JPH0815643B2

JPH0815643B2 - 幅可変薄スラブ連続鋳造機の湯面レベル制御方法

Info

Publication number: JPH0815643B2
Application number: JP63122748A
Authority: JP
Inventors: 篤洋徳田; 敬介藤崎; 則之金井; 英俊湯山
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Nippon Steel Corp
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Nippon Steel Corp
Priority date: 1988-05-19
Filing date: 1988-05-19
Publication date: 1996-02-21
Anticipated expiration: 2011-02-21
Also published as: JPH01293954A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は連続鋳造に関し、特に、幅可変薄スラブ連続
鋳造機の鋳型の湯面レベルを一定に維持するための、該
鋳型への溶融金属の注入流量の調整に関する。

〔従来の技術〕

連続鋳造用鋳型には、ノズルを介してタンディッシュ
より溶融金属が供給され、タッディッシュには、取鍋の
溶融金属が供給される。タンディッシュの溶融金属量は
変動するが、安全に、高品質の成品を安定して得るため
に、鋳型には鋳片引抜き速度に対応した所定流量で溶融
金属を供給しかつ鋳型内溶融金属のレベル（湯面レベ
ル）を所定値に維持する必要がある。従来は、湯面レベ
ル調整のために、ノズルをスライディングノズルとして
そこでノズルの絞り開口を調整して流量を調整したり、
あるいはノズル部等にリニアモータを設置して、これに
より電磁移動力をノズル内の溶融金属に作用させ、リニ
アモータに印加する交流電圧の周波数を調整して電磁移
動力の移動速度を調整することにより流量を調整する
（例えば、実開昭44−17619号公報および特開昭60−994
58号公報）。

双ベルト式連続鋳造機によれば、厚みが小さい鋳片
（薄スラブ）を直接製造できるので、圧延工程等の多く
が省略となり、省エネルギ，設備費減等の大きな効果が
得られる。しかも、連続鋳造中の幅変更が容易である
（例えば、実開昭60−20334号公報，特願昭62−328080
号，特願昭62−328082号）。

一般に、連続鋳造において幅を変更するときには、変
更幅に対応してノズル開度も変更する。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、従来の連続鋳造における湯面レベル制御で
は、湯面レベルを検出して、それと目標値との偏差にフ
ィードバック演算係数を乗算して注入流量補正値を求
め、この分、スライディングノズル，リニアモータ等の
注入流量調整手段を調整して鋳型への注入流量を補正す
るフィードバック制御が行なわれているが、これを可変
幅双ベルト式連続鋳造機に適用していると、幅変更に伴
って湯面レベル変動が大きくなり、鋳造品質が低くなっ
たり、操業トラブルを生じ易い。

双ベルト式連続鋳造機の鋳型は、１対の相対する無端
鋳造ベルトとそれらの間に挟まれた１対の相対する移動
短辺によって構成され、鋳型内容積が小さくかつ引抜き
鋳片の厚みが薄いので、鋳造速度が比較的に高い。鋳造
速度が高いと湯面レベルに比較的に大きな変動を生じ易
く、湯面レベルが変動すると冷却条件等が変わるので、
鋳造鋳片品質がばらつくばかりでなく鋳造操業にトラブ
ルを発生し易い。したがって、鋳造鋳片の品質を連続し
て安定かつ高く維持するための、湯面レベル変動に対し
てより応答性が高い、かつ安定した注入流量制御すなわ
ち湯面レベル制御、が重要であるが、幅変更によって注
入流量の変化分に対する湯面レベル変化分が変わるの
で、湯面変動を生じ易い。

本発明は、双ベルト式連続鋳造機など、可変幅薄スラ
ブ連続鋳造機の、幅変更にかかわらず鋳型内湯面レベル
の変動に対して応答性が高くかつ湯面レベルを一定値に
安定して維持するための湯面レベル制御方法を提供する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

鋳型の幅が、標準値Wy₀からWyに変更され、鋳型の開
口面積がS₀からＳに変わると、湯面レベルの変動がΔＬ
あった場合、それを補償するために増加又は減少させな
ければならない溶鋼量は、標準幅のときでΔＬ・S₀であ
り、幅WyのときでΔＬ・Ｓとなる。

そうすると第７図に示す溶鋼湯面レベル制御系のブロ
ック線図における破線ブロックBi内の伝達関数が変化し
てしまうことになる。

そして、そのブロックBiの伝達関数が変化すると、溶
鋼湯面レベル制御系の応答性ならびに安定性が変化して
しまうので、鋳片の幅寸法によって湯面レベルの振れ幅
が異なり、鋳片の内部割れや表面疵等が変動することに
なってしまう。第７図の制御システムにおいて、鋳片幅
にかかわらず、湯面レベルの振れ幅を一定値になるよう
にするには、前記ブロックBiの伝達関数が鋳片幅にかか
わらず一定値になるようにすることであることを知見し
た。

そして本発明の発明者達が種々検討した結果、鋳型面
積の変化による変動分を制御演算部に補償して帳消しに
するのが最も望ましいことを見い出した。つまり制御演
算部をフィードバック演算係数とフィードバッグ補償係
数の掛け合わせたものとし、そのフィードバッグ演算係
数とは、良く知られた比例係数，比例−積分係数あるい
は比例−積分−微分係数等である。

そこで本発明では、フィードバック補償係数を、鋳型
の幅に対応した値に設定する。すなわち、最も好ましい
態様では、標準幅Wy₀のときのフィードバック補償係数
をK₀とすると、幅Wyのときには、フィードバック補償係
数ＫをＫ＝K₀・Wy/Wy₀とする。

通常は、フィードバック補償係数K₀は１でもよく、あ
るいはフィードバック演算係数の一部例えば比例係数を
こちらに移してもよい。

〔作用〕

これによれば、湯面フィードバック制御の、湯面レベ
ル変動に対する応答速度が、鋳造幅の変更にもかかわら
ず実質上一定となり、幅変更にもかかわらず応答性が高
くかつ湯面レベルが一定値に安定して維持する湯面レベ
ル制御が実現する。

一方、鋳型内湯面レベルは、鋳造速度（鋳片引抜き速
度）および鋳型への溶融金属の注入流量で定まる。しか
して注入流量は、タンディッシュ内溶融金属レベル，鋳
型内湯面レベル（これは実質上一定に維持される）およ
び注入流量調整手段の設定スライディングノズルの場合
にはスライデイング開度，リニアモータの場合にはその
付勢電力および又は周波数）、鋳造速度を変更するとき
には、変更に対応して注入流量調整手段の設定が変更さ
れるので、変更過渡期を除く安定期には、鋳造速度（一
定）は湯面レベル変動に影響しない。しかし、タンディ
ッシュ内溶融金属レベルは変動するのが常であり、また
鋳造速度変更の過渡期にも湯面レベルが変動し、更には
一定であるべき鋳造速度も変動することがあり、これら
が鋳型内湯面レベル制御に外乱として作用する。

そこで本発明の好ましい実施例では、タンディッシュ
内溶融金属量および鋳片の引抜き速度を測定し引抜き速
度の変化率を求め、タンディッシュ内溶融金属量に対応
してフィードバック演算係数を変更すると共に、引抜き
速度の変化率に対応した調整量を、湯面レベル偏差値に
該変更したフィードバック演算係数を乗じた値に加え
て、これに基づいて注入流量調整手段で注入流量を調整
する。

これによれば、タンディッシュ内溶融金属レベル変動
による鋳型内への注入流量の変動が補償され、かつ、引
抜き速度変更の過渡期ならびに引抜き速度の変動時に
は、引抜き速度の変化に対応する湯面レベル変動を相殺
する調整が予見（先行）的に実行される。したがって、
鋳型内の湯面レベル制御の応答性が高く、湯面レベルが
一定値に安定して維持される。

本発明の他の目的および特徴は、図面を参照した以下
の実施例の説明より明らかになろう。

〔実施例〕

第１図に本発明を一態様で実施する装置構成を示し、
第２図に第１図に示す連続鋳造機の外観概要を示す。タ
ンディッシュ１の溶融金属２は、Ｘ方向に狭く紙面に垂
直なＹ方向に広い幅の、断面が矩形の偏平ノズル３を通
して鋳型に注入される。鋳型は、この実施例では、双ベ
ルト鋳型であり、偏平ノズル３の長辺の幅（Ｙ方向）よ
りも広い幅の、ノズル３を間にして対向する２つのモー
ルドベルト４と、偏平ノズル３の短辺の幅（Ｘ方向）よ
りも広い厚みの、ノズル３を間にして対向する２つの移
動短辺13で構成されている。

なお、移動短辺13は、特願昭62−328080号および特願
昭62−328082号に詳細を提示した、幅可変のものであ
る。

モールドベルト４は、駆動ローラ５に張架されてい
る。駆動ローラ５は、減速機６を介して直流モータ７
で、所定速度で回転駆動される。モータ７には指速発電
機（タコゼネレータ）８が連結されており、モータ７の
回転速度に比例した周波数の交流電圧を発生する。この
交流電圧は、パルス処理回路11で、該周波数に比例する
周波数であって、パルス高およびパルス幅が一定のパル
ス信号に変換される。F/Vコンバータ12は、該周波数に
比例するレベルの電圧（速度電圧）を発生しモータドラ
イバ９に与える。F/Vコンバータ12はまた、該電圧（鋳
造速度電圧）を、ノズル３内溶鋼に所要速度（鋳造速度
に対応する溶鋼注入速度：注入流量）を示す電圧に変換
（鋳造速度電圧×鋳型開口面積／ノズル開口面積）し
て、この所要素度v₀を示すアナログ電圧v₀をマイクロプ
ロセッサ30のA/D変換入力ポートADrに与える。

モートドライバ９は、モータコントローラ10が与える
目標速度（電圧）,F/Vコンバータ12が与えるフィードバ
ック速度（電圧）およびモータ７の電機子電流（トル
ク）に基づいて、モータ７の回転速度が目標速度になる
ように電機子電流を調整する。これにより、モータ７
が、モータコントローラ10が指定する目標速度で回転す
る。すなわちベルト４が、目標速度で移動する。

偏平ノズル３の長辺（Ｙ方向）を挟んで、一対のリニ
アモータ3A,3Bが対向して配置されている。これらのリ
ニアモータと偏平ノズル３の関係を第３図に示す。

リニアモータ3Aおよび3Bは、この実施例では、大略で
３相星形結線の誘導電動機のステータを平面展開した形
状であり、ロータ（ノズル３内の溶鋼）に対向する磁極
間のスロットに各相コイルが収納されている。各相コイ
ルに所定位相関係の３相交流を印加することにより、ノ
ズル３内の溶鋼にＺ方向で下から上に向かう電磁移送力
（減速力）を発生し、２相の電気コイルに加える交流電
圧を入れ変えることにより、ノズル３内の溶鋼にＺ方向
で上から下に向かう電磁移送力（加速力）を発生する。

３相交流電源回路24の各相出力ラインには、各ライン
毎に、双方向導通制御を行なうサイリスタインバータ23
および相順切換回路22を介して、リニアモータ3A,3Bの
各相コイルが接続される。サイリスタインバータ23は、
各相交流電圧の、リニアモータ3A,3Bへの印加を、該交
流電圧の正半波および負半波のそれぞれで、サイリスタ
ドライバ25により導通トリガーパルスを受けたときに導
通し、交流電圧のゼロクロス点で非導通となるものであ
る。

リニアモータ3A,3Bの各相コイルと３相交流の各相ラ
インとの接続線には、力率改善用のコンデンサ21が接続
されている。この実施例では、ノズル３内の溶鋼の渦電
流損を少くするために、３相交流の周波数は100〜500Hz
の範囲が好ましいので、120Hzとしている。すなわち、
３相交流電源回路24は、３相出力ラインのそれぞれに、
位相が互に120゜ずれた120Hzの交流電圧を出力する。リ
ニアモータ3A＋3Bの電力容量は、120Hzで2,800KVAであ
り、コンデンサ21はこれに対応して2,800KVAとしてい
る。従来は、力率改善用コンデンサが無いので、インバ
ータ23の所要容量は2,800KVA必要であったが、上記コン
デンサ21の接続により、インバータ23の容量は1,200KVA
と、大幅に小さくなり、これが電源設備費を大幅に低く
している。

第５図に、リニアモータ3A,3Bの付勢電流と減速率と
の関係を示す。これは、第１図に示すように、相順切換
回路22を「減速」に設定しているときのものであり、リ
ニアモータ電流を増加させるにつれて溶鋼注入速度が低
くなる（鋳型の湯面レベルが下がる）。リレードライバ
27に通電して相順切換回路22のリレー接片を下方に駆動
すると「加速」の設定となり、リニアモータ電流を増加
させるにつれて溶鋼注入速度が高くなる（鋳型の湯面レ
ベルが上がる）。なお、第５図において、横軸は、リニ
アモータ3A,3Bの通電電流値を示し、縦軸は、リニアモ
ータによる駆動がないときのノズル３内の溶鋼速度Voff
に対する、リニアモータによる駆動があるときの溶鋼速
度Vonの比Vrを示す。

再度第１図を参照すると、リニアモータ3Aの下方に
は、湯面レベル（ビデオカメラ28からの湯面の距離）Ld
を検出するためのビデオカメラ28が設置されており、こ
れが、移動短辺13の、湯面が接する部位の画像を撮像し
てビデオ信号を信号処理回路29に与える。信号処理回路
29は、カラー画像データ処理により、湯面と移動短辺と
の接線（移動短辺の内面を撮像した画面では、高温色と
なる）を切り出して、その位置が画面の上，下方向のど
の位置にあるかを判定して距離Ldを算出し、これを示す
データをマイクロプロセッサ（以下CPUと称する）30に
与える。

タンディッシュ１の重量に対応するアナログ電圧を荷
重センサ31が発生し、これを信号処理回路32に与える。
信号処理回路32は、該信号を処理してタンディッシュ内
溶融金属量Ｗを示すデータをCPU30に与える。

CPU30には、更に、図示しない上位コンピュータ又は
操作盤より、スタート／エンド信号，速度データｆ（V
s），周期データTs,タンディッシュ内標準溶鋼量データ
W₀,鋳型の標準幅データWy₀,鋳型の設定幅データWyおよ
び目標レベルL₀（ビデオカメラ28からの湯面の距離の目
標値）が与えられると共に、分周器31より、速度を示す
パルス（パルス処理回路11の出力パルス）を分周したパ
ルスが与えられる。

CPU30は、標準幅Wy₀に対する設定幅Wyの比rw＝Wy/Wy₀
を算出し、タンディシュ内溶融金属量Ｗの、標準値W₀に
対する偏差dWを演算して、rwおよびdWに対応するPI制御
演算係数KpおよびKiを演算し、鋳造速度の変化率dv₀を
鋳造速度に比例するv₀に基づいて演算して、幅比痛およ
び変化率dv₀に対応する調整量Kd・rw・dv₀（Kdは係数）
を算出する。しかも、目標レベルL₀に対する信号処理回
路29が与える検出レベルLdの偏差dLを演算して、これに
基づいてPI制御演算（係数が上記KpおよびKi）してPI制
御調整量を算出し、PI制御調整量に前記調整量Kd・rw・
dv₀を加えて、偏差dLを零にするための鋳型内への溶鋼
の注入速度viを算出し、この速度viを得るためのリニア
モータ通電電流値を演算し、これをサイリスタコンバー
タ23の導通角（オンとする位相角）に変換して、導通角
を示す電圧データVfをD/Aコンバータ26に与える。D/Aコ
ンバータ26は、データVfをアナログ電圧Vfに変換してサ
イリスタドライバ25に与える。サイリスタドライバ25
は、３相のそれぞれにつき、ゼロクロス点を基点に、交
流電圧位相の増大に比例して漸増する電圧を発生してこ
れをアナログ電圧Vfと比較して、前者が後者に達すると
きにトリガーパルスを発生してコンバータ23のサイリス
タのゲートに印加する。該サイリスタは、このトリガー
パルスを受けると導通し次のゼロクロス点で非導通とな
る。

第4a図および第4b図にCPU30の制御動作を示す。まず
第4a図を参照する。電源が投入される（ステップ1:以
下、カッコ内ではステップという語を省略）というCPU3
0は、入出力ポートを待機状態の信号レベルに設定し、
内部レジスタ，カウンタ，タイマー等をクリアして、上
位コンピュータ又は操作盤に「レディ」信号を与える
（2A）。そして上位コンピータ又は操作盤より、制御デ
ータ（鋳造速度情報，演算定数，タイミング定数等、制
御上のパラメータを定めるデータ）やスタート信号等の
制御信号が送られて来るのを待ち、制御データが送られ
て来ると、それを読込んで、所定のレジスタ（内部RA
M）に書込む（2B）。

この実施例では、CPU30が鋳造速度目標値Vsを示すデ
ータをモータコントローラ10に与え、モータコントロー
ラ10がこのデータをラッチしてそれをアナログ電圧に変
換してモータドライバ９に与える。鋳造速度目標値Vs
は、引抜き開始時には、第6aにｆ（Vs）と示すように時
間をパラメータとして漸増させ、この漸増は時間Tsの周
期で行なうようにしている。引抜き開始まではVs＝０で
引抜き開始の終了時にはVsm（これが定常状態では鋳造
素度目標値）である。この０からVsmまでをTs単位で、
ｍ分割して、Ts経過毎の鋳造速度Vs₁〜Vsmを第6a図にｆ
（Vs）として示す正弦波状曲線を描くように定めてい
る。すなわち引抜き制御を安定かつ円滑に実現するよう
に、引抜き開始初期は低加速度で、中期は高加速度で、
終期は低加速度で鋳造速度を立上げるようにしている。
上位コンピュータ又は操作盤から、この速度データVs₁
〜Vsmと周期データTsがCPU30に送信され、CPU30はこれ
らのデータを、内部RAMの所定レジスタ（速度データテ
ーブルおよび周期レジスタ）に書込む。また、タンディ
ッシュ内溶鋼重量標準値データW₀,鋳型の標準幅データW
y₀,鋳型の設定幅データWyおよび湯面レベル目標値デー
タL₀も、上位コンピュータ又は操作盤から受信して所定
のレジスタに書込む（2B）。所要のデータの受信を終了
すると、CPU30は、スタート信号が到来するのを待つ
（４）。

なお、上位コンピュータ又は操作盤は、ベルト４間に
ダミーバーを保定し、鋳型に溶鋼の注入を開始してか
ら、鋳型内湯面レベルが湯面レベル目標値L₀になるまで
に、スタート信号をCPU30に与える。

スタート信号が到来すると、CPU30は、湯面検出レベ
ルLdを読んで、それが湯面レベル目標値L₀になるのを待
つ（41）。

湯面検出レベルLdが湯面レベル目標値L₀になると、CP
U30は、スタート（引抜き開始）信号を上位コンピュー
タ又は操作盤に送信して（42）、速度データテーブルを
データ読出しアドレスレジスタｊに、第１番の速度デー
タVs₁のアドレスを指定する１を書込む（43）。そして
割込INTを許可し（４）、タイマT₀（時間T₀の時限をと
るプログラムタイマ）をスタートする（５）。

次に、速度データテーブルのアドレスｊのデータを読
出し、それがエンド（Vsmまでの読出しを終了した）情
報であるかをチェックして（44）、エンド情報でない
と、アドレスｊのデータVj（ｊ＝１〜ｍ）を読出してモ
ータコントローラ10に出力し、ｊ＝１のときにはモータ
コントローラ10にモータ駆動スタートを指示する（45
A）。そしてタイマTsをスタートして（45B）、そのタイ
ムオーバを待ち（46）、タイムオーバするとレジスタｊ
の内容を１大きい値に更新して（47）、受信処理（48:
鋳造速度，鋳型幅，湯面レベル目標値等、制御上の変更
がある場合、ここで変更を読込む）を経て、速度データ
テーブルのアドレスｊのデータを読出し、それがエンド
（Vsmまでの読出しを終了した）情報であるかをチェッ
クして（44）、エンド情報でないと、アドレスｊのデー
タVj（ｊ＝１〜ｍ）を読出してモータコントローラ10に
出力する（45A）。以下同様に、速度データテーブルよ
り最高速度データVsm（定常時の鋳造速度目標値）を読
出してこれをモータコントローラ10に与えるまで、以上
の処理を繰返す。

これにより、モータコントローラ10には、データVs₁
〜Vsmが順次に、Tsの時間経過毎に更新して与えられ、
ベルト４の移動速度すなわち鋳造速度が第6a図にｆ（V
s）として示すように上昇する。なお、図示は省略した
が、移動短辺13のモータコントローラにも、CPU30が同
様に速度データを与えるので、移動短辺13もベルト４と
同じ速度となる。

速度データVsmを与えた後は、CPU30は速度データテー
ブルよりエンド情報を読出すので、以後はモータコント
ローラ10には新たなデータは与えず、モータコントロー
ラ10は、Vsmをラッチしたまま、Vsmを示すレベルの目標
速度電圧を継続してモータドライバ９に与える。

なお、鋳造速度を変更するときには、上位コンピュー
タ又は操作盤は、現在与えている鋳造速度目標値Vsm₁か
ら次に与える鋳造速度目標値Vsm₂までの所要増，減速特
性に基づいて、Ts間隔で更新すべき速度データを作成し
て、これらをCPU30に送信する。CPU30はこれをステップ
48で受信して、速度データテーブルに書込んでｊ＝１を
設定して、前述と同様にして、Ts周期でモータコントロ
ーラ10に新たな速度データを順次に与える。これによ
り、所要の変化特性で、鋳造速度が変更される。

ところで、鋳型内の湯面レベルが始めて目標値L₀に達
した時に割込INTを許可し（４）、タイマT₀をスタート
している（５）ので、まず、割込INTを許可したことに
より、文周器31が１パルスを発生する毎に、CPU30は、
第4b図に示す割込処理を実行する。

これを説明すると、分周期31が１パルスを発生する
と、タイマT₀をスタート（再スタート）して（10）、ス
テップ2B又は48（変更入力があった場合）で読込んでい
る鋳型標準幅Wy₀と鋳型設定幅Wyの比rw＝Wy/Wy₀を算出
してレジスタAcwyに込書む（29A）。次に、信号処理回
路32が与えるタンディシュ重量Ｗを読込んで、偏差dW＝
Ｗ−W₀（W₀は標準値）を算出してレジスタAcwに書込む
（29）。次にレジスタAcv₂の内容（前回のv₀読込値）を
レジスタAcv₁に書込んで（30）、A/D変換入力ポートADr
の電圧v₀をデジタル変換して読込んでレジスタAcv₂に書
込む（31）。そして変化率dv₀＝レジスタAcv₂の内容−
レジスタAcv₁の内容、を算出してレジスタAcvdに書込む
（32）。

次にCPU30は、湯面検出レベルLdおよび湯面目標レベ
ルL₀を読込む（11,12）。そして偏差dLを演算し、これ
をレジスタAcdに書込む（13,14）。次に、PI（比例積
分）制御の比例係数 Kp＝（Kp₀＋αｐ・dW）・rw を算出してレジスタAcpに書込む（33）。なお、Kp₀は標
準重量W₀のときの比例係数であり、この場合は定数であ
る。αｐは重量偏差dW対応の比例係数補正量を定める定
数、dWはレジスタAcwの内容（タンディッシュ重量偏
差）、rw＝Wy（鋳型の設定幅）/Wy₀（鋳型の標準幅）で
ある。次にPI制御の積分定数 Ki＝（Ki₀＋αｉ・dW）・rw を算出してレジスタAciに書込む（34）。なお、Ki₀は標
準重量W₀のときの積分係数であり、この場合は定数であ
る。αｉは重量偏差dW対応の積分係数補正量を定める定
数、である。

次にCPU30は、鋳造速度変化率対応の注入流量補正量K
d・rw・dv₀を算出してレジスタAcvcに書込む（35）。

CPU30は、次に、偏差dLに前述の比例定数Kp（レジス
タAcpの内容）を乗算してレジスタAc₃に書込む（15）。
次に、積算レジスタR₁〜Rnのデータを、Rn_-1のデータを
Rnに書込み、Rn_-2のデータをRn_-1に書込むという具合
に、一番古い（Rnの）データを捨てて、残ったデータを
レジスタR₂〜Rnに移して（16〜18）、空いたレジスタR₁
に、偏差dLに前記積分定数Ki（レジスタAciの内容）を
乗じた値を書込む（19）。そしてレジスタR₁〜Rnのデー
タの総和（補正値の積分量）をとって、レジスタAc₄に
書込む（20）。そしてPI制御の出力値に、鋳造速度変化
率対応の調整値を加えた、ノズル３内溶鋼所要速度（注
入流量） vi＝v₀＋Kp・dL＋ΣKi・dL＋Kd・rw・dv₀ を算出する（21）。次に、ノズル３内目標速度v₀（鋳造
目標速度に比例する）に対する所要速度viの比Vrを算出
してレジスタAc₅に書込み（22）、内部メモリに予め書
込んでいるデータテーブルより、Vrに対応するリニアモ
ータ電流データIiを読出してレジスタAc₆に書込む（2
3）。次に電流Iiをもたらす導通位相角データVfを、内
部メモリに予め書込んでいるデータテーブルより読出し
てレジスタAc₇に書込む（24）。そしてレジスタAc₃,Ac₄
およびAcvcのデータの和（目標注入流量v₀に対する補正
量）が正か負かを判定して（25）、すなわちリニアモー
タを加速すべきか減速すべきかを判定して、正（加速）
の場合には、リレードライバ27にＨを出力する（27）。
これにより相順切換回路22のリレー接片が下方に駆動さ
れて、リニアモータ3A,3Bはインバータ23に対して加速
（Ｚ方向で下向き駆動）接続となる。負（減速）の場合
には、リレードライバ27にＬを出力する（26）。これに
より相順切換回路22のリレー接片が第１図に示す位置と
なり、リニアモータ3A,3Bはインバータ23に対して減速
（Ｚ方向の上向き駆動）接続となる。次にCPU30は、レ
ジスタAc₇のデータVfをD/Aコンバータ26更新出力する
（28）。

以上により、リニアモータ3A,3Bの駆動方向と駆動力
が、検出値Ld,タンディッシュ内溶鋼量および鋳造速度
変化率に対応して補正されたことになる。

以上に説明した割込処理は、分周器31が１パルスを発
生する毎に実行され、レジスタAc₄には、過去ｎ回の割
込処理のそれぞれで得られた偏差値の、積分値が書込ま
れている。

タイマT₀の時限値T₀は、第２図に示す連続鋳造機の、
設計上予定された最低速度のときに分周器31が発生する
パルスの周期Tmよりもわずかに長い時間である。したが
って，直流モータ7,タゼネレータ8,パルス処理回路11お
よび分周器31が正常な場合には、タイマT₀がタイムオー
バする前に分周器31がパルスを発生するので、タイマT₀
がタイムオーバすることはない。したがって、定常状態
では第4b図に示す割込処理が繰返し実行される。

何らかの異常で、分周器31がT₀の間１回もパルスを発
生しないと、割込処理（第4b図）は実行されず、タイマ
T₀がタイムオーバし、CPU30は、第4a図のステップ６か
らステップ30に進んで、警報信号を上位コンピュータ又
は操作盤に与える（30A）。そしてタイマT₀をスタート
（再スタート）して（31A）、入力読取（Ａ）,PI制御の
出力値演算（Ｂ），位相角の減算（Ｃ），駆動方向の演
算（Ｄ）および出力（Ｅ）を実行してタイマT₀のタイム
オーバを待つ。これらの処理（Ａ〜Ｅ）の内容は、第4b
図に示すステップ11〜28の処理内容と同じである。した
がって、例えば、分周器31が全くパルスを発生しなくな
ると、T₀周期で、上述の処理が実行される。

なお、分周器31の発生パルスでPI制御のサンプリング
周期を定めるようにしているのは、鋳造速度が高いとき
には、サンプリング周期をそれに逆比例して短くするた
めである。分周器31がパルスを発生しなくなるような異
常時には、サンプリング周期はT₀で、比較的に長い一定
値となる。

移動短辺13の距離すなわち鋳型の幅を変更するときに
は、上位コンピュータ又は操作盤より、標準値データWy
₀と変更後の鋳型幅データWyがCPU30に与えられる。鋳型
幅変更に伴って鋳造速度も変更するときには、速度デー
タも与えられる。CPU30は、これらのデータをステップ4
8で受けて、受信したデータを、先のデータに代えて更
新読込みする。鋳造幅の変更があった場合、この読込み
を終了すると、次に到来する分周器31のパルスに応答し
た割込処理（第4b図）から、変更後の鋳型幅に対応した
比例係数 Kp＝（Kp₀＋αｐ・dw）・rw,積分係数 Ki＝（Ki₀＋αｉ・dw）・rw,および調整係数（Kd・rw）
でフィードバック制御演算が行なわれ、新たな鋳型幅に
対応したフィードバッグ制御出力viに基づいてノズル３
の注入流量が設定される。これにより、例えば鋳型幅が
標準値Wy₀からWyに変更されたとすると、湯面レベルが
目標値からずれたときの、それを補償するための注入流
量 Kp・dL＋ΣKi・dL＋Kd・rw・dv₀ が、標準値Wy₀のときのもののrw＝Wy/Wy₀倍となる。す
なわちあるレベル補差ΔＬに対しての、これを補償（０
にする）ための注入流量補償量が鋳型開口の大きさに対
応したものとなるので、鋳型幅が変わっても鋳型内湯面
レベルの変動特性は変わらず、安定かつ円滑なフィード
バック制御が行なわれ、湯面レベルが目標値L₀に維持さ
れる。

上位コンピュータ又は操作盤よりエンド信号が到来す
る（７）と、CPU30は、初期化（２）に戻る。すなわち
待機状態（リニアモータ停止）となる。

なお、上記実施例では、引抜き開始から定常連続鋳造
までの鋳造速度は、第6a図にｆ（Vs）で示すように正弦
波関数状に漸増させるようにしているが、これは第6b図
に示すようにランプ関数状としてもよく、また、第6c図
に示すように、三次関数状としてもよい。いずれにして
も、フィードバック湯面レベル制御に乱調をもたらさな
いように、滑らかな速度推移とする。

また、上記実施例では、注入流量調整手段としてリニ
アモータを使用しているが、これを従来公知のスライデ
ィングノズル又はそれと同等の機械的にノズル開口を絞
り調整するもの、あるいはその他の、流量を自動調整し
うる手段に変えてもよい。更には、上記実施例のように
リニアモータを用いる場合でも、電圧値調整による注入
流量の調整の代りに電流値調整又は周波数調整による注
入流量の調整を行なってもよい。一方、鋳造速度は、モ
ールドベルトの移動速度を検出して計測しているが、移
動短辺も同速度で移動するので、移動短辺の移動速度を
検出して鋳造速度を計測してもよい。

この実施例では以上のように、鋳型内湯面レベルLdが
湯面レベル目標値L₀になったときにベルト４および移動
短辺13の移動（引抜き）を開始し、かつ、鋳型内湯面レ
ベルを目標値L₀に維持するフィードバック湯面レベル制
御を開始するので、引抜き開始時点から湯面レベルが安
定して目標値L₀に維持される。引抜き開始時点から鋳造
速度が漸増するが、この間も該フィードバック湯面レベ
ル制御により、湯面レベルが安定して目標値L₀に維持さ
れる。

また、上記実施例では、湯面レベル偏差値dL,タンデ
ィッシュ内溶鋼量Ｗおよび鋳造速度変化率dv₀に対応し
て、鋳型への溶融金属の注入流量を調整するので、タン
ディッシュ内溶融金属レベル変動により鋳型内への注入
流量の変動が補償され、かつ、引抜き鋳造速度変更の過
渡期ならびに鋳造速度の変動時には、鋳造速度の変化に
対応する湯面レベル変動を相殺する調整が予見（先行）
的に実行される。したがって、鋳型内の湯面レベル制御
の応答性が高く、湯面レベルが一定値に安定して維持さ
れる。

〔発明の効果〕

以上の通り本発明によれば、湯面フィードバック制御
の、湯面レベル変動に対する応答速度が、鋳造幅の変更
にもかかわらず実質上一定となり、幅変更にもかかわら
ず応答性が高くかつ湯面レベルが一定値に安定して維持
する湯面レベル制御が実現する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を一態様で実施する装置構成を示すブロ
ック図である。第２図は第１図に示す連続鋳造機の外観を示す斜視図で
ある。第３図は第１図に示すリニアモータ3A,3Bの外観を示す
斜視図である。第4a図および第4b図は、第１図に示すマイクロプロセッ
サ30の制御動作を示すフローチヤートである。第５図は、リニアモータ3A,3Bの通電電流値と、ノズル
３内の溶鋼の速度との関係を示すグラフである。第6a図は、本発明の一実施例での、鋳造速度の推移を示
すタイムチヤート、第6b図および第6c図は、鋳造速度の
推移の他の例を示すタイムチヤートである。第７図は、連続鋳造機およびその湯面レベルを制御する
装置で構成されるシステムのブロック図である。 1:タンディッシュ（タンディッシュ） 2:溶鋼、3:偏平ノズル（ノズル） 3A,3B:リニアモータ（注入流量調整手段） 3As,3Bs:ステータコア、3Ac,3Bc:電気コイル 4:モールドベルト（鋳型） 5:駆動ローラ、6:減速機 7:直流電動機、8:タコゼネレータ 9:モータドライバ、10:モータコトローラ 11:パルス処理回路、12:F/Vコンバータ 13:移動短辺（鋳型）、 15:冷却パッド、16:小径分割ロール 17:鋳片、21:リニアモータの力率改善用のコンデンサ 22:相順切換回路、23:サイリスタインバータ 24:3相交流電源回路、25:サイリスタドライバ 26:D/Aコンバータ、27:リレードライバ 28:ビデオカメラ、29:信号処置回路 30:マイクロプロセッサ、31:荷重センサ 32:信号処理回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者金井則之大分県大分市大字西ノ洲１番地新日本製鐵株式會社大分製鐵所内 (72)発明者湯山英俊大分県大分市大字西ノ洲１番地新日本製鐵株式會社大分製鐵所内 (56)参考文献特開昭59−78763（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】タンディッシュからノズルを介して溶融金
属を、幅可変の薄スラブ鋳造用の鋳型に注入する連続鋳
造機における、前記ノズルに前記溶融金属の注入流量調
整手段を配置し、鋳型内の湯面レベルを検出して湯面レ
ベル目標値に対する検出湯面レベルの偏差値にフィード
バック演算係数およびフィードバック補償係数を乗じた
値に基づいて前記注入流量調整手段で注入流量を調整し
て鋳型内の湯面レベルを湯面レベル目標値に制御する湯
面制御方法において：前記フィードバッグ補償係数を、鋳型の幅に対応した値
に設定することを特徴とする、幅可変薄スラブ連続鋳造
機の湯面レベル制御方法。
【請求項２】鋳型の標準幅Wy₀のフィードバック補償係
数をK₀とし、鋳造時の鋳型の幅をWyとすると、幅Wyのと
きフィードバック補償係数ＫをK₀・Wy/Wy₀に設定する、
前記特許請求の範囲第（１）項記載の、幅可変薄スラブ
連続鋳造機の湯面レベル制御方法。