(57)【要約】【課題】オンラインでコレクタノズルに対するエアシールパイプの押付け力を正確に測定することのできる連続鋳造用エアシールパイプの支持装置およびエアシールパイプを提供することを目的とする。【解決手段】支持アーム１１Aの先端部にエアシールパイプ５を支持して溶融金属容器１の底部に取付けられたコレクタノズル４に押付ける連続鋳造用エアシールパイプの支持装置において、前記支持装置の根元部に設置されていて、前記エアシールパイプ５の押付け力を測定するロードセルに加えて、前記支持アーム１１Ａの先端部にも前記エアシールパイプ５の押付け力を測定するためのロードセル２０を設置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持アームの先端部にエアシールパイプを支持して溶融金属容器の底部に取付けられたコレクタノズルに押付ける連続鋳造用エアシールパイプの支持装置において、
前記支持装置の根元部に設置されていて、前記エアシールパイプの押付け力を測定するロードセルに加えて、前記支持アームの先端部にも前記エアシールパイプの押付け力を測定するためのロードセルを設置したことを特徴とする連続鋳造用エアシールパイプの支持装置。    
【請求項２】
溶融金属容器の底部に取付けられたコレクタノズルに嵌合する連続鋳造用エアシールパイプであって、このエアシールパイプの上端部に該エアシールパイプのコレクタノズルへの押付け力を測定するためのロードセルを設けたことを特徴とする連続鋳造用エアシールパイプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融金属容器の底部に取付けられているコレクタノズルにエアシールパイプを支持して押付ける連続鋳造用エアシールパイプの支持装置およびエアシールパイプに係り、特に、コレクタノズルに対するエアシールパイプの押付け力を精度よく管理することのできる連続鋳造用エアシールパイプの支持装置およびエアシールパイプに関する。
【背景技術】
【０００２】
連続鋳造において、溶鋼等の溶融金属は取鍋等の溶融金属容器からタンディッシュに注入された後、鋳型に供給されて連続鋳造スラブが製造される。溶融金属容器からタンディッシュに注入される溶融金属が外気に触れると酸化することから、これを防止するために、溶融金属容器の底部に取付けられたコレクタノズルの溶融金属流出口に、支持装置で支持されたエアシールパイプを押付けている。溶融金属はコレクタノズルからエアシールパイプを流下してタンディッシュ内に注入されることで、外気から遮断される（特許文献１，２等）。
【０００３】
以下、図３〜５を用いて説明する。図３は従来の連続鋳造用エアシールパイプの支持装置を示す側面図であり、図４は図３中の支持アーム１１の先端部近傍を拡大して示す図であり、図５は図４のＡ−Ａ方向から見た平面図である。図において、１は内部に溶鋼などの溶融金属を有する溶融金属容器、２はタンディッシュ、３は溶融金属容器１の底部に設けられたロータリーノズルやスライディングノズルなどの開閉装置、４は開閉装置３に取付けられたコレクタノズル、５はエアシールパイプ、６は受部材、１０はエアシールパイプ５を支持するための支持装置である。１１はその先端部でエアシールパイプ５を支持する支持アームで、支持アーム用ガイドフレーム１２に沿って支持アーム駆動シリンダ１３によりアーム１１の軸方向にスライド可能となっている。支持アーム用ガイドフレーム１２は昇降フレーム１４に固定されており、昇降フレーム用ガイドポスト１５に沿って昇降フレーム駆動シリンダ１６により昇降可能となっている。前記昇降フレーム用ガイドポスト１５は基台１８上を旋回可能に設置された旋回盤１７に取付けられていて、図示しない旋回機構により旋回盤１７を介して旋回できるように構成されている。なお、１９はコレクタノズル４に対するエアシールパイプ５の押付け力を検出するためのロードセル（根元部ロードセル）で、昇降フレーム用ガイドポスト１５と旋回盤１７との間に設けられている。
【０００４】
支持装置１０はその支持アーム１１の先端部（コ字状をしている）に受部材６を介してエアシールパイプ５を支持して、該アーム１１の先端を、駆動シリンダ１３，１６などのアクチュエータを駆動させることで、旋回、昇降、前後進させ、エアシールパイプ５の上端部をコレクタノズル４の下端部に嵌合させ、さらに、昇降フレーム駆動シリンダ１６により所定の力で押付けることで、前記嵌合部から外気が侵入するのを防止する。この状態で溶融金属容器１中の溶融金属は開閉装置３、コレクタノズル４およびエアシールパイプ５の内部（流路）を流下してタンディッシュ２に供給されるので、溶融金属は外気から遮断されて酸化されることはない。
【０００５】
ここで、コレクタノズル４に対するエアシールパイプ５の押付け力を適正範囲に保持する必要がある。この押付け力が適正範囲を下回ると、コレクタノズルとエアシールパイプの嵌合部に隙間が生じてこの隙間から流下中の溶融金属が飛散したり、隙間から外気が侵入して溶融金属が酸化したりする虞があり、一方、前記押付け力が適正範囲を上回ると、コレクタノズルが割損したりする虞がある。そのため、支持装置１０の昇降フレーム用ガイドポスト１５の根元部に設置したロードセル１９によって、エアシールパイプ５の押付け力を測定し、測定結果に応じて押付け力が最適となるように調整している。
【０００６】
上記ロードセル１９は、保全性や熱影響等による寿命低下を考慮してエアシールパイプ５から離れた支持装置１０の根元部に設置されているが、操業時の振動や機械のせり等によって根元部ロードセル１９には正確な押付け力が伝わらず、正しい押付け力を計測できない場合がある。その結果、コレクタノズル４とエアシールパイプ５との嵌合部における実際の押付け力と根元部ロードセルの測定値とで誤差が生じることになる。
【０００７】
エアシールパイプの押付け力は外気侵入や溶融金属の飛散防止あるいはコレクタノズルの耐火物割損防止の観点から非常に重要な管理項目であり、操業中に押付け力が管理範囲を逸脱すると操業を停止し、その原因を究明して対策を講じる必要がある。しかし上述したように、必ずしもオンライン（操業中）において正確な押付け力を計測することができないという問題がある。
【０００８】
そこで、根元ロードセルの測定値が管理範囲を外れたことを検出するために、昇降フレーム駆動シリンダ１６の油圧測定値からエアシールパイプ５の押付け力を計算により算出し、この算出値とロードセル１９の測定値とを比較し、エアシールパイプの押付け力が管理範囲を外れたのか、あるいは、外乱（せり、振動等）の影響だったのかを判断している。そして、押付け力の異状であると判断されれば、ロードセル自体の異状の有無を調査し、外乱の影響であると判断されれば、機械に異状がないか調査し、調査結果にしたがって対策を講じることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭６１−０６７５４５号公報
【特許文献２】特開昭６２−１６８６６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、油圧の測定値も、押付け力を［シリンダ面積］×［油圧］により求めており、油柱が変化した場合の変動の影響、機械的なせりの影響が大きい場合は測定誤差が増大するため、正確な値とはいえず、結局、操業を停止してロードセル１９に外乱が働かないようした状態でロードセルの計測値を確認することになる。しかし、操業を止めての押付け力測定作業は、生産性を大きく低下させることから、オンラインでの管理を行わざるを得ない。その場合、ロードセルによる管理であれ、油圧による管理であれ、これらのバラツキを考慮した安全率を用いて管理せざるを得ず、過度な操業停止を余儀なくされる。
【００１１】
本発明は上述のような事情に鑑みてなされたもので、オンラインでコレクタノズルに対するエアシールパイプの押付け力を正確に測定することのできる連続鋳造用エアシールパイプの支持装置およびエアシールパイプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の要旨は以下の通りである。
［１］  支持アームの先端部にエアシールパイプを支持して溶融金属容器の底部に取付けられたコレクタノズルに押付ける連続鋳造用エアシールパイプの支持装置において、前記支持装置の根元部に設置されていて、前記エアシールパイプの押付け力を測定するロードセルに加えて、前記支持アームの先端部にも前記エアシールパイプの押付け力を測定するためのロードセルを設置したことを特徴とする連続鋳造用エアシールパイプの支持装置。
［２］  溶融金属容器の底部に取付けられたコレクタノズルに嵌合する連続鋳造用エアシールパイプであって、このエアシールパイプの上端部に該エアシールパイプのコレクタノズルへの押付け力を測定するためのロードセルを設けたことを特徴とする連続鋳造用エアシールパイプ。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、コレクタノズルに対するエアシールパイプの押付け力を正確に測定することが可能となり、その結果、コレクタノズルとエアシールパイプの嵌合部での溶融金属酸化と溶融金属飛散、およびコレクタノズルの耐火物割損を防止することができ、また、操業停止頻度を大きく低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態のエアシールパイプ支持装置の支持アーム先端部近傍を示す側面図である。
【図２】他の実施形態を示す部分側断面図である。
【図３】従来のエアシールパイプ支持装置を示す側面図である。
【図４】従来のエアシールパイプ支持装置の支持アーム先端部近傍を示す側面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ視平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図を用いて説明する。
本実施形態は前掲図３に示した連続鋳造用エアシールパイプの支持装置１０に用いて好適である。本実施形態では、図１に示すように支持アーム１１Ａの先端部にロードセル（先端部ロードセル）２０を取付ける。すなわち、コ字状になっている先端部の２本の腕部それぞれにロードセル２０を取付け、これらのロードセル２０を介して、支持アーム１１Ａにより受部材６およびエアシールパイプ５を支持する。その他の構成は図３と同じであるので、説明は省略する。本実施形態によれば、エアシールパイプ５をコレクタノズル４に押付けた際の押付け力を先端部ロードセル２０により、オンラインで直接測定可能となる。したがって、この測定値を用いることで、支持装置１０の根元部にある根元部ロードセル１９の評価や校正をオンラインで実施できる。
【００１６】
他の実施形態を、図２を用いて説明する。図２はコレクタノズル４とエアシールパイプ５Ａが嵌合している状態を示す部分側断面図であり、コレクタノズル４とエアシールパイプ５Ａとの間にロードセル（嵌合部ロードセル）２１を取付ける。すなわち、エアシールパイプ５Ａの上端部にロードセル２１を収納できる窪みを設け、この窪みにロードセル２１を収納する形で取付ける。また、このロードセル２１の上面はコレクタノズルの下面に一致する形状とし、その中心部には溶融金属が流下するための流路を設ける。このような構成とすることにより、エアシールパイプ５Ａがコレクタノズル４に押付けられる力を嵌合部ロードセル２１でオンライン中に直接測定できる。したがって、この測定値を用いることで、支持装置１０の根元部にある根元部ロードセル１９の評価や校正をオンラインで実施できる。
【実施例】
【００１７】
図３に示すエアシールパイプ支持装置１０に図１に示す支持アーム１１Ａを適用した装置を用いて連続鋳造を行なった。その際、駆動シリンダ１３，１６等のアクチュエータを駆動させてガイドポスト１５を旋回し、昇降フレーム１４を昇降させ、さらに、支持アーム１１Ａをスライドさせて、支持アーム１１Ａの先端部に受部材６を介して支持されているエアシールパイプ５を所定位置にあるコレクタノズル４に嵌合させた。この状態で、溶融金属容器１の底部に設けられている開閉装置３を開にして容器１内の溶鋼（溶融金属）をコレクタノズル４およびエアシールパイプ５の流路を流下させてタンディッシュ２に供給し、連続鋳造を開始した。連続鋳造中は、エアシールパイプ５の押付け力を、タンディッシュ２内の溶鋼の浮力を受けつつ、嵌合部での外気侵入や溶鋼飛散がなく、コレクタノズル４を割損させない最適な押付け力となるように制御した。この制御は根元部ロードセル１９の測定値に基づく自動制御である。
【００１８】
このようにして連続鋳造操業を続けていると、根元部ロードセル１９が押付け力異状を検出したため、オンラインで根元部ロードセル１９と先端部ロードセル２０の測定値を比較したところ、根元部ロードセル１９には±１００ｋｇの偏差があることが判明した。そこで、先端部ロードセルを用いて根元部ロードセル１９の校正を実施したところ、根元部ロードセル１９の偏差を±５ｋｇとすることができ、その後はエアシールパイプ５の押付け力を最適範囲に維持することができた。この間、設備を停止することなく操業を続けることができ、また、コレクタノズルとエアシールパイプの嵌合部から溶鋼が飛散することなく、溶鋼が酸化させることもなく、さらに、コレクタノズルの耐火物が割損することもなかった。
【符号の説明】
【００１９】
１  溶融金属容器
２  タンディッシュ
３  開閉装置
４  コレクタノズル
５  エアシールパイプ
５Ａ  エアシールパイプ
６  受部材
１０  エアシールパイプ支持装置
１１  支持アーム
１１Ａ  支持アーム
１２  支持アーム用ガイドフレーム
１３  支持アーム駆動シリンダ
１４  昇降フレーム
１５  昇降フレーム用ガイドポスト
１６  昇降フレーム駆動シリンダ
１７  旋回盤
１８  基台
１９  根元部ロードセル
２０  先端部ロードセル
２１  嵌合部ロードセル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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