JP2009113108A - 取鍋ノズル制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】様々な場所で使用可能な汎用性かつ可搬性に優れた取鍋ノズル制御装置の提供。
【解決手段】移動可能な台車10に、商用電源によって取鍋のノズル機構を駆動制御する駆動制御部と、この駆動制御部を操作する操作器具70と、各種状態を表示する表示部50と、一端が前記駆動制御部に接続されると共に他端に前記ノズル機構に着脱可能なコネクタ63を有する制御ケーブル62と、一端が前記駆動制御部に接続されると共に他端に商用電源のプラグ差込口に着脱可能なプラグ61を有する電源ケーブル60とを備える。これによって、この台車10を所定の場所（取鍋）に搬送し、その制御ケーブル62のコネクタ63をその取鍋のノズル機構に装着するだけで様々な場所で使用することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、製鋼所の連続鋳造工程などで用いられる取鍋（鋳込鍋）に係り、特にその取鍋のノズル機構を駆動制御するための取鍋ノズル制御装置に関するものである。

従来から係る取鍋には、例えば以下の特許文献１や２などに示すように溶鋼をその底部から吐出するためのノズルと、このノズルを開閉駆動するノズル機構とが設けられており、各取鍋毎に備えられたノズル制御装置によってそのノズルの開閉制御などを手動操作あるいは自動制御に行うようになっている。
そして、一般にこの取鍋は使用される場所により必要な機能が異なってくるため、このノズル制御装置もその使用される場所毎に機能が異なっている。

例えば、連続鋳造工場では、取鍋底部のノズルから吐出される溶鋼がその下部に位置するダンディッシュに連続して流れていく構成となっている。そのため、このような場所の取鍋に適用されるノズル制御装置には、溶鋼が投入されたダンディッシュの重量が常に規定値内に収まるようにそのダンディッシュの荷重計の値やノズル開度センサーの値に基づいてノズルの開閉速度を自動的に微調整する制御機器が必要となってくる。また、溶鋼温度が低下して凝固した場合でもそのノズル機構が動作不能を起こさないような機能も必要となってくる。

一方、残湯場では、取鍋底部のノズルから吐出される溶鋼がその下部に置かれた別の鍋に流れていく構成となっている。そのため、このような場所の取鍋に適用されるノズル制御装置には、ノズル開度センサーの指示値に基づいて作業員が手動によって適宜微調整できるような操作器具が必要となってくる。また、同じく溶鋼温度が低下して凝固した場合でもそのノズル機構が動作不能を起こさないような機能も必要となってくる。さらに、作業中に溶鋼温度が低下して凝固した場合は、サーマル故障が作動して電源が切れる場合があるため、故障復帰が迅速にできるような構成も必要となってくる。

また、鍋修理工場では、ノズル機構の整備作業とノズルの開度センサーの動作確認が主な作業であるため、ノズルを駆動する電動モータとして高速駆動と低速駆動ができる電動モータが必要となってくる。また、ノズルの開度センサーの動作確認作業を行うためには、そのセンサーの動作などを表示するための専用の表示器も必要となってくる。
特許第３０８９９８５号公報 特許第３３８１８４１号公報

ところで、連続鋳造工場に適用されるノズル制御装置の場合、これが故障すると操業が一時的に停止してしまい、その修理がなされる間は操業を再開できないといった問題点がある。
一方、残湯場で適用する取鍋ノズル制御装置の場合は、その残湯場の数だけ台数が必要であり、また、この取鍋ノズル制御装置は、それぞれ各残湯場に固定されているため、残湯場でない場所では使用することができないといった不都合がある。

また、従来の鍋修理工場で使用される取鍋ノズル制御装置の場合も同様に、鍋修理スタンドの数だけ台数が必要であり、また、鍋修理スタンド以外の場所では使用することができないといった不都合がある。
また、この取鍋ノズル制御装置は、設置される場所や機能などに応じて設計・製作する必要があるため、製作費用が高く且つその納期も長いといった欠点がある。
そこで、本発明はこのような課題を有効に解決するために案出されたものであり、その主な目的は、様々な場所で使用可能な汎用性かつ可搬性に優れた新規な取鍋ノズル制御装置を提供するものである。

前記課題を解決するために請求項１の発明は、
取鍋に設けられたノズル機構を制御するための取鍋ノズル制御装置であって、移動可能な台車に、商用電源によって前記ノズル機構を駆動制御する駆動制御部と、当該駆動制御部を操作する操作器具と、各種状態を表示する表示部と、一端が前記駆動制御部に接続されると共に他端に前記ノズル機構に着脱可能なコネクタを有する制御ケーブルと、一端が前記駆動制御部に接続されると共に他端に商用電源のプラグ差込口に着脱可能なプラグを有する電源ケーブルとを備えたことを特徴とする取鍋ノズル制御装置である。
また、請求項２の発明は、
請求項１に記載の取鍋ノズル制御装置において、前記駆動制御部にＶ／Ｆ装置を備えたことを特徴とする取鍋ノズル制御装置である。

また、請求項３の発明は、
請求項１または２に記載の取鍋ノズル制御装置において、前記台車に、前記駆動制御部を収容すると共にその表面に前記表示部を有するハウジングを備えたことを特徴とする取鍋ノズル制御装置である。
また、請求項４の発明は、
請求項３に記載の取鍋ノズル制御装置において、前記当該ハウジングに、前記制御ケーブルおよび電源ケーブルを収容するケーブル収容部を備えたことを特徴とする取鍋ノズル制御装置である。
また、請求項５の発明は、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の取鍋ノズル制御装置において、前記制御ケーブルおよび電源ケーブルを前記駆動制御部に対してコネクタを介して着脱自在に接続したことを特徴とする取鍋ノズル制御装置である。

請求項１の発明によれば、取鍋に設けられたノズル機構を制御するための駆動制御部やそのノズル機構に着脱可能なコネクタを有する制御ケーブルなどを台車上に纏めて備えたため、この台車を所定の場所（取鍋）に搬送し、その制御ケーブルのコネクタをその取鍋のノズル機構に装着するだけで様々な場所で使用することができる。
また、この台車には、商用電源のプラグ差込口に着脱可能なプラグを有する電源ケーブルも備えているため、商用電源が供給できる場所であれば使用できる。
また、各種状態を表示する表示部を備えているため、運転中の各種状態を正確に把握できると共に、駆動制御部を操作する操作器具も備えているため、作業員による手動操作なども的確に行うことができる。

請求項２の発明によれば、Ｖ／Ｆ装置を備えているので高い駆動トルクを要するケースや高速駆動、低速駆動ができ、当該Ｖ／Ｆ装置が故障したときは商用電源をそのまま使用すれば良い。
請求項３の発明によれば、さらにその台車にハウジングを備えたため、駆動制御部などのデリケートな電気回路部品を的確に保護できると共に表示部などを見やすく設置することができる。

請求項４の発明によれば、さらにそのハウジングにケーブル収容部を備えたため、前記制御ケーブルおよび電源ケーブルをこれに収容すれば装置全体を所定の場所に容易かつ安全に搬送することができる。
請求項５の発明によれば、駆動制御部を収容した台車と取鍋との距離および台車と商用電源のプラグ差込口との距離などに応じて制御ケーブルおよび電源ケーブルのみを適宜交換することができる。また、ケーブルが摩耗によって損傷した場合にも制御ケーブルおよび電源ケーブルのみを適宜交換することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面を参照しながら詳述する。
図１〜図４は、本発明に係る取鍋ノズル制御装置１００の実施の一形態を示したものであり、図１はこの取鍋ノズル制御装置１００の正面図、図２はその右側面図、図３はその左側面図、図４はその背面図である。
図において符号１０は、人力でも容易に移動可能な台車であり、矩形状をした基台１１の底部四隅にそれぞれキャスター１２，１２，１２，１２が設けられた構造となっている。

そして、図示するようにこの台車１０上にはこれと一体となった箱形をした金属製のハウジング２０が備えられている。
このハウジング２０は、この取鍋ノズル制御装置１００の外殻を構成すると共に、その内部にポータブル電源部３０や駆動制御部４０などを収容したものであり、その正面および背面にはその内部を開閉するための開閉扉２０ａ，２０ｂが設けられている。
また、このハウジング２０の右側面には、作業員がこれを押して移動する際に把持するための横バー式のハンドル（取手）２１が設けられていると共に、そのハウジング２０の頂面四隅には、これをクレーンなどで吊って移動するための吊り具（アイボルト）２２，２２，２２，２２が設けられており、必要に応じてこの装置１００全体を所定の場所に搬送（移動）できるようになっている。

また、このハウジング２０の左側面には、上方が開口した箱形のケーブル収容部２３が設けられており、電源ケーブル６０や制御ケーブル６２および操作器具７０などを纏めて収容できるようになっている。
この電源ケーブル６０は、導電線を絶縁体で被覆したケーブル本体の一端をコネクタ８０を介して駆動制御部４０側に接続すると共にそのケーブル本体の他端にプラグ６１を備えたものであり、そのプラグ６１を搬送先にある汎用の商用電源のプラグ差込口（コンセント：図示せず）に差し込むことで適宜その搬送先の商用電源を利用できるようになっている。

一方、制御ケーブル６２は、さらに取鍋電源用ケーブル６２ａと信号ケーブル６３ｂとから構成されている。
これら取鍋電源用ケーブル６２ａと信号ケーブル６３ｂもそれぞれ導電線および信号線を絶縁体で被覆したケーブル本体の一端をコネクタ８０を介して駆動制御部４０側に接続すると共に、そのケーブル本体の他端にそれぞれ取鍋用コネクタ６３，６３を備えたものであり、そのコネクタ６３，６３側を、例えば図６および図７に示すように搬送先の取鍋９０のノズル機構９１やノズル開度センサーやロードセル（荷重計）などの各種センサー９２にそれぞれ接続することでその搬送先の取鍋９０のノズル機構９１などを遠隔で駆動制御できるようになっている。

また、操作器具７０は、図５に示すように作業員が手動で操作するための操作ボタン７１を備えた器具本体７２に信号ケーブル７３を接続すると共に、その信号ケーブル７３の端部にコネクタ７４を備えたものであり、このコネクタ７４をハウジング２０側のコネクタ８０に差し込んで駆動制御部４０に電気的に接続することで本発明装置１００を手動で制御できるようになっている。

そして、これら電源ケーブル６０、制御ケーブル６２、操作器具７０を接続するためのコネクタ８０は、図３に示すように３つのコネクタ８０ａ、８０ｂ、８０ｃから構成されており、図中左側のコネクタ８０ａには前述した電源ケーブル６０が着脱自在に差し込まれると共に中央のコネクタ８０ｂには制御ケーブル６２が着脱自在に差し込まれ、また、図中右側のコネクタ８０ｃには、操作器具７０のケーブル７３が着脱自在に差し込まれるようになっている。

次に、駆動制御部４０は、従来と同様な構成をした制御回路から構成されており、例えば図６および図７に示すように計算機やインバータ装置（Ｖ／Ｆ装置）、正逆回路、配線用遮断機、サーキットプロテクタ、制御トランス、交流リアクトル、制動抵抗ユニット、端子台などの各種電気・電子デバイスから構成されている。そして、操作器具７０による手動操作によって、または計算機などに予め組み込まれた制御プログラム（ソフトウェア）に基づいて搬送先の取鍋９０のノズル機構９１を自動的に制御可能となっている。

また、表示部５０は、本発明装置１００の各種状態を視覚的に表示するものであり、例えば、図１に示すように電流計５１やポータブル電源表示ランプ５２，主電源表示ランプ５３、ケーブル接続状態ランプ５４、インバータ故障ランプ５５、ＬＳ表示ランプ５６、受電ランプ５７などと共に、電源スイッチやリセットボタン、開閉ボタンなどの各種操作釦類５８から構成されている。

そして、このような構成をした本発明の取鍋ノズル制御装置１００にあっては、先ず、取鍋９０に設けられたノズル機構９１などを駆動制御するための駆動制御部４０やそのノズル機構９１に着脱可能な制御ケーブル６２などを台車１０上に纏めて備えたため、この台車１０を所定の場所（取鍋）に搬送し、その制御ケーブル６２のコネクタ６３をその取鍋９０のノズル機構９１に装着するだけで様々な場所で使用することができる。

また、この台車１０には、駆動制御部４０の駆動電源の中にＶ／Ｆ装置を内蔵しているのでノズル機構９１のきめ細かい駆動制御が可能である。
また、汎用の商用電源のプラグ差込口に着脱可能なプラグ６１を有する電源ケーブル６０も備えているため、電源コンセントが利用できる場所であれば使用できる。
また、駆動制御部４０を直接操作する操作器具７０も備えているため、作業員による手動操作なども的確に行うことができる。

また、この台車１０にハウジング２０を備えたため、駆動制御部４０などのデリケートな電気回路部品を的確に保護できると共に、さらにこのハウジング２０の表面に、各種状態を表示する表示部５０を備えたため、本発明装置１００の運転中の各種状態を目視によって正確に把握できる。
また、このハウジング２０にケーブル収容部２３を備えたため、制御ケーブル６２や電源ケーブル６０、さらには操作器具７０などもこれに纏めて収容することができ、これらケーブル類を含めた本発明装置１００全体を所定の場所にスムーズ且つ安全に搬送（移動）することができる。

また、これらケーブル６０，６３は、台車１０側に対してコネクタ８０を介して着脱自在となっているため、台車１０と取鍋９０との距離および台車１０と商用電源のプラグ差込口との距離などに応じて適宜最適な長さのものに交換することができる。また、これらケーブル６０，６３が老朽化したり破損したりして使用が不適になった場合にも同様にこれらケーブル６０，６３のみを交換できるため、経済性に優れ、本発明装置１００全体の長寿命化も可能となる。

次に、図６および図７は、本発明の取鍋ノズル制御装置１００の実際の適用例を示したものであり、図６は残湯場における取鍋９０に適用した例を、また、図７は連続鋳造工場における取鍋９０にそれぞれ適用した例を示したものである。
先ず、図６の例では、本発明装置１００を手押しなどによって制御対象となる取鍋９０の近傍まで搬送（移動）した後、その取鍋９０の底部に設けられたノズル機構９１のモータ側に、コネクタ８０ｂを介して制御ケーブル６２の取鍋電源用ケーブル６２ａを接続すると共に、そのノズル機構９１のノズル開度センサー９２側に、同じくコネクタ８０ｂを介して制御ケーブル６２の信号ケーブル６３ｂを接続し、さらに、操作器具７０をコネクタ８０ｃを介して駆動制御部４０に接続する。

そして、駆動制御部４０の電源を投入してから作業員が操作器具７０を介してノズル機構９１を遠隔で駆動制御する。この駆動制御は、例えば操作器具７０の操作信号を入力する駆動制御部４０の計算機が自動制御プログラムに基づいてＶ／Ｆ装置（インバータ）を制御し、そのＶ／Ｆ装置によってノズル機構９１のモータの回転数などを可変制御して所定のノズル開度（吐出量）になるように微調整することになる。また、取鍋９０内の溶鋼温度が低下して凝固した場合には、そのノズル機構９１が動作不能を起こさないようにＶ／Ｆ装置によって電圧／周波数を制御し、ノズル機構９１の駆動をトルク出力を主とする制御に切り替えるような制御も行うことになる。また、Ｖ／Ｆ装置が故障した際には正逆回路によってその電源を商用電源に切り替えて運転を行えば良い。

一方、図７の例では、本発明装置１００を天井クレーンなどによって制御対象となる取鍋９０の近傍まで搬送した後、同じくその取鍋９０のノズル機構９１に制御ケーブル６２を接続する。
ここで、連続鋳造工場における取鍋９０のノズル制御は、ダンデッシュ９３内の溶鋼量、すなわちそのダンデッシュ９３の重量が一定になるように制御されることから、さらにこのダンデッシュ９３側の荷重計（ロードセル）９４による信号と、そのダンデッシュ９３の重量を設定する目標重量値設定器９４からの信号も併せて取り込むようにさらに別の制御ケーブル６２ｃ、６２ｄを駆動制御部４０側に接続する。

そして、この荷重計（ロードセル）９４によるダンデッシュ９３の重量が、目標重量値設定器９４で設定された重量の範囲内に常に収まるように駆動制御部４０の計算機内の開ループ制御器によってＶ／Ｆ装置（インバータ）を制御し、そのＶ／Ｆ装置によってノズル機構９１のモータの回転数などを可変制御して所定の吐出量になるようにこれを自動制御することになる。
また、この場合も作業員が操作器具７０を介して取鍋９０のノズル機構９１を直接手動操作することも可能であり、この場合は手動操作が優先される。
また、取鍋９０内の溶鋼温度が低下して凝固した場合でもそのノズル機構９１が動作不能を起こさないように正逆回路によってその電源をトルクのある商用電源に切り替えるような制御も行うことになる。

なお、図７の例では、ノズル機構９１のモータに対してパルス状の電流を与えてノズル開度を調整する閉ループ制御を採用しているため、ノズル開度の現在位置を検出するセンサーは必要とならないが、ノズル開度センサーを使った閉ループ制御を行っても良い。
このように本発明の取鍋ノズル制御装置１００は、移動可能な台車１０に、ポータブル電源部３０や取鍋９０のノズル機構９１を駆動制御する駆動制御部４０、操作器具７０、表示部５０、各種ケーブル６０，６２などを一体的に備えたことから、必要とする場所に直ぐに移動してその取鍋９０のノズル機構９１の制御を実施することができる。

従って、連続鋳造工場に設置固定されている取鍋ノズル制御装置が故障した場合には、これに代わって本発明の取鍋ノズル制御装置１００によってその取鍋を制御することが可能となるため、長時間に亘って操業が停止してしまうといった不都合を回避することができる。
また、１台の取鍋ノズル制御装置１００によって複数台の取鍋を兼用して制御することができるため、残湯場では、その取鍋ノズル制御装置１００の台数を減らすことができ、また、残湯場でない場所でも使用することができる。

また、同様に従来の鍋修理工場においても、鍋修理スタンドの数だけ台数を用意する必要がなくなる上に、鍋修理スタンド以外の場所でも使用することができる。
また、本発明の取鍋ノズル制御装置１００は様々な機能を有し、優れた汎用性を発揮できるため、従来の固定式のもののように設置される場所や機能などに応じて取鍋ノズル制御装置を設計・製作する必要がなく、優れた経済性を発揮できる。

本発明に係る取鍋ノズル制御装置１００の実施の一形態を示す正面図である。 図１に示した取鍋ノズル制御装置１００の右側面図である。 図１に示した取鍋ノズル制御装置１００の左側面図である。 図１に示した取鍋ノズル制御装置１００の背面図である。 操作器具７０の一例を示す平面図である。 本発明の取鍋ノズル制御装置１００を残湯場における取鍋９０に適用した例を示す概念図である。 本発明の取鍋ノズル制御装置１００を連続鋳造工場における取鍋９０に適用した例を示す概念図である。

符号の説明

１００…取鍋ノズル制御装置
１０…台車
２０…ハウジング
２１…ハンドル
２２…吊り具
２３…ケーブル収容部
４０…駆動制御部
５０…表示部
６０…電源ケーブル
６１…プラグ
６２…制御ケーブル
６３…コネクタ
７０…操作器具
９０…取鍋
９１…ノズル機構

Claims (5)

1. 取鍋に設けられたノズル機構を制御するための取鍋ノズル制御装置であって、
   移動可能な台車に、
   商用電源によって前記ノズル機構を駆動制御する駆動制御部と、
   当該駆動制御部を操作する操作器具と、
   各種状態を表示する表示部と、
   一端が前記駆動制御部に接続されると共に他端に前記ノズル機構に着脱可能なコネクタを有する制御ケーブルと、
   一端が前記駆動制御部に接続されると共に他端に商用電源のプラグ差込口に着脱可能なプラグを有する電源ケーブルとを備えたことを特徴とする取鍋ノズル制御装置。
2. 請求項１に記載の取鍋ノズル制御装置において、
   前記駆動制御部にＶ／Ｆ装置を備えたことを特徴とする取鍋ノズル制御装置。
3. 請求項１または２に記載の取鍋ノズル制御装置において、
   前記台車に、前記駆動制御部を収容すると共にその表面に前記表示部を有するハウジングを備えたことを特徴とする取鍋ノズル制御装置。
4. 請求項３に記載の取鍋ノズル制御装置において、
   前記当該ハウジングに、前記制御ケーブルおよび電源ケーブルを収容するケーブル収容部を備えたことを特徴とする取鍋ノズル制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の取鍋ノズル制御装置において、
   前記制御ケーブルおよび電源ケーブルを前記駆動制御部に対してコネクタを介して着脱自在に接続したことを特徴とする取鍋ノズル制御装置。

Images