JP2014008533A - Method and device for controlling molten metal surface level in mold of continuous casting machine - Google Patents

Method and device for controlling molten metal surface level in mold of continuous casting machine Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for controlling a molten metal surface level in a mold of a continuous casting machine, the method enabling variation in the molten metal surface in the mold to be suppressed.SOLUTION: A method for controlling a molten metal surface level in a mold of a continuous casting machine includes: a step of adding, to a flow passage opening command value of a switching source controller, manipulated variable for changing a feedforward control opening that is calculated on the basis of velocity trajectory of a flow passage opening in the switching source controller determined by a predetermined time function, when switching from the feedback control of the molten metal surface level in the mold by the switching source controller to the feedback control by a switching destination controller; and a step of calculating a flow passage opening command value of the switching destination controller in the current control period by adding a feedforward control opening manipulated variable with respect to the switching destination controller, which compensates for molten steel outflow rate change associated with reflection of the opening change manipulated variable, to a flow passage opening command value in the control period immediately before. The method repeats the steps for each control period, and changes control to the control by the switching destination controller, when the flow passage opening of the switching source controller arrives at a set opening.

Description

本発明は、連続鋳造機の鋳型内湯面レベルを制御する方法、及び、連続鋳造機の鋳型内湯面レベルを制御する装置に関する。   The present invention relates to a method for controlling the level of molten metal in a mold of a continuous casting machine, and an apparatus for controlling the level of molten metal in a mold of a continuous casting machine.

連続鋳造機においてタンディッシュから浸漬ノズルを通じて鋳型に溶鋼を注入する際、溶鋼の流量は、スライディングゲート方式のノズル、又は、ストッパー方式のノズルを用いて調整される。これらのノズルでは、タンディッシュと鋳型とを繋ぐ流路の開口部面積(溶鋼が流通可能な流路断面積。以下において、「流路開度」ということがある。)を調整することにより、溶鋼の流量を調整する。   When the molten steel is injected from the tundish into the mold through the immersion nozzle in the continuous casting machine, the flow rate of the molten steel is adjusted using a sliding gate type nozzle or a stopper type nozzle. In these nozzles, by adjusting the opening area of the flow channel connecting the tundish and the mold (flow channel cross-sectional area through which molten steel can flow. In the following, it may be referred to as “flow channel opening”) Adjust the flow rate of the molten steel.

スライディングゲート方式では、溶鋼の流量が少ない場合に、流路開度に対する溶鋼流量の変化率(流路開度を変更した際における溶鋼流量の変化の度合い。以下において同じ。)が小さく、溶鋼流量が増大するにつれて、流路開度に対する溶鋼流量の変化率が大きくなる傾向がある。一方、ストッパー方式では、溶鋼の流量が少ない場合に、流路開度に対する溶鋼流量の変化率が大きく、溶鋼流量が増大するにつれて、流路開度に対する溶鋼流量の変化率が小さくなる傾向がある。   In the sliding gate method, when the flow rate of molten steel is low, the rate of change of the molten steel flow rate relative to the flow path opening (the degree of change in the molten steel flow rate when the flow path opening is changed; the same applies hereinafter) is small, and the molten steel flow rate As the value increases, the rate of change of the molten steel flow rate with respect to the flow path opening tends to increase. On the other hand, in the stopper method, when the flow rate of molten steel is small, the change rate of the molten steel flow rate with respect to the flow path opening is large, and as the molten steel flow rate increases, the change rate of the molten steel flow rate with respect to the flow path opening tends to decrease. .

鋳型内への溶鋼流入量の調節を、流路開度を調節して行う際、いずれのノズル形式においても、流路開度の操作幅が大きく、且つ、流路開度の操作頻度が高くなると、ノズルの出口で乱流が発生し、浸漬ノズル内の溶鋼流れの乱れに起因する鋳型内湯面の波立ち等が発生しやすくなる。この問題を防ぐために、溶鋼注入流量が少ない鋳込開始時及び鋳込終了時にはストッパー方式のノズルを用いて鋳型内の湯面レベルを制御し、鋳造速度がほぼ一定で溶鋼注入量が多い定常鋳造時には、スライディングゲート方式のノズルを用いて鋳型内の湯面レベルを制御すれば、各々のノズルの流路開度の操作量を小さくすることができるので、流路開度の操作に起因する浸漬ノズル内の溶鋼流れの乱れを低減することができる。   When adjusting the flow rate of molten steel into the mold by adjusting the opening of the channel, the operating range of the channel opening is large and the operation frequency of the channel opening is high in any nozzle type. Then, a turbulent flow is generated at the outlet of the nozzle, and undulation of the molten metal surface in the mold due to the turbulence of the molten steel flow in the immersion nozzle is likely to occur. In order to prevent this problem, at the start of casting and at the end of casting with a low molten steel injection flow rate, the level of the molten metal surface in the mold is controlled by using a stopper type nozzle, and the casting speed is almost constant and steady casting with a large amount of molten steel injection. Sometimes, if the level of hot water in the mold is controlled by using a sliding gate type nozzle, the amount of operation of the channel opening of each nozzle can be reduced, so that the immersion caused by the operation of the channel opening Disturbance of the molten steel flow in the nozzle can be reduced.

これを実現するためには、鋳造中に、使用する溶鋼流量制御装置を切替える必要がある。例えば、特許文献1には、切替元制御装置をストッパー方式のノズルによる溶鋼流量制御装置とし、切替先制御装置をスライディングゲート方式のノズルによる溶鋼流量制御装置として、切替元制御装置によるフィードバック湯面制御から切替先制御装置によるフィードバック湯面制御へ切替えると同時に、切替元制御装置の流路開度を予め定めた時間の関数にしたがって全開に近づける技術が開示されている。また、特許文献2には、切替元制御装置をストッパー方式のノズルによる溶鋼流量制御装置とし、切替先制御装置をスライディングゲート方式のノズルによる溶鋼流量制御装置として、切替元制御装置によるフィードバック湯面制御を行いながら、切替先制御装置の流路開度を全開開度から段階的に低下させ、切替先制御装置の流路開度が所定の設定開度に達した時に、切替元制御装置による湯面制御から切替先制御装置による湯面制御へと切替える技術が開示されている。   In order to realize this, it is necessary to switch the molten steel flow control device to be used during casting. For example, Patent Document 1 discloses that the switching source control device is a molten steel flow rate control device using a stopper type nozzle, the switching destination control device is a molten steel flow rate control device using a sliding gate type nozzle, and feedback hot water level control by the switching source control device. Is switched to feedback hot water level control by the switching destination control device, and at the same time, the technique of bringing the flow path opening of the switching source control device close to full open according to a predetermined time function is disclosed. Further, in Patent Document 2, the switching source control device is a molten steel flow rate control device using a stopper type nozzle, and the switching destination control device is a molten steel flow rate control device using a sliding gate type nozzle. When the flow path opening of the switching destination control device is gradually reduced from the fully opened opening degree and the flow opening of the switching destination control device reaches a predetermined set opening degree, A technique for switching from surface control to hot water level control by a switching destination control device is disclosed.

特開平6−15426号公報JP-A-6-15426 特開平9−248662号公報JP-A-9-248662

特許文献1に開示されている技術では、切替元制御装置の流路開度を全開に近づけることで生じる溶鋼流入量を増加させる外乱を、切替先制御装置によるフィードバック制御で補償しなければならない。しかしながら、通常の湯面レベル制御則では湯面レベルを目標値に保つ積分制御の作用のため、湯面レベルが目標値を上回るまでは切替先制御装置のノズルが流路開度を低減させる方向へ作動しない虞があり、その結果として流路開度操作の遅れにより湯面レベルが目標値を大きく上回る虞があった。また、特許文献2に開示されている技術は、特許文献1に開示されている技術で生じる問題を防ぐために考案された技術であるが、スライディングゲート方式のノズルにより流路開度を段階的に低下させた直後には、注入される溶鋼の流量が急激に低下し、湯面レベルを時間とともに低下させる外乱が発生する。通常の湯面レベル制御装置では、湯面レベルを目標値に保つ積分制御の作用のため、湯面レベルが目標値を下回るまでは切替先制御装置のノズルが流路開度を増大させる方向へ作動しない虞があり、その結果として流路開度操作の遅れにより湯面レベルが目標値を大きく下回る虞があった。このように、特許文献1及び特許文献2に開示されている技術では、鋳造中に溶鋼流量制御装置を切替えたときに、湯面レベルが大きく変動する虞があり、その結果として、鋳片の品質を低下させる虞があった。   In the technique disclosed in Patent Document 1, a disturbance that increases the inflow of molten steel caused by bringing the flow path opening of the switching source control device close to full opening must be compensated by feedback control by the switching destination control device. However, in the normal hot water level control law, because of the integral control action that keeps the hot water level at the target value, the nozzle of the switching destination control device reduces the flow path opening until the hot water level exceeds the target value. As a result, the molten metal surface level may greatly exceed the target value due to a delay in the flow path opening operation. In addition, the technique disclosed in Patent Document 2 is a technique devised to prevent problems caused by the technique disclosed in Patent Document 1, but the flow path opening degree is stepwise by a sliding gate type nozzle. Immediately after the reduction, the flow rate of the molten steel to be injected is rapidly reduced, and a disturbance that lowers the molten metal surface level with time occurs. In the normal hot water level control device, the nozzle of the switching destination control device tends to increase the flow path opening until the hot water level falls below the target value due to the action of integral control that keeps the hot water level at the target value. There is a possibility that it does not operate, and as a result, there is a concern that the molten metal surface level is significantly lower than the target value due to a delay in the flow path opening operation. As described above, in the techniques disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, when the molten steel flow rate control device is switched during casting, there is a possibility that the molten metal surface level fluctuates greatly. There was a risk of lowering the quality.

そこで本発明は、鋳造中に溶鋼流量制御装置を切替える際の鋳型内湯面レベルの変動を抑制することが可能な連続鋳造機の鋳型内湯面レベル制御方法及び制御装置を提供することを課題とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a mold level control method and a control device for a mold level in a continuous casting machine capable of suppressing fluctuations in the mold level in the mold when the molten steel flow rate control device is switched during casting. .

本発明者らは、鋭意検討の結果、鋳型への溶鋼注入量と鋳型からの溶鋼流出量との差が0になるように、切替先制御装置のフィードフォワード流路開度操作量を算出し、これを用いて切替先制御装置の動作をフィードフォワード制御することにより、従来技術における、切替先制御装置の動作遅れに起因する鋳型内湯面レベルの変動を抑制できることを知見した。鋳型への溶鋼流入量と鋳型からの溶鋼流出量との差を0に保つフィードフォワード制御則には、切替元制御装置の流路開度に対する溶鋼流入量のモデル式、及び、切替先制御装置の流路開度に対する溶鋼流入量のモデル式が必要である。そこで、本発明者らは、これらを定式化して切替先制御装置にフィードフォワード制御を取り入れることにより、連続鋳造機の鋳型内湯面レベルを制御する本発明を完成させた。
以下、本発明について説明する。
As a result of intensive studies, the present inventors have calculated the feedforward channel opening manipulated variable of the switching destination control device so that the difference between the molten steel injection amount into the mold and the molten steel outflow amount from the mold becomes zero. Thus, it has been found that by performing feedforward control of the operation of the switching destination control device using this, it is possible to suppress fluctuations in the mold surface level due to the operation delay of the switching destination control device in the prior art. The feedforward control law that keeps the difference between the molten steel inflow to the mold and the molten steel outflow from the mold at 0 includes a model formula for the molten steel inflow with respect to the flow rate of the switching source control device, and a switching destination control device. A model formula for the inflow of molten steel with respect to the flow path opening is required. Accordingly, the present inventors have formulated the present invention to control the molten metal surface level in the mold of a continuous casting machine by formulating them and incorporating feedforward control into the switching destination control device.
The present invention will be described below.

本発明の第1の態様は、タンディッシュから鋳型へ注入する溶鋼の流量を、タンディッシュと鋳型とを繋ぐ流路の開口部面積を変更することにより調整する、切替元制御装置及び切替先制御装置を備えた連続鋳造機で、切替元制御装置による鋳型内の溶鋼湯面レベルのフィードバック制御から、切替先制御装置による鋳型内の溶鋼湯面レベルのフィードバック制御へと切り替える際に、予め定めた時間関数で定まる切替元制御装置の流路開度の速度軌道に基づいて算出される、切替元制御装置の流路開度を全開開度に近づけるフィードフォワード制御開度変更操作量を、切替元制御装置で溶鋼湯面レベルをフィードバック制御する際の流路開度指令値に加えることにより、切替元制御装置の流路開度指令値を算出する切替前切替元指令値算出工程と、切替元制御装置の流路開度に上記フィードフォワード制御開度変更操作量を反映させることに伴う溶鋼注入量変化及び鋳造速度変更による溶鋼流出量変化を補償する、切替先制御装置に対するフィードフォワード制御開度操作量を、直前の制御周期における切替先制御装置の流路開度指令値に加えることにより、現在の制御周期における切替先制御装置の流路開度指令値を算出する切替前切替先指令値算出工程と、を制御周期毎に繰り返し、切替元制御装置の流路開度が、鋳型内の溶鋼湯面レベルの制御を切替先制御装置による制御へと切り替える設定開度に到達した時点で、鋳型内の溶鋼湯面レベルの制御を、切替先制御装置によるフィードバック制御へと切り替える、連続鋳造機の鋳型内湯面レベル制御方法である。   A first aspect of the present invention is a switching source control device and a switching destination control for adjusting the flow rate of molten steel injected from a tundish into a mold by changing the opening area of a flow path connecting the tundish and the mold. When switching from the feedback control of the molten steel surface level in the mold by the switching source control device to the feedback control of the molten steel surface level in the mold by the switching destination control device in the continuous casting machine equipped with the apparatus, a predetermined value was determined. The feed forward control opening change operation amount that is calculated based on the speed trajectory of the flow path opening of the switching source control device determined by the time function, and that brings the flow path opening of the switching source control device closer to the fully open opening, Switch source command value calculation before switching to calculate the channel opening command value of the switching source control device by adding it to the channel opening command value when feedback control of the molten steel level is performed by the control device For the switching destination control device that compensates for the change in the molten steel injection amount and the change in the molten steel outflow amount due to the casting speed change caused by reflecting the operation amount for changing the feedforward control opening amount in the flow passage opening degree of the switching source control device. Switching to calculate the flow path opening command value of the switching destination control device in the current control cycle by adding the feedforward control opening manipulated variable to the flow channel opening command value of the switching destination control device in the immediately preceding control cycle The previous switching destination command value calculation step is repeated for each control cycle, and the flow path opening of the switching source control device is set to a setting opening that switches the control of the molten steel surface level in the mold to the control by the switching destination control device. This is a method for controlling the level of molten steel in the mold of a continuous casting machine in which the control of the molten steel level in the mold is switched to the feedback control by the switching destination control device.

また、上記本発明の第1の態様において、切替先制御装置による鋳型内の溶鋼湯面レベルのフィードバック制御へと切り替えた後に、切替元制御装置の流路開度を全開開度に近づけるフィードフォワード制御開度変更操作量を、直前の制御周期における切替元制御装置の流路開度指令値に加えることにより、現在の制御周期における切替元制御装置の流路開度指令値を算出する切替後切替元指令値算出工程と、切替元制御装置の流路開度に上記フィードフォワード制御開度変更操作量を反映させることに伴う溶鋼注入量変化及び鋳造速度変更による溶鋼流出量変化を補償する、切替先制御装置に対するフィードフォワード制御開度操作量を、切替先制御装置で溶鋼湯面レベルをフィードバック制御する際の流路開度指令値に加えることにより、切替先制御装置の流路開度指令値を算出する切替後切替先指令値算出工程と、を有することが好ましい。   Further, in the first aspect of the present invention, after switching to the feedback control of the molten steel surface level in the mold by the switching destination control device, the feed forward for causing the flow path opening of the switching source control device to approach the fully open opening. After switching to calculate the flow rate opening command value of the switching source control device in the current control cycle by adding the control opening change operation amount to the flow rate command value of the switching source control device in the immediately preceding control cycle Compensating for a change in molten steel injection amount and a change in molten steel outflow due to a change in casting speed due to reflecting the feedforward control opening change operation amount in the flow amount of the switching source command value calculation step and the switching source control device, By adding the feedforward control opening operation amount for the switching destination control device to the flow path opening command value when the molten steel surface level is feedback controlled by the switching destination control device It is preferred to have a post-switching switching destination command value calculation step of calculating a flow path opening command value of the switching destination control device.

また、上記本発明の第1の態様において、切替元制御装置がスライディングゲート方式湯面制御装置であり、且つ、切替先制御装置がストッパー方式湯面制御装置であっても良い。   In the first aspect of the present invention, the switching source control device may be a sliding gate type hot water level control device, and the switching destination control device may be a stopper type hot water level control device.

また、上記本発明の第1の態様において、切替元制御装置がストッパー方式湯面制御装置であり、且つ、切替先制御装置がスライディングゲート方式湯面制御装置であっても良い。   In the first aspect of the present invention, the switching source control device may be a stopper type hot water level control device, and the switching destination control device may be a sliding gate type hot water level control device.

本発明の第2の態様は、タンディッシュから鋳型へ注入する溶鋼の流量を、タンディッシュと鋳型とを繋ぐ流路の開口部面積を変更することにより調整する、切替元制御装置及び切替先制御装置を備えた連続鋳造機で、切替元制御装置による鋳型内の溶鋼湯面レベルのフィードバック制御から、切替先制御装置による鋳型内の溶鋼湯面レベルのフィードバック制御へと切り替える制御切替手段を備える、連続鋳造機の鋳型内湯面レベル制御装置であって、予め定めた時間関数で定まる切替元制御装置の流路開度の速度軌道に基づいて算出される、切替元制御装置の流路開度を全開開度に近づけるフィードフォワード制御開度変更操作量を、切替元制御装置で溶鋼湯面レベルをフィードバック制御する際の流路開度指令値に加えることにより、切替元制御装置の流路開度指令値を算出する切替前切替元指令値算出部と、切替元制御装置の流路開度に上記フィードフォワード制御開度変更操作量を反映させることに伴う溶鋼注入量変化及び鋳造速度変更による溶鋼流出量変化を補償する、切替先制御装置に対するフィードフォワード制御開度操作量を、直前の制御周期における切替先制御装置の流路開度指令値に加えることにより、現在の制御周期における切替先制御装置の流路開度指令値を算出する切替前切替先指令値算出部と、を備え、切替前切替元指令値算出部における切替元制御装置の流路開度指令値の算出、及び、切替前切替先指令値算出部における切替先制御装置の流路開度指令値の算出が、制御周期毎に行われ、切替前切替元指令値算出部によって算出された、切替元制御装置の流路開度が、鋳型内の溶鋼湯面レベルの制御を切替先制御装置による制御へと切り替える設定開度に到達した時に、制御切替手段によって、鋳型内の溶鋼湯面レベルの制御が、切替先制御装置によるフィードバック制御へと切り替えられる、連続鋳造機の鋳型内湯面レベル制御装置である。   The second aspect of the present invention is a switching source control device and a switching destination control for adjusting the flow rate of molten steel injected from the tundish into the mold by changing the opening area of the flow path connecting the tundish and the mold. In a continuous casting machine equipped with a device, provided with a control switching means for switching from feedback control of the molten steel surface level in the mold by the switching source control device to feedback control of the molten steel surface level in the mold by the switching destination control device, A mold level control device in a mold of a continuous casting machine, the flow rate opening of the switching source control device calculated based on the speed trajectory of the flow rate of the switching source control device determined by a predetermined time function. By adding the feed forward control opening change operation amount that approaches the fully open opening to the flow path opening command value when feedback control of the molten steel surface level is performed by the switching source control device, The switching source command value calculation unit before switching for calculating the channel opening command value of the switching source control device, and the molten steel associated with reflecting the feedforward control opening changing operation amount in the channel opening of the switching source control device By adding the feedforward control opening manipulated variable for the switching destination control device, which compensates for the change in molten steel flow-out due to changes in the injection amount and casting speed, to the channel opening command value of the switching destination control device in the immediately preceding control cycle A switching destination command value calculation unit before switching for calculating a channel opening command value of the switching destination control device in the current control cycle, and the flow source opening of the switching source control device in the switching source command value calculation unit before switching is provided. Degree command value and the flow rate opening command value of the switching destination control device in the switching destination command value calculation unit before switching are calculated for each control cycle and calculated by the switching source command value calculation unit before switching. Switching source system When the flow path opening of the apparatus reaches the set opening for switching the control of the molten steel level in the mold to the control by the switching destination control device, the control of the molten steel level in the mold is controlled by the control switching means. This is a mold surface level control device in a mold of a continuous casting machine, which is switched to feedback control by a switching destination control device.

また、上記本発明の第2の態様において、さらに、切替先制御装置による鋳型内の溶鋼湯面レベルのフィードバック制御へと切り替えた後に、切替元制御装置の流路開度を全開開度に近づけるフィードフォワード制御開度変更操作量を、直前の制御周期における切替元制御装置の流路開度指令値に加えることにより、現在の制御周期における切替元制御装置の流路開度指令値を算出する、切替後切替元指令値算出部と、切替先制御装置による鋳型内の溶鋼湯面レベルのフィードバック制御へと切り替えた後に、切替元制御装置の流路開度に上記フィードフォワード制御開度変更操作量を反映させることに伴う溶鋼注入量変化及び鋳造速度変更による溶鋼流出量変化を補償する、切替先制御装置に対するフィードフォワード制御開度操作量を、切替先制御装置で溶鋼湯面レベルをフィードバック制御する際の流路開度指令値に加えることにより、切替先制御装置の流路開度指令値を算出する、切替後切替先指令値算出部と、を備えることが好ましい。   Further, in the second aspect of the present invention, after switching to the feedback control of the molten steel surface level in the mold by the switching destination control device, the flow path opening degree of the switching source control device is brought close to the fully open opening degree. By adding the feedforward control opening changing operation amount to the flow path opening command value of the switching source control device in the immediately preceding control cycle, the flow path opening command value of the switching source control device in the current control cycle is calculated. Then, after switching to the switching source command value calculation unit after switching and the feedback control of the molten steel surface level in the mold by the switching destination control device, the above-mentioned feedforward control opening change operation is performed on the flow path opening of the switching source control device. The feedforward control opening manipulated variable for the switching destination control device, which compensates for the change in the molten steel injection amount due to reflecting the amount and the change in the molten steel outflow amount due to the casting speed change, A switching destination command value calculation unit after switching, which calculates a channel opening command value of the switching destination control device by adding to the channel opening command value when the molten steel surface level is feedback controlled by the replacement destination control device; Are preferably provided.

また、上記本発明の第2の態様において、切替元制御装置がスライディングゲート方式湯面制御装置であり、且つ、切替先制御装置がストッパー方式湯面制御装置であっても良い。   In the second aspect of the present invention, the switching source control device may be a sliding gate type hot water level control device, and the switching destination control device may be a stopper type hot water level control device.

また、上記本発明の第2の態様において、切替元制御装置がストッパー方式湯面制御装置であり、且つ、切替先制御装置がスライディングゲート方式湯面制御装置であっても良い。   In the second aspect of the present invention, the switching source control device may be a stopper type hot water level control device, and the switching destination control device may be a sliding gate type hot water level control device.

本発明によれば、切替元制御装置による制御から切替先制御装置による制御へと切り替えている間に、制御装置を切替えることに伴う鋳型内の湯面レベルの変動を抑制することが可能になる。その結果、連続鋳造機操業の安定化を図ることや、鋳片の品質を向上させることが可能になる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to suppress the fluctuation | variation of the hot_water | molten_metal surface level in a casting_mold | template accompanying switching a control apparatus, while switching from the control by a switching origin control apparatus to the control by a switching destination control apparatus. . As a result, it is possible to stabilize the operation of the continuous casting machine and improve the quality of the cast slab.

本発明の連続鋳造機の鋳型内湯面レベル制御装置20を説明する図である。It is a figure explaining the hot metal surface level control apparatus 20 of the continuous casting machine of this invention. ストッパー2の側面図及び下面図である。It is the side view and bottom view of the stopper 2. スライディングゲート9の上面図である。2 is a top view of a sliding gate 9. FIG. 本発明の連続鋳造機の鋳型内湯面レベル制御方法を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the molten metal surface level control method of the continuous casting machine of this invention. 本発明による連続鋳造機の鋳型内湯面レベル制御結果を説明する図である。It is a figure explaining the molten metal surface level control result of the continuous casting machine by this invention. 本発明による連続鋳造機の鋳型内湯面レベル制御結果を説明する図である。It is a figure explaining the molten metal surface level control result of the continuous casting machine by this invention. 従来法による連続鋳造機の鋳型内湯面レベル制御結果を説明する図である。It is a figure explaining the hot metal surface level control result of the continuous casting machine by the conventional method.

以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に示す形態は本発明の例示であり、本発明は以下に示す形態に限定されない。   Embodiments of the present invention will be described below. In addition, the form shown below is an illustration of this invention and this invention is not limited to the form shown below.

本発明では、鋳型内の湯面レベルを制御する制御装置を切り替えている間に、切替元制御装置の流路開度を全開に近づける参照速度及び鋳造速度を用いて、鋳型への溶鋼注入量を制御するように切替先制御装置の流路開度変更量を決定し、制御装置切替中の鋳型内湯面レベルの変動を抑制する。   In the present invention, the amount of molten steel injected into the mold using the reference speed and the casting speed that bring the flow path opening of the switching source control device close to full open while switching the control device that controls the level of the molten metal surface in the mold. The amount of change in the flow path opening of the switching destination control device is determined so as to control the control, and fluctuations in the mold surface level during switching of the control device are suppressed.

以下では、ストッパー方式のノズル(以下において、「ストッパー」ということがある。)を用いる湯面制御装置と、スライディングゲート方式のノズル(以下において、「スライディングゲート」ということがある。)を用いる湯面制御装置との2つの制御装置を備え、1つの浸漬ノズルを介してタンディッシュから鋳型に溶鋼を注入する連続鋳造機において、両者の間で湯面制御を切替える実施の形態について説明する。   Hereinafter, a hot water surface control device using a stopper type nozzle (hereinafter, sometimes referred to as “stopper”) and hot water using a sliding gate type nozzle (hereinafter, sometimes referred to as “sliding gate”). In a continuous casting machine that includes two control devices, a surface control device, and injects molten steel from a tundish into a mold via a single immersion nozzle, an embodiment in which the molten metal surface control is switched between the two will be described.

図1は、本発明の連続鋳造機の鋳型内湯面レベル制御装置20を備える連続鋳造機100を説明する図である。図1に示した連続鋳造機100は、溶鋼12が注入されるタンディッシュ1、溶鋼12を連続鋳造する際に用いられる鋳型7、及び、タンディッシュ1と鋳型7とを繋ぐ浸漬ノズル8と、鋳型内湯面レベル制御装置20と、を有している。鋳型内湯面レベル制御装置20は、溶鋼12の湯面レベルを制御するストッパー方式湯面制御装置3及びスライディングゲート方式湯面制御装置5と、これら2つの制御装置を切替える制御切替手段4と、湯面レベル計6と、を有している。鋳型内湯面レベル制御装置20において、鋳型7内の湯面レベルは、湯面レベル計6によって測定され、湯面レベル計6による測定結果は制御切替手段4へと送られる。ストッパー方式湯面制御装置3は、紙面上下動可能に構成されたストッパー2と、タンディッシュ1の底部に備えられたストッパー下ノズル11とを有し、スライディングゲート方式湯面制御装置5は、紙面左右方向へ移動可能に構成されたスライディングゲート9、及び、該スライディングゲート9とタンディッシュ1との間に設けられたスライディングゲート上ノズル10を有している。ストッパー方式湯面制御装置3を用いて鋳型内の湯面レベルを制御する場合には、ストッパー2の先端がストッパー下ノズル11内に位置するようにストッパー2の動作が制御され、ストッパー2の位置を制御することによって、ストッパー下ノズル11を流通する溶鋼12の流通可能断面積(流路開度)を調整し、溶鋼12の湯面レベルを制御する。これに対し、スライディングゲート方式湯面制御装置5を用いて鋳型内の湯面レベルを制御する場合には、スライディングゲート9を紙面左右方向へ移動させることにより、浸漬ノズル8内の流路断面積を低減するようにスライディングゲート9の動作が制御され、スライディングゲート9の位置を制御することによって、浸漬ノズル8内を流通する溶鋼12の流通可能断面積(流路開度)を調整し、溶鋼12の湯面レベルを制御する。   FIG. 1 is a view for explaining a continuous casting machine 100 including a mold surface level control device 20 for a continuous casting machine according to the present invention. A continuous casting machine 100 shown in FIG. 1 includes a tundish 1 into which molten steel 12 is injected, a mold 7 used when continuously casting the molten steel 12, and an immersion nozzle 8 that connects the tundish 1 and the mold 7; And a hot water level control device 20 in the mold. The mold surface level control device 20 in the mold includes a stopper system level control device 3 and a sliding gate system level control device 5 that control the level level of the molten steel 12, control switching means 4 that switches between these two control devices, And a surface level meter 6. In the mold level control device 20 in the mold, the mold level in the mold 7 is measured by the mold level meter 6, and the measurement result by the mold level meter 6 is sent to the control switching means 4. The stopper type hot water level control device 3 includes a stopper 2 configured to be movable up and down on the paper surface, and a stopper lower nozzle 11 provided at the bottom of the tundish 1. The sliding gate 9 is configured to be movable in the left-right direction, and the sliding gate upper nozzle 10 is provided between the sliding gate 9 and the tundish 1. In the case of controlling the molten metal level in the mold using the stopper type molten metal level control device 3, the operation of the stopper 2 is controlled so that the tip of the stopper 2 is located in the nozzle 11 under the stopper, and the position of the stopper 2 is controlled. Is adjusted to adjust the flowable cross-sectional area (flow path opening degree) of the molten steel 12 flowing through the nozzle 11 under the stopper, and the level of the molten steel 12 is controlled. On the other hand, when the level of the molten metal surface in the mold is controlled using the sliding gate type molten metal surface control device 5, the sliding gate 9 is moved in the left-right direction on the paper surface, so The operation of the sliding gate 9 is controlled so as to reduce the flow rate. By controlling the position of the sliding gate 9, the flowable cross-sectional area (flow path opening) of the molten steel 12 flowing in the immersion nozzle 8 is adjusted, and the molten steel 12 hot water level is controlled.

ストッパー2の側面図及び下面図を図2に、スライディングゲート9の上面図を図3に、それぞれ示す。図3には、スライディングゲート上ノズル開口部10aの直径がDであり、浸漬ノズル内壁面8aの直径がDである様子が示されている。図2に示したように、ストッパー2を上下動させることにより、ストッパー下ノズル11とストッパー2との間隔d(y)、流路長さl(y)、ストッパー開度y、及び、ストッパー開口面積A(y)を制御することができる。また、図3に示したように、スライディングゲート9を左右方向へ移動させることにより、スライディングゲート開口部9aの直径と浸漬ノズル内壁面8aの直径との重なり長さx、及び、スライディングゲート開口部の面積A(x)を制御することができる。 A side view and a bottom view of the stopper 2 are shown in FIG. 2, and a top view of the sliding gate 9 is shown in FIG. In FIG. 3, the diameter of the sliding gate nozzle opening 10a is D 2, the diameter of the immersion nozzle inner wall surface 8a is shown how a D 4. As shown in FIG. 2, by moving the stopper 2 up and down, the distance d 1 (y) between the lower stopper nozzle 11 and the stopper 2, the flow path length l 1 (y), the stopper opening y, and The stopper opening area A 1 (y) can be controlled. Also, as shown in FIG. 3, by moving the sliding gate 9 in the left-right direction, the overlap length x between the diameter of the sliding gate opening 9a and the diameter of the inner wall surface 8a of the immersion nozzle, and the sliding gate opening The area A 3 (x) can be controlled.

連続鋳造機100において、タンディッシュ1の中から、鋳型7内の溶鋼湯面レベルまでの流路形状に着目して、タンディッシュ1から鋳型7までを複数の領域に分割すると、ベルヌーイの定理により、溶鋼流に関して以下のような関係式が成り立つ。   In the continuous casting machine 100, paying attention to the flow path shape from the tundish 1 to the molten steel surface level in the mold 7, when dividing the tundish 1 to the mold 7 into a plurality of regions, Bernoulli's theorem The following relational expression holds for the molten steel flow.

タンディッシュ1内の溶鋼湯面高さHtdと同底面における溶鋼流速vとの間には、下記式(1)の関係が成り立つ。 The relationship of the following formula (1) is established between the molten steel surface height H td in the tundish 1 and the molten steel flow velocity v 0 at the bottom surface.

ここで、gは重力加速度、Htdはタンディッシュ1内の溶鋼高さ、pはタンディッシュ1の底面における溶鋼静圧である。 Here, g is the gravitational acceleration, H td is the molten steel height in the tundish 1, and p 0 is the molten steel static pressure on the bottom surface of the tundish 1.

ストッパー2とストッパー下ノズル11との間に形成される溶鋼流路内の溶鋼流速vについては、ベルヌーイの定理より下記式(2)の関係が成り立つ。 Regarding the molten steel flow velocity v 1 in the molten steel flow path formed between the stopper 2 and the nozzle under the stopper 11, the relationship of the following formula (2) is established from Bernoulli's theorem.

ここで、yはストッパー開度、hはストッパー下ノズル11の高さ、l(y)はストッパー2とストッパー下ノズル11との間の流路長さ、d(y)は同流路の間隔、fは同流路の摩擦係数、pは同流路における溶鋼静圧、ζは同流路の入口における圧力損失係数である。 Here, y is the opening of the stopper, h 1 is the height of the lower nozzle 11, l 1 (y) is the flow path length between the stopper 2 and the lower nozzle 11, and d 1 (y) is the same flow. The path interval, f 1 is the friction coefficient of the flow path, p 1 is the molten steel static pressure in the flow path, and ζ 1 is the pressure loss coefficient at the inlet of the flow path.

スライディングゲート上ノズル10内の流路内溶鋼流速vについては、ベルヌーイの定理より下記式(3)の関係が成り立つ。 With respect to the molten steel flow velocity v 2 in the flow channel inside the sliding gate upper nozzle 10, the relationship of the following formula (3) is established from Bernoulli's theorem.

ここで、hはスライディングゲート上ノズル10の垂直高さ、fはスライディングゲート上ノズル10内流路の摩擦係数、Dはスライディングゲート上ノズル10の内径、pはスライディングゲート上ノズル10内の溶鋼静圧である。 Here, h 2 is the vertical height of the nozzle 10 on the sliding gate, f 2 is the friction coefficient of the flow path in the nozzle 10 on the sliding gate, D 2 is the inner diameter of the nozzle 10 on the sliding gate, and p 2 is the nozzle 10 on the sliding gate. It is the inside molten steel static pressure.

スライディングゲート9の開口部の流路内溶鋼流速vについては、ベルヌーイの定理より下記式(4)の関係が成り立つ。 Regarding the molten steel flow velocity v 3 in the flow channel at the opening of the sliding gate 9, the relationship of the following formula (4) is established from Bernoulli's theorem.

ここで、hはスライディングゲート9の垂直高さ、fはスライディングゲート9内流路の摩擦係数、xはスライディングゲート9の開度、D(x)は開口面積を等価な円に換算したときの内径、ζ(x)はスライディングゲート9の入口急縮による圧力損失係数、pはスライディングゲート9内の開口部における溶鋼静圧である。 Here, h 3 is the vertical height of the sliding gate 9, f 3 is the friction coefficient of the flow path in the sliding gate 9, x is the opening of the sliding gate 9, and D 3 (x) is the opening area converted into an equivalent circle The inner diameter ζ 3 (x) is the pressure loss coefficient due to the rapid contraction of the inlet of the sliding gate 9, and p 3 is the molten steel static pressure at the opening in the sliding gate 9.

浸漬ノズル8内の流路内溶鋼流速vについては、ベルヌーイの定理より下記式(5)の関係が成り立つ。 Regarding the molten steel flow velocity v 4 in the flow path in the immersion nozzle 8, the relationship of the following formula (5) is established from Bernoulli's theorem.

ここで、hはスライディングゲート9と鋳型7内の溶鋼表面との距離、fは浸漬ノズル8内流路の摩擦係数、ζ(x)はスライディングゲート9の出口急拡による圧力損失係数、Dは浸漬ノズル8の内径である。 Here, h 4 is the distance between the sliding gate 9 and the molten steel surface in the mold 7, f 4 is the friction coefficient of the flow path in the immersion nozzle 8, and ζ 4 (x) is the pressure loss coefficient due to the sudden expansion of the sliding gate 9 at the outlet. , D 4 is the inner diameter of the immersion nozzle 8.

また、連続の法則により、各部における流量は等しいので、下記式(6)が成り立つ。   Moreover, since the flow volume in each part is equal according to the law of continuity, the following equation (6) is established.

ここで、A(y)はストッパー開口面積、Aはスライディングゲート上ノズル10内における流路開口面積、A(x)はスライディングゲート開口部の面積、Aは浸漬ノズル8内における流路開口面積である。 Here, A 1 (y) is the stopper opening area, A 2 is the channel opening area in the nozzle 10 on the sliding gate, A 3 (x) is the area of the sliding gate opening, and A 4 is the flow in the immersion nozzle 8. Road opening area.

上記式(1)〜(6)より、溶鋼流量は下記式(7)で表される。   From the above formulas (1) to (6), the molten steel flow rate is represented by the following formula (7).

溶鋼注入量と鋳片としての引抜量とが一定になる条件は、鋳型7の水平断面積をA、鋳造速度をvとすると、 Conditions and drawing of the molten steel injection amount and the billet becomes constant, when the horizontal cross-sectional area of the mold 7 A, and the casting speed v c,

である。この条件を満たすことは、 It is. Satisfying this condition

とすると、上記式(7)乃至(9)より、 Then, from the above equations (7) to (9),

と等価である。 Is equivalent to

図4は、本発明の連続鋳造機の鋳型内湯面レベル制御方法(以下において、「本発明の制御方法」ということがある。)を説明するフローチャートである。図4に示した本発明の制御方法は、制御装置を切替えるか否かを判断する工程(S1)と、切替元制御装置の流路開度が所定開度未満であるかを判断する工程(S2)と、切替前切替元指令値算出工程(S3)と、切替前切替先指令値算出工程(S4)と、流路開度指令値出力工程(S5)と、切替元制御装置の流路開度が全開であるか否かを判断する工程(S6)と、切替後切替元指令値算出工程(S7)と、切替後切替先指令値算出工程(S8)と、切替先制御装置のフィードバック制御指令値を算出する工程(S9)と、切替元制御装置の流路開度を全開にする工程(S10)と、切替元制御装置のフィードバック制御指令値を算出する工程(S11)と、切替先制御装置の流路開度を全開にする工程(S12)と、を有している。以下、図1乃至図4を参照しつつ、本発明の制御方法、及び、本発明の連続鋳造機の鋳型内湯面レベル制御装置について説明する。なお、ここでは、切替元制御装置がスライディングゲート方式湯面制御装置5であり、切替先制御装置がストッパー方式湯面制御装置3である場合について、説明する。   FIG. 4 is a flow chart for explaining a method for controlling the level in the mold of the continuous casting machine according to the present invention (hereinafter, also referred to as “control method of the present invention”). In the control method of the present invention shown in FIG. 4, a step of determining whether or not to switch the control device (S1) and a step of determining whether or not the flow path opening of the switching source control device is less than a predetermined opening ( S2), switching source command value calculation step before switching (S3), switching destination command value calculation step before switching (S4), channel opening command value output step (S5), and channel of switching source control device A step of determining whether the opening is fully open (S6), a switching source command value calculation step after switching (S7), a switching destination command value calculation step after switching (S8), and feedback of the switching destination control device A step of calculating a control command value (S9), a step of fully opening the flow path opening of the switching source control device (S10), a step of calculating a feedback control command value of the switching source control device (S11), and a switching And a step (S12) of fully opening the flow path opening of the previous control device. Hereinafter, the control method of the present invention and the mold surface level control device of the continuous casting machine of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. Here, a case where the switching source control device is the sliding gate type hot water level control device 5 and the switching destination control device is the stopper type hot water level control device 3 will be described.

本発明の制御方法によって鋳型7内の湯面レベルを制御する場合には、まず最初に、S1において、切替元制御装置から切替先制御装置へ制御を切替えるか否かが判断される。S1で肯定判断がなされた場合には(後述するt>Tに相当)、切替元制御装置から切替先制御装置へ制御が切替えられるので、S2へと処理が進められる。 When the hot water level in the mold 7 is controlled by the control method of the present invention, first, in S1, it is determined whether or not the control is switched from the switching source control device to the switching destination control device. If an affirmative determination is made in S1 (corresponding to the later-described t> T 1), the control from the switching source controller to the switching destination controller is switched, the process proceeds to S2.

S2では、切替元制御装置による制御から切替先制御装置による制御へと制御が切替えられるときの流路開度に、切替元制御装置の流路開度が達しているか否かが判断される。S2で肯定判断がなされた場合には、切替元制御装置の流路開度が、切替元制御装置による制御から切替先制御装置による制御へと制御が切替えられるときの流路開度に達していないので、湯面レベル制御は、未だ切り替えられない。そこで、S2で肯定判断がなされた場合には、処理がS3へと進められる。   In S2, it is determined whether or not the flow path opening degree of the switching source control apparatus has reached the flow path opening degree when the control is switched from the control by the switching source control apparatus to the control by the switching destination control apparatus. When an affirmative determination is made in S2, the flow path opening of the switching source control device has reached the flow path opening when the control is switched from the control by the switching source control device to the control by the switching destination control device. Since there is no hot water level control, it cannot be switched yet. Therefore, if a positive determination is made in S2, the process proceeds to S3.

S3では、切替元制御装置による制御から切替先制御装置による制御へと制御が切替えられる前の段階における、切替元制御装置に対する流路開度指令値を算出する。この工程は、制御切替手段4における切替前切替元指令値算出部4aで行われる。
S3では、制御周期Δtごとに、湯面レベル計6による実測値と予め定めた目標値との偏差に基づいてスライディングゲートのフィードバック制御指令値xFB(t)を算出するとともに、予め定めた時間関数で定まるスライディングゲート開度の速度軌道に基づき、該制御周期におけるスライディングゲート開度の変更操作量dxref(t)を算出して、スライディングゲート開度指令値を
x(t)=xFB(t)+dxref(t)
として算出する。スライディングゲート開度の速度軌道は、該開度が全開又は全開に近い所定の開度に至るまでの速度を、該開度の時間変化率として規定するもので、例えば、スライディングゲートの開度が時刻T以後の所定の時間内に全開開度に達するように定めることができる。このようにして、切替元制御装置による制御から切替先制御装置による制御へと制御が切替えられる前の段階における、切替元制御装置に対する流路開度指令値を算出したら、処理はS4へと進められる。
In S3, the flow path opening command value for the switching source control device is calculated before the control is switched from the control by the switching source control device to the control by the switching destination control device. This step is performed by the pre-switching switching source command value calculation unit 4a in the control switching unit 4.
In S3, the feedback control command value x FB (t) of the sliding gate is calculated for each control period Δt based on the deviation between the actual value measured by the molten metal level meter 6 and the predetermined target value, and the predetermined time Based on the speed trajectory of the sliding gate opening determined by the function, the sliding gate opening changing operation amount dx ref (t) in the control cycle is calculated, and the sliding gate opening command value is set to x (t) = x FB ( t) + dx ref (t)
Calculate as The speed trajectory of the sliding gate opening regulates the speed until the opening reaches a predetermined opening that is fully open or close to full opening as a time change rate of the opening. it can be defined to reach the full open opening degree at time T 1 after within a predetermined time period. When the flow path opening command value for the switching source control device is calculated in this way before the control is switched from the control by the switching source control device to the control by the switching destination control device, the process proceeds to S4. It is done.

S4では、切替元制御装置による制御から切替先制御装置による制御へと制御が切替えられる前の段階における、切替先制御装置に対する流路開度指令値を算出する。この工程は、制御切替手段4における切替前切替先指令値算出部4bで行われる。
S4では、切替元制御装置の流路開度に上記dxref(t)を反映させることに伴う溶鋼注入量変化及び鋳造速度変更による溶鋼流出量変化を補償する、切替先制御装置に対するフィードフォワード制御開度操作量dyFF(t)を算出する。dyFF(t)は、例えば下記方程式(11)の数値解として、ニュートン法などの数値解析法を用いて算出することができる。
In S4, a flow path opening command value for the switching destination control device at a stage before the control is switched from the control by the switching source control device to the control by the switching destination control device is calculated. This step is performed by the switching destination command value calculation unit 4b before switching in the control switching unit 4.
In S4, feedforward control for the switching destination control device that compensates for the change in the molten steel injection amount and the change in the molten steel outflow amount due to the casting speed change caused by reflecting the above dx ref (t) in the flow path opening of the switching source control device. The opening operation amount dy FF (t) is calculated. dy FF (t) can be calculated by using a numerical analysis method such as Newton's method as a numerical solution of the following equation (11), for example.

制御装置の計算負荷を低減するために、ニュートン法などの反復法を用いることができない場合には、以下の関数 If iterative methods such as Newton's method cannot be used to reduce the computational load on the controller, the function

を用いて、G(x、y、v)=G(x)+G(y)+G(v)と表すことができるので、上記方程式(11)の第1次近似解として Can be expressed as G (x, y, v c ) = G x (x) + G y (y) + G v (v c ). Therefore, as a first-order approximate solution of the above equation (11),

を算出しても良い。このようにして切替先制御装置に対するフィードフォワード制御開度操作量dyFF(t)を算出したら、これを、直前の制御周期における切替先制御装置の流路開度指令値y(t−Δt)に加えることにより、現在の制御周期における前記切替先制御装置の流路開度指令値y(t)を May be calculated. When the feedforward control opening manipulated variable dy FF (t) for the switching destination control device is calculated in this way, this is converted into the flow path opening command value y (t−Δt) of the switching destination control device in the immediately preceding control cycle. Is added to the flow path opening command value y (t) of the switching destination control device in the current control cycle.

として算出する。S3及びS4により、切替元制御装置及び切替先制御装置に対する指令値が算出されたら、引き続き、S5において、算出された指令値が制御切替手段4から切替元制御装置及び切替先制御装置へ向けて出力されることにより、鋳型7内の湯面レベルが制御される。上記S3及びS4は、上記S2で否定判断がなされるまで行われる。 Calculate as When the command values for the switching source control device and the switching destination control device are calculated in S3 and S4, the calculated command values are subsequently sent from the control switching means 4 to the switching source control device and the switching destination control device in S5. By outputting, the level of the molten metal in the mold 7 is controlled. S3 and S4 are performed until a negative determination is made in S2.

S2で否定判断がなされた場合には、切替元制御装置の流路開度が、切替元制御装置による制御から切替先制御装置による制御へと制御が切替えられるときの流路開度に達している(後述するt=T(>T)に相当)。そのため、制御が切替元制御装置から切替先制御装置へと切替えられて、処理がS6へと進められる。 If a negative determination is made in S2, the flow path opening of the switching source control device reaches the flow path opening when the control is switched from the control by the switching source control device to the control by the switching destination control device. (Corresponding to t = T 2 (> T 1 ) described later). Therefore, the control is switched from the switching source control device to the switching destination control device, and the process proceeds to S6.

S6では、切替元制御装置の流路開度が全開になっているか否かが判断される。S6で肯定判断がなされた場合には、切替元制御装置から切替先制御装置への切替えが終了し、湯面レベル制御は切替先制御装置によって行われ、切替元制御装置による湯面レベル制御は行われない。そのため、S6で肯定判断がなされた場合には、切替先制御装置によるフィードバック制御を行うための制御指令値yFB(t)がS9で算出される。さらに、切替元制御装置による湯面レベル制御は行われないので、S10において、切替元制御装置に対する流路開度指令値が全開のまま維持される。このようにして、切替先制御装置に対する制御指令値及び切替元制御装置に対する制御指令値が特定されたら、引き続き、S5において、その制御指令値が制御切替手段4から切替元制御装置及び切替先制御装置へ向けて出力される。 In S6, it is determined whether or not the flow path opening of the switching source control device is fully open. If an affirmative determination is made in S6, the switching from the switching source control device to the switching destination control device is completed, the hot water level control is performed by the switching destination control device, and the hot water level control by the switching source control device is performed. Not done. Therefore, when an affirmative determination is made in S6, a control command value y FB (t) for performing feedback control by the switching destination control device is calculated in S9. Furthermore, since the hot water level control by the switching source control device is not performed, in S10, the flow path opening command value for the switching source control device is maintained fully open. When the control command value for the switching destination control device and the control command value for the switching source control device are specified in this way, the control command value is subsequently transferred from the control switching means 4 to the switching source control device and the switching destination control in S5. Output to the device.

これに対し、S6で否定判断がなされた場合には、切替元制御装置の流路開度が全開になっていないので、切替元制御装置の流路開度が全開に至るまで、切替元制御装置の流路開度が開方向に変更する。この流路開度の変更が湯面レベルを変動させ得るので、S6で否定判断がなされた場合には、切替元制御装置から切替先制御装置への切替え途中における湯面レベルの変動を抑制するために、引き続き、処理がS7へと進められる。   On the other hand, when a negative determination is made in S6, since the flow path opening of the switching source control device is not fully opened, the switching source control is performed until the flow path opening of the switching source control device is fully opened. The flow path opening of the device is changed to the opening direction. Since the change in the flow passage opening can change the molten metal level, if a negative determination is made in S6, the fluctuation of the molten metal level during the switching from the switching source control device to the switching destination control device is suppressed. Therefore, the process continues to S7.

S7では、切替元制御装置の流路開度を全開開度に近づけるフィードフォワード制御開度変更操作量dxref(t)を、直前の制御周期における切替元制御装置の流路開度指令値x(t−Δt)に加えることにより、現在の制御周期における切替元制御装置の流路開度指令値x(t)を In S7, the feedforward control opening changing operation amount dx ref (t) that brings the flow path opening of the switching source control device close to the fully open opening is set to the flow amount opening command value x of the switching source control device in the immediately preceding control cycle. By adding to (t−Δt), the channel opening command value x (t) of the switching source control device in the current control cycle is obtained.

として算出する。この工程は、制御切替手段4における切替後切替元指令値算出部4cで行われる。このようにして、切替元制御装置による制御から切替先制御装置による制御へと制御が切替えられた後の段階における、切替元制御装置に対する流路開度指令値x(t)を算出したら、処理はS8へと進められる。 Calculate as This step is performed by the switching source command value calculation unit 4c after switching in the control switching unit 4. In this way, when the flow path opening command value x (t) for the switching source control device at the stage after the control is switched from the control by the switching source control device to the control by the switching destination control device, the processing is performed. Advances to S8.

S8では、切替元制御装置の流路開度に上記フィードフォワード制御開度変更操作量dxref(t)を反映させることに伴う溶鋼注入量変化及び鋳造速度変更による溶鋼流出量変化を補償する、切替先制御装置に対するフィードフォワード制御開度操作量dyFF(t)を、切替先制御装置で溶鋼湯面レベルをフィードバック制御する際の流路開度指令値yFB(t)に加えることにより、切替先制御装置の流路開度指令値y(t)を算出する。この工程は、制御切替手段4における切替後切替先指令値算出部4dで行われる。dyFF(t)は、上記S4と同様に、方程式 In S8, the molten steel injection amount change accompanying the reflection of the feedforward control opening changing operation amount dx ref (t) in the flow passage opening of the switching source control device and the molten steel outflow change due to the casting speed change are compensated. By adding the feedforward control opening operation amount dy FF (t) for the switching destination control device to the flow passage opening degree command value y FB (t) when the molten steel surface level is feedback controlled by the switching destination control device, A flow path opening command value y (t) of the switching destination control device is calculated. This step is performed by the post-switching switching destination command value calculation unit 4d in the control switching unit 4. dy FF (t) is an equation similar to S4 above.

の数値解、又は1次近似解として As a numerical solution or first-order approximate solution

にしたがって算出する。これをyFB(t)に加えることにより、現在の制御周期における切替先制御装置の流路開度指令値y(t)を Calculate according to By adding this to y FB (t), the flow path opening command value y (t) of the switching destination control device in the current control cycle is obtained.

として算出する。 Calculate as

一方、S1で否定判断がなされた場合には、切替元制御装置による制御が継続される。本実施形態では、湯面レベル制御に用いられない制御装置は流路開度を全開にするので、S1で否定判断がなされた場合には、S11において切替元制御装置のフィードバック制御指令値を算出し、続いて、S12において切替先制御装置の流路開度を全開にするように指令値が決定される。これらの指令値は、制御切替手段4で算出され、算出された指令値は、制御切替手段4から切替元制御装置及び切替先制御装置へ向けて出力される。   On the other hand, when a negative determination is made in S1, the control by the switching source control device is continued. In the present embodiment, the control device that is not used for the hot water level control fully opens the flow path opening. Therefore, if a negative determination is made in S1, the feedback control command value of the switching source control device is calculated in S11. Subsequently, in S12, the command value is determined so that the flow path opening degree of the switching destination control device is fully opened. These command values are calculated by the control switching unit 4, and the calculated command values are output from the control switching unit 4 to the switching source control device and the switching destination control device.

以上、切替元制御装置がスライディングゲート方式湯面制御装置5であり、切替先制御装置がストッパー方式湯面制御装置3である場合について説明したが、本発明は当該形態に限定されない。切替元制御装置がストッパー方式湯面制御装置であり、切替先制御装置がスライディングゲート方式湯面制御装置である場合は、上記処理において、ストッパー方式湯面制御装置とスライディングゲート方式湯面制御装置とを入れ替えた、以下のような処理を行えば良い。   The case where the switching source control device is the sliding gate type hot water level control device 5 and the switching destination control device is the stopper type hot water level control device 3 has been described above, but the present invention is not limited to this form. When the switching source control device is a stopper type hot water level control device and the switching destination control device is a sliding gate type hot water level control device, in the above processing, the stopper type hot water level control device, the sliding gate type hot water level control device, The following processing may be performed with the above replaced.

(1)時刻t=Tより、制御装置切替処理を開始する。この時刻までは、スライディングゲートは全開開度で待機しておく。 (1) from time t = T 1, starts the control device switching process. Until this time, the sliding gate waits at the fully open position.

(2)時刻t>Tより、ストッパー開度が予め定めた開度を上回るまでは、制御周期Δtごとに、湯面レベル計6による実測値と予め定めた目標値との偏差に基づき、ストッパーのフィードバック制御指令値yFB(t)を算出するとともに、ストッパーの開度が時刻T以後の所定の時間内に全開開度に達するように、予め定めた時間関数で定まるストッパー開度の速度軌道に基づき、当該制御周期におけるストッパー開度の変更操作量dyref(t)を算出して、ストッパーの流路開度指令値y(t)を (2) From time t> T 1 until the stopper opening exceeds a predetermined opening, at each control period Δt, based on the deviation between the measured value by the hot water level meter 6 and the predetermined target value, The stopper feedback control command value y FB (t) is calculated, and the stopper opening determined by a predetermined time function is set so that the opening of the stopper reaches the fully opened opening within a predetermined time after time T 1 . Based on the speed trajectory, the operation amount dy ref (t) for changing the stopper opening in the control cycle is calculated, and the flow-path opening command value y (t) for the stopper is calculated.

として算出する。 Calculate as

(3)次に、ストッパーの流路開度指令値にyFB(t)を反映させることに伴う溶鋼注入量変化及び鋳造速度変更による溶鋼流出量変化の影響を打ち消すためのスライディングゲートのフィードフォワード制御開度操作量dxFF(t)を、方程式 (3) Next, the sliding gate feedforward for canceling the influence of the change in the molten steel injection amount and the change in the molten steel outflow amount due to the change in the casting speed caused by reflecting y FB (t) in the flow path opening command value of the stopper The control opening manipulated variable dx FF (t) is expressed by the equation

の数値解として、ニュートン法などの数値解析法を用いて算出する。なお、制御装置の計算負荷低減のため、ニュートン法などの反復法を用いることができない場合には、上記式(12)乃至(14)の関数を用いることでG(x、y、v)=G(x)+G(y)+G(v)と表すことができるので、方程式(22)の第1次近似解として Is calculated using a numerical analysis method such as Newton's method. When iterative methods such as Newton's method cannot be used to reduce the calculation load of the control device, G (x, y, v c ) can be obtained by using the functions of the above equations (12) to (14). = G x (x) + G y (y) + G v (v c ) As a first-order approximate solution of equation (22)

を算出しても良い。時刻tにおけるスライディングゲート方式湯面制御装置への開度指令値x(t)は、上記式(22)の数値解、又は、式(23)を用いて、 May be calculated. The opening command value x (t) to the sliding gate type hot water level control device at time t is obtained by using the numerical solution of the above equation (22) or the equation (23).

として算出する。 Calculate as

(4)時刻t=T(>T)において、ストッパーの開度が予め定めた開度を上回った場合、以降では、ストッパーの開度は予め定めた速度軌道にしたがって算出し、湯面レベルのフィードバック制御はスライディングゲート方式湯面制御装置により行う。
時刻tにおけるストッパー開度y(t)は、予め定めた時間関数で定まる速度軌道dyref(t)を用いて、
(4) When the opening degree of the stopper exceeds the predetermined opening degree at time t = T 2 (> T 1 ), thereafter, the opening degree of the stopper is calculated according to the predetermined speed trajectory. Level feedback control is performed by a sliding gate system.
The stopper opening y (t) at time t is obtained by using a speed trajectory dy ref (t) determined by a predetermined time function,

として算出する。一方、同時刻のスライディングゲート開度x(t)は、湯面レベル計による実測値と目標値との偏差に基づくフィードバック制御を行うための制御指令値xFB(t)に、ストッパー開度及び鋳造速度の変化の影響を補償するためのフィードフォワード制御開度変更量dxFF(t)を加えることにより算出する。dxFF(t)は、上記(3)と同様に、方程式 Calculate as On the other hand, the sliding gate opening x (t) at the same time is added to the control command value x FB (t) for performing feedback control based on the deviation between the actual value measured by the molten metal level meter and the target value, and the stopper opening and It is calculated by adding a feedforward control opening change amount dx FF (t) for compensating for the influence of a change in casting speed. dx FF (t) is an equation similar to (3) above.

の数値解、又は、第1次近似解 Numerical solution or first-order approximate solution

としてdxFF(t)を算出し、これにxFB(t)を加えることにより、 As dx FF (t) and adding x FB (t) to it,

を算出する。以上の処理を制御周期ごとに行うことにより、切替元制御装置がストッパー方式湯面制御装置であり、切替先制御装置がスライディングゲート方式湯面制御装置であっても、鋳造中に溶鋼流量制御装置を切替える際の鋳型内湯面レベルの変動を抑制することができる。 Is calculated. By performing the above processing for each control cycle, even if the switching source control device is a stopper type hot water level control device and the switching destination control device is a sliding gate type hot water level control device, the molten steel flow rate control device during casting The fluctuation of the mold level in the mold at the time of switching can be suppressed.

タンディッシュから鋳型へ向けて流れる溶鋼の流量を調節可能な、スライディングゲート方式の湯面制御装置及びストッパー方式の湯面制御装置を備える連続鋳造機における鋳造中に、湯面レベルを制御する制御装置をスライディングゲート方式の湯面制御装置からストッパー方式の湯面制御装置へと切替える際に、本発明又は従来技術を適用したときの鋳型内の湯面レベルの変化を調べた。本発明を適用する場合、及び、従来技術を適用する場合の何れにおいても、同一の連続鋳造機を使用し、溶鋼の流量制御に使用されていない湯面制御装置の流路開度は全開開度に維持し、且つ、制御周期(Δt)は0.1秒とした。また、本発明を適用する場合、及び、従来技術を適用する場合の何れにおいても、切替元制御装置で溶鋼湯面レベルをフィードバック制御する際の流路開度指令値(xFB(t))、及び、切替先制御装置で溶鋼湯面レベルをフィードバック制御する際の流路開度指令値(yFB(t))の算出方法は同一とした。さらに、本発明を適用する場合、切替元制御装置(スライディングゲート方式の湯面制御装置)の流路開度を全開開度に近づけるフィードフォワード制御開度変更操作量(dxref(t))は、工業用パーソナルコンピュータで算出した。なお、今回使用した連続鋳造機(スラブ用連続鋳造機)は、タンディッシュ、及び、開口部が長辺1.6m,短辺0.27mの長方形である鋳型を備えており、スライディングゲート上ノズル内径Dは0.075m、浸漬ノズル内径Dは0.070mであった。 Control device for controlling the level of the molten metal during casting in a continuous casting machine equipped with a sliding gate type molten metal level control device and a stopper type molten metal level control device capable of adjusting the flow rate of molten steel flowing from the tundish toward the mold. When switching from a sliding gate type hot water level control device to a stopper type hot water level control device, changes in the hot water level in the mold when the present invention or the prior art was applied were examined. In both cases of applying the present invention and applying the conventional technique, the flow rate of the molten metal surface control device that is not used for the flow control of the molten steel is fully opened using the same continuous casting machine. And the control cycle (Δt) was 0.1 seconds. Further, in both the case where the present invention is applied and the case where the conventional technique is applied, the flow rate opening command value (x FB (t)) when the molten steel surface level is feedback controlled by the switching source control device. And the calculation method of the flow-path opening degree command value ( yFB (t)) at the time of feedback-controlling the molten steel surface level with a switching destination control apparatus was made the same. Further, when the present invention is applied, the feedforward control opening change operation amount (dx ref (t)) for bringing the flow path opening of the switching source control device (sliding gate type hot water surface control device) close to the fully open opening is Calculated with an industrial personal computer. The continuous casting machine (slab continuous casting machine) used this time is equipped with a tundish and a mold whose opening is a rectangle with a long side of 1.6 m and a short side of 0.27 m. the inner diameter D 2 is 0.075 m, the immersion nozzle inside diameter D 4 was 0.070 M.

<実施例1>
制御装置をスライディングゲート方式の湯面制御装置からストッパー方式の湯面制御装置へと切替える際に、制御周期毎に上記方程式(11)をニュートン法で数値的に解くことでストッパーのフィードフォワード制御開度操作量dyFF(t)を算出して、制御を行った。このときの、湯面偏差、流路開度、及び鋳造速度の経過を図5に示す。図5(a)の縦軸は湯面偏差[mm]、図5(b)の縦軸は流路開度(左側の縦軸:ストッパー開度、右側の縦軸:スライディングゲート開度)[mm]、図5(c)の縦軸は鋳造速度[m/min]であり、図5(a)乃至(c)の横軸は時間[s]である。
本実施例において、スライディングゲート開度の変更軌道は、一定速度で全開開度に近づくものとした。t=Tの直後においてスライディングゲート開度の変更速度が緩やかになっているのは、t=Tにおいて鋳造速度が低下開始しており,その影響を補償するため,スライディングゲート開度を閉方向に操作するフィードフォワード開度操作量が加わったためである。ニュートン法で数値的に解いたdyFF(t)を用いて制御した結果、図5(b)に示したように、ストッパー開度は時刻t=Tより切替処理を開始した直後は急速に閉方向へと近づき、その後、一定開度に漸近した。この制御の結果、図5(a)に示したように、湯面レベルはほとんど変化が見られなかった。
<Example 1>
When the control device is switched from the sliding gate type hot water level control device to the stopper type hot water level control device, the above equation (11) is numerically solved by the Newton method at each control cycle to open the feedforward control of the stopper. The degree of operation dy FF (t) was calculated and controlled. The progress of the molten metal level deviation, the flow path opening degree, and the casting speed at this time is shown in FIG. The vertical axis in FIG. 5 (a) is the molten metal surface deviation [mm], and the vertical axis in FIG. 5 (b) is the flow path opening (left vertical axis: stopper opening, right vertical axis: sliding gate opening) [ mm], the vertical axis of FIG. 5C is the casting speed [m / min], and the horizontal axis of FIGS. 5A to 5C is the time [s].
In this embodiment, the changing trajectory of the sliding gate opening is assumed to approach the fully opened opening at a constant speed. t = the changing speed of the sliding gate opening immediately after the T 1 is has become gentle, t = and casting speed in T 1 is started lowered to compensate for the effect, close the sliding gate opening This is because the feed-forward opening operation amount operated in the direction is added. Newton's method result of controlling with dy FF (t) obtained by solving numerically, as shown in FIG. 5 (b), immediately after the stopper opening began from switching processing time t = T 1 is rapidly It approached the closing direction and then gradually approached a certain degree of opening. As a result of this control, as shown in FIG. 5A, almost no change was observed in the hot water level.

<実施例2>
制御装置をスライディングゲート方式の湯面制御装置からストッパー方式の湯面制御装置へと切替える際に、制御周期毎に上記方程式(11)の第1次近似解をフィードフォワード制御開度操作量dyFF(t)として、制御を行った。このときの、湯面偏差、流路開度、及び鋳造速度の経過を図6に示す。図6(a)の縦軸は湯面偏差[mm]、図6(b)の縦軸は流路開度(左側の縦軸:ストッパー開度、右側の縦軸:スライディングゲート開度)[mm]、図6(c)の縦軸は鋳造速度[m/min]であり、図6(a)乃至(c)の横軸は時間[s]である。
本実施例において、スライディングゲート開度の変更軌道は、一定速度で全開開度に近づくものとした。t=Tの直後においてスライディングゲート開度が変更されなかったのはt=Tにおいて鋳造速度が低下開始しており,その影響を補償するため,スライディングゲート開度を閉方向に操作するフィードフォワード開度操作量が加わったためであり、スライディングゲート開度の変更開始後に、スライディングゲート開度の変更速度が緩やかに揺らいでいるのは、ストッパー開度フィードフォワード操作量として上記方程式(11)の第1次近似解を用いているため,上記方程式(11)の左辺関数の近似誤差が外乱となり湯面レベルを変動させ,フィードバック制御によるスライディングゲート開度操作を引き起こしたためである。dyFF(t)に第1次近似解を用いて制御した結果、図6(b)に示したように、ストッパー開度は時刻t=Tより切替処理を開始した直後は急速に閉方向へと近づき、その後、一定開度に漸近した。この制御の結果、図6(a)に示したように、湯面レベルの変動は抑制されたが、実施例1の場合よりも湯面レベルの変動幅が大きかった。
<Example 2>
When the control device is switched from the sliding gate type hot water level control device to the stopper type hot water level control device, the first-order approximate solution of the above equation (11) is converted into the feedforward control opening manipulated variable dy FF for each control cycle. Control was performed as (t). The progress of the molten metal level deviation, the flow path opening degree, and the casting speed at this time is shown in FIG. The vertical axis of FIG. 6A is the molten metal surface deviation [mm], and the vertical axis of FIG. 6B is the flow path opening (left vertical axis: stopper opening, right vertical axis: sliding gate opening) [ mm], the vertical axis of FIG. 6C is the casting speed [m / min], and the horizontal axis of FIGS. 6A to 6C is the time [s].
In this embodiment, the changing trajectory of the sliding gate opening is assumed to approach the fully opened opening at a constant speed. t = the sliding gate opening immediately after the T 1 is not changed is the casting speed starts lowering at t = T 1, to compensate for the effect, feed operating the sliding gate opening in the closing direction This is because the forward opening manipulated variable is added, and the change speed of the sliding gate opening gently fluctuates after the start of the sliding gate opening change. This is because the approximation error of the left-hand side function of the above equation (11) becomes a disturbance because the first-order approximate solution is used, causing the level of the molten metal to fluctuate, causing a sliding gate opening operation by feedback control. dy FF (t) first order approximate solution result of controlling with, as shown in FIG. 6 (b), rapidly closing direction immediately after the stopper opening began switching process from time t = T 1 And then asymptotically approached a certain degree of opening. As a result of this control, as shown in FIG. 6A, the fluctuation of the hot water level was suppressed, but the fluctuation range of the hot water level was larger than that in the case of Example 1.

<比較例>
制御装置をスライディングゲート方式の湯面制御装置からストッパー方式の湯面制御装置へと切替える際に本発明を使用せず、特許文献2に開示されている技術のように、切替制御装置の切替指令入力直後からストッパー方式の湯面制御装置のストッパー開度を一定速度で閉方向に変更しながら、スライディングゲート方式の湯面制御装置で湯面レベルをフィードバック制御し、ストッパーが所定の開度に到達したときに、フィードバック制御をストッパー方式の湯面制御装置へと切替えるように制御を行った。このときの、湯面偏差、流路開度、及び鋳造速度の経過を図7に示す。図7(a)の縦軸は湯面偏差[mm]、図7(b)の縦軸は流路開度(左側の縦軸:ストッパー開度、右側の縦軸:スライディングゲート開度)[mm]、図7(c)の縦軸は鋳造速度[m/min]であり、図7(a)乃至(c)の横軸は時間[s]である。
図7(a)に示したように、本比較例では、時刻t=Tより切替処理を開始した後、ストッパー開度が全開に近い場合には、湯面レベルが目標値に制御されたが、ストッパー開度が小さくなると急激に湯面レベルが降下した。ストッパー開度が所定の開度に到達していないために、ストッパー開度が小さくなってもスライディングゲート方式の湯面制御装置によるフィードバック制御が継続されている間は、スライディングゲート開度を全開に近づけても湯面レベルを目標値に復帰させることはできず、その後、ストッパー方式の湯面制御装置に湯面レベルのフィードバック制御が切り替わった直後から、湯面レベルは元の目標値に制御される状態へと急激に戻った。図5(a)、図6(a)、及び、図7(a)より、比較例における湯面レベルの変動幅は、実施例1及び実施例2における湯面レベルの変動幅よりも極めて大きい。この結果から、本発明によれば、鋳造中に溶鋼流量制御装置を切替える際の鋳型内湯面レベルの変動を抑制することが可能であることが示された。
<Comparative example>
When the control device is switched from the sliding gate type hot water level control device to the stopper type hot water level control device, the present invention is not used, and the switching command of the switching control device is used as in the technique disclosed in Patent Document 2. Immediately after input, the stopper level of the stopper-type hot water level control device is changed to the closing direction at a constant speed, and the level of the hot water level is feedback-controlled by the sliding gate type hot-water level control device, and the stopper reaches the predetermined opening. The control was performed so that the feedback control was switched to the stopper type hot water level control device. The progress of the molten metal level deviation, the flow path opening degree, and the casting speed at this time is shown in FIG. The vertical axis in FIG. 7 (a) is the molten metal surface deviation [mm], and the vertical axis in FIG. 7 (b) is the flow path opening (left vertical axis: stopper opening, right vertical axis: sliding gate opening) [ mm], the vertical axis of FIG. 7C is the casting speed [m / min], and the horizontal axis of FIGS. 7A to 7C is the time [s].
As shown in FIG. 7 (a), in this comparative example, after the start of the switching process from the time t = T 1, when the stopper opening is close to fully open, molten metal surface level is controlled to the target value However, when the stopper opening was reduced, the hot water level dropped rapidly. Since the stopper opening does not reach the predetermined opening, the sliding gate opening is fully opened while the feedback control by the sliding gate type water level controller is continued even if the stopper opening is reduced. The hot water level cannot be restored to the target value even if it approaches, and then the hot water level is controlled to the original target value immediately after the feedback control of the hot water level is switched to the stopper type hot water level control device. It suddenly returned to the state. 5 (a), FIG. 6 (a), and FIG. 7 (a), the fluctuation range of the molten metal surface level in the comparative example is much larger than the fluctuation width of the molten metal surface level in Example 1 and Example 2. . From this result, according to this invention, it was shown that it is possible to suppress the fluctuation | variation of the mold surface level in a mold at the time of switching a molten steel flow control apparatus during casting.

1…タンディッシュ
2…ストッパー
3…ストッパー方式湯面制御装置
4…制御切替手段
5…スライディングゲート方式湯面制御装置
6…湯面レベル計
7…鋳型
8…浸漬ノズル
8a…浸漬ノズル内壁面
9…スライディングゲート
9a…スライディングゲート開口部
10…スライディングゲート上ノズル
10a…スライディングゲート上ノズル開口部
11…ストッパー下ノズル
12…溶鋼
20…連続鋳造機の鋳型内湯面レベル制御装置
100…連続鋳造機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Tundish 2 ... Stopper 3 ... Stopper system hot water surface control device 4 ... Control switching means 5 ... Sliding gate system hot water surface control device 6 ... Hot water surface level meter 7 ... Mold 8 ... Immersion nozzle 8a ... Immersion nozzle inner wall surface 9 ... Sliding gate 9a ... Sliding gate opening 10 ... Sliding gate upper nozzle 10a ... Sliding gate upper nozzle opening 11 ... Stopper lower nozzle 12 ... Molten steel 20 ... Mold level control device 100 in continuous casting machine 100 ... Continuous casting machine

Claims (8)

タンディッシュから鋳型へ注入する溶鋼の流量を、前記タンディッシュと前記鋳型とを繋ぐ流路の開口部面積を変更することにより調整する、切替元制御装置及び切替先制御装置を備えた連続鋳造機で、
前記切替元制御装置による前記鋳型内の溶鋼湯面レベルのフィードバック制御から、前記切替先制御装置による前記鋳型内の溶鋼湯面レベルのフィードバック制御へと切り替える際に、
予め定めた時間関数で定まる前記切替元制御装置の流路開度の速度軌道に基づいて算出される、前記切替元制御装置の流路開度を全開開度に近づけるフィードフォワード制御開度変更操作量を、前記切替元制御装置で前記溶鋼湯面レベルをフィードバック制御する際の流路開度指令値に加えることにより、前記切替元制御装置の流路開度指令値を算出する切替前切替元指令値算出工程と、
前記切替元制御装置の流路開度に前記フィードフォワード制御開度変更操作量を反映させることに伴う溶鋼注入量変化及び鋳造速度変更による溶鋼流出量変化を補償する、前記切替先制御装置に対するフィードフォワード制御開度操作量を、直前の制御周期における前記切替先制御装置の流路開度指令値に加えることにより、現在の制御周期における前記切替先制御装置の流路開度指令値を算出する切替前切替先指令値算出工程と、を制御周期毎に繰り返し、
前記切替元制御装置の流路開度が、前記鋳型内の溶鋼湯面レベルの制御を前記切替先制御装置による制御へと切り替える設定開度に到達した時点で、前記鋳型内の溶鋼湯面レベルの制御を、前記切替先制御装置によるフィードバック制御へと切り替える、連続鋳造機の鋳型内湯面レベル制御方法。
Continuous casting machine having a switching source control device and a switching destination control device for adjusting the flow rate of molten steel injected from the tundish into the mold by changing the opening area of the flow path connecting the tundish and the mold so,
When switching from the feedback control of the molten steel surface level in the mold by the switching source control device to the feedback control of the molten steel surface level in the mold by the switching destination control device,
Feed forward control opening degree change operation for calculating the opening degree of the flow path of the switching source controller close to the fully open position, calculated based on the speed trajectory of the opening degree of the switching source controller determined by a predetermined time function The switching source before switching for calculating the channel opening command value of the switching source control device by adding the amount to the channel opening command value when the molten steel surface level is feedback controlled by the switching source control device Command value calculation process;
A feed to the switching destination control device that compensates for a change in the molten steel injection amount and a change in the molten steel outflow amount due to a change in the casting speed caused by reflecting the operation amount for changing the feedforward control opening degree in the flow passage opening degree of the switching source control device. By adding the forward control opening operation amount to the channel opening command value of the switching destination control device in the immediately preceding control cycle, the channel opening command value of the switching destination control device in the current control cycle is calculated. The switching destination command value calculation process before switching is repeated every control cycle,
When the flow path opening of the switching source control device reaches the set opening for switching the control of the molten steel level in the mold to control by the switching destination control device, the molten steel level in the mold A method for controlling the level of the hot water surface in the mold of a continuous casting machine, wherein the control is switched to feedback control by the switching destination control device.
前記切替先制御装置による前記鋳型内の溶鋼湯面レベルのフィードバック制御へと切り替えた後に、
前記切替元制御装置の流路開度を全開開度に近づけるフィードフォワード制御開度変更操作量を、直前の制御周期における前記切替元制御装置の流路開度指令値に加えることにより、現在の制御周期における前記切替元制御装置の流路開度指令値を算出する切替後切替元指令値算出工程と、
前記切替元制御装置の流路開度に前記フィードフォワード制御開度変更操作量を反映させることに伴う溶鋼注入量変化及び鋳造速度変更による溶鋼流出量変化を補償する、前記切替先制御装置に対するフィードフォワード制御開度操作量を、前記切替先制御装置で前記溶鋼湯面レベルをフィードバック制御する際の流路開度指令値に加えることにより、前記切替先制御装置の流路開度指令値を算出する切替後切替先指令値算出工程と、を有する、請求項1に記載の連続鋳造機の鋳型内湯面レベル制御方法。
After switching to the feedback control of the molten steel surface level in the mold by the switching destination control device,
By adding a feedforward control opening change operation amount that brings the flow path opening of the switching source control device closer to the fully open opening, to the flow path opening command value of the switching source control device in the immediately preceding control cycle, A switching source command value calculation step after switching for calculating a flow path opening command value of the switching source control device in a control cycle;
A feed to the switching destination control device that compensates for a change in the molten steel injection amount and a change in the molten steel outflow amount due to a change in the casting speed caused by reflecting the operation amount for changing the feedforward control opening degree in the flow passage opening degree of the switching source control device. By adding the forward control opening manipulated variable to the channel opening command value when the molten steel surface level is feedback controlled by the switching destination control device, the channel opening command value of the switching destination control device is calculated. The method for controlling a level in a mold surface of a continuous casting machine according to claim 1, further comprising: a switching destination command value calculation step after switching.
前記切替元制御装置がスライディングゲート方式湯面制御装置であり、且つ、前記切替先制御装置がストッパー方式湯面制御装置である、請求項1又は2に記載の連続鋳造機の鋳型内湯面レベル制御方法。 3. The mold level control in the mold of the continuous casting machine according to claim 1, wherein the switching source control device is a sliding gate type molten metal surface control device, and the switching destination control device is a stopper type molten metal surface control device. Method. 前記切替元制御装置がストッパー方式湯面制御装置であり、且つ、前記切替先制御装置がスライディングゲート方式湯面制御装置である、請求項1又は2に記載の連続鋳造機の鋳型内湯面レベル制御方法。 The mold level control in the mold of the continuous casting machine according to claim 1 or 2, wherein the switching source control device is a stopper type hot water level control device, and the switching destination control device is a sliding gate type hot water level control device. Method. タンディッシュから鋳型へ注入する溶鋼の流量を、前記タンディッシュと前記鋳型とを繋ぐ流路の開口部面積を変更することにより調整する、切替元制御装置及び切替先制御装置を備えた連続鋳造機で、前記切替元制御装置による前記鋳型内の溶鋼湯面レベルのフィードバック制御から、前記切替先制御装置による前記鋳型内の溶鋼湯面レベルのフィードバック制御へと切り替える制御切替手段を備える、連続鋳造機の鋳型内湯面レベル制御装置であって、
予め定めた時間関数で定まる前記切替元制御装置の流路開度の速度軌道に基づいて算出される、前記切替元制御装置の流路開度を全開開度に近づけるフィードフォワード制御開度変更操作量を、前記切替元制御装置で前記溶鋼湯面レベルをフィードバック制御する際の流路開度指令値に加えることにより、前記切替元制御装置の流路開度指令値を算出する切替前切替元指令値算出部と、
前記切替元制御装置の流路開度に前記フィードフォワード制御開度変更操作量を反映させることに伴う溶鋼注入量変化及び鋳造速度変更による溶鋼流出量変化を補償する、前記切替先制御装置に対するフィードフォワード制御開度操作量を、直前の制御周期における前記切替先制御装置の流路開度指令値に加えることにより、現在の制御周期における前記切替先制御装置の流路開度指令値を算出する切替前切替先指令値算出部と、を備え、
前記切替前切替元指令値算出部における前記切替元制御装置の流路開度指令値の算出、及び、前記切替前切替先指令値算出部における前記切替先制御装置の流路開度指令値の算出が、制御周期毎に行われ、
前記切替前切替元指令値算出部によって算出された、前記切替元制御装置の流路開度が、前記鋳型内の溶鋼湯面レベルの制御を前記切替先制御装置による制御へと切り替える設定開度に到達した時に、前記制御切替手段によって、前記鋳型内の溶鋼湯面レベルの制御が、前記切替先制御装置によるフィードバック制御へと切り替えられる、連続鋳造機の鋳型内湯面レベル制御装置。
Continuous casting machine having a switching source control device and a switching destination control device for adjusting the flow rate of molten steel injected from the tundish into the mold by changing the opening area of the flow path connecting the tundish and the mold A continuous casting machine comprising control switching means for switching from feedback control of the molten steel surface level in the mold by the switching source control device to feedback control of the molten steel surface level in the mold by the switching destination control device. The mold level control device in the mold,
Feed forward control opening degree change operation for calculating the opening degree of the flow path of the switching source controller close to the fully open position, calculated based on the speed trajectory of the opening degree of the switching source controller determined by a predetermined time function The switching source before switching for calculating the channel opening command value of the switching source control device by adding the amount to the channel opening command value when the molten steel surface level is feedback controlled by the switching source control device A command value calculation unit;
A feed to the switching destination control device that compensates for a change in the molten steel injection amount and a change in the molten steel outflow amount due to a change in the casting speed caused by reflecting the operation amount for changing the feedforward control opening degree in the flow passage opening degree of the switching source control device. By adding the forward control opening operation amount to the channel opening command value of the switching destination control device in the immediately preceding control cycle, the channel opening command value of the switching destination control device in the current control cycle is calculated. A switching destination command value calculation unit before switching,
Calculation of the channel opening command value of the switching source control device in the switching source command value calculation unit before switching, and the channel opening command value of the switching destination control device in the switching destination command value calculation unit before switching Calculation is performed for each control cycle,
The opening degree of the flow path of the switching source control device calculated by the switching source command value calculation unit before switching is set to switch the control of the molten steel surface level in the mold to the control by the switching destination control device. The molten metal surface level control device of the continuous casting machine is switched by the control switching means to the feedback control by the switching destination control device.
さらに、
前記切替先制御装置による前記鋳型内の溶鋼湯面レベルのフィードバック制御へと切り替えた後に、前記切替元制御装置の流路開度を全開開度に近づけるフィードフォワード制御開度変更操作量を、直前の制御周期における前記切替元制御装置の流路開度指令値に加えることにより、現在の制御周期における前記切替元制御装置の流路開度指令値を算出する、切替後切替元指令値算出部と、
前記切替先制御装置による前記鋳型内の溶鋼湯面レベルのフィードバック制御へと切り替えた後に、前記切替元制御装置の流路開度に前記フィードフォワード制御開度変更操作量を反映させることに伴う溶鋼注入量変化及び鋳造速度変更による溶鋼流出量変化を補償する、前記切替先制御装置に対するフィードフォワード制御開度操作量を、前記切替先制御装置で前記溶鋼湯面レベルをフィードバック制御する際の流路開度指令値に加えることにより、前記切替先制御装置の流路開度指令値を算出する、切替後切替先指令値算出部と、
を備える、請求項5に記載の連続鋳造機の鋳型内湯面レベル制御装置。
further,
After switching to the feedback control of the molten steel surface level in the mold by the switching destination control device, the feed forward control opening change operation amount that brings the flow path opening of the switching source control device close to the fully open opening is immediately before The switching source command value calculation unit after switching calculates the channel opening command value of the switching source control device in the current control cycle by adding to the channel opening command value of the switching source control device in the control cycle of When,
After switching to the feedback control of the molten steel surface level in the mold by the switching destination control device, the molten steel accompanying reflecting the feedforward control opening change operation amount to the flow path opening of the switching source control device A flow path for feedback control of the feedforward control opening manipulated variable with respect to the switching destination control device and the molten steel surface level with the switching destination control device, which compensates for a change in molten steel flow rate due to a change in injection amount and a change in casting speed. A switching destination command value calculation unit after switching, which calculates a flow path opening command value of the switching destination control device by adding to the opening command value;
The mold inner surface level control apparatus of the continuous casting machine of Claim 5 provided with these.
前記切替元制御装置がスライディングゲート方式湯面制御装置であり、且つ、前記切替先制御装置がストッパー方式湯面制御装置である、請求項5又は6に記載の連続鋳造機の鋳型内湯面レベル制御装置。 The mold level control in the mold of a continuous casting machine according to claim 5 or 6, wherein the switching source control device is a sliding gate type hot water level control device, and the switching destination control device is a stopper type hot water level control device. apparatus. 前記切替元制御装置がストッパー方式湯面制御装置であり、且つ、前記切替先制御装置がスライディングゲート方式湯面制御装置である、請求項5又は6に記載の連続鋳造機の鋳型内湯面レベル制御装置。 The mold level control in the mold of the continuous casting machine according to claim 5 or 6, wherein the switching source control device is a stopper type hot water level control device, and the switching destination control device is a sliding gate type hot water level control device. apparatus.
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