JP2008212988A - スラブスカーフィング設備のジェット水装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、鋼片の溶削作業において、鋼片に反りがあってもジェット水ノズルからの噴流水が鋼片の適正な位置に保持されるジェット水装置とジェット水ノズルの高さ調整方法を提供する。
【解決手段】スラブ搬送位置検出センサー16とスラブ搬送量計測装置17とスラブ形状検出器13とスラブ形状演算装置18とジェット水ノズル高さ位置決めローラ6とジェット水ノズル高さ検出センサー9とジェット水ノズル高さ調整用スクリュージャッキ7とスクリュージャッキ駆動用エアーモーター8とから成るジェット水ノズルの昇降手段を有することを特徴とするスラブスカーフィング設備のジェット水装置であり、ジェット水ノズルの高さ調整方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、鋳造されたスラブ等の鋼片を全面溶削し、溶削スラグの残留の無い良好な溶削面を得ることができるスラブスカーフィング設備のジェット水装置に関する。

製鉄所において、鋳造されたスラブやビレット等の鋼片は、高い品質を維持するために、鋼片の表面に生じた割れ、ピンホール、ヘゲ等の疵や不純物を燃焼ガスと酸素で熱化学的に溶削する工程を経由して、圧延工程に搬送される。

スカーフィング作業（以下溶削作業と呼ぶ）は、鋼片の表面を溶削機によって全面溶削するのが、一般的で、鋼片の表面を約数ミリ深さに渡って溶削する。

この溶削の際に鋼片の溶削部に発生したスラグは、鋼片の外に完全に吹き飛ばさないと鋼片表面に残留したスラグが水分と接触して水蒸気爆発を起こしたり、リフトロールのネック部にノロ地金が付着したり、鋼片表面に残って、それが以降の工程で品質欠陥になることがある。

溶削スラグを鋼片上に残留させない方法として、特許文献１に示す方法が知られている。
特許文献１に開示された方法は、溶削時にスラグの噴出方向の先方に向かって圧力水を噴射し、スラグの残留を防止することを特徴とするものである。

特公昭４６−１４１２５号公報

しかしながら、特許文献１に開示された方法によって鋼片４面の全周溶削を行う場合、溶削機で溶削したスラグを除去するために鋼片の稜線部分を狙ってジェット水ノズルを向けてジェット水を噴射しても、スラグを溶削面から完全に除去することは難しかった。

溶削作業においては、鋼片の反りによってジェット水ノズルと鋼片表面の相対的位置が変動するため、ジェット水ノズルからの噴流水が鋼片の角部に当たって分流したり、噴射位置が鋼片の先方に行き過ぎたりして、適正な位置に噴流水を保持することが難しいという問題点があった。

本発明は、従来の溶削方法の問題点を解消することを課題とし、鋼片の溶削作業において、鋼片に反りがあってもジェット水ノズルからの噴流水が鋼片の高さ方向の適正な位置に保持され、鋼片表面にスラグが残留しない良好な溶削面が得られるジェット水装置とジェット水ノズルの高さ調整方法を提供する。

本発明は、以下の特徴を有する。

第一の発明は、スラブ搬送位置検出センサーとスラブ搬送量計測装置とスラブ形状検出器とスラブ形状演算装置とジェット水ノズル高さ位置決めローラとジェット水ノズル高さ検出センサーとジェット水ノズル高さ調整用スクリュージャッキとスクリュージャッキ駆動用エアーモーターとから成るジェット水ノズルの昇降手段を有することを特徴とするスラブスカーフィング設備のジェット水装置である。

第二の発明は、スラブ搬送量計測装置からのスラブ長さ方向位置情報とスラブ形状検出器からのスラブ高さ方向位置情報とから、スラブ形状演算装置でスラブ断面形状を計算し、ジェット水ノズルのスラブ長さ位置に対応するスラブ断面上縁部高さを、前記スラブ断面形状から読み取って、該高さにジェット水ノズル高さ検出センサーの値が一致するように、スラブ形状演算装置からの指令に基づき、スクリュージャキ駆動用エアーモーターを作動して、ジェット水ノズル高さ調整用スクリュージャッキを昇降することを特徴とするジェット水ノズルの高さ調整方法である。

本発明によれば、ジェット水ノズルの高さ位置をスラブ形状に追従できるようにしたので、溶削作業で発生するスラグのスラブ面への残留がなく、また水蒸気爆発のない溶削作業を行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
１．ジェット水装置の設備について
図１は、スラブ１の外表面を溶削するウオームスカーフィング装置１９が設置されたラインの概要を示す図であり、本発明の装置の全体配置を説明する図である。

スラブ搬送ロール２は、スラブ１をウオームスカーフィング装置１９に搬送する搬送ロールである。各スラブ搬送ロール２にはスラブ搬送ロール駆動モーター３が設置され、正転、逆転自在に回転して、スラブ１の搬送速度を制御することができる。

スラブ搬送位置検出PHセンサー１６ａはスラブ１の先端を捕らえる光電管であり、搬送量計測装置１７ａは、スラブ搬送ロール駆動モーター３の回転数からスラブの搬送距離を算出する装置であり、これによりスラブ長さが計測される。

スラブ形状検出器１３は、スラブ１の上縁部の形状をスラブ１の長さ方向に計測する装置である。より詳細には、図２に該検出器１３の断面形状を示す。スラブ形状検出部は、スラブ形状検出用ガイドローラ１０と該ガイドローラ１０がスラブ１の表面形状を追従できるように該ガイドローラ１０をスラブ１の外表面に押付けるスラブ形状検出用押付スプリング１２と前記ガイドローラ１０の上下方向への変化量を算出するスラブ形状検出用差動トランス１１から成り立っている。

そして、前記スラブ形状検出部がスラブ搬送ラインに常に直角に保持されるように、スラブ形状検出器昇降シリンダー１４で押圧し、スラブ形状検出器昇降ガイドロッド１５によって直角度を制御するようになっている。

スラブ形状演算装置１８は、スラブ搬送量計測装置１７ａからのスラブ長さ方向距離とスラブ形状検出器１３からのスラブ上縁部高さ情報とから、スラブ断面形状を演算し、スラブ長さの各位置でのスラブ断面上縁部の基準位置からの高さを算出記憶する装置である。

次いで、搬送ライン上を矢印方向に進行したスラブ１は、ウオームスカーフィング装置１９に到達すると、スラブ１の先端を捕らえる光電管であるスラブ搬送位置検出PHセンサー１６ｂによって、スラブ１の進行方向先端部が補足され、スラブ１の長さ方向距離が搬送量計測装置１７ｂによって計測される。この計測値はスラブ形状演算装置１８に送られる。ジェット水ノズル５とスラブ搬送位置検出PHセンサー１６ｂの長さ方向間隔は固定されているので、搬送量計測装置１７ｂから送られたデータをもとに、ジェット水ノズル５のスラブ１の長さ方向位置が算出される。

ウオームスカーフィング装置１９はスラブ表面を溶削する装置であり、その側断面形状の概略を図２に示す。形状検出されたスラブ１がウオームスカーフィング装置１９の前で停止すると、溶削ガスを噴出するウオームスカーフィング装置火口２３はウオームスカーフィング装置昇降シリンダー２０を介してスラブ表面に接触するまで下降する。その後スラブ１の先端部はリフトロール２４（図示せず）によって定量上昇させてスカーフィング開始に備える。スラブ１の溶削量は火口の構造、ガスの噴出角度、噴出量、ガスと酸素の比率、圧力等によって変化する。

ウオームスカーフィング装置１９の機側には、スラブ表面を溶削したときに発生するノロを吹き飛ばすジェット水装置４が設置されている。

次に、ジェット水装置４の詳細を正面図、側面図を使って説明する。
なお、本実施例では、水圧として１９Ｋｇ/ｍｍ２の高圧水を用いた例について述べたが、本発明は高圧水に限定されるものではなく、溶削スラグをスラブ面から洗い落とす圧力があれば良い。

図３は、ジェット水装置４の正面図である。５はジェット水ノズルで、該ノズルは、ジェット水ノズル昇降シリンダー２１とジェット水ノズル昇降用リンク２２によって支持されている。ジェット水ノズル５の高さ調整は、ジェット水ノズル高さ調整用スクリュージャッキ７とスクリュージャッキ駆動用エアーモーター８が作動して、ジェット水ノズル高さ位置決めローラ６をウオームスカーフィング装置１９の基底部に接触させて行う。

９はジェット水ノズル高さ検出センサーであり、差動トランスから構成されている。該センサー９は、ジェット水ノズル５の高さ位置が初期設定された時点で、±０に設定される。

ジェット水ノズル高さ調整用スクリュージャッキ７は支持アーム２５を介してジェット水ノズル昇降用リンク２２に接続しており、ジェット水ノズル高さ調整用スクリュージャッキ７の変位は、支持アーム２５を介して、ジェット水ノズル昇降シリンダー２１に伝達される。図４（ｂ）は、ジェット水装置４の平面図で、ジェット水ノズル高さ調整用スクリュージャッキ７は支持アーム２５を介してジェット水ノズル昇降シリンダー２１に接続していることがわかる。

図４（ａ）は、ジェット水装置４の側面図である。ジェット水ノズル５は、ジェット水ノズル昇降シリンダー２１とジェット水ノズル昇降用リンク２２によって支持され、上下方向に昇降できるようになっている。ジェット水ノズル５の高さ位置は、スラブ１がウオームスカーフィング装置１９に到着した時点で、スラブ１の先端部のスラブ断面上縁部に位置するように、初期設定される。

ジェット水ノズル５の高さ位置の初期設定完了後は、ウオームスカーフィング装置１９の稼働に応じて、スラブ形状演算装置１８の指令で、ジェット水ノズル高さ検出センサー９の値がスラブ形状検出データに一致するように、スクリュージャッキ駆動用エアーモーター８を作動させ、ジェット水ノズル高さ調整用スクリュージャッキ７を昇降して、ジェット水ノズル５の高さ位置が、常に、スラブ１のスラブ断面上縁部に位置するように制御する。

２．ジェット水装置の作用について
ジェット水装置の作用について、まず図１に基づいて説明する。

スラブ１がウオームスカーフィングラインのスラブ搬送ロール２上に置かれると、スラブ搬送ロール駆動モーター３が回転を開始し、スラブ１は図１の矢印方向、即ち、ウオームスカーフィング装置１９の方向に搬送される。

そして、スラブ１の先端がスラブ搬送位置検出PHセンサー１６ａに到達した時点よりスラブ形状演算装置１８からの指令により、スラブ搬送量計測装置１７ａにてスラブの長さ方向距離の測定が開始され、その測定値は、逐次スラブ形状演算装置１８に送信され記憶される。

次に、スラブ先端がスラブ形状検出器１３に到達した時点でスラブ１を停止させる。停止させるタイミングは、スラブ搬送位置検出PHセンサー１６ａとスラブ形状検出器１３との間隔は事前に測定されているので、スラブ搬送量計測装置１７ａの測定値が該間隔に達した時点である。

スラブ１が停止後、スラブ先端の上表面に、図２に示すスラブ形状検出用ガイドローラ１０が下降し、スラブ上表面に接触すると、スラブ１のウオームスカーフィング装置１９への搬送が再開される。

スラブ１の搬送再開に伴い、スラブ形状検出用ガイドローラ１０の上下動は、スラブ形状検出用差動トランス１１で定量測定され、その測定値は、逐次スラブ形状演算装置１８に送信される。

スラブ形状演算装置１８は、スラブ搬送量計測装置１７ａからのスラブ長さ方向距離とスラブ形状検出器１３からのスラブ上縁部高さ情報とから、スラブ断面形状を演算し、スラブ長さの各位置でのスラブ断面上縁部の基準位置からの高さを算出記憶する装置である。

次いで、断面形状が計測されたスラブ１は、搬送ライン上を矢印方向に進行し、ウオームスカーフィング装置１９に到達すると、スラブ搬送位置検出PHセンサー１６ｂによって、スラブ１の進行方向先端部が補足され、スラブ１の長さ方向距離がスラブ搬送量計測装置１７ｂによって計測される。この計測値はスラブ形状演算装置１８に送られる。ジェット水ノズル５の位置とスラブ搬送位置検出PHセンサー１６ｂの位置は、スラブ搬送ライン方向には一定距離に固定されているので、搬送量計測装置１７ｂから送られたデータをもとに、ジェット水ノズル５のスラブ１の長さ方向位置が算出される。

スラブ１の先端がウオームスカーフィング装置１９に到達すると、図２に示すウオームスカーフィング装置火口２３が、ウオームスカーフィング装置昇降シリンダー２０によって、スラブ上表面に下降してきてスラブ１に接触後、一定量（通常１２．５ｍｍ）上昇して、スラブ１の予熱を開始する。所定時間予熱後、溶削を開始しスラブ長さ方向に３００ｍｍ走行後、リフトロール２４でスラブ１をかるく火口２３に押し当てた状態を保持してスラブ後端部まで溶削を行う。

次に、ジェット水ノズル５のスラブ断面方向の高さ調節について図３〜図５を用いて、説明する。
スラブ１がウオームスカーフィング装置１９に到着し、溶削が開始される前に、ジェット水ノズル５のスラブ断面方向高さ位置が、スラブ１の先端部のスラブ断面上縁部に位置するように初期設定する。

図３に示すジェット水ノズル５の高さ調整は、ジェット水ノズル高さ調整用スクリュージャッキ７とスクリュージャッキ駆動用エアーモーター８が作動して、ジェット水ノズル高さ位置決めローラ６をウオームスカーフィング装置１９の基底部に接触させて行う。

ジェット水ノズル高さ調整用スクリュージャッキ７の変位は、図４（ｂ）に示す支持アーム２５を介して、図４（ａ）に示すジェット水ノズル昇降シリンダー２１に伝達され、該シリンダー２１が上昇して、ジェット水ノズル５が、スラブ１の先端部のスラブ断面上縁部に位置することで、ジェット水ノズル５の初期設定は完了する。

次に、図３に図示するジェット水ノズル高さ検出センサー９はジェット水ノズル５の高さ位置が初期設定された時点で、±０に設定される。

次いで、スラブの溶削が開始されると、ジェット水ノズル５のスラブ長さ位置に対応するスラブ断面上縁部高さを、スラブ形状演算装置１８に保存されているスラズ断面形状から読み取って、該高さにジェット水ノズル高さ検出センサー９の値が一致するように、スラブ形状演算装置１８からの指令に基づき、スクリュージャキ駆動用エアーモーター８を作動させ、ジェット水ノズル高さ調整用スクリュージャッキ７を昇降する。

この変位は、支持アーム２５を介して、ジェット水ノズル昇降シリンダー２１に伝達され、ジェット水ノズル５は、スラブ１断面上縁部を追従するようになる。
これによって、ジェット水ノズル５の高さ位置は、常にスラブ１のスラブ断面上縁部に位置するように制御される。

上述したように、ジェット水ノズル５の高さ位置がスラブ形状演算装置１８からの指令に基づき、常にスラブ１のスラブ断面上縁部に位置するようにしたので、スラブが上下方向に反った場合以外に、スラブ幅が変動しても、ジェット水ノズル５の高さ位置は、常にスラブ１のスラブ断面上縁部に位置するように制御されるので、図５に図示するように、ジェット水ノズル５から噴射されるジェット水は、常にスラブ表面を覆うように流れるようになる。

実施例はスラブの場合について説明したが他の形状の場合にも応用できる。

溶削ライン全体の設備配置を説明する図である。 スラブ形状検出器とウオームスカーフィング装置を説明する図である。 ジェット水装置の正面図である。 （ａ）はジェット水装置の側面図、（ｂ）はジェット水装置の平面図である。 ノズル高さを変化させた場合の効果を説明する図である。 従来例を説明する図である。

符号の説明

１ スラブ
２ スラブ搬送ロール
３ スラブ搬送ロール駆動モーター
４ ジェット水装置
５ ジェット水ノズル
６ ジェット水ノズル高さ位置決めローラ
７ ジェット水ノズル高さ調整用スクリュージャッキ
８ スクリュージャッキ駆動用エアーモーター
９ ジェット水ノズル高さ検出センサー
１０ スラブ形状検出用ガイドローラ
１１ スラブ形状検出用差動トランス
１２ スラブ形状検出用押付スプリング
１３ スラブ形状検出器
１４ スラブ形状検出器昇降シリンダー
１５ スラブ形状検出器昇降ガイドロッド
１６ａ スラブ搬送位置検出PHセンサー
１６ｂ スラブ搬送位置検出PHセンサー
１７ａ スラブ搬送量計測装置
１７ｂ スラブ搬送量計測装置
１８ スラブ形状演算装置
１９ ウオームスカーフィング装置
２０ ウオームスカーフィング装置昇降シリンダー
２１ ジェット水ノズル昇降シリンダー
２２ ジェット水ノズル昇降用リンク
２３ ウオームスカーフィング装置火口
２４ リフトロール
２５ 支持アーム

Claims (2)

1. スラブ搬送位置検出センサーとスラブ搬送量計測装置とスラブ形状検出器とスラブ形状演算装置とジェット水ノズル高さ位置決めローラとジェット水ノズル高さ検出センサーとジェット水ノズル高さ調整用スクリュージャッキとスクリュージャッキ駆動用エアーモーターとから成るジェット水ノズルの昇降手段を有することを特徴とするスラブスカーフィング設備のジェット水装置。
2. スラブ搬送量計測装置からのスラブ長さ方向位置情報とスラブ形状検出器からのスラブ高さ方向位置情報とから、スラブ形状演算装置でスラブ断面形状を計算し、ジェット水ノズルのスラブ長さ位置に対応するスラブ断面上縁部高さを、前記スラブ断面形状から読み取って、該高さにジェット水ノズル高さ検出センサーの値が一致するように、スラブ形状演算装置からの指令に基づき、スクリュージャキ駆動用エアーモーターを作動して、ジェット水ノズル高さ調整用スクリュージャッキを昇降することを特徴とするジェット水ノズルの高さ調整方法。

Images