JP2653124B2 - Level control method for molten metal level in continuous casting mold - Google Patents

Level control method for molten metal level in continuous casting mold

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JP2653124B2
JP2653124B2 JP63238354A JP23835488A JP2653124B2 JP 2653124 B2 JP2653124 B2 JP 2653124B2 JP 63238354 A JP63238354 A JP 63238354A JP 23835488 A JP23835488 A JP 23835488A JP 2653124 B2 JP2653124 B2 JP 2653124B2
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molten metal
control
fluctuation
continuous casting
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幸博 笹部
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、連続鋳造を行うに際して鋳型内へ鋳込まれ
る溶湯の湯面レベルを制御する方法に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for controlling the level of a molten metal cast into a mold when performing continuous casting.

〔従来技術〕(Prior art)

連続鋳造においては、鋳型内の湯面レベルの変動が鋳
片の表面疵やブレークアウト等の操業トラブルを誘起す
る一因となっていることが一般に知られている。そこ
で、従来より湯面レベルを制御して一定に保つことが、
品質向上や安定操業に欠かせない重要な要素ともなって
いる。湯面レベル制御は、γ線レベル計や渦流レベル計
等の湯面レベル計を用いて鋳型内の湯面レベルを測定
し、得られたレベル信号をPID調節計にフィードバック
し、設定値との間に偏差があれば、PID演算してその出
力をサーボユニットに伝え、スライディングゲートやス
トッパの開度を変更してタンデイッシュより鋳型内に流
れ込む溶湯流量を調節するという基本的な方法が一般に
採られている。
In continuous casting, it is generally known that fluctuations in the level of the molten metal in the mold are one of the factors that cause operational troubles such as surface defects and breakout of the slab. Therefore, it is necessary to control the level of the molten metal to keep it constant.
It is also an important factor in quality improvement and stable operation. The level control is performed by measuring the level in the mold using a level gauge such as a γ-ray level meter or an eddy current level meter, and the obtained level signal is fed back to the PID controller, and the level is compared with the set value. If there is a deviation between them, the basic method of calculating the PID, transmitting the output to the servo unit, changing the opening of the sliding gate and stopper, and adjusting the flow rate of the molten metal flowing into the mold from the tundish is generally adopted. Have been.

PID調節器のパラメータは、通常、制御計の安定性や
応答性を考慮して最適にセットされており、通常は鋳込
中に変更することは少ないが、制御系の特性が変化し
て、レベル制御系が悪化するような場合はオペレータ等
により、最適な制御が得られるよう再セットされる。こ
れらの状態は鋳込速度や鋳片サイズの変更、ノズル詰ま
り、ノズル溶損に起因して起こることが多い。そこで、
ストッパの制御に関する技術ではあるが、特開昭59−27
762号公報においては、理論開度と実開度の微係数の比
をとり、その比をパラメータに乗じてノズル詰まりよる
溶湯量流特性の事前に補償する方法が開示されている。
また、特開昭59−30460号公報においては、PID調節計の
パラメータを変えることなく、溶湯流量をスライディン
グゲートの実効開口面積に比例させて、流量特性の変化
を補償する方法が開示されている。
The parameters of the PID controller are usually set optimally in consideration of the stability and responsiveness of the controller, and usually rarely change during casting, but the characteristics of the control system change, If the level control system deteriorates, the operator resets the system so as to obtain optimal control. These conditions often occur due to changes in casting speed and slab size, nozzle clogging, and nozzle erosion. Therefore,
Although it is related to the control of a stopper,
Japanese Patent Publication No. 762 discloses a method in which the ratio of the differential coefficient between the theoretical opening and the actual opening is determined, and the ratio is multiplied by a parameter to compensate in advance for the flow rate characteristic of the molten metal due to nozzle clogging.
Further, JP-A-59-30460 discloses a method of compensating for a change in flow characteristics by changing the flow rate of a molten metal in proportion to the effective opening area of a sliding gate without changing the parameters of a PID controller. .

かかる方法を実施する場合は、鋳造を開始した後又は
タンデイッシュを交換して鋳造を再開した後、鋳造が安
定期に達した状態で、湯面レベル計にて測定された湯面
レベルに基づいてスライディングゲートやストッパの開
度の調整が行われる。そしてオペレータは前記調整を行
うに際し、制御系内のPID調節計の比例ゲイン、積分時
間、微分時間等のパラメータを鋳片サイズ、鋳込速度等
の条件に応じて予め設定される。
When performing such a method, after starting the casting or after replacing the tundish and restarting the casting, in a state where the casting has reached a stable period, based on the level of the molten metal measured by the level gauge. Thus, the opening of the sliding gate and the stopper is adjusted. When the operator performs the adjustment, parameters such as a proportional gain, an integration time, and a differentiation time of the PID controller in the control system are set in advance according to conditions such as a slab size, a casting speed, and the like.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

然るに、鋳造過程での溶湯の降温等に起因するスライ
ディングゲートの詰まり、スライディングゲートの溶損
状況や各スライディングゲートの固有差等に起因する溶
湯供給量の変化、鋳片のスリップや鋳込速度の変化等に
起因する引抜量の変化等の外乱が生じた場合には、予め
設定されているPID調節計の各パラメータが不適当とな
り、湯面レベルの変動が激しくなるという問題が生じ
る。なお前記外乱が一時的なものであれば、湯面レベル
の変動も一時的なものとなるが、前記外乱が長期にわた
って継続する場合は、湯面レベルの変動も継続的なもの
となり、極端な場合には鋳型上端から溶湯が溢れ出る現
象、所謂オーバーフロー現象が発生する。またかかる状
態に至らないまでも、湯面変動によるパウダのかみ込み
等が原因となって鋳片の品質を劣化させるという問題が
生じる。
However, clogging of the sliding gate due to the temperature drop of the molten metal during the casting process, changes in the molten metal supply amount due to the erosion status of the sliding gate, inherent differences of each sliding gate, etc., slip of the slab and casting speed. When a disturbance such as a change in the amount of withdrawal caused by a change or the like occurs, there arises a problem that preset parameters of the PID controller become inadequate and the level of the molten metal level fluctuates greatly. If the disturbance is temporary, the change in the bath level is also temporary, but if the disturbance is continued for a long period of time, the change in the bath level is also continuous and extremely In this case, a phenomenon that the molten metal overflows from the upper end of the mold, a so-called overflow phenomenon, occurs. Even if such a state does not occur, there is a problem that the quality of the cast slab is deteriorated due to powder entrapment due to fluctuations in the molten metal level.

そこで、かかる問題を解決するためには、前記湯面レ
ベルの変動が生じた場合にオペレータの判断に基づく次
に述べるような対策を講じることが行われる。即ちオペ
レータが、湯面レベルの変動状態(変動幅や周期等)を
トレンド記録計等を用いて確認し、該変動状態に応じて
前記PID調節計の制御パラメータ(比例ゲイン、微分時
間、積分時間等)を調整するという対策を講じたり、或
いは湯面レベルの変動状況を常時モニタリングし、該湯
面レベルの変動が一定のしきい値を越えるとそのピーク
値及びピーク位置(ピーク値に対応する時刻)を求め、
これと予め設定されている湯面レベルの変動パターンと
のマッチング(パターン認識)を行い、それに基づいて
前記PID調節計の各パラメータを調整するという対策を
講じることが行われる。然るに、かかる対策を講じても
前記問題が十分に解決されるわけではない。例えば前者
の対策を講じる場合はオペレータによる判断の個人差が
問題となる。また後者の対策を講じる場合はピーク値及
びピーク位置がノイズ等の存在によって正確に求められ
ないという問題がある。そして該ノイズ等の影響をなく
すべくフィルタリング処理を施すとしても、その処理に
用いるフィルタの特性に応じて湯面レベルの短周期又は
長周期のいずれかの変動しか正確に認識できないという
問題があった。
In order to solve such a problem, the following measures are taken based on the judgment of the operator when the level of the molten metal level fluctuates. That is, the operator checks the fluctuation state (fluctuation width, cycle, etc.) of the bath level using a trend recorder or the like, and according to the fluctuation state, controls the PID controller's control parameters (proportional gain, derivative time, integration time). Etc.), or constantly monitor the change of the bath level, and when the change of the bath level exceeds a certain threshold value, the peak value and the peak position (corresponding to the peak value). Time)
Matching (pattern recognition) with this and a preset fluctuation pattern of the molten metal level is performed, and a measure is taken to adjust each parameter of the PID controller based on the matching. However, even if such measures are taken, the above problem is not sufficiently solved. For example, when the former measure is taken, individual differences in the judgment by the operator become a problem. Further, when the latter measure is taken, there is a problem that the peak value and the peak position cannot be accurately obtained due to the presence of noise or the like. Even if the filtering process is performed to eliminate the influence of the noise or the like, there is a problem that only one of a short cycle and a long cycle of the surface level can be accurately recognized according to the characteristics of the filter used for the processing. .

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、上
述の問題を解消し得る連続鋳造鋳型内の湯面レベル制御
方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for controlling a level of a molten metal in a continuous casting mold that can solve the above-described problems.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明の請求項1に係る連続鋳造鋳型内の湯面レベル
制御方法は、連続鋳造鋳型内の湯面レベルを湯面レベル
計により測定し、この測定レベルと所定の目標レベルと
の偏差に応じ、その制御パラメータに基づいて行われる
制御調節計の制御動作によってレベル制御を実施する連
続鋳造鋳型内の湯面レベル制御方法において、前記湯面
レベル計の出力信号を、フィルタリング性能を異にする
少なくとも2種類のフィルタにかけてフィルタリング処
理し、これらの処理データから、所定時間内に出現する
前記湯面レベルのピーク数と夫々のピーク値とを含む複
数の変動パラメータを求め、求められた変動パラメータ
から前記湯面レベルの変動状態を把握し、その結果に基
づいて前記制御調節計の制御パラメータを調節すること
を特徴とし、本発明の請求項2に係る連続鋳造鋳型内の
湯面レベル制御方法は、前記処理データから求められた
複数の変動パラメータを予め整理された湯面レベル変動
の記憶パターンにおける各変動パラメータと比較し、近
似する変動パラメータを有する記憶パターンを選択する
ことにより前記変動状態を把握することを特徴とする。
A method for controlling a level of a molten metal in a continuous casting mold according to claim 1 of the present invention measures a level of a molten metal in a continuous casting mold with a molten metal level gauge, and calculates a difference between the measured level and a predetermined target level. In a method for controlling a level of a level in a continuous casting mold, which performs level control by a control operation of a control controller performed based on the control parameter, an output signal of the level gauge may have at least different filtering performance. A filtering process is performed by using two types of filters. From these processed data, a plurality of variation parameters including the number of peaks of the molten metal level appearing within a predetermined time and respective peak values are obtained. The present invention is characterized in that a change state of a molten metal level is grasped, and a control parameter of the control controller is adjusted based on the result. In the method for controlling the level of the molten metal in the continuous casting mold according to claim 2, a plurality of variation parameters obtained from the processing data are compared with each variation parameter in a memory pattern of the variation of the level of the molten metal, and approximated. The change state is grasped by selecting a storage pattern having a change parameter.

〔作用〕[Action]

かかる本発明方法による場合は、前述した如き外乱に
よって生じた湯面レベルの変動状態を、湯面レベル計の
出力信号を前記少なくとも2種類のフィルタにかけて得
たデータから、湯面レベルのピーク数とピーク値とを含
む複数の変動パラメータを求め、求められた変動パラメ
ータから把握することとしているため、湯面レベルの短
周期又は長周期のいずれの変動をも正確に把握すること
ができ、また、この変動状態の把握が、現状における変
動パラメータを予め分類整理された記憶パターンにおけ
る変動パラメータと比較することによりなされ、制御調
節計(PID制御計)の制御パラメータが、近似する記憶
パターンに対応させて設定されている内容に従って調整
されるため、速やかに湯面レベル変動を低減させ得る。
In the case of the method according to the present invention, the fluctuation state of the bath level caused by the disturbance as described above is calculated from the data obtained by applying the output signal of the bath level meter through the at least two types of filters to the number of peaks of the bath level. Since a plurality of fluctuation parameters including the peak value are obtained and grasped from the obtained fluctuation parameters, it is possible to accurately grasp any short-term or long-term fluctuation of the molten metal level, and The fluctuation state is grasped by comparing the current fluctuation parameter with the fluctuation parameter in the storage pattern sorted and arranged in advance, and the control parameter of the control controller (PID controller) is made to correspond to the approximate storage pattern. Since the adjustment is performed in accordance with the set contents, the fluctuation of the molten metal level can be reduced quickly.

〔実施例〕〔Example〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて説明す
る。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings showing the embodiments.

第1図は本発明方法の実施に使用する装置を示す模式
的説明図であり、図中1は連続鋳造装置のタンデイッシ
ュを示している。該タンデイッシュ1からは、溶湯即ち
本実施例では溶鋼が、浸漬ノズル2を介して鋳型3に鋳
込まれ、その流量がシリンダ4にて駆動されるスライデ
ィングゲート5により調節されるようになっている。そ
して該スライディングゲート5は鋳型3内の湯面レベル
が一定となるよう制御されるが、その制御の基本的構成
は、例えばγ線や渦電流を利用した湯面レベル計6によ
り鋳型3内の湯面レベルを計測し、その計測値を湯面レ
ベル変換器7を介して湯面レベル制御装置8にフィード
バックし、設定値との間に偏差があれば、湯面レベル制
御装置8内のPID演算部によってPID演算し、その出力を
サーボアンプ9に伝えて前述のシリンダ4を動かす方式
が採られている。また前記計測値に関する信号は、前記
湯面レベル変換器7を経由せしめられた後、フィルタリ
ング性能を異にする2種類のフィルタ16,17にてフィル
タリング処理が行われた上で湯面レベル制御装置8へ入
力される。なお該湯面レベル制御装置8へは、タンデイ
ッシュ1に付設されたセンサ10による計測値がタンデイ
ッシュ重量変換器11を経てタンデイッシュ重量に関する
信号とされた上で入力され、また連続鋳造装置のピンチ
ロール13に付設されたセンサ14による計測値が鋳込速度
変換器15を経て鋳込速度に関する信号とされた上で入力
され、これらの信号も湯面レベル制御に利用されるよう
になっている。
FIG. 1 is a schematic explanatory view showing an apparatus used for carrying out the method of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a tundish of a continuous casting apparatus. From the tundish 1, molten metal, that is, molten steel in this embodiment, is cast into a mold 3 through an immersion nozzle 2, and the flow rate is adjusted by a sliding gate 5 driven by a cylinder 4. I have. The sliding gate 5 is controlled so that the level in the mold 3 is constant. The basic configuration of the control is, for example, a level gauge 6 using a gamma ray or an eddy current. The molten metal level is measured, and the measured value is fed back to the molten metal level controller 8 via the molten metal level converter 7. If there is a deviation from the set value, the PID in the molten metal level controller 8 is determined. A method is employed in which a PID calculation is performed by a calculation unit, and the output is transmitted to a servo amplifier 9 to move the cylinder 4 described above. After the signal relating to the measured value is passed through the level controller 7, the filtering process is performed by two types of filters 16 and 17 having different filtering performances. 8 is input. It should be noted that a value measured by a sensor 10 attached to the tundish 1 is input to the molten metal level control device 8 via a tundish weight converter 11 as a signal relating to the tundish weight, and is also input to the continuous casting device. The value measured by the sensor 14 attached to the pinch roll 13 is input to the casting speed converter 15 as a signal related to the casting speed via the casting speed converter 15, and these signals are also used for level control. I have.

かかる装置を用いて本発明方法を実施するに際し、湯
面レベル制御装置8にて行われる処理について少し具体
的に説明する。
When the method of the present invention is performed using such a device, the processing performed by the molten metal level control device 8 will be described in some detail.

湯面レベル変換器7を経た湯面レベル計6の出力信号
が、例えば第2図中の左側の波形のように長周期変動
〔1例として広巾(1500mm×210mm)の鋳片の場合,周
期:10〜20sec〕を示す信号である場合、該出力信号を前
記フィルタ16,17にかけてフィルタリング処理を行う
と、同図中の右側の波形に示す如き2つの信号が得られ
る。即ち、移動平均個数が少ないフィルタリング処理を
行うことにより、同図中の上側の波形の如く湯面の上昇
時又は下降時の微小変化が除去され得ないものの湯面の
変動幅の減衰が原波形に比して少ない信号が得られる一
方、移動平均個数が多いフィルタリング処理を行うこと
により、同図中の下側の波形の如く湯面の変動波形の概
形が正確に抽出され得るものの湯面の変動幅の減衰が原
波形に比して多い信号が得られる。
The output signal of the level gauge 6 through the level converter 7 has a long-period variation as shown in the waveform on the left side of FIG. 2 [for example, in the case of a wide (1500 mm × 210 mm) cast slab, : 10 to 20 sec], the output signal is filtered by the filters 16 and 17 to perform two filtering processes, thereby obtaining two signals as shown in the waveform on the right side in FIG. That is, by performing a filtering process with a small number of moving averages, a small change at the time of rising or falling of the molten metal cannot be removed as shown in the upper waveform in FIG. By performing a filtering process with a large number of moving averages while obtaining a signal that is smaller than that of FIG. 5, the rough shape of the fluctuation waveform of the water level can be accurately extracted as shown in the lower waveform in FIG. Is obtained, the attenuation of the fluctuation width of which is larger than that of the original waveform.

また、前記湯面レベル計6の出力信号が例えば第3図
中の左側の波形のように短周期変動〔1例として広巾
(600mm×210mm)の鋳片の場合,周期:10sec以下〕を示
す信号である場合、該出力信号を前記フィルタ16,17に
かけてフィルタリング処理を行うと、同図中の右側の波
形に示す如き2つの信号が得られる。即ち、移動平均個
数が少ないフィルタリング処理を行うことにより、同図
中の上側の波形の如く湯面の変動波形の概形及びその変
動幅がほぼ原波形に忠実に再現された信号が得られる一
方、移動平均個数が多いフィルタリング処理を行うこと
により、同図中の下側の波形の如く湯面の変動波形の概
形が抽出され得るものの湯面の変動幅が減衰している信
号が得られる。
Also, the output signal of the level gauge 6 shows a short-period variation (for example, in the case of a wide (600 mm × 210 mm) slab, the cycle is 10 sec or less) as shown in the waveform on the left side in FIG. If the output signal is a signal, the output signal is filtered through the filters 16 and 17 to perform a filtering process, thereby obtaining two signals as shown in the waveform on the right side in FIG. That is, by performing the filtering process with a small number of moving averages, it is possible to obtain a signal in which the outline of the fluctuation waveform of the molten metal surface and the fluctuation width thereof are almost faithfully reproduced in the original waveform as shown in the upper waveform in FIG. By performing a filtering process with a large number of moving averages, it is possible to obtain a signal in which the outline of the fluctuation waveform of the molten metal level can be extracted as shown in the lower waveform in FIG. .

従って、移動平均個数が多いフィルタリング処理を行
うことによって得た信号から湯面レベル変動を示す波形
のピーク位置を求め、また移動平均個数が少ないフィル
タリング処理を行うことによって得た信号から夫々のピ
ーク位置におけるピーク値を求めることとすれば、従来
(例えば湯面レベル計6の出力値をそのまま使用する場
合、又は該出力値を特定のフィルタを用いてフィルタリ
ング処理する場合)に比して湯面レベルの変動状態をよ
り正確に認識することが可能となる。
Therefore, the peak position of the waveform indicating the level change of the molten metal is obtained from the signal obtained by performing the filtering processing with a large moving average number, and the respective peak positions are obtained from the signal obtained by performing the filtering processing with the small moving average number. Is determined as compared with the conventional case (for example, when the output value of the level gauge 6 is used as it is or when the output value is subjected to a filtering process using a specific filter). Can be more accurately recognized.

さて、フィルタ16,17におけるこのようなフィルタリ
ング処理は、湯面レベル変換器7を経た後の湯面レベル
計6の出力信号が所定のしきい値を超えた時点から所定
時間に亘って行われる。このフィルタリング処理の実行
時間は、この時間内に少なくとも3個の湯面レベル変動
のピークが現出するように設定され、製造される鋳片の
形状及びサイズに応じて異なるが、例えば、該鋳片が外
径231mmの丸断面鋳片である場合、前記実行時間は略20
秒で十分である。
By the way, such filtering processing in the filters 16 and 17 is performed for a predetermined time from the time when the output signal of the level gauge 6 after passing through the level converter 7 exceeds a predetermined threshold value. . The execution time of this filtering process is set so that at least three peaks of the fluid level change appear within this time, and differs depending on the shape and size of the slab to be manufactured. When the piece is a round section slab having an outer diameter of 231 mm, the execution time is approximately 20%.
Seconds is enough.

さて、フィルタ16,17において夫々のフィルタリング
処理を施された2つの信号が湯面レベル制御装置8へ入
力されると、該制御装置8は、これらの信号から湯面レ
ベルの変動状態を示す複数の変動パラメータ(以下単に
パラメータという)を求める。これらのパラメータとし
ては種々のものが考えられるが、例えば、次の5つのパ
ラメータが求められる。
Now, when the two signals subjected to the respective filtering processes in the filters 16 and 17 are input to the liquid level control device 8, the control device 8 generates a plurality of signals indicating the fluctuation state of the liquid level from these signals. (Hereinafter simply referred to as a parameter). Various parameters can be considered as these parameters. For example, the following five parameters are obtained.

(a) ピーク数;N (b) 行き過ぎ比;A (c) 振幅減衰比;B (d) 湯面変動周期;C(sec) (e) オフセット量;D(mm) ピーク数Nは、湯面レベル制御装置8への入力信号中
に、所定時間内において現出するピークの数であり、こ
れは、前述した如く、移動平均個数の多いフィルタリン
グ処理を施することにより得られた信号、即ち、原波形
中の微小変動成分が除去された信号から直接的に求めら
れる。
(A) Number of peaks; N (b) Overshoot ratio; A (c) Amplitude damping ratio; B (d) Fluctuation cycle of metal surface; C (sec) (e) Offset amount; D (mm) The number of peaks appearing within a predetermined time in the input signal to the surface level control device 8, which is a signal obtained by performing a filtering process with a large number of moving averages as described above, that is, , Are obtained directly from the signal from which the minute fluctuation components in the original waveform have been removed.

また(b)〜(d)の各パラメータは、第4図に示す
如く、例えば、湯面レベル制御装置8への入力信号中に
現出するN個のピークの内、連続する3個のピーク夫々
のピーク位置T1,T2,T3、及びピーク値P1,P2,P3を求め、
これらと予め設定された湯面レベルの目標値L0とを用い
て次式により夫々算出される。
As shown in FIG. 4, each of the parameters (b) to (d) is, for example, three consecutive peaks out of N peaks appearing in the input signal to the liquid level controller 8. Find the respective peak positions T 1 , T 2 , T 3 , and the peak values P 1 , P 2 , P 3 ,
Using these and the preset target level L 0 of the molten metal level, they are respectively calculated by the following equations.

C=T3−T1 ……(3) なお第4図においては、ピーク位置T1〜T3及びピーク
値P1〜P3が同一の信号から求められるかの如くである
が、実際には、移動平均個数の多いフィルタリング処理
により得られ原波形中の微小変動成分が除去された信号
から、ピーク位置T1〜T3がまず求められ、ピーク値P1
P3は、移動平均個数が少ないフィルタリング処理により
得られ、原波形に対する減衰が少ない信号から、前記T1
〜T3に夫々対応させて求められる。
C = T 3 −T 1 (3) In FIG. 4, it is as if the peak positions T 1 to T 3 and the peak values P 1 to P 3 are obtained from the same signal. from the signal the minute fluctuation component in the obtained original waveform is removed by the moving average number of large filtering process, firstly obtained peak position T 1 through T 3, the peak value P 1 ~
P 3 is obtained by a filtering process with a small number of moving averages, and from the signal with little attenuation to the original waveform, T 1
We are determined respectively so as to correspond to the ~T 3.

更に(e)に示すオフセット量Dは、湯面レベル制御
装置8への入力信号を所定周期にてサンプリングして得
られる湯面レベルの瞬時値Liを、フィルタリング処理時
間全体に亘って積算して得られるパラメータであり、次
式にて表される。
Furthermore the offset amount D shown in (e) is the instantaneous value L i of molten metal surface level obtained by sampling the input signal to the molten metal surface level control device 8 at a predetermined period, and accumulated throughout the filtering processing time This parameter is obtained by the following equation.

D=ΣLi ……(4) この瞬時値Liのサンプリングは、移動平均個数が少な
いフィルタリング処理により得られた信号において行わ
れることは言うまでもない。
D = ΣL i ...... (4) Sampling of the instantaneous value L i is of course carried out in the signal obtained by the moving average number is less filtering.

さて、湯面レベル制御装置8は、このようにして得ら
れる湯面レベルの変動状態を示す各パラメータから現状
の変動パターンを認識し、これを、種々の条件に応じて
予め整理されている記憶パターンと比較し、一致する記
憶パターンに対応させて予め設定されている手順に従っ
て、前記PID演算部におけるゲイン、積分時間、微分時
間等の制御パラメータを変更する。
Now, the level controller 8 recognizes the current variation pattern from the parameters indicating the variation level of the level thus obtained, and stores the current variation pattern in advance according to various conditions. The control parameters such as the gain, the integration time, and the differentiation time in the PID calculation unit are changed according to a preset procedure corresponding to the storage pattern that matches the pattern.

まず前記(a)〜(e)の各パラメータは、夫々の大
きさに応じてグループ分けされる。例えば、行き過ぎ比
A及び振幅減衰比Bは、これが1.25以上である場合には
第1グループに、1.25〜1.00の範囲内にある場合には第
2グループに、1.00〜0.50の範囲内にある場合には第3
グループに、また、0.50以下である場合には第4グルー
プに夫々グループ分けされ、同様に湯面変動周期Cは、
これが10sec以上である場合には第1グループに、5sec
〜10secの範囲内にある場合には第2グループに、5sec
以下である場合には第3グループに夫々グループ分けさ
れる。ピーク数N及びオフセット量Dについても同様の
グループ分けがなされる。
First, the parameters (a) to (e) are grouped according to their sizes. For example, the overshoot ratio A and the amplitude attenuation ratio B are in the first group when they are 1.25 or more, in the second group when they are in the range of 1.25 to 1.00, and in the range of 1.00 to 0.50. Has a third
If it is less than 0.50, it is grouped into a fourth group.
If this is 10 seconds or more, the first group will be
If it is within the range of ~ 10sec, 5sec
In the following cases, they are grouped into the third group. The same grouping is performed for the peak number N and the offset amount D.

例えば、現状のP感度が強い場合、湯面がハンチング
気味に変動するから、行き過ぎ比A及び振幅減衰比Bが
共に大きい方のグループに分類され、しかも変動周期C
が小さい方のグループに分類されるような変動パターン
が得られ、逆にP感度が弱い場合、外乱に対する収束が
遅く、変動周期C及び行き過ぎ比Aが共に大きく、振幅
減衰比Bがやや小さい変動パターンが得られる。前者の
場合、同様の記憶パターンに対応する手順に従って、P
感度が弱化せしめられ、後者の場合、同様にP感度が強
化せしめられる。前者の一例として、行き過ぎ比A及び
振幅減衰器Bが、前記第1又は第2グループに分類さ
れ、変動周期Cが前記第3グループに分類されるような
変動パターンが得られた場合、P感度を弱化せしめるべ
く、PID演算部におけるP値が30%増加されるようにな
してあり、後者の一例として、変動周期Cが前記第1グ
ループに、行き過ぎ比Aが前記第1又は第2グループ
に、また振幅減衰器Bが前記第3グループに夫々分類さ
れるような変動パターンが得られた場合、P感度を強化
せしめるべく、PID演算部におけるP値が30%減少され
るようになしてある。
For example, when the current P sensitivity is high, the molten metal level fluctuates in a hunting manner, so that it is classified into a group in which both the overshoot ratio A and the amplitude attenuation ratio B are large, and the fluctuation period C
Is obtained, the convergence to disturbance is slow, the fluctuation period C and the overshoot ratio A are both large, and the amplitude attenuation ratio B is slightly small. A pattern is obtained. In the former case, according to the procedure corresponding to the similar storage pattern, P
The sensitivity is weakened, and in the latter case, the P sensitivity is likewise enhanced. As an example of the former, when a variation pattern in which the overshoot ratio A and the amplitude attenuator B are classified into the first or second group and the fluctuation cycle C is classified into the third group is obtained, the P sensitivity In order to weaken P, the P value in the PID calculation unit is increased by 30%. As an example of the latter, the fluctuation cycle C falls in the first group, and the overshoot ratio A falls in the first or second group. When a fluctuation pattern in which the amplitude attenuator B is classified into the third group is obtained, the P value in the PID calculation unit is reduced by 30% in order to enhance the P sensitivity. .

また、前記PID演算部におけるI感度が弱い場合、湯
面レベルの目標値L0への収束が遅くなるから、オフセッ
ト量Dが大となる変動パターンが得られると共に、行き
過ぎ比Aが小さくなる。この場合の一例として、オフセ
ット量Dが300mm以上であるグループに、行き過ぎ比A
が前記第4グループに分類されるような変動パターンが
得られた場合、I感度を略20%増大せしめるべく、PID
演算部におけるI値の調節がなされる。
Also, the case I sensitivity in the PID calculation unit is weak, since convergence to the target value L 0 of the molten metal surface level is slow, with variation pattern offset amount D is large is obtained, excessive ratio A becomes smaller. As an example of this case, the overshoot ratio A is assigned to a group in which the offset amount D is 300 mm or more.
When a fluctuation pattern that can be classified into the fourth group is obtained, the PID is increased in order to increase the I sensitivity by approximately 20%.
The adjustment of the I value in the calculation unit is performed.

このように湯面レベル制御装置8は、PID演算部にお
ける制御パラメータの内、どのパラメータをどの程度変
更すべきかを、連続鋳造設備の操業実績に基づいて湯面
レベルの種々の変動パターンに対応させて記憶してお
り、また、異なるフィルタリング特性を有するフィルタ
16,17を介してこれに入力される湯面レベル計6からの
信号により現状の湯面レベルの変動パターンを正確に認
識することができるから、現状の湯面レベルの変動状態
に対し最適な制御動作が速やかに行われる。
As described above, the liquid level control device 8 determines which parameter should be changed and how much among the control parameters in the PID calculation unit in accordance with various fluctuation patterns of the liquid level based on the operation results of the continuous casting equipment. Filters having different filtering characteristics
Since the current level change pattern can be accurately recognized by the signal from the level gauge 6 input thereto via the channels 16 and 17, the optimum pattern for the current level change is provided. The control operation is performed promptly.

本発明方法に従って湯面レベルのPID制御を行った結
果を第5図に示す。即ち、同図中の(イ)はマニュアル
方式によるPID制御を行って得た場面レベル(従来例)
を図示するものであり、同図中の(ロ)は上述した如き
本発明方法によるPID制御を行って得た湯面レベルを図
示するものである。なおいずれの場合も、鋳造時の鋳込
速度は2.0m/min、鋳片サイズは231mmφとし、また湯面
レベルを測定する湯面レベル計としては渦流方式のもの
を採用した。本図においては、(イ)における湯面レベ
ルの変動状態がオフセット量Dが大きい状態であること
から、本発明方法の実施と共に、まずI感度が増加せし
められ、これにより行き過ぎ比A及び振幅減衰比Bが共
に大きく変動周期Cが小さい変動状態が得られたことに
より、次いでP感度が低下せしめられており、これらの
制御パラメータの変更により目標値L0に速やかに収束す
る変動状態が得られている。この結果より、本発明方法
を用いて鋳型内へ鋳込まれる溶湯の湯面レベルを制御す
る場合はその湯面変動を従来に比して大幅に抑えられる
ことが分かる。
FIG. 5 shows the result of performing the PID control at the molten metal level according to the method of the present invention. That is, (a) in the figure is a scene level obtained by performing PID control by a manual method (conventional example).
The figure (b) in the figure shows the level of the molten metal obtained by performing the PID control according to the method of the present invention as described above. In each case, the casting speed at the time of casting was 2.0 m / min, the slab size was 231 mmφ, and an eddy current type was used as a level gauge for measuring the level of the level. In this figure, since the state of fluctuation of the molten metal level in (a) is a state in which the offset amount D is large, the I sensitivity is first increased with the execution of the method of the present invention, whereby the overshoot ratio A and the amplitude attenuation are increased. by the ratio B obtained both large fluctuation period C is small variation state, then has been allowed to drop P sensitivity variation state to quickly converge to the target value L 0 is obtained by changing these control parameters ing. From these results, it can be seen that when controlling the level of the molten metal cast into the mold using the method of the present invention, the fluctuation in the level of the molten metal can be greatly suppressed as compared with the conventional method.

なお、前記装置においては上述のPID制御を行って湯
面レベルを一定となすのにシリンダ4によって駆動され
るスライディングゲート5を用い、その調節によって鋳
込量の調整を行うこととしたが、該スライディングゲー
ト5に替えてダブルシリンダ方式のスライディングゲー
トを用いた装置であっても、またストッパを用いた装置
であっても、本発明方法を適用できるのはいうまでもな
い。
In the above-mentioned apparatus, the sliding gate 5 driven by the cylinder 4 is used to perform the above-described PID control to make the level of the molten metal constant, and the casting amount is adjusted by adjusting the sliding gate 5. It goes without saying that the method of the present invention can be applied to an apparatus using a double-cylinder sliding gate instead of the sliding gate 5 or an apparatus using a stopper.

また、前記フィルタ16,17に替えてフィルタリング性
能を異にする3種類以上のフィルタを用いてもよい。ま
た、本例では、フィルタリング処理として、移動平均個
数を利用したが、他にディジタルフィルタを利用しても
よい。
Also, three or more types of filters having different filtering performances may be used instead of the filters 16 and 17. Further, in this example, the moving average number is used as the filtering process, but another digital filter may be used.

また、湯面レベルの変動状態を示すパラメータとし
て、本実施例に示すもの以外のパラメータを用いてもよ
く、また、各パラメータの大きさによる分類方法も本実
施例に示すものに限定されないことはいうまでもない。
更に、各パラメータの大きさの組合せに対応させてある
湯面レベル変動の記憶パターン毎に、変更すべき制御パ
ラメータの種類及び変更量を細かく設定することによ
り、湯面レベルの変動の収束時間をなお一層短縮するこ
とができる。
In addition, as the parameter indicating the fluctuation state of the molten metal level, a parameter other than that shown in this embodiment may be used, and the classification method according to the magnitude of each parameter is not limited to the one shown in this embodiment. Needless to say.
Furthermore, the convergence time of the change in the level of the metal surface can be reduced by finely setting the type and the amount of change of the control parameter to be changed for each storage pattern of the level of the metal level corresponding to the combination of the size of each parameter. Still further shortening is possible.

〔効果〕〔effect〕

以上詳述した如く、本発明方法によれば、連続鋳造を
行うに際して鋳型内へ鋳込まれる溶湯の湯面レベルの変
動が短周期又は長周期のいずれの変動についても正確に
把握でき、しかもその結果に基づいて前記湯面レベルの
制御が行われるので、安定した湯面レベル制御が可能と
なる。また、湯面レベルの変動状態の把握が、湯面レベ
ル変動のピーク数及び夫々のピーク値を含む変動パラメ
ータを、予め記憶させてある記憶パターンにおける夫々
の変動パラメータと比較することによりなされ、現状と
一致する記憶パターンに対応させて設定された内容に従
って制御調節計の制御パラメータが調整されるので、い
かなる湯面変動が生じている場合においても、この変動
を速やかに低減させ得る。このように本発明は連続鋳造
操業を行うのに極めて有力な手段を提供するものであ
る。
As described above in detail, according to the method of the present invention, when performing continuous casting, fluctuations in the surface level of the molten metal cast into the mold can be accurately grasped for any fluctuations in either a short cycle or a long cycle. Since the level control is performed based on the result, stable level control is possible. In addition, grasping of the fluctuation state of the bath level is performed by comparing the fluctuation parameter including the number of peaks of the bath level fluctuation and each peak value with each fluctuation parameter in a storage pattern stored in advance. Since the control parameters of the control controller are adjusted in accordance with the contents set in correspondence with the storage pattern that coincides with the above, even if there is any fluctuation in the molten metal level, this fluctuation can be reduced quickly. Thus, the present invention provides an extremely powerful means for performing a continuous casting operation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明方法の実施に使用する装置を示す模式的
説明図、第2図及び第3図は本発明方法によってフィル
タリング処理が施される過程を示す説明図、第4図は湯
面レベルの変動状態を示すパラメータの算出方法の説明
図、第5図は本発明方法によって制御される湯面レベル
の変動を従来と対比させて示すグラフである。 3……鋳型、5……スライディングゲート 6……湯面レベル計、8……湯面レベル制御装置 16,17……フィルタ
FIG. 1 is a schematic explanatory view showing an apparatus used for carrying out the method of the present invention, FIGS. 2 and 3 are explanatory views showing a process of performing a filtering process by the method of the present invention, and FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram of a method of calculating a parameter indicating a level change state, and FIG. 5 is a graph showing a change in the level of the molten metal level controlled by the method of the present invention in comparison with the conventional technique. 3 ... mold, 5 ... sliding gate 6 ... level gauge 8, 8 level controller 16,17 ... filter

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】連続鋳造鋳型内の湯面レベルを湯面レベル
計により測定し、この測定レベルと所定の目標レベルと
の偏差に応じ、その制御パラメータに基づいて行われる
制御調節計の制御動作によってレベル制御を実施する連
続鋳造鋳型内の湯面レベル制御方法において、前記湯面
レベル計の出力信号を、フィルタリング性能を異にする
少なくとも2種類のフィルタにかけてフィルタリング処
理し、これらの処理データから、所定時間内に出現する
前記湯面レベルのピーク数と夫々のピーク値とを含む複
数の変動パラメータを求め、求められた変動パラメータ
から前記湯面レベルの変動状態を把握し、その結果に基
づいて前記制御調節計の制御パラメータを調節すること
を特徴とする連続鋳造鋳型内の湯面レベル制御方法。
1. A control operation of a control controller, which measures a level of a molten metal in a continuous casting mold with a molten metal level gauge and performs a control based on a control parameter according to a deviation between the measured level and a predetermined target level. In the method for controlling the level of the molten metal in the continuous casting mold for performing the level control by, the output signal of the level gauge is filtered through at least two types of filters having different filtering performances. Obtain a plurality of variation parameters including the number of peaks and the respective peak values of the bath level appearing in a predetermined time, grasp the fluctuation state of the bath level from the obtained fluctuation parameters, and based on the result. A method for controlling the level of a molten metal in a continuous casting mold, comprising adjusting a control parameter of the control controller.
【請求項2】前記処理データから求められた複数の変動
パラメータを予め整理された湯面レベル変動の記憶パタ
ーンにおける各変動パラメータと比較し、近似する変動
パラメータを有する記憶パターンを選択することにより
前記変動状態を把握することを特徴とする請求項1記載
の連続鋳造鋳型内の湯面レベル制御方法。
2. The method according to claim 1, wherein a plurality of variation parameters obtained from the processing data are compared with each variation parameter in a pre-arranged storage pattern of the surface level variation, and a storage pattern having an approximate variation parameter is selected. 2. The method according to claim 1, wherein the fluctuation state is grasped.
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