JP3062024B2 - 連続鋳造における鋳造パウダー供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続鋳造における鋳造
パウダー（以下単にパウダーと称する）の供給装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造において、モールド内の溶鋼表
面上に散布されるパウダーは、溶鋼表面部の温度低下を
防止する保温材としての機能、溶鋼と空気との接触によ
る溶鋼の酸化を防止する酸化防止材としての機能、ある
いは溶鋼熱によって溶融したパウダーが溶鋼の凝固層と
モールド間に流れ込み凝固層とモールド内壁との間の潤
滑材や伝熱抵抗材としての機能等の重要な役割を果たし
ている。

【０００３】このような機能を充分に発揮するために
は、パウダーはモールド内の溶鋼上の全面にわたって一
定以上の厚みで、かつ、その厚みが均一であることが必
要である。ところで、従来モールド内へのパウダー供給
は、モールド周囲に積まれたパウダーをオペレーターが
レーキですくい、モールド内に投入することで行われて
いたが、高温かつ多粉塵等の悪環境下での作業であっ
た。そこで、連続鋳造工程におけるパウダー投入作業の
自動化を目的としたパウダー供給装置として、モールド
の幅方向に配置された複数の固定搬送管によりモールド
内へパウダーを供給する装置や、搬送管に揺動機能を持
たせたパウダー供給装置等が提案されてきた。

【０００４】ところが、複数の固定搬送管によるパウダ
ー供給装置や、搬送管に揺動のみの単純な動作自由度を
与えただけのパウダー供給装置では、モールド内溶鋼表
面の全面にわたってパウダーを均一厚みにすることが不
可能であったため、オペレーターが散布不可能部分へパ
ウダー補填したり、山積み状態となったパウダーをレー
キ等で平坦に均すといった人手介入作業が必要で、パウ
ダー供給作業の完全機械化が困難であった。

【０００５】上述の問題を解決する一手段として、例え
ば特公平４−５７４２７号公報において、１本の散布管
を垂直多関節型ロボットアームによって支持することに
より、散布管にロボットアーム基端を中心とした旋回移
動と散布管軸方向での前後移動の２つの動作自由度を与
えたパウダー供給装置が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、特公平４−
５７４２７号公報で提案の装置では、図３に示すよう
に、散布管Ａの水平面内での動作自由度がロボットアー
ム基端点Ｂを中心とした旋回移動Ｘと散布管軸方向での
前記移動Ｙであることから、通常モールド２１の中央部
に配置されるイマージョンノズル２３の反ロボットアー
ム基端点Ｂ側にパウダーの直接散布ができない散布死角
領域Ｃが発生する。

【０００７】この散布死角領域Ｃの発生によって、この
部分には均等にパウダーが供給できずパウダー層厚みの
不均一な部分やパウダー層のない部分が生じる。このた
め、この部分では本来パウダーが果たすべき保温機能や
酸化防止機能が十分に発揮されずに溶鋼温度の低下や酸
化による鋳片品質不良が発生したり、溶融パウダーの流
れ込み量の場所的不均一によって鋳片冷却速度の不均一
が生じて、熱応力集中等で鋳片の凝固層に割れの発生す
る場合が生じることから、この部分においては前記同様
に人手の介入作業が必要であった。

【０００８】本発明は、パウダー散布死角領域Ｃが発生
することなく、溶鋼表面上に均等にパウダーを人手を介
入することなく散布することが可能なパウダー供給装置
を得ることを課題とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたものであり、その手段１は、モール
ド内の溶鋼表面上に供給する鋳造パウダー収納ホッパー
と、該ホッパー内の鋳造パウダーを移送管を介してモー
ルド内へ散布する散布装置を備えた鋳造パウダー供給装
置において、前記散布装置の搬送管を直列に２本以上連
通接続し、該搬送管と前記移送管の連結部および搬送管
相互の連結部の各々に駆動モータを設けると共に前記各
連結部を中心として各々独立して前記搬送管を水平旋回
可能に設け、該搬送管を前記駆動モータにより水平旋回
するものである。

【００１０】さらに、手段２は、モールド内の溶鋼表面
上に供給する鋳造パウダー収納ホッパーと、該ホッパー
内の鋳造パウダーを移送管と該移送管に２本以上連通接
続した搬送管をを介してモールド内へ散布する散布装置
を備え、前記搬送管と前記移送前記搬送管と前記移送管
の連結部および搬送管相互の連結部の駆動モータを制御
するロボットコントローラを有する鋳造パウダー供給装
置において、鋳造パウダーを前記モールド内に供給する
に際し、あらかじめ前記搬送管をタンディッシュに設け
た基準部材に向けて駆動すると共に前記一方の駆動モー
タの負荷電流および回転速度を検出し、この負荷電流が
あらかじめ設定した電流値以下で、かつ、回転速度があ
らかじめ設定した回転速度以下になった際に、前記搬送
管がタンディッシュまたはタンディッシュカーに設けた
基準部材にタッチしたと判定してそのタッチ信号を発す
るタッチ判定部と、該タッチ判定部からタッチ信号を入
力すると前記ロボットコントローラから入力している前
記駆動モータの回転角度を基にイマージョンノズルの位
置を予測して出力するイマージョンノズル位置予測部
と、該イマージョンノズル位置予測部から入力したイマ
ージョンノズル位置情報を基に該イマージョンノズルを
予測位置を除く前記モールド内位置への搬送管水平旋回
駆動指令を前記ロボットコントローラに出力する搬送管
位置制御部を設けたものである。本発明において、散布
装置の搬送管にはスクリューコンベヤーやチェーンコン
ベヤー等の機械的パウダー搬送機を用いることができ
る。

【００１１】

【作用】本発明においては、切出装置によりホッパーか
ら切り出されたパウダーをモールド内へ散布するための
パウダーの散布装置を、直列に連結配置された２本以上
の搬送管とし、各搬送管を各々独立して水平旋回動作可
能な機構とすることにより、モールド平面内の任意の場
所に、任意の軌跡でパウダー散布が可能となると共に、
パウダーを確実に搬送することができる。つまり、パウ
ダー散布装置を図４に示すような、くの字形の姿勢にす
ることによって、従来のパウダー搬送装置では不可能で
あったイマージョンノズル裏側のパウダー散布死角領域
Ｃ部分の溶鋼表面上は勿論、その他の溶鋼表面上に対し
てもパウダーの直接散布が可能となる。

【００１２】この際、イマージョンノズルのモールド内
位置が常に一定の場所にセットできる場合には、その位
置を単に前記搬送管位置制御部に入力して、上記搬送管
がその位置に来ないように制御すればよいが、イマージ
ョンノズルのモールド内位置が変化する場合には、この
イマージョンノズルの位置を予測する必要がある。この
ため本発明は、イマージョンノズルに搬送管の先端を直
接タッチさせると折損することがあることからタンディ
ッシュに基準となる部材を設け、この基準部材を搬送管
でタッチし、このタッチした際の搬送管の先端位置を検
知して前記イマージョンノズルの位置を予測するもので
ある。

【００１３】この予測は前記搬送管が基準部材にタッチ
すると前記駆動モータの負荷電流が上昇し、該駆動モー
タの回転速度が低下することから、前記負荷電流があら
かじめ設定した基準電流値以上で、かつ、回転速度があ
らかじめ設定した基準回転速度以下になった際に、前記
搬送管がタンディッシュに設けた基準部材にタッチした
とタッチ判定部で判定する。そして、このときの搬送管
先端の位置を前記ロボットコントローラから入力した駆
動モータの回転角度を基に、イマージョンノズル位置予
測部で予測する。さらに、この予測位置を除くモールド
内位置をあらかじめ設定されたパターンに従って搬送管
が移動するように、駆動モータの制御を行うロボットコ
ントローラに、該駆動モータの回転速度、回転数等の制
御指示を搬送管位置制御部（フィーダー位置制御部）で
行うものである。

【００１４】

【実施例】以下、図１，図２に基づき本発明の一実施例
を説明する。パウダー供給装置は、パウダーを貯蔵する
ホッパー１、ホッパー１の下部に配置されたパウダー切
出装置２、パウダー移送管５、パウダー散布装置３から
なり、移動台車２４の前面に設置している。

【００１５】ホッパー１には、パウダー輸送管４を介し
て空気輸送によってパウダーが供給される。ホッパー１
で気体を分離除去されたパウダーは、ホッパー１下部に
接続されたパウダー切出装置２によって切り出された
後、移送管５を介してパウダー散布装置３に供給され
る。このパウダー散布装置３はスプリングフィーダーで
あり、電動機１１の回転速度によってホッパー１から切
り出すパウダー量、即ち、パウダー散布装置３からモー
ルド２１内に供給するパウダー量を制御する。

【００１６】前記パウダー散布装置３は、支持部材６と
搬送管としての中継フィーダー７と最終フィーダー８か
ら構成されており、支持部材６によってモールド２１に
対して近接可能に軌条１３上を走行する移動台車２４の
前面に搭載されている。中継フィーダー７は支持部材６
によって、最終フィーダー８は中継フィーダー７によっ
てそれぞれ片持ち支持されると共に、中継フィーダー７
と最終フィーダー８はそれぞれ第１関節９と第２関節１
０を軸として、各々独立した水平旋回動作が可能であ
る。ここで、中継フィーダー７および最終フィーダー８
はともに管内に設けられたスプリングが回転することで
管内のパウダーを搬送するスプリングフィーダーであ
る。

【００１７】移送管５の下端は中継フィーダー７の水平
旋回中心である第１関節９に連結されており、移送管５
内を自然落下したパウダーは、第１関節９の中心から第
２関節１０の中心まで中継フィーダー７内を搬送され
る。そして、中継フィーダー７の先端部より第２関節１
０の中心より最終フィーダー８の後端部に自然落下した
パウダーは、最終フィーダー８内を搬送された後、最終
フィーダー８の先端部からモールド２１内の溶鋼２６の
表面上に散布される。

【００１８】パウダー散布装置３の中継フィーダー７と
最終フィーダー８は、それぞれ駆動モータとしてのサー
ボモーター１２ａ，１２ｂによって駆動されており、こ
のサーボモーター１２ａ，１２ｂを制御することで、最
終フィーダー８先端部を任意の軌跡や速度で移動調整
し、モールド２１内溶鋼表面上のパウダーを目標層厚に
維持することができる。このサーボモーター１２ａ，１
２ｂはフィーダー位置制御部１４、上位ロボットコント
ローラー１５を順次介して制御される。

【００１９】この制御部１４はモールド２１付近に設置
したパウダー層厚検出器ＩＴＶで測定したモールド２１
内の各位置におけるパウダーの層厚情報を取り込むと共
にパウダー散布パターンをあらかじめ複数記憶してい
る。そして、この層厚情報からモールド２１内のパウダ
ー層厚が所定層厚に成るようにパウダー散布パターンを
選定し、この選定パターンに従って前記最終フィーダー
８の移動速度と移動方向を決定し、これをロボットコン
トローラー１５に出力する。これにより、ロボットコン
トローラー１５は最終フィーダー８が前記決定した移動
速度と移動方向となるように前記サーボモーター１２
ａ，１２ｂを制御するものである。

【００２０】さらに、フィーダー位置制御部１４は最終
フィーダー８がイマージョンノズル２３に衝突しないよ
うに駆動制御しなければならない。このため、該制御部
１４にイマージョンノズル２３の位置を入力する必要が
ある。これには、タンディッシュ２２を常に同一位置に
セットできる場合には、イマージョンノズル２３も常に
同一位置にあることから、その位置を単にフィーダー位
置制御部１４に設定入力すればよい。しかし、タンディ
ッシュ２２を常に同一位置にセットできない場合には、
イマージョンノズル２３の位置も変わることから、その
位置を予測する必要がある。

【００２１】このため、先ず、サーボモーター１２ａ
を駆動してタンディッシュ２２に設けた基準部材２５に
向けて中継フィーダー７を移動する。そして、中継フィ
ーダー７が所定角度に達したときに、サーボモーター１
２ａの駆動を停止する。そして、今度はサーボモーター
１２ｂを駆動して最終フィーダー８を基準部材２５に向
けてさらに移動する。

【００２２】この際、サーボモーター１２ｂの負荷電
流および回転速度を各々検出し、この検出値をタッチ判
定装置１６に入力する。 このタッチ判定部１６で検出負荷電流が基準値Ｉ₀ 以
上で、かつ、検出回転速度が基準値Ｖ₀ 以下になった際
に、最終フィーダー８の先端が基準部材２５にタッチし
たと判定してタッチ信号をイマージョンノズル位置予測
部１７に出力する。

【００２３】このイマージョンノズル位置予測装置１
７は前記ロボットコントローラー１５からサーボモータ
ー１２ａ，１２ｂの回転角度情報を入力しておき、この
タッチ信号が入力した時点におけるサーボモーター１２
ａ，１２ｂの回転数から最終フィーダー８の旋回角度を
推定して該最終フィーダー８の先端位置、すなわち、前
記基準部材２５の位置を推定する。そして、基準部材２
５の位置からイマージョンノズル位置を予測し、イマー
ジョンノズル予測位置情報を前記フィーダー位置制御部
１４に出力する。

【００２４】このフィーダー位置制御部１４は入力し
たイマージョンノズル予測位置情報に基づいて、最終フ
ィーダー８がイマージョンノズル２３に接触しないよう
に前記選定されたパウダー散布パターンに従って該最終
フィーダー８の移動位置の制御情報を前記ロボットコン
トローラー１５に出力する。なお、本発明は上記の実施
例に限定されるものではなく、例えば、上記実施例で
は、基準部材２５をタンディッシュ２２に設けたが、タ
ンディッシュ２２に設けることができない場合には、タ
ンディッシュ２２を載置しているタンディッシュカー
（図示せず）に設けても良い。

【００２５】また、パウダー自動供給装置３は移動台車
２４に設置するだけでなく、作業床上に固定式に設置し
てもよいし、タンディッシュカー（図示せず）に搭載し
てもよい。また、モールド２１内やその周辺にイマージ
ョンノズル２３以外の障害物がある場合等には、中継フ
ィーダー７を増設するなどして散布装置の水平方向動作
の自由度を増やしたり、関節部を水平旋回だけでなく垂
直旋回をも可能とすること等によって障害物を避けなが
らあらゆる場所にパウダー散布することが可能となる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明した本発明により、オペレータ
ーを必要とすることなく自動的に連鋳モールド内の溶鋼
の全表面にわたり均一に鋳造パウダーを供給することが
可能となり、連続鋳造鋼片の品質不良や鋳片の割れの発
生のない安定した操業を維持することができ、さらに、
鋳造中にオペレーターがモールド周辺での作業を行う場
合や散布装置を使用しない場合、あるいはタンディッシ
ュカーの移動時等には、各搬送管を旋回動作させて散布
装置をコンパクトに折り畳むことが可能で、オペレータ
ーの安全性確保や設備保護のための十分な空間を確保す
ることができる等の多大な効果を奏すものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の正面図

【図２】本発明の実施例の平面図

【図３】従来のパウダー供給装置の散布範囲説明図

【図４】本発明装置の散布説明図

【符号の説明】

１ ホッパー ２ パウダー ３ パウダー散布装置 ４ パウダー輸送管 ５ 移送管 ６ 支持部材 ７ 中継フィーダー ８ 最終フィーダー ９ 第１関節 １０ 第２関節 １１ 電動機 １２ａ，１２ｂ サーボモーター １３ 軌条 １４ フィーダー位置制御部 １５ ロボットコントローラー １６ タッチ判定部 １７ イマージョンノズル位置予測部 ２１ モールド ２２ タンディッシュ ２３ イマージョンノズル ２４ 移動台車 ２５ 基準部材 ２６ 溶鋼

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−104455（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−49846（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−251346（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−314105（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−39548（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−81249（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−126259（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−47355（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−11150（ＪＰ，Ｕ) 実開 平６−39250（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B22D 11/108

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モールド内の溶鋼表面上に供給する鋳造
   パウダー収納ホッパーと、該ホッパー内の鋳造パウダー
   を移送管を介してモールド内へ散布する散布装置を備え
   た鋳造パウダー供給装置において、前記散布装置の搬送
   管を直列に２本以上連通接続し、該搬送管と前記移送管
   の連結部及び搬送管相互の連結部の各々に駆動モータを
   設けると共に、前記各連結部を中心として各々独立して
   前記搬送管を水平旋回可能に設け、該搬送管を前記駆動
   モータにより水平旋回することを特徴とする連続鋳造に
   おける鋳造パウダー供給装置。
2. 【請求項２】 モールド内の溶鋼表面上に供給する鋳造
   パウダー収納ホッパーと、該ホッパー内の鋳造パウダー
   を移送管と該移送管に２本以上連通接続した搬送管をを
   介してモールド内へ散布する散布装置を備え、前記搬送
   管と前記移送管の連結部および搬送管相互の連結部の駆
   動モータを制御するロボットコントローラを有する鋳造
   パウダー供給装置において、鋳造パウダーを前記モール
   ド内に供給するに際し、あらかじめ前記搬送管をタンデ
   ィッシュまたはタンディッシュカーに設けた基準部材に
   向けて駆動すると共に、前記一方の駆動モータの負荷電
   流および回転速度を検出し、この負荷電流があらかじめ
   設定した電流値以上で、かつ、回転速度があらかじめ設
   定した回転速度以下になった際に、前記搬送管が前記基
   準部材にタッチしたと判定してそのタッチ信号を発する
   タッチ判定部と、該タッチ判定部からタッチ信号を入力
   すると前記ロボットコントローラから入力している前記
   駆動モータの回転角度を基にイマージョンノズルの位置
   を予測して出力するイマージョンノズル位置予測部と、
   該イマージョンノズル位置予測部から入力したイマージ
   ョンノズル位置情報を基に該イマージョンノズルを予測
   位置を除く前記モールド内位置への搬送管水平旋回駆動
   指令を前記ロボットコントローラに出力する搬送管位置
   制御部を設けたことを特徴とする連続鋳造における鋳造
   パウダー供給装置。