JP2012520773A - 連続鋳造製品を研削するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、連続鋳造製品（１）、特にスラブを研削するための方法であって、該方法は、連続鋳造製品（１）が、横断面で見て、互いに対向して位置する２つの長辺側の面（２，３）と、互いに対向して位置する２つの短辺側の面（４，５）とを備えた方形の輪郭を有しており、少なくとも前記長辺側の面（２，３）に、少なくとも１つの研削工具（６）によって表面加工が施される方法に関する。連続鋳造製品の加工時における一層高い品質を得ると同時に、研削チップを簡単に捕集することができるようにするために、本発明の方法では、連続鋳造製品（１）の一方の長辺側の面（２，３）の研削時に、連続鋳造製品（１）の当該長辺側の面（２，３）に対する表面法線（８）が鉛直線（Ｖ）に対してゼロ度よりも大きな鋭角の角度（α）を成すように連続鋳造製品（１）をマウント台（７）によって位置決めする。さらに、本発明は、連続鋳造製品（１）を研削するための装置に関する。

Description

本発明は、連続鋳造製品、特にスラブを研削するための方法であって、該方法は、連続鋳造製品が、横断面で見て、互いに対向して位置する２つの長辺側の面と、互いに対向して位置する２つの短辺側の面とを備えた方形の輪郭を有しており、少なくとも前記長辺側の面に、少なくとも１つの研削工具によって表面加工が施される方法に関する。さらに、本発明は連続鋳造製品を研削するための装置に関する。

連続鋳造された製品、特にスラブは、連続鋳造後に研削による表面加工を施され、これにより製品を引き続き加工する際に十分な品質が得られる。連続鋳造されたスラブを研削加工する場合、スラブは通常、研削装置（研削ユニット）の下で可逆運動の形で長手方向に往復運動させられる。各可逆運動の終了時に、研削装置はステップバイステップ式の横方向送り運動を実施し、この横方向送り運動は、スラブ表面全体が研削されるまで行われる。

研削加工の間、スラブは研削テーブル上でその長辺側の広幅面を下にして横置き式に支承される。

冒頭で述べた形式の、スラブを研削するための公知の装置が図１に図示されている。この装置は、欧州特許出願公開第００５３２７４号明細書に記載されている装置に類似している。

図１に示した装置では、スラブ１のいわゆるＨＰ研削（High-Pressure Schleifen；高圧研削）が実施される。この装置は研削テーブル１３と、研削装置９とを有しており、この研削装置９は駆動モータ１０と研削ディスクもしくは研削砥石車６とを備えている。スラブ１は公知の形式で、横断面輪郭で見て２つの長辺側の面（広幅側の面）２，３と、２つの短辺側の面（小幅側の面）４，５とを有している。スラブ１は両長辺側の面２，３のうちの一方の長辺側の面３を下にして研削テーブル１３に載置されている。スラブ表面の研削時に、研削テーブル１３は研削装置９の下で図平面に対して直角な方向において可逆的に運動する。このときに、研削砥石車６は研削圧力シリンダ１４によってスラブ１の上側に押圧される。すなわち、スラブ１は研削テーブル１３によって研削装置９に対して相対的に長手方向で往復運動させられる。各可逆運動毎に、研削装置９は送りシリンダ１５によってステップバイステップ式の横方向送り運動を実施し、この横方向送り運動は、スラブの上側の面の研削が終了するまで行われる。

この場合に不都合となるのは、スラブ１が研削テーブル１３に一方の広幅側の面を下にして載置されている状態では、スラブ１が、水平に延びかつスラブ長手方向軸線に対して直交する軸線を中心にして最小の断面二次モーメントを有することである。これにより、この軸線周りの撓みに対する抵抗は最小となる。したがって、特に高い温度（たとえば８００℃まで）を有するスラブが研削される場合には、撓みの危険が生じる。したがって、研削テーブル１３は、スラブ１の長手方向軸線に沿って規定された間隔を置いて複数の支え１６を備えており、これらの支え１６により、スラブ１の撓みを最小限に抑えようとしている。このためには、支え１６の数が相応して高く設定されている。しかし、その結果、研削テーブル１３の比較的頑丈でかつ重い構造が生ぜしめられるので不都合となる。

中間温度（たとえば４５０℃の範囲）を有するスラブは、その下側の水平な主面における温度の方が高くなることに基づいて、スラブ端部のところで上方に向かって撓む。これにより、研削加工中の図示の位置決め状態ではスラブが研削時に望ましくない振動を発生させる傾向になるので不都合である。

したがって、室温にまで冷却されたスラブも、たいていはその広幅側の面に関してはほぼ平坦ではない。

また、研削加工時の飛翔チップ（切り屑）が最適に保持されないと、当該装置における研削チップの著しい焼付きが生じる恐れがあるという別の問題も生じる。したがって、公知の解決手段では、当該装置を最適な使用状態に保持するために比較的高い保守手間が必要となる。

したがって、本発明の根底を成す課題は、比較的軽量の構造を維持しながら、連続鋳造製品、特にスラブの撓みが最小限に抑えられることを達成することが可能となる方法ならびにこのような方法を実施するために適した装置を提供することである。これによって、研削加工の品質も最適化されることが望まれる。さらに、連続鋳造製品の研削が効果的にかつ迅速に行なわれ得るようになって、研削加工が経済的に実施され得ることが達成されることが望まれる。さらに、改善された形で研削チップの排出が行なわれ得るように当該方法もしくは当該装置を設計することが目標とされる。これにより、特に当該装置におけるチップの焼付きが低減されることが望まれる。

本発明による上記課題の解決手段は、連続鋳造製品の一方の長辺側の面の研削時に、連続鋳造製品の当該長辺側の面に対する表面法線が鉛直線に対してゼロ度よりも大きな鋭角の角度を成すように連続鋳造製品をマウント台によって位置決めすることにより特徴付けられている。

前記表面法線と鉛直線との間の角度は、３０〜９０゜であると有利である。１実施態様では、前記表面法線と鉛直線との間の角度が、４０〜７５゜である。有利な実施態様では、前記表面法線と鉛直線との間の角度が９０゜である（「鉛直方向に配置されたスラブ」）。

本発明の改良形では、前記少なくとも１つの研削工具によって、マウント台に載置された連続鋳造製品の同一の位置で、一方の長辺側の面も、一方の短辺側の面も研削される。これによって、短辺側の面もしくは小幅側の面を研削するための別個の研削ユニットを不要にすることができる。

「鉛直方向に配置されたスラブ」の場合、連続鋳造製品の、互いに対向して位置する両長辺側の面を、少なくとも２つの研削工具によって同時に研削することができるので特に有利である。連続鋳造製品はこの場合、保持フレームの形のマウント台によって研削加工中に懸吊式に位置決めされ得る。

連続鋳造製品の長辺側の面の辺長さは、たいてい該連続鋳造製品の短辺側の面の辺長さの少なくとも２倍の長さを有しており、しばしばそれどころか２倍よりもはるかに大きな長さを有している。

本発明により提案された、連続鋳造製品を研削するための装置は、連続鋳造製品の少なくとも一方の長辺側の面を研削するための少なくとも１つの研削工具を備えた少なくとも１つの研削装置を有している。本発明による装置は、当該装置が、研削加工中に、連続鋳造製品の当該長辺側の面に対する表面法線が鉛直線に対してゼロ度よりも大きな鋭角の角度を成すように、有利には３０〜９０゜の角度を成すように連続鋳造製品を位置決めするために構成されているマウント台を有していることにより特徴付けられている。

本発明による装置は、連続鋳造製品の互いに対向して位置する両長辺側の面を同時に加工するために構成されかつ設けられている、それぞれ少なくとも１つの研削工具を備えた２つの研削装置を有していてもよい。

連続鋳造製品のためのマウント台は、連続鋳造製品の一方の長辺側の面のための当付け面と、連続鋳造製品の一方の短辺側の面のための当付け面とを有していてよい。

選択的にマウント台は保持フレームを有している。この保持フレームを用いて連続鋳造製品を懸吊式に位置決めすることができる。

本発明は、連続鋳造製品がその小幅側の面を下にして長手方向で斜めに設置されると、水平方向の横方向軸線を中心とした連続鋳造製品、特にスラブの断面二次モーメントが増大し、ひいては撓みに抗する抵抗が増大するという認識を前提としている。したがって、研削テーブルに設けられる所要の支えが減少することにより、研削テーブルの重量を減少させることができるので有利である。

さらに、研削加工中に連続鋳造製品が斜めに配置されていることに基づき、飛翔チップ（切り屑）は、横置き式の支承の場合よりも直接的にチップ捕集ボックス内へ導かれ、すなわち飛翔経路が最適化される。したがって、焼付きの危険は減じられる。したがって、チップ捕集ボックスを一層小さく形成することができるので有利である。すなわち、的確にフロア側に向けられた飛翔スパークが生じ、ひいては一層簡単なチップ捕集ボックスの使用が可能になるので有利である。

すなわち、当該装置、特に研削テーブルおよびチップ捕集ボックスのためにかかる構造上の手間を減少させるために、研削加工中の連続鋳造製品の断面二次モーメントを高めることが目標とされ、このことは上に挙げた本発明の方法もしくは構成を用いて達成され得る。

これにより、連続鋳造製品の撓みは、公知の解決手段の場合よりも小さくなる。

室温ないし高い温度での研削加工時に、本発明により斜めに設置されたスラブを用いた研削加工が行われると、スラブは特定の角度を超えると（その有利な角度範囲は記載されている）、その高い自重に基づいて確実にその各小幅側の面を下にして載置されるので、少数の支えしか必要とならない。

提案した解決手段のさらに別の利点は、特に高いスラブ温度において、スラブの広幅側の面を、直接に側方近傍より検査することができることにある。

図面には、本発明の実施形態が図示されている。

公知先行技術によるスラブの形の連続鋳造製品を研削するための装置を示す概略図である。 本発明の第１実施形態による、スラブの形の連続鋳造製品を研削するための装置を示す概略図である。 本発明の第２実施形態による、スラブの形の連続鋳造製品を研削するための装置を示す概略図である。 図２に示した装置の改良形を示す概略図である。 本発明の第３実施形態による、スラブの形の連続鋳造製品を研削するための装置を示す概略図である。 本発明の第４実施形態による、スラブの形の連続鋳造製品を研削するための装置を示す概略図である。

図２には、本発明により作動する、スラブ１を研削するための装置が概略的に図示されている。スラブ１は、図２から判るように方形の横断面を有している。スラブ１の長手方向軸線は図平面に対して直角な方向に延びている。図面から判るように、スラブ１は横断面輪郭で見て２つの長辺側の面２，３と、２つの短辺側の面４，５とを有している。長辺側の面２，３の辺長さはたいてい、短辺側の面４，５の辺長さの少なくとも２倍の長さを有していて、一般にはそれよりもはるかに大きな長さを有している。

スラブ表面は研削過程によって加工されなければならず、これにより最終的には、続いて行われる圧延プロセスによりスラブから十分な品質を有する製品を製造することができる。そのためには、研削装置が設けられている。この研削装置のうち、図２には研削ディスクもしくは研削砥石車６しか図示されていない。矢印は、研削砥石車６の運転時における研削砥石車６の回転方向を表す。

水平でかつスラブ１の長手方向に対して直交する横方向に延びる軸線を中心とした断面二次モーメントを高め、これにより研削加工中のスラブ１の撓みを最小限に抑えるためには、スラブ１の上側の長辺側の面２の研削加工時に（ただしスラブをひっくり返した後では下側の長辺側の面３の研削加工時に同様のことが云える）、スラブ１の上側の長辺側の面２に対する表面法線８が鉛直線Ｖに対して（すなわち重力の方向で見て）鋭角の角度αを成すようにスラブ１がマウント台７によって位置決めされる。この角度αはゼロ度よりも大きい。角度αは３０゜であるか、または３０゜以上であると有利である。

この位置において、それ自体公知の研削過程が実施される。すなわち、研削テーブル１３はスラブ１の長手方向軸線に沿った方向で（つまり図平面に対して直角の方向で）往復運動し、それに対して研削砥石車６は研削テーブル１３の各行程毎に、もしくは２倍行程毎に、スラブ１の広幅方向に対して直交する方向で所定の量だけ送られる。

スラブ１を保持するためには、マウント台７がこの場合、長辺側の面３のための互いに間隔を置いて配置された複数のステーから成る当付け面１１と、短辺側の面４のための当付け面１２とを有している。

研削砥石車６の図示の回転方向に基づき、研削チップは傾けられたスラブ表面に沿って下方へ向かって導出されて、当該装置の下方のチップ捕集ボックス内へ案内される。飛翔チップは符号１８で破線により示されている。図面から判るように、飛翔チップ１８に影響を与えるために、バッフルもしくはそらせ金属薄板１９を設けることができる。

こうして加工されるスラブ１は、温かいスラブであってよい。温かいスラブの高い温度に基づき、本発明の提案は特に有効となる。なぜならば、この場合、スラブの撓みが特に重要なテーマとなるからである。

図３には、スラブ１を研削するための装置の具体的な実施形態が図示されている。図２の概略図には図示されていなかった種々の装置類も図示されている。この場合、原理的には、図２につき説明したことと同じことが云えるが、ただしこの場合、スラブ１は、図２の場合よりもなお少しだけ大きく傾けられて取り付けられている。この場合、表面法線８は鉛直線Ｖの方向に対して、約７５゜である角度αを成している。

図面から判るように、研削装置９は研削砥石車６のための駆動モータ１０を有している。研削砥石車６はこの駆動モータ１０を用いて駆動される。研削砥石車６はスラブ１の加工時に研削圧力シリンダ１４によってスラブ表面に対して垂直に送られるか、もしくは押圧される。スラブ１の長辺側の面２の幅にわたる研削砥石車６のステップバイステップ式の運動は、送りシリンダ１５により実施される。当該装置の下方には、チップ捕集ボックス１７が配置されている。

図４には、図２に示した解決手段の変化形が示されている。

たいていの場合、スラブの長辺側の面も、短辺側の面も研削される。この場合、一般には２つの別個の研削装置が使用される。長辺側の面は出力強力な主ユニットによって研削される。短辺側の面のためには、比較的低い出力を有する副ユニットを設備することができる。

主ユニットの機能を拡張することにより、短辺側の面をも主ユニットによって研削するための手段を提供することができる。このことは図４に示されている。

研削砥石車６はこの場合、２つの異なる位置で図示されている。下側の位置では、図２につき説明したようにしてスラブ１の長辺側の面２の研削が行われる。さらに、長辺側の面２の研削後に研削砥石車６は上側の短辺側の面５にも乗り上げて案内され、これによりマウント台７におけるスラブ１の図示の位置決めのまま、上側の短辺側の面５が研削される。このことは、研削砥石車６の上側の位置により示されている。この場合にも研削チップが好都合に下方へ向かってチップ捕集ボックス（図示しない）内へ導入され得るようにするために、短辺側の面５の研削のためには、研削砥石車６の回転方向が変えられる（矢印参照）。チップを案内するためには、この場合にも、そらせ金属薄板１９が設けられている。

主ユニットはこの場合、長辺側の面の研削も、短辺側の面の研削も可能になるように改良される。したがって、別個の副ユニットを不要にすることができる。この目的のためには、研削ユニットの両運動方向に研削圧制御を対応させなければならない。

本発明により提案されたコンセプトは、スラブ１の長辺側の面２に対する表面法線８が鉛直線Ｖに対して直角の角度を成すような研削加工時におけるスラブ１の配置をも包含している。このことは図５に示されている。すなわち、スラブ１はこの場合、鉛直方向に向けられて縦置き式に配置される。このことには、両長辺側の面２，３を特に簡単に同時に研削することができるという特別な利点がある。このことは、スラブ１の加工時間の相応する低減を可能にする。このためには、両長辺側の面２，３を同時に加工する２つの研削砥石車６，６´が設けられている。

この場合、スラブ１は懸吊式に支承されている（このことは必ずしも必要ではないが、しかし有利である）。すなわち、マウント台７はこの場合、フレーム状の構造体として形成されており、この構造体はスラブ１の下面および上面を、つまり短辺側の面４，５をクランプして、図示の位置に保持している。研削テーブル１３はこれに応じて当該装置の上側の範囲に配置されている。もちろん、択一的には、クランプフレーム内に配置されたスラブ１を、図示のように一方の短辺側の面を下にして研削テーブル上に立て、そして上で説明したようにして加工することもできる。

図５に示した概略図に対して付加的に、図６には、このコンセプトの具体的な実施形態が図示されている。

この場合、２つの研削装置９，９´が設けられている。両研削装置９，９´はそれぞれ研削砥石車６，６´を駆動する。研削装置９，９´はこの場合、必要とされる作動エレメント（ハイドロリック式のピストンシリンダシステム）を備えており、これにより研削砥石車６，６´を鉛直方向で長辺側の面２，３に沿って案内することができる。この場合には溝として形成されたチップ捕集ボックス１７内には、トラフ式の振動コンベヤ２０が配置されており、この振動コンベヤ２０を用いて、チップを廃棄のために搬送することができる。

スラブ１の「鉛直方向の配置」では、チップが、機械の下に配置されたチップ捕集ボックス１７内へ直接に導入されるように飛翔チップ１８が最適化される。

スラブの慣用の研削加工と比べて、前で説明した方法を用いると、加工時間が半分よりも多く減少する。つまり加工時間が半分以下になる。第２の長辺側の面を研削するための時間が不要になるだけでなく、スラブ１をひっくり返すためにかかる副次的な時間も不要となる。

さらに、装置技術的な利点は、スラブの「鉛直方向の配置」においては、両研削装置９，９´を１つの共通のキャビンもしくはハウジング封入部内に配置することができる点にある。さらに、研削結果の検査も一層簡単となる。

場合によっては所望される短辺側の面の研削のためにスラブ１を置き換えるか、もしくは掴み替えるためには、研削装置９，９´が側方でスラブから離れる方向に旋回可能または移動可能に配置されている。

研削装置は、たいてい熱間プレスされた研削砥石車６を備えている。駆動出力ならびに研削砥石車６の直径および幅は、研削砥石車の製造プロセスから生ぜしめられるその強度により制限されている。したがって、たいていは、たとえば１５０ｍｍの幅でたとえば９１５ｍｍの直径を有する研削砥石車が使用される。このことは、たとえば３１５ｋＷであるモータ駆動出力を必要とする。

理論的には、より広幅の研削砥石車および、より高いモータ駆動出力によって、一層高い処理量を達成することができる。しかしこのことは、上で述べたように、限界を有している。研削砥石車を任意の拡幅させることは、研削砥石車の製造プロセスおよび研削砥粒のための結合剤の強度に基づいて不可能である。

１ 連続鋳造製品（スラブ）
２ 長辺側の面
３ 長辺側の面
４ 短辺側の面
５ 短辺側の面
６ 研削工具
６´ 研削工具
７ マウント台
８ 表面法線
９ 研削装置
９´ 研削装置
１０ 駆動モータ
１１ 当付け面
１２ 当付け面
１３ 研削テーブル
１４ 研削圧力シリンダ
１５ 送りシリンダ
１６ 支え
１７ チップ捕集ボックス
１８ 飛翔チップ
１９ そらせ金属薄板
２０ 振動コンベヤ
Ｖ 鉛直線
α 角度

Claims (13)

1. 連続鋳造製品（１）、特にスラブを研削するための方法であって、該方法は、連続鋳造製品（１）が、横断面で見て、互いに対向して位置する２つの長辺側の面（２，３）と、互いに対向して位置する２つの短辺側の面（４，５）とを備えた方形の輪郭を有しており、少なくとも前記長辺側の面（２，３）に、少なくとも１つの研削工具（６）によって表面加工が施される方法において、連続鋳造製品（１）の一方の長辺側の面（２，３）の研削時に、連続鋳造製品（１）の当該長辺側の面（２，３）に対する表面法線（８）が鉛直線（Ｖ）に対してゼロ度よりも大きな鋭角の角度（α）を成すように連続鋳造製品（１）をマウント台（７）によって位置決めすることを特徴とする、連続鋳造製品を研削するための方法。
2. 前記表面法線（８）と鉛直線（Ｖ）との間の角度（α）が、３０〜９０゜である、請求項１記載の方法。
3. 前記表面法線（８）と鉛直線（Ｖ）との間の角度（α）が、４０〜７５゜である、請求項２記載の方法。
4. 前記表面法線（８）と鉛直線（Ｖ）との間の角度（α）が、９０゜である、請求項２記載の方法。
5. 前記少なくとも１つの研削工具（６）によって、マウント台（７）における連続鋳造製品（１）の同一の位置で、一方の長辺側の面（２，３）も、一方の短辺側の面（４，５）も研削する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 連続鋳造製品（１）の、互いに対向して位置する両長辺側の面（２，３）を、少なくとも２つの研削工具（６，６´）によって同時に研削する、請求項４記載の方法。
7. 連続鋳造製品（１）を、保持フレームの形のマウント台（７）によって研削加工中に懸吊式に位置決めする、請求項６記載の方法。
8. 連続鋳造製品（１）の長辺側の面（２，３）の辺長さが、該連続鋳造製品（１）の短辺側の面（４，５）の辺長さの少なくとも２倍の長さを有している、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
9. 特に請求項１から８までのいずれか１項記載の方法を実施するための、連続鋳造製品（１）、特にスラブを研削するための装置であって、連続鋳造製品（１）が、横断面で見て、互いに対向して位置する２つの長辺側の面（２，３）と、互いに対向して位置する２つの短辺側の面（４，５）とを備えた方形の輪郭を有しており、当該装置が、連続鋳造製品（１）の少なくとも一方の長辺側の面（２，３）を研削するための少なくとも１つの研削工具（６）を備えた少なくとも１つの研削装置（９）を有している形式の装置において、当該装置が、研削加工中に、連続鋳造製品（１）の当該長辺側の面（２，３）に対する表面法線（８）が鉛直線（Ｖ）に対してゼロ度よりも大きな鋭角の角度（α）を成すように連続鋳造製品（１）を位置決めするために構成されているマウント台（７）を有していることを特徴とする、連続鋳造製品を研削するための装置。
10. 前記表面法線（８）と鉛直線（Ｖ）との間の角度（α）が、３０〜９０゜である、請求項９記載の装置。
11. 当該装置が、それぞれ少なくとも１つの研削工具（６，６´）を備えた２つの研削装置（９，９´）を有しており、該研削装置（９，９´）が、連続鋳造製品（１）の互いに対向して位置する両長辺側の面（２，３）を同時に加工するために構成されかつ設けられている、請求項９または１０記載の装置。
12. マウント台（７）が、連続鋳造製品（１）の一方の長辺側の面（２，３）のための当付け面（１１）と、連続鋳造製品（１）の一方の短辺側の面（４，５）のための当付け面（１２）とを有している、請求項９から１１までのいずれか１項記載の装置。
13. マウント台（７）が保持フレームを有しており、該保持フレームによって連続鋳造製品（１）が懸吊式に位置決めされるようになっている、請求項９から１２までのいずれか１項記載の装置。

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