JPH0839220A

JPH0839220A - モールド装置ののぞき窓付きカバー

Info

Publication number: JPH0839220A
Application number: JP17929294A
Authority: JP
Inventors: Kazumasa Hori; 和雅堀; Tanetsugu Chiba; 種継千葉; Takashi Nogami; 敬司野上; Yutaka Furushiba; 豊古柴
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1994-07-29
Filing date: 1994-07-29
Publication date: 1996-02-13

Abstract

(57)【要約】【目的】のぞき窓のガラスの曇りや異物の付着を防止
して、ガラスの交換等を行うことなく、溶湯の湯面レベ
ルを正確に検知する。【構成】モールド装置３のカバー３ａの一側面には、
筒体２２がカバー３ａの外側に突出して設けられてお
り、この筒体２２の一端側の大径部にはガラス板２１が
着脱可能に取付けられえいる。筒体２２とガラス板２１
とで内部確認用ののぞき窓２３が構成されている。ノズ
ル２４は、その噴出口（不図示）がガラス２１板の内面
に向くように、筒体２２の側壁に斜めに取付けられてい
る。このノズル２４はガラス２１の内面に矢印２６で示
すようにガスを吹き付けるためのものである。また、ノ
ズル２４へ矢印２５で示すようにガスを供給するための
ガス供給機構（不図示）が備えられている。前記ガスと
して、還元性ガスまたは不活性ガスを用いるこのが好ま
しい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋳造設備におけるモー
ルド装置の少なくとも上面を覆うためのスプラッシュフ
ード（モールドフード）等のカバーに関し、特に、カバ
ーに設けられた内部確認用ののぞき窓の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、無酸素銅系の鋳塊の製造におい
て、鋳造設備の一種である連続鋳造設備が採用されてい
る。連続鋳造設備は、溶解炉、保持炉、鋳造機、引き出
し装置および切断装置から構成され、溶解工程から鋳造
工程まで連続して操業が行われるようになっている。以
下の記述において、連続鋳造設備を例に挙げて説明する
が、本発明は、連続鋳造設備に限らず、一般の鋳造設備
にも適用できるものである。

【０００３】このような連続鋳造設備の例を図４に示
す。図４において、図示しない溶解炉から供給された溶
湯は、耐熱容器であるタンディッシュ１に流し込まれ
る。タンディッシュ１の底部にはノズル２が設けられて
おり、前記溶湯は、このノズル２を介して連続的にモー
ルド装置３へ連続的に注入される。このタンディッシュ
１のノズル２は、弁体（ニードルバルブ弁体）６によ
り、その開度が制御され、これにより、連続的にモール
ド装置３に入る溶湯量が制御される。なお、符号６ａは
タンディッシュ１に設けられた弁座を示している。

【０００４】モールド装置３は、上面がカバー３ａによ
って覆われており、溶湯のスプラッシュによる飛散が防
止されている。このカバー３ａはモールド装置３内の溶
湯が酸化しないように、前記溶湯を外界から遮断する機
能も有する。このカバー３ａには後述する内部確認用の
のぞき窓４が設けられている。そして、溶湯は、モール
ド装置３において冷却され、順次凝固しながら、モール
ド装置３の下方に設けられた回転ローラであるピンチロ
ール５により、鋳片として連続的に引き抜かれる。引き
抜かれた鋳片は、所定長さに裁断されて、ビレットもし
くはケーク等の製品となる。

【０００５】このような連続鋳造設備において、モール
ド装置３への溶湯の注入量と、ピンチロール５によるモ
ールド装置３からの鋳片の引き抜き量とは、常に一定で
なければならない。そして、そのためには、モールド装
置３内の溶湯の湯面レベルが、常に一定でなければなら
ない。なぜならば、溶湯の注入量の変化、もしくはピン
チロール５の速度の変動等により、このバランスが崩れ
ると、モールド装置３の上方から溶湯が溢れたり、凝固
不十分な鋳片が損傷することにより溶湯が漏れたりする
からである。また、モールド装置３内の溶湯の湯面レベ
ルが変動することは、すなわち、鋳片製造時の冷却効果
が変化することであり、製品の品質に悪影響を及ぼすこ
ととなるからである。

【０００６】このように、溶湯の湯面レベルを一定に保
つためには、モールド装置３への溶湯の注入量、もしく
は、ピンチロール５の速度を調節する必要がある。その
ために、ＣＣＤカメラ９により湯面の映像を捉えて、レ
ベルを検知するという技術が採用されている。すなわ
ち、ノズル２は、弁体６によって開度が変化するように
なっており、この弁体６がサーボモータ７の駆動によっ
て矢印Ｕ方向および反矢印Ｕ方向へ移動することによ
り、溶湯がノズル２から排出されるようになっている。
また、ＣＣＤカメラ９を、モールド装置３の斜め上方
に、かつ、溶湯の湯面レベルがＣＣＤカメラ９の視野に
入るように設置する。そして、モールド装置３内の一角
における湯面の画像をＣＣＤカメラ９によって撮影す
る。得られた湯面データに基づき、サーボモータ７をフ
ィードバック制御することにより、弁体６の位置が制御
されることによって、タンディッシュ１からモールド装
置３へ注入される溶湯の量が一定に保たれる。ＣＣＤカ
メラ９は、カバー３ａに設けられたガラス板等からなる
のぞき窓４を通して、湯面の画像を撮影する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した従
来のモールド装置のぞき窓付きカバーにおいては、のぞ
き窓のガラス板の内面が曇ることがあった。その原因と
しては、完全には判明していないが、例えば、溶湯の細
かなスプラッシュや不純物の蒸気がガラス板の内面に凝
固して付着するためと考えられる。ガラス板の内面が曇
った場合には、カメラによって湯面のレベルを正確に検
知することが不可能になるため、ガラス板の交換やカメ
ラの視野範囲（ウインドウ）の位置をずらす等の作業を
頻繁に行わなければならないという問題点を生じてい
る。上記ガラス板の曇りは、溶湯が例えばＭｇ入りの合
金の場合に、顕著に発生することが知られている。

【０００８】本発明は、上記従来技術の有する問題点に
鑑みてなされたものであり、のぞき窓の曇りやのぞき窓
への異物の付着を防止して、ガラス板の交換等を行うこ
となく、溶湯の湯面レベルを正確に検知できる、モール
ド装置のぞき窓付きカバーを提供することを目的として
いる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、溶湯を注入されて該溶湯を鋳造するための
モールド装置の少なくとも上面を覆うためのカバーにお
いて、カメラによる内部確認用ののぞき窓と、前記のぞ
き窓の内面にガスを吹き付けるための曇り防止手段とが
設けられていることを特徴とするものである。また、前
記のぞき窓は、前記カバーに該カバーの外側に突出して
設けられた筒体と該筒体に設けられたガラス板とから構
成され、前記曇り防止手段は、その噴出口が前記ガラス
板の内面に向くように前記筒体に貫通して取付けられた
ノズルと、該ノズルにガスを供給するためのガス供給機
構とから構成されている。さらに、前記ガスは還元性ガ
スあるいは不活性ガスである。

【００１０】

【作用】上記のとおりに構成された本発明では、カメラ
はのぞき窓のガラス板を介してモールド装置内の例えば
溶湯の湯面の画像を取り込むため、ガラス板が汚れてい
ると、湯面の正確な検知が不可能となる。すなわち、モ
ールド装置ののぞき窓のガラス板の内面が曇ったり、前
記ガラス板の内面に溶湯のスプラッシュやガス膜が付着
すると、この場合、溶湯の湯面のレベルを正確に検知す
ることが不可能になるため、本発明では、ガラス板の内
面にガスを吹き付ける。これにより、万が一、ガラス板
の内面に付着していたスプラッシュやガス膜を除去し、
また、曇りをなくする。ガスのガラス板への吹き付けは
モールド装置の動作時に常時行ってもよく、あついは
一定時間おきにガスを吹き付けてもよく、さらにはガラ
スの内面に曇りや付着物が発生したことが肉眼により確
認した場合にのみ、ガスを吹き付けてもよい。ガスとし
て、不活性ガスや還元性ガスを用いると、溶湯が酸化せ
ずにその品質の劣化を阻止できる。

【００１１】

【実施例】次に、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図１は本発明に係わるモールド装置のの
ぞき窓付きカバーの一実施例を説明するための図であっ
て、モールド装置の上側部分とタンディッシュとを示す
概略斜視図である。

【００１２】図１に示すように、モールド装置３のカバ
ー３ａの一側面には、筒体２２がカバー３ａの外側に突
出して設けられており、この筒体２２の一端側の大径部
２２ａにはガラス板２１が着脱可能に取付けられてい
る。筒体２２とガラス板２１とで内部確認用ののぞき窓
２３が構成されている。ノズル２４は、その噴出口（不
図示）がガラス板２１の内面に向くように、筒体２２の
側壁を斜めに貫通して取付けられている。このノズル２
４は、後述するＣＣＤカメラ９の視野に入らぬよう、筒
体２２内の空間に極力突出しない方が好ましい。ノズル
２４はガラス板２１の内面に矢印２６で示すようにガス
を吹き付ける。また、ノズル２４へ矢印２５で示すよう
にガスを供給するためのガス供給部（不図示）が備えら
れている。前記ガスとして、後述する理由により、還元
性ガス（例えばＣＯガス）または不活性ガス（例えばＡ
ｒガス）を用いるこのが好ましい。上記ノズル２４やガ
ス供給機構（不図示）等により曇り防止手段が構成され
ている。

【００１３】ＣＣＤカメラ９はスタンド９ａに支持さ
れ、従来と同様に、モールド装置内の溶湯の湯面の画像
を取り込み、映像変換器８に供給する。映像変換器８に
ついては、後述する。また、本実施例においては、スト
ッパ（不図示）を駆動するモータとして、ステッピング
モータ１７を使用している。

【００１４】図２は溶湯湯面レベル検出方法を用いた自
動鋳造設備の構成を示すブロック図である。

【００１５】図２に示すように、制御盤１１は、制御部
１２、ＰＩＤ調節計１３、ステッピングドライバ１４、
および開度表示器１５から構成される。制御部１２は、
映像変換器８から現在の湯面の位置を示す湯面データ
（デジタル信号）が入力されると、このデジタル信号を
アナログ信号に変換してＰＩＤ調節計１３へ出力すると
ともに、ＰＩＤ調節計１３から出力されるアナログ信号
をデジタル信号に変換する。また、制御部１２には、操
作盤１６において設定される信号が供給される。更に、
ステッピングモータ１７を制御するためのパルスを、ス
テッピングドライバ１４へ出力する。同時に、ステッピ
ングモータ１７に取付けられた開度検知器１７ａから、
ステッピングモータ１７の回転角度を表すパルスが入力
され、モータ開度（ステッピングモータ１７の回転角度
に応じたストッパの開閉の度合い）として取り込む。

【００１６】ＰＩＤ調節計１３は、制御部１２から、現
在の湯面位置と設定された湯面位置とが供給され、それ
らに基づき、現在の湯面位置が、予め設定された湯面位
置とずれているか否かを判断する。ずれている場合は、
制御部１２から供給される上述したモータ開度に基づ
き、ステッピングドライバ１４を制御する制御信号を出
力する。開度表示器１５は、制御部１２から供給される
モータ開度を表示する。また、操作盤１６には、現在の
湯面位置を表示する現在レベル表示計１８、設定された
湯面位置を表示する目標レベル表示計１９、および、湯
面位置を設定するための目標レベル設定器２０等が設け
られている。

【００１７】次に、上述した連続鋳造設備の動作につい
て説明する。図１および図２に示すように、先ず、操作
者によって、操作盤１６の目標レベル設定器２０により
目標とする湯面位置が設定されると、設定された位置
を示す信号が制御部１２に入力される。そして、この信
号は、制御部１２においてアナログ信号に変換され、湯
面設定値としてＰＩＤ調節計１３に供給される。

【００１８】また、制御部１２によりステッピングモー
タ１７を制御するためのパルスが出力されると、それに
基づき、ステッピングドライバ１４によりステッピング
モータ１７が制御される。そして、開度検知器１７ａに
よってステッピングモータ１７の回転角度が検出され、
この回転角度を示すパルスが制御部１２へ供給される。
このパルスは、制御部１２においてアナログ信号に変換
され、モータ開度としてＰＩＤ調節計１３へ供給され
る。同時に、現在のストッパ開度が、開度表示器１５に
表示される。更に、制御盤１１の図示しない設定手段に
よって、ＰＩＤモードの設定がなされることにより、制
御部１２からＰＩＤ調節器１３に対し、ＰＩＤモード信
号が供給される。

【００１９】ここで、ＣＣＤカメラ９によって、モール
ド装置３内の溶湯の湯面の画像が取り込まれると、この
画像が映像変換器８に供給される。ＣＣＤカメラ９はの
ぞき窓２３のガラス板２１を介してモールド装置３内の
溶湯の湯面の画像を取り込むため、ガラス板２１が汚れ
ていると、湯面の正確な検知が不可能となる、すなわ
ち、モールド装置３ののぞき窓２３のガラス板２１の内
面が曇ったり、前記ガラス板２１の内面に溶湯のスプラ
ッシュやガス膜が付着しやすく、この場合、溶湯の湯面
のレベルを正確に検知することが不可能になるため、本
実施例では、ノズル２４よりガラス板２１の内面に不活
性ガスあるいは還元性ガスを均一に吹き付ける。これに
より、万が一、ガラス板２１の内面に付着していたスプ
ラッシュやガス膜を除去して、曇りをなくする。

【００２０】ノズル２４より常時ガスを噴出してもよ
く、一定時間おきにガスを噴出させてもよいし、あるい
はガラス２１の内面に曇りや付着物が発生したことが肉
眼により確認した場合に、ガスを噴出させてもよい。ガ
スとして、不活性ガスや還元性ガスを用いる理由は、溶
湯が酸化してその品質を劣化させないためである。

【００２１】映像変換器８に供給された画像Ｐの例を、
図３に示す。符号Ｉ，Ｍはそれぞれモールド装置の内壁
部分、溶湯部分を示している。映像変換器８のモニタ８
ａにおいて、６本の線Ｌ₁〜Ｌ₆が設定される。映像変換
器８は、先ず、画像全体画素について所定の基準により
白黒を判定した後、線Ｌ₁を上端部から矢印Ｖ方向に走
査する。そして、白黒が一定個数連続したことを検知し
た場合、その白点の起点を湯面の開始点、すなわち湯面
と背景との境（以下、湯境という）として、その座標を
検出する（図３におけるＰ₁）。ここで、モールド装置
の内壁部分Ｉに付着物が捉えられた場合、その部分は白
点として判定される場合があるが、その白点が一定個数
連続しなければ、湯面の開始点とは検知されない。そし
て、映像変換器８は、線Ｌ₂〜Ｌ₆についても同様に、そ
れぞれ湯境を示すＰ₂〜Ｐ₆の座標を検出する。そして、
これらの座標を示すデジタル信号を、湯面データとして
図２に示す制御部１２へ供給する。

【００２２】また、映像変換器８は、上記６個の湯境い
を示す点Ｐ₁〜Ｐ₆のうち１個を基準点として設定してお
き、その基準点の座標と他の点の座標とを比較する。そ
して、その偏差が一定値以上となった場合は、誤検知と
してエラーメッセージを出力する。ここで、線Ｌ₁上の
点Ｐ₁を基準点と設定したとし、例えば、モールド装置
のカバーに万が一発生した小さい曇りＤが画像に捉えら
れたとする。この場合、線Ｌ₃上に検出される点Ｐ₃が、
点Ｐ₁から大幅にずれる。従って、この点Ｐ₃は真の湯境
を示す点でないと判断され、誤検知とされる。そして、
他の点Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₄，Ｐ₅，Ｐ₆の座標を示す信号とと
もに、エラーメッセージが出力される。

【００２３】上記湯面データは、制御盤１１の制御部１
２へ供給され、アナログ信号に変換されて、湯面現在値
としてＰＩＤ調節計１３と操作盤１６の現在レベル表示
計１８とに供給される。そして、操作盤１６において、
現在レベル表示計１８に現在の湯面位置が表示される。

【００２４】また、ＰＩＤ調節計１３において、湯面現
在値、および湯面設定値から、現在の湯面位置が目標と
する湯面位置とずれているか否かが判断される。ずれて
いる場合は、ＰＩＤ調節計１３により、モータ開度とＰ
ＩＤモード信号とに基づき、ステッピングモータ１７を
制御するための制御信号が出力される。この制御信号
は、制御部１２に入力されてパルスに変換され、ステッ
ピングドライバ１４に出力される。そして、ステッピン
グドライバ１４は、このパルスに基づき、ステッピング
モータ１７の回転角度を制御する。それにより、タンデ
ィッシュ内の弁体の開閉が制御される。

【００２５】さらに、開度検知器１７ａにより、ステッ
ピングモータ１７の回転角度が検出され、それに応じた
パルスが制御部１２に入力される。そして、このパルス
は制御部１２においてアナログ信号に変換され、モータ
開度としてＰＩＤ調節器１３へ出力される。同時に、こ
のパルスに基づき、開度表示器１５にモータ開度が供給
され、現在のストッパの開度が表示される。また、ＰＩ
Ｄ調節器１３は、上述したように、映像変換器８から座
標を示す信号とともにエラーメッセージが連続して出力
されると、アラームを出力する。

【００２６】実験例として、Ｃｕ−Ｍｇ−Ｐ合金の溶湯
に対して、本例の装置を用いて連続鋳造を行った。する
と、この実験例では、２０時間以上にわたりのぞき窓に
不具合が生じず、溶湯のレベルコントロールを行うこと
ができた。これに対し、比較例として、ノズルをのぞき
窓から取外した以外は上記実験例と同一の条件で実験を
行ったところ、約５時間でのぞく窓が曇り、溶湯のレベ
ルコントロールが不可能になった。

【００２７】上記実施例では、連続鋳造設備を例に挙げ
て説明したが、もちろん、本発明は、連続鋳造設備に限
らず、一般の鋳造設備にも適用できるものである。

【００２８】

【発明の効果】本発明は、以上説明したとおりに構成さ
れているので、以下に記載するような効果を奏する。請
求項１に記載の発明は、のぞき窓の曇りや異物の付着を
防止して、ガラス板の交換等を行うことなく、長時間に
わたり自動鋳造において溶湯の湯面レベルを正確に検知
できる。請求項２に記載の発明は、上記効果を簡単な構
成により達成でき、装置コストが嵩まない。請求項３に
記載の発明は、ガスとして不活性ガスあるいは還元性ガ
スを用いることにより、上記効果の他、溶湯が酸化せ
ず、品質の劣化を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるモールド装置ののぞき窓付きカ
バーの一実施例を説明するための図であって、モールド
装置の上側部分とタンディッシュとを示す概略斜視図で
ある。

【図２】本実施例における、溶湯湯面レベル検出方法を
用いた自動鋳造設備の構成を示すブロック図である。

【図３】本実施例における、溶湯湯面レベル検出方法を
説明するための、湯面の拡大図である。

【図４】従来の連続鋳造設備の要部の概略構成図であ
る。

【符号の説明】

１タンディッシュ２ノズル３モールド装置３ａカバー３ｂオペレータ用のぞき窓４のぞき窓５ピンチロール６弁体（ニードルバルブ弁体）６ａ弁座７サーボモータ８映像変換器８ａモニタ９ＣＣＤカメラ９ａスタンド１１制御盤１２制御部１３ＰＩＤ調節計１４ステッピングドライバ１５開度表示器１６操作盤１７ステッピングモータ１７ａ開度検知器１８現在レベル表示計１９目標レベル表示計２０目標レベル設定器２１ガラス板２２筒体２２ａ大径部２３のぞき窓２４ノズル２５供給されるガス２６噴出されたガスＤ曇りＩ内壁部分Ｐ画像Ｍ溶湯部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者古柴豊東京都千代田区大手町一丁目５番１号三菱マテリアル株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶湯を注入されて該溶湯を鋳造するため
のモールド装置の少なくとも上面を覆うためのカバーに
おいて、カメラによる内部確認用ののぞき窓と、前記のぞき窓の
内面にガスを吹き付けるための曇り防止手段とが設けら
れていることを特徴とする、モールド装置ののぞき窓付
きカバー。
【請求項２】前記のぞき窓は、前記カバーに該カバー
の外側に突出して設けられた筒体と該筒体に設けられた
ガラス板とから構成され、前記曇り防止手段は、その噴
出口が前記ガラス板の内面に向くように前記筒体に貫通
して取付けられたノズルと、該ノズルにガスを供給する
ためのガス供給機構とから構成されている請求項１に記
載のモールド装置ののぞき窓付きカバー。
【請求項３】前記ガスは還元性ガスあるいは不活性ガ
スである請求項１または２に記載のモールド装置ののぞ
き窓付きカバー。