JPH09136149A - 連続鋳造機モールド内湯面レベル制御方法および装置 - Google Patents
連続鋳造機モールド内湯面レベル制御方法および装置Info
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- JPH09136149A JPH09136149A JP29125195A JP29125195A JPH09136149A JP H09136149 A JPH09136149 A JP H09136149A JP 29125195 A JP29125195 A JP 29125195A JP 29125195 A JP29125195 A JP 29125195A JP H09136149 A JPH09136149 A JP H09136149A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 タンディッシュ内溶鋼量変動などの発生する
非定常状態においてもモールド内の湯面レベル変動抑制
効果を定常時と変わらぬようにする。 【解決手段】 連続鋳造におけるモールド内の溶融金属
湯面レベルを、モールド湯面レベル計４と、設定湯面レ
ベルと湯面レベルとの偏差に応じて、タンディッシュに
設けられたスライディングノズルの開度指令を出力する
湯面レベル制御装置８と、開度指令を受けて前記スライ
ディングノズルの開度を調整しタンディッシュからの流
入溶鋼量を調整するスライディングノズル制御装置７と
を用いて制御するときに、流入溶鋼量の非線形特性を改
善するために、スライディングノズルの開度位置と流入
溶鋼量の関係を線形特性とする線形化補償器１０を湯面
レベル制御装置８の後段に配置することにより、非線形
制御対象の動作点の違いによる性能劣化のない制御系を
構成する。
非定常状態においてもモールド内の湯面レベル変動抑制
効果を定常時と変わらぬようにする。 【解決手段】 連続鋳造におけるモールド内の溶融金属
湯面レベルを、モールド湯面レベル計４と、設定湯面レ
ベルと湯面レベルとの偏差に応じて、タンディッシュに
設けられたスライディングノズルの開度指令を出力する
湯面レベル制御装置８と、開度指令を受けて前記スライ
ディングノズルの開度を調整しタンディッシュからの流
入溶鋼量を調整するスライディングノズル制御装置７と
を用いて制御するときに、流入溶鋼量の非線形特性を改
善するために、スライディングノズルの開度位置と流入
溶鋼量の関係を線形特性とする線形化補償器１０を湯面
レベル制御装置８の後段に配置することにより、非線形
制御対象の動作点の違いによる性能劣化のない制御系を
構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、連続鋳造機のモー
ルド内湯面レベルを制御する方法および装置に関する。
ルド内湯面レベルを制御する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】連続鋳造においてモールドの溶鋼レベル
制御は、安定操業上のみならず鋳片の品質確保上も重要
なことである。
制御は、安定操業上のみならず鋳片の品質確保上も重要
なことである。
【０００３】従来、連続鋳造機のモールド内湯面レベル
制御としては、一般にはＰＩＤ制御が用いられている
が、連続鋳造機のモールド内湯面レベル制御系は非線形
特性を有している。特に、タンディッシュからモールド
内への溶鋼供給量調整手段としてスライディングノズル
を用いる場合には、通常操作量となるスライディングノ
ズル開度位置とモールド内への供給流入溶鋼量の関係は
線形ではなく、タンディッシュ内溶鋼ヘッド高さとスラ
イディングノズル開度位置の２変数の非線形関数によっ
てモールド内への供給流入溶鋼量が定まる。
制御としては、一般にはＰＩＤ制御が用いられている
が、連続鋳造機のモールド内湯面レベル制御系は非線形
特性を有している。特に、タンディッシュからモールド
内への溶鋼供給量調整手段としてスライディングノズル
を用いる場合には、通常操作量となるスライディングノ
ズル開度位置とモールド内への供給流入溶鋼量の関係は
線形ではなく、タンディッシュ内溶鋼ヘッド高さとスラ
イディングノズル開度位置の２変数の非線形関数によっ
てモールド内への供給流入溶鋼量が定まる。
【０００４】従って、ＰＩＤ制御のパラメータは、定常
鋳込み状態、すなわちタンディッシュ内溶鋼量一定、鋳
片引き抜き速度一定の状態にあわせて最適チューニング
される。これは定常状態では近似的な線形特性が成立す
ると見なせるからである。しかしながら、操業中におい
てはタンディッシュに溶鋼を供給する溶鋼鍋交換による
タンディッシュ内溶鋼量変動や、鋳片引き抜き速度の変
更など非定常作業が必ず入る上、鋳造末期のタンディッ
シュ内溶鋼量は供給がなくなるため減少する一方であ
り、鋳片引き抜き速度も大幅に低下させていく。このよ
うな状況においては、定常鋳込み状態で仮定していたス
ライディングノズル開度位置とモールド内への供給流入
溶鋼量の線形関係から大きく外れた状態での制御となる
ため、湯面レベル制御性能は大きく劣化することは免れ
られない。
鋳込み状態、すなわちタンディッシュ内溶鋼量一定、鋳
片引き抜き速度一定の状態にあわせて最適チューニング
される。これは定常状態では近似的な線形特性が成立す
ると見なせるからである。しかしながら、操業中におい
てはタンディッシュに溶鋼を供給する溶鋼鍋交換による
タンディッシュ内溶鋼量変動や、鋳片引き抜き速度の変
更など非定常作業が必ず入る上、鋳造末期のタンディッ
シュ内溶鋼量は供給がなくなるため減少する一方であ
り、鋳片引き抜き速度も大幅に低下させていく。このよ
うな状況においては、定常鋳込み状態で仮定していたス
ライディングノズル開度位置とモールド内への供給流入
溶鋼量の線形関係から大きく外れた状態での制御となる
ため、湯面レベル制御性能は大きく劣化することは免れ
られない。
【０００５】このような問題に対して、例えば特開昭６
４−５３７４７号公報においては、スライディングノズ
ルを用いる場合のモールド内への溶鋼供給量とタンディ
ッシュ内溶鋼ヘッド高さ、スライディングノズル開度位
置の関係式を用いて、ＰＩＤ制御の主にＰゲインを変更
する方法で解決を試みている。この方法においてはスラ
イディングノズル開度面積とモールド内への溶鋼供給量
が比例することを利用しスライディングノズル開度面積
のスライディングノズル開度位置による微分値を用いて
動作点ごとの流量ゲインを求め、この値からループゲイ
ンが常に一定になるようにＰＩＤ制御のＰゲインを変更
している。
４−５３７４７号公報においては、スライディングノズ
ルを用いる場合のモールド内への溶鋼供給量とタンディ
ッシュ内溶鋼ヘッド高さ、スライディングノズル開度位
置の関係式を用いて、ＰＩＤ制御の主にＰゲインを変更
する方法で解決を試みている。この方法においてはスラ
イディングノズル開度面積とモールド内への溶鋼供給量
が比例することを利用しスライディングノズル開度面積
のスライディングノズル開度位置による微分値を用いて
動作点ごとの流量ゲインを求め、この値からループゲイ
ンが常に一定になるようにＰＩＤ制御のＰゲインを変更
している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来例としてあげた特開昭６４−５３７４７号公報におい
ては、ＰＩＤ制御のＰゲインのみを変更することから、
タンディッシュからモールド内へ供給する溶鋼量と鋳片
引き抜き速度による溶鋼量とが平衡するためのスライデ
ィングノズル開度位置がずれていくため、動作点補償を
加えなければならないが、これはフィードバックループ
内の積分補償要素にゆだねられるため応答が遅いという
問題があった。
来例としてあげた特開昭６４−５３７４７号公報におい
ては、ＰＩＤ制御のＰゲインのみを変更することから、
タンディッシュからモールド内へ供給する溶鋼量と鋳片
引き抜き速度による溶鋼量とが平衡するためのスライデ
ィングノズル開度位置がずれていくため、動作点補償を
加えなければならないが、これはフィードバックループ
内の積分補償要素にゆだねられるため応答が遅いという
問題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような問題
に鑑みなされたもので、第１の発明は、連続鋳造におけ
るモールド内の湯面レベル制御方法において、設定湯面
レベルと測定された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ライディングノズルの開度指令
による湯面レベル制御とタンディッシュからの流入溶鋼
量を調整するスライディングノズル制御を行なうに際し
て、タンディッシュ内の溶鋼のスライディングノズルか
らの高さと前記スライディングノズル開度から定まる流
入溶鋼量の非線形特性の関数の逆関数を演算し、前記ス
ライディングノズルの開度位置と流入溶鋼量との関係を
線形特性として制御することを特徴とするモールド内湯
面レベル制御方法である。
に鑑みなされたもので、第１の発明は、連続鋳造におけ
るモールド内の湯面レベル制御方法において、設定湯面
レベルと測定された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ライディングノズルの開度指令
による湯面レベル制御とタンディッシュからの流入溶鋼
量を調整するスライディングノズル制御を行なうに際し
て、タンディッシュ内の溶鋼のスライディングノズルか
らの高さと前記スライディングノズル開度から定まる流
入溶鋼量の非線形特性の関数の逆関数を演算し、前記ス
ライディングノズルの開度位置と流入溶鋼量との関係を
線形特性として制御することを特徴とするモールド内湯
面レベル制御方法である。
【０００８】第２の発明は、連続鋳造におけるモールド
内の湯面レベルを、モールド湯面レベル計と、設定湯面
レベルと湯面レベルとの偏差に応じてタンディッシュに
設けられたスライディングノズルの開度指令を出力する
湯面レベル制御装置と、前記開度指令を受けて前記スラ
イディングノズルの開度を調整し前記タンディッシュか
らの流入溶鋼量を調整するスライディングノズル制御装
置とを用いて制御するモールド内湯面レベル制御装置に
おいて、タンディッシュ内の溶鋼のスライディングノズ
ルからの高さ検出手段による前記高さと前記スライディ
ングノズル開度から定まる流入溶鋼量の非線形特性を線
形特性とする線形化補償器を、前記湯面レベル制御装置
の後段に配置したことを特徴とするモールド内湯面レベ
ル制御装置である。
内の湯面レベルを、モールド湯面レベル計と、設定湯面
レベルと湯面レベルとの偏差に応じてタンディッシュに
設けられたスライディングノズルの開度指令を出力する
湯面レベル制御装置と、前記開度指令を受けて前記スラ
イディングノズルの開度を調整し前記タンディッシュか
らの流入溶鋼量を調整するスライディングノズル制御装
置とを用いて制御するモールド内湯面レベル制御装置に
おいて、タンディッシュ内の溶鋼のスライディングノズ
ルからの高さ検出手段による前記高さと前記スライディ
ングノズル開度から定まる流入溶鋼量の非線形特性を線
形特性とする線形化補償器を、前記湯面レベル制御装置
の後段に配置したことを特徴とするモールド内湯面レベ
ル制御装置である。
【０００９】第３の発明は、前記スライディングノズル
開度位置と線形化係数を用いて、引き抜き速度変化量と
鋳片サイズとの関係から逆算した結果を、スライディン
グノズル開度変更のフィードフォワード量として、湯面
レベル制御工程の出力に加算して線形化工程に与えるこ
とを特徴とする前記第１の発明記載のモールド内湯面レ
ベル制御方法である。
開度位置と線形化係数を用いて、引き抜き速度変化量と
鋳片サイズとの関係から逆算した結果を、スライディン
グノズル開度変更のフィードフォワード量として、湯面
レベル制御工程の出力に加算して線形化工程に与えるこ
とを特徴とする前記第１の発明記載のモールド内湯面レ
ベル制御方法である。
【００１０】第４の発明は、前記スライディングノズル
開度位置と線形化係数を用いて、引き抜き速度変化検出
手段による前記速度変化の量と鋳片サイズとの関係から
逆算した結果を、スライディングノズル開度変更のフィ
ードフォワード量として、湯面レベル制御装置の出力に
加算して線形化補償器に与える手段を備えたことを特徴
とする前記第２の発明記載のモールド内湯面レベル制御
装置である。
開度位置と線形化係数を用いて、引き抜き速度変化検出
手段による前記速度変化の量と鋳片サイズとの関係から
逆算した結果を、スライディングノズル開度変更のフィ
ードフォワード量として、湯面レベル制御装置の出力に
加算して線形化補償器に与える手段を備えたことを特徴
とする前記第２の発明記載のモールド内湯面レベル制御
装置である。
【００１１】本発明は上記のように制御系を構成したの
で、鋼鍋交換によるタンディッシュ内溶鋼量変動、鋳片
引き抜き速度の変更、鋳造末期などの非定常作業状況に
おいても、定常時と変わらぬ湯面レベル制御の性能を保
持する制御系が構成できる。
で、鋼鍋交換によるタンディッシュ内溶鋼量変動、鋳片
引き抜き速度の変更、鋳造末期などの非定常作業状況に
おいても、定常時と変わらぬ湯面レベル制御の性能を保
持する制御系が構成できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施例を詳細に説明する。まず最初の方法と装置の発明に
ついて示す。
施例を詳細に説明する。まず最初の方法と装置の発明に
ついて示す。
【００１３】図２は本発明が適用される連続鋳造機のモ
ールド周辺部の縦断面図である。タンディッシュ１に満
たされた溶鋼２は、タンディッシュ底部に設置されたス
ライディングノズル３の開度位置で定まる開度に応じて
浸漬ノズル９を経てモールド５へ注入される。このと
き、タンディッシュ１の溶鋼重量は、ダンディッシュ内
溶鋼重量検出器１２で検出され、タンディッシュ内の溶
鋼のスライディングノズルからの高さ変換器１３を経由
して、タンディッシュ内の溶鋼のスライディングノズル
からの高さとして線形化補償器１０に出力される。
ールド周辺部の縦断面図である。タンディッシュ１に満
たされた溶鋼２は、タンディッシュ底部に設置されたス
ライディングノズル３の開度位置で定まる開度に応じて
浸漬ノズル９を経てモールド５へ注入される。このと
き、タンディッシュ１の溶鋼重量は、ダンディッシュ内
溶鋼重量検出器１２で検出され、タンディッシュ内の溶
鋼のスライディングノズルからの高さ変換器１３を経由
して、タンディッシュ内の溶鋼のスライディングノズル
からの高さとして線形化補償器１０に出力される。
【００１４】モールド５へ注入された溶鋼はモールド側
壁から冷却され表面から凝固しつつ下方へ引き抜かれて
いく。このときの引き抜き速度は、ピンチロール速度検
出器等を用いてほぼ一定に制御される。モールド内に注
入される溶鋼量は前述の如くスライディングノズル３の
開度に応じて定まるが、このスライディングノズルはス
ライディングノズル制御装置であるアクチュエータ７に
よって駆動される。また湯面レベル制御装置８は、通常
は湯面レベル計４から連続的に信号を受取りアクチュエ
ータ７に指令値をおくるように設計された制御器で、Ｐ
ＩＤ制御や最適制御、またＨ∞制御、μ−設計法などに
より設計された高次の動的補償器などの線形制御理論に
基づくものである。
壁から冷却され表面から凝固しつつ下方へ引き抜かれて
いく。このときの引き抜き速度は、ピンチロール速度検
出器等を用いてほぼ一定に制御される。モールド内に注
入される溶鋼量は前述の如くスライディングノズル３の
開度に応じて定まるが、このスライディングノズルはス
ライディングノズル制御装置であるアクチュエータ７に
よって駆動される。また湯面レベル制御装置８は、通常
は湯面レベル計４から連続的に信号を受取りアクチュエ
ータ７に指令値をおくるように設計された制御器で、Ｐ
ＩＤ制御や最適制御、またＨ∞制御、μ−設計法などに
より設計された高次の動的補償器などの線形制御理論に
基づくものである。
【００１５】また湯面レベル制御装置８からの指令値は
本発明においては、線形化演算補償をするための線形化
補償器１０に与えらる。また、線形化補償器１０は、湯
面レベル制御装置８からの指令値のほかに、タンディッ
シュ内溶鋼重量検出器１２からタンディッシュ内の溶鋼
のスライディングノズルからの高さ変換器１３を経由し
て得られる溶鋼高さを取り込み、出力演算され前記指令
値と同時にアクチュエータ７に与えられる。
本発明においては、線形化演算補償をするための線形化
補償器１０に与えらる。また、線形化補償器１０は、湯
面レベル制御装置８からの指令値のほかに、タンディッ
シュ内溶鋼重量検出器１２からタンディッシュ内の溶鋼
のスライディングノズルからの高さ変換器１３を経由し
て得られる溶鋼高さを取り込み、出力演算され前記指令
値と同時にアクチュエータ７に与えられる。
【００１６】スライディングノズル開口部を通ってタン
ディッシュからモールド内へ流れる流入溶鋼量ｑｔは、
スライディングノズル部の開口面積Ａｔ、タンディッシ
ュ内の溶鋼のスライディングノズルからの高さをｈとす
ると、次式で記述される。
ディッシュからモールド内へ流れる流入溶鋼量ｑｔは、
スライディングノズル部の開口面積Ａｔ、タンディッシ
ュ内の溶鋼のスライディングノズルからの高さをｈとす
ると、次式で記述される。
【００１７】 ｑｔ ＝ α・（２ｇｈ）1/2 ・Ａｔ ……（１） α：定数，ｇ：重力加速度 また、スライディングノズル部の開口面積Ａｔは、スラ
イディングノズル開度位置ｕ、スライディングノズル半
径ｒ、を用いて次式で記述される。
イディングノズル開度位置ｕ、スライディングノズル半
径ｒ、を用いて次式で記述される。
【００１８】 Ａｔ ＝ ２ｒ2 ｃｏｓ-1ｘ−２ｒ2 ｘ・（１−ｘ2 ）1/2 ……（２） 但し、ｘ ＝ １−ｕ／（２・ｒ）
【００１９】図１に、本発明によるモールド内湯面レベ
ル制御系のブロック図を示す。湯面レベル制御をするた
めの湯面レベル制御装置８、線形化演算をするための線
形化補償器１０、スライディングノズル制御をするため
のスライディングノズル制御装置（アクチュエータ）
７、関数演算をするための関数演算器（ｆ（ｕ，ｈ））
１１、モールド５および湯面レベル計４とから成り、こ
れらがフィードバックされた系となっている。また、線
形化補償器１０と関数器（ｆ（ｕ，ｈ））１１にはタン
ディシュ内の溶鋼のスライディングノズルからの高さｈ
の情報が入り、またこの系の外乱として引き抜き速度変
動が入ることになる。このモールド内湯面レベル制御系
は、算出されるモールドへの流入溶鋼量を、引き抜き溶
鋼量とバランスさせるものである。
ル制御系のブロック図を示す。湯面レベル制御をするた
めの湯面レベル制御装置８、線形化演算をするための線
形化補償器１０、スライディングノズル制御をするため
のスライディングノズル制御装置（アクチュエータ）
７、関数演算をするための関数演算器（ｆ（ｕ，ｈ））
１１、モールド５および湯面レベル計４とから成り、こ
れらがフィードバックされた系となっている。また、線
形化補償器１０と関数器（ｆ（ｕ，ｈ））１１にはタン
ディシュ内の溶鋼のスライディングノズルからの高さｈ
の情報が入り、またこの系の外乱として引き抜き速度変
動が入ることになる。このモールド内湯面レベル制御系
は、算出されるモールドへの流入溶鋼量を、引き抜き溶
鋼量とバランスさせるものである。
【００２０】モールド内へ流れる流入溶鋼量ｑｔは上述
のように、スライディングノズル開度位置ｕとタンディ
ッシュ内の溶鋼のスライディングノズルからの高さｈの
関数であり、これをｆ（ｕ，ｈ）とすると、一般には引
き抜き速度一定の定常操業状態でのスライディングノズ
ル開度位置ｕ0 とタンディッシュ内の溶鋼のスライディ
ングノズルからの高さｈ0 に対して、定数Ｃv を Ｃv ＝ ｆ（ｕ0 ，ｈ0 ）／ｕ0 ……（３） として、近似的に Δｑｔ ＝ Ｃv ・Δｕ ……（４） のようなプロセスの線形化モデルを定めて制御系を構築
する。ただし、Δｑｔは、（ｕ0 ，ｈ0 ）で定まる定常
流入溶鋼量ｆ（ｕ0 ，ｈ0 ）からの変化流量を示し、Δ
ｕはｕ0 からの変化量を示す。この場合の問題点は溶鋼
鍋交換時や操業末期などの非定常作業においては仮定し
た動作点（ｕ0 ，ｈ0 ）から大きく外れることが避けら
れず、従って、Ｃv の値も大きく変わる。そこで本発明
ではｆ（ｕ，ｈ）の逆関数を用いて（４）式が常時成立
するように線形化演算を行なうための線形化補償器１０
を設置する。
のように、スライディングノズル開度位置ｕとタンディ
ッシュ内の溶鋼のスライディングノズルからの高さｈの
関数であり、これをｆ（ｕ，ｈ）とすると、一般には引
き抜き速度一定の定常操業状態でのスライディングノズ
ル開度位置ｕ0 とタンディッシュ内の溶鋼のスライディ
ングノズルからの高さｈ0 に対して、定数Ｃv を Ｃv ＝ ｆ（ｕ0 ，ｈ0 ）／ｕ0 ……（３） として、近似的に Δｑｔ ＝ Ｃv ・Δｕ ……（４） のようなプロセスの線形化モデルを定めて制御系を構築
する。ただし、Δｑｔは、（ｕ0 ，ｈ0 ）で定まる定常
流入溶鋼量ｆ（ｕ0 ，ｈ0 ）からの変化流量を示し、Δ
ｕはｕ0 からの変化量を示す。この場合の問題点は溶鋼
鍋交換時や操業末期などの非定常作業においては仮定し
た動作点（ｕ0 ，ｈ0 ）から大きく外れることが避けら
れず、従って、Ｃv の値も大きく変わる。そこで本発明
ではｆ（ｕ，ｈ）の逆関数を用いて（４）式が常時成立
するように線形化演算を行なうための線形化補償器１０
を設置する。
【００２１】今、関数ｆ1 （ｈ）、ｆ2 （ｕ）を以下の
ように定める。 ｆ1 （ｈ）＝α・（２ｇｈ）1/2 ……（５） ｆ2 （ｕ）＝２ｒ2 ｃｏｓ-1ｘ−２ｒ2 ｘ・（１−ｘ2 ）1/2 ……（６） 但し、ｘは（２）におけるｘと同じである。このときｆ
（ｕ，ｈ）は ｆ（ｕ，ｈ） =ｆ1 （ｈ）ｆ2 （ｕ） ……（７） と表現できる。これに対して、線形化補償の関数ＬＮ
（ｕ，ｈ）を以下のように定める。 ＬＮ（ｕ，ｈ）＝ｆ2 -1（Ｃv ／ｆ1 （ｈ）） ……（８）
ように定める。 ｆ1 （ｈ）＝α・（２ｇｈ）1/2 ……（５） ｆ2 （ｕ）＝２ｒ2 ｃｏｓ-1ｘ−２ｒ2 ｘ・（１−ｘ2 ）1/2 ……（６） 但し、ｘは（２）におけるｘと同じである。このときｆ
（ｕ，ｈ）は ｆ（ｕ，ｈ） =ｆ1 （ｈ）ｆ2 （ｕ） ……（７） と表現できる。これに対して、線形化補償の関数ＬＮ
（ｕ，ｈ）を以下のように定める。 ＬＮ（ｕ，ｈ）＝ｆ2 -1（Ｃv ／ｆ1 （ｈ）） ……（８）
【００２２】このとき、定めた線形化補償関数ＬＮ
（ｕ，ｈ）を線形化補償器１０の関数として湯面レベル
制御装置とスライディングノズル制御装置との間に線形
化補償器１０を配置すれば，新たな湯面レベル制御装置
とスライディングノズル制御装置との操作量は線形特性
ｖとなり、流入溶鋼量ｑｔとの関係は、 ｑｔ＝Ｃv ｖ ……（９） のように厳密に線形化できる。従って、この線形化演算
を行なうための線形化補償器１０を配置すればタンディ
ッシュ内の溶鋼量が大きく変化したり、スライディング
ノズル開度位置が定常位置から大きくはずれる非定常操
業時においても、開度指令値からモールド内へ流れ込む
流入溶鋼量の関係は、常に線形関係が成立することとな
る。尚、（８）式のｆ2 -1はｆ2 （ｕ）の２次以上の多
項式近似を用いても線形化効果は高い。
（ｕ，ｈ）を線形化補償器１０の関数として湯面レベル
制御装置とスライディングノズル制御装置との間に線形
化補償器１０を配置すれば，新たな湯面レベル制御装置
とスライディングノズル制御装置との操作量は線形特性
ｖとなり、流入溶鋼量ｑｔとの関係は、 ｑｔ＝Ｃv ｖ ……（９） のように厳密に線形化できる。従って、この線形化演算
を行なうための線形化補償器１０を配置すればタンディ
ッシュ内の溶鋼量が大きく変化したり、スライディング
ノズル開度位置が定常位置から大きくはずれる非定常操
業時においても、開度指令値からモールド内へ流れ込む
流入溶鋼量の関係は、常に線形関係が成立することとな
る。尚、（８）式のｆ2 -1はｆ2 （ｕ）の２次以上の多
項式近似を用いても線形化効果は高い。
【００２３】図３、図４は、一定速度での引き抜き鋳造
時に溶鋼鍋交換時のタンディッシュ内溶鋼量が変化する
場合を想定したモールド内湯面レベル制御のシミュレー
ション結果である。図３は通常のＰＩ制御による場合で
あり図３（１）はタンディッシュ内の溶鋼のスライディ
ングノズルからの高さの時間変化を示している。また図
３の（２）はこのようなタンディッシュ内溶鋼量の変化
に伴い、モールド内の湯面レベルがどのように変動する
かを示している。図４は本発明の非線形補償を施した場
合の同様のシミュレーション結果で図３と同様にそれぞ
れ、図４（１）はタンディッシュ内の溶鋼のスライディ
ングノズルからの高さの時間変化、図４（２）はタンデ
ィッシュ内溶鋼量の変化時のモールド内湯面レベルを示
している。図から明らかなように、非線形補償を施した
制御系ではほとんど湯面変動が見られないことがわか
る。
時に溶鋼鍋交換時のタンディッシュ内溶鋼量が変化する
場合を想定したモールド内湯面レベル制御のシミュレー
ション結果である。図３は通常のＰＩ制御による場合で
あり図３（１）はタンディッシュ内の溶鋼のスライディ
ングノズルからの高さの時間変化を示している。また図
３の（２）はこのようなタンディッシュ内溶鋼量の変化
に伴い、モールド内の湯面レベルがどのように変動する
かを示している。図４は本発明の非線形補償を施した場
合の同様のシミュレーション結果で図３と同様にそれぞ
れ、図４（１）はタンディッシュ内の溶鋼のスライディ
ングノズルからの高さの時間変化、図４（２）はタンデ
ィッシュ内溶鋼量の変化時のモールド内湯面レベルを示
している。図から明らかなように、非線形補償を施した
制御系ではほとんど湯面変動が見られないことがわか
る。
【００２４】次の、方法と装置の発明では、最初の方法
と装置の発明で実現された線形化特性のもとではスライ
ディングノズル開度と流入溶鋼量の関係が線形であるこ
とを利用する。図５に示したブロック図は、ピンチロー
ル速度検出器等から、定常鋳片引き抜き速度からの速度
変化量と、鋳片サイズと線形化係数Ｃv とから流入溶鋼
変化量をもとめ、スライディングノズル開度補正量とし
て逆算するための手段１４を設け、その結果をフィード
フォワードとして線形化補償器１０に与えたときのもの
である。これにより、速度変化に伴うスライディングノ
ズル補正演算が正確にかつ、速度変化と同時に行うこと
が可能となる。
と装置の発明で実現された線形化特性のもとではスライ
ディングノズル開度と流入溶鋼量の関係が線形であるこ
とを利用する。図５に示したブロック図は、ピンチロー
ル速度検出器等から、定常鋳片引き抜き速度からの速度
変化量と、鋳片サイズと線形化係数Ｃv とから流入溶鋼
変化量をもとめ、スライディングノズル開度補正量とし
て逆算するための手段１４を設け、その結果をフィード
フォワードとして線形化補償器１０に与えたときのもの
である。これにより、速度変化に伴うスライディングノ
ズル補正演算が正確にかつ、速度変化と同時に行うこと
が可能となる。
【００２５】図６、図７は鋳片引き抜き速度がステップ
上に変化した場合のモールド内湯面レベル制御のシミュ
レーション結果である。図６は通常のＰＩ制御による場
合であり図６（１）は鋳片引き抜き速度の時間変化を示
している。また図６の（２）はこのような鋳片引き抜き
速度の変化に伴い、モールド内の湯面レベルがどのよう
に変動するかを示している。図７は本発明の非線形補償
に鋳片引き抜き速度のフィードフォワードを付加した場
合の同様のシミュレーション結果で図６と同様にそれぞ
れ、図７（１）は鋳片引き抜き速度の時間変化、図７
（２）はモールド内湯面レベルを示している。図から明
らかなように、非線形補償に鋳片引き抜き速度のフィー
ドフォワードを付加した制御系では、ＰＩ制御時に比べ
湯面レベル変動量が１／３程度に抑制されることが分か
る。
上に変化した場合のモールド内湯面レベル制御のシミュ
レーション結果である。図６は通常のＰＩ制御による場
合であり図６（１）は鋳片引き抜き速度の時間変化を示
している。また図６の（２）はこのような鋳片引き抜き
速度の変化に伴い、モールド内の湯面レベルがどのよう
に変動するかを示している。図７は本発明の非線形補償
に鋳片引き抜き速度のフィードフォワードを付加した場
合の同様のシミュレーション結果で図６と同様にそれぞ
れ、図７（１）は鋳片引き抜き速度の時間変化、図７
（２）はモールド内湯面レベルを示している。図から明
らかなように、非線形補償に鋳片引き抜き速度のフィー
ドフォワードを付加した制御系では、ＰＩ制御時に比べ
湯面レベル変動量が１／３程度に抑制されることが分か
る。
【００２６】
【発明の効果】以上説明してきたように、第一および第
二の発明によれば、溶鋼鍋交換時や鋳込終了時などのよ
うに、タンディッシュ内溶鋼量変動などの発生する非定
常状態においても湯面レベル制御系の持つ非線形特性が
線形化されるためモールド内の湯面レベル変動抑制効果
を定常時と変わらぬようにすることができる。
二の発明によれば、溶鋼鍋交換時や鋳込終了時などのよ
うに、タンディッシュ内溶鋼量変動などの発生する非定
常状態においても湯面レベル制御系の持つ非線形特性が
線形化されるためモールド内の湯面レベル変動抑制効果
を定常時と変わらぬようにすることができる。
【００２７】また、第三および第四の発明によれば、鋳
片引き抜き速度変更に伴うスライディングノズル開度補
正量を正確に求めることができ、これをフィードフォワ
ードとして活用することから、速やかな補正がなされ湯
面変動量を大幅に抑制することができる。
片引き抜き速度変更に伴うスライディングノズル開度補
正量を正確に求めることができ、これをフィードフォワ
ードとして活用することから、速やかな補正がなされ湯
面変動量を大幅に抑制することができる。
【００２８】この結果操業中のあらゆる局面で湯面レベ
ル変動を同じように抑制できることとなり、非常に安定
した操業を実現し、歩留まりの向上が図れると同時に、
良好な鋳片品質を保つ効果がある。
ル変動を同じように抑制できることとなり、非常に安定
した操業を実現し、歩留まりの向上が図れると同時に、
良好な鋳片品質を保つ効果がある。
【図１】第一および第二の発明における、モールド内湯
面レベル制御系のブロック図である。
面レベル制御系のブロック図である。
【図２】本発明の一例としての連続鋳造機の基本構成を
示す縦断面図である。
示す縦断面図である。
【図３】タンディッシュ内の溶鋼量が変化した場合のモ
ールド内湯面レベル変動を示すグラフである。
ールド内湯面レベル変動を示すグラフである。
【図４】本発明によるタンディッシュ内の溶鋼量が変化
した場合のモールド内湯面レベル変動を示すグラフであ
る。
した場合のモールド内湯面レベル変動を示すグラフであ
る。
【図５】本願にかかる第三および第四の発明における、
モールド内湯面レベル制御系のブロック図である。
モールド内湯面レベル制御系のブロック図である。
【図６】従来技術における引き抜き速度変動が変化した
場合のモールド内湯面レベル変動を示す図である。
場合のモールド内湯面レベル変動を示す図である。
【図７】本発明における引き抜き速度変動が変化した場
合のモールド内湯面レベル変動を示す図である。
合のモールド内湯面レベル変動を示す図である。
１ タンディッシュ ２ 溶鋼 ３ スライディングノズル ４ 湯面レベル計 ５ モールド ６ 鋳片 ７ アクチュエータ（スライディングノズル制御装置） ８ 制御装置 ９ 浸漬ノズル １０ 線形化補償器 １１ 関数器（ｆ（ｕ，ｈ）） １２ ダンディッシュ内溶鋼重量検出器 １３ タンディッシュ内の溶鋼のスライディングノズル
からの高さ変換器 １４ 逆算手段
からの高さ変換器 １４ 逆算手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山岡 祐一 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 岡 良徳 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 連続鋳造におけるモールド内の湯面レベ
ル制御方法において、設定湯面レベルと測定された湯面
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
ライディングノズルの開度指令による湯面レベル制御と
タンディッシュからの流入溶鋼量を調整するスライディ
ングノズル制御を行なうに際して、タンディッシュ内の
溶鋼のスライディングノズルからの高さと前記スライデ
ィングノズル開度から定まる流入溶鋼量の非線形特性の
関数の逆関数を演算し、前記スライディングノズルの開
度位置と流入溶鋼量との関係を線形特性として制御する
ことを特徴とするモールド内湯面レベル制御方法。 - 【請求項２】 連続鋳造におけるモールド内の湯面レベ
ルを、モールド湯面レベル計と、設定湯面レベルと湯面
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
ライディングノズルの開度指令を出力する湯面レベル制
御装置と、前記開度指令を受けて前記スライディングノ
ズルの開度を調整し前記タンディッシュからの流入溶鋼
量を調整するスライディングノズル制御装置とを用いて
制御するモールド内湯面レベル制御装置において、タン
ディッシュ内の溶鋼のスライディングノズルからの高さ
検出手段による前記高さと前記スライディングノズル開
度から定まる流入溶鋼量の非線形特性を線形特性とする
線形化補償器を、前記湯面レベル制御装置の後段に配置
したことを特徴とするモールド内湯面レベル制御装置。 - 【請求項３】 前記スライディングノズル開度位置と線
形化係数を用いて、引き抜き速度変化量と鋳片サイズと
の関係から逆算した結果を、スライディングノズル開度
変更のフィードフォワード量として、湯面レベル制御工
程の出力に加算して線形化工程に与えることを特徴とす
る請求項１記載のモールド内湯面レベル制御方法。 - 【請求項４】 前記スライディングノズル開度位置と線
形化係数を用いて、引き抜き速度変化検出手段による前
記速度変化の量と鋳片サイズとの関係から逆算した結果
を、スライディングノズル開度変更のフィードフォワー
ド量として、湯面レベル制御装置の出力に加算して線形
化補償器に与える手段を備えたことを特徴とする請求項
２記載のモールド内湯面レベル制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29125195A JPH09136149A (ja) | 1995-11-09 | 1995-11-09 | 連続鋳造機モールド内湯面レベル制御方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29125195A JPH09136149A (ja) | 1995-11-09 | 1995-11-09 | 連続鋳造機モールド内湯面レベル制御方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09136149A true JPH09136149A (ja) | 1997-05-27 |
Family
ID=17766449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29125195A Withdrawn JPH09136149A (ja) | 1995-11-09 | 1995-11-09 | 連続鋳造機モールド内湯面レベル制御方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09136149A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014200830A (ja) * | 2013-04-08 | 2014-10-27 | 株式会社神戸製鋼所 | 連続鋳造機における鋳型内の湯面レベルの制御方法 |
| CN112414130A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-02-26 | 镇江龙源铝业有限公司 | 一种熔铝炉控制系统 |
-
1995
- 1995-11-09 JP JP29125195A patent/JPH09136149A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014200830A (ja) * | 2013-04-08 | 2014-10-27 | 株式会社神戸製鋼所 | 連続鋳造機における鋳型内の湯面レベルの制御方法 |
| CN112414130A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-02-26 | 镇江龙源铝业有限公司 | 一种熔铝炉控制系统 |
| CN112414130B (zh) * | 2020-12-17 | 2024-01-23 | 镇江龙源铝业有限公司 | 一种熔铝炉控制系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030204 |