JP2017207395A - Measurement system for molten steel level, information processing device, measurement method and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、溶鋼のレベルを測定するレベル測定システム、レベル測定システムに用いられる情報処理装置、溶鋼のレベルの測定方法、及び、レベル測定システムに用いられるプログラムに関する。 The present invention relates to a level measurement system for measuring the level of molten steel, an information processing apparatus used for the level measurement system, a method for measuring the level of molten steel, and a program used for the level measurement system.
連続鋳造では、溶鋼をタンディッシュから鋳型（モールド）に注入する。連続鋳造において、鋳型に注入された溶鋼のレベルの管理が、良好な品質の鋼片の製造に重要である。溶鋼のレベルとは、鋳型の上端から鋳型に注入された溶鋼の表面（湯面）までの距離である。溶鋼のレベルの測定に関連する技術として、次のようなものが開示されている。 In continuous casting, molten steel is poured from a tundish into a mold. In continuous casting, control of the level of molten steel injected into the mold is important for the production of good quality billets. The level of molten steel is the distance from the upper end of the mold to the surface (molten metal surface) of the molten steel injected into the mold. The following are disclosed as techniques related to the measurement of the level of molten steel.
特許文献１は、渦流式湯面レベル計の校正方法を開示する。特許文献１の渦流式湯面レベル計の校正方法は、底板を模擬湯面ターゲットと成した箱型の校正治具を用いて冷間特性による校正曲線を求める。その後、校正曲線を実測値に基づいて平行移動する。こうして、熱間校正曲線を求める。
また、特許文献２は、渦流式湯面レベル計の簡易校正方法を開示する。特許文献２の簡易校正方法では、予め基準となる単位レベル毎のデータを含む折れ線近似したデータテーブルを求めておく。実際の使用にあっては、予め、既知湯面レベルでの実測値（Ｖｍ）とデータテーブルでのデータ値（Ｖｄ）を求めて、データ値（Ｖｄ）／実測値（Ｖｍ）からなる正規化係数（Ｋ１）を求める。そして、実際の測定値に正規化係数（Ｋ１）を乗じて、データテーブルを用いて、溶鋼面までの深さを測定する。 Patent Document 2 discloses a simple calibration method for an eddy current level meter. In the simple calibration method of Patent Document 2, a data table approximated by a broken line including data for each unit level serving as a reference is obtained in advance. In actual use, an actual measurement value (Vm) at a known molten metal level and a data value (Vd) in a data table are obtained in advance, and normalization consisting of data value (Vd) / actual measurement value (Vm) is performed. A coefficient (K1) is obtained. Then, the actual measurement value is multiplied by the normalization coefficient (K1), and the depth to the molten steel surface is measured using the data table.
また、特許文献３は、連続鋳造鋳型の渦流式湯面レベル計の自動校正方法を開示する。特許文献３の自動校正方法では、まず鋳造開始から定常湯面レベルに到達するまでの湯面レベルを渦流式湯面レベル計とフロート式レベル計とで同時に測定する。この測定結果によりこれまでの渦流式湯面レベル計のレベルＬ−出力Ｖ（Ｌ）特性曲線を校正する。次いで、湯面レベルが定常状態であるときに要求されるより微妙な校正を、スライディングノズル等を加振して湯面レベルを変動させる。そして、そのときの変動幅が異なる２水準以上の湯面レベルにおいて等しくなるように上記レベルＬ−出力Ｖ（Ｌ）校正曲線の補正を行ない、湯面レベルが定常状態であるときの微妙な校正を行なう。 Patent Document 3 discloses an automatic calibration method for a continuous casting mold eddy current level meter. In the automatic calibration method of Patent Document 3, first, the molten metal level from the start of casting until reaching the steady molten metal level is measured simultaneously with a vortex-type molten metal level meter and a float type level meter. Based on this measurement result, the level L-output V (L) characteristic curve of the conventional eddy current level meter is calibrated. Next, a more delicate calibration required when the molten metal level is in a steady state is caused by vibrating the sliding nozzle or the like to change the molten metal level. Then, the level L-output V (L) calibration curve is corrected so that the fluctuation range at that time becomes equal at two or more different molten metal surface levels, and a delicate calibration when the molten metal surface level is in a steady state. To do.
特許文献１では、冷間特性による校正曲線を求めて、１つの実績値から冷間特性による校正曲線を平行移動させる。しかしながら、冷間特性は、実際に溶鋼を流すときのような高温ではなく、溶鋼を流していない状態での特性であり、実際に溶鋼を流すときのような高温での熱間特性とは異なることが知られている。そのため、特許文献１では、平行移動させて補正した校正曲線は、１つの実績値以外については、十分な精度を得られない。なお、冷間特性と熱間特性とが異なる理由として、例えば次のようなものが挙げられる。第１に、冷間特性は、溶鋼を流した状態を模擬する校正装置で測定された値から得るものである。この校正装置では、溶鋼の代わりに鉄板を使う。この鉄板は、鋳型と完全に接触しているわけではない。したがって、鉄板の渦電流は、溶鋼の湯面の渦電流とは発生の仕方が異なると考えられる。第２に、校正装置を鋳型に取り付けるには、校正装置がある程度の大きさがあるため、通常タンディシュを移動する必要がある。タンディッシュは金属でできているため、タンディシュの有無によって電磁特性が変化すると考えられる。第３に、溶鋼を流しているときは、タンディシュに接続するノズルにも溶鋼が流れている。校正装置を使う場合は、ノズルの溶鋼に相当するものがないため、校正装置を使う場合と溶鋼を流す場合とでは電磁特性が異なると考えられる。
In
また、特許文献２では、正規化係数は、溶鋼のレベルがどの値でも同じであることを前提にしている。しかしながら、特許文献２では、データテーブルを、溶鋼を流す前の状態で作成するため、特許文献２のデータテーブルは特許文献１と同様に冷間での特性といえる。よって、上記のように、冷間での特性と熱間での特性とは異なるため、正規化係数は、通常は、溶鋼のレベルによって異なる。そのため、特許文献２でも、特許文献１と同様に、正規化係数を求める際に使用する溶鋼のレベルの実績値以外については、十分な精度を得られない。
また、特許文献３では、スライディングノズル等を加振して湯面レベルを変動させる。このとき、加振の量に応じて湯面レベルの変動量が定まることを前提にしている。しかしながら、実際はノズル詰まり等により、加振の量が一定でも湯面レベルの変動量が異なることがある。そのため、渦流式湯面レベル計の校正を行っても十分な精度を得られないおそれがある。また、特許文献３ではフロート式レベル計が使われる。フロート式レベル計は、安定して使用するために、溶鋼が鋳型の上部に到達しない状態で使われる。したがって、渦流式湯面レベル計の校正を行っても十分な精度を得られないおそれがある。
Moreover, in patent document 2, the normalization coefficient presupposes that the level of molten steel is the same regardless of the value. However, in Patent Document 2, since the data table is created in a state before flowing molten steel, the data table in Patent Document 2 can be said to be a cold characteristic as in
Moreover, in patent document 3, a hot water level is fluctuated by vibrating a sliding nozzle etc. FIG. At this time, it is assumed that the amount of fluctuation of the hot water level is determined according to the amount of vibration. However, due to nozzle clogging or the like, the amount of fluctuation of the molten metal surface level may vary even if the amount of vibration is constant. Therefore, there is a possibility that sufficient accuracy cannot be obtained even if the eddy current level meter is calibrated. In Patent Document 3, a float type level meter is used. The float type level meter is used in a state where the molten steel does not reach the upper part of the mold in order to use it stably. Therefore, there is a possibility that sufficient accuracy cannot be obtained even if the eddy current level meter is calibrated.
本発明は以上のような状況に鑑みてなされたものであり、鋳型に注入された溶鋼のレベルの測定の精度を向上させることを目的とする。 This invention is made | formed in view of the above situations, and it aims at improving the precision of the measurement of the level of the molten steel inject | poured into the casting_mold | template.
本発明のレベル測定システムは、鋳型に注入された溶鋼のレベルを測定するレベル測定システムであって、溶鋼のレベルに応じた出力電圧を出力する渦流レベル計と、前記鋳型に設けられた複数の測温素子を備える測温計と、前記測温計の測定結果に基づいて溶鋼のレベルを算出するレベル算出手段と、前記レベル算出手段が算出した溶鋼のレベルに基づく第１データと、前記渦流レベル計の出力電圧に基づく第２データとからなる対データを、前記鋳型に溶鋼が注入された状態で取得する対データ取得手段と、前記対データ取得手段が取得した複数の前記対データに基づいて、溶鋼のレベルと前記渦流レベル計の出力電圧との関係である渦流レベル計特性を算出する特性算出手段と、前記特性算出手段が算出した前記渦流レベル計特性に基づいて、前記渦流レベル計の出力電圧から溶鋼のレベルを測定する測定手段と、を備えることを特徴とする。
また、本発明のレベル測定システムの他の特徴とするところは、前記特性算出手段は、前記渦流レベル計特性を次式で表すために、定数Ａ、定数Ｂ、定数Ｃ及び定数Ｄを算出する点にある。
（渦流レベル計の出力電圧）＝ｅｘｐ（Ａ−Ｂ×（溶鋼のレベル）Ｄ）＋Ｃ
また、本発明のレベル測定システムの他の特徴とするところは、溶鋼が前記鋳型に注入される前の前記渦流レベル計の出力電圧に基づく初期データを取得する初期データ取得手段をさらに備え、前記特性算出手段は、前記初期データを前記定数Ｃとする点にある。
また、本発明のレベル測定システムの他の特徴とするところは、前記対データ取得手段は、３組以上の前記対データを取得する点にある。
また、本発明のレベル測定システムの他の特徴とするところは、前記第１データは前記レベル算出手段が算出した溶鋼のレベルの平均値であり、前記第２データは前記渦流レベル計の出力電圧の平均値である点にある。
本発明の情報処理装置は、溶鋼のレベルと、鋳型に注入された溶鋼のレベルに応じた出力電圧を出力する渦流レベル計の出力電圧との関係である渦流レベル計特性を算出する情報処理装置であって、前記鋳型に設けられた複数の測温素子を備える測温計の測定結果から算出された溶鋼のレベルに基づく第１データと、前記渦流レベル計の出力電圧に基づく第２データとからなる複数の対データに基づいて、溶鋼のレベルと前記渦流レベル計の出力電圧との関係である渦流レベル計特性を算出する特性算出手段を備えることを特徴とする。
本発明の測定方法は、溶鋼のレベルに応じた出力電圧を出力する渦流レベル計を用いて溶鋼のレベルを測定する測定方法であって、鋳型に設けられた複数の測温素子を備える測温計の測定結果に基づいて溶鋼のレベルを算出するレベル算出ステップと、前記レベル算出ステップで算出した溶鋼のレベルに基づく第１データと、前記渦流レベル計の出力電圧に基づく第２データとからなる対データを、前記鋳型に溶鋼が注入された状態で取得する対データ取得ステップと、前記対データ取得ステップで取得した複数の前記対データに基づいて、溶鋼のレベルと前記渦流レベル計の出力電圧との関係である渦流レベル計特性を算出する特性算出ステップと、前記特性算出ステップで算出した前記渦流レベル計特性に基づいて、前記渦流レベル計の出力電圧から溶鋼のレベルを測定する測定ステップと、を備えることを特徴とする。
本発明のプログラムは、溶鋼のレベルに応じた出力電圧を出力する渦流レベル計と、鋳型に設けられた複数の測温素子を備える測温計と、を備え、溶鋼のレベルを測定できるレベル測定システムを制御するためのプログラムであって、前記測温計の測定結果に基づいて溶鋼のレベルを算出するレベル算出ステップと、前記レベル算出ステップで算出した溶鋼のレベルに基づく第１データと、前記渦流レベル計の出力電圧に基づく第２データとからなる対データを、前記鋳型に溶鋼が注入された状態で取得する対データ取得ステップと、前記対データ取得ステップで取得した複数の前記対データに基づいて、溶鋼のレベルと前記渦流レベル計の出力電圧との関係である渦流レベル計特性を算出する特性算出ステップと、前記特性算出ステップで算出した前記渦流レベル計特性に基づいて、前記渦流レベル計の出力電圧から溶鋼のレベルを測定する測定ステップと、をコンピュータに実行させる。
The level measurement system of the present invention is a level measurement system that measures the level of molten steel injected into a mold, and includes a vortex flow level meter that outputs an output voltage corresponding to the level of molten steel, and a plurality of provided in the mold. A thermometer comprising a temperature measuring element, a level calculating means for calculating the level of molten steel based on the measurement result of the thermometer, first data based on the level of molten steel calculated by the level calculating means, and the eddy current Based on a plurality of pair data acquired by the pair data acquisition means, pair data acquisition means for acquiring pair data consisting of second data based on the output voltage of the level meter in a state where molten steel is injected into the mold Characteristic calculating means for calculating eddy current level meter characteristics, which is a relationship between the level of molten steel and the output voltage of the eddy current level meter, and based on the eddy current level meter characteristics calculated by the characteristic calculating means. There are, characterized in that it comprises a measuring means for measuring the level of molten steel from the output voltage of the eddy current level meter.
Another feature of the level measurement system of the present invention is that the characteristic calculation means calculates a constant A, a constant B, a constant C, and a constant D in order to express the eddy current level meter characteristic by the following equation. In the point.
(Output voltage of eddy current level meter) = exp (A−B × (molten steel level) D) + C
Another feature of the level measurement system of the present invention is that it further includes initial data acquisition means for acquiring initial data based on an output voltage of the eddy current level meter before molten steel is injected into the mold, The characteristic calculation means is that the initial data is the constant C.
Another feature of the level measurement system according to the present invention is that the pair data acquisition means acquires three or more pairs of the pair data.
Another feature of the level measurement system of the present invention is that the first data is an average value of the level of molten steel calculated by the level calculation means, and the second data is an output voltage of the eddy current level meter. It is in the point which is the average value of.
An information processing apparatus according to the present invention calculates an eddy current level meter characteristic that is a relationship between a level of molten steel and an output voltage of an eddy current level meter that outputs an output voltage corresponding to the level of molten steel injected into a mold. And the 1st data based on the level of the molten steel calculated from the measurement result of the thermometer provided with the some temperature sensing element provided in the above-mentioned mold, The 2nd data based on the output voltage of the eddy current level meter, And a characteristic calculating means for calculating an eddy current level meter characteristic that is a relationship between the level of molten steel and the output voltage of the eddy current level meter based on a plurality of pairs of data.
The measuring method of the present invention is a measuring method for measuring the level of molten steel using an eddy current level meter that outputs an output voltage corresponding to the level of molten steel, and includes a plurality of temperature measuring elements provided in a mold. A level calculation step of calculating the level of molten steel based on the measurement result of the meter, first data based on the level of molten steel calculated in the level calculation step, and second data based on the output voltage of the eddy current level meter A pair data acquisition step for acquiring pair data in a state where molten steel is injected into the mold, and a level of the molten steel and an output voltage of the eddy current level meter based on the plurality of pair data acquired in the pair data acquisition step. Based on the eddy current level meter characteristic calculated in the characteristic calculation step and the characteristic calculation step for calculating the eddy current level meter characteristic Characterized in that it comprises a measurement step of measuring the level of molten steel from the force voltage.
The program of the present invention comprises a eddy current level meter that outputs an output voltage corresponding to the level of molten steel, and a thermometer that includes a plurality of temperature measuring elements provided in a mold, and is capable of measuring the level of molten steel. A program for controlling a system, a level calculating step for calculating a level of molten steel based on a measurement result of the thermometer, first data based on the level of molten steel calculated in the level calculating step, Pair data consisting of second data based on the output voltage of the eddy current level meter is acquired in a pair data acquisition step in which molten steel is injected into the mold, and a plurality of the pair data acquired in the pair data acquisition step. Based on the characteristic calculation step of calculating the eddy current level meter characteristic that is the relationship between the level of molten steel and the output voltage of the eddy current level meter, Based on the vortex level meter characteristics out, to execute a measurement step of measuring the level of molten steel from the output voltage of the eddy current level meter, to the computer.
本発明によれば、鋳型に注入された溶鋼のレベルの測定の精度を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to improve the accuracy of measurement of the level of molten steel injected into a mold.
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
はじめに、図１を参照して、本実施形態の鋳造システムについて説明する。図１は、本実施形態の鋳造システムの構成図である。
本実施形態の鋳造システムは、タンディッシュ１０と、ノズル１１と、ストッパ１２と、鋳型１３と、レベル管理システム１００とを備える。
タンディッシュ１０は、取鍋から注入される溶鋼１４を一時的に受け止める受け皿である。タンディッシュ１０に注入された溶鋼１４は、ノズル１１を通り、鋳型１３に注入される。
ノズル１１は、タンディッシュ１０の底面にある貫通孔が形成された領域に接続して、下方に伸びる。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
First, the casting system of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a configuration diagram of the casting system of the present embodiment.
The casting system of the present embodiment includes a
The
The
ストッパ１２は、タンディッシュ１０から鋳型１３に注入される溶鋼１４の量を調整する。ストッパ１２は、ノズル１１の上方に、上下方向に伸びるように配置される棒状の部材である。ストッパ１２におけるノズル１１側の端部である先端はノズル１１より小径であり、上方に進むにつれて、ノズル１１の径と同等になるまで径が大きくなる形状である。ストッパ１２は、上下に動くことができる。ストッパ１２が下方に動くにつれて、ストッパ１２の先端がノズル１１内に侵入し、タンディッシュ１０からノズル１１に流れる溶鋼１４の量が減る。また、ストッパ１２が下方から上方に動くにつれて、ストッパ１２の先端がノズル１１内から抜き出され、タンディッシュ１０からノズル１１に流れる溶鋼１４の量が増える。
鋳型１３は、内部に冷却水が流されており、鋳型１３に注入される溶鋼１４を冷却する。鋳型１３の下方には、不図示のロールが配置され、鋳型１３に注入された溶鋼１４は冷却されながら、ロールによって引き出されていく。
The
The
レベル管理システム１００は、鋳型１３に注入された溶鋼１４のレベルＬを管理する。レベルＬは、鋳型１３の上端から鋳型１３に注入された溶鋼１４の表面までの距離である。レベル管理システム１００は、溶鋼１４のレベルＬを測定し、溶鋼１４のレベルＬの測定結果に基づいて溶鋼１４のレベルＬを調整する。本実施形態では、レベル管理システム１００が、本発明を適用したレベル測定システムとして機能する。
レベル管理システム１００は、渦流レベル計１１０と、レベル計アンプ盤１２０と、測温計１３０と、制御装置１４０と、特性算出装置１５０と、データベース１６０と、目標レベル設定器１７０と、ストッパ制御盤１８０とを備える。
The
The
渦流レベル計１１０は、溶鋼のレベルに応じた電圧信号を出力する計測機器である。電圧信号は、渦流レベル計１１０が出力する出力電圧である。渦流レベル計１１０は、上下方向に伸びる棒状の渦流レベル計主部１１０Ａを備える。渦流レベル計主部１１０Ａの下方の端部が、鋳型１３内の溶鋼１４の表面に対向するように配置される。
次に、図２を参照して渦流レベル計主部１１０Ａについて説明する。図２は渦流レベル計主部１１０Ａの構成図である。渦流レベル計主部１１０Ａは、発振コイル１１１と、第１検出コイル１１２と、第２検出コイル１１３とを備える。
発振コイル１１１、第１検出コイル１１２及び第２検出コイル１１３は、それぞれ、溶鋼１４の表面に垂直な線が軸線になるように巻かれたコイルである。また、第１検出コイル１１２及び第２検出コイル１１３は、コイルの素材及び巻き数等が同じである。また、発振コイル１１１の上方に第１検出コイル１１２が配置され、発振コイル１１１の下方に第２検出コイル１１３が配置される。発振コイル１１１から第１検出コイル１１２までの距離と、発振コイル１１１から第２検出コイル１１３までの距離とは等しい。
The eddy
Next, the eddy current level meter
The
まず、溶鋼１４が存在しない場合を考える。このとき、発振コイル１１１に交流電圧を印加すると、発振コイル１１１によって変動する磁界が生じる。この変動する磁界は、電磁誘導により、第１検出コイル１１２に電圧ｅ１を生じさせ、第２検出コイル１１３に電圧ｅ２を生じさせる。第１検出コイル１１２及び第２検出コイル１１３は同じコイルであり、発振コイル１１１から第１検出コイル１１２までの距離と、発振コイル１１１から第２検出コイル１１３までの距離とは等しい。したがって、第１検出コイル１１２に生じる電圧ｅ１と、第２検出コイル１１３に生じる電圧ｅ２とは等しい。
次に、溶鋼１４が存在する場合を考える。このとき、発振コイル１１１によって生じる磁界は、溶鋼１４の表面に渦電流を生じさせる。この溶鋼１４の表面の渦電流が、磁界を生じさせ、この磁界が第１検出コイル１１２及び第２検出コイル１１３に影響を与える。したがって、電圧ｅ１と電圧ｅ２とは異なる値になる。渦流レベル計１１０は、電圧ｅ１と電圧ｅ２との差を出力電圧とする。
First, consider the case where the
Next, the case where the
溶鋼１４の表面に生じる渦電流は、溶鋼１４の表面と、渦流レベル計主部１１０Ａとの距離に依存する。よって、溶鋼１４のレベルＬに応じて渦流レベル計１１０の出力電圧が定まる。したがって、溶鋼１４のレベルＬと渦流レベル計１１０の出力電圧との関係である渦流レベル計特性が得られれば、渦流レベル計１１０の出力電圧から溶鋼１４のレベルＬを取得できる。精度の高い渦流レベル計特性を得ることが、溶鋼１４のレベルＬの測定精度を上げることに重要である。レベル管理システム１００での渦流レベル計特性の算出方法は、後に詳しく説明する。
なお、ここで説明したものは渦流レベル計主部１１０Ａの一例であり、渦流レベル計主部１１０Ａは、例えば第１検出コイル１１２を備えない構成であってもよい。
The eddy current generated on the surface of the
In addition, what was demonstrated here is an example of 110 A of eddy current level meter main parts, and 110 A of eddy current level meter main parts may be the structure which is not provided with the
図１に戻り、レベル管理システム１００の説明を続ける。
レベル計アンプ盤１２０は、渦流レベル計１１０の出力電圧から、登録テーブル１２１を用いて、溶鋼１４のレベルＬを導くことで溶鋼１４のレベルＬを測定するアンプ盤である。レベル計アンプ盤１２０は、ハードディスクドライブ等の記憶装置を備え、記憶装置に登録テーブル１２１が記憶される。レベル計アンプ盤１２０は、溶鋼１４のレベルＬを、電圧又はデジタルデータ等で表されるレベル信号として出力する。
Returning to FIG. 1, the description of the
The level
登録テーブル１２１は、渦流レベル計特性を表す情報であり、例えば、１０ｍｍ刻みの溶鋼１４のレベルＬと、それぞれの溶鋼１４のレベルＬでの渦流レベル計１１０の出力電圧とから構成される情報である。レベル計アンプ盤１２０は、渦流レベル計１１０の出力電圧を基に、登録テーブル１２１を参照することで、溶鋼１４のレベルＬを得ることができ、この溶鋼１４のレベルＬを表す信号を電圧又はデジタルデータ等として出力する。
登録テーブル１２１の精度によって、レベル計アンプ盤１２０が導く溶鋼１４のレベルＬの精度が変わる。本実施形態では、登録テーブル１２１には、高精度登録テーブルと簡易登録テーブルとがある。高精度登録テーブルは、特性算出装置１５０が生成する登録テーブル１２１であり、高精度登録テーブルを使うことでレベル計アンプ盤１２０が導く溶鋼１４のレベルＬの精度が向上する。簡易登録テーブルは、例えば特許文献２に記載のように、冷間で求めた渦流レベル計１１０を簡易的に補正して得たれた登録テーブルであり、高精度登録テーブルと比べて精度が劣る。また、簡易登録テーブルは、後述する比較例となる渦流レベル計特性の算出方法で算出した渦流レベル計特性であってもよい。
本実施形態では、後述のように、特性算出装置１５０が高精度登録テーブルを生成するまでは登録テーブル１２１として簡易登録テーブルが使われる。特性算出装置１５０が高精度登録テーブルを生成した後は、登録テーブル１２１として高精度登録テーブルが使われる。
The registration table 121 is information representing the characteristics of the eddy current level meter. For example, the information includes the level L of the
Depending on the accuracy of the registration table 121, the accuracy of the level L of the
In this embodiment, as will be described later, a simple registration table is used as the registration table 121 until the
測温計１３０は、鋳型１３の温度を計測する計測機器である。測温計１３０は、複数の測温素子１３１と、変換器盤１３２とを備える。測温素子１３１は、熱電対であって、鋳型１３の内部に、上下方向に等間隔に並ぶように設けられる。
変換器盤１３２は、測温素子１３１の出力電圧を、制御装置１４０のＩＯインターフェースに合う温度信号に変換して、制御装置１４０に送る変換装置である。変換器盤１３２は、測温素子１３１と同数の変換器１３３を備え、測温素子１３１と、変換器１３３とが一対一に対応する。変換器１３３は、例えば、電圧値をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器（アナログデジタル変換器）でもよく、測温素子１３１の出力電圧を例えば４ｍＡから２０ｍＡの範囲の電流に変換する変換器でもよい。
なお、測温素子１３１は、温度を測定できるものであればよく、例えばサーミスタであってもよい。
The
The
The
制御装置１４０は、レベル制御部１４１、初期データ取得部１４２、対データ取得部１４３、及び、レベル算出部１４４を備える情報処理装置である。
レベル制御部１４１は、レベル計アンプ盤１２０からレベル信号として受信する溶鋼１４のレベルＬと、目標レベル設定器１７０で指定される目標レベルとから、溶鋼１４のレベルＬが目標レベルになるように制御する。レベル制御部１４１は、ストッパ制御盤１８０にレベル制御信号を送信することで、ストッパ１２の動きを制御し、溶鋼１４のレベルＬを制御する。目標レベルは、目標とする溶鋼１４のレベルＬである。
初期データ取得部１４２は、初期データを取得して、初期データに基づくデータをデータベース１６０に保存する。初期データは、溶鋼１４を鋳型１３に注入する前の渦流レベル計１１０の出力電圧に基づくデータである。
対データ取得部１４３は、対データを取得して、データベース１６０に保存する。対データは、レベル算出部１４４が算出する溶鋼１４のレベルＬに基づく第１データと、渦流レベル計１１０の出力電圧に基づく第２データとからなる。
The
The level control unit 141 causes the level L of the
The initial
The pair
レベル算出部１４４は、測温レベルを算出して、対データ取得部１４３に送る。測温レベルは、鋳型１３の温度から算出される溶鋼１４のレベルＬである。なお、レベル算出部１４４は、鋳型１３の温度を、温度信号として測温計１３０から受信する。
次に、レベル算出部１４４が行う測温レベルの算出方法の一例を説明する。
まず、レベル算出部１４４は、それぞれの変換器１３３から受信する温度信号から、測温素子１３１が測定する温度の時間変化率を算出する。
次に、レベル算出部１４４は、時間変化率が最も大きい温度を測定した測温素子１３１を選択する。この測温素子１３１を第Ｎ測温素子１３１とする。次に、レベル算出部１４４は、第Ｎ測温素子１３１の上方に隣接する第（Ｎ−１）測温素子１３１、及び、第Ｎ測温素子１３１の下方に隣接する第（Ｎ＋１）測温素子１３１を選択する。
The level calculation unit 144 calculates the temperature measurement level and sends it to the paired
Next, an example of a temperature measurement level calculation method performed by the level calculation unit 144 will be described.
First, the level calculation unit 144 calculates the time change rate of the temperature measured by the
Next, the level calculation unit 144 selects the
次に、レベル算出部１４４は、時間変化率二次曲線Ｃ１の最大値となる距離を算出する。時間変化率二次曲線Ｃ１について図３を参照して説明する。図３は時間変化率グラフを表す図である。時間変化率グラフの横軸は、鋳型１３の上端からの距離であり、（Ｎ−１）、Ｎ、及び、（Ｎ＋１）は、それぞれ、鋳型１３の上端から第（Ｎ−１）測温素子１３１、第Ｎ測温素子１３１、及び、第（Ｎ＋１）測温素子１３１までの距離を表す。時間変化率グラフの縦軸は、温度の時間変化率である。点Ｐ１０、Ｐ１１及びＰ１２は、それぞれ、第（Ｎ−１）測温素子１３１、第Ｎ測温素子１３１、及び、第（Ｎ＋１）測温素子１３１が測定した温度の時間変化率である。時間変化率二次曲線Ｃ１は、Ｐ１０、Ｐ１１及びＰ１２を通る二次曲線である。レベル算出部１４４は、時間変化率二次曲線Ｃ１における「温度の時間変化率」が最大値となる点Ｐ１３の「鋳型１３の上端からの距離」である距離Ａを算出する。レベル算出部１４４は、距離Ａを、測温レベルとする。
レベル算出部１４４は、このように測温レベルを算出する。また、レベル算出部１４４は、このような処理を繰り返して、測温レベルを更新していく。
Next, the level calculation unit 144 calculates the distance that is the maximum value of the time change rate quadratic curve C1. The time change rate quadratic curve C1 will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows a time change rate graph. The horizontal axis of the time change rate graph is the distance from the upper end of the
The level calculation unit 144 calculates the temperature measurement level in this way. Moreover, the level calculation part 144 repeats such a process and updates a temperature measurement level.
特性算出装置１５０は、特性算出部１５１、及び、テーブル生成部１５２を備える情報処理装置である。
特性算出部１５１は、データベース１６０に格納されている初期データと対データとから、渦流レベル計特性を算出する。
テーブル生成部１５２は、特性算出部１５１が算出した渦流レベル計特性から、レベル計アンプ盤１２０の登録テーブル１２１を作成する。
なお、特性算出装置１５０の処理の詳細は後述する。
The
The
The
Details of the processing of the
データベース１６０は、制御装置１４０の初期データ取得部１４２が取得した初期データ、及び、対データ取得部１４３が取得した対データを保存する。データベース１６０には、ハードディスクドライブ等の記憶装置が使われる。
目標レベル設定器１７０は、レベル管理システム１００の使用者が、溶鋼１４の目標レベルを入力する装置であり、入力された目標レベルは制御装置１４０のレベル制御部１４１に送信される。
ストッパ制御盤１８０は、制御装置１４０から受信するレベル制御信号に基づいて、ストッパ１２にストッパ駆動信号を送信して、ストッパ１２の動きを制御する制御盤である。
The
The target
The
制御装置１４０、及び、特性算出装置１５０は、それぞれ、例えば、ＣＰＵ、主記憶装置、ハードディスク等の補助記憶装置、及び、外部機器とのＩＯインターフェースを備えるコンピュータにより実現される。制御装置１４０のＩＯインターフェースは、渦流レベル計１１０、レベル計アンプ盤１２０、測温計１３０、データベース１６０、目標レベル設定器１７０、及び、ストッパ制御盤１８０とデータの送受信を行える。特性算出装置１５０のＩＯインターフェースは、レベル計アンプ盤１２０、及び、データベース１６０とデータの送受信を行える。制御装置１４０、及び、特性算出装置１５０は、ＣＰＵが主記憶装置に展開されたプログラムを実行することで、それぞれの装置が備える機能を実現する。
The
次に、渦流レベル計１１０及び測温計１３０の特徴について説明する。
渦流レベル計１１０は、溶鋼１４のレベルＬが変動すると即座に応答し、溶鋼１４のレベルＬに応じて出力電圧が変動する。一方、測温計１３０は、溶鋼１４の熱が測温素子１３１に伝わるための時間が必要であるため、応答が渦流レベル計１１０と比べて遅い。したがって、溶鋼１４のレベルＬを安定して制御するためには、応答の早い渦流レベル計１１０を使うことが好ましい。
しかし、渦流レベル計１１０の出力電圧から溶鋼１４のレベルＬを高精度に得るためには、渦流レベル計特性を高精度に求めて、渦流レベル計特性が反映された登録テーブル１２１を作成することが重要である。一方、レベル算出部１４４は、特別な特性を求めることなく、測温計１３０の測定結果に基づく処理を行うことで、溶鋼１４のレベルＬを高精度に得ることができる。
このような特徴から、本実施形態では、渦流レベル計特性を高精度に求めるために測温計１３０が使われ、溶鋼１４のレベルＬを安定して制御するために渦流レベル計１１０が使われる。
Next, features of the eddy
The eddy
However, in order to obtain the level L of the
Because of these characteristics, in this embodiment, the
次に、図４を参照して、溶鋼１４のレベルＬを制御する処理について説明する。図４は、溶鋼１４のレベルＬを制御する処理のフローチャートである。
ステップＳ１０１において、制御装置１４０のレベル制御部１４１は、制御装置１４０の対データ取得部１４３又は目標レベル設定器１７０から溶鋼１４の目標レベルを取得する。レベル制御部１４１が対データ取得部１４３から溶鋼１４の目標レベルを取得するのは、渦流レベル計特性を算出するときである。また、レベル制御部１４１が目標レベル設定器１７０から溶鋼１４の目標レベルを取得するのは、渦流レベル計特性の算出が終わり、レベル計アンプ盤１２０に登録テーブル１２１として高精度テーブルが登録されているときである。
ステップＳ１０２において、レベル制御部１４１は、レベル計アンプ盤１２０から溶鋼１４の現在レベルを取得する。
ステップＳ１０３において、レベル制御部１４１は、目標レベルと現在レベルとの偏差に基づいて、ＰＩＤ演算等により、ストッパ１２の移動方向、及び、ストッパ１２の移動量を演算して求める。
Next, with reference to FIG. 4, the process which controls the level L of the
In step S <b> 101, the level control unit 141 of the
In step S102, the level control unit 141 acquires the current level of the
In step S103, the level control unit 141 calculates and calculates the moving direction of the
ステップＳ１０４において、レベル制御部１４１は、ステップＳ１０３での演算結果に基づいたレベル制御信号をストッパ制御盤１８０に送信して、ストッパ制御盤１８０を制御する。そして、レベル制御部１４１は処理をステップＳ１０１に戻す。ストッパ制御盤１８０は、レベル制御信号に基づいてストッパ１２にストッパ駆動信号を送信して、ストッパ１２の動きを制御する。
以上のような処理により、溶鋼１４を目標レベルで安定させることができる。
In step S <b> 104, the level control unit 141 transmits a level control signal based on the calculation result in step S <b> 103 to the
By the above process, the
次に、渦流レベル計特性を算出して、登録テーブル１２１として上記の高精度登録テーブルを生成する処理について説明する。高精度登録テーブルを生成する処理は、初期データ及び対データを取得する処理と、取得した初期データ及び対データから渦流レベル計特性を算出して高精度登録テーブルを生成する処理とからなる。
まず、図５を参照して、初期データ及び対データを取得する処理について説明する。図５は、初期データ及び対データを取得する処理のフローチャートである。
本実施形態の鋳造システムは、初期データ及び対データを取得することを目的とした鋳造を行う。図５のステップＳ２０１は、鋳型１３に溶鋼１４が注入される前に開始する。
Next, a process for calculating the eddy current level meter characteristics and generating the above high-precision registration table as the registration table 121 will be described. The process for generating the high-precision registration table includes a process for acquiring initial data and pair data, and a process for calculating a eddy current level meter characteristic from the acquired initial data and pair data and generating a high-precision registration table.
First, with reference to FIG. 5, a process for acquiring initial data and pair data will be described. FIG. 5 is a flowchart of processing for acquiring initial data and pair data.
The casting system of this embodiment performs casting for the purpose of obtaining initial data and pair data. Step S201 in FIG. 5 starts before the
ステップＳ２０１において、制御装置１４０の初期データ取得部１４２は、鋳型１３に溶鋼１４が注入されていない状態での渦流レベル計１１０の出力電圧を、所定時間の間に複数取得する。所定時間は、予め定められた時間であり例えば４００秒又は５００秒とする。
ステップＳ２０２において、初期データ取得部１４２は、ステップＳ２０１で取得した複数の出力電圧について平均値を算出して初期データとする。なお、初期データ取得部１４２は、複数の出力電圧の中央値を初期データとする等、平均値以外の値を使ってもよい。
ステップＳ２０３において、初期データ取得部１４２は、ステップＳ２０２で算出した初期データをデータベース１６０に保存する。
ステップＳ２０４において、本実施形態の鋳造システムは、溶鋼１４を鋳型１３に注入することを開始する。
ステップＳ２０５において、本実施形態の鋳造システムは、鋳型１３に所定の量の溶鋼１４が溜まった状態にする。鋳型１３に溜まった溶鋼１４の量は、例えば溶鋼１４のレベルLで測定される。所定の量は、レベルLの変動を考慮した適度な値であればよく、目視、針金による測定、又は、レベル計アンプ盤１２０が示す値等によって決めてもよい。
In step S <b> 201, the initial
In step S202, the initial
In step S <b> 203, the initial
In step S <b> 204, the casting system of this embodiment starts injecting the
In step S <b> 205, the casting system of the present embodiment sets a predetermined amount of
ステップＳ２０６において、制御装置１４０の対データ取得部１４３は、ステップＳ２０７からＳ２１０までの処理であるループ内処理の開始準備をする。対データ取得部１４３は、ループ内処理を３回以上であって予め定められた回数実行する。
ステップＳ２０７において、対データ取得部１４３は、溶鋼１４の目標レベルをレベル制御部１４１に送って、溶鋼１４の目標レベルを設定する。対データ取得部１４３が設定する溶鋼１４の目標レベルは、ループ内処理でステップＳ２０７が実行される毎に、異なるレベルにする。図５の処理と並列に動作するレベル制御部１４１は、図４のステップＳ１０１で対データ取得部１４３から目標レベルを取得して、図４の処理によって溶鋼１４のレベルＬを制御する。なお、ステップＳ２０７の段階では、高精度登録テーブルは生成されていないため、登録テーブル１２１として簡易登録テーブルが使われる。
ステップＳ２０７は、ループ内処理に含まれる処理であるため、３回以上処理される。したがって、ステップＳ２０７において対データ取得部１４３は３回以上目標レベルを設定する。対データ取得部１４３が設定する目標レベルは、安定して運用できる範囲として定められた溶鋼１４のレベルＬの範囲である定常範囲に含まれる次の３つの値を含むものとする。１つ目の値は定常範囲の上位１０％の範囲に含まれる値である。２つ目の値は定常範囲の下位１０％の範囲に含まれる値である。３つ目の値は定常範囲の中間点を含む定常範囲の１０％の範囲に含まれる値である。このように目標値を設定することで、広範囲の対データを安定して取得できる。
In step S206, the pair
In step S207, the pair
Since step S207 is a process included in the in-loop process, it is processed three or more times. Therefore, in step S207, the pair
ステップＳ２０８において、対データ取得部１４３は、溶鋼１４のレベルＬが一定になるまで待機する。対データ取得部１４３は、例えば４００秒又は５００秒の所定時間待機したり、渦流レベル計１１０の出力電圧の変化が所定の範囲に収まるまで待機したり、レベル管理システム１００の使用者が対データ取得部１４３に対して不図示の入力装置で指示を与えるまで待機したりする。
その後、対データ取得部１４３は、渦流レベル計１１０の出力電圧、及び、レベル算出部１４４で算出された溶鋼１４のレベルＬである測温レベルを、所定時間の間に複数取得する。所定時間は、予め定められた時間であり例えば４００秒又は５００秒とする。
In step S208, the pair
Thereafter, the pair
ステップＳ２０９において、対データ取得部１４３は、対データを算出する。対データは、測温レベルの平均値である第１データ、及び、渦流レベル計１１０の出力電圧の平均値である第２データからなる。対データ取得部１４３は、ステップＳ２０８で取得した複数の測温レベルの平均値を算出して第１データとし、ステップＳ２０８で取得した渦流レベル計１１０の複数の出力電圧の平均値を算出して第２データとする。なお、対データ取得部１４３は、複数の測温レベルの中央値を第１データとし、複数の出力電圧の中央値を第２データする等、平均値以外の値を使ってもよい。
ステップＳ２１０において、対データ取得部１４３は、対データをデータベース１６０に保存する。
ステップＳ２１１において、対データ取得部１４３は、ループ内処理の終了を確認する。対データ取得部１４３は、ループ内処理が予め定められた回数実行されたときは図５に示す処理を終了し、ループ内処理が予め定められた回数実行されていないときは、処理をステップＳ２０７に戻す。
図５に示す処理が終了すると、本実施形態の鋳造システムは、初期データ及び対データを取得することを目的とした鋳造を終了し、図７に示す高精度登録テーブルを生成する処理を開始する。
In step S209, the pair
In step S <b> 210, the pair
In step S211, the pair
When the process shown in FIG. 5 is finished, the casting system of the present embodiment finishes the casting for the purpose of acquiring the initial data and the pair data, and starts the process of generating the high-precision registration table shown in FIG. .
次に、図６を参照して、対データ取得部１４３による対データの算出の処理の例を説明する。図６は、測温レベルグラフを示す図である。測温レベルグラフは、測温計１３０を用いて算出された溶鋼１４のレベルＬである測温レベルを表す。測温レベルグラフの横軸は時間（秒）であり、縦軸が測温レベル（ｍｍ）である。
図６に示す例では、溶鋼１４のレベルＬが一定になる時間帯として、時間帯Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３がある。それぞれの時間帯Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３において異なる目標レベルが設定されているため、溶鋼１４のレベルＬが異なっている。そして、それぞれの時間帯Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３において、図５のステップＳ２０８の処理が行われ、対データ取得部１４３は、渦流レベル計１１０の出力電圧、及び、測温レベルを複数取得する。その後、対データ取得部１４３は、取得したデータの平均値を算出して対データを得る。
Next, an example of a pair data calculation process by the pair
In the example shown in FIG. 6, there are time zones R1, R2, and R3 as time zones in which the level L of the
次に、図７を参照して、取得した初期データ及び対データから渦流レベル計特性を算出して高精度登録テーブルを生成する処理について説明する。図７は、渦流レベル計の特性を算出するフローチャートである。
ステップＳ３０１において、特性算出装置１５０の特性算出部１５１は、データベース１６０から、初期データ及び対データを取得する。
ステップＳ３０２において、特性算出部１５１は、渦流レベル計特性を算出する。本実施形態では、渦流レベル計特性を次式１で表す。
（渦流レベル計の出力電圧）＝ｅｘｐ（Ａ−Ｂ×（溶鋼のレベル）D）＋Ｃ ・・・ （式１）
ただし、Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤは定数である。
式１は、発明者が種々の実験をすることで導いたものであり、後に図８を参照して説明するように、渦流レベル計特性を高精度に表すことができる。
Next, with reference to FIG. 7, a process for calculating the eddy current level meter characteristics from the acquired initial data and paired data and generating a high accuracy registration table will be described. FIG. 7 is a flowchart for calculating the characteristics of the eddy current level meter.
In step S <b> 301, the
In step S302, the
(Output voltage of eddy current level meter) = exp (A−B × (molten steel level) D ) + C (Formula 1)
However, A, B, C and D are constants.
特性算出部１５１は、ステップＳ３０１で取得した初期データから定数Ｃを算出する。具体的には、特性算出部１５１は、ステップＳ３０１で取得した初期データを定数Ｃとする。これは次の理由による。式１から分かるように、溶鋼１４のレベルＬが極めて大きいとき、渦流レベル計の出力電圧は定数Ｃに等しいといえる。ここで、初期データは、溶鋼１４を鋳型１３に注入する前の渦流レベル計１１０の出力電圧である。よって、初期データは、溶鋼１４のレベルＬが極めて大きいときの渦流レベル計１１０の出力電圧といえる。したがって、初期データを定数Ｃとできる。
The
また、特性算出部１５１は、ステップＳ３０１でデータベース１６０から取得した対データから定数Ａ、定数Ｂ、定数Ｄを算出する。対データに含まれる第１データは、複数の測温レベルの平均値であり、式１の「溶鋼のレベル」に対応する。対データに含まれる第２データは、複数の渦流レベル計１１０の出力電圧の平均値であり、式１の「渦流レベル計の出力電圧」に対応する。
データベース１６０に保存される対データは、図５を参照して説明したように、３組以上ある。特性算出部１５１は、データベース１６０から取得した対データの数に応じて次のように定数Ａ、定数Ｂ、定数Ｄを算出する。
特性算出部１５１が取得した対データが３組のときは、求めたい定数が３個あるため、３組の対データのそれぞれを式１に代入して得られた３つの式を使った連立方程式を解くことで、特性算出部１５１は定数Ａ、定数Ｂ、定数Ｄを算出する。
特性算出部１５１が取得した対データが４組以上のときは、特性算出部１５１は非線形最小二乗法等によって定数Ａ、定数Ｂ、定数Ｄを算出してもよい。
Further, the
There are three or more pairs of data stored in the
When the pair of data acquired by the
When there are four or more pairs of data acquired by the
ステップＳ３０３において、テーブル生成部１５２は、高精度登録テーブルを生成する。高精度登録テーブルは、溶鋼のレベルと、渦流レベル計の出力電圧とからなるデータの集まりである。特性算出部１５１は、例えば、式１の「溶鋼のレベル」を１０ｍｍ毎に変化させて「渦流レベル計の出力電圧」を算出していくことで、高精度登録テーブルを生成する。
ステップＳ３０４において、テーブル生成部１５２は、生成した高精度登録テーブルを、登録テーブル１２１として、レベル計アンプ盤１２０に送信する。レベル計アンプ盤１２０は、受信した高精度登録テーブルを登録テーブル１２１として登録することで、登録後は、渦流レベル計１１０の出力電圧から、溶鋼１４のレベルＬを高精度に得ることができる。
なお、テーブル生成部１５２は、高精度登録テーブルを、ＣＳＶファイル等のファイルとして生成し、レベル管理システム１００の使用者が生成されたファイルをレベル計アンプ盤１２０に登録する作業を行うようにしてもよい。
In step S303, the
In step S <b> 304, the
The
次に、本実施形態で説明した方法で算出した渦流レベル計特性と、比較例となる方法で算出した渦流レベル計特性との精度の違いについて説明する。
まず、比較例とする渦流レベル計特性の算出方法について説明する。この算出方法は、渦流レベル計特性の冷間特性を求めて、溶鋼を注入したときの１組の実績値で補正する方法である。
比較例となる渦流レベル計特性の算出方法では、はじめに、冷間での渦流レベル計特性を求める。具体的には、第１に、鋳型１３を空にして、鋳型１３に溶鋼１４が存在しない状態にする。第２に、鋳型１３に模擬湯面を配置する。模擬湯面は、鉛板等の金属板であり、溶鋼１４の表面の模擬となる。したがって、模擬湯面は、上側の表面の垂線が上方向を向くように配置される。第３に、模擬湯面を１０ｍｍ毎に上下方向に移動しながら、渦流レベル計１１０の出力電力を得る。これにより、冷間での渦流レベル計特性が得られる。
Next, the difference in accuracy between the eddy current level meter characteristic calculated by the method described in the present embodiment and the eddy current level meter characteristic calculated by the comparative method will be described.
First, the calculation method of the eddy current level meter characteristic as a comparative example will be described. This calculation method is a method of obtaining the cold characteristic of the eddy current level meter characteristic and correcting it with a set of actual values when molten steel is injected.
In the eddy current level meter characteristic calculation method as a comparative example, first, the cold eddy current level meter characteristic is obtained. Specifically, first, the
次に、鋳型１３に溶鋼１４が注入される。
次に、１組の実測値が測定される。１組の実測値は、溶鋼１４のレベルＬと、渦流レベル計１１０の出力電圧とからなる。この測定には、鋳型１３の内部に配置する電極センサが用いられる。溶鋼１４の表面が電極センサに到達すると割り込み信号が発生するように電極センサが設定される。また、溶鋼１４の表面が電極センサに到達したときの溶鋼１４のレベルＬは予め分かっている。そして、１組の実測値を、この予め分かっている溶鋼１４のレベルＬ（基準溶鋼レベル）と、割り込み信号が発生したときの渦流レベル計１１０の出力電圧（実測出力電圧）とで構成する。
次に、正規化係数Ｋが算出される。正規化係数Ｋは、（実測出力電圧）／（冷間での渦流レベル計特性から得られる基準溶鋼レベルのときの出力電圧）で得られる値である。
次に、冷間での渦流レベル計特性における渦流レベル計１１０の出力電圧に正規化係数Ｋを乗じて、渦流レベル計特性とする。
比較例となる渦流レベル計特性は、以上のように算出される。
Next,
Next, a set of actual measurement values is measured. One set of actual measurement values includes the level L of the
Next, a normalization coefficient K is calculated. The normalization coefficient K is a value obtained by (actually measured output voltage) / (output voltage at the reference molten steel level obtained from the eddy current level meter characteristics in the cold state).
Next, the output voltage of the eddy
The characteristics of the eddy current level meter as a comparative example are calculated as described above.
次に、図８を参照して、本実施形態で説明した方法で算出した渦流レベル計特性と、比較例となる方法で算出した渦流レベル計特性との精度の違いについて説明する。図８は、渦流レベル計特性グラフを示す図である。渦流レベル計特性グラフは、渦流レベル計特性を表すグラフである。渦流レベル計特性グラフの横軸は溶鋼１４のレベルＬであり、縦軸は渦流レベル計１１０の出力電圧である。
渦流レベル計特性グラフにおいて実線で示されるものが、本実施形態の方法で算出した渦流レベル計特性である。また、渦流レベル計特性グラフにおいて破線で示されるものが、比較例となる方法で算出した渦流レベル計特性である。また、渦流レベル計特性グラフにプロットされた点は、溶鋼１４のレベルＬと、渦流レベル計１１０の出力電圧とからなる実測値である。
図８から分かるように、実測値が得られたすべての領域で、本実施形態で説明した方法で算出した渦流レベル計特性は、比較例となる方法で算出した渦流レベル計特性よりも精度が高いといえる。したがって、レベル管理システム１００では、溶鋼のレベルの測定の精度を向上させることができる。
Next, with reference to FIG. 8, the difference in accuracy between the eddy current level meter characteristic calculated by the method described in the present embodiment and the eddy current level meter characteristic calculated by the method of the comparative example will be described. FIG. 8 is a graph showing a characteristic graph of the eddy current level meter. The eddy current level meter characteristic graph is a graph representing the eddy current level meter characteristic. The horizontal axis of the eddy current level meter characteristic graph is the level L of the
What is indicated by a solid line in the eddy current level meter characteristic graph is the eddy current level meter characteristic calculated by the method of the present embodiment. Moreover, what is shown with a broken line in the eddy current level meter characteristic graph is the eddy current level meter characteristic calculated by the method of the comparative example. The points plotted in the eddy current level meter characteristic graph are actually measured values composed of the level L of the
As can be seen from FIG. 8, the eddy current level meter characteristic calculated by the method described in the present embodiment is more accurate than the eddy current level meter characteristic calculated by the method of the comparative example in all regions where the actual measurement values are obtained. It can be said that it is expensive. Therefore, the
以上説明した通り、レベル管理システム１００は、鋳型１３に溶鋼１４が注入された状態で対データを取得する。そして、レベル管理システム１００は、複数の対データに基づいて、渦流レベル計特性を算出する。したがって、先行技術のように、冷間での渦流レベル計特性を１つの実績値に基づいて補正する場合と比べて、レベル管理システム１００が算出する渦流レベル計特性の精度が高い。
また、レベル管理システム１００は、渦流レベル計特性として式１を使う。この式１は、図８を参照して説明したように精度が高い。したがって、式１を使って算出した高精度登録テーブルを使うことで、溶鋼のレベルの測定の精度を向上させることができる。
また、対データに含まれる第１データはレベル算出部１４４が算出した測温レベルの平均値であり、第２データは渦流レベル計１１０の出力電圧の平均値である。したがって、対データの精度が高くなり、対データに基づいて算出する渦流レベル計特性の精度を高くできる。
As described above, the
Further, the
The first data included in the pair data is an average value of the temperature measurement level calculated by the level calculation unit 144, and the second data is an average value of the output voltage of the eddy
上記の実施形態では、式１の定数Ａ、定数Ｂ、定数Ｃ、定数Ｄの算出のために、図５を参照して説明したように、初期データ及び対データを取得することを目的とした鋳造を行う。この鋳造は、初期データ及び対データを取得した後に終了する。しかし、初期データ及び対データを取得した後も鋳造を継続してもよい。この場合でも、初期データ及び対データに基づいて算出した高精度登録テーブルを登録テーブル１２１としてレベル計アンプ盤１２０に登録した後は、溶鋼１４のレベルＬの測定を高精度に行うことができる。
In the above embodiment, the purpose is to obtain initial data and paired data as described with reference to FIG. 5 in order to calculate the constant A, constant B, constant C, and constant D of
また、初期データ及び対データを取得した後も鋳造を継続するとき、渦流レベル計特性を算出して高精度登録テーブルを生成する処理を繰り返して行ってもよい。具体的には、高精度登録テーブルを一度生成して登録した後に、次のように処理を行う。
まず、図５のステップＳ２０６からＳ２１１を行い、対データ取得部１４３は対データを複数取得する。
次に、図７の処理により、特性算出部１５１が渦流レベル計特性を算出し、テーブル生成部１５２が高精度登録テーブルを生成して、レベル計アンプ盤１２０に送信する。
この２つの処理を定期的に繰り返す。
これにより、鋳型１３等に何らかの電磁的な特性等の変化が生じても、高精度の溶鋼のレベルの測定を維持できる。
Further, when casting is continued even after obtaining the initial data and the pair data, the process of calculating the eddy current level meter characteristics and generating the high accuracy registration table may be repeated. Specifically, after generating and registering a high-precision registration table once, the following processing is performed.
First, steps S206 to S211 in FIG. 5 are performed, and the pair
Next, according to the processing of FIG. 7, the
These two processes are periodically repeated.
Thereby, even if any change in electromagnetic characteristics or the like occurs in the
また、レベル計アンプ盤１２０は、式１を使って、渦流レベル計１１０の出力電圧から溶鋼１４のレベルＬを算出できる算出部を備えてもよい。このとき、レベル計アンプ盤１２０は、特性算出装置１５０から登録テーブル１２１を受信する代わりに、定数Ａ、定数Ｂ、定数Ｃ、定数Ｄを受信する。この算出部により、レベル計アンプ盤１２０は、登録テーブル１２１を持たなくても、渦流レベル計１１０の出力電圧から溶鋼１４のレベルＬを算出できる。
また、レベル管理システム１００は、初期データの取得を行わずに、対データを４組以上取得するようにしてもよい。式１は、定数が４つあるため、４組の対データによって４つの定数を算出できる。
また、式１の代わりに、二次関数や三次関数等の他の式を用いてもよい。この場合であっても、鋳型１３に溶鋼１４が注入された状態で取得する対データで式の定数を算出するため、一定の精度の渦流レベル計特性を得ることができる。
Further, the level
Further, the
Further, instead of
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
以上、本発明を実施形態と共に説明したが、上記実施形態は本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or apparatus read and execute the program This process can be realized. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
Although the present invention has been described together with the embodiments, the above-described embodiments are merely examples of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention is interpreted in a limited manner by these. It must not be. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.
１０ タンディッシュ、１１ ノズル、１２ ストッパ、１３ 鋳型、１４ 溶鋼、１００ レベル管理システム、１１０ 渦流レベル計、１２０ レベル計アンプ盤、１３０ 測温計、１４０ 制御装置、１５０ 特性算出装置 10 Tundish, 11 Nozzle, 12 Stopper, 13 Mold, 14 Molten Steel, 100 Level Management System, 110 Eddy Current Level Meter, 120 Level Meter Amplifier Panel, 130 Thermometer, 140 Controller, 150 Characteristic Calculation Device
Claims (8)
溶鋼のレベルに応じた出力電圧を出力する渦流レベル計と、
前記鋳型に設けられた複数の測温素子を備える測温計と、
前記測温計の測定結果に基づいて溶鋼のレベルを算出するレベル算出手段と、
前記レベル算出手段が算出した溶鋼のレベルに基づく第１データと、前記渦流レベル計の出力電圧に基づく第２データとからなる対データを、前記鋳型に溶鋼が注入された状態で取得する対データ取得手段と、
前記対データ取得手段が取得した複数の前記対データに基づいて、溶鋼のレベルと前記渦流レベル計の出力電圧との関係である渦流レベル計特性を算出する特性算出手段と、
前記特性算出手段が算出した前記渦流レベル計特性に基づいて、前記渦流レベル計の出力電圧から溶鋼のレベルを測定する測定手段と、を備えることを特徴とするレベル測定システム。 A level measurement system for measuring the level of molten steel injected into a mold,
An eddy current level meter that outputs an output voltage according to the level of the molten steel;
A thermometer comprising a plurality of temperature measuring elements provided in the mold;
Level calculating means for calculating the level of molten steel based on the measurement result of the thermometer;
Pair data for obtaining paired data consisting of first data based on the level of molten steel calculated by the level calculating means and second data based on the output voltage of the eddy current level meter in a state where molten steel is injected into the mold. Acquisition means;
Based on the plurality of pair data acquired by the pair data acquisition means, characteristic calculation means for calculating a eddy current level meter characteristic that is a relationship between the level of molten steel and the output voltage of the eddy current level meter;
A level measuring system comprising: a measuring unit that measures a level of molten steel from an output voltage of the eddy current level meter based on the eddy current level meter characteristic calculated by the characteristic calculating unit.
（渦流レベル計の出力電圧）＝ｅｘｐ（Ａ−Ｂ×（溶鋼のレベル）D）＋Ｃ The level measuring system according to claim 1, wherein the characteristic calculating means calculates a constant A, a constant B, a constant C, and a constant D in order to express the eddy current level meter characteristic by the following equation.
(Output voltage of eddy current level meter) = exp (A−B × (molten steel level) D ) + C
前記特性算出手段は、前記初期データを前記定数Ｃとすることを特徴とする請求項２に記載のレベル測定システム。 Initial data acquisition means for acquiring initial data based on the output voltage of the eddy current level meter before molten steel is injected into the mold;
The level measurement system according to claim 2, wherein the characteristic calculation unit sets the initial data as the constant C.
前記鋳型に設けられた複数の測温素子を備える測温計の測定結果から算出された溶鋼のレベルに基づく第１データと、前記渦流レベル計の出力電圧に基づく第２データとからなる複数の対データに基づいて、溶鋼のレベルと前記渦流レベル計の出力電圧との関係である渦流レベル計特性を算出する特性算出手段を備えることを特徴とする情報処理装置。 An information processing device for calculating eddy current level meter characteristics, which is a relationship between a level of molten steel and an output voltage of an eddy current level meter that outputs an output voltage corresponding to the level of molten steel injected into a mold,
A plurality of first data based on a level of molten steel calculated from a measurement result of a thermometer provided with a plurality of temperature measuring elements provided in the mold, and a plurality of second data based on an output voltage of the eddy current level meter. An information processing apparatus comprising: characteristic calculation means for calculating an eddy current level meter characteristic that is a relationship between a level of molten steel and an output voltage of the eddy current level meter based on pair data.
鋳型に設けられた複数の測温素子を備える測温計の測定結果に基づいて溶鋼のレベルを算出するレベル算出ステップと、
前記レベル算出ステップで算出した溶鋼のレベルに基づく第１データと、前記渦流レベル計の出力電圧に基づく第２データとからなる対データを、前記鋳型に溶鋼が注入された状態で取得する対データ取得ステップと、
前記対データ取得ステップで取得した複数の前記対データに基づいて、溶鋼のレベルと前記渦流レベル計の出力電圧との関係である渦流レベル計特性を算出する特性算出ステップと、
前記特性算出ステップで算出した前記渦流レベル計特性に基づいて、前記渦流レベル計の出力電圧から溶鋼のレベルを測定する測定ステップと、を備えることを特徴とする測定方法。 A measurement method for measuring the level of molten steel using an eddy current level meter that outputs an output voltage corresponding to the level of molten steel,
A level calculating step for calculating a level of molten steel based on a measurement result of a thermometer including a plurality of temperature measuring elements provided in the mold;
Pair data for obtaining paired data consisting of first data based on the level of molten steel calculated in the level calculating step and second data based on the output voltage of the eddy current level meter in a state where molten steel is injected into the mold. An acquisition step;
Based on the plurality of pair data acquired in the pair data acquisition step, a characteristic calculation step for calculating a eddy current level meter characteristic that is a relationship between the level of molten steel and the output voltage of the eddy current level meter;
A measuring method comprising: measuring a level of molten steel from an output voltage of the eddy current level meter based on the eddy current level meter characteristic calculated in the characteristic calculating step.
前記測温計の測定結果に基づいて溶鋼のレベルを算出するレベル算出ステップと、
前記レベル算出ステップで算出した溶鋼のレベルに基づく第１データと、前記渦流レベル計の出力電圧に基づく第２データとからなる対データを、前記鋳型に溶鋼が注入された状態で取得する対データ取得ステップと、
前記対データ取得ステップで取得した複数の前記対データに基づいて、溶鋼のレベルと前記渦流レベル計の出力電圧との関係である渦流レベル計特性を算出する特性算出ステップと、
前記特性算出ステップで算出した前記渦流レベル計特性に基づいて、前記渦流レベル計の出力電圧から溶鋼のレベルを測定する測定ステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラム。 An eddy current level meter that outputs an output voltage corresponding to the level of molten steel, and a thermometer that includes a plurality of temperature measuring elements provided in a mold, for controlling a level measurement system that can measure the level of molten steel A program,
A level calculating step of calculating the level of molten steel based on the measurement result of the thermometer;
Pair data for obtaining paired data consisting of first data based on the level of molten steel calculated in the level calculating step and second data based on the output voltage of the eddy current level meter in a state where molten steel is injected into the mold. An acquisition step;
Based on the plurality of pair data acquired in the pair data acquisition step, a characteristic calculation step for calculating a eddy current level meter characteristic that is a relationship between the level of molten steel and the output voltage of the eddy current level meter;
A program for causing a computer to execute a measurement step of measuring a level of molten steel from an output voltage of the eddy current level meter based on the eddy current level meter characteristic calculated in the characteristic calculation step.
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| JP2019076602A (en) * | 2017-10-26 | 2019-05-23 | 株式会社大一商会 | Game machine |
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- 2016-05-19 JP JP2016100618A patent/JP6642266B2/en active Active
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