JP2943618B2

JP2943618B2 - 溶融金属流出孔の開孔装置

Info

Publication number: JP2943618B2
Application number: JP19217694A
Authority: JP
Inventors: 哲夫中谷; 幸光小池; 富雄西木
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-07-21
Filing date: 1994-07-21
Publication date: 1999-08-30
Anticipated expiration: 2014-08-30
Also published as: JPH0833958A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、連続鋳造におけるタ
ンディッシュから鋳型に溶鋼を通流させるタンディッシ
ュノズル内、スライディングゲート付近あるいは浸漬ノ
ズル内で溶鋼が凝固して詰まった場合（以下ノズル孔詰
まりという）等の溶融金属流出孔の開孔装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造におけるタンディッシュは、取
鍋と鋳型の中間に位置し、取鍋からの溶鋼流の安定化、
各ストランドへの溶鋼の分配などの役割を果たすほか、
介在物等の浮上分離にも活用される。鋳型への鋳込み前
は、タンディッシュのスライディングゲートを閉にし、
取鍋からタンディッシュ内に溶鋼を注入する。そしてタ
ンディッシュ内溶鋼が基準量（５〜１０トン）に達した
時点で、スライディングゲートを開にし鋳込みを開始す
る。

【０００３】取鍋からタンディッシュへの溶鋼注入初期
は、溶鋼の温度低下等によってスライディングゲート部
で溶鋼が凝固し、スライディングゲートを開にして鋳込
みを開始しても、浸漬ノズルから溶鋼が出ない場合があ
る。また、鋳込み中の溶鋼流量は、スライディングゲー
トの開度を調整することにより制御するが、品種等の条
件によりノズル内で溶鋼が凝固し、浸漬ノズル孔から溶
鋼が出ず、鋳込みを中断する場合もある。このような場
合には、閉塞したノズル孔詰まりの開孔を行う。従来ノ
ズル孔詰まりの開孔は、オペレーターがハンドリング作
業により、ランスパイプをタンディッシュ上方からノズ
ル孔に挿入し、ランスパイプから酸素を吹付けて凝固し
た金属を溶削しノズル孔詰まりを開孔していた。このノ
ズル孔詰まりの開孔作業は、暑熱環境下での重筋力作業
であり、しかも溶鋼が注入された状態での開孔作業であ
るため、かなりの熟練者でなければランスパイプが溶損
して容易に開孔できない。

【０００４】また、ノズル上方からのノズル内面洗浄方
法および洗浄装置としては、パイプ先端の放射方向孔か
ら放射状に出る酸素をノズル孔内面に噴射しながらパイ
プを軸方向に沿って往復動させる方法（特開昭５７−１
１５９６８号公報）、先端部にガス噴出口、後端部にガ
ス供給口を有する耐火物製ランス本体の中間部外周に、
先端方向に複数のガス噴出細孔を有する耐火物製ガス噴
出体を設け、そのガス噴出体のガス通路をランス本体の
ガス通路から分岐させてなる装置（実開平２−１１４１
６４号公報）等が提案されている。

【０００５】さらに、ノズル下方からのノズル内面洗浄
方法および洗浄装置としては、吹付け管から噴出される
洗浄用酸化性ガス外周の少なくとも吹付け管噴出口付近
を不活性ガスで包囲し、管外装に耐熱被覆を施したガス
吹付け管により、前記流出孔に溶融金属を流通せしめな
がら洗浄する方法（特公昭５３−４５７８６号公報）、
鋳型の上方からノズルの溶湯流出孔に達するようにガイ
ドパイプを設置し、可撓性を有するホースを前記ガイド
パイプの鋳型上方の開口から溶湯流出孔を介して浸漬ノ
ズル内に挿入し、ついでこのホースに酸素ガスを吹込ん
で、その先端からノズル内に酸素ガスを吹付ける方法
（特開昭６２−２９６９５６号公報）、タンディッシュ
の残鋼排出位置の側方に固設された支持支柱と、前記支
持支柱に移動装置を介して昇降自在に取付けられた開口
用消耗ランスと、前記開口用消耗ランスを支持する支持
脚と、前記支持脚の高さ調整装置とを有する装置（実開
平２−１１８６４５号公報）等が提案されている。

【０００６】さらにまた、ノズル上方および下方からの
ノズル内面洗浄方法および洗浄装置としては、鋳造終了
後ノズル部に残存する鋼および鋼滓を開口用消耗ランス
により溶解除去してノズル部を開口する段階と、前記開
口後タンディッシュのノズル部上面付近に付着した鋼お
よび鋼滓を洗浄用バーナーにより溶解除去して洗浄する
段階と、前記洗浄後タンディッシュのノズル部上面にス
タートパイプを載置してノズル内への残存する鋼および
鋼滓の流入を防止する段階と、前記載置後タンディッシ
ュを予熱しながら待機してタンディッシュに次回の溶鋼
を注入する段階とを有する方法、タンデイッシュのノズ
ル部の上方に設けられた支持支柱と、前記支持支柱に昇
降自在に取付けられた開口用消耗ランスと、前記支持支
柱に昇降、旋回、首振り自在に取付けられた洗浄用バー
ナーと、前記支持支柱に昇降自在に保持されたスタート
パイプとを有する装置（特開平１−１０７９４８号公
報）、鋳造終了後ノズル部に残存する鋼および鋼滓を開
口用消耗ランスを該ノズル部より挿入し溶解除去してノ
ズル部を開口する段階と、前記開口後タンディッシュ内
に付着した鋼および鋼滓を酸素を富化したバーナーによ
り溶解除去して洗浄する段階とを有してなる方法、タン
ディッシュのノズル下方に設けられた下部支持支柱と、
前記下部支持支柱に昇降自在に取付けられた開口用消耗
ランスと、前記タンディッシュの上方に設けられた上部
支持支柱と、前記上部支持支柱に昇降、旋回自在に取付
けられた酸素富化バーナーとを有する装置（特開平２−
１５１３５２号公報）が提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記特開昭５７−１１
５９６８号公報に開示の方法は、主目的は注入ノズルの
内面洗浄であり、ノズル孔詰まりの開孔には適さないば
かりでなく、酸素をノズル孔内面に直噴射するため、ノ
ズルの耐火物が溶損するという欠点を有している。ま
た、実開平２−１１４１６４号公報に開示の装置は、主
にノズルの入り口およびノズル内面の洗浄を目的として
おり、ノズル孔詰まりの開孔には適さないばかりでな
く、酸素をノズル孔内面に直噴射するため、ノズルの耐
火物が溶損すること、ランス本体中間部外周に設けられ
たガス噴出体により、ランス本体のノズル孔の挿入長が
制限され、スライディングゲート部の開孔には適さない
という欠点を有している。

【０００８】前記特公昭５３−４５７８６号公報に開示
の方法は、ノズル孔詰まりの開孔も可能であるが、水平
方向に溶鋼流出口を持つ通常の浸漬ノズルをタンディッ
シュに装着した場合、あるいは取鍋、タンディッシュ鋳
型が鋳込みラインにある場合は、吹付け管はノズル孔に
挿入できず、ノズル孔詰まりの開孔ができないばかりで
なく、開孔後の溶鋼流束内に開孔装置が取り残されるた
め、吹付け管（外管）の損耗が著しく、開孔後の整備・
補修が、その都度必要である。さらに、特公昭５３−４
５７８６号公報に開示の方法は、ハンドリング作業のた
め、開孔作業発生の都度、開孔装置の運搬、ノズル孔へ
のセンターリング、事後の片付け・整備を必要とし、相
当の労力を要するばかりでなく、溶鋼スプラッシュによ
り危険度が高いという問題点を有している。特開昭６２
−２９６９５６号公報に開示の方法は、ノズル孔詰まり
の開孔も可能であるが、浸漬ノズル孔に挿入した酸素噴
出ホースは可撓性のため、必ず上方を向き凝固金属部に
達しているか確認できず信頼性に乏しく、可撓性ホース
先端が浸漬ノズル内面を向いていれば浸漬ノズル内面の
耐火物を溶損させるばかりでなく、開孔後、流出溶鋼が
ガイドパイプ内に流れ込みガイドパイプを詰まらせる。
また、特開昭６２−２９６９５６号公報に開示の方法
は、開孔後の溶鋼流束内にガイドパイプ・可撓性ホース
が取り残されるため、ガイドパイプ・可撓性ホースの損
耗が著しく、開孔後の整備・補修がその都度必要である
ばかりでなく、ノズル孔の直下・近傍での洗浄作業のた
め、危険度が高いという欠点を有している。さらに、実
開平２−１１８６４５号公報に開示の装置は、ノズル孔
詰まりの開孔も可能であるが、水平方向に溶鋼流出口を
持つ通常の浸漬ノズルをタンディッシュに装着した場
合、あるいは取鍋、タンディッシュが鋳込みラインにあ
る場合は、開孔用消耗ランスはノズル孔に挿入できず、
ノズル孔詰まりの開孔ができない。また、洗浄作業発生
の都度、開孔用消耗ランス等の運搬、ノズル孔へのセン
ターリング、事後の片付け、整備に相当の労力を要する
ばかりでなく、ノズル孔の直下・近傍での洗浄作業のた
め、危険度が高いという欠点を有している。

【０００９】さらに、前記特開平１−１０７９４８号公
報に開示の方法および装置は、タンディッシュの上方よ
りノズル孔に挿入するが、ノズル孔への芯出しが困難な
場合は、下方の開口用消耗ランスで開口後、芯出しガイ
ド棒を下方よりイマージョンノズルに挿入し、上方の芯
出し治具と係合して芯出しを行うため、ノズル孔詰まり
の開孔もできるが、取鍋、タンディッシュが鋳込みライ
ンにある場合は、ノズル孔詰まりの開孔ができない。ま
た、特開平２−１５１３５２号公報に開示の方法および
装置は、上記特開平１−１０７９４８号公報に開示の方
法および装置と同様にノズル孔詰まりの開孔もできる
が、取鍋、タンディッシュが鋳込みラインにある場合
は、ノズル孔詰まりの開孔ができず、鋳込み開始時また
は鋳込み中においては、水平方向に溶鋼流出口を有する
浸漬ノズルでは開口用消耗ランスが挿入できない為、ノ
ズル孔詰まりの開孔ができないという問題点を有してい
る。

【００１０】さらにまた、上記従来公知の方法および装
置は、ランスパイプ・ホース等の開孔装置の先端の接触
部位判定、およびノズル孔に挿入できたかの良否判定を
目視に頼っているため、ノズル孔等の位置が目視で確認
できない使用条件下では、タンディッシュ、ノズル等の
耐火物の溶損を招く恐れがあり使用困難である。また、
上記従来公知の方法は、ノズル孔詰まりの開孔のために
酸素あるい酸素と可燃性ガスの混合ガス、すなわち酸化
性ガスをノズル孔内に噴射しているが、これらの酸化性
ガスを鋳込み中の溶鋼内に吹き込むと、酸化物が生成さ
れて鋼中に介在し、品質の低下を招くため、酸化性ガス
を吹き込まずにノズル孔の開孔を行うのが望ましい。

【００１１】この発明の目的は、上記従来技術の問題点
を解決し、鋳込み開始時、あるいは鋳込み中におけるノ
ズル孔詰まりを、開孔装置にて自動的に安定して開孔で
き、速やかに鋳込み開始、再開できるタンディッシュノ
ズル詰まりの開孔装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく種々試験研究を重ねた。その結果、取鍋タ
ーレット上に設けた支持支柱に沿ってランスパイプを自
動降下させてノズル孔へ挿入し、ランスパイプから酸素
を噴出させて凝固金属層・凝固金属膜を着火・溶融させ
ることによって、自動的に開孔できること、また、取鍋
ターレット上に設けた支持支柱に沿って開孔部材を自動
降下させてノズル孔へ圧入し、開孔部材の押圧力または
衝撃力により凝固金属層・凝固金属膜に穿孔することに
よって自動的に開孔できることを究明し、この発明に到
達した。

【００１３】すなわち本願発明は、連続鋳造設備のタン
ディッシュのスライディングゲートまたは浸漬ノズル内
で溶鋼が凝固して詰まった場合の開孔装置において、取
鍋ターレット上に設けた支持支柱と、該支持支柱に取り
付けた上下方向と水平方向に移動自在のランスパイプ支
持機構と、該ランスパイプ支持機構に設けたランスパイ
プ押圧機構と、該ランスパイプ押圧機構に上端を保持さ
れるランスパイプと、ランスパイプへの酸素供給機構
と、前記ランスパイプ押圧機構の接触荷重検出機構と、
前記ランスパイプへの供給酸素圧力検出機構と、前記ラ
ンスパイプ支持機構の昇降高さ位置検出機構と、接触荷
重検出機構、昇降高さ位置検出機構、供給酸素圧力検出
機構から入力される検出結果に基づき、ランスパイプの
昇降制御、接触部位判定、ノズル孔への挿入良否判定、
ノズル孔詰まりの開孔完了・未完了を判定する開孔制御
部とからなることを特徴とする溶融金属流出孔の開孔装
置である。また、連続鋳造設備のタンディッシュのスラ
イディングゲートまたは浸漬ノズル内で溶鋼が凝固して
詰まった場合の開孔装置において、取鍋ターレット上に
設けた支持支柱と、該支持支柱に取り付けた上下方向と
水平方向に移動自在の開孔部材支持機構と、該開孔部材
支持機構に設けた開孔部材押圧機構と、該開孔部材押圧
機構に上端を保持される開孔部材と、前記開孔部材押圧
機構の接触荷重検出機構と、前記開孔部材支持機構の昇
降高さ位置検出機構と、接触荷重検出機構、昇降高さ位
置検出機構から入力される検出結果に基づき、開孔部材
の昇降制御、接触部位判定、ノズル孔への挿入良否判定
ならびにノズル孔詰まりの開孔完了・未完了を判定する
開孔制御部とからなることを特徴とする溶融金属流出孔
の開孔装置である。

【００１４】本発明の開孔装置は、取鍋ターレット上に
設けた支持支柱と、該支持支柱に取り付けた上下方向と
水平方向に移動自在のランスパイプ支持機構と、該ラン
スパイプ支持機構に設けたランスパイプ押圧機構と、該
ランスパイプ押圧機構に上端を保持されるランスパイプ
と、ランスパイプへの酸素供給機構と、前記ランスパイ
プ押圧機構の接触荷重検出機構と、前記ランスパイプへ
の供給酸素圧力検出機構と、前記ランスパイプ支持機構
の昇降高さ位置検出機構と、接触荷重検出機構、昇降高
さ位置検出機構、供給酸素圧力検出機構から入力される
検出結果に基づき、ランスパイプの昇降制御、接触部位
判定、ノズル孔への挿入良否判定、ノズル孔詰まりの開
孔完了・未完了を判定する開孔制御部とから構成したこ
とによって、開孔制御部でランスパイプの接触部位を判
定し、異常接触時はランスパイプを緊急停止し、高速上
昇させてタンディッシュおよびノズルの耐火物の溶損、
破損を防止することができる。また、ランスパイプの低
速下降およびランスパイプ押圧機構の接触荷重検出機構
により、自動的に安定してノズル詰まりの開孔を行うこ
とができる。また、本発明の開孔装置は、取鍋ターレッ
ト上に設けた支持支柱と、該支持支柱に取り付けた上下
方向と水平方向に移動自在の開孔部材支持機構と、該開
孔部材支持機構に設けた開孔部材押圧機構と、該開孔部
材押圧機構に上端を保持される開孔部材と、前記開孔部
材押圧機構の接触荷重検出機構と、前記開孔部材支持機
構の昇降高さ位置検出機構と、接触荷重検出機構、昇降
高さ位置検出機構から入力される検出結果に基づき、開
孔部材の昇降制御、接触部位判定、ノズル孔への挿入良
否判定ならびにノズル孔詰まりの開孔完了・未完了を判
定する開孔制御部とから構成したことによって、開孔制
御部で開孔部材の接触部位を判定し、異常接触時は開孔
部材を緊急停止し、高速上昇させてタンディッシュおよ
びノズルの耐火物の破損を防止することができる。ま
た、開孔部材の低速下降および開孔部材押圧機構の接触
荷重検出機構により、自動的に安定してノズル詰まりの
開孔を行うことができる。この開孔部材による無酸素の
開孔では、溶鋼内に酸素を吹込まないので、酸化物が生
成せず、溶鋼の品質低下を防止することができる。

【００１５】この発明において使用するランスパイプま
たは開孔部材としては、パイプ外装に一般耐火物または
黒鉛質の耐火物、セラミックスなどの耐熱被覆を施した
もの、耐溶損性材料からなるもの等を使用することがで
きる。この発明において使用する接触荷重検出機構とし
ては、ロードセルを用いるのが一般的であるが、衝撃吸
収装置スプリングのたわみ量からも求めることができ
る。また、ランスパイプまたは開孔部材支持機構の昇降
高さ位置検出機構としては、ランスパイプまたは開孔部
材支持機構の昇降モータに回転数検出器を設け、ランス
パイプまたは開孔部材先端がタンディッシュの底面高さ
（Ｌ点）に位置した点を基準点として設定することがで
きる。

【００１６】

【実施例】実施例１以下にこの発明の詳細を実施の一例を示す図１ないし図
９に基づいて説明する。図１はタンディッシュ本体を含
めた開孔装置の全体説明図、図２は開孔装置のランスパ
イプ、開孔部材部の拡大説明図、図３は開孔装置のラン
スパイプ、開孔部材の動作位置説明図、図４は開孔装置
のランスパイプによる自動開孔運転の制御流れ図、図５
は開孔装置のランスパイプ、開孔部材の接触荷重による
接触判定の高さ位置説明図、図６は開孔装置のランスパ
イプ、開孔部材の衝撃吸収装置スプリングの接触荷重と
たわみとの関係を示すグラフ、図７は開孔装置のランス
パイプによる地金膜開孔時の各測定データを示すもの
で、（ａ）図はランスパイプの昇降開始からの経過時間
と昇降速度との関係を示すチャート図、（ｂ）図はラン
スパイプの昇降開始からの経過時間とランスパイプの接
触荷重との関係を示すチャート図、（ｃ）図はランスパ
イプの昇降開始からの経過時間と酸素圧力との関係を示
すチャート図、図８は開孔装置の開孔部材による自動開
孔運転の制御流れ図、図９は開孔装置のランスパイプ、
開孔部材を示すもので、（ａ）図はランスパイプの正面
図、（ｂ）図は開孔部材の正面図である。

【００１７】図１ないし図９において、１はタンディッ
シュ本体、２はタンディッシュ本体１へ溶鋼を注入する
取鍋、３は取鍋ターレット、４は取鍋ターレット３のデ
ッキ、５はタンディッシュ本体１の下部の鋳型、６はタ
ンディッシュ本体１下部のスライディングゲート、７は
浸漬ノズル、８は鋳片、９はスライディングゲート６上
で凝固した地金膜である。１１は上記デッキ４上に立設
した支持支柱、１２は支持支柱１１に昇降自在に取り付
けられた昇降装置で、モータ１３の駆動により支持支柱
１１に沿って垂直方向Ｚに昇降する。１４は昇降装置１
２に設けたセンターリング装置で、モータ１５の作動に
より前後Ｘ左右Ｙ方向に移動自在に構成されている。１
６はセンターリング装置１４に連結垂下したランスパイ
プ、１７はランスパイプ１６へ酸素を供給する酸素ホー
ス、１８は昇降装置１２の昇降を容易にするためのバラ
ンスウェイトである。なお、昇降装置１２のモータ１３
には、図示していないがランスパイプ１６の昇降高さ位
置検出用の回転数検出器が設置されている。

【００１８】２１はセンターリング装置１４に設けた振
れ止め装置で、３ヶ所の摺動部２２によって酸素ホース
１７が連結する基管２３とボールスプライン２４を介し
てスプリング２５を内蔵した衝撃吸収装置２６の摺動軸
２７が垂直に保持されている。２８は基管２３と摺動軸
２７との間に配置した接触荷重検出センサーで、ランス
パイプ１６先端部の接触部位判定とランスパイプ１６の
ノズル孔への挿入良否判定、ならびにノズル孔の開孔・
未開孔を判定するのに使用される。２９は基管２３の下
端とランスパイプ１６とを連結する特殊ユニオン継手、
３０は酸素ホース１７の連結部に設けたノズル孔の開孔
・未開孔を判定するのに使用される酸素圧力検出センサ
ーである。上記モータ１３の図示しない回転数検出器、
接触荷重検出センサー２８および酸素圧力検出センサー
３０の検出結果は、図示しない開孔制御部に出力され
る。

【００１９】上記開孔装置による開孔の作業手順は、開
孔前準備作業、開孔作業、開孔後のランスパイプ交換作
業に大別できる。鋳込み開始前は、タンディッシュ本体
１内に溶鋼はなく、ノズル孔の位置が取鍋ターレット３
のデッキ４上より目視にて確認できる。従って、取鍋２
からタンディッシュ本体１への溶鋼注入開始までの間
に、目視運転にてノズル孔へランスパイプ５のＸ・Ｙ方
向のセンターリング、タンディッシュ本体１底面高さ位
置Ｌ点の検出・記憶、およびランスパイプ１６の上昇・
待機までを開孔前準備作業として行う。開孔前準備作業
手順は、昇降装置１２のモータ１３を駆動して昇降装置
１２を１．５ｍ／ｓｅｃの高速で下降させ、ランスパイ
プ１６先端をタンディッシュ本体１底面の寸前で停止さ
せる。ついでセンターリング装置１４のモータ１５を駆
動してランスパイプ１６をＸ・Ｙ方向に移動させつつ目
視確認しながらノズル孔の中心にセンターリングさせ
る。センターリング完了後、昇降装置１２のモータ１３
を駆動して昇降装置１２を０．１ｍ／ｓｅｃの低速・寸
動にて下降させ、ランスパイプ１６の先端をタンディッ
シュ本体１の底面高さＬ点に目視確認して合わせる。こ
の高さ位置Ｌ点は、モータ１３の図示しない接回転数検
出器で検出され、図示しない開孔制御部に入力記憶され
る。しかるのち、昇降装置１２のモータ１３を駆動して
昇降装置１２を上昇させてランスパイプ１６を上昇待機
位置まで１．５ｍ／ｓで高速上昇させ、開孔作業開始ま
で待機する。

【００２０】なお、このＬ点設定値は、後述する開孔作
業の自動運転において、ランスパイプ１６の昇降高さ位
置とランスパイプ１６の接触荷重の大きさにより、ラン
スパイプ１６の上下の動作の判定と速度制御を行うため
のデータとして、１００ｍｍの範囲をもって設定するこ
とができるが、通常の開孔作業ではＬ点設定値を一定に
固定するため、開孔作業毎にＬ点設定作業を行う必要が
ない。次の開孔作業は自動運転にて行う。なお、ランス
パイプ１６による開孔の場合は、自動運転スタート前に
酸素供給弁を開き、酸素をランスパイプ１６に供給した
後、自動運転を行う。

【００２１】自動運転の基本動作順序を図３に基づいて
説明する。図示しない開孔制御部は、ランスパイプ１６
の上限待機位置（Ｈ点）から昇降装置１２のモータ１３
を駆動してランスパイプ１６の先端がタンディッシュ本
体１内の溶鋼面の約５００ｍｍ上（Ｍ点）に達するま
で、１．５ｍ／ｓｅｃの速度にて高速下降させる（範囲
Ｌ₁）。開孔制御部は、この位置で０．５ｍ／ｓｅｃの
中速に減速し、タンディッシュ本体１の溶鋼内にランス
パイプ１６を突入させ、ランスパイプ１６の先端がスラ
イディングゲート６上（β点）に達するまで、中速にて
下降させる（範囲Ｌ₂）。開孔制御部は、この位置β点
で０．１ｍ／ｓｅｃの低速に減速し、ランスパイプ１６
の先端が地金膜９に達するまで低速下降させる（範囲Ｌ
₃）。開孔制御部は、力と衝撃吸収装置２６のスプリン
グ２５伸縮力によりランスパイプ１６の先端を地金膜９
に押付けながら、噴出する酸素にて地金膜９を着火・溶
融させて開孔せしめる。開孔後、開孔制御部は、ランス
パイプ１６の先端がタンディッシュ本体１の溶鋼上に到
達するまで１．５ｍ／ｓｅｃの高速で上昇させ、その後
０．１ｍ／ｓの低速に減速してランスパイプ１６の取替
位置（Ｔ点）で停止させる（範囲Ｌ₄）。以上が自動運
転の範囲である。

【００２２】以後、この停止位置で図示しない酸素供給
弁を閉め、ランスパイプ１６への酸素の供給を停止する
と共に、ランスパイプ１６の再使用可否の目視判定（ラ
ンスパイプの溶損長さ、地金付着量等）を行い、使用不
可ならば特殊ユニオン継手２９を緩め使用後のランスパ
イプ１６を取り外し、予め準備した予備のランスパイプ
１６と交換する。上述の作業終了後、昇降装置１２のモ
ータ１３を駆動してランスパイプ１６の上限待機位置ま
で１．５ｍ／ｓｅｃの速度で高速上昇させて停止させる
（範囲Ｌ₅）。そして次回の開孔作業に備えて待機す
る。開孔作業は、以上で終了する。

【００２３】上記開孔作業におけるランスパイプ１６先
端部の接触部位判定、ランスパイプ１６のノズル孔への
挿入良否判定は、ランスパイプ１６の先端が地金膜へ接
触したのか、タンディッシュ本体１の底面等地金膜９以
外の部位に接触（以下異常接触という）したのかの判定
を行い、ランスパイプ１６が下降途中に異常接触を検知
せず、地金膜９に接触した時をランスパイプ１６がノズ
ル孔に正常に挿入されたと判定する。その判定方法とラ
ンスパイプ１６の動作は、図４および図５に示すとお
り、図示しない開孔制御部は、自動運転前に設定したＬ
点設定値３４６０ｍｍ＋２７５ｍｍ、すなわち、３７３
５ｍｍの値を基準にし、ランスパイプ１６の先端の高さ
位置がこの基準から上限までの範囲で接触荷重検出セン
サー２８により検出したランスパイプ１６の接触荷重が
１５０ｋｇｆ以上の時を、タンディッシュ底検出すなわ
ち異常接触と判定し、ランスパイプ１６の下降を非常停
止し、直ちに高速上昇させると共に酸素噴射を停止し、
ランスパイプ１６の取替位置（Ｔ点）までランスパイプ
１６を退避させ、ランスパイプ１６のセンターリング不
良、あるいはランスパイプ１６の曲がり等により、ラン
スパイプ１６がタンディッシュ１底面の耐火物に接触
し、この耐火物に酸素を吹き付けることによって発生す
る耐火物の溶損を防止する。開孔制御部は、上記の範囲
でランスパイプ１６の接触荷重が１５０ｋｇｆ未満の場
合、ランスパイプ１６の下降を続ける。そして、この基
準から最下限の範囲でランスパイプ１６の接触荷重が５
ｋｇｆ以上を検知した場合を、ランスパイプ１６の先端
が地金膜９に接触したと判定すると共に、ノズル孔に正
常に挿入されたと判定する。なお、当開孔装置で実施し
た取鍋ターレット３のデッキ４あるいは、タンディッシ
ュ本体１の上蓋・耐火物等へのランスパイプ１６の接触
荷重のテストデータは、すべて１５０ｋｇｆ以上であ
る。

【００２４】開孔制御部は、ランスパイプ１６の先端が
地金膜９に接触し、接触荷重検出センサー２８によりラ
ンスパイプ１６の接触荷重が５ｋｇｆ以上を検出する
と、地金膜９の溶削を行いながら昇降装置１２を０．１
ｍ／ｓｅｃの速度で１．５秒間、低速下降させて停止す
る。この時、地金膜９の溶削速度、およびランスパイプ
１６の溶損速度に比べ、昇降装置１２の下降速度の方が
大きいから衝撃吸収装置２６のスプリング２５が圧縮方
向に縮み、その速度差による移動量を吸収する。開孔制
御部は、これらのランスパイプ１６の低速下降と衝撃吸
収装置２６のスプリング２５の圧縮の反力により、地金
膜９の溶削量とランスパイプ１６の溶損量を補うように
ランスパイプ１６を下降方向に移動させながらランスパ
イプ１６を地金膜９に押し付け、地金膜９の溶削を継続
してノズル孔詰まりの安定開孔を行う。なお、開孔制御
部は、ランスパイプ１５の先端が地金膜９に接触したの
ち、接触荷重が４．５ｋｇｆ以下に低下すると開孔完了
と判定し、昇降装置１２の下降を停止させる。そして、
開孔制御部は、昇降装置１２の下降が停止後、１．２秒
間、昇降装置１２を停止・保持させる。この間は衝撃吸
収装置２６のスプリング２５の圧縮の反力により、上記
のとおりランスパイプ１６を地金膜９に押し付け、地金
膜９が厚かった場合の残った地金膜９の溶削を更に継続
して完全に開孔せしめる。また、開孔制御部は、ノズル
孔に落ちたキャスター塊により発生するノズル孔詰まり
の場合でも、第１回目に当動作によりキャスター塊及び
付着地金に酸素を吹きつけキャスター及び地金を溶か
し、キャスター塊を浮き上がらせて除去することもでき
る。この場合は、第２回目の動作で地金膜９によるノズ
ル孔詰まりの開孔を行う。

【００２５】地金膜９によるノズル孔詰まりの開孔は、
５０ｋｇｆ〜８０ｋｇｆの力でランスパイプ１６を地金
膜９に押し付けることにより確実に開孔ができる。な
お、ランスパイプ１６の下降速度が０．１ｍ／ｓｅｃの
低速においては、ランスパイプ１６が溶融閉塞せず、ラ
ンスパイプ１６の先端から酸素が噴出し地金膜１６を溶
削できるランスパイプ１６の地金膜９への押し付け力
は、最大１１０．２７ｋｇｆである。また、ランスパイ
プ１６の先端の溶損量は、最大１８０ｍｍ、最小２０ｍ
ｍ、平均６２ｍｍである。従って、ランスパイプ１６は
曲がり、地金の付着等がない場合は２〜３回の再使用が
可能である。

【００２６】地金膜９によるノズル孔詰まりの開孔完了
・未完了の判定は、ランスパイプ１６の先端が地金膜９
に接触すると接触荷重検出センサー２８により接触荷重
が検出され、図示しない開孔制御部に出力される。接触
荷重検出センサー２８から開孔制御部に入力されるラン
スパイプ５の接触荷重は、５ｋｇｆ以上に上昇（通常、
５０ｋｇｆ〜８０ｋｇｆ）し、開孔が進むにつれてラン
スパイプ１６の接触荷重が下がり４．５ｋｇｆ以下にな
った時点で開孔が完了する。したがって、開孔制御部
は、ランスパイプ１６の接触荷重が５ｋｇｆ以上となっ
た後、４．５ｋｇｆ以下に復帰したタイミングを開孔完
了と判定する。そして、もう１つの方法はランスパイプ
１６への酸素供給圧力の変化により判定する方法であ
る。この酸素供給圧力は、酸素圧力検出センサー３０に
より検出されて図示しない開孔制御部に出力される。こ
の方法は、図７に示すとおり、ランスパイプ１６が溶鋼
中に突入して深度が増すにつれて酸素圧力が上昇するの
で、ノズル孔詰まりが開孔するとランスパイプ１６が溶
鋼突入する前の酸素圧力に復帰する。開孔制御部は、こ
の酸素圧力の変化を以て開孔完了と判定する方法であ
る。通常開孔制御部は、前者の方法によりノズル孔詰ま
りの開孔の完了・未完了の判定を行うが、ランスパイプ
１６の接触荷重が５ｋｇｆ以上にならなかった時判定不
能となるため、後者の方法によりノズル孔詰まりの開孔
の完了・未完了の判定を行うことにより完全な開孔完了
の判定を行うことができる。なお、ノズル孔詰まりの開
孔の完了後、酸素に変えて窒素ガス、アルゴンガス等の
不活性ガスをランスパイプ１６に供給するのが、溶鋼の
品質面からも好ましい。

【００２７】上記ランスパイプ１６に替えて開孔部材３
１をにより無酸素でノズル孔詰まりの開孔を行う場合
は、特殊ユニオン継手２９により先端が円錐状の開孔部
材３１基端を基管２３の下端に連結し、開孔部材３１の
先端を地金膜９に衝突・接触させた時の衝撃力・押付け
力により地金膜９を貫通し開孔を行う。この場合は、図
８に示すとおり、酸素無が選択されると、図示しない開
孔制御部は、開孔部材３１の上限待機位置（Ｈ点）から
昇降装置１２のモータ１３を駆動して、開孔部材３１の
先端がタンディッシュ本体１内の溶鋼面の約５００ｍｍ
上（Ｍ点）に達するまで、１．５ｍ／ｓｅｃの速度にて
高速下降させる（範囲Ｌ₁）。開孔制御部は、この位置
で０．５ｍ／ｓｅｃの中速に減速し、タンディッシュ本
体１の溶鋼内に開孔部材３１を突入させ、開孔部材３１
の先端がスライディングゲート６上（β点）に達するま
で、中速にて下降させる（範囲Ｌ₂）。開孔制御部は、
この位置β点で０．１ｍ／ｓｅｃの低速に減速し、開孔
部材３１の先端が地金膜９に達するまで低速下降させる
（範囲Ｌ₃）。開孔制御部は、接触荷重検出センサー２
８から開孔部材３１の先端が地金膜９に接触したとの信
号が入力されると、昇降装置１２のモータ１３を停止し
てのち０．３秒の停止保持を行い、衝撃吸収装置２６の
スプリング２５伸縮力により開孔部材３１の先端が地金
膜９に衝突・接触した時の衝撃力・押付け力により地金
膜を貫通し開孔を行う。開孔後、開孔制御部は、開孔部
材３１の先端がタンディッシュ本体１の溶鋼上に到達す
るまで１．５ｍ／ｓｅｃの高速で上昇させ、その後０．
１ｍ／ｓの低速に減速して開孔部材３１の取替位置（Ｔ
点）で停止させる（範囲Ｌ₄）。以上が自動運転の範囲
である。なお、当開孔装置の開孔部材３１の地金膜９へ
の接触時の衝撃力・押付け力では、極厚の地金膜９の開
孔にやや難点があるが、開孔装置の能力向上を図ること
により、地金膜９によるノズル孔詰まりの開孔がすべて
可能となる。

【００２８】以後、この停止位置で開孔部材３１の再使
用可否の目視判定（開孔部材の溶損長さ、地金付着量
等）を行い、使用不可ならば特殊ユニオン継手２９を緩
め使用後の開孔部材３１を取り外し、予め準備した予備
の開孔部材３１と交換する。上述の作業終了後、昇降装
置１２のモータ１３を駆動して開孔部材３１の上限待機
位置まで１．５ｍ／ｓｅｃの速度で高速上昇させて停止
させる（範囲Ｌ₅）。そして次回の開孔作業に備えて待
機する。開孔作業は、以上で終了する。

【００２９】上記の操作は、鋳込み開始直後の鋳片継ぎ
部の凝固待ちのために、スライディングゲート６を閉に
した時、鋳込み溶鋼の流量調整のためにスライディング
ゲート６の開度調節を行った時、あるいは、操作ミスに
よりスライディングゲート６を閉じてしまった時等に発
生するタンディッシュノズル孔詰まりの開孔作業にも使
用できる。（方法・手順は初期溶削による開孔作業と同
じであるが、初期酸素による開孔作業時にランスパイプ
・開孔部材はセンターリング済であるから、これらの開
孔作業時はセンターリング作業不要である。）

【００３０】なお、上記開孔装置は、タンディッシュの
ノズル詰まりの開孔に限定されるものではなく、同様機
能を使用することによって、連続鋳造設備の取鍋等多く
の溶融金属流出孔詰まりの開孔に使用が可能である。さ
らに、上記開孔装置は、以下の装置・機能を付加するこ
とにより、完全な自動開孔装置が実現できる。（イ）ランスパイプ・開孔部材の自動センターリング
装置（例えば、ノズル孔位置読み取りの画像処理装置を
使用した自動センターリング装置）（ロ）ランスパイプ・開孔部材の自動交換装置（例え
ば、デボルバー式の自動交換装置）（ハ）ランスパイプ・開孔部材の再使用可否判定装置
（例えば、テレビカメラとモニター、画像処理装置を使
用したランスパイプ・開孔部材の溶損量および形状読み
取り装置）（ニ）開孔装置の退避（シフト）装置（ホ）ランスパイプへの供給酸素の自動開始・停止機
能（ヘ）電源・酸素等ユーティリティーの配線・配管の
自動接続装置（オートジョイント）

【００３１】

【発明の効果】以上述べたとおり、この発明によれば、
ランスパイプ・開孔部材の接触部位を判定し、異常接触
判定時はランスパイプ・開孔部材を非常停止、高速上昇
させることにより、タンディッシュおよびノズルの耐火
物等の溶損・破損が防止できると共に、安定したノズル
孔詰まりの開孔ができ、暑熱・重筋のハンドリング開孔
作業が回避できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】タンディッシュ本体を含めた開孔装置の全体説
明図である。

【図２】開孔装置のランスパイプ、開孔部材部の拡大説
明図である。

【図３】開孔装置のランスパイプ、開孔部材の動作位置
説明図である。

【図４】開孔装置のランスパイプによる自動開孔運転の
制御流れ図である。

【図５】開孔装置のランスパイプ、開孔部材の接触荷重
による接触判定の高さ位置説明図である。

【図６】開孔装置のランスパイプ、開孔部材の衝撃吸収
装置およびスプリングの接触荷重とたわみとの関係を示
すもので、（ａ）図は衝撃吸収装置の拡大縦断面図、
（ｂ）図は衝撃吸収装置のスプリングの接触荷重とたわ
みとの関係を示すグラフである。

【図７】開孔装置のランスパイプによる地金膜開孔時の
各測定データを示すもので、（ａ）図はランスパイプの
昇降開始からの経過時間と昇降速度との関係を示すチャ
ート図、（ｂ）図はランスパイプの昇降開始からの経過
時間とランスパイプの接触荷重との関係を示すチャート
図、（ｃ）図はランスパイプの昇降開始からの経過時間
と酸素圧力との関係を示すチャート図である。

【図８】開孔装置の開孔部材による自動開孔運転の制御
流れ図である。

【図９】開孔装置のランスパイプ、開孔部材を示すもの
で、（ａ）図はランスパイプの正面図、（ｂ）図は開孔
部材の正面図である。

【符号の説明】

１タンディッシュ本体２取鍋３取鍋ターレット４デッキ５鋳型６スライディングゲート７浸漬ノズル８鋳片９地金膜１１支持支柱１２昇降装置１３、１５モータ１４センターリング装置１６ランスパイプ１７酸素ホース１８バランスウェイト２１振れ止め装置２２摺動部２３基管２４ボールスプライン２５スプリング２６衝撃吸収装置２７摺動軸２８接触荷重検出センサー２９特殊ユニオン継手３０酸素圧力検出センサー３１開孔部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ２７Ｄ 3/15 Ｆ２７Ｄ 3/15 Ｚ (56)参考文献特開平５−237608（ＪＰ，Ａ) 特開平２−92442（ＪＰ，Ａ) 特開平７−232266（ＪＰ，Ａ) 特開平６−190519（ＪＰ，Ａ) 特開平５−293615（ＪＰ，Ａ) 実公昭50−43146（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B22D 11/10 340 B22D 11/10 320 B22D 41/22 B22D 41/50 510 B23K 7/00 F27D 3/15

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】連続鋳造設備のタンディッシュのスライ
ディングゲートまたは浸漬ノズル内で溶鋼が凝固して詰
まった場合の開孔装置において、取鍋ターレット上に設
けた支持支柱と、該支持支柱に取り付けた上下方向と水
平方向に移動自在のランスパイプ支持機構と、該ランス
パイプ支持機構に設けたランスパイプ押圧機構と、該ラ
ンスパイプ押圧機構に上端を保持されるランスパイプ
と、ランスパイプへの酸素供給機構と、前記ランスパイ
プ押圧機構の接触荷重検出機構と、前記ランスパイプへ
の供給酸素圧力検出機構と、前記ランスパイプ支持機構
の昇降高さ位置検出機構と、接触荷重検出機構、昇降高
さ位置検出機構、供給酸素圧力検出機構から入力される
検出結果に基づき、ランスパイプの昇降制御、接触部位
判定、ノズル孔への挿入良否判定、ノズル孔詰まりの開
孔完了・未完了を判定する開孔制御部とからなることを
特徴とする溶融金属流出孔の開孔装置。
【請求項２】連続鋳造設備のタンディッシュのスライ
ディングゲートまたは浸漬ノズル内で溶鋼が凝固して詰
まった場合の開孔装置において、取鍋ターレット上に設
けた支持支柱と、該支持支柱に取り付けた上下方向と水
平方向に移動自在の開孔部材支持機構と、該開孔部材支
持機構に設けた開孔部材押圧機構と、該開孔部材押圧機
構に上端を保持される開孔部材と、前記開孔部材押圧機
構の接触荷重検出機構と、前記開孔部材支持機構の昇降
高さ位置検出機構と、接触荷重検出機構、昇降高さ位置
検出機構から入力される検出結果に基づき、開孔部材の
昇降制御、接触部位判定、ノズル孔への挿入良否判定な
らびにノズル孔詰まりの開孔完了・未完了を判定する開
孔制御部とからなることを特徴とする溶融金属流出孔の
開孔装置。