WO2014208069A1 - 角状金属材端部の付着物切削除去方法および除去装置 - Google Patents

角状金属材端部の付着物切削除去方法および除去装置 Download PDF

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哲史 小路
林　宏優
洋平 高永
山本　敦志
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    • B23C—MILLING
    • B23C2220/00—Details of milling processes
    • B23C2220/20—Deburring

Definitions

  • the present invention cuts and removes deposits such as paste remaining at the end of a square metal material (cuboid metal material) such as a slab or square billet produced by continuous casting.
  • a square metal material cuboid metal material
  • a slab or square billet produced by continuous casting is related to technology.
  • the cast slab manufactured by continuous casting is cut into a predetermined length by gas cutting (oxygen cutting) to be a slab.
  • deposits called scarfing slag often adhere to the upper and lower ends of the longitudinal end of the slab as a part of the slab (a ⁇ part of slab) is melted by gas cutting.
  • scarfing processing may be performed to remove slab surface defects.
  • icicles icicles of steel melted by the scarf treatment, called fins, are generated on the slab. If these rolls, fins, and other deposits are attached to the longitudinal ends of the slab (hereinafter sometimes simply referred to as ends), hot rolling is performed.
  • these fouling substances cause small wrinkles on the steel sheet surface during rolling. Therefore, a technique for removing the deposits before hot rolling has been proposed.
  • Patent Document 1 discloses a technique for grinding and removing the stick attached to the lower edge of the slab cut surface with a grindstone.
  • Patent Document 2 discloses a technique for mechanically removing the stick attached to the lower portion of the slab end surface with a swing blade.
  • Patent Document 3 although the part to be processed is not the longitudinal end face of the slab, the position coordinate data of the edge portion of the slab obtained by measuring the shape of the slab is used to obtain a corner in the width direction of the slab. A technique for grinding and removing a portion is disclosed.
  • Patent Document 3 detects the shape of a slab using a laser distance meter (laser distance meter), and detects and corrects an abnormal value of distance data using an optical inspection device (optical inspection equipment). .
  • laser distance meter laser distance meter
  • optical inspection equipment optical inspection equipment
  • FIG. 6 of Patent Document 3 only a method for detecting the position of the edge portion of the slab that is substantially rectangular is shown.
  • Patent Document 3 does not disclose a method for determining the position of the end portion of the slab where there is a deposit and the size of the deposit, and the technique applicable to the removal of the deposit on the end surface of the slab. Absent.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and deposits such as noro remaining on the end of a square metal material such as a slab or a square billet are reduced in a relatively short time and the yield of the metal material is reduced. It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for cutting and removing deposits on the end of a rectangular metal material that can be reliably removed while suppressing the above.
  • the method for cutting and removing deposits on the end portions of a rectangular metal material removes the deposits remaining on the upper and lower surfaces of the end portions in the longitudinal direction of the square metal material by chamfering cutting.
  • the remaining state of the deposit is obtained by measuring the upper surface of the square metal material measured in a longitudinal direction of the rectangular metal material by a predetermined length or more. Then, based on the distribution of the distance from the reference position of the lower surface, the reference lines of the upper surface and the lower surface of the rectangular metal material are determined, and then the corner position of the rectangular metal material is determined from the distribution of the reference line and the distance. The position where the distance is closer than a predetermined value from the reference line is determined as a deposit remaining portion, and the cutting amount and the cutting position by the cutting tool are the end portions of the square metal material at the deposit remaining portion. It is determined based on the distance from and the corner position.
  • the square metal material is divided into a plurality of sections in the width direction, and a plurality of sections are separated from the reference positions of the upper surface and the lower surface.
  • the distance is measured in the longitudinal direction including the end portion by the distance measuring means, and on the basis of the measurement result, the deposits remaining on the upper and lower surfaces of the end portion in the longitudinal direction of the square metal material are measured for each of a plurality of sections. It is characterized in that the remaining state is grasped, and the cutting amount and the cutting position by the cutting tool for each of the plurality of sections are determined based on the remaining state of the deposit in each of the plurality of sections.
  • the attached metal cutting and removing device for the end portion of the rectangular metal material is an attached material cutting and removing device that removes the attached matter remaining on the upper and lower surfaces of the longitudinal end portion of the square metal material by chamfering cutting.
  • a cutting tool that performs chamfer cutting on the upper and lower surfaces of the longitudinal end portion of the rectangular metal material
  • distance measuring means measures the distance from the reference position of the upper surface and the lower surface of the rectangular metal material
  • the distance measurement means causes the distance from the reference position of the upper surface and the lower surface of the rectangular metal material to be measured in the longitudinal direction of the rectangular metal material including the longitudinal end portion of the rectangular metal material, and the measurement result Based on the above, grasp the remaining state of the deposit remaining on the upper and lower surfaces of the longitudinal end portion of the square metal material, based on the remaining status of the deposit, determine the cutting amount and cutting position by the cutting tool, In order to adapt to the determined cutting amount and cutting position Characterized by comprising a control means for chamfered cutting the upper and lower surfaces of the longitudinal ends of the cutting
  • the control means measures the reference positions of the upper surface and the lower surface of the rectangular metal material measured by a predetermined length or more in the longitudinal direction of the rectangular metal material. Based on the distribution of the distance from the base metal, the reference lines of the upper and lower surfaces of the rectangular metal material are determined, and then the corner position of the rectangular metal material is determined from the distribution of the reference line and the distance, By determining a position where the distance is closer than a predetermined value as a deposit remaining portion, the remaining status of the deposit is grasped, and based on the distance from the end of the rectangular metal material and the corner position of the deposit remaining portion And determining a cutting amount and a cutting position by the cutting tool.
  • the control means divides the rectangular metal material into a plurality of sections in the width direction, and an upper surface and a lower surface of each of the plurality of sections.
  • the distance from the reference position is measured by the distance measuring means in the longitudinal direction including the end portion, and based on the measurement result, the upper and lower surfaces of the end portion in the longitudinal direction of the square metal material for each of a plurality of sections. It is characterized in that the remaining state of the deposits remaining in the section is grasped, and the cutting amount and the cutting position by the cutting tool for each of the plurality of sections are determined based on the remaining state of the deposits for each of the plurality of sections.
  • the present invention grasps the adhesion state of the deposit remaining on the upper and lower surfaces of the longitudinal end portion of the rectangular metal material, determines the cutting amount and the cutting position based on the remaining state of the deposit, and determines the determined cutting amount.
  • the upper and lower surfaces of the end portions in the longitudinal direction of the square metal material are cut by cornering using a cutting tool so as to conform to the cutting position. For this reason, the fall of the yield by excessive cutting and the residue of the deposit
  • the tool life is extended by optimizing the amount of cutting.
  • the upper and lower surfaces of the end portion in the longitudinal direction of the square metal material are removed by chamfering cutting with a large processing capability, the deposits remaining on the end portion of the square metal material can be removed in a relatively short time. . Further, an increase in cutting load can be avoided.
  • FIG. 1 is a plan view schematically showing a slab end cutting device for carrying out the slab end deposit cutting and removing method according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a side view schematically showing a slab end cutting device for carrying out the slab end deposit cutting and removing method according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a state in which the upper end portion of the slab is chamfered and cut using a frustoconical tool.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a state in which the distance to the upper surface of the slab to which the sticking material Noro is attached is measured with a laser distance meter.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of distance data measured by a laser distance meter.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing the positional relationship between the tool and the slab when cutting the slab upper surface.
  • FIG. 7 is a view for explaining a method for cutting and removing a slab end deposit according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 schematically shows a slab edge deposit cutting / removing device (hereinafter also referred to as a slab end cutting device) for carrying out the slab end deposit cutting / removing method according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a side view of the plan view.
  • the slab end cutting device (cutting apparatus for slab edge) 100 is manufactured by continuous casting and removes the deposit 13 remaining at the end of the slab 10 cut by gas cutting.
  • the slab end cutting device 100 travels on a main body 1 that travels on a rail 12, a tool 2 that is rotatably provided on the main body 1, a laser distance meter 3 that is provided so as to be able to advance and retreat on the main body 1, and a main body 1.
  • Reference numeral 11 denotes a table roller for conveying the slab 10.
  • the tool 2 constitutes a cutting tool
  • the laser distance meter 3 constitutes a distance measuring means
  • the control unit 7 constitutes a control means.
  • the main body 1 has wheels 1a, and the main body 1 travels on the rail 12 in the direction of the arrow in FIG.
  • the upper and lower surfaces of the slab 10 are chamfered (also referred to as chamfering cutting) to remove the deposits 13 attached to the upper and lower surfaces of the slab 10.
  • the tool 2 only needs to be capable of cutting, such as a milling cutter.
  • the tool 2 has a truncated cone-shaped tool body 2a and a plurality of cutting tips 2b provided on the conical surface of the tool body 2a. The thing is illustrated.
  • attachment 13 when the slab is gas-cut and made into a slab, the stick attached to the end part upper and lower surfaces of a slab is illustrated.
  • the tool driving unit 5 can not only rotate the tool 2 but also adjust the vertical position and the front-rear position of the tool 2. Grinding using a grinder or the like has a problem that it takes a long time to grind because the grinding amount per grinding pass is small, the wear speed of the grindstone accompanying the grinding is high, and the life of the grindstone is short. On the other hand, machining by cutting such as milling has the advantage that not only the processing capacity is increased but also the life of the cutting tip is long compared to grinding because the amount of cutting per cutting pass can be increased.
  • the cutting tip 2 b of the tool 2 is moved to the end portion (corner portion) of the slab 10 as shown in FIG. 3.
  • the main body 1 is moved in the width direction of the slab 10 while rotating the tool 2 while being in contact with the slab 10.
  • corner part) of the slab 10 is cut in the shape of a chipper, that is, in a state where chips are continuous.
  • the shape of the part cut and removed by the tool 2 at this time can be adjusted by adjusting the vertical position and front / rear position of the tool 2 individually or simultaneously by the tool driving unit 5.
  • the laser distance meter 3 is a two-dimensional laser distance meter, and measures the distance to the upper surface of the slab 10 by irradiating the slab 10 with laser light as shown in FIG. When the deposit 13 exists on the upper surface, the distance to the upper surface of the deposit 13 is measured.
  • the distance measurement reference position may be the laser emission position of the laser distance meter 3, or a predetermined position of the apparatus 100 may be the reference position.
  • the laser distance meter 3 can be moved back and forth by the advancing / retreating drive unit 6 and can measure the distance to the upper surface of the slab 10 along the longitudinal direction of the slab 10.
  • the laser distance meter 3 is arranged on the front side in the tool movement direction of the tool 2 for cutting, and can move in the width direction of the slab 10 together with the tool 2 as the main body 1 moves. Yes.
  • a similar two-dimensional laser distance meter is also installed on the lower surface side of the slab 10. The laser distance meter 3 may be moved separately from the main body 1. However, it is more convenient and preferable that the main body 1 and the slab 10 can be moved in the width direction as in this example.
  • the control unit 7 controls the movement of the laser distance meter 3 and the cutting operation by the tool 2. That is, the control unit 7 measures the distance to the upper surface or the lower surface of the slab by moving the laser distance meter 3 in the longitudinal direction of the slab by the advance / retreat driving unit 6 while irradiating the laser from the laser distance meter 3. 13 is detected. Then, the laser distance meter 3 is moved in the slab width direction at a predetermined pitch by the traveling drive unit 4, and the distance to the upper surface of the slab 10 is measured similarly by moving the laser distance meter 3 in the slab longitudinal direction at each position in the width direction. To do. Thereby, the adhesion state of the deposit
  • the measurement pitch in the slab width direction of the laser distance meter 3 is preferably several cm or less so that the deposit 13 can be reliably detected.
  • the control part 7 is the shape which the tool 2 can remove the deposit
  • the tool driving unit 5 is commanded so that the end of the slab 10 can be cut, and the tool driving unit 5 adjusts the vertical position, the front-rear position, and in some cases the angle of the tool 2.
  • the remaining state of the deposit 13 on the upper and lower surfaces of the end portion of the slab 10 is grasped. Specifically, at a predetermined position in the width direction of the slab 10, by moving the laser distance meter 3 in the longitudinal direction of the slab by the advance / retreat driving unit 6 and measuring the distance to the upper surface of the slab 10, Ask for the situation.
  • FIG. 5 shows the distance data of the slab upper surface at that time. The distance data on the bottom surface of the slab is also in accordance with FIG.
  • a reference line on the upper surface or the lower surface of the slab is determined. Since the bare metal portion of the slab to which the deposit 13 is not attached has almost no undulation, this portion can be approximated by a straight line. In this embodiment, a line approximated by this straight line is set as a reference line on the upper surface of the slab. The portion to which the deposit 13 is attached is a distance closer to this reference line, and is indicated by a protrusion shape. In many cases, the end portion of the slab is warped in the longitudinal direction, and the reference line is not necessarily a horizontal line.
  • the reference line on the upper surface of the slab may be determined by performing a calculation process such as a least square method on a data group of a distance of a portion having no adhesion of noro, which is 50 mm or more away from the slab end in the longitudinal direction of the slab.
  • the data group for determining the reference line preferably includes a range of about 50 mm or more in the longitudinal direction of the slab.
  • the end position C ′ of the slab which is the starting point of the distance measurement, is a longitudinal position where the distance measured by the laser distance meter is a predetermined value, for example, a distance corresponding to the thickness of the slab. What is necessary is a dot.
  • the deposits are remaining where the distance is closer than the reference line determined in this way by a predetermined value.
  • a predetermined value about 2 mm is appropriate in consideration of the size of the slot and the measurement accuracy of the distance meter.
  • the corner position of the slab to determine the reference position for cutting is determined.
  • the corner position C of the slab can be a point where the slab reference line and the distance distribution data (distance measurement value) curve intersect. It should be noted that the end position C ′ of the slab for determining the above-mentioned reference line and the longitudinal position of the longitudinal end position C of the slab for setting the cutting reference position substantially coincide.
  • the distance F from the slab end of the remaining portion is obtained.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing the positional relationship between the tool and the slab when cutting the slab upper surface.
  • the positional relationship between the tool and the slab when cutting the lower surface of the slab is also in accordance with FIG.
  • the cutting amount and the cutting position are determined so that the cutting length L in the slab longitudinal direction is equal to or larger than the adhesion length (distance F) of the slab,
  • the cutting tip position of the tool is set accordingly.
  • the cutting length L is obtained so as to be equal to or larger than the maximum adhesion length obtained while moving in the width direction of the slab, and the cutting tip position of the tool is determined so as to correspond to this.
  • the tool 2 of the slab end cutting apparatus 100 is set at a predetermined position of the slab end.
  • the angle ⁇ (see FIG. 6) of the cutting tip of the tool can be set in the range of 30 ° to 80 °. Increasing the angle ⁇ can reduce the amount of cutting for removing the stick attached to the upper and lower surfaces. If ⁇ is too small, the amount of cutting of the area other than the adhering matter will increase, resulting in poor yield.
  • ⁇ is more preferably 45 ° to 75 °.
  • the distance data to the upper surface and the lower surface of the end portion of the slab is obtained using the laser distance meter 3, and based on this, the remaining state of the deposit is grasped, and the remaining state of the deposit is determined. Since the cutting amount and the cutting position of the slab end are determined based on this, the deposits attached to the upper and lower surfaces of the slab can be reliably removed while preventing the yield of the slab from decreasing. Moreover, since it removes by cutting, a deposit
  • the slab 10 is divided into a plurality of sections along the width direction, and the cutting length for each section is determined based on the maximum deposition length of the deposit measured in the section. Specifically, as shown in FIG. 7, for example, the slab 10 is divided into a section a, a section b, and a section c along the width direction, and the maximum adhesion lengths F1, F2, and F3 of these sections are obtained, and the section a
  • the cutting length L1 corresponds to F1
  • the cutting length L2 corresponds to F2 in the section b
  • the cutting length L3 corresponds to F3 in the section c.
  • a two-dimensional laser distance meter is used to detect the deposit on the end of the slab.
  • any measuring means may be used as long as the distribution in the slab longitudinal direction of the distance to the upper surface or the lower surface of the slab can be grasped in the vicinity of the slab end.
  • slab was demonstrated to the example as a removal target of a deposit
  • the present invention is not limited to this, and other steel materials such as a square billet can be used as long as they are square, and not only steel materials but also square metal materials can be applied.
  • the present invention is not limited to this as long as the end of a slab or the like can be cut.
  • the direction of movement of the slab end cutting device body is not limited to one direction, but it can be moved freely in the slab width direction by changing the laser distance meter mounting position or taking multiple laser distance meters. May be.
  • the slab end cutting device shown in FIGS. 1 and 2 for a plurality of plain steel slabs having a thickness of 250 mm, a width of 1200 mm, and a carbon content of 0.14% by mass, deposits remaining on the upper and lower surfaces of the slab (NORO ) Corner cutting.
  • the state of adhesion of the slab to be cut was examined in advance by visual inspection, and as a result, the length of the slab adhering to the upper and lower surfaces of the slab from the end of the slab was 40 mm at the maximum.
  • the tool used for cutting has a reference diameter (the diameter of the bottom surface on the small side of the truncated cone inscribed in a plurality of cutting tips attached to the tool, see FIG.
  • the cutting tool has a plurality of rows of cutting tips arranged in the circumferential direction, and the number of rows is 30. Moreover, the tool rotation speed in cutting was 150 rpm, and the feed speed in the slab width direction was 4 m / min.
  • the maximum adhesion length of the slab in the width direction is set as the chamfering cutting length, and the slab is uniformly cut in the slab width direction to remove the slab. Went.
  • the range from the slab corner to the 120 mm position in the slab longitudinal direction was measured as the target measurement range.
  • Example 2 it is divided into six sections at a pitch of 200 mm in the slab width direction, and the maximum adhesion length of Noro measured in that section is used as the chamfered cutting length in that section. Noro was removed by a method of sequentially changing the cutting amount for each section in the width direction of the slab. In Example 2, the distance from the slab corner to the 120 mm position in the slab longitudinal direction was measured as the target measurement range for measuring the distance to the slab upper surface (lower surface).
  • the height obtained by adding 250 mm, which is the slab thickness, from the table roller on which the slab is placed is the reference height of the slab upper surface
  • the height of the table roller is the reference height of the slab lower surface.
  • Cutting was carried out with a target of a chamfering amount of 40 mm to remove the chips.
  • the slab was transported to a predetermined position and stopped, and the position of the end face in the longitudinal direction of the slab on the cutting device side was set as a reference position for chamfer cutting.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Abstract

　角状金属材の端部に残存する付着物を比較的短時間で、かつ金属材の歩留まりの低下を抑制しつつ確実に除去する。　距離測定手段（例えばレーザー距離計３）により角状金属材（例えばスラブ１０）の上面および下面の基準位置からの距離を、スラブ１０の長手方向端部を含めてスラブ１０の長手方向に計測し、その計測結果に基づいてスラブ１０の長手方向端部の上下面に残存する付着物１３の残存状況を把握し、付着物１３の残存状況に基づいて、切削工具２による切削量および切削位置を決定し、決定した切削量および切削位置に適合するように切削工具２を用いてスラブ１０の長手方向端部の上下面を角取り切削する。

Description

角状金属材端部の付着物切削除去方法および除去装置
　本発明は、連続鋳造（continuous casting）で製造されたスラブ（slab）や角ビレット（square billet）等の角状金属材（cuboid metal material）の端部に残存するノロ等の付着物を切削除去する技術に関する。
　連続鋳造で製造された鋳片（cast slab）は、ガス切断（oxygen cutting）によって所定の長さに切断されてスラブにされる。このとき、スラブの長手方向端部の上下端部には、ガス切断でスラブの一部（a part of slab）が溶けることによりノロ（scarfing slag）と呼ばれる付着物が付着することが多い。また、スラブの表面欠陥除去のためにスカーフ処理（scarfing processing）が行われることがある。スカーフ処理によってスラブには、フィン（fin）と呼ばれる、スカーフ処理で溶融された鋼の氷柱（つらら）状付着物が発生する。これらのノロやフィン等の付着物をスラブの長手方向端部（以下、単に端部ということもある。）に付着させたまま熱間圧延（hot rolling）を行うと、小さな付着物であっても、圧延中にこれらの付着物が原因となり鋼板表面に小さな疵が発生する。そこで熱間圧延の前に前記の付着物を除去する技術が提案されている。
　例えば、特許文献１には、スラブ切断面下縁に付着するノロを砥石により研削除去する技術が開示されている。また、特許文献２には、スラブ端面下部に付着するノロを揺動刃により機械除去する技術が開示されている。
　なお、特許文献３には、加工を行う部位がスラブの長手方向端面ではないが、スラブの形状を計測して得られたスラブのエッジ部の位置座標データを用いて、スラブの幅方向のコーナー部を研削除去する技術が開示されている。
特開平０４－２８３０６４号公報 特開平０８－１４１７１４号公報 特開２００９－４５６３６号公報
　特許文献１に記載された砥石（whetstonea grindstone）による研削除去においては、研削（grinding）を行うグラインダーの処理能力が比較的小さい。そのため、処理対象として大きな面積を有するスラブ端面を研削する場合には相当の研削時間が必要となる。加えて、研削によって新たな研削バリ（burr）等が生じる場合もあり、その新たなバリ等を取るために別途複数回の研削作業を施す必要が生じる。そのためスラブ端面の研削作業全体で考えると長い処理時間を要することになる。よって研削作業のペースを一般的な連続鋳造設備（Continuous casting equipment）におけるスラブの生産ペースに合わせるためには、連続鋳造スラブの搬送ライン（transfer line）上に、複数の研削機（grinder）を配置する必要が生じる。そのため特許文献１に開示された発明を適用する場合、搬送ラインの構成が複雑になるとともに、研削機の導入費用や維持費用も嵩むこととなる。
　一方、特許文献２の技術では、スラブ下面に残着したバリは除去することができる。しかし、下面以外の部位即ちスラブ切断面の板厚方向中央部や上角部に残着したバリやフィンについては除去することができない。また、角部の切削除去による歩留まり（yield rate）の低下を考慮すると、バリが小さい場合と大きい場合とで、切削除去する角部の大きさを変えることが好ましい。しかし、特許文献２では、そのような点は考慮されていない。
　特許文献３の技術は、レーザー距離計（laser distance meter）を用いてスラブの形状を検出し、光学的検査装置（optical inspection equipment）を用いて距離データの異常値を検出・補正するものである。しかし、特許文献３の図６に示されるように、略矩形であるスラブのエッジ部の位置を検出するための方法が示されているに過ぎない。特許文献３には、付着物があるスラブの地鉄部の端部位置やその付着物の大きさを判別する方法については示されておらず、スラブ端面の付着物の除去に適用できる技術ではない。
　本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、スラブや角ビレット等の角状金属材の端部に残存するノロ等の付着物を比較的短時間で、かつ金属材の歩留まりの低下を抑制しつつ確実に除去することができる角状金属材端部の付着物切削除去方法および除去装置を提供することを課題とする。
　上記課題を解決するため、本発明に係る角状金属材端部の付着物切削除去方法は、角状金属材の長手方向端部の上下面に残存する付着物を角取り切削により除去する付着物切削除去方法であって、距離測定手段により前記角状金属材の上面および下面の基準位置からの距離を、前記角状金属材の長手方向端部を含めて前記角状金属材の長手方向に計測し、その計測結果に基づいて前記角状金属材の長手方向端部の上下面に残存する付着物の残存状況を把握し、前記付着物の残存状況に基づいて、切削工具による切削量および切削位置を決定し、決定した切削量および切削位置に適合するように前記切削工具を用いて前記角状金属材の長手方向端部の上下面を角取り切削することを特徴とする。
　また、上記角状金属材端部の付着物切削除去方法において、前記付着物の残存状況の把握は、前記角状金属材の長手方向に所定の長さ以上計測した前記角状金属材の上面および下面の基準位置からの距離の分布に基づき、前記角状金属材の上面および下面の基準線を決定し、次いで、この基準線と前記距離の分布から角状金属材のコーナー位置を決定し、前記基準線より所定値以上距離が近くなる位置を付着物残存箇所と判定することにより行われ、前記切削工具による切削量および切削位置は、付着物残存箇所の前記角状金属材の端部からの距離と前記コーナー位置に基づいて決定されることを特徴とする。
　さらに、上記いずれかの角状金属材端部の付着物切削除去方法において、前記角状金属材を幅方向に複数の区間に分け、複数の区間毎に、その上面および下面の基準位置からの距離を距離測定手段によりその端部を含めてその長手方向に計測し、その計測結果に基づいて、複数の区間毎に、前記角状金属材長手方向端部の上下面に残存する付着物の残存状況を把握し、複数の区間毎の付着物の残存状況に基づいて、複数の区間毎の切削工具による切削量および切削位置を決定することを特徴とする。
　本発明に係る角状金属材端部の付着物切削除去装置は、角状金属材の長手方向端部の上下面に残存する付着物を角取り切削により除去する付着物切削除去装置であって、前記角状金属材の長手方向端部の上下面に対して角取り切削を行う切削工具と、前記角状金属材の上面および下面の基準位置からの距離を計測する距離測定手段と、前記距離測定手段に、前記角状金属材の上面および下面の基準位置からの距離を、前記角状金属材の長手方向端部を含めて前記角状金属材の長手方向に計測させ、その計測結果に基づいて前記角状金属材の長手方向端部の上下面に残存する付着物の残存状況を把握し、前記付着物の残存状況に基づいて、切削工具による切削量および切削位置を決定し、決定した切削量および切削位置に適合するように前記切削工具に前記角状金属材の長手方向端部の上下面を角取り切削させる制御手段とを具備することを特徴とする。
　また、上記角状金属材端部の付着物切削除去装置において、前記制御手段は、前記角状金属材の長手方向に所定の長さ以上計測した前記角状金属材の上面および下面の基準位置からの距離の分布に基づき、前記角状金属材の上面および下面の基準線を決定し、次いで、この基準線と前記距離の分布から角状金属材のコーナー位置を決定し、前記基準線より所定値以上距離が近くなる位置を付着物残存箇所と判定することにより前記付着物の残存状況を把握し、付着物残存箇所の前記角状金属材の端部からの距離と前記コーナー位置に基づいて前記切削工具による切削量および切削位置を決定することを特徴とする。
　さらに、上記いずれかの角状金属材端部の付着物切削除去装置において、前記制御手段は、前記角状金属材を幅方向に複数の区間に分け、複数の区間毎に、その上面および下面の基準位置からの距離を距離測定手段に、その端部を含めてその長手方向に計測させ、その計測結果に基づいて、複数の区間毎に、前記角状金属材長手方向端部の上下面に残存する付着物の残存状況を把握し、複数の区間毎の付着物の残存状況に基づいて、複数の区間毎の切削工具による切削量および切削位置を決定することを特徴とする。
　本発明は、角状金属材の長手方向端部の上下面に残存する付着物の付着状況を把握し、その付着物の残存状況に基づいて切削量および切削位置を決定し、決定した切削量および切削位置に適合するように切削工具を用いて角状金属材の長手方向端部の上下面を角取り切削する。このため、過度な切削による歩留まりの低下や、切削不足による付着物の残存を回避することができる。また、切削量の適正化により、工具寿命が延びる。さらに、処理能力の大きい角取り切削により角状金属材の長手方向端部の上下面を除去するので、比較的短時間で角状金属材の端部に残存する付着物を除去することができる。また、切削負荷の増大を回避することができる。
図1は、本発明の第１の実施形態に係るスラブ端部付着物切削除去方法を実施するためのスラブ端部切削装置を模式的に示す平面図である。 図２は、本発明の第１の実施形態に係るスラブ端部付着物切削除去方法を実施するためのスラブ端部切削装置を模式的に示す側面図である。 図３は、円錐台形型の工具を用いてスラブの上面端部の角取り切削を行う状態を示す模式図である。 図４は、付着物であるノロが付着したスラブ上面までの距離をレーザー距離計で測定する状態を示す模式図である。 図５は、レーザー距離計で測定した距離データの例を示す図である。 図６は、スラブ上面を切削する際の工具とスラブの位置関係を示す模式図である。 図７は、本発明の第２の実施形態に係るスラブ端部付着物切削除去方法を説明するための図である。
　以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
　＜第１の実施形態＞
　図１は本発明の第１の実施形態に係るスラブ端部付着物切削除去方法を実施するためのスラブ端部付着物切削除去装置（以下、スラブ端部切削装置ともいう）を模式的に示す平面図、図２はその側面図である。
　スラブ端部切削装置（cutting apparatus for slab edge）１００は、連続鋳造で製造され、ガス切断により切断されたスラブ１０の端部に残存する付着物１３を除去するものである。スラブ端部切削装置１００は、レール１２上を走行する本体１と、本体１に回転可能に設けられた工具２と、本体１に進退可能に設けられたレーザー距離計３と、本体１を走行させる走行駆動部４と、工具２の上下位置および前後位置を変更するとともに工具２を回転させる工具駆動部５と、レーザー距離計３を進退させる進退駆動部６と、制御部７とを備えている。符号１１は、スラブ１０を搬送するためのテーブルローラである。工具２は切削工具を構成し、レーザー距離計３は距離測定手段を構成し、制御部７は制御手段を構成する。
　本体１は車輪１ａを有し、走行駆動部４により車輪１ａを回転させることにより、本体１がレール１２上を図１の矢印方向に走行するようになっている。
　工具２は、工具駆動部５により回転されることにより、スラブ１０の端部上下面の角取り切削（面取り切削ともいう）を行ってスラブ１０の端部上下面に付着した付着物１３を除去するものである。工具２はフライスなど、切削できるものであればよく、本実施形態では、工具２として、円錐台形形状の工具本体２ａと、工具本体２ａの円錐面に設けられた複数の切削チップ２ｂとを有するものを例示している。また、付着物１３としては、鋳片をガス切断してスラブとしたときにスラブの端部上下面に付着するノロが例示される。工具駆動部５は、工具２を回転させるだけでなく、工具２の上下位置、前後位置の調整も可能である。グラインダなどを用いた研削加工は、研削１パスあたりの研削量が小さいために研削に時間がかかり、研削に伴う砥石の摩耗速度が大きく、砥石の寿命が短いという課題がある。一方、フライスなどの切削による加工は、切削１パスあたりの切削量を大きくすることができるので、研削加工に比べて処理能力が大きくなるだけでなく、切削チップの寿命も長いという利点がある。
　工具２によりスラブ１０の端部上下面の角取り切削を行って付着物１３を切削除去するに際しては、図３に示すように、工具２の切削チップ２ｂをスラブ１０の端部（角部）に接触させた状態で工具２を回転させつつ、本体１をスラブ１０の幅方向に移動させる。これにより、カンナ削り状、すなわち切り屑が連続した状態でスラブ１０の端部（角部）が切削される。このときの工具２により切削除去される部分の形状は、工具駆動部５によって工具２の上下位置、前後位置をそれぞれ個別に、または同時に調整することにより、調整することができる。工具２の円錐部分の角度を変更すること、または工具駆動部５により工具２の角度を変更可能にすることにより、切削除去される部分の角度を調整することも可能である。また、スラブ１０の端部上面を切削する際の工具２の位置と、端部下面を切削する際の工具２の位置とは、工具駆動部５の上下駆動により切り替えることができる。
　レーザー距離計３は、二次元のレーザー距離計であり、図４に示すようにスラブ１０に向けてレーザー光を照射することによりスラブ１０の上面までの距離を測定する。上面に付着物１３が存在する場合には、付着物１３の上面までの距離が測定される。なお、距離測定の基準位置はレーザー距離計３のレーザー射出位置としてもよいし、装置１００の所定の位置を基準位置としてもよい。レーザー距離計３は進退駆動部６により進退動が可能であり、スラブ１０の長手方向に沿ってスラブ１０の上面までの距離を測定することができる。本例では、このレーザー距離計３は、切削を行う工具２の工具移動方向の前方側に配置されており、本体１の移動にともなって工具２とともにスラブ１０の幅方向に移動可能となっている。また図示していないが、スラブ１０の下面側にも同様の二次元のレーザー距離計が設置されている。なお、レーザー距離計３は、本体１とは別個に移動するようになっていてもよい。ただし、本例のように本体１とともにスラブ１０の幅方向に移動可能なほうが簡便であり好ましい。
　制御部７は、レーザー距離計３の移動を制御するとともに、工具２による切削動作を制御する。つまり、制御部７はレーザー距離計３からレーザーを照射しつつ、進退駆動部６によりレーザー距離計３をスラブ長手方向に移動させて、スラブ上面または下面までの距離を測定することにより、付着物１３を検出する。そして、走行駆動部４によりレーザー距離計３を所定ピッチでスラブ幅方向に移動させ、各幅方向位置において同様にレーザー距離計３をスラブ長手方向に移動させてスラブ１０の上面までの距離を測定する。これにより、スラブ１０の端部上下面における付着物１３の付着状況を把握することができる。このとき、レーザー距離計３のスラブ幅方向の測定ピッチは、付着物１３を確実に検出できるように数ｃｍ以下であることが好ましい。そして、制御部７は、このようにして求めたスラブ１０の端部上下面における付着物１３の付着状況に基づいて、工具２が付着物１３を完全に除去可能かつ歩留まりを極力低下させない形状で、スラブ１０の端部を切削することができるように、工具駆動部５に指令し、工具駆動部５は工具２の上下位置、前後位置、場合によっては角度を調整する。
　次に、このように構成されたスラブ端部切削装置１００による付着物切削除去方法について説明する。なお、以下の方法は制御部７の制御の下に実施される。
　最初に、スラブ１０の端部上下面における付着物１３の残存状況を把握する。具体的には、スラブ１０の所定の幅方向位置において、進退駆動部６によりレーザー距離計３をスラブ長手方向に移動させてスラブ１０の上面までの距離を測定することにより、付着物１３の残存状況を求める。図５はそのときのスラブ上面の距離データを示す。なお、スラブ下面の距離データも図５に準じたものとなる。
　付着物１３の付着状況の把握にあたっては、まず、スラブ上面または下面の基準線を決定する。付着物１３が付着していないスラブの地金部は、起伏がほとんどないため、この部分については直線で近似することができる。本実施形態ではこの直線で近似した線をスラブ上面の基準線とする。付着物１３が付着した部分はこの基準線より近い距離となり、突起形状で示される。なお、スラブ端部は長手方向に反っている場合も多く、この基準線は必ずしも水平な線とはならない。
　本発明者らが実際のスラブのノロの付着状況を詳細に調べたところ、ほとんどのノロはスラブ長手方向端部からスラブ長手方向に５０ｍｍまでの範囲に付着していることが判明した。また、スラブの幅方向位置によって、ノロが付着していない部分と付着している部分が混在していることもわかった。したがってスラブ上面の基準線は、例えばスラブ端部からスラブ長手方向に５０ｍｍ以上離れたノロの付着がほとんどない部分の距離のデータ群に、最小自乗法のような計算処理を行って決定すればよい。この基準線を決めるためのデータ群は、スラブの長手方向におよそ５０ｍｍ以上の範囲を含むことが望ましい。したがって、スラブ長手方向端部からスラブ長手方向におよそ１００ｍｍ以上の範囲について、レーザー距離計で距離を測定することが望ましい。なお、基準線を決めるにあたって、距離測定の開始点となるスラブの端部位置Ｃ′は、レーザー距離計で測定した距離が所定値となる長手方向位置、たとえばスラブの厚みに相当する距離となる点とすればよい。
　このようにして決定した基準線より所定の値だけ距離が近くなっているところが、付着物であるノロが残存していると判断することができる。所定の値としては、ノロの大きさや距離計の測定精度を考慮すると２ｍｍ程度が適切である。
　次に、切削の基準位置とするためのスラブのコーナー位置を決定する。図５に示すように、スラブのコーナー位置Ｃは、スラブの基準線と距離分布データ（距離測定値）曲線の交差する点とすることができる。なお、上述した基準線を決定するためのスラブの端部位置Ｃ′と切削の基準位置とするためのスラブの長手方向端部位置Ｃの長手方向位置は略一致する。
　次に、前記測定データに基づいて、ノロ残存箇所のスラブ端部からの距離Ｆを求める。
　以上のような基準線の決定、および長手方向のノロ残存箇所のスラブ端部からの距離Ｆとスラブのコーナー位置Ｃを求める動作を、スラブ幅方向に所定ピッチで移動させながら行い、スラブ幅方向に亘ってノロ残存状況を把握する。
　そして、このようにして求めた、ノロ残存箇所のスラブ端部からの距離Ｆとスラブのコーナー位置Ｃとに基づいて、切削量と切削位置を決定する。その方法を、図６を参照して説明する。図６はスラブ上面を切削する際の工具とスラブとの位置関係を示す模式図である。スラブ下面を切削する際の工具とスラブとの位置関係も図６に準じたものとなる。この図に示すように、スラブのコーナー位置Ｃを基準として、スラブ長手方向の切削長さＬがノロの付着長さ（距離Ｆ）と等しいか大きくなるように切削量と切削位置を決定し、それに応じて工具の切削チップ位置を設定する。実際には、スラブの幅方向に移動しながら求めた最大の付着長さと等しいか大きくなるように切削長さＬを求め、これに対応するように工具の切削チップ位置を決定する。
　以上のように切削長さＬになるように工具の切削チップ位置を決定した後、スラブ端部切削装置１００の工具２をスラブ端部の所定位置にセットする。次に、工具駆動部５により工具２を回転させつつ、走行駆動部４により本体１をスラブの幅方向に移動させながらスラブ１０の上面および下面端部の切削を行う。このとき、工具の切削チップの角度θ（図６参照）は、３０°～８０°の範囲で設定することができる。角度θを大きくするほうが上下面に付着したノロを除去するための切削量を少なくすることができる。θが小さすぎると、付着物以外の領域を切削する量が増えることになり、歩留まりが悪くなる。一方でθが大きい場合、切削長さＬは、切削除去装置１００からスラブ端部までの距離の測定誤差（特に高さ方向）や工具位置の設定誤差（特に高さ位置）の影響を受けやすく、結果として目標とすべき切削長さに対して実際の切削長さに差異が生じやすく、制御性が低下する。したがって、θは４５°～７５°とすることがより好適である。
　本実施形態では、以上のようにして、レーザー距離計３を用いてスラブ端部の上面および下面までの距離データを求め、それに基づいて付着物の残存状況を把握し、付着物の残存状況に基づいてスラブ端部の切削量および切削位置を決定するので、スラブの上下面に付着した付着物を、スラブの歩留まりの低下を防止しつつ確実に除去することができる。また、切削により除去するため、比較的短時間で付着物を除去することができる。
　＜第２の実施形態＞
　次に、第２の実施形態について説明する。
　ノロ等の付着物の付着長さや高さは、実際にはスラブの幅方向位置によってまちまちである。そこで、本実施形態では、スラブ１０を幅方向に沿って複数の区間に分割し、その区間で計測した付着物の最大付着長さに基づいて、区間毎の切削長さを決定する。具体的には、例えば図７に示すように、スラブ１０を幅方向に沿って区間ａ、区間ｂ、区間ｃに分け、これらの区間の最大付着長さＦ１、Ｆ２、Ｆ３を求め、区間ａではＦ１に対応した切削長さＬ１、区間ｂではＦ２に対応した切削長さＬ２、区間ｃではＦ３に対応した切削長さＬ３とする。このような手法により、切削量を必要最低限とし、スラブの歩留まりの低下をより少なくすることができるとともに、切削工具の損傷を抑制してランニングコストも低く抑えることができる。
　なお、本発明は、上記２つの実施形態に限定されず種々変形可能である。
　例えば、上記実施形態では、スラブ端部の付着物を検出するために二次元のレーザー距離計を用いた。しかし、これに限らずスラブ端部近傍について、スラブ上面または下面までの距離のスラブ長手方向の分布を把握することができれば、どのような計測手段を用いてもよい。また、上記実施形態では、付着物の除去対象としてスラブを例にとって説明した。しかし、これに限らず、角状のものであれば角ビレット等の他の鋼材を対象とすることもでき、鋼材に限らず角状金属材であれば適用可能である。さらに、上記実施形態では、工具として円錐台形形状の工具本体と、工具本体の円錐面に設けられた複数の切削チップとを有するものを用いた。しかし、スラブ等の端部を切削することができれば、これに限定されない。スラブ端部切削装置本体の移動方向も一方向に限られず、レーザー距離計の取り付け位置を変える、あるいはレーザー距離計を複数持つなどの処置を行うことにより、スラブ幅方向に自由に移動できるようにしてもよい。
　図１、２に示したスラブ端部切削装置を用いて、厚み２５０ｍｍ、幅１２００ｍｍで炭素含有量が０．１４質量％の複数枚の普通鋼スラブについて、スラブ上下面に残存する付着物（ノロ）の角取り切削を行った。ここでは、あらかじめ切削対象のスラブのノロの付着状況を目視検査で調べており、その結果、スラブ上下面に付着しているノロのスラブ端部からの長さは最大で４０ｍｍであった。切削に用いた工具は、基準径（工具に取付けられた複数の切削チップに内接する円錐台の小さい側の底面の直径。図３参照。）が４００ｍｍで図６に示す角度θは７０°のものである。また図１、２に示すように、円周方向に複数列の切削チップを配置した切削工具であり、その列数は３０列である。また、切削での工具回転速度は１５０ｒｐｍであり、スラブ幅方向への送り速度は４ｍ／分とした。
　実施例１では、上述した第１の実施形態の手法で、当該スラブの幅方向のノロの最大付着長さを角取り切削長さとして、スラブ幅方向に一律に角取り切削を行いノロの除去を行った。ここで、ノロの最大付着長さを求めるための、スラブ上面(下面)までの距離測定については、スラブコーナーからスラブ長手方向１２０ｍｍ位置までの範囲を目標測定範囲として測定した。
　実施例２では、上述した第２の実施形態に従い、スラブ幅方向に２００ｍｍピッチで６つの区間に分割し、その区間で計測したノロの最大付着長さをその区間での角取り切削長さとして、スラブの幅方向で区間毎に切削量を順次変更していく手法によりノロの除去を行った。実施例２でもスラブ上面(下面)までの距離測定については、スラブコーナーからスラブ長手方向１２０ｍｍ位置までの範囲を目標測定範囲として測定した。
　また比較のため、比較例１では、スラブが置かれたテーブルローラからスラブ厚である２５０ｍｍを加えた高さをスラブ上面の基準高さ、テーブルローラの高さをスラブ下面の基準高さとして、角取り量４０ｍｍを目標とした切削を実施し、ノロの除去を行った。切削に際しては、スラブを所定位置まで搬送して停止させ、切削装置側のスラブ長手方向端面の位置を角取り切削の基準位置とした。
　これら３つの条件で、それぞれ１０枚のスラブについて角取り切削を行い、ノロの除去状況を調査するとともに、切削後の工具の損傷状況も確認した。この結果、実施例１、２ともにノロの除去が確実に行われており、切削後にノロが残存しているスラブはいずれも０枚であった。これに対し、比較例１では、スラブ端部コーナー部の正確な位置および高さとノロの残存状況が分からなかったため、１０枚中、４枚のスラブでノロが残存する結果となった。また、切削工具については、実施例１では切削チップに若干の摩耗が見られたのみであり、実施例２では摩耗等の損傷は全く見られなかった。これに対し、比較例１では、切削チップの摩耗が大きく、一部のチップには欠損も見られた。
　１　本体
　２　工具
　　２ａ　工具本体
　　２ｂ　切削チップ
　３　レーザー距離計
　４　走行駆動部
　５　工具駆動部
　６　進退駆動部
　７　制御部
　１０　スラブ
　１１　テーブルローラ
　１２　レール
　１３　付着物
　１００　スラブ端部切削装置
 

Claims (6)

  1. 　角状金属材の長手方向端部の上下面に残存する付着物を角取り切削により除去する付着物切削除去方法であって、
    　距離測定手段により前記角状金属材の上面および下面の基準位置からの距離を、前記角状金属材の長手方向端部を含めて前記角状金属材の長手方向に計測し、
    　その計測結果に基づいて前記角状金属材の長手方向端部の上下面に残存する付着物の残存状況を把握し、
    　前記付着物の残存状況に基づいて、切削工具による切削量および切削位置を決定し、
    　決定した切削量および切削位置に適合するように前記切削工具を用いて前記角状金属材の長手方向端部の上下面を角取り切削することを特徴とする角状金属材端部の付着物切削除去方法。
  2. 　前記付着物の残存状況の把握は、
    　前記角状金属材の長手方向に所定の長さ以上計測した前記角状金属材の上面および下面の基準位置からの距離の分布に基づき、前記角状金属材の上面および下面の基準線を決定し、
    　次いで、この基準線と前記距離の分布から角状金属材のコーナー位置を決定し、
    　前記基準線より所定値以上距離が近くなる位置を付着物残存箇所と判定することにより行われ、
    　前記切削工具による切削量および切削位置は、
    　付着物残存箇所の前記角状金属材の端部からの距離と前記コーナー位置に基づいて決定されることを特徴とする請求項１に記載の角状金属材端部の付着物切削除去方法。
  3. 　前記角状金属材を幅方向に複数の区間に分け、
    　複数の区間毎に、その上面および下面の基準位置からの距離を距離測定手段によりその端部を含めてその長手方向に計測し、
    　その計測結果に基づいて、複数の区間毎に、前記角状金属材長手方向端部の上下面に残存する付着物の残存状況を把握し、
    　複数の区間毎の付着物の残存状況に基づいて、複数の区間毎の切削工具による切削量および切削位置を決定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の角状金属材端部の付着物切削除去方法。
  4. 　角状金属材の長手方向端部の上下面に残存する付着物を角取り切削により除去する付着物切削除去装置であって、
    　前記角状金属材の長手方向端部の上下面に対して角取り切削を行う切削工具と、
    　前記角状金属材の上面および下面の基準位置からの距離を計測する距離測定手段と、
    　前記距離測定手段に、前記角状金属材の上面および下面の基準位置からの距離を、前記角状金属材の長手方向端部を含めて前記角状金属材の長手方向に計測させ、その計測結果に基づいて前記角状金属材の長手方向端部の上下面に残存する付着物の残存状況を把握し、前記付着物の残存状況に基づいて、切削工具による切削量および切削位置を決定し、決定した切削量および切削位置に適合するように前記切削工具に前記角状金属材の長手方向端部の上下面を角取り切削させる制御手段と
    を具備することを特徴とする角状金属材端部の付着物切削除去装置。
  5. 　前記制御手段は、
    　前記角状金属材の長手方向に所定の長さ以上計測した前記角状金属材の上面および下面の基準位置からの距離の分布に基づき、前記角状金属材の上面および下面の基準線を決定し、次いで、この基準線と前記距離の分布から角状金属材のコーナー位置を決定し、前記基準線より所定値以上距離が近くなる位置を付着物残存箇所と判定することにより前記付着物の残存状況を把握し、
    　付着物残存箇所の前記角状金属材の端部からの距離と前記コーナー位置に基づいて前記切削工具による切削量および切削位置を決定することを特徴とする請求項４に記載の角状金属材端部の付着物切削除去装置。
  6. 　前記制御手段は、
    　前記角状金属材を幅方向に複数の区間に分け、
    　複数の区間毎に、その上面および下面の基準位置からの距離を距離測定手段に、その端部を含めてその長手方向に計測させ、
    　その計測結果に基づいて、複数の区間毎に、前記角状金属材長手方向端部の上下面に残存する付着物の残存状況を把握し、
    　複数の区間毎の付着物の残存状況に基づいて、複数の区間毎の切削工具による切削量および切削位置を決定することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の角状金属材端部の付着物切削除去装置。
     
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