JPH11347699A - 連続鋳造における鋳型内溶融金属液面レベル制御装置 - Google Patents
連続鋳造における鋳型内溶融金属液面レベル制御装置Info
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- JPH11347699A JPH11347699A JP16478998A JP16478998A JPH11347699A JP H11347699 A JPH11347699 A JP H11347699A JP 16478998 A JP16478998 A JP 16478998A JP 16478998 A JP16478998 A JP 16478998A JP H11347699 A JPH11347699 A JP H11347699A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低コストで高精度の制御が可能な、連続鋳
造の鋳型内溶融金属液面レベル制御装置を提供する。 【解決手段】連続鋳造鋳型内の溶融金属の液面レベルを
レベル検出器で検出し、このようにして検出したレベル
検出信号を、電動機、液圧ポンプ、液圧シリンダ、およ
び、シリンダロッドの位置検出器を一体化することから
なるハイブリッドアクチュエータを制御する制御ユニッ
トにフィードバックして、前記ハイブリッドアクチュエ
ータによって流量制御弁を駆動し、かくして、鋳型内へ
の溶融金属の流入量もしくは流入流量を制御することか
らなる制御手段を備えた、連続鋳造鋳型内溶融金属液面
レベル制御装置。
造の鋳型内溶融金属液面レベル制御装置を提供する。 【解決手段】連続鋳造鋳型内の溶融金属の液面レベルを
レベル検出器で検出し、このようにして検出したレベル
検出信号を、電動機、液圧ポンプ、液圧シリンダ、およ
び、シリンダロッドの位置検出器を一体化することから
なるハイブリッドアクチュエータを制御する制御ユニッ
トにフィードバックして、前記ハイブリッドアクチュエ
ータによって流量制御弁を駆動し、かくして、鋳型内へ
の溶融金属の流入量もしくは流入流量を制御することか
らなる制御手段を備えた、連続鋳造鋳型内溶融金属液面
レベル制御装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、連続鋳造の鋳型内
溶融金属液面レベル制御装置に関する。
溶融金属液面レベル制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】連続鋳造において、鋳型内の溶融金属液
面変動は、鋳型内における凝固シェルの正常な発達を妨
げて、鋳片の品質欠陥およびブレークアウト等の事故の
発生原因となるので、この溶融金属液面変動を防止する
ことが重要である。
面変動は、鋳型内における凝固シェルの正常な発達を妨
げて、鋳片の品質欠陥およびブレークアウト等の事故の
発生原因となるので、この溶融金属液面変動を防止する
ことが重要である。
【０００３】鋳型内の溶融金属液面レベル変動を防止す
るためには、鋳型内において生じる溶融金属液面レベル
変動に応じて、鋳型内への溶融金属の流入量もしくは流
入流量を制御する必要がある。
るためには、鋳型内において生じる溶融金属液面レベル
変動に応じて、鋳型内への溶融金属の流入量もしくは流
入流量を制御する必要がある。
【０００４】鋳型内への溶融金属の流入量もしくは流入
流量を制御する方法として、タンディッシュに取付けら
れたストッパまたはスライディングノズルの開度を、鋳
型内溶融金属液面レベル信号に応じて、制御する方法が
とられている。
流量を制御する方法として、タンディッシュに取付けら
れたストッパまたはスライディングノズルの開度を、鋳
型内溶融金属液面レベル信号に応じて、制御する方法が
とられている。
【０００５】上記ストッパまたはスライディングノズル
の開度制御は、極めて速い応答性が要求され、更に、そ
れを実現するための大きな駆動力も要求される。そのた
めに、従来は油圧シリンダとサーボ弁等の油圧制御弁を
用いた油圧制御方式が主流を占めていた。この代表的な
ものは、特開昭５９−１９０６１号公報、特開昭５３−
１３７０２５号公報に開示されている（以下、「従来の
油圧制御方式」という）。
の開度制御は、極めて速い応答性が要求され、更に、そ
れを実現するための大きな駆動力も要求される。そのた
めに、従来は油圧シリンダとサーボ弁等の油圧制御弁を
用いた油圧制御方式が主流を占めていた。この代表的な
ものは、特開昭５９−１９０６１号公報、特開昭５３−
１３７０２５号公報に開示されている（以下、「従来の
油圧制御方式」という）。
【０００６】これ等の方式は何れも、一定圧力を供給す
る油圧源とシリンダの間に油圧制御弁が設置され、鋳型
内溶融金属液面レベル信号によって、その弁の開度を制
御して、シリンダへの作動油の流入量や圧力を制御する
ものである。
る油圧源とシリンダの間に油圧制御弁が設置され、鋳型
内溶融金属液面レベル信号によって、その弁の開度を制
御して、シリンダへの作動油の流入量や圧力を制御する
ものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の油圧制御方式の第１の問題点は、エネルギ効率
が極めて低いということである。従来方式では油圧源は
常に一定圧力を供給し続けるため、シリンダが仕事をし
ない時には、油圧源で発生した圧力はリリーフ弁または
安全弁等を通り油タンクへ戻される。即ち、油圧源で発
生したエネルギの大半を熱エネルギとして無駄に放出し
ていることになる。
た従来の油圧制御方式の第１の問題点は、エネルギ効率
が極めて低いということである。従来方式では油圧源は
常に一定圧力を供給し続けるため、シリンダが仕事をし
ない時には、油圧源で発生した圧力はリリーフ弁または
安全弁等を通り油タンクへ戻される。即ち、油圧源で発
生したエネルギの大半を熱エネルギとして無駄に放出し
ていることになる。
【０００８】従来の油圧制御方式の第２の問題点は、設
備コストおよびメンテナンスコストが高いことである。
従来の方式では、油圧源からシリンダまでの途中配管に
は制御弁のほか、リリーフ弁や安全弁等の装置保護用機
器、ならびに、油タンクが必要となるが、これら全ての
機器をタンディッシュに設置することは、タンディッシ
ュコスト上の問題や、タンディッシュの整備作業上の問
題から、事実上不可能である。このため、タンディッシ
ュ上には特開昭５３−１３７０２５号公報に開示されて
いるように、油圧シリンダと制御弁のみが設置され、油
圧源や油タンク、リリーフ弁や安全弁等の機器は、タン
ディッシュ上の油圧シリンダから離れた場所に設置され
ている。
備コストおよびメンテナンスコストが高いことである。
従来の方式では、油圧源からシリンダまでの途中配管に
は制御弁のほか、リリーフ弁や安全弁等の装置保護用機
器、ならびに、油タンクが必要となるが、これら全ての
機器をタンディッシュに設置することは、タンディッシ
ュコスト上の問題や、タンディッシュの整備作業上の問
題から、事実上不可能である。このため、タンディッシ
ュ上には特開昭５３−１３７０２５号公報に開示されて
いるように、油圧シリンダと制御弁のみが設置され、油
圧源や油タンク、リリーフ弁や安全弁等の機器は、タン
ディッシュ上の油圧シリンダから離れた場所に設置され
ている。
【０００９】このため従来方式では、油圧源とシリンダ
間の配管やバルブ等の圧力損失分だけ、油圧源の出力を
大きくする必要が生じ、また油圧配管も長くなり、バル
ブスタンド等の機器も必要となるため、設備コストが高
くなった。
間の配管やバルブ等の圧力損失分だけ、油圧源の出力を
大きくする必要が生じ、また油圧配管も長くなり、バル
ブスタンド等の機器も必要となるため、設備コストが高
くなった。
【００１０】また、配管長が長くなる分、新油充填時の
作業コスト、配管フラッシング作業コスト、廃油処理コ
ストも増大し、また配管の油漏れ防止のためのメンテナ
ンスコストも甚大なものとなる。
作業コスト、配管フラッシング作業コスト、廃油処理コ
ストも増大し、また配管の油漏れ防止のためのメンテナ
ンスコストも甚大なものとなる。
【００１１】従来の油圧制御方式の第３の問題点は、油
圧配管（またはホース）の着脱作業が必要であるという
ことである。連続鋳造において、従来方式ではタンディ
ッシュ交換の際には、特開昭５９−１９０６１号公報に
開示されているように、シリンダロッドの位置検出信
号、または、特開昭５３−１３７０２５号公報に開示さ
れているように、ステッピングパルス信号のような電気
信号のコネクタ脱着のほか、油圧配管（またはホース）
のカプラーを脱着する必要があるが、これらの接続が不
十分な場合はレベル制御が異常となり、大事故につなが
る恐れがある。
圧配管（またはホース）の着脱作業が必要であるという
ことである。連続鋳造において、従来方式ではタンディ
ッシュ交換の際には、特開昭５９−１９０６１号公報に
開示されているように、シリンダロッドの位置検出信
号、または、特開昭５３−１３７０２５号公報に開示さ
れているように、ステッピングパルス信号のような電気
信号のコネクタ脱着のほか、油圧配管（またはホース）
のカプラーを脱着する必要があるが、これらの接続が不
十分な場合はレベル制御が異常となり、大事故につなが
る恐れがある。
【００１２】電気信号のコネクタは比較的容易に脱着可
能であり、また接続不良の検出も容易に可能である。こ
れに対し、油圧配管カプラー接続には、配管内に残圧が
ある場合など、かなりの力が必要であり、また、接続不
良の検出も困難である。特に、この作業を鋳造直前にオ
ペレータが手作業で行わなければならない場合には、接
続ミスによる事故や油漏れのほか、鋳造スタート遅れに
よるタンディッシュ内の溶融金属の温度低下等による操
業遅れが発生する可能性が増大する。
能であり、また接続不良の検出も容易に可能である。こ
れに対し、油圧配管カプラー接続には、配管内に残圧が
ある場合など、かなりの力が必要であり、また、接続不
良の検出も困難である。特に、この作業を鋳造直前にオ
ペレータが手作業で行わなければならない場合には、接
続ミスによる事故や油漏れのほか、鋳造スタート遅れに
よるタンディッシュ内の溶融金属の温度低下等による操
業遅れが発生する可能性が増大する。
【００１３】従来の油圧制御方式の第４の問題点は、シ
リンダの応答性の問題である。特開昭５９−１９０６１
号公報に開示されているように、従来方式では、タンデ
ィッシュコスト上の問題等により、サーボ弁等の制御弁
はタンディッシュから離れた場所に設置される。このた
め、油圧シリンダと制御弁との間に配管長が長くなり、
制御弁が作動してからシリンダが応答するまでの時間に
遅れが生じ、鋳型内溶融金属液面レベルの変動要因とな
っていた。
リンダの応答性の問題である。特開昭５９−１９０６１
号公報に開示されているように、従来方式では、タンデ
ィッシュコスト上の問題等により、サーボ弁等の制御弁
はタンディッシュから離れた場所に設置される。このた
め、油圧シリンダと制御弁との間に配管長が長くなり、
制御弁が作動してからシリンダが応答するまでの時間に
遅れが生じ、鋳型内溶融金属液面レベルの変動要因とな
っていた。
【００１４】特開昭５３−１３７０２５号公報に開示さ
れているように、油圧シリンダおよび油圧制御弁を一体
化したステッピングシリンダを用いた方法によれば、シ
リンダの応答遅れの問題は解決できるが、上述した第
１、第２、第３の問題点は解決できない。
れているように、油圧シリンダおよび油圧制御弁を一体
化したステッピングシリンダを用いた方法によれば、シ
リンダの応答遅れの問題は解決できるが、上述した第
１、第２、第３の問題点は解決できない。
【００１５】従って、本発明の目的は、上述した従来方
式の問題点を解決することができる、低コストで高精度
の制御が可能な、連続鋳造の鋳型内溶融金属液面レベル
制御装置を提供することにある。
式の問題点を解決することができる、低コストで高精度
の制御が可能な、連続鋳造の鋳型内溶融金属液面レベル
制御装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、従来方式
の問題点を解決するため、鋭意検討を行った結果、従来
方式のような油圧制御弁を用いることなく、シリンダの
駆動源となる液圧ポンプの吐出量及び吐出方向、即ち、
ポンプの回転数及び回転方向を可変とし、ポンプの回転
数および／または回転方向を溶融金属の液面レベル信号
に応じて制御することによって、効率よく、低コストで
且つ安全に連続鋳造の鋳型内溶融金属液面レベルを制御
することができることを知見した。
の問題点を解決するため、鋭意検討を行った結果、従来
方式のような油圧制御弁を用いることなく、シリンダの
駆動源となる液圧ポンプの吐出量及び吐出方向、即ち、
ポンプの回転数及び回転方向を可変とし、ポンプの回転
数および／または回転方向を溶融金属の液面レベル信号
に応じて制御することによって、効率よく、低コストで
且つ安全に連続鋳造の鋳型内溶融金属液面レベルを制御
することができることを知見した。
【００１７】本発明はこのような知見に基づいてなされ
たものであって、本発明の連続鋳造鋳型内溶融金属液面
レベル制御装置は、連続鋳造鋳型内の溶融金属の液面レ
ベルをレベル検出器で検出し、このようにして検出した
レベル検出信号を、電動機、液圧ポンプ、液圧シリンダ
およびシリンダロッドの位置検出器を一体化することか
らなるハイブリッドアクチュエータを制御する制御ユニ
ットにフィードバックして、前記ハイブリッドアクチュ
エータによって流量制御弁を駆動し、かくして、鋳型内
への溶融金属の流入量もしくは流入流量を制御すること
からなる制御手段を備えたことを特徴とするものであ
る。
たものであって、本発明の連続鋳造鋳型内溶融金属液面
レベル制御装置は、連続鋳造鋳型内の溶融金属の液面レ
ベルをレベル検出器で検出し、このようにして検出した
レベル検出信号を、電動機、液圧ポンプ、液圧シリンダ
およびシリンダロッドの位置検出器を一体化することか
らなるハイブリッドアクチュエータを制御する制御ユニ
ットにフィードバックして、前記ハイブリッドアクチュ
エータによって流量制御弁を駆動し、かくして、鋳型内
への溶融金属の流入量もしくは流入流量を制御すること
からなる制御手段を備えたことを特徴とするものであ
る。
【００１８】更に、この発明の連続鋳造鋳型内溶融金属
液面レベル制御装置は、連続鋳造鋳型内の溶融金属の液
面レベルをレベル検出器で検出し、このようにして検出
したレベル検出信号を、電動機、二方向吐出固定容量液
圧ポンプまたは二方向吐出可変容量ポンプ、片ロッド液
圧シリンダ、シリンダロッドの位置検出器、および、片
ロッドシリンダのヘッド側シリンダ室とロッド側シリン
ダ室の容積差を補償する回路を一体化することからなる
ハイブリッドアクチュエータを制御する制御ユニットに
フィードバックして、前記ハイブリッドアクチュエータ
によって流量制御弁を駆動し、かくして、鋳型内への溶
融金属の流入量もしくは流入流量を制御することからな
る制御手段を備えたことを特徴とするものである。
液面レベル制御装置は、連続鋳造鋳型内の溶融金属の液
面レベルをレベル検出器で検出し、このようにして検出
したレベル検出信号を、電動機、二方向吐出固定容量液
圧ポンプまたは二方向吐出可変容量ポンプ、片ロッド液
圧シリンダ、シリンダロッドの位置検出器、および、片
ロッドシリンダのヘッド側シリンダ室とロッド側シリン
ダ室の容積差を補償する回路を一体化することからなる
ハイブリッドアクチュエータを制御する制御ユニットに
フィードバックして、前記ハイブリッドアクチュエータ
によって流量制御弁を駆動し、かくして、鋳型内への溶
融金属の流入量もしくは流入流量を制御することからな
る制御手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１９】更に、この発明の連続鋳造鋳型内溶融金属
液面レベル制御装置は、連続鋳造鋳型内の溶融金属の液
面レベルをレベル検出器で検出し、このようにして検出
したレベル検出信号を、電動機、二方向吐出固定容量液
圧ポンプまたは二方向吐出可変容量ポンプ、片ロッド液
圧シリンダ、シリンダロッドの位置検出器、片ロッドシ
リンダのヘッド側シリンダ室とロッド側シリンダ室の容
積差を補償する回路、および、ヘッド側回路とロッド側
回路を導通させて手動介入を可能とさせるためのバイパ
ス回路を一体化することからなるハイブリッドアクチュ
エータを制御する制御ユニットにフィードバックして、
前記ハイブリッドアクチュエータによって流量制御弁を
駆動し、かくして、鋳型内への溶融金属の流入量もしく
は流入流量を制御することからなる制御手段を備えたこ
とを特徴とするものである。
液面レベル制御装置は、連続鋳造鋳型内の溶融金属の液
面レベルをレベル検出器で検出し、このようにして検出
したレベル検出信号を、電動機、二方向吐出固定容量液
圧ポンプまたは二方向吐出可変容量ポンプ、片ロッド液
圧シリンダ、シリンダロッドの位置検出器、片ロッドシ
リンダのヘッド側シリンダ室とロッド側シリンダ室の容
積差を補償する回路、および、ヘッド側回路とロッド側
回路を導通させて手動介入を可能とさせるためのバイパ
ス回路を一体化することからなるハイブリッドアクチュ
エータを制御する制御ユニットにフィードバックして、
前記ハイブリッドアクチュエータによって流量制御弁を
駆動し、かくして、鋳型内への溶融金属の流入量もしく
は流入流量を制御することからなる制御手段を備えたこ
とを特徴とするものである。
【００２０】更に、この発明の連続鋳造鋳型内溶融金属
液面レベル制御装置は、前記制御ユニットが、前記レベ
ル検出信号と、目標溶融金属液面レベルを設定するレベ
ル設定器からのレベル設定信号との偏差に応じて前記シ
リンダロッドの位置を修正するためのロッド位置修正信
号を出力する第１の制御ユニット、前記第１の制御ユニ
ットからのロッド位置修正信号と前記シリンダに取りつ
けられたシリンダ位置検出器からのロッド位置検出信号
との偏差に応じて前記液圧ポンプの回転数および／また
は回転方向を修正するためのポンプ回転状態修正信号を
出力する第２の制御ユニット、および、前記第２の制御
ユニットからのポンプ回転状態修正信号と前記電動機の
回転状態検出器からのポンプ回転状態検出信号との偏差
に応じて前記電動機の回転状態を修正するための回転状
態制御信号を出力する第３の制御ユニットを備えている
ことを特徴とするものである。
液面レベル制御装置は、前記制御ユニットが、前記レベ
ル検出信号と、目標溶融金属液面レベルを設定するレベ
ル設定器からのレベル設定信号との偏差に応じて前記シ
リンダロッドの位置を修正するためのロッド位置修正信
号を出力する第１の制御ユニット、前記第１の制御ユニ
ットからのロッド位置修正信号と前記シリンダに取りつ
けられたシリンダ位置検出器からのロッド位置検出信号
との偏差に応じて前記液圧ポンプの回転数および／また
は回転方向を修正するためのポンプ回転状態修正信号を
出力する第２の制御ユニット、および、前記第２の制御
ユニットからのポンプ回転状態修正信号と前記電動機の
回転状態検出器からのポンプ回転状態検出信号との偏差
に応じて前記電動機の回転状態を修正するための回転状
態制御信号を出力する第３の制御ユニットを備えている
ことを特徴とするものである。
【００２１】更に、本発明の連続鋳造鋳型内溶融金属液
面レベル制御装置は、流量制御弁としてストッパ、また
は、直動式または回転式スライディングノズルを用いる
ことを特徴とするものである。
面レベル制御装置は、流量制御弁としてストッパ、また
は、直動式または回転式スライディングノズルを用いる
ことを特徴とするものである。
【００２２】上述した片ロッドシリンダのヘッド側シリ
ンダ室とロッド側シリンダ室の容積差を補償する回路と
しては、外部パイロットのリリーフ弁、チェック弁、シ
ャトル弁等がある。
ンダ室とロッド側シリンダ室の容積差を補償する回路と
しては、外部パイロットのリリーフ弁、チェック弁、シ
ャトル弁等がある。
【００２３】
【発明の実施の形態】本発明の連続鋳造鋳型内溶融金属
液面レベル制御装置においては、鋳型内の溶融金属の液
面レベルをレベル検出器６で検出し、このように検出し
たレベル検出信号を、ハイブリッドアクチュエータを制
御する制御ユニットにフィードバックして、ハイブリッ
ドアクチュエータによって、流量制御弁４を駆動し、鋳
型内への溶融金属の流入量もしくは流入流量を制御する
ことからなる制御手段が備えられている。上述したハイ
ブリッドアクチュエータは、電動機１０・液圧ポンプ９
・液圧シリンダ７・シリンダロッドの位置検出器８を一
体化したことからなっている。上述したハイブリッドア
クチュエータは、電動機、二方向吐出固定容量液圧ポン
プまたは二方向吐出可変容量ポンプ、片ロッド液圧シリ
ンダ、シリンダロッドの位置検出器、および、片ロッド
シリンダのヘッド側シリンダ室とロッド側シリンダ室の
容積差を補償する回路を一体化することからなっていて
もよい。上述したハイブリッドアクチュエータは、電動
機、二方向吐出固定容量液圧ポンプまたは二方向吐出可
変容量ポンプ、片ロッド液圧シリンダ、シリンダロッド
の位置検出器、片ロッドシリンダのヘッド側シリンダ室
とロッド側シリンダ室の容積差を補償する回路、およ
び、ヘッド側回路とロッド側回路を導通させて手動介入
を可能とさせるためのバイパス回路を一体化することか
らなっていてもよい。
液面レベル制御装置においては、鋳型内の溶融金属の液
面レベルをレベル検出器６で検出し、このように検出し
たレベル検出信号を、ハイブリッドアクチュエータを制
御する制御ユニットにフィードバックして、ハイブリッ
ドアクチュエータによって、流量制御弁４を駆動し、鋳
型内への溶融金属の流入量もしくは流入流量を制御する
ことからなる制御手段が備えられている。上述したハイ
ブリッドアクチュエータは、電動機１０・液圧ポンプ９
・液圧シリンダ７・シリンダロッドの位置検出器８を一
体化したことからなっている。上述したハイブリッドア
クチュエータは、電動機、二方向吐出固定容量液圧ポン
プまたは二方向吐出可変容量ポンプ、片ロッド液圧シリ
ンダ、シリンダロッドの位置検出器、および、片ロッド
シリンダのヘッド側シリンダ室とロッド側シリンダ室の
容積差を補償する回路を一体化することからなっていて
もよい。上述したハイブリッドアクチュエータは、電動
機、二方向吐出固定容量液圧ポンプまたは二方向吐出可
変容量ポンプ、片ロッド液圧シリンダ、シリンダロッド
の位置検出器、片ロッドシリンダのヘッド側シリンダ室
とロッド側シリンダ室の容積差を補償する回路、およ
び、ヘッド側回路とロッド側回路を導通させて手動介入
を可能とさせるためのバイパス回路を一体化することか
らなっていてもよい。
【００２４】更に、前記制御ユニットは、前記レベル検
出信号と、目標溶融金属液面レベルを設定するレベル設
定器からのレベル設定信号との偏差に応じて前記シリン
ダロッドの位置を修正するためのロッド位置修正信号を
出力する第１の制御ユニット、前記第１の制御ユニット
からのロッド位置修正信号と前記シリンダに取りつけら
れたシリンダ位置検出器からのロッド位置検出信号との
偏差に応じて前記液圧ポンプの回転数および／または回
転方向を修正するためのポンプ回転状態修正信号を出力
する第２の制御ユニット、および、前記第２の制御ユニ
ットからのポンプ回転状態修正信号と前記電動機の回転
状態検出器からのポンプ回転状態検出信号との偏差に応
じて前記電動機の回転状態を修正するための回転状態制
御信号を出力する第３の制御ユニットを備えている。
出信号と、目標溶融金属液面レベルを設定するレベル設
定器からのレベル設定信号との偏差に応じて前記シリン
ダロッドの位置を修正するためのロッド位置修正信号を
出力する第１の制御ユニット、前記第１の制御ユニット
からのロッド位置修正信号と前記シリンダに取りつけら
れたシリンダ位置検出器からのロッド位置検出信号との
偏差に応じて前記液圧ポンプの回転数および／または回
転方向を修正するためのポンプ回転状態修正信号を出力
する第２の制御ユニット、および、前記第２の制御ユニ
ットからのポンプ回転状態修正信号と前記電動機の回転
状態検出器からのポンプ回転状態検出信号との偏差に応
じて前記電動機の回転状態を修正するための回転状態制
御信号を出力する第３の制御ユニットを備えている。
【００２５】本発明の連続鋳造鋳型内溶融金属液面レベ
ル制御装置において、制御手段は、従来の油圧制御方式
のような油圧制御弁を用いることなく、シリンダの駆動
源となる液圧ポンプの吐出量及び吐出方向、即ち、ポン
プの回転数及び回転方向を可変として、溶融金属液面レ
ベル検出信号に応じて、ポンプの回転数および／または
回転方向を制御する。
ル制御装置において、制御手段は、従来の油圧制御方式
のような油圧制御弁を用いることなく、シリンダの駆動
源となる液圧ポンプの吐出量及び吐出方向、即ち、ポン
プの回転数及び回転方向を可変として、溶融金属液面レ
ベル検出信号に応じて、ポンプの回転数および／または
回転方向を制御する。
【００２６】本発明の連続鋳造鋳型内溶融金属液面レベ
ル制御装置によれば、シリンダの必要仕事分だけ、液圧
ポンプを駆動すれば良いので、ポンプおよびポンプ駆動
用モータ容量は最小容量となって、シリンダおよびポン
プ、モータを一体化することが可能である。
ル制御装置によれば、シリンダの必要仕事分だけ、液圧
ポンプを駆動すれば良いので、ポンプおよびポンプ駆動
用モータ容量は最小容量となって、シリンダおよびポン
プ、モータを一体化することが可能である。
【００２７】更に、これ等を一体化することによって、
シリンダとポンプの間の配管を極めて短くできるので、
長い配管によるシリンダの応答遅れを少なくして、高精
度の鋳型内溶融金属液面レベル制御が可能である。
シリンダとポンプの間の配管を極めて短くできるので、
長い配管によるシリンダの応答遅れを少なくして、高精
度の鋳型内溶融金属液面レベル制御が可能である。
【００２８】更に、油圧制御弁や外部の油圧配管を無く
したことによって、設備コストやエネルギコストの面で
も従来より安くすることができ、また、タンディッシュ
交換の際の油圧カプラーの着脱が不要となる。
したことによって、設備コストやエネルギコストの面で
も従来より安くすることができ、また、タンディッシュ
交換の際の油圧カプラーの着脱が不要となる。
【００２９】
【実施例】次に、この発明の連続鋳造鋳型内溶融金属液
面レベル制御装置を実施例によって説明する。
面レベル制御装置を実施例によって説明する。
【００３０】図１は、この発明の連続鋳造鋳型内溶融金
属液面レベル制御装置の１実施態様の概要を示す図であ
る。図４は、図１の一部を詳細に示す図である。図１、
図４に示すように、タンディッシュ１から鋳型２に流入
する溶融金属３の流入量は、ストッパ（流量制御弁）４
の位置を上下させることにより調節される。このストッ
パ４は、支持体１７を介して液圧シリンダ７に連結さ
れ、液圧シリンダ７によって駆動される。
属液面レベル制御装置の１実施態様の概要を示す図であ
る。図４は、図１の一部を詳細に示す図である。図１、
図４に示すように、タンディッシュ１から鋳型２に流入
する溶融金属３の流入量は、ストッパ（流量制御弁）４
の位置を上下させることにより調節される。このストッ
パ４は、支持体１７を介して液圧シリンダ７に連結さ
れ、液圧シリンダ７によって駆動される。
【００３１】図１に示すように、この液圧シリンダ７
は、シリンダと一体化された液圧ポンプ９およびモータ
（電動機）１０により駆動される。モータ１０は、前記
鋳型２内の溶融金属液面レベル検出器６の検出出力と、
溶融金属レベルを設定する設定器１６の出力との偏差に
応じて以下に述べる制御ユニットにて制御され、この結
果、溶融金属レベルは常にレベル設定器１６の設定レベ
ルに保持される。
は、シリンダと一体化された液圧ポンプ９およびモータ
（電動機）１０により駆動される。モータ１０は、前記
鋳型２内の溶融金属液面レベル検出器６の検出出力と、
溶融金属レベルを設定する設定器１６の出力との偏差に
応じて以下に述べる制御ユニットにて制御され、この結
果、溶融金属レベルは常にレベル設定器１６の設定レベ
ルに保持される。
【００３２】即ち、レベル検出器６の出力とレベル設定
器１６の出力は、第１の制御ユニット１５に入力され、
ここで両者の出力差に応じたシリンダ７の位置設定が出
力される。制御ユニット１５の出力とシリンダ７に取付
けられたシリンダ位置検出器８の出力は第２の制御ユニ
ット１４に入力され、ここで両者の出力差に応じたポン
プ回転数及び回転方向が演算され、モータ１０の回転速
度及び回転方向が出力される。制御ユニット１４の出力
とモータの回転数と回転方向を検出するモータ回転状態
検出器１２の出力は第３の制御ユニット１３に入力さ
れ、ここで両者の出力差に応じたモータ回転指令を出力
し、モータ１０を駆動する。モータ１０はシリンダ７に
接続された液圧ポンプ９を駆動し、ポンプ９から吐出さ
れる圧油の流れの方向及び油量に応じてシリンダ７は駆
動される。
器１６の出力は、第１の制御ユニット１５に入力され、
ここで両者の出力差に応じたシリンダ７の位置設定が出
力される。制御ユニット１５の出力とシリンダ７に取付
けられたシリンダ位置検出器８の出力は第２の制御ユニ
ット１４に入力され、ここで両者の出力差に応じたポン
プ回転数及び回転方向が演算され、モータ１０の回転速
度及び回転方向が出力される。制御ユニット１４の出力
とモータの回転数と回転方向を検出するモータ回転状態
検出器１２の出力は第３の制御ユニット１３に入力さ
れ、ここで両者の出力差に応じたモータ回転指令を出力
し、モータ１０を駆動する。モータ１０はシリンダ７に
接続された液圧ポンプ９を駆動し、ポンプ９から吐出さ
れる圧油の流れの方向及び油量に応じてシリンダ７は駆
動される。
【００３３】シリンダ７とシリンダ位置検出器８、ポン
プ９、モータ１０、モータ回転検出器１２は一体化され
てタンディッシュの側面に設置される。シリンダ位置検
出器８の出力と、モータ回転数検出器１２の出力、およ
びモータ１０への入力はコネクタ１１を介して第１から
第３の制御ユニット１３、１４、１５と電気的に接続さ
れる。
プ９、モータ１０、モータ回転検出器１２は一体化され
てタンディッシュの側面に設置される。シリンダ位置検
出器８の出力と、モータ回転数検出器１２の出力、およ
びモータ１０への入力はコネクタ１１を介して第１から
第３の制御ユニット１３、１４、１５と電気的に接続さ
れる。
【００３４】上述した実施例において、ストッパ４の代
替として、スライディングノズルを使用した場合におい
ても、同様の効果を得ることが可能である。図２は、シ
リンダのロッド側とヘッド側の油量差を吸収する手段を
シリンダと一体化した態様を示す図である。上述した実
施例では、シリンダ７は両ロッド方式を使用している
が、片ロッド方式を使用する場合は、図２に示すよう
な、シリンダのロッド側とヘッド側の油量差を吸収する
手段をシリンダと一体化すれば同様の仕様を得ることが
できる。図２において、パイロットチエック弁とチェッ
ク弁の代わりに、シャトル弁またはリリーフ弁を用いて
も図２と同様に油量差を吸収する手段を得ることができ
る。
替として、スライディングノズルを使用した場合におい
ても、同様の効果を得ることが可能である。図２は、シ
リンダのロッド側とヘッド側の油量差を吸収する手段を
シリンダと一体化した態様を示す図である。上述した実
施例では、シリンダ７は両ロッド方式を使用している
が、片ロッド方式を使用する場合は、図２に示すよう
な、シリンダのロッド側とヘッド側の油量差を吸収する
手段をシリンダと一体化すれば同様の仕様を得ることが
できる。図２において、パイロットチエック弁とチェッ
ク弁の代わりに、シャトル弁またはリリーフ弁を用いて
も図２と同様に油量差を吸収する手段を得ることができ
る。
【００３５】図５は、二方向吐出可変容量液圧ポンプを
使用して、電動機の回転方向を一定にしたままでポンプ
の圧油の吐出方向と吐出量および圧力を制御する態様を
示す図である。図５に示すように、二方向吐出可変容量
液圧ポンプを使用し、電動機の回転方向を一定にしたま
までポンプの圧油の吐出方向と吐出量および圧力を制御
することにより、シリンダロッドの運動量（押し、引
き、速度、推力）をコントロールする事も可能である。
使用して、電動機の回転方向を一定にしたままでポンプ
の圧油の吐出方向と吐出量および圧力を制御する態様を
示す図である。図５に示すように、二方向吐出可変容量
液圧ポンプを使用し、電動機の回転方向を一定にしたま
までポンプの圧油の吐出方向と吐出量および圧力を制御
することにより、シリンダロッドの運動量（押し、引
き、速度、推力）をコントロールする事も可能である。
【００３６】図５においては、片ロッドシリンダのヘッ
ド側とロッド側シリンダ室の容積差を吸収するための手
段としてシャトル弁２９を挿入した例を示している。更
に、図５には、手動開閉弁３１が挿入されているが、こ
れは何らかの事故が発生した場合、オペレータが緊急停
止操作を行ったり、鋳込み開始時等に手動運転を行うた
めのものである。オペレータが手動でこの弁を開にする
と、図１、図４に示すストッパー４、支持体１７が自重
により落下し、流量制御弁が閉となり、溶融金属３の鋳
型２への流出を速やかに停止させることができる。
ド側とロッド側シリンダ室の容積差を吸収するための手
段としてシャトル弁２９を挿入した例を示している。更
に、図５には、手動開閉弁３１が挿入されているが、こ
れは何らかの事故が発生した場合、オペレータが緊急停
止操作を行ったり、鋳込み開始時等に手動運転を行うた
めのものである。オペレータが手動でこの弁を開にする
と、図１、図４に示すストッパー４、支持体１７が自重
により落下し、流量制御弁が閉となり、溶融金属３の鋳
型２への流出を速やかに停止させることができる。
【００３７】この手動ストップ弁を電磁開閉弁に置き換
えて、オペレータがスイッチ操作によって緊急停止を行
ってもよい。図３に、本発明を用いた場合と、従来の油
圧サーボ方式を用いた場合の鋳型内溶融金属液面レベル
変動幅データを示す。図３から明らかなように、溶融金
属液面変動量（％）は、従来を１００％とすると、本発
明の装置では従来の半分の５０％になっている。
えて、オペレータがスイッチ操作によって緊急停止を行
ってもよい。図３に、本発明を用いた場合と、従来の油
圧サーボ方式を用いた場合の鋳型内溶融金属液面レベル
変動幅データを示す。図３から明らかなように、溶融金
属液面変動量（％）は、従来を１００％とすると、本発
明の装置では従来の半分の５０％になっている。
【００３８】図６および図７に、この発明において流量
制御弁の１つとして使用されるスライディングノズルを
示す。図６においては、油圧シリンダ４７によって、ス
ライドプレート４３、整流ノズル４４、浸漬ノズル４５
が一体となって、横方向に移動して、ノズル内孔が閉塞
され、溶融金属の鋳型への流出を速やかに停止させるこ
とができる。図７においては、油圧シリンダ４７によっ
て、スライドプレート４３のみが横方向に移動して、ノ
ズル内孔が閉塞され、溶融金属の鋳型への流出を速やか
に停止させることができる。
制御弁の１つとして使用されるスライディングノズルを
示す。図６においては、油圧シリンダ４７によって、ス
ライドプレート４３、整流ノズル４４、浸漬ノズル４５
が一体となって、横方向に移動して、ノズル内孔が閉塞
され、溶融金属の鋳型への流出を速やかに停止させるこ
とができる。図７においては、油圧シリンダ４７によっ
て、スライドプレート４３のみが横方向に移動して、ノ
ズル内孔が閉塞され、溶融金属の鋳型への流出を速やか
に停止させることができる。
【００３９】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、シリン
ダ外部の配管、バルブ類が全て不要となるため、配管に
よるシリンダの応答遅れをなくすことができ、鋳型内溶
融金属液面レベルを高精度に制御することが可能とな
る。
ダ外部の配管、バルブ類が全て不要となるため、配管に
よるシリンダの応答遅れをなくすことができ、鋳型内溶
融金属液面レベルを高精度に制御することが可能とな
る。
【００４０】更に、ポンプ、モータも最小容量となり、
シリンダ外部の配管、バルブ類も一切不要となるため、
設備コスト、メンテナンスコストも従来方式より大幅に
削減でき、ポンプ駆動のエネルギも大幅に削減できる。
シリンダ外部の配管、バルブ類も一切不要となるため、
設備コスト、メンテナンスコストも従来方式より大幅に
削減でき、ポンプ駆動のエネルギも大幅に削減できる。
【００４１】更に、シリンダと制御ユニットとの接続は
電気的な接続のみとなり、従来方式の油圧カプラーの着
脱は不要となり、コネクタ接続不良による事故の未然防
止も容易になる。
電気的な接続のみとなり、従来方式の油圧カプラーの着
脱は不要となり、コネクタ接続不良による事故の未然防
止も容易になる。
【図１】図１は、この発明の連続鋳造鋳型内溶融金属液
面レベル制御装置の１実施態様の概要を示す図である。
面レベル制御装置の１実施態様の概要を示す図である。
【図２】図２は、シリンダのロッド側とヘッド側の油量
差を吸収する手段をシリンダと一体化した態様を示す図
である。
差を吸収する手段をシリンダと一体化した態様を示す図
である。
【図３】図３は、本発明を用いた場合と、従来の油圧サ
ーボ方式を用いた場合の鋳型内溶融金属液面レベル変動
幅データを示す図である。
ーボ方式を用いた場合の鋳型内溶融金属液面レベル変動
幅データを示す図である。
【図４】図４は、図１の一部を詳細に示す図である。
【図５】図５は、二方向吐出可変容量液圧ポンプを使用
して、電動機の回転方向を一定にしたままでポンプの圧
油の吐出方向と吐出量および圧力を制御する態様を示す
図である。
して、電動機の回転方向を一定にしたままでポンプの圧
油の吐出方向と吐出量および圧力を制御する態様を示す
図である。
【図６】図６は、この発明において流量制御弁の１つと
して使用されるスライディングノズルを示す図である。
して使用されるスライディングノズルを示す図である。
【図７】図７は、この発明において流量制御弁の１つと
して使用される別のスライディングノズルを示す図であ
る。
して使用される別のスライディングノズルを示す図であ
る。
１．タンディッシュ ２．鋳型 ３．溶融金属 ４．ストッパー ５．ノズル ６．レベル検出器 ７．液圧シリンダ ８．シリンダ位置検出器 ９．ポンプ １０．モータ １１．コネクタ １２．回転状態検出器 １３．第３の制御ユニット １４．第２の制御ユニット １５．第１の制御ユニット １６．レベル設定器 １７．支持体 ２１．モータ ２２．ポンプ ２３．パイロットチェック弁 ２４．チェック弁 ２５．タンク ２６．シリンダ ２７．モータ ２８．ポンプ ２９．シャトル弁 ３０．タンク ３１．手動開閉弁 ３２．シリンダ ４１．インサートノズル ４２．ボトムプレート ４３．スライドプレート ４４．整流ノズル ４５．浸漬ノズル ４６．エアーシリンダ ４７．油圧シリンダ ４８．シールプレート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前田 豊 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 新田 貴昭 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 板倉 孝 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 荒牧 則親 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 佐藤 寛 神奈川県藤沢市大鋸1031−18 第一電気株 式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】連続鋳造鋳型内の溶融金属の液面レベルを
レベル検出器で検出し、このようにして検出したレベル
検出信号を、電動機、液圧ポンプ、液圧シリンダおよび
シリンダロッドの位置検出器を一体化することからなる
ハイブリッドアクチュエータを制御する制御ユニットに
フィードバックして、前記ハイブリッドアクチュエータ
によって流量制御弁を駆動し、かくして、鋳型内への溶
融金属の流入量もしくは流入流量を制御することからな
る制御手段を備えたことを特徴とする、連続鋳造鋳型内
溶融金属液面レベル制御装置。 - 【請求項２】連続鋳造鋳型内の溶融金属の液面レベルを
レベル検出器で検出し、このようにして検出したレベル
検出信号を、電動機、二方向吐出固定容量液圧ポンプま
たは二方向吐出可変容量ポンプ、片ロッド液圧シリン
ダ、シリンダロッドの位置検出器、および、片ロッドシ
リンダのヘッド側シリンダ室とロッド側シリンダ室の容
積差を補償する回路を一体化することからなるハイブリ
ッドアクチュエータを制御する制御ユニットにフィード
バックして、前記ハイブリッドアクチュエータによって
流量制御弁を駆動し、かくして、鋳型内への溶融金属の
流入量もしくは流入流量を制御することからなる制御手
段を備えたことを特徴とする、連続鋳造鋳型内溶融金属
液面レベル制御装置。 - 【請求項３】連続鋳造鋳型内の溶融金属の液面レベルを
レベル検出器で検出し、このようにして検出したレベル
検出信号を、電動機、二方向吐出固定容量液圧ポンプま
たは二方向吐出可変容量ポンプ、片ロッド液圧シリン
ダ、シリンダロッドの位置検出器、片ロッドシリンダの
ヘッド側シリンダ室とロッド側シリンダ室の容積差を補
償する回路、および、ヘッド側回路とロッド側回路を導
通させて手動介入を可能とさせるためのバイパス回路を
一体化することからなるハイブリッドアクチュエータを
制御する制御ユニットにフィードバックして、前記ハイ
ブリッドアクチュエータによって流量制御弁を駆動し、
かくして、鋳型内への溶融金属の流入量もしくは流入流
量を制御することからなる制御手段を備えたことを特徴
とする、連続鋳造鋳型内溶融金属液面レベル制御装置。 - 【請求項４】前記制御ユニットは、前記レベル検出信号
と、目標溶融金属液面レベルを設定するレベル設定器か
らのレベル設定信号との偏差に応じて前記シリンダロッ
ドの位置を修正するためのロッド位置修正信号を出力す
る第１の制御ユニット、前記第１の制御ユニットからの
ロッド位置修正信号と前記シリンダに取りつけられたシ
リンダ位置検出器からのロッド位置検出信号との偏差に
応じて前記液圧ポンプの回転数および／または回転方向
を修正するためのポンプ回転状態修正信号を出力する第
２の制御ユニット、および、前記第２の制御ユニットか
らのポンプ回転状態修正信号と前記電動機の回転状態検
出器からのポンプ回転状態検出信号との偏差に応じて前
記電動機の回転状態を修正するための回転状態制御信号
を出力する第３の制御ユニットを備えていることを特徴
とする、請求項１から３の何れか１つに記載された連続
鋳造鋳型内溶融金属液面レベル制御装置。 - 【請求項５】前記流量制御弁としてストッパ、または、
直動式または回転式スライディングノズルを用いること
を特徴とする、請求項１から４の何れか１つに記載され
た連続鋳造鋳型内溶融金属液面レベル制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16478998A JP4217298B2 (ja) | 1998-06-12 | 1998-06-12 | 連続鋳造における鋳型内溶融金属液面レベル制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16478998A JP4217298B2 (ja) | 1998-06-12 | 1998-06-12 | 連続鋳造における鋳型内溶融金属液面レベル制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11347699A true JPH11347699A (ja) | 1999-12-21 |
| JP4217298B2 JP4217298B2 (ja) | 2009-01-28 |
Family
ID=15799980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16478998A Expired - Lifetime JP4217298B2 (ja) | 1998-06-12 | 1998-06-12 | 連続鋳造における鋳型内溶融金属液面レベル制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4217298B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012122897A1 (zh) * | 2011-03-12 | 2012-09-20 | 青海北辰科技有限公司 | 镁电解槽液位自动控制装置 |
| CN105665675A (zh) * | 2016-04-07 | 2016-06-15 | 江苏永钢集团有限公司 | 连铸机结晶器内钢水液位自动控制报警系统 |
-
1998
- 1998-06-12 JP JP16478998A patent/JP4217298B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012122897A1 (zh) * | 2011-03-12 | 2012-09-20 | 青海北辰科技有限公司 | 镁电解槽液位自动控制装置 |
| CN105665675A (zh) * | 2016-04-07 | 2016-06-15 | 江苏永钢集团有限公司 | 连铸机结晶器内钢水液位自动控制报警系统 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4217298B2 (ja) | 2009-01-28 |
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