JPH06226405A - 水平連続鋳造設備用引抜装置の異常診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋳片引抜きと並行してリアルタイムで自動的
に高い信頼性で異常診断を実行できるような水平連続鋳
造設備用引抜装置の異常診断装置を提供する。 【構成】 鋳片引抜き戻し特性Ｓｓに対して、モールド
出口付近での鋳片に従動する制御ロールの検出回転角を
換算した制御ロールストロークＳｃ、ピンチロールの検
出回転角を換算したピンチロールストロークＳｐ、サー
ボモータの検出回転角を換算したモータストロークＳｍ
に、種々の機械的・電気的誤差要因による偏差が夫々発
生する。鋳片引抜きと並行して引抜き駆動と戻し駆動に
おける偏差の複数サイクル分の平均値及び標準偏差をリ
アルタイムで自動的に求め、これらを許容値と比較する
ことにより引抜装置の異常を診断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】本発明は、水平連続鋳造設備のタ
ンディッシュに設けたモールドから鋳片を、所定ストロ
ークの引抜きと微小ストロークの戻しとを繰返えしつつ
間欠的に引抜く引抜装置の異常診断装置に関し、特に鋳
片引抜き戻しの偏差の平均値と標準偏差に基いてリアル
タイムで自動的に異常診断するようにしたものに関す
る。

【従来の技術】水平連続鋳造設備用引抜装置は、タンデ
ィッシュに設けたモールドにより鋳片を連続的に鋳造す
るときに、所定ストローク（１０〜２０ｍｍ）の引抜き
と微小ストローク（0.３〜1.5 ｍｍ）の戻しとを繰返え
しつつ間欠的に引抜く為のものである。前記タンディッ
シュからモールド内へ供給される溶鋼はモールド内でそ
の外表面部が凝固し、次に鋳片が所定ストローク引抜か
れると、モールド内の最上流部に溶鋼が充填されて凝固
し始めるが、モールドから延びた鋳片が徐々に冷えて収
縮することから引抜きの後微小待ち時間の間鋳片を停止
させてから少なくとも熱収縮分だけ鋳片をモールドの方
へ微小ストロークだけ戻して、モールドの最上流部の新
凝固シェルとこれに隣接する凝固シェルとの接合の強化
を図り、次に微小待ち時間の間鋳片を停止させ、その後
次サイクルの引抜きに移行するが、このような間欠的な
引抜きを例えば０．５秒毎に繰返えすことにより、鋳片
を連続的に鋳造していくことになる。前記モールド内で
の凝固シェルの形成の挙動については特公平１−３９８
６０号公報にも記載された通りであり、鋳片を戻すとき
の微小ストロークは鋳片の品質上極めて重要で、戻しの
ストロークが不足すると凝固シェルと凝固シェルの境界
部にウィットネスマーククラックが発生しまた戻しのス
トロークが大きすぎると凝固中の鋼組織に悪影響が発生
し、所定の品質の鋳片を製造することが出来なくなる。
従って、引抜装置の性能は鋳片の引抜きと戻しの際の位
置精度をどれだけ高め得るかに大きく依存している。特
公平１−３４７０７号公報の水平連続鋳造装置の引抜装
置では、上下１対のピンチロールのうちの一方のピンチ
ロールを駆動するサーボモータを設け、このモータの回
転角を検出するパルスジェネレータを設け、予め設定さ
れた鋳片引抜きの速度特性とパルスジェネレータで検出
されるモータの実回転速度とに基いて微小時間毎に指令
パルス信号を発生させ、この指令パルス信号によりサー
ボモータを制御するようになっている。前記公報に記載
のように、予め設定された速度特性に基いて、サーボモ
ータによりピンチロールを駆動するにしても、引抜装置
のバックラッシュやベアリングの摩耗によるガタや軸部
材の弾性捩れ変形などの機械的誤差要因、或いは制御系
の応答遅れなどの電気的誤差要因によって、鋳片引抜き
の引抜き駆動ストロークや戻し駆動ストロークの偏差を
常時許容値以下に維持することは容易ではない。そこ
で、従来では、鋳片引抜きが所定の精度で実行されてい
るか否かを監視する為、ピンチロールを駆動するサーボ
モータの回転角を検出するパルスジェネレータ及びピン
チロールの回転角を検出するパルスジェネレータを設
け、これらパルスジェネレータの検出信号を高速のデー
タレコーダやペンレコーダで記録し、その記録データを
マニュアルにて解析することにより、引抜き設定ストロ
ークと検出ストロークとの偏差の平均値及び標準偏差を
求めるとともに、戻し設定ストロークと検出ストローク
との偏差の平均値及び標準偏差を求め、これらに基いて
引抜装置の異常を診断する技術を採用していた。

【発明が解決しようとする課題】前記特公平１−３４７
０７号公報の鋳造引抜き技術においては、ピンチロール
駆動用モータの回転角をパルスジェネレータで検出する
ようにしているが、ピンチロールはモールドからかなり
離れた位置に設けられており、モールドとピンチロール
間において鋳片の熱収縮が起こるので、ピンチロールの
位置での鋳片の移動量はモールド出口部での鋳片の移動
量よりも小さくなることから、モールド出口部での鋳片
の位置・速度を高精度に制御するには限界がある。一
方、従来のように、パルスジェネレータの検出信号をレ
コーダを介して記録紙に記録し、そのデータをマニュア
ルにて解析する場合には、多量のデータを処理しなけれ
ばならないので、一人の解析者が約１週間程データ処理
を行なわなければ、偏差の平均値や標準偏差を得ること
が出来ないので、その間引抜装置が正常か否か診断する
ことが出来ず、仮に異常状態のまま鋳造を繰返すと低品
質の鋳片を製造してしまうことになること、異常診断を
リアルタイムで自動的に実行できないこと、データ処理
に多大の労力と時間がかかること、モールドの付近の鋳
片の移動量を検出し、その検出信号を異常診断に用いて
いなかったので、異常診断の信頼性を十分に高めること
が出来なかったこと、などの問題がある。本発明の目的
は、鋳片引抜きと並行してリアルタイムで自動的に高い
信頼性でもって異常診断を行ない得るような水平連続鋳
造設備用引抜装置の異常診断装置を提供することであ
る。

【課題を解決するための手段】請求項１に係る水平連続
鋳造設備用引抜装置の異常診断装置は、水平連続鋳造設
備のタンディッシェに設けたモールドから鋳片を所定ス
トロークの引抜きと微小ストロークの戻しとを繰返えし
つつ間欠的に引抜く鋳片引抜きを行なうピンチロールと
これを駆動するサーボモータを備えた引抜装置におい
て、前記鋳片引抜きの１サイクル分の予め設定された鋳
片引抜き戻し特性を有し鋳片引抜きの各サイクル毎に鋳
片引抜き戻し特性に基いて引抜装置を制御する制御手段
と、前記モールドの出口側付近における鋳片の移動量を
検出する第１検出手段と、この第１検出手段の検出信号
を用いて引抜き設定ストロークと引抜き検出ストローク
との偏差の複数サイクル分の平均値及び標準偏差を求め
るとともに戻し設定ストロークと戻し検出ストロークと
の偏差の複数サイクル分の平均値及び標準偏差を求める
第１演算手段と、前記各平均値又は各標準偏差が夫々に
対応して予め設定された許容値より大きいときに異常で
あると判別する第１判別手段とを備えたものである。請
求項２に係る水平連続鋳造設備用引抜装置の異常診断装
置は、請求項１の水平連続鋳造設備用引抜装置の異常診
断装置において、前記ピンチロールの回転角を検出する
第２検出手段と、この第２検出手段の検出信号を用いて
引抜き設定ストロークと引抜き検出ストロークとの偏差
の複数サイクル分の平均値及び標準偏差を求めるととも
に戻し設定ストロークと戻し検出ストロークとの偏差の
複数サイクル分の平均値及び標準偏差を求める第２演算
手段と、前記各平均値又は各標準偏差が夫々に対応して
予め設定された許容値より大きいときに異常であると判
別する第２判別手段とを備えたものである。請求項３に
係る水平連続鋳造設備用引抜装置の異常診断装置は、請
求項２の水平連続鋳造設備用引抜装置の異常診断装置に
おいて、前記サーボモータの回転角を検出する第３検出
手段と、この第３検出手段の検出信号を用いて引抜き設
定ストロークと引抜き検出ストロークとの偏差の複数サ
イクル分の平均値及び標準偏差を求めるとともに戻し設
定ストロークと戻し検出ストロークとの偏差の複数サイ
クル分の平均値及び標準偏差を求める第３演算手段と、
前記各平均値又は各標準偏差が夫々に対応して予め設定
された許容値より大きいときに異常であると判別する第
３判別手段とを備えたものである。

【作用】請求項１に係る水平連続鋳造設備用引抜装置の
異常診断装置においては、制御手段は、鋳片引抜きの各
サイクル毎に、鋳片引抜き戻し特性に基いて引抜装置を
制御していく。第１検出手段は、鋳造時モールドの出口
付近における鋳片の移動量を検出する。第１演算手段は
鋳造時第１検出手段の検出信号を用いて引抜き設定スト
ロークと引抜き検出ストロークとの偏差の複数サイクル
分の平均値及び標準偏差を求めるとともに、戻し設定ス
トロークと戻し検出ストロークとの偏差の複数サイクル
分の平均値及び標準偏差を求める。第１判別手段は前記
の各平均値又は各標準偏差が夫々に対応して予め設定さ
れた許容値より大きいときに異常であると判別する。前
記第１検出手段はモールド内での鋳片の移動量を正しく
反映するモールドの出口付近の鋳片の移動量を検出する
ので、モールドからピンチロールまでの間での鋳片の熱
収縮をも加味した鋳片の移動量を用いることが出来るの
で、異常診断の信頼性が十分に高くなる。第１演算手段
によって引抜きストロークと戻しストロークの偏差の複
数サイクル分の平均値及び標準偏差を求めるので、定常
的に発生する偏差の平均値及び標準偏差を求めることが
出来、異常診断の信頼性が高くなる。第１検出手段によ
る検出と第１演算手段による演算と第１判別手段による
判別とを鋳片引抜きに並行して自動的に行なうので、異
常診断をリアルタイムで迅速に実行できるから、常に高
品質の鋳片を製造することが出来、異常診断のデータ処
理を自動化できるからそのコストを低減することが出来
る。請求項２に係る水平連続鋳造設備用引抜装置の異常
診断装置においては、基本的に請求項１と同様の作用が
得られる。加えて、第２検出手段はピンチロールの回転
角を検出し、その検出信号を用いて第２演算手段は第１
演算手段と同様の演算を行なって引抜きストロークと戻
しストロークの偏差の複数サイクル分の平均値及び標準
偏差を求め、第２判別手段は第１判別手段と同様の判別
を行なう。このように、第１検出手段の検出信号を用い
る異常診断と第２検出手段の検出信号を用いる異常診断
とを重複的に実行するので、異常診断の信頼性が高くな
る。また、第１判別手段が異常を判別したのか第２判別
手段が異常を判別したのかに応じてモールドが異常なの
かまた引抜装置が異常なのか異常発生個所を絞り込むこ
とが容易になる。請求項３に係る水平連続鋳造設備用引
抜装置の異常診断装置においては、基本的に請求項２と
同様の作用が得られる。加えて、第３検出手段はサーボ
モータの回転角を検出し、その検出信号を用いて第３演
算手段は第１演算手段と同様の演算を行なって引抜きス
トロークと戻しストロークの偏差の複数サイクル分の平
均値及び標準偏差を求め、第３判別手段は第１判別手段
と同様の判別を行なう。このように、異常診断を３重に
実行するので、異常診断の信頼性が更に高くなる。ま
た、モールドが異常なのか引抜装置が異常なのかサーボ
モータが異常なのか異常発生個所を絞り込むことが一層
容易になる。

【発明の効果】請求項１に係る水平連続鋳造設備用引抜
装置の異常診断装置によれば、作用の項で説明したよう
に、モールドの出口付近の鋳片の移動量を検出しその検
出信号を用いるので異常診断の信頼性を十分に高め得る
こと、定常的に発生する偏差の平均値と標準偏差を求め
るので異常診断の信頼性が高くなること、異常診断を鋳
片引抜きと並行して自動的にリアルタイムで迅速に実行
できるので常に高品質の鋳片を製造できること、異常診
断のデータ処理を自動化してそのコストを大幅に低減し
得ること、などの効果が得られる。請求項２に係る水平
連続鋳造設備用引抜装置の異常診断装置によれば、作用
の項で説明したように、請求項１と同様の効果が得られ
る。加えて、ピンチロールの回転角を検出し、その検出
信号を用いた異常診断も実行し、重複的に異常診断を行
なうので、異常診断の信頼性を一層高めることが出来る
こと、モールドが異常なのかまた引抜装置が異常なのか
異常発生個所を絞り込むことが容易になること、などの
効果も得られる。請求項３に係る水平連続鋳造設備用引
抜装置の異常診断装置によれば、作用の項で説明したよ
うに、基本的に請求項２と同様の効果が得られる。加え
て、サーボモータの回転角を検出し、その検出信号を用
いた異常診断も実行し、３重的に異常診断を行なうの
で、異常診断の信頼性を更に高めることが出来ること、
モールドが異常なのかまた引抜装置が異常なのかまたサ
ーボモータが異常なのか異常発生個所を更に絞り込むこ
とが容易になること、などの効果も得られる。

【実施例】以下、本発明の実施例について図面に基いて
説明する。図１は、水平連続鋳造設備１を示し、この鋳
造設備１にはレードル２、タンディッシュ３、ダンディ
ッシュシェーカー４、タンディッシュ３の前面に水平に
向けて取付けられたモールド５、モールド５の延長上に
延びるローラコンベア６、ローラコンベア６の途中部に
配設された引抜装置７、その下流側の切断装置８、など
が設けられている。この鋳造設備１においては、レード
ル２からタンディッシュ３内へ溶鋼を充填し、その溶鋼
をタンディッシュ３からモールド５内へ供給し、モール
ド５で所定断面形状に鋳造された鋳片Ｗはローラコンベ
ア６上を下流側へ延び、引抜装置７により所定ストロー
クの引抜きと微小ストロークの戻しとを繰返えしつつ鋳
片Ｗを間欠的に引抜いていって、連続的に鋳片Ｗを鋳造
するようになっている。前記引抜装置７について、図２
〜図８を参照しつつ説明する。図２・図３に示すよう
に、ベースフレーム１１の中央部に左右に隔てて１対の
枢支ブラケット１２が立設され、枢支ブラケット１２の
前側と後側に上下１対のロール軸１３及びロール軸１３
に固定されたピンチロール１４が夫々配設され、前側の
下段のロール軸１３はベースフレーム１１に設けた前後
１対の軸受部材で支持され、後側の下段のロール軸１３
はベースフレーム１１に設けた前後１対の軸受部材で支
持されている。前側の上段のロール軸１３を上下揺動可
能に枢支する為、左右の枢支ブラケット１２の前側には
左右１対の相互に連結されたアーム部材１５が配設さ
れ、前側の上段のロール軸１３は左右１対のアーム部材
１５に軸受１５ａを介して回転自在に支持され、左右１
対のアーム部材１５の後端部は夫々左右の枢支ブラケッ
ト１２の上端部に共通の支軸１６を介して回動自在に枢
着されている。更に、左右のアーム部材１５を夫々揺動
させたり或いはピンチロール１４を鋳片Ｗの方へつまり
下方へ付勢する為の左右１対の油圧シリンダ１７が設け
られている。後側の上段のロール軸１３を上下揺動可能
に枢支する為、左右の枢支ブラケット１２の後側には左
右１対の相互に連結されたアーム部材１５が配設され、
後側の上段のロール軸１３は左右１対のアーム部材１５
に軸受１５ａを介して回転自在に支持され、左右１対の
アーム部材１５の前端部は夫々左右の枢支ブラケット１
２の上端部に共通の支軸１６を介して回動自在に枢着さ
れている。更に、左右のアーム部材１５を夫々揺動させ
たり或いはピンチロール１４を鋳片Ｗの方へつまり下方
へ付勢する為の左右１対の油圧シリンダ１７が設けられ
ている。次に、前側の上段のロール軸１３とピンチロー
ル１４とを回転駆動する回転駆動装置２０について、図
５〜図８に基いて説明する。左右のアーム部材１５の間
でロール軸１３にはピンチロール１４が外嵌され、ピン
チロール１４は１対の接線キー１３ａを介してロール軸
１３に相対回転不能に固定されている。ロール軸１３の
左端部にはウォームホイール２１が固着され、このウォ
ームホイール２１に噛合する複リード型のウォームギヤ
部２２ａを有するウォームギヤ軸２２がウォームホイー
ル２１の上側に前後方向に水平に向けて配設され、ウォ
ームギヤ軸２２の前部には入力軸部２２ｂが設けられ、
ウォームホイール２１とウォームギヤ軸２２ａと位置調
節機構２３とを備えたウォーム減速機が構成されてい
る。前記ウォームギヤ軸２２の前側にはブラシレスモー
タからなるＡＣサーボモータ２４が同軸心状に配設さ
れ、その出力軸２４ａはウォームギヤ軸２２の入力軸部
２２ｂにバックラッシュレスの軸継手２５で連結されて
いる。前記ウォーム減速機におけるウォームギヤ部２２
ａとウォームホイール２１間にバックラックが生じるの
を防ぐ為に、ウォームギヤ部２２ａは図８に示すように
複リード型のギヤ歯に形成され、その後面のリード（ピ
ッチ）はｔ１で、前面のリード（ピッチ）はｔ２で、リ
ードｔ２はリードｔ１よりも微小量Δｔだけ大きく、ギ
ヤ歯の歯厚が前方にいく程厚く形成されていることか
ら、ウォームギヤ軸２２の軸方向位置を位置調節機構２
３を介して調節することにより、バックラッシュが略零
のバックラッシュレスのウォーム減速機となる。位置調
節機構２３について簡単に説明すると、キャップ状のベ
アリングハウス２６内の軸受２７にウォームギヤ軸２２
の端部２２ｃが支持され、ベアリングハウス２６はハウ
ジング２８の孔２９に移動可能に装着され、ベアリング
ハウス２６に外嵌螺合された固定ナット３０及び可動ナ
ット３１のうち、固定ナット３０はハウジング２８に複
数のボルトで固定され、軸受２７のアウタレースの端部
を押える押え具３２はベアリングハウス２６に内嵌螺合
されたロック具３３で受止められ、ロック具３３はベア
リングハウス２６に内嵌螺合された止めネジ部材３４で
緩み止めされている。前記軸継手２５を入力軸部２２ｂ
に固定するロック機構２５ａを緩め、且つ止めネジ部材
３４と可動ナット３１とを緩めてから、ベアリングハウ
ス２６を回動させることによりハウジング２８及び固定
ナット３０に対してベアリングハウス２６の軸方向位置
つまりウォームギヤ軸２２の軸方向位置を前方又は後方
へ微調整してバックラッシュレスの状態とし、その後止
めネジ部材３４と可動ナット３１とを締結し且つロック
機構２５ａを締結すればよい。尚、ロール軸１３とピン
チロール１４とを冷却する為、ロール軸１３の中心部に
は軸孔３５が形成され、軸孔３５にパイプ３６が挿入さ
れ、ロータリ継手３７とパイプ３６を介して軸孔３５内
へ冷却水を供給するようになっている。前記のように、
前側の上段のピンチロール１４を回転駆動する為の回転
駆動装置２０について説明したが、後側の上段のピンチ
ロール１４のロール軸１３には回転駆動装置２０と前後
に対称の同様のものが設けられ、前側の下段のピンチロ
ール１４のロール軸１３には回転駆動装置２０と上下に
略対称の同様のものが設けられ、後側の下段のピンチロ
ール１４のロール軸１３には前側の下段のピンチロール
１４の回転駆動装置と前後に対称の同様のものが設けら
れている。尚、前記４組の回転駆動装置２０の４台のＡ
Ｃサーボモータ２４について、各モータハウジングを回
転拘束する為、上下に相対応する２台のＡＣサーボモー
タ２４のモータハウジングは、図４に図示の回転拘束機
構３８によりベースフレーム１１に連結されている。次
に、制御系について図９〜図１１を参照しつつ説明す
る。図９に示すように、前記各ＡＣサーボモータ２４に
対応するサーボ制御系４０が設けられ、サーボ制御系４
０は、モータの回転速度を検出するタコジェネレータ４
１と、モータの回転角を検出するパルスジェネレータ４
２と、サーボアンプ４３とで構成されている。コントロ
ールユニット４６は４組のサーボ制御系４０に対応する
Ｄ／Ａ変換器４４を有し、各サーボ制御系４０のパルス
ジェネレータ４２の検出信号はコントロールユニット４
６へ供給され、各Ｄ／Ａ変換器４４から対応するサーボ
アンプ４３へ制御信号が出力され、各タコジェネレータ
４１の検出信号が対応するサーボアンプ４３へ供給され
ている。尚、後側の下段のピンチロール１４を駆動する
モータ２４の回転角を検出するパルスジェネレータ４２
の出力はコントロールユニット４６における鋳片引抜き
制御に用いられるが、残りの３つのパルスジェネレータ
４２の出力は夫々対応するＡＣサーボモータ２４の回転
速度をディスプレイ４７に表示する為に用いられる。更
に、後側の下段のピンチロール１４のロール軸１３の回
転角を検出するパルスジェネレータ４５が設けられ、そ
の出力がコントロールユニット４６へ供給され、またモ
ールド５の出口側付近において鋳片Ｗにスリップなしに
従動回転する制御ロール５０ａが設けられ、制御ロール
５０ａの回転角を検出するパルスジェネレータ５０が設
けられ、そのパルスジェネレータ５０の検出信号がコン
トロールユニット４６へ供給される。尚、パルスジェネ
レータ４５・５０の分解能は高く設定され、低速の戻し
駆動時にも約１０〜２０μｍ毎に検出パルス信号が出力
されるものとする。更に、各サーボアンプ４３にはモー
タ２４へ供給する駆動電流を検出する電流検出器（カレ
ントトランジューサー）が組込まれており、その電流検
出信号がコントロールユニット４６へ出力されている。
前記コントロールユニット４６は、ＣＰＵとＲＯＭとＲ
ＡＭとを有するマイクロコンピュータと、入出力インタ
ーフェースと、ＣＲＴディスプレイ４７を制御するディ
スプレイコントローラと、プリンタ４８を制御するプリ
ンタコントローラとを備え、コントロールユニット４６
には操作盤４９が接続されている。前記マイクロコンピ
ュータのＲＯＭには、鋳片Ｗの種類毎に予め設定された
鋳片引抜き戻し特性に従って、４組のＡＣサーボモータ
２４を制御する鋳片引抜き制御の制御プログラム及び鋳
片引抜き制御に付随する異常診断制御の制御プログラム
が予め入力格納されている。ここで、所定ストロークの
引抜きと微小ストロークの戻しとを繰返えしつつ鋳片Ｗ
を間欠的に引抜くときの１サイクル当りのストローク特
性と速度特性は図１０・図１１のように設定され、ｔ０
〜ｔ１の約０．２秒間鋳片Ｗを引抜き駆動し、次にｔ１
〜ｔ２の約０．１秒間停止し、次にｔ２〜ｔ３の約０．
１秒間鋳片Ｗを戻し駆動し、次にｔ３〜ｔ４の約０．１
秒間停止する。尚、ｔ０〜ｔ１の間の引抜き駆動のスト
ロークは約１０〜２０ｍｍ、ｔ２〜ｔ３の間の戻し駆動
の微小ストロークは約０．３〜１．５ｍｍである。図１
０に示される鋳片引抜き戻し特性のテーブル又はマップ
が鋳片引抜き制御の制御プログラムに付随させて予めＲ
ＯＭに格納されている。前記鋳片引抜き制御について簡
単に説明する。引抜き駆動の場合、コントロールユニッ
ト４６において、微小時間毎に、鋳片引抜き戻し特性に
含まれる引抜きストローク特性に基いて速度指令と位置
指令とが演算にて決定され、この位置指令とパルスジェ
ネレータ４２の検出信号に含まれる検出位置との偏差が
解消するように制御演算を行って速度制御指令を求め、
この速度制御指令が各Ｄ／Ａ変換器４４へ出力され、各
Ｄ／Ａ変換器４４から速度制御指令に対応する制御信号
がサーボアンプ４３へ出力される。各サーボアンプ４３
においては、前記制御信号とタコジェネレータ４１から
の速度を表す検出信号との偏差が解消するような三相交
流電流を発生させてＡＣサーボモータ２４へ供給する。
このようにＡＣサーボモータ２４に対する位置と速度の
フィードバック制御が実行される。戻し駆動の場合、鋳
片引抜き戻し特性に含まれる戻しストローク特性に基い
て前記と同様に、速度指令と位置指令とを微小時間毎に
決定し、前記同様にＡＣサーボモータ２４に対する位置
と速度のフィードバック制御が実行される。尚、制御４
つのタコジェネレータ４１を省略し、前記１つのパルス
ジェネレータ４２の検出信号と、鋳片引抜き戻し特性と
に基いてＡＣサーボモータ２４の位置と速度を制御する
位置速度制御指令をコントロールユニット４６において
求め、それに対応する制御信号を４つのサーボアンプ４
３へ出力するように構成することも出来る。ところで、
回転駆動装置２０の機械的誤差要因（バックラッシュ、
ベアリングのガタ、軸部材の弾性捩れ変形）及びモータ
２４とサーボ制御系４０の電気的応答遅れによる誤差要
因及び鋳片Ｗの熱収縮の誤差要因により、パルスジェネ
レータ４２で検出されるモータ２４の回転角及びパルス
ジェネレータ４５で検出されるピンチロール１４の回転
角及びパルスジェネレータ５０で検出される制御ロール
５０ａの回転角を夫々鋳片Ｗの移動量に換算したストロ
ークは図１２のように、鋳片引抜き戻し特性に対して遅
れたり或いは減少したりする。そこで、本実施例の引抜
装置７においては、鋳片引抜き戻し特性Ｓｓに対する前
記モータストロークＳｍ、ピンチロールストロークＳ
ｐ、制御ロールストロークＳｃの各偏差のデータ及び第
１・第２休止期間終了直前のモータ駆動電流のデータを
求め、それらのデータを統計的に処理することにより、
引抜装置７の異常をリアルタイムで診断するようになっ
ている。次に、図１０の鋳片引抜き戻し特性に基いて鋳
片Ｗを駆動する鋳片引抜き制御及びこれに付随した異常
診断制御について図１４〜図１７のフローチャートに基
いて説明する。尚、図中Ｓｉ（ｉ＝１、２、３・・・
・）は各ステップを示すものである。図１４は例えば１
ｍｓｅｃ毎に実行される鋳片引抜き制御のルーチンを示
すもので、制御が開始されるとＲＡＭのメモリやカウン
タをクリアするなどの初期化が実行され（Ｓ１）、次に
クロック信号をカウントしていくカウンタからなるタイ
マＴ（その計時時間をＴとする）がリセットされ（Ｓ
２）、次に鋳片引抜き戻し特性のテーブルよりストロー
クＦｓが読込まれ（Ｓ３）、このストロークＦｓに基い
て位置指令と速度指令が演算される（Ｓ４）。更に、Ｒ
ＡＭのメモリから後述のカウンタＩ１のカウント値Ｉ１
が読み込まれ（Ｓ５）、そのＩ１をストロークに換算し
たＣ１・Ｉ１（但し、Ｃ１は比例定数）と位置指令とに
基いて速度制御指令が演算され（Ｓ６）、次にその速度
制御指令に対応する制御信号が各Ａ／Ｄ変換器４４から
サーボアンプ４３へ出力される（Ｓ７）。Ｓ８において
Ｔ＝ｔ４か否か判定され、ＮｏのときにはＳ３へ戻り、
Ｓ３〜Ｓ８が繰返えされ、１サイクル分の鋳片引抜きを
完了してＴ＝ｔ４になると、Ｓ９で鋳片引抜きのサイク
ル数をカウントするカウンタＮがインクリメントされ、
Ｓ２へ戻り、その後Ｓ２〜Ｓ９が繰返えされ連続鋳造が
行なわれる。図１４〜図１６は図１３のメインルーチン
に対して例えば１ｍｓｅｃ毎のインターバル割込みにて
実行される異常診断制御のルーチンを示すもので、割込
み開始後、Ｔ＝０又はＴ＝ｔ２のときに限り（Ｓ２０、
Ｓ２１）、パルスジェネレータ５０のパルス数を夫々カ
ウントするカウンタＩ１、Ｉ２、Ｉ３（そのカウント値
をＩ１、Ｉ２、Ｉ３とする）がリセットされ（Ｓ２
２）、次にパルスジェネレータ５０の検出信号Ｐ１、Ｐ
２、Ｐ３が読込まれ（Ｓ２３）、Ｐ１〜Ｐ３が「Ｌ」か
ら「Ｈ」へ立上ったときのみ夫々に対応するカウンタＩ
１〜Ｉ３がインクリメントされ（Ｓ２４〜Ｓ２９）、次
にＴ＝ｔ１のときつまり引抜き駆動終了時にはＳ３１に
おいて偏差Ｄｆ１、Ｄｆ２、Ｄｆ３が演算される。即
ち、図１２に図示のように、Ｔ＝ｔ１のときの設定スト
ロークをＦｓ１とし、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３のパルス数Ｉ
１、Ｉ２、Ｉ３をストロークに換算する為の比例定数を
夫々Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３とすると、引抜き設定ストローク
Ｆｓ１とパルスジェネレータ４２のストロークＣ１・Ｉ
１との偏差Ｄｆ１と、引抜き設定ストロークＦｓ１とパ
ルスジェネレータ４５のストロークＣ２・Ｉ２との偏差
Ｄｆ２と、引抜き設定ストロークＦｓ１とパルスジェネ
レータ５０のストロークＣ３・Ｉ３との偏差Ｄｆ３はＳ
３１に示す式で演算され、それらが夫々ＲＡＭのレジス
タに格納される。次に、所定微小時間ΔとしてＴ＝ｔ２
−Δのときつまり第１停止期間終了直前の時点になると
（Ｓ３２、Ｙｅｓ）、モータ２４の駆動電流を表わす電
流検出信号ＡＩｆが読込まれてＲＡＭのレジスタに格納
される（Ｓ３３）。尚、このＴ＝ｔ２−Δの時点におい
ては指令パルス信号に基く駆動電流は零であるが、サー
ボ制御系４０においてモールド５と引抜装置７との間に
おける鋳片Ｗの熱収縮等に抗する制御を行なうので駆動
電流が発生する。ここで、Ｔ＝ｔ２のとき（Ｓ２１、Ｙ
ｅｓ）つまり戻し駆動の開始時には、カウンタＩ１、Ｉ
２、Ｉ３がＳ２２においてリセットされるので、ｔ２＜
Ｔ＜ｔ３の期間においてＩ１、Ｉ２、Ｉ３は戻し駆動時
のパルス数の累積値を表わす。そして、Ｔ＝ｔ３のとき
（Ｓ３４、Ｙｅｓ）つまり戻し駆動の完了時には、Ｓ３
５において偏差Ｄｒ１、Ｄｒ２、Ｄｒ３が演算される。
即ち、図１２に図示のようにＴ＝ｔ３のときの設定スト
ロークをＦｓ３とすると、戻し駆動の設定ストロークは
（Ｆｓ１−Ｆｓ３）となるので、戻し設定ストローク
（Ｆｓ１−Ｆｓ３）とパルスジェネレータ４２のストロ
ークＣ１・Ｉ１との偏差Ｄｒ１、戻し設定ストローク
（Ｆｓ１−Ｆｓ３）とパルスジェネレータ４５のストロ
ークＣ２・Ｉ２との偏差Ｄｒ２と、戻し設定ストローク
（Ｆｓ１−Ｆｓ３）とパルスジェネレータ５０のストロ
ークＣ３・Ｉ３との偏差Ｄｒ３はＳ３５に示す式で演算
され、それらが夫々ＲＡＭのレジスタに格納される。次
に、Ｔ＝ｔ４−Δのとき（Ｓ３６、Ｙｅｓ）つまり第２
休止期間終了直前の時点になると電流検出信号ＡＩｒが
読込まれてＲＡＭのレジスタに格納される（Ｓ３７）。
尚、ここで検出される駆動電流も前記同様、鋳片Ｗの熱
収縮に起因するものである。次に、Ｔ＝ｔ４か否かつま
り１サイクル分の鋳片引抜きが終了したか否か判定され
（Ｓ３８）、Ｎｏのときにはメインルーチンへ戻り、ま
たＹｅｓのときにはカウンタＮが所定の設定値Ｎｏ（例
えば、Ｎｏ＝５〜１０）になったか否かつまり鋳片引抜
きのサイクル数がＮｏになったか否か判定され（Ｓ３
９）、Ｎｏのときにはメインルーチンへ戻り、またＹｅ
ｓのときにはＳ４０以降が実行される。Ｓ４０におい
て、レジスタに格納されていたＮｏサイクル分の前記偏
差Ｄｆｉ及びＤｒｉ（但し、ｉ＝１、２、３）の平均値
Ｄｆｉｍ、Ｄｒｉｍ及び標準偏差σｆｉ、σｒｉが演算
され、レジスタに格納されていた駆動電流ＡＩｆ、ＡＩ
ｒの平均値ＡＩｆｍ、ＡＩｒｍが演算され（Ｓ４１）、
次にＤｆｉｍとＡＩｆｍの相関係数Ｃｆｉ及びＤｒｉｍ
とＡＩｒｍの相関係数Ｃｒｉが演算される（Ｓ４２）。
次に、偏差の平均値Ｄｆｉｍ、Ｄｒｉｍが夫々その所定
の許容値Ｊｆｉ、Ｊｒｉより大きいか否か判定され（Ｓ
４３）、６組の平均値のうち何れかの平均値がその許容
値よりも大きいときにはＳ４８へ移行し、また全部の平
均値が夫々の許容値以下のときにはＳ４４へ移行し、次
に標準偏差σｆｉ、σｒｉが夫々その所定の許容値Ｋｆ
ｉ、Ｋｒｉより大きいか否か判定され（Ｓ４４）、６組
の標準偏差のうちの何れかの標準偏差がその許容値より
も大きいときにはＳ４８へ移行し、また全部の標準偏差
が夫々の許容値以下のときにはＳ４５へ移行し、次に相
関係数Ｃｆｉ、Ｃｒｉが夫々その所定の許容値Ｌｆｉ、
Ｌｒｉより大きいか否か判定され（Ｓ４５）、６組の相
関係数が夫々の許容値よりも大きいときにはＳ４８へ移
行し、また全部の相関係数が夫々の許容値以下のときに
は、鋳片引抜きが適切に行なわれているので、Ｓ４６に
おいて前記の種々のデータ（偏差、その平均値と標準偏
差、電流値、その平均値、相関係数など）がプリンタコ
ントローラへ出力され、次にカウンタＮがリセットされ
（Ｓ４７）、メインルーチンへ戻る。一方、Ｓ４３、Ｓ
４４、Ｓ４５の何れかのステップにおいてＹｅｓと判定
されたときには鋳片引抜きが適切に行なわれておらず、
引抜装置７の機械系または制御系に何れかの異常が発生
したりモールド５に鋳片Ｗがスティックするなどの異常
が発生しているので、Ｓ４８において操作盤４９のウォ
ーニングランプに点灯させまた警告ブザーを作動させる
為の異常報知信号が出力され、またＳ４６と同様の種々
のデータがプリンタコントローラへ出力され（Ｓ４
９）、メインルーチンへ復帰する。そして、この場合、
カウンタＮの値が保持されるので、鋳造が続行されたと
しても次回の割込みにおいてＳ４８が繰返されることに
なる。次に、前記引抜装置７の作用について説明する。
ピンチロール１４のロール軸１３の一端部にウォームホ
イール２１を固着し、モータ２４の出力軸２４ａからロ
ール軸１３までの回転伝動部材を極力少なくし、機械的
誤差が殆ど生じない構造としたので、鋳片Ｗの位置速度
・精度を大幅に高めることが出来る。回転駆動装置２０
は、モータ２４と軸継手２５とウォーム減速機などの極
く少数の部品で構成できるので、その構造を著しく簡単
化・小型化出来る。回転駆動装置２０がピンチロール１
４の側方へ殆ど張り出すことがないから、全幅が小さく
なって設置スペースを節減でき、タンディッシュ３に複
数のモールド５を設ける場合に、ストランド間隔を小さ
くすることが出来る。モータ２４、ピンチロール１４及
び制御ロール５０ａの回転角を夫々検出するパルスジェ
ネレータ４２・４５・５０を設け、引抜き設定ストロー
クに対するパルスジェネレータ４２・４５・５０の検出
ストロークの偏差と、戻し設定ストロークに対するパル
スジェネレータ４２・４５・５０の検出ストロークの偏
差とを求め、これら偏差の平均値及び標準偏差を求めて
各許容値と比較し、モータ駆動電流を検出してその平均
値を求め、各偏差の平均値と検出電流の平均値との相関
係数を求めて各許容値と比較することにより、異常発生
を検出するように構成したので、モータ２４、ピンチロ
ール１４及び制御ロール５０ａが鋳片引抜き戻し特性に
対して夫々許容誤差内で適切に作動しなくなった異常状
態を早期に確実に検出して対策を講ずることが出来る。
加えて、多量の検出データの処理をコントロールユニッ
ト４６により鋳片引抜き制御と並行してリアルタイムで
自動的に迅速に行なうことが出来るので、異常状態で鋳
造して品質不良の鋳片Ｗを多量に製造してしまうのを防
止でき、多量の検出データの解析処理のコストを著しく
低減することが出来る。前記実施例を次のように部分的
に変更することが出来る。比較的小型のサイズの鋳片Ｗ
を鋳造する装置の場合には、上下１対のピンチロール１
４を１組だけ設けてもよく、前記上段の２つのピンチロ
ール１４は鋳片Ｗの移動に従動する押えピンチロールに
構成してもよい。また、前記各ロール軸１３の左端部に
のみ回転駆動装置２０を設けたが、各ロール軸１３の右
端部にも回転駆動装置２０を設けてもよい。また、前記
ＡＣサーボモータ２４とサーボ制御系４０の代りに直流
サーボモータとそのサーボ制御系或いは油圧モータと油
圧サーボ制御系を用いることも可能である。また、前記
回転拘束機構３８の代りに、各モータハウジングを各連
結部材でベースフレーム１１に連結する構造にしてもよ
い。また、前記回転駆動装置２０はこれに限るものでは
なく種々の構成のものでも本発明を適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る水平連続鋳造設備の側面図であ
る。

【図２】引抜装置の側面図である。

【図３】引抜装置の正面図である。

【図４】回転拘束機構の正面図である。

【図５】回転駆動装置の部分切欠縦断側面図である。

【図６】図５の６−６線断面図である。

【図７】図６の７−７線断面図である。

【図８】複リード型ウォームギヤ部の説明図である。

【図９】引抜装置の制御系の構成図である。

【図１０】１サイクル当りの鋳片の鋳片引抜き戻し特性
の線図である。

【図１１】１サイクル当りの鋳片の速度特性の線図であ
る。

【図１２】１サイクル当りの鋳片引抜き戻し特性、モー
タの検出ストローク、ピンチロールの検出ストローク及
び制御ロールの検出ストロークのタイムチートである。

【図１３】鋳片引抜き制御のメインルーチンのフローチ
ャートである。

【図１４】鋳片引抜き制御に付随した異常診断制御のフ
ローチャートの一部である。

【図１５】異常診断制御のフローチャートの一部であ
る。

【図１６】異常診断制御のフローチャートの一部であ
る。

【符号の説明】

Ｗ・・鋳片 ３・・タンディッシュ ５・・モールド ７・・引抜装置 １４・・ピンチロール ２４・・ＡＣサーボモータ ４０・・サーボ制御系 ４１・・タコジェネレータ ４２・・パルスジェネレータ ４３・・サーボアンプ ４４・・Ｄ／Ａ変換器 ４５・・パルスジェネレータ ４６・・コントロールユニット ５０・・パルスジェネレータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村井 謙一 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (72)発明者 岩崎 央 山口県光市大字島田3434番地 新日本製鐵 株式会社光製鐵所内 (72)発明者 阿尾 陽司 福岡県北九州市八幡東区枝光１丁目１番１ 号 新日本製鐵株式会社設備技術本部内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平連続鋳造設備のタンディッシュに設
   けたモールドから鋳片を所定ストロークの引抜きと微小
   ストロークの戻しとを繰返えしつつ間欠的に引抜く鋳片
   引抜きを行なうピンチロールとこれを駆動するサーボモ
   ータを備えた引抜装置において、 前記鋳片引抜きの１サイクル分の予め設定された鋳片引
   抜き戻し特性を有し鋳片引抜きの各サイクル毎に鋳片引
   抜き戻し特性に基いて引抜装置を制御する制御手段と、
   前記モールドの出口側付近における鋳片の移動量を検出
   する第１検出手段と、この第１検出手段の検出信号を用
   いて引抜き設定ストロークと引抜き検出ストロークとの
   偏差の複数サイクル分の平均値及び標準偏差を求めると
   ともに戻し設定ストロークと戻し検出ストロークとの偏
   差の複数サイクル分の平均値及び標準偏差を求める第１
   演算手段と、前記各平均値又は各標準偏差が夫々に対応
   して予め設定された許容値より大きいときに異常である
   と判別する第１判別手段とを備えたことを特徴とする水
   平連続鋳造設備用引抜装置の異常診断装置。
2. 【請求項２】 前記ピンチロールの回転角を検出する第
   ２検出手段と、この第２検出手段の検出信号を用いて引
   抜き設定ストロークと引抜き検出ストロークとの偏差の
   複数サイクル分の平均値及び標準偏差を求めるとともに
   戻し設定ストロークと戻し検出ストロークとの偏差の複
   数サイクル分の平均値及び標準偏差を求める第２演算手
   段と、前記各平均値又は各標準偏差が夫々に対応して予
   め設定された許容値より大きいときに異常であると判別
   する第２判別手段とを備えたことを特徴とする請求項１
   に記載の水平連続鋳造設備用引抜装置の異常診断装置。
3. 【請求項３】 前記サーボモータの回転角を検出する第
   ３検出手段と、この第３検出手段の検出信号を用いて引
   抜き設定ストロークと引抜き検出ストロークとの偏差の
   複数サイクル分の平均値及び標準偏差を求めるとともに
   戻し設定ストロークと戻し検出ストロークとの偏差の複
   数サイクル分の平均値及び標準偏差を求める第３演算手
   段と、前記各平均値又は各標準偏差が夫々に対応して予
   め設定された許容値より大きいときに異常であると判別
   する第３判別手段とを備えたことを特徴とする請求項２
   に記載の水平連続鋳造設備用引抜装置の異常診断装置。