JP3843588B2 - 連続鋳造機の鋳型内湯面レベル制御方法及びその制御装置 - Google Patents
連続鋳造機の鋳型内湯面レベル制御方法及びその制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3843588B2 JP3843588B2 JP07457298A JP7457298A JP3843588B2 JP 3843588 B2 JP3843588 B2 JP 3843588B2 JP 07457298 A JP07457298 A JP 07457298A JP 7457298 A JP7457298 A JP 7457298A JP 3843588 B2 JP3843588 B2 JP 3843588B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- level
- molten metal
- mold
- value
- deviation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は連続鋳造機における鋳型内の湯面レベルを目標値に安定維持すべく溶湯注入量を調節する鋳型内湯面レベル制御方法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
連続鋳造過程で鋳型内湯面レベルが変動すると、湯面上のパウダが溶湯内に巻き込まれ、溶湯中に巻き込まれたパウダは、そのまま鋳片の表皮欠陥となって圧延後の成品に疵を発生させてしまうこととなる。
このため、湯面レベル変動を制御することは成品品質の向上を図る上で極めて重要な意味を有している。
湯面レベル変動の要因は種々知られているが、鋳片の引抜きによる鋳片内未凝固溶湯静圧の変動によって、鋳片の凝固シェルが周期的に膨張と収縮を繰り返す非定常バルジングに起因して、生じる鋳型からの溶湯流出量変動、浸漬ノズル内の詰まりの進行に伴う溶湯流量の時間的不均一性等の外乱が主たる原因と言うことが出来る。
【0003】
この対策として、従来にあっては湯面レベルセンサにより湯面レベルを所定の時間間隔で測定し、この湯面レベル測定値を湯面レベル目標値と比較し、そのレベル偏差を解消するようにタンディッシュ底部に設けてあるスライディングノズルゲートの開度、又はストッパの開度を調節し、鋳型内への注入溶湯量を調節し、鋳片として引き抜かれる溶湯量に相当する溶湯量を鋳型に供給しつつ、前記外乱による溶湯注入量変動を補償して鋳型内の溶湯体積を一定にすることが行われている。
【0004】
ところで、湯面レベルを所定の目標値に維持するために必要なスライディングノズルゲート、又はストッパの開度を調節する湯面レベル制御装置は、通常、湯面レベル測定値と湯面レベル目標値とのレベル偏差を時間的に積分する要素、例えばPID調節装置等を備えており、この積分要素の作用により湯面レベルの平均値を湯面レベル目標値に略一致させるようにスライディングノズルゲート、又はストッパのアクチュエータに対する開度指令を演算している。
【0005】
ところが、連続鋳造機の操業中には、スライディングノズルゲートの開口部、または浸漬ノズルの内部に溶湯中の介在物が固着することによりノズル詰まりが発生する。
例えば、スライディングノズルにノズル詰まりが発生すると、次のような不都合を招来する。
【0006】
即ち、
▲1▼ ノズル詰まりが軽微な場合は、スライディングノズルゲート開度の変更に対する鋳型への溶湯注入量ゲインが低下するため、湯面レベル制御装置における制御パラメータの湯面レベル変動幅抑制に対する最適性が失われ、ノズル詰まりがない場合に比べて湯面レベル変動幅が大きくなる。
▲2▼ ノズル詰まりが進行した場合は、鋳型への溶湯注入量がある上限値で飽和する。このため湯面レベル制御装置がスライディングノズルゲートを開操作するような開度指令値を出力しても、外乱による溶湯流出量変動に対して溶湯注入量が不足し、ノズル詰まりが軽微な場合に比べてさらに湯面レベル変動幅が大きくなる。
【0007】
▲3▼ ノズル詰まりが▲2▼よりもさらに進行した場合には、鋳片として鋳型から流出する溶湯量に対しても溶湯注入量が不足する状態となり、湯面レベルは下降し続け、鋳片の引抜き速度を低下させて鋳型からの溶湯流出量を低減せざるを得ず、効率的な鋳造は不可能となる。
前記の▲1▼の対策としては、特開昭64−53747号公報にはスライディングノズルゲート開度に対する鋳型への溶湯注入量ゲインの推定値に基づき、スライディングノズルゲートにおけるPID調節装置の制御パラメータを修正し、湯面レベル制御装置のループゲインを最適に保つ方法が開示されている。
また、特開昭59−27762号公報には、ストッパによる流量調節時における同様の方法が開示されている。
【0008】
これらの方法では、詰まりが軽微であってスライディングノズル、又は浸漬ノズルの流量上限値が前述した外乱による溶湯流出量変動を補償するために必要な溶湯注入量を常に上回っている限りにおいて、湯面レベル変動の抑制効果は期待できる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
反面、これらの従来の方法では、前記▲2▼に示す不都合に対しては効果がない。何故なら、溶湯注入量が飽和している場合の湯面レベル変動が、以下の2つの要因でノズル詰まりが軽微な場合に比べて大きくなるためである。
(a)溶湯注入量が飽和すると、外乱による鋳型からの溶湯流出量の増加分を補充するための溶湯注入量が不足する。
その結果、湯面レベルが下降する方向の変動幅が大きくなる。
【0010】
(b)外乱による鋳型からの溶湯流出量が減少し、湯面レベルが上昇方向に転じた後も、湯面レベル測定値が湯面レベル目標値を下回っている間は湯面レベル制御装置の積分要素がレベル偏差を蓄積し、スライディングノズルゲートが溶湯注入量の上限に対応する開度を越えて開く方向に開度指令値を算出し続ける。
しかし、スライディングノズルゲート開度に対して溶湯注入量が飽和しているため、この間の鋳型への溶湯注入量は一定であり、加えて湯面レベル測定値が湯面レベル目標値を上回り、積分要素がレベル偏差の蓄積分を逐次減じてスライディングノズルゲートの開度指令値を溶湯注入量の上限に対応する開度以下に閉じるまでは鋳型に対する溶湯注入量が減少しない。
【0011】
その結果、溶湯流入量が飽和している間は、湯面レベルが上昇する方向にレベル変動幅が増大する。
前記の要因(a)の場合、溶湯注入量が飽和している状態においては、溶湯注入量の不足状態を回避するのが難しい。
本発明は、ノズル詰まりが進行し、溶湯注入量が飽和している状態においては、溶湯注入量の不足状態の場合における前記要因(b)の問題点を解決し、湯面レベル変動を抑制する装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
第1の発明に係る連続鋳造機の鋳型内湯面レベル制御方法は、鋳型内の湯面レベル目標値に対する湯面レベル測定値のレベル偏差に基づいて、鋳型に対する溶湯注入ノズルの開度調節用アクチュエータを操作し、鋳型内湯面レベルを湯面レベル目標値に維持すべく制御する鋳型内湯面レベル制御方法において、前記レベル偏差に時間積分処理した第1の値と、前記レベル偏差に積分処理を含まない処理を施した第2の値との和を前記アクチェータに対するノズル開度指令とすると共に、ノズルから鋳型への溶湯注入量が飽和状態にあって、しかも前記湯面レベル測定値が湯面レベル目標値を以下の場合に、前記第1の値零とすることを特徴とする。
【0013】
第2の発明に係る連続鋳造機の鋳型内湯面レベル制御装置は、鋳型内の湯面レベル目標値に対する湯面レベル測定値のレベル偏差に基づいて、鋳型に対する溶湯注入ノズルの開度調節用アクチュエータを操作し、鋳型内湯面レベルを湯面レベル目標値に維持すべく制御する鋳型内湯面レベル制御装置において、前記レベル偏差に時間積分処理した値を出力する第1の手段と、前記レベル偏差に積分処理を含まない処理を施した値を出力する第2の手段と、前記第1の手段の動作、非動作を切り替える切替手段と、前記第1及び第2の手段の出力を加算して、前記アクチュエータに対しノズル開度指令として出力する手段と、ノズル開度の変更に対して鋳型への溶湯注入量が飽和状態にあるか否かを検知し、飽和状態にあり、しかも前記レベル偏差が正の場合に、前記第1の手段を非動作とすべく切替手段を動作させる飽和検知手段とを備えることを特徴とする。
【0014】
第1、第2の発明にあっては、これによってノズル詰まりにより鋳型内への溶湯注入量が飽和状態となったことが検知されると、ノズル開度調節用のアクチュエータに対する積分処理値の出力を停止させることで鋳型内湯面レベル変動を抑制し、パウダの巻き込みによる鋳片の表皮下欠陥の発生を低減し得ることとなる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
図1は、本発明に係る連続鋳造機の鋳型内湯面レベル制御装置の構成を示すブロック図であり、図中1は鋳型、2は鋳型1に溶湯を供給するタンデッシュを示している。
タンデッシュ2は、その底壁にスライディングノズルゲート3を介在させて浸漬ノズル4が垂設されており、この浸漬ノズル4の下端部が鋳型1内の溶湯8内に浸漬された状態で位置せしめられている。
【0016】
スライディングノズルゲート3には、これを開閉操作するための油圧シリンダ等で構成されたアクチュエータ7が設けられており、該アクチュエータ7の操作によってスライディングノズルゲート3の開度を調整するようにしてある。
10は前記アクチュエータ7に対する制御系であり、与えられた湯面レベル目標値r(t)と、鋳型1内に臨ませた湯面レベルセンサ5の検出値である湯面レベル測定値y(t)とのレベル偏差e(t)を求めて出力する減算器11と、レベル偏差e(t)が切替手段たるスイッチ12を介して入力され、レベル偏差e(t)に対し所定の処理を施して出力する第1の補償器13及びレベル偏差e(t)が直接入力される第2の補償器14と、第1,第2の補償器13,14の出力を加算してアクチュエータ7へ出力する加算器15と、溶湯注入量飽和検知手段16とを備えている。
【0017】
第1の補償器13は、下記(1)式に示す如く経時的にレベル偏差e(t)を積分し、その値に制御パラメータK1を乗じた値をスライディングノズルゲート開度指令MV1(t)として加算器15へ出力する。
MV1(t)=K1∫e(t)dt …(1)
【0018】
また、第2の補償器14は、積分器を有さず、伝達関数C(s)で表される特性を備えており、入力されたレベル偏差e(t)に対し、下記(2)式に従ってスライディングノズルゲート開度指令MV2(t)を演算し、加算器15へ出力する。 MV2(t)=L- [C(s)L[e(t)]] …(2)
但し L :ラプラス変換
L- :逆ラプラス変換
【0019】
第2の補償器14の伝達関数C(s)を定数KPと置換すれば(2)式は下記(3)式の如くに書き直せる。
MV2(t)=KP×e(t) …(3)
加算器15は、スライディングノズルゲート開度指令MV1(t)とMV2(t)との和であるスライディングノズルゲート開度指令MV(t)をスライディングノズルゲート3のアクチュエータ7へ与える。
【0020】
溶湯注入量飽和検知手段16は、湯面レベルセンサ5の測定値である鋳型1内の湯面レベル測定値y(t)、鋳片の引抜き速度計6の測定値である引抜き速度Vc(t)、スライディングノズルゲート開度指令MV(t)、及び鋳型断面積に基づいて、鋳型への溶湯注入量が未飽和の状態か、又は溶湯注入量が飽和状態にあるかを判断し、未飽和の状態にある場合は、スイッチ12を閉状態に維持し、また飽和状態にあって、しかも湯面レベル測定値y(t)が湯面レベル目標値r(t)以下の場合、換言すれば、レベル偏差e(t)>0の場合には、スイッチ12を開放状態とする。
飽和状態にあるか否かは、スライディングノズルゲートの開度変化、換言すればアクチュエータ7のシリンダロッドの伸縮に対応して溶湯注入量が変化するか否かによって判断される。
ノズルからの溶湯注入量が飽和状態にあるか否かを見るために特別にゲートの開度を微量に変えてもよいが、それまでの間のゲート開度の変化に対応して溶湯注入量が変化したか否かに基づいて判断してもよい。
【0021】
これによって未飽和状態にある場合には、レベル偏差e(t)は第1,第2の補償器13,14へ入力され、夫々の出力MV1(t)、MV2(t)が加算器15にて加算され、下記(4)式の如くその加算値がスライディングノズルゲート開度指令MV(t)としてアクチュエータ7へ出力される。
MV(t)= MV1(t)+MV2(t) …(4)
【0022】
一方飽和状態にある場合には、スイッチ12が開放され、レベル偏差e(t)は第2の補償器14にのみ入力され、下記(5)式の如くその出力MV2(t)がスライディングノズルゲート3の開度指令MV(t)としてアクチュエータ7へ出力される。
MV(t)= MV2(t) …(5)
【0023】
【実施例】
鋳片9の引抜きによる鋳型1からの溶湯流出量が設計上の溶湯注入量上限値の50%、また外乱による鋳型1からの溶湯流出量変動が設計上の溶湯注入量上限値の±6%とし、鋳型1への溶湯注入量が設計上の上限値の52%で飽和した状態とし、本発明装置と従来装置とを適用した。
上記の状態は、鋳片9の引抜きによる鋳型1からの溶湯流出量と釣り合うように鋳型1への溶湯注入は可能であるが、外乱による鋳型1からの溶湯流出量変動を完全に補償するには鋳型への溶湯注入量が不足する状態にある。
【0024】
図2は、スライディングノズルゲートのアクチュエータ7に対し、積分器の出力を入力して湯面レベル制御を実施する従来技術を適用した場合と、本発明を実施した場合とにおける湯面レベル(図2(a))、スライディングノズルゲート開度指令(図2(b))、溶湯注入流量(図2(c))夫々の時間的推移を示したグラフである。
【0025】
図2(c)に示す如く溶湯注入量が所定レベルで飽和状態となっている場合においても、図2(a)に示す如く湯面レベルが湯面レベル目標値を越えるタイミングで、図2(b)に示す如くスライディングノズルゲート開度指令を、ノズルを閉じる側、換言すればノズル開度を減じる側に切り換えることで湯面レベルの上昇が従来技術では13mmであったのに対し、本発明装置では8mmに留め得ており、湯面レベル変動を低減し得ていることが解る。
【0026】
【発明の効果】
以上の如く本発明装置にあっては、鋳型への溶湯供給用ノズルの詰まりが進行し、溶湯注入量が飽和した状態においても、鋳型内湯面レベル変動を効果的に抑制出来、鋳片の表皮下欠陥の発生を防止出来て、圧延後の成品品質を高め得ることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る連続鋳造機の鋳型内湯面レベル制御装置の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明装置と従来装置との比較試験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
1 鋳型
2 タンデッシュ
3 スライディングノズルゲート
4 浸漬ノズル
5 湯面レベルセンサ
6 鋳片の引抜き速度計
11 減算器
12 スイッチ
13 第1の補償器
14 第2の補償器
15 加算器
16 溶湯注入量飽和検知手段
Claims (2)
- 鋳型内の湯面レベル目標値に対する湯面レベル測定値のレベル偏差に基づいて、鋳型に対する溶湯注入ノズルの開度調節用アクチュエータを操作し、鋳型内湯面レベルを湯面レベル目標値に維持すべく制御する鋳型内湯面レベル制御方法において、
前記レベル偏差に時間積分処理した第1の値と、前記レベル偏差に積分処理を含まない処理を施した第2の値との和を前記アクチェータに対するノズル開度指令とすると共に、ノズルから鋳型への溶湯注入量が飽和状態にあって、しかも前記湯面レベル測定値が湯面レベル目標値を以下の場合に、前記第1の値零とすることを特徴とする連続鋳造機の鋳型内湯面レベル制御方法。 - 鋳型内の湯面レベル目標値に対する湯面レベル測定値のレベル偏差に基づいて、鋳型に対する溶湯注入ノズルの開度調節用アクチュエータを操作し、鋳型内湯面レベルを湯面レベル目標値に維持すべく制御する鋳型内湯面レベル制御装置において、
前記レベル偏差に時間積分処理した値を出力する第1の手段と、
前記レベル偏差に積分処理を含まない処理を施した値を出力する第2の手段と、
前記第1の手段の動作、非動作を切り替える切替手段と、
前記第1及び第2の手段の出力を加算して、前記アクチュエータに対しノズル開度指令として出力する手段と、
ノズル開度の変更に対して鋳型への溶湯注入量が飽和状態にあるか否かを検知し、飽和状態にあり、しかも前記レベル偏差が正の場合に、前記第1の手段を非動作とすべく切替手段を動作させる飽和検知手段と
を備えることを特徴とする連続鋳造機の鋳型内湯面レベル制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07457298A JP3843588B2 (ja) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | 連続鋳造機の鋳型内湯面レベル制御方法及びその制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07457298A JP3843588B2 (ja) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | 連続鋳造機の鋳型内湯面レベル制御方法及びその制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11267813A JPH11267813A (ja) | 1999-10-05 |
JP3843588B2 true JP3843588B2 (ja) | 2006-11-08 |
Family
ID=13551058
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP07457298A Expired - Fee Related JP3843588B2 (ja) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | 連続鋳造機の鋳型内湯面レベル制御方法及びその制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3843588B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102266927A (zh) * | 2011-08-01 | 2011-12-07 | 东北大学 | 一种连铸机钢水浇铸顺序的控制方法 |
-
1998
- 1998-03-23 JP JP07457298A patent/JP3843588B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102266927A (zh) * | 2011-08-01 | 2011-12-07 | 东北大学 | 一种连铸机钢水浇铸顺序的控制方法 |
CN102266927B (zh) * | 2011-08-01 | 2013-02-13 | 东北大学 | 一种连铸机钢水浇铸顺序的控制方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11267813A (ja) | 1999-10-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112423911B (zh) | 连续铸造的控制装置、方法及记录介质 | |
US5311924A (en) | Molten metal level control method and device for continuous casting | |
JP3843588B2 (ja) | 連続鋳造機の鋳型内湯面レベル制御方法及びその制御装置 | |
JP3171220B2 (ja) | 連続鋳造におけるモールド内溶融金属レベル制御方法 | |
JPH06264B2 (ja) | 連続鋳造における湯面レベル制御方法 | |
JP2634106B2 (ja) | 連続鋳造における湯面レベル制御方法 | |
JP5206569B2 (ja) | 連続鋳造機のモールド湯面レベル制御装置及び制御方法 | |
KR20120102813A (ko) | 연속 주조 몰드의 주조 레벨 제어 방법 | |
JPH0561025B2 (ja) | ||
JPS5946705B2 (ja) | 連鋳モ−ルド内の溶融金属レベル制御方法 | |
Furtmueller et al. | Control issues in continuous casting of steel | |
JP3309809B2 (ja) | 連続鋳造機における湯面レベル制御方法 | |
JPH0679423A (ja) | 連続鋳造における湯面レベル制御方法 | |
JP3582378B2 (ja) | 連続鋳造の湯面レベル制御方法及び連続鋳造の湯面レベル制御装置 | |
JPH03174961A (ja) | 連続鋳造における湯面レベル制御方法及び装置 | |
JP3160805B2 (ja) | 連続鋳造設備のモールドレベル制御装置 | |
JP2005246466A (ja) | 連続鋳造設備の鋳型内溶鋼レベル制御方法 | |
JP3370900B2 (ja) | 連続鋳造の鋳型内湯面レベル制御方法 | |
KR102388116B1 (ko) | 복층 주조편의 연속 주조 프로세스의 제어 방법, 장치 및 프로그램 | |
JPH08243703A (ja) | 連続鋳造における湯面レベル制御方法 | |
KR100775290B1 (ko) | 연속주조공정에서의 탕면레벨 제어장치 | |
JP3237516B2 (ja) | 連続鋳造機の湯面レベル制御方法及び湯面レベル制御装置 | |
JPH0531560A (ja) | 連続鋳造における湯面レベル制御方法 | |
JP4209989B2 (ja) | 連続鋳造鋳片の品質判定方法 | |
JPH09136149A (ja) | 連続鋳造機モールド内湯面レベル制御方法および装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041018 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060718 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060725 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060807 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090825 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100825 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110825 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110825 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120825 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120825 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130825 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130825 Year of fee payment: 7 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130825 Year of fee payment: 7 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |