JPH02224857A - Method for controlling molten metal surface in continuous casting mold - Google Patents
Method for controlling molten metal surface in continuous casting moldInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、連続鋳造を行う際において、鋳型内へ鋳込ま
れる溶湯の湯面レヘルを制御する方法に関するものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for controlling the level of a molten metal poured into a mold during continuous casting.
連続鋳造において、鋳型内の湯面レベルの変動が鋳片の
表面キズ、ブレークアウト等の操業トラブルを誘起する
一因となっていることは一般的に知られており、従来よ
り湯面レベルを抑制して一定に保つことが、品質向上、
安定操業に欠かせな、い重要な要素となっている。湯面
レベル制御は、γ線レベル針、渦流レベル計等の湯面レ
ベル計を用いて鋳型内の湯面レベルを測定し、得られた
レベル信号をPID調節針にフィードバックし、設定値
との間に偏差があれば、PID演算してその出力をサー
ボユニットに伝え、流量調節機構例えばスライディング
ゲート(以下単にゲートという)またはストッパの開度
を変更してタンデイツシュより鋳型内に流れ込む溶湯流
量を調節するという基本的な方法が一般に採用されてい
る。In continuous casting, it is generally known that fluctuations in the level of the molten metal in the mold are one of the causes of operational troubles such as surface scratches and breakouts on the slab. Controlling and keeping it constant improves quality.
It is an important element essential for stable operations. To control the hot water level, the hot water level in the mold is measured using a hot water level meter such as a gamma ray level needle or an eddy current level meter, and the obtained level signal is fed back to the PID adjustment needle to adjust the level to the set value. If there is a deviation between the two, PID calculation is performed and the output is transmitted to the servo unit, and the flow rate of the molten metal flowing from the tundish into the mold is adjusted by changing the opening degree of a flow rate adjustment mechanism such as a sliding gate (hereinafter simply referred to as a gate) or a stopper. The basic method of doing so is generally adopted.
PID調節計のパラメータは、通常、制御系の安定性、
応答性を考慮して最適にセントされており、通常は鋳込
中に変更することは少ないが、制御系の特性が変化して
、レベル制御性が悪化するような場合はオペレータ等に
より、最適な制御が得られるように再セットされる。こ
のような状態は鋳込速度または鋳片サイズの変更、ノズ
ル詰り、ノズル溶損に起因して起こることが多い。そこ
で、ストッパの制御に関する技術ではあるが、特開昭5
9−27762号公報においては、理輪間度と実開度と
の微係数の比をとり、その比をパラメータに乗じてノズ
ル詰りによる溶湯流量特性の変化を事前に補償する方法
が開示されている。またこれとは別に、特開昭59−3
0460号公報においては、PID調節計のパラメータ
を変えることなく、溶湯流量をゲートの実効開口面積に
比例させて、流量特性の変化を補償する方法が開示され
ている。The parameters of a PID controller are usually the stability of the control system,
The center is set optimally in consideration of responsiveness, and normally it is rarely changed during casting, but if the characteristics of the control system change and the level controllability worsens, the operator etc. reset to provide proper control. This condition often occurs due to changes in casting speed or slab size, nozzle clogging, or nozzle melting. Therefore, although it is a technology related to stopper control,
Publication No. 9-27762 discloses a method of compensating in advance for changes in molten metal flow rate characteristics due to nozzle clogging by calculating the ratio of the differential coefficient between the ring spacing and the actual opening and multiplying the ratio by a parameter. There is. Apart from this, JP-A-59-3
Publication No. 0460 discloses a method of compensating for changes in flow characteristics by making the molten metal flow rate proportional to the effective opening area of the gate without changing the parameters of the PID controller.
かかる方法を実施する場合は、鋳造を開始した後または
タンデイツシュを交換して鋳造を再開した後、鋳造が安
定期に達した状態で、湯面レベル計にて測定された湯面
レベルに基づいてゲートまたはストッパの開度の調整が
行われる。そしてオペレータはこのような調整を行うに
際し、制御系内のPIDJ節計の比例ゲイン、積分時間
、微分時間等のパラメータを鋳込サイズ、鋳込速度等の
条件に応じて予め設定する。When implementing such a method, after starting casting or restarting casting after replacing the tundish, check the level based on the level measured by the level meter after the casting has reached a stable period. The opening degree of the gate or stopper is adjusted. When making such adjustments, the operator presets parameters such as the proportional gain, integral time, and differential time of the PIDJ meter in the control system in accordance with conditions such as casting size and casting speed.
上述したようなPID制御等を実施した場合、PID演
算結果に基づいた開度指令通りにゲートが動作するとき
には、湯面レベル制御は確実に行われる筈である。とこ
ろが、実際にはゲートは開度指令通りには正確に追従せ
ず、つまり開度指令が変更された場合、ゲート開度はこ
れに正確に連発せず、開度指令の変化量とゲート開度の
変化量との間には完全な比例関係からのずれが見られる
。When the above-mentioned PID control or the like is performed, when the gate operates according to the opening command based on the PID calculation result, the hot water level control should be performed reliably. However, in reality, the gate does not follow the opening command accurately. In other words, when the opening command is changed, the gate opening does not follow the opening command exactly. There is a deviation from a perfect proportional relationship between the amount of change in degree and the degree of change.
第8図はこの両者の関係を示すグラフであり、横軸は開
度指令の変化量を示し、縦軸は実際のゲート開度の変化
量を示している。第8図から理解される如く、開度指令
の変化量が±a%以内である場合にはこれに伴うゲート
開度の変化量は極めて小さな範囲±b%以内に留まって
いるが、開度指令の変化量が±a%を越えた場合にはゲ
ート開度の変化量はこれに応じて急速に変化する。つま
り両者の関係は非線形であり、開度指令が変化した場合
、ゲート開度は一定の遅れつまりヒステリシス特性をも
ってこれに追従することになる。FIG. 8 is a graph showing the relationship between the two, where the horizontal axis shows the amount of change in the opening degree command, and the vertical axis shows the amount of change in the actual gate opening degree. As can be understood from Fig. 8, when the amount of change in the opening command is within ±a%, the amount of change in the gate opening accompanying this remains within an extremely small range of ±b%; When the amount of change in the command exceeds ±a%, the amount of change in the gate opening changes rapidly accordingly. In other words, the relationship between the two is nonlinear, and when the opening degree command changes, the gate opening degree follows it with a certain delay, that is, a hysteresis characteristic.
第9図は、横軸に示された開度指令が一定値Cからdに
増大、一定値dからCに減少した場合における、実際の
ゲート開度の変化の非線形つまりヒステリシス特性を図
式的に示したものである。Figure 9 diagrammatically shows the nonlinear, hysteresis characteristics of the actual change in gate opening when the opening command shown on the horizontal axis increases from a constant value C to d and decreases from a constant value d to C. This is what is shown.
従って上述したようなヒステリシス特性を補償し、ゲー
ト開度の時間平均値を目標値に一致させるために、開度
指令の信号に加振信号を加算するような制御方法が従来
から行われている。Therefore, in order to compensate for the above-mentioned hysteresis characteristics and make the time average value of the gate opening match the target value, a control method has conventionally been used in which an excitation signal is added to the opening command signal. .
上述したようなPID制御を行う場合においても、鋳造
過程での溶湯の降温等に起因するゲートの詰り、ゲート
の溶損状況または各ゲートの固存差等に起因する溶湯供
給量の変化、鋳片のスリップまたは鋳込速度の変化等に
起因する引抜量の変化等の外乱が生じた場合には、予め
設定されているPID調節針の各パラメータが不適当と
なり、湯面レベルの変動が激しくなるという問題が生じ
る。なおこのような外乱が一時的なものであれば、湯面
レベルの変動も一時的なものとなるが、外乱が長期にわ
たって継続する場合には、湯面レベルの変動も継続的な
ものとなり、極端な場合には鋳型上端から溶湯が溢れで
る現象、所謂オーバーフロー現象が発生する。またこの
ような状態に至らないまでも、湯面レベルの変動による
パウダのかみ込み等の原因によって鋳片の品質を劣化さ
せるという問題が生じる。Even when performing PID control as described above, problems such as clogging of the gate due to temperature drop of the molten metal during the casting process, changes in the amount of molten metal supplied due to melting of the gate or differences in the solidity of each gate, etc. If a disturbance such as a change in the withdrawal amount due to a slip of a piece or a change in casting speed occurs, each parameter of the PID adjustment needle set in advance will become inappropriate, and the level of the molten metal will fluctuate violently. A problem arises. Note that if such disturbances are temporary, the fluctuations in the hot water level will also be temporary, but if the disturbance continues over a long period of time, the fluctuations in the hot water level will also be continuous. In extreme cases, a so-called overflow phenomenon occurs, in which the molten metal overflows from the upper end of the mold. Furthermore, even if such a state does not occur, a problem arises in that the quality of the slab deteriorates due to factors such as powder entrainment due to fluctuations in the level of the molten metal.
また、ゲートのヒステリシス特性を補償するために加振
信号を加算する方法を実施した場合においても、湯面レ
ベルが一定しない場合がある。第8.9図に示して前述
したように、ゲート開度は制御信号(関度指令)に対し
て非線形の応答特性を有し、制御信号の値の変化が±a
%以内ではゲート開度はこれに充分には追従しない(第
8図参照)、ところがこの数値aは、ゲートとこれを駆
動するシリンダ、及びこれらの両者を繋ぐ伝達機構によ
り構成されるスライディングゲートカセット毎に夫々異
なる固有の値を有するものであり、しかもそのカセット
の使用時間によって変化する。Furthermore, even when a method of adding excitation signals is implemented to compensate for the hysteresis characteristic of the gate, the level of the hot water may not be constant. As shown in Figure 8.9 and described above, the gate opening degree has a nonlinear response characteristic to the control signal (related command), and the change in the value of the control signal is ±a.
%, the gate opening degree does not follow this sufficiently (see Figure 8). However, this value a is a sliding gate cassette consisting of a gate, a cylinder that drives it, and a transmission mechanism that connects the two. Each cassette has a different unique value, and it changes depending on the usage time of the cassette.
このような変化の原因は、ゲートの摺動部への溶湯付着
状態の変化等により摺動抵抗が変化するためである。The cause of such changes is that the sliding resistance changes due to changes in the state of molten metal adhering to the sliding portion of the gate.
ところで、ゲートの非線形応答性を補償するために加算
される加振信号は常に一定の周期、振幅に固定されてい
る。従って前記値aがある程度以上大きくなると、その
特性が固定された加振信号ではゲートの非線形応答性が
十分に補償されず、制御信号の振幅によっては、ゲート
開度が不規則に振動することがあるという問題がある。Incidentally, the excitation signal added to compensate for the nonlinear response of the gate is always fixed at a constant period and amplitude. Therefore, if the value a becomes larger than a certain level, the excitation signal whose characteristics are fixed will not sufficiently compensate for the nonlinear response of the gate, and depending on the amplitude of the control signal, the gate opening may oscillate irregularly. There is a problem.
以上のようにして、連続鋳造において加振信号を加算し
てゲートの不感帯を解消する制御方法では、ゲートの詰
りまたは溶損等による溶湯供給量の変化、鋳片スリップ
または鋳込速度の変化等による溶融引抜き量の変化、ゲ
ートのガタ、摺動抵抗の変化等によるゲートの動作特性
変化等の外乱が生じた場合には、良好な湯面レベルの制
御を行えないことがあるという問題点がある。As described above, in the control method that eliminates the gate dead zone by adding excitation signals in continuous casting, changes in the molten metal supply amount due to gate clogging or melting damage, slab slip or changes in pouring speed, etc. If disturbances occur such as changes in the amount of melt drawn out due to changes in the amount of melt drawn, gate play, or changes in the operating characteristics of the gate due to changes in sliding resistance, etc., the problem is that it may not be possible to properly control the level of the molten metal. be.
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、ゲー
ト開度を示す信号と湯面レベルを示す信号とに基づいて
湯面レベルの変動の原因を推定し、この推定結果に応じ
て制御信号のバラメーク及び/又は加振信号を調整する
ことにより、いかなる外乱が発生した場合にあっても、
湯面レベルを安定して制御できる連続鋳造鋳型内の湯面
レベル制御方法を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and it estimates the cause of the fluctuation in the hot water level based on the signal indicating the gate opening degree and the signal indicating the hot water level, and adjusts the control signal according to the estimation result. By adjusting the parameters and/or the excitation signal, no matter what disturbance occurs,
It is an object of the present invention to provide a method for controlling the level of hot water in a continuous casting mold that can stably control the level of hot water.
本発明に係る連続鋳造鋳型内の湯面レベル制御方法は、
連続鋳造鋳型内への溶湯の供給量をその開度にて調節す
る流I!11節機構に対する制御信号に加振信号を加算
することにより鋳型内の湯面レベルを制御する制御方法
において、前記流i!調節機構の開度を示す信号と前記
連続鋳造鋳型内における溶湯の湯面レベルを示す信号と
に基づいて湯面レベルの変動の原因を推定し、この推定
結果に応じて前記加振信号及び/又は前記制御信号を調
整することを特徴とする。The method for controlling the level of hot water in a continuous casting mold according to the present invention includes:
Flow I that adjusts the amount of molten metal supplied into the continuous casting mold by its opening degree! In the control method for controlling the level of hot water in the mold by adding an excitation signal to the control signal for the 11-node mechanism, the flow i! The cause of the fluctuation in the level of the molten metal is estimated based on the signal indicating the opening of the adjustment mechanism and the signal indicating the level of the molten metal in the continuous casting mold, and the excitation signal and/or Alternatively, the control signal may be adjusted.
本発明の制御方法にあっては、湯面レベルの変動が生じ
た場合に、まず流量調節機構(ゲート)の開度を示す信
号(特にこの信号の振幅1周期。In the control method of the present invention, when a change in the hot water level occurs, first a signal indicating the opening degree of the flow rate adjustment mechanism (gate) (in particular, one cycle of the amplitude of this signal) is used.
不規則性)と湯面レベルを示す信号(特にこの信号の振
幅2周期、目標値との偏差、振幅減衰比)とに基づいて
、この湯面レベルの変動の原因を推定する。次いでこの
推定結果に応じて、制御動作のパラメータの調節(具体
的にはPID制御における比例ゲイン、積分時間、微分
時間の変更)及び/又は加振信号の調節(具体的には加
振信号における加振振幅1周期の変更)を行う、そうす
ると本発明では原因に応じた湯面レベル制御が行われ、
いかなる外乱が発生した状況においても湯面レベルの変
動は減じられる。The cause of the fluctuation in the hot water level is estimated based on the irregularity) and the signal indicating the hot water level (in particular, the two amplitude cycles of this signal, the deviation from the target value, and the amplitude attenuation ratio). Then, according to this estimation result, adjustment of control operation parameters (specifically, changes in proportional gain, integral time, and derivative time in PID control) and/or adjustment of excitation signals (specifically, changes in excitation signals) (Change of the excitation amplitude by one cycle) Then, in the present invention, the hot water level control is performed according to the cause,
Fluctuations in the hot water level are reduced in any disturbance situation.
以下、本発明をその実施例を示す図面に基づき具体的に
説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below based on drawings showing embodiments thereof.
第1図は本発明の制御方法を実施するための装置構成を
示す模式図であり、図中1はタンデイツシュを示す。該
タンデイツシュ1内の溶湯たる溶鋼2はゲート(スライ
ディングゲート)3を介してモールド4に供給される。FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an apparatus for carrying out the control method of the present invention, and 1 in the figure indicates a tundish. Molten steel 2, which is the molten metal in the tundish 1, is supplied to a mold 4 via a gate (sliding gate) 3.
鋳造鋳片5が連続的にモールド4から引抜かれるのに合
せて、これに見合う量の溶鋼2がモールド4内に供給さ
れることにより、モールド4内の溶鋼液面レベル(湯面
レベル)は一定に維持される。この溶鋼の供給量を調節
するゲート3の開度は油圧ユニッ)6bにて駆動される
油圧シリンダ6により制御される。As the cast slabs 5 are continuously pulled out from the mold 4, a corresponding amount of molten steel 2 is supplied into the mold 4, so that the molten steel liquid level (molten metal level) in the mold 4 is increased. remains constant. The opening degree of the gate 3 that adjusts the amount of molten steel supplied is controlled by a hydraulic cylinder 6 driven by a hydraulic unit 6b.
検出へラド7aを備える湯面レベル計7は、溶鋼2・の
平均供給量に対応する量であるモールド4内の湯面レベ
ルを計測し、その計測値を出力する。A hot water level meter 7 equipped with a detection head 7a measures the hot water level in the mold 4, which is an amount corresponding to the average supply amount of molten steel 2, and outputs the measured value.
一方、シリンダロンド位置検出器(以下単に位置検出器
という)8は、ゲート3の開度に対応する油圧シリンダ
6の位置(シリンダストローク)を検出し、これをゲー
ト開度信号またはロンド位置信号として出力する。On the other hand, a cylinder rond position detector (hereinafter simply referred to as a position detector) 8 detects the position (cylinder stroke) of the hydraulic cylinder 6 corresponding to the opening degree of the gate 3, and uses this as a gate opening degree signal or a rond position signal. Output.
コントローラ9は、演算器9 a +発振器9b及び加
算器9cから構成されている。演算器9aは比例積分微
分動作(PID動作)を行うものであり、湯面レベル計
7及び位置検出器8の出力に基づいてゲート3の開度目
標値に対応する値を演算し、これを演算値として出力す
る。発振器9bは所定の周期及び振幅を有する例えばS
iN波、矩形波等の周期信号を発生し、これを加振信号
として出力する。この加振信号の周期及び振幅とPID
動作の各パラメータとは、モールド4内の湯面レベルが
安定している間には一定値に固定されているが、湯面レ
ベルが変動すると制御器11の指令に従って自動的に最
適値に変化させられる。なおこの制御器11の制御内容
については後述する。演算器9aが出力する演算値及び
発振器9bが出力する加振信号は加算器9cにて加算さ
れ、コントローラ信号としてコントローラ9から出力さ
れる。The controller 9 includes an arithmetic unit 9a, an oscillator 9b, and an adder 9c. The calculator 9a performs a proportional-integral-differential operation (PID operation), and calculates a value corresponding to the target opening value of the gate 3 based on the outputs of the hot water level meter 7 and the position detector 8, and calculates the value corresponding to the target opening value of the gate 3. Output as a calculated value. The oscillator 9b has a predetermined period and amplitude, for example, S
A periodic signal such as an iN wave or a rectangular wave is generated and output as an excitation signal. The period and amplitude of this excitation signal and PID
Each operating parameter is fixed at a constant value while the hot water level in the mold 4 is stable, but when the hot water level changes, it automatically changes to the optimum value according to the command from the controller 11. I am made to do so. The control details of this controller 11 will be described later. The calculated value output by the calculator 9a and the excitation signal output by the oscillator 9b are added together by an adder 9c, and the result is output from the controller 9 as a controller signal.
サーボアンプ10は、位置検出器8が検出するゲート開
度またはロッド位置(シリンダストローク)及びコント
ローラ9から出力されるコントローラ信号に基づき油圧
ユニッ)6bを制御してゲート3の開度を演算器9aの
演算値に対応する目標値を中心にして振動させ、ゲート
3及び伝達機構6a等が有する非線形応答特性を有効に
補償している。The servo amplifier 10 controls the hydraulic unit 6b based on the gate opening degree or rod position (cylinder stroke) detected by the position detector 8 and the controller signal output from the controller 9, and calculates the opening degree of the gate 3 by using the calculator 9a. The nonlinear response characteristics of the gate 3, the transmission mechanism 6a, etc. are effectively compensated for by vibrating around a target value corresponding to the calculated value of.
以下、本発明の要旨をなす制御器11の制御内容につい
て詳述する。第2図はこの制御器11の制御内容の一例
を示すブロック図である。Hereinafter, the control contents of the controller 11, which constitute the gist of the present invention, will be explained in detail. FIG. 2 is a block diagram showing an example of the control contents of this controller 11.
自動制御に入る条件が満足されている場合、制御器11
は、まず位置検出器8の出力(ゲート3の開度に対応す
る油圧シリンダ6のシリンダストローク)と、湯面レベ
ル計7の出力(溶鋼2の湯面レベル)とを、一定の周期
にてサンプリングする(第2図2A)。If the conditions for entering automatic control are satisfied, the controller 11
First, the output of the position detector 8 (cylinder stroke of the hydraulic cylinder 6 corresponding to the opening degree of the gate 3) and the output of the molten metal level meter 7 (molten steel level of the molten steel 2) are measured at regular intervals. Sample (Figure 2 2A).
次に制御器11は、位置検出器8からサンプリングして
得た波形の振幅(s+)、周期(S2)及び不規則性(
S、)を検出する(第2図2B)。Next, the controller 11 controls the amplitude (s+), period (S2), and irregularity (s) of the waveform sampled from the position detector 8.
S,) is detected (Fig. 2, 2B).
第3図は位置検出器8にて得られた波形を示す波形図で
あり、図に示すようにこの波形にはn個ずつの極大点、
極小点が存在している。なお図において極大点Max(
t i、 Aj) +極小点win(t i、 BJ
)では(lは2nまでの自然数、jはnまでの自然数)
、tiは時刻、Ajは極大値+BJは極小値を夫々表し
ている。シリンダストロークの振幅としては波形の隣合
う極大値及び極小値の差の絶対値のサンプリング周期内
における平均値を用いることとし、また周期としては隣
合う極大点、極小点の間隔の平均値を用いることとし、
更に不規則性としては隣合う極小値相互間の差の絶対値
及び隣合う極大値相互間の差の絶対値の平均値を用いる
こととする。従って振幅SI+周期S、及び不規則性S
、を具体的に示すと、夫々下記+1)〜(3)式%式%
次に湯面レベル計7からの出力波形の変動振幅(L、)
及び周Q(Lx)を検出する。なおこの際、変動振幅は
出力波形の隣合う極大値及び極小値の差の絶対値のサン
プリング周期内における平均値を用いることとし、また
周期としては隣合う極大点、極小点の間隔の平均値を用
いることとする。FIG. 3 is a waveform diagram showing the waveform obtained by the position detector 8. As shown in the figure, this waveform has n maximum points,
There is a minimum point. In the figure, the maximum point Max (
t i, Aj) + minimum point win(t i, BJ
) (l is a natural number up to 2n, j is a natural number up to n)
, ti represents the time, Aj represents the local maximum value + BJ represents the local minimum value, respectively. As the amplitude of the cylinder stroke, use the average value within the sampling period of the absolute value of the difference between adjacent maximum and minimum values of the waveform, and as the period, use the average value of the intervals between adjacent maximum and minimum points. This year,
Further, as the irregularity, the absolute value of the difference between adjacent minimum values and the average value of the absolute value of the difference between adjacent maximum values are used. Therefore, the amplitude SI + period S and the irregularity S
, are shown below +1) to (3) formula % formula % Next, the fluctuation amplitude (L,) of the output waveform from the hot water level meter 7
and detect the circumference Q (Lx). In this case, the fluctuation amplitude shall be the average value within the sampling period of the absolute value of the difference between adjacent maximum and minimum values of the output waveform, and the period shall be the average value of the intervals between adjacent maximum and minimum points. will be used.
一方、湯面レベル計7の検出信号に基づいて、現状の湯
面状態を検知する(第26図20,2E)。On the other hand, the current state of the hot water level is detected based on the detection signal of the hot water level meter 7 (FIG. 26, 20 and 2E).
具体的には、例えば特願昭63−238354号提案の
発明に示すように、湯面レベル計7の検出信号にフィル
タリング処理を施して得られる信号波形をサンプリング
し、これらの処理データの湯面レベル変動のピーク位置
及びピーク値を少なくとも3点以上検出し、これらから
湯面状態を示す複数のパラメータを求める。複数のパラ
メータとしては、ピーク数N2行き過ぎ比C1振幅減衰
比り、湯面変動周期E、オフセットMFの5個のパラメ
ータが考えられる。Specifically, as shown in the invention proposed in Japanese Patent Application No. 63-238354, for example, the signal waveform obtained by filtering the detection signal of the hot water level meter 7 is sampled, and the hot water level of these processed data is At least three or more peak positions and peak values of level fluctuations are detected, and a plurality of parameters indicating the hot water surface condition are determined from these. As the plurality of parameters, five parameters can be considered: number of peaks N2, overshoot ratio C1, amplitude attenuation ratio, hot water level fluctuation period E, and offset MF.
ピーク数Nは、湯面レベル計7の検出信号中に、所定時
間内において出現するピークの数であり、原波形中の微
小変動成分が除去された信号から直接的に求められる。The number of peaks N is the number of peaks that appear within a predetermined time in the detection signal of the hot water level meter 7, and is directly determined from the signal from which minute fluctuation components in the original waveform have been removed.
第4図は湯面レベル計7の検出信号の波形図であり、信
号波形に出現するN個のピークの内、連続する3個のピ
ーク夫々のピーク値1’r+ 、 Tz 。FIG. 4 is a waveform diagram of the detection signal of the hot water level meter 7, and shows the peak values 1'r+ and Tz of three consecutive peaks among the N peaks appearing in the signal waveform.
T、及びピーク値P+、Pg、Psと、予め設定された
湯面レベルの目標値L0とを用いて、行き過ぎ比C2振
幅減衰比り、湯面変動周期Eは、夫々下記(4)〜(6
)式の如く算出される。Using T, peak values P+, Pg, Ps, and a preset target value L0 of the hot water level, the overshoot ratio C2 amplitude attenuation ratio and the hot water level fluctuation cycle E are calculated as shown in (4) to (4) below, respectively. 6
) is calculated as follows.
P + L 。P + L.
5Pz
E”T3 Tl ・・・(6)またオ
フセットffFは、湯面レベル計7の検出信号を所定周
期にてサンプリングして得られる湯面レベルの瞬時値し
iを、フィルタリング処理時間全体に亘って積算して得
られるパラメータであり、下記(7)式にて表される。5Pz E”T3 Tl (6) Also, the offset ffF is the instantaneous value i of the hot water level obtained by sampling the detection signal of the hot water level meter 7 at a predetermined period, over the entire filtering processing time. It is a parameter obtained by integrating the parameters, and is expressed by the following equation (7).
F=ΣI7□ ・・・(7)
このようにして得られる湯面レベルの変動状態を示す各
パラメータから、制御器11は湯面レベルの変動パター
ンを認識し、これを、種々の条件に応じて予め整理され
ている記憶パターンと比較し、一致する記憶パターンを
見付け、現状の湯面レベルの変動状態を検知する。F=ΣI7□ (7) The controller 11 recognizes the fluctuation pattern of the hot water level from each parameter indicating the fluctuating state of the hot water level obtained in this way, and changes this according to various conditions. The system compares the stored patterns organized in advance with the stored patterns, finds a matching stored pattern, and detects the current fluctuating state of the hot water level.
最後に第2図2B、2C,2Eにて得られた情報に基づ
いて湯面レベルの変動の原因を推定し、加振信号及び/
又はPID制御のパラメータを調節する(第2図2F)
。Finally, based on the information obtained in Fig. 2 2B, 2C, and 2E, the cause of the fluctuation in the hot water level is estimated, and the excitation signal and/or
Or adjust the PID control parameters (Fig. 2 2F)
.
第5図はこの第2図2Fにおける動作内容を示すフロー
チャートである。まずステップS1にて湯面変動(湯面
レベルの変動)の有無を判断する。FIG. 5 is a flowchart showing the operation contents in FIG. 2F. First, in step S1, it is determined whether there is a change in the hot water level (fluctuation in the hot water level).
湯面レベル計7にて検出された湯面レベル変動幅がある
所定値より大きいか否かを判定する。湯面レベル変動幅
がこの所定値以下である場合には湯面変動がないと判断
して(ステップS1:NO)、加振信号及び/又はPI
D制御のパラメータの調節を行う必要がないので後述す
るステップS7へ進む、一方、湯面レベル変動幅がこの
所定値より大きい場合には湯面変動があると判断して(
ステップS1:YES)、ステップS2へ進み、以下の
各ステップにてその原因を推定して対処する。It is determined whether the fluctuation range of the hot water level detected by the hot water level meter 7 is larger than a certain predetermined value. If the hot water level fluctuation width is less than this predetermined value, it is determined that there is no hot water level fluctuation (step S1: NO), and the excitation signal and/or PI
Since there is no need to adjust the parameters of the D control, the process proceeds to step S7, which will be described later.On the other hand, if the hot water level fluctuation width is larger than this predetermined value, it is determined that there is a hot water level fluctuation (
Step S1: YES), the process proceeds to step S2, and the cause is estimated and dealt with in the following steps.
ステップS2では、シリンダストロークの不規則性値に
基づいて、ゲート3の摺動抵抗の大小を判断する。検出
した不規則性値がある所定値以下である場合には不規則
性が小さいと判断して(ステップS2:NO)、次のス
テップS3へ進む。In step S2, the magnitude of the sliding resistance of the gate 3 is determined based on the irregularity value of the cylinder stroke. If the detected irregularity value is less than or equal to a certain predetermined value, it is determined that the irregularity is small (step S2: NO), and the process proceeds to the next step S3.
一方検出した不規則性値がこの所定値より大きい場合に
は不規則性が大きいと判断して(ステップS2:YES
)、次のステップS4へ進む。シリンダストロークの不
規則性が大きくなる場合には、ゲート3の摺動抵抗が大
きくてゲート3が動きにく(なっていると考えられるの
で、このときには、ステップS4にて加振信号の目標振
幅A0及び周期Tcを夫々所定量ΔA1及びΔTだけ増
加し、ゲートの3の摺動抵抗を低減してゲート3を動き
やすくすることによって、湯面変動を抑制する。On the other hand, if the detected irregularity value is larger than this predetermined value, it is determined that the irregularity is large (step S2: YES).
), proceed to the next step S4. If the irregularity of the cylinder stroke becomes large, the sliding resistance of the gate 3 is large and the gate 3 is difficult to move. Fluctuations in the hot water level are suppressed by increasing A0 and period Tc by predetermined amounts ΔA1 and ΔT, respectively, and reducing the sliding resistance of the gate 3 to make the gate 3 easier to move.
これは、加振信号を加算する制御方法が本来目的として
いるゲート3の不惑帯よりも大きい量の加算を行うよう
な自動調整を行っていることになる。This means that the control method for adding the excitation signal performs automatic adjustment to add an amount larger than the fuwa zone of the gate 3 that is originally intended.
ステップS3では、湯面レベル変動周期、シリンダスト
ロークの周期及び夫々の波形の極大点。In step S3, the hot water level fluctuation cycle, the cylinder stroke cycle, and the maximum point of each waveform are determined.
極小点の位置に基づき、加振量が過大であるかを判断す
る。湯面レベル変動周期とシリンダストロークの周期と
が一致しており、しかも夫々の波形の極大点、極小点の
位置が一致している場合には、P I D !IJ 1
1動作は正常に行われている筈であるので、このときは
加振量が過大であると判断する。この場合(ステップS
3:YES)にはステップS5へ進み、ステップS5に
て加振信号の目標振幅A9及び周期Tcを夫々所定量Δ
A0及びΔTだけ減少し、湯面変動を抑制する。一方、
湯面レベル変動周期とシリンダストロークの周期とが一
致しな゛いか、または夫々の波形の極大点、極小点の位
置が一致していない場合には、加振量は適正であると判
断し、この場合(ステップS3:NO)には、ステップ
S6へ進む。Based on the position of the minimum point, it is determined whether the amount of excitation is excessive. If the hot water level fluctuation cycle and the cylinder stroke cycle match, and the positions of the maximum and minimum points of their respective waveforms match, then PID! IJ 1
Since the first operation should be performed normally, it is determined that the amount of excitation is excessive at this time. In this case (step S
3: YES), the process proceeds to step S5, and in step S5, the target amplitude A9 and period Tc of the excitation signal are respectively adjusted by predetermined amounts Δ.
It decreases by A0 and ΔT, suppressing the fluctuation of the hot water level. on the other hand,
If the hot water level fluctuation cycle does not match the cylinder stroke cycle, or if the positions of the maximum and minimum points of the respective waveforms do not match, the amount of excitation is determined to be appropriate; In this case (step S3: NO), the process advances to step S6.
ステップS6へ進んだ場合には、湯面変動の原因はゲー
ト3以外に存在すると考えられるので、ステップS6で
は、特願昭63−238354号提案の発明に示すよう
に、湯面変動パターン抽出結果と予め整理されている湯
面変動パターンとを照合し、一致する湯面変動パターン
に対応させて、予め設定されている手順に従ってPID
演算における比例ゲイン、積分時間、微分時間の制御パ
ラメータを変更して湯面変動を抑制する。If the process proceeds to step S6, it is considered that the cause of the hot water level fluctuation exists outside the gate 3. Therefore, in step S6, as shown in the invention proposed in Japanese Patent Application No. 63-238354, the hot water level fluctuation pattern extraction result is and the pre-arranged hot water level fluctuation patterns, match the matching hot water level fluctuation patterns, and calculate the PID according to the preset procedure.
Fluctuations in the hot water level are suppressed by changing the control parameters of proportional gain, integral time, and differential time in calculations.
ステップS7では、シリンダストロークの振幅Aを加振
(8号の目標振幅A”に一致させるためのフィードバッ
ク動作を行う。つまり、振幅Aが目標振幅A“より大き
い場合には、加振信号の振幅Acを所定分ΔAcだけ減
少し、振幅Aが目標振幅A8より小さい場合には、加振
信号の振幅ACを所定分ΔAcだけ増加する。In step S7, a feedback operation is performed to match the amplitude A of the cylinder stroke with the excitation (target amplitude A of No. 8).In other words, if the amplitude A is larger than the target amplitude A'', the amplitude of the excitation signal Ac is decreased by a predetermined amount ΔAc, and if the amplitude A is smaller than the target amplitude A8, the amplitude AC of the excitation signal is increased by a predetermined amount ΔAc.
以上のような一連の動作は、所定の周期毎に行うことと
し、所定周期としては例えば10〜15秒に設定される
。The above-described series of operations is performed at predetermined intervals, and the predetermined interval is set to, for example, 10 to 15 seconds.
次に、本発明の制御方法を用いて実際に湯面レベル制御
を行った例について説明する。第6図は制御前の各波形
を示し、第7図は制御後の各波形を示しており、また波
形(a)は加振信号を、波形(blはシリンダストロー
クを、波形(C)は実際の湯面レベルを夫々示す、この
際、鋳込サイズは1871の丸鋳片鋳込みであって、鋳
込速度は1.Orn /分であり、鋳込を開始して80
分程度経過した後にゲート3が少し動きにくい状態であ
った。またこのとき、比例ゲインは500%、積分時間
は0.15分、微分時間は0.1c分であり、鋳込開始
時よりこの値は変化させなかった。また加振信号の振幅
は11mm。Next, an example of actual hot water level control using the control method of the present invention will be described. Figure 6 shows each waveform before control, and Figure 7 shows each waveform after control. Waveform (a) shows the excitation signal, waveform (bl shows the cylinder stroke, and waveform (C) shows the waveform after control. The actual melt level is shown respectively. In this case, the casting size is 1871 round slab casting, the casting speed is 1. Orn/min, and the casting time is 800 m after the start of casting.
After about a minute had passed, the gate 3 was in a state where it was a little difficult to move. Further, at this time, the proportional gain was 500%, the integral time was 0.15 minutes, and the differential time was 0.1 c minutes, and these values were not changed from the start of casting. The amplitude of the excitation signal was 11 mm.
周期は1秒であった。The period was 1 second.
この場合、シリンダストローク信号の波形(第6図中)
)から、前述のステップS2にてシリンダストロークの
不規則性が大きいと判断される。従ってステップS4に
て、加算信号の目標振幅及び周期を増加する。このよう
に加算信号の目標振幅の増加を優先して行い、比例ゲイ
ン調整は実施しないので、第7図(b)に示すようにシ
リンダストローク信号波形が規則的に動作するようにな
ると、第7図(C)に示すように湯面レベルは安定する
。In this case, the waveform of the cylinder stroke signal (in Fig. 6)
), it is determined in the above-mentioned step S2 that the irregularity of the cylinder stroke is large. Therefore, in step S4, the target amplitude and period of the addition signal are increased. In this way, priority is given to increasing the target amplitude of the addition signal, and proportional gain adjustment is not performed. Therefore, when the cylinder stroke signal waveform starts to operate regularly as shown in FIG. As shown in Figure (C), the hot water level becomes stable.
本実施例では、加振信号の目標振幅の増加分ΔA*を0
.5鶴、周期の増加分ΔTを0.1秒とし、また1回あ
たりの振幅の変化分を0.25*+■とじ、調整周期を
15秒としたので、安定するまでの時間は1分間であり
、制御後の加振信号の振幅及び周期は夫々±2fl、
1.2秒となった。In this example, the increase ΔA* in the target amplitude of the excitation signal is set to 0.
.. 5. Since the period increase ΔT was set to 0.1 seconds, the amplitude change per time was set to 0.25*+■, and the adjustment cycle was set to 15 seconds, it took 1 minute to stabilize. The amplitude and period of the excitation signal after control are respectively ±2fl,
The time was 1.2 seconds.
なお湯面レベル波形の各パラメータを検出する際に出力
波形をフィルタリング処理することとしたが、必ずしも
施す必要はなく、またそのパラメータは本実施例に示す
組合せ以外であってもよい。Although the output waveform is subjected to filtering processing when detecting each parameter of the hot water level waveform, it is not necessarily necessary to perform filtering processing, and the combinations of the parameters may be other than those shown in this embodiment.
またゲートの動作特性を示す指標として、本実施例に示
す以外のものを使用してもよい。Further, as an index indicating the operational characteristics of the gate, other indicators than those shown in this embodiment may be used.
また第5図に示すフローチャートにおいて、ステップS
2とステップS3との順序を逆にしてもよい。Further, in the flowchart shown in FIG.
2 and step S3 may be reversed.
更に本実施例では、流量調節機構としてゲートを用いる
場合について説明したが、ストッパを用いることとして
もよい。また振幅2周期を同時に変更することとしたが
、何れか一方だけでもよい。Further, in this embodiment, a case has been described in which a gate is used as the flow rate adjustment mechanism, but a stopper may also be used. Furthermore, although the two amplitude cycles are changed at the same time, only one of them may be changed.
以上詳述した如く本発明の制御方法では、連続鋳造を行
うに際して鋳型内へ鋳込まれる溶湯(溶鋼)の湯面レベ
ルの変動が発生した場合に、溶湯の流量を調節する流量
調節機構の振動特性と湯面レベルの振動特性とを比較し
て、満面レベルの変動の原因を推定し、この推定結果に
応じてその変動を抑制するので、いかなる原因において
湯面レベルの変動が生じている場合にあっても、この変
動を速やかに抑制することができる。この結果、いかな
る外乱によって湯面レベルの変動が発生したとしても、
その変動を抑制して連続鋳造を支障なく行なえる等、本
発明は優れた効果を奏する。As described in detail above, in the control method of the present invention, when a change in the level of the molten metal (molten steel) poured into the mold occurs during continuous casting, vibration of the flow rate adjustment mechanism that adjusts the flow rate of the molten metal occurs. The characteristics are compared with the vibration characteristics of the hot water surface level to estimate the cause of fluctuations in the full surface level, and the fluctuations are suppressed according to this estimation result, so if there is a fluctuation in the hot water surface level due to any cause. Even if there is a problem, this fluctuation can be quickly suppressed. As a result, no matter what disturbance causes fluctuations in the hot water level,
The present invention has excellent effects such as suppressing the fluctuation and performing continuous casting without any trouble.
第1図は本発明の制御方法を実施するための装置構成を
示す模式図、第2図は制御器の制御内容を示すブロック
図、第3図は位置検出器の検出信号を示す波形図、第4
図は湯面レベル計の検出信号を示す波形図、第5図は本
発明の制御方法を示すフローチャート、第6図、第7図
は本発明を適用した制御例における波形図、第8図、第
9図はゲートの応答性を示す特性図である。
1・・・タンデイツシュ 3・・・スライディングゲー
ト 4・・・モールド 5・・・鋳造鋼片 6・・・油
圧シリンダ 7・・・油面レベル計 8・・・シリンダ
ロンド位置検出器 9・・・コントローラ 9a・・・
演算器 9b・・・発振器 9c・・・加算器 10・
・・サーボアンプ 11・・・制御器
特 許 出願人 住友金属工業株式会社代理人 弁理士
河 野 登 夫弔
図
弔
図
第
図FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an apparatus for carrying out the control method of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing the control contents of the controller, and FIG. 3 is a waveform diagram showing the detection signal of the position detector. Fourth
The figure is a waveform diagram showing the detection signal of the hot water level meter, Figure 5 is a flowchart showing the control method of the present invention, Figures 6 and 7 are waveform diagrams in a control example to which the present invention is applied, Figure 8, FIG. 9 is a characteristic diagram showing the responsiveness of the gate. 1... Tandite 3... Sliding gate 4... Mold 5... Cast steel piece 6... Hydraulic cylinder 7... Oil level gauge 8... Cylinder rond position detector 9... Controller 9a...
Arithmetic unit 9b... Oscillator 9c... Adder 10.
...Servo amplifier 11...Controller patent Applicant Sumitomo Metal Industries Co., Ltd. Agent Patent attorney Noboru Kono Funeral map
Claims (1)
節する流量調節機構に対する制御信号に加振信号を加算
することにより鋳型内湯面レベルを制御する制御方法に
おいて、 前記流量調節機構の開度を示す信号と前記 連続鋳造鋳型内における溶湯の湯面レベルを示す信号と
に基づいて湯面レベルの変動の原因を推定し、この推定
結果に応じて前記加振信号及び/又は前記制御信号を調
整することを特徴とする連続鋳造鋳型内の湯面レベル制
御方法。[Claims] 1. A control method for controlling the level of molten metal in a continuous casting mold by adding an excitation signal to a control signal for a flow rate adjustment mechanism that adjusts the amount of molten metal supplied into a continuous casting mold by its opening degree. In this step, the cause of the fluctuation in the level of the molten metal is estimated based on a signal indicating the opening degree of the flow rate adjustment mechanism and a signal indicating the level of the molten metal in the continuous casting mold, and the increase is performed according to the estimation result. 1. A method for controlling a liquid level in a continuous casting mold, the method comprising adjusting a vibration signal and/or the control signal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4490089A JPH02224857A (en) | 1989-02-24 | 1989-02-24 | Method for controlling molten metal surface in continuous casting mold |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4490089A JPH02224857A (en) | 1989-02-24 | 1989-02-24 | Method for controlling molten metal surface in continuous casting mold |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02224857A true JPH02224857A (en) | 1990-09-06 |
Family
ID=12704353
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4490089A Pending JPH02224857A (en) | 1989-02-24 | 1989-02-24 | Method for controlling molten metal surface in continuous casting mold |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02224857A (en) |
-
1989
- 1989-02-24 JP JP4490089A patent/JPH02224857A/en active Pending
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