JPH02303664A - 連続鋳造プロセスの湯面レベル制御装置 - Google Patents

連続鋳造プロセスの湯面レベル制御装置

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JPH02303664A
JPH02303664A JP12290389A JP12290389A JPH02303664A JP H02303664 A JPH02303664 A JP H02303664A JP 12290389 A JP12290389 A JP 12290389A JP 12290389 A JP12290389 A JP 12290389A JP H02303664 A JPH02303664 A JP H02303664A
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molten metal
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Tetsuaki Kurokawa
哲明 黒川
Masanao Murayama
村山 正直
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、連続鋳造プロセスにおける湯面レベルを適切
に制御するための湯面レベル制御装置に関する。
〔従来の技術〕
鉄鋼、アルミ合金等の連続鋳造においては、溶融金属よ
りなる湯を上下が開放されたモールドの上方から注入し
、モールド側面から冷却してその表面から一部を固化せ
しめ、下方からロールではさんで引き出しながら冷却す
ることによって連続的に鋳造が行われる。
この連続鋳造プロセスにおいて、モールド内の湯面レベ
ルの制御状態が鋳片の品質を左右する重要な要因である
ことは良く知られており、特に湯面の変動量と変動速度
とを低く抑えることが肝要である(例えば特公昭63−
16218号公報参照)。
制御の方式は一般にPID演算による定値制御によって
おり、特に比例動作(Pンおよび積分動作(I)を主体
とした制御が行なわれている。   ′〔発明が解決し
ようとする課題〕 製品の品質および歩留りへの要求は年々厳しくなってき
ており、最近では安定時において発生する細かい持続振
動が問題とされる様になってきた。
また、しばしば湯面の急上昇が発生するが、この原因は
ノズル部分に付着したアルミナが剥離して開口面積が拡
がるために流入量が急上昇することによって起こる現象
とされている。従来の制御装置は湯面レベルを目標とす
るレベルに偏差無く一致させることに主眼を置いて設計
されており、前述した様にP動作およびI動作を主体と
した制御となっているので、外乱が入るたびに湯面の急
上昇、下降が起こり、湯面変動速度の観点からは好まし
い制御とは言えない。
したがって本発明の目的は、安定時の持続振動がなく、
かつアルミナ剥離等を原因とする外乱に対して、湯面の
変動量および変動速度が最小である湯面レベル制御装置
を提案することにある。
〔課題を解決するための手段〕
第1図は本発明に係る湯面レベル制御装置の原理構成を
表わす図である0図において、本発明の連続鋳造プロセ
スの湯面レベル制御装置は、連続鋳造用モールド50内
の湯面レベルを検知する湯面レベル検知手段10と、該
湯面レベルと目標レベル16との偏差にPID定数に基
いてPID演算を行なって演算結果を操作量として出力
するPID演算手段12と、該操作量に応じて該モール
ド50内へ注入される湯の量を増減する注入量増減手段
14とを具備する連続鋳造プロセスの湯面レベル制御装
置において、該モールド50、該湯面レベル検知手段1
0、該PID演算手段12、および該注入量増減手段1
4を含んで構成される制御ループ内の線形要素の特性値
と任意に定められたPID定数とから該線形要素の特性
を表現する関数りを算出する関数り算出手段20と、該
制御ループ内の非線形要素の特性を記述関数で表現する
関数Nを算出する関数N算出手段22と、該関数りと該
関数Nとから条件NL+1=Oを常に満足しないPID
定数の領域を見い出す領域決定手段24と、該PID定
数の領域内各値の組において、所定の外乱を与えたとき
の湯面変化のシミュレーション演算を行ない、湯面変動
速度および湯面変動幅の最も小さいPID定数の組を見
い出す定数決定手段26とを具備することを特徴とする
ものである。
〔作 用〕
後に詳述する様に、本発明者等は、安定時の持続振動は
制御ループ内の非線形要素が原因であると推定し、記述
関数の手法を用いてこの現象を説明できることを見い出
した。
この手法によれば、非線形要素の特性は記述関数Nで近
似され、一方、他の線形要素の特性を関数りとすれば持
続振動の条件は NL+1=O(1) で与えられる。つまり、(1)式を満足する振動数と振
幅が持続振動の振動数と振幅となる。逆に言えば領域決
定手段24の定めるPID定数の組の領域は持続振動を
起こさないPID定数の組の領域となる。定数決定手段
26は、さらにその中から外乱に対する湯面変動速度お
よび湯面変動幅が最小となるPID定数の組を見い出す
ので、持続振動を起こさず、かつ外乱に対する湯面変動
速度と湯面変動幅が最小となるPID定数が見い出され
る。
〔実施例〕
第2図は本発明が適用される装置の概略を表わす図であ
る。
モールド500上方にはTDカー504に支持されてタ
ンディツシュ502が設けられている。タンディツシュ
502内の溶鋼はその底部に設けられた浸漬ノズル50
8を経てモールド500へ供給される。
浸漬ノズル508上方の開口部506はストッパー14
0で塞がれる様になっており、ストッパー140を上下
することによってモールド500への流入量が増減され
る。ストッパー140は接続部146を介してステッピ
ングシリンダ142のピストン144に接続されており
、コントローラ120がらの制御信号に基いてピストン
144が上下することによりストッパー140が上下し
、流入量が調節される。モールド500内の湯面の上方
には電磁誘導を利用して湯面を検知する湯面センサ10
0が設けられており、検知された湯面レベルの信号はコ
ントローラ120へ入力される。コントローラ120は
周知のPIDコントローラである。計算機200は周知
のプロセス制御用コンピュータであり、最適なPID値
を計算してオンラインでコントローラ120へその値を
供給するかまたは計算された結果がオフラインでコント
ローラ120へ与えられる。
第3図は第2図の制御系をブロック線図で表わしたもの
である。ブロック1200 、1202 、1204内
にはそれぞれコントローラ120の積分動作、比例動作
、微分動作の伝達関数が示されている。ブロック140
0内にはステッピングシリンダ142における時定数T
sの一次遅れの伝達関数が示されており、ブロック14
02は接続部146におけるヒステリシス性のガタを表
わしている。ブロック5000内のKはストッパー14
0の位置に対する流入量を表わす曲線の微係数すなわち
流量係数であり、ブロック5002内はモールド500
の有効断面積をAとしたときのモールド500の伝達関
数である。ブロック1000内にはレベル計1000の
伝達関数が示されている。
したがって、モールド500、湯面センサ100、コン
トローラ120、ステッピングシリンダ142、ストッ
パー140を含んで構成される制御ループ内の線形要素
の一巡伝達関数L(s)は L(s)= で与えられる。したがってこの式にs=j 11を代入
して得られる智の関数L(11)が線形要素の周波数特
性を表わす複素関数となる。
記述関数法によ、れば、ブロック1402で表わされる
ヒステリシスを有する摩擦負荷の場合の記述間となる(
「自動制御」(丸善)伊藤正美著p205〜209参照
)、ただし、Xは入力信号の振幅であり、2βはガタの
幅である。
記述関数法におけるナイキスト線図の手法に従って、第
2図に表わした装置についてこのL(Im)と−1/N
 (X)を複素平面上に表わすと第4図の様になる。こ
の2つの曲線の交点における智とXの値がそれぞれ持続
振動の周波数と振幅に相当する0次表はこの様な解析で
得られた値と実際に観測された持続振動の周期と振幅を
表わしている。
理論値と実測値はよく一致しており、持続振動の原因が
接続部146のガタであることが裏付けられる。
次に第2図の装置における制御の具体例について説明す
る。第4図に表わされた曲線のうちはPID定数によっ
てその位置および形状が変化いしく−)を与えるPrD
定数の組は持続振動を起こさないPID定数の組である
ということになる。
このためにはL(II)の軌跡が例えば第4図中破線数
の組を選べば良い。
第5図は、所定のきざみでとったPID定数に、、T、
、TOの組をL(II)に代入シテー□N(X) の右側にあるか否かの判断を行なうことによって得られ
た、持続振動を起こさない本適用ゲースにおけるPID
定数範囲を3次元の直交座標上に表わした図である1図
において、曲面pQR、PR5。
PSQ 、 QRSで囲まれた領域が持続振動を起こさ
ない範囲である。
次に、この中で外乱に対する応答において湯面変動速度
と変動幅の最も小さいPID定数の組を見い出す、流入
経路中のアルミナ剥離による外乱は第3図※にステップ
状の外乱が加わったこととして表現することができる。
成るPID定数の組において第3図※位置にステップ状
外乱が加わった時の湯面レベルの応答を計算機シミュレ
ーションした結果を第6図に表わす、この結果に対して
次の評価関数Eを適用する。
(4)式中、ΔTはDDCのサンプリング周期であり、
ΔLはその間の湯面レベルであり、内側のΣはピークか
らピークまでの(図中T、またはT2等の期間における
)総計を表わし、nはその間のサンプル数である。した
がって(4)式中の均自乗速度である。(4)式ではさ
らにこれにピーク間距離A(第6図中ではA + 、 
A 2・・・)との積をとり、所定の回数例えば10回
の総和をとって評価関数Eとしている。第5図に表わさ
れた領域内の各値の組について所定の外乱に対する応答
を計算機シミュレーションの手法によって計算し、その
結果から(4)式の評価関数を計算し、その値が最小と
なるものを最適PID定数とする。
以上の演算はオフラインで行ない、その結果を手動操作
でコントローラ200へ入力してもオンラインで入力し
ても良い、その場合注入量増減手段の開度変化量に対す
る湯面変動速度の変化を測定することなどの手段で流量
係数I(の値を間接測定し、オンラインで入力してやれ
ばさらに演算精度が向上する1以上の演算には膨大な演
算蒔間を要するが、PID関数の変更は頻繁に行なう必
要がないので実用上の問題はない。
〔発明の効果〕
以上述べてきたように本発明によれば、非線形要素を原
因とする持続振動の問題が解決され、かつアルミナ剥離
等を原因とする外乱に対して湯面変動速度および変動幅
を最小限にとどめることが可能となり、製品の品質およ
び歩留りが向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理構成を表わす図、第2図は本発明
の一実施例を表わす図、第3図は第2図の制御系のブロ
ック線図、第4図は記述関数法による解析を表わす図、
第5図は持続振動を起こさないPID定数の領域を表わ
す図、 第6図は評価関数Eを説明するための図。 図において、 100・・・湯面センサ、  140・・・ストッパー
、142・・・ステッピングシリンダ、 146・・・接続部、    500・・・モールド、
502・・・タンディツシュ、508・・・浸漬ノズル

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、連続鋳造用モールド(50)内の湯面レベルを検知
    する湯面レベル検知手段(10)と、該湯面レベルと目
    標レベル(16)との偏差にPID定数に基いてPID
    演算を行なって演算結果を操作量として出力するPID
    演算手段(12)と、該操作量に応じて該モールド(5
    0)内へ注入される湯の量を増減する注入量増減手段(
    14)とを具備する連続鋳造プロセスの湯面レベル制御
    装置において、 該モールド(50)、該湯面レベル検知手段(10)、
    該PID演算手段(12)、および該注入量増減手段(
    14)を含んで構成される制御ループ内の線形要素の特
    性値と任意に定められたPID定数とから該線形要素の
    特性を表現する関数Lを算出する関数L算出手段(20
    )と、 該制御ループ内の非線形要素の特性を記述関数で表現す
    る関数Nを算出する関数N算出手段(22)と、 該関数Lと該関数Nとから条件NL+1=0を常に満足
    しないPID定数の領域を見い出す領域決定手段(24
    )と、 該PID定数の領域内各値の組において、所定の外乱を
    与えたときの湯面変化のシミュレーション演算を行ない
    、湯面変動速度および湯面変動幅の最も小さいPID定
    数の組を見い出す定数決定手段(26)とを具備するこ
    とを特徴とする連続鋳造プロセスの湯面レベル制御装置
JP12290389A 1989-05-18 1989-05-18 連続鋳造プロセスの湯面レベル制御装置 Granted JPH02303664A (ja)

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JPH0587351B2 JPH0587351B2 (ja) 1993-12-16

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993004803A1 (en) * 1991-09-12 1993-03-18 Kawasaki Steel Corporation Method of and device for controlling level of molten metal in continuous casting
JPH05177321A (ja) * 1992-01-06 1993-07-20 Nippon Steel Corp モールドレベル制御装置
JPH05189009A (ja) * 1992-01-09 1993-07-30 Nippon Steel Corp 制御装置
US5311924A (en) * 1991-09-12 1994-05-17 Kawasaki Steel Corporation Molten metal level control method and device for continuous casting
JP2016203180A (ja) * 2015-04-15 2016-12-08 新日鐵住金株式会社 制御器パラメータ導出方法、制御器パラメータ導出装置、およびプログラム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7770310B2 (ja) * 2019-09-16 2025-11-14 ノードソン コーポレーション 高温溶融液体ディスペンシングシステムの閉ループコントローラを調整するためのシステム及び方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993004803A1 (en) * 1991-09-12 1993-03-18 Kawasaki Steel Corporation Method of and device for controlling level of molten metal in continuous casting
US5311924A (en) * 1991-09-12 1994-05-17 Kawasaki Steel Corporation Molten metal level control method and device for continuous casting
JPH05177321A (ja) * 1992-01-06 1993-07-20 Nippon Steel Corp モールドレベル制御装置
JPH05189009A (ja) * 1992-01-09 1993-07-30 Nippon Steel Corp 制御装置
JP2016203180A (ja) * 2015-04-15 2016-12-08 新日鐵住金株式会社 制御器パラメータ導出方法、制御器パラメータ導出装置、およびプログラム

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