JPS62142058A - 溶融金属の注入装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスライディングノズル等の開度８１１１　ｆＪ
部の開度を周期的に変化させつつ溶融金属を所定容器に
湯面レベルを一定に調節して注入する装置に関する。

〔従来技術〕

近年にあっては、鋼材は一般に連続鋳造設備にて製造さ
れている。連続Ｖ？造設備はタンディツシュ内溶鋼を鋳
型内に注入するに際して、鋳型内に注入された／８鋼の
湯面位置を放射線、！ｆｉ音波、悲電対、ＴＶカメラ等
を用いて測定し、この測定値に基づき湯面が不感帯を設
けた基準許容範囲内に位置するようにスライディングノ
ズルの開度全自動的に調節する／Ｊ４面制御を行って連
続鋳造するように一般に構成されている。斯かる連続鋳
造設備における湯面制御は第７図に示すように、例えば
鋳型４の１１−１板裏側に湯面位置測定器５を取付り＼
これにより鋳型４内湯而位置を検出し、この検出値及び
湯面位置設定器８に設定された基慴許容範囲が入力され
る調節器９は検出値が基準許容範囲よりも高い場合には
スライディングノズル１及びその下に取付けられた浸漬
ノズル６を通流する溶鋼２の流量を減少させる信号をサ
ーボアンプ１１へ与え、サーボアンプ１１はサーボ弁■
３を制御してサーボシリンダ１２．パイロットシリンダ
１２’及びワークシリンダ７を介してスライディングノ
ズル１を閉方向に調節して溶鋼２の通流路の断面積を減
少させる。逆に基準許容範囲よりも湯面が低い場合には
スライディングノズル１を通魔する′１ｇ鋼２の流量を
増加させるべく、同様にサーボシリンダ１２、パイロッ
トシリンダ１２′及びワークシリンダ７を介してスライ
ディングノズルＩを開方向に調節し、溶鋼２の通流路の
断面積を増加させ、常に湯面がその基準許容範囲内に位
置するように調節している。しかしながらこのような湯
面制御を行うて溶鋼２を注入している場合に注入時間が
長時間になると、例えば住人開始から約３０分経過後に
は第８図にハツチングを付して示すごとくスライディン
グノズル１の上部固定板１ｂと摺動プレート１ａとの隙
間に差し込んだ地金及びスライディングノズル１内周壁
と摺動プレー）１ａとの段差部に付着、成長した地金に
よりｆＨ動プレー１−１８の摺動に支障を招来し、又高
温の溶鋼２により摺動プレート１ａが加熱されて歪を生
じ、これにより摺動プレート１ａのスライド面の摺動抵
抗が増大して湯面制御の応答性が悪化し、湯面が基準許
容範囲を外れ易くなるという難点があった。

斯かる難点を防止すべく、第７図に破線にて示すように
サーボアンプ１１の入力側に発振′５１０を設けてこれ
にサーボアンプ１１からスライディングノズル１に至る
までの制御系全体の機械的な不感帯幅よりも大きい振幅
の交流信号を設定し、その交流信号を調節器９の出力信
号、つまり湯面制御信号に重畳してサーボアンプ１１へ
与えることにより、スライディングノズル等の開度調整
部をその開閉方向に周期的に振動させてノズル壁と開度
＆ｌ１ｉｌ整部とき隙間に差し込んだ地金を除去し、ま
たノズル内周壁と開度ｍ整部との段差部への地金の付着
。

成長を抑制し、或いは段差部の付着物を脱落させて、鋳
型、タンディツシュ等の湯面制御精度を向上させて注入
する方法を本願出願人は提案している（特願昭５８−１
１１４４１号）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

斯かる方法により溶融金属を注入する場合は、発振器１
０からの交流信号によりワークシリンダ７のシリンダロ
ッドの進出長を湯面制御系により調整される基準長さを
中心として同一長さで伸縮し、湯面レベルを制（ａｎ　
ｂている。

ところで、摺動プレートｌａと上部固定板１ｂとは、通
常第９図に示すように共に円穴が設けられていて、その
円穴の車なり具合を調整して溶融金属の通流部２０（ハ
ツチングにて示す）の面積を変えるようになっている。

したがって、上述のように、基準長さを中心として同一
長さでシリンダロッドを進出、退入した場合にはその通
流部２００面積変化量は第１０図に示す如く夫々ｌｄ、
ｌｅ　となり、ｌｄ＞ｌｅとなる。つまり、シリンダロ
ッド進出のときのその進出長の屯位変化量当たりのｊＪ
ＴＩ流部２０の部活変化率が退入のときのそれよりも大
きい。

このため、シリンダロッド進出長が基準長さ辺上となる
期間の溶融金属注入量と基準長さ以下となる期間のそれ
とが異なり、湯面レベルが乱れるという問題点があった
。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は斯かる問題点を解決すべくなされたものであり
、発振器１０からの交流信号のゼロレベルをバイアス変
更設定してシリンダロッド進出長を基準長さ以下とする
に寄与する側の１ｌｉｌｉ幅を、基準長さ以上とするに
寄与する側の振幅よりも大ならしめてシリンダロッドを
進退し、シリンダロッド進出長が基ｉＪ！−長さ以下と
なる間の／８融金属注入量と基準長さ以上となる間のそ
れとを同一とする溶融金属の注入装置を提供することを
目的とする。

本発明に係る溶融金属の注入装置は、所定容器に注入す
る溶融Ｉ金属の注入量をＪＩＭ整する開度ＳＩＭ整部を
駆動せしめる駆動装置へ、所定容器内の溶融金属の湯面
レベルを一定に調整する制御１６号及び発振器からの交
流信号を重畳して与え、開度Ｊ！＋１整邪の開度を、前
記制御ｆ、４号に基づく開度を基準としてその増加方向
及び減少方向に前記交流信号により周期的に変化させつ
つ、湯面レベルを一定に調節する注入装置において、前
記交流信号による基準の開度からの開度増加による溶融
金属の注入量増加分と開度減少による溶融金属の注入量
減少分とを同一とすべく、基準の開度に応じてレベルを
変更する直流バイアス信号を出力する回路を備え、その
出力信号を前記駆動装置へ与えるようになしたことを特
徴とする。

〔作用〕

本発明は、発振器から出力する交流信号のゼロレベルを
、直流バイアス信号発生回路にて変更するので、基準長
さ以上でのシリンダロンド進出長の基準長さからの最大
変位量を、基準長さ以下でのシリンダロンド進出長の基
準長さからの最大変位量よりも短寸化し、シリンダロン
ド進出長が基準長さ以上の期間の溶融金属注入量とシリ
ンダロンド進出長が基準長さ以下の期間のそれとを同一
とする。

〔実施例〕

以下本発明を図面に基づき具体的に説明する。

第１図は本発明装置の実施例を示す模式図であり、タン
ディツシュ３内ｌ容鋼２はスライディングノズル１．浸
漬ノズル６を介して鋳型４内に注入されている。

スライディングノズルＩばクンディツシュ３の底部に取
付けられ、タンディツシュ３内に貯留されているｆ６鋼
２の通流量、換言すれば鋳型４における湯面レベルの制
御を行って溶鋼２を鋳型４内へ注入する注入量、を＃１
７１整するものである。このスライディングノズルＩは
前述の第８図に示した如く、摺動プレー目ａと、これを
ｆｇ鋼２の通流方向と直交する方向に摺動可能に保持す
る上部固定板１ｂとからなっている。

摺動プレー）１ａの中央位置には上部固定板１ｂの円穴
と略等大の円穴１ｃ　（第８図に示す）が設けられてお
り、その一端にはワークシリンダ７のロンドアｃが接続
されている。ワークシリンダ７は複動型であってロンド
進出用の／ＩｌＩ室７ａ及びロッド退入用の油室７ｂを
持ち、油室７ａはバイ日ソｌ−シリンダ１２′のロッド
退入用の油室１２’ａに、また油室７ｂはそのロンド進
出用の油室１２′ｂに夫々連通連結されている。

上記パイロットシリンダ１２′はサーボシリンダ１２と
ロッド１２ｃを共用して連結されており、サーボシリン
ダ１２は同様にロンド進出用の油室１２ａ及びロッド退
入用の油室１２ｂを有する。各油室１２ａ。

１２ｂは４ボ一ト３位置切換型のサーボ弁１３の負荷側
ポートに接続されており、他のポートは圧油源１６及び
タンク１４に接続されている。サーボ弁１３は後述する
サーボアンプ１１から出力され゛る制御信号ｅに基づき
図中右側（又は左側）の切換位置１３ｃ（又は１３ａ）
に切換り、圧油源１６からの圧油をサーボシリンダ１２
の油室１２ｂ（又は１２ａ）側へ送り、これによってワ
ークシリンダ７の油室７ｂ　（又は７ａ）へ圧油を送っ
てロッド７ｃを退入（又は進出）させ、スライディング
ノズル１の摺動プレー１・１ａを開（又は閉）方向へ移
動さ仕る。

シリンダロッド１２ｃにはその移動量を測定するための
可変抵抗を利用したシリンダ移動量δ（り定器１５が付
設されており、その測定信号「はサーボアンプ１１にフ
ィードバンク信号として与えられる。

ワークシリンダロッド７ｃにはその移動量を測定するた
めの可変抵抗器を用いたシリンダ移動量測定器２１が付
設されており、その測定信号は直流信号発生回路１９に
出力信号レベル設定信号として与えられる。

なお、周囲環境の状態が悪くてワークシリンダロンドア
ｃにシリンダ移動量測定器が付設できない場合は、第２
図に示すようにワークシリンダロッド７ｃを延長させ、
その先端の位置を差動ｌ・ランスにて測定する差動トラ
ンス式移動量測定器２２をワークシリンダ７に付設し、
その測定信号を用いてもよい。

鋳型４には公知の湯面位置測定器５が内設されており、
これは鋳型４内に注入された溶鋼２の湯面位置を測定す
るものであり、１測定ｆｄ号ａを湯面を制御するＩＩＪ
節器９に出力する。また’ｌＪ％面位置設定器８は基準
となる湯面位置或いは範囲を設定するためのものであり
、設定し７た基準位置に関する信号すを同しく調節器９
に出力する。調節器９は入力された上記測定信号ａ及び
湯面の設定基準位置に関する信号すとを基に、設定基慴
（装置からの測定信号ａの偏差を求め、この偏差を解消
させる制御信号Ｃをサーボアンプ１１に送る。

発振器１０及び直流信号発生回路１９は、スライディン
グノズル１の摺動プレート１ａの振動周期及びストロー
クを設定するためのものである。発振器１０は発振信号
ｇの周波数、振幅が夫々設定されており、その発振信号
ｇは重畳回路１７へ送られる。

なお波形としては正弦波、三角波、矩形波等を用いる。

また、直流信号発生回路］９は前記シリンダ移動量測定
器１５からの測定信号ｆと出力すべき直流信号レベルと
の関係式が予め設定されており、測定信号ｆを入力する
とそれに基づき直流信号のレベルを決定し、その直流信
号りを重畳回路１７へ出力する。

重畳回路１７は発振器１０からの交流信号ｇ〔第３図（
イ）参照〕と直流信号発生回路１９からの直流信号ｈ〔
第３図（ロ）参照〕とを重畳し、重畳信号ｄ　〔第３図
（ハ）参照〕をサーボアンプ１１へ出力する。

サーボアンプ１１は制御信号Ｃとフィードハ、り信号で
ある測定信号ｆとの差を算出し、この算出値に重畳信号
ｄを加算して得た信号が、制御系全体の不感帯の上１下
限を外れたｃｄ号分を制御量として出力するものであり
〔第４図（イ）参照〕、出力された制御信号ｅはサーボ
弁１３へ与えられる。

これによってワークシリンダ７及び摺動ブレー１−１８
は第４図（ロ）に示すように設定基準位置に関する信号
すと測定信号ａとの差を解消すべき運動と重畳回路１７
からの重畳信号ｄによる振動との複合運動を行うことに
なる。

このように本発明装置は構成されており、発振器１０か
らの交流信号を直流信号発生回路１９にてバイアス変更
設定するので湯面レベルを一定に維持した連続鋳造が可
能である。即ち、溶融金属の通魔部２０（第９図に示す
）の面積Ｓは、第５図に示すようにスライディングノズ
ル１のストロークｐと円穴１ｃの半ｉｒとにより下記（
１１，ｆ２１式にて表される。

Ｓ＝ｒ’″　（２θ−３ｉｎ　　２θ）　　　　−（１
１θ−ｃｏｓ　−’　　（（ｒ−７！／２）　／　ｒ　
ｌ　−（２１但し、θは両回穴中心を結ぶ線と、両回穴
が交わる一方の交点と置火中心とを結ぶ線とのなす角度 上記ｒは既知であり、またｌは測定信号「より求まるの
で、面積Ｓは算出可能である。そして、本発明ではρの
変化によりＳの変化率が異なり、また第３図（ハ）に示
す如く開度を増加する期間と開度を減少する期間とが異
なり、またス１−ローク量が異なるため、ｌ又はＳと開
度の増減に要するｉＪ１間とスライディングノズル開閉
時の実際のストローク変化特性とを考慮して、第３図（
ハ）に破線にて示す如く開度が増加するときの溶融金属
注入量と開度が減少するときの溶融金属注入量とを同一
とする直流信号ｌルヘルと４との関連性を求め、その関
係式を予め直流信号発生回路１９に設定している。

従って本発明による場合は、スライディングノズルを周
期的に変化させても湯面レベルを高精度で一定に制御で
きる。

なお、上記実施例では重畳回路１７を設けているが、本
発明はこれに限らず重畳回路１７を用いずに発振器１０
からの交流信号ｇと直流信号発生回路１９からの直流信
号りとを直接サーボアンプ１１へ出力しても実施できる
ことは勿論である。

また本発明は直流信号りについては、サーボアンプ１１
の出力側に他のサーボアンプを介して与えるようにして
も実方缶できる。

更に、本発明はスライディングノズルに限ることなく、
第６図に示す如く回転板２７を回動させて流ＪＭＢ’Ａ
節するロータリ式ノズルであっても実施できることば勿
論である。更にし一ドル底層の注入開口部にスライディ
ングノズル、ロークリ式ノズル方式による注入装置を取
付けてタンディノン、へ溶融金属を注入し、この重量を
ロードセルにて管理して湯前高さ制御を行う場合にも本
発明装置を用いることがきるのは勿論である。

〔効果〕

以上詳述した如く本発明による場合は、発振器からの交
流信号にバイアス設定用のｉｉＩ流信号を重畳して開度
調整部の開度を周期的に変化させるので、湯面レベルを
高精度で一定に制御できる優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す模式図、第２図はシリン
ダ移動量の測定に使用可能な測定器例を示す模式図、第
３図は振動信号の処理内容説明図、第４図はスライディ
ングノズルの開度を調整する制御信号の内容説明図、第
５図は通魔部面積の算出内容説明図、第６図は本発明を
適用できる他の開度調整部を示す模式図、第７図は従来
技術の説明図、第８図はスライディングノズルを示す模
式的断面図、第９図はその溶融金屈通流部を示す平面図
、第１０図は従来技術の問題説明図である。 １・・・スライディングノズル　１０・・・発Ｉ辰鼎特
　許　出願人　　住友金属工業株式会社代理人　弁理士
　　河　　野　　登　　夫第５　図 第２図 第　３　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、所定容器に注入する溶融金属の注入量を調整する開
   度調整部を駆動せしめる駆動装置へ、所定容器内の溶融
   金属の湯面レベルを一定に調整する制御信号及び発振器
   からの交流信号を重畳して与え、開度調整部の開度を、
   前記制御信号に基づく開度を基準としてその増加方向及
   び減少方向に前記交流信号により周期的に変化させつつ
   、湯面レベルを一定に調節する注入装置において、 前記交流信号による基準の開度からの開度 増加による溶融金属の注入量増加分と開度減少による溶
   融金属の注入量減少分とを同一とすべく、基準の開度に
   応じてレベルを変更する直流バイアス信号を出力する回
   路を備え、その出力信号を前記駆動装置へ与えるように
   なしたことを特徴とする溶融金属の注入装置。