CN104169025A

CN104169025A - 铸坯压下装置

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Publication number: CN104169025A
Application number: CN201380005164.7A
Authority: CN
Inventors: 今井俊太郎; 丸木保雄; 山崎伯公; 松冈幸弘; 妹尾敏史; 叶山正信
Original assignee: Nittetsu Plant Designing Corp; Nippon Steel Corp; Nippon Steel Engineering Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp; Nippon Steel Engineering Co Ltd; Nippon Steel Plant Designing Corp
Priority date: 2012-01-12
Filing date: 2013-01-15
Publication date: 2014-11-26
Anticipated expiration: 2033-01-15
Also published as: EP2803427A4; US10226801B2; BR112014016984B1; CA2860497A1; BR112014016984A2; EP2803427A1; BR112014016984A8; CA2860497C; KR101623671B1; KR20140114379A; US20150047403A1; WO2013105670A1; CN104169025B

Abstract

本发明是一种如下的铸坯压下装置：通过以充分的压下力压下自铸模拉拔出来的铸坯而能够切实地减少中心偏析和气孔，并且，能够抑制内部裂纹的产生，能够制造高品质的铸坯，该铸坯压下装置具有：一对铸坯按压辊，其夹持铸坯并进行按压；支承辊，其用于支承该铸坯按压辊；一对框架，其以彼此相对的方式配置，在框架的各个框架上，沿着铸坯拉拔方向配设有3组以上由铸坯按压辊和支承辊组成的组，在一对框架的2个以上的部位设置有使一对框架间的距离减小扩大的压下部件。

Description

铸坯压下装置

技术领域

本发明涉及一种对自铸模拉拔出来的铸坯沿着铸坯的厚度方向压下的铸坯压下装置。

本申请基于2012年1月12日在日本申请的特愿2012-4101号以及2012年6月18日在日本申请的特愿2012-137020号主张优先权，并将这些内容援引于此。

背景技术

例如，在钢的连续铸造中，通过利用冷却部件将注入到铸模内的钢液冷却，凝壳得以成长，并自铸模的下方拉拔铸坯。在这里，自铸模拉拔出来的铸坯由于在自铸模出来的时刻未完全凝固而在内部具有未凝固部。因此，有可能由于铸模内的钢液的静压力导致铸坯以膨胀的方式变形的所谓膨胀变形。公知会在产生了膨胀变形的区域产生中心偏析。

为了抑制该膨胀变形，例如在专利文献1、2中提出了设置有与自铸模拉拔出来的铸坯的长边面接触并承受上述静压力的铸坯支承辊的连续铸造设备。

在这里，为了切实地支承铸坯的长边面，减小辊的直径、且使铸坯支承辊的间隔变窄的做法是有效的。然而，当减小辊的直径时，铸坯支承辊的刚性不足，并由于静压力而以弯曲的方式变形，从而不能切实地支承铸坯。

因此，在专利文献1、2中，为了不使上述铸坯支承辊由于静压力而变形，配置有支承铸坯支承辊的支承辊。

另外，在铸坯的内部有时由于凝固收缩等而产生气孔。虽然在对铸坯进行热轧时通过强力的压下能够实现气孔减少，但在加工厚度较厚的产品的情况下，不能确保热轧时的压下量，从而不能充分地减少气孔。

因此，为了在铸坯阶段抑制气孔的产生，例如在专利文献3中，提出了用于压下铸坯的辊分段(roll segment)装置。在该辊分段装置中，具有使下框架和上框架接近的压下部件，从而能够压下铸坯。

在这里，在专利文献3所记载的辊分段装置中，与铸坯接触的辊为沿着辊的轴向被分割而成的分割辊，在沿轴向邻接的分割辊之间配设有对分割辊进行轴支承的轴承部。通过构成这样的结构，能够使辊所负担的荷重由多个轴承部分散地承受，以较大的压下力压下铸坯，能够使气孔减少。

专利文献1：日本特开平10-328799号公报

专利文献2：日本特开平11-291007号公报

专利文献3：日本特开2000-312956号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在沿着辊的轴向将与铸坯接触的辊分割开的情况下，在配设于沿轴向邻接的分割辊之间的轴承部处，无法压下铸坯，有可能在该轴承部产生膨胀变形。即使之后利用其他的分割辊对产生了膨胀变形的部位进行按压，也不能充分矫正膨胀变形。因此，会产生中心偏析、气孔，并且导致铸坯的品质恶化。

另一方面，在未采用分割辊的情况下，辊所负担的荷重由2个轴承部承受，不能以较大的压下力压下铸坯，从而不能充分减少气孔。

另外，在铸坯支承辊上配设有支承辊的铸坯支承装置中，虽然膨胀变形降低，并能减少中心偏析，但无法压下铸坯，因此，不能充分减少气孔。

另外，在通过增大与铸坯接触的辊的辊直径，而使辊的刚性提高的情况下，需要在铸坯拉拔方向上隔开距离地配设辊。这样的话，有可能膨胀变形变大，产生中心偏析。除此之外，对铸坯进行局部按压有可能导致铸坯产生内部裂纹。

这样一来，以往无法使铸坯的中心偏析和气孔同时减少。

本发明鉴于上述状况而做成，目的在于提供一种如下的铸坯压下装置：能够通过以充分的压下力压下自铸模拉拔出来的铸坯，从而能够切实地减少中心偏析和气孔，并且，能够抑制内部裂纹的产生，制造出高品质的铸坯。

用于解决问题的方案

为了解决上述课题，本发明的铸坯压下装置是一种对自铸模拉拔出来的铸坯进行压下的铸坯压下装置，其特征在于，该铸坯压下装置具有：一对铸坯按压辊，其夹持并按压上述铸坯；支承辊，其用于支承该铸坯按压辊；一对框架，其以彼此相对的方式配置，在上述框架的各个框架上，沿着铸坯拉拔方向配设有3组以上的上述铸坯按压辊和上述支承辊的组，在上述一对框架的2个以上的部位设置有使上述一对框架间的距离减小扩大的压下部件。

采用该结构的铸坯压下装置，具有铸坯按压辊和用于支承该铸坯按压辊的支承辊，因此，在压下了铸坯时所负担的荷重能够由铸坯按压辊的轴承部和支承辊的轴承部承受。由此，能够以比较大的压下力压下铸坯，从而能够充分地减少气孔。

另外，不将铸坯按压辊形成为分割辊，能够充分按压铸坯的宽度方向整体，从而能够抑制中心偏析的产生。

而且，无需通过增加铸坯按压辊的辊直径来提高刚性，能够将铸坯按压辊沿着铸坯拉拔方向以较小间隔配置，并能够比较均匀地压下铸坯，从而能够抑制铸坯的内部裂纹。

另外，在上述框架的各个框架上，沿着铸坯拉拔方向配设有3组以上的上述铸坯按压辊和上述支承辊的组，在该框架的2个以上的部位设置有压下部件，利用3组以上的上述铸坯按压辊和上述支承辊能够均匀压下铸坯。

在这里，优选的是，以夹住铸坯的方式成为一对的上述铸坯按压辊中的至少一个铸坯按压辊在轴向中央部具有向径向外侧突出的大径部。

由此，存在有未凝固部的铸坯的宽度方向中央区域被大径部压下，而完全凝固的铸坯的宽度方向端部能够不被压下。由此，能够降低压下载荷。

另外，铸坯按压辊被支承辊所支承，因此，即使在铸坯按压辊的刚性较低的情况下，也能够抑制铸坯按压辊向压下方向发生弯曲变形。于是，即使是像扁坯那样宽度比较宽的铸坯，也能够应用在轴向中央部具有向径向外侧突出的大径部的铸坯按压辊。

而且，如上所述，铸坯按压辊未按压在完全凝固的铸坯的宽度方向端部，因此，也能够抑制铸坯按压辊的向拉拔方向的弯曲变形。

在这里，优选的是，上述支承辊在上述铸坯按压辊的轴向上被分割成多个。

在该情况下，支承辊在辊的轴向上被分割成多个，因此，轴承部配设在被分割成的支承辊之间。于是，由支承辊所负担的荷重能够经由铸坯按压辊被多个轴承部承受，因此能够以更大的压下力压下铸坯，从而能够切实地减少气孔。

而且，优选的是，上述支承辊配设于铸坯按压辊的上述大径部的宽度方向内侧。因为铸坯按压辊和支承辊是均匀地接触，能够使支承辊的磨损均匀。

而且，优选的是，上述支承辊相对于上述铸坯按压辊配设于上述铸坯的拉拔方向下游侧。

在该情况下，能够利用相对于上述铸坯按压辊配设于拉拔方向下游侧的支承辊承受拉拔阻力，从而能够抑制铸坯按压辊的向拉拔方向的弯曲变形。此外，在支承辊被分割的情况下，被分割成的支承辊中的至少一个支承辊相对于上述铸坯按压辊配设在拉拔方向下游侧即可。

另外，也可以是上述支承辊沿上述铸坯按压辊的轴向被分割，至少1个支承辊配设在上述铸坯的拉拔方向下游侧，至少1个支承辊配设在上述铸坯的拉拔方向的上游侧。

在根据作业状况变更铸造速度(铸坯的拉拔速度)的情况下，作用于铸坯按压辊的拉拔阻力也变动。因此，铸坯按压辊的向拉拔方向的弯曲量发生变动，并且铸坯按压辊发生偏斜。

这方面如上所述，由于通过具有被分割成的多个支承辊，能够自拉拔方向的上游侧和下游侧支承铸坯按压辊，因此，能够抑制上述的铸坯按压辊的偏斜。

而且，在上述铸坯的厚度为t的情况下，优选的是，不被上述铸坯按压辊的上述大径部压下的上述铸坯的宽度方向端部区域是距铸坯的宽度方向端部的距离为60mm以上并且距铸坯的宽度方向端部的宽度为1.5×t以下的区域。

在该情况下，未对完全凝固了的铸坯的宽度方向端部进行压下，因此，能够降低压下荷重。另外，能够抑制铸坯按压辊的向压下方向的弯曲变形、向拉拔方向的弯曲变形。

在未被大径部压下的上述铸坯的宽度方向端部区域距铸坯的宽度方向端部的距离不足60mm的情况下，无论铸坯的厚度如何，都不能充分降低压下荷重，因此，由实验性的见解可知，难以抑制铸坯按压辊的向压下方向的弯曲变形、向拉拔方向的弯曲变形。

另一方面，由实验性的见解可知，铸坯宽度方向端部的凝固部区域的宽度在需要压下的铸造方向凝固端部附近最大，为1.5×t。因此，在未被大径部压下的上述铸坯的宽度方向端部区域距铸坯的宽度方向端部的距离超过1.5×t的情况下，难以压下未凝固部位的宽度方向整体，在铸坯上产生膨胀变形，并且容易导致如中心偏析、气孔这样的内部缺陷。

发明的效果

如上所述，采用本发明，提供一种如下的铸坯压下装置：能够通过以充分的压下力压下自铸模拉拔出来的铸坯而切实地减少中心偏析和气孔，并且，能够抑制内部裂纹的产生，从而能够制造高品质的铸坯。

附图说明

图1是配设有本发明的实施方式的铸坯压下装置的连续铸造设备的概要说明图。

图2是本发明的实施方式的铸坯压下装置的主视说明图。

图3是本发明的实施方式的铸坯压下装置的局部剖说明图。

图4是能够采用在本发明的实施方式的铸坯压下装置中的其他的压下部件的说明图。

图5是本发明的其他实施方式的铸坯压下装置的主视说明图。

图6是表示被分割了的支承辊的相对于铸坯按压辊的配置例的俯视说明图。

图7是图6所表示的配置例的侧视说明图。

图8是与实施例比较的以往例的铸坯压下装置的主视说明图。

图9是实施例的本发明例1的铸坯压下装置的主视说明图。

图10是实施例的本发明例2的铸坯压下装置的主视说明图。

图11是实施例的本发明例3的铸坯压下装置的主视说明图。

图12是实施例的本发明例4的铸坯压下装置的主视说明图。

图13是表示实施例的评价结果的图表。

图14是在参考例中评价出的情况(1)的铸坯按压辊单元的概要剖面说明图。

图15是在参考例中评价出的情况(2)的铸坯按压辊单元的概要剖面说明图。

图16是在参考例中评价出的情况(3)的铸坯按压辊单元的概要剖面说明图。

图17是表示在参考例中算出的铸坯按压辊的压下方向弯曲量的图表。

图18是在参考例中评价出的情况(4)的铸坯按压辊单元的概要剖面说明图。

图19是在参考例中评价出的情况(5)的铸坯按压辊单元的概要剖面说明图。

图20是在参考例中评价出的情况(6)的铸坯按压辊单元的概要剖面说明图。

图21是表示在参考例中算出的铸坯按压辊的拉拔方向弯曲量的图表。

图22是在参考例中评价出的情况(7)的铸坯按压辊单元的概要剖面说明图。

图23是在参考例中评价出的情况(8)的铸坯按压辊单元的概要剖面说明图。

具体实施方式

以下，参照添加的附图说明作为本发明的一个实施方式的铸坯压下装置。此外，本发明并不限定于以下的实施方式。

本实施方式的铸坯压下装置是配设于图1所示的连续铸造设备10来使用的。首先，说明连续铸造设备10。

该连续铸造设备10具有：水冷铸模11和位于该水冷铸模11的下方的铸坯支承辊组20，并形成为垂直弯曲型连续铸造机，该垂直弯曲型连续铸造机具有：将自水冷铸模11拔出了的铸坯1向下方拔出的垂直带14、使铸坯1弯曲的弯曲带15、将弯曲了的铸坯1矫正回去(日文：曲げ戻す)的矫正带16以及将铸坯1向水平方向输送的水平带17。

水冷铸模11形成为具有矩形孔的筒状，截面与该矩形孔的形状相匹配的铸坯1被拉拔出来。例如，虽然能够例示出该矩形孔的长边长度(相当于铸坯1的宽度)为700mm～2300mm，矩形孔的短边长度(相当于铸坯1的厚度)为150mm～400mm，但并不限定于此。

另外，在该水冷铸模11上设置有用于冷却矩形孔内的钢液的1次冷却部件(无图示)。

铸坯支承辊组20具有：位于垂直带14的夹紧辊部24、位于弯曲带15的弯辊部25、位于矫正带16的矫正辊部26以及位于水平带17的水平辊部27。

在这里，这些铸坯支承辊组20构成为支承铸坯1的长边面。

另外，作为2次冷却部件，将用于朝向铸坯1的长边面喷出冷却水的喷嘴(无图示)配设于连续铸造设备10。

而且，作为本实施方式的铸坯压下装置是将自水冷铸模11拉拔出来的铸坯1沿着铸坯1的厚度方向压下的装置，以在铸坯1的中心固相率为0.2以上的区域压下铸坯1的方式配置于水平带17。但是，并不限定于此。

如图2和图3所示，该铸坯压下装置30具有：成对的铸坯按压辊31、32，其与铸坯1的长边面接触，并且夹住铸坯1；支承辊40，其支承该铸坯按压辊31、32；第1框架51，其配置于铸坯1的一个面侧；第2框架52，其配置于铸坯1的另一个面侧。

在第1框架51和第2框架52上沿着铸坯拉拔方向Z分别并列配置有3组以上的铸坯按压辊31、32，在本实施方式中，配设有7组铸坯按压辊31、32。

如图2所示，铸坯按压辊31、32设定为其辊的轴向长度比铸坯1的长边宽度长。另外，铸坯按压辊31、32的两端被各轴承部35轴支承，并以中心轴为中心自由旋转。另外，第1框架51的铸坯按压辊31与第2框架52的铸坯按压辊32之间的辊间隔被调整为随着向铸坯拉拔方向Z下游侧去而变窄。

在这里，在本实施方式中，优选的是，铸坯按压辊31、32的辊直径为320mm以下、铸坯拉拔方向Z的辊间距为340mm以下。

另外，在第1框架51和第2框架52上配设有分别支承铸坯按压辊31、32的支承辊40。即、在第1框架51上沿铸坯拉拔方向配设有3组以上由铸坯按压辊31和支承辊40组成的组，在第2框架52上沿铸坯拉拔方向配设有3组以上由铸坯按压辊32和支承辊40组成的组，在本实施方式中，配设有7组铸坯按压辊31、32。

如图2所示，该支承辊40在铸坯按压辊31、32的轴向(铸坯1的宽度方向)上被分割成多个，在本实施方式中，被分割成第1支承辊41、第2支承辊42以及第3支承辊43这3个支承辊。这些第1支承辊41、第2支承辊42以及第3支承辊43的两端被轴承部45分别轴支承，并分别以中心轴为中心自由旋转。

而且，第1框架51和第2框架52通过多个压下部件54连结在一起。在本实施方式中，如图2和图3所示，设置有4个压下部件54，并具有利用这些压下部件54使第1框架51和第2框架52之间的距离减小扩大的结构，从而能够调整向铸坯1的压下力。

该压下部件54例如由带伺服机构的液压缸构成，气缸杆56的一端固定于第1框架51，第2框架52以相对于第1框架51接近远离的方式构成。

在具有这样的结构的连续铸造设备10中，借助插入到水冷铸模11内的浸渍喷嘴12将钢液注入水冷铸模11内，通过利用水冷铸模11的1次冷却单元冷却该钢液，凝壳2成长，并且自水冷铸模11的下方拉拔铸坯1。此时，如图1、图2所示，在铸坯1的内部存在有未凝固部3。

如图1所示，该铸坯1被夹紧辊部24朝向下方拉拔，同时被弯辊部25弯曲。而且，通过利用矫正辊部26而被矫正回去，并由水平辊部27沿水平方向输送。

此时，自设置于夹紧辊部24、弯辊部25以及矫正辊部26等的辊之间的喷嘴朝向铸坯1喷出冷却水，铸坯1被冷却而凝壳2进一步成长起来。然后，在将铸坯1沿水平方向拉出的水平带17的后段侧，铸坯1完全凝固。

此时，自水冷铸模11拉拔出来的铸坯1在中心固相率为0.2以上的区域内被作为本实施方式的铸坯压下装置30压下。

顺便说下，通过实验可知：在铸坯的中心固相率为0.2以上的情况下，产生中心偏析、气孔的问题，由于在固相率为0.2以上的区域进行压下，本发明的效果变得显著起来，所以优选在铸坯的中心固相率为0.2以上的区域进行压下。

另一方面，由于是产生中心偏析、气孔的问题的区域，铸坯的中心固相率的上限为1.0。

此外，中心固相率能够被定义为是铸坯厚度方向的中心部且铸坯宽度方向的熔融部分的固相率。

另外，中心固相率能够通过传热·凝固计算而求得，作为传热·凝固计算，周知有热函法、等价比热容法等，可以使用任意一个方法。另外，为了方便起见，以下的公式是周知的公式，也可以使用该公式。

中心固相率＝(液相线温度-熔融部温度)/(液相线温度-固相线温度)

在这里，熔融部温度是指铸坯厚度方向的中心部且铸坯宽度方向的熔融部分的温度，能够通过传热·凝固计算而求得。另外，液相线温度例如参照《铁与钢、日本铁钢协会会志、Vol.55、No.3(19690227)S85、社团法人日本铁钢协会》，另外，固相线温度例如参照《平居、金丸、森；学振19委、第5次凝固现象协议会资料、凝固46(1968年12月)》，而能够分别计算出来。

在构成上述那样的结构的、作为本实施方式的铸坯压下装置30中，具有铸坯按压辊31、32和分别支承该铸坯按压辊31、32的支承辊40，因此，压下铸坯1时所负担的荷重能够由铸坯按压辊31、32的轴承部35以及支承辊40的轴承部45承受。于是，能够以比较大的压下力压下铸坯1，能够切实地减少气孔。

另外，铸坯按压辊31、32未沿辊的轴向被分割，因此，能够对铸坯1的宽度方向整体进行按压，从而能够抑制由膨胀变形所导致的中心偏析的产生。

而且，采用本实施方式的铸坯压下装置30，为了确保铸坯按压辊31、32的刚性，辊直径无需变大，能够将铸坯按压辊31、32沿着铸坯拉拔方向Z紧密排列，防止压下力作用于局部，从而能够抑制铸坯的内部裂纹。具体而言，铸坯按压辊31、32为320mm以下、铸坯拉拔方向Z的辊间距为340mm以下，因此，铸坯1能以较小的间隙一点一点地被压下，从而能够充分抑制铸坯1的内部裂纹。

此外，铸坯按压辊31、32的尺寸、铸坯拉拔方向Z的辊间距的下限值并未特别限定，在实际作业的可能范围内进行设定即可。

另外，在第1框架51和第2框架52上，由铸坯按压辊31、32和支承辊40组成的组分别沿铸坯拉拔方向Z配设3组以上(在本实施方式中，如图3所示，是7组铸坯按压辊31、32和支承辊40)，在这些第1框架51和第2框架52上，设置有2处以上的压下部件54(在本实施方式中是4处)，因此，能够利用多个铸坯按压辊31、32均匀地压下铸坯1。另外，能够利用配设于铸坯按压辊31、32的轴承部35承受压下荷重。

在这里，配设于各个框架的由铸坯按压辊31、32和支承辊40组成的组在铸坯拉拔方向Z上为3组以上，其原因在于，在铸坯按压辊31、32的尺寸、铸坯拉拔方向Z的辊间距设定在了实际作业的可能范围的情况下，由于在为2组的情况下会导致铸坯拉拔方向的间隔变大而不能均匀地压下。

另外，一对框架的压下部件54需要设置2处以上。在这里，2处指的是铸坯的宽度方向的两侧，如此将一对框架的压下部件54设置在铸坯的宽度方向的两侧，能够均匀压下铸坯。

顺便说下，在本实施方式中，除了铸坯的宽度方向的两侧的2处位置以外，也分别在铸坯拉拔方向Z设有2处，合计4处，因此也能够在铸坯拉拔方向Z附加压下坡度。

另外，仅将构成设置于框架的压下部件的装置(例如，气缸直径等)变大，就能够使压下力变得更大，因此，铸坯压下装置不会沿着铸造方向大型化，就能够赋予更大的压下力。

另外，支承辊40在辊的轴向上被分割成多个，因此，不仅利用上述的轴承部35承受压下荷重，也能够利用配设于分割出的支承辊41、42、43之间的多个轴承部45承受压下荷重，因此，能够以更大的压下力压下铸坯1，从而能够充分减少气孔。

顺便说下、支承辊40的辊的轴向的分割数量可以是多个(2个以上)，在本实施方式中示出了3个的情况。该分割数量的上限并未特别限定，在实际作业的可能范围内进行设定即可。这样一来，采用作为本实施方式的铸坯压下装置30，能够制造出抑制了气孔、中心偏析、内部裂纹的产生的高品质的铸坯1。

以上，对作为本发明的实施方式的铸坯压下装置进行了说明，但本发明并不限定于此，能够在不脱离该发明的技术思想的范围进行适当地变更。

例如，在本实施方式中，虽然对具有被分割成多个的支承辊的装置进行了说明，但并不限定于此，也可以是具有未被分割的1个支承辊的装置。但是，通过将支承辊分割成多个，能够将压下荷重分散地承受，为了能够以较大的压下力压下铸坯，优选的是，将支承辊分割成多个支承辊。

另外，对支承辊的分割数量没有限制，可以分割成2个或者4个以上。

另外，作为压下部件，对使用液压缸的装置进行了说明，但并不限定于此，例如，如图4所示，可以在第1框架151和第2框架152上配设采用了碟形弹簧155和螺旋千斤顶156的机械式的压下部件154。

而且，虽然对配设于垂直弯曲型连续铸造机的情况进行了说明，但也可以应用于弯曲型连续铸造机、垂直型连续铸造机、水平型连续铸造机。

本发明的铸坯压下装置优选在连续铸造装置上配置于不使铸坯发生弯曲变形或者矫正变形的位置。

不使铸坯产生弯曲变形或者矫正变形的位置指的是：在构成连续铸造设备的垂直部、弯曲部、曲面部、矫正部、水平部中的除弯曲部、矫正部以外的位置，铸坯压下装置配设于该位置，从而，在压下了铸坯的情况下，能够抑制铸坯的内部裂纹。

具体而言，在垂直弯曲型连续铸造设备的情况下，也可以配置于垂直部、弯曲部、水平部的任意一个位置。在弯曲型连续铸造设备的情况下，也可以配置于弯曲部、水平部的任意一个位置。在没有弯曲部、矫正部的水平连续铸造设备、垂直连续铸造设备的情况下，也可以配置于任意的位置。

但是，在铸模刚刚出来时的位置上大幅压下铸坯的情况下，不仅关系到中心偏析、气孔的改善，也关系到凝固壳的强度较小而产生裂纹，在距铸模下端不足2m的范围内通常中心固相率为0的可能性较高，因此，不希望配置铸坯压下装置。因此，为了获得中心偏析等的改善效果，配置在距铸模下端2m以外的位置，并以使中心固相率比0大的方式冷却，从而获得上述效果。此外，中心固相率的范围并未特别限定，即使在稍微进行凝固后进行压下，也能够获得效果，因此，就如已经讲述的那样，可以是0.2～1.0的范围，进一步，也可以是0.6～1.0的范围。

另外，如图5所示，可以是，以夹住铸坯1的方式成为一对的铸坯按压辊31、32中的至少一个或者两者具有在其轴向中央部向径向外侧突出的大径部201和分别位于该大径部201的两端的小径部202。

在该例子中，构成为，铸坯1的宽度W为900mm以上，一个铸坯按压辊31构成为按压大径部201所位于的铸坯1的宽度方向中央区域S1，并且不按压小径部202所位于的铸坯1的宽度方向端部区域S2。

此外，铸坯1的宽度方向端部区域S2是铸坯1的厚度为t、距铸坯1的宽度方向端部的距离为60mm以上、并且距铸坯1的宽度方向端部的距离1.5×t以下的区域。在该例子中，是距铸坯1的宽度方向端部的距离为60mm以上并且距铸坯1的宽度方向端部的距离为360mm以下的区域。

支承一个铸坯按压辊32的支承辊40在铸坯按压辊32的轴向(铸坯1的宽度方向)被分割，在该例子中，与上述实施方式一样，被分割成第1支承辊41、第2支承辊42以及第3支承辊43这3个支承辊。

在这里，这些支承辊40以支承铸坯按压辊32的大径部201的方式配置。

此外，这些第1支承辊41、第2支承辊42以及第3支承辊43的两端被轴支部45轴支承，分别以中心轴O_b1、O_b2、O_b3为中心自由旋转。

在这里，如图6和图7所示，第1支承辊41和第3支承辊43可以相对于铸坯按压辊31、32而配设在铸坯1的拉拔方向Z下游侧。在该情况下，第2支承辊42相对于铸坯按压辊31、32配设在铸坯1的拉拔方向Z上游侧。

即、可以利用第1支承辊41和第3支承辊43以及第2支承辊42在拉拔方向Z上夹持铸坯按压辊31、32。

在该情况下，如图7所示，以铸坯按压辊32为例进行说明，在与铸坯按压辊32的中心轴O_w正交的截面上，将铸坯按压辊32的中心轴O_w与第1支承辊41以及第3支承辊43的中心轴O_b1、O_b3连结起来的直线与压下方向(铅垂方向)所成的角度θ为5°以下。

另外，铸坯按压辊32的中心轴O_w与第1支承辊41以及第3支承辊43的中心轴O_b1，O_b3的在拉拔方向Z的偏移量X在sin0.23°×(R_w+R_b)≤X≤sin5°×(R_w+R_b)的范围内。此外，R_w是铸坯按压辊32的大径部201的半径、Rb是支承辊40的半径。

在沿铅垂方向对铸坯支承辊作用压下荷重F的情况下，在相对于上述铸坯支承辊配设在上述铸坯的拉拔方向下游侧的上述支承辊的轴承部上作用有作为沿铅垂方向作用的压下荷重F和向水平方向作用的荷重的合力的F/cosθ的荷重。在这里，上述角度θ为θ≤5°，能够抑制作用于上述支承辊的轴承部的荷重过大，从而能够实现上述支承辊的轴承部的寿命的延长。

另外，上述角度θ为θ≥0.23°，因此，能够利用上述支承辊切实地承受拉拔阻力，能够抑制铸坯支承辊的向拉拔方向的弯曲变形。

此外，在该例子中，配设于铸坯按压辊32的拉拔方向Z上游侧的第2支承辊42也构成为：在与铸坯按压辊32的中心轴O_w正交的截面上，将铸坯按压辊32的中心轴O_w与第2支承辊42的中心轴O_b2连结起来的直线与压下方向(铅垂方向)所成的角度θ′为5°以下，铸坯按压辊32的中心轴O_w与第2支承辊42的中心轴O_b2的沿拉拔方向Z的偏移量X′在sin0.23°×(R_w+R_b)≤X′≤sin5°×(R_w+R_b)的范围内。

在具有铸坯压下装置30的连续铸造装置10中，如上述实施方式所说明的那样，在将铸坯1沿水平方向拉出的水平带17的后段侧，铸坯1完全凝固，在水平带17的水平辊部27上，对铸坯1实施压下，其中，铸坯压下装置30具有的结构是：在这样的铸坯按压辊32的轴向中央部具有向径向外侧突出的大径部201。

此时，由于压下反作用力，而在铸坯按压辊31、32上作用有向压下方向(在本实施方式中是铅垂方向)的力。另外，由于铸坯1向拉拔方向Z侧移动时的拉拔阻力，而在铸坯按压辊31、32上作用有沿拉拔方向Z(在本实施方式中为水平方向)的力。

在这里，在具有上述结构的实施方式中，铸坯按压辊32具有在其轴向中央部向径向外侧突出的大径部201和位于该大径部201的两端的小径部202，铸坯按压辊32构成为按压大径部201所位于的铸坯1的宽度方向中央区域S1，并且不按压小径部202所位于的铸坯1的宽度方向端部区域S2，因此，能够只压下未凝固部3所存在的铸坯1的宽度方向中央区域S1。于是，能够大幅度降低压下荷重。

另外，铸坯按压辊32由支承辊40支承，因此，能够抑制铸坯按压辊32向压下方向的弯曲变形。

而且，铸坯按压辊32的小径部202位于完全凝固的铸坯1的宽度方向端部区域S2，所以只在存在有未凝固部3的宽度方向中央区域S1作用有拉拔阻力，也能够防止铸坯按压辊32沿拉拔方向的弯曲变形。

在这里，在本实施方式中，小径部202所位于的铸坯1的宽度方向端部区域S2是如下的区域：铸坯1的厚度为t，距铸坯1的宽度方向端部的距离为60mm以上，并且，自铸坯1的宽度方向端部向中心侧的距离为1.5×t以下的区域，具体而言，能够例示出距铸坯1的宽度方向端部的距离为60mm以上并且距铸坯1的宽度方向端部的距离为360mm以下的区域。由此，能够避免对完全凝固了的区域进行压下，能够切实地降低压下荷重。此外，能够抑制铸坯按压辊31的压下方向的弯曲变形和拉拔方向的弯曲变形。

另外，支承辊40在铸坯按压辊32的轴向上被分割成第1支承辊41、第2支承辊42以及第3支承辊43，因此，能够缩短这些支承辊40的轴向长度，即使辊直径变小也能确保刚性。

在这里，第1支承辊41和第3支承辊43相对于铸坯按压辊31、32配设在铸坯1的拉拔方向Z下游侧，因此，能够由第1支承辊41和第3支承辊43承受拉拔阻力，能够抑制铸坯按压辊31、32的沿拉拔方向的弯曲变形。

而且，第2支承辊42相对于铸坯按压辊31、32配设在铸坯1的拉拔方向Z上游侧，利用第1支承辊41和第3支承辊43以及第2支承辊42在拉拔方向Z上夹持铸坯按压辊31、32，因此，即使在根据作业状况变更铸造速度(铸坯的拉拔速度)的情况下，也能够抑制在铸坯按压辊31、32上产生偏斜。

而且，如上所述，优选的是，将铸坯按压辊32的中心轴O_w与第1支承辊41以及第3支承辊43的中心轴O_b1、O_b3的沿拉拔方向Z的偏移量X为sin0.23°×(R_w+R_b)≤X。由此，施加于铸坯按压辊32的拉拔阻力能够切实地传递给第1支承辊41和第3支承辊43，从而能够抑制铸坯按压辊32的沿拉拔方向Z的弯曲变形。

另外，优选的是，上述偏移量X为X≤sin5°×(R_w+R_b)，在与铸坯按压辊32的中心轴O_w正交的截面上，将铸坯按压辊32的中心轴O_w和第1支承辊41以及第3支承辊43的中心轴O_b1、O_b3连结起来的直线与压下方向(在本实施方式中是铅垂方向)所成的角度θ为45°以下，因此，压下方向的荷重能够传递给第1支承辊41和第3支承辊43，从而能够抑制铸坯按压辊32的向压下方向的弯曲变形。

而且，对于配设于铸坯按压辊32的拉拔方向Z上游侧的第2支承辊42而言，也优选的是，铸坯按压辊31的中心轴O_w与第2支承辊42的中心轴O_b2的沿拉拔方向Z的偏移量X′在sin0.23°×(R_w+R_b)≤X′≤sin5°×(R_w+R_b)的范围内，在与铸坯按压辊32的中心轴O_w正交的截面上，将铸坯按压辊32的中心轴O_w与第2支承辊42的中心轴O_b2连结起来的直线与压下方向(在本实施方式中是铅垂方向)所成的角度θ′为5°以下，由此，能够在防止铸坯按压辊32的拉拔方向Z上的偏移的同时，能够利用该第2支承辊42来承受压下方向的荷重。

在上述的例子中，虽然说明了将支承辊配设在铸坯按压辊的拉拔方向下游侧和上游侧的情况，但并不限定于此，也可以将支承辊只配设在铸坯按压辊的拉拔方向下游侧，并且也可以配设为，在拉拔方向上铸坯按压辊的中心轴与支承辊的中心轴位于相同位置。

而且，在上述的例子中，虽然说明了以夹住铸坯方式而成为一对的铸坯按压辊31、32中的一个铸坯按压辊32具有大径部201的情况，但并不限定于此，也可以是以夹住铸坯的方式而成为一对的铸坯按压辊31、32这两者具有大径部。

在本发明中，优选的是，作为对象的铸坯的宽度为900mm以上。

即使是900mm以上的宽幅的铸坯，因为铸坯按压辊31、32由支承辊支承，所以能够抑制铸坯按压辊31、32向压下方向的弯曲变形。另外，也能够抑制铸坯按压辊31、32的向拉拔方向的弯曲变形。因此，能够切实地压下铸坯1的宽度方向中央部，从而能够抑制由膨胀变形导致的中心偏析、气孔这样的内部缺陷的产生。

实施例

以下，说明为了确认本发明的效果而进行的实验的结果。

在该实验中，在图1所示的垂直弯曲型连续铸造机的水平带上，图8至图12所示的铸坯压下装置沿铸坯的拉拔方向连续设置2台，并且对铸造中的铸坯进行压下，对压下力指数、膨胀指数、中心偏析指数、气孔指数进行了评价。

铸坯的尺寸是厚度300mm×宽度2200mm、铸造速度是0.9m/min，以配置有铸坯压下装置的铸坯中心固相率成为0.2～1.0的范围的方式自铸模下22m的位置沿着铸坯的拉拔方向连续设置了两台铸坯压下装置。

另外，铸坯按压辊和支承辊的辊直径为270mm，在框架的铸坯拉拔方向配设有7组铸坯按压辊。而且，第1框架和第2框架是由4个压下部件(液压缸)连结起来而成的结构。

作为以往例，如图8所示，没有支承辊，而是使用了将铸坯按压辊31、32沿辊的轴向分成3段的结构的铸坯压下装置。

作为本发明例1，如图9所示，使用了以下结构的铸坯压下装置：具有辊的轴向长度比铸坯的宽度长的铸坯按压辊31、32，并且相对于1根该铸坯按压辊而言配设了1根支承辊。

作为本发明例2，如图10所示，使用了以下结构的铸坯压下装置：具有辊的轴向长度比铸坯的宽度长的铸坯按压辊31、32，并且是相对于1根该铸坯按压辊而言配设有在辊的轴向上被分成2段的支承辊40。

作为本发明例3，如图11所示，使用了以下结构的铸坯压下装置：具有辊的轴向长度比铸坯的宽度长的铸坯按压辊31、32，并且相对于1根该铸坯按压辊而言配设有在辊的轴向上被分成3段的支承辊40。

作为本发明例4，如图12所示，使用了以下结构的铸坯压下装置：具有辊的轴向长度比铸坯的宽度长的铸坯按压辊31、32，上侧的铸坯按压辊32在轴向中央部具有向径向外侧突出的大径部，并且相对于1根该铸坯按压辊而言配设有在辊的轴向上被分成3段的支承辊40。按压铸坯的大径部的辊直径为270mm，除此之外的部分的辊直径为255mm。大径部的长度为1900mm。由多个支承辊支承的大径部的范围为1890mm。

此外，评价实验结果时的压下力指数如下所述：以使在铸造过程中由配置于轴承下部的负载传感器测量出的向各轴承(铸坯按压辊的各轴承以及支承辊的各轴承)分配的荷重中最大的值满足下记的(1)式的方式调整压下力，并将以往例的数值基准化而得到的。

(该轴承的基本静额定荷重)/(向该轴承分配的荷重)＝5.0(1)

顺便说下，(1)式的5.0的值是根据作业实际并根据向轴承分配的荷重的适当范围内的值而设定为5.0。

压下量指数如下所述：在铸造后实际测量铸坯厚度，将进行压下的情况与未进行压下的情况的厚度差作为施加于铸坯的压下量而求出，并以以往例的压下量为基准，以相对值表示。

膨胀指数如下所述：使用有限元分析，评价铸坯厚度方向的变形量的最大值，以以往例的值为基准，以相对值表示。

中心偏析指数是自下记的(2)式求出的。

(铸坯Mn偏析度)/((以往例的铸坯Mn偏析度)-1)(2)

在这里，铸坯Mn偏析度是(Mn偏析部的Mn浓度的最大值)/(铸坯全体的Mn浓度)，并按照以下的顺序测量。

沿着铸坯的宽度方向，自10处平均分割的位置，以铸坯厚度中央部为中心采取50mm×50mm的样品，在研磨了该样品的表面后，在铸坯厚度方向上利用X线实施线分析，并测量Mn浓度的峰值，作为Mn偏析部的Mn浓度。铸坯整体的Mn浓度使用了在钢液阶段进行分析并测量后而得出的值。

气孔指数如下所述：以厚度中央部为中心从铸坯切出20mm厚的样品，利用X线穿透拍摄，求出相对于铸坯厚度方向截面积的气孔的合计截面积，以以往例的面积率为基准，以相对值表示。

这些评价结果表示在表1、图13中。

[表1]

铸造结果

	压下力指数	压下量指数	膨胀指数	气孔指数	中心偏析指数
						对比例	1	1.0	1	1	1
发明例1	0.85	0.9	0.60	0.85	0.60
						发明例2	1.20	1.3	0.60	0.60	0.30
发明例3	1.50	1.8	0.60	0.45	0.25
						发明例4	1.40	2.4	0.60	0.30	0.24

本发明例1与以往例相比，由于轴承的数量较少，向各轴承分配的荷重增加，虽然压下力指数下降，但因为铸坯按压辊未被分割，因此，在铸坯的宽度方向上不存在辊未支承带，膨胀指数降低。由此，气孔指数降低了15％、中心偏析指数降低了40％度。

在本发明例2中，由于支承辊被分割成2段，向各轴承分配的荷重减少，与以往例相比，能够增加压下力指数。另外，认为：除了膨胀指数降低到与本发明例1相同程度的情况，通过使压下力指数增加，从而能够向铸坯赋予用于补偿凝固收缩的压下量，气孔指数降低了40％、中心偏析指数降低了70％。

在本发明例3中，由于支承辊被分割成3段，能够进一步增加压下力指数。由此，铸坯的压下量进一步增加，气孔指数降低了55％、中心偏析指数降低了75％。

在本发明例4中，由于支承辊分割成3段，与发明例2相比，向各轴承分配的荷重减少，能够增加压下力指数，但由于对狭窄范围进行了压下，因此，与发明例3相比，向特定的轴承分配的荷重增加，并稍微减少了压下力指数。但是，能够避免变形阻力较高的铸坯端部的压下，因此，压下量增加，并且气孔指数降低了70％、中心偏析指数降低了76％。

这样一来，采用本发明例1-4，与以往例相比，确认了同时改善中心偏析和气孔的情况。另外，可知：在铸坯按压辊具有大径部的情况下，使中心偏析和气孔最降低。

此外，为了确认通过使上述的铸坯按压辊32具有在轴向中央部向径向外侧突出的大径部201和分别位于该大径部201的两端的小径部202而带来的效果，将利用有限元分析而计算出的铸坯按压辊的向压下方向和拉拔方向的弯曲量的结果作为参考例(铸坯按压辊单元)进行说明。

针对以下情况，评价了压下方向的铸坯按压辊弯曲量。

(1)只有以夹住铸坯的方式而成为一对的铸坯按压辊的一个(上侧)在轴向中央部具有大径部，并且，具有支承铸坯按压辊的支承辊的情况，

(2)铸坯按压辊在轴向中央部不具有大径部，而具有支承铸坯按压辊的支承辊的情况，

(3)只有以夹住铸坯的方式而成为一对的铸坯按压辊的一个(上侧)在轴向中央部具有大径部，并且，不具有支承铸坯按压辊的支承辊的情况。这些情况(1)、(2)、(3)的概要在图14、图15以及图16中表示。在同一图内，表示各情况的压下荷重。

在这里，辊的各轴承被作为弹性体的板固定。板的厚度为40mm、高度为500mm。辊直径为φ300mm，开有50mm的冷却水孔。铸坯的尺寸为厚度300mm×宽度2200mm。在该截面的铸坯被每根铸坯按压辊压下了0.6mm的情况下，通过计算而得到距铸坯宽度方向端部的的距离为200mm的范围的平均拉拔阻力是由未凝固部的钢液静压力引起的拉拔阻力的大约2.3倍程度。未被(1)、(3)的铸坯按压辊的上述大径部压下的铸坯的宽度方向端部区域是单侧200mm。此外，在情况(1)、(2)、(3)中，铸坯按压辊的中心轴与支承辊中心轴的各轴线均在拉拔方向一致。

计算结果在图17中表示。通过(1)和(2)的比较可确认出：只有以夹住铸坯的方式而成为一对的铸坯按压辊的一个(上侧)在轴向中央部具有大径部，能够使作用于成对的铸坯按压辊这两者的压下荷重降低，能够将成对的铸坯按压辊这两者的弯曲变形抑制到三分之二左右。由此，能够大幅度延长铸坯按压辊产生永久变形之前的寿命。另外，能够制造出由铸坯按压辊的变形引起的膨胀变形导致的中心偏析、气孔这样的内部缺陷较少的高品质的铸坯。

另外，通过(1)和(3)的比较可确认出：铸坯按压辊由配设在刚性较高的板状框架的支承辊支承，从而能够将铸坯按压辊的弯曲变形抑制到六分之一左右。此外，在情况(1)和(2)的比较、以及(1)和(3)的比较中，只有成对的铸坯按压辊的另一个(下侧)具有大径部的情况下，也能够分别得到相同的效果。

接着，针对以下情况，评价了拉拔方向的铸坯按压辊弯曲量。

(4)只有以夹住铸坯的方式而成为一对的铸坯按压辊的一个(上侧)在轴向中央部具有大径部，支承辊的轴线与铸坯按压辊的轴线在拉拔方向上一致的情况，

(5)铸坯按压辊在轴向中央部不具有大径部，支承辊的轴线与铸坯按压辊的轴线在拉拔方向上一致的情况，

(6)只有以夹住铸坯的方式而成为一对的铸坯按压辊的一个(上侧)在轴向中央部具有大径部，支承辊的一个配置于拉拔方向下游侧的情况。这些情况(4)、(5)、(6)的概要在图18、图19以及图20中表示。

计算结果在图21中表示。通过(4)和(5)的比较可确认出：只有以夹住铸坯的方式而成为一对的铸坯按压辊的一个(上侧)在轴向中央部具有大径部，从而能够使作用于成对的铸坯按压辊这两者的压下荷重降低，其结果，拉拔阻力与压下荷重成正比，因此，能够使拉拔阻力降低，铸坯按压辊的拉拔方向的弯曲变形能够被抑制3成程度。由此，能够大幅度延长至铸坯按压辊产生永久变形之前的寿命。另外，能够制造出由铸坯按压辊的变形引起的膨胀变形导致的中心偏析、气孔这样的内部缺陷较少的高品质的铸坯。

另外，可确认出：如(6)所示，在1个支承辊配置在了拉拔方向下游侧的情况下，与(4)的情况相比，增加了支承拉拔阻力的部位，因此能够将铸坯按压辊的弯曲变形抑制到八分之一程度。另外，在情况(4)和(5)的比较、以及(4)和(6)的比较中，在只有成对的铸坯按压辊的另一个(下侧)具有大径部的情况下，也能够得到相同的效果。

接着，针对(7)只有以夹住铸坯的方式而成为一对的铸坯按压辊的一个(上侧)在轴向中央部具有大径部的情况、(8)以夹住铸坯的方式而成为一对的铸坯按压辊这两者在轴向中央部具有大径部的情况，通过实验对由1处的辊将凝固进行中的铸坯压下时的内部裂纹的产生率进行了评价。这些情况(7)、(8)的概要在图22和图23中表示。

在这里，内部裂纹产生率表示在随机抽出的铸坯的铸造方向截面的蚀刻转印薄膜(日文：エッチプリント)上通过目视确认出1处以上的内部裂纹的概率。在表2中表示实验条件和内部裂纹的产生率的结果。

[表2]

在具有大径部的辊只配置在铸坯的单侧的情况下，自铸坯的单侧以较大的压下量压下铸坯，但在具有大径部的辊配置在铸坯的两侧的情况下，自两侧以较小的压下量压下铸坯，因此，确认出：内部裂纹的产生率变得非常小。

附图标记说明

1 铸坯

10 连续铸造设备

11 水冷铸模

30 铸坯压下装置

31、32 铸坯按压辊

40 支承辊

51、151 第1框架

52、152 第2框架

54、154 压下部件

Claims

1.一种用于压下自铸模拉拔出来的铸坯的铸坯压下装置，其特征在于，该铸坯压下装置具有：

铸坯按压辊，其为一对，其夹持并按压上述铸坯；

支承辊，其用于支承该铸坯按压辊；

框架，其为一对，以彼此相对的方式配置，

在上述框架中的每个框架上，沿着铸坯拉拔方向配设有3组以上由上述铸坯按压辊和上述支承辊组成的组，

在上述一对框架的2个以上的部位设置有使上述一对框架间的距离接减小扩大的压下部件。

2.根据权利要求1所述的铸坯压下装置，其中，

以夹住上述铸坯的方式成为一对的上述铸坯按压辊中的至少一个铸坯按压辊在轴向中央部具有向径向外侧突出的大径部。

3.根据权利要求1所述的铸坯压下装置，其中，

上述支承辊在上述铸坯按压辊的轴向上被分割成多个。

4.根据权利要求1所述的铸坯压下装置，其中，

上述支承辊相对于上述铸坯按压辊配设于上述铸坯的拉拔方向下游侧。

5.根据权利要求1所述的铸坯压下装置，其中，

上述支承辊在上述铸坯按压辊的轴向上被分割，至少1个支承辊配设在上述铸坯的拉拔方向下游侧，至少1个支承辊配设在上述铸坯的拉拔方向的上游侧。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的铸坯压下装置，其中，

在上述铸坯的厚度为t的情况下，不被上述铸坯按压辊的上述大径部压下的上述铸坯的宽度方向端部区域是距上述铸坯的宽度方向端部的距离为60mm以上且距铸坯的宽度方向端部的距离为1.5×t以下的区域。