JP6372216B2 - 連続鋳造鋳型内の湯面変動の状態推定方法、及び、装置 - Google Patents
連続鋳造鋳型内の湯面変動の状態推定方法、及び、装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6372216B2 JP6372216B2 JP2014149954A JP2014149954A JP6372216B2 JP 6372216 B2 JP6372216 B2 JP 6372216B2 JP 2014149954 A JP2014149954 A JP 2014149954A JP 2014149954 A JP2014149954 A JP 2014149954A JP 6372216 B2 JP6372216 B2 JP 6372216B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- molten metal
- base waveform
- waveform vector
- component
- metal surface
- 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.)
- Active
Links
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims description 98
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 35
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 title claims description 25
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 98
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 41
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 16
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 11
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 10
- 238000000513 principal component analysis Methods 0.000 claims description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 38
- 238000012880 independent component analysis Methods 0.000 description 17
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 4
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N (2s)-2-[[4-[2-(2,4-diaminoquinazolin-6-yl)ethyl]benzoyl]amino]-4-methylidenepentanedioic acid Chemical compound C1=CC2=NC(N)=NC(N)=C2C=C1CCC1=CC=C(C(=O)N[C@@H](CC(=C)C(O)=O)C(O)=O)C=C1 NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N 0.000 description 1
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Continuous Casting (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Non-Electrical Variables (AREA)
Description
基底波形の解釈の例として、例えば、すべての湯面レベル計において同振幅・同位相で観測される基底波形は、湯面の均一な全体上下動成分(体積変動成分)の時系列の波形として考えることができる。また、他のパターンとして、ある特定の湯面レベル計の観測値では振幅が大きく、他の湯面レベル計の観測値では振幅が小さいような基底波形は、鋳型幅方向で高さが異なる湯面変動を表わしていることになる。このような変動を、幅方向で不均一な局所的変動(または単に「局所的変動」)と呼ぶこととし、このような変動を表わす波形は、局所的変動成分の時系列の波形として考えることができる。従来の単一の湯面レベル計の観測値からは、これらの湯面変動パターンを知ることは困難であった。
本発明者らは、鋭意研究の結果、湯面変動を支配する異なる物理現象に対応する基底波形ベクトル、および、その重み係数行列を求める具体的な方法として、独立成分分析や主成分分析を用いることができることを見出した。なお、独立成分分析は、音響信号処理におけるブラインド音源分離や、医用工学における脳波の解析をはじめとして、最近では様々な分野において使われている手法であり、その解説書としては、例えば、『村田昇、「入門独立成分分析」、東京電機大学出版局、p.28〜p.38、2004年」等を挙げることができる。
本発明は、このような知見に基づいて完成させた。以下、本発明について説明する。
独立成分分析のアルゴリズムとしては、分離行列Wを計算するための評価関数の違いや収束計算方法の選び方により、いくつかのアルゴリズムが提案されている。本発明では、いずれのアルゴリズムを用いても良く、例えばAapo HyvarinenらによるFastICAなどを用いることができる。
混合行列の同一列の各成分が同符号であり、且つ、同程度の大きさである場合、当該列と掛け合わされる基底波形ベクトルは、湯面全体の上下動(体積変動)成分を表わしていると判定することができる。ここで、「同程度」とは、例えば、混合行列の同一列の各成分の標準偏差を当該同一列の各成分の平均値で割ることにより得られる変動係数が、所定の閾値未満である場合に、「同程度」であると判定することができる。閾値は、例えば0.5とすることができる。変動係数は、下記式(8)で表わされる。
湯面全体の上下動(体積変動)成分は、混合行列の同一列が同符号、同程度の大きさである特徴を有する。この場合、変動係数が小さな値となるため、上記基準で判定することができる。
混合行列の同一列の各成分の値を用いて算出される均一性の指標(上記式(8)で表わされる変動係数)が閾値以上であって、且つ、基底波形ベクトルのスペクトルのピーク周波数が、鋳型幅によって規定される定在波の周波数と一致している場合、当該列と掛け合わされる基底波形ベクトルは、定在波成分を表わしていると判定することができる。例えば、鋳型の両側の短辺に湯面レベル計を設置した場合について説明する。1次の定在波の場合には、図3に示したように、定在波の節の位置が鋳型の中心であり、鋳型両側短辺の湯面レベル計取り付け位置では、基底波形ベクトルの重み係数が左右で逆符号になる。これに対し、2次の定在波の場合には、図4に示したように、定在波の節の位置が鋳型の1/4幅位置および鋳型の3/4幅位置であり、鋳型両側短辺の湯面レベル計取り付け位置では、基底波形ベクトルの重み係数が左右で同符号になる。ここで、鋳型幅をW[m]、重力定数をg[g/m2]、円周率をπ、定在波の次数をn(n=1、2、…)とするとき、n次の定在波の周波数fnは、下記式(9)で表される。
湯面レベル計の取り付け位置に応じて、混合行列の同一列の各成分が、符号・大きさに偏りがある場合、当該列と掛け合わされる基底波形ベクトルは、湯面の局所的変動成分を表わしていると判定することができる。ここで、「符号に偏りがある」とは、混合行列における同一列の成分に、他の成分と符号の異なる成分が含まれていることをいう。また、「大きさに偏りがある」とは、例えば、上記式(8)で表される変動係数が所定の閾値以上である場合に、「大きさに偏りがある」と判定することができる。閾値は、例えば0.5とすることができる。基底波形ベクトルのスペクトルのピーク周波数が、鋳型幅によって規定される定在波の周波数と一致しない場合に、「局所的変動成分」として判定する。
湯面の局所的変動成分は、混合行列の同一列の各成分が符号・大きさに偏りがある。そのため上記式(8)で表わされる変動係数の値が大きくなる。さらに、この基底波形ベクトルのスペクトルのピーク周波数が定在波の周波数とは一致しないものを局所的変動とするため、上記基準により、「局所的変動成分」として判定することができる。
湯面レベル計A〜Dによる観測結果を用いて、本発明により鋳型内湯面変動の状態を推定した。本実施例において、湯面レベル計A〜Dによる観測値の時系列情報を取得するサンプリング周期は0.1秒とし、取得した時系列情報を100秒区間に区切った(時系列データ取得工程)。この区間において、湯面レベル計A〜Dによる観測値を4つの基底波形ベクトルの線形和として表現すると、下記式(10)のように表わすことができる。
基底波形の解釈の例として、どの湯面レベル計にも同振幅・同位相で観測される基底波形は、湯面の均一な全体上下動成分の時系列の波形として考えることができる。他のパターンとしては、例えば、ある特定の湯面レベル計観測値では振幅が大きく、他の湯面レベル計観測値では振幅が小さいような基底波形は、鋳型幅方向で高さが異なる湯面変動を表わしていることになる。このような変動は、幅方向で不均一な局所的変動と呼ぶことができる。
これらの値を詳細に検討すると、鋳型の長辺側に設置した湯面レベル計Bによる観測値を表現する際に用いられる基底波形ベクトルの重み係数に相当する値、および、鋳型の長辺側に設置した湯面レベル計Cによる観測値を表現する際に用いられる基底波形ベクトルの重み係数に相当する値は、いずれも0であり、その値が小さい。これに対し、鋳型の短辺側に配置した湯面レベル計Aによる観測値を表現する際に用いられる基底波形ベクトルの重み係数に相当する−0.8、および、鋳型の短辺側に設置した湯面レベル計Dによる観測値を表現する際に用いられる基底波形ベクトルの重み係数に相当する1.8は、他の2つの値と比較して絶対値が大きく、且つ、異符号の値である。
また、図8に示したように、基底波形IC3のスペクトルは0.71Hzにピークを持つ。ここで、図3に示した鋳型両端において逆位相で変動する1次の定在波は、鋳型幅が1.5mの鋳型の場合、その周波数は0.72Hzである。これらの値は、周波数分解能の誤差の範囲内であるため、両者は一致しているとみなすことができる。したがって、基底波形IC3は、1次の定在波成分であると判定することができる。
2…湯面
3…湯面レベル計
4…観測データ
5…基底成分計算部
6…基底成分判定部
7…操業データベース
8…出力部
10…連続鋳造鋳型内の湯面変動の状態推定システム
Claims (5)
- 複数の湯面レベル計を用いて取得した、連続鋳造機の鋳型内の湯面変動に関する観測値の時系列データを得るステップと、
得られた前記観測値の時系列データを用いて、該観測値の時系列データを基底波形ベクトルの線形和として表現し、該基底波形ベクトル、および、基底波形ベクトルの重み係数を求める問題を独立成分分析または主成分分析を用いて解くステップと、
前記問題を解くことにより得られた、基底波形ベクトルの重み係数を用いて、基底波形ベクトルの物理的意味を解釈するステップと、
を有することを特徴とする、連続鋳造鋳型内の湯面変動の状態推定方法。 - 前記問題を解くことにより得られた、前記基底波形ベクトルの重み係数を成分とする行列における、同一列の成分の符号および値について、前記符号がすべて同じであり、且つ、前記値を用いて算出される均一性の指標が閾値未満である場合に、湯面全体の上下動を表わす基底波形ベクトルであると特定することを特徴とする、請求項1に記載の連続鋳造鋳型内の湯面変動の状態推定方法。
- 前記問題を解くことにより得られた、前記基底波形ベクトルの重み係数を成分とする行列における、同一列の成分の符号および値について、前記値を用いて算出される均一性の指標が閾値以上である場合に、前記基底波形ベクトルのスペクトルのピークの周波数を用いて、定在波を表わす基底波形ベクトルを特定することを特徴とする、請求項1又は2に記載の連続鋳造鋳型内の湯面変動の状態推定方法。
- 前記問題を解くことにより得られた、前記基底波形ベクトルの重み係数を成分とする行列における、同一列の成分の符号および値について、前記値を用いて算出される均一性の指標が閾値以上である場合に、前記基底波形ベクトルのスペクトルのピークの周波数を用いて、湯面の局所的変動を表わす基底波形ベクトルであると特定することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の連続鋳造鋳型内の湯面変動の状態推定方法。
- 連続鋳造機の鋳型内の湯面変動に関する観測値の時系列データを得る、複数の湯面レベル計と、
得られた前記観測値の時系列データを用いて、該観測値の時系列データを基底波形ベクトルの線形和として表現し、該基底波形ベクトル、および、基底波形ベクトルの重み係数を求める問題を独立成分分析または主成分分析を用いて解く、基底成分計算部と、
前記問題を解くことにより得られた、基底波形ベクトルの重み係数を用いて、基底波形ベクトルの物理的意味を解釈する、基底成分判定部と、
を有することを特徴とする、連続鋳造鋳型内の湯面変動の状態推定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014149954A JP6372216B2 (ja) | 2014-07-23 | 2014-07-23 | 連続鋳造鋳型内の湯面変動の状態推定方法、及び、装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014149954A JP6372216B2 (ja) | 2014-07-23 | 2014-07-23 | 連続鋳造鋳型内の湯面変動の状態推定方法、及び、装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016022522A JP2016022522A (ja) | 2016-02-08 |
JP6372216B2 true JP6372216B2 (ja) | 2018-08-15 |
Family
ID=55269781
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014149954A Active JP6372216B2 (ja) | 2014-07-23 | 2014-07-23 | 連続鋳造鋳型内の湯面変動の状態推定方法、及び、装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6372216B2 (ja) |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63104758A (ja) * | 1986-10-22 | 1988-05-10 | Nkk Corp | 連続鋳造の湯面制御方法 |
JPH0195854A (ja) * | 1987-10-08 | 1989-04-13 | Nkk Corp | モールド湯面レベル制御装置 |
CA2059030C (en) * | 1992-01-08 | 1998-11-17 | Jun Kubota | Method for continuous casting of slab |
JPH05212516A (ja) * | 1992-02-08 | 1993-08-24 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 鋳型内の湯面レベル制御装置及び制御方法 |
JPH105957A (ja) * | 1996-06-26 | 1998-01-13 | Nkk Corp | 連続鋳造鋳型内における溶鋼流動検知方法及び制御方法 |
JP2004034090A (ja) * | 2002-07-03 | 2004-02-05 | Jfe Steel Kk | 鋼の連続鋳造方法 |
EP1567296B1 (en) * | 2002-11-29 | 2011-04-27 | Abb Ab | CONTROL SYSTEM, DEVICE AND METHOD for regulating the flow of liquid metal in a device for casting a metal |
JP2005028381A (ja) * | 2003-07-09 | 2005-02-03 | Nippon Steel Corp | 鋳型内湯面レベル検出装置 |
JP4802718B2 (ja) * | 2006-01-12 | 2011-10-26 | Jfeスチール株式会社 | 連続鋳造鋳片における表層欠陥発生危険部位の予測方法および連続鋳造鋳片の製造方法 |
JP5169096B2 (ja) * | 2007-09-14 | 2013-03-27 | Jfeスチール株式会社 | 品質予測装置、品質予測方法及び製品の製造方法 |
JP2009241150A (ja) * | 2008-03-10 | 2009-10-22 | Jfe Steel Corp | 鋳型内の湯面定在波変動検出方法、湯面定在波制御方法、湯面レベル制御方法および連続鋳造方法 |
JP2010214417A (ja) * | 2009-03-17 | 2010-09-30 | Jfe Steel Corp | 連続鋳造鋳片の最終凝固部幅方向形状予測方法および連続鋳造方法 |
JP2012170984A (ja) * | 2011-02-22 | 2012-09-10 | Jfe Steel Corp | 連続鋳造機のモールド内湯面レベル制御装置及び制御方法 |
JP5637007B2 (ja) * | 2011-02-23 | 2014-12-10 | Jfeスチール株式会社 | モールド内溶鋼湯面レベル制御方法 |
-
2014
- 2014-07-23 JP JP2014149954A patent/JP6372216B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016022522A (ja) | 2016-02-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Cao et al. | Damage identification for beams in noisy conditions based on Teager energy operator-wavelet transform modal curvature | |
CN108487916B (zh) | 隧道稳定性防护预测系统及隧道岩体变形预测方法 | |
JP6443165B2 (ja) | 状態推定方法および状態推定装置 | |
JP6531984B2 (ja) | 加速度記録を用いた変位応答算出法 | |
CN102151814B (zh) | 连铸生产中的粘结报警方法和系统 | |
CA2619424A1 (en) | Flowmeter array processing algorithm with wide dynamic range | |
CN108241024A (zh) | 一种基于墙体的空鼓检测方法及系统 | |
Liu et al. | ESMD-based stability analysis in the progressive collapse of a building model: A case study of a reinforced concrete frame-shear wall model | |
CN105548917A (zh) | 一种非屏蔽环境下磁传感器阵列的校准方法 | |
JP6372216B2 (ja) | 連続鋳造鋳型内の湯面変動の状態推定方法、及び、装置 | |
CN110032987B (zh) | 一种基于小脑神经网络模型的表面肌电信号分类方法 | |
JP6536384B2 (ja) | 状態推定方法、湯面レベル制御方法、プログラム及び状態推定装置 | |
EP3076169A1 (en) | Analysis device, analysis method, and analysis program | |
CN110456413A (zh) | 预判岩爆类型的方法 | |
US10387116B2 (en) | System identification device | |
JP6372217B2 (ja) | 連続鋳造鋳型内の湯面変動の状態推定方法、及び、装置 | |
CN107153355B (zh) | 一种薄板坯连铸连轧辊缝值动态自适应控制方法 | |
Feng et al. | Consistent multilevel RDT-ERA for output-only ambient modal identification of structures | |
CN116727462B (zh) | 一种热轧无缝钢管的冷却控制方法及系统 | |
CN107437112B (zh) | 一种基于改进多尺度核函数的混合rvm模型预测方法 | |
JP2009241150A (ja) | 鋳型内の湯面定在波変動検出方法、湯面定在波制御方法、湯面レベル制御方法および連続鋳造方法 | |
JP6933665B2 (ja) | 電磁誘導式測定システムのための較正方法と装置 | |
Souza et al. | Impact of damping models in damage identification | |
JP2017060584A (ja) | 生体情報測定装置 | |
CN106500810B (zh) | 一种目标车辆称重方法及系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170303 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180222 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180403 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180601 |
|
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: 20180619 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180702 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6372216 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |