JPH084192Y2 - 水平連続鋳造用切断装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、鋳片の間欠引抜（送り）により鋳造が行わ
れる水平連続鋳造法において好適な、鋳片の切断装置に
関する。

［従来の技術］ 水平連続鋳造法においては、鋳造方向すなわち鋳片の
引き抜き方向が水平であるほか、その引抜が間欠的に行
われるのが一般であり、この点で縦型の連続鋳造法（鋳
片が連続引抜される）と相違する。すなわち、水平連続
鋳造の場合、モールドにおいて成形される鋳片は、引抜
・停止もしくは引抜・停止・押戻・停止などといった間
欠引抜パターンに従って引抜装置により引き抜かれ、さ
らに引抜装置の下流側へ送り出される。この引抜パター
ンは、鋳片の断面形状や寸法・材質・溶湯温度などに応
じ、鋳片品質を最適化すべく定められるもので、引抜装
置の駆動は、このパターンに従って引抜制御装置により
制御される。なお通常の引抜パターンは、一回あたりの
引抜長さが数十ミリ、押戻長さは多くても数ミリで、毎
分百サイクル前後の繰り返しである。

引抜装置の下流側に設置される切断装置は、少なくと
も鋳片の切断に必要な時間だけ鋳片の移動に追随する必
要があるが、水平連続鋳造法においては、上記のとおり
鋳片が間欠引抜（つまり間欠送り）されることから、そ
の追随のためにつぎの手段がとられている。すなわち、
たとえばガス切断装置におけるトーチ部分や砥石式切断
装置における砥石の回転部分といった切断機本体（つま
り鋳片に追随すべき部分）に鋳片のクランプ（把持）機
構を取り付け、同機構を介して切断機本体を鋳片と連結
するのである。こうすることにより切断機本体は、精密
な間欠駆動が可能な特殊な駆動源（制御装置を含む）を
要することなく、鋳片の移動に正確に追随することがで
きる。なお切断装置には、そうして切断し終わったのち
の切断機本体を原点（もとの位置）に戻すために、簡単
な駆動源を含む移動機構が配備される。

従来技術として、特公昭53-32867号公報（集塵フード
はないがスケールピットを有する例）がある。

切断中に発生する粉塵や煙の放散を防ぐため、切断装
置には集塵（集煙）フードが付設されるが、同フードも
切断機本体とともに移動する必要がある。同フードは、
切断機本体の周囲を囲み、切断屑を受ける容器（スケー
ルピットなど）にかぶさるように配置されるが、もし不
動に配置されるならば、切断機本体の移動範囲にわたる
大きな切欠き（切断機の移動しろ）がフードに必要で、
そこから塵や煙が漏れ出るからである。そのため、同フ
ードは従来、やはり鋳片に連結されて移動するよう、切
断機本体と一体的に設けられていた。

［考案が解決しようとする課題］ 上記のように、クランプ機構などを介し切断機本体と
集塵フードとをともに鋳片に連結する場合、それらの移
動機構については構成が極めて簡単ですむものの、鋳片
に付随する質量が大きくなるため、引抜装置の負担は当
然に増大する。水平連続鋳造においては、前述のとお
り、定められたパターンの間欠引抜によって鋳片が引き
抜かれるため、このことは特に好ましくない。通常の引
抜パターンにはサイクルごとに相当な加速度がともなう
ので、負荷となる質量（慣性）が増えると、引抜装置の
能力に余裕がない限りその動作が乱れやすく、また、引
抜パターンが乱れると鋳片の品質が低下するなどの不都
合があるからである。

これを解消するためには、鋳片に対する追随の精度が
切断機本体ほどには要求されない集塵フードについて、
これを切断機から分離し、鋳片に連結せずに独立に移動
させればよいが、それは従来、つぎの点を理由として、
実現されることがなかった。すなわち、イ）切欠きの位
置を切断機本体に合わせてフードを移動する必要がある
ので、特殊な駆動源（引抜装置と同じ精密な間欠駆動が
可能なもの）を用いずに切断装置を構成するのは難し
く、かなりのコスト増になりがちなこと、ロ）切断機本
体を原点に戻すための駆動源を含め、装備すべき駆動源
の数が多くなることから、切断装置の構成が複雑になり
やすいこと−などがその理由である。

本考案の目的は、上記の点にも拘わらず、低コストで
簡単な構成によって集塵フードを鋳片とは独立に移動す
るようにし、引抜装置の負担を軽減するとともにフード
開口部からの粉塵・煙の漏れを少なくすることである。

［課題を解決するための手段］ 本考案の水平連続鋳造用切断装置は、切断機本体
が、間欠送り（引抜）される鋳片に連結されて移動しな
がら鋳片を切断し、かつ移動機構によって原点に戻ると
いう方式の切断装置であって、集塵フードとその移動
機構とを、上記の切断機本体およびその移動機構とは別
に設け、上記二つの移動機構のために、鋳片の平均送
り（引抜）速度に合わせて正方向に動作し、他の設定さ
れた速度で逆方向に動作する共通の駆動源を設けた−も
のである。なお、上記の設定された速度とは、次回の
切断時期（鋳片の送り速度と切断長とによって決まる）
までに切断機本体が原点に戻るに十分な速度であって、
装置においてあらかじめ設定される速度である。

［作用］ 本考案の切断装置において、集塵フードは、上記に
記したそれ自身の移動機構を介しの駆動源によって、
鋳片とは全く連結されずに正・逆の方向に移動する。そ
して切断機本体は、鋳片の切断時には上記のとおり鋳
片に連結されて移動し、切断後は、その切断機本体の移
動機構を介し、上記のフードと同じの駆動源により原
点に戻される。つまり、考案の装置では、引抜装置の負
担を軽減するよう集塵フードが鋳片とは独立に移動する
が、そのフードの正・逆方向への移動と切断機の逆方向
移動（原点への復帰）とは、一つの共通の駆動源によっ
て（したがって従来のものより駆動源の数を増やすこと
なく）行われる。

また、切断中、つまり鋳片に連結されて正方向に移動
する切断機本体に集塵フードを追随させる（すなわち切
欠きの位置を合わせる）必要のある間は、上記の駆動
源（この間、の駆動源はフードの移動のためにのみ使
用される）を、鋳片の平均送り（引抜）速度に合わせて
（つまりフードがこの速度で移動するように）動作させ
ている。間欠引抜パターンそのものでなく鋳片の平均速
度に合わせて動作することは、さほど特殊な駆動源（お
よび制御機器）によらずとも実現される。すなわち、正
・逆動作の可能な比較的汎用のモータや流体圧シリンダ
などを鋳片の引き抜きをコントロールしている引抜制御
装置からインプットされる平均引抜速度に従って、切断
中は一定の方向（正方向）に動作させればよい。

集塵フードが正確に鋳片の平均速度で移動する場合、
鋳片とともに移動する切断機本体との間には、引抜パタ
ーンに応じてそのサイクルごとに多少（一回の引抜長さ
に相当する数十ミリ程度）のズレが生じるものの、それ
が累積することはない。これには、フードに設ける切断
機用の切欠きを小さく（上記の数十ミリをやや上回る長
さの隙間ができる程度に）あけておけば対応でき、フー
ドによる集塵・集煙の効率はほとんど低下しない。

［実施例］ 第１図に、本考案の第一実施例を示す。切断装置１
は、水平連続鋳造されて引抜装置４から下流側へ送り出
された鋳片Ａを、溶断（ガスカット）によって所定の長
さにカットするための装置である。図のように、切断装
置１をコントロールする切断制御装置３は、操作盤６と
接続された引抜制御装置７から信号を受けるよう結線さ
れている。この結線は、鋳片Ａの引抜長さに基づいて切
断装置１が切断長を特定するために、また後述するよう
に、鋳片Ａの間欠引抜パターンに基づく平均引抜速度を
切断装置１が知るために必要なものである。

ガスカッターである切断装置１においては、吸引ダク
ト2aに接続されたスケールピット（切断屑の受け箱）２
の上方に、切断機本体すなわちトーチ10が配備されてい
る。トーチ10は、レール22上を走行自在な台車21から下
方に設けられ、その先端（下端）部は鋳片Ａのパスライ
ンのやや上の高さに達する。このトーチ10には、別に設
置されたガス源（燃焼ガスおよび酸素の供給源。図示せ
ず）からの配管（図示せず）が接続されている。切断の
際、引抜（送り）の方向に鋳片Ａとともにトーチ10が移
動するように、台車21には鋳片Ａをつかむクランプアー
ム11が取り付けられている。クランプアーム11は、台車
21から下方に延び、内蔵された油圧シリンダ（図示せ
ず）などにより先端部が鋳片Ａを把持または解放する構
造をもつ。また台車21には、トーチ10を切断方向、つま
り鋳片Ａの直径（幅）の方向にスイングする機構（図示
せず）も備わっている。なおこのトーチ10は、直径100
ミリの炭素鋼鋳片Ａを約１分間で切断するが、そのよう
な鋳片Ａは通常2m/min前後の平均引抜速度で鋳造される
ので、トーチ10は台車21とともに２メートル程度移動す
る必要がある。

上記の台車21とそのレール22は、切断の終わったトー
チ10を切断前の位置（原点）に戻すための、切断機移動
機構20の一部でもある。移動機構20は、台車21・レール
22のほか、一対のローラ24・25間に巻き掛けられたワイ
ヤ23と、台車21をつなぐためワイヤ23に取り付けられた
係合片23a、さらに、後述の駆動源50に対しローラ24を
駆動・解除可能に接続するクラッチ（図示せず）などに
より構成されている（ワイヤ23とローラ24・25とは、そ
れぞれチェーンおよびスプロケットに置き換えてもよ
い）。駆動源50によってローラ24が回されると、ワイヤ
23が移動することにより、台車21とともにトーチ10が移
動するのである。ただし切断中は、上記のとおりアーム
11を介し鋳片Ａに連結されてトーチ10が移動するため、
ローラ24・駆動源50間のクラッチが解除される。

この実施例では、スケールピット２にかぶさってトー
チ10やクランプアーム11のまわりを囲む集塵フード30
を、トーチ10やアーム11・台車21などと分離し、また台
車41を含むフード移動機構40についても前記の切断機移
動機構20とは別に構成している。すなわちフード30を、
レール42（ピット２の側面に固定）上を移動自在に台車
41に取り付けるとともに、その台車41を、ワイヤ43とそ
れを巻き掛けたローラ44・45や、台車41をワイヤ43につ
なぐ係合片43a、さらにローラ44と後述の駆動源50との
間のクラッチ（図示せず）を含む移動機構40に組み込ん
だ。トーチ10とアーム11が貫通するための切欠き31・32
を形成したフード30は、以上の移動機構40においてロー
ラ44が回転することにより台車41とともに移動する。

この実施例ではまた、上記二つの移動機構20および40
に対し、一組の共通の駆動源50を配備している。駆動源
50は、可変速・可逆の電気式モータ51と、それが直結さ
れた駆動スプロケット52のほか、前記の各クラッチを介
してローラ24・44に接続した二つの従動スプロケット53
・54、駆動スプロケット52と各従動スプロケット53・5
4、駆動スプロケット52と各従動スプロケット53・54に
巻き掛けたチェーン55・56、およびモータ51の回転速度
検知用のパルスジェネレータ57などで構成している。

そのほか、トーチ10用の台車21とフード30用の台車41
との間の位置ズレを検知するために、フード30に近接ス
イッチ33を取り付け、台車21には検知板34を固定してい
る。これらは、切断中、トーチ10やアーム11がフード30
の切欠き31・32の端部に当たらないように二つの台車21
・41間のズレを検知するためのものである。スイッチ33
の信号によって、たとえばフード30の台車41がトーチ10
の台車21よりかなり（許容値以上に）遅れているとわか
れば、切断制御装置３は、モータ51への速度指令信号を
補正し、台車41の移動をやや速めることによりそのズレ
を解消する。

以上のとおり構成したこの切断装置１は、つぎのよう
に作動する。トーチ10・台車21やフード30・台車41がと
もに原点位置にある状態から説明すると、 引抜制御装置７からの信号を受けた切断制御装置３
の切断指令により、トーチ10を点火（全開）して切断方
向へのスイングを開始させ、クランプアーム11を閉じる
一方、ローラ24のクラッチを解除（ローラ44のクラッチ
は接続したまま）してモータ51を正方向に起動する。引
抜制御装置７は、引抜装置４に行わせる引抜パターンか
ら鋳片Ａの平均引抜（送り）速度を演算して切断制御装
置３に入力しているが、モータ51は、その速度信号に基
づきかつパルスジェネレータ57でフィードバックをとり
ながら起動され、スプロケット52・54やチェーン56・ロ
ーラ44・同45・ワイヤ43などを介してフード30および台
車41を上記平均引抜速度に等しい速度で正方向（下流側
へ）に駆動する。一方、トーチ10の台車21は、アーム11
を介して鋳片Ａに連結されて、やはり正方向（下流側）
に移動する。二つの台車21・41のズレが許容値を超える
と、前記したスイッチ33の信号による補正がはたらく。
なお、以上によりトーチ10・アーム11とフード30との間
に生じるズレは、間欠引抜される鋳片Ａのサイクル毎の
引抜長さ（数十ミリ）を多少超える程度にすぎないの
で、フード30の切欠き31・32は、トーチ10やアーム11の
前後にそのズレ量よりやや大きな間隔をもつ開口として
いる。

切断が終了する（すなわちトーチ10が鋳片Ａの直径
もしくは幅寸法だけスイングする）と、切断制御装置３
の指令に基づいて、トーチ10を種火状態にし、クランプ
アーム11を開き、ローラ24のクラッチを接続（ローラ44
のクラッチは接続したまま）して、モータ51を逆方向に
起動する。ローラ24・44の各クラッチがともに接続状態
となって駆動源50の回転力を伝え、結果として台車21・
41が同時に原点（上流側のもとの位置）まで戻る。モー
タ51のこの際の回転速度は鋳片Ａの通常の引抜速度より
も高く設定されているので、台車21・41の原点への復帰
が速やかに行われ、切断装置１は次の切断への待機状態
となる。

つづいて第２図には、本考案の第二実施例を示してい
る。同図の切断装置101も、鋳片Ｂが間欠引抜される水
平連続鋳造用のガスカッターで、図示は省略したが第１
図の例と同様な制御系統内に組み込まれている。図中の
符号102は、吸引ダクト102aにつながったスケールピッ
トである。

この例でも、集塵フード130およびその移動用台車141
は、切断機本体であるトーチ110やクランプアーム111お
よびそれらの移動用台車121とは別に設けているが、こ
の切断装置101では、各台車121・141と組み合わせたト
ーチ移動機構120およびフード移動機構140の各構成が、
第１図の切断装置１と相違する。すなわち、まず台車12
1を含む移動機構120は、ボールネジ123と、それに螺合
させて台車121上に取り付けたボールナット123a、ボー
ルネジ123を回転自在に支持する軸受124・125、および
ボールネジ123と後述の駆動源150とを接続するクラッチ
126などにより構成している。また台車141を含む移動機
構140は、同様に、ボールネジ143とボールナット143a・
軸受144・同145・クラッチ146などで構成した。

そしてこの切断装置101では、これら二つの移動機構1
20・140に共用の駆動源150として、電気式モータ151と
減速機152を一組配備した。モータ151は前記実施例のと
同じく可変速・可逆のもので、減速機152は、図のよう
に出力軸を二つ平行に備えるものである。

この切断装置101の作動態様はつぎのとおりである。

台車121・141が原点にある状態から鋳片Ｂを切断し
ようとする際は、トーチ110点火しアーム111で鋳片Ｂを
クランプするとともに、図のようにクラッチ126のみを
解除（クラッチ146は接続）してモータ151を正方向に、
しかもフード130の台車141の速度が鋳片Ｂの平均引抜速
度に一致する速度になるよう起動する。なお、こうして
移動する台車141と、鋳片Ｂに連結された状態で移動す
るトーチ110の台車121との間に多少のズレが生じるのは
避けられないことから、この実施例では、トーチ110と
アーム111のためのフード130の切欠き131・132を大きめ
に（前後に余裕をとって）あけたうえ、その開口上をス
ライドしながら覆うべく、トーチ110・アーム111の側に
図のようなツバ112・113を取り付けている。

切断が終了すると、トーチ110を種火状態にしアー
ム111を開いたうえ、クラッチ126をクラッチ146と同じ
く接続して、モータ151を逆方向に起動することによ
り、台車121・141をともに速やかに（互いに同じ速度
で）もとの原点へ戻す。なお、フード移動機構140の側
のクラッチ146は、・のように通常は解除状態にな
ることがないので、これを一般の継手におきかえること
も可能である（先の第一実施例においてこれに準じるこ
とができる）。

以上、二つの実施例を紹介したが、これらに限らず、
本考案は下記のようにも実施できる。

イ） 移動機構の駆動源として、通常の電気式モータ以
外に、油圧モータや油圧シリンダ、あるいはリニアモー
タなどを用いることができる。たとえば、油圧シリンダ
やリニアモータなど直線動作式のもので、切断機本体と
フードの移動距離に等しいストロークをもち駆動源を配
備した場合には、移動機構の構成がシンプルになる利点
がある。

ロ） 切断装置（切断機本体）の切断方式についても、
溶断式（ガスカッター）に限らない。パウダーカット式
はもちろん、砥石式（アブレシブカッター）・レーザー
式・水ジェット式など、各種の方式が適用できる。いず
れも、切断機本体が鋳片に追随して移動する必要があ
り、また集塵フード等によって粉塵や煙・その他の放散
を防止しなければならないからである。

［考案の効果］ 本考案の水平連続鋳造用切断装置には、つぎの効果が
ある。

１） 集塵フードが、切断機本体と分離されて鋳片とは
独立に移動するので、引抜装置にかかる負担が小さい。
したがって、小容量の引抜装置でも、大型の鋳片を精度
よく引き抜くことができる。

２） 上記１）のように移動する集塵フード正・逆方向
への移動と切断機の逆（戻り）方向への移動とが、一つ
の共通の駆動源によって行われるので、駆動源の数が少
なく、装置の構成がシンプルである。

３） 間欠引抜パターンでなく鋳片の平均速度に合わせ
て上記の駆動源が動作すればよいので、制御装置を含め
てその駆動源が簡易に構成できる。

４） 切断機本体を通すためのフートドの切欠き（開
口）が小さくてすむので、集塵・集煙の効率が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の第一実施例である水平連続鋳造用の
切断装置とその制御系統図とを示す図面である。また第
２図は、本考案の第二実施例としての切断装置の概略図
である。 １・101……切断装置、10・110……トーチ（切断機本
体）、11・111……クランプアーム、20・120……トーチ
移動機構、30・130……集塵フード、40・140……フード
移動機構、50・150……駆動源。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 辻村 慶己 山口県光市大字島田3434番地 新日本製鐵 株式会社光製鉄所内 (72)考案者 今村 誠 福岡県北九州市八幡東区枝光１丁目１番１ 号 新日本製鐵株式会社設備技術本部内 (56)参考文献 特開 昭61−176455（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】周囲を集塵フードに囲まれた切断機本体
   が、間欠送りされる鋳片に連結されて移動しながら鋳片
   を切断し、かつ移動機構によって原点に戻る水平連続鋳
   造用切断装置において、 集塵フードとその移動機構とを、上記の切断機本体およ
   びその移動機構とは別に設け、 上記二つの移動機構のために、鋳片の平均送り速度に合
   わせて正方向に動作し、他の設定された速度で逆方向に
   動作する共通の駆動源を設けた ことを特徴とする水平連続鋳造用切断装置。