JP5484275B2 - 軽圧下装置のロール交換装置と方法 - Google Patents

Description

本発明は、軽圧下装置のロール交換装置と方法に関する。

連続鋳造設備により鋼の鋼片を製造するにあたって、冷却段階の凝固末期に、鋼片の中心部で溶鋼成分が偏析する。これは、中心偏析といい鋼片の中心部は、凝固が遅れるため不純物が濃くなる。最後に固まる中心部には、凝固収縮により生じた隙間に不純物の濃い液体が移動し、不純物が集積される。その結果、鋼片の均質化が損なわれ、鋼片の靱性が低下する。このような鋼片を後工程で加工すると、塑性変形において割れの原因となる。

この中心偏析の防止策として、凝固収縮や熱収縮によって生まれる隙間に、液体が移動しないように、液体が固まることにより生じる堆積収縮分に圧下をかけてつぶし、液体が移動する隙間をなくす鋼片凝固末期における軽圧下法がある。

前記軽圧下法の装置としては、例えば、鋼片に当接するロール群を油圧シリンダーを介して押圧し、鋼片を軽圧下する装置がある（特許文献１）。当該装置は、連続鋳造機のモールド下流において、鋳片を挟み込むように対向する軽圧下ロールと、該軽圧下ロールに押圧力を付与する圧力制御装置と、該圧力制御装置からの押圧力を抑止し、かつ前記軽圧下ロールの少なくとも一方のロールに対し傾斜面を摺動させることによりロールの位置決めを行う斜行装置からなることを特徴とする連続鋳造用軽圧下装置である。
これらの連続鋳造機のモールド下流における軽圧下ロールは、鋼片の圧下を繰り返すことで摩耗する。摩耗による圧下量の低下により凝固時の液体移動を防止する機能を満たさなくなる前に他の新しいロールと交換しなければならない。

磨耗したロールは、従来、以下の方法で交換されてきた。
第一のロール交換方法は、交換すべきロールが組み込まれたロールスタンドをあらかじめ用意した別の新しいロールスタンドとそっくり置き換える方法である。そして、ラインから取り外されたロールスタンドは、整備工場等で、他の新しいロールに組み込まれ、次期の交換に備えられる。

第二のロール交換方法は、交換すべきロールスタンドのうちロールユニット（ロールと軸受けハウジング）をロールスタンド機側のロール組み換え用牽引台車で引き出した後、他の新しいロールユニットをロールスタンドに組み込む方法である（特許文献２）。

特開平１０−１５６５０１号公報 特開昭６２−３８１３号公報

しかしながら、第一のロール交換方法は、あらかじめ他の新しいロールスタンドを用意する必要があり、費用の負担は大きく、また、交換のために広いスペースが必要になる。
また、第二のロール交換方法については、特許文献２に記載のロール交換方法は、鋼板等の金属帯板を圧延する圧延機のロール交換方法であり、連続鋳造設備の軽圧下スタンドのように、水平面に対し傾斜したスタンドを想定したものではない。また、連続鋳造設備の軽圧下スタンドの機側には、各種の設備が配置されているため、前記特許文献１に記載されているロールスタンドの機側に設けられた支持台とロール組み替え用牽引台車を設置するスペースはない。したがって、ロール交換するには、まず、油圧シリンダー及びシリンダーフレームを取りはずし、その後、交換すべきロールを上方に抜き出す方法をとらざるを得なく、ロール交換に長時間を要し、連続鋳造設備の稼動効率を低下させるという問題がある。

本発明の目的は、連続鋳造設備における軽圧下装置のロール交換において、ロール交換装置を簡素化することにより、設備費が安く、かつ、ロール交換が簡単、かつ、短時間で行うことができる軽圧下装置のロール交換方法と装置を提供することにある。

本発明の要旨は以下の通りである。
（１） 垂直曲げ型又は湾曲型連続鋳造機の円弧部を含むモールド下流において、スタンド内に配置され、鋳片を挟み込むように上下に対向する軽圧下装置のロール交換装置であって、
スタンド内のロールのロール軸と平行方向にハウジング外に延伸するロール受け台車用レールと、
前記ロール受け台車用レールに沿って移動し、交換対象ロール又は新ロールを載置するロール受け台車と、
前記ロール受け台車用レールの傾動角度を前記交換対象ロールの傾動角度に調整可能な傾動架台とを有することを特徴とする軽圧下装置のロール交換装置。
（２） 前記傾動架台は、移動可能であるとともに、該傾動架台下部の移動架台と走行車輪間の着脱架台を取り外すことにより、移動架台の高さ調整が可能であることを特徴とする前記（１）に記載の軽圧下装置のロール交換装置。

（３） 前記ロール受け台車は、転倒防止のためのガイドローラーを有することを特徴とする前記（１）又は前記（２）に記載の軽圧下装置のロール交換装置。
（４） 前記ロール受け台車とロールのチョックとは、嵌合構造を有することを特徴とする前記（１）乃至前記（３）のいずれかに記載の軽圧下装置のロール交換装置。
（５） 上ロールのチョックと下ロールのチョックが結合可能であることを特徴とする前記（１）乃至前記（４）のいずれかに記載の軽圧下装置のロール交換装置。

（６） 垂直曲げ型又は湾曲型連続鋳造設備のモールド下流において、スタンド内に配設され、鋳片を挟み込むように上下で対向する軽圧下ロールと、該軽圧下ロールに押圧力を付与する油圧シリンダーを有し、かつ該軽圧下ロールが円弧部にかかる軽圧下装置のロール交換方法であって、
下記工程１乃至工程６からなることを特徴とする連続鋳造用軽圧下装置のロール交換方法。
工程１：交換を対象とする上または下ロールの下部位置からロールの引き出し、取り入れ方向側のスタンド外に延伸するロール受け台車用レールを配設する。
工程２：前記ロール受け台車用レールにロール受け台車を配設し、前記下部位置に移動させる。
工程３：前記ロール受け台車上に、交換対象のロールを載積置する。
工程４：前記ロール受け台車をスタンド外の前記レール上に移動させる。
工程５：前記レール上の交換ロールを吊り上げ移動させる。
工程６：新ロールを前記ロール受け台車上に載置後、スタンド内に移動させ、所定の位置に配置する。

連続鋳造設備における軽圧下装置のロール交換において、設備費が安く、ロール交換が簡単、かつ、短時間で行うことができる軽圧下装置のロール交換方法と装置を提供することができる。

連続鋳造設備の全体の構成を示す図である。 連続鋳造設備のロール配置の側面を示す図である。 第一の実施の形態における軽圧下装置のロール交換を説明する図である。 第一の実施の形態におけるロール交換装置を示す図である。 第三の実施の形態におけるロール受け台車とロールを示す図である。 第四の実施の形態において、中央スタンドの上ロールの下部位置に、ロール受け台車用レール（スタンド内設置用）を配設することを示す図である。 第四の実施の形態において、ロール受け台車用レールにロール受け台車を配設し、ロール下部位に移動させることを示す図である。 第四の実施の形態において、ロール受け台車上に、交換対象のロール（両チョック）を設置すること示す図である。 第四の実施の形態において、ロール受け台車をスタンド外のレール上に移動させることを示す図である。 第四の実施の形態において、交換ロール（含両チョック）を吊り上げ、オフラインへ移動させることを示す図である。 第四の実施の形態において、新ロール（両チョック）をスタンド内に移動させることを示す図である。

（第一の実施の形態）
連続鋳造設備１００は、３ストランドから構成されており、図１に本発明の連続鋳造設備の全体の構成を示し、図２に連続鋳造設備のロール配置の側面を示す。

本発明の軽圧下装置は、連続鋳造鋳片の未凝固部周辺を複数のロール対で連続的に軽圧下して、鋳片の中心偏析を改善する。図１において、円弧状の連続鋳造機１００は、まず取鍋１０２に溶鋼１０１を満たす。そして、前記取鍋１０２の底部に設けられた取鍋ノズル１０３の開閉により、溶鋼が前記取鍋ノズル１０３の筒孔から流出し、下方のタンディッシュ１０５に一旦貯蔵される。前記タンディッシュ１０５は、取鍋１０２と鋳型１０４との中間に位置し、耐火物で内張りをした容器であり、底部に設けられたタンディッシュノズルにて溶鋼流を鋳型１０４に流し込むとともに、タンディッシュ１０５内の溶鋼上部に浮遊したスラグを分離する。

前記鋳型１０４に流れ込んだ溶鋼は、その溶鋼表面が冷却されて凝固する。その後、鋳片として複数のガイドロール群１０６によって、連続鋳造機１００の円弧状に沿って湾曲するように誘導される。軽圧下装置１０７を介して、次工程へと送られるよう複数の載置ローラ群１０９が構成されている。

前記軽圧下装置１０７は、鋳片が冷却段階の凝固末期に、鋳片の中心部で溶鋼成分が偏析しないように軽圧下を施すものである。図２において、鋳片を挟み込む対向する軽圧下の上ロール４Ａと、該軽圧下の下ロール４Ｂにより押圧力を付与して鋳片を圧下させるための油圧シリンダー２及び前記両ロールを鋳片の厚み方向に案内するロールスタンド１からなっている。
連続鋳造設備１００は、３ストランドから構成されており、以下、第一の実施の形態では左スタンドの上ロール４Ａを交換する場合について説明する。

図３において、移動架台１０を交換対象の上ロール４Ａの抜き出し方向のスタンド外側に配置する。移動架台１０は、下部に取り付けた走行車輪１０Ｂにより容易に移動可能であり、走行車輪ストッパー１０Ｃにより上ロール４Ａ の抜出方向の外側面に固定される。
次に、ロール受け台車用レールを設置する。ロール受け台車用レールには、スタンド外設置用のロール受け台車用レール６Ａとスタンド内設置用のロール受け台車用レール６Ｂとがあり、両者は切離自在となっている。まず、交換対象の上ロール４Ａの下部位置にスタンド内設置用のロール受け台車用レール６Ｂを下ロール４Ｂのチョック上に載置する。この場合、該レールの載置角度はロール抜出角度となる。

次に、ロール受け台車用レール６Ａを、上ロール４Ａの下部位置からロールの引き出し方向側のロールスタンド１の外側に延伸するように配設する。この場合、ロール受け台車用レール６Ａの一方は、交換対象の上ロール４Ａに対向する下ロール４Ｂのチョック上に載置する。ロール受け台車用レール６Ａの他方は、傾動架台８に載置し、傾動架台８は、着脱架台１０Ａによりスタンド外側面に設置する移動架台１０に取り付けられている。スタンドのコラムは、上ロール４Ａ（チョック）を適切に昇降させるガイドとなっているため、スタンドのコラムとチョックのすき間は非常に小さく、従って、上ロール４Ａ（チョック）は傾斜した角度を保ったままスタンド外に引き出す必要がある。そのため、上ロール４Ａ（チョック）の傾動の角度にあわせて傾動架台８を傾動させる。傾動架台８に取り付けられた傾動ジャッキ８Ａを調整することにより、ロール受け台車用レール６Ａを交換対象の上ロール４Ａの傾き角度に同じとなるように調整する（図４）。

次に、ロール受け台車用レール６Ａの上にロール受け台車７を載置し、前記上ロール４Ａの下部に横行車輪９Ａにより移動させる。次に、ロール受け台車７上に、交換対象の上ロール４Ａ（両チョック５）を載積置する。
次に、ロール受け台車７をスタンド外設置用のロール受け台車用レール６Ａに移動させる。なお、図４に示すように、上ロール４Ａの傾き角度によりロール受け台車用レール６Ａが傾いた状態にて台車７が転倒することを防止するため、台車７に転倒防止のためのガイドローラー９を有している。また、図４に示すように、ロール受け台車７において、ロール４Ａの傾き角度により上ロール４Ａ（両チョック５）が傾いた状態にて、ロール４Ａが転倒することを防止するため、台車７と上ロール４Ａ（両チョック５）は嵌合構造となっている。次に、レール６Ａ上の交換対象の上ロール４Ａを吊り上げ移動させる（図3）。

最後に、新ロール（両チョック）を前記ロール受け台車７上に載置後、スタンド１内に移動させる。この場合、ロールの配設位置によりロール（チョック）の設置角度が異なるため、該角度と同じ角度になるようにロール受け台車用レール６Ａを傾けて設置し、スタンド内に、ロール（チョック）を傾けて取り込む。所定の位置に配置することにより、ロール交換は完了する。

（第二の実施の形態）
下ロール４Ｂを交換する実施形態である。第一の実施の形態と同様であるが、以下、第一の実施の形態と相違する点を述べる。
まず、下ロールの胴部にチェーンブロックをかけ、下ロールを一旦引き上げる。次に、第一の実施の形態における図3に示す要領で、図示していないが下ロールの下に、ロール受け台車用レール（スタンド内・外設置用レール）及びロール受け台車を挿入する。次に、チェーンブロックをゆるめ、下ロール（チョック）をロール受け台車上に載置させる。下ロールを抜き出すときは、移動架台１０の着脱架台１０Ａをとりはずし移動架台１０の高さを調節する。その後の工程は、第一の実施の形態と同様である。

（第三の実施の形態）
上下のロールを同時（一体的）に交換する実施形態である。第一の実施の形態と同様であるが、以下、第一の実施の形態と相違する点を述べる。
図５において、上ロールと下ロールを同時に交換するため、上ロールのチョック１２と下ロールのチョック１１は結合可能となっている。まず、下ロールの胴部にチェーンブロックをかけ、下ロールを一旦引き上げる。次に、第一の実施の形態における図3に示す要領で、図示していないが下ロール４Ｂの下に、ロール受け台車用レール６Ｂ（スタンド内レール）及びロール受け台車７を挿入する。次に、チェーンブロックをゆるめ、下ロール４Ｂ（チョック）をロール受け台車７上に載置させる。次に、シリンダーにて昇降フレームを下降させ、上ロール４Ａのチョックを下ロール４Ｂのチョックに載置させる。その後の工程は、第一の実施の形態と同様である。

（第四の実施の形態）
中央スタンドのロールを交換する実施形態である。交換を対象とする中央スタンドの上ロール４Ａの下部位置に、ロール受け台車用レール６Ｂ（スタンド内設置用）を配設する（図６）。ロール受け台車用レール（スタンド外設置用）６Ａは、左スタンドの下ロールチョックと中央スタンドの下ロールチョックに載置（渡設）される。尚、前記、内・外設置用の両レールの設置面となる左スタンドの下ロールチョックと中央スタンドの下ロールチョックは同一平面となるため、傾動角度調整は不要である。

次に、ロール受け台車用レール６Ｂにロール受け台車７を配設し、ロール下部位に移動させる（図７）。

次に、油圧シリンダー２にて昇降フレームを下降させ、ロール受け台車上７に、交換対象のロール（両チョック）４Ａを設置する（図８）。
その後、昇降フレームと両チョックとを接続しているボルトを取り外す。次に、ロール受け台車７をスタンド外のレール６Ａ上に移動させる（図９）。

次に、ロール受け台車用レール６Ａ上の交換ロール（含両チョック）４Ａを吊り上げ、例えば工場内に設置されている天井クレーン等を使用してオフラインへ移動させる（図１０）。

最後に、新ロール（両チョック）４Ａをロール受け台車上７に設置後、スタンド内に移動させ、昇降フレームと両チョックとをボルトで接続する。その後油圧シリンダー２にて昇降フレームと新ロール（両チョック）４Ａとを上昇させ、ロール受け台車７及びロール受け台車用レール６Ｂとをスタンド外へ搬出し、ロール交換を完了する（図１１）。

前記第四の実施の形態は、スタンドの外側に油圧配管や水冷配管等の障害物がない場合には、中央スタンドに限らず左右スタンドのロール交換においても実施できる。しかし、スタンドの外側には、(1)ロールを昇降（圧下・退避）させるための油圧配管、(2)スタンド、ロールを冷却させるための水冷配管など付帯設備が設けられている。左右スタンドのロールを中央スタンド側に取り出す場合で、前記付属設備が障害となる場合は、スタンド間の距離が狭い（空間部が小さい）ため前記付属設備の取り外しが必要となり、その分、交換作業が煩雑になるとともに、作業時間を多く有する課題がある。
これに対し、両スタンドの外側に取り出す前記第一の実施の形態は、外側部には大なる空間部を有しているため、前記付属設備の取り外しが不要となるメリットを有している。

本発明は、連続鋳造設備における軽圧下装置のロール交換において、設備費が安く、ロール交換が簡単、かつ、短時間で行うことができる軽圧下装置のロール交換方法として利用することができる。

１…ロールスタンド、２…シリンダー、３…シリンダーフレーム、４Ａ…上ロール、４Ｂ…下ロール、５…チョック、６Ａ…スタンド外設置用のロール受け台車用レール、６Ｂ…スタンド内設置用のロール受け台車用レール、７…ロール受け台車、８…傾動架台、８Ａ…傾動ジャッキ、９…ガイドローラー、９Ａ…横行車輪、１０…移動架台、１０Ａ…着脱架台、１０Ｂ…走行車輪、１０Ｃ…走行車輪ストッパー、１１…上チョック、１２…下チョック

Claims (6)

1. 垂直曲げ型又は湾曲型連続鋳造機の円弧部を含むモールド下流において、スタンド内に配置され、鋳片を挟み込むように上下に対向する軽圧下装置のロール交換装置であって、
   スタンド内のロールのロール軸と平行方向にハウジング外に延伸するロール受け台車用レールと、
   前記ロール台車用レールに沿って移動し、交換対象ロール又は新ロールを載置するロール受け台車と、
   前記ロール受け台車用レールの傾動角度を前記交換対象ロールの傾動角度に調整可能な傾動架台とを有することを特徴とする軽圧下装置のロール交換装置。
2. 前記傾動架台は、移動可能であるとともに、着脱架台を取り外すことにより、移動架台の高さ調整が可能であることを特徴とする請求項１に記載の軽圧下装置のロール交換装置。
3. 前記ロール受け台車は、転倒防止のためのガイドローラーを有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の軽圧下装置のロール交換装置。
4. 前記ロール受け台車とロールのチョックとは、嵌合構造を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の軽圧下装置のロール交換装置。
5. 上ロールのチョックと下ロールのチョックが結合可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の軽圧下装置のロール交換装置。
6. 垂直曲げ型または湾曲型連続鋳造設備のモールド下流において、スタンド内に配設され、鋳片を挟み込むように上下で対向する軽圧下ロールと、該軽圧下ロールに押圧力を付与する油圧シリンダーを有し、かつ該軽圧下ロールが円弧部にかかる軽圧下装置のロール交換方法であって、
   下記工程１乃至工程６からなることを特徴とする軽圧下装置のロール交換方法。
   工程１：交換を対象とする上または下ロールの下部位置からロールの引き出し、取り入れ方向側のスタンド外に延伸するロール受け台車用レールを配設する。
   工程２：前記ロール受け台車用レールにロール受け台車を配設し、前記下部位置に移動させる。
   工程３：前記ロール受け台車上に、交換対象のロールを載積置する。
   工程４：前記ロール受け台車をスタンド外の前記レール上に移動させる。
   工程５：前記レール上の交換ロールを吊り上げ移動させる。
   工程６：新ロールを前記ロール受け台車上に載置後、スタンド内に移動させ、所定の位置に配置する。

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