JPH04262845A - Method for controlling mold level in continuous casting - Google Patents
Method for controlling mold level in continuous castingInfo
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Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】連続鋳造における鋳型内溶鋼湯面
レベルの制御方法に関する。[Industrial Application Field] This invention relates to a method for controlling the level of molten steel in a mold in continuous casting.
【0002】0002
【従来の技術と課題】湯面制御では、モデル規範形適応
制御装置また2自由度PiD制御等の改良が実施されて
いるが、応答性がよくないこと、最適パラメーターを決
定することが困難である。また、ビレットの連続鋳造の
ように小断面鋳型のレベル制御では従来のストッパーに
よる制御が困難とされているが、応答性がよく、精度の
高いアクチュエータを使用することにより、ゲインを適
切に選択すれば、精度の高いレベル制御が実現可能とな
る。このとき問題になるのは、湯面変動巾を小さく抑え
ようとすれば、制御ゲインを高くしなければならないが
、ストッパーの流出ゲインが変動するため、制御ループ
のゲインが異常に高くなって制御が発散する虞がある。
こうした発散を抑えるため、ゲインを推定する方法が提
案されている(特開昭 63−192545号公報)が
、必ずしも充分な精度が得られていない。特にビレット
の連続鋳造のように小断面鋳型の場合は、スラブの大断
面鋳型の場合よりも湯面変動が大きく、したがって精度
よく制御することが難しい。[Prior Art and Problems] Improvements have been made in hot water level control, such as model-based adaptive control devices and two-degree-of-freedom PiD control, but the responsiveness is not good and it is difficult to determine the optimal parameters. be. In addition, level control of small-section molds such as those used in continuous billet casting is difficult to control using conventional stoppers, but by using highly responsive and highly accurate actuators, it is possible to appropriately select the gain. For example, highly accurate level control can be achieved. The problem at this time is that if you want to keep the level fluctuations small, you have to increase the control gain, but as the stopper outflow gain fluctuates, the control loop gain becomes abnormally high and the control There is a risk that it may diverge. In order to suppress such divergence, a method of estimating the gain has been proposed (Japanese Unexamined Patent Publication No. 192545/1983), but sufficient accuracy is not necessarily obtained. Particularly in the case of a small-section mold such as continuous casting of billets, the level fluctuation is larger than in the case of a large-section slab mold, and therefore it is difficult to control accurately.
【0003】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
で、小断面鋳型についても精度が向上する連続鋳造にお
ける鋳型内溶鋼湯面レベルの制御方法を提供しようとす
るものである。The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a method for controlling the level of molten steel in a mold in continuous casting, which improves accuracy even in the case of small-section molds.
【0004】0004
【課題を解決するための手段、作用】本発明の連続鋳造
におけるモールドレベルの制御方法は、連続鋳造におけ
る鋳型内溶鋼湯面レベルを、湯面計で計測された湯面レ
ベルと目標湯面レベルとの偏差に応じてタンディッシュ
に設けられたストッパーノズルの開度指令を出力する制
御器と、前記開度指令を受けてストッパーの開度を調整
するストッパー制御装置を用いて、制御する方法におい
て、時系列的にN+1回計測された湯面レベルとストッ
パー開度について、それぞれ前回計測値との差をΔL(
i) 、ΔS(i) として、その比ΔL(i)/ΔS
(i) の上記N回の平均を溶鋼流出ゲインGjとし、
α、βを補正係数、G0 をGjの初期値として、ゲイ
ン変化量RjをRj=α( Gj/G0 )+β
から求め、前記Rjにより開度指令を補正することを特
徴とする。[Means and effects for solving the problem] The method for controlling the mold level in continuous casting of the present invention is based on the method of controlling the mold level in continuous casting. A control method that uses a controller that outputs an opening command for a stopper nozzle provided in a tundish according to a deviation from the tundish, and a stopper control device that adjusts the opening of a stopper in response to the opening command. , for the hot water level and stopper opening measured N+1 times in chronological order, the difference from the previous measurement value is ΔL(
i), ΔS(i), and the ratio ΔL(i)/ΔS
(i) Let the average of the above N times be the molten steel outflow gain Gj,
The present invention is characterized in that, with α and β as correction coefficients and G0 as an initial value of Gj, the gain change amount Rj is determined from Rj=α(Gj/G0)+β, and the opening degree command is corrected using the Rj.
【0005】[0005]
【実施例】添付の図面を参照しながら本発明実施例につ
いて詳細に説明する。図1はこの発明の1実施例を示す
制御装置の構成図で、図2は、図1に示した制御装置の
制御ブロック図である。図1、図2において、11は特
に図示しない取鍋から溶鋼13が装入されるタンディッ
シュで、12は前記タンディッシュ内の溶鋼を鋳型14
に鋳込む浸漬ノズルである。15は鋳型に鋳込まれた溶
鋼で、鋳型または特に図示しない冷却帯で冷却されて凝
固シェル16を形成する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Examples of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram of a control device showing one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a control block diagram of the control device shown in FIG. In FIGS. 1 and 2, 11 is a tundish into which molten steel 13 is charged from a ladle (not shown), and 12 is a tundish into which molten steel 13 is charged from a ladle (not shown), and 12 is a tundish in which the molten steel in the tundish is transferred to a mold 14.
It is an immersion nozzle for casting. Molten steel 15 is poured into a mold, and is cooled in the mold or a cooling zone (not shown) to form a solidified shell 16.
【0006】21はタンディッシュ11から鋳型14に
流出する溶鋼の流量を調整するストッパ、22は前記ス
トッパーの頂部に固定されストッパー21を昇降する逆
L字形のレバーで、その鉛直部はタンディッシュ11の
側壁に昇降自在に支持されている。20はストッパー2
1の昇降を制御するストッパー制御装置で、レバー22
に固定されているもので、ストッパー21を駆動するア
クチュエーターとして、ステッピングシリンダー23、
油圧ユニット24、ステッピングモータ25を有してい
るが、アクチュエーターはこれに限るものではない。ま
た、34はPI制御器で、鋳型内の溶鋼レベルを計測す
る湯面計33からの湯面レベルLと目標設定器32から
の湯面レベルの目標値L0 との偏差、その他の制御パ
ラメータがここに入力されている。31はゲイン調節器
で、ここにストッパー制御装置20からストッパー21
の開度S、前記湯面レベルL、その他、必要な制御パラ
メータが入力されている。36は操業に必要なデータが
入力されている計算機で、ここからストッパー制御に必
要な制御パラメーターが調節器31に入力される。21 is a stopper that adjusts the flow rate of molten steel flowing out from the tundish 11 to the mold 14; 22 is an inverted L-shaped lever that is fixed to the top of the stopper and moves up and down the stopper 21; its vertical portion is connected to the tundish 11; It is supported on the side wall so that it can be raised and lowered freely. 20 is stopper 2
A stopper control device that controls the lifting and lowering of the lever 22.
As an actuator for driving the stopper 21, a stepping cylinder 23,
Although it has a hydraulic unit 24 and a stepping motor 25, the actuator is not limited to this. Further, 34 is a PI controller that measures the deviation between the molten metal level L from the molten metal level gauge 33 that measures the molten steel level in the mold and the target value L0 of the molten metal level from the target setting device 32, and other control parameters. It is entered here. 31 is a gain adjuster, where the stopper control device 20 is connected to the stopper 21.
The opening degree S, the hot water level L, and other necessary control parameters are input. Reference numeral 36 denotes a computer into which data necessary for operation is input, from which control parameters necessary for stopper control are input into the regulator 31.
【0007】以上のように構成された本発明の方法に用
いられる、連続鋳造におけるモールドレベルの制御機構
の作用について説明する。鋳型14に浸漬ノズル12か
ら鋳込まれた溶鋼は、鋳込み量と鋳片の引き抜き量との
バランスで鋳型内湯面はほぼ一定にたもれる。このバラ
ンスを維持することは鋳片の引き抜き量、鋳込み量の他
、操業中に変動する操業パラメータが多く、各変動要因
についてそれぞれ制御方法が工夫されている。The operation of the mold level control mechanism in continuous casting used in the method of the present invention constructed as described above will be explained. The molten steel poured into the mold 14 from the immersion nozzle 12 maintains a substantially constant level in the mold depending on the balance between the amount of the cast and the amount of the slab pulled out. In order to maintain this balance, there are many operational parameters that fluctuate during operation, such as the amount of slab withdrawn and the amount of cast, and control methods are devised for each variable factor.
【0008】ストッパー21のような耐火物ノズルの開
度調節によるモールドレベル制御では、ノズルの溶損ま
たは詰まりによる溶鋼流出ゲインの変化による湯面変動
が問題となる。溶鋼流出ゲイン変動に対しても、最適の
制御性を維持するためには常に一定のー巡伝達ゲインを
保つ必要があるが、変動要因が多岐にわたり予測は困難
である。そこで、本発明においては、溶鋼変動要因とし
て重要なストッパ開度変化量について実績値から予測し
、これをゲイン変動推定値として補償を加えた結果、良
好な湯面制御の結果が得られたものである。[0008] In mold level control by adjusting the opening of a refractory nozzle such as the stopper 21, a problem arises in that the melt level fluctuates due to a change in the molten steel outflow gain due to melting or clogging of the nozzle. In order to maintain optimal controllability, it is necessary to always maintain a constant cycle transfer gain even with fluctuations in the molten steel outflow gain, but prediction is difficult due to the wide variety of fluctuation factors. Therefore, in the present invention, the amount of change in stopper opening, which is important as a factor in fluctuations in molten steel, is predicted from the actual value, and this is used as an estimated gain fluctuation value to compensate for it. As a result, good molten metal level control results are obtained. It is.
【0009】目標設定器32から湯面レベルの目標値L
0 と湯面計33で計測されたLとの差ΔLがPI制御
器34に入る。ここにはゲイン調節器31からゲイン変
化量および制御パラメータが入力されており、出力とし
て開度指令がストッパー制御装置20に入力される。ス
トッパー制御装置20のステッピングモータ25の回転
数によってステッピングシリンダー23は、油圧ユニッ
ト24から油圧の供給を受けて、ピストンロッド28が
所定の距離だけ上下に駆動される。これによってレバー
22とこれに連結されたストッパー21が上下して、ス
トッパー21の開度が調整される。[0009] The target value L of the hot water level is obtained from the target setting device 32.
The difference ΔL between 0 and L measured by the hot water level gauge 33 is input to the PI controller 34. The gain change amount and control parameters are inputted here from the gain adjuster 31, and an opening command is inputted to the stopper control device 20 as an output. The stepping cylinder 23 receives hydraulic pressure from the hydraulic unit 24 according to the rotational speed of the stepping motor 25 of the stopper control device 20, and the piston rod 28 is driven up and down by a predetermined distance. As a result, the lever 22 and the stopper 21 connected thereto move up and down, and the opening degree of the stopper 21 is adjusted.
【0010】ゲイン調節器31には,湯面計33からの
L,ストッパー制御装置20からのSが入力され、また
必要な制御パラメータが計算機36から入力されており
、ゲイン調節器31からPI制御器34にも制御パラメ
ーターが適宜供給される。所定時間内に、時系列的にN
回計測されたL、SをそれぞれL(i)、S(i) 、
(i=1〜N+1)として、下記(1)式でレベル変化
ΔL(i)、ストッパー開度変化ΔS(i)を定義する
。The gain regulator 31 receives L from the water level gauge 33 and S from the stopper control device 20, and also receives necessary control parameters from the computer 36. Control parameters are also supplied to the device 34 as appropriate. N in chronological order within a predetermined time
The L and S measured times are L(i) and S(i), respectively.
(i=1 to N+1), the level change ΔL(i) and the stopper opening change ΔS(i) are defined by the following equation (1).
【0011】
ΔL(i)=L(i)−L(i−1), Δ
S(i)=S(i)−S(i−1) ……(1)
ただし、i=2〜N+1 、
ここでiは計測された時点を示す指標である。下記(2
)式で上記ΔL(i) 、ΔS(i)から溶鋼流出ゲイ
ンGj を定義する。ΔL(i)=L(i)−L(i−1), Δ
S(i)=S(i)-S(i-1)...(1)
However, i=2 to N+1, where i is an index indicating the time of measurement. Below (2
) defines the molten steel outflow gain Gj from the above ΔL(i) and ΔS(i).
【0012】
Gj=Σ(ΔL(i)/
ΔS(i))/N ……(
2) (2)式に示すとおり、Gjは所定の間隔で計測
された過去N+1回の計測値から得られたN個の比、Δ
L(i)/ΔS(i)を平均したものである。したがっ
て、Gj は、L,SのN+1回の各計測時毎に過去の
ΔL、ΔSから計算され、jは現時点を示す指標である
。上記のGj から、(3)式によってjにおけるゲイ
ン変化量Rjが求められる。Gj=Σ(ΔL(i)/
ΔS(i))/N...(
2) As shown in equation (2), Gj is the ratio of N values obtained from the past N+1 measurement values measured at predetermined intervals, Δ
This is the average of L(i)/ΔS(i). Therefore, Gj is calculated from past ΔL and ΔS at each N+1 measurement time of L and S, and j is an index indicating the current time. From the above Gj, the gain change amount Rj at j is determined by equation (3).
【0013】
Rj=α(Gj/G0)
+β …
…(3) ここでG0はGjの初期値、α、βは補正係
数で操業パラメータ、操業に係る製造装置、制御機器ま
たは実績値によって定まるものである。(3)式でRj
が求められると、(4)式からP0 を初期値として
、補正された調節計比例帯Pj が求められる。Rj=α(Gj/G0)
+β...
(3) Here, G0 is the initial value of Gj, and α and β are correction coefficients that are determined by operational parameters, manufacturing equipment, control equipment, or actual values related to the operation. In equation (3), Rj
Once Pj is determined, the corrected controller proportional band Pj is determined from equation (4) using P0 as the initial value.
【0014】
Pj=RjP0
…… (4)図3は本発明の実施例による結果
であって、湯面変動、タンディッシュ重量、引抜き速度
、ストッパー開度の時間的変化を示している。また、図
中、ゲインGj は上記(3) 式で定義されたもので
ある。鋳型サイズは230mmφで、丸ビレットの連続
鋳造の場合について示してある。図4は比較例として溶
鋼流出ゲインの補償を行わない場合について示したもの
で、その他の条件は図1と同様な条件である。図3と図
4を比較すると、本実施例では湯面変動が±1mmに収
まっているのに対して、比較例ではこれが±2〜5mm
となっており、本実施例の優位は明らかである。Pj=RjP0
(4) Fig. 3 shows the results according to the embodiment of the present invention, showing temporal changes in the melt level fluctuation, tundish weight, drawing speed, and stopper opening degree. Further, in the figure, the gain Gj is defined by the above equation (3). The mold size is 230 mmφ and is shown for continuous casting of round billets. FIG. 4 shows a comparative example in which the molten steel outflow gain is not compensated for, and the other conditions are the same as those in FIG. 1. Comparing Figures 3 and 4, we can see that in the present example, the level fluctuation was within ±1 mm, while in the comparative example, this was within ±2 to 5 mm.
Therefore, the advantage of this embodiment is clear.
【0015】[0015]
【発明の効果】湯面レベルおよびストッパー開度の変化
を計測して、その比を所定時間にわたって平均して求め
た溶鋼流出ゲインによって、ストッパ開度指令を補償す
るので、湯面レベルの変動が低減される。[Effects of the Invention] The stopper opening command is compensated by the molten steel outflow gain obtained by measuring the changes in the hot water level and the stopper opening and averaging the ratio over a predetermined period of time, so fluctuations in the hot water level are prevented. Reduced.
【図1】本実施例の制御装置の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a control device of this embodiment.
【図2】図1に示した制御装置の制御ブロック図である
。FIG. 2 is a control block diagram of the control device shown in FIG. 1.
【図3】本実施例の湯面変動、その他の操業条件を示す
グラフ図である。FIG. 3 is a graph diagram showing fluctuations in hot water level and other operating conditions in this example.
【図4】ゲイン補償を行わない場合の比較例で、その他
は図3と同様な操業条件として、湯面変動、その他の操
業条件を示すグラフ図である。FIG. 4 is a comparative example in which no gain compensation is performed, and is a graph diagram showing fluctuations in the hot water level and other operating conditions as operating conditions otherwise similar to those in FIG. 3;
11 タンディッシュ 12 浸漬ノズル 13、15 溶鋼 16 凝固シェル 20 ストッパー制御装置 21 ストッパー 22 レバー 23 ステッピングシリンダー 24 油圧ユニット 25 ステッピングモータ 28 ピストンロッド 31 ゲイン調節器 32 レベル目標設定器 33 湯面計 34 PI制御器 36 計算機 11 Tundish 12 Immersion nozzle 13, 15 Molten steel 16 Solidified shell 20 Stopper control device 21 Stopper 22 Lever 23 Stepping cylinder 24 Hydraulic unit 25 Stepping motor 28 Piston rod 31 Gain adjuster 32 Level goal setter 33 Water level gauge 34 PI controller 36 Calculator
Claims (1)
ルを、湯面計で計測された湯面レベルと目標湯面レベル
との偏差に応じてタンディッシュに設けられたストッパ
ーノズルの開度指令を出力する制御器と、前記開度指令
を受けてストッパーの開度を調整するストッパー制御装
置を用いて、制御する方法において、時系列的にN+1
回計測された湯面レベルとストッパー開度について、そ
れぞれ前回計測値との差をΔL(i) 、ΔS(i)
として、その比、ΔL(i) /ΔS(i) のN回の
平均を溶鋼流出ゲインGjとし、α、βを補正係数、G
0 をGjの初期値として、ゲイン変化量Rjを Rj=α( Gj/G0 )+β から求め、前記Rjにより開度指令を補正することを特
徴とする連続鋳造におけるモールドレベルの制御方法。Claim 1: The opening command of a stopper nozzle provided in a tundish is determined according to the deviation between the molten steel level in the mold measured by a molten metal level gauge and a target molten steel level in continuous casting. In a method of controlling using a controller that outputs an output and a stopper control device that adjusts the opening degree of the stopper in response to the opening command, N+1
The difference between the previously measured hot water level and stopper opening is ΔL(i) and ΔS(i), respectively.
, the average of N times of the ratio ΔL(i) /ΔS(i) is taken as the molten steel outflow gain Gj, and α and β are correction coefficients, G
0 as an initial value of Gj, a gain change Rj is determined from Rj=α(Gj/G0)+β, and an opening command is corrected using Rj.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2354891A JPH04262845A (en) | 1991-02-18 | 1991-02-18 | Method for controlling mold level in continuous casting |
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JPH04262845A true JPH04262845A (en) | 1992-09-18 |
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JP2354891A Pending JPH04262845A (en) | 1991-02-18 | 1991-02-18 | Method for controlling mold level in continuous casting |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH04262845A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10314911A (en) * | 1997-03-12 | 1998-12-02 | Nkk Corp | Device for controlling molten metal surface level in mold of continuous caster |
-
1991
- 1991-02-18 JP JP2354891A patent/JPH04262845A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10314911A (en) * | 1997-03-12 | 1998-12-02 | Nkk Corp | Device for controlling molten metal surface level in mold of continuous caster |
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