JP5352123B2 - ロール間隔測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、連続鋳造機におけるロール対の間隔を測定するためのロール間隔測定装置に関するものである。

連続鋳造機においては、鋳片通路に沿ってロール対が並べられ、鋳片はこのガイドロール対にガイドされて鋳片通路を通過する。このロール対の間隔に異常が発生すると、鋳片の中心偏析や内部割れなどの鋳片品質の低下をもたらす原因となるので、このロール対の間隔を適正に維持することは極めて重要であり、そのため従来からロール対の間隔が測定されている。

連続鋳造機のロール間隔測定を行うには、鋳造開始時に用いられるダミーバーに設置されたロール間隔測定装置が用いられる。従来のロール間隔測定装置は、ガイドロールに接触して可動するセンサヘッドと、このセンサヘッドの変位を検出する変位計とを有するセンサ装置を上下に有しており、ダミーバーが連続するロール対間を移動する間に各ロール間隔を測定することができる（特許文献１）。ただし特許文献１のように、可動面側（いわゆるＬ面側）のロールの変位量を測定するセンサ装置と、固定面側（いわゆるＦ面側）のロールの変位量を測定するセンサ装置とを水平方向にずらして上下に配置すると、各センサ装置が検出する変位量に位相差が発生するため、２つのセンサ装置を上下に対向配置することが提案されている（特許文献２）。

センサ装置が上下に対向配置された従来のロール間隔測定装置をより詳細に説明すると、図９は従来のロール間隔測定装置の断面を示しており、ロール間隔測定装置１０１は、可動面側（いわゆるＬ面側）のロール１０２と接触するセンサヘッド１０３と、センサヘッド１０３を収納する円筒形のセンサハウジング１０４とを持ったセンサ装置１０５と、固定面側（いわゆるＦ面側）のロール１１０と接触するセンサヘッド１１１と、センサヘッド１１１を収納する円筒形のセンサハウジング１１２とを持ったセンサ装置１１３とを有している。

センサ装置１０５について詳述すると、センサヘッド１０３は、筒状の本体部１０３ａと、本体部１０３ａの端部に円錐状に連設され頂上部がロール１０２側に対して凸に湾曲した形状を持ったヘッド部１０３ｂとを有している。そしてセンサヘッド１０３は、内側に配置されたスプリング１０６によってロール１０２側へと付勢され、変位は検知ロッド１０７を介して変位計１０８によって測定されるようになっている。

センサ装置１１３もセンサ装置１０５と同様な構成を有しており、センサヘッド１１１は、本体部１１１ａと、ヘッド部１１１ｂとを有し、スプリング１１４によってロール１１０側へと付勢され、検知ロッド１１５を介して変位計１１６によって変位が測定されるようになっている。そして２つのセンサ装置１０５、１１３は、連結部材１１７によって一体化されている。

特開平１０−２７４５０２号公報 特開２００６−２３１３５０号公報

前記したセンサ装置１０５、センサ装置１１３においては、センサヘッド１０３、１１１が各々ロール１０２、１０３に接触した際、スプリング１０６、１１４に抗して、ヘッド部１０３ｂ、１１１ｂがセンサハウジング１０４、１１２内に入り込むが、センサヘッド１０３についていえば、図１０に示したように、ヘッド部１０３ｂの下方と、センサハウジング１０４の内周との間に、先端が尖ったテーパー状の隙間ａが発生する。そしてダミーバーの進行に伴い、ロールに付着している例えばスケールや連続鋳造の開始時に使用する冷材等の異物ｘが、この隙間ａに侵入することがあった。

そうすると、ダミーバーがさらに搬送方向Ｄに向かって進み、たとえばセンサヘッド１０３がロール対の間隔が最小となる箇所を過ぎた際に、ヘッド部１０３ｂが、スプリング１０６によって元の位置に復帰しようとしても、異物ｘの噛み込みが発生し、異物ｘが障害物となって、ヘッド部１０３ｂが元の位置まで戻らないおそれがあった。センサヘッド１０３のヘッド部１０３ｂが元の位置に復帰しないと、ロール間隔の測定が不可能となったり、また測定できたとしても正確な測定値が得られない。また異物ｘがテーパー状の隙間ａに侵入して噛み込まれると、容易に離脱しないので、ロール間隔の測定を中断し、測定装置をメンテナンスする必要がある。

このような現象は、可動面側（いわゆるＬ面側）のロール１０２と接触するセンサヘッド１０３について顕著な現象である。それは、固定面側（いわゆるＦ面側）のロール１１０を検出するセンサ装置１１３のセンサヘッド１１１は下向きであるため、発生した異物はそのまま落下し、ヘッド部１１１ｂとセンサハウジング１１２内のテーパに入り込むことが殆どないためである。

前記したような異物ｘの噛み込み現象を防止するには、テーパー状の隙間ａを発生させないように、たとえばセンサハウジング１０４の長さ（高さ）を短くすることが考えられるが、そうするとセンサヘッド１０３がセンサハウジング１０４から突出する長さが長くなってしまい、ロール１０２に接触するときの衝撃で曲がったり、歪んだり、さらには破損するおそれがある。

一方、センサヘッド１０３のヘッド部１０３ｂの湾曲形状を、略円錐形状から、よりなだらかな形状へと変え、テーパー状の隙間ａの先端部の角度を鈍角にすることも考えられるが、そうするとヘッド部１０３ｂが検知する変位量のピーク値が把握しづらくなり、測定精度が低下するという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、センサヘッドの長さ（センサハウジングからの突出長）を変えずにセンサヘッドの安全性を確保しつつ、測定精度を高いレベルで維持し、かつ異物ｘの噛み込み現象の発生を抑えて、長期間にわたって安定してロール間隔の測定を行うことを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、連続鋳造機の鋳片通路を挟んで対向配置されているロール対の間隔を測定するセンサ装置を備えたロール間隔測定装置であって、前記センサ装置は、筒状の本体部と、当該本体部の端部に円錐状に連設され頂上部がロール側に対して凸に湾曲した形状を持ったヘッド部とを有する可動式のセンサヘッド、及び前記センサヘッドを収納する筒状のセンサハウジングを備え、少なくとも前記ヘッド部の下端部が前記センサハウジング内に入り込んだ際に、当該ヘッド部下方外周と前記センサハウジング内周との間に、底面形態が平面視で環帯状であり垂直断面が台形である、異物を受容する受容部が形成されることを特徴としている。

本発明によれば、ヘッド部下方外周と前記センサハウジング内周との間に、底面形態が平面視で環帯状であり垂直断面が台形である、受容部が形成されており、その形状は従来のような先端が尖ったテーパー状ではなく、底部を有する垂直断面が略台形となっている。したがって、受容部内に侵入した異物は受容部の底部で受け止められて受容され、異物の噛み込み現象の発生は抑えられる。

発明者らが調べたところ、この種の連続鋳造機の鋳片通路で発生して、センサヘッドとセンサハウジングとの間に噛み込まれた異物の大きさは、０．５ｍｍより小さいものであった。したがって、前記受容部の底面の幅は０．５ｍｍ以上とすれば、異物の噛み込み現象の発生は防止できる。

前記受容部は、ヘッド部下端と本体部上端との間に段部が設けられて形成されてもよく、またセンサハウジングの上部内周に段部が設けられることによって形成されてもよい。ヘッド部下端と本体部上端との間に段部が形成された場合、当該段部が受容部の底部を構成する。したがって受容部内に異物が侵入した場合、センサヘッドが元の位置に復帰する場合、当該段部によって当該異物は受容部外へと押し出される。

前記センサ装置を搭載するセンサブロックにおける前記ロール対の固定面側ロールと接触する、センサブロックの底面側の接触部材には、たとえばＳＣＭ４４０以上の強度を持つ高強度部材を使用することが好ましい。これによって接触面の磨耗を抑え、高精度の測定が安定して維持できる。

またセンサブロックにおける前記接触部材を、複数の部材に分割すれば、磨耗した部分のみの交換が可能になる。

本発明によれば、ダミーバーにローラ間隔測定装置を搭載してロール間隔の測定を行う場合、センサヘッドの長さを変えずにセンサヘッドの安全性を確保しつつ、センサハウジングとセンサヘッドの間での異物の噛み込み現象の発生を抑えることができ、長期間にわたって安定してローラ間隔の測定を精度よく行うことが可能である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について説明する。図1は実施の形態にかかるロール間隔測定装置が搭載されたダミーバー１を模式的に示している。ダミーバー１は、多数のリンク材１ａとシャフト１ｂとを有しており、図示しないタンディッシュから鋳型２を通じて鋳造される溶鋼３を先導して、複数のロール４、５で形成される鋳片通路内を移動していく。

図２はロール間隔測定装置が搭載されたダミーバー１の底面を示しており、本実施の形態においては、ダミーバー１のダミーバーヘッド６側、すなわち連続鋳造機搬送方向後方側に配置されたセンサリンク７の幅方向両端近傍に設けられたセンサブロック８に、上面と底面に対向してロール対４、５間のギャップを測定するためのセンサ装置１０、２０を備えたロール間隔測定装置Ｓが設けられている（図２ではセンサ装置１０は図示せず）。図１に示したように、センサ装置１０は可動面側のロール４の変位を測定するためのものであり、背面側に設けられたセンサ装置２０は固定面側のロール５の変位を測定するためのものであり、これら双方のセンサ装置１０、２０によって測定された変位量の測定結果によって、ロール４、５間のギャップが測定される。

センサブロック８の底面側、すなわち、固定面側のロール５と接する接触面９は、複数の接触部材９ａ〜９ｇに分割されており、各接触部材９ａ〜９ｇがセンサブロック８の本体に対して、各々独立して取り付け、取り外しが可能である。またこれら各接触部材９ａ〜９ｇには、ＳＣＭ４４０以上の強度を持つ高強度部材が使用されている。

図４は、ロール間隔測定装置Ｓの断面を示しており、可動面側（いわゆるＬ面側）のロール４側の変位量を測定するセンサ装置１０について説明すると、このセンサ装置１０は、ロール４と接触するセンサヘッド１１と、センサブロック８の本体と連結部材３０とに固定され、センサヘッド１１を収納する円筒形のセンサハウジング１２とを有している。

センサヘッド１１は、筒状の本体部１１ａと、本体部１１ａの端部に円錐状に連設され、頂上部がロール４側に対して凸に湾曲した形状を持ったヘッド部１１ｂとを有している。センサヘッド１１内部の係止部１１ｃと連結部３０との間には、スプリング１３が配置され、センサヘッド１１は、センサハウジング１２から上方、すなわちロール４側へと付勢されている。なおセンサヘッド１１の下端にはフランジ部１１ｄが形成されており、センサハウジング１２の係止部１２ａと係止して、センサヘッド１１はセンサハウジング１２からは離脱しない。またセンサヘッド１１内の中心部には、検知ロッド１４が設けられ、検知信号は変位計１５へと出力されるようになっている。

そしてセンサヘッド１１におけるヘッド部１１ｂ下端と本体部１１ａ上端との間には、図５、図６にも示したように、環状の段部１１ｅが設けられている。本実施の形態では、段部１１ｅの幅ｄは、０．５ｍｍに設定されている。

ロール５側の変位量を測定するセンサ装置２０もセンサ装置１０とほぼ同様な構成を有しており、ロール５と接触するセンサヘッド２１と、センサブロック８の本体と連結部材３０とに固定され、センサヘッド２１を収納する円筒形のセンサハウジング２２とを有し、センサヘッド２１は、筒状の本体部２１ａと、頂上部がロール５側に対して凸に湾曲した形状を持ったヘッド部２１ｂとを有している。またセンサヘッド２１内部の係止部２１ｃと連結部３０との間には、スプリング２３が配置され、センサヘッド２１は、センサハウジング２２から下方、すなわちロール５側へと付勢されている。またセンサヘッド２１内の中心部には、検知ロッド２４が設けられ、検知信号は変位計２５へと出力されるようになっている。

本実施の形態にかかるロール間隔測定装置Ｓは以上のように構成されており、ロール間隔測定装置Ｓが搭載されたダミーバー１が、溶鋼３を先導して、複数のロール４、５で形成される鋳片通路内を移動していくと、センサ装置１０のセンサヘッド１１と、センサ装置２０のセンサヘッド２１が各々逐次ロール４、５と接触し、ロール４、５間のギャップを測定していく。

そしてセンサ装置１０についていえば、図７に示したように、ロール４と接触したセンサヘッド１１は、スプリング１３による付勢に抗して、下方へ押し下げられ、センサハウジング１２内に収納されるが、このとき図８にも示したように、センサヘッド１１のヘッド部１１ｂの下端部がセンサハウジング１２内に入り込んだ際に、ヘッド部１１ｂ下方外周とセンサハウジング１２内周との間には、段部１１ｅの存在によって、底面形態が平面視で環帯状であり、垂直断面が台形である環状の受容部Ａが形成されている。

したがって、ダミーバー１が鋳片通路内を移動中に冷却材やスケールなどの異物ｘが発生して、センサヘッド１１のヘッド部１１ｂとセンサハウジング１２内周との間に侵入した場合、当該異物ｘは受容部Ａに受容される。受容部Ａの形状は、従来のような先端が尖ったテーパー状ではなく、前記したように垂直断面が台形であるので、異物ｘは、受容部Ａの底面、すなわち段部１１ｅで受容される。したがって、ダミーバー１の進行に伴ってセンサヘッド１１がロール４との接触が終わり、スプリング１３によってセンサヘッド１１が元の位置に復帰する場合、異物ｘは、段部１１ｅによってそのままセンサハウジング１２外へと押し出される。したがって、従来のような異物ｘの噛み込み現象が発生することはなく、円滑にセンサヘッド１１が元の位置に復帰する。それゆえ、長期間にわたって安定してローラ間隔の測定を精度よく行うことが可能である。またセンサヘッド１１のセンサハウジング１２からの突出長さ自体は従来と変わらないので、センサヘッド１１の安全性はそのまま確保されている。

なお連続鋳造機のロールに付着している異物は概ね０．５ｍｍ未満であるため、前記実施の形態では、受容部Ａの底面を構成する段部１１ｅの幅ｄは０．５ｍｍとしたが、好ましくは０．５ｍｍ〜２ｍｍ、例えば１ｍｍ程度が望ましい。

またセンサ装置１０、２０が搭載されているセンサブロック８における固定面側のロール５と接する接触面９は、複数の接触部材９ａ〜９ｇに分割され、これらは、ＳＣＭ４４０以上の強度を持つ高強度部材が使用されているので、基準面が磨耗によって変動することを抑制することができ、長期間にわたって精度よく測定が実施できる。しかも複数の接触部材９ａ〜９ｇは、センサブロック８の本体に対して、各々独立して取り付け、取り外しが可能であるから、磨耗の激しい部分のみを交換することが可能になっており、メンテナンス性も良好である。

本発明は、連続鋳造装置のロール間隔を測定する装置に有用である。

実施の形態にかかるロール間隔測定装置を装備したダミーバーが連続鋳造機の鋳片通路を通過する際の様子を示す側面図である。 実施の形態にかかるロール間隔測定装置を装備したダミーバーの底面図である。 実施の形態にかかるロール間隔測定装置を搭載したセンサブロックの底面図である。 実施の形態にかかるロール間隔測定装置の縦断面図である。 実施の形態にかかるロール間隔測定装置におけるセンサヘッドとセンサハウジングの要部拡大断面図である。 実施の形態にかかるロール間隔測定装置におけるセンサヘッドの平面図である。 ロールと接触しているときの実施の形態にかかるロール間隔測定装置の縦断面図である。 異物が受容部に受容された様子を模式的に示した断面図である。 従来技術にかかるロール間隔測定装置の縦断面図である。 従来技術にかかるロール間隔測定装置における異物の噛み込み現象を模式的に示した断面図である。

符号の説明

１ ダミーバー
１ａ リンク材
１ｂ シャフト
２ 鋳型
３ 溶鋼
４ ロール
５ ロール
６ ダミーバーヘッド
７ センサリンク
８ センサブロック
９ 接触面
９ａ〜９ｇ 接触部材
１０ センサ装置
１１ センサヘッド
１１ａ 本体部
１１ｂ ヘッド部
１１ｃ 係止部
１１ｄ フランジ部
１１ｅ 段部
１２ センサハウジング
１２ａ 係止部
１２ｂ 段部
１３ スプリング
１４ 検知ロッド
１５ 変位計
２０ センサ装置
２１ センサヘッド
２１ａ 本体部
２１ｂ ヘッド部
１１ｃ 係止部
２２ センサハウジング
２３ スプリング
２４ 検知ロッド
２５ 変位計
３０ 連結部材
Ａ 受容部
Ｄ 搬送方向
Ｓ ロール間隔測定装置
ａ 隙間
ｄ 幅
ｘ 異物

Claims (5)

1. 連続鋳造機の鋳片通路を挟んで対向配置されているロール対の間隔を測定するセンサ装置を備えたロール間隔測定装置であって、
   前記センサ装置は、筒状の本体部と、当該本体部の端部に円錐状に連設され頂上部がロール側に対して凸に湾曲した形状を持ったヘッド部とを有する可動式のセンサヘッド、及び前記センサヘッドを収納する筒状のセンサハウジングを備え、
   少なくとも前記ヘッド部の下端部が前記センサハウジング内に入り込んだ際に、当該ヘッド部下方外周と前記センサハウジング内周との間に、底面形態が平面視で環帯状であり垂直断面が台形である、異物を受容する受容部が形成されることを特徴とする、ロール間隔測定装置。
2. 前記受容部の底面の幅は０．５ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項１に記載のロール間隔測定装置。
3. 前記受容部は、ヘッド部下端と本体部上端との間に段部が設けられることによって形成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のロール間隔測定装置。
4. 前記センサ装置を搭載するセンサブロックにおける前記ロール対の固定面側ロールと接触する、センサブロックの底面側の接触部材には、ＳＣＭ４４０以上の強度を持つ高強度部材が使用されたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のロール間隔測定装置。
5. 前記センサブロックの接触部材は、複数の部材に分割されていることを特徴とする、請求項４に記載のロール間隔測定装置。

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