JPH1147820A - スラブ切断面ディスケール装置とこれを用いたディスケール／マーキング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ステンレス材の切断面のスケールでも容易に
除去する。またディスケールに用いた位置データをマー
キングに利用できるようにする。 【解決手段】 熱間スラブ１のディスケール範囲に低圧
水を大量に短時噴射し、急冷してスケールを剥離しやす
くするノズル１８と、冷却されたディスケール範囲に高
圧水を少量噴射してスケールを除去する高圧ノズル１９
とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スラブにマーキン
グする場合マーキング位置のスケールを除去するディス
ケーリング装置およびこのディスケーリング装置とマー
キング装置を連結した装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造装置等で生産されるスラブに
は、識別用のマーキングが行われる。マーキングはスラ
ブの表面や端面，側面に行われる。連続鋳造の場合、ス
ラブ端面は切断されるが、この切断面にはスケールが生
成されている。普通鋼の場合、２０〜３０ｋｇ／ｃｍ²
の加圧水をスケール付着部に噴射すれば、スケールは確
実に除去できる。しかし、ステンレス鋼の場合、酸素、
アセチレンの火炎に加えて、パウダーと称する鉄粉を加
えて燃やし火力を増大して切断する。このためステンレ
ス材スラブの切断面( 端面) には燃焼した鉄粉スケール
が溶着し、普通鋼で用いる２０〜３０ｋｇ／ｃｍ² の加
圧水ではディスケール（スケール除去）できない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このため２００〜３０
０ｋｇ／ｃｍ² 程度の高圧水を相当時間噴射すればある
程度は除去できるが十分ではない。確実に除去するには
高速カッターに使用する砥石で切断面のスケールを除去
できるが、時間がかかり、かつコスト的も高くつき実用
的ではない。

【０００４】本発明は上述の問題点に鑑みてなされたも
ので、ステンレス材の切断面のスケールでも容易に除去
できるスラブ切断面ディスケール装置を提供することを
目的とする。またディスケールに用いた位置データを用
いてマーキングの位置決めを行うディスケール／マーキ
ング装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明では、熱間スラブのディスケール範
囲に低圧水を噴射して冷却する冷却手段と、冷却された
前記ディスケール範囲に高圧水を噴射してスケールを除
去するスケール除去手段とを備える。

【０００６】熱間スラブのディスケール範囲、特に切断
面に低圧水を大量に噴射して急速に３００〜４００℃ま
で冷却すると、スケールが析出し、浮上する。この状態
で高圧水例えば２００〜３００ｋｇ／ｃｍ² を噴射し、
機械的衝撃を与えると剥離する。これは特にステンレス
材のように鉄粉パウダーが強固に付着している場合に大
きな効果がある。

【０００７】請求項２の発明では、前記スケール除去手
段は噴射パターン角がほぼ０度の吐出ノズルを有し、前
記ディスケール範囲を一定間隔で水平走査しながら高圧
水を噴射する。

【０００８】スケール除去手段のノズルは噴射パターン
角をほぼ０度にして噴射を集中させ、高圧水をディスケ
ール範囲に噴射する。このノズルによりディスケール範
囲を一定間隔で水平に走査することにより、走査範囲の
スケールを確実に除去できる。

【０００９】請求項３の発明では、前記スケール除去手
段は、噴射パターン角がほぼ０度の吐出ノズルを有し、
ノズル中心軸まわりに回転し、ノズル吐出口はこのノズ
ル中心軸より偏心した位置に設けられている。

【００１０】ノズルの筒を回転できるようにし、ノズル
吐出口を回転中心より偏心した位置とすることにより、
噴射水は円を描いて射出する。このノズルを移動すると
ディスケール範囲には螺旋状に高圧水が噴射され迅速に
ディスケールができる。ノズルの噴射パターン角をほぼ
０度とすることにより、高圧水を集中して噴射できる。

【００１１】請求項４の発明では、請求項１記載のスラ
ブ切断面ディスケール装置を搭載したディスケール台車
と、前記ディスケール範囲にマーキングを行うマーキン
グヘッドを搭載したマーキング台車と、このマーキング
台車と前記ディスケール台車とを両台車走行方向に伸縮
可能に接続したシリンダと、を備える。

【００１２】ディスケール装置はマーキングする範囲の
スケールを除去する装置であるので、マーキング装置も
存在する。この両者をシリンダで接続し、相対位置を調
整可能にすることにより、ディスケール時ノズル水や除
去されたスケールがマーキング装置に付着するのを防止
すると共に両装置の位置制御を共通にすることができ
る。

【００１３】請求項５の発明では、前記ディスケール台
車に設けられスラブのディスケール位置を検出する位置
検出センサと、この位置を記憶する記憶手段と、この記
憶手段の検出位置に基づいて前記マーキングヘッドのマ
ーキング位置を決定する制御手段とをさらに備える。

【００１４】ディスケール範囲を決定するため、スラブ
の上面、側面、端面（切断面）の位置を位置検出センサ
で検出し、このデータを記憶手段に格納する。マーキン
グ時このデータを使用することにより、マーキング位置
を決定することが容易となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態
を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。な
お、（Ａ）に示すように、台車走行方向をＸ方向、これ
と直交する方向をＺ方向とし、（Ｂ）に示すように台車
走行方向をＸ方向、これを直交する垂直方向をＹ方向と
する。図示しない連続鋳造設備から送り出されたスラブ
１は架台２の下をＺ方向に圧延ラインの搬送設備によっ
て移動し、マーキング位置で停止する。架台２はＸ方向
に配置されており、この上に設けられたレール２ａ上を
マーキング台車３とディスケール台車４が走行する。な
お図１で実線で示すマーキング台車３とディスケール台
車４の位置は待機状態の位置（ＯＦＦ ＬＩＮＥ）を示
し、１点鎖線で示すディスケール台車の位置はマーキン
グ位置検出状態とディスケール作業の状態を示す。

【００１６】マーキング台車３上には、Ｚ方向に横行す
る第２台車５が設けられている。またマーキング台車３
をＸ方向に走行させる台車走行モータ６および第２台車
５をＺ方向に横行させる第２台車横行モータ７が設けら
れている。第２台車５の中心には架台２下部まで伸びた
マーキング用支柱８が設けられ、このマーキング用支柱
８の下端にはＸＹステージ９が取付けられ、マーキング
ノズル１０をＸＹ平面内で移動し、マーキングを行う。

【００１７】ディスケール台車４上には、マーキング台
車３と接続し、Ｘ方向の相対距離を設定する台車連結エ
アシリンダ１が設けられている。また、Ｚ方向に横行す
る第３台車１２が設けられ、第３台車横行モータ１３に
よって横行する。第３台車１２の中心には架台２の下部
まで伸びたディスケール用支柱１５が設けられ、第２台
車１２上に設けられた昇降モータ１４およびギャ装置１
４ａによりＹ方向に昇降する。ディスケール用支柱１５
の架台２下部にはスラブ１の上面および側面に接触して
上面と側面位置を検出する上／側面検出器１６と、端面
に接触して端面位置を検出する端面検出器１７が設けら
れている。またディスケール用支柱１５の下端には、低
圧水を多量に吐出してディスケール範囲を急速に冷却す
る水冷ノズル１８と、高圧水を少量を吐出して析出、浮
上したスケールを剥離する高圧ノズル１９が設けられて
いる。

【００１８】制御部２０は記憶手段を有し、上位計算機
２１からのマーキング指示とマーキングデータを入力
し、スラブ１のマーキング位置を検出して記憶手段に記
憶し、この検出データに基づきディスケールとマーキン
グを制御する。すなわち台車走行モータ６によりマーキ
ング台車３とディスケール台車４の走行制御、第２台車
横行モータ７により第２台車５の横行（Ｚ方向）制御、
第３台車横行モータ１３により第３台車１２の横行（Ｚ
方向）制御、台車連結エアシリンダ１１によりマーキン
グ台車３とディスケール台車４の相対位置の制御、上記
の制御とともに昇降モータ１４を制御して上／側面検出
器１６、端面検出器１７よるスラブ１のマーキング位置
の検出およびその検出データに基づく水冷ノズル１８と
高圧ノズル１９によるディスケール作業の制御、マーキ
ング位置検出データおよび上位計算器２１からのマーキ
ングデータによりＸＹステージ９を制御してマーキング
ノズル１０によるマーキング制御を行う。

【００１９】図２は高圧ノズル１９によるスラブ端面１
ａへの噴射状態を示す。図３は図２のＸ−Ｘ矢視図であ
る。スラブ１としてはスラブ端面１ａにスケールが強固
に固着しているステンレス材のスラブ１を対象とする。
高圧水ノズル１９は高圧水を集中させて噴射するため、
噴射パターン角がほぼ０度のノズルを用いる。図示しな
い高圧水供給装置よりホース２１を介して供給される高
圧水（例えば、圧力２００〜３００ｋｇ／ｃｍ² ）は高
圧ノズル１９より棒状の水流２０として噴射され、大き
な衝撃力を発生する。これにより、流量は少量でもスケ
ールは十分剥離するので高圧ポンプの容量を小さくする
ことができる。

【００２０】図３は高圧ノズル１９によるスラブ切断面
１ａの走査軌跡を示す。高圧ノズル１９はＹ方向に３段
設けられ、Ｘ方向に一定間隔で往復動する。これにより
ディスケール範囲を全面カバーする。

【００２１】図４は高圧ノズル１９として回転ノズルを
用いた場合を示す。高圧ノズル１９はホース２１と接続
する基部２２と、この先に接続する回転筒２３よりな
り、回転筒２３は内部を通る水流により回転する。な
お、モータなどで回転するようにしてもよい。回転筒２
３の先端には吐出孔２４がノズル中心線２５に対して偏
心して配置されており、回転筒２３の回転により、噴射
流は円の軌跡を描く。なお、吐出孔２４の噴射パターン
角をほぼ０度とし棒状の水流２０として噴射する。

【００２２】図５は回転する高圧ノズル１９によるスラ
ブ端面１ａの走査軌跡を示す。高圧ノズル１９をＸ方向
に往復して螺旋状の走査軌跡としディスケール範囲をカ
バーする。

【００２３】図６は図１（Ｂ）に示した上／側面検出器
１６、端面検出器１７、水冷ノズル１８および高圧ノズ
ル１９の側面図を示し、図７は図６の平面図を示す。上
／側面検出器１６および端面検出器１７はそれぞれのプ
ローブがスラブ１に触れて静電容量が変化することによ
り接触面を検出するもので、一般にタッチセンサの名称
で市販されているものを使用している。

【００２４】上側面検出器１６、端面検出器１７、水冷
ノズル１８および高圧ノズル１９はディスケール用支柱
１５に固定され、ディスケール用支柱１５は第３台車１
２の移動によりＺ方向へ移動し、ディスケール台車４の
移動によりＸ方向へ移動してスラブ１の端面１ａと側面
１ｂに接近する。さらに昇降モータ１４によりＹ方向へ
移動する。つまりこれらの移動により３次元移動が可能
となる。一方スラブ１は図示しない搬送設備により基準
停止位置で停止するように制御されているが、一般的に
停止誤差は±１００ｍｍＭＡＸ程度は必要となる。これ
に対して図７に示すように、ディスケール用支柱１５の
Ｚ方向後退限位置（Ｚ０）で、スラブ基準停止位置（ス
ラブ端面１ａ）に対して上／側面検出器１６の距離ａと
端面検出器１７の距離ｂを共に１５０ｍｍとしている。

【００２５】ディスケール用支柱１５はＺ方向後退限
（Ｚ０）、下降限（Ｙ０）の状態で、Ｘ方向にディスケ
ール台車４により移動し、上／側面検出器１６のプロー
ブがスラブ側面１ｂに触れると、静電容量が変化し、そ
の変化を検出してスラブ側面検出とし、Ｘ方向の移動を
停止して、ディスケール用支柱１５を一定距離上昇さ
せ、引き続きＸ方向に一定距離移動させるシーケンスを
実行する。

【００２６】この状態から下降させ、スラブ上／側面検
出器１６のプローブがスラブ１に当たり静電容量変化が
生じた時点でスラブ上面検出とする。さらに微少距離上
昇させプローブをスラブ上面から離した状態で前後進動
作（Ｚ方向の動作）によりＺ方向にディスケール用支柱
１５を移動させ、端面検出器１７のプローブがスラブ端
面１ａに触れて静電容量変化が生じたことによりスラブ
切断面１ａの検出とする。以上の動作において、スラブ
側面、上面および端面を検出したときの各位置につい
て、台車走行モータ６、第３台車横行モータ１２、昇降
モータ１４にそれぞれ接続され、その回転数に応じてパ
ルスを発生するパルス発生器のパルス数を記憶すること
によりスラブ側面、上面、端面の位置を記憶する。

【００２７】図８はスラブ１に対する水冷ノズル１８と
高圧ノズル１９の関係を示す。図９は図８のＹ−Ｙ矢視
図、図１０は図８のＺ−Ｚ矢視図である。水冷ノズル１
８は複数の冷水ノズル１８ａを有し、プラント水源２６
から２方切替弁２７を介して供給されるプラント水を吐
出する。吐出圧は、例えば３〜５ｋｇ／ｃｍ² 程度の低
圧で大量に吐出し、７００〜８００℃のスラブ端面１ａ
を急冷して３００〜４００℃にし、スケールを剥離しや
すい状態にする。高圧ノズル１９は、プラント水をバル
ブ２８を介してタンク２９に一旦貯え、高圧ポンプ３０
で高圧に加圧し、３方切換弁３２を介して供給される。
供給圧は２００〜３００ｋｇ／ｃｍ² 程度とし、圧力設
定バルブ３１で設定される。流量は少量とし、機械的衝
撃を与えて、水冷ノズル１８の噴射により剥離し易くな
ったスケールを確実に除去する。高圧ノズル１９は図１
０に示すように上下方向（Ｙ方向）３段に設け、図３に
示した走査軌跡を描くようにディスケール台車４をＸ方
向に移動し、昇降モータ１４によりディスケール用支柱
１５をＹ方向に移動する。または図４に示す回転ノズル
を用いて同様に移動して図５に示す走査軌跡を描く。２
方切換弁２７、高圧ポンプ３０、３方切換弁３２の制御
は制御部２０により行われる。

【００２８】以下に図１に示すディスケール／マーキン
グ装置の動作を説明する。 （１）初期状態では、マーキング台車３とディスケール
台車４を連結するエアシリンダ１１は縮小状態で両台車
３，４は接近し、（Ｂ）に示すように０ＦＦ ＬＩＮＥ
に待機している。この待機状態ではディスケール用支柱
１５はＹ方向下限（Ｙ０）、第３台車１２はＺ方向後退
限（Ｚ０）とする。 （２）スラブ１が搬送されてきて、基準停止位置近辺で
停止する。スラブ１が定位置に停止すると、上位計算機
からマーキングデータとスタート信号が出力される。

【００２９】（３）マーキング装置はマーキングデータ
とスタート信号を受信すると台車連結エアシリンダ１１
を伸ばし、台車３，４の間隔を広げる。台車連結エアシ
リンダ１１が完全に伸びたことを、このエアシリンダ１
１に設けられたシリンダ前進限センサがＯＮすることに
より確認すると、マーキング台車３は台車走行モータ６
によりＸ方向へ移動してＯＮ ＬＩＮＥ動作を開始す
る。 （４）上／側面検出器１６のプローブがスラブ側面１ｂ
に触れて側面を検出すると、この時のディスケール台車
４の位置を基準位置とするため、台車走行モータ６に設
けられたパルス発生器のパルス値のカウンタをクリヤし
て０としディスケール台車４を停止する。

【００３０】（５）ディスケール用支柱１５を一定距離
上昇（Ｙ方向）させ、上／側面検出器１６のプローブが
スラブ上面より上になる位置まで上昇させる。 （６）再度マーキング台車３を移動させて、上／側面検
出器１６のプローブがスラブ上になる位置まで移動す
る。

【００３１】（７）ディスケール用支柱１５を下降さ
せ、上／側面検出器１６のプローブがスラブ上面に触れ
てスラブ上面を検出し、一端下降後再度上昇させ、プロ
ーブをスラブ上面から離す。 （８）ディスケール用支柱１５をＺ方向へ前進させる。
端面検出器１７のプローブがスラブ端面１ａに触れて端
面１ａを検出し前進動作を停止後、一定距離後退し、プ
ローブをスラブ端面１ａから離して停止する。この状態
で水冷ノズル１８および高圧ノズル１９と、スラブ端面
１ａとの間隔および上下位置関係の設定が完了する。

【００３２】（９）次にＸ方向の位置決めを行う。水冷
ノズル１８をディスケール範囲（マーキング位置）に設
定するためＸ方向に必要量マーキング台車３を移動す
る。 （１０）水冷ノズル１８よりプラント水を噴出して９０
秒間冷却を行う。実績データの一例を示すと、この噴出
により冷却前７００℃あったスラブ端面１ａの温度が、
冷却後３２０℃となった。

【００３３】（１１）次に図８に示す高圧ポンプ３０を
起動し、３方切替弁３２により高圧水を高圧ノズル１９
に供給すると共にマーキング台車３と、これと台車連結
エアシリンダ１１で接続されたディスケール台車４を±
Ｘ方向に移動し、図３に示す軌跡によりディスケールを
行う。±Ｘ方向の移動速度は１００ｍｍ／ｓｅｃ程度で
あれば確実にディスケールできる。なお図４に示す回転
ノズルを使用して、図５に示す軌跡としてもよい。この
場合の±Ｘ方向の移動速度は１００ｍｍ／ｓｅｃより遅
くてもよい。

【００３４】（１２）ディスケール動作完了後、台車連
結エアシリンダ１１を縮め両台車３，４を密着状態に
し、ディスケール動作時記憶したスラブ１の位置に基づ
いてＸＹステージ９の位置決めを行い、マーキングノズ
ル１０によりマーキングを行う。 （１３）マーキング完了後、マーキング台車３，ディス
ケール台車４はＯＦＦＬＩＮＥし、待機位置に戻る。

【００３５】以上はスラブ１としてステレン材の場合を
説明したが、炭素鋼や他の合金鋼の場合にも適用でき
る。

【００３６】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
は、ディスケール範囲に低圧水を吐出して所定温度まで
急冷してスケールを剥離し易くした後、高圧水を少量噴
射して機械的に衝撃を与えスケールを除去するので、コ
スト的、時間的に効率よくディスケールを行うことがで
きる。また、ディスケール台車とマーキング台車をシリ
ンダで伸縮可能に接合し、ディスケール時の位置決めデ
ータをマーキング時にも使用できるようにしたので、マ
ーキング時の位置制御が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ディスケール／マーキング装置の構成を示し、
（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図を示す。

【図２】高圧ノズルによるスラブ端面１ａの噴射状態を
示す。

【図３】図２のＸ−Ｘ矢視図である。

【図４】高圧ノズルとして回転ノズルを用いた場合を示
す図である。

【図５】回転ノズルによるスラブ端面１ａの走査軌跡を
示す図である。

【図６】上／側面検出器、端面検出器、水冷ノズルおよ
び高圧ノズルの側面図を示す。

【図７】上／側面検出器、端面検出器、水冷ノズルおよ
び高圧ノズルの平面図を示す。

【図８】スラブに対する水冷ノズルと高圧ノズルの関係
を示す図である。

【図９】図８のＹ−Ｙ矢視図である。

【図１０】図８のＺ−Ｚ矢視図である。

【符号の説明】

１ スラブ １ａ スラブ端面 １ｂ スラブ側面 ２ 架台 ３ マーキング台車 ４ ディスケール台車 ５ 第２台車 ６ 台車走行モータ ７ 第２台車横行モータ ８ マーキング用支柱 ９ ＸＹステージ １０ マーキングノズル １１ 台車連結エアシリンダ １２ 第３台車 １３ 第３台車横行モータ １４ 昇降モータ １５ ディスケール用支柱 １６ 上／側面検出器 １７ 端面検出器 １８ 水冷ノズル １９ 高圧ノズル ２０ 制御部 ２１ 上位計算機

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱間スラブのディスケール範囲に低圧水
   を噴射して冷却する冷却手段と、冷却された前記ディス
   ケール範囲に高圧水を噴射してスケールを除去するスケ
   ール除去手段とを備えたスラブ切断面ディスケール装
   置。
2. 【請求項２】 前記スケール除去手段は噴射パターン角
   がほぼ０度の吐出ノズルを有し、前記ディスケール範囲
   を一定間隔で水平走査しながら高圧水を噴射することを
   特徴とする請求項１記載のスラブ切断面ディスケール装
   置。
3. 【請求項３】 前記スケール除去手段は、噴射パターン
   角がほぼ０度の吐出ノズルを有し、ノズル中心軸まわり
   に回転し、ノズル吐出口はこのノズル中心軸より偏心し
   た位置に設けられていることを特徴とする請求項１記載
   のスラブ切断面ディスケール装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載のスラブ切断面ディスケー
   ル装置を搭載したディスケール台車と、前記ディスケー
   ル範囲にマーキングを行うマーキングヘッドを搭載した
   マーキング台車と、このマーキング台車と前記ディスケ
   ール台車とを両台車走行方向に伸縮可能に接続したシリ
   ンダと、を備えたことを特徴とするディスケール／マー
   キング装置。
5. 【請求項５】 前記ディスケール台車に設けられスラブ
   のディスケール位置を検出する位置検出センサと、この
   位置を記憶する記憶手段と、この記憶手段の検出位置に
   基づいて前記マーキングヘッドのマーキング位置を決定
   する制御手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項
   ４記載のディスケール／マーキング装置。