JPH07214264A - 連続鋳造用ロールのオンライン総合診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 垂直型連鋳機のみならず湾曲型連鋳機にも適
用でき、ロールの各検査対象を総合的に診断できる機械
的な手段を提供すること。 【構成】 連続鋳造用のロール配列の間を抜けて行くフ
レーム（１）に、ロールの間に係合可能であってフレー
ム自身にロール配列方向へ送りを与える走行ユニット
（２，３）と、任意のロールの周面を受けてこれを回転
させる回転駆動ユニット（６，７）と、ロール列のアラ
イメント及びロール間隔を測定する測定ユニット（４，
５）と、回転駆動ユニットによって回転するロールの周
面を走査して表面疵及びロール撓みを検出可能な検査ユ
ニット（８）とを備え、フレームが停止しているときに
ロールに対して複数の項目の検査を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続鋳造設備におい
て、鋳片のガイドロールのアライメントや表面摩耗等の
複数の測定対象を総合診断するための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造設備には、モールドの下方に鋳
片のパスラインに沿って案内しながら凝固させるための
ガイドロール列が設けられる。これらのガイドロール列
のロール間隔やアラインメント等がその適正な配置から
ずれてしまって乱れると、溶融金属がこのロール間を通
過している間の凝固の過程で、連続鋳造製品に表面疵や
内部割れが発生する。

【０００３】このため、連続鋳造設備においては、ガイ
ドロール列を形成するロール間の間隔やアラインメント
が正常であるか否かを、高い精度で総合的に診断する必
要がある。

【０００４】このようなロールの診断については、ロー
ル間隔を測定診断するための装置として、たとえば特開
昭５７−１５５４号公報に記載されたものがある。

【０００５】これは、ダミーバーにロール間隔測定装置
を設け、ロール間隔の少なくとも極小値を検出して順次
記録するというものである。しかしながら、このロール
間隔測定装置はダミーバーに設置されていて、直接ロー
ルの間隔を測定するものではないため測定精度が比較的
低い。また、ロールの総合診断のために必要なロールア
ライメント等の測定機構を備えていないので、ロールの
間に作業者が入ってアライメントを測定する必要があ
り、危険なロール診断作業が避けられない。

【０００６】また、特開昭６２−１６１４４７号公報に
は、鋳片通路間隔を形成したガイドライナを、常にパス
ライン側ロール群の中の少なくとも２個のロールに接し
ながらパスライン内を移動させるようにした測定ボック
スを備え、この測定ボックスにロール表面とパスライン
基準位置との距離を検出するセンサを設けたアライメン
ト測定装置が開示されている。

【０００７】しかしながら、測定装置には走行機能がな
いため、ロールの垂直部や傾斜部でしか適用できない。
また、アライメント測定装置のほかの測定装置を備えて
いないので、たとえばロール表面の摩耗や疵の検査等を
含めた総合的な診断は行えず、それぞれに専用の装置を
用いた作業が必要となる。

【０００８】更に、特開昭６２−１９７２５６号公報に
は、ロール間を昇降するロープのフープの夫々の対向面
に磁界発生器を設け、このフープを介してロール対のそ
れぞれの対向面に二次磁界を発生させ、一次磁界と二次
磁界との間のインダクタンスの変化量からロール間隔を
把握すると共に、ロール間の中心に常時垂直のレーザ光
の投射によって配置ロールの偏りを知る方法が開示され
ている。

【０００９】しかしながら、ロール間隔測定装置は吊り
下げ方式であるため、垂直型の連続鋳造装置にしか適用
できない。また、ロールアライメントの測定装置や、そ
の他の測定装置を含むものではないので、先の例と同様
に一度に総合的な診断を行なうことはできない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明において解決す
べき課題は、垂直型連鋳機のみならず湾曲型連鋳機にも
適用でき、ロールの各検査対象を総合的に診断できる機
械的な手段を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、連続鋳造用の
ロール配列の間を抜けて行く間に各ロールの検査・測定
を行なう診断装置であって、前記ロール配列の間に差し
込み可能なフレームに、前記ロール配列の隣接するロー
ルの間に係合可能であって前記フレームにロール配列方
向へ送りを与える走行ユニットと、前記ロール配列の任
意のロールの周面を受けてこれを回転させる回転駆動ユ
ニットと、前記ロール列のアライメント及びロール間隔
を測定する測定ユニットと、前記回転駆動ユニットによ
って回転するロールの周面を走査して表面疵及びロール
撓みを検出可能な検査ユニットとを備えてなることを特
徴とする。

【００１２】また、フレームには、ロールとロールとの
間にあって鋳片を水冷するためのスプレーノズルを自動
交換するノズル交換装置を備えることもできる。

【００１３】

【作用】フレームをロール配列の中に差し込んだ後に走
行ユニットを作動させると、その一部が隣接するロール
の間に入り込んで係合し、この係合位置を固定点とし走
行ユニットによってフレームに送りを与えることで、ロ
ール配列の中でのフレームの自走が可能となる。

【００１４】また、ロール配列の中でフレームが停止す
るときに回転駆動ユニットが任意のロールを受けてこれ
を回転させることで、検査ユニットによる各種の走査に
よる表面疵や曲がり等の検査が行われる。そして、この
検査と同時に、測定ユニットによってロールアライメン
トやロール間隔が測定され、ロール毎に複数の対象の検
査が総合的に行われる。また、フレームの長さを適切に
すれば、ロール配列が湾曲していても、このロール配列
の間を通過させることができ、垂直型の連鋳設備以外に
も適用可能となる。

【００１５】

【実施例】図１は本発明の連続鋳造用ロールの総合診断
装置の平面図、図２は図１のＡ−Ａ線矢視による縦断面
図である。

【００１６】図において、総合診断装置は、連続鋳造用
のロール５１ａ，５１ｂ，・・，５１ｆ及び５２ａ，５
２ｂ，・・５２ｆの間の鋳片パスラインを通過可能なフ
レーム１を備え、これを自走式としてロール列の間を走
行可能としたものである。

【００１７】フレーム１の一端側には、一対の走行ユニ
ット２，３を配置する。一方の走行ユニットは２は、フ
レーム１に連結固定したブラケット２ａにモータ２ｂに
よって回転するフィードスクリュー２ｃを備え、このフ
ィードスクリュー２ｃにネジ歯車機構によって連接した
走行ブロック２ｄを設けたものである。そして、走行ブ
ロック２ｄには、走行方向の両端をスプリング２ｅによ
って弾性支持されたシフタ２ｆを連接している。

【００１８】シフタ２ｆには、軸線方向の中間を境とし
てネジのリードを逆向きとした２本のスクリューロッド
２ｇを備え、これらをモータ２ｇ−１によって同期して
回転駆動可能とする。また、それぞれのスクリューロッ
ド２ｇには、ネジ歯車機構によって移動可能な２個ずつ
のブロック２ｈをリードが逆向きのネジにそれぞれネジ
歯車機構によって連接し、これらのブロック２ｈにそれ
ぞれには合計４本のリンクロッド２ｉを連結する。これ
らのリンクロッド２ｉは対をなす２個のブロック２ｈの
間を１辺とする三角形状のリンク機構を構成し、その頂
点部には転動ローラ２ｊを備える。

【００１９】他方の走行ユニット３も全く同様の構成で
あり、図１において現れる共通の部材については「３」
の符番に「ａ」〜「ｊ」の符号を付けて指示する。

【００２０】これらの走行ユニット２，３のそれぞれの
外側には、ロール５１ａ〜５１ｆ，５２ａ〜５２ｆのア
ライメント及びロール間隔を測定するための測定ユニッ
ト４，５を備える。

【００２１】図３は測定ユニット４の詳細を示す概略縦
断面図、図４は要部の縦断面図である。

【００２２】測定ユニット４は、フレーム１側に固定し
た２本のガイド１ａによって２点支持されたゲージ４ａ
をスプリング４ｂによってガイド１ａから離れる方向に
弾性付勢して備えたものである。ゲージ４ａはガイド１
ａ部分に組み込んだスプリング４ｂによって、図３にお
いて下側に位置するロール５２ａ〜５２ｆの周面に倣い
動作して突き当たり可能とする。この場合、ゲージ４ａ
がガイド１ａから抜けることがないように適切なストッ
パ機構を組み込んでおき、１組のロール（図においては
ロール５１ｃ，５２ｃ）を挟む前後のロールにガイド１
ａの位置が対応する関係を持たせる。

【００２３】ゲージ４ａの中間部分の上下には、それぞ
れロール列の周面に突き当たる変位計４ｃ，４ｄを設け
る。これらの変位計４ｃ，４ｄは、スプリング４ｅ，４
ｆによって外側に向けて付勢されたものである。そし
て、フレーム１をロール５１ａ〜５２ｆの列の間に差し
込んだとき、変位計４ｃが突き当たるロールの周面とこ
のロールを前後に挟む２個のロールへのゲージ４ａの倣
いによる変位を利用して、これらのロール間のアライメ
ントを測定する。また、上下の変位計４ｃ，４ｄがそれ
ぞれ対向しているロールの周面に突き当たることによっ
て、これらのロールの間の間隔を測定可能とする。

【００２４】走行ユニット３の外側に配置する測定ユニ
ット５も全く同様の構成で同じ機能を持つものであり、
図１に現れている部材だけを示すと、ゲージ５ａ，変位
計５ｄを備えている。そして、このように２個の測定ユ
ニット４，５をロールの軸線方向に距離を置いて配置す
ることによって、ロールアライメント及びロール間隔を
適正な測定を可能とする。

【００２５】フレーム１のほぼ中央部には、各ロール列
５１ａ〜５１ｆ，５２ａ〜５２ｆのそれぞれ対をなす一
組のロールをその軸線周りに回転させ、各種の検査を行
なうための一対の回転駆動ユニット６，７を備える。

【００２６】回転駆動ユニット６には、フレーム１側に
連結固定したブラケット６ａにモータ６ｂによって回転
する２本のフィードスクリュー６ｃを備える。これらの
フィードスクリュー６ｃは、軸線方向の中間を境として
ネジのリードを逆向きとしたもので、それぞれのフィー
ドスクリュー６ｃには、ネジ歯車機構によって移動可能
な２個ずつのブロック６ｄをリードが逆向きのネジにそ
れぞれネジ歯車機構によって連接する。そして、これら
のブロック６ｄにそれぞれには合計４本のリンクロッド
６ｅを連結する。これらのリンクロッド６ｅは対をなす
２個のブロック２ｈの間を１辺とする三角形状のリンク
機構を構成し、その頂点部には支持アーム６ｆを連接す
る。

【００２７】支持アーム６ｆはその両端部をロール列側
に向けて突き出した形状としてこれらの端部に駆動ロー
ラ６ｇを回転可能に配置したもので、これら駆動ローラ
６ｇを歯車機構等を介して回転駆動するためのモータ６
ｈを一体に備えている。

【００２８】他方の回転駆動ユニット７も全く同様の構
成であり、図１において現れる部材については、符番
「７」に「ａ」〜「ｈ」の符号を付して指示する。

【００２９】更に、回転駆動ユニット６，７の右側に
は、ロールの亀裂や表面摩耗及び軸線方向の撓み等を測
定する検査ユニット８を配置する。この検査ユニット８
はフレーム１側に固定され、その軸線をフレーム１の走
行方向と直交する姿勢としたガイドロッド８ａとこれと
平行に配置したフィードスクリュー８ｂとを備え、この
フィードスクリュー８ｂをモータ８ｃによって回転駆動
可能としたものである。そして、フィードスクリュー８
ｂにネジ歯車機構によって連接され且つガイドロッド８
ａに対して摺動可能な移動ブロック８ｄを備え、この移
動ブロック８ｄにはシリンダ８ｅを設ける。

【００３０】シリンダ８ｅはその軸線方向の姿勢を自由
に変更できるように移動ブロック８ｄに連接し、そのロ
ッドの先端にはロールの表面疵を検出するための疵検出
センサ８ｆ及びロールの摩耗量及び撓み量の検出に利用
する変位計８ｇを設ける。なお、疵検出センサ８ｆはた
とえば漏洩磁束方式のものが利用でき、ロール周面の亀
裂等の測定を可能としたものであり、変位計８ｇとして
は従来周知のレーザー光線を利用したものが適用でき
る。

【００３１】更に、フレーム１の右端側には、ロール５
１ａ〜５２ｆを水冷するためのスプレーノズルを交換す
るためのノズル交換装置９を備える。

【００３２】このノズル交換装置９は、フレーム１側に
固定したブラケット９ａにモータ９ｂ及びこれによって
回転駆動されるフィードスクリュー９ｃを備え、ブラケ
ット９ａに摺動自在に連接した移動ブロック９ｄをネジ
歯車機構によってフィードスクリュー９ｃに連接したも
のである。移動ブロック９ｄには、ホルダ９ｅを連結し
てモータ９ｆによってその軸線周りの回転及び移動ブロ
ック９ｄとの連接点周りの旋回動作を可能とし、更にこ
のホルダ９ｅの先端にはノズル交換ホルダ９ｇをその軸
線方向に移動して位置を設定可能なコネクタ構造によっ
て連接する。

【００３３】ノズル交換装置９の一端の近傍には、新た
に装着するスプレーノズル及び回収する旧いスプレーノ
ズルを作業の間保管するための格納パレット１０を設け
る。この格納パレット１０はフレーム１側に固定したブ
ラケット１０ａに固定したモータ１０ｂとこれによって
回転駆動されるフィードスクリュー１０ｃを備え、この
フィードスクリュー１０ｃに格納パレット１０をネジ歯
車機構によって連接したものである。

【００３４】以上の構成において、各ロール５１ａ〜５
２ｆを診断するとき、ロール５１ａ〜５２ｆ列の間に診
断装置が差し込めるように、走行ユニット２，３，回転
駆動ユニット６，７検査ユニット８及びノズル交換装置
９のいずれもがロールの列に干渉しないようにシフトす
る。

【００３５】この場合、走行ユニット２，３では、モー
タ２ｂ，３ｂとフィードスクリュー２ｃ，３ｃの操作に
よって、転動ロール２ｊ，３ｊがロール５１ａ〜５２ｆ
に突き当たらないようにする。すなわち、図２におい
て、リンクロッド２ｉどうしの接合点がリンクロッド２
ｇ側に移動するようにフィードスクリュー２ｃを回転さ
せることで、転動ロール２ｊをフレーム１の内側方向に
落とし込む。

【００３６】回転駆動ユニット６，７も同様にリンクロ
ッド６ｅ，７ｅを折り畳むことによって、駆動ロール６
ｇ，７ｇをロール５１ａ〜５２ｆ列に当たらない位置ま
で移動させる。また、検査ユニット８はシリンダ８ｅは
図２の状態からロッドを後退させると共に水平の姿勢と
することで、疵検出センサ８ｆ及び変位計８ｇをフレー
ム１の中に落とし込むようにシフトする。更に、ノズル
交換装置９では、ホルダ９ｅを移動ブロック９ｄとの連
接点周りで旋回させて水平姿勢とすることによって、ロ
ール５１ａ〜５２ｆとの干渉を無くす。

【００３７】このような態勢で、フレーム１を適当な手
段でロール５１ａ〜５２ｆの中に差し込み、各ロール５
１ａ〜５２ｆの配列ピッチに等しい間欠的な自走によっ
て各ロール５１ａ〜５２ｆのアライメントや表面疵等の
検査を行なう。

【００３８】ここで、フレーム１をロール５１ａ〜５２
ｆ列の中に差し込んで図２の状態としたとき、フレーム
１は走行ユニット２，３及び回転駆動ユニット６，７に
よってロール５１ａ〜５２ｆ列をクランプ状態に拘束す
る。そして、このクランプ時期に測定ユニット４，５，
検査ユニット７，８による所定の検査とノズル交換装置
９によるスプレーノズル交換が行われる。

【００３９】図３において、測定ユニット４はゲージ４
ａの倣い動作によってロール５２ｂ，５２ｄに突き当た
りその中間の変位計４ｃがロール５２ｃに当たってい
る。このとき、変位計４ｃはゲージ４ａを介してこれら
の３個のロール５２ｂ〜５２ｄのアライメントを測定す
る。一方、ロール５２ｃと対を成しているロール５１ｃ
にはもう一方の変位計４ｄが突き当たっており、変位計
４ｃ，４ｄによってロール５１ｃ，５２ｃのロール間隔
が測定される。そして、ロール５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ
のロールアライメントは、このロール間隔の測定によっ
て間接的に算出される。

【００４０】回転駆動ユニット６，７は、その支持アー
ム６ｆ，７ｆのロール５１ａ〜５２ｆ列への移動によっ
て、駆動ローラ６ｇ，７ｇがそれぞれロール５１ｄ，５
２ｄの周面に突き当たっている。そして、モータ６ｈ，
７ｈによって駆動ローラ６ｇ，７ｇが回転し、これによ
りロール５１ｄ，５２ｄは所定の方向に回転させられ
る。

【００４１】一方、検査ユニット８の２本のシリンダ８
ｅは、その先端の疵検出センサ８ｆ及び変位計８ｇがロ
ール５１ｄ，５２ｄの周面の近傍に位置するようにその
姿勢が設定される。そして、ロール５１ｄ，５２ｄを回
転させながら、移動ブロック８ｇをモータ８ｃの駆動に
よってロール５１ｄ，５２ｄと平行に移動させ、これら
の回転速度及び移動速度を適切にすることによって、疵
検出センサ８ｆがロール５１ｄ，５２ｄの全周面を走査
できるようにする。このような疵検出センサ８ｆの走査
によって、ロール５１ｄ，５２ｄの表面の疵を検査する
ことができ、亀裂発生個所等の探査が行われる。

【００４２】また、移動ブロック８ｄをロール５１ｄ，
５２ｄの軸線方向の中央部に停止させ、回転駆動ユニッ
ト６，７によってロール５１ｄ，５２ｄをそれぞれ１回
転させる。そして、この間に変位計８ｇによってロール
５１ｄ，５２ｄの周面の移動軌跡を検出することによっ
て、ロール５１ｄ，５２ｄの軸周りでの触れ回り量が測
定され、ロール５１ｄ，５２ｄのロール曲がり量を知る
ことができる。

【００４３】更に、回転駆動ユニット６，７を停止さ
せ、移動ブロック８ｄをロール５１ｄ，５２ｄに沿って
移動させ、変位計８ｇによってロール５１ｄ，５２ｄの
周面を軸線方向に走査する。そして、１回の走査の後に
は回転駆動ユニット６，７によってロール５１ｄ，５２
ｄをたとえば１８０度回転させ、再度表面の走査を行な
う。これにより、ロール５１ｄ，５２ｄの表面のプロフ
ィルを検査することができ、軸線方向の端部と中央部と
のプロフィルの相違によってロールの摩耗量を検出する
ことができる。

【００４４】また、ロール５１ｅ，５１ｆの間に位置し
ているノズル交換装置９の移動ブロック９ｄは、冷却水
噴射用のスプレーノズル（図示せず）に対応する位置に
モータ９ｂによって移動し、ノズル交換に備える。そし
て、モータ９ｆの作動によってノズル交換ホルダ９ｃは
ロール５１ｅ，５１ｆの中に入り込むように操作され、
旧いスプレーノズルを拘束して取り出す。この後、移動
ブロック８ｄを格納パレット１０側に向かわせ、ここで
旧いスプレーノズルを回収した後に、この格納パレット
１０に予め準備されている新しいスプレーノズルをノズ
ル交換ホルダ９ｃによって保持し、取外しの場合と逆の
要領で所定の位置にスプレーノズルを装着する。

【００４５】なお、このようなノズル交換装置９の作動
において、スプレーノズルのライン中での位置が予め決
められていることから、ノズル交換ホルダ９ｃに工具交
換のための機能を備えたものとしておけば、モータ９
ｂ，９ｆを適切に制御することによって、速やかにスプ
レーノズルの交換が可能である。また、ノズル交換はロ
ール検査の度に行なうのではなく、適切な期間をおいて
実行するものとすればよい。

【００４６】以上の各種の検査や測定及びスプレーノズ
ルの交換作業の後には、走行ユニット２，３及び回転駆
動ユニット６，７によるロール５１ａ〜５２ｆに対する
クランプを解き、フレーム１をロール５１ａ〜５２ｆ列
の１ピッチ分だけ図２において右側に走行させる。

【００４７】このような走行に際し、回転駆動ユニット
６，７の支持アーム６ｆをフレーム１内側方向に落とし
込むと共に検査ユニット８及びノズル交換装置９をロー
ル５１ａ〜５２ｆ列から退避させる操作を先行して行な
う。そして、図２に示す状態から、走行ユニット２のリ
ンクロッド２ｉがフレーム１側に落とし込むことで転動
ロール２ｊをロール５１ａ，５１ｂ及び５２ａ，５２ｂ
の間から抜く。この後、モータ２ｂによって、シフタ２
ｆを図１及び図２の一点鎖線で示す位置まで移動させ、
モータ２ｇ−１によってリンクロッド２ｉを立ち上げて
図２の一点鎖線で示すように転動ロール２ｊをロール５
１ｂ，５１ｃ及び５２ｂ，５２ｃの間に差し込む。

【００４８】次いで、モータ２ｂを作動してシフタ２ｆ
を移動させるときとは逆向きに主軸を回転させると、走
行ユニット２はロール５１ｂ，５１ｃ，５２ｂ，５２ｃ
に拘束されているから、ブラケット２ａ側が図１におい
て右側に移動する。したがって、このブラケット２ａを
一体に連結しているフレーム１も移動し、最終的にロー
ルピッチ分だけ移動して停止する。なお、他方の走行ユ
ニット３も全く同様に作動してフレーム１に送りを与え
る。

【００４９】このようなフレーム１の移動及び停止の後
には、先に述べたように各種の検査や測定が行われ、順
次フレーム１を移動させていくことによってロール５１
ａ〜５２ｆの総合的な診断が行われる。特に、フレーム
１の長さを適切にして連続鋳造設備のガイドロールの湾
曲部を通過できるようにすれば、垂直型の連続鋳造設備
だけでなく各種のラインに適用できる。

【００５０】

【発明の効果】本発明では、ラインのロール配列を利用
してフレームを順次移動させながら各種の検査対象や測
定対象に対する診断を行なうことができ、垂直型だけで
なく湾曲型の連続鋳造設備においても総合的な診断が短
時間で効率的に処理される。このため、ラインの停止時
間も短縮され、生産性の大幅な向上が可能となるほか、
作業者による測定等が全く不要なので安全性も改善され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の総合診断装置の概略平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線矢視位置に相当する図である。

【図３】測定ユニットによるロールアライメント及びロ
ール間隔の測定を示すための図である。

【図４】図３の測定ユニットを右方向から見た要部の側
面図である。

【符号の説明】

１ フレーム ２ 走行ユニット ３ 走行ユニット ４ 測定ユニット ５ 測定ユニット ６ 回転駆動ユニット ７ 回転駆動ユニット ８ 検査ユニット ９ ノズル交換装置 １０ 格納パレット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続鋳造用のロール配列の間を抜けて行
   く間に各ロールの検査・測定を行なう診断装置であっ
   て、前記ロール配列の間に差し込み可能なフレームに、
   前記ロール配列の隣接するロールの間に係合可能であっ
   て前記フレームにロール配列方向へ送りを与える走行ユ
   ニットと、前記ロール配列の任意のロールの周面を受け
   てこれを回転させる回転駆動ユニットと、前記ロール列
   のアライメント及びロール間隔を測定する測定ユニット
   と、前記回転駆動ユニットによって回転するロールの周
   面を走査して表面疵及びロール撓みを検出可能な検査ユ
   ニットとを備えてなる連続鋳造用ロールのオンライン総
   合診断装置。
2. 【請求項２】 前記フレームに、前記ロールにあって鋳
   片を水冷するためのスプレーノズルを自動交換するノズ
   ル交換装置を備えてなる請求項１記載の連続鋳造用ロー
   ルのオンライン総合診断装置。