JP2008518789A - 金属、特に鋼材用の連続鋳造装置の支持ロール架台用の制御および／または調整装置 - Google Patents

Abstract

互いに調節可能である下枠（１１）と、上枠（１２）と、２つ１組のピストンシリンダユニット（１３）とを備える、複数の連続するロールセグメント（８）からなる、金属、特に鋼材（３）用の連続鋳造装置（１）の支持ロール架台（２）用の制御および／または調整装置において、周辺機器（１４）の測定データが分散式に検出および処理され、周辺機器（１４）がロールセグメント（８）の横または上またはロールセグメント（８）の近傍で定置型ホール架台（１７）に配設され、該周辺機器の測定信号が軸調節器（１８）を介して処理および記憶され、かつフィールドバスモジュール（２０）を介してメモリプログラミング式制御部（１９）と通信することにより、ロールセグメント（８）の上または横の機能部の移設によりフィールドケーブル敷設と制御コンセプトとを簡素化する装置。

Description

本発明は、複数の連続するロールセグメントからなる、金属、特に鋼材用の連続鋳造装置の支持ロール架台用の制御および／または調整装置であって、前記ロールセグメントがそれぞれ支持ロールを担持する下枠と、対向する上枠とを介して送給、調整のために、および／または内部品質の改良および厚さ変化のために、２つ１組のピストンシリンダユニットを利用して互いに調整して作動可能であり、周辺機器の測定データが分散式に検出および処理される装置に関する。

ただ１つの油圧シリンダの調節のために該油圧シリンダの領域で発生させ、かつ変換させる必要のある種々の信号が調整部と電気的に接続されている。この理由から、一方で中央に設置された調整回路までのロールセグメントと共に全ビレットガイドのフィールドケーブル配設は非常にコストがかかる。他方、中央調整回路は多数の被処理信号のために同様に非常にコストがかかる。

鋳込台上の制御室内の調整回路との距離は依然として非常に大きく、１００ｍにまで達することがある。各ロールセグメントは４個の位置発信器、４セットの調整弁（サーボ弁もしくは切換弁）および幾つかの場合で８個の圧力センサ／圧力発信器を有するので、各セグメントは、４つの同期シリアル・インタフェースと、１２のアナログもしくはディジタル信号を処理する必要がある。連続鋳造装置の中にはしばしば１５以上の設置されているロールセグメントがある：それらの中で、６０の同期シリアル・インタフェースと、１８０のアナログもしくは２４０のディジタル信号とが１つの調整弁によって処理される。このような多数の被処理信号の場合は、中央調整回路に要するコストが高すぎ、かつ中央調整回路はその性能の限界に突き当たる。

連続鋳造装置の制御部のプロセス計算機により連続鋳造鋳型でセンサを介して得た測定データの分散式鋳造データ処理の方法が測定区間をより効率的にし、かつ測定および制御データが冷却されたフィールドバスモジュールの中で直接的に連続鋳造鋳型に集められ、かつバス信号でバスラインに移送され、少なくとも連続鋳造装置の制御部に記憶および／または処理されることによって装置を簡素化する分散式調整回路が知られている（特許文献１）。
国際特許出願公開第０１／９４０５２号明細書

本発明の基礎に置かれる課題は、ロールセグメントの上または横への機能部の移設によりフィールドケーブル敷設とビレットガイドの調整コンセプトとを改良することである。

設定された課題は、本発明により、周辺機器がロールセグメントの横または上またはロールセグメントの近傍で定置型ホール架台に配設され、該周辺機器の測定信号が軸調節器を介して処理および記憶され、かつフィールドバスモジュールを介してメモリプログラミング式制御部と通信する。発生する測定信号は、直接現場でより小型の調整回路（軸調節器）で処理および記憶される。このような軸調節器は各ロールセグメントに対して独立に作動し、かつ全調整および監視ジョブを引き受ける。全軸調節器はフィールドバスモジュールを介してメモリプログラミング式制御部と通信する。このような軸調節器は特殊マイクロプロセッサをベースとするサーボ軸の制御に使用される回路である。運動制御部内の標準ソフトウエアは、軸調整用の実時間制御部を挿入している。運動制御部は、たとえば下記用のインタフェースを有する：
− 絶対または増分位置発信器
− ディジタルまたはアナログ入力部または出力部
− １フィールドバス
− １ネットワーク
アプリケーションに使用される運動制御部は、１つのキーボードと、１つのデータ表示装置（ディスプレイ）とを含む。アプリケーションソフトウエアは標準であり、１つの繰返し可能のメモリの中に記憶される。運動制御部は複数の軸を制御することができる。グラフィック式メニューをベースとして、運動制御部はパラメータを介して各軸タイプに適合され、かつ位置フィードバックのタイプに適合される。プログラミングは不要である。フィールドバスまたはネットワーク接続端子を介して運動制御部は必要な目標値およびスタート運動を入手し、これらを位置および状態表示装置を備える上位システムへフィードバックする。これはロールセグメントのピストンシリンダユニット、すなわち該ロールセグメントの、たとえば油圧シリンダ軸のような主軸に適用される。

基本的に調整および制御の改善は２種類の切換回路によって達成される。

第１の実施形態は、ロールセグメント上枠に周辺機器が端子箱内の軸調節器に接続され、ロールセグメント上枠に切換弁が設けられ、かつ軸調節器と接続されており、軸調節器から着脱式媒体結合器を介してケーブル束を利用して定置型ホール架台上に配設された端子箱を通してフィールドバスモジュールを介して連続鋳造装置の制御室内のメモリプログラミング式制御部と接続されていることにある。軸調節器は目標設定値を入手し、警告と障害をメモリプログラミング式制御部に返信する。メモリプログラミング式制御部はこれらの情報を可視化装置に転送することもできる。様々な連続鋳造装置内の多数のロールセグメントの変形例により、メモリプログラミング式制御部内のアプリケーションソフトウエアに対する適用を最小限に抑えることができる。

第２の実施形態は、ロールセグメント上枠に油圧シリンダからの位置発信器の信号がそれぞれ１つの端子箱へ送信され、着脱式媒体結合器を利用して形成されたケーブル束がロールセグメントから定置型ホール架台上または連続鋳造装置および軸調節器へ誘導され、軸調節器に定置型架台上の弁台が接続され、かつ信号が軸調節器からフィールドバスモジュールを介して連続鋳造装置の制御室内のメモリプログラミング式制御部へ送信されるように構成されている。それによって、制御および調整が同様に改良もしくは簡素化される。

一実施形態は、軸調節器が支持ロールの位置決め、隣接ロールセグメントの駆動された支持ロールの同期化、左または右の油圧シリンダもしくは入口側または出口側、各センサの状態監視、ロールセグメント符号化、保守サイクル等々のために、記憶された信号を処理することを考慮する。

もう一つの実施形態は、端子箱がロールセグメントの上枠に設けた機械冷却水を利用して冷却されていることにある。

その他の発明の特徴は、フィールドバスモジュールが物理的に電気金属線、光導波路または無線伝達技術または赤外信号を利用して接続可能であることによって生じる。信号伝達の第１の実施例の場合は、ロールセグメントの供給に対して次の３本のケーブルで充分である：軸調節器の電源装置用、フィールドバスモジュールの電源装置用およびフィールドバスモジュールのデータ用。

その他の特徴は、ケーブル束のケーブルが電源装置、軸調節器およびフィールドバスモジュールに対して１つの共通のコネクタを利用して接続されていることである。

最後に、一実施形態は、位置発信器の信号用のケーブルが端子箱からロールセグメント上で軸調節器への着脱式コネクタとしての媒体結合器を利用して構成されることによって付与されている。この場合は、単に各ロールセグメントの油圧シリンダの中に内蔵された位置発信器がコネクタを介してホール架台からの弁台へおよびそこから現場に設置された軸調節器と他の全信号とに接続される必要があるだけである。

図において本発明の実施例を示し、以下に詳しく説明する。

図１記載の連続鋳造装置１は、レードル４からの液状の鋼材３から分配器５および連続鋳造鋳型６を介して流れ込み、部分冷却された鋳造ビレット７が支持され、引き続き冷却される支持ロール架台２を有する。支持ロール架台２は、複数のしばしば最大１５までのロールセグメント８からなり、それらのうち第１ロールセグメント８ａが蒸気チャンバ９によって取り囲まれている。連続するロールセグメント８の各々は支持ロール１０を担持する下枠１１と、対向する上枠１２とから構成されている。下枠１１および上枠１２はそれぞれ２つ１組のピストンシリンダユニット１３を利用して（図２参照）互いに調整されて作動可能であり、それらのうち図２に該ユニットの油圧シリンダ１３ａと共に２組を見ることができる。測定データからの結果を含む油圧、ピストンの位置等の測定は、センサ、位置発信器、圧力センサ、調整弁等を利用して入手され、これらはまとめて周辺機器１４の概念のもとに理解されている。さらに、切換弁１５および調整弁ブロック１６が使用される。それによって制御および／または調整されるピストンシリンダユニット１３は、鋳造ビレット７を送給、調整し、および／または該鋳造ビレットの内部品質を改良し、かつ支持ロール１０を介して局所的厚さ変化を考慮する。

周辺機器１４は、それぞれ２種類の形式で中央調整システムをそれぞれ分散式調整システムに置き換えることができる：周辺機器１４はロールセグメント８の横または上にまたはロールセグメント８の近傍に、いわゆる「固定ランド」とも呼ばれる定置型ホール架台１７に配設され、それらの測定信号が軸調節器１８を介して処理および記憶され、軸調節器１８はメモリプログラミング式制御部１９およびフィールドバスモジュール２０と通信する。

測定要素および構造群の割当ての第１の形式は、ロールセグメント上枠１２の横または上に周辺機器１４が端子箱２１内の軸調節器１８に接続され、ロールセグメント上枠１２に切換弁１５が設けられ、軸調節器１８と接続され、軸調節器１８から着脱式媒結合器２２を介してケーブル束２３を利用して定置型ホール架台１７（図１）上に配設された定置型端子箱２４に接続されており、かつフィールドバスモジュール２０を介して連続鋳造装置１の制御室２５内のメモリプログラミング式制御部１９と接続されている（図３）。

図４記載の測定要素および構造群の割当ての第２の形式は、ロールセグメント上枠１２上に油圧シリンダ１３ａからの位置発信器の信号がそれぞれ端子箱２１に送信されていることにある。着脱式媒結合器２２を利用して構成されたケーブル束２３は、ロールセグメント８から定置型ホール架台１７上または連続鋳造装置１および軸調節器１８上へ誘導されている。これらの軸調節器１８に１つの弁台２６が定置型架台１７で接続されている。軸調節器１８の信号はフィールドバスモジュール２０を介して連続鋳造装置１の制御室２５内のメモリプログラミング式制御部１９に送信されている。

軸調節器１８は、位置決め、同期化、左または右の油圧シリンダ１３ａまたは鋳造ビレット７の入口側または出口側の作動、センサの状態、ロールセグメント符号化、保守サイクルまたは類似の機能のために記憶された信号を処理する。

ロールセグメント８の上枠１２上の端子箱２１は、そこに別の方法で供給される機械冷却水によって冷却される。

フィールドバスモジュール２０は、物理的に電気金属線または光導波路または無線伝達技術または赤外信号を利用して接続および結合されている。

電源装置用のケーブル束２３のケーブルは、軸調節器１８およびフィールドバスモジュール２０に対してエネルギーを輸送し、１つの共通のコネクタ２２ａを形成する。

ホール架台を備える連続鋳造装置の側面図である。 ロールセグメントの透視図である。 第１の実施例のモジュール形式の原理図である。 第２の実施例のモジュール形式の原理図である。

符号の説明

１ 連続鋳造装置
２ 支持ロール架台
３ 液状の鋼材
４ レードル
５ 分配器
６ 連続鋳造鋳型
７ 鋳造ビレット
８ ロールセグメント
８ａ 第１ロールセグメント
９ チャンバ
１０ 支持ロール
１１ 下枠
１２ 上枠
１３ ピストンシリンダユニット
１３ａ 油圧シリンダ
１４ 周辺機器
１５ 切換弁
１６ 調整弁ブロック
１７ ホール架台
１８ 軸調節器
１９ メモリプログラミング式制御部
２０ フィールドバスモジュール
２１ ロールセグメントの端子箱
２１ａ ホール架台の端子箱
２２ 着脱式媒結合器
２２ａ 共通のコネクタ
２３ ケーブル束
２４ 定置型端子箱
２５ 制御室
２６ 弁台

Claims (8)

1. 複数の連続するロールセグメント（８）からなる、金属、特に鋼材（３）用の連続鋳造装置（１）の支持ロール架台（２）用の制御および／または調整装置であって、前記ロールセグメントがそれぞれ支持ロール（１０）を担持する下枠（１１）と、対向する上枠（１２）とを介して送給、調整のために、および／または内部品質の改良および厚さ変化のために、２つ１組のピストンシリンダユニット（１３）を利用して互いに調整して作動可能であり、周辺機器（１４）の測定データが分散式に検出および処理される装置において、周辺機器（１４）がロールセグメント（８）の横または上またはロールセグメント（８）の近傍に定置型ホール架台（１７）に配設され、かつ該周辺機器の測定信号が軸調節器（１８）を介して処理および記憶され、かつフィールドバスモジュール（２０）を介してメモリプログラミング式制御部（１９）と通信することを特徴とする装置。
2. ロールセグメント上枠（１２）で周辺機器（１４）が端子箱（２１）内の軸調節器（１８）に接続され、ロールセグメント上枠（１２）に切換弁（１５）が設けられ、かつ軸調節器（１８）と接続されており、軸調節器（１８）から着脱式媒体結合器（２２）を介してケーブル束（２３）を利用して定置型ホール架台（１７）に配設された端子箱（２４）と、フィールドバスモジュール（２０）を介して連続鋳造装置（１）の制御室（２５）内のメモリプログラミング式制御部（１９）と接続されていることを特徴とする請求項１記載の装置。
3. ロールセグメント上枠（１２）で油圧シリンダ（１３ａ）からの位置発信器の信号がそれぞれ１つの端子箱（２１）へ送信され、着脱式媒体結合器（２２）を利用して形成されたケーブル束（２３）がロールセグメント（８）から定置型ホール架台（１７）上または連続鋳造装置（１）および軸調節器（１８）へ誘導されており、軸調節器（１８）に定置型架台（１７）上の弁台（２６）が接続されており、かつ信号が軸調節器（１８）からフィールドバスモジュール（２０）を介して連続鋳造装置（１）の制御室（２５）内のメモリプログラミング式制御部（１９）へ送信されることを特徴とする請求項１記載の装置。
4. 軸調節器（１８）が支持ロール（１０）の位置決め、隣接ロールセグメント（８）の駆動された支持ロール（１０）の同期化、左または右の油圧シリンダ（１３ａ）もしくは入口側または出口側、各センサの状態監視、ロールセグメント符号化、保守サイクル等々のために、記憶された信号を処理することを特徴とする請求項２および３に記載の装置。
5. 端子箱（２１）がロールセグメント（８）の上枠（１２）に設けた機械冷却水を利用して冷却されることを特徴とする請求項２および３に記載の装置。
6. フィールドバスモジュール（２０）が物理的に電気金属線、光導波路または無線伝達技術または赤外信号を利用して接続可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の装置。
7. ケーブル束（２３）のケーブルが電源装置、軸調節器（１８）およびフィールドバスモジュール（２０）に対して共通のコネクタ（２２ａ）を利用して接続されていることを特徴とする請求項１〜３および６のいずれか一つに記載の装置。
8. 位置発信器の信号用のケーブルが端子箱（２１）からロールセグメント（８）上で軸調節器（１８）への着脱式コネクタ（２２ａ）としての媒体結合器（２２）を利用して構成されていることを特徴とする請求項１〜３および６のいずれか一つに記載の装置。

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