JPH05277688A - モールドレベル制御装置 - Google Patents
モールドレベル制御装置Info
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- JPH05277688A JPH05277688A JP4071992A JP7199292A JPH05277688A JP H05277688 A JPH05277688 A JP H05277688A JP 4071992 A JP4071992 A JP 4071992A JP 7199292 A JP7199292 A JP 7199292A JP H05277688 A JPH05277688 A JP H05277688A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 モ−ルド内溶融金属の湯面変動を抑制する。
【構成】 鋳片の引き抜き抵抗を連続的に検出する手段
を付加し、鋳片引き抜き抵抗変化値を湯面レベル制御器
にフィ−ドフォワ−ドして、引き抜き抵抗の変化による
湯面レベル変化を抑制する。
を付加し、鋳片引き抜き抵抗変化値を湯面レベル制御器
にフィ−ドフォワ−ドして、引き抜き抵抗の変化による
湯面レベル変化を抑制する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、連続鋳造プロセスにお
けるモールド内の湯面レベルを適切に制御するためのモ
ールドレベル制御装置に関する。
けるモールド内の湯面レベルを適切に制御するためのモ
ールドレベル制御装置に関する。
【０００２】
【従来技術】鉄鋼，アルミニウム合金等の連続鋳造にお
いては、溶融金属からなる湯を上下が解放されたモール
ドの上方から該モ−ルドに注入し、該湯をモールド側面
から冷却してその側面を固化せしめ、下方からロールで
はさんで引出しながら冷却することによって連続的に鋳
造が行なわれる。
いては、溶融金属からなる湯を上下が解放されたモール
ドの上方から該モ−ルドに注入し、該湯をモールド側面
から冷却してその側面を固化せしめ、下方からロールで
はさんで引出しながら冷却することによって連続的に鋳
造が行なわれる。
【０００３】この連続鋳造プロセスにおいて、モールド
内の湯面レベルの制御状態が鋳片の品質を左右する重大
な要因であることは、良く知られており、特に湯面の変
動量と、変動速度とを低く抑えることが肝要である（例
えば特公昭６３−１６２１８号公報参照）。
内の湯面レベルの制御状態が鋳片の品質を左右する重大
な要因であることは、良く知られており、特に湯面の変
動量と、変動速度とを低く抑えることが肝要である（例
えば特公昭６３−１６２１８号公報参照）。
【０００４】制御の方式は一般にＰＩＤ演算による定値
制御によっており、特に比例動作（Ｐ）および積分動作
（Ｉ）を主体とした制御が行なわれている。
制御によっており、特に比例動作（Ｐ）および積分動作
（Ｉ）を主体とした制御が行なわれている。
【０００５】しかしながら、製品の品質および歩留りへ
の要求は年々厳しくなってきており、最近では鋳造の安
定時において発生する細かい持続振動が問題とされるよ
うになってきた。
の要求は年々厳しくなってきており、最近では鋳造の安
定時において発生する細かい持続振動が問題とされるよ
うになってきた。
【０００６】従来の制御装置は、湯面レベルを目標とす
るレベルに偏差なく一致させることを主眼に置いて設計
されており、前述したようにＰ動作およびＩ動作を主体
とした制御となっているので、外乱が入るたびに湯面の
急上昇，下降が起こり、湯面変動の観点からは好ましい
制御とは言えない。
るレベルに偏差なく一致させることを主眼に置いて設計
されており、前述したようにＰ動作およびＩ動作を主体
とした制御となっているので、外乱が入るたびに湯面の
急上昇，下降が起こり、湯面変動の観点からは好ましい
制御とは言えない。
【０００７】そこで特願平２−８９０７６号において、
上記の持続振動の主な要因が、スライディングノズル系
内に存在しかつ時間的にその大きさが変動するむだ時間
要素であるものとし、流入量の変動は、流量係数の変動
としてとらえ、これらむだ時間および流量係数を動的に
同定して補償する適応制御の手法を提案した。
上記の持続振動の主な要因が、スライディングノズル系
内に存在しかつ時間的にその大きさが変動するむだ時間
要素であるものとし、流入量の変動は、流量係数の変動
としてとらえ、これらむだ時間および流量係数を動的に
同定して補償する適応制御の手法を提案した。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、鋳造す
る溶融金属の種類によっては前述の適応制御によっても
十分な制御性が得られない場合があった。これは、引き
抜き抵抗変化に対して引き抜き速度変化よりも、湯面変
動がより敏感なためである。たとえ鋳造速度が一定で
も、引き抜き抵抗が増加した場合に鋳片が引き抜けない
方向になり、湯面が上昇し、引き抜き抵抗が減少した場
合に湯面が下降する現象が観察される。
る溶融金属の種類によっては前述の適応制御によっても
十分な制御性が得られない場合があった。これは、引き
抜き抵抗変化に対して引き抜き速度変化よりも、湯面変
動がより敏感なためである。たとえ鋳造速度が一定で
も、引き抜き抵抗が増加した場合に鋳片が引き抜けない
方向になり、湯面が上昇し、引き抜き抵抗が減少した場
合に湯面が下降する現象が観察される。
【０００９】したがって、本発明の目的は、スライディ
ングノズルの制御に、鋳片の引き抜き抵抗変化をフィー
ドフォワードする事により、モールド内の湯面レベルを
適切に制御することである。
ングノズルの制御に、鋳片の引き抜き抵抗変化をフィー
ドフォワードする事により、モールド内の湯面レベルを
適切に制御することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成する本
発明のモールド制御装置は、モールド内の溶融金属のレ
ベルを連続的に検出するモールドレベル検出手段と、
鋳片の引き抜き抵抗を連続的に検出する手段と、該モー
ルドレベル検出手段が検出したモールドレベルの値と該
鋳片の引き抜き抵抗検出手段が検出した鋳片引き抜き抵
抗の値から、モールド内へ注入される溶融金属の注入量
の操作量を算出する操作量算出手段と、該操作量算出手
段が算出した操作量に応じて注入量を操作するスライデ
ィングノズルを具備し、鋳片引き抜き抵抗の変化をスラ
イディングノズル操作量にフィードフォワードする事を
特徴とするレベル制御を行なうことによって、モールド
内の湯面の安定化を図るものである。
発明のモールド制御装置は、モールド内の溶融金属のレ
ベルを連続的に検出するモールドレベル検出手段と、
鋳片の引き抜き抵抗を連続的に検出する手段と、該モー
ルドレベル検出手段が検出したモールドレベルの値と該
鋳片の引き抜き抵抗検出手段が検出した鋳片引き抜き抵
抗の値から、モールド内へ注入される溶融金属の注入量
の操作量を算出する操作量算出手段と、該操作量算出手
段が算出した操作量に応じて注入量を操作するスライデ
ィングノズルを具備し、鋳片引き抜き抵抗の変化をスラ
イディングノズル操作量にフィードフォワードする事を
特徴とするレベル制御を行なうことによって、モールド
内の湯面の安定化を図るものである。
【００１１】
【作用】従来のモールドレベル制御装置に、引き抜き抵
抗を連続的に検出する手段を備え、鋳片引き抜き抵抗の
変化をスライディングノズル操作量にフィードフォワー
ドするレベル制御を行なうことによって、モールド内の
湯面の安定化が図れる。
抗を連続的に検出する手段を備え、鋳片引き抜き抵抗の
変化をスライディングノズル操作量にフィードフォワー
ドするレベル制御を行なうことによって、モールド内の
湯面の安定化が図れる。
【００１２】
【実施例】図１は本発明の一実施例の構成を示すブロッ
ク図である。タンディッシュ１に満たされた溶融金属２
は、タンディッシュ１の底部の穴よりスライディングノ
ズル７および浸漬ノズル３を経てモールド４へ注入され
る。モールド４へ注入された溶融金属は、モールド壁面
から冷却され、側面の表層部から凝固しつつ下方へ、一
定速度で引き抜かれる。
ク図である。タンディッシュ１に満たされた溶融金属２
は、タンディッシュ１の底部の穴よりスライディングノ
ズル７および浸漬ノズル３を経てモールド４へ注入され
る。モールド４へ注入された溶融金属は、モールド壁面
から冷却され、側面の表層部から凝固しつつ下方へ、一
定速度で引き抜かれる。
【００１３】油圧シリンダー８によってスライディング
ノズルの開度を調節することによって、モールド４への
溶融金属２の注入量が、調節される。モールド４内の湯
面レベルは、レベル計５で連続的に測定される。鋳片の
引き抜き抵抗は、鋳片引き抜きロール駆動モーター１０
に接続された引き抜き抵抗計算部１３によって連続的に
測定される。すなわち、引き抜き抵抗が上昇するとロ−
ル駆動モ−タ−１０の負荷が増大して電機子電流が増大
し、引き抜き抵抗が低下すると減少し、モ−タ−１０の
電機子電流が引き抜き抵抗に正対応して変化する。抵抗
計算部１３はモ−タ−１０の電機子電流を検出しこれを
所定の演算で引き抜き抵抗に変換しそしてその変動値を
算出する。制御部６は、レベル計５と引き抜き抵抗計算
部１３から得られた計算値から、後述する演算により、
モールド４内のレベルを一定に保つための操作量を演算
し、油圧シリンダー８に出力する。
ノズルの開度を調節することによって、モールド４への
溶融金属２の注入量が、調節される。モールド４内の湯
面レベルは、レベル計５で連続的に測定される。鋳片の
引き抜き抵抗は、鋳片引き抜きロール駆動モーター１０
に接続された引き抜き抵抗計算部１３によって連続的に
測定される。すなわち、引き抜き抵抗が上昇するとロ−
ル駆動モ−タ−１０の負荷が増大して電機子電流が増大
し、引き抜き抵抗が低下すると減少し、モ−タ−１０の
電機子電流が引き抜き抵抗に正対応して変化する。抵抗
計算部１３はモ−タ−１０の電機子電流を検出しこれを
所定の演算で引き抜き抵抗に変換しそしてその変動値を
算出する。制御部６は、レベル計５と引き抜き抵抗計算
部１３から得られた計算値から、後述する演算により、
モールド４内のレベルを一定に保つための操作量を演算
し、油圧シリンダー８に出力する。
【００１４】図２に、図１に示すモ−ルド４内湯面レベ
ル制御系の動作特性を示す。図２のブロック２１は、制
御部６の従来の、湯面レベルを目標レベルとするための
補償機能（演算処理を含む伝達特性）を表わす。ブロッ
ク２２は、油圧装置の伝達特性を表わす。ブロック２３
は、スライディングノズル７の伝達特性を表わす。ブロ
ック２４は、モールド１および浸漬ノズル３の伝達特性
を表わす。
ル制御系の動作特性を示す。図２のブロック２１は、制
御部６の従来の、湯面レベルを目標レベルとするための
補償機能（演算処理を含む伝達特性）を表わす。ブロッ
ク２２は、油圧装置の伝達特性を表わす。ブロック２３
は、スライディングノズル７の伝達特性を表わす。ブロ
ック２４は、モールド１および浸漬ノズル３の伝達特性
を表わす。
【００１５】ブロック２６は、ピンチロールモーター１
０のトルク出力を示す。ブロック２７は、引き抜き抵抗
計算部１３の伝達特性（電流／抵抗変換および抵抗変動
量算出を含む）を表わす。このブロック２７は、ピンチ
ロールモ−タ−１０の電機子電流（負荷）より引き抜き
抵抗変動を計算する。
０のトルク出力を示す。ブロック２７は、引き抜き抵抗
計算部１３の伝達特性（電流／抵抗変換および抵抗変動
量算出を含む）を表わす。このブロック２７は、ピンチ
ロールモ−タ−１０の電機子電流（負荷）より引き抜き
抵抗変動を計算する。
【００１６】ここで、引き抜き抵抗計算部１３の機能を
説明する。鋳片を引き抜くために必要な、ピンチロール
モーター１０の所要トルクは、(1)式で表わされる。
説明する。鋳片を引き抜くために必要な、ピンチロール
モーター１０の所要トルクは、(1)式で表わされる。
【００１７】 Ｐ＝Ｂ＋Ｒ−Ｗ ・・・(1) Ｐ：ピンチロールモーター１０の所要トルク Ｂ：矯正力 Ｒ：引き抜き抵抗 Ｗ：鋳片自重 (1)式で時間についての微分を行なうと(2)式となる。
【００１８】 δＰ／δｔ＝δＢ／δｔ＋δＲ／δｔ−δＷ／δｔ ・・・(2) ここで各項について検討すると、δＢ／δｔ＝０ であ
る。すなわち、矯正力Ｂは、連続鋳造機のマシンプロフ
ァイルから決まり時間依存性がない。また、δＷ／δｔ
＝０ である。すなわち、鋳片自重Ｗは、実質上時間変
化がない。
る。すなわち、矯正力Ｂは、連続鋳造機のマシンプロフ
ァイルから決まり時間依存性がない。また、δＷ／δｔ
＝０ である。すなわち、鋳片自重Ｗは、実質上時間変
化がない。
【００１９】∴ δＰ／δｔ＝δＲ／δｔ よって、駆動ロールのモータートルク変動から引き抜き
抵抗の変動が分かる。すなわち、ピンチロ−ルモ−タ−
１０の電機子電流の変動を出力トルク変換に換算した値
が引抜き抵抗の変動値となる。この引抜き抵抗の変動値
を抵抗計算部１３が制御部６に与える。
抵抗の変動が分かる。すなわち、ピンチロ−ルモ−タ−
１０の電機子電流の変動を出力トルク変換に換算した値
が引抜き抵抗の変動値となる。この引抜き抵抗の変動値
を抵抗計算部１３が制御部６に与える。
【００２０】本発明による制御を行なわない場合、例え
ば、引き抜き抵抗の変化が３トン／秒のとき湯面変動
は、約１０ｍｍとなる。引抜き抵抗が変動するとこれが
モ−ルド４内の湯に作用してモ−ルド４内の湯面レベル
に変動をもたらす。図２のフィ−ドフォワ−ド系では、
この作用をブロック２９で表わしている。
ば、引き抜き抵抗の変化が３トン／秒のとき湯面変動
は、約１０ｍｍとなる。引抜き抵抗が変動するとこれが
モ−ルド４内の湯に作用してモ−ルド４内の湯面レベル
に変動をもたらす。図２のフィ−ドフォワ−ド系では、
この作用をブロック２９で表わしている。
【００２１】制御部６は、引抜き抵抗の変動値（計算部
１３の出力）により、機能ブロック２９，２４を介して
表われる湯面レベル変動量を相殺するための、油圧シリ
ンダ操作量の変更量を算出し、これを補償器２１の出力
に加えて油圧制御盤１１に出力する。すなわち、図３を
参照すると、制御部６は、引抜き抵抗の変動値Ａに対応
して、それがもたらす、ブロック２９の計算による一次
遅れ計算値Ｂと、この計算値Ｂを相殺するためのＳＮ流
量特性出力ｄとが、Ｂ＋ｄ＝０となる、ブロック２８に
よる一次遅れ計算値ｂを算出して、この分、油圧シリン
ダ８の操作量を変更する。なお、ｃはブロック２２によ
る一次遅れ計算値ｂの変換値、ｄはブロック２３による
変換値ｃの変換値である。
１３の出力）により、機能ブロック２９，２４を介して
表われる湯面レベル変動量を相殺するための、油圧シリ
ンダ操作量の変更量を算出し、これを補償器２１の出力
に加えて油圧制御盤１１に出力する。すなわち、図３を
参照すると、制御部６は、引抜き抵抗の変動値Ａに対応
して、それがもたらす、ブロック２９の計算による一次
遅れ計算値Ｂと、この計算値Ｂを相殺するためのＳＮ流
量特性出力ｄとが、Ｂ＋ｄ＝０となる、ブロック２８に
よる一次遅れ計算値ｂを算出して、この分、油圧シリン
ダ８の操作量を変更する。なお、ｃはブロック２２によ
る一次遅れ計算値ｂの変換値、ｄはブロック２３による
変換値ｃの変換値である。
【００２２】図４の（ａ）に引き抜き抵抗を制御に反映
させない場合の湯面レベル（モ−ルドレベル）の変動
を、図４のｂに引き抜き抵抗を上述のようにレベル制御
に反映させた場合の湯面レベルの変動を示す。鋳造速度
が一定でも引き抜き抵抗に変動が生ずるため、引き抜き
抵抗を湯面レベル制御に反映させない場合（ａ）では、
±１５ｍｍの湯面変動があるのに対し、引き抜き抵抗を
湯面レベル制御に反映させた場合（ｂ）では±５ｍｍの
湯面変動となる。よって、引き抜き抵抗を湯面レベル制
御に反映することにより湯面レベルの大幅な安定が図ら
れることが分かる。
させない場合の湯面レベル（モ−ルドレベル）の変動
を、図４のｂに引き抜き抵抗を上述のようにレベル制御
に反映させた場合の湯面レベルの変動を示す。鋳造速度
が一定でも引き抜き抵抗に変動が生ずるため、引き抜き
抵抗を湯面レベル制御に反映させない場合（ａ）では、
±１５ｍｍの湯面変動があるのに対し、引き抜き抵抗を
湯面レベル制御に反映させた場合（ｂ）では±５ｍｍの
湯面変動となる。よって、引き抜き抵抗を湯面レベル制
御に反映することにより湯面レベルの大幅な安定が図ら
れることが分かる。
【００２３】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、従
来のモールドレベル制御装置に、引き抜き抵抗を連続的
に検出する手段を備え、鋳片引き抜き抵抗の変化をスラ
イディングノズル操作量にフィードフォワードするレベ
ル制御を行なうことによって、モールド内の湯面変動を
所定の水準以下に制御し得るモールドレベル制御装置が
実現できる。
来のモールドレベル制御装置に、引き抜き抵抗を連続的
に検出する手段を備え、鋳片引き抜き抵抗の変化をスラ
イディングノズル操作量にフィードフォワードするレベ
ル制御を行なうことによって、モールド内の湯面変動を
所定の水準以下に制御し得るモールドレベル制御装置が
実現できる。
【図１】 本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図２】 図１に示す制御部６の機能を示すブロック図
である。
である。
【図３】 図２に示す機能の一部を摘出して示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図４】 モ−ルド内湯面レベルの変動を示すタイムチ
ャ−トであり、（ａ）は引き抜き抵抗変化をフィ−ドフ
ォワ−ドしない従来の制御による湯面レベル変動を示
し、（ｂ）は引き抜き抵抗変化をフィ−ドフォワ−ドし
た本発明の一実施例の湯面レベル変動を示す。
ャ−トであり、（ａ）は引き抜き抵抗変化をフィ−ドフ
ォワ−ドしない従来の制御による湯面レベル変動を示
し、（ｂ）は引き抜き抵抗変化をフィ−ドフォワ−ドし
た本発明の一実施例の湯面レベル変動を示す。
１：タンディッシュ ２：溶融金属 ３：浸漬ノズル ４：モールド ５：モールドレベル計 ６：制御部 ７：スライディングノズル（ＳＮ） ８：油圧シリンダ
ー ９：スライディングノズル開度計 １０：ピンチロ−
ルモ−タ− １１：油圧制御盤 １２：油圧源電磁
弁 １３：引き抜き抵抗計算部
ー ９：スライディングノズル開度計 １０：ピンチロ−
ルモ−タ− １１：油圧制御盤 １２：油圧源電磁
弁 １３：引き抜き抵抗計算部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒 川 哲 明 君津市君津１番地 新日本製鐵株式会社君 津製鐵所内
Claims (1)
- 【請求項１】 モールド内の溶融金属のレベルを連続的
に検出するモールドレベル検出手段と、 鋳片の引き抜き抵抗を連続的に検出する手段と、 該モールドレベル検出手段が検出したモールドレベルの
値と該鋳片の引き抜き抵抗検出手段が検出した鋳片引き
抜き抵抗の値から、モールド内へ注入される溶融金属の
注入量の操作量を算出する操作量算出手段と、 該操作量算出手段が算出した操作量に応じて注入量を操
作するスライディングノズルを具備した、 鋳片引き抜き抵抗の変化をスライディングノズル操作量
にフィードフォワードする事を特徴とするモールドレベ
ル制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4071992A JP2635260B2 (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | モールドレベル制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4071992A JP2635260B2 (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | モールドレベル制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05277688A true JPH05277688A (ja) | 1993-10-26 |
| JP2635260B2 JP2635260B2 (ja) | 1997-07-30 |
Family
ID=13476474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4071992A Expired - Lifetime JP2635260B2 (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | モールドレベル制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2635260B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05277689A (ja) * | 1992-03-30 | 1993-10-26 | Nippon Steel Corp | モールドレベル制御装置 |
| WO1997014521A1 (fr) * | 1995-10-18 | 1997-04-24 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Procede de reglage du niveau de metal en fusion dans une machine de coulage continu |
| KR100529062B1 (ko) * | 2003-12-23 | 2005-11-15 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 리퀴드 코아 리덕션 시 주형 내 탕면 레벨 제어장치 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05277689A (ja) * | 1992-03-30 | 1993-10-26 | Nippon Steel Corp | モールドレベル制御装置 |
-
1992
- 1992-03-30 JP JP4071992A patent/JP2635260B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05277689A (ja) * | 1992-03-30 | 1993-10-26 | Nippon Steel Corp | モールドレベル制御装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05277689A (ja) * | 1992-03-30 | 1993-10-26 | Nippon Steel Corp | モールドレベル制御装置 |
| WO1997014521A1 (fr) * | 1995-10-18 | 1997-04-24 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Procede de reglage du niveau de metal en fusion dans une machine de coulage continu |
| US5913357A (en) * | 1995-10-18 | 1999-06-22 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Method for controlling the level of molten metal for a continuous casting machine |
| KR100529062B1 (ko) * | 2003-12-23 | 2005-11-15 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 리퀴드 코아 리덕션 시 주형 내 탕면 레벨 제어장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2635260B2 (ja) | 1997-07-30 |
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