JP6390589B2 - ロール開度測定装置およびロール開度測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、連続鋳造機における複数対のロールの、鋳片を挟んで相対するロール間の間隔（ロール開度という）を測定するロール開度測定装置およびロール開度測定方法に関するものである。

鋼の連続鋳造工程において、一般に、連続鋳造機は、鋳型（モールド）に注入された溶鋼をその周囲から鋳型によって冷却（１次冷却）し、これにより、鋳型内の溶鋼の表層部分を凝固させて凝固シェルを形成する。ついで、連続鋳造機は、凝固シェルを形成した溶鋼、すなわち、凝固シェルによって囲まれる未凝固部を有する鋳片を、複数対のロールを用いて鋳型から鋳造方向に引き抜きながら、冷却水によって冷却（２次冷却）して凝固させる。連続鋳造機は、このような処理を順次行って、鋳造方向に長手となる鋳片（ストランドともいう）を連続鋳造する。その後、連続鋳造機は、連続鋳造して得た鋳片をその長手方向（鋳造方向）に沿って目標の長さに切断し、これにより、目標の重量を有する鋳片（鋼のスラブ等）を順次製造する。

上述したような連続鋳造機においては、鋳片の良好な品質を作り込むために管理すべきモールド開度、ロール開度、冷却水スプレー流量等の様々な管理値がある。その中でも、ロール開度、特に、鋳片を軽圧下する複数対の圧下ロールのロール開度は、鋳片におけるバルジングや表面割れ等の表面欠陥、中心偏析等の内部欠陥に関わる重要な管理値である。そのため、ロール開度は、連続鋳造機の鋳造チャンス毎、鋼種毎に設定される。例えば、特許文献１に開示されるように、鋳片を連続鋳造する前の連続鋳造機の各ロール間にダミーバーが挿入され、このダミーバーに取り付けられているロール間隔センサによってロール開度（ロール間隔）が測定される。この測定結果をもって、ロール開度の設定が確認されている。

しかし、複数対の圧下ロールを備えた連続鋳造機のロールセグメント（すなわち、鋳片を軽圧下するための軽圧下セグメント）には、鋳片の連続鋳造中に、鋳片内部の未凝固部の溶鋼静圧等によって大きな荷重が負荷されてしまい、これに起因して、軽圧下セグメントにおける複数対の圧下ロールのロール開度（以下、軽圧下セグメントのロール開度と適宜略す）の調整に関わるフレームの支柱等の構造体に弾性変形が生じる。この結果、鋳片の連続鋳造中における軽圧下セグメントの実際のロール開度（以下、実ロール開度と適宜いう）が鋳片の連続鋳造前に測定して確認したロール開度の設定値と異なるという事態が発生する。このような事態は、鋳片の良好な品質の作り込みに多大な悪影響を及ぼしかねない。したがって、鋳片の連続鋳造中に実ロール開度を直接測定することが望ましいが、鋳片を連続鋳造中の連続鋳造機の各ロール間では、高温の鋳片が順次引き抜かれ、さらには、高温の鋳片を２次冷却するために大量の冷却水がスプレーされて流れることから、鋳片の連続鋳造中に実ロール開度を直接測定するには未だ至っていない。

このため、従来、鋳片の連続鋳造中に実ロール開度を明らかにすべく、様々な工夫がなされている。例えば、特許文献２に記載の従来技術では、軽圧下セグメントにおいて圧下ロールを保持するフレームの支柱の変位量と荷重開放用の皿バネの変位量とを、鋳片の連続鋳造中に測定し、これらの測定結果をもとに、軽圧下勾配が適正範囲にある場合の実ロール開度を捉えている。

特開２０１０−５１９７０号公報 特開２０１２−２４５５３７号公報

ところで、軽圧下対象の鋳片から軽圧下セグメントに荷重が負荷された際、上述したフレームの支柱のみならず、圧下ロールを保持する上下フレームのうち上フレームにも弾性変形（具体的には撓み変形）が生じる可能性がある。しかしながら、上述した従来技術では、鋳片の連続鋳造中における軽圧下セグメントのロール開度を求める際、軽圧下セグメントに生じた上フレームの撓み変形を考慮することができず、この結果、軽圧下セグメントのロール開度の測定結果（算出結果）と実ロール開度との間に誤差が生じてしまう。

近年の連続鋳造機においては、鋳片のバルジング防止や軽圧下の観点から、ロール軸方向に分割された複数の小径ロール（以下、小径分割ロールという）を圧下ロールとして軽圧下セグメントに採用することが主流となっている。このような小径分割ロールを採用した軽圧下セグメントでは、軽圧下セグメントにおける圧下ロールおよびそのロール軸受等の位置関係から、従来の単一ロール（ロール軸方向に分割されていない一体構造の圧下ロール）式の軽圧下セグメントと比較して上フレームの撓み変形が大きく、それ故、上述したロール開度の測定結果と実ロール開度との誤差が増加する傾向にある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、鋳片を連続鋳造中の連続鋳造機における軽圧下セグメントの実ロール開度を精度良く測定することができるロール開度測定装置およびロール開度測定方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るロール開度測定装置は、鋳造された鋳片を軽圧下するための軽圧下セグメントにおける複数対の圧下ロールのロール開度を測定するロール開度測定装置において、前記複数対の圧下ロールを保持する上下一対のフレームを支持する支柱の、前記鋳片から前記軽圧下セグメントに作用する負荷荷重による伸び変形量を測定する支柱変形量測定部と、前記上下一対のフレームのうち上フレームの、前記鋳片からの前記負荷荷重による撓み変形量を測定するフレーム変形量測定部と、前記軽圧下セグメントを過度な前記負荷荷重から保護するために前記支柱に設けられた弾性機構の、前記鋳片からの前記負荷荷重による縮み変形量を測定する弾性機構変形量測定部と、前記ロール開度の設定値と、前記支柱の伸び変形量と、前記上フレームの撓み変形量と、前記弾性機構の縮み変形量とをもとに、前記鋳片を軽圧下する際における実際の前記ロール開度を算出するロール開度算出部と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明に係るロール開度測定装置は、上記の発明において、前記ロール開度算出部によって算出された実際の前記ロール開度をもとに、前記複数対の圧下ロールの圧下量を制御する制御部をさらに備えたことを特徴とする。

また、本発明に係るロール開度測定方法は、鋳造された鋳片を軽圧下するための軽圧下セグメントにおける複数対の圧下ロールのロール開度を測定するロール開度測定方法において、前記複数対の圧下ロールを保持する上下一対のフレームを支持する支柱の、前記鋳片から前記軽圧下セグメントに作用する負荷荷重による伸び変形量と、前記上下一対のフレームのうち上フレームの、前記鋳片からの前記負荷荷重による撓み変形量と、前記軽圧下セグメントを過度な前記負荷荷重から保護するために前記支柱に設けられた弾性機構の、前記鋳片からの前記負荷荷重による縮み変形量とを測定する測定ステップと、前記ロール開度の設定値と、前記支柱の伸び変形量と、前記上フレームの撓み変形量と、前記弾性機構の縮み変形量とをもとに、前記鋳片を軽圧下する際における実際の前記ロール開度を算出する算出ステップと、を含むことを特徴とする。

また、本発明に係るロール開度測定方法は、上記の発明において、前記算出ステップによって算出された実際の前記ロール開度をもとに、前記複数対の圧下ロールの圧下量を制御する制御ステップをさらに含むことを特徴とする。

本発明によれば、鋳片を連続鋳造中の連続鋳造機における軽圧下セグメントの実ロール開度を精度良く測定することができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態における連続鋳造機の概略構成の一例を示す図である。 図２は、連続鋳造機における軽圧下セグメントの一構成例を示す側面図である。 図３は、連続鋳造機における軽圧下セグメントの一構成例を示す正面図である。 図４は、本発明の実施の形態における軽圧下セグメントのロール開度に関する各変位と鋳片の静鉄圧との相関を示す図である。 図５は、本発明の実施の形態に係るロール開度測定装置の一構成例を示す図である。 図６は、本発明の実施の形態に係るロール開度測定装置の各測定手段の軽圧下セグメントにおける配置状態の一例を示す図である。 図７は、本発明の実施の形態に係るロール開度測定方法の一例を示すフローチャートである。

以下に、添付図面を参照して、本発明に係るロール開度測定装置およびロール開度測定方法の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本実施の形態により、本発明が限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実のものとは異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、各図面において、同一構成部分には同一符号が付されている。

（連続鋳造機の概略構成）
まず、本発明の実施の形態に係るロール開度測定装置を適用する連続鋳造機の概略構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態における連続鋳造機の概略構成の一例を示す図である。なお、図１において、この連続鋳造機１に適用するロール開度測定装置（本発明の実施の形態に係るロール開度測定装置）の図示は省略している。

図１に示されるように、本発明の実施の形態における連続鋳造機１は、溶鋼２を凝固して鋳片３の外殻形状を形成する鋳型４と、溶鋼２の貯蔵および供給を適宜行うタンディッシュ５と、タンディッシュ５から鋳型４に供給される溶鋼２の流量を調整するスライディングノズル６と、タンディッシュ５から鋳型４に溶鋼２を注入するための浸漬ノズル７と、鋳造方向への鋳片３の搬送等を行う複数対のロール８と、軽圧下セグメント１０とを備える。その他、図１には図示しないが、連続鋳造機１は、鋳型４から引き抜かれた鋳片３に対し複数対のロール８の各ロール間隙から冷却水を噴射して鋳片３を２次冷却する複数の冷却スプレー、および、連続鋳造した鋳片３を目標の長さに切断する切断部等の連続鋳造工程に必要な各種設備を備える。

鋳型４は、入口側から出口側に亘って貫通する矩形状等の貫通孔を有し、図１に示すように、タンディッシュ５の下方に設けられる。鋳型４は、浸漬ノズル７等を介して入口側から注入された液状の溶鋼２を１次冷却し、これにより、この液状の溶鋼２をその表層部分から凝固させて、鋳片３の外殻形状を形成する。

タンディッシュ５は、取鍋（図示せず）から供給される溶鋼２を鋳型４に中継供給するための設備であり、図１に示すように、鋳型４の上方に設けられる。タンディッシュ５の底部には、鋳型４に対する溶鋼２の供給流量を調整するためのスライディングノズル６と、鋳型４への溶鋼注入口となる浸漬ノズル７とが設けられている。浸漬ノズル７は、図１に示すように、鋳型４の内部の溶鋼２中に浸漬するように配置される。タンディッシュ５は、取鍋から注ぎ込まれた溶鋼２を貯蔵し、この貯蔵した溶鋼２を、スライディングノズル６および浸漬ノズル７を介して鋳型４の内部に適宜供給する。

鋳型４の内部に供給された溶鋼２は、１次冷却されて外殻に凝固シェル３ａを形成し、内部に未凝固部３ｂを有する鋳片３として、複数対のロール８によって支持されながら鋳型４から下方に連続的に引き抜かれる。このような鋳片３は、２次冷却されながら、複数対のロール８によって、鋳造方向に順次搬送され、さらには凝固末期近傍の位置で軽圧下される。すなわち、連続鋳造機１の複数対のロール８は、その配置される場所に応じて様々な用途を有する。

例えば、複数対のロール８のうち、鋳型４の出口近傍に配置されるものは鋳型４から鋳片３を引き抜く用途の引き抜きロールと称され、鋳片３を支持する目的のものは鋳片支持ロールと称される。特に、鋳片３がその中心部まで凝固する凝固末期の位置近傍に配置される複数対のロール８は、鋳片３を軽圧下する用途の圧下ロールと称される。複数対の圧下ロール９は、複数のセグメント（ロールセグメント）にユニット化され、各ロールセグメントが鋳片３を軽圧下する機構を備える。本実施の形態において、このようなロールセグメントは、鋳片３を軽圧下するための軽圧下セグメント１０と称される。

（軽圧下セグメントの構成）
つぎに、連続鋳造機１における軽圧下セグメント１０の構成について説明する。図１に示すように、連続鋳造機１には複数（例えば３つ）の軽圧下セグメント１０が設けられるが、これら複数の軽圧下セグメント１０は、各々、同様の構成を有する。図２は、連続鋳造機における軽圧下セグメントの一構成例を示す側面図である。図３は、連続鋳造機における軽圧下セグメントの一構成例を示す正面図である。図２には、鋳片３の幅方向Ｆ３（図３参照）から見た軽圧下セグメント１０の構成が図示されている。図３には、鋳片３の鋳造方向に向かって見た軽圧下セグメント１０の構成が図示されている。

なお、鋳片３の鋳造方向は、鋳片３の長手方向Ｆ２に平行であり且つ鋳片３の厚さ方向Ｆ１に垂直な方向である。鋳片３の厚さ方向Ｆ１は、軽圧下セグメント１０の上下方向（例えば鉛直方向）と同じ方向である。鋳片３の長手方向Ｆ２は、鋳片３の厚さ方向Ｆ１および幅方向Ｆ３に垂直な方向である。鋳片３の幅方向Ｆ３は、鋳片３の厚さ方向Ｆ１および長手方向Ｆ２に垂直な方向である。また、鋳片３の長手方向Ｆ２の前側は、連続鋳造機１における鋳片３の搬送方向（鋳造方向）の下流側であり、鋳片３の長手方向Ｆ２の後側は、連続鋳造機１における鋳片３の搬送方向の上流側である。鋳片３の幅方向Ｆ３の右側は、鋳片３の鋳造方向に向かって右側であり、鋳片３の幅方向Ｆ３の左側は、鋳片３の鋳造方向に向かって左側である。本実施の形態において、説明の便宜上、上述した上流側、下流側、上下左右の各方向は軽圧下セグメント１０の各方向として定義されるが、本発明は、この方向の定義に限定されるものではない。

図２，３に示すように、軽圧下セグメント１０は、複数の上側圧下ロール１１ａと、複数の下側圧下ロール１１ｂと、油圧シリンダ１２ａを介して複数の上側圧下ロール１１ａを保持する上フレーム１３ａと、油圧シリンダ１２ｂを介して複数の下側圧下ロール１１ｂを保持する下フレーム１３ｂとを備える。また、軽圧下セグメント１０は、上フレーム１３ａおよび下フレーム１３ｂを支持する複数の昇降コラム１４ａ，１４ｂと、鋳片３から軽圧下セグメント１０に負荷される荷重（以下、負荷荷重という）を適宜吸収する複数の弾性機構１６ａ，１６ｂとを備える。

複数の上側圧下ロール１１ａは、複数対の圧下ロール９のうち上側の圧下ロールであり、図２に示すように、鋳片３の長手方向Ｆ２（鋳造方向）に沿って配置される。複数の上側圧下ロール１１ａは、各々、油圧シリンダ１２ａを介して上フレーム１３ａの下部に設けられる。一方、複数の下側圧下ロール１１ｂは、複数対の圧下ロール９のうち下側の圧下ロールであり、図２に示すように、鋳片３の長手方向Ｆ２（鋳造方向）に沿って配置される。複数の下側圧下ロール１１ｂは、各々、油圧シリンダ１２ｂを介して下フレーム１３ｂの上部に設けられる。図３に示すように、複数の上側圧下ロール１１ａおよび下側圧下ロール１１ｂの各々は、軸受けを介してロール軸方向に分割される複数（本実施の形態では３つ）の小径分割ロールによって構成される。なお、このような小径分割ロールの数は、軽圧下に適した数（複数）であればよく、図３に示すような３つに限定されない。

図２，３に示すように、これら複数の上側圧下ロール１１ａおよび下側圧下ロール１１ｂは、各々、鋳片３の厚さ方向Ｆ１に対向するよう配置されており、鋳片３を厚さ方向Ｆ１の上下両側から挟む。この状態において、複数の上側圧下ロール１１ａは、鋳片３の凝固収縮量に見合う圧下量で徐々に圧下し、これにより、鋳片３を軽圧下する。このような鋳片３の軽圧下において、複数の上側圧下ロール１１ａの各圧下量は、軽圧下セグメント１０のロール開度に応じ油圧シリンダ１２ａ，１２ｂを適宜伸縮させて各上側圧下ロール１１ａと各下側圧下ロール１１ｂとの対向間隔を調整することにより、各々制御可能である。

上フレーム１３ａおよび下フレーム１３ｂは、軽圧下セグメント１０において複数対の圧下ロール９を保持する上下一対のフレームである。具体的には、図２，３に示すように、上フレーム１３ａは、複数の上側圧下ロール１１ａを、油圧シリンダ１２ａを介して回転可能に軸支して保持する。この際、上フレーム１３ａは、保持した複数の上側圧下ロール１１ａを、各々、複数の下側圧下ロール１１ｂと鋳片３の厚さ方向Ｆ１に対向させる。下フレーム１３ｂは、複数の下側圧下ロール１１ｂを、油圧シリンダ１２ｂを介して回転可能に軸支して保持する。このような下フレーム１３ｂは、工場内の床面や地面等の連続鋳造機１（図１参照）の設置面に脚部を介して固定される。

複数の昇降コラム１４ａ，１４ｂは、複数対の圧下ロール９を保持する上下一対のフレーム（すなわち上フレーム１３ａおよび下フレーム１３ｂ）を支持する支柱であり、所定の昇降機構によって昇降可能に各々構成される。具体的には、図２，３に示すように、昇降コラム１４ａは、上フレーム１３ａおよび下フレーム１３ｂにおける鋳造方向上流側の各部分の左右２箇所に、複数対の圧下ロール９よりも大きい間隔をあけて上フレーム１３ａおよび下フレーム１３ｂを貫通するように設けられる。一方、昇降コラム１４ｂは、上フレーム１３ａおよび下フレーム１３ｂにおける鋳造方向下流側の各部分の左右２箇所に、複数対の圧下ロール９よりも大きい間隔をあけて上フレーム１３ａおよび下フレーム１３ｂを貫通するように設けられる。これら４箇所の昇降コラム１４ａ，１４ｂは、互いに協働して、下フレーム１３ｂの上方に上フレーム１３ａが位置するように上フレーム１３ａおよび下フレーム１３ｂを支持し、これにより、上述した各上側圧下ロール１１ａと各下側圧下ロール１１ｂとの対向した状態を維持する。なお、昇降コラム１４ａ，１４ｂの数は、２つずつ（合計４つ）に限定されず、本発明において特に問われない。

また、複数の昇降コラム１４ａ，１４ｂの各上部には、図２，３に示すように、昇降機構の一例であるウォームジャッキ１５が設けられている。複数の昇降コラム１４ａ，１４ｂは、各々、ウォームジャッキ１５の作用により、上フレーム１３ａと一体的に昇降する。具体的には、鋳造方向上流側の各昇降コラム１４ａは、ウォームジャッキ１５の作用により、上フレーム１３ａにおける鋳造方向上流側の部分と一体的に昇降する。鋳造方向下流側の各昇降コラム１４ｂは、ウォームジャッキ１５の作用により、上フレーム１３ａにおける鋳造方向下流側の部分と一体的に昇降する。複数の昇降コラム１４ａ，１４ｂは、このように昇降して上下方向に変位することにより、上フレーム１３ａを上下方向に変位させ、この結果、各上側圧下ロール１１ａと各下側圧下ロール１１ｂとのロール開度を設定する。特に、鋳造方向上流側の各昇降コラム１４ａと鋳造方向下流側の各昇降コラム１４ｂとが互いに異なる上下方向位置に昇降することにより、軽圧下セグメント１０の圧下勾配を設定することが可能となる。本実施の形態において、圧下勾配とは、各上側圧下ロール１１ａと各下側圧下ロール１１ｂとのロール開度が鋳造方向の上流側から下流側に向かって順次狭くなるように設定された際のロール開度状態である。

複数の弾性機構１６ａ，１６ｂは、鋳片３による過度な負荷荷重から軽圧下セグメント１０を保護するためのものである。本実施の形態において、複数の弾性機構１６ａ，１６ｂは、各々、複数の皿バネを上下方向に重ねて構成される。図２，３に示すように、複数の弾性機構１６ａ，１６ｂのうち、弾性機構１６ａは、鋳造方向上流側の各昇降コラム１４ａにおける上フレーム１３ａとウォームジャッキ１５との間の部分に各々設けられる。一方、弾性機構１６ｂは、鋳造方向下流側の各昇降コラム１４ｂにおける上フレーム１３ａとウォームジャッキ１５との間の部分に各々設けられる。

上述のように皿バネを用いて構成される複数の弾性機構１６ａ，１６ｂは、鋳片３から軽圧下セグメント１０に作用する負荷荷重が所定の荷重（例えば昇降コラム１４ａ，１４ｂに設定されている耐荷重）を超える過度なものである場合、この過度な負荷荷重に応じて縮むように弾性変形（すなわち縮み変形）する。これにより、複数の弾性機構１６ａ，１６ｂは、この過度な負荷荷重を受け止めて吸収するとともに、上フレーム１３ａを上方に変位させてロール開度を増大させる。この結果、複数の弾性機構１６ａ，１６ｂは、この過度な負荷荷重から軽圧下セグメント１０を保護する。一方、複数の弾性機構１６ａ，１６ｂは、鋳片３から軽圧下セグメント１０に作用する負荷荷重が所定の荷重以下である場合、縮み変形せずに一定の厚みを呈する。この場合、鋳片３からの負荷荷重は、軽圧下セグメント１０の上フレーム１３ａ、下フレーム１３ｂ、および複数の昇降コラム１４ａ，１４ｂによって受け止められる。

上述したような構成を有する軽圧下セグメント１０のロール開度、すなわち、各上側圧下ロール１１ａと各下側圧下ロール１１ｂとのロール開度は、上フレーム１３ａを上下方向に変位させる複数の昇降コラム１４ａ，１４ｂの昇降量によって設定される。また、このロール開度の設定からの変位（ズレ量）は、鋳片３からの負荷荷重による軽圧下セグメント１０の弾性変形量に依存する。

具体的には、本実施の形態において、図３に示す軽圧下セグメント１０の実ロール開度Ｒａは、軽圧下セグメント１０の前ロール開度Ｒｂとロール開度変位ΔＲとを加算したものであり、次式（１）によって表される。

Ｒａ＝Ｒｂ＋ΔＲ ・・・（１）

本実施の形態において、実ロール開度Ｒａは、今回の鋳片３の軽圧下時における軽圧下セグメント１０の実際のロール開度である。前ロール開度Ｒｂは、前回の鋳片３の軽圧下時における軽圧下セグメント１０の実際のロール開度である。仮に今回の鋳片３の軽圧下が初回であれば、前ロール開度Ｒｂは、今回の鋳片３の軽圧下に際して軽圧下セグメント１０に事前設定されたロール開度（設定値）と等しくなる。

ロール開度変位ΔＲは、前ロール開度Ｒｂから今回の実ロール開度Ｒａへのロール開度の変化量である。このロール開度変位ΔＲには、ロール開度の設定のために意図的に昇降させた複数の昇降コラム１４ａ，１４ｂの昇降量と、鋳片３から軽圧下セグメント１０に作用する負荷荷重によって意図せず変化したロール開度の変化量とが含まれる。すなわち、ロール開度変位ΔＲは、図３に示す昇降コラム変位ΔＨと昇降コラム伸び量ΔＡと上フレーム撓み量ΔＢとバネ縮み量ΔＣとを加算したものであり、次式（２）によって表される。

ΔＲ＝ΔＨ＋ΔＡ＋ΔＢ＋ΔＣ ・・・（２）

本実施の形態において、昇降コラム変位ΔＨは、今回の鋳片３の軽圧下時におけるロール開度を設定するために意図的に昇降させた複数の昇降コラム１４ａ，１４ｂの昇降量であって、前回のロール開度の設定時における複数の昇降コラム１４ａ，１４ｂの上下方向位置からの変化量（変位）である。この昇降コラム変位ΔＨは、前回のロール開度の設定値から今回のロール開度の設定値へのロール開度の変化量（設定値の変化量）に相当する。

昇降コラム伸び量ΔＡは、複数の昇降コラム１４ａ，１４ｂの負荷荷重による弾性変化量であって、今回の鋳片３の軽圧下時に鋳片３から軽圧下セグメント１０に作用する負荷荷重によって伸び変形する複数の昇降コラム１４ａ，１４ｂの伸び変形量（伸び変位）である。この昇降コラム伸び量ΔＡは、複数の昇降コラム１４ａ，１４ｂの伸び変形に伴う上フレーム１３ａの上方への変位の一因、すなわち、負荷荷重による意図しないロール開度の増加量の一因となる。

上フレーム撓み量ΔＢは、上フレーム１３ａの負荷荷重による弾性変化量であって、今回の鋳片３の軽圧下時に鋳片３から軽圧下セグメント１０に作用する負荷荷重によって上に凸の湾曲状に撓み変形する上フレーム１３ａの撓み変形量（撓み変位）である。この上フレーム撓み量ΔＢは、上フレーム１３ａの撓み変形に伴う上方への変位の一因、すなわち、負荷荷重による意図しないロール開度の増加量の一因となる。

バネ縮み量ΔＣは、複数の弾性機構１６ａ，１６ｂの負荷荷重による弾性変化量であって、今回の鋳片３の軽圧下時に鋳片３から軽圧下セグメント１０に作用する負荷荷重によって縮み変形する複数の弾性機構１６ａ，１６ｂの縮み変形量（縮み変位）である。このバネ縮み量ΔＣは、複数の弾性機構１６ａ，１６ｂの縮み変形に伴う上フレーム１３ａの上方への変位の一因、すなわち、負荷荷重による意図しないロール開度の増加量の一因となる。

図４は、本発明の実施の形態における軽圧下セグメントのロール開度に関する各変位と鋳片の静鉄圧との相関を示す図である。図４において、相関線Ｌ１は、軽圧下セグメント１０のロール開度変位ΔＲ［ｍｍ］と鋳片３の静鉄圧［ｋＮ］との相関を示す。相関線Ｌ２は、軽圧下セグメント１０の昇降コラム変位ΔＨ［ｍｍ］と鋳片３の静鉄圧［ｋＮ］との相関を示す。相関線Ｌ３は、軽圧下セグメント１０の昇降コラム伸び量ΔＡ［ｍｍ］と鋳片３の静鉄圧［ｋＮ］との相関を示す。相関線Ｌ４は、軽圧下セグメント１０の上フレーム撓み量ΔＢ［ｍｍ］と鋳片３の静鉄圧［ｋＮ］との相関を示す。相関線Ｌ５は、軽圧下セグメント１０のバネ縮み量ΔＣ［ｍｍ］と鋳片３の静鉄圧［ｋＮ］との相関を示す。なお、鋳片３の静鉄圧は、鋳片３から軽圧下セグメント１０に作用する負荷荷重に対応する。

昇降コラム変位ΔＨは、ロール開度の設定値を決める複数の昇降コラム１４ａ，１４ｂの昇降設定値であるため、図４の相関線Ｌ２に示されるように、鋳片３の静鉄圧に対して一定である。一方、図４の相関線Ｌ３に示されるように、昇降コラム伸び量ΔＡは、鋳片３の静鉄圧の増加に伴い増加する。図４の相関線Ｌ５に示されるように、バネ縮み量ΔＣは、鋳片３の静鉄圧が所定値を超える範囲（すなわち、鋳片３からの負荷荷重が所定の荷重を超える範囲）において、鋳片３の静鉄圧の増加に伴い増加する。これらに加え、上フレーム撓み量ΔＢは、図４の相関線Ｌ４に示されるように、鋳片３の静鉄圧の増加に伴い、昇降コラム伸び量ΔＡを上回る程度に増加する。ここで、ロール開度変位ΔＲは、鋳片３の軽圧下の操業上、昇降コラム変位ΔＨ［ｍｍ］と一致することが望ましい。しかし、鋳片３の連続鋳造の実操業においては、ロール開度変位ΔＲは、図４の相関線Ｌ１に示すように、昇降コラム伸び量ΔＡおよびバネ縮み量ΔＣのみならず、上フレーム撓み量ΔＢにも影響されて、鋳片３の静鉄圧の増加（すなわち鋳片３からの負荷荷重の増加）に伴い増加してしまう。したがって、鋳片３を軽圧下する際の軽圧下セグメント１０の実ロール開度Ｒａを求めるためには、鋳片３からの負荷荷重の増加に伴うロール開度変位ΔＲの増加、特に、昇降コラム伸び量ΔＡ、上フレーム撓み量ΔＢ、およびバネ縮み量ΔＣの増加を考慮する必要がある。

本実施の形態において、実ロール開度Ｒａは、上述した式（１）および式（２）に基づき、前ロール開度Ｒｂと昇降コラム変位ΔＨと昇降コラム伸び量ΔＡと上フレーム撓み量ΔＢとバネ縮み量ΔＣとを用いて次式（３）により表される。

Ｒａ＝Ｒｂ＋（ΔＨ＋ΔＡ＋ΔＢ＋ΔＣ） ・・・（３）

一方、鋳片３を軽圧下する際の軽圧下セグメント１０のロール開度は、前回の軽圧下時におけるロール開度（前ロール開度Ｒｂ）を昇降コラム変位ΔＨ分、変化させることによって設定される。すなわち、鋳片３を軽圧下する際の軽圧下セグメント１０のロール開度の設定値（以下、設定ロール開度Ｒｓという）は、上述した前ロール開度Ｒｂと昇降コラム変位ΔＨとを用いて次式（４）により表される。

Ｒｓ＝Ｒｂ＋ΔＨ ・・・（４）

したがって、鋳片３を軽圧下する際の軽圧下セグメント１０の実ロール開度Ｒａは、上述した式（３）および式（４）に基づき、設定ロール開度Ｒｓと昇降コラム伸び量ΔＡと上フレーム撓み量ΔＢとバネ縮み量ΔＣとを用いて次式（５）により表される。

Ｒａ＝Ｒｓ＋（ΔＡ＋ΔＢ＋ΔＣ） ・・・（５）

すなわち、軽圧下セグメント１０の実ロール開度Ｒａは、昇降コラム変位ΔＨに応じた設定ロール開度Ｒｓに対し、鋳片３からの負荷荷重による昇降コラム伸び量ΔＡ、上フレーム撓み量ΔＢ、およびバネ縮み量ΔＣを加算することにより、求めることができる。

（ロール開度測定装置の構成）
つぎに、本発明の実施の形態に係るロール開度測定装置の構成について説明する。図５は、本発明の実施の形態に係るロール開度測定装置の一構成例を示す図である。図５には、鋳片３（図２，３等参照）の鋳造方向に向かって見た軽圧下セグメント１０が図示されるとともに、この軽圧下セグメント１０に適用された態様のロール開度測定装置２０が図示されている。図６は、本発明の実施の形態に係るロール開度測定装置の各測定手段の軽圧下セグメントにおける配置状態の一例を示す図である。図６には、軽圧下セグメント１０を左右方向（鋳片３の幅方向Ｆ３）から見た際のロール開度測定装置２０における各測定手段の配置状態が例示されている。

本発明の実施の形態に係るロール開度測定装置２０は、連続鋳造機１（図１参照）によって鋳造された鋳片３を軽圧下するための軽圧下セグメント１０における複数対の圧下ロール９のロール開度を測定するものであり、図５，６に示すように、支柱変形量測定部２１ａ，２１ｂと、フレーム変形量測定部２２ａ，２２ｂと、バネ変形量測定部２３ａ，２３ｂと、これらの各測定手段を保持する保持部２４とを備える。また、ロール開度測定装置２０は、変位測定の基準となる基準位置板２５ａ，２５ｂと、ロール開度算出部２８と、制御部２９とを備える。

支柱変形量測定部２１ａ，２１ｂは、軽圧下セグメント１０における複数対の圧下ロール９を保持する上下一対のフレームを支持する支柱の、鋳片３から軽圧下セグメント１０に作用する負荷荷重による伸び変形量を測定する。本実施の形態では、支柱変形量測定部２１ａ，２１ｂは、上フレーム１３ａおよび下フレーム１３ｂを支持する各昇降コラム１４ａ，１４ｂの昇降コラム伸び量ΔＡを測定する。

具体的には、支柱変形量測定部２１ａ，２１ｂは、レーザー距離計等の測距装置を用いて構成され、鋳造方向上流側の各昇降コラム１４ａおよび鋳造方向下流側の各昇降コラム１４ｂに対応して複数配置される。図５，６に示すように、鋳造方向上流側の支柱変形量測定部２１ａは、鋳造方向上流側の保持部２４によって保持された状態で、上フレーム１３ａの鋳造方向上流側の部分における左右両側に各々（例えば１つずつ、合計２つ）配置される。これらの支柱変形量測定部２１ａは、鋳造方向上流側の地上に固定された基準位置板２５ａと自身との距離Ｄ１の変化量を、鋳造方向上流側の各昇降コラム１４ａの昇降コラム伸び量ΔＡとして測定する。一方、鋳造方向下流側の支柱変形量測定部２１ｂは、鋳造方向下流側の保持部２４によって保持された状態で、上フレーム１３ａの鋳造方向下流側の部分における左右両側に各々（例えば１つずつ、合計２つ）配置される。これらの支柱変形量測定部２１ｂは、鋳造方向下流側の地上に固定された基準位置板２５ｂと自身との距離Ｄ１の変化量を、鋳造方向下流側の各昇降コラム１４ｂの昇降コラム伸び量ΔＡとして測定する。

フレーム変形量測定部２２ａ，２２ｂは、軽圧下セグメント１０における上下一対のフレーム（上フレーム１３ａ、下フレーム１３ｂ）のうち上フレーム１３ａの、鋳片３から軽圧下セグメント１０に作用する負荷荷重（鋳片３からの負荷荷重）による撓み変形量を測定する。本実施の形態では、フレーム変形量測定部２２ａ，２２ｂは、複数対の圧下ロール９のうち複数の上側圧下ロール１１ａを保持する上フレーム１３ａの、負荷荷重による上に凸の撓み変形量（上フレーム撓み量ΔＢ）を測定する。

具体的には、フレーム変形量測定部２２ａ，２２ｂは、レーザー距離計等の測距装置を用いて構成され、上フレーム１３ａの左右方向中央部分の上側に形成された凸形状部１３ｃの上方に複数配置される。図５，６に示すように、鋳造方向上流側のフレーム変形量測定部２２ａは、鋳造方向上流側の保持部２４によって保持された状態で、上フレーム１３ａの凸形状部１３ｃにおける鋳造方向上流側の部分の上方に配置される。このフレーム変形量測定部２２ａは、凸形状部１３ｃにおける鋳造方向上流側の部分と鋳造方向上流側の保持部２４との距離Ｄ２の変化量を、上フレーム１３ａの鋳造方向上流側における上フレーム撓み量ΔＢとして測定する。一方、鋳造方向下流側のフレーム変形量測定部２２ｂは、鋳造方向下流側の保持部２４によって保持された状態で、上フレーム１３ａの凸形状部１３ｃにおける鋳造方向下流側の部分の上方に配置される。このフレーム変形量測定部２２ｂは、凸形状部１３ｃにおける鋳造方向下流側の部分と鋳造方向下流側の保持部２４との距離Ｄ２の変化量を、上フレーム１３ａの鋳造方向下流側における上フレーム撓み量ΔＢとして測定する。

バネ変形量測定部２３ａ，２３ｂは、本発明における弾性機構変形量測定部の一例であり、軽圧下セグメント１０を過度な負荷荷重から保護するために支柱（各昇降コラム１４ａ，１４ｂ）に設けられた弾性機構１６ａ，１６ｂの、鋳片３から軽圧下セグメント１０に作用する負荷荷重による縮み変形量を測定する。本実施の形態では、バネ変形量測定部２３ａ，２３ｂは、上フレーム１３ａおよび各昇降コラム１４ａ，１４ｂに鋳片３からの過度な負荷荷重が作用した際に縮み変形する各弾性機構１６ａ，１６ｂのバネ縮み量ΔＣを測定する。

具体的には、バネ変形量測定部２３ａ，２３ｂは、渦流距離計等の測距装置を用いて構成され、鋳造方向上流側の各弾性機構１６ａおよび鋳造方向下流側の各弾性機構１６ｂに対応して複数配置される。図５，６に示すように、鋳造方向上流側のバネ変形量測定部２３ａは、鋳造方向上流側の保持部２４によって保持された状態で、上フレーム１３ａの鋳造方向上流側の部分における各弾性機構１６ａの側方近傍に各々（例えば１つずつ、合計２つ）配置される。これらのバネ変形量測定部２３ａは、鋳造方向上流側の弾性機構１６ａの側方近傍における上フレーム１３ａと保持部２４との距離Ｄ３の変化量を、鋳造方向上流側の各弾性機構１６ａのバネ縮み量ΔＣとして測定する。一方、鋳造方向下流側のバネ変形量測定部２３ｂは、鋳造方向下流側の保持部２４によって保持された状態で、上フレーム１３ａの鋳造方向下流側の部分における各弾性機構１６ｂの側方近傍に各々（例えば１つずつ、合計２つ）配置される。これらのバネ変形量測定部２３ｂは、鋳造方向下流側の弾性機構１６ｂの側方近傍における上フレーム１３ａと保持部２４との距離Ｄ３の変化量を、鋳造方向下流側の各弾性機構１６ｂのバネ縮み量ΔＣとして測定する。

保持部２４は、鋳片３からの負荷荷重による軽圧下セグメント１０の各変位を各々測定できるように、各支柱変形量測定部２１ａ，２１ｂ、各フレーム変形量測定部２２ａ，２２ｂ、および各バネ変形量測定部２３ａ，２３ｂを保持する構造体である。

図５，６に示すように、鋳造方向上流側の保持部２４は、上下方向に延在する各延在部を有し、鋳造方向上流側の各昇降コラム１４ａの上端部１４ｃに固定される。この保持部２４の各延在部には、鋳造方向上流側の各支柱変形量測定部２１ａとフレーム変形量測定部２２ａと各バネ変形量測定部２３ａとが各々固定されている。鋳造方向上流側の保持部２４は、鋳造方向上流側の各基準位置板２５ａの上方に各支柱変形量測定部２１ａを保持し、上フレーム１３ａの凸形状部１３ｃの上方にフレーム変形量測定部２２ａを保持し、さらには、上フレーム１３ａの上方であって各弾性機構１６ａの側方近傍の位置に各バネ変形量測定部２３ａを保持する。また、鋳造方向上流側の保持部２４は、鋳造方向上流側の各昇降コラム１４ａの昇降または弾性変形による上下方向の変位に伴い、各支柱変形量測定部２１ａ、フレーム変形量測定部２２ａ、および各バネ変形量測定部２３ａを上下方向に変位させる。

一方、図５，６に示すように、鋳造方向下流側の保持部２４は、上下方向に延在する各延在部を有し、鋳造方向下流側の各昇降コラム１４ｂの上端部１４ｃに固定される。この保持部２４の各延在部には、鋳造方向下流側の各支柱変形量測定部２１ｂとフレーム変形量測定部２２ｂと各バネ変形量測定部２３ｂとが各々固定されている。鋳造方向下流側の保持部２４は、鋳造方向下流側の各基準位置板２５ｂの上方に各支柱変形量測定部２１ｂを保持し、上フレーム１３ａの凸形状部１３ｃの上方にフレーム変形量測定部２２ｂを保持し、さらには、上フレーム１３ａの上方であって各弾性機構１６ｂの側方近傍の位置に各バネ変形量測定部２３ｂを保持する。また、鋳造方向下流側の保持部２４は、鋳造方向下流側の各昇降コラム１４ｂの昇降または弾性変形による上下方向の変位に伴い、各支柱変形量測定部２１ｂ、フレーム変形量測定部２２ｂ、および各バネ変形量測定部２３ｂを上下方向に変位させる。

基準位置板２５ａ，２５ｂは、支柱変形量測定部２１ａ，２１ｂの測距の基準位置を決める構造体である。図５，６に示すように、鋳造方向上流側の基準位置板２５ａは、支柱等の構造体（図示せず）等により、軽圧下セグメント１０の設置面Ｓから鋳造方向上流側の支柱変形量測定部２１ａまでの間の所定の高さの位置に固定される。この構造により、鋳造方向上流側の基準位置板２５ａは、自身の上面を鋳造方向上流側の支柱変形量測定部２１ａに対向させた状態になり、この対向させた上面の位置を、鋳造方向上流側の支柱変形量測定部２１ａの測距の基準位置とする。一方、鋳造方向下流側の基準位置板２５ｂは、支柱等の構造体（図示せず）等により、軽圧下セグメント１０の設置面Ｓから鋳造方向下流側の支柱変形量測定部２１ｂまでの間の所定の高さの位置に固定される。この構造により、鋳造方向下流側の基準位置板２５ｂは、自身の上面を鋳造方向下流側の支柱変形量測定部２１ｂに対向させた状態になり、この対向させた上面の位置を、鋳造方向下流側の支柱変形量測定部２１ｂの測距の基準位置とする。

ロール開度算出部２８は、鋳片３を軽圧下する際における軽圧下セグメント１０の実際のロール開度、すなわち、各上側圧下ロール１１ａと各下側圧下ロール１１ｂとの実ロール開度Ｒａを算出する。本実施の形態において、ロール開度算出部２８は、昇降コラム変位ΔＨに対応して設定されるロール開度の設定値（設定ロール開度Ｒｓ）と、各支柱変形量測定部２１ａ，２１ｂによって測定された各昇降コラム１４ａ，１４ｂの伸び変形量（昇降コラム伸び量ΔＡ）と、各フレーム変形量測定部２２ａ，２２ｂによって測定された上フレーム１３ａの撓み変形量（上フレーム撓み量ΔＢ）と、各バネ変形量測定部２３ａ，２３ｂによって測定された各弾性機構１６ａ，１６ｂの縮み変形量（バネ縮み量ΔＣ）とをもとに、鋳片３の軽圧下の際における実ロール開度Ｒａを算出する。

制御部２９は、鋳片３を軽圧下する複数対の圧下ロール９の圧下量を制御する機能を有する。具体的には、制御部２９は、軽圧下セグメント１０による鋳片３の軽圧下の際、ロール開度算出部２８によって算出された実ロール開度Ｒａをもとに、各油圧シリンダ１２ａを駆動制御して各上側圧下ロール１１ａの圧下量を制御する。また、制御部２９は、連続鋳造機１（図１参照）の鋳造チャンス毎且つ鋼種毎に、各昇降コラム１４ａ，１４ｂの昇降量（昇降コラム変位ΔＨ）を制御して、鋳片３を軽圧下する際の各上側圧下ロール１１ａと各下側圧下ロール１１ｂとのロール開度を設定する機能を有する。

（ロール開度測定方法）
つぎに、本発明の実施の形態に係るロール開度測定方法について説明する。図７は、本発明の実施の形態に係るロール開度測定方法の一例を示すフローチャートである。以下では、図７および上述した図５，６等を参照しつつ、本発明の実施の形態に係るロール開度測定方法をロール開度測定装置２０の動作とともに詳細に説明する。

本発明の実施の形態に係るロール開度測定方法は、連続鋳造機１（図１参照）によって鋳造された鋳片３を軽圧下するための軽圧下セグメント１０における複数対の圧下ロール９のロール開度を測定するものであり、図７に示す各処理をロール開度測定装置２０によって順次行うことにより達成される。

すなわち、図７に示すように、本発明の実施の形態に係るロール開度測定方法において、ロール開度測定装置２０は、まず、鋳片３を軽圧下する際の軽圧下セグメント１０の各変形量を測定する（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１の変形量測定処理において、ロール開度測定装置２０は、鋳片３の軽圧下の際に鋳片３から軽圧下セグメント１０に作用する負荷荷重による各昇降コラム１４ａ，１４ｂの伸び変形量と、この鋳片３からの負荷荷重による上フレーム１３ａの撓み変形量と、この鋳片３からの負荷荷重による各弾性機構１６ａ，１６ｂの縮み変形量とを測定する。

詳細には、鋳造方向上流側の各支柱変形量測定部２１ａは、基準位置板２５ａまでの距離Ｄ１を測定し、鋳片３の軽圧下時における当該距離Ｄ１の変化量を、鋳造方向上流側の各昇降コラム１４ａの負荷荷重による伸び変形量（昇降コラム伸び量ΔＡａ）として測定する。また、鋳造方向下流側の各支柱変形量測定部２１ｂは、基準位置板２５ｂまでの距離Ｄ１を測定し、鋳片３の軽圧下時における当該距離Ｄ１の変化量を、鋳造方向下流側の各昇降コラム１４ｂの負荷荷重による伸び変形量（昇降コラム伸び量ΔＡｂ）として測定する。これらの各支柱変形量測定部２１ａ，２１ｂは、測定の都度、得られた鋳造方向上流側および鋳造方向下流側の各昇降コラム伸び量ΔＡａ，ΔＡｂをロール開度算出部２８に送信する。

これに並行して、鋳造方向上流側のフレーム変形量測定部２２ａは、上フレーム１３ａの凸形状部１３ｃと鋳造方向上流側の保持部２４との距離Ｄ２を測定し、鋳片３の軽圧下時における当該距離Ｄ２の変化量を、鋳造方向上流側における上フレーム１３ａの負荷荷重による撓み変形量（上フレーム撓み量ΔＢａ）として測定する。また、鋳造方向下流側のフレーム変形量測定部２２ｂは、上フレーム１３ａの凸形状部１３ｃと鋳造方向下流側の保持部２４との距離Ｄ２を測定し、鋳片３の軽圧下時における当該距離Ｄ２の変化量を、鋳造方向下流側における上フレーム１３ａの負荷荷重による撓み変形量（上フレーム撓み量ΔＢｂ）として測定する。これらの各フレーム変形量測定部２２ａ，２２ｂは、測定の都度、得られた鋳造方向上流側および鋳造方向下流側の各上フレーム撓み量ΔＢａ，ΔＢｂをロール開度算出部２８に送信する。

さらには、鋳造方向上流側の各バネ変形量測定部２３ａは、鋳造方向上流側の各弾性機構１６ａの側方近傍における上フレーム１３ａと保持部２４との距離Ｄ３を測定し、鋳片３の軽圧下時における当該距離Ｄ３の変化量を、鋳造方向上流側の各弾性機構１６ａの負荷荷重による縮み変形量（バネ縮み量ΔＣａ）として測定する。また、鋳造方向下流側の各バネ変形量測定部２３ｂは、鋳造方向下流側の各弾性機構１６ｂの側方近傍における上フレーム１３ａと保持部２４との距離Ｄ３を測定し、鋳片３の軽圧下時における当該距離Ｄ３の変化量を、鋳造方向下流側の各弾性機構１６ｂの負荷荷重による縮み変形量（バネ縮み量ΔＣｂ）として測定する。これらの各バネ変形量測定部２３ａ，２３ｂは、測定の都度、得られた鋳造方向上流側および鋳造方向下流側の各バネ縮み量ΔＣａ，ΔＣｂをロール開度算出部２８に送信する。

上述したステップＳ１０１を実行後、ロール開度測定装置２０は、鋳片３を軽圧下する際における軽圧下セグメント１０の実際のロール開度、すなわち、実ロール開度Ｒａを算出する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２のロール開度算出処理において、ロール開度算出部２８は、軽圧下セグメント１０のロール開度の設定値と、ステップＳ１０１によって測定された各昇降コラム１４ａ，１４ｂの伸び変形量、上フレーム１３ａの撓み変形量、および各弾性機構１６ａ，１６ｂの縮み変形量とをもとに、軽圧下セグメント１０の実ロール開度Ｒａを算出する。

詳細には、ロール開度算出部２８は、鋳造方向上流側の各支柱変形量測定部２１ａによって測定された鋳造方向上流側の各昇降コラム伸び量ΔＡａと、鋳造方向上流側のフレーム変形量測定部２２ａによって測定された鋳造方向上流側の上フレーム撓み量ΔＢａと、鋳造方向上流側の各バネ変形量測定部２３ａによって測定された鋳造方向上流側の各バネ縮み量ΔＣａとを取得する。また、ロール開度算出部２８は、軽圧下セグメント１０に設定されている現在のロール開度の設定値、すなわち、設定ロール開度Ｒｓを制御部２９から取得する。ロール開度算出部２８は、鋳造方向上流側の各昇降コラム伸び量ΔＡａの平均値と、鋳造方向上流側の各バネ縮み量ΔＣａの平均値とを算出し、これらの算出した各平均値と、上述のように取得した上フレーム撓み量ΔＢａおよび設定ロール開度Ｒｓとをもとに、式（５）に基づいて実ロール開度Ｒａを算出する。この際、ロール開度算出部２８は、各昇降コラム伸び量ΔＡａの平均値を式（５）の昇降コラム伸び量ΔＡとし、上フレーム撓み量ΔＢａを式（５）の上フレーム撓み量ΔＢとし、各バネ縮み量ΔＣａの平均値を式（５）のバネ縮み量ΔＣとして、これらと設定ロール開度Ｒｓとを加算することにより、軽圧下セグメント１０の鋳造方向上流側の実ロール開度Ｒａを算出する。ロール開度算出部２８は、算出した鋳造方向上流側の実ロール開度Ｒａを制御部２９に送信する。

これに並行して、ロール開度算出部２８は、鋳造方向下流側の各支柱変形量測定部２１ｂによって測定された鋳造方向下流側の各昇降コラム伸び量ΔＡｂと、鋳造方向下流側のフレーム変形量測定部２２ｂによって測定された鋳造方向下流側の上フレーム撓み量ΔＢｂと、鋳造方向下流側の各バネ変形量測定部２３ｂによって測定された鋳造方向下流側の各バネ縮み量ΔＣｂとを取得する。ロール開度算出部２８は、鋳造方向下流側の各昇降コラム伸び量ΔＡｂの平均値と、鋳造方向下流側の各バネ縮み量ΔＣｂの平均値とを算出し、これらの算出した各平均値と、上述のように取得した上フレーム撓み量ΔＢｂおよび設定ロール開度Ｒｓとをもとに、式（５）に基づいて実ロール開度Ｒａを算出する。この際、ロール開度算出部２８は、各昇降コラム伸び量ΔＡｂの平均値を式（５）の昇降コラム伸び量ΔＡとし、上フレーム撓み量ΔＢｂを式（５）の上フレーム撓み量ΔＢとし、各バネ縮み量ΔＣｂの平均値を式（５）のバネ縮み量ΔＣとして、これらと設定ロール開度Ｒｓとを加算することにより、軽圧下セグメント１０の鋳造方向下流側の実ロール開度Ｒａを算出する。ロール開度算出部２８は、算出した鋳造方向下流側の実ロール開度Ｒａを制御部２９に送信する。

ロール開度測定装置２０は、上述したステップＳ１０２を実行して実ロール開度Ｒａ（本実施の形態では鋳造方向上流側および鋳造方向下流側の各実ロール開度Ｒａ）を算出することにより、軽圧下セグメント１０の実ロール開度Ｒａの測定を達成する。このようなステップＳ１０２を実行後、ロール開度測定装置２０は、ステップＳ１０２によって算出された実ロール開度Ｒａをもとに、軽圧下セグメント１０における複数対の圧下ロール９の圧下量を制御し（ステップＳ１０３）、本処理を終了する。ロール開度測定装置２０は、連続鋳造機１の鋳造チャンス毎且つ鋼種毎に、図７に示すステップＳ１０１〜Ｓ１０３の各処理を繰り返し実行する。

ステップＳ１０３の鋳片軽圧下制御において、制御部２９は、ロール開度算出部２８によって算出された実ロール開度Ｒａをもとに、鋳片３の軽圧下時における複数の上側圧下ロール１１ａの圧下量を制御する。

ここで、制御部２９は、鋳片３の軽圧下に際して、事前に、鋳片３の鋼種（すなわち連続鋳造機１の鋳造チャンス毎の鋼種）を、連続鋳造工程の管理コンピュータ等の外部装置（図示せず）から取得している。制御部２９は、この事前に取得した鋼種をもとに、鋳片３を軽圧下する際の軽圧下セグメント１０のロール開度を設定し、設定したロール開度（すなわち設定ロール開度Ｒｓ）を軽圧下セグメント１０に実現させるための昇降コラム変位ΔＨを既に設定している。制御部２９は、この設定した昇降コラム変位ΔＨに基づき、軽圧下セグメント１０の各ウォームジャッキ１５を駆動制御し、この駆動制御を通じて、軽圧下セグメント１０の各昇降コラム１４ａ，１４ｂの昇降量を昇降コラム変位ΔＨになるよう制御する。これにより、制御部２９は、鋳片３の軽圧下前に、軽圧下セグメント１０のロール開度を設定ロール開度Ｒｓに制御し終えている。

制御部２９は、ロール開度算出部２８から取得した実ロール開度Ｒａに基づき、軽圧下セグメント１０のロール開度が鋳片３の軽圧下時に設定ロール開度Ｒｓから実ロール開度Ｒａに変化していることを把握する。この状況下において、制御部２９は、実ロール開度Ｒａをもとに、軽圧下セグメント１０の複数の油圧シリンダ１２ａを駆動制御し、この駆動制御を通じて、鋳片３の軽圧下時における複数の上側圧下ロール１１ａの各圧下量を、実ロール開度Ｒａに応じて適正範囲の圧下量に制御する。

特に、本実施の形態において、制御部２９は、ロール開度算出部２８から鋳造方向上流側および鋳造方向下流側の各実ロール開度Ｒａを取得する。制御部２９は、取得した鋳造方向上流側および鋳造方向下流側の各実ロール開度Ｒａをもとに、鋳片３の軽圧下時における軽圧下セグメント１０の圧下勾配を把握する。この状況下において、制御部２９は、把握した圧下勾配をもとに、複数の油圧シリンダ１２ａ，１２ｂを適宜駆動制御し、この駆動制御を通じて、鋳片３の軽圧下時における各上側圧下ロール１１ａと各下側圧下ロール１１ｂとのロール開度を調整する。これにより、制御部２９は、鋳片３の軽圧下時における軽圧下セグメント１０の圧下勾配を、鋳片３の鋼種や厚み等の性状に応じた最適な圧下勾配に制御する。

以上、説明したように、本発明の実施の形態では、軽圧下セグメントにおける複数対の圧下ロールを保持する上下一対のフレームを昇降可能に支持する支柱の、鋳片からの負荷荷重による伸び変形量（昇降コラム伸び量ΔＡ）と、軽圧下セグメントにおける上下一対のフレームのうち上フレームの、鋳片からの負荷荷重による撓み変形量（上フレーム撓み量ΔＢ）と、軽圧下セグメントを鋳片からの過度な負荷荷重から保護するために上記の支柱に設けられた弾性機構の、鋳片からの負荷荷重による縮み変形量（バネ縮み量ΔＣ）と、を測定し、軽圧下セグメントのロール開度の設定値と、昇降コラム伸び量ΔＡと、上フレーム撓み量ΔＢと、バネ縮み量ΔＣとをもとに、軽圧下セグメントの実ロール開度Ｒａを算出し、算出した実ロール開度Ｒａを、鋳片を軽圧下する際における軽圧下セグメントの実際のロール開度の測定値として取得している。

このため、鋳片の軽圧下時における軽圧下セグメントの実ロール開度Ｒａを測定する際、この実ロール開度Ｒａがロール開度の設定値（設定ロール開度Ｒｓ）から外れるズレ原因になる昇降コラム伸び量ΔＡおよびバネ縮み量ΔＣのみならず、これらの変形量とともに実ロール開度Ｒａと設定ロール開度Ｒｓとのズレ原因になり得る上フレーム撓み量ΔＢも、実ロール開度Ｒａを算出するための要素として加味することができる。これにより、実ロール開度Ｒａの算出精度を従来のロール開度算出処理に比べて向上することができ、この結果、鋳片を連続鋳造中の連続鋳造機における軽圧下セグメントの実ロール開度Ｒａを精度良く測定することができる。

本発明の実施の形態に係るロール開度測定装置およびロール開度測定方法によって測定して得られた実ロール開度Ｒａを用いることにより、鋳片の軽圧下時における圧下量および圧下勾配等の軽圧下条件を、鋳片の鋳造チャンス毎かつ鋼種毎に適正に設定することができる。特に、圧下勾配は、本発明の実施の形態に係るロール開度測定装置およびロール開度測定方法によって測定して得た鋳造方向上流側および鋳造方向下流側の各実ロール開度Ｒａを用いることにより、精度良く設定することができる。以上の結果、鋳片におけるバルジングや表面割れ等の表面欠陥と中心偏析等の内部欠陥とをともに抑制することができ、これにより、鋳片の良好な品質を安定して作り込むことができる。

また、本発明の実施の形態では、上述したように算出した実ロール開度Ｒａをもとに、軽圧下セグメントにおける複数対の圧下ロールの圧下量（特に複数の上側圧下ロールの各圧下量）を制御部によって制御している。このため、鋳片の軽圧下時における圧下量および圧下勾配等の軽圧下条件を、この鋳片の鋼種や厚み等の性状に応じて最適なものに自動制御することができ、この結果、鋳片の良好な品質を安定かつ効率よく作り込むことができる。

なお、上述した実施の形態では、各支柱変形量測定部２１ａ，２１ｂによって測定した各昇降コラム伸び量ΔＡ、各フレーム変形量測定部２２ａ，２２ｂによって測定した各上フレーム撓み量ΔＢ、および各バネ変形量測定部２３ａ，２３ｂによって測定した各バネ縮み量ΔＣを、各々、鋳造方向上流側と鋳造方向下流側とに分けて、鋳造方向上流側および鋳造方向下流側の各実ロール開度Ｒａを算出していたが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明では、鋳造方向上流側と鋳造方向下流側とに分けず、各昇降コラム伸び量ΔＡの全体の平均値と、各上フレーム撓み量ΔＢの全体の平均値と、各バネ縮み量ΔＣの全体の平均値とを用いて、軽圧下セグメント１０全体の平均的な実ロール開度Ｒａを算出してもよい。

また、上述した実施の形態では、各フレーム変形量測定部２２ａ，２２ｂによって、鋳造方向上流側および鋳造方向下流側の各上フレーム撓み量ΔＢを測定していたが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明において、各フレーム変形量測定部２２ａ，２２ｂは、軽圧下セグメント１０の左右両側の各上フレーム撓み量ΔＢを測定するように構成されてもよい。

さらに、上述した実施の形態では、ロール開度測定装置２０を適用する連続鋳造機１に３つの軽圧下セグメント１０が備えられている場合を例示していたが、本発明は、これに限定されるものではない。ロール開度測定装置２０を適用する連続鋳造機１に備えられる軽圧下セグメント１０の数は、１つであってもよいし、２つ以上（複数）であってもよい。すなわち、本発明において、軽圧下セグメント１０の設置数は特に問われない。これと同様に、本発明において、軽圧下セグメント１０が備える圧下ロールの数は、必要数であればよく、特に問われない。

また、上述した実施の形態により本発明が限定されるものではなく、上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。その他、上述した実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例および運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

１ 連続鋳造機
２ 溶鋼
３ 鋳片
３ａ 凝固シェル
３ｂ 未凝固部
４ 鋳型
５ タンディッシュ
６ スライディングノズル
７ 浸漬ノズル
８ 複数対のロール
９ 複数対の圧下ロール
１０ 軽圧下セグメント
１１ａ 上側圧下ロール
１１ｂ 下側圧下ロール
１２ａ，１２ｂ 油圧シリンダ
１３ａ 上フレーム
１３ｂ 下フレーム
１３ｃ 凸形状部
１４ａ，１４ｂ 昇降コラム
１５ ウォームジャッキ
１６ａ，１６ｂ 弾性機構
２０ ロール開度測定装置
２１ａ，２１ｂ 支柱変形量測定部
２２ａ，２２ｂ フレーム変形量測定部
２３ａ，２３ｂ バネ変形量測定部
２４ 保持部
２５ａ，２５ｂ 基準位置板
２８ ロール開度算出部
２９ 制御部

Claims (4)

1. 鋳造された鋳片を軽圧下するための軽圧下セグメントにおける複数対の圧下ロールのロール開度を測定するロール開度測定装置において、
   前記複数対の圧下ロールを保持する上下一対のフレームを支持する支柱の、前記鋳片から前記軽圧下セグメントに作用する負荷荷重による伸び変形量を測定する支柱変形量測定部と、
   前記上下一対のフレームのうち上フレームの、前記鋳片からの前記負荷荷重による撓み変形量を測定するフレーム変形量測定部と、
   前記軽圧下セグメントを過度な前記負荷荷重から保護するために前記支柱に設けられた弾性機構の、前記鋳片からの前記負荷荷重による縮み変形量を測定する弾性機構変形量測定部と、
   前記ロール開度の設定値と、前記支柱の伸び変形量と、前記上フレームの撓み変形量と、前記弾性機構の縮み変形量とをもとに、前記軽圧下セグメントが前記鋳片を軽圧下する際における前記複数対の圧下ロールの実際のロール開度を算出するロール開度算出部と、
   を備えたことを特徴とするロール開度測定装置。
2. 前記ロール開度算出部によって算出された前記実際のロール開度をもとに、前記複数対の圧下ロールの圧下量を制御する制御部をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のロール開度測定装置。
3. 鋳造された鋳片を軽圧下するための軽圧下セグメントにおける複数対の圧下ロールのロール開度を測定するロール開度測定方法において、
   前記複数対の圧下ロールを保持する上下一対のフレームを支持する支柱の、前記鋳片から前記軽圧下セグメントに作用する負荷荷重による伸び変形量と、前記上下一対のフレームのうち上フレームの、前記鋳片からの前記負荷荷重による撓み変形量と、前記軽圧下セグメントを過度な前記負荷荷重から保護するために前記支柱に設けられた弾性機構の、前記鋳片からの前記負荷荷重による縮み変形量とを測定する測定ステップと、
   前記ロール開度の設定値と、前記支柱の伸び変形量と、前記上フレームの撓み変形量と、前記弾性機構の縮み変形量とをもとに、前記軽圧下セグメントが前記鋳片を軽圧下する際における前記複数対の圧下ロールの実際のロール開度を算出する算出ステップと、
   を含むことを特徴とするロール開度測定方法。
4. 前記算出ステップによって算出された前記実際のロール開度をもとに、前記複数対の圧下ロールの圧下量を制御する制御ステップをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載のロール開度測定方法。

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