JPH021590B2 - - Google Patents

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JPH021590B2
JPH021590B2 JP3138983A JP3138983A JPH021590B2 JP H021590 B2 JPH021590 B2 JP H021590B2 JP 3138983 A JP3138983 A JP 3138983A JP 3138983 A JP3138983 A JP 3138983A JP H021590 B2 JPH021590 B2 JP H021590B2
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JP
Japan
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temperature
molten steel
ladle
pouring
master
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JP3138983A
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JPS59156559A (ja
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Takayuki Shimizu
Yoshinori Onoe
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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Publication date
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Granted legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/22Controlling or regulating processes or operations for cooling cast stock or mould
    • B22D11/225Controlling or regulating processes or operations for cooling cast stock or mould for secondary cooling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は連続鋳造に係り、特に、プロセスコン
ピユータを用いた2次冷却制御の基礎となる鋳込
温度の設定方法に関する。
連続鋳造2時冷却におけるダイナミツク制御
は、鋳片品質の高位安定化を目的とするもので、
所定のソフトウエアを内蔵したプロセスコンピユ
ータのオンライン制御により鋳片温度の凝固過程
を考慮した冷却を進めてゆくものである。このオ
ンライン冷却制御における初期温度は、鋳込温度
としてプロセスコンピユータに入力される。
ところで、鋳込温度は、本来的にはモールド内
メニスカス部の溶鋼温度であるべきところ、この
部分の温度計測は不可能であるので、従来ではタ
ンデイツシユ内の溶鋼温度の計測値を初期データ
としていた。しかも、溶鋼温度は鋳造中に温度低
下をおこすため1チヤージで複数回、逐時的に計
測するのが通常であり、煩雑であるとともに経済
コストの点で問題があつた。
そこで本発明は、プロセスコンピユータに設定
する鋳込温度をより正確に与えることができると
ともに、簡単かつ経済的に設稚できる、連続鋳造
における鋳込温度の設定方法を提供することを目
的とする。
本発明は第1図に説明的に示す5つの工程、
、、、、からなる。すなわち、第の
工程は、連続鋳造工程の前工程である溶鋼処理工
程搬出時に親鍋内の溶鋼温度を実測し、その実測
温度と注入開始までの経過時間より、親鍋注入開
始時の親鍋内溶鋼温度を求める。次の第工程
は、注入開始からの経過時間と第工程で求めた
注入開始時の親鍋内溶鋼温度の値より、親鍋注入
中の親鍋内溶鋼温度を逐次的に求める。第工程
は、タンデイツシユ(以下、「TD」と略記する)
への鋳込開始からの経過時間と、TDの種類と、
前記第工程で求めた注入中の親鍋内溶鋼温度よ
り、TD内の溶鋼温度を逐次的に求める。次の第
工程は修正工程で、1チヤージに1回だけTD
内の溶鋼温度を実測し、その実測値に基づいて第
工程で求めた注入中の新鍋内溶鋼温度と、第
工程で求めたTD内の溶鋼温度の値を修正する。
最終工程の第工程では、第工程で修正された
溶鋼温度値を含む第工程のTD内溶鋼温度の値
と、TDの使用開始時からの経過時間とからモー
ルド内メニスカス部の溶鋼温度(鋳込温度)を逐
次的に求める。こうして求めた鋳込温度データを
鋳片温度の初期値としてコンピユータに設定す
る。以降は、この初期値が2次冷却制御たとえば
スプレー冷却水制御ないしピンチロール表面温度
制御等の基礎となる。
実測以外の温度を求める手段は、好ましくは、
予め規定されプログラムの形式で記述される数式
に基づいて、内蔵する計時手段の時間経過に従い
各動作の検出手段に接続されたオンラインのコン
ピユータが演算して求める。このコンピユータは
2次冷却制御を実行するプロセスコンピユータと
することができる。したがつて、2次冷却制御以
前も自動化が可能となる。
以下、本発明を、添付図面を参照しながら述べ
る実施例に基づきより具体的に説明する。
第工程: 溶鋼処理工程搬出時における親鍋内溶鋼温度の
実測値をT1 *とし、このT1 *実測時から親鍋注入
開始までの経過時間をt1とすると、親鍋注入開始
時における親鍋内溶鋼温度の算出値T2は次式の
ように表わされる。
T2=f1(T1 *、t1) ……(1) そしてT2は、第2図のように変化するので、f1
はT1 *、t1についての多項式で表わすことができ
る。そこで、一例として次式のごとく規定する。
f1(T1 *、t1)=T1 *+at1 ……(1−1) ここで、aは単位時間(sec)あたりの親鍋内
溶鋼温度(℃)の温度変化量である。なお、以降
で定義される温度、時間はすべて℃およびsec
(秒)である。
第工程: 親鍋注入開始時からの経過時間t2とすると、親
鍋注入中の親鍋内溶鋼温度の算出器T3は、次式
のように表わされる。なお、T2は先の第工程
で算出される値である。
T3=f2(T1、t2) ……(2) そして、T3は第3図に示すように変化するの
で、f2はT2、t2についての多項式で表わすことが
できる。
そこで、一例として次式のごとく規定する。
f2(T2、t2)=T2+bt2 ……(2−1) ここで、bは単位時間あたりの親鍋内溶鋼温度
の温度変化量である。親鍋内の溶鋼量は減少して
ゆくことから、この係数bは前記係数aよりも絶
対値としては大きく選ばれる。
第工程: タンデイツシユTDの使用開始時からの経過時
間をt3とすると、TD内溶鋼温度の算出値T4は第
4図の下のグラフのように表わされ、次の微分方
程式で近似できる。
TcdT4/dt3+T4=KT3 ……(3) ここで、T3は先の第工程で算出される値で、
係数Tc、KはタンデイツシユTDの種類によつて
変わる値である。すなわち、TcはTD内のレンガ
に熱が蓄積するまでの時定数であり、一方Kは時
間t3が十分大きくなつて定常状態となつたときの
鍋内溶鋼温度k3とTD内溶鋼温度k4との比率k4
k3である。
TD内溶鋼温度T4の時間変化とパラメータの関
係を第5図に示す。係数Tcは、TDの使用開始時
すなわちt3=0における曲線T4の接続と親鍋内溶
鋼温度変化の直線T3との交差点までの時間であ
る。k3、k4はt3→∞とする外挿演算で簡単に算出
できる。
第工程: この工程はTD内の溶鋼温度を温度センサで直
接計測しその実測値を得て、前記工程で算出した
親鍋注入中の親鍋内溶鋼温度T3およびTD内溶鋼
温度T4を修正する工程である。これら算出値T3
T4の修正値をそれぞれT′3、T′4とあらわし、TD
内溶鋼温度の実測値をT4 *とすると、 T′3=f3(T3、T4、T4 *) T′4=T4 * ……(4) のように表わされる。ここで、第6図に示すよう
に、時間経過のある時点t0の温度偏差のみを問題
とするから、上記関数f3は先と同様にT3、T4
T4 *についての多項式で表現することができる。
そこで、一例として次式のごとく規定する。
f3(T3、T4、T4 *)=cT3+dT4+eT4 *
……(4−1) ここで、この第(4−1)式を変形し、係数を
適当に選んで次式を得る。
f3(T3、T4、T4 *)=T3−c′(T4 *−T4
……(4−2) こうすると、係数c′は意味をもち、TD内の溶
鋼温度偏差(T4 *−T4)を親鍋内の溶鍋温度算出
値にフイードバツクするための定数となる。この
係数c′の値は、前記工程で求めた係数K(=
k4/k3)の逆数を用いる。
第工程: TD内の溶鋼温度算出値T4(なお、修正値T′4
含めて代表させる)と、TD使用開始時からの経
過時間t3とにより、鋳込温度の算出値T5が次式の
とおり求められる。
T5=f4(T4、t3) ……(5) ここで、第7図に示すごとく、T5はT4の変化
に追随するのと考えられるから、多項式で表現し
たT4と同様、f4も多項式で表わすことができる。
一例として次式のごとく規定する。
f4(T4、t3)=gT4+ht3 ……(5−1) 第(5−1)式に関し、先にも述べたとおり、
本来的に鋳込温度を実測することができないこと
から係数gとhの値を決めることができない。し
かし一般論として、TDとモールド内メメニスカ
ス部間の熱流出は極めて少ないものと考えられる
ので、gを1に近い値、hを0に近い値に選ぶこ
とができる。
次に、先に掲げた演算式中の係数を、現実に稼
働している連続鋳造設備における実測データを基
礎とし、算出値の具体例を示す。
第(1−1)式のa;a=−0.005(℃/sec) 第(2−1)式b;b=−0.08(℃/sec) 第(3)式のTc、K;Tc=300(sec) K=0.99 第(4−1)式のc、d、e;c=1.00 d=−1.01 e=1.00 すなわち第(4−2)式のc′;c′=1.01 第(5−1)式のg、h;g=1.0 h=0.00(℃/sec) これは理想的な状態とした。
第8図のグラフに示すように、溶鋼処理工程搬
出時の親鍋内溶鋼温度の実測値T1 *が1600℃であ
り、T1 *実測時から親鍋注入開始までの経過時間
t1が1530secであつたので、親鍋注入開始時の親
鍋内溶鋼温度の算出値T2は、 T2=1600−0.005×1530=1592.3(℃)
……(1−2) と算出される。
注入開始時よりの経過時間t2をパラメータとす
る注入中溶鋼温度算出値T3は次の(2−2)式
のとおりであるから、 T3=1592.3−0.008t2 ……(2−2) 例えばt2=500、1000、1500、2000、2500、
3000で、T3は夫々、1588.3、1584.3、1580.3、
1576.3、1572.3、1568.3(℃)と算出される。
TD使用開始時からの経過時間t3を変数とする
微分方程式は、次式(3−1)のとおりで、 300dT4/dt3+T4=0.99(1592.3−0.008t2) ……(3−1) t3=t2とし、dT4/dt3は各時点t=t3における曲線 の傾きを求めることによつて、T4は次のごとく
算出できる。
t3=0(sec)において、 T4=1498.0(℃) t3=100 =1520.8 t3=200 =1535.6 t3=300 =1546.6 t3=500 =1559.4 t3=1000 =1567.9 t3=1500 =1566.2 t3=2000 =1562.2 t3=2500 =1558.8 t3=3000 =1554.9 t3=3500 =1550.9 なお、上記微分方程式の初期値(t3=0)は、
当該鋼種における液相温度としている。
TD内溶鋼温度実測値の修正演算は、修正前の
親鍋内溶鋼温度算出値T3が1581.0(℃)で、同じ
く修正前のTD内溶鋼温度算出値T4が1566.5(℃)
であり、一方実測によりT4 *=1570(℃)が得ら
れたので、修正後のT3すなわちT3′は T3′=1581.0−1.01(1566.5−1570) =1584.5(℃) ……(4−3) となる。そして、T′4=T4 *=1570(℃)となる。
以降は、第8図に示すように、このT′3、T′4を基
礎として以前の算出方法に沿つて各時点で鋳込温
度の初期値が与えられてゆく。
ちなみに、第9図に本実施例を用いて行つた4
回のチヤージの実際のデータを示す。グラフ中、
△印は各チヤージにおける鍋内溶鋼温度の算出
値、・印はTD内溶鋼温度の算出値、○印は1チ
ヤージで1回だけ行つたTD内溶鋼温度の実測値
である。
グラフから明らかなように、第1チヤージでは
+5℃、第2チヤージでは0、第3チヤージでは
−2℃、第4チヤージでは−1℃の誤差しか生じ
ていない。したがつて5℃以内の誤差範囲で鋳込
温度の設定が可能となつた。5℃以内であると、
以降の2次冷却制御において鋳片品質は充分高品
位に維持できるものである。
以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、鋳込温度そのものを演算によつて求めるよう
にしたので従来のようにタンイツシユ内溶鋼温度
で近似するよりも正確な初期値が設定できるよう
になつた。しかも、従来のごとく1チヤージで複
数回実測して鋳込温度の初期値を与えるのに比
べ、本発明では、修正のために1回だけ測温すれ
ばよいからその工程自体簡単であるとともに、コ
スト低減に貢献する。ちなみに、1回の測温では
約400円かかるが、測温コストに限つてみれば少
なくとも1チヤージで2〜3000円の削減となる。
また、鋳込温度の算出結果を操業運転室の
CRTに時々刻々と表示できるので、操業のガイ
ダンスとすることができるといつた利点もある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の概念フロー図、第2
図、第3図、第4図、第5図、第6図および第7
図は夫々本発明の実施例の各工程を説明するため
のグラフ、第8図は具体例の算出結果等を示すグ
ラフ、第9図は実際に4回のチヤージを行つたと
きの結果を時間順に示したグラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 連続鋳造工程の前工程である溶鋼処理工程搬
    出時に親鍋内の溶鋼温度を実測し、その実測温度
    と注入開始までの経過時間より、親鍋注入開始時
    の親鍋内溶鋼温度を求める第1工程と、 親鍋注入開始からの経過時間と前記第1工程で
    求めた親鍋注入開始時の親鍋内溶鋼温度より、親
    鍋注入中の親鍋内溶鋼温度を求める第2工程と、 タンデイツシユへの鋳込開始からの経過時間と
    このタンデイツシユの種類に基づく定数と前記第
    2工程で求めた注入中の親鍋内溶鋼温度より、タ
    ンデイツシユ内の溶融温度を求める第3工程と、 1チヤージに少なくとも1回、タンデイツシユ
    内の溶鋼温度を実測しその実測値に基づいて前記
    第2工程及び第3工程で求めた溶鋼温度を修正す
    る第4工程と、 前記第3工程で求めた溶鋼温度又は前記第4工
    程で修正された溶鋼温度の値とタンデイツシユの
    使用開始時からの経過時間とからモールド内メニ
    スカス部の溶鋼温度を求める第5工程とからな
    り、前記第5工程で得られる鋳込温度データを鋳
    片温度の初期値としてプロセスコンピユータに設
    定するようにしたことを特徴とする連続鋳造にお
    ける鋳込温度の設定方法。
JP3138983A 1983-02-25 1983-02-25 連続鋳造における鋳込温度の設定方法 Granted JPS59156559A (ja)

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JPS61249655A (ja) * 1985-04-26 1986-11-06 Kawasaki Steel Corp タンデイツシユ内溶鋼温度の制御方法およびその装置
JPH0673733B2 (ja) * 1988-11-17 1994-09-21 住友金属工業株式会社 鋳込初期のタンディッシュ内溶鋼温度の制御方法
JP5262980B2 (ja) * 2009-05-18 2013-08-14 新日鐵住金株式会社 タンディッシュ出側溶鋼温度変化予測システム及びタンディッシュ出側溶鋼温度推移予測方法

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