JPH0129617B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は連続鋳造装置における振動装置に係
り、詳しくは、パウダー鋳込みを行う連続鋳造装
置において、オシレーシヨンマークを軽減し鋳肌
を改善する鋳型の振動装置に係る。

一般に従来の連続鋳造装置においては鋳型の振
動によつて鋳片の表面に生ずるオシレーシヨンマ
ークが問題になつており、それがひどくなると鋳
片の表面欠陥となる場合もあり、オシレーシヨン
マークが軽減できる鋳型振動装置が求められてい
る。

第１図は従来からの連続鋳造装置の断面図であ
つて、タンデイシユ１内の溶融金属は浸漬ノズル
２を介して鋳型３内に注湯され、鋳片４が製造さ
れる。この時、鋳型３はオシレーシヨン機構５に
よつて矢印Ａ方向に上下振動され、鋳片４とは常
に相対運動しているが、この振動によつて鋳片４
にオシレーシヨンマークが形成される。また、鋳
型３はガイドローラー６によつて横方向で支持さ
れ、振動方向以外の振れは防止されている。この
ようなオシレーシヨンマークを防止するために
は、振動数を増加させ、振動振幅を減少させれば
よいことが知られている。しかし、第１図に示す
如く機械的なオシレーシヨン機構では、数百サイ
クル／分が限界とされており、さらに振動数を上
昇させるためには鋳型を弾性支持した上で、直接
鋳型に加振器を取付ける構造にするのが効果的で
ある。しかし、この構造において加振器として
は、遠心重式、電磁式、流体式等のうち、高出
力、高加振力を得るものとして最もすぐれる遠心
重式を用いても、最大加振力の方向が周期的に変
化するため、振動鋳型の支持方式に問題がある。

本発明は上記欠点の解決を目的とし、具体的に
は、連続鋳造鋳型を弾性的に支持して鋳型を垂直
方向のみに振動させる鋳型振動装置を提案する。

すなわち、本発明は溶融金属を鋳型内に連続的
に注湯して鋳片を得る連続鋳造装置において、可
及的にその鋳型の重心を通る水平線上に、回転に
より鋳型に対し振動を与える一対の回転式加振器
を前記鋳型の外壁に取付ける一方、この加振器を
はさんで上下に前記水平線から可及的に等間隔を
おいて板バネを配置し、これら板バネにより前記
鋳型を支持して成ることを特徴とする。

以下、第２図ならびに第３図によつて本発明の
実施態様について説明する。

まず、第２図は本発明の一つの実施例に係る振
動装置を有する連続鋳造装置の一部を断面で示す
正面図であり、第３図は第２図と同方向から見た
模式図であり、第４図は設備的制約のある場合の
模式図である。第２図に示す如く、タンデイシユ
１から浸漬ノズル２によつて溶融金属が鋳型３に
注湯され、鋳片４が鋳造される。この鋳型３の外
側に一対の回転式加振器８，８′を鋳型３の重心
Ｇを通る水平線１１上にその回転中心があるよう
取付ける。

すなわち、各回転式加振器８，８′はその回転
により鋳型３に振動が与えられる構造のものであ
つて、例えば、駆動部８ａ，８a′ならびにアンバ
ランスウエイト８ｂ，８b′から成つて、各アンバ
ランスウエイト８ｂ，８b′が鋳型３の重心Ｇを通
る水平線１１上を回転中心として各駆動部８ａ，
８a′によつて構成する。

また、鋳型３は板バネ９によつて弾性的に支持
し、各板バネ９は固定フレーム１０に固定する一
方、各板バネ９は鋳型３の重心Ｇを通る水平線１
１をはさみ、上下に等間隔loをもつて対称的に取
付ける。このように振動装置を構成すると、各板
バネは垂直方向（鋳込方向）にのみ柔かいバネと
して働くが、それ以外の方向にはきわめて高い剛
性を持ち、回転式加振器に与えられる振動によつ
てオシレーシヨンマークを軽減し、鋳肌が改善で
きる。

すなわち、第２図ならびに第３図において、加
振器８，８′が互いに逆方向に定常速度Ｗで回転
させ、この回転によつてアンバランスウエイト８
ｂ，８b′によつて円周方向に例えばFoなる遠心
加振力が働く。この遠心加振力Foは、周期的に
方向が変化し、それぞれの加振器の位相によつて
各方向に作用する力の大きさが異なつてくる。例
えば、垂直方向（鋳込方向）の加振力の影響は、
左右の加振器８，８′によつて発生した遠心加振
力の垂直方向成分であつて、この成分によつて鋳
型３は垂直方向に振動される。この時の振幅は、
加振周波数および遠心加振力の大きさを適正値に
設定することによつて任意に選定することができ
る。これに対し、左右の加振器８，８′の垂直方
向加振力のアンバランスウエイト８ｂ，８b′によ
つて、鋳型３が回転する傾向になるが、この回転
力に対しては、上下の板バネ９が距離2loにおい
て取付けられているため、板バネ９の軸力でふん
ばることから、鋳型３の回転力は防止され、通
常、板バネ９の軸方向のたわみ量は無視できるほ
ど小さく、このため、左右の加振器８，８′によ
る鋳型３の回転は生ずることはない。

これに対し、水平方向の加振力による影響は、
上記の如く左右の加振力８，８′によつて発生す
る水平力が、鋳型３の重心Ｇを通つているため、
板バネ９に対しては軸力として作用する。従つて
前述したように、軸方向の変位量はきわめて小さ
いから、水平方向振動を生じることはない。

以上詳しく説明した通り、本発明は、振動鋳型
に対し、回転式加振器を鋳型の重心を通る水平軸
上に関連させて取付けると共に、板バネによつて
鋳型を弾性的に支持するため、板バネの取付位置
を鋳型重心Ｇを通る水平軸からの距離を選定する
ことによつて、鋳型を上下方向にのみ振動させる
ことができ、鋳型の芯ずれを生じることなく、高
サイクル振動を鋳型に与えることができる。

なお、回転式加振器および板バネの取付け位置
が、鋳型周辺の付属機器配置の制約により、前
述、第２図、第３図に示す重心Ｇを基準にした位
置に取付けることが出来ない場合を第４図で説明
する。

第４図の場合は、設備上の制約を受けた場合で
あり、第２図、第３図に示す例が理想的位置であ
る。従つて可及的に重心Ｇを基準にした位置にす
べきであるのは勿論である。

第４図において加振器８の取付位置は設備上の
制約により、振動鋳型３の重心Ｇに対して垂直方
向にl₁だけずらしており、水平方向にl₂だけ離し
て左右対称に配置している。

また板バネ９，９′の取付位置は鋳型３の重心
Ｇを通る水平線ｌをはさんで上下に、それぞれl₃
およびl₄だけ離して、左右対象に配置している。

上記l₁，l₂，l₃，l₄の選定は、設備上の制約から
決定するものであるが、l₃およびl₄は、鋳型３の
回転運動に制約を与えて、垂直方向（鋳込方向）
にのみ軟かいバネとして働くように極力大きくし
てある。

板バネ９，９′のバネ定数は、次の要領で決定
される。

(1) 垂直方向バネ定数kx，kx′は鋳型３の垂直方
向振動形態に合わせて、合成バネ定数が最適値
をとるように求める。

(2) 水平方向バネ定数ky，ky′は水平方向荷重の
発生によつても鋳型に回転運動が生じないよう
に配分する。

今、加振器８，８′が互いに逆方向に定常速度
Ｗで回転していると、アンバランスウエイトによ
つて円周方向にFoなる遠心力が発生する。この
加振力Foは周期的に方向が変化し、それぞれの
加振機の位相によつて各方向に作用する力の大き
さが異なる。

まず、垂直方向加振力による影響について調べ
ると、左右の加振器８，８′によつて発生した加
振力の垂直方向成分によつて鋳型３は垂直方向振
動する。この時の振幅は、加振周波数加振力Fo、
垂直方向バネ定数kx，kx′の大きさを適正値に設
定することによつて任意に選択可能である。

一方、左右の加振器８，８′の垂直方向加振力
のアンバランスによつて生じる回転力に対しては
上下の板バネ９，９′の取付位置l₃，l₄を大きくと
ることによつて板バネ９，９′の水平方向バネ定
数ky，ky′でふんばりをもたせ、水平方向振幅を
微小にすることができる。

次に水平方向加振力による影響について調べる
と、左右の加振器８，８′によつて発生する水平
方向加振力によつて鋳型３は水平方向振動および
回転振動を行う。このように水平方向振動と回転
振動が同時に行つた場合には、鋳型の上、下端
（Ａ点、Ｂ点）での水平方向変位は大きくなり、
鋳片に対して悪影響を及ぼす。

このように加振器の取付位置が鋳型３の重心Ｇ
から上下方向にずれた場合でも支持バネの取付位
置ならびにバネ定数を適切に選定することによつ
て、回転運動を防止することは可能で図４に示し
た加振器８，８′およびバネ９，９′の取付位置に
ついて振動方程式から適正なバネ定数を求めると
次のようになる。

水平方向の全バネ定数をky（＝ky＋ky′）とす
ると、 ky＝｛（l₁＋l₄）Ky−Mw²l₁｝／（l₃＋l₄） ky′＝｛（l₃−l₁）Ky＋Mw²l₁〕／（l₃＋l₄） となる。ここでＭは鋳型３の質量、ｗは加振振動
数である。

今、加振器およびバネの取付位置として、 l₁＝100mm l₂＝400mm l₃＝300mm l₄＝100mm 鋳型重量1500Kg、加振振動数10000cycle／min
とした場合のバネ定数ky，ky′を求めると、 ky＝0.42Ky ky′＝0.58Ky となる。

実際のバネの選定方法としては、垂直方向振幅
から決定されるバネ形状から水平方向の全バネ定
数Kyを求め、これを上記比率に比例配分して分
割するだけで適切なバネ系が得られ、安定した振
動状態を確保できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の振動装置を有する連続鋳造装
置の一部を断面で示す正面図、第２図は本発明の
一つの実施例に係る振動装置を有する連続鋳造装
置の一部を断面で示す正面図、第３図は第２図の
模式図、第４図は設備的制約のある場合の模式図
である。 符号、１……タンデイシユ、２……ノズル、３
……鋳型、４……鋳片、５……オシレーシヨン装
置、６……ガイドローラー、７……溶融金属、
８，８′……回転式加振器、８ａ，８a′……駆動
装置、８ｂ，８b′……アンバランスウエイト、９
……板バネ、１０……固定フレーム、Ｇ……鋳型
重心、１１……水平線、l₁……ｌと加振器間距
離、l₂……重心Ｇと加振器間水平距離、l₃……ｌ
と上板バネ９との距離、l₄……ｌと下板バネ９′
との距離、ky，ky′……上および下板バネのバネ
定数、Ky………水平方向全バネ定数。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 溶融金属を鋳型内に連続的に注湯して鋳片を
   得る連続鋳造装置において、可及的にその鋳型の
   重心を通る水平線上に、回転により鋳型に対し振
   動を与える一対の回転式加振器を前記鋳型の外壁
   に取付ける一方、この加振器をはさんで上下に前
   記水平線から可及的に等間隔をおいて板バネを配
   置し、これら板バネにより前記鋳型を支持して成
   ることを特徴とする連続鋳造装置における鋳型振
   動装置。