JPH0367464B2 - - Google Patents
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- JPH0367464B2 JPH0367464B2 JP18252784A JP18252784A JPH0367464B2 JP H0367464 B2 JPH0367464 B2 JP H0367464B2 JP 18252784 A JP18252784 A JP 18252784A JP 18252784 A JP18252784 A JP 18252784A JP H0367464 B2 JPH0367464 B2 JP H0367464B2
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- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
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-
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、高速回転する一本の冷却ロール上に
溶融金属を射出し、急冷凝固させて薄帯を得るの
に使用する、急冷薄帯製造用注湯ノズル位置制御
方法および装置に関するものである。Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention relates to a quenched ribbon, which is used to obtain a ribbon by injecting molten metal onto a single cooling roll rotating at high speed and rapidly solidifying it. The present invention relates to a manufacturing pouring nozzle position control method and device.
（従来の技術）
従来、一本の冷却ロール上に溶融金属を射出し
急冷凝固する急冷薄帯製造方法において、ロール
とノズルの間隔を一定にすることが形状良好な薄
帯を得るためには重要とされており、その間隔値
は0.1〜1.0mmと極めて小さく、その間隔を高精度
に制御する必要がある。(Prior Art) Conventionally, in the quenched ribbon production method in which molten metal is injected onto a single cooling roll and rapidly solidified, it is necessary to keep the distance between the roll and the nozzle constant in order to obtain a ribbon with a good shape. The spacing value is extremely small, 0.1 to 1.0 mm, and it is necessary to control the spacing with high precision.
例えば、特開昭57−91854号公報および特開昭
58−132356号公報に開示されているように、ロー
ルとノズルの間隔量をレーザ変位計もしくは差動
トランスにより計測し、この計測値をフイードバ
ツクしてノズルをロールから一定の距離に保つよ
う制御する方法が提案されている。 For example, JP-A-57-91854 and JP-A-Sho.
As disclosed in Publication No. 58-132356, the distance between the roll and the nozzle is measured by a laser displacement meter or a differential transformer, and this measurement value is fed back to control the nozzle to be kept at a constant distance from the roll. A method is proposed.
（発明が解決しようとする問題点）
上述した制御方法においては、ノズル先端から
射出される溶湯は1300℃以上の高温でノズルとロ
ールの間で非常に不安定な物体であるため、ロー
ルとノズルの間隔量を測定するに際し、ノズル前
後方向へ溶湯のスプラツシユが飛散するといつた
外乱要因が多々あつた。そのため、上述した外乱
要因の存在下では、フイードバツク信号としての
ロールとノズルの間隔測定値が外乱要因により変
動するため、十分な対応ができない欠点があつ
た。(Problems to be Solved by the Invention) In the above-mentioned control method, the molten metal injected from the nozzle tip is a very unstable object between the nozzle and the roll at a high temperature of 1300°C or more, so the roll and nozzle When measuring the spacing, there were many disturbance factors such as molten metal splashing in the front and rear directions of the nozzle. Therefore, in the presence of the above-mentioned disturbance factors, the measured value of the distance between the roll and the nozzle, which serves as a feedback signal, fluctuates due to the disturbance factors, so there is a drawback that sufficient countermeasures cannot be taken.
本発明の目的は上述した不具合を解消して、上
述したロールとノズルの間隔量の外乱による影響
を軽減することにより、連続して長時間に亘つて
形状良好な長尺薄帯を製造することができる方法
および装置を提供しようとするものである。 The purpose of the present invention is to eliminate the above-mentioned problems and to continuously manufacture long ribbons with good shape over a long period of time by reducing the influence of disturbances in the distance between the rolls and nozzles. The aim is to provide a method and device that can.
（問題点を解決するための手段）
本発明の急冷薄帯製造用注湯ノズル位置制御方
法は、溶融金属を注湯ノズルから高速回転する一
個の冷却ロール表面に向け供給して急速凝固さ
せ、結晶質もしくは非晶質金属薄帯を連続的に製
造する際に、
(a) 該ノズルと該ロールとの間隔を測定し、その
測定値と予め設定したロール・ノズル間隔の設
定値を比較して、その偏差に基づいてノズルの
移動量の目標値を設定すること、
(b) ノズルの移動量を測定し、その測定値と上記
(a)により設定したノズル移動量の目標値を比較
して、その偏差が０になるようにノズルの移動
をフイードバツク制御すること、
を(a)、(b)各ループの順で順次繰り返し、局部フイ
ードバツクを用いたカスケード制御により、該ノ
ズルと該ロールとの間隔を一定に保つことを特徴
とするものである。(Means for Solving the Problems) The method of controlling the position of a pouring nozzle for producing a rapidly quenched ribbon according to the present invention supplies molten metal from a pouring nozzle toward the surface of one cooling roll rotating at high speed, and rapidly solidifies the metal. When continuously manufacturing a crystalline or amorphous metal ribbon, (a) Measure the distance between the nozzle and the roll, and compare the measured value with a preset value for the roll-nozzle distance. (b) Measure the amount of nozzle movement and combine that measured value with the above value.
Comparing the target value of the nozzle movement amount set in (a) and controlling the nozzle movement in a feedback manner so that the deviation becomes 0, Repeating (a) and (b) sequentially in the order of each loop, The feature is that the distance between the nozzle and the roll is kept constant by cascade control using local feedback.
さらに、本発明の注湯ノズル位置制御装置は、
溶融金属を注湯ノズルから高速回転する一個の冷
却ロール表面に向け供給して急速凝固させ、結晶
質もしくは非結晶質金属薄帯を連続的に製造する
際に注湯ノズル位置制御装置において、該ノズル
と該ロールとの間の間隔を測定するロールノズル
間隔測定部と、該ノズルの移動を行なうノズル駆
動部と、該ノズルの移動量を検知するノズル移動
量測定部と、該ロール・ノズル間隔測定部とノズ
ル移動量測定部からの信号を該ノズル駆動部に変
換伝達するノズル位置調節部とから成ることを特
徴とするものである。 Furthermore, the pouring nozzle position control device of the present invention includes:
When molten metal is supplied from a pouring nozzle to the surface of a cooling roll rotating at high speed and rapidly solidified to continuously produce crystalline or amorphous metal ribbon, the pouring nozzle position control device A roll nozzle distance measurement unit that measures the distance between the nozzle and the roll, a nozzle drive unit that moves the nozzle, a nozzle movement amount measurement unit that detects the amount of movement of the nozzle, and a roll-nozzle distance measurement unit that measures the distance between the nozzle and the roll. This device is characterized by comprising a measuring section and a nozzle position adjusting section that converts and transmits a signal from the nozzle movement amount measuring section to the nozzle driving section.
（作用） 以下図面を参照して本発明を詳細に説明する。(effect) The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
第１図は、本発明の急冷薄帯製造用注湯ノズル
位置制御装置を組込んだ単ロール法装置の一実施
例を示す線図である。第１図において、溶解炉１
で各種金属を高周波溶解し、炉内ガス圧を使用し
てノズル２より１〜40ｍ／secで高速回転する冷
却ロール３に射出し、冷却速度105〜107℃／sec
で急冷凝固させ薄帯４を製造する。このとき形状
良好な広幅長尺の薄帯４を製造するため、ロール
３とノズル２の間隔量を0.1〜1.0mmの間の一定値
に保ちパドル５を一定にする必要がある。ロール
３とノズル２の間隔を一定に保つため、本発明で
は後述する制御方法により溶解炉１を油圧シリン
ダー６等により動かして、ロール３とノズル２の
間隔を所定の量に制御している。 FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a single roll process apparatus incorporating a pouring nozzle position control device for manufacturing a rapidly cooled ribbon according to the present invention. In Figure 1, melting furnace 1
Various metals are melted at high frequency and injected from the nozzle 2 onto the cooling roll 3 which rotates at a high speed of 1 to 40 m/sec using the gas pressure in the furnace, and the cooling rate is 10 5 to 10 7 °C/sec.
The thin strip 4 is produced by rapid cooling and solidification. At this time, in order to produce a wide and long ribbon 4 with a good shape, it is necessary to keep the spacing between the roll 3 and the nozzle 2 at a constant value between 0.1 and 1.0 mm and the paddle 5 constant. In order to keep the distance between the roll 3 and the nozzle 2 constant, in the present invention, the melting furnace 1 is moved by a hydraulic cylinder 6 or the like using a control method described later, and the distance between the roll 3 and the nozzle 2 is controlled to a predetermined amount.
第２図は本発明の計測制御系の概要を示す線図
である。ロール３とノズル２の間隔は、レーザ変
位計又は渦流計もしくはイメージスキヤナを用い
た投光器７および受光器８よりなる光学系により
計測する。計測した信号はアンプ１０−１を介し
て制御部１１に供給する。油圧シリンダー６の移
動量はマグネスケール９等により測定し、測定し
た信号はアンプ１０−２を介して制御部１１に供
給する。これらロール・ノズル間隔信号と実際の
油圧シリンダー位置信号に基づき、制御部１１で
は油圧シリンダー６の移動すべき量を求め、その
信号をアンプ１０−３を介して油圧シリンダー６
に供給して溶解炉を動かし、ロールとノズルの間
隔を制御している。 FIG. 2 is a diagram showing an outline of the measurement control system of the present invention. The distance between the roll 3 and the nozzle 2 is measured by an optical system consisting of a light projector 7 and a light receiver 8 using a laser displacement meter, an eddy current meter, or an image scanner. The measured signal is supplied to the control unit 11 via the amplifier 10-1. The amount of movement of the hydraulic cylinder 6 is measured using a magnescale 9 or the like, and the measured signal is supplied to the control section 11 via an amplifier 10-2. Based on these roll nozzle interval signals and actual hydraulic cylinder position signals, the control unit 11 determines the amount by which the hydraulic cylinder 6 should move, and sends the signal to the hydraulic cylinder 6 via an amplifier 10-3.
is supplied to operate the melting furnace and control the distance between the roll and nozzle.
第３図は本発明の計測制御系の概要を示すブロ
ツク図である。ノズル位置調節系１２には、計測
移動系１３のノズル駆動部１４で測定されたノズ
ル位置信号１５と、ロール・ノズル間隔測定部１
９で測定されたロール・ノズル間隔信号１６との
各々が、フイードバツク信号として供給される。
供給されたロール・ノズル間隔信号１６は、予め
設定されたロール・ノズル間隔の設定値ｙと比較
され、これに基づいてノズルの移動すべき量の目
標値Ｚが決められる。一方、供給されたノズル位
置信号１５（すなわち実際のノズル移動量に対応
する信号）は、上記のノズル移動量の目標値Ｚと
比較され、その偏差を０とするようにノズルを駆
動させる制御動作信号として使用され、このよう
にしてカスケード制御が行われる。 FIG. 3 is a block diagram showing an outline of the measurement control system of the present invention. The nozzle position adjustment system 12 includes a nozzle position signal 15 measured by the nozzle drive section 14 of the measurement movement system 13 and a roll/nozzle interval measurement section 1.
The roll nozzle spacing signal 16 measured at 9 is provided as a feedback signal.
The supplied roll nozzle spacing signal 16 is compared with a preset roll nozzle spacing setting value y, and based on this a target value Z for the amount by which the nozzles are to be moved is determined. On the other hand, the supplied nozzle position signal 15 (that is, the signal corresponding to the actual nozzle movement amount) is compared with the target value Z of the nozzle movement amount, and a control operation is performed to drive the nozzle so that the deviation becomes 0. It is used as a signal and thus cascade control is performed.
各系内の制御動作の動特性について、第３図を
参照して説明する。まず、ノズル駆動部１４の入
出力特性Z′は以下のように表わせる。 The dynamic characteristics of control operations within each system will be explained with reference to FIG. First, the input/output characteristic Z' of the nozzle driving section 14 can be expressed as follows.
Z′＝Ｚ−Ｗ＝Ｚ−（Kp2・Z′＋k1）
ここで、Ｗはノズル位置移動量、Ｚは二次調節
系アンプ１８に入力されるノズルの移動量の目標
値、Kp2は二次調節系アンプ１８の比例ゲイン、
k1は定数である。さらに、予じめ設定された一次
調節系アンプ１７に入力されるロール・ノズル間
隔の設定値ｙとロール・ノズル間隔測定部１９で
測定したロール・ノズル間隔測定値ｘとの差に基
づき、二次調節系へ供給するノズル移動量の目標
値Ｚは以下のように表わすことができる。 Z′=Z−W=Z−(K p2・Z′+k 1 ) Here, W is the nozzle position movement amount, Z is the target value of the nozzle movement amount input to the secondary adjustment system amplifier 18, and K p2 is the proportional gain of the secondary adjustment system amplifier 18,
k 1 is a constant. Furthermore, based on the difference between the preset value y of the roll nozzle distance inputted to the primary adjustment system amplifier 17 and the measured value x of the roll nozzle distance measured by the roll nozzle distance measuring section 19, the second The target value Z of the nozzle movement amount supplied to the next adjustment system can be expressed as follows.
Ｚ＝Kp1（ｙ−ｘ）
ここで、Kp1は一次調節系アンプ１７の比例ゲ
インである。なお、上述した制御動作は順次繰り
返して行なつている。 Z=K p1 (y-x) Here, K p1 is the proportional gain of the primary adjustment system amplifier 17. Note that the above-described control operations are sequentially and repeatedly performed.
本発明では、ロール・ノズル間隔信号が系内の
外乱例えばノズルからの溶鋼の飛散、薄帯の巻付
きなどにより乱れた場合でも、ノズル駆動部１４
の主制御部は独立しておりその調節系の指標をロ
ールノズル間隔信号に基づき適切な比例ゲインに
より順次更新するカスケード制御を行なつている
ため、有効な制御動作が達成できる。 In the present invention, even if the roll/nozzle interval signal is disturbed by disturbances within the system, such as scattering of molten steel from the nozzle or winding of a ribbon, the nozzle drive unit 14
The main control section is independent and performs cascade control in which the index of the adjustment system is sequentially updated with an appropriate proportional gain based on the roll nozzle interval signal, so effective control operations can be achieved.
（実施例）
従来の単ロール法による薄帯製造装置と、本発
明による制御装置を組込んだ単ロール法による薄
帯製造装置とを準備して、同一条件下で薄帯を製
造したのち、製造した導体を比較した。(Example) After preparing a conventional ribbon manufacturing apparatus using a single roll method and a ribbon manufacturing apparatus using a single roll method incorporating a control device according to the present invention and manufacturing ribbons under the same conditions, The manufactured conductors were compared.
第４図は、従来法により薄帯を製造した際のロ
ール・ノズル間隔と薄帯リボンの厚みを示すグラ
フであり、実線はロール・ノズル間隔を点線はリ
ボン厚みを示している。第４図に示すようにロー
ル・ノズル間隔を制御しない場合、予じめ設定し
た間隔はロール及びノズルを熱膨張により時間と
ともに小さくなつていく。これに伴ない作製され
薄帯の厚みは薄くなり、ついにはロール・ノズル
間の溶鋼パドルがブレークして製造不可能となつ
た。 FIG. 4 is a graph showing the distance between rolls and nozzles and the thickness of the ribbon when a ribbon is produced by the conventional method, where the solid line shows the distance between the rolls and nozzles, and the dotted line shows the ribbon thickness. As shown in FIG. 4, if the roll-to-nozzle spacing is not controlled, the preset spacing will become smaller over time due to thermal expansion of the rolls and nozzles. As a result, the thickness of the ribbons produced became thinner, and eventually the molten steel puddle between the roll and nozzle broke, making production impossible.
第５図は、本発明の方法により薄帯を製造した
際のロール・ノズル間隔と薄帯リボン厚みを示す
グラフであり、実線はロール・ノズル間隔を点線
はリボ厚みを示している。第５図に示すように本
発明による制御方法を実施した場合、ロールとノ
ズルの間隔は予じめ設定した値を連続して安定に
保つことでき、製造された薄帯は形状良好であ
り、リボン厚みは一定であつた。 FIG. 5 is a graph showing the roll-nozzle spacing and ribbon ribbon thickness when the ribbon is produced by the method of the present invention, where the solid line shows the roll-nozzle spacing and the dotted line shows the rib thickness. As shown in FIG. 5, when the control method according to the present invention is implemented, the distance between the roll and the nozzle can be continuously and stably maintained at a preset value, and the manufactured ribbon has a good shape. The ribbon thickness remained constant.
具体例として、例えば単ロール法により３〜６
％Si−Feをヒートサイズ100Kgで連続的に鋳造す
る際、ロール・ノズル間隔を0.25mm、ロール材質
を銅、ロール径を500mmφ、ロール周速を35ｍ／
secと設定し、板厚30μｍ、板幅100mmの薄帯を製
造した。本発明の制御方法を実施した場合、ノズ
ル両端でのロール・ノズル間隔の偏差は±20μｍ
であり、パドルがブレークすることなく連続して
形状良好なリボンが得られた。 As a specific example, for example, by a single roll method, 3 to 6
When continuously casting %Si-Fe with a heat size of 100 kg, the roll/nozzle interval is 0.25 mm, the roll material is copper, the roll diameter is 500 mmφ, and the roll circumferential speed is 35 m/min.
sec, and produced a thin strip with a thickness of 30 μm and a width of 100 mm. When the control method of the present invention is implemented, the deviation of the roll-nozzle spacing at both ends of the nozzle is ±20 μm.
A ribbon with a good shape was obtained continuously without the paddle breaking.
（発明の効果〕
以上詳細に説明したところから明らかなよう
に、本発明の急冷薄帯製造用注湯ノズル位置制御
方法および装置によれば、制御フイードバツク信
号をノズル移動量としその際のロール・ノズル間
隔量を用いてノズル移動量の目標値を動かすカス
ケード制御によりロールとノズルの間隔を制御し
ているため、溶鋼の飛散等の外乱があつた場合で
も、連続して長時間に亘つて形状良好な長尺薄帯
を製造することができる。(Effects of the Invention) As is clear from the above detailed explanation, according to the pouring nozzle position control method and apparatus for producing quenched ribbon of the present invention, the control feedback signal is used as the nozzle movement amount, and the roll and The distance between the roll and nozzle is controlled by cascade control that uses the nozzle distance to adjust the target value of the nozzle movement, so even if there is a disturbance such as molten steel splashing, the shape can be maintained continuously for a long time. A good long ribbon can be produced.
第１図は、本発明の急冷薄帯用注湯ノズル位置
制御位置を組込んだ単ロール法装置の一実施例を
示す線図、第２図は本発明の計測制御系の概要を
示す線図、第３図は本発明の計測制御系の概要を
示すブロツク図、第４図は従来法により薄帯を製
造した結果を示すグラフ、第５図は本発明の方法
により薄帯を製造した結果を示すグラフである。
１……溶解炉、２……ノズル、３……ロール、
４……薄帯、５……パドル、６……油圧シリンダ
ー、７……投光器、８……受光器、９……マグネ
スケール、１０−１〜１０−３……アンプ、１１
……制御部、１２……ノズル位置調節系、１３…
…計測移動系、１４……ノズル駆動部、１５……
ノズル位置信号、１６……ロール・ノズル間隔信
号。
Fig. 1 is a line diagram showing an embodiment of a single roll method device incorporating the pouring nozzle position control position for quenched ribbon according to the present invention, and Fig. 2 is a line diagram showing an outline of the measurement control system of the present invention. Figure 3 is a block diagram showing an overview of the measurement control system of the present invention, Figure 4 is a graph showing the results of manufacturing a thin ribbon using the conventional method, and Figure 5 is a graph showing the results of manufacturing a ribbon using the method of the present invention. It is a graph showing the results. 1... Melting furnace, 2... Nozzle, 3... Roll,
4... Thin strip, 5... Paddle, 6... Hydraulic cylinder, 7... Emitter, 8... Light receiver, 9... Magnescale, 10-1 to 10-3... Amplifier, 11
...Control unit, 12...Nozzle position adjustment system, 13...
...Measurement movement system, 14... Nozzle drive unit, 15...
Nozzle position signal, 16...Roll nozzle interval signal.
Claims (1)
の冷却ロール表面に向け供給して急速凝固させ、
結晶質もしくは非晶質金属薄帯を連続的に製造す
る際に、 (a) 該ノズルと該ロールとの間隔を測定し、その
測定値と予め設定したロール・ノズル間隔の設
定値を比較して、その偏差に基づいてノズルの
移動量の目標値を設定すること、 (b) ノズルの移動量を測定し、その測定値と上記
(a)により設定したノズル移動量の目標値を比較
して、その偏差が０になるようにノズルの移動
をフイードバツク制御すること、 を(a)、(b)各ループの順で順次繰り返し、局部フイ
ードバツクを用いたカスケード制御により、該ノ
ズルと該ロールとの間隔を一定に保つことを特徴
とする注湯ノズル位置制御方法。 ２ 溶融金属を注湯ノズルから高速回転する一個
の冷却ロール表面に向け供給して急速凝固させ、
結晶質もしくは非晶質金属薄帯を連続的に製造す
る際に注湯ノズル位置制御装置において、該ノズ
ルと該ロールとの間の間隔を測定するロール・ノ
ズル間隔測定部と、該ノズルの移動を行なうノズ
ル駆動部と、該ノズルの移動量を検知するノズル
移動量測定部と、該ロール・ノズル間隔測定部と
ノズル移動量測定部からの信号を該ノズル駆動部
に変換伝達するノズル位置調節部とから成ること
を特徴とする注湯ノズル位置制御装置。[Claims] 1. Molten metal is rapidly solidified by being supplied from a pouring nozzle to the surface of one cooling roll rotating at high speed,
When continuously manufacturing a crystalline or amorphous metal ribbon, (a) Measure the distance between the nozzle and the roll, and compare the measured value with a preset value for the roll-nozzle distance. (b) Measure the amount of nozzle movement and combine that measured value with the above value.
Comparing the target value of the nozzle movement amount set in (a) and controlling the nozzle movement in a feedback manner so that the deviation becomes 0, Repeating (a) and (b) sequentially in the order of each loop, A method for controlling the position of a pouring nozzle, characterized in that the distance between the nozzle and the roll is kept constant by cascade control using local feedback. 2. Feed molten metal from a pouring nozzle toward the surface of a single cooling roll rotating at high speed to rapidly solidify it.
A roll/nozzle distance measuring unit for measuring the distance between the nozzle and the roll in a pouring nozzle position control device when continuously producing crystalline or amorphous metal ribbon, and movement of the nozzle. a nozzle drive section that detects the amount of movement of the nozzle; a nozzle position adjustment section that converts and transmits signals from the roll/nozzle interval measurement section and the nozzle movement amount measurement section to the nozzle drive section; A pouring nozzle position control device comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18252784A JPS6160244A (en) | 1984-08-31 | 1984-08-31 | Method and device for controlling position of pouring nozzle for producing quickly cooled thin strip |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18252784A JPS6160244A (en) | 1984-08-31 | 1984-08-31 | Method and device for controlling position of pouring nozzle for producing quickly cooled thin strip |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6160244A JPS6160244A (en) | 1986-03-27 |
| JPH0367464B2 true JPH0367464B2 (en) | 1991-10-23 |
Family
ID=16119864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18252784A Granted JPS6160244A (en) | 1984-08-31 | 1984-08-31 | Method and device for controlling position of pouring nozzle for producing quickly cooled thin strip |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6160244A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7306895B2 (en) * | 2019-06-28 | 2023-07-11 | 株式会社アルバック | Continuous casting equipment |
-
1984
- 1984-08-31 JP JP18252784A patent/JPS6160244A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6160244A (en) | 1986-03-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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