JP4970529B2 - 連続鋳造設備の鋳片案内装置 - Google Patents

Description

本発明は、連続鋳造設備に備えられた鋳片案内装置に関するものである。

連続鋳造設備では、鋳型の下部から鋳片を鋳片案内装置を用いて下方に引き抜きながら凝固させることでビレットやスラブなどの鋳片が鋳造される。この鋳片案内装置に関してはいくつもの特許文献が知られている。
例えば、特許文献１には、鋳片の流れ方向に沿って複数組のドライブロールを備えた鋳片案内装置が記載されている。ドライブロールは、鋳片を挟み込んで案内できるように１組（一対）設けられ、駆動モータからの駆動力が減速機を介して伝達する構成とされている。この特許文献１の鋳片案内装置では、減速機にウォーム減速機が用いられている。

このようなウォーム減速機を用いる理由は、大きく分けると３つあるとされている。
第１の理由は、設置スペースの制約に関係するものである。つまり、生産性が要求される近年の連続鋳造設備では多ストランドの連続鋳造が行われることが多く、多ストランドの連続鋳造設備では鋳片案内装置を水平方向に並べて鋳造が行われる。つまり、鋳片案内装置の両側には別の鋳片案内装置があり、駆動モータなどの設置スペースを側方に確保できないことが多い。このような場合であっても、直交方向に駆動力を伝達できるウォーム減速機を用いていれば、別の鋳片案内装置と駆動モータなどとの間に位置的な干渉が起きる心配がない。

第２の理由は、ウォーム減速機の設置スペースに関係するものである。つまり、ウォーム減速機では、減速機の外寸法を変えずに、ウォームの進み角を小さくするだけで大きな減速比が得られる。ウォーム減速機で大きな減速比を賄えば、１次減速機の能力を小さくでき、１次減速機やユニバーサルスピンドルにコンパクトなものを採用することも可能となる。それゆえ、スペースが限られた多ストランドの連続鋳造設備に用いる際には、設置スペースを取らずにコンパクトな機構で大きな減速比が得られるウォーム減速機が好適に用いられる。

第３の理由は、鋳片の落下防止に関係するものである。つまり、ウォーム減速機では、ギア比を４０〜６０と大きくすれば、ウォームを用いた駆動機構に特有のセルフロックが発生する。このセルフロックが発生すると、駆動モータからドライブロールを回転させることができても、ドライブロールから駆動モータを回転させることはできなくなる。つまり、停電時のように何らかの理由で駆動モータが停止しても、ウォーム減速機がセルフロック状態になっていればドライブロールが停止状態のままロックされるため、鋳片が落下する心配がない。それゆえ、連続鋳造設備の中でも特に鋳片の自重がかかりやすい垂直型の連続鋳造設備に対しては、ギア比を４０〜６０と大きく設定したウォーム減速機が好ましく用いられる。

特公平２−３２０６２号公報

上述のように、ウォーム減速機は、停電時の鋳片の落下防止が可能なように、通常はセルフロックが起こりやすいような大きなギア比に設定されている。ところが、連続鋳造設備、特に垂直型の連続鋳造設備でダミーバを用いて最初に鋳造する際や鋳造中には、ドライブロールに鋳片やダミーバの大きな重量がかかる。このような場合は、鋳片やダミーバから加わる落下力がドライブロールと鋳片との当接面に発生する摩擦力によってドライブロールが「回される状態」、言い換えれば「回生状態」になる場合がある。

ところが、ウォーム減速機を上述のようにセルフロックが起きるような大きなギア比に設定していると、ドライブロールから駆動モータ側に負荷が伝わらないため、ドライブロールが「回生状態」であることは駆動モータ側では検知されないし、駆動モータ側で検知された負荷に基づいて駆動モータの出力を制御することも困難になってしまう。その結果、鋳片やダミーバの保持あるいは鋳片やダミーバの引抜きを、複数の駆動モータで構成する場合、本来であればドライブロールの出力を下げなくてはならない場合にも駆動モータが駆動し続けて、過大な負荷が加わってウォーム減速機が破損されるという問題も生じやすくなる。

ドライブロールを駆動モータ側に生じる負荷に関わらず、複数のドライブロール（駆動モータ）を所定の回転数に制御することもできるが、ドライブロールの径は製作誤差や摩耗によりドライブロールごとに微妙に変化するため、回転数を同じにしてもそれぞれのドライブロールの周速は厳密に同じにならない。また、鋳片案内装置の下側、特に鋳片圧下装置の下方では圧下分だけ鋳片の移動速度が変化するため、すべてのドライブロールの周速を確実に鋳片の移動速度に合わせることも困難である。

つまり、ドライブロールの回転数を制御しようとしても、あるドライブロールでは周速が鋳片の移動速度より速くなるが、別のドライブロールでは遅くなるといったロール間での周速の不一致を招く可能性がある。このように周速が揃っていないドライブロールで鋳片を案内すると、鋳片とドライブロール表面との間に滑りが生じて鋳片の表面品質が損なわれるという問題や鋳片に引張方向や圧縮方向に力が加わって鋳片の「びびり」が生じるという問題が発生するおそれがある。当然、ウォーム減速機に対しても大きな負荷が加わり、ウォームやウォームホイールの歯を破損してしまうおそれがあるため、好ましくはない。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、コンパクトな機構で大きな減速比が得られるウォーム減速機を用いつつも、表面品質の低下やびびりを起こすことなくドライブロールを適正な回転速度に確実に制御できる連続鋳造設備の鋳片案内装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の連続鋳造設備の鋳片案内装置は以下の技術的手段を講じている。
即ち、本発明の連続鋳造設備の鋳片案内装置は、鋳片を挟持するドライブロールが鋳片の流れ方向に沿って複数配備され、当該ドライブロールを回転駆動する駆動力を発生する複数の駆動モータと、前記ドライブロールの回転軸心と直交する方向から入力された駆動モータの駆動力を減速しつつ前記ドライブロールに伝達するウォーム減速機と、前記ドライブロールの回転速度及び／又は前記駆動モータの駆動力を制御する制御部と、を備えた鋳片案内装置であって、前記ウォーム減速機は、前記ドライブロールのうち鋳片の引き抜き速度を付与する基準ドライブロール以外のドライブロールである非基準ドライブロールについては、当該非基準ドライブロールで発生した負荷を駆動モータに伝達する構成となっており、前記制御部は、前記非基準ドライブロールで発生した前記駆動モータの負荷に基づいて、当該負荷が発生した駆動モータに連結する非基準ドライブロールの回転速度及び／又は前記駆動モータの駆動力を制御することを特徴とする連続鋳造設備の鋳片案内装置。

本発明者は、コンパクトな機構で大きな減速比が得られるというウォーム減速機の利点を活かしたまま、駆動モータに伝達する負荷に基づいてドライブロールの回転速度を何とか制御することはできないかと考えた。そして、通常は大きなギア比とされているウォーム減速機に対して、このウォーム減速機のギア比をあえて小さな値に設定すれば、セルフロックが起きなくなってドライブロールで発生した負荷が駆動モータに伝達するようになり、駆動モータに伝達した負荷に基づいて表面品質の低下やびびりを起こすことなくドライブロールの回転速度を精度良く制御できることを知見して本発明を完成させたのである。

なお、ドライブロールで発生した負荷を駆動モータに伝達させるには、進み角が非セルフロック領域に設定されたウォームを前記ウォーム減速機が有していると良い。ドライブロールで発生した負荷が駆動モータに伝達する、言い換えればセルフロックを起きなくするには、ウォームの潤滑状態と進み角との関係をセルフロック限界特性線図としてまとめ、このセルフロック限界特性線図の非セルフロック領域に進み角を設定する必要があるからである。

ただ、セルフロック限界特性線図の作成は非常に煩雑であるため、より簡便なやり方としては、前記ウォーム減速機を１／４０以下の減速比（例えば１／３０や１／２０の減速比）に設定しても良い。なぜならば、通常入手可能なウォーム減速機では、減速比を１／４０以下に設定すればセルフロックが生じることはなく、このようなウォーム減速機を用いればドライブロールで発生した負荷が駆動モータに確実に伝達することができる。

前記鋳片案内装置は垂直型の連続鋳造設備に配備されているのが好ましい。このような垂直型の連続鋳造設備では、鋳片やダミーバの重量の殆どがドライブロールに加わるため、ドライブロールが回生状態となりやすい。このような場合にドライブロールから駆動モータに伝達した負荷に基づいてドライブロールの回転速度を制御する本発明の鋳片案内装置を用いていれば、ドライブロールが回生状態となったことが負荷として駆動モータに伝わるため、駆動モータを回生状態に合わせて運転（制御）することが可能となるからである。

また、前記連続鋳造設備が複数の鋳片を垂直方向に案内できるように鋳片毎に鋳片案内装置を備えている場合にあっては、前記ウォーム減速機は隣接し合う鋳片の間に配備されていると良い。このようにウォーム減速機を隣接し合う鋳片の間に配備すれば、このウォーム減速機に駆動力を供給する駆動モータなどを鋳片と位置的に干渉しない場所に設置することができ、設置スペースが限られた多ストランドの連続鋳造設備であっても複数の鋳片案内装置を確実に設置することが可能となる。

なお、前記ウォーム減速機と駆動モータとの間に前記駆動モータの駆動力を減速しつつウォーム減速機に伝達する１次減速機が備えられている場合にあっては、前記鋳片案内装置は、前記１次減速機で減速された駆動力を前記ウォーム減速機でさらに減速してドライブロールに伝達する構成とされているのが好ましい。
上述したウォーム減速機で大きな減速比を賄えば、１次減速機の能力を小さくでき、１次減速機やユニバーサルスピンドルにコンパクトなものを採用することも可能となるからである。

また、前記ドライブロール及び当該ドライブロールに駆動力を付与する駆動モータが前記鋳片の流れ方向に沿って複数備えられている場合にあっては、前記制御部は、それぞれの駆動モータの負荷を検出し、検出された負荷が予め定められた負荷を超過する場合には、超過分の負荷を他の駆動モータに分担させる負荷分担制御を行う構成とされているのが好ましい。このような負荷分担制御を行えば、複数のドライブロール間で負荷のバランスをとりながら複数のドライブロールのそれぞれを鋳片の移動速度に厳密に合わせることが可能となるからである。

本発明の連続鋳造設備の鋳片案内装置により、コンパクトな機構で大きな減速比が得られるウォーム減速機を用いつつも、表面品質の低下やびびりを起こすことなくドライブロールを適正な回転速度に確実に制御するができる。

本発明の鋳片案内装置の正面図である。 図１のＡ部分の拡大図である。 図２のＢ部分の拡大図である。 ウォーム減速機の一部断面正面図である。 多ストランドの連続鋳造設備の斜視図である。 ウォーム減速機のセルフロック限界特性線図である。 制御部に入力されるトルクと制御部から出力される回転速度の指令値との関係を示す図である。

以下、本発明に係る鋳片案内装置１の実施形態を、図面に基づき詳しく説明する。
図１は、本発明の鋳片案内装置１が設けられた垂直型の連続鋳造設備２を示している。
連続鋳造設備２は、ブルーム、ビレットまたはスラブなどの鋳片Ｓを連続的に鋳造する設備であって、取鍋３から供給される溶鋼を一時的に貯留する有底箱形のタンディッシュ４と、このタンディッシュ４の底部に設けられた浸漬ノズル５から溶鋼が供給される鋳型６と、鋳型６の下部に鋳造方向（長手方向）に沿って設けられた鋳片案内装置１とを有している。連続鋳造設備２では、鋳片案内装置１を用いて鋳型６から鉛直下方に向かって断面が略矩形状とされた長尺の鋳片Ｓを引き抜くことで鋳造が行われる。

図２に示すように、鋳片案内装置１は、鋳型６から引き抜かれた鋳片Ｓを流れ方向（図１の紙面における上下方向）に沿って案内するものである。鋳片案内装置１は、鋳片Ｓを囲むように鋳片Ｓの周りに配置されたフレーム７と、このフレーム７に備えられて鋳片Ｓを挟み込んで案内する複数のガイドロール８（フリーロール）と、鋳片Ｓを挟み込んで流れ方向に沿って移送するドライブロール９とを有している。

また、鋳片案内装置１は、ドライブロール９を回転駆動する駆動力を発生する駆動モータ１０と、ドライブロール９の回転軸心と直交する方向から入力された駆動モータ１０の駆動力を減速しつつドライブロール９に伝達するウォーム減速機１１と、ドライブロール９の回転速度及び／又は駆動力を制御する制御部１２とを備えている。
ドライブロール９は、幅方向に沿った長さが鋳片Ｓの広面側の幅より長くなるように形成されており、鋳片Ｓの広面に全幅に亘って接するように構成されている。ガイドロール８は、水平方向に距離をあけて１組設けられていて、いずれもフレーム７に対して水平方向（図１の紙面における紙面貫通方向）に沿った軸回りに回動自在とされており、互いのロール間に鋳片Ｓを挟み込んで案内できる構成となっている。

なお、ガイドロール８は、鋳型６に近い位置（鋳型６の直下）では狭面側からも鋳片Ｓを挟み込むが、以降では広面側から鋳片Ｓを挟み込むガイドロール８を例に挙げて本発明の鋳片案内装置１を説明する。
図２に示す如く、本実施形態の鋳片案内装置１では、ガイドロール８は、鋳片Ｓの流れ方向に沿って６組連続して設けられ、その下側にはドライブロール９が３組連続して設けられている。このようにして、ガイドロール８とドライブロール９とがそれぞれ複数組ずつ交互に入れ替わって配備されている。

ドライブロール９は、全部で複数組（本実施形態では９組）のロールから構成されている。それぞれのドライブロール９は、鋳片Ｓの側面のうち駆動モータ１０に近い側の側面に接する反基準側のドライブロール９ａと、駆動モータ１０から遠い側の側面に接する基準側のドライブロール９ｂとの２本１組で構成されており、これらのロール間に鋳片Ｓを水平方向に挟み込んで回転駆動させることで鋳片Ｓを移送する構成とされている。

ドライブロール９の幅方向の両端には軸部が設けられており、この軸部はそれぞれフレーム７に図示しない軸受部を用いて回転自在に支持されている。一方の軸受部に支持されたドライブロール９の軸部の先端はフレーム７を貫通して外側に延設されており、この延設された軸部の先端にはウォーム減速機１１が連結されている。
図３〜図５に示すように、ウォーム減速機１１は、駆動モータ１０からユニバーサルジョイント１７を介して伝達されてきた駆動力を減速しつつドライブロール９に伝達するものであり、反基準側のドライブロール９ａと基準側のドライブロール９ｂとのそれぞれに設けられている。ウォーム減速機１１は、それぞれドライブロール９の軸部に取り付けられてドライブロール９と一体に回転するウォームホイール１３と、それぞれのドライブロール９の軸心と直交する方向に取り付けられてウォームホイール１３に噛み合うウォーム１４と、このウォーム１４を回転させるウォーム軸１５とを備えている。反基準側のウォーム軸１５と基準側のウォーム軸１５との間には、駆動モータ１０からの駆動力を２つのロールに２分して伝達するカップリング１６が設けられている。

なお、本実施形態の係る鋳片案内装置１では、上述のように駆動モータ１０からの駆動力をカップリング１６を介して伝達して、反基準側のドライブロール９ａと基準側のドライブロール９ｂとを双方駆動（コモン駆動）している。ただ、このような駆動形態を採用すると、反基準側ドライブロール９ａと基準側ドライブロール９ｂの直径を厳密に管理して、両ロールの周速が一致するようにする必要があるので、反基準側ドライブロール９ａのウォーム減速機１１及び駆動モータ１０と基準側ドライブロール９ｂのウォーム減速機１１及び駆動モータ１０とを鋳片Ｓを挟んで両側に配備して、それぞれのドライブロール９を個別に駆動モータ１０で駆動することもできる。

図４に示すように、ウォーム減速機１１では、ウォームホイール１３の外周に形成された歯１８と、ウォーム１４の外周に形成されたねじ部１９とが噛み合うことで減速が行われる。このねじ部１９はウォーム１４を側方から見た場合にウォーム軸１５の軸心に対して後述する進み角γとなるように形成されており、ウォーム１４の進み角γ、ウォームホイール１３のピッチ直径、歯数などを変えることで減速比を任意に設定できる構成となっている。なお、この進み角γは、反基準側のドライブロール９ａと、基準側のドライブロール９ｂとでは絶対値が同じで正負が互いに異なる角度に設定されており、反基準側のドライブロール９ａと基準側のドライブロール９ｂとを互いに異なる回転方向に回転できる構成となっている。

図３に示すように、駆動モータ１０は、ドライブロール９の軸心に対して垂直な方向に向かってドライブロール９から水平方向に沿って離れて配備されている。駆動モータ１０は、一対のドライブロール９につき１台ずつ設けられている。そして、この駆動モータ１０とドライブロール９との間には内部に遊星ギヤを備えた１次減速機２０とユニバーサルジョイント１７とが配備されている。

ところで、ウォーム減速機１１は、セルフロックを積極的に用いて鋳片Ｓが落下するのを防止するために、従来は１／４０〜１／６０、あるいはそれ以上の大きな減速比に設定されている。
このようなウォーム減速機１１に対して、本発明の鋳片案内装置１は、ドライブロール９で発生した負荷が駆動モータ１０に伝達されるウォーム減速機１１を用いることを特徴としている。具体的には、このようなウォーム減速機１１は、進み角γが非セルフロック領域に設定されたウォーム１４を有するようなものであり、一般的には減速比が１／４０以下、例えば１／２０、１／３０とされたものである。

次に、ウォーム減速機１１のウォーム１４の進み角γや減速比について、詳しく説明する。
ウォーム１４の進み角γは、上述のように、ウォーム１４を側方から見た場合にウォーム１４の歯１８がウォーム軸１５の軸心に対して為す角度である。このウォーム１４の進み角γを横軸にとり、ウォーム１４とウォームホイール１３との間の静摩擦係数μを縦軸にとって両者の関係を示したものが、セルフロック限界特性線図である。

図６に示すように、セルフロック限界特性線図は、あるウォーム減速機１１のウォーム１４の進み角γと静摩擦係数μとの関係を図示したものであり、図中に示されるセルフロック限界特性線Ｌより上方の領域がセルフロックが起きるセルフロック領域、下方の領域がセルフロックが起きない非セルフロック領域（図中でグレーで示した部分）とされている。

例えば、ある材質でウォーム１４やウォームホイール１３を形成し、これらの表面を研磨等して仕上げ、両者の間に潤滑剤を供給した状態において、図６に示すようにウォーム１４とウォームホイール１３との間の静摩擦係数が０．１０となった場合を考える。このとき、ウォーム１４の進み角γを３°に形成したウォーム減速機１１では、進み角３°はセルフロック領域にあるのでセルフロックが発生する。しかし、ウォーム１４の進み角γを６°以上、例えば９°とすれば、非セルフロック領域内にあるためセルフロックは発生しない。

なお、図６に示したセルフロック限界特性線図は一例である。セルフロック限界特性線図は、ウォーム１４とウォームホイール１３との間の潤滑状態（摩擦状態）が変化すると変わってしまうからである。それゆえ、非セルフロック領域を厳密に求めるに当たっては実測によりセルフロック限界特性線図を求めるのが好ましいが、このようなセルフロック限界特性線図の作成は非常に煩雑であるため、簡便なやり方としては、減速比が１／４０以下、例えば１／２０や１／３０のウォーム減速機１１を採用すると良い。このような減速比のウォーム減速機１１であればセルフロックを起こすことはないことが、実績としてわかっているからである。

上述のようにウォーム１４の進み角γを非セルフロック領域に設定すれば、あるいは１／４０以下の減速比のウォーム減速機１１を用いれば、ウォーム減速機１１でセルフロックが発生しなくなり、ドライブロール９で発生した負荷が駆動モータ１０に支障なく伝達するようになる。そして、ドライブロール９で発生した負荷が駆動モータ１０に伝達するようになれば、駆動モータ１０の負荷状態からドライブロール９の負荷状態を知ることができる。そのため、駆動モータ１０の負荷に基づいてドライブロール９の回転速度または駆動力あるいはその両方を制御することが可能となる。

本発明の鋳片案内装置１は、駆動モータ１０の回転速度を検出する速度検出器２４と、駆動モータ１０の出力を制御する駆動制御部２３と、速度検出器２４で検出された駆動モータ１０の回転速度に基づいて駆動制御部２３に指令を送る制御部１２とを備えている。次に、速度検出器２４、駆動制御部２３及び制御部１２について説明する。
速度検出器２４は、駆動モータ１０の駆動軸に取り付けられて、この駆動軸の回転速度から駆動モータ１０の回転速度を検出するものであり、本実施形態ではＰＬＧ（Pulse Logic Generator）が用いられている。この速度検出器２４は、それぞれの駆動モータ１０に一つずつ取り付けられており、それぞれの駆動モータ１０の回転速度を検出して制御部１２に送っている。

駆動制御部２３は、駆動モータ１０の出力を制御する部分であり、本実施形態では駆動モータ１０に供給される電流を変化させることで出力を変化する電流制御型のインバータが用いられている。なお、図示は省略するが、駆動制御部２３には、駆動モータ１０に供給される電流を制御する電流制御部（ＡＣＲ）と、この電流制御部に速度に応じた制御信号を出力する速度制御部（ＡＳＲ）とが設けられている。この駆動制御部２３も、速度検出器２４と同様にそれぞれの駆動モータ１０に一つずつ取り付けられており、それぞれの駆動モータ１０の出力を制御している。

制御部１２は、内部に入力されたプログラムにより駆動モータ１０の負荷に基づいてドライブロール９の回転速度及または駆動力あるいはその両方を制御するものであり、速度制御部２２と負荷制御部２１とを有している。具体的には、制御部１２は、コンピュータ又はＰＬＣから構成されていて、それぞれの速度検出器２４で検出された駆動モータ１０の回転速度及び予め入力等された鋳造速度に基づいて、それぞれの駆動制御部２３に制御信号を出力している。

速度制御部２２は、上下方向に沿って設けられた複数組のドライブロール９のうち、基準ロール９ｃの周速度が予め定められた鋳造速度になるよう基準ロール９ｃを所定の回転数で回転させるものである。本実施形態では、基準ロール９ｃは、上下方向に沿って設けられた複数組のドライブロール９のうち一番下側に配備されたものである。
速度制御部２２には、予め鋳片Ｓの鋳造速度が与えられており、鋳片Ｓが予め与えられた鋳造速度となる基準ロール９ｃの回転速度を算出できるようになっている。速度制御部２３では、このようにして算出された基準ロール９ｃの回転速度と、速度検出器２４で実際に検出された駆動モータ１０の回転速度との差分が算出される。そして、算出された差分を速度指令にフィードバックし、フィードバックされた速度指令を駆動制御部２３の速度制御部に出力することで、駆動モータ１０の回転速度が予め与えられた鋳造速度に対応したものになるように制御を行っている。

なお、基準ロール９ｃは、一番下側以外のドライブロールであっても良い。例えば、基準ロール９ｃを複数のドライブロール９のうち一番上に位置するドライブロール９や上下方向の中程に位置するドライブロール９としても良い。また、複数のドライブロール９のうち、いずれかのドライブロール９を任意に基準ロール９ｃとして選択する構成を採用しても良い。

負荷制御部２１は、基準ロール９ｃ以外のすべてのドライブロール９（非基準ロール）について、それぞれの駆動モータ１０の負荷を検出し、検出された負荷が予め定められた負荷を超過する場合には、超過分の負荷を他の駆動モータ１０に分担させる負荷分担制御を行っている。この負荷分担制御は、それぞれの駆動モータ１０に垂下特性を設定し、それぞれの駆動モータ１０に発生する負荷変動に対して垂下特性率を乗じた回転速度の速度指令を駆動制御部２３の電流制御部に出力することで行われる。

図７に示すように、垂下特性は、基準ロール９ｃの回転速度と同じ速度でドライブロール９が回転する際に発生する駆動モータ１０のトルクを基準として、この基準となるトルクより駆動モータ１０で実際に必要とされたトルク（トルク指令）が大きくなった場合は垂下特性率に応じて回転速度の指令値を減少させ、逆にトルク（トルク指令）が減少した場合は垂下特性率に応じて回転速度の指令値を上昇させるものである。

このような垂下特性を採用すれば、ある駆動モータ１０の負荷が大きくなると、負荷制御部２１がこの駆動モータ１０の回転速度の指令値を減少させ、駆動モータ１０に過大な負荷が加わることを防止することができる。同時に、負荷が大きくなった駆動モータ１０以外の駆動モータ１０については、負荷が大きくなった駆動モータ１０の回転速度が減少した分だけ、それ以外の駆動モータ１０の仕事が増え、駆動モータ１０間での負荷のバランスが自然に保たれる。

なお、負荷分担制御としては、垂下特性を利用した上述の例以外にも、次に示すような制御を行うことができる。
すなわち、基準ロール９ｃをＰＩ制御で駆動するようにし、基準ロール９ｃ以外のドライブロール９をＰ制御で駆動するようにして、基準ロール９ｃのトルクを基準ロール９ｃ以外のドライブロール９のトルク補償として制御に用いることもできる。

こうすることで基準ロール９ｃに加わる負荷が基準ロール９ｃ以外のドライブロール９よりも大きい場合には、基準ロール９ｃ以外のドライブロール９に加わるトルク補償がプラスになり、回転速度が上がることで基準ロール９ｃ以外のドライブロール９に対する負荷が大きくなる。一方、基準ロール９ｃ以外のドライブロール９の負荷が大きくなることで、基準ロール９ｃに加わる負荷は下がる。その結果、基準ロール９ｃと基準ロール９ｃ以外のドライブロール９との負荷バランスが調整される。

また、別の方法としては、基準ロール９ｃのトルクをトルク補償にそのまま用いるのではなく、それぞれのドライブロール９が分担すべき基準となるトルクを算出し、基準となるトルクからの偏差をトルク補償として用いることもできる。なお、基準となるトルクは、例えば基準ロール９ｃを含めた全てのドライブロール９に加わる負荷の合計をドライブロール９の総数で除して得ることができる。

以上のように本発明の鋳片案内装置１を用いれば、以下のような作用効果が期待できる。
つまり、本発明のように進み角γが非セルフロック領域に設定されたウォーム１４を有するようなウォーム減速機１１、一般的には減速比が１／４０以下のウォーム減速機１１を用いていれば、ウォーム減速機１１でセルフロックが起きることがなくドライブロール９で発生した負荷が駆動モータ１０にも伝達するため、ドライブロール９の負荷を見ながらドライブロール９の負荷に応じて複数の駆動モータ１０の出力を確実に調整することができる。

例えば、上述のような負荷分担制御を用いれば、大きな負荷が加わったドライブロール９については回転速度やトルクを下げ、負荷が小さなドライブロール９については回転速度やトルクを上げて、複数のドライブロール９間で回転速度やトルクのバランスを取りながらドライブロールの回転を制御することができる。
特に、垂直型の連続鋳造設備のように鋳片Ｓからの落下力が直にドライブロール９に加わる場合には、複数の駆動モータ１０は回生状態（駆動モータ１０が回されている状態）と力行状態（駆動モータ１０により回っている状態）とのいずれかになっており、駆動状態に合わせて駆動モータ１０の出力を調整する必要がある。このような場合であっても、ドライブロール９の負荷に応じて駆動モータ１０の出力を調整する本発明の鋳片案内装置であれば、駆動状態に合わせて複数の駆動モータ１０の出力を効率的に制御することが可能になり、負荷が過大になってウォーム減速機１１が破損される心配もない。

また、本発明の鋳片案内装置１では、複数の駆動モータ１０をバランスを取りながら制御できるので、複数のドライブロール９間で周速の不一致を招くことがなく、鋳片Ｓとドライブロール９との間に滑りが生じて表面品質が損なわれるという問題や鋳片Ｓに引張方向や圧縮方向に力が加わって鋳片Ｓの「びびり」が生じるという問題が発生するおそれもない。

加えて、本発明の鋳片案内装置１は、ウォーム減速機１１を用いることで得られる効果、つまり設置スペースが少ない上に大きな減速比が得られるという効果を、依然として備えている。それゆえ、設置スペースに限りがある多ストランドの連続鋳造設備２に特に好ましく用いることができる。
本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、発明の本質を変更しない範囲で各 例えば、上記実施形態では垂直型の連続鋳造設備２に設けられた鋳片案内装置１を例に挙げて、本発明の鋳片案内装置１を説明した。しかしながら、本発明の鋳片案内装置１は、例えば垂直曲げ型の連続鋳造設備２に設けられたものにも用いることもできる。

上記実施形態では、ドライブロール９が鋳片Ｓの流れ方向に複数設けられた鋳片案内装置１を例に挙げたが、本発明の鋳片案内装置１はドライブロール９が１対しかないものにも適用できる。
上記実施形態では、反基準側のドライブロール９ａと基準側のドライブロール９ｂとを１台の駆動モータ１０で駆動するものを例に挙げたが、本発明の鋳片案内装置１は、例えば鋳片Ｓを保持する能力に問題が生じない範囲で、基準側または反基準側のいずれか一方のみをドライブロール９とし、他方をフリーロールとしてもよいし、反基準側のドライブロール９ａと基準側のドライブロール９ｂとをそれぞれ個別に駆動する構成としてもよい。

上記実施形態では、上下方向に複数設けられたドライブロール９のうち、基準ロール９ｃについては速度制御を行い、基準ロール９ｃ以外のドライブロール９については負荷分担制御を行う例を挙げた。しかし、負荷分担制御を基準ロール９ｃを含む全てのドライブロール９に適用することもできる。

１ 鋳片案内装置
２ 連続鋳造設備
３ 取鍋
４ タンディッシュ
５ 浸漬ノズル
６ 鋳型
７ フレーム
８ ガイドロール
９ ドライブロール
９ａ 反基準側のドライブロール
９ｂ 基準側のドライブロール
９ｃ 基準ロール
１０ 駆動モータ
１１ ウォーム減速機
１２ 制御部
１３ ウォームホイール
１４ ウォーム
１５ ウォーム軸
１６ カップリング
１７ ユニバーサルジョイント
１８ 歯
１９ ねじ部
２０ １次減速機
２１ 負荷制御部
２２ 速度制御部
２３ 駆動制御部
２４ 速度検出器
γ 進み角
μ 静摩擦係数
Ｌ セルフロック限界特性線
Ｓ 鋳片

Claims (7)

1. 鋳片を挟持するドライブロールが鋳片の流れ方向に沿って複数配備され、当該ドライブロールを回転駆動する駆動力を発生する複数の駆動モータと、前記ドライブロールの回転軸心と直交する方向から入力された駆動モータの駆動力を減速しつつ前記ドライブロールに伝達するウォーム減速機と、前記ドライブロールの回転速度及び／又は前記駆動モータの駆動力を制御する制御部と、を備えた鋳片案内装置であって、
   前記ウォーム減速機は、前記ドライブロールのうち鋳片の引き抜き速度を付与する基準ドライブロール以外のドライブロールである非基準ドライブロールについては、当該非基準ドライブロールで発生した負荷を駆動モータに伝達する構成となっており、
   前記制御部は、前記非基準ドライブロールで発生した前記駆動モータの負荷に基づいて、当該負荷が発生した駆動モータに連結する非基準ドライブロールの回転速度及び／又は前記駆動モータの駆動力を制御することを特徴とする連続鋳造設備の鋳片案内装置。
2. 前記ウォーム減速機は、進み角が非セルフロック領域に設定されたウォームを有していることを特徴とする請求項１に記載の連続鋳造設備の鋳片案内装置。
3. 前記ウォーム減速機は、１／４０以下の減速比で前記駆動力を減速するように設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の連続鋳造設備の鋳片案内装置。
4. 前記鋳片案内装置は、垂直型の連続鋳造設備に配備されていることを特徴とする請求項１〜３にいずれかに記載の連続鋳造設備の鋳片案内装置。
5. 前記連続鋳造設備は複数の鋳片を垂直方向に案内できるように鋳片毎に鋳片案内装置を備えており、
   前記ウォーム減速機は、隣接し合う鋳片の間に配備されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の連続鋳造設備の鋳片案内装置。
6. 前記ウォーム減速機と駆動モータとの間には、前記駆動モータの駆動力を減速しつつウォーム減速機に伝達する１次減速機が備えられており、
   前記鋳片案内装置は、前記１次減速機で減速された駆動力を前記ウォーム減速機でさら
   に減速してドライブロールに伝達する構成とされていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の連続鋳造設備の鋳片案内装置。
7. 前記ドライブロール及び当該ドライブロールに駆動力を付与する駆動モータは、前記鋳片の流れ方向に沿って複数備えられており、
   前記制御部は、それぞれの駆動モータの負荷を検出し、検出された負荷が予め定められた負荷を超過する場合には、超過分の負荷を他の駆動モータに分担させる負荷分担制御を行う構成とされていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の連続鋳造設備の鋳片案内装置。