JP2925655B2 - 溶融金属の目標値温度の時間経過を実現するための方法 - Google Patents
溶融金属の目標値温度の時間経過を実現するための方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 a. 産業上の利用分野 本発明は、所要の加熱エネルギーが少なくとも１つの
プラズマバーナにより発生される、取鍋の中又は分配器
溝の出口における溶融金属の目標値温度を得るための方
法に関する。
プラズマバーナにより発生される、取鍋の中又は分配器
溝の出口における溶融金属の目標値温度を得るための方
法に関する。
b. 従来の技術 ヨーロッパ特許出願公開第0180741号公報から、エネ
ルギーを供給することにより収容容器の中にある溶融金
属の温度を低める又は高めるための方法及び装置であっ
て、所要エネルギーが１つ又は複数のプラズマバーナに
より発生されるものが公知である。この文献はしかし、
前もって与えられている温度のために必要な加熱能力を
どのようにして測定するかについては何も説明していな
い。従ってこの文献には、目標値温度のための時間的境
界条件については何ら説明されていない。
ルギーを供給することにより収容容器の中にある溶融金
属の温度を低める又は高めるための方法及び装置であっ
て、所要エネルギーが１つ又は複数のプラズマバーナに
より発生されるものが公知である。この文献はしかし、
前もって与えられている温度のために必要な加熱能力を
どのようにして測定するかについては何も説明していな
い。従ってこの文献には、目標値温度のための時間的境
界条件については何ら説明されていない。
加熱に必要なエネルギーが、連続鋳造装置の分配器溝
と固定接続されている誘導形加熱装置により溶融金属に
供給される方法も公知である（例えばヨーロッパ特許出
願公開第0132280号公報を参照）。この方法はしかし、
各容器のために別個の加熱装置を設けなければならない
という大きな欠点を有し、これは特に取鍋においてコス
ト高につながる。
と固定接続されている誘導形加熱装置により溶融金属に
供給される方法も公知である（例えばヨーロッパ特許出
願公開第0132280号公報を参照）。この方法はしかし、
各容器のために別個の加熱装置を設けなければならない
という大きな欠点を有し、これは特に取鍋においてコス
ト高につながる。
c. 発明が解決しようとする課題 本発明の課題は、例えば容器の出口等を前もって与え
られている個所における取鍋又は分配器溝の中の溶融金
属の温度が、たとえ障害による影響が加わっても、前も
って与えられている時間的温度経過に対応することを確
保し、この場合に温度経過は最も簡単な場合には一定で
ある（温度の保持）ことも可能である方法を提供するこ
とにある。
られている個所における取鍋又は分配器溝の中の溶融金
属の温度が、たとえ障害による影響が加わっても、前も
って与えられている時間的温度経過に対応することを確
保し、この場合に温度経過は最も簡単な場合には一定で
ある（温度の保持）ことも可能である方法を提供するこ
とにある。
d. 課題を解決するための手段 上記課題は、取鍋の場合には、 − 目標値温度の時間経過と、質量と、必要の場合には
流出溶融金属の質量流と、取鍋の中にある溶融金属の特
性値と、装置とパラメータとが入力されることと、 − これらの値から、目標の温度経過を実現する４めに
必要な加熱能力に対応する操作信号の経過が求められ、 − 同時にかつ連続的に溶融金属の実際の温度（T1）が
測定され、 − 前もって与えられている許容誤差を越えて溶融金属
の実際の温度がその目標値温度からずれている場合には
加熱能力のための操作信号が、実際値温度が目標値温度
を上回ると操作信号が低められ実際値温度が目標値温度
を下回ると操作信号は高められるように閉ループ制御装
置により制御されることにより解決される。
流出溶融金属の質量流と、取鍋の中にある溶融金属の特
性値と、装置とパラメータとが入力されることと、 − これらの値から、目標の温度経過を実現する４めに
必要な加熱能力に対応する操作信号の経過が求められ、 − 同時にかつ連続的に溶融金属の実際の温度（T1）が
測定され、 − 前もって与えられている許容誤差を越えて溶融金属
の実際の温度がその目標値温度からずれている場合には
加熱能力のための操作信号が、実際値温度が目標値温度
を上回ると操作信号が低められ実際値温度が目標値温度
を下回ると操作信号は高められるように閉ループ制御装
置により制御されることにより解決される。
時間に存在する経過を有することも基本的に可能な制
御装置により求められた加熱能力が、障害が発生しない
場合には目標値温度の所望の経過を実現することが経験
的に可能であるが、入力された値に基づいて求められた
加熱能力を、障害による影響が加わった場合は必要な加
熱能力をも含めて目標値温度を実現するために整合する
閉ループ制御装置に測定された温度を帰還することが例
えば取鍋の出口における溶融金属の温度経過が目標の経
過に対して、前もって与えられている許容誤差の範囲内
で制御されるために、用いられる。
御装置により求められた加熱能力が、障害が発生しない
場合には目標値温度の所望の経過を実現することが経験
的に可能であるが、入力された値に基づいて求められた
加熱能力を、障害による影響が加わった場合は必要な加
熱能力をも含めて目標値温度を実現するために整合する
閉ループ制御装置に測定された温度を帰還することが例
えば取鍋の出口における溶融金属の温度経過が目標の経
過に対して、前もって与えられている許容誤差の範囲内
で制御されるために、用いられる。
溶融金属の凝固するのではなく流れる分配器溝の場合
には、溶融請求の範囲第２項に記載のように、取鍋の場
合に入力すべき値の外に分配器溝の中へ流入する際の溶
融金属の温度と、分配器溝の中に入れるべき溶融金属の
総質量と、分配器溝の入口と出口とにおける溶融金属の
質量流とが閉ループ制御装置に入力される。この際に、
分配器溝の出口における溶融金属の実際の温度が測定さ
れるのであって、プラズマバーナによる加熱能力入力結
合の下での溶融金属の実際の温度が測定されるのではな
い場合には、加熱能力のための操作信号はシステム固有
の遅れ時間の考慮の下に制御されなければならない。
には、溶融請求の範囲第２項に記載のように、取鍋の場
合に入力すべき値の外に分配器溝の中へ流入する際の溶
融金属の温度と、分配器溝の中に入れるべき溶融金属の
総質量と、分配器溝の入口と出口とにおける溶融金属の
質量流とが閉ループ制御装置に入力される。この際に、
分配器溝の出口における溶融金属の実際の温度が測定さ
れるのであって、プラズマバーナによる加熱能力入力結
合の下での溶融金属の実際の温度が測定されるのではな
い場合には、加熱能力のための操作信号はシステム固有
の遅れ時間の考慮の下に制御されなければならない。
しかし特許請求の範囲第３項に記載のように、分配器
溝の出口における温度の他のプラズマバーナの下即ち熱
供給ゾーン内の溶融金属の温度も測定される場合には、
その都度に必要な加熱能力のための操作信号の閉ループ
制御を、システム固有の遅れ時間を考慮しないで行うこ
とも可能である。この場合には閉ループ制御装置を省い
て、分配器溝の出口における溶融金属の温度経過を目標
経過に対して、前もって与えられている許容誤差の範囲
内で閉ループ制御することさえも可能である。
溝の出口における温度の他のプラズマバーナの下即ち熱
供給ゾーン内の溶融金属の温度も測定される場合には、
その都度に必要な加熱能力のための操作信号の閉ループ
制御を、システム固有の遅れ時間を考慮しないで行うこ
とも可能である。この場合には閉ループ制御装置を省い
て、分配器溝の出口における溶融金属の温度経過を目標
経過に対して、前もって与えられている許容誤差の範囲
内で閉ループ制御することさえも可能である。
好適な効率で装置を作動するために、アーク長に対応
する、プラズマバーナと溶融金属との間の間隔を小さい
初期値に設定し、電流の強さを所要の加熱能力に対応し
て制御し、その都度に必要な加熱能力を、電流の強さが
最大でありプラズマバーナと溶融金属との間の間隔が初
期間隔である際の加熱能力特性値と比較し、温度制御に
必要な加熱能力整合を、所要の加熱能力が加熱能力特性
値を下回る場合には電流の長さ（アーク長＝初期間隔）
のみを介して行い、所要の加熱能力が加熱能力特性値を
上回る場合にはプラズマバーナと溶融金属との間の間隔
（アーク電流＝最大電流の強さ）のみを介して行う。
する、プラズマバーナと溶融金属との間の間隔を小さい
初期値に設定し、電流の強さを所要の加熱能力に対応し
て制御し、その都度に必要な加熱能力を、電流の強さが
最大でありプラズマバーナと溶融金属との間の間隔が初
期間隔である際の加熱能力特性値と比較し、温度制御に
必要な加熱能力整合を、所要の加熱能力が加熱能力特性
値を下回る場合には電流の長さ（アーク長＝初期間隔）
のみを介して行い、所要の加熱能力が加熱能力特性値を
上回る場合にはプラズマバーナと溶融金属との間の間隔
（アーク電流＝最大電流の強さ）のみを介して行う。
e. 実施例 次に本発明を実施例に基づき図を用いて詳しく説明す
る。第１図に示されている取鍋１は溶融金属２により充
填されている。取鍋１の蓋３を貫通してプラズマバーナ
４が案内され、アーク長に対応する、溶融金属２の表面
からのプラズマバーナ４の間隔ａは移動装置５により調
整することができる。
る。第１図に示されている取鍋１は溶融金属２により充
填されている。取鍋１の蓋３を貫通してプラズマバーナ
４が案内され、アーク長に対応する、溶融金属２の表面
からのプラズマバーナ４の間隔ａは移動装置５により調
整することができる。
１つのプラズマバーナの代わりに、所要の加熱能力に
依存して複数例えば２つ又は３つのプラズマバーナを用
いることもでき、これらのプラズマバーナは電流源６か
ら直流又は交流（又は３相交流）により給電することが
できる。
依存して複数例えば２つ又は３つのプラズマバーナを用
いることもでき、これらのプラズマバーナは電流源６か
ら直流又は交流（又は３相交流）により給電することが
できる。
取鍋１の出口９には温度測定個所T1Tが設けられてい
る。温度測定個所T1と移動装置５と電流源６のうちのそ
れぞれ２つの間には開ループ／閉ループ制御装置７が設
けられ、開ループ／閉ループ制御装置７はその入力側を
介して測定個所T1の温度の測定信号を受取りそのそれぞ
れ１つの出力側を介して移動装置５又は電流源６と接続
されている。
る。温度測定個所T1と移動装置５と電流源６のうちのそ
れぞれ２つの間には開ループ／閉ループ制御装置７が設
けられ、開ループ／閉ループ制御装置７はその入力側を
介して測定個所T1の温度の測定信号を受取りそのそれぞ
れ１つの出力側を介して移動装置５又は電流源６と接続
されている。
開ループ／閉ループ制御装置７は、ユニット23に統合
されている適応形開ループ制御装置21と閉ループ制御装
置22と、加熱能力整合回路24とから成り、適応形開ルー
プ制御装置21はその開ループ制御プログラムを自動的
に、種々異なる初期条件に起因する要求に整合（適応）
する。加熱能力整合回路24は、プラズマバーナ４と溶融
金属２とを有する閉ループ制御装置の中の電流源６と移
動装置５とを制御する。測定個所T1から閉ループ制御装
置22へは帰還接続線が設けられている。
されている適応形開ループ制御装置21と閉ループ制御装
置22と、加熱能力整合回路24とから成り、適応形開ルー
プ制御装置21はその開ループ制御プログラムを自動的
に、種々異なる初期条件に起因する要求に整合（適応）
する。加熱能力整合回路24は、プラズマバーナ４と溶融
金属２とを有する閉ループ制御装置の中の電流源６と移
動装置５とを制御する。測定個所T1から閉ループ制御装
置22へは帰還接続線が設けられている。
例えば取鍋１への注入の際に守るべき溶融金属２の目
標値温度T1′（ｔ）の時間変化を得るために先ず初め
に、 − 目標値温度T1′（ｔ）の所望の時間経過と、 − 初期条件及び境界条件として特に、 ・ 溶融金属の初期温度T1と、 ・ 溶融金属２の質量m2と、 ・ 溶融金属２の熱容量と、 ・ 流出する溶融金属の質量流m9と、 ・ 取鍋１のライニングの長さ等の装置パラメータ等
を適応形開ループ制御装置21と閉ループ制御装置22に入
力する。
標値温度T1′（ｔ）の時間変化を得るために先ず初め
に、 − 目標値温度T1′（ｔ）の所望の時間経過と、 − 初期条件及び境界条件として特に、 ・ 溶融金属の初期温度T1と、 ・ 溶融金属２の質量m2と、 ・ 溶融金属２の熱容量と、 ・ 流出する溶融金属の質量流m9と、 ・ 取鍋１のライニングの長さ等の装置パラメータ等
を適応形開ループ制御装置21と閉ループ制御装置22に入
力する。
これらの値から開ループ制御装置21は、目標とする温
度変化T1′（ｔ）を実現するために必要な加熱能力Ｑ
（ｔ）のための操作信号を、たとえノイズが発生しても
これを考慮しないで求める。この場合に、開ループ制御
を実行する基礎として一方では閉ループ制御部25が、そ
の種々異なるプロセス状態においてモデル化され、他方
では取鍋１の中の溶融金属２の基準温度変化が作動点状
態において決められる。
度変化T1′（ｔ）を実現するために必要な加熱能力Ｑ
（ｔ）のための操作信号を、たとえノイズが発生しても
これを考慮しないで求める。この場合に、開ループ制御
を実行する基礎として一方では閉ループ制御部25が、そ
の種々異なるプロセス状態においてモデル化され、他方
では取鍋１の中の溶融金属２の基準温度変化が作動点状
態において決められる。
上記データの入力と同時にかつ連続的に溶融金属２の
実際値温度T1が取鍋１の出口が測定され、閉ループ装置
22は、実際値温度T1と目標値温度T1′（ｔ）との間の差
が零又は前もって与えられている許容誤差からずれる差
を有する場合には、開ループ制御装置21により前もって
与えられている加熱能力Ｑ（ｔ）のための操作信号を、
発生した差（T1−T1′（ｔ））が前もって与えられてい
る許容誤差の範囲内に戻るように制御する。
実際値温度T1が取鍋１の出口が測定され、閉ループ装置
22は、実際値温度T1と目標値温度T1′（ｔ）との間の差
が零又は前もって与えられている許容誤差からずれる差
を有する場合には、開ループ制御装置21により前もって
与えられている加熱能力Ｑ（ｔ）のための操作信号を、
発生した差（T1−T1′（ｔ））が前もって与えられてい
る許容誤差の範囲内に戻るように制御する。
加熱能力整合回路24においては、最適の効率を得るた
めに、その都度の加熱能力Ｑ（ｔ）が、最大電流I
maxと、溶融金属２の表面からプラズマバーナ４までの
最初に前もって与えられている最小間隔a0により当得る
ことのできる加熱能力Ｋより小さいか又はこれに等しい
かが求められる。
めに、その都度の加熱能力Ｑ（ｔ）が、最大電流I
maxと、溶融金属２の表面からプラズマバーナ４までの
最初に前もって与えられている最小間隔a0により当得る
ことのできる加熱能力Ｋより小さいか又はこれに等しい
かが求められる。
開ループ制御装置21により前もって与えられている加
熱能力Ｑ（ｔ）がその都度に（加熱能力特性値とも呼称
される）加熱能力Ｋより小さいか又はこれに等しい場合
には電流Ｉは対応して高められ、前もって与えられてい
る加熱能力Ｑ（ｔ）が加熱能力Ｋより大きい場合には最
大電流Imaxはそのままにされ、溶融金属２の表面からプ
ラズマバーナ４までの間隔ａは、前もって与えられてい
る加熱能力Ｑ（ｔ）に対応して、アーク電圧が高められ
ながら大きくされる。
熱能力Ｑ（ｔ）がその都度に（加熱能力特性値とも呼称
される）加熱能力Ｋより小さいか又はこれに等しい場合
には電流Ｉは対応して高められ、前もって与えられてい
る加熱能力Ｑ（ｔ）が加熱能力Ｋより大きい場合には最
大電流Imaxはそのままにされ、溶融金属２の表面からプ
ラズマバーナ４までの間隔ａは、前もって与えられてい
る加熱能力Ｑ（ｔ）に対応して、アーク電圧が高められ
ながら大きくされる。
第３図に示されている注入又は分配器溝10は出口11の
一端と他端とに、１つ又はそれぞれ１つの（図示されて
ない）連続鋳造装置への１つ又は複数の出口19を有する
（このような連続鋳造装置は例えば米国特許第3333452
号明細書に開示されている）。分配器溝10の蓋13を貫通
して１つ又は複数のプラズマバーナ14が案内され、アー
ク長に対応する、溶融金属12の表面からの間隔ａは移動
装置15より変化させることができる。１つ又は複数のプ
ラズマバーナ14は電流源16に接続されていう。分配溝10
の少なくとも１つの出口に温度測定個所T1が設けられて
いる。測定個所T3と移動装置15と電流源16のうちのそれ
ぞれ２つの間にも開ループ／閉ループ制御装置17が設け
られ、開ループ／閉ループ制御装置17はその入力側を介
して測定個所T3の温度の測定信号を受取り、それぞれ１
つの個別の出力側を介して移動装置15又は電流源16と接
続されている。
一端と他端とに、１つ又はそれぞれ１つの（図示されて
ない）連続鋳造装置への１つ又は複数の出口19を有する
（このような連続鋳造装置は例えば米国特許第3333452
号明細書に開示されている）。分配器溝10の蓋13を貫通
して１つ又は複数のプラズマバーナ14が案内され、アー
ク長に対応する、溶融金属12の表面からの間隔ａは移動
装置15より変化させることができる。１つ又は複数のプ
ラズマバーナ14は電流源16に接続されていう。分配溝10
の少なくとも１つの出口に温度測定個所T1が設けられて
いる。測定個所T3と移動装置15と電流源16のうちのそれ
ぞれ２つの間にも開ループ／閉ループ制御装置17が設け
られ、開ループ／閉ループ制御装置17はその入力側を介
して測定個所T3の温度の測定信号を受取り、それぞれ１
つの個別の出力側を介して移動装置15又は電流源16と接
続されている。
分配器溝10のための開ループ／閉ループ制御装置17
は、１つのユニット33に統合されている適応形開ループ
制御装置31と閉ループ制御装置32と、加熱能力整合回路
34とから成り、適応形開ループ制御装置31とその開ルー
ププログラムをこの場合にも自動的に、種々異なる初期
条件を起因する要求に対応して整合（適応）する。加熱
能力整合回路34は、プラズマバーナ14と溶融金属12とを
有する閉ループ制御部35の中の電流源16と移動装置15と
を制御する。このように入力結合されている加熱能力は
溶融金属12の温度T5を少なくとも１つのプラズマバーナ
14を介して直接に制御する。この温度T5はしかし遅れ時
間素子tsにより、プロセスのためひいては閉ループ制御
のために重要な温度T5から分離され、温度T5に帰還接続
されて目標値温度経過T3′（ｔ）と減算により比較さ
れ、比較結果は閉ループ制御装置32に入力される。遅れ
時間tsは実質的に、溝10への溶融金属12の流入によっ
て、少なくとも１つのプラズマバーナ14による熱入力結
合と、測定個所T3との間の流れ方向における間隔によっ
て条件付けされる。
は、１つのユニット33に統合されている適応形開ループ
制御装置31と閉ループ制御装置32と、加熱能力整合回路
34とから成り、適応形開ループ制御装置31とその開ルー
ププログラムをこの場合にも自動的に、種々異なる初期
条件を起因する要求に対応して整合（適応）する。加熱
能力整合回路34は、プラズマバーナ14と溶融金属12とを
有する閉ループ制御部35の中の電流源16と移動装置15と
を制御する。このように入力結合されている加熱能力は
溶融金属12の温度T5を少なくとも１つのプラズマバーナ
14を介して直接に制御する。この温度T5はしかし遅れ時
間素子tsにより、プロセスのためひいては閉ループ制御
のために重要な温度T5から分離され、温度T5に帰還接続
されて目標値温度経過T3′（ｔ）と減算により比較さ
れ、比較結果は閉ループ制御装置32に入力される。遅れ
時間tsは実質的に、溝10への溶融金属12の流入によっ
て、少なくとも１つのプラズマバーナ14による熱入力結
合と、測定個所T3との間の流れ方向における間隔によっ
て条件付けされる。
溶融金属12の目標値温度T3′（ｔ）の時間経過を得る
ために鋳込み工程の初めに又は工程変更の初めに − 目標値温度T3′（ｔ）の時間経過と、 − 初期条件及び境界条件として特に、 ・ 分配溝10の中への溶融金属の流入の際の溶融金属
の温度T4、 ・ 分配器溝10の中に注入すべき溶融金属の総質量m
2、 ・ 分配器溝の中に流入する際の溶融金属の質量流
（鋳込み率）、 ・ 分配器溝10の出口19における質量流m19、 ・ 溶融金属12の比熱容量、 ・ 分配器溝10のライニングの厚さ等の装置パラメー
タ等が適応形開ループ制御装置31と閉ループ制御装置32
の中に入力される。
ために鋳込み工程の初めに又は工程変更の初めに − 目標値温度T3′（ｔ）の時間経過と、 − 初期条件及び境界条件として特に、 ・ 分配溝10の中への溶融金属の流入の際の溶融金属
の温度T4、 ・ 分配器溝10の中に注入すべき溶融金属の総質量m
2、 ・ 分配器溝の中に流入する際の溶融金属の質量流
（鋳込み率）、 ・ 分配器溝10の出口19における質量流m19、 ・ 溶融金属12の比熱容量、 ・ 分配器溝10のライニングの厚さ等の装置パラメー
タ等が適応形開ループ制御装置31と閉ループ制御装置32
の中に入力される。
これらの値から閉ループ制御装置31は、達成すべき温
度経過T3′（ｔ）を実現するために必要な熱能力Ｑ
（ｔ）のための操作信号を、障害による影響が発生した
としてもこれを考慮することなしに求める。
度経過T3′（ｔ）を実現するために必要な熱能力Ｑ
（ｔ）のための操作信号を、障害による影響が発生した
としてもこれを考慮することなしに求める。
閉ループ制御装置31はしかし（例えば取鍋交換の長引
き、鋳込みの遅れ等の）工程経過の変化にも、これらの
変化が付加信号により操作員により入力される場合には
自動的に応答する。開ループ制御の展開の基礎としてこ
の場合にも一方では閉ループ制御部35がその種々のプロ
セス状態においてモデル化され、他方では分配器溝の中
の溶融金属12の基準温度経過が動作点状態において固定
される。
き、鋳込みの遅れ等の）工程経過の変化にも、これらの
変化が付加信号により操作員により入力される場合には
自動的に応答する。開ループ制御の展開の基礎としてこ
の場合にも一方では閉ループ制御部35がその種々のプロ
セス状態においてモデル化され、他方では分配器溝の中
の溶融金属12の基準温度経過が動作点状態において固定
される。
上記のデータの入力と同時にかつ連続的に溶融金属12
の実際値温度T3が分配器溝10の出口19において測定さ
れ、その際に閉ループ制御装置32は、実際値温度T3と目
標値温度T3′（ｔ）との間の差が零又は前もって与えら
れている許容誤差範囲内にある場合には、開ループ制御
装置31により前もって与えられている加熱能力Ｑ（ｔ）
のための操作信号を遅れ時間tsを考慮しながら制御し
て、発生する差（T3−T3′（ｔ））が前もって与えられ
ている特許誤差の範囲内に戻るようにする。
の実際値温度T3が分配器溝10の出口19において測定さ
れ、その際に閉ループ制御装置32は、実際値温度T3と目
標値温度T3′（ｔ）との間の差が零又は前もって与えら
れている許容誤差範囲内にある場合には、開ループ制御
装置31により前もって与えられている加熱能力Ｑ（ｔ）
のための操作信号を遅れ時間tsを考慮しながら制御し
て、発生する差（T3−T3′（ｔ））が前もって与えられ
ている特許誤差の範囲内に戻るようにする。
加熱能力整合回路34では、その都度の加熱能力Ｑ
（ｔ）が、最大電流の強さImaxと、初めに前もって与え
られている、溶融金属12からのプラズマバーナ14の最小
間隔a0とにより得ることのできる（加熱能力特性値とも
呼称される）加熱能力Ｋより小さいか又はこれに等しい
かが求められる。
（ｔ）が、最大電流の強さImaxと、初めに前もって与え
られている、溶融金属12からのプラズマバーナ14の最小
間隔a0とにより得ることのできる（加熱能力特性値とも
呼称される）加熱能力Ｋより小さいか又はこれに等しい
かが求められる。
閉ループ制御装置31により前もって与えられている加
熱能力Ｑ（ｔ）がその都度に加熱能力Ｋより小さいか又
はこれに等しい場合には電流の強さＩは対応して高めら
れ、前もって与えられている加熱能力Ｑ（ｔ）が加熱能
力Ｋより大きい場合には最大電流Imaxはそのままにさ
れ、溶融金属12の表面からのプラズマバーナ14の間隔ａ
は、前もって与えられている加熱能力Ｑ（ｔ）に対応し
てかつアーク長を高めながら大きくされる。
熱能力Ｑ（ｔ）がその都度に加熱能力Ｋより小さいか又
はこれに等しい場合には電流の強さＩは対応して高めら
れ、前もって与えられている加熱能力Ｑ（ｔ）が加熱能
力Ｋより大きい場合には最大電流Imaxはそのままにさ
れ、溶融金属12の表面からのプラズマバーナ14の間隔ａ
は、前もって与えられている加熱能力Ｑ（ｔ）に対応し
てかつアーク長を高めながら大きくされる。
システム固有の遅れ時間tsの閉ループ制御上の問題を
回避しひいては適応形制御を不要とするために、別の１
つの実施例においては２本の温度帰還制御接続線が設け
られている（第５図）。この場合に温度測定個所T3の他
に溝10の出口19に別の１つの温度測定個所T5が設けら
れ、温度測定個所T5は分配器溝10の中にプラズマバーナ
14の下の位置に配置される（第３図の一点鎖線を参
照）。温度測定個所T5の測定信号は、減算形温度比較の
後に閉ループ制御装置32′に入力される。このように遅
れ時間なしでT5−帰還接続される閉ループ制御回路を形
成することにより測定個所T5における溶融金属12の温度
を常時にかつ障害と無関係に、前もって与えられている
値に保持する、又は前もって与えられている経過を対応
して整合することが可能となる。
回避しひいては適応形制御を不要とするために、別の１
つの実施例においては２本の温度帰還制御接続線が設け
られている（第５図）。この場合に温度測定個所T3の他
に溝10の出口19に別の１つの温度測定個所T5が設けら
れ、温度測定個所T5は分配器溝10の中にプラズマバーナ
14の下の位置に配置される（第３図の一点鎖線を参
照）。温度測定個所T5の測定信号は、減算形温度比較の
後に閉ループ制御装置32′に入力される。このように遅
れ時間なしでT5−帰還接続される閉ループ制御回路を形
成することにより測定個所T5における溶融金属12の温度
を常時にかつ障害と無関係に、前もって与えられている
値に保持する、又は前もって与えられている経過を対応
して整合することが可能となる。
このようにして測定個所T3における溶融金属12の温度
も、測定個所T5の溶融金属の温度とほぼ同様の所望の特
性を揺する、何故ならば双方の温度は遅れ時間素子tsに
より互いに分離されているのにすぎないからである。測
定個所T3の溶融金属12を、前もって与えられている温度
経過T3′（ｔ）の所望の値に遅れ時間なしに整合するた
めに、目標値温度T3′（ｔ）と測定個所T3の温度との差
が、遅れ時間tsを考慮して閉ループ制御プロセス閉ルー
プ制御装置37に入れ、閉ループ制御装置は、その時点に
おいて有効である温度差（T3′−T3）に従って閉ループ
制御装置32′の閉ループ制御プロセスを制御し、ひいて
はT3を目標経過T3′（ｔ）に整合する。
も、測定個所T5の溶融金属の温度とほぼ同様の所望の特
性を揺する、何故ならば双方の温度は遅れ時間素子tsに
より互いに分離されているのにすぎないからである。測
定個所T3の溶融金属12を、前もって与えられている温度
経過T3′（ｔ）の所望の値に遅れ時間なしに整合するた
めに、目標値温度T3′（ｔ）と測定個所T3の温度との差
が、遅れ時間tsを考慮して閉ループ制御プロセス閉ルー
プ制御装置37に入れ、閉ループ制御装置は、その時点に
おいて有効である温度差（T3′−T3）に従って閉ループ
制御装置32′の閉ループ制御プロセスを制御し、ひいて
はT3を目標経過T3′（ｔ）に整合する。
第１図は溶融金属の閉ループ制御形加熱装置を有する取
鍋の断面図、第２図は取鍋にある溶融金属の閉ループ制
御形加熱装置のブロック回路図、第３図は溶融金属の閉
ループ制御形加熱装置を有する連続鋳造装置のための分
配溝の断面図、第４図は分配器溝の中の溶融金属の閉ル
ープ制御装置のブロック回路図、第５図は分配器溝の中
の溶融金属の閉ループ制御形加熱装置の別の１つの実施
例のブロック回路図である。 １……取鍋、２……溶融金属、 ３……蓋、４……プラズマバーナ、 ５……移動装置、６……電流源、 ７……閉ループ／開ループ制御装置、 ９……出口、10……分配器溝、 11……入口、12……溶融金属、 13……蓋、14……プラズマバーナ、 15……移動装置、16……電流源、 17……閉ループ／開ループ制御装置、 21……開ループ制御装置、22……閉ループ制御装置、 23……ユニット、24……加熱能力整合回路、 25……閉ループ制御部、31……閉ループ制御装置、 32……閉ループ制御装置、33……ユニット、 34……加熱能力整合回路、35……閉ループ制御部、 37……閉ループ制御プロセス閉ループ制御装置、 T1……初期温度、T3,T4,T5……測定個所、 T1′（ｔ）……目標値温度、 T3′（ｔ）……目標値温度経過、 ts……遅れ時間素子。
鍋の断面図、第２図は取鍋にある溶融金属の閉ループ制
御形加熱装置のブロック回路図、第３図は溶融金属の閉
ループ制御形加熱装置を有する連続鋳造装置のための分
配溝の断面図、第４図は分配器溝の中の溶融金属の閉ル
ープ制御装置のブロック回路図、第５図は分配器溝の中
の溶融金属の閉ループ制御形加熱装置の別の１つの実施
例のブロック回路図である。 １……取鍋、２……溶融金属、 ３……蓋、４……プラズマバーナ、 ５……移動装置、６……電流源、 ７……閉ループ／開ループ制御装置、 ９……出口、10……分配器溝、 11……入口、12……溶融金属、 13……蓋、14……プラズマバーナ、 15……移動装置、16……電流源、 17……閉ループ／開ループ制御装置、 21……開ループ制御装置、22……閉ループ制御装置、 23……ユニット、24……加熱能力整合回路、 25……閉ループ制御部、31……閉ループ制御装置、 32……閉ループ制御装置、33……ユニット、 34……加熱能力整合回路、35……閉ループ制御部、 37……閉ループ制御プロセス閉ループ制御装置、 T1……初期温度、T3,T4,T5……測定個所、 T1′（ｔ）……目標値温度、 T3′（ｔ）……目標値温度経過、 ts……遅れ時間素子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ２７Ｄ 19/00 Ｆ２７Ｄ 19/00 Ａ (72)発明者 ベルンハルト・エスペンディラー ドイツ連邦共和国、デー 4408 デュル メン、アルベルト‐シュヴァイツァー- ヴェーク ７ (56)参考文献 特開 昭56−11133（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−31560（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−100951（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−221220（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−170995（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B22D 41/005 B22D 46/00 C21C 5/52 F27D 11/08
Claims (4)
- 【請求項１】所要の加熱エネルギーが少なくとも１つの
プラズマバーナにより発生される、取鍋の中の溶融金属
の目標値温度の時間経過パターンを実現するための方法
において、 目標値温度T1′（ｔ）の時間経過パターンと、質量（m
2）と、流出溶融金属（２）の質量流（m9）と、取鍋
（１）の中にある溶融金属（２）の熱容量等の条件値
と、取鍋（１）のライニングの厚さ等の装置パラメータ
とが入力され、 これらの値から、目標の温度経過パターンを実現するた
めに必要な加熱能力（Ｑ（ｔ））に関する操作信号の経
過パターンを求め、 同時にかつ連続的に溶融金属の実際の温度（T1）が測定
され、 加熱能力（Ｑ（ｔ））のための操作信号が、溶融金属
（２）の実際の温度（T1）がその目標値温度（T1′
（ｔ））から前もって与えられている許容誤差を越えて
ずれている場合には、実際値温度が目標値温度を上回る
場合には操作信号が低められ実際値温度が目標値温度を
下回る場合には操作信号は高められるように閉ループ制
御装置（22）により制御されることを特徴とする溶融金
属の目標値温度の時間経過パターンを実現するための方
法。 - 【請求項２】所要の加熱エネルギーが少なくとも１つの
プラズマバーナにより発生される、分配器溝の出口にお
ける溶融金属の目標値温度の時間経過パターンを実現す
る方法において、 溶融金属の目標値温度（T3′（ｔ））の時間経過パター
ンと、分配器溝（10）の中への流入の際の溶融金属の温
度（T4）と、分配器溝（10）の中に供給すべき溶融金属
の総質量（m2）と、分配器溝（10）の入口（11）と出口
（19）とにおける溶融金属の質量流（m11,m19）と、溶
融金属の特殊値と、装置パラメータとが、その開ループ
プログラムを自動的に種々異なる初期条件に起因する要
求に対応して適応する適応形開ループ制御装置（31）に
入力され、 これらの値から、目標の温度経過パターンに必要な加熱
能力（Ｑ（ｔ））に対応する操作信号の経過パターンが
求められ、 同時かつ連続的に分配器溝（10）の出口（19）における
溶融金属（12）の実際の温度T3が測定され、 前もって与えられている許容誤差を越えて溶融金属（1
2）の実際値温度（T3′（ｔ））からずれている場合に
は加熱能力（Ｑ（ｔ））のための操作信号が、実際値温
度が目標値温度を上回ると操作信号は低められ実際値温
度が目標値温度を下回ると操作信号は高められるように
閉ループ制御装置（32）によりシステム固有の遅れ時間
（ts）を補整して制御されることを特徴とする溶融金属
の目標値温度の時間経過パターンを実現する方法。 - 【請求項３】所要のエネルギーが少なくとも１つのプラ
ズマバーナにより発生される、分配器溝の出口における
溶融金属の目標値温度の時間経過パターンを実現するた
めの方法において、 出口（19）における溶融金属（12）の実際の温度（T3）
とプラズマバーナ作用ゾーン内の溶融金属の温度（T5）
とが連続的に測定され、 目標値温度T3′（ｔ）と測定個所T3の温度との差が閉ル
ープ制御プロセス閉ループ制御装置（37）に入力され、
該閉ループ制御プロセス閉ループ制御装置（37）が、こ
の温度差（T3′−T3）に応じて閉ループ制御装置（3
2′）を制御することによって、 前もって与えられている許容誤差を越えて溶融金属（1
2）の実際の温度（T3）がその目標値温度（T3′
（ｔ））からずれている場合には加熱能力のための操作
信号が、実際値温度が目標値温度を上回ると操作信号が
低められ実際の温度が目標値温度を下回ると操作信号が
低められるように閉ループ制御装置（32′）と閉ループ
制御プロセス閉ループ制御装置（37）とにより制御され
ることを特徴とする溶融金属の目標値温度の時間経過パ
ターンを実現するための方法。 - 【請求項４】アーク長に対応する、プラズマバーナ（4,
14）と溶融金属（2,12）との間の間隔（ａ）が小さい初
期値（a0）に設定され、先ず初めに電流の強さ（Ｉ）が
所要の加熱能力（Ｑ（ｔ））に対応して制御され、 その都度に必要な加熱能力（Ｑ（ｔ））が、電流の強さ
（Ｉ）が最大電流の強さ（I max）でありプラズマバー
ナ（4,14）と溶融金属（2,12）との間の間隔（ａ）が初
期間隔（a0）との場合に可能である加熱能力特性値
（Ｋ）と比較され、 温度制御に必要な加熱能力整合（24,34）が、所要の加
熱能力（Ｑ（ｔ））が加熱能力特性値（Ｋ）を下回る場
合には電流の強さ（Ｉ）のみを介して行われ。所要の加
熱能力（Ｑ（ｔ））が加熱能力特性値（Ｋ）を上回る場
合にはプラズマバーナ（4,14）と溶融金属（2,12）との
間の間隔（ａ）のみを介して行われることを特徴とする
特許請求の範囲第１項ないし第３項のうちのいずれか１
項に記載の溶融金属の目標値温度の時間経過パターンを
実現するための方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3915619A DE3915619A1 (de) | 1989-05-12 | 1989-05-12 | Verfahren zum erzielen einer temperatur einer metallschmelze |
| DE3915619.2 | 1989-05-12 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03468A JPH03468A (ja) | 1991-01-07 |
| JP2925655B2 true JP2925655B2 (ja) | 1999-07-28 |
Family
ID=6380570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2123958A Expired - Lifetime JP2925655B2 (ja) | 1989-05-12 | 1990-05-14 | 溶融金属の目標値温度の時間経過を実現するための方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5081640A (ja) |
| EP (1) | EP0403035B1 (ja) |
| JP (1) | JP2925655B2 (ja) |
| KR (1) | KR900017697A (ja) |
| DE (2) | DE3915619A1 (ja) |
| ZA (1) | ZA903344B (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5793022A (en) * | 1996-09-12 | 1998-08-11 | Applied Materials, Inc. | Adaptive temperture controller and method of operation |
| GB2352992B (en) * | 1999-08-05 | 2002-01-09 | Pyrotek Engineering Materials | Distributor device |
| DE102014213744A1 (de) * | 2014-07-15 | 2016-01-21 | Primetals Technologies Germany Gmbh | Elektrischer Lichtbogenofen mit einer Sicherheitsvorrichtung und Verfahren zur Sicherung von Peripheriegeräten an elektrischen Lichtbogenöfen |
| CN114178504B (zh) * | 2021-12-13 | 2022-09-02 | 北京航星机器制造有限公司 | 一种低压铸造铝合金熔体的智能控温方法 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3333452A (en) * | 1965-03-03 | 1967-08-01 | Sendzimir Inc T | Reduction of thick flat articles |
| DE1288760B (de) * | 1966-06-14 | 1969-02-06 | Coupette | Verfahren zur Steuerung von Temperatur und Stahlanalyse beim Stranggiessen und Vorrichtung dazu |
| SU762216A1 (ru) * | 1978-10-11 | 1980-09-07 | Boris P Polkov | Регулятор мощности многофазной руднотермической электропечи |
| US4323763A (en) * | 1979-05-14 | 1982-04-06 | Gca Corporation | Parametric power controller |
| US4486211A (en) * | 1980-06-27 | 1984-12-04 | Energy Fibers Int'l Corp. | Apparatus and methods of operation for converting fly ash into high quality mineral wool |
| JPS58100951A (ja) * | 1981-12-09 | 1983-06-15 | Nippon Steel Corp | 連続鋳造用溶鋼の温度調整方法 |
| US4484947A (en) * | 1983-04-22 | 1984-11-27 | North American Manufacturing Company | Method for melting a charge of bulk solid metal |
| DE3443740A1 (de) * | 1984-10-11 | 1986-04-17 | Fried. Krupp Gmbh, 4300 Essen | Verfahren und vorrichtung zum halten oder erhoehen der temperatur einer metallschmelze |
| SU1453631A1 (ru) * | 1987-01-07 | 1989-01-23 | Специальное проектно-конструкторское и технологическое бюро электротермического оборудования Производственного объединения "Сибэлектротерм" | Способ автоматического регулировани электрического режима дуговой сталеплавильной печи |
| DE3810292A1 (de) * | 1988-03-25 | 1989-10-05 | Rexroth Mannesmann Gmbh | Einrichtung zur regelung eines lichtbogenofens durch hydraulische hoehenverstellung der elektrode |
-
1989
- 1989-05-12 DE DE3915619A patent/DE3915619A1/de not_active Withdrawn
-
1990
- 1990-03-22 DE DE90250080T patent/DE59004280D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1990-03-22 EP EP90250080A patent/EP0403035B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1990-04-13 KR KR1019900005162A patent/KR900017697A/ko not_active Application Discontinuation
- 1990-05-02 ZA ZA903344A patent/ZA903344B/xx unknown
- 1990-05-11 US US07/522,176 patent/US5081640A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-05-14 JP JP2123958A patent/JP2925655B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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|---|---|
| JPH03468A (ja) | 1991-01-07 |
| DE59004280D1 (de) | 1994-03-03 |
| ZA903344B (en) | 1991-02-27 |
| US5081640A (en) | 1992-01-14 |
| DE3915619A1 (de) | 1990-11-15 |
| EP0403035A3 (de) | 1991-03-27 |
| KR900017697A (ko) | 1990-12-19 |
| EP0403035B1 (de) | 1994-01-19 |
| EP0403035A2 (de) | 1990-12-19 |
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