JPH03146247A - 連続鋳造におけるモールド内流入流量推定方法 - Google Patents
連続鋳造におけるモールド内流入流量推定方法Info
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- JPH03146247A JPH03146247A JP28397689A JP28397689A JPH03146247A JP H03146247 A JPH03146247 A JP H03146247A JP 28397689 A JP28397689 A JP 28397689A JP 28397689 A JP28397689 A JP 28397689A JP H03146247 A JPH03146247 A JP H03146247A
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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。
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Description
本発明は、連続鋳造におけるモールド内流入流量検出方
法に係り、特に、ストッパあるいはスライデングノズル
等の溶融金属のモールドへの流入流量を制御する手段と
ノズルを備えた連続鋳造機により、スラブ、ビレット等
の鋳片を連続的に製造する際に用いるのに好適な、連続
鋳造プロセスにおける生産性及びモールド内湯面レベル
制御性へ大きな影響を与えるモールド内流入流量変動を
常時検出することが可能なモールド内流入流量検出方法
に関するものである。
法に係り、特に、ストッパあるいはスライデングノズル
等の溶融金属のモールドへの流入流量を制御する手段と
ノズルを備えた連続鋳造機により、スラブ、ビレット等
の鋳片を連続的に製造する際に用いるのに好適な、連続
鋳造プロセスにおける生産性及びモールド内湯面レベル
制御性へ大きな影響を与えるモールド内流入流量変動を
常時検出することが可能なモールド内流入流量検出方法
に関するものである。
溶融金属からスラブ、ビレット等の鋳片を連続的に製造
する連続鋳造機（以下、連鋳機と称する）は、例えば第
５図に示す如く構成されており、シードル１２内の溶鋼
１０は、タンデイツシュ１４及びノズル１６を通って、
モールド１８に注入さ、れる０例えば水冷されているモ
ールド１８内で表面層が凝固した溶鋼は、ピンチロール
２０で引抜かれ、更に冷却されて凝固した後に、カッタ
２２で所定の長さに切断され、鋳片２４となって後方の
圧延工程に送られる。 この連鋳機において、モールド１８内の溶鋼１０の湯面
レベルの変動は、耐火物、溶融スラグ等の介在物の巻込
みを生じ、凝固鋳片２４でのピンホール発生や皮下介在
物生成をもたらすため、−般に連続鋳造においては、湯
面レベル検出器２６からの信号を受け、ストッパ２８や
スライディングノズル等の流量制御手段を操作端とした
湯面レベル一定制御が行われている。 この湯面レベル一定制揮における主な湯面レベル変動要
因としては、ノズル詰まり、ノズル溶損あるいは鋳込み
速度変更があり、いずれもモールドにおける流入流量と
流出流量の流量バランスを乱すものである。従って、モ
ールド内流量バランスの乱れを早期に検知できれば、上
記流量バランスの乱れを速く修正することが可能となり
、大きな湯面レベル変動を未然に防止することができる
。 従来技術においては、例えば特公昭６０−１４４では、
モールド内に注入するノズルの外周面に巻装され、交番
電流で駆動される励磁コイル、及び、この励磁コイルを
挾んで上記励磁コイルに対して対称に前記ノズルにそれ
ぞれ巻装された検知コイルを用いて、上記検知コイルに
誘起される各誘起電圧の差に基づいて前記ノズル内の鋳
湯の流速を検出し、該流速を用いたノズルからの流出量
制御を具備することにより、モールドにおける流量バラ
ンスを補償している。
する連続鋳造機（以下、連鋳機と称する）は、例えば第
５図に示す如く構成されており、シードル１２内の溶鋼
１０は、タンデイツシュ１４及びノズル１６を通って、
モールド１８に注入さ、れる０例えば水冷されているモ
ールド１８内で表面層が凝固した溶鋼は、ピンチロール
２０で引抜かれ、更に冷却されて凝固した後に、カッタ
２２で所定の長さに切断され、鋳片２４となって後方の
圧延工程に送られる。 この連鋳機において、モールド１８内の溶鋼１０の湯面
レベルの変動は、耐火物、溶融スラグ等の介在物の巻込
みを生じ、凝固鋳片２４でのピンホール発生や皮下介在
物生成をもたらすため、−般に連続鋳造においては、湯
面レベル検出器２６からの信号を受け、ストッパ２８や
スライディングノズル等の流量制御手段を操作端とした
湯面レベル一定制御が行われている。 この湯面レベル一定制揮における主な湯面レベル変動要
因としては、ノズル詰まり、ノズル溶損あるいは鋳込み
速度変更があり、いずれもモールドにおける流入流量と
流出流量の流量バランスを乱すものである。従って、モ
ールド内流量バランスの乱れを早期に検知できれば、上
記流量バランスの乱れを速く修正することが可能となり
、大きな湯面レベル変動を未然に防止することができる
。 従来技術においては、例えば特公昭６０−１４４では、
モールド内に注入するノズルの外周面に巻装され、交番
電流で駆動される励磁コイル、及び、この励磁コイルを
挾んで上記励磁コイルに対して対称に前記ノズルにそれ
ぞれ巻装された検知コイルを用いて、上記検知コイルに
誘起される各誘起電圧の差に基づいて前記ノズル内の鋳
湯の流速を検出し、該流速を用いたノズルからの流出量
制御を具備することにより、モールドにおける流量バラ
ンスを補償している。
しかしながら、上記方法では、流速測定であるにもかか
わらず、高温の測定環境に加えてモールドからの振動に
よる影響を受けるため、高い測定精度を得ることが難し
く、又、連鋳機下方において、鋳片２４がピンチロール
２０間でＷ張・収縮を周期的に繰返すバルジングと呼ば
れるモールド内で発生する外乱に対しては対処できない
等の問題点を有していた。 本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされなも
ので、操業に大きな影響を与えるモールド内流入流量を
常時検出することが可能な、連続鋳造におけるモールド
内流入流量検出方法を提供することを課題とする。
わらず、高温の測定環境に加えてモールドからの振動に
よる影響を受けるため、高い測定精度を得ることが難し
く、又、連鋳機下方において、鋳片２４がピンチロール
２０間でＷ張・収縮を周期的に繰返すバルジングと呼ば
れるモールド内で発生する外乱に対しては対処できない
等の問題点を有していた。 本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされなも
ので、操業に大きな影響を与えるモールド内流入流量を
常時検出することが可能な、連続鋳造におけるモールド
内流入流量検出方法を提供することを課題とする。
本発明は、溶融金属のモールドへの流入流量を制御する
手段とノズルを備えた連続鋳造機による鋳片の連続鋳造
に際して、モールドへの線流入流量を、前記流量制御手
段からモールドへ流入する基準流量と、ノズル詰まり、
ノズル溶損、鋳込み速度変化等の影響による外乱流量の
加算量とし、該加算後の線流入流量が積分されてモール
ドの湯面レベルとなるモデルを作成し、該モデルから予
想される湯面レベルと実際の湯面レベルが一致するよう
に、両者の誤差を、該モデルにおける湯面レベル、基準
流量及び外乱流量の各項へ逐次フィードバックする演算
を行い、該演算過程において推定される基準流量及び外
乱流量からモールド内流入流量を検出するようにして、
前記課題を達成したものである。
手段とノズルを備えた連続鋳造機による鋳片の連続鋳造
に際して、モールドへの線流入流量を、前記流量制御手
段からモールドへ流入する基準流量と、ノズル詰まり、
ノズル溶損、鋳込み速度変化等の影響による外乱流量の
加算量とし、該加算後の線流入流量が積分されてモール
ドの湯面レベルとなるモデルを作成し、該モデルから予
想される湯面レベルと実際の湯面レベルが一致するよう
に、両者の誤差を、該モデルにおける湯面レベル、基準
流量及び外乱流量の各項へ逐次フィードバックする演算
を行い、該演算過程において推定される基準流量及び外
乱流量からモールド内流入流量を検出するようにして、
前記課題を達成したものである。
ノズル詰まり、ノズル溶損等によるノズル開口面積の変
化の影響をノズル流量特性変化に含めて求める比較例に
おける湯面レベルモデルを第６図に示す、このモデルに
おいて、流量制御手段に入力された指令値により実現し
たストッパ位置あるいはスライディングノズル開度から
、ノズル詰まり、ノズル溶損等によるノズル開口面積の
変化の影響を含むノズル流量特性によって、ノズルから
モールドに流入する流量が決定する。そして、前記流入
流量が積分されて、モールド内湯面レベルＬどなる。 図において、３０は、流量制御手段の動作特性を示すブ
ロック、３２は、ノズル流量特性を示すブロック、３４
は、流量差−湯面レベル特性を示すブロック、Ｓは、ラ
プラス演算子である。 しかしながら、この第６図のモデルは、本発明により、
第１図のように構成することができる。 即ち、ノズル流量特性は、ノズル詰まり、ノズルの溶損
等の影響を受けず、流量制御手段の出力により一意的に
決定し、ノズル詰まり等の影響を受けて変化したノズル
流量特性変化分及び鋳込み速度変化分の流量が、外乱流
量として外部から流入していると考えることができる。 従って、流量制御手段へ入力される指令値、あるいは、
この指令値により実現した流量制御手段の実績値（スト
ッパ位置、スライディングノズル開度）によって求めら
れる基準流量と、ノズル詰まり、ノズル溶損、鋳込み速
度変化等の影響による外乱流量を加算し、加算後の線流
入流量が積分されてモールドの湯面レベルＬとなるモデ
ルを作成し、該モデルから予想される湯面レベルと実際
の湯面レベルが一致するように、両者の誤差を、該モデ
ルにおける湯面レベル、基準流量及び外乱流量の各項へ
逐次フィードバックする演算を行えば、該演算過程にお
いて基準流量及び外乱流量が推定され、又、線流入流量
も推定できる。 このようにして、モールドへ流入する流量の状況を正確
に検出することができるので・、検出され、た外乱流量
を用いて外乱を打ち消す補償を行ったり、線流入流量を
一定にする補償を行うことにより、モールド内湯面レベ
ル制御における制御性を向上できると共に、湯面レベル
変動に伴って発生する品質欠陥を防止することができる
。又、現有のセンサを用いての検出であるなめ、設備導
入コストが削減でき、メンテナンスも容易である。
化の影響をノズル流量特性変化に含めて求める比較例に
おける湯面レベルモデルを第６図に示す、このモデルに
おいて、流量制御手段に入力された指令値により実現し
たストッパ位置あるいはスライディングノズル開度から
、ノズル詰まり、ノズル溶損等によるノズル開口面積の
変化の影響を含むノズル流量特性によって、ノズルから
モールドに流入する流量が決定する。そして、前記流入
流量が積分されて、モールド内湯面レベルＬどなる。 図において、３０は、流量制御手段の動作特性を示すブ
ロック、３２は、ノズル流量特性を示すブロック、３４
は、流量差−湯面レベル特性を示すブロック、Ｓは、ラ
プラス演算子である。 しかしながら、この第６図のモデルは、本発明により、
第１図のように構成することができる。 即ち、ノズル流量特性は、ノズル詰まり、ノズルの溶損
等の影響を受けず、流量制御手段の出力により一意的に
決定し、ノズル詰まり等の影響を受けて変化したノズル
流量特性変化分及び鋳込み速度変化分の流量が、外乱流
量として外部から流入していると考えることができる。 従って、流量制御手段へ入力される指令値、あるいは、
この指令値により実現した流量制御手段の実績値（スト
ッパ位置、スライディングノズル開度）によって求めら
れる基準流量と、ノズル詰まり、ノズル溶損、鋳込み速
度変化等の影響による外乱流量を加算し、加算後の線流
入流量が積分されてモールドの湯面レベルＬとなるモデ
ルを作成し、該モデルから予想される湯面レベルと実際
の湯面レベルが一致するように、両者の誤差を、該モデ
ルにおける湯面レベル、基準流量及び外乱流量の各項へ
逐次フィードバックする演算を行えば、該演算過程にお
いて基準流量及び外乱流量が推定され、又、線流入流量
も推定できる。 このようにして、モールドへ流入する流量の状況を正確
に検出することができるので・、検出され、た外乱流量
を用いて外乱を打ち消す補償を行ったり、線流入流量を
一定にする補償を行うことにより、モールド内湯面レベ
ル制御における制御性を向上できると共に、湯面レベル
変動に伴って発生する品質欠陥を防止することができる
。又、現有のセンサを用いての検出であるなめ、設備導
入コストが削減でき、メンテナンスも容易である。
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明す
る。 本実施例で用いられているモールド湯面レベルモデルは
、第２図に示す如く構成されており、ストッパ又はスラ
イディングノズルからなる流量制御手段への指令値（ス
トッパ位置指令値又はノズル開度指令値）Ｕが、例えば
−次遅れ時定数Ｔの伝達特性によって実績値（ストッパ
位置又はノズル開度）Ｘとなる。該実績値×とノズル流
量特性ＣＣの積により、流量制御手段からの基準（流入
）流量ｑが実現される。基準流量ｑとノズル詰まり、ノ
ズル溶損、鋳込み速度変化等の影響による外乱（流入）
流量Ｑｗが加算されて、モールド内に流入する線流入流
ｆｆ１Ｑ＋となる。そして、線流入流ｆｆ１Ｑｉが積分
されて、モード内湯面レベルＬどなる。 第２図のモデルを状態方程式で表現すると、次式に示す
如くとなる。 ここで、〜印はモールド内湯面レベルモデルによる予測
値、ｇｉは状態観測器の収束ゲインである。 又、湯面レベルＬ及び流量制御手段の実績値Ｘを用いて
、（１）式から同様に状態観測器を構成すると次式に示
す如くとなる。 ・・・・・・・・・ （１） 更に、湯面レベルＬ及び流量制御手段への指令値Ｕを用
いて、（１）式から本発明を実施するための状態観測器
を構成すると、次式に示す如くとなる。 ・・・・・・・・・ （２） ・・・・・・・・・ （３） 従って、（２）又は（３）式を逐次積分するこ定値りを
ほぼ一致させることができ、同時に各時点においてモー
ルド内へ流入する基準流量、及び、ノズル詰まり、ノズ
ル溶損、鋳込み速度変化等の影響による外乱流ＪＬＱｗ
ら求めることができる。 よって、本発明に係る流入流量予測装置３８は、（２）
又は（３）式を逐次積分するこ七によって、モールド内
湯面レベルの予測値りと測定値りをはぼ一致させ、外乱
流ｆｆｉＱｗを求める。 本実施例により、ストッパ位置指令値及び湯面レベルを
基に外乱流量を求めた結果の一例を第３図に示す、第３
図は、鋳込み速度が一定であり、モールド湯面レベル一
定制御を行っているときに、徐々にノズル詰まりが発生
し、且つ、ノズル詰まりが取れた場合の外乱流量の検出
状況を示している。なお、湯面レベルの目標値は、初め
のノズル詰まり剥離のときに変更している。徐々にノズ
ル詰まりが発生しているために、ストッパ位置指令値Ｕ
が上昇しており、それに応じて外乱流量も低下している
。又、ノズル詰まり剥離時において、モールド内湯面レ
ベルしは上昇しているが、外乱流量推定値も急激に増加
しており、ノズル詰まり剥離に伴い流入流量が増加する
現象を精度良く推定できていることがわかる。 第４図は、湯面レベルの変化状況と、湯面レベルの微分
から線流入流量を求める従来方法、及び、本発明による
方法の予測結果の関係を比較して示したものである０本
発明法によれば、ノイズによる影響が小さく、良好な予
測精度が得られることがわかる。 なお、前記実施例においては、流量制御手段としてスト
ッパが用いられており、該ストッパの制御装置に入力さ
れる指令値により基準流量を求めていたが、本発明の適
用範囲はこれに限定されず、流量制御手段としてスライ
ディングノズルを用いたものにも同様に適用できる。又
、基準流量を求めるデータも、流量制御手段へ入力され
る指令値に限定されず、流量制御手段の実績値によって
基準流量を求めてもよい。
る。 本実施例で用いられているモールド湯面レベルモデルは
、第２図に示す如く構成されており、ストッパ又はスラ
イディングノズルからなる流量制御手段への指令値（ス
トッパ位置指令値又はノズル開度指令値）Ｕが、例えば
−次遅れ時定数Ｔの伝達特性によって実績値（ストッパ
位置又はノズル開度）Ｘとなる。該実績値×とノズル流
量特性ＣＣの積により、流量制御手段からの基準（流入
）流量ｑが実現される。基準流量ｑとノズル詰まり、ノ
ズル溶損、鋳込み速度変化等の影響による外乱（流入）
流量Ｑｗが加算されて、モールド内に流入する線流入流
ｆｆ１Ｑ＋となる。そして、線流入流ｆｆ１Ｑｉが積分
されて、モード内湯面レベルＬどなる。 第２図のモデルを状態方程式で表現すると、次式に示す
如くとなる。 ここで、〜印はモールド内湯面レベルモデルによる予測
値、ｇｉは状態観測器の収束ゲインである。 又、湯面レベルＬ及び流量制御手段の実績値Ｘを用いて
、（１）式から同様に状態観測器を構成すると次式に示
す如くとなる。 ・・・・・・・・・ （１） 更に、湯面レベルＬ及び流量制御手段への指令値Ｕを用
いて、（１）式から本発明を実施するための状態観測器
を構成すると、次式に示す如くとなる。 ・・・・・・・・・ （２） ・・・・・・・・・ （３） 従って、（２）又は（３）式を逐次積分するこ定値りを
ほぼ一致させることができ、同時に各時点においてモー
ルド内へ流入する基準流量、及び、ノズル詰まり、ノズ
ル溶損、鋳込み速度変化等の影響による外乱流ＪＬＱｗ
ら求めることができる。 よって、本発明に係る流入流量予測装置３８は、（２）
又は（３）式を逐次積分するこ七によって、モールド内
湯面レベルの予測値りと測定値りをはぼ一致させ、外乱
流ｆｆｉＱｗを求める。 本実施例により、ストッパ位置指令値及び湯面レベルを
基に外乱流量を求めた結果の一例を第３図に示す、第３
図は、鋳込み速度が一定であり、モールド湯面レベル一
定制御を行っているときに、徐々にノズル詰まりが発生
し、且つ、ノズル詰まりが取れた場合の外乱流量の検出
状況を示している。なお、湯面レベルの目標値は、初め
のノズル詰まり剥離のときに変更している。徐々にノズ
ル詰まりが発生しているために、ストッパ位置指令値Ｕ
が上昇しており、それに応じて外乱流量も低下している
。又、ノズル詰まり剥離時において、モールド内湯面レ
ベルしは上昇しているが、外乱流量推定値も急激に増加
しており、ノズル詰まり剥離に伴い流入流量が増加する
現象を精度良く推定できていることがわかる。 第４図は、湯面レベルの変化状況と、湯面レベルの微分
から線流入流量を求める従来方法、及び、本発明による
方法の予測結果の関係を比較して示したものである０本
発明法によれば、ノイズによる影響が小さく、良好な予
測精度が得られることがわかる。 なお、前記実施例においては、流量制御手段としてスト
ッパが用いられており、該ストッパの制御装置に入力さ
れる指令値により基準流量を求めていたが、本発明の適
用範囲はこれに限定されず、流量制御手段としてスライ
ディングノズルを用いたものにも同様に適用できる。又
、基準流量を求めるデータも、流量制御手段へ入力され
る指令値に限定されず、流量制御手段の実績値によって
基準流量を求めてもよい。
第１図は、本発明における湯面レベルモデルの構成を示
す概念図、 第２図は、本発明の実施例で用いられている湯面レベル
モデルの具体的構成を示す概略図、第３図は、前記実施
例による制御結果の一例を示す線図、 第４図は、従来法と本発明法の予測結果を比較して示す
線図、 第５図は、本発明が適用される連続鋳造機の一例の構成
を示す全体図、 第６図は、比較例における湯面レベルモデルの構成を示
す概念図である。 第３図 １０・・・溶鋼、 １６・・・ノズル、 １８・・・モールド、 ２８・・・ストッパ、 ｑ・・・基準（流入）流量、 Ｑｗ・・・外乱（流入）流量、 Ｑｉ・・・線流入流量、 Ｌ・・・湯面レベル、 ３８・・・流入流量予測装置。
す概念図、 第２図は、本発明の実施例で用いられている湯面レベル
モデルの具体的構成を示す概略図、第３図は、前記実施
例による制御結果の一例を示す線図、 第４図は、従来法と本発明法の予測結果を比較して示す
線図、 第５図は、本発明が適用される連続鋳造機の一例の構成
を示す全体図、 第６図は、比較例における湯面レベルモデルの構成を示
す概念図である。 第３図 １０・・・溶鋼、 １６・・・ノズル、 １８・・・モールド、 ２８・・・ストッパ、 ｑ・・・基準（流入）流量、 Ｑｗ・・・外乱（流入）流量、 Ｑｉ・・・線流入流量、 Ｌ・・・湯面レベル、 ３８・・・流入流量予測装置。
Claims (1)
- （１）溶融金属のモールドへの流入流量を制御する手段
とノズルを備えた連続鋳造機による鋳片の連続鋳造に際
して、 モールドへの総流入流量を、前記流量制御手段からモー
ルドへ流入する基準流量と、ノズル詰まり、ノズル溶損
、鋳込み速度変化等の影響による外乱流量の加算量とし
、該加算後の総流入流量が積分されてモールドの湯面レ
ベルとなるモデルを作成し、 該モデルから予想される湯面レベルと実際の湯面レベル
が一致するように、両者の誤差を、該モデルにおける湯
面レベル、基準流量及び外乱流量の各項へ逐次フィード
バックする演算を行い、該演算過程において推定される
基準流量及び外乱流量からモールド内流入流量を検出す
ることを特徴とする連続鋳造におけるモールド内流入流
量検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1283976A JP2665260B2 (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | 連続鋳造におけるモールド内流入流量推定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1283976A JP2665260B2 (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | 連続鋳造におけるモールド内流入流量推定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03146247A true JPH03146247A (ja) | 1991-06-21 |
| JP2665260B2 JP2665260B2 (ja) | 1997-10-22 |
Family
ID=17672673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1283976A Expired - Lifetime JP2665260B2 (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | 連続鋳造におけるモールド内流入流量推定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2665260B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61165261A (ja) * | 1985-01-17 | 1986-07-25 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 連続鋳造装置における湯面の位置制御方法および装置 |
| JPH02165855A (ja) * | 1988-12-15 | 1990-06-26 | Toshiba Corp | 連続鋳造におけるノズルつまり検知方法 |
-
1989
- 1989-10-31 JP JP1283976A patent/JP2665260B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61165261A (ja) * | 1985-01-17 | 1986-07-25 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 連続鋳造装置における湯面の位置制御方法および装置 |
| JPH02165855A (ja) * | 1988-12-15 | 1990-06-26 | Toshiba Corp | 連続鋳造におけるノズルつまり検知方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2665260B2 (ja) | 1997-10-22 |
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