JPH0592247A - 連続鋳造設備スプレーノズル異常検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ノズル異常の検出時のサンプリング数を増や
すことで、信号解析能力を向上させ、異常判定の精度向
上を図る。 【構成】 連続鋳造設備のロール間内を通過するダミー
バー１にあって、設備側に設けられたスプレーノズル４
からのスプレー水噴射面に複数の圧電素子６を配設し、
この圧電素子６の出力信号に基づいて連続鋳造設備のス
プレーノズルの異常を判定する異常検出装置において、
圧電素子６の各々をダミーバー１の移動方向（通過方
向）に対し垂直位置ではなく、圧電素子６による出力信
号幅が広がるように傾斜させて取り付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は連続鋳造設備における２
次冷却スプレーノズルの異常を高精度に検出するための
異常検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造設備における２次冷却系は、１
ラインに数百個〜数千個のスプレーノズルで構成し、鋳
片の凝固、冷却を行っているが、ノズル詰まりやノズル
抜けなどのスプレーノズルの異常が発生した場合、不均
一な冷却が行われるために、鋳片の表面割れ、内部割れ
などが生じ、品質に悪影響を与える。

【０００３】従来、これらノズル異常の検出は、狭い機
内に作業員が入って点検する方法で行われている。この
ような手作業は、非能率かつ劣悪環境であるため、人の
立ち入り作業を排した方法が提案されている。例えば、
実公昭５７−５９２３６号公報に示されるようなスプレ
ーゾーン単位での水圧力検出による技術、或は、川鉄技
報１９８０年Ｖｏｌ．１２、Ｎｏ．３，５４０頁に記載
のように、機内のロール間にテレビカメラを挿入する技
術などがある。

【０００４】しかし、上記したようにスプレーゾーン単
位で水圧力検出を行う技術にあっては、１つのゾーン単
位でのスプレーノズル数が多いことから、多数のノズル
に異常が生じないと検出できないという問題がある。一
方、ゾーンを細分割して検出能を上げる方法もあるが、
センサ数が増大し、大掛かりになるという問題がある。
また、テレビカメラを用いる場合、専用の検査台車を挿
入し、観察に際してカメラを幅方向にスキャンする必要
があるため、作業性に問題があるほか、スプレー水の噴
射状態の確認を目視に依存しているため、検出精度の向
上及び定量化達成に問題がある。

【０００５】このような問題を解決すべく提案された技
術の１つとして、実公平３−４４２５号公報がある。

【０００６】すなわち、図７に示すように、鋳造スター
ト時ロール２及びスプレーヘッダ３からなる機内に挿入
可能に構成されたダミ−バー１は、チェーン状の鋼製ブ
ロックを複数連結して作られる。このダミ−バー１のス
プレーヘッダ３のスプレーノズル４に対向する面には、
センサ台５がロール２に平行するように取り付けられて
いる。このセンサ台５には、防振材を介して複数の帯状
または線状の圧電素子６が連続的に装着されている。圧
電素子６は、圧電性高分子複合物を使用しており、例え
ば、合成ゴムの中に粒度１〜数ミクロン程度の圧電性セ
ラミックス微粒子を分散し、高分子を結合した圧電材料
である。このような圧電性高分子複合物を使用した圧電
素子は、圧電率が大きく、かつ柔軟で、さらにはセラミ
ックスを高分子で結合しているため、衝撃力にも強いな
どの特性を有している。なお、圧電素子が防振材を介し
て装着される理由は、機内を通過する際に鋳片引き抜き
ロールとの接触による衝撃振動やダミ−バーなどの揺動
による振動などが、検出部へ伝達されるのを防止するた
めである。

【０００７】図８は圧電素子６の配列を示す平面図であ
り、ダミーバー１の長手方向に直交するようにセンサ台
５が取り付けられ、このセンサ台５の上面に圧電素子６
が僅かな隙間を有しながら連続配置されている。圧電素
子６は、図９に示すように、スプレーノズル４から放出
され、圧電素子６の設置面に到達する噴射水８の幅がダ
ミーバー１の幅方向に向かう楕円形をしているため、こ
の噴射水の横幅に見合った幅に設定される。

【０００８】以上の構成において、ダミ−バー１は鋳造
スタート時、鋳片の先端を凝固させ、これを連続鋳造設
備内に移動し抽出するが、ダミ−バー１が所定の速度
（例えば、２ｍ／分）で移動する過程で圧電素子６から
連続的に検出信号が得られ、この信号の解析からスプレ
ーノズルの目詰まりなどの異常を判定することができ
る。

【０００９】図１０は図７の異常検出装置における圧電
素子６の出力波形図である。ここでは、圧電素子６が６
個の場合について示している。圧電素子６は、スプレー
ノズル４から噴射される噴射水８の圧力エネルギーに応
じた電気量（電圧）に変換する。この圧電素子６の出力
電圧は、レベルが小さいので不図示の増幅手段によって
増幅及び信号処理の後、その信号レベルに基づいた異常
判定処理が行われる。図１０では原信号波形の状態で示
している。

【００１０】図１０から明らかなように、スプレーノズ
ル４からの噴射水の圧力が大きいときには大きな検出電
圧が得られ、スプレーノズル４に目詰まりのあるときに
は検出電圧は０になる。図中、１点鎖線の丸枠部分がノ
ズル目詰まりがある部分であり、検出電圧は得られな
い。また、検出波形の包絡線からはみ出したパルス状の
信号が現れた場合は噴射異常とみなすことができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記したダミ
ーバーに圧延素子を配設したスプレーノズル異常検出装
置にあっては、圧電素子の各々が、その長手方向を移動
方向に対して直角になるように配置しているため、スプ
レーノズルの直下を通過し終わるまでに得られるサンプ
リング数が少なくなり、信号解析能力が劣るという問題
がある。

【００１２】そこで、本発明の目的は、スプレーノズル
の異常検出におけるサンプリング数を増やし、信号解析
能力を向上できるようにした連続鋳造設備スプレーノズ
ル異常検出装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記した手段によれば、
連続鋳造設備内を通過するダミ−バーまたは計測台車な
どのスプレー水噴射面に圧電素子を配設し、この圧電素
子の出力信号に基づいて連続鋳造設備のスプレーノズル
の異常を判定する異常検出装置において、前記圧電素子
を前記ダミーバーまたは計測台車などの移動方向に対し
傾斜させて取りつけるようにしている。

【００１４】

【作用】上記した手段によれば、圧電素子がダミーバー
または計測台車などの移動方向に対して傾斜を設けて取
り付けられているので、圧電素子とスプレーノズルによ
る傾斜水とが相対移動する際に圧電素子の測定時間を多
くすることができ、サンプリング数を多くすることがで
きる。したがって、多くなったサンプリング数によりノ
ズル目詰まりなどの判定を高精度に行うことができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。

【００１６】図１は本発明による連続鋳造設備スプレー
ノズル異常検出装置を示す斜視図であり、図２はセンサ
台部分の詳細を示す平面図である。図１においては、上
記各図と同一であるものには同一引用数字をもちいたの
で、以下においては重複する説明を省略する。

【００１７】図１及び図２に示すように、本発明では、
圧電素子６の各々が進行方向に対し傾斜させてセンサ台
５に取り付けられている。なお、７は信号処理装置であ
り、圧電素子６の出力に基づいてサンプリング処理をダ
ミーバー１内で行うためのものである。このように、従
来は、図９に示すようにスプレーノズル４の噴射水の広
がり方向と圧電素子６の長手方向とが一致していたのに
対し、本発明では、図３のように、圧電素子６が角度
（例えば、６０°）をもって配置されている。したがっ
て、スプレーノズル４と圧電素子６とが相対移動するに
際し、その移動時間が同一であれば、本発明の場合、ス
プレーノズル４の噴射水８が圧電素子６上に位置してい
る時間が長くなり、その分だけサンプリング数を多くす
ることが可能になる。

【００１８】例えば、圧電素子６の個々の長さを１５０
ｍｍ、スプレー幅を２５ｍｍ、サンプリング周期を０．
１秒にした場合、図４に示すように、従来は（ａ）図の
如くに出力信号幅が狭いためにサンプリング数は７個で
あったが、本発明では（ｂ）図の如くに出力信号幅が広
くなったために４６個のサンプリング数を得ることがで
きた。

【００１９】さらに本発明者らは、上記実施例を実際に
連続鋳造設備への適用を試みた。その結果、従来構成で
はサンプリング数が５個であったのに対し、本発明では
２０個となり、明らかにサンプリング数の増大が認めら
れた。なお。圧電素子６を図２のような取り付けとする
ことにより、出力信号に若干の低下が認められたが、異
常判定に用いるに際して障害となるようなレベルではな
かった。

【００２０】図５（ａ），（ｂ）はノズル正常時の従来
と本発明の出力信号状態を示している。（ａ）図は従来
特性を示し、前記した条件によるサンプリングによって
５点のサンプリング値が得られ、その最大点の電圧は
２．０Ｖであったのに対し、（ｂ）図の本発明特性では
ピーク電圧値は１．８Ｖに低下しているものの２０点の
サンプリング値が得られた。各々に対するサンプリング
値の総和Σを計算したところ、従来例では５．８Ｖであ
り、本発明では２３．８Ｖであった。

【００２１】図６（ａ），（ｂ）はノズル異常時の従来
と本発明の出力信号状態を示している。（ａ）図の従来
特性では、０．５Ｖをピーク値として３点のサンプリン
グが得られ、（ｂ）図の本発明特性では、０．４Ｖをピ
ーク値として７点のサンプリングが得られた。この場合
も各々に対するサンプリング値の総和Σを計算したとこ
ろ、従来例では、１．１Ｖであり、本発明では２．６Ｖ
であった。したがって、この総和Σを用いて評価を行う
場合、本発明では正常時とノズル詰まり時の総和Σ値の
比が２３．８／２．６＝９．１５４となり、約９倍の電
圧値が得られるので、ノズル詰まりを高精度に判定する
ことができる。一方、従来例では５．８／１．１＝５．
２７倍の比であり、正常時と異常時の比が小さく、異常
判定を高精度に行うことはできない。

【００２２】

【発明の効果】異常説明した通り、この発明は、連続鋳
造設備内を通過するダミ−バーまたは計測台車などのス
プレー水噴射面に圧電素子を配設し、この圧電素子の出
力信号に基づいて連続鋳造設備のスプレーノズルの異常
を判定する異常検出装置において、前記圧電素子を前記
ダミーバーまたは計測台車などの移動方向に対し傾斜さ
せて取り付けるようにしたので、サンプリング数を多く
でき、ノズル目詰まりなどの判定を高精度に行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による連続鋳造設備スプレーノズル異常
検出装置の概略構成を示す斜視図である。

【図２】センサ台部分の詳細を示す平面図である。

【図３】本発明におけるスプレーノズルの噴射水の形状
と圧電素子の配置関係を示す説明図である。

【図４】圧電素子の従来配置と本発明配置の出力信号波
形を示す波形図である。

【図５】ノズル正常時の従来例と本発明の出力信号状態
を示す検出波形図である。

【図６】ノズル異常時の従来例と本発明の出力信号状態
を示す検出波形図である。

【図７】従来の連続鋳造設備スプレーノズル異常検出装
置を示す斜視図である。

【図８】従来の異常検出装置における圧電素子の配列を
示す平面図である。

【図９】従来におけるスプレーノズルの噴射水の形状と
圧電素子の配置関係を示す説明図である。

【図１０】図７の異常検出装置における圧電素子の出力
波形図である。

【符号の説明】

１ ダミ−バー ４ スプレーノズル ５ センサ台 ６ 圧電素子 ７ 信号処理装置 ８ 噴射水

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀口 真一郎 東京都千代田区大手町２−６−３ 新日本 製鐵株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続鋳造設備内を通過するダミ−バーま
   たは計測台車などのスプレー水噴射面に圧電素子を配設
   し、この圧電素子の出力信号に基づいて連続鋳造設備の
   スプレーノズルの異常を判定する異常検出装置におい
   て、前記圧電素子を前記ダミーバーまたは計測台車など
   の移動方向に対し傾斜させて取り付けることを特徴とす
   る連続鋳造設備スプレーノズル異常検出装置。