JP3494135B2

JP3494135B2 - Level control method and level control device for continuous casting machine

Info

Publication number: JP3494135B2
Application number: JP2000241932A
Authority: JP
Inventors: 一治花崎
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2000-08-09
Filing date: 2000-08-09
Publication date: 2004-02-03
Anticipated expiration: 2020-08-09
Also published as: JP2002059249A

Description

Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、連続鋳造機の操業
の際に鋳型内の湯面レベルの変動を効果的に防止する湯
面レベル制御方法およびこれに用いる湯面レベル制御装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a molten metal level control method for effectively preventing fluctuations in molten metal level in a mold during operation of a continuous casting machine, and a molten metal level control device used therefor.

【０００２】[0002]

【従来の技術】連続鋳造機の操業は、上下に開口を有す
る筒型の鋳型に溶湯すなわち溶融金属を注湯し、該鋳型
の水冷された内壁に接触せしめて冷却し、その外側を凝
固シェルにて被覆された鋳片となし、該鋳片をこれの外
側に転接する複数のガイドロールにより案内し、駆動力
を備えたピンチロールの回転により前記鋳型の下方に引
き抜きつつ更に冷却し、厚さ中心部まで凝固が完了した
鋳片を得る手順にて行われる。2. Description of the Related Art The operation of a continuous casting machine is carried out by pouring molten metal, that is, molten metal into a cylindrical mold having openings at the top and bottom, bringing it into contact with the water-cooled inner wall of the mold to cool it, and the outside of the solidification shell In the form of a cast piece coated with, the cast piece is guided by a plurality of guide rolls rolling on the outside of the cast piece, and further cooled while being pulled out below the mold by the rotation of a pinch roll provided with a driving force. The procedure is to obtain a slab that is completely solidified to the center.

【０００３】このような連続鋳造機においては、鋳型上
部からの溶湯の溢出、ブレークアウトの発生など、安定
操業を阻害する各種の不都合を未然に防止して生産能率
の向上を図ると共に、鋳型内での冷却・凝固状態を安定
化させ、鋳片の品質向上を図るため、鋳型の内部に滞留
する溶湯の表面レベル即ち湯面レベルを適正レベルに維
持することが重要である。In such a continuous casting machine, various inconveniences such as overflow of molten metal from the upper part of the mold and occurrence of breakout which hinder stable operation are prevented in advance, and production efficiency is improved, and at the same time, in the mold. In order to stabilize the cooling and solidification state in the mold and to improve the quality of the slab, it is important to maintain the surface level of the molten metal staying inside the mold, that is, the molten metal surface level at an appropriate level.

【０００４】従来の湯面レベル制御方法においては、渦
流レベル計等の湯面レベル計により、操業中の鋳型内部
の湯面レベルを検出し、検出された湯面レベル（以下、
検出レベルと言う）と予め定められた目標レベルとの間
の偏差を求め、該偏差に基づく演算により、鋳型への注
湯量を調整するスライディングゲート又はストッパ等の
注湯量調整手段の開度変更量を求め、該開度変更量に対
応する開度指令に従って前記注湯量調整手段を制御する
油圧シリンダ等のアクチュエータを操作し、前記鋳型へ
の注湯量を調整することにより、湯面レベル制御が行わ
れている。前記開度変更量の演算は、前記偏差を入力と
するＰＩＤ等の演算により求められ、鋳造条件の変更な
どの外乱が発生した場合でも、湯面レベルを目標レベル
に維持するべく安定化が図られる。In the conventional melt level control method, a melt level meter such as an eddy current level meter detects the melt level inside the mold during operation, and the detected melt level (hereinafter,
(A detection level) and a predetermined target level, and the amount of change in the opening of a pouring amount adjusting means such as a sliding gate or a stopper that adjusts the pouring amount to the mold by a calculation based on the deviation. By controlling an actuator such as a hydraulic cylinder for controlling the pouring amount adjusting means in accordance with the opening command corresponding to the opening change amount, and adjusting the pouring amount to the mold, thereby controlling the molten metal level. It is being appreciated. The calculation of the opening degree change amount is obtained by the calculation of PID or the like with the deviation as an input, and even if a disturbance such as a change in casting conditions occurs, stabilization is performed to maintain the molten metal level at the target level. To be

【０００５】ところが、連続鋳造機の操業においては、
鋳型内に湯面レベルの周期的な変動がしばしば発生す
る。この周期的な湯面レベルの変動は、前述の如き一般
的な湯面レベル制御方法により効果的に抑制することは
困難である。However, in the operation of the continuous casting machine,
Periodic fluctuations in the level of molten metal often occur in the mold. It is difficult to effectively suppress the periodic fluctuation of the molten metal level by the general molten metal level control method as described above.

【０００６】このような湯面レベルの周期的な変動の原
因として、非定常バルジングと呼ばれる現象が知られて
いる。この現象は、引き抜き・冷却途中の鋳片のすでに
凝固した凝固シェルが、その内部に含まれる未凝固部分
の圧力により、該鋳片を案内する複数のガイドロール間
にて外側に膨張する現象である。この非定常バルジング
が発生した場合、凝固シェルの膨張により鋳片の内容積
が増し、この影響で上流側の鋳型内の湯面レベルが下降
することとなり、膨張した部分がガイドロールにより外
側から挟持されたとき、前記鋳片の内容積が減少して、
前記湯面レベルが上昇することとなる。A phenomenon called unsteady bulging is known as a cause of such periodic fluctuations in the molten metal level. This phenomenon is a phenomenon in which the already solidified solidified shell of the slab that is being drawn and cooled expands outward between the plurality of guide rolls that guide the slab due to the pressure of the unsolidified portion contained inside. is there. When this unsteady bulging occurs, the solidified shell expands to increase the internal volume of the slab, which lowers the level of the molten metal in the upstream mold, and the expanded part is clamped from the outside by the guide rolls. When, the internal volume of the slab decreases,
The level of the molten metal will rise.

【０００７】このように、非定常バルジングによって縦
断面が波状に変形した凝固シェルが形を維持したまま鋳
造が進行した場合、ロール間隔すなわち鋳片が引き抜か
れる方向に隣合う複数のガイドロールの中心軸間の距離
と鋳片の引き抜き速度とに関係する周期で、湯面レベル
の周期的な変動すなわち周期性レベル変動が発生する。
特に、高速で連続鋳造機を操業させる場合、又は特定の
化学組成を有する鋼の鋳造の場合に、前記非定常バルジ
ングに起因する周期性レベル変動が発生しやすい。As described above, when casting proceeds while maintaining the shape of the solidified shell whose wavy longitudinal section is deformed by unsteady bulging, the roll interval, that is, the center of a plurality of guide rolls adjacent to each other in the direction in which the slab is pulled out. Periodic fluctuations of the molten metal level, that is, periodicity level fluctuations, occur in a cycle related to the distance between the shafts and the withdrawal speed of the ingot.
In particular, when operating a continuous casting machine at a high speed, or when casting a steel having a specific chemical composition, the periodicity level fluctuation due to the unsteady bulging is likely to occur.

【０００８】これとは別に、ガイドロール又はピンチロ
ールに、偏心または曲がりが存在する場合にも、鋳片内
部の未凝固部分が外側から周期的に加圧・開放されるた
め、ロールの径および鋳片の引き抜き速度に関連した周
期で、周期性レベル変動が発生する。Separately from this, even when the guide roll or the pinch roll has eccentricity or bending, the unsolidified portion inside the slab is periodically pressed and released from the outside, so that the roll diameter and Periodicity level fluctuations occur in a cycle related to the withdrawal speed of the slab.

【０００９】前述の如き周期性レベル変動が生じた場
合、鋳型内部の溶湯の表面上に供給されている潤滑剤い
わゆるパウダの巻き込みが助長され、この間に鋳造され
た鋳片の表皮下にパウダ性欠陥が生じやすくなるという
問題が生じる。そこで、鋳片の品質を安定化させるため
には、周期性レベル変動を抑制することが重要となり、
従来から周期性レベル変動の抑制を図った湯面レベル制
御方法および湯面レベル制御装置が様々に提案されてい
る。When the periodicity level fluctuation as described above occurs, the lubricant so-called powder, which is supplied on the surface of the molten metal inside the mold, is promoted to be entrained, and the powder property is formed under the epidermis of the cast slab cast during this period. There is a problem that defects are likely to occur. Therefore, in order to stabilize the quality of the slab, it is important to suppress the periodicity level fluctuation,
Conventionally, various molten metal level control methods and molten metal level control devices have been proposed in which periodical level fluctuations are suppressed.

【００１０】特開平５−１７７３２１号公報および特開
平５−１８９００９号公報においては、Ｈ無限大制御理
論を用いてレベル制御器を設計し、周期性レベル変動を
引き起こす周期性外乱を抑制する方法が開示されてい
る。また特開平３−１７４９６１号公報には、湯面レベ
ル変動を検知する外乱オブザーバにより、周期性外乱を
推定し、溶湯の注湯量を調整して周期性外乱を相殺する
方法が開示されている。また特開平１０−３１４９１１
号公報には、特定周波数成分の位相を進ませる位相補償
器により、周期性レベル変動を抑制する方法が開示され
ている。さらに特許第２５９８２０１号および特開平１
１−１１４６６０号公報には、外乱に対応して開度演算
部の特性を順次切り換え、周期性外乱に適応する方法が
開示されている。Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-177321 and Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-189909 disclose a method of designing a level controller using the H-infinity control theory to suppress periodic disturbance that causes periodic level fluctuation. It is disclosed. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-174961 discloses a method of canceling the periodic disturbance by estimating the periodic disturbance by a disturbance observer that detects the fluctuation of the molten metal level and adjusting the pouring amount of the molten metal. In addition, JP-A-10-314911
Japanese Patent Publication discloses a method of suppressing fluctuation in periodicity level by a phase compensator that advances the phase of a specific frequency component. Further, Japanese Patent No. 2598201 and Japanese Patent Laid-Open No.
Japanese Patent Laid-Open No. 1-114660 discloses a method of sequentially switching the characteristics of an opening degree calculation unit in response to a disturbance to adapt to a periodic disturbance.

【００１１】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の如き
従来技術においては、いずれも演算負荷が大きく、また
設計則が複雑なために解析用の計算機による数値解析・
シミュレーションなど制御理論の適用が必要となり、装
置が高価・大規模になるという問題があった。本発明は
斯かる事情に鑑みてなされたものであって、ロールの偏
心または非定常バルジングに起因する周期性レベル変動
の周波数および振幅に対応して周期信号を発振し、該周
期信号に基づいて鋳型への注湯量を制御して前記周期性
レベル変動を効果的かつ安定的に抑制し、またそのため
に演算負荷の増大または装置の大規模化を招くことがな
い連続鋳造機の湯面レベル制御方法および湯面レベル制
御装置を提供することを目的とする。However, in the above-mentioned conventional techniques, since the calculation load is large and the design rule is complicated, numerical analysis by a computer for analysis
The application of control theory such as simulation is required, and there is a problem that the device becomes expensive and large-scale. The present invention has been made in view of such circumstances, and oscillates a periodic signal corresponding to the frequency and amplitude of periodicity level fluctuation caused by eccentricity of roll or unsteady bulging, and based on the periodic signal. Controlling the amount of molten metal poured into the mold to effectively and stably suppress the fluctuation of the periodicity level, and therefore to control the molten metal level of the continuous casting machine without increasing the calculation load or increasing the scale of the device. A method and a level control apparatus are provided.

【００１２】[0012]

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明の連
続鋳造機の湯面レベル制御方法は、連続鋳造機の鋳型内
の湯面レベルを検出し、検出した湯面レベルと予め定め
た目標レベルとの偏差を求め、求めた偏差により溶湯の
前記鋳型への入口の開度の変更量を演算し、演算した変
更量に従って前記開度を変更し、前記湯面レベルを前記
目標レベルに保つべく制御する連続鋳造機の湯面レベル
制御方法において、検出した湯面レベルの信号に含まれ
る周期性レベル変動の周波数を検知し、周期性レベル変
動を相殺するような位相及び振幅を有する、検知した周
波数と同じ周波数の信号を生成し、生成した信号を前記
演算した変更量に加算して変更量を補正し、補正した変
更量に従って前記開度を変更することを特徴とする。A molten metal level control method for a continuous casting machine according to a first aspect of the present invention detects a molten metal level in a mold of the continuous casting machine and presets the detected molten metal level. Obtain the deviation from the target level, calculate the amount of change of the opening degree of the molten metal inlet to the mold by the obtained deviation, change the opening according to the calculated change amount, the molten metal level to the target level In the molten metal level control method of the continuous casting machine for controlling to maintain, the frequency of the periodic level fluctuation included in the detected molten metal level signal is detected, and the phase and the amplitude are set to cancel the periodic level fluctuation. A signal having the same frequency as the detected frequency is generated, the generated signal is added to the calculated change amount to correct the change amount, and the opening degree is changed according to the corrected change amount.

【００１３】請求項２に係る発明の連続鋳造機の湯面レ
ベル制御方法は、連続鋳造機の鋳型内の湯面レベルを検
出し、検出した湯面レベルと予め定めた目標レベルとの
偏差を求め、求めた偏差により溶湯の前記鋳型への入口
の開度の変更量を演算し、演算した変更量に従って前記
開度を変更し、前記湯面レベルを前記目標レベルに保つ
べく制御する連続鋳造機の湯面レベル制御方法におい
て、検出した湯面レベルの信号に含まれる周期性レベル
変動の周波数を検知し、検知した周波数の成分を減衰さ
せ、該成分が減衰した湯面レベルの信号と目標レベルの
信号との偏差より前記変更量の演算を行い、また、周期
性レベル変動を相殺するような位相及び振幅を有する、
検知した周波数と同じ周波数の信号を生成し、生成した
信号を前記演算の結果に加算して変更量を補正し、補正
した変更量に従って前記開度を変更することを特徴とす
る。According to a second aspect of the invention, there is provided a method for controlling a molten metal level in a continuous casting machine, which detects a molten metal level in a mold of the continuous casting machine and detects a deviation between the detected molten metal level and a predetermined target level. The continuous casting in which the amount of change in the opening of the inlet of the molten metal to the mold is calculated from the obtained deviation, the opening is changed in accordance with the calculated amount of change, and the molten metal level is controlled to maintain the target level. In a level control method for a machine, a frequency of periodicity level fluctuation included in a detected level signal is detected, a component of the detected frequency is attenuated, and the level signal attenuated by the component and a target are detected. The change amount is calculated from the deviation from the level signal, and the phase and amplitude are set so as to cancel the periodic level fluctuation.
It is characterized in that a signal of the same frequency as the detected frequency is generated, the generated signal is added to the result of the calculation to correct the change amount, and the opening degree is changed according to the corrected change amount.

【００１４】請求項３に係る発明の連続鋳造機の湯面レ
ベル制御方法は、請求項１又は請求項２に記載の連続鋳
造機の湯面レベル制御方法において、検出した湯面レベ
ルの値と補正された開度の変更量の値とを変量とする位
相面軌道の形状の真円度が向上するように、しかも該位
相面軌道に囲まれる面積が減少するように、前記信号の
位相および振幅を調整することを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, there is provided a molten metal level control method for a continuous casting machine, wherein the level of the molten metal level detected in the molten metal level control method for a continuous casting machine according to claim 1 or 2 In order to improve the roundness of the shape of the phase plane orbit with the value of the amount of change in the corrected opening as a variable, and to reduce the area surrounded by the phase plane orbit, the phase of the signal and It is characterized by adjusting the amplitude.

【００１５】請求項４に係る発明の連続鋳造機の湯面
レベル制御装置は、連続鋳造機の鋳型内の湯面レベルを
検出し、検出した湯面レベルと予め定めた目標レベルと
の偏差を求め、求めた偏差により溶湯の前記鋳型への入
口の開度の変更量を演算し、演算した変更量に従って前
記開度を変更し、前記湯面レベルを前記目標レベルに保
つべく制御する連続鋳造機の湯面レベル制御装置におい
て、検出した湯面レベルの信号に含まれる周期性レベル
変動の周波数を検知する周波数検知部と、該周波数検知
部にて検知した周波数で信号を発振する発振器と、前記
周期性レベル変動を相殺するような位相および振幅を演
算する位相・振幅演算部と、前記発振器が発振して前記
位相・振幅演算部が演算した位相および振幅を有する信
号を前記演算した変更量に加算して開度の変更量を補正
する加算器とを備えることを特徴とする。A molten metal level control device for a continuous casting machine according to a fourth aspect of the invention detects a molten metal level in a mold of the continuous casting machine, and detects a deviation between the detected molten metal level and a predetermined target level. The continuous casting in which the amount of change in the opening of the inlet of the molten metal to the mold is calculated from the obtained deviation, the opening is changed in accordance with the calculated amount of change, and the molten metal level is controlled to maintain the target level. In the machine level control device, a frequency detection unit that detects the frequency of the periodic level fluctuation included in the detected level signal , an oscillator that oscillates a signal at the frequency detected by the frequency detection unit, A phase / amplitude calculation unit that calculates a phase and an amplitude that cancels the periodicity level fluctuation, and a signal that has the phase and amplitude calculated by the phase / amplitude calculation unit and oscillated by the oscillator. And an adder that corrects the amount of change in the opening degree by adding to the amount of change.

【００１６】請求項５に係る発明の連続鋳造機の湯面
レベル制御装置は、連続鋳造機の鋳型内の湯面レベルを
検出し、検出した湯面レベルと予め定めた目標レベルと
の偏差を求め、求めた偏差により溶湯の前記鋳型への入
口の開度の変更量を演算し、演算した変更量に従って前
記開度を変更し、前記湯面レベルを前記目標レベルに保
つべく制御する連続鋳造機の湯面レベル制御装置におい
て、検出した湯面レベルの信号に含まれる周期性レベル
変動の周波数を検知する周波数検知部と、該周波数検知
部が検知した周波数を遮断周波数に設定するノッチフィ
ルタと、該ノッチフィルタにより前記周波数の成分が減
衰した湯面レベルの信号と目標レベルの信号との間の偏
差を演算する偏差演算部と、該偏差演算部にて演算した
偏差に基づいて前記開度の変更量を演算する開度演算部
と、前記周波数検知部から入力した周波数で信号を発振
する発振器と、前記周期性レベル変動を相殺するような
位相および振幅を演算する位相・振幅演算部と、前記発
振器が発振して前記位相・振幅演算部が演算した位相お
よび振幅を有する信号を前記開度演算部にて演算した開
度の変更量に加算して開度の変更量を補正する加算器と
を備えることを特徴とする。A molten metal level control device for a continuous casting machine according to a fifth aspect of the invention detects a molten metal level in a mold of the continuous casting machine, and detects a deviation between the detected molten metal level and a predetermined target level. The continuous casting in which the amount of change in the opening of the inlet of the molten metal to the mold is calculated from the obtained deviation, the opening is changed in accordance with the calculated amount of change, and the molten metal level is controlled to maintain the target level. In a molten metal level control device for a machine, a frequency detection unit that detects a frequency of periodicity level fluctuation included in a detected molten metal level signal, and a notch filter that sets the frequency detected by the frequency detection unit to a cutoff frequency. A deviation calculator for calculating a deviation between the level signal and the target level signal in which the frequency component is attenuated by the notch filter, and the deviation calculator based on the deviation calculated by the deviation calculator. An opening calculation unit that calculates the change amount of the opening, an oscillator that oscillates a signal at the frequency input from the frequency detection unit, and a phase / amplitude calculation that calculates a phase and an amplitude that cancel the periodicity level fluctuation. Section and the signal oscillated by the oscillator and having the phase and the amplitude calculated by the phase / amplitude calculation section are added to the opening change amount calculated by the opening calculation section to correct the opening change amount. And an adder for

【００１７】請求項６に係る発明の連続鋳造機の湯面レ
ベル制御装置は、請求項４又は請求項５に記載の連続鋳
造機の湯面レベル制御装置において、前記信号の位相お
よび振幅を演算する位相・振幅演算部は、検出された湯
面レベルと前記開度の変更量とを入力とし、該湯面レベ
ルの値と開度の変更量の値とを変量とする位相面軌道の
形状の真円度が向上するように、しかも該位相面軌道に
囲まれる面積が減少するように、前記位相および振幅を
決定する構成としてあることを特徴とする。According to a sixth aspect of the invention, there is provided a molten metal level control device for a continuous casting machine, wherein the molten metal level control device for a continuous casting machine according to claim 4 or 5 calculates the phase and amplitude of the signal. The phase / amplitude calculation unit receives the detected molten metal level and the amount of change in the opening, and the shape of the phase plane trajectory having the value of the molten metal level and the value of the amount of change in the opening as variables. The phase and the amplitude are determined so that the roundness of is improved and the area surrounded by the phase plane trajectory is reduced.

【００１８】請求項１及び請求項４に係る発明において
は、スライディングゲート等の開度の変更量を演算した
結果に、周期性レベル変動と同じ周波数で振動する信号
を加算することにより、周期性レベル変動を抑制する。
湯面レベルは、前記開度の積分として現れるため、周期
性レベル変動に対して単純にフィードバック制御を行っ
て前記開度を変更した場合には、周期性レベル変動を完
全に相殺できない。しかし、フィードバック制御を行っ
た場合の前記開度の変更量の位相を９０°進める補償を
行って前記開度を変更した場合には、周期性レベル変動
に逆位相の湯面レベル変動が重なる。そこで、位相の補
償を行った信号の振幅を適当に調整して前記開度の変更
量とするとき、周期性レベル変動を相殺することができ
る。故に、周期性レベル変動と同じ周波数を持ち、前記
の条件を満たすように位相および振幅を調整した信号
を、演算した開度の変更量に補正値として加算する場合
に、周期性レベル変動が効果的に抑制される。また、周
期性レベル変動の成分が複数存在する場合でも、夫々の
成分に対応して周波数、位相および振幅を調整した複数
の信号を加算することで、複数種類の周期性レベル変動
を抑制することができる。さらに、必要とする演算は、
周期性レベル変動の周波数の解析並びに前記信号の位相
および振幅の調整のみであるので、従来の湯面レベル制
御方法に比べて演算量を可及的に少なくすることができ
る。In the inventions according to claims 1 and 4, by adding a signal oscillating at the same frequency as the periodicity level fluctuation to the result of calculating the change amount of the opening of the sliding gate, the periodicity Suppress level fluctuations.
Since the molten metal level appears as an integral of the opening degree, when the opening degree is changed by simply performing feedback control on the periodicity level fluctuation, the periodicity level fluctuation cannot be completely offset. However, when the opening is changed by compensating for advancing the phase of the change amount of the opening by 90 ° when the feedback control is performed, the fluctuation of the periodicity level and the fluctuation of the molten metal level in the opposite phase overlap. Therefore, when the amplitude of the signal whose phase has been compensated is appropriately adjusted to obtain the change amount of the opening degree, the fluctuation of the periodicity level can be canceled. Therefore, when the signal having the same frequency as the periodicity level fluctuation and the phase and amplitude adjusted to satisfy the above conditions is added as a correction value to the calculated change amount of the opening degree, the periodicity level fluctuation is effective. Will be suppressed. Further, even when there are a plurality of periodic level fluctuation components, it is possible to suppress a plurality of types of periodic level fluctuations by adding a plurality of signals whose frequency, phase and amplitude are adjusted corresponding to each component. You can Furthermore, the required operation is
Since only the analysis of the frequency of the periodicity level fluctuation and the adjustment of the phase and amplitude of the signal are performed, the amount of calculation can be reduced as much as possible as compared with the conventional level control method.

【００１９】請求項２及び請求項５に係る発明において
は、ノッチフィルタを用いて検出レベルの信号に含まれ
る周期性レベル変動の成分を選択的に減衰させ、前記成
分が減衰した検出レベルの信号と目標レベルの信号との
偏差よりスライディングゲート等の開度の変更量の演算
を行う。検出レベルの信号中に周期性レベル変動の成分
が存在するとき、ＰＩＤ等による前記演算が不安定とな
り、湯面レベル変動が増幅することがある。そこで、ノ
ッチフィルタを用いて前記演算の入力に含まれる周期性
レベル変動の成分を減衰させ、前記演算を安定させる。
さらに、前述の如く、周期性レベル変動を相殺する信号
を、演算した開度の変更量に加算するので、周期性レベ
ル変動を含む湯面レベル変動を効果的かつ安定的に抑制
することができる。In the inventions according to claims 2 and 5, a notch filter is used to selectively attenuate the component of the periodic level fluctuation included in the signal of the detection level, and the signal of the detection level in which the component is attenuated. The difference between the target level signal and the target level signal is used to calculate the change amount of the opening of the sliding gate or the like. When the periodic level fluctuation component is present in the detection level signal, the above-mentioned calculation by PID or the like becomes unstable, and the fluctuation of the molten metal level may be amplified. Therefore, a notch filter is used to attenuate the component of the periodicity level fluctuation included in the input of the calculation, and stabilize the calculation.
Further, as described above, since the signal for canceling the periodicity level fluctuation is added to the calculated amount of change in the opening degree, it is possible to effectively and stably suppress the molten metal level variation including the periodicity level fluctuation. .

【００２０】請求項３及び請求項６に係る発明において
は、周期性レベル変動と同じ周波数で発振して周期性レ
ベル変動を相殺する信号の位相と振幅とを調整する。検
出レベルとスライディングゲート等の開度の変更量との
関係を直交座標上にプロットすることにより得られる位
相面軌道を考えると、該位相面軌道の形状が円である場
合に、前記開度の変更量の位相の補償量は９０°とな
る。故に、前記位相面軌道の形状の真円度が向上するよ
うに、しかも前記位相面軌道に囲まれる面積が減少する
ように、前記位相と振幅とを調整するとき、周期性レベ
ル変動が効果的に抑制される。この制御法は、周期性レ
ベル変動を防止する効果において、従来の複雑で規模の
大きい演算を要する制御方法に匹敵する能力を持つた
め、演算負荷の増大や装置の複雑化を招くことなく周期
性レベル変動を効果的に防止することができる。According to the third and sixth aspects of the invention, the phase and amplitude of the signal that oscillates at the same frequency as the periodic level fluctuation and cancels the periodic level fluctuation are adjusted. Considering the phase plane orbit obtained by plotting the relationship between the detection level and the change amount of the opening of the sliding gate on the Cartesian coordinates, when the shape of the phase plane orbit is a circle, The compensation amount of the phase of the change amount is 90 °. Therefore, when the phase and the amplitude are adjusted so that the circularity of the shape of the phase plane orbit is improved and the area surrounded by the phase plane orbit is reduced, the periodicity level fluctuation is effective. Suppressed to. This control method has the ability to prevent fluctuations in the periodicity level and is comparable to the conventional control method that requires complicated and large-scale calculation, so that the periodicity can be increased without increasing the calculation load and complicating the device. Level fluctuation can be effectively prevented.

【００２１】[0021]

【発明の実施の形態】（実施の形態１）以下本発明をそ
の実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は、
連続鋳造機および本発明に係る湯面レベル制御装置の構
成を示すブロック図である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION (Embodiment 1) The present invention will be described in detail below with reference to the drawings showing an embodiment thereof. Figure 1
It is a block diagram which shows the structure of the molten metal level control apparatus which concerns on a continuous casting machine and this invention.

【００２２】図中１は上下に開口を有する筒型の鋳型で
あり、該鋳型１の上方には、溶湯２を貯留するタンディ
ッシュ２０が配してある。該タンディッシュ２０の底面
には、注湯ノズル３が連設され、前記鋳型１の内部にま
で延長されている。タンディッシュ２０内の溶湯２は、
前記注湯ノズル３の基部に注湯量調整手段として構成さ
れたスライディングゲート３０を経て鋳型１内に注湯さ
れ、該鋳型１の水冷された内壁との接触により冷却され
て外側から凝固し、凝固シェルにより外側を被覆された
鋳片４となって鋳型１の下方に連続的に引き抜かれる。In the figure, reference numeral 1 denotes a cylindrical mold having upper and lower openings, and a tundish 20 for storing the molten metal 2 is arranged above the mold 1. A pouring nozzle 3 is continuously provided on the bottom surface of the tundish 20 and extends to the inside of the mold 1. The molten metal 2 in the tundish 20 is
Molten metal is poured into the mold 1 through a sliding gate 30 configured as a pouring amount adjusting means at the base of the pouring nozzle 3, and is cooled by contact with a water-cooled inner wall of the mold 1 to be solidified from the outside and solidified. A cast piece 4 whose outside is covered with a shell is formed and continuously drawn below the mold 1.

【００２３】このような鋳片４の引き抜きは、鋳型１の
下方に所定の間隔毎に並設された複数対のガイドロール
５，５…により案内され、予め定めた鋳込み速度を保っ
て行われる。この引き抜きの間に前記鋳片４はさらに冷
却され、厚さ中心部まで凝固が完了した後に所定の寸法
に切断され、圧延等の後工程において用いられる鋳片４
となる。The withdrawal of the cast slab 4 is guided by a plurality of pairs of guide rolls 5, 5 ... Which are arranged in parallel below the mold 1 at predetermined intervals, and is maintained at a predetermined casting speed. . During this drawing, the slab 4 is further cooled, and after the solidification is completed up to the center of the thickness, the slab 4 is cut into a predetermined size and used in a post process such as rolling.
Becomes

【００２４】鋳型１内の溶湯２の表面近くには湯面レベ
ル計６が設けてあり、溶湯２の湯面レベルを検出する。
また、目標レベル設定器７は、湯面レベルを保つべき目
標レベルを設定するものである。検出レベル及び目標レ
ベルは本発明に係る湯面レベル制御装置８に入力され、
湯面レベル制御装置８は、検出レベルを目標レベルに保
つべくスライディングゲート３０の開度の変更量を演算
し、演算した開度の変更量に従って、スライディングゲ
ート３０の開度を制御するアクチュエータ３１を操作し
て鋳型１への注湯量を制御する。A melt level meter 6 is provided near the surface of the melt 2 in the mold 1 to detect the melt level of the melt 2.
The target level setter 7 sets a target level for maintaining the molten metal level. The detection level and the target level are input to the molten metal level control device 8 according to the present invention,
The molten metal level control device 8 calculates the amount of change in the opening of the sliding gate 30 to keep the detection level at the target level, and controls the actuator 31 that controls the opening of the sliding gate 30 according to the calculated amount of change in the opening. It is operated to control the pouring amount to the mold 1.

【００２５】図２は、本発明に係る湯面レベル制御装置
８の構成を示すブロック図である。湯面レベル制御装置
８は、ＦＦＴ法等を用いて入力信号の周波数を検知する
周波数検知部８０と、入力信号の特定周波数の成分を選
択的に減衰させるノッチフィルタ８１と、入力された検
出レベルと目標レベルとの偏差を求める偏差演算部８２
と、求めた偏差からＰＩＤ制御法等によりスライディン
グゲート３０の開度の変更量を求める開度演算部８３
と、設定された周波数および位相で正弦波信号を発振す
る発振器８４と、前記正弦波信号を増幅する増幅器８５
と、増幅された正弦波信号と開度演算部８３の演算結果
とを加算する加算器８６と、発振器８４が発振して増幅
器８５が増幅する正弦波信号の位相および振幅を演算す
る位相・振幅演算部８７とを備えて構成されている。FIG. 2 is a block diagram showing the structure of the molten metal level control device 8 according to the present invention. The molten metal level control device 8 includes a frequency detection unit 80 that detects the frequency of an input signal using the FFT method, a notch filter 81 that selectively attenuates a component of a specific frequency of the input signal, and an input detection level. Deviation calculating section 82 for obtaining the deviation between the target level and
And an opening degree calculation unit 83 for obtaining the change amount of the opening degree of the sliding gate 30 by the PID control method or the like from the obtained deviation.
An oscillator 84 that oscillates a sine wave signal at a set frequency and phase, and an amplifier 85 that amplifies the sine wave signal.
And an adder 86 for adding the amplified sine wave signal and the calculation result of the opening degree calculation unit 83, and a phase / amplitude for calculating the phase and amplitude of the sine wave signal oscillated by the oscillator 84 and amplified by the amplifier 85. The calculation unit 87 is provided.

【００２６】湯面レベル計６が検出した検出レベルは、
周波数検知部８０、ノッチフィルタ８１及び位相・振幅
演算部８７へ入力され、目標レベル設定器７が設定した
目標レベルは、偏差演算部８２へ入力される。周波数検
知部８０は、検出レベルに含まれる周期性レベル変動の
周波数を検知し、検知した周波数の情報をノッチフィル
タ８１及び発振器８４へ入力し、ノッチフィルタ８１の
遮断周波数および発振器８４の発振周波数を決定させ
る。The detection level detected by the level meter 6 is
The target level set by the target level setter 7 and input to the frequency detection unit 80, the notch filter 81, and the phase / amplitude calculation unit 87 is input to the deviation calculation unit 82. The frequency detection unit 80 detects the frequency of the periodicity level fluctuation included in the detection level, inputs the detected frequency information to the notch filter 81 and the oscillator 84, and determines the cutoff frequency of the notch filter 81 and the oscillation frequency of the oscillator 84. Let me decide.

【００２７】ノッチフィルタ８１は、回路定数を変化さ
せることにより遮断周波数が変更可能になされている。
周波数検知部８０により検知された周期性レベル変動の
周波数を遮断周波数として設定され、湯面レベル計６か
ら入力された検出レベルの信号に含まれる周期性レベル
変動の成分を減衰させ、偏差演算部８２へ入力する。偏
差演算部８２は、ノッチフィルタ８１から入力された検
出レベルと、目標レベル設定器７から入力された目標レ
ベルとの偏差を求めて開度演算部８３へ入力する。開度
演算部８３は、偏差演算部８２から入力された偏差を解
消すべく、ＰＩＤ等の制御方法によりスライディングゲ
ート３０の開度の変更量を演算し、加算器８６へ入力す
る。The notch filter 81 can change the cutoff frequency by changing the circuit constant.
The frequency of the periodicity level fluctuation detected by the frequency detection unit 80 is set as a cutoff frequency, and the component of the periodicity level fluctuation included in the detection level signal input from the molten metal level meter 6 is attenuated, and the deviation calculation unit Input to 82. The deviation calculator 82 calculates the deviation between the detection level input from the notch filter 81 and the target level input from the target level setter 7, and inputs it to the opening calculator 83. The opening calculation unit 83 calculates a change amount of the opening of the sliding gate 30 by a control method such as PID in order to eliminate the deviation input from the deviation calculation unit 82, and inputs the calculated change amount to the adder 86.

【００２８】なお、本実施の形態では、ノッチフィルタ
を用いて周期性レベル変動の成分を減衰させる形態を示
したが、ノッチフィルタを用いずに、直接に検出レベル
から偏差を求める形態としても良い。この場合は、制御
に若干の不安定性が存在するが、周期性レベル変動を抑
制する目的は達せられる。In the present embodiment, the form in which the component of the periodicity level fluctuation is attenuated by using the notch filter is shown, but the form may be directly obtained from the detection level without using the notch filter. . In this case, there is some instability in control, but the purpose of suppressing periodicity level fluctuation can be achieved.

【００２９】発振器８４は、正弦波の数値テーブルを予
め記憶しており、数値テーブル上の値を周期的に出力し
て正弦波信号を発振する。出力する数値テーブルの値を
スキップする幅を変更することで発振周波数を変更し、
数値テーブル上の出力する値をシフトすることで発振の
位相を変更することができる。発振器８４は、周波数検
知部８０により検知した周期性レベル変動の周波数に発
振周波数を設定して正弦波信号を発振し、増幅器８５へ
入力する。増幅器８５は、発振器８４が発振した正弦波
信号を増幅し、加算器８６へ入力する。The oscillator 84 stores a sine wave numerical table in advance, and periodically outputs a value on the numerical table to oscillate a sine wave signal. Change the oscillation frequency by changing the width to skip the value of the output numerical table,
The phase of oscillation can be changed by shifting the output value on the numerical table. The oscillator 84 sets the oscillation frequency to the frequency of the periodicity level fluctuation detected by the frequency detection unit 80, oscillates a sine wave signal, and inputs it to the amplifier 85. The amplifier 85 amplifies the sine wave signal oscillated by the oscillator 84 and inputs it to the adder 86.

【００３０】位相・振幅演算部８７は、湯面レベル計６
から入力された検出レベル及び加算器８６の加算結果を
入力し、発振器８４が発振する正弦波信号が周期性レベ
ル変動を相殺するように、後述する方法で前記正弦波信
号の位相および振幅を演算し、演算した位相の変更量の
値を発振器８４へ、演算した振幅の値を増幅器８５へ入
力する。発振器８４は、入力された変更量の値だけ位相
を変化させて正弦波信号を発振する。増幅器８５は、該
正弦波信号の振幅を入力された振幅にすべく、増幅のゲ
インを変更して前記正弦波信号を増幅し、加算器８６へ
入力する。The phase / amplitude calculation section 87 is used for the molten metal level meter 6
The detection level and the addition result of the adder 86 input from the above are input, and the phase and amplitude of the sine wave signal are calculated by the method described later so that the sine wave signal oscillated by the oscillator 84 cancels the periodic level fluctuation. The calculated phase change amount value is input to the oscillator 84, and the calculated amplitude value is input to the amplifier 85. The oscillator 84 oscillates a sine wave signal by changing the phase by the value of the input change amount. The amplifier 85 amplifies the sine wave signal by changing the gain of amplification so that the amplitude of the sine wave signal becomes the input amplitude, and inputs it to the adder 86.

【００３１】加算器８６は、増幅器８５から入力された
正弦波信号を、開度演算部８３から入力されたスライデ
ィングゲート３０の開度の変更量に加算し、補正された
開度の変更量として、アクチュエータ３１を操作する駆
動回路へと出力し、また、位相・振幅演算部８７へ入力
する。The adder 86 adds the sine wave signal input from the amplifier 85 to the amount of change in the opening of the sliding gate 30 input from the opening calculator 83 to obtain a corrected amount of change in the opening. , To the drive circuit that operates the actuator 31, and also to the phase / amplitude calculation unit 87.

【００３２】以下に、位相・振幅演算部８７において、
前記位相および振幅を決定する方法を詳述する。Below, in the phase / amplitude calculator 87,
The method of determining the phase and the amplitude will be described in detail.

【００３３】図３は、スライディングゲート３０の開度
を変更することによって、周期性レベル変動を相殺する
最適条件を示す概念図である。図３（ａ）に示す如き周
期性レベル変動があった場合、単純なフィードバック制
御を行って前記開度を変更するときには、図３（ｂ）に
破線で示したように、周期性レベル変動の逆位相で前記
開度が変更される。このとき、湯面レベルは前記開度の
積分として現れるため、図３（ｃ）の破線に示す如き湯
面レベルの変動が現れ、図３（ａ）に示す周期性レベル
変動を相殺することができない。一方、図３（ｂ）に実
線で示す如く、フィードバック制御による前記開度の変
更量の位相を９０°進める補償を行う場合には、図３
（ｃ）の実線に示す如く、図３（ａ）の周期性レベル変
動と逆位相の変動が重なり、周期性レベル変動が相殺さ
れる。FIG. 3 is a conceptual diagram showing an optimum condition for canceling the periodicity level fluctuation by changing the opening degree of the sliding gate 30. When there is a periodicity level fluctuation as shown in FIG. 3 (a), when performing a simple feedback control to change the opening, as shown by a broken line in FIG. 3 (b), the periodicity level fluctuation The opening is changed in the opposite phase. At this time, since the molten metal level appears as the integral of the opening degree, the variation of the molten metal level as shown by the broken line in FIG. 3 (c) appears, and the periodicity level variation shown in FIG. 3 (a) can be offset. Can not. On the other hand, as shown by the solid line in FIG. 3B, in the case of performing compensation for advancing the phase of the change amount of the opening degree by 90 degrees by the feedback control,
As shown by the solid line in (c), the fluctuation of the periodicity level of FIG. 3A and the fluctuation of the opposite phase overlap each other, and the fluctuation of the periodicity level is canceled.

【００３４】図４は、検出された周期性レベル変動の逆
位相信号をＹ成分、スライディングゲート３０の開度の
変更量をＸ成分として夫々の時間変化をＸＹ直交座標上
にプロットした位相面軌道を示す図である。この位相面
軌道は、一般的には図４（ａ）に示すように楕円形状と
なる。周期性レベル変動の逆位相信号と開度変更量との
位相がほぼ揃っている場合には、図４（ｂ）に示すよう
にＹ＝Ｘの直線に近くなり、周期性レベル変動の逆位相
信号に対する開度変更量の位相の進みが９０°に近い場
合には、図４（ｃ）に示すように原点を中心とする円に
近くなる。この楕円を描く位相面軌道の、Ｙ＝Ｘの直線
に沿った軸の長さをＡ、Ｙ＝−Ｘの直線に沿った軸の長
さをＢとする。そして、周期性レベル変動の逆位相信号
に対する、開度変更量の位相の進みを、Ａ＞Ｂのとき φ＝Ａｒｃｓｉｎ（Ｂ／Ａ）Ａ＜Ｂのとき φ＝１８０°−Ａｒｃｓｉｎ（Ａ／Ｂ）として考える。FIG. 4 is a phase plane trajectory obtained by plotting the respective time changes on the XY Cartesian coordinates with the antiphase signal of the detected periodicity level fluctuation as the Y component and the change amount of the opening of the sliding gate 30 as the X component. FIG. This phase plane trajectory is generally elliptical as shown in FIG. When the phase of the anti-phase signal of the periodicity level fluctuation and the phase of the opening change amount are almost the same, as shown in FIG. 4 (b), it approaches a straight line of Y = X, and the anti-phase of the periodicity level fluctuation When the phase advance of the opening degree change amount with respect to the signal is close to 90 °, it becomes close to a circle centered on the origin, as shown in FIG. The length of the axis along the straight line of Y = X of the phase plane trajectory describing this ellipse is A, and the length of the axis along the straight line of Y = −X is B. Then, the phase advance of the opening degree change amount with respect to the antiphase signal of the periodicity level fluctuation is expressed as follows: φ = Arcsin (B / A) when A> B φ = 180 ° -Arcsin (A / B ) Think as.

【００３５】また、位相面軌道上での前記開度の変更量
および検出レベルの変動の最大値をａ及びｂとすると、
周期性レベル変動の振幅ｄ₁及びスライディングゲート
３０の開度変更量の振幅ｄ₂はｄ₁＝２ｂｄ₂＝２ａとなる。以上のように、位相面軌道の形状より、開度の
位相の進みφと、周期性レベル変動および開度変更量の
振幅ｄ₁及びｄ₂を求める。When the maximum values of the change amount of the opening degree and the fluctuation of the detection level on the phase plane trajectory are a and b,
The amplitude d ₁ of the periodic level fluctuation and the amplitude d ₂ of the opening change amount of the sliding gate 30 are d ₁ = 2b d ₂ = 2a. As described above, the phase advance φ of the opening and the amplitudes d ₁ and d ₂ of the periodicity level fluctuation and the opening change amount are obtained from the shape of the phase plane trajectory.

【００３６】前述のように、単純なフィードバック制御
による開度の変更量の位相を９０°進ませる補償を行
い、開度の変更量の振幅を適当に調整するとき、周期性
レベル変動が相殺される。また、フィードバック制御に
よる開度の変更量の信号は、周期性レベル変動と逆位相
の信号となる。従って、周期性レベル変動を抑制するた
めに、周期性レベル変動の逆位相信号に対する開度変更
量の位相の進みが９０°に近く、しかも開度の変更によ
る注湯量の変化により周期性レベル変動の振幅が小さく
なるように、すなわち、前記の位相面軌道の形状の真円
度が向上するように、しかも該位相面軌道に囲まれる面
積が減少するように、開度の変更量の位相および振幅を
調整する。As described above, when the compensation of advancing the phase of the change amount of the opening by 90 degrees is performed by the simple feedback control and the amplitude of the change amount of the opening is adjusted appropriately, the periodicity level fluctuation is canceled. It Further, the signal of the amount of change of the opening degree by the feedback control is a signal having a phase opposite to the periodicity level fluctuation. Therefore, in order to suppress the periodicity level fluctuation, the phase advance of the opening degree change amount with respect to the antiphase signal of the periodicity level fluctuation is close to 90 °, and the periodicity level fluctuation is caused by the change of the pouring amount due to the opening degree change. To reduce the amplitude of the phase plane orbit, that is, to improve the roundness of the shape of the phase plane orbit, and to reduce the area surrounded by the phase plane orbit, the phase of the opening change amount and Adjust the amplitude.

【００３７】図５は、位相・振幅演算部８７における、
前記位相および振幅の演算の手順を示すフローチャート
である。位相・振幅演算部８７に、検出レベル及びスラ
イディングゲート３０の開度の変更量が入力され、ステ
ップＳ１にて前述の如き位相面軌道を演算する。ステッ
プＳ２にて位相の演算を行い、ステップＳ３にて振幅の
演算を行う。最後にステップＳ４にて、決定した位相の
変更量および振幅の値を発振器８４及び増幅器８５へ出
力する。FIG. 5 shows the phase / amplitude calculation section 87.
It is a flowchart which shows the procedure of the said phase and amplitude calculation. The detection level and the change amount of the opening of the sliding gate 30 are input to the phase / amplitude calculation unit 87, and the above-described phase plane trajectory is calculated in step S1. The phase is calculated in step S2, and the amplitude is calculated in step S3. Finally, in step S4, the determined phase change amount and amplitude value are output to the oscillator 84 and the amplifier 85.

【００３８】ステップＳ２における位相の演算の手順を
図６に示すフローチャートとともに説明する。まず最初
のステップＳ２０１において、周期性レベル変動の振幅
ｄ₁が予め定められた許容量（例えば６ｍｍ）未満か否
かの判定を行う。ステップＳ２０１においてＹＥＳの場
合、位相は適切に制御されているので、ステップＳ２０
２へ進み、位相の変更量Δφを０として、位相の演算の
ステップＳ２を終了する。The procedure for calculating the phase in step S2 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First, in a first step S201, performs amplitude allowance d ₁ is predetermined (e.g. 6mm) below determined whether the periodic level variation. If YES in step S201, the phase is appropriately controlled, and thus step S20
2, the phase change amount Δφ is set to 0, and the phase calculation step S2 is ended.

【００３９】ステップＳ２０１においてＮＯの場合、即
ち位相の制御が適切でない場合は、次のステップＳ２０
３において、位相の進みφが予め定められた許容下限
（例えば８０°）と９０°との間にあるか否かの判定を
行う。ステップＳ２０３においてＹＥＳの場合、即ち振
幅が小さいが位相の進みφは９０°に近く適切である場
合は、前述のステップＳ２０２へ進む。If NO in step S201, that is, if the phase control is not appropriate, the next step S20.
In 3, it is determined whether or not the phase lead φ is between a predetermined allowable lower limit (for example, 80 °) and 90 °. If YES in step S203, that is, if the amplitude is small but the phase advance φ is close to 90 ° and is appropriate, the process proceeds to step S202.

【００４０】ステップＳ２０３においてＮＯの場合、即
ち位相の進みφが適切な値でないと判断した場合は、ス
テップＳ２０４において、位相の進みφが前記許容下限
より小さいか否かの判定を行う。ステップＳ２０４にお
いてＹＥＳの場合は、位相の進みφが小さ過ぎる場合で
あり、次のステップＳ２０５へ進む。また、ステップＳ
２０４においてＮＯの場合は、位相の進みφが９０°を
超えている場合であり、次のステップＳ２０６へ進む。If NO in step S203, that is, if it is determined that the phase advance φ is not an appropriate value, it is determined in step S204 whether the phase advance φ is smaller than the allowable lower limit. If YES in step S204, the phase advance φ is too small, and the process proceeds to the next step S205. Also, step S
In the case of NO in 204, it means that the phase advance φ exceeds 90 °, and the process proceeds to the next step S206.

【００４１】現在の位相の進みφが小さ過ぎる場合は、
ステップＳ２０５以降にて位相の進みφを大きくさせる
位相の変更量Δφの計算を行う。ステップＳ２０５にお
いて、位相の変更量△φを正の値として適宜設定し、ス
テップＳ２０７において位相（φ＋Δφ）が９０°を超
えるか否かを判定する。ステップＳ２０７においてＹＥ
Ｓの場合は、位相（φ＋Δφ）が９０°を超えた場合で
あり、このままでは位相の変更量Δφが大きすぎるの
で、次のステップＳ２０８において位相の変更量Δφの
大きさを半分にし、ステップＳ２０９において位相の変
更量Δφの値を決定し、位相の演算のステップＳ２を終
了する。またステップＳ２０７においてＮＯの場合は、
位相の変化が適当な場合であり、元のΔφの値をそのま
ま使用して、ステップＳ２０９において位相の変更量Δ
φの値を決定して位相の演算のステップＳ２を終了す
る。If the current phase advance φ is too small,
After step S205, the phase change amount Δφ that increases the phase advance φ is calculated. In step S205, the phase change amount Δφ is appropriately set as a positive value, and in step S207 it is determined whether the phase (φ + Δφ) exceeds 90 °. YE in step S207
In the case of S, the phase (φ + Δφ) exceeds 90 °, and since the phase change amount Δφ is too large as it is, the size of the phase change amount Δφ is halved in the next step S208, and step S209 is performed. At, the value of the phase change amount Δφ is determined, and step S2 of the phase calculation is ended. If NO in step S207,
When the phase change is appropriate, the original value of Δφ is used as it is, and the phase change amount Δ is used in step S209.
The value of φ is determined and step S2 of the phase calculation is completed.

【００４２】また、現在の位相の進みφが９０°を超え
ている場合は、ステップＳ２０６以降にて位相の進みφ
を小さくさせる位相の変更量Δφの計算を行う。ステッ
プＳ２０６において、位相の変更量△φの値を負の値と
して適宜設定し、ステップＳ２１０において位相（φ＋
Δφ）が前記許容下限より小さいか否かの判定を行う。
ステップＳ２１０においてＹＥＳの場合は、位相の進み
φを減少させすぎた場合であり、次のステップＳ２０８
において位相の変更量Δφの絶対値の大きさを半分に
し、ステップＳ２０９において位相の変更量Δφの値を
決定して、位相の演算のステップＳ２を終了する。ステ
ップＳ２１０においてＮＯの場合は、位相の変化が適当
な場合であり、元の位相の変更量Δφをそのまま使用
し、ステップＳ２０９において位相の変更量Δφの値を
決定して、位相の演算のステップＳ２を終了する。If the current phase advance φ exceeds 90 °, the phase advance φ is obtained in step S206 and thereafter.
The phase change amount Δφ that reduces the value is calculated. In step S206, the value of the phase change amount Δφ is appropriately set as a negative value, and in step S210, the phase (φ +
It is determined whether or not Δφ) is smaller than the allowable lower limit.
In the case of YES in step S210, it means that the phase advance φ has been reduced too much, and the next step S208.
In, the magnitude of the absolute value of the phase change amount Δφ is halved, the value of the phase change amount Δφ is determined in step S209, and step S2 of the phase calculation is ended. If NO in step S210, the phase change is appropriate, and the original phase change amount Δφ is used as it is. In step S209, the value of the phase change amount Δφ is determined, and the phase calculation step is performed. S2 ends.

【００４３】次に、ステップＳ３における振幅の演算の
手順を図７に示すフローチャートとともに説明する。ま
ず最初のステップＳ３０１において、周期性レベル変動
の振幅ｄ₁が予め定められた許容量（例えば６ｍｍ）未
満か否かの判定を行う。ステップＳ３０１においてＹＥ
Ｓの場合、振幅は適切に制御されており、次のステップ
Ｓ３０２へ進み、現在の振幅ｄ₂を出力すべき振幅Ｋと
して、次のステップＳ４へ進み、振幅の演算のステップ
Ｓ３を終了する。Next, the procedure for calculating the amplitude in step S3 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First, in the first step S301, it is determined whether or not the amplitude d ₁ of the periodicity level fluctuation is less than a predetermined allowable amount (for example, 6 mm). YE in step S301
In the case of S, the amplitude is appropriately controlled, the process proceeds to the next step S302, the current amplitude d ₂ is set as the amplitude K to be output, and the process proceeds to the next step S4, and the step S3 of the amplitude calculation is ended.

【００４４】ステップＳ３０１においてＮＯの場合は、
現在の制御が適切でない場合であり、次のステップＳ３
０３において、現在の位相の進みφが予め定められた許
容下限（例えば３０°）と９０°との間にあるか否かの
判定を行う。ステップＳ３０３においてＹＥＳの場合
は、位相の進みφは適切であるが振幅が小さい場合であ
り、次のステップＳ３０４において、振幅修正の為の演
算に用いる適宜定められた振幅の変化量△Ｋを正の値と
して設定し、次のステップＳ３０５へ進む。If NO in step S301,
When the current control is not appropriate, the next step S3
At 03, it is determined whether or not the current phase advance φ is between a predetermined allowable lower limit (for example, 30 °) and 90 °. If YES in step S303, the phase lead φ is appropriate but the amplitude is small. In the next step S304, the amount ΔK of change in the amplitude, which is appropriately determined and used for the calculation for amplitude correction, is set positive. , And the process proceeds to the next step S305.

【００４５】ステップＳ３０３においてＮＯの場合は、
次のステップＳ３０６において位相の進みφが前記許容
下限未満であるか否かの判定を行う。ステップＳ３０６
においてＹＥＳの場合は、振幅が大きすぎる場合であ
り、次のステップＳ３０７において、振幅修正の為の演
算に用いる適宜定められた振幅の変化量△Ｋを負の値と
して設定し、次のステップＳ３０５へ進む。ステップＳ
３０６においてＮＯの場合は、位相の進みφが大きすぎ
る場合であり、振幅は適当と見なしてステップＳ３０２
に進む。If NO in step S303,
In the next step S306, it is determined whether or not the phase advance φ is less than the allowable lower limit. Step S306
In the case of YES in step 1, it means that the amplitude is too large, and in the next step S307, the amount ΔK of change in the amplitude that is appropriately determined and used for the calculation for amplitude correction is set as a negative value, and the next step S305. Go to. Step S
In the case of NO in 306, the phase lead φ is too large, and the amplitude is regarded as appropriate, and step S302 is performed.
Proceed to.

【００４６】ステップＳ３０５以降において振幅の修正
を行う。ステップＳ３０５においては、カウント用の自
然数ｎを１に初期化し、最初の振幅Ｋ₀をＫ₀＝ｄ₂と
する。次にステップＳ３０８において、現在の振幅にお
ける湯面レベル変動ΔＬ（ｔ）を観測し、ある時間ｔ₀
からＴ秒間における湯面レベル変動ΔＬ（ｔ）の二乗積
分を数１の如く計算する。After step S305, the amplitude is corrected. In step S305, the natural number n for counting is initialized to 1, and the initial amplitude K _{0 is set} to K ₀ = d ₂ . Next, in step S308, the level fluctuation ΔL (t) of the molten metal at the current amplitude is observed, and a certain time t ₀
From T to T, the square integral of the level fluctuation ΔL (t) in T seconds is calculated as in Equation 1.

【００４７】[0047]

【数１】 [Equation 1]

【００４８】次にステップＳ３０９において、新しい振
幅Ｋ_nを、前記ΔＫを用いてＫ_n＝Ｋ_n-1＋ΔＫと設定
し、ステップＳ３１０において、新しい振幅Ｋ_nを用い
た制御の結果の湯面レベル変動ΔＬ（ｔ）を観測し、あ
る時間ｔ_nからＴ秒間における湯面レベル変動ΔＬ
（ｔ）の二乗積分を数２の如く計算する。Next, in step S309, the new amplitude K _n is set to K _n = K _n-1 + ΔK by using the ΔK, and in step S310, the molten metal surface level resulting from the control using the new amplitude K _n is set. The fluctuation ΔL (t) is observed, and the molten metal level fluctuation ΔL from a certain time t _n to T seconds
The square integral of (t) is calculated as in Equation 2.

【００４９】[0049]

【数２】 [Equation 2]

【００５０】次のステップＳ３１１においてｑ_n-1＞ｑ
_nか否かの判定を行う。ステップＳ３１１においてＹＥ
Ｓの場合は、Ｋの変化がレベル変動を減少させる方向に
働いた場合であり、この方向にさらにＫを変化させるた
めに、ステップＳ３１２において、新しいΔＫをΔＫ＝
（１／２）ΔＫと設定し、次のステップＳ３１３へ進
む。In the next step S311, q _n-1 > q
_{It is} determined whether or not _n . YE in step S311
In the case of S, the change in K acts in the direction of reducing the level fluctuation, and in order to further change K in this direction, in step S312, a new ΔK is set to ΔK =
(1/2) ΔK is set, and the process proceeds to the next step S313.

【００５１】ステップＳ３１１においてＮＯの場合は、
Ｋの変化がレベル変動を増大させる方向に働いた場合で
あり、逆方向へＫを変化させるために、ステップＳ３１
４において、新しいΔＫをΔＫ＝−（１／２）ΔＫと符
号を変えて設定し、次のステップＳ３１３へ進む。If NO in step S311,
This is a case where the change in K acts in the direction of increasing the level fluctuation, and in order to change K in the opposite direction, step S31
In 4, the new ΔK is set by changing the sign to ΔK = − (1/2) ΔK, and the process proceeds to the next step S313.

【００５２】ステップＳ３１３においては、現在のΔＫ
の絶対値が適宜定められた微小量ε未満であるか否かの
判定を行い、ＹＥＳである場合には、ステップＳ３１５
において出力すべき振幅ＫをＫ＝Ｋ_nとして、次のステ
ップＳ４へ進み、振幅決定のステップＳ３を終了する。
また、ステップＳ３１３においてＮＯの場合は、ステッ
プＳ３１６においてｎに１を加え、ステップＳ３０９に
戻って新しい振幅Ｋ_nを設定する。At step S313, the current ΔK
It is determined whether or not the absolute value of is less than a minute amount ε that is appropriately determined. If YES, step S315
In step S4, the amplitude K to be output is set to K = K _n , and the step S3 for determining the amplitude is completed.
If NO in step S313, 1 is added to n in step S316, and the process returns to step S309 to set a new amplitude K _n .

【００５３】以上の如くにして、開度変更量の位相の変
更量Δφ及び正弦波信号の振幅Ｋを決定し、ステップＳ
４にて、位相の変更量Δφ及び振幅Ｋの値を発振器８４
及び増幅器８５へ入力する。発振器８４は、入力された
位相の変更量Δφが正の値である場合は、位相の変更量
Δφだけ現在の発振位相から位相を進め、入力された位
相の変更量Δφが負の値である場合は、位相の変更量Δ
φの絶対値の大きさだけ現在の発振位相から位相を遅ら
せ、位相が補償された正弦波信号を発振する。そして増
幅器８５は、発振器８４の発振する正弦波信号の振幅を
入力された振幅Ｋにすべく増幅のゲインを設定し、前記
正弦波信号を増幅して加算器８６へ入力する。As described above, the phase change amount Δφ of the opening change amount and the amplitude K of the sine wave signal are determined, and step S
4, the phase change amount Δφ and the amplitude K are set to the oscillator 84.
And to the amplifier 85. When the input phase change amount Δφ is a positive value, the oscillator 84 advances the phase from the current oscillation phase by the phase change amount Δφ, and the input phase change amount Δφ is a negative value. If the phase change amount Δ
The phase is delayed from the current oscillation phase by the magnitude of the absolute value of φ, and the phase-compensated sine wave signal is oscillated. Then, the amplifier 85 sets the gain of amplification so that the amplitude of the sine wave signal oscillated by the oscillator 84 becomes the input amplitude K, and amplifies the sine wave signal and inputs it to the adder 86.

【００５４】なお、本実施の形態においては、発振器が
位相を調整しつつ正弦波信号を発振して増幅器が増幅す
るという形態を示したが、発振器が位相および振幅を調
整しつつ正弦波信号を発振するという形態、又は、発振
器が正弦波信号を発振し、位相制御器が位相をシフトさ
せ、増幅器が増幅するという形態を用いても構わない。In this embodiment, the oscillator oscillates the sine wave signal while adjusting the phase and the amplifier amplifies the signal. However, the oscillator adjusts the phase and the amplitude and outputs the sine wave signal. A mode of oscillating, or a mode in which the oscillator oscillates a sine wave signal, the phase controller shifts the phase, and the amplifier amplifies may be used.

【００５５】以上、詳述した如く、本発明に係る湯面レ
ベル制御装置８において、周波数、位相および振幅を調
整した正弦波信号によりスライディングゲート３０の開
度を制御し、周期性レベル変動を抑制する。As described above in detail, in the molten metal level control device 8 according to the present invention, the opening degree of the sliding gate 30 is controlled by the sine wave signal whose frequency, phase and amplitude are adjusted to suppress the fluctuation of the periodicity level. To do.

【００５６】本発明による制御方法を用いて、湯面レベ
ル制御のシミュレーションを行った。図８は、従来技術
のＰＩ制御と本発明による制御とを比較したシミュレー
ション結果を示すグラフである。図８（ａ）に示す如く
周期性レベル変動を引き起こす周期性外乱の大きさを時
間的に変化させ、従来技術のＰＩ制御のみを用いて制御
を行った場合の湯面レベルの変化を図８（ｂ）に示し、
本発明による制御を行った場合の湯面レベルの変化を図
８（ｃ）に示す。従来技術のＰＩ制御のみを用いて制御
を行った場合は、周期性外乱の大きさが増大するに従っ
て湯面レベル変動の振幅も増大し、周期性レベル変動を
抑制することができない。本発明による制御を行った場
合は、外乱が増大を始めた瞬間は湯面レベル変動の振幅
が増大するが、すぐにその変動は抑制され、湯面レベル
変動の振幅は元に戻る。Using the control method according to the present invention, a simulation of molten metal level control was performed. FIG. 8 is a graph showing simulation results comparing the PI control of the related art and the control of the present invention. As shown in FIG. 8A, the level of the periodic disturbance causing the periodicity level variation is temporally changed, and the change in the molten metal level when the control is performed using only the PI control of the conventional technique is shown in FIG. Shown in (b),
FIG. 8C shows changes in the molten metal level when the control according to the present invention is performed. When the control is performed using only the PI control of the related art, the amplitude of the level fluctuation of the molten metal increases as the magnitude of the periodic disturbance increases, and the periodic level fluctuation cannot be suppressed. When the control according to the present invention is performed, the amplitude of the molten metal level fluctuation increases at the moment when the disturbance starts to increase, but immediately the fluctuation is suppressed and the amplitude of the molten metal level fluctuation returns to the original level.

【００５７】以上のように、本発明による制御を行った
場合、連続鋳造機の操業中に周期性レベル変動が発生し
ても迅速かつ効果的に抑制されるため、湯面レベルは安
定し、安定した操業を行うことができる。As described above, when the control according to the present invention is carried out, even if the periodicity level fluctuation occurs during the operation of the continuous casting machine, it is quickly and effectively suppressed, so that the molten metal level becomes stable. A stable operation can be performed.

【００５８】（実施の形態２）前述したように、周期性
レベル変動の主な原因は非定常バルジングであり、複数
のガイドロール５、５…の間隔および鋳片４の引き抜き
速度により、周期性レベル変動の周期が決定される。一
般に、複数のガイドロール５、５…の間隔は全て同一で
はなく、鋳型１に近い部分ではロール間隔が小さく、鋳
型１に遠い部分ではロール間隔が大きくなっており、１
機の連続鋳造機におけるロール間隔は２種類以上存在す
る。従って、非定常バルジングに起因する周期性レベル
変動には、複数の周波数成分が含まれる場合がある。(Embodiment 2) As described above, the main cause of the periodicity level fluctuation is the unsteady bulging, and the periodicity depends on the interval between the plurality of guide rolls 5, 5, ... And the drawing speed of the slab 4. The cycle of level fluctuation is determined. Generally, the intervals of the plurality of guide rolls 5, 5, ... Are not the same, and the roll interval is small in the part close to the mold 1 and large in the part far from the mold 1.
There are two or more types of roll intervals in the continuous casting machine. Therefore, the periodicity level fluctuation caused by the non-stationary bulging may include a plurality of frequency components.

【００５９】図９は、周期性レベル変動の成分が２種類
存在する場合に、それに対応する湯面レベル制御装置８
の内部の構成を示したブロック図である。本実施の形態
においては、偏差演算部８２の前にノッチフィルタ８１
Ａ及び８１Ｂが直列に接続されており、また、周期性レ
ベル変動を相殺する正弦波信号を発生するための、直列
に接続された発振器８４Ａ及び増幅器８５Ａの組と、直
列に接続された発振器８４Ｂ及び増幅器８５Ｂの組とが
並列に接続されている。周波数検知部８０は、周期性レ
ベル変動の２種類の周波数ｆＡ及びｆＢを検知し、ｆＡ
の値をノッチフィルタ８１Ａ及び発振器８４Ａへ入力
し、ｆＢの値をノッチフィルタ８１Ｂ及び発振器８４Ｂ
へ入力する。ノッチフィルタ８１Ａ及び８１Ｂは、夫々
の遮断周波数が周期性レベル変動の２種類の周波数ｆＡ
及びｆＢに一致させられ、夫々の周波数成分を減衰させ
た検出レベルの信号を偏差演算部８２へ入力する。位相
・振幅演算部８７は、湯面レベル計６から入力された検
出レベル及び加算器８６の加算結果を入力とし、周期性
レベル変動の２種類の周波数ｆＡ及びｆＢの夫々の成分
を相殺する正弦波信号のための、位相の変更量ΔφＡ及
びΔφＢ並びに振幅ＫＡ及びＫＢの値を演算し、発振器
８４Ａ及び８４Ｂ並びに増幅器８５Ａ及び８５Ｂへ入力
する。このとき位相・振幅演算部８７は、図５のフロー
チャートに示すステップＳ２及びＳ３における位相及び
振幅の演算を、周波数ｆＡの成分について行って位相の
変更量ΔφＡ及び振幅ＫＡの値を演算し、さらに前記位
相及び振幅の演算を周波数ｆＢの成分について行って位
相の変更量ΔφＢ及びに振幅ＫＢの値を演算する。ステ
ップＳ２及びＳ３における位相及び振幅の演算の手順
は、図６及び図７のフローチャートに示した手順と同様
であり、その説明を省略する。発振器８４Ａは、位相の
変更量ΔφＡだけ位相を進めつつ周波数ｆＡにて正弦波
信号を発振し、増幅器８５Ａは、前記正弦波信号の振幅
をＫＡに増幅して加算器８６へ入力する。発振器８４Ｂ
は、位相の変更量ΔφＢだけ位相を進めつつ周波数ｆＢ
にて正弦波信号を発振し、増幅器８５Ｂは、前記正弦波
信号の振幅をＫＢに増幅して加算器８６へ入力する。他
の部分の構成は図２に示す実施の形態１の構成と同様で
あり、対応する部分に同一の符号を付してその説明を省
略する。湯面レベル制御装置８は、出力信号によりスラ
イディングゲートの開度を制御して、湯面レベルを制御
する。FIG. 9 shows a molten metal level control device 8 corresponding to two types of periodic level fluctuation components.
3 is a block diagram showing the internal configuration of FIG. In the present embodiment, the notch filter 81 is provided before the deviation calculator 82.
A and 81B are connected in series, and a set of an oscillator 84A and an amplifier 85A connected in series for generating a sinusoidal signal for canceling the periodicity level fluctuation, and an oscillator 84B connected in series And a set of amplifiers 85B are connected in parallel. The frequency detection unit 80 detects two types of frequencies fA and fB of the periodicity level fluctuation,
Is input to the notch filter 81A and the oscillator 84A, and the value of fB is input to the notch filter 81B and the oscillator 84B.
To enter. The notch filters 81A and 81B have two cut-off frequencies fA of two types with periodicity level fluctuations.
And fB, and the detection level signals in which the respective frequency components are attenuated are input to the deviation calculation unit 82. The phase / amplitude calculation unit 87 receives the detection level input from the molten metal level meter 6 and the addition result of the adder 86, and is a sine that cancels the respective components of the two types of frequencies fA and fB of the periodicity level fluctuation. The values of the phase change amounts ΔφA and ΔφB and the amplitudes KA and KB for the wave signal are calculated and input to the oscillators 84A and 84B and the amplifiers 85A and 85B. At this time, the phase / amplitude calculation unit 87 performs the calculation of the phase and amplitude in steps S2 and S3 shown in the flowchart of FIG. 5 for the component of the frequency fA to calculate the value of the phase change amount ΔφA and the value of the amplitude KA. The calculation of the phase and the amplitude is performed on the component of the frequency fB to calculate the amount of phase change ΔφB and the value of the amplitude KB. The procedure of calculating the phase and amplitude in steps S2 and S3 is the same as the procedure shown in the flowcharts of FIGS. 6 and 7, and the description thereof will be omitted. The oscillator 84A oscillates a sine wave signal at the frequency fA while advancing the phase by the phase change amount ΔφA, and the amplifier 85A amplifies the amplitude of the sine wave signal to KA and inputs it to the adder 86. Oscillator 84B
Is the frequency fB while advancing the phase by the phase change amount ΔφB.
The oscillator 85B oscillates a sine wave signal, and the amplifier 85B amplifies the amplitude of the sine wave signal to KB and inputs it to the adder 86. The configuration of the other parts is similar to that of the first embodiment shown in FIG. 2, and corresponding parts are designated by the same reference numerals and the description thereof is omitted. The molten metal level control device 8 controls the opening of the sliding gate by the output signal to control the molten metal level.

【００６０】以上の如く湯面レベル制御装置８を構成す
ることによって、周期性レベル変動の成分が複数存在し
た場合でも、それに対応して周期性レベル変動を効果的
に抑制することができる。なお、図９には、周期性レベ
ル変動の成分が２種類存在した場合にそれに対応する形
態を示したが、２種類以上の複数の成分が存在した場合
でも、直列に接続されたノッチフィルタ数と、直列に接
続された発振器及び増幅器の組を並列に接続した数と
を、周期性レベル変動の成分の数に対応して増加させ
て、全ての種類の周期性レベル変動を効果的に抑制する
ことが可能である。By configuring the molten metal level control device 8 as described above, even if there are a plurality of components of periodicity level fluctuation, the periodicity level fluctuation can be effectively suppressed correspondingly. Note that FIG. 9 shows the form corresponding to the case where there are two types of periodicity level fluctuation components, but even when there are two or more types of components, the number of notch filters connected in series is shown. And the number of parallel-connected sets of oscillators and amplifiers connected in series, corresponding to the number of components of the periodic level fluctuation, effectively suppressing all types of periodic level fluctuations. It is possible to

【００６１】また、本実施の形態では、周期性レベル変
動の成分の数に対応してノッチフィルタを増設する形態
を示したが、遮断周波数の帯域が広いフィルタを用い、
遮断周波数の帯域に周期性レベル変動の周波数が含まれ
るように調整する形態としても構わない。In the present embodiment, the notch filter is added according to the number of components of the periodicity level fluctuation, but a filter having a wide cutoff frequency band is used.
The mode may be adjusted so that the frequency of periodicity level fluctuation is included in the cutoff frequency band.

【００６２】本実施の形態を高速の連続鋳造機の湯面レ
ベル制御に適用し、従来技術のＰＩＤ制御による制御結
果と比較した。図１０のグラフに鋳造機の鋳片引き抜き
速度Ｖｃを時間的に変化させた場合のＰＩＤ制御による
制御結果を示し、図１１のグラフに本発明による制御結
果を示す。ＰＩＤ制御による制御の場合は、図１０
（ａ）に示す如く鋳片引き抜き速度Ｖｃを変化させたと
き、図１０（ｂ）に示す如く、Ｖｃが増大するに従って
湯面レベル変動の振幅が増大し、Ｖｃが４（ｍ／分）に
達した時に２種類の周波数成分を持つレベル変動が発生
した。２成分の周期性レベル変動が発生した場合、図１
０（ｂ）に示す如くうなりが生じ、そのうなりの腹の部
分でレベル変動振幅が更に増大する。本発明による制御
の場合は、図１１（ａ）に示す如くＶｃを変化させた場
合においても、図１１（ｂ）に示す如く湯面レベル変動
の振幅には特筆すべき変化はなく、Ｖｃが５（ｍ／分）
に達した場合においても湯面レベルは安定していた。This embodiment was applied to the level control of the molten metal surface of a high speed continuous casting machine and compared with the control result of the PID control of the prior art. The graph of FIG. 10 shows the control result by the PID control when the slab drawing speed Vc of the casting machine is temporally changed, and the graph of FIG. 11 shows the control result of the present invention. In the case of control by PID control, FIG.
When the slab drawing speed Vc is changed as shown in (a), as shown in FIG. 10 (b), the amplitude of the molten metal level fluctuation increases as Vc increases, and Vc becomes 4 (m / min). When it reached, level fluctuation with two kinds of frequency components occurred. When a two-component periodicity level variation occurs,
A beat occurs as shown in 0 (b), and the level fluctuation amplitude further increases at the antinode of the beat. In the case of the control according to the present invention, even when Vc is changed as shown in FIG. 11A, there is no remarkable change in the amplitude of the molten metal level fluctuation as shown in FIG. 5 (m / min)
Even when the temperature reached, the surface level was stable.

【００６３】図１２は、ＰＩＤ制御および本発明による
制御方法によって制御された湯面レベル変動の周波数解
析結果を示すグラフである。変動周波数が０．１、０．
３及び０．４Ｈｚの付近に合計３つのピークが存在す
る。このうち、０．１Ｈｚの付近のピークはロールの偏
心に起因する湯面レベル変動であり、０．３及び０．４
Ｈｚ付近のピークは非定常バルジングに起因する変動で
ある。図１２に破線で示した如く、ＰＩＤ制御による制
御例では、０．３及び０．４Ｈｚ付近の変動振幅が３ｍ
ｍに達しており、うなりの腹の部分では６ｍｍに達する
ことになる。一方、図１２に実線で示した如く、本発明
による制御例ではどの周波数領域においても際だったレ
ベル変動は発生しなかった。以上のように、本発明によ
る制御によって、複数の周波数成分を持つ周期性レベル
変動を効果的に抑制し得ることが実証された。FIG. 12 is a graph showing the frequency analysis result of the molten metal level fluctuation controlled by the PID control and the control method according to the present invention. The fluctuating frequency is 0.1, 0.
There are a total of three peaks near 3 and 0.4 Hz. Among them, the peak near 0.1 Hz is the fluctuation of the molten metal surface level due to the eccentricity of the roll, and 0.3 and 0.4
The peak near Hz is the variation due to unsteady bulging. As shown by the broken line in FIG. 12, in the control example by the PID control, the fluctuation amplitude near 0.3 and 0.4 Hz is 3 m.
m has reached, and the belly part of the beat reaches 6 mm. On the other hand, as shown by the solid line in FIG. 12, in the control example according to the present invention, no remarkable level fluctuation occurred in any frequency region. As described above, it was demonstrated that the control according to the present invention can effectively suppress the fluctuation of the periodicity level having a plurality of frequency components.

【００６４】次に、本発明による制御の結果を、従来よ
り提案されている外乱オブザーバで周期性外乱を予測し
て相殺する制御の結果と比較した。図１３は、ＰＩＤ制
御による制御、外乱オブザーバを用いる制御、及び本発
明による制御の結果をそれぞれ示すグラフである。図１
３に示す如く、外乱オブザーバを用いた制御方法による
制御結果に対して、本発明による周期性レベル変動の抑
制効果は遜色がない。以上のように、本発明による湯面
レベル制御装置は、高価で演算負荷の大きい制御装置に
匹敵する制御能力を有することが実証された。Next, the result of the control according to the present invention was compared with the result of the control for predicting and canceling the periodic disturbance by the conventionally proposed disturbance observer. FIG. 13 is a graph showing the results of PID control, control using a disturbance observer, and control according to the present invention. Figure 1
As shown in FIG. 3, the control effect of the control method using the disturbance observer is comparable to the effect of suppressing the fluctuation of the periodicity level according to the present invention. As described above, it has been proved that the molten metal level control device according to the present invention has a control capability comparable to that of a control device which is expensive and has a large calculation load.

【００６５】[0065]

【発明の効果】請求項１に係る湯面レベル制御方法及び
請求項４に係る湯面レベル制御装置においては、周期性
レベル変動を相殺するように周波数、位相および振幅を
調整した正弦波信号を生成し、検出レベルと目標レベル
との偏差より演算したスライディングゲート等の開度の
変更量に補正値として加算することとしたため、連続鋳
造機の操業中に発生する周期性レベル変動を効果的に抑
制することができる。In the molten metal level control method according to the first aspect and the molten metal level control device according to the fourth aspect, the sine wave signal whose frequency, phase and amplitude are adjusted so as to cancel the periodicity level fluctuation is used. Since it was decided to add it as a correction value to the change amount of the opening of the sliding gate, etc. calculated from the deviation between the detection level and the target level, it is possible to effectively change the periodicity level fluctuation that occurs during the operation of the continuous casting machine. Can be suppressed.

【００６６】請求項２に係る湯面レベル制御方法及び請
求項５に係る湯面レベル制御装置においては、ノッチフ
ィルタを用いて周期性レベル変動の周波数成分を選択的
に減衰した検出レベルと目標レベルとの偏差を求め、求
めた偏差を用いて前記開度の変更量の演算を行うことと
したため、連続鋳造機の操業中において、周期性レベル
変動を含むレベル変動を効果的かつ安定的に抑制するこ
とができ、レベル変動に起因する鋳片の欠陥の発生を防
止し、安定した操業を行うことが可能となる。In the molten metal level control method according to the second aspect and the molten metal level control device according to the fifth aspect, the detection level and the target level in which the frequency component of the periodicity level fluctuation is selectively attenuated by using the notch filter. Is calculated and the amount of change in the opening is calculated using the calculated deviation, effectively and stably suppressing level fluctuations including cyclical level fluctuations during the operation of the continuous casting machine. It is possible to prevent the occurrence of defects in the cast slab due to the level fluctuation, and it is possible to perform stable operation.

【００６７】請求項３に係る湯面レベル制御方法及び請
求項６に係る湯面レベル制御装置においては、周期性レ
ベル変動を相殺する正弦波信号の位相および振幅を位相
・振幅演算部において調整する際に、検出した周期性レ
ベル変動の逆位相信号と前記開度の変更量との関係を示
す位相面軌道の形状の真円度が向上するように、しかも
該位相面軌道に囲まれる面積が減少するように前記位相
および振幅を調整することとしたため、前記開度の変更
量の位相が周期性レベル変動に対して９０°ずれ、従来
の複雑で規模の大きい演算を要する制御方法に匹敵する
効果で周期性レベル変動を抑制することができ、安価な
制御器を使用した簡単な演算を用いて、周期性レベル変
動を効果的に防止し、安定した連続鋳造機の操業を行う
ことが可能となる。In the molten metal level control method according to the third aspect and the molten metal level control device according to the sixth aspect, the phase / amplitude calculation section adjusts the phase and amplitude of the sine wave signal for canceling the periodicity level fluctuation. At this time, the circularity of the shape of the phase plane orbit showing the relationship between the detected antiphase signal of the periodicity level fluctuation and the change amount of the opening is improved, and moreover, the area surrounded by the phase plane orbit is Since the phase and the amplitude are adjusted so as to decrease, the phase of the change amount of the opening shifts by 90 ° with respect to the periodicity level fluctuation, which is comparable to the conventional control method that requires complicated and large-scale calculation. The periodicity level fluctuation can be suppressed by the effect, and the periodicity level fluctuation can be effectively prevented by using simple calculation using an inexpensive controller, and stable continuous casting machine operation can be performed. Becomes

[Brief description of drawings]

【図１】連続鋳造機および本発明に係る湯面レベル制御
装置の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing configurations of a continuous casting machine and a molten metal level control device according to the present invention.

【図２】本発明に係る湯面レベル制御装置の構成を示す
ブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a molten metal level control device according to the present invention.

【図３】スライディングゲートの開度を変更して周期性
レベル変動を相殺する最適条件を示す概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram showing an optimal condition for canceling a periodicity level fluctuation by changing an opening of a sliding gate.

【図４】周期性レベル変動の逆位相信号をＹ成分、スラ
イディングゲートの開度の変更量をＸ成分として夫々の
時間変化をＸＹ直行座標上にプロットした、位相面軌道
を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a phase plane trajectory in which each time change is plotted on an XY orthogonal coordinate with an antiphase signal of the periodicity level fluctuation as a Y component and an amount of change of the opening of the sliding gate as an X component.

【図５】位相・振幅演算部における、位相および振幅の
演算の手順を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing a procedure of calculating a phase and an amplitude in a phase / amplitude calculating section.

【図６】位相の演算の手順を示すフローチャートであ
る。FIG. 6 is a flowchart showing a procedure of calculating a phase.

【図７】振幅の演算の手順を示すフローチャートであ
る。FIG. 7 is a flowchart showing a procedure of calculating an amplitude.

【図８】従来技術のＰＩ制御と本発明による制御とを比
較したシミュレーション結果を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing simulation results comparing the PI control of the related art and the control of the present invention.

【図９】周期性レベル変動の成分が２種類存在する場合
に対応する湯面レベル制御装置の構成を示すブロック図
である。FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a molten metal level control device corresponding to the case where there are two types of periodicity level fluctuation components.

【図１０】従来技術のＰＩＤ制御による制御結果を示す
グラフである。FIG. 10 is a graph showing a control result by PID control according to a conventional technique.

【図１１】本発明による制御結果を示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing a control result according to the present invention.

【図１２】ＰＩＤ制御および本発明による制御方法によ
って制御された湯面レベル変動の周波数解析結果を示す
グラフである。FIG. 12 is a graph showing a frequency analysis result of molten metal level fluctuation controlled by PID control and the control method according to the present invention.

【図１３】ＰＩＤ制御による制御、外乱オブザーバを用
いる制御、及び本発明による制御の結果を示すグラフで
ある。FIG. 13 is a graph showing results of control by PID control, control using a disturbance observer, and control by the present invention.

[Explanation of symbols]

１鋳型２溶湯２０タンディッシュ３注湯ノズル３０スライディングゲート３１アクチュエータ４鋳片５ガイドロール６湯面レベル計７目標レベル設定器８湯面レベル制御装置８０周波数検知部８１ノッチフィルタ８２偏差演算部８３開度演算部８４発振器８５増幅器８６加算器８７位相・振幅演算部 1 mold 2 molten metal 20 tundish 3 pouring nozzle 30 sliding gates 31 Actuator 4 slab 5 guide rolls 6 Level gauge 7 Target level setter 8 Level controller 80 Frequency detector 81 notch filter 82 Deviation calculator 83 Opening calculation part 84 oscillator 85 amplifier 86 adder 87 Phase / amplitude calculator

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B22D 11/18 B22D 11/16 104 G05B 11/36 501 G05B 13/02 Front page continuation (58) Fields surveyed (Int.Cl. ⁷ , DB name) B22D 11/18 B22D 11/16 104 G05B 11/36 501 G05B 13/02

Claims

(57) [Claims]

1. The level of the molten metal in the mold of a continuous casting machine is detected, and the deviation between the detected molten metal level and a predetermined target level is calculated. of calculating the change amount, the opening degree change in accordance with the amount of the calculated change, the molten metal surface level control method of a continuous casting machine for controlling to keep the molten metal surface level in the target level, the detected molten metal surface level signal To detect the frequency of the periodicity level fluctuation included in the, and to generate a signal of the same frequency as the detected frequency, having a phase and amplitude to cancel the periodicity level fluctuation, the generated signal to the calculated change amount A molten metal level control method for a continuous casting machine, characterized in that the amount of change is added to correct the amount of change, and the opening is changed according to the corrected amount of change.

2. The level of the molten metal in the mold of the continuous casting machine is detected, and the deviation between the detected molten metal level and a predetermined target level is calculated. In the level control method of the continuous casting machine, which calculates the amount of change of the molten metal, changes the opening according to the calculated amount of change, and controls the molten metal level to maintain the target level. The frequency of periodicity level fluctuation included in is detected, the detected frequency component is attenuated,
The same frequency as the detected frequency having the phase and the amplitude for canceling the periodic level fluctuation is calculated by calculating the change amount from the deviation between the level signal in which the component is attenuated and the target level signal. Is generated, the generated signal is added to the result of the calculation to correct the change amount, and the opening degree is changed according to the corrected change amount.

3. The molten metal level control method for a continuous casting machine according to claim 1 or 2, wherein a phase having a value of the detected molten metal level and a value of the corrected change amount of the opening as variables. The level and amplitude of the signal are adjusted so that the circularity of the shape of the surface track is improved and the area surrounded by the phase track is reduced. Control method.

4. The level of the molten metal in the mold of the continuous casting machine is detected, and the deviation between the detected molten metal level and a predetermined target level is calculated. Of the level of the molten metal detected by the molten metal level control device of the continuous casting machine, which calculates the amount of change of the molten metal and changes the opening according to the calculated amount of change to control the molten metal level to maintain the target level. A frequency detecting unit for detecting the frequency of the periodic level fluctuation, an oscillator for oscillating a signal at the frequency detected by the frequency detecting unit, and a phase and an amplitude for canceling the periodic level fluctuation. A phase / amplitude calculation unit and an adder that corrects the change amount of the opening by adding a signal oscillated by the oscillator and having the phase and amplitude calculated by the phase / amplitude calculation unit to the calculated change amount. Prepare Melt surface level controller of the continuous casting machine, wherein the door.

5. The level of the molten metal in the mold of the continuous casting machine is detected, and the deviation between the detected molten metal level and a predetermined target level is calculated. In the molten metal level control device of the continuous casting machine, which calculates the amount of change of the molten metal, changes the opening according to the calculated amount of change, and controls the molten metal level to keep the target level at the target level. A frequency detection unit for detecting the frequency of the periodicity level fluctuation included in, a notch filter for setting the frequency detected by the frequency detection unit as a cutoff frequency, and the level of the molten metal level at which the frequency component is attenuated by the notch filter. A deviation calculator that calculates a deviation between the signal and the signal of the target level, and an opening calculator that calculates the change amount of the opening based on the deviation calculated by the deviation calculator,
An oscillator that oscillates a signal at the frequency input from the frequency detection unit, a phase / amplitude calculation unit that calculates a phase and an amplitude that cancels the periodicity level fluctuation, and the phase / amplitude calculation that the oscillator oscillates. And a signal having the phase and amplitude calculated by the section are added to the opening change amount calculated by the opening calculation section to correct the opening change amount. Level control device for the water level.

6. The molten metal level control device for a continuous casting machine according to claim 4 or 5, wherein a phase / amplitude calculation unit that calculates a phase and an amplitude of the signal detects the molten metal level and the detected molten metal level. The change amount of the opening degree is input, and the roundness of the shape of the phase plane orbit whose value is the change level of the molten metal level and the change amount of the opening degree is improved. A molten metal level control device for a continuous casting machine, wherein the phase and the amplitude are determined so that the enclosed area is reduced.