JP2004291011A

JP2004291011A - スライドバルブの異常検知方法とそれに用いる異常検知装置

Info

Publication number: JP2004291011A
Application number: JP2003085725A
Authority: JP
Inventors: Shigeyuki Kobayashi; 成行小林
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2003-03-26
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2004-10-21

Abstract

【課題】取鍋またはタンディッシュの整備時に、スライドバルブの異常有無を確実かつ簡便に検知し、操業安定化のため、プレートの取替え時期を適正に把握できる方法およびそれに用いる装置を提供することである。
【解決手段】油圧シリンダ９を駆動する油圧ユニット１０と、圧力発信機１２と、データ収集処理装置１３とアラーム１４と、ディスプレイ装置１５とを備え、圧力発信機１２が、油圧ユニット１０からスライドバルブ１のスライドプレート１ａに連結した油圧シリンダ９への作動油の供給配管１１に取り付けられ、検出したスライドプレート１ａの摺動圧力Ｐ_Ａをデータ収集処理装置１３に取り込んで、予め設定した所定の摺動圧力と比較し、検出摺動圧力Ｐ_Ａが設定摺動圧力を超えたときにアラーム１４に出力するようにしたのである。それにより、簡便な装置構成でスライドバルブプレートの異常を確実に検知できる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、溶鋼などの溶融金属の連続鋳造工程または造塊工程の注入作業に使用されるスライドバルブ装置の異常検知方法とそれに用いる異常検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、製綱工程では、取鍋内の溶鋼は、連続鋳造用のタンディッシュまたは造塊鋳型内に注入される。この注入作業時の溶鋼の流動制御にスライドバルブが使用されている。このスライドバルブ１は、図４に、取鍋２内の溶鋼をタンディッシュに注入する場合を示すように、通常、取鍋２の底部のノズル受け煉瓦に設けた出鋼口３に装着されるインサートノズル４と、可動側のスライドプレート１ａ、固定側のボトムプレート１ｂおよび注入用のチェンジノズル５から構成されている。そして、スライドプレート１ａおよびボトムプレート１ｂには、溶鋼の流出口６ａ、６ｂがそれぞれ設けられ、これらのノズルおよびプレートは耐火物で形成され、ボトムプレート１ｂは支持金物７、ハウジング１８およびれんがセット金物１９に、スライドプレート１ａはスライドケース８およびれんがセット金物２０にそれぞれ保持されている。このスライドプレート１ａおよびボトムプレート１ｂ間には、図示を省略したばね機構等により面圧が付与されている。前記スライドプレート１ａは、このスライドバルブ１本体に近接して設けた油圧シリンダ９のピストンロッド９ａの作動によってボトムプレート１ｂに対して摺動する。そして、スライドプレート１ａを摺動させて、前記流出口６ａ、６ｂで形成される開口部の開度を調整することにより、溶鋼の流出量が制御されるようになっている。なお、タンディッシュ底部にも同様のスライドバルブが設けられ、鋳型内への溶鋼など溶融金属の流出量の制御に用いられる。
【０００３】
前記スライドバルブは、高温の過酷な条件下で使用されるため、スライドプレートとボトムプレートの摺動面の、地金差込、異物噛み込み、面荒れ、焼付きなどの損傷や流出孔の溶損などによる損傷が生じやすい。これらの損傷による漏鋼などの事故回避のため、通常、取鍋使用毎の整備作業の段階で、スライドバルブの損傷状態が調査される。
【０００４】
このスライドバルブの損傷状態の調査方法としては、例えば、スライドバルブ（摺動開閉装置）の摺動板と固定板、即ち前記スライドプレートとボトムプレートとの摺動面および湯道孔縁部の孔径の拡大状況等の寸法模様を、テレビカメラとズームレンズおよびモニターブラウン管からなる工業用テレビによってブラウン管に拡大映像し、新しい摺動板と固定板について、予め録画した画像の判定用基準寸法模様と比較して、損傷状況を定量的に把握し、使用可否を判定する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、取鍋を横転させて、そのスライディングノズル装置の下スライド孔内に発煙物質を挿入し、上下プレートにそれぞれ設けたノズル孔が一致した溶鋼注入時の状態から、下プレート（スライドプレート）を徐々に移動させ、煙の流動方向が変化し始めるまでの下プレートの移動量に基づいて上プレートおよび下プレートの溶損状態を判定し、スライディングノズル装置の点検取替を適確に把握する方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭５１−７４９３２号公報（第２頁〜第３頁）
【特許文献２】
特開平１−２４９２５６号公報（第２頁〜第３頁）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１に開示された判定方法では、ブラウン管を通した映像で摺動面および湯道孔縁部等の寸法模様を、基準寸法模様と定性的に比較・判定するため、画像を拡大しても、前記耐火物の使用限度を精度よく把握するのに充分とはいえない。また、特許文献２に開示された使用方法では、取鍋を横転させて、下スライド孔内に発煙物質を挿入して発煙させる必要があるため、上下プレートの溶損状態の判定作業が煩雑となる。
【０００８】
一方、図４に示したスライドバルブ１のスライドプレート１ａとボトムプレート１ｂの取替えを、予め定めた取鍋の使用回数を基準として行なう方法や、取鍋整備後に、スライドプレート１ａを油圧シリンダ９により摺動させ、バルブ開閉してその動作状況を確認し、かつ、油圧シリンダ９への作動油の供給配管に設けた圧力計による圧力指示値を予め定めた基準値と比較することにより、異常の有無を判断する方法がある。また、スライドバルブ１のクランプ２１を開放し、スライドプレート１ａとボトムプレート１ｂとの摺動面、およびチェンジノズル５等の損傷状況を確認する方法がある。
【０００９】
しかし、プレートの使用回数をプレート取替基準とする方法では、鋳造鋼種以外に鋳造時間等の他の複数の要因により、使用回数は必ずしも一定でなく、また、油圧ユニットの圧力指示値を用いる方法では、目視による圧力計の読取り誤差や見逃しのおそれがある。さらに、スライドプレート１ａとボトムプレート１ｂとの摺動面、およびチェンジノズル５等の損傷状況を確認後、スライドバルブ１のクランプ２１を閉めて使用を再開する際に、前記摺動面の密着が不充分な場合、スライドプレート１ａとボトムプレート１ｂの間から溶鋼漏れが発生するおそれがある。
【００１０】
そこで、この発明の課題は、取鍋またはタンディッシュの整備時に、スライドバルブの異常有無を確実かつ簡便に検知し、操業安定化のため、プレートの取替え時期を適正に把握できる検知方法およびそれに用いる検知装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、この発明では以下の構成を採用したのである。
【００１２】
即ち、溶融金属の流出口がそれぞれ設けられた可動側のスライドプレートおよび固定側のボトムプレートからなり、取鍋またはタンディッシュの出側開口部に装着されるインサートノズルと注入用のチェンジノズルとを備え、前記スライドプレートがボトムプレートに対して摺動し、溶融金属の流出量を制御するスライドバルブの異常検知方法で、取鍋またはタンディッシュ内の溶融金属を排出した状態で、前記スライドプレートを摺動させて摺動圧力を検出し、この摺動圧力が予め設定した摺動圧力を超えた場合に異常を検知できるようにしたのである。
【００１３】
前記スライドバルブは、一般に、スライドプレートとボトムプレート間の摺動面への地金差込、異物噛み込み、および摺動面の荒れ、焼付き等の異常により、漏鋼事故などが発生する。スライドプレートとボトムプレート間にこのような異常を生じると、摺動抵抗、即ち前記摺動面におけるスライドプレートの摺動圧力が上昇するため、取鍋またはタンディッシュを鋳造ラインから取り外して、整備する段階で摺動圧力を検出し、この摺動過程で検出した摺動圧力を監視することにより、スライドバルブの異常を検知することができる。上記の異常検知方法によれば、前記プレートの使用回数によらず、また、測定値の読み取り誤差や見逃しもなく、確実に異常を検知できるため、前記プレートの取替え時期を適正かつ簡便に判定することができる。
【００１４】
前記スライドプレートを油圧シリンダにより摺動させ、前記摺動圧力を、油圧シリンダへの作動油の供給路に設けた圧力検出機器により検出し、この検出摺動圧力をデータ収集処理装置に取り込んで前記設定摺動圧力と比較し、検出摺動圧力が設定摺動圧力を超えたときに警報を発するようにすることが望ましい。
【００１５】
このようにすれば、スライドプレートの摺動圧力を簡便に検出することができ、検出摺動圧力と設定摺動圧力とを簡単に比較でき、警報により、確実に異常を検知できる。
【００１６】
油圧シリンダを駆動する油圧ユニットと、圧力検出機器と、データ収集処理装置と報知手段とを備え、前記圧力検出機器が、前記油圧ユニットからスライドバルブのスライドプレート側に連結した油圧シリンダへの作動油の供給路に設けられ、検出したスライドプレートの摺動圧力を前記データ収集処理装置に取り込んで、予め設定した摺動圧力と比較し、検出摺動圧力が設定摺動圧力を超えたときに前記報知手段に出力し、警報を発するようにして、スライドバルブの異常検知装置を構成することができる。
【００１７】
このようにすれば、簡単な装置構成で、取鍋の整備過程で、簡便かつ確実に異常を検知でき、整備不良をなくし、漏鋼などの事故発生を防止できる。なお、前記警報は、サイレンやブザー等聴覚的に知らせるものの他に、ライトや画面、および印字など視覚的に知らせるものを含む。
【００１８】
前記データ収集処理装置がディスプレイ装置を備え、前記プレートの摺動圧力を表示することもできる。
【００１９】
このようにすれば、スライドバルブの摺動過程でのスライドプレートの摺動圧力の推移を、整備作業現場で即刻把握できるため、スライドプレート１の摺動圧力が、予め設定した摺動圧力以下の場合でも、摺動圧力が高い箇所など局部的な損傷の有無を確認でき、より効果的な整備作業を行なうことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施形態を添付の図１から図３に基づいて説明する。
【００２１】
図１は、実施形態のスライドバルブ１の異常検知装置の構成を示したものである。この異常検出装置は、可動側のスライドプレート１ａにスライドケース８（図４参照）を介して連結された油圧シリンダ９を駆動する油圧ユニット１０と、一端側が油圧シリンダ９への作動油の供給配管１１に接続された圧力発信機１２と、この圧力発信機１２の他端側がデータ収集処理装置１３の入力側に接続され、このデータ収集処理装置１３は、圧力発信機１２から伝送されるスライドプレート１ａと固定側のボトムプレート１ｂ間の摺動面での、スライドプレート１ａの摺動圧力Ｐ_Ａを取り込み、予め設定した前記摺動面での異常発生と見なす境界の摺動圧力Ｐ_Ｂと比較した結果を出力できるようになっている。そして、データ収集処理装置１３には、この比較結果の報知手段として、警報ランプを備えたアラーム１４およびディスプレイ１５装置が組み込まれている。なお、このアラーム１４およびディスプレイ装置１５は、データ収集処理装置１３の出力側に接続して外部に設けることもできる。
【００２２】
次に、スライドバルブの異常検知方法について説明する。
【００２３】
連続鋳造用のタンディッシュまたは造塊鋳型内に溶鋼の注入を終えた取鍋は、整備場に搬送され、整備位置に据え付けられて、前記油圧ユニット１０に接続された供給配管１１が、スライドプレート１ａに連結した油圧シリンダ９に接続される。そして、油圧ユニット１０から油圧シリンダ９に作動油を供給してピストンロッド９ａを後退させ、スライドプレート１ａを摺動させてスライドバルブ１を開状態とし、図４に示したインサートノズル４、チェンジノズル５や、スライドプレート１ａ、ボトムプレート１ｂの流出口６ａ、６ｂの洗浄作業等の整備作業が行なわれる。そして、この整備作業の終了後、作動油の供給方向を切り替えてピストンロッド９ａを前進させてスライドプレート１ａを摺動させ、スライドバルブ１を閉状態とする。そして、油圧シリンダ９から供給配管１１に接続された油圧ホースを取り外して、主整備作業が終了する。
【００２４】
図２は、上記整備作業時で、ピストンロッド９ａを後退させてスライドバルブ１を開状態とする過程で、図１に示した圧力発信機１２により検出し、データ収集処理装置１３で記録したスライドプレート１ａの摺動圧力Ｐ_Ａの推移を、ディスプレイ装置１５に出力した結果を示したものである。前記油圧ユニット１０から供給配管１１を経由して油圧シリンダ９に作動油を供給後、供給圧力は上昇し、符号Ａで示すほぼ一定の供給圧力、即ち摺動圧力Ｐ_Ａでスライドプレート１ａがスライドしてスライドバルブ１が開状態に移行する。そして、摺動端、即ちピストンロッド９ａのストロークエンドで、符号Ｂで示すように供給圧力が上昇し、スライドバルブ１の開動作が終了する。
【００２５】
前記スライドプレート１ａの摺動圧力Ｐ_Ａは、開閉回数の増加とともにスライドプレート１ａおよびボトムプレート１ｂのそれぞれの摺動面の荒れや地金の差込・付着などの損傷により上昇する。一方、図３に、スライドバルブ１の開閉動作を模式的に示す摺動部のモデル図を示したように、スライドケース８およびその保持用の固定金物１６間の摺動圧力は、バルブ開閉回数が増加しても略一定であるため、２個の押付けばね１７、１７により面圧が付与された状態でのスライドプレート１ａの摺動圧力Ｐ_Ａのレベルを、面荒れや地金の差込・付着などの損傷によるスライドバルブ１の異常の検知指標とすることができる。
【００２６】
表１は、▲１▼スライドプレート１ａおよびボトムプレート１ｂを新品に取り替えた直後、▲２▼スライドバルブを複数回使用後、▲３▼面荒れ、地金の差込・付着などの異常発生時、のスライドプレート１ａの摺動圧力Ｐ_Ａをそれぞれ示す。▲１▼新品交換直後および▲２▼複数回使用後の摺動圧力Ｐ_Ａは、１箇月間の平均値であり、▲３▼異常発生時の摺動圧力Ｐ_Ａは、１０発生頻度の平均値である。なお、前記押付けばね１７による摺動面の押付け力は、ばね１個あたり４３０ｋｇｆである。
【００２７】
【表１】

【００２８】
表１に示した異常発生時の摺動圧力Ｐ_Ａから、スライドバルブに異常が発生した状態にあると判断する境界の摺動圧力、即ち前記の設定摺動圧力を定めることができ、本実施形態の場合には、この設定摺動圧力は、概ね、１３０ｋｇ／ｃｍ^２に設定するのが妥当である。このように、設定摺動圧力は、操業実績に基づいて決定することがわかる。
【００２９】
前記データ収集処理装置１３には、この異常発生と見なす摺動圧力１３０ｋｇ／ｃｍ^２が警報を発する境界の摺動圧力として設定されており、このデータ収集処理装置１３に取り込んだ、スライドバルブの整備作業でのバルブ開状態に移行させる過程のスライドプレート１ａの摺動圧力Ｐ_Ａと比較して、この摺動圧力Ｐ_Ａが境界の摺動圧力を超えたときにアラーム１４により警報が発せられるので、スライドバルブの異常発生を確実に検知でき、取替え時期を簡便に把握することができる。
【００３０】
同様にして、前記整備作業で、ピストンロッド９ａを前進させて、バルブ開状態からに閉状態へ移行させる過程のスライドプレート１ａの摺動圧力Ｐ_Ａをデータ収集処理装置１３に取り込み、この摺動圧力Ｐ_Ａが設定摺動圧力を超えたときにも警報が発せられる。このように、スライドバルブの開閉作業時に異常発生を確実かつ簡便に検知でき、取替え時期を適正に把握することができる。
【００３１】
また、前記ディスプレイ装置１５により、図２に示した摺動圧力Ｐ_Ａの推移を、整備作業現場で作業者が直接、即時に確認することができるため、スライドプレート１ａの摺動圧力Ｐ_Ａが、設定摺動圧力以下で警報が発せられない場合でも、摺動圧力Ｐ_Ａの変動により、局部的な損傷の有無を確認でき、より効果的な整備作業を行なうことができる。また、データ収集処理装置１３に取り込んだ摺動圧力データを、記録用ディスクなどの外部記憶媒体に出力し、パソコンなどを用いて、データ解析を行なうことも可能である。
【００３２】
なお、前記異常検出方法および異常検出装置は、取鍋のみならず、タンディッシュに取り付けられたスライドバルブについても適用することができる。また、スライドプレート１ａを、モータを駆動源とした機械的方式により摺動させることも可能である。この場合には、摺動圧力の代わりにモータの電流値などを異常検知の基準として用いることができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、この発明では、溶鋼など溶融金属の注入作業時に用いられるスライドバルブの摺動面の荒れなどの損傷による異常発生を、整備作業時のスライドプレートの摺動圧力Ｐ_Ａと操業実績に基づいて予め定めた摺動圧力Ｐ_Ｂとを比較することにより、検知するようにしたので、簡便な装置構成で確実に異常検知でき、スライドバルブプレートの取替え時期を適正に把握して、安定操業を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態のスライドバルブの異常検知装置の構成を示す説明図
【図２】同上のスライドバルブの摺動圧力の推移を示す説明図
【図３】スライドバルブの開閉動作を示す模式図
【図４】スライドバルブの構成を示す断面図
【符号の説明】
１：スライドバルブ１ａ：スライドプレート１ｂ：ボトムプレート
２：取鍋３：出鋼口４：インサートノズル
５：チェンジノズル６ａ、６ｂ：流出口７：支持金物
８：スライドケース９：油圧シリンダ９ａ：ピストンロッド
１０：油圧ユニット１１：供給配管１２：圧力発信機
１３：データ収集処理装置１４：アラーム１５：ディスプレイ装置
１６：固定金物１７：押付けばね１８：ハウジング
１９、２０：れんがセット金物２１：クランプ

Claims

溶融金属の流出口がそれぞれ設けられた可動側のスライドプレートおよび固定側のボトムプレートからなり、取鍋またはタンディッシュの出側開口部に装着されるインサートノズルと注入用のチェンジノズルとを備え、前記スライドプレートがボトムプレートに対して摺動し、溶融金属の流出量を制御するスライドバルブの異常検知方法であって、取鍋またはタンディッシュ内の溶融金属を排出した状態で、前記スライドプレートを摺動させて摺動圧力を検出し、この摺動圧力が予め設定した摺動圧力を超えた場合に異常を検知できるようにしたことを特徴とするスライドバルブの異常検知方法。
前記スライドプレートを油圧シリンダにより摺動させ、前記摺動圧力が、油圧シリンダへの作動油の供給路に設けた圧力検出機器を用いて検出され、この検出摺動圧力をデータ収集処理装置に取り込んで前記の設定摺動圧力と比較し、検出摺動圧力が設定摺動圧力を超えたときに警報を発するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のスライドバルブの異常検知方法。
油圧シリンダを駆動する油圧ユニットと、圧力検出機器と、データ収集処理装置と報知手段とを備え、前記圧力検出機器が、前記油圧ユニットからスライドバルブのスライドプレート側に連結した油圧シリンダへの作動油の供給路に設けられ、検出したスライドプレートの摺動圧力をデータ収集処理装置に取り込んで、予め設定した摺動圧力と比較し、検出摺動圧力が設定摺動圧力を超えたときに前記報知手段に出力し、警報を発するようにしたスライドバルブの異常検知装置。
前記データ収集処理装置がディスプレイ装置を備え、前記プレートの摺動圧力を表示するようにした請求項３に記載のスライドバルブの異常検知装置。