JPS62286655A - 鋳造異常判定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 ［産業上の利用分野Ｊ 本発明は、連続鋳造設備における診断装置に係わり、特
に鋳片に発生する拘束性ブレークアウトの予知手段とし
て好適な′ｇ！造異常判定装置に関する。

［従来の技術］ 高冷却能を有し一定方向に振動する鋳型に溶鋼を連続し
て注入し、冷却によって外郭が凝固した溶鋼すなわち鋳
片を引き抜いて必要な艮ざに切断する連ｌｌＥ鋳造設備
においては、鋳型から鋳片を引き抜く際に発生する拘束
性ブレークアラ１−が大きな問題となっている。この拘
束性ブレークアウトとは、定常ｖＩ造状態において、鋳
片と鋳型とのＩＭ擦力が増大して鋳片が鋳型内面に拘束
され、冷却により凝固した外郭いわゆる凝固シェルが局
部的に不均一となり、やがてはその一部が破れて内部溶
鋼が流出する現象であり、拘束性ブレークアウトが発生
すると設備１！ｉＭの稼！１１＋停止等、大きな問題を
生じることは避けられない。このため、従来から上記拘
束性ブレークアウトを予知するための鋳造異常判定装置
が種々考業されている。

その例としては、鋳型を一定方向に系初させるための鋳
型振動装置におけるｖＩやＩＪ５動駆動用モータの電流
と鋳型の振動速度との位相差を求め、その変化から拘束
性ブレークアウトを予知する技１何、あるいは鋳型の撮
動加振力と鋳型の振動変位との位相差を求め、その変化
から拘束性ブレークアウトを予知する装置等がある。し
かるに、これら従来装四はｔ２Ｆ型に対する振動駆動源
の情報を基準としており、鋳型と駆動源との間に存在す
る機械的なガタおよび振動の位相ずれをも検知してしま
うので、その信頼性は＾いとは言いがたいものであった
。

また、最近では鋳型の周面に複数の熱雷対を配設し、凝
固シェル不均一による温度変化を上記熱雷対にて検出し
、これにより拘束性ブレークアウトを予知する装置も提
案されている。しかるに、この熱電対方式の場合、温度
変化が拘束性ブレークアウトの発生に直結しないこと、
構造的欠陥により熱雷対に冷却水が接触し正確な温度測
定が困難になるおそれがあること、などに起因して誤報
の確率が高かった。

［琵明が解決しようとする問題点］ 上述したように、従来は定常鋳造状態における拘束性ブ
レークアウトを予知することが困難であり、拘束性ブレ
ークアウト発生により連続鋳造設備内に溶鋼が飛散して
各段（ｆｌ装置の故障、交換等による稼ｉｌｌ停止を招
くことがあった。

そこで本発明は、定常鋳造状態における拘束性ブレーク
アウトを高信頼度で予知でき、鋳造工程の稼働率向上を
はかり得るｖＩ造異常判定装置を提供することを目的と
する。

Ｌ問題点を解決するための手段と作用］本発明は、上記
問題点ケ解決し目的を達成するために、次のような手段
を講じたものである。すなわら、鋳型の周面のほぼ中央
部と少なくとも一方の端部とにこの鋳型の振動加速度を
測定する複数の加速度センサを設け、これら加速度セン
サ°から出力される加速度信号の位相差を位相差データ
にて演算し、この位相差演算部にて演詐された位相差に
基いて異常判定部により前記鋳片の異常を判定するよう
にしたものである。

このような手段は、以下に示す測定結果に基いて講じら
れたものである。本発明者らは、ＬＩＩ型の周面のほぼ
中央部と一方の端部とにこの鋳型の振動加速度を測定す
る複数の加速度センサを設け、これら加速度センサから
出力される加速度信号の位相差を監視し、拘束性ブレー
クアウトが発生するまでの位相差データを収集して分析
した。その結果、拘束性ブレークアウト発生に近付くに
つれ位相差のバラツキが小ざくなることが判明した。

第１図（ａ）は定常通常状態における正常時５分間の位
相差Δの計時変化を示しており、同図（１））は定常鋳
造状態における拘束性ブレークアウト発生直ＩＦｉ５分
間の位相差Δの計時変化を示している。なお、両者はい
ずれも鋳型端部に設けられた加速度センサの構出信号を
基準としている。

正常時５分間の位相差Δの変化については、バラツキσ
は８．３７であり、最大ｊｌＪ　ｌｌ１ａｘは＋１．３
゜最小値Ｉｎは−３５，６，平均値又は−１２，１であ
る。一方、拘束性ブレークアウト発生直前５分間の位相
差Δの変化については、バラツキσは６．１０であり、
最大１ｉｌＩＩＩｌａ×は＋４．２．ＩＩ小値１ｎは−
２７，６，、平均値〈は−１１，６２である。また、拘
束性ブレークアウト発生直前２分３０秒間の位相差Δの
変化については、バラツキσは５．１７であり、平均ｔ
ｉ只は−１１，８６である。つまり、拘束性ブレークア
ウト発生が近付くにつれて位相差Δのバラツキσは、８
．３７→６．１０→５．１７と小さくなっている。

したがって、前述した手段を講じたことにより、位相差
のバラツキが所定レベルよりも小さくなったと判定され
たとき拘束性ブレークアウトの予知が可能となる。

［実蒲例］ 以下、本発明の一実浦例について説明する。第２図は同
実施例のシステム構成を示すブロック図である。同図に
おいて１０は鋳型であって、図示しない鋳型撮動装置に
締結されており、鋳造時には油圧シリンダ、ｇａ心ｊツ
ムなどの駆動源により加振力が印加されて、図中矢印Ａ
で示す如く鋳片引き抜き方向に対して平行に１辰動する
ものとなっている。そして、この鋳型１０を形成する４
平面のうち、長片を形成する一平面１０ａのほぼ中央に
は第１の加速度センサ１１が取付けられており、この一
平面１０ａの一方の端部を有する一平面１０ｂには第２
の加速度センサ１２が取付けられている。また、上記第
１．第２の加速度センサ１１．１２は、位相差演算部１
３に接続されている。位相差演算部１３は、両センサ１
１．１２から出力される電気信号８１．８２の位相差を
演算するものであり、算出された位相差データΔは判定
部１４および出力制御部１５に送出されるものとなって
いる。判定部１４は、上記位相差データΔを順次記憶し
てこのデータの変化のバラツキを演算し、バラツキデー
タσを前記出力１１Ｊｔｌ１１部１５に送出する機能と
、上記バラツキデータσを常時監視して所定値以下とな
ったとき警報器１６にブレークアラｉ・予知信号Ｓ３を
出力し、警報発生を促す典能とを有している。一方、出
力υ１１１］部１５は、ＣＲＴディスプレイなどの表示
器１７とプリンタ１８との駆動を自ｖＪυＪｌｔｌする
ものであり、位相差データΔおよびバラツキデータσを
常時表示器１７に表示可能とし、かつ必要に応じて両デ
ータをプリンタ１８により印字出力するものとなってい
る。

次に、本実施例の動作について説明する。定常鋳造状態
においては、鋳型１０は鋳型賑勤装茸により図中矢印へ
方向に振動しており、このとき、第１．第２の加速度セ
ンサ１１．１２からはセンサ取付部位の振動加速度が検
出され、電気信号Ｓ１．Ｓ２として出力される。また、
位相差データ１３では電気信号Ｓ１と電気信号Ｓ２どの
位相差が随時演算され、時間変化に係わる位相差データ
Δが判定８Ｉ１１４および出力制御部１５に送出される
。

ここで、判定部１４では、第３図の流れ図で示す如く動
作する。すなわら、先ず、ステップ１〜３として与えら
れた位相差データΔを順次記憶してそのバラツキを求め
る。次いでステップ４および５として、このバラツキデ
ータσを出力制御部１５に送出するとともに、上記バラ
ツキデータσを所定レベル値しで比較する。なお、所定
レベル値しは拘束性ブレークアウトの発生が確実視され
る位相差のバラツキ値であり、実験的に求めたレベル値
である。そして、上記バラツキデータσが所定レベル値
りよりも小さくなったならば、ステップ６としてブレー
クアウト予知信号＄３を警報器１６に送出する。かくし
て、Ｗｔｌｌｌ器１６から警報が発報され、拘束性ブレ
ークアウト発生が予知される。

一方、出力制御部１５に送出された位相差データΔとバ
ラツキデータσとは表示部１７に適時表示され、かつこ
の表示データは必要に応じてプリンタ１８により印字出
力される。

このように、本実施例においては、一般に、鋳片と第８
型と間の摩擦力が増大して拘束が発生したならば鋳型１
０における中央と一方の端部との振動加速度のバラツキ
は浸度に小さくなるので、このバラツギを常時監視する
ことにより拘束性ブレークアウトの発生を予知している
。そして、本実施例では実際に拘束が発生する鋳型１０
に加速度ピンサ１１，１２を取付けて振動加速度の測定
を行なっているので、機械的なガタあるいは振動の位相
差といった外乱を受けることがない。したがっで、高い
信頼性をもって拘束性ブレークアウトの発生を予知でき
る。その結果、警報が発せられたときには鋳片の引き友
ぎ速度を遅くしたり、一旦停止させたりして拘束性ブレ
ークアウトの発生を防止可能である。また、本実施例で
は加速度データΔとこの位相差データΔのバラツキデー
タσとが適時表示器１７に表示されているので、オペレ
ータが目視により拘束性ブレークアウトを予知すること
もできる。

かくして、本実施例を適用することにより、定常ｖＩ造
状態において拘束性ブレークアラ１−の発生率が低減し
つるので、溶鋼の流出による装置の故障、交換等の事態
を召くおそれもなく、鋳造効率の向上をはかり得る。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではない。

例えば、前記実施例では加速度センサ１２を鋳型１０の
長片を有する一平面１０ａの一方の端部を有する一平面
１０ｂに取付けた場合を示したが、！６型１０の短片を
形成する一平面１０Ｃまたは１０ｄに取付けて６よい。

また、上２加速度センサ１２の取付位置は平面中央に限
定されるものではなく、その平面上であるならばよい。

ざらに、前記実施例を従来の熱雷対方式と併用できるの
は言うまでもなく、また併用することにより、より一周
予知信頼度の向上が期待できる。

このほか本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施
可能であるのは勿論である。

［発明の効果１ 以上詳述したように、本発明によれば、鋳型の周面のほ
ぼ中央部と少なくとも一方の端部とにこの鋳型の振動加
速度を測定する複数の加速度センサを設け、これら加速
度センサから出力される加速度信号の位相差を位相差１
＠痒にて演篩し、この位相差１＠痒部にて演算された位
相差に暴いて異常判定部により前記鋳片の異常を判定す
るようにしたので、定常鋳造状態における拘束性ブレー
クアウトを高信頼度で予知でき、鋳造工程の稼働率向上
をはかりｊりる！８造異常判定装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）（ｂ）は本発明の詳細な説明するだめの図
、第２図は本発明の一実施例のシステム構成を示すブロ
ック図、第３因は判定部の動作を説明するための流れ図
である。 １０・・・鋳型、１１．１２・・・加速とセンサ、１３
・・・位相差演算部、１４・・・判定部、１５・・・出
力制御部、１６・・・警報器、１７・・・表示器、１８
・・・プリンタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一定方向に振動する鋳型に溶鋼を流し込み所定の形状に
   凝固した鋳片を生成する鋳造装置において、前記鋳型の
   周面のほぼ中央部と少なくとも一方の端部とに設けられ
   この鋳型の振動加速度を測定する複数の加速度センサと
   、これら加速度センサから出力される加速度信号の位相
   差を演算する位相差演目部と、この位相差演目部にて演
   算された位相差に基いて前記鋳片の異常を判定する異常
   判定部とを具備したことを特徴とする鋳造異常判定装置
   。