続いて、添付した図面を参照しつつ、本� ��明を具体化した実施例につき説明し、本発� ��の理解に供する。以下では、スライディン� ��ノズル用プレートが上プレート(固定プレー ト)と下プレート(摺動プレート)の2枚からな� �場合について説明するが、上プレート(上部� ��定プレート)、中プレート(摺動プレート)、� ��プレート(下部固定プレート)の3枚からなる� ��合も基本的に同様である。

[スライディングノズル装置の構成]
 図1に、本発明の第一及び第二の実施例に係 る制御方法を適用するスライディングノズル 装置10の構成を示す。
スライディングノズル装置10は、プレート13(� ��ライディングノズル用プレート)と、プレー ト13を摺動させる摺動手段とから構成される� ��

プレート13は、上プレート13uと下プレート1 3dとからなり、それぞれノズル孔14u、14dが形� ��されている。上プレート13uは、固定金枠18� �介して取鍋11の底面に固定され、ノズル孔14u には上ノズル15が接続されている。一方、下� ��レート13dは、固定金枠18に対して開閉可能� �設けられた開閉金枠19の内側に配置されたス ライド金枠17上に固定され、上プレート13uの� ��面に沿って摺動する。また、下プレート13d� ��ノズル孔14dには下ノズル16が接続されてい� �。

 固定金枠18は、スライド金枠17の摺動方向 に延在し、延在方向の一端には油圧シリンダ 20が設置されている。そして、スライド金枠1 7の一端に油圧シリンダ20のロッド20a先端部が 接続されている。

 取鍋11の直下に配置されたタンディッシ� �12の底面には、タンディッシュ12内の溶鋼重� ��を測定するためのロードセル23が設置され� �いる。ロードセル23の出力は制御装置22に入� ��され、制御装置22では、ロードセル23の出力 値に応じた制御信号を油圧ユニット21に出力� ��る。油圧ユニット21は、制御信号に従って� �圧シリンダ20を作動させ、スライド金枠17を� ��動させる。

[本発明の第一の実施例に係るスライディン� �ノズル装置の制御方法]
 続いて、本発明の第一の実施例に係るスラ� ��ディングノズル装置の制御方法について、� ��3の制御フローチャートを利用して説明する 。

(1)タンディッシュ12の底面に設置されたロー� ��セル23の出力信号を制御装置22に取込む(S1)� �
(2)制御装置22は、従来のスライディングノズ� ��装置の自動制御を行う装置であって、ロー� ��セル23の出力信号と基準設定値との間の偏� �に基づいて油圧シリンダ20の制御力を算出す る。そして、油圧ユニット21に制御信号を出� ��し、油圧ユニット21は、制御信号に基づい� �油圧シリンダ20を駆動して下プレート13dを摺 動させ、ノズル孔の開閉度の制御を行う(S2)� �開閉度の制御は、特許文献1等で開示された� ��法と同様の方法、つまり表1に示すように予 め溶鋼の基準設定値と溶鋼重量の変化率の幅 を設定し、それぞれの基準設定内で制御信号 の種類が決まる。また制御信号の出力周期は 5秒と設定されている。

 表1において、Kは溶鋼重量の変化率(kg/5sec )、Aは定数である。また、「閉小」は、ノズ� ��孔の開口面積が小さくなる方向に、摺動プ� ��ートを小さく摺動させるためのパルス信号� ��「閉大」は、ノズル孔の開口面積が小さく� ��る方向に、摺動プレートを大きく摺動させ� ��ためのパルス信号であり、「開小」は、ノ� ��ル孔の開口面積が大きくなる方向に、摺動� ��レートを小さく摺動させるためのパルス信� ��、「開大」は、ノズル孔の開口面積が大き� ��なる方向に、摺動プレートを大きく摺動さ� ��るためのパルス信号である。因みに、プレ� ��トの摺動距離を5mmと10mm、ノズル孔径を85mm� �すると、「閉小」及び「開小」の摺動率は6% 、「閉大」及び「開大」の摺動率は12%となる 。なお、「保持」では、摺動プレートを摺動 させないようにする。

(3)表1に示された制御信号の出力後、制御の� �適化のため、プレートの摺動距離に関する� �御定数の調整が制御装置22によって以下の手 順で実施される。
先ず最初に、プレートの平均積算摺動率(%/分 )を算出する(S3)。

 プレートの平均積算摺動率(%/分)は、所定 時間におけるプレートの積算摺動率(%)とプレ ート摺動回数(回)とから算出される。本実施� ��においては、プレート積算摺動率(%)は、最� ��に設定したプレートを摺動するための制御� ��号の種類と発信回数とから計算する。例え� ��表1において、過去10分間で、開大(12%)が2回� ��、閉大(12%)が1回、閉小(6%)が1回、保持が2回� ��場合には、10分間の積算摺動率は42%となる� �またこの間におけるプレートを摺動させる� �めの制御信号の発信回数は4回であるから、1 0分間のプレートの平均積算摺動率は10.5%/分� �なる。

 なお、プレートを摺動させるための制御� ��号は、プレートが使用される前に面圧を掛� ��た状態で各制御信号(パルス信号)とプレー� �の摺動距離を実測しておくことで、プレー� �の摺動率とすることができる。あるいは油� �シリンダ等の駆動装置に位置センサーを設� �てその計測結果をプレートの摺動距離とし� �も良い。さらに実際のプレートの摺動距離� �計測しても良い。

 このプレートの平均積算摺動率(%/分)を算 出する時間は、算出時(制御信号の出力時)を� ��点として最低5分間以上遡った時間とする。 5分間より少ないと平均積算摺動率(%/分)の精� ��が低下する。平均積算摺動率(%/分)を算出す る時間の上限は特に無く、例えば、取鍋での 注入開始から終了までの間の積算時間とする ことができる。この場合には、注入開始直後 に制御をスタートしてから継続してプレート が制御信号によって摺動した距離と摺動回数 をカウントし、制御信号の出力周期(例えば5� ��)の度に注入開始直後からの積算データに対 する平均積算摺動率を計算することになる。 また、制御信号の出力時の起点として遡って 5分間以上60分までの任意の特定の時間を決め てもよい。

(4)プレートの平均積算摺動率が管理幅である 0.5(%/分)以上18(%/分)以下であるか判断される(S 4)。
(5)平均積算摺動率が0.5(%/分)未満の場合には� �プレートの摺動距離が大きくなるようにプ� �ート摺動距離に関する制御定数を変更し、� �均積算摺動率が18(%/分)を超える場合には、� �レートの摺動距離が小さくなるようにプレ� �ト摺動距離に関する制御定数を変更する(S6)� ��平均積算摺動率が0.5(%/分)未満の場合には、 タンディッシュ内の溶鋼重量の管理精度が低 下し、平均積算摺動率が18(%/分)を超える場合 にはプレートの寿命が低下する。

 ただし、プレートの摺動率は、3%以上20%� �下の範囲となるように設定することがより� �ましい。プレートの摺動率が3%未満ではタン ディッシュ内の溶鋼重量の管理精度が低下し 、プレートの摺動率が20%を超える場合にはプ レートの寿命が低下する。なお、プレートの 摺動率を設定する際、複数の制御信号がある 場合には、その平均値とすることができる。 例えば表1においては、制御信号としてプレ� �トの摺動率が6%と12%の場合があり、この場合 の平均摺動率は9%となる。

 また、プレートの摺動率の他に、プレー� ��の摺動速度、あるいは制御信号の出力周期� ��ついても同様に所定の管理幅を設定して制� ��定数を可変とする制御を行うことで、より� ��実施例の制御方法の精度を向上することが� ��きる。

(6)プレートの平均積算摺動率が管理幅の範囲 内にある場合は、鋳込み終了かどうかの判定 を行う(S5)。
(7)鋳込みが未だ終了していない場合は、ステ ップS1に戻り、上記(1)以降の手続を実行する� ��一方、鋳込みが終了している場合は、スラ� ��ディングノズル装置10を停止する。

 また、本実施例の制御方法において、プ� ��ートの平均積算摺動率(%/分)の管理に加えて 、タンディッシュ内溶鋼重量の周期(分)、及� ��/又はタンディッシュ内溶鋼重量の変曲点数 (回/分)の管理を行うことでより流量制御の精 度を高めることができる。

 図4は、タンディッシュ内溶鋼重量と基準 設定値との偏差の時刻歴変化を示したもので ある。図1のスライディングノズル装置にお� �て、図3のフローで示す制御方法で制御を行� ��た結果を示している。本制御方法の適用前� ��は、プレートの平均積算摺動率が20%/分と本 実施例の範囲外であったが、プレート摺動距 離に関する制御定数を変更し、プレートの摺 動率を12%と6%に変更することで(表1参照)、プ� ��ートの平均積算摺動率が9%/分となった。即� ��、下プレートの摺動距離が小さくなり、し� ��も摺動回数が低下し、プレートの寿命が延� ��た。また、図4において、制御ON時から重量� ��差の変動周期が長くなっている。

 図5には、プレートの寿命とプレートの平 均積算摺動率との関係を示す。このプレート の平均積算摺動率が18(%/分)以下の場合にはプ レートの寿命が長くなり、さらに平均積算摺 動率(%/分)が12(%/分)以下の場合、寿命がより� �くなることがわかる。平均積算摺動率が18(%/ 分)を超える場合には、プレートのエッジ溶� �、やストローク損傷が大きくなり寿命が短� �なる。

 図6には、プレートの寿命とプレートの平 均摺動率との関係を示す。この試験において は、平均積算摺動率が18%以下の条件で実施し た。このプレートの平均摺動率が20%以下の場 合にはプレートの寿命が長くなり、さらに平 均摺動率が10%以下の場合、寿命がより長くな ることがわかる。平均摺動率が20%を超える場 合には、プレートのエッジ溶損、やストロー ク損傷が大きくなり寿命が短くなる。

 図7には、プレートの寿命とストローク長 /ノズル孔径との関係を示す。図7では、図1及 び図3で示した制御方法において、スライデ� �ングノズル装置の設定変更によりプレート� �ストローク長のみを変えて試験を行った。� �ストローク長について3個のプレートを使用� ��て試験を行い、プレート寿命の平均値で評� ��した。試験の結果、ストローク長がノズル� ��径の1.5倍未満になると、プレートの寿命が� ��激に低下するが、ストローク長が2倍以上に なってもプレートの寿命に大きな変化は無い ことがわかった。

 なお、図5~図7に関する試験において、使用� ��たプレートは、長さ600mm、幅260mm、厚さ50mm� �ノズル孔径85mmである。プレートは、Al ₂ O ₃ 含有率80%以上のアルミナカーボン材質でター ルを含浸したタイプを使用した。試験時の面 圧は100kN、鋳造時間は1チャージが45~55分、取� ��容量は300tonであった。

 摺動回数と摺動距離(mm)は、作業員がスラ イディングノズル装置のそばに居て計測した 。平均摺動率は、平均摺動率(%)=[(プレートの 60分間の合計摺動距離/60分間の摺動回数)/使� �前のプレートのノズル孔径×100]の計算式に� �算出した。また、摺動距離と摺動回数は、� �じ取鍋で60分間の摺動距離と摺動回数を計測 した。例えば、ある取鍋で1チャージが45分で 終了した場合には、同じ取鍋で次のチャージ で15分間計測し合計60分間の摺動距離と摺動� �数を計測した。なお、摺動回数及び摺動距� �には、摺動開始時にプレートのノズル孔を� �定の開度にするためのプレートの摺動、鋳� �終了時及び緊急時に溶鋼の排出を停止する� �めのプレートの摺動は除外している。また� �図5と図6の試験では、プレートの摺動速度、 プレートの摺動距離、プレートの位置が保持 される不感帯の幅、出力周期等を変化させて 行った。

[本発明の第二の実施例に係るスライディン� �ノズル装置の制御方法]
 続いて、本発明の第二の実施例に係るスラ� ��ディングノズル装置の制御方法について説� ��する。

 ノズル孔14u、14dの内径をDとすると、プレ ート13の平均摺動率が20%のときのプレート13� �摺動距離は0.2Dとなり、プレート13の平均摺� �率が3%のときのプレート13の摺動距離は0.03D� �なる。下プレート13dは、制御装置22から出力 されるパルスによって制御されるので、下プ レート13dを大パルスと小パルスの2種類のパ� �スで制御する場合、大パルスによる摺動距� �を0.2D以下とし、小パルスによる摺動距離を0 .03D以上とすれば、プレート13の平均摺動率は 、理論的に3%以上20%以下となる。複数のパル� ��を使用する場合も同様である。即ち、最大� ��ルスによる摺動距離を0.2D以下とし、最小パ ルスによる摺動距離を0.03D以上とすればよい� ��

 次に、平均摺動率をパラメータとして、� ��ライディングノズル装置10の制御試験を行� �たので、その結果について説明する。

 図8は、プレートの寿命と平均摺動率の関 係を示したグラフである。グラフの縦軸のプ レート寿命は、使用可能であったチャージ回 数を示し、使用したプレート表面のエッジ溶 損及びストローク損傷を作業者が目視観察し 、再使用の可否を判定した。

 本試験では、長さ600mm、幅260mm、厚さ50mm、� �ズル孔径85mmのプレートを使用した。プレー� ��はAl ₂ O ₃ 含有率80%以上のアルミナカーボン材質でター ルを含浸したタイプを使用した。また、スラ イディングノズル装置10のプレート摺動手段� ��ストロークは160mm、プレート13のストローク 長Sは160mmである(図2参照)。なお、試験時の面 圧は100kN、鋳造時間は1チャージが45~55分、取� ��容量は300tonであった。

 また、本試験では、特開昭62-158556号公報に� ��載されているスライディングノズル装置の� ��御方法を用いて、プレート13の摺動回数の� �御も併せて行った。
 特開昭62-158556号公報に記載されているスラ� ��ディングノズル装置の制御方法では、ロー� ��セル23による測定値が基準設定値近傍に設� �られた不感帯内にあるとき、又は測定値が� �感帯外にあるが、基準設定値との偏差が所� �値内であり且つ測定値が基準設定値に近づ� �ているときは、プレートの位置を保持する� �のである。

 本試験では、プレートの摺動速度の設定� ��プレートの摺動距離の設定、及びプレート� ��位置が保持される不感帯の幅を調節するこ� ��により、プレートの摺動回数を制御した。� ��だし、タンディッシュ内の溶鋼重量の管理� ��は±1質量%以内とした。

 また、プレートの摺動距離については、� ��と小の2つの移動距離を設定した。プレート が同じ方向に2度以上移動する場合には、2以� ��の摺動回数としてカウントした。摺動距離� ��油圧システムにおいて電磁弁を励磁する時� ��と油量で設定した。

 摺動回数と摺動距離(mm)は、前述した第一 の実施例に係るスライディングノズル装置の 制御方法と同様の条件下で計測し、平均摺動 率は、前述の計算式にて算出した。

 図8では、摺動回数を10回ごとのグループに� ��けて、それぞれの平均摺動率におけるプレ� ��トの寿命をプロットした。図8より、平均摺 動率が減少するにつれてプレートの寿命が増 加することがわかる。具体的には、平均摺動 率が20%以下になると、プレートの寿命が大幅 に伸びる一方、平均摺動率が20%を超えると、 プレートの寿命が極端に低下することがわか る。また、摺動回数が少ないほうがプレート の寿命が長く、特に、摺動回数が10~30回の場� ��が最もプレートの寿命が長い。摺動回数が6 0回を超えると、平均摺動率を低くしてもプ� �ートの寿命は7回以下となっている。
 なお、平均摺動率が3%を下回った場合又は� �動回数が10回を下回った場合には、タンディ ッシュ内の溶鋼重量の管理幅が±3%を超え、� �量制御性がやや低下した。

 次に、プレートの寿命とストローク長/ノズ ル孔径との関係について図9に示す。プレー� �は、図8で使用したプレートにおいてスライ� ��ィングノズル装置の設定変更によりストロ� ��ク長のみを変えて使用した。また、摺動回� ��が21~30回及び平均摺動率が10~15%の範囲内の� �件以外の試験条件は、前記図8と同様の方法� ��行った結果である。各ストローク長におい� ��3個のプレートを使用して試験を行い、プレ ート寿命の平均値で評価した。
 試験の結果、ストローク長がノズル孔径の1 .5倍未満になると、プレートの寿命が急激に� ��下するが、ストローク長が2倍以上になって もプレートの寿命に大きな変化は無いことが わかった。

 なお、モールドの湯面変動は鋼の品質に� ��影響を与えるので、タンディッシュからモ� ��ルドへの溶鋼流量の制御は高精度で行われ� ��いる。このため、取鍋からタンディッシュ� ��の溶鋼流量の制御において、プレートの摺� ��回数を減少させることにより、タンディッ� ��ュの溶鋼量の変動が多少大きくなっても、� ��の変動は、タンディッシュからモールドへ� ��溶鋼流量制御により吸収することができる� ��具体的には、タンディッシュ内の溶鋼重量� ��管理幅は±3質量%の範囲が好ましく、より好 ましくは±1質量%の範囲であれば、タンディ� �シュの湯面変動に与える影響が小さく、製� �となる鋼の品質に悪影響を与えることが無� �。

 以上、本発明の実施例について説明して� ��たが、本発明は何ら上記した実施例に記載� ��構成に限定されるものではなく、請求の範� ��に記載されている事項の範囲内で考えられ� ��その他の実施例や変形例も含むものである� ��