(57)【要約】【課題】  長期間にわたって安定的かつ高精度にバルジングの発生を検知できるとともに、歩留まりを向上させることができる鋼片のバルジング検知装置およびそれを用いたバルジング検知方法を提供する。【解決手段】  連続鋳造における鋼片Ｗのバルジングを検知するバルジング検知装置Ａであって、先端に丸みを帯びた頭部１ａを有する管状の接触子１と、接触子１を所定範囲で軸方向に進退自在に支承するシリンダ２と、シリンダ２をバルジング検知対象の鋼片Ｗに向かって前後に移動させる前後移動装置３と、該前後移動装置３による移動量を検出する移動量検出手段４と、接触子１と鋼片Ｗとの接触を検知する接触検知手段５と、バルジング判定手段７とを備え、接触子１を間歇的に鋼片Ｗに接触させてバルジングの検知をなすものである。【選択図】  図１
2006130549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続鋳造における鋼片のバルジングを検知するバルジング検知装置であって、
先端に丸みを帯びた頭部を有する管状の接触子と、該接触子を所定範囲で軸方向に進退自在に支承するシリンダと、該シリンダをバルジング検知対象の鋼片に向かって前後に移動させる前後移動装置と、該前後移動装置による移動量を検出する移動量検出手段と、前記接触子と前記鋼片との接触を検知する接触検知手段と、バルジング判定手段とを備え、
前記接触子は、前記鋼片に冷却水を噴射する冷却水流路を有し、
前記バルジング判定手段は、基準値と前記移動量検出手段による検出値とを比較してバルジングの有無を判定する
ことを特徴とするバルジング検知装置。
【請求項２】
接触子はバルジング検知対象の鋼片に向けて付勢され、その付勢力に抗して所定量後退した位置で接触検知手段により前記鋼片との接触が検知されるようにされてなることを特徴とする請求項１記載のバルジング検知装置。
【請求項３】
頭部に冷却水をシャワー状に噴射する放水用細孔が設けられてなることを特徴とする請求項１記載のバルジング検知装置。
【請求項４】
頭部に冷却水の水幕を形成する枝管が設けられてなることを特徴とする請求項１記載のバルジング検知装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のバルジング検知装置を用いたバルジング検知方法であって、
接触子を間歇的に進退させてバルジング検知対象の鋼片に接触させ、バルジングの検知をなすことを特徴とするバルジング検知方法。
【請求項６】
接触子の進退に同期させて冷却水を放出することを特徴とする請求項５記載のバルジング検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルジング検知装置およびそれを用いたバルジング検知方法に関する。さらに詳しくは、連続鋳造により製造される鋼片におけるバルジングの発生を接触式にて検知するバルジング検知装置およびそれを用いたバルジング検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、連続鋳造により製造される鋼片におけるバルジング発生の有無を検知する検知方法として、光、超音波等を利用した非接触式方法や、直接および間接の接触式方法が行われている（特許文献１等参照）。バルジングは、モールドから送り出された鋼片を、対向配置された多数組のロールの間に挟持しながら搬送する際に、ロール支持のない部分で鋼片表面の凝固シェルが内部圧力により外側に膨らむ現象であり、間接接触式では、鋼片を送るロールの変位量を計測することによって、また、直接接触式では、接触子を鋼片表面に当接させ、その変位量を計測することによってバルジングが検知される（特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、非接触式検知方法は、鋼片表面を損傷するおそれがない反面、機構が複雑なものとなり、コストが増大するとともに、高熱や水蒸気の影響を受ける環境下で光や音を用いて計測を行わなければならないため、安定的かつ高精度にバルジングを検知することが困難であるといった問題がある。この点、接触式検知方法は、機構を簡素化することが容易であるために、低コストにバルジングを検知することができる。
【０００４】
しかしながら、接触式の検知方法においては、以下の点が問題となる。
【０００５】
（１）間接接触式検知方法は、鋼片を搬送するロールの変位により間接的にバルジング量を測定するものであるために、ロールの摩耗や鋼片とロールとの接触状態による影響を大きく受けることになり、安定的に高精度のバルジング検知を行うことが困難である。
【０００６】
（２）直接接触式検知方法は、接触子先端に例えば車輪を取り付け、その車輪を鋼片表面に常時接触させながらバルジング検知を行う必要があり、熱により車輪の耐久性が低下する等、長時間継続してバルジング検知を行うことができないとともに、鋼片と常時接触する車輪が熱により変形したり、その車軸がスケールにより目詰まりしたりして、車輪がスムーズに回転しなくなった場合には、鋼片表面を損傷することがあり、歩留まりを低下させる原因となるといった問題がある。
【特許文献１】特許第３２３５５２４号公報
【特許文献２】特開平３−７１９６１号公報
【特許文献３】特開昭６２−８６９５２号公報
【特許文献４】特開昭５７−２１１０７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑みなされたものであって、長期間にわたって安定的かつ高精度にバルジングの発生を検知できるとともに、歩留まりを向上させることができる鋼片のバルジング検知装置およびそれを用いたバルジング検知方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のバルジング検知装置は、連続鋳造における鋼片のバルジングを検知するバルジング検知装置であって、先端に丸みを帯びた頭部を有する管状の接触子と、該接触子を所定範囲で軸方向に進退自在に支承するシリンダと、該シリンダをバルジング検知対象の鋼片に向かって前後に移動させる前後移動装置と、該前後移動装置による移動量を検出する移動量検出手段と、前記接触子と前記鋼片との接触を検知する接触検知手段と、バルジング判定手段とを備え、前記接触子は、前記鋼片に冷却水を噴射する冷却水流路を有し、前記バルジング判定手段は、基準値と前記移動量検出手段による検出値とを比較してバルジングの有無を判定することを特徴とする。
【０００９】
本発明のバルジング検知装置においては、接触子はバルジング検知対象の鋼片に向けて付勢され、その付勢力に抗して所定量後退した位置で接触検知手段により前記鋼片との接触が検知されるようにされてなるのが好ましい。
【００１０】
また、本発明のバルジング検知装置においては、頭部に冷却水をシャワー状に噴射する放水用細孔が設けられていたり、頭部に冷却水の水幕を形成する枝管が設けられていたりするのが好ましい。
【００１１】
本発明のバルジング検知方法は、前記いずれかのバルジング検知装置を用いたバルジング検知方法であって、接触子を間歇的に進退させてバルジング検知対象の鋼片に接触させ、バルジングの検知をなすことを特徴とする。
【００１２】
本発明のバルジング検知方法においては、接触子の進退に同期させて冷却水を放出するのが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、長期間にわたって安定的かつ高精度にバルジングの発生を検知できるとともに、歩留まりを向上させることができるという優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照しながら本発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではない。
【００１５】
本発明の一実施形態に係る連続鋳造における鋼片のバルジング検知方法に適用されるバルジング検知装置の概略構成を図１に示す。
【００１６】
図１に示すように、検知装置Ａは、接触子１と、接触子１を所定範囲で軸方向に進退自在に支承するシリンダ２と、シリンダ２をバルジング検知対象の鋼片Ｗに向かって前後に移動させる前後移動装置３と、前後移動装置３によるシリンダ２の移動量、つまりシリンダ２の現在位置を検出する移動量検出手段４と、シリンダ２後方寄りの所定位置に設けられ、接触子１の所定押圧力での鋼片Ｗとの接触を検知する接触検知手段５と、前後移動装置３などを制御する制御手段６と、移動量検出手段４および接触検知手段５からの信号に基づいて鋼片Ｗにおけるバルジング発生の有無を判定するバルジング判定手段７とを主要構成要素として備え、前後移動装置３が連続鋳造の近傍所定位置に配置され、鋼片Ｗ表面に冷却水を吹き付けながら接触子１を間歇的に鋼片Ｗに接触させることよって、図示しない連続鋳造設備により製造される鋼片Ｗにおけるバルジングの発生を検知するものとされる。
【００１７】
なお、本明細書においては、接触子１から鋼片Ｗの方向を前方、その反対方向を後方と称するものとする。
【００１８】
ここで、制御手段６およびバルジング判定手段７は、後述する動作に対応するプログラムが組み込まれたコンピュータＰＣにより構成されている。
【００１９】
接触子１は、先端に丸みを帯びた頭部１ａが形成された管状部材であり、その中空部分には、鋼片Ｗを冷却し、表面を凝固させるための冷却水を送る冷却水管１１が、接触子１と一体的に進退するように嵌装されている。すなわち、冷却水が、接触子１の内部を軸方向に後端から前端まで貫流して冷却水放出位置まで送られるように冷却水流路が設けられている。
【００２０】
また、冷却水管１１の適宜位置には、冷却水の放出状態と不放出状態とを切り替えるための制御弁１１ａが設けられるものとされる。制御弁１１ａの開閉は制御手段６により制御される。
【００２１】
ここで、接触子１は、スプリング１２によりシリンダ２先端から突き出す方向に付勢されており、その外周には、シリンダ２の内周面と摺接し、接触子１の進退をガイドする円筒体形状のリニアブッシュ１３が装着されている。また、シリンダ２内の接触子１後方にはスプリングストッパ１４が配設されており、冷却水管１１は、スプリングストッパ１４を貫いてシリンダ２の後方外側まで延びるように設けられている。
【００２２】
また、冷却水管１１のスプリングストッパ１４よりも後方位置には、接触子１が付勢力に抗して所定量後退した所定位置までシリンダ２内部に押し込まれたときに、接触検知手段５に感知される近接ドッグ１５が取り付けられている。
【００２３】
前後移動装置３は、例えばシリンダ２を保持する保持部を備えた電動スライダとされる。
【００２４】
移動量検出手段４は、例えば前後移動装置３の駆動源としての電動機３ａの回転量に基づいてその移動量を検出するエンコーダから構成される。
【００２５】
接触検知手段５は、例えば近接スイッチとされて、接触子１がスプリング１2の付勢力に抗して所定量後退した位置で近接ドッグ１５を感知して検知信号を発生するようにされている。
【００２６】
図２に、接触子１の頭部１ａの詳細を示す。図２（ａ）は、接触子１の頭部１ａに、冷却水管１１と頭部１ａ表面とを連通させる複数の放水用細孔１ｂを設けた場合を示す。この構成では、冷却水をシャワー状にして接触子１先端から鋼片Ｗに吹き付けるものとされる。なお、冷却水は霧状にして鋼片Ｗに吹き付けるのが局部冷却（鋼片の品質低下の原因となる）を避ける上で望ましい。しかしながら、冷却水を霧状とするためには放水用細孔１ｂの径を微小にする必要があり、この場合、放水用細孔１ｂの目詰まりを防止するのが困難となる。放水用細孔１ｂが目詰まりすると、未凝固の鋼片Ｗ表面に接触子１が当接されるおそれがあり、鋼片Ｗが損傷される。したがって、歩留まり向上の観点から冷却水はシャワー状にして吹き付けるものとされるのが好ましい。
【００２７】
また、冷却水の水圧は、接触子１と鋼片Ｗとの接触面に水膜が張られる程度以上であり、かつ鋼片Ｗ表面を損傷しない程度以下に設定される。
【００２８】
図２（ｂ）は、接触子１の頭部１ａの中心に向かって冷却水を放出するように、冷却水管１１から枝管１１ｂを延長して設けた場合である。この場合にも、冷却水はシャワー状に放出されるとともに、その水圧は、接触子頭部１ａ表面に水膜が張られる程度以上であり、かつ鋼片Ｗ表面を損傷しない程度以下に設定される。
【００２９】
しかして、いずれの場合においても、冷却水の放出は、制御弁１１ａの開閉を接触子１の進退に同期させて間歇的に行われるものとされる。すなわち、冷却水の放出量を制御せずに単に連続的に放出するものとすると局部冷却が甚だしくなる場合があり、鋼片Ｗの品質低下を引き起こし、歩留まりの低下を招来するからである。また、冷却水の放出量を適量に抑えることによって使用量を全体として減少させることができる。したがって、省資源化およびコスト低減を図ることができる。
【００３０】
また、接触子１の先端頭部１ａが丸みを帯びるように形成されるのは以下の理由による。すなわち、接触子１の先端頭部１ａに丸みを付けることによって、鋼片Ｗとの接触が面接触ではなく点接触となり、これにより鋼片Ｗからの熱伝達量を小さくすることが可能となる。したがって、高熱の影響による接触子１の耐久性低下を抑制することができる。また、鋼片Ｗが接触子１との当接により損傷するのを防止することができる。なお、接触子１先端を尖らせることにより点接触を達成することも可能であるが、この場合には鋼片Ｗ表面を損傷するおそれが増大するので好ましいものとはいえない。
【００３１】
次に、かかる構成の検知装置Ａによるバルジング検知手順を説明する。
【００３２】
（手順１）バルジング判定手段７に、バルジングが生じていない鋼片Ｗ表面の位置（基準位置と称する）についてのデータを与えるように、ダミーバーもしくはダミープレート（基準材と称するものとする）を実際のバルジング検知位置に設置する。
【００３３】
（手順２）スプリング１２の付勢力により接触子１が所定長さ突き出した状態のシリンダ２を、前後移動装置３により初期位置から基準材（または鋼片Ｗ）に向けて移動させる。
【００３４】
（手順３）接触子１の先端頭部１ａが基準材（または鋼片Ｗ）に当接して、接触子１がシリンダ２内に押し込まれ、近接ドッグ１５が近接スイッチ５に接すると（図３参照）、近接スイッチ５が前記所定の信号を発する。
【００３５】
（手順４）近接スイッチ５が信号を発したときのシリンダ２の移動量、すなわちシリンダ２の位置データをバルジング判定手段７に読み込む。
【００３６】
（手順５）前記手順４で読み込まれた位置データを前記基準位置としてバルジング判定手段７に記憶させる。なお、手順１〜５による基準位置のセッティングは、接触子１の損耗等を考慮して、適当な時期に繰り返し実施される。これにより、バルジングの検知精度を向上させることができる。
【００３７】
（手順６）シリンダ２を初期位置に戻す。
【００３８】
（手順７）基準材を除去または基準材を鋳片の先端に残したまま、実際の鋼片Ｗに対して、前記手順２、３、４、６の処理を所定時間毎(例えば5秒毎)に、すなわち間歇的に実施する。
【００３９】
（手順８）実際の鋼片Ｗについて前記手順４の処理で読み込まれた位置データを前記手順５の基準位置と比較することによって、バルジング判定手段７がバルジング発生の有無を判定する。あるいは、前記基準位置に基づいて作成された鋼片Ｗ表面の基準プロフィールと計測された位置データに基づいて作成された鋼片Ｗ表面の計測プロフィールとを比較することによって、バルジング判定手段７がバルジング発生の有無を判定する。
【００４０】
このように、本実施形態の検知装置Ａにおいては、接触子１を鋼片Ｗに常時接触させて連続的にバルジングの発生を検知するのではなく、接触子１を間歇的に鋼片Ｗと接触させ、これにより得られるシリンダ２の位置データを基準位置データと比較し、その比較結果によりバルジングの発生を検知するものとされる。
【００４１】
このとき、冷却水により鋼片Ｗを冷却し、その表面を凝固させながら接触子１を鋼片Ｗに接触させるものとされる。これにより、未凝固の状態で鋼片Ｗ表面に接触子１が接触し、鋼片Ｗが損傷されるのを防止することができる。したがって、歩留まりを改善することができる。また、接触子１内部を通して冷却水を送るものとすることによって、接触子１の温度上昇を抑え、その耐久性を向上させることができる。
【００４２】
また、接触子１が鋼片Ｗと間歇的に接触するものとされるために、鋼片Ｗからの熱伝達量が小さくなり、接触子１の耐久性が向上する。また、接触子１の頭部先端が丸みを帯びた形状とされるために、接触が点接触となり、さらに熱伝達を抑制し、その耐久性を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、各種の連続鋳造設備におけるバルジングの検知に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施形態に係るバルジング検知方法に適用される検知装置の概略図である。
【図２】同装置の要部詳細を示す断面図である。
【図３】同装置の使用状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４５】
Ａ    バルジング検知装置
１    接触子
２    シリンダ
３    前後移動装置
４    移動量検出手段
５    接触検知手段（近接スイッチ）
６    制御手段
７    バルジング判定手段
１１    冷却水管
１１ａ  制御弁
１１ｂ  枝管
１２    スプリング
１３    リニアブッシュ
１４    スプリングストッパ
１５    近接ドッグ
【図１】
2006130549.tif 000003
【図２】
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【図３】
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