WO1996026800A1

WO1996026800A1 - Procede et appareil de regulation de la coulee continue

Info

Publication number: WO1996026800A1
Application number: PCT/JP1996/000458
Authority: WO
Inventors: Koichi Tezuka; Akio Nagamune; Hiroshi Maeda; Hiroaki Miyahara; Atsushi Ohta; Akira Ohsumi
Original assignee: Nkk Corporation
Priority date: 1995-02-28
Filing date: 1996-02-28
Publication date: 1996-09-06
Also published as: EP0776715A4; KR970702111A; CN1116138C; KR100223258B1; CN1149845A; EP0776715B1; EP0776715A1; US5918662A

Description

明細書連続錡造の操業制御方法及びその装置

- 技術分野

本発明は溶鋼の連続錡造の操業制御方法及びその装置に関し、特に铸造始時の自動起動に関する。背景技術

従来この種の溶鋼の連続鎵造においては、ダミーバーの引抜きの開始迄のモールド内の溶鋼保持時間を、凝固殻の適切な生成を達成することを目的として、最適に制御するための制御方法が各種提案されている。例えば特開昭 5 8— 8 4 6 5 2号公報においては、予め定められたモールド内の湯面レベルの上昇パターンに基いて、タンディッシュ内の溶鋼深さから溶鋼の注入量とそれに対応するスライディングノズルの開度目標値とを算出し、それに従って溶鋼注入量制御を実施する制御方法が提案されている。しかし、この制御方法においては、時々刻々の湯面レベルと予め定めた湯面上昇パターンとの偏差をフィ一ドバックして制御していないため、ノズル特性のばらつきや作動不良による変動を力バーできず、流速と合致しない状態が生じていた。

また、特開昭 6 2— 8 4 8 6 2号公報においては、上記のような制御技術を改善するために、予め定められた湯面の中間確認レベルに達する所要時間を設定しておき、その所要時間経過時に中間確認湯面レベルに達していないと、これをトリガとして流量制御装置の閧度を予め設定された緊急処理開度まで開き、基本湯上りパターンに追従させる制御方法が提案されている。

また、特開昭 6 2 - 5 4 5 6 2号公報においては、中間確認レベルで湯上りパターンがずれていた場合には、湯上りパターンを修正する制御方法が提案されている。また、湯上り速度の制御方法には、特開昭 6 2— 1 8 3 9 5 1号公報、特開平 1一 1 7 0 5 6 8号公報、特閧平 2 - 1 4 2 6 5 9号公報等において各種提案されているが、いずれも検出レベルを所定の湯面レベルに到達したかどうかで把握しており、検出レベルのフィ一ドバック情報が不連続であった, また、特開平 2 - 1 4 2 6 5 9号公報においては、長さの異なる複数の電極を設置してそれそれの湯面レベルを検出するようにした制御方法を提案している。しかし、この制御方法においては、次のような不具合が指摘される。

( 1 ) 設備投資コストが高くなる。

( 2 ) スブラッシュの影響による誤動作の影響を完全に除去できない。

( 3 ) ランニングコストが高くなる。

(4 ) ビレットの連続錡造プロセスにおいて、例えば直径 1 7 O mni 0以下の小断面に複数の電極を取り付けることは、設備の制約上困難である。

以上のように従来の制御方法においては、注入開始直後から連続的に湯面上昇速度を時々刻々計測してフィ一ドパック制御するという方式が採用されていなかった。しかし、タンディッシュ内の溶鋼には介在物が含まれており、注湯開始直後の湯上り速度が速すぎると、タンディッシュ内の溶鋼上部付近に有る介在物を巻き込んでしまい、それは銬造後のビレツ卜に介在物要因による割れ等の不良の原因となり、この湯上り速度を最適値にしないと、不良率が高くなるという問題点があった。この問題点は、モールドが小断面で、モールドへの注湯開始直後のモールド内の湯上り速度が速いビレッ卜の連続铸造においては特に顕著であった。

また、スラブを連続銪造するときのようにタンディッシュを再使用する場合には、鎵造開始直後、タンディッシュ内に残留したノロの影響でノズルゲインが大きく変動し、吐出流量が変動するため、この制御領域についてはフィードバック制御を行わないと、自動スタートが安定してできず、このため、スライデイングノズルを手動操作して対応せざるを得なかった。しかし、手動操作の場合にはオーバアクションになり易く、ノズル詰りのトラブルの発生頻度が多かった。発明の開示

本発明は、注湯開始直後から湯面レベルが定常操業の湯面レベルに達する迄の間、モールド内の溶鋼の湯面レベルを検出して溶鋼の吐出量を適切に制御し、そして、鎵造引き抜きを自動的に開始させることを可能にした連続銪造の操業制御方法及びその装置を提供することを目的とする。

a ) 本発明の一つの態様による連続錶造操業制御方法は、連続錶造におけるモールドへの溶鋼注入直後から溶鋼の湯面レベルが定常操業の湯面レベルに達する迄の間、電極式湯面計によって、湯面レベルを連続的に計測する工程と、湯面レベルが定常操業の湯面レベルよりも低い基準レベルに達すると、鎵造引き抜きを開始する工程とを有する。

本発明においては、錡造開始前にモールド内のダミーバーの直前まで電極式湯面計の例えば第 1及び第 2の 2本の電極を垂直に挿入する。操業開始前には第 1の電極に信号を入力しても、第 1の電極と第 2の電極との間は絶縁されており、その信号は第 2の電極に伝送されない。操業を開始して、モールド内に溶鋼が注入されると、溶鋼と第 1及び第 2の電極とが接触し始め、第 1の電極に入力された信号は溶鋼を介して第 2の電極に伝送される。例えばタンディッシュのストッパー又はスライディングノズルを全開にしてモールド内への溶鋼注湯を開始し、それから一定時間経過後ストッパー又はスライディングノズルを或る一定の開度迄下げる。溶鋼注湯開始後、モールド内の溶鋼の湯面の高さは次第に上昇してくる。そして、モールド内の溶鋼レベルの上昇に応じて、溶鋼を介して第 1の電極と第 2の電極との間に伝送される信号の伝搬による時間遅れは短くなり、この信号の時間遅れの変化を計測することにより溶鋼の注入開始からのモールド内の溶鋼の湯面レベルを連続して計測することができる。そして、湯面レベルが基準レベルに達すると、鎵造引き抜きを開始する。そして、湯面レベル及びその湯上がり速度（上昇速度）に応じて、引き抜き速度及び溶鋼注入量（タンディッシュのノズル閧度）を制御し、モールド内の溶鋼レペル及び湯上がり速度を調整し、湯面レベルを予め設定された一定値に収束させる。そして、モールド内の溶鋼レベルが定常操業の湯面レベルに達した時点で、電磁誘導方式レベル計の計測値による定常操業の制御に移行する。通常の電磁誘導方式レベル計による制御では、湯上がり開始から電磁誘導方式レベル計の計測レンジまでのモールド内の溶鋼レベルを計測せず、溶鋼レベルが計測レンジ内に上昇してから制御を行うため、モールド内の湯上がり速度によってはモールド内の溶鋼の湯面レベルの制御が遅れ、湯面レベルの目標レベル以上への上昇や湯面の上下変動が生じ、定常操業へ移行するまでに時間がかかってしまう場合がある。しかし、本発明においては湯上がり開始からのモールド内の溶鋼の湯面レベル及び湯上がり速度に応じた制御を行って湯面の変動等の発生を防いでおり、安定して最短時間で定常操業に移行することが可能になっているまた、本発明による湯面レベルの計測においては、電極が溶鋼内に侵入した時点で溶鋼の湯面から下の部分の電極は溶解するため、溶鋼の湯面に上下の変動があった場合には、電極間の接触が途切れて信号検出が困難となるが、細かい変動に対しては電極材料及び形状を調整することにより溶鋼侵入後の溶解時間を調整し、電極と溶鋼との間の接触を維持し、連続計測を行う。更に、長尺の電極を使用し、電極材料の溶解損耗に対して電極をモールド内に順次挿入することにより連続した計測を行うことも可能である。

なお、上記の説明においては、電極式湯面計の電極が 2本ある例について説明したが、電極を 1本とし、それに対する送信信号と反射信号との関係から湯面レベルを計測するようにしてもよい。 b ) 本発明の他の態様による連続錶造の操業制御方法は、上記（a ) の連続錡造の操業制御方法において、連続錡造におけるモールドへの溶鋼注入直後から溶鋼の湯面レベルが定常操業の湯面レベルに達する迄の間、更に、湯面レベルの変化に基づいて湯上がり速度を求める工程と、湯上がり速度と基準速度との偏差に基づいてタンディッシュから吐出される溶鋼の流量を調整する工程とを更に有する。

本発明においては、湯面レベルを連続的に計測し、更に、その湯面レベルの変化に基づいて湯上り速度を例えば一定の周期で演算する。この湯上がり速度と基準速度との偏差をなくすべく、ストッパー又はスライディングノズルの開度補正量を求め、ストッパー又はスライディングノズルに操作指令を出力することにより、定周期毎にフィードバック制御がなされる。そして、湯面レベルが基準レベルに達すると、铸造引き抜きを開始する。なお、上記の基準速度は介在物の発生しない最適な湯上り速度であり、ビレット径サイズ毎に操業条件に応じて予め求めておく。また、フィードバック制御には、例えば後述の実施形態においては P I制御（比例 +積分制御）を使っているが、他の方法を用いてもかまわない。

本発明によれば、このようにその湯上り速度に基いてタンディシュから吐出される湯量を調整するようにしたので、モールド内の溶鋼の湯上り速度が適切に制御される。そして、湯上り速度が適切に制御された結果、介在物の巻き込みによる铸造後の不良錡片の発生率が約 2 0 %削減するという効果が得られている。また、従来の技術と同様に凝固殻の適正な生成も達成でき、ブレークァゥトの発生の防止も達成できている。更に、錶造初期において発生する各種の現象、例えばストッパー耐火物の剥離によって起きる湯面の急上昇、或いはストヅパ一操作のァクションが遅れることにより発生するオーバーフロー等も未然に防止することができる。 c ) 本発明の他の態様による連続錡造の操業制御方法は、上記（a ) の連続錶造の操業制御方法において、連続銪造におけるモールドへの溶鋼注入直後から、溶鋼の湯面レベルが定常操業の湯面レベルに達する迄の間、更に、溶鋼ヘッドを計測する工程と、湯面レベル、溶鋼ヘッド及びそのときのストッパー又はスライディングノズルの開度に基づいてノズルゲインの推定値を算出する工程と、湯面レベルに基づいて予め設定された目標注上げ時間を満足するための目標吐出量を算出する工程と、これらのノズルゲインの推定値及び目標吐出量に基づいてストッパー又はスライディングノズルの開度を算出する工程と、この開度に基づいてストッパ一又はスライディングノズルの開度を操作してタンディヅシュから吐出される溶鋼の流量を調整する工程とを有し、そして、その処理を所定の演算周期毎に繰り返す。

本発明においては、、モールド内の湯面が上昇してくると、モールド内の溶鋼の湯面レベルを電極式湯面計によって連続的に計測するとともに、タンデッシュの溶鋼ヘッドを計測する。そして、例えば、演算周期毎に前回からの湯面レベルの上昇値を求め、この上昇値に基づき現在の実績吐出量を求める。次に、この実績吐出量、溶鋼へッド及びタンディッシュのストッパー又はスライディングノズルの開度から現在のノズルゲインの推定値を算出する。そして、現在の湯面レベルと目標注上げ時間迄に残された時間から今回の目標吐出量を求め、この目標吐出量、ノズルゲイン推定値及び現在の溶鋼ヘッドに基づいて、今回のストッパー又はスライディングノズの開度例えば開口面積を求める。そして、この結果に基づいてストツバ一又はスライディングノズルを操作してフイードバック制御することにより、特に、タンディッシュを再使用する際の錡造ス夕一ト直後のノ口の影響によるノズルゲインの大きな変動に対して、タンディッシュから吐出される溶鋼の流量が最適に制御され、目標注上げ時間を満足することができ、且つ、ノズル詰り等のトラブルを防止できる。

更に、本発明によれば、特にタンディッシュを再使用したときに、タンディッシュ内に残留したノロの影響でノズルゲインが大きく変動し吐出流量が変動するような場合であっても、吐出量が最適に制御され、再使用タンディッシュを使用した時のノズル詰り、シール漏れ、オーバーフロー等のトラブルを本発明の適用前の 1 / 3の頻度に低減する効果が得られた _P d ) 本発明の他の態様による連続錡造の操業制御方法は、上記（a〜c ) の連続錡造の操業制御方法において、錡造引き抜きを開始した後に、湯面レベルの変化に基づいて湯上がり速度を求め、そして、湯面レベル及びその湯上がり速度に基いて、錡造の引き抜き速度及びタンディッシュから吐出される溶鋼注入量をそれそれ調整して、モールド内の溶鋼の湯面レベルを制御し、そして、湯面レベルが定常操業のレベルに達すると定常操業に移行する。本発明においては、錶片引き抜きを開始した後は、湯面レベル及び湯上がり速度に応じて、引き抜き速度及び溶鋼注入量（タンディッシュのノズル開度）を制御し、湯面レベル及びその湯上がり速度を調整し、溶鋼の湯面レベルをを予め設定された一定値に収束させる。 e ) 本発明の他の態様による連続錶造の操業制御方法は、上記（a〜d ) の連続鋅造の操業制御方法において、電極式湯面計により計測されたモールド内の溶鋼の湯面レベルに基いて電磁誘導方式レベル計の計測値を校正し、モールド内の溶鋼の湯面レベルが定常操業のレベルに達した後は、電磁誘導方式レベル計の計測値に基いて、モールド内の溶鋼の湯面レベルの制御を行う。

本発明においては、モールドに電磁誘導方式レベル計及び電極をそれそれ設置し、電極式湯面計により鋅造開始（溶鋼注入開始）からのモールド内の湯面レベルを計測し、モールド内の溶鋼の湯面レベルが電磁誘導方式レベル計の計測スパン内に到達した時点で、電磁誘導方式レベル計の計測値を電極方式湯面計による計測値によって校正し、それによつて温度ドリフト等による、電磁誘導方式レベル計の計測値の誤差の発生を防ぎ、電磁誘導方式レベル計の計測値の絶対値校正を行い、定常操業に移行した後は、電磁誘導方式レベル計の計測値により引き抜き速度及びタンディッシュ（T D ) ノズルの開度を調整し、モ —ルド内の溶鋼の湯面レベルの絶対値での正確な制御を行う。 f ) 本発明の他の態様による連続錡造の操業制御方法は、上記（a〜e ) の連続錄造の操業制御方法において、湯面レベルが定常操業の湯面レベルに達して定常操業へ移行した後に、電極式湯面計の電極を溶鋼の湯面の上に保持し、溶鋼と電極間との接触を検出し、その検出によって、タンディッシュノズルの開度を調整することにより、モールド内からの溶鋼のオーバフローを防止する。本発明においては、連続錡造の定常操業において、モールド内の定常操業の湯面レベルの上方の任意の位置に電極を設置する。そして、溶鋼と電極間との接触を常時監視する。これにより、定常操業における例えば電磁誘導方式レべル計の故障等による制御不良が発生してモールド内の溶鋼の湯面レベルが異常上昇した場合においても、電極と溶鋼との接触の検出により、湯面レベルの異常上昇及びその湯上がり速度を検出することが可能となっている。これらの検出により、引き抜き速度又は溶鋼注入量を調整することによりオーバーフローを防止する。 g ) 本発明の他の態様による連続錶造の操業制御方法は、上記（a〜： f ) の連続錡造の操業制御方法において、電極式湯面計の電極として、錡造開始時における溶鋼の湯面レベルの上昇速度にほぽ等しい速度で溶融する部材を用いる。本発明においては、電極が銪造開始時における溶鋼の湯面レベルの上昇速度にほぼ等しい速度で溶融するので、溶融が遅すぎる場合及び早すぎる場合の双方の弊害が避けられる。即ち、溶融が遅すぎる場合には、引き抜き開始時においても電極がモールド下部まで連続して存在する状態となり、引き抜き開始時に電極が凝固シェルに捕まり、引き抜き開始にともない電極が電極ホルダから引き抜かれ、計測不能となる。また、溶融が早すぎる場合には、湯面変動が生じると、溶鋼と電極との接触が断たれ、計測不能となるような事態が発生する。しかし本発明においては、電極の溶融速度を適切に設定したことにより、溶融が遅すぎる溶禁及び早すぎる場合の双方の弊害が避けられ、ビレツト等の小断面モールドにおいても湯面レベルの連続測定が可能になっている。 h ) 本発明の他の態様による連続鋅造の操業制御装置は、モールドの溶鋼に挿入される電極を備え、電極に対して第 1の擬似ランダム信号を供給するとともに、第 1の擬似ランダム信号と同一のパターンで周波数が僅かに異なる第 2の擬似ランダム信号を第 1の擬似ランダム信号と乗算して第 1の乗算値を算出し、電極を介して得れる信号と第 2の擬似ランダム信号とを乗算して第 2の乗算値を算出し、第 1の乗算値及び第 2の乗算値をそれそれ積分し、両積分値の時系列パターンにそれそれ生じる最大相関値の時間差から湯面レベルを測定し、更に湯面レベルの変化から湯上り速度を算出する電極式湯面計と、湯上り速度と基準速度との偏差に基いてタンディッシュのストッパー又はスライディングノズルの開度を制御してタンディッシュから吐出される溶鋼の流量を調整し、そして、湯面レベルが定常操業の湯面レベルよりも低い基準レベルに達すると錡造引き抜きを開始させる銪造制御装置とを有する。

本発明においては、上述のように、電極式湯面計によって、連続銪造におけるモールドへの溶鋼注入直後から湯面レベルが定常操業のレベルに達する迄の間、湯面レベルを連続的に計測し、更に、その湯面レベルの変化に基づいて湯上り速度を例えば一定の周期で演算する。そして、この湯上がり速度と基準速度との偏差をなくすべく、ストッパー又はスライディングノズルの閧度補正量を求め、ストッパー又はスライディングノズルに操作指令を出力することにより、定周期毎にフィードバック制御がなされる。そして、湯面レベルが基準レベルに達すると、鎵造引き抜きを開始する。 i ) 本発明の他の態様による連続錡造の操業制御装置は、モールドの溶鋼に挿入される電極を備え、電極に対して第 1の擬似ランダム信号を供給するとともに、第 1の擬似ランダム信号と同一のパターンで周波数が僅かに異なる第 2の擬似ランダム信号を第 1の擬似ランダム信号と乗算して第 1の乗算値を算出し、電極を介して得られる信号と第 2の擬似ランダム信号とを乗算して第 2の乗算値を算出し、第 1の乗算値及び第 2の乗算値をそれそれ積分し、両積分値の時系列パターンにそれそれ生じる最大相関値の時間差から湯面レベルを測定する電極式湯面計と、タンデッシュの溶鋼ヘッドを計測する手段と、湯面レベル、溶鋼へッド及びそのときのストッパー又はスライディングノズルの開度に基づいてノズルゲインの推定値を算出し、また、湯面レベルに基づいて予め設定された目標注上げ時間を満足するための目標吐出量を算出し、これらのノズルゲィンの推定値及び目標吐出量に基づいてストッパー又はスライディングノズルの開度を算出し、この開度に基づいてストッパー又はスライディングノズルの開度を操作してタンディッシュから吐出される溶鋼の流量を調整し、そして、上記の処理を所定の演算周期毎に繰り返し、湯面レベルが定常操業の湯面レべルよりも低い基準レベルに達すると錡造引き抜きを開始させる錡造制御装置とを有する。

本発明においては、上述のように、目標吐出量、ノズルゲイン推定値及び現在の溶鋼へッドに基づいて、今回のストッパー又はスライディングノズの開度例えば開口面積を求める。そして、この結果に基づいてストッパー又はスライデイングノズルを操作してフィードバック制御する。このため、特に、目標注上げ時間を満足することができ、且つ、ノズル詰り等のトラブルを防止できる j ) 本発明の他の態様による連続銪造の操業制御装置において、電極式湯面計は、第 1の擬似ランダム信号を発生する第 1の擬似ランダム信号発生手段と、第 1の擬似ランダム信号と同一パターンで周波数のわずかに異なる第 2の擬似ランダム信号を発生する第 2の擬似ランダム信号発生手段と、第 1の擬似ランダム信号発生手段に接続され、溶鋼に挿入される第 1の電極と、溶鋼に挿入された第 2の電極と、第 1の擬似ランダム信号発生手段の出力と第 2の擬似ランダム信号発生手段の出力とを乗算して第 1の乗算値を出力する第 1の乗算器と、第 2の電極に接続され、その出力と第 2の擬似ランダム信号発生手段の出力とを乗算して第 2の乗算値を出力する第 2の乗算器と、第 1の乗算値を積分し第 1の積分値を出力する第 1の積分器と、第 2の乗算値を積分し第 2の積分値を出力する第 2の積分器と、第 1の積分値及び第 2の積分値の時系列パターンにそれそれ生じる最大相関値の時間差から湯面レベルを測定し、更にその湯面レベルの時間的な変化から湯上がり速度を算出する演算手段とを備えている。次に、上記の電極式湯面計の動作について説明する。この電極式湯面計においては第 1の擬似ランダム信号と第 2の擬似ランダム信号は同一のパターンで周波数がわずかに異なっている。第 1の乗算値の時系列パターンは第 1の擬似ランダム信号と第 2の擬似ランダム信号の各周期のパルスが一致したときの乗算値が最大相関値を示し、最大値となり、この最大値は周期 Tで発生する。周期 Tは次式で表わされる。

T = k / A f … （ 1 ) ここで kは定数で第 1の擬似ランダム信号 Mlと第 2の擬似ランダム信号 M2の 1 周期を構成するビヅト数（クロック数）を表わす。また、は Mlの 1 ビヅトのクロック周波数 flと M2の 1 ビットのクロック周波数 f2との差で次式で表わされる。

Δ f = fl - f2 … （ 2 ) 第 2の乗算値の時系列パターンも最大値が周期 Tで発生するが、第 1の擬似ランダム信号 Mlが第 1の電極、溶鋼、及び第 2の電極を経由してくるので、 T d時間第 2の擬似ランダム信号 M2に対して遅れるため、第 2乗算値の最大値に対し、図 9に示すように X時間遅れている。

Xは次式で表される。

X = ( Td/ Δ t ) X P2 … ( 3 )

Δ t = P2 - PI … （ 4 ) ここで PIは Mlの周期、 P2は M2の周期である。

ここで Tdは溶鋼の湯面レベルの変位に応じ変化するので、（ 3 ) 式より Xを測定して Tdを求めれば溶鋼の湯面レベルの変位を得ることができる。またレべルの変位がわかれば、基準位置を決め、この基準位置からレベルまでの距離を求めることもできる。また、（ 3 ) 式において、 Δ tの値を Tdに比べて小さな値とし、 P2の値を大きくすれば、 Tdの値を Ρ2/ Δ t倍に拡大して計測することができるので精度よく計測することができる。また、本方式による計測では、信号は電極、溶鋼内を伝導し、従来のように反射方式を用いていないので、 S /N比が大きく、多重反射の影響もなく、溶鋼の湯面レベルを精度よく測定することができる。従って、湯上り速度も精度よく測定することができる。

なお、電極式湯面計が電極が 2個（第 1の電極，第 2の電極）ある場合の例について説明したが、 1個の電極に擬似ランダム信号を送信し、そして、その反射波を入力信号とは分離して取り出すことにより、湯面レベルを計測することができる。図面の簡単な説明

図 1は本発明の一実施形態に係る連続鎵造の操業制御装置及びその関連設備の構成を示すプロック図である。

図 2は図 1の電極式レベル計の構成を示すプロック図である。

図 3は図 2のクロック発生器の構成を示すプロック図である。

図 4は図 2の擬似ランダム信号（M系列信号）発生回路の一例を示す回路図あ o。

図 5は図 4の 3段シフトレジス夕による擬似ランダム信号を示すタイミングチャートである。

図 6は相関値の出力を説明するタイミングチャートである。

図 7は相関周期 Tの算出方法を説明するタイミングチャートである。

図 8は第 I D—パスフィル夕の出力 S 1及び第 2ローパスフィル夕の出力 S

2を示すタイミングチャートである。

図 9は溶融レベルと信号伝送距離を説明する図である。

図 1 0は位相差 Xを算出する説明図である。

図 1 1は図 1の電極式レベル計の実測値の一例を示す特性図である。

図 1 2は図 1の実施形態における電極式レベル計及び電磁誘導方式レベル計の計測値を示した特性図である。

図 1 3は本発明の他の実施形態に係る連続錡造の操業制御装置を示す図である ο

図 1 4は図 1 3の実施形態における電極式レベル計及び電磁誘導方式レベル計の計測値を示した特性図である。

図 1 5は本発明の他の実施形態に係る連続铸造の制御装置及びその関連設備の構成を示すブロック図である。

図 1 6は図 1 5の連続錶造制御のタイミングチャートである。

図 1 7は本発明の他の実施形態に係る連続铸造の自動起動制御装置及びその関連設備の構成を示したプロック図である。

図 1 8は図 1 7の連続錶造制御のタイミングチャートである。発明を実施するための最良の形態

(実施形態 1 . )

図 1は本発明の一実施形態に係る連続铸造の操業制御御装置及びその関連設備の構成を示したブロック図である。図 1において、 1， 2は第 1及び第 2の電極、 3は電極式レベル計、 4は铸造制御装置、 5は引き抜き速度制御装置、 6はノズル開度調整装置である。 7はモールド、 8はタンディッシュ、 9はノズル、 1 0は溶鋼、 1 1は電極保持装置、 1 2はダミーバー、 1 3は電磁誘導方式 (渦流式) レベル計である。本実施形態においては、連続鎵造モールド 7 の上部に設置され電極保持装置 1 1によってモールド内に垂直に挿入された 2 本の電極 1 , 2を保持し設置している。ここで、電極 1， 2の先端をモールド内のダミーバー 1 2の直前の位置としているが、電極 1， 2の先端がダミーバ一 1 2に接触しても計測上支障はない。また、電極 1 , 2 としては S U Sのパィプ（直径 3 mm，肉厚 0 . 1 mm ) を使用し、電極間隔は 3 0 m mにしている。

電極式レベル計 3はその装置内において発生させた擬似ランダム信号を同軸ケーブルを介して第 1の電極 1に入力し、モールド 7内の溶鋼 1 0を介して第 2の電極 2に伝送された擬似ダンダム信号を検出する。そして、電極式レベル計 3は、検出された擬似ランダム信号の時間遅れの変化と、その信号の伝送速度からモールド内の溶鋼の湯面レベルを算出し、更に、単位時間内のモールド内の溶鋼の湯面レベルの変化量からその上昇速度を算出する。

図 2は電極式レベル計 3の詳細な構成を示すプロック図である。電極式レべル計 3において、第 1クロック発生器 2 1は、 1クロック当たり周波数 Πの周波数を発生し、第 2クロック発生器 2 2は 1クロック当たり flよりわずかに小さい周波数 f2の周波数を発生する。第 1擬似ランダム信号発生器 2 3は周期 P 1の第 1擬似ランダム信号 Mlを発生し、第 2擬似ランダム信号発生器 2 4は Ml と同一パターンで周期 P2が PIよりわずかに異なる第 2擬似ランダム信号 M2を発生する。第 1擬似ランダム信号 M 1は第 1電極 1に送り出される。そして、第 2電極 2を介して得られた信号は乗算器 2 6に入力する。第 1乗算器 2 5は第 1擬似ランダム信号発生器 23から伝送線路 Lcを通つた Mlと第 2擬似ランダム信号発生器 4から伝送線路 Laを通った M2とを乗算する。第 2乗算器 26は第 1 擬似ランダム信号発生器 23から伝送線路 Ldを通った Mlと第 2擬似ランダム信号発生器 24から伝送線路 Lbを通った M2とを乗算する。

第 1ローパスフィル.夕 27は第 1乗算器 25の出力より高周波成分を除き、最大相関値間を 1周期とする時系列パターンを出力する。第 2口一パスフィル夕 28も同様に第 2乗算器 26の出力より高周波成分を除き、最大相関値間を 1周期とする時系列パターンを出力する。演算部 29は第 1ローパスフィル夕 27と第 2ローパスフィルタ 28の時系列パターンの最大相関値間の時間差から溶鋼の湯面レベルを算出する。演算部 29において得られた溶鋼の湯面レべルは銪造制御装置 4に出力される。なお、上記の伝送線路にはモールド 7内の溶鋼 10内に一部分を挿された第 1電極 1と第 2電極 2が設けられ、両電極 1 , 2は溶鋼 10を介して電気的に接続されている。

図 3は第 1クロック発生器 2 1及び第 2クロック発生器 22の構成を示した図である。第 1水晶発振器 41は周波数 fa，例えば 30. 00 1 MH zの水晶発振器、第 2水晶発振器 42は周波数 fb，例えば 30. 000 MH zの水晶発振器であり、共通発振器 43は周波数 fc，例えば 1470 MHzの発振器である。第 1混合器 44は例えば平衡変調器等で構成され、 fc±faの信号を出力し、第 2混合器 45は fc土 fbの信号を出力する混合器である。第 1バンドパスフィル夕 46は第 1混合器 44の出力の内 fc土 faを通過させ、第 2バンドパスフィルタ 47は第 2混合器 45の出力の内 fc士 fbを通過させる。

第 1水晶発振器 4 1から出力される 30. 00 1MHzの信号と、共通発振器 43から出力される 1470MH zの信号が、第 1混合器 44で混合され 1 500. 00 1 MHzと 1439. 999 MH zの 2つの信号を出力する。このうち 1 500. 00 1 MH zの信号が第 1バンドパスフィル夕 46を通過して第 1クロック周被数 Πとして出力される。また、同様に、第 2水晶発振器 4 2から出力される 30. 000 MH zの信号と、共通発振器 43から出力される 1470 MH zの信号が第 2混合器 45で混合され 1500. 000MH z と 1440MHzの 2つの信号を出力し、第 2パンドパスフィル夕 47を通過することにより 1 5000. 000MHzの第 2クロック周波数 f2が出力される。この構成により周波数 fl， f2の周波数の差が正確に 1 KHzに保持される _c この局部部発振器に相当する第 1、第 2水晶発振器 41， 42では既に 1 K H zの差を持たせてお.り、また、混合器 44， 45から出力される周波数差は 6 OMH zと広い周波数差があるため、第 1 , 第 2バンドパスフィルタ 46 , 47の特性はあまり急峻なものを必要とせず S A Wフィル夕、水晶フィル夕のような一般的フィル夕で実現できる。

図 4は第 1及び第 2擬似ランダム信号発生器 23, 24の構成を説明した図である。本図は 3ビットの M系列信号発生器の構成図であり、分かり易く説明するため 3ビッ卜の場合を示すが、より大きなビット、例えば 7ビットのシフトレジス夕等が用いられる。 M系列信号発生器はクロック信号に同期したフリヅプフ口ヅプからなるシフトレジス夕 50と、シフトレジス夕 50の最終段とその 1つ前の段の出力信号を入力して最初の段に出力する排他的論理回路 5 1 から構成される。

図 5は図 4に示した 3段シフトレジス夕を用いた場合の擬似ランダム信号 (M系列信号）を示したタイミングチャートである。 1周期のクロヅク数（ビット数）は段数を nとすると P = 2ⁿ — 1で表され、 3段シフトレジス夕の場合 n=3で、 P= 7となる。図 4に示す第 1擬似ランダム信号発生器 23から発生する第 1擬似ランダム信号 Mlの 1ビッ卜のクロック周波数を fl，第 2擬似ランダム周波数発生器 24の第 2擬似ランダム信号の 1ビットのクロック周波数を f2とすると、 Mlの周期 Pl， M2の周期 P2は次式で表される。

Pl= ( 2 ⁿ 一 1 ) /fl, P2= ( 2 ⁿ - 1 ) /f2 … （ 5 ) 擬似ランダム信号 Ml, M2の 1周期における時間差厶 tは次式で表される。

Δ t =P2-P1= ( 2 ⁿ - 1 ) (fl-f2) / (fl · f2) … ( 6 ) ここで fl>f2とする。具体例として fl= 1500. 00 1 MH z , f2= 1 5 00. 000MH zとし、シフトレジス夕を 7段（n=7) とすると、

Pl= ( 2 ⁿ - 1 ) /fl = (2⁷ - l ) /1500. 001 x l 0⁶

= 84666. 6 1022 (psec)

P2= ( 2 ⁿ - 1 ) /f2

= (2⁷ - l ) /1500. 00 1 x l 0⁶

= 84666. 66667 (psec)

また、 1周期の差 Atは（6) 式より

Δ t =P2-P1= 0. 0565 (psec)

と非常に微少な時間差として得られる。

図 6 (a) ，（b) ， ( c ) は乗算器 25， 26で得られる相関値の説明図である。図 6 (b) は図 4に示した 3段シフトレジス夕の 1周期の擬似ランダム信号 Ml， M2とその 1ビット分を拡大したものであり、 M2と Mlの最初の 1ビッ卜が、 1ビット分ずれた状態から一致してゆき、次に 1ビット分ずれてゆく過程を表す。図 6 ( c ) はこのときの相関値を示す。図 6 (b) において、 M2の 1周期 P2と Mlの 1周期 P1とは（6) 式に示すように△ tだけずれており、 1周期 PI, P2は 7ビッ卜から構成されているので、 1周期の最初のビットでは Δ t /7、最後の 7ビヅト目では Δ1:ずれている。 ①は Mlと M2が 1ビヅ卜ずれた場合を示し、 ②は最も一致した場合を示し、 ③は再び 1ビットずれた場合を示す図 6の（c) は図 6 (b) の①，〜③に対応した相関値の大きさを縦軸にとり、横軸に時間軸をとつて表したものである。これは図 2の口一パスフィル夕 27， 28の出力を表し、三角形の頂点が最大相関値である。

擬似ランダム信号 Ml， M2で相関があるのは周期 PI, P2の位相が一致している場合である。つまり、 P1と P2の位相が 1ビット以上ずれていると相関がとれなくなる。そこで Mlと M2が互いに相関が得られる時間△ Tは M2の 1ビット当たりの時間を B2とすると次式で表される。

ΔΤ = 2 (Β2/Δ t ) xPl= 2 ( l/Δ f ) … （ 7 ) ただし、 B2= 1 /f2

Β2/Δ tは 1ビットずれる Mlの周期 PIの数を示し、この数の周期 P1分の時間は P1を掛ければ得られ、しかもこの 1ビットずれは、前後へのずれがあるので 2倍となっている。次に一度相関を得た後、再度相関を得られるまでの時間 (相関周期）を求める。

図 7は周期 P2に対する周期 P1の位相変化を示したタイミングチャートである, 図においては分かり易くするため Δ tを PI, P2に対し大きな値としている。図示のように、 Aの位置から Atが P2に含まれる数だけ P1を繰り返すと、 P2と P 1の関係が Aの位置と同じくなる Bの位置となるので Tは次式で表される。

Τ= (Ρ2/Δ t ) Pl

= (P2/ (P2-P1) ) xPl

= (2ⁿ - 1 ) /Δί ··· (8)

( 8 ) 式は先に示した（ 1 ) 式を表している。

図 8は図 2の第 1，第 2ローパスフィル夕 27 , 28の出力を示した夕イミングチャートである。 S 1は第 1口一パスフィル夕 27の出力を示し、 S 2は第 2ローパスフィル夕 28の出力を示す。 S l， S 2は相関周期 Tで最大相関値が表れている。なお、図 2の伝送線路 La〜Ldはそれそれの線路の長さも表すものとし、伝送線路 Laは第 2擬似ランダム信号発生器 24から第 1乗算器 25 までの伝送距離、伝送線路 Lbは第 2擬似ランダム信号発生器 24から第 2乗算器 26までの伝送距離、伝送線路 Lcは第 1擬似ランダム信号発生器 23から第 1乗算器 25までの伝送距離であり、伝送線路 Ldは第 1擬似ランダム信号発生器 23から第 1電極 4、第 2電極 5を経由して第 2乗算器 26に至るまでの距離である。 La = Lbとし、 Lc二 Ldとすると S1と S2の位相差 Xは 0となるが、 Lc≠ Ldとなると Lcと Ldの差に応じた位相差 Xが発生する。

図 9は溶鋼の湯面レベルが変化した時の Ld— Lcの変化を説明する図である。レベル H0のとき： Ld— Lc= L '

レベル HIのとき： Ld— Lc = 2L+L，

とし、レベルが L変位すると第 1擬似ランダム信号発生器 23から乗算器 26 に伝達される信号 Mlは、乗算器 25へ伝達される Mlに比べて次式に示す時間 T d (遅延時間）遅く伝達される。

Td= (2L+ L，） /V … （ 9 ) ここで V= 3 x 10⁸ m/sec (光の速度）で電極と溶鋼内を信号 Mlが伝わる速度乙'ある。

図 10は遅延時間 Tdと位相差 Xとの関係を示したタイミングチャートである, 位置 Aと位置 Bにおいては周期 P2と周期 P1の位相は一致しており、位置 Aでは S 1の最大相関値が発生し、位置 Bでは S 2の最大相関値が発生している。位相差 Xには周期 P2と周期 P1が n個あり、この n個の P2と n個の P1の差は ηΔ t で表され、この ηΔ tが遅延時間 Tdに等しいので次式が成り立つ。

Td= η Δ t - ( 10) ここで n = X/P2であるので、

X= (Td/Δ t ) P2 - ( 1 1 )

= Tdxfl/Af

= ( (2L+L' ) xfl) / (VxAf ) - ( 12) この（ 1 1 ) 式は先に示した（3) 式を表す。

( 12) 式を用いて溶鋼の湯面レベルを求めるには次のようにする。まず基準となるレベル H0を設定する。 H0においてレベル変位 Lを 0とし、 H0における位相差 X0を求めれば（ 12) 式より、 L' を求めることができる。次に基準レベル H0より L下のレベル HIにおける位相差 XIを求めれば（ 12 ) 式に L，と X 1を代入して Lを求めることができる。なお、 H0より溶鋼の湯面レベルが上にゆくと変位 Lが負の値として算出される。

ここで溶鋼の湯面レベルの変位 Lが L1から L2に変化したとすると、それそれの変位における位相差 XI， X2は次式で表される。

XI = ( (2L1 + L，） xfl) / (VxAf ) - ( 13)

Χ2= ( (2L2 +L' ) xfl) / (VxAf ) - ( 14) このときの位相差変化量 ΔΧ は次式で表れる。

ΔΧ =Χ2-Χ1

= (2 (L2-L1) xfl) / (VxAf )

= 2 Δ L xfl/ (V x Δ f ) - ( 1 5) ただし =L2-L1 これにより位相差変化 ΔΧ と変位差の関係から得られるので厶 X から Δ L を算出することができる。またが分かれば基準レベルからの変位量 Lや溶鋼の湯面レベルも算出できる。

次に先に示した具体的数値を代入して検討を行う。

①擬似ランダム信号発生器のシフトレジス夕段数 ηは 7段とする。

Ρ= 2 ^η - 1 = 127

②クロック周波数

fl= 1 500. 00 1 MH z

f2= 1500. O O OMHz

③変位差 AL = 1 mmとする。

以上の値を（ 1 5) 式に代入すると、

ΔΧ = =fl) / (Vxfl)

= 2 x l x l 0"³x l 500 x l 0⁸ / (3 x l 0⁸ 1 x 10³ ) = 0. 0000 1 (sec)

= 10 1 0 "⁶(sec)

通常 1 mm当たりの信号伝搬時間 ΔΧ' は

ΔΧ' = 2L/V

= (2 x 1 x 10— ³) / (3 x l 0⁸ )

= 6. 7 x 10^-12 (sec )

ΔΧ /ΔΧ' = 10 X 10 "^6/ ( 6. 7 χ 10 -¹² ) = 1. 5 x 10⁶ これにより信号の伝達時間が約 150万倍遅延化されたことになり信号処理が容易に、かつ精度よく行われる。

図 1 1は図 1の電極式レベル計 3の計測結果を示した特性図である。横軸に溶鋼の湯面レベルをとり、縦軸に溶鋼の湯面レベルの計測値を表す電圧をとる。この時の計測条件は、 f = 1500 MH z，厶 f = 1 KH z , 擬似ランダム信号発生器のシフトレジスト段数は 7段である。実験では位相差 Xをコンビユー夕に取り込み演算することでレベル又は基準位置からの距離を容易に、かつ高速に処理することができた。なお、本実施形態の電極 1， 2は溶融金属より高い融点の金属を用いるか、或いは溶融金属内へ自動的に繰り込んでゆくようにするとよい。電極は溶融金属と同一の材料を用いれば融けても溶融金属の成分に影響を与えない。

以上の説明から電極式レベル計 3の内容が明らかになったところで、次に再び図 1に戻ってその説明を続ける。鎵造制御装置 4においては、電磁誘導方式レベル計 1 3の検出信号も入力され、モールド内の溶鋼の湯面レベルが上昇して、電磁誘導方式レベル計 1 3の出力が得られた時点（溶鋼の湯面レベルが測定スパン内に到達した時点）で、電磁誘導方式レベル計 1 3の出力一距離特性を求め、その特性を電極式レベル計 3の計測結果に基いて校正する。そして、それ以降は電磁誘導方式レベル計 1 3の校正された出力に基いてモールド内の溶鋼の湯面レベルの計測値を算出する。

図 1 2は本実施形態における電極式レベル計 3によって錡造開始時（溶鋼開始時）からのモールド内の溶鋼の湯面レベルを連続して計測した計測値と電磁誘導方式レベル計 1 3の計測値とを示した図である。電磁誘導方式レベル計 1 3の計測値と電極式レベル計 3の計測値とは当初一致していないが、電磁誘導方式レベル計 1 3の計測値を電極式レベル計 3の計測値によって校正した時点から両計測値は一致したものとなり、その後、電極 1 ， 2が溶融して電極式レベル計 3による計測は不能になるが、電磁誘導方式レベル計 1 3の計測値は校正されて精度の高いものとなっており、溶鋼の湯面レベルの定常制御においては、その計測値が使用される。

また、錡造制御装置 4においては電極式レベル計 3により計測されたモールド内の溶鋼の湯面レベル及び湯上がり速度に応じて引き抜き速度制御装置 5及びノズル開度調整装置 6に制御信号をそれそれ送出し、引き抜き速度制御装置 5はその制御信号に基いて引き抜きロール 1 4の回転速度を制御し、それによつて引き抜き速度を制御する。また、ノズル開度調整装置 6はストッパー 1 5 の位置制御を行い、それによつてノズル 9の開度を調整する。溶鋼の湯面レべルの制御方法としては多種多様なものが考えられるが、本実施形態においては、操業開始時に、ストッパー 1 5の位置を制御してノズル 9を一定開度にして溶鋼の注入を開始し、モールド内の溶鋼の湯面レベルが一定レベルに達した時点で、引き抜きロール 1 4を駆動させて引き抜きを開始する。更に、引き抜き開始後に、モールド内の溶鋼の湯上がり速度が順次減少し、溶鋼の湯面レベルが一定値に収束するようにノズル 9の開度調整及び引き抜き速度の制御を行った c

(実施形態 2 . )

図 1 3は本発明の他の実施形態に係る連続鎵造操業の制御装置を示す図である。同図においては、オーバーフローの検出についての実施形態が図示されている。実際の操業では、電極 1 , 2の先端を定常操業状態にあるモールド内の溶鋼面の変動上限に対して上方数十 mmの位置に設置し、電極式レベル計 3により信号が検出された場合には、鋅造制御装置 4により引き抜き速度及びノズル閧度の調整を行うが、本実施形態では効果を確認するため電極 1， 2の先端部を定常操業状態のモールド内の溶鋼の湯面レベルの変動の上限付近に設置し、電極レベル計 3の出力を観察した。

図 1 4はその観測結果を示した図である。定常操業状態での溶鋼面の変動により電極と溶鋼面が接触し、断続的に計測値が得られており、電極 1 , 2を溶鋼の湯面の上方位置に設置することにより電磁誘導方式レベル計 1 4の故障等によりモールド内の溶鋼の湯面レベルが異常上昇した場合でも、溶鋼の湯面レベルの上昇が検出され、オーバーフローの防止が可能であることが確認された。なお、電極 1， 2を一定の長さのものを使用した例を示したが、電極 1， 2 として長尺のロッドを使用し、溶鋼への浸漬、電極の損耗に応じて連続的に又は断続的に電極口ッドを挿入することにより、湯上がり時の溶鋼の湯面レベルの計測だけではなく、定常状態における溶鋼の湯面レベルを連続的に又は断続的に計測するようにしてもよい。

また、電極式レベル計 3によって連続的に又は断続的に計測された溶鋼の湯面レベルの計測値に基いて電磁誘導方式レベル計 1 3の計測値を校正することで、定常操業状態において、電磁誘導方式レベル計による絶対値での正確な溶鋼の湯面レベルの計測を行うことができる。特に、湯上がり時と定常操業状態とで温度が異なったときに、温度ドリフトを適切に補正することができる。 (実施形態 3 . )

ところで、連続錡造設備の特にビレット等の小断面モールドにおいては、溶鋼の湯面レベルの上昇速度が速いため、電極として金厲棒を使用すると電極が溶鋼中で溶損するまでの時間が長いため、引き抜き開始時においても電極がモールド下部まで連続して存在する状態となる場合があり、引き抜き開始時に鼋極が凝固シェルに捕まり、引き抜き開始にともない電極が電極ホルダから引き抜かれ、計測不能となる場合がある。この対策として、電極を細くして電極の溶損までの時間を調整する方法が考えられるが、そのようにした場合には電極を極端に細くする必要があり、電極の設置、保持に十分な強度が得られなくなる。そこで、本発明の他の実施形態においては、連続錶造設備の小断面モールド内に挿入する 2本の電極として、外径 3 . 0 m m. 内径 2 . O m m、肉厚 0 . 5 m mの中空の S U Sパイブを使用した。

その結果、電極の溶鋼中で溶損するまでの時間が短くなり、モールド内の溶鋼の湯面レベルの上昇に追従して電極の溶鋼中の浸漬部が順次溶損し、引き抜き開始時に電極がモールド下部まで連続して存在する状況とはならないため、電極がシェルに捕まって、電極がホルダから抜け落ち計測不能となるような事態が避けられた。また、電極パイブの厚みを上記のように最適に調整しているため、湯面上昇時に電極が湯面の下 1 O m m〜 2 O m mの部分に存在し、溶鋼の上昇時に湯面変動が生じた場合でも溶鋼と電極の接触が断たれ、計測不能となるような事態が避けられ、溶鋼の湯面レベルを連続的に計測し、制御を行うことができた。更に、電極をパイブとしたことにより、電極の強度を保ったままで、電極の溶損時間を調整することができた。

なお、電極は、上記の金属パイプの例に限らず、適当な橈み剛性があり、溶融速度が溶鋼の湯面レベルの上昇速度にみあうようなものであれば、他の部材例えば導電性（カーボン入り）ブラスチック等を使用してもよい。

■ また、上記の実施形態 2 , 3は後述する実施形態においても同様に適用される

(実施形態 4 . )

図 1 5は本発明の他の実施形態に係る連続铸造の操業制御装置及びその関連設備の構成を示したプロック図であり、図 1 6はその制御状態を示したタイミングチャートである。本実施形態はビレツトを連続錡造する場合のようにモールドの容量が小さく湯面レベルが定常値に達するまでの時間が短い場合（例えば 1 0 ~ 2 0秒）に適している。図 1 5の制御装置において、レードル鍋からタンディッシュ 8に溶鋼が注入され、タンディッシュ 8に設けられたタンディッシュ重量計 1 6により検出された溶鋼が重量が一定値に達したとき（図 1 6 の（a ) 参照）、鎵造制御装置 4からストッパー開度全開の指令が出力されてステツビングシリンダー 6 aが駆動される。このステヅビングシリンダー 6 a の駆動によりストッパー 1 5が全開となり（図 1 6の（b ) 参照）、モールド 7へ溶鋼が注入され始める。その後、一定時間経過時、錡造制御装置 4から一定開度にまでストッパー 1 5を閉める指令が出力され、ストッパー 1 5が一定閧度迄閉まる（図 1 6の（b ) 参照）。

この時点で電極式レベル計 3を使用して湯面レベルを連続的に測定し、そして、一定周期毎にその変化に基いて溶鋼の湯上り速度を演算する。演算された湯上り速度の実測値は鎵造制御装置 4に入力され、同装置に予め入力されているビレツト径サイズ毎の操業上、介在物を巻き込まない最適な目標湯上り速度と比較される。そして、湯上り速度実測値と目榡湯上り速度との偏差を零にすベく、鋅造制御装置 4にて、例えば P I (比例 +積分）制御によりストッパー開度補正値が出力され、ストッパー 1 5が所定開度へ移動する（図 1 6の（b ) ， ( d ) 参照）。

なお、本実施形態の電極は溶融金属より高い融点の金属を用いるか、或いは溶融金属内へ自動的に繰り込んでゆくようにするとよい。

(実施形態 5 . ) 図 1 7は本発明の他の実施形態に係る連続錡造の操業制御装置及びその関連設備の構成を示したブロック図であり、図 1 8はその制御状態を示したタイミングチャートである。本実施形態は、スラブを連続鎵造する場合のようにタンディッシュを再使用する場合や、モールドの容量が比較的大きく湯面レベルに達するまでの時間が長い場合（例えば 1分以上）に適している。図 1 7において図 1 5の装置と同一符号のものは同一又は相当部を示しその説明は省略する < 図 1 7の装置においては、レードル鍋から夕ンディッシュ 8に溶鋼が注入され、タンディッシュ重量計 7により検出された重量が一定値に達したとき（図 1 8の（a) 参照）、銪造制御装置 4からスライディングノズル 1 7に初期開度の指令が出力される。なお、スライディングノズル 1 7は、この指令を受けるまでの間、ノズル詰り防止のために閉位置近傍で加振している。スライディングノズル 1 7は、その指令を受け取ると、その指令に応じてノズルを開き、モールド 7へ溶鋼が注入され始める。

この時点においては、電極式レベル計 3を使用して湯面レベルを連続的に測定し、そして、その測定結果は銪造制御装置 4に入力される。錶造制御装置 4 は、まず、演算周期の前回値と今回値から次の（ 1 6 ) 式にて実績吐出量を計算する。

^Mw ^ΧΜΤ ^χ Ρ ^{χ (M}L(i)-^ML(i-l)⁾

Q (1 6)

ここで、 Qi 今回の実績吐出量（ g/sec )

Mw モールド幅 (mm)

MT モールド厚さ（mm)

P ：溶鋼密度（ g/mm³ )

ML ti) ：今回の湯面レベル（mm)

ML (i- i) ：前回の湯面レベル（mm)

T c ：演算周期（sec ) である。

次に、（ 1 6) 式で求めた Qi を使って実績ノズルゲインを（ 1 7 ) 式にて計算する。

Q

β (17)

ここで、 β i ：今回の実績ノズルゲイン

AT (i - n ：前回のスライディングノズル開口面積目標値（mm² ) g ：重力加速度（mm s ² )

H i - i ：前回の溶鋼ヘッド（mm)

である。なお、 Qi , /0は（ 1 6 ) 式の説明と同じである。溶鋼へッド Hi-, は、湯面レベル ML u- nを計測したタイミングにおいて、タンディッシュ重量計 7により検出された重量に基づいて求められる。従って、本発明の溶鋼へッドを計測する手段は、本実施形態においては、タンディッシュ重量計 1 6及び鎵造制御装置 4によって構成されている。

次に、湯面レベルの実績値に基づき残されたモールド高さまで、目標注上時間までに残された時間で注入するための目標吐出量を次の（ 1 8) 式にて計算する。

My M_T x x (M —Mし（！））

Q (18)

Ti

で、 Q_Ti 今回の目標吐出量 [g/sec ]

MD モールド高さ（mm)

TM 目標注上げ時間（sec ) である。 M_W ， Μτ ， ρ, ML _(i) , Tc は（ 1 6 ) 式の説明と同じである。次に、（ 1 7 ) 式で求めた Ji と（ 1 8 ) 式で求めた Q_Tiに基づいてスライディングノズルの開口面積目標値を次の（ 1 9 ) 式にて計算する。

Q Ti

A (19)

Ti.

/3： p Χη/ 2 gH.

こで A_Ti ：今回のスライディングノズルの開口面積目標値（mm² )

H , ：今回の溶鋼ヘッド（mm)

である。なお、 Q_Ti， /3 i ， p, gは（ 1 6 ) 〜（ 1 8 ) 式の説明と同じである o

以上の計算によりノズルゲイン ? iの推定により求まった、今回のスライデイングノズル 1 7の開口面積目標値 A _Ti に対応したスライディングノズル操作量分を操作し、フィードバック制御する。以上の制御を鎵造制御装置 4の演算周期毎に、定常操業の定常レベル制御に入る湯面レベルまで行う（図 1 8の ( c ) 参照）。そして、以後は電磁誘導方式（渦流式）レベル計 1 3による湯面レベルの計測値に基づき定常レベル制御を行う。なお、定常レベル制御に入る前（基準レベルに達した時点）に引抜速度制御装置 5から引抜指令が出力され、ダミーバーの引抜きが開始される（図 1 8の（d) 参照）。

Claims

請求の範囲

1 . 連続銪造におけるモールドへの溶鋼注入直後から溶鋼の湯面レベルが定常操業の湯面レベルに達する迄の間、電極式湯面計によって、湯面レベルを連続的に計測する工程と、前記湯面レベルが前記定常操業の湯面レベルよりも低い基準レベルに達すると、鎵造引き抜きを開始する工程とを有する連続錡造の操業制御方法。

2 . 連続鋅造におけるモールドへの溶鋼注入直後から溶鋼の湯面レベルが定常操業の湯面レベルに達する迄の間、更に、前記湯面レベルの変化に基づいて湯上がり速度を求める工程と、前記湯上がり速度と基準速度との偏差に基づいてタンディッシュから吐出される溶鋼の流量を調整する工程とを有する請求項 1 記載の連続錡造の操業制御方法。

3 . 連続鎵造におけるモールドへの溶鋼注入直後から、溶鋼の湯面レベルが定常操業の湯面レベルに達する迄の間、更に、

タンディッシュの溶鋼へッドを計測する工程と、

前記湯面レベル、溶鋼へッド及びそのときのストッパー又はスライディングノズルの開度に基づいてノズルゲインの推定値を算出する工程と、

前記湯面レベルに基づいて予め設定された目標注上げ時間を満足するための目標吐出量を算出する工程と、

これらのノズルゲインの推定値及び目標吐出量に基づいてス卜ッパー又はスライディングノズルの開度を算出する工程と、

この開度に基づいてストッパー又はスライディングノズルの開度を操作してタンディッシュから吐出される溶鋼の流量を調整する工程とを有し、そして、その処理を所定の演算周期毎に繰り返す請求項 1記載の連続錡造の操業制御方

4 . 銹造引き抜きを開始した後に、前記湯面レベルの変化に基づいて湯上がり速度を求め、そして、前記湯面レベル及びその湯上がり速度に基いて、銪造の引き抜き速度及び夕ンディッシュから吐出される溶鋼注入量をそれそれ調整して、モールド内の溶鋼の湯面レベルを制御し、そして、前記湯面レベルが定常操業レベルに達すると定常操業に移行する請求項 1、 2又 3記載の連続鎵造の操業制御方法。

5 . 前記電極式湯面計により計測されたモールド内の溶鋼の湯面レベルに基いて電磁誘導方式レベル計の計測値を校正し、モールド内の溶鋼の湯面レベルが定常操業レベルに達した後は、前記電磁誘導方式レベル計の計測値に基いて、モールド内の溶鋼の湯面レベルの制御を行う請求項 1、 2、 3又は 4記載の連続銪造の操業制御方法。

6 . 前記湯面レベルが前記定常操業の湯面レベルに達して定常操業へ移行した後に、前記電極式湯面計の電極を溶鋼の湯面の上に保持し、溶鋼と前記電極間との接触を検出し、その検出によって、タンディッシュノズルの閧度を調整することにより、モールド内からの溶鋼のオーバフローを防止する請求項 1、 2、 3、 4又は 5記載の連続錡造の操業制御方'法。

7 . 前記電極式湯面計の電極として、錶造開始時における前記溶鋼の湯上がり速度にほぼ等しい速度で溶融する部材を用いる請求項 1、 2、 3、 4、 5又は 6記載の連続銪造の操業制御方法。

8 . モールドの溶鋼に挿入される電極を備え、該電極に対して第 1の擬似ランダム信号を供給するとともに、前記第 1の擬似ランダム信号と同一のパターンで周波数が僅かに裒なる第 2の擬似ランダム信号を前記第 1の擬似ランダム信号と乗算して第 1の乗算値を算出し、前記電極を介して得れる信号と前記第 2 の擬似ランダム信号とを乗算して第 2の乗算値を算出し、前記第 1の乗算値及び前記第 2の乗算値をそれそれ積分し、両積分値の時系列パターンにそれそれ生じる最大相関値の時間差から湯面レベルを測定し、更に前記湯面レベルの変化から湯上り速度を算出する電極式湯面計と、

前記湯上り速度と基準速度との偏差に基いてタンディッシュのストツバ一又はスライディングノズルの開度を制御してタンディッシュから吐出される溶鋼の流量を調整し、そして、前記湯面レベルが前記定常操業の湯面レベルよりも低い基準レベルに達すると鎵造引き抜きを開始させる铸造制御装置とを有することを特徴とする連続鎵造の操業制御装置

9 . モールドの溶鋼に挿入される電極を備え、該電極に対して第 1の擬似ランダム信号を供給するとともに、前記第 1の擬似ランダム信号と同一のパターンで周波数が僅かに異なる第 2の擬似ランダム信号を前記第 1の擬似ランダム信号と乗算して第 1の乗算値を算出し、前記電極を介して得られる信号と前記第 2の擬似ランダム信号とを乗算して第 2の乗算値を算出し、前記第 1の乗算値及び前記第 2の乗算値をそれそれ積分し、両積分値の時系列パターンにそれそれ生じる最大相関値の時間差から湯面レベルを測定する電極式湯面計と、タンディッシュの溶鋼へッドを計測する手段と、

前記湯面レベル、溶鋼へッド及びそのときのストッパ一又はスラィディングノズルの開度に基づいてノズルゲインの推定値を算出し、また、前記湯面レべルに基づいて予め設定された目標注上げ時間を満足するための目標吐出量を算出し、これらのノズルゲインの推定値及び目標吐出量に基づいてストツバ一又はスライディングノズルの閧度を算出し、この開度に基づいてストッパー又はスライディングノズルの開度を操作してタンディッシュから吐出される溶鋼の流量を調整し、そして、上記の処理を所定の演算周期毎に繰り返し、前記湯面レベルが前記定常操業の湯面レベルよりも低い基準レベルに達すると銪造引き抜きを開始させる鎵造制御装置とを有することを特徴とする連続錡造の操業制御装置。

1 0 . 前記電極式湯面計は、第 1の擬似ランダム信号を発生する第 1の擬似ランダム信号発生手段と、前記第 1の擬似ランダム信号と同一パターンで周波数のわずかに異なる第 2の擬似ランダム信号を発生する第 2の擬似ランダム信号発生手段と、前記第 1の擬似ランダム信号発生手段に接続され、溶鋼に挿入される電極と、前記第 1の擬似ランダム信号発生手段の出力と前記第 2の擬似ランダム信号発生手段の出力とを乗算して第 1の乗算値を出力する第 1の乗算器と、前記電極に接続され、その出力と前記第 2の擬似ランダム信号発生手段の出力とを乗算して第 2の乗算値を出力する第 2の乗算器と、前記第 1の乗算値を積分し第 1の積分値を出力する第 1の積分器と、前記第 2の乗算値を積分し第 2の積分値を出力する第 2の積分器と、前記第 1の積分値及び前記第 2の積分値の時系列パターンにそれそれ生じる最大相関値の時間差から湯面レベルを測定する演算手段とを備えたことを特徴とする請求項 8又は 9記載の連続錶造の操業制御装置。