JPH08243703A - 連続鋳造における湯面レベル制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 短い周期で変動する外乱により、外乱推定値
に誤差が発生し、流入流量制御アクチュエータ出力の不
要な変動を引き起こすのを防ぐ。 【構成】 湯面レベル予測値Ｌｅと検出値Ｌとのレベル
差Ｌerr が大きい時は、外乱相当アクチュエータ制御指
令値ｕ_Deに対応する補正値ｕ_c を、所定の値よりも小さ
くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続鋳造における湯面
レベル制御方法に係り、特に、ストツパあるいはスライ
ディングノズル等の、溶融金属のモールドへの流入流量
を制御するアクチュエータを備えた連続鋳造機により、
スラブ、ビレット等の鋳片を連続的に製造する際に用い
るのに好適な、バルジングと呼ばれる非定常外乱や、速
い応答性が要求されるノズル詰まりや、その剥離に対し
ても、安定且つ良好な湯面レベル制御性を実現すること
ができ、モールド内の湯面レベル変動を抑制することが
可能な湯面レベル制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】溶融金属からスラブ、ビレット等の鋳片
を連続的に製造する連続鋳造機（以下、連鋳機と称す
る）は、例えば図１に示す如く構成されており、レード
ル１２内の溶鋼１０は、タンディッシュ１４及びノズル
１６を通って、モールド１８に注入される。例えば水冷
されているモールド１８内で表面層が凝固した溶鋼は、
ピンチロール２０で引抜かれ、更に冷却されて凝固した
後に、カッタ２２で所定の長さに切断され、鋳片２４と
なって後方の圧延工程に送られる。

【０００３】この連鋳機において、モールド１８内の溶
鋼１０の湯面レベルを安定に保つことは、良好な鋳片品
質を確保する上で極めて重要である。即ち、湯面レベル
の変動は、耐火物、溶融スラグ等の介在物の溶鋼中への
巻込みを生じ、凝固鋳片２４の表皮部に捕捉されてピン
ホール発生や皮下介在物生成による欠陥をもたらした
り、不均一な抜熱による割れを生じたりする。

【０００４】従って、一般に連続鋳造においては、モー
ルド１８内の湯面レベルを検出する湯面レベル計２６か
らの信号を受け、ストッパ２８やスライディングノズル
等を流量制御アクチュエータとした湯面レベル一定制御
が行われている。特に、最近の鋳造速度の高速化によ
り、湯面レベル制御の重要性は、ますます高まってい
る。

【０００５】従来、湯面レベル制御は、例えば特開昭５
９−３０４６０や特開昭６３−１９２５４５に開示され
ているように、図２に示す如く、タンディッシュ１４か
らモールド１８への流路を絞ることにより流量を制御す
るアクチュエータである前記ストッパ２８と、該ストッ
パ２８を所望位置に制御するストッパ制御器３０と、モ
ールド１８内の湯面レベルを検出する前記湯面レベル計
２６と、湯面レベル目標設定器３２と、湯面レベルの目
標値と測定値を比較して、その偏差ｅを出力する比較器
３４と、予め定められた制御パラメータにより、該偏差
ｅを零とするようなストッパ位置指令値ｕを演算して、
比例積分微分（ＰＩＤ）制御を行うＰＩＤ調節計３６
と、からなる湯面レベル制御系を用いて実施されるのが
一般的であった。

【０００６】このような湯面レベル制御系の動作は、図
３に示す如くである。即ち、湯面レベル計２６によって
湯面レベルＬが測定され、比較器３４によって湯面レベ
ルの目標値Ｌref と測定値Ｌの偏差ｅ（＝Ｌref −Ｌ）
が算出され、この偏差ｅに基づいて、ＰＩＤ調節計３６
がストッパ制御器３０に対し、ストッパ位置指令値ｕを
送る。ストッパ制御器３０は、該指令値ｕに従って、ス
トッパ２８を所定位置に制御し、該ストッパ位置ｘ（図
３の例では、ストッパ制御器３０の出力自体）とモール
ドへ流入する溶鋼流量との関係を表わす流量ゲインＧｃ
によって決まる溶鋼流入流量ｑを調節することにより、
湯面レベルＬを制御している。即ち、常に湯面レベル測
定値Ｌを監視し、それをフィードバックして制御を行っ
ている。図３において、∂Ｑｏ／∂Ｖは、鋳込み速度Ｖ
から、モールドより流出する溶鋼流量Ｑｏへの影響係数
を表わす。

【０００７】モールドへの溶鋼流入流量を制御するアク
チュエータとしては、スライディングノズルと称する、
丸い穴の開いた板を２枚組合わせ、それらをスライドさ
せるものもあるが、基本的な制御方法は、ストッパの場
合と同一である。

【０００８】実際の連鋳機においては、タンディッシュ
１４の出口のノズル１６内にアルミナが付着してノズル
詰まりが生じたり、その付着物が突然剥れたり、あるい
は、ストッパ２８とタンディッシュ１４の接触部付近へ
のアルミナの付着、ストッパ２８やノズル１６の溶損等
による外乱が生じる。このために、ストッパ開度からモ
ールドへ流入する流量への特性を表わす前記流量ゲイン
Ｇｃが大きく変動する。又、連鋳機下方において、鋳片
２４が、これを支持するピンチロール２０間で膨張・収
縮を周期的に繰返すバルジングと称する非定常現象のた
めに、鋳片内の溶鋼が押し上げられ、そして押し下げら
れ、湯面レベル変動を引起こすことがある。

【０００９】しかしながら、これらの現象が生じると、
前記のような通常のＰＩＤ制御系では対処することがで
きず、大きな問題となっていた。即ち、連続鋳造におけ
る湯面レベルの制御モデルは、モールドへの溶鋼流入流
量が積分されて湯面レベルとなるため、積分が系の特性
を支配するモデルとなる。従って、微分動作が湯面レベ
ル維持に有効であるが、微分動作は一般にノイズの影響
を強く受けるため、希望する高いゲインを使用すること
は困難であり、必ずしも単純なＰＩＤ調節計だけでは、
安定で且つ良好な結果を得られなかった。

【００１０】このような問題に対して、前記特開昭６３
−１９２５４５においては、湯面レベル、ストッパ開度
及び鋳片鋳込み速度の各測定値を用いて推定した流量ゲ
イン推定値Ｇ1 を用いて、フィードバック制御手段の出
力ｕの修正値ｕ′を次式により演算するゲイン補償手段
を備えている。

【００１１】ｕ′＝（Ｋ10／Ｇ1 ）ｕ …（１）

【００１２】ここで、Ｋ10は正の定数である。

【００１３】又、日本鉄鋼協会第１１７回（春季）講演
大会（平成元年４月４日〜６日）の予稿集第３０８頁の
講演番号２４５の講演に対する予稿（以下、ＣＡＭＰ−
ＩＳＩＪ−２４５と表わす）においては、非定常バルジ
ングに起因する周期的な湯面レベル変動に対処するべ
く、渦流式レベル計の測定値から、湯面レベルの変動量
と周期を演算処理し、各々が設定範囲内である場合に湯
面変動を打ち消すように補正出力を算出し、これを湯面
変動の周期に合わせてＰＩＤ調節計の出力に加算するこ
とによって、湯面レベル変動を安定化させるようにした
ものが開示されている。

【００１４】しかしながら、前記のような湯面レベル制
御方法では、いずれも、ノズル詰まりや剥離、非定常バ
ルジング等の、前述したような様々な外乱の全てに統一
的に対応することはできず、湯面レベル変動が依然とし
て残るという問題点を有していた。

【００１５】湯面レベル制御において、直接操作できる
量は溶鋼の流量であり、それがモールドに蓄積された
量、即ち積分量が、制御したい湯面レベルの値となる。
即ち、もともと位相遅れの大きい系であるため、外乱の
影響が結果となって現われるのに時間がかかり、湯面レ
ベルの値だけを見てフィードバック制御をしているので
は、制御が後追いとなり、外乱の影響が大きく残るとい
う性質を持っている。例えば、ノズル内に付着したアル
ミナが突然剥離すると、流量ゲインＧｃが突発的に増加
し、モールド内に流入する流量は、図４（Ａ）に示す如
く、ステップ状に変化する。それに対して何も処置をし
ないと、湯面レベルは、図４（Ｂ）の如く、ランプ状に
上昇する。これに対する望ましい処置は、ストッパ等の
流量制御アクチュエータを、図４（Ｃ）の如く、ステッ
プ状に操作して、外乱による流量変動を打ち消すことで
あるが、ＰＩＤ制御系のようなフィードバック制御系で
は、湯面レベルに変化が現われてから初めて処置が行わ
れるため、流量制御アクチュエータの操作は、図４
（Ｄ）の如く緩慢なものとなり、図４（Ｅ）に示す如
く、大きな湯面レベル変動をもたらすことになる。

【００１６】前記特開昭６３−１９２５４５において提
案されている湯面レベル制御装置は、このような流量ゲ
インの変動を推定してフィードバック制御出力を修正す
るゲイン補償手段を備えたことを特徴としているが、こ
れが有効に作用するのは、ノズル内にアルミナが付着し
ていく過程等、流量ゲインの変化が極めて遅い場合だけ
である。従って、たとえ補償手段を備えたにせよ、基本
的にフィードバック制御であることには変わりはなく、
前述のような突発的な流量ゲインの変動には、原理的に
対処することが不可能である。又、流量ゲイン変動以外
の外乱、例えば非定常バルジング等に対しては、この方
法は通常のＰＩＤ制御系と何ら変わるところはないた
め、全く同等の制御性しか持ち得ない。

【００１７】一方、前記ＣＡＭＰ−ＩＳＩＪ−２４５で
提案されている湯面レベル制御方法は、ＰＩＤ制御系と
は別に補正出力の算出手段を持つものであり、湯面レベ
ルを測定して、非定常バルジングに起因する周期変動分
の変動量と周期を算出し、これを湯面レベル変動の周期
に合わせてＰＩＤ調節計の出力に加算することによっ
て、変動を打ち消そうとするものである。しかしなが
ら、この方法では、一旦制御が始まって湯面レベルの周
期変動が減少してしまうと、湯面レベルだけを測定して
いたのでは非定常バルジングが一見収束したかのように
観測されるため、時々刻々の補正値を正確に算出できな
い場合があるという問題が生じる。又、この方法では、
非定常バルジング以外の外乱には全く対処できないのは
言うまでもない。

【００１８】このように、従来の技術では、前述のよう
な様々な外乱の全てに対して有効な湯面レベル制御方法
はなく、そのために、湯面レベル変動は依然として大き
いまま残され、鋳片品質の低下を招いていた。

【００１９】上記のような問題点を解消するべく、本発
明者等は、先に、湯面レベル動特性モデルを用いて湯面
レベル予測値を算出し、該湯面レベル予測値と湯面レベ
ル検出値を比較することにより、様々な外乱による湯面
レベル変動を全て流入流量制御アクチュエータの位置指
定値変化に帰着させ、外乱相当の指令値を打ち消す補正
信号を流入流量制御アクチュエータに加える方法（特公
平６−２６４）や、類似の方法（特開平３−１７４９６
１、特開平５−３１５６０）を提案している。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法では、短い周期で変動する外乱に対しては、外乱推
定値に誤差が発生し、不要な流入流量制御アクチュエー
タ出力の変動を引き起こすことがあることが判明した。

【００２１】本発明は、前記従来の問題点を解消するべ
くなされたもので、バルジング等の非定常外乱や、速い
応答性が要求されるノズル詰まり、剥離及び短い周期の
外乱に対しても、安定且つ良好な湯面レベル制御性を実
現して、湯面レベル変動を抑制することが可能な、連続
鋳造における湯面レベル制御方法を提供することを課題
とする。

【００２２】

【課題を達成するための手段】本発明は、溶融金属のモ
ールドへの流入流量を制御するアクチュエータと、モー
ルド内の湯面レベルを検出する検出器とを備えた連続鋳
造機による鋳片の連続鋳造に際して、前記アクチュエー
タの実際の制御指令値ｕの変動に対する作動ｘの変動特
性を表わすアクチュエータ制御モデルと、前記アクチュ
エータの作動ｘに係る流入流量ｑの変動特性を表わす流
入流量特性モデルと、前記流入流量ｑの変動に係る前記
モールドでの湯面レベルＬの変動特性を表わすモールド
内現象モデルとにより構成される湯面レベル動特性モデ
ルを求めておき、制御周期毎に、前記湯面レベル動特性
モデルに前記アクチュエータの実際の前記制御指令値ｕ
を入力して、この時点の湯面レベル予測値Ｌｅを演算
し、該湯面レベル予測値Ｌｅと、この時点のモールド内
の湯面レベルの検出値Ｌとのレベル差Ｌerr から、該レ
ベル差Ｌerr を生じさせる仮想的な外乱相当アクチュエ
ータ制御指令値ｕ_Deを演算し、前記レベル差Ｌerr を低
減し、前記外乱相当アクチュエータ制御指令値ｕ_Deを打
ち消すべく、該外乱相当アクチュエータ制御指令値ｕ_De
に対応する補正値ｕ_c を、前記アクチュエータの制御指
令値として前記アクチュエータに入力されるものに加算
し、該加算後の値を、次制御周期の制御指令値ｕとして
前記アクチュエータに入力するようにした湯面レベル制
御方法において、前記レベル差Ｌerr が大きいときは、
前記外乱相当アクチュエータ制御指令値ｕ_Deを打ち消す
べく、該外乱相当アクチュエータ制御指令値ｕ_Deに対応
する補正値ｕ_c を、所定の値よりも小さくすることによ
り、前記課題を達成したものである。

【００２３】

【作用】本発明では、溶融金属のモールドへの流入流量
をストッパ又はスライディングノズル等のアクチュエー
タで制御するのに際し、湯面レベル動特性モデルを用い
て湯面レベル予測値Ｌｅを算出し、該湯面レベル予測値
Ｌｅと湯面レベル検出値Ｌのレベル差Ｌerr を求め、該
レベル差Ｌerr から湯面レベル変動を引き起こす様々な
外乱を推定し、それを打ち消す補正値ｕ_c をアクチュエ
ータ制御指令値に加えている。更に、前記レベル差Ｌer
r が大きい時は、過補正を防止するべく、補正値ｕ_c の
値を小さくしている。従って、ノズル詰まりやその剥離
等による流量変化や非定常バルジング等、性質の異なる
外乱に対して、速く且つ適切な対応が可能であり、外乱
推定が難しい、高周波の外乱に対しても、安定な湯面レ
ベル制御性を維持できる。

【００２４】

【実施例】以下、流入流量制御アクチュエータがストッ
パであり、ストッパ位置指令値ｕからストッパ位置の作
動ｘまでの制御特性（アクチュエータ制御モデル）を一
次遅れ１／（１＋Ｔ・ｓ）、ストッパ位置の作動ｘから
流入流量ｑの変動への流入流量特性モデルを定数Ｇｃと
し、流入流量ｑから湯面レベルＬへの動特性（モールド
内現象モデル）が積分で表現される場合を例にとって、
本発明の実施例を詳細に説明する。

【００２５】本発明の第１実施例は、図５に示す如く、
湯面レベルの目標値Ｌref と検出値Ｌを比較して、その
偏差ｅを出力する比較器３４と、予め定められた制御パ
ラメータ（比例ゲインＫP と時定数ＴI ）により、該偏
差ｅを零とするようなストッパ位置指令値ｕ_o を演算し
て、比例積分（ＰＩ）制御を行うＰＩ調節計４０と、該
ストッパ指令値ｕ_o と後出補正値ｕ_c を加算して、スト
ッパ位置の実際の指令値ｕとする加算器４２と、該加算
器４２の出力に、外乱に相当するストッパ位置指令量ｕ
_Deが加えられたストッパ位置の実際の指令値ｕとモール
ドへの流入流量ｑの関係を表わしたストッパ動特性モデ
ル４６と、該流入流量ｑとモールドの湯面レベルＬの関
係を表わしたモールド内現象モデル４８と、該モールド
内現象モデル４８の出力である湯面レベル予測値Ｌｅと
実際の湯面レベル検出値Ｌの差に対応する外乱相当スト
ッパ位置指令量ｕ_Deを推定する外乱相当ストッパ位置指
令量推定器５０と、湯面レベル予測値Ｌｅと湯面レベル
検出値Ｌの誤差Ｌerr を算出する誤差算出器５２と、前
記外乱相当ストッパ位置指令量ｕ_Deを打ち消すべく、誤
差検出器５２から入力されるレベル差Ｌerr に応じて変
化する補正値ｕ_c を出力する補正信号発生器５４と、か
ら構成されている。図において、４４は、前記加算器４
２の出力に、外乱に相当するストッパ位置指令量ｕ_Deが
加えられることを示す、仮想的な加算器である。

【００２６】図５において、ｓはラプラス演算子、Ｇｃ
はストッパの流量係数、Ｔは同じく時定数、Ａはモール
ド断面積である。

【００２７】以下、第１実施例の作用を説明する。

【００２８】湯面レベル検出値Ｌと湯面レベル目標値Ｌ
ref を比較器３４で比較し、両者の偏差ｅをＰＩ調節計
４０へ入力して、該ＰＩ調節計４０において演算される
ストッパ位置指令値ｕ_o を加算器４２へ出力する。更
に、該加算器４２において、前記ストッパ位置指令値ｕ
_o と補正信号ｕ_c を加算してストッパ位置指令値ｕと
し、該ストッパ位置指令値ｕをストッパ制御器へ出力す
ることにより、湯面レベルＬを所望値にする。

【００２９】前記補正値ｕ_c の作成方法について、以下
説明する。

【００３０】ノズル詰まり、ノズル詰まりの剥離、ある
いはバルジングと呼ばれる非定常な湯面振動に対して、
上記外乱が仮想的なストッパの挙動により引き起こされ
ると仮定し、上記外乱に相当する仮想的なストッパ位置
指令量をｕ_D とすると、湯面レベルの制御モデルは、次
の状態方程式（２）で表現される。

【００３１】

【数１】 ここで、Ａ：モールド断面積 Ｔ：ストッパの動特性を表現する定数 Ｇｃ：流量係数 ｄ／ｄｔ：微分演算子

【００３２】上記（２）式では、まず、用いるアクチュ
エータ、即ち前記ストッパ２８等に係る、ストッパの指
令量ｕ_R に対する、その作動の変動制御特性を示すアク
チュエータ制御モデルを一次遅れとしている。即ち、次
式のとおりとなる。

【００３３】 ｄｘ／ｄｔ＝−（１／Ｔ）ｘ＋（１／Ｔ）ｕ_R …（３） ｘ：ストッパ位置

【００３４】又、前記ストッパ２８の作動によるストッ
パ位置の変動等に係る、流入流量ｑの変動特性を示す流
入流量特性モデルは、代表的なストッパ位置ｘ_o におけ
る値を採用し、次式とする。

【００３５】 Ｇｃ＝（∂ｑ／∂ｘ）｜_ｘ＝ｘ。 …（４）

【００３６】（３）、（４）式をまとめると、（５）式
となる。

【００３７】 ｄｑ／ｄｔ＝−（１／Ｔ）ｑ＋（Ｇｃ／Ｔ）ｕ_R …（５）

【００３８】ストッパの指令値は、湯面レベルを変動さ
せる外乱相当指令量ｕ_D と、湯面レベル制御から算出さ
れるストッパ位置指令値ｕとの和であるから、（６）式
の関係が成り立つ。

【００３９】 ｕ_R ＝ｕ＋ｕ_D …（６）

【００４０】（５）式と（６）式から、（２）式におけ
る第２行が構成される。即ち、次式のとおりである。

【００４１】 ｄｑ／ｄｔ＝−（１／Ｔ）ｑ＋（Ｇｃ／Ｔ）ｕ_D ＋（Ｇ／Ｔ）ｕ …（７）

【００４２】前記（２）式において、前記流入流量ｑの
変動等に係る、モールドでの湯面レベルＬの変動制御特
性を示す、流入流量のモールド内での蓄積に相当するモ
ールド内現象モデル、即ち、（ｄＬ／ｄｔ）は、次式の
とおりとなる。

【００４３】ｄＬ／ｄｔ＝ｑ／Ａ …（８）

【００４４】なお、外乱相当指令量ｕ_D の動特性は、
（２）式における第３行、即ち、次に示す（９）式と仮
定する。これは、物理的には、ステップ状の動特性を仮
定したことになる。

【００４５】ｄｕ_D ／ｄｔ＝０ …（９）

【００４６】このように、本実施例においては、上記
（２）式にて、前記アクチュエータ制御モデル、前記流
入流量特性モデル及び前記モールド内現象モデルが示さ
れている。又、これら諸モデルは、全体として、湯面レ
ベル動特性モデルとなっている。

【００４７】従って、前記外乱相当ストッパ位置指令量
推定器５０において、実際のストッパ位置指令値ｕを
（２）式に入力して、湯面レベルを予測し、該湯面レベ
ル予測値Ｌｅと湯面レベル検出値Ｌの差Ｌerr を次式に
て、逐次、モデルにフィードバックすることにより、湯
面レベル検出値Ｌと予測値Ｌｅを一致させることが可能
であり、該演算過程において、ノズル詰まりやノズル詰
まり剥離あるいはバルジングに対する仮想的なストッパ
位置指令量ｕ_Deが推定できる。

【００４８】

【数２】 ここで、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３：定数 添字ｅ：推定値であることを示す。

【００４９】次に、補正信号発生器５４に対する入力の
一つである湯面レベル誤差Ｌerr を、次式により誤差演
算器５２で演算する。

【００５０】Ｌerr ＝Ｌ−Ｌｅ …（１１）

【００５１】次に、上記外乱相当ストッパ位置指令値ｕ
_Deを打ち消すストッパ補正値ｕ_c を、補正信号発生器５
４にて、以下の手続きにより演算する。

【００５２】 Δｕ_D ＝ｕ_De（ｉ）−ｕ_De（ｉ−１） …（１２） Δｕ_c ＝−Ｋｏ＊Ｋｃ＊Δｕ_D …（１３） ｕ_c （ｉ）＝ｕ_c （ｉ−１）＋Δｕ_c …（１４） ここで、ｉ：制御周期毎の演算における今回値、 ｉ−１：制御周期毎の演算における前回値を示す。

【００５３】なお、Ｋｏは基準ゲインであり、Ｋｃは、
湯面レベル誤差Ｌerr の絶対値に応じて０．０から１．
０の間を変化する値であり、一例を図６に示す。図６で
は、湯面レベル誤差Ｌerr ＝０で制御の信頼性が高いと
判断される時に、Ｋｃ＝１．０として、補正値ｕ_c にｕ
_Deの変化（Δｕ_D ）を完全に反映させ、Ｌerr _min 〜
０、０〜Ｌerr _max 間を直線で与え、それ以外の領域
で、高周波外乱等により制御の信頼性が低いと判断され
る時は、Ｋｃ＝０として、補正値ｕ_c に、Δｕ_D が全く
反映されないようにしている。

【００５４】図７（Ａ）、（Ｂ）は、湯面レベル動特性
モデルと実際の湯面レベル動特性に誤差があった場合
の、短い周期の外乱に対する、特公平６−２６４による
方法と、本発明による方法の湯面レベル制御例を比較し
て示したものである。従来の方法と比較して、本発明で
は、図７（Ｂ）に示すように、不要なアクチュエータ出
力の変動を抑制して、ストッパ位置変化が小さくなって
おり、図７（Ａ）に示すように、湯面レベル変動が小さ
く、安定性が高くなっていることがわかる。

【００５５】以上、第１実施例において、外乱相当スト
ッパ位置指令値ｕ_D について説明したが、本発明は、特
開平５−３１５６０に記載した技術についても同様に適
用可能である。特開平５−３１５６０に適用した本発明
の第２実施例を図８に示す。図８において、６０はモー
ルドの流量特性、６２は、外乱Ｑｗが流入流量ｑに加わ
って、総流入流量Ｑの溶鋼がモールドに流入することを
示す加算器、６４は、ＰＩ調節計４０から入力したスト
ッパ位置指令値ｕ_o と湯面レベル検出値Ｌとから、ＰＩ
調節計４０だけではフィードバック制御しきれない外乱
Ｑｗの残差量γ _w を推定して、この外乱残差推定量γ_we
を補正信号発生器５４に出力する外乱残差演算器であ
る。

【００５６】この第２実施例では、特開平５−３１５６
０の（４）式を、第１実施例の（１２）〜（１４）式に
対応するものに変える。

【００５７】又、前記実施例では、いずれも、流入流量
制御装置に対する指令値から湯面レベル動特性モデルを
構築していたが、特開平３−１４６２４７のように、流
入流量制御装置の出力から湯面レベル動特性モデルを構
築し、本発明を適用することも可能である。特開平５−
３１５６０と特開平３−１４６２４７の組合せに適用し
た、本発明の第３実施例を図９に示す。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
ノズル詰まりやその剥離等による流量変化や、非定常バ
ルジング等の性質の異なる外乱に対して、速く、且つ適
切な制御が可能であり、外乱推定が困難な高周波の外乱
に対しても、安定した湯面レベル制御が維持できるの
で、良好な鋳片品質が得られ、品質欠陥の発生が防止で
きるので歩留りも向上するという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される連続鋳造機の一例の構成を
示す全体図

【図２】従来の湯面レベル制御装置の構成を示すブロツ
ク線図

【図３】図２の装置を伝達関数で表わしたブロツク線図

【図４】ノズル内の付着物が剥離した場合の湯面レベル
変動の一例を示す線図

【図５】本発明の第１実施例の構成を示すブロツク線図

【図６】第１実施例における湯面レベル誤差Ｌerr と補
正係数Ｋｃとの関係の例を示す線図

【図７】本発明法と従来法の制御例を比較して示す線図

【図８】本発明の第２実施例の構成を示すブロック線図

【図９】本発明の第３実施例の構成を示すブロック線図

【符号の説明】

１０…溶鋼 １４…タンディッシュ １６…ノズル １８…モールド ２６…湯面レベル計 Ｌ…湯面レベル測定値 ２８…ストッパ ３０…ストッパ制御器 ｘ…ストッパ位置 ３２…湯面レベル目標設定器 Ｌref …湯面レベル目標値 ３４…比較器 ４０…ＰＩＤ調節計 ｕ_o 、ｕ…ストッパ位置指令値 ４２、４４…加算器 ４６…ストッパ動特性モデル ４８…モールド内現象モデル ５０…外乱相当ストッパ位置指令量推定器 ｕ_D …流量外乱相当ストッパ位置指令量 ５２…誤差演算器 ５４…補正信号発生器 ｕ_c …補正値 ｑ…流入流量

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】溶融金属のモールドへの流入流量を制御す
   るアクチュエータと、モールド内の湯面レベルを検出す
   る検出器とを備えた連続鋳造機による鋳片の連続鋳造に
   際して、 前記アクチュエータの実際の制御指令値ｕの変動に対す
   る作動ｘの変動特性を表わすアクチュエータ制御モデル
   と、前記アクチュエータの作動ｘに係る流入流量ｑの変
   動特性を表わす流入流量特性モデルと、前記流入流量ｑ
   の変動に係る前記モールドでの湯面レベルＬの変動特性
   を表わすモールド内現象モデルとにより構成される湯面
   レベル動特性モデルを求めておき、 制御周期毎に、前記湯面レベル動特性モデルに前記アク
   チュエータの実際の前記制御指令値ｕを入力して、この
   時点の湯面レベル予測値Ｌｅを演算し、 該湯面レベル予測値Ｌｅと、この時点のモールド内の湯
   面レベルの検出値Ｌとのレベル差Ｌerr から、該レベル
   差Ｌerr を生じさせる仮想的な外乱相当アクチュエータ
   制御指令値ｕ_Deを演算し、 前記レベル差Ｌerr を低減し、前記外乱相当アクチュエ
   ータ制御指令値ｕ_Deを打ち消すべく、該外乱相当アクチ
   ュエータ制御指令値ｕ_Deに対応する補正値ｕ_cを、前記
   アクチュエータの制御指令値として前記アクチュエータ
   に入力されるものに加算し、 該加算後の値を、次制御周期の制御指令値ｕとして前記
   アクチュエータに入力するようにした湯面レベル制御方
   法において、 前記レベル差Ｌerr が大きいときは、前記外乱相当アク
   チュエータ制御指令値ｕ_Deを打ち消すべく、該外乱相当
   アクチュエータ制御指令値ｕ_Deに対応する補正値ｕ
   _c を、所定の値よりも小さくすることを特徴とする連続
   鋳造における湯面レベル制御方法。