JPH04270050A - 連続鋳造プロセスにおける鋳型内湯面レベル制御方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続鋳造プロセスにお
ける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】連続鋳造プロセスでは、鋳型内で急激で
大きい湯面変動が起こった場合、パウダーの巻き込みや
溶鋼流れの乱れを引き起こし、鋳片の表面疵や割れの発
生原因あるいはブレークアウトの発生原因となることが
知られ、これらの発生を防止するため、タンディッシュ
に設けたスライディングノズルやストッパにより注湯量
を制御し鋳型内の湯面レベルを一定に保つ湯面レベル制
御が従来より行われている。

【０００３】従来の鋳型内湯面レベル制御は、例えばス
ライディングノズルを使用する場合は図６に装置の概念
図を示すように、鋳型１６内に湯面レベルセンサ１７を
設ける一方、タンディッシュ１８底にスライディングノ
ズル１９を介して浸漬ノズル２０を設け、前記湯面レベ
ルセンサ１７の検出信号を演算器２１に入力しＰＩ制御
またはＰＩＤ制御を行うとともに、その演算結果をスラ
イディングノズル１９の油圧シリンダ２２に出力しスラ
イディングノズル１９のノズル開度即ちタンディッシュ
１８からの注湯量を調節して行っていた。

【０００４】しかし、上記の鋳型内湯面レベル制御方法
では、上ノズル２３、浸漬ノズル２０等でのノズル詰ま
りや溶鋼の質（特に粘性）が原因となってＰＩ制御また
はＰＩＤ制御だけでは、鋳型内の湯面レベルを安定して
一定に保つことができない場合があることから、これを
改善してＰＩゲインパラメータの調整や、鋳込速度のフ
ィードフォワード制御が提案されている。そしてこれら
両者の鋳型内湯面レベル制御方法は、従来方法よりも湯
面変動がかなり抑制されそれなりの改善効果が認められ
るようである。〔ＣＡＭＰ−ＩＳＩＪ　　Ｖｏｌ．２（
１９８９）−２６３　：連鋳モールド湯面の適応制御お
よびＣＡＭＰ−ＩＳＩＪ　　Ｖｏｌ．２（１９８８）−
１６０　：連鋳モールド湯面制御技術参照〕

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、本発明者等
も、これまで、鋳型内の湯面レベルを安定して一定に保
つべく開発を進めてきた。そして本発明者等は、開発に
際し、鋳片の引抜き速度による鋳型内湯面レベル制御方
法に着目した。この方法は、上述した所謂鋳型への注湯
量を制御して湯面レベルを制御する方法とは異なり、ス
ライディングノズルの機構的なガタや、ノズル内に介在
物等が付着した時になどに起こる流量係数（溶鋼の流れ
易さ）の変化等による湯面レベル制御の不安定さがなく
、安定した湯面が得られることが知られている。しかし
、連続鋳造される鋼種には、それぞれ最適な鋳片引抜き
速度が設定されており、この設定範囲を外れて引抜くこ
とは、十分な凝固時間が得られないために品質が劣ると
ともにブレークアウトの危険があり、従って鋳片の引抜
き速度による鋳型内湯面レベル制御方法では、大きい湯
面変動を抑えることができない。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した事情
に基づいてなされたものであって、鋳片の引抜き速度に
よる鋳型内湯面レベル制御方法の良い特性を使いつつ、
急激で大きい湯面変動にも対応できる鋳型内湯面レベル
制御方法を提供することを目的とするもので、その要旨
は、鋳型内の湯面レベル制御を、タンディッシュから鋳
型への注湯量を制御して行う注湯量制御システムと、凝
固した鋳片を鋳型から引抜く引抜き速度を制御して行う
引抜き速度制御システムとを併用して行うに際し、鋳型
内湯面レベルの目標値からの偏差を基準として、偏差が
大きい時は主として注湯量制御システムを使用し、偏差
が小さい時は主として引抜き速度制御システムを使用す
る連続鋳造プロセスにおける鋳型内湯面レベル制御方法
である。

【０００７】

【作用】本発明方法では、鋳型内湯面レベル制御システ
ムとして注湯量制御システムと引抜き速度制御システム
とを備え、偏差の大小により両制御システムを使い分け
るので、大きい湯面変動が発生し難くなるとともに、発
生しても速やかに制御することができ、注湯量を制御し
て湯面レベルを制御する方法よりもより鋳型内の湯面レ
ベルを安定して一定に保つことができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、本発明方法を適用した連続鋳造プロセス
の概要図である。図において、１はタンディッシュ、２
はストッパ、３は鋳型、４は鋳片引抜きロール、５は湯
面レベル制御装置を示す。

【０００９】タンディッシュ１は、図外の取鍋等から溶
鋼６を受湯するとともに、その溶鋼６を浸漬ノズル７を
介して鋳型３へ注湯する。その際鋳型３への注湯量は、
ストッパ２を昇降駆動する油圧シリンダ８によりその開
度を調節して行われる。

【００１０】鋳型３内の湯面の上方近傍には、湯面レベ
ルセンサ９が設けられ、鋳造中の湯面の変動を検出する
。

【００１１】鋳片引抜きロール４は、鋳型３内で凝固殻
が形成された鋳片を鋳型３の下方へ引抜くためのロール
であって、鋳型３の下方に鋳片ガイドロール（図示せず
）の後方に設けられている。

【００１２】湯面レベル制御装置５は、注湯量制御装置
１０とエキスパートシステム１１とで基本的に構成され
ている。

【００１３】注湯量制御装置１０には湯面レベルセンサ
９からの湯面変動検出信号およびエキスパートシステム
１１からの演算処理信号が入力され、その演算処理結果
に基づく注湯量の指示信号が油圧シリンダ８へ出力され
る。 この注湯量制御システムとしては、従来より用いられて
いるＰＩ制御、ＰＩＤ制御、あるいはこれらのゲインを
上げた制御等が適宜使用される。

【００１４】一方、エキスパートシステム１１には湯面
レベルセンサ９からの湯面変動検出信号および鋳片引抜
きロール４からの引抜き速度信号が入力され、その演算
処理結果に基づく引抜き速度信号が鋳片引抜きロール４
へ、また演算処理信号が注湯量制御装置１０へ出力され
る。このエキスパートシステム１１では、上記湯面変動
検出信号および引抜き速度信号に加えて鋼種による引抜
き条件等が加味され、その演算処理結果に基づき引抜き
速度制御と注湯量制御の切り換えが行われる。

【００１５】上記引抜き速度制御と注湯量制御の切り換
えは、湯面レベルセンサ９により検出された湯面変動と
目標湯面レベルとの偏差の大きさにより行う。図２は偏
差の大きさを元にした切り換え基準を示す説明図で、偏
差が大きく±Ｃゾーンにある時は注湯量制御のみを行い
、偏差が小さく±Ａゾーンにある時は引抜き速度制御の
みを行い、偏差がそれらの過渡状態の±Ｂゾーンにある
時は注湯量制御と引抜き速度制御を併用して行うように
切り換え制御する。

【００１６】そしてさらに、偏差が過渡状態の±Ｂゾー
ンにある時には、制御の切り換えを滑らかにし湯面に外
乱を与えないようにするため、両制御のゲイン調整が行
われる。即ち偏差が前回計測時にＣゾーンにあった場合
、注湯量制御のゲインをそのまま保持または少し弱めに
し、引抜き速度制御のゲインを弱めにする。また前回計
測時にＢゾーンにあった場合は、引抜き速度制御のゲイ
ンを相対的に高めに設定する。さらに前回計測時にＡゾ
ーンにあった場合、上記Ｃゾーンにあった場合とは逆に
、引抜き速度制御のゲインをそのまま保持または少し弱
めにし、注湯量制御のゲインを弱めにする。

【００１７】上記湯面レベル制御方法を用いて連続鋳造
した結果、従来のＰＩ制御のみを用いた場合と比較して
図３に示すように、従来では鋳型内湯面が±６ｍｍ前後
と大きく変動したのに対し、本発明では±２ｍｍ以内と
安定して保持することができた。尚、この実施に際して
は、偏差が±３ｍｍ以内にある時は主として引抜き速度
制御を使用し、±３ｍｍ〜±５ｍｍの範囲にある時は引
抜き速度制御と注湯量制御とを併用し、±５ｍｍの範囲
にある時は主として注湯量制御を使用するようにした。

【００１８】尚、上記実施例では、注湯量制御としてＰ
Ｉ制御を用いた例を説明したが、ＰＩ制御に変えてＰＩ
制御のゲインを上げる制御を採用してもよい。しかし、
この場合には偏差がＣゾーンにある場合、ゲインを上げ
るとノイズを増幅させることとなり危険を伴う。そこで
、偏差の大きさに応じて操作量を加えるファジィルール
を採用してもよい。例えば、図４に示すように、Ｃゾー
ンをさらにＣ１，Ｃ２，Ｃ３　に分け、偏差が＋Ｃ３　
ゾーンにある時は操作量ＰＢを、偏差が＋Ｃ２　ゾーン
にある時は操作量ＰＭを、偏差が−Ｃ３　ゾーンにある
時は操作量ＮＢを、偏差が−Ｃ２　ゾーンにある時は操
作量ＮＭを、また偏差が±Ｃ１　ゾーンにある時は操作
量Ｚを加えるようなファジィルールが適用される。但し
、ルールの結論部には図５に示すようなファジィメンバ
ーシップ関数が対応し、５〜１０秒程度のデータから得
られた結果を合成し、重心を採って出力とする。

【００１９】

【発明の効果】上述したように、本発明に係わる連続鋳
造プロセスにおける鋳型内湯面レベル制御方法によれば
、急激で大きい湯面変動に対応できると同時に、鋳型内
の湯面レベルを安定して一定に保つことができ、延いて
は、鋳片の表面疵や割れの発生が防止され鋳片の品質を
向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を適用した連続鋳造プロセスの概要
図である。

【図２】制御の切り換え方法の説明図である。

【図３】本発明方法を適用した場合と従来方法を適用し
た場合の鋳型内湯面変動の比較図である。

【図４】別の実施態様を示す制御の切り換え方法の説明
図である。

【図５】図４に示す制御の切り換え方法の際に採用する
ファジィメンバーシップ関数の対応図である。

【図６】本発明方法を適用した連続鋳造プロセスの概要
図である。

【符号の説明】

１：タンディッシュ　　　　　　２：ストッパ　　　　
　　　　　　　　３：鋳型 ４：鋳片引抜きロール　　　　５：湯面レベル制御装置
６：溶鋼　　　　　　　　　　　　　　　　７：浸漬ノ
ズル　　　　　　　　　　８：油圧シリンダ ９：湯面レベルセンサ　　　　１０：注湯量制御装置１
１：エキスパートシステム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　鋳型内の湯面レベル制御を、タンディ
   ッシュから鋳型への注湯量を制御して行う注湯量制御シ
   ステムと、凝固した鋳片を鋳型から引抜く引抜き速度を
   制御して行う引抜き速度制御システムとを併用して行う
   に際し、鋳型内湯面レベルの目標値からの偏差を基準と
   して、偏差が大きい時は主として注湯量制御システムを
   使用し、偏差が小さい時は主として引抜き速度制御シス
   テムを使用することを特徴とする連続鋳造プロセスにお
   ける鋳型内湯面レベル制御方法。