JPH0751824A - 鋳片の厚さ測定方法及び測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、鋳片の厚さ測定方法及び測定装置
に関するもので、特に連続鋳造中のオンラインで正確に
測定を行う事を目的とする。 【構成】 連続鋳造工程で鋳造中の鋳片を厚さ方向に挟
み込む２本の接触式ロッドと、接触式ロッドの長手方向
の鋳片の近い位置で発光する発光機構と、発光点の鋳片
厚さ方向変位を検出する検出器とを有し、鋳片の厚さに
よって変化する発光点の鋳片厚さ方向位置を接触式ロッ
ドの各々に対して上記検出器で検出し、２つの発光点変
位検出値から鋳片厚さを求める事を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続鋳造工程で鋳造中
の鋳片（スラブ、ブルーム、ビレット）の厚さ測定に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】これまで、連続鋳造工程で鋳造中の鋳片
厚さの自動測定は行われていない。鋳片の厚さを測定す
るためには、放射線などを利用して鋳片の両側に一組の
線源、検出器を設けて放射線の透過量を検出して行う方
法や、あるいは鋳片の厚さ方向にそれぞれ変位計を設け
て基準点からの距離をそれぞれ測定して行う方法が考え
られるが、前者は鋳片の厚さが３００ｍｍ程度であるこ
とから、放射線源として非常に規模の大きなものが必要
となり、設備コストの面で現実的でない。

【０００３】これまで鋳片厚さの自動測定の試みとして
は、後者の方法がいくつか試みられており、以下それら
について述べる。

【０００４】鋳片の厚さを自動で測定しようとした場合
には、検出器の設置スペースにあまり余裕がないという
問題と、鋳片が１０００度を越える温度となるため、熱
的な環境が非常に悪いという問題点がある。

【０００５】連続鋳造工程の圧下装置はセグメントと呼
ばれる圧下ロールが複数組一体となったものがひとつの
構成単位となり、それらが鋳造方向に多数並んだ構成と
なっている。

【０００６】セグメント内では鋳片の一対の圧下ロール
が複数組鋳造方向に密に配置されており、鋳造方向に隣
合う圧下ロール間の間隙は数１０ｍｍしかない。

【０００７】そこで、これまで検討された方法は、例え
ば、鋳片の厚さ方向に離れた位置から圧下ロールの数１
０ｍｍの隙間を通して先端に車輪のついた細いロッドを
鋳片表面に直接押しつけ、鋳片の厚さによって変化する
ロッドの鋳片厚さ方向変位をロッドの反対側に設けた差
動トランス等の変位計を用いて測定し、鋳片の厚さを測
定する方法や、鋳片の厚さ方向に鋳片から離れた位置か
ら鋳片をにらむように配置された一対の非接触式のレー
ザー変位計で、変位計から鋳片表面までの距離を圧下ロ
ールの隙間を通して測定することにより鋳片の厚さを算
出する方法などがある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、連続鋳造工程
で鋳造中の鋳片周辺は非常に高温となるため、接触式の
ロッドで鋳片を挟み込みロッドの変位を測定する方法で
は、作動トランスなどの変位計測器を高温の鋳片近傍に
置くことができないことから、ロッドを長くして温度環
境の良いところに変位計測器を設置する必要があり、測
定用ロッドの熱伸びが発生し、鋳片の厚さの変化による
変位量とロッドの熱伸びによる変位量の区別がつかなく
なることや、ロッドおよび変位計を取り付ける架台が熱
膨張で歪んでしまうことから変位測定の基準点がずれて
しまうことから正確な鋳片厚さ測定は不可能である。

【０００９】また、非接触式のレーザー変位計で鋳片の
厚さを測定する方法でも、架台の熱伸びの影響による測
定誤差の問題に加えて、水平に搬送されている鋳片の厚
さを測定しようとした場合には、レーザー変位計を鋳片
の下方向から鋳片をにらむように設置する必要がある
が、鋳片表面から高温のスケールが検出器に直接落下し
て検出器の信頼性上問題があることから、オンラインで
の使用には耐え得ないという問題がある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は、連続鋳造工程で鋳造中の鋳片を該鋳片の
厚さ方向に挟み込む２本の接触式ロッドと、該接触式ロ
ッドの長手方向の鋳片の近い位置で発光する発光機構と
該発光点の該鋳片厚さ方向変位を検出する検出器を有す
る装置で、該鋳片の厚さによって変化する発光点の該鋳
片の厚さ方向位置を前記ロッドのそれぞれに対して該検
出器で検出し、２つの発光点変位検出値から鋳片厚さを
自動で求めることを特徴とする鋳片の厚さ測定方法、お
よび、連続鋳造工程で鋳造中の鋳片を該鋳片の厚さ方向
に挟み込む２本の接触式ロッドと、該接触式ロッドの長
手方向の鋳片の近い位置で発光する発光機構と、該発光
点の該鋳片厚さ方向変位を検出する検出器と、該鋳片の
厚さによって変化する発光点の該鋳片厚さ方向位置を前
記ロッドのそれぞれに対して該検出器で検出した検出値
から鋳片厚さを演算する装置を備えたことを特徴とする
鋳片の厚さ測定装置である。

【００１１】

【作用】以下、連続鋳造設備の軽圧下ゾーンでの鋳片厚
さ測定について図示の実施例に基づいて本発明の作用を
説明する。

【００１２】図１〜２は連続鋳造工程で鋳造中の鋳片１
と圧下ロール３が組み込まれたセグメント２の配置を示
す図である。ひとつのセグメントに圧下ロール３が鋳造
方向に複数組配置されており、各圧下ロール間の鋳造方
向の間隙は数１０ｍｍと狭く、検出器を設置するスペー
スを確保することは困難である。

【００１３】しかし、一般に鋳片の幅方向、すなわち鋳
造方向と直交する方向にはほとんど設備が配置されてお
らず、検出器を取り付けるスペースを確保することが可
能である。

【００１４】図３は図１〜２で示した連続鋳造工程に本
発明方法および装置を配置したもので、鋳造方向から見
た図である。

【００１５】圧下ロール３で圧下を加えられている鋳片
１の表面を圧下ロール３の間隙を通して、上下方向から
車輪のついた接触式ロッド６で鋳片１を挟み込む。

【００１６】上下の接触式ロッド６の内部には光ファイ
バが内蔵されており、鋳片に対して反対側に光源を設け
て光を導き、ロッド６の長手方向の鋳片の近い点で外部
に対して発光させる。

【００１７】ロッド６での発光点５の位置は固定し、鋳
片１の表面から発光点５までの距離は変化しないように
する。

【００１８】発光点５を鋳片１に近い位置とするのは、
ロッド６全体が熱によって伸びても鋳片１表面から発光
点５までの間の距離はほとんど変化しないようにするた
めである。

【００１９】このようなロッド６で上下方向から鋳片１
を挟み込むと、鋳片１の厚さによって、ロッド６の発光
点５の上下方向位置が変化する。検出器の設置スペース
に余裕があり、熱的な環境もかなり良好な圧下装置の側
面にロッド６の発光点５から発光された光の上下方向位
置を検出するカメラ４が鋳片１の上下のロッド６に対し
てそれぞれ配置されている。

【００２０】２台のカメラ４の上下方向の位置関係は前
もって求めておく。カメラ４の撮像素子は一次元のイメ
ージセンサであり、発光点５の上下方向位置を精度良く
検出するためにはより素子数の多くして分解能を高める
のが望ましい。

【００２１】また、カメラ４のレンズは望遠レンズを用
いて、視野を発光点５近傍に限定することによって発光
点５の上下方向位置の検出精度を上げることができる。

【００２２】２台のカメラ４で検出したロッド６の発光
点５の上下方向位置はデータ処理装置８に入力され、鋳
片の厚さが求められる。

【００２３】高熱の鋳片１に接触させるロッド６は、水
冷あるいは空冷し、ロッド６自信および光ファイバの熱
的な耐久性を持たせることが望ましい。

【００２４】ロッド６を鋳片１に押しつける方法はいく
つか考えられるが、図３のようにはさみの構造にして環
境の良い圧下ロール３の側面にエアーシリンダーやバネ
などの駆動装置７を設けておこなう方法が駆動装置７に
熱的な負荷がかからなくてよい。

【００２５】図４に厚み演算方法を示す概略図、図５は
厚み演算フローを示す図である。

【００２６】まず較正を行う。厚さが既知の較正片をロ
ッド６で挟む。次に、発光点５の上下方向位置の検出を
開始する。鋳片１横方向に設置したカメラ４で撮影し、
その情報をデータ処理装置８に送信する。この位置情報
をデータ処理装置８に記億する。

【００２７】この操作を厚さの異なる２つの較正片（例
えば、厚み３００ｍｍと３０５ｍｍ程度のもの）に対し
て操作を行い、２台のカメラ４間の離隔距離とロッド６
の発光点５の上下方向変位の分解能、すなわちイメージ
センサの１画素がロッド位置での変位量がいくらに相当
するかを得る。一画素あたりの変位量ｋは以下の様に求
められる。

【００２８】

【数１】 ｋ＝較正片厚み差／厚み差により生じた画素数変化代

【００２９】また、厚みＴｏの較正片により上部及び下
部基準点Ａｏ、Ｂｏを求めておく。

【００３０】次に、実際の操業における測定を行う。較
正時と同じように発光点５の検出を行い、発光点５の位
置を検出する。

【００３１】データ処理装置８により発光点５の画素数
を求め、較正時の画素数と比較し、差を求める。この差
から以下の式によって鋳片の上部及び下部の変位Ａｉ、
Ｂｉを求める。

【００３２】

【数２】Ａｉ＝ｋ×上部変位画素数

【００３３】

【数３】Ｂｉ＝ｋ×下部変位画素数

【００３４】次に上部及び下部の変位量ΔＡｉ、ΔＢｉ
を求める。

【００３５】

【数４】ΔＡｉ＝Ａｉ−Ａｏ

【００３６】

【数５】ΔＢｉ＝Ｂｉ−Ｂｏ

【００３７】そしてこれらから鋳片厚みＴを以下の様に
求めることができる。

【００３８】

【数６】Ｔ＝Ｔｏ＋ΔＡｉ＋ΔＢｉ

【００３９】以上の様にシステム較正を行った後に、実
際の鋳片１の厚さを測定することで精度良く鋳片１の厚
さを求めることができる。

【００４０】ロッド６の鋳片１に接触する部分は鋳造方
向に移動する鋳片１に疵が入らないように車輪構造とな
っているので機械的なガタがあるが、較正する際と実際
の測定時には同じように較正片あるいは鋳片に押しつけ
られるので、厚さ測定値にはその影響は現れない。

【００４１】ロッド６が鋳片１にしっかり接触していれ
ば、鋳片１の厚さ変化はロッド６の発光点５を上下方向
へのみ変位させ、また、横方向から発光点５をにらんで
いるカメラ４も発光点５の上下方向変化のみを検出して
いるので、ロッド６の鋳造方向への歪や、横方向への歪
の影響をほとんど受けずに鋳片１の厚さの測定が可能で
ある。

【００４２】その意味で、本発明によれば、ロッド６自
体の機械加工精度およびロッド昇降装置７の精度はそれ
ほど厳密には必要ではない。

【００４３】上記の実施例は連続鋳造工程の軽圧下ゾー
ンでの鋳片厚さ測定について述べたものであるが、本発
明を用いることによって軽圧下ゾーン以外の場所でも鋳
片の厚さ測定を精度良く行うことが可能である。

【００４４】

【発明の効果】本発明方法および装置を連続鋳造工程で
鋳造中の鋳片厚さ測定に適用することによって、従来、
検出器設置環境の悪さが原因で不可能であったオンライ
ンでの厚さ測定を安定に行うことが可能となる。

【００４５】本発明方法および装置により連続鋳造工程
で鋳造中の鋳片厚さをオンラインで測定することによ
り、鉄鋼プロセスでの製鋼工程以降の各種製品の品質管
理レベルを大きく向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施しようとする場所を説明するため
の図で、鋳造方向から見た、セグメント内の圧下ロール
配置図。

【図２】本発明を実施しようとする場所を説明するため
の図で、横方向から見た、セグメント内の圧下ロール配
置図。

【図３】本発明の実施例を示す図で、鋳片厚み測定装置
配置図。

【図４】鋳片の厚さを算出するために方法を示す図であ
る。

【図５】本発明による鋳片の厚さ測定方法のフローチャ
ートを示す図である。

【符号の説明】

１ 鋳片 ２ セグメント ３ 圧下ロール ４ カメラ ５ 発光点 ６ ロッド ７ ロッド昇降装置 ８ データ処理装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続鋳造工程で鋳造中の鋳片を該鋳片の
   厚さ方向に挟み込む２本の接触式ロッドと、該接触式ロ
   ッドの長手方向の鋳片の近い位置で発光する発光機構と
   該発光点の該鋳片厚さ方向変位を検出する検出器を有
   し、該鋳片の厚さによって変化する発光点の該鋳片の厚
   さ方向位置を前記ロッドのそれぞれに対して該検出器で
   検出し、２つの発光点変位検出値から鋳片厚さを求める
   ことを特徴とする鋳片の厚さ測定方法。
2. 【請求項２】 連続鋳造工程で鋳造中の鋳片を該鋳片の
   厚さ方向に挟み込む２本の接触式ロッドと、該接触式ロ
   ッドの長手方向の鋳片の近い位置で発光する発光機構
   と、該発光点の該鋳片厚さ方向変位を検出する検出器
   と、該鋳片の厚さによって変化する発光点の該鋳片厚さ
   方向位置を前記ロッドのそれぞれに対して該検出器で検
   出した検出値から鋳片厚さを演算する装置を備えたこと
   を特徴とする鋳片の厚さ測定装置。