(57)【要約】  第一観点においては、本発明は、注湯時に上容器から下容器への溶融金属流を制御するのに用いたスライドゲートバルブの耐火板を再使用可能かまたは廃棄すべきであるかを客観的に決定できる方法に関する。第二観点においては、本発明は上記の方法を実施するための装置に関する。本発明により、耐熱板の再使用・廃棄を客観的に決定できる。
2006528070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
注湯時に上容器から下容器への溶融金属流を制御するのに用いたスライドゲートバルブの耐火板を再使用可能かまたは廃棄すべきであるかを決定する方法であって、一組のパラメータを該耐熱板の使用中に特定、算出、または実測し、該一組のパラメータを各パラメータの限界値と比較することを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１において、上記限界値を、実際の使用条件に関係付けて設定することを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１または２において、ある時点で特定された耐熱板の摩耗量に基づくことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項３において、耐熱板の絞り口唇のある時点での摩耗量を、絞り度の実測値と計算値との差の算出により特定することを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項３において、絞り口唇のある時点での摩耗量を、既知の注湯オリフィス口径について、ある時点における溶融金属重量および上容器の内部形状に関係付けて算出されるその時点での溶湯圧について、適当な器具で測定したその時点でのバルブ位置について算出した実際の流速と、理論的に計算される流速との差の算出により特定することを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項３において、耐熱板の放射状摩耗の量を、ある時点での溶融金属重量および上容器の内部形状に関係付けて算出されるその時点での溶湯圧について、ゲートを全開にしたときの実際の流速を測定し、同じ条件下で理論的に計算した流速との差の算出により特定することを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項３において、耐熱板同士の相対変位に費やされたエネルギーに基づいて、耐熱板同士の相対変位の特性の変動を特定することを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか１項において、前記決定を、耐熱板の使用履歴を考慮に入れて行なうことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項８において、前記決定を、注湯中に起きた種々の現象および出来事を考慮に入れて行なうことを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項１または２において、耐熱板の使用履歴を考慮に入れた、ある時点での耐熱板の摩耗量の特定に基づくことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法を実施するための装置であって、センサー、ディテクター、またはカウンターに接続され所定パラメータの値を取り込むための入力ユニットと、限界値を記憶するための記憶ユニットと、上記入力ユニットから取り込まれたパラメータ値を演算処理し該パラメータ値または演算結果を限界値と比較する演算ユニットと、再使用または廃棄の決定を表す信号を発する出力ユニットとを備えていることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の主題は、注湯時に上容器から下容器への溶融金属流を制御するのに用いたスライドゲートバルブの耐火板を再使用可能かまたは廃棄すべきであるかを決定するシステマチックな方法である。本発明は、他の観点では、上記の方法を行なうための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶融金属を上の冶金容器から下の容器へ注湯する、特に連続注湯（連続鋳造など）する際に、溶融金属流、特に注湯流速度を所定レベルで制御することが必要である。これに用いるための種々の手段が知られており、例えば、内部手段としてはストッパーがあり、外部手段としてはスライドゲートバルブ（直線移動式または回転式）がある。
【０００３】
一般にスライドゲートバルブは、一組の耐火板を備えていて、各耐火板には少なくとも一つの注湯オリフィスがあり、上記一組の耐火板同士を押し付け合い且つ耐火板同士の相対変位を許容する装置内に挿入されており、これら隣接耐火板のオリフィスを通る溶融金属流をオリフィスの絞り度に応じて増減させるようになっている。従来公知の装置では、耐火板（そのうちの少なくとも１つは可動式、少なくとも１つは固定式または静止状態）同士の相対変位の形態は、直線移動、回転、その他の軌道移動によって行なわれる。耐火板の相対変位の駆動力は、シリンダ（油圧式、気圧式、電磁式）またはモータ式駆動装置によって供給される。注湯実行中は常に耐火板の絞り度を連続して調整することにより、注湯条件（流速、上容器内の溶湯面高さ、その他）を適正な範囲内に維持する。
【０００４】
スライドゲートバルブを作動させる対象としては、炉からレードルまたは転炉への注湯、転炉からレードルへの注湯、レードルからタンディッシュへの注湯などがある。本発明は、これら種々の場合に関する。ただし説明を簡潔にするために、以下においては主としてレードルからタンディッシュへの注湯について説明する。
【０００５】
耐火板は注湯操業中に多くの厳しい負荷を曝され、そのため操業が長期になると摩耗が生ずる。そのような負荷としては、熱的負荷（高い注湯温度）、化学的負荷（溶融金属やスラグの組成）、機械的負荷（絞りの度合い、相対変位の回数、その他）、熱的機械的負荷（熱衝撃）などが挙げられる。また、注湯操業中に起きた何らかの現象や出来事が耐火板に対して無視できない打撃を及ぼしている可能性もある。例えば、上容器が正常に開口しない場合や注湯中にオリフィスが閉塞した場合には、トーチなどの熱ロッドを用いて耐火板のオリフィスを開口させることが必要になる。トーチなどでこのような処理をすることは耐火板にとって明らかに有害である。上述した種々の負荷により、注湯オリフィスが放射状に摩耗し、絞り口唇（溶融金属流を絞るのに用いられるオリフィス周縁部分）の絵ロージョンが生じ、あらゆる種類の割れが発生し、耐火材料が分解したり溶融したり、更には耐火材料の内部に異物が侵入したりする。
【０００６】
近年、耐火板の作製に用いる耐火材料の品質も向上し、耐火板の形状も最適化されて、耐火板の寿命が長くなっており、上容器から下容器への注湯にスライドゲートバルブを１回用いた後、何回か繰り返して再使用することも可能になってきた。
【０００７】
そのため、耐火板を１回使う毎に、再使用可能かあるいはもう廃棄すべきなのかを決定することが必要になってきた。一般に冶金分野で行なわれているのは、耐火板を目視検査して、基本的には耐火板の外見で決定する方法である。この目視検査は、いわゆる「保守」現場（冶金容器用）の床上で行なわれており、冶金容器を降ろしてスライドゲートバルブを取り扱い易くして行なう。ただ、この保守現場と実際の注湯現場とは離れた場所にあることが多いため、現実には両現場間での情報交換は少ない。
【０００８】
耐火板の目視検査の条件は理想とは程遠い。耐火板は注湯オリフィスを通してのみ目視できる。そのため、劣化が最も問題になる摺動面の状態を検査することができない。しかし、ゲートを部分的に取り外すことは、工数や時間がかかり過ぎるだけでなく、耐火板に非常に大きい熱衝撃を負荷することになる。
【０００９】
そのため、耐火板の目視検査は熟練作業員が行っており、その判断によって再使用か廃棄かが決まる。劣化した耐火板を再使用すれば、非常に重大な事故（破断）が発生する可能性があり、作業員の安全を脅かし、少なくとも注湯設備に大きな損傷が発生する。一方、耐火板を早期に廃棄すれば、経済的（廃棄コストが増加）および環境的（廃棄物の増加）な損害が大きくなる。決定自体が非常に主観的であり、作業員の経験と技能に大きく依存している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、注湯時に上容器から下容器への溶融金属流を制御するのに用いたスライドゲートバルブの耐火板を再使用可能かまたは廃棄すべきであるかを客観的に決定できる方法を提供することを第一の目的とする。本発明は、他の観点では、上記の方法を行なうための装置に関する。
【００１１】
本発明において、耐火板の摩耗とは、耐火板の作用面の摩耗であり、耐火板に２つの面があれば欧州特許Ｂ１−８１７６９２号に記載されているように各面を独立に用いることがあり得る。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の方法は、耐火板の再使用と廃棄を決定する根拠として、耐火板の使用中に特定、算出、または実測された一組のパラメータを用い、これらを各限界値と比較して決定する。
【００１３】
各限界値の設定は個々の操業条件に関係付けて行い、例えば、実際の設備条件、注湯プロセス、鋳造金属の品質、安全許容幅に関係付けて限界値を設定する。
【００１４】
注湯時に特定、実測、または算出されるパラメータは、実際の耐火板の摩耗を表すものであり、耐火板の使用中に起きた事柄に関するデータを集積して耐火板の履歴を考慮に入れたものである。この方法では、通常注湯設備で入手可能な複数の値（例えば上容器内の金属重量）を集積する。
【００１５】
本発明の第一実施形態によれば、本発明の方法は、耐火板摩耗をある時点について特定する。
【００１６】
この実施形態の第一態様によれば、バルブ絞り度の実測値と理論値との差を計算することにより耐火板の絞り口唇の摩耗を特定する。この絞り度の差を、廃棄限界値（それを超えたら廃棄を決定する値）と比較する。
【００１７】
実際の絞り度の測定は、例えば、耐火板同士の相対変位を示す耐火板間変位器に接続した変換器（トランスジューサ）を用いて行なう。一方、絞り度の理論値は、下記の方法で簡単に算出できる。また、溶融金属流路の断面積を計算して、それをある時点での実測流量に対応させることもできるし、上容器内の金属重量およびその容器の内部形状と関係付けて計算される溶湯圧に対応させることもできる。注湯オリフィスの口径（新品または使用した耐火板）が決まれば、その流路断面が絞り度の理論値となる。絞り度の実測値と理論値との差が摩耗の尺度となる。両方の絞り度の差は、絞り口唇の摩耗部分の長さで表示できる。この長さを廃棄限界長さ（それを超えたら耐熱板の廃棄を決定する）と比較する。
【００１８】
この実施形態の別の態様によれば、既知の注湯オリフィス口径について、ある時点における溶融金属重量および上容器の内部形状に関係付けて算出されるその時点での溶湯圧について、適当な器具で測定したその時点でのバルブ位置について算出した実際の流速と、理論的に計算される流速との差に基づいて摩耗を評価する。両方の流速の差を廃棄限界値（それを超えたら耐熱板を廃棄する）と比較する。
【００１９】
もう１つの態様によれば、ある時点での溶融金属重量および上容器の内部形状に関係付けて算出されるその時点での溶湯圧について、ゲートを全開にしたときの実際の流速を測定し、同じ条件下で理論的に計算した流速との差に基づいて耐熱板の放射状摩耗を評価する。両方の流速の差を廃棄限界値（それを超えたら耐熱板の廃棄を決定する）と比較する。
【００２０】
更にもう１つの態様によれば、可動側の耐熱板の摺動に費やされたエネルギー（油圧値または電流値）を考慮に入れる。これは、固定側の耐熱板に対する可動側の耐熱板の摺動面の粗さを反映しており（すなわち耐熱板同士の間での接触面の摩耗を想定）、作用機構の機械的な状態を、更には、耐熱板同士の相対変位の特性の変動を反映している。廃棄か検査かの限界値は適宜設定できる。
【００２１】
本発明の第二実施形態によれば、摩耗環境下での耐熱板の使用時間を集積する。すなわち、耐熱板が実際に摩耗を受けていた時間を考慮に入れる。それには、全注湯時間から、摩耗をほとんど受けないか全く受けない全閉および全開の時間を差し引く必要がある。もちろん、摩耗環境下での使用時間は全使用時間にわたって累積されていく。求めた摩耗環境下使用時間を限界値と比較する。
【００２２】
この実施形態の一態様によれば、耐熱板の相対移動回数（直線移動または回転移動）の回数を計数する。この移動回数を廃棄限界値（それを超えたら耐熱板の廃棄を決定する）と比較する。
【００２３】
同じ実施形態の望ましい態様によれば、特定の出来事の発生回数を集積することにより決定の精度を高める。冶金容器が正常に開口しなくてトーチによる穴開け作業が必要な場合には、それに必要なトーチ個数と穴開けの強度および時間（それによる耐熱板の摩耗）は、耐熱板が閉塞された状態になっている時間と直接に比例する。したがって、非開口時間（耐熱板の注湯オリフィスが閉塞された状態になっている時間）に所定の係数（例えば係数４）を掛けるといった形で、非正常な開口を考慮に入れることができる。こうした考慮法は、トーチによる穴明け作業前に必要な平均時間（例えば２分）を推定することにより、更に改良できる。また、耐熱板の連続使用時間同士の間の休止時間を考慮に入れることもできる（休止はあまり長時間にはならないが）。
【００２４】
これと同じ原理で、注湯中に起きた注湯オリフィスの閉塞も考慮に入れることができる。一般に閉塞が発生すると、注湯を再開するには極めて強烈な処置が必要になる。したがって、閉塞時間（耐熱板のオリフィスが閉塞した状態になっている時間）に所定の係数（例えば係数８）を掛けるといった形で、注湯オリフィスの閉塞を考慮に入れることができる。
【００２５】
これと関連した態様として、耐熱板間での溶融金属漏出を考慮に入れることができる（これは、ゲートが完全に閉じた状態でも溶融金属流が残存している事実と関連する）。溶融金属の漏出は注湯設備を危険な状態にする非常に重大な現象なので、これを考慮に入れることで耐熱板の即時廃棄の信号にできる。
【００２６】
本発明の１つの態様として、各種の出来事・現象にそれぞれ重大度指数を割り付ける。各出来事・現象を各々重大度指数で重み付けして集積することで、発生した出来事・現象を表す値が得られ、この値を廃棄限界値（それを超えたら耐熱板の廃棄を決定する）と比較する。
【００２７】
特に有利な第三の実施形態として、上記の各実施形態および各態様を二つ以上組み合わせ、いずれかの値が限界値を超えたら直ちに耐熱板の廃棄を決定する。最終的に、どの限界値も超えていないが少なくとも２つのパラメータについては限界値に近づいているという「グレーゾーン」の場合がある。このような「グレーゾーン」では、目視検査に頼ることになる。
【００２８】
更に別の観点として、本発明は以上の方法を実施するための装置に関する。すなわち、注湯時に上容器から下容器への溶融金属流を制御するのに用いたスライドゲートバルブの耐火板を再使用可能かまたは廃棄すべきであるかを決定するための装置であって、センサー、ディテクター、またはカウンターに接続され所定パラメータの値を取り込むための入力ユニットと、限界値を記憶するための記憶ユニットと、上記入力ユニットから取り込まれたパラメータ値を演算処理し該パラメータ値または演算結果を限界値と比較する演算ユニットと、再使用または廃棄の決定を表す信号を発する出力ユニットとを備えている。
【００２９】
望ましい態様においては、一組の複数耐熱板について種々のパラメータをも記憶する。そのためには、耐熱板の各組をそれぞれ一義的に識別することが望ましい。例えば、耐熱板の各組をそれぞれバーコードで識別できる。特定の注湯容器に組み込まれているスライドゲートバルブに一組の耐熱板を装着すると、この一組の耐熱板はもう目視不可能になるので、この容器自体も一義的に認識することが必要になり、その結果（一組の耐熱板の識別子と注湯容器の識別子とが連携しているので）一組の耐熱板についての情報を上容器の識別子から得ることができる。
【００３０】
注湯現場は保守現場から遠く離れていることがあるので、本発明の装置の各ユニット同士も互いに遠く離れていることがある。そのため、ユニット間の信号伝達は有線または無線のコンピュータネットワークを介して行なうことが有利である。
【００３１】
最後に、本発明の方法を実施することによって発生した情報は、耐熱板の消費および発注といった管理上でも利用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
図１および図２を参照して本発明を説明する。図１に、油圧駆動式スライドゲートバルブを装備した鋼連続鋳造用レードルに本発明の方法を適用した場合のフローチャートを示す。この場合、記憶工程は、保有している種々の限界値を記憶ユニットに入力する工程である。例えば、注湯時間、相対移動の回数、オリフィス口唇部の限界摩耗量（それを超えたら廃棄決定または目視検査推奨決定する値）を入力する。種々の現象（閉塞、目詰まり、漏出．．．）に関する係数もこの工程で入力し、必要であれば重大度指数も入力する。各値は手作業で入力してもよいが、個々の使用条件を考慮しつつ、装置自体にライブラリーから各値を読み込ませることが望ましい。
【００３３】
静的収集の工程は、レードルに関する情報（内部形状）および決定の対象となる一組の耐熱板に関する情報を、装置の入力ユニットを介して入力する工程である。
【００３４】
以下の４工程は注湯作業中に行う。動的収集の工程は、全ての注湯作業中に所定のパラメータの種々の値を収集する工程である。例えば、レードルへの注湯時間、ある時点でのレードルの重量、移動の回数、シリンダの油圧、ある時点のシリンダ端部の位置、などを収集する。
【００３５】
演算工程は、装置自体によって直接に収集されず他の収集された値から特定される種々の値を演算する工程である。例えば、流速（レードル内にある溶融金属の重量のある時点での変化）、レードルの内部形状（内張りの理論摩耗量を考慮して元の内部形状から算出する）、シリンダの実測位置と理論位置との差、ある時点での流速の実測値と理論値との差などを算出する。
【００３６】
調整工程は、事前に収集したパラメータに基づいて種々の現象・出来事（閉塞、目詰まり、漏出）を算定する工程である。
【００３７】
そして、比較工程は、算定または収集した値を、記憶ユニット内の限界値と比較する工程である。後者の４工程は、レードルの注湯中に繰り返し行う。
【００３８】
レードルが注湯現場を離脱したら、最後は決定の工程である。装置から、廃棄、再使用、または目視検査実行のいずれかに対応する信号（視覚信号または聴覚信号）が発せられる。
【００３９】
図２に、本発明の方法を実施するための装置の一例を示す。レードル１は注湯現場に配置された状態を示した。レードル１は直線式または回転式のスライドゲートバルブ２を装備していて、接続ライン３を介して決定装置４に接続されている。装置４自体は、記憶ユニット、１つ（または１つ以上）の収集ユニット、演算ユニット、調整ユニット、および出力ユニットを含む。装置４は、接続ライン５を介して出力装置６（ここでは交通信号灯として表示した）に接続されている。接続ラインとしてはケーブルを示したが、無線等を用いることもできる。出力装置６はレードル保守現場に配置することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】油圧駆動式スライドゲートバルブを装備した鋼連続鋳造用レードルに本発明の方法を適用した場合を示すフローチャートである。
【図２】本発明の方法を実施するための装置の一例を示す配置図である。
【図１】
2006528070.tif 000003
【図２】
2006528070.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成16年12月31日(2004.12.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
注湯時に上容器から下容器への溶融金属流を制御するのに用いたスライドゲートバルブの耐火板を再使用可能かまたは廃棄すべきであるかを決定する方法であって、予め注湯中に実測した少なくとも１つのパラメータと、対象とする耐熱板自体についての少なくとも１つのパラメータとを含む一組のパラメータを該耐熱板の使用中に特定、算出、または実測し、該一組のパラメータを各パラメータの限界値と比較することを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１において、上記限界値を、実際の使用条件に関係付けて設定することを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１または２において、ある時点で特定された耐熱板の摩耗量に基づくことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項３において、耐熱板の絞り口唇のある時点での摩耗量を、絞り度の実測値と計算値との差の算出により特定することを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項３において、絞り口唇のある時点での摩耗量を、既知の注湯オリフィス口径について、ある時点における溶融金属重量および上容器の内部形状に関係付けて算出されるその時点での溶湯圧について、適当な器具で測定したその時点でのバルブ位置について算出した実際の流速と、理論的に計算される流速との差の算出により特定することを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項３において、耐熱板の放射状摩耗の量を、ある時点での溶融金属重量および上容器の内部形状に関係付けて算出されるその時点での溶湯圧について、ゲートを全開にしたときの実際の流速を測定し、同じ条件下で理論的に計算した流速との差の算出により特定することを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項３において、耐熱板同士の相対変位に費やされたエネルギーに基づいて、耐熱板同士の相対変位の特性の変動を特定することを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか１項において、前記決定を、耐熱板の使用履歴を考慮に入れて行なうことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項８において、前記決定を、注湯中に起きた種々の現象および出来事を考慮に入れて行なうことを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項１または２において、耐熱板の使用履歴を考慮に入れた、ある時点での耐熱板の摩耗量の特定に基づくことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法を実施するための装置であって、センサー、ディテクター、またはカウンターに接続され所定パラメータの値を取り込むための入力ユニットと、限界値を記憶するための記憶ユニットと、上記入力ユニットから取り込まれたパラメータ値を演算処理し該パラメータ値または演算結果を限界値と比較する演算ユニットと、再使用または廃棄の決定を表す信号を発する出力ユニットとを備えていることを特徴とする装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の主題は、注湯時に上容器から下容器への溶融金属流を制御するのに用いたスライドゲートバルブの耐火板を再使用可能かまたは廃棄すべきであるかを決定するシステマチックな方法である。本発明は、他の観点では、上記の方法を行なうための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶融金属を上の冶金容器から下の容器へ注湯する、特に連続注湯（連続鋳造など）する際に、溶融金属流、特に注湯流速度を所定レベルで制御することが必要である。これに用いるための種々の手段が知られており、例えば、内部手段としてはストッパーがあり、外部手段としてはスライドゲートバルブ（直線移動式または回転式）がある。
【０００３】
一般にスライドゲートバルブは、一組の耐火板を備えていて、各耐火板には少なくとも一つの注湯オリフィスがあり、上記一組の耐火板同士を押し付け合い且つ耐火板同士の相対変位を許容する装置内に挿入されており、これら隣接耐火板のオリフィスを通る溶融金属流をオリフィスの絞り度に応じて増減させるようになっている。従来公知の装置では、耐火板（そのうちの少なくとも１つは可動式、少なくとも１つは固定式または静止状態）同士の相対変位の形態は、直線移動、回転、その他の軌道移動によって行なわれる。耐火板の相対変位の駆動力は、シリンダ（油圧式、気圧式、電磁式）またはモータ式駆動装置によって供給される。注湯実行中は常に耐火板の絞り度を連続して調整することにより、注湯条件（流速、上容器内の溶湯面高さ、その他）を適正な範囲内に維持する。
【０００４】
スライドゲートバルブを作動させる対象としては、炉からレードルまたは転炉への注湯、転炉からレードルへの注湯、レードルからタンディッシュへの注湯などがある。本発明は、これら種々の場合に関する。ただし説明を簡潔にするために、以下においては主としてレードルからタンディッシュへの注湯について説明する。
【０００５】
耐火板は注湯操業中に多くの厳しい負荷を曝され、そのため操業が長期になると摩耗が生ずる。そのような負荷としては、熱的負荷（高い注湯温度）、化学的負荷（溶融金属やスラグの組成）、機械的負荷（絞りの度合い、相対変位の回数、その他）、熱的機械的負荷（熱衝撃）などが挙げられる。また、注湯操業中に起きた何らかの現象や出来事が耐火板に対して無視できない打撃を及ぼしている可能性もある。例えば、上容器が正常に開口しない場合や注湯中にオリフィスが閉塞した場合には、トーチなどの熱ロッドを用いて耐火板のオリフィスを開口させることが必要になる。トーチなどでこのような処理をすることは耐火板にとって明らかに有害である。上述した種々の負荷により、注湯オリフィスが放射状に摩耗し、絞り口唇（溶融金属流を絞るのに用いられるオリフィス周縁部分）の絵ロージョンが生じ、あらゆる種類の割れが発生し、耐火材料が分解したり溶融したり、更には耐火材料の内部に異物が侵入したりする。
【０００６】
近年、耐火板の作製に用いる耐火材料の品質も向上し、耐火板の形状も最適化されて、耐火板の寿命が長くなっており、上容器から下容器への注湯にスライドゲートバルブを１回用いた後、何回か繰り返して再使用することも可能になってきた。
【０００７】
そのため、耐火板を１回使う毎に、再使用可能かあるいはもう廃棄すべきなのかを決定することが必要になってきた。一般に冶金分野で行なわれているのは、耐火板を目視検査して、基本的には耐火板の外見で決定する方法である。この目視検査は、いわゆる「保守」現場（冶金容器用）の床上で行なわれており、冶金容器を降ろしてスライドゲートバルブを取り扱い易くして行なう。ただ、この保守現場と実際の注湯現場とは離れた場所にあることが多いため、現実には両現場間での情報交換は少ない。
【０００８】
耐火板の目視検査の条件は理想とは程遠い。耐火板は注湯オリフィスを通してのみ目視できる。そのため、劣化が最も問題になる摺動面の状態を検査することができない。しかし、ゲートを部分的に取り外すことは、工数や時間がかかり過ぎるだけでなく、耐火板に非常に大きい熱衝撃を負荷することになる。
【０００９】
そのため、耐火板の目視検査は熟練作業員が行っており、その判断によって再使用か廃棄かが決まる。劣化した耐火板を再使用すれば、非常に重大な事故（破断）が発生する可能性があり、作業員の安全を脅かし、少なくとも注湯設備に大きな損傷が発生する。一方、耐火板を早期に廃棄すれば、経済的（廃棄コストが増加）および環境的（廃棄物の増加）な損害が大きくなる。決定自体が非常に主観的であり、作業員の経験と技能に大きく依存している。
【００１０】
特開２００３−１８１６２５号公報には、溶融金属流の制御に用いるスライドゲートバルブの耐熱板の摩耗レベルを測定する方法が記載されている。摩耗レベルは専用の器具を用いて求める。器具の一端を耐火板の注湯オリフィスに接続して直接測定する。新品の耐火板に全てこの器具を装着する必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、注湯時に上容器から下容器への溶融金属流を制御するのに用いたスライドゲートバルブの耐火板を再使用可能かまたは廃棄すべきであるかを客観的に決定できる方法を提供することを第一の目的とする。本発明は、他の観点では、上記の方法を行なうための装置に関する。この方法においては、通常入手可能で注湯設備内で測定されるデータを用い、また、絞り度のような実際の耐火板摩耗の典型的なパラメータも用いる。
【００１２】
本発明において、耐火板の摩耗とは、耐火板の作用面の摩耗であり、耐火板に２つの面があれば欧州特許Ｂ１−８１７６９２号に記載されているように各面を独立に用いることがあり得る。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の方法は、耐火板の再使用と廃棄を決定する根拠として、耐火板の使用中に特定、算出、または実測された一組のパラメータを用い、これらを各限界値と比較して決定する。
【００１４】
各限界値の設定は個々の操業条件に関係付けて行い、例えば、実際の設備条件、注湯プロセス、鋳造金属の品質、安全許容幅に関係付けて限界値を設定する。
【００１５】
注湯時に特定、実測、または算出されるパラメータは、実際の耐火板の摩耗を表すものであり、耐火板の使用中に起きた事柄に関するデータを集積して耐火板の履歴を考慮に入れたものである。この方法では、通常注湯設備で入手可能な複数の値（例えば上容器内の金属重量）を集積する。
【００１６】
本発明の第一実施形態によれば、本発明の方法は、耐火板摩耗をある時点について特定する。
【００１７】
この実施形態の第一態様によれば、バルブ絞り度の実測値と理論値との差を計算することにより耐火板の絞り口唇の摩耗を特定する。この絞り度の差を、廃棄限界値（それを超えたら廃棄を決定する値）と比較する。
【００１８】
実際の絞り度の測定は、例えば、耐火板同士の相対変位を示す耐火板間変位器に接続した変換器（トランスジューサ）を用いて行なう。一方、絞り度の理論値は、下記の方法で簡単に算出できる。また、溶融金属流路の断面積を計算して、それをある時点での実測流量に対応させることもできるし、上容器内の金属重量およびその容器の内部形状と関係付けて計算される溶湯圧に対応させることもできる。注湯オリフィスの口径（新品または使用した耐火板）が決まれば、その流路断面が絞り度の理論値となる。絞り度の実測値と理論値との差が摩耗の尺度となる。両方の絞り度の差は、絞り口唇の摩耗部分の長さで表示できる。この長さを廃棄限界長さ（それを超えたら耐熱板の廃棄を決定する）と比較する。
【００１９】
この実施形態の別の態様によれば、既知の注湯オリフィス口径について、ある時点における溶融金属重量および上容器の内部形状に関係付けて算出されるその時点での溶湯圧について、適当な器具で測定したその時点でのバルブ位置について算出した実際の流速と、理論的に計算される流速との差に基づいて摩耗を評価する。両方の流速の差を廃棄限界値（それを超えたら耐熱板を廃棄する）と比較する。
【００２０】
もう１つの態様によれば、ある時点での溶融金属重量および上容器の内部形状に関係付けて算出されるその時点での溶湯圧について、ゲートを全開にしたときの実際の流速を測定し、同じ条件下で理論的に計算した流速との差に基づいて耐熱板の放射状摩耗を評価する。両方の流速の差を廃棄限界値（それを超えたら耐熱板の廃棄を決定する）と比較する。
【００２１】
更にもう１つの態様によれば、可動側の耐熱板の摺動に費やされたエネルギー（油圧値または電流値）を考慮に入れる。これは、固定側の耐熱板に対する可動側の耐熱板の摺動面の粗さを反映しており（すなわち耐熱板同士の間での接触面の摩耗を想定）、作用機構の機械的な状態を、更には、耐熱板同士の相対変位の特性の変動を反映している。廃棄か検査かの限界値は適宜設定できる。
【００２２】
本発明の第二実施形態によれば、摩耗環境下での耐熱板の使用時間を集積する。すなわち、耐熱板が実際に摩耗を受けていた時間を考慮に入れる。それには、全注湯時間から、摩耗をほとんど受けないか全く受けない全閉および全開の時間を差し引く必要がある。もちろん、摩耗環境下での使用時間は全使用時間にわたって累積されていく。求めた摩耗環境下使用時間を限界値と比較する。
【００２３】
この実施形態の一態様によれば、耐熱板の相対移動回数（直線移動または回転移動）の回数を計数する。この移動回数を廃棄限界値（それを超えたら耐熱板の廃棄を決定する）と比較する。
【００２４】
同じ実施形態の望ましい態様によれば、特定の出来事の発生回数を集積することにより決定の精度を高める。冶金容器が正常に開口しなくてトーチによる穴開け作業が必要な場合には、それに必要なトーチ個数と穴開けの強度および時間（それによる耐熱板の摩耗）は、耐熱板が閉塞された状態になっている時間と直接に比例する。したがって、非開口時間（耐熱板の注湯オリフィスが閉塞された状態になっている時間）に所定の係数（例えば係数４）を掛けるといった形で、非正常な開口を考慮に入れることができる。こうした考慮法は、トーチによる穴明け作業前に必要な平均時間（例えば２分）を推定することにより、更に改良できる。また、耐熱板の連続使用時間同士の間の休止時間を考慮に入れることもできる（休止はあまり長時間にはならないが）。
【００２５】
これと同じ原理で、注湯中に起きた注湯オリフィスの閉塞も考慮に入れることができる。一般に閉塞が発生すると、注湯を再開するには極めて強烈な処置が必要になる。したがって、閉塞時間（耐熱板のオリフィスが閉塞した状態になっている時間）に所定の係数（例えば係数８）を掛けるといった形で、注湯オリフィスの閉塞を考慮に入れることができる。
【００２６】
これと関連した態様として、耐熱板間での溶融金属漏出を考慮に入れることができる（これは、ゲートが完全に閉じた状態でも溶融金属流が残存している事実と関連する）。溶融金属の漏出は注湯設備を危険な状態にする非常に重大な現象なので、これを考慮に入れることで耐熱板の即時廃棄の信号にできる。
【００２７】
本発明の１つの態様として、各種の出来事・現象にそれぞれ重大度指数を割り付ける。各出来事・現象を各々重大度指数で重み付けして集積することで、発生した出来事・現象を表す値が得られ、この値を廃棄限界値（それを超えたら耐熱板の廃棄を決定する）と比較する。
【００２８】
特に有利な第三の実施形態として、上記の各実施形態および各態様を二つ以上組み合わせ、いずれかの値が限界値を超えたら直ちに耐熱板の廃棄を決定する。最終的に、どの限界値も超えていないが少なくとも２つのパラメータについては限界値に近づいているという「グレーゾーン」の場合がある。このような「グレーゾーン」では、目視検査に頼ることになる。
【００２９】
更に別の観点として、本発明は以上の方法を実施するための装置に関する。すなわち、注湯時に上容器から下容器への溶融金属流を制御するのに用いたスライドゲートバルブの耐火板を再使用可能かまたは廃棄すべきであるかを決定するための装置であって、センサー、ディテクター、またはカウンターに接続され所定パラメータの値を取り込むための入力ユニットと、限界値を記憶するための記憶ユニットと、上記入力ユニットから取り込まれたパラメータ値を演算処理し該パラメータ値または演算結果を限界値と比較する演算ユニットと、再使用または廃棄の決定を表す信号を発する出力ユニットとを備えている。
【００３０】
望ましい態様においては、一組の複数耐熱板について種々のパラメータをも記憶する。そのためには、耐熱板の各組をそれぞれ一義的に識別することが望ましい。例えば、耐熱板の各組をそれぞれバーコードで識別できる。特定の注湯容器に組み込まれているスライドゲートバルブに一組の耐熱板を装着すると、この一組の耐熱板はもう目視不可能になるので、この容器自体も一義的に認識することが必要になり、その結果（一組の耐熱板の識別子と注湯容器の識別子とが連携しているので）一組の耐熱板についての情報を上容器の識別子から得ることができる。
【００３１】
注湯現場は保守現場から遠く離れていることがあるので、本発明の装置の各ユニット同士も互いに遠く離れていることがある。そのため、ユニット間の信号伝達は有線または無線のコンピュータネットワークを介して行なうことが有利である。
【００３２】
最後に、本発明の方法を実施することによって発生した情報は、耐熱板の消費および発注といった管理上でも利用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図１および図２を参照して本発明を説明する。図１に、油圧駆動式スライドゲートバルブを装備した鋼連続鋳造用レードルに本発明の方法を適用した場合のフローチャートを示す。この場合、記憶工程は、保有している種々の限界値を記憶ユニットに入力する工程である。例えば、注湯時間、相対移動の回数、オリフィス口唇部の限界摩耗量（それを超えたら廃棄決定または目視検査推奨決定する値）を入力する。種々の現象（閉塞、目詰まり、漏出．．．）に関する係数もこの工程で入力し、必要であれば重大度指数も入力する。各値は手作業で入力してもよいが、個々の使用条件を考慮しつつ、装置自体にライブラリーから各値を読み込ませることが望ましい。
【００３４】
静的収集の工程は、レードルに関する情報（内部形状）および決定の対象となる一組の耐熱板に関する情報を、装置の入力ユニットを介して入力する工程である。
【００３５】
以下の４工程は注湯作業中に行う。動的収集の工程は、全ての注湯作業中に所定のパラメータの種々の値を収集する工程である。例えば、レードルへの注湯時間、ある時点でのレードルの重量、移動の回数、シリンダの油圧、ある時点のシリンダ端部の位置、などを収集する。
【００３６】
演算工程は、装置自体によって直接に収集されず他の収集された値から特定される種々の値を演算する工程である。例えば、流速（レードル内にある溶融金属の重量のある時点での変化）、レードルの内部形状（内張りの理論摩耗量を考慮して元の内部形状から算出する）、シリンダの実測位置と理論位置との差、ある時点での流速の実測値と理論値との差などを算出する。
【００３７】
調整工程は、事前に収集したパラメータに基づいて種々の現象・出来事（閉塞、目詰まり、漏出）を算定する工程である。
【００３８】
そして、比較工程は、算定または収集した値を、記憶ユニット内の限界値と比較する工程である。後者の４工程は、レードルの注湯中に繰り返し行う。
【００３９】
レードルが注湯現場を離脱したら、最後は決定の工程である。装置から、廃棄、再使用、または目視検査実行のいずれかに対応する信号（視覚信号または聴覚信号）が発せられる。
【００４０】
図２に、本発明の方法を実施するための装置の一例を示す。レードル１は注湯現場に配置された状態を示した。レードル１は直線式または回転式のスライドゲートバルブ２を装備していて、接続ライン３を介して決定装置４に接続されている。装置４自体は、記憶ユニット、１つ（または１つ以上）の収集ユニット、演算ユニット、調整ユニット、および出力ユニットを含む。装置４は、接続ライン５を介して出力装置６（ここでは交通信号灯として表示した）に接続されている。接続ラインとしてはケーブルを示したが、無線等を用いることもできる。出力装置６はレードル保守現場に配置することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】油圧駆動式スライドゲートバルブを装備した鋼連続鋳造用レードルに本発明の方法を適用した場合を示すフローチャートである。
【図２】本発明の方法を実施するための装置の一例を示す配置図である。
【国際調査報告】
2006528070.tif 000005
2006528070.tif 000006
2006528070.tif 000007
2006528070.tif 000008