JP2009125754A - 連続鋳造装置及び連続鋳造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】取り付け誤差等により、摩擦力によるヒステリシスが生じたとしても、ヒステリシスの影響をそれほど受けることなく、ドラム相互間の圧着荷重の正確な制御ができる。
【解決手段】ベース部１５２にアーム１５０の下部が回動自在に支持されており、このアーム１５０の上部に主軸受箱１２１を備え、主軸受箱１２１によりドラム１０１ａを回転自在に支持している。調整装置としての圧下シリンダ１２３の駆動により、アーム１５０及び主軸受箱１２１を回動させて、ドラム１０１ａをドラム１０１ｂに対して接近・離間させる。圧下シリンダ１２３が力を出すと、アーム１５０が長いので、回転軸１５１に対して大きな回転トルクを作用させることができる。この結果、回転支持部に、ヒステリシスがあっても、このヒステリシスの影響は圧下シリンダ１２３にはそれほど及ばない。
【選択図】図２

Description

本発明は連続鋳造装置及び連続鋳造方法に関し、ドラム相互を接近・離間させるようにドラムを移動する際に、摩擦抵抗によるヒステリシスの影響を軽減するように工夫したものである。

双ドラム式の連続鋳造装置は、一対のドラム間に溶融金属を溜め、ドラムを回転させながら連続的に薄板（鋳片）を製造するものである。

まず、双ドラム式の連続鋳造装置の基本構成を、図１５を参照して説明する。図１５に示すように、一対のドラム１ａ，１ｂは、その回転軸が平行になる状態で近接配置されて、互いに逆方向に回転できるように支持されている。両ドラム１ａ，１ｂの軸方向の両端はサイド堰２ａ，２ｂにより仕切られている。ドラム１ａ，１ｂ及びサイド堰２ａ，２ｂにより囲まれて形成された湯溜まり部３には、溶融金属４が注入される。

ドラム１ａ，１ｂが互いに逆方向に回転すると（溶融金属４を下方に巻き込むように回転すると）、溶融金属４はドラム１ａ，１ｂに接触することにより冷却され、その結果、凝固シェルが形成される。双方の凝固シェルがドラム回転に伴い成長し、ドラム１ａ，１ｂの最小ギャップ部５にて圧着・一体化され鋳片６として取り出される。

このような双ドラム式の連続鋳造装置においては、ドラム１ａ，１ｂ間の隙間及び圧着荷重を調整するために、ドラム１ａ、１ｂを接近・離間させる調整装置が備えられているものがある。

ここで、ドラム１ａ、１ｂを接近・離間させる調整装置を備えた、双ドラム式の連続鋳造装置を、平面図である図１６、及び、図１６のＸ―Ｘ断面図である図１７を参照して説明する。なお、図１６では、上フレーム１２を外した状態で図示している。

図１６及び図１７に示すように、ドラム１ａ，１ｂ及びサイド堰２ａ，２ｂにより囲まれて形成された湯溜まり部３には、溶融金属４が注入される。そして、ドラム１ａ，１ｂが互いに逆方向に回転すると、最小ギャップ部５から鋳片６が取り出される。

近接配置したドラム１ａ，１ｂの軸方向の両端面に近接して、それぞれフレーム１０が配置されている。各フレーム１０は、下フレーム１１と上フレーム１２とで構成されて、枠状の構成体となっている。なお、ドラム１ａ，１ｂを交換する時には、上フレーム１２は下フレーム１１から取り外すことができるようになっている。

ドラム１ａの両端面からは、それぞれドラム軸２０が突出している。各ドラム軸２０は、主軸受箱２１により回転自在に支持されている。このため、ドラム１ａはその軸回りで回転することができるようになっている。

主軸受箱２１は、下フレーム１１と上フレーム１２との間に位置している。しかも、主軸受箱２１の下部と下フレーム１１との間には、リニアベアリング２２ａが設けられ、主軸受箱２１の上部と上フレーム１２との間には、リニアベアリング２２ｂが設けられている。
このため、ドラム１ａ及びこのドラム１ａを回転自在に支持している主軸受箱２１が、リニアベアリング２２ａ，２２ｂに沿い摺動することができる。この結果、ドラム１ａがドラム１ｂに対して接近・離間することができる。

調整装置としての圧下シリンダ２３は、下フレーム１１と主軸受箱２１との間に介在されている。この圧下シリンダ２３の伸縮（図１６における矢印Ａ方向の伸縮）により、主軸受箱２１が摺動移動する。

一方、ドラム１ｂの両端面からは、それぞれドラム軸３０が突出している。各ドラム軸３０は、主軸受箱３１により回転自在に支持されている。このため、ドラム１ｂはその軸回りで回転することができるようになっている。

主軸受箱３１は、下フレーム１１と上フレーム１２との間に位置している。しかも、主軸受箱３１の下部と下フレーム１１との間には、リニアベアリング３２ａが設けられ、主軸受箱３１の上部と上フレーム１２との間には、リニアベアリング３２ｂが設けられている。
このため、ドラム１ｂ及びこのドラム１ｂを回転自在に支持している主軸受箱３１が、リニアベアリング３２ａ，３２ｂに沿い摺動することができる。

荷重検出器３３は、下フレーム１１と主軸受箱３１との間に介在されている。この荷重検出器３３は、ドラム１ａ，１ｂ間の荷重（圧下力）を検出する。
そして、荷重検出器３３により検出した荷重が、予め設定した目標荷重となるように、圧下シリンダ２３の伸縮量が調整されるようになっている。

更に、図１６，図１７に示す例では、主軸受箱２１，３１でのガタによる悪影響を防止するために、プリロード機構が備えられている。

即ち、ドラム１ａのドラム軸２０には、プリロード軸受箱４０が取り付けられている。このプリロード軸受箱４０は、プルバックシリンダ４１により、ドラム１ｂから離間する方向（図１６ではα方向）に引っ張られている。このように、プルバックシリンダ４１によりドラム軸２０をα方向に引っ張ることにより、主軸受箱２１内においてコロが軸受箱内面の一方向に押し付けられ、ラジアル隙間による軸芯の振れが小さくなる。このため、主軸受箱２１でのガタによる悪影響を防止することができる。

同様に、ドラム１ｂのドラム軸３０には、プリロード軸受箱４２が取り付けられている。このプリロード軸受箱４２は、プルバックシリンダ４３により、ドラム１ａから離間する方向（図１６ではβ方向）に引っ張られている。このように、プルバックシリンダ４３によりドラム軸３０をβ方向に引っ張ることにより、主軸受箱３１内においてコロが軸受箱内面の一方向に押し付けられ、ラジアル隙間による軸芯の振れが小さくなる。このため、主軸受箱３１でのガタによる悪影響を防止することができる。

なお、図１６，図１７に示す例では、リニアベアリング２２ａ，２２ｂ，３２ａ，３２ｂの摩擦抵抗は、潤滑油等により潤滑される摺動ガイドの摩擦抵抗に比べて小さいので、主軸受箱２１，３１がリニアベアリング２２ａ，２２ｂ，３２ａ，３２ｂに沿い移動（摺動）したときに生ずる摩擦抵抗によるヒステリシスが軽減される。
このように摩擦抵抗によるヒステリシスが軽減されるため、圧下シリンダ２３が発生する押し力・引き力に合わせて主軸受箱２１の位置制御を比較的容易に行うことができ、潤滑油等により潤滑される摺動ガイドを採用したものに比べて、圧下力制御を容易・正確に行うことができる。

なお、図１８は、図１６及び図１７に示す例において、主軸受箱２１を摺動させたときの力の関係を模式的に示すものである。
摩擦に抗して主軸受箱２１を移動させるために圧下シリンダ２３が発生する力をＦ₂、主軸受箱２１が摺動する際にリニアベアリング２２ａに発生する摩擦係数をμ₂、主軸受箱２１が摺動する際にリニアベアリング２２ａに発生する摩擦力をｆ₂、ドラム１ａの重量をＷ₂とすると、次式（１）（２）が成り立つ。
ｆ₂＝±μ₂・Ｗ₂ ・・・（１）
Ｆ₂＝ｆ₂＝±μ₂・Ｗ₂ ・・・（２）

特許第３０２１１６８号

図１６及び図１７に示す従来技術では、摩擦抵抗の少ないリニアベアリング２２ａ，２２ｂ，３２ａ，３２ｂを使用しているため、摩擦抵抗によるヒステリシスの低減を図ることができた。

しかし、上記（１）式で示す大きな摩擦力ｆ₂により、式（２）で示す力Ｆ₂も変動すると、圧下力制御が実行し難くなる。つまり、摩擦力ｆ₂が生じると、ドラム１ａがドラム１ｂに接近するように主軸受箱２１を一定距離だけ押す際に圧下シリンダ２３が発生しなければならない力と、ドラム１ａがドラム１ｂから離間するように主軸受箱２１を一定距離だけ引き戻す際に圧下シリンダ２３が発生しなければならない力が異なってしまい、圧下力制御がしにくくなる。

具体的には、駆動側の主軸受箱２１をスライド移動させる上下・左右の合計４本のリニアベアリング２２ａ，２２ｂの平行度が、取り付け誤差等により崩れたり、被駆動側の主軸受箱３１をスライド移動させる上下・左右の合計４本のリニアベアリング３２ａ，３２ｂの平行度が、取り付け誤差等により崩れたりした場合には、主軸受箱２１，３１を摺動させる際に摩擦力によって大きなヒステリシスが発生してしまう。

このようにして大きなヒステリシスが発生してしまうと、主軸受箱２１，３１（ドラム１ａ，１ｂ）を近接させようとして圧下シリンダ２３が一定の押出力を発生したときの主軸受箱２１の移動距離と、主軸受箱２１，３１（ドラム１ａ，１ｂ）を離間させようとして圧下シリンダ２３が一定の引張力を発生したときの主軸受箱２１の移動距離とに差が生じてしまい、圧下力制御に悪影響がでてしまう。

また、平行度を崩すことなくリニアベアリング２２ａ，２２ｂ，３２ａ，３２ｂを取り付けた場合であっても、フレーム１０が熱変形した場合には、リニアベアリング２２ａ，２２ｂ，３２ａ，３２ｂの平行度が崩れてしまい、ヒステリシスが大きくなってしまう。

本願発明は、上記従来技術に鑑み、主軸受箱の移動に際してヒステリシスの要因となる摩擦力を低減し、摩擦力が仮に発生したとしても、主軸受箱を移動させる調整装置に対して、摩擦力によるヒステリシスの影響を小さくすることができる、連続鋳造装置及び連続鋳造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の連続鋳造装置の構成は、
互いに逆方向に回転する一対のドラムと、各ドラムの両端面から突出したドラム軸をそれぞれ回転自在に支持する軸受箱とを有する連続鋳造装置において、
少なくとも一方のドラム側には、
ベース部と、
一端部に前記軸受箱が固定設置されるとともに、他端部が前記ベース部に回動自在に支持されたアームと、
前記アームを回動させることにより前記一対のドラム相互を接近・離間させる調整装置を備えたことを特徴とする。

また本発明の連続鋳造装置の構成は、
前記アームを前記ベース部に対して回動自在に支持する部分には、リング状の転がり軸受を備えたことを特徴とする。

また本発明の連続鋳造装置の構成は、
前記アームを前記ベース部に対して回転自在に支持する部分の中心から、前記アームの一端部に設置された前記軸受箱と反対方向に伸ばされた張り出し部を前記アームに設け、前記張り出し部を回動させることにより前記一対のドラム相互を接近・離間させる調整装置を備えたことを特徴とする。

また本発明の連続鋳造装置の構成は、
前記調整装置は、前記アームを押し引きすることにより回動させる伸縮装置であることを特徴とする。

また本発明の連続鋳造装置の構成は、
前記調整装置は、前記ベース部に回転自在に支持された前記アームの回転軸を回転させる回転力を発生する装置であることを特徴とする。

また本発明の連続鋳造装置の構成は、
前記調整装置により発生した力を検出する押し付け力検出手段を有していること、
または、前記押し付け力検出手段により検出した押し付け力が、予め決められた範囲内の力になるように、前記調整装置の操作を制御する制御部を備えていることを特徴とする。

また本発明の連続鋳造装置の構成は、
前記調整装置により接近・離間させた、ドラム相互間の距離を検出する距離検出手段を有していること、
または、前記距離検出手段により検出した検出距離が、予め決められた範囲内の距離になるように、前記調整装置の操作を制御する制御部を備えていることを特徴とする。

また本発明の連続鋳造方法の構成は、
互いに逆方向に回転する一対のドラムと、各ドラムの両端面から突出したドラム軸をそれぞれ回転自在に支持する軸受箱とを有し、
少なくとも一方のドラム側には、
ベース部と、
一端部に前記軸受箱が固定設置されるとともに、前記ベース部に回動自在に支持されたアームと、
前記アームを回動させることにより前記一対のドラム相互を接近・離間させる調整装置と、
前記調整装置により発生した力を検出する押し付け力検出手段とを備えた連続鋳造装置において、
前記押し付け力検出手段により検出した押し付け力が、予め決められた範囲内の力になるように、前記調整装置の操作を制御することを特徴とする。

また本発明の連続鋳造方法の発明は、
互いに逆方向に回転する一対のドラムと、各ドラムの両端面から突出したドラム軸をそれぞれ回転自在に支持する軸受箱とを有し、
少なくとも一方のドラム側には、
ベース部と、
一端部に前記軸受箱が固定設置されるとともに、前記ベース部に回転自在に支持されたアームと、
前記アームを回動させることにより前記一対のドラム相互を接近・離間させる調整装置と、
前記調整装置により接近・離間させた、ドラム相互間の距離を検出する距離検出手段とを備えた連続鋳造装置において、
前記距離検出手段で検出した検出距離が、予め決められた範囲内の距離になるように、前記調整装置の操作を制御することを特徴とする。

本願発明では、ドラムを回転支持する軸受箱をアームの一端部（上部）に固定設置し、このアームをベース部に回転自在に支持するというヒンジ構造を採用した。このため、アームをベース部に対して回転自在に支持する部分において、摩擦力によるヒステリシスが発生したとしても、アーム及び軸受箱を回動させる調整装置に、摩擦力の影響が及ぶことを低減することができる。
これは、ドラムを押し付けることにより回転支持部分に働くトルクが、アーム長さが長いため、回転支持部分の摺動による摩擦トルクよりも大きくなるためである。
また、回転支持する部分がドラムから離れた位置にあり、溶融金属などの熱影響を受けにくく熱変形しにくくなるからである。
このため、アームをベース部に対して回転自在に支持する部分において、摩擦力によるヒステリシスが発生したとしても、このヒステリシスの影響を殆ど受けることなく、圧下力制御を精度良く行うことができる。

しかも、アームをベース部に対して回動自在に支持する部分に、リング状の転がり軸受を備えることにより、摩擦自体を低減することができ、圧下力制御の更なる精度向上を図ることができる。

以下に本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づき詳細に説明する。

本発明の実施例１に係る双ドラム式の連続鋳造装置を、平面図である図１、及び、正面図である図２を参照して説明する。

図１及び図２に示すように、一対のドラム１０１ａ，１０１ｂは、その回転軸が平行で且つ水平になる状態で近接配置されて、互いに逆方向に回転できるように支持されている。なお、ドラムの支持構造の詳細は後述する。両ドラム１０１ａ，１０１ｂの軸方向の両端はサイド堰１０２ａ，１０２ｂにより仕切られている。ドラム１０１ａ，１０１ｂ及びサイド堰１０２ａ，１０２ｂにより囲まれて形成された湯溜まり部１０３には、溶融金属１０４が注入される。

ドラム１０１ａ，１０１ｂが互いに逆方向に回転すると（溶融金属１０４を下方に巻き込むように回転すると）、溶融金属１０４はドラム１０１ａ，１０１ｂに接触することにより冷却され、その結果、ドラム１０１ａ，１０１ｂの表面に凝固シェルが形成される。双方の凝固シェルがドラム回転に伴い成長し、ドラム１０１ａ，１０１ｂの最小ギャップ部１０５にて圧着・一体化され鋳片１０６として取り出される。

ドラム１０１ａの両端面からは、それぞれドラム軸１２０が突出している。このドラム軸１２０には、主軸受箱１２１が備えられており、ドラム軸１２０は主軸受箱１２１により回転自在に支持されている。

ドラム軸１２０を回転自在に支持している主軸受箱１２１は、アーム１５０の上部（一端部）に固定設置されている。
アーム１５０は、その下部（他端部）に回転軸１５１が固定されており、回転軸１５１はリング状のベアリング（転がり軸受）を介してベース部１５２に回転自在に支持されている。このようにヒンジ構造を採用したため、アーム１５０（及びアーム１５０に取り付けた主軸受箱１２１並びにドラム１０１ａ）は、回転軸１５１の軸芯を回転中心として、ベース部１５２に対して回動することができる。

調整装置としての圧下シリンダ１２３は、荷重検出器１３３を介して主軸受箱１２１に連結されている。この圧下シリンダ１２３の伸縮により、アーム１５０が回動（揺動）して、ドラム１０１ａがドラム１０１ｂに対して接近・離間する。つまり、圧下シリンダ１２３が発生する伸縮力が主軸受箱１２１に作用することにより、アーム１５０が回動（揺動）して、ドラム１０１ａがドラム１０１ｂに対して接近・離間する。

また、ドラム１０１ｂの両端面からは、それぞれドラム軸１３０が突出している。ドラム軸１３０は、主軸受箱１３１により回転自在に支持されている。なお、主軸受箱１３１は、図示しないフレームに固定設置されている。このため、ドラム１０１ｂはその軸回りで回転することはできるが、ドラム１０１ｂ全体の配置位置が移動することはない。

なお、調整装置として圧下シリンダ１２３を採用したが、調整装置としては、シリンダのみならず、回転力を発生してこの回転力によりアームを回動させるモータ等により構成することができる。即ち、主軸受箱１２１を介してドラム軸１２０に揺動力を加えて、アーム１５０を回動（揺動）することができるものであれば、シリンダに限らない。

また荷重検出器（押し付け力検出手段）１３３は、ドラム１０１ａ，１０１ｂ間の荷重（圧下力）を検出する。この荷重検出器１３３としては、ロードセルや、圧力計や、トルクメータ等を使用することができる。
そして、荷重検出器１３３により検出した荷重が、予め設定した目標荷重となるように、圧下シリンダ１２３の伸縮量及びモータの回転量等が調整されるようになっている。

更に、本実施例では、主軸受箱１２１でのガタによる悪影響を防止するために、プリロード機構が備えられている。

即ち、ドラム１０１ａのドラム軸１２０には、プリロード軸受箱１４０が取り付けられている。このプリロード軸受箱１４０は、プリロード付加装置１４１により、ドラム１０１ｂから離間する方向（図１ではγ方向）に引っ張られている。このように、プリロード付加装置１４１によりドラム軸１２０をγ方向に引っ張ることにより、主軸受箱１２１内においてコロが軸受箱内面の一方向に押し付けられ、ラジアル隙間による軸芯の振れが小さくなる。このため、主軸受箱１２１でのガタによる悪影響を防止することができる。
また、ドラム１０１ｂのドラム軸１３０に、プリロード付加装置を取り付けてもよい。

なお、プリロード付加装置１４１としては、シリンダや、ばねや、錘などを用いることができる。また、プリロード付加装置により、ドラム軸１２０とドラム軸１３０とを押し広げるように、プリロードを付加するようにしてもよい。

このような構成となっている連続鋳造装置では、圧下シリンダ１２３が伸長するとアーム１５０は回転軸１５１の軸芯を回転中心として回動し（図２では時計回り方向に回動し）、ドラム１０１ａがドラム１０１ｂに接近する。このため、ドラム１０１ａ，１０１ｂ間の荷重（圧下力）が大きくなる。
逆に、圧下シリンダ１２３が縮退するとアーム１５０は回転軸１５１の軸芯を回転中心として回動し（図２では反時計回り方向に回動し）、ドラム１０１ａがドラム１０１ｂから離間する。このため、ドラム１０１ａ，１０１ｂ間の荷重（圧下力）が小さくなる。

ドラム１０１ａ，１０１ｂ間の荷重は、荷重検出器１３３により検出され、検出された荷重が目標荷重となるように、圧下シリンダ１２３の伸縮量が調整されるようになっている。

図３は、図１及び図２に示す連続鋳造装置において、アーム１５０、ひいては主軸受箱１２１やドラム１０１ａを回動させたときの力の関係を模式的に示すものである。
回転軸１５１とベース部１５２の間に備えたベアリングでの摩擦に抗してアーム１５０を回動させるために圧下シリンダ１２３が発生する力をＦ₁、アーム１５０が回動する際にベアリングに発生する摩擦係数をμ₁、アーム１５０が回動する際にベアリングに発生する摩擦力をｆ₁、ドラム１０１ａの重量をＷ₁、回転軸１５１の半径をｒ₁、回転軸１５１の軸芯とドラム軸１２０の軸芯（ドラム１０１ａの軸芯）までの距離をＲ₁とすると、次式（３）（４）（５）が成り立つ。
ｆ₁＝±μ₁・Ｗ₁ ・・・（３）
Ｆ₁・Ｒ₁＝ｆ₁・ｒ₁＝±μ₁・Ｗ₁・ｒ₁ ・・・（４）
Ｆ₁＝（±μ₁・Ｗ₁・ｒ₁）／Ｒ₁ ・・・（５）

アーム１５０の長さは回転軸１５１の半径ｒよりも長いので、つまり、Ｒ₁＞ｒ₁の関係があるので、式（５）から分かるように、圧下シリンダ１２３が発生する力Ｆ₁が小さくても、アーム１５０（及び主軸受箱１２１、ドラム１０１ａ）を容易に回動させることができる。
換言すると、圧下シリンダ１２３が発生する力が小さくても、アーム１５０の長さが長いので、回転軸１５１に大きなトルクを作用させることができ、アーム１５０（及び主軸受箱１２１、ドラム１０１ａ）を容易に回動させることができるのである。

このことは、取り付け誤差等により、回転軸１５１とベース部１５２の間に備えたベアリングに生じる摩擦力によるヒステリシスが生じて、アーム１５０を時計回りに回動させる時に必要とする力と、アーム１５０を反時計回りに回動させる時に必要とする力とが異なる事態が生じたとしても、このような摩擦力によるヒステリシスが、圧下シリンダ１２３に与える影響が小さくなることを意味している。

しかも、回転軸１５１をリング状のベアリングを介してベース部１５２に回転自在に備える構成は、複数のリニアベアリングを平行に配置する構成に比べて、そもそも、ヒステリシスが発生しにくい構造になっている。これは、複数のリニアベアリングの平行度を正確に位置させて取り付ける機械構成上の精度に比べて、回転軸１５１をリング状のベアリングを介してベース部１５２に回転自在に備えるヒンジ構造の機械構成上の精度の方が、一般的に高いからである。

このため、仮に、取り付け誤差等により回転軸１５１とベース部１５２の間に備えたベアリングに摩擦力が生じたとしても、圧下シリンダ１２３が伸縮する際には摩擦力によるヒステリシスは殆どなくなる。

この結果、摩擦力によるヒステリシスが発生していたとしても、ドラム１０１ａがドラム１０１ｂに接近する方向にアーム１５０を回動させるために圧下シリンダ１２３が発生する押出力と、ドラム１０１ａがドラム１０１ｂから離間する方向にアーム１５０を回動させるために圧下シリンダ１２３が発生する引張力を同じにしていても、アーム１５０が時計回り方向に移動する距離と反時計回り方向に移動する距離がほぼ等しくなる。
このため、圧下力制御を正確・容易に行うことができる。

さらに、回転軸１５１は、高温の溶融金属１０４から離れた位置にあるため、回転軸１５１は熱変形しにくく、熱変形を原因とするヒステリシスの発生も抑制することができる。

次に本発明の実施例２に係る双ドラム式の連続鋳造装置を、図４を参照して説明する。なお、図１，図２に示す実施例１と同一機能を果たす部分には同一符号を付し、重複部分の説明は簡略化する。

実施例２では、ドラム１０１ａ側は、実施例１と同様に、アーム１５０（及びアーム１５０に取り付けた主軸受箱１２１並びにドラム１０１ａ）が、回転軸１５１の軸芯を回転中心として、ベース部１５２に対して回動することができるようになっている。なお、荷重検出器１３３は、ドラム１０１ｂ側に設置している。

一方、ドラム１０１ｂ側は、実施例１では水平方向移動できない構造になっているが、実施例２では水平方向に摺動移動できるようになっている。

ここで、ドラム１０１ｂ側の構造を説明する。
ドラム１０１ｂの両端面からは、それぞれドラム軸１３０が突出している。各ドラム軸１３０は、主軸受箱１３１により回転自在に支持されている。このため、ドラム１０１ｂはその軸回りで回転することができるようになっている。

主軸受箱１３１は、フレーム１１０の下フレーム１１１と上フレーム１１２との間に位置している。しかも、主軸受箱１３１の下部と下フレーム１１１との間には、リニアベアリング１３２ａが設けられ、主軸受箱１３１の上部と上フレーム１１２との間には、リニアベアリング１３２ｂが設けられている。
このため、ドラム１０１ｂ及びこのドラム１０１ｂを回転自在に支持している主軸受箱１３１が、リニアベアリング１３２ａ，１３２ｂに沿い摺動することができる。

荷重検出器１３３は、下フレーム１１１と主軸受箱１３１との間に介在されている。この荷重検出器１３３は、ドラム１０１ａ，１０１ｂ間の荷重（圧下力）を検出する。
そして、荷重検出器１３３により検出した荷重が、予め設定した目標荷重となるように、圧下シリンダ１２３の伸縮量が調整されるようになっている。

実施例２においても、アーム１５０（及びアーム１５０に取り付けた主軸受箱１２１並びにドラム１０１ａ）が、回転軸１５１の軸芯を回転中心として、ベース部１５２に対して回動するヒンジ構造を採用しているため、仮に、取り付け誤差等により回転軸１５１とベース部１５２の間に備えたベアリングに生じる摩擦力によるヒステリシスが生じたとしも、圧下シリンダ１２３が伸縮する際にはヒステリシスの影響が殆どなくなる。
このため、圧下力制御を正確・容易に行うことができる。

次に本発明の実施例３に係る双ドラム式の連続鋳造装置を、図５を参照して説明する。
実施例３では、ドラム１０１ａの径に対して、ドラム１０１ｂの径が大きくなっている。つまり異径ドラムタイプの連続鋳造装置である。
他の部分の構成及び作用は、実施例１と同様である。

次に本発明の実施例４に係る双ドラム式の連続鋳造装置を、図６を参照して説明する。
実施例４では、アーム１５０が長くなっており、アーム１５０のほぼ中央位置に回転軸１５１が固定されている。この回転軸１５１はリング状のベアリングを介してベース部１５２に回転自在に支持されている。

アーム１５０の上部（一端部）には、主軸受箱１２１が固定設置されており、アーム１５０の下部（回転軸１５１からみて主軸受箱１２１と反対側に伸びた「張り出し部」）には圧下シリンダ１２３が連結されている。この例では、圧下シリンダ１２３と、アーム１５０の下部に荷重検出器１３３を介装している。

実施例１では、ドラム１０１ａの隣に圧下シリンダ１２３を配置しているが、実施例４では、ドラム１０１ａから離れた位置（アーム１５０の下部の隣の位置）に圧下シリンダ１２３を配置することができる。つまり、回転軸１５１を中心として、ドラム１０１ａと反対側に圧下シリンダ１２３を配置することができる。

このように、ドラム１０１ａから離れた位置に圧下シリンダ１２３を配置することができるので、ドラム１０１ａの隣にスペースを設けることができ、ドラム周りの設計に自由度を得ることができる。

また図６に示す構成において、距離Ｌ２に比して距離Ｌ１を長くすれば、圧下シリンダ１２３が発生する作用力に対して、主軸受箱１２１で発生する作用力が大きくなる。このため、調整装置である圧下シリンダ１２３を小さくすることができる。つまり、調整装置である圧下シリンダ１２３の作用力を増大させることができる。

逆に図６に示す構成において、距離Ｌ２に比して距離Ｌ１を短くすれば、圧下シリンダ１２３での作動距離に対して、主軸受箱１２１での作動距離が長くなる。つまり、調整装置である圧下シリンダ１２３の作動速度に対して、主軸受箱１２１での作動速度を増大させることができる。

なお距離Ｌ２は、アーム１５０をベース部１５２に対し回転自在に支持する部分である回転軸１５１の中心（軸芯）から、アーム１５０の一端部に設置された主軸受箱１２１までの距離であり、
距離Ｌ１は、アーム１５０をベース部１５２に対し回転自在に支持する部分である回転軸１５１の中心（軸芯）から、調整装置である圧下シリンダ１２３の力が作用する作用点までの距離である。

次に本発明の実施例５に係る双ドラム式の連続鋳造装置を、図７を参照して説明する。
実施例５は、実施例１を変形したものである。

実施例５では、回転軸１５１に、サブアーム１５３の先端が固定されており、このサブアーム１５３の基端に、圧下シリンダ１２３が連結されている。
したがって、圧下シリンダ１２３が伸縮すると、サブアーム１５３が回動して回転軸１５１が回動し、この回転軸１５１の回動によりアーム１５０が回動（揺動）して、ドラム１０１ａがドラム１０１ｂに対して接近・離間するようになっている。
他の部分の構成及び作用は、実施例１と同様である。

次に本発明の実施例６に係る双ドラム式の連続鋳造装置を、図８を参照して説明する。なお、図１，図２に示す実施例１と同一機能を果たす部分には同一符号を付し、重複部分の説明は簡略化する。

実施例６では、ドラム１０１ａ側の主軸受箱１２１のみならず、ドラム１０１ｂ側の主軸受箱１３１も、回動（揺動）できるようになっている。

つまり、ドラム１０１ａ側では、実施例１と同様に、アーム１５０（及びアーム１５０に取り付けた主軸受箱１２１並びにドラム１０１ａ）が、回転軸１５１の軸芯を回転中心として、ベース部１５２に対して回動することができるようになっている。なお、荷重検出器１３３は、ドラム１０１ａ側に設置している。

一方、ドラム１０１ｂ側もドラム１０１ａ側と同等な構成を採用している。
即ち、ドラム１０１ｂのドラム軸１３０を回転自在に支持している主軸受箱１３１は、アーム１５０Ａの上部に固定設置されている。
アーム１５０Ａは、その下部に回転軸１５１Ａが固定されており、回転軸１５１Ａはリング状のベアリングを介してベース部１５２Ａに回転自在に支持されている。このようにヒンジ構造を採用したため、アーム１５０Ａ（及びアーム１５０Ａに取り付けた主軸受箱１３１並びにドラム１０１ｂ）は、回転軸１５１Ａの軸芯を回転中心として、ベース部１５２Ａに対して回動することができる。

調整装置としての圧下シリンダ１２３Ａは、主軸受箱１３１に連結されている。この圧下シリンダ１２３Ａの伸縮により、アーム１５０Ａが回動（揺動）して、ドラム１０１ｂがドラム１０１ａに対して接近・離間するようになっている。

結局、実施例６では、圧下シリンダ１２３と圧下シリンダ１２３Ａの伸縮により、ドラム１０１ａ，１０１ｂ間の圧下力を調整している。

次に本発明の実施例７に係る双ドラム式の連続鋳造装置を、図９を参照して説明する。なお、図１，図２に示す実施例１と同一機能を果たす部分には同一符号を付し、重複部分の説明は簡略化する。

実施例７では、調整装置として回転力を発生するサーボモータ２００を採用し、圧着荷重を検出する荷重検出手段として回転力を検出するトルクメータ２０１を採用している。

サーボモータ２００が回動すると、この回動力がトルクメータ２０１を介して回転軸１５１に伝達して回転軸１５１が回動する。回転軸１５１の回動によりアーム１５０が回動（揺動）して、ドラム１０１ａがドラム１０１ｂに対して接近・離間するようになっている。
また、ドラム１０１ａ，１０１ｂ間の圧着荷重（圧下力）は、トルクメータ２０１により検出され、検出した荷重が目標荷重となるように、サーボモータ２００の回動量が調整されるようになっている。

また、サーボモータ２００にはエンコーダー２００ａが設置され、回転角を検出するようになっている。エンコーダー２００ａで検出された回転角と、回転軸１５１からドラム１２０までの距離を用い、周知の方法でドラム相互間の距離が算出される。

次に本発明の実施例８に係る双ドラム式の連続鋳造装置を、構成図である図１０、及び動作フロー図である図１１を参照して説明する。なお、図１，図２に示す実施例１と同一機能を果たす部分には同一符号を付し、重複部分の説明は省略する。

図１０に示すように、実施例８では制御部３００を備えている。そして荷重検出器（押し付力検出手段）１３３により検出した押し付け力（荷重）ｆが制御部３００に送られるようになっている。
制御部３００は、検出した押し付け力ｆが、予め決めた範囲内の力になるように、目標押付け力と検出された押し力ｆの差に応じた新たな圧下シリンダ１２３の位置操作指令Ｓを設定する。
設定された操作指令Ｓは、図示されていないサーボ弁等に送られ、圧下シリンダ１２３の位置が制御される。これにより、圧下シリンダ１２３が発生する力を調整している。

実施例８の制御動作状態を図１１に基づき説明する。
まず、荷重検出器１３３により押し付け力ｆを検出する（ステップ１）。
制御部３００は、予め設定されている設定値と、検出した押し付け力ｆとを比較して、設定値と押し付け力ｆとの差を求める（ステップ２）。
制御部３００は、設定値と押し付け力ｆとの差が、予め設定した範囲内にあるかどうかを判定する（ステップ３）。
制御部３００は、設定値と押し付け力ｆとの差が、予め設定した範囲内にない場合には、操作指令Ｓの値を変えて、設定値と押し付け力ｆとの差が、予め設定した範囲内に入るように制御する（ステップ４）。
制御部３００は、設定値と押し付け力ｆとの差が、予め設定した範囲内にある場合には、現在の操作指令Ｓの値を維持する。

実施例８では、押し付け力が予め設定した範囲内の力になるので、ドラム１０１ａの表面に形成された凝固シェルと、ドラム１０１ｂの表面に形成された凝固シェルとが、最小ギャップ部にて最適荷重で圧接・一体化される。このため、良好な鋳片１０６の製造ができる。

次に本発明の実施例９に係る双ドラム式の連続鋳造装置を、構成図である図１２、及び動作フロー図である図１３を参照して説明する。なお、図１，図２に示す実施例１と同一機能を果たす部分には同一符号を付し、重複部分の説明は省略する。

図１２に示すように、実施例９では制御部３５０を備えている。また圧下シリンダ１２３には、距離検出器３５１が備えられている。距離検出器３５１は、直接的には圧下シリンダ１２３の伸縮量を検出しているが、この伸縮量は、ドラム１０１ａ，１０１ｂ相互間の距離に比例している。このため、距離検出器３５１は、圧下シリンダ１２３の伸縮量を検出することにより、ドラム１０１ａ，１０１ｂ相互間の距離を示す検出距離ｋを出力している。

そして距離検出器３５１により検出した検出距離ｋが制御部３５０に送られるようになっている。
制御部３５０は、検出した検出距離ｋが、予め決めた目標距離になるように、目標距離と検出された検出距離ｋの差に応じた新たな圧下シリンダ１２３の位置操作指令Ｓを設定する。
設定された操作指令Ｓは、図示されていないサーボ弁等に送られ、圧下シリンダ１２３の位置が制御される。これにより、ドラム１０１ａ，１０１ｂ相互間の距離を調整している。

実施例９の制御動作状態を図１３に基づき説明する。
まず、距離検出器３５１により検出距離ｋを検出する（ステップ１１）。
制御部３５０は、予め設定されている設定値と、検出した検出距離ｋとを比較して、設定値と検出距離ｋとの差を求める（ステップ１２）。
制御部３５０は、設定値と検出距離ｋとの差が、予め設定した範囲内にあるかどうかを判定する（ステップ１３）。
制御部３５０は、設定値と検出距離ｋとの差が、予め設定した範囲内にない場合には、操作指令Ｓの値を変えて、設定値と検出距離ｋとの差が、予め設定した範囲内に入るように制御する（ステップ１４）。
制御部３５０は、設定値と検出距離ｋとの差が、予め設定した範囲内にある場合には、現在の操作指令Ｓの値を維持する。

実施例９では、ドラム１０１ａ，１０１ｂ相互間の距離が予め設定した範囲内の距離になるので、鋳片１０６の厚さを設定した厚さに最適に制御することができる。

なお上記の各実施例では、ドラムが円筒状のものであったが、図１４に示すような、いわゆる凹型の一対のドラム３０１，３０２を用いた連続鋳造装置にも、本願発明を適用することができる。

図１４に示すタイプの連続鋳造装置では、凹型の一対のドラム３０１，３０２が互いに逆方向に回転すると、溶鋼３０３がドラム３０１，３０２の表面に接触することにより冷却されて、凝固シェル３０４，３０５が形成される。そして、ドラム３０１，３０２間の最小ギャップ部にて、凝固シェル３０４と凝固シェル３０５の両端部が圧接・一体化され、凝固シェル３０４，３０４の中心部分には溶鋼３０３が残ったままで、袋綴じ状に接合されて鋳片となる。
ドラム３０１，３０２から引き出された鋳片には、その中心部に未凝固の溶鋼３０３が残っているが、この溶鋼３０３は搬送途中で冷却されて凝固する。

図１４に示すタイプの連続鋳造装置では、凝固シェル３０４と凝固シェル３０５の両端部のみが圧接・一体化されるため、圧着荷重の制御を精度良く行う必要がある。

図１４に示すような袋綴じ状の圧接をする連続鋳造装置に本願発明を採用すれば、摩擦抵抗によるヒステリシスがあっても圧着荷重の精度を向上することができるので、凝固シェル３０４と凝固シェル３０５の両端部を確実・精度良く圧接することができる。

勿論、一方が凹型ドラムで他方が円筒型ドラムとなっている連続鋳造装置にも本願発明を適用することができる。
なお、凹型ドラムの形状としては、図１４に示すものに限らず、ドラムの両端の径がドラムの中央部分の径よりも大きくなっている各種の形状がある。

更に、一方のドラムが上側に配置されており、他方のドラムがその下側に配置されており、鋳片を水平方向に引き出すタイプ（横型）の連続鋳造装置にも、本願発明を適用することができる。

本発明の実施例１に係る連続鋳造装置を示す平面図である。 本発明の実施例１に係る連続鋳造装置を示す正面図である。 実施例１の連続鋳造装置において、アームを回動させたときの力の関係を模式的に示す説明図である。 本発明の実施例２に係る連続鋳造装置を示す正面図である。 本発明の実施例３に係る連続鋳造装置を示す正面図である。 本発明の実施例４に係る連続鋳造装置を示す正面図である。 本発明の実施例５に係る連続鋳造装置を示す正面図である。 本発明の実施例６に係る連続鋳造装置を示す正面図である。 本発明の実施例７に係る連続鋳造装置を示す正面図である。 本発明の実施例８に係る連続鋳造装置を示す構成図である。 本発明の実施例８に係る連続鋳造装置の動作状態を示すフロー図である。 本発明の実施例９に係る連続鋳造装置を示す構成図である。 本発明の実施例９に係る連続鋳造装置の動作状態を示すフロー図である。 本発明の実施例１０に係る連続鋳造装置のドラム部分を示す平面である。 双ドラム式の連続鋳造装置の基本構成を示す構成図である。 調整装置を備えた従来の双ドラム式の連続鋳造装置を示す平面図である。 図１６のＸ−Ｘ断面を示す断面図である。 従来の双ドラム式の連続鋳造装置において、主軸受箱を摺動させたときの力の関係を模式的に示す説明図である。

符号の説明

１０１ａ，１０１ｂ ドラム
１０２ａ，１０２ｂ サイド堰
１０３ 湯溜り部
１０４ 溶融金属
１０５ 最小ギャップ部
１０６ 鋳片
１１０ フレーム
１１１ 下フレーム
１１２ 上フレーム
１２０，１３０ ドラム軸
１２１，１３１ 主軸受箱
１３１ａ、１３１ｂ リニアベアリング
１４０ プリロード軸受
１４１ プリロード付加装置
１５０，１５０Ａ アーム
１５１，１５１Ａ 回転軸
１５２，１５２Ａ ベース部
２００ サーボモータ
２０１ トルクメータ
３００，３５０ 制御部
３５１ 距離検出器

Claims (11)

1. 互いに逆方向に回転する一対のドラムと、各ドラムの両端面から突出したドラム軸をそれぞれ回転自在に支持する軸受箱とを有する連続鋳造装置において、
   少なくとも一方のドラム側には、
   ベース部と、
   一端部に前記軸受箱が固定設置されるとともに、他端部が前記ベース部に回動自在に支持されたアームと、
   前記アームを回動させることにより前記一対のドラム相互を接近・離間させる調整装置を備えたことを特徴とする連続鋳造装置。
2. 前記アームを前記ベース部に対して回動自在に支持する部分には、リング状の転がり軸受を備えたことを特徴とする請求項１に記載の連続鋳造装置。
3. 前記アームを前記ベース部に対して回転自在に支持する部分の中心から、前記アームの一端部に設置された前記軸受箱と反対方向に伸ばされた張り出し部を前記アームに設け、前記張り出し部を回動させることにより前記一対のドラム相互を接近・離間させる調整装置を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の連続鋳造装置。
4. 前記調整装置は、前記アームを押し引きすることにより回動させる伸縮装置であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の連続鋳造装置。
5. 前記調整装置は、前記ベース部に回転自在に支持された前記アームの回転軸を回転させる回転力を発生する装置であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の連続鋳造装置。
6. 前記調整装置により発生した力を検出する押し付け力検出手段を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の連続鋳造装置。
7. 前記押し付け力検出手段により検出した押し付け力が、予め決められた範囲内の力になるように、前記調整装置の操作を制御する制御部を備えたことを特徴とする請求項６に記載の連続鋳造装置
8. 前記調整装置により接近・離間させた、ドラム相互間の距離を検出する距離検出手段を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の連続鋳造装置。
9. 前記距離検出手段により検出した検出距離が、予め決められた範囲内の距離になるように、前記調整装置の操作を制御する制御部を備えたことを特徴とする請求項８に記載の連続鋳造装置。
10. 互いに逆方向に回転する一対のドラムと、各ドラムの両端面から突出したドラム軸をそれぞれ回転自在に支持する軸受箱とを有し、
    少なくとも一方のドラム側には、
    ベース部と、
    一端部に前記軸受箱が固定設置されるとともに、前記ベース部に回動自在に支持されたアームと、
    前記アームを回動させることにより前記一対のドラム相互を接近・離間させる調整装置と、
    前記調整装置により発生した力を検出する押し付け力検出手段とを備えた連続鋳造装置において、
    前記押し付け力検出手段により検出した押し付け力が、予め決められた範囲内の力になるように、前記調整装置の操作を制御することを特徴とする連続鋳造方法。
11. 互いに逆方向に回転する一対のドラムと、各ドラムの両端面から突出したドラム軸をそれぞれ回転自在に支持する軸受箱とを有し、
    少なくとも一方のドラム側には、
    ベース部と、
    一端部に前記軸受箱が固定設置されるとともに、前記ベース部に回転自在に支持されたアームと、
    前記アームを回動させることにより前記一対のドラム相互を接近・離間させる調整装置と、
    前記調整装置により接近・離間させた、ドラム相互間の距離を検出する距離検出手段とを備えた連続鋳造装置において、
    前記距離検出手段で検出した検出距離が、予め決められた範囲内の距離になるように、前記調整装置の操作を制御することを特徴とする連続鋳造方法。

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