JPS5877761A - モ−ルド内溶鋼レベル制御装置 - 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】 本発明は連続鋳造設備におけるモールド内溶鋼レベル制
御装置の改良に関する。

連続鋳造設備においてモールド内溶鋼レベルを一定に保
つように制御する方法としては、モールド内の溶銅ルベ
ルを検出し、この溶鋼レベルと設定レベルとの差に基づ
いてタンディノシェストッノ譬を操作することによシタ
ンディッシュからモールドへの溶鋼流入量を調整し、こ
れによって適切な位置に溶鋼レベルを保持する方法が採
用される。具体的には、まずモールド内の溶鋼レベルを
検出器で検出し、その検出値と溶−レベル設定値とを比
較してその偏差をＰＩ調節計でＰＩ演算してストッ“・
臂位置指令信号としてストラフ４位置制御回路へ入力す
る。ストッノヤ位置制御回路にはスト、Δストローク検
出器からの信号がフィードパ、りされていて、先のＰＩ
調整針からの位置指令信号との偏差信号をストッ・９駆
動装置へ出力し伝達機構によシストツノ９のストローク
を変化させる。スト、／４ストロークが変イヒすると、
タンディツシュ底部のノズル開度が変化してタンディツ
シュからモールドへの溶銅流入量が調整され、モールド
溶鋼レベルが修正される。このように、従来の制御方法
ではＰ！調節計を用いて行なっている。しかしながら、
かかる方法では制御対象が積分系であるため、サイクリ
ックな湯面変動を生じ易い・また、このレベル制御系は
フィードパ、り制御であるため、引抜速度外乱に対して
迅速な応答が望めない。更に、不測の外乱等によりタン
ｒイソシュストッ・量制御だけでは制御しきれない場合
も生じる。

本発明は上記事情に鑑みなされたもので、タンｒイッシ
ュストッ・母による制御時の湯面のサイクリックな変動
を防止し、かつ急激なノズル欠落等の大きな外乱に対し
ても良好な溶鋼レベルの制御が可能なモールド内溶鋼レ
ベル制御装置を提供しようとするものである。

以下、本発明を第１図図示の実施例にもとづいて詳細に
説明する。

図中１は溶鋼が収容されたレードルである。

このし−ドル１の下方には溶鋼が流入されるタンビイッ
シ−２が配設されている。このタンディツシュ２の下方
には該タンディツシュ２内の溶鋼が注入されるモールド
３が配設されている。

前記タンディツシュ２内□にはストローク量によってモ
ールド３への溶鋼注入量を調節するタンディッシュスト
ッｔＪ？　４が設けられている。なお、このストッパに
代えてツノイドパルプを用いてもよい。このタンディツ
シュストツノや４には伝達機構５を介して該ストッ・ゼ
４のストローク量を調節するサーボモータ６が接続され
ている。このサーボモータに代えて油圧シリンダを用い
てもよい。前記サーボモータ６はストローク検出器７の
信号を取り込んだサーボモータ制御部８によって制御さ
れる。

゛また、前記モールド３からは鋳片９がビンチロール１
０によって引抜かれ、かつ該ピンチロールはモータ１１
によって駆動される。このモータ１１には引抜速度検出
器１２が連結され、この検出器１２からは引抜速度信号
が前記モータ１ノを制御するモータ制御部１３に入力さ
れる。更に前記モールド３には該モールド３内の溶鋼レ
ベルを検出するためのレベル検出器１４が配置され、こ
の検出器１４からの検出信号は偏差モニタリンタ回路１
５に入力される。この偏差モニタ回路１５は前記レベル
検出器１４の検出信号とレベル設定値（ｔ、５ｅｔ）と
を比較し、その偏差が小さい時はタンディツシュ制御演
拘部１６に、前記偏差が大きい時は前ｄピモータ制御部
１３に接続する引抜速度制御演算部１７に、レベル検出
信号を出力する切換回路から構成されている。前記タン
ディ、シュ制御演舞部１６は前記レベル検出器１４から
のレベル検出信号、ストローク検出器７からの検出信号
及びレベル設定値を取シ込んだ計算式に従い鋳片９の引
抜１ｔｖｃみあった溶鋼注入量を与えるタンディッシュ
ストッ・母一度を算出し、これを操作信号として加算器
１８に出力する。まえ、前記引抜速度検出器１２は引抜
速度フィード−フォワード制御器１９に接続し、該制御
器１９は前記引抜速度検出器１２か古号に基づいて引抜
速度の補正信号を前記加算器１８に出力するものである
。

前記加算器１８からの信号は前記サーボモータ制御部８
に出力され、前記タンディッシュストッ・ぐ４のストロ
ーク量を制御する。

次に、上述したモールド内溶鋼レベル制御装置によるタ
ンディッシュストッ・母の制御系における最適ストッ・
ぐストロークを求める方法を以下に述べる。

タンディツシュ内溶鋼レベル及び鋳片の引抜速度が一定
であれば、モールド３への溶鋼流入量とモールド３から
引抜かれる鋳片引抜量との差はモールド内溶鋼レベルの
”変イヒとして捉えることができる。従ってモールド内
溶鋼レベルを検出することによりモールドへの溶鋼流入
量を知ることができる。

（１）・モールド内溶銅レベルによりタンディ、シュか
らの溶鍋流入Ｉを制御する方法： タンディツシュからモールドへの溶鋼流入量と鋳片引抜
量との間には次のＬｌ）　、　（２）式の関係が成り立
つ。

１　　　　　　　　　　　・・・（１）Ａ１π＝Ｑｉ　
　ＱＯ Ｑｔ＝αＡ２〆四「　　　　　・・・（２）但しＱｉ：
　　タンディッシ、からの溶鋼流入量Ｑ０：　　鉄片引
抜量 Ｌ：　モールド内溶鋼レベル ＨＴ：タンディアシ。内溶ｆｉｌｉｌレベルＡｌ：モー
ルド総面積 Ａ３：タンディッシュノズル開口面積 α：流量係数 また、鋳片引抜ｔ　（ＱＯ）は次の（３）式で表わされ
る。

Ｑｏ　””　Ａ＋Ｖｏ　　　　　　　　　　−（３）但
し、ｖｏ：引抜速思： 前記（３）式を前記（１）式に代入すると次の（４）式
となる。

Ｑｉ　”Ａｔ　（Ｖ（１＋＝） ｄｔｏ（４１ との（４）式により七−ルＰ内溶鋼レベルを用いて溶鋼
流入蓋が計算できる。

前記（４）式をデジタル計算機で計算する場合、微分項
（ｄＬ／ｄｔ）は差分によって表現される。つまり、次
の（５）式に示す如く做小時間におけるモールド内溶鋼
レベルの変化量を求めることによって得られる。

並−エ匹＝Ｌとに一一一二り二　・・・（５）ｄｔ−Δ
ＴＴｍＴｎ−Ｉ　　　　Ｔｅｌ但し、Ｌｎ：モールド内
溶鋼レベル今回値Ｌｎ−１：モールド内溶鋼しベル前回
値Ｔ、：サンプリング時間 この（５）式を前記（４）式に代入するととなる。

（ｔ＋）　　ストッパストロークとタンディツシュから
の溶鋼流入量との関係を求める方法； 狭い範囲ではタンディツシュノズルの１４度（開口面積
）はストラミ４ストロークに比例しているとみなせるの
で、次の（７）式で表ゎることができる。

Ａ２　＝に衷・Ｓｔ　　　　　　　　　　、（７）但し
、Ｋ１：ストローク単位長さ当りの開ロ面積Ｓｔ：スト
ッノ９ストローク この（７）式を前記（２）式に代入すると次の（８）式
となる。

Ｑｉ　＝α・Ｋ１−８ｔメフ訂「　　　　　　・・・（
８）Ｉンｆイッシ、カらの溶鋼流入ｉｔはストロークの
関数となり、更にタンディツシュＦ’Ｅ溶ｍレベルが一
定に制御されているとすれば、ストッパストロークと溶
鋼流入量は近似的に次の（９）式に示す一次式で表わさ
れる。

５ｔ＝ｆ（Ｑｉ） ＝に２　Ｑ４　十に３　　　　　　・・・（９）但し、
Ｋ、　Ｉ　Ｋ３　：係数 ０１１）前記（ｉ＋　、　（ｉｉ）を用いて鋳片引抜量
にみあったｈ鰍流入曽を与える最適ストツ・譬ストロー
クを求める方法； 時間Ｔ＝Ｔｒｎ、Ｓｔ−８ｔｍ及びＴ　＝　Ｔｎ、　５
ｔ＝＝Ｓｔｎの２点におけるタンディツシュからの溶鋼
流入門は夫々次の、１ｑ、αす式のように衣ゎされる。

但しＳｔ”’５ｔｎ （Ｓｔｍ　＊　Ｑｊｍ　）　＋　（Ｓｔｎ　＋　Ｑｉｎ
　）の２点を用いて前記（９）式の係数に、、に３　を
求めるとストッ・９ストロークとタンディツシュがらの
溶鋼流入量との関係式は次の＜１１式で表わされる。

ここで鋳片引抜量にみあった溶輌流入量。１゜は前記（
３）式よシ次の（至）式となる。

Ｑｌ。＝Ｑ。

＝Ａ、Ｖ０　　　　　　　　　　・・・０罎この（至）
式を前記（６）式のＱｊに代入すると、鋳片引抜量にみ
あった溶鋼流入値に与える最適ストツノ母ストロークは
第２図の特性図かう次の０４式で表わされる。

但し５ｔｏｐｔ　：　Ｍ適ストローク 以上が最適ストロークの算出方法であるが、これを制＠
ｉ系に適用する場合の制御ロジックの一例を４３図のタ
イミング図を参照して以下に鯖明する。

まず、モールド３内の溶鋼レベルが不感帯ｑすを越えた
時、タンディツシュからモールド３への溶鋼流入量Ｑｉ
ｍを前記四式によって求め、予め設定した操作量ΔＳｔ
　＝　１８ｔｎ　−Ｓｔｍｌを出力することによυ強制
的に修正動作を行なう。修正動作に入った後、モールド
９内溶鋼レベルが設定値近傍に戻った時点で再び溶鋼流
入量Ｑｉｎを前記＜１１）式によって求め、（Ｑｌｎ　
＋　Ｓｔｍ　）　＋　（Ｑｉｎ＋Ｓｔｎ　）の２点から
前記へ４式によって最適ストッ・９ストロークを求めて
操作量としｔ出力する。

したがって、本発明の制御装置によればモールド内は容
量を有し、積分特性を持っていないために従来のＰＩＤ
調節動作を用いた制御系では制御値がサイクリックにな
りがちであるが、上記演算処理により鋳込引抜量にみあ
った溶鋼流入量を与えるストッ・ンストロークを求める
ことによってサイクリックな動きを防止できる、また、
引抜速度外乱に対してフィート中フォワード制御による
補償を行なうことにより、引抜急停止時のエマージェン
シ対策として応答が速く、鋭敏な制御が可能となる。

更に、急激なノズル欠落等の太きＡ外乱に対してタンデ
ィッシュストッ、４制御では制御しきれない場合、引抜
速度制御を行なう構成になっているため、広範な制御を
行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すモールド内溶銅しベル
ＩＩＪ御装置の説明図、第２図は最適ストッ・母ストロ
ークを示す特性図、第３図は本発明の制御装置による制
御ロジックの一例を示すタイミング図である。 ｌ・・・し−ドル、２・・・タンディツシュ、３・・・
モールド、４・・・タンディッシュストッノゼ、６・・
・ヤーホモータ、９・・・鋳片、１４・・・レベル検出
器、１５・・・偏差モニタリング回路、１６・・・タン
プ１ッシュ制御演算部、１７・・・引抜速度制御演脚部
、１９・・・引抜速度フィード・フォワード制御器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 連続鋳造設備でのモールド自溶鋼レベル制御系蓋におい
   て、モールド内溶鋼レベルを検出する検出部と、この検
   出部からの溶鋼レベル検出値と基準レベルの差に基づい
   てその偏差が小さい時はタンディツシユストツＡＩの制
   御を行なう第１の制御部と、前記偏差が大きい時は引抜
   速度制御を行なう第２の制御部とを具備したことを特徴
   とするモールド内溶鋼レベル制御装置。