JP3135375B2 - 連続鋳造装置における鋳片のガス切断方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は連続鋳造装置における鋳
片のガス切断方法に関するものであり、最近の高速鋳造
を行っている連続鋳造ラインに有効に適用できるもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】一般に連続鋳造装置で鋳造された鋳片の
切断方法として、ガス切断装置のガストーチから噴射さ
れる酸素とプロパンガスとの燃焼火炎を鋳片表面にあて
て、鋳片を溶断する方法が行われている。この切断法で
は鋳片の幅方向両側に設置した一対のガストーチを鋳片
の移動に同調させながら、鋳片の中央部に向けて移動す
ることによって鋳片を幅方向に切断するものである。

【０００３】鋳片の両側に設置した二つのガストーチ
は、図７にガストーチ速度と鋳片幅方向切断長さとの関
係で示すように、幅方向両側から鋳片上に入ってａ、ｄ
のように低速度Ｖ_L で中央部に向けて移動して切り始め
部分Ａ、Ｂをガス切断した後、ｂ、ｅのように高速Ｖ_H
で中央部に向けて移動して、鋳片を切り進み、次いで中
央部Ｃにおいて一方のガストーチが衝突を防止するため
ｆのように中央部Ｃから逆方向に退避し、他方のガスト
ーチがそのままさらに移動して、中央部Ｃをラップする
ように空走して確実に切断するようにしている。

【０００４】図８のａに示すように、鋳片１を二個のガ
ストーチＡ、Ｂによって両側から中央部に向けてガス切
断し、中央部に到達する前に図８の（ｂ）に示すように
一方のガストーチＢを退避させる一方、図８の（ｃ）に
示すように他方のガストーチＡを空走させ、中央部の残
りの鋳片１を確実に切断するのは前述の通りである。こ
のガストーチＡの空走による鋳片切断完了時に上流側の
鋳片１ａから下流側の鋳片１ｂを積極的に下流方向に移
動させて切り離す操作が遅れると、鋳片１ａと１ｂの切
断面が接触し、図８の（ｄ）に示すようにガストーチＡ
による鋳片の溶断が発生することになるので、下流側鋳
片１ｂの切り離しが重要となる。

【０００５】ところで、最近の高速鋳造を実施している
連続鋳造ラインでは、ガス切断装置に配設したガストー
チによる鋳片の高速切断を達成するため火口の構造を検
討し、高圧の切断酸素をより低圧のプロパンガスと酸素
ガスとで囲むことにより一旦鋳片の切断面の温度を上昇
させ、高圧の切断酸素で切断速度を大きくする方法等が
採用されており、相当の成果をあげている。

【０００６】前述のようなガストーチの火口構造改良に
より鋳片の高速切断が可能になったが、種々の条件を適
正に保っても鋳片ガス切断の最高速度は 500mm／分が上
限である。したがってこの切断速度では、幅2000mmの鋳
片を切断するのに二本のガストーチを使用した場合には
二分以上を要することになる。このため鋳造速度が 3.5
ｍ／分の連続鋳造装置では、７ｍ以上のトーチトラベル
距離が必要となり、鋳片の切断長さとして７ｍ以下の鋳
片が連続した場合、切断が完了しないことになる。つま
り 500mm／分をはるかに上まわるような高速切断が安定
して達成できない限り、７ｍ以下の長さの鋳片を連続的
にガス切断し得ないことになる。

【０００７】このように生産性を向上させるため高速鋳
造を実施する一方では、最近のユーザニーズは小ロッド
多品種化の傾向あり、鋳片短尺切断の要求が増加してい
る。このため鋳片の切断サイクルタイムの短縮化が望ま
れているが、前述のようにガス切断速度に限界があるの
で、鋳造速度を低下させる必要にせまられ、必要な連続
鋳造能力が出せないといった事態が発生している。

【０００８】単一のガス切断機に配設した一対のガスト
ーチを用いて鋳片の両側から中心部に向けてガス切断す
る場合、その切断し得る鋳片の最短長さは、鋳片切断中
に鋳造される鋳片の移送距離に一致する。したがって鋳
片の幅が大きくなり切断所要時間が長くなると最短長さ
も長くなって切断能力が不足し、短尺の切断は不可能と
なる。

【０００９】このような鋳片のガス切断能力の不足を補
うため、連続鋳造ライン上で一旦長尺の倍尺切断を行い
後に別の場所で所要長さに再切断を行うか、あるいはガ
ス切断機の走行ライン区間を思い切り大きくとり、この
区間にガス切断機を自由に走行させながら鋳片を切断す
る手段があるが、いずれも設備費が嵩むのは避けられな
い。

【００１０】鋳片を連続鋳造ライン上で倍尺切断のよう
な長尺に切断した鋳片を別の場所で切断するものとして
は、たとえば特開昭48-26654合公報には、ガス切断装置
としてガス切断機能を二台分搭載した型式のものが開示
されている。この型式のガス切断装置は、鋳片の最大切
断長さに対応できるものとする必要があり、設備が大型
となるため設備費が極めて高価になるという欠点があ
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】前述のように鋼の連続
鋳造において高速鋳造することは鋳片の生産性向上を図
る上で重要であるが、一方では高速鋳造された鋳片を連
続鋳造オンラインで切断するにはガストーチにより高速
で切断するか、また設備的にはトーチトラベルを拡大し
て切断可能な領域を長くするか、あるいは倍尺切断して
別の場所で切断するなどの対策が採られていたが一長一
短があり、問題点を根本的に解決する手段がなかった。

【００１２】本発明は従来技術の問題点を解消し、高速
鋳造を達成しつつ大型設備や長大な設備を要することな
く、連続鋳造ライン上で鋳片から短尺鋳片を連続的にガ
ス切断することができる連続鋳造装置における鋳片のガ
ス切断方法を提供することを目的とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明は、連続鋳造される鋳片から、この移送速度と
同期して走行するガス切断機を用いて鋳片をガス切断す
る連続鋳造装置における鋳片のガス切断方法において、
ガス切断機を鋳片移送ライン上に複数台直列に配置し、
一定の長さ条件以上の長尺鋳片は、複数台のガス切断機
のうち最上流側の一台を用いて所定の命令長さにガス切
断する一方、前記一定の長さ条件に満たない短尺鋳片
は、前記複数台のガス切断機のうち二台以上の所要台数
を鋳片の所定命令長さに対応した距離だけ離間させ、下
流側のガス切断機から順次鋳片のガス切断を開始して行
き、鋳片を下流側から次々と命令長さに切断分離するに
あたり、鋳片のポイントとなる部位の温度を測定し、該
温度と鋳片の炭素濃度とからなる一次式を用いて鋳片の
ガス切断速度を決定することを特徴とする連続鋳造装置
における鋳片のガス切断方法である。

【００１４】前記の本発明において、複数台のガス切断
機の間を伸縮可能な保温カバーで被って鋳片をガス切断
するのが好適である。

【００１５】

【作用】本発明では、一定の長さ条件以上の長尺鋳片
は、従来と同様に一台のガス切断機で切断する。これに
対して一定の長さ条件に満たない短尺鋳片は二台以上の
所要台数のガス切断機を用いて切断するので、高速鋳造
を行ってもガス切断能力不足を生じることなく所定の長
さに連続して切断できる。

【００１６】このガス切断時に、鋳片は下流側から順次
切り離されるので、鋳片の中央部をガス切断する際の上
流側鋳片と下流側鋳片の接触による接触部溶断などのト
ラブルが防止できる。また鋳片の温度を測定しながら鋼
種によってガス切断速度を決定すれば、より安定した切
断が可能になる。さらに二台のトーチ間で伸縮性のある
保温カバーで保温して鋳片の温度低下を防止して温度を
測定すれば複数台の切断機の切断条件を同一とすること
が可能になる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１に示すように本発明の実施例では二基の連続
鋳造装置によって二本の鋳片１を同時に鋳造するように
構成される。すなわちそれぞれ鋳型２から出てくる鋳片
１は対をなす複数のサポートロール３に支持されながら
引き抜かれた後、多数の移送ロール４上を移動する。移
送ロール４の二系列のライン上には、それぞれ上流側の
ガス切断機５および下流側のガス切断機６が台車７上に
搭載されていて、台車７は車輪15を介してレール８上を
走行する。各台車７には一対のガストーチ９が鋳片１の
幅方向に走行自在に配設されている。

【００１８】二台のガス切断機５、６はこの装置で切断
を要求される最短鋳片より短い間隔まで接近可能な構成
となっていると共に、ガス切断機５、６の間には図３お
よび図４に示すように伸縮可能な保温カバー11ａ、11ｂ
によって被われている。すなわち上流側のガス切断機５
には保温カバー11ａが連結され、下流側のガス切断機６
には保温カバー11ｂが連結されている。

【００１９】保温カバー11ａ、11ｂは両側のレール12上
を車輪13を介して走行可能になっており、保温カバー11
ａ内に保温カバー11ｂがもぐり込むことによって保温カ
バーの長さが伸縮できるようになっている。なお、台車
７上には鋳片クランプ装置14が取り付けてあり、図４に
示すように鋳片クランプ装置14に配設した一対のクラン
プ爪16によって鋳片１を挟持することにより、ガス切断
機５、６は鋳片１と同期して移動できる。図１に示すよ
うに移送ロール４の下流側には移送テーブル17が接続さ
れており、移送テーブル17はレール18上を通って熱間圧
延工場に切断鋳片を搬送するようになっている。

【００２０】前述のように本発明の実施例では、二系列
の鋳片移送ライン上に各々二台のガス切断機５、６が配
置されるが、この二台は次のルールに従って作動するこ
とになる。一定の長さ条件以上の長尺の鋳片１は、二台
のガス切断機５、６のうち上流側のガス切断機５を用い
て所定の命令長さに鋳片１の両側から中央部へ向け一対
のガストーチ９によりガス切断すると、必要な早期の切
断が完了し、鋳片１の温度低下も防止できる。ここで上
流側のガス切断機５を用いるのは、長尺の鋳片１を下流
側のガス切断機６を用いてガス切断すると鋳片１を切断
するために必要なガス切断機５、６のための移動距離が
全体として長くなるからである。

【００２１】また一定の長さ条件に満たない短尺の鋳片
１は、二台のガス切断機５、６の両方を使用し、所定の
命令長さに鋳片１の両側から中央部へ向け一対のガスト
ーチ９によりガス切断すると、必要な早期の切断が完了
し、鋳片１の温度低下も防止できる。ここで一定の長さ
条件以上の長尺鋳片または一定の長さ条件に満たない短
尺鋳片とは、ガス切断速度、鋳片の幅、鋳造速度によっ
て定まる値である。

【００２２】鋳片幅と鋳片長さとの間には、たとえば図
５に示すような関係があり、ガス切断速度が上限の 500
mm／分のとき、幅2000mmの鋳片を切断するのに二本のガ
ストーチを用いて両側から切断した場合には余裕をみて
二分以上が必要となる。ここで鋳造速度が 3.5ｍ／分の
連続鋳造装置においては７ｍ以上の鋳片トラベル距離が
必要となる。

【００２３】したがって７ｍに満たない短尺鋳片をガス
切断する場合には二台のガス切断機５、６を使用するこ
とが必要になる。これに対して７ｍ以上の長尺鋳片を切
断するときには、上流側のガス切断機５だけでガス切断
することが可能になる。二台のガス切断機５、６を使用
する場合は必ず下流側のガス切断機６から先に鋳片１の
ガス切断を開始し、適当なタイミングを置いて上流側の
ガス切断機５による鋳片１のガス切断を開始する。この
ときガス切断機５と６との間隔は切断される鋳片の命令
長さによって定めるのはもちろんである。

【００２４】このように下流側から順次ガス切断を開始
するのは上流側からガス切断を開始すると当然のことな
がら上流側の鋳片の切断が先に終了するが、下流側で切
断中の鋳片が存在するため上流側鋳片の移送ができない
ことになる。したがって先に切断された上流側の鋳片が
下流側の鋳片に衝突して下流側のガストーチによる鋳片
の余分な溶断などのトラブルが生じるからである。

【００２５】本発明では、ガス切断機により鋳片のガス
切断を行うに際して、鋳片のポイントとなる部位の温度
を測定し、該温度と鋳片の炭素濃度とからなる一次式を
用いて鋳片のガス切断速度を決定する。鋳片の温度はた
とえば図２に示すように一対のガストーチ９による鋳片
１のガス切断個所の上流側近傍における鋳片１の長辺の
中央部および短辺の中央部を赤外線などを用いた温度セ
ンサ10を用いて測定すればよい。

【００２６】鋳片温度と鋳片中の炭素濃度と鋳片切断速
度とには図６に示すような関係があり、これらの関係か
ら鋳片切断の安全領域と危険領域が定まる。したがって
本発明では、より好ましくは温度センサ10によって測定
した鋳片１の温度指示値と鋳片中の炭素濃度により以下
に示す式（１）により決定するものである。 ａｘ＋ｂｙ＋ｃ＝Ｚ …（１） ここで、ａ： 定数（0.1 ≦ａ≦0.5 ） ｂ： 定数（ 0≦ｂ≦5000） ｃ： 定数（ 0≦ｃ≦500 ） ｘ： 鋳片温度（℃） ｙ： 炭素濃度（％） ｚ： 切断速度（ｍ／分） このような式（１）によって鋳片の切断開始部と定常切
断部のガストーチによる切断速度を個別に設定する。こ
れらの定数ａ、ｂ、ｃは回帰モデル式から算出すること
ができる。

【００２７】なお、二台のガス切断機５、６の間には伸
縮可能な保温カバー11ａ、11ｂで被せてあるのでガス切
断機５、６を用いてガス切断する場合に、各々について
の鋳片切断部位に対応して配置した温度センサ10によっ
て検出される温度条件が同じになり、ガストーチによる
切断速度を的確に設定できる。鋳片の測温が不可能な場
合には、鋳片のボトム、ミドル、トップ、ミドルトップ
等の鋳込位置によって前記の定数を定めることも可能で
あり、さらに計算によってスラブ表面温度を推定し、測
温したものと同様に式（１）を用いてガス切断速度を決
定することも可能である。

【００２８】前記本発明の実施例では、鋳片移送ライン
上に12台のガス切断機を直列に配置する場合について説
明したが、必要に応じ三台以上を配置することも可能で
ある。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数台のガス切断機を用いて連続鋳造鋳片を切断するの
で切断ラインを小型化できると共に高速鋳造を行っても
短尺鋳片をトラブルなく所定命令長さに連続して切断で
き、鋳片の生産性向上に寄与するところが多大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る装置の全体構成を示す斜
視図である。

【図２】本発明の実施例に係る温度センサの配置位置を
示す斜視図である。

【図３】本発明の実施例に係る装置を示す側面図であ
る。

【図４】図３のＡ−Ａ矢視を示す断面図である。

【図５】鋳片幅と鋳片長さと使用台数との関係を示す線
図である。

【図６】鋳片温度、鋳片中の炭素濃度と鋳片切断速度と
からガス切断安全領域と危険領域との関係を示す線図で
ある。

【図７】鋳片の切断手順を示す説明図である。

【図８】鋳片の中央部切断手順を示す平面図である。

【符号の説明】

１ 鋳片 ２ 鋳型 ３ サポートロール ４ 移送ロール ５ ガス切断機（上流側） ６ ガス切断機（下流側） ７ 台車 ８ レール ９ ガストーチ 10 温度センサ 11 保温カバー 12 レール 13 車輪 14 鋳片クランプ装置 15 車輪 16 クランプ爪 17 移送テーブル 18 レール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−97346（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−28960（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−10955（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭54−2430（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B22D 11/126 B22D 11/16

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続鋳造される鋳片から、この移送速度
   と同期して走行するガス切断機を用いて鋳片をガス切断
   する連続鋳造装置における鋳片のガス切断方法におい
   て、ガス切断機を鋳片移送ライン上に複数台直列に配置
   し、一定の長さ条件以上の長尺鋳片は、複数台のガス切
   断機のうち最上流側の一台を用いて所定の命令長さにガ
   ス切断する一方、前記一定の長さ条件に満たない短尺鋳
   片は、前記複数台のガス切断機のうち二台以上の所要台
   数を鋳片の所定命令長さに対応した距離だけ離間させ、
   下流側のガス切断機から順次鋳片のガス切断を開始して
   行き、鋳片を下流側から次々と命令長さに切断分離する
   にあたり、鋳片のポイントとなる部位の温度を測定し、
   該温度と鋳片の炭素濃度とからなる一次式を用いて鋳片
   のガス切断速度を決定することを特徴とする連続鋳造装
   置における鋳片のガス切断方法。
2. 【請求項２】 複数台のガス切断機の間を伸縮可能な保
   温カバーで被って鋳片をガス切断することを特徴とする
   請求項１記載の連続鋳造装置における鋳片のガス切断方
   法。