JP2611879B2 - 水平連続鋳造設備用引抜装置の異常診断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水平連続鋳造設備のタ
ンディッシュに設けたモールドから鋳片を、所定ストロ
ークの引抜きと微小ストロークの戻しとを繰返えしつつ
間欠的に引抜く引抜装置の異常診断装置に関し、特に鋳
片引抜き戻しの偏差の平均値と標準偏差に基いてリアル
タイムで自動的に異常診断するようにしたものに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】水平連続鋳造設備用引抜装置は、タンデ
ィッシュに設けたモールドにより鋳片を連続的に鋳造す
るときに、所定ストローク（１０〜２０ｍｍ）の引抜き
と微小ストローク（０．３〜１．５ｍｍ）の戻しとを繰
返えしつつ間欠的に引抜く為のものである。前記タンデ
ィッシュからモールド内へ供給される溶鋼はモールド内
でその外表面部が凝固し、次に鋳片が所定ストローク引
抜かれると、モールド内の最上流部に溶鋼が充填されて
凝固し始めるが、モールドから延びた鋳片が徐々に冷え
て収縮することから引抜きの後微小待ち時間の間鋳片を
停止させてから少なくとも熱収縮分だけ鋳片をモールド
の方へ微小ストロークだけ戻して、モールドの最上流部
の新凝固シェルとこれに隣接する凝固シェルとの接合の
強化を図り、次に微小待ち時間の間鋳片を停止させ、そ
の後次サイクルの引抜きに移行するが、このような間欠
的な引抜きを例えば０．５秒毎に繰返えすことにより、
鋳片を連続的に鋳造していくことになる。

【０００３】前記モールド内での凝固シェルの形成の挙
動については特公平１−３９８６０号公報にも記載され
た通りであり、鋳片を戻すときの微小ストロークは鋳片
の品質上極めて重要で、戻しのストロークが不足すると
凝固シェルと凝固シェルの境界部にウィットネスマーク
クラックが発生しまた戻しのストロークが大きすぎると
凝固中の鋼組織に悪影響が発生し、所定の品質の鋳片を
製造することが出来なくなる。従って、引抜装置の性能
は鋳片の引抜きと戻しの際の位置精度をどれだけ高め得
るかに大きく依存している。

【０００４】特公平１−３４７０７号公報の水平連続鋳
造装置の引抜装置では、上下１対のピンチロールのうち
の一方のピンチロールを駆動するサーボモータを設け、
このモータの回転角を検出するパルスジェネレータを設
け、予め設定された鋳片引抜きの速度特性とパルスジェ
ネレータで検出されるモータの実回転速度とに基いて微
小時間毎に指令パルス信号を発生させ、この指令パルス
信号によりサーボモータを制御するようになっている。

【０００５】前記公報に記載のように、予め設定された
速度特性に基いて、サーボモータによりピンチロールを
駆動するにしても、引抜装置のバックラッシュやベアリ
ングの摩耗によるガタや軸部材の弾性捩れ変形などの機
械的誤差要因、或いは制御系の応答遅れなどの電気的誤
差要因によって、鋳片引抜きの引抜き駆動ストロークや
戻し駆動ストロークの偏差を常時許容値以下に維持する
ことは容易ではない。

【０００６】そこで、従来では、鋳片引抜きが所定の精
度で実行されているか否かを監視する為、ピンチロール
を駆動するサーボモータの回転角を検出するパルスジェ
ネレータ及びピンチロールの回転角を検出するパルスジ
ェネレータを設け、これらパルスジェネレータの検出信
号を高速のデータレコーダやペンレコーダで記録し、そ
の記録データをマニュアルにて解析することにより、引
抜き設定ストロークと検出ストロークとの偏差の平均値
及び標準偏差を求めるとともに、戻し設定ストロークと
検出ストロークとの偏差の平均値及び標準偏差を求め、
これらに基いて引抜装置の異常を診断する技術を採用し
ていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記特公平１−３４７
０７号公報の鋳造引抜き技術においては、ピンチロール
駆動用モータの回転角をパルスジェネレータで検出する
ようにしているが、ピンチロールはモールドからかなり
離れた位置に設けられており、モールドとピンチロール
間において鋳片の熱収縮が起こるので、ピンチロールの
位置での鋳片の移動量はモールド出口部での鋳片の移動
量よりも小さくなることから、モールド出口部での鋳片
の位置・速度を高精度に制御するには限界がある。

【０００８】一方、従来のように、パルスジェネレータ
の検出信号をレコーダを介して記録紙に記録し、そのデ
ータをマニュアルにて解析する場合には、多量のデータ
を処理しなければならないので、一人の解析者が約１週
間程データ処理を行なわなければ、偏差の平均値や標準
偏差を得ることが出来ないので、その間引抜装置が正常
か否か診断することが出来ず、仮に異常状態のまま鋳造
を繰返すと低品質の鋳片を製造してしまうことになるこ
と、異常診断をリアルタイムで自動的に実行できないこ
と、データ処理に多大の労力と時間がかかること、モー
ルドの付近の鋳片の移動量を検出し、その検出信号を異
常診断に用いていなかったので、異常診断の信頼性を十
分に高めることが出来なかったこと、などの問題があ
る。

【０００９】本発明の目的は、鋳片引抜きと並行してリ
アルタイムで自動的に高い信頼性でもって異常診断を行
ない得るような水平連続鋳造設備用引抜装置の異常診断
装置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る水平連続
鋳造設備用引抜装置の異常診断装置は、水平連続鋳造設
備のタンディッシェに設けたモールドから鋳片を所定ス
トロークの引抜きと微小ストロークの戻しとを繰返えし
つつ間欠的に引抜く鋳片引抜きを行なうピンチロールと
これを駆動するサーボモータを備えた引抜装置におい
て、前記鋳片引抜きの１サイクル分の予め設定された鋳
片引抜き戻し特性を有し鋳片引抜きの各サイクル毎に鋳
片引抜き戻し特性に基いて引抜装置を制御する制御手段
と、前記モールドの出口側付近における鋳片の移動量を
検出する第１検出手段と、この第１検出手段の検出信号
を用いて引抜き設定ストロークと引抜き検出ストローク
との偏差の複数サイクル分の平均値及び標準偏差を求め
るとともに戻し設定ストロークと戻し検出ストロークと
の偏差の複数サイクル分の平均値及び標準偏差を求める
第１演算手段と、前記各平均値又は各標準偏差が夫々に
対応して予め設定された許容値より大きいときに異常で
あると判別する第１判別手段と

【００１１】、前記ピンチロールの回転角を検出する第
２検出手段と、この第２検出手段の検出信号を用いて引
抜き設定ストロークと引抜き検出ストロークとの偏差の
複数サイクル分の平均値及び標準偏差を求めるとともに
戻し設定ストロークと戻し検出ストロークとの偏差の複
数サイクル分の平均値及び標準偏差を求める第２演算手
段と、前記各平均値又は各標準偏差が夫々に対応して予
め設定された許容値より大きいときに異常であると判別
する第２判別手段とを備えたものである。

【００１２】請求項２に係る水平連続鋳造設備用引抜装
置の異常診断装置は、請求項１の水平連続鋳造設備用引
抜装置の異常診断装置において、前記サーボモータの回
転角を検出する第３検出手段と、この第３検出手段の検
出信号を用いて引抜き設定ストロークと引抜き検出スト
ロークとの偏差の複数サイクル分の平均値及び標準偏差
を求めるとともに戻し設定ストロークと戻し検出ストロ
ークとの偏差の複数サイクル分の平均値及び標準偏差を
求める第３演算手段と、前記各平均値又は各標準偏差が
夫々に対応して予め設定された許容値より大きいときに
異常であると判別する第３判別手段とを備えたものであ
る。

【００１３】

【作用】請求項１に係る水平連続鋳造設備用引抜装置の
異常診断装置においては、制御手段は、鋳片引抜きの各
サイクル毎に、鋳片引抜き戻し特性に基いて引抜装置を
制御していく。第１検出手段は、鋳造時モールドの出口
付近における鋳片の移動量を検出する。第１演算手段は
鋳造時第１検出手段の検出信号を用いて引抜き設定スト
ロークと引抜き検出ストロークとの偏差の複数サイクル
分の平均値及び標準偏差を求めるとともに、戻し設定ス
トロークと戻し検出ストロークとの偏差の複数サイクル
分の平均値及び標準偏差を求める。第１判別手段は前記
の各平均値又は各標準偏差が夫々に対応して予め設定さ
れた許容値より大きいときに異常であると判別する。

【００１４】前記第１検出手段はモールド内での鋳片の
移動量を正しく反映するモールドの出口付近の鋳片の移
動量を検出するので、モールドからピンチロールまでの
間での鋳片の熱収縮をも加味した鋳片の移動量を用いる
ことが出来るので、異常診断の信頼性が十分に高くな
る。第１演算手段によって引抜きストロークと戻しスト
ロークの偏差の複数サイクル分の平均値及び標準偏差を
求めるので、定常的に発生する偏差の平均値及び標準偏
差を求めることが出来、異常診断の信頼性が高くなる。

【００１５】第１検出手段による検出と第１演算手段に
よる演算と第１判別手段による判別とを鋳片引抜きに並
行して自動的に行なうので、異常診断をリアルタイムで
迅速に実行できるから、常に高品質の鋳片を製造するこ
とが出来、異常診断のデータ処理を自動化できるからそ
のコストを低減することが出来る。 加えて、第２検出手
段はピンチロールの回転角を検出し、その検出信号を用
いて第２演算手段は第１演算手段と同様の演算を行なっ
て引抜きストロークと戻しストロークの偏差の複数サイ
クル分の平均値及び標準偏差を求め、第２判別手段は第
１判別手段と同様の判別を行なう。

【００１６】このように、第１検出手段の検出信号を用
いる異常診断と第２検出手段の検出信号を用いる異常診
断とを重複的に実行するので、異常診断の信頼性が高く
なる。また、第１判別手段が異常を判別したのか第２判
別手段が異常を判別したのかに応じてモールドが異常な
のかまた引抜装置が異常なのか異常発生個所を絞り込む
ことが容易になる。

【００１７】請求項２に係る水平連続鋳造設備用引抜装
置の異常診断装置においては、基本的に請求項１と同様
の作用が得られる。加えて、第３検出手段はサーボモー
タの回転角を検出し、その検出信号を用いて第３演算手
段は第１演算手段と同様の演算を行なって引抜きストロ
ークと戻しストロークの偏差の複数サイクル分の平均値
及び標準偏差を求め、第３判別手段は第１判別手段と同
様の判別を行なう。このように、異常診断を３重に実行
するので、異常診断の信頼性が更に高くなる。また、モ
ールドが異常なのか引抜装置が異常なのかサーボモータ
が異常なのか異常発生個所を絞り込むことが一層容易に
なる。

【００１８】

【発明の効果】請求項１に係る水平連続鋳造設備用引抜
装置の異常診断装置によれば、作用の項で説明したよう
に、モールドの出口付近の鋳片の移動量を検出しその検
出信号を用いるので異常診断の信頼性を十分に高め得る
こと、定常的に発生する偏差の平均値と標準偏差を求め
るので異常診断の信頼性が高くなること、異常診断を鋳
片引抜きと並行して自動的にリアルタイムで迅速に実行
できるので常に高品質の鋳片を製造できること、異常診
断のデータ処理を自動化してそのコストを大幅に低減し
得ること、などの効果が得られる。

【００１９】加えて、ピンチロールの回転角を検出し、
その検出信号を用いた異常診断も実行し、重複的に異常
診断を行なうので、異常診断の信頼性を一層高めること
が出来ること、モールドが異常なのかまた引抜装置が異
常なのか異常発生個所を絞り込むことが容易になるこ
と、などの効果も得られる。

【００２０】請求項２に係る水平連続鋳造設備用引抜装
置の異常診断装置によれば、作用の項で説明したよう
に、基本的に請求項１と同様の効果が得られる。加え
て、サーボモータの回転角を検出し、その検出信号を用
いた異常診断も実行し、３重的に異常診断を行なうの
で、異常診断の信頼性を更に高めることが出来ること、
モールドが異常なのかまた引抜装置が異常なのかまたサ
ーボモータが異常なのか異常発生個所を更に絞り込むこ
とが容易になること、などの効果も得られる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面に基いて
説明する。図１は、水平連続鋳造設備１を示し、この鋳
造設備１にはレードル２、タンディッシュ３、ダンディ
ッシュシェーカー４、タンディッシュ３の前面に水平に
向けて取付けられたモールド５、モールド５の延長上に
延びるローラコンベア６、ローラコンベア６の途中部に
配設された引抜装置７、その下流側の切断装置８、など
が設けられている。

【００２２】この鋳造設備１においては、レードル２か
らタンディッシュ３内へ溶鋼を充填し、その溶鋼をタン
ディッシュ３からモールド５内へ供給し、モールド５で
所定断面形状に鋳造された鋳片Ｗはローラコンベア６上
を下流側へ延び、引抜装置７により所定ストロークの引
抜きと微小ストロークの戻しとを繰返えしつつ鋳片Ｗを
間欠的に引抜いていって、連続的に鋳片Ｗを鋳造するよ
うになっている。

【００２３】前記引抜装置７について、図２〜図８を参
照しつつ説明する。図２・図３に示すように、ベースフ
レーム１１の中央部に左右に隔てて１対の枢支ブラケッ
ト１２が立設され、枢支ブラケット１２の前側と後側に
上下１対のロール軸１３及びロール軸１３に固定された
ピンチロール１４が夫々配設され、前側の下段のロール
軸１３はベースフレーム１１に設けた前後１対の軸受部
材で支持され、後側の下段のロール軸１３はベースフレ
ーム１１に設けた前後１対の軸受部材で支持されてい
る。

【００２４】前側の上段のロール軸１３を上下揺動可能
に枢支する為、左右の枢支ブラケット１２の前側には左
右１対の相互に連結されたアーム部材１５が配設され、
前側の上段のロール軸１３は左右１対のアーム部材１５
に軸受１５ａを介して回転自在に支持され、左右１対の
アーム部材１５の後端部は夫々左右の枢支ブラケット１
２の上端部に共通の支軸１６を介して回動自在に枢着さ
れている。更に、左右のアーム部材１５を夫々揺動させ
たり或いはピンチロール１４を鋳片Ｗの方へつまり下方
へ付勢する為の左右１対の油圧シリンダ１７が設けられ
ている。

【００２５】後側の上段のロール軸１３を上下揺動可能
に枢支する為、左右の枢支ブラケット１２の後側には左
右１対の相互に連結されたアーム部材１５が配設され、
後側の上段のロール軸１３は左右１対のアーム部材１５
に軸受１５ａを介して回転自在に支持され、左右１対の
アーム部材１５の前端部は夫々左右の枢支ブラケット１
２の上端部に共通の支軸１６を介して回動自在に枢着さ
れている。更に、左右のアーム部材１５を夫々揺動させ
たり或いはピンチロール１４を鋳片Ｗの方へつまり下方
へ付勢する為の左右１対の油圧シリンダ１７が設けられ
ている。

【００２６】次に、前側の上段のロール軸１３とピンチ
ロール１４とを回転駆動する回転駆動装置２０につい
て、図５〜図８に基いて説明する。左右のアーム部材１
５の間でロール軸１３にはピンチロール１４が外嵌さ
れ、ピンチロール１４は１対の接線キー１３ａを介して
ロール軸１３に相対回転不能に固定されている。ロール
軸１３の左端部にはウォームホイール２１が固着され、
このウォームホイール２１に噛合する複リード型のウォ
ームギヤ部２２ａを有するウォームギヤ軸２２がウォー
ムホイール２１の上側に前後方向に水平に向けて配設さ
れ、ウォームギヤ軸２２の前部には入力軸部２２ｂが設
けられ、ウォームホイール２１とウォームギヤ軸２２ａ
と位置調節機構２３とを備えたウォーム減速機が構成さ
れている。

【００２７】前記ウォームギヤ軸２２の前側にはブラシ
レスモータからなるＡＣサーボモータ２４が同軸心状に
配設され、その出力軸２４ａはウォームギヤ軸２２の入
力軸部２２ｂにバックラッシュレスの軸継手２５で連結
されている。前記ウォーム減速機におけるウォームギヤ
部２２ａとウォームホイール２１間にバックラックが生
じるのを防ぐ為に、ウォームギヤ部２２ａは図８に示す
ように複リード型のギヤ歯に形成され、その後面のリー
ド（ピッチ）はｔ１で、前面のリード（ピッチ）はｔ２
で、リードｔ２はリードｔ１よりも微小量Δｔだけ大き
く、ギヤ歯の歯厚が前方にいく程厚く形成されているこ
とから、ウォームギヤ軸２２の軸方向位置を位置調節機
構２３を介して調節することにより、バックラッシュが
略零のバックラッシュレスのウォーム減速機となる。

【００２８】位置調節機構２３について簡単に説明する
と、キャップ状のベアリングハウス２６内の軸受２７に
ウォームギヤ軸２２の端部２２ｃが支持され、ベアリン
グハウス２６はハウジング２８の孔２９に移動可能に装
着され、ベアリングハウス２６に外嵌螺合された固定ナ
ット３０及び可動ナット３１のうち、固定ナット３０は
ハウジング２８に複数のボルトで固定され、軸受２７の
アウタレースの端部を押える押え具３２はベアリングハ
ウス２６に内嵌螺合されたロック具３３で受止められ、
ロック具３３はベアリングハウス２６に内嵌螺合された
止めネジ部材３４で緩み止めされている。

【００２９】前記軸継手２５を入力軸部２２ｂに固定す
るロック機構２５ａを緩め、且つ止めネジ部材３４と可
動ナット３１とを緩めてから、ベアリングハウス２６を
回動させることによりハウジング２８及び固定ナット３
０に対してベアリングハウス２６の軸方向位置つまりウ
ォームギヤ軸２２の軸方向位置を前方又は後方へ微調整
してバックラッシュレスの状態とし、その後止めネジ部
材３４と可動ナット３１とを締結し且つロック機構２５
ａを締結すればよい。尚、ロール軸１３とピンチロール
１４とを冷却する為、ロール軸１３の中心部には軸孔３
５が形成され、軸孔３５にパイプ３６が挿入され、ロー
タリ継手３７とパイプ３６を介して軸孔３５内へ冷却水
を供給するようになっている。

【００３０】前記のように、前側の上段のピンチロール
１４を回転駆動する為の回転駆動装置２０について説明
したが、後側の上段のピンチロール１４のロール軸１３
には回転駆動装置２０と前後に対称の同様のものが設け
られ、前側の下段のピンチロール１４のロール軸１３に
は回転駆動装置２０と上下に略対称の同様のものが設け
られ、後側の下段のピンチロール１４のロール軸１３に
は前側の下段のピンチロール１４の回転駆動装置と前後
に対称の同様のものが設けられている。尚、前記４組の
回転駆動装置２０の４台のＡＣサーボモータ２４につい
て、各モータハウジングを回転拘束する為、上下に相対
応する２台のＡＣサーボモータ２４のモータハウジング
は、図４に図示の回転拘束機構３８によりベースフレー
ム１１に連結されている。

【００３１】次に、制御系について図９〜図１１を参照
しつつ説明する。図９に示すように、前記各ＡＣサーボ
モータ２４に対応するサーボ制御系４０が設けられ、サ
ーボ制御系４０は、モータの回転速度を検出するタコジ
ェネレータ４１と、モータの回転角を検出するパルスジ
ェネレータ４２と、サーボアンプ４３とで構成されてい
る。コントロールユニット４６は４組のサーボ制御系４
０に対応するＤ／Ａ変換器４４を有し、各サーボ制御系
４０のパルスジェネレータ４２の検出信号はコントロー
ルユニット４６へ供給され、各Ｄ／Ａ変換器４４から対
応するサーボアンプ４３へ制御信号が出力され、各タコ
ジェネレータ４１の検出信号が対応するサーボアンプ４
３へ供給されている。尚、後側の下段のピンチロール１
４を駆動するモータ２４の回転角を検出するパルスジェ
ネレータ４２の出力はコントロールユニット４６におけ
る鋳片引抜き制御に用いられるが、残りの３つのパルス
ジェネレータ４２の出力は夫々対応するＡＣサーボモー
タ２４の回転速度をディスプレイ４７に表示する為に用
いられる。

【００３２】更に、後側の下段のピンチロール１４のロ
ール軸１３の回転角を検出するパルスジェネレータ４５
が設けられ、その出力がコントロールユニット４６へ供
給され、またモールド５の出口側付近において鋳片Ｗに
スリップなしに従動回転する制御ロール５０ａが設けら
れ、制御ロール５０ａの回転角を検出するパルスジェネ
レータ５０が設けられ、そのパルスジェネレータ５０の
検出信号がコントロールユニット４６へ供給される。
尚、パルスジェネレータ４５・５０の分解能は高く設定
され、低速の戻し駆動時にも約１０〜２０μｍ毎に検出
パルス信号が出力されるものとする。更に、各サーボア
ンプ４３にはモータ２４へ供給する駆動電流を検出する
電流検出器（カレントトランジューサー）が組込まれて
おり、その電流検出信号がコントロールユニット４６へ
出力されている。

【００３３】前記コントロールユニット４６は、ＣＰＵ
とＲＯＭとＲＡＭとを有するマイクロコンピュータと、
入出力インターフェースと、ＣＲＴディスプレイ４７を
制御するディスプレイコントローラと、プリンタ４８を
制御するプリンタコントローラとを備え、コントロール
ユニット４６には操作盤４９が接続されている。前記マ
イクロコンピュータのＲＯＭには、鋳片Ｗの種類毎に予
め設定された鋳片引抜き戻し特性に従って、４組のＡＣ
サーボモータ２４を制御する鋳片引抜き制御の制御プロ
グラム及び鋳片引抜き制御に付随する異常診断制御の制
御プログラムが予め入力格納されている。

【００３４】ここで、所定ストロークの引抜きと微小ス
トロークの戻しとを繰返えしつつ鋳片Ｗを間欠的に引抜
くときの１サイクル当りのストローク特性と速度特性は
図１０・図１１のように設定され、ｔ０−ｔ１の約０．
２秒間鋳片Ｗを引抜き駆動し、次にｔ１〜ｔ２の約０．
１秒間停止し、次にｔ２〜ｔ３の約０．１秒間鋳片Ｗを
戻し駆動し、次にｔ３〜ｔ４の約０．１秒間停止する。
尚、ｔ０〜ｔ１の間の引抜き駆動のストロークは約１０
〜２０ｍｍ、ｔ２〜ｔ３の間の戻し駆動の微小ストロー
クは約０．３〜１．５ｍｍである。図１０に示される鋳
片引抜き戻し特性のテーブル又はマップが鋳片引抜き制
御の制御プログラムに付随させて予めＲＯＭに格納され
ている。

【００３５】前記鋳片引抜き制御について簡単に説明す
る。引抜き駆動の場合、コントロールユニット４６にお
いて、微小時間毎に、鋳片引抜き戻し特性に含まれる引
抜きストローク特性に基いて速度指令と位置指令とが演
算にて決定され、この位置指令とパルスジェネレータ４
２の検出信号に含まれる検出位置との偏差が解消するよ
うに制御演算を行って速度制御指令を求め、この速度制
御指令が各Ｄ／Ａ変換器４４へ出力され、各Ｄ／Ａ変換
器４４から速度制御指令に対応する制御信号がサーボア
ンプ４３へ出力される。各サーボアンプ４３において
は、前記制御信号とタコジェネレータ４１からの速度を
表す検出信号との偏差が解消するような三相交流電流を
発生させてＡＣサーボモータ２４へ供給する。このよう
にＡＣサーボモータ２４に対する位置と速度のフィード
バック制御が実行される。

【００３６】戻し駆動の場合、鋳片引抜き戻し特性に含
まれる戻しストローク特性に基いて前記と同様に、速度
指令と位置指令とを微小時間毎に決定し、前記同様にＡ
Ｃサーボモータ２４に対する位置と速度のフィードバッ
ク制御が実行される。尚、前記４つのタコジェネレータ
４１を省略し、前記１つのパルスジェネレータ４２の検
出信号と、鋳片引抜き戻し特性とに基いてＡＣサーボモ
ータ２４の位置と速度を制御する位置速度制御指令をコ
ントロールユニット４６において求め、それに対応する
制御信号を４つのサーボアンプ４３へ出力するように構
成することも出来る。

【００３７】ところで、回転駆動装置２０の機械的誤差
要因（バックラッシュ、ベアリングのガタ、軸部材の弾
性捩れ変形）及びモータ２４とサーボ制御系４０の電気
的応答遅れによる誤差要因及び鋳片Ｗの熱収縮の誤差要
因により、パルスジェネレータ４２で検出されるモータ
２４の回転角及びパルスジェネレータ４５で検出される
ピンチロール１４の回転角及びパルスジェネレータ５０
で検出される制御ロール５０ａの回転角を夫々鋳片Ｗの
移動量に換算したストロークは図１２のように、鋳片引
抜き戻し特性に対して遅れたり或いは減少したりする。

【００３８】そこで、本実施例の引抜装置７において
は、鋳片引抜き戻し特性Ｓｓに対する前記モータストロ
ークＳｍ、ピンチロールストロークＳｐ、制御ロールス
トロークＳｃの各偏差のデータ及び第１・第２休止期間
終了直前のモータ駆動電流のデータを求め、それらのデ
ータを統計的に処理することにより、引抜装置７の異常
をリアルタイムで診断するようになっている。

【００３９】次に、図１０の鋳片引抜き戻し特性に基い
て鋳片Ｗを駆動する鋳片引抜き制御及びこれに付随した
異常診断制御について図１３〜図１６のフローチャート
に基いて説明する。尚、図中Ｓｉ（ｉ＝１、２、３・・
・・）は各ステップを示すものである。図１３は例えば
１ｍｓｅｃ毎に実行される鋳片引抜き制御のルーチンを
示すもので、制御が開始されるとＲＡＭのメモリやカウ
ンタをクリアするなどの初期化が実行され（Ｓ１）、次
にクロック信号をカウントしていくカウンタからなるタ
イマＴ（その計時時間をＴとする）がリセットされ（Ｓ
２）、次に鋳片引抜き戻し特性のテーブルよりストロー
クＦｓが読込まれ（Ｓ３）、このストロークＦｓに基い
て位置指令と速度指令が演算される（Ｓ４）。

【００４０】更に、ＲＡＭのメモリから後述のカウンタ
Ｉ１のカウント値Ｉ１が読み込まれ（Ｓ５）、そのＩ１
をストロークに換算したＣ１・Ｉ１（但し、Ｃ１は比例
定数）と位置指令とに基いて速度制御指令が演算され
（Ｓ６）、次にその速度制御指令に対応する制御信号が
各Ｄ／Ａ変換器４４からサーボアンプ４３へ出力される
（Ｓ７）。Ｓ８においてＴ＝ｔ４か否か判定され、Ｎｏ
のときにはＳ３へ戻り、Ｓ３〜Ｓ８が繰返えされ、１サ
イクル分の鋳片引抜きを完了してＴ＝ｔ４になると、Ｓ
９で鋳片引抜きのサイクル数をカウントするカウンタＮ
がインクリメントされ、Ｓ２へ戻り、その後Ｓ２〜Ｓ９
が繰返えされ連続鋳造が行なわれる。

【００４１】図１４〜図１６は図１３のメインルーチン
に対して例えば１ｍｓｅｃ毎のインターバル割込みにて
実行される異常診断制御のルーチンを示すもので、割込
み開始後、Ｔ＝０又はＴ＝ｔ２のときに限り（Ｓ２０、
Ｓ２１）、パルスジェネレータ４２，４５，５０のパル
ス数を夫々カウントするカウンタＩ１、Ｉ２、Ｉ３（そ
のカウント値をＩ１、Ｉ２、Ｉ３とする）がリセットさ
れ（Ｓ２２）、次にパルスジェネレータ４２，４５，５
０の検出信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３が読込まれ（Ｓ２３）、
Ｐ１〜Ｐ３が「Ｌ」から「Ｈ」へ立上ったときのみ夫々
に対応するカウンタＩ１〜Ｉ３がインクリメントされ
（Ｓ２４〜Ｓ２９）、次にＴ＝ｔ１のときつまり引抜き
駆動終了時にはＳ３１において偏差Ｄｆ１、Ｄｆ２、Ｄ
ｆ３が演算される。

【００４２】即ち、図１２に図示のように、Ｔ＝ｔ１の
ときの設定ストロークをＦｓ１とし、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３
のパルス数Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３をストロークに換算する為
の比例定数を夫々Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３とすると、引抜き設
定ストロークＦｓ１とパルスジェネレータ４２のストロ
ークＣ１・Ｉ１との偏差Ｄｆ１と、引抜き設定ストロー
クＦｓ１とパルスジェネレータ４５のストロークＣ２・
Ｉ２との偏差Ｄｆ２と、引抜き設定ストロークＦｓ１と
パルスジェネレータ５０のストロークＣ３・Ｉ３との偏
差Ｄｆ３はＳ３１に示す式で演算され、それらが夫々Ｒ
ＡＭのレジスタに格納される。

【００４３】次に、所定微小時間ΔとしてＴ＝ｔ２−Δ
のときつまり第１停止期間終了直前の時点になると（Ｓ
３２、Ｙｅｓ）、モータ２４の駆動電流を表わす電流検
出信号ＡＩｆが読込まれてＲＡＭのレジスタに格納され
る（Ｓ３３）。尚、このＴ＝ｔ２−Δの時点においては
指令パルス信号に基く駆動電流は零であるが、サーボ制
御系４０においてモールド５と引抜装置７との間におけ
る鋳片Ｗの熱収縮等に抗する制御を行なうので駆動電流
が発生する。

【００４４】ここで、Ｔ＝ｔ２のとき（Ｓ２１、Ｙｅ
ｓ）つまり戻し駆動の開始時には、カウンタＩ１、Ｉ
２、Ｉ３がＳ２２においてリセットされるので、ｔ２＜
Ｔ＜ｔ３の期間においてＩ１、Ｉ２、Ｉ３は戻し駆動時
のパルス数の累積値を表わす。そして、Ｔ＝ｔ３のとき
（Ｓ３４、Ｙｅｓ）つまり戻し駆動の完了時には、Ｓ３
５において偏差Ｄｒ１、Ｄｒ２、Ｄｒ３が演算される。
即ち、図１２に図示のようにＴ＝ｔ３のときの設定スト
ロークをＦｓ３とすると、戻し駆動の設定ストロークは
（Ｆｓ１−Ｆｓ３）となるので、戻し設定ストローク
（Ｆｓ１−Ｆｓ３）とパルスジェネレータ４２のストロ
ークＣ１・Ｉ１との偏差Ｄｒ１、戻し設定ストローク
（Ｆｓ１−Ｆｓ３）とパルスジェネレータ４５のストロ
ークＣ２・１２との偏差Ｄｒ２と、戻し設定ストローク
（Ｆｓ１−Ｆｓ３）とパルスジェネレータ５０のストロ
ークＣ３・Ｉ３との偏差Ｄｒ３はＳ３５に示す式で演算
され、それらが夫々ＲＡＭのレジスタに格納される。

【００４５】次に、Ｔ＝ｔ４−Δのとき（Ｓ３６、Ｙｅ
ｓ）つまり第２休止期間終了直前の時点になると電流検
出信号ＡＩｒが読込まれてＲＡＭのレジスタに格納され
る（Ｓ３７）。尚、ここで検出される駆動電流も前記同
様、鋳片Ｗの熱収縮に起因するものである。次に、Ｔ＝
ｔ４か否かつまり１サイクル分の鋳片引抜きが終了した
か否か判定され（Ｓ３８）、Ｎｏのときにはメインルー
チンヘ戻り、またＹｅｓのときにはカウンタＮが所定の
設定値Ｎｏ（例えば、Ｎｏ＝５〜１０）になったか否か
つまり鋳片引抜きのサイクル数がＮｏになったか否か判
定され（Ｓ３９）、Ｎｏのときにはメインルーチンヘ戻
り、またＹｅｓのときにはＳ４０以降が実行される。

【００４６】Ｓ４０では、レジスタに格納されていたＮ
ｏサイクル分の前記偏差Ｄｆｉ及びＤｒｉ（但し、ｉ＝
１、２、３）の平均値Ｄｆｉｍ、Ｄｒｉｍ及び標準偏差
σｆｉ、σｒｉが演算され、レジスタに格納されていた
駆動電流ＡＩｆ、ＡＩｒの平均値ＡＩｆｍ、ＡＩｒｍが
演算され（Ｓ４１）、次にＤｆｉｍとＡＩｆｍの相関係
数Ｃｆｉ及びＤｒｉｍとＡＩｒｍの相関係数Ｃｒｉが演
算される（Ｓ４２）。

【００４７】次に、偏差の平均値Ｄｆｉｍ、Ｄｒｉｍが
夫々その所定の許容値Ｊｆｉ、Ｊｒｉより大きいか否か
判定され（Ｓ４３）、６組の平均値のうち何れかの平均
値がその許容値よりも大きいときにはＳ４８へ移行し、
また全部の平均値が夫々の許容値以下のときにはＳ４４
へ移行し、次に標準偏差σｆｉ、σｒｉが夫々その所定
の許容値Ｋｆｉ、Ｋｒｉより大きいか否か判定され（Ｓ
４４）、６組の標準偏差のうちの何れかの標準偏差がそ
の許容値よりも大きいときにはＳ４８へ移行し、また全
部の標準偏差が夫々の許容値以下のときにはＳ４５へ移
行し、次に相関係数Ｃｆｉ、Ｃｒｉが夫々その所定の許
容値Ｌｆｉ、Ｌｒｉより大きいか否か判定され（Ｓ４
５）、６組の相関係数のうちの何れかが夫々の許容値よ
りも大きいときにはＳ４８へ移行し、また全部の相関係
数が夫々の許容値以下のときには、鋳片引抜きが適切に
行なわれているので、Ｓ４６において前記の種々のデー
タ（偏差、その平均値と標準偏差、電流値、その平均
値、相関係数など）がプリンタコントローラヘ出力さ
れ、次にカウンタＮがリセットされ（Ｓ４７）、メイン
ルーチンヘ戻る。

【００４８】一方、Ｓ４３、Ｓ４４、Ｓ４５の何れかの
ステップにおいてＹｅｓと判定されたときには鋳片引抜
きが適切に行なわれておらず、引抜装置７の機械系また
は制御系に何れかの異常が発生したりモールド５に鋳片
Ｗがスティックするなどの異常が発生しているので、Ｓ
４８において操作盤４９のウォーニングランプに点灯さ
せまた警告ブザーを作動させる為の異常報知信号が出力
され、またＳ４６と同様の種々のデータがプリンタコン
トローラヘ出力され（Ｓ４９）、メインルーチンへ復帰
する。そして、この場合、カウンタＮの値が保持される
ので、鋳造が続行されたとしても次回の割込みにおいて
Ｓ４８が繰返されることになる。

【００４９】次に、前記引抜装置７の作用について説明
する。ピンチロール１４のロール軸１３の一端部にウォ
ームホイール２１を固着し、モータ２４の出力軸２４ａ
からロール軸１３までの回転伝動部材を極力少なくし、
機械的誤差が殆ど生じない構造としたので、鋳片Ｗの位
置速度・精度を大幅に高めることが出来る。回転駆動装
置２０は、モータ２４と軸継手２５とウォーム減速機な
どの極く少数の部品で構成できるので、その構造を著し
く簡単化・小型化出来る。

【００５０】回転駆動装置２０がピンチロール１４の側
方へ殆ど張り出すことがないから、全幅が小さくなって
設置スペースを節減でき、タンディッシュ３に複数のモ
ールド５を設ける場合に、ストランド間隔を小さくする
ことが出来る。モータ２４、ピンチロール１４及び制御
ロール５０ａの回転角を夫々検出するパルスジェネレー
タ４２・４５・５０を設け、引抜き設定ストロークに対
するパルスジェネレータ４２・４５・５０の検出ストロ
ークの偏差と、戻し設定ストロークに対するパルスジェ
ネレータ４２・４５・５０の検出ストロークの偏差とを
求め、これら偏差の平均値及び標準偏差を求めて各許容
値と比較し、モータ駆動電流を検出してその平均値を求
め、各偏差の平均値と検出電流の平均値との相関係数を
求めて各許容値と比較することにより、異常発生を検出
するように構成したので、モータ２４、ピンチロール１
４及び制御ロール５０ａが鋳片引抜き戻し特性に対して
夫々許容誤差内で適切に作動しなくなった異常状態を早
期に確実に検出して対策を講ずることが出来る。

【００５１】加えて、多量の検出データの処理をコント
ロールユニット４６により鋳片引抜き制御と並行してリ
アルタイムで自動的に迅速に行なうことが出来るので、
異常状態で鋳造して品質不良の鋳片Ｗを多量に製造して
しまうのを防止でき、多量の検出データの解析処理のコ
ストを著しく低減することが出来る。

【００５２】前記実施例を次のように部分的に変更する
ことが出来る。比較的小型のサイズの鋳片Ｗを鋳造する
装置の場合には、上下１対のピンチロール１４を１組だ
け設けてもよく、前記上段の２つのピンチロール１４は
鋳片Ｗの移動に従動する押えピンチロールに構成しても
よい。また、前記各ロール軸１３の左端部にのみ回転駆
動装置２０を設けたが、各ロール軸１３の右端部にも回
転駆動装置２０を設けてもよい。また、前記ＡＣサーボ
モータ２４とサーボ制御系４０の代りに直流サーボモー
タとそのサーボ制御系或いは油圧モータと油圧サーボ制
御系を用いることも可能である。また、前記回転拘束機
構３８の代りに、各モータハウジングを各連結部材でベ
ースフレーム１１に連結する構造にしてもよい。また、
前記回転駆動装置２０はこれに限るものではなく種々の
構成のものでも本発明を適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る水平連続鋳造設備の側面図であ
る。

【図２】引抜装置の側面図である。

【図３】引抜装置の正面図である。

【図４】回転拘束機構の正面図である。

【図５】回転駆動装置の部分切欠縦断側面図である。

【図６】図５の６−６線断面図である。

【図７】図６の７−７線断面図である。

【図８】複リード型ウォームギヤ部の説明図である。

【図９】引抜装置の制御系の構成図である。

【図１０】１サイクル当りの鋳片の鋳片引抜き戻し特性
の線図である。

【図１１】１サイクル当りの鋳片の速度特性の線図であ
る。

【図１２】１サイクル当りの鋳片引抜き戻し特性、モー
タの検出ストローク、ピンチロールの検出ストローク及
び制御ロールの検出ストロークのタイムチートである。

【図１３】鋳片引抜き制御のメインルーチンのフローチ
ャートである。

【図１４】鋳片引抜き制御に付随した異常診断制御のフ
ローチャートの一部である。

【図１５】異常診断制御のフローチャートの一部であ
る。

【図１６】異常診断制御のフローチャートの残部であ
る。

【符号の説明】

Ｗ・・鋳片 ３・・タンディッシュ ５・・モールド ７・・引抜装置 １４・・ピンチロール ２４・・ＡＣサーボモータ ４０・・サーボ制御系 ４１・・タコジェネレータ ４２・・パルスジェネレータ ４３・・サーボアンプ ４４・・Ｄ／Ａ変換器 ４５・・パルスジェネレータ ４６・・コントロールユニット ５０・・パルスジェネレータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩崎 央 山口県光市大字島田3434番地 新日本製 鐵株式会社 光製鐵所内 (72)発明者 阿尾 陽司 福岡県北九州市八幡東区枝光１丁目１番 １号 新日本製鐵株式会社 設備技術本 部内 (56)参考文献 特開 昭61−63349（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平連続鋳造設備のタンディッシュに設
   けたモールドから鋳片を所定ストロークの引抜きと微小
   ストロークの戻しとを繰返えしつつ間欠的に引抜く鋳片
   引抜きを行なうピンチロールとこれを駆動するサーボモ
   ータを備えた引抜装置において、 前記鋳片引抜きの１サイクル分の予め設定された鋳片引
   抜き戻し特性を有し鋳片引抜きの各サイクル毎に鋳片引
   抜き戻し特性に基いて引抜装置を制御する制御手段と、 前記モールドの出口側付近における鋳片の移動量を検出
   する第１検出手段と、この第１検出手段の検出信号を用
   いて引抜き設定ストロークと引抜き検出ストロークとの
   偏差の複数サイクル分の平均値及び標準偏差を求めると
   ともに戻し設定ストロークと戻し検出ストロークとの偏
   差の複数サイクル分の平均値及び標準偏差を求める第１
   演算手段と、 前記各平均値又は各標準偏差が夫々に対応して予め設定
   された許容値より大きいときに異常であると判別する第
   １判別手段と、 前記ピンチロールの回転角を検出する第２検出手段と、 この第２検出手段の検出信号を用いて引抜き設定ストロ
   ークと引抜き検出ストロークとの偏差の複数サイクル分
   の平均値及び標準偏差を求めるとともに戻し設定ストロ
   ークと戻し検出ストロークとの偏差の複数サイクル分の
   平均値及び標準偏差を求める第２演算手段と、 前記各平均値又は各標準偏差が夫々に対応して予め設定
   された許容値より大きいときに異常であると判別する第
   ２判別手段と、 を備えたことを特徴とする水平連続鋳造
   設備用引抜装置の異常診断装置。
2. 【請求項２】 前記サーボモータの回転角を検出する第
   ３検出手段と、 この第３検出手段の検出信号を用いて引抜き設定ストロ
   ークと引抜き検出ストロークとの偏差の複数サイクル分
   の平均値及び標準偏差を求めるとともに戻し設定ストロ
   ークと戻し検出ストロークとの偏差の複数サイクル分の
   平均値及び標準偏差を求める第３演算手段と、 前記各平均値又は各標準偏差が夫々に対応して予め設定
   された許容値より大きいときに異常であると判別する第
   ３判別手段と、 を備えたことを特徴とする請求項１に記載の水平連続鋳
   造設備用引抜装置の異常診断装置。