JP2002346713A - 少なくとも部分的に湾曲したローラの検出法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 連続鋳造機の少なくとも部分的に湾曲したロ
ーラ（３０）を検出する方法を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 ローラ（１０）の重量および該鋳造材料
（１８）からの荷重および該材料（１８）が該ローラ
（１０）に加える全ての動的な力を相殺することによ
り、該支持部材（２４）に生ずる反力（Ｆ）を測定する
工程であって、該測定は、該ローラ（１０）の回転中、
少なくとも２回行われ、かつ、該ローラ（１０）の該支
持部材（２４）の少なくとも一つで行われる工程と、該
ローラ（３０）の回転中、アーチ形による反力の値
（Ｆ）の相当な変動で、少なくとも部分的に湾曲したロ
ーラ（３０）の存在を判定する工程と、を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、連続鋳造機の少な
くとも部分的に湾曲したローラを検出する方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】連続鋳
造機は、溶融鋼から鋼材を作り出し、該鋼材は、例え
ば、車両などに用いる薄板を作り出すための圧延工程に
おける出発材料として使用できる。

【０００３】連続鋳造機では、溶融鋼は、とりべから流
れ出て、タンディッシュに入り、そこからさらに流れ下
って、鋳型に入る。鋳型は、水冷されており、連続鋳造
材料のスラブは、ここで固体のシェルになり始める。次
いで、スラブは、セグメント状に配設された多数のロー
ラにより、二つのトラック、すなわち、第一のトラック
と第二のトラックとの間を連続的に搬送され、該ローラ
により連続的に成形および冷却されて、最終厚さの鋼材
になる。トラックの終端では、材料は、適当な個片に切
断される。冷却は、スラブおよびローラに水を噴霧する
ことにより行われる。

【０００４】連続鋳造機のローラは、軸が、前記湾曲ト
ラックの長手方向延長線に対して実質的に垂直になるよ
う取り付けられ、かつ、それらは、連続鋳造材料のスラ
ブをリードし、かつ、支持できるよう、それぞれ上側ト
ラックおよび下側トラックの上側ローラおよび下側ロー
ラを含む対として、配設されている。

【０００５】さらに、ローラは、ローラの各端部におい
て、支持部材に回動可能に取り付けられており、かつ、
ローラは、一般に、ローラの長さ、したがって、それら
への荷重により、ローラ部分に分割されており、該ロー
ラ部分は、支持部材に独立的に取り付けられているか、
あるいは、共通の軸上に回動不能に設けられ、該軸は、
支持部材に取り付けられているかのいずれかである。

【０００６】ローラは、工程中、スラブを支持すること
ができるよう、実質的に軸方向に真直ぐな輪郭を有して
いることが、望ましい。しかしながら、ローラは、いく
つかの要因により、必ずしも真直ぐでなくてもよい。

【０００７】第一に、工程の作業温度が高いことと、ロ
ーラの包絡面が、スラブと回転接触しているという事実
のため、ローラは、高度の局部熱膨張により、変形す
る。

【０００８】この熱膨張は、スラブの停止が生じたり、
あるいは、工程の速度が、何かの理由、例えば、とり
べ、あるいは、タンディッシュの交換のため、低下する
と、通常の冷却システムでは、そのような場合、ローラ
を十分には冷却できないため、大きな問題となる場合が
ある。その結果、温度は、スラブと接触しているローラ
の部分で、相当に増大する。これは、ローラの膨れおよ
び曲がりという形での変形に至る場合が多く、すなわ
ち、ローラが、少なくとも部分的にアーチ形となる場合
が多い。停止または低速が、相当時間期間続く場合は、
ローラは、永久的に曲がる場合がある。

【０００９】第二に、ローラは、例えば、工程中、ロー
ラに異常に高い力が生じた結果、少なくとも部分的にア
ーチ形となる場合がある。

【００１０】残念なことに、このようなアーチ形の形状
を有するローラは、スラブの支持が、ローラの各回転中
に変動するため、工程に対して有害である。スラブが、
対をなしている二つのローラの一方または両方の膨れた
部分に接触すると、スラブは、一時的に曲がることにな
り、すなわち、スラブの中央部分は、トラックの上側ロ
ーラと下側ローラとの間で圧搾され、同時に、スラブの
側端部では、ローラの支持がより少なくなるか、あるい
は、ローラとの接触が疎にすらなることになる。さら
に、ローラまたはローラ群の膨れ部分が、スラブから離
れる方向を向くと、スラブは、多かれ少なかれ、ローラ
からの支持を失う。支持の量は、もちろん、材料の凝固
の程度に左右される。すなわち、材料が、ほとんど完全
に凝固している場合は、隣接ローラにより支持され、ア
ーチ形のローラによる支持は、完全に無い。しかしなが
ら、材料が、未だ溶融コアーを有している場合は、スラ
ブの中央部分は、恐らくローラに向かって撓んでおり、
それから幾らかの支持を得ている。

【００１１】曲がりの結果として、鋳造材料に、一般
に、スラブの凝固部分に、亀裂が生ずる場合がある。こ
れら亀裂は、亀裂を有する材料が、ほとんど圧延不可能
であるため、内部亀裂あるいは表面亀裂のいずれかとな
り、いずれの場合も、品質低下となる。表面亀裂は、鋳
造工程後、高価な処理をすれば、処理可能である。表面
亀裂を処理する一つの方法は、それらを溶接することで
あり、別の方法は、材料の表面層を研磨することであ
る。しかしながら、両方法とも、高価であり、完全な結
果が得られず、そのため、その鋼材は、より低い品等に
分類しなければならない。内部亀裂を有する材料は、処
理ができず、したがって、より低い品等に分類するか、
あるいは、廃棄しなければならなくなる。

【００１２】材料が、実質的に凝固している場合は、材
料の圧搾および曲りにより、別の問題が生ずる場合があ
る。スラブが、ローラの膨れた部分に接触すると、材料
は、押し潰されて、溶融材料の全ての残余の部分が、押
しやられ、膨れた部分が、スラブを解放すると、溶融材
料は、流れ戻る。この場合、凝固点が変位し、溶融材料
が、最初とは別の位置に固着する場合がある。そのた
め、スラブ表面に凹凸が生じ、スラブの中央で材料の組
成が不均一になる場合がある。

【００１３】さらに、ローラに、また、支持部材に加わ
る力が、変動し始め、ローラの膨れた部分が、スラブに
接触する度に、スラブが圧搾される時の圧延運動により
生ずる動的な力の追加により、該力が、劇的に上昇し、
特にスラブが、全体的に凝固している場合は、該力によ
り、ローラおよび（または）支持部材の破損となる場合
がある。このような破損は、ローラの芯合せ不良となる
場合があり、その結果、鋳造材料に不均一な応力や亀裂
が生じる場合がある。また、ローラおよび（または）支
持部材を交換しなければならず、したがって、多大な費
用および時間が掛かる場合が多い。

【００１４】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】本発明の
目的は、連続鋳造機の少なくとも部分的に湾曲したロー
ラを検出する方法であって、該方法は、該ローラの重量
および該スラブからの荷重および該スラブが該ローラに
加える全ての動的な力を相殺することにより、該支持部
材に生ずる反力を測定する工程であって、該測定は、該
ローラの回転中、少なくとも２回行われ、かつ、該ロー
ラの該支持部材の少なくとも一つで行われる工程と、該
ローラの回転中、アーチ形による反力の値の相当な変動
で、少なくとも部分的に湾曲したローラの存在を判定す
る工程と、を含む方法によって達成される。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、上部セグメント１２、内
部冷却室１４および外部冷却室１６を有する連続鋳造機
の代表的な一部のローラ列１０を図式的に示す斜視図で
あり、ローラ対１０は、長尺の連続鋳造材料のスラブ１
８をリードし、かつ、支持している。上部セグメント１
２では、スラブ１８は、多かれ少なかれ、液状のコアー
を有しているが、矢印で示した方向における連続送り運
動中に、冷却されつつ凝固していく。冷却は、スラブ１
８およびローラ１０に、例えば、水を噴霧することによ
り行われる。

【００１６】ローラ１０は、それぞれ、二つのトラッ
ク、すなわち、第一のトラック２０および第二のトラッ
ク２２の長手方向延長線に対して実質的に垂直な軸に取
り付けられており、該トラック２０，２２において、ロ
ーラ１０は、各ローラ１０の各端部における支持部材２
４に、回動可能に取り付けられている。

【００１７】一般に、ローラ１０は、少なくとも二つの
ローラ部分２６に分割されており、該ローラ部分２６
は、互いに他の後に軸方向に位置決めされており、ま
た、該ローラ部分２６は、支持部材２４に独立的に取り
付けられているか、あるいは、共通の軸上に回動不能に
設けられ、該軸は、支持部材２４に取り付けられている
かのいずれかである。例えば、支持部材２４は、対応す
る軸受ハウジングを有するころがり軸受またはすべり軸
受であってよい。

【００１８】以下、本発明の一実施形態を説明するが、
この実施形態では、ローラ３０は、機械の停止中、スラ
ブ１８からの熱伝達により、少なくとも部分的に湾曲し
た形状となっている。上述したように、このような変形
は、ローラ１０への力が、相当に増大した結果である場
合もある。しかしながら、これら少なくとも部分的に湾
曲したローラ３０を検出する方法は、原因とは無関係
に、同様である。

【００１９】本例では、本発明の基本原理を説明し、連
続鋳造機におけるローラ１０の下側トラック２２のみを
考える。また、例を簡単にするため、ローラ１０を部分
２６に分割しないことにする。

【００２０】連続鋳造機では、連続鋳造材料のスラブ１
８は、ローラ１０のトラック２０，２２に沿って、矢印
で示した方向に搬送される。本発明の原理は、ローラ１
０、したがって、その支持部材２４への荷重配分が、ロ
ーラ１０の回転中、予め決められた荷重差に等しいかあ
るいはそれ以内である限り、ローラの湾曲などのいかな
る変形も生じていない、と判定される。しかしながら、
そのような変形が生じると、ローラ１０、したがって、
その支持部材２４への荷重が、変動し、その変動は、ス
ラブ１８が、ローラから受ける支持が一様でないという
事実、および、材料１８が、圧搾された場合、圧延運動
を原因とする動的な力が生ずる、という事実による。し
たがって、ローラ１０の支持部材２４の少なくとも一つ
における反力Fを、ローラ１０の回転中、少なくとも２
回測定することによって、少なくとも部分的に湾曲した
形状を有するローラ３０が、検出可能である。

【００２１】本発明の方法によれば、各ローラ１０の少
なくとも一つの支持部材２４に、測定装置２８を設け
る。この測定装置２８は、ローラ１０の重量およびスラ
ブ１８からの荷重およびスラブ１８がローラ１０に加え
る全ての動的な力を相殺することによって、支持部材２
４に生ずる反力Fを、鋳造作業全体を通じて、測定する
ことが可能である。

【００２２】以下、図２および３を参照して、本例をよ
り明確に説明し、ローラは、少なくとも湾曲ローラにつ
いては、一貫して符号３０で表す。

【００２３】鋳造工程中、各ローラ３０の少なくとも一
つの支持部材２４に設けられた測定装置２８は、ローラ
３０の重量およびスラブ１８からの荷重、並びに、スラ
ブ１８がローラ３０に加える全ての動的な力を相殺する
ことによって、支持部材２４に生ずる反力Fを測定す
る。測定は、ローラ３０の回転中、少なくとも２回行わ
れるが、より多くの回数行って、信頼性がより高い結果
を得ることが望ましい。一支持部材２４への力Fの値
が、予め決められた荷重差に等しいかあるいはそれ以内
である限り、いかなる変形も生じていず、スラブ１８
は、ローラ３０により正しく支持されている、と判定し
てよい。

【００２４】機械が停止した場合、あるいは、搬送速度
が、暫くの間、低下した場合、スラブ１８からローラ３
０への熱伝達が、必然的に増大する。その結果として、
ローラ３０が、スラブと接触している部分で、温度が相
当に増大する。そのため、ローラ３０の膨れおよび曲が
りという形での変形に至る場合が多く、すなわち、ロー
ラが、少なくとも部分的にアーチ形となる場合が多い。
停止または低速が、相当時間期間続く場合は、ローラ３
０は、永久的に曲がる場合がある。

【００２５】支持部材２４における反力Fの値は、ロー
ラ３０の回転中、変動し始める。回転の一瞬間（図２）
では、ローラ３０の膨れ部分は、スラブ１８から離れる
方向を向くことになる。次いで、スラブ１８は、多かれ
少なかれ、ローラ３０からの支持を失い、支持部材２４
に生ずる反力Fは、ローラ３０の重量に等しいか、ある
いは、それに近い値を有することになる。支持の量は、
もちろん、材料１８の凝固の程度に左右される。すなわ
ち、材料１８が、ほとんど完全に凝固している場合は、
隣接ローラ１０により支持され、アーチ形のローラ３０
による支持は、完全に無い。しかしながら、材料１８
が、未だ溶融コアーを有している場合は、スラブ１８の
中央部分は、恐らくローラ３０に向かって撓んでおり、
それから幾らかの支持を得ている。

【００２６】ローラ３０がさらに回転すると、スラブ１
８は、ローラ３０の膨れた部分に接触する（図３）。こ
こで、スラブ１８は、一時的に曲がることになり、すな
わち、スラブ１８の中央部分は、トラック２０，２２の
上側ローラと下側ローラとの間で圧搾され、同時に、ス
ラブ１８の側端部では、材料の凝固の程度により、ロー
ラの支持がより少なくなるか、あるいは、ローラ３０と
の接触が疎にすらなることになる。圧搾効果は、動的圧
延運動力の追加となり、支持部材２４に生ずる反力Fの
値を相当増大させることになる。

【００２７】ローラ３０の回転中、支持部材２４に生ず
る反力の値Fを比較すると、値は、相当に変動するのが
分かる。ローラ３０の連続的な回転中、測定を継続的に
行えば、変動パターンがより明らかになる。したがっ
て、支持部材２４への荷重値が相当に変動する場合は、
少なくとも部分的に湾曲したローラ３０が存在する、と
判定してよい。

【００２８】少なくとも部分的に湾曲したローラ３０
は、鋳造材料１８に対して、品質問題を起こすので、こ
のようなローラ３０を容易に検出して、できるだけ速や
かに交換できれば、有利である。

【００２９】以上の説明では、本発明の一実施形態を、
少なくとも湾曲したローラ１０の検出が、比較的簡単に
行える場合で説明した。しかしながら、各ローラ１０に
数個のローラ部分が有る複雑なシステムでは、少なくと
も部分的に湾曲したローラ３０の検出は、適当な数学的
方法を用いた荷重／力パターンの「認識」により、行
う。これら数学的方法は、ここでは、述べない。

【００３０】本発明は、上記の、かつ、図示の実施形態
に限定されず、添付のクレームの範囲内で変形ができる
ことを理解すべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】連続鋳造機の一組のローラの図式的な斜視図で
ある。

【図２】アーチ形状を有する下側トラックのローラの模
式図であり、該図は、膨れた部分が、スラブから離れる
方向を向いている例を示す。

【図３】ローラの膨れた部分が、スラブを、上側トラッ
ク（図示せず）の方向に押し、したがって、スラブが、
下側ローラと上側ローラとの間で圧搾される場合がある
瞬間の図２のローラを示す。

【符号の説明】

１０ ローラ １２ 連続鋳造機の上部セグメント １４ 内部冷却室 １６ 外部冷却室 １８ スラブ ２０ 上側トラック ２２ 下側トラック ２４ 支持部材 ２６ ローラ部分 ２８ 測定装置 ３０ 湾曲ローラ Ｆ 反力

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続鋳造機の少なくとも部分的に湾曲し
   たローラ（３０）を検出する方法であって、該機械は、
   二つのトラック、すなわち、上側トラック（２０）およ
   び下側トラック（２２）の長手方向延長線に対して実質
   的に垂直に配設された複数のローラ（１０）を有し、該
   トラック（２０，２２）にて、該ローラ（１０）は、支
   持部材（２４）に回動可能に取り付けられており、か
   つ、該機械で作り出された伸張材料（１８）を搬送する
   よう配設されており、かつ、該ローラ（１０）は、それ
   らが、該材料からの異常な熱伝達に暴露された場合、ア
   ーチ形の形状を部分的に取り得る方法において、 - 該ローラ（１０）の重量および該鋳造材料（１８）
   からの荷重および該材料（１８）が該ローラ（１０）に
   加える全ての動的な力を相殺することにより、該支持部
   材（２４）に生ずる反力（F）を測定する工程であっ
   て、該測定は、該ローラ（１０）の回転中、少なくとも
   ２回行われ、かつ、該ローラ（１０）の該支持部材（２
   ４）の少なくとも一つで行われる工程と、 - 該ローラ（３０）の回転中、アーチ形による反力の
   値（F）の相当な変動で、少なくとも部分的に湾曲した
   ローラ（３０）の存在を判定する工程と、を含むことを
   特徴とする方法。
2. 【請求項２】 支持部材（２４）は、ころがり軸受であ
   ることとする請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 支持部材（２４）は、すべり軸受である
   こととする請求項１に記載の方法。
4. 【請求項４】 支持部材（２４）は、測定装置（２８）
   を含むこととする請求項１に記載の方法。