JPH049260A - モールドレベル制御装置 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は連続鋳造設備におけるモールド制御装置に関す
る。

（従来の技術） 連続鋳造設備としては、タンデイシュに収容された溶鋼
をモールド内に注入し、ここで冷却、固化された鋳片を
引抜装置により連続して引抜くようにしたものがある。

ところで、このような連続鋳造設備において、鋳片を連
続的に引抜くには引抜モールド内の溶鋼のレベル（以下
モールドレベルと言う）が常に一定になるようにタンデ
イシュからモールド内に注入される溶鋼の注入量を制御
すると共に、このモールドより引抜かれる鋳片の引抜速
度をモールドレベルに応じて制御する必要がある。

第４図は従来のかかるモールドレベル制御装置の構成例
を示している。第４図において、１は溶鋼が収容された
タンディツシュで、このタンディツシュ１の底部開口部
にはスライディングノズル（以下ＳＮノズルと呼ぶ）２
が設けられ、このＳＮノズル２はＳＮノズル駆動装置３
によりその開度が制御される。また、４はタンディツシ
ュ１よりＳＮノズル２を通して注入される溶鋼を冷却す
るモールドで、ここで固化された鋳片５はモールド底部
開口部より引抜可能になっている。さらに、６は鋳片５
に引抜力を与えてモールド底部開口部より複数個のガイ
ドローラフによりガイドされながら移動する鋳片５を連
続して引抜くものである。

一方、８はモールドレベルを検出するレベル検出器、９
はこのレベル検出器８により検出されたレベル検出信号
が入力されるレベル調節計で、このレベル調節計９はレ
ベル変動に応じてＳＮノズル駆動装置３に制御指令を与
え、ＳＮノズル２の開度を制御するものである。また、
１０は引抜装置６の駆動源となるモータの回転軸に取付
けられ、鋳片５の引抜速度を検出する速度計、１１はレ
ベル検出器８により検出されたレベル検出信号が入力さ
れ、モールドレベルに対する引抜速度の変化分を折線特
性から補正値ΔＶとして求める補正装置である。１２は
速度設定器１３で設定された基準速度ＶＳＶと補正装置
１１で求められた補正値ΔＶとを加算する加算器である
。１４は速度計１０の速度検出信号Ｖと加算器１２の加
算出力信号が入力される速度調節計で、この速度調節計
１４は加算器１２の加算出力信号と速度検出信号Ｖとの
偏差に応じて引抜装置６を制御するものである。

このような構成のモールドレベル制御装置において、モ
ールドレベルが設定レベルに対して変動すると、レベル
調節計９はレベル検出器８の検出信号をもとにＳＮノズ
ル駆動装置３に制御指令を与えてＳＮノズル２の開度が
制御される。したがって、モールドレベルがほぼ設定レ
ベルになるようにタンディツシュ１からモールド４内に
注入される溶鋼の注入量が制御される。また、速度調節
計１４は、補正装置１１によりそのときのモールドレベ
ルに応じて求められた補正値ΔＶにより基準速度ＶＳＶ
を補正し、速度計１０により検出された引抜速度との偏
差により鋳片５の引抜速度が制御される。

（発明が解決しようとする課題） しかし、従来のモールドレベル制御装置では、レベル調
節計９により制御されるＳＮノズル２の開度とは無関係
に、補正装置１１によりモールドレベルに応じて求めら
れる補正値により補正された基準速度と速度計１０によ
り検出された引抜速度との偏差により鋳片５の引抜速度
を制御しているため、モールドレベルの変動によりＳＮ
ノズル２の開度がモールドレベル変動に対して＋側のと
きでも、−側の制御と同じように鋳片５の引抜速度が大
きくなるように制御されてしまう。このため、モールド
レベルが設定レベルに対して＋側と一側に交互に変動す
ると言うハンチング、を生じ、安定した制御を行うこと
ができなかった。

本発明はモールドレベルの変動に対して鋳片の引抜速度
をＳＮ開度とモールドレベルとを考慮して鋳片の引抜速
度を制御することより、ノ＼ンチングの発生しない安定
した制御を行うことかできるモールドレベル制御装置を
提供することを目的とする。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明は上記の目的を達成するため、タンディツシュに
収容された溶鋼をタンディツシュ底部に有する開度制御
の可能なノズルを通してモールド内に注入し、ここで冷
却、固化された鋳片を引抜装置により連続して引抜くよ
うにした連続鋳造設備において、前記モールド内の溶鋼
のレベル（モールドレベル）を検出するレベル検出器と
、前記ノズルの開度を検出する開度検出器と、前記レベ
ル検出器により検出されたモールドレベルと設定レベル
との偏差に応じて前記ノズルの開度を制御するモールド
レベル制御手段と、前記引抜装置により引抜かれる鋳片
の引抜速度を検出する速度検８器と、この速度検出器に
より検出された引抜速度と基準速度との偏差に応じて前
記引抜装置による鋳片の引抜速度を制御する引抜速度制
御手段と、前記レベル検出器により検出されるモールド
レベル情報と前記開度検出器により検出されるノズルの
開度情報が入力されこれらの情報をもとにファジー推論
により鋳片の引抜速度の補正値を求めて前記基準速度を
補正する補正演算手段とを備え、この補正演算手段は設
定レベルに対するモールドレベルの偏差と適合度との関
係で表される第１のメンバーシップ関数、鋳片の引抜速
度から求められる計算上のノズル開度に対する実際のノ
ズル開度の偏差と適合度との関係で表される第２のメン
バーシップ関数および速度補正値と適合度との関係で表
される第３のメンバーシップ関数を予め設定された複数
のファジー推論規則にそれぞれ対応させて用意された知
識ベースと、前記溶鋼レベル情報とノズルの開度情報が
入力されると前記知識ベースから各ファジー推論規則に
対応する第１乃至第３のメンバーシップ関数を取込んて
第１のメンバーシップ関数から前記モールドレベル情報
に基くモールドレベル偏差に対する適合度を求めると共
に、第２のメンバーシップ関数から前記開度情報に基く
ノズル開度偏差に対する適合度を求め、これらの適合度
をもとに第３のメンバシップ関数により最適な速度補正
値を求める推論部とて構成したものである。

（作用） したかって、このような構成のモールドレベル制御装置
にあっては、レベル検出器により検出されたモールドレ
ベル情報とノズル開度検出器により検出されたノズルの
開度情報がファジー推論を応用した補正演算手段に入力
されると、この補正演算手段は知識ベースから各ファジ
ー推論規則に対応する第１乃至第３のメンバーシップ関
数を取込んで第１のメンバーシップ関数からモールドレ
ベル情報に基くモールドレベル偏差に対する適合度を求
めると共に、第２のメンバーシップ関数からノズル開度
情報に基くノズル開度偏差に対する適合度を求め、これ
らの適合度をもとに第３のメンバーシップ関数により最
適な速度補正値を求めて引抜速度制御手段に与えられる
基準速度を補正することにより、ハンチングの起こさな
い安定したモールドレベル制御か可能となる。

（実施例） 以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明によるモールドレベル制御装置の構成例
を示すもので、第４図と同一部分には同一記号を付して
その説明を省略し、ここでは異なる点について述べる。

本実施例では、第１図に示すようにＳＮノズル装置３に
より制御されるＳＮノズル２の開度を検出するＳＮ開度
計１５を設けると共に、レベル検出器８により検出され
るモールドレベルの検出信号およびＳＮ開度計１５によ
り検出されるＳＮノズル２の開度検出信号をそれぞれ入
力し、これらの検出信号をもとに鋳片５の引抜速度の補
正値Δ■をファジー制御理論により求める補正演算装置
１６を従来の補正装置に代えて設けるようにしたもので
ある。

第２図は補正演算装置１６の内部構成を示すもので、こ
の補正演算装置１６はファジー推論規則およびメンバー
シップ関数が保存され、且つオペレータとの対話形式に
より情報の入出力が可能な知識ベース１６−１と、モー
ルドレベルの検出信号およびＳＮノズル２の開度検出信
号がそれぞれ入力されると、これらの信号をもとに知識
ベース１６−１に保存されたファジー推論規則およびメ
ンバーシップ関数を参照してそのときの鋳片５の最適な
引抜速度の補正値を推論により求める推論部１６−２を
備えている。

第３図は知識ベース１６−１に保存されたファジー推論
に適用するファジー推論規則とメンバーシップ関数を示
すものである。第３図において、Ａ　１１．　　Ａ　１
２・　Ａ２１・　Ａ２２・　Ａ３１・　Ａ３２・Ａ４１
゜Ａ４２．Ｂ＋　、Ｂ２　、Ｂｉ　、Ｂ４はメンバーシ
ップ関数であり、Ｂ＋　、Ｒ２、Ｒｉ　、Ｒ４はファジ
ー推論規則である。

本実施例のファジー推論ではｍｉｎ演算法をも用いた推
論方法を適用する。ここで、推論のための入力（前提）
は、ＳＮ開度とモールドレベルであり、入力（前提）と
出力（結論）を結びつけるものかファジー推論規則Ｒ＋
　、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４である。即ち、 （前提） Δ１−Δ】ｌ、且つΔ２−ΔＺ１である。

（ファジー推論規則） Ｒ３：もしΔ１　＝　Ａ　＋　１で、ΔＺ−Ａ、２なら
ば、ΔｖｍＢ、である。

Ｒ２：もしΔ１−　Ａ　２１テ、ΔＺ−Ａ２２ナラば、
ΔｖｍＢ２である。

Ｒ１：もしΔ１−Ａ、□で、ΔＺ−Ａ、２ならば、Δｖ
−８３である。

Ｒ４：もしΔｌ　−Ａ　４ｔテ、Δｚ−Ａ４２ナラば、
Δ■１ｗＢ４である。

（結論） ΔＶ−Δｖ１である。

ただし、Δ１．Δ１１　：モールドレベル偏差、ΔＺ、
ΔＺ、：ＳＮノズル開度、ΔＶ、Δｖｌ　：速度補正値
である。

次に補正演算装置１６によりモールドレベルとＳＮノズ
ルの開度を入力情報として速度基準を補正する補正値Δ
Ｖを求める場合のファジー推論規則とメンバーシップ関
数について説明する。

■ファジー推論規則Ｒ メンバーシップ関数ＡＩ、はモールドレベルが設定値よ
り高い場合を示し、横軸はモールドレベル偏差であり、
縦軸は適合度ωである。

メンバーシップ関数Ａ１□は第１図における速度計１０
により検出される引抜速度から計算により求めたＳＮ開
度（計算ＳＮ開度）とＳＮ開度計１５により検出された
ＳＮ開度との差（実際のＳＮ開度差）が＋側に大（計算
ＳＮＮ開度差支実際ＳＮ開度差）の度合を示し、横軸は
ＳＮ開度差であり、縦軸は適合度ωである。

ここで、メンバーシップ関数Ａ１Ｈのあるモールドレベ
ル偏差Δ１１に対する適合度ω１とメンバーシップ関数
Ａ１□のあるＳＮ開度差Δｚ１に対する適合度ω２とを
比較し、小さい方の適合度のところでメンバーシップ関
数Ｂ１をカットする。このカットされたメンバーシップ
関数８１の図形の重心のΔＶ座標がファジー推論規則Ｒ
１によって推論される速度補正値となる。

■ファジー推論規則Ｒ２ メンバーシップ関数Ａ２１はモールドレベルが設定値よ
り高い場合を示し、横軸はモールドレベル偏差であり、
縦軸は適合度ωである。

メンバーシップ間数Ａ２２は計算ＳＮ開度と実際のＳＮ
開度差が一側に大（計算ＳＮ開度差く実際のＳＮ開度差
）の度合を示し、横軸はＳＮ開度差であり、縦軸は適合
度ωである。

ここで、メンバーシップ関数Ａ２１のあるモールドレベ
ル偏差Δ！１に対する適合度ω、とメンバーシップ関数
Ａ２□のあるＳＮ開度差Δｚｌに対する適合度ω４とを
比較し、小さい方の適合度のところでメンバーシップ関
数８２をカットする。このカットされたメンバーシップ
関数Ｂ２の図形の重心のΔＶ座標がファジー推論規則Ｒ
２によって推論される速度補正値となる。

■ファジー推論規則Ｒ３ メンバーシップ関数Ａ３１はモールドレベルか設定値よ
り低い場合を示し、横軸はモールドレベル偏差であり、
縦軸は適合度ωである。

メンバーシップ関数Ａ３□は計算ＳＮ開度と実際のＳＮ
開度との差か＋側に大（計算ＳＮ開度差≧実際のＳＮ開
度差）の度合を示し、横軸はＳＮ開度差であり、縦軸は
適合度ωである。

ここで、メンバーシップ関数Ａ３１のあるモールドレベ
ル偏差Δ１１に対する適合度とメンバーシップ関数Ａ３
゜のあるＳＮ開度差ΔＺｌに対する適合度とを比較し、
小さい方の適合度のところでメンバーシップ関数８３を
カットする。このカットされたメンパーンツブ関数Ｂ３
の図形の重心のΔＶ座標がファジー推論規則Ｒ３によっ
て推論される速度補正値となる。

■ファジー推論規則Ｒ４ メンバーシップ関数Ａ４１はモールドレベルが設定値よ
り低い場合を示し、横軸はモールドレベル偏差であり、
縦軸は適合度ωである。

メンバーシップ関数Ａ４□は計算ＳＮ開度と実際のＳＮ
開度との差か一側に大（計算ＳＮ開度差く実際のＳＮ開
度差）の度合を示し、横軸はＳＮ開度差であり、縦軸は
適合度ωである。

ここで、メンバーシップ関数Ａ　４１のあるモールドレ
ベル偏差Δ１、に対する適合度とメンバーシップ関数Ａ
４□のあるＳＮ開度差ΔＺ１に対する適合度とを比較し
、小さい方の適合度のところでメンバーシップ関数Ｂ４
をカットする。このカットされたメンバーシップ関数Ｂ
４の図形の重心のΔＶ座標がファジー推論規則Ｒ４によ
って推論される速度補正値となる。

このように本実施例による補正演算装置１６ではモール
ドレベルとＳＮノズル開度の入力情報をもとに知識ベー
ス１６−１に保存されている各ファジー推論規則Ｒ１〜
Ｒ４に対応するメンバーシップ関数Ａ　１１．　　Ａ　
Ｈ２〜Ａ　４Ｈ，Ａ　４２からΔ１ΔＺ、に対する適合
度をそれぞれ求め、その適合度を比較して小さい方の適
合度のところでメンバーシップ関数Ｂ、−８４をカット
し、このカットされたメンバーシップ関数８１〜Ｂ４の
図形の重心のΔＶの座標を速度補正値として求めるよう
にしたものである。したがって、この速度補正値ΔＶを
加算器１３に与えて基準速度を補正することにより、モ
ールドレベルにハンチングの生しない安定した制御を行
なうことかできる。

なお、本発明は上記実施例にのみ限定されるものではな
く、次のような構成としても前述同様に実施することが
できる。

（１）第１図においては、ＳＮノズルを用いた場合であ
るか、ストッパータイプの場合でもＳＮノズル特性をス
トッパー特性に変更すれば、同様に実施することができ
る。

（２）モールドレベルに対して最上限、最下限で引抜速
度を０とする安全装置を設けたモールドレベル制御装置
についても通常の制御範囲であれば適用するすることか
できる。

（３）第３図に示すメンバーシップ関数Ａｌｌ。

Ａ　）　２．　Ａ　２１・Ａ２２・Ａ３１・Ａ３２・Ａ
　４１・Ａ　４２ｆ３＋　、Ｂ２　、Ｂ３　、Ｂ４は本
モールドレベル制御装置をプラントに適用する際に調整
するものであり、その形状については可変できるもので
ある。

（４）第３図ではメンバーシップ関数を２つの要素で定
義したが、この他の可変要素であるモールド幅、鋼材の
種類、ＳＮ開度特性を加えた３つ以上のメンバーシップ
関数でモールドレベルを制御するようにしても前述同様
に実施できる。

［発明の効果コ 以上述べたように本発明によれば、モールドレベルの変
動に対しファジー推論の手法を用いて設定レベルに対す
るモールドレベル偏差と引抜速度から求めた計算上のノ
ズル開度と実際のノズル開度との偏差とから、その時の
最適な引抜速度の補正値を求め、この補正値により鋳片
の引抜速度を補正するようにしたので、ハンチングの発
生しない安定した制御を行うことができるモールドレベ
ル制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるモールドレベル制御装置の一実施
例を示す構成図、第２図は同実施例におけるファジー推
論を応用した補正演算装置のブロック図、第３図は同実
施例において、ファジー推論に適用するファジー推論規
則とメンバーシップ関数の説明図、第４図は従来のモー
ルドレベル制御装置を示す構成図である。 １・・・タンディツシュ、２・・・ＳＮノズル、３・・
・ＳＮノズル駆動装置、４・・・モールド、５・・・鋳
片、６・・・引抜装置、７・・・ガイドローラ、８・・
・レベル検出器、９・・・レベル調節計、１０・・・速
度計、１２・・・基準速度設定器、１３・・・加算器、
１４・・・速度調節計、１５・・・ＳＮ開度検出器、１
６・・・補正演算装置。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 ２（３口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. タンディッシュに収容された溶鋼をタンディッシュ底部
   に有する開度制御可能なノズルを通してモールド内に注
   入し、ここで冷却、固化された鋳片を引抜装置により連
   続して引抜くようにした連続鋳造設備において、前記モ
   ールド内の溶鋼レベル（モールドレベル）を検出するレ
   ベル検出器と、前記ノズルの開度を検出する開度検出器
   と、前記レベル検出器により検出されたモールドレベル
   と設定レベルとの偏差に応じて前記ノズルの開度を制御
   するモールドレベル制御手段と、前記引抜装置により引
   抜かれる鋳片の引抜速度を検出する速度検出器と、この
   速度検出器により検出された引抜速度と基準速度との偏
   差に応じて前記引抜装置による鋳片の引抜速度を制御す
   る引抜速度制御手段と、前記レベル検出器により検出さ
   れたモールドレベル情報と前記開度検出器により検出さ
   れたノズルの開度情報が入力されこれらの情報をもとに
   ファジー推論により鋳片の引抜速度の補正値を求めて前
   記基準速度を補正する速度補正演算手段とを備え、この
   速度補正演算手段は設定レベルに対するモールドレベル
   の偏差と適合度との関係で表される第１のメンバーシッ
   プ関数、鋳片の引抜速度から求められる計算上のノズル
   開度に対する実際のノズル開度偏差と適合度との関係で
   表される第２のメンバーシップ関数および速度補正値と
   適合度との関係で表される第３のメンバーシップ関数を
   予め設定された複数のファジー推論規則にそれぞれ対応
   させて用意された知識ベースと、前記モールドレベル情
   報とノズルの開度情報が入力されると前記知識ベースか
   ら各ファジー推論規則に対応する第１乃至第３のメンバ
   ーシップ関数を取込んで第１のメンバーシップ関数から
   前記モールドレベル情報に基くモールドレベル偏差に対
   する適合度を求めると共に、第２のメンバーシップ関数
   から前記開度情報に基くノズル開度偏差に対する適合度
   を求め、これらの適合度をもとに第３のメンバーシップ
   関数により最適な速度補正値を求める推論部とで構成し
   たことを特徴とするモールドレベル制御装置。