JP6442058B2 - 連続鋳造用セグメント - Google Patents

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Description

本発明は、連続鋳造用セグメントに係り、より詳しくは、連続鋳造時のティルティングを容易にすることができるようにした連続鋳造用セグメントに関する。
一般に、連続鋳造工程(continuous casting process)は、一定の形状の鋳型に溶鋼を連続的に注入し、鋳型内で半凝固された鋳片を連続的に鋳型の下側に引き抜いて、スラブ(slab)、ブルーム(bloom)、ビレット(billet)などの様々な形状の半製品を製造する工程である。
かかる連続鋳造工程が行われる一般の連続鋳造機の概略的な構成、及び連続鋳造機に備えられるセグメントについて、図1を基にして説明する。
一般の連続鋳造機は、製鋼工程で精錬された溶鋼が入れられるレードル(ladle)10と、このレードル10に連結される注入ノズルを介して溶鋼の供給を受け、これを一時保存するタンディッシュ(tundish)20と、このタンディッシュ20に一時保存された溶鋼を受け取り、一定の形状に初期凝固させる鋳型30と、この鋳型30の下部に備えられ、未凝固の鋳片1を冷却させながら、一連の成形作業を行うように複数のセグメント(segment)50が連続的に配列される冷却ライン40と、を含む。
ここで、セグメント50は、複数のローラ53、54が対向して配置され、上下に離隔される上部フレーム51及び下部フレーム52と、上部フレーム51と下部フレーム52を上下に連結させる複数のタイロッド(tie rod)56と、これらタイロッド56をピストンとして代用して、上部フレーム51と下部フレーム52の間の離隔距離を調節することにより、鋳片1に押下力を加える複数の油圧シリンダ55と、を含む。
かかるセグメント50は、複数の油圧シリンダ55の作動により入側及び出側における加圧力が異なり、上部フレーム51と下部フレーム52の間に設置されたタイロッド56の変形によりセグメントの入側及び出側に設置されたローラ53、54が傾斜した形態に配列される。
すなわち、セグメント50は、鋳片1を押下するために、上部フレーム51が固定された下部フレーム52を基準に傾斜して入側及び出側の傾きを調節しており、このような押下方式をタイロッド方式と呼ぶ。これにより、鋳型30を通過した鋳片1は、上部フレーム51と下部フレーム52の間の離隔空間を通過しながら、複数のローラ53、54によって押圧されて一定の形状に成形される。
成形のためには、セグメントの上部フレーム51と下部フレーム52の間に設置されたローラ53、54のギャップを水平に維持するか、入側のローラギャップを大きくするとともに出側のローラギャップを小さくするか、または上部フレーム51が傾きを有するようにすることが要求される。
しかし、タイロッド方式が適用されたセグメント50は、上部フレーム51と下部フレーム52が互いに対して傾斜した形態で維持されるため、複数の油圧シリンダ55と当該タイロッド56に曲げ力が発生することがある。その結果、油圧シリンダ55またはタイロッド56が破損するという問題がある。
また、破損しない範囲内で複数の油圧シリンダ55を作動させ、タイロッド56を変形させるために、上部フレーム51が有する傾斜に制限をもたせる必要があるという問題がある。
本発明は、連続鋳造時のティルティングを容易にすることができる連続鋳造用セグメントを提供することにその主な目的がある。
本発明による連続鋳造用セグメントは、鋳片を加圧する複数のローラがそれぞれ備えられた第1フレーム及び第2フレームと、鋳片の進行方向の一側において第1フレームに設置され、第2フレームに回転可能に連結される第1作動部と、鋳片の進行方向の他側において第1フレームに設置され、第2フレームに回転可能に連結される第2作動部と、を含むことを特徴とする。
本発明による連続鋳造用セグメントは、鋳片を加圧する複数のローラがそれぞれ備えられた第1フレーム及び第2フレームと、鋳片の進行方向の一側において第1フレームに設置され、第2フレームの一側に形成された第1ヒンジ部と回転可能に結合するリング部を備える第1作動部と、鋳片の進行方向の他側において第1フレームに設置され、第2フレームの他側に形成された第2ヒンジ部と回転可能に結合するリング部を備える第2作動部と、第2ヒンジ部のヒンジホールまたは第2作動部のリング部の結合ホールに挿入されるヒンジピンと、を含み、ヒンジホールとヒンジピンの間、または結合ホールとヒンジピンの間には、ヒンジピンが側方に移動できるようにする遊びが存在することを特徴とする。
また、本発明による連続鋳造用セグメントは、鋳片を加圧する複数のローラがそれぞれ備えられた第1フレーム及び第2フレームと、鋳片の進行方向の一側において第1フレームに設置され、第2フレームの一側に形成された第1ヒンジ部と回転可能に結合するリング部を備える第1作動部と、鋳片の進行方向の他側において第1フレームに設置され、第2フレームの他側に形成された第2ヒンジ部と回転可能に結合するリング部を備える第2作動部と、第2ヒンジ部のヒンジホールまたは第2作動部のリング部の結合ホールに挿入されるヒンジピンと、を含み、ヒンジホールとヒンジピンの間、または結合ホールとヒンジピンの間にはブッシュが介在し、ブッシュとヒンジピンの間には、ヒンジピンが側方に移動できるようにする遊びが存在することを特徴とする。
本発明によると、連続鋳造時のセグメントを容易にティルティングすることができることは言うまでもなく、倒れずに自立状態を維持する効果がある。
また、本発明によると、曲げ力などによる破損または故障を防止することができ、最終的には設備の寿命を増大させる効果がある。
なお、本発明によると、鋳片の品質を維持するとともに、全体的な生産性を向上させる効果も得られる。
一般の連続鋳造機の構成を概略的に示す図面である。 本発明の一実施形態によるセグメントを示す一側面図である。 本発明の一実施形態によるセグメントがティルティングされた状態を示す一側面図である。 本発明の一実施形態によるセグメントがティルティングされた状態を示す一側面図である。 図2〜図4に示した第2ヒンジ部を示す図面である。 図2〜図4に示した第2ヒンジ部を示す図面である。
以下、本発明の例示的な図面を基にして詳細に説明する。各図面の構成要素に符号を付加するにあたり、同一の構成要素については他の図面上に表示されても、可能な限り同一の符号を有することに留意する必要がある。また、本発明を説明するにあたり、関連した公知の構成または機能に対する具体的な説明が本発明の要旨を不明確にする可能性があると判断される場合はその詳細な説明は省略する。
図2は本発明の一実施形態によるセグメントを示す一側面図であり、図3及び図4は本発明の一実施形態によるセグメントがティルティングされた状態を示す一側面図である。
これら図面に示したとおり、本発明の一実施形態による連続鋳造用セグメントは、鋳片1(図1参照)を加圧する複数のローラ110、210がそれぞれ備えられた第1フレーム100及び第2フレーム200と、鋳片1の進行方向の一側において第1フレーム100に設置され、第2フレーム200に回転可能に連結される第1作動部300と、鋳片1の進行方向の他側において第1フレーム100に設置され、第2フレーム200に回転可能に連結される第2作動部400と、を含む。
本発明の一実施形態による連続鋳造用セグメントは、連続鋳造工程により供給される鋳片1の進行経路上に配置され、鋳片1の上部または下部を支持し加圧して移送するように提供された複数のローラ110、210を含む。また、本発明のセグメントは、複数のローラ110、210をそれぞれ支持するための第1フレーム100及び第2フレーム200を含む。
このため、第1フレーム100及び第2フレーム200には、複数のローラ110、210を回転可能に支持して結合するローラ支持ブロック120、220がローラごとに用意される。かかるローラ支持ブロック120、220には、それぞれのローラ110、210を支持する、図示しないベアリングが備えられることができる。
鋳片1の幅方向に単一のローラが提供されることができるが、荷重の分布などを考えて複数のローラが提供されることもである。鋳片1の幅方向に単一のローラが提供される場合は、フレームごとに鋳片1の進行方向に対して前後に少なくとも一対のローラが設置されることがよい。
一方、連続鋳造工程により製造される鋳片1は、内部に含まれる介在物または凝固過程で発生する体積収縮などが原因でクラックが発生することがあるため、鋳片1を事前に押下する工程が行われる。かかる鋳片1の押下工程では、第1フレーム100及び第2フレーム200が互いに対して傾斜して維持され、これに対応してセグメントの入側のローラギャップを大きくするとともに出側のローラギャップを小さくすることにより、ギャップを徐々に減少させて鋳片1を押下するようになる。
このため、鋳片1が流入される入側の第1フレーム100に設置された第1作動部300と、鋳片1が排出される出側の第1フレーム100に設置された第2作動部400と、を含むことができる。このような第1作動部300及び第2作動部400の作動を調節することで、第1フレーム100と第2フレーム200の間の間隔または傾きを変更することができる。また、これを用いてローラ110、210の間のギャップのサイズを調節することができる。
一例として、第1作動部300は、図面に示したとおり、流体圧などによって作動するシリンダーとして提供されることができ、伸縮可能に提供された第1作動ロッド310を含む。選択的に、図2に示したとおり、第1作動ロッド310の周辺は、例えば、蛇管などのような遮蔽部材330に囲まれるため、第1作動ロッド310が保護され、異物の流入が防止される。
ここで、第1作動部300は、第1フレーム100の一側に設置され、この第1フレーム100には、第1作動ロッド310が貫通するように提供された貫通ホール130が形成される。第1作動ロッド310は、第1フレーム100の貫通ホール130を介して第2フレーム200の一側に連結することができる。
このとき、第1作動ロッド310の自由端にリング部320が形成されることができ、第1作動ロッド310のリング部320は、ヒンジピン(図示せず)を介して第2フレーム200の一側に対応するように形成された第1ヒンジ部500と回転可能に結合することができる。
同様に、第2作動部400も、図面に示したとおり、流体圧などによって作動するシリンダーとして提供されることができ、伸縮可能に提供された第2作動ロッド410を含む。選択的に、図2に示したとおり、第2作動ロッド410の周辺は、例えば、蛇管などのような遮蔽部材430に囲まれるため、第2作動ロッド410が保護される。
第2作動部400は、第1フレーム100の他側に設置され、この第1フレーム100には、第2作動ロッド410が貫通されるように提供された貫通ホール130が形成される。第2作動ロッド410は、第1フレーム100の貫通ホール130を介して第2フレーム200の他側に連結することができる。
このため、第2作動ロッド410の自由端にリング部420を形成することができ、第2作動ロッド410のリング部420は、第2フレーム200の他側に対応するように形成された第2ヒンジ部600に回転可能に結合することができる。
第1作動部300及び第2作動部400について、シリンダを例に挙げて図解し説明したが、各作動部の構成は、必ずしもこれに限定されず、電気により作動可能な任意のアクチュエータが適用されてもよい。
図5及び図6に示したとおり、第2ヒンジ部600は、互いに離隔してリング部420を挟んで位置し、それぞれヒンジホール612を備えた一対のヒンジアーム610と、これらヒンジホール612とリング部420の結合ホール422を貫通して挿入されるヒンジピン620と、を含む。
また、ヒンジホール612または結合ホール422とヒンジピン620の間には、ブッシュ630が介在することができる。ブッシュ630とその内部に収容されるヒンジピン620の間には、ブッシュ630の内部でヒンジピン620が回転するとともに、側方(ヒンジピンの長さ方向の軸線に対して直交する方向)に移動可能な遊びSが存在することが好ましい。遊びSのサイズは、特に限定されないが、0超過20mm以下であることがよい。
しかし、ブッシュの介在に必ずしも限定されるものではなく、例えば、ブッシュなしでヒンジホール612とヒンジピン620の間、または結合ホール422とヒンジピン620の間に、ヒンジピン620が回転するとともに、側方(ヒンジピンの長さ方向の軸線に対して直交する方向)に移動可能な遊びSが存在することができる。
かかる遊びにより、例えば、図3に示したとおり、第1作動部300が第2作動部400よりもさらに伸張するか、または図4に示したとおり、第2作動部400が第1作動部300よりもさらに伸長したとき、第1作動部300の第1作動ロッド310は、第1ヒンジ部500のヒンジピンを回転中心にして回転し、第2作動部400の第2作動ロッド410は、第2ヒンジ部600のヒンジピン620の周囲で回転するとともに、図6上の側方に移動するようになるため、曲げ力が発生しなくても、第2作動部400が円滑に伸縮及び回転できるようになる。これにより、第1フレーム100は、第2フレーム200の第1ヒンジ部500を回転中心にして回転してティルティングされるようになる。
ブッシュ630とヒンジピン620の間には、例えば、グリースのような潤滑剤が充填されるため、ヒンジピン620の円滑な回転及び移動が確保される。さらに、ヒンジホール612または結合ホール422とヒンジピン620の間には様々な形態の密封部材640が介在するため、異物または潤滑剤の流入を防止することができる。
ヒンジピン620の長さ方向の両端付近におけるヒンジアーム610の側面には、異物の流入を防止するカバーとしての役割を果たすとともに、ヒンジピン620の離脱を阻止するストッパーとしての役割を果たす覆い650、660が設置される。各覆い650、660は、ヒンジアーム610のヒンジホール612の周りに固定ネジ656によって固定される。
第1ヒンジ部500の構成についての詳細な説明は省略するが、第1ヒンジ部500は、上述の第2ヒンジ部600と同一の構成を有することができる。但し、ヒンジピンが移動できる遊びがないため、第1作動部300の第1作動ロッド310は、第1ヒンジ部500のヒンジピンを回転中心にして回転のみする。
一方、第1ヒンジ部500または第2ヒンジ部600において各ヒンジピンの軸中心を通過する垂直面にローラ210の中心が位置することがよい。これにより、所望のサイズのローラギャップを正確に設定して維持することができ、その結果、鋳片の品質を向上させることができる。
このように、第1フレーム100及び第2フレーム200は、各作動部300、400に供給される油圧などにより当該作動ロッド310、410が伸縮するにつれて傾きが変動して容易にティルティングされる。このような傾きの変動に応じて、第1フレーム100と第2フレーム200の間のローラギャップを調節することができる。また、これを用いて、複数のローラの間を通過する鋳片1に押下力を加えることができる。
また、図3に示したとおり、第2作動部400が第1作動部300よりも小さく伸張することができ、これにより、第1フレーム100及び第2フレーム200の出側に位置するローラ110、210の間のギャップが、入側に位置するローラ110、210の間のギャップよりも小さくなることで、鋳片1の押下工程が行われる。
本発明の一実施形態による連続鋳造用セグメントは、第1フレーム100及び第2フレーム200が傾斜して配置される過程において、各作動部300、400の作動ロッド310、410と第2フレーム200の間の回転が行われ、これにより、曲げ力が発生せず装置の破損を防止することができる。
特に、本発明の一実施形態による連続鋳造用セグメントは、第1作動部300が1ヶ所で回転可能となり、第2作動部400が1カ所で回転及び移動が可能となるように提供される。
したがって、本発明のセグメントは、第1フレーム100と第2フレーム200の間に鋳片1が供給されない場合は、各作動部300、400が第2フレーム200と回転可能となるが、第1フレーム100とは回転が行われずに制限されるようになる。その結果、第1フレーム100は、第2フレーム200に対して倒れずに自立状態を維持することができる。
以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したものに過ぎず、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性を外れない範囲で様々な修正及び変形が可能である。したがって、本発明に開示された実施例は、本発明の技術思想を限定するためのものではなく説明するためのもので、このような実施例により、本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。本発明の保護範囲は特許請求の範囲によって解釈されるべきであり、それと同等の範囲内にあるすべての技術思想は本発明の範囲に含まれると解釈されるべきである。
以上のように、セグメントを容易にティルティングすることができることは言うまでもなく、倒れずに自立状態を維持することができるため、連続鋳造の分野に有用である。
1:鋳片
10:レードル(ladle)
20:タンディッシュ(tundish)
30:鋳型
40:冷却ライン
50:セグメント(segment)
51:上部フレーム
52:下部フレーム
53、54:ローラ
55:油圧シリンダ
56:タイロッド(tie rod)
100:第1フレーム
110、210:ローラ
120、220:ローラ支持ブロック
130:貫通ホール
200:第2フレーム
300:第1作動部
310:第1作動ロッド
320、420:リング部
330、430:遮蔽部材
400:第2作動部
410:第2作動ロッド
422:結合ホール
500:第1ヒンジ部
600:第2ヒンジ部
610:ヒンジアーム
612:ヒンジホール
620:ヒンジピン
630:ブッシュ
640:密封部材
650、660:覆い
656:固定ネジ
S:遊び

Claims (11)

  1. 鋳片を加圧する複数のローラがそれぞれ備えられた第1フレーム及び第2フレームと、
    前記鋳片の進行方向の一側において前記第1フレームに設置され、前記第2フレームに回転可能に連結される第1作動部と、
    前記鋳片の進行方向の他側において前記第1フレームに設置され、前記第2フレームに回転可能に連結される第2作動部と、を有し、
    前記第1作動部は伸縮可能に提供された第1作動ロッドを含み、
    前記第2作動部は伸縮可能に提供された第2作動ロッドを含み、
    前記第1作動ロッドの自由端にリング部が形成され、前記第1作動ロッドのリング部は、前記第2フレームの一側に対応するように形成された第1ヒンジ部と回転可能に結合し、
    前記第2作動ロッドの自由端にリング部が形成され、前記第2作動ロッドのリング部は、前記第2フレームの他側に対応するように形成された第2ヒンジ部と回転可能に結合することを特徴とする連続鋳造用セグメント。
  2. 前記第2ヒンジ部は、互いに離隔され、前記第2作動ロッドのリング部を挟んで位置し、それぞれヒンジホールを備えた一対のヒンジアームと、前記ヒンジホールと前記第2作動ロッドのリング部の結合ホールを貫通して挿入されるヒンジピンと、を含むことを特徴とする請求項に記載の連続鋳造用セグメント。
  3. 前記ヒンジホールまたは前記結合ホールと前記ヒンジピンの間には、ブッシュが介在し、前記ブッシュと前記ヒンジピンの間には、前記ヒンジピンが側方に移動できるようにする遊びが存在することを特徴とする請求項に記載の連続鋳造用セグメント。
  4. 前記ブッシュと前記ヒンジピンの間には潤滑剤が充填されることを特徴とする請求項に記載の連続鋳造用セグメント。
  5. 前記ヒンジホールまたは前記結合ホールと前記ヒンジピンの間には少なくとも一つの密封部材が介在することを特徴とする請求項に記載の連続鋳造用セグメント。
  6. 前記ヒンジピンの長さ方向の両端付近における前記ヒンジアームの側面には覆いが設置されることを特徴とする請求項に記載の連続鋳造用セグメント。
  7. 前記第1ヒンジ部または前記第2ヒンジ部において各ヒンジピンの軸中心を通過する垂直面に前記ローラの中心が位置することを特徴とする請求項に記載の連続鋳造用セグメント。
  8. 前記第1作動ロッドまたは第2作動ロッドは、作動ロッドを保護し、異物の流入を防止するための遮蔽部材で囲まれることを特徴とする請求項に記載の連続鋳造用セグメント。
  9. 鋳片を加圧する複数のローラがそれぞれ備えられた第1フレーム及び第2フレームと、
    前記鋳片の進行方向の一側において前記第1フレームに設置され、前記第2フレームの一側に形成された第1ヒンジ部と回転可能に結合するリング部を備える第1作動部と、
    前記鋳片の進行方向の他側において前記第1フレームに設置され、前記第2フレームの他側に形成された第2ヒンジ部と回転可能に結合するリング部を備える第2作動部と、
    前記第2ヒンジ部のヒンジホールまたは前記第2作動部のリング部の結合ホールに挿入されるヒンジピンと、を含み、
    前記ヒンジホールと前記ヒンジピンの間、または前記結合ホールと前記ヒンジピンの間には、前記ヒンジピンが側方に移動できるようにする遊びが存在することを特徴とする連続鋳造用セグメント。
  10. 鋳片を加圧する複数のローラがそれぞれ備えられた第1フレーム及び第2フレームと、
    前記鋳片の進行方向の一側において前記第1フレームに設置され、前記第2フレームの一側に形成された第1ヒンジ部と回転可能に結合するリング部を備える第1作動部と、
    前記鋳片の進行方向の他側において前記第1フレームに設置され、前記第2フレームの他側に形成された第2ヒンジ部と回転可能に結合するリング部を備える第2作動部と、
    前記第2ヒンジ部のヒンジホールまたは前記第2作動部のリング部の結合ホールに挿入されるヒンジピンと、を含み、
    前記ヒンジホールと前記ヒンジピンの間、または前記結合ホールと前記ヒンジピンの間にはブッシュが介在し、
    前記ブッシュと前記ヒンジピンの間には、前記ヒンジピンが側方に移動できるようにする遊びが存在することを特徴とする連続鋳造用セグメント。
  11. 前記ブッシュと前記ヒンジピンの間には潤滑剤が充填されることを特徴とする請求項10に記載の連続鋳造用セグメント。
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