JPH0558828B2 - - Google Patents

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つて、図におい
て示す符号５１は溶鋼鍋であり、この溶鋼鍋５１
の下方に設置されたタンデイツシユ５２の下面に
はこのタンデイツシユ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、タンデイツシユ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、タンデイツシユ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
置によつて鋳型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、タンデイツシユ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ツト
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のピストンロツド６１ａの先端
部は、上ブラケツト５２ａより下方にてタンデイ
ツシユ５２に固着された下ブラケツト５２ｂによ
つて揺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６
２の他端側は、連結ロツド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のピストンロツド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
アがピストンロツド６１ａと共に移動され、ピス
トンロツド６１ａの位置に応じて電圧信号を出力
するようになつている。

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演算回路等によつて演算し、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つ
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。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５
６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のピストンロツド６１ａを
伸ばして、リンク６２と連結ロツド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
つている。

すなわち、油圧シリンダを作動させ、リンクや
連結ロツ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〓間によるガタによつて油
圧シリンダのピスロンロツ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つた。

特に、湯面レベルの制御にとつて重要であるス
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
を招くという問題があつた。

なお、この連結部のガタの値は、鋳造開始前の
その値に対し鋳造時に高温雰囲気になることによ
り変動し、また、スライドバルブ、リンクや連結
ロツド等はタンデイツシユと伴に交換されるもの
であつて、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つて、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
ツ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、タンデイツシユか
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ツドを伸縮させて調節す
る油圧シリンダと、前記ピストンロツドの位置を
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ツドが
伸縮動作をしているときの該ピストンロツドの移
動量を前記スライドバルブと該ピストンロツドと
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つ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ａ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／dt）の変化として現れる。つまり、油圧シ
リンダの作動によつ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。したがつて、第６図ｂ，ｃに示すよう
に、スライドバルブとピストンロツドとの間にあ
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ツドが伸
縮動作をしているときのピストンロツドの移動量
（ΔX_o）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つ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
ツドの伸縮動作によつ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
つて、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はタンデ
イツシユ、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
よつ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、タンデイツシユ２の側面
に固着された上ブラケツト２ａに油圧シリンダ８
が取り付けられ、この油圧シリンダ８のピストン
ロツド８ａの先端部は、上ブラケツト２ａより下
方にてタンデイツシユ２に固着された下ブラケツ
ト２ｂによつ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、連結ロツド１０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のピストンロツド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
がピストンロツド８ａと共に移動され、ピストン
ロツド８ａの位置に応じて電圧信号を出力するよ
うになつている。

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１２ａを介したレベル計１２
の出力と目標湯面レベル設定器１３の出力を入力
とし、これらの偏差をPID演算回路等によつて演
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
ロツド１０等によるスライドバルブ５とピストン
ロツド８ａとの間に存在するガタの値を後述する
手順に従つ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
つてバルブ開度修正信号を出力するガタ修正制御
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つ
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ユー
タで構成されている。すなわち、ガタ検出手段１
５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・出力インターフエース回路とを備え、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
られるようになつている。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、
及び入・出力インターフエース回路を備え、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
うになつている。

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

まず、第４図に示すフローチヤートに従つて、
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、フローチヤ
ートの説明中、N1、N2……は処理手順（ステツ
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Δt毎にレベル計１２によつて得られる湯面
レベルと差動トランス１１によつて得られるピス
トンロツド８ａの位置が読み込まれる。そして、
今回の湯面レベルL_oと前回のそれL_o-1に基づいて
演算された湯面レベルの変化率〔＝（L_o−
L_o-1）／Δt〕が一定か否かが判断される（ステ
ツプN1）。湯面レベルの変化率が一定でない場合
にはこのステツプN1を繰り返す。湯面レベルの
変化率が一定の場合には、前回と今回のピストン
ロツド８ａの位置からピストンロツド８ａが移動
しているか否かが判断される（ステツプN2）。こ
こでは、ピストンロツド８ａが移動していなけれ
ばステツプN1に戻り、ピストンロツド８ａが移
動していれば、ピストンロツド８ａの移動開始位
置X_sを記憶する（ステツプN3）。次いで、レベ
ル計１２によつ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（ステツプN4）、湯面レベルの変
化率が一定の場合には、つまり、ピストンロツド
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ツド８ａ
の移動位置X_Eを記憶する（ステツプN5）。そし
て、湯面レベルの変化率が変化するまで、このス
テツプN5が読み込まれる湯面レベル、ピストン
ロツド８ａの位置毎に繰り返され、これによりピ
ストンロツド８ａの移動位置X_Eが、順次、更新
される。

ステツプ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、上記のピストンロツド８
ａの移動位置X_Eとその移動開始位置X_sとの差か
ら今回のガタの値ΔX_oを求め（ステツプN6）、ス
テツプN1に戻る。そして、以前に求めた所定数
のガタの値と今回のガタの値ΔX_oとの平均値を求
め、これをガタ平均値Ｋとしてガタ補正制御手段
１６に与える（ステツプN6）。なお、このガタ平
均値Ｋ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つている。また、この平均値
を求めるという操作を行うことにより、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_o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図に示すフローチヤートに従つて、
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、フローチヤートの説明中、
S1、S2……は処理手順（ステツプ）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_o
（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_oと前回読み込まれた
出力MV_o-1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（ステツプS1）、
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_o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（ステツプS2）、ステツプS1に戻
る。

これに対して、ステツプ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_o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値Ｋを加算し、
ガタ平均値Ｋにより補正された出力MV_oa、つま
り、今回のバルブ開度指令部１４の出力MV_o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_oa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（ステツプS3）。なお、初
回の補正制御では、ガタ平均値Ｋ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ツ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
トンロツド８ａの位置（変位）を検出するために
差動トランス１１を用いたが、位置検出器として
ポテンシヨ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イツシユの底側に配
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ツパーノズル
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
ツ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つ
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。

したがつて、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
ツ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
の変動があつても、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、第
２図はガタ検出手段としてのマイクロコンピユー
タの構成図、第３図はガタ補正制御手段としての
マイクロコンピユータの構成図、第４図はガタ検
出手段によるガタの値の検出手段の一例を示すフ
ローチヤート、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ヤート、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鋳機
の構成説明図である。 （符号の説明）、１……溶鋼鍋、２……タンデ
イツシユ、２ａ……上ブラケツト、２ｂ……下ブ
ラケツト、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、８……油圧シリンダ、８ａ……ピス
トンロツド、９……リンク、１０……連結ロツ
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、１４……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)

1. 【特許請求の範囲】 １ タンデイツシユ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ツ
   ドを伸縮させて調節する油圧シリンダと、前記ピ
   ストンロツ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ツドが
   伸縮動作をしているときの該ピストンロツドの移
   動量を前記スライドバルブと該ピストンロツドと
   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つ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。