JPH05293615A - 連続鋳造設備におけるノズルの洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 製鉄業における最も危険な作業の一つである
連続鋳造設備のノズルの洗浄作業を産業ロボットを用い
て自動化する。 【構成】 産業用ロボットのロボットハンドに力覚やセ
ンサーを取付け、ノズルの洗浄中、酸素ガスを吹出す鉄
パイプ先端が地金等に接触してそれを検出したとき、制
御装置がロボットを数秒間一時的に停止させ、数秒経過
後、制御装置に組込まれた作業プログラムに基づいてロ
ボットを再び作動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続鋳造設備の取鍋や
タンディッシュに設けられるスライディングノズル、取
鍋とタンディッシュの間に設けられるロングノズル、タ
ンディッシュと鋳型との間に設けられる浸漬ノズルその
他類似のノズルを洗浄するために用いられる洗浄装置に
関する。

【０００２】

【従来技術】連続鋳造設備において、取鍋内の溶鋼は図
４に示すように、スライディングノズル１及びロングノ
ズル２を通ってタンディッシュ３内に注入され、スライ
ディングノズル４及び浸漬ノズル５を経て鋳型６内に注
入されるようになっている。連続鋳造設備に用いられる
こうした各種のノズル１、２、４及び５には地金、スラ
グ、ノロ等が付着したり、溶鋼によって、例えばアルミ
キルド鋼のようなアルミ含有量の多い鋼種では、アルミ
ナが析出し、その結果、ノズルが次第に狭められて注入
量が減少し、極端な場合にはノズルが閉塞して注入でき
なくなることがある。またロングノズルや浸漬ノズルに
よく見られることであるが、地金、スラグ、ノロ等の付
着物やアルミナ等の析出物（以下単に地金等という）が
偏ってノズル内の溶鋼流が偏流し、このためノズルの局
部溶損が起こり、ノズル寿命が短くなるなどの問題があ
った。

【０００３】こうしたノズル内部に付着する地金等を除
去するために従来、作業者が鉄パイプを手に持ち、ノズ
ル内部を肉眼にて観察しながら検出した地金等に鉄パイ
プ先端を当て、これより酸素ガスを吹付けて鉄パイプ先
端を溶融しながら地金等を溶融除去していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述する作業は、作業
者が高温のノズルに近づいて酸素ガスを取扱うという苛
酷な作業環境下で行う危険な作業で、溶融時に発散する
スプラッシュにより火傷事故なども起こっている。しか
もこの作業には作業上のノウハウが多く、作業習熟に長
期間を要することから製鉄業において産業用ロボットに
よる自動化が望まれる作業の一つとなっている。

【０００５】本発明者らは、上記の作業を自動化するた
めに産業用ロボットを用い、ロボットハンドに鉄パイプ
を把持させて作業者が実施するのと同様の手順で鉄パイ
プを作動させることによりノズル内に付着する地金等を
溶融し、洗浄除去することを試みた。ところがこの方法
による場合、ロボットは設定した作業パターンに基づい
て作動するようになっているために様々な形態で付着し
ている地金等に対応することができず、鉄パイプが地金
等に支えることによって受ける抵抗がロボットに伝わ
り、ロボットハンドが変形したり損傷し、また過負荷の
ためロボットが停止するという問題を生じた。

【０００６】本発明は上記の問題を解消し、ロボットハ
ンドが変形したり損傷し或いはまた過負荷でロボットが
停止することのない洗浄装置を得ることを目的とする。

【０００７】

【課題の解決手段】本発明の洗浄装置はそのため、ロボ
ットハンドに取付けられ、洗浄中、鉄パイプから受ける
抵抗を検出する力覚センサーと、力覚センサーが力を検
出したとき或いは力覚センサーにより検出された力が予
め設定された力を越えたときロボットの作動を停止する
制御手段とを設けたものである。

【０００８】

【作用】ロボットは設定された作業パターンに基づいて
鉄パイプをノズル内に挿入し、ノズル内の洗浄作業を行
う。作業中、鉄パイプ先端が地金等に接触し、力覚セン
サーがそれを検出すると、その出力信号が制御手段に送
られる。一つの方法においては、これに基づいて制御手
段がロボットを一定時間停止させる。一定時間経過後
（この間地金等は溶融除去される）、ロボットは再び上
記作業パターンに基づいて鉄パイプを作動させるが、地
金等の溶融除去が不十分でなお力覚センサーがそれを検
出するときには、ロボットが再度一定時間停止する。以
上の動作を繰返ししかもノズル円周方向に沿って円周運
動をしながら鉄パイプがノズルの奥に向って侵入し、洗
浄作業を行う。

【０００９】別の方法においては、力覚センサーからの
入力信号を得て制御手段がロボットを停止させるのは、
予め決められた時間ではなく地金等が溶融除去され、力
覚センサーが地金等から受ける力を検出しなくなるか或
いは検出値が設定値以下になるまで行われる。

【００１０】

【実施例】ロボット１１はロボットハンド１２で鉄パイ
プ１３を把持し、制御装置１４に組込まれた作業プログ
ラムに基づいて鉄パイプ１３を作動させるようになって
おり、鉄パイプ１３の先端部１３ａはノズル１の内孔に
付着した地金１６が保有している熱及び鉄パイプ１３か
ら噴出する酸素ガスとの反応により着火溶融する材質か
らなり、着火した鉄パイプ１３は以後酸素ガスとの反応
により自ら溶融しながら地金１６を溶融し、洗浄除去す
る。

【００１１】ロボットハンド１２には図１及び図２に示
すように、力覚センサー１７が取付けられ、ノズル内の
洗浄除去に際し、鉄パイプ１３の先端１３ａが地金１６
に接触して力覚センサー１７がそれを検出したとき、制
御装置１４に出力信号が送られるようになっており、制
御装置１４はこの入力信号に基づいてロボット１１を一
旦数秒間停止させる。

【００１２】図１は、取鍋１８のノズル１の洗浄に本装
置を用いた例を示すもので、その際の洗浄方法の一例を
図３に基づいて説明する。洗浄開始後（ステップ２
１）、鉄パイプ先端がノズル内の地金１６に接触し、力
覚センサー１７がそれを検出すると（ステップ２２）、
ロボット１１が設定時間一時停止し（ステップ２３）、
設定時間経過し、地金１６が溶融除去されると、ロボッ
ト１１は制御装置１４に組込まれた作業プログラムに基
づいて再び作動し、洗浄作業を行う（ステップ２４）。
以上のようにして鉄パイプ１３を奥の方に侵入させる動
作を繰返すことによりノズル内の地金が除去され、この
動作は作業が完了するまで行われる（ステップ２５）。

【００１３】

【発明の効果】本発明の洗浄装置は以上のように、ロボ
ットハンドに力覚センサーを取付け、洗浄中鉄パイプ先
端がノズル内の地金等に接触したときそれを検出してロ
ボットを一時的に停止させるようにしたもので、ロボッ
トハンドの変形や損傷或いはまた過負荷によるロボット
の停止を生ずることがなくなるため、製鉄業において最
も危険な作業の一つであるノズル内の地金等の除去作業
を産業用ロボットを使った自動化が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】取鍋のノズル洗浄に用いられる洗浄装置の概略
図を示す。

【図２】図１の部分拡大断面図を示す。

【図３】洗浄時のフローチャートを示す。

【図４】連続鋳造設備の概略図を示す。

【符号の説明】

１ ノズル １１ ロボット １２ ロボットハンド １３ 鉄パイプ １４ 制御装置 １７ 力覚センサー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 正人 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28号 日立造船株式会社内 (72)発明者 亀田 信之 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28号 日立造船株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロボットハンドに取付けられ、洗浄中、
   鉄パイプから受ける抵抗を検出する力覚センサーと、力
   覚センサーが力を検出したとき或いは力覚センサーによ
   り検出された力が予め設定された力を越えたときロボッ
   トの作動を停止する制御手段とを設けた連続鋳造設備に
   おけるノズルの洗浄装置。