JPH11285796A - 連続鋳造における鋳造パウダー供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 搬送管の動作が連続鋳造装置の周辺機器によ
って制限されても、パウダー散布死角領域が発生せず、
人手の介入をなくして溶鋼表面上に均等にパウダーを散
布することができる鋳造パウダー供給装置を提供する。 【解決手段】 鋳造パウダー収納ホッパーと、ホッパー
内の鋳造パウダーを移送管を介してモールド内へ散布す
る散布装置を備えた鋳造パウダー供給装置であって、散
布装置の搬送管を直列に２本連通接続し、搬送管と移送
管および搬送管相互を水平旋回自在に連結するととも
に、各連結部に駆動モータを設け、連通接続した搬送管
の最先端部にこれと屈曲させて散布ノズルを接続してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、連続鋳造において
モールド内の溶鋼表面上に鋳造パウダー（以下、単に
「パウダー」と称する。）を散布するパウダー供給装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造において、モールド内の溶鋼表
面上に散布されるパウダーは、溶鋼表面部の温度低下を
防止する保温材としての機能、溶鋼と空気との接触によ
る溶鋼の酸化を防止する酸化防止材としての機能、ある
いは溶鋼の凝固層とモールドとの間に流れ込んで凝固層
とモールド内壁との間を潤滑する潤滑材としての機能な
どを有し、重要な役割を果たしている。このような機能
を充分に発揮させるためには、モールド内の溶鋼表面の
全面にわたって、パウダーが一定以上の厚みで散布さ
れ、かつその厚みが均一であることが必要である。

【０００３】従来、パウダーの投入は人手作業により行
われ、高温で粉塵の発生が多い悪環境下での作業であっ
たので、パウダー投入作業の自動化を目的としたパウダ
ー供給装置として、モールドの幅方向に沿って配置され
た複数の固定搬送管によりモールド内ヘパウダーを供給
する装置や、搬送管に揺動機能を持たせたパウダー供給
装置などの種々の供給装置が提案されてきた。

【０００４】例えば、特公平４−５７４２７号公報にお
いて、１本の散布管を垂直多関節型ロボットアームによ
って支持することにより、散布管にロボットアーム基端
点を中心とした旋回移動と散布管軸方向での進退移動と
の２つの動作自由度を与えたパウダー供給装置が提案さ
れた。しかし、同公報に提案された供給装置では、散布
管の水平面内での動作自由度がロボットアーム基端点を
中心とした旋回移動と散布管軸方向での進退移動とであ
ることから、通常、モールドの中央部に配置されるイマ
ージョンノズルの反ロボットアーム基端点側にパウダー
を直接散布することができない散布死角領域が発生す
る。

【０００５】この散布死角領域の発生によって、この領
域には均等にパウダーを供給することができず、パウダ
ー層厚みの不均一な部分やパウダー層のない部分が生じ
る。そのため、この領域では本来パウダーが果たすべき
保温機能や酸化防止機能が十分に発揮されず、溶鋼温度
の低下や酸化による鋳片品質の不良が発生したり、溶融
パウダーの流れ込み量の場所的な不均一によって鋳片冷
却速度の不均一が生じて、熱応力集中等により鋳片の凝
固層に割れが発生する場合があることから、この領域に
おいては人手作業の介入が必要であった。

【０００６】そこで、本発明者等は、特開平８−１６４
４５６号公報において、「連続鋳造における鋳造パウダ
ー供給装置」に係る発明を提案した。この発明は、「モ
ールド内の溶鋼表面上に供給する鋳造パウダー収納ホッ
パーと、該ホッパー内の鋳造パウダーを移送管を介して
モールド内へ散布する散布装置を備えた鋳造パウダー供
給装置において、散布装置の搬送管を直列に２本以上連
通接続し、該搬送管と移送管の連結部及び搬送管相互の
連結部の各々に駆動モータを設けると共に、各連結部を
中心として各々独立して搬送管を水平旋回可能に設け、
該搬送管を駆動モータにより水平旋回する。」ことを要
旨としており、搬送管が左右双方向からイマージョンノ
ズルを迂回するので、イマージョンノズル裏側にパウダ
ー散布死角領域が発生せず、人手を介入することなく溶
鋼表面上に均等にパウダーを散布することができるとい
うものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、本発明者等
が同公報に提案したパウダー供給装置は、モールド内に
位置するイマージョンノズルによってパウダー散布死角
領域が発生するのを回避すべく創案されたものであり、
連続鋳造装置の周辺機器には配慮されていなかった。す
なわち、連続鋳造装置の周辺には操作盤等の機器が存在
するが、搬送管の動作が周辺機器によって制限され、そ
の結果としてパウダー散布死角領域が発生し、依然とし
て人手作業の介入が必要であるという問題があった。

【０００８】また、パウダー供給装置に備えられている
散布装置は固定式であり、設置の自由度が少なく、必要
としないときでも取り外すことができないので、メンテ
ナンス性に劣るという問題があった。さらに、パウダー
供給装置を改良するだけでなく、モールド幅や部分散布
等に応じた散布パターン制御の開発が望まれていた。

【０００９】本発明は、搬送管の動作が連続鋳造装置の
周辺機器によって制限されても、パウダー散布死角領域
が発生することなく、人手の介入をなくして溶鋼表面上
に均等にパウダーを散布することができ、移動式装置と
して着脱が可能であり、モールド幅や散布領域に応じた
運転パターン制御を行うことができる連続鋳造における
鋳造パウダー供給装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成すべ
く、本発明は、モールド内の溶鋼表面上に供給する鋳造
パウダー収納ホッパーと、このホッパー内の鋳造パウダ
ーを移送管を介してモールド内へ散布する散布装置を備
えた鋳造パウダー供給装置において、上記散布装置の搬
送管を直列に２本連通接続し、搬送管と移送管および搬
送管相互を水平旋回自在に連結するとともに、各連結部
に駆動モータを設け、連通接続した搬送管の最先端部に
屈曲させて散布ノズルを接続して構成される。

【００１１】上記構成において、移送管に着脱機構が備
えられていることが好ましい。また、搬送管と移送管と
の連結部および搬送管相互の連結部の駆動モータを制御
するロボットコントローラが備えられており、このコン
トローラの制御装置に入力設定された散布パターンに基
づいて駆動モータの回転角度が制御されることが好まし
い。

【００１２】本発明によれば、切出装置によりホッパー
から切り出されたパウダーをモールド内へ散布するため
のパウダーの散布装置の搬送管を直列に２本連通接続
し、搬送管と移送管および搬送管相互を水平旋回自在に
連結するとともに、各連結部に駆動モータを設けている
ので、基本的にはモールド平面内の任意の場所に、任意
の軌跡でパウダーを散布することが可能となる。しか
し、連続鋳造装置の周辺部には操作盤等の機器が設けら
れているため、パウダー散布装置の搬送管の動作が制限
される。すなわち、搬送管の動作が周辺機器により制限
された結果、イマージョンノズルを左右の一方向からし
か迂回することができなくなる。そこで、本発明では、
連通接続した搬送管の最先端部にこれと屈曲させて散布
ノズルを接続しているので、この散布ノズルがイマージ
ョンノズルを左右の他方向から迂回することになり、搬
送管の動作が周辺機器により制限されても、イマージョ
ンノズル裏側のパウダー散布死角領域の溶鋼表面上は勿
論、その他の溶鋼表面上に対してもパウダーの直接散布
が可能となる。

【００１３】また、移送管に着脱機構を備えることによ
り、パウダー散布装置を移動式として構成することがで
き、設置の自由度が大きくなり、必要としないときには
取り外すことができるので、メンテナンス性に優れてい
る。

【００１４】さらに、本発明のパウダー供給装置には、
搬送管と移送管との連結部および搬送管相互の連結部の
駆動モータを制御するロボットコントローラが備えられ
ており、このコントローラの制御装置に入力設定された
散布パターンに基づいて駆動モータの回転角度が制御さ
れることにより、モールド幅や部分散布等に応じて確実
に散布作業を行うことができるものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明のパウダー供給装置
の一実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図
１は本発明のパウダー供給装置の一実施形態を示す平面
図であり、図２はその側面図である。本実施形態のパウ
ダー供給装置１は走行軌道２上を移動する移動台車３上
に設置されており、パウダーを貯蔵する不図示のホッパ
ーと、ホッパーの下部に配置された不図示のパウダー切
出装置と、パウダー移送管４と、パウダー散布装置５と
から主に構成されている。

【００１６】ホッパーには、不図示のパウダー輸送管を
介して空気輸送によってパウダーが供給される。ホッパ
ーにより気体が分離除去されたパウダーは、ホッパー下
部に接続されたパウダー切出装置によって切り出された
後、移送管４を介してパウダー散布装置５に供給され
る。

【００１７】移送管４は支持部材６によって移動台車３
上に支持されており、その基端部には着脱機構７が備え
られている。図３に示されているように、本実施形態で
は、着脱機構７は、例えば空気圧式または油圧式のシリ
ンダ装置８ａ，８ｂの圧力により拘束される雄リング９
ａと雌リング９ｂとからなるシリンダ式カップルリング
ジョイント９などによって形成されている。各リング９
ａ，９ｂには、その拘束力を規制するために、不図示の
リミットスイッチが備えられている。したがって、着脱
機構７よりも先端側のパウダー散布装置５は移動式とし
て構成されている。なお、本実施形態では、移送管４に
備える着脱機構７としてシリンダ式カップルリングジョ
イントを採用したが、これに限るものではなく、ねじ込
み式カップルリングジョイント等の他の形式の着脱機構
を採用してもよい。また、本実施形態では、移送管４の
基端部に着脱機構７が備えられているが、これに限るも
のではなく、例えば移送管４と後述する搬送管との連結
部に備えてもよい。

【００１８】パウダー散布装置５には、中継搬送管１０
と先端搬送管１１とが直列に連結されて備えられてお
り、各搬送管１０，１１は駆動モータ１２，１３によっ
てそれぞれ回転駆動されるスクリューフィーダによって
構成されている。ここで、スクリューフィーダとは、管
内で駆動モータによりスクリューを回転させることによ
って粉体や流体等を搬送する装置である。中継フィーダ
１０は支持フレーム１４上に支持され、先端フィーダ１
１は中継フィーダ１０によって片持ち支持されている。
中継フィーダ１０は第１連結部１５を軸として水平旋回
自在に設けられており、この連結部１５には駆動モータ
１６が取り付けられている。先端フィーダ１１は第２連
結部１７を軸として水平旋回自在に設けられており、こ
の連結部１７にはプーリ１８が取付けられ、駆動モータ
１９によりベルト駆動されるようになっている。駆動モ
ータ１６，１９には回転角度の制御が容易なサーボモー
タが採用され、各サーボモータは不図示のロボットコン
トローラと電気的に接続されている。

【００１９】また、先端フィーダ１１の先端部には、斜
め下方に屈曲させて散布ノズル２０が接続固定されてい
る。本実施形態では、図４に示されているように、連続
鋳造装置のモールド２１に対してパウダー供給装置１が
右側手前に配置されているため、散布ノズル２０は先端
フィーダ１１の先端部において右斜め下方に屈曲させて
設けられている。逆に、モールド２１に対してパウダー
供給装置１を左側手前に配置する場合には、散布ノズル
２０は先端フィーダ１１の先端部において左斜め下方に
屈曲させて設けられることになる。なお、図４におい
て、２２は連続鋳造装置の周辺機器としての操作盤（ペ
ンダントボックス）、２３はモールド２１内に位置する
イマージョンノズル、２４はモールド２１内に位置する
モールドレベコン（レベル計）である。

【００２０】移送管４の下端部は中継フィーダ１０の水
平旋回中心である第１連結部１５に接続されており、移
送管４内を自然落下したパウダーは、第１連結部１５の
中心から第２連結部１７の中心まで中継フィーダ１０内
を搬送される。そして、中継フィーダ１０の先端部の第
２連結部１７の中心より先端フィーダ１１の後端部に自
然落下したパウダーは、先端フィーダ１１内を搬送され
た後、先端フィーダ１１の先端部に屈曲させて接続され
た散布ノズル２０からモールド２１内の溶鋼表面上に散
布されることになる。

【００２１】図４に示されているように、上記のロボッ
トコントローラによりサーボモータ１６，１９を制御す
ることで、先端フィーダ１１の先端部の散布ノズル２０
を任意の軌跡や速度で移動調整し、モールド２１内溶鋼
表面上のパウダーを目標層厚に維持することができる。
ロボットコントローラには、種々の散布パターンを入力
設定するためのマイクロコンピュータ等の制御装置が搭
載されている。制御装置にはモールド付近に設置した不
図示のパウダー層厚検出器で測定したモールド２１内の
各位置におけるパウダーの層厚情報を取り込むととも
に、パウダー散布パターンが予め複数入力設定されてい
る。そして、この層厚情報からモールド２１内のパウダ
ー層厚が所定層厚に成るようにパウダー散布パターンを
選定し、この選定パターンに従って散布ノズル２０の移
動速度と移動方向を決定し、これをロボットコントロー
ラに出力する。これにより、ロボットコントローラは散
布ノズル２０が決定した移動速度と移動方向となるよう
にサーボモータ１６，１９を制御するものである。

【００２２】図６乃至図１０は、制御装置に予め入力設
定される散布パターンを示す概略図である。まず、図６
は、モールド内全体を散布する場合の第１の散布パター
ンである。図６において、第１の散布パターンは、散布
装置５の第１の連結部１５が右端のスタート位置に移動
されると、散布ノズル２０がモールド２１内手前の右端
に進入してパウダー散布を開始し、矢印のように散布し
ながら左側に移動し、モールドレベコン２４の手前側を
散布した後、再び右側に移動してイマージョンノズル２
３の右側を順に散布し、退避指令までループ動作を行う
ものである。なお、図６において、点線部分はモールド
幅を拡大した場合であり、モールド幅に応じてモールド
２１内左側の散布ルートが変更される。

【００２３】図７は、モールド内の右側のみを散布する
場合の第２の散布パターンである。図７において、第２
の散布パターンは、散布装置５の第１の連結部１５が右
端のスタート位置に移動されると、散布ノズル２０がモ
ールド２１内手前の右端に進入してパウダー散布を開始
し、矢印のようにイマージョンノズル２３の右側のみを
順に散布し、退避指令までループ動作を行うものであ
る。なお、図７において、点線部分はモールド幅を拡大
した場合であり、モールド幅に応じてループ幅も拡大さ
れる。

【００２４】図８は、モールド内の左側のみを散布する
場合の第３の散布パターンである。図８において、第３
の散布パターンは、散布装置５の第１の連結部１５が右
端のスタート位置に移動されると、散布ノズル２０がイ
マージョンノズル２３の左側近傍手前に進入してパウダ
ー散布を開始し、矢印のようにモールドレベコン２４の
手前側をループ状に散布し、退避指令までループ動作を
行うものである。なお、図８において、点線部分はモー
ルド幅を拡大した場合であり、モールド幅に応じてモー
ルド２１内の左端部の散布ルートが変更される。

【００２５】図９は、モールド内のノズル周りのみを散
布する場合の第４の散布パターンである。図９におい
て、第４の散布パターンは、散布装置５の第１の連結部
１５が右端のスタート位置に移動されると、散布ノズル
２０がイマージョンノズル２３の右側近傍手前に進入し
てパウダー散布を開始し、矢印のように散布しながらイ
マージョンノズル２３の周方向に沿って左側に移動し、
再びイマージョンノズル２３の周方向に沿って右側に移
動して、退避指令まで繰返し動作を行うものである。な
お、図９において、点線部分はモールド幅を拡大した場
合であるが、モールド幅を拡大してもノズル周りの散布
ルートは変化しない。

【００２６】図１０は、パウダーの払い出しを行う場合
の第５のパターンである。図１０において、第５のパタ
ーンは、移動台車３を走行移動させることにより、散布
装置５の第１の連結部１５がスタート位置からその右側
方のパウダー払い出し位置に移動してパウダーの払い出
しを行い、退避指令まで払い出し位置で停止するもので
ある。なお、図１０において、点線部分はモールド幅を
拡大した場合であるが、パウダーの払い出し動作は変化
しない。

【００２７】図４に示すように、モールド２１内にはイ
マージョンノズル２３やモールドレベコン２４が位置さ
れており、又、モールド２１の周辺には操作盤２２等の
周辺機器が設けられているので、制御装置は散布ノズル
２０やフィーダ１０，１１がイマージョンノズル２３、
モールドレベコン２４、および操作盤２２等に衝突しな
いように駆動制御しなければならない。そのため、制御
装置にイマージョンノズル２３、モールドレベコン２
４、および操作盤２２等の位置関係を入力する必要があ
る。これらの機器の位置関係の入力データに基づいて、
第５のパターン以外の第１乃至第４の散布パターンが決
定され、予め制御装置に入力設定される。なお、図４に
おいて、Ａはパウダー散布装置５の散布動作位置であ
り、Ｂはパウダー散布装置５の退避位置である。

【００２８】本実施形態のパウダー供給装置１によれ
ば、ホッパーから切り出されたパウダーをモールド２１
内へ散布するためのパウダー散布装置５に中継フィーダ
１０および先端フィーダ１１が直列に連通接続され、中
継フィーダ１０が第１の連結部１５を軸として水平旋回
自在に設けられるとともに、先端フィーダ１１が第２の
連結部１７を軸として水平旋回自在に設けられ、各連結
部１５，１７にサーボモータ１６，１７が備えられてい
るので、基本的にはモールド２１の平面内の任意の場所
に、任意の軌跡でパウダーを散布することが可能とな
る。

【００２９】しかし、連続鋳造装置の周辺部には操作盤
２２等の機器が設けられているため、パウダー散布装置
５の中継フィーダ１０および先端フィーダ１１の動作が
制限される。すなわち、中継フィーダ１０および先端フ
ィーダ１１の動作が周辺機器により制限された結果、イ
マージョンノズル２３を右方向からしか迂回することが
できなくなる。

【００３０】そこで、本実施形態では、連通接続したフ
ィーダ１０，１１の最先端部に斜め右下方へ屈曲させて
散布ノズル２０を接続固定しているので、図５に示すよ
うに、この散布ノズル２０がイマージョンノズル２３を
左方向から迂回することになり、中継フィーダ１０およ
び先端フィーダ１１の動作が操作盤２２等の周辺機器に
より制限されても、イマージョンノズル２３の裏側のパ
ウダー散布死角領域の溶鋼表面上は勿論、その他の溶鋼
表面上に対してもパウダーの直接散布が可能となる。図
５において、パウダー散布装置５の第１の連結部１５を
操作盤２２の右側のスタート位置Ａに配置した場合、第
２の連結部１７は中継フィーダ１０を半径とする円弧上
を順に移動するが、先端フィーダ１１および散布ノズル
２０は操作盤２２を迂回して接触することはない。

【００３１】また、移送管４の基端部に着脱機構７を備
えることにより、パウダー散布装置５を移動式として構
成することができ、設置の自由度が大きくなり、必要と
しないときには取り外すことができるので、メンテナン
ス性に優れている。

【００３２】さらに、本実施形態のパウダー供給装置１
には、中継フィーダ１０と移送管４との第１の連結部１
５に備えられたサーボモータ１６、および中継フィーダ
１０と先端フィーダ１１との第２の連結部１７に備えら
れたサーボモータ１９を制御するロボットコントローラ
が備えられており、このコントローラの制御装置に入力
設定された第１乃至第４の散布パターン等に基づいてサ
ーボモータ１６，１９の回転角度が制御されることによ
り、モールド幅の変化や部分散布等に応じて確実に散布
作業を行うことができるものである。

【００３３】以上のように、本発明のパウダー供給装置
１の部分構成は本発明者等による特開平８−１６４４５
６号公報のパウダー供給装置の基本構成を応用している
ものの、創案に際しての視点および特徴部分の構成にお
いて異なり、同公報に開示した発明では得られない特有
の顕著な作用効果を奏するものである。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
搬送管の動作が連続鋳造装置の周辺機器によって制限さ
れても、パウダー散布死角領域が発生することなく、人
手の介入をなくして溶鋼表面上に均等にパウダーを散布
することができる。また、パウダー散布装置を移動式と
して着脱することが可能であり、設置の自由度が大きく
なり、必要としないときには取り外すことができるの
で、メンテナンス性に優れている。さらに、モールド幅
の変化や散布領域に応じた散布パターン制御を行うこと
ができるという優れた効果を発揮するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のパウダー供給装置の一実施形態を示す
平面図である。

【図２】本発明のパウダー供給装置の一実施形態を示す
側面図である。

【図３】本発明のパウダー供給装置における着脱装置を
示しており、（ａ）はその固着状態の側面図、（ｂ）は
雄リングの側面図、（ｃ）は雌リングの側面図である。

【図４】本発明のパウダー供給装置の散布作業を示す平
面図である。

【図５】本発明のパウダー供給装置の散布作業の動作傾
向を示す平面図である。

【図６】本発明において、モールド内全体を散布する場
合の第１の散布パターンを示す概略図である。

【図７】本発明において、モールド内の右側のみを散布
する場合の第２の散布パターンを示す概略図である。

【図８】本発明において、モールド内の左側のみを散布
する場合の第３の散布パターンを示す概略図である。

【図９】本発明において、モールド内のノズル周りのみ
を散布する場合の第４の散布パターンを示す概略図であ
る。

【図１０】本発明において、パウダーの払い出しを行う
場合の第５のパターンを示す概略図である。

【符号の説明】

１ パウダー供給装置 ２ 走行軌道 ３ 移動台車 ４ 移送管 ５ パウダー散布装置 ６ 支持部材 ７ 着脱装置 ８ａ，８ｂ シリンダ装置 ９ シリンダ式カップルリング ９ａ 雄リング ９ｂ 雌リング １０ 中継フィーダ １１ 先端フィーダ １２，１３ 駆動モータ １４ 支持フレーム １５ 第１の連結部 １６ 駆動モータ １７ 第２の連結部 １８ プーリ １９ 駆動モータ ２０ 散布ノズル ２１ モールド ２２ 操作盤 ２３ イマージョンノズル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モールド内の溶鋼表面上に供給する鋳造
   パウダー収納ホッパーと、該ホッパー内の鋳造パウダー
   を移送管を介してモールド内へ散布する散布装置を備え
   た鋳造パウダー供給装置において、 上記散布装置の搬送管を直列に２本連通接続し、搬送管
   と移送管および搬送管相互を水平旋回自在に連結すると
   ともに、各連結部に駆動モータを設け、連通接続した搬
   送管の最先端部にこれと屈曲させて散布ノズルを接続し
   たことを特徴とする連続鋳造における鋳造パウダー供給
   装置。
2. 【請求項２】 移送管に着脱機構が備えられている請求
   項１に記載の連続鋳造における鋳造パウダー供給装置。
3. 【請求項３】 搬送管と移送管との連結部および搬送管
   相互の連結部の駆動モータを制御するロボットコントロ
   ーラが備えられており、該コントローラの制御装置に入
   力設定された散布パターンに基づいて駆動モータの回転
   角度が制御される請求項１または２に記載の連続鋳造に
   おける鋳造パウダー供給装置。