JP3095346B2 - 連続鋳造の鋳型内湯面レベル制御方法 - Google Patents

連続鋳造の鋳型内湯面レベル制御方法

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JP3095346B2 JP07334644A JP33464495A JP3095346B2 JP 3095346 B2 JP3095346 B2 JP 3095346B2 JP 07334644 A JP07334644 A JP 07334644A JP 33464495 A JP33464495 A JP 33464495A JP 3095346 B2 JP3095346 B2 JP 3095346B2
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勝彦 河本
和之 織田
淳 定木
秀明 櫻井
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Nippon Steel Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は連続鋳造の際、タン
ディッシュに供給貯留された金属溶湯をスライディング
ノズルを介して鋳型に供給する際、金属溶湯の供給量を
調整して鋳型内が基準湯面レベルとなるよう制御する連
続鋳造の鋳型内湯面レベル制御方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】鋼等の連続鋳造設備において、金属溶湯
は取鍋からタンディッシュに供給貯留されたうえ、スラ
イディングノズルを介して鋳型に供給され、冷却されつ
つ、ピンチロールにより引き出されてゆくものである
が、鋳造速度の変更あるいは溶湯の温度や溶湯の組成に
よる鋳型内の湯面レベルの変動は、冷却凝固状態を不安
定化させてブレークアウトによる操業中断や、潤滑と湯
面保護を行なうパウダーの金属溶湯内部への侵入をもた
らして鋼片の品質低下を起こすという問題があった。そ
こで、鋳造速度を検出し、その結果に基づき取鍋内溶湯
のタンディッシュ内への注入量を制御することによって
タンディッシュから鋳型内への溶湯注入量を制御して湯
面レベルを略一定に保持しつつ操業することが特開平７
−８０６１６号公報に開示されている。そしてこれら連
続鋳造設備における湯面レベルの制御方法としては、Ｐ
ＩＤ制御により行なうのを普通としている。しかし、Ｐ
ＩＤ制御では制御系の特性が変化した場合には制御が難
しく湯面レベルの振動が発生し易く、ブレークアウトが
生じやすいうえに、鋼片の品質向上の妨げの原因になる
という問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は前記の
ような問題点を解決し、湯面レベルの適応制御を行なっ
てブレークアウト等の事故がないうえに、高品質な鋼片
を得ることができる連続鋳造の鋳型内用湯面レベル制御
方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、連続鋳造中に
鋳型の湯面レベルを測定し、その湯面レベル測定値と鋳
型の基準湯面レベル値との偏差からＳＡＣ制御手段によ
って逐次計算されるゲインに基づいて最短で鋳型の湯面
レベルが基準湯面レベルに達するようタンディッシュの
スライディングノズルの開度を調整することを特徴とす
るもので、適応則が簡単なＳＡＣ制御を行うことにより
制御系の特性が変化しても湯面レベルを迅速且つ、高精
度に制御できることとなる。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態を説
明すれば、図中１において、図示しない取鍋からタンデ
ィッシュ１に供給された金属溶湯は、スライディングノ
ズル３を介して鋳型２に供給され、鋳型２に供給された
金属溶湯は冷却されて鋼片としてピンチロール４群によ
り引き出されていくこととなるものである。このような
連続鋳造中、タンディッシュ１に供給される金属溶湯の
温度や組成あるいは鋳造速度等により鋳型２の湯面レベ
ルは変動することとなるが、湯面レベルは湯面レベルセ
ンサ５により常時測定されており、ＳＡＣ制御手段６は
湯面レベル測定値に基づいて基準湯面レベル値との偏差
を算出し、その偏差に基づいてゲインを逐次計算し、計
算されたゲインに基づいてＳＡＣ制御手段６はスライデ
ィングノズル３の開度量を調節し、湯面レベルが最短で
基準湯面レベルになるよう溶湯の供給量を制御して金属
溶湯の温度や組成あるいは鋳造速度の変更等の変化に応
じて生じる湯面レベルの変動に素早く応答し、変動の少
ない安定した湯面レベルに維持できるので、ブレークア
ウトがないうえに、パウダーが金属溶湯の内部に侵入す
ることのない高品質の鋼片を鋳造することができる。
【０００６】また、ゲインの逐次計算をするＳＡＣ制御
手段６に用いられるＳＡＣ（Ｓｉｍｐｌｅ Ａｄａｐｔ
ｉｖｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）制御はＭＲＡＳＣやＳＴＲ等
と同じ適応制御の一種であり、ＭＲＡＣＳやＳＴＲ等の
適応制御の場合では必要条件が大きいうえに厳しすぎて
プラント設備等の制御への適用は難しいが、ＳＡＣ制御
の場合、アルゴリズムが簡単で、あるゲインの出力フィ
ードバックに対して入出力伝達関数行列が強正実化可能
（Ａｌｍｏｓｔ Ｓｔｒｉｃｔｌｙ Ｐｏｓｉｔｉｖｅ
Ｒｅａｌ）ＡＳＰＲを満たす条件下で構造の簡単な制
御系を構成できるもので、ＡＳＰＲの条件を満たさない
プラント設備の場合には並列フィードフォワード補償器
（ＰＦＣ）を導入することにより、ＳＡＣ制御のプラン
ト設備への適用が可能となる。ＳＡＣ制御は図２に示さ
れるように、基準湯面レベルＵｍを取込み、そのデータ
を規範モデル（Ｇｍ）により規範モデル出力ｙｍを下記
算出式により算出する。
【数１】 その規範モデル出力ｙm と、湯面レベルセンサ５により
測定される湯面レベル測定値ｙp に並列フィードフォワ
ード補償器（ＰＦＣ）により算出されたＰＦＣモデル出
力ｙh を加え合わせた拡張系プラント出力ｙa の差、偏
差ｅｙを下記算出式により算出する。
【数２】 数１及び数２により算出されたｙm 、ｅｙと基準湯面レ
ベルＵm を用いて下記に示す算出式によりＳＡＣ制御出
力Ｕp を算出する。
【数３】 数３で求めたＵp をスライディングノズル3 の開度指令
値及びＰＦＣモデルへの入力として与え、ＰＦＣモデル
よりＰＦＣモデル出力ｙh を下記算出式から算出する。
【数４】 前記数１、数２、数３、数４の演算を繰り返し実行する
ことによりスリーバ発生率を大幅に低下させることがで
きた。
【０００７】
【実施例】次に、本発明方法の実施例を比較例とともに
挙げる。 実施例１ １）鋳型サイズ：厚み２４５ｍｍ、幅１０００ｍｍ、長
さ（深さ）９００ｍｍ。 ２）ピンチロール間隔：２５８ｍｍ。 ３）溶鋼成分％、Ｃ：0.04〜0.12、Ｍｎ：0.30〜0.45、
Ｓｉ：0.005 、Ｐ：0.015 〜0.025 、Ｓ：0.01〜0.02、
Ｓｏｌ．Ａｌ：0.01、Ｔｉ：痕跡、Ｎｂ：痕跡、残りＦ
ｅ及び不純物からなる。（注入温度約１４５０℃） このようにして、湾曲型鋼片連続鋳造装置（１０Ｒ）に
より鋳造速度１．５７ｍ／分で、湯面レベルと基準湯面
レベルとの偏差からＳＡＣ制御手段により逐次計算され
るゲインに基づいてタンディッシュのスライディングノ
ズルの開度を調整して鋳造を行ったところ、鋳型内の湯
面レベルの変動はほとんどなく、スラグ等の引き込みよ
る製品のスリーバ発生率は６％と優れた効果をもたらし
た。
【０００８】比較例１ 上記実施例１と同条件で、鋳造速度１．５７ｍ／分で、
湯面レベルと基準湯面レベルとの偏差からＰＩＤ制御に
より逐次計算されるゲインに基づいてタンディッシュの
スライディングノズルの開度を調整して鋳造を行ったと
ころ、鋳型内の湯面レベルの変動が大きく、スラグ等の
引き込みよる製品のスリーバ発生率は15％に達した。
【０００９】
【発明の効果】本発明は前記説明によって明らかなよう
に、適応則が簡単なうえ、並列フィードフォワード補償
器を導入することにより入出力伝達関数行列がＡＳＰＲ
を満たさないプラント設備にも適応制御のＳＡＣ制御が
適用できるので、湯面レベルを基準湯面レベルに迅速且
つ、高精度に制御することが可能となり、ブレークアウ
トや鋳造速度の低下がなく、しかも、パウダーを金属溶
湯の内部に巻き込んで鋼片に不純物が含まれることを的
確に防止し、高品質の鋼片を鋳造することができるもの
である。従って、本発明は従来の問題点を解消した連続
鋳造の鋳型内湯面レベル制御方法として業界の発展に寄
与するところ極めて大なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の概略的な構成を示すブロック
図である。
【図２】本発明のＳＡＣ制御のブロック図である。
【符号の説明】
１ タンディッシュ ２ 鋳型 ３ スライディングノズル ４ 湯面レベルセンサ ６ ＳＡＣ制御手段
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｇ０５Ｄ 9/12 Ｇ０５Ｄ 9/12 Ｄ (72)発明者 櫻井 秀明 愛知県東海市東海町５−３ 新日本製鐵 株式会社名古屋製鐵所内 (56)参考文献 特開 平６−610（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−105759（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−277687（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−80616（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−238152（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−251252（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−251307（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−243703（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−147044（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−128435（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−8545（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−66553（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B22D 11/18 B22D 11/16 104 G05B 13/02 G05B 13/04 G05D 9/12

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 連続鋳造中に鋳型の湯面レベルを測定
    し、その湯面レベル測定値と鋳型の基準湯面レベル値と
    の偏差からＳＡＣ制御手段によって逐次計算されるゲイ
    ンに基づいて最短で鋳型の湯面レベルが基準湯面レベル
    に達するようタンディッシュのスライディングノズルの
    開度を調整することを特徴とする連続鋳造の鋳型内湯面
    レベル制御方法。
  2. 【請求項２】 鋳型の湯面レベルを湯面レベルセンサに
    より測定する請求項１に記載の連続鋳造の鋳型内湯面レ
    ベル制御方法。
JP07334644A 1995-12-22 1995-12-22 連続鋳造の鋳型内湯面レベル制御方法 Expired - Lifetime JP3095346B2 (ja)

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