JPH0377757A - 連鋳機における鋳型内湯面レベル制御装置 - Google Patents

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〕 この発明は、連鋳機における鋳型内湯面レベル制御装置
に関する。

〔従来の技術］ 従来より、連鋳機における鋳型内の湯面レベルを目標湯
面レベルに保持させるようにした鋳型内湯面レベル制御
装置としては、第７図に示すようなものが知られている
。

すなわち、第７図は鋳型内湯面レベル制御装置を備えた
連鋳機の構成説明図であって、図において示す符号５１
は溶ｍ鍋であり、このｉ＊鍋５１の下方に設置されたタ
ンディツシュ５２の下面にはこのタンディツシュ５２の
溶鋼流出孔と同口径の貫通孔を有するボトムプレート５
３が固着されている。このプレート５３の下方の所定間
隔を隔てた位置には溶鋼流出孔と同口径の貫通孔を有す
るシールプレート５４が配設され、さらに、両プレート
５３．５４の間に、タンディツシュ５２の溶鋼流出孔と
同口径の貫通孔が設けられたスライドバルブ５５が介装
されている。このスライドバルブ５５は、タンディツシ
ュ５２から鋳型５６内に注入され鋳片５７となる溶鋼量
を調節するためのものであり、後述する鋳型内湯面レベ
ル制御装置によって鋳型５６内の湯面レベルを目標湯面
レベルに保持させるようにその貫通孔の開度が修正・調
節されるものである。

そして、鋳型内湯面レベル制御装置の構成を説明すると
、タンディツシュ５２の側面には、図に示すように、こ
の側面に固着された上ブラケット５２ａに油圧シリンダ
６１が取り付けられ、この油圧シリンダ６１のピストン
ロッド６１ａの先端部は、上ブラケット５２ａより下方
にてタンディツシュ５２に固着された下ブラケット５２
ｂによって需動自在に支持されているリンク６２の一端
側にピン連結されている。さらに、このリンク６２の他
端側は、連結ロッド６３を介して上記のスライドバルブ
５５に連結されている。また、６４は油圧シリンダ６１
のピストンロッド６１ａの位置（変位）を検出するため
の差動トランスであり、その本体が図示しない支持部材
により油圧シリンダ６１等に固定されるとともに、その
棒状コアがピストンロッド６１ａと共に移動され、ピス
トンロンドロ１ａの位置に応じて電圧信号を出力するよ
うになっている。

また、６５は鋳型５６内の湯面レベルを検出する、渦電
流式、電極追従式等からなるレベル計、６５ａはレベル
計のアンプ、６６は目標湯面レベルを設定するための目
標湯面レベル設定器、６７はアンプ６５ａを介したレベ
ル計６５の出力と目標湯面レベル設定器６６の出力を入
力とし、これらの偏差をＰＩＤ演算回路等によって演算
し、両出力の差に応した値を出力するバルブ開度指令部
であり、さらに、６８は、通常の方向制御弁、サーボア
ンプ等から構成されるシリンダ制御部であって、上記バ
ルブ開度指令部６７の出力と位置決め制御のために用い
られる差動トランス６４の出力を入力とし、バルブ開度
指令部６７の出力に応じて鋳型５６内の湯面レベルを目
標湯面レベルに保持させるように上記油圧シリンダ６１
の作動を制御するためのものである。

次に、上記構成になる鋳型内湯面レベル制御装置の動作
を説明すると、スライドバルブ５５を介して鋳型５６内
に注入される溶鋼量と鋳片５７の引き抜き量とにアンバ
ランスが生じ、レベル計６５の出力と目標湯面レベル設
定器６６の出力とに偏差を生じると、バルブ開度指令部
６７からこの両出力の差に応した出力がシリンダ制御部
６８に与えられる。シリンダ制御部６８はこれに応して
油圧シリンダ６１を作動させる１例えば、鋳型５６内の
湯面レベルが目標湯面レベルより高い場合は、油圧シリ
ンダ６１のピストンロッド６１ａを伸ばして、リンク６
２と連結ロッド６３を介してスライドバルブ５５を摺動
させてその開度を小さくし、鋳型５６内に注入される溶
鋼量を減少させるように調節している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記の鋳型内湯面レベル制御装置はそれ
なりに有用ではあるが、未だ以下に説明するような湯面
レベルの制御精度上の問題点を持っている。

すなわち、油圧シリンダを作動させ、リンクや連結ロッ
ド等の連結部を介してスライドバルブを摺動させてその
開度修正を行うようにしているので、この連結部にある
隙間によるガタによって油圧シリンダのピストンロッド
の伸縮量とスライドバルブの摺動量にずれが生じて精度
の良い湯面レベル制御ができなかった。

特に、湯面レベルの制御にとって重要であるスライドバ
ルブの摺動方向を変えるとき、つまり油圧シリンダの作
動方向を変化させるとき、この連結部のガタにより制御
の遅れが生じて湯面レベルの変動が大きくなり、その結
果、鋳片の品質低下を招くいう問題があった。

なお、この連結部のガタの値は、鋳造開始前のその埴に
対し鋳造時に高温雰■気になることにより変動し、また
、スライドバルブ、リンクや連結ロッド等はタンディツ
シュと伴に交換されるものであって、交換される毎にそ
の値が異なるため、予めその値を一定値として把握して
おくことが困難な性質のものである。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたものであって、湯面レベル制御動作中にスライドバ
ルブと油圧シリンダのピストンロッドとの間に存在する
ガタの値を検出し、油圧シリンダをその作動方向を変化
させるときにこのガタ分だけ余分に作動させることによ
り、鋳型内の湯面レベルを精度よく制御できる、鋳型内
湯面レベル制御装置の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、この発明による鋳型内湯
面レベル制御装置は、タンディツシュから鋳型内に注入
する溶鋼量をＵＲｖするスライドバルブの開度をピスト
ンロッドを伸縮させて調節する油圧シリンダと、前記ピ
ストンロッドの位置を検出する位置検出器と、鋳型内の
湯面レベルを検出するレベル計と、該レベル計の出力と
目標湯面レベル設定器の出力との偏差を演算し、両出力
の差に応じた値を出力するバルブ開度指令部とを備え、
前記バルブ開度指令部の出力に応じて前記油圧シリンダ
を作動させて鋳型内の湯面レベルを目標湯面レベルに保
持させるようにした、連鋳機における鋳型内湯面レベル
制御装置において、前記レベル計の出力に基づいて鋳型
内の湯面レベルの変化率を演算し、湯面レベルの変化率
が一定で、かつ前記油圧シリンダのピストンロッドが伸
縮動作をしているときの該ピストンロッドの移動量を前
記スライドバルブと該ピストンロッドとの間に存在する
ガタの値として前記位置検出器の出力に基づいて検出す
るガタ検出手段と、前記油圧シリンダを作動させる方向
を前記バルブ開度指令部の出力に基づいて判別し、作動
方向を変化させるとき・の前記バルブ開度指令部の出力
に前記ガタ検出手段によって得られたガタの値分を加算
するガタ補正制御手段と、を備えたことを特徴としてい
る。

〔作　用〕

この発明に係るガタ測定原理をその説明図の第６図に基
づいて説明すると、湯面レベルは、第６図（ａｌに示す
ように、鋳型内へ注入される溶鋼量と鋳片の引き抜き量
とのアンバランスにより変動する。そして、注入溶鋼量
はスライドバルブの開度が修正されることにより変化し
、これによるアンバランス量の変化は、湯面レベルの変
化率（ｄＬ／ｄｉ）の変化として現れる。つまり、油圧
シリンダの作動によってスライドバルブの開度が実際に
修正されたときは、湯面レベルの変化率が変化する。し
たがって、第６図（ｂ）、（Ｃ）に示すように、スライ
ドバルブとピストンロッドとの間にある連結部のガタの
値は、湯面レベルの変化率が一定で、かつ、油圧シリン
ダのピストンロッドが伸縮動作をしているときのピスト
ンロッドの移動量（ΔＸ１）として求めることができる
。

この発明による鋳型内湯面レベル制御装置においては、
レベル計と位置検出器との出力に基づいてガタ検出手段
によって上記のガタ測定原理によるガタの値が求められ
る。そして、油圧シリンダを作動させる方向がバルブ開
度指令部の出力に基づいて判別され、作動方向を変化さ
せるときのバルブ開度指令部の出力に上記のガタの値分
が加算される。これにより、油圧シリンダのピストンロ
ッドの伸縮動作によってスライドバルブの開度を確実に
精度良く修正できる。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を図面を参照しながら説明す
る。

第１図はこの発明の一実施例を示す鋳型内湯面レベル制
御装置を備えた連鋳機の構成説明図であって、同図にお
いて連鋳機は第７図にて説明したその構成と同様であり
、１は溶鋼鍋、２はクンデイツシュ、３はボトムプレー
ト、４はシールプレート、５は後述する鋳型内湯面レベ
ル制御装置によってその貫通孔の開度が調節されるスラ
イドバルブ、６は鋳型、７は鋳片である。

そして、図に示すように、鋳型内湯面レベル制御装置の
構成としては、タンディツシュ２の側面に固着された上
ブラケット２ａに抽圧シリンダ８が取り付けられ、この
抽圧シリンダ８のピストンロフト８ａの先端部は、上ブ
ラケッ）２ａより下方にてタンディツシュ２に固着され
た下ブラケット２ｂによって揺動自在に支持されている
リンク９の一端側にピン連結されている。さらに、この
リンク９の他端側は、連結ロッドｌＯを介して上記のス
ライドバルブ５に連結されている。また、１１は油圧シ
リンダ８のピストンロッド８ａの位置（変位）を検出す
るための差動トランスであり、その本体が図示しない支
持部材により油圧シリンダ８等に固定されるとともに、
その棒状コアがピストンロッド８ａと共に移動され、ピ
ストンロッド８ａの位置に応じて電圧信号を出力するよ
うになっている。

また、１２は鋳型６内の湯面レベルを検出するレベル計
、１２ａはレベル計のアンプ、１３は目標湯面レベルを
設定するための目標湯面レベル設定器、１４はアンプ１
２ａを介したレベル計１２の出力と目標湯面レベル設定
器１３の出力を人力とし、これらの偏差をＰＩＤｉ１ｇ
算回路等によって演算し、両出力の差に応じた値を出力
するバルブ開度指令部、１５はレベル計１２の出力と差
動トランス１１の出力を入力とし、上記リンク９、連結
ロッド１０等によるスライドバルブ５とピストンロッド
８ａとの間に存在するガタの値を後述する手順に従って
検出するガタ検出手段、１６はバルブ開度指令部１４の
出力とガタ検出手段１５からのガタの値の信号が入力さ
れ、後述する手順に従ってバルブ開度修正信号を出力す
るガタ補正制御手段、さらに、１７は、通常の方向制御
弁、サーボアンプ等から構成されるシリンダ制御部であ
って、上記バルブ開度修正信号と差動トランス１１の出
力を入力とし、バルブ開度修正信号に応じて上記油圧シ
リンダ８の作動を制御するためのものである。

そして、ガタ検出手段１５及びガタ補正制御手段１６は
、プログラムされたマイクロコンピュータで構成されて
いる。すなわち、ガタ検出手段１５は、第２図に示すよ
うに、ＣＰＵと、プログラムや所定の制御データが格納
されるメモリと、入・出力インターフェース回路とを備
え、レベル計１２の出力と差動トランス１１の出力がそ
れぞれＡ／Ｄ変換器を介して入力され、かつ、得られた
ガタの値の信号がガタ補正制御手段１６に与えられるよ
うになっている。また、ガタ補正制御手段１６は、第３
図に示すように、ＣＰＵ、メモリ、及び人・出力インタ
ーフェース回路を備え、バルブ開度指令部１４の出力が
Ａ／Ｄ変換器を介して入力され、かつ、バルブ開度修正
信号がＤ／Ａ変換器を介してシリンダ制御部１７に与え
られるようになっている。

次に、上記構成になる湯面レベル制御装買の動作を図面
を参照しながら以下に説明する。

まず、第４図に示すフローチャートに従って、ガタ検出
手段１５によるガタの値の検出手法の一例を説明する（
第６図参照）、なお、フローチャートの説明中、Ｎ１、
Ｎ２−・−・は処理手順（ステップ）の番号を示す。

まず、制御が開始されると、所定サンプリング間隔Δを
毎にレベル計１２によって得られる湯面レベルと差動ト
ランス１１によって得られるピストンロッド８ａの位置
が読み込まれる。そして、今同の湯面レゴルＬ、と前回
のそれＬ□、に基づいて演算された湯面レベルの変化率
（−（Ｌ、−Ｌ□１）／Δｔ〕が一定か否かが判断され
る（ステップＮｌ）、ｔＪ）面レベルの変化率が一定で
ない場合にはこのステップＮｌを繰り返す、湯面レベル
の変化率が一定の場合には、前回と今同のピストンロッ
ド８ａの位置からピストンロッド８ａが移動しているか
否かが判断される（ステップＮ２）、ここで、ピストン
ロッド８ａが移動していなければステップＮ１に戻り、
ピストンロッド８ａが移動していれば、ピストンロッド
８ａの移動開始位置Ｘ、を記憶する（ステップＮ５）０
次いで、レベル計１２によって得られる新たに読み込ま
れた湯面レベルに基づいて、湯面レベルの変化率が一定
か否かが判断され（ステップＮ４）、湯面レベルの変化
率が一定の場合には、つまり、ピストンロッド８ａが移
動されているにもかかわらず、ガタによりスライドバル
ブ５の開度が修正されていないときには、新たに読み込
まれたピストンロッド８ａの移動位１ｆＸ、を記憶する
（ステップＮ５）、そして、湯面レベルの変化率が変化
するまで、このステップＮ５が読み込まれる湯面レベル
、ピストンロッド８ａの位置毎に繰り返され、これによ
りピストンロッド８ａの移動位置Ｘ。

が、順次、更新される。

ステップＮ４で湯面レベルの変化率が変化したことが検
知された場合には、つまり、ガタが解消されてスライド
バルブ５の開度が修正されたことが確認された場合には
、上記のピストンロッド８ａの移動位置Ｘ、とその移動
開始位置Ｘ、との差から今同のガタの値ΔＸ、を求め（
ステップＮ６）、ステップＮｌに戻る。そして、以前に
求めた所定数のガタのｆｌと今同のガタの値ΔＸ７との
平均（シを求め、これをガタ平均値にとしてガタ補正制
御手段１６に与える（ステップＮ６）、なお、このガタ
平均値には更新される毎にガタ補正制御手段１６に与え
られるようになっている。また、この平均値を求めると
いう操作を行う二とにより、スライドバルブ５、リンク
９等の熱膨張や、湯面レベルの変化率の変化点の検出誤
差などによるガタの値ΔＸ。

のばらつきをまるめてその精度を上げることができる。

次に、第５図に示すフローチャートに従って、ガタ補正
制御手段１６による補正制御の手法の一例を説明する。

なお、フローチャートの説明中、５ＩＳ２・・−・は処
理手順（ステップ）の番号を示す。

まず、制御が開始されると、所定サンプリング間隔毎に
バルブ開度指令部１４からの出力ＭＶい　（正負の符号
を有する）が読み込まれる。そして、今回読み込まれた
出力ＭＶ、と前回読み込まれた出力ＭＹ、、との積の符
号から、油圧シリンダ８を今回作動させる方向を判別し
くステップＳｌ）、油圧シリンダ８を前回と同方向に作
動させる場合には、今回の出力ＭＶ、をそのままバルブ
開度修正信号としてＤ／Ａ変換器を介してシリンダ制御
部１７に出力しくステップＳ２）、ステップＳｌに戻る
。

これに対して、ステップＳ１で油圧シリンダ８を前回と
逆方向に作動させることが判断された場合には、図に示
すように、今回のバルブ開度指令部１４の出力ＭＶ、に
上記のガタ検出手段１５から与えられている最新のガタ
平均（ｉｌｊＫを加算し、ガタ平均（直Ｋにより補正さ
れた出力ＭＶ、、、つまり、今回のバルブ開度指令部１
４の出力ＭＶ、に対しガタの値分だけ余分に油圧シリン
ダ８を正、または逆作動させるための出力ＭＶ、、をバ
ルブ開度修正信号としてＤ／Ａ変換器を介してシリンダ
制御部１７に出力する（ステップＳ３）、なお、初回の
補正制御では、ガタ平均値にとして予め入力されている
所定の初期値を用いるようにすればよい。

以上の結果、スライドバルブとこれを駆動する油圧シリ
ンダのピストンロッドとの間に存在するガタの値が湯面
レベル制御中に繰り返し、順次、自動的に検出され、油
圧シリンダの作動方向を変化させるときには油圧シリン
ダが検出されガタ分だけ余分に作動されるので、湯面レ
ベルが目標湯面レベルに保持されるように極めて精度良
く制御される。

なお、上記実施例では、油圧シリンダ８のピストンロッ
ド８ａの位Ｎ（変位）を検出するために差動トランス１
１を用いたが、位置検出器としてボテンシッメータ等を
用いるようにしてもよい。

また、この発明による鋳型内湯面レベル制御装置は、油
圧シリンダがタンディツシュの底側に配置された構成の
もの、あるいは、鋳型内湯面レベルを油圧シリンダを作
動させてストッパーノズルの開度操作により調節する構
成のものにも、当然ながら適用可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明による連鋳機における鋳
型内湯面レベル制御装置は、スライドバルブとこれを駆
動する油圧シリンダのピストンロッドとの間に存在する
ガタの値を、順次、湯面レベル制御中に、つまりオンラ
インでレベル計と位置検出器との出力に基づいて自動的
に検出するガタ検出手段と、油圧シリンダの作動方向を
変えるときに、油圧シリンダをこのガタ検出手段によっ
て得られたガタの値分だけ余分に作動させるガタ補正制
御手段を備えている。

したがって、この発明による湯面レベル制御装置によれ
ば、スライドバルブやこれとピストンロンドとを連結す
る連結部等の交換、あるいは制御中での雰囲気温度や摩
擦等の変化によるガタの値の変動があっても、鋳造時の
湯面レベルを極めて精度良く迅速に目標湯面レベルに保
持させることができ、これにより、鋳片品質の向上に寄
与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１因はこの発明の一実施例を示す鋳型内湯面レベル制
御装置を備えた連鋳機の構成説明図、第２図はガタ検出
手段としてのマイクロコンピュータの構成国、第３図は
ガタ補正制御手段としてのマイクロコンピュータの構成
国、第４図はガタ検出手段によるガタの値の検出手順の
一例を示すフローチャート、第５図はガタ補正制御手段
による制御手順の一例を示すフローチャート、第６図は
この発明に係るガタ測定原理の説明図、第７図は従来の
鋳型内湯面レベル制御装置を備えた連ｔ！機の構成説明
図である。 （符号の説明） １−溶鋼鍋、２−タンディツシュ、 ２ａ・・−上ブラケット、２ｂ−・−下ブラケット、３
−ボトムプレート、４・−シールプレート、５−・・ス
ライドバルブ、６−・−鋳型、７−・・鋳片、Ｅｌ−ｍ
圧シリンダ、８８−　　ピストンロンド、９・−リンク
、１０−・・連結ロッド、１１−差動トランス、１２・
・−レベル計、１２ａ・・・レベル計のアンプ、１３・
−目標湯面レベル設定器、 Ｉ４−・−バルブ開度指令部、１５−・・ガタ検出手段
、１６−・・ガタ補正制御手段、１７・−・シリンダ制
御部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）タンディッシュから鋳型内に注入する溶鋼量を調
   節するスライドバルブの開度をピストンロッドを伸縮さ
   せて調節する油圧シリンダと、前記ピストンロッドの位
   置を検出する位置検出器と、鋳型内の湯面レベルを検出
   するレベル計と、該レベル計の出力と目標湯面レベル設
   定器の出力との偏差を演算し、両出力の差に応じた値を
   出力するバルブ開度指令部とを備え、前記バルブ開度指
   令部の出力に応じて前記油圧シリンダを作動させて鋳型
   内の湯面レベルを目標湯面レベルに保持させるようにし
   た、連鋳機における鋳型内湯面レベル制御装置において
   、 前記レベル計の出力に基づいて鋳型内の湯面レベルの変
   化率を演算し、湯面レベルの変化率が一定で、かつ前記
   油圧シリンダのピストンロッドが伸縮動作をしていると
   きの該ピストンロッドの移動量を前記スライドバルブと
   該ピストンロッドとの間に存在するガタの値として前記
   位置検出器の出力に基づいて検出するガタ検出手段と、 前記油圧シリンダを作動させる方向を前記バルブ開度指
   令部の出力に基づいて判別し、作動方向を変化させると
   きの前記バルブ開度指令部の出力に前記ガタ検出手段に
   よって得られたガタの値分を加算するガタ補正制御手段
   と、 を備えたことを特徴とする連鋳機における鋳型内湯面レ
   ベル制御装置。