JP5123692B2 - Sliding nozzle plate life evaluation method - Google Patents

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  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)

Description

本発明は、連続鋳造設備において使用される取鍋やタンディッシュなどの溶融金属容器の底部に設置されたスライディングノズル装置を構成するスライディングノズル用プレートの寿命判定方法に関する。 The present invention relates to a method for determining the life of a sliding nozzle plate that constitutes a sliding nozzle device installed at the bottom of a molten metal container such as a ladle or tundish used in a continuous casting facility.

溶鋼の流量制御に用いられるスライディングノズル用プレートに発生する損傷は、絞り注入時にノズル孔のエッジ部が溶損するエッジ溶損Q(図9(A)参照)と、スライディングノズル用プレートの摺動動作によって該プレートの摺動面が損傷するストローク損傷R(図9(B)参照)に大別されるが、これら以外にも、酸化による組織劣化、プレート摺動過多、地金引き込み等から起こる摺動面の面荒れがある。 Damage to the sliding nozzle plate used to control the flow rate of molten steel includes edge melting Q (see Fig. 9 (A)) where the edge of the nozzle hole melts at the time of injection, and sliding operation of the sliding nozzle plate. Stroke damage R (see FIG. 9 (B)), which damages the sliding surface of the plate, is broadly classified, but in addition to these, sliding caused by structural deterioration due to oxidation, excessive sliding of the plate, pulling in the metal, etc. There is a rough surface.

これら損傷は、再使用されるたびに進行するため、スライディングノズル用プレートは、使用回数が制限されている。従来より、スライディングノズル用プレートの寿命は、作業員の目視検査によって判断されている。しかしながら、目視検査は定性的なものであるため、目視検査を行う作業員の経験や技能に大きく依存し、作業員によって判定結果が大きく異なる場合もある。 Since these damages progress every time they are reused, the sliding nozzle plate has a limited number of uses. Conventionally, the life of a sliding nozzle plate is determined by visual inspection of an operator. However, since the visual inspection is qualitative, depending on the experience and skill of the worker who performs the visual inspection, the determination result may vary greatly depending on the worker.

そこで、特許文献1では、スライド栓のサイズ、温度、圧力及び/又は力に関連する1つ又は複数の測定値を、目標値又は目標値範囲と比較してスライド栓の継続使用可能性を判定する方法が提案されている。また、特許文献2では、注湯時間、相対移動の回数、オリフィス口唇部の限界摩耗量等を記憶ユニットに入力する工程と、レードル及び耐熱板に関する情報を入力ユニットを介して入力する工程と、レードルへの注湯時間、ある時点でのレードルの重量、移動の回数、シリンダの油圧、ある時点のシリンダ端部の位置などを収集する工程と、収集又は算定した値を記憶ユニット内の限界値と比較する比較工程とを有する方法が提案されている。 Therefore, in Patent Document 1, one or a plurality of measured values related to the size, temperature, pressure and / or force of the slide plug are compared with a target value or a target value range to determine whether the slide plug can be used continuously. A method has been proposed. Further, in Patent Document 2, a step of inputting the pouring time, the number of relative movements, the limit wear amount of the orifice lip, etc., into the storage unit, a step of inputting information on the ladle and the heat-resistant plate through the input unit, The process of collecting the pouring time into the ladle, the weight of the ladle at a certain point in time, the number of movements, the hydraulic pressure of the cylinder, the position of the cylinder end at a certain point, and the limit value in the storage unit for the collected or calculated value There has been proposed a method having a comparison step for comparing with.

特表2005−536349号公報JP 2005-536349 A 特表2006−528070号公報JP 2006-528070 Gazette

しかしながら、特許文献1や特許文献2では、測定値や収集した値を目標値又は限界値と比較するとのみ記載され、評価項目に関して目標値又は限界値を如何に設定すればよいのか全く記載されていない。また、スライディングノズル用プレートの損傷と、測定又は収集されたデータとの相関性も明らかでなく、実用性の点で多くの問題がある。 However, Patent Document 1 and Patent Document 2 only describe a measurement value or a collected value compared with a target value or a limit value, and completely describe how the target value or limit value should be set for an evaluation item. Absent. Further, the correlation between the damage of the sliding nozzle plate and the measured or collected data is not clear, and there are many problems in terms of practicality.

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、スライディングノズル用プレートの損傷と測定されたデータとの相関性が明確で、スライディングノズル用プレートの損傷度を定量的に評価することのできるスライディングノズル用プレートの寿命判定方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a sliding nozzle capable of quantitatively evaluating the degree of damage of the sliding nozzle plate with clear correlation between the damage of the sliding nozzle plate and the measured data. An object of the present invention is to provide a method for determining the life of a plate.

上記目的を達成するため、本発明は、固定プレートと、該固定プレートに密着して摺動する摺動プレートとからなるスライディングノズル用プレートの寿命判定方法であって、溶融金属容器の底部に固定され、前記固定プレートを保持する固定金枠、及び/又は、前記固定金枠に対して開閉可能に設けられた開閉金枠に振動計を設置し、前記摺動プレートが開方向に摺動する際の振動波形を前記振動計により測定し、測定された振動波形の時刻歴データから波形面積を求め、該波形面積を予め設定した判定基準値と比較し、該波形面積が前記判定基準値を超えた場合に、前記スライディングノズル用プレートを不良品と判定することを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention is a method for determining the life of a sliding nozzle plate comprising a fixed plate and a sliding plate that slides in close contact with the fixed plate, and is fixed to the bottom of a molten metal container. A vibration meter is installed on the fixed metal frame that holds the fixed plate and / or the open / close metal frame that can be opened and closed with respect to the fixed metal frame, and the sliding plate slides in the opening direction. The vibration area is measured with the vibrometer, the waveform area is obtained from the time history data of the measured vibration waveform, the waveform area is compared with a preset determination reference value, and the waveform area is set to the determination reference value. When it exceeds, the sliding nozzle plate is determined as a defective product.

ここで、「開方向」とは、固定プレートのノズル孔が摺動プレートで塞がれた状態から、固定プレートのノズル孔から摺動プレートのノズル孔を介して溶鋼が流れ落ちるように、摺動プレートが摺動するときの摺動方向をいう。また、その逆方向を「閉方向」と呼ぶ。
摺動プレートを保持して摺動するスライド金枠は、開方向時の摺動に比べ、閉方向時の摺動のほうが蛇行した動きをしやすい。このため、本発明では、摺動プレートが開方向に摺動する際の振動波形をスライディングノズル用プレートの寿命判定に使用する。さらに、本発明では、ノイズの影響を極力避けるため、摺動しない固定金枠及び/又は開閉金枠に振動計を設置する。
Here, the “open direction” means that the molten steel flows from the nozzle hole of the fixed plate through the nozzle hole of the sliding plate from the state where the nozzle hole of the fixed plate is blocked by the sliding plate. The sliding direction when the plate slides. The opposite direction is referred to as the “closing direction”.
The slide metal frame that holds and slides the sliding plate is more likely to move meandering in the closing direction than in the opening direction. For this reason, in this invention, the vibration waveform at the time of a sliding plate sliding to an opening direction is used for the lifetime determination of the plate for sliding nozzles. Furthermore, in the present invention, in order to avoid the influence of noise as much as possible, a vibrometer is installed on a fixed metal frame and / or an open / close metal frame that does not slide.

後述するように、スライディングノズル用プレートが開方向に摺動するときの振動振幅は、スライディングノズル用プレートの損傷度と相関性が高い。このため、該振動波形の波形面積を判定基準値と比較することにより、スライディングノズル用プレートの寿命を定量的に評価することができる。 As will be described later, the vibration amplitude when the sliding nozzle plate slides in the opening direction has a high correlation with the degree of damage of the sliding nozzle plate. For this reason, the lifetime of the sliding nozzle plate can be quantitatively evaluated by comparing the waveform area of the vibration waveform with the determination reference value.

また、本発明に係るスライディングノズル用プレートの寿命判定方法では、前記判定基準値をB、損傷の無いスライディングノズル用プレートによる前記波形面積をA、安全率をαとすると、B=α・A且つα=1.4〜2.0としてもよい。 In the sliding nozzle plate life determination method according to the present invention, if the determination reference value is B, the waveform area by the sliding nozzle plate without damage is A, and the safety factor is α, then B = α · A and It is good also as (alpha) = 1.4-2.0.

αが2.0を超えると、損傷がひどく使用に耐えないスライディングノズル用プレートを使用可能と判断するおそれがあり、αが1.4未満だと、損傷が小さく再使用が可能なスライディングノズル用プレートを使用不可とするおそれがある。αが大きくなるにつれて安全性が低下し、αが小さくなるにつれてコストアップとなる。上記範囲は、安全性とコストのバランスを考えて設定されたものである。 If α exceeds 2.0, it may be judged that a sliding nozzle plate that is severely damaged and cannot be used can be used, and if α is less than 1.4, the sliding nozzle can be reused with little damage. There is a risk of disabling the plate. As α increases, the safety decreases, and as α decreases, the cost increases. The above range is set in consideration of the balance between safety and cost.

また、本発明に係るスライディングノズル用プレートの寿命判定方法では、前記波形面積は、測定された振動波形をフィルタ処理した後、2乗移動平均処理して得られたデータから算出された面積としてもよい。 In the sliding nozzle plate life determination method according to the present invention, the waveform area may be an area calculated from data obtained by performing a square moving average process after filtering the measured vibration waveform. Good.

スライディングノズル用プレートが損傷した場合、特定の周波数帯域の振動が卓越する。そこで、本発明では、測定された振動波形をフィルタ処理して特定の周波数帯域の振動波形のみとすることにより、スライディングノズル用プレートの損傷を顕在化させる。また、振動波形のパターンや傾向をより明確にするため、フィルタ処理した振動波形をさらに2乗移動平均処理して振動波形の変動が滑らかに表示されるようにする。 When the sliding nozzle plate is damaged, vibrations in a specific frequency band are dominant. Therefore, in the present invention, the measured vibration waveform is filtered to obtain only the vibration waveform in a specific frequency band, thereby revealing the damage to the sliding nozzle plate. In order to clarify the pattern and tendency of the vibration waveform, the filtered vibration waveform is further subjected to the square moving average process so that the fluctuation of the vibration waveform is displayed smoothly.

スライディングノズル用プレートを構成する摺動プレートが開方向に摺動するときの振動波形は、スライディングノズル用プレートの損傷度と相関性が高く、該振動波形の波形面積を判定基準値と比較することにより、スライディングノズル用プレートの寿命を定量的に評価することができる。 The vibration waveform when the sliding plate constituting the sliding nozzle plate slides in the opening direction is highly correlated with the damage degree of the sliding nozzle plate, and the waveform area of the vibration waveform should be compared with the criterion value. Thus, the lifetime of the sliding nozzle plate can be quantitatively evaluated.

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention.

図1に、本発明の一実施の形態に係るスライディングノズル用プレートの寿命判定方法を使用するスライディングノズル装置10の模式図を示す。以下では、スライディングノズル用プレートが上プレートと下プレートの2枚からなる場合について説明するが、上プレート(上部固定プレート)、中プレート(摺動プレート)、下プレート(下部固定プレート)の3枚からなる場合も基本的に同様である。 FIG. 1 is a schematic diagram of a sliding nozzle device 10 that uses a sliding nozzle plate life determination method according to an embodiment of the present invention. The following describes the case where the sliding nozzle plate is composed of two plates, an upper plate and a lower plate, but the upper plate (upper fixed plate), middle plate (sliding plate), and lower plate (lower fixed plate). The same applies to the case of comprising.

スライディングノズル用プレート11は、上ノズル16に接続されるノズル孔12uが形成された上プレート11u(固定プレート)と、下ノズル17に接続されるノズル孔12dが形成され、上プレート11uの下面に密着して摺動する下プレート11d(摺動プレート)とから構成される。上プレート11uは、溶融金属容器20の底部に固定された固定金枠13に保持され、下プレート11dは、固定金枠13に対して開閉可能に設けられた開閉金枠15の内側に配置されたスライド金枠14に保持される。スライド金枠14の一端は、アーム18を介して油圧シリンダ19に連結され、油圧シリンダ19を作動させることで、スライド金枠14は、下プレート11dを保持した状態で上プレート11uの下面に沿って一方向に摺動する。 The sliding nozzle plate 11 has an upper plate 11u (fixed plate) in which a nozzle hole 12u connected to the upper nozzle 16 is formed, and a nozzle hole 12d connected to the lower nozzle 17, and is formed on the lower surface of the upper plate 11u. The lower plate 11d (sliding plate) slides in close contact with each other. The upper plate 11u is held by a fixed metal frame 13 fixed to the bottom of the molten metal container 20, and the lower plate 11d is disposed inside an open / close metal frame 15 provided to be openable and closable with respect to the fixed metal frame 13. The slide metal frame 14 is held. One end of the slide metal frame 14 is connected to a hydraulic cylinder 19 via an arm 18, and the hydraulic cylinder 19 is operated so that the slide metal frame 14 extends along the lower surface of the upper plate 11u while holding the lower plate 11d. Slide in one direction.

図2は、開閉金枠15を開いた状態のスライディングノズル装置10を、溶融金属容器20の底面側から見たものである。
固定金枠13内の上プレート11uは、固定金枠13に螺挿されたプレート固定用ボルト23の先端に取り付けられたプレート押さえ22によって、動かないように押圧されている。また、固定金枠13の外側面には、固定金枠13を溶融金属容器20に固定するためのブラケット24が設けられており、ブラケット24上に振動計25が設置される。振動計25としては、加速度計や速度計、変位計などを使用することができるが、200℃以上の高温下において正常に作動する仕様でなければならない。
FIG. 2 shows the sliding nozzle device 10 with the opening / closing metal frame 15 opened as viewed from the bottom side of the molten metal container 20.
The upper plate 11 u in the fixed metal frame 13 is pressed so as not to move by a plate presser 22 attached to the tip of a plate fixing bolt 23 screwed into the fixed metal frame 13. A bracket 24 for fixing the fixed metal frame 13 to the molten metal container 20 is provided on the outer surface of the fixed metal frame 13, and a vibrometer 25 is installed on the bracket 24. As the vibrometer 25, an accelerometer, a speedometer, a displacement meter, or the like can be used.

図3に、スライディングノズル用プレート11の摺動方向を示す。図3(A)に示すように、上プレート11uのノズル孔12uが下プレート11dで塞がれた状態から、上プレート11uのノズル孔12uの直下に下プレート11dのノズル孔12dが位置するように、下プレート11dが摺動するときの摺動方向Uを「開方向」という。また、図3(B)に示すように、その逆方向Sを「閉方向」と呼ぶ。
開方向U時の摺動に比べ、閉方向S時の摺動のほうがスライド金枠14が蛇行した動きをしやすい。このため、スライディングノズル用プレート11の振動を測定する際は、下プレート11dが開方向Uに摺動するときの振動波形を振動計25により測定する。
FIG. 3 shows the sliding direction of the sliding nozzle plate 11. As shown in FIG. 3A, the nozzle hole 12d of the lower plate 11d is positioned directly below the nozzle hole 12u of the upper plate 11u from the state where the nozzle hole 12u of the upper plate 11u is blocked by the lower plate 11d. In addition, the sliding direction U when the lower plate 11d slides is referred to as “opening direction”. Further, as shown in FIG. 3B, the reverse direction S is referred to as a “closed direction”.
Compared to sliding in the opening direction U, sliding in the closing direction S is more likely to make the slide metal frame 14 meander. For this reason, when measuring the vibration of the sliding nozzle plate 11, the vibration waveform when the lower plate 11 d slides in the opening direction U is measured by the vibrometer 25.

振動計25により測定された振動波形は、フィルタ処理を行い、スライディングノズル用プレート11の損傷に起因する特定の周波数帯域の振動波形を抽出する。
振動波形のフィルタ処理を行う場合、周波数軸上で行う方法と時間軸上で行う方法に大別できる。
The vibration waveform measured by the vibrometer 25 is subjected to filter processing, and a vibration waveform in a specific frequency band resulting from damage to the sliding nozzle plate 11 is extracted.
When performing the filtering process of the vibration waveform, it can be roughly divided into a method performed on the frequency axis and a method performed on the time axis.

先ず、振動波形のフィルタ処理を周波数軸上で行う場合について説明する。なお、以下の説明では、説明の便宜上、離散データと連続データとを特に区別せずに説明する。
測定された振動波形x(t)をフーリエ変換し、周波数データX(f)に変換する。ここで、tは時間、fは周波数である。特定の周波数帯域のみからなる周波数応答関数H(f)を導入し、(1)式により、測定された振動波形について特定の周波数帯域のみ抽出する。(1)式で得られたY(f)は、逆フーリエ変換し、特定の周波数帯域のみからなる時刻歴データy(t)に変換する。
First, the case where the vibration waveform filtering process is performed on the frequency axis will be described. In the following description, for convenience of description, discrete data and continuous data will be described without particular distinction.
The measured vibration waveform x (t) is Fourier transformed to be converted into frequency data X (f). Here, t is time and f is frequency. A frequency response function H (f) consisting only of a specific frequency band is introduced, and only a specific frequency band is extracted for the measured vibration waveform by equation (1). Y (f) obtained by the equation (1) is subjected to inverse Fourier transform and converted to time history data y (t) consisting of only a specific frequency band.

Figure 0005123692
Figure 0005123692

図4に、特定の周波数帯域のみからなる周波数応答関数H(f)の一例を示す。周波数応答関数としては、図4で示した正規分布フィルタではなく、特定の周波数帯域に渡って振幅が一定値となるバンドパスフィルタや、基本周波数の整数倍の成分のみ有するフィルタなど対象に応じて用いることができる。 FIG. 4 shows an example of a frequency response function H (f) consisting only of a specific frequency band. The frequency response function is not the normal distribution filter shown in FIG. 4, but a band pass filter whose amplitude is constant over a specific frequency band, a filter having only an integral multiple of the fundamental frequency, or the like. Can be used.

次に、振動波形のフィルタ処理を時間軸上で行う場合について説明する。
特定の周波数帯域のみからなる周波数応答関数H(f)を逆フーリエ変換した重み関数をh(t)とすると、特定の周波数帯域のみからなるy(t)は、(2)式で示される畳み込み積分を用いて計算することができる。
Next, a case where the vibration waveform filtering process is performed on the time axis will be described.
If h (t) is a weight function obtained by performing inverse Fourier transform on a frequency response function H (f) consisting only of a specific frequency band, y (t) consisting only of a specific frequency band is a convolution expressed by equation (2). It can be calculated using integration.

Figure 0005123692
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(2)式において、x(t)、h(t)が有限区間で定義される場合は、x(t)、h(t)を周期関数として取り扱う。
なお、振動波形のフィルタ処理を時間軸上で行う他の方法として、ウェーブレット変換を用いても良い。その際、基底関数として使用するウェーブレットは、ガボール関数やメキシカンハット関数など対象に応じて使用することができる。
In the expression (2), when x (t) and h (t) are defined in a finite section, x (t) and h (t) are handled as periodic functions.
Note that wavelet transform may be used as another method for performing filtering processing of the vibration waveform on the time axis. In this case, the wavelet used as the basis function can be used according to the object such as a Gabor function or a Mexican hat function.

フィルタ処理が終了すると、振動波形のパターンや傾向をより明確にするため、フィルタ処理後の波形に対して2乗移動平均処理を行う。2乗移動平均処理は、各時刻歴値を2乗して正値にした後、各時刻歴値について、その時刻を中心とする前後一定区間の平均値を計算するものであり、振動波形の変動を滑らかに表示することができる。 When the filter process is completed, the square moving average process is performed on the waveform after the filter process in order to clarify the pattern and tendency of the vibration waveform. In the square moving average process, each time history value is squared to be a positive value, and then, for each time history value, an average value of a constant section around the time is calculated. Variations can be displayed smoothly.

図5に、スライディングノズル用プレートを構成する下プレートが開方向に摺動する際の加速度波形をフィルタ処理した後、2乗移動平均処理を行った結果の一例を示す。図5(A)は、スライディングノズル用プレートが新品の場合、図5(B)は、スライディングノズル用プレートの損傷が軽微の場合、図5(C)は、スライディングノズル用プレートの損傷が大きい場合の結果を示している。同図より、開方向のデータについて(A)〜(C)を比較した場合、スライディングノズル用プレートの損傷が大きくなるにつれて、振動振幅が大きくなることがわかる。即ち、スライディングノズル用プレートが開方向に摺動する際の振動振幅は、スライディングノズル用プレートの損傷度と相関性が高いことがわかる。 FIG. 5 shows an example of a result obtained by performing a square moving average process after filtering the acceleration waveform when the lower plate constituting the sliding nozzle plate slides in the opening direction. 5A shows the case where the sliding nozzle plate is new, FIG. 5B shows the case where the sliding nozzle plate is slightly damaged, and FIG. 5C shows the case where the sliding nozzle plate is heavily damaged. Shows the results. As can be seen from the graph, when (A) to (C) are compared for the data in the opening direction, the vibration amplitude increases as the damage to the sliding nozzle plate increases. That is, it can be seen that the vibration amplitude when the sliding nozzle plate slides in the opening direction is highly correlated with the degree of damage of the sliding nozzle plate.

上記振動振幅を用いて、スライディングノズル用プレートの使用可否の判定を行う場合、以下のように行う。
スライディングノズル用プレートが開方向に摺動する際の振動波形について、フィルタ処理と2乗移動平均処理を行ったデータの波形面積を求める。そして、波形面積が判定基準値を超えた場合に、データ処理を行ったスライディングノズル用プレートを不良品と判定する。
ここで、判定基準値をB、損傷の無いスライディングノズル用プレートによる前記波形面積をA、安全率をαとすると、B=α・A且つα=1.4〜2.0である。
When determining whether or not the sliding nozzle plate can be used using the vibration amplitude, the following is performed.
For the vibration waveform when the sliding nozzle plate slides in the opening direction, the waveform area of the data subjected to the filtering process and the square moving average process is obtained. When the waveform area exceeds the determination reference value, the sliding nozzle plate subjected to the data processing is determined as a defective product.
Here, B = α · A and α = 1.4 to 2.0, where B is the determination reference value, A is the waveform area of the sliding nozzle plate without damage, and α is the safety factor.

以上、本発明の一実施の形態について説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、上記の実施の形態では、ブラケットに振動計を設置しているが、固定金枠の他の箇所、或いは、開閉金枠に振動計を設置してもよい。また、上記の実施の形態では、振動計を1個としたが、固定金枠及び/又は開閉金枠に複数の振動計を設置し、その平均値を用いてもよい。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the configuration described in the above-described embodiment, and is within the scope of matters described in the claims. Other possible embodiments and modifications are also included. For example, in the above embodiment, the vibrometer is installed in the bracket, but the vibrometer may be installed in another part of the fixed metal frame or in the opening / closing metal frame. In the above embodiment, one vibration meter is used. However, a plurality of vibration meters may be installed in the fixed metal frame and / or the opening / closing metal frame, and the average value thereof may be used.

固定金枠に振動計として加速度計を設置し、図6に示す5つの試験体について、下プレートが開方向に摺動するときの加速度波形を測定した。試験には、アルミナカーボン質のプレートを使用し、プレートの形状は全長350mm、幅200mm、厚さ30mmとした。試験体1が新品であり、試験体2〜試験体5については、試験のために意図的に損傷を与えたものである。
なお、試験に使用したスライディングノズル装置の面圧は8tnf、ストロークは150mmである。
An accelerometer was installed as a vibration meter on the fixed metal frame, and the acceleration waveform when the lower plate slid in the opening direction was measured for the five test bodies shown in FIG. In the test, an alumina carbon plate was used, and the shape of the plate was 350 mm in length, 200 mm in width, and 30 mm in thickness. The test body 1 is a new article, and the test bodies 2 to 5 are intentionally damaged for the test.
In addition, the surface pressure of the sliding nozzle apparatus used for the test is 8 tnf, and the stroke is 150 mm.

加速度計は、Wilcoxon Research社製のModel376/CC701HTを使用した。使用した加速度計の主な仕様は以下の通りである。最大振幅:50G、共振周波数:32.0kHz、使用可能温度:−50〜260℃。 The accelerometer used was Model 376 / CC701HT manufactured by Wilcoxon Research. The main specifications of the accelerometer used are as follows. Maximum amplitude: 50 G, resonance frequency: 32.0 kHz, usable temperature: −50 to 260 ° C.

表1に、各試験体について熟練作業員が行った判定結果を示す。3段階で評価し、○は損傷度:小、△は損傷度:中、×は損傷度:大を意味する。 Table 1 shows the determination results made by skilled workers for each specimen. Evaluation is made in three stages, ◯ means damage degree: small, Δ means damage degree: medium, and X means damage degree: large.

Figure 0005123692
Figure 0005123692

ノズル孔が全開の状態から全閉そして全開となる20秒間の加速度を測定し、全閉そして全開となる区間についてデータ処理を行った。また、A/D変換時のサンプリング周波数は25kHzとした。 The acceleration for 20 seconds from when the nozzle hole was fully opened to when it was fully closed and fully opened was measured, and data processing was performed for the section where the nozzle hole was fully closed and fully open. The sampling frequency during A / D conversion was 25 kHz.

重み関数h(t)は、図7に示すように、ゼロから正の方向に徐々に増加し、正のピークで反転して負のピークとなり、再び正の方向に徐々に増加してゼロとなる形状を有する三角波とした。この重み関数h(t)は、図4に示したような正規分布の周波数特性を有し、卓越周波数をPとすると、周波数帯域はP/2〜2P、主要周波数帯域は3P/4〜3P/2となる。本試験では、卓越周波数を6.25kHzに設定してフィルタ処理を行った。
また、2乗移動平均処理では、100データ毎に移動平均値を算出した。
As shown in FIG. 7, the weighting function h (t) gradually increases from zero to the positive direction, reverses at the positive peak to become a negative peak, and gradually increases again in the positive direction to zero. A triangular wave having the shape This weight function h (t) has a frequency characteristic of a normal distribution as shown in FIG. 4, where the dominant frequency is P, the frequency band is P / 2 to 2P, and the main frequency band is 3P / 4 to 3P. / 2. In this test, filtering was performed with the dominant frequency set to 6.25 kHz.
In the square moving average process, a moving average value was calculated for every 100 data.

図8に、各試験体の波形面積を判定基準値と併せて示す。ここで、判定基準値は、試験体1の波形面積58.0にα=1.4とα=2.0を掛けたものである。
同図より、試験体1については再使用可、試験体3〜5については再使用不可となり、熟練作業員が行った判定結果と一致していることがわかる。また、試験体2については、安全率αを2.0とした場合は再使用可となり、αを1.4とした場合は再使用不可となる。試験体2については、熟練作業員が行った判定結果においても○と△であり、判断が分かれるところである。
FIG. 8 shows the waveform area of each specimen together with the criterion value. Here, the determination reference value is obtained by multiplying the waveform area 58.0 of the specimen 1 by α = 1.4 and α = 2.0.
From the figure, it can be seen that the specimen 1 can be reused, and the specimens 3 to 5 cannot be reused, which is consistent with the determination result made by the skilled worker. The specimen 2 is reusable when the safety factor α is 2.0, and is not reusable when α is 1.4. Regarding the test body 2, the judgment results made by the skilled workers are also “◯” and “Δ”, and the judgment is divided.

本発明の一実施の形態に係るスライディングノズル用プレートの寿命判定方法を使用するスライディングノズル装置の構成を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the structure of the sliding nozzle apparatus which uses the lifetime determination method of the plate for sliding nozzles concerning one embodiment of this invention. 同スライディングノズル装置に振動計を設置した状態を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the state which installed the vibrometer in the sliding nozzle apparatus. スライディングノズル用プレートの摺動方向を示す説明図であって、(A)はスライディングノズル用プレートが開方向へ摺動する場合、(B)はスライディングノズル用プレートが閉方向へ摺動する場合である。It is explanatory drawing which shows the sliding direction of the plate for sliding nozzles, Comprising: (A) is a case where the plate for sliding nozzles slides in an opening direction, (B) is a case where a plate for sliding nozzles slides in a closing direction. is there. 特定の周波数帯域のみからなる周波数応答関数H(f)の一例を示すスペクトル図である。It is a spectrum figure which shows an example of the frequency response function H (f) which consists only of a specific frequency band. 測定された加速度波形をフィルタ処理した後、2乗移動平均処理を行った結果の一例を示す説明図であって、(A)は新品の場合、(B)は損傷軽微の場合、(C)は損傷が大きい場合である。It is explanatory drawing which shows an example of the result of having performed the square moving average process after filtering the measured acceleration waveform, Comprising: When (A) is a new article, (B) is a slight damage, (C) Is when the damage is significant. 各試験体の一方のプレートの摺動面の状態を示した平面図である。It is the top view which showed the state of the sliding surface of one plate of each test body. 使用した重み関数h(t)の時刻歴波形図である。It is a time history waveform diagram of the used weight function h (t). スライディングノズル用プレートの判定結果を示した棒グラフである。It is the bar graph which showed the determination result of the plate for sliding nozzles. (A)は、スライディングノズル用プレートのエッジ溶損を示した該プレートの側断面図であり、(B)は、スライディングノズル用プレートのストローク損傷を示した該プレートの側断面図である。(A) is a side cross-sectional view of the plate showing edge melting of the sliding nozzle plate, and (B) is a side cross-sectional view of the plate showing stroke damage of the sliding nozzle plate.

符号の説明Explanation of symbols

10:スライディングノズル装置、11:スライディングノズル用プレート、11u:上プレート(固定プレート)、11d:下プレート(摺動プレート)、12u、12d:ノズル孔、13:固定金枠、14:スライド金枠、15:開閉金枠、16:上ノズル、17:下ノズル、18:アーム、19:油圧シリンダ、20:溶融金属容器、22:プレート押さえ、23:プレート固定用ボルト、24:ブラケット、25:振動計 10: Sliding nozzle device, 11: Plate for sliding nozzle, 11u: Upper plate (fixed plate), 11d: Lower plate (sliding plate), 12u, 12d: Nozzle hole, 13: Fixed metal frame, 14: Slide metal frame 15: Opening / closing metal frame, 16: Upper nozzle, 17: Lower nozzle, 18: Arm, 19: Hydraulic cylinder, 20: Molten metal container, 22: Plate holder, 23: Plate fixing bolt, 24: Bracket, 25: Vibration meter

Claims (3)

固定プレートと、該固定プレートに密着して摺動する摺動プレートとからなるスライディングノズル用プレートの寿命判定方法であって、
溶融金属容器の底部に固定され、前記固定プレートを保持する固定金枠、及び/又は、前記固定金枠に対して開閉可能に設けられた開閉金枠に振動計を設置し、前記摺動プレートが開方向に摺動する際の振動波形を前記振動計により測定し、測定された振動波形の時刻歴データから波形面積を求め、該波形面積を予め設定した判定基準値と比較し、該波形面積が前記判定基準値を超えた場合に、前記スライディングノズル用プレートを不良品と判定することを特徴とするスライディングノズル用プレートの寿命判定方法。
A method for determining the life of a sliding nozzle plate comprising a fixed plate and a sliding plate that slides in close contact with the fixed plate,
A vibration meter is installed on a fixed metal frame that is fixed to the bottom of a molten metal container and holds the fixed plate and / or an open / close metal frame that can be opened and closed with respect to the fixed metal frame, and the sliding plate Measure the vibration waveform when sliding in the opening direction with the vibrometer, obtain the waveform area from the time history data of the measured vibration waveform, compare the waveform area with a preset criterion value, A sliding nozzle plate life determination method, wherein the sliding nozzle plate is determined to be defective when the area exceeds the determination reference value.
請求項1記載のスライディングノズル用プレートの寿命判定方法において、前記判定基準値をB、損傷の無いスライディングノズル用プレートによる前記波形面積をA、安全率をαとすると、B=α・A且つα=1.4〜2.0であるスライディングノズル用プレートの寿命判定方法。 2. The sliding nozzle plate life determination method according to claim 1, wherein B = α · A and α, where B is the determination reference value, A is the waveform area of the sliding nozzle plate without damage, and α is the safety factor. = Lifetime determination method of sliding nozzle plate that is 1.4 to 2.0. 請求項1及び2のいずれか1項に記載のスライディングノズル用プレートの寿命判定方法において、前記波形面積は、測定された振動波形をフィルタ処理した後、2乗移動平均処理して得られたデータから算出された面積であるスライディングノズル用プレートの寿命判定方法。 3. The sliding nozzle plate life determination method according to claim 1, wherein the waveform area is obtained by performing a square moving average process after filtering the measured vibration waveform. 4. A method for determining the life of a sliding nozzle plate having an area calculated from
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