JPH0357546A - 連続鋳造鋳型内溶鋼レベル制御方法および制御装置 - 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〕 この発明は、連続鋳造における鋳型内溶鋼の場面レベル
を制御する方法およびそれに基づく制御装置に関するも
のである。

〔従来艮術およびこの発明が解決すべき課題〕連続鋳造
において鋳型内溶鋼の湯面レベルの変動を極力少なくす
ることは、連続鋳造にて製造される鋳片の品質、特に表
面品質を良好に保つ上で極めて重要である。そしてこの
場面レベルの制御は、鋳型に取付けた放射線式等の湯面
レベル計にて場面レベルを検知し、これを制ｗＡ基準レ
ベルにすべく、クンディッシュに取付けたスライディン
グノズルの開度調整を行うことによって実施している。

またこのスライディングノズルの開度調整には、抽Ｌ〔
装置が使用され、−・般に電気浦圧′り・ボ系となって
いる。

ここでの鋳型内溶鋼の湯面レベルを安定した状態に保つ
ために行う、タンデイソシュの下端に設けられているス
ライディングノズルの開度調整は、レベル制御系のマイ
ナールーブにあって、−゛般ムこ開度実績を開度位置検
出器にて検出し、フィードバック制御を形威して行われ
ている。これによってスライディングノズルの開度設定
に対して、開度実績が忠実に応答する、Ｌうにしている
。

ところかこの電気油圧゛リ−−ホ系の制御対象であるス
ライディングノズルは、通常の操業においても熱による
変形、取付時の締付力変化等による１〕荷の変動があり
、外乱となって、ＩＩ１１度ｚＲＪ整の制御性を乱す欠
点がある。

そのためこの外乱の影響か出ないように、従来よ＼り種
々方式が提案されている。（例えば特開昭６１−５６７
６６号公報、特開昭５９−１９０６１号公報、特開昭６
３−１７２００４号公報参照） なお従来技術によるレベル制御装置を第７図に、またそ
の間度制御の応答状態を表すグラフを第０図に、さらに
従来技術によるレベル制御装置の制御ブロンク図および
開度制御装置の制御ブロック図を第つ図および第１０図
に示す。

しかしこれらの発明は、いずれもスライディングノズル
の摺動抵抗に関わる改善であり、機械的なガタによる応
答性の悪化は改善されなかった。

即ち前述した従来技術は、制御対象であるスライディン
グノズルの泊圧装置との運結部に機械的なガタが生しる
と、油圧シリンダーの応答特性をいくら良好にしてもこ
の機械的なガタという不感帯の為に、実際の開度調整は
速応しない。その結果、場面レベルの変動幅が大ぎくな
り、鋳片晶質を悪化さセ゛（シまうごどとなる。

従って、泊圧シリンダー等の柚圧装置とスライディング
ノズルとの連結部にガタが生しても、開度調整の応答性
は悪化しないようにする必要がある。

勿論、連結部にガタがないように連結してしまう方法も
あるが、スライディングノズルは高温雰囲気にあって熱
変形があるため、連結部等はラフな結合にしている。ま
た、摩耗もあるため摩耗代が即寿命の長さとなり、した
がって必ずこれらのガタ４；ｋ　！ｉ’　？＋Ｅするこ
とになる。

この発門は前述した小情に鑑みて創案されたもので、そ
の目的は応答性を向−１二さーけ、スライディングノズ
ルの開度調整を確実に行うことができる連続鋳造におけ
る鋳型内熔鋼レベル制９卸方法お２Ｌび制１卸製ｉ淫を
１κ｛』（するものである。

〔課題を解決するための手段〕

そこで本発明では、第１図に示した如く、スライディン
グノズル５を駆動する泊圧シリンダー６の、スライディ
ングノズル開側作動柚圧力と閉側作動油圧力とを圧力−
′−シ気変換器等を用い“（検出し、この検出値に油圧
シリンダー６のピストン受圧面積（開側と閉側の各々）
を乗じ、さらにこの演算で得られた開側と閉側のピスト
ン推力の差をとることとする。なおこの値は鋳造中も得
られるように、連続的に演算する摺動抵抗演算部１０を
形或する。

次にこの摺動抵抗演算部１０の出力は、次段のヒステリ
シス演算部１１に与えられる。また油圧シリンダー６の
動きはシリンダーに直結された差動トランス等の位置検
出器７によー，で検出され、この検出植もヒステリシス
演算部１１に与えられる。そしてこの二つの検出値より
、スライディングノズル５と油圧シリンダー６との間の
機械的なガタ、即らヒステリシス量に比例した信ＩＪを
ヒステリシス演算部１１に出力として得る。

次にこのヒステリシス／ｉｉｉ算部１１からの出力は次
段の開度調整装置診断部１２に与えられ、この間度調整
装置診断部Ｉ２から、予め管理値として定めた機械的ガ
タ量，即ちヒステリシス量が管理値を超えた時に警報な
とを出力して、操作者などに知らせる。

このように形威したものがオンライン自動診断装置２３
である。

また、従来から設けられているレベル制御装汐４はザー
ホアンブ９に開度指令をＬｊ，えているが、本発明の白
動診断装置２４によりヒステリシス量に比例した出力を
得て、この量を従来の開度指令に加算する。そして油圧
シリンダー６がヒステリシスの分も多く動いて、スライ
ディングノズル自体がレベル制御製置の出力，即ら開度
指令に　敗１るようにすべく、新たにヒステリシス補償
部２２を備えたものが、本発明の制御方法による鋳型内
熔綱レベル制御装置１である。

このような十Ｍｌ戊とするごとにより、スライディング
ノズル５と油圧ンリンダ−６どの間の運結部に機械的ガ
タが発生し、管理値を超えるほどのガタになると警報を
発して補修の時期を自動的に知らせるので、寿命範囲を
完全に使用することができる。またヒステリシスを補信
することによって、最終的にレベル制御に寄与するスラ
イディングノズルの開度の応答を改善することかでぎる
。

〔実施例〕

以下この発明を図示する実施例によって説明１る。

この発明の鋳型内溶鋼レベル制御方法によって、鋳型内
溶鋼の場面レベルを制御する制御装置ｌ（第２図参照）
は、鋳型２内の溶鋼の湯面レベルを検出するレベル検出
器３からの値が入力されるレベル制御装置４と、スライ
ディングノズル５の駆動用である補正シリンダー６の作
動状態を検出するものであり、差動１・ランス７ａおよ
び変換器７ｂからなる位置検出器７と、この位置検出器
７およびレベル制御装置４からの値が入力され、油圧シ
リンダー６へ作動油を送る・リ゛−ボハルブ８の制御用
であるサーボアンブ９とが備えられている。

またこの発明では、さらに油圧シリンダー６の出入り作
動油の両圧力値が入力される摺動抵抗演算部１０と、こ
の摺動抵抗演算部１０および位置検出器７からの値が入
力されるヒステリシス演算部１１と、このヒステリシス
演算部１１からの信号が入力されると共に、レベル制御
装置４からサーボアンプ９への値に補正信号を送る開度
調整装置診断部１２とが設けられている。

なおこの摺動抵抗演算部１０と、ヒステリシス演算部Ｉ
Ｉと、送る開度調整装置診断部１２とでオンライン自動
診断装置２４を構成している。

そしてこの実施例での泊圧シリンダー６出入り作動浦の
両正力値は、圧力一電気変換器Ｉ３を用いて検出してい
る。

また摺動抵抗演算部１０は、両圧力一電気変換器１３．
　１３からのイ直がそれぞれ入力される二個の比例９ ＲＨ４．　１４と、この各比例Ｒ：；１１．　１４から
のイ直が入力される加算器１５とからなっている。

またヒステリシス／ｉｉｌｉ算部１１ば、加算器１５か
らの値が入力され、シリンダー抵抗と比較する第１比較
器１６と、加算器１５からの値が入力され、スライディ
ングノズル抵抗と比較する第２比較器１７と、第１比較
器Ｉ６および位置検出器７からの値が入力される第１電
圧保持回路１８と、第２比較器１７および位置検出器７
からの値が入力される第２電圧保持回路１９と、第１電
圧保持回路１８および第２電圧保持回路１９からの値が
入力される加算器１５と、この加算器１５からの値が入
力されるピーク値検出回路２０と、このピーク値検出回
路２０と加算器１５との間と、第ｌ，第２比較器１．６
．　１．７と第１，第２電圧保持回路１８．　１９との
間とに設番ノられ′（いるＮ　／ｌ　Ｎ　Ｄ回路２１と
からなっている。

さらに開度調整装置診断部１２は、レベル制御装置４と
サーボアンプ９との間に設けられているゲイン切換え回
路のヒステリシス補償部２２へ、ピーク埴検出回路２０
から送られる｛＋−；”’Ｉを取り入れて、１０ ａ城的ガタ管理値と比較する比幀器２３からなっている
。

〔作　用〕

このような構成からなる鋳型内溶鋼レベル制御装置１の
使用して、この発明の制御方法に基づいた溶鋼レベルの
制御を行う作用について説明する。

レ・・ル制御装置４には鋳型内湯面レベルの設定を与え
ており、レベル検出器３によりフィードハソクされる。

そしてこのレベル制御装置４の出力は、開度設定として
り′−ボアンブ９に写えられる。

またこのザーボアンプ９は、開度設定とシリンダースト
ロークの実紹との偏差より、ナーボハルブ８を駆動させ
る。さらに油圧シリンダー６は、このサーボバルブ８か
らの油量に応して往復するようになっており、スライデ
ィングノズル５と位置検出器７が直結されている。なお
この油圧シリンダー６の｛ｆｆｉｉ’ｌｉ（作動状態）
は位置検出器７によって・リ′−ボアンプ９にフィーｊ
ξハンクされており、電気油圧ザーボ系を形威している
。

−・方木発明では、浦圧シリンダーＧの開側と閉Ｊ Ｊ 側との作動圧力を、圧力−′１ｋ気変換器１３で検出し
ている。そしてこの検出埴に各々のビスＩ〜ン面積差を
乗して、さらに二つ値のｋを演算することによって、ビ
スＩ・ンの推力を算出する。このピスｌ・ン推力は、シ
リンダー自身が動く為の抵１ノ’Ｌと、スライディング
ノズル５の摺動抵抗の和に等しくなる。この抵抗の値は
太り立があり、シリンダーの・ｂが動いている時とスラ
イディングノズル５も動いている時のちがいは比’ｌ’
５２ＮＨ１６．　１７の設定の大小によって容易に検川
するこどができる。この２リのＯＮ−０１’Ｆ信号によ
って泊圧シリンダー６の位置検出器７の出力電圧の検出
開始タイミングを得る。

この時、もし油圧シリンダー６が開方ｌｉｉＪから閉方
向に動こうとするときに、シリンダーが動いているにも
かかわらず、シリンダーのめの摺動低抗しか検出されず
、次にスライディングノズル５の摺勤祇抗値になったと
すると、この間に動いたシリンダーのストローク塑が、
連結部２４の機械的なガタ、即らヒステリシス量である
。

これはピーク値検出Ｆ’ｉ７路２０で常に雷圧ｔこ変換
さ１ ？ れて、この電圧値を比較Ｈ２３で常時監視することによ
って、オンライン自動診断ができる。またこのピーク値
検出回路２０で変換された電圧でサーボアンプ９６こ加
える開度設定の振幅を加減してやれは′、ヒステリンス
を補償することができる。

これらの状況をタイムチャートで表現したものが第３図
である。またこれらの開度制御の応答状態を第４図のグ
ラフに示す。

つまり、シリンダーの動きを監視し、柚圧力が低くても
シリンダーが動＜量（二弁が動かない不感帯と判断）を
求め、逆方向動作指令時には該ガタの分を加算して動か
す事により、微妙な弁開閉操作が可能となる。

この点従来では、弁の開閉指示を行ない、その結果湯面
レ・＼ルが変化しないので、再度もう少し人きく開閉指
示を行なっていくという、訂正動作によって作動させる
ことを行うので、湯面レベルの増減幅が大きくなってし
まい、場面変動レベルを小さくすることができなかった
。

ｔ『お前込した実施例では第５図の如く、オンライン自
動診断装置の出力で、開度制御装置への開度設定を補償
する方法をとったが、他の実施例を第６図ムこ示す。

即ちオンライン１１動１珍１１Ｊｒ　ｇ　；ｚ，Ｈの出
力で泊１’＋ＦシリンダースＩＩ′』−クのフィー）ハ
ノクｌｊｊｌ路に設（ｊたヒステリシス特性のヒステリ
シス幅を加減できるようにしても、応答の良い開度Ｒｉ
ｌＪ　御を実現できる。

また、第４図で示した実ｈ１！！例ではシリンダーのス
１・ロークを直接検出する方式での例であったが、ワー
クシリンダーと同調シリンダーを用いた１１目接検出の
場合でも充分ｔＩ′効果を得る。そしてこの場合は同調
シリンダーとワークシリンダー間に生しるヒステリシス
をも補償することが可能となるウ［発明の効果〕 前述の通り、この発明によれば、スライディングノズル
と油圧シリンダー間の連結部の機械的ガタがどの程度発
生しているかをオンラインで知ることができ、寿命管理
を容易にすることができる。

また、機械的ガタを定！λ化したのち、これを開度制で
卸系内で補償することＣこよって、応答１１１゛の良ｌ
４ いスライディングノズルの開度制御を実現され、鋳型内
の溶鋼レベルの変動を極小にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の鋳型内溶鋼レベル制御方法を示す概
略ブロンク図、第２図はこの発明の鋳型内熔鋼レ・＼ル
制御製置を，ｊ々一づブｌ」ノク図、第３図（ａ）〜（
　ｈ　）はこの発明のｕｉ型内溶鋼レベル制御装冴てあ
るオンライン自動診断装置の動作状況を示すタイムチャ
ート、第４図はこの発明の鋳型内溶鋼レベル制御装置に
よる開度制御の応答状態を示すグラフ、第５図はこの発
明の鋳型内溶鋼レベル制御装置の制御ブロンク図、第６
図はこの発明の別態様の鋳型内溶鋼レベル制御装置の制
御ブロンク図、第７図は従来技術によるレベル制御装置
を示す概略図、第８図は従来妓術によるレベルｔｌｌｌ
１御製置による開度制１卸の応答状態を示すグラフ、第
９図は従来技術によるレベル制御装置の制御ブロソク図
、第１０図は従来技術による開度制御装置の制御ブロッ
ク図である。 ｌ５ １・・・鋳型内溶鋼レベル制御装置、２・・・鋳型、３
・・・レ・・、ル検出器、４・・・レベル制ｊ：ｒＩＩ
　製置、５・・・スライディングノズル、６・・・油圧
シリンダー、７・・・位置検出器、７ａ・・・差動トラ
ンス、７ｂ・・・変換器、８・サーボハルブ、９・・・
ヅーホアンプ、１０・・・摺動抵抗演算部、１１・・・
ヒステリシス演算部、１２・・・開度調整装置診断部、
１３・・・圧力−′屯気衷換２：：、１４・・・比例２
：；、１５・・・加算器、１６・・・第１比較器、１７
・・・第２比軽器、１８・・・第１電圧保持回路、１９
・・・第２電圧保持回路、２０・・・ピークイ直検出回
路、２１・・・Ｎ　Ａ　Ｎ　Ｄ回路、２２・・・ヒステ
リシス補償部、２３・・・比較器、２４・・・オンライ
ン自動診断装置。 １ ６

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）連続鋳造機におけるタンディッシュ下端に設けら
   れているスライディングノズルの開度を溶鋼レベルの検
   出値に基づき油圧装置にて調整することにより、鋳型内
   の溶鋼レベルを制御する制御方法において、 前記油圧装置の作動状態に加えて作動油圧力を検出し、
   この両検出値に基づいて、前記スライディングノズルの
   開度調整用である開度調整装置の機械的ガタ量における
   ヒステリシスを算出し、この算出値の大小によって前記
   開度調整装置の異常状態の有無をオンライン自動診断し
   て、溶鋼レベル検出値による調整信号に前記オンライン
   自動診断結果をさらに加えて前記油圧装置によるスライ
   ディングノズルの開度の調整を確実にすることを特徴と
   する連続鋳造鋳型内溶鋼レベル制御方法。
2. （２）鋳型内の溶鋼レベルを検出するレベル検出器から
   の値が入力されるレベル制御装置と、スライディングノ
   ズル駆動用の油圧シリンダーの作動状態を検出する位置
   検出器と、この位置検出器および前記レベル制御装置か
   らの値が入力され、前記油圧シリンダーへ作動油を送る
   サーボバルブの制御用であるサーボアンプとが備えられ
   てなる鋳型内溶鋼レベル制御装置において、前記油圧シ
   リンダーの出入り作動油の両圧力値が入力される摺動抵
   抗演算部と、この摺動抵抗演算部および前記位置検出器
   からの値が入力されるヒステリシス演算部と、このヒス
   テリシス演算部からの信号が入力されると共に、前記レ
   ベル制御装置からサーボアンプへの値に補正信号を送る
   開度調整装置診断部とを設けたことを特徴とする連続鋳
   造鋳型内溶鋼レベル制御装置。