JP5053308B2 - 垂直型連続鋳造鋳片の切断方法 - Google Patents

Description

本発明は、垂直型連続鋳造機により鋳造された鋳片を、切断装置を鋳片に追従させて降下させながら切断する垂直型連続鋳造鋳片の切断方法に関するものである。

垂直型連続鋳造機により鋳造された垂直型連続鋳造鋳片（鋳片）を所定長さに切断するためには、切断用トーチを備えた切断装置を鋳片に追従させて降下させながら切断する方法が用いられている。その一例が特許文献１に示されている。この特許文献１に記載のように、切断装置は鋳片クランプ装置と切断用トーチとを備えており、ワイヤにより昇降可能となっている。切断装置が上昇端にあるときに鋳片クランプ装置によって鋳片をクランプすることによって鋳片と切断装置とを一体化させ、切断装置を鋳片とともに降下させる間に切断用トーチによって鋳片の切断を行うものである。

また切断の完了と同時に鋳片は落下しようとするが、特許文献２及び特許文献３に示すように、鋳片の下端に予め受台を接触させておき、この受台に上向きの力を与えておくことによって、切断された鋳片を確実に受け止める工夫がなされている。

特開２００２−１４３９９６号公報 特開平６−１４２８６４号公報 特開平１０−１５６５０３号公報

上記のような昇降式の切断装置は、切断終了後はワイヤにより上昇端まで引き上げられ、ブレーキ装置を作動させてその位置で待機している。そして次に切断すべき位置まで鋳片が下降してきたときに鋳片クランプ装置を作動させ、それと同時にブレーキ装置を開放する。これによって切断装置は鋳片と一体になって下降を開始する。

ところが、鋳片クランプ装置のクランプ力をあまり大きくすると鋳片表面にクランプが食い込んで疵が付くため、クランプ力を過大に設定することはできない。そこでクランプ力を鋳片表面に疵が付かない適正値に設定しているが、鋳造条件によっては鋳片表面の凹凸状態も変化しそれに伴って摩擦係数も変化するため、クランプ状態でブレーキを開放すると切断中に切断装置が自重によって徐々にずり落ちることがある。このようなずり落ちが発生すると切断面が水平にならず、２本の切断用トーチを用いた場合には切断面が山形となったりするという問題があった。

従って本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、鋳片表面の凹凸状態が変化した場合にも、切断中における切断装置のずり落ちが発生することがなく、鋳片を常に水平に切断することができる垂直型連続鋳造鋳片の切断方法を提供することである。

上記の課題を解決するためになされた本発明の垂直型連続鋳造鋳片の切断方法は、垂直型連続鋳造機により鋳造された鋳片を、鋳片クランプ装置と切断用トーチとを備えた切断装置を鋳片に追従させて降下させながら切断する垂直型連続鋳造鋳片の切断方法において、切断装置が上昇端にあるとき、ブレーキ装置を作動させた状態で、鋳片クランプ装置を鋳片に接触する位置まで閉じるプリクランプ動作を行わせたうえ、ブレーキ装置を開放して鋳片クランプ装置が鋳片を保持するクランプ動作を行い、また前記プリクランプ動作の開始とともに、切断装置の上昇用モータの上昇トルクを次第に増加させ、ブレーキ装置の開放時以降は鋳片クランプ装置が鋳片を保持することにより切断装置に与えられる降下荷重よりも小さい一定の上昇力を切断装置に与えながら切断用トーチによる鋳片の切断を行うことを特徴とするものである。

なお請求項２のように、ブレーキ装置の開放時以降における切断装置の上昇用モータの上昇トルクを、切断装置を上昇させるために必要とする定格トルクの１０〜２０％とすることが好ましい。

本発明によれば、プリクランプ動作の開始とともに切断装置の上昇用モータの上昇トルクを次第に増加させ、ブレーキ装置の開放時以降は鋳片クランプ装置が鋳片を保持することにより切断装置に与えられる降下荷重よりも小さい一定の上昇力を切断装置に与えながら切断用トーチによる鋳片の切断を行う。このために鋳片表面の凹凸状態が変化して摩擦係数が変化したような場合にも、切断装置が切断中にずり落ちることがなくなり、常に水平に切断することが可能となる。

またこの上昇力は鋳片クランプ装置が鋳片を保持することにより切断装置に与えられる降下荷重よりも小さいため、鋳片から切断装置に与えられる降下荷重の方が常に大きい。このため、切断装置は確実に鋳片と一体的に降下することとなり、切断装置が鋳片に対してずり上がることはない。特に請求項２のように、上昇トルクを切断装置を上昇させるために必要とする定格トルクの１０〜２０％としておけば、確実にこの効果を達成することができる。

切断装置が上昇端にある状態の説明図である。 切断装置が下降した状態の説明図である。 切断装置の概略平面図である。 本発明の工程を示すグラフである。

以下に本発明の実施形態を示す。
図１において、１は垂直型連続鋳造機により鋳造されて垂直下方に連続的に移動している鋳片であり、その移動速度は鋳片の幅や厚さ、鋳造条件によって様々であるが、毎分５mm〜１００mm程度の範囲にあるのが普通である。２はこの鋳片１の近傍に設けられた垂直ガイドであり、３はこの垂直ガイドに沿って上下方向に移動できる切断装置である。

この切断装置３には、鋳片クランプ装置４と、切断用トーチ５とが設けられている。鋳片クランプ装置４は図３に示されるように、支点７を中心として水平面内で開閉することができる一対のクランプアーム８と、このクランプアーム８を開閉するためのシリンダ９とを備えている。一方のクランプアーム８の基部はシリンダ９に接続され、他方のクランプアーム８の基部はシリンダロッド１０の先端に接続されているので、シリンダ９を作動させることにより、クランプアーム８の先端で鋳片１の短片側側面を挟み込み、クランプすることができる。なお後述するように、本発明ではクランプ動作はプリクランプ動作とその後の本格的なクランプ動作の２段階で行われる。

切断用トーチ５は従来と同様のものであって左右一対となっており、鋳片１の短片側側面から切断を開始し、鋳片１の長辺側の中央位置に向かって切断装置３上を走行しながら切断を行うものである。その走行装置は公知であるので説明を省略する。

このような切断装置３の全体は、ワイヤ１１によって上方のローラ１２から吊り下げられている。またこのワイヤ１１の先端は、上昇用モータ１３により駆動される巻上ドラム１４に連結されている。これらの昇降機構は、切断装置３を図２に示す下降位置から図１に示す上昇端まで引き上げるためのものである。なお上昇用モータ１３の作動はトルク制御可能な制御装置１５によって制御されている。このほか、上昇端において切断装置３を保持することができるように、上昇用モータ１３にはブレーキ装置１６が一体的に設けられている。

以上に説明した切断装置３の構成自体は従来のものと同様であるが、本発明はその作動方法に特徴があるので、以下に図４を参照しつつ詳細に説明する。
まず、上昇用モータ１３により切断装置３の全体を昇降機構により図１に示す上昇端まで引き上げ、上昇用モータ１３のブレーキ装置１６によりその位置を保持させる。このとき上昇用モータ１３の上昇トルクはゼロである。これが図４のＡの状態である。

鋳片１が徐々に下降し切断すべき位置が接近してきたときに、鋳片クランプ装置４のクランプアーム８を鋳片１に接触する位置まで閉じるプリクランプ動作を開始する。この状態が図４のＢであり、ブレーキ装置１６は作動したままである。このプリクランプ動作の開始とともに、制御装置１５が上昇用モータ１３の上昇トルクをゼロから次第に増加させて行く。この実施形態ではプリクランプ動作が完了する前に、上昇用モータ１３の上昇トルクは所定値に達する。これが図４のＣの状態である。この上昇トルクの大きさについては後述する。なおこの状態では切断装置３はブレーキ装置１６により停止したままであり、鋳片１のみが降下している。

その後、図４のＤにおいて、鋳片クランプ装置４による本格的なクランプとブレーキ装置１６の開放とが同時に行われる。また上昇用モータ１３の上昇トルクは所定値に維持されたままとする。このような本格的なクランプが行われると切断装置３は鋳片１と一体化し、鋳片１と同一速度で降下を開始する。また切断用トーチ５が鋳片１の切断を開始する。この状態においては、切断装置３は鋳片クランプ装置４が鋳片１を保持することにより鋳片１から摩擦によって降下荷重Ｆ１を与えられるが、鋳片１の表面状態によっては摩擦係数が小さくなり、切断装置３の自重によって切断装置３がずり落ちるおそれがあった。

しかし本発明では、本格的なクランプとブレーキ装置１６の開放とが行われる図４のＤの状態においては、上昇用モータ１３の上昇トルクが既に所定値に達しており、切断装置３を所定トルクで上方に引き上げている。このため切断装置３の自重によって切断装置３がずり落ちるおそれはなくなり、鋳片１に対する切断装置３の位置は一定に保たれるので、切断用トーチ５による鋳片１の切断は水平に行われることとなる。

このとき上昇トルクによって切断装置３に与えられる上昇力Ｆ２は、上記した降下荷重Ｆ１よりも小さいが、切断装置３の自重によるずり落ちを防止できる程度の大きさとする必要がある。具体的には、切断装置３を上昇させるために必要とする上昇用モータ１３の定格トルクの１０〜２０％とすればよい。上昇トルクがこれよりも小さいと従来技術に近づいてずり落ちが発生する可能性があり、上昇トルクがこれよりも大きいと切断装置３が鋳片１に対して上方に引き上げられてしまう可能性があるからである。

このようにして図２の下降位置に達するまでに切断が完了し図４のＦの状態となると、切断された鋳片１は従来と同様の受台により支持されて次工程へ搬送される。一方、切断装置３はブレーキ装置１６を開放したうえで、上昇用モータ１３によって図１の上昇端まで引き上げられ、以下同様のサイクルを繰り返す。このときには上昇用モータ１３の上昇トルクは最大となり、上昇端に達した後はゼロとなる。

以上に説明したように、本発明によれば、プリクランプ動作の開始とともに、切断装置３の上昇用モータ１３の上昇トルクを次第に増加させ、ブレーキ装置１６の開放時以降は一定の上昇力を切断装置３に与えながら切断用トーチ５による鋳片１の切断を行うので、鋳片１の表面状態にかかわらず切断装置３のずり落ちを防止することができ、常に水平面で切断を行うことが可能となる。

１ 鋳片
２ 垂直ガイド
３ 切断装置
４ 鋳片クランプ装置
５ 切断用トーチ
７ 支点
８ クランプアーム
９ シリンダ
１０ シリンダロッド
１１ ワイヤ
１２ ローラ
１３ 上昇用モータ
１４ 巻上ドラム
１５ 制御装置
１６ ブレーキ装置

Claims (2)

1. 垂直型連続鋳造機により鋳造された鋳片を、鋳片クランプ装置と切断用トーチとを備えた切断装置を鋳片に追従させて降下させながら切断する垂直型連続鋳造鋳片の切断方法において、切断装置が上昇端にあるとき、ブレーキ装置を作動させた状態で、鋳片クランプ装置を鋳片に接触する位置まで閉じるプリクランプ動作を行わせたうえ、ブレーキ装置を開放して鋳片クランプ装置が鋳片を保持するクランプ動作を行い、また前記プリクランプ動作の開始とともに、切断装置の上昇用モータの上昇トルクを次第に増加させ、ブレーキ装置の開放時以降は鋳片クランプ装置が鋳片を保持することにより切断装置に与えられる降下荷重よりも小さい一定の上昇力を切断装置に与えながら切断用トーチによる鋳片の切断を行うことを特徴とする垂直型連続鋳造鋳片の切断方法。
2. ブレーキ装置の開放時以降における切断装置の上昇用モータの上昇トルクを、切断装置を上昇させるために必要とする定格トルクの１０〜２０％としたことを特徴とする請求項１記載の垂直型連続鋳造鋳片の切断方法。

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