JP3666437B2 - 連続鋳造機におけるロールギャップ管理方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続鋳造機におけるロールギャップの管理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
連続鋳造機においては、タンディッシュに溜められた溶湯が、水冷ジャケットにより冷却されたモールドに流れ込み、このモールド内を通過する過程で外周部に凝固殻が形成され、次いで、モールドから出た鋳片は鋳片案内装置中に導かれ、そこで冷却されながら鋳片案内装置を通過する。
【０００３】
この鋳片案内装置は、例えば、図１１に示すように（特開昭５３- ６１５２６号公報参照）、各々が複数個の鋳片案内上ロール１０２を支持した複数の上ロールセグメント１０１と、上ロールセグメント１０１に対して鋳片通路１０３を隔てて配置され、各々が複数個の鋳片案内下ロール１０５を支持した複数の下ロールセグメント１０４とを具備している。
【０００４】
そして、上ロールセグメント１０１に支持されている各鋳片案内上ロール１０２には、ロール位置調整装置１０６が連結されており、鋳片案内上ロール１０２は他方の鋳片案内下ロール１０５に対して接近及び離隔可能となっている。このロール位置調整装置１０６により鋳片案内ロール１０２、１０５間のロールギャップが設定されるようになっている。
【０００５】
一般に、鋳片ロール間のロールギャップは、鋳造中には溶鋼静鉄圧によるロール及びロールセグメント等のたわみやガタ等により非鋳造時とは異なった値を示す。そこで、図１１に示す鋳片案内装置にあっては、鋳造中に適正なロールギャップとなるように非鋳造時の鋳片案内ロール１０２、１０５間のロールギャップを設定し、次の図１２及び図１３に示すようなロールギャップ測定装置（特公昭５６−７４５５号公報参照）により、鋳造前にロールギャップを測定管理している。
【０００６】
図１２及び図１３において、ロールギャップ測定装置２００は、ダミーバー２０５に取り付けられ、２列のロール群２０１，２０２間を各列の対応するロール２０３，２０４に接触しながら進行する誘導装置２０６と、誘導装置２０６に取り付けられた第１の検出レバー２０７と、第１の検出レバー２０７と適宜間隔のもとに配置され、誘導装置２０６に取り付けられた第２の検出レバー２０８と、これら第１及び第２の検出レバー２０７，２０８の先端に取り付けられ、２列のロール群２０１，２０２のロール２０３，２０４に接触する１対の接触子２０９と、これら接触子２０９間に介在されて接触子２０９間の変位を測定する変位計２１０とを具備している。
【０００７】
そして、２列のロール群２０１，２０２のロール２０３，２０４間のギャップを測定するに際しては、誘導装置２０６をダミーバー２０５に取り付け、誘導装置２０６を図１２に示すようにダミーバー２０５で押し上げながら第１及び第２のロール群２０１，２０２間を移動させればよい。このダミーバー２０５の押し上げあるいは押し下げは、第１及び第２のロール群２０１，２０２の一部であるピンチロールにより所定の保持圧力でダミーバー２０５を保持しながら行われるようになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来のロールギャップ測定装置２００によるロールギャップの測定にあっては、ロールギャップを測定する際に、ピンチロールによるダミーバー２０５への保持圧力によりロール及びセグメントフレームがたわむ等の理由により、ロールギャップの測定値が非鋳造時のロールギャップの設定値と異なった値となることが多い。このとき、このロールギャップの測定値が非鋳造時のロールギャップの設定値となるように、ロールギャップ値を修正すると、ピンチロールによるダミーバー２０５への保持圧力によるロール及びセグメントフレームのたわみ分が考慮されていないため、修正されたロールギャップ値が適正なものではなく、適正なロールギャップの管理がなされておらず、鋳片の内部割れや断欠の原因となっていた。
【０００９】
従って、本発明は上述の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、ロールギャップ測定におけるロールギャップの設定値を鋳造中の溶鋼静鉄圧に相当する圧力及び各セグメントへのダミーバー挿入時のダミーバー保持圧力を考慮して適切な値に設定することにより、適正なロールギャップの管理を行うことができ、鋳片の内部割れや断欠の発生回数を減少させることができる連続鋳造機におけるロールギャップの管理方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、本発明のうち請求項１に係る連続鋳造機におけるロールギャップ管理方法は、鋳片の品質から決定される鋳造中の各ロール間のロールギャップの基準値Ｘi を決定する工程と、鋳造中の溶鋼静鉄圧に相当する圧力をオフラインにて各セグメントに負荷し、該各セグメントにおける各ロール間のロールギャップの拡大量αi を測定する工程と、前記各セグメントへのダミーバー挿入時のダミーバー保持圧力をオフラインにて前記各セグメントに負荷し、前記各セグメントにおける各ロール間のロールギャップの拡大量βi を測定する工程と、前記ダミーバーに設置されたロールギャップ測定装置によるロールギャップの測定における前記各ロール間のロールギャップ設定値Ｙi を下式により設定する工程と、前記ロールギャップ設定値Ｙi を前記ロールギャップ測定装置により測定された値と比較し、前記ロールギャップ設定値Ｙi と前記ロールギャップ測定装置により測定された値との差が所定のしきい値以内となるように前記ロールギャップ設定値Ｙi を修正する工程とを含むことを特徴としている。
【００１１】
Ｙi ＝Ｘi −αi ＋βi
但し、i はモールドに最も近い側のロール番号を１とした場合の各ロールのロール番号である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明に係る連続鋳造機におけるロールギャップ管理方法が適用される鋳片案内装置の所定のセグメントを示し、（Ａ）は概略側面図、（Ｂ）は（Ａ）の１Ｂ−１Ｂ線に沿った断面図である。
【００１３】
連続鋳造機においては、タンディッシュに溜められた溶湯が、水冷ジャケットにより冷却されたモールドに流れ込み、このモールド内を通過する過程で外周部に凝固殻が形成され、次いで、モールドから出た鋳片は鋳片案内装置中に導かれ、そこで冷却されながら鋳片案内装置を通過する。
この鋳片案内装置は、鋳片通路１に沿って連続して設けられた複数のセグメント２で構成され、各セグメント２は、図１（Ａ）に示すように、鋳片通路１を隔てて配置された複数の鋳片案内下ロール３及び複数の鋳片案内上ロール４を有している。鋳片案内下ロール３及び鋳片案内上ロール４は、互いに対向するように鋳片通路１に沿って所定ピッチで配置されている。そして、各鋳片案内下ロール３は、図１（Ｂ）に示すように、１対の支持部材３ａ，３ｂにより固定側フレーム５に対して回転可能に支持されている。また、各鋳片案内上ロール４は、１対の支持部材（図示せず）により自由側フレーム６に対して回転可能に支持されている。自由側フレーム６は、固定側フレーム５に複数のコラム７により連結され、固定側フレーム５に対して上下方向に移動可能となっている。鋳片案内下ロール３及び鋳片案内上ロール４間のロールギャップ値は、自由側フレーム６を固定側フレーム５に対して上下動させることにより調整される。
【００１４】
また、各セグメントの自由側フレーム６側には、１つのピンチロール８が設けられている。このピンチロール８は、図１（Ａ）にあっては、入側（左側）から３番目の鋳片上案内ロール４と入側から５番目の鋳片案内上ロール４との間であって入側から４番目の鋳片案内下ロール３に対向するように設けられている。そして、ピンチロール８は、図１（Ｂ）に示すように、１対の支持部材９ａ，９ｂにより昇降フレーム１０に対して回転可能に支持され、昇降フレーム１０は、２本の油圧シリンダ１１に連結されていて自由側フレーム６に対して昇降可能となっている。ピンチロール８は、油圧シリンダ１１によって昇降し、鋳片通路１を通過する鋳片（図示せず）及びダミーバー（図示せず）に押し付けられてこれら鋳片及びダミーバーに引き抜き力を伝達するものである。
【００１５】
次に、ダミーバーに設置されたロールギャップ測定装置によるロールギャップの測定について説明する。
各鋳片案内ロール３，４間のロールギャップを測定するに際しては、先ず、オフラインにて鋳片の品質から決定される鋳造中の各鋳片案内ロール３，４間のロールギャップの基準値Ｘi を決定する。ここで、i は鋳片案内ロール３，４のロール番号で、モールドに最も近い鋳片案内ロール３，４のロール番号を１とし、それに隣接する鋳片案内ロール３，４のロール番号を２とし、以後連続番号で表される。
【００１６】
次いで、鋳造中の溶鋼静鉄圧に相当する圧力をオフラインにて各セグメント２に負荷し、各セグメント２における各鋳片案内ロール３，４間のロールギャップの拡大量（溶鋼静鉄圧によるロールギャップ拡大量）αi を測定する。ここで、ｉは前述のi と同様に鋳片案内ロール３，４のロール番号を表す。
このように、鋳造中の溶鋼静鉄圧に相当する圧力をオフラインにて各セグメント２に負荷した場合の各鋳片案内ロール３，４間のロールギャップの拡大量αi を測定するのは、各鋳片案内ロール３，４間のロールギャップがαi だけ拡大することにより、鋳造中の各鋳片案内ロール３，４間のロールギャップの基準値Ｘi に狂いが生じるためである。
【００１７】
ここで、各セグメントに負荷荷重を負荷した場合には、各鋳片案内ロール３，４間のロールギャップが負荷荷重の大きさに応じて拡大すると共に、ロールギャップの拡大量がセグメント毎に異なることが下記の実験にて検証されている。この実験においては、例として、モールドに最も近い１番目のセグメントとこの１番目のセグメントから数えて４番目のセグメントに負荷荷重を負荷した場合のそれぞれのセグメントにおけるロールギャップの平均拡大量を測定した。
【００１８】
図２は、実験に使用される１番目及び４番目のセグメントのロールギャップの拡大量測定装置を示している。図２において、ロールギャップの拡大量測定装置２１は、鋳片通路２２を隔てて配置された７個の鋳片案内下ロール２３及び６個の鋳片案内上ロール２４を有している。鋳片案内下ロール２３及び鋳片案内上ロール２４は、互いに対向するように鋳片通路２２に沿って所定ピッチで配置されている。そして、各鋳片案内下ロール２３は、１対の支持部材（図示せず）により固定側フレーム２５に対して回転可能に支持され、各鋳片案内上ロール２４は、１対の支持部材（図示せず）により自由側フレーム２６に対して回転可能に支持されている。固定側フレーム２５及び自由側フレーム２６は、複数のガイドポスト２９により連結されている。また、入側から３番目の鋳片案内上ロール２４と入側から５番目の鋳片案内上ロール２４との間であって入側左から４番目の鋳片案内下ロール２３に対向するようにピンチロール２７が設けられている。そして、入側から１番目、４番目（ピンチロール２７）、及び７番目の鋳片案内ロール２３，２４間には、ロールギャップ拡大量測定計２８が連結されている。
【００１９】
このロールギャップ測定装置２１において、入側から２番目、３番目、５番目、及び６番目の鋳片案内上ロール２４を負荷荷重が０〜１２０ton/seg の範囲でジャッキアップした。このときの入側から１番目、４番目、及び７番目の鋳片案内ロール２３，２４間のロールギャップの平均拡大量を図３に示す。図３は入側から２番目、３番目、５番目、及び６番目の鋳片案内上ロールに対する負荷荷重と入側から１番目、４番目、及び７番目の鋳片案内ロール間のロールギャップの平均拡大量との関係を示すグラフである。
【００２０】
図３を参照すると、モールドに最も近い１番目のセグメントのロールギャップの平均拡大量、４番目のセグメントのロールギャップの平均拡大量とも負荷荷重に略比例して大きくなることが理解される。また、１番目のセグメントのロールギャップの平均拡大量は、４番目のセグメントのロールギャップの平均拡大量と比べて比例定数が大きく、１番目のセグメントのロールギャップの平均拡大量と４番目のセグメントのロールギャップの平均拡大量とが異なっていることが理解される。この理由は、セグメント毎に剛性が異なっているためと考えられる。
【００２１】
そして、各セグメント２における各鋳片案内ロール３，４間のロールギャップの拡大量αi を測定した後、各セグメント２へのダミーバー挿入時のダミーバー保持圧力をオフラインにて各セグメント２に負荷し、各セグメント２における各鋳片案内ロール３，４間のロールギャップの拡大量（ダミーバー挿入圧によるロールギャップ拡大量）βi を測定する。ここで、ｉは前述のi と同様に鋳片案内ロール３，４のロール番号を表す。
【００２２】
このように、各セグメント２へのダミーバー挿入時のダミーバー保持圧力をオフラインにて各セグメント２に負荷した場合の各セグメント２における各鋳片案内ロール３，４間のロールギャップの拡大量βi を測定するのは、各鋳片案内ロール３，４間のロールギャップがβi だけ拡大することにより、鋳造中の各鋳片案内ロール３，４間のロールギャップの基準値Ｘi に狂いが生じるためである。
【００２３】
ここで、各セグメント２におけるダミーバーを保持するピンチロール８に所定の負荷荷重を負荷した場合には、各鋳片案内ロール３，４間のロールギャップがそれぞれ異なる量だけ拡大されることが下記の実験にて検証されている。この実験においては、例として、モールド側から数えて４番目のセグメントにおけるピンチロールに所定の負荷荷重を負荷した場合の各鋳片案内ロール間のロールギャップの拡大量を測定した。
【００２４】
図４は実験に使用される４番目のセグメントのロールギャップの拡大量測定装置を示している。図４において、ロールギャップの拡大量測定装置３１は、鋳片通路３２を隔てて配置された６個の鋳片案内下ロール３３及び５個の鋳片案内上ロール３４を有している。鋳片案内下ロール３３及び鋳片案内上ロール３４は、互いに対向するように鋳片通路３２に沿って所定ピッチで配置されている。そして、各鋳片案内下ロール３３は、１対の支持部材（図示せず）により固定側フレーム３５に対して回転可能に支持され、各鋳片案内上ロール３４は、１対の支持部材（図示せず）により自由側フレーム３６に対して回転可能に支持されている。固定側フレーム３５及び自由側フレーム３６は、複数のガイドポスト３９により連結されている。また、入側から２番目の鋳片上案内ロール３４と入側から４番目の鋳片案内上ロール３４との間であって入側から３番目の鋳片案内下ロール３３に対向するようにピンチロール３７が設けられている。そして、入側から１番目、４番目、及び６番目の鋳片案内ロール３３，３４間には、ロールギャップ拡大量測定計３８が連結されている。
【００２５】
このロールギャップ測定装置３１において、ピンチロール３７に負荷荷重を５５ton かけてジャッキアップした。このときの入側から１番目、４番目、及び６番目の鋳片案内ロール３３，３４間のロールギャップの拡大量を図５に示す。
図５を参照すると、入側から１番目の鋳片案内ロール３３，３４間のロールギャップの拡大量は０．８７ｍｍ、４番目についての拡大量は０．７０ｍｍ、６番目についての拡大量は０．５１ｍｍであることが理解される。このように、入側から１番目のロールから６番目のロールにかけてロールギャップの拡大量が減少しているのは、ピンチロール３７の取付位置がセグメントの中心よりも入側に偏っているため、反力で自由側フレーム３６が撓んだときに自由側フレーム３６の入側が大きく撓んでいると考えられるからである。
【００２６】
そして、各セグメント２における各鋳片案内ロール３，４間のロールギャップの拡大量βi を測定した後、各鋳片案内ロール３，４間のロールギャップ設定値Ｙi を、図６の概念図に示すように、下式により計算する。
Ｙi ＝Ｘi −αi ＋βi
但し、i は前述のi と同様に鋳片案内ロール３，４のロール番号を表す。
【００２７】
そして、この計算されたロールギャップ設定値Ｙi に基づき、各鋳片案内ロール３，４間のロールギャップをロールギャップ設定値Ｙi に設定し、図１２及び図１３に示すロールギャップ測定装置２００とほぼ同様の構成のロールギャップ測定装置を用いてオンラインにて各鋳片案内ロール３，４間のロールギャップを測定する。
【００２８】
ロールギャップの測定結果を図７及び図８に示す。図７は、各ロール番号におけるロールギャップ設定値Ｙi 及び各ロール番号におけるロールギャップ測定値の双方を示すグラフ、図８は、各ロール番号におけるロールギャップ測定値の各ロール番号におけるロールギャップ設定値Ｙi に対する差を示すグラフである。
図７及び図８を参照すると、各ロール番号におけるロールギャップ測定値の各ロール番号におけるロールギャップ設定値Ｙi に対する差は、ほぼ±０．５ｍｍの範囲内に収まっており、上式により計算したロールギャップ設定値Ｙi が適正であることが理解される。
【００２９】
オンラインにて各鋳片案内ロール３，４間のロールギャップを測定した後、ロールギャップ設定値Ｙi を前記ロールギャップ測定装置により測定された値と比較し、ロールギャップ設定値Ｙi とロールギャップ測定装置により測定された値との差が所定のしきい値以内となるようにロールギャップ設定値Ｙi を修正する。
【００３０】
即ち、図８において、例えば、しきい値を±０．５ｍｍに決定すれば、しきい値±０．５ｍｍを逸脱するロール番号のロールギャップ設定値Ｙi を、しきい値±０．５ｍｍ以内となるように修正する。すると、ロールギャップ設定値Ｙi とロールギャップ測定装置により測定された値との差がしきい値±０．５ｍｍとなる。
【００３１】
このように設定されたロールギャップ設定値Ｙi で各鋳片案内ロール３，４間のロールギャップを設定し、その状態で鋳片が鋳片通路１内を冷却されながら通過すると、各鋳片案内ロール３，４間のロールギャップが基準値Ｘi に近似した値の状態で鋳片が鋳片通路１内を通過することになり、鋳片の内部割れや断欠の発生を著しく抑制することができることになる。
【００３２】
この理由は、ロールギャップ測定におけるロールギャップ設定値Ｙi を鋳造中の溶鋼静鉄圧に相当する圧力及び各セグメントへのダミーバー挿入時のダミーバー保持圧力を考慮して適切な値に設定しているからである。
【００３３】
【実施例】
本発明の効果を検証するため、ロールギャップ設定値をＹi ＝Ｘi −αi ＋βi （本発明例）とした場合と、ロールギャップ設定値をＹi ＝Ｘi （比較例１）、Ｙi ＝Ｘi −αi （比較例２）とした場合とについて、それぞれ連続鋳造を行い、鋳片の内部割れ状況と、断欠発生状況について調査した。
【００３４】
鋳片の内部割れ指数とロールギャップ設定値との関係を図９に、断欠発生指数とロールギャップ設定値との関係を図１０に示す。
図９を参照すると、ロールギャップ設定値をＹi ＝Ｘi （比較例１）とした場合の鋳片の内部割れ指数が１．０、Ｙi ＝Ｘi −αi （比較例２）とした場合の鋳片の内部割れ指数が０．３であるのに対して、ロールギャップ設定値をＹi ＝Ｘi −αi ＋βi （本発明例）とした場合の鋳片の内部割れ指数が０．０３と大きく減少していることが理解される。即ち、比較例１の場合に鋳片の内部割れが１．０回起こるのに対して本発明例の場合に鋳片の内部割れが０．０３回起こっていることになる。
【００３５】
また、図１０を参照すると、ロールギャップ設定値をＹi ＝Ｘi （比較例１）とした場合の断欠発生指数が１．０、Ｙi ＝Ｘi −αi （比較例２）とした場合の断欠発生指数が０．５８であるのに対して、ロールギャップ設定値をＹi ＝Ｘi −αi ＋βi （本発明例）とした場合の断欠発生指数が０．０８と大きく減少していることが理解される。即ち、比較例１の場合に断欠の発生が１．０回起こるのに対して本発明例の場合に断欠の発生が０．０８回起こっていることになる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のうち請求項１に係る連続鋳造機におけるロールギャップ管理方法によれば、ダミーバーに設置されたロールギャップ測定装置によるロールギャップの測定における各ロール間のロールギャップ設定値Ｙi を、鋳片の品質から決定される鋳造中の各ロール間のロールギャップの基準値Ｘi と、鋳造中の溶鋼静鉄圧に相当する圧力をオフラインにて各セグメントに負荷し、その際の各セグメントにおける各ロール間のロールギャップの拡大量αi と、各セグメントへのダミーバー挿入時のダミーバー保持圧力をオフラインにて各セグメントに負荷し、その際の各セグメントにおける各ロール間のロールギャップの拡大量βi とを考慮してＹi ＝Ｘi −αi ＋βi で設定するので、適正なロールギャップの管理を行うことができ、鋳片の内部割れ及び断欠の発生回数を著しく減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る連続鋳造機におけるロールギャップ管理方法が適用される鋳片案内装置の所定のセグメントを示し、（Ａ）は概略側面図、（Ｂ）は（Ａ）の１Ｂ−１Ｂ線に沿った断面図である。
【図２】各セグメントに負荷荷重を負荷する実験に使用される、モールドに最も近い１番目のセグメントとこの１番目のセグメントから数えて４番目のセグメンのロールギャップの拡大量測定装置の概略側面図である。
【図３】図２の１番目及び４番目のセグメントのロールギャップ拡大量測定装置において、入側から２番目、３番目、５番目、及び６番目の鋳片案内上ロールに対する負荷荷重と入側から１番目、４番目、及び７番目の鋳片案内ロール間のロールギャップの平均拡大量との関係を示すグラフである。
【図４】各セグメントにおけるダミーバーを保持するピンチロールに所定の負荷荷重を負荷する実験に使用される４番目のセグメントのロールギャップの拡大量測定装置の概略側面図である。
【図５】図４のロールギャップの拡大量測定装置において、ピンチロールに負荷荷重を５５ton かけたときの入側から１番目、４番目、及び６番目の鋳片案内ロール３間のロールギャップの拡大量を示すグラフである。
【図６】各ロール番号におけるロールギャップ設定値Ｙi の設定概念図である。
【図７】各ロール番号におけるロールギャップ設定値Ｙi 及び各ロール番号におけるロールギャップ測定値の双方を示すグラフである。
【図８】各ロール番号におけるロールギャップ測定値の各ロール番号におけるロールギャップ設定値Ｙi に対する差を示すグラフである。
【図９】鋳片の内部割れ指数とロールギャップ設定値との関係を示すグラフである。
【図１０】断欠発生指数とロールギャップ設定値との関係を示すグラフである。
【図１１】従来の連続鋳造機における鋳片案内装置の概略側面図である。
【図１２】従来のロールギャップ測定装置の概略側面図である。
【図１３】図１２に示すロールギャップ測定装置の主要部の拡大側面図である。
【符号の説明】
１ 鋳片通路
２ セグメント
３ 鋳片案内下ロール
３ａ，３ｂ 支持部材
４ 鋳片案内上ロール
５ 固定側フレーム
６ 自由側フレーム
７ コラム
８ ピンチロール
９ａ，９ｂ 支持部材
１０ 昇降フレーム
１１ 油圧シリンダ
２１，３１ ロールギャップの拡大量測定装置
２２，３２ 鋳片通路
２３，３３ 鋳片案内下ロール
２４，３４ 鋳片案内上ロール
２５，３５ 固定側フレーム
２６，３６ 自由側フレーム
２７，３７ ピンチロール
２８，３８ ロールギャップ拡大量測定計
２９，３９ ガイドポスト
１０１ 上ロールセグメント
１０２ 鋳片案内上ロール
１０３ 鋳片通路
１０４ 下ロールセグメント
１０５ 鋳片案内下ロール
１０６ ロール位置調整装置
２００ ロールギャップ測定装置
２０１，２０２ ロール群
２０３，２０４ ロール
２０５ ダミーバー
２０６ 誘導装置
２０７ 第１の検出レバー
２０８ 第２の検出レバー
２０９ 接触子
２１０ 変位計
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続鋳造機におけるロールギャップの管理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
連続鋳造機においては、タンディッシュに溜められた溶湯が、水冷ジャケットにより冷却されたモールドに流れ込み、このモールド内を通過する過程で外周部に凝固殻が形成され、次いで、モールドから出た鋳片は鋳片案内装置中に導かれ、そこで冷却されながら鋳片案内装置を通過する。
【０００３】
この鋳片案内装置は、例えば、図１１に示すように（特開昭５３- ６１５２６号公報参照）、各々が複数個の鋳片案内上ロール１０２を支持した複数の上ロールセグメント１０１と、上ロールセグメント１０１に対して鋳片通路１０３を隔てて配置され、各々が複数個の鋳片案内下ロール１０５を支持した複数の下ロールセグメント１０４とを具備している。
【０００４】
そして、上ロールセグメント１０１に支持されている各鋳片案内上ロール１０２には、ロール位置調整装置１０６が連結されており、鋳片案内上ロール１０２は他方の鋳片案内下ロール１０５に対して接近及び離隔可能となっている。このロール位置調整装置１０６により鋳片案内ロール１０２、１０５間のロールギャップが設定されるようになっている。
【０００５】
一般に、鋳片ロール間のロールギャップは、鋳造中には溶鋼静鉄圧によるロール及びロールセグメント等のたわみやガタ等により非鋳造時とは異なった値を示す。そこで、図１１に示す鋳片案内装置にあっては、鋳造中に適正なロールギャップとなるように非鋳造時の鋳片案内ロール１０２、１０５間のロールギャップを設定し、次の図１２及び図１３に示すようなロールギャップ測定装置（特公昭５６−７４５５号公報参照）により、鋳造前にロールギャップを測定管理している。
【０００６】
図１２及び図１３において、ロールギャップ測定装置２００は、ダミーバー２０５に取り付けられ、２列のロール群２０１，２０２間を各列の対応するロール２０３，２０４に接触しながら進行する誘導装置２０６と、誘導装置２０６に取り付けられた第１の検出レバー２０７と、第１の検出レバー２０７と適宜間隔のもとに配置され、誘導装置２０６に取り付けられた第２の検出レバー２０８と、これら第１及び第２の検出レバー２０７，２０８の先端に取り付けられ、２列のロール群２０１，２０２のロール２０３，２０４に接触する１対の接触子２０９と、これら接触子２０９間に介在されて接触子２０９間の変位を測定する変位計２１０とを具備している。
【０００７】
そして、２列のロール群２０１，２０２のロール２０３，２０４間のギャップを測定するに際しては、誘導装置２０６をダミーバー２０５に取り付け、誘導装置２０６を図１２に示すようにダミーバー２０５で押し上げながら第１及び第２のロール群２０１，２０２間を移動させればよい。このダミーバー２０５の押し上げあるいは押し下げは、第１及び第２のロール群２０１，２０２の一部であるピンチロールにより所定の保持圧力でダミーバー２０５を保持しながら行われるようになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来のロールギャップ測定装置２００によるロールギャップの測定にあっては、ロールギャップを測定する際に、ピンチロールによるダミーバー２０５への保持圧力によりロール及びセグメントフレームがたわむ等の理由により、ロールギャップの測定値が非鋳造時のロールギャップの設定値と異なった値となることが多い。このとき、このロールギャップの測定値が非鋳造時のロールギャップの設定値となるように、ロールギャップ値を修正すると、ピンチロールによるダミーバー２０５への保持圧力によるロール及びセグメントフレームのたわみ分が考慮されていないため、修正されたロールギャップ値が適正なものではなく、適正なロールギャップの管理がなされておらず、鋳片の内部割れや断欠の原因となっていた。
【０００９】
従って、本発明は上述の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、ロールギャップ測定におけるロールギャップの設定値を鋳造中の溶鋼静鉄圧に相当する圧力及び各セグメントへのダミーバー挿入時のダミーバー保持圧力を考慮して適切な値に設定することにより、適正なロールギャップの管理を行うことができ、鋳片の内部割れや断欠の発生回数を減少させることができる連続鋳造機におけるロールギャップの管理方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、本発明のうち請求項１に係る連続鋳造機におけるロールギャップ管理方法は、鋳片の品質から決定される鋳造中の各ロール間のロールギャップの基準値Ｘi を決定する工程と、鋳造中の溶鋼静鉄圧に相当する圧力をオフラインにて各セグメントに負荷し、該各セグメントにおける各ロール間のロールギャップの拡大量αi を測定する工程と、前記各セグメントへのダミーバー挿入時のダミーバー保持圧力をオフラインにて前記各セグメントに負荷し、前記各セグメントにおける各ロール間のロールギャップの拡大量βi を測定する工程と、前記ダミーバーに設置されたロールギャップ測定装置によるロールギャップの測定における前記各ロール間のロールギャップ設定値Ｙi を下式により設定する工程と、前記ロールギャップ設定値Ｙi を前記ロールギャップ測定装置により測定された値と比較し、前記ロールギャップ設定値Ｙi と前記ロールギャップ測定装置により測定された値との差が所定のしきい値以内となるように前記ロールギャップ設定値Ｙi を修正する工程とを含むことを特徴としている。
【００１１】
Ｙi ＝Ｘi −αi ＋βi
但し、i はモールドに最も近い側のロール番号を１とした場合の各ロールのロール番号である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明に係る連続鋳造機におけるロールギャップ管理方法が適用される鋳片案内装置の所定のセグメントを示し、（Ａ）は概略側面図、（Ｂ）は（Ａ）の１Ｂ−１Ｂ線に沿った断面図である。
【００１３】
連続鋳造機においては、タンディッシュに溜められた溶湯が、水冷ジャケットにより冷却されたモールドに流れ込み、このモールド内を通過する過程で外周部に凝固殻が形成され、次いで、モールドから出た鋳片は鋳片案内装置中に導かれ、そこで冷却されながら鋳片案内装置を通過する。
この鋳片案内装置は、鋳片通路１に沿って連続して設けられた複数のセグメント２で構成され、各セグメント２は、図１（Ａ）に示すように、鋳片通路１を隔てて配置された複数の鋳片案内下ロール３及び複数の鋳片案内上ロール４を有している。鋳片案内下ロール３及び鋳片案内上ロール４は、互いに対向するように鋳片通路１に沿って所定ピッチで配置されている。そして、各鋳片案内下ロール３は、図１（Ｂ）に示すように、１対の支持部材３ａ，３ｂにより固定側フレーム５に対して回転可能に支持されている。また、各鋳片案内上ロール４は、１対の支持部材（図示せず）により自由側フレーム６に対して回転可能に支持されている。自由側フレーム６は、固定側フレーム５に複数のコラム７により連結され、固定側フレーム５に対して上下方向に移動可能となっている。鋳片案内下ロール３及び鋳片案内上ロール４間のロールギャップ値は、自由側フレーム６を固定側フレーム５に対して上下動させることにより調整される。
【００１４】
また、各セグメントの自由側フレーム６側には、１つのピンチロール８が設けられている。このピンチロール８は、図１（Ａ）にあっては、入側（左側）から３番目の鋳片上案内ロール４と入側から５番目の鋳片案内上ロール４との間であって入側から４番目の鋳片案内下ロール３に対向するように設けられている。そして、ピンチロール８は、図１（Ｂ）に示すように、１対の支持部材９ａ，９ｂにより昇降フレーム１０に対して回転可能に支持され、昇降フレーム１０は、２本の油圧シリンダ１１に連結されていて自由側フレーム６に対して昇降可能となっている。ピンチロール８は、油圧シリンダ１１によって昇降し、鋳片通路１を通過する鋳片（図示せず）及びダミーバー（図示せず）に押し付けられてこれら鋳片及びダミーバーに引き抜き力を伝達するものである。
【００１５】
次に、ダミーバーに設置されたロールギャップ測定装置によるロールギャップの測定について説明する。
各鋳片案内ロール３，４間のロールギャップを測定するに際しては、先ず、オフラインにて鋳片の品質から決定される鋳造中の各鋳片案内ロール３，４間のロールギャップの基準値Ｘi を決定する。ここで、i は鋳片案内ロール３，４のロール番号で、モールドに最も近い鋳片案内ロール３，４のロール番号を１とし、それに隣接する鋳片案内ロール３，４のロール番号を２とし、以後連続番号で表される。
【００１６】
次いで、鋳造中の溶鋼静鉄圧に相当する圧力をオフラインにて各セグメント２に負荷し、各セグメント２における各鋳片案内ロール３，４間のロールギャップの拡大量（溶鋼静鉄圧によるロールギャップ拡大量）αi を測定する。ここで、ｉは前述のi と同様に鋳片案内ロール３，４のロール番号を表す。
このように、鋳造中の溶鋼静鉄圧に相当する圧力をオフラインにて各セグメント２に負荷した場合の各鋳片案内ロール３，４間のロールギャップの拡大量αi を測定するのは、各鋳片案内ロール３，４間のロールギャップがαi だけ拡大することにより、鋳造中の各鋳片案内ロール３，４間のロールギャップの基準値Ｘi に狂いが生じるためである。
【００１７】
ここで、各セグメントに負荷荷重を負荷した場合には、各鋳片案内ロール３，４間のロールギャップが負荷荷重の大きさに応じて拡大すると共に、ロールギャップの拡大量がセグメント毎に異なることが下記の実験にて検証されている。この実験においては、例として、モールドに最も近い１番目のセグメントとこの１番目のセグメントから数えて４番目のセグメントに負荷荷重を負荷した場合のそれぞれのセグメントにおけるロールギャップの平均拡大量を測定した。
【００１８】
図２は、実験に使用される１番目及び４番目のセグメントのロールギャップの拡大量測定装置を示している。図２において、ロールギャップの拡大量測定装置２１は、鋳片通路２２を隔てて配置された７個の鋳片案内下ロール２３及び６個の鋳片案内上ロール２４を有している。鋳片案内下ロール２３及び鋳片案内上ロール２４は、互いに対向するように鋳片通路２２に沿って所定ピッチで配置されている。そして、各鋳片案内下ロール２３は、１対の支持部材（図示せず）により固定側フレーム２５に対して回転可能に支持され、各鋳片案内上ロール２４は、１対の支持部材（図示せず）により自由側フレーム２６に対して回転可能に支持されている。固定側フレーム２５及び自由側フレーム２６は、複数のガイドポスト２９により連結されている。また、入側から３番目の鋳片案内上ロール２４と入側から５番目の鋳片案内上ロール２４との間であって入側左から４番目の鋳片案内下ロール２３に対向するようにピンチロール２７が設けられている。そして、入側から１番目、４番目（ピンチロール２７）、及び７番目の鋳片案内ロール２３，２４間には、ロールギャップ拡大量測定計２８が連結されている。
【００１９】
このロールギャップ測定装置２１において、入側から２番目、３番目、５番目、及び６番目の鋳片案内上ロール２４を負荷荷重が０〜１２０ton/seg の範囲でジャッキアップした。このときの入側から１番目、４番目、及び７番目の鋳片案内ロール２３，２４間のロールギャップの平均拡大量を図３に示す。図３は入側から２番目、３番目、５番目、及び６番目の鋳片案内上ロールに対する負荷荷重と入側から１番目、４番目、及び７番目の鋳片案内ロール間のロールギャップの平均拡大量との関係を示すグラフである。
【００２０】
図３を参照すると、モールドに最も近い１番目のセグメントのロールギャップの平均拡大量、４番目のセグメントのロールギャップの平均拡大量とも負荷荷重に略比例して大きくなることが理解される。また、１番目のセグメントのロールギャップの平均拡大量は、４番目のセグメントのロールギャップの平均拡大量と比べて比例定数が大きく、１番目のセグメントのロールギャップの平均拡大量と４番目のセグメントのロールギャップの平均拡大量とが異なっていることが理解される。この理由は、セグメント毎に剛性が異なっているためと考えられる。
【００２１】
そして、各セグメント２における各鋳片案内ロール３，４間のロールギャップの拡大量αi を測定した後、各セグメント２へのダミーバー挿入時のダミーバー保持圧力をオフラインにて各セグメント２に負荷し、各セグメント２における各鋳片案内ロール３，４間のロールギャップの拡大量（ダミーバー挿入圧によるロールギャップ拡大量）βi を測定する。ここで、ｉは前述のi と同様に鋳片案内ロール３，４のロール番号を表す。
【００２２】
このように、各セグメント２へのダミーバー挿入時のダミーバー保持圧力をオフラインにて各セグメント２に負荷した場合の各セグメント２における各鋳片案内ロール３，４間のロールギャップの拡大量βi を測定するのは、各鋳片案内ロール３，４間のロールギャップがβi だけ拡大することにより、鋳造中の各鋳片案内ロール３，４間のロールギャップの基準値Ｘi に狂いが生じるためである。
【００２３】
ここで、各セグメント２におけるダミーバーを保持するピンチロール８に所定の負荷荷重を負荷した場合には、各鋳片案内ロール３，４間のロールギャップがそれぞれ異なる量だけ拡大されることが下記の実験にて検証されている。この実験においては、例として、モールド側から数えて４番目のセグメントにおけるピンチロールに所定の負荷荷重を負荷した場合の各鋳片案内ロール間のロールギャップの拡大量を測定した。
【００２４】
図４は実験に使用される４番目のセグメントのロールギャップの拡大量測定装置を示している。図４において、ロールギャップの拡大量測定装置３１は、鋳片通路３２を隔てて配置された６個の鋳片案内下ロール３３及び５個の鋳片案内上ロール３４を有している。鋳片案内下ロール３３及び鋳片案内上ロール３４は、互いに対向するように鋳片通路３２に沿って所定ピッチで配置されている。そして、各鋳片案内下ロール３３は、１対の支持部材（図示せず）により固定側フレーム３５に対して回転可能に支持され、各鋳片案内上ロール３４は、１対の支持部材（図示せず）により自由側フレーム３６に対して回転可能に支持されている。固定側フレーム３５及び自由側フレーム３６は、複数のガイドポスト３９により連結されている。また、入側から２番目の鋳片上案内ロール３４と入側から４番目の鋳片案内上ロール３４との間であって入側から３番目の鋳片案内下ロール３３に対向するようにピンチロール３７が設けられている。そして、入側から１番目、４番目、及び６番目の鋳片案内ロール３３，３４間には、ロールギャップ拡大量測定計３８が連結されている。
【００２５】
このロールギャップ測定装置３１において、ピンチロール３７に負荷荷重を５５ton かけてジャッキアップした。このときの入側から１番目、４番目、及び６番目の鋳片案内ロール３３，３４間のロールギャップの拡大量を図５に示す。
図５を参照すると、入側から１番目の鋳片案内ロール３３，３４間のロールギャップの拡大量は０．８７ｍｍ、４番目についての拡大量は０．７０ｍｍ、６番目についての拡大量は０．５１ｍｍであることが理解される。このように、入側から１番目のロールから６番目のロールにかけてロールギャップの拡大量が減少しているのは、ピンチロール３７の取付位置がセグメントの中心よりも入側に偏っているため、反力で自由側フレーム３６が撓んだときに自由側フレーム３６の入側が大きく撓んでいると考えられるからである。
【００２６】
そして、各セグメント２における各鋳片案内ロール３，４間のロールギャップの拡大量βi を測定した後、各鋳片案内ロール３，４間のロールギャップ設定値Ｙi を、図６の概念図に示すように、下式により計算する。
Ｙi ＝Ｘi −αi ＋βi
但し、i は前述のi と同様に鋳片案内ロール３，４のロール番号を表す。
【００２７】
そして、この計算されたロールギャップ設定値Ｙi に基づき、各鋳片案内ロール３，４間のロールギャップをロールギャップ設定値Ｙi に設定し、図１２及び図１３に示すロールギャップ測定装置２００とほぼ同様の構成のロールギャップ測定装置を用いてオンラインにて各鋳片案内ロール３，４間のロールギャップを測定する。
【００２８】
ロールギャップの測定結果を図７及び図８に示す。図７は、各ロール番号におけるロールギャップ設定値Ｙi 及び各ロール番号におけるロールギャップ測定値の双方を示すグラフ、図８は、各ロール番号におけるロールギャップ測定値の各ロール番号におけるロールギャップ設定値Ｙi に対する差を示すグラフである。
図７及び図８を参照すると、各ロール番号におけるロールギャップ測定値の各ロール番号におけるロールギャップ設定値Ｙi に対する差は、ほぼ±０．５ｍｍの範囲内に収まっており、上式により計算したロールギャップ設定値Ｙi が適正であることが理解される。
【００２９】
オンラインにて各鋳片案内ロール３，４間のロールギャップを測定した後、ロールギャップ設定値Ｙi を前記ロールギャップ測定装置により測定された値と比較し、ロールギャップ設定値Ｙi とロールギャップ測定装置により測定された値との差が所定のしきい値以内となるようにロールギャップ設定値Ｙi を修正する。
【００３０】
即ち、図８において、例えば、しきい値を±０．５ｍｍに決定すれば、しきい値±０．５ｍｍを逸脱するロール番号のロールギャップ設定値Ｙi を、しきい値±０．５ｍｍ以内となるように修正する。すると、ロールギャップ設定値Ｙi とロールギャップ測定装置により測定された値との差がしきい値±０．５ｍｍとなる。
【００３１】
このように設定されたロールギャップ設定値Ｙi で各鋳片案内ロール３，４間のロールギャップを設定し、その状態で鋳片が鋳片通路１内を冷却されながら通過すると、各鋳片案内ロール３，４間のロールギャップが基準値Ｘi に近似した値の状態で鋳片が鋳片通路１内を通過することになり、鋳片の内部割れや断欠の発生を著しく抑制することができることになる。
【００３２】
この理由は、ロールギャップ測定におけるロールギャップ設定値Ｙi を鋳造中の溶鋼静鉄圧に相当する圧力及び各セグメントへのダミーバー挿入時のダミーバー保持圧力を考慮して適切な値に設定しているからである。
【００３３】
【実施例】
本発明の効果を検証するため、ロールギャップ設定値をＹi ＝Ｘi −αi ＋βi （本発明例）とした場合と、ロールギャップ設定値をＹi ＝Ｘi （比較例１）、Ｙi ＝Ｘi −αi （比較例２）とした場合とについて、それぞれ連続鋳造を行い、鋳片の内部割れ状況と、断欠発生状況について調査した。
【００３４】
鋳片の内部割れ指数とロールギャップ設定値との関係を図９に、断欠発生指数とロールギャップ設定値との関係を図１０に示す。
図９を参照すると、ロールギャップ設定値をＹi ＝Ｘi （比較例１）とした場合の鋳片の内部割れ指数が１．０、Ｙi ＝Ｘi −αi （比較例２）とした場合の鋳片の内部割れ指数が０．３であるのに対して、ロールギャップ設定値をＹi ＝Ｘi −αi ＋βi （本発明例）とした場合の鋳片の内部割れ指数が０．０３と大きく減少していることが理解される。即ち、比較例１の場合に鋳片の内部割れが１．０回起こるのに対して本発明例の場合に鋳片の内部割れが０．０３回起こっていることになる。
【００３５】
また、図１０を参照すると、ロールギャップ設定値をＹi ＝Ｘi （比較例１）とした場合の断欠発生指数が１．０、Ｙi ＝Ｘi −αi （比較例２）とした場合の断欠発生指数が０．５８であるのに対して、ロールギャップ設定値をＹi ＝Ｘi −αi ＋βi （本発明例）とした場合の断欠発生指数が０．０８と大きく減少していることが理解される。即ち、比較例１の場合に断欠の発生が１．０回起こるのに対して本発明例の場合に断欠の発生が０．０８回起こっていることになる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のうち請求項１に係る連続鋳造機におけるロールギャップ管理方法によれば、ダミーバーに設置されたロールギャップ測定装置によるロールギャップの測定における各ロール間のロールギャップ設定値Ｙi を、鋳片の品質から決定される鋳造中の各ロール間のロールギャップの基準値Ｘi と、鋳造中の溶鋼静鉄圧に相当する圧力をオフラインにて各セグメントに負荷し、その際の各セグメントにおける各ロール間のロールギャップの拡大量αi と、各セグメントへのダミーバー挿入時のダミーバー保持圧力をオフラインにて各セグメントに負荷し、その際の各セグメントにおける各ロール間のロールギャップの拡大量βi とを考慮してＹi ＝Ｘi −αi ＋βi で設定するので、適正なロールギャップの管理を行うことができ、鋳片の内部割れ及び断欠の発生回数を著しく減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る連続鋳造機におけるロールギャップ管理方法が適用される鋳片案内装置の所定のセグメントを示し、（Ａ）は概略側面図、（Ｂ）は（Ａ）の１Ｂ−１Ｂ線に沿った断面図である。
【図２】各セグメントに負荷荷重を負荷する実験に使用される、モールドに最も近い１番目のセグメントとこの１番目のセグメントから数えて４番目のセグメンのロールギャップの拡大量測定装置の概略側面図である。
【図３】図２の１番目及び４番目のセグメントのロールギャップ拡大量測定装置において、入側から２番目、３番目、５番目、及び６番目の鋳片案内上ロールに対する負荷荷重と入側から１番目、４番目、及び７番目の鋳片案内ロール間のロールギャップの平均拡大量との関係を示すグラフである。
【図４】各セグメントにおけるダミーバーを保持するピンチロールに所定の負荷荷重を負荷する実験に使用される４番目のセグメントのロールギャップの拡大量測定装置の概略側面図である。
【図５】図４のロールギャップの拡大量測定装置において、ピンチロールに負荷荷重を５５ton かけたときの入側から１番目、４番目、及び６番目の鋳片案内ロール３間のロールギャップの拡大量を示すグラフである。
【図６】各ロール番号におけるロールギャップ設定値Ｙi の設定概念図である。
【図７】各ロール番号におけるロールギャップ設定値Ｙi 及び各ロール番号におけるロールギャップ測定値の双方を示すグラフである。
【図８】各ロール番号におけるロールギャップ測定値の各ロール番号におけるロールギャップ設定値Ｙi に対する差を示すグラフである。
【図９】鋳片の内部割れ指数とロールギャップ設定値との関係を示すグラフである。
【図１０】断欠発生指数とロールギャップ設定値との関係を示すグラフである。
【図１１】従来の連続鋳造機における鋳片案内装置の概略側面図である。
【図１２】従来のロールギャップ測定装置の概略側面図である。
【図１３】図１２に示すロールギャップ測定装置の主要部の拡大側面図である。
【符号の説明】
１ 鋳片通路
２ セグメント
３ 鋳片案内下ロール
３ａ，３ｂ 支持部材
４ 鋳片案内上ロール
５ 固定側フレーム
６ 自由側フレーム
７ コラム
８ ピンチロール
９ａ，９ｂ 支持部材
１０ 昇降フレーム
１１ 油圧シリンダ
２１，３１ ロールギャップの拡大量測定装置
２２，３２ 鋳片通路
２３，３３ 鋳片案内下ロール
２４，３４ 鋳片案内上ロール
２５，３５ 固定側フレーム
２６，３６ 自由側フレーム
２７，３７ ピンチロール
２８，３８ ロールギャップ拡大量測定計
２９，３９ ガイドポスト
１０１ 上ロールセグメント
１０２ 鋳片案内上ロール
１０３ 鋳片通路
１０４ 下ロールセグメント
１０５ 鋳片案内下ロール
１０６ ロール位置調整装置
２００ ロールギャップ測定装置
２０１，２０２ ロール群
２０３，２０４ ロール
２０５ ダミーバー
２０６ 誘導装置
２０７ 第１の検出レバー
２０８ 第２の検出レバー
２０９ 接触子
２１０ 変位計
Claims (1)
- 鋳片の品質から決定される鋳造中の各ロール間のロールギャップの基準値Ｘi を決定する工程と、
鋳造中の溶鋼静鉄圧に相当する圧力をオフラインにて各セグメントに負荷し、該各セグメントにおける各ロール間のロールギャップの拡大量αi を測定する工程と、
前記各セグメントへのダミーバー挿入時のダミーバー保持圧力をオフラインにて前記各セグメントに負荷し、前記各セグメントにおける各ロール間のロールギャップの拡大量βi を測定する工程と、
前記ダミーバーに設置されたロールギャップ測定装置によるロールギャップの測定における前記各ロール間のロールギャップ設定値Ｙi を下式により設定する工程と、
前記ロールギャップ設定値Ｙi を前記ロールギャップ測定装置により測定された値と比較し、前記ロールギャップ設定値Ｙi と前記ロールギャップ測定装置により測定された値との差が所定のしきい値以内となるように前記ロールギャップ設定値Ｙi を修正する工程とを含むことを特徴とする連続鋳造機におけるロールギャップ管理方法。
Ｙi ＝Ｘi −αi ＋β i
但し、ｉはモールドに最も近い側のロール番号を１とした場合の各ロールのロール番号である。
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