JP3265230B2 - 連続鋳造設備 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、垂直−曲げ形ある
いは湾曲形の鋳片パスラインを持った連続鋳造設備に関
し、特に、鋳片表面割れを防止する手段に特徴を備えた
連続鋳造設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に連続鋳造設備では、鋳型から連続
的に引き抜かれた鋳片は、順次、該鋳片を挟み込むよう
に配置された複数のガイドロールによって鋳片パスライ
ンに沿って搬送され、さらに矯正セグメントの矯正ロー
ルによって矯正が行われる。

【０００３】上記複数のガイドロールが配置された鋳片
パスライン位置における該ロール間には、図８に示すよ
うに、２次冷却装置を構成するスプレー冷却ノズル５０
が配置され、該スプレー冷却ノズル５０から噴射される
冷却水によって鋳片５１の冷却が実施されている。

【０００４】また、上記各ロール５２は鋳片５１の熱で
破損等が生じないように、ロール冷却スプレー５３から
の冷却水で冷却されている。なお、このような冷却方式
を備えたロール５２を、以下の説明では、外部冷却型の
ロールと呼ぶ。

【０００５】このとき、鋳片５１の表面割れの防止とし
ては、対象とする鋼種の脆化域での曲げや矯正を回避す
ればよく、鋳片５１表面の温度を脆化域の温度よりも上
側若しくは下側になるように、冷却条件や鋳込み速度等
の操業条件を設定すればよい。

【０００６】例えば、図７に示すような絞り特性をもつ
ような鋼種であれば、脆化温度域である６００〜７５０
℃程度の範囲を避けた温度に鋳片５１の表面を制御する
必要がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来に
あっては、鋳片５１温度を上昇させようとして上記スプ
レー冷却ノズル５０からの水量を少なくした場合には、
ガイドロール５２の温度が上昇して、ロール５２の切損
やベアリング破損などのトラブルが発生していた。

【０００８】また、ロール５２の温度を低めに設定する
ために、ロール５２表面に冷却水を吹き付けた場合に
は、その冷却水が、結局、鋳片５１に流れてしまうの
で、鋳片５１表面温度を低下させていた。

【０００９】本発明は、上記のような問題点に着目して
なされたもので、鋳片表面温度を上昇させることで表面
割れを防止する連続鋳造設備を提供することを課題とし
ている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のうち請求項１に記載の連続鋳造設備は、鋳
型の下流側に配置されて、鋳片を挟むようにしてパスラ
インに沿って配列した複数のガイドロール、及び上記鋳
片を冷却する二次冷却装置を備えたガイドセグメント
と、そのガイドセグメントの下流側に配置されて鋳片を
引き抜き矯正する矯正セグメントとを備え、上記ガイド
セグメント位置でのパスラインは、その一部で湾曲して
鋳片の搬送方向を変更する連続鋳造設備において、上記
湾曲するパスライン位置における該湾曲の内側に配置さ
れるガイドロールを、ロール内部を流通する冷却水でロ
ール自体を冷却する内部冷却型のロールとし、且つ、そ
の湾曲の内側位置では、上記二次冷却装置による鋳片の
冷却を、ゼロ若しくは鋳片内側表面で温度上昇が生じる
小さな量にしたことを特徴としている。

【００１１】矯正セグメント上流であるガイドセグメン
ト位置での鋳片パスラインに湾曲（曲げ）がある形式の
連続鋳造設備においては、その湾曲部分が終わった位置
から、つまり円弧から直線となる変曲点近傍位置から、
矯正セグメントを構成する矯正ロールが配置されて鋳片
が矯正される。このとき、特に、鋳片表面割れが発生す
るのは、大きな歪みが付加される矯正時の湾曲内側であ
る。

【００１２】これに鑑みて、本発明においては、矯正さ
れる直前の鋳片表面における、湾曲内側に対する上記二
次冷却装置による冷却をゼロ若しくは小さくすること
で、鋳片表面の温度を上げる。これによって、脆化温度
域より高い温度状態で鋳片の矯正が実施されて鋳片の表
面割れが防止される。

【００１３】このとき、本発明においては、ロールの冷
却を内部冷却方式とすることで、ロールを冷却する水が
鋳片側に流れることが回避されて、ロールの切損等を防
止しつつ、該ロールを冷却する水による鋳片表面の温度
降下を回避する。

【００１４】次に、請求項２に記載した発明は、鋳型の
下流側に配置されて、鋳片を挟むようにしてパスライン
に沿って配列した複数のガイドロール、及び上記鋳片を
冷却する二次冷却装置を備えたガイドセグメントと、そ
のガイドセグメントの下流側に配置されて鋳片を引き抜
き矯正する矯正セグメントとを備え、上記ガイドセグメ
ント位置でのパスラインは、その一部で湾曲して鋳片の
搬送方向を変更する連続鋳造設備において、上記パスラ
インの湾曲の開始位置の上流における該湾曲の外側に位
置するロールを、ロール内部を流通する冷却水でロール
自体を冷却する内部冷却型のロールとし、且つ、その湾
曲直前の外側では、上記二次冷却装置による鋳片の冷却
を、ゼロ若しくは鋳片表面で温度上昇が生じる小さな量
にしたことを特徴としている。

【００１５】ガイドセグメント位置でのパスラインが垂
直−曲げ形の垂直型連鋳機等では、直線から円弧に曲率
が変化する曲げ時の湾曲外側で鋳片の表面割れが生じ易
い。これに鑑み、曲げ開始位置の上流における、鋳片表
面の湾曲外側に対する上記二次冷却装置による冷却をゼ
ロ若しくは小さくすることで、鋳片表面の温度を上昇さ
せる。これによって、脆化温度域より高い温度状態で鋳
片が曲げられて鋳片の表面割れが防止される。

【００１６】このとき、本発明においては、ロールの冷
却を内部冷却方式とすることで、ロールを冷却する水が
鋳片側に流れることが回避されて、ロールの切損等を防
止しつつ、該ロールを冷却する水による鋳片表面の温度
降下を回避する。

【００１７】次に、請求項３に記載した発明は、鋳型の
下流側に配置されて、鋳片を挟むようにしてパスライン
に沿って配列した複数のガイドロール、及び上記鋳片を
冷却する二次冷却装置を備えたガイドセグメントと、そ
のガイドセグメントの下流側に配置されて鋳片を引き抜
き矯正する矯正セグメントとを備え、上記ガイドセグメ
ント位置でのパスラインは、その一部で湾曲して鋳片の
搬送方向を変更する連続鋳造設備において、上記湾曲す
るパスライン位置における該湾曲の内側に配置されるガ
イドロールを、ロール内部を流通する冷却水でロール自
体を冷却する内部冷却型のロールとし、上記パスライン
の湾曲の開始位置の上流における該湾曲の外側に位置す
るロールを、ロール内部を流通する冷却水でロール自体
を冷却する内部冷却型のロールとし、且つ、上記湾曲の
内側位置及び上記湾曲直前の外側では、上記二次冷却装
置による鋳片の冷却を、ゼロ若しくは鋳片表面で温度上
昇が生じる小さな量にしたことを特徴としている。

【００１８】この発明においては、上記請求項１及び請
求項２の両方の作用を持つ。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の第１の実施の形態
を図面を参照しつつ説明する。まず、本実施形態の連続
鋳造設備を説明すると、本連続連鋳設備は、垂直連鋳形
式の設備であって、図１に示すように、溶鋼が収納され
たタンディッシュ１の底に鋳型２が配置され、その鋳型
２の下流にガイドセグメントＡ及び矯正セグメントＢが
連続する。

【００２０】ガイドセグメントＡは、複数のガイドロー
ル３と、不図示の２次冷却装置を備える。複数のガイド
ロール３は、鋳片パスラインＰに沿って鋳片４を挟むよ
うに配列し、その各ガイドロール３間には、２次冷却装
置を構成する鋳片冷却ノズルが配置されている（従来の
図である図８参照）。

【００２１】ガイドセグメントＡ位置におけるパスライ
ンＰは、鋳型２から途中までは垂直下方に向かい、途中
で円弧状に湾曲して水平方向に方向変換して、矯正セグ
メントＢに向かう（図１中、Ｒが湾曲部分である）。

【００２２】上記湾曲部分ＲのパスラインＰ位置におけ
る該湾曲Ｒの内側に配置されたロール群の各ロール３ａ
には、それぞれ内部冷却型のロールが使用されている。
内部冷却型のロールとは、ロール本体の内部に冷却水用
の通路を設け、その通路に冷却水を通過させることで、
ロール自体を冷却するものである。

【００２３】その冷却水用の通路６は、例えば、図２に
示すような円環状のドーナツ型のものや、図３に示すよ
うな周方向に並んだレンコン型のものや、図４に示すよ
うな中央部に設けられた中空型のものなどがある。

【００２４】また、上記湾曲内側のロール群のロール３
ａの上流位置には、水切り用エアノズル７が配置されて
いる。さらに、上記湾曲内側のロール位置に配置された
不図示の冷却ノズルからの冷却水の噴射はゼロ若しくは
微少量としておく。

【００２５】ここで、他のガイドロール３としては、上
記のような内部冷却型のロールを使用してもよいし、外
部冷却型のロールを使用してもよい。また、矯正セグメ
ントＢを構成する矯正ロール８が上記ガイドロール３の
下流側に配置されて連続的に送られてくる鋳片４に対し
引き抜き矯正を施している。

【００２６】上記構成の連続鋳造設備では、鋳型２によ
って所定の形状に成形された鋳片４が、連続的にガイド
ロール３に案内されて搬送され、順次，矯正ロール８で
矯正される。

【００２７】このとき、本実施形態では、鋳片４表面に
対し、矯正開始位置の上流に位置する湾曲部Ｒを通過す
る際に湾曲部内側の表面について２次冷却を殆ど実施し
ないために、鋳片４表面温度が高くなる。つまり脆化域
の温度より高い状態で矯正ロール８に突入して矯正が施
されるので、矯正の際の鋳片４表面割れが防止できる。

【００２８】このとき、湾曲部内側に配置されたガイド
ロール３ａには鋳片４から高い熱が負荷されるが、内部
冷却によってロールの破損等が防止されると共に、該ロ
ール３ａを冷却する水によって湾曲内側位置の鋳片４表
面の温度降下が回避される。

【００２９】また、本願では、エアノズル７によって、
上流から流れ落ちる水が上記湾曲部Ｒの内側に流れ込む
ことも防止されて、さらに湾曲部Ｒでの鋳片４表面の温
度低下が防止される。

【００３０】次に、第２の実施の形態について説明す
る。なお、上記第１の実施形態と同様な部材については
同一の符号を付して説明する。本連続鋳造設備の基本構
成は、上記第１の実施形態と同様である。

【００３１】但し、本第２実施形態では、図５に示すよ
うに、上記ガイドセグメントＡ位置でのパスラインＰの
湾曲（曲げ）Ｒが開始する上流側であって、該湾曲Ｒの
外側に配置されるロール群のロール３ａに対して、上述
と同様な内部冷却型のロールを使用したものである。そ
して、その湾曲外側における２次冷却装置での鋳片４表
面の冷却をゼロ若しくは微少としたものである。

【００３２】また、そのロール群のロール３ａの上流側
に、第１実施形態と同様に水切り用のエアノズル７を配
置しておく。これによって、ガイドロール３に案内され
る鋳片４表面における上記湾曲Ｒからみた外側では、上
記湾曲Ｒの開始位置（曲げ点）で曲率変化が大きくなる
が、その上流部分での２次冷却を抑えることで鋳片４表
面の温度が上昇し、つまり脆化域温度より高い状態で鋳
片４に曲げが負荷される。これによって、鋳片４が曲が
る際の表面割れが防止される。

【００３３】このとき、鋳片４の温度が上昇する部分を
案内するロール３ａとして内部冷却型のロールを使用す
ることで、該ロール３ａを冷却する水が鋳片４表面に流
れることが防止されると共に、熱によるロール３ａの破
損等が回避される。

【００３４】さらに、エアノズル７によって、上流から
流れ落ちる水が上記湾曲部Ｒに流れ込むことも防止され
て、さらに湾曲部Ｒでの鋳片４表面の温度低下が防止さ
れる。

【００３５】ここで、この第２の実施形態に上記第１の
実施実施形態を併用することで、さらに鋳片４表面割れ
を防止可能となる。なお、上記全実施形態において、内
部冷却型ロールを使用した部分を通過する鋳片４表面の
温度が高くなり過ぎるようであれば、適宜，少量の２次
冷却水を鋳片４表面に吹き付けて調整する。

【００３６】

【実施例】上記第１の実施形態において、上述のように
湾曲部内側のロール３ａとして内部冷却型を使用し且つ
二次冷却を抑えた場合と、従来のように外部冷却方式の
ロールを使用した場合とで、鋳片４の温度変化を求めて
見たところ、図６に示すようになった。図６中、符号Ｃ
が本願発明に基づく場合であり、符号Ｄが、従来のよう
に湾曲部Ｒ内側でも二次冷却を実施した場合である。

【００３７】この図６から分かるように、本願発明に基
づく場合には、鋳片４表面が高くなった状態で矯正点に
突入して脆化温度での矯正を回避できることが分かる。
なお、温度が高くなるのは、鋳片４内部の熱によるもの
である。

【００３８】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明のうち
請求項１に記載の発明を採用すると、複数のガイドロー
ルのロールの破損等を防止しつつ、引き抜き矯正の際に
鋳片の表面割れを防止できるという効果がある。

【００３９】また、請求項２に記載の発明を採用する
と、複数のガイドロールのロールの破損等を防止しつ
つ、鋳片に曲げが負荷される際の表面割れを防止できる
という効果がある。

【００４０】さらに、請求項３に記載の発明を採用する
と、複数のガイドロールのロールの破損等を防止しつ
つ、鋳片に曲げが負荷されるとき及び矯正時に表面割れ
が発生することが防止できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る連続鋳造設備
を示す概念図である。

【図２】本発明の実施の形態に係る内部冷却型のロール
の一例を示す断面図である。

【図３】本発明の実施の形態に係る内部冷却型のロール
の一例を示す断面図である。

【図４】本発明の実施の形態に係る内部冷却型のロール
の一例を示す断面図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態に係る連続鋳造設備
を示す概念図である。

【図６】本発明の第１の実施の形態に係る連続鋳造設備
による鋳片の温度上昇を示す図である。

【図７】鋳片の絞りに対する脆化域温度を示す図であ
る。

【図８】従来の連続鋳造設備におけるガイドセメントで
使用されるロール及び冷却用のノズルを示す図である。

【符号の説明】

Ａ ガイドセグメント Ｂ 矯正セグメント Ｐ パスライン Ｒ 湾曲部 １ タンディシュ ２ 鋳型 ３ ガイドロール ３ａ 内部冷却型のガイドロール ４ 鋳片 ６ 冷却水の通路 ７ エアノズル ８ 矯正ロール

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−238660（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−247053（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−130757（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−182516（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−174210（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−177319（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−76260（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−113964（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B22D 11/124 B22D 11/128 340

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋳型の下流側に配置されて、鋳片を挟む
   ようにしてパスラインに沿って配列した複数のガイドロ
   ール、及び上記鋳片を冷却する二次冷却装置を備えたガ
   イドセグメントと、そのガイドセグメントの下流側に配
   置されて鋳片を引き抜き矯正する矯正セグメントとを備
   え、上記ガイドセグメント位置でのパスラインは、その
   一部で湾曲して鋳片の搬送方向を変更する連続鋳造設備
   において、 上記湾曲するパスライン位置における該湾曲の内側に配
   置されるガイドロールを、ロール内部を流通する冷却水
   でロール自体を冷却する内部冷却型のロールとし、且
   つ、その湾曲の内側位置では、上記二次冷却装置による
   鋳片の冷却を、ゼロ若しくは鋳片内側表面で温度上昇が
   生じる小さな量にしたことを特徴とする連続鋳造設備。
2. 【請求項２】 鋳型の下流側に配置されて、鋳片を挟む
   ようにしてパスラインに沿って配列した複数のガイドロ
   ール、及び上記鋳片を冷却する二次冷却装置を備えたガ
   イドセグメントと、そのガイドセグメントの下流側に配
   置されて鋳片を引き抜き矯正する矯正セグメントとを備
   え、上記ガイドセグメント位置でのパスラインは、その
   一部で湾曲して鋳片の搬送方向を変更する連続鋳造設備
   において、 上記パスラインの湾曲の開始位置の上流における該湾曲
   の外側に位置するロールを、ロール内部を流通する冷却
   水でロール自体を冷却する内部冷却型のロールとし、且
   つ、その湾曲直前の外側では、上記二次冷却装置による
   鋳片の冷却を、ゼロ若しくは鋳片表面で温度上昇が生じ
   る小さな量にしたことを特徴とする連続鋳造設備。
3. 【請求項３】 鋳型の下流側に配置されて、鋳片を挟む
   ようにしてパスラインに沿って配列した複数のガイドロ
   ール、及び上記鋳片を冷却する二次冷却装置を備えたガ
   イドセグメントと、そのガイドセグメントの下流側に配
   置されて鋳片を引き抜き矯正する矯正セグメントとを備
   え、上記ガイドセグメント位置でのパスラインは、その
   一部で湾曲して鋳片の搬送方向を変更する連続鋳造設備
   において、 上記湾曲するパスライン位置における該湾曲の内側に配
   置されるガイドロールを、ロール内部を流通する冷却水
   でロール自体を冷却する内部冷却型のロールとし、上記
   パスラインの湾曲の開始位置の上流における該湾曲の外
   側に位置するロールを、ロール内部を流通する冷却水で
   ロール自体を冷却する内部冷却型のロールとし、且つ、
   上記湾曲の内側位置及び上記湾曲直前の外側では、上記
   二次冷却装置による鋳片の冷却を、ゼロ若しくは鋳片表
   面で温度上昇が生じる小さな量にしたことを特徴とする
   連続鋳造設備。