JP3864810B2 - 連続鋳造用鋳型、その短辺鋳型の交換方法およびそれを用いた鋳片の幅変更方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オンラインで短辺鋳型の交換を行うことが可能な組立式の連続鋳造用鋳型、その短辺鋳型の交換方法およびそれを用いた鋳片の幅変更方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋳片を連続的に鋳造する連続鋳造用鋳型としては、例えば、図５に示すような組立式の鋳型が用いられていた。
この組立式の鋳型は、長辺鋳型１、２とに挟まれた一対の短辺鋳型３を有し、鋳片の幅変更時、クランプ力発生装置５のクランプ力を小さくした状態（以下、クランプ力キャンセル状態ともいう）で一対の短辺鋳型３の間隔を変えることができるように構成されている。
【０００３】
なお、通常の操業では、クランプ力発生装置５をクランプ力発生状態とし、鋳片の鋳造を行っている。図中符号、5aは作動油配管であって、作動油配管5a内を流れる圧油の方向を油圧ユニット5bにより切換、クランプ力発生装置５の状態を切換ている。また、Ｂは移動側長辺バックフレーム1bの幅、Ｈは移動側長辺バックフレーム1bの高さである。この鋳型は、長辺バックフレーム1b、2bにそれぞれ長辺銅板1a、2aを取り付けて長辺鋳型１、２となし、同様に短辺バックフレーム3bに短辺銅板3aを取り付けて一対の短辺鋳型３をなし、長辺鋳型１、２で短辺鋳型３を挟込み、長辺バックフレーム1b、2b間に差し渡された支持ロッド４に引張り力が働くようにするクランプ力発生装置５を有し、移動側長辺鋳型１により短辺鋳型３をクランプするように構成されている。
【０００４】
上述した鋳型は、短辺鋳型３の交換時間が極めて長いため、短辺鋳型３の厚み毎に専用の鋳型を保有し、使用していた。
一方、オンラインで短辺鋳型の交換を行うことが可能な組立式の連続鋳造用鋳型として、図６に示すような長辺鋳型移動機構を設けたものが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記組立式の鋳型は、長辺鋳型移動機構として、回転検出器11と、ウオームジャッキ６を減速器８を介して駆動する油圧モーター９と、油圧モーター９の回転数を制御する位置演算制御装置12とを有し、ウオームジャッキ６のウオーム軸7 に接続された回転検出器11の信号に基づいて、移動側長辺鋳型１の停止位置を制御している。
【０００６】
この鋳型の停止位置制御は、短辺鋳型３を交換した後、移動側長辺鋳型１と短辺鋳型３間のすき間Ｇが目標すき間Ｇ0 となるように、目標すき間Ｇ0 および交換後に使用する短辺鋳型３の長さＣとから計算される目標停止位置に移動側長辺鋳型１を移動するようにしている。目標すき間Ｇ0 は、たとえば、熱膨張量を見込んで0.3mm 程度である。
【０００７】
しかしながら、目標停止位置に移動側長辺鋳型１を位置決めする方法では、回転検出器11が高温環境下で使用されるため、作動が不安定となってしまう場合があり、回転検出器11が使用できなくなることがあった。また、鋼板の摩耗による影響もあるため、結局はすき間の目視確認が必要で、このため、短辺鋳型３を交換した後、移動側長辺鋳型１と短辺鋳型３間に目標すき間Ｇ0 を超えるすき間Ｇがある状態で移動側長辺鋳型１を一旦停止させた後、移動側長辺鋳型１の寸動、停止を繰り返し、すき間ゲージによる測定を行うことになり、目標すき間Ｇ0 とするのに時間を要するという問題があった。
【０００８】
また、目標停止位置に移動側長辺鋳型１を位置決めする鋳型は、回転検出器11をウオーム軸７に取り付け、検出した信号を取り出し、位置演算制御装置12により位置制御を行う必要があるため、構造が複雑となり、鋳型が高価となるという問題があった。
ところで、実開昭61-185548 号公報には、図７に示すように、移動側長辺鋳型１にロッド22を介して取り付けられた油圧シリンダー21によって、鋳片Ｓの厚み方向に移動側長辺鋳型１を移動する長辺鋳型移動機構を有する組立鋳型が示されている。図中符号、23はパルスモータであって、長辺鋳型移動機構は、パルスモータ23の信号に基づき、制御装置24により油圧ユニット25を操作し、油圧シリンダー21の位置を制御するように構成されている。
【０００９】
しかしながら、油圧シリンダー21により移動側長辺鋳型１を移動する長辺鋳型移動機構を用いた場合、油圧シリンダー21を鋳片の凝固、収縮及び静鉄圧等を考慮し、４箇所に設けた油圧シリンダーにより高精度な位置制御を行わなければならず、構造が複雑となり、鋳型のコストが高くなるという欠点がある。
また、油圧シリンダー21により鋳片Ｓの厚み方向に移動側長辺鋳型１を移動する長辺鋳型移動機構を有する鋳型は、油圧シリンダー21を設置するスペースが必要であり、図６に示したウオームジャッキ方式の既設組立式鋳型に採用するのは困難である。
【００１０】
なお、26は鋳型支持フレームである。
そこで、本発明は、上記従来技術の問題点を解消することにあり、オンラインで短辺鋳型を交換した後、連続鋳造機を再稼動させるまでの停止時間を短くすることが可能で、適正なクランプ力で移動側長辺鋳型によりクランプすることができる構造が簡単な連続鋳造用鋳型、その短辺鋳型の交換方法およびそれを用いた鋳片の幅変更方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下のとおりである。
１． 移動側長辺鋳型と固定側長辺鋳型とで短辺鋳型を挟込み、クランプ力発生装置によって支持ロッドに引張り力が働くようにし、前記移動側長辺鋳型により短辺鋳型をクランプするように構成された連続鋳造用鋳型において、前記移動側長辺鋳型を前進、後退させる長辺鋳型移動機構をウオームジャッキ方式とし、ウオームジャッキを駆動する油圧モーターを位置切換弁と減圧弁を有する油供給装置に接続し、前記減圧弁（ 14b ）をパイロット作動形減圧弁としたことを特徴とする連続鋳造用鋳型。
２． 前記クランプ力発生装置は、クランプ力発生状態とした場合、クランプ力が10,000〜90,000Ｎの範囲内となりかつクランプ力キャンセル状態とした場合、クランプ力発生状態の1/5 〜1/50のクランプ力となるように構成されていることを特徴とする上記１．に記載の連続鋳造用鋳型。
３． 移動側長辺鋳型と固定側長辺鋳型とで短辺鋳型を挟込み、クランプ力発生装置によって支持ロッドに引張り力が働くようにし、前記移動側長辺鋳型により短辺鋳型をクランプするように構成された連続鋳造用鋳型における短辺鋳型の交換方法であって、前記連続鋳造用鋳型を連続鋳造機に組み込んだ状態で、前記短辺鋳型を交換した後、前記クランプ力発生装置をクランプ力キャンセル状態とし、前記移動側長辺鋳型を前記短辺鋳型に当接させ、次いで、前記クランプ力発生装置をクランプ力発生状態とし、前記移動側長辺鋳型により前記短辺鋳型をクランプすることを特徴とする短辺鋳型の交換方法。
４． 前記移動側長辺鋳型を前記短辺鋳型に当接させる直前に、前記油圧モーターを駆動する油圧を前記移動側長辺鋳型を移動させるのに必要な最小限の圧力に減圧することを特徴とする上記３．に記載の短辺鋳型の交換方法。
５． 移動側長辺鋳型と固定側長辺鋳型とで短辺鋳型を挟込み、クランプ力発生装置によって支持ロッドに引張り力が働くようにし、前記移動側長辺鋳型により前記短辺鋳型をクランプするように構成された組立式の連続鋳造用鋳型における鋳片の幅変更方法であって、前記連続鋳造用鋳型を連続鋳造機に組み込み、幅変更に際して、前記クランプ力発生装置をクランプ力キャンセル状態とし、前記短辺鋳型を移動させ、鋳片の幅変更を行うことを特徴とする鋳片の幅変更方法。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜３を用い、本発明に係る連続鋳造鋳型（以下、単に鋳型ともいう）について説明する。
図１は本発明に係る鋳型の概略構成図であり、図２、図３は、本発明に用いて好適なクランプ力発生装置の概略断面図であって、図２はクランプ力発生状態、図３はクランプ力キャンセル状態である。なお、図６に示した鋳型と同じものについては同一符号を付し説明を省略する。
【００１３】
本発明に係る鋳型は、移動側長辺鋳型１を前進、後退させるウオームジャッキ方式の長辺鋳型移動機構を有する。長辺鋳型移動機構は、ウオームジャッキ６と、ウオームジャッキ６を駆動する油圧モーター９と、油圧モーター９に圧油を供給する油供給装置14とを備え、油圧モーター９は、油圧配管10a 、10b を介して油供給装置14に接続されている。本発明においては、油供給装置14として、位置切換弁14a 、減圧弁14b 、ポンプＰおよびタンクＴを設け、油圧ユニットとした。
【００１４】
本発明に係る鋳型では、移動側長辺鋳型１の前進、停止、後退の切換は、位置切換弁14a によって行われる。また、減圧弁14b としてパイロット作動形減圧弁を用いた。上記の移動側長辺鋳型１は、油圧モーター９に供給される圧油により、減速器８、ウオームジャッキ６および支持ロッド４を介して前進、後退するように構成されている。油圧モーター９からの駆動トルクは、減速器８を介し、ウオーム軸７に取り付けたウオームと、支持ロッド４に取り付けたウオームホイールを介して支持ロッド４に伝達される。移動側長辺鋳型１を前進、後退させる油圧モーター９の設置台数は、移動側長辺鋳型１を移動させるに要する駆動トルクに応じて１台、もしくは複数台とすることができる。鋳型の幅方向に２箇所、鋳型の高さ方向に２箇所に設けてあるウオームジャッキ６は、連動して当距離の移動とするため、同調軸によりメカニカルに連結するのが望ましい。
【００１５】
以上説明したように本発明に係る鋳型は、回転検出器11および位置演算制御装置12等からなる移動側長辺鋳型１の位置を制御する位置制御装置（図６参照）を設けず、移動側長辺鋳型１の移動を行うようにしたので構造が簡単な鋳型とすることができた。
ここで、図１中符号5aはクランプ力発生装置５に接続された作動油配管であり、クランプ力発生装置５は、作動油配管5aを介して油圧ユニット5bに接続されている。
【００１６】
図１は、短辺鋳型３を交換した後、位置切換弁14a を図中に示す位置とし、移動側長辺鋳型１を前進させ、移動側長辺鋳型１と短辺鋳型３間のすき間Ｇを減少させている場合である。その際、クランプ力発生装置５には、作動油配管5aを介して油圧ユニット5bから作動油が送られ、クランプ力発生装置５はクランプ力キャンセル状態とされている。
【００１７】
本発明に用いて好適なクランプ力発生装置５の構造を図２、図３を用いて説明する。図２はクランプ力発生状態であり、図３はクランプ力キャンセル状態である。図中矢印58、59は作動油の流出、流入方向をそれぞれ示す。
本発明に用いて好適なクランプ力発生装置５は、クランプケース51の一端部が移動側長辺バックフレーム1bに取り付けてある。クランプケース51の他端部には、油室52が設けてあり、ピストン53が装着されている。また、クランプケース51内には、座金55に挟まれた複数の皿バネ54が支持ロッド４の一端側に挿通され、ねじに螺合させた六角ナット56により止められた状態で支持ロッド４の一端側に配置されている。なお、クランプケース51の他端部内側には、ピストン53のストロークがａとなるように、所定位置にリング状の係止部57が設けてあり、作動油配管5aから作動油が油室52内へ送られた場合（図３参照）、ピストン53が前進し、上記のリング状の係止部57により係止され、一方、作動油配管5aから油室52内の作動油が戻された場合（図２参照）、ピストン53が後退し、六角ナット56が上記のリング状の係止部57により係止される。すなわち、クランプ力キャンセル状態では、図３に示すように複数の皿バネ54がＬ＝ａとなるようにピストン53により圧縮されている一方、クランプ力発生状態では、図２に示すようにピストン53による複数の皿バネ54の圧縮がなくなり、複数の皿バネ54がＬ＝ａ＋Δａとされている。
【００１８】
次ぎに、クランプ力発生装置５の作用について簡単に説明する。
短辺鋳型３を交換した後、支持ロッド４を短辺鋳型方向（図で上方）に引きつける際には、図３に示すようにクランプ力キャンセル状態とし、Δａだけ圧縮された複数の皿バネ54を介して移動側長辺バックフレーム1bを短辺鋳型方向に向けて前進させ、移動側長辺鋳型１を短辺鋳型３に当接させる。
【００１９】
次いで、図２に示すようにクランプ力発生状態とし、圧縮された複数の皿バネ54により、所定の範囲内の引張り力を支持ロッド４に働かせる。そして、移動側長辺鋳型１により短辺鋳型３をクランプする（図４（ａ）参照）。
なお、本発明に係る鋳型では、クランプ力発生装置５をクランプ力発生状態とした場合、クランプ力が10,000〜90,000Ｎとなる。一方、クランプ力発生装置５をクランプ力キャンセル状態とした場合、クランプ力発生状態の力に対し1/5 〜1/50のクランプ力が働くように構成されている。クランプ力とは、移動側長辺鋳型１の短辺鋳型３に対する押し付け力であり、キャンセル状態におけるクランプ力は、移動側長辺鋳型１と短辺鋳型３間、および短辺鋳型３と固定側長辺鋳型２間の両方において、すき間が生じない程度の押し付け力とする。
【００２０】
このように、本発明に係る短辺鋳型の交換方法は、短辺鋳型３を交換した後、移動側長辺鋳型１により短辺鋳型３をクランプするので、短辺鋳型３を交換した後、0.3mm 程度の目標すき間Ｇ0 に微調整する必要がない。また本発明に係る短辺鋳型の交換方法によれば、移動側長辺鋳型１を一旦停止させた後、移動側長辺鋳型１の寸動、停止を繰り返し行うこともないため、すき間調整時間をなくすことができる。この結果、オンラインで短辺鋳型３を交換した後、連続鋳造機を再稼動させるまでの停止時間を短くすることができる。また、本発明に係る短辺鋳型の交換方法では、幅変更を行っていない時、クランプ力発生装置５をクランプ力発生状態としているので、ブレークアウトの発生を抑制することができる。
【００２１】
本発明に用いる減圧弁14a はパイロット減圧弁とするのが好ましい。パイロット減圧弁は、移動側長辺鋳型１を前進させる際、パイロット圧により圧力を変更可能であって、移動側長辺鋳型１が短辺鋳型３に当接する直前に、油圧モーター９を駆動する圧油の圧力を移動側長辺鋳型１を移動させるのに必要な最小限の圧力に減圧することができる。このため、パイロット減圧弁を有する鋳型では、クランプ力発生装置５をクランプ力発生状態としたとき、支持ロッド４に所定の引張り力が働くようにでき、目標とするクランプ力で移動側長辺鋳型１により短辺鋳型３をクランプすることができる。
【００２２】
ここで、図４（ａ）は、幅変更を行っていない鋳造時の鋳型の状態を説明する図であり、クランプ力発生装置５は、クランプ力発生状態（クランプ力発生装置５から作動油が流出した状態）とされている。鋳片の鋳造時には、位置切換弁14a の位置は、図４（ａ）に示すように移動側長辺鋳型１を短辺鋳型３に向けて前進させる位置（図１における位置切換弁14a の位置と同じ）としている。
【００２３】
上述した本発明に係る鋳型を用い、鋳片の鋳造時、幅変更を行っていない図４（ａ）に示す状態から、鋳片の幅変更を行う状態に変更するには、クランプ力発生装置５をクランプ力キャンセル状態とし、短辺鋳型３を移動させ、鋳片の幅変更を行うようにすればよい。このようにすることにより、上述したとおり、クランプ力発生装置５をクランプ力キャンセル状態としたときには、移動側長辺鋳型１と短辺鋳型３間、および短辺鋳型３と固定側長辺鋳型２間の両方においてすき間が生じず、好ましくは、移動側長辺鋳型１により短辺鋳型３がクランプ力発生状態の力に対し1/5 〜1/50のクランプ力でクランプされている。このため、長辺銅板1aまたは2aに擦り疵80が発生せず、またブレークアウトの発生を抑制でき、安定した鋳片の鋳造を行うことができる。
【００２４】
なお、本発明の鋳型では、クランプ力発生装置５がクランプ力キャンセル状態の場合でないと、移動側長辺鋳型１が短辺鋳型３に向けて前進するような位置に位置切換弁14a が切り替わらないようインターロックを設けるのが望ましい。この理由は、クランプ力発生状態（図２に示す状態）では、ピストン53による複数の皿バネ54の圧縮がなく、複数の皿バネ54の長さがＬ＝ａ＋Δａとなっているため、このような状態で移動側長辺鋳型１が短辺鋳型３に当接すると、クランプ力にバラツキが発生するからである。また、鋳片の鋳造中に、図４（ｂ）に示すような位置に位置切換弁14a を操作する操作ミス（移動側長辺鋳型１が短辺鋳型３から離隔する操作）に対しては、手動弁を作動油の供給ラインに設けるようにするのが望ましい。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の連続鋳造用鋳型は、構造が簡単であり、オンラインで短辺鋳型を交換した後、連続鋳造機を再稼動させるまでの停止時間を短くすることができ、かつ適正な範囲のクランプ力で移動側長辺鋳型により短辺鋳型をクランプすることができる。
【００２６】
また、本発明の上記鋳型の短辺交換方法、鋳片の幅変更方法によれば、鋳片の鋳造時、長辺銅板に擦り疵が発生することもなく、またブレークアウトの発生を抑制することができ、安定して鋳片の鋳造を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明に係る鋳型の概略構成図である。
【図２】図２は本発明に用いて好適なクランプ力発生装置のクランプ力発生状態での概略断面図である。
【図３】図３は図２に示したクランプ力発生装置のクランプ力キャンセル状態での概略断面図である。
【図４】図４（ａ）は鋳造時の鋳型の状態の説明図であり、図４（ｂ）は移動側長辺鋳型を後退させる場合の位置切換弁の状態の説明図である。
【図５】図５は、従来の鋳型の概略図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図６】図６は、従来の長辺鋳型移動機構を有する鋳型の概略構成図である。
【図７】図７は、従来の他の長辺鋳型移動機構を有する鋳型の概略構成図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。
【図８】図８は、長辺鋳型に発生した擦り疵を示す模式図である。
【符号の説明】
１ 移動側長辺鋳型
２ 固定側長辺鋳型
３ 短辺鋳型
４ 支持ロッド
５ クランプ力発生装置
5a 作動油配管
5b 油圧ユニット
６ ウオームジャッキ
７ ウオーム軸
８ 減速器
９ 油圧モーター
10a 、10b 油圧配管
11 回転検出器
12 位置演算制御装置
13、14 油圧ユニット（油供給装置）
14a 位置切換弁
14b 減圧弁
51 クランプケース
52 油室
53 ピストン
54 皿バネ
55 座金
56 六角ナット
57 係止部
58、59 矢印
1a、2a 長辺銅板
1b、2b 長辺バックフレーム
3a 短辺銅板
3b 短辺バックフレーム
Ｃ 短辺鋳型長さ
Ｇ 移動側長辺鋳型と短辺鋳型間のすき間
Ｂ 移動側長辺バックフレームの幅
Ｈ 移動側長辺バックフレームの高さ
Ｓ 鋳片
21 油圧シリンダ
22 ピストンロッド
23 パルスモータ
24 油圧ユニット
25 移動制御装置
26 モールド支持フレーム
80 擦り疵
【発明の属する技術分野】
本発明は、オンラインで短辺鋳型の交換を行うことが可能な組立式の連続鋳造用鋳型、その短辺鋳型の交換方法およびそれを用いた鋳片の幅変更方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋳片を連続的に鋳造する連続鋳造用鋳型としては、例えば、図５に示すような組立式の鋳型が用いられていた。
この組立式の鋳型は、長辺鋳型１、２とに挟まれた一対の短辺鋳型３を有し、鋳片の幅変更時、クランプ力発生装置５のクランプ力を小さくした状態（以下、クランプ力キャンセル状態ともいう）で一対の短辺鋳型３の間隔を変えることができるように構成されている。
【０００３】
なお、通常の操業では、クランプ力発生装置５をクランプ力発生状態とし、鋳片の鋳造を行っている。図中符号、5aは作動油配管であって、作動油配管5a内を流れる圧油の方向を油圧ユニット5bにより切換、クランプ力発生装置５の状態を切換ている。また、Ｂは移動側長辺バックフレーム1bの幅、Ｈは移動側長辺バックフレーム1bの高さである。この鋳型は、長辺バックフレーム1b、2bにそれぞれ長辺銅板1a、2aを取り付けて長辺鋳型１、２となし、同様に短辺バックフレーム3bに短辺銅板3aを取り付けて一対の短辺鋳型３をなし、長辺鋳型１、２で短辺鋳型３を挟込み、長辺バックフレーム1b、2b間に差し渡された支持ロッド４に引張り力が働くようにするクランプ力発生装置５を有し、移動側長辺鋳型１により短辺鋳型３をクランプするように構成されている。
【０００４】
上述した鋳型は、短辺鋳型３の交換時間が極めて長いため、短辺鋳型３の厚み毎に専用の鋳型を保有し、使用していた。
一方、オンラインで短辺鋳型の交換を行うことが可能な組立式の連続鋳造用鋳型として、図６に示すような長辺鋳型移動機構を設けたものが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記組立式の鋳型は、長辺鋳型移動機構として、回転検出器11と、ウオームジャッキ６を減速器８を介して駆動する油圧モーター９と、油圧モーター９の回転数を制御する位置演算制御装置12とを有し、ウオームジャッキ６のウオーム軸7 に接続された回転検出器11の信号に基づいて、移動側長辺鋳型１の停止位置を制御している。
【０００６】
この鋳型の停止位置制御は、短辺鋳型３を交換した後、移動側長辺鋳型１と短辺鋳型３間のすき間Ｇが目標すき間Ｇ0 となるように、目標すき間Ｇ0 および交換後に使用する短辺鋳型３の長さＣとから計算される目標停止位置に移動側長辺鋳型１を移動するようにしている。目標すき間Ｇ0 は、たとえば、熱膨張量を見込んで0.3mm 程度である。
【０００７】
しかしながら、目標停止位置に移動側長辺鋳型１を位置決めする方法では、回転検出器11が高温環境下で使用されるため、作動が不安定となってしまう場合があり、回転検出器11が使用できなくなることがあった。また、鋼板の摩耗による影響もあるため、結局はすき間の目視確認が必要で、このため、短辺鋳型３を交換した後、移動側長辺鋳型１と短辺鋳型３間に目標すき間Ｇ0 を超えるすき間Ｇがある状態で移動側長辺鋳型１を一旦停止させた後、移動側長辺鋳型１の寸動、停止を繰り返し、すき間ゲージによる測定を行うことになり、目標すき間Ｇ0 とするのに時間を要するという問題があった。
【０００８】
また、目標停止位置に移動側長辺鋳型１を位置決めする鋳型は、回転検出器11をウオーム軸７に取り付け、検出した信号を取り出し、位置演算制御装置12により位置制御を行う必要があるため、構造が複雑となり、鋳型が高価となるという問題があった。
ところで、実開昭61-185548 号公報には、図７に示すように、移動側長辺鋳型１にロッド22を介して取り付けられた油圧シリンダー21によって、鋳片Ｓの厚み方向に移動側長辺鋳型１を移動する長辺鋳型移動機構を有する組立鋳型が示されている。図中符号、23はパルスモータであって、長辺鋳型移動機構は、パルスモータ23の信号に基づき、制御装置24により油圧ユニット25を操作し、油圧シリンダー21の位置を制御するように構成されている。
【０００９】
しかしながら、油圧シリンダー21により移動側長辺鋳型１を移動する長辺鋳型移動機構を用いた場合、油圧シリンダー21を鋳片の凝固、収縮及び静鉄圧等を考慮し、４箇所に設けた油圧シリンダーにより高精度な位置制御を行わなければならず、構造が複雑となり、鋳型のコストが高くなるという欠点がある。
また、油圧シリンダー21により鋳片Ｓの厚み方向に移動側長辺鋳型１を移動する長辺鋳型移動機構を有する鋳型は、油圧シリンダー21を設置するスペースが必要であり、図６に示したウオームジャッキ方式の既設組立式鋳型に採用するのは困難である。
【００１０】
なお、26は鋳型支持フレームである。
そこで、本発明は、上記従来技術の問題点を解消することにあり、オンラインで短辺鋳型を交換した後、連続鋳造機を再稼動させるまでの停止時間を短くすることが可能で、適正なクランプ力で移動側長辺鋳型によりクランプすることができる構造が簡単な連続鋳造用鋳型、その短辺鋳型の交換方法およびそれを用いた鋳片の幅変更方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下のとおりである。
１． 移動側長辺鋳型と固定側長辺鋳型とで短辺鋳型を挟込み、クランプ力発生装置によって支持ロッドに引張り力が働くようにし、前記移動側長辺鋳型により短辺鋳型をクランプするように構成された連続鋳造用鋳型において、前記移動側長辺鋳型を前進、後退させる長辺鋳型移動機構をウオームジャッキ方式とし、ウオームジャッキを駆動する油圧モーターを位置切換弁と減圧弁を有する油供給装置に接続し、前記減圧弁（ 14b ）をパイロット作動形減圧弁としたことを特徴とする連続鋳造用鋳型。
２． 前記クランプ力発生装置は、クランプ力発生状態とした場合、クランプ力が10,000〜90,000Ｎの範囲内となりかつクランプ力キャンセル状態とした場合、クランプ力発生状態の1/5 〜1/50のクランプ力となるように構成されていることを特徴とする上記１．に記載の連続鋳造用鋳型。
３． 移動側長辺鋳型と固定側長辺鋳型とで短辺鋳型を挟込み、クランプ力発生装置によって支持ロッドに引張り力が働くようにし、前記移動側長辺鋳型により短辺鋳型をクランプするように構成された連続鋳造用鋳型における短辺鋳型の交換方法であって、前記連続鋳造用鋳型を連続鋳造機に組み込んだ状態で、前記短辺鋳型を交換した後、前記クランプ力発生装置をクランプ力キャンセル状態とし、前記移動側長辺鋳型を前記短辺鋳型に当接させ、次いで、前記クランプ力発生装置をクランプ力発生状態とし、前記移動側長辺鋳型により前記短辺鋳型をクランプすることを特徴とする短辺鋳型の交換方法。
４． 前記移動側長辺鋳型を前記短辺鋳型に当接させる直前に、前記油圧モーターを駆動する油圧を前記移動側長辺鋳型を移動させるのに必要な最小限の圧力に減圧することを特徴とする上記３．に記載の短辺鋳型の交換方法。
５． 移動側長辺鋳型と固定側長辺鋳型とで短辺鋳型を挟込み、クランプ力発生装置によって支持ロッドに引張り力が働くようにし、前記移動側長辺鋳型により前記短辺鋳型をクランプするように構成された組立式の連続鋳造用鋳型における鋳片の幅変更方法であって、前記連続鋳造用鋳型を連続鋳造機に組み込み、幅変更に際して、前記クランプ力発生装置をクランプ力キャンセル状態とし、前記短辺鋳型を移動させ、鋳片の幅変更を行うことを特徴とする鋳片の幅変更方法。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜３を用い、本発明に係る連続鋳造鋳型（以下、単に鋳型ともいう）について説明する。
図１は本発明に係る鋳型の概略構成図であり、図２、図３は、本発明に用いて好適なクランプ力発生装置の概略断面図であって、図２はクランプ力発生状態、図３はクランプ力キャンセル状態である。なお、図６に示した鋳型と同じものについては同一符号を付し説明を省略する。
【００１３】
本発明に係る鋳型は、移動側長辺鋳型１を前進、後退させるウオームジャッキ方式の長辺鋳型移動機構を有する。長辺鋳型移動機構は、ウオームジャッキ６と、ウオームジャッキ６を駆動する油圧モーター９と、油圧モーター９に圧油を供給する油供給装置14とを備え、油圧モーター９は、油圧配管10a 、10b を介して油供給装置14に接続されている。本発明においては、油供給装置14として、位置切換弁14a 、減圧弁14b 、ポンプＰおよびタンクＴを設け、油圧ユニットとした。
【００１４】
本発明に係る鋳型では、移動側長辺鋳型１の前進、停止、後退の切換は、位置切換弁14a によって行われる。また、減圧弁14b としてパイロット作動形減圧弁を用いた。上記の移動側長辺鋳型１は、油圧モーター９に供給される圧油により、減速器８、ウオームジャッキ６および支持ロッド４を介して前進、後退するように構成されている。油圧モーター９からの駆動トルクは、減速器８を介し、ウオーム軸７に取り付けたウオームと、支持ロッド４に取り付けたウオームホイールを介して支持ロッド４に伝達される。移動側長辺鋳型１を前進、後退させる油圧モーター９の設置台数は、移動側長辺鋳型１を移動させるに要する駆動トルクに応じて１台、もしくは複数台とすることができる。鋳型の幅方向に２箇所、鋳型の高さ方向に２箇所に設けてあるウオームジャッキ６は、連動して当距離の移動とするため、同調軸によりメカニカルに連結するのが望ましい。
【００１５】
以上説明したように本発明に係る鋳型は、回転検出器11および位置演算制御装置12等からなる移動側長辺鋳型１の位置を制御する位置制御装置（図６参照）を設けず、移動側長辺鋳型１の移動を行うようにしたので構造が簡単な鋳型とすることができた。
ここで、図１中符号5aはクランプ力発生装置５に接続された作動油配管であり、クランプ力発生装置５は、作動油配管5aを介して油圧ユニット5bに接続されている。
【００１６】
図１は、短辺鋳型３を交換した後、位置切換弁14a を図中に示す位置とし、移動側長辺鋳型１を前進させ、移動側長辺鋳型１と短辺鋳型３間のすき間Ｇを減少させている場合である。その際、クランプ力発生装置５には、作動油配管5aを介して油圧ユニット5bから作動油が送られ、クランプ力発生装置５はクランプ力キャンセル状態とされている。
【００１７】
本発明に用いて好適なクランプ力発生装置５の構造を図２、図３を用いて説明する。図２はクランプ力発生状態であり、図３はクランプ力キャンセル状態である。図中矢印58、59は作動油の流出、流入方向をそれぞれ示す。
本発明に用いて好適なクランプ力発生装置５は、クランプケース51の一端部が移動側長辺バックフレーム1bに取り付けてある。クランプケース51の他端部には、油室52が設けてあり、ピストン53が装着されている。また、クランプケース51内には、座金55に挟まれた複数の皿バネ54が支持ロッド４の一端側に挿通され、ねじに螺合させた六角ナット56により止められた状態で支持ロッド４の一端側に配置されている。なお、クランプケース51の他端部内側には、ピストン53のストロークがａとなるように、所定位置にリング状の係止部57が設けてあり、作動油配管5aから作動油が油室52内へ送られた場合（図３参照）、ピストン53が前進し、上記のリング状の係止部57により係止され、一方、作動油配管5aから油室52内の作動油が戻された場合（図２参照）、ピストン53が後退し、六角ナット56が上記のリング状の係止部57により係止される。すなわち、クランプ力キャンセル状態では、図３に示すように複数の皿バネ54がＬ＝ａとなるようにピストン53により圧縮されている一方、クランプ力発生状態では、図２に示すようにピストン53による複数の皿バネ54の圧縮がなくなり、複数の皿バネ54がＬ＝ａ＋Δａとされている。
【００１８】
次ぎに、クランプ力発生装置５の作用について簡単に説明する。
短辺鋳型３を交換した後、支持ロッド４を短辺鋳型方向（図で上方）に引きつける際には、図３に示すようにクランプ力キャンセル状態とし、Δａだけ圧縮された複数の皿バネ54を介して移動側長辺バックフレーム1bを短辺鋳型方向に向けて前進させ、移動側長辺鋳型１を短辺鋳型３に当接させる。
【００１９】
次いで、図２に示すようにクランプ力発生状態とし、圧縮された複数の皿バネ54により、所定の範囲内の引張り力を支持ロッド４に働かせる。そして、移動側長辺鋳型１により短辺鋳型３をクランプする（図４（ａ）参照）。
なお、本発明に係る鋳型では、クランプ力発生装置５をクランプ力発生状態とした場合、クランプ力が10,000〜90,000Ｎとなる。一方、クランプ力発生装置５をクランプ力キャンセル状態とした場合、クランプ力発生状態の力に対し1/5 〜1/50のクランプ力が働くように構成されている。クランプ力とは、移動側長辺鋳型１の短辺鋳型３に対する押し付け力であり、キャンセル状態におけるクランプ力は、移動側長辺鋳型１と短辺鋳型３間、および短辺鋳型３と固定側長辺鋳型２間の両方において、すき間が生じない程度の押し付け力とする。
【００２０】
このように、本発明に係る短辺鋳型の交換方法は、短辺鋳型３を交換した後、移動側長辺鋳型１により短辺鋳型３をクランプするので、短辺鋳型３を交換した後、0.3mm 程度の目標すき間Ｇ0 に微調整する必要がない。また本発明に係る短辺鋳型の交換方法によれば、移動側長辺鋳型１を一旦停止させた後、移動側長辺鋳型１の寸動、停止を繰り返し行うこともないため、すき間調整時間をなくすことができる。この結果、オンラインで短辺鋳型３を交換した後、連続鋳造機を再稼動させるまでの停止時間を短くすることができる。また、本発明に係る短辺鋳型の交換方法では、幅変更を行っていない時、クランプ力発生装置５をクランプ力発生状態としているので、ブレークアウトの発生を抑制することができる。
【００２１】
本発明に用いる減圧弁14a はパイロット減圧弁とするのが好ましい。パイロット減圧弁は、移動側長辺鋳型１を前進させる際、パイロット圧により圧力を変更可能であって、移動側長辺鋳型１が短辺鋳型３に当接する直前に、油圧モーター９を駆動する圧油の圧力を移動側長辺鋳型１を移動させるのに必要な最小限の圧力に減圧することができる。このため、パイロット減圧弁を有する鋳型では、クランプ力発生装置５をクランプ力発生状態としたとき、支持ロッド４に所定の引張り力が働くようにでき、目標とするクランプ力で移動側長辺鋳型１により短辺鋳型３をクランプすることができる。
【００２２】
ここで、図４（ａ）は、幅変更を行っていない鋳造時の鋳型の状態を説明する図であり、クランプ力発生装置５は、クランプ力発生状態（クランプ力発生装置５から作動油が流出した状態）とされている。鋳片の鋳造時には、位置切換弁14a の位置は、図４（ａ）に示すように移動側長辺鋳型１を短辺鋳型３に向けて前進させる位置（図１における位置切換弁14a の位置と同じ）としている。
【００２３】
上述した本発明に係る鋳型を用い、鋳片の鋳造時、幅変更を行っていない図４（ａ）に示す状態から、鋳片の幅変更を行う状態に変更するには、クランプ力発生装置５をクランプ力キャンセル状態とし、短辺鋳型３を移動させ、鋳片の幅変更を行うようにすればよい。このようにすることにより、上述したとおり、クランプ力発生装置５をクランプ力キャンセル状態としたときには、移動側長辺鋳型１と短辺鋳型３間、および短辺鋳型３と固定側長辺鋳型２間の両方においてすき間が生じず、好ましくは、移動側長辺鋳型１により短辺鋳型３がクランプ力発生状態の力に対し1/5 〜1/50のクランプ力でクランプされている。このため、長辺銅板1aまたは2aに擦り疵80が発生せず、またブレークアウトの発生を抑制でき、安定した鋳片の鋳造を行うことができる。
【００２４】
なお、本発明の鋳型では、クランプ力発生装置５がクランプ力キャンセル状態の場合でないと、移動側長辺鋳型１が短辺鋳型３に向けて前進するような位置に位置切換弁14a が切り替わらないようインターロックを設けるのが望ましい。この理由は、クランプ力発生状態（図２に示す状態）では、ピストン53による複数の皿バネ54の圧縮がなく、複数の皿バネ54の長さがＬ＝ａ＋Δａとなっているため、このような状態で移動側長辺鋳型１が短辺鋳型３に当接すると、クランプ力にバラツキが発生するからである。また、鋳片の鋳造中に、図４（ｂ）に示すような位置に位置切換弁14a を操作する操作ミス（移動側長辺鋳型１が短辺鋳型３から離隔する操作）に対しては、手動弁を作動油の供給ラインに設けるようにするのが望ましい。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の連続鋳造用鋳型は、構造が簡単であり、オンラインで短辺鋳型を交換した後、連続鋳造機を再稼動させるまでの停止時間を短くすることができ、かつ適正な範囲のクランプ力で移動側長辺鋳型により短辺鋳型をクランプすることができる。
【００２６】
また、本発明の上記鋳型の短辺交換方法、鋳片の幅変更方法によれば、鋳片の鋳造時、長辺銅板に擦り疵が発生することもなく、またブレークアウトの発生を抑制することができ、安定して鋳片の鋳造を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明に係る鋳型の概略構成図である。
【図２】図２は本発明に用いて好適なクランプ力発生装置のクランプ力発生状態での概略断面図である。
【図３】図３は図２に示したクランプ力発生装置のクランプ力キャンセル状態での概略断面図である。
【図４】図４（ａ）は鋳造時の鋳型の状態の説明図であり、図４（ｂ）は移動側長辺鋳型を後退させる場合の位置切換弁の状態の説明図である。
【図５】図５は、従来の鋳型の概略図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図６】図６は、従来の長辺鋳型移動機構を有する鋳型の概略構成図である。
【図７】図７は、従来の他の長辺鋳型移動機構を有する鋳型の概略構成図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。
【図８】図８は、長辺鋳型に発生した擦り疵を示す模式図である。
【符号の説明】
１ 移動側長辺鋳型
２ 固定側長辺鋳型
３ 短辺鋳型
４ 支持ロッド
５ クランプ力発生装置
5a 作動油配管
5b 油圧ユニット
６ ウオームジャッキ
７ ウオーム軸
８ 減速器
９ 油圧モーター
10a 、10b 油圧配管
11 回転検出器
12 位置演算制御装置
13、14 油圧ユニット（油供給装置）
14a 位置切換弁
14b 減圧弁
51 クランプケース
52 油室
53 ピストン
54 皿バネ
55 座金
56 六角ナット
57 係止部
58、59 矢印
1a、2a 長辺銅板
1b、2b 長辺バックフレーム
3a 短辺銅板
3b 短辺バックフレーム
Ｃ 短辺鋳型長さ
Ｇ 移動側長辺鋳型と短辺鋳型間のすき間
Ｂ 移動側長辺バックフレームの幅
Ｈ 移動側長辺バックフレームの高さ
Ｓ 鋳片
21 油圧シリンダ
22 ピストンロッド
23 パルスモータ
24 油圧ユニット
25 移動制御装置
26 モールド支持フレーム
80 擦り疵
Claims (5)
- 移動側長辺鋳型（１）と固定側長辺鋳型（２）とで短辺鋳型（３）を挟込み、クランプ力発生装置（５）によって支持ロッド（４）に引張り力が働くようにし、前記移動側長辺鋳型（１）により前記短辺鋳型（３）をクランプするように構成された連続鋳造用鋳型において、
前記移動側長辺鋳型（１）を前進、後退させる長辺鋳型移動機構をウオームジャッキ方式とし、ウオームジャッキを駆動する油圧モーター（９）を位置切換弁（14a ）と減圧弁（14b) を有する油供給装置（14）に接続し、前記減圧弁（ 14b ）をパイロット作動形減圧弁としたことを特徴とする連続鋳造用鋳型。 - 前記クランプ力発生装置（５）は、クランプ力発生状態とした場合、クランプ力が10,000〜90,000Ｎの範囲内となりかつクランプ力キャンセル状態とした場合、クランプ力発生状態の1/5 〜1/50のクランプ力となるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の連続鋳造用鋳型。
- 移動側長辺鋳型（１）と固定側長辺鋳型（２）とで短辺鋳型（３）を挟込み、クランプ力発生装置（５）によって支持ロッド（４）に引張り力が働くようにし、前記移動側長辺鋳型（１）により前記短辺鋳型（３）をクランプするように構成された連続鋳造用鋳型における短辺鋳型の交換方法であって、前記連続鋳造用鋳型を連続鋳造機に組み込んだ状態で、前記短辺鋳型（３）を交換した後、前記クランプ力発生装置（５）をクランプ力キャンセル状態とし、前記移動側長辺鋳型（１）を前記短辺鋳型（３）に当接させ、次いで、前記クランプ力発生装置（５）をクランプ力発生状態とし、前記移動側長辺鋳型（１）により前記短辺鋳型（３）をクランプすることを特徴とする短辺鋳型の交換方法。
- 前記移動側長辺鋳型（１）を前記短辺鋳型（３）に当接させる直前に、前記油圧モーター（９）を駆動する油圧を前記移動側長辺鋳型（１）を移動させるのに必要な最小限の圧力に減圧することを特徴とする請求項３に記載の短辺鋳型の交換方法。
- 移動側長辺鋳型（１）と固定側長辺鋳型（２）とで短辺鋳型（３）を挟込み、クランプ力発生装置（５）によって支持ロッド（４）に引張り力が働くようにし、前記移動側長辺鋳型（１）により前記短辺鋳型（３）をクランプするように構成された組立式の連続鋳造用鋳型における鋳片の幅変更方法であって、前記連続鋳造用鋳型を連続鋳造機に組み込み、鋳片の幅変更に際して前記クランプ力発生装置（５）をクランプ力キャンセル状態とし、前記短辺鋳型（３）を移動させ、鋳片の幅変更を行うことを特徴とする鋳片の幅変更方法。
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