JP4436304B2 - ツインモールド - Google Patents

Description

本発明は、ツインモールドに関する。さらに詳しくは、連続鋳造設備において広幅のスラブ材と狭幅のスラブ材の鋳込みが可能なツインモールドに関する。

連続鋳造設備において、スラブ材の幅変更の要求に対しては、モールドの鋳込み幅を変えるため、短辺銅板の位置を変えて対応できるが、これは、長辺銅板の長さの範囲内でのみ対応可能である。これ以上の鋳込み幅の変化を大きくしたい場合は、長辺銅板をできるだけ長くすればよいが、このような幅の広いモールドで狭幅のスラブを鋳込む場合は生産性が大きく落ちることになる。そこで、スラブ材の鋳込み幅変更要求に対応しつつ、生産量を向上するため、ツインモールドが開発された。

このツインモールドは、図７に示すように、固定側長辺フレーム101に取付けられた長辺銅板102と可動側長辺フレーム103に取付けられた長辺銅板104と、左右２枚の可動短辺フレーム106,107およびそれらに取付けられた銅板108,109を備えている。105は前後の長辺フレーム101,103を固定するタイロッドである。
この基本構成に加えて、モールドの中央に中仕切りフレーム110が挿入可能になっている。この中仕切りフレーム110の両側面には銅板111,112が取付けられていて、中仕切りフレーム110の両側を使ったツイン鋳込みが可能となっている。また、中仕切りフレーム110を抜去すると、シングル鋳込みが可能となる。

以上のようにして、広幅材はシングル鋳込みし、狭幅材は同時に２本のツイン鋳込みを行うと生産性が向上するはずであるが、ツイン鋳込み操業とシングル鋳込み操業の間で切替えする場合に、中仕切フレーム110の挿入・抜去に時間がかかると準備時間が長くなって生産性が落ちてしまう。

ところで、従来例のツインモールドとして、特許文献１に記載のものがある。
この従来例は、モールドの中央に中仕切りフレームを入れ、この中仕切りフレームのモールド下縁から下に突出した下端部をタイボルトにてクランプし、中仕切りフレームの上部を押付けボルト等で位置決めするものである。
このモールド下端部においてタイボルトでクランプする構造は、床下において、上向きの重筋作業となるし、タイロッドそのものが締結と解除に手間がかかる。したがって、この方法であれば、中仕切りフレームの組込作業は２時間を超えてしまい迅速交換の妨げになって生産性向上のメリットが少ない。換言すれば、この特許文献１の技術は、オンラインでの交換を視野に入れたものではなく、オンライン交換で迅速に交換し生産量向上を目的としたものにはなっていない。

特公平１−５４１４８号

本発明は上記事情に鑑み、ツイン鋳込み時に必要なモールド内部に設ける中仕切ユニットを、オンラインで迅速に交換して生産性を向上しうるツインモールドを提供することを目的とする。

第１発明のツインモールドは、一対の長辺フレームと一対の短辺フレームで形成されるモールド本体に挿入・抜去される中仕切ユニットを備えたツインモールドであって、前記中仕切ユニットの上部において、該中仕切ユニットを前記モールド本体に固定するクランプ装置を取付け、前記モールド本体の直下部分において、該中仕切ユニットの前記モールド本体への取付位置を位置決めする位置決め装置を取付けており、前記クランプ装置は、クランプロッドと、該クランプロッドを締付け方向に付勢するバネと、前記クランプロッドを解除方向に作動させる油圧シリンダとを備えていることを特徴とする。
第２発明のツインモールドは、第１発明において、前記位置決め装置は、前記中仕切ユニットに形成された位置決め穴と、前記モールド本体に取付けられた位置決めピン進退機構とからなり、前記位置決めピン進退機構は、モータ駆動のネジ棒で位置決めピンを進退させるものであることを特徴とする。
第３発明のツインモールドは、第１または第２発明において、前記中仕切ユニットは、モールド本体を二つに区切る中仕切部を備え、該中仕切部は、水冷ボックスとその左右両側面に取付けた一対の銅板とからなることを特徴とする。
第４発明のツインモールドは、第１、２または第３発明において、前記中仕切ユニットは、前記中仕切部の下端に連接されモールド本体から下方に突出する鋳片水冷部を備え、該鋳片水冷部は、水冷ボックスと、その左右両側面に取付けた冷却水を噴射する水冷ノズルを有することを特徴とする。
第５発明のツインモールドは、第１、２、３または第４発明において、前記中仕切ユニットに取付けた水冷パイプと前記モールド本体に取付けた集合水管とが、前記中仕切ユニットを前記モールド本体に固定したとき、互いの端部が接合することを特徴とする。

第１発明によれば、つぎの効果を奏する。
ａ）クランプ装置は中仕切ユニットの上部に設けられているので床上に位置することから目視が容易であり、上向き作業にならないので、固定作業が容易に行える。また、位置決め装置によって中仕切ユニットがモールド本体の幅方向における取付位置に正確に位置決めすることができる。よって、煩雑、かつ困難な上向き作業が削除されるので、容易かつ迅速にツイン鋳込みとシングル鋳込みの切換えができる。
ｂ）油圧駆動でクランプ力を解除したり発揮したりできるので、人力が不要となり、迅速なリモート作業によって、オンラインでのツイン鋳込みとシングル鋳込みとの切換えが可能となる。
第２発明によれば、モータ駆動で位置決めピンの抜き差しが行えるので、人力が不要となり、迅速なリモート作業によって、オンラインでのツイン鋳込みとシングル鋳込みとの切換えが可能となる。
第３発明によれば、中仕切ユニットの左右両側面の銅板により、モールド本体を二つに区切って、二つのモールド本体を作ることができ、ツイン鋳込みが可能となる。
第４発明によれば、ツイン鋳込時にモールドから引出される左右２枚のスラブ鋳片を連続鋳造設備が本来有する冷却装置によって、それぞれの３面を冷却することに加え、死角となっていた、２枚のスラブ鋳片の内側端面にも鋳片水冷部で冷却水を噴射できるので、鋳片の冷却を効率よく行える。
第５発明によれば、中仕切ユニットの水冷パイプとモールド本体の集合水冷が、中仕切ユニットをモールド本体に固定したとき同時に接合できるので、ツイン鋳込みとシングル鋳込みの切替えが迅速に行える。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るツインモールドの断面図である。図２は同ツインモールドの平面図である。図３は同ツインモールドにおける、中仕切ユニット挿入前の状態を示す説明図である。図４は同ツインモールドにおけるクランプ装置を示す断面図である。図５は同ツインモールドにおける位置決め装置を示す底面図である。

図２において、１は固定側の長辺銅板、２は可動側の長辺銅板であり、この一対の長辺銅板１，２の両端部に、短辺銅板３，４が挟まれている。この４枚の銅板１〜４でモールド本体が形作られており、短辺銅版３，４を互いに接近させたり離間させることによって、鋳込み幅の変更が可能となっている。
そして、１０が本実施形態の中仕切ユニットで、その左右両側には銅板１１，１２が取付けられている。ツイン鋳込みの場合は、図示のごとく中仕切ユニット１０でモールドを左右二つに区切り、シングル鋳込みをする場合は、中仕切ユニット１０を抜去すればよい。

図２および図３に基づき、中仕切ユニット１０の詳細を説明する。
この中仕切ユニット１０は側面視では概ねＴ字形の構造物であり、横に延びた取付フレーム２０と、該取付けフレーム２０の中央部から垂下する中仕切部３０とこの中仕切部３０から下方に延びる鋳片水冷部４０とからなる。
前記取付フレーム２０は、その内部に水冷パイプ２１，２２を数本づつ収納しており、中仕切部３０や鋳片水冷部４０用の冷却水を注排できるようになっている。

また、取付フレーム２０の両端よりやや内側には、位置決めブロック２３，２４が取付けられている。一方、鋳造設備には固定の当てブロック５３，５４が設けられており、この当てブロック５３，５４に前記位置決めブロック２３，２４を押し当てて、ネジ棒５１とリンク式押し具５２とで、押し付けると、取付フレーム２０は、モールド本体への取付位置、すなわち幅方向の取付位置を正確に決めることができる。

図３に示すように、前記取付フレーム２０の中央部からは、中仕切部３０が垂直に下方向きに取付けられている。この中仕切部３０の上下寸法は、モールド本体の上下寸法、すなわち長辺銅板１，２の上下寸法とほぼ同じである。
中仕切部３０の内部は水冷ボックス構造になっており、左右両側面の銅板１１，１２（図３では表裏両面に位置し、１１のみ図示）を裏面から冷却するようになっている。

図３において、中仕切部３０の下端に垂設されているのは鋳片水冷部４０である。
この鋳片水冷部４０は、ボックス構造の表面に多数の水冷ノズル４１が取付けられており、各水冷ノズル４１には内部のパイプによって冷却水が供給されている。
連続鋳造設備には、本来的な設備として、モールドから引き出される鋳片を囲む四方向から冷却水を吹付ける水冷ノズル（図示せず）が設けられている。しかしながら、ツイン鋳込みをした場合の２枚のスラブ材の内端面は死角となる。この死角の内端面に冷却水を吹付けることができるのが、前記水冷ノズル４１である。

つぎに、モールド本体を説明する。図３に示すモールド本体は、既述の長辺銅板１を取付けている固定側長辺フレーム１Ｆと、既述の長辺銅板２を取付けている可動側長辺フレーム２Ｆとを備えている。
各長辺フレーム１Ｆ，２Ｆは水冷ボックス構造であり、各長辺銅板１，２の裏面に冷却水を流していく水路を有し、外部から冷却水を給排するための集合水管５，６を備えている。この集合水管５は前記取付フレーム２０の水冷パイプ２１に接合されるものであり、集合水管６は水冷パイプ２２に接合されるものである。また、これらの水冷パイプ２１，２２と集合水管５，６との接合は、中仕切ユニット１０をモールド本体の取付位置に固定したとき、互いの端部が合わさって、接合金具を締め付ける程度の簡単な作業で完全に接合できるようになっている

つぎに、ロック装置を説明する。
図３に示すように、ロック装置６０は取付フレーム２０の片側下面（図３では右側下面）に取付けられている。この取付位置は、中仕切部３０の上部に位置している。
一方、モールド本体の可動側長辺フレーム２Ｆの上部には、当て座７が形成され、前記ロック装置６０による押圧力を受止め、中仕切ユニット１０をモールド本体に固定できるようになっている。

前記ロック装置６０の詳細を図４に基づき説明する。
６１は筒状のケーシングで、内部にはシリンダ室６２とバネ室６３が形成され、前端壁にはロッド貫通孔６４が形成されている。
一方、両ロッド型のクランプロッド６５がケーシング６１の内部に入れられている。このクランプロッド６５を構成するピストン６６は前記シリンダ室６２に収容され、前方ロッド６７はロッド貫通孔６４を貫通し、後方ロッド６８はバネ室６３の中に入っている。そして、皿バネ６９が多数枚、バネ室６３の内部に入れられ、かつ後方ロッド６８に挿入されている。なお、前記ロッド６７の前端には当て板67aが取付けられている。

上記ロック装置６０のシリンダ室６２には可搬式あるいは固定式の油圧発生装置７０が油圧ホース７１で連結できるようになっている。
このシリンダ室６２に油圧を加えると、皿バネ６９は圧縮されて、ロック力が解除されるが、油圧を開放すると皿バネ６９の圧縮力によって、前方ロッド６７が前進付勢され、当て板67aがモールド本体（長辺フレーム４Ｆ）側の当て座７に押し当てられて、中仕切ユニット１０がモールド本体に固定される。

つぎに、位置決め装置８０を説明する。
この位置決め装置８０は、中仕切部３０の下端部における表裏両面に形成された位置決め穴８１とモールド本体側、換言すれば長辺フレーム１Ｆの下面と長辺フレーム２Ｆの下面にそれぞれ取付けられた一対の位置決めピン進退機構８２とからなる。
この位置決め穴８１と位置決めピン進退機構８２とは、それぞれモールド厚さ方向の裏側と表側とに対として設置されている。表側と裏側の構造は同一なので、以下とくに区別せずに説明する。

図５において、８３は位置決めピンであり、自在継手８４を介してネジ棒８５に連結されている。ネジ棒８５はナット８９に螺合しており、またネジ棒８５の先端は従動ギヤ８６が結合されており、このギヤ８６は別軸の駆動ギヤ８７に噛み合っている。そして、そして、駆動ギヤ８７にはモータ８８が連結されている。
よって、この位置決めピン進退機構８２はモータ８８を正逆回転させると、ナット８９に螺合したネジ棒８５が前後進して、位置決めピン８３を進退させることができる。そして、２本の位置決めピン８３が中仕切ユニット１０の中仕切部３０に形成した２カ所の位置決め穴８１に係合離脱することで、中仕切部３０の取付け位置を正確に位置決めすることができる。

つぎに本実施形態のツインモールドの使用方法を説明する。
図３は中仕切ユニット１０の挿入前の状態を示している。中仕切ユニット１０はクレーン等で吊上げられており、モールド本体に対し挿入位置を合わせながら降下していく。この段階ではロック装置６０は解除位置にあり、位置決めピン進退機構８２も退避位置にある。

中仕切ユニット１０をモールド本体に挿入した状態が図１である。この状態で中仕切部３０は長辺銅板１，２の間に挿入されており、鋳片水冷部４０はモールド本体の下方に突出している。
このように挿入した後、モールド幅方向の位置決め具であるネジ棒５１とリンク式押し具５２（図２参照）で取付フレーム２０を固定してから、ロック装置６０を作動させて、皿バネ６９の付勢力によって、モールド本体に中仕切ユニット１０を固定する。
ついで、一対の位置決めピン進退機構８２によって、位置決めピン８３を中仕切部３０の下端の位置決め穴８１に差し込む。これにより中仕切部３０は長辺銅板１，２間で位置決めされて固定される。これにより、中仕切部３０や鋳片水冷部４０が、モールド本体の幅方向に揺れ動くことなく、静止状態に保持される。

上記の手順により中仕切ユニット１０をモールド本体に挿入すれば、これにより、モールドを幅方向に二つに区分けてツイン鋳込みすることができる。
なお、中仕切ユニット１０の抜去は、上記と逆の手順によればよく、この場合、シングル鋳込みが可能となる。
そして、上記の中仕切ユニット１０の挿入固定と離脱抜却に際して、クランプ装置６０は中仕切ユニット１０の上部に設けられているので床上に位置することから目視が容易であり、しかも、油圧駆動であるから人力を要せずリモートコントロールが可能である。また、位置決め装置８０は中仕切ユニット１０に対して作用するが、モータ駆動であるため人力を要せずリモートコントロールができる。よって、容易かつ迅速にツイン鋳込みとシングル鋳込みの切換えができる。

図６は本発明のツインモールドを用いたシングル鋳込みとツイン鋳込みを示している。
（Ａ）図に示すように、１枚のスラブ材Ｓをシングル鋳込みする場合は、中仕切ユニット１０を用いず、一対の短辺銅板３，４間の間隔のみで、スラブ幅を調整すればよい。
（Ｂ）図に示すように、ツイン鋳込みをする場合は、中仕切ユニット１０を挿入し、モールドを左右二つに区分けする。この場合、左側のスラブ材Ｓは短辺銅板３と中仕切ユニット１０の銅板１１の間で鋳込まれ、右側のスラブ材Ｓは短辺銅板４と中仕切ユニット１０の銅板１２との間で鋳込まれる。
そして、モールドから引出される左右２枚のスラブ鋳片Ｓ，Ｓを連続鋳造設備が本来有する冷却装置によって、それぞれの３面を冷却することに加え、死角となっていた、２枚のスラブ鋳片Ｓ，Ｓの内側端面にも鋳片水冷却４０の水冷ノズル４１で冷却水を噴射できるので、鋳片の冷却を効率よく行える。

つぎに、本発明の外の実施形態を説明する。
前記実施形態では、中仕切ユニット１０が中仕切部３０と鋳片水冷部４０とを備えたものであったが、鋳片水冷部４０を省略し、取付フレーム２０と中仕切部３０とで構成したものであってもよい。
この場合、鋳造設備側の冷却装置によって２本のスラブ鋳片Ｓ，Ｓの内側端面を冷却するように工夫すれば、ツイン鋳込みが可能である。

また、前記実施形態では、クランプ装置６０は油圧駆動であり、位置決めピン進退機構８２はモータ駆動であって、リモート動作が可能であったが、これらは人力による駆動に替えてもよい。

本発明の一実施形態に係るツインモールドの断面図である。 同ツインモールドの平面図である。 同ツインモールドにおける、中仕切ユニット挿入前の状態を示す説明図である。 同ツインモールドにおけるクランプ装置を示す断面図である。 同ツインモールドにおける位置決め装置を示す底面図である。 （Ａ）図はシングル鋳込み、（Ｂ）図はツイン鋳込みの説明図である。 ツインモールドの基本構造の説明図である。

１ 銅板
２ 銅板
１０ 中仕切ユニット
１１ 銅板
１２ 銅板
２０ 取付フレーム
３０ 中仕切部
４０ 鋳片水冷部
４１ 水冷ノズル
６０ ロック装置
８１ 位置決め穴
８２ 位置決めピン進退機構
８８ モータ

Claims (5)

1. 一対の長辺フレームと一対の短辺フレームで形成されるモールド本体に挿入・抜去される中仕切ユニットを備えたツインモールドであって、
   前記中仕切ユニットの上部において、該中仕切ユニットを前記モールド本体に固定するクランプ装置を取付け、
   前記モールド本体の直下部分において、該中仕切ユニットの前記モールド本体への取付位置を位置決めする位置決め装置を取付けている
   前記クランプ装置は、クランプロッドと、該クランプロッドを締付け方向に付勢するバネと、前記クランプロッドを解除方向に作動させる油圧シリンダとを備えており、
   ことを特徴とするツインモールド。
2. 前記位置決め装置は、
   前記中仕切ユニットに形成された位置決め穴と、
   前記モールド本体に取付けられた位置決めピン進退機構とからなり、
   前記位置決めピン進退機構は、モータ駆動のネジ棒で位置決めピンを進退させるものである
   ことを特徴とする請求項１記載のツインモールド。
3. 前記中仕切ユニットは、モールド本体を二つに区切る中仕切部を備え、
   該中仕切部は、水冷ボックスとその左右両側面に取付けた一対の銅板とからなる
   ことを特徴とする請求項１または２記載のツインモールド。
4. 前記中仕切ユニットは、前記中仕切部の下端に連接されモールド本体から下方に突出する鋳片水冷部を備え、
   該鋳片水冷部は、水冷ボックスと、その左右両側面に取付けた冷却水を噴射する水冷ノズルを有する
   ことを特徴とする請求項１、２または３記載のツインモールド。
5. 前記中仕切ユニットに取付けた水冷パイプと
   前記モールド本体に取付けた集合水管とが、前記中仕切ユニットを前記モールド本体に固定したとき、互いの端部が接合する
   ことを特徴とする請求項１、２、３または４記載のツインモールド。

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