JP2001179410A - 垂直湾曲連続鋳造設備の連続体案内部の半径配置 - Google Patents

垂直湾曲連続鋳造設備の連続体案内部の半径配置

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JP2001179410A JP2000354313A JP2000354313A JP2001179410A JP 2001179410 A JP2001179410 A JP 2001179410A JP 2000354313 A JP2000354313 A JP 2000354313A JP 2000354313 A JP2000354313 A JP 2000354313A JP 2001179410 A JP2001179410 A JP 2001179410A
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/128—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for removing
    • B22D11/1282—Vertical casting and curving the cast stock to the horizontal

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 連続体案内部の全ての湾曲領域で連続体のシ
ェルの最大許容伸びまたは変形値を厳密に考慮し、円弧
鋳型を有する改造すべき連続体案内部の部品または部材
および／またはモジュールをできる限り使用した状態で
垂直湾曲区間を作製できる、湾曲連続鋳造設備の連続体
案内部の半径配置を提供する。 【解決手段】 連続体案内部の半径配置にあって、湾曲
区域５，６が湾曲度の少なくとも比較的集中する第一領
域５とそれに続く湾曲度の比較的穏やかな第二領域６と
で形成され、連続体案内部が第一領域５で垂直区間３の
無限な半径から始まり、徐々に小さくなる一連の半径Ｒ
１i の曲率で、またそれに続く第二領域６で第一領域５
に比べて比較的小さく集中する曲率Ｒ２i で湾曲し、湾
曲区域５，６と主半径案内区域８の間の移行部を形成す
る移行調整区域７がこの区域を形成する半径ΔＲの長さ
の増加と共に単調に増加する曲率を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、湾曲区域、遷移
調整区域、主半径案内区域および遷移最終調整区域を有
し、真っ直ぐな鋳型と、垂直湾曲区間に前置する垂直区
間と、後置された水平区間とを備え、円弧設備から改造
により生じる垂直湾曲連続鋳造設備の連続体案内部の半
径配置に関する。
【０００２】
【従来の技術】既存の連続鋳造設備に関して近代化する
計画では、円弧設備から垂直湾曲設備へ改造することが
例えば鋼鉄の鋳造された連続体の純度のため有利であ
る。
【０００３】円弧鋳型を備えた円弧連続鋳造設備は古く
から周知であり、全世界で使用されている。大体厚さが
20 〜 150 mm で、幅が 3,500 mm までの薄いスラブの
寸法を有する薄いスラブの連続鋳造設備を開発する傾向
にあって、鋳造鋼と共に持ち込まれるスラグや気泡のよ
うな汚染物質が連続体の液状の芯に入り、湯面に浮かぶ
ことはないという非常に大きな危険が生じている。鋳造
速度を高めた連続鋳造方法の更に経済的に興味のある改
善も鋳造製品の純度に対して危険である。
【０００４】円弧鋳型では溶湯の流れの様子が真っ直ぐ
な鋳型の場合よりも形状が一様でなく、そのために望ま
しくないとことも加わる。従って、円弧鋳型の場合、特
に薄いスラブの連続鋳造の場合、殻の成長を乱すことに
なる。これ等の理由は最近の傾向で円弧鋳型を備えた連
続鋳造設備を真っ直ぐな鋳型を備えた連続鋳造設備に改
造している。その場合に生じる改造コストを未だ支持で
きる限界内に維持できる可能性は、円弧設備の元の連続
体案内部を新しい垂直湾曲設備の円弧領域でできる限り
使用して与えられる。その場合、元の連続体案内部の既
存の部品や構造部材を新しい垂直湾曲設備の円弧領域に
組み込むべきである。
【０００５】更に、この改造は、その場合、つまりこれ
までの円弧鋳造機械を代用する場合、同じ寸法や連続鋳
造機械への最終ラインが得られているように行われるべ
きである。
【０００６】特に冶金学的な状況を改善することに関す
る要請に配慮するため、曲がった元の鋳型を直線状の鋳
型と入れ換える必要があり、これ等の鋳型には酸化物の
あるいはガス状の内包物を上昇させるため充分に長い垂
直な区間が後置されている。垂直湾曲区間に前置すべき
垂直区間およびこれに後置すべき水平区間を改造の構想
に組み入れることができるため、そしてこれは連続体鋳
造機械の高さや長さに大きな変更なしに、連続体案内部
の半径配置の新しい構想を必要とする。その場合、連続
体案内部を直角の形状から水平な最終部分を有する特別
な円弧形状に改造する必要がある。
【０００７】連続体が未だ液状の芯を持ち垂直な鋳造方
向から凝固中に水平に曲がり直線に向く連続鋳造設備が
知られている。
【０００８】ドイツ特許第 1 433 022号明細書には、液
状の芯を有する連続体を水平方向に曲げて直線に揃え、
この直線状の調整を段階的に行う金属の連続体を鋳造す
る方法と装置が開示されている。このためにある前記方
法を実施する装置では、段階的に調整させるために使用
されるローラを駆動する。これにより、液状の芯を調整
する時に生じる大きな応力が凝固する縁区域で低減し、
設備の構造高さを低くする。
【０００９】欧州特許第 0 934 786号明細書には、金属
を連続鋳造する方法および垂直に向いた真っ直ぐな鋳型
とこれに続くこの鋳型の中に形成された直線の連続体の
引出部を備えた前記方法のために設けた連続鋳造設備が
開示されている。その場合、真っ直ぐな連続体を先ず湾
曲区域で遷移曲線に沿って半径Ｒend の円弧形状に曲
げ、半径Ｒend の円弧案内部に沿って案内し、次いで最
終調整区域で遷移曲線に沿って真っ直ぐに向け、その後
にほぼ水平な直線案内部を経由して排出する。
【００１０】円弧鋳型を備えた連続鋳造設備を前提とし
て真っ直ぐな鋳型を備えた設備を提供するため、欧州特
許第 0 934 786号明細書により以下のようになってい
る。
【００１１】真っ直ぐな鋳型から出る直線状の連続体は
少なくとも一つの湾曲区域内で遷移曲線に沿って小さい
第一の半径Ｒmin を有する円弧形状に曲げられ、後置さ
れている少なくとも一つの調整区域内で遷移曲線に沿っ
て第一半径より大きい第二半径Ｒend の円弧形状に曲げ
られる。この第二半径Ｒend は好ましくは円弧鋳型を有
する既存の連続鋳造設備の円弧形状の半径に一致する。
【００１２】オーストリヤ特許第 373 518号明細書に
は、金属の溶湯を連続鋳造する連続鋳造設備のための連
続体案内部が開示されている。この連続体案内部は、遷
移曲線に続く連続体案内部の一部のローラが連続体の戻
しバネ作用により今までよりも小さい応力を受け、連続
体に対する引出し力が低減するように設計されている。
このためその最終領域の遷移曲線の湾曲度は主にこの遷
移曲線に後続する連続体の一部の湾曲度より大きく。そ
の最終領域の遷移曲線の湾曲度は主にこの遷移曲線に後
続する連続体の一部の湾曲度より変形の弾性部分の程度
だけ大きく選択されているので、遷移曲線を有する連続
体案内部の一部から出ると連続体は丁度後続する連続体
案内部の一部が最初の部分で有する湾曲度を有する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】上に述べた従来の技術
を前提として、この発明の課題は、連続体案内部の全て
の湾曲領域で連続体の殻の最大許容伸びまたは変形値を
厳密に考慮し、鋳造速度を高めるために適した構造様式
で、同じ建物の中でも構造高さや溜堰に対して連続鋳造
機械の向きをほぼ同じにして円弧鋳型を有する改造すべ
き連続体案内部の部品または部材および／またはモジュ
ールをできる限り使用した状態で垂直湾曲区間を作製で
きる、真っ直ぐな鋳型と、垂直湾曲区間に前置する垂直
区間と、後置された水平区間とを備え、円弧設備から改
造により生じる垂直湾曲連続鋳造設備の連続体案内部の
半径配置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、湾曲区
域、遷移調整区域、主半径案内区域および遷移最終調整
区域を有し、真っ直ぐな鋳型と、垂直湾曲区間に前置す
る垂直区間と、後置された水平区間とを備え、円弧設備
から改造により生じる垂直湾曲連続鋳造設備の連続体案
内部の半径配置にあって、湾曲区域が湾曲度の少なくと
も比較的集中する第一領域とそれに続く湾曲度の比較的
穏やかな第二領域とで形成され、連続体案内部が第一領
域で垂直区間の無限な半径から始まり、徐々に小さくな
る一連の半径Ｒ１i の曲率で、またそれに続く第二領域
で第一領域に比べて比較的小さく集中する曲率Ｒ２i で
湾曲し、湾曲区域と主半径案内区域の間の遷移部を形成
する遷移調整区域がこの区域を形成する半径ΔＲの長さ
の増加と共に単調に増加する曲率を有することにより解
決されている。
【００１５】この発明による他の有利な構成は特許請求
の範囲の従属請求項に記載されている。
【００１６】
【発明の実施の形態】改造される連続体案内部をこの発
明により形成することにより、湾曲部が直線区間の無限
の半径から順次小さくなる半径で曲がる集中的な湾曲領
域で未だ柔らかい連続体の殻の内部変形が個々の湾曲点
で 0.25 ％の最大許容値を越えることがなく、連続体の
殻が小さい曲げ変形を受ける穏やか湾曲領域で連続体の
殻が回復区域を通過し、その場合、これ等の湾曲点で連
続体の殻の伸びが最大 0.02 ％まで許される。
【００１７】これに続き、改造すべき連続体案内部の変
更なしに更に使用する部分に繋ぐため接続している調整
区間内で遷移調整が行われる。この調整区間内では半径
が徐々に大きくなる調整が行われ、ここでも連続体の殻
の最大許容伸び値がそれ等の調整点で 0.25 ％以下であ
る。
【００１８】湾曲区域の湾曲領域をクロソイド状（klot
hoidenfoermige; オイラー螺旋状とも言う) に形成した
り、遷移調整区域をクロソイド状に形成すると、特に有
利である。遷移部の最終調整区域もクロソイドの形にな
るか、あるいは湾曲区域の湾曲領域あるいは遷移調整区
域がクロソイドの一部のようであると有利である。
【００１９】
【実施例】以下、図面に模式的に示す実施例の以下の説
明により、この発明の詳細、特徴構成および利点を説明
する。
【００２０】この配置には垂直湾曲区間２に前置する垂
直区間３と、後置された水平区間４とを備えた真っ直ぐ
な鋳型１があり、湾曲区域５，６と、遷移調整区域７
と、主半径案内区域８と、遷移最終調整区域９とがあ
る。
【００２１】湾曲区域は湾曲が比較的集中する第一領域
５と、それに続く比較的緩やかな湾曲の第二領域６とで
構成されている。連続体案内部は第一領域５のところで
垂直区間３の無限な半径から始まり、次に徐々に小さく
なる一連の半径Ｒ１i から成る曲率でもって、そしてこ
れに続く第二領域６のところで第一領域５に比べて小さ
く集中する曲率Ｒ２i でもって湾曲している。
【００２２】この場合、クロソイドが徐々に増加する曲
率５の真っ直ぐな垂直区間３から先ず曲率の穏やかな領
域６に移行し、次いで領域６の最終半径Ｒ２i から半径
Ｒen d を有する主半径案内区域８に接線方向に移行する
ため、遷移調整区域７が設けてあり、この区域７の半径
ΔＲが主半径Ｒend まで漸次増大することが分かる。
【００２３】この半径配置は、連続体の殻の内部変形が
湾曲区域５，６の第一領域５の徐々に小さくなる半径を
有する順次続く湾曲点で 0.25 ％の最大許容値を越えな
いように選択されている。
【００２４】連続体の殻の穏やかに曲がる領域６では、
この連続体の殻が再生期間内で比較的小さい曲げ変形の
みを受ける。その場合、連続体の殻の伸びは最大 0.02
％までを越えることはない。
【００２５】湾曲区域５，６と主半径案内区域８の間の
遷移部を形成する遷移調整区域７はこの区域を形成する
半径ΔＲの長さの単調に増加する曲率を有する。これ等
の調整点でも連続体の殻の最大許容伸び値は 0.25 ％を
越えない。
【００２６】連続体の殻の伸び応力はこの発明により選
択された半径配置により最小にされる。
【００２７】湾曲セクター９でＲendlosまで徐々大きく
なる半径が用意されていて、これ等の半径により湾曲セ
クター９が水平区域４に遷移するために徐々に曲がって
おり、主半径案内区域８での半径配置が継続している。
【００２８】この発明による半径配置の重要な構成は、
垂直湾曲区間２の主要部を形成する主半径案内区域８
が、改造された円弧設備の一部短くなっているが、それ
以外で構造様式と曲率半径に関して不変な部分から成る
ことに特徴がある。
【００２９】垂直湾曲区間２の図１を参照すると、異な
った長さの合成曲線であるこの区間は湾曲領域５，６，
遷移区域７および遷移最終調整区域９に対する異なった
クロソイドと円弧８とから成り、この円弧８は既存の円
弧設備の主半径案内区域に一致していることが明確に分
かる。
【００３０】このような処置により改造コストが最小に
なるだけでなく、その間設備を止めることになる要求さ
れる改造時間も最小になる。
【００３１】特に改造された円弧設備の一部短くなり、
それ以外では構造様式や曲率半径に関して不変な部分を
この発明により使用して、材料や作業経費を節約できる
だけでなく、改造時間も著しく短くなり、これにより運
転停止時間の経費が劇的に減る。これは改造の経済性に
役立つ。
【００３２】
【発明の効果】以上、説明したように、この発明の垂直
湾曲連続鋳造設備の連続体案内部の半径配置により、連
続体案内部の全ての湾曲領域で連続体の殻の最大許容伸
びまたは変形値を厳密に考慮し、鋳造速度を高めるため
に適した構造様式で、同じ建物の中でも構造高さや溜堰
に対して連続鋳造機械の向きをほぼ同じにして円弧鋳型
を有する改造すべき連続体案内部の部品または部材およ
び／またはモジュールをできる限り使用した状態で垂直
湾曲区間を作製できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】改造により円弧設備から生じる垂直湾曲連続鋳
造設備の連続体案内部の半径配置の実施例を示す図。
【符号の説明】
１ 真っ直ぐな鋳型 ２ 垂直湾曲区間 ３ 垂直区間 ４ 水平区間 ５，６ 湾曲区域 ７ 遷移調整区域 ８ 主半径案内区域 ９ 遷移最終調整区域

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 湾曲区域（５，６），遷移調整区域
    （７），主半径案内区域（８）および遷移最終調整区域
    （９）を有し、真っ直ぐな鋳型（１）と、垂直湾曲区間
    （２）に前置する垂直区間（３）と、後置された水平区
    間（４）とを備え、円弧設備から改造により生じる垂直
    湾曲連続鋳造設備の連続体案内部の半径配置において、 湾曲区域（５，６）が湾曲度の少なくとも比較的集中す
    る第一領域（５）とそれに続く湾曲度の比較的穏やかな
    第二領域（６）とで形成され、連続体案内部が第一領域
    （５）で垂直区間（３）の無限な半径から始まり、徐々
    に小さくなる一連の半径（Ｒ１i ）の曲率で、またそれ
    に続く第二領域（６）で第一領域（５）に比べて比較的
    小さく集中する曲率（Ｒ２i ）で湾曲し、 湾曲区域（５，６）と主半径案内区域（８）の間の遷移
    部を形成する遷移調整区域（７）がこの区域を形成する
    半径（ΔＲ）の長さの増加と共に単調に増加する曲率を
    有する、ことを特徴とする半径配置。
  2. 【請求項２】 湾曲区域（５，６）の湾曲領域（５）と
    湾曲領域（６）および遷移調整区域（７）はそれぞれク
    ロソイド状に形成されていることを特徴とする請求項１
    に記載の半径配置。
  3. 【請求項３】 連続体の殻の内部変形は湾曲区域（５，
    ６）の第一領域（５）で徐々に小さくなる半径を有する
    順次続く湾曲点で 0.25 ％の最大許容値を越えないこと
    を特徴とする請求項１または２に記載の半径配置。
  4. 【請求項４】 湾曲が穏やかな領域（６）では連続体の
    殻の伸びは最大 0.02 ％まで許容されることを特徴とす
    る請求項１または２に記載の半径配置。
  5. 【請求項５】 遷移調整区域（７）の半径（ΔＲ）の調
    整点では 0.25 ％の連続体の殻の最大許容伸び値を越え
    ないことを特徴とする請求項１または２に記載の半径配
    置。
  6. 【請求項６】 遷移最終調整区域（９）は、主半径案内
    区域（８）に続き、半径が（Ｒendlos）まで徐々に長く
    なる半径（Ｒend ）で曲がり、水平区間（４）に連続的
    に流入することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項
    に記載の半径配置。
  7. 【請求項７】 遷移最終調整区域（９）はクロソイド状
    に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の半
    径配置。
  8. 【請求項８】 湾曲区域の湾曲領域（５，６），遷移調
    整区域（７）および遷移最終調整区域（９）はクロソイ
    ドの形の部分長さで続くことを特徴とする請求項１〜７
    の何れか１項に記載の半径配置。
  9. 【請求項９】 垂直湾曲区間（２）は異なったクロソイ
    ド（５，６，７，９）と円弧（８）からなる異なった部
    分長さの合成曲線で形成されていることを特徴とする請
    求項８に記載の半径配置。
  10. 【請求項１０】 垂直湾曲区間（２）を形成する主半径
    案内区域（８）は既存の円弧設備の部分的に短いがそれ
    以外では構造様式や曲率半径に関して不変な部分から成
    ることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の
    半径配置。
  11. 【請求項１１】 垂直湾曲区間（２）は既存の円弧設備
    のモジュールまたは部材をできる限り使用して構成され
    ることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載
    の半径配置。
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