JPH10314911A - 連続鋳造機モールド内湯面レベル制御装置 - Google Patents
連続鋳造機モールド内湯面レベル制御装置Info
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- JPH10314911A JPH10314911A JP9357928A JP35792897A JPH10314911A JP H10314911 A JPH10314911 A JP H10314911A JP 9357928 A JP9357928 A JP 9357928A JP 35792897 A JP35792897 A JP 35792897A JP H10314911 A JPH10314911 A JP H10314911A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】定常鋳込中のバルジング性湯面変動を効率的に
大幅に低減すること。 【解決手段】連続鋳造機におけるモールド５内の溶融金
属２の湯面レベルを検出する湯面レベル計４と、湯面レ
ベル計４による湯面レベルと設定湯面レベルとの偏差信
号を基に、タンディッシュ１に設けられたスライディン
グノズル３の開度指令を出力するＰＩ制御器10と、ＰＩ
制御器10から出力の開度指令を入力し、スライディング
ノズル３の開度を調整してタンディッシュ１からの溶融
金属２流入量を調整するスライディングノズル制御器８
と、湯面レベルと設定湯面レベルとの偏差信号から特定
周期の大きなバルジング性湯面変動を抽出し、かつその
位相特性を所定の範囲で進ませて出力する特性を有した
外乱補償器11とを備え、外乱補償器11からの出力信号に
可調整ゲイン12を掛合せた信号を、ＰＩ制御器10からの
開度指令に加算して、最終的なスライディングノズル３
の開度指令とする。
大幅に低減すること。 【解決手段】連続鋳造機におけるモールド５内の溶融金
属２の湯面レベルを検出する湯面レベル計４と、湯面レ
ベル計４による湯面レベルと設定湯面レベルとの偏差信
号を基に、タンディッシュ１に設けられたスライディン
グノズル３の開度指令を出力するＰＩ制御器10と、ＰＩ
制御器10から出力の開度指令を入力し、スライディング
ノズル３の開度を調整してタンディッシュ１からの溶融
金属２流入量を調整するスライディングノズル制御器８
と、湯面レベルと設定湯面レベルとの偏差信号から特定
周期の大きなバルジング性湯面変動を抽出し、かつその
位相特性を所定の範囲で進ませて出力する特性を有した
外乱補償器11とを備え、外乱補償器11からの出力信号に
可調整ゲイン12を掛合せた信号を、ＰＩ制御器10からの
開度指令に加算して、最終的なスライディングノズル３
の開度指令とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、連続鋳造機におけ
るモールド内の溶融金属の湯面レベルを制御する制御装
置に係り、特に定常鋳込み中のバルジング性湯面変動を
効率的に大幅に低減できるようにした連続鋳造機モール
ド内湯面レベル制御装置に関するものである。
るモールド内の溶融金属の湯面レベルを制御する制御装
置に係り、特に定常鋳込み中のバルジング性湯面変動を
効率的に大幅に低減できるようにした連続鋳造機モール
ド内湯面レベル制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、連続鋳造機におけるモールド内
の溶融金属（以下、溶鋼と称する）の湯面レベルの制御
を行なうことは、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。
の溶融金属（以下、溶鋼と称する）の湯面レベルの制御
を行なうことは、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】従来から、この種の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ＰＩ制御が多く用い
られている。この場合、制御系は、凝固しつつ鋳型から
引き抜かれて行く溶鋼と、スライディングノズルの開度
に依存して鋳型に供給される溶鋼のマスバランスを平衡
させることを目的として構成される。
内湯面レベル制御としては、一般にＰＩ制御が多く用い
られている。この場合、制御系は、凝固しつつ鋳型から
引き抜かれて行く溶鋼と、スライディングノズルの開度
に依存して鋳型に供給される溶鋼のマスバランスを平衡
させることを目的として構成される。
【０００４】鋳型内の湯面変動は、このマスバランスの
乱れを十分に補償できない時に発生し、主たる原因は引
き抜き流量変動にあると考えられている。そして、この
引き抜き流量変動の最も大きなものが、周期性の強いバ
ルジング性湯面変動と称されるもので、引き抜きピンチ
ロールの間の鋳片の凝固シェルが振動することによって
発生すると言われており、ピンチロールの引き抜き速度
（鋳込み速度）とピンチロールの間隔とで決まる周波数
を有することが知られている。
乱れを十分に補償できない時に発生し、主たる原因は引
き抜き流量変動にあると考えられている。そして、この
引き抜き流量変動の最も大きなものが、周期性の強いバ
ルジング性湯面変動と称されるもので、引き抜きピンチ
ロールの間の鋳片の凝固シェルが振動することによって
発生すると言われており、ピンチロールの引き抜き速度
（鋳込み速度）とピンチロールの間隔とで決まる周波数
を有することが知られている。
【０００５】一方、外乱補償の観点からみれば、一般に
このような流量外乱の補償手段として、ＰＩ制御に代え
て、ＰＩＤ制御を採用することが望ましい。特に、観測
量が湯面レベルであり、外乱である流量変動は、観測量
の湯面レベルを微分しなければ、正しい位相で制御に反
映することができないことからも、Ｄ（微分）制御の必
要性が分かる。このため、現場で実現できる微分制御と
して、ローパスフィルタを併用した不完全微分制御を付
加することにより外乱補償を行なう技術が知られてい
る。
このような流量外乱の補償手段として、ＰＩ制御に代え
て、ＰＩＤ制御を採用することが望ましい。特に、観測
量が湯面レベルであり、外乱である流量変動は、観測量
の湯面レベルを微分しなければ、正しい位相で制御に反
映することができないことからも、Ｄ（微分）制御の必
要性が分かる。このため、現場で実現できる微分制御と
して、ローパスフィルタを併用した不完全微分制御を付
加することにより外乱補償を行なう技術が知られてい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、微分特
性が高周波でゲインの高い特性を有するため、実際の現
場での信号ノイズの影響低減や、鋳型内の定在波発生抑
制の観点から、不完全微分の有するフィルター特性を強
いものとせざるを得ない。
性が高周波でゲインの高い特性を有するため、実際の現
場での信号ノイズの影響低減や、鋳型内の定在波発生抑
制の観点から、不完全微分の有するフィルター特性を強
いものとせざるを得ない。
【０００７】このため、本来微分特性の有する９０度の
位相進みを達成することができず、現実的には２０〜３
０度程度となり、微分の効果はほとんど期待できないの
が現状である。
位相進みを達成することができず、現実的には２０〜３
０度程度となり、微分の効果はほとんど期待できないの
が現状である。
【０００８】本発明の目的は、定常鋳込み中のバルジン
グ性湯面変動を効率的に大幅に低減することが可能な連
続鋳造機モールド内湯面レベル制御装置を提供すること
にある。
グ性湯面変動を効率的に大幅に低減することが可能な連
続鋳造機モールド内湯面レベル制御装置を提供すること
にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明では、連続鋳造機におけるモール
ド内の溶融金属の湯面レベルを制御する制御装置におい
て、モールド内の溶融金属の湯面レベルを検出する湯面
レベル計と、湯面レベル計により連続的に検出される湯
面レベルと設定湯面レベルとの偏差信号に基づいて、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ＰＩ制御器と、ＰＩ制御器から出力され
る開度指令を入力し、スライディングノズルの開度を調
整してタンディッシュからの溶融金属流入量を調整する
スライディングノズル制御器と、湯面レベルと設定湯面
レベルとの偏差信号から特定周期の大きなバルジング性
湯面変動を抽出し、かつその位相特性を所定の範囲（例
えば、４５度から１３５度の範囲）で進ませて出力する
特性を有した外乱補償器とを備え、外乱補償器からの出
力信号に可調整ゲインを掛け合わせた信号を、ＰＩ制御
器から出力される開度指令に加算して、最終的なスライ
ディングノズルの開度指令とするようにしている。
めに、請求項１の発明では、連続鋳造機におけるモール
ド内の溶融金属の湯面レベルを制御する制御装置におい
て、モールド内の溶融金属の湯面レベルを検出する湯面
レベル計と、湯面レベル計により連続的に検出される湯
面レベルと設定湯面レベルとの偏差信号に基づいて、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ＰＩ制御器と、ＰＩ制御器から出力され
る開度指令を入力し、スライディングノズルの開度を調
整してタンディッシュからの溶融金属流入量を調整する
スライディングノズル制御器と、湯面レベルと設定湯面
レベルとの偏差信号から特定周期の大きなバルジング性
湯面変動を抽出し、かつその位相特性を所定の範囲（例
えば、４５度から１３５度の範囲）で進ませて出力する
特性を有した外乱補償器とを備え、外乱補償器からの出
力信号に可調整ゲインを掛け合わせた信号を、ＰＩ制御
器から出力される開度指令に加算して、最終的なスライ
ディングノズルの開度指令とするようにしている。
【００１０】従って、請求項１の発明の連続鋳造機モー
ルド内湯面レベル制御装置においては、鋳造速度一定の
定常操業時に発生する湯面変動のうち、変動幅が大きく
周期的なバルジング性湯面変動を、外乱補償器の中で周
期成分を取り出し、かつ位相特性を進ませて流量変動に
変換し、これによってＰＩ制御器から出力されるスライ
ディングノズルの開度指令を補正することにより、定常
鋳込み中のバルジング性湯面変動を効率的に大幅に低減
することができ、また定在波や高周波ノイズの影響も出
ないため、パウダー巻き込みのない良好な品質の鋳片を
製造することができる。
ルド内湯面レベル制御装置においては、鋳造速度一定の
定常操業時に発生する湯面変動のうち、変動幅が大きく
周期的なバルジング性湯面変動を、外乱補償器の中で周
期成分を取り出し、かつ位相特性を進ませて流量変動に
変換し、これによってＰＩ制御器から出力されるスライ
ディングノズルの開度指令を補正することにより、定常
鋳込み中のバルジング性湯面変動を効率的に大幅に低減
することができ、また定在波や高周波ノイズの影響も出
ないため、パウダー巻き込みのない良好な品質の鋳片を
製造することができる。
【００１１】また、請求項２の発明では、上記請求項１
の発明の連続鋳造機モールド内湯面レベル制御装置にお
いて、湯面レベル計により連続的に検出される湯面レベ
ルの信号からバルジング性湯面変動の周期であるバルジ
ング周波数を検出するバルジング周波数検出手段を付加
し、バルジング周波数検出手段により検出されたバルジ
ング周波数に応じて、外乱補償器の設定周波数を連続的
に変更するようにしている。
の発明の連続鋳造機モールド内湯面レベル制御装置にお
いて、湯面レベル計により連続的に検出される湯面レベ
ルの信号からバルジング性湯面変動の周期であるバルジ
ング周波数を検出するバルジング周波数検出手段を付加
し、バルジング周波数検出手段により検出されたバルジ
ング周波数に応じて、外乱補償器の設定周波数を連続的
に変更するようにしている。
【００１２】従って、請求項２の発明の連続鋳造機モー
ルド内湯面レベル制御装置においては、バルジング周波
数に応じて外乱補償器の設定周波数を連続的に変更する
ことにより、非定常時のようにバルジング性湯面変動の
周期が鋳込み速度（引き抜き速度）の変更によって変化
しても、前記請求項１の発明の場合と同様の作用を維持
し、パウダー巻き込みのない良好な品質の鋳片を製造す
ることができる。
ルド内湯面レベル制御装置においては、バルジング周波
数に応じて外乱補償器の設定周波数を連続的に変更する
ことにより、非定常時のようにバルジング性湯面変動の
周期が鋳込み速度（引き抜き速度）の変更によって変化
しても、前記請求項１の発明の場合と同様の作用を維持
し、パウダー巻き込みのない良好な品質の鋳片を製造す
ることができる。
【００１３】さらに、請求項３の発明では、上記請求項
２の発明の連続鋳造機モールド内湯面レベル制御装置に
おいて、バルジング周波数検出手段として、湯面レベル
計により連続的に検出される湯面レベルの信号から、バ
ルジング性湯面変動が存在する周波数帯域のみの信号を
取り出す帯域通過フィルターと、帯域通過フィルターに
より取り出された信号をＦＦＴ解析してバルジング周波
数を検出するＦＦＴ解析装置とを用いるようにしてい
る。
２の発明の連続鋳造機モールド内湯面レベル制御装置に
おいて、バルジング周波数検出手段として、湯面レベル
計により連続的に検出される湯面レベルの信号から、バ
ルジング性湯面変動が存在する周波数帯域のみの信号を
取り出す帯域通過フィルターと、帯域通過フィルターに
より取り出された信号をＦＦＴ解析してバルジング周波
数を検出するＦＦＴ解析装置とを用いるようにしてい
る。
【００１４】従って、請求項３の発明の連続鋳造機モー
ルド内湯面レベル制御装置においては、湯面レベルの信
号からバルジング性湯面変動が存在する周波数帯域のみ
の信号を取り出し、この信号をＦＦＴ解析してバルジン
グ周波数を検出し、このバルジング周波数に応じて外乱
補償器の設定周波数を連続的に変更することにより、非
定常時のようにバルジング性湯面変動の周期が鋳込み速
度（引き抜き速度）の変更によって変化しても、前記請
求項２の発明の場合と同様の作用を維持し、パウダー巻
き込みのない良好な品質の鋳片を製造することができ
る。
ルド内湯面レベル制御装置においては、湯面レベルの信
号からバルジング性湯面変動が存在する周波数帯域のみ
の信号を取り出し、この信号をＦＦＴ解析してバルジン
グ周波数を検出し、このバルジング周波数に応じて外乱
補償器の設定周波数を連続的に変更することにより、非
定常時のようにバルジング性湯面変動の周期が鋳込み速
度（引き抜き速度）の変更によって変化しても、前記請
求項２の発明の場合と同様の作用を維持し、パウダー巻
き込みのない良好な品質の鋳片を製造することができ
る。
【００１５】さらにまた、請求項４の発明では、上記請
求項２の発明の連続鋳造機モールド内湯面レベル制御装
置において、バルジング周波数検出手段として、モール
ド内の溶融金属を引き抜くためのピンチロールの速度
（鋳込み速度）と当該ピンチロールの間隔との比からバ
ルジング周波数を算出するバルジング周期演算器を用い
るようにしている。
求項２の発明の連続鋳造機モールド内湯面レベル制御装
置において、バルジング周波数検出手段として、モール
ド内の溶融金属を引き抜くためのピンチロールの速度
（鋳込み速度）と当該ピンチロールの間隔との比からバ
ルジング周波数を算出するバルジング周期演算器を用い
るようにしている。
【００１６】従って、請求項４の発明の連続鋳造機モー
ルド内湯面レベル制御装置においては、ピンチロールの
速度（鋳込み速度）とピンチロールの間隔との比からバ
ルジング周波数を算出し、このバルジング周波数に応じ
て外乱補償器の設定周波数を連続的に変更することによ
り、非定常時のようにバルジング性湯面変動の周期が鋳
込み速度（引き抜き速度）の変更によって変化しても、
前記請求項２および請求項３の発明の場合と同様の作用
を維持し、パウダー巻き込みのない良好な品質の鋳片を
製造することができる。
ルド内湯面レベル制御装置においては、ピンチロールの
速度（鋳込み速度）とピンチロールの間隔との比からバ
ルジング周波数を算出し、このバルジング周波数に応じ
て外乱補償器の設定周波数を連続的に変更することによ
り、非定常時のようにバルジング性湯面変動の周期が鋳
込み速度（引き抜き速度）の変更によって変化しても、
前記請求項２および請求項３の発明の場合と同様の作用
を維持し、パウダー巻き込みのない良好な品質の鋳片を
製造することができる。
【００１７】また、請求項５の発明では、上記請求項１
の発明の連続鋳造機モールド内湯面レベル制御装置にお
いて、湯面レベル計により連続的に検出される湯面レベ
ルの信号から抽出されたバルジング性湯面変動の振幅に
より、前記外乱補償器からの出力信号に掛け合わせる可
調整ゲインの大きさを変更するようにしている。
の発明の連続鋳造機モールド内湯面レベル制御装置にお
いて、湯面レベル計により連続的に検出される湯面レベ
ルの信号から抽出されたバルジング性湯面変動の振幅に
より、前記外乱補償器からの出力信号に掛け合わせる可
調整ゲインの大きさを変更するようにしている。
【００１８】従って、請求項５の発明の連続鋳造機モー
ルド内湯面レベル制御装置においては、湯面レベル信号
からバルジング性湯面変動の大きさを判定し、変動の大
きさにより外乱補償器の出力信号に掛けられる可調整ゲ
インの大きさを変更することにより、バルジング性湯面
変動が増加していく場合においても、可調整ゲインを大
きくし、流量調整可能な限界まで、上記請求項１の発明
の場合と同様の作用を維持し、パウダー巻き込みの少な
い良好な品質の鋳片を製造することができる。
ルド内湯面レベル制御装置においては、湯面レベル信号
からバルジング性湯面変動の大きさを判定し、変動の大
きさにより外乱補償器の出力信号に掛けられる可調整ゲ
インの大きさを変更することにより、バルジング性湯面
変動が増加していく場合においても、可調整ゲインを大
きくし、流量調整可能な限界まで、上記請求項１の発明
の場合と同様の作用を維持し、パウダー巻き込みの少な
い良好な品質の鋳片を製造することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明は、連続鋳造機におけるモ
ールド内の溶鋼の大きな湯面レベル変動の一つの原因が
バルジング性湯面変動であり、これが周期性の強い変動
であることを利用して、バルジング性湯面変動の主原因
となる流動変動を、観測信号である湯面レベル信号の位
相を通常の不完全微分よりも十分に進ませた信号を作り
出すことによって推定し、この信号をスライディングノ
ズルの開度調整の外乱補償信号として用いることによ
り、バルジング性湯面変動を大幅に低減するものであ
る。
ールド内の溶鋼の大きな湯面レベル変動の一つの原因が
バルジング性湯面変動であり、これが周期性の強い変動
であることを利用して、バルジング性湯面変動の主原因
となる流動変動を、観測信号である湯面レベル信号の位
相を通常の不完全微分よりも十分に進ませた信号を作り
出すことによって推定し、この信号をスライディングノ
ズルの開度調整の外乱補償信号として用いることによ
り、バルジング性湯面変動を大幅に低減するものであ
る。
【００２０】以下、上記のような考え方に基づく本発明
の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明す
る。 （第１の実施の形態）図１は、本実施の形態によるモー
ルド内湯面レベル制御装置を適用した連続鋳造機のモー
ルド周辺部の構成例を示す断面図である。
の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明す
る。 （第１の実施の形態）図１は、本実施の形態によるモー
ルド内湯面レベル制御装置を適用した連続鋳造機のモー
ルド周辺部の構成例を示す断面図である。
【００２１】図１において、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１底部に設置されたスラ
イディングノズル３の位置で定まる開度に応じて、浸漬
ノズル６を経てモールド５内へ注入される。
れた溶鋼２は、タンディッシュ１底部に設置されたスラ
イディングノズル３の位置で定まる開度に応じて、浸漬
ノズル６を経てモールド５内へ注入される。
【００２２】また、モールド５内へ注入された溶鋼２
は、側壁から冷却されて表面から凝固しつつ、ピンチロ
ール９によって引き抜き方向（下方）７へ引き抜かれ
る。この時の引き抜き速度（鋳込み速度）は、ほぼ一定
に制御される。
は、側壁から冷却されて表面から凝固しつつ、ピンチロ
ール９によって引き抜き方向（下方）７へ引き抜かれ
る。この時の引き抜き速度（鋳込み速度）は、ほぼ一定
に制御される。
【００２３】さらに、モールド５内に注入される溶鋼２
量は、前述のように、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３は、スラ
イディングノズル制御器であるアクチュエータ８によっ
て駆動される。
量は、前述のように、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３は、スラ
イディングノズル制御器であるアクチュエータ８によっ
て駆動される。
【００２４】すなわち、後述するＰＩ制御器１０から出
力されるスライディングノズル３の開度指令により、ア
クチュエータ８でスライディングノズル３の開度を調整
して、タンディッシュ１からの溶鋼２流入量が調整され
る。
力されるスライディングノズル３の開度指令により、ア
クチュエータ８でスライディングノズル３の開度を調整
して、タンディッシュ１からの溶鋼２流入量が調整され
る。
【００２５】一方、モールド内湯面レベル制御装置にお
いて、ＰＩ制御器１０は、モールド５内の溶鋼２の湯面
レベルを検出する湯面レベル計４から得られる湯面レベ
ル検出信号と湯面レベル設定値との偏差信号を連続的に
入力し、この偏差信号に基づいてモールド５内の溶鋼２
の湯面レベルが一定となるようにアクチュエータ８にス
ライディングノズル３の開度指令が与えられる。
いて、ＰＩ制御器１０は、モールド５内の溶鋼２の湯面
レベルを検出する湯面レベル計４から得られる湯面レベ
ル検出信号と湯面レベル設定値との偏差信号を連続的に
入力し、この偏差信号に基づいてモールド５内の溶鋼２
の湯面レベルが一定となるようにアクチュエータ８にス
ライディングノズル３の開度指令が与えられる。
【００２６】また、外乱補償器１１は、上記湯面レベル
と設定湯面レベルとの偏差信号を入力し、この偏差信号
から特定周期の大きなバルジング性湯面変動を抽出し、
かつその位相特性を所定の範囲（例えば、４５度から１
３５度の範囲）で進ませて出力する特性を有している。
と設定湯面レベルとの偏差信号を入力し、この偏差信号
から特定周期の大きなバルジング性湯面変動を抽出し、
かつその位相特性を所定の範囲（例えば、４５度から１
３５度の範囲）で進ませて出力する特性を有している。
【００２７】さらに、外乱補償器１１からの出力信号に
適切な可調整ゲイン１２を掛け合わせた信号を、ＰＩ制
御器１０から出力されるスライディングノズル３の開度
指令に加算して、最終的なスライディングノズル３の開
度指令が得られ、アクチュエータ８への指令値となる。
適切な可調整ゲイン１２を掛け合わせた信号を、ＰＩ制
御器１０から出力されるスライディングノズル３の開度
指令に加算して、最終的なスライディングノズル３の開
度指令が得られ、アクチュエータ８への指令値となる。
【００２８】次に、以上のように構成した本実施の形態
の連続鋳造機モールド内湯面レベル制御装置の作用につ
いて、図２乃至図４を用いて説明する。図１において、
湯面レベル計４にて、モールド５内の溶鋼２の湯面レベ
ルが連続的に検出され、ＰＩ制御器１０に入力される。
の連続鋳造機モールド内湯面レベル制御装置の作用につ
いて、図２乃至図４を用いて説明する。図１において、
湯面レベル計４にて、モールド５内の溶鋼２の湯面レベ
ルが連続的に検出され、ＰＩ制御器１０に入力される。
【００２９】ＰＩ制御器１０では、湯面レベル計４から
の湯面レベル検出信号と湯面レベル設定値との偏差信号
を基に、モールド５内の溶鋼２の湯面レベルが一定とな
るように、アクチュエータ８に対してスライディングノ
ズル３の開度指令が与えられる。
の湯面レベル検出信号と湯面レベル設定値との偏差信号
を基に、モールド５内の溶鋼２の湯面レベルが一定とな
るように、アクチュエータ８に対してスライディングノ
ズル３の開度指令が与えられる。
【００３０】この時、外乱補償器１１では、湯面レベル
と設定湯面レベルとの偏差信号から、特定周期の大きな
バルジング性湯面変動が抽出され、その位相特性を所定
の範囲（例えば、４５度から１３５度の範囲）で進ませ
て出力される。
と設定湯面レベルとの偏差信号から、特定周期の大きな
バルジング性湯面変動が抽出され、その位相特性を所定
の範囲（例えば、４５度から１３５度の範囲）で進ませ
て出力される。
【００３１】そして、この外乱補償器１１からの出力信
号は、適切な可調整ゲイン１２を掛け合わせた上で、Ｐ
Ｉ制御器１０からの出力であるスライディングノズル３
の開度指令に加算されて、最終的なスライディングノズ
ル３の開度指令が得られ、アクチュエータ８への指令値
として与えられる。
号は、適切な可調整ゲイン１２を掛け合わせた上で、Ｐ
Ｉ制御器１０からの出力であるスライディングノズル３
の開度指令に加算されて、最終的なスライディングノズ
ル３の開度指令が得られ、アクチュエータ８への指令値
として与えられる。
【００３２】以上により、鋳造速度一定の定常操業時に
発生する湯面変動のうち、変動幅が大きく周期的なバル
ジング性湯面変動が、外乱補償器１１の中で周期成分が
取り出され、位相特性を進ませて流量変動に変換され、
ＰＩ制御器１０から出力されるスライディングノズル３
の開度指令が補正されることにより、定常鋳込み中のバ
ルジング性湯面変動を効率的に大幅に低減することがで
き、また定在波や高周波ノイズの影響も出ないため、パ
ウダー巻き込みのない良好な品質の鋳片を製造すること
ができる。
発生する湯面変動のうち、変動幅が大きく周期的なバル
ジング性湯面変動が、外乱補償器１１の中で周期成分が
取り出され、位相特性を進ませて流量変動に変換され、
ＰＩ制御器１０から出力されるスライディングノズル３
の開度指令が補正されることにより、定常鋳込み中のバ
ルジング性湯面変動を効率的に大幅に低減することがで
き、また定在波や高周波ノイズの影響も出ないため、パ
ウダー巻き込みのない良好な品質の鋳片を製造すること
ができる。
【００３３】次に、以上の点について、図２乃至図４を
用いてより詳細にかつ具体的に説明する。図２は、上述
したモールド内湯面レベル制御系を、定常操業時の平衡
点まわりで線形化してモデルとして表わしたブロック図
である。
用いてより詳細にかつ具体的に説明する。図２は、上述
したモールド内湯面レベル制御系を、定常操業時の平衡
点まわりで線形化してモデルとして表わしたブロック図
である。
【００３４】連続鋳造機におけるモールド５内の溶鋼２
の湯面レベル変動をもたらす引き抜き流量外乱は、積分
特性を持つモールド５の直前に入る。このため、観測で
きる変動は、系に入る流量変動ｄに対して９０度の位相
遅れを伴ない、ＰＩ制御器１０のゲインを上げても、位
相特性の遅れた補償量が操作量に増加するだけであるた
め、効果が期待できない。
の湯面レベル変動をもたらす引き抜き流量外乱は、積分
特性を持つモールド５の直前に入る。このため、観測で
きる変動は、系に入る流量変動ｄに対して９０度の位相
遅れを伴ない、ＰＩ制御器１０のゲインを上げても、位
相特性の遅れた補償量が操作量に増加するだけであるた
め、効果が期待できない。
【００３５】このような場合、理論的には、位相を９０
度進ませる微分補償器を付加することで、位相特性を改
善した操作量を増加させることができる。しかしなが
ら、よく知られているように、微分補償器は、位相を進
ませる利点がある反面、高周波になる程ゲインが高くな
る特性を有するため、計測信号ノイズを増大させて、実
質的に使用できないものである。
度進ませる微分補償器を付加することで、位相特性を改
善した操作量を増加させることができる。しかしなが
ら、よく知られているように、微分補償器は、位相を進
ませる利点がある反面、高周波になる程ゲインが高くな
る特性を有するため、計測信号ノイズを増大させて、実
質的に使用できないものである。
【００３６】これに対して、現場で主に使用できる疑似
微分として、不完全微分と称されるローパスフィルタ付
きのものが用いられるが、フィルターによる位相遅れが
含まれるため、大きな効果が期待できない。
微分として、不完全微分と称されるローパスフィルタ付
きのものが用いられるが、フィルターによる位相遅れが
含まれるため、大きな効果が期待できない。
【００３７】この点、本実施の形態では、湯面変動量が
大きいバルジング性湯面変動の低減を、実質理想微分に
近い外乱補償器１１を、本来のＰＩ制御器１０に加える
ことで実現するもので、以下にその設計方法を述べる。
大きいバルジング性湯面変動の低減を、実質理想微分に
近い外乱補償器１１を、本来のＰＩ制御器１０に加える
ことで実現するもので、以下にその設計方法を述べる。
【００３８】バルジング性湯面変動は、鋳片を引き抜く
ピンチロール９の間で、鋳片が引き抜き方向７と垂直な
方向に膨らみ、その量が変動して振動的になることによ
り、モールド５内のマスバランスが崩れて発生すると言
われている。また、変動の特徴としては、周期性を有
し、ピンチロール９間隔とピンチロール９速度である引
き抜き速度（鋳込み速度）とで定まる周期を有すると言
われている。
ピンチロール９の間で、鋳片が引き抜き方向７と垂直な
方向に膨らみ、その量が変動して振動的になることによ
り、モールド５内のマスバランスが崩れて発生すると言
われている。また、変動の特徴としては、周期性を有
し、ピンチロール９間隔とピンチロール９速度である引
き抜き速度（鋳込み速度）とで定まる周期を有すると言
われている。
【００３９】本実施の形態では、バルジング性湯面変動
が周期的であることを利用し、周期性の外乱補償器１１
をＰＩ制御器１０に付加することで、バルジング性湯面
変動を低減させる。
が周期的であることを利用し、周期性の外乱補償器１１
をＰＩ制御器１０に付加することで、バルジング性湯面
変動を低減させる。
【００４０】このため、外乱補償器１１には、 （１）ノイズの多い湯面レベル信号から、バルジング性
湯面変動を抽出する機能 （２）抽出されたバルジング性湯面変動成分の位相を９
０度程度進ませる機能 という２つの機能が要求される。
湯面変動を抽出する機能 （２）抽出されたバルジング性湯面変動成分の位相を９
０度程度進ませる機能 という２つの機能が要求される。
【００４１】そして、これを実現する一つの手法として
は、上述の機能（１）のための帯域通過フィルター（以
下、バンドパスフィルターと称する）Ｃ1 (s) と、機能
（２）のための特定周波数位相進み補償器Ｃ2 (s) とで
構成する方法がある。この場合、バンドパスフィルター
Ｃ1 (s) の構成法は、例えば以下のように定めればよ
い。
は、上述の機能（１）のための帯域通過フィルター（以
下、バンドパスフィルターと称する）Ｃ1 (s) と、機能
（２）のための特定周波数位相進み補償器Ｃ2 (s) とで
構成する方法がある。この場合、バンドパスフィルター
Ｃ1 (s) の構成法は、例えば以下のように定めればよ
い。
【００４２】
【数１】
【００４３】このように定めると、バンドパスフィルタ
ーＣ1 (s) を通過する信号は、周波数ω0 の信号のみと
なる上、位相遅れ、進みのない信号が得られる。また、
特定周波数位相進み補償器Ｃ2 (s) の構成法は、例えば
以下のように定めればよい。
ーＣ1 (s) を通過する信号は、周波数ω0 の信号のみと
なる上、位相遅れ、進みのない信号が得られる。また、
特定周波数位相進み補償器Ｃ2 (s) の構成法は、例えば
以下のように定めればよい。
【００４４】
【数２】
【００４５】この特定周波数位相進み補償器Ｃ2 (s)
は、周波数ω0 の信号成分の位相特性を９０度進ませる
特性を有し、しかも高周波のゲインは高くならない。こ
のため、バンドパスフィルターＣ1 (s) から出力される
信号を、この特定周波数位相進み補償器Ｃ2 (s) に入れ
れば、その出力信号は、特定周波数ω0 の成分のみで、
しかも位相が９０度進んだものとなっている。すなわ
ち、バルジング性外乱補償器Ｃd (s) を、
は、周波数ω0 の信号成分の位相特性を９０度進ませる
特性を有し、しかも高周波のゲインは高くならない。こ
のため、バンドパスフィルターＣ1 (s) から出力される
信号を、この特定周波数位相進み補償器Ｃ2 (s) に入れ
れば、その出力信号は、特定周波数ω0 の成分のみで、
しかも位相が９０度進んだものとなっている。すなわ
ち、バルジング性外乱補償器Ｃd (s) を、
【００４６】
【数３】 のように定めればよい。
【００４７】この時、特定周波数ω0 ＝０．２πｒａｄ
／ｓｅｃ、すなわち０．１Ｈｚに設定した場合のバルジ
ング性外乱補償器Ｃd (s) のゲイン、および位相に関す
る周波数特性を図３に示している。
／ｓｅｃ、すなわち０．１Ｈｚに設定した場合のバルジ
ング性外乱補償器Ｃd (s) のゲイン、および位相に関す
る周波数特性を図３に示している。
【００４８】図３から明らかなように、ゲイン特性が
０．１Ｈｚの信号成分を通過させる特性となり、位相特
性は０．１Ｈｚにおいて、＋９０度となっていることが
わかる。
０．１Ｈｚの信号成分を通過させる特性となり、位相特
性は０．１Ｈｚにおいて、＋９０度となっていることが
わかる。
【００４９】従って、このバルジング性外乱補償器Ｃd
(s) を、図１における外乱補償器１１に配置して、可調
整ゲイン１２と共に用いれば、バルジング性外乱に対す
る微分補償が可能となり、従来の場合に比べて、バルジ
ング性湯面変動量を大幅に低減することができる。
(s) を、図１における外乱補償器１１に配置して、可調
整ゲイン１２と共に用いれば、バルジング性外乱に対す
る微分補償が可能となり、従来の場合に比べて、バルジ
ング性湯面変動量を大幅に低減することができる。
【００５０】図４は、その効果を示すシミュレーション
結果の一例を示す図である。図４では、ＰＩ制御中に外
乱補償器１１をＯＮにした場合の湯面レベル変動幅の低
減効果を示すものであり、時刻４８秒の時に外乱補償器
１１をＯＮにしている。この結果、ＰＩ制御のみの場合
には±７ｍｍ以上ある変動が、外乱補償後には±５ｍｍ
以下となり、３０％程度の変動幅低減効果があることが
わかる。
結果の一例を示す図である。図４では、ＰＩ制御中に外
乱補償器１１をＯＮにした場合の湯面レベル変動幅の低
減効果を示すものであり、時刻４８秒の時に外乱補償器
１１をＯＮにしている。この結果、ＰＩ制御のみの場合
には±７ｍｍ以上ある変動が、外乱補償後には±５ｍｍ
以下となり、３０％程度の変動幅低減効果があることが
わかる。
【００５１】上述したように、本実施の形態の連続鋳造
機モールド内湯面レベル制御装置においては、鋳造速度
一定の定常操業時に発生する湯面変動のうち、変動幅が
大きく周期的なバルジング性湯面変動を、外乱補償器１
１の中で周期成分を取り出し、かつ位相特性を進ませて
流量変動に変換し、これによってＰＩ制御器１０から出
力されるスライディングノズル３の開度指令を補正する
ようにしているので、定常鋳込み中のバルジング性湯面
変動を効率的に大幅に低減することができ、また定在波
や高周波ノイズの影響も出ないため、パウダー巻き込み
のない良好な品質の鋳片を製造することができる。
機モールド内湯面レベル制御装置においては、鋳造速度
一定の定常操業時に発生する湯面変動のうち、変動幅が
大きく周期的なバルジング性湯面変動を、外乱補償器１
１の中で周期成分を取り出し、かつ位相特性を進ませて
流量変動に変換し、これによってＰＩ制御器１０から出
力されるスライディングノズル３の開度指令を補正する
ようにしているので、定常鋳込み中のバルジング性湯面
変動を効率的に大幅に低減することができ、また定在波
や高周波ノイズの影響も出ないため、パウダー巻き込み
のない良好な品質の鋳片を製造することができる。
【００５２】これにより、定常鋳込み中のバルジング性
湯面変動が大幅に低減できるモールド内湯面レベル制御
が実現できるため、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得
られる。
湯面変動が大幅に低減できるモールド内湯面レベル制御
が実現できるため、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得
られる。
【００５３】（第２の実施の形態）図５は、本実施の形
態によるモールド内湯面レベル制御装置を適用した連続
鋳造機のモールド周辺部の構成例を示す断面図であり、
図１と同一要素には同一符号を付してその説明を省略
し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
態によるモールド内湯面レベル制御装置を適用した連続
鋳造機のモールド周辺部の構成例を示す断面図であり、
図１と同一要素には同一符号を付してその説明を省略
し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００５４】すなわち、本実施の形態では、図５に示す
ように、図１にバルジング周波数検出装置１８を付加し
た構成としている。バルジング周波数検出装置１８は、
前記湯面レベル計４により連続的に検出される湯面レベ
ルの信号を入力とし、この信号からバルジング性湯面変
動の周期であるバルジング周波数を検出する。
ように、図１にバルジング周波数検出装置１８を付加し
た構成としている。バルジング周波数検出装置１８は、
前記湯面レベル計４により連続的に検出される湯面レベ
ルの信号を入力とし、この信号からバルジング性湯面変
動の周期であるバルジング周波数を検出する。
【００５５】さらに、バルジング周波数検出装置１８に
より検出されたバルジング周波数に応じて、前記外乱補
償器１１の設定周波数を連続的に変更するようにしてい
る。次に、以上のように構成した本実施の形態の連続鋳
造機モールド内湯面レベル制御装置の作用について説明
する。
より検出されたバルジング周波数に応じて、前記外乱補
償器１１の設定周波数を連続的に変更するようにしてい
る。次に、以上のように構成した本実施の形態の連続鋳
造機モールド内湯面レベル制御装置の作用について説明
する。
【００５６】なお、ここでは前記第１の実施の形態の場
合と異なる部分の作用についてのみ述べる。図５におい
て、バルジング周波数検出装置１８にて、湯面レベル計
４からの湯面レベル信号に含まれるバルジング性湯面変
動の周波数が検出され、そのバルジング周波数によって
外乱補償器１１の設定周波数が逐次オンラインで連続的
に変更される。
合と異なる部分の作用についてのみ述べる。図５におい
て、バルジング周波数検出装置１８にて、湯面レベル計
４からの湯面レベル信号に含まれるバルジング性湯面変
動の周波数が検出され、そのバルジング周波数によって
外乱補償器１１の設定周波数が逐次オンラインで連続的
に変更される。
【００５７】実際、定常鋳込み中においては、一定鋳込
み速度で鋳造が行なわれるため、バルジング性湯面変動
の周波数は変更しない。一方、鋳込み開始の増速時、鋳
造末期の減速時、あるいはＴＤ交換時、鋳込み幅変更時
の一次減速等、非定常作業時においては、速度が変更さ
れるため、バルジング性湯面変動の周波数も変化する。
そして、このような場合には、前記第１の実施の形態だ
けでは、十分な効果が得られない。
み速度で鋳造が行なわれるため、バルジング性湯面変動
の周波数は変更しない。一方、鋳込み開始の増速時、鋳
造末期の減速時、あるいはＴＤ交換時、鋳込み幅変更時
の一次減速等、非定常作業時においては、速度が変更さ
れるため、バルジング性湯面変動の周波数も変化する。
そして、このような場合には、前記第１の実施の形態だ
けでは、十分な効果が得られない。
【００５８】この点、本実施の形態では、湯面レベル信
号から、何らかの方法でバルジング性湯面変動の周波数
を検出し、その周波数を、例えば前記式（１）、式
（２）のω0 に代入することにより、いかなる周波数の
バルジング性湯面変動にも外乱補償器１１が有効に働
き、前記第１の実施の形態の場合と同様の作用を維持す
ることができる。
号から、何らかの方法でバルジング性湯面変動の周波数
を検出し、その周波数を、例えば前記式（１）、式
（２）のω0 に代入することにより、いかなる周波数の
バルジング性湯面変動にも外乱補償器１１が有効に働
き、前記第１の実施の形態の場合と同様の作用を維持す
ることができる。
【００５９】以上により、バルジング周波数に応じて外
乱補償器１１の設定周波数が連続的に変更されることに
より、非定常時のようにバルジング性湯面変動の周期が
鋳込み速度（引き抜き速度）の変更によって変化して
も、前記第１の実施の形態の場合と同様の作用を維持
し、パウダー巻き込みのない良好な品質の鋳片を製造す
ることができる。
乱補償器１１の設定周波数が連続的に変更されることに
より、非定常時のようにバルジング性湯面変動の周期が
鋳込み速度（引き抜き速度）の変更によって変化して
も、前記第１の実施の形態の場合と同様の作用を維持
し、パウダー巻き込みのない良好な品質の鋳片を製造す
ることができる。
【００６０】よって、非定常時のように鋳込み速度が変
化する場合においても、前記第１の実施の形態の場合と
同等の効果を維持することができる。 （第３の実施の形態）図６は、本実施の形態によるモー
ルド内湯面レベル制御装置を適用した連続鋳造機のモー
ルド周辺部の構成例を示す断面図であり、図１と同一要
素には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異
なる部分についてのみ述べる。
化する場合においても、前記第１の実施の形態の場合と
同等の効果を維持することができる。 （第３の実施の形態）図６は、本実施の形態によるモー
ルド内湯面レベル制御装置を適用した連続鋳造機のモー
ルド周辺部の構成例を示す断面図であり、図１と同一要
素には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異
なる部分についてのみ述べる。
【００６１】すなわち、本実施の形態では、図６に示す
ように、図１にバルジング周波数検出手段であるバンド
パスフィルター１９およびＦＦＴ解析装置２０を付加し
た構成としている。
ように、図１にバルジング周波数検出手段であるバンド
パスフィルター１９およびＦＦＴ解析装置２０を付加し
た構成としている。
【００６２】バンドパスフィルター１９は、前記湯面レ
ベル計４により連続的に検出される湯面レベル信号を入
力とし、この信号からバルジング性湯面変動が存在する
周波数帯域のみの信号を取り出す。
ベル計４により連続的に検出される湯面レベル信号を入
力とし、この信号からバルジング性湯面変動が存在する
周波数帯域のみの信号を取り出す。
【００６３】また、ＦＦＴ解析装置２０は、バンドパス
フィルター１９により取り出された信号をＦＦＴ解析し
てバルジング周波数を検出する。さらに、ＦＦＴ解析装
置２０により検出されたバルジング周波数に応じて、前
記外乱補償器１１の設定周波数を連続的に変更するよう
にしている。
フィルター１９により取り出された信号をＦＦＴ解析し
てバルジング周波数を検出する。さらに、ＦＦＴ解析装
置２０により検出されたバルジング周波数に応じて、前
記外乱補償器１１の設定周波数を連続的に変更するよう
にしている。
【００６４】次に、以上のように構成した本実施の形態
の連続鋳造機モールド内湯面レベル制御装置の作用につ
いて説明する。なお、ここでは前記第１の実施の形態の
場合と異なる部分の作用についてのみ述べる。
の連続鋳造機モールド内湯面レベル制御装置の作用につ
いて説明する。なお、ここでは前記第１の実施の形態の
場合と異なる部分の作用についてのみ述べる。
【００６５】図６において、バンドパスフィルター１９
にて、湯面レベル計４からの湯面レベル信号に含まれる
バルジング性湯面変動が存在する周波数帯域のみの信号
が取り出される。これにより、湯面変動に含まれる他の
変動成分が事前に除去される。
にて、湯面レベル計４からの湯面レベル信号に含まれる
バルジング性湯面変動が存在する周波数帯域のみの信号
が取り出される。これにより、湯面変動に含まれる他の
変動成分が事前に除去される。
【００６６】そして、ＦＦＴ解析装置２０にて、バンド
パスフィルター１９からの信号をＦＦＴ解析してバルジ
ング周波数が検出され、そのバルジング周波数によって
外乱補償器１１の設定周波数が逐次オンラインで連続的
に変更される。
パスフィルター１９からの信号をＦＦＴ解析してバルジ
ング周波数が検出され、そのバルジング周波数によって
外乱補償器１１の設定周波数が逐次オンラインで連続的
に変更される。
【００６７】すなわち、バルジング性湯面変動が存在す
る周波数帯域（概ね、０．０２〜０．４Ｈｚ程度の範
囲）がわかっている。従って、この範囲のみの信号を取
り出して周波数検出することにより、湯面変動信号に含
まれる他の変動成分を検出することを回避でき、確実に
バルジング周波数を検出することができる。
る周波数帯域（概ね、０．０２〜０．４Ｈｚ程度の範
囲）がわかっている。従って、この範囲のみの信号を取
り出して周波数検出することにより、湯面変動信号に含
まれる他の変動成分を検出することを回避でき、確実に
バルジング周波数を検出することができる。
【００６８】以上により、湯面レベルの信号からバルジ
ング性湯面変動が存在する周波数帯域のみの信号が取り
出され、この信号をＦＦＴ解析してバルジング周波数が
検出され、このバルジング周波数に応じて外乱補償器１
１の設定周波数が連続的に変更されることにより、非定
常時のようにバルジング性湯面変動の周期が鋳込み速度
（引き抜き速度）の変更によって変化しても、前記第２
の実施の形態の場合と同様の作用を維持し、パウダー巻
き込みのない良好な品質の鋳片を製造することができ
る。
ング性湯面変動が存在する周波数帯域のみの信号が取り
出され、この信号をＦＦＴ解析してバルジング周波数が
検出され、このバルジング周波数に応じて外乱補償器１
１の設定周波数が連続的に変更されることにより、非定
常時のようにバルジング性湯面変動の周期が鋳込み速度
（引き抜き速度）の変更によって変化しても、前記第２
の実施の形態の場合と同様の作用を維持し、パウダー巻
き込みのない良好な品質の鋳片を製造することができ
る。
【００６９】よって、非定常時のように鋳込み速度が変
化する場合においても、前記第２の実施の形態の場合と
同等の効果を維持することができる。 （第４の実施の形態）図７は、本実施の形態によるモー
ルド内湯面レベル制御装置を適用した連続鋳造機のモー
ルド周辺部の構成例を示す断面図であり、図１と同一要
素には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異
なる部分についてのみ述べる。
化する場合においても、前記第２の実施の形態の場合と
同等の効果を維持することができる。 （第４の実施の形態）図７は、本実施の形態によるモー
ルド内湯面レベル制御装置を適用した連続鋳造機のモー
ルド周辺部の構成例を示す断面図であり、図１と同一要
素には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異
なる部分についてのみ述べる。
【００７０】すなわち、本実施の形態では、図７に示す
ように、図１にバルジング周波数検出手段であるピンチ
ロール速度検出器２１およびバルジング周期演算器２２
を付加した構成としている。
ように、図１にバルジング周波数検出手段であるピンチ
ロール速度検出器２１およびバルジング周期演算器２２
を付加した構成としている。
【００７１】ピンチロール速度検出器２１は、モールド
５内の溶鋼２を引き抜くためのピンチロール９の速度
（鋳込み速度）を検出する。また、バルジング周期演算
器２２は、ピンチロール速度検出器２１により検出され
たピンチロール９の速度（鋳込み速度）とピンチロール
間隔２３との比から、バルジング周波数を算出する。
５内の溶鋼２を引き抜くためのピンチロール９の速度
（鋳込み速度）を検出する。また、バルジング周期演算
器２２は、ピンチロール速度検出器２１により検出され
たピンチロール９の速度（鋳込み速度）とピンチロール
間隔２３との比から、バルジング周波数を算出する。
【００７２】さらに、バルジング周期演算器２２により
検出されたバルジング周波数に応じて、前記外乱補償器
１１の設定周波数を連続的に変更するようにしている。
次に、以上のように構成した本実施の形態の連続鋳造機
モールド内湯面レベル制御装置の作用について説明す
る。
検出されたバルジング周波数に応じて、前記外乱補償器
１１の設定周波数を連続的に変更するようにしている。
次に、以上のように構成した本実施の形態の連続鋳造機
モールド内湯面レベル制御装置の作用について説明す
る。
【００７３】なお、ここでは前記第１の実施の形態の場
合と異なる部分の作用についてのみ述べる。図７におい
て、ピンチロール速度検出器２１にて、ピンチロール９
の速度（鋳込み速度）が検出される。
合と異なる部分の作用についてのみ述べる。図７におい
て、ピンチロール速度検出器２１にて、ピンチロール９
の速度（鋳込み速度）が検出される。
【００７４】そして、バルジング周期演算器２２にて、
ピンチロール速度検出器２１からのピンチロール９の速
度（鋳込み速度）とピンチロール間隔２３との比から、
バルジング周波数が算出され、そのバルジング周波数に
よって外乱補償器１１の設定周波数が逐次オンラインで
連続的に変更される。
ピンチロール速度検出器２１からのピンチロール９の速
度（鋳込み速度）とピンチロール間隔２３との比から、
バルジング周波数が算出され、そのバルジング周波数に
よって外乱補償器１１の設定周波数が逐次オンラインで
連続的に変更される。
【００７５】すなわち、バルジング性湯面変動が、ピン
チロール間隔２３で膨らんだ凝固シェル部を下部のピン
チロール９が押し込むために発生するモールド５内のマ
スバランス変動であり、この変動が、鋳片がピンチロー
ル間隔２３を移動する時間で周期的に発生すると言われ
ている。そして、実際のデータ計測結果によれば、ピン
チロール間隔２３が一定となっている場所の通過時間と
バルジング性湯面変動の周期とは、ほぼ一致している。
従って、バルジング周波数Ｆｂは、ピンチロール９の速
度Ｖｃとピンチロール間隔２３Ｂｐとにより、以下のよ
うに表わすことができる。
チロール間隔２３で膨らんだ凝固シェル部を下部のピン
チロール９が押し込むために発生するモールド５内のマ
スバランス変動であり、この変動が、鋳片がピンチロー
ル間隔２３を移動する時間で周期的に発生すると言われ
ている。そして、実際のデータ計測結果によれば、ピン
チロール間隔２３が一定となっている場所の通過時間と
バルジング性湯面変動の周期とは、ほぼ一致している。
従って、バルジング周波数Ｆｂは、ピンチロール９の速
度Ｖｃとピンチロール間隔２３Ｂｐとにより、以下のよ
うに表わすことができる。
【００７６】
【数４】
【００７７】バルジング周期演算器２２では、この
（４）式でバルジング周波数の算出を実現することによ
り、新規設備をほとんど付加することなしに、確実にバ
ルジング周波数を検出することができる。
（４）式でバルジング周波数の算出を実現することによ
り、新規設備をほとんど付加することなしに、確実にバ
ルジング周波数を検出することができる。
【００７８】以上により、ピンチロール９の速度（鋳込
み速度）とピンチロール間隔２３との比からバルジング
周波数が算出され、このバルジング周波数に応じて外乱
補償器１１の設定周波数が連続的に変更されることによ
り、非定常時のようにバルジング性湯面変動の周期が鋳
込み速度（引き抜き速度）の変更によって変化しても、
前記第２および第３の各実施の形態の場合と同様の作用
を維持し、パウダー巻き込みのない良好な品質の鋳片を
製造することができる。
み速度）とピンチロール間隔２３との比からバルジング
周波数が算出され、このバルジング周波数に応じて外乱
補償器１１の設定周波数が連続的に変更されることによ
り、非定常時のようにバルジング性湯面変動の周期が鋳
込み速度（引き抜き速度）の変更によって変化しても、
前記第２および第３の各実施の形態の場合と同様の作用
を維持し、パウダー巻き込みのない良好な品質の鋳片を
製造することができる。
【００７９】よって、非定常時のように鋳込み速度が変
化する場合においても、前記第２および第３の各実施の
形態の場合と同等の効果を維持することができる。 （第５の実施の形態）図８は、本実施の形態によるモー
ルド内湯面レベル制御装置を適用した連続鋳造機のモー
ルド周辺部の構成例を示す断面図であり、図１と同一要
素には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異
なる部分についてのみ述べる。
化する場合においても、前記第２および第３の各実施の
形態の場合と同等の効果を維持することができる。 （第５の実施の形態）図８は、本実施の形態によるモー
ルド内湯面レベル制御装置を適用した連続鋳造機のモー
ルド周辺部の構成例を示す断面図であり、図１と同一要
素には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異
なる部分についてのみ述べる。
【００８０】すなわち、本実施の形態では、図８に示す
ように、図１に可調整ゲイン変更装置２４を付加した構
成としている。可調整ゲイン変更装置２４は、前記制御
偏差信号（または、湯面レベル信号）を入力とし、この
信号からバルジング性湯面変動の振幅を検出し、振幅の
大きさに応じて前記可調整ゲイン１２の大きさを変更す
るようにしている。
ように、図１に可調整ゲイン変更装置２４を付加した構
成としている。可調整ゲイン変更装置２４は、前記制御
偏差信号（または、湯面レベル信号）を入力とし、この
信号からバルジング性湯面変動の振幅を検出し、振幅の
大きさに応じて前記可調整ゲイン１２の大きさを変更す
るようにしている。
【００８１】一方、可調整ゲイン１２に設定される値に
は、上限および下限を持たせるようにしている。ここ
で、上限値は制御系の安定限界から根軌跡法等で求めら
れ、下限値は外乱補償器がないＰＩ制御と比べて最低限
補償したい外乱抑制率で定め、通常使用するゲインの大
きさとする。
は、上限および下限を持たせるようにしている。ここ
で、上限値は制御系の安定限界から根軌跡法等で求めら
れ、下限値は外乱補償器がないＰＩ制御と比べて最低限
補償したい外乱抑制率で定め、通常使用するゲインの大
きさとする。
【００８２】図９は、上記可調整ゲイン変更装置２４の
構成例を示すブロック図である。図９に示すように、制
御偏差信号（または、湯面レベル信号）を、外乱推定オ
ブザーバ、あるいは外乱〜制御偏差（または、湯面レベ
ル）の逆特性フィルタ等の引き抜き外乱を推定する外乱
推定器２５に入力した後、バルジング性湯面変動成分を
抽出するフィルタ２６に入力する。
構成例を示すブロック図である。図９に示すように、制
御偏差信号（または、湯面レベル信号）を、外乱推定オ
ブザーバ、あるいは外乱〜制御偏差（または、湯面レベ
ル）の逆特性フィルタ等の引き抜き外乱を推定する外乱
推定器２５に入力した後、バルジング性湯面変動成分を
抽出するフィルタ２６に入力する。
【００８３】そして、このフィルタ２６の出力信号と制
御ゲイン上下限を定めた制御ゲインテーブル２７を用い
ることで制御ゲインを設定できるように、本実施の形態
の制御系を実現するようにしている。
御ゲイン上下限を定めた制御ゲインテーブル２７を用い
ることで制御ゲインを設定できるように、本実施の形態
の制御系を実現するようにしている。
【００８４】以上により、湯面レベル信号からバルジン
グ性湯面変動の大きさが判定され、変動の大きさにより
外乱補償器の出力信号に掛けられる可調整ゲインの大き
さが変更されることにより、バルジング性湯面変動が増
加していく場合においても、可調整ゲインを大きくし、
流量調整可能な限界まで、前記第１の実施の形態の場合
と同様の作用を維持し、パウダー巻き込みの少ない良好
な品質の鋳片を製造することができる。よって、バルジ
ング性湯面変動が増加していく場合においても、前記第
１の実施の形態の場合と同等の効果を維持することがで
きる。
グ性湯面変動の大きさが判定され、変動の大きさにより
外乱補償器の出力信号に掛けられる可調整ゲインの大き
さが変更されることにより、バルジング性湯面変動が増
加していく場合においても、可調整ゲインを大きくし、
流量調整可能な限界まで、前記第１の実施の形態の場合
と同様の作用を維持し、パウダー巻き込みの少ない良好
な品質の鋳片を製造することができる。よって、バルジ
ング性湯面変動が増加していく場合においても、前記第
１の実施の形態の場合と同等の効果を維持することがで
きる。
【００８５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の連続鋳造
機モールド内湯面レベル制御装置によれば、連続鋳造機
におけるモールド内の溶融金属の湯面レベルを検出する
湯面レベル計と、湯面レベル計により連続的に検出され
る湯面レベルと設定湯面レベルとの偏差信号に基づい
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ＰＩ制御器と、ＰＩ制御器から出
力される開度指令を入力し、スライディングノズルの開
度を調整してタンディッシュからの溶融金属流入量を調
整するスライディングノズル制御器と、湯面レベルと設
定湯面レベルとの偏差信号から特定周期の大きなバルジ
ング性湯面変動を抽出し、かつその位相特性を所定の範
囲で進ませて出力する特性を有した外乱補償器とを備
え、外乱補償器からの出力信号に可調整ゲインを掛け合
わせた信号を、ＰＩ制御器から出力される開度指令に加
算して、最終的なスライディングノズルの開度指令とす
るようにしたので、定常鋳込み中のバルジング性湯面変
動を効率的に大幅に低減することが可能となる。
機モールド内湯面レベル制御装置によれば、連続鋳造機
におけるモールド内の溶融金属の湯面レベルを検出する
湯面レベル計と、湯面レベル計により連続的に検出され
る湯面レベルと設定湯面レベルとの偏差信号に基づい
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ＰＩ制御器と、ＰＩ制御器から出
力される開度指令を入力し、スライディングノズルの開
度を調整してタンディッシュからの溶融金属流入量を調
整するスライディングノズル制御器と、湯面レベルと設
定湯面レベルとの偏差信号から特定周期の大きなバルジ
ング性湯面変動を抽出し、かつその位相特性を所定の範
囲で進ませて出力する特性を有した外乱補償器とを備
え、外乱補償器からの出力信号に可調整ゲインを掛け合
わせた信号を、ＰＩ制御器から出力される開度指令に加
算して、最終的なスライディングノズルの開度指令とす
るようにしたので、定常鋳込み中のバルジング性湯面変
動を効率的に大幅に低減することが可能となる。
【００８６】また、バルジング性湯面変動の周期である
バルジング周波数を検出し、このバルジング周波数に応
じて外乱補償器の設定周波数を連続的に変更するように
したので、非定常時のようにバルジング性湯面変動の周
期が鋳込み速度（引き抜き速度）の変更によって変化し
ても、定常鋳込み中のバルジング性湯面変動を効率的に
大幅に低減することが可能となる。
バルジング周波数を検出し、このバルジング周波数に応
じて外乱補償器の設定周波数を連続的に変更するように
したので、非定常時のようにバルジング性湯面変動の周
期が鋳込み速度（引き抜き速度）の変更によって変化し
ても、定常鋳込み中のバルジング性湯面変動を効率的に
大幅に低減することが可能となる。
【００８７】さらに、バルジング性湯面変動の振幅を検
出し、湯面変動幅が増大した場合には、制御系の限界ま
で可調整ゲインの大きさを増加するようにしたので、バ
ルジング性湯面変動が増加していく場合においても、流
量調整可能な限界まで、バルジング性湯面変動抑制効果
を維持することが可能となる。
出し、湯面変動幅が増大した場合には、制御系の限界ま
で可調整ゲインの大きさを増加するようにしたので、バ
ルジング性湯面変動が増加していく場合においても、流
量調整可能な限界まで、バルジング性湯面変動抑制効果
を維持することが可能となる。
【図１】本発明の第１の実施の形態によるモールド内湯
面レベル制御装置を適用した連続鋳造機のモールド周辺
部の構成例を示す断面図。
面レベル制御装置を適用した連続鋳造機のモールド周辺
部の構成例を示す断面図。
【図２】本発明によるモールド内湯面レベル制御系の線
形モデルを示すブロック図。
形モデルを示すブロック図。
【図３】本発明による外乱補償器の有する周波数特性の
一例を示す図。
一例を示す図。
【図４】本発明による作用効果を説明するためのシミュ
レーションの一例を示す図。
レーションの一例を示す図。
【図５】本発明の第２の実施の形態によるモールド内湯
面レベル制御装置を適用した連続鋳造機のモールド周辺
部の構成例を示す断面図。
面レベル制御装置を適用した連続鋳造機のモールド周辺
部の構成例を示す断面図。
【図６】本発明の第３の実施の形態によるモールド内湯
面レベル制御装置を適用した連続鋳造機のモールド周辺
部の構成例を示す断面図。
面レベル制御装置を適用した連続鋳造機のモールド周辺
部の構成例を示す断面図。
【図７】本発明の第４の実施の形態によるモールド内湯
面レベル制御装置を適用した連続鋳造機のモールド周辺
部の構成例を示す断面図。
面レベル制御装置を適用した連続鋳造機のモールド周辺
部の構成例を示す断面図。
【図８】本発明の第５の実施の形態によるモールド内湯
面レベル制御装置を適用した連続鋳造機のモールド周辺
部の構成例を示す断面図。
面レベル制御装置を適用した連続鋳造機のモールド周辺
部の構成例を示す断面図。
【図９】同第５の実施の形態のモールド内湯面レベル制
御装置における可調整ゲイン変更装置の構成例を示すブ
ロック図。
御装置における可調整ゲイン変更装置の構成例を示すブ
ロック図。
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…浸漬ノズル、 ７…引き抜き方向、 ８…アクチュエータ、 ９…ピンチロール、 １０…ＰＩ制御器、 １１…外乱補償器、 １２…可調整ゲイン、 １８…バルジング周波数検出装置、 １９…バンドパスフィルター、 ２０…ＦＦＴ解析装置、 ２１…ピンチロール速度検出器、 ２２…バルジング周期演算器、 ２３…ピンチロール間隔、 ２４…可調整ゲイン変更装置、 ２５…外乱推定器、 ２６…フィルタ、 ２７…制御ゲインテーブル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 裕計 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 宮本 明 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 (5)
- 【請求項１】 連続鋳造機におけるモールド内の溶融金
属の湯面レベルを制御する制御装置において、 前記モールド内の溶融金属の湯面レベルを検出する湯面
レベル計と、 前記湯面レベル計により連続的に検出される湯面レベル
と設定湯面レベルとの偏差信号に基づいて、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ＰＩ制御器と、 前記ＰＩ制御器から出力される開度指令を入力し、前記
スライディングノズルの開度を調整して前記タンディッ
シュからの溶融金属流入量を調整するスライディングノ
ズル制御器と、 前記湯面レベルと設定湯面レベルとの偏差信号から特定
周期の大きなバルジング性湯面変動を抽出し、かつその
位相特性を所定の範囲で進ませて出力する特性を有した
外乱補償器とを備え、 前記外乱補償器からの出力信号に可調整ゲインを掛け合
わせた信号を、前記ＰＩ制御器から出力される開度指令
に加算して、最終的な前記スライディングノズルの開度
指令とするようにしたことを特徴とする連続鋳造機モー
ルド内湯面レベル制御装置。 - 【請求項２】 前記請求項１に記載の連続鋳造機モール
ド内湯面レベル制御装置において、 前記湯面レベル計により連続的に検出される湯面レベル
の信号から前記バルジング性湯面変動の周期であるバル
ジング周波数を検出するバルジング周波数検出手段を付
加し、 前記バルジング周波数検出手段により検出されたバルジ
ング周波数に応じて、前記外乱補償器の設定周波数を連
続的に変更するようにしたことを特徴とする連続鋳造機
モールド内湯面レベル制御装置。 - 【請求項３】 前記請求項２に記載の連続鋳造機モール
ド内湯面レベル制御装置において、 前記バルジング周波数検出手段として、 前記湯面レベル計により連続的に検出される湯面レベル
の信号から、前記バルジング性湯面変動が存在する周波
数帯域のみの信号を取り出す帯域通過フィルターと、 前記帯域通過フィルターにより取り出された信号をＦＦ
Ｔ解析してバルジング周波数を検出するＦＦＴ解析装置
と、 を用いるようにしたことを特徴とする連続鋳造機モール
ド内湯面レベル制御装置。 - 【請求項４】 前記請求項２に記載の連続鋳造機モール
ド内湯面レベル制御装置において、 前記バルジング周波数検出手段として、 前記モールド内の溶融金属を引き抜くためのピンチロー
ルの速度（鋳込み速度）と当該ピンチロールの間隔との
比からバルジング周波数を算出するバルジング周期演算
器を用いるようにしたことを特徴とする連続鋳造機モー
ルド内湯面レベル制御装置。 - 【請求項５】 前記請求項１に記載の連続鋳造機モール
ド内湯面レベル制御装置において、 前記湯面レベル計により連続的に検出される湯面レベル
の信号から抽出されたバルジング性湯面変動の振幅によ
り、前記外乱補償器からの出力信号に掛け合わせる可調
整ゲインの大きさを変更するようにしたことを特徴とす
る連続鋳造機モールド内湯面レベル制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35792897A JP3271242B2 (ja) | 1997-03-12 | 1997-12-25 | 連続鋳造機モールド内湯面レベル制御装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5768997 | 1997-03-12 | ||
| JP9-57689 | 1997-03-12 | ||
| JP35792897A JP3271242B2 (ja) | 1997-03-12 | 1997-12-25 | 連続鋳造機モールド内湯面レベル制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10314911A true JPH10314911A (ja) | 1998-12-02 |
| JP3271242B2 JP3271242B2 (ja) | 2002-04-02 |
Family
ID=26398750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35792897A Expired - Fee Related JP3271242B2 (ja) | 1997-03-12 | 1997-12-25 | 連続鋳造機モールド内湯面レベル制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3271242B2 (ja) |
Cited By (10)
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| WO2000066293A1 (fr) * | 1999-04-28 | 2000-11-09 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Regulation du niveau de la surface du metal dans un moule en moulage continu |
| AT413023B (de) * | 1999-01-14 | 2005-10-15 | Sumitomo Heavy Industries | Vorrichtung zum regeln des metallspiegels in einer stranggusskokille |
| JP2006263812A (ja) * | 2005-02-25 | 2006-10-05 | Jfe Steel Kk | 連続鋳造機の鋳型内湯面レベル制御方法及び連続鋳造鋳片の製造方法 |
| KR100775290B1 (ko) | 2006-12-18 | 2007-11-08 | 주식회사 포스코 | 연속주조공정에서의 탕면레벨 제어장치 |
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| KR100899689B1 (ko) * | 2002-08-21 | 2009-05-28 | 주식회사 포스코 | 회전류 상부노즐의 토출량 제어방법 |
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| JP2014111266A (ja) * | 2012-12-05 | 2014-06-19 | Nippon Steel & Sumitomo Metal | 連続鋳造機の湯面レベル制御装置、方法及びプログラム |
| JP2014111267A (ja) * | 2012-12-05 | 2014-06-19 | Nippon Steel & Sumitomo Metal | 連続鋳造機の湯面レベル制御装置、方法及びプログラム |
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-
1997
- 1997-12-25 JP JP35792897A patent/JP3271242B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP3271242B2 (ja) | 2002-04-02 |
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