JPH06315746A - Method for measuring flow rate of molten metal in double layer casting process - Google Patents
Method for measuring flow rate of molten metal in double layer casting processInfo
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- JPH06315746A JPH06315746A JP10705693A JP10705693A JPH06315746A JP H06315746 A JPH06315746 A JP H06315746A JP 10705693 A JP10705693 A JP 10705693A JP 10705693 A JP10705693 A JP 10705693A JP H06315746 A JPH06315746 A JP H06315746A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は複層鋳片の連続鋳造にお
いて、モールド内に注入される溶融金属（溶湯）の流量
を測定する方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for measuring the flow rate of molten metal (molten metal) injected into a mold in continuous casting of multi-layer cast pieces.
【０００２】[0002]
【従来の技術】表層と内層が異なる金属組成からなる複
層鋳片を連続鋳造により製造するプロセスの構成例を図
８に示す。２組のレードル１a,１b 、レードルノズル２
a,２b、タンディッシュ３a,３b 、注入ノズル４a,４b
がモールド９の上に設けられ、ており、表層溶湯がレー
ドル１a 、レードルノズル２a 、タンディッシュ３a 、
注入ノズル４a を通してモールド９に注入され、内層溶
湯がレードル１b 、レードルノズル２b 、タンディッシ
ュ３b 、注入ノズル４b を通してモールド９に注入され
る。複層鋳造においては、目標の表層厚さを得るため
に、モールド９に注入される表層溶湯およびまたは内層
溶湯の流量を測定し制御する必要がある。そのために、
レードル１a,１b およびタンディッシュ３a,３b の重量
を測定し、従来一般的にはその時間変化から溶湯流量を
求めていた。2. Description of the Related Art FIG. 8 shows a structural example of a process for producing a multi-layer cast slab having a metal composition having different surface layers and inner layers by continuous casting. 2 sets of ladle 1a, 1b, ladle nozzle 2
a, 2b, tundish 3a, 3b, injection nozzles 4a, 4b
Is provided on the mold 9, and the surface molten metal is ladle 1a, ladle nozzle 2a, tundish 3a,
It is injected into the mold 9 through the injection nozzle 4a, and the inner layer molten metal is injected into the mold 9 through the ladle 1b, the ladle nozzle 2b, the tundish 3b and the injection nozzle 4b. In multi-layer casting, it is necessary to measure and control the flow rates of the surface layer molten metal and / or the inner layer molten metal injected into the mold 9 in order to obtain a target surface layer thickness. for that reason,
The weights of the ladles 1a and 1b and the tundishes 3a and 3b were measured, and conventionally, the flow rate of the molten metal was generally obtained from the change over time.
【０００３】溶湯流量演算装置の構成例を図９に示す。
レードル１の重量がレードル重量演算装置１１に入力さ
れ、タンディッシュ３の重量がタンディッシュ重量演算
装置１２に入力されて、レードル溶湯流量、タンディッ
シュ溶湯流量が出力され、両者の和がモールドへの溶湯
注入流量である。なおプロセスによっては、表層レード
ル１a がない構成もあり、その場合はタンディッシュ３
の重量変化のみで溶湯流量が測定できる。FIG. 9 shows an example of the structure of a molten metal flow rate calculating device.
The weight of the ladle 1 is input to the ladle weight calculation device 11, the weight of the tundish 3 is input to the tundish weight calculation device 12, the ladle molten metal flow rate and the tundish molten metal flow rate are output, and the sum of the two is sent to the mold. It is the molten metal injection flow rate. Depending on the process, there is a structure without the surface ladle 1a, in which case the tundish 3
The molten metal flow rate can be measured only by the change in weight.
【０００４】流量演算装置１１および１２における従来
の演算方法を図１０に示す。破線を真の重量とすると、
機械振動や電気ノイズのために重量計信号をτ秒毎にサ
ンプリングして得られる測定値は○印のように真値の周
りをばらつく。一例として、タンディッシュ重量は数十
トン程度に対し、溶湯流量は１秒間あたり数Kg程度であ
るために、重量としては小さなノイズであっても、流量
演算過程では非常に大きなノイズとなる。本来、溶湯流
量は重量信号を微分すれば正しく求めることができる。
しかし、上述のごとく重量信号に雑音を含んでいる場合
には演算結果が大きく乱れ、実用に耐えないことが殆ど
である。したがって図１０に示すごとく有限な時間幅Δ
ｔ，その間の重量変化ΔＷ(k) とし、時点ｋの溶湯流量
Ｑ(k) をΔＷ(k) ／Δｔとして求める、いわゆる差分演
算が一般に用いられている。図１１は鋼についての溶湯
流量測定の実例であり、差分時間Δｔが１秒と１０秒で
重量を差分演算したものであるが、１秒差分においても
ノイズの影響を大きく受けており、特に制御信号として
は実用に耐えない。そのため、従来は差分時間Δｔを大
きくしてノイズの影響を軽減する方法がとられている。FIG. 10 shows a conventional calculation method in the flow rate calculation devices 11 and 12. If the broken line is the true weight,
Due to mechanical vibrations and electrical noise, the measured value obtained by sampling the weighing signal every τ seconds varies around the true value as indicated by ○. As an example, the weight of the tundish is about several tens of tons and the flow rate of the molten metal is about several Kg per second. Therefore, even if the noise is small in weight, it becomes very large noise in the flow rate calculation process. Originally, the molten metal flow rate can be accurately obtained by differentiating the weight signal.
However, as described above, when the weight signal contains noise, the calculation result is greatly disturbed, and in most cases it cannot be put to practical use. Therefore, as shown in FIG. 10, a finite time width Δ
A so-called difference calculation is generally used, where t is the weight change ΔW (k) during that time, and the melt flow rate Q (k) at time k is ΔW (k) / Δt. FIG. 11 is an example of the molten metal flow rate measurement for steel, in which the difference time Δt is the difference calculation of the weight at 1 second and 10 seconds. The difference of 1 second is also greatly affected by noise, and the control is particularly effective. Not practical for use as a signal. Therefore, conventionally, a method of increasing the difference time Δt to reduce the influence of noise has been adopted.
【０００５】いま、τ秒毎にサンプリングして得られる
時系列重量データを現時点から過去に向かってＷ(k),Ｗ
(k-1),Ｗ(k-2),・・・とする。それぞれに対応する真の
重量と、そのときのノイズをそれぞれＤ(k),Ｄ(k-1),Ｄ
(k-2),・・・、およびＮ(k),Ｎ(k-1),Ｎ(k-2),・・・と
する。このとき、一般に（１）式が成り立つ。 Ｗ(k) ＝Ｄ(k) ＋Ｎ(k) （１） 図１０より差分時間Δｔは、◎ Δｔ＝τｄ （２） である。時点ｋの流量Ｑ(k) を求めるための差分演算は
（３）式（４）式で行われる。Now, the time series weight data obtained by sampling every τ seconds is W (k), W from the present time to the past.
(k-1), W (k-2), ... The true weight corresponding to each and the noise at that time are respectively D (k), D (k-1), D
(k-2), ... And N (k), N (k-1), N (k-2) ,. At this time, the equation (1) is generally established. W (k) = D (k) + N (k) (1) From FIG. 10, the difference time Δt is ⊚Δt = τd (2). The difference calculation for obtaining the flow rate Q (k) at the time point k is performed by the expressions (3) and (4).
【０００６】 Ｑ(k) ＝［Ｗ(k-d) −Ｗ(k) ］／Δｔ （３） ＝［Ｄ(k-d) −Ｄ(k) ］／Δｔ＋［Ｎ(k-d) −Ｎ(k) ］／Δｔ （４） （４）式の右辺第１項はΔｔ秒間の真の平均溶湯流量Ｑ
ｒ(k) 、第２項はノイズＱｎ(k) である。いま、ノイズ
は白色で分散σ2 のガウス分布に従うとし、ノイズをＮ
（σ）と表せば、（４）式は次のようになる。 Ｑ(k) ＝Ｑｒ(k) ＋２1/2 Ｎ（σ）／Δｔ （５） すなわち（５）式より、測定溶湯流量Ｑ(k) を真値に近
付けるためにはΔｔを大きくすればよいことがわかる。
事実、図１１に示すとおり、差分時間を大きくした１０
秒差分演算による測定結果Ａは、高周波ノイズがよく除
去されている。Ｂは１秒差分演算による測定結果であ
る。Q (k) = [W (kd) −W (k)] / Δt (3) = [D (kd) −D (k)] / Δt + [N (kd) −N (k)] / Δt (4) The first term on the right side of the equation (4) is the true average molten metal flow rate Q for Δt seconds.
r (k) and the second term are noise Qn (k). Now, assume that the noise is white and follows a Gaussian distribution with variance σ 2 , and the noise is N
When expressed as (σ), the equation (4) is as follows. Q (k) = Qr (k) +2 1/2 N (σ) / Δt (5) That is, according to the equation (5), Δt may be increased to bring the measured molten metal flow rate Q (k) close to the true value. I understand.
In fact, as shown in FIG. 11, the difference time is increased by 10
In the measurement result A obtained by the second difference calculation, high frequency noise is well removed. B is the measurement result by the 1-second difference calculation.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところで、（５）式の
Δｔを大きくすればノイズを除去できる反面、測定値の
応答性が悪くなる。１０秒差分演算による測定値は１秒
差分に比べて応答が遅れていることが図１１に明瞭に現
れている。測定値の応答が遅れれば、例えば流量制御を
行う場合に制御性が悪化する。つまり制御の応答性が低
下したり、外乱に対する安定性が低下する。By the way, if Δt in the equation (5) is increased, noise can be removed, but the responsiveness of the measured value is deteriorated. It is clearly shown in FIG. 11 that the measured value obtained by the 10-second difference calculation has a delayed response compared to the 1-second difference. If the response of the measured value is delayed, the controllability deteriorates, for example, when the flow rate control is performed. That is, the control responsiveness is reduced and the stability against disturbance is reduced.
【０００８】本発明は、ノイズ除去を行いながら測定値
の応答遅れを小さくする溶湯流量測定方法を提供するも
のである。The present invention provides a molten metal flow rate measuring method for reducing noise response and reducing response delay of measured values.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、表層タンディ
ッシュおよび内層タンディッシュから異なる金属組成の
溶湯を、それぞれ注入ノズルを介してモールド内に注入
し、電磁ブレーキにより該モールド内の溶湯に制動力を
与え、該モールド内に形成される境界層によって表層溶
湯および内層溶湯を上下に分離させて複層鋳片を鋳造す
る連続鋳造において、溶湯重量時系列データの差分演算
により溶湯流量を求めるにあたり、第１発明は、現時点
から過去に向かって一定時間幅内の時系列データの重心
と、差分時間だけ過去を起点とする時系列データの重心
とを求め、該２つの重心間で差分演算を行うことによ
り、溶湯流量を求めることを特徴とする複層鋳造プロセ
スにおける溶湯流量測定方法である。また第２発明は、
事前にノイズ除去フィルターで重量信号のノイズ除去を
行うことにより、流量測定値の応答遅れを小さく抑える
ことを特徴とする複層鋳造プロセスにおける溶湯流量測
定方法である。According to the present invention, molten metal having a different metal composition is poured from a surface tundish and an inner layer tundish into a mold through respective pouring nozzles, and the molten metal in the mold is controlled by an electromagnetic brake. In continuous casting in which power is applied and the surface layer molten metal and the inner layer molten metal are separated vertically by the boundary layer formed in the mold to cast a multi-layer slab, the molten metal flow rate is calculated by the difference calculation of the molten metal weight time series data. According to the first invention, the centroid of time-series data within a certain time width from the present time to the past and the centroid of time-series data starting from the past by a difference time are obtained, and a difference calculation is performed between the two centroids. This is a method for measuring a molten metal flow rate in a multi-layer casting process, which is characterized in that a molten metal flow rate is obtained by carrying out. The second invention is
This is a method for measuring a molten metal flow rate in a multi-layer casting process, which is characterized by suppressing a response delay of a flow rate measurement value by removing noise of a weight signal with a noise removal filter in advance.
【００１０】以下、本発明の溶湯流量測定方法について
詳細に説明する。図１に第１発明の方法を示す。現時点
ｋのデータを含めて過去ｎ個（楕円内のデータ）の重量
データの重心Ｗm(k)と、同様に差分時間Δｔm 秒過去の
データ群ｎ個の重心Ｗm(k-dm) を計算し、その２つの重
心の差分演算により溶湯流量を求めるものである。２つ
の重心は（６），（７）式で求められる。The molten metal flow rate measuring method of the present invention will be described in detail below. FIG. 1 shows the method of the first invention. The center of gravity Wm (k) of the past n pieces of data (data within the ellipse) including the data of the present time k and the center of gravity Wm (k-dm) of the past n data groups of the difference time Δtm seconds are calculated in the same manner. The molten metal flow rate is obtained by calculating the difference between the two center of gravity. The two centers of gravity are obtained by the equations (6) and (7).
【００１１】[0011]
【数１】 [Equation 1]
【数２】 図１より差分時間Δｔm は（８）式となる。 Δｔm ＝τ・ｄm （８） 時点ｋの溶湯流量Ｑm(k)は、重心間の差分演算で得られ
る。[Equation 2] From FIG. 1, the difference time Δtm is given by equation (8). Δtm = τ · dm (8) The molten metal flow rate Qm (k) at the time point k is obtained by the difference calculation between the centers of gravity.
【００１２】[0012]
【数３】 ここで測定値Ｗ(k) は（１）式に示す如く真値Ｄ(k) と
ノイズＮ(k) の和で表され、ノイズＮ(k) は白色で分散
σ2 のガウス分布に従うとし、Ｎ（σ）と表せば（５）
式より、（１０）式は（１１）式のように表される。[Equation 3] Here, the measured value W (k) is represented by the sum of the true value D (k) and the noise N (k) as shown in the equation (1), and the noise N (k) is white and follows the Gaussian distribution of variance σ 2. , N (σ) (5)
From the equation, the equation (10) is expressed as the equation (11).
【００１３】[0013]
【数４】 （１１）式の右辺第１項は時点ｋにおける差分時間Δｔ
m 秒間の平均流量Ｑr(k)を含めた、過去ｎ個の平均流量
のある平均である。同第２項はノイズである。前記
（５）式の右辺第２項のノイズと、（１１）式右辺第２
項のノイズを等置すれば、（１２）式を得る。 Δｔm ＝Δｔ／ｎ1/2 （１２） すなわち、本重心差分法によれば従来の単純差分法に比
べて、同じノイズの大きさで差分時間を小さくできるこ
とが分かる。[Equation 4] The first term on the right side of the equation (11) is the difference time Δt at the time point k.
It is an average of the past n average flow rates including the average flow rate Qr (k) for m seconds. The second term is noise. The noise of the second term on the right side of the equation (5) and the second noise on the right side of the equation (11)
Equation (12) is obtained by equalizing the noises of the terms. Δtm = Δt / n 1/2 (12) That is, it can be seen that the present centroid difference method can reduce the difference time with the same noise magnitude as compared with the conventional simple difference method.
【００１４】図２は本発明法の効果を示す鋼についての
実例である。Ａは差分時間Δｔが１０秒の単純差分演算
による従来法の流量測定結果であり、Ｃは差分時間Δｔ
m が５秒で重心演算データ個数ｎが３の重心差分による
本発明法の流量測定結果を示している。同図から明らか
なように、両者ともノイズ除去の点では差はないが、本
発明の重心差分法は単純差分法に比べて応答遅れが小さ
いことが分かる。また、図３に両者の周波数応答を示
す。図３から明らかなように、従来の単純差分法Ａに比
べて、本発明の重心差分法Ｃの位相遅れが小さく応答性
が改善されていることが分かる。FIG. 2 is an example of steel showing the effect of the method of the present invention. A is the flow rate measurement result of the conventional method by the simple difference calculation with the difference time Δt of 10 seconds, and C is the difference time Δt.
The flow rate measurement result of the method of the present invention is shown by the difference of the center of gravity when m is 5 seconds and the number of gravity center calculation data n is 3. As is clear from the figure, although there is no difference in terms of noise removal, the centroid difference method of the present invention has a smaller response delay than the simple difference method. Further, FIG. 3 shows the frequency responses of both. As is clear from FIG. 3, the phase difference of the center-of-gravity difference method C of the present invention is smaller than that of the conventional simple difference method A, and the response is improved.
【００１５】つぎに第２発明について説明する。図４は
ノイズ除去フィルターの一つであるカルマンフィルター
の構成例である。本フィルターは重量測定値Ｗ(k) が得
られる度に、決められた手順で計算を行うことにより真
の重量の最適推定値Ｙ(k) を得ることができる。まず、
カルマンフィルターによるノイズ除去を行うためのシス
テムモデルをつぎのように定める。Next, the second invention will be described. FIG. 4 is a configuration example of a Kalman filter which is one of noise removal filters. This filter can obtain the optimum estimated value Y (k) of the true weight by performing the calculation in the determined procedure each time the weight measurement value W (k) is obtained. First,
The system model for noise removal by Kalman filter is defined as follows.
【００１６】 Ｘ(k) ＝Ｘ(k-1) ＋Ｂ(k-1) Ｕ(k-1) ＋ｅ(k-1) （１３） Ｗ(k) ＝Ｘ(k) ＋ｆ(k) （１４） ただし、Ｘ：真の重量 Ｂ：流量係数 Ｕ：ストッパー開度 ｅ：システムノイズ Ｗ：重量測定値 ｆ：観測ノイズ （１３）式はシステム方程式であり、ストッパーまたは
ＳＮ（スライディングノズル）操作による溶湯流量が積
分されて重量変化が起こることを示している。システム
ノイズｅはストッパーまたはＳＮ流量係数Ｂの変動をノ
イズとして表現している。一般に、連続鋳造設備のスト
ッパーまたはＳＮ流量係数Ｂは変動が大きい割りに重量
Ｘの変動は緩やかである。このような場合、（１３）式
の右辺第２項全体をノイズとみなし、それを第３項に含
めても真の重量Ｘを推定することは可能である。したが
って、（１３）式をつぎのように表す。 Ｘ(k) ＝Ｘ(k-1) ＋ｅ(k-1) （１５） 一方（１４）式は観測方程式で、真の重量Ｘに測定ノイ
ズｆが重畳したものが重量測定値Ｗとして観測されるこ
とを示す。X (k) = X (k-1) + B (k-1) U (k-1) + e (k-1) (13) W (k) = X (k) + f (k) (14) ) However, X: True weight B: Flow coefficient U: Stopper opening e: System noise W: Weight measurement value f: Observation noise Equation (13) is a system equation, and is a molten metal due to stopper or SN (sliding nozzle) operation. It shows that the flow rate is integrated and a weight change occurs. The system noise e expresses the fluctuation of the stopper or the SN flow coefficient B as noise. Generally, the stopper or the SN flow coefficient B of the continuous casting equipment has a large fluctuation, but the fluctuation of the weight X is gentle. In such a case, it is possible to estimate the true weight X even if the entire second term on the right side of the equation (13) is regarded as noise and included in the third term. Therefore, the equation (13) is expressed as follows. X (k) = X (k-1) + e (k-1) (15) On the other hand, the equation (14) is an observation equation, in which the measurement noise f superimposed on the true weight X is observed as the weight measurement value W. Indicates that
【００１７】このとき、システムノイズｅの分散はＳ、
および観測ノイズｆの分散はＲであるとし、そのスペク
トルは白色とする。（１４），（１５）式をもとにカル
マンフィルターを適用すると、真の重量Ｘの最適推定値
Ｙは（１６）〜（１８）式で求められる。これらの式
は、初期値が与えられれば重量測定値Ｗ(k) が得られる
度に、Ｙ，Ｇ，Ｐがサイクリックに計算できる。 Ｙ(k) ＝Ｙ(k-1) ＋Ｇ(k)[Ｗ(k) −Ｙ(k-1)] （１６） Ｇ(k) ＝［Ｐ(k-1) ＋Ｓ] [ Ｐ(k-1) ＋Ｓ＋Ｒ］-1 （１７） Ｐ(k) ＝［１−Ｇ(k)] [Ｐ(k-1) ＋Ｓ］ （１８） ただし、Ｇ(k) はフィルターゲインである。また、Ｐ
(k) は最適推定値Ｙ(k) の推定誤差の分散である。ま
た、初期値はつぎのように設定する。 Ｐ（０）＝Ｗ（０）2 （１９） Ｙ（０）＝０ （２０） また、ノイズの分散はつぎのように表される。 Ｓ＝ｅ2 （２１） Ｒ＝ｆ2 （２２） これらのＳとＲはパラメータとして予め設定しておく。
もし、ノイズｅとｆが明確でない場合には、試行錯誤的
に値を定める。以上の処理により、重量推定値Ｗに比べ
て、より真値に近い重量の最適推定値が得られる。At this time, the variance of the system noise e is S,
And the variance of the observation noise f is R, and its spectrum is white. When the Kalman filter is applied based on the equations (14) and (15), the optimum estimated value Y of the true weight X is obtained by the equations (16) to (18). In these equations, Y, G, and P can be cyclically calculated every time the weight measurement value W (k) is obtained if an initial value is given. Y (k) = Y (k-1) + G (k) [W (k) -Y (k-1)] (16) G (k) = [P (k-1) + S] [P (k- 1) + S + R] -1 (17) P (k) = [1-G (k)] [P (k-1) + S] (18) where G (k) is a filter gain. Also, P
(k) is the variance of the estimation error of the optimum estimated value Y (k). The initial value is set as follows. P (0) = W (0) 2 (19) Y (0) = 0 (20) Further, the variance of noise is expressed as follows. S = e 2 (21) R = f 2 (22) These S and R are preset as parameters.
If the noises e and f are not clear, the values are determined by trial and error. By the above processing, the optimum estimated value of weight closer to the true value than the estimated weight value W is obtained.
【００１８】つぎに、重量の最適推定値Ｙを用いて次式
で溶湯流量Ｑm を計算する。 Ｑm ＝［Ｙ(k-dm)−Ｙ(k) ］／Δｔm （２３） ただし、ｔm は１以上の整数。 Δｔm ＝τｄm （２４） このようにＹを用いて流量演算を行えば、図１０に示す
差分時間Δｔを小さくできる。つまり、ノイズを効果的
に除去しつつ、応答遅れの小さい流量測定が可能にな
る。Next, the molten metal flow rate Qm is calculated by the following equation using the optimum estimated value Y of the weight. Qm = [Y (k-dm) -Y (k)] / Δtm (23) where tm is an integer of 1 or more. Δtm = τdm (24) By performing the flow rate calculation using Y in this way, the difference time Δt shown in FIG. 10 can be reduced. That is, it is possible to measure the flow rate with a small response delay while effectively removing the noise.
【００１９】図５は本発明法の効果を示す鋼についての
実例である。Ａは差分時間Δｔが１０秒の単純差分演算
による従来法の流量測定結果であり、Ｄはカルマンフィ
ルターによる重量信号のノイズ除去後、差分時間Δｔm
が１秒で求めた本発明法の流量測定結果を示している。
図５から明らかなように、両者ともノイズ除去の点では
差はないが、本発明法は従来の単純差分法に比べて応答
遅れが小さいことが分かる。また、カルマンフィルター
のノイズの分散ＳとＲは、それぞれ２０と３００の例で
ある。一般にＳ，Ｒを大きくすればノイズは小さくなる
反面、応答遅れも増加するので、それらにも最適値が存
在する。FIG. 5 is an example of steel showing the effect of the method of the present invention. A is the flow rate measurement result of the conventional method by the simple difference calculation with the difference time Δt of 10 seconds, and D is the difference time Δtm after noise removal of the weight signal by the Kalman filter.
Shows the flow rate measurement result of the method of the present invention obtained in 1 second.
As is clear from FIG. 5, although there is no difference in terms of noise removal, the method of the present invention has a smaller response delay than the conventional simple difference method. The Kalman filter noise variances S and R are 20 and 300, respectively. Generally, when S and R are increased, noise is reduced, but response delay is also increased, and therefore, optimum values also exist for them.
【００２０】また、図３に両者の周波数応答を示す。図
から明らかなように、従来の単純差分法Ａに比べて、本
発明のカルマンフィルターのよる方法Ｄは位相遅れが小
さく応答性が改善されていることが分かる。FIG. 3 shows the frequency response of both. As is clear from the figure, compared with the conventional simple difference method A, the method D according to the Kalman filter of the present invention has a smaller phase delay and improved response.
【００２１】[0021]
【実施例】まず、第１発明の実施例を示す。図６は、図
９に示す流量演算装置１１および１２の詳細構成例であ
る。この流量演算装置１３は、図８に示す各重量計に対
してそれぞれ設けられている。まず、（８）式の差分時
間Δｔm またはそれに対応するデータ個数ｄm 、および
重心計算用データ個数ｎを、パラメータ入力部１４より
あらかじめ入力しておく。データ入力部１５でサンプリ
ング周期τ秒毎にレードルまたはタンディッシュの重量
計信号を読み込む。記憶演算部１６では読み込まれた時
系列データを少なくとも（ｄm ＋ｎ）個以上記憶する。
また記憶演算部１６において、新たな重量データが読み
込まれる度に、（６），（７）および（９）式の演算を
行い、現時点ｋにおける溶湯流量Ｑm(k)を得る。さらに
重量時系列信号Ｗ(k) をＷ(k-1) へ、またＷ(k-1) をＷ
(k-2) へと順に過去側にシフトする。データ出力部１７
では、次回の流量演算値が得られるまでＱm(k)を保持す
る。このようにして、図８に示す各重量計毎に溶湯流量
が得られるので、図９に示す如くレードル溶湯流量とタ
ンディッシュ溶湯流量を加算すれば、モールドに注入さ
れる内層（または表層）流量を求めることができる。First, an embodiment of the first invention will be described. FIG. 6 is a detailed configuration example of the flow rate calculation devices 11 and 12 shown in FIG. The flow rate calculation device 13 is provided for each weighing scale shown in FIG. First, the difference time Δtm in the equation (8) or the number of data dm corresponding thereto and the number of gravity center calculation data n are input in advance from the parameter input unit 14. The data input unit 15 reads a ladle or tundish weighing scale signal every sampling period τ seconds. The storage operation unit 16 stores at least (dm + n) or more pieces of read time series data.
In addition, the storage calculation unit 16 calculates the equations (6), (7) and (9) each time new weight data is read, and obtains the molten metal flow rate Qm (k) at the present time k. Furthermore, the weight time series signal W (k) is changed to W (k-1) and W (k-1) is changed to W
Shift to the past side in order to (k-2). Data output unit 17
Then, Qm (k) is held until the next flow rate calculation value is obtained. In this way, since the molten metal flow rate can be obtained for each weighing scale shown in FIG. 8, if the ladle molten metal flow rate and the tundish molten metal flow rate are added as shown in FIG. 9, the inner layer (or surface layer) flow rate injected into the mold is obtained. Can be asked.
【００２２】つぎに、第２発明の実施例を示す。図６に
おいて、（２１），（２２）式のパラメータＳ，Ｒ、お
よび（２４）式の差分時間Δｔm に対応するデータ個数
ｄmをパラメータ入力部１４よりあらかじめ入力してお
く。データ入力部１５でサンプリング周期τ秒毎にレー
ドルまたはタンディッシュの重量計信号を読み込む。記
憶演算部１６では重量の最適推定値Ｙと、それに基づく
溶湯流量Ｑm を計算する。データ出力部１７では次回の
流量演算値が得られるまでＱm(k)を保持する。Next, an embodiment of the second invention will be shown. In FIG. 6, the parameters S and R in the equations (21) and (22) and the data number dm corresponding to the difference time Δtm in the equation (24) are input in advance from the parameter input unit 14. The data input unit 15 reads a ladle or tundish weighing scale signal every sampling period τ seconds. The storage calculation unit 16 calculates an optimum weight estimation value Y and a molten metal flow rate Qm based on the optimum weight estimation value Y. The data output unit 17 holds Qm (k) until the next calculated flow rate value is obtained.
【００２３】ここで、重量の最適推定値Ｙを求める方法
を示す。図７はその手順を示している。重量測定値Ｗ
(k) が読み込まれたら、まず（１７）式によりフィルタ
ーゲインＧ(k) を計算する。このとき、（２１），（２
２）式のパラメータＳ，ＲとＹの誤差分散の前回値Ｐ(k
-1) を記憶部から取り出して計算する。つぎに、前回の
重量の最適推定値Ｙ(k-1) を記憶部から取り出し、（１
６）式で今回の重量の最適推定値Ｙ(k) を計算する。今
回のＹ(k) は出力部に出力されるとともに、次回のＹ計
算用に記憶される。最後に、記憶部からＰ(k-1),Ｓを取
り出し、今回のＰ(k) を計算し記憶する。Ｐは常に最新
のデータを１つだけ記憶しておけばよい。Ｙについては
差分による流量演算のために少なくとも（ｄm ＋１）個
記憶する。時点ｋのＹ(k) が得られたら、記憶部のＹ
(k) をＹ(k-1) へ、Ｙ(k-1) をＹ(k-2) へと順に過去側
へシフトする。Here, a method for obtaining the optimum estimated value Y of weight will be described. FIG. 7 shows the procedure. Weight measurement value W
When (k) is read, first the filter gain G (k) is calculated by the equation (17). At this time, (21), (2
2) The previous value P (k of the error variance of the parameters S, R and Y of the equation)
-1) is taken out from the storage unit and calculated. Next, the optimum estimated value Y (k-1) of the previous weight is retrieved from the storage unit, and (1
The optimum estimated value Y (k) of the weight this time is calculated by the equation 6). The current Y (k) is output to the output unit and stored for the next Y calculation. Finally, P (k-1), S is taken out from the storage unit, and the current P (k) is calculated and stored. It is sufficient for P to always store only the latest data. For Y, at least (dm +1) are stored for flow rate calculation by the difference. When Y (k) at time k is obtained, Y in the storage unit
Shift (k) to Y (k-1) and Y (k-1) to Y (k-2) in order to the past.
【００２４】上記手順で時点ｋの重量最適推定値Ｙ(k)
が得られたら、（２３）式により溶湯流量Ｑm を求め
る。このようにして、図８に示す各重量計毎に溶湯流量
が得られるので、図９に示すごとくレードル溶湯流量と
タンディッシュ溶湯流量を加算すれば、モールドに注入
される内層（または表層）流量を求めることができる。The weight optimum estimated value Y (k) at the time point k is calculated by the above procedure.
When is obtained, the melt flow rate Qm is calculated by the equation (23). In this way, since the molten metal flow rate can be obtained for each weighing scale shown in FIG. 8, if the ladle molten metal flow rate and the tundish molten metal flow rate are added as shown in FIG. 9, the inner layer (or surface layer) flow rate injected into the mold is obtained. Can be asked.
【００２５】[0025]
【発明の効果】本発明法によれば、複層鋳造プロセスに
おける溶湯の流量測定が、ノイズを十分に除去し、かつ
応答性よく行うことができる。その結果、複層鋳造プロ
セスにおいて必要となる表層（または内層）の溶湯流量
制御の安定度向上および流量制御偏差の減少等の効果が
ある。特に表層（または内層）注入ノズルの介在物剥離
時の大きな外乱が制御系に加わった場合などに、制御の
乱れを小さく抑えることができ、表層厚みや表内層の溶
湯成分などの鋳片品質を良好に維持することができる。According to the method of the present invention, the flow rate of the molten metal in the multi-layer casting process can be sufficiently removed of noise and responsively. As a result, there are effects such as improvement in stability of melt flow rate control of the surface layer (or inner layer) and reduction in flow rate control deviation, which are required in the multi-layer casting process. Especially when a large disturbance is added to the control system when inclusions in the surface layer (or inner layer) injection nozzle are peeled off, the control disturbance can be suppressed to a small level, and the slab quality such as the surface layer thickness and the melt component of the surface inner layer can be reduced. Can be maintained well.
【図１】本発明（第１発明）の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of the present invention (first invention).
【図２】本発明（第１発明）の効果を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an effect of the present invention (first invention).
【図３】本発明（第１、第２発明）の効果を示す図であ
る。FIG. 3 is a diagram showing effects of the present invention (first and second inventions).
【図４】本発明（第２発明）の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of the present invention (second invention).
【図５】本発明（第２発明）の効果を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an effect of the present invention (second invention).
【図６】本発明（第１、第２発明）の詳細構成図であ
る。FIG. 6 is a detailed configuration diagram of the present invention (first and second inventions).
【図７】本発明（第２発明）の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of the present invention (second invention).
【図８】本発明の対象プロセスの説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of a target process of the present invention.
【図９】本発明の対象プロセスの説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a target process of the present invention.
【図１０】従来法の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of a conventional method.
【図１１】従来法の説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of a conventional method.
１：レードル ２：レードルノズル ３：タンディッシュ ４：注入ノズル ５：レードル重量計 ６：レードルスライディングノズル ７：タンディッシュ重量計 ８：タンディッシュストッパー ９：モールド １０：電磁ブレーキ １１：レードル流量演算装置 １２：タンディッシュ流量演算装置 １３：流量演算装置 １４：パラメータ入力部 １５：データ入力部 １６：記憶演算部 １７：データ出力部 Ａ：従来法の差分時間Δｔが１０秒の単純差分演算によ
る測定結果 Ｂ：従来法の差分時間Δｔが１秒の単純差分演算による
測定結果 Ｃ：本発明法（第１発明）の差分時間Δｔm が５秒の重
心差分演算による測定結果 Ｄ：本発明法（第２発明）のカルマンフィルターによる
重量信号のノイズ除去後、差分時間Δｔm が１秒の測定
結果1: Ladle 2: Ladle Nozzle 3: Tundish 4: Injection Nozzle 5: Ladle Weighing Scale 6: Ladle Sliding Nozzle 7: Tundish Weighing Scale 8: Tundish Stopper 9: Mold 10: Electromagnetic Brake 11: Ladle Flow Calculator 12 : Tundish flow rate calculation device 13: Flow rate calculation device 14: Parameter input part 15: Data input part 16: Memory calculation part 17: Data output part A: Measurement result by simple difference calculation with difference time Δt of 10 seconds in conventional method B : Measurement result by simple difference calculation with difference time Δt of 1 second in conventional method C: Measurement result by center of gravity difference calculation with difference time Δtm of 5 seconds in the method of the present invention (first invention) D: Method of the present invention (second invention) After the noise removal of the weight signal by the Kalman filter in), the measurement result with a difference time Δtm of 1 second
Claims (2)
ッシュから異なる金属組成の溶湯を、それぞれ注入ノズ
ルを介してモールド内に注入し、電磁ブレーキにより該
モールド内の溶湯に制動力を与え、該モールド内に形成
される境界層によって表層溶湯および内層溶湯を上下に
分離させて複層鋳片を鋳造する連続鋳造において、溶湯
重量時系列データの差分演算により溶湯流量を求めるに
あたり、現時点から過去に向かって一定時間幅内の時系
列データの重心と差分時間だけ過去を起点とする時系列
データの重心とを求め、該２つの重心間で差分演算を行
うことにより、溶湯流量を求めることを特徴とする複層
鋳造プロセスにおける溶湯流量測定方法。1. A molten metal having a different metal composition from the surface tundish and the inner layer tundish is injected into a mold through an injection nozzle, and a braking force is applied to the molten metal in the mold by an electromagnetic brake, and the molten metal is injected into the mold. In continuous casting in which the surface molten metal and the inner molten metal are separated into upper and lower layers by the formed boundary layer, and the molten metal flow rate is calculated by the difference calculation of the molten metal time series data, it is constant from the present time to the past. It is characterized in that the center of gravity of the time series data within the time width and the center of gravity of the time series data starting from the past by the difference time are obtained, and the difference between the two centers of gravity is calculated to obtain the molten metal flow rate. Method for measuring melt flow rate in layer casting process.
ッシュから異なる金属組成の溶湯を、それぞれ注入ノズ
ルを介してモールド内に注入し、電磁ブレーキにより該
モールド内の溶湯に制動力を与え、該モールド内に形成
される境界層によって表層溶湯および内層溶湯を上下に
分離させて複層鋳片を鋳造する連続鋳造において、溶湯
重量時系列データの差分演算により溶湯流量を求めるに
あたり、事前にノイズ除去フィルターで重量信号のノイ
ズ除去を行うことにより、流量測定値の応答遅れを小さ
く抑えることを特徴とする複層鋳造プロセスにおける溶
湯流量測定方法。2. A molten metal having a different metal composition from the surface tundish and the inner layer tundish is injected into a mold through an injection nozzle, and a braking force is applied to the molten metal in the mold by an electromagnetic brake so that the molten metal is injected into the mold. In continuous casting, in which the surface molten metal and the inner molten metal are separated into upper and lower layers by the formed boundary layer to cast a multi-layer slab, the weight of the noise removal filter is used in advance to determine the molten metal flow rate by the difference calculation of the molten metal time series data. A method for measuring a molten metal flow rate in a multi-layer casting process, characterized in that a response delay of a flow rate measurement value is suppressed to a small level by removing signal noise.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10705693A JPH06315746A (en) | 1993-05-07 | 1993-05-07 | Method for measuring flow rate of molten metal in double layer casting process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10705693A JPH06315746A (en) | 1993-05-07 | 1993-05-07 | Method for measuring flow rate of molten metal in double layer casting process |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06315746A true JPH06315746A (en) | 1994-11-15 |
Family
ID=14449388
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10705693A Pending JPH06315746A (en) | 1993-05-07 | 1993-05-07 | Method for measuring flow rate of molten metal in double layer casting process |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06315746A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104596622A (en) * | 2014-12-15 | 2015-05-06 | 中冶长天国际工程有限责任公司 | Method and device for calibrating dust removal quantity of electric precipitator |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS61162754A (en) * | 1985-01-14 | 1986-07-23 | Oki Electric Ind Co Ltd | Speed detection system for moving object |
| JPH01317668A (en) * | 1988-03-15 | 1989-12-22 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Method for controlling molten metal surface in continuous casting mold |
| JPH04105759A (en) * | 1990-08-27 | 1992-04-07 | Nippon Steel Corp | Method for controlling molten steel surface level in continuous casting for complex cast billet |
| JPH05104223A (en) * | 1991-09-18 | 1993-04-27 | Nippon Steel Corp | Method for controlling pouring rate in continuous casting for plural layer cast slab |
-
1993
- 1993-05-07 JP JP10705693A patent/JPH06315746A/en active Pending
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