JPH0639504A - タンディッシュ内溶鋼プラズマ加熱制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成で精度よくタンディッシュ内溶鋼
温度を所定の範囲に制御する。 【構成】 プラズマトーチによるアーク電圧を検出して
この検出アーク電圧が設定アーク電圧と一致した時のプ
ラズマトーチのタンディッシュ１１内溶鋼面に対する相
対位置間の距離を基準距離として、演算器１８は検出タ
ンディッシュ重量に基づいて求められる溶鋼面レベルの
変動に追従して昇降用モータ１６を制御して溶鋼面とプ
ラズマトーチとの距離が前記基準距離になるように制御
する。このように、基準距離が得られた後、基準距離を
維持するようにプラズマトーチを昇降制御するようにし
たので、溶損等によってプラズマトーチの長さが変化し
たり、タンディッシュ自体の自重が変化しても精度よく
溶鋼面とプラズマトーチとの距離を所定の距離に制御し
てタンディッシュ内溶鋼温度を所定の温度範囲に精度よ
く維持できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は連続鋳造設備においてタ
ンディッシュ内溶鋼をプラズマによって加熱制御する加
熱制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造設備では取鍋内に蓄えられた溶
鋼はタンディッシュを介して鋳型（モールド）に供給
（注湯）され、モールドから鋳片を引き抜くことによっ
て連続的に鋳片を鋳造している。

【０００３】一般に、良好な品質の鋳片を得るためには
タンディッシュから鋳型へ注湯する際、溶鋼温度を適切
に制御する必要があり、このような溶鋼温度制御装置と
して、例えば、特開平３−１２４３５１号公報又は特開
平３−２８５７４６号公報記載の装置が知られている
（以下、特開平３−１２４３５１号公報に記載されたプ
ラズマ加熱装置を第１のプラズマ加熱装置と呼び、特開
平３−２８５７４６号公報に記載されたプラズマ加熱装
置を第２のプラズマ加熱装置と呼ぶ）。

【０００４】第１のプラズマ加熱装置では、プラズマト
ーチへ供給する電流を検出するとともにプラズマトーチ
におけるアーク電圧を検出して、これら検出電流及び検
出アーク電圧に基づいてプラズマトーチへ供給する電力
を一定に制御しており、これによって、タンディッシュ
内溶鋼温度を所定の範囲に制御するようにしている。

【０００５】一方、第２のプラズマ加熱装置では、加熱
室頂部を基準面としてプラズマトーチの高さ位置を検出
するとともにロードセルによってタンディッシュの自重
を含めた溶鋼重量を測定しており、これら検出高さ位置
及び測定重量に基づいてプラズマトーチを昇降制御し、
プラズマトーチによるアーク長さを調整するようにして
いる。このようにして、タンディッシュ内溶鋼レベルが
変動しても、アーク長さを一定に制御して、タンディッ
シュ内溶鋼温度を所定の範囲に維持しようとしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、第１のプラ
ズマ加熱装置ではプラズマトーチへ供給する電流を検出
するとともにプラズマトーチにおけるアーク電圧を検出
する必要があり、これら検出値に基づいてプラズマトー
チへ供給する電力を一定に制御しなければならず、この
結果、プラズマトーチへの電力供給制御が複雑となるば
かりでなく、制御装置自体が高価となってしまうという
問題点がある。

【０００７】第２のプラズマ加熱装置ではプラズマトー
チは高温の溶鋼に臨んでいるため、プラズマトーチが溶
損し、使用中にプラズマトーチ自体の長さが変化してし
まう。このように、プラズマトーチの長さが変化した場
合には基準面に対する実際の高さ位置と検出高さ位置と
にずれが生じることになる。つまり、実際のプラズマト
ーチの高さ位置を正確に検出することができなくなって
しまう。さらに、タンディッシュを構成する耐火煉瓦も
高温の溶鋼に常時触れているから、タンディッシュの耐
火煉瓦にも溶損が発生し、タンディッシュの自重が変化
することになる。タンディッシュの自重が変化すると、
耐火煉瓦と溶鋼との比重が異なるため、実際のタンディ
ッシュ内の溶鋼レベルと測定したタンディッシュ重量に
基づく溶鋼レベルとのずれが生じてしまうことになる。
つまり、タンディッシュ内溶鋼レベルも正確に検出する
ことができなくなってしまう。

【０００８】上述のようなずれ（誤差）が生じると、第
２のプラズマ加熱装置では基準面に対するプラズマトー
チの検出高さ位置及びタンディッシュの測定重量に基づ
くタンディッシュ内の溶鋼レベルによってプラズマトー
チのアーク長さを制御している関係から実際のアーク長
さを一定に制御することが困難できず、タンディッシュ
内溶鋼温度を所定の範囲に維持することができなくなっ
てしまう。一方、上述の誤差を補正してアーク長さを一
定に制御しようとしてもプラズマトーチの長さ変化及び
タンディッシュ自重変化を正確に把握することは極めて
難しく、いずれにしても、アーク長さを一定に制御する
ことは困難である。

【０００９】本発明の目的は複雑な電力制御が不要でし
かも精度よくタンディッシュ内溶鋼温度を所定の範囲に
制御することのできるプラズマ加熱制御装置を提供する
ことにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、連続鋳
造設備に備えられたタンディッシュ内溶鋼をプラズマ加
熱制御するプラズマ加熱制御装置であって、前記溶鋼面
と間でプラズマアークを発生させるプラズマトーチと、
前記溶鋼面に対して垂直方向に前記プラズマトーチを移
動する移動手段と、前記移動手段による移動量を検出移
動量として検出する検出手段と、前記タンディッシュの
重量を検出重量として検出する重量検出手段と、前記プ
ラズマトーチにおけるアーク電圧を検出アーク電圧とし
て検出するアーク電圧検出手段と、該検出アーク電圧が
予め設定された設定アーク電圧と一致した際における前
記プラズマトーチの前記溶鋼面に対する相対位置間の距
離を基準距離として、前記検出重量に基づいて求められ
る前記溶鋼面レベルの変動に追従して前記移動手段を制
御して前記溶鋼面と前記プラズマトーチとの距離が前記
基準距離になるように制御する制御手段とを有すること
を特徴とするタンディッシュ内溶鋼プラズマ加熱制御装
置が得られる。

【００１１】

【作用】本発明では、プラズマトーチによるアーク電圧
が設定アーク電圧に一致した際におけるプラズマトーチ
の溶鋼面に対する相対位置間の距離を基準距離として、
その後、タンディッシュの検出重量によって把握される
溶鋼面レベルの変動に応じて基準距離を維持するように
プラズマトーチを駆動（昇降）する。このように、基準
距離が得られた後、基準距離を維持するようにプラズマ
トーチを昇降制御するようにしたので、溶損等によって
プラズマトーチの長さが変化したり、タンディッシュ自
体の自重が変化しても精度よく溶鋼面とプラズマトーチ
との距離を予め定められた距離に制御することができ、
その結果、タンディッシュ内溶鋼温度を所定の温度範囲
に精度よく維持できる。

【００１２】

【実施例】以下本発明について実施例によって説明す
る。

【００１３】図１を参照して、連続鋳造設備にはタンデ
ィッシュ１１が備えられており、タンディッシュ１１に
は取鍋（図示せず）から給湯ノズル１１ａを介して溶鋼
が供給され、タンディッシュ１１に一旦蓄えられる。そ
して、タンディッシュ１１内の溶鋼は注湯ノズル１１ｂ
を介して鋳型（モールド，図示せず）に供給される。

【００１４】プラズマ加熱制御装置はプラズマトーチ１
２を備えており、このプラズマトーチ１２はタンディッ
シュ１１内に挿入されている。そして、このプラズマト
ーチ１２には電圧印加装置（図示せず）から電圧が印加
される。プラズマトーチ１２はプラズマトーチ昇降装置
１３に支持されており、プラズマトーチ昇降装置１３は
トーチガイド部１４に沿って移動可能な状態でトーチガ
イド部１４に支持されている。そして、このトーチガイ
ド部１４は架台１５に支持されている。プラズマトーチ
昇降装置１３には、例えば、ワイヤーロープ１３ａが連
結され、昇降用モータ１６を駆動してワイヤーロープ１
３ａの巻き上げ又は巻き下げを行うことによってプラズ
マトーチ昇降装置１３はトーチガイド部１４に沿って昇
降する。

【００１５】タンディッシュ１１はロードセル１７によ
って支持され、このロードセル１７は演算器１８に接続
されている。また、プラズマトーチ１２にはアーク電圧
検出器１９が接続され、このアーク電圧検出器１９は比
較器２０に接続されている。比較器２０には電圧設定器
２１が接続され、比較器２０は演算器１８に接続されて
いる。この演算器１８にはさらにプラズマトーチ位置検
出器２２が接続され、演算器１８は昇降用モータ１６を
後述するようにして駆動制御する。

【００１６】ここで、図１を参照して、タンディッシュ
１１内の溶鋼加熱制御について説明する。

【００１７】まず、電圧設定器２１から設定アーク電圧
が設定される。そして、電圧印加装置からプラズマトー
チ１２に対して印加電圧が印加される。タンディッシュ
１１内の溶鋼レベルに応じて、つまり、プラズマトーチ
１２と溶鋼面との距離に応じてアーク電圧は変化するこ
とになり、プラズマトーチ１２によるアーク電圧はアー
ク電圧検出器１９によって連続的に検出され、比較器２
０に与えられる。そして、この検出アーク電圧が設定ア
ーク電圧と一致すると、比較器２０は一致信号を送出す
る。そして、演算器１８では一致信号に応答して昇降用
モータの駆動制御を開始する。つまり、演算器１８は検
出アーク電圧が設定値になると、プラズマトーチ昇降制
御を開始する（言い換えると、溶鋼面とプラズマトーチ
との距離が所定の間隔となると演算器１８はプラズマト
ーチの昇降制御を開始する）。

【００１８】プラズマトーチ昇降制御開始されると、演
算器１８はロードセル１７からの重量測定信号を連続的
に受けることになる。タンディッシュ溶鋼面レベルと
（タンディッシュ重量＋溶鋼重量）との関係が種々のタ
ンディッシュ毎に予め溶鋼面レベル曲線として設定され
ており、加熱制御に当たってタンディッシュの種類が演
算器１８に与えられ、これによって、演算器１８は特定
の溶鋼面レベル曲線を選択することになる。

【００１９】一方、前述のように、検出アーク電圧と設
定アーク電圧とが一致した際の溶鋼面とプラズマトーチ
との間隔が所望の距離となっており、この溶鋼面とプラ
ズマトーチとの相対位置間の距離が基準距離となる。

【００２０】図示しないレードルからタンディッシュ１
１への給湯或いはタンディッシュ１１から図示しない鋳
型への注湯によって、タンディッシュ１１内溶鋼面レベ
ルが変動すると、（タンディッシュ重量＋溶鋼重量）が
変化し、演算器１８では重量測定信号からこの変化を知
り、溶鋼面レベル曲線によってタンディッシュ１１内溶
鋼面レベルを求める。この結果、例えば、溶鋼面レベル
が低下して溶鋼面とプラズマトーチとの距離が前記基準
距離よりも大きくなると、演算器１８は昇降用モータ１
６を駆動制御してトーチガイド部１４に沿ってプラズマ
トーチ昇降装置１３を降下させる。この際、昇降用モー
タ１６の駆動量が、つまり、プラズマトーチ昇降装置１
３の移動量がプラズマトーチ位置検出器２２によって検
出され、位置信号として演算器１８に与えられる。そし
て、演算器１８では位置信号によってプラズマトーチ１
２の位置（昇降制御開始位置からの移動量）を知り、溶
鋼面レベルとプラズマトーチ１２との間隔が基準距離と
なった際，昇降用モータ１６を停止する。

【００２１】同様にして、溶鋼面レベルが上昇して溶鋼
面とプラズマトーチとの距離が基準距離よりも小さくな
ると、演算器１８は昇降用モータ１６を駆動制御してト
ーチガイド部１４に沿ってプラズマトーチ昇降装置１３
を上昇させる。そして、演算器１８では位置信号によっ
てプラズマトーチ１２の位置を知り、溶鋼面レベルとプ
ラズマトーチ１２との間隔が基準距離となった際，昇降
用モータ１６を停止する。

【００２２】上述の実施例では、例えば、溶損によって
プラズマトーチの長さが変化し、タンディッシュ自体の
重量が変化しても、始動時に、設定アーク電圧と検出ア
ーク電圧とが一致した際のプラズマトーチとタンディッ
シュ溶鋼面レベルとの相対位置間の距離を基準距離とし
て以後、この基準距離を維持するようにプラズマトーチ
の昇降制御を行うようにしたから、プラズマトーチ及び
タンディッシュに起因する誤差を吸収することができ
る。その結果、アーク電圧を精度よく設定アーク電圧に
維持でき、タンディッシュ内溶鋼を所定の温度範囲に精
度よく加熱制御することができる。

【００２３】なお、トーチ及びタンディッシュは必要に
応じて交換及び補修（以下交換等という）が行われる
が、この交換等は連続鋳造設備の始動から停止までの工
程（以下この工程をチャージという）を多数回行った後
実行され、１チャージにおいてはトーチの溶損及びタン
ディッシュの自重変化は無視できるほど小さい。

【００２４】上述の実施例ではワイヤーロープの巻き上
げ又は巻き下げによってプラズマトーチを昇降させる例
について説明したが、このような巻き上げ又は巻き下げ
駆動に限らず、ラックピニオン、シリンダー、又はスク
リュージャッキ等を用いてプラズマトーチを駆動制御す
るようにしてもよい。

【００２５】また、連続鋳造設備ではタンディッシュ溶
鋼面レベル調整のためタンディッシュ自体をロードセル
に支持された状態で昇降させることがある。この場合に
は、タンディッシュに同期させて若しくは一体的に架台
を昇降させて、タンディッシュとプラズマトーチとの相
対的位置関係を変化させないようにする。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明ではプラズマ
トーチによるアーク電圧が設定アーク電圧に一致した際
の溶鋼面に対するプラズマトーチの相対位置間の距離を
基準距離とし、この基準距離が得られた後、基準距離を
維持するようにプラズマトーチを昇降制御するようにし
たので、溶損等によってプラズマトーチの長さが変化
し、タンディッシュ自体の自重が変化しても簡単な構成
で精度よく溶鋼面とプラズマトーチとの相対間隔が基準
距離と一致するように制御することができ、その結果、
タンディッシュ内溶鋼温度を所定の温度範囲に精度よく
維持できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるプラズマ加熱制御装置の一実施例
を説明するための図である。

【符号の説明】

１１ タンディッシュ １２ プラズマトーチ １３ プラズマトーチ昇降装置 １４ トーチガイド部 １５ 架台 １６ 昇降用モータ １７ ロードセル １８ 演算器 １９ アーク電圧検出器 ２０ 比較器 ２１ 電圧設定器 ２２ プラズマトーチ位置検出器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続鋳造設備に備えられたタンディッシ
   ュ内溶鋼をプラズマ加熱制御するプラズマ加熱制御装置
   であって、前記溶鋼面と間でプラズマアークを発生させ
   るプラズマトーチと、前記溶鋼面に対して垂直方向に前
   記プラズマトーチを移動する移動手段と、前記移動手段
   による移動量を検出移動量として検出する検出手段と、
   前記タンディッシュの重量を検出重量として検出する重
   量検出手段と、前記プラズマトーチにおけるアーク電圧
   を検出アーク電圧として検出するアーク電圧検出手段
   と、該検出アーク電圧が予め設定された設定アーク電圧
   と一致した際における前記プラズマトーチの前記溶鋼面
   に対する相対位置間の距離を基準距離として、前記検出
   重量に基づいて求められる前記溶鋼面レベルの変動に追
   従して前記移動手段を制御して前記溶鋼面と前記プラズ
   マトーチとの距離が前記基準距離になるように制御する
   制御手段とを有することを特徴とするタンディッシュ内
   溶鋼プラズマ加熱制御装置。