JPH09295116A - 連続鋳造機における湯面レベルの制御方法 - Google Patents
連続鋳造機における湯面レベルの制御方法Info
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- JPH09295116A JPH09295116A JP11227796A JP11227796A JPH09295116A JP H09295116 A JPH09295116 A JP H09295116A JP 11227796 A JP11227796 A JP 11227796A JP 11227796 A JP11227796 A JP 11227796A JP H09295116 A JPH09295116 A JP H09295116A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】連続鋳造機において、バルジングに起因する湯
面レベル変動を抑制して、湯面レベルを安定化させる。 【解決手段】鋳型４内の湯面レベルの測定値と、予め設
定されている湯面レベルの目標値との偏差である制御偏
差を求める。この制御偏差より、鋳片引抜量変動に起因
する湯面レベル変動成分と、これ以外の湯面レベル変動
成分を算出する。鋳片引抜量変動に起因する湯面レベル
変動成分に基づいて、引抜ロール６の引抜速度を算出す
る。鋳片引抜量変動以外の原因に起因する湯面レベル変
動成分に基づいて、タンディッシュ１から鋳型４への注
湯量を算出する。前記算出した引抜速度および注湯量を
もって操業を行う。
面レベル変動を抑制して、湯面レベルを安定化させる。 【解決手段】鋳型４内の湯面レベルの測定値と、予め設
定されている湯面レベルの目標値との偏差である制御偏
差を求める。この制御偏差より、鋳片引抜量変動に起因
する湯面レベル変動成分と、これ以外の湯面レベル変動
成分を算出する。鋳片引抜量変動に起因する湯面レベル
変動成分に基づいて、引抜ロール６の引抜速度を算出す
る。鋳片引抜量変動以外の原因に起因する湯面レベル変
動成分に基づいて、タンディッシュ１から鋳型４への注
湯量を算出する。前記算出した引抜速度および注湯量を
もって操業を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、連続鋳造機におけ
る鋳型内の湯面レベルを一定に保つための湯面レベルの
制御方法に関する。
る鋳型内の湯面レベルを一定に保つための湯面レベルの
制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、連続鋳造機では、タンディッシ
ュに蓄えられた溶鋼がノズルを通して鋳型に注湯され、
冷却された後、引抜ロールにより鋳片として鋳型より引
き抜かれる。この連続鋳造機において、鋳型内の湯面レ
ベルが変動すると、操業上の支障を引き起こすブレイク
アウト、あるいは鋳片の表面傷や割れ等が発生すること
がある。したがって、湯面レベルを一定に保つことはき
わめて重要である。
ュに蓄えられた溶鋼がノズルを通して鋳型に注湯され、
冷却された後、引抜ロールにより鋳片として鋳型より引
き抜かれる。この連続鋳造機において、鋳型内の湯面レ
ベルが変動すると、操業上の支障を引き起こすブレイク
アウト、あるいは鋳片の表面傷や割れ等が発生すること
がある。したがって、湯面レベルを一定に保つことはき
わめて重要である。
【０００３】従来、連続鋳造機における湯面レベルを一
定に保つ方法として、たとえばノズルに備え付けられた
スライディングノズルの開度を、アクチュエータを介し
てプレートを操作することにより調節して、鋳型へ注湯
する溶鋼の量を調整し、レベル計により検出される湯面
レベルを目標湯面レベルと一致させるように制御を行う
方法が知られている。
定に保つ方法として、たとえばノズルに備え付けられた
スライディングノズルの開度を、アクチュエータを介し
てプレートを操作することにより調節して、鋳型へ注湯
する溶鋼の量を調整し、レベル計により検出される湯面
レベルを目標湯面レベルと一致させるように制御を行う
方法が知られている。
【０００４】鋳型から引き抜かれた直後の鋳片の表面は
凝固シェル表面となり、この凝固シェルには内部の未凝
固溶鋼の静圧が加わり、鋳片は膨らもうとする。この鋳
片が膨らむ現象はバルジングと呼ばれている。バルジン
グしようとする鋳片は、これをサポートするサポートロ
ールによって押さえ付けられて矯正されるが、サポート
ロール相互間では押さえ付ける力が働かないので、鋳片
は再びバルジングしようとする。
凝固シェル表面となり、この凝固シェルには内部の未凝
固溶鋼の静圧が加わり、鋳片は膨らもうとする。この鋳
片が膨らむ現象はバルジングと呼ばれている。バルジン
グしようとする鋳片は、これをサポートするサポートロ
ールによって押さえ付けられて矯正されるが、サポート
ロール相互間では押さえ付ける力が働かないので、鋳片
は再びバルジングしようとする。
【０００５】鋳片がバルジングすると、鋳片内部の未凝
固溶鋼は鋳片表面の凹凸に合わせて流動を起こすことに
より、鋳片内の未凝固溶鋼の体積が変動し、この体積変
動に伴って湯面レベルが大きく変動する。このように、
鋳片内未凝固溶鋼の体積変動により湯面レベルが大きく
変動した場合には、前記の従来方法に従って注湯量を制
御するのみでは十分に前記の体積変動量を補償すること
ができず、もって湯面レベルを安定化することができな
かった。
固溶鋼は鋳片表面の凹凸に合わせて流動を起こすことに
より、鋳片内の未凝固溶鋼の体積が変動し、この体積変
動に伴って湯面レベルが大きく変動する。このように、
鋳片内未凝固溶鋼の体積変動により湯面レベルが大きく
変動した場合には、前記の従来方法に従って注湯量を制
御するのみでは十分に前記の体積変動量を補償すること
ができず、もって湯面レベルを安定化することができな
かった。
【０００６】一方、引抜ロールに備え付けられた速度計
により検出される鋳片の引抜速度と鋳型からの鋳片の引
抜量との間には線形関係があるため、注湯量特性の変化
とは無関係に、引抜速度の制御によって湯面レベルを制
御できることも知られている。
により検出される鋳片の引抜速度と鋳型からの鋳片の引
抜量との間には線形関係があるため、注湯量特性の変化
とは無関係に、引抜速度の制御によって湯面レベルを制
御できることも知られている。
【０００７】この制御を利用した湯面レベルの制御方法
として、たとえば特開昭６１−２３５０５６号公報にお
いては、湯面レベルが許容範囲内に維持されるように注
湯量制御手段により注湯量を制御するとともに、湯面レ
ベルが許容範囲を超えかつ湯面レベルが上昇している場
合には鋳片の引抜速度を速くし、湯面レベルが下降して
いる場合には引抜速度を遅くする制御を行うことによ
り、バルジングによる湯面レベル変動を抑制する方法が
開示されている。
として、たとえば特開昭６１−２３５０５６号公報にお
いては、湯面レベルが許容範囲内に維持されるように注
湯量制御手段により注湯量を制御するとともに、湯面レ
ベルが許容範囲を超えかつ湯面レベルが上昇している場
合には鋳片の引抜速度を速くし、湯面レベルが下降して
いる場合には引抜速度を遅くする制御を行うことによ
り、バルジングによる湯面レベル変動を抑制する方法が
開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、バルジング
による湯面レベル変動の周期Ｔ0 は、引抜速度をＶc と
すると（１）式で表すことができる。 Ｔ0 ＝Ｌ／ＶC ………（１） ただし、Ｌ：バルジングのピッチ また、この時の鋳型から出ていく鋳片の引抜量Ｑout は
（２）式で表すことができる。
による湯面レベル変動の周期Ｔ0 は、引抜速度をＶc と
すると（１）式で表すことができる。 Ｔ0 ＝Ｌ／ＶC ………（１） ただし、Ｌ：バルジングのピッチ また、この時の鋳型から出ていく鋳片の引抜量Ｑout は
（２）式で表すことができる。
【０００９】
【数１】
【００１０】この（１）式、（２）式から判るように、
湯面レベルを安定化するために引抜速度を変化させると
バルジングの周期が変化し、それに伴い鋳片引抜量の周
波数が変化する。
湯面レベルを安定化するために引抜速度を変化させると
バルジングの周期が変化し、それに伴い鋳片引抜量の周
波数が変化する。
【００１１】したがって、特開昭６１−２３５０５６号
公報に記載された方法のように、湯面レベルが上昇すれ
ば引抜速度を速くし、下降すれば引抜速度を遅くすると
いった方法で一律に引抜速度を変化させるパターン制御
では、バルジングによる鋳片引抜量の変化を相殺するこ
とはできないため、湯面レベルを十分に制御することは
できなかった。
公報に記載された方法のように、湯面レベルが上昇すれ
ば引抜速度を速くし、下降すれば引抜速度を遅くすると
いった方法で一律に引抜速度を変化させるパターン制御
では、バルジングによる鋳片引抜量の変化を相殺するこ
とはできないため、湯面レベルを十分に制御することは
できなかった。
【００１２】また、湯面レベルの上昇・下降のみにより
引抜速度を加減速するので、たとえば、湯面レベルが目
標レベルより低く湯面レベルが上昇している場合、引抜
速度を増速することになり湯面レベルを下降させる方向
に操作が行われ、操作量の大きさによってはかえって湯
面レベルを不安定化することもあった。
引抜速度を加減速するので、たとえば、湯面レベルが目
標レベルより低く湯面レベルが上昇している場合、引抜
速度を増速することになり湯面レベルを下降させる方向
に操作が行われ、操作量の大きさによってはかえって湯
面レベルを不安定化することもあった。
【００１３】そこで、本発明の課題は、連続鋳造機にお
いて、湯面レベルを一定に保つこと、特に、バルジング
による湯面レベル変動を抑制することにより、湯面レベ
ルを一定に保つことにある。
いて、湯面レベルを一定に保つこと、特に、バルジング
による湯面レベル変動を抑制することにより、湯面レベ
ルを一定に保つことにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明は、タンディッシュから鋳型に注湯された溶鋼を鋳型
から引き抜いて鋳片を製造する連続鋳造機における前記
鋳型内の湯面レベルを制御する方法において、（１）鋳
型内の湯面レベルの目標値と湯面レベルの測定値との偏
差を求め、（２）前記偏差を用いて、鋳片引抜量変動に
起因する湯面レベル変動成分を算出し、この鋳片引抜量
変動に起因する湯面レベル変動成分に基づいて鋳型から
鋳片を引き抜く引抜速度を算出し、（３）他方で、前記
偏差を用いて、鋳型引抜量変動以外の原因に起因する湯
面レベル変動の成分を算出し、この鋳型引抜量変動以外
の原因に起因する湯面レベル変動成分に基づいてタンデ
ィッシュから鋳型に注湯する溶鋼の注湯量を算出し、
（４）前記算出した引抜速度および注湯量をもって操業
することを特徴とするものである。
明は、タンディッシュから鋳型に注湯された溶鋼を鋳型
から引き抜いて鋳片を製造する連続鋳造機における前記
鋳型内の湯面レベルを制御する方法において、（１）鋳
型内の湯面レベルの目標値と湯面レベルの測定値との偏
差を求め、（２）前記偏差を用いて、鋳片引抜量変動に
起因する湯面レベル変動成分を算出し、この鋳片引抜量
変動に起因する湯面レベル変動成分に基づいて鋳型から
鋳片を引き抜く引抜速度を算出し、（３）他方で、前記
偏差を用いて、鋳型引抜量変動以外の原因に起因する湯
面レベル変動の成分を算出し、この鋳型引抜量変動以外
の原因に起因する湯面レベル変動成分に基づいてタンデ
ィッシュから鋳型に注湯する溶鋼の注湯量を算出し、
（４）前記算出した引抜速度および注湯量をもって操業
することを特徴とするものである。
【００１５】本発明においては、湯面レベル変動をバル
ジングによるものとそれ以外の原因に起因するものに分
けて、湯面レベルの制御を行う。
ジングによるものとそれ以外の原因に起因するものに分
けて、湯面レベルの制御を行う。
【００１６】バルジングによる湯面レベル変動は、バル
ジングによって引き起こされる鋳片引抜量の変動が原因
となって発生する。したがって、バルジングによる湯面
レベル変動を抑制する根本的な解決方法は、バルジング
が発生しても鋳片引抜量を一定に保つことである。そこ
で、本発明においては、バルジングによる湯面レベル変
動を抑制するため、鋳片の引抜量を一定に保つ制御を行
う。
ジングによって引き起こされる鋳片引抜量の変動が原因
となって発生する。したがって、バルジングによる湯面
レベル変動を抑制する根本的な解決方法は、バルジング
が発生しても鋳片引抜量を一定に保つことである。そこ
で、本発明においては、バルジングによる湯面レベル変
動を抑制するため、鋳片の引抜量を一定に保つ制御を行
う。
【００１７】鋳型から鋳片を引き抜くにあたり、鋳片の
引抜量が変化すると、鋳型内の湯面レベルに影響を与え
る。また、鋳片の引抜量は、鋳片の引抜速度により制御
することができる。したがって、鋳型内の湯面レベルの
目標値と湯面レベル値との偏差を求め、この偏差を用い
て、鋳片引抜量変動に起因する湯面レベル変動成分を算
出し、この鋳片引抜量変動に起因する湯面レベル変動よ
り、鋳片の引抜量の変動量を推定することができる。そ
して、この変動量を相殺する鋳片の引抜速度を算出し、
この引抜速度で鋳片を引き抜くように引抜ロールを操作
することにより、鋳片引抜量変動を減少させることがで
きる。かくしてバルジングによる湯面レベル変動を抑制
し、鋳片の引抜量を一定に保つ制御が可能となる。
引抜量が変化すると、鋳型内の湯面レベルに影響を与え
る。また、鋳片の引抜量は、鋳片の引抜速度により制御
することができる。したがって、鋳型内の湯面レベルの
目標値と湯面レベル値との偏差を求め、この偏差を用い
て、鋳片引抜量変動に起因する湯面レベル変動成分を算
出し、この鋳片引抜量変動に起因する湯面レベル変動よ
り、鋳片の引抜量の変動量を推定することができる。そ
して、この変動量を相殺する鋳片の引抜速度を算出し、
この引抜速度で鋳片を引き抜くように引抜ロールを操作
することにより、鋳片引抜量変動を減少させることがで
きる。かくしてバルジングによる湯面レベル変動を抑制
し、鋳片の引抜量を一定に保つ制御が可能となる。
【００１８】このとき、鋳片の引抜速度を制御してバル
ジングによる湯面レベル変動を抑制しているので、注湯
量を制御して湯面レベル変動を抑制する場合と異なり、
鋳片内未凝固溶鋼の体積変動量を十分に補償することが
できる。
ジングによる湯面レベル変動を抑制しているので、注湯
量を制御して湯面レベル変動を抑制する場合と異なり、
鋳片内未凝固溶鋼の体積変動量を十分に補償することが
できる。
【００１９】他方、バルジング以外の原因に起因する湯
面レベル変動については、鋳片引抜量には影響を与えな
い。したがって、湯面レベルの測定結果から、鋳片引抜
量変動以外の原因に起因する湯面レベル変動の成分を算
出し、その算出結果から、鋳片引抜量変動以外の原因に
起因する湯面レベル変動の成分を零にするようにタンデ
ィッシュから鋳型への注湯量を制御することにより、バ
ルジング以外の原因に起因する湯面レベル変動も抑制す
ることができる。
面レベル変動については、鋳片引抜量には影響を与えな
い。したがって、湯面レベルの測定結果から、鋳片引抜
量変動以外の原因に起因する湯面レベル変動の成分を算
出し、その算出結果から、鋳片引抜量変動以外の原因に
起因する湯面レベル変動の成分を零にするようにタンデ
ィッシュから鋳型への注湯量を制御することにより、バ
ルジング以外の原因に起因する湯面レベル変動も抑制す
ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら具体的に説明する。図１は本発明の実施
形態の概略図、図２はその制御系を示すブロック線図で
ある。タンディッシュ１に蓄えられている溶鋼２は、ス
ライディングノズル３を通して鋳型４へ注湯される。ス
ライディングノズル３には、開度調節プレート５Ａが設
けられ、これにスライディングノズル制御系のアクチュ
エータとしてのステッピングシリンダ５Ｂが連結されて
おり、ステッピングシリンダ５Ｂの操作量によってスラ
イディングノズル３の開度が調節され、溶鋼の注湯量が
制御される。
を参照しながら具体的に説明する。図１は本発明の実施
形態の概略図、図２はその制御系を示すブロック線図で
ある。タンディッシュ１に蓄えられている溶鋼２は、ス
ライディングノズル３を通して鋳型４へ注湯される。ス
ライディングノズル３には、開度調節プレート５Ａが設
けられ、これにスライディングノズル制御系のアクチュ
エータとしてのステッピングシリンダ５Ｂが連結されて
おり、ステッピングシリンダ５Ｂの操作量によってスラ
イディングノズル３の開度が調節され、溶鋼の注湯量が
制御される。
【００２１】鋳型４の下方には、鋳型４から鋳片を引き
抜く引抜速度制御系のアクチュエータとしての引抜ロー
ル６が設けられており、この引抜ロール６の速度を調節
することにより、鋳片の引抜量が制御される。また、鋳
型４の上方にはレベル計７が取り付けられており、鋳型
４の湯面レベルを測定している。
抜く引抜速度制御系のアクチュエータとしての引抜ロー
ル６が設けられており、この引抜ロール６の速度を調節
することにより、鋳片の引抜量が制御される。また、鋳
型４の上方にはレベル計７が取り付けられており、鋳型
４の湯面レベルを測定している。
【００２２】レベル計７によって測定された湯面レベル
実測値ｙは、予め設定されている湯面レベル目標値ｒと
ともに、第１制御装置１１、第２制御装置１２に入力さ
れる。第１制御装置１１は、湯面レベル目標値ｒと湯面
レベル実測値ｙとの偏差である制御偏差（ｒ−ｙ）のう
ち、バルジングによるものを抽出し、この制御偏差をな
くす引抜ロール６の速度となる引抜ロール６の操作量Ｕ
１を算出する。この操作量Ｕ１の指令信号が引抜ロール
６に与えられると、この指令信号に基づいて引抜ロール
６の引抜速度が調節され、鋳型４からの鋳片引抜量が制
御される。
実測値ｙは、予め設定されている湯面レベル目標値ｒと
ともに、第１制御装置１１、第２制御装置１２に入力さ
れる。第１制御装置１１は、湯面レベル目標値ｒと湯面
レベル実測値ｙとの偏差である制御偏差（ｒ−ｙ）のう
ち、バルジングによるものを抽出し、この制御偏差をな
くす引抜ロール６の速度となる引抜ロール６の操作量Ｕ
１を算出する。この操作量Ｕ１の指令信号が引抜ロール
６に与えられると、この指令信号に基づいて引抜ロール
６の引抜速度が調節され、鋳型４からの鋳片引抜量が制
御される。
【００２３】それと同時に、第２制御装置１２は、制御
偏差（ｒ−ｙ）のうち、バルジング以外の原因に起因す
るものを抽出し、この制御偏差をなくすスライディング
ノズル３の開度となるステッピングシリンダ５Ｂの操作
量Ｕ２を算出する。この操作量Ｕ２の指令信号がステッ
ピングシリンダ５Ｂに与えられると、ステッピングシリ
ンダ５Ｂは、この指令信号に基づいてスライディングノ
ズル３に設けられた開度調節プレート５Ａの開閉量を調
節し、鋳型４への溶鋼の注湯量を制御する。
偏差（ｒ−ｙ）のうち、バルジング以外の原因に起因す
るものを抽出し、この制御偏差をなくすスライディング
ノズル３の開度となるステッピングシリンダ５Ｂの操作
量Ｕ２を算出する。この操作量Ｕ２の指令信号がステッ
ピングシリンダ５Ｂに与えられると、ステッピングシリ
ンダ５Ｂは、この指令信号に基づいてスライディングノ
ズル３に設けられた開度調節プレート５Ａの開閉量を調
節し、鋳型４への溶鋼の注湯量を制御する。
【００２４】このようにして、注湯量、鋳型引抜量を制
御することにより鋳型４内の湯面レベルが一定に保たれ
る。
御することにより鋳型４内の湯面レベルが一定に保たれ
る。
【００２５】次に、第１制御装置１１および第２制御装
置１２における湯面レベルの制御方法について説明す
る。実際の操業では、鋳型４には様々な要因による外乱
が加わって湯面を乱しているが、本実施形態では、外乱
として、バルジングによる鋳片引抜量外乱Ｗ1 と、湯面
が波立つことによる湯面波立ち外乱Ｗ2 による湯面レベ
ル変動を考慮して制御系の設計を行った。なお、バルジ
ングによる鋳片引抜量外乱Ｗ1 は、本来引抜速度に依存
するが、本実施形態では制御系の設計を簡略化するた
め、バルジングによる鋳片引抜量外乱Ｗ1 は、引抜速度
に依存しないとして設計を行った。
置１２における湯面レベルの制御方法について説明す
る。実際の操業では、鋳型４には様々な要因による外乱
が加わって湯面を乱しているが、本実施形態では、外乱
として、バルジングによる鋳片引抜量外乱Ｗ1 と、湯面
が波立つことによる湯面波立ち外乱Ｗ2 による湯面レベ
ル変動を考慮して制御系の設計を行った。なお、バルジ
ングによる鋳片引抜量外乱Ｗ1 は、本来引抜速度に依存
するが、本実施形態では制御系の設計を簡略化するた
め、バルジングによる鋳片引抜量外乱Ｗ1 は、引抜速度
に依存しないとして設計を行った。
【００２６】第１制御装置１１は、入力された制御偏差
（ｒ−ｙ）より、操作量Ｕ１の指令信号を算出する。こ
の操作量Ｕ１は、制御偏差（ｒ−ｙ）から、未知係数行
列Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１を用いて、（３）式より求め
られる。
（ｒ−ｙ）より、操作量Ｕ１の指令信号を算出する。こ
の操作量Ｕ１は、制御偏差（ｒ−ｙ）から、未知係数行
列Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１を用いて、（３）式より求め
られる。
【００２７】
【数２】
【００２８】ここで、入力された制御偏差（ｒ−ｙ）、
操作量Ｕ１の実績値、およびアクチュエータとしての引
抜ロール６の実動量より、周波数領域における操作量Ｕ
１から湯面レベルｙへの伝達係数Ｇｖを求める。そし
て、鋳片引抜量変動外乱Ｗ１および波立ち外乱Ｗ２が、
制御偏差（ｒ−ｙ）および操作量Ｕ１に与える影響を、
（３）式および伝達関数Ｇｖを用いて、Ｗ１、Ｗ２の周
波数領域の伝達関数として求める。
操作量Ｕ１の実績値、およびアクチュエータとしての引
抜ロール６の実動量より、周波数領域における操作量Ｕ
１から湯面レベルｙへの伝達係数Ｇｖを求める。そし
て、鋳片引抜量変動外乱Ｗ１および波立ち外乱Ｗ２が、
制御偏差（ｒ−ｙ）および操作量Ｕ１に与える影響を、
（３）式および伝達関数Ｇｖを用いて、Ｗ１、Ｗ２の周
波数領域の伝達関数として求める。
【００２９】一方、第２制御装置１２は、入力された制
御偏差（ｒ−ｙ）より、操作量Ｕ２の指令信号を算出す
る。この操作量Ｕ２は、制御偏差（ｒ−ｙ）から、未知
係数行列Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２を用いて、（４）式よ
り求められる。
御偏差（ｒ−ｙ）より、操作量Ｕ２の指令信号を算出す
る。この操作量Ｕ２は、制御偏差（ｒ−ｙ）から、未知
係数行列Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２を用いて、（４）式よ
り求められる。
【００３０】
【数３】
【００３１】ここで、入力された制御偏差（ｒ−ｙ）、
操作量Ｕ２の実績値、およびアクチュエータとしてのス
テッピングシリンダ５Ｂの実動量より、周波数領域にお
ける操作量Ｕ２から湯面レベルｙへの伝達関数Ｇｓを求
める。そして、鋳片引抜量変動外乱Ｗ１および波立ち外
乱Ｗ２が、制御偏差（ｒ−ｙ）および操作量Ｕ２に与え
る影響を、（４）式および伝達関数Ｇｓを用いて、Ｗ
１、Ｗ２の周波数領域の伝達関数として求める。
操作量Ｕ２の実績値、およびアクチュエータとしてのス
テッピングシリンダ５Ｂの実動量より、周波数領域にお
ける操作量Ｕ２から湯面レベルｙへの伝達関数Ｇｓを求
める。そして、鋳片引抜量変動外乱Ｗ１および波立ち外
乱Ｗ２が、制御偏差（ｒ−ｙ）および操作量Ｕ２に与え
る影響を、（４）式および伝達関数Ｇｓを用いて、Ｗ
１、Ｗ２の周波数領域の伝達関数として求める。
【００３２】次に、Ａ１〜Ｄ１、Ａ２〜Ｄ２の各未知係
数行列を求めるため、制御系全体が満たすべき特性の条
件を以下のように定める。ここで、予め定められた標準
的な引抜速度で鋳型４から鋳片が引き抜かれるときに、
鋳型４から引き抜かれる鋳片量と、これに注入される溶
鋼量とが等しいときの引抜ロール６の操作量Ｕ１＝０、
このときのステッピングシリンダ５Ｂの操作量Ｕ２＝０
とする。
数行列を求めるため、制御系全体が満たすべき特性の条
件を以下のように定める。ここで、予め定められた標準
的な引抜速度で鋳型４から鋳片が引き抜かれるときに、
鋳型４から引き抜かれる鋳片量と、これに注入される溶
鋼量とが等しいときの引抜ロール６の操作量Ｕ１＝０、
このときのステッピングシリンダ５Ｂの操作量Ｕ２＝０
とする。
【００３３】＜条件１＞図５に示すように、周波数領域
における制御偏差（ｒ−ｙ）の振幅Ｈと、鋳片引抜量外
乱Ｗ１の振幅ＬW1との比（Ｈ／ＬW1）が、予め予想され
る引抜速度の変化範囲で発生するバルジングの周波数範
囲において、予め定められた値（Ｐ１）以下になる。
における制御偏差（ｒ−ｙ）の振幅Ｈと、鋳片引抜量外
乱Ｗ１の振幅ＬW1との比（Ｈ／ＬW1）が、予め予想され
る引抜速度の変化範囲で発生するバルジングの周波数範
囲において、予め定められた値（Ｐ１）以下になる。
【００３４】＜条件２＞図６に示すように、周波数領域
における操作量Ｕ１の幅（Ｉ１）と鋳片引抜量外乱Ｗ１
の振幅（ＬW1）の比（Ｉ１／ＬW1）が、＜条件１＞に示
すバルジングの周波数範囲において、予め定められた値
（Ｐ２）以上になる。
における操作量Ｕ１の幅（Ｉ１）と鋳片引抜量外乱Ｗ１
の振幅（ＬW1）の比（Ｉ１／ＬW1）が、＜条件１＞に示
すバルジングの周波数範囲において、予め定められた値
（Ｐ２）以上になる。
【００３５】＜条件３＞図７に示すように、周波数領域
における操作量Ｕ２の幅（Ｉ２）と鋳片引抜量外乱Ｗ１
の振幅（ＬW1）の比（Ｉ２／ＬW1）が、＜条件１＞に示
すバルジングの周波数範囲において、予め定められた値
（Ｐ３）以下になる。
における操作量Ｕ２の幅（Ｉ２）と鋳片引抜量外乱Ｗ１
の振幅（ＬW1）の比（Ｉ２／ＬW1）が、＜条件１＞に示
すバルジングの周波数範囲において、予め定められた値
（Ｐ３）以下になる。
【００３６】以上の条件を定め、周波数を横軸、振幅の
比を縦軸とする座標系において、＜条件１＞を満足する
周波数特性曲線を包絡する周波数−ゲインの関係式であ
る伝達関数Ｇ１、＜条件２＞を満足する周波数特性曲線
を包絡する周波数−ゲインの関係式である伝達関数Ｇ
２、＜条件３＞を満足する周波数特性曲線を包絡する周
波数−ゲインの関係式である伝達関数Ｇ３を求める。
比を縦軸とする座標系において、＜条件１＞を満足する
周波数特性曲線を包絡する周波数−ゲインの関係式であ
る伝達関数Ｇ１、＜条件２＞を満足する周波数特性曲線
を包絡する周波数−ゲインの関係式である伝達関数Ｇ
２、＜条件３＞を満足する周波数特性曲線を包絡する周
波数−ゲインの関係式である伝達関数Ｇ３を求める。
【００３７】また、伝達関数Ｇ１の逆関数である伝達関
数Ｇ４、伝達関数Ｇ２の逆関数である伝達関数Ｇ５、伝
達関数Ｇ３の逆関数である伝達関数Ｇ６をそれぞれ求め
る。
数Ｇ４、伝達関数Ｇ２の逆関数である伝達関数Ｇ５、伝
達関数Ｇ３の逆関数である伝達関数Ｇ６をそれぞれ求め
る。
【００３８】次に、鋳片引抜量外乱Ｗ１が制御偏差、操
作量Ｕ１、操作量Ｕ２に与える影響を計算した伝達関数
Ｇ１１、伝達関数Ｇ１２、および伝達関数Ｇ１３、波立
ち外乱Ｗ２が制御偏差、操作量Ｕ１、操作量Ｕ２に与え
る影響を計算した伝達関数Ｇ１４、伝達関数Ｇ１５、伝
達関数Ｇ１６をそれぞれ求める。
作量Ｕ１、操作量Ｕ２に与える影響を計算した伝達関数
Ｇ１１、伝達関数Ｇ１２、および伝達関数Ｇ１３、波立
ち外乱Ｗ２が制御偏差、操作量Ｕ１、操作量Ｕ２に与え
る影響を計算した伝達関数Ｇ１４、伝達関数Ｇ１５、伝
達関数Ｇ１６をそれぞれ求める。
【００３９】そして、伝達関数Ｇ４〜Ｇ６、伝達関数Ｇ
１１〜Ｇ１６を用いて、次のように伝達関数Ｇ１７〜Ｇ
２２をそれぞれ求める。
１１〜Ｇ１６を用いて、次のように伝達関数Ｇ１７〜Ｇ
２２をそれぞれ求める。
【００４０】
【数４】
【００４１】伝達関数Ｇ１７〜Ｇ２２を求めた後、これ
らの伝達関数Ｇ１７〜Ｇ２２を要素とする（５）式の伝
達関数マトリックスＨ（ｓ）を求める。
らの伝達関数Ｇ１７〜Ｇ２２を要素とする（５）式の伝
達関数マトリックスＨ（ｓ）を求める。
【００４２】
【数５】
【００４３】そして、（５）式のｓをｊωで置き換えた
マトリックスに対して、それぞれの角周波数ωにおける
最大特異値を求めることにより得られる下記の（６）式
として示される評価関数を最小にするように、（３）式
および（４）式の未知係数行列を求める。
マトリックスに対して、それぞれの角周波数ωにおける
最大特異値を求めることにより得られる下記の（６）式
として示される評価関数を最小にするように、（３）式
および（４）式の未知係数行列を求める。
【００４４】
【数６】
【００４５】以上のように構成された第１制御装置１１
は操作量Ｕ１の幅（Ｉ１）と鋳片引抜量外乱Ｗ１の振幅
（ＬW1）の比（Ｉ１／ＬW1）を大きくするように設計さ
れているので、制御偏差のうちバルジングによる湯面レ
ベル変動の成分を抽出することになる。かくして抽出さ
れた湯面レベル変動の成分に基づいて、（３）式により
引抜ロール６の操作量Ｕ１を算出し、算出した操作量Ｕ
１に基づき引抜ロール６を操作して、鋳片の引抜速度を
制御することによりバルジングによる湯面レベル変動を
抑制することができる。
は操作量Ｕ１の幅（Ｉ１）と鋳片引抜量外乱Ｗ１の振幅
（ＬW1）の比（Ｉ１／ＬW1）を大きくするように設計さ
れているので、制御偏差のうちバルジングによる湯面レ
ベル変動の成分を抽出することになる。かくして抽出さ
れた湯面レベル変動の成分に基づいて、（３）式により
引抜ロール６の操作量Ｕ１を算出し、算出した操作量Ｕ
１に基づき引抜ロール６を操作して、鋳片の引抜速度を
制御することによりバルジングによる湯面レベル変動を
抑制することができる。
【００４６】一方の第２制御装置１２は操作量Ｕ２の幅
（Ｉ２）と鋳片引抜量外乱Ｗ１の振幅（ＬW1）の比（Ｉ
２／ＬW1）を小さくするように設計されているので、制
御偏差のうちバルジング以外の原因による湯面レベル変
動の成分を抽出することになる。かくして抽出された湯
面レベル変動の成分に基づいて、（４）式により操作量
Ｕ２を計算し、計算した操作量に基づきステッピングシ
リンダ５Ｂを操作して、タンディッシュ１から鋳型４へ
の注湯量を制御することによりバルジング以外の原因に
起因する湯面レベル変動を抑制することができる。
（Ｉ２）と鋳片引抜量外乱Ｗ１の振幅（ＬW1）の比（Ｉ
２／ＬW1）を小さくするように設計されているので、制
御偏差のうちバルジング以外の原因による湯面レベル変
動の成分を抽出することになる。かくして抽出された湯
面レベル変動の成分に基づいて、（４）式により操作量
Ｕ２を計算し、計算した操作量に基づきステッピングシ
リンダ５Ｂを操作して、タンディッシュ１から鋳型４へ
の注湯量を制御することによりバルジング以外の原因に
起因する湯面レベル変動を抑制することができる。
【００４７】このようにして、すべての原因に起因する
湯面レベル変動を抑制することができるので、湯面レベ
ルを一定に保つ制御が可能となる。
湯面レベル変動を抑制することができるので、湯面レベ
ルを一定に保つ制御が可能となる。
【００４８】
【実施例】特開昭６１−２３５０５６号公報に記載され
た湯面レベルの制御方法を比較例として、本発明に係る
湯面レベルの制御方法との比較試験を行った。その結果
を、比較例について図３に、本発明例について図４にそ
れぞれ示す。
た湯面レベルの制御方法を比較例として、本発明に係る
湯面レベルの制御方法との比較試験を行った。その結果
を、比較例について図３に、本発明例について図４にそ
れぞれ示す。
【００４９】図３および図４から明らかなように、従来
の制御方法では、湯面レベル変動幅が６．８mmであった
のに対して、本発明例においては、湯面レベル変動幅を
４．４mmに縮小できた。
の制御方法では、湯面レベル変動幅が６．８mmであった
のに対して、本発明例においては、湯面レベル変動幅を
４．４mmに縮小できた。
【００５０】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、連続鋳
造機において、湯面レベルを一定に保つことができる。
特に、バルジングに起因する湯面レベル変動を抑制する
ことにより、湯面レベルを一定に保つことが可能とな
る。
造機において、湯面レベルを一定に保つことができる。
特に、バルジングに起因する湯面レベル変動を抑制する
ことにより、湯面レベルを一定に保つことが可能とな
る。
【図１】本発明法に用いた連続鋳造機の概略図である。
【図２】その制御系を示すブロック図である。
【図３】従来法による湯面レベル変動幅を示すグラフで
ある。
ある。
【図４】本発明法による湯面レベル変動幅を示すグラフ
である。
である。
【図５】周波数と、鋳片引抜量外乱と制御偏差の振幅の
比を示すボード線図である。
比を示すボード線図である。
【図６】周波数と、鋳片引抜量外乱と引抜ロールの操作
量の振幅の比を示すボード線図である。
量の振幅の比を示すボード線図である。
【図７】周波数と、鋳片引抜量外乱とステッピングシリ
ンダの操作量の振幅の比を示すボード線図である。
ンダの操作量の振幅の比を示すボード線図である。
１…タンディッシュ、２…溶鋼、３…スライディングノ
ズル、４…鋳型、５Ａ…開度調節プレート、５Ｂ…ステ
ッピングシリンダ、６…引抜ロール、７…レベル計、１
１…第１制御装置、１２…第２制御装置。
ズル、４…鋳型、５Ａ…開度調節プレート、５Ｂ…ステ
ッピングシリンダ、６…引抜ロール、７…レベル計、１
１…第１制御装置、１２…第２制御装置。
Claims (1)
- 【請求項１】タンディッシュから鋳型に注湯された溶鋼
を鋳型から引き抜いて鋳片を製造する連続鋳造機におけ
る前記鋳型内の湯面レベルを制御する方法において、
（１）鋳型内の湯面レベルの目標値と湯面レベルの測定
値との偏差を求め、（２）前記偏差を用いて、鋳片引抜
量変動に起因する湯面レベル変動成分を算出し、この鋳
片引抜量変動に起因する湯面レベル変動成分に基づいて
鋳型から鋳片を引き抜く引抜速度を算出し、（３）他方
で、前記偏差を用いて、鋳型引抜量変動以外の原因に起
因する湯面レベル変動の成分を算出し、この鋳型引抜量
変動以外の原因に起因する湯面レベル変動成分に基づい
てタンディッシュから鋳型に注湯する溶鋼の注湯量を算
出し、（４）前記算出した引抜速度および注湯量をもっ
て操業することを特徴とする連続鋳造機における湯面レ
ベルの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11227796A JPH09295116A (ja) | 1996-05-07 | 1996-05-07 | 連続鋳造機における湯面レベルの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11227796A JPH09295116A (ja) | 1996-05-07 | 1996-05-07 | 連続鋳造機における湯面レベルの制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09295116A true JPH09295116A (ja) | 1997-11-18 |
Family
ID=14582678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11227796A Withdrawn JPH09295116A (ja) | 1996-05-07 | 1996-05-07 | 連続鋳造機における湯面レベルの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09295116A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1177268A (ja) * | 1997-06-25 | 1999-03-23 | Nkk Corp | 連続鋳造機モールド内湯面レベル制御方法 |
-
1996
- 1996-05-07 JP JP11227796A patent/JPH09295116A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1177268A (ja) * | 1997-06-25 | 1999-03-23 | Nkk Corp | 連続鋳造機モールド内湯面レベル制御方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030805 |