JP6863330B2 - Injection nozzle adjustment method and injection direction confirmation device - Google Patents
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Description
本発明は、鋼材の製造過程において鋼材に向けて流体を噴射する噴射ノズルの噴射方向調整方法及び噴射方向確認装置に関する。 The present invention relates to an injection direction adjusting method and an injection direction confirmation device for an injection nozzle that injects a fluid toward a steel material in a steel material manufacturing process.
鉄鋼分野では、冷却媒体噴射ノズルは、鋼管等の鋼材に向けて冷却媒体を噴射することによって鋼材を冷却して所望の特性を鋼材の幅方向及び長手方向にわたって均一に得るために用いられる。このため、冷却媒体噴射ノズルの噴射方向は所定の噴射方向に調整されている（例えば特許文献１参照）。ところが、例えば装置導入時やメンテナンス時、若しくは経時変化によって、冷却媒体噴射ノズルの噴射方向が所定の噴射方向からずれることがある。結果、冷却媒体が適切に噴射されなくなり、不均一な冷却によって鋼材の特性にばらつきが発生したり、熱収縮量の違いによって鋼材に反りが発生し、鋼材が設備に接触することによって設備が破損したりする可能性がある。 In the steel field, a cooling medium injection nozzle is used to cool a steel material by injecting a cooling medium toward a steel material such as a steel pipe to obtain desired characteristics uniformly over the width direction and the longitudinal direction of the steel material. Therefore, the injection direction of the cooling medium injection nozzle is adjusted to a predetermined injection direction (see, for example, Patent Document 1). However, the injection direction of the cooling medium injection nozzle may deviate from the predetermined injection direction, for example, when the device is introduced, during maintenance, or due to changes over time. As a result, the cooling medium is not properly injected, the characteristics of the steel material vary due to non-uniform cooling, the steel material warps due to the difference in the amount of heat shrinkage, and the equipment is damaged when the steel material comes into contact with the equipment. There is a possibility of doing.
一方、冷却終了後に鋼材の表面に冷却媒体が滞留している場合、過冷却によって所望の特性が得られなくなることがある。また、製造工程中に剥離したスケール等の異物が鋼材の表面に残存している場合には、次工程で異物が押し込み疵の原因となってしまう。このため、水噴射ノズルやエア噴射ノズルから水やエアを噴射することによって鋼材の表面に存在する冷却媒体や異物を除去している。この水噴射ノズルやエア噴射ノズルについても、冷却媒体噴射ノズルと同様、冷却媒体や異物を確実に除去するためにその噴射方向は所定の噴射方向に調整されている。 On the other hand, if the cooling medium remains on the surface of the steel material after the cooling is completed, the desired characteristics may not be obtained due to supercooling. Further, if foreign matter such as scale peeled off during the manufacturing process remains on the surface of the steel material, the foreign matter is pushed in in the next step and causes a defect. Therefore, the cooling medium and foreign matter existing on the surface of the steel material are removed by injecting water or air from the water injection nozzle or the air injection nozzle. Similar to the cooling medium injection nozzle, the water injection nozzle and the air injection nozzle are also adjusted in the injection direction to a predetermined injection direction in order to reliably remove the cooling medium and foreign matter.
このような背景から、鉄鋼分野では、対象物に向けて流体を噴射する噴射ノズルの噴射方向が所定の噴射方向に調整されているか否かを確認し、確認結果に従って噴射ノズルの噴射方向を所定の噴射方向に調整する作業が行われている。 Against this background, in the steel field, it is confirmed whether or not the injection direction of the injection nozzle that injects the fluid toward the object is adjusted to the predetermined injection direction, and the injection direction of the injection nozzle is determined according to the confirmation result. Work is being done to adjust the injection direction of.
しかしながら、従来までの作業は、噴射ノズルから対象物に向けて実際に流体を噴射することによって行われている。このため、流体を噴射しながら作業者が立ち入って噴射ノズルの噴射方向を調整することが作業の安全性から判断して難しい場合がある。さらに、噴射ノズルが噴射する流体がエアである場合には、噴射ノズルの噴射方向を確認することがさらに困難である。 However, the conventional work is performed by actually injecting a fluid from the injection nozzle toward the object. Therefore, it may be difficult for an operator to enter and adjust the injection direction of the injection nozzle while injecting the fluid, judging from the safety of the work. Further, when the fluid injected by the injection nozzle is air, it is more difficult to confirm the injection direction of the injection nozzle.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、多くの労力及び時間を要することなく、精度よく、且つ、安全に、噴射ノズルの噴射方向を所望の噴射方向に調整可能な噴射ノズルの噴射方向調整方法及び噴射方向確認装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to adjust the injection direction of the injection nozzle to a desired injection direction accurately and safely without requiring a lot of labor and time. It is an object of the present invention to provide a method for adjusting an injection direction of an injection nozzle and a device for confirming an injection direction.
本発明に係る噴射ノズルの噴射方向調整方法は、鋼材の製造過程において鋼材に向けて流体を噴射する噴射ノズルの噴射方向を調整する噴射ノズルの噴射方向調整方法であって、前記噴射ノズルの軸心と光軸が一致している照射光を前記鋼材に向けて照射することによって前記噴射ノズルの噴射方向を確認し、確認結果に基づいて前記噴射ノズルの噴射方向を調整する調整ステップを含むことを特徴とする。 The method for adjusting the injection direction of the injection nozzle according to the present invention is a method for adjusting the injection direction of the injection nozzle that injects fluid toward the steel material in the process of manufacturing the steel material, and is a shaft of the injection nozzle. Includes an adjustment step of confirming the injection direction of the injection nozzle by irradiating the steel material with irradiation light whose center and optical axis coincide with each other and adjusting the injection direction of the injection nozzle based on the confirmation result. It is characterized by.
本発明に係る噴射ノズルの噴射方向調整方法は、上記発明において、前記噴射ノズルは、捩角度に応じて流体の噴射領域が回転する噴射ノズルであり、前記調整ステップは、捩角度に応じて照射範囲が回転により変化する照射光を前記鋼材に向けて照射することによって前記噴射ノズルの捩角度を確認し、確認結果に基づいて前記噴射ノズルの捩角度を調整するステップを含むことを特徴とする。 In the method for adjusting the injection direction of the injection nozzle according to the present invention, in the above invention, the injection nozzle is an injection nozzle in which the injection region of the fluid rotates according to the screw angle, and the adjustment step irradiates according to the screw angle. It is characterized by including a step of confirming the screw angle of the injection nozzle by irradiating the steel material with irradiation light whose range changes with rotation and adjusting the screw angle of the injection nozzle based on the confirmation result. ..
本発明に係る噴射ノズルの噴射方向調整方法は、上記発明において、前記噴射ノズルは、捩角度に応じて流体の噴射領域が回転する噴射ノズルであり、前記調整ステップは、前記鋼材に向けてスリット状の照射光を照射することによって前記噴射ノズルの捩角度を確認し、確認結果に基づいて前記噴射ノズルの捩角度を調整するステップを含むことを特徴とする。 In the method for adjusting the injection direction of the injection nozzle according to the present invention, in the above invention, the injection nozzle is an injection nozzle in which a fluid injection region rotates according to a twist angle, and the adjustment step is a slit toward the steel material. It is characterized by including a step of confirming the twist angle of the injection nozzle by irradiating a shape of irradiation light and adjusting the twist angle of the injection nozzle based on the confirmation result.
本発明に係る噴射ノズルの噴射方向調整方法は、上記発明において、前記噴射ノズルは、捩角度に応じて流体の噴射領域が回転する噴射ノズルであり、前記調整ステップは、前記鋼材に向けて交点位置が前記噴射ノズルの軸心と一致する交差する２つのスリット状の照射光を照射することによって前記噴射ノズルの捩角度を確認し、確認結果に基づいて前記噴射ノズルの捩角度を調整するステップを含むことを特徴とする。 In the method for adjusting the injection direction of the injection nozzle according to the present invention, in the above invention, the injection nozzle is an injection nozzle in which a fluid injection region rotates according to a twist angle, and the adjustment step is an intersection point toward the steel material. A step of confirming the twist angle of the injection nozzle by irradiating two slit-shaped irradiation lights whose positions coincide with the axis of the injection nozzle and adjusting the twist angle of the injection nozzle based on the confirmation result. It is characterized by including.
本発明に係る噴射ノズルの噴射方向調整方法は、上記発明において、前記噴射ノズルは、捩角度に応じて流体の噴射領域が回転する噴射ノズルであり、前記調整ステップは、前記鋼材に向けて点状の照射光とスリット状の照射光を照射することによって前記噴射ノズルの軸心及び捩角度を確認し、確認結果に基づいて前記噴射ノズルの軸心及び捩角度を調整するステップを含むことを特徴とする。 In the method for adjusting the injection direction of the injection nozzle according to the present invention, in the above invention, the injection nozzle is an injection nozzle in which the injection region of the fluid rotates according to the twist angle, and the adjustment step is a point toward the steel material. It includes a step of confirming the axis and the screw angle of the injection nozzle by irradiating the shape-shaped irradiation light and the slit-shaped irradiation light, and adjusting the axis and the screw angle of the injection nozzle based on the confirmation result. It is a feature.
本発明に係る噴射ノズルの噴射方向調整方法は、上記発明において、前記噴射ノズルは、捩角度に応じて流体の噴射領域が回転する噴射ノズルであり、前記調整ステップは、前記鋼材に向けて線上に配列された複数の点状の照射光を照射することによって前記噴射ノズルの軸心及び捩角度を確認し、確認結果に基づいて前記噴射ノズルの軸心及び捩角度を調整するステップを含むことを特徴とする。 The method for adjusting the injection direction of the injection nozzle according to the present invention is that, in the above invention, the injection nozzle is an injection nozzle in which a fluid injection region rotates according to a twist angle, and the adjustment step is on a line toward the steel material. Includes a step of confirming the axis and screw angle of the injection nozzle by irradiating a plurality of point-shaped irradiation lights arranged in the above, and adjusting the axis and screw angle of the injection nozzle based on the confirmation result. It is characterized by.
本発明に係る噴射ノズルの噴射方向調整装置は、鋼材の製造過程において鋼材に向けて流体を噴射する噴射ノズルの噴射方向を確認する際に用いられる噴射ノズルの噴射方向確認装置であって、前記噴射ノズルの軸心と照射光の光軸が一致している照射光を前記鋼材に向けて照射する光源と、を備えることを特徴とする。 The injection direction adjusting device for an injection nozzle according to the present invention is an injection direction confirmation device for an injection nozzle used when confirming the injection direction of an injection nozzle that injects a fluid toward a steel material in a steel material manufacturing process. It is characterized by including a light source that irradiates the steel material with irradiation light in which the axis of the injection nozzle and the optical axis of the irradiation light coincide with each other.
本発明に係る噴射ノズルの噴射方向調整装置は、上記発明において、前記噴射ノズルと接続する接続部を備え、前記接続部は、前記噴射ノズルの先端部が差し込まれる凹部を有することを特徴とする。 In the above invention, the injection direction adjusting device for an injection nozzle according to the present invention is provided with a connection portion connected to the injection nozzle, and the connection portion has a recess into which the tip end portion of the injection nozzle is inserted. ..
本発明に係る噴射ノズルの噴射方向調整装置は、上記発明において、前記噴射ノズルと接続する接続部を備え、前記接続部は、前記噴射ノズルの噴射孔に差し込まれる凸部を備えることを特徴とする。 The injection direction adjusting device for an injection nozzle according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the connection portion is provided with a connection portion connected to the injection nozzle, and the connection portion is provided with a convex portion to be inserted into the injection hole of the injection nozzle. To do.
本発明に係る噴射ノズルの噴射方向調整装置は、上記発明において、前記光源が照射した照射光をスリット状にして前記鋼材に向けて照射する部材を備えることを特徴とする。 The injection direction adjusting device for an injection nozzle according to the present invention is characterized in that, in the above invention, a member that slits the irradiation light emitted by the light source and irradiates the steel material.
本発明に係る噴射ノズルの噴射方向調整装置は、上記発明において、前記鋼材に向けてスリット状の照射光を照射するスリット光用光源を備えることを特徴とする。 The injection direction adjusting device for an injection nozzle according to the present invention is characterized in that, in the above invention, a slit light source for irradiating a slit-shaped irradiation light toward the steel material is provided.
本発明に係る噴射ノズルの噴射方向調整装置は、上記発明において、前記光源が線上に複数配列されていることを特徴とする。 The injection direction adjusting device for an injection nozzle according to the present invention is characterized in that, in the above invention, a plurality of the light sources are arranged on a line.
本発明に係る噴射ノズルの噴射方向調整装置は、上記発明において、前記噴射ノズルの軸心位置に対応する光源が照射する照射光の色、大きさ、及び位置関係のうちの少なくとも一つが、他の光源が照射する照射光の色、大きさ、及び位置関係のうちの少なくとも一つとは異なることを特徴とする。 In the above invention, the injection direction adjusting device for the injection nozzle according to the present invention has at least one of the color, magnitude, and positional relationship of the irradiation light emitted by the light source corresponding to the axial position of the injection nozzle. It is characterized in that it is different from at least one of the color, magnitude, and positional relationship of the irradiation light emitted by the light source of.
本発明に係る噴射ノズルの噴射方向調整方法は、上記発明において、前記鋼材は、鋼板、鋼管、めっき処理後の鋼板のうちいずれか一つであることを特徴とする。 The method for adjusting the injection direction of the injection nozzle according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the steel material is any one of a steel plate, a steel pipe, and a steel plate after plating treatment.
本発明に係る噴射ノズルの噴射方向調整装置は、上記発明において、前記鋼材は、鋼板、鋼管、めっき処理後の鋼板のうちいずれか一つであることを特徴とする。 The injection direction adjusting device for an injection nozzle according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the steel material is any one of a steel plate, a steel pipe, and a steel plate after plating treatment.
本発明に係る噴射ノズルの噴射方向調整方法及び噴射方向確認装置によれば、実際に流体を噴射させることなく噴射ノズルの噴射方向を確認、調整するので、多くの労力及び時間を要することなく、精度よく、且つ、安全に、噴射ノズルの噴射方向を所望の噴射方向に調整することができる。 According to the injection direction adjusting method and the injection direction confirmation device of the injection nozzle according to the present invention, the injection direction of the injection nozzle is confirmed and adjusted without actually injecting the fluid, so that a lot of labor and time are not required. The injection direction of the injection nozzle can be adjusted to a desired injection direction accurately and safely.
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である噴射ノズルの噴射方向調整方法及び噴射方向確認装置について説明する。 Hereinafter, the injection direction adjusting method of the injection nozzle and the injection direction confirmation device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、本発明の一実施形態である噴射ノズルの噴射方向調整方法において用いられる噴射ノズルの噴射方向確認装置の構成を示す断面図である。図２〜図４は、図１に示す噴射ノズルの噴射方向確認装置の変形例の構成を示す断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of an injection direction confirmation device for an injection nozzle used in the injection direction adjusting method for an injection nozzle according to an embodiment of the present invention. 2 to 4 are cross-sectional views showing a configuration of a modified example of the injection direction confirmation device of the injection nozzle shown in FIG.
図１に示すように、本発明の一実施形態である噴射ノズルの噴射方向調整方法において用いられる噴射ノズルの噴射方向確認装置（以下、噴射方向確認装置と略記）１は、噴射ノズル２の噴射孔２ａから噴射される流体の噴射方向を確認する際に用いられる装置であり、接続部１１及び光照射部１２を主な構成要素として備えている。
As shown in FIG. 1, the injection direction confirmation device (hereinafter, abbreviated as the injection direction confirmation device) 1 of the injection nozzle used in the injection direction adjustment method of the injection nozzle according to the embodiment of the present invention is the injection of the
接続部１１は、流体の噴射方向となる噴射ノズル２の軸心Ｌ１と後述する光源１２ｂから照射される照射光ＬＢの軸とが一致した状態で噴射ノズル２に噴射方向確認装置１を接続する部材である。本実施形態では、接続部１１は、噴射ノズル２の先端部が差し込まれる凹部１１ａを備え、噴射ノズル２は、凹部１１ａ内に噴射ノズル２の先端部を差し込むことによって噴射方向確認装置１と接続される。なお、接続部１１は、噴射ノズル２の寸法や形状毎に用意されるものとする。このような構成によれば、寸法や形状が異なる噴射ノズル２を調整する場合、接続部１１のみを交換すれば調整可能となり、コストの増大を抑制できる。
The
なお、本実施形態では、凹部１１ａに噴射ノズル２の先端部を差し込むことによって噴射ノズル２に噴射方向確認装置１を接続したが、図２に示すように、噴射ノズル２の噴射孔２ａに差し込まれる凸部１１ｂを接続部１１に設け、噴射孔２ａ内に凸部１１ｂを差し込むことによって噴射ノズル２に噴射方向確認装置１を接続してもよい。このような構成によれば、ノズル同士の間隔が狭い噴射ノズルや外形が複雑な噴射ノズル、及び噴射口がノズル本体から取り外せる構造の噴射ノズルを調整することができる。
In the present embodiment, the injection direction confirmation device 1 is connected to the
また、図３に示すように、図１に示す凹部１１ａ内に図２に示す凸部１１ｂを設け、凹部１１ａ内に噴射ノズル２の先端部を差し込みつつ、噴射孔２ａ内に凸部１１ｂを差し込むことによって噴射ノズル２に噴射方向確認装置１を接続してもよい。このような構成によれば、噴射ノズル２の外側及び噴射孔２ａ両方から位置が決まるので、噴射ノズル２の軸心Ｌ１と照射光ＬＢの軸とを精度よく一致させることができる。
Further, as shown in FIG. 3, the
図１に戻る。光照射部１２は、接続部１１と一体に構成された部材であり、収容部１２ａ及び収容部１２ａ内に収容された光源１２ｂを備えている。光源１２ｂは、レーザー光等の直進性が高い光を照射する光源によって構成され、収容部１２ａの開口端から外方向に向けて照射光ＬＢを照射する。ここで、上述した通り、噴射ノズル２の軸心Ｌ１と照射光ＬＢの軸とは一致している。但し、光源１２ｂ自体を照射光ＬＢの軸と一致させる必要は必ずしもない。例えば図４に示すように、収容部１２ａと光照射部１２の外部とを連通する導光部１２ｃを設け、光源１２ｂを光照射部１２の外部に配置し、収容部１２ａ内に照射光ＬＢを反射する鏡１２ｄを配置し、導光部１２ｃ及び鏡１２ｄを介して照射光ＬＢを照射してもよい。なお、噴射ノズル２の軸心Ｌ１と照射光ＬＢの軸とは必ずしも厳密に一致する必要はなく、要求される噴射方向精度に応じて多少の誤差を許容してもよい。
Return to FIG. The
そして、このような構成を有する噴射方向確認装置１を用いて噴射ノズル２の噴射孔２ａから噴射される流体の噴射方向を調整する際には、噴射ノズル２に接続部１１を固定し、光源１２ｂから照射光ＬＢを照射する。このとき、流体の噴射方向となる噴射ノズル２の軸心Ｌ１と光源１２ｂから照射される照射光ＬＢの軸とは一致している。従って、流体を噴射する対象物の表面上における照射光ＬＢの位置を確認することによって、実際に流体を噴射することなく噴射ノズル２の噴射方向を確認できる。また、噴射する流体がエアであっても噴射ノズル２の噴射方向を確認することができる。また、噴射ノズル２が複数設置されている場合において、各噴射ノズル２から噴射された流体が他の噴射ノズル２から噴射された流体と重なることによって噴射ノズル２１本１本の噴射方向を確認することが困難となり、作業に多くの労力及び時間を要することを抑制できる。これにより、照射光ＬＢの位置を確認しながらボールジョイント等によって噴射ノズル２の噴射方向を調整することにより、噴射ノズル２の噴射方向を所望の噴射方向に調整することができる。なお、本実施形態では、流体を噴射する対象物として、鋼材の製造過程における鋼材、具体的には鋼板、鋼管、めっき処理後の鋼板等を想定している。
Then, when adjusting the injection direction of the fluid injected from the
ところで、鋼管等の鋼材は、鋼材の搬送方向の複数個所において噴射ノズルから噴射される冷却媒体によって冷却される。このとき、噴射ノズルが冷却媒体の噴射形態が扇形形状（以下、噴射平面と表記）となるフラットスプレーノズルである場合、噴射平面内で冷却媒体の噴射圧力及び噴射量を均一化して鋼材を幅方向で均一に冷却できる。また、搬送方向で鋼材を複数回冷却することによって鋼材の冷却効率を向上できる。このような背景から、鋼材を冷却する際にはフラットスプレーノズルがよく用いられている。図５は、一般的なフラットスプレーノズルの構成を示す模式図である。図５に示すように、一般的なフラットスプレーノズル３では、噴射孔３ａには冷却媒体が扇形に広がる方向に溝３ｂが形成されており、溝３ｂ上の平面（噴射平面）内に冷却媒体Ｗが噴射される。
By the way, a steel material such as a steel pipe is cooled by a cooling medium injected from an injection nozzle at a plurality of locations in a steel material transport direction. At this time, when the injection nozzle is a flat spray nozzle in which the injection form of the cooling medium is fan-shaped (hereinafter referred to as an injection plane), the injection pressure and the injection amount of the cooling medium are made uniform in the injection plane to widen the steel material. Can be cooled uniformly in the direction. Further, the cooling efficiency of the steel material can be improved by cooling the steel material a plurality of times in the transport direction. Against this background, flat spray nozzles are often used to cool steel materials. FIG. 5 is a schematic view showing the configuration of a general flat spray nozzle. As shown in FIG. 5, in a general
ところが、このようなフラットスプレーノズル３では、捩角度（図５に示すＲ方向（周方向）の角度）が所定の角度からずれた場合、鋼材の所定箇所を冷却できなくなる上に複数のフラットスプレーノズル３による冷却媒体の噴射が重なり過冷却が生じるおそれがある。また、捩角度にずれが無い場合であってもフラットスプレーノズル３の軸心方向がずれている場合には、冷却箇所の冷却度合が非対称となってしまうおそれがある。このとき、冷却されなかった箇所や過冷却された箇所の金属組織は所望の状態とならず、品質低下等の問題が生じる。このため、噴射ノズルがフラットスプレーノズル３である場合には、噴射方向確認装置１を以下に示すように構成してフラットスプレーノズル３の噴射方向を調整することが望ましい。以下、図６〜図１０を参照して、噴射ノズルがフラットスプレーノズルである場合における噴射ノズルの噴射方向調整方法及び噴射方向確認装置について説明する。
However, in such a
図６は、噴射ノズルがフラットスプレーノズルである場合における噴射ノズルの噴射方向確認装置の構成を示す断面図である。図７〜図１０は、図６に示す噴射ノズルの噴射方向確認装置の変形例の構成を示す断面図である。 FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration of an injection direction confirmation device for an injection nozzle when the injection nozzle is a flat spray nozzle. 7 to 10 are cross-sectional views showing a configuration of a modified example of the injection direction confirmation device of the injection nozzle shown in FIG.
図６に示すように、噴射ノズルがフラットスプレーノズル３である場合、噴射方向確認装置１は、フラットスプレーノズル３の溝３ｂ上の平面に対して垂直になるように照射光ＬＢの光軸上に配置された透明の円柱状部材１２ｅを備えている。このような構成を有する噴射方向確認装置１によれば、照射光ＬＢが円柱状部材１２ｅを通過する際、屈折率の変化によって点状の光がフラットスプレーノズル３の溝３ｂの形成方向と同じ方向に伸びるスリット状（線状）の光（以下、スリット光と表記）となって対象物の表面上に照射される。従って、対象物の表面上における所定方向に対するスリット光の延伸方向の角度を確認、調整することにより、流体を噴射させることなく、フラットスプレーノズル３の捩角度を調整することができる。
As shown in FIG. 6, when the injection nozzle is a
なお、実際にフラットスプレーノズル３を調整する場合には、フラットスプレー３の軸心と捩角度との両方を調整する必要がある。しかしながら、図６に示した捩角度を確認するためのスリット光だけではフラットスプレーノズル３の軸心の位置は確認できない。このため、フラットスプレーノズル３の軸心の位置を確認する必要がある場合には、図７に示すように、クロスラインレーザーのような交差する２本のスリット光ＳＢ１，ＳＢ２を照射し、２本のスリット光ＳＢ１，ＳＢ２の交点Ｏをフラットスプレーノズル３の軸心と一致させた噴射方向確認装置１を用いることが望ましい。これにより、フラットスプレーノズル３の軸心と捩角度との両方を同時に確認、調整できる。
When actually adjusting the
また、図８に示すように、スリット光ＳＢとは別の点状の照射光ＬＢを照射することによってフラットスプレーノズル３の軸心の位置を判別できるようにしてもよい。このような構成によれば、フラットスプレーノズル３の軸心と捩角度との両方を同時に確認、調整できる。また、図９に示すように、溝３ｂの形成方向と同じ方向に配列された複数（本例では３つ）の光源１２ｂ１，１２ｂ２，１２ｂ３を設け、噴射平面上にスリット光ＬＢでなく複数の照射光ＬＢ１，ＬＢ２，ＬＢ３を照射することにより、フラットスプレーノズル３の軸心と捩角度とを調整してもよい。さらに、このとき図１０に示すように、ノズル軸心と一致させた照射光ＬＢ２の色、大きさ、位置関係のうちの少なくとも一つを他の照射光ＬＢ１，ＬＢ３の色、大きさ、位置関係のうちの少なくとも一つと異ならせることにより、フラットスプレーノズル３の軸心と捩角度とを同時に確認、調整することもできる。
Further, as shown in FIG. 8, the position of the axial center of the
なお、本発明の適用範囲は、フラットスプレーノズル３に限定されることはなく、図１１に示すような流体の噴射形態が四角錐形状となる角吹きスプレーノズル４のように、捩角度Ｒに応じて流体の噴射領域が変化する噴射ノズル全般の軸心及び捩角度の確認、調整にも用いることができる。なお、図１１に示す角吹きスプレーノズル４は噴射孔４ａの周部に溝４ｂ１，４ｂ２を有し、溝４ｂ１，４ｂ２の部分が流体の噴射範囲Ａの角の部分となる。図１２に示すように、角吹きスプレーノズル４は、対象物Ｓの幅方向に複数配置されて対象物Ｓの幅方向に均一に流体を噴射し、対象物Ｓの長手方向には対象物Ｓへの流体の噴射量に応じて複数配置される。このとき、角吹きスプレーノズル４の軸心位置や捩角度が適切でない場合、図１３に示すように流体が過剰に供給される領域Ａ１や流体供給が不足する領域Ａ２が発生するので、角吹きスプレーノズル４の軸心及び捩角度を調整する必要がある。また、フラットスプレーノズル３の捩角度調整に用いる照射光は、上記に限られず、捩角度に応じて照射範囲が回転し、捩角度を確認できる照射光であれば何でもよい。
The scope of application of the present invention is not limited to the
本実施例では、図１４に示すような鋼管Ｐに冷却水ＣＬを噴射することによって鋼管Ｐを水冷却するフラットスプレーノズル群の噴射方向及び位置を作業者２人で調整した。図１４に示すフラットスプレーノズル群は、全長３０ｍの冷却水配管２１の長手方向にフラットスプレーノズル３が４００ｍｍピッチで７５本配列された構成を有し、ノズル位置の微調整のために冷却水配管２１と各フラットスプレーノズル３との間にはボールジョイント２２が設けられている。各フラットスプレーノズル３は、外径１１４ｍｍの鋼管Ｐから５００ｍｍ離れた位置において冷却水ＣＬのスプレー厚さＴが６８ｍｍとなる仕様の噴射ノズルにより構成されている。鋼管Ｐは図示しない鋼製ロール等の回転支持部材によって円周方向に回転させられながら支持されている。
In this embodiment, two workers adjusted the injection direction and position of the flat spray nozzle group for water-cooling the steel pipe P by injecting the cooling water CL onto the steel pipe P as shown in FIG. The flat spray nozzle group shown in FIG. 14 has a configuration in which 75
また、各フラットスプレーノズル３は、ノズル軸心が鋼管Ｐの軸中心に向かうように設置され、ノズル軸心と鋼管Ｐの軸中心との間のずれ角度の許容範囲は±２°となっている。ずれ角度が＋２°より大きい又は−２°より小さい場合、冷却水ＣＬが鋼管Ｐに衝突しなくなり、鋼管Ｐが冷却されなくなるため、鋼管Ｐの硬度が低下して所望の硬度が得られなくなる。さらに、各フラットスプレーノズル３は、捩角度が鋼管Ｐの軸心と平行となるように設置され、捩角度と鋼管Ｐの軸心との間のずれ角度の許容範囲は±６°となっている。ずれ角度＋６°より大きい又は−６°より小さい場合、冷却水ＣＬが鋼管Ｐに衝突しなくなり、鋼管Ｐが冷却されなくなる箇所が発生する。鋼管Ｐは冷却期間中長手方向に移送されないため、冷却水が衝突しない箇所は鋼管Ｐの硬度が低下して所望の硬度が得られなくなる。
Further, each
本実施例では、冷間の鋼管Ｐにフラットスプレーノズル３の軸心位置及びスプレーパターン位置を罫書き、図１に示す噴射方向確認装置１を用いてフラットスプレーノズル３の軸心を調整後、図５に示す噴射方向確認装置１を用いてフラットスプレーノズル３の捩角度を調整した。調整に要した時間は４時間であった。一方、比較例では、定規及び角度計を用いてフラットスプレーノズル３のスプレーパターン位置を罫書いた冷間の鋼管Ｐへの冷却水ＣＬの噴射状況を確認しながら調整した。冷却水ＣＬを噴射して噴射位置を確認し、フラットスプレーノズル３を調整した後、改めて冷却水ＣＬの噴射位置を確認するため、調整に要した時間は８時間であった。
In this embodiment, the axial center position and the spray pattern position of the
調整後、肉厚１０ｍｍ、外径１１４ｍｍ、全長２８ｍのシームレス鋼管の焼き入れを実施した。焼入前の鋼管Ｐの温度を８００℃として、ほぼ常温になるまで鋼管Ｐを回転させながら焼入を実施した。冷却能力が高く、焼入が十分になされている場所はＨＲＣ（ロックウェル硬さ）で５０となり、焼入れの均一性が低下するほど、硬度が低下する位置が発生し、バラツキは大きくなる。実施例では、全長にわたってフラットスプレーノズル３の１本毎の位置調整のバラツキが小さく、硬度のバラツキはＨＲＣで３であった。一方、比較例では、最終的な位置調整の確認が噴射状況を確認する目視となるため、ノズル位置のバラツキが大きく、ほとんど冷却されていない部分が発生し、硬度のバラツキがＨＲＣで３０となった。
After the adjustment, a seamless steel pipe having a wall thickness of 10 mm, an outer diameter of 114 mm, and a total length of 28 m was hardened. The temperature of the steel pipe P before quenching was set to 800 ° C., and quenching was carried out while rotating the steel pipe P until it became almost room temperature. The place where the cooling capacity is high and the quenching is sufficiently performed is 50 in HRC (Rockwell hardness), and as the uniformity of quenching decreases, a position where the hardness decreases occurs and the variation becomes large. In the embodiment, the variation in the position adjustment of each of the
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。例えば、本発明において噴射方向を確認する噴射ノズルは実施形態に記載の噴射ノズルに限定されることはなく、本発明は、例えば鋼板の冷却水噴射ノズル、めっき鋼板用のめっき液残渣の洗浄水噴射ノズルや表面調整液噴射ノズル等、対象物に向けて流体を噴射する噴射ノズル全般に適用することができる。このように、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。 Although the embodiment to which the invention made by the present inventors has been applied has been described above, the present invention is not limited by the description and the drawings which form a part of the disclosure of the present invention according to the present embodiment. For example, in the present invention, the injection nozzle for confirming the injection direction is not limited to the injection nozzle described in the embodiment. It can be applied to all injection nozzles that inject fluid toward an object, such as an injection nozzle and a surface adjusting liquid injection nozzle. As described above, other embodiments, examples, operational techniques, and the like made by those skilled in the art based on the present embodiment are all included in the scope of the present invention.
１ 噴射ノズルの噴射方向確認装置
２ 噴射ノズル
２ａ，３ａ，４ａ 噴射孔
３ フラットスプレーノズル
３ｂ，４ｂ１，４ｂ２ 溝
４ 角吹きスプレーノズル
１１ 接続部
１１ａ 凹部
１１ｂ 凸部
１２ 光照射部
１２ａ 収容部
１２ｂ，１２ｂ１，１２ｂ２，１２ｂ３ 光源
１２ｃ 導光部
１２ｄ 鏡
１２ｅ 円柱状部材
２１ 冷却水配管
２２ ボールジョイント
ＣＬ 冷却水
ＬＢ，ＬＢ１，ＬＢ２，ＬＢ３ 照射光
Ｐ 鋼管
ＳＢ，ＳＢ１，ＳＢ２ スリット光
Ｗ 冷却媒体
1 Injection nozzle injection
Claims (12)
前記噴射ノズルの軸心と光軸が一致している照射光を前記鋼材に向けて照射することによって前記噴射ノズルの噴射方向を確認し、確認結果に基づいて前記噴射ノズルの噴射方向を調整する調整ステップを含み、
前記噴射ノズルは、捩角度に応じて流体の噴射領域が回転する噴射ノズルであり、前記調整ステップは、捩角度に応じて照射範囲が回転により変化する照射光を前記鋼材に向けて照射することによって前記噴射ノズルの捩角度を確認し、確認結果に基づいて前記噴射ノズルの捩角度を調整するステップを含むことを特徴とする噴射ノズルの噴射方向調整方法。 It is a method of adjusting the injection direction of the injection nozzle that adjusts the injection direction of the injection nozzle that injects the fluid toward the steel material in the manufacturing process of the steel material.
The injection direction of the injection nozzle is confirmed by irradiating the steel material with irradiation light whose optical axis coincides with the axis of the injection nozzle, and the injection direction of the injection nozzle is adjusted based on the confirmation result. the adjustment step only contains,
The injection nozzle is an injection nozzle in which a fluid injection region rotates according to a screw angle, and the adjustment step irradiates the steel material with irradiation light whose irradiation range changes due to rotation according to the screw angle. A method for adjusting the injection direction of the injection nozzle, which comprises a step of confirming the screw angle of the injection nozzle and adjusting the screw angle of the injection nozzle based on the confirmation result.
前記噴射ノズルの軸心と光軸が一致している照射光を前記鋼材に向けて照射することによって前記噴射ノズルの噴射方向を確認し、確認結果に基づいて前記噴射ノズルの噴射方向を調整する調整ステップを含み、The injection direction of the injection nozzle is confirmed by irradiating the steel material with irradiation light whose optical axis coincides with the axis of the injection nozzle, and the injection direction of the injection nozzle is adjusted based on the confirmation result. Including adjustment steps
前記噴射ノズルは、捩角度に応じて流体の噴射領域が回転する噴射ノズルであり、前記調整ステップは、前記鋼材に向けてスリット状の照射光を照射することによって前記噴射ノズルの捩角度を確認し、確認結果に基づいて前記噴射ノズルの捩角度を調整するステップを含むことを特徴とする噴射ノズルの噴射方向調整方法。The injection nozzle is an injection nozzle in which a fluid injection region rotates according to a screw angle, and in the adjustment step, the screw angle of the injection nozzle is confirmed by irradiating a slit-shaped irradiation light toward the steel material. A method for adjusting the injection direction of the injection nozzle, which comprises a step of adjusting the twist angle of the injection nozzle based on the confirmation result.
前記噴射ノズルの軸心と光軸が一致している照射光を前記鋼材に向けて照射することによって前記噴射ノズルの噴射方向を確認し、確認結果に基づいて前記噴射ノズルの噴射方向を調整する調整ステップを含み、The injection direction of the injection nozzle is confirmed by irradiating the steel material with irradiation light whose optical axis coincides with the axis of the injection nozzle, and the injection direction of the injection nozzle is adjusted based on the confirmation result. Including adjustment steps
前記噴射ノズルは、捩角度に応じて流体の噴射領域が回転する噴射ノズルであり、前記調整ステップは、前記鋼材に向けて交点位置が前記噴射ノズルの軸心と一致する交差する２つのスリット状の照射光を照射することによって前記噴射ノズルの捩角度を確認し、確認結果に基づいて前記噴射ノズルの捩角度を調整するステップを含むことを特徴とする噴射ノズルの噴射方向調整方法。The injection nozzle is an injection nozzle in which a fluid injection region rotates according to a screw angle, and the adjustment step has two slits that intersect with each other at an intersection position toward the steel material and coincide with the axis of the injection nozzle. A method for adjusting the injection direction of an injection nozzle, which comprises a step of confirming the twist angle of the injection nozzle by irradiating the irradiation light of the above and adjusting the twist angle of the injection nozzle based on the confirmation result.
前記噴射ノズルの軸心と光軸が一致している照射光を前記鋼材に向けて照射することによって前記噴射ノズルの噴射方向を確認し、確認結果に基づいて前記噴射ノズルの噴射方向を調整する調整ステップを含み、The injection direction of the injection nozzle is confirmed by irradiating the steel material with irradiation light whose optical axis coincides with the axis of the injection nozzle, and the injection direction of the injection nozzle is adjusted based on the confirmation result. Including adjustment steps
前記噴射ノズルは、捩角度に応じて流体の噴射領域が回転する噴射ノズルであり、前記調整ステップは、前記鋼材に向けて点状の照射光とスリット状の照射光を照射することによって前記噴射ノズルの軸心及び捩角度を確認し、確認結果に基づいて前記噴射ノズルの軸心及び捩角度を調整するステップを含むことを特徴とする噴射ノズルの噴射方向調整方法。The injection nozzle is an injection nozzle in which a fluid injection region rotates according to a screw angle, and the adjustment step is to inject the steel material by irradiating a point-shaped irradiation light and a slit-shaped irradiation light. A method for adjusting the injection direction of an injection nozzle, which comprises a step of confirming the axis and the screw angle of the nozzle and adjusting the axis and the screw angle of the injection nozzle based on the confirmation result.
前記噴射ノズルの軸心と照射光の光軸が一致している照射光を前記鋼材に向けて照射する光源と、
を備え、
前記光源が線上に複数配列され、前記噴射ノズルの軸心位置に対応する光源が照射する照射光の色、大きさ、及び位置関係のうちの少なくとも一つが、他の光源が照射する照射光の色、大きさ、及び位置関係のうちの少なくとも一つとは異なることを特徴とする噴射ノズルの噴射方向確認装置。 An injection nozzle injection direction confirmation device used to confirm the injection direction of an injection nozzle that injects fluid toward a steel material in the steel material manufacturing process.
A light source that irradiates the steel material with irradiation light whose axis coincides with the optical axis of the irradiation light.
Equipped with a,
A plurality of the light sources are arranged on a line, and at least one of the color, magnitude, and positional relationship of the irradiation light emitted by the light source corresponding to the axial position of the injection nozzle is the irradiation light emitted by the other light source. A device for confirming the injection direction of an injection nozzle, which is different from at least one of color, size, and positional relationship.
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