JP3245423B2 - 金属の連続鋳造用鋳型内の液体金属の高さの調節方法および装置 - Google Patents
金属の連続鋳造用鋳型内の液体金属の高さの調節方法および装置Info
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- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
- B22D11/18—Controlling or regulating processes or operations for pouring
- B22D11/181—Controlling or regulating processes or operations for pouring responsive to molten metal level or slag level
- B22D11/186—Controlling or regulating processes or operations for pouring responsive to molten metal level or slag level by using electric, magnetic, sonic or ultrasonic means
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は金属、特に鋼の連続鋳造分野に関するもので
あり、特に、連続鋳造鋳型内の液体金属の高さの調節方
法に関するものである。
あり、特に、連続鋳造鋳型内の液体金属の高さの調節方
法に関するものである。
鋼の連続鋳造用設備では注入取鍋からの液体金属は先
ず最初にタンディッシュ（repartiteur）と呼ばれる中
間容器を通過する。タンディッシュの役目は液体金属を
連続鋳造機械の振動鋳型（より一般的には複数の鋳型）
へ送ることにある。液体金属は鋳型内部で凝固を開始
し、鉄冶金製品（スラブ、ブルーム、ビレット）が作ら
れる。液体金属は排出孔を通ってタンディッシュから各
鋳型内へ流入する。実際には、液体金属はメニスカス
（meniscus）すなわち鋳型内に存在する液体金属の表面
を通過するジェット流を形成する。タンディッシュと鋳
型と間のではこのジェット流は鋳造管（busette de cou
lee）とよばれる耐火材料で作られた管内に閉じ込めら
れる。この鋳造管の上端部はタンディッシュの底部に固
定され、その下端部はメニスカスを貫通して、液体金属
の内部に浸漬されている。鋳造管の役目は液体金属のジ
ェット流が大気によって酸化されるのを防止し、ジェッ
ト流がメニスカスを通過する時にメニスカスを覆ってい
る被覆スラグの一部を随伴しないようにし（こうした随
伴物は鋳造品の特性を悪くする）、そして、鋳型で製品
が凝固するのに好都合な形状を液体金属に与えることに
ある。そのために鋳造管の下端部に鋳型各面の方向を向
いた複数の側方孔（またはスリット）が形成することが
できる。
ず最初にタンディッシュ（repartiteur）と呼ばれる中
間容器を通過する。タンディッシュの役目は液体金属を
連続鋳造機械の振動鋳型（より一般的には複数の鋳型）
へ送ることにある。液体金属は鋳型内部で凝固を開始
し、鉄冶金製品（スラブ、ブルーム、ビレット）が作ら
れる。液体金属は排出孔を通ってタンディッシュから各
鋳型内へ流入する。実際には、液体金属はメニスカス
（meniscus）すなわち鋳型内に存在する液体金属の表面
を通過するジェット流を形成する。タンディッシュと鋳
型と間のではこのジェット流は鋳造管（busette de cou
lee）とよばれる耐火材料で作られた管内に閉じ込めら
れる。この鋳造管の上端部はタンディッシュの底部に固
定され、その下端部はメニスカスを貫通して、液体金属
の内部に浸漬されている。鋳造管の役目は液体金属のジ
ェット流が大気によって酸化されるのを防止し、ジェッ
ト流がメニスカスを通過する時にメニスカスを覆ってい
る被覆スラグの一部を随伴しないようにし（こうした随
伴物は鋳造品の特性を悪くする）、そして、鋳型で製品
が凝固するのに好都合な形状を液体金属に与えることに
ある。そのために鋳造管の下端部に鋳型各面の方向を向
いた複数の側方孔（またはスリット）が形成することが
できる。
欠点のない製品を得るための基本的パラメータの１つ
は鋳型内でのメニスカス高さの安定性である。この安定
性が十分に保証されないと、製品は極めて変動の大きい
条件下で凝固することになる。その結果、凝固した製品
の厚さが局部的に極端に薄くなったり凝固したスキン
（表面層）に裂け目が生じる危険性があり、最高の状態
でも最終製品の表面品質は貧弱であり、最悪の場合には
液体金属が裂け目から流出「湯もれ（percee）といわれ
る現象］し、鋳造の停止や鋳造機械の重大な破損を引き
起こすことになる。
は鋳型内でのメニスカス高さの安定性である。この安定
性が十分に保証されないと、製品は極めて変動の大きい
条件下で凝固することになる。その結果、凝固した製品
の厚さが局部的に極端に薄くなったり凝固したスキン
（表面層）に裂け目が生じる危険性があり、最高の状態
でも最終製品の表面品質は貧弱であり、最悪の場合には
液体金属が裂け目から流出「湯もれ（percee）といわれ
る現象］し、鋳造の停止や鋳造機械の重大な破損を引き
起こすことになる。
一般に、鋳型に流入する液体鋼の流速は、タンディッ
シュからの流出量と凝固中の鋳造製品の引抜き速度とに
よって調節される。鋳型に入る液体鋼の流量の調節は一
般に耐火材料で作られた湯止棒（quwnouille）を用いて
行われ、鋳造管の出口開口をこの湯止棒の円錐形ノズル
で塞ぐようになっている。
シュからの流出量と凝固中の鋳造製品の引抜き速度とに
よって調節される。鋳型に入る液体鋼の流量の調節は一
般に耐火材料で作られた湯止棒（quwnouille）を用いて
行われ、鋳造管の出口開口をこの湯止棒の円錐形ノズル
で塞ぐようになっている。
しかし、流速を一定値に維持したい場合でも、他の鋳
造パラメータが少しづつまたは急激に変化することを考
えると、湯止棒の先端位置は変化させる必要がある。例
えば、タンディッシュ内の金属の高さの変化、ノズルの
磨耗、非金属不純物に起因する閉塞あるいは不純物の壁
からの剥離に起因するノズルの急激が開放等を考慮する
と、湯止棒の先端位置は変化させる必要がある。
造パラメータが少しづつまたは急激に変化することを考
えると、湯止棒の先端位置は変化させる必要がある。例
えば、タンディッシュ内の金属の高さの変化、ノズルの
磨耗、非金属不純物に起因する閉塞あるいは不純物の壁
からの剥離に起因するノズルの急激が開放等を考慮する
と、湯止棒の先端位置は変化させる必要がある。
鋳型内の液体金属の高さを確実に調節するためには、
湯止棒の位置を自動装置を用いて制御する必要がある。
この自動装置はメニスカスの所望高さと実測高さとの比
較値の関数で湯止棒を移動させる。高さの測定は一般に
光学センサまたは誘導センサを用いて行う。このセンサ
の出す電気信号を処理し、それによって湯止棒の位置を
制御する。
湯止棒の位置を自動装置を用いて制御する必要がある。
この自動装置はメニスカスの所望高さと実測高さとの比
較値の関数で湯止棒を移動させる。高さの測定は一般に
光学センサまたは誘導センサを用いて行う。このセンサ
の出す電気信号を処理し、それによって湯止棒の位置を
制御する。
メニスカスの高さ調節が最も複雑なのはスラブの連続
鋳造の場合である。すなわち、鋳型が長くて狭く、ある
瞬間におけるメニスカスの高さの変動は鋳型内の区域に
よって大きく異なるため、単一のセンサの出力情報では
メニスカス高さの変動を示すことはできない。
鋳造の場合である。すなわち、鋳型が長くて狭く、ある
瞬間におけるメニスカスの高さの変動は鋳型内の区域に
よって大きく異なるため、単一のセンサの出力情報では
メニスカス高さの変動を示すことはできない。
また、大抵の機械ではノズルの下端部に直径方向両側
にスリットが形成され、各スリットは鋳型の小辺へ向か
って金属流を送るようになっている。この２つのスリッ
トは鋳造中に同じように閉塞したり、開放される訳けで
はない。従って、鋳型中への液体金属流は非対称的に変
動し、メニスカスに影響する液体金属流の波動がノズル
の両側で全く異なる形状になる場合がある。特に、ノズ
ルのスリットの１方が突然開いた場合、それがセンサ側
で起った時には、センサはメニスカスの平均高さの実際
の変動に比べて誇張された変化を出す。逆に、スリット
の開放がセンサ側と反対側で起きても、センサは変化を
検出しないか、極めて弱い変化しか検出しない。いずれ
の場合も湯止棒がこれらの事態を最適に制御することは
できない。
にスリットが形成され、各スリットは鋳型の小辺へ向か
って金属流を送るようになっている。この２つのスリッ
トは鋳造中に同じように閉塞したり、開放される訳けで
はない。従って、鋳型中への液体金属流は非対称的に変
動し、メニスカスに影響する液体金属流の波動がノズル
の両側で全く異なる形状になる場合がある。特に、ノズ
ルのスリットの１方が突然開いた場合、それがセンサ側
で起った時には、センサはメニスカスの平均高さの実際
の変動に比べて誇張された変化を出す。逆に、スリット
の開放がセンサ側と反対側で起きても、センサは変化を
検出しないか、極めて弱い変化しか検出しない。いずれ
の場合も湯止棒がこれらの事態を最適に制御することは
できない。
そのため、１つのセンサではなく２つのセンサをノズ
ルの両側に鋳型の縦軸線に沿って移動するように配置す
ることは既に提案されている（特許願平２−137,655号
参照）。この特許では鋳造速度は各センサの出力信号の
単純な差の関数で制御する。この方法は単一センサの場
合と比較すると進歩しているが、メニスカスの全ての変
化を満足に考慮する（過大評価や過小評価なしに考慮す
る）上では不十分である。
ルの両側に鋳型の縦軸線に沿って移動するように配置す
ることは既に提案されている（特許願平２−137,655号
参照）。この特許では鋳造速度は各センサの出力信号の
単純な差の関数で制御する。この方法は単一センサの場
合と比較すると進歩しているが、メニスカスの全ての変
化を満足に考慮する（過大評価や過小評価なしに考慮す
る）上では不十分である。
本発明の目的は、メニスカス全体を考慮し、メニスカ
スの局部的変化の鋳型内の液体金属の平均高さへの実際
の影響を正確に予測し、スラブの品質に有害なメニスカ
ス高さの変動幅をかなり小さくすることを可能にする液
体金属の高さの調節方法を提案することにある。
スの局部的変化の鋳型内の液体金属の平均高さへの実際
の影響を正確に予測し、スラブの品質に有害なメニスカ
ス高さの変動幅をかなり小さくすることを可能にする液
体金属の高さの調節方法を提案することにある。
本発明は、メニスカス上に配置された少なくとも１対
のセンサの出すセンサとメニスカスとの間の距離（h1,h
2）の関数である電気信号を取り、これらの２つの信号
を組み合せてメニスカスの架空高さを示す単一の信号と
し、この信号を鋳型に流入する金属の流量調節具の制御
手段へ送り、この制御手段はメニスカスの架空高さを所
定の設定値（ｈ）にするように流量調節具を駆動する、
金属の連続鋳造機械の鋳型内で液体金属のメニスカスの
高さを調節する方法において、閾値（Ｆ）より大きい周
波数と閾値（Ｄ）より小さい振幅とを同時に有する振動
を除去するようにセンサから来る各信号を処理すること
を特徴とする方法を提供する。
のセンサの出すセンサとメニスカスとの間の距離（h1,h
2）の関数である電気信号を取り、これらの２つの信号
を組み合せてメニスカスの架空高さを示す単一の信号と
し、この信号を鋳型に流入する金属の流量調節具の制御
手段へ送り、この制御手段はメニスカスの架空高さを所
定の設定値（ｈ）にするように流量調節具を駆動する、
金属の連続鋳造機械の鋳型内で液体金属のメニスカスの
高さを調節する方法において、閾値（Ｆ）より大きい周
波数と閾値（Ｄ）より小さい振幅とを同時に有する振動
を除去するようにセンサから来る各信号を処理すること
を特徴とする方法を提供する。
本発明では、上記信号を下記のように組み合わせるの
が好ましい： １） 量（｜｜＝（h1＋h2−2h）/2とその絶対値｜
｜とを計算し、 ２） ｜｜を所定の２つの値diffminおよびdiff
max（但し、diffmin＜diffmax）と比較し、 ３） ｜｜≦diffminの時は架空高さはＭに等しいと
し、 ４） ｜｜≧diffmaxの時は架空高さは量［（h1−
h2），（h2−ｈ）］の絶対値より高い値（Δhmax）に等
しいとし、 ５） diffmin＜｜｜＜diffmaxの時は架空高さはαΔ
hmax＋（１−α）Ｍに等しいとする（但し、αは（｜
｜−diffmin）／（diffmax−diffmin）に等しい）。
が好ましい： １） 量（｜｜＝（h1＋h2−2h）/2とその絶対値｜
｜とを計算し、 ２） ｜｜を所定の２つの値diffminおよびdiff
max（但し、diffmin＜diffmax）と比較し、 ３） ｜｜≦diffminの時は架空高さはＭに等しいと
し、 ４） ｜｜≧diffmaxの時は架空高さは量［（h1−
h2），（h2−ｈ）］の絶対値より高い値（Δhmax）に等
しいとし、 ５） diffmin＜｜｜＜diffmaxの時は架空高さはαΔ
hmax＋（１−α）Ｍに等しいとする（但し、αは（｜
｜−diffmin）／（diffmax−diffmin）に等しい）。
本発明は上記方法を実施するための装置も提供する。
下記で説明するように、本発明は各センサから来る信
号を組み合わせる前に条件付けてこれらの信号から高周
波信号と低振幅信号とを除去し、それから各信号を適当
な単一の信号に組み合わせる。
号を組み合わせる前に条件付けてこれらの信号から高周
波信号と低振幅信号とを除去し、それから各信号を適当
な単一の信号に組み合わせる。
本発明は添付第１図を参照した下記の説明からより明
瞭になるであろう。
瞭になるであろう。
添付第１図は本発明装置を備えたタンディッシュおよ
びスラブ連続鋳造鋳型の概念的横断面図である。
びスラブ連続鋳造鋳型の概念的横断面図である。
実施例 タンディッシュ２に収容された液体鋼１はタンディッ
シュ２の底部４に形成された出口孔３を通って無底振動
鋳型５中に流入する。鋳型２の側壁６、７は内部循環水
で強制冷却される。凝固した外皮（croute）８が壁６、
７に対になって形成され始める。この外皮８は矢印９で
象徴的に示すように、鋳造機械から抜き出されるにつれ
て徐々に鋳造スラブの横断面全体を占めるようになる。
タンディッシュ２と鋳型５との間では、液体金属１はグ
ラファイト・アルミナ等の耐火材料で作られた管状のノ
ズル（鋳造管）10で保護されている。ノズル10の上部は
タンディッシュ１の底部４の出口孔３の延長部に固定さ
れている。ノズル10の下部には２つの側方裂け目（ouie
s）11、12が形成されており、液体金属１とこの裂け目
を通って流出する。各裂け目は各壁７の方を向いてい
る。ノズル10はメニスカス13を貫通して液体金属１を鋳
型５の芯へ送る（図面を分かり易くするために通常メニ
スカス13を被覆しているスラグ層は図示していない）。
出口孔３は円錐形端部を有する湯止棒14によって部分的
に閉じられ、この湯止棒14の鉛直位置は調節装置15によ
って調節される。鋳型５からのスラブの抜出し速度の値
に対応する湯止棒14の垂直位置が鋳型５内に存在するメ
ニスカス13の平均の高さを決定する。点線はスラブの鋳
造中に常に保持のが望ましい設定値16を示している。
シュ２の底部４に形成された出口孔３を通って無底振動
鋳型５中に流入する。鋳型２の側壁６、７は内部循環水
で強制冷却される。凝固した外皮（croute）８が壁６、
７に対になって形成され始める。この外皮８は矢印９で
象徴的に示すように、鋳造機械から抜き出されるにつれ
て徐々に鋳造スラブの横断面全体を占めるようになる。
タンディッシュ２と鋳型５との間では、液体金属１はグ
ラファイト・アルミナ等の耐火材料で作られた管状のノ
ズル（鋳造管）10で保護されている。ノズル10の上部は
タンディッシュ１の底部４の出口孔３の延長部に固定さ
れている。ノズル10の下部には２つの側方裂け目（ouie
s）11、12が形成されており、液体金属１とこの裂け目
を通って流出する。各裂け目は各壁７の方を向いてい
る。ノズル10はメニスカス13を貫通して液体金属１を鋳
型５の芯へ送る（図面を分かり易くするために通常メニ
スカス13を被覆しているスラグ層は図示していない）。
出口孔３は円錐形端部を有する湯止棒14によって部分的
に閉じられ、この湯止棒14の鉛直位置は調節装置15によ
って調節される。鋳型５からのスラブの抜出し速度の値
に対応する湯止棒14の垂直位置が鋳型５内に存在するメ
ニスカス13の平均の高さを決定する。点線はスラブの鋳
造中に常に保持のが望ましい設定値16を示している。
次に、この設定値16を維持するための装置を説明す
る。この装置は例えばフーコー電流センサ等の公知の２
つの高さセンサ17、18を備えている。各センサ17、18は
ノズル10の両側に、好ましくはノズル10から等距離かつ
鋳型５の横断面の主中央軸線上に配置されている。一般
には各センサ17、18の下端部は同じ高さに配置されてい
る。センサ17はその下端部とメニスカスとの間の距離h1
を表す電気信号を出力し、センサ18はその下端部とメニ
スカスとの間の距離h2を表す電気信号を出力する。理想
的な場合にはこれらの距離h1、h2は、センサ17、18の下
端部と設定高さ16との間の距離に等しいが、メニスカス
13はノズル10を出る液体金属１の流量の変動、鋳型５の
振動、製品の抜出し速度等によって常に波動し、その振
幅が変化するので、実際にはこれは極めて稀な場合であ
る。この波動が完全に対称であることはほとんどないの
で（特に、裂け目11、12の磨耗または閉塞が大きく異な
るため）、h1とh2は一般に等しくない。これのことは単
一のセンサの出力情報だけに基づくだけではメニスカス
高さを高い信頼性で調節できないということを示してい
る。
る。この装置は例えばフーコー電流センサ等の公知の２
つの高さセンサ17、18を備えている。各センサ17、18は
ノズル10の両側に、好ましくはノズル10から等距離かつ
鋳型５の横断面の主中央軸線上に配置されている。一般
には各センサ17、18の下端部は同じ高さに配置されてい
る。センサ17はその下端部とメニスカスとの間の距離h1
を表す電気信号を出力し、センサ18はその下端部とメニ
スカスとの間の距離h2を表す電気信号を出力する。理想
的な場合にはこれらの距離h1、h2は、センサ17、18の下
端部と設定高さ16との間の距離に等しいが、メニスカス
13はノズル10を出る液体金属１の流量の変動、鋳型５の
振動、製品の抜出し速度等によって常に波動し、その振
幅が変化するので、実際にはこれは極めて稀な場合であ
る。この波動が完全に対称であることはほとんどないの
で（特に、裂け目11、12の磨耗または閉塞が大きく異な
るため）、h1とh2は一般に等しくない。これのことは単
一のセンサの出力情報だけに基づくだけではメニスカス
高さを高い信頼性で調節できないということを示してい
る。
センサ17、18が出力するアナログ信号はアナログ−デ
ジタル変換器19、20へ送られ、そこでデジタル化されて
出力される。これらのデジタル信号は下記で説明する機
能をするデジタルフィルタ装置21、22へ送られる。
ジタル変換器19、20へ送られ、そこでデジタル化されて
出力される。これらのデジタル信号は下記で説明する機
能をするデジタルフィルタ装置21、22へ送られる。
センサ17、18から出力されるメニスカス13の高さの変
動を示す検出信号は周波数と振幅とが互いに異なる多数
の波動が重なったものである。今、閾値周波数を0.02Hz
とすると、この周波数より低い低周波数もあれば、この
0.02Hzより大きい周波数、場合によっては２〜3Hzに達
する周波数もある。
動を示す検出信号は周波数と振幅とが互いに異なる多数
の波動が重なったものである。今、閾値周波数を0.02Hz
とすると、この周波数より低い低周波数もあれば、この
0.02Hzより大きい周波数、場合によっては２〜3Hzに達
する周波数もある。
メニスカス13の高さを正確に調節するためには、高い
周波数（0.02Hzより大きい周波数）および低振幅に起因
する外乱は考慮しないことが好ましい。すなわち、スラ
ブ表面品質に有害なものは低周波の外乱（周波数が0.02
Hz以下）と高周波数かつ高振幅の外乱である。高周波か
つ低振幅の外乱を考慮しないようにすることによって、
液体金属の流量を調節する装置に過度且つ不必要な力が
加わらないようにし、それによって磨耗を制限すること
ができる。デジタル処理された信号からこれらの外乱を
除去するために、各信号は条件付け（conditionnemen
t）装置21、22へ送られる。これらの条件付け装置21、2
2は同じで、下記のように作動する。すなわち、各セン
サ17、18からの信号は変換器19、20によってデジタル化
された後、低域フィルタによって処理されて閾値Ｆ（例
えば0.02Hzに固定される）より大きい周波数を有する信
号を除去するか、少なくとも大きく減衰する。次に、残
った低周波数を元の濾過していない信号から減算して元
の信号の実質的に最も高い周波数のみを含む新しい信号
を得る。次に、この新しい信号を禁止帯（bande mort
e）を通過させて所定閾値Ｄの振幅（例えば3mmに固定さ
れる）を越えない信号成分を大きく減衰するか、除去す
る。その後、この処理信号に低域フィルタの出力から得
られる低周波を加えられる。それによってセンサ17、18
が出力した元の信号と一致した信号が復元されるが、こ
の信号には高い周波数（Ｆ＝0.02Hz以上）と低い振幅
（Ｄ＝3mm以下）とを同時に有する成分は除去されてい
る。
周波数（0.02Hzより大きい周波数）および低振幅に起因
する外乱は考慮しないことが好ましい。すなわち、スラ
ブ表面品質に有害なものは低周波の外乱（周波数が0.02
Hz以下）と高周波数かつ高振幅の外乱である。高周波か
つ低振幅の外乱を考慮しないようにすることによって、
液体金属の流量を調節する装置に過度且つ不必要な力が
加わらないようにし、それによって磨耗を制限すること
ができる。デジタル処理された信号からこれらの外乱を
除去するために、各信号は条件付け（conditionnemen
t）装置21、22へ送られる。これらの条件付け装置21、2
2は同じで、下記のように作動する。すなわち、各セン
サ17、18からの信号は変換器19、20によってデジタル化
された後、低域フィルタによって処理されて閾値Ｆ（例
えば0.02Hzに固定される）より大きい周波数を有する信
号を除去するか、少なくとも大きく減衰する。次に、残
った低周波数を元の濾過していない信号から減算して元
の信号の実質的に最も高い周波数のみを含む新しい信号
を得る。次に、この新しい信号を禁止帯（bande mort
e）を通過させて所定閾値Ｄの振幅（例えば3mmに固定さ
れる）を越えない信号成分を大きく減衰するか、除去す
る。その後、この処理信号に低域フィルタの出力から得
られる低周波を加えられる。それによってセンサ17、18
が出力した元の信号と一致した信号が復元されるが、こ
の信号には高い周波数（Ｆ＝0.02Hz以上）と低い振幅
（Ｄ＝3mm以下）とを同時に有する成分は除去されてい
る。
こうして復元された信号は組合せ（combination）装
置23へ送られて合成された単一の信号に結合されて湯止
棒14を制御するのに必要な情報となる。この信号はその
まま鋳型内の金属の架空の平均高さを示す。この信号な
デジタル調節器24に送られる。この調節器24の出力信号
は調節装置15へ出力され、この調節装置15は出口孔３の
湯止棒14の先端位置を調節して鋳型５に流入する液体金
属の流量を調節する。従って、鋳型内の液体金属の架空
高さと設定値との間に差が検出された時には架空高さを
設定値に戻すように制御される。
置23へ送られて合成された単一の信号に結合されて湯止
棒14を制御するのに必要な情報となる。この信号はその
まま鋳型内の金属の架空の平均高さを示す。この信号な
デジタル調節器24に送られる。この調節器24の出力信号
は調節装置15へ出力され、この調節装置15は出口孔３の
湯止棒14の先端位置を調節して鋳型５に流入する液体金
属の流量を調節する。従って、鋳型内の液体金属の架空
高さと設定値との間に差が検出された時には架空高さを
設定値に戻すように制御される。
変換器19、20、条件付け装置21、22、組合せ装置23お
よび調節器24は同一ケーシング25内に配置するのが好ま
しい。変換器19、20より下流の装置は各機能を実行する
ように設計・プログラムされた単一デジタル処理カード
で形成することができる。
よび調節器24は同一ケーシング25内に配置するのが好ま
しい。変換器19、20より下流の装置は各機能を実行する
ように設計・プログラムされた単一デジタル処理カード
で形成することができる。
組合せ装置23内での各信号の組合せ方法をいかに選択
するかは、最終結果の品質すなわちメニスカス13の高さ
の適当な調節のために極めて重要である。各センサから
得られた設定値からの高さのズレを示す信号の単純な平
均を湯止棒14の制御信号とすれば十分であるとも考えら
れるが、それは鋳型の片側のみの制御に限定されるの
で、大きな外乱の大きさを最小にしてしまう危険があ
る。従って、これらの２つの信号をより複雑に組み合わ
せるのが好ましい。しかし、片側に制限される平均振幅
の外乱に過度の重要性を与えることによって、他方の極
端に行かないように注意しなければならない。そうしな
いと上記の単一センサ調節装置の欠点に戻ることにな
る。
するかは、最終結果の品質すなわちメニスカス13の高さ
の適当な調節のために極めて重要である。各センサから
得られた設定値からの高さのズレを示す信号の単純な平
均を湯止棒14の制御信号とすれば十分であるとも考えら
れるが、それは鋳型の片側のみの制御に限定されるの
で、大きな外乱の大きさを最小にしてしまう危険があ
る。従って、これらの２つの信号をより複雑に組み合わ
せるのが好ましい。しかし、片側に制限される平均振幅
の外乱に過度の重要性を与えることによって、他方の極
端に行かないように注意しなければならない。そうしな
いと上記の単一センサ調節装置の欠点に戻ることにな
る。
本発明者は満足できる結果を与える下記の方法を提案
する。既に説明したように、前記のｈは理想的にメニス
カス13とセンサ17との間に維持すべき距離を表す。この
距離は設定すべき高さ16に相当する。また、h1とh2は各
センサ17、18とメニスカス13との間の測定距離を表す。
差（h1−ｈ）および（h2−ｈ）はセンサ17、18に直角な
鋳型内の金属の高さの設定値16からのズレを表す。この
差が正の場合には測定点での金属の高さは設定高さ16よ
り下側にあり、負の場合には設定高さより上側にある。
する。既に説明したように、前記のｈは理想的にメニス
カス13とセンサ17との間に維持すべき距離を表す。この
距離は設定すべき高さ16に相当する。また、h1とh2は各
センサ17、18とメニスカス13との間の測定距離を表す。
差（h1−ｈ）および（h2−ｈ）はセンサ17、18に直角な
鋳型内の金属の高さの設定値16からのズレを表す。この
差が正の場合には測定点での金属の高さは設定高さ16よ
り下側にあり、負の場合には設定高さより上側にある。
組合わせ装置では、先ず、瞬間ｔ時における（h1−
ｈ）と（h2−ｈ）の算術平均、すなわち、 を計算する。次に、の絶対値｜｜を組合わせ装置が
取り得る所定の２つの値すなわち最小値diffminと最大
値diffmaxと比較する。その結果は下記の３つの場合に
なる： １） ｜｜≦diffminの時（調節器24へ送られる信号
はに対応する。従って、設定高さ16からのズレは各セ
ンサ17、18で測定される距離の単純な算術平均で表され
る） ２） ｜｜≧diffmaxの時（調節器24に送られる信号
は（h1−ｈ）および（h2−ｈ）の差の絶対値の中の大き
い方の値Δhmaxに対応する。従って、設定値から最も大
きいズレに対応する差のみが考慮される） ３） diffmin＜｜｜＜diffmaxの時（調節器24に送ら
れる信号は上記２つの調節方法の間を徐々に移行するよ
うに計算されたとΔhmaxとの間の折衷案に対応す
る）。
ｈ）と（h2−ｈ）の算術平均、すなわち、 を計算する。次に、の絶対値｜｜を組合わせ装置が
取り得る所定の２つの値すなわち最小値diffminと最大
値diffmaxと比較する。その結果は下記の３つの場合に
なる： １） ｜｜≦diffminの時（調節器24へ送られる信号
はに対応する。従って、設定高さ16からのズレは各セ
ンサ17、18で測定される距離の単純な算術平均で表され
る） ２） ｜｜≧diffmaxの時（調節器24に送られる信号
は（h1−ｈ）および（h2−ｈ）の差の絶対値の中の大き
い方の値Δhmaxに対応する。従って、設定値から最も大
きいズレに対応する差のみが考慮される） ３） diffmin＜｜｜＜diffmaxの時（調節器24に送ら
れる信号は上記２つの調節方法の間を徐々に移行するよ
うに計算されたとΔhmaxとの間の折衷案に対応す
る）。
この信号はαΔhmax＋（１−α）Ｍに等しい。ここ
で、αは下記で計算される： 上記計算結果に基づき、調節器24と調節手段15とが設定
値16と組み合わせ装置の出す信号で与えられる架空高さ
との間のズレを補正するように湯止棒14を移動させる。
次に、ｔ＋Δｔ時（但し、Δｔは例えば0.1秒に等し
い）に操作を繰り返して、鋳型内の液体金属の高さをほ
ぼ連続的に調節する。
で、αは下記で計算される： 上記計算結果に基づき、調節器24と調節手段15とが設定
値16と組み合わせ装置の出す信号で与えられる架空高さ
との間のズレを補正するように湯止棒14を移動させる。
次に、ｔ＋Δｔ時（但し、Δｔは例えば0.1秒に等し
い）に操作を繰り返して、鋳型内の液体金属の高さをほ
ぼ連続的に調節する。
例えば、設定高さ16が２つのセンサ17、18からの距離
ｈ＝75ミリメートルであり、diffmax＝1mmかつdiffmin
＝5mmであるとすると、以下のようになる： ａ） センサ17がh1＝70mmを、また、センサ18がh2＝79
mmを測定した場合、（h1−ｈ）＝−5mm、（h2−ｈ）＝
＋4mmである。従って、は−0.5mmである。｜｜＝0.
5mmはdiffminより小さいので、調節器24は調節装置15に
湯止棒14を作動させて設定高さ16からのズレ＝−0.5m
mを補正する信号を送る。この場合、Δhmaxの値（−5mm
は考慮されない。
ｈ＝75ミリメートルであり、diffmax＝1mmかつdiffmin
＝5mmであるとすると、以下のようになる： ａ） センサ17がh1＝70mmを、また、センサ18がh2＝79
mmを測定した場合、（h1−ｈ）＝−5mm、（h2−ｈ）＝
＋4mmである。従って、は−0.5mmである。｜｜＝0.
5mmはdiffminより小さいので、調節器24は調節装置15に
湯止棒14を作動させて設定高さ16からのズレ＝−0.5m
mを補正する信号を送る。この場合、Δhmaxの値（−5mm
は考慮されない。
ｂ） センサ17がh1＝70mmを、また、センサ18がh2＝91
mmを測定した時には、（h1−ｈ）＝−5mm、（h2−ｈ）
＝＋16mmである。従って、Δhmax＝＋16mmであり、＝
＋5.5mmである。｜｜＝5.5mmはdiffmaxより大きいの
で調節器24は制御装置15に湯止棒14を作動させて設定高
さ16からのずれΔhmax＝＋16mmを補正する信号を送る。
mmを測定した時には、（h1−ｈ）＝−5mm、（h2−ｈ）
＝＋16mmである。従って、Δhmax＝＋16mmであり、＝
＋5.5mmである。｜｜＝5.5mmはdiffmaxより大きいの
で調節器24は制御装置15に湯止棒14を作動させて設定高
さ16からのずれΔhmax＝＋16mmを補正する信号を送る。
ｃ） センサ17がh1＝70mmを、また、センサ18がh2＝85
mmを測定した場合には、（h1−ｈ）＝−5mm、（h2−
ｈ）＝＋10mmであり、従って、Δhmax＝＋10mmであり、
＝＋2.5mmである。｜｜＝2.5mmはdiffminとdiffmax
との間にあるので、α＝（2.5−１）／（５−１）＝0.3
75を計算する必要がある。この場合には、調節24は調節
装置15に湯止棒14を作動させて設定高さ16からズレ：α
Δhmax＋（１−α）Ｍ＝0.375×10＋（１−0.375）×2.
5＝5.3mmを補正正する信号を送る。
mmを測定した場合には、（h1−ｈ）＝−5mm、（h2−
ｈ）＝＋10mmであり、従って、Δhmax＝＋10mmであり、
＝＋2.5mmである。｜｜＝2.5mmはdiffminとdiffmax
との間にあるので、α＝（2.5−１）／（５−１）＝0.3
75を計算する必要がある。この場合には、調節24は調節
装置15に湯止棒14を作動させて設定高さ16からズレ：α
Δhmax＋（１−α）Ｍ＝0.375×10＋（１−0.375）×2.
5＝5.3mmを補正正する信号を送る。
上記センサ17、18からの信号の組合せ方法は単なる１
実施例であり、他の方法を用いるさともできる。また、
条件付け・組み合わせ操作のパラメータとして挙げた数
値は単なる例に過ぎず、得られる製品の品質に応じた鋳
造機械の各局所的条件から調節しなければならない。
実施例であり、他の方法を用いるさともできる。また、
条件付け・組み合わせ操作のパラメータとして挙げた数
値は単なる例に過ぎず、得られる製品の品質に応じた鋳
造機械の各局所的条件から調節しなければならない。
他の実施例として、センサ17、18から来る信号の処理
前のデジタル化操作を無くして純粋なアナログ手段で信
号の条件付けと組合せを行うこともできる。しかし、こ
の場合には上記と同じ精度で調節することはできない。
特に、条件付け装置では禁止帯の幅とフィルタのカット
オフ周波数、また、組み合わせ装置ではパラメータdiff
minとdiffmax等の各種パラメータを迅速に変更すること
はできない。
前のデジタル化操作を無くして純粋なアナログ手段で信
号の条件付けと組合せを行うこともできる。しかし、こ
の場合には上記と同じ精度で調節することはできない。
特に、条件付け装置では禁止帯の幅とフィルタのカット
オフ周波数、また、組み合わせ装置ではパラメータdiff
minとdiffmax等の各種パラメータを迅速に変更すること
はできない。
また、メニスカスからの距離に応じて電気信号を出力
するフーコー電流センサ以外の任意の形式のセンサを使
用することができる。さらに、メニスカスの高さの不規
則性の検出精度をさらに良くする必要がある場合には、
鋳型の幅全体に対を成す複数のセンサを配置することも
できる。本発明装置はブルームやビレットを鋳造するた
めに正方形の鋳型でも使用することができる。また、タ
ンディッシュを離れる液体鋼の流量を湯止棒14以外の手
段、例えば滑り弁を有するノズルで調節する形式の連続
鋳造機に上記の調節装置を使用きるということは明らか
である。
するフーコー電流センサ以外の任意の形式のセンサを使
用することができる。さらに、メニスカスの高さの不規
則性の検出精度をさらに良くする必要がある場合には、
鋳型の幅全体に対を成す複数のセンサを配置することも
できる。本発明装置はブルームやビレットを鋳造するた
めに正方形の鋳型でも使用することができる。また、タ
ンディッシュを離れる液体鋼の流量を湯止棒14以外の手
段、例えば滑り弁を有するノズルで調節する形式の連続
鋳造機に上記の調節装置を使用きるということは明らか
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ドルーオ，ジョエル フランス国 54320 マクスヴィル リ ュ ラファイエット バチモン レ カ ディエール―オントレ アー（番地な し) (72)発明者 マルタン，ジャン−フランソワ フランス国 57000 メッツ リュ ド ゥ ラ グランド―アルメ ２ (72)発明者 ナディフ，ミシェル フランス国 57070 メッツ リュ ジ ョルジュ デュクロク 87ビス (72)発明者 ベクレ，ディディエ フランス国 54150 ラントフォンテー ヌ リュ ドゥ ヴェルダン ２ (72)発明者 デュセ，エルヴェ フランス国 57000 メッツ アヴニュ ドゥ ストラスブール 125 (72)発明者 ムシェット，アラン フランス国 57210 スムクール リュ デ パヴィヨン ４ (72)発明者 トマルデル，オディーユ フランス国 57070 メッツ アヴニュ ドゥ ストラスブール 41 (56)参考文献 特開 平２−137655（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−188463（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−216959（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−339551（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−192863（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−3763（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−59160（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B22D 11/18 B22D 11/16 104
Claims (8)
- 【請求項１】メニスカス上に配置された少なくとも１対
のセンサの出すセンサとメニスカスとの間の距離（h1,h
2）の関数である電気信号を取り、これらの２つの信号
を組み合せてメニスカスの架空高さを示す単一の信号と
し、この信号を鋳型に流入する金属の流量調節具の制御
手段へ送り、この制御手段はメニスカスの架空高さを所
定の設定値（ｈ）にするように流量調節具を駆動する、
金属の連続鋳造機械の鋳型内で液体金属のメニスカスの
高さを調節する方法において、 閾値（Ｆ）より大きい周波数と閾値（Ｄ）より小さい振
幅とを同時に有する振動を除去するようにセンサから来
る各信号を処理することを特徴とする方法。 - 【請求項２】センサの出す２つの信号を組み合せる際
に、 １） 量 とその絶対値｜｜とを計算し、 ２） ｜｜を所定の２つの値diffminおよびdiff
max（但し、diffmin＜diffmax）と比較し、 ３） ｜｜≦diffminの時は架空高さはＭに等しいと
し、 ４） ｜｜≧diffmaxの時は架空高さは（h1−ｈ）お
よび（h2−ｈ）の差の絶対値の大きい方の値（Δhmax）
に等しいとし、 ５） diffmin＜｜｜＜diffmaxの時は架空高さはαΔ
hmax＋（１ α）に等しいとする （但し、αは に等しい） ことを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】センサから来る信号をデジタル化し、デジ
タル化した信号で調節・組み合せ操作を行う請求項１ま
たは２に記載の方法。 - 【請求項４】閾値（Ｆ）が0.02Hzに等しい請求項１〜３
のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項５】閾値（Ｄ）が3mmに等しい請求項１〜４の
いずれか一項に記載の方法。 - 【請求項６】メニスカス（13）上に配置された少なくと
も１対のセンサを有し、各センサ（17,18）はメニスカ
ス（13）からの距離（h1,h2）を表す信号を出力し、こ
れらの信号を組合せてメニスカスの架空レベルを示す単
一の信号を鋳型に流入する液体金属流の調節具（14）の
制御手段（24,15）に送る、金属の連続鋳造機械の鋳型
（５）内の液体金属のメニスカス（13）の高さを調節す
るための装置において、 信号を組み合わせる前に各信号を条件付けし、従って、
閾値（Ｆ）より大きい周波数と閾値（Ｄ）より小さい振
幅の両方を有する波動をそこから除去する手段（21、2
2）を備えることを特徴とする装置。 - 【請求項７】センサ（17,18）の出力信号をデジタル化
する手段（19,20）を有し、信号の条件付け・組合せ手
段（21,22,23）のデジタル処理手段である請求項６に記
載の装置。 - 【請求項８】センサ（17,18）がフーコー電流センサで
ある請求項６または７に記載の装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR93/03872 | 1993-03-30 | ||
| FR9303872A FR2703277B1 (fr) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | Procédé et dispositif de régulation du niveau de métal liquide dans une lingotière de coulée continue des métaux. |
| PCT/FR1994/000292 WO1994022618A1 (fr) | 1993-03-30 | 1994-03-17 | Procede et dispositif de regulation du niveau de metal liquide dans une lingotiere de coulee continue des metaux |
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| Publication Number | Publication Date |
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| SK (1) | SK281795B6 (ja) |
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| SE0301049A0 (en) * | 2002-11-29 | 2004-05-30 | Abb Ab | Control system, computer program product, device and method |
| US20070005989A1 (en) * | 2003-03-21 | 2007-01-04 | Conrado Claudine V | User identity privacy in authorization certificates |
| KR101177813B1 (ko) * | 2004-12-30 | 2012-08-30 | 주식회사 포스코 | 연속주조기 내의 단주기 탕면 변동 억제 방법 |
| EP2272605A1 (de) | 2009-06-24 | 2011-01-12 | Siemens AG | Regelverfahren für den Gießspiegel einer Stranggießkokille |
| CN101704081B (zh) * | 2009-11-24 | 2011-08-03 | 中冶连铸技术工程股份有限公司 | 抑制薄板坯连铸机漏斗型结晶器内钢水波动的方法及其容积补偿器 |
| KR101167997B1 (ko) | 2009-12-30 | 2012-07-24 | 주식회사 포스코 | 탕면 레벨 안정화 방법 및 탕면 레벨 안정화 시스템 |
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| CN104281166B (zh) * | 2013-07-04 | 2017-03-01 | 中国钢铁股份有限公司 | 连铸机的液位控制方法 |
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| KR102349042B1 (ko) * | 2021-07-26 | 2022-01-11 | 주식회사 에이치아이이엔지 | 디지털 신호처리를 이용한 용탕몰드레벨 제어시스템 |
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|---|---|---|---|---|
| JPS60216959A (ja) * | 1984-04-13 | 1985-10-30 | Nippon Steel Corp | 連続鋳造モ−ルドレベル検出法 |
| JPS63188463A (ja) * | 1987-01-29 | 1988-08-04 | Nippon Steel Corp | 連続鋳造用モ−ルド内の溶鋼表面状況検出方法 |
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| JPH04339551A (ja) * | 1991-05-13 | 1992-11-26 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 連続鋳造鋳型の湯面レベル異常検知方法 |
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