JP5111391B2 - ストランド案内機構の少なくとも１つのローラーセグメントをストランドに沿って調節するための方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、スラブ設備のストランド案内機構の少なくとも１つのローラーセグメントをストランドに沿って調節するための方法、ならびに、この方法を実施するためのコンピュータプログラムおよびストランド案内機構に関する。

従来技術によって、この種の方法および装置は原理上公知である。

特許文献１によって、ローラーセグメントを具備する連続鋳造機用担持ローラー架台が公知である。ローラーセグメントは、それぞれ下フレームと上フレームとからなり、前記フレームはピストンシリンダユニットのペアによって個々に相対的に調節することができる。ピストンシリンダユニットに付設されたセンサ、位置センサ、圧力センサ、調整弁ブロックなどが、連続鋳造設備の、離れて配置された制御部に接続されている。センサの配線を低減するために、各上フレームにフィールドバスシステムまたは送受信モジュールが、連続鋳造設備の制御部とのセンサの双方向データ伝送用に設けられていることが提案される。

特許文献２が、断面が楔形の鋼製の棒材を容易に圧延加工するための方法およびそれに対応する装置を公開している。

特許文献３では、ストランド案内機構の少なくとも１つのローラーセグメントをストランドに沿って調節するための方法および装置が公開されている。そこでは、ローラーセグメントは、上方および下方のローラー担持部を有し、これらのローラー担持部がそれぞれ少なくとも１つのローラーを担持しており、ローラー間においてストランドを案内することができる。ローラーセグメントは、自らの４つの角領域にそれぞれ調節部材を有しており、上方および下方のローラー担持部を互いに相対的に調節することができる。ローラーセグメントの損傷を防止するために、特許文献３では、液圧シリンダユニットとして構成された調節部材が、位置制御によっても圧力制御によっても調節できることが提案される。ローラーセグメントの調節部材４つ全てが、同期的に、すなわち同時に制御され、液圧シリンダユニットを調節する際の調節用の値は、制御機構によって互いに独立して算定される。従って、各液圧シリンダを原理上互いに独立して制御することが可能である。液圧シリンダのために、まず位置が準備される。すなわち、液圧シリンダは、原理上、位置制御され、そして、各液圧シリンダ内の圧力が所定の圧力閾値に到達あるいは前記閾値を超過したときにようやく、液圧シリンダを制御するための、圧力制御された動作に切り替えられる。
欧州特許出願公開第１４７５１６９号明細書 特開平１１−１２９００３号公報 国際公開第９９／４６０７１号パンフレット

このような先行技術を背景に、本発明の課題は、ストランド案内機構においてローラーセグメントをストランドに沿って調節するための公知の方法を次のように発展させること、すなわち、ストランド案内機構の下流側に接続されている圧延スタンドが、自らが負っていた役割の点からも、動作中の機械的負荷の点からも解放され、ストランドの品質が改良されるように発展させることである。

この課題は、請求項１に記載の方法によって解決される。この方法の特徴は以下の通りである。すなわち、前記ストランドの右および左縁部の高さを含む、前記ストランドの実プロフィルを、調節部材内に組み込まれた測定装置を用いて検出し、前記実プロフィルを、前記右および左縁部に関する所定の同じ基準高さを含む基準プロフィルと比較すること、 前記ローラーセグメントの個々の調節部材を、前記比較から得られる制御偏差に応じて個々に、前記実プロフィルが前記基準プロフィルに合うように制御し、ストランドの高さの差の均等化が、ストランドがまだ完全に凝固していないストランドの領域内で、調節部材を適切に調節することにより行われることである。

従来、ストランド案内機構の下流側に接続された圧延スタンドの課題は、供給されるストランド内に存在する可能性のある不所望なウエッジ、すなわちストランドの、不均一な高さの縁部を均等化することであった。しかし、これは、圧延スタンドにおいて、各ローラー幅にわたってローラーの、不所望である不均一な機械的負荷を生じ、従ってまた、ローラーの、不所望である不均一な消耗を生じた。本発明によって、有利には、鋳造されたストランドのプロフィルに存在する可能性のあるウエッジが、既にストランド案内機構において、すなわち、下流側に接続された圧延スタンドへ入る前に、均等化されることが保証される。従って、理想的なことに、本発明によって、圧延スタンドへはウエッジのないストランドのみが供給されることが保証される。圧延スタンドは、このようにして、機械的な点からも、従来課されていた、ストランドのウエッジを除去するという役割の点からも解放される。また、このようにして最終的にストランドの品質も改良される。

第１の実施例では、ストランド案内機構内において、ストランドがまだ完全に凝固していない位置あるいはローラーセグメントでウエッジが除去される。これの利点は、この時点でウエッジを除去する場合、ストランドが既に完全に凝固している場合（通例、下流側に接続された圧延スタンドに入るときがそうである）に比べて、ローラーセグメントのローラーがストランドに対して印加しなければならない力が非常に低減されるということである。

有利には、ウエッジを除去するための、調節部材の各調節は、ストランド案内機構の１つのローラーセグメント、あるいは複数のローラーセグメント、あるいは全てのローラーセグメントのいずれについても行うことが可能である。複数のローラーセグメントにおける調節部材の調節には、技術上必要なコストは大きくなるが、それぞれの調節部材に必要とされる力はわずかで済むという利点がある。これが特に当てはまるのは、ウエッジを全体的に取り除くために、多数の調節部材が複数のローラーセグメントに用意されている場合である。

ウエッジを取り除くための調節部材の調節は、開ループ制御または閉ループ制御のいずれでも行うことができる。開ループ制御の場合、ストランドの右側または左側の境界部に関する同じ基準高さだけがあらかじめ設定され、ローラーセグメントの（材料の流れ方向を向いた際の）右側および左側の調節部材が、適宜制御される。閉ループ制御の場合、ストランドの右および左縁部の高さが検出され、制御偏差を決定するためにそれぞれ右および左縁部に関する所定の同じ基準高さと比較される。次に、ローラーセグメントの個々の調節部材が、制御偏差に応じて別個に制御されることで、ストランドの右および左縁部の高さが、それぞれ所定の同じ基準高さに圧延される。

ストランドの右および左縁部における高さを純粋に閉ループ制御する代わりに、プロフィル、すなわちストランドの断面に対するプロフィル制御を行うことも可能である。そのために、まず、ストランドの実プロフィルが検出され、プロフィル制御偏差を決定するために所定の基準プロフィルと比較される。この場合も、次に、ローラーセグメントの各調節部材の調節が、実プロフィルを所定の基準プロフィルに適合させるために事前に算定されたプロフィル制御偏差に応じて行われる。しかし、このプロフィル適合の場合も、本発明の枠内において不可欠である、ストランドの右および左縁部の高さの均等化が含まれる。

有利には、ストランドでの縁部の高さの検出またはストランドの実プロフィルの検出は、ストランド案内機構内の異なった箇所で行うことができる。好ましくは、検出は、制御可能な調節部材を具備するこの種のローラーセグメントの出口で行われる。好ましくは、測定値の検出は、ストランド案内機構の最後のローラーセグメントの出口で、すなわち圧延スタンドの中に入る直前に行われる。本発明に係る制御を行う度に上述の制御偏差がゼロに向かって小さくされるので、このようにして、また実際に、同じ高さの縁部を有するストランドだけが、下流側に接続された圧延スタンドに供給されることが保証される。

有利には、鋳造されたストランドの縁部の高さに差がある場合、その差が、好ましくは調節部材の作用領域において測定された力の比および／または圧力比に基づいて算出される。それに対して、ストランドの実プロフィルは、適当なプロフィル検出機構を用いて、例えば光学的に検出することができる。

上述の課題は、さらに上記方法を実施するためのコンピュータプログラムおよびストランド案内機構によって解決される。コンピュータプログラムとストランド案内機構との利点は、本方法に関して上述した利点とほぼ一致する。

本ストランド前記ローラー担持部が前記鋳造機構を離れた後のストランド（２００）を前記ローラー間において案内するため機構および特に調節部材の有利な実施例については、従属請求項に記載されている。

本明細書には図が全部で４点添付されている。

以下において、本発明について、実施例を用いて図面を参照しながら詳述する。

図１は、鋳造機構３００を離れた後のストランド２００を案内するための、本発明に係るストランド案内機構を示す。このストランド案内機構には複数のローラーセグメント１１０−ｎ（ｎ＝１〜Ｎ）が含まれており、各ローラーセグメント１１０−ｎが、それぞれ１つの上方および下方のローラー担持部１１２、１１４を有する。各ローラー担持部は、ストランドが鋳造機構を離れた後、ローラー間においてストランドを案内するための少なくとも１つのローラーを担持する働きをする。少なくとも１つのローラーセグメント（図１では３つ）が、複数の調節部材１２１〜１２４を有し、上方および下方のローラー担持部１１２、１１４を互いに相対的に調節することができる（図２を参照）。さらに、ストランド案内機構１００には、ローラー担持部の個々の調節部材を制御するための機構１３０が含まれており、ストランド２００の右および左縁部が同じ高さになるように制御する。

この機構１３０は、開ループ制御機構として、または閉ループ制御機構として構成することができる。単に開ループ制御として構成されている場合、この機構は、例えば、ストランドの右および左縁部がそれぞれ同じ高さに圧延されるように、各調節部材の位置値を設定する。好ましくは、これらの位置の設定は、ストランドの右および左縁部がそれぞれ同じ所定の基準高さに圧延されるように行われる。この機構１３０が閉ループ制御機構として構成されている場合、前記機構は、ストランドの右および左縁部に関する測定高さ、または実プロフィル、すなわちストランドの実断面を表すデータを受信する。ストランドの右および左縁部の高さは、例えば、適当な測定装置によって求めることができる。この測定装置は、例えば調節部材の中に組み込まれており、ローラーセグメントの両ローラー担持部１１２、１１４間に生じる力の比または圧力比を求め、そこからストランドの右および左縁部の高さを導出する。ストランドのプロフィルの検出は、例えば適当な光学的プロフィル検出機構１４０によって行うことができる。このプロフィル検出機構は、好ましくは、図１に示されているように、ストランド案内機構１００の終端に配置されている。閉ループ機構として構成されている機構１３０は、ストランド縁部の現在の高さであれ、ストランドの現在の実プロフィルであれ、測定データを受信し、これらのデータをそれぞれ所定の目標値、すなわちストランドの右および左縁部についてあらかじめ同一に定められた基準高さＨ_ｓｏｌｌまたは基準プロフィルと比較することができる。閉ループ制御機構は、次にローラーセグメントの個々の調節部材を、算定された制御偏差に応じて、制御偏差ができる限りゼロになるように制御する。このようにして、ストランドの横方向、すなわちストランドの幅方向に存在する可能性のあるウエッジが、下流側に接続された圧延スタンドへストランドが入る前に取り除かれていることが保証される。

図２は、本発明を実現するために通例用いられるローラーセグメントの立面図を示す。図２でも、図１と同じ構成要素には同じ符号が付されている。図からよく分かるように、ストランド２００は、水平方向の矢印で示された、材料の流れ方向に、ローラーセグメントのローラー１１６、１１８の間を案内される。さらに、図から分かるように、ここに示された例の場合、ローラーセグメントは、その４つの角領域にそれぞれ１つの調節部材を有し、この各調節部材がローラー担持部に作用することで、上方および下方のローラー担持部１１４、１１２を互いに相対的に移動させる。図２に示された調節部材１２１〜１２４は、液圧シリンダとして構成されている。さらに、図２には、各調節部材内の測定機構装置が符号１５０で示されている。これらの測定装置は、ローラー担持部１１２、１１４間における、前述の力の比または圧力比を検出する働きをする。

図３は、図２に示されたローラーセグメントの断面を示す。この図の場合も、同じ構成要素には同じ符号が付されている。図３には、特に明確に見て取れるように、本発明に非常に重要な、ストランド２００の右および左縁部の高さＨｒおよびＨｌが示されている。さらに、図３から、ストランドが、ローラーセグメント１１０を通過する際、まだ完全には硬化していないことが見て取れる。これは、ストランドに液状の部分があることによって示されており、その部分に符号２１０が付されている。これは、本発明の次のような利点を供する。すなわち、ストランドの右および左縁部の高さＨｒおよびＨｌを均等化するために印加すべき力は、比較的小さくて済むという利点、すなわち、ストランド２００が完全に凝固している場合よりも小さて済むという利点を供する。

図４ａは、ストランド２００に不所望なウエッジが検出された例を示す。すなわち、このストランド２００の場合、右および左縁部の高さＨｒとＨｌとが、不均一な高さに形成されている。本発明では、このような状況が検出されると、ストランドの右側および左側の高さを均等化するための開ループ制御または閉ループ制御が開始されることになる。

最後に、図４ｂは、図４ａと同じストランドを示すが、本発明に従って右および左縁部の高さが均等化された後のストランドを示す。もし、ローラーセグメントのローラー１１６、１１８が非対称に消耗して、円錐形状を生じているとしても、その消耗は、本発明の実施の際には無視しうる。なぜなら、材料の流れ方向を向いた際の、ストランドの左側および右側において、調節部材１２１〜１２４を個々に制御することを要求することによって、この消耗は補正されるからである。

本発明に係る新しいストランド案内機構を示す。 ローラーセグメントの立面図である。 ローラーセグメントの断面図である。 図４ａは、ローラーセグメント内における、ウエッジを伴うストランドを示す。図４ｂは、ローラーセグメントの、２つの円錐状のローラー間における、ウエッジを伴わないストランドを示す。

Claims (11)

1. スラブ設備のストランド案内機構（１００）の少なくとも１つのローラーセグメント（１１０）をストランドに沿って調節するための方法であって、
   前記ローラーセグメントが上方および下方のローラー担持部（１１４、１１２）を有し、前記ローラー担持部が、前記ローラー間においてストランド（２００）を案内するために、それぞれ少なくとも１つのローラー（１１６、１１８）を担持し、また、材料の流れ方向を向いた際の、ローラーセグメント（１１０）の右側および左側に、両ローラー担持部（１１４、１１２）を互いに相対的に調節するためのそれぞれ少なくとも１つの調節部材（１２１〜１２４）が設けられており、以下のステップ、すなわち前記調節部材（１２１〜１２４）のそれぞれを個別に制御するステップを含む方法において、
   前記ストランド（２００）の右および左縁部の高さ（Ｈｒ、Ｈｌ）を含む、前記ストランドの実プロフィルを、調節部材（１２１〜１２４）内に組み込まれた測定装置（１５０）を用いて検出し、前記実プロフィルを、前記右および左縁部に関する所定の同じ基準高さ（Ｈ_ｓｏｌｌ）を含む基準プロフィルと比較すること、
   前記ローラーセグメント（１１０）の個々の調節部材（１２１〜１２４）を、前記比較から得られる制御偏差に応じて個々に、前記実プロフィルが前記基準プロフィルに合うように制御し、ストランド（２００）の右および左縁部の高さの差の均等化が、ストランドがまだ完全に凝固していないストランド（２００）の領域内で、調節部材を適切に調節することにより行われることを特徴とする方法。
2. 前記調節部材（１２１〜１２４）の個々の調節を、前記ストランド案内機構（１００）の１つのローラーセグメントまたは複数のローラーセグメント（１１０）について行うことを特徴とする請求１に記載の方法。
3. 前記ストランド（２００）の右および左縁部の前記高さ（Ｈｒ、Ｈｌ）を同じ基準高さ（Ｈ_ｓｏｌｌ）に適合させることが制御の様式で行われることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 前記ストランドの縁部の高さ（Ｈｒ、Ｈｌ）または前記ストランドの実プロフィルを、少なくとも前記ストランド案内機構の最後のローラーセグメント（１００−Ｎ）の出口で検出することを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記ストランド（２００）の縁部の高さ（Ｈｒ、Ｈｌ）に差がある場合、その差を、前記調節部材（１２１〜１２４）の領域において、前記測定装置（１５０）を用いて、測定された力の比および／または圧力比に基づいて算出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の方法。
6. ストランド案内機構（１００）の閉ループ制御機構（１３０）のためのプログラムコードを具備するコンピュータプログラムであって、
   前記ストランド案内機構（１００）におけるローラー担持部（１１２、１１４）用の調節部材の制御を、請求項１〜５のいずれか一つに記載の方法に従って実行するように、前記プログラムコードが構成されていることを特徴とするコンピュータプログラム。
7. 鋳造機構（３００）を離れた後のストランド（２００）を案内するためのストランド案内機構（１００）であって、
   上方および下方のローラー担持部（１１２，１１４）を備えた少なくとも１つのローラーセグメント（１００−ｎ）を含み、前記ローラー担持部が前記鋳造機構を離れた後のストランド（２００）を前記ローラー間において案内するために、それぞれ少なくとも１つのローラー（１１６、１１８）を有しており、
   前記上方および下方のローラー担持部（１１２、１１４）を互いに相対的に調節するための、前記ローラーセグメント（１１０）の材料の流れ方向で見て右側および左側にあるそれぞれ少なくとも１つの調節部材（１２１〜１２４）を含み、
   前記調節部材（１２１〜１２４）を制御するための制御機構（１３０）
   を含むストランド案内機構において、
   前記ストランド（２００）の右および左縁部の高さ（Ｈｒ、Ｈｌ）を含む、前記ストランドの実プロフィルを検出するための、前記ストランド案内機構（１００）の終端に配置されたプロフィル検出機構（１４０）と、
   前記実プロフィルを、前記右および左縁部に関する所定の同じ基準高さ（Ｈ_ｓｏｌｌ）を含む基準プロフィルと比較し、前記ローラーセグメント（１１０）の個々の調節部材（１２１〜１２４）を、前記比較から得られる制御偏差に応じて個々に、前記実プロフィルが前記基準プロフィルに合うように制御するための前記制御機構（１３０）が設けられていることを特徴とするストランド案内機構（１００）。
8. 前記制御機構（１３０）が、開ループ制御機構または閉ループ制御機構として構成されており、前記ローラー担持部の各調節部材（１２１〜１２４）を、前記ストランド（２００）の右および左縁部が前記所定の同じ基準高さ（Ｈ_ｓｏｌｌ）に圧延されるように制御することを特徴とする請求項７に記載のストランド案内機構（１００）。
9. 前記ローラーセグメント（１１０）が４つの角領域にそれぞれ１つの調節部材（１２１〜１２４）を有することを特徴とする請求項７または８に記載のストランド案内機構（１００）。
10. 前記調節部材（１２１〜１２４）がそれぞれ液圧シリンダとして構成されていることを特徴とする請求項７〜９のいずれか一つに記載のストランド案内機構（１００）。
11. 測定装置（１５０）を有し、前記測定装置が、前記ローラーセグメントの両ローラー担持部（１１２、１１４）間の力の比または圧力比を検出するために、前記調節部材（１２１〜１２４）の中に組み込まれていることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか一つに記載のストランド案内機構（１００）。

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