JPH0327854A - 連続鋳造鋳型用レベル計の自動設定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は連続鋳造用鋳型の湯面を検出するレベル計に関
し、更に詳述すれば複数のレベル計を自動的に測定位置
に設定する装置に関する。

〔従来技術〕

連続鋳造設備においては、鋳型内の場面のプロフィール
（鋳型の鋳込幅方向における場面のレベル差の分布）を
測定することによって溶湯の流動異常を判断している。

従来、場面のプロフィールを測定するには、鋳型の鋳込
幅方向にレベル計を複数設置することによって行ってい
る。これは、鋳型の上部に距離計を固定しておき、湯面
までの距離を測定することによって行われており、距離
計として例えば、渦流式レベル計，レーザ距離計，超音
波距離計等が使用されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、レヘル計を鋳型に固定した場合は、鋳型の振
動により、測定値が変動してしまい、これを修正する必
要があるという問題がある。

また、一般に連続鋳造では鋳込中に鋳片の幅替がある為
、レベル計を鋳型に固定すると、変更された鋳込幅に対
して場面の測定位置が鋳込幅方向へ均一にならない状態
が生じ、例えば狭い幅に替えられた場合、移動される短
辺側の壁に配されたレベル計と、スライディングノズル
側に配されたレベル計とが接近する為、渦流式レヘル計
ではレベル計同士の干渉により、測定不能になる。

更にスライディングノズルからの溶湯の流出速度は鋳型
の鋳込幅と引抜き速度とによって決定される為、これが
定常的に作る場面の盛り上がりパターンも鋳込幅及び引
抜き速度の変更に応じて種々変化する。従って場面のレ
ベル差を管理するには幅替、引抜き速度の変更の都度、
測定位置を変更することが望ましいが、固定式ではそれ
が不可能である。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、鋳型
の振動に影響されることなく、幅替及び引抜き速度の変
更に対応して測定位置及び測定状態の変更が可能な連続
鋳造鋳型用レベル計の自動設定装置の提供を目的とする
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る連続鋳造鋳型用レヘル計の自動設定装置は
、台車に配されたタンディッシュから流入される溶湯の
矩形断面を有する鋳型内におけるレベルを、鋳型の鋳込
幅方向の複数の位置で測定する測定位置を自動的に設定
する連続鋳造鋳型用レヘル計の自動設定装置であって、
前記台車に取付けられ、それらの先端に各別に備えたレ
ベル計を、それらの軸長方向を鉛直方向とした円筒座標
系で位置決め可能に移動する複数のマニピュレータと、
前記鋳型の鋳込幅及び鋳込速度に関するデータを入力す
る入力手段と、該入力手段の入力結果に応じて前記各マ
ニビュレータによる各レベル計の測定位置を決定する手
段とを具備することを特徴とする。

〔作用〕

鋳型の鋳込幅及び鋳込速度に関するデータが入力される
と、その入力結果に応して各レベル計の鋳型内における
測定位置が決定され、これらの測定位置に各レベル計を
位置させるように各マニピュレータが円筒座標系で駆動
される。

〔実施例〕

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。第ｌ図は本発明に係る連続鋳造鋳型用レベル
計の自動設定装置（以下、本発明装置という）の構威を
示す模式図、第２図は第１図の■−■線による縦断面図
である。図中１は上下に開口部を有し、長方形の断面を
有する鋳型の平面図であり、これの短辺側の壁１ａ，　
ｌａはこれらの対向する方向、即ち鋳込幅方向へ移動可
能になっており、形威する鋳片の幅を変更することがで
きる。鋳型１の鋳込幅方向には図示しない同型の鋳型が
複数基並設してある。これらの鋳型の長辺側の壁と対向
する両側には、それらの長手方向を鋳型の鋳込幅方向と
したレール３１．３１が配設してあり、該レール３１．
３１上をタンディッシュ台車３が移動するようになって
いる。タンディッシュ台車３は第２図に示す如きタンデ
ィッシュ２を装備し、鋳造を行う鋳型ｌの上方にタンデ
ィッシュ２を適長離隔させて配した状態で停止される。

タンディッシュ２の下部には、これの底面にその上端を
開口させて、注湯ノズル（以下、ノズルという）２１が
固設してあり、これの下端は鋳型１内に適長侵入させて
ある。ノズル２ｌは２つの吐出孔を備え、これらを夫々
鋳型ｌの短辺側の壁１ａ＋ｌａに各別に対向させて配設
される。ノズル２１の中途には図示しないスライディン
グゲートが配設してあり、クンディッシュ２の注湯量を
調節するようになっている。

連続鋳造時、タンディッシュ２から鋳型ｌ内へ注入され
る溶湯２２は、鋳型１にて１次冷却されて外側部分に凝
固シェルを有する鋳片となる。この鋳片は鋳型１の下方
に設けられた２次冷却帯Ｃ図示せず）にて更に冷却され
て凝固シェルの厚さを増しながら、図示しないピンチロ
ールの回転によって引抜かれることにより下方へ送られ
、連続的に形成される。

タンディッシュ台車３には、鋳型ｌに臨む内側の壁３ａ
に渦流レベル計５１〜５４を各別にそれらの先端部に装
備するマニピュレータ４１〜４４が、鋳型１の鋳込幅方
向へ相互に適長離隔して取付けてある。

同一構造をなすマニピュレータ４１〜４４は円筒座標系
の動作機構を有し、例えばマニピュレータ４ｌはＺ軸に
鉛直方向へ移動する軸４１ａを、またθ軸に３つの回転
部４ｌｂ，４Ｌｃ，４１ｄを備える。マニピュレータ４
ｌは前記軸４１ａの支持部材をタンディッシュ台車３に
鉛直方向へ取付け、軸４１ａの下端部に回転部４ｌｂを
同軸上に取付けてある。回転部４ｌｂ，　４１ｃ，４１
ｄはこれらの回転軸を鉛直方向へ向けて配してあり、回
転部４ｌｂには軸４１ａと直交する水平方向へ延長させ
たアーム４１ｅの基端部が取付けてあり、該アーム４１
ｅの先端部に前記回転部４１ｃを取付けてある。回転部
４１ｃには同様に水平方向へ延長させたアーム４１ｆの
基端部が取付けてあり、該アーム４１ｆの先端部に前記
回転部４１ｄを取付けてある。

回転部４１ｄの回転部分の下部には、前記渦流レベル計
５１が取付けてある。

つまり、マニピュレータ４１は回転部４ｌｂ及び４１ｃ
の回転により、アーム４１ｅ及び４１ｆを水平方向へ伸
縮させて先端の渦流レベル計５１を鋳型１の設定幅に応
じた適切な測定位置へ移動でき、更に軸４１ａの駆動に
より渦流レベル計５１を鉛直方向へ移動させて湯面まで
の距離を調節することができる。また、回転部４１ｄの
回転により、渦流レベル計５ｌの磁束の拡散方向を、湯
面レベルの測定に支障のない最適な方向へ向けて渦流レ
ベル計５１を配設することができ、渦流レベル計同士の
干渉による測定不能を防止できる。

各マニピュレータ４１〜４４は、マニピュレータ制御部
９にて駆動制御されるようになっており、マニピュレー
タ制御部９には測定位置演算部８の出力信号が与えられ
ている。

測定位置演算部８には、鋳型１の操業条件を設定する操
業条件設定部１０から幅替信号，引抜き速度信号，溶湯
内のノズル深さ及び吐出角度等のデータが与えてあり、
測定位置演算部８はこれらのデータに基づいて湯面プロ
フィールを測定する為の鋳型ｌ内の鋳込幅方向における
渦流レベル計５ｌ〜５４の各測定位置を算出し、この結
果を前記マニビュレー夕制御部９及び湯面プロフィール
演算部７へ送る。

これにより、マニビュレー夕制御部９はマニピュレータ
４１〜４４を駆動し、渦流レベル計５ｌ〜５４を各測定
位置に移動し、設定する。

渦流レベル計５１〜５４の各出力信号は、信号変換器６
を介して場面プロフィール演算部７に入力してあり、該
場面プロフィール演算部７は渦流レベル計５１〜５４の
測定結果、並びに測定位置演算部８から与えられる測定
位置及び操業条件の各データから鋳型ｌ内の鋳込幅方向
の場面レベルの分布データを演算出力する。

次に上述の如く構成された本発明装置の制御内容を第３
図に示すフローチャートに基づいて説明する。まず、測
定位置演算部８は操業条件設定部ＩＯから鋳込幅Ｗ及び
引抜き速度Ｖｃのデータを取り込み（ステップＳｌ　）
　、このデータ．に基づいて渦流レベル計５１〜５４の
各測定位置を後述するように算出する（ステップＳ２　
）。

次のステップＳ３ではマニピュレータ制御部９がマニピ
ュレータ４ｌ〜４４を駆動し、各渦流レベル計５１〜５
４を算出された測定位置に設定する。

これにより、測定準備が完了し、ステソプｓ４で湯面レ
ベルの多点同時計測を開始する。

ステ・２プＳ５では場面プロフィール演算部７が計測デ
ータを所定タイミング毎に取込み、場面プロフィールを
演算出力する。

そしてステップＳ６で鋳込作業が終了したかどうかを判
定し、終了していない場合は、次に幅替の有無、即ち鋳
込幅が変更されたか否かを判定する（ステップＳ７　）
。鋳込幅が変更されていない場合はステップＳ４へ戻っ
て計測を継続して行ない、また鋳込幅が変更された場合
はステップｓ１へ戻り、変更された鋳込幅及び引抜き速
度を取り込んで、新たな測定位置を算出して渦流レベル
計の測定位置を変更した後、同様に計測を開始して場面
プロフィールを演算出力する。

渦流レベル計５１〜５４の最適測定位置は次のようにし
て決定される。ノズル２１の吐出流速は鋳込幅Ｗ，引抜
き速度Ｖｃ及びその他の操業条件によって決定される為
、場面の盛り上がりパターン、即ち湯面プロフィールは
、正常時、左右対称（ノズルを中心として鋳込幅方向の
両側へ対称）であるとして次の（１）式に示す如く６次
の多項式で近似できる。

ｈ（ｘｌ＝ａ：　・ｘ”（ｘ−Ｗ／４）”　（ｘ　＋Ｗ
／４）”＋βつまり、第４図のグラフに示すように鋳型
１内の場面は、±Ｗ／４及びＯで極値をとる６次曲線と
なり、ノズル２１と短辺側の壁１ａ，　ｌａとの各中間
、及び短辺側の壁１ａ，　ｌａの近傍において測定位置
■〜■を決定する。

（１１式における係数α，βは次のようにして求める。

まず、短辺側の壁１ａの近傍における場面の盛り上り高
さをｈ１とすると、これは測定位置■における湯面レベ
ルを基準レベルとした場合、測定位置■と■との測定レ
ベルの差によって得られる。

第５図は引抜き速度Ｖｃ　＝１．０　　（ｍ／分）以上
における短辺近傍の場面の盛り上り高さｈ１を種々の鋳
込幅について測定した結果を示すグラフである。この図
より短辺盛り上り高さｈ１は、ｈｌ＝１２．５　（Ｖｃ
　　１．０）２＋１０　　　・・・（２１と近似できる
。

一方、ノズル２１近傍の場面盛り上り高さをｈ２とする
と、これは同様に測定位置■における湯面レベルを基準
レベルとした場合、ノズル２１近傍に・・・（１１　　
もレベル計を配設し、これの測定レベルと測定位置■に
おける測定レベルとの差によって得られる。

第６図はノズル近傍の盛り上り高さｈ２を種々の鋳込幅
について測定した結果を示すグラフである。ノズル近傍
の盛り上り高さｈ２は各鋳込幅共、引抜き速度に関係な
く略一定であり、鋳込幅が１．２ｍ以上であれば、鋳込
幅に比例し、 ｈ２＝　２．５　（Ｗ−１２００）　／１０００＋１０
　　・・・（３）と近似できる。

さて、短辺盛り上り高さｈ１は、（１１弐より、Ｗ ｈ，＝ｈ（　　　　　） ２ となり、またノズリ近傍の盛り上り高さｈ２様に（１１
式より、 ｈ２＝ｈ（０）＝β　　・・・｛５｝ 従って β−２．５（Ｗ　−　１．２）　＋１０は同 ９ ｘ　Ｗｂ ３２ ０．２８１２５　　ｘｗｈ として求められる。

以上の如く、鋳型幅Ｗ，引抜き速度Ｖｃが決れば、それ
に応じた正常時の場面プロフィールが（１）式により決
定される。そこで、鋳込中に変更された鋳込幅Ｗ，引抜
き速度Ｖｃに応じて理想的な場面プロフィールを予測す
ることができ、予ａｌｌ＋された湯面の極小値と、短辺
側の壁１ａの近傍とに夫々＋１０｝ ＋１０｝ レベル計５１〜５４の測定位置を定める。そして、予測
値と、実際に測定される場面レベルとを比較することに
より、ノズル詰り等による溶湯の流動変動が生している
か、否かを判定できるのである。

なお、引抜き速度Ｖｃと、各レベル計の測定位置との関
係は、Ｖｃを１．２〜２．０　ｍ／分の範囲に限定すれ
ば、鋳込幅Ｗのみを考慮すれば良いことが実験的に判明
した。しかし、引抜き速度Ｖｃが高くなると、これの影
響を無視することはできないが、２．０　〜３．０　ｍ
／分、又は３．０〜３．５　ｍ／分のように、引抜き速
度Ｖｃをある狭い範囲に限定し、その範囲毎に測定位置
を、±Ｗ／２，±（Ｗ／４−７）とし、Ｔを実験的に求
めることとすれば十分実用可能である。

また、本実施例においては、渦流レベル計の個数を４基
としてあるが、何らこれに限定されるものではなく、増
設しても良い。

〔効果〕

以上の如く本発明に係る連続鋳造鋳型用レベル計の自動
設定装置においては、まず、レベル計がタンディッシュ
台車に固定され、鋳型に固定されていない為、鋳型の振
動の影響を受けず、測定値を修正する必要がない。また
、レベル計は、鋳込輻及び引抜き速度の変更に応じて場
面プロフィールを求める為の最適な測定位置に円筒座標
系で自動的に設定される為、常に鋳型の鋳込幅方向にお
ける測定位置を均一に設定できると共に、渦流レベル計
を用いる場合のレベル計同士の干渉による測定不能も回
避できる。これにより、場面プロフィールを連続して正
確に測定でき、高桔度に湯面レベルを管理することが可
能である等、本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第ｌ図は本発明に係る連続鋳造鋳型用レベル計の自動設
定装置の構成を示す模式図、第２図は第１図のｕ−ｎ線
による縦断面図、第３図は制御内容を示すフローチャー
ト、第４図は場面プロフィールの理想状態を示すグラフ
、第５図は短辺近傍の盛り上り高さと鋳型幅との関係を
示すグラフ、第６図はノズル近傍の盛り上り高さと鋳型
幅との関係を示すグラフである。 ｌ・・・鋳型　２・・・タンディッシュ　３・・・タン
ディッシュ台車　７・・・場面プロフィール演算部　８
・・・測定位置演算部　９・・・マニピュレータ制御部
　１ｏ・・・操業条件設定部　４１〜４４・・・マニピ
ュレータ　５１〜５４・・・渦流レベル計

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、台車に配されたタンディッシュから流入される溶湯
   の矩形断面を有する鋳型内におけるレベルを、鋳型の鋳
   込幅方向の複数の位置で測定する測定位置を自動的に設
   定する連続鋳造鋳型用レベル計の自動設定装置であって
   、前記台車に取付けられ、それらの先端に各別に備えた
   レベル計を、それらの軸長方向を鉛直方向とした円筒座
   標系で位置決め可能に移動する複数のマニピュレータと
   、 前記鋳型の鋳込幅及び鋳込速度に関するデータを入力す
   る入力手段と、 該入力手段の入力結果に応じて前記各マニピュレータに
   よる各レベル計の測定位置を決定する手段と を具備することを特徴とする連続鋳造鋳型用レベル計の
   自動設定装置。