(57)【要約】【課題】連続鋳造材内部の未凝固部を電磁攪拌する連続鋳造用電磁攪拌装置の制御方法と装置に関する。【解決手段】該連続鋳造用電磁攪拌装置の少なくとも１方向の振動データを採取し、該振動データと基準振動データを比較して、異常と判定の場合は、前記の連続鋳造用電磁攪拌装置に設定する電流値および／または周波数を、あらかじめ設定した所定値分だけ低減させ、一方、前記振動データが異常でないと判定の場合はそのままとする処理を行う。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続鋳造材内部の未凝固部を電磁攪拌する連続鋳造用電磁攪拌装置の制御方法であって、
該連続鋳造用電磁攪拌装置の少なくとも１方向の振動データを採取し、
該振動データと基準振動データを比較して、異常と判定の場合は、前記の連続鋳造用電磁攪拌装置に設定する電流値および／または周波数を、あらかじめ設定した所定値分だけ低減させ、一方、前記振動データが異常でないと判定の場合はそのままとする処理を行うことを特徴とする連続鋳造用電磁攪拌装置の制御方法。
【請求項２】
前記する設定電流値および／または周波数の所定値までの低減を行った後、更に、設定電流値および／または周波数についてのデータ収集を行い、該収集したデータと前記連続鋳造用電磁攪拌装置の電磁攪拌の効果を損なわない範囲の鋼種毎の設定電流値と周波数のデータと比較し、電磁攪拌の効果を損なうと判定した際に、警報出力を行うことを特徴とする請求項１に記載の連続鋳造用電磁攪拌装置の制御方法。
【請求項３】
前記振動データを、３次元方向にそれぞれ１つずつ採取することを特徴とする請求項１または２に記載の連続鋳造用電磁攪拌装置の制御方法。
【請求項４】
連続鋳造材内部の未凝固部を電磁攪拌する連続鋳造用電磁攪拌装置の制御装置であって、
該連続鋳造用電磁攪拌装置に具備してなる少なくとも１つの振動センサと、
前記振動センサにより採取した振動データと基準振動データを比較して、異常と判定の場合は、前記の連続鋳造用電磁攪拌装置に設定する電流値および／または周波数を、あらかじめ設定した所定値分だけ低減させ、一方、前記振動データが異常でないと判定の場合はそのままとする処理を行うＰＬＣと、
を有することを特徴とする連続鋳造用電磁攪拌装置の制御装置。
【請求項５】
前記ＰＬＣが、
前記する設定電流値および／または周波数の所定値までの低減を行った後、更に、設定電流値および／または周波数についてのデータ収集を行い、該収集したデータと、前記連続鋳造用電磁攪拌装置の電磁攪拌の効果を損なわない範囲の鋼種毎の設定電流値と周波数のデータを比較して、電磁攪拌の効果を損なうと判定した際に、警報出力を行うようにしてなることを特徴とする請求項４に記載の連続鋳造用電磁攪拌装置の制御装置。
【請求項６】
前記振動センサを、３次元方向にそれぞれ１つずつ配置してなることを特徴とする請求項４または５に記載の連続鋳造用電磁攪拌装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続鋳造における連続鋳造用電磁攪拌装置の異常振動を防止し、異常振動に起因する故障発生を予防する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
まず、図３に基づき、連続鋳造ラインの概略について説明する。
連続鋳造ラインでは、取鍋３からタンディッシュ４を介して溶鋼２がモールド５に鋳込まれ、モールド５の下方から、未だ内部が未凝固状態のシェルとなった連続鋳造材１が引き抜かれる。このとき、連続鋳造材１内部の未凝固の溶鋼２を電磁攪拌装置１０で電磁攪拌し、連続鋳造材１の品質向上が図られている。なお、６は連続鋳造材を押圧するロールである。ただし、ここでは、水冷等の説明を省略している。
【０００３】
電磁攪拌装置（ＥＭＳ（Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｓｔｉｒｒｅｒ）ともよぶ）は、連続鋳造材内部の未凝固部に電磁力を発生し、その攪拌力で未凝固部の溶鋼を攪拌して連続鋳造材の性状を向上させる装置である。そして、このように電磁力を与えるため、装置自体にも反力による振動が発生する。そのため、電磁攪拌装置の設計段階から、ある程度の振動を想定した設計がなされ、振動に対する各種の対策をとって装置が製作されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、連続鋳造ラインでの、連続鋳造材の引抜き速度の変動やバルジング状態等、操業条件によっては、その振動を助長させる場合もあり、設計時の想定以上の振動が発生することも多々ある。
そして、このような異常振動によってコイル冷却のために電磁攪拌装置内部にはりめぐらせた水冷銅管のジョイント部やフランジ部等、強度的に弱い部分に応力が集中し、亀裂破損等の各種の故障が度々発生していた。
【０００５】
本発明は、このような異常振動に起因する故障発生を低減することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下の各項記載の連続鋳造用電磁攪拌装置の制御方法および装置によって、上記課題を解決した。
▲１▼　連続鋳造材内部の未凝固部を電磁攪拌する連続鋳造用電磁攪拌装置の制御方法であって、該連続鋳造用電磁攪拌装置の少なくとも１方向の振動データを採取し、該振動データと基準振動データを比較して、異常と判定の場合は、前記の連続鋳造用電磁攪拌装置に設定する電流値および／または周波数を、あらかじめ設定した所定値分だけ低減させ、一方、前記振動データが異常でないと判定の場合はそのままとする処理を行うことを特徴とする連続鋳造用電磁攪拌装置の制御方法。
▲２▼　　前記する設定電流値および／または周波数の所定値までの低減を行った後、更に、設定電流値および／または周波数についてのデータ収集を行い、該収集したデータと前記連続鋳造用電磁攪拌装置の電磁攪拌の効果を損なわない範囲の鋼種毎の設定電流値と周波数のデータと比較し、電磁攪拌の効果を損なうと判定した際に、警報出力を行うことを特徴とする上記▲１▼に記載の連続鋳造用電磁攪拌装置の制御方法。
▲３▼　　前記振動データを、３次元方向にそれぞれ１つずつ採取することを特徴とする上記▲１▼または▲２▼に記載の連続鋳造用電磁攪拌装置の制御方法。
▲４▼　連続鋳造材内部の未凝固部を電磁攪拌する連続鋳造用電磁攪拌装置の制御装置であって、該連続鋳造用電磁攪拌装置に具備してなる少なくとも１つの振動センサと、前記振動センサにより採取した振動データと基準振動データを比較して、異常と判定の場合は、前記の連続鋳造用電磁攪拌装置に設定する電流値および／または周波数を、あらかじめ設定した所定値分だけ低減させ、一方、前記振動データが異常でないと判定の場合はそのままとする処理を行うＰＬＣと、を有することを特徴とする連続鋳造用電磁攪拌装置の制御装置。
▲５▼　　前記ＰＬＣが、前記する設定電流値および／または周波数の所定値までの低減を行った後、更に、設定電流値および／または周波数についてのデータ収集を行い、該収集したデータと、前記連続鋳造用電磁攪拌装置の電磁攪拌の効果を損なわない範囲の鋼種毎の設定電流値と周波数のデータを比較して、電磁攪拌の効果を損なうと判定した際に、警報出力を行うようにしてなることを特徴とする上記▲４▼に記載の連続鋳造用電磁攪拌装置の制御装置。
▲６▼　　前記振動センサを、３次元方向にそれぞれ１つずつ配置してなることを特徴とする上記▲４▼または▲５▼に記載の連続鋳造用電磁攪拌装置の制御装置。
【０００７】
【発明の実施の形態】
まず、図２に基づき、本発明を適用する連続鋳造用電磁攪拌装置（ＥＭＳ）１０について説明する。
連続鋳造用電磁攪拌装置１０は、水冷ケーシング１７内にコイル巻線および鉄芯１１を内蔵してなり、連続鋳造材１内部の未凝固部の溶鋼２を電磁攪拌する装置である。
【０００８】
ここで、鉄芯に形成したコイル巻線は、例えば、２つのコイルに分割されている。そして、一方のコイルに１０００Ａ程度、他方に６００　Ａ程度の交流電流を通電し、かつ、２つのコイルを２Ｈｚ、あるいは、１．５Ｈｚ　程度で切り替えることで効率よく電磁攪拌を行うように構成している。
なお、水冷ケーシング１７には、内蔵している鉄芯を固定して保持する鉄芯固定フレーム１４が付設され、コイルの振動を抑制している。
【０００９】
本発明では、この鉄芯固定フレーム１４に少なくとも１つの振動センサ１５、好適には、３次元方向に各１つづつの振動センサ１５を付設することを特徴とする。
ここで、連続鋳造用電磁攪拌装置１０に発生する振動は、操業状態などの様々な要因によって複雑な挙動を示すことから、振動センサ１５を３次元方向に配して、空間的な振動状態を取り込めるようにすることが好ましい。ただし、後述する異常振動の発生方向が明らかな場合等、振動の発生方向を特定できる場合等には、１つの振動センサを配するようにしてもよい。
【００１０】
本発明は、このように配した振動センサ１５の信号に基づき、連続鋳造用電磁攪拌装置１０の異常振動を検知し、その異常振動を解消するように制御することを特徴とする。
振動センサ１５の各センサ信号用ケーブル１６は、ＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｌｏｇｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　）２０に接続し、ＰＬＣ２０で継続して繰返し振動状態をモニタできるようにしておく。また、ＰＬＣ２０には、記憶装置２１と警報装置２２を接続する。これらの機能については、後述する。
【００１１】
次に、図１に示すフローチャートに基づき、本発明での異常振動抑制のための制御方案について説明する。
本発明においては、まず、前処理として、異常振動抑制の制御を行うための基準となるデータを採取する。
まず、通常の操業状態において、ＥＭＳ１０に付設した振動センサ１５の信号をＰＬＣ２０に継続的に入力し、ＥＭＳ１０に通常発生している振動データ（加速度、振幅、周波数等）を収集して「基準振動データ」として記憶装置２１に格納しておく（１１０　）。
【００１２】
また、同時に、必要に応じて、ＥＭＳ１０の効果を損なわない範囲のＥＭＳ１０の設定電流値、周波数のデータを鋼種毎に収集し、テーブル形式で記憶装置２１に格納しておく（１２０　）。
次に、オンライン操業時の、ＥＭＳ振動判定処理時において、以下の処理を行う。
【００１３】
まず、ＥＭＳ振動データを測定する（２１０　）。
そして、ＰＬＣにおいて、この測定データと記憶装置に格納した基準振動データを比較し、異常振動かどうかの判定を行う（２２０　）。
判定は、最も簡単には、例えば、測定データの基準振動データからの偏差の大小比較を行う閾値判定による方法が有効である。
【００１４】
ここで、振動が異常でないと判定した場合は、そのまま次のループに移り、再度ＥＭＳ振動データの測定を行う。
一方、異常振動と判定した場合には、ＥＭＳに設定する電流値および／または周波数を所定値だけ低減する処理を行う（２３０　）。なお、低減する所定値は、これまでの操業実績等から適宜決定する。
【００１５】
次に、低減後の設定電流値および／または周波数についてのデータ収集を行い、記憶装置２１に格納したテーブル値と比較してＥＭＳの効果を損なうかどうかの判定処理を行う（２４０　）。
ここで、効果を損なわないと判定した場合には、そのまま、次のループに移り、再度ＥＭＳ振動データの測定を行うステップに移行する。
【００１６】
一方、ＥＭＳの効果を損なうと判定した場合には、適宜、警報処理を行うようにする（２５０　）。警報は、ブザー音や警告灯、あるいは、ディスプレイ上への表示等によって行う。
なお、警報が発せられた場合には、オペレータの判断により、ラインの鋳込み速度の低減や、スループットを下げるなどの処理を行う。また、併せて、バルジング等の不具合が発生していないかどうかの確認作業を行う。ただし、これらの一連のオペレータ作業を自動化し、警報出力をトリガとする自動化システムを構築することがより好ましい。
【００１７】
【実施例】
本発明の連続鋳造用電磁攪拌装置の制御方法を、製鉄用スラブの連続鋳造ラインに付設した連続鋳造用電磁攪拌装置に適用した。その結果、従来、年４〜５回程度発生していた水冷銅管の亀裂破損等の故障を年１回以下にまで低減することができた。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によって、連続鋳造用電磁攪拌装置の異常振動を有効に低減することが可能となり、装置の故障発生を低減でき、設備の信頼性向上を実現できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の制御フローを示すフローチャートである。
【図２】本発明を適用する連続鋳造用電磁攪拌装置の模式図である。
【図３】連続鋳造ラインの概略模式図である。
【符号の説明】
１　　　　連続鋳造材
２　　　　溶鋼
３　　　　取鍋（レードル）
４　　　　タンディッシュ
５　　　　モールド
６　　　　ロール
１０　　　　電磁攪拌装置（ＥＭＳ）
１１　　コイル巻線および鉄芯
１２　　ケーブル接続口
１３　　冷却水フランジ
１４　　鉄芯固定フレーム
１５　　振動センサ
１６　　センサ信号用ケーブル
１７　　水冷ケーシング
２０　　ＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｌｏｇｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　）
２１　　記憶装置
２２　　警報装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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