JPH10328801A - 連続鋳造の鋳型内湯面レベル制御方法 - Google Patents
連続鋳造の鋳型内湯面レベル制御方法Info
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- JPH10328801A JPH10328801A JP9139554A JP13955497A JPH10328801A JP H10328801 A JPH10328801 A JP H10328801A JP 9139554 A JP9139554 A JP 9139554A JP 13955497 A JP13955497 A JP 13955497A JP H10328801 A JPH10328801 A JP H10328801A
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Abstract
レークアウトや鋳造速度の低下がないうえに、高品質な
鋼片を得ることができる連続鋳造の鋳型内湯面レベル制
御方法を提供することにある。 【解決手段】 連続鋳造中に鋳型2の湯面レベルを湯面
レベルセンサ5で測定し、その湯面レベル測定値と鋳型
の基準湯面レベルとの偏差からSAC制御手段によって
逐次ゲインを演算することによりSAC制御出力を計算
し、さらに開度指令値と湯面レベル測定値よりプロセス
に影響を及ぼす外乱を推定することによりそれを打ち消
すようにオブザーバ出力を計算し、SAC制御出力とオ
ブザーバ出力を加算した開度指令値で、タンデッシュ1
のスライディングノズル3の開度を調整する。
Description
ディッシュに供給貯留された金属溶湯をスライディング
ノズルを介して鋳型に供給する際、金属溶湯の供給量を
調整して鋳型内が基準湯面レベルとなるように制御する
連続鋳造の鋳型内湯面レベル制御方法に関するものであ
る。
は取鍋からタンデッシュに供給貯留されたうえ、スライ
ディングノズルを介して鋳型に供給され、冷却されつ
つ、ピンチロールにより引き出されてゆくものである
が、鋳造速度の変更あるいは溶湯の温度や溶湯の組成に
よる鋳型内の湯面レベル変動は、冷却凝固状態を不安定
化させてブレークアウトによる操業中断や、潤滑と湯面
保護を行うパウダーの金属溶湯内部への侵入をもたらし
て鋼片の品質低下を起こすという問題があった。そこで
鋳造速度を検出し、その結果に基づき取鍋内溶湯のタン
デッシュ内への注入量を制御して湯面レベルを一定に保
持しつつ操業することが特開平7−80616号公報に
開示されている。そしてこれら連続鋳造設備における湯
面レベルの制御方法としては、PID制御により行うの
を普通としている。しかし、PID制御では制御系の特
性が変化して場合には制御が困難で湯面レベルの変動が
発生しやすく、ブレークアウトにつながりやすいうえ
に、鋼片の品質向上の妨げの原因になる問題があった。
ような問題点を解決し、タンデッシュのスライディング
ノズル開度を基準湯面レベルと湯面レベル測定値の偏差
をもとにSAC制御手段により適応制御を行い、さらに
開度指令値と湯面レベル測定値よりプロセスに影響を及
ぼす外乱を推定し、それを打ち消すように制御すること
により、ブレークアウト等がないうえに、高品質な鋼片
を得ることができる連続鋳造の鋳型内湯面レベル制御方
法を提供することにある。
鋳型の湯面レベルを測定し、その湯面レベル測定値と鋳
型の基準湯面レベル値との偏差からSAC制御手段によ
り逐次ゲインを算出することによりSAC制御出力を演
算し、さらに開度指令値と湯面レベル測定値よりプロセ
スに影響を及ぼす外乱を推定し、それを打ち消すような
オブザーバ出力をSAC制御出力に加えあわせた開度指
令値で制御することにより、最短で鋳型の湯面レベルが
基準湯面レベルに達するようタンディッシュのスライデ
ィングノズルの開度を調整することを特徴とするもの
で、適応則が簡単なSAC制御を行うことにより制御系
の特性が変化しても湯面レベルを迅速且つ高精度に制御
でき、更には湯面レベルを変動させるような外乱が推定
された場合には、それを打ち消すようにスライディング
ノズルの開度を制御することによって、従来のフィード
バック方式の制御のみでは、除去不可能な外乱による湯
面変動に対しても大幅な抑制効果がある。
明すれば、図1中において、図示しない取鍋からタンデ
ッシュ1に供給された金属溶湯は、スライディングノズ
ル3を介して鋳型2に供給され、鋳型2に供給された金
属溶湯は冷却されて鋼片としてピンチロール4群により
引き出されていくこととなるものである。このような連
続鋳造中、タンディッシュ1に供給される金属溶湯の温
度や組成あるいは鋳造速度などにより鋳型2の湯面レベ
ルは変動することになるが、湯面レベルは湯面レベルセ
ンサ5にて常時測定されており、SAC制御手段および
外乱オブザーバ6は、湯面レベル測定値と鋳型の基準湯
面レベル値との偏差からSAC制御手段により逐次計算
されたゲインをもとにSAC制御出力を演算し、それと
同時に開度指令値と湯面レベル測定値よりプロセスに影
響を及ぼす外乱を推定し、それを打ち消すようなオブザ
ーバ出力も演算し、双方を加算することにより開度指令
値を出力する。このように計算された開度指令値によ
り、スライディングノズル3の開度量を調節し、湯面レ
ベルが最短で基準湯面レベルになるよう溶湯の供給量を
制御して金属溶湯の温度や組成あるいは鋳造速度の変更
などの変化に応じて生じる湯面レベルの変動に素早く応
答し、変動の少ない安定した湯面レベルに維持できるの
で、湯面変動起因のブレークアウトが生じにくいうえ
に、パウダーが金属溶湯の内部に侵入しにくく、高品質
の鋼片を鋳造することが可能となる。
ブザーバ6に用いられるSAC(Simple Ada
ptive Control)制御はMRACSやST
Rなどと同じ適応制御の一種であり、MRACSやST
Rなどの適応制御の場合では、適用するうえでの必要条
件が厳格であるために実際のプラント設備への適用が困
難であるが、SAC制御の場合、アルゴリズムが簡単
で、あるゲインの出力フィードバックに対して入出力伝
達関数が強正実可能、即ちASPR(Almost S
trictly Positive Real)を満た
す条件下で構造の簡単な制御系を構成できるもので、A
SPRの条件の満たさない制御対象の場合には、並列フ
ィードフォワード補償器(Parallel Feed
forward Compensator、PFC)を
導入することにより、SAC制御のプラントへの適用が
可能となる。さらに、図1中のSAC制御手段及び外乱
オブザーバ6では、フィードバック方式の制御では除去
困難な、プロセスに影響を及ぼす外乱をプロセスの入出
力から推定し、それを打ち消すような制御出力を演算す
る機能を有する。制御対象とするプラントの特性によっ
てある周波数帯域の外乱に対し、脆弱な制御系となった
場合に、湯面レベル測定値と基準湯面レベルの偏差をも
とに開度指令値を決定するするようなフィードバック制
御システムの制御調整用定数の調節による外乱抑制能力
の向上は困難である。よって、その制御システムにおけ
る外乱−湯面レベル間の周波数特性の感度の高い周波数
帯域の外乱を推定できるように、外乱に対して動的特性
を考慮して外乱オブザーバを構成し、その推定結果を打
ち消すようにオブザーバ出力を演算する。このオブザー
バ出力とSAC制御出力を加算しスライディングノズル
の開度指令値として湯面レベル制御を実施することによ
り、広範囲な周波数帯域に属した湯面レベル変動を迅速
に抑制し、湯面レベル測定値を基準湯面レベルに達する
ことが可能となる。SAC制御及び外乱オブザーバは図
2に示されるように、基準湯面レベルUmを取込み、そ
のデータを規範モデル(Gm)により規範モデル出力y
mを下記算出式により算出する。
測定される湯面レベル測定値ypに並列フィードフォワ
ード補償器(PFC)により算出されたPFCモデル出
力yhを加えあわせた拡張系プラント出力yaの差、即
ち偏差eyを下記算出式により算出する。
ベルUmを用いて下記に示す算出式によりSAC制御出
力Upを算出する。
慮し下記に示す方程式により仮定する。
記のように構成される。
ち消すために下記に示す算出式より、外乱オブザーバ出
力を算出する。
スライディングノズル3の開度指令値U及びPFCモデ
ルへの入力として与え、PFCモデルよりPFCモデル
出力yhを下記算出式から算出する。
リーバ発生率を大幅に低下することができた。
挙げる。 実施例1 1)鋳型サイズ:厚み245mm、幅1100mm、長
さ(深さ)900mm 2)ピンチロール間隔:258mm 3)溶鋼成分(%)、C:0.04〜0.12、Mn:0.30〜0.
45、Si:0.005 、P:0.015 〜0.025 、S:0.01〜0.
02、Sol. Al:0.01、残りFe及び不純物からな
る。(注入温度1450℃) このようにして、湾曲型鋼片連続鋳造装置(10R)に
より鋳造速度1.64m/ 分で、湯面レベルと基準湯面
レベルとの偏差からSAC制御手段及び外乱オブザーバ
により演算された開度指令値に基づいて、タンディッシ
ュのスライディングノズルの開度を調整して鋳造を実施
したところ、鋳型内の湯面レベル変動はほとんどなく、
不純物及びパウダー巻き込みによる鋼片のスリーバ発生
率は約5%と優れた効果をもたらした。
湯面レベル測定値と基準湯面レベルとの偏差からPID
制御により出力される開度指令値に基づいてタンディッ
シュのスライディングノズルの開度を調整して鋳造を行
ったところ、鋳型内の湯面レベルの変動が大きく、スラ
グ等の不純物の巻き込みによる鋼片のスリーバ発生率は
約16%に達した。
に、適応則が簡単なうえ、並列フィードフォワード補償
器を導入することにより入出力伝達関数がASPRを満
たさないプラント設備にもSAC制御が適用でき、さら
に外乱オブザーバによりプロセスの入出力から外乱を推
定し、それを打ち消すような制御出力をSAC制御出力
に加算することで、湯面レベルを迅速且つ、高精度に制
御することが可能となり、ブレークアウトや鋳造速度の
低下がなく、しかも、パウダー等の不純物を金属溶湯の
内部に巻き込んで鋼片にスリーバ等の表面欠陥が発生す
ることを的確に防止し、高品質の鋼片を鋳造することが
できるものである。したがって、本発明は従来の問題点
を解消した連続鋳造の鋳型内湯面レベル制御方法として
業界の発展に寄与するところ極めて大きい。
ック図である。
Claims (2)
- 【請求項1】連続鋳造中に鋳型の湯面レベルを測定し、
その湯面レベル測定値と鋳型の基準湯面レベルとの偏差
からSAC制御手段によって逐次ゲインを演算すること
によりSAC制御出力を計算し、さらに開度指令値と湯
面レベル測定値よりプロセスに影響を及ぼす外乱を推定
することによりそれを打ち消すようにオブザーバ出力を
計算し、SAC制御出力とオブザーバ出力を加算した開
度指令値で、タンデッシュのスライディングノズルの開
度を調整することを特徴とする連続鋳造の鋳型内湯面レ
ベル制御方法。 - 【請求項2】鋳型の湯面レベルを湯面レベルセンサによ
り測定する請求項1に記載の連続鋳造の鋳型内湯面レベ
ル制御方法。
Priority Applications (1)
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JP13955497A JP3370900B2 (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | 連続鋳造の鋳型内湯面レベル制御方法 |
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