(57)【要約】【課題】連続鋳造機において鋳片の二次冷却に用いられているスプレーノズルの状態を的確かつ効率的に診断することができるスプレーノズルの診断方法および診断装置を提供する。【解決手段】計測ボックス１０をダミーバーに連結して鋳片案内ロール間を移動させながら、加熱ユニット１１をヒータ２１によって鋳片温度に近い所定温度（例えば、５００℃〜１０００℃）に加熱するとともに、加熱ユニット１１の表面１１ｓをスプレーノズルからの冷却水によって冷却させ、その時の加熱ユニット１１の表面１１ｓ近傍の温度変化を熱電対２２で測定して、記録ユニット１２のデータ記録装置に記録し、その記録した加熱ユニットの温度変化に基づいて、当該スプレーノズルの状態を診断する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続鋳造機において鋳片の二次冷却に用いられているスプレーノズルの状態を診断するためのスプレーノズルの診断方法であって、ダミーバーとともに鋳片案内ロール間を移動する計測ボックスを用い、該計測ボックスは一対の加熱ユニットとその一対の加熱ユニットの間に挟まれた記録ユニットで構成され、それぞれの加熱ユニットは当該加熱ユニット自体を加熱する加熱手段と、当該加熱ユニットの温度を測定する温度測定手段が取り付けられており、前記スプレーノズルの診断を行う際には、前記加熱ユニットを前記加熱手段で加熱するとともに、前記加熱ユニットの表面を前記スプレーノズルからの冷却水で冷却し、その時の加熱ユニットの温度変化を前記温度測定手段で測定して、前記記録ユニットに記録し、その記録した加熱ユニットの温度変化に基づいて、前記スプレーノズルの状態を診断することを特徴とするスプレーノズルの診断方法。
【請求項２】
連続鋳造機において鋳片の二次冷却に用いられているスプレーノズルの状態を診断するためのスプレーノズルの診断装置であって、ダミーバーとともに鋳片案内ロール間を移動する計測ボックスを備え、該計測ボックスは一対の加熱ユニットとその一対の加熱ユニットの間に挟まれた記録ユニットで構成され、それぞれの加熱ユニットは当該加熱ユニット自体を加熱する加熱手段と、当該加熱ユニットの温度を測定する温度測定手段が取り付けられており、前記スプレーノズルの診断を行う際には、前記加熱ユニットを前記加熱手段で加熱するとともに、前記加熱ユニットの表面を前記スプレーノズルからの冷却水で冷却し、その時の加熱ユニットの温度変化を前記温度測定手段で測定して、前記記録ユニットに記録し、その記録した加熱ユニットの温度変化に基づいて、前記スプレーノズルの状態を診断することを特徴とするスプレーノズルの診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
製鉄プロセスの連続鋳造機において、鋳造中の鋳片（スラブ）の二次冷却に用いられているスプレーノズルを点検・診断するための、スプレーノズルの診断方法および診断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
製鉄プロセスの連続鋳造機においては、鋳造中の鋳片（スラブ）の二次冷却を行うために、鋳片の幅方向および進行方向に多数のスプレーノズルが設置されており、これらのスプレーノズルから噴射される冷却水によって鋳片が適切に冷却されることが鋳片の品質管理を行う上で非常に重要である。
【０００３】
そのためには、これらのスプレーノズルにノズル詰まり等の異常が発生していないか否かを日常的に点検・診断することが大切になっている。
【０００４】
一般的に、連続鋳造機におけるスプレーノズルの診断方法としては、連続鋳造機に診断用計測機器を固定配置しておいて診断する方法と、連続鋳造機の内部に診断用計測機器を挿入して診断する方法とに大別される。
【０００５】
前者の例としては、特許文献１に記載された方法がある。これは、スプレーノズルの基端側内部に熱電対を設置し、その熱電対で測定した冷却水温度と、冷却水送給基管側の温度とを比較して、所定値を超える温度差がある場合は、スプレーノズルにノズル詰まりが発生していると判定するものである。すなわち、正常なスプレーノズルに比べ、スプレーノズルに詰まりが発生している場合や詰まり傾向にあって噴霧水量の少なくなっているスプレーノズルの場合、鋳片からの輻射熱が冷却水に蓄積され、冷却水の温度上昇傾向が顕著になるので、スプレーノズルの基端側の上昇した冷却水温度を冷却水の送給基管の温度と比較することにより、スプレーノズルの詰まりを判別することができるというものである。
【０００６】
また、後者の例としては、特許文献２に記載された方法がある。これは、ダミーバーに圧力検出センサと、振動検出センサと、それぞれの信号処理装置／記憶装置を搭載し、鋳片案内ロール間をダミーバーが移動するに伴い、スプレーノズルからの冷却水による圧力検出センサと振動検出センサの出力に基づいて、各スプレーノズルの状態を診断するものである。すなわち、圧力検出センサと振動検出センサの両方が一定値以上の高い出力を示した場合は、スプレーノズルは正常に作動しているが、圧力検出センサあるいは振動検出センサの出力が一定値より小さい場合は、スプレーノズルに詰まりが発生しているとするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１７０２５６号公報
【特許文献２】特開平５−１７７３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、前記特許文献１に記載の方法には、以下のような問題がある。
【０００９】
すなわち、スプレーノズル毎に熱電対を取り付ける必要があり、連続鋳造機の全てのスプレーノズルを診断するためには多大の数の熱電対が必要になる。
【００１０】
また、スプレーノズルの一部に異物が詰まったりしてスプレー噴射形状が変化した場合、冷却水の水量に変化が無いため、その異常を検知することができない。
【００１１】
一方、前記特許文献２に記載の方法には、以下のような問題がある。
【００１２】
最近、多く使われているミストスプレーは噴射圧力が微圧であるため、受圧面積が小さい圧力センサでは出力が小さくなり、異常検知が困難である。また、スプレー噴射方向のズレ、噴射エリアの変化を検知するためには鋳片幅方向全ての圧力を検知する必要があるが、そのためには、圧力検出センサを鋳片幅方向に大量に並べる必要があり、設備費が極めて高くなる。
【００１３】
また、振動検出センサがスプレーノズルからの冷却水による振動以外の振動を検知する可能性がある。
【００１４】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、連続鋳造機において鋳片の二次冷却に用いられているスプレーノズルの状態を的確かつ効率的に診断することができるスプレーノズルの診断方法および診断装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明者らは鋭意検討を行った結果、以下のような考えに至った。
【００１６】
まず、前記特許文献１に記載されているような、連続鋳造機に診断用計測機器（熱電対）を固定配置しておいて診断する方法では、多大の数の診断用計測機器（熱電対）が必要になるので効率的でない。したがって、連続鋳造機の内部に診断用計測機器を挿入して診断する方法を採用することとした。
【００１７】
そして、連続鋳造機に設置されているスプレーノズルは、そもそも鋳片の冷却を目的としていることから、前記特許文献２に記載の方法のように、スプレーノズルからの冷却水による圧力や振動を測定するのではなく、スプレーノズルの冷却性能を直接測定することによって、スプレーノズルの状態を診断することがよいと考えた。
【００１８】
すなわち、鋳片を模擬した高温の計測体を連続鋳造機の内部を移動させ、その高温の計測体がスプレーノズルによってどのように冷却されるかを測定することによって、当該スプレーノズルの状態を診断することがよいと考えた。
【００１９】
上記の考え方に基づいて、本発明は以下のような特徴を有している。
【００２０】
［１］連続鋳造機において鋳片の二次冷却に用いられているスプレーノズルの状態を診断するためのスプレーノズルの診断方法であって、ダミーバーとともに鋳片案内ロール間を移動する計測ボックスを用い、該計測ボックスは一対の加熱ユニットとその一対の加熱ユニットの間に挟まれた記録ユニットで構成され、それぞれの加熱ユニットは当該加熱ユニット自体を加熱する加熱手段と、当該加熱ユニットの温度を測定する温度測定手段が取り付けられており、前記スプレーノズルの診断を行う際には、前記加熱ユニットを前記加熱手段で加熱するとともに、前記加熱ユニットの表面を前記スプレーノズルからの冷却水で冷却し、その時の加熱ユニットの温度変化を前記温度測定手段で測定して、前記記録ユニットに記録し、その記録した加熱ユニットの温度変化に基づいて、前記スプレーノズルの状態を診断することを特徴とするスプレーノズルの診断方法。
【００２１】
［２］連続鋳造機において鋳片の二次冷却に用いられているスプレーノズルの状態を診断するためのスプレーノズルの診断装置であって、ダミーバーとともに鋳片案内ロール間を移動する計測ボックスを備え、該計測ボックスは一対の加熱ユニットとその一対の加熱ユニットの間に挟まれた記録ユニットで構成され、それぞれの加熱ユニットは当該加熱ユニット自体を加熱する加熱手段と、当該加熱ユニットの温度を測定する温度測定手段が取り付けられており、前記スプレーノズルの診断を行う際には、前記加熱ユニットを前記加熱手段で加熱するとともに、前記加熱ユニットの表面を前記スプレーノズルからの冷却水で冷却し、その時の加熱ユニットの温度変化を前記温度測定手段で測定して、前記記録ユニットに記録し、その記録した加熱ユニットの温度変化に基づいて、前記スプレーノズルの状態を診断することを特徴とするスプレーノズルの診断装置。
【発明の効果】
【００２２】
本発明を適用することにより、連続鋳造機において鋳片の二次冷却に用いられているスプレーノズルの状態を的確かつ効率的に診断することができる。その結果、スプレーノズルの異常を早期に検知することができるようになり、鋳片の二次冷却不良による欠陥発生を抑止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態において用いる計測ボックスを示す図である。
【図２】本発明の一実施形態において用いる計測ボックスの加熱ユニットを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
本発明の一実施形態においては、連続鋳造機での鋳片の二次冷却に用いられ、鋳片の幅方向および進行方向にわたって多数配置されているスプレーノズルの状態を診断するために、鋳片を模擬した高温の計測ボックスをダミーバーに連結して鋳片案内ロール間を移動させ、その高温の計測ボックスがスプレーノズルによってどのように冷却されるかを測定することによって、当該スプレーノズルの状態を診断するようにしている。
【００２６】
図１は、この実施形態において用いる計測ボックス１０を示すものであり、一対の加熱ユニット１１（１１ａ、１１ｂ）と、その一対の加熱ユニット１１ａ、１１ｂの間に挟まれた記録ユニット１２で構成されている。なお、計測ボックス１０の厚みと幅は鋳片の厚みと幅とほぼ同じになっている（例えば、厚み２５０ｍｍ、幅１５００ｍｍ）。
【００２７】
そして、加熱ユニット１１ａ、１１ｂは、移動方向からみた横断面を図２に示すように、所定の板厚を有する鋼板で製作されており、加熱ユニット１１自体を加熱するヒータ２１と、加熱ユニット１１の温度を測定する熱電対２２が取り付けられている。
【００２８】
ここで、加熱ユニット１１は、加熱ユニット１１の幅方向に所定の間隔で取り付けられており、電源ケーブル（図示せず）によって外部から電力が供給されている。
【００２９】
また、熱電対２２は、加熱ユニット１１の表面１１ｓ側に幅方向に所定の間隔で取り付けかれている。なお、熱電対２２は、加熱ユニット１１の厚さ方向に複数段（図２では、２段）になっていれば、加熱ユニット１１の厚さ方向の温度分布を算出する上で好ましいが、一段であってもよい。
【００３０】
なお、加熱ユニットの加熱手段は、加熱ユニットを加熱できるものであればよく、一般的な電気式ヒータ以外の手段であってもよい。また、温度測定手段は、加熱ユニットの温度変化を測定できるものであればよく、熱電対に代わって、測温抵抗体なども可能である。
【００３１】
一方、記録ユニット１２は、中空の筐体であり、内部に熱電対２２の測定結果を記録するデータ記録装置（図示せず）が設置されている。
【００３２】
ちなみに、データ記録装置に記録された測定データは、有線で外部に送信されるか、または、記憶媒体（図示せず）に記憶されて、測定終了後にその記憶媒体が取り出される。あるいは、記録ユニット１２に無線伝送機器を搭載して、測定データを無線で受け渡しをしてもよい。
【００３３】
なお、加熱ユニット１１と記録ユニット１２の間には断熱材（図示せず）が設置されている。
【００３４】
上記のような計測ボックス１０を用いてスプレーノズルの診断を行う際には、計測ボックス１０をダミーバーに連結して鋳片案内ロール間を移動させながら、加熱ユニット１１をヒータ２１によって鋳片温度に近い所定温度（例えば、５００℃〜１０００℃）に加熱するとともに、加熱ユニット１１の表面１１ｓをスプレーノズルからの冷却水によって冷却させる。そして、その時の加熱ユニット１１の表面１１ｓ近傍の温度変化を熱電対２２で測定して、記録ユニット１２のデータ記録装置に記録し、その記録した加熱ユニットの温度変化に基づいて、当該スプレーノズルの状態を診断する。
【００３５】
例えば、幅方向に複数配置されているスプレーノズルが全て所定の冷却性能を満たしていれば、加熱ユニット１１の表面１１ｓは均一に冷却され、幅方向の温度分布のばらつきは小さいが、スプレーノズルのいずれかにノズル詰まりや噴射パターンの変化等の異常があった場合は、幅方向の温度分布にばらつきが生じるので、幅方向の温度分布のばらつきが予め定めた閾値を超えていれば、ばらつきが生じている部位を冷却しているスプレーノズルに異常が発生していると判定する。
【００３６】
この結果、この実施形態においては、以下のような効果が得られる。
【００３７】
（１）低コストかつ極めてシンプルな機構で連続鋳造機のスプレーノズルの診断が可能となる。
【００３８】
（２）計測機器（計測ユニット）の構造がシンプルなので、メンテナンス性に優れる。
【００３９】
（３）温度の高いものを冷却するスプレーノズルの目的と同じ冷却性能という観点でスプレーノズルの異常を判定できるので、診断結果が分かりやすい。
【００４０】
このようにして、この実施形態においては、連続鋳造機において鋳片の二次冷却に用いられているスプレーノズルの状態を的確かつ効率的に診断することができる。その結果、スプレーノズルの異常を早期に検知することができるようになり、鋳片の二次冷却不良による欠陥発生を抑止することが可能となる。
【符号の説明】
【００４１】
１０  計測ボックス
１１  加熱ユニット
１１ａ、１１ｂ  加熱ユニット
１１ｓ  加熱ユニットの表面
１２  記録ユニット
２１  ヒータ
２２  熱電対
【図１】
2010172924.tif 000003
【図２】
2010172924.tif 000004