JPH04210859A - 連続鋳造用冷却装置の故障検知方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

［０００１］

【産業上の利用分野】本発明は連続鋳造用冷却装置の故
障検知方法およびこれに使用できる装置に関する。 ［０００２］

【従来の技術】近年、溶湯からスラブ、ブルーム等を直
接に製造する連続鋳造法が盛んに利用されている。この
連続鋳造法で使用される連続鋳造設備は、水冷鋳型と、
連続鋳造片の走行方向にそって適数個配設された適数個
のローラと、連続鋳造片の走行方向にそって適数個配設
され連続鋳造片に冷却水を噴出するノズルをもつ冷却装
置とを備えている。

【０ＯＯ３】ところで近年、連続鋳造片の一層の高品質
化が要請されている。ここで、何らかの原因で連続鋳造
設備の冷却装置のノズルが詰まることがある。詰まりが
発生したノズルでは冷却水の噴出は停止するか所定量よ
りも少なくなる。この場合連続鋳造片の冷却が不均一と
なり、連続鋳造片の一層の高品質化に不利である。そこ
で近年、ダミーバーの先端部に撮像装置を装備した装置
を用いた故障検知方法が開発されている。この方法では
、ローラの逆回転によりダミーバーをその先端部から連
続鋳造片の走行通路にそって下方から上方に移動させ、
この移動に伴い、撮像装置でノズルからの冷却水の噴出
状況を撮像することにしている。 ［０００４］

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
装置を用いる方法では、ダミーバーをその先端部から連
続鋳造片の走行通路にそって下方から上方に移動させる
。ここで、ダミーバーはトン単位（例えば数トン−１０
数トン）のかなり重量がある物であり、かかる重量ある
ダミーバーを数メートル持ち上げるのは大変手間がかか
る。またダミーバーをその先端部から連続鋳造片の走行
通路にそって下方から上方に移動させるので、冷却水噴
出状況を検知するノズルの下方に撮像装置が位置してい
る。従って、ダミーバーに装備されている撮像装置に冷
却水が多量に落下する。そのため、冷却水の影響をもろ
に受けて、撮像が良好とならない不具合がある。 ［０００５１本発明は上記した実情に鑑みなされたもの
であり、その目的は、筒体をその透過部から連続鋳造片
の走行通路にそって水冷鋳型設置付近から挿入して上方
から下方に向けて移動させ、筒体の透過部を通して冷却
液の噴出状況を視覚的に検知することにより、落下する
冷却液の影響を少なくして検知し得る連続鋳造用冷却装
置の故障検知方法およびこれに使用できる装置を提供す
ることにある。 ［０００６］

【課題を解決するための手段】請求項１にかかる連続鋳
造用冷却装置の故障検知方法は、連続鋳造法で用いる水
冷鋳型と、連続鋳造片の走行方向にそって適数個配設さ
れ水冷鋳型から排出される連続鋳造片を案内する適数個
のローラと、連続鋳造片の走行方向にそって適数個配設
され連続鋳造片に冷却液を噴出するノズルをもつ冷却装
置とを備えた連続鋳造設備と、連続鋳造片の走行通路に
そって水冷鋳型設置付近から挿入可能であり、先端部に
可視光を透過する透過部を備えた装備室をもつ筒体と、
冷却装置のノズルからの冷却液の噴出状況を筒体の透過
部から視覚的に検知する冷却液状況検出手段とを用い、
筒体をその透過部から連続鋳造片の走行通路にそって水
冷鋳型設置付近から挿入して下方に移動させ、筒体の透
過部を所望のノズルに近づける近接工程と、所望のノズ
ルからの冷却液の噴出状況を冷却液状況検出手段で筒体
の透過部から視覚的に検知する検知工程とを実施するこ
とを特徴とするものである。 ［０００７］また、請求項２にかかる連続鋳造用冷却装
置の故障検知装置は、上記した方法に用いることができ
るものであり、先端部に可視光を透過する透過部を備え
かつ可視光を透過しない材料で形成された装備室をもつ
筒体と、筒体の装備室に配設され冷却装置のノズルから
の冷却液の噴出状況を筒体の透過部から撮像する冷却液
撮像装置と、冷却液撮像装置を筒体の装備室の内部に保
持する保持部とを具備することを特徴とするものである
。 ［０００８］本方法にかかる近接工程では、筒体をその
透過部から連続鋳造片の走行通路にそって水冷鋳型設置
付近から下方に向けて挿入する。挿入の際にはローラ、
筒体の損傷を回避することが好ましい。従って、筒体の
挿入速度を遅くすることができる。近接工程では、筒体
を下方に移動させることにより、筒体の透過部を所望の
ノズルに近づける。筒体を移動させるにあたり、筒体を
作業者が掴んで作業者の手作業で行っても良く、あるい
は、筒体を駆動モータ機構、シリンダ機構に連動させて
駆動モータ機構、シリンダ機構の駆動で行っても良く、
あるいは、クレーン機構で筒体を吊り下げつつ筒体を順
次下降させるように行なってもよい。また、筒体に駆動
モータ機構、駆動モータ機構で駆動する車輪部を内蔵さ
せ、車輪部の駆動に伴い、筒体を自走する構造としても
よい。 ［０００９］近接工程、検知工程は、鋳造温度の影響を
回避するために、連続鋳造直後ではなく、ある程度時間
が経過して周囲の温度がある程度低くなった状態、ある
いは、連続鋳造前に実施することが好ましい。本方法で
用いる筒体は、その先端部に可視光を透過する透過部を
もつ。透過部は、例えば後述する実施例で例示するよう
に空間である開口とすることができる。開口とすれば、
筒体の開口から装備室内に冷却液が侵入しても、その冷
却液は重力で自然に開口から落下する。また透過部は、
開口を閉塞する透明ガラス部とすることができる。この
場合には透明ガラス部による遮蔽機能により、筒体の開
口から装備室内に冷却液が侵入することは確実に防止さ
れる。なお、透明ガラス部には、付着した冷却液を拭き
取る機能をもつワイパー装置を設けることもできる。 ［００１０１本方法で用いる筒体の外径寸法は、連続鋳
造片の走行通路の通路幅を考慮して設定する必要がある
。また筒体の装備室の内径寸法は冷却液状況検出手段の
大きさを考慮して適宜選択できる。本方法で用いる筒体
は、剛体でも、可撓性をもつものでもよい。剛体タイプ
の場合には、比較的厚肉の金属パイプ、セラミックスパ
イプ、硬質樹脂パイプを採用できる。可撓性タイプの場
合には、可撓の度合いは必要に応じて適宜選択でき、ス
パイラル構造、スパイラル近似構造を採用でき、あるい
は、長さ方向において部分的に可撓部（例えばゴム部、
蛇腹部）をもち他の部分は剛性をもつ構造とすることが
でき、あるいは、全体を半硬質樹脂、軟質樹脂で形成し
た構造とすることができる。 ［００１１１本方法で用いる筒体は伸縮可能な構造にで
きる。例えば、径の異なるパイプをその長さ方向に連続
して嵌め込む構造、あるいは、周壁部の少なくとも一部
に伸縮可能な蛇腹部を形成した構造にできる。このよう
に筒体を伸縮可能な構造にすれば、近接工程において筒
体を適宜伸縮させることができ、筒体の先端の透過部を
所望のノズル位置に適応させることが容易となる。 ［００１２］また本方法で用いる筒体には、筒体の内部
を冷却する筒体冷却部を設けても良い。この場合には筒
体冷却部で冷却液状況検出手段を冷却でき、冷却液状況
検出手段の過熱防止、誤作動防止に有利である。なお、
筒体冷却部としては空気吹出用ノズル、送風ファン等を
採用できる。本発明にかかる検知工程では、所望のノズ
ルからの冷却液の噴出状況を筒体の透過部から冷却液状
況検出手段で視覚的に検知する。冷却液状況検出手段は
、冷却装置のノズルからの冷却液の噴出状況を筒体の透
過部から視覚的に検知するものである。本発明で用いる
冷却液状況検出手段は可視光を利用して撮像する冷却液
撮像装置を採用できる。冷却液撮像装置は、冷却液の噴
出している部分を２次元的に撮像するエリアイメージセ
ンサ、冷却液の噴出している部分を実質的に１次元的に
横断するリニヤイメージセンサを採用できる。リニヤイ
メージセンサの場合には、視野を確保すべく、冷却液の
噴出している部分の横断位置を少しずつずらせて１次元
的に何回も横断することが望ましい。 ［００１３］また場合によっては、冷却液状況検出手段
は、筒体の装備室に配設されフィルム等の記録媒体を内
蔵した市販のカメラと、カメラのシャッターを作動させ
るレリーズ部とで構成できる。カメラはストロボ内蔵式
のものを採用できる。この場合には、検知工程では、筒
体の他端側の作業者がレリーズ部を操作してストロボで
照明しつつカメラのシャッターを作動させ、これにより
冷却液の噴出状況をカメラ内のフィルムなどの記録媒体
に撮影する。この場合、冷却液の噴出している部分を撮
影したら、カメラからフィルムなどの記録媒体を取り出
し、記録媒体から画像を得る。このようにすれば、冷却
液の噴出している部分を簡便に検知できる。 ［００１４］また本発明で用いる冷却液状況検出手段は
、画像の伝送路となる多数本（実用上例えば数百〜数千
〜致方本）の光ファイバーを束状としたイメージファイ
バーと、イメージファイバーの先端側に配置された対物
レンズと、イメージファイバーの他端側に配置された接
眼レンズとで形成することもできる。この場合には、検
知工程では、冷却液の噴出状況を対物レンズ、イメージ
ファイバー、接眼レンズを通して送ることができ、接眼
レンズ側の作業者が冷却液の噴出状況を把握できる。 イメージファイバーは、バンドル型、マルチコア型のい
ずれでもよい。この場合には筒体の装備室に対物レンズ
、イメージファイバーを配設する。従って、筒体の装備
室に撮像装置を配設せずともよいので、装備室、筒体の
小径化に有利である。 ［００１５］

【作用】本発明方法では筒体をその透過部から連続鋳造
片の走行通路にそって水冷鋳型設置付近から下方に向け
て挿入するので、噴出状況を検知するノズルの上方に筒
体の透過部、冷却液状況検出手段が位置する。従って、
落下する冷却液が冷却液状況検出手段に直接ふりかかり
にくくなる。 ［００１６］

【実施例】以下本発明の一実施例を説明する。図２に示
す様に、この連続鋳造設備１は、水冷鋳型１０と、セグ
メント１２と、セグメント１２に保持された適数個のロ
ーラ１４と、ノズル１６　（１６ａ　〜１６　ｆ）をも
つ冷却装置１８とを備えている。水冷鋳型１０は溶鋼を
一次冷却して凝固させる鋳型であり、床壁２０の開口２
Ｏａ付近に設置されている。セグメント１２は床面２０
の開口２０ａから連続鋳造片Ｗの走行通路Ｗ１にそって
多数個配設されている。ローラ１４は水冷鋳型１０から
排出される連続鋳造片Ｗを走行通路Ｗ１にそって案内す
る。冷却装置１８のノズル１６　（１６ａ〜１６ｆ）は
連続鋳造片Ｗの走行方向にそって適数個配設されている
。図５に例示した様に、ノズル１６には給水機構１７が
接続されており、給水機構１７から供給された冷却水を
連続鋳造片Ｗに向けて所要水量で噴出する。 ［００１７］図１に示す様に筒体３は所定の内径をもっ
長尺状であり、連続鋳造片Ｗの走行通路Ｗ１にそって水
冷鋳型１０設置付近つまり開口２０ａから下方へ向けて
挿入可能である。筒体３は可視光を透過しないように金
属材料（例えば鋼ンで形成されている。筒体３は装備室
３０をもつ。装備室３０の先端部には、可視光を透過す
る透過部としての開口３０ａが形成されている。開口３
０ａの先方には円弧状に形成された案内部３２が設けら
れている。案内部３２の底面形状はほぼ十文字状である
。案内部３２はローラ１４等に当接して筒体３を連続鋳
造片Ｗを走行通路Ｗ１側に案内する機能をもつものであ
る。なお、案内部３２は、網状構造でもよく、あるいは
、開口３０ａを閉塞する透明ガラス壁構造としてもよい
。 ［００１８］図１に示す様に筒体３の装備室３０の内部
には保持部３４がアーム部３６を介して設けられている
。筒体３の装備室３０には圧縮空気を噴出してエアカー
テン３８ａを得る空気ノズル３８が設けられている。 空気ノズル３８に圧縮空気を供給する管４０は筒体３の
装備室３０にそって延設されている。また筒体３の装備
室３０には開口２０ａの先方を照らし出す照明源４２が
設けられている。照明源４２はストロボフラッシュタイ
プであり、撮像装置５と同期して作動する。照明源４２
に電気を供給するリード線４２ａは筒体３の装備室３０
にそって筒体３の他端側に向けて制御装置８０に延設さ
れている。筒体３には、筒体３の可撓性を確保する蛇腹
状の可撓部３ａが形成されている。 ［００１９］冷却液状況検出手段としての冷却液撮像装
置５は、エリアイメージセンサであるＣＣＤ方式のテレ
ビカメラであり、一般の撮像装置と同様に、光入力を信
号電荷に変換し蓄積する光電変換部、蓄積された信号電
荷を読み出す走査部、読み出された信号電荷を電気信号
に出力する出力部とを備えている。冷却液撮像装置５は
筒体３の装備室３０の内部に位置して保持部３４に保持
されている。冷却液撮像装置５の信号線５ａは保持部３
４にそって筒体３の他端部側の制御装置８０に延設され
ている。

【００２０】冷却液撮像装置５の処理の流れを図４を参
照して説明する。図４に示す様にアナログ信号処理回路
では、２次元テレビカメラからの画像信号にアナログ的
な信号処理を施す。その後、標本化回路では、水平・垂
直方向に標本化８　（サンプリング）し、所定の正方格
子に分割する。量子化回路では、分割された映像信号を
Ａ／Ｄ変換器によって量子化（デジタル化）する。２値
化回路では、量子化（デジタル化）された信号にしきい
値処理を施して白と黒の画素に分離し、２値画像を得る
。 更に、論理演算機能を用いて２値画像の平滑化（ノイズ
除去）・膨張・収縮を行う。また必要に応じて画像の白
黒反転も行う。更に、ウィンドにより計測対象部分を切
り出す。更に、ウィンド内の対象画像について、幾何学
的特徴を抽出する。更に、幾何学的特徴のデータと判定
の基準となる値との比較を行う。そしてその結果をデイ
スプレィ８２に出力する。 ［００２１１さて本実施例では冷却装置１８のノズル１
６に詰まり故障が発生しているか否かを検知する場合に
ついて説明する。この場合には、図３に示す様に冷却装
置１８のノズル１６から冷却水を噴出させる。この状態
において、筒体３をその開口３０ａから連続鋳造片Ｗの
走行通路Ｗ１にそって水冷鋳型１０設置付近つまり開口
２０ａから挿入する。そして筒体３を連続鋳造片Ｗの走
行通路Ｗ１にそって下方に移動させ、筒体３の開口３０
ａを第１のノズル１６ａに近づける。 ［００２２］この状態で、照明源４２を作動させて照明
して第１のノズル１６ａ付近を照らし、冷却液撮像装置
５で第１のノズル１６ａからの冷却水の噴出状況を撮像
する。そして第１のノズル１６ａからの冷却水の噴出状
況はデイスプレィ８２に画像として映される。次に、筒
体３を連続鋳造片Ｗの走行通路Ｗ１にそって更に下方に
移動させ、筒体３の開口３０ａを第２のノズル１６ｂに
近づける。 ［００２３］この状態で、前述同様に、照明源４２を作
動させて照明して第２のノズル１６ｂ付近を照らし、冷
却液撮像装置５で第２のノズル１６ｂからの冷却水の噴
出状況を撮像する。そして第２のノズル１６ｂからの冷
却水の噴出状況はデイスプレィ８２に画像として映され
る。第２のノズル１６ｂからの冷却水の噴出状況を撮像
している際には、第１のノズル１６ａの高さ位置に筒体
３が位置しており、第１のノズル１６ａからの冷却水の
噴出は撮像装置５に映らない。従って第２のノズル１６
ｂからの冷却水噴出状況を良好に撮像できる。 ［００２４１次に、筒体３を連続鋳造片Ｗの走行通路Ｗ
１にそって更に下方に移動させ、筒体３の開口３０ａを
第３のノズル１６Ｃに近づける。この状態で、前述同様
に、照明源４２を作動させて照明して第３のノズル１６
Ｃ付近を照らし、冷却液撮像装置５で第３のノズル１６
Ｃからの冷却水の噴出状況を撮像する。そして第３のノ
ズル１６Ｃからの冷却水の噴出状況はデイスプレィ８２
に画像として映される。第３のノズル１６ｃからの冷却
水の噴出状況を撮像している際には、筒体３が第２のノ
ズル１６ｂの高さ位置に至っており、従って、第２のノ
ズル１６ｂからの冷却水の噴出は撮像装置５に映らない
。従って、第３のノズル１６ｃからの冷却水噴出状況を
良好に撮像できる。 ［００２５］上記のようにして順に、冷却装置１８の各
ノズル１６ａ〜１６ｆからの冷却水の噴出状況を検知す
る。そして、仮に、あるノズルに詰まりが発生していた
ら、そのセグメント１２を連続鋳造設備１から外して正
常なノズル１６に交換し、正常なノズル１６をもつセグ
メント１２を連続鋳造設備１に取り付ける。あるいは、
詰まりが発生していたノズル１６のみを交換する。 ［００２６１本実施例では筒体３の先端部に案内部３２
が形成されているので、案内部３２がローラ１４、セグ
メント１２に当たれば、筒体３を矢印Ｗ３方向に案内で
きる。従って筒体３を連続鋳造片Ｗの円弧状の走行通路
Ｗ１にそって良好に挿入させ得る。ところで筒体３を上
方の位置から下方に向けて移動させる本実施例では、詰
まり故障を検知しているノズル１６の上方に筒体３、冷
却水撮像装置５が位置している。従って詰まり故障を検
知しているノズル１６から噴出した冷却水が冷却水撮像
装置５に向けて多量にふりかかることは未然に防止され
る。そのため、落下する冷却水の影響を実質的に受ける
ことなく冷却水撮像装置５で良好に冷却水の噴出状況を
撮像できる。仮に筒体３の開口３０ａから冷却水が装備
室３０内に侵入しても、その冷却水は重力で筒体３の開
口３０ａから自然に落下するので、冷却水撮像装置５に
水が触れることを回避するのに有利である。 ［００２７］また冷却水撮像装置５に冷却水、その霧が
付着すると、冷却水撮像装置５による撮像画像が正確で
なくなる。この点本実施例では撮像の際において空気ノ
ズル３８から圧縮空気を噴出してエアカーテン３８ａを
形成して冷却水撮像装置５を保護する。そのため、冷却
水、冷却水の霧が筒体３の装備室３０の内部奥方に侵入
することを一層確実に回避できる。従って冷却水、冷却
水の霧が冷却水撮像装置５に侵入、付着することを回避
できる。そのため、冷却水撮像装置５による画像が冷却
水、冷却水の霧による影響を受けることを極力回避でき
、撮像を良好になし得る。更にまた、冷却水撮像装置５
に過剰な防水機構を施すことなく、冷却水、冷却水の霧
に起因する冷却水撮像装置５の損傷防止・故障防止を図
ることができる。 ［００２８］さて、上記のようにして冷却装置１８の全
部のノズル１６に詰まり故障が無いことが確認されたら
、従来と同様に連続鋳造法を操業する。操業するにあた
り、図２に示す様に、タンデイシュ６０を水冷鋳型１０
の上方に配置するととも（−溶解炉で溶解した高温の溶
鋼を溜めた回路の取鍋をタンデイシュ６０の上方に配置
する。この状態で、取鍋の底壁部のゲートを開放して取
鍋内の溶鋼をタンデイシュ６０に所要量づつ供給する。 更にタンデイシュ６０に供給された溶鋼はノズル６０ｂ
から水冷鋳型１０に供給される。その溶鋼は水冷鋳型１
０で一次冷却されて外側が凝固し内部が融液の状態の連
続鋳造片Ｗとなる。更に連続鋳造片Ｗはローラ１４の案
内で下方に向けて走行通路Ｗ１にそって走行する。 そして、連続鋳造片Ｗは冷却装置１８のノズル１６から
噴出する冷却水で更に冷却され完全に凝固し、回路の次
工程である切断工程に移送される。 ［００２９］次に他の実施例を説明する。ここで、連続
鋳造設備１の連続鋳造片Ｗの走行通路Ｗ１は所定の曲率
半径ｒとされている。したがって、上記した構造の筒体
３を実質的に曲率半径ｒ、あるいは、曲率半径ｒに近似
した曲率で円弧状に曲成することもできる。このように
すれば、筒体３を走行通路Ｗ１にそって容易に挿入する
ことができる。 ［００３０１ 【発明の効果］本発明方法によれば、水冷鋳型設置付近
から下方へ挿入した筒体の透過部を通して冷却液状況検
出手段で冷却液の噴出状況を視覚的に検知する。従って
検知工程では、詰まり故障を検知しているノズルの上方
に筒体、冷却液状況検出手段が位置している。従って詰
まり故障を検知しているノズルから噴出した冷却液が冷
却液状況検出手段に多量に降りかかることは未然に防止
される。そのため、冷却液の影響を実質的に受けること
なく、冷却液噴出状況を冷却液状況検出手段で良好に検
知できる。 ［００３１］殊に本発明方法では、検知の際において空
気ノズルから圧縮空気を噴出してエアカーテンを形成し
て冷却液状況検出手段を保護する場合には、冷却液、冷
却液の霧が筒体の装備室の内部に侵入することを一層回
避できる。従って、冷却液の降りかかりを一層防止でき
、撮像を良好になし得る。本発明装置によれば、上記し
た方法を実施することができる。また本発明装置によれ
ば、冷却装置のノズルからの冷却液の噴出状況を冷却液
撮像装置で筒体の透過部から撮像することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】筒体の内部構造を模式的に示す断面図である。

【図２】連続鋳造法で操業している状態を模式的に示す
断面図である。

【図３】ノズルの詰まりを検知している状態を模式的に
示す断面図である。

【図４】画像化の基本的な流れを示す構成図である。

【図５】ノズルの平面形態を模式的に示す構成図である
。

【符号の説明】

１　　連続鋳造設備 ３　　筒体 ３０　装備室 ３４　保持部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】連続鋳造法で用いる水冷鋳型と、連続鋳造
   片の走行方向にそって適数個配設され該水冷鋳型から排
   出される連続鋳造片を案内する適数個のローラと、連続
   鋳造片の走行方向にそって適数個配設され連続鋳造片に
   冷却液を噴出するノズルをもつ冷却装置とを備えた連続
   鋳造設備と、該連続鋳造片の走行通路にそって該水冷鋳
   型設置付近から挿入可能であり、先端部に可視光を透過
   する透過部を備えた装備室をもつ筒体と、該冷却装置の
   該ノズルからの冷却液の噴出状況を該筒体の透過部から
   視覚的に検知する冷却液状況検出手段とを用い、該筒体
   をその透過部から該連続鋳造片の走行通路にそって該水
   冷鋳型設置付近から挿入して下方に移動させ、該筒体の
   透過部を所望のノズルに近づける近接工程と、所望の該
   ノズルからの冷却液の噴出状況を該冷却液状況検出手段
   で該筒体の透過部から視覚的に検知する検知工程とを実
   施することを特徴とする連続鋳造用冷却装置の故障検知
   方法。
2. 【請求項２】先端部に可視光を透過する透過部を備えか
   つ可視光を透過しない材料で形成された装備室をもつ筒
   体と、該筒体の該装備室に配設され冷却装置のノズルか
   らの冷却液の噴出状況を筒体の透過部から撮像する冷却
   液撮像装置と、該冷却液撮像装置を該筒体の該装備室の
   内部に保持する保持部とを具備することを特徴とする連
   続鋳造用冷却装置の故障検知装置。