JPH05277687A

JPH05277687A - 連続鋳造機における鋳型内湯面レベル制御装置

Info

Publication number: JPH05277687A
Application number: JP7118292A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Itashiki; 政和板敷; Takashi Iwanaga; 隆史岩永; Kazuhiro Furukawa; 和寛古川
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1992-03-27
Filing date: 1992-03-27
Publication date: 1993-10-26

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、連続鋳造機における鋳型内の湯面レ
ベルを目標湯面レベルに高精度で保持・制御するための
装置に関し、ノイズ信号や断線等によるレベル計の異常
に伴う湯面レベル変動を抑制できるようにして、操業上
の安全性を確保することを目的とする。【構成】そこで、レベル計６５によって検出された湯面
レベルの変動を監視しその変動が異常である場合にはレ
ベル計６５の出力にノイズ信号が重畳したものと判定す
るノイズ判定部１をそなえ、このノイズ判定部１により
ノイズ信号有と判定された場合には、制御手段６７に入
力されるレベル計６５の検出結果として目標湯面レベル
ＳＶを入力し、油圧シリンダ６１が実質上動作しない状
態に保持することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続鋳造機における鋳
型内の湯面レベルを目標湯面レベルに高精度で保持・制
御するための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、連続鋳造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、例えば、図７に示す
ようなものが知られている。

【０００３】図７は従来の鋳型内湯面レベル制御装置を
そなえた連続鋳造機を示す構成図であり、この図７にお
いて、５１は溶鋼鍋で、この溶鋼鍋５１の下方に設置さ
れたタンディッシュ５２の下面には、このタンディッシ
ュ５２の溶鋼流出孔５２ｃと同口径の貫通孔５３ａを有
するボトムプレート５３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
５２ｃと同口径の貫通孔５４ａ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、タンディッシュ５２の溶鋼流出孔５２ｃと同口径の
貫通孔５５ａが設けられたスライドバルブ５５が介装さ
れている。

【０００４】スライドバルブ５５は、タンディッシュ５
２から鋳型５６内に注入されて鋳片５７となる溶鋼量を
調節するためのもので、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５５ａの位置を他のプ
レート５３，５４の貫通孔５３ａ，５４ａに対してスラ
イド駆動することにより、その貫通孔５５ａの開度を修
正・調節されるものである。

【０００５】そして、従来の鋳型内湯面レベル制御装置
の構成を説明すると、タンディッシュ５２の側面には上
ブラケット５２ａが固着され、この上ブラケット５２ａ
に油圧シリンダ(アクチュエータ)６１が揺動可能に取り
付けられている。また、上ブラケット５２ａよりも下方
のタンディッシュ５２の側面には下ブラケット５２ｂが
固着され、この下ブラケット５２ｂにリンク６２が揺動
自在に取り付けられ、このリンク６２の一端側に、油圧
シリンダ６１のピストンロッド６１ａの先端部がピン連
結されている。さらに、リンク６２の他端側は、連結ロ
ッド６３を介してスライドバルブ５５に連結されてい
る。

【０００６】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、ピストンロッド６１
ａの位置に応じて電圧信号を出力するようになってい
る。

【０００７】さらに、６５は鋳型５６内の湯面レベルを
検出するための渦電流式，電極追従式等からなるレベル
計、６５ａはレベル計６５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の出力と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じた値を出力
するバルブ開度指令部(制御手段)、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、このシリンダ制御部６８は、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の出力とを入力とし、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油圧シリンダ６１の作動を制御する
ためのものである。

【０００８】次に、上述のごとく構成された従来の鋳型
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を通して鋳型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６
５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
応じた出力がシリンダ制御部６８に与えられる。

【０００９】シリンダ制御部６８はこれに応じて油圧シ
リンダ６１を作動させる。例えば、鋳型５６内の湯面レ
ベルが目標湯面レベルよりも高い場合は、油圧シリンダ
６１のピストンロッド６１ａを伸ばして、リンク６２お
よび連結ロッド６３を介してスライドバルブ５５を摺動
させ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。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図７中には
図示しないが、タンディッシュ５２や鋳型５６の近傍に
は、タンディッシュ５２内の溶鋼を加熱するための誘導
加熱装置等が設置されており、これらの装置と併用し
て、上述した従来の鋳型内湯面レベル制御装置によるレ
ベル制御を行なう場合、誘導加熱装置等による突発的な
ノイズ信号のためにレベル計６５の指示が瞬間的に０％
または１００％に変化して、アクチュエータ(油圧シリ
ンダ６１)が動作し、正常な制御が不可能になることが
あった。

【００１１】また、レベル計６５に断線等の異常が発生
した場合にも、レベル計６５の指示が０％または１００
％に変化して、オペレータがその異常を認識するまでの
間、アクチュエータが動作して鋳型５６内の湯面レベル
変動が大きくなるおそれがあった。

【００１２】本発明は、このような課題を解決しようと
するもので、ノイズ信号や断線等によるレベル計の異常
に伴う湯面レベル変動を抑制できるようにして、操業上
の安全性を確保した連続鋳造機における鋳型内湯面レベ
ル制御装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の連続鋳造機における鋳型内湯面レベル制御
装置(請求項１)は、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アクチュエータと、前記鋳型内の湯
面レベルを検出するレベル計と、該レベル計の検出結果
と目標湯面レベルとの偏差を演算し該偏差に応じた値を
出力して前記アクチュエータを制御する制御手段とをそ
なえ、前記制御手段の出力に応じて前記アクチュエータ
を作動させることにより前記鋳型内の湯面レベルを前記
目標湯面レベルに保持・制御するものにおいて、前記レ
ベル計によって検出された湯面レベルの変動を監視しそ
の変動が異常である場合には前記レベル計の出力にノイ
ズ信号が重畳したものと判定するノイズ判定部をそな
え、このノイズ判定部によりノイズ信号有と判定された
場合には、前記制御手段に入力される前記レベル計の検
出結果として前記目標湯面レベルを入力し、前記アクチ
ュエータが動作しない状態に保持することを特徴として
いる。

【００１４】また、請求項２の装置は、請求項１と同様
のものにおいて、前記制御手段の出力に基づき前記鋳型
内の湯面レベルを推定演算する推定手段と、前記レベル
計によって検出された湯面レベルの変動を監視しその変
動が異常である場合には前記レベル計の出力にノイズ信
号が重畳したものと判定するノイズ判定部とをそなえ、
このノイズ判定部によりノイズ信号有と判定された場合
には、前記制御手段に入力される前記レベル計の検出結
果として、前記推定手段からの推定湯面レベルを入力す
ることを特徴としている。

【００１５】

【作用】上述した本発明の連続鋳造機における鋳型内湯
面レベル制御装置(請求項１)では、レベル計の出力に、
ノイズ信号や断線等によって異常が生じ、急激な変化を
生じると、その変動に基づいて、ノイズ判定部により異
常つまりノイズ信号有と判定され、その結果、制御手段
へのレベル計の検出結果として目標湯面レベルが入力さ
れることになる。従って、制御手段で演算されるレベル
偏差は０となり、アクチュエータは実質上作動しない状
態に保持され、レベル計の指示異常に伴う湯面レベル変
動が抑制される。

【００１６】また、請求項２の装置では、請求項１の装
置と同様にしてノイズ判定部によりノイズ信号有と判定
された場合、制御手段へのレベル計の検出結果として、
推定手段からの推定湯面レベルを入力することにより、
レベル計の指示異常に伴う湯面レベル変動を抑制しなが
ら、プロセスの動特性や鋳造速度の変化等の外乱の影響
を軽減し、ある程度の精度で湯面レベル制御を続行する
ことができる。

【００１７】

【実施例】以下、図面により本発明の実施例について説
明すると、図１〜図３は本発明の第１実施例としての連
続鋳造機における鋳型内湯面レベル制御装置(請求項１
に対応するもの)を示すもので、図１はその制御ブロッ
ク図、図２はその動作を説明するためのフローチャー
ト、図３はその動作を説明するためのタイミングチャー
トである。なお、本実施例の鋳型内湯面レベル制御装置
を適用される連続鋳造機は、図７に示したものと全く同
様であり、以下の本実施例の説明では、図７により前述
した符号を併用する。

【００１８】図１において、５６はタンディッシュ５２
(図７参照)から溶鋼を注入される鋳型、６１はタンディ
ッシュ５２から鋳型内に注入する溶鋼量を調節すべくタ
ンディッシュ５２の底部に設けられたスライドバルブ５
５(図７参照)を駆動する油圧シリンダ(アクチュエー
タ)、６５は鋳型５６内の湯面レベルを検出するための
渦電流式，電極追従式等からなるレベル計、６７はレベ
ル計６５の出力ＰＶと目標湯面レベル設定値ＳＶとの偏
差Ｅｒを減算器６７ａにより演算しその偏差Ｅｒに応じ
た値をＰＩＤ演算器６７ｂにより演算しバルブ開度指令
値ＭＶとして出力するバルブ開度指令部(制御手段)であ
る。以上の構成は図７に示した従来のものと全く同様で
あり、バルブ開度指令部６７の出力であるバルブ開度指
令値ＭＶに応じて、油圧シリンダ６１を作動させること
により鋳型５６内の湯面レベルが目標湯面レベルＳＶに
保持・制御されるようになっている。

【００１９】ところで、本実施例では、図１に示すよう
に、レベル計６５による検出結果ＰＶをバルブ開度指令
部６７へフィードバックする部分、つまり、レベル計６
５とバルブ開度指令部６７との間に、ノイズ判定部１が
そなえられている。このノイズ判定部１は、レベル計６
５によって検出された湯面レベルＰＶの変動を、そのＰ
Ｖ値の傾き(差分)として演算・監視し、その傾きが所定
範囲(例えば本実施例では−ｋ未満)である場合には、レ
ベル計６５の出力にノイズ信号が重畳したものと判定す
るものである。

【００２０】さらに、このノイズ判定部１は、ノイズ信
号有と判定した場合には、バルブ開度指令部６７への出
力ＰＶ′として目標湯面レベルＳＶを、タイマにより所
定期間Ｔ₀だけ出力するものである。なお、ノイズ判定
部１は、ノイズ信号無と判定した場合には、レベル計６
５からの検出結果ＰＶをそのまま出力ＰＶ′としてバル
ブ開度指令部６７へ出力する。

【００２１】上述のごとく構成された第１実施例の鋳型
内湯面レベル制御装置の動作を、図２，図３により説明
する。本実施例のノイズ判定部１においては、１０msec
の周期で、レベル計６５からの検出湯面レベルＰＶの傾
き(差分)が演算され、その傾きが所定値−ｋ未満である
か否かが判定される(ステップＡ１)。傾きが−ｋ未満で
ある場合には、レベル計６５の出力にノイズ信号が重畳
した即ちノイズ信号有と判断して、ノイズ有のフラグを
設定する(ステップＡ２)。

【００２２】一方、傾きが−ｋ以上である場合には、タ
イマが所定期間Ｔ₀以上カウントしたか否か、もしく
は、レベル計６５からの検出結果ＰＶと目標湯面レベル
ＳＶとの偏差｜ＰＶ−ＳＶ｜が所定値Ｅ以下(つまりノ
イズ信号が無くなったことを意味する)になったか否か
を判定し(ステップＡ３)、いずれかの条件を満たしたと
判定された場合には、ノイズ無のフラグを設定し(ステ
ップＡ４)、いずれの条件も満たさないと判定された場
合にはステップＡ５へ移行する。

【００２３】そして、ステップＡ５において、ノイズ有
のフラグが設定されているか否かを判定し、設定されて
いる場合には、タイマをカウントアップし、ノイズ判定
部１の出力ＰＶ′を目標湯面レベルＳＶに一致させる
(ステップＡ６)。これに対して、ステップＡ５において
ノイズ有のフラグが設定されていないと判定された場合
には、タイマをリセット(カウント値を０)するととも
に、ノイズ判定部１の出力ＰＶ′をレベル計６５からの
検出結果ＰＶとする(ステップＡ７)。

【００２４】このようにして、例えば図３の上段に示す
ように、レベル計６５の出力に、ノイズ信号や断線等に
よって異常が生じ急激な変化を生じると、その変動に応
じてノイズ判定部１により異常つまりノイズ信号有と判
定され、ノイズ信号が無くなるまで、もしくは、タイマ
が所定期間Ｔ₀をカウントアップするまでの間、図３の
下段に示すように、バルブ開度指令部６７の検出湯面レ
ベルとして目標湯面レベルＳＶが入力されることにな
る。

【００２５】これにより、バルブ開度指令部６７の減算
器６７ａにより演算されるレベル偏差は、その間、常に
０となり、油圧シリンダ６１は実質上作動しない状態に
保持され、レベル計６５の指示異常に伴う湯面レベル変
動が抑制され、操業上の安全性を確保できるのである。

【００２６】次に、図４〜図６により本発明の第２実施
例としての連続鋳造機における鋳型内湯面レベル制御装
置(請求項２に対応するもの)を示すもので、図４はその
制御ブロック図、図５はその動作を説明するためのフロ
ーチャート、図６はその動作を説明するためのタイミン
グチャートである。なお、本実施例の鋳型内湯面レベル
制御装置を適用される連続鋳造機も、図７に示したもの
と全く同様であり、既述の符号と同一の符号は同一部分
を示しているので、その説明は省略する。

【００２７】図４に示すように、第２実施例では、流量
係数Ｋn，鋳型断面積Ａ，鋳造速度Ｖcを用いて、バルブ
開度指令部６７の出力ＭＶによる鋳型５６内の湯面レベ
ル変動分ΔＰＶを推定演算する湯面レベル推定回路(推
定手段)２がそなえられている。なお、湯面レベル推定
回路２による推定値ΔＰＶの精度を向上させるため(プ
ロセスの動特性の変化の影響を軽減させるため)、ノイ
ズ発生前に、実際にレベル計６５にて検出された湯面レ
ベルＰＶと比較し、油圧シリンダ(アクチュエータ)の時
定数Ｔおよび流量係数Ｋnの同定を行なっておく。

【００２８】また、本実施例のノイズ判定部１Ａは、第
１実施例のノイズ判定部１と同様に、レベル計６５によ
って検出された湯面レベルＰＶの変動を、そのＰＶ値の
傾き(差分)として演算・監視し、その傾きが所定範囲
(例えば−ｋ未満)である場合には、レベル計６５の出力
にノイズ信号が重畳したものと判定するものであるが、
この第２実施例では、ノイズ信号有と判定した場合に
は、ノイズ発生直前のレベル計６５の検出結果ＰＶ₀を
保持して出力し続けるとともに、スイッチ３を閉(オン)
状態として、湯面レベル推定回路２からの湯面レベル変
動分ΔＰＶとＰＶ₀とを加算器３により加算し、バルブ
開度指令部６７への出力ＰＶ′としてＰＶ₀＋ΔＰＶ
を、タイマにより所定期間Ｔ₀だけ出力するものであ
る。なお、ノイズ判定部１Ａは、ノイズ信号無と判定し
た場合には、スイッチ３を開(オフ)状態として、レベル
計６５からの検出結果ＰＶをそのまま出力ＰＶ′として
バルブ開度指令部６７へ出力する。

【００２９】上述のごとく構成された第２実施例の鋳型
内湯面レベル制御装置の動作を、図５，図６により説明
する。本実施例のノイズ判定部１Ａの動作は、図５のス
テップＡ１〜Ａ５にて示すように、前述した第１実施例
の図２のステップＡ１〜Ａ５と全く同様であり、この第
２実施例では、第１実施例のステップＡ６，Ａ７に代わ
って、図５のステップＡ８，Ａ９が実行される。

【００３０】つまり、ステップＡ５において、ノイズ有
のフラグが設定されているか否かを判定し、設定されて
いる場合には、タイマをカウントアップ(インクリメン
ト)し、バルブ開度指令部６７への出力ＰＶ′を、ノイ
ズ発生直前の湯面レベルＰＶ₀に、湯面レベル推定回路
２からの推定湯面レベル変動分ΔＰＶを加算したものと
して、バルブ開度指令部６７による湯面レベル制御を続
行する(ステップＡ８)。これに対して、ステップＡ５に
おいてノイズ有のフラグが設定されていないと判定され
た場合には、タイマをリセット(カウント値を０)すると
ともに、バルブ開度指令部６７への出力ＰＶ′を、レベ
ル計６５からの検出結果ＰＶとする(ステップＡ７)。

【００３１】このようにして、例えば図６の上段に示す
ように、レベル計６５の出力に、ノイズ信号や断線等に
よって異常が生じ急激な変化を生じると、その変動に応
じてノイズ判定部１により異常つまりノイズ信号有と判
定され、ノイズ信号が無くなるまで、もしくは、タイマ
が所定期間Ｔ₀をカウントアップ(インクリメント)する
までの間、図６の下段に示すように、バルブ開度指令部
６７の検出湯面レベルとして、推定湯面レベルＰＶ₀＋
ΔＰＶが入力されることになる。これにより、レベル計
６５の指示異常に伴う湯面レベル変動を抑制して操業上
の安全性を確保しながら、プロセスの動特性や鋳造速度
の変化の影響を軽減し、ある程度の精度で湯面レベル制
御を続行することができる。

【００３２】なお、上述した第１および第２実施例のい
ずれの装置においても、ノイズ判定部１，１Ａによりノ
イズ信号有と判断した場合、外部へ警報を発生するよう
に構成してもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の連続鋳造
機における鋳型内湯面レベル制御装置(請求項１)によれ
ば、レベル計の出力にノイズ信号が重畳し異常を生じた
と判定した場合には、制御手段へのレベル計の検出結果
として目標湯面レベルを与えることにより、制御手段で
演算されるレベル偏差を０とし、アクチュエータを実質
上作動しない状態に保持して、レベル計の指示異常に伴
う湯面レベル変動を抑制し、操業上の安全性を確保でき
る効果がある。

【００３４】また、請求項２の装置によれば、レベル計
の出力にノイズ信号が重畳し異常を生じたと判定した場
合には、推定手段からの推定湯面レベルを制御手段へ与
えることにより、レベル計の指示異常に伴う湯面レベル
変動を抑制して操業上の安全性を確保しながら、プロセ
スの動特性や鋳造速度の変化の影響を軽減し、ある程度
の精度で湯面レベル制御を続行できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例としての連続鋳造機におけ
る鋳型内湯面レベル制御装置を示す制御ブロック図であ
る。

【図２】第１実施例の装置の動作を説明するためのフロ
ーチャートである。

【図３】第１実施例の装置の動作を説明するためのタイ
ミングチャートである。

【図４】本発明の第２実施例としての連続鋳造機におけ
る鋳型内湯面レベル制御装置を示す制御ブロック図であ
る。

【図５】第２実施例の装置の動作を説明するためのフロ
ーチャートである。

【図６】第２実施例の装置の動作を説明するためのタイ
ミングチャートである。

【図７】従来の鋳型内湯面レベル制御装置をそなえた連
続鋳造機を示す構成図である。

【符号の説明】

１，１Ａノイズ判定部２湯面レベル推定回路(推定手段) ３スイッチ４加算器５６鋳型６１油圧シリンダ(アクチュエータ) ６５レベル計６７バルブ開度指令部(制御手段) ６７ａ減算器６７ｂＰＩＤ演算器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】タンディッシュから鋳型内に注入する溶
鋼量を調節するアクチュエータと、前記鋳型内の湯面レ
ベルを検出するレベル計と、該レベル計の検出結果と目
標湯面レベルとの偏差を演算し該偏差に応じた値を出力
して前記アクチュエータを制御する制御手段とをそな
え、前記制御手段の出力に応じて前記アクチュエータを
作動させることにより前記鋳型内の湯面レベルを前記目
標湯面レベルに保持・制御する連続鋳造機における鋳型
内湯面レベル制御装置において、前記レベル計によって検出された湯面レベルの変動を監
視し、その変動が異常である場合には、前記レベル計の
出力にノイズ信号が重畳したものと判定するノイズ判定
部がそなえられ、前記ノイズ判定部によりノイズ信号有と判定された場合
には、前記制御手段に入力される前記レベル計の検出結
果として前記目標湯面レベルを入力し、前記アクチュエ
ータが動作しない状態に保持することを特徴とする連続
鋳造機における鋳型内湯面レベル制御装置。
【請求項２】タンディッシュから鋳型内に注入する溶
鋼量を調節するアクチュエータと、前記鋳型内の湯面レ
ベルを検出するレベル計と、該レベル計の検出結果と目
標湯面レベルとの偏差を演算し該偏差に応じた値を出力
して前記アクチュエータを制御する制御手段とをそな
え、前記制御手段の出力に応じて前記アクチュエータを
作動させることにより前記鋳型内の湯面レベルを前記目
標湯面レベルに保持・制御する連続鋳造機における鋳型
内湯面レベル制御装置において、前記制御手段の出力に基づいて、前記鋳型内の湯面レベ
ルを推定演算する推定手段と、前記レベル計によって検出された湯面レベルの変動を監
視し、その変動が異常である場合には、前記レベル計の
出力にノイズ信号が重畳したものと判定するノイズ判定
部とがそなえられ、前記ノイズ判定部によりノイズ信号有と判定された場合
には、前記制御手段に入力される前記レベル計の検出結
果として、前記推定手段からの推定湯面レベルを入力す
ることを特徴とする連続鋳造機における鋳型内湯面レベ
ル制御装置。