KR20150013241A - Method for controlling in-mold molten steel surface level - Google Patents

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Abstract

1개의 레벨계를 이용하여, 1차, 2차 및 3차의 정재파 성분을 추출, 제거함으로써 본래 제어해야 하는 벌징성 탕면(湯面) 변동만을 추출하고, 그것을 탕면 레벨 제어에 이용함으로써 고정밀도의 탕면 레벨 제어를 실현하기 위해, 몰드 폭에 대응한 고유의 주기로 요동하는 정재파에 의한 탕면 레벨 변동의 모델(12, 14)을 2차 진동계로 나타내고, 탕면 레벨계로 측정한 레벨 측정값과 모델(12, 14)의 출력과의 편차 및 그의 미분값 중 적어도 한쪽을 모델(12, 14)의 입력에 귀환함으로써 모델(12, 14)을 여진(勵振)하고, 얻어진 모델(12, 14)의 출력에 의해 정재파에 의한 탕면 레벨 변동 성분을 추정함과 함께, 탕면 레벨계로 측정한 레벨 측정값과 모델(12, 14)의 출력과의 편차를 갖고 정재파 성분을 제거한 레벨 신호로 하고, 당해 레벨 신호를 이용한 피드백 제어에 의해 몰드에 유입되는 용강 유량을 조절하는 액추에이터를 조작하도록 했다.By extracting and removing primary, secondary and tertiary standing wave components by using one level meter, only the fluctuation of the normalized hot-melt surface to be controlled is extracted and used for controlling the level of the hot- In order to realize the level control, the models 12 and 14 of the fluctuation of the bath surface level by the standing wave oscillating at a specific cycle corresponding to the mold width are represented by the secondary vibration system, and the level measurement values measured by the bath surface level system, 14 and by outputting at least one of the deviation and the differential value thereof to the input of the models 12 and 14 to excite the models 12 and 14 and to output the obtained models 12 and 14 The level of the tumbling level fluctuation component by the standing wave is estimated and a level signal having a deviation between the level measurement value measured by the bath surface level meter and the output of the models 12 and 14 is taken as a level signal from which the standing wave component is removed, By feedback control An actuator for controlling the flow rate of molten steel flowing into the mold was operated.

Description

몰드 내 용강탕면 레벨 제어 방법{METHOD FOR CONTROLLING IN-MOLD MOLTEN STEEL SURFACE LEVEL}[0001] METHOD FOR CONTROLLING IN-MOLD MOLTEN STEEL SURFACE LEVEL [0002]

본 발명은, 연속 주조기의 몰드 내 용강탕면(溶鋼湯面) 레벨 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for controlling the level of molten steel in a mold of a continuous casting machine.

연속 주조기에 있어서, 몰드 내의 용융 금속(용강)의 탕면 레벨의 변동을 억지(抑止)하여, 탕면 레벨이 일정해지도록 제어하는 것은, 조업의 안정상뿐만 아니라, 주편(鑄片)의 품질 관리상에서도 매우 중요하다.In the continuous casting machine, it is possible to suppress the fluctuation of the melt surface level of the molten metal (molten steel) in the mold so as to control the melt surface level to be constant, not only the stability of the operation but also the quality control of the slice very important.

통상, 이 몰드 내 용강탕면 레벨 제어 방법으로서는, 몰드 내의 용강의 탕면 레벨을 탕면 레벨계에 의해 계측하고, 이 측정값에 기초하여 용강 유량 조정 장치로서의 슬라이딩 노즐의 개도를 조절하고, 몰드로부터 인발되어 가는 용강과 턴디시로부터 주입되는 용강의 매스 밸런스를 균형 잡히게 한다는 방법이 취해지고 있다.As a method for controlling the level of the molten steel bath surface in the mold, generally, the level of the molten steel in the mold is measured by a bath surface level meter, the opening degree of the sliding nozzle as the molten steel flow rate adjusting device is adjusted based on the measured value, A method of balancing the mass balance of the molten steel injected from the molten steel and the tundish has been taken.

도 8에, 슬래브 연속 주조기의 몰드 주변부 및 탕면 레벨 제어계의 대표예를 나타낸다. 슬래브 연속 주조기의 몰드(1)의 상방 소정 위치에는 턴디시(2)가 배치되고, 이 턴디시(2)의 저부(底部)에는, 슬라이딩 노즐(3) 및 침지 노즐(4)이 배치되어 있다. 이에 따라, 턴디시(2)에 일단 체류한 용강(5)은, 슬라이딩 노즐(3) 및 침지 노즐(4)을 개재하여 몰드(1)로 주입되게 되어 있다. 슬라이딩 노즐(3)은 고정판과 슬라이딩판으로 이루어지고, 슬라이딩판의 위치를 유압 서보계 등의 액추에이터(6)로 조작함으로써, 슬라이딩 노즐(3)의 개도가 증감하고, 턴디시(2)로부터 몰드(1)에 유입되는 용강(5)의 유량이 제어되게 되어 있다. 한편, 몰드(1) 내의 용강탕면의 상방에는, 탕면 레벨계(예를 들면, 와류 센서)(7)가 배치되어 있다. 탕면 레벨계(7)는 몰드(1)에 있어서의 용강탕면의 레벨(높이 위치)을 계측하는 장치이고, 탕면 레벨계(7)의 계측 신호(탕면 레벨 신호)는 탕면 레벨 제어 장치(8)에 입력되어 있다.Fig. 8 shows a representative example of the mold periphery and the bath surface level control system of the slab continuous casting machine. A turn dish 2 is disposed at a predetermined position above the mold 1 of the continuous slab continuous casting machine and a sliding nozzle 3 and an immersion nozzle 4 are disposed at the bottom of the turn dish 2 . The molten steel 5 once staying in the turn-dish 2 is injected into the mold 1 via the sliding nozzle 3 and the immersion nozzle 4. [ The sliding nozzle 3 is composed of a fixed plate and a sliding plate and the position of the sliding plate is manipulated by an actuator 6 such as an oil pressure servo system to increase or decrease the opening degree of the sliding nozzle 3, The flow rate of the molten steel 5 flowing into the molten steel 1 is controlled. On the other hand, a bath surface level meter (for example, eddy current sensor) 7 is disposed above the molten steel bath surface in the mold 1. The bath surface level meter 7 is a device for measuring the level (height position) of the molten steel bath surface in the mold 1. The measurement signal (bath surface level signal) of the bath surface level meter 7 is input to the bath surface level control device 8 .

래들(도시하지 않음)로부터 턴디시(2)에 주입된 용강(5)은, 슬라이딩 노즐(3)의 개도에 따라서, 침지 노즐(4)을 거쳐 몰드(1)로 주입된다. 주입된 용강(5)은 몰드(1)에 의해 냉각되어 몰드(1)와의 접촉면에서 응고하여 응고 셸을 형성하고, 내부에 액상부를 갖는 주편은 가이드 롤 및 핀치 롤(9)에 지지되면서, 핀치 롤(9)에 의해 몰드(1)의 하방으로 인발된다. 그 때에, 탕면 레벨 제어 장치(8)는, 탕면 레벨계(7)로부터 얻어지는 탕면 레벨 신호와, 미리 설정되어 있는 탕면 레벨 설정값과의 편차에 PI 제어나 PID 제어 등의 연산을 행하여 슬라이딩 노즐 개도 조작량을 구하고, 액추에이터(6)에 출력함에 따라 슬라이딩 노즐 개도를 조작함으로써 턴디시(2)로부터 몰드(1)에 유입되는 용강 유량을 조정한다.The molten steel 5 injected from the ladle (not shown) into the turn-dish 2 is injected into the mold 1 via the immersion nozzle 4 in accordance with the opening of the sliding nozzle 3. The cast molten steel 5 is cooled by the mold 1 and solidified on the contact surface with the mold 1 to form a solidified shell. The cast steel having the liquid phase portion therein is supported by the guide roll and the pinch roll 9, And is pulled downward of the mold 1 by the roll 9. At that time, the bath surface level control device 8 performs an operation such as PI control or PID control on the deviation between the bath surface level signal obtained from the bath surface level meter 7 and a preset bath surface level setting value, And adjusts the flow rate of the molten steel flowing into the mold 1 from the turndisse 2 by operating the opening of the sliding nozzle as it outputs to the actuator 6.

이에 따라, 몰드(1) 내의 용강(5)의 탕면 레벨에 관한 피드백 루프가 구성되기 때문에, 몰드(1)에 유입되는 용강(5)의 유량, 혹은 몰드(1)로부터 유출되는 용강(5)의 유량이 어떠한 요인에 의해 변동되어도, 몰드(1) 내의 용강(5)의 탕면 레벨이 일정값(설정값)이 되도록 제어할 수 있다.The flow rate of the molten steel 5 flowing into the mold 1 or the flow rate of the molten steel 5 flowing out from the mold 1 can be controlled by the feedback loop of the molten steel 5 in the mold 1. [ It is possible to control the level of the molten steel 5 in the mold 1 to be a constant value (set value) even if the flow rate of the molten steel 5 fluctuates due to any factor.

종래부터 몰드 내의 용강탕면 레벨 제어의 큰 과제로 되고 있던 것으로서, 가이드 롤이나 핀치 롤 등의 주편 지지 롤의 사이에서 발생하는 주편의 두께 방향으로의 부풀어 오름(벌징)에 의해 몰드로부터 유출되는 용강 유량이 주기적으로 변동하는 것에 따른 탕면 레벨 변동(벌징성 탕면 레벨 변동)이 있다.(Molten steel flow rate) flowing out from the mold due to the bulging (bulging) in the thickness direction of the cast steel produced between the cast steel support rolls such as guide rolls and pinch rolls, (Fluctuation of the molten tangent bath surface level) caused by the periodic fluctuation.

몰드 내 용강탕면 레벨 제어에서 억제해야 하는 것은, 전술한 바와 같은 벌징 등, 실질적인 매스 플로우 변동을 초래하는 외란(外亂)에 의한 탕면 레벨의 변동이고, 탕면의 물결치는 것 같은 국소적인 탕면의 변동은 탕면 레벨 제어에 있어서는 측정 노이즈로서 작용하는 것이고, 그것에 반응하여 슬라이딩 노즐 개도 조작을 행해서는 안된다.In the in-mold molten steel bath surface level control, it is necessary to suppress the fluctuation of the bath surface level due to disturbance which causes substantial mass flow fluctuation, such as the above-mentioned bulging, and the fluctuation of the local bath surface Is used as measurement noise in the bath surface level control, and the sliding nozzle opening operation should not be performed in response thereto.

특히 몰드 폭이 커지면, 몰드 폭에 따른 고유 진동수로 탕면이 요동하는 정재파가 문제가 된다. 특히 문제가 되는 것이, 도 9(a)에 나타내는 바와 같은, 진동의 마디가 1개로서, 그 마디가 몰드 폭 중앙(몰드 폭 1/2 위치)에 있는 1차 정재파와, 도 9(b)에 나타내는 바와 같은, 진동의 마디가 2개로서, 그 마디가 몰드 폭 중앙과 몰드 폭단의 중간(몰드 폭 1/4 위치)에 있는 2차 정재파이다. 특히, 몰드 폭이 넓어지면 그 진동 주파수는 낮아지고(2m 폭의 경우, 1차 모드의 진동수가 약 0.6㎐), 벌징 주파수(0.1∼0.2㎐)와 근접해진다.Particularly, when the mold width is large, a standing wave in which the bath surface fluctuates with a natural frequency corresponding to the mold width becomes a problem. Particularly, a problem arises in that, as shown in Fig. 9 (a), there is one vibration node, the first standing wave wave whose node is at the center of the mold width (1/2 the mold width) Is a second standing wave in which the nodes of vibration are two, and the node is in the middle of the width of the mold and the width of the mold (1/4 position of the mold width). Particularly, as the mold width becomes wider, the vibration frequency becomes lower (in the case of 2 m width, the frequency of the primary mode is about 0.6 Hz), and the frequency becomes close to the bulging frequency (0.1 to 0.2 Hz).

일반적으로, 피드백 제어계에서는, 제거해야 하는 외란의 주파수에서는 게인을 올림으로써 외란의 영향을 억압하고, 측정 노이즈의 주파수에서는 게인을 내림으로써 측정 노이즈에 반응하지 않도록 할 필요가 있다. 즉, 피드백 제어계의 주파수 특성을 외란과 측정 노이즈를 고려하여 설계할 필요가 있다. 그러나, 본 케이스에서는, 본래 제거해야 하는 외란에 의한 탕면 레벨 변동과, 측정 노이즈에 의한 탕면 변동의 주파수가 근접하고 있기 때문에, 탕면 레벨 제어 장치(8)에 있어서의 제어 파라미터(PI 제어의 게인 등)의 조정은 어려워진다. 즉, 게인을 올리면 탕면 레벨 제어 장치(8)는 측정 노이즈를 캐치하여 불필요한 슬라이딩 노즐 개도 조작량을 출력하게 되어, 그에 따라 탕면 레벨이 변동되고, 그것을 레벨계(7)가 측정하여 탕면 레벨 제어 장치(8)에 출력한다는 루프가 발생해 버린다. 이에 따라 오히려 탕면 레벨 변동을 확대해 버리거나, 극단적인 경우에는 제어계가 안정되지 않아 발산되어 버리는 경우가 있다. 반대로, 탕면 레벨 제어 장치(8)의 게인을 내리면, 벌징성 탕면 변동에 대한 제어 성능이 열화되어, 주기적인 탕면 변동을 저감할 수 없다.Generally, in the feedback control system, it is necessary to suppress the influence of the disturbance by raising the gain at the frequency of the disturbance to be removed, and to prevent the response to the measurement noise by reducing the gain at the frequency of the measurement noise. That is, it is necessary to design the frequency characteristic of the feedback control system in consideration of disturbance and measurement noise. In this case, however, the fluctuation of the bath surface level due to the disturbance originally to be removed and the frequency of the bath surface fluctuation due to the measurement noise are close to each other. Therefore, the control parameter ) Becomes difficult to adjust. That is, when the gain is increased, the bath surface level control device 8 catches the measurement noise and outputs unnecessary sliding nozzle opening operation amount, thereby changing the bath surface level, and the level meter 7 measures it and controls the bath surface level control device 8 ). Accordingly, the fluctuation of the bath surface level may be enlarged, or in an extreme case, the control system may not be stable and may be diverged. On the other hand, if the gain of the bath surface level control device 8 is lowered, the control performance against the fluctuation of the boiling water bath surface deteriorates, and the fluctuation of the tub surface can not be reduced periodically.

그래서, 벌징성 탕면 변동에 대한 제어 성능을 향상시키는 방법으로서, 특허문헌 1에는, 탕면 레벨계로부터의 탕면 레벨 신호를 주파수 해석하고, 벌징의 주파수가 검출된 경우, 그 주파수 근방만의 성분의 미분값에 기초하여 탕면 레벨 제어를 행하는 방법이 기재되어 있다. 그러나, 이 방법에 있어서는, 상기와 같은 정재파를 측정 노이즈로서 처리하는 것은 고려되고 있지 않기 때문에, 정재파의 영향을 제거할 수는 없다.As a method for improving the control performance against the fluctuation of the boiling water bath surface, Patent Document 1 discloses a method of frequency analysis of the bath surface level signal from the bath surface level meter and, when the frequency of the bulging is detected, In which the bath surface level control is performed. However, in this method, since it is not considered to treat the standing wave as the measurement noise as described above, the influence of the standing wave can not be removed.

이러한 과제에 대하여, 특허문헌 2에서는, 탕면 레벨 변동의 정재파 변동분의 정재파 주파수를 주형 폭으로부터 산출하고, 정재파를 그 주파수의 sin 함수와 cos 함수로 기술하여, 그들 계수를 온라인 추정함으로써, 정재파 변동분을 구하도록 한 주형 내의 탕면 정재파 변동 검출 방법이 개시되어 있다.With respect to such a problem, in Patent Document 2, the standing wave frequency of the standing wave variation of the fluctuation of the bath surface level is calculated from the template width, the standing wave is described by the sin function and the cos function of the frequency, A standing wave standing wave fluctuation detecting method in a mold is disclosed.

또한, 특허문헌 3에서는, 탕면 레벨계를 몰드의 중심 위치에 설치함으로써 1차 정재파 성분을 제거한 탕면 레벨을 계측하고, 그 탕면 레벨 신호로부터, 주파수 필터를 이용하여 2차 정재파의 주파수 성분을 제거한 보정 탕면 레벨 신호를 구하고, 그 구한 보정 탕면 레벨 신호가 일정해지도록, 슬라이딩 노즐의 개도를 조절하도록 한 연속 주조기의 몰드 내 용강탕면 레벨 제어 방법이 개시되어 있다.In Patent Document 3, the bath surface level obtained by removing the primary standing wave component is measured by providing the bath surface level meter at the central position of the mold, and the corrected bath surface level obtained by removing the frequency component of the secondary standing wave from the bath surface level signal using the frequency filter Level signal is obtained and the opening degree of the sliding nozzle is adjusted so that the obtained corrected hot-melt level signal becomes constant, thereby disclosing a method of controlling the in-mold hot-dip galvanization surface level of a continuous casting machine.

또한, 특허문헌 4에서는, 용융 금속의 연속 주조 설비에 있어서, 주형 중심부에 배치한 침지 노즐을 중심으로 하여 2개의 탕면 레벨계를 주형 폭방향의 대칭 위치를 측정하도록 설치하고, 그들 측정값의 가산 평균값을 구함으로써 정재파의 성분을 제거하는 탕면 레벨 검출 장치가 개시되어 있다.In Patent Document 4, in the continuous casting equipment for molten metal, two bath surface level meters are provided so as to measure symmetrical positions in the width direction of the mold, with the immersion nozzle disposed at the center of the mold as a center, And a component of the standing wave is removed by obtaining a bath surface level detection device.

또한, 특허문헌 5 및 6에서는, 안정화 제어기의 파라미터리제이션의 사고방식에 기초한 제어계의 구조(탕면 레벨 편차 보정값 연산부, 개도 지령 보정값 연산부, 개도 변경 보정값 연산부)를 규정하고, 그것을 로버스트 제어 이론에 기초하여 설계함에 따라, 감도 함수를 노치 필터 형상으로 주파수 정형함으로써 정재파 성분의 영향을 받지 않도록 한 연속 주조기의 탕면 레벨 제어 방법이 개시되어 있다.In Patent Documents 5 and 6, the structure of the control system (wax surface level deviation correction value calculation unit, opening command correction value calculation unit, opening degree correction value calculation unit) based on the thinking of parameterization of the stabilization controller is defined, Discloses a method of controlling the bath surface level of a continuous casting machine by designing based on the control theory so that the sensitivity function is frequency-shaped into a notch filter shape so as not to be affected by the standing wave component.

또한, 특허문헌 7에서는, 탕면 레벨 신호에 포함되는 주기성 레벨 변동의 주파수를 검지하고, 검지한 주파수의 성분을 감쇠시킨 신호와 목표 레벨의 편차에 기초하여 몰드로의 입구의 개도 변경량을 연산함과 함께, 주기성 레벨 변동을 상쇄하는 바와 같은 위상과 진폭을 갖는, 검지한 주파수와 동일한 주파수의 신호를 생성하고, 그 신호를 개도 변경량으로 가산하여 보정하는 탕면 레벨 제어 방법이 개시되어 있다.In Patent Document 7, the frequency of the periodicity level fluctuation included in the bath surface level signal is detected, and the amount of opening change of the inlet to the mold is computed based on the deviation between the signal obtained by attenuating the detected frequency component and the target level And a ramp level control method for generating a signal having the same frequency as the detected frequency and having a phase and an amplitude that cancel the periodicity level fluctuation and adding the signal to the opening variation amount to correct the ramp level.

일본공개특허공보 2007-260693호Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-260693 일본공개특허공보 2009-241150호Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-241150 일본공개특허공보 2010-69513호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2010-69513 일본공개특허공보 2005-28381호Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-28381 일본공개특허공보 2001-129647호Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-129647 일본공개특허공보 2002-248555호Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-248555 일본공개특허공보 2002-59249호Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-59249

몰드 탕면에 나타나는 정재파의 진폭은 시시각각 변화한다. 이에 대하여, 특허문헌 2의 방법에서는, 추정하는 정재파에 관해서는, 소정 시간 동안은 진폭이 일정하다는 가정을 마련하고 있다. 이것은 최소 제곱법을 적용하고 있기 때문이지만, 그 때문에 추정의 응답이 늦어져, 정재파의 진폭 변화에 추종할 수 없다는 문제가 있다.The amplitude of the standing wave appearing on the mold bath surface varies from moment to moment. On the other hand, in the method of Patent Document 2, the assumption is made that the amplitude is constant for a predetermined time with respect to the standing wave to be estimated. This is because the least squares method is applied. However, there is a problem in that the response of the estimation is delayed, so that it can not follow the amplitude change of the standing wave.

또한, 특허문헌 3의 방법에서는, 탕면 레벨계를 몰드의 중심 위치에 설치함으로써 1차 정재파 성분의 제거를 도모한 것이지만, 몰드 상면의 개구부 부근에는 몰드 파우더 투입 장치가 있어, 중심부에 레벨계를 설치하는 것이 곤란한 경우가 있기 때문에, 1차 정재파에 대해서도 신호 처리에 의해 제거하는 것이 바람직하다.In the method of Patent Document 3, the first standing wave component is removed by providing the bath surface level meter at the central position of the mold. However, there is a molding powder introducing device in the vicinity of the opening of the upper surface of the mold, It is preferable to remove the first standing wave by signal processing as well.

또한, 특허문헌 4의 방법에서는, 2개의 레벨계를 설치하지 않으면 안되기 때문에, 1개의 레벨계를 설치하는 데에 비하여 설치 비용, 보수 비용이 2배가 된다. 또한, 고온이고 엄격한 환경에서 사용하기 때문에, 2개의 레벨계에 기차(機差)가 발생하여, 본래 동일 레벨인 것이 상이한 값으로 나오는 문제가 있어, 성능 유지를 위한 캘리브레이션의 정밀도가 지금까지 이상으로 요구된다.Further, in the method of Patent Document 4, since two level gauges must be provided, the installation cost and the maintenance cost are doubled as compared with the case where one level gauge is provided. In addition, since it is used in a high temperature and rigorous environment, a train (machine difference) is generated in two level meters, so that the same level is inherently different in value. Therefore, do.

또한, 특허문헌 5 및 6의 방법에서는, 안정화 제어기의 파라미터리제이션의 사고방식에 기초한 제어계의 구조를 규정하고, 로버스트 제어 이론을 이용하여 주조 프로세스를 포함하는 제어계 전체의 특성(감도 함수)을 노치 필터 형상으로 정형하는 것이기 때문에, 구조가 복잡하고, 정재파가 제거된 탕면 레벨 신호를 관측할 수 없다는 이유에 의해, 제어계의 파라미터 조정이 어렵다는 문제가 있다.Further, in the methods of Patent Documents 5 and 6, the structure of the control system based on the way of thinking of the parameterization of the stabilization controller is defined, and the characteristic (sensitivity function) of the entire control system including the casting process is determined using the robust control theory There is a problem that it is difficult to adjust the parameters of the control system because the structure is complicated and the bath surface level signal from which the standing wave is removed can not be observed.

또한, 특허문헌 7의 방법의 대상이 되어 있는 탕면 레벨 신호 중의 주기성 변동은 벌징성 탕면 변동이고, 정재파가 대상은 아니다. 그 때문에, 특정한 주파수 성분을 감쇠시킨 탕면 레벨 신호를 탕면 레벨 제어에 이용하는 것과, 그 주파수 성분을 상쇄하는 바와 같은 신호를 생성하여 탕면 레벨 제어에 이용하는 것이 동시에 행해진다. 즉, 탕면 레벨 제어에 이용하는 탕면 레벨 신호에 주기성 변동이 포함되면 PID 제어 등의 연산이 불안정해지고, 탕면 레벨 변동이 오히려 증폭되기 때문에, 그 주파수 성분을 감쇠시킨 탕면 레벨 신호를 탕면 레벨 제어에 이용하도록 하고 있다. 그렇게 하면, 탕면 레벨 제어에서는 주기성 변동의 억제를 행할 수 없게 되어 버리기 때문에, 그 주파수 성분의 신호를 발생시켜, 위상과 진폭을 조정하여 탕면 레벨 제어의 출력에 가산함으로써, 주기성 레벨 변동의 성분을 상쇄하도록 하고 있다. 정재파와 같은 매스 플로우 변동이 아닌 주기성 레벨 변동에 대해서는, 몰드로의 용강 유량을 제어에 의해 조작해서는 안되지만, 본 수법을 적용하면, 그 주파수로 몰드로의 용강 유량이 조작되어, 몰드 내의 용강의 요동을 여기하고, 정재파를 강하게 해버려, 제어적으로는 역효과가 되어 버린다.In addition, the fluctuation in the periodicity in the bath surface level signal which is the subject of the method of Patent Document 7 is a fluctuation of the molten bath surface, and the standing wave is not the target. Therefore, a bath surface level signal attenuated by a specific frequency component is used for the bath surface level control, and a signal for canceling the frequency component is generated and used for bath surface level control at the same time. That is, if the bath surface level signal used for the bath surface level control includes a periodicity variation, the operation such as PID control becomes unstable and the bath surface level fluctuation is rather amplified. Therefore, the bath surface level signal attenuating the frequency component is used for the bath surface level control . In this case, since the fluctuation of the periodicity fluctuation can not be suppressed in the bath surface level control, the signal of the frequency component is generated, and the phase and amplitude are adjusted and added to the output of the bath surface level control to cancel the component of the periodicity level fluctuation . Regarding periodic level fluctuations other than mass flow fluctuations such as standing waves, the molten steel flow rate to the mold should not be controlled by control. However, when this method is applied, the molten steel flow rate to the mold is manipulated at that frequency, And to make the standing waves stronger, it becomes a counterproductive effect in a controlled way.

본 발명은, 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 1개의 레벨계를 이용하고, 그리고 1차, 2차 및 3차의 정재파 성분을 추출, 제거함으로써 본래 제어해야 하는 벌징성 탕면 변동만을 추출하고, 그것을 탕면 레벨 제어에 이용함으로써 고정밀도의 탕면 레벨 제어를 실현하는 몰드 내 용강탕면 레벨 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above, and it is an object of the present invention to extract only the fluctuation of the regular waxy hot water surface to be controlled originally by using one level meter and extracting and removing the first-, second- and third- And a control method of the in-mold molten steel bath surface level control method which realizes a control of the bath surface level with high accuracy by using the control method.

전술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 몰드 내 용강탕면 레벨 제어 방법은, 연속 주조기의 몰드 내 용강탕면 레벨을 제어할 때에 있어서, 몰드 폭에 대응한 고유의 주기로 요동하는 정재파에 의한 탕면 레벨 변동의 모델을 2차 진동계로 나타내고, 탕면 레벨계로 측정한 레벨 측정값과 상기 모델의 출력과의 편차 및 그의 미분값 중 적어도 한쪽을 상기 모델의 입력에 귀환함으로써 당해 모델을 여진(勵振)하고, 얻어진 당해 모델의 출력에 의해 상기 정재파에 의한 탕면 레벨 변동 성분을 추정함과 함께, 상기 탕면 레벨계로 측정한 레벨 측정값과 상기 모델의 출력과의 편차를 갖고 상기 정재파 성분을 제거한 레벨 신호로 하고, 당해 레벨 신호를 이용한 피드백 제어에 의해 몰드에 유입되는 용강 유량을 조절하는 액추에이터를 조작하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems and to achieve the object, the method for controlling the in-mold molten steel bath surface level control according to the present invention is a method for controlling the in-mold molten steel bath surface level in the continuous casting machine, A model of the fluctuation of the bath surface level by the standing waves is represented by a secondary vibration system and at least one of the deviation between the level measurement value measured by the bath surface level meter and the output of the model and the differential value thereof is fed back to the input of the model, Estimating a bath surface level fluctuation component based on the standing wave based on the output of the model obtained, and estimating the bath surface level fluctuation component with a deviation between the level measurement value measured by the bath surface level meter and the output of the model, And an actuator for adjusting the flow rate of molten steel flowing into the mold by feedback control using the level signal It characterized in that it is less.

또한, 본 발명에 따른 몰드 내 용강탕면 레벨 제어 방법은, 상기 발명에 있어서, 상기 탕면 레벨계는, 몰드 폭 중앙과 몰드 폭단과의 중간이 되는 몰드 폭 1/4의 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.The molten steel bath surface level control method according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the bath surface level meter is disposed at a position of the mold width 1/4 which is halfway between the mold width center and the mold width end do.

또한, 본 발명에 따른 몰드 내 용강탕면 레벨 제어 방법은, 연속 주조기의 몰드 내 용강탕면 레벨을 제어할 때에 있어서, 몰드 폭에 대응한 고유의 주기로 요동하는 정재파에 의한 탕면 레벨 변동의 1차 정재파 모델 및 2차 정재파 모델을 각각 2차 진동계로 나타내고, 탕면 레벨계로 측정한 레벨 측정값과 상기 1차 정재파 모델의 출력과의 편차 및 그의 미분값 중 적어도 한쪽을 상기 1차 정재파 모델의 입력에 귀환함으로써 당해 1차 정재파 모델을 여진하고, 얻어진 당해 1차 정재파 모델의 출력에 의해 1차 정재파에 의한 탕면 레벨 변동 성분을 추정함과 함께, 상기 탕면 레벨계로 측정한 레벨 측정값과 상기 1차 정재파 모델의 출력과의 편차를 갖고 상기 1차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호로 하고, 상기 1차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호와 상기 2차 정재파 모델의 출력과의 편차 및 그의 미분값 중 적어도 한쪽을 상기 2차 정재파 모델의 입력에 귀환함으로써 당해 2차 정재파 모델을 여진하고, 얻어진 당해 2차 정재파 모델의 출력에 의해 2차 정재파에 의한 탕면 레벨 변동 성분을 추정함과 함께, 상기 1차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호와 상기 2차 정재파 모델의 출력과의 편차를 갖고 상기 1차 정재파 성분 및 상기 2차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호로 하고, 당해 레벨 신호를 이용한 피드백 제어에 의해 몰드에 유입되는 용강 유량을 조절하는 액추에이터를 조작하는 것을 특징으로 한다.The molten steel bath surface level control method according to the present invention is a method for controlling the molten steel bath surface level of a continuous casting machine by controlling the level of the molten steel bath surface in the mold, And the second standing wave wave model are respectively represented by a second vibration system and at least one of the deviation between the level measurement value measured by the bath surface level meter and the output of the first standing wave wave model and the differential value thereof is fed back to the input of the first standing wave wave model Estimating a bath surface level fluctuation component by a first standing wave based on an output of the first standing wave model obtained and estimating a bath surface level fluctuation component based on the level measurement value measured by the bath surface level meter and the level measurement value of the first standing wave model Outputting a level signal obtained by removing the first-order standing wave component and a second level signal obtained by subtracting the first- The second standing wave model is excited by returning at least one of the deviation from the output of the re-wave model and the differential value thereof to the input of the second standing wave model, and the output of the obtained second standing wave model, The level difference component is estimated and a level signal obtained by removing the primary standing wave component and the secondary standing wave component with a deviation between the level signal from which the primary standing wave component is removed and the output of the secondary standing wave signal is removed, And an actuator for controlling a flow rate of molten steel flowing into the mold is operated by feedback control using a level signal.

또한, 본 발명에 따른 몰드 내 용강탕면 레벨 제어 방법은, 상기 발명에 있어서, 상기 탕면 레벨계는, 몰드 폭 중앙과 몰드 폭단과의 중간이 되는 몰드 폭 1/4의 위치보다도 몰드 폭단 쪽에서 정재파 성분이 취해지는 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.The method for controlling the level of molten steel in the mold according to the present invention is characterized in that in the above-described invention, the bath surface level meter has a standing wave component at a side of the mold edge, which is lower than the position of the mold width 1/4, And is disposed at a position where it is taken.

또한, 본 발명에 따른 몰드 내 용강탕면 레벨 제어 방법은, 연속 주조기의 몰드 내 용강탕면 레벨을 제어할 때에 있어서, 몰드 폭에 대응한 고유의 주기로 요동하는 정재파에 의한 탕면 레벨 변동의 1차 정재파 모델, 2차 정재파 모델 및 3차 정재파 모델을 각각 2차 진동계로 나타내고, 탕면 레벨계로 측정한 레벨 측정값과 상기 1차 정재파 모델의 출력과의 편차 및 그의 미분값 중 적어도 한쪽을 상기 1차 정재파 모델의 입력에 귀환함으로써 당해 1차 정재파 모델을 여진하고, 얻어진 당해 1차 정재파 모델의 출력에 의해 1차 정재파에 의한 탕면 레벨 변동 성분을 추정함과 함께, 상기 탕면 레벨계로 측정한 레벨 측정값과 상기 1차 정재파 모델의 출력과의 편차를 갖고 상기 1차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호로 하고, 상기 1차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호와 상기 2차 정재파 모델의 출력과의 편차 및 그의 미분값 중 적어도 한쪽을 상기 2차 정재파 모델의 입력에 귀환함으로써 당해 2차 정재파 모델을 여진하고, 얻어진 당해 2차 정재파 모델의 출력에 의해 2차 정재파에 의한 탕면 레벨 변동 성분을 추정함과 함께, 상기 1차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호와 상기 2차 정재파 모델의 출력과의 편차를 갖고 상기 1차 정재파 성분 및 상기 2차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호로 하고, 상기 1차 정재파 성분 및 상기 2차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호와 상기 3차 정재파 모델의 출력과의 편차 및 그의 미분값 중 적어도 한쪽을 상기 3차 정재파 모델의 입력에 귀환함으로써 당해 3차 정재파 모델을 여진하고, 얻어진 당해 3차 정재파 모델의 출력에 의해 3차 정재파에 의한 탕면 레벨 변동 성분을 추정함과 함께, 상기 1차 정재파 성분 및 상기 2차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호와 상기 3차 정재파 모델의 출력과의 편차를 갖고 상기 1차 정재파 성분, 상기 2차 정재파 성분 및 상기 3차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호로 하고, 당해 레벨 신호를 이용한 피드백 제어에 의해 몰드에 유입되는 용강 유량을 조절하는 액추에이터를 조작하는 것을 특징으로 한다.The molten steel bath surface level control method according to the present invention is a method for controlling the molten steel bath surface level of a continuous casting machine by controlling the level of the molten steel bath surface in the mold, , The second standing wave model and the third standing wave model are respectively represented by a second vibration system and at least one of the deviation between the level measurement value measured by the bath surface level meter and the output of the first standing wave model and the differential value thereof is used as the first standing wave model The first standing wave model is excited, the bath surface level fluctuation component by the first standing wave is estimated by the output of the obtained first standing wave model, and the level measurement value measured by the bath surface level meter and the The first-order standing wave component is removed, and the first-order standing wave component is removed to have a deviation from the output of the first- The second standing wave model is excited by returning at least one of the deviation between the arc and the output of the second standing wave model and the differential value thereof to the input of the second standing wave model, And a level difference between the level signal obtained by removing the first standing wave component and the output of the second standing wave wave model to remove the first standing wave component and the second standing wave component, Signal, and returning at least one of the deviation between the level signal obtained by removing the primary standing wave component and the secondary standing wave component and the output of the cubic standing wave model and the differential value thereof to the input of the tertiary standing wave model, The car standing wave model is excited and the bath surface level variation component by the third standing wave is estimated based on the output of the obtained third standing wave model, A level signal obtained by removing the primary standing wave component, the secondary standing wave component, and the third standing wave component with a deviation between a level signal from which the primary standing wave component and the secondary standing wave component are removed and an output from the third standing wave wave model, And operates the actuator for adjusting the flow rate of molten steel flowing into the mold by the feedback control using the level signal.

또한, 본 발명에 따른 몰드 내 용강탕면 레벨 제어 방법은, 연속 주조기의 몰드 내 용강탕면 레벨을 제어할 때에 있어서, 몰드 폭에 대응한 고유의 주기로 요동하는 정재파에 의한 탕면 레벨 변동의 모델을 2차 진동계로 나타내고, 탕면 레벨계로 측정한 레벨 측정값과 상기 모델의 출력과의 편차를 상기 모델의 상태 변수로 귀환함으로써 당해 모델을 여진하고, 얻어진 당해 모델의 출력에 의해 상기 정재파에 의한 탕면 레벨 변동 성분을 추정함과 함께, 상기 탕면 레벨계로 측정한 레벨 측정값과 상기 모델의 출력과의 편차를 갖고 상기 정재파 성분을 제거한 레벨 신호로 하고, 당해 레벨 신호를 이용한 피드백 제어에 의해 몰드에 유입되는 용강 유량을 조절하는 액추에이터를 조작하는 것을 특징으로 한다.The molten steel bath surface level control method according to the present invention is characterized in that when controlling the level of the molten steel bath surface in the mold of the continuous casting machine, the model of the fluctuation of the molten metal surface level caused by the standing wave oscillating at a specific cycle corresponding to the mold width, And the difference between the level measurement value measured by the bath surface level meter and the output of the model is returned to the state variable of the model by exciting the model, and the output of the obtained model is used to represent the bath surface level variation component Which is obtained by subtracting the standing wave component from the level measurement value measured by the bath surface level meter and the output of the model to obtain a level signal from which the standing wave component is removed, And an actuator for controlling the actuator.

또한, 본 발명에 따른 몰드 내 용강탕면 레벨 제어 방법은, 연속 주조기의 몰드 내 용강탕면 레벨을 제어할 때에 있어서, 몰드 폭에 대응한 고유의 주기로 요동하는 정재파에 의한 탕면 레벨 변동의 1차 정재파 모델 및 2차 정재파 모델을 각각 2차 진동계로 나타내고, 탕면 레벨계로 측정한 레벨 측정값과 상기 1차 정재파 모델의 출력과의 편차를 상기 1차 정재파 모델의 상태 변수로 귀환함으로써 당해 1차 정재파 모델을 여진하고, 얻어진 당해 1차 정재파 모델의 출력에 의해 1차 정재파에 의한 탕면 레벨 변동 성분을 추정함과 함께, 상기 탕면 레벨계로 측정한 레벨 측정값과 상기 1차 정재파 모델의 출력과의 편차를 갖고 상기 1차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호로 하고, 상기 1차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호와 상기 2차 정재파 모델의 출력과의 편차를 상기 2차 정재파 모델의 상태 변수로 귀환함으로써 당해 2차 정재파 모델을 여진하고, 얻어진 당해 2차 정재파 모델의 출력에 의해 2차 정재파에 의한 탕면 레벨 변동 성분을 추정함과 함께, 상기 1차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호와 상기 2차 정재파 모델의 출력과의 편차를 갖고 상기 1차 정재파 성분 및 상기 2차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호로 하고, 당해 레벨 신호를 이용한 피드백 제어에 의해 몰드에 유입되는 용강 유량을 조절하는 액추에이터를 조작하는 것을 특징으로 한다.The molten steel bath surface level control method according to the present invention is a method for controlling the molten steel bath surface level of a continuous casting machine by controlling the level of the molten steel bath surface in the mold, And the second standing wave model are respectively represented by a secondary vibration system and the deviation between the level measurement value measured by the bath surface level meter and the output of the first standing wave wave model is returned to the state variable of the first standing wave wave model, Estimating the bath surface level fluctuation component by the first standing wave based on the output of the obtained first standing wave model and calculating a difference between the level measured value measured by the bath surface level meter and the output of the first standing wave wave model The first-order standing wave component is removed, and a level signal from which the first-order standing wave component is removed and the output of the second- The second standing wave model is excited by returning to the state variable of the second standing wave model, the bath surface level fluctuation component by the second standing wave is estimated by the output of the obtained second standing wave model, And the second-order standing wave component are removed from the output signal of the second-order standing wave model with the deviation between the level signal from which the component is removed and the output of the second-order standing wave model, And an actuator for controlling the flow rate is operated.

또한, 본 발명에 따른 몰드 내 용강탕면 레벨 제어 방법은, 연속 주조기의 몰드 내 용강탕면 레벨을 제어할 때에 있어서, 몰드 폭에 대응한 고유의 주기로 요동하는 정재파에 의한 탕면 레벨 변동의 1차 정재파 모델, 2차 정재파 모델 및 3차 정재파 모델을 각각 2차 진동계로 나타내고, 탕면 레벨계로 측정한 레벨 측정값과 상기 1차 정재파 모델의 출력과의 편차를 상기 1차 정재파 모델의 상태 변수로 귀환함으로써 당해 1차 정재파 모델을 여진하고, 얻어진 당해 1차 정재파 모델의 출력에 의해 1차 정재파에 의한 탕면 레벨 변동 성분을 추정함과 함께, 상기 탕면 레벨계로 측정한 레벨 측정값과 상기 1차 정재파 모델의 출력과의 편차를 갖고 상기 1차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호로 하고, 상기 1차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호와 상기 2차 정재파 모델의 출력과의 편차를 상기 2차 정재파 모델의 상태 변수로 귀환함으로써 당해 2차 정재파 모델을 여진하고, 얻어진 당해 2차 정재파 모델의 출력에 의해 2차 정재파에 의한 탕면 레벨 변동 성분을 추정함과 함께, 상기 1차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호와 상기 2차 정재파 모델의 출력과의 편차를 갖고 상기 1차 정재파 성분 및 상기 2차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호로 하고, 상기 1차 정재파 성분 및 상기 2차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호와 상기 3차 정재파 모델의 출력과의 편차를 상기 3차 정재파 모델의 상태 변수로 귀환함으로써 당해 3차 정재파 모델을 여진하고, 얻어진 당해 3차 정재파 모델의 출력에 의해 3차 정재파에 의한 탕면 레벨 변동 성분을 추정함과 함께, 상기 1차 정재파 성분 및 상기 2차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호와 상기 3차 정재파 모델의 출력과의 편차를 갖고 상기 1차 정재파 성분, 상기 2차 정재파 성분 및 상기 3차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호로 하고, 당해 레벨 신호를 이용한 피드백 제어에 의해 몰드에 유입되는 용강 유량을 조절하는 액추에이터를 조작하는 것을 특징으로 한다.The molten steel bath surface level control method according to the present invention is a method for controlling the molten steel bath surface level of a continuous casting machine by controlling the level of the molten steel bath surface in the mold, , The second-order standing wave model and the third-order standing wave model are respectively represented by a second-order vibration system, and the deviation between the level measurement value measured by the bath surface level meter and the output of the first standing wave model is returned to the state variable of the first- Estimating a bath surface level fluctuation component by a first standing wave based on an output of the first standing wave model obtained and measuring a level measurement value measured by the bath surface level meter and an output of the first standing wave model And a level signal obtained by removing the primary standing wave component and a level signal obtained by removing the primary standing wave component, The second standing wave model is excited by returning the deviation from the output of the second standing wave model to the state variable of the second standing wave wave model and the bath surface level fluctuation component by the second standing wave is estimated based on the output of the obtained second standing wave wave model , A level signal obtained by removing the primary standing wave component and the secondary standing wave component with a deviation between the level signal obtained by removing the primary standing wave component and the output of the secondary standing wave model, The third standing wave model is excited by returning the deviation of the level signal from which the standing wave component is removed and the output of the third standing wave model to the state variable of the third standing wave model, Estimating a tumbling level fluctuation component by the standing wave, calculating a level signal by removing the first standing wave component and the second standing wave component, The second-order standing wave component, and the third-order standing wave component with a deviation from the output of the standing wave model and adjusting the flow rate of the molten steel flowing into the mold by the feedback control using the level signal And the actuator is operated.

본 발명에 따른 몰드 내 용강탕면 레벨 제어 방법은, 1차, 2차 및 3차의 정재파의 모델을 각각의 주파수를 고유 주파수로 하는 2차 진동계로 나타내고, 그들 출력과, 각각에 대비해야 하는 실(實)프로세스의 출력(1차 정재파 모델에서는 레벨 측정값, 2차 정재파 모델에서는 레벨 측정값으로부터 1차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호, 3차 정재파 모델에서는 레벨 측정값으로부터 1차 정재파 성분 및 2차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호)과의 편차에 비례 미분 연산을 행하여 각각의 모델에 입력하고 모델을 여진함으로써 모델의 출력으로부터 정재파 성분을 추정하고 있다. 이때, 상기한 모델과 실프로세스와의 편차는, 해당하는 정재파 성분이 제거된 레벨 신호가 된다. 이와 같이, 본 발명에서는, 정재파 성분을 추출하는 것과, 그것을 제거한 레벨 신호를 얻는 것이 병행하여 행해진다. 이에 따라, 정재파 성분의 추출 상황을 육안으로 확인하면서 본 발명에 있어서의 조정 파라미터인 2차 진동계의 감쇠 정수와 상기 편차에 행하는 비례 미분 연산의 게인을 조정할 수 있기 때문에, 정재파 추출을 적정하게 행할 수 있다. 또한, 상기 조정 파라미터는, 정재파 추출에 있어서의 선택 특성(대역 통과 필터에 있어서의 밴드 폭)에 상당하는 것이지만, 각 파라미터와 특성과의 관계가 명확하기 때문에, 조정을 용이하게 행할 수 있다는 이점도 갖는다.The molten steel bath surface level control method according to the present invention is characterized in that the model of the standing wave of the first, second and third phases is represented by a quadratic vibration system in which each frequency is a natural frequency, (The level measurement value in the first standing wave model, the level signal obtained by removing the first standing wave component from the level measurement value in the second standing wave model, the first standing wave component and the second standing wave component from the level measurement in the third standing wave model, A level signal from which the standing wave component is removed) is input to each model and the model is excited by estimating the standing wave component from the output of the model. At this time, the deviation between the model and the real process becomes a level signal from which the corresponding standing wave component is removed. As described above, in the present invention, both the extraction of the standing wave component and the obtaining of the level signal by removing the standing wave component are performed in parallel. This makes it possible to adjust the attenuation constant of the secondary vibration system, which is the adjustment parameter in the present invention, and the gain of the proportional differentiation operation performed on the deviation while visually confirming the extraction condition of the standing wave component, have. The adjustment parameter corresponds to the selection characteristic (band width in the band-pass filter) in the standing wave extraction, but also has an advantage that adjustment can be easily performed because the relationship between each parameter and the characteristic is clear .

또한, 추출, 제거하는 정재파의 차수는, 탕면 레벨 측정값에 포함되어 있는 실제의 정재파 성분에 의해 선택하면 좋다. 정재파 성분의 확인은, 탕면 레벨 측정값을 주파수 해석함으로써 용이하게 행할 수 있다.The order of the standing wave to be extracted and removed may be selected by the actual standing wave component included in the measured value of the bath surface level. Confirmation of the standing wave component can be easily performed by frequency analysis of the bath surface level measurement value.

또한, 본 발명의 정재파 성분 제거는, 특허문헌 5, 6과는 상이하게, 어떠한 탕면 레벨 제어계에 대해서도 부가할 수 있기 때문에, 기설(旣設)의 제어계를 변경할 필요는 없다. 예를 들면, 탕면 레벨 제어계가 PI 제어이면, PI 제어에 이용하는 탕면 레벨 신호를 본 발명에 의해 정재파 성분을 제거한 탕면 레벨 신호로 하는 것만으로 좋다. 또한, PI 제어에 한정되지 않고, 공지의 여러가지 탕면 레벨 제어계에 부가하는 것이 가능하다.In addition, unlike Patent Documents 5 and 6, the standing wave component removal of the present invention can be applied to any bath surface level control system, so that there is no need to change the existing control system. For example, if the bath surface level control system is the PI control, the bath surface level signal used for the PI control may be a bath surface level signal from which the standing wave component is removed by the present invention. Further, it is not limited to the PI control, but can be added to various known bath surface level control systems.

도 1은 본 발명을 연속 주조기의 몰드 내 용강탕면 레벨 제어계에 적용한 실시 형태의 구성예를 나타내는 설명도이다.
도 2는 본 실시 형태의 정재파 성분 제거 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 실시 형태에 의해 정재파의 추출과 제거를 행한 예를 나타내는 선도이다.
도 4는 본 실시 형태에 의한 탕면 레벨 제어를 행했을 때의 탕면 레벨 변동의 예를 나타내는 선도이다.
도 5는 본 발명을 연속 주조기의 몰드 내 용강탕면 레벨 제어계에 적용한 실시 형태의 구성예를 나타내는 설명도이다.
도 6은 1차 정재파 모델의 전달 함수를 나타내는 블록도이다.
도 7은 도 6의 표현을 이용하여 1차 정재파 제거를 행하는 경우의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 8은 종래의 연속 주조기의 몰드 내 용강탕면 레벨 제어계의 예의 구성을 나타내는 설명도이다.
도 9는 정재파를 나타내는 설명도이다.
도 10은 종래의 탕면 레벨 제어를 행했을 때의 탕면 레벨 변동의 예를 나타내는 선도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is an explanatory diagram showing a configuration example of an embodiment in which the present invention is applied to a in-mold steel melt bath level control system of a continuous casting machine. Fig.
2 is a block diagram showing a configuration of a standing wave component removing apparatus according to the present embodiment.
Fig. 3 is a diagram showing an example in which standing waves are extracted and removed according to the present embodiment. Fig.
Fig. 4 is a diagram showing an example of fluctuation of the bath surface level when the bath surface level control according to the present embodiment is performed.
Fig. 5 is an explanatory view showing a configuration example of an embodiment in which the present invention is applied to a in-mold steel melt bath level control system of a continuous casting machine.
6 is a block diagram showing a transfer function of the first-order standing wave model.
7 is a block diagram showing a configuration example in the case of performing primary standing wave elimination using the expression in Fig.
Fig. 8 is an explanatory view showing a constitution example of a molten steel bath level control system in a conventional continuous casting machine. Fig.
9 is an explanatory view showing standing waves.
10 is a diagram showing an example of fluctuation of the bath surface level when the conventional bath surface level control is performed.

(발명을 실시하기 위한 형태)(Mode for carrying out the invention)

이하에, 본 발명에 따른 몰드 내 용강탕면 레벨 제어 방법의 실시 형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시 형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a method for controlling the in-mold steel melt level according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited by these embodiments.

우선, 본 발명의 개요에 대해서 설명한다. 본 발명에서는, 1차, 2차의 정재파 모델을 각각의 주파수를 고유 주파수로 하는 2차 진동계로 나타내고, 그 출력에 의해 시시각각 변화하는 정재파를 추정한다. 우선, 1차 정재파에 대해서는, 레벨계에 의한 레벨 측정값과 1차 정재파 모델의 출력의 편차 및 그의 미분값 중 적어도 한쪽에 게인을 곱하고 1차 정재파 모델의 입력에 피드백한다. 이에 따라, 1차 정재파 모델의 출력은, 1차 정재파 성분의 시시각각의 추정값이 되기 때문에, 상기 편차는, 레벨 측정값으로부터 1차 정재파 성분을 제거한 것이 된다. 이때, 상기 편차 및 그의 미분값 중 적어도 한쪽을 곱하는 게인을 조정함으로써, 정재파 근방의 주파수를 어느 정도 포함하여 추정하는지를 설정할 수 있다.First, the outline of the present invention will be described. In the present invention, the first and second standing wave models are represented by a quadratic vibration system in which each frequency is a natural frequency, and a standing wave that varies temporally varies by its output. First, with respect to the first standing wave, at least one of the deviation between the level measurement value by the level meter and the output of the first standing wave model and its differential value is multiplied by a gain and fed back to the input of the first standing wave model. Thus, since the output of the first standing wave model is an estimated value of the temporal angle of the first standing wave component, the deviation is obtained by removing the first standing wave component from the level measured value. At this time, by adjusting the gain for multiplying at least one of the deviation and the differential value thereof, it is possible to set to what extent the frequency near the standing wave is estimated including the frequency.

다음으로, 2차 정재파에 대해서는, 레벨계에 의한 레벨 측정값과 1차 정재파 모델의 출력의 편차, 즉 1차 정재파 성분을 제거한 레벨 측정값과 2차 정재파 모델의 편차 및 그의 미분값 중 적어도 한쪽에 게인을 곱하고 2차 정재파 모델의 입력에 피드백한다. 이에 따라, 2차 정재파 모델의 출력은, 2차 정재파 성분의 시시각각의 추정값이 되기 때문에, 상기 편차는, 1차 정재파 성분을 제거한 레벨 측정값으로부터 2차 정재파 성분을 제거한 것이 된다. 즉, 레벨계의 측정값으로부터 1차, 2차의 정재파 성분을 제거한 레벨 신호를 얻을 수 있다. 이때, 상기 편차 및 그의 미분값 중 적어도 한쪽을 곱하는 게인을 조정함으로써, 정재파 근방의 주파수를 어느 정도 포함하여 추정하는지를 설정할 수 있다.Next, with respect to the secondary standing wave, the difference between the level measurement value by the level meter and the output of the primary standing wave model, that is, the deviation between the level measurement value obtained by removing the primary standing wave component and the secondary standing wave model, The gain is multiplied and fed back to the input of the second standing wave model. Thus, since the output of the second-order standing wave model is an estimated value of the temporal angle of the second-order standing wave component, the deviation is obtained by removing the second-order standing wave component from the level measurement value from which the first-order standing wave component is removed. That is, a level signal obtained by removing the first-order and second-order standing wave components from the measured value of the level meter can be obtained. At this time, by adjusting the gain for multiplying at least one of the deviation and the differential value thereof, it is possible to set to what extent the frequency near the standing wave is estimated including the frequency.

상기에서 얻어진 1차, 2차의 정재파 성분을 제거한 레벨 신호를 이용하여 탕면 레벨 제어를 행하면, 제어계가 정재파에 반응하는 일이 없어지기 때문에, 게인을 올릴 수 있게 되고, 벌징성 탕면 변동을 억압할 수 있다. 또한, 레벨계는 1개만이면 되기 때문에, 설치나 보수의 비용을 억제할 수 있다.When the bath surface level control is performed using the level signal obtained by removing the first and second standing wave components obtained as described above, the control system does not react to the standing wave, so that the gain can be increased and the fluctuation of the boiling water bath surface can be suppressed . In addition, since only one level meter is required, the cost of installation and maintenance can be suppressed.

다음으로, 본 발명을 연속 주조기의 몰드 내 용강탕면 레벨 제어에 적용한 경우의 구성예를 도 1에 나타낸다. 도 8에 나타낸 부분과 동일 부분은 동일 부호를 이용하여 나타내고, 설명도 생략한다. 도 1에 있어서, 정재파 성분 제거 장치(11)는, 레벨계(7)로 측정한 탕면 레벨 측정값으로부터 1차 및 2차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호를 산출하고, 탕면 레벨 제어 장치(8)에 출력한다. 도 8의 종래 기술과의 차이는, 본 실시 형태에서는, 탕면 레벨 제어 장치(8)가 레벨계(7)로 측정한 탕면 레벨 측정값을 그대로 사용하는 것이 아니라, 정재파 성분 제거 장치(11)에 의해 정재파 성분이 제거된 레벨 신호를 사용하는 것이다. 또한, 레벨계(7)는, 1차 정재파만을 대상으로 하는 경우라면, 2차 정재파의 마디의 위치(몰드 폭 중앙과 몰드 폭단의 중간이 되는 몰드 폭 1/4의 위치)에 배치하면 좋지만, 1차 및 2차 정재파를 대상으로 하는 경우라면, 이것보다 더 몰드 폭단 쪽에서 정재파 성분이 취해지는 위치(예를 들면, 몰드 폭 1/8의 위치)에 배치하는 것이 좋다.Next, Fig. 1 shows a configuration example in which the present invention is applied to the in-mold ladle bath surface level control of the continuous casting machine. The same parts as those shown in Fig. 8 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. 1, the standing wave component removal apparatus 11 calculates a level signal obtained by removing the first and second standing wave components from the bath surface level measurement value measured by the level meter 7, and outputs the level signal to the bath surface level control device 8 do. The difference from the prior art shown in Fig. 8 is that, in the present embodiment, the bath surface level control device 8 does not use the bath surface level measurement value measured by the level meter 7 as it is, The level signal from which the standing wave component is removed is used. In the case where only the first standing wave is targeted, the level meter 7 may be disposed at the position of the node of the second standing wave (the position of the mold width 1/4 which is halfway between the mold width center and the mold width) (For example, the position of the mold width 1/8) at the position where the standing wave component is taken from the mold edge side than the above.

정재파 성분 제거 장치(11)는, 도 2와 같이 구성되어 있다. 즉, 정재파 성분 제거 장치(11)는, 1차 정재파 모델(12)과 PD 연산기(13)와 2차 정재파 모델(14)과 PD 연산기(15)와 가산기(16, 17)를 구비한다. 1차 정재파 모델(12)은, 몰드 폭에 대응한 고유의 주기로 요동하는 정재파에 의한 탕면 레벨 변동에 대해서 1차의 모드의 모델을 2차 진동계로 나타낸 것이다. 1차 정재파의 주파수 f1은, (1) 식으로 나타난다.The standing wave component removal device 11 is configured as shown in Fig. Namely, the standing wave component removal apparatus 11 includes a first standing wave model 12, a PD computing unit 13, a second standing wave model 14, a PD computing unit 15, and adders 16 and 17. The primary standing wave model 12 shows a model of the primary mode with respect to the fluctuation of the bath surface level by the standing wave oscillating at a unique cycle corresponding to the mold width by a secondary vibration system. The frequency f 1 of the first standing wave is given by (1).

f1＝√(G/4πL)…………(1)f 1 =? (G / 4? L) ... ... ... ... (One)

여기에서, G는 중력 가속도, L은 몰드 폭이다.Here, G is the gravitational acceleration and L is the mold width.

1차 정재파 모델(12)의 전달 함수 G1은, 1차 정재파의 주파수 f1을 고유 주파수로 하는 2차 진동계이고, (2) 식과 같이 나타난다.The transfer function G 1 of the first standing wave model 12 is a quadratic vibration system having the frequency f 1 of the first standing wave as a natural frequency, and is expressed by the following equation (2).

G1＝ω1 2/(s2＋2ζ1ω1s＋ω1 2)……(2)G 1 = ω 1 2 / (s 2 + 2ζ 1 ω 1 s + ω 1 2 ) ... (2)

여기에서, ω1＝2πf1이고, ζ1은 감쇠 계수이다.Here, ω 1 = 2πf 1 , and ζ 1 is a damping coefficient.

PD 연산기(13)는, 1차 정재파 모델(12)의 출력과 레벨계(7)의 측정값으로부터 가산기(16)에 의해 연산된 편차에 비례 미분 연산을 행하여 1차 정재파 모델(12)에 입력한다. 이에 따라, 1차 정재파 모델(12)은 여진되고, 1차 정재파 성분 추정값을 출력한다. 이때, 1차 정재파 모델(12)과 레벨계(7)의 측정값과의 편차(가산기(16)의 출력)는, 1차 정재파 성분이 제거된 레벨 신호가 된다.The PD calculator 13 performs a proportional differential calculation on the deviation calculated by the adder 16 from the output of the first standing wave model 12 and the measured value of the level meter 7 and inputs the deviation to the first standing wave model 12 . Thus, the first standing wave model 12 is excited and outputs the first standing wave component estimated value. At this time, the deviation (the output of the adder 16) between the measured value of the first standing wave model 12 and the level meter 7 becomes the level signal from which the first-order standing wave component is removed.

또한, 2차 정재파 모델(14)은, 몰드 폭에 대응한 고유의 주기로 요동하는 정재파에 의한 탕면 레벨 변동에 대해서 2차의 모드의 모델을 2차 진동계로 나타낸 것이다. 2차 정재파의 주파수 f2는, (3) 식으로 나타난다.The secondary standing wave model 14 is a secondary vibration system showing a model of the secondary mode with respect to fluctuation of the bath surface level by the standing wave oscillating at a unique cycle corresponding to the mold width. The frequency f 2 of the second standing wave is given by (3).

f2＝√(G/2πL)…………(3)f 2 =? (G / 2? L) ... ... ... ... (3)

2차 정재파 모델(14)의 전달 함수 G2는, 2차 정재파의 주파수 f2를 고유 주파수로 하는 2차 진동계이고, (4) 식과 같이 나타난다.The transfer function G 2 of the second standing wave model 14 is a quadratic vibration system having the frequency f 2 of the second standing wave as the natural frequency and is expressed by the following equation (4).

G2＝ω2 2/(s2＋2ζ2ω2s＋ω2 2)……(4)G 2 = ω 2 2 / (s 2 + 2ζ 2 ω 2 s + ω 2 2 ) ... (4)

여기에서, ω2＝2πf2이고, ζ2는 감쇠 계수이다.Here, and ω 2 = 2πf 2, ζ 2 is the attenuation coefficient.

PD 연산기(15)는, 1차 정재파 모델(12)의 출력과 레벨계(7)의 측정값으로부터 가산기(16)에 의해 연산된 편차(가산기(16)의 출력)와 2차 정재파 모델(14)의 출력으로부터 가산기(17)에 의해 연산된 편차에 비례 미분 연산을 행하여 2차 정재파 모델(14)에 입력한다. 이에 따라, 2차 정재파 모델(14)은 여진되고, 2차 정재파 성분 추정값을 출력한다. 이때, 1차 정재파 모델(12)의 출력과 레벨계(7)의 측정값과의 편차(가산기(16)의 출력)와 2차 정재파 모델(14)의 출력의 편차(가산기(17)의 출력)는, 1차 및 2차 정재파 성분이 제거된 레벨 신호가 된다.PD calculator 15 calculates deviation from the output of adder 16 calculated by adder 16 from the output of primary standing wave model 12 and the measured value of level meter 7 and the output of second order standing wave model 14, And performs the proportional differential calculation on the deviation calculated by the adder 17 from the output of the adder 17 and inputs it to the second standing wave model 14. [ Thus, the second-order standing wave model 14 is excited and outputs the second-order standing wave component estimate. At this time, the deviation (the output of the adder 16) between the output of the first standing wave model 12 and the measured value of the level meter 7 and the deviation of the output of the second standing wave model 14 (the output of the adder 17) Is a level signal from which the primary and secondary standing wave components are removed.

이와 같이, 본 실시 형태에서는, 정재파 성분을 추출하는 것과, 그것을 제거한 레벨 신호를 얻는 것이 병행하여 행해진다. 이에 따라, 정재파 성분의 추출 상황을 육안으로 확인하면서 본 실시 형태에 있어서의 조정 파라미터인 1차 및 2차 정재파 모델(12, 14)에 있어서의 감쇠 정수 ζ1, ζ2와 PD 연산기(13, 15)에 있어서의 비례 미분 연산의 게인을 조정할 수 있기 때문에, 정재파 추출을 적정하게 행할 수 있다. 또한, 상기 조정 파라미터는, 정재파 추출에 있어서의 선택 특성(대역 통과 필터에 있어서의 밴드폭)에 상당하는 것이지만, 각 파라미터와 특성과의 관계가 명확하기 때문에, 조정을 용이하게 행할 수 있다.As described above, in this embodiment, extraction of the standing wave component and obtaining of the level signal by removing the standing wave component are performed in parallel. Thus, the attenuation constants? 1 and? 2 in the first and second standing wave models 12 and 14, which are the adjustment parameters in the present embodiment, and the PD calculator 13, The gain of the proportional differential calculation in the equations (15) to (15) can be adjusted, so that the standing wave extraction can be appropriately performed. The adjustment parameter is equivalent to the selection characteristic (band width in the band-pass filter) in the standing wave extraction. However, since the relationship between each parameter and the characteristic is clear, adjustment can be easily performed.

도 3에 본 실시 형태에 의해 정재파 성분을 포함하는 탕면 레벨로부터, 1차 및 2차 정재파 성분을 추출, 제거한 예를 나타낸다. 정재파에 의한 측정 노이즈를 포함하는 탕면 레벨 측정값으로부터 정재파 성분이 제거되어, 벌징에 기인하는 탕면 레벨 변동이 명료하게 추출되어 있다.Fig. 3 shows an example in which the primary and secondary standing wave components are extracted and removed from the bath surface level including the standing wave component according to the present embodiment. The standing wave component is removed from the bath surface level measurement value including the measurement noise by the standing wave, and the bath surface level fluctuation due to the bulging is clearly extracted.

다음으로, 본 발명에 의한 탕면 레벨 제어 방법을 종래 기술과 비교한 예를 도 4 및 도 10에 나타낸다. 우선, 도 10은, 도 8에 나타내는 제어계를 이용하여 제어를 행한 경우이고, 탕면 레벨 제어 장치(8)에는 PI 제어를 이용했다. 도 10에 나타나 있는 바와 같이, 슬라이딩 노즐(S/N)(3)의 개도에는, 탕면 레벨계(7)의 측정값에 포함되는 정재파에 기인하는 변동 성분이 많이 포함되어 있고, 탕면 레벨에는 그 정재파 성분과 벌징성 탕면 레벨 변동이 함께 나타나 있다. 벌징성 탕면 레벨 변동을 억제하려면 PI 제어의 게인을 올릴 필요가 있지만, 그렇게 하면 슬라이딩 노즐(S/N)(3)의 개도에 점점 정재파 성분이 크게 나타나, 그것이 탕면 레벨 변동을 조장해 버리기 때문에, 게인을 올릴 수 없다.Next, an example in which the method of controlling the bath surface level according to the present invention is compared with the prior art is shown in Fig. 4 and Fig. Fig. 10 shows a case where the control is performed using the control system shown in Fig. 8, and PI control is used for the brewing level control device 8. Fig. 10, the opening degree of the sliding nozzle (S / N) 3 includes a large amount of fluctuation components due to the standing wave included in the measured value of the bath surface level meter 7, and at the bath surface level, The composition and the variation of the level of the bean jam are shown together. It is necessary to increase the gain of the PI control in order to suppress the fluctuation of the bezeliness bath surface level. However, since the standing wave component gradually increases in the opening degree of the sliding nozzle (S / N) 3, Can not be raised.

한편, 도 4는, 에 나타낸 본 실시 형태를 적용한 경우이고, 정재파 성분을 제거한 레벨 신호를 이용하고 있기 때문에, 슬라이딩 노즐(S/N)(3)의 개도에는 그것이 크게 나타나는 일이 없기 때문에, PI 제어기의 게인을 올릴 수 있다. 여기에서는, 비례 게인을 도 10의 경우의 2.5배로 하고 있다. 그 때문에, 벌징성 탕면 레벨 변동에 대응하여 슬라이딩 노즐(S/N)(3)의 개도를 적절하게 조작할 수 있게 되어, 탕면 레벨 변동은 도 10의 경우의 약 1/3로 저감시킬 수 있는 것이다.On the other hand, Fig. 4 shows the case where the present embodiment shown in Fig. 4 is applied. Since the level signal from which the standing wave component is removed is used, the opening signal of the sliding nozzle (S / N) The gain of the controller can be increased. Here, the proportional gain is set to 2.5 times as large as that in Fig. Therefore, the opening degree of the sliding nozzle (S / N) 3 can be appropriately operated in response to the variation in the level of the bulging wafers, so that the fluctuation of the bath surface level can be reduced to about 1/3 will be.

또한, 본 실시 형태에서는, 1차, 2차의 순서로 처리하도록 했지만, 1차 정재파 모델(12), PD 연산기(13), 가산기(16)와, 2차 정재파 모델(14), PD 연산기(15), 가산기(17)를 전후 교체하고, 2차, 1차의 순서로 처리하도록 해도 좋다.In the present embodiment, the first-order standing wave model 12, the PD calculator 13, the adder 16, the second-order standing wave model 14, the PD calculator 15), the adder 17 may be switched back and forth, and processed in the order of the second order and the first order.

또한, 정재파는, 통상 1차, 2차의 성분이 강하고, 본 실시 형태와 같이 1차, 2차의 정재파 성분을 제거한 레벨 신호를 이용하여 탕면 레벨 제어를 행함으로써 충분한 제어 효과가 얻어지지만, 3차의 정재파 성분이 포함되어 있는 경우에는, 1차, 2차의 성분에 대한 경우와 동일한 구성으로 추정과 제거를 행할 수 있다.In the standing waves, the primary and secondary components are strong, and a sufficient control effect is obtained by performing the bath surface level control using the level signal obtained by removing the primary and secondary standing wave components as in the present embodiment. However, When the standing wave component of the car is included, estimation and removal can be performed with the same configuration as that for the primary and secondary components.

도 5는, 1차, 2차, 3차의 정재파 성분을 3차 정재파 모델(18)은, 몰드 폭에 대응한 고유의 주기로 요동하는 정재파에 의한 탕면 레벨 변동에 대해서 3차의 모드의 모델을 2차 진동계로 나타낸 것이다. 3차 정재파의 주파수 f3은, (5) 식으로 나타난다.5 is a graph showing the relationship between the standing wave component of the first order, the second order, and the third order, the third order standing wave model 18, the model of the third order mode with respect to the fluctuation of the bath surface level by the standing wave oscillating at a specific cycle corresponding to the mold width As shown in Fig. The frequency f 3 of the third standing wave is given by Eq. (5).

f3＝√(3G/4πL)…………(5)f 3 =? (3G / 4? L) ... ... ... ... (5)

3차 정재파 모델(18)의 전달 함수 G3은, 3차 정재파의 주파수 f3을 고유 주파수로 하는 2차 진동계이고, (6) 식과 같이 나타난다.The transfer function G 3 of the tertiary standing wave model 18 is a quadratic vibration system having the frequency f 3 of the tertiary standing wave as a natural frequency and is expressed by the equation (6).

G3＝ω3 2/(s2＋2ζ3ω3s＋ω3 2)……(6)G 3 = ω 3 2 / (s 2 + 2ζ 3 ω 3 s + ω 3 2 ) ... (6)

여기에서, ω3＝2πf3이고, ζ3은 감쇠 계수이다.Here, ω = 2πf 3 and 3, 3 ζ is the damping coefficient.

PD 연산기(19)는, 가산기(17)로부터 출력되는 1차 및 2차 정재파 성분이 제거된 레벨 신호와 3차 정재파 모델(18)의 출력으로부터 가산기(20)에 의해 연산된 편차에 비례 미분 연산을 행하여 3차 정재파 모델(18)에 입력한다. 이에 따라, 3차 정재파 모델(18)은 여진되고, 3차 정재파 성분 추정값을 출력한다. 이때, 가산기(17)의 출력과 3차 정재파 모델(18)의 출력의 편차(가산기(20)의 출력)는, 1차, 2차 및 3차 정재파 성분이 제거된 레벨 신호가 된다.The PD calculator 19 performs a proportional differential calculation on the deviation calculated by the adder 20 from the level signal from which the primary and secondary standing wave components output from the adder 17 are removed and the output of the cubic standing wave model 18, And inputs it to the third standing wave model 18. Thus, the third-order standing wave model 18 is excited and outputs the third-order standing wave component estimate. At this time, the deviation between the output of the adder 17 and the output of the third-order standing wave model 18 (the output of the adder 20) becomes a level signal from which the primary, secondary, and tertiary standing wave components are removed.

추출, 제거하는 정재파의 차수는, 탕면 레벨 측정값에 포함되어 있는 실제의 정재파 성분에 의해 사전에 선택하면 좋다. 정재파 성분의 확인은, 탕면 레벨 측정값을 주파수 해석함으로써 용이하게 행할 수 있다. 또한, 이와 같이 고차까지의 정재파를 제거하는 구성으로 한 경우에, 조업 조건 변동 등에 의해 어떠한 차수의 정재파 성분이 감소했다고 해도, 그것에 대응하여 제거되는 정재파 성분이 감소할 뿐이고, 그를 위해 구성을 변경할 필요는 없다.The order of the standing wave to be extracted and removed may be selected in advance by the actual standing wave component included in the measured value of the bath surface level. Confirmation of the standing wave component can be easily performed by frequency analysis of the bath surface level measurement value. Even if the standing wave component of any order is reduced due to fluctuation of operating conditions or the like in the case of such a configuration in which the standing wave up to the higher order is removed, the standing wave component removed correspondingly decreases, There is no.

또한, 본 발명을 실시함에 있어서, PD 연산기에 있어서의 미분 연산은, 입력되는 신호 중의 고주파 성분을 강조하고, 연산 오차 증대를 초래할 가능성이 있다. 이것을 방지하려면, 청구항 5∼8에 기술한 바와 같이, PD 연산기를 이용하지 않고, 정재파 모델의 상태 변수에 탕면 레벨 신호와 정재파 모델의 편차를 귀환하는(게인을 곱하여 가산함) 구성을 이용하는 것이 유효하다.Further, in carrying out the present invention, the differential computation in the PD computation may cause high-frequency components in the input signal to be emphasized, resulting in an increase in computational error. In order to prevent this, it is effective to use a configuration in which the deviation between the bath surface level signal and the standing wave model is fed back to the state variable of the standing wave model (multiplied by the gain multiplied by the gain), without using the PD calculator as described in claims 5 to 8 Do.

도 6에, (2) 식의 1차 정재파 모델의 전달 함수의 블록도에 의한 표현을 나타낸다. 1차 정재파 모델(12)은, 2개의 적분기(21, 22), 2개 상태 피드백 게인(23, 24), 2개의 가산기(25, 26)로 이루어지는 블록도로 나타나고, 적분기(21, 22)의 입력(가산기(25, 26)의 출력)이 모델의 상태 변수가 된다. 도 7에, 도 6의 표현을 이용하여 1차 정재파 제거를 행하는 경우의 구성을 나타낸다. PD 연산기(13)의 기능은, 2개의 게인(27, 28)에 의해 실현된다. 즉, 1차 정재파 모델(12)의 출력과 레벨계(7)의 측정값으로부터 가산기(16)에 의해 연산된 편차에 게인(27)을 곱한 것을 가산기(25)를 경유하여 적분기(21)의 입력에 피드백하는 한편, 상기 편차에 게인(28)을 곱한 것을 가산기(29, 26)를 경유하여 적분기(22)의 입력에 피드백함으로써, 비례 미분 연산과 등가인 연산 처리를 행할 수 있다. 게인(27, 28)이 각각 비례항, 미분항에 상당하고, 그들 값 a, b가 비례 게인, 미분 게인에 상당한다. 이에 따라, 1차 정재파 모델(12)은 여진되어, 1차 정재파 성분 추정값을 출력한다. 이때, 1차 정재파 모델(12)과 레벨계(7)의 측정값과의 편차(가산기(16)의 출력)는, 1차 정재파 성분이 제거된 레벨 신호가 된다.FIG. 6 shows a block diagram of the transfer function of the first-order standing wave model of the equation (2). The primary standing wave model 12 is a block diagram of two integrators 21 and 22, two state feedback gains 23 and 24 and two adders 25 and 26, The inputs (the outputs of the adders 25 and 26) are state variables of the model. Fig. 7 shows the configuration in the case of performing the first-order standing wave elimination using the expression in Fig. The function of the PD calculator 13 is realized by two gains 27 and 28. [ That is to say, the output obtained by multiplying the deviation calculated by the adder 16 by the gain 27 from the output of the first standing wave model 12 and the measured value of the level meter 7 is input to the integrator 21 via the adder 25 And the difference obtained by multiplying the deviation by the gain 28 is fed back to the input of the integrator 22 via the adders 29 and 26 to perform the arithmetic operation equivalent to the proportional differentiation operation. The gains 27 and 28 correspond to proportional and differential terms, respectively, and their values a and b correspond to the proportional gain and differential gain. Accordingly, the first standing wave model 12 is excited and outputs the first standing wave component estimated value. At this time, the deviation (the output of the adder 16) between the measured value of the first standing wave model 12 and the level meter 7 becomes the level signal from which the first-order standing wave component is removed.

2차, 3차 정재파 제거에 대해서도 동일하게, 도 2, 도 5에 있어서의 2차, 3차 정재파 추정을 도 7의 1차 정재파의 추정과 동일하게 구성하면 좋다.Likewise, the second-order and third-order standing wave estimation in FIGS. 2 and 5 may be performed in the same manner as the first-order standing wave estimation in FIG.

1 : 몰드
5 : 용강
6 : 액추에이터
7 : 레벨계
12 : 1차 정재파 모델
14 : 2차 정재파 모델
18 : 3차 정재파 모델1: Mold
5: Molten steel
6: Actuator
7: Level meter
12: First standing wave model
14: Second standing wave model
18: 3rd standing wave model

Claims (8)

연속 주조기의 몰드 내 용강탕면(溶鋼湯面) 레벨을 제어할 때에 있어서, 몰드 폭에 대응한 고유의 주기로 요동하는 정재파에 의한 탕면 레벨 변동의 모델을 2차 진동계로 나타내고,
탕면 레벨계로 측정한 레벨 측정값과 상기 모델의 출력과의 편차 및 그의 미분값 중 적어도 한쪽을 상기 모델의 입력에 귀환함으로써 당해 모델을 여진(勵振)하고, 얻어진 당해 모델의 출력에 의해 상기 정재파에 의한 탕면 레벨 변동 성분을 추정함과 함께, 상기 탕면 레벨계로 측정한 레벨 측정값과 상기 모델의 출력과의 편차를 갖고 상기 정재파 성분을 제거한 레벨 신호로 하고,
당해 레벨 신호를 이용한 피드백 제어에 의해 몰드에 유입되는 용강 유량을 조절하는 액추에이터를 조작하는 것을 특징으로 하는 몰드 내 용강탕면 레벨 제어 방법.A model of the fluctuation of the bath surface level by the standing wave oscillating at a specific period corresponding to the mold width is controlled by the secondary vibration system when the level of the molten steel bath surface of the continuous casting machine is controlled,
The model is excited by returning at least one of the deviation between the level measurement value measured by the bath surface level meter and the output of the model and the differential value thereof to the input of the model, And a control unit that estimates the level of the tumbling level fluctuation by using the bath surface level measurement unit and the level measurement value with the deviation of the level measurement value measured by the bath surface level meter and the output of the model,
And an actuator for controlling a flow rate of molten steel flowing into the mold is operated by feedback control using the level signal. 제1항에 있어서,
상기 탕면 레벨계는, 몰드 폭 중앙과 몰드 폭단과의 중간이 되는 몰드 폭 1/4의 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 몰드 내 용강탕면 레벨 제어 방법.The method according to claim 1,
Wherein the bath surface level meter is disposed at a position of the mold width 1/4 between the center of the mold width and the width of the mold width. 연속 주조기의 몰드 내 용강탕면 레벨을 제어할 때에 있어서, 몰드 폭에 대응한 고유의 주기로 요동하는 정재파에 의한 탕면 레벨 변동의 1차 정재파 모델 및 2차 정재파 모델을 각각 2차 진동계로 나타내고,
탕면 레벨계로 측정한 레벨 측정값과 상기 1차 정재파 모델의 출력과의 편차 및 그의 미분값 중 적어도 한쪽을 상기 1차 정재파 모델의 입력에 귀환함으로써 당해 1차 정재파 모델을 여진하고, 얻어진 당해 1차 정재파 모델의 출력에 의해 1차 정재파에 의한 탕면 레벨 변동 성분을 추정함과 함께, 상기 탕면 레벨계로 측정한 레벨 측정값과 상기 1차 정재파 모델의 출력과의 편차를 갖고 상기 1차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호로 하고,
상기 1차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호와 상기 2차 정재파 모델의 출력과의 편차 및 그의 미분값 중 적어도 한쪽을 상기 2차 정재파 모델의 입력에 귀환함으로써 당해 2차 정재파 모델을 여진하고, 얻어진 당해 2차 정재파 모델의 출력에 의해 2차 정재파에 의한 탕면 레벨 변동 성분을 추정함과 함께, 상기 1차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호와 상기 2차 정재파 모델의 출력과의 편차를 갖고 상기 1차 정재파 성분 및 상기 2차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호로 하고,
당해 레벨 신호를 이용한 피드백 제어에 의해 몰드에 유입되는 용강 유량을 조절하는 액추에이터를 조작하는 것을 특징으로 하는 몰드 내 용강탕면 레벨 제어 방법.The first standing wave model and the second standing wave model of the fluctuation of the hot water level by the standing wave oscillating at a unique cycle corresponding to the mold width are controlled by the secondary vibration system in controlling the in-mold molten steel bath surface level of the continuous casting machine,
The first standing wave model is excited by returning at least one of the deviation between the level measurement value measured by the bath surface level meter and the output of the first standing wave wave model and the differential value thereof to the input of the first standing wave wave model, Wherein the bath surface level fluctuation component by the first standing wave is estimated by the output of the standing wave model and the first standing wave component is removed with a deviation between the level measurement value measured by the bath surface level meter and the output of the first standing wave wave model Level signal,
The second standing wave model is excited by returning at least one of the deviation between the level signal from which the first standing wave component is removed and the output of the second standing wave model and the differential value thereof to the input of the second standing wave model, And a difference between a level signal from which the first standing wave component is removed and an output from the second standing wave wave model, and outputs the first standing wave component and the second standing wave component, The second-order standing wave component is removed,
And an actuator for controlling a flow rate of molten steel flowing into the mold is operated by feedback control using the level signal. 제3항에 있어서,
상기 탕면 레벨계는, 몰드 폭 중앙과 몰드 폭단과의 중간이 되는 몰드 폭 1/4의 위치보다도 몰드 폭단 쪽에서 정재파 성분이 취해지는 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 몰드 내 용강탕면 레벨 제어 방법.The method of claim 3,
Wherein the bath surface level meter is arranged at a position where a standing wave component is taken at a side of the mold edge side than a position of the mold width 1/4 which is halfway between the mold width center and the mold width edge. 연속 주조기의 몰드 내 용강탕면 레벨을 제어할 때에 있어서, 몰드 폭에 대응한 고유의 주기로 요동하는 정재파에 의한 탕면 레벨 변동의 1차 정재파 모델, 2차 정재파 모델 및 3차 정재파 모델을 각각 2차 진동계로 나타내고,
탕면 레벨계로 측정한 레벨 측정값과 상기 1차 정재파 모델의 출력과의 편차 및 그의 미분값 중 적어도 한쪽을 상기 1차 정재파 모델의 입력에 귀환함으로써 당해 1차 정재파 모델을 여진하고, 얻어진 당해 1차 정재파 모델의 출력에 의해 1차 정재파에 의한 탕면 레벨 변동 성분을 추정함과 함께, 상기 탕면 레벨계로 측정한 레벨 측정값과 상기 1차 정재파 모델의 출력과의 편차를 갖고 상기 1차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호로 하고,
상기 1차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호와 상기 2차 정재파 모델의 출력과의 편차 및 그의 미분값 중 적어도 한쪽을 상기 2차 정재파 모델의 입력에 귀환함으로써 당해 2차 정재파 모델을 여진하고, 얻어진 당해 2차 정재파 모델의 출력에 의해 2차 정재파에 의한 탕면 레벨 변동 성분을 추정함과 함께, 상기 1차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호와 상기 2차 정재파 모델의 출력과의 편차를 갖고 상기 1차 정재파 성분 및 상기 2차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호로 하고,
상기 1차 정재파 성분 및 상기 2차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호와 상기 3차 정재파 모델의 출력과의 편차 및 그의 미분값 중 적어도 한쪽을 상기 3차 정재파 모델의 입력에 귀환함으로써 당해 3차 정재파 모델을 여진하고, 얻어진 당해 3차 정재파 모델의 출력에 의해 3차 정재파에 의한 탕면 레벨 변동 성분을 추정함과 함께, 상기 1차 정재파 성분 및 상기 2차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호와 상기 3차 정재파 모델의 출력과의 편차를 갖고 상기 1차 정재파 성분, 상기 2차 정재파 성분 및 상기 3차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호로 하고,
당해 레벨 신호를 이용한 피드백 제어에 의해 몰드에 유입되는 용강 유량을 조절하는 액추에이터를 조작하는 것을 특징으로 하는 몰드 내 용강탕면 레벨 제어 방법.In controlling the in-mold molten steel bath surface level of the continuous casting machine, the first standing wave model, the second standing wave model, and the third standing wave model of the fluctuation of the bath surface level by the standing wave oscillating at a unique cycle corresponding to the mold width are respectively set to the secondary vibration system Lt; / RTI >
The first standing wave model is excited by returning at least one of the deviation between the level measurement value measured by the bath surface level meter and the output of the first standing wave wave model and the differential value thereof to the input of the first standing wave wave model, Wherein the bath surface level fluctuation component by the first standing wave is estimated by the output of the standing wave model and the first standing wave component is removed with a deviation between the level measurement value measured by the bath surface level meter and the output of the first standing wave wave model Level signal,
The second standing wave model is excited by returning at least one of the deviation between the level signal from which the first standing wave component is removed and the output of the second standing wave model and the differential value thereof to the input of the second standing wave model, And a difference between a level signal from which the first standing wave component is removed and an output from the second standing wave wave model, and outputs the first standing wave component and the second standing wave component, The second-order standing wave component is removed,
Wherein at least one of the deviation between the level signal obtained by removing the first standing wave component and the second standing wave component and the output of the third standing wave model and the differential value thereof is fed back to the input of the third standing wave model, The level difference component of the tumbling level by the third standing wave is estimated based on the output of the obtained third standing wave model and the level signal obtained by removing the first standing wave component and the second standing wave component, The second-order standing wave component, and the third-order standing wave component with a deviation from the output,
And an actuator for controlling a flow rate of molten steel flowing into the mold is operated by feedback control using the level signal. 연속 주조기의 몰드 내 용강탕면 레벨을 제어할 때에 있어서, 몰드 폭에 대응한 고유의 주기로 요동하는 정재파에 의한 탕면 레벨 변동의 모델을 2차 진동계로 나타내고,
탕면 레벨계로 측정한 레벨 측정값과 상기 모델의 출력과의 편차를 상기 모델의 상태 변수로 귀환함으로써 당해 모델을 여진하고, 얻어진 당해 모델의 출력에 의해 상기 정재파에 의한 탕면 레벨 변동 성분을 추정함과 함께, 상기 탕면 레벨계로 측정한 레벨 측정값과 상기 모델의 출력과의 편차를 갖고 상기 정재파 성분을 제거한 레벨 신호로 하고,
당해 레벨 신호를 이용한 피드백 제어에 의해 몰드에 유입되는 용강 유량을 조절하는 액추에이터를 조작하는 것을 특징으로 하는 몰드 내 용강탕면 레벨 제어 방법.In order to control the level of the molten steel bath surface in the mold of the continuous casting machine, a model of the fluctuation of the hot-dippered surface by the standing wave oscillating at a specific cycle corresponding to the mold width is represented by a secondary vibration system,
The difference between the level measurement value measured by the bath surface level meter and the output of the model is returned to the state variable of the model to excite the model and the bath surface level fluctuation component by the standing wave is estimated based on the output of the model thus obtained Together with a deviation between the level measurement value measured by the bath surface level meter and the output of the model,
And an actuator for controlling a flow rate of molten steel flowing into the mold is operated by feedback control using the level signal. 연속 주조기의 몰드 내 용강탕면 레벨을 제어할 때에 있어서, 몰드 폭에 대응한 고유의 주기로 요동하는 정재파에 의한 탕면 레벨 변동의 1차 정재파 모델 및 2차 정재파 모델을 각각 2차 진동계로 나타내고,
탕면 레벨계로 측정한 레벨 측정값과 상기 1차 정재파 모델의 출력과의 편차를 상기 1차 정재파 모델의 상태 변수로 귀환함으로써 당해 1차 정재파 모델을 여진하고, 얻어진 당해 1차 정재파 모델의 출력에 의해 1차 정재파에 의한 탕면 레벨 변동 성분을 추정함과 함께, 상기 탕면 레벨계로 측정한 레벨 측정값과 상기 1차 정재파 모델의 출력과의 편차를 갖고 상기 1차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호로 하고,
상기 1차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호와 상기 2차 정재파 모델의 출력과의 편차를 상기 2차 정재파 모델의 상태 변수로 귀환함으로써 당해 2차 정재파 모델을 여진하고, 얻어진 당해 2차 정재파 모델의 출력에 의해 2차 정재파에 의한 탕면 레벨 변동 성분을 추정함과 함께, 상기 1차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호와 상기 2차 정재파 모델의 출력과의 편차를 갖고 상기 1차 정재파 성분 및 상기 2차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호로 하고,
당해 레벨 신호를 이용한 피드백 제어에 의해 몰드에 유입되는 용강 유량을 조절하는 액추에이터를 조작하는 것을 특징으로 하는 몰드 내 용강탕면 레벨 제어 방법.The first standing wave model and the second standing wave model of the fluctuation of the hot water level by the standing wave oscillating at a unique cycle corresponding to the mold width are controlled by the secondary vibration system in controlling the in-mold molten steel bath surface level of the continuous casting machine,
The first standing wave model is excited by returning the deviation between the level measurement value measured by the bath surface level meter and the output of the first standing wave wave model to the state variable of the first standing wave wave model, and by the output of the obtained first standing wave wave model And the first standing wave component is removed to have a deviation between the level measurement value measured by the bath surface level meter and the output of the first standing wave wave model,
The second standing wave model is excited by returning the deviation between the level signal from which the first standing wave component is removed and the output of the second standing wave model to the state variable of the second standing wave model to obtain the output of the obtained second standing wave model Wave component of the first standing wave component and the second standing wave component with a deviation between the level signal obtained by removing the first standing wave component and the output of the second standing wave wave model, As a removed level signal,
And an actuator for controlling a flow rate of molten steel flowing into the mold is operated by feedback control using the level signal. 연속 주조기의 몰드 내 용강탕면 레벨을 제어할 때에 있어서, 몰드 폭에 대응한 고유의 주기로 요동하는 정재파에 의한 탕면 레벨 변동의 1차 정재파 모델, 2차 정재파 모델 및 3차 정재파 모델을 각각 2차 진동계로 나타내고,
탕면 레벨계로 측정한 레벨 측정값과 상기 1차 정재파 모델의 출력과의 편차를 상기 1차 정재파 모델의 상태 변수로 귀환함으로써 당해 1차 정재파 모델을 여진하고, 얻어진 당해 1차 정재파 모델의 출력에 의해 1차 정재파에 의한 탕면 레벨 변동 성분을 추정함과 함께, 상기 탕면 레벨계로 측정한 레벨 측정값과 상기 1차 정재파 모델의 출력과의 편차를 갖고 상기 1차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호로 하고,
상기 1차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호와 상기 2차 정재파 모델의 출력과의 편차를 상기 2차 정재파 모델의 상태 변수로 귀환함으로써 당해 2차 정재파 모델을 여진하고, 얻어진 당해 2차 정재파 모델의 출력에 의해 2차 정재파에 의한 탕면 레벨 변동 성분을 추정함과 함께, 상기 1차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호와 상기 2차 정재파 모델의 출력과의 편차를 갖고 상기 1차 정재파 성분 및 상기 2차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호로 하고,
상기 1차 정재파 성분 및 상기 2차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호와 상기 3차 정재파 모델의 출력과의 편차를 상기 3차 정재파 모델의 상태 변수로 귀환함으로써 당해 3차 정재파 모델을 여진하고, 얻어진 당해 3차 정재파 모델의 출력에 의해 3차 정재파에 의한 탕면 레벨 변동 성분을 추정함과 함께, 상기 1차 정재파 성분 및 상기 2차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호와 상기 3차 정재파 모델의 출력과의 편차를 갖고 상기 1차 정재파 성분, 상기 2차 정재파 성분 및 상기 3차 정재파 성분을 제거한 레벨 신호로 하고,
당해 레벨 신호를 이용한 피드백 제어에 의해 몰드에 유입되는 용강 유량을 조절하는 액추에이터를 조작하는 것을 특징으로 하는 몰드 내 용강탕면 레벨 제어 방법.In controlling the in-mold molten steel bath surface level of the continuous casting machine, the first standing wave model, the second standing wave model, and the third standing wave model of the fluctuation of the bath surface level by the standing wave oscillating at a unique cycle corresponding to the mold width are respectively set to the secondary vibration system Lt; / RTI >
The first standing wave model is excited by returning the deviation between the level measurement value measured by the bath surface level meter and the output of the first standing wave wave model to the state variable of the first standing wave wave model, and by the output of the obtained first standing wave wave model And the first standing wave component is removed to have a deviation between the level measurement value measured by the bath surface level meter and the output of the first standing wave wave model,
The second standing wave model is excited by returning the deviation between the level signal from which the first standing wave component is removed and the output of the second standing wave model to the state variable of the second standing wave model to obtain the output of the obtained second standing wave model Wave component of the first standing wave component and the second standing wave component with a deviation between the level signal obtained by removing the first standing wave component and the output of the second standing wave wave model, As a removed level signal,
The third standing wave model is excited by returning the deviation between the level signal obtained by removing the first standing wave component and the second standing wave component and the output of the third standing wave model to the state variable of the third standing wave model, A difference between a level signal obtained by subtracting the first standing wave component and the second standing wave component from an output of the third standing wave model and a difference between a level signal obtained by subtracting the first standing wave component and the second standing wave component from the output of the third standing wave wave model The second-order standing wave component, and the third-order standing wave component,
And an actuator for controlling a flow rate of molten steel flowing into the mold is operated by feedback control using the level signal.
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