JPS608902B2 - 連続鋳造設備のピンチロ−ル速度制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、連続鋳造設備のピンチロール速度制御装置に
関する。

一般に連続鋳造設備におけるモールド内の溶鋼は、銭片
の品質を良好にするため極力一定の湯面を維持する必要
がある。

そこで、銭片引抜速度を制御することにより湯面変動の
発生を防止する第１図に示す如きモールドレベル制御方
法が従来より行なわれている。図において「溶鋼１の入
っているタンデッシュ２の下端にはノズル３が設けられ
ており、このノズル３にはスライデングゲート４が設け
られている。このスラィデングゲート４より流出した港
鋼１は、ノズル３の下方に設けられたモールド５内を通
り冷却され、ローラヱプロン６において送出され、この
ローラェプロン６において水等による冷却され錆片とな
る。このローラェフ。ロン６を通りピンチロール７を通
り、ベンデングロール８を通って引き抜かれる。この銭
片の引抜きは、ダミーバー９によって行われる。このダ
ミーバー９はノズル３のスライデングゲート４より銭片
を誘導していくものでピンチロール７、ベンデングロー
ル８を介して誘導し、ダミーバー９はダミーバーピンチ
ロール１川こ引き抜き、ダミーバー９を銭片の先端より
はずしてダミーバー９と銭片とを分ける。このダミーバ
ー９から分離された銭片は、ストレートナー１１によっ
て取り出される。このストレートナー１１は引き出され
た銭片をまつすぐにする機能を有している。前記ピンチ
ロール７は第２図に示す如くユニバーサル・カップリン
グ１２を介しギヤボツクス１３に接続されており、この
ギャボックス１３にモーター４が薮綾されている。

このモータ１４にはパイロット発電機１５が設けられて
いる。このピンチロール７の速度制御は、第３図に示す
如き回路によって行われる。

すなわち、モータ１４（図においては、Ａ，Ｅ，Ｆの三
台について示してあるが、このモータの台数は三台に限
られるものではない）は、複数のサィリスタ装置によっ
て構成されているサィリスタ装置１７によって電源母線
１７Ａ，１７Ｂにパラレルに接続され、各々のモータに
電圧が供給されるようになっている。最大電流検出器１
６Ａ，１６Ｅ，１６Ｆがそれぞれ各モー外こ直列に接続
されている。前記サィリス夕装置１７のサィリス夕のゲ
ートには電流コントローラー８が接続されており、この
電流コントロ−ラ１８にはサイリスタコントローラ１９
が接続されている。このサィリスタコントローフ１９に
はしベル調整器２０からのレベル調整信号と、前記最大
電流検出器１６からの最大電流検出値と、鋳造速度設定
器２０′そしてモータ１４Ｆに取り付けられているパイ
ロット発電機１５からのフィードバック値とが入力され
ており、これらの入力値によって速度コントローラー９
は電流コントローラー８のコントロールを行なう信号を
出力する。電流コントローラー８はサィリスタコントロ
ーラ１９からのコントロール信号によって電源２１より
流れる電流を検出し、比較することによりサィリスタ装
置１７のサィリスタゲート制御を行なっている。このよ
うな制御回路により錆片をピンチロール７において引抜
き速度制御を行なっている。

ところが、低速で使用する機械設備において、ギャ１３
のバックラッシュ、ユニバーサルカップリング１２のガ
タ等は、負荷変動により負荷スピー日こ大きく影響する
場合がある。連続鋳造設備のピンチロールにおいても駆
動モータに対する負荷トルクが正万向、負方向を交互に
繰返すと、バックラッシュ等の機械系ガ夕は銭込スピー
ド‘こ直接影響を与えるだけでなく、電気制御系と協働
しスピードハンチング等の異常現象を発生させる。モー
タの負荷トルクが（十）方向の場合と、トルクを吸収す
る（一）方向の場合とでは、歯車のトルク伝達面が異な
り、この場合、モータの速度制御を行い、モ−夕のスピ
ードを指令値通りにしても、トルクの向きが正負と繰返
せば、トルク伝達の歯車面が（十）面から離れて（一）
面に合うまで（または逆の場合）トルクは伝達されず、
負荷側のスピードは自由減速状態となり制御することが
できない。このようなピンチロールと駆動機械系のバッ
クラッシュおよびモータ負荷電流の零点クロスに起因し
て錆込時の傷面変動が生じ、それはモ−ルド直下からピ
ンチロールの入口までに設けられたロール間において銭
片が膨脹するいわゆるバルジング現象によるものである
。このバルジング現象によって傷面変動の発生の経偉は
次の如きである。すなわち、まず、バルジング量が増大
すると、銭片引抜きを増加しなければならず、銭片引抜
き力を増加すると、バルジング部の引抜き完了により急
激なる引抜き抵抗の減少をきたす。引抜き抵抗の減少は
銭片目軍による落下を生じ、この間モー外まブレーキン
グトルクを発生せず落下速度は上昇し、歯車およびカッ
プリングのブレーキングトルク伝達面に激突し、モータ
は加速され、ブレーキング制御側に入り急減速される。
このため鏡片の速度は低下し、バルジングが増大し始め
、引抜トルクが増大する。しかし、バックラッシュがあ
るために一定の間は引抜けず、鏡片はその間だけ停止し
、モー夕からトルクを受けるのを待つことになる。この
ような周期によって、ハンチングが発生する訳である。

実験的に求めると発生の現象は、３〜低ｅｃ周期で銭片
スピードがハンチングし、第４図に示す如き状態となる
。すなわち、第４図Ｃに示す如く、鋳造速度指令の変動
がほとんどないのに、第４図Ａの全電流と、第４図Ｂに
示されている鋳造速度とがハンチングを起している。こ
こに第４図Ｂの鋳造速度は、モー夕に取りつけられてい
るパイロット発電機１５から測定したものであり、銭片
スピードはバックラッシュ分も加算されるので、実際に
は、これよりも大きく変動している。このように従来の
モールドレベル制御方法によったのではバックラッシュ
等の機械系ガ外こよる銭込スピードの速度制御を充分行
なうことができず、スピードハンチング現象を生じ銭片
の品質を低下させるという欠点を有していた。

本発明の目的はバックラッシュの発生を防止し銭片の品
質を向上することのできる連続鋳造設備のピンチロール
速度制御装置を提供することにある。

本発明はピンチロール負荷分担を、モータの界磁電流を
制御することによりアンバランスにし、霧トルククロス
をなくし、零トルククロスによって生じるバックラッシ
ュの発生を防止しようというものである。

以下、本発明の実施例について説明する。

第５図には、本発明の一実施例が示されている。

図において、ピンチロール１００の各ロールを回すモー
夕１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ
，１００Ｆには、電源１０３を介しサイリスタゲート回
路１０１が接続されている。

このサィリスタゲート回路１０１はサィリスタによって
形成されており、速度制御装置１０２からの出力信号に
よってサィリスタゲート制御するものである。速度制御
装置１０２には、モーター００Ｆに取りつけられている
パイロット発電機１０６からの信号が入力するように構
成されており、速度指令器１０５からの速度指令信号と
によってサィリスタゲート回路１０１のゲート信号を作
り出している。第１の手段は各々のモータの界磁電流値
に偏差をもたせ、モータ間で銭片にテンション区間とコ
ンブレツション区間を作る。第２の手段は各群毎に界磁
電流を変え、群間の１ケ所で銭片にテンションを発生さ
せるものである。一方、ピンチロールのロールを回すモ
ータの代表電流を検出するための電流検出器１０４が設
けられており、この電流検出器１０４の出力信号はＡＮ
Ｄ回路１ ０７に入力される。この電流検出器１０４は
、モータ負荷電流が一定範囲（３０％〜８０％）内の場
合にのみ信号を出力させる機能をもそなえたものである
。これは負荷アンバランス制御を行う場合にのみ作用す
るもので引抜力の増大が要求されたとき、一時的に負荷
アンバランス制御を解除するものである。また、ＡＮＤ
回路１０７には、Ａ端子より銭込引抜の際に信号が入力
され、Ｂ端子からは、モータが負荷アンバランス制御を
行なう場合に信号が入力される。このようにＡＮＤ回路
１ ０７は端子Ａ，Ｂ及び電流検出器１０４からの信号
が入力されると、リレー１０８を作動させ、負荷アンバ
ランス制御を解除する。次に第１の手段であるモ−夕負
荷アンバランス制御を選択すると、第６図に示す如くリ
レー接点１０８Ａ，１０８Ｂ，１０８ＣがＯＮする。こ
のリレー接点１０８Ａは、界磁抵抗１０９に接続される
抵抗１１１を橋絡するように設けられている。このリレ
ー接点１０８ＡのＯＮによりこの界磁抵抗１０９によっ
て構成されるモーター００Ｂの界磁電流は増加する。ま
た、リレー接点１０８Ｂは抵抗１１３を橋絡するように
接続されている。また、界磁抵抗１１０１こ綾続される
抵抗１１２を橋絡するりレー接点１０８ＣはＯＦＦに保
たれ、奇数番号のモータの界滋電流のみを多くし、モー
タ間の銭片にコンブレッションとテンションを発生させ
る。このようにしてピンチロールのロールモー夕の界磁
電流に差を生じ、ピンチロールのロール間にスピード差
となって現れ、お互に引張り合つテンション方向と押合
うコンブレッション方向をもたせて同一トルクになるよ
うにモータ相互でトルクバイアスをかけあって、バック
ラッシュやカー夕を除く。第２の手段はピンチロ−ル群
を２群７，８に分け、前群７の界磁抵抗を橋落して、電
流を多くし、後群８はそのままで群の境界でテンション
を発生させることによりバックラッシュを除くものであ
る。電気的にバックラッシュを補償する方法はピンチロ
ール相互間にテンションをもたせ、常にギャおよびユニ
バーサルカップリングの負荷トルク伝達面およびブレー
キング面の内、１面を使用する方法が考えられ、ロール
相互間でトルク偏差をつけることによりそれは可能であ
る。

ロール相互間でトルク偏差をつけるには、界磁電流に偏
差をつければよく、共通のモータ端子電圧において、モ
ータ相互間にトルク偏差をつけるには、まず、回転数Ｎ
と、モータ端子電圧との関係がＮ＝千弓豊三‐‐‐‐‐
‐ （１｝ （′月）Ｎ：回転数〔ｒｐｍ〕 Ｖ：モータ端子電圧〔Ｖ〕 ■：磁束〔Ｗｂ〕 ｌａ：電機子電流〔Ａ〕 Ｒａ：モータ内部抵抗〔Ｑ〕 であり、磁束■は ■はＫｂｌｆ，．…， （２｝（但）ｌｆ：
界磁電流〔Ａ〕 という関係がある。

一方、モータトルクＴｑは、 Ｔｑ＝ＫＣ−ｌａ■＝ＫＣＫｂｌａｌｆ‐・‐・‐‐【
３，なる関係があり、このことより、磁束■は界磁電流
ｌｆにほぼ比例すると考えられるところより界磁電流ｌ
ｆを変えることによりスピード差をつけることができる
訳である。

第７図には「上記実施例を連続鋳造機のある１ストラン
ドに適用する場合の該ストランドもこおけるピンチロー
ル電流の特性図が示されている。

図に示される如く、鏡込開始時は−３０Ａ程度の全電流
で銭込が進むにつれて徐々に減少し、ダミーバー切離し
時点から（十）電流に変っていく。ところが常に一定負
荷ではなく、負荷変動が生じ、各ロールモータは零電流
をクロスすることになり（全電流の合計が−３０Ａでも
６合に分担すると一弘程度である）、機械系バックラッ
シュが影響し、鏡込スピードが変動する。特にパイロッ
ト発電機付のモー夕１００Ｆが蓑電流をクロスする場合
は、鋳造速度のハンチングが激しく発生する。そこで第
７図ｌＡＢに示す如き一点鎖線のようにＡロール、Ｂロ
ールに（一）４０Ａを負わせるべく１３％のスピード差
をつけ、Ｃロール、Ｄロール、Ｅロール、Ｆロールに（
一）４０Ａに反抗すべく電流（十）４０Ａを余計に流す
と、Ａロール、Ｂロールで発電した電力はＣロール、Ｄ
ロール、Ｅロール、Ｆロールで使用するため、全電流の
増加はない。また、リレ−接点を第８図Ｂのａ，ｂに示
す如くＯＮ、ＯＦＦしても、第８図Ｃに示す如く全電流
の変化はほとんどない、また、Ａロール、Ｂロールはブ
レーキング方向（発電方向）のトルクを鋳片から吸収し
、Ｃロール、Ｄロール、Ｅロール、Ｆロールは電動方向
トルクを銭片に与、えることにより、ギャーのトルク伝
達面が一定となり、バックラッシュによる悪影響を発生
しない。さらに界磁電流により、スピード差をつけてい
ることから、リレー接点をＯＮ、ＯＦＦしても鏡片スピ
ードの変動は生じない。また負荷分担も徐々に変化して
いる。また、異常時ブレ−キング回路をリセットし、即
寸動等の操作に応じられるかについては、界磁電流の時
定数は約１．Ｓｅｃであり、即応性が充分ある。

このことは第９図に示されている。以上のことからＡロ
ール、Ｂロールに（一）４０Ａを流すために、１３％の
スピード差が必要であり、１３％のスピード差をつける
には、界磁電流に約１．０Ａの偏差をつけなければなら
ない。

また、界磁電流の差を１．０Ａにするためには、モータ
の温度上昇（界滋電流による１２Ｒの発熱）から考えて
、界磁電流は定格の５．６Ａを越えてはならす、おのず
から４．６Ａと５．６Ａの差となる。また、４．６Ａの
界磁を有するモータは定格出力トルクの８５％に低下す
る。さらに、Ａ、Ｂロールが（−）４０Ａ分のバイアス
がかかっていることから、引抜きトルクの増加を要求さ
れた場合、全ピンチロールで２８．８％のトルク減少を
生ずることになる。そこで、異常時対策として、Ｆｏ‐
ル電流が４４．松（８０％）になったら、ブレーキング
回路をリセットするようにデッドバンド付電流検出器を
取り付ければよい。次に、本実施例の動作について説明
する。

いま第６図に示されるアンバランス回路のセット、リセ
ットは、Ｆロールのモータ電流が４４．８Ａ（定格の８
０％）になって＄ｅｃ以上継続した場合、アンバランス
回路はリセットされ、次に電流が減少して、１６．８Ａ
（定格電流の３０％）以下になったときに自動セットさ
れる。これは、第５図の電流検出器１０４によってセッ
ト、リセットされるものである。このデッドバンドを設
けるのは負荷電流によるＯＮ、ＯＦＦハンチング動作を
させるためである。上記実施例においては、Ａ、Ｂロー
ルをブレーキング方向にトルクを発生させ、ＣＤＥＦロ
ールでブレーキングトルク＋引抜きトルクを発生させる
ことにより、ユニバーサルカップリングおよびギャーの
トルク伝達面は、Ａ、Ｂロールについてブレーキング方
向、ＣＤＥＦロールについて、モーターリング方向とな
り、バックラッシュの影響は鋳造速度に波及しない例に
ついて説明した。

このブレーキングの効果は第１０図のチャイムチャート
に示す如く銭片先端が１５．２の時点でハンチング現象
が発生し、Ａ、Ｂロールのブレーキング回路を投入した
ところ、約１分後に消滅している。

したがって、本実施例によれば、負荷にアンバランスを
界磁電流を変化させることにより設けているためギャー
バックラッシュを防止することができる。

また、本実施例によれば、錆込中に界磁電流を変化させ
ても鏡込速度を変動することはない。

さらに、本実施例によれば、相互バイアス方式をとって
いるため、モータの発電方向と、電動方向に別れ、電力
の受渡しするので効率以外の電力損失を生じない。他の
実施例として、Ａ，Ｃ，Ｅをブレーキング、Ｂ，Ｄ，Ｆ
をモータリングとしても可能である。

以上説明したように、本発明によれば、バックラッシュ
の発生を防止し、錆片の品質を向上することができる。

図面の簡単な説明第１図は連続鋳造設備の模式図、第２
図は、ピンチロールとモータとの接続を示す模式図、第
３図は従来のピンチロール速度制御装置の回路図、第４
図はハンチング現象を示すタイムチャート、第５図は本
発明の実施例を示す回路図、第６図はアンバランス回路
図、第７図は第５図図示実施例による制御を示す電流特
性図、第８図は第６図図示アンバランス回路の作動時に
おけるモ−夕の界滋電流特性図、第９図はロールモータ
の界磁電流の即応・性を示す図、第１０図は他の実施例
を示す特性図である。

１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，
１００Ｆ……モータ、１０１……サイリスタゲート回路
、１０２・・・・・・速度制御回路、１０４・・・・・
・電流検出器、１０５…・・・速度指令器、１０６．．
．．．．パイロット発電機、１０８・・…・リレー、ｌ
ｏ９，１１０・・・・・・界磁抵抗、１１１，１１２・
・・・．・抵抗、１０８Ａ，１０８Ｂ・・…・リレース
イッチ。

第１図第２図’ 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図員 第８図 第９図 第１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 連続的にピンチロールを多基配置し、該ピンチロー
   ルを回転させることにより連続的に鋳片を引き出して鋳
   鋼を形成する連続鋳造設備のピンチロール速度制御装置
   において、上記ピンチロールを個別に駆動する複数のモ
   ータのモータ速度を制御する第１の手段と、上記各モー
   タを２群に分けて負荷アンバランス指令に基づき前記第
   １の手段の速度制御を２群別々に異なる速度制御に制御
   する第２の手段とを備えたことを特徴とする連続鋳造設
   備のピンチロール速度制御装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の発明において、上記第
   １の手段は、モータの界磁電流制御によつて行なうこと
   を特徴とする連続鋳造設備のピンチロール速度制御装置
   。 ３ 特許請求の範囲第２項記載の発明において、上記界
   磁電流制御はサイリスタゲートによつて行なうことを特
   徴とする連続鋳造設備のピンチロール速度制御装置。 ４ 特許請求の範囲第３項記載の発明において、上記サ
   イリスタゲートは、速度指令信号と、モータの全界磁電
   流とによつて決定されるデユーテイ比によつて上記第２
   の手段の２群のモータの内の一群のモータを全界磁電流
   の８０％でリセツトし、全界磁電流の３０％になつたら
   セツトするよう制御することを特徴とする連続鋳造設備
   のピンチロール速度制御装置。 ５ 特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか１項
   記載の発明において、上記第２の手段は上記ピンチロー
   ルモータ界磁抵抗の全てに直列に接続されている抵抗を
   ２群に分けた内の１群だけ短絡することによつて行なう
   ことを特徴とする連続鋳造設備のピンチロール速度制御
   装置。 ６ 特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか１項
   記載の発明において、上記第２の手段は、上記２群に分
   けた内の１群のモータの界磁抵抗に抵抗を接続すること
   によつて行なうことを特徴とする連続鋳造設備のピンチ
   ロール速度制御装置。 ７ 特許請求の範囲第１項ないし第６項のいずれか１項
   記載の発明において、上記第２の手段の２群は１台おき
   に２群に分けたことを特徴とする連続鋳造設備のピンチ
   ロール速度制御装置。 ８ 特許請求の範囲第１項ないし第７項のいずれか１項
   記載の発明において、第２の手段は所定界磁電流値内に
   おいてのみ作動させるデツドバンド付電流検出器を設け
   たことを特徴とする連続鋳造設備のピンチロール速度制
   御装置。