し、次の切断開始まで待機させる（例えば、特許文献１参照）。

台車４は、モータ駆動で自走し、ピンチローラ２で検出する鋳造材の切断位置信号を基に待機位置Ｐ１から加速およびトーチ５と鋳造材の切断位置との位置合わせのための制御装置を搭載している。

クランプ機構としては、エアーシリンダ駆動されるリンク機構によって鋳造材を機械的に把持する方式、クランプ部材と鋳造材との間に磁気回路を形成する電磁石で吸着する方式のものがある（例えば、特許文献２参照）。

なお、図３では、台車にクランプ機構とカッターを搭載し、この台車の自走によって連続鋳造材の切断位置とカッターの位置合わせを行い、クランプ機構によって連続鋳造材をクランプする場合を示すが、他の送り機構によってカッターを連続鋳造材の切断位置に合わせてクランプする方式のものもある。例えば、油圧式または空気圧式のアクチェータを駆動源にした送り機構によって、カッターを鋳造材の切断位置に合わせ、クランプ機構で鋳造材をクランプする。
特開２００１−１７０７４６号公報 実開平６−７０９５０号公報

前記のように、カッター装置は、鋳造材と台車を一体にして移動させるために、クランプ機構を必要としている。同様に、油圧式または空気圧式のアクチェータを駆動源にした送り機構によってカッターを鋳造材と一体にして移動させるために、クランプ機構を必要とする。

このクランプ機構は、前記のように、リンク機構方式または電磁石方式にされるが、いずれの方式においてもクランプ部材を高温の鋳造材に接触させるため、クランプ部材が熱で腐食しやすくなり、定期的なメンテナンスやクランプ部材の交換が必要となる。

本発明の目的は、クランプ機構を不要にして、鋳造材の確実な切断動作を得ることができるカッター装置を提供することにある。

本発明は、台車等のカッター送り機構の速度制御によってカッターと連続鋳造材との同期走行を得ることで、クランプ機構を不要にするもので、以下の構成を特徴とする。

（１）カッター送り機構に設けたカッターを連続鋳造材の繰り出し方向に沿って送り、カッターの位置を連続鋳造材の切断位置に合わせたカッターの送り走行状態で連続鋳造材を切断するカッター装置であって、
前記カッター送り機構の制御装置は、連続鋳造材の繰り出し速度に一致したカッター送り速度指令を、連続鋳造材の切断位置検出信号とカッターの送り位置検出信号との偏差で位置補正する同期制御部と、この位置補正したカッター送り速度指令とカッターの送り速度検出信号との偏差でカッターの送り速度を制御する速度制御部とを備え、
カッターの位置を連続鋳造材の切断位置に合わせた同期走行状態を得ることを特徴とする。

（２）カッター送り機構に設けたカッターを連続鋳造材の繰り出し方向に沿って送り、カッターの位置を連続鋳造材の切断位置に合わせたカッターの送り走行状態で連続鋳造材を切断するカッター装置であって、
前記カッター送り機構の制御装置は、カッターの位置と連続鋳造材の切断位置とが一致するタイミングで発生しかつ連続鋳造材の繰り出し速度に一致させたカッター送り速度指令と、カッターの送り速度検出信号との偏差でカッターの送り速度を制御する速度制御部とを備え、
カッターの位置を連続鋳造材の切断位置に合わせた同期走行状態を得ることを特徴とする。

以上のとおり、本発明によれば、台車等のカッター送り機構の速度制御によってカッターと連続鋳造材との同期走行を得るようにしたため、クランプ機構を不要にして、連続鋳造材の確実な切断動作を得ることができる。

（実施形態１）
図３に示す従来の連続鋳造材のカッター装置は、台車４をレール上で自走させるためのモータを搭載し、このモータの回転量（回転数と角度）制御によって台車４の位置と連続鋳造材の切断位置との位置合わせを行い、この後にクランプ機構により鋳造材のクランプを行っている。

本実施形態は、台車のトーチ位置を鋳造材の切断位置に合わせる台車駆動用モータの制御機構を利用し、トーチによる鋳造材の切断中も台車の走行位置制御を続け、この制御によってトーチ位置と鋳造材の切断位置との同期状態を保持し、クランプ機構による鋳造材のクランプを不要にする。

図１は、本実施形態を示す台車駆動用モータの制御回路図である。台車駆動用モータ１１は、誘導機またはパルスモータにされ、台車４に搭載されてその走行のための駆動力を発生する。パルスジェネレータ１２はモータ１１の速度検出器であり、モータ１１のロータ回転速度に比例した周波数のパルスを高い精度で発生する。

電力変換器１３は、誘導機構成のモータを駆動できるインバータ、またはパルスモータを駆動できるパルス発生器で構成され、電流指令値やトルク指令値に応じた出力をモータ１１に供給する。制御装置１４は、台車速度指令に応じたモータ１１の速度制御を行い、この速度制御には鋳造材の位置検出信号を基に台車位置を鋳造材に一致させる同調（同期）制御を行う。

制御装置１４に与えるモータ速度指令は、初速０からクッション特性を有して加速し、鋳造材の繰り出しと繰り出し量を検出するピンチローラ２の検出信号から求める鋳造材繰り出し速度に一致した速度まで高める。鋳造材の位置検出信号は、ピンチローラ２の検出信号から求める鋳造材の切断位置に対応させる。鋳造材の繰り出し量を精度よく検出するためのピンチローラ２は、例えば、特開２００４−５０１９３号公報、特開２００１−２３２４５２号公報に記載されるものを利用することができる。

制御装置１４の速度検出部１５は、パルスジェネレータ１２の検出パルス数からモータ１１の回転速度を検出する。位置検出部１６は、パルスジェネレータ１２の検出パルス数の積算によりモータ１１の回転量、すなわち台車の走行距離を検出し、この検出値は台車に搭載するトーチの位置として検出する。

制御装置１４の同調（同期）制御部１７は、鋳造材の位置検出信号と位置検出部１６で検出するトーチ位置との偏差を位置制御器の入力とし、この偏差の比例積分（ＰＩ）演算結果を位置補正速度信号として求め、この位置補正速度信号でモータ速度指令を補正することで同期制御に必要なモータ速度指令を得る。

制御装置１４の速度制御部１８は、同調（同期）制御部１７によって補正されたモータ速度指令と、速度検出部１５で検出された速度検出信号の偏差を比例積分（ＰＩ）演算し、この演算結果を電力変換器１３に電流指令値やトルク指令値として与え、モータ１１の速度制御を行う。

したがって、本実施形態によれば、ピンチローラ２上を移動する鋳造材の切断位置を検出し、この切断位置に台車のトーチ位置を合わせる同期制御を行い、この同期の確立でトーチによる鋳造材の切断を開始し、トーチによる鋳造材の切断中も台車の同期制御を続けることができる。これにより、クランプ機構による鋳造材のクランプを不要にして、鋳造材の確実な切断動作を得ることができる。しかも、台車と鋳造材とが機械的に接触する部分（クランプ部材）がないため、そのメンテナンスや交換が不要になる。

（実施形態２）
図２は、本実施形態を示す台車駆動用モータの制御回路図である。本実施形態では、台車４の走行をピンチローラ２の回転速度に同期制御することにより、台車のトーチと鋳造材の切断位置を合わせたまま同じ速度で移動させる制御方式である。

台車駆動用モータ１１による台車の駆動、パルスジェネレータ１２と速度検出部１５によるモータ１１の速度検出、および速度制御部１８と電力変換器１３によるモータ速度制御は、実施形態１と同等のものである。

本実施形態では、速度制御部１８のモータ速度指令をピンチローラ２の速度検出信号とし、このモータ速度指令と速度検出器１５の検出信号との偏差に応じて速度制御部１８に制御出力を得る。

この構成において、台車はその待機位置Ｐ１に停止した状態から加速して鋳造材の速度まで加速する必要があるため、速度制御部１８に与えるモータ速度指令としては、クッション特性を有してピンチローラ２の速度まで上昇させ、この上昇完了時点で台車のトーチ位置と鋳造材の切断位置とが一致するようモータ速度指令の発生タイミングを求める。この発生タイミングは、例えば鋳造材の切断位置があらかじめ設定した位置に達した時点とする。

本実施形態においても、クランプ機構による鋳造材のクランプを不要にして、台車の速度と鋳造材の速度の一致、すなわち同期制御がなされ、この同期状態でトーチによる鋳造材の切断ができる。

なお、実施形態１，２では、台車にカッターを搭載し、この台車の走行制御によって連続鋳造材の切断位置とカッターの位置を合わせた同期制御を行う場合を示したが、前記の油圧式や空気圧式のアクチェータを駆動源にした送り機構によってカッターを送るカッター装置に適用して同等の作用効果を得ることができる。この場合、モータ１１の制御装置１４に代えて、カッターの送り速度検出さらには位置検出による送り量制御装置とし、モータ速度指令に代えてカッター送り速度指令と、モータの速度検出信号に代えてカッターの送り速度検出信号を得てカッター送り速度制御と位置制御を行う。

本発明の実施形態１を示す台車駆動用モータの制御回路図。 本発明の実施形態２を示す台車駆動用モータの制御回路図。 連続鋳造材のカッター装置の例。

符号の説明

１ 連続鋳造材
２ ピンチローラ
３ モータ
４ 台車
５ トーチ
６ クランプ機構
１１ 台車駆動用モータ
１２ パルスジェネレータ
１３ 電力変換器
１４ 制御装置
１５ 速度検出部
１６ 位置検出部
１７ 同調（同期）制御部
１８ 速度制御部

Claims (2)

1. カッター送り機構に設けたカッターを連続鋳造材の繰り出し方向に沿って送り、カッターの位置を連続鋳造材の切断位置に合わせたカッターの送り走行状態で連続鋳造材を切断するカッター装置であって、
   前記カッター送り機構の制御装置は、連続鋳造材の繰り出し速度に一致したカッター送り速度指令を、連続鋳造材の切断位置検出信号とカッターの送り位置検出信号との偏差で位置補正する同期制御部と、この位置補正したカッター送り速度指令とカッターの送り速度検出信号との偏差でカッターの送り速度を制御する速度制御部とを備え、
   カッターの位置を連続鋳造材の切断位置に合わせた同期走行状態を得ることを特徴とする連続鋳造材のカッター装置。
2. カッター送り機構に設けたカッターを連続鋳造材の繰り出し方向に沿って送り、カッターの位置を連続鋳造材の切断位置に合わせたカッターの送り走行状態で連続鋳造材を切断するカッター装置であって、
   前記カッター送り機構の制御装置は、カッターの位置と連続鋳造材の切断位置とが一致するタイミングで発生しかつ連続鋳造材の繰り出し速度に一致させたカッター送り速度指令と、カッターの送り速度検出信号との偏差でカッターの送り速度を制御する速度制御部とを備え、
   カッターの位置を連続鋳造材の切断位置に合わせた同期走行状態を得ることを特徴とする連続鋳造材のカッター装置。

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