辊诊断方法

专利名称：辊诊断方法
技术领域：
本发明涉及用于事前知道连续铸造机中辊更换时期的辊诊断方法。
本申请根据2008年5月19日在日本申请的特愿2008-130456号而主张优先权， 把其内容在此引用。
背景技术：
连续铸造机具备沿铸锭通路并列的多个对辊(引导辊)。铸锭一边被这些对辊引 导一边通过所述铸锭通路。但当对辊的间隔发生异常，则有可能带来铸锭的中心偏析和内 部裂纹等质量降低。因此，恰当地维持对辊的间隔非常重要，为此而现有就在进行对辊之间 的间隔测定(例如参照下述专利文献1、2)。
作为影响辊间隔的因素有辊轴承的异常、辊的磨损、辊的弯曲等。这些因素中特 别是辊轴承的异常所给予辊间隔的影响大，所以在下述专利文献2记载的技术中，在多个 处所进行对于一个辊的测定，且使用在一次测定得到的多个处所的测定数据来检测辊轴承 有无破损。
专利文献1 (日本)特开平10-274502号公报
专利文献2 (日本)特开2006-231350号公报
在辊间隔的测定值超过容许值的情况下，则检查该对辊的辊，只要辊轴承等有异 常，就在该时刻点进行辊的更换。但例如即使辊间隔的值是在容许值以下，也在连续铸造中 辊轴承等产生异常，其结果是所制造的铸锭出现瑕疵，有时通过该瑕疵才判明辊间隔有异 常，辊轴承等带来障碍。这时就有已经制造了大量不良铸锭的问题。因此，希望推定辊轴承 的寿命并预测辊的更换时期。
按照这种观点，上述专利文献1尽管公开了测定对辊间隔的装置，但在推定辊轴 承的寿命并预测辊更换时期的点上没有任何公开。且在上述专利文献2中，使用由一次测 定得到的多个处所的测定数据来进行判断，尽管提高了辊轴承有无破损的检测精度，但没 有达到事前预测破损时期。发明内容
本发明是鉴于上述情况而开发的，目的在于提供一种辊诊断方法，能够主要通过 事前预测以辊轴承为起因的辊的破损时期来谋求解决上述问题。
本发明为了解决上述问题而达到目的，采用了以下的方法。艮P
(1)本发明的辊诊断方法，诊断把连续铸造机的铸锭(日文铸片)通路夹在其间 而相对配置的对辊，其中，具备把在引锭杆(夕'S —〃一)通过所述铸锭通路时的所述对 辊的间隔空开时间地多次测定并得到测定结果的工序、求所述测定结果与基准值的差分值 的时间序列倾向的工序、根据所述时间序列倾向来预测所述差分值成为预先决定的规定值 以上的时期，且把该时期判断为所述对辊的破损时期的工序。
本发明者们了解到，支承辊的辊轴承是逐渐地磨损恶化，伴随于此，而辊间隔逐渐地从基准值离开。且测定值与基准值的差分值大体有与时间成正比增加的倾向，从时间轴 上的某时刻点开始而该差分值急剧变大而招致破损。本发明是基于该见解而开发的，首先， 把相对配置的对辊的间隔空开时间地多次测定，按照时间序列来收集关于每个各对辊的辊 间隔的数据。调查测定结果与基准值的差分值时间序列倾向，并根据该时间序列倾向来预 测所述差分值成为预先决定的规定值以上的时期，且把该时期判断为辊的破损时期。由此， 能够在辊轴承破损前就知道辊的更换时间。
作为预先决定的规定值，例如也可以预先测定辊轴承实际破损时、具有该辊轴承 的对辊的间隔值，采用这时的间隔值与基准值的差分值。这时，由于把连续铸造机的铸锭通 路夹在其间而相对配置的对辊是多个，且由于设置场所不同而负载也不同，所以恶化进行 程度和破损时的辊间隔值也按每个设置场所而不同。因此，优选按每个各对辊来决定所述 规定值。
(2)在上述(1)记载的辊诊断方法中，也可以还具备在所述差分值达到比所述规 定值小的第一基准值以上时报知警告的工序。
作为在此所说的报知警告，例如能够举出通过视觉通知的使灯亮灯等显示和通过 听觉通知的蜂鸣器鸣叫等。通过这些例如在支承辊的辊轴承破损前就进行警报的报知，因 此，能够更可靠地更换辊轴承。
(3)在上述(1)记载的辊诊断方法中，也可以还具备测定所述对辊倾斜的工序。
这时，还能够同时检测辊的倾斜。在此所说的辊倾斜是指由多个并列配置的各辊 的面所形成的铸锭通路的倾斜，具体地则由形成规定铸锭通路的各辊从规定位置偏离的量 (失调量)来表示。
(4)在上述(3)的情况下，也可以还具备当所述倾斜达到第二基准值以上时报知警告的工序。
(5)在上述(1)的情况下，也可以还具备检测所述对辊旋转和不旋转的工序。
这时，还能够同时检测对辊的旋转/不旋转。
(6)在上述(5)的情况下，也可以还具备当检测出所述对辊不旋转时报知警告的工序。
根据本发明，主要能够事前预测以辊轴承为起因的辊的破损时期，能够在破损前 实施辊的更换。


图1是表示装备有用于进行本发明辊诊断方法一实施例的辊间隔测定装置的引 锭杆在通过连续铸造机的铸锭通路时情况的侧视图2是同引锭杆的底面图3是所述辊间隔测定装置的纵剖视图4是表示同辊间隔测定装置中传感器头和传感器壳体的图，是图3的A部放大 剖视图5是同传感器头的俯视图6是表示所述辊间隔测定装置与辊接触时状态的纵剖视图7是模式表示所述辊间隔测定装置的受容部有异物进入情况的图，是图6的B4部放大剖视图8是模式表示辊调节传感器概要的侧视图9是模式表示辊不旋转传感器概要的侧视图10是模式表示用于实施所述辊诊断方法的系统概要的方块图11是把一次的辊间隔测定值按每个各对辊表示的图表，横轴表示各对辊的号 码、纵轴表示各对辊间隔的实测值；
图12是表示第49号对辊的随着装料数增加的对辊间隔与基准值的差分值图表， 横轴表示在线装料数、纵轴表示对辊间隔与基准值的差分值；
图13是表示第四号 第34号对辊的关于辊倾斜测定结果的图表，横轴表示对辊 号码、纵轴表示失调量；
图14是对于特定的辊而每个铸件的把来自辊不旋转传感器的信号以旋转率表示 的图表，横轴表示铸件号码、纵轴表示旋转率。
附图标记说明
1引锭杆Ia联杆材料Ib轴2铸模3钢液4辊
5辊6传感器联杆7a、7b、7c传感器单元
8信号处理单元10传感器装置11传感器头Ila本体部
lib头部Ilc卡止部Ild凸缘部lie台阶部
12传感器壳体1 卡止部12b台阶部13弹簧
14检测杆15位移计20传感器装置21传感器头
21a本体部21b头部 Ilc卡止部 22传感器壳体
23弹簧M检测杆25位移计30连结部件
51辊接触体52辊接触体61主机62HUB
63服务器64线路程序65、66监视客户终端
AP受容部D运送方向Q辊调节传感器
R辊不旋转传感器S辊间隔测定装置d宽度χ异物具体实施方式
以下说明本发明辊诊断方法的一实施例。
图1是模式表示安装有进行本实施例辊诊断方法的辊间隔测定装置的引锭杆1的 侧视图。引锭杆1具有多个联杆材料Ia和轴lb，从未图示的浇口盘通过铸模2而使铸造的 钢液3作为先导，在多个辊4、5之间形成铸锭通路内移动。
图2表示安装有上述辊间隔测定装置的引锭杆1的底面。本实施例中，在引锭杆 1的传感器联杆6宽度方向的两端和中央分别设置有传感器单元7a、7b、7c。且这些传感器 单元7a、7b、7c分别各设置有一台辊间隔测定装置S。且两端的传感器单元7a、7b还设置有 测定辊4、5倾斜的辊调节传感器Q和检测辊旋转/不旋转的辊不旋转传感器R。
被分别设置在各传感器单元7a、7b、7c的辊间隔测定装置S由于全部具有相同的 结构，所以在以下的说明中把设置在传感器单元7a的辊间隔测定装置S作为例，参照图3 来详细说明。
辊间隔测定装置S具有其上面和底面相对的用于测定对辊4、5之间间隔的传感器装置10、20。上面侧的传感器装置10用于测定可动面侧的辊4的位移，设置在底面侧的传 感器装置20用于测定固定面侧的辊5的位移。利用由这双方传感器装置10、20测定的位 移量的测定结果，来测定辊4、5之间的间隔。
如图3所示，传感器装置10具有与辊4接触的传感器头11、相对传感器单元7a 的本体和连结部件30这双方被固定且把传感器头11收容在内部的圆筒形传感器壳体12。
传感器头11具有筒状的本体部11a、在本体部Ila的上部成圆锥状连续设置且 顶上部向辊4侧弯曲成凸状形状的头部lib。在传感器头11内部形成的卡止部Ilc与连结 部30之间，沿纸面的上下方向配置有弹簧13，把传感器头11相对传感器壳体12而向纸面 的上方即向辊4施力。在传感器头11的下端形成有凸缘部lid。由于该凸缘部Ild与传 感器壳体12的卡止部1 卡止，所以传感器头11不会被从传感器壳体12拔出。在传感器 头11内的中心部设置有检测杆14。该检测杆14其上端与头部lib的下面抵接，随着头部 lib的上下运动而检测杆14也上下运动，该运动向位移计15传递而被检测。
如图4所示，传感器头11中在头部lib的下端与本体部Ila的上端之间形成有环 状的台阶部lie。本实施例中把台阶部lie的宽度尺寸d(参照图5)设定成0. 5mm。
如图3所示，测定相对辊5侧基准位置位移量的传感器装置20也具有与传感器装 置10大致相同的结构。即传感器装置20具有与辊5接触的传感器头21、被固定于传感 器单元7a的本体和连结部件30双方且把传感器头21收容在内部的圆筒形传感器壳体22。 传感器头21具有筒状的本体部21a、顶上部向辊5弯曲成凸状形状的头部21b。在传感器 头21内部的卡止部21c与连结部30之间配置有弹簧23，把传感器头21相对传感器壳体 22而向垂直方向的下方(即向辊5侧)施力。在传感器头21内的中心设置有检测杆M。 该检测杆M其下端与头部21b的上面抵接，随着头部21b的上下运动而检测杆M也上下 运动，该运动向位移计25传递而被检测。
按照具有以上说明的结构的辊间隔测定装置S,当安装有辊间隔测定装置S的引 锭杆1以钢液3作为先导，在多个辊4、5之间形成的铸锭通路内移动，则传感器装置10的 传感器头11与各辊4接触，且传感器装置20的传感器头21与各辊5接触，由此来测定对 辊4、5之间的间隔。
如图6所示，对于传感器装置10是与辊4接触的传感器头11抵抗弹簧13的施力 被向下方按压而收容在传感器壳体12内。且如图7所示，在传感器头11的头部lib下端 进入到传感器壳体12内时，利用头部lib下端的外周面与传感器壳体12上端的内周面之 间所形成的台阶部lie而形成俯视看底面形状是环带状而垂直截面形状是倒梯形的环状 受容部AP。
因此，引锭杆1在所述铸锭通路内移动时，产生冷却材料和水锈等异物X，即使进 入到传感器头11的头部lib外周面与传感器壳体12的内周面之间，该异物X也被受容部 AP所受容。受容部AP的垂直截面形状不是现有那样的前端尖的尖细状(锥状或V字状)， 而是上述那样的倒梯形，所以异物χ被受容部AP的底面即台阶部lie接住。因此，随着引 锭杆1的行进而传感器头11与辊4的接触结束，在利用弹簧13而使传感器头11恢复到原 来的位置时，由台阶部lie把异物χ原封不动地向传感器壳体12外推出。因此，不会出现 现有那样异物χ嵌入的现象，传感器头11顺利地恢复到原来的位置。由此，能够长期稳定 地精度良好地进行辊间隔的测定。由于传感器头11的从传感器壳体12突出的长度自身与现有没有变化，所以传感器头11的安全性原封不动地被确保。
由于在连续铸造机的辊附着的异物大体不到0. 5mm，所以上述实施例中构成受容 部AP底面的台阶部lie的宽度尺寸d，设定成0. 5mm，优选为0. 5mm 2mm，例如Imm程度。
在看图7所示的放大剖视图时，本实施例的台阶部lie由所述环状平面即底面 Ilel和倾斜面lle2所形成，倾斜面lle2与该底面Ilel连续且随着越朝向垂直方向上方而 与所述传感器壳体12上端的内周面逐渐离开。因此，例如即使有0. 5mm以上比较大的异物 χ进入到受容部AP，也能够利用传感器头11由弹簧13的施力而向上方恢复时的复原力和 倾斜面lle2的倾斜角度而有效地把该大的异物χ向受容部AP的外部有效地推出。
接着，一边参照图8 一边说明辊调节传感器Q。该辊调节传感器Q具有受到施加的 力而从传感器单元7a、7b的下面而向下方突出的接触件41。该接触件41分别与固定面侧 的各辊(即沿铸锭通路方向相互相邻的一对辊5、幻接触，通过这些辊5、5从规定位置的偏 离量来检测这些辊5、5之间的倾斜(即形成所述铸锭通路下面的辊5、5之间的倾斜)。
如图9所示，辊不旋转传感器R在其本体内具备与辊4接触旋转的辊接触体51 和与辊5接触旋转的辊接触体52。在辊4、5旋转的情况下，辊接触体51、52则向与这些辊 4、5旋转方向相反的方向旋转，在辊4、5处于不旋转状态的情况下进行逆旋转。因此，通过 由未图示的检测器来检测这些辊4、5的旋转角度(旋转率)，就能够检测辊4、5的旋转/不 旋转。
以上说明的辊间隔测定装置S、辊调节传感器Q和辊不旋转传感器R各自的检测信 号，被向安装在传感器联杆6附近的联杆材料Ia处的信号处理单元8 (参照图2、输出。
如图10所示，从安装在引锭杆1的信号处理单元8输出的信号被向中央操作室的 主机61输出，进而经由HUB62而向中央操作室的服务器63发送，保存在该服务器63。把一 次测定结果，即每次引锭杆1通过所述铸锭通路时所得到的各辊的测定结果按每个辊处理 并存储。
服务器63被安装有数据解析所需要的软件，对于辊间隔来演算预先求出的测定 结果与基准值的差分值的时间序列倾向。根据该时间序列倾向并利用外插法来预测所述差 分值成为预先决定的规定值以上的时期。在测定结果为所述差分值是比所述规定值小的 规定基准值以上时，向未图示的警报机构输出警报信号。来自辊调节传感器Q的信号在是 根据各辊输出信号的失调量为规定值以上时，则把警报信号向所述警报机构输出。来自辊 不旋转传感器R的信号也是在根据各辊输出信号的旋转率为规定值以上时，则把警报信号 向所述警报机构输出。
经由线路程序64而能够对于服务器63连接有多个监视客户终端65、66。因此，根 据需要而能够利用监视客户终端65、66从中央操作室外，来实施本实施例的辊诊断方法。
用于进行本实施例辊诊断方法的主要装置和系统结构如以上所述。以下则说明辊 诊断方法的实施例。
图11是把来自安装在引锭杆1的辊间隔测定装置S的一次辊间隔测定值按每个 各对辊来进行表示，把第一号辊的测定值作为0而来表示各对辊间隔的测定值。由此了解 到，设置在连续铸造机的各对辊的辊间隔参差不齐。但仅通过该数据不能判断辊的经时恶 化倾向。于是，着眼于特定的对辊例如第49号对辊，对于该第49号对辊来空开时间地进行 多次测定，计算与基准值的差分值，把结果表示在图12的图表。
图12的图表中，横轴表示在线装料数、纵轴表示测定值与基准值的差分值。由于 在线装料数是从浇包向浇口盘投入钢液的次数，所以与引锭杆1通过所述铸锭通路时的测 定次数没有直接关系，表示实际测定时刻点的图表中的图示数，表示测定次数。图表中的黑 圆形表示辊一端侧(具体说就是固定侧的辊轴承侧)的辊间隔，同图表中黑三角表示辊另 一端侧(具体说就是自由侧的辊轴承侧)的辊间隔。这些是基于来自设置在传感器联杆6 两侧的传感器单元7a、7b所安装的辊间隔测定装置S的数据。即图12的图表表示对辊两 端附近的对辊间隔的、与基准值的差分值。
根据图12的图表了解到，自由侧且是辊轴承侧的对辊间隔与基准值的差分值大 体以0.6mm推移。另一方面，固定侧且是辊轴承侧的对辊间隔与基准值的差分值与装料数 的增加成正比地增加，在大体装料36500次的地方达到1. Omm,以后则急剧增加。按照后来 验证的结果而能够确认，该辊的与基准值的差分值成为1. Omm以上时则辊轴承破损。
因此，空开时间来多次测定辊间隔，计算这些测定值与基准值的差分值，通过进而 调查该差分值的时间序列倾向，能够预测所述差分值成为1.0mm以上的累计装料数。能够 把这样求出的所述累计装料数的时期作为辊轴承破损时期来进行预测。因此，能够在该累 计装料数时期到来之前就更换辊轴承。
本实施例中，服务器63在测定结果与基准值的差分值成为不到规定值且是规定 基准值以上时输出警报信号。因此，例如在所述差分值成为0. 9mm的时刻点就能够输出警 报信号。能够提前确定在最近的将来辊轴承破损的辊，能够事前更换该辊轴承。
本实施例中，引锭杆1安装有测定辊倾斜的辊调节传感器Q。因此，对于辊的倾斜 也能够由服务器63和监视客户终端65、66进行监视。
图13是把第四号 第34号辊的辊倾斜测定数据进行图表化。根据该图表了解 到，第31号辊出现了从规定位置的偏离超过了容许值的失调(位置偏离)。由于对于服务 器63，在成为规定的基准值以上时就输出有警报信号，所以在所述位置偏离量成为规定的 基准值以上的时刻点就能够得知。因此，能够事前实施该辊的更换或保养。且由于位置偏 离成为规定的基准值以上的辊被确定，所以与现有这样停止设备而由作业员手工作业确认 全部辊的情况相比，能够大幅度地缩短发现和应对该辊所需要的时间。因此，能够提高生产 性。
且由于本实施例在弓I锭杆1安装有检测辊旋转/不旋转的辊不旋转传感器R，所以 对于辊4、5在连续铸造时是否旋转，也能够由服务器63或监视客户终端65、66来监视。
图14是对于某确定的辊，而对每个铸件(即引锭杆1以钢液为先导通过连续铸造 机的铸锭通路的次数)、把来自辊不旋转传感器R的信号以旋转率来表示的图。
由此，在第六个铸件的时刻点旋转率达到80%以上。在该第六个铸件以后，到更换 支承辊的扇形体期间，旋转率在70% 80%之间推移。在第十个铸件结束后，在通过更换 扇形体而更换该辊后的第十一个铸件，则旋转率下降到约15%。本实施例中设定为当旋 转率超过20%就判定为辊不旋转。
实际检查的结果是，第六个铸件的连续铸造所制造的铸锭能够确认铸锭刮伤，第 十一个铸件以后的连续铸造所制造的铸锭没有发现有铸锭刮伤。
本实施例中，把对于各辊检测旋转/不旋转的数据向服务器63输出，在各辊的输 出信号值成为规定值以上时则被输出警报信号。因此，例如通过把旋转率20%设定为所述8规定值，就能够马上知道出现不旋转的辊。因此，与现有这样在制造的铸锭出现铸锭刮伤 后，停止设备而由作业员对全部辊手工作业检查辊的旋转/不旋转的情况相比，能够非常 容易且短时间就发现不旋转的辊，能够缩短设备停止时间，能够提高生产性。
本发明对于连续铸造装置的辊诊断是有用的。
权利要求
1.一种辊诊断方法，其为把连续铸造机的铸锭通路夹在其间而相对配置的对辊的诊断 方法，其特征在于，具备把在引锭杆通过所述铸锭通路时的所述对辊的间隔空开时间地多次测定并得到测定 结果的工序、求所述测定结果与基准值的差分值的时间序列倾向的工序、根据所述时间序列倾向来预测所述差分值成为预先决定的规定值以上的时期，且把该 时期判断为所述对辊的破损时期的工序。
2.如权利要求1所述的辊诊断方法，其特征在于，还具备在所述差分值达到比所述规 定值小的第一基准值以上时报知警告的工序。
3.如权利要求1所述的辊诊断方法，其特征在于，还具备测定所述对辊倾斜的工序。
4.如权利要求3所述的辊诊断方法，其特征在于，还具备当所述倾斜达到第二基准值 以上时报知警告的工序。
5.如权利要求1所述的辊诊断方法，其特征在于，还具备检测所述对辊旋转和不旋转 的工序。
6.如权利要求5所述的辊诊断方法，其特征在于，还具备当检测出所述对辊不旋转时 报知警告的工序。
全文摘要
一种辊诊断方法，诊断把连续铸造机的铸锭通路夹在其间而相对配置的对辊，其中，具备把在引锭杆通过所述铸锭通路时的所述对辊的间隔空开时间地多次测定并得到测定结果的工序、求所述测定结果与基准值的差分值的时间序列倾向的工序、根据所述时间序列倾向来预测所述差分值成为预先决定的规定值以上的时期，且把该时期判断为所述对辊的破损时期的工序。
文档编号B22D11/128GK102036770SQ20098011785
公开日2011年4月27日 申请日期2009年5月19日 优先权日2008年5月19日
发明者丸木保雄, 山条悟, 岩崎润哉, 白神孝之, 矢野孝幸, 西原隆 申请人:新日本制铁株式会社