JPH04179090A - 電気式溶解炉のための温度制御装置 - Google Patents
電気式溶解炉のための温度制御装置Info
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- JPH04179090A JPH04179090A JP30461890A JP30461890A JPH04179090A JP H04179090 A JPH04179090 A JP H04179090A JP 30461890 A JP30461890 A JP 30461890A JP 30461890 A JP30461890 A JP 30461890A JP H04179090 A JPH04179090 A JP H04179090A
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Landscapes
- Control Of Temperature (AREA)
- General Induction Heating (AREA)
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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。
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、溶解炉内の溶湯の温度を制御するために、そ
の溶解炉に電力を供給する電源を制御する電気式溶解炉
のための温度制御装置に関するものであり、特にその制
御精度を向上させる技術に関するものである。
の溶解炉に電力を供給する電源を制御する電気式溶解炉
のための温度制御装置に関するものであり、特にその制
御精度を向上させる技術に関するものである。
従来の技術
電気式溶解炉のための温度制御装置の一例は特開昭56
−132790号公報に記載されている。
−132790号公報に記載されている。
これは、溶解炉内に存在する溶湯の温度である湯温かか
なり高い場合には湯温測定手段により湯温を連続的に測
定するのは困難であるという事情を背景として為された
ものであって、金属かほとんど溶解した後に湯温測定手
段により湯温を一回だけ測温し、その実測湯温に基づき
、溶解炉内の溶湯の鋳型への鋳込みが開始されるまでに
は湯温か目標温度となるように溶解炉に供給する電力量
を制御するものである。詳細には、溶解炉の保温能力を
表す保温能パラメータ(例えば、溶湯の熱が溶解炉の壁
を通過する割合を表す熱通過率)が不変であるとの前提
の下に、実測湯温と目標湯温との差に応じて一義的に電
力量を決定し、鋳込みか開始されるまでにその電力量か
溶解炉に供給されるように電源を制御するものなのであ
る。
なり高い場合には湯温測定手段により湯温を連続的に測
定するのは困難であるという事情を背景として為された
ものであって、金属かほとんど溶解した後に湯温測定手
段により湯温を一回だけ測温し、その実測湯温に基づき
、溶解炉内の溶湯の鋳型への鋳込みが開始されるまでに
は湯温か目標温度となるように溶解炉に供給する電力量
を制御するものである。詳細には、溶解炉の保温能力を
表す保温能パラメータ(例えば、溶湯の熱が溶解炉の壁
を通過する割合を表す熱通過率)が不変であるとの前提
の下に、実測湯温と目標湯温との差に応じて一義的に電
力量を決定し、鋳込みか開始されるまでにその電力量か
溶解炉に供給されるように電源を制御するものなのであ
る。
別の例は特開昭57−109290号公報に記載されて
いる。これは、同じ溶湯に対して複数回の鋳込みを連続
的に行う場合を想定して為されたものであって、各回の
鋳込みに先立って溶解炉内に残存する溶湯の量を自動的
に測定し、その量に応じた大きさの電力であって、経験
に基づいて溶湯量と電力との間に予め定められている関
係に従うものを溶解炉に供給することにより、各回の鋳
込み時における湯温を一定の目標温度に制御するもので
ある。詳細には、溶湯量が同じであれば湯温を目標温度
に維持するのに適当な電力の大きさも同じであるとの前
提の下に、溶湯量に応じて一義的に電力の大きさを決定
し、その大きさの電力が継続的に溶解炉に供給されるよ
うに電源を制御するものなのである。
いる。これは、同じ溶湯に対して複数回の鋳込みを連続
的に行う場合を想定して為されたものであって、各回の
鋳込みに先立って溶解炉内に残存する溶湯の量を自動的
に測定し、その量に応じた大きさの電力であって、経験
に基づいて溶湯量と電力との間に予め定められている関
係に従うものを溶解炉に供給することにより、各回の鋳
込み時における湯温を一定の目標温度に制御するもので
ある。詳細には、溶湯量が同じであれば湯温を目標温度
に維持するのに適当な電力の大きさも同じであるとの前
提の下に、溶湯量に応じて一義的に電力の大きさを決定
し、その大きさの電力が継続的に溶解炉に供給されるよ
うに電源を制御するものなのである。
発明が解決しようとする課題
先の従来装置は、前記保温能パラメータは変化しないと
の前提を採用しているが、保温能パラメータは例えば溶
解炉の連続運転時間によって変化する。そのため、この
従来装置には、場合によっては鋳込み時における湯温か
目標温度からやや大きく外れてしまうという問題かある
。
の前提を採用しているが、保温能パラメータは例えば溶
解炉の連続運転時間によって変化する。そのため、この
従来装置には、場合によっては鋳込み時における湯温か
目標温度からやや大きく外れてしまうという問題かある
。
一方、後の従来装置は、溶湯量か同じてあれば湯温を目
標温度に維持するのに適当な電力の大きさも同じである
との前提を採用しているが、前述のように、溶解炉の保
温能パラメータ等は時間の経過につれて変化する。その
ため、この従来装置にも、先の従来装置におけると同様
に、場合によっては鋳込み時における湯温か目標温度か
らやや大きく外れてしまうという問題がある。
標温度に維持するのに適当な電力の大きさも同じである
との前提を採用しているが、前述のように、溶解炉の保
温能パラメータ等は時間の経過につれて変化する。その
ため、この従来装置にも、先の従来装置におけると同様
に、場合によっては鋳込み時における湯温か目標温度か
らやや大きく外れてしまうという問題がある。
以上要するに、それら従来装置においてはいずれも、保
温能パラメータ等の変化に基づく湯温の変化を時々刻々
勘案して電源を制御するようには設計されていないため
、湯温を十分には高い精度で制御することができないと
いう問題かあったのである。
温能パラメータ等の変化に基づく湯温の変化を時々刻々
勘案して電源を制御するようには設計されていないため
、湯温を十分には高い精度で制御することができないと
いう問題かあったのである。
本発明は、保温能パラメータ等の変化に基づく湯温の変
化を時々刻々勘案して電源を制御することにより、上記
の問題を解決することを課題として為されたものである
。
化を時々刻々勘案して電源を制御することにより、上記
の問題を解決することを課題として為されたものである
。
課題を解決するための手段
そして、本発明の要旨は、第1図に示すように、溶解炉
1内の溶湯の温度を制御するために、溶解炉lに電力を
供給する電源2を制御する電気式溶解炉のための温度制
御装置を、(イ)溶湯の温度である湯温を測定する湯温
測定手段3と、(ロ)その湯温測定手段3により測定さ
れた実測湯温に基づき、その測定以後における湯温の変
化を、溶解炉1の溶湯量、溶解炉1への供給電力、溶解
炉1の周囲温度等の熱的条件の下で推定する湯温推定手
段4と、(ハ)その湯温推定手段4の推定結果に基づき
、湯温の実際値が目標値となるように電源2を制御する
電源制御手段5とを含むものとしたことにある。
1内の溶湯の温度を制御するために、溶解炉lに電力を
供給する電源2を制御する電気式溶解炉のための温度制
御装置を、(イ)溶湯の温度である湯温を測定する湯温
測定手段3と、(ロ)その湯温測定手段3により測定さ
れた実測湯温に基づき、その測定以後における湯温の変
化を、溶解炉1の溶湯量、溶解炉1への供給電力、溶解
炉1の周囲温度等の熱的条件の下で推定する湯温推定手
段4と、(ハ)その湯温推定手段4の推定結果に基づき
、湯温の実際値が目標値となるように電源2を制御する
電源制御手段5とを含むものとしたことにある。
なお、ここにおいて溶解炉lは例えば、誘導炉。
抵抗炉、アーク炉とすることができる。
また、湯温測定手段3は例えば、放射式、熱電対式とす
ることができる。
ることができる。
本発明の一実施態様は、湯温推定手段4か、鋳込みに先
立って湯温測定手段3により測定された実測湯温に基づ
き、その測定以後における湯温の変化を前記熱的条件の
下で推定し、かつ、電源制御手段5か、その湯温推定手
段4の推定結果に基づき、鋳込み時における湯温の実際
値が目標値となるように電源2を制御するものとするこ
とができる。
立って湯温測定手段3により測定された実測湯温に基づ
き、その測定以後における湯温の変化を前記熱的条件の
下で推定し、かつ、電源制御手段5か、その湯温推定手
段4の推定結果に基づき、鋳込み時における湯温の実際
値が目標値となるように電源2を制御するものとするこ
とができる。
なお、ここにおいて鋳込みは例えば、吸引式。
傾注式、取鍋式とすることかできる。
また、その実施態様における電源制御手段5は例えば、
同じ溶湯に対して鋳込みが一回しか行われない場合には
、その鋳込みに先立って測定された実測湯温に基づき、
その鋳込み時における湯温の実際値が目標値となるよう
に電源2を制御するものとすることができる。これに対
して、同じ溶湯に対して鋳込みが複数回連続して行われ
る場合には、ある回の鋳込みに先立って測定された実測
湯温に基づき、その回の鋳込み時における湯温の実際値
が目標値となるように電源2を制御するものとしたり、
その回の鋳込みに後続する回の鋳込み時における湯温の
実際値が目標値となるように電源2を制御するものとす
ることができる。
同じ溶湯に対して鋳込みが一回しか行われない場合には
、その鋳込みに先立って測定された実測湯温に基づき、
その鋳込み時における湯温の実際値が目標値となるよう
に電源2を制御するものとすることができる。これに対
して、同じ溶湯に対して鋳込みが複数回連続して行われ
る場合には、ある回の鋳込みに先立って測定された実測
湯温に基づき、その回の鋳込み時における湯温の実際値
が目標値となるように電源2を制御するものとしたり、
その回の鋳込みに後続する回の鋳込み時における湯温の
実際値が目標値となるように電源2を制御するものとす
ることができる。
また、上記実施態様における電源制御手段5は、同じ溶
湯に対して鋳込みが連続して行われる場合には、2回目
以後の各回の鋳込みに先立って湯温を実測によって取得
することはもちろん、前回の鋳込みにおける最終湯温で
あって湯温推定手段4を用いて推定されたものを流用す
ることによって取得することもできる。
湯に対して鋳込みが連続して行われる場合には、2回目
以後の各回の鋳込みに先立って湯温を実測によって取得
することはもちろん、前回の鋳込みにおける最終湯温で
あって湯温推定手段4を用いて推定されたものを流用す
ることによって取得することもできる。
鋳込みが吸引式であって、鋳型内のキャビティに連通し
た湯口を溶解炉1内の溶湯に投入させる湯口投入工程と
、溶解炉1内の溶湯をその湯口から吸引して鋳型内に供
給する溶湯吸引工程とを含む場合に本発明を実施する場
合には、電源制御手段5は次のような態様とすることが
望ましい。すなわち、(a)湯口投入開始時期から、そ
の直前に溶解炉1に供給されていた大きさの初期電力を
溶解炉1に供給することを想定した場合に溶湯吸引開始
後の一特定時期に湯温か取る実際値を湯温推定手段4を
用いて推定する特定時期湯温推定手段と、(b)その特
定時期から、予定された大きさの昇温電力を溶解炉1に
供給することを想定した場合に湯温か取る実際値を湯温
推定手段4を用いて推定し、その推定値が目標値に到達
する昇温終了時期を決定する昇温終了時期決定手段と、
(C)その昇温終了時期以後における湯温の実際値を目
標値に維持する保温電力を湯温推定手段4を用いて決定
する保温電力決定手段と、(d)湯口投入開始時期から
特定時期まで初期電力を溶解炉1に供給する初期過程と
、その特定時期から昇温終了時期まで昇温電力を溶解炉
lに供給する昇温過程と、その昇温終了時期から必要な
時期まで保温電力を溶解炉1に供給する保温過程とを含
む適正電カバターンを決定する適正電カバターン決定手
段とを含み、その適正電カバターンに従って電源2を制
御する態様とすることが望ましいのである。
た湯口を溶解炉1内の溶湯に投入させる湯口投入工程と
、溶解炉1内の溶湯をその湯口から吸引して鋳型内に供
給する溶湯吸引工程とを含む場合に本発明を実施する場
合には、電源制御手段5は次のような態様とすることが
望ましい。すなわち、(a)湯口投入開始時期から、そ
の直前に溶解炉1に供給されていた大きさの初期電力を
溶解炉1に供給することを想定した場合に溶湯吸引開始
後の一特定時期に湯温か取る実際値を湯温推定手段4を
用いて推定する特定時期湯温推定手段と、(b)その特
定時期から、予定された大きさの昇温電力を溶解炉1に
供給することを想定した場合に湯温か取る実際値を湯温
推定手段4を用いて推定し、その推定値が目標値に到達
する昇温終了時期を決定する昇温終了時期決定手段と、
(C)その昇温終了時期以後における湯温の実際値を目
標値に維持する保温電力を湯温推定手段4を用いて決定
する保温電力決定手段と、(d)湯口投入開始時期から
特定時期まで初期電力を溶解炉1に供給する初期過程と
、その特定時期から昇温終了時期まで昇温電力を溶解炉
lに供給する昇温過程と、その昇温終了時期から必要な
時期まで保温電力を溶解炉1に供給する保温過程とを含
む適正電カバターンを決定する適正電カバターン決定手
段とを含み、その適正電カバターンに従って電源2を制
御する態様とすることが望ましいのである。
作用
本発明に係る電気式溶解炉のための温度制御装置におい
ては、湯温推定手段4が、湯温測定手段3による実測湯
温に基づき、その測定以後における湯温の変化を熱的条
件下で推定する。例えば溶解炉1の保温能パラメータの
変化や鋳込みに起因する溶湯の熱損失量などを勘案しつ
つ、実測以後における湯温の変化を推定するのである。
ては、湯温推定手段4が、湯温測定手段3による実測湯
温に基づき、その測定以後における湯温の変化を熱的条
件下で推定する。例えば溶解炉1の保温能パラメータの
変化や鋳込みに起因する溶湯の熱損失量などを勘案しつ
つ、実測以後における湯温の変化を推定するのである。
そして、電源制御手段5が、その推定結果に基づき、湯
温の実際値が目標値となるように電源2を制御する。
温の実際値が目標値となるように電源2を制御する。
発明の効果
このように、本発明に従えば、溶解炉の保温能パラメー
タの変化や鋳込みに伴う溶湯の熱損失などに基づく湯温
の変化が勘案されつつ、溶解炉に供給されるべき電力の
大きさが決定されるから、湯温の実際値が目標値に精度
よく制御できるという効果が得られる。
タの変化や鋳込みに伴う溶湯の熱損失などに基づく湯温
の変化が勘案されつつ、溶解炉に供給されるべき電力の
大きさが決定されるから、湯温の実際値が目標値に精度
よく制御できるという効果が得られる。
、さらに、湯温の実際値が目標値となるまで湯温測定手
段による湯温の実測を継続させることが不可欠ではなく
なり、ひいては、湯温測定手段を溶解炉内に連続的に投
入することが不可欠ではなくなって、湯温測定手段にか
かる負担が軽減されるという効果も得られる。
段による湯温の実測を継続させることが不可欠ではなく
なり、ひいては、湯温測定手段を溶解炉内に連続的に投
入することが不可欠ではなくなって、湯温測定手段にか
かる負担が軽減されるという効果も得られる。
なお、前述の、鋳込みが吸引式である場合に好適な実施
態様を採用する場合には、鋳込みによって低下した湯温
を目標値に上昇させるための昇温電力と、目標値に達し
た湯温をその目標値に維持するための保温電力とが互い
に独立して決定され得るから、湯温を目標温度に迅速に
回復させ得、鋳込みが複数回繰り返される場合には鋳込
みのサイクルタイムの短縮を容易に図り得るという特有
の効果も得られる。
態様を採用する場合には、鋳込みによって低下した湯温
を目標値に上昇させるための昇温電力と、目標値に達し
た湯温をその目標値に維持するための保温電力とが互い
に独立して決定され得るから、湯温を目標温度に迅速に
回復させ得、鋳込みが複数回繰り返される場合には鋳込
みのサイクルタイムの短縮を容易に図り得るという特有
の効果も得られる。
実施例
以下、本発明の実施例である温度制御装置を含む連続吸
引式鋳込みシステムを図面に基づいて詳細に説明する。
引式鋳込みシステムを図面に基づいて詳細に説明する。
第2図においてlOは高周波誘導型の溶解炉(これが本
発明における溶解炉lの一態様である)である。溶解炉
10は有底円筒状のるつぼ12を備えている。るつぼ1
2は保温機能を有する有底円筒状のハウジング14内に
保持され、また、るつぼ12の外周には螺旋状の加熱コ
イルI6か巻かれて配設されている。この加熱コイル1
6に高周波電流か通電させられることによってるつは1
2内に収容される固体の金属または溶湯が加熱されるよ
うになっているのである。るつぼ12の開口部は炉蓋2
2によって塞がれる。
発明における溶解炉lの一態様である)である。溶解炉
10は有底円筒状のるつぼ12を備えている。るつぼ1
2は保温機能を有する有底円筒状のハウジング14内に
保持され、また、るつぼ12の外周には螺旋状の加熱コ
イルI6か巻かれて配設されている。この加熱コイル1
6に高周波電流か通電させられることによってるつは1
2内に収容される固体の金属または溶湯が加熱されるよ
うになっているのである。るつぼ12の開口部は炉蓋2
2によって塞がれる。
るつぼ12内の溶湯の温度である湯温か熱電対30を主
体とする温度計32(これか本発明における湯温測定手
段3の一態様である)によって測定されるようになって
いる。なお、熱電対30は常には溶解炉10から離れた
特定の位置に退避させられていて、必要な場合に作業者
の手によって、または自動的に炉蓋22の投入穴36を
経て溶湯内に投入されるようになっている。
体とする温度計32(これか本発明における湯温測定手
段3の一態様である)によって測定されるようになって
いる。なお、熱電対30は常には溶解炉10から離れた
特定の位置に退避させられていて、必要な場合に作業者
の手によって、または自動的に炉蓋22の投入穴36を
経て溶湯内に投入されるようになっている。
溶解炉10は図示しない搬送レールに沿って搬送される
ようになっており、その搬送レールの上方にはそれに沿
って複数の鋳型が一列に並んで固定的に配置されている
。図にはそれら鋳型の一つを40として示す。鋳型40
には図示しないキャビティに連通した円筒状の湯口44
が形成されている。湯口44は鋳型40から真下に向か
って延び出させられており、溶解炉lOかその鋳型40
の真下に位置決めされれば、鋳型40が下降させられて
湯口44が溶解炉】0の投入穴36を経て溶湯内に投入
される。鋳型40は、キャビティ内を減圧し、るつぼ1
2内の大気圧を利用して溶湯をキャビティ内に押し上げ
て鋳造する吸引鋳造法を取る。なお、これに代えて、る
つは12内にある溶湯の表面に圧力をかけて湯口44中
を上昇させ、上部の鋳型40内に押し上げて鋳造する低
圧鋳造法を取ることもできる。いずれにしても、るつは
12内の溶湯か差圧により湯口44を経てキャビティ内
に供給される吸引式の鋳込みが行われるのであり、また
、溶解炉10内の同じ溶湯に対して複数回の鋳込みが連
続して行われる連続式の鋳込みか行なわれるのである。
ようになっており、その搬送レールの上方にはそれに沿
って複数の鋳型が一列に並んで固定的に配置されている
。図にはそれら鋳型の一つを40として示す。鋳型40
には図示しないキャビティに連通した円筒状の湯口44
が形成されている。湯口44は鋳型40から真下に向か
って延び出させられており、溶解炉lOかその鋳型40
の真下に位置決めされれば、鋳型40が下降させられて
湯口44が溶解炉】0の投入穴36を経て溶湯内に投入
される。鋳型40は、キャビティ内を減圧し、るつぼ1
2内の大気圧を利用して溶湯をキャビティ内に押し上げ
て鋳造する吸引鋳造法を取る。なお、これに代えて、る
つは12内にある溶湯の表面に圧力をかけて湯口44中
を上昇させ、上部の鋳型40内に押し上げて鋳造する低
圧鋳造法を取ることもできる。いずれにしても、るつは
12内の溶湯か差圧により湯口44を経てキャビティ内
に供給される吸引式の鋳込みが行われるのであり、また
、溶解炉10内の同じ溶湯に対して複数回の鋳込みが連
続して行われる連続式の鋳込みか行なわれるのである。
なお、−回の鋳込みは、湯口44を溶解炉10内に投入
する湯口投入と、その投入された湯口44を経て溶湯を
鋳型40内に吸引する溶湯吸引と、その投入された湯口
44を溶解炉10から引き抜く湯口退避とから成ってい
る。
する湯口投入と、その投入された湯口44を経て溶湯を
鋳型40内に吸引する溶湯吸引と、その投入された湯口
44を溶解炉10から引き抜く湯口退避とから成ってい
る。
前記加熱コイル16にはそれに高周波電流を供給する電
源50か接続されている。電源50は電力信号に応じた
大きさの電流を一定の高周波で加熱コイルI6に供給す
るものである。
源50か接続されている。電源50は電力信号に応じた
大きさの電流を一定の高周波で加熱コイルI6に供給す
るものである。
電源50から加熱コイル16に供給される電流の大きさ
ひいては電力の大きさはコントローラ52によって制御
される。コントローラ52はCPU6o、ROM62.
RAM64. バス66.67、入力インターフェース
68および出力インターフェース70を含むマイクロコ
ンピュータを主体とするものであって、その出力インタ
ーフェース70に前記電源50が接続されている。出力
インターフェース70にはまた表示手段72も接続され
ている。一方、入力インターフェース68には、その表
示手段72の表示結果に基づき、作業者が必要なデータ
をコントローラ52に供給するために操作されるキーボ
ード74か接続されている。入力インターフェース68
にはまた前記温度計32も接続されている。
ひいては電力の大きさはコントローラ52によって制御
される。コントローラ52はCPU6o、ROM62.
RAM64. バス66.67、入力インターフェース
68および出力インターフェース70を含むマイクロコ
ンピュータを主体とするものであって、その出力インタ
ーフェース70に前記電源50が接続されている。出力
インターフェース70にはまた表示手段72も接続され
ている。一方、入力インターフェース68には、その表
示手段72の表示結果に基づき、作業者が必要なデータ
をコントローラ52に供給するために操作されるキーボ
ード74か接続されている。入力インターフェース68
にはまた前記温度計32も接続されている。
ROM62には、第3図〜第5図のフローチャートで表
される温度制御プログラムを始め、鋳込みを行うための
種々のプログラムか格納されている。RAM64には第
6図に示す各種メモリか設けられている。
される温度制御プログラムを始め、鋳込みを行うための
種々のプログラムか格納されている。RAM64には第
6図に示す各種メモリか設けられている。
次に連続吸引式鋳込みシステムの作動を説明する。
まず、第7図に基づいて概略的に説明する。
溶解炉10は現在、鋳型40から離れた特定の位置に退
避させられ、かつ、るつぼ12が空であると仮定する。
避させられ、かつ、るつぼ12が空であると仮定する。
この状態でるつぼ12内に固体の金属(例えば、鉄系や
ニッケル系やチタン系の合金)が投入されれば、コント
ローラ52は溶解炉10を定格電力で通電させ、これに
より固体の金属を溶解させる。続いて、コントローラ5
2は、そのようにして得られた溶湯の湯温θを予め指定
されている目標湯温θ8に上昇させて保温する。
ニッケル系やチタン系の合金)が投入されれば、コント
ローラ52は溶解炉10を定格電力で通電させ、これに
より固体の金属を溶解させる。続いて、コントローラ5
2は、そのようにして得られた溶湯の湯温θを予め指定
されている目標湯温θ8に上昇させて保温する。
その後、作業者から鋳込み指令か出される毎に、コント
ローラ52は、−回の鋳込みを行なうとともに、その回
の鋳込みにおける湯口投入および溶湯吸引によって変動
した湯温を目標湯温θ1に回復させて、次回の鋳込みの
直前には湯温θの実際値がちょうど目標湯温θ8となる
ようにする。
ローラ52は、−回の鋳込みを行なうとともに、その回
の鋳込みにおける湯口投入および溶湯吸引によって変動
した湯温を目標湯温θ1に回復させて、次回の鋳込みの
直前には湯温θの実際値がちょうど目標湯温θ8となる
ようにする。
具体的には、まず、初回の鋳込みに先立って温度計32
を用いて実測された初期湯温θ。に基づき、初回の湯口
投入の開始時期t。から、そのときに溶解炉10に供給
されている大きさの初期電力W。を溶解炉10に供給し
続けた場合に溶湯吸引開始時期t1の後の一特定時期t
2に湯温θが取る実際値を推定し、その特定時期t2か
ら定格電力WIIaKを溶解炉lOに供給することを想
定した場合に湯温θが取る実際値を推定し、その推定値
が目標湯温θ工に到達する昇温終了時期t、から昇温時
間T upを算出し、その昇温終了時期t3以後におけ
る湯温θの実際値を目標湯温θ工に維持するのに適当な
保温電力WHを算出する。その後、コントローラ52は
、初回の湯口投入の開始時期t0から特定時期t2まで
初期電力W0を溶解炉lOに供給する初期過程と、その
特定時期t2から昇温時間T upだけ昇温電力、すな
わち、本実施例においては定格電力W1.8を供給する
昇温過程と、その昇温終了時期t3から次回の湯口投入
の開始時期t 0Lの直前まで保温電力WHを溶解炉l
Oに供給する保温過程とかそれらの順に並んだ適正電カ
バターンを設定し、その適正電カバターンに従って電源
50を制御する。
を用いて実測された初期湯温θ。に基づき、初回の湯口
投入の開始時期t。から、そのときに溶解炉10に供給
されている大きさの初期電力W。を溶解炉10に供給し
続けた場合に溶湯吸引開始時期t1の後の一特定時期t
2に湯温θが取る実際値を推定し、その特定時期t2か
ら定格電力WIIaKを溶解炉lOに供給することを想
定した場合に湯温θが取る実際値を推定し、その推定値
が目標湯温θ工に到達する昇温終了時期t、から昇温時
間T upを算出し、その昇温終了時期t3以後におけ
る湯温θの実際値を目標湯温θ工に維持するのに適当な
保温電力WHを算出する。その後、コントローラ52は
、初回の湯口投入の開始時期t0から特定時期t2まで
初期電力W0を溶解炉lOに供給する初期過程と、その
特定時期t2から昇温時間T upだけ昇温電力、すな
わち、本実施例においては定格電力W1.8を供給する
昇温過程と、その昇温終了時期t3から次回の湯口投入
の開始時期t 0Lの直前まで保温電力WHを溶解炉l
Oに供給する保温過程とかそれらの順に並んだ適正電カ
バターンを設定し、その適正電カバターンに従って電源
50を制御する。
2回目以後の各回の鋳込みにおいては、コントローラ5
2は、前回の鋳込みの最終温度θ2を今回の鋳込みの初
期湯温θ。とじて用い、これにより、初回の鋳込みに先
立って行うように湯温θの実測は行なわない。その後、
コントローラ52は、初回の鋳込みの場合に準じて、推
定湯温θεの算出および適正電カバターンの設定を行な
う。
2は、前回の鋳込みの最終温度θ2を今回の鋳込みの初
期湯温θ。とじて用い、これにより、初回の鋳込みに先
立って行うように湯温θの実測は行なわない。その後、
コントローラ52は、初回の鋳込みの場合に準じて、推
定湯温θεの算出および適正電カバターンの設定を行な
う。
初回の鋳込みにおける初期湯温θ。(実測値)に基づき
、各時刻tにおける湯温θの実際値を推定する手法につ
いて説明する。なお、2回目以後の各回の鋳込みの初期
湯温θ。(推定値)に基づき、各時刻tにおける湯温θ
の実際値を推定する手法については、初期湯温θ。が実
測値であるか推定値であるかが違うだけであって、初回
の鋳込みにおけると同様であるため、説明を省略する。
、各時刻tにおける湯温θの実際値を推定する手法につ
いて説明する。なお、2回目以後の各回の鋳込みの初期
湯温θ。(推定値)に基づき、各時刻tにおける湯温θ
の実際値を推定する手法については、初期湯温θ。が実
測値であるか推定値であるかが違うだけであって、初回
の鋳込みにおけると同様であるため、説明を省略する。
本実施例においては、次式(1)で表す熱平衡方程式が
用いられている。
用いられている。
M−d(θ−θ、)=dQ、−dQT−dQ。
−dQR・・・(1)
ただし、
M:溶湯の熱容量(kcal/’C)
t:各回の鋳込み開始からの経過時間すなわち各回の鋳
込み開始時を0とした場合の時刻(hr) 6口:これに続くパラメータの、時間tの一定微小増分
Δを当たりの変化量 θ:時刻tにおける湯温(°C) θ、:時刻時刻台ける外気温(℃)(これが本発明にお
ける周囲温度の一態様である)この式(1)においては
、左辺が溶湯に蓄積される熱量の変化量を意味し、右辺
のdQwは加熱コイル16によって溶湯に加えられる熱
量の変化量を意味し、dQ□は主として熱通過によって
損失する熱量の変化量を意味し、dQ、は湯口44の溶
湯内への投入によって損失する(湯口44に奪われる)
熱量の変化量を意味し、dQRは溶湯の熱が熱放射によ
ってるつぼ工2の内壁面に放出されることによって損失
する熱量の変化量を意味している。なお、dQllは溶
湯の熱が熱伝達によって損失する熱量の変化量を意味す
るものとすることもてきる。
込み開始時を0とした場合の時刻(hr) 6口:これに続くパラメータの、時間tの一定微小増分
Δを当たりの変化量 θ:時刻tにおける湯温(°C) θ、:時刻時刻台ける外気温(℃)(これが本発明にお
ける周囲温度の一態様である)この式(1)においては
、左辺が溶湯に蓄積される熱量の変化量を意味し、右辺
のdQwは加熱コイル16によって溶湯に加えられる熱
量の変化量を意味し、dQ□は主として熱通過によって
損失する熱量の変化量を意味し、dQ、は湯口44の溶
湯内への投入によって損失する(湯口44に奪われる)
熱量の変化量を意味し、dQRは溶湯の熱が熱放射によ
ってるつぼ工2の内壁面に放出されることによって損失
する熱量の変化量を意味している。なお、dQllは溶
湯の熱が熱伝達によって損失する熱量の変化量を意味す
るものとすることもてきる。
そして、具体的には、
dQw=860 ・ (Wo十ΔW−η)・・・(2)
dQ、=KL、、、・ (θ−θ、)
”KLO88・ ((θ’+dθ)−〇、)・・・(3
) dQ、=M・ (θ。−θ、) ・ (1−exp(1−t/τ)) ・・・(4) dQw ”B ’ Cm ’ΔA、−(T’−Tw”
)・・・(5) ただし、 Wo :初期電力(kW) ΔW:初期電力W。からの電力変化量(kW)η:電力
変化量ΔWの供給に係る電気効率KLoss:溶解炉1
0の伝熱面に係る熱損失係数(kcal/hr’c) θ:時刻tにおける湯温(°C) θ′ :時刻(を−Δt)における湯温(”C’)θ。
) dQ、=M・ (θ。−θ、) ・ (1−exp(1−t/τ)) ・・・(4) dQw ”B ’ Cm ’ΔA、−(T’−Tw”
)・・・(5) ただし、 Wo :初期電力(kW) ΔW:初期電力W。からの電力変化量(kW)η:電力
変化量ΔWの供給に係る電気効率KLoss:溶解炉1
0の伝熱面に係る熱損失係数(kcal/hr’c) θ:時刻tにおける湯温(°C) θ′ :時刻(を−Δt)における湯温(”C’)θ。
:初期湯温(°C)
θ、:時刻tにおける外気温(°C)
θゎ :湯口44と溶湯との平均混合温度(°C)B:
ステファンボルツマン定数 4、 88 X 10−” (kcal/rrf−hr
−K’ )CR:熱放射パラメータ ΔAW :各回の鋳込みによって新たに露出するるつぼ
12の内壁面の面積(tlf) T:湯温θ+273. 15 (K) Tw:るつぼ内壁塩θ、+273.15 (K)本実施
例においては、電気効率η2時定数τ。
ステファンボルツマン定数 4、 88 X 10−” (kcal/rrf−hr
−K’ )CR:熱放射パラメータ ΔAW :各回の鋳込みによって新たに露出するるつぼ
12の内壁面の面積(tlf) T:湯温θ+273. 15 (K) Tw:るつぼ内壁塩θ、+273.15 (K)本実施
例においては、電気効率η2時定数τ。
定数aおよびbがいずれも、一連の鋳込みの量変化しな
い値として用いられ、また、熱損失係数に、。、、外気
温θ、およびるつぼ内壁塩θ1がいずれも一回の鋳込み
の間では変化しないか、複数回の鋳込みの間では変化す
る値として用いられている。
い値として用いられ、また、熱損失係数に、。、、外気
温θ、およびるつぼ内壁塩θ1がいずれも一回の鋳込み
の間では変化しないか、複数回の鋳込みの間では変化す
る値として用いられている。
また、本実施例においては、各回の鋳込みにおいては、
時刻t0で湯口44が溶湯内に投入され、時刻t、で溶
解炉10から鋳型4oへ溶湯の吸引が開始されるように
設計されているため、時刻t。
時刻t0で湯口44が溶湯内に投入され、時刻t、で溶
解炉10から鋳型4oへ溶湯の吸引が開始されるように
設計されているため、時刻t。
以前は、露出面積増分ΔA、が0であってdQllが0
となるから、前記式(1)は次式(6)に変形できる。
となるから、前記式(1)は次式(6)に変形できる。
M−d(θ−θ−)=dQw−dQv dQ−・ ・
・(6) そして、コントローラ52は、各時刻tに応じて式(1
)または(6)を用いて、その時刻tにおけるdθを算
出し、そのdθと時刻(t−Δt)における湯温θ′と
の和が時刻tにおける湯温θの実際値であると推定する
。
・(6) そして、コントローラ52は、各時刻tに応じて式(1
)または(6)を用いて、その時刻tにおけるdθを算
出し、そのdθと時刻(t−Δt)における湯温θ′と
の和が時刻tにおける湯温θの実際値であると推定する
。
次に、金属が溶解した後にその溶湯の湯温θがほぼ目標
湯温θXにある状態から複数回の鋳込みが連続して行な
われる場合を使って温度制御を詳細に説明する。ただし
、初回の鋳込みの開始時には、湯温θの実際値が目標値
より少し高い状態(第9.11,13.14図参照)に
あると仮定する。
湯温θXにある状態から複数回の鋳込みが連続して行な
われる場合を使って温度制御を詳細に説明する。ただし
、初回の鋳込みの開始時には、湯温θの実際値が目標値
より少し高い状態(第9.11,13.14図参照)に
あると仮定する。
コントローラ52のCPU60は前記温度制御プログラ
ムを一定時間毎に繰返し実行する。そして、本温度制御
プログラムの各回の実行時には、まず、第3図のステッ
プSl(以下、単に81で表す。他のステップについて
も同じ)において、本プログラムの実行に必要な不変デ
ータ(一連の鋳込みの量変化しないデータであり、これ
に対して変化するデータを可変データという)が作業者
によるキーボード74の操作によりコントローラ52に
供給される。以下、その不変データを列挙する。
ムを一定時間毎に繰返し実行する。そして、本温度制御
プログラムの各回の実行時には、まず、第3図のステッ
プSl(以下、単に81で表す。他のステップについて
も同じ)において、本プログラムの実行に必要な不変デ
ータ(一連の鋳込みの量変化しないデータであり、これ
に対して変化するデータを可変データという)が作業者
によるキーボード74の操作によりコントローラ52に
供給される。以下、その不変データを列挙する。
・るつぼ12の内径D (m)
・溶解炉IOの定格電力W、、、(溶解炉10が保証す
る最大電力’)(kW) ・時定数τ(hr) ・定数a ・定数b ・電気効率η ・溶湯の比熱C(kcal/kg’c)・湯口44の比
熱Cs (kcal/kg’c)・るつぼ12内に現
に収容されている溶湯の重量である初期溶湯重量V(k
g) 本ステップにおいてはまた、それら不変データがRAM
64の内径メモリ80.定格電力メモリ84、時定数メ
モリ90.定数aメモリ92.定数bメモリ94.電気
効率メモリ96.溶湯比熱メモリ98.湯口比熱メモリ
100および溶湯重量メモリ102にそれぞれ格納され
る。
る最大電力’)(kW) ・時定数τ(hr) ・定数a ・定数b ・電気効率η ・溶湯の比熱C(kcal/kg’c)・湯口44の比
熱Cs (kcal/kg’c)・るつぼ12内に現
に収容されている溶湯の重量である初期溶湯重量V(k
g) 本ステップにおいてはまた、それら不変データがRAM
64の内径メモリ80.定格電力メモリ84、時定数メ
モリ90.定数aメモリ92.定数bメモリ94.電気
効率メモリ96.溶湯比熱メモリ98.湯口比熱メモリ
100および溶湯重量メモリ102にそれぞれ格納され
る。
その後、S2において、キーボード74を介して作業者
から鋳込み指令が出されるのを待つ状態となり、鋳込み
指令が出されれば、s3において、温度制御に必要な可
変データが供給される。以下、その可変データを列挙す
る。
から鋳込み指令が出されるのを待つ状態となり、鋳込み
指令が出されれば、s3において、温度制御に必要な可
変データが供給される。以下、その可変データを列挙す
る。
・溶湯の目標湯温θx (”c)
・外気温θ、(℃)
・今回の鋳込み直前における湯口44の温度である初期
湯口温θ、 (”C) ・今回の鋳込み直前におけるるつは12の内壁面の温度
である初期るつぼ内壁源θ、(”C)・今回の鋳込み時
に湯口44か溶解炉lO内の溶湯に浸る部分の重量であ
る湯口投入重量V。
湯口温θ、 (”C) ・今回の鋳込み直前におけるるつは12の内壁面の温度
である初期るつぼ内壁源θ、(”C)・今回の鋳込み時
に湯口44か溶解炉lO内の溶湯に浸る部分の重量であ
る湯口投入重量V。
(kg)
・今回の鋳込みによって溶解炉10から取り出される溶
湯の重量である鋳込み重量ΔV(kg)なお、外気温θ
、は、作業者が溶解炉10の周辺に設置されている通常
の温度計で測定することによって取得される。また、初
期湯口源θ8および初期るつぼ内壁源θ、はそれぞれ、
図示しない放射式温度計を用いた非接触式の測温によっ
て取得される。また、今回の一連の鋳込みについては、
各回の鋳込み毎に同じ高さの目標湯温θ工が指定される
と仮定する。
湯の重量である鋳込み重量ΔV(kg)なお、外気温θ
、は、作業者が溶解炉10の周辺に設置されている通常
の温度計で測定することによって取得される。また、初
期湯口源θ8および初期るつぼ内壁源θ、はそれぞれ、
図示しない放射式温度計を用いた非接触式の測温によっ
て取得される。また、今回の一連の鋳込みについては、
各回の鋳込み毎に同じ高さの目標湯温θ工が指定される
と仮定する。
本ステップにおいてはまた、それら可変データがRAM
64の目標湯温メモリ103.外気温メモリ104.初
期湯ロ温メモリ106.初期るつぼ内壁源メモリ108
.湯ロ投入重量メモリ11Oおよび鋳込み重量メモリ1
12にそれぞれ格納される。
64の目標湯温メモリ103.外気温メモリ104.初
期湯ロ温メモリ106.初期るつぼ内壁源メモリ108
.湯ロ投入重量メモリ11Oおよび鋳込み重量メモリ1
12にそれぞれ格納される。
その後、S4において、今回の鋳込みか一連の鋳込みの
初回であるか否かが判定される。今回はそうであるから
、判定の結果かYESとなり、S5において、温度計3
2を用いた接触式の測温によって初期湯温θ。か取得さ
れ、RAM64の初期湯温メモリ114に格納される。
初回であるか否かが判定される。今回はそうであるから
、判定の結果かYESとなり、S5において、温度計3
2を用いた接触式の測温によって初期湯温θ。か取得さ
れ、RAM64の初期湯温メモリ114に格納される。
続いて、第4図の322において、湯口投入重量メモリ
110の湯口投入重量Vsと湯口比熱メモリ100の湯
口比熱Csとの積が湯口44の熱容量Ms (kca
l/”C)として算出され、RAM64の湯口熱容量メ
モリ120に格納される。その後、S23において、溶
湯比熱メモリ98の比熱Cと溶湯重量メモリ102に格
納されている初期溶湯重量Vとの積が溶湯の熱容量Mと
して算出され、RAM64の溶湯熱容量メモリ122に
格納される。なお、本ステップにおいては、2回目以後
の各回の鋳込みには、初期溶湯重量Vと鋳込み重量メモ
リ112に各回の鋳込み毎に順次格納される鋳込み重量
ΔVとを用いて、今回の鋳込み直前にるつぼ12内に残
存する溶湯の重量が今回溶湯重量Vとして算出され、溶
湯重量メモリ102に格納される。すなわち、初回の鋳
込みについては初期溶湯重量V、2回目以後の各回の鋳
込みについては今回溶湯重量Vが本発明における溶湯量
の一態様なのである。
110の湯口投入重量Vsと湯口比熱メモリ100の湯
口比熱Csとの積が湯口44の熱容量Ms (kca
l/”C)として算出され、RAM64の湯口熱容量メ
モリ120に格納される。その後、S23において、溶
湯比熱メモリ98の比熱Cと溶湯重量メモリ102に格
納されている初期溶湯重量Vとの積が溶湯の熱容量Mと
して算出され、RAM64の溶湯熱容量メモリ122に
格納される。なお、本ステップにおいては、2回目以後
の各回の鋳込みには、初期溶湯重量Vと鋳込み重量メモ
リ112に各回の鋳込み毎に順次格納される鋳込み重量
ΔVとを用いて、今回の鋳込み直前にるつぼ12内に残
存する溶湯の重量が今回溶湯重量Vとして算出され、溶
湯重量メモリ102に格納される。すなわち、初回の鋳
込みについては初期溶湯重量V、2回目以後の各回の鋳
込みについては今回溶湯重量Vが本発明における溶湯量
の一態様なのである。
続いて、S24において、溶湯内に湯口44が投入され
た場合に溶湯および湯口44か最終的に到達するはずで
ある平均混合湯温θ、が算出される。具体的には、溶湯
熱容量メモリ122の溶湯熱容量Mと初期湯温メモリ1
14の初期湯温θ。
た場合に溶湯および湯口44か最終的に到達するはずで
ある平均混合湯温θ、が算出される。具体的には、溶湯
熱容量メモリ122の溶湯熱容量Mと初期湯温メモリ1
14の初期湯温θ。
との積と、湯口熱容量メモリ120の湯口熱容量M3と
初期湯口温メモリ106の初期湯口源θ3との積との和
を、熱容量MとM、との和で割り算することによって算
出される。
初期湯口温メモリ106の初期湯口源θ3との積との和
を、熱容量MとM、との和で割り算することによって算
出される。
その後、S25において、現在溶解炉10に供給されて
いる電力が今回の初期電力W0とされ、RAM64の初
期電力メモリ126に格納される。
いる電力が今回の初期電力W0とされ、RAM64の初
期電力メモリ126に格納される。
続いて、S26において、今回の鋳込みに対応する熱損
失係数K Loafgが算出される。熱損失係数K L
ollは主として、溶解炉lO内の溶湯の熱が熱伝達に
よって溶解炉10の壁を通過して外気に放出される割合
を表すものである。熱損失係数K LO88は常に一定
に保たれるのではなく、溶解炉10の運転時間の長さ等
によって変化することが知られており、そのため、本実
施例においては、各回の鋳込みに先立って個々に算出さ
れるようになっている。以下、熱損失係数K LQa8
が算出される原理を詳細に説明する。
失係数K Loafgが算出される。熱損失係数K L
ollは主として、溶解炉lO内の溶湯の熱が熱伝達に
よって溶解炉10の壁を通過して外気に放出される割合
を表すものである。熱損失係数K LO88は常に一定
に保たれるのではなく、溶解炉10の運転時間の長さ等
によって変化することが知られており、そのため、本実
施例においては、各回の鋳込みに先立って個々に算出さ
れるようになっている。以下、熱損失係数K LQa8
が算出される原理を詳細に説明する。
今回は時刻to (t=0)について前記式(6)を
考えることとすれば、そのとき湯温θの実際値はほぼ一
定に保たれているはずであるからM−d(θ−θ、)は
0、溶解炉10には初期電力Woが供給されていてΔW
が0であるからdQアは860・we 、時刻tは0で
あるからdQ、は0となる。また、熱損失係数K LO
88は一回の鋳込みの間は一定に保たれると仮定された
から、熱損失係数K Lossは次式(7)で表される
。
考えることとすれば、そのとき湯温θの実際値はほぼ一
定に保たれているはずであるからM−d(θ−θ、)は
0、溶解炉10には初期電力Woが供給されていてΔW
が0であるからdQアは860・we 、時刻tは0で
あるからdQ、は0となる。また、熱損失係数K LO
88は一回の鋳込みの間は一定に保たれると仮定された
から、熱損失係数K Lossは次式(7)で表される
。
860・W0
#〒==#量
また、本ステップにおいては、算出された熱損失係数K
LOB9がRAIVf64の熱損失係数メモリ130
に格納される。
LOB9がRAIVf64の熱損失係数メモリ130
に格納される。
その後、第5図の931において、時刻t。
(t=0)から初期電力W0で溶湯を加熱し続けた場合
に湯温θが取ることを予想される第1推定湯温θ2が算
出される。本ステップの詳細を第8図に示す。すなわち
、まず、S51において、湯口投入の開始時期t0から
経過した時間tがOとされる。なお、この時間tは現実
に経過した時間を示しているのではなく、今回の湯口投
入が実際に開始された場合に経過する想像上の時間を示
している。その後、S52において、今回時間tにおけ
る第1推定湯温θ6 (ただし、今回は推定値ではなく
実測値)が初期湯温θ。とされ、その第1推定湯温θ2
がRAM64の第1推定湯温メモリ132に時間tに関
連付けて格納される。続いて、S53において、電力変
化量ΔWの値が0とされ、その電力変化量ΔWがRAM
64の電力変化量メモリ134に格納される。今回は、
鋳込み開始時期(時間t=0)から初期電力W0で溶湯
を加熱し続けると仮定されたからである。その後、S5
4において、RAM64に設けられているフラグFか0
にリセットされる。
に湯温θが取ることを予想される第1推定湯温θ2が算
出される。本ステップの詳細を第8図に示す。すなわち
、まず、S51において、湯口投入の開始時期t0から
経過した時間tがOとされる。なお、この時間tは現実
に経過した時間を示しているのではなく、今回の湯口投
入が実際に開始された場合に経過する想像上の時間を示
している。その後、S52において、今回時間tにおけ
る第1推定湯温θ6 (ただし、今回は推定値ではなく
実測値)が初期湯温θ。とされ、その第1推定湯温θ2
がRAM64の第1推定湯温メモリ132に時間tに関
連付けて格納される。続いて、S53において、電力変
化量ΔWの値が0とされ、その電力変化量ΔWがRAM
64の電力変化量メモリ134に格納される。今回は、
鋳込み開始時期(時間t=0)から初期電力W0で溶湯
を加熱し続けると仮定されたからである。その後、S5
4において、RAM64に設けられているフラグFか0
にリセットされる。
続いて、S55において、今回時間tか時間t1以上で
あるか否かが判定される。るつぼ12の内壁面の露出面
が増加したか否かが判定されるのである。今回時間tは
0であって、時間t1以上ではないから、判定の結果が
Noとなり、S56において時間tが一定微小増分Δt
だけ増加させられ、続いて、S57において、前記式(
6)を用いて今回時間tに対応するdθが算出される。
あるか否かが判定される。るつぼ12の内壁面の露出面
が増加したか否かが判定されるのである。今回時間tは
0であって、時間t1以上ではないから、判定の結果が
Noとなり、S56において時間tが一定微小増分Δt
だけ増加させられ、続いて、S57において、前記式(
6)を用いて今回時間tに対応するdθが算出される。
算出されたdθはRAM64のdθメモリ136に格納
される。続いて、358において、そのdθと前回の第
1推定湯温θ。′との和が今回の第1推定湯温θ、とし
て時間t(今回は△t)に関連付けて前記第1推定湯温
メモリ132に格納される。
される。続いて、358において、そのdθと前回の第
1推定湯温θ。′との和が今回の第1推定湯温θ、とし
て時間t(今回は△t)に関連付けて前記第1推定湯温
メモリ132に格納される。
その後、S59において、その第1推定湯温θ6が目標
湯温メモリ103の目標湯温θ8以上であるか否かが判
定される。今回はそうでないと仮定すれば、S55に戻
る。
湯温メモリ103の目標湯温θ8以上であるか否かが判
定される。今回はそうでないと仮定すれば、S55に戻
る。
以後、355〜59の実行が繰り返されるうちに今回時
間tが時間t8以上となって355の判定結果がYES
となれば、S60において、フラグFがOにリセットさ
れているか否かが判定される。現在そうであるから、判
定の結果がYESとなり、S61においてそのフラグF
カ月にセットされた後、S62において、今回の鋳込み
によって生じる露出面積増分ΔA1が次式(8)を用い
て算出される。
間tが時間t8以上となって355の判定結果がYES
となれば、S60において、フラグFがOにリセットさ
れているか否かが判定される。現在そうであるから、判
定の結果がYESとなり、S61においてそのフラグF
カ月にセットされた後、S62において、今回の鋳込み
によって生じる露出面積増分ΔA1が次式(8)を用い
て算出される。
ΔA、=4−ΔV/ (D・ρ) −−−(8)
ただし、 D:内径メモリ80に格納されているるっぽI2の内径 ρ:溶湯の密度(比重量) その後、S63において、熱放射パラメータORが次式
(9)を用いて算出される。
ただし、 D:内径メモリ80に格納されているるっぽI2の内径 ρ:溶湯の密度(比重量) その後、S63において、熱放射パラメータORが次式
(9)を用いて算出される。
C11=a−j7n(π・D2/ΔAW)十b・・・(
9) ただし、 a:定数aメモリ92のa Inn口:これに続くパラメータの自然対数b=定数b
メモリ94のb このようにして算出された熱放射パラメータC3は熱放
射パラメータメモリ138に格納される。
9) ただし、 a:定数aメモリ92のa Inn口:これに続くパラメータの自然対数b=定数b
メモリ94のb このようにして算出された熱放射パラメータC3は熱放
射パラメータメモリ138に格納される。
続いて、S64において、時間tか増分Δtだけ増加さ
せられ、S65において、前記式(1)を用いて今回時
間tに対応するdθが算出され、以後S58に移行する
。
せられ、S65において、前記式(1)を用いて今回時
間tに対応するdθが算出され、以後S58に移行する
。
その後、S59において第1推定湯温θ。が目標湯温θ
、以上であるか否かが判定され、今回もそうでなければ
、再びS55に戻り、S55において今回時間tが時間
t1以上であるか否かが判定されれば、今回もそうであ
るから、S60においてフラグFが0にリセットされて
いるか否かが判定される。現在フラグFは1にセットさ
れているから、判定の結果がNOとなり、S61〜63
の実行がバイパスされてS64に移行する。
、以上であるか否かが判定され、今回もそうでなければ
、再びS55に戻り、S55において今回時間tが時間
t1以上であるか否かが判定されれば、今回もそうであ
るから、S60においてフラグFが0にリセットされて
いるか否かが判定される。現在フラグFは1にセットさ
れているから、判定の結果がNOとなり、S61〜63
の実行がバイパスされてS64に移行する。
以後、S64,65,58,59.55および60の実
行が繰り返されるうちに、第1推定湯温θ6が目標湯温
θ、以上となって359の判定結果がYESとなれば、
本ルーチンの一回の実行が終了する。そして、これによ
り得られた第1推定湯温θ。の−例をグラフで表せば第
9図に示すものとなる。
行が繰り返されるうちに、第1推定湯温θ6が目標湯温
θ、以上となって359の判定結果がYESとなれば、
本ルーチンの一回の実行が終了する。そして、これによ
り得られた第1推定湯温θ。の−例をグラフで表せば第
9図に示すものとなる。
その後、第5図の332において、時間t1より長い予
定の時間t2の経過時から、溶湯を定格電力WIIAg
で加熱し続けた場合に湯温θが取ることを予想される第
2推定湯温θ。が算出される。
定の時間t2の経過時から、溶湯を定格電力WIIAg
で加熱し続けた場合に湯温θが取ることを予想される第
2推定湯温θ。が算出される。
本ステップの詳細を第10図に示す。すなわち、まず、
S71において今回時間tが時間t、と等しくされ、そ
の後、S72において、今回時間tに対応する第1推定
湯温θつが第1推定湯温メモリ132から読み出され、
それが第2推定湯温θ6としてRAM64の第2推定湯
温メモリ140に格納される。続いて、S73において
、定格電力メモリ84の定格電力W3.8から初期電力
メモリ126の初期電力W0を差し引いた値が電力変化
量ΔWとして算出され、その電力変化量ΔWか電力変化
量メモリ134に格納される。
S71において今回時間tが時間t、と等しくされ、そ
の後、S72において、今回時間tに対応する第1推定
湯温θつが第1推定湯温メモリ132から読み出され、
それが第2推定湯温θ6としてRAM64の第2推定湯
温メモリ140に格納される。続いて、S73において
、定格電力メモリ84の定格電力W3.8から初期電力
メモリ126の初期電力W0を差し引いた値が電力変化
量ΔWとして算出され、その電力変化量ΔWか電力変化
量メモリ134に格納される。
その後、S74において、今回時間tか増分Δtだけ増
加させられ、S75において、前記式(1)を用いて今
回時間tに対応するdθが算出され、dθメモリ136
に時間tに関連付けて格納される。続いて、S76にお
いて、そのdθと前回の第2推定湯温θ8′との和が今
回時間tに対応する第2推定湯温θ8として第2推定湯
温メモリ140に格納される。その後、S77において
、今回時間tにおける第2推定湯温九が目標湯温九以上
であるか否かが判定される。今回はそうでないと仮定す
れば、判定の結果がNOとなり、S74に戻り、そうで
あると仮定すれば、判定の結果がYESとなり、S78
において今回時間tか時間taとされ、378において
、その時間t、から時間t2を差し引いた値か昇温時間
TupとしてRAM64の昇温時間メモリ142に格納
される。
加させられ、S75において、前記式(1)を用いて今
回時間tに対応するdθが算出され、dθメモリ136
に時間tに関連付けて格納される。続いて、S76にお
いて、そのdθと前回の第2推定湯温θ8′との和が今
回時間tに対応する第2推定湯温θ8として第2推定湯
温メモリ140に格納される。その後、S77において
、今回時間tにおける第2推定湯温九が目標湯温九以上
であるか否かが判定される。今回はそうでないと仮定す
れば、判定の結果がNOとなり、S74に戻り、そうで
あると仮定すれば、判定の結果がYESとなり、S78
において今回時間tか時間taとされ、378において
、その時間t、から時間t2を差し引いた値か昇温時間
TupとしてRAM64の昇温時間メモリ142に格納
される。
以上で本ルーチンの一回の実行か終了する。そして、こ
れにより得られた第2推定湯温θ、の−例をグラフで表
せば第11図に実線で示すものどなる。なお、図におい
て二点鎖線のグラフは前記第1推定湯温θ8を示してい
る。
れにより得られた第2推定湯温θ、の−例をグラフで表
せば第11図に実線で示すものどなる。なお、図におい
て二点鎖線のグラフは前記第1推定湯温θ8を示してい
る。
その後、第5図の333において、時間t3の経過時す
なわち第2推定湯温θgか始めて目標湯温θ8以上とな
った時から湯温θの実際値を目標湯温θ8に維持するの
に適正な保温電力WHが算出される。本ステップの詳細
を第12図に示す。
なわち第2推定湯温θgか始めて目標湯温θ8以上とな
った時から湯温θの実際値を目標湯温θ8に維持するの
に適正な保温電力WHが算出される。本ステップの詳細
を第12図に示す。
すなわち、まず、S91において今回時間tが時間t、
と等しくされ、S92において、今回時間tに対応する
第2推定湯温θ、が第2推定湯温メモリ140から読み
出され、それが今回時間tに対応する第3推定湯温θ、
としてRAM64の第3推定湯温メモリ144に格納さ
れる。その後、S93において、溶湯を保温するのに適
当な電力変化量ΔWの初回の候補値が0とされる。すな
わち、保温電力W□の初回の候補値として初期電力W0
か設定されるのである。電力変化量ΔWの候補値はRA
M64の候補電力変化量メモリ145に格納される。
と等しくされ、S92において、今回時間tに対応する
第2推定湯温θ、が第2推定湯温メモリ140から読み
出され、それが今回時間tに対応する第3推定湯温θ、
としてRAM64の第3推定湯温メモリ144に格納さ
れる。その後、S93において、溶湯を保温するのに適
当な電力変化量ΔWの初回の候補値が0とされる。すな
わち、保温電力W□の初回の候補値として初期電力W0
か設定されるのである。電力変化量ΔWの候補値はRA
M64の候補電力変化量メモリ145に格納される。
続いて、S94において、今回時間tか増分Δtだけ増
加させられ、S95において、今回時間tに対応するd
θが前記式(1)を用いて算出され、それがdθメモリ
136に格納され、S96において、そのdθと前回の
第3推定湯温θ、′との和が今回時間tに対応する第3
推定湯温θEとして第3推定湯温メモリ144に時間t
に関連付けて格納される。その後、S97において、今
回時間tが予定の時間14以上であるか否がか判定され
る。時間t4の長さは、それの満了時が次回の鋳込みが
開始される時期より遅くなるように選定されている。今
回時間tは時間14以上ではないと仮定すれば、判定の
結果がNOとなり、S94に戻る。以後、394〜97
の実行が繰り返されるうちに今回時間tが時間14以上
となると、S97の判定結果がYESとなる。この39
4〜97の実行により、保温電力WHを初期電力W。で
一定に保って溶湯を加熱し続けた場合に湯温θが取ると
予想される第3推定湯温θ2が算出され、その−例をグ
ラフで表せば第13図の二点鎖線で示すものとなる。
加させられ、S95において、今回時間tに対応するd
θが前記式(1)を用いて算出され、それがdθメモリ
136に格納され、S96において、そのdθと前回の
第3推定湯温θ、′との和が今回時間tに対応する第3
推定湯温θEとして第3推定湯温メモリ144に時間t
に関連付けて格納される。その後、S97において、今
回時間tが予定の時間14以上であるか否がか判定され
る。時間t4の長さは、それの満了時が次回の鋳込みが
開始される時期より遅くなるように選定されている。今
回時間tは時間14以上ではないと仮定すれば、判定の
結果がNOとなり、S94に戻る。以後、394〜97
の実行が繰り返されるうちに今回時間tが時間14以上
となると、S97の判定結果がYESとなる。この39
4〜97の実行により、保温電力WHを初期電力W。で
一定に保って溶湯を加熱し続けた場合に湯温θが取ると
予想される第3推定湯温θ2が算出され、その−例をグ
ラフで表せば第13図の二点鎖線で示すものとなる。
その後、S98において、再び今回時間tが時間t3と
等しくされ、S99において、今回時間tに対応する第
2推定湯温θ6か第2推定湯温メモリ140から読み出
され、それか今回時間tに対応する第4推定湯温θεと
してRAM64の第4推定湯温メモリ146に格納され
る。続いて、5100において、時刻t、〜t4におけ
る第3推定湯温θ2が目標湯温θ、より高いか否かが判
定される。そうであれば5101において正の一定微小
量(+α)が電力変化量ΔWの変更量δとされるが、そ
うでなければ5102において負の一定微小量(−α)
が変更量δとされる。いずれの場合にも5103におい
て、電力変化量ΔWの前回の候補値(今回は0)から上
記変更量δを差し引くことによって電力変化量ΔWの今
回の候補値が算出される。これにより、保温電力W。(
=W0+ΔW)の今回の候補値が(W、−δ)となる。
等しくされ、S99において、今回時間tに対応する第
2推定湯温θ6か第2推定湯温メモリ140から読み出
され、それか今回時間tに対応する第4推定湯温θεと
してRAM64の第4推定湯温メモリ146に格納され
る。続いて、5100において、時刻t、〜t4におけ
る第3推定湯温θ2が目標湯温θ、より高いか否かが判
定される。そうであれば5101において正の一定微小
量(+α)が電力変化量ΔWの変更量δとされるが、そ
うでなければ5102において負の一定微小量(−α)
が変更量δとされる。いずれの場合にも5103におい
て、電力変化量ΔWの前回の候補値(今回は0)から上
記変更量δを差し引くことによって電力変化量ΔWの今
回の候補値が算出される。これにより、保温電力W。(
=W0+ΔW)の今回の候補値が(W、−δ)となる。
その後、5104において、今回時間tが増分Δtだけ
増加させられ、5105において、今回時Mtに対応す
るdθが前記式(1)を用いて算出されてdθメモリ1
36に格納され、8106において、そのdθと前回の
第4推定湯温θ6′との和が今回時間tに対応する第4
推定湯温θ8として第4推定湯温メモリ146に格納さ
れる。保温電力WHか初期電力W0であることを想定し
た場合に時刻t、〜t4においで湯温θが取る実際値が
推定されるのである。続いて、5107において、今回
時間tが時vJt、以上であるか否かが判定される。今
回はそうではないと仮定すれば、判定の結果がNOとな
って5104に戻る。5104〜107の実行が繰り返
されるうちに今回時間tが時間t4以上となれば、51
07の判定結果がYESとなり、8108において、時
刻t。
増加させられ、5105において、今回時Mtに対応す
るdθが前記式(1)を用いて算出されてdθメモリ1
36に格納され、8106において、そのdθと前回の
第4推定湯温θ6′との和が今回時間tに対応する第4
推定湯温θ8として第4推定湯温メモリ146に格納さ
れる。保温電力WHか初期電力W0であることを想定し
た場合に時刻t、〜t4においで湯温θが取る実際値が
推定されるのである。続いて、5107において、今回
時間tが時vJt、以上であるか否かが判定される。今
回はそうではないと仮定すれば、判定の結果がNOとな
って5104に戻る。5104〜107の実行が繰り返
されるうちに今回時間tが時間t4以上となれば、51
07の判定結果がYESとなり、8108において、時
刻t。
〜t4における第4推定湯温θ。を表すグラフが目標湯
温θ工を表すグラフ(第13図において水平の実線のグ
ラフ)に十分近いか否かが判定される。例えば、第4推
定湯温θ6と目標湯温θ工との各時刻tにおける誤差の
絶対値の和か一定値より小さくなり、かつ、第4推定湯
温θ、の各時刻tにおける時間微分値(dθに対応する
値)の絶対値の和が一定値より小さくなったか否かが判
定され、そうであれば、第4推定湯温θ6が目標湯温θ
工に十分近いと判定され、そうでなければ、十分には近
くないと判定されるのである。今回は第4推定湯温θ2
が目標湯温θ、に十分には近くないと仮定すれば、判定
の結果かNoとなって、5109において今回時間tが
時間t3に復元された後、5103に戻る。
温θ工を表すグラフ(第13図において水平の実線のグ
ラフ)に十分近いか否かが判定される。例えば、第4推
定湯温θ6と目標湯温θ工との各時刻tにおける誤差の
絶対値の和か一定値より小さくなり、かつ、第4推定湯
温θ、の各時刻tにおける時間微分値(dθに対応する
値)の絶対値の和が一定値より小さくなったか否かが判
定され、そうであれば、第4推定湯温θ6が目標湯温θ
工に十分近いと判定され、そうでなければ、十分には近
くないと判定されるのである。今回は第4推定湯温θ2
が目標湯温θ、に十分には近くないと仮定すれば、判定
の結果かNoとなって、5109において今回時間tが
時間t3に復元された後、5103に戻る。
5103において、電力変化量ΔWの候補値がさらに変
更量δだけ減少させられた後、8104〜107の実行
が繰り返される。8104〜107の今回の実行により
、保温電力WHが(初期電力W0−2・変更量δ)であ
ることを想定した場合に時刻t、〜t4においで湯温θ
か取る実際値が推定されるのである。今回の実行は2回
目であるから、初期電力W0から変更量δの引算が2回
行われたものが保温電力WHの今回の候補値となるので
ある。その後、5108において、第4推定湯温θ、が
目標湯温θ工に十分に近いか否かが判定され、今回もそ
うでなければ判定の結果がNoとなって、5109にお
いて今回時間tか時間t、に復元された後、5103に
戻る。8103〜109の実行が繰り返されるうちに、
第4推定湯温θ2か目標湯温θ8に十分に近くなったた
めに8108の判定結果がYESとなれば、5llOに
おいて、そのときの電力変化量ΔWの候補値が真の電力
変化量ΔWに決定され、RAM64の真正電力変化量メ
モリ148に格納される。以上で本ルーチンの一回の実
行が終了する。
更量δだけ減少させられた後、8104〜107の実行
が繰り返される。8104〜107の今回の実行により
、保温電力WHが(初期電力W0−2・変更量δ)であ
ることを想定した場合に時刻t、〜t4においで湯温θ
か取る実際値が推定されるのである。今回の実行は2回
目であるから、初期電力W0から変更量δの引算が2回
行われたものが保温電力WHの今回の候補値となるので
ある。その後、5108において、第4推定湯温θ、が
目標湯温θ工に十分に近いか否かが判定され、今回もそ
うでなければ判定の結果がNoとなって、5109にお
いて今回時間tか時間t、に復元された後、5103に
戻る。8103〜109の実行が繰り返されるうちに、
第4推定湯温θ2か目標湯温θ8に十分に近くなったた
めに8108の判定結果がYESとなれば、5llOに
おいて、そのときの電力変化量ΔWの候補値が真の電力
変化量ΔWに決定され、RAM64の真正電力変化量メ
モリ148に格納される。以上で本ルーチンの一回の実
行が終了する。
その後、第5図の334において、今回の温度制御に適
正な電カバターンが決定される。具体的には、時刻t0
から時刻t、までは初期電力W。
正な電カバターンが決定される。具体的には、時刻t0
から時刻t、までは初期電力W。
と等しく、時刻t2から時刻t、までは定格電力W、1
!と等しく、時刻t3から時刻t4までは、真正電力変
化量メモリ148の電力変化量ΔWと初期電力W0との
和である保温電力WHと等しいパターンが決定されるの
である。その適正型カバターンはRAM64の適正型カ
バターンメモリ150に格納される。
!と等しく、時刻t3から時刻t4までは、真正電力変
化量メモリ148の電力変化量ΔWと初期電力W0との
和である保温電力WHと等しいパターンが決定されるの
である。その適正型カバターンはRAM64の適正型カ
バターンメモリ150に格納される。
その後、S35において、鋳型4oの作動を制御する図
示しないコントローラに対して鋳込みを開始させる鋳込
み信号が出され、これにより、今回の鋳込みが開始され
る。続いて、S36において、その鋳込み信号が出され
ると同時に、適正電カバターンメモリ150に格納され
ている適正電カバターンに基づく電力信号が電源50に
供給され、これにより、溶解炉10に適正電力が供給さ
れる。その後、S37において、今回の鋳込みに後続す
る鋳込みがあるか否かが表示手段72を介して作業者に
対して質問される。後続する鋳込みがある旨の情報がキ
ーボード74に入力されれば判定の結果がYESとなり
、第3図の82に戻り、作業者から新たな鋳込み指令が
出されるのを待つ状態となるか、後続する鋳込みがない
旨の情報が入力されれば判定の結果がNoとなって、本
温度制御プログラムの一回の実行が終了する。
示しないコントローラに対して鋳込みを開始させる鋳込
み信号が出され、これにより、今回の鋳込みが開始され
る。続いて、S36において、その鋳込み信号が出され
ると同時に、適正電カバターンメモリ150に格納され
ている適正電カバターンに基づく電力信号が電源50に
供給され、これにより、溶解炉10に適正電力が供給さ
れる。その後、S37において、今回の鋳込みに後続す
る鋳込みがあるか否かが表示手段72を介して作業者に
対して質問される。後続する鋳込みがある旨の情報がキ
ーボード74に入力されれば判定の結果がYESとなり
、第3図の82に戻り、作業者から新たな鋳込み指令が
出されるのを待つ状態となるか、後続する鋳込みがない
旨の情報が入力されれば判定の結果がNoとなって、本
温度制御プログラムの一回の実行が終了する。
なお、新たな鋳込み指令が出されたために82の判定結
果がYESとなれば、S3の実行後、S4において、今
回の鋳込みが初回であるか否かが判定される。今回はそ
うではないから、判定の結果がNoとなり、S6におい
て、第4推定湯温メモリ146に格納されている時刻t
2〜t4における第4推定湯温θ8 (真正保温電力W
Hに対応するもの)のうち現実の時刻tに対応する第4
推足湯温θ2が、今回の鋳込みの初期湯温θ。とじて初
期湯温メモリ114に格納される。2回目以後の各回の
鋳込みにおいては、それの初期湯温θ。
果がYESとなれば、S3の実行後、S4において、今
回の鋳込みが初回であるか否かが判定される。今回はそ
うではないから、判定の結果がNoとなり、S6におい
て、第4推定湯温メモリ146に格納されている時刻t
2〜t4における第4推定湯温θ8 (真正保温電力W
Hに対応するもの)のうち現実の時刻tに対応する第4
推足湯温θ2が、今回の鋳込みの初期湯温θ。とじて初
期湯温メモリ114に格納される。2回目以後の各回の
鋳込みにおいては、それの初期湯温θ。
とじて前回の鋳込みの最終湯温θ2か流用されるように
なっていて、2回目以後の鋳込みにおける湯温θの実測
が省略されているのである。
なっていて、2回目以後の鋳込みにおける湯温θの実測
が省略されているのである。
第14図に本実施例装置を用いた実験結果の一例を示す
。この実験においては、溶解炉10において金属がすべ
て溶解している状態から3回の鋳込みが連続して行われ
ており、また、溶湯金属は鋳鉄、初期溶湯重量Vは40
kg、各回の鋳込み重量ΔVはいずれも10kg、各回
の目標湯温θ1はいずれも1550℃である。そして、
図には、それら3回の鋳込みのうち初回のものに先立つ
測温結果と、溶解炉10に供給された電力のパターンと
、推定湯温θ2 (図において実線のグラフで表す)と
、湯温θのいくつかの実際値(図において・で示す)と
を示している。図から明らかなように、2回目の鋳込み
の直前と3回目の鋳込みの直前とにおける湯温θの実際
値か目標湯温θ工と精度よく一致するとともに、各回の
鋳込みにおいて溶湯吸引か開始されれば湯温θの実際値
が迅速に上昇して目標温度θ8に到達している。
。この実験においては、溶解炉10において金属がすべ
て溶解している状態から3回の鋳込みが連続して行われ
ており、また、溶湯金属は鋳鉄、初期溶湯重量Vは40
kg、各回の鋳込み重量ΔVはいずれも10kg、各回
の目標湯温θ1はいずれも1550℃である。そして、
図には、それら3回の鋳込みのうち初回のものに先立つ
測温結果と、溶解炉10に供給された電力のパターンと
、推定湯温θ2 (図において実線のグラフで表す)と
、湯温θのいくつかの実際値(図において・で示す)と
を示している。図から明らかなように、2回目の鋳込み
の直前と3回目の鋳込みの直前とにおける湯温θの実際
値か目標湯温θ工と精度よく一致するとともに、各回の
鋳込みにおいて溶湯吸引か開始されれば湯温θの実際値
が迅速に上昇して目標温度θ8に到達している。
以上の説明から明らかなように、本実施例においては、
コンピュータの、第3図の全ステップ。
コンピュータの、第3図の全ステップ。
第4図の全ステップ、第5図の831.第1O図のS7
1〜77、第12図のS91〜107および109を実
行する部分が湯温推定手段4を構成し、コンピュータの
、第5図の334,36.第1O図のS78,79.第
12図の5108および5iloを実行する部分が電源
制御手段5を構成している。
1〜77、第12図のS91〜107および109を実
行する部分が湯温推定手段4を構成し、コンピュータの
、第5図の334,36.第1O図のS78,79.第
12図の5108および5iloを実行する部分が電源
制御手段5を構成している。
以上詳記した実施例においては、各回の鋳込みにおける
溶湯吸引開始後には溶解炉10に定格電力w、aXを供
給することによって溶湯を短時間で昇温させるようにな
っていたが、溶解炉10にかかる負担を軽減させるべく
、その定格電力W0.1より小さい電力を供給してもよ
い。
溶湯吸引開始後には溶解炉10に定格電力w、aXを供
給することによって溶湯を短時間で昇温させるようにな
っていたが、溶解炉10にかかる負担を軽減させるべく
、その定格電力W0.1より小さい電力を供給してもよ
い。
また、本実施例においては、溶解炉10が外見上明瞭に
判別できるるつぼ12を備えた形式とされていたが、そ
のようなるつぼ12を備えることは不可欠ではなく、溶
湯を収容し得る容器を備えたものであれば足りる。
判別できるるつぼ12を備えた形式とされていたが、そ
のようなるつぼ12を備えることは不可欠ではなく、溶
湯を収容し得る容器を備えたものであれば足りる。
また、本実施例においては、各回の鋳込みの初期湯温θ
。に基づき、次回の鋳込みの湯口投入開始時に湯温θの
実際値か目標湯温θ、となるように電源50が制御され
るが、例えば、今回の鋳込みまたは次回の鋳込みの溶湯
吸引開始時に湯温θの実際値が目標湯温θ工となるよう
に電源50を制御してもよい。
。に基づき、次回の鋳込みの湯口投入開始時に湯温θの
実際値か目標湯温θ、となるように電源50が制御され
るが、例えば、今回の鋳込みまたは次回の鋳込みの溶湯
吸引開始時に湯温θの実際値が目標湯温θ工となるよう
に電源50を制御してもよい。
また、本実施例においては、一連の鋳込みの間で同じ大
きさの目標湯温θ8か指定されるようになっていたが、
例えば、各回の鋳込み毎に異ならせて指定してもよいの
はもちろんである。
きさの目標湯温θ8か指定されるようになっていたが、
例えば、各回の鋳込み毎に異ならせて指定してもよいの
はもちろんである。
また、初回の鋳込み直前の湯温θの実際値も精度よ(目
標湯温θ工に一致させるためには、その鋳込みに先立っ
て供給される電力Wの大きさを、その鋳込みに先立って
実測された湯温に基づき、前記S33の場合に準じて決
定すればよい。このようにすれば、初回の鋳込みからそ
れの直前の湯温θの実際値が精度よく目標湯温θ工に一
致することになる。
標湯温θ工に一致させるためには、その鋳込みに先立っ
て供給される電力Wの大きさを、その鋳込みに先立って
実測された湯温に基づき、前記S33の場合に準じて決
定すればよい。このようにすれば、初回の鋳込みからそ
れの直前の湯温θの実際値が精度よく目標湯温θ工に一
致することになる。
以上詳記した実施例においては、前記式(1)で示す熱
平衡方程式に基づき、溶湯の推定温度θ6が算出される
ようになっていたが、前記コントローラ52のマイクロ
コンピュータ上でニューラルネットワーク演算をするこ
とによって算出することもてきる。以下、その形式の二
つの実施例を図面に基づいて説明する。
平衡方程式に基づき、溶湯の推定温度θ6が算出される
ようになっていたが、前記コントローラ52のマイクロ
コンピュータ上でニューラルネットワーク演算をするこ
とによって算出することもてきる。以下、その形式の二
つの実施例を図面に基づいて説明する。
一方の実施例は、第15図に示す階層型のニューラルネ
ットワークを採用している。このニューラルネットワー
ク(以下、単にネットワークという)は、10個のユニ
ットi(図において○で表す。他のユニットについても
同じ)から成る入力層200と、10個のユニットjか
ら成る第1中間層202と、5個のユニットkから成る
第2中間層204と、1個のユニット1から成る出力層
206とを備えている。
ットワークを採用している。このニューラルネットワー
ク(以下、単にネットワークという)は、10個のユニ
ットi(図において○で表す。他のユニットについても
同じ)から成る入力層200と、10個のユニットjか
ら成る第1中間層202と、5個のユニットkから成る
第2中間層204と、1個のユニット1から成る出力層
206とを備えている。
入力層200の各ユニットiには、入力値をIl、出力
値を01で表すと次式α0)で表されるリニア関数が出
力関数として与えられている。
値を01で表すと次式α0)で表されるリニア関数が出
力関数として与えられている。
01 =7. −−−00)第
1中間層202の各ユニットjには、入力値を11、出
力値を01て表すと次式〇Dで表されるシグモイド関数
が出力関数として与えられている。
1中間層202の各ユニットjには、入力値を11、出
力値を01て表すと次式〇Dで表されるシグモイド関数
が出力関数として与えられている。
C)+ =2/ (1+exp(It ) ) 1
・・・αυ 第2中間層204の各ユニットkには、入力値をIk、
出力値をOkで表すと次式α2て表されるシグモイド関
数が出力関数として与えられている。
・・・αυ 第2中間層204の各ユニットkには、入力値をIk、
出力値をOkで表すと次式α2て表されるシグモイド関
数が出力関数として与えられている。
Oh =2/ (1+exp(Tk) ) 1・・
・α2 出力層206の各ユニットlには、入力値をrl、出力
値をOlで表すと次式a3で表されるシグモイド関数が
出力関数として与えられている。
・α2 出力層206の各ユニットlには、入力値をrl、出力
値をOlで表すと次式a3で表されるシグモイド関数が
出力関数として与えられている。
Or =2/ (1+exp(I I) ) 1・
・ ・03 人力層200の各ユニットiにはそれぞれ、前記溶湯重
量V、鋳込み重量△V、供給電力W、初期湯温θ。、湯
ロ投入重量Vs、外気温θ、2時間t、 5in(t)
、 cos(t)および1/lの各位が−1から+1ま
での連続値に正規化されて入力される。
・ ・03 人力層200の各ユニットiにはそれぞれ、前記溶湯重
量V、鋳込み重量△V、供給電力W、初期湯温θ。、湯
ロ投入重量Vs、外気温θ、2時間t、 5in(t)
、 cos(t)および1/lの各位が−1から+1ま
での連続値に正規化されて入力される。
また、出力層206のユニット1からの出力値は時刻t
における推定湯温θ。(1)に変換される。
における推定湯温θ。(1)に変換される。
入力層200と第1中間層202との間、第1中間層2
02と第2中間層204との間および第2中間層204
と出力層206との間ではそれぞれ、各ユニットは前段
の層の出力から後段の層の入力に向かって結合されてい
る。各結合には、ユニット相互の結合の強さを表す重み
ω11.ω、およびωに1が与えられている。それら各
重みωの値はパックプロパゲーション方式の学習によっ
て調整されている。
02と第2中間層204との間および第2中間層204
と出力層206との間ではそれぞれ、各ユニットは前段
の層の出力から後段の層の入力に向かって結合されてい
る。各結合には、ユニット相互の結合の強さを表す重み
ω11.ω、およびωに1が与えられている。それら各
重みωの値はパックプロパゲーション方式の学習によっ
て調整されている。
そして、作業者から鋳込み指令がコントローラ52に出
されれば、コントローラ52は、各時刻tについて順次
、前記溶湯重量V等の今回値をそれぞれ正規化して入力
層200の各ユニットiに入力し、各結合の重みωに従
って、第1中間層202、第2中間層204および出力
層206の順に各ユニットj、におよび1の出力値を算
出し、ユニット1の出力値を変換して推定湯温θt (
Dを算出する。
されれば、コントローラ52は、各時刻tについて順次
、前記溶湯重量V等の今回値をそれぞれ正規化して入力
層200の各ユニットiに入力し、各結合の重みωに従
って、第1中間層202、第2中間層204および出力
層206の順に各ユニットj、におよび1の出力値を算
出し、ユニット1の出力値を変換して推定湯温θt (
Dを算出する。
以上要するに、本実施例においては、マイクロコンピュ
ータのうち、ネットワーク演算によって推定湯温θ2(
t)を算出する部分が湯温推定手段4を構成しているの
である。
ータのうち、ネットワーク演算によって推定湯温θ2(
t)を算出する部分が湯温推定手段4を構成しているの
である。
他方の実施例は第16図に示すネットワークを示す。こ
のネットワークも先の実施例と同様に階層型であるが、
8個のユニットiから成る入力層220と、5個のユニ
ットjから成る中間層222と、1個のユニットkから
成る出力層224とを備えている。入力層220の各ユ
ニットiには前記式α0)で表されるリニア関数が出力
関数として与えられ、中間層222の各ユニットjには
前記式09表されるシグモイド関数か出力関数として与
えられ、出力層224の各ユニットkには前記α2て表
されるシグモイド関数か出力関数として与えられている
。
のネットワークも先の実施例と同様に階層型であるが、
8個のユニットiから成る入力層220と、5個のユニ
ットjから成る中間層222と、1個のユニットkから
成る出力層224とを備えている。入力層220の各ユ
ニットiには前記式α0)で表されるリニア関数が出力
関数として与えられ、中間層222の各ユニットjには
前記式09表されるシグモイド関数か出力関数として与
えられ、出力層224の各ユニットkには前記α2て表
されるシグモイド関数か出力関数として与えられている
。
入力層220の各ユニットiにはそれぞれ、前記溶湯重
量V、鋳込み重量ΔV、供給電力W、初期湯温θ。、各
時刻tにおける推定湯温θE (D 。
量V、鋳込み重量ΔV、供給電力W、初期湯温θ。、各
時刻tにおける推定湯温θE (D 。
外気温θ1.湯ロ投入重量V8および湯口44の投入中
であるか否かを示す状態信号S、の各位が−1から+1
までの連続値に正規化されて入力される。また、出力層
224のユニットkからの出力値は時刻tにおける推定
湯温θE (t)の変化量である推定湯温変化量dθ6
(t)に変換される。
であるか否かを示す状態信号S、の各位が−1から+1
までの連続値に正規化されて入力される。また、出力層
224のユニットkからの出力値は時刻tにおける推定
湯温θE (t)の変化量である推定湯温変化量dθ6
(t)に変換される。
入力層220と中間層222との間および中間層222
と出力層224との間ではそれぞれ、各ユニットは前段
の層の出力から後段の層の入力に向かって結合されてい
る。各結合には、ユニット相互の結合の強さを表す重み
ω□およびω、か与えられている。なお、本ネットワー
クにおける各重みωの値も先の実施例におけると同様に
してパックプロパゲーション方式の学習によって調整さ
れている。
と出力層224との間ではそれぞれ、各ユニットは前段
の層の出力から後段の層の入力に向かって結合されてい
る。各結合には、ユニット相互の結合の強さを表す重み
ω□およびω、か与えられている。なお、本ネットワー
クにおける各重みωの値も先の実施例におけると同様に
してパックプロパゲーション方式の学習によって調整さ
れている。
そして、コントローラ52に鋳込み指令か出されれば、
コントローラ52は、各時刻tについて順次、前記溶湯
重量V等の今回値をそれぞれ正規化して入力層220の
各ユニットiに入力し、各結合の重みωに従って、中間
層222および出力層224の順に各ユニットjおよび
kの出力値を算出し、ユニットにの出力値を変換して推
定湯温変化量dθ2(t)を算出する。コントローラ5
2はさらに、今回の推定湯温変化量dθ6(t)と時間
tの増分Δtとの積と今回の推定湯温θ、(t)との和
を次回すなわち時刻(を十Δt)における推定湯温θ。
コントローラ52は、各時刻tについて順次、前記溶湯
重量V等の今回値をそれぞれ正規化して入力層220の
各ユニットiに入力し、各結合の重みωに従って、中間
層222および出力層224の順に各ユニットjおよび
kの出力値を算出し、ユニットにの出力値を変換して推
定湯温変化量dθ2(t)を算出する。コントローラ5
2はさらに、今回の推定湯温変化量dθ6(t)と時間
tの増分Δtとの積と今回の推定湯温θ、(t)との和
を次回すなわち時刻(を十Δt)における推定湯温θ。
(を十△t)として算出し、それを次回のネットワーク
演算の、推定湯温θ2(t)として入力する。
演算の、推定湯温θ2(t)として入力する。
以上要するに、本実施例においても、マイクロコンピュ
ータのうち、ネットワーク演算によって推定湯温θ、(
t)を算出する部分か湯温推定手段4を構成しているの
である。
ータのうち、ネットワーク演算によって推定湯温θ、(
t)を算出する部分か湯温推定手段4を構成しているの
である。
以上、本発明のいくつかの実施例を図面に基づいて詳細
に説明したが、これらの他にも当業者の知識に基づいて
種々の変形、改良を施した態様で本発明を実施すること
かできる。
に説明したが、これらの他にも当業者の知識に基づいて
種々の変形、改良を施した態様で本発明を実施すること
かできる。
第1図は本発明の構成を概念的に示す図である。
第2図は本発明の一実施例である温度制御装置を備えた
連続吸引式鋳込みシステムを示す系統図である。第3図
〜第5図はそれぞれ、第2図におけるROMに格納され
ているプログラムのうち本発明に関連の深いものを取り
出して示すフローチャートである。第6図は第2図にお
けるRAMの構成を概念的に示す図である。第7図は上
記実施例における一連の鋳込みを説明するためのグラフ
である。第8図、第1O図および第12図はそれぞれ、
第5図におけるS31,32および33の詳細を示すフ
ローチャートである。第9図、第11図および第13図
はそれぞれ、上記実施例における推定湯温θ2の算出結
果の一例を示すグラフである。第14図は上記実施例に
おける温度制御の一例を示すグラフである。第15図お
よび第16図はそれぞれ、別の実施例におけるマイクロ
コンピュータか用いるニューラルネットワークを概念的
に示す図である。 1.10:溶解炉 2,50:を源3:湯温測定手
段 4:湯温推定手段5:電源制御手段 3o
:熱電対 32:温度計 40=鋳型 44:湯口 52:コントローラ出願人
トヨタ自動車株式会社 同 株式会社 豊田中央研究所 代理人 弁理士 神 戸 典 和 (ほか2名) 第1図 第3図 第4図 第5図 第6図 第8図 第10図 第12図
連続吸引式鋳込みシステムを示す系統図である。第3図
〜第5図はそれぞれ、第2図におけるROMに格納され
ているプログラムのうち本発明に関連の深いものを取り
出して示すフローチャートである。第6図は第2図にお
けるRAMの構成を概念的に示す図である。第7図は上
記実施例における一連の鋳込みを説明するためのグラフ
である。第8図、第1O図および第12図はそれぞれ、
第5図におけるS31,32および33の詳細を示すフ
ローチャートである。第9図、第11図および第13図
はそれぞれ、上記実施例における推定湯温θ2の算出結
果の一例を示すグラフである。第14図は上記実施例に
おける温度制御の一例を示すグラフである。第15図お
よび第16図はそれぞれ、別の実施例におけるマイクロ
コンピュータか用いるニューラルネットワークを概念的
に示す図である。 1.10:溶解炉 2,50:を源3:湯温測定手
段 4:湯温推定手段5:電源制御手段 3o
:熱電対 32:温度計 40=鋳型 44:湯口 52:コントローラ出願人
トヨタ自動車株式会社 同 株式会社 豊田中央研究所 代理人 弁理士 神 戸 典 和 (ほか2名) 第1図 第3図 第4図 第5図 第6図 第8図 第10図 第12図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 溶解炉内の溶湯の温度を制御するために、その溶解炉に
電力を供給する電源を制御する電気式溶解炉のための温
度制御装置であって、 前記溶湯の温度である湯温を測定する湯温測定手段と、 その湯温測定手段により測定された実測湯温に基づき、
その測定以後における前記湯温の変化を、前記溶解炉の
溶湯量、溶解炉への供給電力、溶解炉の周囲温度等の熱
的条件の下で推定する湯温推定手段と、 その湯温推定手段の推定結果に基づき、前記湯温の実際
値が目標値となるように前記電源を制御する電源制御手
段と を含むことを特徴とする電気式溶解炉のための温度制御
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30461890A JP2784556B2 (ja) | 1990-11-09 | 1990-11-09 | 電気式溶解炉のための温度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30461890A JP2784556B2 (ja) | 1990-11-09 | 1990-11-09 | 電気式溶解炉のための温度制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04179090A true JPH04179090A (ja) | 1992-06-25 |
JP2784556B2 JP2784556B2 (ja) | 1998-08-06 |
Family
ID=17935190
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30461890A Expired - Fee Related JP2784556B2 (ja) | 1990-11-09 | 1990-11-09 | 電気式溶解炉のための温度制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2784556B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5739505A (en) * | 1995-11-21 | 1998-04-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Temperature control method and apparatus for an electric furnace |
-
1990
- 1990-11-09 JP JP30461890A patent/JP2784556B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5739505A (en) * | 1995-11-21 | 1998-04-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Temperature control method and apparatus for an electric furnace |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2784556B2 (ja) | 1998-08-06 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |