JP2784556B2 - Temperature control device for electric melting furnace - Google Patents
Temperature control device for electric melting furnaceInfo
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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、溶解炉内の溶湯の温度を制御するために、
その溶解炉に電力を供給する電源を制御する電気式溶解
炉のための温度制御装置に関するものであり、特にその
制御精度を向上させる技術に関するものである。The present invention relates to a method for controlling the temperature of molten metal in a melting furnace.
The present invention relates to a temperature control device for an electric melting furnace for controlling a power supply for supplying electric power to the melting furnace, and particularly to a technique for improving the control accuracy.
従来の技術 電気式溶解炉のための温度制御装置の一例は特開昭56
−132790号公報に記載されている。これは、溶解炉内に
存在する溶湯の温度である湯温がかなり高い場合には湯
温測定手段により湯温を連続的に測定するのは困難であ
るという事情を背景として為されたものであって、金属
がほとんど溶解した後に湯温測定手段により湯温を一回
だけ測温し、その実測湯温に基づき、溶解炉内の溶湯の
鋳型への鋳込みが開始されるまでには湯温が目標温度と
なるように溶解炉に供給する電力量を制御するものであ
る。詳細には、溶解炉の保温能力を表す保温能パラメー
タ（例えば、溶湯の熱が溶解炉の壁を通過する割合を表
す熱通過率）が不変であるとの前提の下に、実測湯温と
目標湯温との差に応じて一義的に電力量を決定し、鋳込
みが開始されるまでにその電力量が溶解炉に供給される
ように電源を制御するものなのである。2. Description of the Related Art An example of a temperature control device for an electric melting furnace is disclosed in
-132790. This is made in the background that it is difficult to continuously measure the hot water temperature by the hot water measuring means when the hot water temperature, which is the temperature of the molten metal existing in the melting furnace, is considerably high. Then, after the metal is almost completely melted, the temperature of the hot water is measured only once by the hot water temperature measuring means, and based on the actually measured hot water temperature, the hot water temperature until the casting of the molten metal in the melting furnace into the mold is started. Is to control the amount of electric power supplied to the melting furnace so that the target temperature becomes the target temperature. In detail, the measured hot water temperature and the heat retention capacity parameter (for example, the heat transfer rate indicating the rate at which the heat of the molten metal passes through the wall of the melting furnace) are not changed. The power amount is uniquely determined according to the difference from the target hot water temperature, and the power source is controlled so that the power amount is supplied to the melting furnace before the pouring is started.
別の例は特開昭57−109290号公報に記載されている。
これは、同じ溶湯に対して複数回の鋳込みを連続的に行
う場合を想定して為されたものであって、各回の鋳込み
に先立って溶解炉内に残存する溶湯の量を自動的に測定
し、その量に応じた大きさの電力であって、経験に基づ
いて溶湯量と電力との間に予め定められている関係に従
うものを溶解炉に供給することにより、各回の鋳込み時
における湯温を一定の目標温度に制御するものである。
詳細には、溶湯量が同じであれば湯温を目標温度に維持
するのに適当な電力の大きさも同じであるとの前提の下
に、溶湯量に応じて一義的に電力の大きさを決定し、そ
の大きさの電力が継続的に溶解炉に供給されるように電
源を制御するものなのである。Another example is described in JP-A-57-109290.
This is based on the assumption that multiple castings are continuously performed on the same molten metal, and the amount of molten metal remaining in the melting furnace is automatically measured prior to each casting. Then, by supplying to the melting furnace an electric power of a magnitude corresponding to the amount and according to a predetermined relationship between the molten metal amount and the electric power based on experience, the molten metal in each casting is supplied. The temperature is controlled to a constant target temperature.
In detail, under the assumption that if the amount of molten metal is the same, the magnitude of electric power appropriate for maintaining the temperature of the molten metal at the target temperature is also the same, and the magnitude of electric power is uniquely determined according to the amount of molten metal. Once the power is determined, the power is controlled so that the power of the magnitude is continuously supplied to the melting furnace.
発明が解決しようとする課題 先の従来装置は、前記保温能パラメータは変化しない
との前提を採用しているが、保温能パラメータは例えば
溶解炉の連続運転時間によって変化する。そのため、こ
の従来装置には、場合によっては鋳込み時における湯温
が目標温度からやや大きく外れてしまうという問題があ
る。Problems to be Solved by the Invention The conventional apparatus described above adopts the premise that the heat retention parameter does not change, but the heat retention parameter changes depending on, for example, the continuous operation time of the melting furnace. For this reason, the conventional apparatus has a problem that the temperature of the hot water at the time of casting may slightly deviate from the target temperature in some cases.
一方、後の従来装置は、溶湯量が同じであれば湯温を
目標温度に維持するのに適当な電力の大きさも同じであ
るとの前提を採用しているが、前述のように、溶解炉の
保温能パラメータ等は時間の経過につれて変化する。そ
のため、この従来装置にも、先の従来装置におけると同
様に、場合によっては鋳込み時における湯温が目標温度
からやや大きく外れてしまうという問題がある。On the other hand, the later conventional apparatus adopts the premise that if the amount of molten metal is the same, the magnitude of electric power appropriate for maintaining the temperature of the molten metal at the target temperature is also the same. The heat retention parameters of the furnace change over time. For this reason, this conventional apparatus also has a problem that the temperature of the hot water at the time of casting may slightly deviate from the target temperature, as in the above-described conventional apparatus.
以上要するに、それら従来装置においてはいずれも、
保温能パラメータ等の変化に基づく湯温の変化を時々刻
々勘案して電源を制御するようには設計されていないた
め、湯温を十分には高い精度で制御することができない
という問題があったのである。In short, in all of these conventional devices,
There is a problem that the hot water temperature cannot be controlled with sufficiently high accuracy because it is not designed to control the power supply by taking into account the change of the hot water temperature based on the change of the heat retention capacity parameter every moment. It is.
本発明は、保温能パラメータ等の変化に基づく湯温の
変化を時々刻々勘案して電源を制御することにより、上
記の問題を解決することを課題として為されたものであ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problem by controlling a power supply while taking into account a change in hot water temperature based on a change in a heat retention function parameter or the like every moment.
課題を解決するための手段 そして、本発明の要旨は、第１図に示すように、溶解
炉１内の溶湯の温度を制御するために、溶解炉１に電力
を供給する電源２を制御する電気式溶解炉のための温度
制御装置を、（イ）溶湯の温度である湯温を測定する湯
温測定手段３と、（ロ）その湯温測定手段３により測定
された実測湯温に基づき、その測定以後における湯温の
変化を、溶解炉１の溶湯量，溶解炉１への供給電力，溶
解炉１の周囲温度等の熱的条件の下で推定する湯温推定
手段４と、（ハ）その湯温推定手段４の推定結果に基づ
き、湯温の実際値が目標値となるように電源２を制御す
る電源制御手段５とを含むものとしたことにある。Means for Solving the Problems The gist of the present invention is to control a power supply 2 for supplying electric power to the melting furnace 1 in order to control the temperature of the molten metal in the melting furnace 1 as shown in FIG. The temperature control device for the electric melting furnace is based on (a) a hot water temperature measuring means 3 for measuring the hot water temperature, which is the temperature of the molten metal, and (b) an actual hot water temperature measured by the hot water temperature measuring means 3. A hot water temperature estimating means 4 for estimating a change in the hot water temperature after the measurement under thermal conditions such as the amount of the molten metal in the melting furnace 1, the power supplied to the melting furnace 1 and the ambient temperature of the melting furnace 1; (C) Based on the estimation result of the hot water temperature estimating means 4, the power supply control means 5 for controlling the power supply 2 so that the actual value of the hot water temperature becomes the target value is included.
なお、ここにおいて溶解炉１は例えば、誘導炉，抵抗
炉，アーク炉とすることができる。Here, the melting furnace 1 can be, for example, an induction furnace, a resistance furnace, or an arc furnace.
また、湯温測定手段３は例えば、放射式，熱電対式と
することができる。The hot water temperature measuring means 3 can be, for example, a radiation type or a thermocouple type.
本発明の一実施態様は、湯温推定手段４が、鋳込みに
先立って湯温測定手段３により測定された実測湯温に基
づき、その測定以後における湯温の変化を前記熱的条件
の下で推定し、かつ、電源制御手段５が、その湯温推定
手段４の推定結果に基づき、鋳込み時における湯温の実
際値が目標値となるように電源２を制御するものとする
ことができる。In one embodiment of the present invention, the hot water temperature estimating means 4 determines a change in the hot water temperature after the measurement based on the actually measured hot water temperature measured by the hot water temperature measuring means 3 prior to the casting under the thermal condition. The power supply control means 5 can estimate and control the power supply 2 based on the estimation result of the hot water temperature estimation means 4 so that the actual value of the hot water temperature at the time of casting becomes the target value.
なお、ここにおいて鋳込みは例えば、吸引式，傾注
式，取鍋式とすることができる。Here, the casting may be, for example, a suction type, a tilting type, or a ladle type.
また、その実施態様における電源制御手段５は例え
ば、同じ溶湯に対して鋳込みが一回しか行われない場合
には、その鋳込みに先立って測定された実測湯温に基づ
き、その鋳込み時における湯温の実際値が目標値となる
ように電源２を制御するものとすることができる。これ
に対して、同じ溶湯に対して鋳込みが複数回連続して行
われる場合には、ある回の鋳込みに先立って測定された
実測湯温に基づき、その回の鋳込み時における湯温の実
際値が目標値となるように電源２を制御するものとした
り、その回の鋳込みに後続する回の鋳込み時における湯
温の実際値が目標値となるように電源２を制御するもの
とすることができる。Further, for example, when casting is performed only once for the same molten metal, the power supply control means 5 in the embodiment determines the temperature of the molten metal at the time of the casting based on an actual measured hot water temperature measured prior to the casting. May be controlled so that the actual value of the power supply 2 becomes the target value. On the other hand, when the casting is performed a plurality of times continuously for the same molten metal, the actual value of the molten metal temperature at the time of the casting is determined based on the measured molten metal temperature measured prior to a certain casting. Or the power supply 2 may be controlled so that the actual value of the hot water temperature at the time of the casting subsequent to the current casting becomes the target value. it can.
また、上記実施態様における電源制御手段５は、同じ
溶湯に対して鋳込みが連続して行われる場合には、２回
目以後の各回の鋳込みに先立って湯温を実測によって取
得することはもちろん、前回の鋳込みにおける最終湯温
であって湯温推定手段４を用いて推定されたものを流用
することによって取得することもできる。In addition, when the casting is continuously performed on the same molten metal, the power supply control means 5 in the above-described embodiment not only obtains the temperature of the molten metal by actual measurement prior to the second and subsequent castings, but also acquires It can also be obtained by diverting the final hot water temperature estimated by the hot water temperature estimating means 4 in the casting.
鋳込みが吸引式であって、鋳型内のキャビティに連通
した湯口を溶解炉１内の溶湯に投入させる湯口投入工程
と、溶解炉１内の溶湯をその湯口から吸引して鋳型内に
供給する溶湯吸引工程とを含む場合に本発明を実施する
場合には、電源制御手段５は次のような態様とすること
が望ましい。すなわち、（ａ）湯口投入開始時期から、
その直前に溶解炉１に供給されていた大きさの初期電力
を溶解炉１に供給することを想定した場合に溶湯吸引開
始後の一特定時期に湯温が取る実際値を湯温推定手段４
を用いて推定する特定時期湯温推定手段と、（ｂ）その
特定時期から、予定された大きさの昇温電力を溶解炉１
に供給することを想定した場合に湯温が取る実際値を湯
温推定手段４を用いて推定し、その推定値が目標値に到
達する昇温終了時期を決定する昇温終了時期決定手段
と、（ｃ）その昇温終了時期以後における湯温の実際値
を目標値に維持する保温電力を湯温推定手段４を用いて
決定する保温電力決定手段と、（ｄ）湯口投入開始時期
から特定時期まで初期電力を溶解炉１に供給する初期過
程と、その特定時期から昇温終了時期まで昇温電力を溶
解炉１に供給する昇温過程と、その昇温終了時期から必
要な時期まで保温電力を溶解炉１に供給する保温過程と
を含む適正電力パターンを決定する適正電力パターン決
定手段とを含み、その適正電力パターンに従って電源２
を制御する態様とすることが望ましいのである。A pouring step in which the casting is of a suction type, in which a sprue communicating with a cavity in the mold is poured into the molten metal in the melting furnace 1, and the molten metal in the melting furnace 1 is sucked from the sprue and supplied into the mold. In a case where the present invention is carried out in a case including the suction step, it is desirable that the power supply control means 5 has the following mode. That is, (a) from the gate start timing,
Assuming that the initial power supplied to the melting furnace 1 immediately before that is supplied to the melting furnace 1, the actual value of the hot water temperature at one specific time after the start of the suction of the molten metal is determined by the hot water estimating means 4.
Means for estimating the hot water temperature at a specific time using (b) a heating power of a predetermined magnitude from the specific time.
Temperature estimating means 4 for estimating an actual value taken by the hot water temperature when it is assumed that the hot water is supplied to the hot water, and determining a temperature rising end time when the estimated value reaches the target value. (C) insulation power determining means for determining, using the hot water estimating means 4, insulation power for maintaining the actual value of the hot water temperature at the target value after the end of the temperature rise; An initial process of supplying initial power to the melting furnace 1 until the time, a heating process of supplying the heating power to the melting furnace 1 from a specific time to the end of the heating, and a heat retention from the end of the heating to a necessary time. A proper power pattern determining means for determining a proper power pattern including a warming process of supplying power to the melting furnace 1, and a power source 2 according to the proper power pattern.
Is desirably controlled.
作用 本発明に係る電気式溶解炉のための温度制御装置にお
いては、湯温推定手段４が、湯温測定手段３による実測
湯温に基づき、その測定以後における湯温の変化を熱的
条件下で推定する。例えば溶解炉１の保温能パラメータ
の変化や鋳込みに起因する溶湯の熱損失量などを勘案し
つつ、実測以後における湯温の変化を推定するのであ
る。そして、電源制御手段５が、その推定結果に基づ
き、湯温の実際値が目標値となるように電源２を制御す
る。In the temperature control device for the electric melting furnace according to the present invention, the hot water temperature estimating means 4 determines the change of the hot water temperature after the measurement based on the actually measured hot water temperature by the hot water measuring means 3 under the thermal condition. Estimate by For example, the change in the temperature of the molten metal after the actual measurement is estimated while taking into account the change in the heat retention parameter of the melting furnace 1 and the amount of heat loss of the molten metal caused by casting. Then, the power supply control means 5 controls the power supply 2 based on the estimation result such that the actual value of the hot water temperature becomes the target value.
発明の効果 このように、本発明に従えば、溶解炉の保温能パラメ
ータの変化や鋳込みに伴う溶湯の熱損失などに基づく湯
温の変化が勘案されつつ、溶解炉に供給されるべき電力
の大きさが決定されるから、湯温の実際値が目標値に精
度よく制御できるという効果が得られる。As described above, according to the present invention, the power of the power to be supplied to the melting furnace is taken into account while taking into account changes in the heat retention capacity parameter of the melting furnace and changes in the temperature of the molten metal due to heat loss of the molten metal due to casting. Since the size is determined, the effect that the actual value of the hot water temperature can be accurately controlled to the target value is obtained.
さらに、湯温の実際値が目標値となるまで湯温測定手
段による湯温の実測を継続させることが不可欠ではなく
なり、ひいては、湯温測定手段を溶解炉内に連続的に投
入することが不可欠ではなくなって、湯温測定手段にか
かる負担が軽減されるという効果も得られる。Further, it is not essential to continue the actual measurement of the hot water temperature by the hot water temperature measurement means until the actual hot water temperature value reaches the target value, and it is therefore essential to continuously feed the hot water temperature measurement means into the melting furnace. However, the effect of reducing the load on the hot water temperature measuring means can be obtained.
なお、前述の、鋳込みが吸引式である場合に好適な実
施態様を採用する場合には、鋳込みによって低下した湯
温を目標値に上昇させるための昇温電力と、目標値に達
した湯温をその目標値に維持するための保温電力とが互
いに独立して決定され得るから、湯温を目標温度に迅速
に回復させ得、鋳込みが複数回繰り返される場合には鋳
込みのサイクルタイムの短縮を容易に図り得るという特
有の効果も得られる。In the case where the above-described preferred embodiment is adopted when the casting is of the suction type, the heating power for raising the temperature of the hot water lowered by the casting to the target value, and the temperature of the hot water reaching the target value, Can be determined independently of each other, so that the hot water temperature can be quickly restored to the target temperature, and if casting is repeated a plurality of times, the cycle time of casting can be shortened. A unique effect that can be easily achieved is also obtained.
実施例 以下、本発明の実施例である温度制御装置を含む連続
吸引式鋳込みシステムを図面に基づいて詳細に説明す
る。Hereinafter, a continuous suction type casting system including a temperature control device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第２図において10は高周波誘導型の溶解炉（これが本
発明における溶解炉１の一態様である）である。溶解炉
10は有底円筒状のるつぼ12を備えている。るつぼ12は保
温機能を有する有底円筒状のハウジング14内に保持さ
れ、また、るつぼ12の外周には螺旋状の加熱コイル16が
巻かれて配設されている。この加熱コイル16に高周波電
流が通電させられることによってるつぼ12内に収容され
る固体の金属または溶湯が加熱されるようになっている
のである。るつぼ12の開口部は炉蓋22によって塞がれ
る。In FIG. 2, reference numeral 10 denotes a high-frequency induction type melting furnace (this is one embodiment of the melting furnace 1 of the present invention). melting furnace
10 is provided with a bottomed cylindrical crucible 12. The crucible 12 is held in a bottomed cylindrical housing 14 having a heat retaining function, and a spiral heating coil 16 is wound around the outer periphery of the crucible 12. When a high-frequency current is applied to the heating coil 16, the solid metal or the molten metal contained in the crucible 12 is heated. The opening of the crucible 12 is closed by the furnace lid 22.
るつぼ12内の溶湯の温度である湯温が熱電対30を主体
とする温度計32（これが本発明における湯温測定手段３
の一態様である）によって測定されるようになってい
る。なお、熱電対30は常には溶解炉10から離れた特定の
位置に退避させられていて、必要な場合に作業者の手に
よって、または自動的に炉蓋22の投入穴36を経て溶湯内
に投入されるようになっている。The temperature of the molten metal in the crucible 12 is measured by a thermometer 32 mainly composed of a thermocouple 30 (this is the temperature measuring means 3 in the present invention).
Which is one aspect of the present invention). In addition, the thermocouple 30 is always retracted to a specific position away from the melting furnace 10, and is inserted into the molten metal by a worker's hand or automatically through the charging hole 36 of the furnace lid 22 when necessary. It is to be thrown.
溶解炉10は図示しない搬送レールに沿って搬送される
ようになっており、その搬送レールの上方にはそれに沿
って複数の鋳型が一列に並んで固定的に配置されてい
る。図にはそれら鋳型の一つを40として示す。鋳型40に
は図示しないキャビティに連通した円筒状の湯口44が形
成されている。湯口44は鋳型40から真下に向かって延び
出させられており、溶解炉10がその鋳型40の真下に位置
決めされれば、鋳型40が下降させられて湯口44が溶解炉
10の投入穴36を経て溶湯内に投入される。鋳型40は、キ
ャビティ内を減圧し、るつぼ12内の大気圧を利用して溶
湯をキャビティ内に押し上げて鋳造する吸引鋳造法を取
る。なお、これに代えて、るつぼ12内にある溶湯の表面
に圧力をかけて湯口44中を上昇させ、上部の鋳型40内に
押し上げて鋳造する低圧鋳造法を取ることもできる。い
ずれにしても、るつぼ12内の溶湯が差圧により湯口44を
経てキャビティ内に供給される吸引式の鋳込みが行われ
るのであり、また、溶解炉10内の同じ溶湯に対して複数
回の鋳込みが連続して行われる連続式の鋳込みが行なわ
れるのである。なお、一回の鋳込みは、湯口44を溶解炉
10内に投入する湯口投入と、その投入された湯口44を経
て溶湯を鋳型40内に吸引する溶湯吸引と、その投入され
た湯口44を溶解炉10から引き抜く湯口退避とから成って
いる。The melting furnace 10 is adapted to be transported along a transport rail (not shown), and above the transport rail, a plurality of molds are fixedly arranged in a line along the transport rail. In the figure, one of those templates is shown as 40. The mold 40 has a cylindrical gate 44 communicating with a cavity (not shown). The sprue 44 extends downward from the mold 40, and when the melting furnace 10 is positioned directly below the mold 40, the mold 40 is lowered and the spout 44 is moved to the melting furnace.
It is charged into the molten metal through 10 charging holes 36. The mold 40 employs a suction casting method in which the pressure inside the cavity is reduced, and the molten metal is pushed up into the cavity using the atmospheric pressure in the crucible 12 and cast. Alternatively, a low-pressure casting method in which pressure is applied to the surface of the molten metal in the crucible 12 to raise the inside of the sprue 44 and push it up into the upper mold 40 to perform casting may be employed. In any case, suction-type casting is performed in which the molten metal in the crucible 12 is supplied into the cavity through the gate 44 by the differential pressure, and the same molten metal in the melting furnace 10 is cast a plurality of times. Is continuously performed. In addition, for one casting, the sprue 44
The method comprises: pouring the gate into the mold 10, pouring the molten metal into the mold 40 through the pouring gate 44, and retracting the pouring gate from the melting furnace 10.
前記加熱コイル16にはそれに高周波電流を供給する電
源50が接続されている。電源50は電力信号に応じた大き
さの電流を一定の高周波で加熱コイル16に供給するもの
である。The heating coil 16 is connected to a power supply 50 for supplying a high-frequency current thereto. The power supply 50 supplies a current of a magnitude corresponding to the power signal to the heating coil 16 at a constant high frequency.
電源50から加熱コイル16に供給される電流の大きさひ
いては電力の大きさはコントローラ52によって制御され
る。コントローラ52はCPU60,ROM62,RAM64,バス66,67,入
力インターフェース68および出力インターフェース70を
含むマイクロコンピュータを主体とするものであって、
その出力インターフェース70に前記電源50が接続されて
いる。出力インターフェース70にはまた表示手段72も接
続されている。一方、入力インターフェース68には、そ
の表示手段72の表示結果に基づき、作業者が必要なデー
タをコントローラ52に供給するために操作されるキーボ
ード74が接続されている。入力インターフェース68には
また前記温度計32も接続されている。The magnitude of the current supplied from the power supply 50 to the heating coil 16 and thus the magnitude of the electric power are controlled by the controller 52. The controller 52 is mainly composed of a microcomputer including a CPU 60, a ROM 62, a RAM 64, a bus 66, 67, an input interface 68, and an output interface 70,
The power supply 50 is connected to the output interface 70. Display means 72 is also connected to the output interface 70. On the other hand, a keyboard 74 operated by the operator to supply necessary data to the controller 52 based on a display result of the display means 72 is connected to the input interface 68. The thermometer 32 is also connected to the input interface 68.
ROM62には、第３図〜第５図のフローチャートで表さ
れる温度制御プログラムを始め、鋳込みを行うための種
々のプログラムが格納されている。RAM64には第６図に
示す各種メモリが設けられている。The ROM 62 stores various programs for performing the casting, including the temperature control program shown in the flowcharts of FIGS. The RAM 64 is provided with various memories shown in FIG.
次に連続吸引鋳込みシステムの作動を説明する。 Next, the operation of the continuous suction casting system will be described.
まず、第７図に基づいて概略的に説明する。 First, a brief description will be given with reference to FIG.
溶解炉10は現在、鋳型40から離れた特定の位置に退避
させられ、かつ、るつぼ12が空であると仮定する。この
状態でるつぼ12内に固体の金属（例えば、鉄系やニッケ
ル系やチタン系の合金）が投入されれば、コントローラ
52は溶解炉10を定格電力で通電させ、これにより固体の
金属を溶解させる。続いて、コントローラ52は、そのよ
うにして得られた溶湯の湯温θを予め指定されている目
標湯温θＸに上昇させて保温する。It is assumed that melting furnace 10 is currently retracted to a particular location away from mold 40 and that crucible 12 is empty. In this state, if a solid metal (for example, an iron-based, nickel-based, or titanium-based alloy) is charged into the crucible 12, the controller
52 energizes the melting furnace 10 at the rated power, thereby melting the solid metal. Subsequently, the controller 52 is kept warm by the way is raised to the target YuAtsushi theta X of the hot water temperature theta of the molten metal is previously designated obtained.
その後、作業者から鋳込み指令が出される毎に、コン
トローラ52は、一回の鋳込みを行なうとともに、その回
の鋳込みにおける湯口投入および溶湯吸引によって変動
した湯温を目標湯温θＸに回復させて、次回の鋳込みの
直前には湯温θの実際値がちょうど目標湯温θＸとなる
ようにする。Thereafter, each time it issued command casting from the operator, the controller 52 performs a single casting, thereby recovering the hot water temperature which varies with sprue on and molten metal suction during pouring of that time to the target YuAtsushi theta X , so that the actual value of the YuAtsushi θ just before the next casting is just a target YuAtsushi θ X.
具体的には、まず、初回の鋳込みに先出って温度計32
を用いて実測された初期湯温θ０に基づき、初回の湯口
投入の開始時期t0から、そのときに溶解炉10に供給され
ている大きさの初期電力W0を溶解炉10に供給し続けた場
合に溶湯吸引開始時期t1の後の一特定時期t2に湯温θが
取る実際値を推定し、その特定時期t2から定格電力Wmax
を溶解炉10に供給することを想定した場合に湯温θが取
る実際値を推定し、その推定値が目標湯温θＸに到達す
る昇温終了時期t3から昇温時間TUPを算出し、その昇温
終了時期t3以後における湯温θの実際値を目標湯温θＸ
に維持するのに適当な保温電力WHを算出する。その後、
コントローラ52は、初回の湯口投入の開始時期t0から特
定時期t2まで初期電力W0を溶解炉10に供給する初期過程
と、その特定時期t2から昇温時間TUPだけ昇温電力、す
なわち、本実施例においては定格電力Wmaxを供給する昇
温過程と、その昇温終了時期t2から次回の湯口投入の開
始時期t0′の直前まで保温電力WHを溶解炉10に供給する
保温過程とがそれらの順に並んだ適正電力パターンを設
定し、その適正電力パターンに従って電源50を制御す
る。Specifically, first, prior to the first casting, a thermometer 32
Based on the initial hot water temperature θ 0 actually measured by using, the initial power W 0 of the magnitude supplied to the melting furnace 10 at that time is supplied to the melting furnace 10 from the start time t 0 of the initial gate filling. estimating an actual value YuAtsushi θ takes one particular time t 2 after the molten metal suction start timing t 1 when continued, rated power W max from that particular time t 2
The estimate of the actual value YuAtsushi theta takes when intended to be supplied to the melting furnace 10, calculates a Atsushi Nobori time T UP from warm end time t 3 when the estimated value reaches the target YuAtsushi theta X and the target YuAtsushi the actual value of the hot water temperature theta in its Atsushi Nobori end timing t 3 after theta X
Calculate the appropriate heat retention power W H to maintain the temperature. afterwards,
Controller 52, initial power W 0 and an initial step of supplying the melting furnace 10, only the heating power that heating time from a point in time t 2 T UP from start timing t 0 for the first time sprue-on to a point in time t 2, that is, the heating step of supplying a rated power W max in this embodiment, supplied to the melting furnace 10 the thermal insulation power W H until shortly before its starting time of heating end time next sprue charged from t 2 t 0 ' The appropriate power pattern is set in which the heat retention process is performed in that order, and the power supply 50 is controlled according to the appropriate power pattern.
２回目以後の各回の鋳込みにおいは、コントローラ52
は、前回の鋳込みの最終温度θＺを今回の鋳込みの初期
湯温θ０として用い、これにより、初回の鋳込みに先立
って行うように湯温θの実測は行なわない。その後、コ
ントローラ52は、初回の鋳込みの場合に準じて、推定湯
温θＥの算出および適正電力パターンの設定を行なう。For the second and subsequent casting smells, the controller 52
Uses the final temperature theta Z casting last as an initial water temperature theta 0 of this casting, thereby, the actual measurement of YuAtsushi theta is not performed as performed prior to casting the first time. Thereafter, the controller 52, according to the case of the casting of the first, the setting of the calculation and the proper power pattern of the estimated hot water temperature theta E.
初回の鋳込みにおける初期湯温θ０（実測値）に基づ
き、各時刻ｔにおける湯温θの実際値を推定する手法に
ついて説明する。なお、２回目以後の各回の鋳込みの初
期湯温θ０（推定値）に基づき、各時刻ｔにおける湯温
θの実際値を推定する手法については、初期湯温θ０が
実測値であるか推定値であるかが違うだけであって、初
回の鋳込みにおけると同様であるため、説明を省略す
る。A method for estimating the actual value of the hot water temperature θ at each time t based on the initial hot water temperature θ 0 (actually measured value) in the first casting will be described. Incidentally, based on the initial water casting of the second and subsequent each time temperature theta 0 (estimated value), for the method of estimating the actual value of the hot water temperature theta at each time t, or the initial water temperature theta 0 is Found The only difference is whether the value is an estimated value and is the same as in the first casting.
本実施例においては、次式（１）で表す熱平衡方程式
が用いられている。In this embodiment, a thermal equilibrium equation represented by the following equation (1) is used.
Ｍ・ｄ（θ−θａ）＝dQW−dQT−dQS−dQR ・・・（１） ただし、 M:溶湯の熱容量（kcal/℃） t:各回の鋳込み開始からの経過時間すなわち各回の鋳込
み開始時を０とした場合の時刻（hr） ｄ□：これに続くパラメータの、時間ｔの一定微小増分
Δｔ当たりの変化量 θ：時刻ｔにおける湯温（℃） θa:時刻ｔにおける外気温（℃）（これが本発明におけ
る周囲温度の一態様である） この式（１）においては、左辺が溶湯に蓄積される熱
量の変化量を意味し、右辺のdQWは加熱コイル16によっ
て溶湯に加えられる熱量の変化量を意味し、dQTは主と
して熱通過によって損失する熱量の変化量を意味し、dQ
Sは湯口44の溶湯内への投入によって損失する（湯口44
に奪われる）熱量の変化量を意味し、dQRは溶湯の熱が
熱放射によってるつぼ12の内壁面に放出されることによ
って損失する熱量の変化量を意味している。なお、dQR
は溶湯の熱が熱伝達によって損失する熱量の変化量を意
味するものとすることもできる。M · d (θ−θ a ) = dQ W −dQ T −dQ S −dQ R (1) where M: heat capacity of the molten metal (kcal / ° C) t: elapsed time from the start of each casting Time when each casting start time is set to 0 (hr) d □: The amount of change of a parameter following this per fixed minute increment Δt of time t θ: Hot water temperature at time t (° C.) θ a : Time t In the equation (1), the left side means the amount of change in the amount of heat accumulated in the molten metal, and the dQ W on the right side is the heating coil 16. Means the amount of change in the amount of heat added to the molten metal by dQ T means the amount of change in the amount of heat lost mainly due to heat passage, dQ
S is lost by pouring the gate 44 into the molten metal (gate 44
It means a variation of deprived) heat to, dQ R is meant an amount of change in the amount of heat lost by the heat of the molten metal is discharged to the inner wall surface of the crucible 12 by heat radiation. Note that dQ R
Can also mean the amount of change in the amount of heat lost by the heat transfer of the molten metal.
そして、具体的には、 dQW＝860・（W0＋ΔＷ・η） ・・・（２） dQT＝KLOSS・（θ−θａ） ＝KLOSS・（（θ′＋ｄθ）−θａ）・・・（３） dQS＝Ｍ・（θ−θｍ） ・（１−exp（１−t/τ）） ・・・（４） dQR＝Ｂ・CR・ΔAW・（T4−TW 4） ・・・（５） ただし、 W0:初期電力（kW） ΔW:初期電力W0からの電力変化量（kW） η：電力変化量ΔＷの供給に係る電気効率 KLOSS:溶解炉10の伝熱面に係る熱損失計数（kcal/hr
℃） θ：時刻ｔにおける湯温（℃） θ′：時刻（ｔ−Δｔ）における湯温（℃） θ0:初期湯温（℃） θa:時刻ｔにおける外気温（℃） θm:湯口44と溶湯との平均混合温度（℃） B:ステファンボルツマン定数 4.88×10-8（kcal/m2・hr・K4） CR:熱放射パラメータ ΔAW:各回の鋳込みによって新たに露出するるつぼ12内
の内壁面の面積（m2） T:湯温θ＋273.15（Ｋ） TW:るつぼ内壁温θＷ＋273.15（Ｋ） 本実施例においては、電気効率η，時定数τ，定数ａ
およびｂのいずれも、一連の鋳込みの間変化しない値と
して用いられ、また、熱損失係数KLOSS,外気温θａおよ
びるつぼ内壁温θＷがいずれも一回の鋳込み間では変化
しないが、複数回の鋳込みの間では変化する値として用
いられている。Then, specifically, dQ W = 860 · (W 0 + ΔW · η) (2) dQ T = K LOSS · (θ−θ a ) = K LOSS · ((θ ′ + dθ) −θ a ) (3) dQ S = M · (θ−θ m ) · (1-exp (1-t / τ)) (4) dQ R = B · C R · ΔA W · (T 4 −T W 4 ) (5) where W 0 : initial power (kW) ΔW: power change from initial power W 0 (kW) η: electric efficiency related to supply of power change ΔW K LOSS : Heat loss coefficient (kcal / hr) for the heat transfer surface of melting furnace 10
Θ): Hot water temperature at time t (° C.) θ ′: Hot water temperature at time (t−Δt) (° C.) θ 0 : Initial hot water temperature (° C.) θ a : Outside air temperature at time t (° C.) θ m : Average mixing temperature of gate 44 and molten metal (° C) B: Stefan-Boltzmann constant 4.88 × 10 -8 (kcal / m 2 · hr · K 4 ) C R : Thermal radiation parameter ΔA W : Newly exposed by each casting Area (m 2 ) of inner wall surface in crucible 12 T: Hot water temperature θ + 273.15 (K) T W : Crucible inner wall temperature θ W +273.15 (K) In this embodiment, electric efficiency η, time constant τ, Constant a
And any of b, is used as the unchanged value during a series of casting, also heat loss coefficient K LOSS, although ambient temperature theta a and the crucible inside wall temperature theta W does not change between any one of casting, a plurality It is used as a value that changes between castings.
また、本実施例においては、各回の鋳込みにおいて
は、時刻t0で湯口44が溶湯内に投入され、時刻t1で溶解
炉10から鋳型40へ溶湯の吸引が開始されるように設計さ
れているため、時刻t1以前は、露出面積増分ΔAWが０で
あってdQRが０となるから、前記式（１）は次式（６）
に変形できる。In the present embodiment, in the casting each time, sprue 44 at time t 0 is put into the melt, and is designed from the melting furnace 10 at time t 1 as the template 40 the suction of the molten metal is started are therefore, the time t 1 earlier, since the exposed area increment .DELTA.A W is a 0 dQ R becomes 0, the formula (1) is the following formula (6)
Can be transformed into
Ｍ・ｄ（θ−θａ）＝dQW−dQT−dQS ・・・（６） そして、コントローラ52は、各時刻ｔに応じて式
（１）または（６）を用いて、その時刻ｔにおけるｄθ
を算出し、そのｄθと時刻（ｔ−Δｔ）における湯温
θ′との和が時刻ｔにおける湯温θの実際値であると推
定する。M · d (θ−θ a ) = dQ W −dQ T −dQ S (6) Then, the controller 52 calculates the time by using the equation (1) or (6) according to each time t. dθ at t
Is calculated, and it is estimated that the sum of dθ and hot water temperature θ ′ at time (t−Δt) is the actual value of hot water temperature θ at time t.
次に、金属が溶解した後にその溶湯の湯温θがほぼ目
標湯温θＸにある状態から複数回の鋳込みが連続して行
なわれる場合を使って温度制御を詳細に説明する。ただ
し、初回の鋳込みの開始時には、湯温θの実際値が目標
値より少し高い状態（第9,11,13,14図参照）にあると仮
定する。Then use explaining the temperature control in detail the case where a plurality of times of casting from a state in which the molten hot water temperature theta is substantially target YuAtsushi theta X after the metal has been dissolved is performed continuously. However, at the start of the first casting, it is assumed that the actual value of the hot water temperature θ is slightly higher than the target value (see FIGS. 9, 11, 13, and 14).
コントローラ52のCPU60は前記温度制御プログラムを
一定時間毎に繰返し実行する。そして、本温度制御プロ
グラムの各回の実行時には、まず、第３図のステップS1
（以下、単にS1で表す。他のステップについても同じ）
において、本プログラムの実行に必要な不変データ（一
連の鋳込みの間変化しないデータであり、これに対して
変化するデータを可変データという）が作業者によるキ
ーボード74の操作によりコントローラ52に供給される。
以下、その不変データを列挙する。The CPU 60 of the controller 52 repeatedly executes the temperature control program at regular intervals. Then, at the time of execution of this temperature control program each time, first, at step S1 in FIG.
(Hereinafter, simply represented by S1. The same applies to other steps)
At this time, invariant data necessary for execution of this program (data that does not change during a series of casting, and data that changes in this manner is referred to as variable data) is supplied to the controller 52 by the operation of the keyboard 74 by the operator. .
Hereinafter, the immutable data will be listed.
・るつぼ12の内径Ｄ（ｍ） ・溶解炉10の定格電力Wmax（溶解炉10が保証する最大電
力（kW） ・時定数τ（hr） ・定数ａ ・定数ｂ ・電気効率η ・溶湯の比熱Ｃ（kcal/kg℃） ・湯口44の比率CS（kcal/kg℃） ・るつぼ12内に現に収容されている溶湯の重量である初
期溶湯重量Ｖ（kg） 本ステップにおいてはまた、それら不変データがRAM6
4の内径メモリ80,定格電力メモリ84,時定数メモリ90,定
数ａメモリ92,定数ｂメモリ94,電気効率メモリ96,溶湯
比熱メモリ98,湯口比熱メモリ100および溶湯重量メモリ
102にそれぞれ格納される。・ Inner diameter D of crucible 12 (m) ・ Rated power W max of melting furnace 10 (Maximum power guaranteed by melting furnace 10 (kW) ・ Time constant τ (hr) ・ Constant a ・ Constant b ・ Efficiency η ・ Molten metal also in the specific heat C (kcal / kg ℃) · sprue 44 ratio C S (kcal / kg ℃) · initial melt weight V (kg) this step is actually the weight of the molten metal contained in a crucible 12 of them Immutable data is RAM6
4, inner diameter memory 80, rated power memory 84, time constant memory 90, constant a memory 92, constant b memory 94, electric efficiency memory 96, molten metal specific heat memory 98, gate specific heat memory 100, and molten metal weight memory
102 respectively.
その後、S2において、キーボード74を介して作業者か
ら鋳込み指令が出されるのを待つ状態となり、鋳込み指
令が出されれば、S3において、温度制御に必要な可変デ
ータが供給される。以下、その可変データを列挙する。After that, in S2, it is in a state of waiting for a casting command from the operator via the keyboard 74. If the casting command is issued, in S3, variable data necessary for temperature control is supplied. Hereinafter, the variable data will be listed.
・溶湯の目標湯温θＸ（℃） ・外気温θａ（℃） ・今回の鋳込み直前における湯口44の温度である初期湯
口温θＳ（℃） ・今回の鋳込み直前におけるるつぼ12の内壁面の温度で
ある初期るつぼ内壁温θＷ（℃） ・今回の鋳込み時に湯口44が溶解炉10内の溶湯に浸る部
分の重量である湯口投入重量VS（kg） ・今回の鋳込みによって溶解炉10から取り出される溶湯
の重量である鋳込み重量ΔＶ（kg） なお、外気温θａは、作業者が溶解炉10の周辺に設置
されている通常の温度計で測定することによって取得さ
れる。また、初期湯口温θＳおよび初期るつぼ内壁温θ
Ｗはそれぞれ、図示しない放射式温度計を用いた非接触
式の測温によって取得される。また、今回の一連の鋳込
みについては、各回の鋳込み毎に同じ高さの目標湯温θ
Ｘが指定されると仮定する。・ Target molten metal temperature θ X (° C.) ・ Outside air temperature θ a (° C.) ・ Initial gate temperature θ S (° C.) which is the temperature of the gate 44 immediately before the current pouring ・ The inner wall surface of the crucible 12 immediately before the current pouring The initial crucible inner wall temperature θ W (° C.) which is the temperature of the sluice input weight V S (kg) which is the weight of the part of the gate 44 immersed in the molten metal in the melting furnace 10 at the time of the current casting. The casting temperature ΔV (kg), which is the weight of the molten metal taken out of the furnace, is obtained by measuring the outside air temperature θa with a normal thermometer installed around the melting furnace 10 by an operator. In addition, the initial gate temperature θ S and the initial crucible inner wall temperature θ
Each W is obtained by non-contact temperature measurement using a radiation thermometer (not shown). In addition, for the current series of castings, the same hot water temperature θ
Suppose X is specified.
本ステップにおいてはまた、それら可変データがRAM6
4の目標湯温メモリ103,外気温メモリ104,初期湯口温メ
モリ106,初期るつぼ内壁温メモリ108,湯口投入重量メモ
リ110および鋳込み重量メモリ112にそれぞれ格納され
る。In this step, the variable data is
The fourth target hot water temperature memory 103, the outside air temperature memory 104, the initial hot water temperature memory 106, the initial crucible inner wall temperature memory 108, the hot water input weight memory 110, and the cast weight memory 112 are stored respectively.
その後、S4において、今回の鋳込みが一連の鋳込みの
初回であるか否かが判定される。今回はそうであるか
ら、判定の結果がYESとなり、S5において、温度計32を
用いた接触式の測温によって初期湯温θ０が取得され、
RAM64の初期湯温メモリ114に格納される。Thereafter, in S4, it is determined whether or not this casting is the first of a series of casting. Since this is the case, the result is YES determination in S5, the initial water temperature theta 0 is obtained by measuring the temperature of the contact type using a thermometer 32,
It is stored in the initial hot water memory 114 of the RAM 64.
続いて、第４図のS22において、湯口投入重量メモリ1
10の湯口投入重量VSと湯口比熱メモリ100の湯口比熱CS
との積が湯口44の熱容量MS（kcal/℃）として算出さ
れ、RAM64の湯口熱容量メモリ120に格納される。その
後、S23において、溶湯比熱メモリ98の比熱Ｃと溶湯重
量メモリ102に格納されている初期溶湯重量Ｖとの積が
溶湯の熱容量Ｍとして算出され、RAM64の溶湯熱容量メ
モリ122に格納される。なお、本ステップにおいては、
２回目以後の各回の鋳込みには、初期溶湯重量Ｖと鋳込
み重量メモリ112に各回の鋳込み毎に順次格納される鋳
込み重量ΔＶとを用いて、今回の鋳込み直前にるつぼ12
内に残存する溶湯の重量が今回溶湯重量Ｖとして算出さ
れ、溶湯重量メモリ102に格納される。すなわち、初回
の鋳込みについては初期溶湯重量Ｖ、２回目以後の各回
の鋳込みについては今回溶湯重量Ｖが本発明における溶
湯重量の一態様なのである。Subsequently, in S22 of FIG.
10 sprue turned by weight V S and sprue sprue specific heat C S specific heat memory 100
Is calculated as the heat capacity M S (kcal / ° C.) of the gate 44 and stored in the gate heat capacity memory 120 of the RAM 64. Thereafter, in S23, the product of the specific heat C of the specific heat memory 98 and the initial melt weight V stored in the melt weight memory 102 is calculated as the heat capacity M of the melt and stored in the melt heat capacity memory 122 of the RAM 64. In this step,
In the second and subsequent castings, the initial molten metal weight V and the casting weight ΔV sequentially stored in the casting weight memory 112 for each casting are used to make the crucible 12 immediately before the current casting.
The weight of the molten metal remaining inside is calculated as the current molten metal weight V and stored in the molten metal weight memory 102. That is, for the first casting, the initial molten metal weight V, and for the second and subsequent castings, the current molten metal weight V is one aspect of the molten metal weight in the present invention.
続いて、S24において、溶湯内に湯口44が投入された
場合に溶湯および湯口44が最終的に到達するはずである
平均混合湯温θｍが算出される。具体的には、溶湯熱容
量メモリ122の溶湯熱容量Ｍと初期湯温メモリ114の初期
湯温θ０との積と、湯口熱容量メモリ120の湯口熱容量M
Sと初期湯口温メモリ106の初期湯口温θＳとの積との和
を、熱容量ＭとMSとの和で割り算することによって算出
される。Subsequently, in S24, the average mixed water temperature theta m melt and sprue 44 should eventually reach is calculated when the sprue 44 is charged into the molten metal. Specifically, the product of the molten metal heat capacity M of the molten metal heat capacity memory 122 and the initial molten metal temperature θ 0 of the initial molten metal temperature memory 114 and the molten metal heat capacity M of the molten metal heat capacity memory 120 are used.
The sum of the product of the initial sprue temperature theta S of S and the initial sprue temperature memory 106, is calculated by dividing the sum of the heat capacity M and M S.
その後、S25において、現在溶解炉10に供給されてい
る電力が今回の初期電力W0とされ、RAM64の初期電力メ
モリ126に格納される。続いて、S26において、今回の鋳
込みに対応する熱損失係数KLOSSが算出される。熱損失
係数KLOSSは主として、溶解炉10内の溶湯の熱が熱伝達
によって溶解炉10の壁を通過して外気に放出される割合
を表すものである。熱損失係数KLOSSは常に一定に保た
れるのではなく、溶解炉10の運転時間の長さ等によって
変化することが知られており、そのため、本実施例にお
いては、各回の鋳込みに先立って個々に算出されるよう
になっている。以下、熱損失係数KLOSSが算出される原
理を詳細に説明する。Thereafter, in S25, the power supplied to the current melting furnace 10 is between the current initial power W 0, it is stored in the initial power memory 126 of the RAM 64. Subsequently, in S26, a heat loss coefficient K LOSS corresponding to the current casting is calculated. The heat loss coefficient K LOSS mainly represents the rate at which the heat of the molten metal in the melting furnace 10 is released to the outside air through the walls of the melting furnace 10 by heat transfer. It is known that the heat loss coefficient K LOSS is not always kept constant, but changes depending on the length of operation time of the melting furnace 10 and the like.Therefore, in the present embodiment, prior to each casting, It is calculated individually. Hereinafter, the principle of calculating the heat loss coefficient K LOSS will be described in detail.
今回は時刻t0（ｔ＝０）について前記式（６）を考え
ることとすれば、そのとき湯温θの実際値はほぼ一定に
保たれているはずであるからＭ・ｄ（θ−θａ）は０、
溶解炉10には初期電力W0が供給されていてΔＷが０であ
るからdQTは860・W0、時刻ｔは０であるからdQSは０と
なる。また、熱損失係数KLOSSは一回の鋳込みの間は一
定に保たれると仮定されたから、熱損失係数KLOSSは次
式（７）で表される。Considering the above equation (6) for the time t 0 (t = 0) this time, since the actual value of the hot water temperature θ should be kept almost constant at that time, M · d (θ−θ a ) is 0,
DQ T Since ΔW in melting furnace 10 is supplied with an initial power W 0 is 0 860 · W 0, the time since t is 0 dQ S is zero. Further, since the heat loss coefficient K LOSS was assumed during the casting of one is kept constant, the heat loss coefficient K LOSS is expressed by the following equation (7).
また、本ステップにおいては、算出された熱損失係数
KLOSSがRAM64の熱損失係数メモリ30に格納される。 In this step, the calculated heat loss coefficient
K LOSS is stored in the heat loss coefficient memory 30 of the RAM 64.
その後、第５図のS31において、時刻t0（ｔ＝０）か
ら初期電力W0で溶湯を加熱し続けた場合に湯温θが取る
ことを予想される第１推定湯温θＥが算出される。本ス
テップの詳細を第８図に示す。すなわち、まず、S51に
おいて、湯口投入の開始時期t0から経過した時間ｔが０
とされる。なお、この時間ｔは現実に経過した時間を示
しているのではなく、今回の湯口投入が実際に開始され
た場合に経過する想像上の時間を示している。その後、
S52において、今回時間ｔにおける第１推定湯温θ
Ｅ（ただし、今回は推定値ではなく実測値）が初期湯温
θ０とされ、その第１推定湯温θＥがRAM64の第１推定
湯温メモリ132に時間ｔに関連付けて格納される。続い
て、S53において、電力変化量ΔＷの値が０とされ、そ
の電力変化量ΔＷがRAM64の電力変化量メモリ134に格納
される。今回は、鋳込み開始時期（時間ｔ＝０）から初
期電力W0で溶湯を加熱し続けると仮定されたからであ
る。その後、S54において、RAM64に設けられているフラ
グＦが０にリセットされる。Thereafter, step S31 of FIG. 5, the time t 0 (t = 0) the first estimated water temperature theta E expected that YuAtsushi theta takes when heating was continued to melt at an initial power W 0 from the calculation Is done. The details of this step are shown in FIG. That is, first, in S51, the elapsed time t from the start time t 0 of the sprue input is 0
It is said. Note that this time t does not indicate the time that has actually elapsed, but indicates the imaginary time that will elapse when the current gate entry is actually started. afterwards,
In S52, the first estimated hot water temperature θ at the current time t
E (however, this time is not an estimated value but an actually measured value) is set as the initial hot water temperature θ 0, and the first estimated hot water temperature θ E is stored in the first estimated hot water temperature memory 132 of the RAM 64 in association with the time t. Subsequently, in S53, the value of the power change amount ΔW is set to 0, and the power change amount ΔW is stored in the power change amount memory 134 of the RAM 64. This time, the initial power W 0 from casting start timing (time t = 0) because it was hypothesized to continue to heat the molten metal. Thereafter, in S54, the flag F provided in the RAM 64 is reset to 0.
続いて、S55において、今回時間ｔが時間t1以上であ
るか否かが判定される。るつぼ12の内壁面の露出面が増
加したか否かが判定されるのである。今回時間ｔは０で
あって、時間t1以上ではないから、判定の結果がNOとな
り、S56において時間ｔが一定微小増分Δｔだけ増加さ
せられ、続いて、S57において、前記式（６）を用いて
今回時間ｔに対応するｄθが算出される。算出されたｄ
θはRAM64のｄθメモリ136に格納される。続いて、S58
において、そのｄθと前回の第１推定湯温θＥ′との和
が今回の第１推定湯温θＥとして時間ｔ（今回はΔｔ）
に関連付けて前記第１推定湯温メモリ132に格納され
る。その後、S59において、その第１推定湯温θＥが目
標湯温メモリ103の目標湯温θＸ以上であるか否かが判
定される。今回はそうでないと仮定すれば、S55に戻
る。Subsequently, in S55, whether the current time t is the time t 1 or more is determined. It is determined whether the exposed surface of the inner wall surface of the crucible 12 has increased. This time period t is 0, not a time t 1 or more, the result becomes NO in the determination, the time t is increased by a predetermined small increment Δt in S56, subsequently, in S57, the equation (6) Using this, dθ corresponding to the current time t is calculated. Calculated d
θ is stored in the dθ memory 136 of the RAM 64. Then, S58
, The sum of dθ and the previous first estimated hot water temperature θ E ′ is the current first estimated hot water temperature θ E as time t (Δt this time).
Is stored in the first estimated hot water temperature memory 132. Thereafter, in S59, the first estimated water temperature theta E is equal to or greater than or equal to the target YuAtsushi theta X target hot water temperature memory 103 is determined. If not, return to S55.
以後、S55〜59の実行が繰り返されるうちに今回時間
ｔが時間t1以上となってS55の判定結果がYESとなれば、
S60において、フラグＦが０にリセットされているか否
かが判定される。現在そうであるから、判定の結果がYE
Sとなり、S61においてそのフラグＦが１にセットされた
後、S62において、今回の鋳込みによって生じる露出面
積増分ΔAWが次式（８）を用いて算出される。Thereafter, if a YES is S55 in determination result this time t is a time t 1 or more of the repeated execution of S55～59,
In S60, it is determined whether or not the flag F has been reset to 0. As it is now, the result of the judgment is YE
After the flag F is set to 1 in S61, in S62, the exposed area increment ΔA W caused by the current casting is calculated using the following equation (8).
ΔAW＝４・ΔV/（Ｄ・ρ） ・・・（８） ただし、 D:内径メモリ80に格納されているるつぼ12の内径 ρ：溶湯の密度（比重量） その後、S63において、熱放射パラメータCRが次式
（９）を用いて算出される。ΔA W = 4 · ΔV / (D · ρ) (8) where D: inner diameter of crucible 12 stored in inner diameter memory 80 ρ: density of molten metal (specific weight) Then, in S63, heat radiation The parameter C R is calculated using the following equation (9).
CR＝ａ・ln（π・D2/ΔAW）＋ｂ ・・・（９） ただし、 a:定数ａメモリ92のａ ln□：これに続くパラメータの自然対数 b:定数ｂメモリ94のｂ このようにして算出された熱放射パラメータCRは熱放
射パラメータメモリ138に格納される。続いて、S64にお
いて、時間ｔが増分Δｔだけ増加させられ、S65におい
て、前記式（１）を用いて今回時間ｔに対応するｄθが
算出され、以後S58に移行する。C R = a · ln (π · D 2 / ΔA W ) + b (9) where: a: a ln □ in constant a memory 92: natural logarithm of the parameter following b: b in constant b memory 94 such thermal radiation parameter C R calculated in the are stored in the thermal radiation parameter memory 138. Subsequently, in S64, the time t is increased by the increment Δt, and in S65, dθ corresponding to the current time t is calculated using the equation (1), and thereafter, the process proceeds to S58.
その後、S59において第１推定湯温θＥが目標湯温θ
Ｘ以上であるか否かが判定され、今回もそうでなけれ
ば、再びS55に戻り、S55において今回時間ｔがt1以上で
あるか否かが判定されれば、今回もそうであるから、S6
0においてフラグＦが０にリセットされているか否かが
判定される。現在フラグＦは１にセットされているか
ら、判定の結果がNOとなり、S61〜63の実行がバイパス
されてS64に移行する。After that, in S59, the first estimated hot water temperature θ E becomes the target hot water temperature θ.
Whether or not X or is determined, if even so this returns to S55 again, if this time t whether determined at t 1 or more in S55, also because it is so time, S6
At 0, it is determined whether or not the flag F has been reset to 0. Since the flag F is currently set to 1, the result of the determination is NO, the execution of S61 to 63 is bypassed, and the routine goes to S64.
以後、S64,65,58,59,55および60の実行が繰り返され
るうちに、第１推定湯温θＥが目標湯温θＸ以上となっ
てS59の判定結果がYESとなれば、本ルーチンの一回の実
行が終了する。そして、これにより得られた第１推定湯
温θＥの一例をグラフで表せば第９図に示すものとな
る。Thereafter, while the repeated execution of S64,65,58,59,55 and 60, the determination result of S59 first estimated water temperature theta E becomes the target YuAtsushi theta X or if YES, and the routine Is completed. Then, it is as shown in FIG. 9 Expressed an example of a first estimated water temperature theta E thereby obtained graphically.
その後、第５図のS32において、時間t1より長い予定
の時間t2の経過時から、溶湯を定格電力Wmaxで加熱し続
けた場合に湯温θが取ることを予想される第２推定湯温
θＥが算出される。本ステップの詳細を第10図に示す。
すなわち、まず、S71において今回時間ｔが時間t2と等
しくされ、その後、S72において、今回時間ｔに対応す
る第１推定湯温θＥが第１推定湯温メモリ132から読み
出され、それが第２推定湯温θＥとしてRAM64の第２推
定湯温メモリ140に格納される。続いて、S73において、
定格電力メモリ84の定格電力Wmaxから初期電力メモリ12
6の初期電力W0を差し引いた値が電力変化量ΔＷとして
算出され、その電力変化量ΔＷが電力変化量メモリ134
に格納される。Thereafter, in S32 in FIG. 5, from the time of the lapse of time t 2 longer scheduled from time t 1, the second estimate is expected to YuAtsushi θ takes when heating was continued to melt at rated power W max water temperature theta E is calculated. The details of this step are shown in FIG.
That is, first, this time t is equal to the time t 2 at S71, then, in S72, the first estimated water temperature theta E corresponding to the current time t is read out from the first estimated water temperature memory 132, it It is stored in the second estimated water temperature memory 140 of the RAM64 as the second estimated water temperature theta E. Subsequently, in S73,
From the rated power W max of the rated power memory 84 to the initial power memory 12
The value obtained by subtracting the initial power W 0 from 6 is calculated as the power change ΔW, and the power change ΔW is stored in the power change memory 134.
Is stored in
その後、S74において、今回時間ｔが増分Δｔだけ増
加させられ、S75において、前記式（１）を用いて今回
時間ｔに対応するｄθが算出され、ｄθメモリ136に時
間ｔに関連付けて格納される。続いて、S76において、
そのｄθと前回の第２推定湯温θＥ′との和が今回時間
ｔに対応する第２推定湯温θＥとして第２推定湯温メモ
リ140に格納される。その後、S77において、今回時間ｔ
における第２推定湯温θＥが目標湯温θＸ以上であるか
否かが判定される。今回はそうでないと仮定すれば、判
定の結果がNOとなり、S74に戻り、そうであると仮定す
れば、判定の結果がYESとなり、S78において今回時間ｔ
が時間t3とされ、S78において、その時間t3から時間t2
を差し引いた値が昇温時間TUPとしてRAM64の昇温時間メ
モリ142に格納される。以上で本ルーチンの一回の実行
が終了する。そして、これにより得られた第２推定湯温
θＥの一例をグラフで表せば第11図に実線で示すものと
なる。なお、図において二点鎖線のグラフは前記第１推
定湯温θＥを示している。Thereafter, in S74, the current time t is increased by the increment Δt, and in S75, dθ corresponding to the current time t is calculated using the above equation (1), and stored in the dθ memory 136 in association with the time t. . Subsequently, in S76,
The sum of dθ and the previous second estimated hot water temperature θ E ′ is stored in the second estimated hot water temperature memory 140 as the second estimated hot water temperature θ E corresponding to the current time t. Thereafter, in S77, the current time t
Second estimated water temperature theta E is whether or not the target YuAtsushi theta X or not is determined in. If this time is not the case, the result of the determination is NO, and the process returns to S74. If it is so, the result of the determination is YES, and the time t
There is a time t 3, at S78, the time from the time t 3 t 2
Is stored in the temperature rise time memory 142 of the RAM 64 as the temperature rise time T UP . This completes one execution of this routine. Then, it is as shown by the solid line in FIG. 11 if indicated an example in the graph of Thus obtained second estimated water temperature theta E. The graph of two-dot chain line in the figure shows the first estimated water temperature theta E.
その後、第５図のS33において、時間t3の経過時すな
わち第２推定湯温θＥが始めて目標湯温θＸ以上となっ
た時から湯温θの実際値を目標湯温θＸに維持するのに
適正な保温電力WHが算出される。本ステップの詳細を第
12図に示す。すなわち、まず、S91において今回時間ｔ
が時間t3と等しくされ、S92において、今回時間ｔに対
応する第２推定湯温θＥが第２推定湯温メモリ140から
読み出され、それが今回時間ｔに対応する第３推定湯温
θＥとしてRAM64の第３推定湯温メモリ144に格納され
る。その後、S93において、溶湯を保温するのに適当な
電力変化量ΔＷの初回の候補値が０とされる。すなわ
ち、保温電力WHの初回の候補値として初期電力W0が設定
されるのである。電力変化量ΔＷの候補値はRAM64の候
補電力変化量メモリ145に格納される。Thereafter, maintenance step S33 of FIG. 5, the actual value of the water temperature theta from when a target YuAtsushi theta X or for the first time elapses, that is, when the second estimated water temperature theta E time t 3 to the target YuAtsushi theta X The appropriate heat retention power W H is calculated. Details of this step
Figure 12 shows. That is, first, in S91, the current time t
There is equal to the time t 3, at S92, the second estimated water temperature theta E is read out from the second estimated water temperature memory 140 corresponding to the current time t, it third estimated hot water temperature corresponding to the current time t It is stored in the third estimated water temperature memory 144 RAM64 as theta E. Thereafter, in S93, the initial candidate value of the power change amount ΔW suitable for keeping the temperature of the molten metal is set to 0. That is, the initial power W 0 is set as a candidate value of the initial thermal insulation power W H. The candidate value of the power variation ΔW is stored in the candidate power variation memory 145 of the RAM 64.
続いて、S94において、今回時間ｔが増分Δｔだけ増
加させられ、S95において、今回時間ｔに対応するｄθ
が前記式（１）を用いて算出され、それがｄθメモリ13
6に格納され、S96において、そのｄθと前回の第３推定
湯温θＥ′との和が今回時間ｔに対応する第３推定湯温
θＥとして第３推定湯温メモリ144に時間ｔに関連付け
て格納される。その後、S97において、今回時間ｔが予
定の時間t4以上であるか否かが判定される。時間t4の長
さは、それの満了時が次回の鋳込みが開始される時期よ
り遅くなるように選定されている。今回時間ｔは時間t4
以上ではないと仮定すれば、判定の結果がNOとなり、S9
4に戻る。以後、S94〜97の実行が繰り返されるうちに今
回時間ｔが時間t4以上となると、S97の判定結果がYESと
なる。このS94〜97の実行により、保温電力WHを初期電
力W0で一定に保って溶湯を加熱し続けた場合に湯温θが
取ると予想される第３推定湯温θＥが算出され、その一
例をグラフで表せば第13図の二点鎖線で示すものとな
る。Subsequently, in S94, the current time t is increased by an increment Δt, and in S95, dθ corresponding to the current time t is increased.
Is calculated using the above equation (1), and this is
Stored in 6, in S96, to the dθ and time to the third estimation third estimated hot water temperature memory 144 as the third estimated water temperature theta E the sum of the hot water temperature theta E 'corresponds to the current time t of the previous t Stored in association. Thereafter, in S97, whether the current time t is the time t 4 or more scheduled is determined. The length of time t 4, at the time of its expiration has been selected to be slower than the time to cast the next is started. This time t is time t 4
If not, the result of the determination is NO and S9
Return to 4. Thereafter, when the current time t while the execution of S94~97 is repeated is time t 4 or more, the determination result of S97 is is YES. By executing the S94～97, third estimated water temperature theta E which is expected to YuAtsushi theta take when the insulation power W H continued to heat the molten metal kept constant at the initial power W 0 is calculated, If an example is represented by a graph, it is indicated by a two-dot chain line in FIG.
その後、S98において、再び今回時間ｔが時間t3と等
しくされ、S99において、今回時間ｔに対応する第２推
定湯温θＥが第２推定湯温メモリ140から読み出され、
それが今回時間ｔに対応する第４推定湯温θＥとしてRA
M64の第４推定湯温メモリ146に格納される。続いて、S1
00において、時刻t3〜t4における第３推定湯温θＥが目
標湯温θＸより高いか否かが判定される。そうであれば
S101において正の一定微小量（＋α）が電力変化量ΔＷ
の変更量δとされるが、そうでなければS102において負
の一定微小量（−α）が変更量δとされる。いずれの場
合にもS103において、電力変化量ΔＷの前回の候補値
（今回は０）から上記変更量δを差し引くことによって
電力変化量ΔＷの今回の候補値が算出される。これによ
り、保温電力WH（＝W0＋ΔＷ）の今回の候補値が（W0−
δ）となる。その後、S104において、今回時間ｔが増分
Δｔだけ増加させられ、S105において、今回時間ｔに対
応するｄθが前記式（１）を用いて算出されてｄθメモ
リ136に格納され、S106において、そのｄθと前回の第
４推定湯温θＥ′との和が今回時間ｔに対応する第４推
定湯温θＥとして第４推定湯温メモリ146に格納され
る。保温電力WHが初期電力W0であることを想定した場合
に時刻t3〜t4において湯温θが取る実際値が推定される
のである。続いて、S107において、今回時間ｔが時間t4
以上であるか否かが判定される。今回はそうではないと
仮定すれば、判定の結果がNOとなってS104に戻る。S104
〜107の実行が繰り返されるうちに今回時間ｔが時間t4
以上となれば、S107の判定結果がYESとなり、S108にお
いて、時刻t3〜t4における第４推定湯温θＥを表すグラ
フが目標湯温θＸを表すグラフ（第13図において水平の
実線のグラフ）に十分近いか否かが判定される。例え
ば、第４推定湯温θＥと目標湯温θＸとの各時刻ｔにお
ける誤差の絶対値の和が一定値より小さくなり、かつ、
第４推定湯温θＥの各時刻ｔにおける時間微分値（ｄθ
に対応する値）の絶対値の和が一定値より小さくなった
か否かが判定され、そうであれば、第４推定湯温θＥが
目標湯温θＸに十分近いと判定され、そうでなければ、
十分には近くないと判定されるのである。今回は第４推
定湯温θＥが目標湯温θＸに十分には近くないと仮定す
れば、判定の結果がNOとなって、S109において今回時間
ｔが時間t3に復元された後、S103に戻る。Thereafter, in S98, is equal to t 3 again this time t is the time, in S99, the second estimated water temperature theta E corresponding to the current time t is read out from the second estimated water temperature memory 140,
It is RA as the fourth estimated hot water temperature θ E corresponding to the current time t.
It is stored in the fourth estimated hot water temperature memory 146 of M64. Then, S1
In 00, the third estimated hot water temperature theta E at time t 3 ~t 4 whether higher than the target YuAtsushi theta X is determined. in that case
In S101, the positive constant minute amount (+ α) is the power change amount ΔW
Otherwise, in step S102, the negative fixed minute amount (−α) is set as the change amount δ. In any case, in S103, the current candidate value of the power change amount ΔW is calculated by subtracting the change amount δ from the previous candidate value of the power change amount ΔW (currently 0). As a result, the current candidate value of the heat retention power W H (= W 0 + ΔW) becomes (W 0 −
δ). Thereafter, in S104, the current time t is increased by the increment Δt, and in S105, dθ corresponding to the current time t is calculated using the above equation (1) and stored in the dθ memory 136, and in S106, the dθ is calculated. and is stored in the fourth estimated hot water temperature memory 146 as a fourth estimated water temperature theta E the sum of a fourth estimated hot water temperature theta E 'of the previous corresponding to the current time t. Thermal insulation power W H is the actual value water temperature θ takes at time t 3 ~t 4 is estimated that, on the assumption that an initial power W 0. Subsequently, in S107, the current time t is changed to time t 4
It is determined whether or not this is the case. Assuming that this is not the case this time, the result of the determination is NO and the process returns to S104. S104
This time t becomes time t 4 while the execution of ~ 107 is repeated.
If the above judgment result of S107 is YES, in S108, horizontal solid line in the graph (Figure 13 the graph representing a fourth estimated hot water temperature theta E at time t 3 ~t 4 represents a target YuAtsushi theta X Is determined to be sufficiently close to the graph of FIG. For example, the sum of the absolute value of the error at each time t between the fourth estimated hot water temperature θ E and the target hot water temperature θ X becomes smaller than a certain value, and
The time differential value (dθ) of the fourth estimated hot water temperature θ E at each time t
It is determined whether or not the sum of the absolute values of the values (corresponding to...) Has become smaller than a certain value, and if so, it is determined that the fourth estimated hot water temperature θ E is sufficiently close to the target hot water temperature θ X , and so on. If not,
It is determined that they are not close enough. Assuming this time that the fourth estimated hot water temperature theta E not close to enough to the target YuAtsushi theta X, with the result of the determination becomes NO, and after this time t has been restored to the time t 3 at S109, Return to S103.
S103において、電力変化量ΔＷの候補値がさらに変更
量δだけ減少させられた後、S104〜107の実行が繰り返
される。S104〜107の今回の実行により、保温電力WHが
（初期電力W0−２・変更量δ）であることを想定した場
合に時刻t3〜t4において湯温θが取る実際値が推定され
るのである。今回の実行は２回目であるから、初期電力
W0から変更量δの引算が２回行われたものが保温電力WH
の今回の候補値となるのである。その後、S108におい
て、第４推定湯温θＥが目標湯温θＸに十分に近いか否
かが判定され、今回もそうでなければ判定の結果がNOと
なって、S109において今回時間ｔが時間t3に復元された
後、S103に戻る。S103〜109の実行が繰り返されるうち
に、第４推定湯温θＥが目標湯温θＸに十分に近くなっ
たためにS108の判定結果がYESとなれば、S110におい
て、そのときの電力変化量ΔＷの候補値が真の電力変化
量ΔＷに決定され、RAM64の真正電力変化量メモリ148に
格納される。以上で本ルーチンの一回の実行が終了す
る。In S103, after the candidate value of the power change amount ΔW is further reduced by the change amount δ, the execution of S104 to S107 is repeated. With this execution of S104～107, insulation power W H is (initial power W 0 -2 · change amount [delta]) and the actual value is estimated to take the hot water temperature θ at time t 3 ~t 4, on the assumption that It is done. This is the second run, so the initial power
The heat retention power W H obtained by subtracting the change amount δ twice from W 0
Is the current candidate value. Thereafter, in S108, the fourth estimated water temperature theta E is determined whether sufficiently close to the target YuAtsushi theta X is the result of also determined otherwise it becomes NO this, the current time t at S109 after being restored in time t 3, and returns to S103. While executing the S103~109 is repeated, if the determination result of S108 to fourth estimated water temperature theta E is sufficiently close to the target YuAtsushi theta X is accustomed YES, and in S110, the power change amount at that time The candidate value of ΔW is determined as the true power change amount ΔW, and is stored in the true power change amount memory 148 of the RAM 64. This completes one execution of this routine.
その後、第５図のS34において、今回の温度制御に適
正な電力パターンが決定される。具体的には、時刻t0か
ら時刻t2までは初期電力W0と等しく、時刻t2から時刻t3
までは定格電力Wmaxと等しく、時刻t3から時刻t4まで
は、真正電力変化量メモリ148の電力変化量ΔＷと初期
電力W0との和である保温電力WHと等しいパターンが決定
されるのである。その適正電力パターンはRAM64の適正
電力パターンメモリ150に格納される。Thereafter, in S34 of FIG. 5, a power pattern appropriate for the current temperature control is determined. Specifically, from time t 0 to time t 2 equal to the initial power W 0, time t 3 from time t 2
Until equals the rated power W max, from time t 3 to time t 4, the sum a is thermal insulation power W H with power variation ΔW and the initial power W 0 authenticity power variation memory 148 equals pattern is determined Because The proper power pattern is stored in the proper power pattern memory 150 of the RAM 64.
その後、S35において、鋳型40の作動を制御する図示
しないコントローラに対して鋳込みを開始させる鋳込み
信号が出され、これにより、今回の鋳込みが開始され
る。続いて、S36において、その鋳込み信号が出される
と同時に、適正電力パターンメモリ150に格納されてい
る適正電力パターンに基づく電力信号が電源50に供給さ
れ、これにより、溶解炉10に適正電力が供給される。そ
の後、S37において、今回の鋳込みに後続する鋳込みで
あるか否かが表示手段72を介して作業者に対して質問さ
れる。後続する鋳込みがある旨の情報がキーボード74に
入力されれば判定の結果がYESとなり、第３図のS2に戻
り、作業者から新たな鋳込み指令が出されるのを待つ状
態となるが、後続する鋳込みがない旨の情報が入力され
れば判定の結果がNOとなって、本温度制御プログラムの
一回の実行が終了する。After that, in S35, a casting signal for starting casting is issued to a controller (not shown) for controlling the operation of the mold 40, whereby the current casting is started. Subsequently, in S36, at the same time that the casting signal is output, a power signal based on the proper power pattern stored in the proper power pattern memory 150 is supplied to the power supply 50, whereby the proper power is supplied to the melting furnace 10. Is done. Thereafter, in S37, the operator is inquired via the display means 72 as to whether or not the casting is a casting subsequent to the current casting. If information indicating that there is a subsequent casting is input to the keyboard 74, the result of the determination is YES, and the process returns to S2 in FIG. 3 to wait for a new casting command from the operator. If information indicating that there is no casting is input, the result of the determination is NO, and one execution of the present temperature control program ends.
なお、新たな鋳込み指令が出されるためにS2の判定結
果がYESとなれば、S3の実行後、S4において、今回の鋳
込みが初回であるか否かが判定される。今回はそうでな
いから、判定の結果がNOとなり、S6において、第４推定
湯温メモリ146に格納されている時刻t3〜t4における第
４推定湯温θＥ（真正保温電力WHに対応するもの）のう
ち現実の時刻ｔに対応する第４推定湯温θＥが、今回の
鋳込みの初期湯温θ０として初期湯温メモリ114に格納
される。２回目以後の各回の鋳込みにおいては、それの
初期湯温θ０として前回の鋳込みの最終湯温θＺが流用
されるようになっていて、２回目以後の鋳込みにおける
湯温θの実測が省略されているのである。If a new casting command is issued and the determination result of S2 is YES, after execution of S3, it is determined in S4 whether or not this casting is the first time. Since this time is not the case this time, the result of the determination is NO, and in S6, the fourth estimated hot water temperature θ E stored in the fourth estimated hot water memory 146 at times t 3 to t 4 (corresponding to the genuine warming power W H The fourth estimated hot water temperature θ E corresponding to the actual time t is stored in the initial hot water memory 114 as the initial hot water temperature θ 0 of the current casting. In the second and subsequent each time of casting, they become a final hot water temperature theta Z casting previous is diverted as the initial water temperature theta 0 it, found the hot water temperature theta during pouring of the second subsequent omission It is being done.
第14図に本実施例装置を用いた実験結果の一例を示
す。この実験においては、溶解炉10において金属がすべ
て溶解している状態から３回の鋳込みが連続して行われ
ており、また、溶湯金属は鋳鉄、初期溶湯重量Ｖは40k
g、各回の鋳込み重量ΔＶはいずれも10kg、各回の目標
湯温θＸはいずれも1550℃である。そして、図には、そ
れら３回の鋳込みのうち初回のものに先立つ測温結果
と、溶解炉10に供給された電力パターンと、推定湯温θ
Ｅ（図において実線のグラフで表す）と、湯温θのいく
つかの実際値（図において・で示す）とを示している。
図から明らかなように、２回目の鋳込みの直前と３回目
の鋳込みの直前とにおける湯温θの実際値が目標湯温θ
Ｘと精度よく一致するとともに、各回の鋳込みにおいて
溶湯吸引が開始されれば湯温θの実際値が迅速に上昇し
て目標温度θＸに到達している。FIG. 14 shows an example of an experimental result using the apparatus of this embodiment. In this experiment, three castings were continuously performed from a state in which all of the metal was melted in the melting furnace 10, the molten metal was cast iron, and the initial molten metal weight V was 40 k.
g, Both casting weight ΔV each time 10 kg, the target YuAtsushi theta X each time are both 1550 ° C.. The figure shows the results of temperature measurement prior to the first of the three castings, the power pattern supplied to the melting furnace 10, and the estimated hot water temperature θ.
E (represented by a solid-line graph in the figure) and some actual values of the hot water temperature θ (indicated by "/" in the figure).
As is apparent from the figure, the actual value of the hot water temperature θ immediately before the second casting and immediately before the third casting is the target hot water temperature θ.
X and precisely coincident with the actual value of the water temperature theta if the molten metal suction starts is reached rises quickly to the target temperature theta X in casting each time.
以上の説明から明らかなように、本実施例において
は、コンピュータの、第３図の全ステップ，第４図の全
ステップ，第５図のS31,第10図のS71〜77,第12図のS91
〜107および109を実行する部分が湯温推定手段４を構成
し、コンピュータの、第５図のS34,36,第10図のS78,79,
第12図のS109およびS110を実行する部分が電源制御手段
５を構成している。As is apparent from the above description, in the present embodiment, in the computer, all steps in FIG. 3, all steps in FIG. 4, S31 in FIG. 5, S71 to 77 in FIG. 10, and S71 to 77 in FIG. S91
To 107 and 109 constitute the hot water temperature estimating means 4, and the computer executes S34, 36 in FIG. 5, S78, 79 in FIG.
The part that executes S109 and S110 in FIG. 12 constitutes the power supply control means 5.
以上詳記した実施例においては、各回の鋳込みにおけ
る溶湯吸引開始後には溶解炉10に定格電力Wmaxを供給す
ることによって溶湯を短時間で昇温させるようになって
いたが、溶解炉10にかかる負担を軽減させるべく、その
定格電力Wmaxより小さい電力を供給してもよい。In the embodiment described in detail above, after starting the molten metal suction in each casting, the molten metal was heated in a short time by supplying the rated power Wmax to the melting furnace 10, but the melting furnace 10 In order to reduce the burden, power smaller than the rated power Wmax may be supplied.
また、本実施例においては、溶解炉10が外見上明瞭に
判別できるるつぼ12を備えた形式とされていたが、その
ようなるつぼ12を備えることは不可欠ではなく、溶湯を
収容し得る容器を備えたものであれば足りる。Further, in the present embodiment, the melting furnace 10 is configured to include the crucible 12 that can be clearly distinguished in appearance, but it is not essential to include such a crucible 12, and a container that can accommodate the molten metal is not necessary. What you have is enough.
また、本実施例においては、各回の鋳込みの初期湯温
θ０に基づき、次回の鋳込みの湯口投入開始時に湯温θ
の実際値が目標湯温θＸとなるように電源50が制御され
るが、例えば、今回の鋳込みまたは次回の鋳込みの溶湯
吸引開始時に湯温θの実際値が目標湯温θＸとなるよう
に電源50を制御してもよい。Further, in this embodiment, based on the initial molten metal temperature θ 0 of each casting, the molten metal temperature θ
In fact the value is the power source 50 so that the target YuAtsushi theta X is controlled, for example, so that the actual value of YuAtsushi theta becomes the target YuAtsushi theta X in the molten metal suction starting current casting or subsequent casting of The power supply 50 may be controlled at the same time.
また、本実施例においては、一連の鋳込みの間で同じ
大きさの目標湯温θＸが指定されるようになっていた
が、例えば、各回の鋳込み毎に異ならせて指定してもよ
いのはもちろんである。Further, in the present embodiment, the target hot water temperature θ X having the same size is designated during a series of castings. However, for example, it may be designated differently for each casting. Of course.
また、初回の鋳込み直前の湯温θの実際値も精度よく
目標湯温θＸに一致させるためには、その鋳込みに先立
って供給される電力Ｗの大きさを、その鋳込みに先立っ
て実測された湯温に基づき、前記S33の場合に準じて決
定すればよい。このようにすれば、初回の鋳込みからそ
れの直前の湯温θの実際値が精度よく目標湯温θＸに一
致することになる。Further, in order to also match the accuracy target YuAtsushi theta X actual value of the immediately preceding hot water temperature theta casting of the first time, the magnitude of the electric power W supplied prior to the casting, is measured prior to its casting What is necessary is just to determine based on the hot water temperature according to the case of said S33. This makes it possible to the actual value of the water temperature immediately before the casting of the initial it theta is equal to accurately target YuAtsushi theta X.
以上詳記した実施例においては、前記式（１）で示す
熱平衡方程式に基づき、溶湯の推定温度θＥが算出され
るようになっていたが、前記コントローラ52のマイクロ
コンピュータ上でニューラルネットワーク演算をするこ
とによって算出することもできる。以下、その形式の二
つの実施例を図面に基づいて説明する。Above in the embodiment described Shoki, based on heat balance equations shown by the formula (1), although the estimated temperature theta E of the melt had become to be calculated, the neural network calculation on the microcomputer of the controller 52 By doing so, it can also be calculated. Hereinafter, two embodiments of the type will be described with reference to the drawings.
一方の実施例は、第15図に示す階層型のニューラルネ
ットワークを採用している。このニューラルネットワー
ク（以下、単にネットワークという）は、10個のユニッ
トｉ（図において○で表す。他のユニットについても同
じ）から成る入力層200と、10個のユニットｊから成る
第１中間層202と、５個のユニットｋから成る第２中間
層204と、１個のユニットから成る出力層206とを備えて
いる。One embodiment employs a hierarchical neural network shown in FIG. This neural network (hereinafter simply referred to as a network) has an input layer 200 composed of ten units i (represented by a circle in the figure, and the same applies to other units), and a first intermediate layer 202 composed of ten units j. , A second intermediate layer 204 composed of five units k, and an output layer 206 composed of one unit.
入力層200の各ユニットｉには、入力値をIi、出力値
をOiで表すと次式（10）で表されるリニア関数が出力関
数として与えられている。Each unit i of the input layer 200 is provided with a linear function represented by the following equation (10) as an output function, where the input value is represented by I i and the output value is represented by O i .
Oi＝Ii ・・・（10） 第１中間層202の各ユニットｊには、入力値をIj、出
力値をOjで表すと次式（11）で表されるシグモイド関数
が出力関数として与えられている。O i = I i (10) Each unit j of the first intermediate layer 202 outputs a sigmoid function represented by the following equation (11) when the input value is represented by I j and the output value is represented by O j. Given as a function.
Oj＝2/（１＋exp（−Ij））−１ ・・・（11） 第２中間層204の各ユニットｋには、入力値をIk、出
力値をOkで表すと次式（12）で表されるシグモイド関数
が出力関数として与えられている。O j = 2 / (1 + exp (−I j )) − 1 (11) In each unit k of the second intermediate layer 204, the input value is represented by I k , and the output value is represented by O k , The sigmoid function expressed by (12) is given as an output function.
Ok＝2/（１−exp（−Ik））−１ ・・・（12） 出力層206の各ユニット１には、入力値をI1、出力値
をO1で表すと次式（13）で表されるシグモイド関数が出
力関数として与えられている。O k = 2 / (1−exp (−I k )) − 1 (12) In each unit 1 of the output layer 206, the input value is represented by I 1 , and the output value is represented by O 1. The sigmoid function represented by 13) is given as the output function.
O1＝2/（１−exp（−I1））−１ ・・・（13） 入力層200の各ユニットｉにはそれぞれ、前記溶湯重
量V,鋳込み重量ΔV,供給電力W,初期湯温θ0,湯口投入重
量VS,外気温θa,時間t,sin（ｔ）,cos（ｔ）および1/t
の各値が−１から＋１までの連続値に正規化されて入力
される。また、出力層206のユニット１からの出力値は
時刻ｔにおける推定湯温θＥ（ｔ）に変換される。O 1 = 2 / (1−exp (−I 1 )) − 1 (13) For each unit i of the input layer 200, the melt weight V, the casting weight ΔV, the supply power W, the initial hot water temperature θ 0 , gate entry weight V S , outside temperature θ a , time t, sin (t), cos (t) and 1 / t
Are normalized to continuous values from -1 to +1 and input. Further, the output value from unit 1 of output layer 206 is converted to estimated hot water temperature θ E (t) at time t.
入力層200と第１中間層202との間，第１中間層202と
第２中間層204との間および第２中間層204と出力層206
との間ではそれぞれ、各ユニットは前段の層の出力から
後段の層の入力に向かって結合されている。各結合に
は、ユニット相互の結合の強さを表す重みωji,ωkjお
よびωk1が与えられている。それら各重みωの値はバッ
クプロパゲーション方式の学習によって調整されてい
る。Between the input layer 200 and the first intermediate layer 202, between the first intermediate layer 202 and the second intermediate layer 204, and between the second intermediate layer 204 and the output layer 206.
In each case, each unit is coupled from the output of the preceding layer to the input of the following layer. Each connection is given a weight ω ji , ω kj and ω k1 representing the strength of the connection between the units. The value of each weight ω is adjusted by learning of the back propagation method.
そして、作業者から鋳込み指令がコントローラ52に出
されれば、コントローラ52は、各時刻ｔについて順次、
前記溶湯重量Ｖ等の今回値をそれぞれ正規化して入力層
200の各ユニットｉに入力し、各結合の重みωに従っ
て、第１中間層202,第２中間層204および出力層206の順
に各ユニットj,kおよび１の出力値を算出し、ユニット
１の出力値を変換して推定湯温θＥ（ｔ）を算出する。Then, when the casting command is issued from the operator to the controller 52, the controller 52 sequentially performs the operation for each time t.
The current value of the molten metal weight V or the like is normalized and the input layer
200, and outputs the output values of the units j, k and 1 in the order of the first intermediate layer 202, the second intermediate layer 204, and the output layer 206 in accordance with the weight ω of each connection. The output value is converted to calculate the estimated hot water temperature θ E (t).
以上要するに、本実施例においては、マイクロコンピ
ュータのうち、ネットワーク演算によって推定湯温θＥ
（ｔ）を算出する部分が湯温推定手段４を構成している
のである。In short, in the present embodiment, in the microcomputer, the estimated hot water temperature θ E by the network operation is used.
The part for calculating (t) constitutes the hot water temperature estimating means 4.
他方の実施例は第16図に示すネットワークを示す。こ
のネットワークも先の実施例と同様に階層型であるが、
８個のユニットｉから成る入力層220と、５個のユニッ
トｊから成る中間層222と、１個のユニットｋから成る
出力層224とを備えている。入力層220の各ユニットｉに
は前記式（10）で表されるリニア関数が出力関数として
与えられ、中間層222の各ユニットｊには前記式（11）
表されるシグモイド関数が出力関数として与えられ、出
力層224の各ユニットｋには前記（12）で表されるシグ
モイド関数が出力関数として与えられている。The other embodiment shows the network shown in FIG. This network is also hierarchical, as in the previous embodiment,
It has an input layer 220 composed of eight units i, an intermediate layer 222 composed of five units j, and an output layer 224 composed of one unit k. Each unit i of the input layer 220 is given the linear function represented by the above equation (10) as an output function, and each unit j of the intermediate layer 222 is given the above equation (11).
The represented sigmoid function is given as an output function, and each unit k of the output layer 224 is given the sigmoid function represented by (12) as an output function.
入力層220の各ユニットｉにはそれぞれ、前記溶湯重
量V,鋳込み重量ΔV,供給電力W,初期湯温θ0,各時刻ｔに
おける推定湯温θＥ（ｔ），外気温θa,湯口投入重量VS
および湯口44の投入中であるか否かを示す状態信号SSの
各値が−１から＋１までの連続値に正規化されて入力さ
れる。また、出力層224のユニットｋからの出力値は時
刻ｔにおける推定湯温θＥ（ｔ）の変化量である推定湯
温変化量ｄθＥ（ｔ）に変換される。In each unit i of the input layer 220, the molten metal weight V, the pouring weight ΔV, the supplied power W, the initial hot water temperature θ 0 , the estimated hot water temperature θ E (t) at each time t, the outside air temperature θ a , and the pouring gate Weight V S
And the values of the state signal S S indicating whether the sprue 44 is in the turned is input is normalized to a continuous value between -1 and +1. Further, the output value from unit k of output layer 224 is converted into estimated hot water temperature change dθ E (t), which is the amount of change in estimated hot water temperature θ E (t) at time t.
入力層220と中間層222との間および中間層222と出力
層224との間ではそれぞれ、各ユニットは前段の層の出
力から後段の層の入力に向かって結合されている。各結
合には、ユニット相互の結合の強さを表す重みωjiおよ
びωkjが与えられている。なお、本ネットワークにおけ
る各重みωの値も先の実施例におけると同様にしてバッ
クプロパゲーション方式の学習によって調整されてい
る。Between the input layer 220 and the intermediate layer 222 and between the intermediate layer 222 and the output layer 224, each unit is coupled from the output of the preceding layer to the input of the subsequent layer. Weights ω ji and ω kj representing the strength of the connection between the units are given to each connection. Note that the value of each weight ω in the present network is also adjusted by learning of the back propagation method in the same manner as in the previous embodiment.
そして、コントローラ52に鋳込み指令が出されれば、
コントローラ52は、各時刻ｔについて順次、前記溶湯重
量Ｖ等の今回値をそれぞれ正規化して入力層220の各ユ
ニットｉに入力し、各結合の重みωに従って、中間層22
2および出力層224の順に各ユニットｊおよびｋの出力値
を算出し、ユニットｋの出力値を変換して推定湯温変化
量ｄθＥ（ｔ）を算出する。コントローラ52はさらに、
今回の推定湯温変化量ｄθＥ（ｔ）と時間ｔの増分Δｔ
との積と今回の推定湯温θＥ（ｔ）との和を次回すなわ
ち時刻（ｔ＋Δｔ）における推定湯温θＥ（ｔ＋Δｔ）
として算出し、それを次回のネットワーク演算の、推定
湯温θＥ（ｔ）として入力する。Then, if a casting command is issued to the controller 52,
The controller 52 sequentially normalizes the current value such as the molten metal weight V for each time t and inputs the normalized value to each unit i of the input layer 220, and according to the weight ω of each connection, the intermediate layer 22
The output values of the units j and k are calculated in the order of 2 and the output layer 224, and the output value of the unit k is converted to calculate the estimated hot water temperature change amount dθ E (t). Controller 52 further includes
The present estimated hot water temperature change amount dθ E (t) and the increment Δt of the time t
And the sum of the current estimated hot water temperature θ E (t) and the estimated hot water temperature θ E (t + Δt) at the next time, that is, at time (t + Δt).
And input it as the estimated hot water temperature θ E (t) for the next network operation.
以上要するに、本実施例においても、マイクロコンピ
ュータのうち、ネットワーク演算によって推定湯温θＥ
（ｔ）を算出する部分が湯温推定手段４を構成している
のである。In short, also in the present embodiment, in the microcomputer, the estimated hot water temperature θ E by the network operation is used.
The part for calculating (t) constitutes the hot water temperature estimating means 4.
以上、本発明のいくつかの実施例を図面に基づいて詳
細に説明したが、これらの他にも当業者の知識に基づい
て種々の変形，改良を施した態様で本発明を実施するこ
とができる。Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the present invention may be implemented in other various modified and improved forms based on the knowledge of those skilled in the art. it can.
第１図は本発明の構成を概念的に示す図である。第２図
は本発明の一実施例である温度制御装置を備えた連続吸
引式鋳込みシステムを示す系統図である。第３図〜第５
図はそれぞれ、第２図におけるROMに格納されているプ
ログラムのうち本発明に関連の深いものを取り出して示
すフローチャートである。第６図は第２図におけるRAM
の構成を概念的に示す図である。第７図は上記実施例に
おける一連の鋳込みを説明するためのグラフである。第
８図，第10図および第12図はそれぞれ、第５図における
S31,32および33の詳細を示すフローチャートである。第
９図，第11図および第13図はそれぞれ、上記実施例にお
ける推定湯温θＥの算出結果の一例を示すグラフであ
る。第14図は上記実施例における温度制御の一例を示す
グラフである。第15図および第16図はそれぞれ、別の実
施例におけるマイクロコンピュータが用いるニューラル
ネットワークを概念的に示す図である。 1,10:溶解炉、2,50:電源 3:湯温測定手段、4:湯温推定手段 5:電源制御手段、30:熱電対 32:温度計、40:鋳型 44:湯口、52:コントローラFIG. 1 is a diagram conceptually showing the configuration of the present invention. FIG. 2 is a system diagram showing a continuous suction type casting system provided with a temperature control device according to one embodiment of the present invention. Figures 3 to 5
Each of the drawings is a flowchart showing a program that is closely related to the present invention, taken out of the programs stored in the ROM in FIG. FIG. 6 shows the RAM in FIG.
FIG. 3 is a diagram conceptually showing the configuration of FIG. FIG. 7 is a graph for explaining a series of casting in the above embodiment. FIGS. 8, 10, and 12 each correspond to FIG.
34 is a flowchart showing details of S31, 32, and 33. Figure 9, each of FIG. 11 and FIG. 13 is a graph showing an example of calculation results of the estimate hot water temperature theta E in the above embodiment. FIG. 14 is a graph showing an example of the temperature control in the above embodiment. FIG. 15 and FIG. 16 are diagrams conceptually showing a neural network used by a microcomputer in another embodiment. 1,10: melting furnace, 2,50: power supply 3: hot water temperature measurement means, 4: hot water temperature estimation means 5, power supply control means, 30: thermocouple 32: thermometer, 40: mold 44: gate, 52: controller
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 勝仁 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41 番地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 大嶋 満寿治 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41 番地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 吉田 浩之 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41 番地の１ 株式会社豊田中央研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Katsuhito Yamada 41-cho, Yokomichi, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi Prefecture Inside Toyota Central Research Laboratory, Inc. (72) Inventor Masuji Oshima Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi Prefecture 41, Yokomichi, Toyota Central R & D Laboratories Co., Ltd. (72) Inventor Hiroyuki Yoshida 41, Yokomichi, Yoji, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi Prefecture, Japan
Claims (1)
その溶解炉に電力を供給する電源を制御する電気式溶解
炉のための温度制御装置であって、 前記溶湯の温度である湯温を測定する湯温測定手段と、 その湯温測定手段により測定された実測湯温に基づき、
その測定以後における前記湯温の変化を、前記溶解炉の
溶湯量，溶解炉への供給電力，溶解炉の周囲温度等の熱
的条件の下で推定する湯温推定手段と、 その湯温推定手段の推定結果に基づき、前記湯温の実際
値が目標値となるように前記電源を制御する電源制御手
段と を含むことを特徴とする電気式溶解炉のための温度制御
装置。In order to control the temperature of a molten metal in a melting furnace,
A temperature control device for an electric melting furnace for controlling a power supply for supplying electric power to the melting furnace, comprising: a hot water temperature measuring means for measuring a hot water temperature which is a temperature of the molten metal; Based on the measured hot water temperature,
Hot water temperature estimating means for estimating a change in the hot water temperature after the measurement under thermal conditions such as the amount of molten metal in the melting furnace, electric power supplied to the melting furnace, and ambient temperature of the melting furnace; And a power supply control means for controlling the power supply based on the estimation result of the means so that the actual value of the hot water temperature becomes a target value.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30461890A JP2784556B2 (en) | 1990-11-09 | 1990-11-09 | Temperature control device for electric melting furnace |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30461890A JP2784556B2 (en) | 1990-11-09 | 1990-11-09 | Temperature control device for electric melting furnace |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04179090A JPH04179090A (en) | 1992-06-25 |
| JP2784556B2 true JP2784556B2 (en) | 1998-08-06 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3231601B2 (en) * | 1995-11-21 | 2001-11-26 | トヨタ自動車株式会社 | Electric furnace temperature control method and apparatus |
-
1990
- 1990-11-09 JP JP30461890A patent/JP2784556B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH04179090A (en) | 1992-06-25 |
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