JP2014133243A - 鋳片の連続鋳造方法及びその連続鋳造用鋳型 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】それぞれ対向配置された長辺11及び短辺12を有し、各短辺12の直下に短辺側フットロール13を備える連続鋳造用鋳型10において、短辺側フットロール13は、短辺12の下端部から下方に突出させて設けた短辺側フレーム14に、進退駆動手段15を介して鋳片16の短辺側17に対して進退可能に設けられた軸受部材18に支持されたロール軸19に装着されている。
【選択図】図1
Description
例えば、特許文献1には、ステンレス鋼の連続鋳造において、鋳片の長辺側をできるだけ平坦にし、かつ短辺側を僅かに窪ませることを目的として、鋳片の長辺側はフラット型のフットロールとし、鋳片の短辺側はクラウン付きのフットロールとすることが提案されている。また、クラウン付きのフットロールを使用すると、鋳片の短辺中央部への押込みが過剰となってブレークアウトの危険性が高まること、クラウン付きのフットロールはフラット型フットロールに比べて製造コストが嵩むこと等の問題を有することから、例えば、特許文献2には、鋳片の短辺側に当接するフットロールを、鋳片の短辺中央部に当接する1個の中央ロールと、鋳片の短辺両端部にそれぞれ当接する2個の端ロールで構成することが提案されている。
前記短辺側フットロールが装着されるロール軸を支持する軸受部材を、前記短辺の下端部から下方に突出させて設けた短辺側フレームに、進退駆動手段を介して前記鋳片の短辺側に対して進退可能に設け、前記鋳片の鋳造中に前記軸受部材を前記鋳片の短辺側に対して進退させて前記短辺側フットロールによる前記鋳片の短辺側に対する押圧力を調節する。
前記長辺側フットロールが装着される長辺ロール軸を支持する長辺側軸受部材を、前記長辺の下端部から下方に突出させて設けた長辺側フレームに、長辺側進退駆動手段を介して前記鋳片の長辺側に対して進退可能に設け、前記鋳片の鋳造中に前記長辺側軸受部材を前記鋳片の長辺側に対して進退させて前記長辺側フットロールによる前記鋳片の長辺側に対する押圧力を調節する。
前記短辺側フットロールは、前記短辺の下端部から下方に突出させて設けた短辺側フレームに、進退駆動手段を介して前記鋳片の短辺側に対して進退可能に設けられた軸受部材に支持されたロール軸に装着されている。
なお、前記進退駆動手段は、進退駆動源と、該進退駆動源と前記軸受部材を連結し、中間部の断面積が減縮している駆動伝達部材とを有する構成とすることができ、前記反力測定手段は、前記駆動伝達部材の中間部に埋設される歪みゲージを有する構成とすることができる。
前記長辺側フットロールは、前記長辺の下端部から下方に突出させて設けた長辺側フレームに、長辺側進退駆動手段を介して前記鋳片の長辺側に対して進退可能に設けられた長辺側軸受部材に支持された長辺ロール軸に装着されている。
ここで、鋳片の長辺側に対して進退可能に設けられた長辺側軸受部材とは、長辺側軸受部材を鋳型内に向けて水平に移動可能に設けることをいう。
なお、前記長辺側進退駆動手段は、長辺側進退駆動源と、該長辺側進退駆動源と前記長辺側軸受部材を連結し、中間部の断面積が減縮している長辺側駆動伝達部材とを有する構成とすることができ、前記長辺側反力測定手段は、前記長辺側駆動伝達部材の中間部に埋設される歪みゲージを有する構成とすることができる。
また、短辺側フットロールで鋳片の短辺側を押圧する際の押圧力を調節するので、鋳片の短辺側に所望の深さの窪みを形成することが可能になる。このため、鋳片の対向する短辺側を吊り具で挟む際に、吊り具の先側を鋳片の短辺側に掛止することが容易になる。
本発明の一実施の形態に係る連続鋳造用鋳型10は、図1、図2に示すように、対向配置される一対の長辺11と、長辺11の間に横移動可能に対向配置される一対の短辺12とを有し、各短辺12の直下に短辺側フットロール13を備えている。短辺側フットロール13は、短辺12の下端部から下方に突出させて設けた短辺側フレーム14に、進退駆動手段15を介して鋳片16の短辺側17に対して進退可能(それぞれ対向する長辺11及び短辺12で構成される鋳型空間の直下に向けて水平移動可能)に設けられた軸受部材18に支持されたロール軸19に装着されている。以下、詳細に説明する。
なお、短辺側フットロール13は、ロール軸19に外装したブッシュ31(すべり軸受の一例)を介して取り付けられている。これによって、短辺側フットロール13は、ロール軸19の周りで回転自在となる。
更に、進退駆動手段15は、スクリュージャッキ34の出力ねじ軸35に螺合し、出力ねじ軸35の回転に伴って出力ねじ軸35の軸心方向に移動するトラベリングナット36に基側が接続され、先側が軸受部材18の連結部24に固着されて、中間部の断面積が減縮している駆動伝達部材の一例であるボルト部材37を有している。なお、符号38は、スクリュージャッキ34の図示しない入力軸と接続して、出力ねじ軸35に回転駆動力を与える電動機(例えば、サーボモータ)である。
なお、短辺側反力測定器は、ボルト部材37を形成している素材の弾性率を記憶する記憶部を備え、歪み信号からボルト部材37の中間部の歪み量を計算するプログラムと、ボルト部材37の中間部の弾性率及び歪み量から応力を計算して、ロール軸19に加わる鋳片16からの短辺側反力を算出するプログラムが搭載された、例えばパーソナルコンピュータを用いて構成できる。
なお、長辺側フットロール77は、長辺ロール軸82に外装したブッシュ91(すべり軸受の一例)を介して取り付けられている。これによって、長辺側フットロール77は、長辺ロール軸82の周りで回転可能になる。
更に、長辺側進退駆動手段79は、スクリュージャッキ94、97の出力ねじ軸98、99にそれぞれ螺合し、出力ねじ軸98、99の回転に伴って出力ねじ軸98、99の軸心方向に移動するトラベリングナット100、101に基側が接続され、先側が長辺側軸受部材81の長辺側連結部85に固着されて、中間部の断面積が減縮している長辺側駆動伝達部材の一例であるボルト部材102、103を有している。なお、符号104、105は、スクリュージャッキ94、97の図示しない入力軸と接続して、出力ねじ軸98、99に回転駆動力を与える電動機(例えば、サーボモータ)である。
なお、長辺側反力測定器は、ボルト部材102、103を形成している素材の弾性率を記憶する記憶部を備え、歪み信号からボルト部材102、103の中間部の歪み量を計算するプログラムと、ボルト部材102、103の中間部の弾性率及び歪み量から応力を計算して、長辺ロール軸82に加わる鋳片16からの長辺側反力を算出するプログラムが搭載された、例えばパーソナルコンピュータを用いて構成できる。
それぞれ対向配置された長辺11及び短辺12を有し、各短辺12の直下に短辺側フットロール13を備える連続鋳造用鋳型10を用いた鋳片16の連続鋳造方法では、短辺側フットロール13が装着されるロール軸19を支持する軸受部材18を、短辺12の下端部から下方に突出させて設けた短辺側フレーム14に、進退駆動手段15を介して鋳片16の短辺側17に対して進退可能に設けている。そして、鋳片16の鋳造中に、短辺側フットロール13に加わる短辺側反力を測定し、短辺側反力に基づいて進退駆動手段15を操作することにより、軸受部材18を鋳片16の短辺側17に対して進退させて短辺側フットロール13による鋳片16の短辺側17に対する押圧力を調節している。
このため、鋳片16の短辺側17を短辺側フットロール13で押圧する際の押圧力を適正範囲に制御することができ、鋳片16の短辺側17のバルジングを効果的に抑制すると共に、鋳片16の変形及び変形に伴う鋳片16の割れを防止することが可能になる。
このため、鋳片16の長辺側80を長辺側フットロール77で押圧する際の押圧力を適正範囲に制御することができ、鋳片16の長辺側80のバルジングを効果的に抑制すると共に、鋳片16の変形及び変形に伴う鋳片の割れを防止することが可能になる。
対向配置された長辺の間に対向配置された短辺で構成された角筒状の鋳型空間部と、長辺及び短辺の直下にそれぞれ長辺側フットロール及び短辺側フットロールを備えた連続鋳造用鋳型を使用して、鋳型空間部に注湯した溶綱Aから鋳片を種々の鋳造速度で鋳造した。その際、進退駆動手段及び長辺側進退駆動手段をそれぞれ操作して、連続鋳造用鋳型の鋳型空間部の下端から排出された鋳片の短辺側及び長辺側にそれぞれ短辺側フットロール及び長辺側フットロールを当接させて鋳片の移動を案内しながら、短辺側フットロールに加わる短辺側反力を進退駆動手段のボルト部材内に埋設した歪みゲージで歪みを測定することにより、長辺側フットロールに加わる長辺側反力を長辺側進退駆動手段のボルト部材内に埋設した歪みゲージで歪みを測定することによりそれぞれ求めた。短辺側反力の測定結果を図7に、長辺側反力の測定結果を図8にそれぞれ示す。
なお、鋳型空間部の下端内寸法は、長辺側の間隔が、例えば200mm、短辺側の間隔が、例えば1200mm、鋳型空間部の長さが、例えば700mmであり、短辺の内表面に形成したテーパ率は、1.21%/mであった。
更に、鋳造速度が大きくなると、短辺側反力及び長辺側反力は共に増大する傾向を示した。短辺側反力及び長辺側反力がそれぞれ増大することは、鋳造速度が大きくなると鋳片を冷却する機能が低下し(鋳片の収縮率が小さくなって)、鋳型空間部から排出された鋳片の寸法が大きくなることと対応していると解される。
実施例1と同一構成の連続鋳造用鋳型を用いて、溶綱Aから鋳片を種々の鋳造速度で鋳造し、鋳造中に短辺側フットロール及び長辺側フットロールに加わる短辺側反力及び長辺側反力をそれぞれ求めた。短辺側反力の測定結果を図9に、長辺側反力の測定結果を図10にそれぞれ示す。なお、鋳型空間部の下端内寸法は、長辺側の間隔が、例えば200mm、短辺側の間隔が、例えば1200mm、鋳型空間部の長さが、例えば700mmであり、短辺の内表面に形成したテーパ率は、1.25%/mであった。
図9、図10に示すように、鋳造を開始して、鋳造速度が一定値になると、短辺側反力及び長辺側反力はそれぞれ一定の範囲内で変動することが確認された。また、長辺側反力が、短辺側反力より大きくなり、鋳片が短辺側にバルジングする傾向が小さくなったことが確認できた。これは、短辺のテーパ率を1.25%/mとすることにより、鋳片の短辺側の冷却が促進され、凝固シェルの短辺側の厚みが増加したためと解される。
実施例1と同一構成の連続鋳造用鋳型を用いて、溶綱Bから鋳片を種々の鋳造速度で鋳造し、鋳造中に短辺側フットロール及び長辺側フットロールに加わる短辺側反力及び長辺側反力をそれぞれ求めた。短辺側反力の測定結果を図11に、長辺側反力の測定結果を図12にそれぞれ示す。なお、鋳型空間部の下端内寸法は、長辺側の間隔が、例えば200mm、短辺側の間隔が、例えば1200mm、鋳型空間部の長さが、例えば700mmであり、短辺の内表面に形成したテーパ率は、1.45%/mであった。
図11、図12に示すように、鋳造を開始して、鋳造速度が一定値になると、短辺側反力及び長辺側反力はそれぞれ一定の範囲内で変動することが確認された。また、長辺側反力が、短辺側反力より大きくなり、鋳片が短辺側にバルジングする傾向が小さくなったことが確認できた。これは、短辺側の押圧力が適正化されたためと解される。
更に、本実施の形態とその他の実施の形態や変形例にそれぞれ含まれる構成要素を組合わせたものも、本発明に含まれる。
例えば、短辺側フットロール及び長辺側フットロールはそれぞれ上下方向1段のみ、又は2段以上設けることができる。
また、短辺側フットロール及び長辺側フットロールをそれぞれ複数設け、短辺側フットロール及び長辺側フットロールに対してそれぞれ短辺側反力測定手段及び長辺側反力測定手段を設置したが、短辺側反力測定手段及び長辺側反力測定手段は、短辺側フットロール及び長辺側フットロールのそれぞれ少なくとも1つに設けてもよい。
更に、本実施の形態では、連続鋳造用鋳型の短辺に短辺側フットロール、長辺に長辺側フットロールをそれぞれ設けたが、短辺にのみ短辺側フットロールを、又は長辺にのみ長辺側フットロールを設けることもできる。
Claims (8)
- それぞれ対向配置された長辺及び短辺を有し、前記各短辺の直下に短辺側フットロールを備える連続鋳造用鋳型を用いた鋳片の連続鋳造方法において、
前記短辺側フットロールが装着されるロール軸を支持する軸受部材を、前記短辺の下端部から下方に突出させて設けた短辺側フレームに、進退駆動手段を介して前記鋳片の短辺側に対して進退可能に設け、前記鋳片の鋳造中に前記軸受部材を前記鋳片の短辺側に対して進退させて前記短辺側フットロールによる前記鋳片の短辺側に対する押圧力を調節することを特徴とする鋳片の連続鋳造方法。 - 請求項1記載の鋳片の連続鋳造方法において、前記短辺側フットロールに加わる短辺側反力を測定し、該短辺側反力に基づいて前記進退駆動手段を操作して、該短辺側反力を一定範囲内に制御することを特徴とする鋳片の連続鋳造方法。
- それぞれ対向配置された長辺及び短辺を有し、前記各長辺の直下に長辺側フットロールを備える連続鋳造用鋳型を用いた鋳片の連続鋳造方法において、
前記長辺側フットロールが装着される長辺ロール軸を支持する長辺側軸受部材を、前記長辺の下端部から下方に突出させて設けた長辺側フレームに、長辺側進退駆動手段を介して前記鋳片の長辺側に対して進退可能に設け、前記鋳片の鋳造中に前記長辺側軸受部材を前記鋳片の長辺側に対して進退させて前記長辺側フットロールによる前記鋳片の長辺側に対する押圧力を調節することを特徴とする鋳片の連続鋳造方法。 - 請求項3記載の鋳片の連続鋳造方法において、前記長辺側フットロールに加わる長辺側反力を測定し、該長辺側反力に基づいて前記長辺側進退駆動手段を操作して、該長辺側反力を一定範囲内に制御することを特徴とする鋳片の連続鋳造方法。
- それぞれ対向配置された長辺及び短辺を有し、前記各短辺の直下に短辺側フットロールを備える連続鋳造用鋳型において、
前記短辺側フットロールは、前記短辺の下端部から下方に突出させて設けた短辺側フレームに、進退駆動手段を介して前記鋳片の短辺側に対して進退可能に設けられた軸受部材に支持されたロール軸に装着されていることを特徴とする連続鋳造用鋳型。 - 請求項5記載の連続鋳造用鋳型において、前記軸受部材を前記鋳片の短辺側に対して進退させて前記短辺側フットロールで前記鋳片の短辺側を押圧した際に該短辺側フットロールに作用する短辺側反力を測定する反力測定手段と、該短辺側反力に基づいて前記進退駆動手段を操作する駆動制御手段とを有することを特徴とする連続鋳造用鋳型。
- それぞれ対向配置された長辺及び短辺を有し、前記各長辺の直下に長辺側フットロールを備える連続鋳造用鋳型において、
前記長辺側フットロールは、前記長辺の下端部から下方に突出させて設けた長辺側フレームに、長辺側進退駆動手段を介して前記鋳片の長辺側に対して進退可能に設けられた長辺側軸受部材に支持された長辺ロール軸に装着されていることを特徴とする連続鋳造用鋳型。 - 請求項7記載の連続鋳造用鋳型において、前記長辺側軸受部材を前記鋳片の長辺側に対して進退させて前記長辺側フットロールで前記鋳片の長辺側を押圧した際に該長辺側フットロールに作用する長辺側反力を測定する長辺側反力測定手段と、該長辺側反力に基づいて前記長辺側進退駆動手段を操作する長辺側駆動制御手段とを有することを特徴とする連続鋳造用鋳型。
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