JPS5835055A - 連続鋳造機の冷却水量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は連続鋳造機の鋳材の冷却水量制御装置に関する
。

連続鋳造機には従来よシ多くの冷却方法が提案されてい
る。しかし、その多くは、あらかじめ鋼種や鋳材を引抜
きするピンチロール速度等により層別された冷却流量値
を定め、この流量値どうシに各冷却ゾーンにおいて冷却
を行なうものや、あらかじめ鋳材表面温度のパターンを
定め、表面温度検出値がその目標温度に近づくように各
冷却ゾーンの流量を調節するものに分類される。そして
、前者においては、操業条件が変化した場合には温度制
御精度が低下する欠点を有し、一方後者では、表面温度
のみを制御するため、内部の凝固の進行や温度管理が不
正確となる欠点を有しでいた。

第１図にこれ等の欠点を有する従来の連続鋳造機の構成
と冷却装置の概要が示されている。すなわち、取鍋２内
の溶鋼１はタンディツシュ３からモールド４に送られ、
順次シェル５を表面より形成しながらピンチロール６に
よシ引抜き移送さする。そして、カッタ７によシ適当な
長さに切断される。モールド４とピンチロール６と間に
は複数個のスプレー８が鋳材の表裏に配設されている。

このスプレー８は冷却水を鋳材表面に吹きつけるもので
ある。それぞれのスプレー８には給水管１　　　　　　
　９が連結し、この給水管９は給水バルブ１０を介して
給水量調節器１１に連結している。この給水量調節器１
１は図示していない流量計で測定した流量を設定流量値
と等しくするようにパルプ１０の開度を調節するもので
ある。スプレー８の設置位置近傍には鋳材温度検出器１
２がそれぞれ配置されている。

モールド４へ供給された溶鋼１は、水冷されているモー
ルド壁で冷却され、モールドとの接触面からシェル５が
形成される。また、鋳材の一端に設置すれるピンチロー
ル６によシ、鋳材が所定の速度で引張られるため、表面
にシェル５を形成した鋳材もゆっくりとモールド４から
引き抜かれる。

そして、鋳材の進行方向に沿って配置されたスプレー８
の冷却効果によシ、シェル５は次第に厚くなり、最終的
には内部まで凝固が進行し凝固完了に到る。そして、凝
固完了した鋳材がカッタ７によシ所定の長さに切断され
次工程に送られる。

切断された鋳材は次工程である圧延工程や加熱工程で処
置されるが、その際、鋳材の有する含熱量が高い程、次
工程で消費するエネルギーが少なくてすむ。従って、連
続鋳造工程の最終温度があまり下らないようにすること
が必要である。

以上の構成において、前記したごとくスプレー８はあら
かじめ定めた流量値に従って冷却を実施したり、鋳材温
度検出器１２によって鋳材表面温度を設定値に近づける
ように冷却水量を調節する冷却方法においては、所定の
切断位置までに鋳材内部が凝固完了している保証もなく
、かつ、切断時における含熱量を最適値に制御すること
ができない。まして、鋳材の冷却状態はその材質や環境
引抜き速度の変化等により瞬時微妙に変化するものであ
る。従って、これ等の変化に応じながら、しかも最適な
状態に鋳材を冷却する冷却装置が要請されていた。

本発明は、従来の欠点を解消し、前記の要請に基づいて
提案されたもので、その目的は、目標位置において、凝
固完了すると共に最大の含熱量が保持でき、次工程での
省エネルギ化が可能となると共に、制御手段が簡便かつ
正確である連続鋳造機の冷却水量制御装置を提供するに
ある。

本発明は、以上の目的を達成するため、適宜に定めたト
ラッキングポイントの現在位置や凝固完了の時間等を予
測するスケジューリング部と、トラッキングポイントの
適宜の位置における含熱量を予測する鋳材冷却状態推定
部と、これ等の予測値に基づいて、各冷却ゾーンごとに
最適の冷却条件を予測する最適冷却パターン計算部と、
この計算値によって調節器に冷却水量設定値を出力する
流量設定部と、鋳材表面温度の予測値と実際値の温度偏
差を検出する温度偏差検出部と、この検出値により各冷
却ゾーンごとの冷却水量修正値を決定する最適修正量決
定部とからなる制御手段を備える連続鋳造機の冷却水量
制御装置を特徴とするものである。

以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。

第２図において、第１図と同一記号、のものは−一物ま
たは同一機能を有するものを表示する。

冷却制御装置１００には各鋳材温度検出器１２から鋳片
表面温度検知信号が入力する。そして、後に説明する流
量設定値をそれぞれの給水量調節器１１に出力するよう
に構成されている。

第３図は冷却制御装置１００の内部構成を表示したもの
である。

スケジューリング部１０１には鋳材のサイズ、種類、ピ
ンチロール引抜速度予定値等の鋳造計画や実際のピンチ
ロール引抜速度情報が入力される。

そして、これ等の入力値から鋳材のトラッキングポイン
）（Ｔ、Ｐと記号する）の位置の追跡値や、このトラッ
キングポイントが凝固完了位置に到着する時刻等のスケ
ジュール値が最適冷却パターン計算部１０２および鋳材
冷却状態推定部１０３に入力される。これ等について次
に詳しく記載する。

鋳材のトラッキングポイントの選び方は任意であるが、
ここでは、ピンチロール６を通過する鋳材の長さが一定
長／。になるごとに、モールド４内の湯面に位置する鋳
材部分を新しいトラッキングポイン）Ｋ選定するものと
する。そして、以下このトラッキングポイントが第２図
に示すカッタ７の位置に到着するまで、そのポイント位
置を追跡計算することにする。

第４図の符号１，２，３．４はこのようにして定められ
たトラッキングポイント位置を示し、鋳材流れ方向の図
の破線に沿って選定されている。

線Ａ−Ａは目標の凝固完了位置を示し、△ｌｏはこの位
置からトラッキングポイント１までの距離を示す。

いま、トラッキングポイントに指定されてから１時間後
にそのトラッキングポイントが進む距離ｌは（１）式で
与えられる。

／　＝　ｆ”　Ｖｐ（ｔ）　ｄｔ−・−−（１）ここで
ｖＰ（ｔ）はピンチロールの引抜速度を表示する。

次に、トラッキングポイントが凝固完了目標位置に到着
するまでの時刻を予測する。このためには、時々刻夕に
変化するピンチロール速度の測定値ＶＰ（ｔ）から引抜
速度の平均値ＶＰ（ｎ）を（２）式によって　　求める
。

Ｖ、（１）　＝Ｖｐ　（、−１）　・α＋Ｖｐ（ｔ）　
・（１−α）　　−（２）ここで、ｖＰ（ｎ−〇は前回
計算した引抜速度平均値を示し、αは平滑定数を示す。

ピンチロール速度Ｖｐ（ｔ）はモールド４内の湯面レベ
ルを一定にするように制御されているが、定常的な操業
のときにはほぼ一定値であシ、その一定値付近で若干変
動している場合が多い。

今、過去のピンチロール速度Ｖ、　（ｎ−りが求まシ、
（２）式によるＶＰ（ｎ）の引抜速度によって鋳材が引
抜きされているときは、現在筒■ゾーンに属するトラッ
キングポイントが第エゾーンおよび第Ｊゾーン（Ｊ）Ｉ
）を通過するに要する時間ｌ！（Ｊ）は（３）式％式％ ここで、ΔＬは第■トラッキングポイントと第■ゾーン
出側までの距離、ＬＪは第Ｊゾーンの長さを示す。

以上の各Ｚ　（Ｊ）の値よ′り（４）式により各トラッ
キングポイントの残冷却時間Ｚの値を確定する。

ＺＰ＝〔ご（Ｉ）、Ｚ（’＋＋）、・・””−Ｚ（ｓ）
　）　−（４）ここでＮは最終ゾーンＮＯを表示する。

一方、鋳造寸法を変更する場合その他でＶ　ｐ（ｔ）が
不連続かつ大幅に変更されることがある。この変更され
た値をＶ　ｐ’（ｔ）とすると、この値は過去の引抜速
度とは無関係である。すなわち、（２）式のＶＰ（Ｉｌ
−＝）には過去の値が反映されているため、上記の速度
変更が発生した直後はＶＰ（ｎ−１）のかわ”　ニｖ’
ｐ（ｔ）の値を用い、以後（２）式ないしく４）式によ
り残冷却時間ＺＰを求めればよい。

鋳材冷却状態推定部１０３では前記したスケジューリン
グ１０１からの入力と冷却流量測定値等から各トラッキ
ングポイントの含熱量およびシェル厚の計算をおこなう
。

第５図において、斜線部はシェル５を示し、空白部は未
凝固部５′を示す。いま、鋳材進行方向直角断面におい
て示矢方向にＸ座標をとる。Ｄ。

は鋳材の断面幅を表わす。Ｘ方向の熱伝導は（５）式な
いしく６）式で求められる。

ここで、Ｈ（Ｘ）は鋳材内部の位置Ｘにおける含熱量、
φ（Ｘ）は無次元化温度、ｋｄは規準熱伝導率、ρは鋳
材凝固部の比重、Ｓは液相部の流動による流入熱、Ｑ　
（ｘ＝ｏ）、　Ｑ　（ｘ＝ｎｏ）は鋳材表面の冷却によ
る単位面積あたりの流出熱量を表わす。そしてＱ（ｘ）
の流出熱量は（８）式および（９）式で一般に表示され
る。

Ｑ　（ｘ）　＝　Ａ　−Ｂ　ｇ　　　（モールド内冷却
）・・・（８）Ｑ（ｘ）＝ｈ（θＢ−θＷ　（スプレー
域）・・・・・・（９）ここで、Ａ、Ｂは定数、ｔは冷
却時間 ｆｉ＝２．２５ＸＩＱ’ｗ０°”（１−７，５Ｘ１０−
’θ輪・・・・・・（１０） θＢは鋳材表面（ｘ＝Ｑまたはｘ　＝　Ｄｏ）における
温度、θＷは冷却水温度、Ｗは鋳材単位面積あたりの給
水量、αは定数を表示する。

一般に含熱量Ｈ（Ｘ）と鋳材温度θ（ｘ）との間には、
第６図に示す関係が成立する。また、無次元化温度φ（
Ｘ）と鋳材温度θ（Ｘ）との間には第７図の関係がそれ
ぞれ成立する。従って、ある時刻における鋳材表面のＨ
（Ｘ）の値が既知であれば、第６図により鋳材表面温度
θ８（Ｘ）が求る。微少時間後までは、この鋳材表面温
度θ８（りはほとんど変化しないとすれば、この値を（
９）式に適用することにより、微少時間後の流出熱量Ｑ
（、）の値が決まる。この流出熱量Ｑ　（ｘ）の値を（
６）式もしくは（７）式に代入すれば、！カリ−の値を
求めることができる。・（の値を境界Ｘ 条件として、微少時間後の含熱量Ｈ（ｘ）の値を（５）
式から求めることができる。

以上の手順を繰返すことにより、任意の時刻における含
熱量Ｈ（ｘ）、無次元化温度φ（、）および鋳材温度θ
（Ｘ）の値を知ることができる。

次に、あるトラッキングポイントにおけるシェル厚を求
める。凝固厚Ｓｕ、　３Ｌは、鋳材温度θ（、）が溶鋼
の凝固温度θ。に等しくなるまでの表面からの距離とし
て求められる。この凝固厚Ｓ　とＳとの和が鋳材厚Ｄ０
に等しくなったとき凝固完了状態に達したとみなすこと
ができる。

以上の含熱量Ｈ（ｘ）、無次元化温度φ（Ｘ）、鋳材温
度θ（ｘ）、シェル厚等の推定値は鋳材冷却状態推定部
１０３から最適冷却パターン計算部１０２に入力される
。

最適冷却パターン計算部１０２はスケジューリング部１
０１および鋳材冷却状態推定部１０３から入力した計算
値を基にして、各トラッキングポイントを所定の冷却状
態まで冷却する最適冷却パターンを決定する。ここで、
最適パターンとは、目標凝固位置で凝固が完了し、かつ
、その位置における含熱量が最大となる冷却パターンを
言う。

今、各トラッキングポイントの平均含熱量Ｈを（１１）
式によって定義する ここで、Ｄｏは前記したごとく鋳材厚を表示する。

そこで、最適パターンの評価値Ｊを（１２）式とすれば
、この評価値Ｊを最小にすることが最適パターンを求め
る１つの条件とされる。

Ｊ＝−Ｈ−ＨＦ　　　　・・・・・・・・・　（１２）
ここで、ＨＦはある冷却パターンで冷却した場合の平均
含熱量を表わし、Ｈｏは含熱量上限値を意味している。

含熱量上限値Ｈ８は次式で定義する。

Ｈｏ＝θ。・Ｃ（θ０）・Ｄｏ・ρ　　・・・・・・　
（１３）ここで、θ０は固相から液相に変る相転位温度
、Ｃ（θ０）はθ。における鋳材比熱、ρはθ０におけ
る鋳材比重を示す。

一方、任意の冷却パターンで冷却した場合の凝固完了位
置を／Ｐとしたとき、この凝固完了位置／、に関する条
件は次式のごとく表示できる。

１２≦／Ｆ＜　／、　　　　・・・・・・・・・　（１
４）ここで、／、、ｒ、は凝固完了の目標位置の下限と
上限である。すなわち凝固完了位置／Ｐ−は目標位置の
上下限の間に入ることが条件とされる。

（１４）式において、ｌ！、笑０のときは凝固が目標範
囲内で完了、することを表わし、／Ｆ−０のときは凝固
が目標範囲の上限／、までに完了することを意味する。

次に、各冷却ゾーンの流量についても設備能力からくる
上限があり、これも１つの条件となり、次式のごとく表
示できる。

Ｖ　　（Ｊ）＋Ｖ　　（リ　≦　Ｖ　ｍ　＊　ｘ　（リ
　　　　・・・・・・　（１５）ここで、Ｖ　　（Ｊ）
、　　Ｖ　（リ　は第Ｊゾーンの裏側りと表側Ｕの流量
を示し、ｖ＋ｎａｘ　（Ｊ）は設備能力における流量の
最大値を示している。最近の設備では、同一の給水管か
ら鋳材の表側と裏側に供給し、かつ、それらの流量を独
立に制御できるものが多いため、前記（１５）式のごと
く定式化した。（１５）式はトラッキングポイントの各
冷却ゾーンに関し、Ｖ（１）、Ｖ（リ　％　　ｖ　（１
＋１）＋　　ｖ　（！＋１）、　・・・・・・ｖ（Ｎ）
、ｖ（Ｎ）の各流量を操作量として適用することができ
る。これ等の各流量を操作量とした組を下式のごとく表
示する ””　（ｖ（＝）、■（１）、・・””　ｖ（Ｎ）　、
ｖ（Ｎ）　ｌ””・・・・・・・・・（１６） （１６）式を次式のごとく簡略化する ｗ■−（ｘ、　、　ｘ２．・・・・・・Ｘｐ）　　・・
・・・・・・・（１６’）ここで、Ｐ＝２（Ｎ−Ｉ＋１
） 以上の（１２）式、（１４）式、（１５）式の条件につ
いて連続鋳造機の位置／（第４図）にあるトラッキング
ポイントの最適冷却パターンの決定方法について具体的
に説明する。

ここで、位置／＝００場合には、冷却開始直後のトラッ
キングポイントに関し最適パターンを決定する場合を意
味し、位置ｔ’−＝ｏの場合には、既に冷却がかなシ進
んだトラッキングポイントに関し、伺らかの鋳造条件の
変化により最適パターンを計算し直す場合が生じている
ことを意味する。

トラッキングポイントは第１冷却ゾーン内にあり、今後
Ｉ、　　ｌ−４−１，・・・・・・、Ｎゾーンで順次冷
却されるものとする。このトラッキングポイントが各冷
却ゾーンを通過するに必要な時間　（１）。

（１＋＋）、・・・、（Ｎ）は前記したスケジューリン
グ部１０１により（３）式にて求めることができる。ま
た、このトラッキングポイントの内部温度分布の現在値
θ（りは鋳材冷却状態推定部１０３によシ既に決定され
ている。従って、これからの問題は、現在の冷却状態を
出発点とし、（１４）式および（１５）式の制約条件の
下で（１２）式の評価値Ｊを最小にするような各冷却ゾ
ーンにおける冷却水量を見出すことに帰着する。

この解を求める手法として、線形計画法を適用した例を
第８図を用いて説明する。

まづ、現在の冷却状態および今後のスケジューリングに
関する情報をスケジューリング部１０１よシ入力する。

次に、標準の冷却水供給パターンもしくは現在の冷却水
供給パターンＷ。（りに対する冷却計算を行なう。この
計算は（５）式ないしく１０）式を用い、前記したごと
く鋳材冷却状態推定部１０３により行なう。トラッキン
グポイントはＺ（１）・・・・・・Ｚ　（Ｎ）なるスケ
ジューリングに従って移動するものとする。また、この
とき得られる凝固完了位置を／ＦＯとし、このｌ　Ｆｏ
における平均含熱量をＨＦｏとする。

゛　　　次にＷ。（りのＸｊｏ（Ｊ＝１ないしＰ）のか
わりにＸｊｏ＋ΔＸｊｏ（定数）を用いてＷｊ（リー［
ｘｌＯ＋　ｘ２０”・・・・ｘｐｏ　Ｉ　　Δｘ１０”
・・・・Δｘｔｏ　）に対し同様な計算を行なう。この
とき得られる凝固完了位置を／ＦＶ（ｊ）　とし、この
／ｒｖ（」）における平均含熱量をＨｙｖ（Ｊ）とする
。

次に、第Ｊゾーンの流量の感度係数として次のものを決
定する。

ここでθｓ　ｏ　（ｊ）　Ｆｉ標準パターンまたは現在
の冷却水供給パターンＷ。（１）にて冷却制御された場
合の第Ｊゾーン出側における鋳材表面温度であり、θｆ
ｏ（ｊ）は前記と同一条件で冷却された場合の凝固完了
位置における鋳材表面温度を示す。

以上の感度係数を用いて前記条件の凝固完了位置／ｒお
よび平均含熱量Ｈ，は次式で表示することができる。

／　Ｆ＝ｅ、ｏ＋α１ΔＸ１＋α２Δｘ２＋−・・・・
・＋αＰ”ΔＸｐ・・・・・・　（２０−Ａ） ）（Ｆ　＝　ＨＦ　Ｏ＋β、Δｘ１＋β２ΔＸ２＋・・
・・・・＋βＰ・ΔＸＰ・・・・・・　（２０−８） これ等の値を前記条件式（１２）　、　（１４）　、　
（１５）式に代入すると次の各式が得られる。

Ｊ＝β０−β１・ΔＸ１−・・・・・・−ΔβＰ・ΔＸ
Ｐ・・・・・・（２１） β。−Ｈ８−ＨＦｏ　　　　　　・・・・・・（２２）
Ｌ　Ｌ　＜α、・ΔＸ１＋・・・・・・＋αＰ・ΔＸｐ
≦ＬＵ・・・（２３）ＶＵ〉ΔＸ２に＋ΔＸ２に＋１　
　　　・・・・・・・・・・・・（２５）（ｋ＝１ない
しＮ−ｌ−４−１） ＶＵ＝＝　ｖｍａＸ　（ｋ＋Ｉ−１）　−ｖ。Ｌ（ｋ　
＋、Ｔ−１）　−ｖ　Ｕ（ｋ＋ｌ−１）・・−・−・・
・・・（２６）ここで、αＪ、βｊは（１７）式、（１
８）式の感度計算の結果から求められる。

すなわち、最適冷却パターン計算部１０２では（２２）
式、（２４）式、（２６）式によシβ。ｌ　”　ＬＩ　
”　”　１式とを満足し、（２１）式ＯＪ値を最小とす
る（Δマ、。

・・・・・・ΔＸｐ）　の値の組を決定する。線形計画
法の手法は公知であシ、その詳細説明は省略する。

以上のごとくして線形計画法により最適なΔＸＩ＋・・
・・・・ΔＸｐ値が定まれば、各ゾーンにおける最適給
水量は次式によシ求めることができる。

■ｔ′（Ｊ）＝ｖｙ（Ｊ）＋Δ７２に−１・・・・・・
・・・（２７）ｖ　Ｌ（Ｊ）＝　ｖ：（Ｊ）　＋　ｌ　
Ｍ、に−−−−−（２８）Ｊ＝■〜Ｎ、　　Ｋ＝Ｊ−Ｉ
−１−１ このＶ　Ｕ（Ｊ）、　Ｖ　Ｌ（Ｊ）は第■ゾーンに所属
しているトラッキングポイントが、今後筒Ｊ冷却ゾーン
に到達したときに必要な冷却水量であシ、現在ただちに
第Ｊゾーンをｖ”（Ｊ）、ｖＬ（Ｊ）の流量に切替える
必要はない。いいかえると、ここで計算したｖＵ（Ｊ）
、ｖＪＪ）の値を記憶しておき、トラッキングポイント
の所属冷却ゾーンが変化したとき、その記憶値の中から
新しい所属ゾーンの冷却水量を取出して用いればよい。

そして、トラッキング条件が変化したときは、再び冷却
パターンを計算し、記憶値を更新する。

以上のごとくして定めた冷却パターンを第４図の流量決
定部１０４に指示し、流量決定部１０４より第２図の各
給水量調節器１１に流量指定をすることになる。なお、
流量決定部１０４には第４図に示すごとく、トラッキン
グポイントの位置指示の信号も入力される。このように
、最適冷却パターン計算を連続鋳造機内の各トラッキン
グポイントに関して行なうことにより、目標凝固完了位
置と最大含熱量を得る冷却水量の予測制御を行なうこと
ができる。

次に、第４図に戻って、温度偏差検出部１０５と最適修
正量決定部１０６の機能を説明する。

温度偏差検出部１０５および最適修正量決定部１０６は
前記した冷却水量を修正する機能を有する部分である。

温度偏差検出部１０５には最適冷却パターン計算部１０
２から目標鋳材温度情報が入力されると共に、第２図の
鋳材温度検出器１２より実際の鋳材温度情報が実績値と
して入力される。鋳材温度検出器１２は前記したごとく
１つの連続鋳造機に対して複数個設置され、鋳材の表側
（Ｕ）と裏側（Ｌ）とを独立に制御するためそれぞれ別
々に配設されている。

いま、ここでは鋳材温度検出器１２の設置場所を検出ポ
イントと呼ぶことにする。

温度偏差検出部１０５では、前記した実績鋳材温度と最
適冷却パターン計算部で計算された検出ポイントにおけ
る目標温度よシ、次式のように偏差を計算する。

ここで、θ８ｔｌＡ、θＩＩＬＡは鋳材表面温度の表側
、裏側の実績値を示し、θ８ＵＣｌθＳｔ、Ｃは鋳材表
面温度の表側、裏側の計算値をそれぞれ表示する。

次に、最適冷却パターン計算部１０２による検出ポイン
トにおける前記鋳材表面温度の計算方法・−について説
明する。

現在筒エゾーンに属するトラッキングポイントが今後検
出ポイント（第にゾーンにあるとする）を通過するに要
する時間Ｚｄは前記（３）式と同様に次式で求められる
。

Ｚ　ｄ＝　Ｌ　ｄ／　Ｖｐ（ｎ）　　　　ｍ＋＋＋＋＋
＋　　（ａｏ）ここで、Ｌｄはトラッキングポイントと
検出ポイント間の距離を示す。

いま、前記の最適パターンによって冷却が行なわれれば
、（２７）式、（２８）式によって各ゾーンの給水量が
求まる。この給水量を単位面積当りの給水量Ｗに変換し
て（１０）式に代入し、前記の冷却状態推定と同様な手
法を用いれば（５）式ないしく１０）式により、任意に
設定したトラッキングポイントが検出ポイントを通過す
るときの鋳材表面温度を予測することができ、前記のθ
８ＬＣ＋θｓｕｃを求めることができる。

最適修正量決定部１０６には温度偏差検出部１０５から
°の温度偏差情報と、最適冷却パターン計算部１０２か
らの前記感度係数値が入力される。

いま、鋳材の前記表面温度偏差ΔθＬ、ΔθＵと、新た
に影響係数αｉｎｆを導入して、冷却水修正量ΔＶｉ　
　を次式のごとく決定する。

Δｖｉ＝αｉｎＪ・Δθ１　　　・・・・・・・・・　
（３１）ここで、影響係数αｉｎｊ　　は次式のごとく
決められる。

ここで、Δθｌは第１ゾーン出側における表面温度偏差
であシ、ΔＶ１　はその偏差を第１ゾーン出側でなくす
べく設定された第ｉゾーンでの冷却水修正量設定値であ
る。

とく展開する。

Ｔ唇 ンおよび第ｉ−１ゾーンでの冷却水量の変化に対温ｉ　
−１ゾーンでの冷却水量の変化に対する第１ゾーン入側
の鋳材温度の変化に相当する。そして、これ等の値は最
適冷却パターン計算時における感度係数γ４．へとして
（１９）式、（２０）式で求められている。

一般に最適冷却パターンを計算するタイミングは、トラ
ッキングポイントがゾーン入側に到着するととであるが
、冷却水量を修正するタイミングは検出ポイントを通過
するトラッキングポイントを任意に決定できるため、わ
づかの時間間隔で行なうことができ、精度を上げること
ができる。

また、一般に連続鋳造機では大きく操業条件が変ること
がないので、最適冷却パターン計算時に求めた（１９）
式、（２０）式の感度係数γ３．γ、′に変化は無いも
のとして、冷却水修正量計算にもその値が適用できる。

もし、操業条件が大巾に変化した場合には、ピンチロー
ル速度や、実績鋳材温度等の変化によってその現象を把
握し、その時点で最適パターン計算を行なえばよい。

以上のごとくして、（３１）、　（３１’　）、　（３
２）、　（１９）　。

（２０）式により、冷却水修正量を次式のごとく求める
ことかできる。

Δ・・＝″“−／ｒ・−・・Δθ１　・・・・・・（３
３）ｒ′ 以上の説明ではスプレ８による冷却を中心にしてきたが
、モールド４内のトラッキングポイントに関する予定の
最適冷却水分布および冷却水修正量を求める場合には、
モールド壁の冷却水量とスプレー冷却水量とを操作量と
考え、モールド４の直下に鋳材表面温度検出器を設けれ
ば、前記の方法をそのまま適用することができる。モー
ルド内冷却計算の場合には、前記したごと＜（９）式の
かわりに（８）式を用い　ことは言うまでもない。

次に本実施例に基づく効果について説明する。

すなわち、従来は実績鋳材温度と比較すべき目標鋳材温
度の温度決定が、単に鋳造速度等で層別された経験的な
定数などであったことに対し、本実施例では含熱量を最
大とする最適冷却パターンで冷却制御をし、その制御状
態において各検出ポイントでの鋳材表面温度を目標鋳材
温度としているため、最も合理的、かつ確実であると共
に次工程での省エネルギーの効果があげられること。

次に、本実施例では、目標鋳材温度が単に鋳材の表面温
度のみでなく、凝固点位置や、凝固シェル内の温度分布
も考慮された数量となっているため、目標凝固完了位置
において確実な凝固完了状態に鋳材冷却を制御すること
ができること。

さらに、冷却水量の鋳材表面温度に対する影響係数が、
既に最適冷却パターン決定時に感度係数として求められ
ているため、本実施例による修正方法がきわめて簡単で
あり、制御をすばやく行うことができること等が上げら
れる。

以上の説明によって明らかのごとく、本発明によれば、
目標位置において凝固完了ができると共に、最大の含熱
量を保持でき、かつその制御手段が簡便、正確である効
果を上げることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の連続鋳造機の構成を示す構成図、第２図
は本発明の実施例の構成を示す構成図、第３図は実施例
の冷却制御装置の構成を示すブロック図、第４図はトラ
ッキングポイントを説明する説明図、第５図は鋳材の断
面における冷却計算を説明するための説明図、第６図は
含熱量Ｉ（（支）と鋳材温度θ（幻との関係を示す線図
、第７図は無次元温度φ（Ｘ）と鋳材温度θ（幻との関
係を示す線図、第８図は最適パターンを計算するフロー
チャートである。 １・・・溶鋼、２・・・取鍋、３・・・タンディシュ、
４・・・モール）”、５・・・シェル、５′・・・未凝
固部、６・・・ピンチロール、７・・・カッタ、８・・
・スプレー、９・・・給水管、ｌＯ・・・給水パルプ、
１１川給水量調節器、１２・・・鋳材温度検出器、１ｏ
ｏ・・・冷却制御装置、１０１・・・スケジューリング
部、１０２・・・最適冷却パターン計算部、１０３・・
・鋳材冷却状態推定部、１０４・・・流量設定部、１０
５・・・温度偏差検出部、詰　４　口 ＶＪ　５　口 詔　、！、ｒｆＪ θ（χ）Ｃ’Ｃ） 葛　７　図 θ（λ）Ｃ″す

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■、複数の冷却ゾーンと、この冷却ゾーンの冷却水量を
   設定値に調節する調節器とにより連続鋳材の冷却を行な
   う連続鋳造機の冷却水量制御装置において、前記鋳材上
   に適宜に指定した複数個のトラッキングポイントの現在
   位置と、このトラッキングポイントが凝固完了位置に到
   達する時間とを前記各冷却ゾーンの任意の冷却水量に対
   して予測するスケジューリング部と、前記トラッキング
   ポイントの適宜の位置において鋳材が保有する含熱量お
   よび鋳材のシェル厚とを予測する鋳材冷却状態推定部と
   、前記スケジューリング部および鋳材冷却状態推定部に
   よる予測値を基にして、目標凝固位置における含熱量を
   最大にする冷却水量を前記各冷却ゾーンごとに予測する
   最適冷却パターン計算部と、この最適冷却パターン計算
   部の指示により、前記各冷却ゾーンにおける冷却水量を
   設定し、前記調節器にその設定値を出力する流！処６部
   と、前記設定冷却水量による鋳材表面温度計算値と、実
   際の鋳材表面温度との差を検出する温度偏差検出部と、
   この温度偏差検出部による温度偏差と、前記最適冷却パ
   ターン計算部処よって求められる影響係数とによシ、各
   冷却ゾーンごとの冷却水量修正値を決定し、前記流量設
   定部に指示する最適修正量決定部とを備えることを特徴
   とする連続鋳造機の冷却水量制御装置。 ２、前記最適修正量決定部において用いられる影響係数
   が、冷却水量変化に対する鋳材表面変化の関数として定
   められる感度係数から求められたものであることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の連続鋳造機の冷却
   水量制御装置。