JPS626748A - 溶融金属の注入装置 - 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〕 本発明はスライディングノズル等の開度調整部の開度を
周期的に変化させつつ溶融金属を所定容器に注入する装
置に関し、更に詳述すれば前記開度を変化させるべく設
けている発振器が故障時等に出力する直流信号成分を遮
断する溶融金属の注入装置に関する。

〔従来技術〕

近年にあっては、鋼材は一般に連続鋳造設備にて製造さ
れている。連続鋳造設備はタンディツシュ内溶鋼を鋳型
内に注入するに際して、鋳型内に注入された溶鋼の湯面
位置を放射線、超音波、熱電対、ＴＶカメラ等を用いて
測定し、この測定値に基づき湯面が不感帯を設けた基準
許容範囲内に位置するようにスライディングノズルの開
度を自動的に調節する湯面制御を行って連続鋳造するよ
うに一般に構成されている。斯かる連続鋳造設備におけ
る湯面制御は第７図に示すように、例えば鋳型４の銅板
裏側に湯面位置測定器５を取付け、これにより鋳型４内
湯面位置を検出し、この検出値及び湯面位置設定器８に
設定された基準許容範囲が入力される調節器９は検出値
が基準許容範囲よりも高い場合にはスライディングノズ
ル１及びその下に取付けられた浸漬ノズル６を通流する
溶鋼２の流量を減少させる信号をサーボアンプ１１へ与
え、サーボアンプ１１はサーボ弁１３を制御してす−ボ
ラリンダ１２．パイロツトシリンダ１２′及びワークシ
リンダ７を介してスライディングノズルｌを閉方向に調
節して溶鋼２の通流路の断面積を減少させる。逆に基準
許容範囲よりも湯面が低い場合にはスライディングノズ
ルｌを通流する溶鋼２の流量を増加させるべく同様にサ
ーボシリンダ１２゜パイロットシリンダ１２′及びワー
クシリンダ７を介してスライディングノズル１を開力向
に調節し、溶鋼２の流通路の断面積を増加させ、常に湯
面がその基準許容範囲内に位置するように調節している
。しかしながらこのような湯面制御を行って溶鋼２を注
入している場合に注入時間が長時間になると、例えば注
入開始から約３０分経過後には第８図にハツチングを付
して示すごとくスライディングノズル１の上部固定板１
ｂと摺動プレート■ａとの隙間に差し込んだ地金及びス
ライディングノズル１内周壁と摺動プレートｌａとの段
差部に付着、成長した地金により摺動プレー）１ａの摺
動に支障を招来し、又高温の溶鋼２により摺動プレーＨ
ａが加熱されて歪を生じ、これにより摺動プレー）１ａ
のスライド面の摺動抵抗が増大して湯面制御の応答性が
悪化し、湯面が基準許容範囲を外れ易くなるという難点
があった。

斯かる難点を防止すべく、第７図に破線にて示すように
サーボアンプ１１の入力側に発振器ｌＯを設けてこれに
サーボアンプ１１からスライディングノズル１に至るま
での制御系全体の機械的な不感帯幅よりも大きい振幅の
交流信号を設定し、その交流信号を調節器９の出力信号
、つまり湯面制御信号に重畳してサーボアンプ１１へ与
えることにより、スライディングノズル等の開度調整部
をその開閉方向に周期的に振動させてノズル壁と開度調
節部との隙間に差し込んだ地金を除去し、またノズル内
周壁と開度調整部との段差部への地金の付着。

成長を抑制し、或いは段差部の付着物を脱落させて、鋳
型、タンディンシュ等の湯面制御精度を向上させて注入
する方法を本願出願人は提案している特願昭５８−１１
１４４１号）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

斯かる方法により溶融金属を注入する場合は、発振器１
０が故障すると第９図（ａｌに示す調節器９の出力値に
拘わらず第９図（ｂ）に示すように一定レベルの信号、
つまり直流信号が出力されることがある。このような状
態となった場合は、スライディングノズル１は主として
この直流信号と湯面制御信号とに基づくサーボアンプ１
１の出力信号（第９図（Ｃ１参照）により一応開度が調
整される筈であるが、実際には前記制御系全体の不感帯
（第９図（Ｃ）に破線にて示す）よりサーボアンプ１１
の出力信号が超えた部分しか第９図（ｄ）に示す如く開
度調整に有効に働かない。このため第９図（８１に示す
如くスライディングノズルｌが全開又は全開状態となる
ようにワークシリンダが作動し、湯面制御が異常となっ
て追随が遅れ、湯面レベルの平均値は目標値に対して変
動が±３０鰭程度以上となることがある。この場合、例
えば湯面が上昇傾向にあるときには、鋳型４より溶鋼２
が溢れ出て所謂オーツ＜−フローとなることがあり、ま
た湯面が下降傾向にあるときには湯面が浸漬ノズルの溶
鋼噴出口よりも下レベルとなって鋳型４による冷却が不
足し、所謂ブレークアウトが発生するという問題点があ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、発振
器とサーボアンプとの間に直流信号成分を遮断する回路
を設けることにより、発振器が故障しても湯面制御を安
全に継続実施できる溶融金属の注入装置を提供すること
を目的とする。

本発明に斯かる溶融規則の注入装置は、所定容器に注入
する溶融金属の注入量を調整する開度調整部を駆動せし
める駆動装置へ、所定容器内の溶融金属の湯面レベルを
一定に調整する制御信号及び発振器からの交流信号を重
畳して与え、開度調整部の開度を周期的に変化させつつ
湯面レベルを一定に調節する注入装置において、前記発
振器と駆動装置との間に直流信号成分を遮断する回路を
備えたことを特徴とする。

【実施例〕

以下本発明を４ストランドの連続鋳造設備における実施
例を示す図面に基づき具体的に説明する。

第１図は本発明装置の実施例を示す模式図であり、タン
ディツシュ３内熔鋼２は例えば４個のスライディングノ
ズル１．浸漬ノズル６を介して鋳型４内に？主人されて
いる。

なお図には１ストランド分のスライディングノズルｌ、
？、を漬ノズル６、鋳型４等が現れており、他のストラ
ンドについても同様の構成となっている。

各スライディングノズル１はタンディツシュ３の底部に
取付けられ、タンディツシュ３内に貯留されているｆ４
＆ｊ１２の通流量、換言すれば鋳型４における湯面レベ
ルの制御を行って溶鋼２を鋳型４内へ注入する注入量、
を調整するものである。このスライディングノズル■は
前述の第７図に示した如く、摺動プレートｌａと、これ
を熔ｍ２の通流方向と直交する方向に摺動可能に保持す
る上部固定板１ｂとからなっている。

摺動プレートｌａの中央位置には上部固定板１ｂの円穴
と略等大の円穴１ｃが設けられており、その一端にはワ
ークシリンダ７のロッド７ｃが接続されている。ワーク
シリンダ７は複動型であってロッド進出用の油室７ａ及
びロッド退入用の油室７ｂを持ち、油室７ａはパイロッ
トシリンダ１２′のロッド退入用の油室１２′ａに、ま
た油室７ｂはそのロッド進出用の油室１２′ｂに、ジヨ
イント２０を介して夫々連通連結されている。

上記パイロットシリンダ１２′はサーボシリンダ１２と
ロッド１２ｃを共用して連結されており、サーボシリン
ダ１２は同様にロッド進出用の油室１２ａ及びロッド退
入用の油室１２ｂを有する。各油室１２ａ。

１２ｂは４ポー１−３位置切換型のサーボ弁１３の負荷
側ボートに接続されており、他のボートは圧油源１６及
びクンク１４に接続されている。サーボ弁１３は後述す
るサーボアンプ１１から出力される制御信号ｅに基づき
図中右側（又は左側）の切換位置１３ｃ（又は１３ａ）
に切換り、圧油源１６からの圧油をサーボシリンダ１２
の油室１２ｂ（又は１２ａ　）側へ送り、これによって
ワークシリンダ７の油室７ｂ　（又は７ａ）へ圧油を送
ってロンドアｃを進入（又は進出）させ、スライディン
グノズル１の摺動プレート１ａを開（又は閉）方向へ移
動させる。

シリンダロフト１２ｃにはその移動量を測定するための
可変抵抗を利用したシリンダ移動量測定器１５が付設さ
れており、その測定信号ｆはサーボアンプ１１にフィー
ドバック信号として与えられる。

鋳型４には公知の湯面位置測定器５が内設されており、
これは鋳型４内に注入された溶鋼２の湯面位置を測定す
るものであり、測定信号ａを湯面を制御する調節器９に
出力する。また湯面位置設定器８は基準となる湯面位置
或いは範囲を設定するためのものであり、設定した基準
位置に関する信号すを同じく調節器９に出力する。調節
器９は人力された上記測定信号ａ及び湯面の設定基準位
置に関する信号すとを基に、設定基準位置からの測定信
号ａの偏差を求め、この偏差を解消させる制御信号Ｃを
サーボアンプ１１に送る。

発振器１０は、各スライディングノズル１の摺動プレー
トｌａの振動周期及びストロークを設定するためのもの
であり、発振信号ｄの周波数、振幅が夫々設定され、そ
の発振信号ｄは位相調整器３０へ送られる。なお波形と
しては正弦波、三角波、矩形波等を用いる。

位相調整器３０は第２図（ａｌに示す如く発振器１ｏの
出力端子側にコンデンサＣＩ、Ｃ２、可変抵抗器Ｒ，，
Ｒ２がこの順序で直列に設けられたＲ　−Ｃ回路を発振
器ＩＯに対して並列に２回路備えており、可変抵抗器Ｒ
１，Ｒ２は接触子を摺動可能に設けており、これが出力
端子となる。

一方の可変抵抗器Ｒ１の出力信号ｄ、は第１ストランド
のサーボアンプ（ｌｌａ　）に直接与えると共に位相反
転回路３１により位相が反転され、位相反転された信号
ｄ２として第２ストランドのサーボアンプ（ｌｌｂ　）
に与えられるようになっており、他方の可変抵抗器Ｒ２
の出力 信号はＲ２の接触子の位置によりｄ、、ｄ２と異なる位
相θの信号ｄ３に調整でき、その信号ｄ３は第３ストラ
ンドのサーボアンプ（ｌｌｃ　）に直接与えられると共
に位相反転回路３２により位相反転された信号ｄ４とし
て第４ストランドのサーボアンプ（ｌｉｄ　）に与えら
れるようになっている。このためジヨイント２０への圧
油の供給時期が各ストランドでずれるので負荷を軽減で
き、ジヨイント２０からの油漏れを防止している。

そしてこれら出力ｄ１．ｄ２．ｄｚ、ｄ４、つまり発振
信号ｄは夫々のサーボアンプ１１へ送られる。

各サーボアンプ１１　（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１
ｄ　）は制御信号Ｃとフィードバック信号である測定信
号ｆとの差を算出し、この算出値に発振信号ｄ（ｄ＋。

ｄ２１　　ｄ３１　　ｄ４）を加算して得た信号が、制
御系全体の不感帯の上、下限を外れた信号分を制御量と
して出力するものであり〔第３図（イ）参照〕、出力さ
れた制御信号ｅはサーボ弁１３へ与えられる。

これによってワークシリンダ７及び摺動プレート１ａは
第３図（ロ）に示すように設定基準位置に関する信号す
と測定信号ａとの差を解消すべき運動と発振器１０の発
振信号ｄによる振動との複合運動を、位相がすべて異な
る同一パターンにて行うことになる。

このように本発明装置は構成されており、本発明装置に
よりタンディツシュ３内の溶鋼２を鋳型４に注入してい
るときに、発振器１０自体に故障が発生しても湯面制御
に不都合を及ぼさない。即ち発振器ＩＯの故障により不
感帯上限よりも高レベルの直流の発振信号ｄが発振器１
０より継続的に発するようになっても本発明装置はコン
デンサＣ１゜Ｃ２を発振器１０の出力側に備えているの
でその出力が第４図に示すように直ちに０■と自ずとな
る。

このため結局、調節器９からの湯面制御信号Ｃとシリン
ダ移動量測定器１５からの測定信号ｆとがサーボアンプ
１１へ入力されることになるが、このときの第５図（ａ
ｌに示す制御信号ｃ　−ｆは発振器信号ｄが第５図（ｂ
）に示すようにθレベルとなるため第５図（ｅ）に示す
ように不感帯を超えるまで第５図（ｄ＋に示すようにス
ライディングノズルの開度は制御されず、発振器１０が
故障した時点からスライディングノズルは第５図（ｅ）
に示すように発振器１０が故障する直前の開度に固定さ
れる。また不感帯下限より低レベルの直流信号が発振器
１０より発せられるようになった場合にもスライディン
グノズルの開度は同様に制御される。

このため湯面制御の不良は防止され、湯面レベル平均は
目標値に対して±７ｆｉ程度と加振以前の通常のＰＩＤ
制御状態となる。これにより例えばブレークアウト、鋳
型からのオーバーフロー等の防止が可能となる。

なお、上記実施例では４個のスライディングノズルを取
付けたタンディツシュにて注入しているが、本発明はス
ライディングノズルの取付は数に関係なく、例えば１個
のスライディングノズルを取付けたタンディツシュにて
注入する場合であっても同様に位相を調整して実施でき
ることは勿論である。

また上記実施例ではコンデンサを備えた構成としている
が、本発明はこれに限るものではなく直流信号を遮断す
る直流遮断器一般を用いることができる。該直流遮断器
としては、例えば電流レベルを検出して検出値が所定期
間変化しない場合に出力せぬように構成した制御器等を
用いてもよい。

更に、本発明はスライディングノズルに限ることなく、
第６図に示す如く回転板１７を回動させて流量調節する
ロークリ式ノズルであっても実施できることは勿論であ
る。更にレードル底層の注入開口部にスライディングノ
ズル、ロータリ式ノズル方式による注入装置を取付けて
タンディツシュへ溶融金属を注入し、この重畳をロード
セルにて管理して湯面高さ制御を行う場合にも本発明装
置を用いることがきるのは勿論である。

〔効果〕

以上詳述した如く本発明による場合は、発振器の出力側
にコンデンサー等の直流遮断器が備わっているので、発
振器等が故障しても湯面制御を継続して実施でき、これ
により発振器等の故障を原因として生じるブレークアウ
ト、鋳型からのオーバーフロー等の防止が可能となる等
、本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す模式図、第２図は位相調
整器の構成及びその出力信号を示す図、第３図はスライ
ディングノズルの開度を調整する制御信号の内容説明図
、第４図はＲ−Ｃ回路における電位の経時的変化を示す
図、第５図はスライディングノズルの開度制御内容の説
明図、第６図は本発明を適用できる他の開度調整部を示
す模式図、第７図は従来技術の説明図、第８図はスライ
ディングノズルを示す模式的断面図、第９図は従来技術
の問題説明図である。 １・・・スライディングノズル　１０・・・発振器　３
０・・・位相調整器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、所定容器に注入する溶融金属の注入量を調整する開
   度調整部を駆動せしめる駆動装置へ、所定容器内の溶融
   金属の湯面レベルを一定に調整する制御信号及び発振器
   からの交流信号を重畳して与え、開度調整部の開度を周
   期的に変化させつつ湯面レベルを一定に調節する注入装
   置において、 前記発振器と駆動装置との間に直流信号成 分を遮断する回路を備えたことを特徴とする溶融金属の
   注入装置。