JP4117252B2 - 連続鋳造設備における鋳片切断装置 - Google Patents

Description

本発明は、連続鋳造設備における鋳片切断装置に関し、詳細には連続鋳造されてくる比較的小断面の鋳片（例えば３００ｍｍ以下の角鋳片など）を、その連続鋳造パスライン（鋳片引抜きパスライン）上で切断する鋳片切断装置に関するものである。

連続鋳造設備における鋳片の切断方法は、連続的に鋳造されてくる鋳片と鋳片切断機を同調するようにして切断が行われるとともに、切断機の下流側に鋳片を高速で引き出すための後面ローラテーブルを設け、その後面ローラテーブルによって切断後の鋳片を連続鋳造されてくる後続の鋳片から切り離すことが行われている。

上記鋳片切断機としては、ガス切断方式、機械式切断方式、油圧切断方式がある。小断面鋳片の連続鋳造設備では、鋳片の引抜き速度（鋳造速度）が速く切断サイクルが短いため油圧切断方式の切断機（油圧切断機）が広く採用されている。また、この油圧切断機には、ダウンカット方式とアップカット方式がある（例えば、「わが国における鋼の連続鋳造技術史」第４４９〜４５１頁（非特許文献１）、特開平１０−３４４２６号公報（特許文献１）参照）。

ダウンカット方式の油圧切断機は、一般に下刃を鋳片引抜きパスラインの上流側に上刃を下流側に配置し、上刃が下方に移動して被切断鋳片を切断する。このダウンカット方式の油圧切断機では、上刃の下方への移動に伴い、被切断鋳片も押下げられて下方に移動する。このため、切断機の下流側に配置された後面ローラテーブルも上刃の動きに同調、言い換えれば被切断鋳片の下方への移動に同調して下降する必要があり、後面ローラテーブルの構造が複雑になる。また、非特許文献１に記載されているダイアゴナルダウンカット方式の油圧切断機の場合には、上刃が斜め下方に移動するため（被切断鋳片は斜め下方に移動するため）、後面ローラテーブルの構造は益々複雑になる。

そこで、上記ダウンカット方式の油圧切断機においては、切断中の被切断鋳片が後面ローラテーブルに干渉することを回避するため、後面ローラテーブルを下方に移動させるための同調機構は、鋳片引抜きパスラインの下、即ち後面ローラテーブルの下に配置せざるを得ず、点検やトラブルなどの際のメンテナンスの障害になっている。また、鋳片引抜きパスラインの下方に配置されており、環境が悪く、同調機構の損傷が著しい。また更に、ビレットやブルーム等の比較的小断面（例えば３００ｍｍ以下の角又は円鋳片など）の連続鋳造設備では２〜４程度のストランドを有するものがあり、このような連続鋳造設備では、ストランド間隔が小さくメンテナンスがし難い。

一方、アップカット方式の油圧切断機は、一般に上刃を鋳片引抜きパスラインの上流側に下刃を下流側に配置し、下刃が上方に移動して被切断鋳片を切断する。このアップカット方式の油圧切断機では、下刃の上方への移動に伴い、被切断鋳片も押上げられて上方に移動する。このアップカット方式の油圧切断機の場合には、後面ローラテーブルは固定のままでも、切断時に押上げられる被切断鋳片と干渉することなく切断ができる。

しかし、被切断鋳片を短尺に切断する場合、被切断鋳片は下刃と共に上方に持ち上げられ、切断完了直後に後面ローラテーブル上に落下する。鋳片の表面疵を嫌う鋼材では、この鋳片落下時に生じる圧痕疵が製品品質上の問題になる。また、鋳片落下時の衝撃力が後面ローラテーブルの軸受、ローラ自体などを損傷させる。また、落下音も作業環境の上で問題である。

また一方、長尺切断の場合であっても、被切断鋳片は下刃と共に上方に持ち上げられる。このとき、鋳片は、上刃と下刃との狭窄点を支持点とする片持ち状態になる。熱間鋳片の変形抵抗は小さく、鋳片の自重によるモーメントにより鋳片が変形する。極端な場合には、被切断鋳片の先行端（下流端）が後面ローラテーブル上に着地するような大きな曲がり変形を生じることがなる。このような鋳片の曲がりなどの変形は、鋳片切断機以降の下流工程におけるローラテーブル上の搬送、加熱炉内の搬送、圧延ラインの搬送時の障害となる。

そこで、上記の問題を解消するため、アップカット方式の油圧切断機においても、後面ローラテーブルが、下刃の上方への動きに同調して、即ち被切断鋳片の上方への移動に同調して上昇する同調機構を備えることが考えられるが、その同調機構は、上述したダウンカット方式と同様な機構が想定され、構造が複雑になるためアップカット方式のメリット、即ち後面ローラテーブルのメンテナンスがしやすいなどのメリットが出ない。
特開平１０−３４４２６号公報 わが国における鋼の連続鋳造技術史、日本鉄鋼協会編、第４４９〜４５１頁

本発明は、上記背景技術に説明したような事情を基にアップカット方式の鋳片切断機が有する問題点を解消するためになしたものであって、その目的は、構造が比較的簡単でメンテナンスがしやすい上に、被切断鋳片に曲がりや表面疵などを与えることのない連続鋳造設備における鋳片切断装置を提供するものである。

上記の目的を達成するための本発明は以下の構成を備える鋳片切断装置からなる。即ち、本発明（請求項１）に係る連続鋳造設備における鋳片切断装置は、鋳片引抜きパスラインの上方に鋳片引抜き方向に揺動可能に設けられ、鋳片を挟んで各々上下に配置された上刃と下刃を有し下刃を上方へ移動させることにより鋳片を所定長さに切断する鋳片切断機と、この鋳片切断機により切断された鋳片の払出しを行う後面ローラテーブルとを備えてなる連続鋳造設備における鋳片切断装置であって、前記鋳片切断機の下刃を支持する下刃支持部材と前記後面ローラテーブルとを揺動自在に設けるとともに、前記後面ローラテーブルの反鋳片切断機側を回動自在に設けることにより、前記下刃支持部材の上下動の動きに同調して前記後面ローラテーブルの鋳片切断機側を上下動するように構成したものである。この場合、前記下刃支持部材と後面ローラテーブルとが、下刃支持部材に設けられた吊下部材を介して揺動自在に設けられてあってもよいし（請求項２）、下刃支持部材と後面ローラテーブルのいずれかに設けられた支持ローラを介して揺動自在に設けられてあってもよい（請求項３）。

本発明（請求項４）に係る連続鋳造設備における鋳片切断装置は、鋳片引抜きパスラインの上方に鋳片引抜き方向に揺動可能に設けられ、鋳片を挟んで各々上下に配置された上刃と下刃を有し下刃を上方へ移動させることにより鋳片を所定長さに切断する鋳片切断機と、この鋳片切断機により切断された鋳片の払出しを行う後面ローラテーブルとを備えてなる連続鋳造設備における鋳片切断装置であって、前記鋳片切断機の下刃を支持する下刃支持部材と前記後面ローラテーブルとを回動自在に設けるとともに、前記後面ローラテーブルの反鋳片切断機側を移動自在に設けることにより、前記下刃支持部材の上下動の動きに同調して前記後面ローラテーブルの鋳片切断機側を上下動するように構成したものである。この場合、前記後面ローラテーブルの反鋳片切断機側が、回動自在に設けた揺動アームを介して移動自在に設けられてあってもよいし（請求項５）、支持ローラを介して移動自在に設けられてあってもよい（請求項６）。

本発明（請求項７）に係る連続鋳造設備における鋳片切断装置は、上記請求項５の発明において、下刃支持部材と後面ローラテーブルとが、下刃支持部材に設けられた吊下部材を介して回動自在に設けられてあってもよい。

本発明（請求項８）に係る連続鋳造設備における鋳片切断装置は、上記請求項２又は７の発明において、吊下部材が、リンクであってもよい。

本発明（請求項９）に係る連続鋳造設備における鋳片切断装置は、上記請求項１又は４の発明において、下刃支持部材が、下刃昇降用油圧シリンダに取付けられた下刃スライド吊上板と、この下刃スライド吊上板に設けられた下刃スライドと、この下刃スライドに取付けられた下刃とを備えてなるものであってもよい。

図１は、上記本発明に係る連続鋳造設備における鋳片切断装置の基本構成を示す概念図である。図において、１は鋳片切断機、２は下刃支持部材、３は後面ローラテーブルを示す。なお、図において、実線は切断前の状態、二点鎖線は下刃が上昇して切断した直後の状態を示す。また、矢印Ｘは鋳片の進行方向を示す。

図１ａの鋳片切断装置では、鋳片切断機１は鋳片引抜きパスラインの上方に鋳片引抜き方向に揺動支点Ａを介して揺動可能に設けられている。後面ローラテーブル３の下流側は支持部材４に回動支点Ｂを介して回動自在に設けられている。そして、鋳片切断機１の上下動する下刃支持部材２に回動支点Ｄを介して吊下部材５を設け、この吊下部材５に後面ローラテーブル３の上流側を、回動支点Ｃを介して回動自在に設けて構成されている。

図１ｂの鋳片切断装置では、鋳片切断機１は鋳片引抜きパスラインの上方に鋳片引抜き方向に揺動支点Ａを介して揺動可能に設けられている。後面ローラテーブル３の下流側は支持部材４に回動支点Ｂを介して回動自在に設けられている。そして、鋳片切断機１の上下動する下刃支持部材２に後面ローラテーブル３の上流側を支持ローラ６で揺動自在に受けて構成されている。この場合、支持ローラ６は、下刃支持部材２と後面ローラテーブル３のいずれか一方に設けられ、他方に案内部が構成される。

図１ｃの鋳片切断装置では、鋳片切断機１は鋳片引抜きパスラインの上方に鋳片引抜き方向に揺動支点Ａを介して揺動可能に設けられている。後面ローラテーブル３の下流側は、支持部材４に回動支点Ｂを介して回動自在に設けられた揺動アーム７に回動自在（回動支点Ｅ）に設けられている。そして、鋳片切断機１の上下動する下刃支持部材２に後面ローラテーブル３の上流側を、回動支点Ｃを介して回動自在に設けて構成されている。

図１ｄの鋳片切断装置では、鋳片切断機１は鋳片引抜きパスラインの上方に鋳片引抜き方向に揺動支点Ａを介して揺動可能に設けられている。後面ローラテーブル３の下流側は支持ローラ８で支持されている。そして、鋳片切断機１の上下動する下刃支持部材２に後面ローラテーブル３の上流側を、回動支点Ｃを介して回動自在に設けて構成されている。この場合、支持ローラ８は、後面ローラテーブル３に設けてもよいし、後面ローラテーブル３を支持ローラ８で受ける構造でもよい。

上記図１に示す基本構成から明らかなように、本発明に係る連続鋳造設備における鋳片切断装置では、鋳片を切断する際の後面ローラテーブル３の昇降動作を、鋳片切断機１の下刃支持部材２に後面ローラテーブル３を係合させて設けることで行うので、後面ローラテーブル３に特段の昇降装置を設けることなく、後面ローラテーブル３を下刃支持部材２の上方への動きに同調して上昇させることができる。これにより、従来の同調機構に比して構造が比較的簡単でメンテナンスがしやすくなる。また、被切断鋳片の切断後の落下や、曲がり、表面疵などがなくなる。

本発明によれば、構造が比較的簡単でメンテナンスがしやすい上に、被切断鋳片に曲がりや表面疵などを与えることがなくなる。また、切断後の被切断鋳片を後面ローラテーブル上などに落下させることなく切断ができ、安全であると同時に作業環境の改善が期待される。また、特段の昇降装置を必要としないので設備コストの低減が期待できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図２は、本発明に係る連続鋳造設備における鋳片切断装置の正面図、図３は、図２の右側面図、図４は、図２のＹ方向から見た駆動ローラ配置図、図５は、本発明に係る鋳片切断機の説明図であって、ａは一部断面示正面図、ｂは一部断面示側面図である。図において、１１は鋳片切断機、１２は後面ローラテーブルである。なお、以下の説明において左右は連続鋳造されてくる鋳片の進行方向の両側、前後は鋳片の進行方向を前としたものである。

鋳片切断機１１は、連続鋳造機の架台１３に揺動可能に支持された左右１対の吊下板１４と、この吊下板１４の下部に設けられた上刃フレーム１５と、この上刃フレーム１５の上端部に設けた油圧シリンダ１６と、この油圧シリンダ１６のラム（プランジャー）１７の先端部と係合するラム受け座１８と、このラム受け座１８に上部を固定して設けられるとともに、前記左右１対の吊下板１４の内側に設けられた左右１対の下刃スライド吊上板１９と、この下刃スライド吊上板１９の下部に設けられた下刃スライド２０とを備えて構成され、更に、前記下刃スライド２０の案内溝２１と上刃フレーム１５の案内突起２２とを摺動可能に係合して構成されている。そして、上刃フレーム１５に上刃２３、下刃スライド２０に下刃２４が取付けられている。なお、本発明では下刃スライド吊上板１９と下刃スライド２０を総称して下刃支持部材２と称している。また、符号Ｓは被切断鋳片である。

後面ローラテーブル１２は、傾動フレーム２５と、その上に所定間隔で配設されたローラ２６と、これらローラ２６を駆動するためのチェーン２７とを備えて構成されるとともに、本例では前端（下流端）のローラ２６Ａのローラ軸を支点として連続鋳造機の支持フレーム２８上に回動自在に設けて構成されている。そして更に、支持フレーム２８に設置した減速機付き電動機２９とローラ２６Ａとの間にチェーン３０を設けて、ローラ２６をチェーン駆動するように構成されている。

上記鋳片切断機１１と後面ローラテーブル１２とは、次のようにして回動自在に係合されている。即ち、鋳片切断機１１の下刃スライド吊上板１９の側部にはピン３１を介してリンク３２を回動自在に設ける。一方、後面ローラテーブル１２の後端（上流端）下面に鋳片切断機１１が前方に揺動しても突き当らない間隔を保持するための間隔保持部材３３を設ける。そして、この間隔保持部材３３にリンク３２の他端をピン３４を介して回動自在に設けることで係合させている。

上記構成の連続鋳造設備における鋳片切断装置による被切断鋳片Ｓの切断は次の要領で行われる。即ち、連続鋳造されてくる被切断鋳片Ｓが鋳片切断機１１の上下刃２３、２４を通過して切断長さに達すると、油圧シリンダ１６が作動し、下刃スライド吊上板１９及び下刃２４が上昇する。この上昇に伴いリンク３２が上昇し、更に後面ローラテーブル１２が上昇し、これらを上昇させながら上刃２３と下刃２４との間で被切断鋳片Ｓの切断が行われる。そして、この切断において、鋳片切断機１１は、架台１３との揺動支点を中心に鋳片Ｓの鋳造速度と同調して前方に揺動する。また、鋳片切断機１１の揺動に伴い、ピン３１、３４の位置は上昇と揺動を伴う。これらの動きは、回動支点を介して円滑になされる。

従って、後面ローラテーブル１２が下刃２４の動きに同調して上昇、下降するため、切断後の被切断鋳片Ｓを後面ローラテーブル１２上などに落下することがない。これにより、落下時に生じる圧痕疵がなく、良好な表面品質が保てる。また、被切断鋳片Ｓに、切断時に生じる曲がりや変形がなくなる。また更に、後面ローラテーブル１２の上昇動作及び下降動作は、鋳片切断機１１の上昇動作と下降動作を利用するため、複雑な同調機構、駆動機構、制御が不要である。また、切断後の被切断鋳片Ｓが後面ローラテーブル１２上に落下することがないので、ローラ２６やその軸受などを損傷することがなく、後面ローラテーブル１２はもとより鋳片切断装置の長寿命化が図れる。また、後面ローラテーブル１２の下に複雑な同調機構を設ける必要がなく、メンテナンスがしやすい。

なお、上記実施形態では、後面ローラテーブル１２の前端のローラ２６Ａのローラ軸を支点として連続鋳造機の支持フレーム２８上に回動自在に設けた構成を例に説明したが、ローラ２６Ａのローラ軸とは別に、後面ローラテーブル１２の前端側の適宜の位置に回動支点を設けるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、鋳片切断機１１を、垂直アップカット方式の例としたが、本発明はこの形態に限定されるものではなく、ダイアゴナルアップカット方式の鋳片切断機であってもよい。この場合、傾動中心軸を切断刃の移動方向と直角方向となるように設ける。

また、上記実施形態では、１ストランドを例として鋳片切断装置を１台を例に説明したが、２ストランド等複数ストランドの鋳造装置では、ストランド数に応じて並設できる。

本発明に係る連続鋳造設備における鋳片切断装置の基本構成を示す概念図である。 本発明に係る連続鋳造設備における鋳片切断装置の正面図である。 図２の右側面図である。 図２のＹ方向から見た駆動ローラ配置図である。 本発明に係る鋳片切断機の説明図であって、ａは一部断面示正面図、ｂは一部断面示側面図である。

符号の説明

１：鋳片切断機 ２：下刃支持部材 ３：後面ローラテーブル
４：支持部材 ５：吊下部材 ６：支持ローラ
７：揺動アーム ８：支持ローラ
Ａ：揺動支点 Ｂ：回動支点 Ｃ：回動支点
Ｄ：回動支点 Ｅ：回動支点 Ｘ：鋳片の進行方向
１１：鋳片切断機 １２：後面ローラテーブル
１３：架台 １４：吊下板 １５：上刃フレーム
１６：油圧シリンダ １７：ラム １８：ラム受け座
１９：下刃スライド吊上板 ２０：下刃スライド
２１：案内溝 ２２：案内突起 ２３：上刃
２４：下刃 ２５：傾動フレーム ２６：ローラ
２７：チェーン ２８：支持フレーム ２９：減速機付き電動機
３０：チェーン ３１：ピン ３２：リンク
３３：間隔保持部材 ３４：ピン Ｓ：被切断鋳片

Claims (7)

1. 鋳片引抜きパスラインの上方に鋳片引抜き方向に揺動可能に設けられ、鋳片を挟んで各々上下に配置された上刃と下刃を有し下刃を上方へ移動させることにより鋳片を所定長さに切断する鋳片切断機と、この鋳片切断機により切断された鋳片の払出しを行う後面ローラテーブルとを備えてなる連続鋳造設備における鋳片切断装置であって、
   前記鋳片切断機の下刃を支持する下刃支持部材の側部に設けた回動支点を介して、鋳片引抜き方向に揺動可能に吊下部材を設け、その吊下部材に前記後面ローラテーブルの鋳片切断機側を別の回動支点を介して、後面ローラテーブルと吊下部材とを回動可能に連結し、その後面ローラテーブルの反鋳片切断機側を、更に別の回動支点を介して、後面ローラテーブルの鋳片切断機側が鋳片引抜きパスラインの上方に揺動可能に支持部材に連結し、
   前記下刃支持部材の上下動の動きに同調して前記後面ローラテーブルの鋳片切断機側を上下動するように構成したことを特徴とする連続鋳造設備における鋳片切断装置。
2. 鋳片引抜きパスラインの上方に鋳片引抜き方向に揺動可能に設けられ、鋳片を挟んで各々上下に配置された上刃と下刃を有し下刃を上方へ移動させることにより鋳片を所定長さに切断する鋳片切断機と、この鋳片切断機により切断された鋳片の払出しを行う後面ローラテーブルとを備えてなる連続鋳造設備における鋳片切断装置であって、
   前記鋳片切断機の下刃を支持する下刃支持部材に前記後面ローラテーブルの鋳片切断機側を、支持ローラとその支持ローラの案内部でなる連結部を介して、下刃支持部材と後面ローラテーブルの鋳片切断機側との連結部が鋳片引抜き方向に揺動可能に連結し、その後面ローラテーブルの反鋳片切断機側を、回動支点を介して、後面ローラテーブルの鋳片切断機側が鋳片引抜きパスラインの上方に揺動可能に支持部材に連結し、
   前記下刃支持部材の上下動の動きに同調して前記後面ローラテーブルの鋳片切断機側を上下動するように構成したことを特徴とする連続鋳造設備における鋳片切断装置。
3. 鋳片引抜きパスラインの上方に鋳片引抜き方向に揺動可能に設けられ、鋳片を挟んで各々上下に配置された上刃と下刃を有し下刃を上方へ移動させることにより鋳片を所定長さに切断する鋳片切断機と、この鋳片切断機により切断された鋳片の払出しを行う後面ローラテーブルとを備えてなる連続鋳造設備における鋳片切断装置であって、
   前記鋳片切断機の下刃を支持する下刃支持部材に、回動支点を介して、前記後面ローラテーブルと下刃支持部材とを回動可能に後面ローラテーブルの鋳片切断機側を連結し、その後面ローラテーブルの反鋳片切断機側を、別の回動支点を介して、揺動アームに連結し、その揺動アームを、更に別の回動支点を介して、支持部材に連結してその揺動アームを支持部材に対して鋳片引抜き方向に揺動可能とし、
   前記下刃支持部材の上下動の動きおよび鋳片引抜き方向の動きに同調して前記後面ローラテーブルの鋳片切断機側を上下動するように構成すると共に後面ローラテーブルの反鋳片切断機側を鋳片引抜き方向に移動可能に構成したことを特徴とする連続鋳造設備における鋳片切断装置。
4. 鋳片引抜きパスラインの上方に鋳片引抜き方向に揺動可能に設けられ、鋳片を挟んで各々上下に配置された上刃と下刃を有し下刃を上方へ移動させることにより鋳片を所定長さに切断する鋳片切断機と、この鋳片切断機により切断された鋳片の払出しを行う後面ローラテーブルとを備えてなる連続鋳造設備における鋳片切断装置であって、
   前記鋳片切断機の下刃を支持する下刃支持部材に、回動支点を介して、前記後面ローラテーブルと下刃支持部材とを回動可能に後面ローラテーブルの鋳片切断機側を連結し、その後面ローラテーブルの反鋳片切断機側が、支持ローラを介して、鋳片引抜き方向に移動自在に設けられており、
   前記下刃支持部材の上下動の動きおよび鋳片引抜き方向の動きに同調して前記後面ローラテーブルの鋳片切断機側を上下動するように構成すると共に後面ローラテーブルの反鋳片切断機側を鋳片引抜き方向に移動可能に構成したことを特徴とする連続鋳造設備における鋳片切断装置。
5. 鋳片引抜きパスラインの上方に鋳片引抜き方向に揺動可能に設けられ、鋳片を挟んで各々上下に配置された上刃と下刃を有し下刃を上方へ移動させることにより鋳片を所定長さに切断する鋳片切断機と、この鋳片切断機により切断された鋳片の払出しを行う後面ローラテーブルとを備えてなる連続鋳造設備における鋳片切断装置であって、
   前記鋳片切断機の下刃を支持する下刃支持部材の側部に設けた回動支点を介して、鋳片引抜き方向に揺動可能に吊下部材を設け、その吊下部材に前記後面ローラテーブルの鋳片切断機側を、別の回動支点を介して、後面ローラテーブルと吊下部材とを回動可能に連結し、その後面ローラテーブルの反鋳片切断機側を、更に別の回動支点を介して、揺動アームに連結し、その揺動アームを、更にまた別の回動支点を介して、支持部材に連結してその揺動アームを支持部材に対して鋳片引抜き方向に揺動可能とし、
   前記下刃支持部材の上下動の動きに同調して前記後面ローラテーブルの鋳片切断機側を上下動するように構成したことを特徴とする連続鋳造設備における鋳片切断装置。
6. 吊下部材が、リンクである請求項１又は５に記載の連続鋳造設備における鋳片切断装置。
7. 下刃支持部材が、下刃昇降用油圧シリンダに取付けられた下刃スライド吊上板と、この下刃スライド吊上板に設けられた下刃スライドと、この下刃スライドに取付けられた下刃とを備えてなる請求項１乃至５のいずれかに記載の連続鋳造設備における鋳片切断装置。