JP4298057B2 - スラブ鋳造装置のストランドガイドセグメント - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、溶鋼静圧に抗し、鋳造ストランドを所望のサイズ高さに調整するフレームが調節手段と協働する、固定フレームのガイドローラと可動フレームのガイドローラの間に間隔調整可能な鋳造ストランドのガイド高さを備えているスラブ鋳造装置のストランドガイドセグメントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
連続鋳造装置の分野に関する競争力にとって重要な要因は、ストランドガイドセグメントと基礎フレームを設計することにある。これ等は、一方で企業の要請を最適に満たし、他方で、これ等の要請が価格的に競争力を持っていなくてはならない。その理由は、特にストランドガイドのコスト割合が要請に応じて装置の全経費の約 30 〜 70 ％となるからである。
【０００３】
特にスチールスラブを鋳造するストランド鋳造装置は、ストランドをガイドするためにローラを使用し、これ等のローラは未だ凝固していないストランドの厚さを制限し、溶鋼の静的な内圧によるストランド凝固殻の膨みを防止する。
【０００４】
通常、このため、少なくとも四つのローラ対のグループを集めてセグメントにしている。ストランドの上に配置されたストランドガイドローラは、セグメントの上部分もしくは可動フレーム部分に固定され、ストランドの下にあるストランドガイドローラは、セグメントの下部分もしくはセグメントの固定部分に配設されている。個々のセグメントの固定部分と可動部分は通常四つの引張シリンダを介して互いに連結されている。前記の所謂「クランプシリンダ」は、セグメント上部分をスペーサに引き寄せるので、対向するローラの間に所望の供給開口が生じる。これはストランドの厚さに一致する。
【０００５】
製品の品質を改善する最近のプロセス技術は、鋳造プロセス中の供給開口の変更を要求している。特に、ストランドの溶湯先端の領域の所謂「ソフトリダクション」は楔状の調整と対応するセグメントの供給開口の可変の変更を要求している。四つのクランプシリンダを有するセグメントに対する供給開口の変更の周知の可能性は、サーボ油圧位置制御部を伴うシリンダが形成されている点にある。
【０００６】
ドイツ特許第 196 27 336 号明細書によれば「ソフトリダクション区間」を持つストランド鋳造装置中でストランドをガイドする方法と装置が周知であり、これによれば、油圧サーボユニットが、対向するストランドガイドローラの供給開口を連続的に調整する。対向するストランドガイドローラの供給開口を連続的に調整する四つのサーボピストン・シリンダユニットをセグメント毎に有する周知のストランドガイドは、油圧導管が隣接する二つのサーボピストン・シリンダユニットのリング面とピストン面を共通のサーボ弁に接続し、共通のサーボ弁で制御されるサーボピストン・シリンダユニットの位置変換器を制御技術で互いに接続する点に特徴がある。
【０００７】
クランプシリンダは、通常セグメントのところでローラの横に配置され、油圧導管とサーボピストン・シリンダユニットのサーボ弁を含めて、鋳造ストランドの放熱作用の領域内に存在する。従って、これ等のクランプシリンダは、放熱作用が限界内に留まるような中央セグメントと油圧シリンダの距離に配置する必要がある。これに必要なセグメントのフレーム幅は、フレームへの負荷作用のために、比較的重い構造を与える。この構造は、製造や組立のコストおよび圧延スタンドのコストに著しい負担となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上に述べた従来の技術を前提として、この発明の課題は、請求項１の前段に述べたタイプのスラブ鋳造装置用のストランドガイド部材を通常の構造と比べて著しく単純化し、これにより、軸受構造で冷却室の外の上部フレームのところに保持されている圧力シリンダを用い、しかも軽いフレーム構造と簡単な水冷システムおよびローラ冷却用の導管案内部により、ストランドガイド部材を作製して組み立てる時のコストを著しく節約することにある。
【０００９】
その場合、困難であるが重要となることは、この十年以来、技術的に絶えず進歩しながら開発された部品に関する構造上の改良の余地は比較的少ないので、重要な改良やコストの低減は何と言っても殆ど成功していないように見えることである。
【００１０】
この発明の他の構想は、動的に動作し得る、制御されたセグメント上部フレームに対して、上に置かれた圧力シリンダを有する革新的なセグメント化を見出すことにあり、その結果、
−上部フレームが曲げや捩じれに強い構成の場合にどの軸でも傾斜可能であり、その場合、
−長手軸と幅軸の厚さと傾きの所望の供給開口の幾何学形状の正確な寸法安定をもって上部フレームを設計でき、
−レバーアームを短くした時、負荷モーメントを低減するため、比較的小さい直径の圧力シリンダである油圧シリンダを設計でき、
−シリンダがその測定機構と制御機構を含めて冷却室の外に置かれ、
−構造の変化のため、外部セグメントローラが駆動可能であり、
−これにより、同時に機能を最適に満たして引張シリンダを有する通常のタイプと重ねて、それを置き換えた低コストのセグメントタイプが生じる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題の解決は、驚くことに、この発明により、調節手段として別々に調整可能な４つの圧力シリンダを設けてセグメントの上側の放熱領域外に配置し、これにより、圧力シリンダの各側のセグメントの幅を決めるセグメント中心と圧力シリンダの間の間隔が、セグメントの上側に圧力シリンダを移設したことによって生じた寸法だけ狭くされていること、セグメントクロスビームに水冷部の代わりに防熱板を設けること、固定フレームの外側に下部フレームを介して水冷式の横フレームを連結し、この横フレームの上に、圧力シリンダを配置し、圧力シリンダのピストンロッドに可動フレームを連結することにより成功している。
【００１２】
この発明による他の有利な構成は特許請求の範囲の従属請求項に記載されている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
シリンダを新たに付け足すことにより、このシリンダがセグメントの上側のストランドの放熱領域の外にあり、その円管接続部と弁装置を含めて、熱的に危険が少ない。更に、セグメントの幅が狭いので、フレーム構造体は剛性が同じ場合、著しく軽く形成できる。何故なら、圧力シリンダの間のレバーアームと鋼の静的な力が低減されるからである。
【００１４】
更に、研究によれば、防熱板を有するセグメントクロスビームを形成する場合、許容できないクロスビームの加熱を防止するため、冷却水による今まで通常高価なクロスビームとフレームの冷却がもはや必要でなく、これには、固定フレームの外側に下部フレームを介して冷却式の横フレームを連結することも寄与していることが示されている。
【００１５】
提起された課題を最適に解決するため、ストランドガイドセグメントのこの発明で重要な構成による他の有利な作用は、横フレームを箱型の水冷通路として形成すること、ローラ冷却用の水接続端部が横フレームの一方の側に配置されていることにある。これにより、ローラを冷却する導管案内部とその接続端部が著しく単純にすることができる。
【００１６】
他の利点は、
−上部フレームを曲げや捩じれに強く形成し、油圧シリンダへ自在継手式に連結することにより三軸の全てで旋回可能になる、
−圧力シリンダである油圧シリンダの直径が比較的小さく、これにより、レバーアームを短縮できるので負荷モーメントが低減する、
−横フレームの設計と固い配置により、フレームを間隔片上で移動させ、ローラの間隔を例えばセグメントの厚さに合わせて調整できる可能性が与えられる、
−油圧シンリンダが冷却室の外にあるので、測定機構と制御機構を含めてこの冷却室に対して許される温度が与えられる、
−これは全く冷却室の外にある油圧導管敷設部やその連結部材にも当てはまる、−シリンダを横フレームの中に置き、熱間押出圧力（ｐferro ）に対して上部フレームを動的に調整すると、上部フレームは三軸に自由に移動でき、傾斜可能で、つまり自在継手式に支承することにより正確に位置決めでき、その場合に調整過程で軸受に水平方向の強制力が生じない、
ことにより与えられる。
【００１７】
そして、最後に横フレームへの圧力シリンダの有利な連結は、圧力シリンダを、そのフランジにより、球面軸受として形成されたガイド内に支承し、このガイドを横フレームに固く連結するか、横方向に自由度のあるカルダン二重ジョイント機構により横フレームに連結することにある。
【００１８】
上に述べたストランドガイドセグメントのこの発明による構造の単純化と改良は、補助的に新しいセグメントのタイプによりその構造が複雑でないため、セグメント部品の標準化が簡単に実現できることでもその作用が増強される。この発明によりストランドガイドセグメントの製造コストが著しく低減されるというコストの根拠が生じる。更に、これにはクランプシリンダの代わりに、圧力シリンダを使用してシリンダを新たに連結することが比較的低価格で入手できる市販の標準のシリンダタイプを組み込める可能性を与えることが寄与する。更に、ローラを標準化し、例えば異なったローラ直径や軸受構造のタイプを減らすことにより、コストを更に節約できる。
【００１９】
特に、この発明による構成は以下の利点を与える。つまり、
−セグメントの上、つまり放熱領域の外に四つの圧力シリンダを使用する、
−セグメントの中心とシリンダの間隔を低減してセグメントの幅を狭くする、
−クロスビームに対して防熱板を使用する、
−冷却された横フレームを下部フレームに横からフランジ接合する、
−水案内用の箱状の横部品と水接続端部をセグメントの一方の側にのみ使用し、クロスビーム冷却部を防熱板で代用することにより、円管導管を最小にする、
を与える。
【００２０】
【実施例】
以下、図面に模式的に示す実施例の以下の説明から、この発明の他の詳細、構成および利点が分かる。
【００２１】
図１に示すスラブ鋳造装置のストランドガイドセグメントは、可動フレーム（３）のガイドローラ（１）と固定フレーム（２）のガイドローラ（１′）の間に調整可能な鋳造ストランド（１０）のガイド高さ（Ｆ）を有する。その場合、溶鋼静圧に抗し、鋳造ストランド（１０）を所望のサイズ高さに調整するフレーム（２，３）が調節手段と協働する。
【００２２】
この発明によれば、調節手段として独立に調節可能な四つの圧力シンリダ（４，４′；５，５′）が設けてあり、セグメントの上側の放熱領域外に配置されている。その場合、セグメントの幅を決めるセグメント中心とシリンダの間の間隔（Ａ）は、シリンダ（４，４′；５，５′）をセグメントの上側に移設したことによって生じた寸法だけ狭くされている。
【００２３】
これには図２から分かるように、圧力シンリダ（４，４′；５，５′）を放熱領域外のセグメントの上側に移設したことにより、それぞれシリンダ対（４，５）の横間隔（Ｂ）を通常の構造の場合より著しく狭く設計でき、それによりフレームの曲げモーメントを低減したことによるセグメントの構造の軽量化に寄与する可能性が生じる。更に、図１と図２を合わせた眺めは、圧力シリンダの各々（４）または（５）がカルダンジョイント（１５）により横フレーム（１１）に連結していることを示す。このため、図１は、左下のコーナーに、ガイド側のフレーム（２）が下部フレーム（８）を介して横フレーム（１１）と接続してコンパクトな構造ユニットとなることを示す。更に、そこに図示する断面は、水を案内する横フレーム（１１）の水接続端部（１２）を示す。これにより、ローラ（１，１′）を冷却する円管案内部が著しく単純になる。ガイドローラ（１）と（１′）の間には、図２で、これ等のローラによって案内される鋳造ストランド（１０）が破線で示してある。
【００２４】
図３は、フランジ（１４）が、球面軸受として形成されたガイド部（１３）内に支承された標準圧力シリンダ（４，５）を示す。しかし、カルダン二重ジョイント機構を横フレーム（１１）に連結する場合には、図４の固い固定も有効である。これにより、および、図１と図２と特に図４のカルダンジョイント（１５）の自在継手式の連結により、シリンダ（４，４′；５，５′）と横フレーム（１１）の一方の間で最適な力の係合が生じ、横方向の拘束力はない。
【００２５】
図５はストランドガイドセグメントのクロスビーム（６）に防熱板（７）を有利に使用することを示す。この図は、この発明の防熱板（７）により達成可能な、水冷式セグメントクロスビームに対する単純化を納得できる状態で示す。
【００２６】
この発明は、比較的複雑でない構造のため、冒頭で提起した課題を実現するのに最も良く適していて、この課題を最適に解決する。
【００２７】
【発明の効果】
以上、説明したように、この発明のスラブ鋳造装置のストランドガイドセグメントにより、冒頭に述べたタイプのスラブ鋳造装置用のストランドガイド部材を通常の構造と比べて著しく単純化し、これにより、軸受構造で冷却室の外の上部フレームのところに保持されている圧力シリンダを用い、しかも軽いフレーム構造と簡単な水冷システムおよびローラ冷却用の導管案内部により、ストランドガイド部材を作製して組み立てる時のコストを著しく節約することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 一部断面図にしたストランドガイドセグメントの正面図、
【図２】 同様に一部断面図にした図１のストランドガイドセグメントの側面図、
【図３】 球冠式のフランジの軸受を持つ油圧の圧力シリンダの一部を断面図にした側面図、
【図４】 全ての側で傾斜可能な自由度を有するカルダン二重ジョイント機構を介して可動フレームへの連結部および移動しない軸受を持つ油圧の圧力シリンダの一部を断面図にした側面図、
【図５】 セグメントクロスビームとこれ等に配置されている防熱板を備えたストランドガイドセグメントの一部の側面図である。
【符号の説明】
１，１′ ガイドローラ
２ 固定フレーム
３ 可動フレーム
４，４′，５，５′ 圧力シリンダ
６ クロスビーム
７ 防熱板
８ 下部フレーム
１０ 鋳造ストランド
１１ 横フレーム
１２ 水接続端部
１３ ガイド部
１４ フランジ
１５ カルダンジョイント
Ａ セグメント中心とシリンダ間の間隔
Ｂ シリンダ対の横間隔
Ｆ ガイド高さ

Claims (4)

1. 溶鋼静圧に抗し、鋳造ストランド（１０）を所望のサイズ高さに調整するフレーム（２，３）が調節手段と協働する、固定フレーム（２）のガイドローラ（１′）と可動フレーム（３）のガイドローラ（１）の間に間隔調整可能な鋳造ストランド（１０）のガイド高さ（Ｆ）を備えているスラブ鋳造装置のストランドガイドセグメントにおいて、
   調節手段として別々に調整可能な４つの圧力シリンダ（４，４′；５，５′）を設けてセグメントの上側の放熱領域外に配置し、これにより、圧力シリンダ（４，４′；５，５′）の各側のセグメントの幅を決めるセグメント中心と圧力シリンダの間の間隔（Ａ）が、セグメントの上側に圧力シリンダ（４，４′；５，５′）を移設したことによって生じた寸法だけ狭くされていること、セグメントクロスビーム（６）に防熱板（７）を設けること、固定フレーム（２）の外側に下部フレーム（８）を介して水冷式の横フレーム（１１）を連結し、この横フレームの上に、圧力シリンダ（４，４′；５，５′）を配置し、圧力シリンダ（４，４′；５，５′）のピストンロッドに可動フレーム（３）を連結することを特徴とするストランドガイドセグメント。
2. 横フレーム（１１）を箱型の水冷通路として形成すること、ローラ冷却用の水接続端部（１２）が横フレーム（１１）の一方の側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のストランドガイドセグメント。
3. 圧力シリンダ（４，４′；５，５′）が、そのフランジ（１４）により、球面軸受として形成されたガイド（１３）内に支承され、これらガイドが、横フレーム（１１）に連結されていること、圧力シリンダ（４，４′；５，５′）のピストンロッドが、カルダンジョイント（１５）を介して可動フレーム（３）に連結されていることを特徴とする請求項１または２に記載のストランドガイドセグメント。
4. 圧力シリンダ（４，４′；５，５′）が、横方向に自由度のあるカルダン二重ジョイント機構を介して横フレーム（１１）に連結していること、圧力シリンダ（４，４′；５，５′）のピストンロッドが、カルダンジョイント（１５）を介して可動フレーム（３）に連結していることを特徴とする請求項１または２に記載のストランドガイドセグメント。

Images