JPH03501231A - ブレークアウト防止用鋳型の摩擦力モニター装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ブレークアウト防止用鋳型の摩擦力モニター装置発明の背景 本発明は連続鋳造機の鋳型集合体に於ける鋳造中の鋳型の摩擦力を測定する装置 に関し、特に、鋳型の摩擦力を推定するために用いられる測定デバイスに対する 鋳型の傾き及び不均衡の影響を最小にする装置に関する。

連続鋳造の作業の中には、水冷された鋳型壁を持つオーブンエンドの鋳型に溶鋼 を注入する作業が含まれている。溶鋼が鋳型の中にある間に、凝固したスキンが 鋳型壁近くに形成される。部分的に凝固した鋳込体が鋳型から連続的に引き出さ れ−、ロール構造のラックを通り、ここでスプレー冷却され、最終的に完全凝固 が行われる。この鋳型は鋳造方向に対し往復動作をしながらオシレーション即ち 振動し、鋳型壁とこれに隣接して形成されたスキンとの間の摩擦を減らす。過度 の摩擦力が掛かると、鋳込体に欠陥が発生し、極端な場合、鋳型に面するスキン が破け、ここから溶鋼がブレークアウトするに至る。ブレークアウトの場合は装 置を止め、鋳造を再開する前に、ロール構造のラックを修理又は交換しなければ ならない。鋳込中、鋳型の摩擦力をモニターし、鋳込体の冷却率、速度、その他 の因子を変更し、ブレークアウトの再発を防ぐことが知られている。このための システムの例が英国特許第１．５５６．６１６号、欧州特許第４４，２９１号、 米国特許第３．８９３，５０２号、及び日本特許第Ｊ　５７０３２８８４号に開 示されている。しかしながら、この摩擦力の正確な測定値を得ることが困難なた め、上記測定装置によるブレークアウト回避システムの効果が削減されている。

問題の１つは、この摩擦力と、鋳込中に発生するその他のダイナミックな影響因 子とを分離するのが困難なことである。このダイナミックな影響因子は色々に変 動し、鋳型の摩擦と全く関係が無く、従って摩擦力の正確な測定値を得ることが 出来ない。過去に於いて色々な方法を用いて荷重測定装置から得られた値を分析 し、このダイナミックな影響因子を分離し、より正確に鋳型の摩擦を推定する試 みが成されてきた。この方法の例が米国特許第４．５３２．９７５及び４，６１ ５，３７５号に開示されている。顕著なダイナミックな影響因子の１つは、実際 の鋳込作業中にオシレーションする鋳型の傾き（ｔｉｌｔｉｎｇ　）及び不均衡 （ｉｍｂａｌａｎｃｅ　）である。米国特許第４．５３２．９７５号及び日本特 許第Ｊ　５７０３２８８４号はこの因子を認識しているが、摩擦力測定に対する この影響を修正しようとしていない。振動中の鋳型の配列の誤差及び傾きによっ て横向きの力が掛かり、その変動程度により、ロードセルの読み値が顕著に変化 する。一般的に言って、ロードセルは垂直の力のみを測定するように設計されて いる。

欧州特許第４４．２９１号がこのロードセルに関する開示を行っており、このセ ルは溝の中で移動することが出来るが、この溝が捩子によって支持板に固定され ている。一方、米国特許第４．２１９．０９１及び３，７４１．３２８号が開示 しているロードセル装置に於いては、秤量デバイスの横方向の膨張及び移動が可 能である。これらの引例及びその他本出願人が知っている従来技術は、いずれも 、摩擦力測定値に対する連続鋳造機の鋳型の傾き及び配列誤差の影響を消す必要 性を認識しておらず、又この問題の解決方法を提示してもいない。

従って、本発明の目的は、実際の鋳込作業中に、摩擦力測定値に対する連続鋳造 機の鋳型の傾き及び配列誤差の影響を最小にする装置を提供することである。

発明の要約 本発明による連続鋳造機の鋳型集合体は、連続鋳造機の鋳型と、上記鋳型を支持 するフレームで、上記鋳型及びフレームが鋳込方向に一体として振動する、もの と、複数の垂直力表示手段で、上記振動の間に上記鋳型によって上記フレームに 掛けられる垂直力を示す、ものと、を含んでいる。この垂直力表示手段が、鋳型 の向き合った壁の上下から対面する２つの組をなす面のいずれか一方に装着され る少なくとも第１及び第２の手段と、その間に掛かる荷重を支持するフレームと を含んでいる。この第１及び第２の手段が、それぞれ、水平方向に間隔を持つ少 なくとも２つのロードセルの１セツトと、上記の各ロードセルに設けられる１つ の部材で、垂直方向に変更可能の方向修正を行うために用いられる、ものと、を 含んでいる。上記面の一方に手段が設けられ、鋳型の振動の間に、フレームに対 する向き合った鋳型壁の摺動動作を上記水平方向に案内する。二〇摺動動作手段 が、トラック手段と、各セットのロードセルの変更可能の方向修正部材に装着さ れる水平案内部材とを含み、上記垂直方向に変更可能の方向修正部材に垂直方向 修正を行わせる如くにする。上記案内部材が上記トラックの中で上記水平方向に 摺動可能で、鋳型の振動中の不均衡に基づく横方向の力の影響を無くす働きをし 、各セットのロードセルに垂直力をより正確に伝える如く第１図は、本発明によ る連続鋳造機の鋳型集合体の１つの実施例を示す平面図、 第２図は、第１図の線■−Ｈに沿う断面図、第３図は、第１図の線■−■に沿う 断面図、である。

実施例 第１図に示す如く、一般的な連続鋳造機の鋳型集合体が、方形の連続鋳造鋳型１ ０を持っている。鋳型１０が広幅鋳型壁１２．１４と、１対の狭幅鋳型壁１６． １８とを持っている。各鋳型壁が、銅合金で作られ冷却水通路を持つ面板２０と 、上記面板にボルト止めされた内側支持鋼板２２と、上記内側鋼板に固定された 外側支持鋼板２４と、を持っている。各広幅鋳型壁の外側支持鋼板２４が水冷ボ ックス２Ｂの一部を形成し、このボックスが、各水冷ボックスを鋳型支持フレー ム３２に接続するフレキシブルホース２８．３０を介して、冷却水の供給を受け て使用される。各狭幅鋳型壁の外側支持板２４が、狭幅鋳型壁の間隔及びテーパ ー調節機構３４に取り付けられ、鋳造すべき方形のスラブの幅を調節する。各機 構３４が、狭幅鋳型壁の間隔及び傾き角度を調節し、上記の調節が鋳込作業中に 行われるようになっている。２つのクランプ機構３６．３８が設けられ、移動可 能の広幅鋳型壁１４を狭幅鋳型壁１６．１８に調節可能にクランプし、この固定 された広幅鋳型壁１２にこの狭幅鋳型壁が当接する如くにする。各クランプ機構 が、ジヤツキステム４４を駆動するスクリュージヤツキ４２に組み合わされたギ ヤーモーター４０を持っている。バネ集合体４６が、広幅鋳型壁１４を狭幅鋳型 壁１６．１８に向かってずらすために設けられる。鋳型支持フレーム３２が、垂 直柱部材５２及びテーブル構造体５４に固定された横桁部材５０を持っている。

摩擦力測定手段５６．５ｇ、６０．６２が、広幅鋳型壁１２．１４の向き合った 各端部に隣接して設けられ、上記広幅鋳型壁とテーブル構造体５４との間に装着 される。本発明により、各摩擦力測定手段が水平方向に間隔を持って設けられた 少なくとも２個１組のロードセルＥｉ４．６８を持っている。好ましくは、この ロードセルが、第１図に示す如く、各広幅鋳型壁の面に直交する水平方向に間隔 を持って離れて設けられる。好ましくは、各ロードセルが圧縮型で（第２図のロ ードセル６４参照）、セル６４の上表面９２に軸方向に垂直に掛かる力を測定す る如くに用いられる。このロードセル６４は管状のハウジング７２の中に装着さ れている。ベレビル型スプリングワッシャ７４がリテーナ−７Ｂとオフセットワ ッシャ７８との間に装着され、衝撃を吸収し、ロードセル６４の破損を防ぐ。

円筒形の案内８０がワッシャ７４の孔の中に設けられる。バッキングリング８２ ．８４が設けられ水の侵入を防ぐ。更に、シールリング８Ｌ８８がハウジングに 異物が入ることを防いでいる。

オフセットワッシャ７８、スプリングワッシャ７４及びリテーナ−７６と共に、 ロードセルに接続する１つの部材々（設けられ、これが垂直方向に変更可能に方 向修正を行う。シム即ち詰め金９０が設けられて、リテーナ−７６の上表面９２ とハウジング７２が装着されるサブフロア板９３との間の間隔を調整する。サブ フロア板９３が側面板９５．９７に固定され、この板９５．９７がテーブル５４ に固定される。フレームに対する広幅鋳型壁の摺動動作を案内する手段が設けら れ、これが、各セットのロードセルの変更可能の方向修正可能の部材に装着され る案内部材９６（第２，３図）と、水冷ボックス２６の下表面の四部に装着され るトラック手段９８と、を含み、このトラック手段が細長い溝１００を持ち、こ の中で上記案内部材の摺動動作を案内する。

好ましくは、この案内部材９６がこの溝の平らな表面１０２に摺動可能に当接す る平らな表面１０１を持っている。又好ましくは、案内部材９６が、例えば案内 部材に設けられた円筒形の孔１０５を持ち、これに各ロードセルと結合するりテ ーカ−７６が摺動不可能に装着される。溝１００と案内部材９６とのそれぞれの 接触面に低摩擦材料１０２が設けられる。トラック手段がテーブル５４に固定さ れた１対のフランジ付き抑制部材１０４．１０８を持ち、間隔を持って設けられ たロードセルに対しトラック手段が回動することを防いでいる。注意すべき点は 、トラック手段とテーブル５４との間に隙間空間１０８が設けられる点で、例え ば鋳型とフレームとが不均一な又は不均衡な振動をしたときに発生する、広幅鋳 型壁とフレームとの間の相対的傾きを許容するようになっている。この様な不均 衡は、ロードセルが広幅鋳型壁の重心から等距離に置かれていない場合、及び、 鋳型の中の溶鋼によって形成された凝固スキ、ンと鋳型壁との間の摩擦力の変化 、等により発生する。案内部材が、広幅鋳型壁の傾きに応じてロードセルに対し て摺動することによって、ロードセル上でのこの様な不均衡な振動により発生し た横方向の力の影響を減少させる。従って、本発明による装置は、垂直力表示手 段に対する鋳型の傾き及び不均衡の影響を最小にし、鋳型の摩擦力に関するより 正確な情報を提供する。

困難なため、上記測定装置によるブレークアウト回避システ補正書の翻訳文提出 書（４ｆ許法第１８４条の８）平成２年２月２６日 特許庁長官　吉　１）文　毅　殿 １、国際出願番号 ＰＣＴ／ＵＳ８８１０２５８７ ２、°発明の９名称 ブレークアウト防止用鋳型の摩擦力モニター装置３、特許出願人 国籍　アメリカ合衆国 ６、添付書類の目録 （１）補正書の翻訳文　１通 この場合、ロードセルは溝の中を動くことが出来るが、こムの効果が削減されて いる。問題の１つは、この摩擦力と、鋳込中に発生するその他のダイナミックな 影響因子とを分離するのが困難なことである。このダイナミックな影響因子は色 々に変動し、鋳型の摩擦と全く関係が無く、従って摩擦力の正確な測定値を得る ことが出来ない。過去に於いて色々な方法を用いて荷重測定装置から得られた値 を分析し、このダイナミックな影響因子を分離し、より正確に鋳型の摩擦を推定 する試みが成されてきた。この方法の例が米国特許第４．５３２．９７５及び４ ，６１５．３７５号に開示されている。顕著なダイナミックな影響因子の１つは 、実際の鋳込作業中にオシレージジンする鋳型の傾きｃｔｉｌｔｉｎｇ　）及び 不均衡（ｉｍｂａｌａｎｅｅ　）である。米国特許第４．５３２，９７５号及び 日本特許第Ｊ　５７０３２８８４号はこの因子を認識しているが、摩擦力測定に 対するこの影響を修正しようとしていない。振動中の鋳型の配列の誤差及び傾き によって横向きの力が掛かり、その変動程度により、ロードセルの読み値が顕著 に変化する。一般的に言って、ロードセルは垂直の力のみを測定するように設計 されている。

欧州特許第４４．２９１号が、連続鋳造機の鋳型集合体を開示しており、これが 、１つの連続鋳造機用鋳型で、その上下の端部の開放された鋳型内腔と、上記鋳 型を支持するフレームとを持ち、上記鋳型と上記フレームとが鋳込方向に一体と して振動する、ものと、垂直力表示手段で、振動の間、鋳型によって上記フレー ムに掛けられる垂直力を表示するものと、を含んでいる。

の溝はネジ接続によって叉持板の定位置に固定されている。

本出願人が見出した従来技術に於いては、連続鋳造機の鋳型の傾き又は誤配列が 摩擦力の測定値に与える影響に対処する必要性を認識しておらず、この問題の解 決策の提示が無い。

本発明の主な特徴は、上記連続鋳造機の鋳型集合体が、少なくとも第１及び第２ の垂直力表示手段で、鋳型とその間の荷重を支持するフレームとの向き合った壁 の下向き及び上向きに隣接する２つの対向面の一方に装着され、上記第１及び第 ２の垂直力表示手段の各々が水平方向に間隔を持って隔てられた少なくとも２個 １組のロードセルを含み、上記ロードセルがそれぞれこれと結合し、垂直方向の 変更可能の方向修正に用いられる細長い１つの部材を持つ、ものと、上記２つの 対向面の他の一方に装着される摺動動作案内手段で、鋳型の振動の間、上記フレ ームに対する上記水平方向の上記向き合った壁の摺動動作を案内し、上記の摺動 動作案内手段が、トラック手段と、各組の上記ロードセルの変更可能の方向修正 部材に装着される１つの水平案内部材と、を含み、上記変更可能の方向修正部材 に垂直方向の方向修正を行わせ、上記案内部材が上記トラックの中で上記水平方 向に摺動することが出来、上記トラックが、鋳込中の、鋳型振動に於ける不均衡 に基づく鋳型と上記フレームとの間の相対的傾きを許容する如くに用いられ、上 記案内部材がこの不均衡に基づく横方向の力の影響を削減する働きをなし、さら に正確に言えば、各組のロードセルに垂直力をより正確に伝える如くにする、点 である。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明による連続鋳造機の鋳型集合体の１つの実施例を示す平面図、 第２図は、第１図の線■−Ｈに沿う断面図、第３図は、第１図の線■−■に沿う 断面図、である。

実施例 第１図に示す如く、一般的な連続鋳造機の鋳型集合体が、方形の連続鋳造鋳型ｌ Ｏを持っている。鋳型ｌＯが広幅鋳型壁１２．１４と、１対の狭幅鋳型壁１ａ、 １ｇとを持っている。各鋳型壁が、銅合金で作られ冷却水通路を持つ面板２０と 、上記面板にボルト止めされた内側支持鋼板２２と、上記内側鋼板に固定された 外側支持鋼板２４と、を持っている。各広幅鋳型壁の外側支持鋼板２４が水冷ボ ックス２６の一部を形成し、このボックスが、各水冷ボックスを鋳型支持フレー ム３２に接続するフレキシブルホース２Ｂ、３０を介して、冷却水の供給を受け て使用される。各狭幅鋳型壁の外側支持板２４が、狭幅鋳型壁の間隔及びテーパ ー調節機構３４に取り付けられ、鋳造すべき方形のスラブの幅を調節する。各機 構３４が、狭幅鋳型壁の間隔及び傾き角度を調節し、上記の調節が鋳込作業中に 行われるようになっている。２つのクランプ機構３６．３８が設けられ、移動可 能の広幅鋳型壁１４を狭幅鋳型壁１６．１８に調節可能にクランプし、この固定 された広幅鋳型壁１２にこの狭幅鋳型壁が当接国際調査報告

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. （１）連続鋳造機の鋳型集合体で、 −上面及び下面が開放した鋳型内腔を持つ連続鋳造機の鋳型と、 −上記鋳型を支持するフレームで、上記鋳型と上記フレームとが鋳込方向に一体 として振動することが出来る、ものと、−複数の垂直力表示手段で、上記の振動 の間に上記鋳型によって上記フレームに掛けられる垂直力を表示する、ものと、 を含むものに於いて、これが、 鋳型の向き合った壁と上記鋳型との間の荷重を支持するための上記フレーム（３ ２）との各々上向き及び下向きに隣接する２つの対向面の一方に装着された少な くとも第１及び第２の垂直力表示手段を含み、上記第１及び第２の垂直力表示手 段の各々が、水平方向に間隔を持って設けられた少なくとも２個１組のロードセ ルを含み、上記ロードセルが、各々、垂直方向の変更可能の方向修正を行う１つ の部材を持ち、又、上記対向面の他の一方に装着される摺動動作案内手段で、上 記鋳型の振動の間に上記フレームに対する上記向き合った壁の水平方向の摺動動 作を案内するものを含み、上記摺動動作案内手段が、トラック手段と、上記の各 組のロードセルの変更可能の方向修正部材に装着された水平案内部材とを含み、 上記変更可能の方向修正部材に垂直方向の方向修正を行わせる如くにし、上記案 内部材が上記トラック手段の中で上記水平方向に摺動可能であり、上記トラック 手段が、鋳込の間の鋳型の振動のよる不均衡に基づく上記鋳型と上記フレームと の相対的傾きを許容する如くに用いられ、上記案内部材がこの不均衡に基づく横 方向の力の影響を削減する働きをなし、即ち、垂直方向の力を各セットのロード セルにより正確に伝える如くにする、ことを特徴とする、連続鋳造機の鋳型集合 体。
2. （２）上記ロードセルをそれぞれ備えた上記部材が、軸方向で言って上記垂直方 向の変更可能の方向修正に用いられ、又、上記ロードセルが上記部材に掛けられ る垂直方向の力を表示する如くに用いられる、請求項１記載の集合体。
3. （３）上記案内部材が、各セットのロードセルの変更可能の方向修正部材に摺動 不可能に装着されている、請求項２記載の集合体。
4. （４）上記トラック手段及び上記案内部材が当接する水平で平らな表面を持ち、 これにより、上記案内部材が上記トラック手段の中で上記水平方向に摺動し得る 如くにする、請求項３記載の集合体。
5. （５）更に、上記変更可能の方向修正部材に設けられた弾性手段を含み、上記ロ ードセルに急激に掛けられる垂直方向の力の衝撃を減ずる如くにする、請求項３ 記載の集合体。
6. （６）連続鋳造機の鋳型集合体で、 −連続鋳造機の方形の鋳型で、互いに向き合ってそれぞれ対をなす広幅鋳型壁と 狭幅鋳型壁と、上面及び下面が解放した鋳型内腔と、を持つものと、 −上記鋳型を支持するフレームで、上記鋳型と上記フレームとが鋳込方向に一体 として振動することが出来る、ものと、及び、 −複数の垂直力表示手段で、上記の振動の間に上記鋳型によって上記フレームに 掛けられる垂直力を表示する、ものと、を含むものに於いて、これが、 少なくとも４個の垂直力表示手段を含み、その内の２個が上記広幅鋳型壁と上記 広幅鋳型壁の両端に隣接する上記フレームとの間に置かれ、上記垂直力表示手段 が、上記広幅鋳型壁とその間の荷重を支持するフレームとの各々下向き及び上向 きに隣接する２つの対向面の一方の上に装着され、上記垂直力表示手段が、上記 広幅壁の面に対して実質的に直角の水平方向に間隔を持って設けられた少なくと も２個１組のロードセルを含み、又、鋳型の振動の間、広幅鋳型壁の振動動作を 上記水平方向に案内するために上記表面の他の一方に装着される手段を含み、上 記摺動動作を案内するための手段が、トラック手段と、各組の上記ロードセルの 変更可能の方向修正部材上に装着される水平案内部材と、を含み、上記変更可能 の方向修正部材を垂直に方向修正る如くにし、上記トラック手段が、鋳込中の鋳 型の振動の不均衡に基づく上記鋳型と上記フレームとの相対的傾きを許容する如 くに用いられ、上記案内部材がこの不均衡による横方向の力の影響を削減する働 きをなし、更に正確に言えば、垂直方向の力を各セットのロードセルにより正確 に伝える如くにする、ことを特徴とする、連続鋳造機の鋳型集合体。
7. （７）各ロードセルに設けられた上記部材が上記垂直方向に軸的きな変更可能の 方向修正を行うために用いられ、上記ロードセルが１つの垂直方向に上記部材に 軸的に掛かる力を表示するために用いられる、請求項６記載の集合体。
8. （８）上記案内部材が、各セットのロードセルの変更可能の方向修正部材に摺動 不可能に装着されている、請求項６記載の集合体。
9. （９）上記トラック手段及び上記案内部材が当接する水平で平らな表面を持ち、 これにより、上記案内部材が上記トラック手段の中で上記水平方向に摺動し得る 如くにする、請求項８記載の集合体。
10. （１０）更に、上記変更可能の方向修正部材に設けられた弾性手段を含み、上記 ロードセルに急激に掛けられる垂直方向の力の衝撃を減ずる如くにする、請求項 ８記載の集合体。
11. （１１）上記鋳型が、上記広幅鋳型壁の間に調節可能に離れて設けられた１対の 向き合った狭幅鋳型壁と、上記鋳型の向き合った上記広幅壁の間に上記狭幅壁を 調節可能に固定する手段と、を含む、請求項６記載の集合体。
12. （１２）上記広幅壁が上記垂直方向の力の支持手段以外にその荷重を支持する支 持物を持っていない、請求項１１記載の集合体。
13. （１３）上面及び下面が解放した鋳型内腔を持つ連続鋳造機の鋳型と、上記鋳型 を支持するフレームで、上記鋳型と上記フレームとが鋳込方向に一体として振動 することが出来る、ものと、及び、複数の垂直力表示手段で、上記の振動の間に 上記鋳型によって上記フレームに掛けられる垂直力を表示する、ものと、を含む 型の連続鋳造機の鋳型の荷重表示装置に於いて、この装置が、 鋳型の向き合った壁とその間の荷重を支持するフレームとの各々上向き及び下向 きに隣接する２つの対向面の一方に装着された少なくとも第１及び第２の垂直力 表示手段を含み、上記第１及び第２の垂直力表示手段の各々が、水平方向に間隔 を持って設けられた少なくとも２個１組のロードセルを含み、上記ロードセルが 各々垂直方向の変更可能に方向修正を行う１つの部材を持ち、又、上記表面の他 の一方に装着された手段で、上記鋳型の振動の間に上記向き合った壁の上記フレ ームに対して上記水平方向の摺動動作を案内するものを含み、上記の摺動動作案 内手段が、トラック手段と、上記のセットのロードセルの変更可能の方向修正部 材とを含み、上記変更可能の方向修正部材の垂直方向の方向修正を行う如くにし 、上記案内部材が上記トラック手段の中で上記水平方向に摺動可能であり、上記 トラック手段が、鋳込の間の鋳型の振動のよる不均衡に基づく上記鋳型と上記フ レームとの相対的傾きを許す如くに用いられ、上記案内部材がこの不均衡に基づ く横方向の力の影響を削減する働きをなし、即ち、各セットのロードセルに垂直 方向の力をより正確に伝える如くにする、ことを特徴とする、連続鋳造機の鋳型 の荷重表示装置。
14. （１４）上記ロードセルの各々が対応する１つの部材を持ち、これが軸的に１つ の垂直方向の変更可能の方向修正を行うために用いられる、請求項１３記載の装 置。
15. （１５）上記案内部材が、各セットのロードセルの変更可能の方向修正部材に摺 動不可能に装着されている、請求項１４記載の装置。
16. （１６）更に、上記変更可能の方向修正部材に設けられた弾性手段を含み、上記 ロードセルに急激に掛けられる垂直方向の力の衝撃を減ずる如くにする、請求項 １５記載の装置。