JP2835190B2 - 連続鋳造機における鋳型内湯面レベル制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続鋳造機における鋳
型内の湯面レベルを目標湯面レベルに高精度で保持・制
御するための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、連続鋳造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、例えば、図１０に示
すようなものが知られている。

【０００３】図１０は従来の鋳型内湯面レベル制御装置
をそなえた連続鋳造機を示す構成図であり、この図１０
において、５１は溶鋼鍋で、この溶鋼鍋５１の下方に設
置されたタンディッシュ５２の下面には、このタンディ
ッシュ５２の溶鋼流出孔５２ｃと同口径の貫通孔５３ａ
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５２ｃと同口径の貫通孔５４ａ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、タンディッシュ５２の溶鋼流出孔５２ｃと同口径
の貫通孔５５ａが設けられたスライドバルブ５５が介装
されている。

【０００４】スライドバルブ５５は、タンディッシュ５
２から鋳型５６内に注入されて鋳片５７となる溶鋼量を
調節するためのもので、後述する鋳型内湯面レベル制御
装置によって鋳型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５５ａの位置を他のプ
レート５３，５４の貫通孔５３ａ，５４ａに対してスラ
イド駆動することにより、その貫通孔５５ａの開度を修
正・調節されるものである。

【０００５】そして、従来の鋳型内湯面レベル制御装置
の構成を説明すると、タンディッシュ５２の側面には上
ブラケット５２ａが固着され、この上ブラケット５２ａ
に油圧シリンダ６１が揺動可能に取り付けられている。
また、上ブラケット５２ａよりも下方のタンディッシュ
５２の側面には下ブラケット５２ｂが固着され、この下
ブラケット５２ｂにリンク６２が揺動自在に取り付けら
れ、このリンク６２の一端側に、油圧シリンダ６１のピ
ストンロッド６１ａの先端部がピン連結されている。さ
らに、リンク６２の他端側は、連結ロッド６３を介して
スライドバルブ５５に連結されている。

【０００６】また、６４は油圧シリンダ６１のピストン
ロッド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等固定されるとともに、その棒状コアがピス
トンロッド６１ａと共に移動され、ピストンロッド６１
ａの位置に応じて電圧信号を出力するようになってい
る。

【０００７】さらに、６５は鋳型５６内の湯面レベルを
検出するための渦電流式，電極追従式等からなるレベル
計、６５ａはレベル計６５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の出力とを入力としこれらの偏差をＰＩＤ
演算回路等によっ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、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って、こ
のシリンダ制御部６８は、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
出力とを入力とし、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
るように油圧シリンダ６１の作動を制御するためのもの
である。

【０００８】次に、上述のごとく構成された従来の鋳型
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を通して鋳型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。

【０００９】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５６内の湯面レ
ベルが目標湯面レベルよりも高い場合は、油圧シリンダ
６１のピストンロッド６１ａを伸ばして、リンク６２お
よび連結ロッド６３を介してスライドバルブ５５を摺動
させ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。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の鋳型内湯面レベル制御装置は、鋳型内の湯面レ
ベルを目標湯面レベルに保持・制御するために有用なも
のではあるが、未だ以下に説明するような湯面レベルの
制御精度上の課題がある。

【００１１】即ち、油圧シリンダ６１を作動させ、リン
ク６２や連結ロッド６３等の連結部を介してスライドバ
ルブ５５を摺動させて、その開度修正を行なうようにし
ているので、この連結部に存在する隙間による機械系の
ガタによって油圧シリンダ６１のピストンロッド６１ａ
の伸縮量とスライドバルブ５５の摺動量とにずれが生
じ、精度のよい湯面レベル制御を行なえない。

【００１２】特に、湯面レベルの制御にとって重要であ
るスライドバルブ５５の摺動方向を変更する時、つま
り、油圧シリンダ６１の作動方向を変化させる時、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５７の品質低下を招い
てしまう。

【００１３】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５５，リンク６２や連結
ロッド６３等はタンディッシュ５２とともに交換される
ものであって、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。

【００１４】本発明は、このような課題を解決しようと
するもので、オンラインで機械系ガタを一括して制御系
に組み込み、そのガタを自動的に補正できるようにし
て、鋳型内の湯面レベルを鋳造の全長に亘って最適な状
態に高精度で保持できる連続鋳造機における鋳型内湯面
レベル制御装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の連続鋳造機における鋳型内湯面レベル制御
装置は、タンディッシュ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ッドを伸縮
させて調節する油圧シリンダと、鋳型内の湯面レベルを
検出するレベル計と、その検出結果と目標湯面レベルと
の偏差を演算し該偏差に応じた値を出力するバルブ開度
指令部とをそなえ、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ることにより鋳型内の湯
面レベルを目標湯面レベルに保持・制御するものにおい
て、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所定のガタ補正
値を加算するガタ補正制御手段と、前記のスライドバル
ブとピストンロッドとの間に存在する機械系ガタと前記
ガタ補正制御手段に与えるガタ補正値との偏差と、該ガ
タ補正値に基づいて前記ガタ補正制御手段による補正を
行なった場合における鋳型内の湯面レベル変動の振幅値
および前記油圧シリンダの作動周期との関係に基づい
て、鋳型内の湯面レベル変動の振幅値が所定範囲内もし
くは最小になるように、且つ、前記油圧シリンダの作動
周期が所定値よりも大きくなるように、前記所定のガタ
補正値を演算して前記ガタ補正制御手段へ出力するガタ
補正値演算手段とをそなえたことを特徴としている。

【００１６】

【作用】上述した本発明の連続鋳造機における鋳型内湯
面レベル制御装置では、スライドバルブ，ピストンロッ
ド間の機械系ガタとガタ補正値との偏差ΔＧと、そのガ
タ補正値に基づいた実際の補正時における鋳型内の湯面
レベル変動の振幅値Ａおよび油圧シリンダの作動周期Ｔ
との関係(図５参照)が予め求められ記憶されている。こ
のΔＧとＡ，Ｔとの関係に基づいて、油圧シリンダの作
動方向変化が比較的少なく(油圧シリンダ等の摩耗が少
ない)且つ湯面レベル変動の幅も小さい理想的な制御状
態(目標とする制御条件)が、目標振幅値Ａ₁および目標
周期Ｔ₁としてガタ補正値演算手段にて設定される。

【００１７】そして、ガタ補正値演算手段において、鋳
型内の湯面レベル変動の振幅値(レベル計の検出結果か
ら計算)が所定範囲つまり上記目標振幅値Ａ₁内もしくは
最小になるように、且つ、油圧シリンダの作動周期(バ
ルブ開度指令部の出力から計算)が所定値つまり上記目
標周期Ｔ₁よりも大きくなるように、所定のガタ補正値
が演算されガタ補正制御手段へ出力される。

【００１８】ガタ補正制御手段では、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、その作動方向が変化するときのバルブ開度指令部
の出力に、ガタ補正制御手段からの所定のガタ補正値が
加算される。

【００１９】これにより、機械系ガタがオンラインで一
括して制御系に組み込まれ、そのガタが自動的に補正さ
れて、油圧シリンダのピストンロッドの伸縮動作によっ
てスライドバルブの開度を確実に精度よく修正できる。

【００２０】

【実施例】以下、図面により本発明の一実施例としての
連続鋳造機における鋳型内湯面レベル制御装置について
説明する。

【００２１】図１は本発明の一実施例としての鋳型内湯
面レベル制御装置をそなえた連続鋳造機を示す構成図
で、この図１において連続鋳造機は図１０にて説明した
ものと同様の構成であり、１は溶鋼鍋、２はタンディッ
シュ、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ってその貫通孔
５ａ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。なお、スライドバルブ５を挾むプレート
３，４にも、貫通孔５ａと同口径の貫通孔３ａ，４ａが
それぞれ形成されており、タンディッシュ２の溶鋼流出
孔２ｃと連通するようになっている。

【００２２】そして、図１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、タンディッシュ２の側面
に上ブラケット２ａが固着され、この上ブラケット２ａ
に油圧シリンダ８が揺動可能に取り付けられている。ま
た、上ブラケット２ａよりも下方のタンディッシュ２の
側面に下ブラケット２ｂが固着され、この下ブラケット
２ｂにリンク９が揺動自在に取り付けられ、このリンク
９の一端側に、油圧シリンダ８のピストンロッド８ａの
先端部がピン連結されている。さらに、リンク９の他端
側は、連結ロッド１０を介してスライドバルブ５に連結
されている。

【００２３】また、１１は油圧シリンダ８のピストンロ
ッド８ａの位置(変位)を検出するための差動トランス
で、その本体が図示しない支持部材により油圧シリンダ
８等固定されるとともに、その棒状コアがピストンロッ
ド８ａと共に移動され、ピストンロッド８ａの位置に応
じて電圧信号を出力するものである。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１２
のアンプである。

【００２４】１３はアンプ１２ａを介したレベル計１２
の出力(レベル検出結果)に移動平均処理を施してレベル
検出結果にのる２次的な振動成分を除去して実際のレベ
ル変動成分を出力する移動平均処理部、１４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、１５は
アンプ１２ａおよび移動平均処理部１３を介して入力さ
れたレベル計１２の出力と目標湯面レベル設定器１４の
出力との偏差をＰＩＤ演算回路等によって演算し両出力
の差に応じた値を出力するバルブ開度指令部である。

【００２５】そして、１６は図４により後述する手順に
従ってバルブ開度修正信号を出力するガタ補正制御部
で、このガタ補正制御部１６は、油圧シリンダ８を作動
させる方向をバルブ開度指令部１５の出力に基づいて判
別するシリンダ作動方向判定部１６ａと、このシリンダ
作動方向判定部１６ａにより作動方向の変化を判別した
場合にバルブ開度指令部１５の出力に後述する所定のガ
タ補正値Ｇ_nを加算する加算部１６ｂとから構成されて
いる。

【００２６】１７はガタ補正制御部１６への所定のガタ
補正値Ｇ_nを演算して出力するオンラインガタ補正値演
算部で、このガタ補正値演算部１７は、スライドバルブ
５，ピストンロッド８ａ間に存在する機械系ガタとガタ
補正制御部１６に与えるガタ補正値との偏差ΔＧと、そ
のガタ補正値に基づいた実際の補正時における鋳型内の
湯面レベル変動の振幅値Ａおよび油圧シリンダの作動周
期Ｔとの関係(図５により後述)に基づいて、鋳型６内の
湯面レベル変動の振幅値が所定範囲内もしくは最小にな
るように、且つ、油圧シリンダ８の作動周期が所定値よ
りも大きくなるように、所定のガタ補正値Ｇ_nを演算し
てガタ補正制御部１６へ出力するものである。なお、ガ
タ補正値演算部１７における詳細な演算手順は、図２お
よび図３により後述する。

【００２７】また、１８はガタ補正値演算部１７に適当
なガタ補正初期値Ｇ₀を与えるためのガタ初期値設定
器、１９は上述した移動平均処理部１３，目標湯面レベ
ル設定器１４，バルブ開度指令部１５，ガタ補正制御部
１６，ガタ補正値演算部１７およびガタ初期値設定器１
８からなるレベルコントローラ、２３はサーボアンプ２
０，サーボ弁２１，油圧ユニット２２から構成されるシ
リンダ制御部であって、このシリンダ制御部２３は、レ
ベルコントローラ１９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１１の出力とを入力とし、レベル
コントローラ１９の出力(ガタ補正後のバルブ開度修正
信号)に応じて鋳型６内の湯面レベルを目標湯面レベル
に保持させるように油圧シリンダ８の作動を制御するた
めのものである。

【００２８】次に、上述のごとく構成された鋳型内湯面
レベル制御装置の動作を説明する。

【００２９】まず、図５〜図９により、スライドバルブ
５，ピストンロッド８ａ間の機械系ガタとガタ補正値Ｇ
との偏差ΔＧと、そのガタ補正値Ｇに基づいた実際の補
正時における鋳型６内の湯面レベルの変動幅ｅ_pp(湯面
レベル変動のピークからピークまでの幅；つまり振幅値
Ａの２倍)および油圧シリンダ８の作動周期Ｔとの関係
について説明する。

【００３０】例えば実際の機械系ガタが６.０mmである
場合に、ガタ補正値Ｇを０，５.０，６.０，７.０mm(つ
まりガタ偏差ΔＧ＝−６.０，−１.０，０，＋１.０mm)
として補正制御を行なった際の、湯面レベルＰＶの変動
状況と油圧シリンダ８への作動指令値ＭＶとをそれぞれ
図６〜図９に示す。

【００３１】ガタ補正値Ｇが０の場合は図６に示すよう
に湯面レベルＰＶの変動が大きく、ガタ補正値Ｇが５.
０の場合は図７に示すように湯面レベルＰＶの変動はか
なり抑えられ、ガタ補正値Ｇが６.０つまり実際の機械
系ガタと等しい場合は、図８に示すように、湯面レベル
ＰＶの変動はほぼ０近くまで抑制されるが、作動指令値
ＭＶの周期Ｔが短くなってくる。さらに、ガタ補正値Ｇ
が７.０とした場合は、図９に示すように、逆に湯面レ
ベルＰＶの変動が大きくなり始めるとともに、作動指令
値ＭＶの周期Ｔが極端に短くなってしまう。

【００３２】このようなガタ偏差ΔＧと、湯面レベルＰ
Ｖの変動幅ｅ_pp，油圧シリンダ８の作動周期Ｔとの関係
をまとめたグラフを図５に示す。この図５に示すよう
に、湯面レベルＰＶの変動幅ｅ_ppはガタ偏差ΔＧ＝０付
近で最小となるが、油圧シリンダ８の作動周期Ｔは、ガ
タ偏差ΔＧ＝０付近から＋側に到ると極めて短くなって
しまう。油圧シリンダ８の作動周期Ｔが短い場合、油圧
シリンダ８の作動方向変化がかなり多く、油圧シリンダ
８等の機械系部分の摩耗が生じやすくなり好ましくな
い。

【００３３】そこで、本実施例では、図５に示す関係に
基づき、油圧シリンダ８の作動方向変化が比較的少なく
且つ湯面レベルＰＶの変動幅ｅ_ppも小さい理想的な制御
状態を図５に斜線で示す範囲内とし、この制御状態を満
たす制御条件を、目標振幅値Ａ₁および目標周期Ｔ₁とし
てオンラインガタ補正値演算部１７に設定する。

【００３４】そして、本実施例のガタ補正値演算部１７
においては、図２もしくは図３に示すフローチャートに
従って、所定のガタ補正値Ｇ_nの演算が行なわれる。な
お、フローチャートの説明中、Ａ１〜Ａ９およびＢ１〜
Ｂ９は処理手順(ステップ)の番号を示す。

【００３５】まず、図２に示すフローチャートにより、
鋳型６内の湯面レベルＰＶ変動の振幅値Ａが目標振幅値
Ａ₁内になるように、且つ、油圧シリンダ８の作動周期
Ｔが目標周期Ｔ₁よりも大きくなるように、所定のガタ
補正値Ｇ_nを演算する場合について説明する。

【００３６】ガタ補正値演算部１７には、ガタ初期値設
定器１８により適当なガタ補正初期値Ｇ₀が予め設定さ
れており(ステップＡ１)、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によって得られる
湯面レベルＰＶと、バルブ開度指令部１５からの作動指
令値ＭＶとが読み込まれて、湯面レベルＰＶの振幅値Ａ
と作動指令値ＭＶの周期Ｔとが計算される(ステップＡ
２)。

【００３７】ついで、計算された振幅値Ａおよび周期Ｔ
がそれぞれ前述した目標振幅値Ａ₁および目標周期Ｔ₁と
比較され、制御条件Ａ＜Ａ₁且つＴ＞Ｔ₁を満たすか否か
が判断される(ステップＡ３)。この制御条件が満たされ
ている場合には、ステップＡ２に戻り、現在のガタ補正
値Ｇ_nを修正することなく次回のガタ補正値Ｇ_n+1として
も用いる一方(ステップＡ４)、上記制御条件が満たされ
ていない場合には、さらにＡ≧Ａ₁且つＴ＞Ｔ₁を満たす
か否かが判断される(ステップＡ５)。

【００３８】このステップＡ５の条件を満たす場合は、
現在の制御状態が、図５において斜線で示す目標範囲よ
りも左側、つまりガタ補正値Ｇ_nが不足している状態で
あり、ステップＡ５の条件を満たさない場合は、現在の
制御状態が、図５において斜線で示す目標範囲よりも右
側、つまりガタ補正値Ｇ_nが過多の状態であると判断す
ることができる。

【００３９】従って、ステップＡ５によりガタ補正値Ｇ
_nが不足していると判断された場合(Yes判定)には、例え
ば次式(1)〜(4)のいずれかによって、ガタ補正値修正量
α_nを演算した後(ステップＡ６)、そのガタ補正値修正
量α_nを現在のガタ補正値Ｇ_nに加算し、不足分を補って
次回のガタ補正値Ｇ_n+1を得てから、ガタ補正制御部１
６の加算部１６ｂへ出力する(ステップＡ７)。

【００４０】

【数１】

【００４１】ただし、上式(1)〜(4)において、Ｋ₁〜Ｋ₄
は任意の定数、α_n-1は前回のガタ補正値修正量であ
る。

【００４２】一方、ステップＡ５によりガタ補正値Ｇ_n
が過多であると判断された場合(No判定)には、同様に、
前記(1)〜(4)式のいずれかによって、ガタ補正値修正量
α_nを演算した後(ステップＡ８)、そのガタ補正値修正
量α_nを現在のガタ補正値Ｇ_nから減算し、過多分を差し
引いて次回のガタ補正値Ｇ_n+1を得てから、ガタ補正制
御部１６の加算部１６ｂへ出力する(ステップＡ９)。

【００４３】ところで、オンラインガタ補正値演算部１
７では、図２により上述した演算手順のほかに、図３に
示すフローチャートにより、鋳型６内の湯面レベルＰＶ
変動の振幅値Ａが最小になるように、且つ、油圧シリン
ダ８の作動周期Ｔが目標周期Ｔ₁よりも大きくなるよう
に、所定のガタ補正値Ｇ_nを演算してもよい。

【００４４】この場合、ガタ補正値演算部１７には、ガ
タ初期値設定器１８により適当なガタ補正初期値Ｇ₀と
ガタ補正値修正量初期値α₀とが予め設定されており(ス
テップＢ１)、制御が開始されると、まず、ガタ補正初
期値Ｇ₀とガタ補正値修正量初期値α₀とを加算して最初
のガタ補正値Ｇ₁を演算して出力し(ステップＢ２)、ガ
タ補正制御部１６による補正制御を行なった後、所定サ
ンプリング間隔Δｔ毎にレベル計１２によって得られる
湯面レベルＰＶと、バルブ開度指令部１５からの作動指
令値ＭＶとに基づいて、湯面レベルＰＶの今回の振幅値
Ａ_nと今回の作動指令値ＭＶ_nの周期Ｔとが計算される
(ステップＢ３)。

【００４５】ついで、計算された今回の振幅値Ａ_nおよ
び周期Ｔが、それぞれ前回の振幅値Ａ_n-1および目標周
期Ｔ₁と比較され、Ａ_n＜Ａ_n-1且つＴ＞Ｔ₁を満たすか否
かが判断される(ステップＢ４)。この条件が満たされて
いる場合は、現在の制御状態が、図５において斜線で示
す目標範囲よりも左側、つまりガタ補正値Ｇ_nが不足し
ている状態であると判断でき、例えば次式(5)によりガ
タ補正値修正量α_nを演算し(ステップＢ５)、再度、ス
テップＢ２に戻って同様の制御処理を繰り返す。

【００４６】このような制御処理の繰返しにより、Ａ_n
＜Ａ_n-1且つＴ＞Ｔ₁の条件が満たされる限り、ステップ
Ｂ２〜Ｂ５のループが形成され、Ｔ＞Ｔ₁の条件を満た
しながら湯面レベルＰＶの振幅値Ａが最小になるよう
に、ガタ補正値Ｇ_nの修正演算が行なわれる。

【００４７】

【数２】

【００４８】ここで、Ｇ_n-1は前記のガタ補正値、Ｋ₅任
意の定数であり、このガタ補正値修正量α_nの演算に際
しては、上記(5)式のほかに、前述した(2)〜(4)式と同
様のものを用いてもよい。

【００４９】一方、ステップＢ４において、条件Ａ_n＜
Ａ_n-1且つＴ＞Ｔ₁が満たされない場合、つまり、Ａ_n≧
Ａ_n-1もしくはＴ≦Ｔ₁となったと判断された場合には、
現在の制御状態が、図５において斜線で示す目標範囲よ
りも右側、つまりガタ補正値Ｇ_nが過多の状態であると
判断でき、今度は、ガタ補正値Ｇ_nからガタ補正値修正
量α_nを減算する処理を行なう(ステップＢ６)。

【００５０】そして、前述と同様に、そのガタ補正値Ｇ
_nを出力しガタ補正制御部１６による補正制御を行なっ
た後、所定サンプリング間隔Δｔ毎にレベル計１２によ
って得られる湯面レベルＰＶと、バルブ開度指令部１５
からの作動指令値ＭＶとに基づいて、湯面レベルＰＶの
今回の振幅値Ａ_nと今回の作動指令値ＭＶ_nの周期Ｔとが
計算され(ステップＢ７)、計算された今回の振幅値Ａ_n
および周期Ｔが、それぞれ前回の振幅値Ａ_n-1および目
標周期Ｔ₁と比較され、Ａ_n＜Ａ_n-1且つＴ＜Ｔ₁を満たす
か否かが判断される(ステップＢ８)。

【００５１】この条件が満たされている場合は、現在の
制御状態が、図５において斜線で示す目標範囲よりも右
側、つまりガタ補正値Ｇ_nが過多の状態のままであると
判断でき、例えば前記(5)式等によりガタ補正値修正量
α_nを演算し(ステップＢ９)、再度、ステップＢ６に戻
って同様の制御処理を繰り返す。

【００５２】このような制御処理の繰返しにより、Ａ_n
＜Ａ_n-1且つＴ＜Ｔ₁の条件が満たされる限り、ステップ
Ｂ２〜Ｂ５のループが形成され、Ｔ＞Ｔ₁となって図５
において斜線で示す目標範囲の条件を満たすまで、且
つ、湯面レベルＰＶの振幅値Ａが最小になるように、ガ
タ補正値Ｇ_nの修正演算が行なわれる。

【００５３】そして、ステップＢ８において、条件Ａ_n
＜Ａ_n-1且つＴ＜Ｔ₁を満たされなくなった場合には、ス
テップＢ２に戻り同様の制御処理が続行される。上述の
ごとく、図２もしくは図３に示すフローチャートに従っ
てガタ補正値演算部１７にて演算されたガタ補正値Ｇ_n
は、ガタ補正制御部１６の加算部１６ｂへ出力される。

【００５４】次に、図４に示すフローチャートに従っ
て、ガタ補正制御部１６による補正制御の手法の一例を
説明する。なお、フローチャートの説明中、Ｃ１〜Ｃ４
は処理手順(ステップ)の番号を示す。

【００５５】まず、制御が開始されると、所定のサンプ
リング間隔毎にバルブ開度指令部１５からの出力変化量
ΔＭＶ_n(方向により正負の符号を有する)が読み込まれ
る(ステップＣ１)。そして、今回読み込まれた出力変化
量ΔＭＶ_nと、前回の変化量ΔＭＶ_n-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
テップＣ２)、油圧シリンダ８を前回と同方向へ作動さ
せる場合(ΔＭＶ_n・ΔＭＶ_{n -1}≧０)には、今回の出力Ｍ
Ｖ_nをそのままバルブ開度修正信号としてシリンダ制御
部２３へ出力して(ステップＣ３)、ステップＣ１に戻
る。

【００５６】これに対して、ステップＣ２において油圧
シリンダ８を前回と逆方向へ作動させることが判断され
た場合(ΔＭＶ_n・ΔＭＶ_n-1＜０)には、ガタ補正値演算
部１７から入力された今回のガタ補正値Ｇ_nと、出力Ｍ
Ｖ_nとが加算部１６ｂにて加算され、その加算結果をバ
ルブ開度修正信号としてシリンダ制御部２３へ出力して
(ステップＣ４)、ステップＣ１に戻る。

【００５７】なお、上述したΔＭＶ_n・ΔＭＶ_n-1の正負
の判断による油圧シリンダ８の作動方向判別は、シリン
ダ作動方向判定部１６ａにて行なわれる。

【００５８】また、シリンダ制御部２３においては、レ
ベルコントローラ１９からのバルブ開度修正信号と、差
動トランス１１からのピストンロッド８ａの位置情報と
に基づいて、サーボアンプ２０によりサーボ弁２１の開
閉が制御され、ピストンロッド８ａの位置がバルブ開度
修正信号になるように、即ち、スライドバルブ５が適当
な開度になるように油圧シリンダ８の作動が制御され
る。

【００５９】このように、本実施例の鋳型内湯面レベル
制御装置によれば、スライドバルブ５とこれを駆動する
油圧シリンダ８のピストンロッド８ａとの間に存在する
ガタの特性に応じて、油圧シリンダ８の作動方向変化が
比較的少なく且つ湯面レベル変動の幅も小さい理想的な
制御状態が、目標振幅値Ａ₁および目標周期Ｔ₁として設
定される。

【００６０】そして、湯面レベル制御中に繰り返し、ガ
タ補正値演算部１７において、鋳型６内の湯面レベル変
動の振幅値Ａが目標振幅値Ａ₁内もしくは最小になるよ
うに、且つ、油圧シリンダ８の作動周期Ｔが目標周期Ｔ
₁よりも大きくなるように、所定のガタ補正値Ｇ_nが演算
されガタ補正制御部１６へ出力され、油圧シリンダ８の
作動方向が変化するときには、その所定のガタ補正値Ｇ
_n分だけ余分に油圧シリンダ８が作動されるので、その
ガタが自動的に補正されて、油圧シリンダ８のピストン
ロッド８ａの伸縮動作によってスライドバルブ５の開度
が確実に精度よく修正される。

【００６１】これにより、オンラインで機械系ガタを一
括して制御系に組み込み、そのガタを自動的に補正で
き、鋳型６内の湯面レベルを鋳造の全長に亘って目標湯
面レベルに高精度で保持できるのである。

【００６２】なお、上記実施例では、油圧シリンダ８の
ピストンロッド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ョ
メータ等を用いるようにしてもよい。

【００６３】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８がタンディッシュ２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ッパノズルの開度操作に
より調節する構成のものにも、当然ながら適用でき、上
記実施例と同様の作用効果が得られる。

【００６４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の鋳型内湯
面レベル制御装置によれば、油圧シリンダを作動させる
方向をバルブ開度指令部の出力に基づいて判別しその作
動方向変化時のバルブ開度指令部の出力に所定のガタ補
正値を加算するガタ補正制御手段と、スライドバルブ，
ピストンロッド間に存在する機械系ガタとガタ補正値と
の偏差と該ガタ補正値に基づく補正実行時における湯面
レベル変動振幅値および油圧シリンダ作動周期との関係
に基づいて、湯面レベル変動振幅値が所定範囲内もしく
は最小になるように且つ油圧シリンダ作動周期が所定値
よりも大きくなるように、所定のガタ補正値を演算して
ガタ補正制御手段へ出力するガタ補正値演算手段とをそ
なえるという極めて簡素な構成により、オンラインで機
械系ガタが一括して制御系に組み込まれ、そのガタを自
動的に補正できる。

【００６５】従って、異なるタンディッシュを使用する
場合でも最適なガタ補正制御が可能となるほか、鋳造中
の熱等によるガタの変化に対しても定期的にガタ補正値
を更新できるため、鋳型内の湯面レベルを鋳造の全長に
亘って最適な状態に高精度で迅速に保持でき、鋳片品質
の向上に大きく寄与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての鋳型内湯面レベル制
御装置をそなえた連続鋳造機を示す構成図である。

【図２】ガタ補正値演算手段によるガタ補正値の演算手
順の一例を説明するためのフローチャートである。

【図３】ガタ補正値演算手段によるガタ補正値の演算手
順の変形例を説明するためのフローチャートである。

【図４】ガタ補正制御手段による制御手順の一例を説明
するためのフローチャートである。

【図５】ガタ偏差と湯面レベル振幅値，油圧シリンダ作
動周期との関係を示すグラフである。

【図６】ガタ補正値が０である場合の湯面レベルおよび
油圧シリンダ作動状態を示すグラフである。

【図７】ガタ補正値が不足している場合の湯面レベルお
よび油圧シリンダ作動状態を示すグラフである。

【図８】ガタ補正値が実際の機械系ガタと等しい場合の
湯面レベルおよび油圧シリンダ作動状態を示すグラフで
ある。

【図９】ガタ補正値が過多である場合の湯面レベルおよ
び油圧シリンダ作動状態を示すグラフである。

【図１０】従来の鋳型内湯面レベル制御装置をそなえた
連続鋳造機を示す構成図である。

【符号の説明】

１ 溶鋼鍋 ２ タンディッシュ ２ａ 上ブラケット ２ｂ 下ブラケット ２ｃ 溶鋼流出孔 ３ ボトムプレート ３ａ 貫通孔 ４ シールプレート ４ａ 貫通孔 ５ スライドバルブ ５ａ 貫通孔 ６ 鋳型 ７ 鋳片 ８ 油圧シリンダ ８ａ ピストンロッド ９ リンク １０ 連結ロッド １１ 差動トランス １２ レベル計 １２ａ アンプ １３ 移動平均処理部 １４ 目標湯面レベル設定器 １５ バルブ開度指令部 １６ ガタ補正制御部 １６ａ シリンダ作動方向判定部 １６ｂ 加算部 １７ オンラインガタ補正値演算部 １８ ガタ初期値設定器 １９ レベルコントローラ ２０ サーボアンプ ２１ サーボ弁 ２２ 油圧ユニット ２３ シリンダ制御部

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−77757（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−224857（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−54566（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B22D 11/18 B22D 11/16 104

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】タンディッシュ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ッドを
   伸縮させて調節する油圧シリンダと、前記鋳型内の湯面
   レベルを検出するレベル計と、該レベル計の検出結果と
   目標湯面レベルとの偏差を演算し該偏差に応じた値を出
   力するバルブ開度指令部とをそなえ、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ること
   により前記鋳型内の湯面レベルを前記目標湯面レベルに
   保持・制御する連続鋳造機における鋳型内湯面レベル制
   御装置において、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所
   定のガタ補正値を加算するガタ補正制御手段と、前記の
   スライドバルブとピストンロッドとの間に存在する機械
   系ガタと前記ガタ補正制御手段に与えるガタ補正値との
   偏差と、該ガタ補正値に基づいて前記ガタ補正制御手段
   による補正を行なった場合における前記鋳型内の湯面レ
   ベル変動の振幅値および前記油圧シリンダの作動周期と
   の関係に基づいて、前記鋳型内の湯面レベル変動の振幅
   値が所定範囲内もしくは最小になるように、且つ、前記
   油圧シリンダの作動周期が所定値よりも大きくなるよう
   に、前記所定のガタ補正値を演算して前記ガタ補正制御
   手段へ出力するガタ補正値演算手段とがそなえられたこ
   とを特徴とする連続鋳造機における鋳型内湯面レベル制
   御装置。