JP3102140B2 - 連続鋳造の自動鋳込み開始方法 - Google Patents

連続鋳造の自動鋳込み開始方法

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JP3102140B2 JP04138185A JP13818592A JP3102140B2 JP 3102140 B2 JP3102140 B2 JP 3102140B2 JP 04138185 A JP04138185 A JP 04138185A JP 13818592 A JP13818592 A JP 13818592A JP 3102140 B2 JP3102140 B2 JP 3102140B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、連続鋳造の鋳込み開始
から溶鋼湯面レベルを定常状態に移行させる自動鋳込み
開始方法に係わり、特に、連続鋳造機において鋳込み開
始から定常状態への溶鋼湯面レベルの移行を急激な湯面
変動なしに安定して行う自動鋳込み開始方法に関する。
【0002】
【従来の技術】連続鋳造においては、周知の如く、鋳込
み開始時にダミーバーを鋳型に挿入することによって鋳
型下部を閉塞し、その上に溶鋼を注入する。この状態か
ら定常鋳込み状態に移行するためには、鋳型内の溶鋼湯
面レベルを定常状態の目標レベルまで上昇させ、ダミー
バーを鋳込み速度で引き抜かなければならない。この
時、鋳型内の溶鋼湯面レベルが急激な変動をすると、ブ
レークアウトや鋳片の品質劣化の要因となって安定な操
業が阻害される。このため、自動で鋳込み開始を行うに
は、溶鋼湯面レベルの上昇が滑らかに定常状態での溶鋼
湯面レベルに移行するよう制御しなければならない。
【0003】このような問題に対して、従来は次のよう
にして対処していた。即ち、例えば特開昭62−179
859号においては、モールド下部の少なくとも2点で
溶鋼湯面を検出し、それによって湯面上昇速度を推定
し、湯面上昇速度を鋳込み速度と等しくなるように、開
ループで溶鋼注入量を修正する。そして、溶鋼湯面レベ
ルが目標定常湯面レベルより20mm低い位置に到達した
ときに、鋳片の引き抜きを開始し、その1秒後に、溶鋼
湯面レベルがほぼ定常状態に落ち着いてから、定常状態
のレベル制御に移行させている。
【0004】又、例えば特開平1−254361号にお
いては、鋳型下部の高さ方向に複数取付けた熱電対で、
鉛直方向の温度分布を測定し、それによって溶鋼湯面レ
ベルをリアルタイムに推定して、閉ループ制御で溶鋼湯
面を上昇させる。そして、予め定められた湯面レベルま
で溶鋼湯面が上昇したら、定常状態で湯面レベル制御に
使用しているレベル計で測定した溶鋼湯面レベルを用
い、目標定常湯面レベルまで滑らかに変化する湯面レベ
ル指令値で閉ループフィードバック制御を行って、定常
湯面レベルまで移行させている。
【0005】更に、例えば特開平2−41745号にお
いては、溶鋼注入開始時点を注入開始検知器によって検
知し、スライディングノズルの開度をプリセット制御す
ることによって溶鋼湯面レベルを上昇させる。更に、湯
面検知器で溶鋼湯面レベルの高さを段階的に検出し、該
検出値に基づいて上記プリセット制御を修正して、溶鋼
湯面の上昇速度を制御する。そして、溶鋼湯面レベルが
所定のレベルに到達した後は、湯面レベル計の測定値に
より閉ループフィードバック制御することによって所定
高さに移行させ、ダミーバーの引き抜きを開始してい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平1−254361号や特開平2−41745号にお
いては、定常鋳込み状態に移行する際に、ピンチロール
を起動することによって受ける湯面レベルへの影響につ
いては、フィードバック制御で対処しているのみで、特
別の考慮はしていなかった。
【0007】このため、ピンチロールが起動して鋳込み
が開始されると、溶鋼湯面レベルの閉ループフィードバ
ック制御系にステップ状の外乱が働き、溶鋼湯面レベル
の変動を引き起こす。従って、溶鋼湯面レベルが安定的
に定常湯面レベルに移行するのが阻害されるという問題
があった。
【0008】又、上記特開昭62−179859号にお
いては、ピンチロールを起動する時の溶鋼湯面レベルが
殆ど目標湯面レベルと同一である。
【0009】このため、ピンチロール起動時の引き抜き
速度と湯面上昇速度の誤差から生ずる湯面変動が、定常
状態のレベル制御に移行した後にも持続するという問題
があった。
【0010】本発明は、かかる状況に鑑み、上述のよう
な従来例の欠点を解消せんとして成されたものであり、
連続鋳造機において鋳込み開始から定常状態への溶鋼湯
面レベルの移行を急激な湯面変動なしに安定的に行う、
自動鋳込み開始方法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、連続鋳造の鋳
込み開始から溶鋼湯面レベルを定常状態に移行させる自
動鋳込み開始方法において、ピンチロール起動前に、予
めピンチロール起動時の鋳込み速度と略同一の溶鋼湯面
レベル上昇速度をもつようにレベル指令値を設定し、該
レベル指令値に追従させて溶鋼湯面レベルを上昇させ
て、その後のピンチロール起動による溶鋼湯面レベルへ
の影響を抑制すると共に、ピンチロール起動後は、定常
状態の溶鋼湯面レベルまでランプ状に定められた時間で
到達するように、前記レベル指令値をランプ状に設定
し、閉ループ制御によって前記レベル指令値に溶鋼湯面
レベルを追従させ、定常状態の溶鋼湯面レベルへ安定に
移行させることにより、前記課題を解決したものであ
る。
【0012】
【作用】本発明においては、ピンチロールが起動するよ
うに予め決められた湯面レベルを、目標湯面レベルより
も所定値でけ下に設定し、実際の湯面レベルがこのピン
チロール起動のレベルに到達する前に、湯面レベル上昇
速度をピンチロール起動時の鋳込み速度と略等しくする
マスバランス制御を行うことによって、ピンチロールが
起動した時の湯面レベルの上昇と鋳込み速度を打ち消し
合わせて、湯面レベルの変動を抑制する。
【0013】その後、目標湯面レベルまで滑らかに移行
するレベル指令値を使って閉ループ制御を行うことによ
って、湯面レベルを目標とする定常湯面レベルへ滑らか
に上昇させ、定常状態のレベル制御にオーバーシュート
なしで移行する。
【0014】例えば、鋳込み開始初期は鋳型下部の高さ
方向に取付けられた熱電対をレベルスイッチとして使う
ことにより、溶鋼湯面レベルの上昇を制御する。
【0015】そして、溶鋼湯面レベルが、例えば渦流式
レベル計の測定レベルに到達すると同時に、ピンチロー
ル起動時の鋳込み速度と等しい湯面レベル上昇速度をも
った湯面レベル指令信号を演算する。
【0016】更に、渦流式レベル計からの信号と、目標
湯面レベル指令信号との偏差が、例えば鋳型に注入され
る溶鋼の量を制御しているスライディングノズル開度信
号としてフィードバックされ、溶鋼湯面は、鋳込み速度
と等しい速度で上昇する。
【0017】その後、予め定められた鋳込み速度でピン
チロールが起動し、溶鋼湯面レベルの上昇速度と打ち消
しあって溶鋼湯面レベルの変動が抑制される。又、ピン
チロール起動と同時に、目標溶鋼湯面レベル信号は、予
め定められた時間で目標とする定常状態の溶鋼湯面レベ
ルに到達するように演算される。この演算値を目標信号
として制御することにより、目標とする定常の湯面レベ
ルに滑らかに移行できる。
【0018】なお、出願人は既に特開昭63−2120
55号や特開昭63−212056号で、本発明に類似
する溶鋼注入制御方法を提案している。
【0019】この特開昭63−212055号や特開昭
63−212056号では、自動鋳込み開始時のレベル
制御の機能が、鋳造量とバランスする注入量に制御する
ステージと、鋳造量と注入量がバランスしたのち目標レ
ベルまで鋳型内溶鋼湯面レベルを滑らかに上昇させるス
テージに分れている。即ち、まず目標レベル信号SVを
一定に所定時間保つことで溶鋼レベルの安定化をはかる
1ステージがあり、しかるのち目標レベル信号を定常状
態での操業状態の目標レベルまで滑らかに移行させる2
ステージに移る。
【0020】これらの方法に対して本発明では、鋳造量
と注入量をバランスさせる制御ステージとして目標レベ
ル信号SVを一定にするのではなく、ピンチロール起動
時の鋳込み速度、即ち鋳造開始時の鋳造速度と同等の速
度で鋳型内溶鋼レベルが上昇するように目標レベル信号
を設定している。
【0021】これにより、ピンチロール起動時に鋳造量
と注入量はバランスする。従って、先の方法のように鋳
造量と注入量をバランスさせるために溶鋼レベルを所定
時間一定に保つ必要がなく、より早く次のステージに移
行できる。つまり、先の方法では鋳造開始時の鋳造速度
の情報を全く使っていないのに対して、本発明では、鋳
造速度に対応した目標信号SVを使って溶鋼レベルを上
昇させることにより、より早く鋳造量と注入量をバラン
スさせることができる。
【0022】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。
【0023】図1は、本発明が実施された時の鋳込み開
始から定常状態へ移行するまでの湯面レベル制御状況を
示す線図である。又、図2は、ピンチロール起動時の溶
鋼湯面レベルへの影響を抑制するマスバランス制御、及
びピンチロール起動時から目標の定常湯面レベルまで滑
らかに移行させるランプアップ制御を説明する線図であ
る。
【0024】本実施例において、鋳込み開始初期は鋳型
下部の高さ方向に取付けられた熱電対をレベルスイッチ
1〜3として使用し、溶鋼湯面レベルの上昇を制御する
滞留時間制御を行う。そして、溶鋼湯面が渦流式レベル
計の測定範囲まで上昇した時に、図2に示すマスバラン
ス制御に移行する。
【0025】ところで、図2において、溶鋼湯面レベル
が渦流式レベル計の計測下限である湯面レベルLfbに到
達した時、溶鋼湯面レベルの目標指令値SV1 は、下式
(1)のように演算される。
【0026】 SV=Vcs・β・t +SV0 …(1)
【0027】この式(1)において、Vcsはピンチロー
ル起動時の鋳込み速度、t は時間(マスバランス制御開
始時は t=0)、SV0 は渦流式レベル計の計測下限レ
ベル値、βは実際のレベル制御の遅れなどの影響を補償
するための調整に用いられる調整用パラメータ、SVは
鋳型内レベル目標信号値である。
【0028】レベルコントローラによってモールド内の
溶鋼湯面レベルが、上記(1)式で表わされるSV値に
追従して上昇すると、その上昇速度は鋳込み速度Vcs
略同一となる。
【0029】上記目標指令値SVの信号に従うフィード
バック制御により、溶鋼湯面レベルPVは上昇し、ピン
チロールが起動する湯面レベルLprに到達する。する
と、ピンチロールが起動して鋳込み速度Vcsで鋳込みが
開始される。この時、上記(1)式に従い溶鋼湯面レベ
ルは上昇しているため、溶鋼湯面レベルPVの上昇は、
鋳込み速度と打ち消しあって抑えられ、該溶鋼湯面レベ
ルは湯面レベルLprでほぼ静止する。
【0030】その後、溶鋼湯面レベルPVを定常状態の
目標湯面レベルLn に移行させるために、ランプアップ
制御が行われる。即ち、ピンチロール起動時の湯面レベ
ルL prに溶鋼湯面レベルPVが到達したとき、溶鋼湯面
レベルPVの目標指令値SVは下式(2)によって演算
される。
【0031】 SV={(Ln −SV1 )/Tsv}・t +SV1 …(2)
【0032】この式において、Ln は目標定常状態の溶
鋼湯面レベル、Tsvはピンチロールが起動してから定常
状態に移行するのに必要とする時間、SV1 はピンチロ
ールが起動する時の鋳型内溶鋼湯面レベルの値、t は時
間(ピンチロール起動時に t=0)である。
【0033】上記目標指令値SVの信号に従い溶鋼湯面
レベルPVが上昇すると、該レベルは、図2に示す如
く、ピンチロール起動時の湯面レベルSV1 から時間T
sv後に、目標定常状態の溶鋼湯面レベルLn に移行す
る。即ち、上記(2)式のようにして、求められる目標
指令値SVの信号に従い溶鋼湯面レベルPVは、目標と
する定常状態の溶鋼湯面レベルLn へ時間Tsvで滑らか
に移行する。
【0034】このため、溶鋼湯面レベルPVは鋳込み開
始から定常状態の溶鋼湯面レベルまで、図1に示す如く
移行し、ピンチロール起動による溶鋼湯面レベルの変動
なしに滑らかな自動鋳込み開始が可能となる。
【0035】
【発明の効果】以上詳しく説明したような本発明によれ
ば、鋳込み開始時に溶鋼湯面レベルを急激な変動なしに
安定して定常状態の溶鋼湯面レベルに移行させることが
でき、その結果、鋳込み初期のブレークアウトを防止し
安定な操業を実現する自動鋳込み開始が可能となる。
【0036】従って、本発明によれば、鋳込み開始から
定常状態への溶鋼湯面レベルの移行を急激な湯面変動な
しに安定に行う自動鋳込み開始方法が実現する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が実施された時の鋳込み開始から定常状
態へ移行するまでの湯面レベル制御状況を示す図
【図2】ピンチロール起動時の湯面レベルへの影響を抑
制するマスバランス制御、及びピンチロール起動時から
目標とする定常状態の湯面レベルまで滑らかに移行させ
るランプアップ制御を説明するための図
【符号の説明】
n 、Lpr、Lfb…溶鋼湯面レベル SV0 …渦流式レベル計の計測下限レベル SV1 …ピンチロール起動時のモールド内溶鋼湯面レベ
ル SV…溶鋼湯面レベルの目標指令値 PV…溶鋼湯面レベル
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−179859(JP,A) 特開 平1−254361(JP,A) 特開 平2−41745(JP,A) 特開 平5−111747(JP,A) 特開 平4−118163(JP,A) 特開 平3−8545(JP,A) 特開 平2−255257(JP,A) 特開 平2−142659(JP,A) 特開 平1−309770(JP,A) 特開 昭63−212056(JP,A) 特開 昭63−212055(JP,A) 特開 昭63−180353(JP,A) 特開 昭62−270264(JP,A) 特開 昭62−89556(JP,A) 特開 昭62−84862(JP,A) 特開 昭62−54562(JP,A) 特開 昭61−219457(JP,A) 特開 昭58−84652(JP,A) 特開 昭58−9756(JP,A) 特開 昭55−122659(JP,A) 特開 昭61−169150(JP,A) 特開 昭56−80369(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B22D 11/18 B22D 11/16 104

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】連続鋳造の鋳込み開始から溶鋼湯面レベル
    を定常状態に移行させる自動鋳込み開始方法において、 ピンチロール起動前に、予めピンチロール起動時の鋳込
    み速度と略同一の溶鋼湯面レベル上昇速度をもつように
    レベル指令値を設定し、 該レベル指令値に追従させて溶鋼湯面レベルを上昇させ
    て、その後のピンチロール起動による溶鋼湯面レベルへ
    の影響を抑制すると共に、 ピンチロール起動後は、定常状態の溶鋼湯面レベルまで
    ランプ状に定められた時間で到達するように、前記レベ
    ル指令値をランプ状に設定し、 閉ループ制御によって前記レベル指令値に溶鋼湯面レベ
    ルを追従させ、定常状態の溶鋼湯面レベルへ安定に移行
    させることを特徴とする自動鋳込み開始方法。
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CN103317110B (zh) * 2013-06-13 2017-02-08 唐山渤海冶金设备有限责任公司 一种基于结晶器液位检测的高效自动开浇系统

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