JP4371855B2 - 連続鋳造用鋳型のオンライン芯出装置 - Google Patents

Description

本発明は、連続鋳造設備の鋳片の製造ライン上に設置した状態で連続鋳造用鋳型の長片鋳型及び短片鋳型の位置調整が可能な連続鋳造用鋳型のオンライン芯出装置に関する。

従来、図４に示すように、鋳片は連続鋳造設備８０を使用して製造されている。
この連続鋳造設備８０には、連続鋳造用鋳型（以下、単に鋳型ともいう）８１と、この鋳型８１の下流側に配置される複数のサポートロール（以下、ガイドロール、ロールともいう）８２とが設けられている。なお、鋳型８１は、鋳型振動装置８３上に載置されている。
鋳型８１は、所定の間隔を開けて対向する一対の短片鋳型（図示しない）と、この一対の短片鋳型を挟み込むように対向して配置される一対の長片鋳型８５、８６と、長片鋳型８５、８６及び短片鋳型を載置する鋳型固定フレーム８４とを有している。なお、短片鋳型及び長片鋳型８５、８６は、溶鋼と接触する銅板８７、８８と、この銅板８７、８８を背側から冷却する冷却箱８９、９０とで構成されている。
このため、連続鋳造時においては、銅板８７、８８が高温となった溶鋼と接触し、例えばクラック等が発生するので、鋳型８１を所定時間使用した後、この鋳型８１を鋳型振動装置８３から取り外して、鋳型の交換を行っている。

この取り外された鋳型８１は、連続鋳造設備８０の製造ライン（オンライン）上にない（オフライン）メンテナンス場（補修場）に運ばれ分解された後、生じたクラックを機械加工（研削）によって取り除き、銅板表面にめっき処理等を施した後、更に機械加工を施して、元の状態に組み立てる。なお、鋳型の組み立て時においては、メンテナンス場の芯出台上にて、長片鋳型をジャッキボルト等で、鋳型固定フレーム８４上で移動させることによって、サポートロール８２に対する鋳型の芯出し（位置調整）を行っており、この鋳型を鋳型振動装置８３に上架すれば、鋳型振動装置８３に位置決めされたサポートロール８２との位置調整ができることになっている。
そして、次回の使用時において、補修後の鋳型を、鋳型振動装置８３上に配置した後、連続鋳造作業を再開していた。なお、短片鋳型の交換は、例えば、特許文献１のように、オンライン上で長片鋳型を移動させ、対向する長片鋳型の間隔を変えて行う場合もある。

このように、サポートロール８２に対する鋳型の芯出しを、メンテナンス場の芯出台によって行っても、連続鋳造設備の新設時においては、鋳型振動装置８３とサポートロール８２との位置関係、及び鋳型振動装置８３と芯出台の位置関係が正しいため問題無かった。
また、オフラインでは、作業スペースもあり、時間にも余裕があるため、鋳型の芯出し作業を、長片鋳型の冷却箱をジャッキボルトによって移動させる方法で行っても問題無かった。

特開２００３−２５１４３９号公報

しかしながら、長期の使用にあっては、鋳型振動装置８３とサポートロール８２との位置関係に狂い（芯ずれ）が生じ、オフラインで芯出しされた鋳型を鋳型振動装置８３に上架しても、鋳型とサポートロール８２との位置関係が合わなかった。このため、再度ジャッキボルト等を使用し、オンライン上で鋳型の芯出しを行う必要があり、その芯出しに要する時間及び労力が必要となって作業性が悪かった。
なお、特許文献１の方法を利用して、鋳型とサポートロール８２との位置関係を調整することも考えられるが、この方法は対向する長片鋳型の位置関係を変えるものであるため、鋳型とサポートロール８２との位置関係の調整ができない。従って、鋳型とサポートロール８２との芯ずれが生じたまま操業を行えば、製造される鋳片に歪みが発生し、それに伴って鋳片に割れが発生するため鋳片の品質不良が生じる。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、連続鋳造設備に設置した状態で、連続鋳造用鋳型の長片鋳型及び短片鋳型の位置調整を、容易に作業性よく行うことが可能な連続鋳造用鋳型のオンライン芯出装置を提供することを目的とする。

前記目的に沿う請求項１記載の連続鋳造用鋳型のオンライン芯出装置は、注湯された溶鋼から鋳片を製造する連続鋳造用鋳型の長片鋳型及び短片鋳型を移動可能に載置する鋳型固定フレームに、前記長片鋳型及び前記短片鋳型からなる鋳型本体を移動させる位置調整手段を設け、前記鋳型本体と、該連続鋳造用鋳型の下流側に配置され、製造した前記鋳片をガイドしながら搬送するロールとの位置調整を行う連続鋳造用鋳型のオンライン芯出装置であって、
前記位置調整手段は、補修時における前記長片鋳型の銅板研削代に対応した間隙材、及び前記位置調整手段のシリンダーヘッドの先部が嵌め込まれる正面視して逆Ｕ字状となって下方に向かって開口する嵌合部を介して前記長片鋳型に取付けられ、
更に、前記鋳型固定フレームには、前記鋳型本体の位置決めを行う位置決め手段が設けられている。
この連続鋳造用鋳型のオンライン芯出装置において、連続鋳造用鋳型は、長片鋳型と、短片鋳型と、鋳型固定フレームとを有している。
また、位置調整手段としては、例えば、油圧シリンダー等を使用できる。

ここで、位置決め手段とは、例えば、鋳型固定フレーム上を移動する長片鋳型及び短片鋳型の芯出し位置（停止位置）等を指示するものである。

請求項２記載の連続鋳造用鋳型のオンライン芯出装置は、請求項１記載の連続鋳造用鋳型のオンライン芯出装置において、前記位置決め手段はシム調整機能を備えている。
請求項２記載の連続鋳造用鋳型のオンライン芯出装置において、シム調整機能とは、長片鋳型及び短片鋳型の位置決めを行うことが可能な、例えば、０．１ｍｍ程度の厚みを有する複数の板材で構成されるものである。

特に、請求項１記載の連続鋳造用鋳型のオンライン芯出装置において、位置調整手段を、長片鋳型の銅板研削代に対応した厚みの間隙材を介して長片鋳型に取付けるので、例えば、位置調整手段に油圧シリンダーを使用した場合は、鋳型固定フレームから長片鋳型及び短片鋳型を取り外したときのシリンダーヘッドの位置を動かすことなく、このシリンダーヘッドに補修後の長片鋳型及び短片鋳型を設置できる。

請求項１〜３記載の連続鋳造用鋳型のオンライン芯出装置は、鋳型固定フレームに長片鋳型及び短片鋳型を移動させる位置調整手段を設けるので、連続鋳造用鋳型を連続鋳造設備に設置した状態で、長片鋳型及び短片鋳型とロールとの位置ずれ（芯ずれ）量に応じて、長片鋳型及び短片鋳型の位置調整を行うことができる。
これにより、例えば補修後の長片鋳型及び短片鋳型の位置調整（芯出し）が容易になり、長片鋳型及び短片鋳型の補修時間を短縮できる。また、従来行っていた連続鋳造用鋳型の補修時における連続鋳造用鋳型の芯出し台が不要になる。

特に、鋳型固定フレームに位置決め手段を設けるので、従来のように、芯出しゲージを設置した状態で、鋳型固定フレーム上の長片鋳型を移動させることなく、例えば、芯出しゲージで位置ずれ量を測定し、その位置ずれ量に対応した位置に位置決め手段を設定することで、長片鋳型の位置調整を行うことができる。

請求項２記載の連続鋳造用鋳型のオンライン芯出装置は、位置決め手段はシム調整機能を備えているので、位置ずれ量分のシムを追加又は削除するだけで、長片鋳型及び短片鋳型の位置調整を容易に行うことができる。

また、請求項１記載の連続鋳造用鋳型のオンライン芯出装置は、間隙材の厚みを調整することで、補修後の長片鋳型に対して位置調整手段を移動させることなく、位置調整手段に長片鋳型を設置でき、位置調整手段の取付け時における作業性が良好である。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の一実施の形態に係る連続鋳造用鋳型のオンライン芯出装置を使用した連続鋳造用鋳型の平面図、図２は同連続鋳造用鋳型のオンライン芯出装置を使用した連続鋳造用鋳型の側面図、図３は同連続鋳造用鋳型のオンライン芯出装置の部分側断面図である。

図１〜図３に示すように、本発明の一実施の形態に係る連続鋳造用鋳型のオンライン芯出装置（以下、単に芯出装置ともいう）１０は、注湯された溶鋼から鋳片を製造する鋳型本体１１を移動可能に載置する鋳型ベースフレーム（鋳型固定フレームの一例）１２に設けられ、鋳型本体１１を移動させる位置調整手段１３を有している。この位置調整手段１３により、鋳型本体１１と、この鋳型本体１１の下流側に配置され、製造した鋳片をガイドしながら搬送するロール（サポートロールともいう）との位置調整を行う。以下、詳しく説明する。

図１、図２に示すように、鋳型本体１１は、所定の間隔を開けて対向する一対の短片鋳型１４、１５と、この一対の短片鋳型１４、１５を挟み込むように対向して配置される一対の長片鋳型１６、１７とを有している。この各短片鋳型１４、１５及び各長片鋳型１６、１７は、溶鋼と接触する銅板１８〜２１と、この銅板１８〜２１を背側から冷却する冷却箱２２〜２５とで構成されている。この一対の長片鋳型１６、１７の冷却箱２４、２５の長手方向両端部にはスライド部２６〜２９が設けられ、このスライド部２６〜２９に、対向する長片鋳型１６、１７を連結するためのシャフト（図示しない）と、鋳型本体１１がばらばらにならない程度に短片鋳型１４、１５を挟み込む力を付与するためのばねとが設けられている。

このように、対向する一対の長片鋳型１６、１７が、対向する一対の短片鋳型１４、１５を挟み込むことで、短片鋳型１４、１５及び長片鋳型１６、１７の各銅板１８〜２１の内面で断面矩形状の開口部３０が形成され、この開口部３０に溶鋼を注湯することで、鋳片を製造できる。なお、鋳片の断面形状は、短片鋳型１４、１５の冷却箱２２、２３側に配置された例えば油圧シリンダー等を有する移動手段３１を使用して、対向する短片鋳型１４、１５の銅板１８、１９間の距離を変えることで、目的に応じた幅に調整できる。この移動手段３１は、鋳型本体１１と共に移動可能となるように、例えば、長片鋳型１６、１７に取付けることが可能である。

鋳型本体１１のスライド部２６〜２９は、連続鋳造時において、鋳型本体１１に連続的に振動を付与する鋳型振動装置（図示しない）上に固定された鋳型ベースフレーム１２上に載置されている。この鋳型本体１１と鋳型ベースフレーム１２とで、連続鋳造用鋳型５２が構成されている。
この鋳型ベースフレーム１２は、長片鋳型１６、１７の冷却箱２４、２５のスライド部２６〜２９をそれぞれ支持する２つのフレーム部３２、３３を有している。なお、スライド部２６〜２９は、何も介することなく各フレーム部３２、３３上に載置されているが、鋳型本体１１の移動を容易にするため、例えば、レール、ローラ等を鋳型ベースフレーム１２上に設け、この上に鋳型本体１１のスライド部２６〜２９を配置することも可能である。また、長片鋳型１６、１７と鋳型ベースフレーム１２は、長片鋳型１６、１７が移動可能になるように、隙間を有してボルト締結されている。

各フレーム部３２、３３の一方側端部には、上方へ突出した取付け部３４、３５が設けられ、この各取付け部３４、３５に、位置調整手段１３が設けられている。
図３に示すように、位置調整手段１３は、取付け部３４、３５に複数のボルト３６及びナット３７を用いて固定される油圧シリンダー３８と、油圧シリンダー３８の操作によって前進及び後退するシリンダーヘッド３９とを有している。このシリンダーヘッド３９は、一方側の冷却箱２５の側壁に、ボルト４０によって取付けられた取付け座４１に取付け可能となっている。

取付け座４１は、一方側の冷却箱２５に溶接等によって取付けられた固定部４２と、正面視して逆Ｕ字状（馬蹄形）となった嵌合部４３とを有し、この嵌合部４３の下方へ向かって開口した開口部４４に、シリンダーヘッド３９の先部が嵌め込まれて取付け可能となっている。なお、取付け座４１の固定部４２と嵌合部４３との間には、シム（間隙材の一例）４５が配置され、固定部４２とシム４５と嵌合部４３とを、複数本のボルト４０によって一体的に固定している。このシム４５の厚みは、補修時における長片鋳型１６の銅板２０、２１の研削代に対応した厚み、例えば、１〜１０ｍｍ程度である。

図１、図２に示すように、各フレーム部３２、３３の取付け部３４、３５には、鋳型ベースフレーム１２に対する鋳型本体１１の位置決めを行うための位置決め手段４６が設けられている。
位置決め手段４６は、その基端部が、一方側の冷却箱２５の側壁に設けた取付け座４７に取付けられ、先端側が取付け部３４、３５を挿通可能なボルト４８を有している。
位置決め手段４６は、スライド部２８、２９の側壁に取付けられた取付け座４７と取付け部３４、３５との間に、所定の厚み（例えば、０．１〜５ｍｍ程度の範囲の厚み）を有する位置決めスペーサー４９、位置決めライナー５０、シム等が配置可能なシム調整機能５１を備えている。

このように構成することで、測定された長片鋳型１６とサポートロールとの芯ずれ（位置ずれ）量に応じてシム調整機能５１で芯合わせ位置（調整位置）を決定した後、各油圧シリンダー３８を使用して鋳型本体１１（短片鋳型１４、１５及び長片鋳型１６、１７）を取付け部３４、３５側へ引き寄せることができる。これにより、取付け座４７と取付け部３４、３５との距離を、所定の間隔に調整するシム調整機能５１によって、鋳型本体１１の取付け部３４、３５側への移動が妨げられ、鋳型ベースフレーム１２に対する鋳型本体１１の位置調整を容易に行うことができる。

続いて、本発明の一実施の形態に係る連続鋳造用鋳型のオンライン芯出装置１０を使用して、鋳型本体１１を移動させる方法について説明する。
まず、所定時間使用した連続鋳造用鋳型５２を鋳型振動装置から取り外し、連続鋳造用鋳型の交換を行う。その後、鋳型ベースフレーム１２から鋳型本体１１を取り外す。このとき、移動手段３１は、鋳型本体１１と共に鋳型ベースフレーム１２から取り外すことも、短片鋳型１４、１５から取り外し、鋳型ベースフレーム１２上に載置した状態のままでもよい。また、長片鋳型１７には、位置調整手段１３の取付け座４１、及び位置決め手段４６の取付け座４７が取付けられた状態となっている。

この取り外された鋳型本体１１を、連続鋳造設備の製造ライン上にないメンテナンス場（補修場）において分解した後、生じたクラック等を研削等によって取り除き、銅板１８〜２１の表面にめっき処理等を施した後、更に機械加工を施して、元の状態に組み立てる。なお、鋳型本体１１の取付け座４１の固定部４２と嵌合部４３との間には、研削した銅板の厚みと同じ厚みのシム４５を配置し、ボルト４０で固定する。

そして、補修後の鋳型本体１１を鋳型ベースフレーム１２上に載置する。
これにより、鋳型ベースフレーム１２上に鋳型本体１１を降下させる場合、各油圧シリンダー３８のシリンダーヘッド３９の位置を動かすことなく、取付け座４１の嵌合部４３の開口部４４に、シリンダーヘッド３９の先部を嵌め込むことができる。なお、固定部４２と嵌合部４３との間にシム４５を配置することなく、シリンダーヘッド３８の位置を動かし、嵌合部４３の開口部４４にシリンダーヘッド３９の先部を嵌め込むことも可能である。この連続鋳造用鋳型５２の組み立て時においては、従来のように、メンテナンス場の芯出台によって、鋳型本体１１の位置調整を行う必要がない。

連続鋳造用鋳型５２を鋳型振動装置上に載置した後、鋳型本体１１下端とサポートロールの１段目のロール上面との位置ずれ量を測定する（図４参照）。そして、鋳型ベースフレーム１２に設置した各油圧シリンダー３８により、鋳型本体１１全体を前方（フレーム部３２、３３の取付け部３４、３５と反対側）に押し出し、冷却箱２５の外壁面と取付け部３４、３５との間隔を広げる。

次に、測定した位置ずれ量分、位置決めスペーサー４９、位置決めライナー５０、シム等を、取付け座４７と取付け部３４、３５との間のボルト４８に追加、又は取付け座４７と取付け部３４、３５との間のボルト４８から削減する。
これにより、従来のように、芯出しゲージを設置した状態で、鋳型本体を前後させることなく、芯出しゲージで位置ずれ量を測定し、その位置ずれ量分だけシム調整機能５１で調整すればく、作業性が良好になる。

シム調整機能５１で鋳型本体１１の位置決めを行った後、長片鋳型１７の冷却箱２５に取付けられた取付け座４７が、位置決めスペーサー４９の側面に接触するまで、各油圧シリンダー３８を使用して、鋳型本体１１全体をフレーム部３２、３３の取付け部３４、３５側へ引き付ける。
これにより、位置ずれ量に応じた位置に鋳型本体１１を移動させ、鋳型本体１１とサポートロールとの位置関係を容易に調整でき、良好な品質の鋳片を製造できる。
なお、鋳片の鋳造中は、各油圧シリンダー３８を使用して、鋳型本体１１を取付け部３４、３５側へ引き付け続けることも可能であるが、引き付け用のバネ等を冷却箱の側壁と取付け部との間に設置し、鋳型本体１１を取付け部３４、３５側へ引き付け続けることも可能である。

以上、本発明を、一実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明の連続鋳造用鋳型のオンライン芯出装置を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。

本発明の一実施の形態に係る連続鋳造用鋳型のオンライン芯出装置を使用した連続鋳造用鋳型の平面図である。 同連続鋳造用鋳型のオンライン芯出装置を使用した連続鋳造用鋳型の側面図である。 同連続鋳造用鋳型のオンライン芯出装置の部分側断面図である。 従来例に係る連続鋳造設備の説明図である。

符号の説明

１０：連続鋳造用鋳型のオンライン芯出装置、１１：鋳型本体、１２：鋳型ベースフレーム（鋳型固定フレーム）、１３：位置調整手段、１４、１５：短片鋳型、１６、１７：長片鋳型、１８〜２１：銅板、２２〜２５：冷却箱、２６〜２９：スライド部、３０：開口部、３１：移動手段、３２、３３：フレーム部、３４、３５：取付け部、３６：ボルト、３７：ナット、３８：油圧シリンダー、３９：シリンダーヘッド、４０：ボルト、４１：取付け座、４２：固定部、４３：嵌合部、４４：開口部、４５：シム（間隙材）、４６：位置決め手段、４７：取付け座、４８：ボルト、４９：位置決めスペーサー、５０：位置決めライナー、５１：シム調整機能、５２：連続鋳造用鋳型

Claims (3)

1. 注湯された溶鋼から鋳片を製造する連続鋳造用鋳型の長片鋳型及び短片鋳型を移動可能に載置する鋳型固定フレームに、前記長片鋳型及び前記短片鋳型からなる鋳型本体を移動させる位置調整手段を設け、前記鋳型本体と、該連続鋳造用鋳型の下流側に配置され、製造した前記鋳片をガイドしながら搬送するロールとの位置調整を行う連続鋳造用鋳型のオンライン芯出装置であって、
   前記位置調整手段は、補修時における前記長片鋳型の銅板研削代に対応した間隙材、及び前記位置調整手段のシリンダーヘッドの先部が嵌め込まれる正面視して逆Ｕ字状となって下方に向かって開口する嵌合部を介して前記長片鋳型に取付けられ、
   更に、前記鋳型固定フレームには、前記鋳型本体の位置決めを行う位置決め手段が設けられていることを特徴とする連続鋳造用鋳型のオンライン芯出装置。
2. 請求項１記載の連続鋳造用鋳型のオンライン芯出装置において、前記位置決め手段はシム調整機能を備えていることを特徴とする連続鋳造用鋳型のオンライン芯出装置。
3. 請求項１記載の連続鋳造用鋳型のオンライン芯出装置において、前記短片鋳型の移動手段は、前記短片鋳型の冷却箱に取付けられた油圧シリンダーによって、前記短片鋳型の銅板の間隔を調整していることを特徴とする連続鋳造用鋳型のオンライン芯出装置。

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