JP5505967B2 - 連続鋳造用鋳型 - Google Patents

Description

本発明は、電磁ブレーキ装置を備えた連続鋳造用鋳型に関する。

鋼の連続鋳造に使用される連続鋳造用鋳型は、浸漬ノズルからの溶鋼流に静磁場による制動を加え、溶鋼中の介在物が流下して鋳片内に捕捉されるのを低減するために電磁ブレーキ装置を備えるのが一般的である。この電磁ブレーキ装置は、溶鋼が注入される鋳型本体の長辺を挟んで対向して配置されたコアと、コアに巻き付けられたコイルと、磁力線が外に漏れないように磁力線の通路となるヨークとを有する。

このような構成を有する電磁ブレーキ装置は、従来、鋳型本体と一体的に設けられていた。しかし、連続用鋳型において鋳型本体は、その前面（銅板内面）に溶鋼が焼き付くのを防止するために、連続鋳造中は所定のストローク及びサイクルで上下振動させる必要があるので、鋳型本体に電磁ブレーキ装置を一体化していると、振動重量が大きくなり、振動を発生させるための駆動装置系統が大型になって設備費が高価になるという問題があった。

そこで、鋳型本体の振動重量を低減するため、特許文献１では、コアを、鋳型本体に固定されて鋳型本体とともに上下振動する固定コアと、ヨークに連結される移動コアとに分離することが提案されている。

この特許文献１の連続鋳造用鋳型の構成を図４に示す。同図の（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。同図において、鋳型本体１１の長辺には固定コア１２ａが固定されて一体化されている。固定コア１２ａと一体化した鋳型本体１１は、振動テーブル１３に支持されており、振動テーブル１３を振動駆動装置１４で上下振動させることにより、上下振動する。

一方、移動コア１２ｂ、コイル１５及びヨーク１６は、支持架台１７に支持されており、上下振動しない。固定コア１２ａと移動コア１２ｂとは、例えば摺動メタルを介して上下方向に摺動可能に接続されており、鋳型本体１１が上下振動するときに、固定コア１２ａが移動コア１２ｂに対して上下方向に摺動する。

このように、図４の構成では、電磁ブレーキ装置のうち、固定コア１２ａのみが鋳型本体１１とともに上下振動するので、電磁ブレーキ装置全体を鋳型本体とともに上下振動させる構成に比べると振動重量を低減できる。しかし、図４の構成では、固定コア１２ａが鋳型本体１１とともに上下振動するので、依然として振動重量が大きいという問題がある。

具体的に説明すると、振動駆動装置１４の負荷抵抗は、鋳型本体１１と固定コア１２ａと振動テーブル１３の合計重量に加え、固定コア１２ａ・移動コア１２ｂ間の摺動抵抗、及び鋳造時の鋳片摩擦抵抗によって決まる。このうち、固定コア１２ａ・移動コア１２ｂ間には、電磁力によって強力な吸引力が作用する。この吸引力の大きさは、標準的な仕様で見積ると１箇所あたり１５ｔ前後であり、これが２箇所あるから３０ｔ前後となり、固定コア１２ａ・移動コア１２ｂ間の標準的な摩擦係数により計算すると、固定コア１２ａ・移動コア１２ｂ間の摺動抵抗は合計で３〜６ｔ（鋳型本体重量の約１５〜３０％相当）に達する。また、固定コア１２ａが鋳型本体１１と一体になっているから、固定コア１２ａの分だけ振動重量が大となる。具体的には、標準的な仕様では振動重量が２ｔ前後増えることになり、これは鋳型本体重量の１０％前後に相当する。

これらのことから、図４の構成では振動時の振動駆動装置１４に対する負荷が大きくなり、振動を発生させるための振動駆動装置１４等が大型になって設備費が高価になるという問題がある。

ところで、鋳型本体は、連続鋳造時に溶鋼と接触する前面（内面）の摩耗寿命により、整備のため数か月で交換される。上記図４の構成では、オンラインで鋳型本体１１を交換する場合、移動コア１２ｂとヨーク１６を後退させて退避させ、新しい鋳型本体と交換後、移動コア１２ｂとヨーク１６を前進させて元の位置に復帰させるようにしているが、このような構成では、移動コア１２ｂとヨーク１６を前進及び後退させる装置が必要となるため、設備費の増加を招く。また、鋳型本体の交換時だけでなく、移動コア１２ｂとヨーク１６を前進及び後退させる間も、連続鋳造を休止しなければならないので、その分、連続鋳造の生産性が低下する。

特表平８−５０５５７１号公報

本発明が解決しようとする課題は、電磁ブレーキ装置を備えた連続鋳造用鋳型において、鋳型本体を上下振動させるときの振動駆動装置の負荷を低減することにある。

また、他の課題は、鋳型本体を短時間で容易に交換できるようにし、連続鋳造の休止時間を短縮して生産性を向上させることにある。

本発明の一観点によれば、コアと、コアに巻き付けられたコイルと、ヨークとを有する電磁ブレーキ装置を備えた連続鋳造用鋳型であって、コア、コイル及びヨークは一体化されて支持架台に支持され、コアの先端は、溶鋼が注入される鋳型本体の背面に設けた凹部内に、鋳型本体が上下振動できるように隙間を確保して挿入され、鋳型本体は、振動テーブルに支持され、鋳型本体が、振動テーブルの上下振動により、コア、コイル及びヨークから独立して上下振動し、ヨークが、鋳型本体を下方から支持可能な鋳型支持面を有し、鋳型支持面とこれに支持される鋳型本体の下面との間に、鋳型本体が上下振動できるように隙間を確保した連続鋳造用鋳型が提供される。

本発明の連続鋳造用鋳型では、鋳型本体が、コア、コイル及びヨークから独立して上下振動するので、鋳型本体を上下振動させるときの振動重量を低減できるとともに振動駆動装置の負荷を低減することができる。

また、ヨークが、鋳型本体を下方から支持可能な鋳型支持面を有する構成であるので、ヨークを吊り上げることにより、鋳型本体をヨークとともに吊り出すことができる。新しい鋳型本体は、吊り出し時と逆の手順で所定の位置に据え付けることができる。このようにヨークを吊り上げるという単純な操作によって鋳型本体の交換を行うことができるので、鋳型本体を短時間で容易に交換でき、これによって連続鋳造の休止時間を短縮して生産性を向上させることができる。

本発明の連続鋳造用鋳型の設置状態を示す断面図である。 本発明の連続鋳造用鋳型の構成を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 本発明の連続鋳造用鋳型において、鋳型本体を交換するためにヨークを吊り上げた状態を示す図である。 従来の連続鋳造用鋳型の構成を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。

以下、図面に示す実施例に基づき、本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の連続鋳造用鋳型の設置状態を示す断面図、図２はその連続鋳造用鋳型の構成を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。なお、図１は、図２（ｂ）のＢ−Ｂ断面図に対応する。

図１において、鋳型本体１には図示しないタンディッシュから浸漬ノズルを用いて溶鋼が注入される。鋳型本体１は水冷されており、この鋳型本体１による一次冷却により溶鋼外周に凝固シェルを形成し、その後、鋳型本体１の下方に配列された多数のサポートロール２間を通過させながらスプレー冷却等により二次冷却して凝固シェルを成長させ、完全に凝固した鋳片を引き抜くことにより、鋳片を連続的に製造する。

鋳型本体１には、浸漬ノズルからの溶鋼流に静磁場による制動を加え、溶鋼中の介在物が流下して鋳片内に捕捉されるのを低減するために電磁ブレーキ装置が組み込まれている。電磁ブレーキ装置は、図１及び図２に示すように、鋳型本体１の長辺を挟んで対向して配置された一対のコア３と、コア３に巻き付けられたコイル４と、磁力線が外に漏れないように磁力線の通路となるヨーク５とを有する。これらのコア３、コイル４及びヨーク５は、一体化されて支持架台６に載置され、支持されている。

コア３の先端は、鋳型本体１の長辺の背面に設けた凹部１ａ内に挿入されている。このとき、コア３の先端は、鋳型本体１が上下振動できるように上下に隙間Ｇ１，Ｇ２を確保して挿入される。すなわち、隙間Ｇ１は、鋳型本体１の上下振動の上方向のストロークよりも大きく、隙間Ｇ２は、鋳型本体１の上下振動の下方向のストロークよりも大きくなるようにしている。例えば、隙間Ｇ１，Ｇ２はそれぞれ１５ｍｍ程度である。

一方、鋳型本体１は、支持架台６から独立した振動テーブル７に載置され、支持されている。振動テーブル７は、油圧アクチュエーター（例えば油圧サーボシリンダー、又は電気油圧ステッピングシリンダー、等）からなる振動駆動装置８によって上下振動する。実施例では、振動駆動装置８は、支持架台６と振動テーブル７の間であって、振動テーブル７の両側に配置されている。

以上の構成において、鋳型本体１は振動テーブル７の上下振動により、上下振動する。このとき、電磁ブレーキ装置を構成するコア３、コイル４及びヨーク５は、一体化されて振動テーブル７とは別個の支持架台６に支持されており、しかもコア３の先端が挿入されている鋳型本体１の凹部１ａには、鋳型本体１が上下振動できるように上下に隙間Ｇ１，Ｇ２が確保されているので、鋳型本体１は、コア３、コイル４及びヨーク５から独立して上下振動する。すなわち、上下振動させるのは鋳型本体１のみであるので、上下振動時の振動重量を低減することになるので、振動駆動装置８の負荷を低減することができ、これによって振動駆動装置８等を従来より小型化することができ、設備費を安価にすることができる。

また、実施例では、図２（ｂ）に示すように、ヨーク５が、鋳型本体１を下方から支持可能な鋳型支持面５ａを有する構成としている。そして、鋳型支持面５ａとこれに支持される鋳型本体１の下面との間に、鋳型本体１が上下振動できるように隙間Ｇ３を確保している。この隙間Ｇ３の大きさは上述の隙間Ｇ１よりも小さくしており、例えば１０ｍｍ程度である。

このようにヨーク５に鋳型支持面５ａを設けると、ヨーク５を吊り上げることによって、ヨーク５の鋳型支持面５ａが鋳型本体１の下面に当たって鋳型本体１を下方から支持する。ヨーク５をさらに吊り上げると、図３に示すようにコア３、コイル４及びヨーク５のセットとともに鋳型本体１が吊り上げられる。すなわち、ヨーク５を吊り上げるだけで鋳型本体１の交換を行うことができるので、鋳型本体１を短時間で容易に交換でき、これによって連続鋳造の休止時間を短縮して生産性を向上させることができる。

また、実施例では、上述のとおり、鋳型支持面５ａとこれに支持される鋳型本体１の下面との間の隙間Ｇ３の大きさを、コア３の先端上面とこれに対向する鋳型本体１の凹部１ａ上面との間の隙間Ｇ１よりも小さくしているので、ヨーク５を吊り上げたときに、コア３の先端上面が凹部１ａ上面に当たる前に鋳型支持面５ａが鋳型本体１の下面に当たるので、鋳型本体１をヨーク５とともに安定して吊り上げることができる。

１ 鋳型本体
１ａ 凹部
２ サポートロール
３ コア
４ コイル
５ ヨーク
５ａ 鋳型支持面
６ 支持架台
７ 振動テーブル
８ 振動駆動装置
１１ 鋳型本体
１２ａ 固定コア
１２ｂ 移動コア
１３ 振動テーブル
１４ 振動駆動装置
１５ コイル
１６ ヨーク
１７ 支持架台
Ｇ１〜Ｇ３ 隙間

Claims (1)

1. コアと、コアに巻き付けられたコイルと、ヨークとを有する電磁ブレーキ装置を備えた連続鋳造用鋳型であって、
   コア、コイル及びヨークは一体化されて支持架台に支持され、
   コアの先端は、溶鋼が注入される鋳型本体の背面に設けた凹部内に、鋳型本体が上下振動できるように隙間を確保して挿入され、
   鋳型本体は、振動テーブルに支持され、
   鋳型本体が、振動テーブルの上下振動により、コア、コイル及びヨークから独立して上下振動し、
   ヨークが、鋳型本体を下方から支持可能な鋳型支持面を有し、鋳型支持面とこれに支持される鋳型本体の下面との間に、鋳型本体が上下振動できるように隙間を確保した連続鋳造用鋳型。

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