JP2001300706A - 連続鋳造設備のロールセグメント - Google Patents
連続鋳造設備のロールセグメントInfo
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Abstract
ロールキャビティを変更できるとともに安価なロールセ
グメントがない。 【解決手段】 フレーム31と、5組のロール対32
と、ウォームジャッキ33と、ウォームジャッキ33を
いずれも伸縮させる駆動力を発生する駆動系34とを備
え、ウォームジャッキ33と駆動系34との間の一部
に、駆動力を伝達および遮断するクラッチ35が設けら
れるロールセグメント30である。
Description
ールセグメントに関する。より具体的には、本発明は、
連続鋳造設備の鋳型の直下から鋳片完全凝固点までの間
に、連続鋳造鋳片の引抜き方向と略平行な方向へ複数組
並設されたロール対を有するロールセグメントに関し、
特に、連続鋳造鋳片をその厚み方向と略平行な方向へ圧
下することにより、連続鋳造鋳片の中心部における介在
物の偏析を抑制する際に用いるのに好適な、連続鋳造設
備のロールセグメントに関する。
溶鋼を連続鋳造設備を構成する鋳型によって一次冷却す
ることにより外皮に凝固シェルを形成する。そして、こ
の後に、鋳型の直下から鋳片完全凝固点までの間に設置
された複数基のロールセグメントによって二次冷却する
ことにより、内部の未凝固部の凝固を促進しながら各ロ
ールセグメントによって鋳片をガイドして引き抜く。こ
のようにして、連続鋳造鋳片は製造される。
た連続鋳造鋳片の最終凝固部である中心部には、介在物
や不純物等が偏析し易いことが広く知られており、この
偏析に起因して、例えば厚板等の最終製品の品質が劣化
する。一方、最終製品に要求される品質は、近年、相当
高くなっている。このため、連続鋳造鋳片の中心部にお
ける介在物等の偏析を抑制することは、重要な技術課題
となっている。
偏析を抑制する手段として、ロールセグメントを用いて
連続鋳造鋳片を厚み方向へ圧下することにより内部の未
凝固部に濃化した介在物を絞り出して排出する技術が知
られている。この圧下により、連続鋳造鋳片の厚みがロ
ールセグメントの入側から出側へ向けて徐々に小さくな
るように、連続鋳造鋳片の肉厚に所定量のテーパが与え
られる。
ができるロールセグメントの一例を図5に示す。図5
は、油圧シリンダ式昇降セグメント1の構成を示す説明
図であり、図5(a)は側面図、図5(b)は正面図で
ある。上部フレーム2aおよび下部フレーム2bによっ
て、上ガイドロール3aおよび下ガイドロール3bを有
するとともに連続鋳造鋳片の引抜き方向(図5(a)に
おける左右方向)へ向けて並設された複数組(図示例で
は5組)のガイドロール対3が、支持されている。下部
フレーム2bの連続鋳造鋳片の引抜き方向および幅方向
それぞれの両端側には、油圧シリンダ4a、4b、4
c、4dが設置されており、各油圧シリンダ4a〜4d
により上部フレーム2aが昇降自在に支持される。上部
フレーム2aおよび下部フレーム2bの間にはシム5が
介在されており、シム5を入れ換えてその厚さを適宜調
節することにより、静鉄圧と矯正反力より大きい圧力と
により、この油圧シリンダ式昇降セグメント1の入側お
よび出側それぞれにおける設定ロールキャビティがそれ
ぞれT1 、T2 (ただし、T1 >T2 )となるテーパが
保たれながら、連続鋳造鋳片が製造される。
は、入側および出側それぞれにおける設定ロールキャビ
ティを連続鋳造鋳片の各鋼種に応じた最適な値に変更す
るには、異なるテーパを有する予備の油圧シリンダ式昇
降セグメント1に入れ替えることが最も簡便である。し
かし、これでは、油圧シリンダ式昇降セグメント1の入
れ替えのために最低でも1セグメントについて5時間程
度の長時間にわたって連続鋳造設備を停止させるととも
に入れ替え作業のために多数の作業人員を要する。
ント6の構成を示す説明図であり、図6(a)は側面
図、図6(b)は上面図、図6(c)は正面図である。
この機械式入出独立駆動型昇降セグメント6では、下部
フレーム2bの連続鋳造鋳片の引抜き方向および幅方向
それぞれの両端側に、ウォームジャッキ7a、7b、7
c,7dを設けて上部フレーム2aを支持し、入側に設
置されたウォームジャッキ7b、7cを駆動軸8aによ
り接続して昇降モータ9aにより、また、出側に設置さ
れたウォームジャッキ7a、7dを駆動軸8bにより接
続して昇降モータ9bにより、それぞれ独立して駆動す
ることにより、設定ロールキャビティをオンラインで調
整する。なお、この機械式入出独立駆動型昇降セグメン
ト6は、セグメント数にもよるが、手動設定するのでは
なく、シーケンスを組み込んで自動設定することによ
り、設定ロールキャビティの変更を行うことが望まし
い。
グメント6では、駆動軸8aおよび昇降モータ9aと、
駆動軸8bおよび昇降モータ9bをいずれも設ける必要
があり、設備費が嵩んでしまうという問題がある。
用いる機械式入出一括駆動型昇降セグメントも提案され
ている。図7は、機械式入出一括駆動型昇降セグメント
10の構成を示す説明図であり、図7(a)は側面図、
図7(b)は上面図、図7(c)は正面図である。この
機械式入出一括駆動型昇降セグメント10は、入側に設
置されたウォームジャッキ7b、7cと、出側に設置さ
れたウォームジャッキ7a、7dとを、いずれも駆動軸
8cに接続された減速機13a、13bを介して昇降モ
ータ9cにより、一括して駆動するものである。すなわ
ち、昇降モータ9cが発生する駆動力は、駆動軸8cお
よび減速機13a、13bを介して、全てのウォームジ
ャッキ7a〜7dに伝達され、これにより、4本のガイ
ドポスト14a〜14dに案内されて上部フレーム2a
が昇降することにより、設定ロールキャビティT1 、T
2 が変更される。このように、この機械式入出一括駆動
型昇降セグメント10では、一組の駆動軸8cおよび昇
降モータ9cにより、全てのウォームジャッキ7a〜7
dを駆動するため、設備費の上昇を抑制することが可能
である。
グメント10では、上フレーム2aは、4本のガイドポ
スト14a〜14dに案内されて、セグメント全体が同
距離作動するため、入側の設定ロールキャビティT1 お
よび、出側の設定ロールキャビティT2 を独立して調整
することができなかった。このため、この機械式入出一
括駆動型昇降セグメント10により所望のテーパを付与
するには、各ガイドロール3を軸支する複数の軸受け箱
11と上部フレーム2aとの間に介在させるシム12の
厚みを変更する必要がある。このため、これまでは、オ
フラインでこの機械式入出一括駆動型昇降セグメント1
0を一旦分解してシム12の入れ換えを行い、再度組み
立てていた。このような設定ロールキャビティの変更作
業により設定ロールキャビティを変更するには、12〜
15時間程度の長時間を要し、連続鋳造設備の生産性を
低下させる一因となっており、実用化を図ることができ
ない。
機械式入出一括駆動型昇降セグメント10等では、設定
ロールキャビティの変更に長時間を要してしまい、オン
ラインで設定ロールキャビティを変更することはできな
い。このため、連続鋳造鋳片の各鋼種毎の適正なテーパ
量を迅速に設定することができない。また、この変更の
ための作業人員を多数要し、製造コストが嵩んでしま
う。一方、図6に示す機械式入出独立駆動型昇降セグメ
ント6は、駆動軸および昇降モータを二組設ける必要が
あり、設備費が嵩んでしまう。
できる程度の短時間で設定ロールキャビティを変更する
ことができるとともに安価なロールセグメントは、存在
しなかった。
的にはオンラインで実施することができる程度の短時間
で、設定ロールキャビティを変更することができる連続
鋳造設備のロールセグメントを、安価に提供することで
ある。
て対向配置される一対のフレームと、この一対のフレー
ムによって連続鋳造鋳片の引抜き方向と略平行な方向へ
並設され、連続鋳造鋳片をその厚み方向と略平行な方向
へ圧下する複数組のロール対と、一対のフレームのうち
の一方のフレームの、連続鋳造鋳片の引抜き方向へ離間
した少なくとも二箇所に設置され、一対のフレームの対
向方向と略平行な方向へ伸縮することにより、一対のフ
レームのうちの他方のフレームを一対のフレームの対向
方向と略平行な方向へ移動自在に支持する少なくとも二
基の移動支持装置と、少なくとも二基の移動支持装置に
係合して該少なくとも二基の移動支持装置をいずれも伸
縮させる駆動力を発生する一基の駆動系とを備え、少な
くとも二基の移動支持装置うちの少なくとも一方の移動
支持装置と、一基の駆動系との間には、駆動力を伝達お
よび遮断するクラッチが設けられることを特徴とする連
続鋳造設備のロールセグメントである。
セグメントでは、移動支持装置が、ウォームジャッキで
あることが、望ましい。この場合、上記の本発明にかか
る連続鋳造設備のロールセグメントを構成する一基の駆
動系は、少なくとも二基のウォームジャッキそれぞれの
ウォームをいずれも回転駆動する回転軸と、この回転軸
を回転駆動する駆動モータとを有することが、望まし
い。
減速機により接続され、クラッチがこの減速機に設けら
れることが望ましい。
備のロールセグメントの実施の形態を、添付図面を参照
しながら詳細に説明する。
適用した湾曲型連続鋳造設備20の概要を示す説明図で
ある。同図において、タンディッシュ21aおよび浸漬
ノズル21bにより鋳型22内に注入された溶鋼は、水
冷されている鋳型22による一次冷却により鋳片23の
表面に凝固シェル23aが形成され、続くガイドロール
群24でのスプレー水の噴射等による二次冷却により凝
固が促進され、鋳片23はその内部に未凝固部23bを
有したまま、ガイドロール群24、圧下ロール群25お
よびピンチロール群26により案内支持されながら引き
抜かれる。
び圧下ロール群25は、いずれも、3組、4組または5
組のロール対を有するロールセグメント30を有する。
以下、5組のロール対を有する圧下ロール群25のロー
ルセグメント30を例にとって、その構造を詳細に説明
する。
0を、一部を透視および簡略化した状態で示す斜視図で
ある。また、図3は図2におけるC矢視図であり、図4
は図2におけるD矢視図である。
ールセグメント30は、フレーム31と、ロール対32
と、移動支持装置33と、駆動系34と、クラッチ35
と、制御装置36とを有する。以下、本実施形態のロー
ルセグメント30のこれらの構成要素について、順次説
明する。
メント30は、フレーム31を有する。このフレーム3
1は、上フレーム31aと下フレーム31bとにより構
成される。本実施形態では、上フレーム31aおよび下
フレーム31bは、いずれも、矩形平板状の厚板材から
なる。
は、後述する移動支持装置33により、鉛直方向に互い
に離間して、対をなして対向配置される。本実施形態の
フレーム31のこれ以外の構成は、図7を参照しながら
説明した機械式入出一括駆動型昇降セグメント10にお
けるフレームまたはセグメントと同じであるため、これ
以上の説明は省略する。
のように構成される。 [ロール対32]本実施形態のロールセグメント30
は、5組のガイドロール対32を有する。5組のガイド
ロール対32は、いずれも、互いに対をなす、上ガイド
ロール32aと下ガイドロール32bとからなる。各上
ガイドロール32aは、その両端部を軸支する2基の上
軸受箱37aを介して上フレーム31aに支持され、一
方、各下ガイドロール32bは、その両端部を軸支する
2基の下軸受箱37bを介して下フレーム31bに支持
される。
片23の引抜き方向と略平行な方向について略等間隔で
並設されており、引き抜かれる連続鋳造鋳片23をその
厚み方向と略平行な方向へ圧下することにより、内部の
未凝固部23bに濃化した介在物等を絞り出して排出す
る。
成は、図7を参照しながら説明した機械式入出一括駆動
型昇降セグメント10におけるロール対と同じであるた
め、これ以上の説明は省略する。
のように構成される。 [移動支持装置33]本実施形態のロールセグメント3
0は、4基の移動支持装置33a〜33dを有する。本
実施形態では、移動支持装置33a〜33dとしてウォ
ームジャッキを用いた。
フレーム31bの、連続鋳造鋳片23の引抜き方向およ
び幅方向の両方向について離間した4箇所に、それぞれ
垂直に配置される。また、各ウォームジャッキ33a〜
33dは、自身の円柱型の脚部に固定されたガイドポス
ト38a〜38dを介して、上フレーム31aを支持す
る。
3dが上下のフレーム31a、31bの対向方向と略同
じ方向へ伸縮すると、これに伴って、上フレーム31a
は、下フレーム31bに対して、上下のフレーム31
a、31bの対向方向と略同じ方向へ相対的に移動す
る。このように、本実施形態では、上フレーム31a
は、各ウォームジャッキ33a〜33dのガイドポスト
38a〜38dを基準として、上下のフレーム31a、
31bの対向方向と略同じ方向へ相対的に移動する。
a〜33dは、上フレーム31aの上部側に、脚部に嵌
合されたウォームホイール39a〜39dと、ウォーム
ホイール39a〜39dに噛み合うウォーム40a〜4
0dとを有している。
同軸上に、歯車41a〜41dが装着されている。歯車
41a、41cの間には大径の歯車42aが配置され、
一方、歯車41b、41dの間には大径の歯車42bが
配置される。歯車41a、41cおよび歯車42aによ
り減速機43aが構成され、歯車41b、41dおよび
歯車42bにより減速機43bが構成される。
の構成は、図7を参照しながら説明した機械式入出一括
駆動型昇降セグメント10における移動支持装置と同じ
であるため、これ以上の説明は省略する。
以上のように構成される。 [駆動系34]本実施形態のロールセグメント30は、
1基の駆動系34を有する。この駆動系34は、回転軸
44と、駆動モータ45とを有する。
上に配置され、また駆動モータ45は回転軸44の端部
に固定される。本実施形態では、駆動モータ45として
油圧モータや電気モータ等を用いることができる。
軸44を回転駆動すると、減速機43a、43bを介し
てウォーム40a〜40dが回転駆動され、これによ
り、各上フレーム31aは、各下フレーム31bに対し
て、上下のフレーム31a、31bの対向方向と略同じ
方向へ相対的に移動して各ウォームジャッキ33a〜3
3dが伸縮し、各ロール対32のロールキャビティが調
整される。
系34により、各ウォームジャッキ33a〜33dが駆
動される。本実施形態の駆動系34のこれ以外の構成
は、図7を参照しながら説明した機械式入出一括駆動型
昇降セグメント10におけるロール対と同じであるた
め、これ以上の説明は省略する。
ように構成される。 [クラッチ35]本実施形態のロールセグメント30
は、クラッチ35を有する。本実施形態では、駆動力を
伝達および遮断する機能を有するクラッチであればよ
く、例えばエアークラッチや電磁クラッチ等を用いるこ
とができる。
歯車41cにエアークラッチ35aが装着され、一方、
減速機43bを構成する歯車41dにエアークラッチ3
5bが装着される。このように、ウォームジャッキ33
c、33dと、駆動系34との間に、ウォームジャッキ
33c、33dを駆動する駆動力を伝達および遮断する
クラッチ35a、35bが設けられる。
のように構成される。 [制御装置36]本実施形態では、ウォーム40b、4
0dに、位置検出装置44、45が装着されている。
出信号と、クラッチ35a、35bによる検出信号と
は、いずれも、制御装置36に入力される。制御装置3
6には表示部36aが設けられており、検出信号に基づ
いて入側および出側における設定ロールキャビティ
T1 、T2 が表示される。また、制御装置36は、検出
信号に基づいて、駆動系34およびクラッチ35a、3
5bに制御信号を出力することにより、短時間で、設定
ロールキャビティT1 、T2 とテーパ量(T1 −T2 )
とをともに自動的に変更する。
上のように構成される。次に、このロールセグメント3
0の動作を説明する。本実施形態のロールセグメント3
0は、制御装置36から出力される制御信号により、ク
ラッチ35a、35bを作動させて、歯車42aと歯車
41cとの噛み合い、および歯車42bと歯車41dと
の噛み合いをいずれも解消した状態で、駆動モータ35
が起動される。駆動モータ35の起動に伴って、回転軸
44および歯車42a、42bが回転する。
歯車41a、41bが回転駆動され、ウォームジャッキ
33a、33bが起動する。これにより、ロールセグメ
ント30の入側のガイドロール対32の設定ロールキャ
ビティがT1 〜T3 の範囲で調整される。
c、41dとは噛み合っていないため、ウォームジャッ
キ33c、33dは起動しない。これにより、ロールセ
グメント30の出側のガイドロール対32の設定ロール
キャビティはT2 のままに維持される。
ト30によれば、入側のガイドロール対32の設定ロー
ルキャビティを独立させて、かつオンラインで実施でき
る程度の短時間で調整することが可能である。例えば、
本実施形態では、テーパ量を所望の値に変更するのに要
する時間は、1セグメント当たり約5分間程度であっ
た。このため、テーパ量を変更するための予備のロール
セグメントの保有が不要となり、この点からも製造コス
トが削減される。
て入側のガイドロール対32の設定ロールキャビティだ
けを調整して所望のテーパ量を付与した後、制御装置3
6からの制御信号によりクラッチ35a、35bを作動
させて歯車42a、42bと歯車41c、41dとを噛
み合わせて入側および出側それぞれのガイドロール対3
2の間隔を全て同じ距離だけ調整することにより、入側
および出側それぞれにおけるガイドロール対32の設定
ロールキャビティを変更することもできる。
30は、駆動系34を一基用いることにより構成される
ため、前述した図6に示す機械式入出独立駆動型昇降セ
グメント6に比較すると 極めて安価に提供される。
30は、図7に示す機械式入出一括駆動型昇降セグメン
ト10にわずかな設備改造を行うだけで提供され、この
点からも安価に提供される。
備20の圧下ロール群25にロールセグメント30を適
用したため、ガイドロール対32の設定ロールキャビテ
ィを、入側および出側について独立に調整して所望のテ
ーパ量を容易かつ効率的に得ることができる。これによ
り、連続鋳造鋳片23の鋳片凝固点近傍にて絞り込み、
内部における介在物の濃化を軽減し、介在物等の偏析が
抑制された高品質の連続鋳造鋳片23を得ることができ
る。これにより、各鋼種により中心偏析を解消し得る異
なった圧下テーパ量を、オンラインで設定することがで
きる。
付与するために、ウォームホイール39a〜39dとウ
ォーム40a〜40dとの間の隙間や、ガイドポスト3
8a〜38dと脚部との間の隙間等を利用して、上フレ
ーム31aを下フレーム31bに傾斜させているが、上
フレーム31aに過剰なテーパを付与すると、上フレー
ム31aの傾き量が過大となって各部の隙間が減少し、
上フレーム31aが下フレーム31bに対して移動する
ことができなくなるおそれがある。
0は、整備段階において各ロール軸受箱37aにより基
本となるテーパ量を予め付与しておき、最小テーパ量と
最大テーパ量との差を極力少なくし、テーパを付与する
際に、初めて、ウォームホイール39a〜39dと、ガ
イドポスト38a〜38d脚部との間の隙間等を利用す
る程度のセグメントテーパ量を設定することが有効であ
る。
にかかるロールセグメントを連続鋳造設備の圧下ロール
群に適用した場合を例にとった。しかし、本発明はこの
形態には限定されず、連続鋳造設備のガイドロール群に
対しても同様に適用される。
るロールセグメントを湾曲型連続鋳造設備に適用した場
合を例にとった。しかし、本発明は連続鋳造設備の型式
には限定されずに適用される。
フレームに5組のロール対が並設された場合を例にとっ
た。しかし、本発明はロール対の設置数は5組には限定
されず、複数組であれば等しく適用される。
の引抜き方向および幅方向の両方向について離間した4
箇所にウォームジャッキがそれぞれ配置された場合を例
にとった。しかし、本発明はこの形態には限定されず、
ウォームジャッキは、連続鋳造鋳片の引抜き方向に離間
した少なくとも2箇所に配置されていればよい。これに
伴って、ウォームジャッキは、少なくともこの2箇所に
それぞれ1基ずつ配置されていればよい。
がウォームジャッキである場合を例にとった。しかし、
本発明はウォームジャッキには限定されず、一方のフレ
ームに支持されて他方のフレームをフレーム同士の対向
方向と略平行な方向へ移動自在に支持する移動支持装置
であれば、等しく適用される。
軸と駆動モータとを有する場合を例にとった。しかし、
本発明はこの形態には限定されず、移動支持装置をいず
れも伸縮させる駆動力を発生する駆動系であれば等しく
適用される。
り、短時間で、具体的にはオンラインで実施することが
できる程度の短時間で、設定ロールキャビティを変更す
ることができる連続鋳造設備のロールセグメントを、安
価に提供することができた。
て著しい。
連続鋳造設備の概要を示す説明図である。
よび簡略化した状態で示す斜視図である。
明図であり、図5(a)は側面図、図5(b)は正面図
である。
示す説明図であり、図6(a)は側面図、図6(b)は
上面図、図6(c)は正面図である。
示す説明図であり、図7(a)は側面図、図7(b)は
上面図、図7(c)は正面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 互いに離間して対向配置される一対のフ
レームと、 該一対のフレームによって連続鋳造鋳片の引抜き方向と
略平行な方向へ並設され、前記連続鋳造鋳片をその厚み
方向と略平行な方向へ圧下する複数組のロール対と、 前記一対のフレームのうちの一方のフレームの、前記引
抜き方向へ離間した少なくとも二箇所に設置され、前記
一対のフレームの対向方向と略平行な方向へ伸縮するこ
とにより、前記一対のフレームのうちの他方のフレーム
を前記対向方向と略平行な方向へ移動自在に支持する少
なくとも二基の移動支持装置と、 該少なくとも二基の移動支持装置に係合して該少なくと
も二基の移動支持装置をいずれも伸縮させる駆動力を発
生する一基の駆動系とを備え、 前記少なくとも二基の移動支持装置うちの少なくとも一
方の移動支持装置と、前記一基の駆動系との間には、前
記駆動力を伝達および遮断するクラッチが設けられるこ
とを特徴とする連続鋳造設備のロールセグメント。 - 【請求項2】 前記移動支持装置は、ウォームジャッキ
である請求項1に記載された連続鋳造設備のロールセグ
メント。 - 【請求項3】 前記一基の駆動系は、少なくとも二基の
前記ウォームジャッキそれぞれのウォームをいずれも回
転駆動する回転軸と、該回転軸を回転駆動する駆動モー
タとを有する請求項2に記載された連続鋳造設備のロー
ルセグメント。 - 【請求項4】 前記ウォームと前記回転軸とは減速機に
より接続され、前記クラッチは該減速機に設けられる請
求項3に記載された連続鋳造設備のロールセグメント。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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JP2009269045A (ja) * | 2008-05-02 | 2009-11-19 | Nippon Steel Engineering Co Ltd | ロール装置及びその使用方法 |
WO2013001565A1 (en) * | 2011-06-27 | 2013-01-03 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Strand guiding apparatus for continuous casting equipment |
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