WO2014178369A1 - 連続鋳造設備 - Google Patents

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roll
cast slab
recess
diameter portion
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俊太郎 今井
保雄 丸木
大輔 三木
裕陽 内山
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新日鐵住金株式会社
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    • B21B13/00—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories
    • B21B13/22—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories for rolling metal immediately subsequent to continuous casting, i.e. in-line rolling of steel

Definitions

  • the present invention relates to a continuous casting facility comprising a slab squeezing device that squeezes a slab and a slab squeezing device that is disposed on the rear stage side of the slab squeezing device and sandwiches and squeezes the slab. is there.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2013-096809 for which it applied to Japan on May 2, 2013, and uses the content here.
  • the molten steel injected into the mold is cooled by the cooling means, so that the solidified shell grows and the slab is pulled out from below the mold.
  • the slab pulled out from the mold is not completely solidified when it comes out of the mold, and has an unsolidified portion inside.
  • template Due to this bulging deformation, internal defects such as center segregation and porosity may occur in the central portion in the width direction of the slab where the unsolidified portion exists.
  • Patent Documents 1 and 2 In order to suppress internal defects such as center segregation and porosity due to the above-mentioned bulging deformation, as described in Patent Documents 1 and 2, for example, a slab reduction device that presses a long side surface of a slab drawn from a mold is used. Proposed continuous casting equipment has been proposed.
  • the slab reduction roll that comes into contact with the slab is a divided roll that is divided in the axial direction, and between the divided rolls that are adjacent in the axial direction.
  • the bearing portion is arranged.
  • Patent Documents 3, 4, and 5 propose a method and an apparatus for rolling down a slab using a slab rolling roll having a large-diameter portion protruding radially outward at the axial center portion. .
  • a slab drawing device having a slab drawing roll for holding and squeezing a slab on the rear side of the slab squeezing device that presses the long side surface of the slab. Be placed.
  • Patent Documents 3, 4, and 5 when a part of the long side surface of the slab is squeezed using the slab pressing roll having the above-described large diameter portion, Is formed with a recess corresponding to the large diameter portion.
  • the slab drawing roll and the region where the recess is formed do not come into contact with each other, and the contact area between the slab drawing roll and the slab becomes small. For this reason, there is a problem that the slab drawing roll is unevenly worn and the life of the roll is shortened. Further, the drawing force of the slab is insufficient, and there is a possibility that the casting cannot be stably performed.
  • the slab drawing roll is a divided roll obtained by dividing the slab drawing roll in the axial direction. Even in this case, since the slab is sandwiched only by the split rolls corresponding to the regions other than the recesses, there is a possibility that a part of the split rolls is worn. Further, since all loads are applied to the bearing portion of the split roll that holds the slab, this bearing portion may be damaged early.
  • the present invention has been made in view of the above-described situation, and even a cast slab in which a concave portion is formed on a long side surface by being squeezed by a slab squeezing device is securely sandwiched and pulled out. It is an object of the present invention to provide a continuous casting facility that includes a slab drawing device that can perform casting, can extend the roll life of the slab drawing roll, and can stably perform casting.
  • a continuous casting facility includes a slab squeezing device that squeezes a slab, and a slab that is disposed on a rear side of the slab squeezing device and sandwiches and pulls out the slab.
  • a continuous casting facility comprising a drawing device,
  • the slab reduction device has a pair of slab reduction rolls that sandwich and press the slab, and at least one of the slab reduction rolls that are paired with the slab interposed therebetween is at an axially central portion.
  • the slab that has been squeezed by the slab squeezing device has a recess corresponding to the large diameter portion
  • the slab drawing device has a pair of slab drawing rolls that sandwich the slab, and at least one slab drawing roll of the pair of slab drawing rolls is in contact with and supported by the recess.
  • the axial length L 2 of the recess support portion, relative to the axial length L 1 of the larger diameter portion forming the recess, is in the range of 0.5 ⁇ L 1 ⁇ L 2 ⁇ L 1 ing.
  • the slab drawing device has a pair of slab drawing rolls that sandwich the slab, and at least one slab drawing roll of the pair of slab drawing rolls is a casting slab.
  • a recess support portion for supporting in contact with the recess formed on the long side surfaces of the support, and is driven by a drive mechanism, the large-diameter axial length L 2 of the recess support portion, which forms the recess the axial direction length L 1 of the parts, because it is in the range of 0.5 ⁇ L 1 ⁇ L 2 ⁇ L 1, even cast piece having a recess formed, the concave portion and the cast strip withdrawing A sufficient contact area with the roll can be secured.
  • the slab drawing roll is usually provided with an elevating device such as a hydraulic cylinder, and can be set at a position where the recess support portion contacts the recess of the slab.
  • the slab rolling roll has a small diameter portion extending at both ends of the large diameter portion in the slab width direction, and the slab drawing roll is supported by the concave portion.
  • the difference H between the radius of the large-diameter portion and the radius of the small-diameter portion of the slab pressing roll, and the slab drawing roll It is preferable that the relationship between the difference H ′ between the radius of the concave portion support portion and the radius of the small diameter portion is H ⁇ H ′.
  • the radius of the concave portion support portion and the radius of the small diameter portion of the slab drawing roll If the difference H ′ satisfies H ⁇ H ′, the concave portion supporting portion and the concave portion are surely brought into contact with each other, and the slab can be securely held and pulled out by the slab pulling roll.
  • the slab drawing roll may be a divided roll divided in the axial direction, and the plurality of divided rolls may be provided with the recessed portion support portion.
  • the slab drawing roll is a split roll divided in the axial direction, the load applied to one split roll can be reduced, and the slab drawing apparatus can be downsized. . Further, the load can be received by the plurality of bearing portions, and the life of the bearing portions can be extended.
  • a slab drawing device that can securely pinch and pull out even a slab in which a concave portion is formed on the long side surface by being squeezed by a slab squeezing device. It is possible to provide a continuous casting facility capable of stably performing casting by extending the roll life of the slab drawing roll as compared with the prior art.
  • a continuous casting facility 10 shown in FIG. 1 presses the slab 1 in the thickness direction, and a slab support roll group 20 including a water-cooled mold 11 and a plurality of slab support rolls 21 positioned below the water-cooled mold 11.
  • a slab squeezing device 30 and a slab drawing device 50 for holding the slab 1 and drawing it in the drawing direction Z are provided.
  • a vertical band 14 that pulls the slab 1 drawn out from the water-cooled mold 11 downward, a curved band 15 that curves the slab 1, and a curved slab. 1 is a vertical bending type continuous casting machine having a straightening band 16 for bending back 1 and a horizontal band 17 for conveying the cast piece 1 in the horizontal direction.
  • the water-cooled mold 11 has a cylindrical shape having a rectangular hole, and the slab 1 having a cross section matching the shape of the rectangular hole is pulled out.
  • the long side length of the rectangular hole (corresponding to the width of the cast piece 1) is 900 to 2300 mm
  • the short side length of the rectangular hole (corresponding to the thickness of the cast piece 1) is 150 to 400 mm.
  • the water-cooled mold 11 is provided with a primary cooling means (not shown) for cooling the molten steel in the rectangular hole.
  • the slab support roll group 20 is located in the pinch roll part 24 located in the vertical band 14, the bending roll part 25 located in the curved band 15, the straightening roll part 26 located in the straightening band 16, and the horizontal band 17.
  • the slab support roll 21 constituting the slab support roll group 20 extends in the width direction of the slab 1 and is configured to support the long side surface of the slab 1.
  • cooling water is jetted toward the long side surface of the slab 1 as a secondary cooling means.
  • a spray nozzle (not shown) is provided.
  • the slab reduction device 30 is for squeezing the slab 1 drawn out from the water-cooled mold 11 in the thickness direction.
  • the slab 1 has a central solid phase ratio of 0.2 or more. It is arranged in the horizontal belt 17 so as to reduce the pressure.
  • the slab reduction device 30 may be disposed in any of the above-described vertical band 14, curved band 15, and correction band 16.
  • the slab reduction device 30 is disposed on the slab reduction roll 31 that contacts the long side surface of the slab 1 and one long side surface side (upper side in FIG. 2) of the slab 1.
  • the first frame 38 and the second frame 39 disposed on the other long side surface side (the lower side in FIG. 2) of the slab 1 are provided.
  • a first slab pressure roll 31 a that contacts one long side surface of the slab 1 is pivotally supported on the first frame 38 via a bearing portion 34, and the second frame 39 includes a slab 1 of the slab 1.
  • a second slab reduction roll 31b that is in contact with the other long side surface is pivotally supported via a bearing portion.
  • the first slab pressing roll 31a supported by the first frame 38 and supported by the first frame 38 so as to be rotatable is supported by the first frame 38.
  • the second slab reduction roll 31b pivotally supported by the second frame 39 has the same diameter in the axial direction.
  • the first slab pressure roll 31a presses the central region in the width direction of the slab 1 where the large diameter portion 32 is located, and the width direction end region of the slab 1 where the small diameter portion 33 is located. It is set as the structure which does not press.
  • the slab 1 pressed by the slab reducing device 30 having such a configuration has a concave portion 5 corresponding to the large diameter portion 32 on one long side surface.
  • the slab width direction length W 1 of the recess 5 is configured to have a relationship of W 1 > (W 0 ⁇ W 1 ) with respect to the width direction length W 0 of the slab 1. Yes. That is, the slab width direction length W 1 of the recess 5 is longer than the slab width direction length (W 0 -W 1 ) of the region where the recess is not formed.
  • the slab drawing apparatus 50 As shown in FIG. 1, the slab drawing device 50 is disposed on the rear stage side of the slab reducing device 30. As described above, the slab drawing device 30 has the concave portion 5 on one long side surface. The formed slab 1 is sandwiched and pulled out. As shown in FIG. 3, the slab drawing apparatus 50 includes a pair of slab drawing rolls 51 (a first slab drawing roll 51 a and a second slab drawing roll 51 b) that sandwich the slab 1. One slab drawing roll 51 a is configured to contact one long side surface of the slab 1, and the second slab drawing roll 15 b is configured to contact the other long side surface of the slab 1. The first slab drawing roll 51 a and the second slab drawing roll 51 b are each supported by a bearing 54.
  • the first slab drawing roll 51a has a recess support 52 that protrudes radially outward and supports the recess 5 formed in the slab 1, and both ends of the recess support 52. And a small-diameter portion 53 positioned at each of the positions. Then, the axial length L 2 of the recess supporting portion 52, with respect to the axial length L 1 of the larger diameter portion 32 of the first slab pressure roll 31a, 0.5 ⁇ L 1 ⁇ L 2 ⁇ L It is comprised so that it may become in the range of 1 .
  • the contact length W 2 between the concave portion supporting portion 52 and the concave portion 5 is (W 0 -W 1) with respect to the width direction length W 0 of the slab 1 and the slab width direction length W 1 of the concave portion 5. ) ⁇ W 2 ⁇ W 1 .
  • the second slab drawing roll 51b in contact with the other long side surface of the slab 1 has the same diameter in the axial direction.
  • the first slab drawing roll 51a having the recess support portion 52 is connected to a drive mechanism 62 such as a motor via a drive transmission mechanism 61 such as a universal joint. It is driven by the drive mechanism 62. That is, the first slab drawing roll 51 a is given a rotational driving force in the drawing direction by the operation of the drive mechanism 62.
  • the second slab drawing roll 51b may also be driven in the drawing direction by a drive mechanism.
  • a slab pressing device 30 and a slab drawing device 50 are disposed on the horizontal band 17.
  • the difference H (see FIG. 2) between the radius of the large diameter portion 32 and the radius of the small diameter portion 33 of the first slab rolling roll 31a and the concave portion support portion of the first slab drawing roll 51a.
  • the relationship between the difference H ′ (see FIG. 3) between the radius of 52 and the radius of the small-diameter portion 53 is H ⁇ H ′.
  • the slab 1 drawn out from the water-cooled mold 11 is squeezed by the slab squeezing device 30 according to the present embodiment, for example, in a region where the central solid phase ratio is 0.2 or more.
  • the slab 1 squeezed by the slab squeezing device 30 is sandwiched by the slab drawing device 50 and drawn in the drawing direction Z. Thereby, the slab 1 is manufactured continuously.
  • the slab drawing device 50 includes a pair of slab drawing rolls 51 (a first slab drawing roll 51a and a first slab drawing roll 51a and a first slab drawing roll 51).
  • the first slab drawing roll 51a is provided with a recess support portion 52 that contacts and supports the recess 5 formed on the long side surface of the slab 1.
  • the axial length L 2 of the recess supporting portion 52 with respect to the axial length L 1 of the larger diameter portion 32 forming the recess 5, and in the range of 0.5 ⁇ L 1 ⁇ L 2 ⁇ L 1 Therefore, the contact area of the 1st slab drawing roll 51a and the recessed part 5 is securable. Thereby, the partial wear of the slab drawing roll 51 can be suppressed, and the lifetime of the slab drawing roll 51 can be extended. Moreover, casting can be carried out stably without the pulling force of the slab 1 being insufficient.
  • the difference H between the radius of the large diameter portion 32 and the radius of the small diameter portion 33 of the first slab pressing roll 31a, and the radius and small diameter of the recess support portion 52 of the first slab drawing roll 51a Since the relationship with the difference H ′ with respect to the radius of the portion 53 is H ⁇ H ′, the concave portion 5 formed by the large diameter portion 32 and the concave portion support portion 52 can be reliably brought into contact with each other. The slab 1 can be securely held by the roll 51.
  • the contact length W 2 between the recessed portion support portion 52 and the recessed portion 5 is the width direction length W 0 of the slab 1 and the slab width direction length of the recessed portion 5 formed by the large diameter portion 32. Since it is configured so that (W 0 -W 1 ) ⁇ W 2 ⁇ W 1 with respect to the length W 1, a sufficient contact area between the slab 1 and the slab drawing roll 51 is ensured. It becomes possible to do.
  • the first slab reduction roll 31a of the slab reduction device 30 has a large-diameter portion 32 projecting radially outward at an axial center portion thereof, and a small-diameter portion extending at both ends of the large-diameter portion 32.
  • the slab pressure roll 31 presses the central region in the width direction of the slab 1 where the large-diameter portion 32 is located, and the end region in the width direction of the slab 1 where the small-diameter portion 33 is located. Since it is set as the structure which does not press, it becomes possible to roll down only the width direction center area
  • the central solid fraction can be defined as the solid fraction of the molten portion in the center of the slab thickness direction and in the slab width direction.
  • the central solid fraction can be obtained by heat transfer / solidification calculation.
  • an enthalpy method or an equivalent specific heat method is widely known, and any method may be used.
  • the following equation is widely known, and this equation may be used.
  • Central solid fraction (liquidus temperature-melt temperature) / (liquidus temperature-solidus temperature)
  • the melting part temperature means the temperature of the melting part in the center part in the slab thickness direction and in the slab width direction, and can be obtained by heat transfer / solidification calculation.
  • the liquidus temperature refer to, for example, “Akane and Steel, Nippon Steel Association, Vol.
  • the temperature can be calculated with reference to, for example, “Hirai, Kanamaru, Mori; Gakken 19 Committee, Fifth Solidification Phenomenon Council Material, Solidification 46 (December 1968)”.
  • the continuous casting installation which is embodiment of this invention was demonstrated, this invention is not limited to this, In the range which does not deviate from the technical idea of the invention, it can change suitably.
  • the vertical bending type continuous casting machine has been described as an example as shown in FIG. 1, but the present invention is not limited to this, and a curved continuous casting machine, a vertical continuous casting machine, etc. You may apply to the continuous casting equipment of another system.
  • the vertical continuous casting machine since it is necessary to securely hold and hold the slab by the slab drawing device, it is particularly effective to apply the present invention.
  • the slab drawing roll 151 of the slab drawing apparatus 150 as a division
  • the single drawing roll 151a and the second slab drawing roll 151b may each have a split roll configuration. In this case, it is preferable to provide the recessed part support part 152 which contacts the recessed part 5 of the slab 1 in several division
  • the contact length W 2 (the sum of W 21 , W 22 , and W 23 in FIG. 4) between the concave portion supporting portion 152 and the concave portion 5 of each split roll is (W 0 ⁇ W 1 ) ⁇ (W 21 + W 22 + W 23 ) ⁇ W 1 is preferable.
  • the first slab drawing roll 151a having the recess support portion 152 is connected to a drive mechanism 62 such as a motor through a drive transmission mechanism 61 such as a universal joint. And is driven by the drive mechanism 62. That is, the first slab drawing roll 151 a is given a rotational driving force in the drawing direction by the operation of the drive mechanism 62.
  • the second slab drawing roll 51b may also be driven in the drawing direction by a drive mechanism.
  • the load applied to one split roll can be reduced.
  • the size of the single drawing device 150 can be reduced.
  • a load can be received by the plurality of bearing portions 154, and the life of the bearing portion 154 can be extended.
  • the first slab reduction roll has been described as having a large diameter portion.
  • the present invention is not limited to this, and the first slab reduction roll and the second slab are provided. You may provide a large diameter part in both of a reduction roll. In this case, it is preferable that the slab drawing device is provided with a recess support portion on both the first slab drawing roll and the second slab drawing roll.
  • the axial length L 1 of the larger diameter portion of the slab rolling device was 1900 mm.
  • the width direction length of slab was 2200 mm, and the slab width direction length of the recessed part formed in the slab by the slab reduction apparatus was also 1900 mm.
  • the slab drawing roll was set to a position where the recess support portion was in contact with the slab recess by an elevating device.
  • the slab drawing roll of the slab drawing device has a constant diameter in the axial direction and does not contact the recess.
  • a slab drawing roll of the slab drawing device is provided with a recess support portion, and the axial length L 2 of this recess support portion is 1805 mm (ie 0.95 ⁇ L 1 ). did.
  • a recess support portion was provided on the slab drawing roll of the slab extraction device, and the axial length L 2 of the recess support portion was 1330 mm (ie, 0.70 ⁇ L 1 ).
  • the invention sample 3 the concave support portions provided on the cast strip withdrawing roll cast strip withdrawing apparatus, the axial length L 2 of the recess support part 950 mm (i.e., 0.50 ⁇ L 1) was.
  • the time for the slab drawing roll of the slab drawing device to be reduced to a predetermined diameter that requires replacement due to wear was evaluated.
  • the evaluation results are shown in Table 1.
  • Table 1 the results of relative evaluation with the time in the comparative example as 1, are shown.
  • Inventive Example 1 has a life that is about 6 times longer than that of the Comparative Example.
  • the example 2 of the present invention was about 4.5 times longer in life than the comparative example.
  • Example 3 of the present invention was about three times as long as the comparative example. From the above, according to the example of the present invention, it was confirmed that the wear of the slab drawing roll was suppressed and casting could be carried out stably.
  • the axial length L 2 of the recessed portion support portion said forming the recess with respect to the axial length L 1 of the larger diameter portion, if 0.5 times or more, sufficient cast It was found that the wear of the single drawing roll was suppressed. Further, if analogy from the results of these, the axial length L 2 of the recessed portion support portion, to the axial length L 1 of the large diameter portion to form a recess, even 0.4 times for example, cast It is considered that the wear of the single drawing roll is suppressed.
  • the axial length L 2 of the recessed portion support portion to the axial length L 1 of the larger diameter portion forming the recess, it is preferable to secure more than 0.5 times. Further, 0.70 ⁇ L 1 is more preferable, and 0.80 ⁇ L 1 is even more preferable.

Abstract

鋳片を挟持して押圧する一対の鋳片圧下ロールを有し、鋳片を圧下する鋳片圧下装置と、この鋳片圧下装置の後段側に配置されて鋳片を挟持する一対の鋳片引抜ロールによって鋳片を引き抜く鋳片引抜装置とを備えた連続鋳造設備であり、鋳片圧下ロールの少なくとも一方は、軸方向中央部に径方向外方へ突出して鋳片の幅方向中央部を押圧する大径部を備えており、鋳片圧下装置によって圧下された鋳片は大径部に対応する凹部が形成されており、鋳片引抜装置の一対の鋳片引抜ロールのうち少なくとも一方の鋳片引抜ロールは、凹部と接触して支持する凹部支持部を備えかつ駆動機構によって駆動され、凹部支持部の軸方向長さＬ２は、鋳片圧下ロールの大径部の軸方向長さＬ１に対して、０．５×Ｌ１≦Ｌ２＜Ｌ１の範囲内である。

Description

連続鋳造設備
　本発明は、鋳片を圧下する鋳片圧下装置と、この鋳片圧下装置の後段側に配置され、前記鋳片を挟持して引き抜く鋳片引抜装置と、を備えた連続鋳造設備に関するものである。
　本願は、２０１３年５月２日に日本国に出願された特願２０１３－０９６８０９号に基づき、優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　例えば、鋼の連続鋳造においては、鋳型内に注入された溶鋼が冷却手段によって冷却されることにより、凝固シェルが成長していき、鋳型の下方から鋳片が引き抜かれる。ここで、鋳型から引き抜かれる鋳片は、鋳型から出た時点では完全に凝固しておらず内部に未凝固部を有している。このため、鋳型内の溶鋼の静圧によって鋳片が膨らむように変形するいわゆるバルジング変形を起こすおそれがある。このバルジング変形により、未凝固部が存在する鋳片の幅方向中央部においては、中心偏析やポロシティといった内部欠陥が発生することがある。
　上述のバルジング変形による中心偏析やポロシティといった内部欠陥を抑制するために、例えば特許文献１、２に記載されているように、鋳型から引き抜かれる鋳片の長辺面を押圧する鋳片圧下装置を備えた連続鋳造設備が提案されている。なお、特許文献２に記載された鋳片圧下装置においては、鋳片に接触する鋳片圧下ロールが、軸方向に分割された分割ロールとされており、軸方向に隣接する分割ロールの間に軸受部が配設された構造とされている。
　ここで、未凝固部は、鋳片の幅方向中央部に存在していることから、鋳片の幅方向中央部のみを圧下することにより、圧下荷重を小さくしてもバルジング変形による中心偏析やポロシティといった内部欠陥を防止することが可能となる。
　そこで、例えば特許文献３、４、５には、軸方向中央部に径方向外方へ突出した大径部を有する鋳片圧下ロールを用いて鋳片を圧下する方法、装置が提案されている。
特開平１０－３２８７９９号公報 特開２０００－３１２９５６号公報 特開平０６－２１０４２０号公報 特開２００９－２７９６５２号公報 特開昭６１－１３２２４７号公報
　ところで、上述の連続鋳造設備においては、一般的に、鋳片の長辺面を押圧する鋳片圧下装置の後段側に、鋳片を挟持して引き抜く鋳片引抜ロールを有する鋳片引抜装置が配置される。
　ここで、特許文献３、４、５に示すように、上述の大径部を有する鋳片圧下ロールを用いて鋳片の長辺面の一部を圧下した場合、鋳片の長辺面には前記大径部に対応した凹部が形成される。凹部が形成された鋳片を鋳片引抜装置において挟持した場合、鋳片引抜ロールと凹部が形成された領域とが接触しなくなり、鋳片引抜ロールと鋳片との接触面積が小さくなる。このため、鋳片引抜ロールが偏摩耗し、ロール寿命が短くなるといった問題があった。また、鋳片の引抜力が不足してしまい、鋳造を安定して実施できなくなるおそれがあった。
　ここで、特許文献２に記載されたように、鋳片引抜装置において、鋳片引抜ロールを軸方向に分割した分割ロールとすることが考えられる。この場合でも、凹部以外の領域に対応する分割ロールのみで鋳片を挟持することになるため、分割ロールの一部が摩耗してしまうおそれがあった。また、鋳片を挟持している分割ロールの軸受部にすべての荷重が負荷されるため、この軸受部が早期に破損してしまうおそれがあった。
　本発明は、前述した状況に鑑みてなされたものであって、鋳片圧下装置によって圧下されることにより長辺面に凹部が形成された鋳片であっても、確実に挟持して引き抜くことができる鋳片引抜装置を備え、鋳片引抜ロールのロール寿命を従来よりも伸ばして、鋳造を安定して実施することができる連続鋳造設備を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明に係る連続鋳造設備は、鋳片を圧下する鋳片圧下装置と、この鋳片圧下装置の後段側に配置され、前記鋳片を挟持して引き抜く鋳片引抜装置と、を備えた連続鋳造設備であって、
前記鋳片圧下装置は、前記鋳片を挟持して押圧する一対の鋳片圧下ロールを有し、前記鋳片を挟んで対になる前記鋳片圧下ロールの少なくとも一方は、軸方向中央部に径方向外方へ突出し、前記鋳片の幅方向中央部を押圧する大径部を備えており、
前記鋳片圧下装置によって圧下された前記鋳片は、前記大径部に対応する凹部が形成されており、
前記鋳片引抜装置は、前記鋳片を挟持する一対の鋳片引抜ロールを有し、当該一対の鋳片引抜ロールのうち少なくとも一方の鋳片引抜ロールは、前記凹部と接触して支持する凹部支持部を備えており、かつ駆動機構によって駆動され、
前記凹部支持部の軸方向長さＬ２が、前記凹部を形成する前記大径部の軸方向長さＬ１に対して、０．５×Ｌ１≦Ｌ２＜Ｌ１の範囲内とされている。
　本発明である連続鋳造設備においては、鋳片引抜装置が、鋳片を挟持する一対の鋳片引抜ロールを有し、この一対の鋳片引抜ロールのうち少なくとも一方の鋳片引抜ロールは、鋳片の長辺面に形成された凹部と接触して支持する凹部支持部を備え、かつ駆動機構によって駆動され、前記凹部支持部の軸方向長さＬ２が、前記凹部を形成する前記大径部の軸方向長さＬ１に対して、０．５×Ｌ１≦Ｌ２＜Ｌ１の範囲内とされているので、凹部が形成された鋳片であっても、凹部と鋳片引抜ロールとの接触面積を十分に確保することができる。そして、鋳片引抜ロールの偏摩耗を抑制でき、鋳片引抜ロールの寿命延長を図ることができるとともに、鋳片の引抜力が不足することなく、鋳造を安定して実施することができることを実験により知見した。
　なお、鋳片引抜ロールは、通常、油圧シリンダ等の昇降装置を備えており、凹部支持部が鋳片の凹部に接触する位置に設定することができる。
　ここで、本発明の連続鋳造設備において、前記鋳片圧下ロールは、前記大径部の鋳片幅方向の両端部に延在する小径部を有し、前記鋳片引抜ロールは、前記凹部支持部の鋳片幅方向の両端部に延在する小径部を有しており、前記鋳片圧下ロールの前記大径部の半径と前記小径部の半径との差分Ｈと、前記鋳片引抜ロールの前記凹部支持部の半径と前記小径部の半径との差分Ｈ´との関係が、Ｈ≦Ｈ´であるが好ましい。
　この場合、凹部の深さは鋳片圧下ロールの大径部の半径と小径部の半径の差分Ｈより大きくなることはないので、鋳片引抜ロールの前記凹部支持部の半径と小径部の半径の差分Ｈ´が、Ｈ≦Ｈ´を満たせば、凹部支持部と凹部とが確実に接触することになり、鋳片引抜ロールによって鋳片を確実に挟持して引き抜くことができる。
　なお、本発明の連続鋳造設備においては、前記鋳片引抜ロールを、軸方向に分割した分割ロールとし、複数の分割ロールに、前記凹部支持部が設けられている構成としてもよい。この場合、前記鋳片引抜ロールが軸方向に分割した分割ロールとされているので、一つの分割ロールに負荷される荷重を小さくすることができ、鋳片引抜装置の小型化を図ることができる。また、複数の軸受部によって荷重を受けることができ、軸受部の寿命延長を図ることができる。
　上述のように、本発明によれば、鋳片圧下装置によって圧下されることにより長辺面に凹部が形成された鋳片であっても、確実に挟持して引き抜くことができる鋳片引抜装置を備え、鋳片引抜ロールのロール寿命を従来よりも伸ばして、鋳造を安定して実施することができる連続鋳造設備を提供することが可能となる。
本発明の実施形態である連続鋳造装置の概略説明図である。 図１の連続鋳造装置に備えられた鋳片圧下装置を引抜方向下流側から視た説明図である。 図１の連続鋳造装置に備えられた鋳片引抜装置を引抜方向下流側から視た説明図である。 本発明の他の実施形態である連続鋳造装置に備えられた鋳片引抜装置を引抜方向下流側から視た説明図である。
　以下に、本発明の一実施形態である連続鋳造設備について、添付した図面を参照して説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
　図１に示す連続鋳造設備１０は、水冷鋳型１１と、この水冷鋳型１１の下方に位置する複数の鋳片支持ロール２１からなる鋳片支持ロール群２０と、鋳片１を厚み方向に押圧する鋳片圧下装置３０と、鋳片１を挟持して引抜方向Ｚに向けて引き抜く鋳片引抜装置５０と、を備えている。なお、本実施形態である連続鋳造設備１０においては、水冷鋳型１１から引き抜かれた鋳片１を下方へと引き抜く垂直帯１４と、鋳片１を湾曲させる湾曲帯１５と、湾曲させた鋳片１を曲げ戻す矯正帯１６と、鋳片１を水平方向へ搬送する水平帯１７と、を有する垂直曲げ型連続鋳造機とされている。
　水冷鋳型１１は、矩形孔を有する筒状をなしており、この矩形孔の形状に合わせた断面の鋳片１が引き抜かれることになる。例えば、この矩形孔の長辺長さ（鋳片１の幅に相当）は９００～２３００ｍｍとされ、矩形孔の短辺長さ（鋳片１の厚さに相当）は１５０～４００ｍｍとされているものが例示できるが、これに限定されるものではない。
　また、この水冷鋳型１１には、矩形孔内の溶鋼を冷却するための１次冷却手段（図示なし）が備えられている。
　鋳片支持ロール群２０は、垂直帯１４に位置するピンチロール部２４と、湾曲帯１５に位置するベンディングロール部２５と、矯正帯１６に位置する矯正ロール部２６と、水平帯１７に位置する水平ロール部２７と、を備えている。
　ここで、鋳片支持ロール群２０を構成する鋳片支持ロール２１は、鋳片１の幅方向に延在しており、鋳片１の長辺面を支持する構成とされている。
　また、鋳片１の引抜方向Ｚに間隔を開けて配列された複数の鋳片支持ロール２１の間には、２次冷却手段として、鋳片１の長辺面に向けて冷却水を噴出するスプレーノズル（図示なし）が配設されている。
　鋳片圧下装置３０は、水冷鋳型１１から引き抜かれる鋳片１を厚み方向に圧下するものであり、本実施形態では、鋳片１の中心固相率が０．２以上の領域で鋳片１を圧下するように、水平帯１７に配置されている。但し、これに限定されることはなく、上述の垂直帯１４、湾曲帯１５、矯正帯１６のいずれに鋳片圧下装置３０を配置してもよい。
　鋳片圧下装置３０は、図２に示すように、鋳片１の長辺面に接触する鋳片圧下ロール３１と、鋳片１の一方の長辺面側（図２において上側）に配置された第１フレーム３８と、鋳片１の他方の長辺面側（図２において下側）に配置された第２フレーム３９と、を備えている。
　第１フレーム３８には、鋳片１の一方の長辺面に接触する第１鋳片圧下ロール３１ａが軸受部３４を介して軸支されており、第２フレーム３９には、鋳片１の他方の長辺面に接触する第２鋳片圧下ロール３１ｂが軸受部３４を介して軸支されている。
　ここで、第１フレーム３８に軸支された、すなわち回転可能なように軸によって第１フレーム３８に支持された第１鋳片圧下ロール３１ａは、図２に示すように、その軸方向中央部において径方向外方へ突出した大径部３２と、この大径部３２の両端にそれぞれ位置する小径部３３と、を備えている。
　一方、第２フレーム３９に軸支された第２鋳片圧下ロール３１ｂは、軸方向で同一の径となっている。
　本実施形態においては、第１鋳片圧下ロール３１ａは、大径部３２が位置する鋳片１の幅方向中央領域を押圧し、小径部３３が位置する鋳片１の幅方向端部領域を押圧しない構成とされている。
　このような構成の鋳片圧下装置３０によって押圧された鋳片１は、図３に示すように、一方の長辺面に大径部３２に対応する凹部５が形成されている。ここで、凹部５の鋳片幅方向長さＷ１は、鋳片１の幅方向長さＷ０に対して、Ｗ１＞（Ｗ０－Ｗ１）との関係となるように構成されている。すなわち、凹部５の鋳片幅方向長さＷ１が、凹部が形成されていない領域の鋳片幅方向長さ（Ｗ０－Ｗ１）よりも長くされている。
　次に、鋳片引抜装置５０について説明する。この鋳片引抜装置５０は、図１に示すように、鋳片圧下装置３０の後段側に配設されており、上述のように、鋳片圧下装置３０によって一方の長辺面に凹部５が形成された鋳片１を挟持して引き抜く構成とされている。
　鋳片引抜装置５０は、図３に示すように、鋳片１を挟持する一対の鋳片引抜ロール５１（第１鋳片引抜ロール５１ａ及び第２鋳片引抜ロール５１ｂ）を備えており、第１鋳片引抜ロール５１ａが鋳片１の一方の長辺面に接触し、第２鋳片引抜ロール１５ｂが鋳片１の他方の長辺面に接触するように構成されている。これら第１鋳片引抜ロール５１ａ及び第２鋳片引抜ロール５１ｂは、それぞれ軸受部５４によって軸支されている。
　ここで、第１鋳片引抜ロール５１ａには、径方向外方に向けて突出し、鋳片１に形成された凹部５と接触して支持する凹部支持部５２と、この凹部支持部５２の両端にそれぞれ位置する小径部５３と、が設けられている。
　そして、この凹部支持部５２の軸方向長さＬ２が、第１鋳片圧下ロール３１ａの大径部３２の軸方向長さＬ１に対して、０．５×Ｌ１≦Ｌ２＜Ｌ１の範囲内となるように構成されている。また、凹部支持部５２と凹部５との接触長さＷ２が、鋳片１の幅方向長さＷ０、凹部５の鋳片幅方向長さＷ１に対して、（Ｗ０－Ｗ１）＜Ｗ２＜Ｗ１の範囲内となるように構成されている。
　一方、鋳片１の他方の長辺面に接触する第２鋳片引抜ロール５１ｂは、軸方向で同一の径となっている。
　前記した一対の鋳片引抜ロール５１においては、凹部支持部５２を有する第１鋳片引抜ロール５１ａは、ユニバーサルジョイントなどの駆動伝達機構６１を介して、モータなどの駆動機構６２と接続されており、駆動機構６２によって駆動される。すなわち、第１鋳片引抜ロール５１ａは、駆動機構６２の作動によって、引抜方向に回転駆動力が付与される。この場合、第２鋳片引抜ロール５１ｂについても、駆動機構によって引抜方向に駆動させてもよい。
　なお、本実施形態では、図１に示すように、水平帯１７に鋳片圧下装置３０及び鋳片引抜装置５０が配設されている。
　また、本実施形態においては、第１鋳片圧下ロール３１ａの大径部３２の半径と小径部３３の半径との差分Ｈ（図２参照）と、第１鋳片引抜ロール５１ａの凹部支持部５２の半径と小径部５３の半径との差分Ｈ´（図３参照）との関係が、Ｈ≦Ｈ´とされている。
　このような構成を有する連続鋳造設備１０においては、水冷鋳型１１内に挿入された浸漬ノズル１２を介して水冷鋳型１１内に溶鋼が注入され、この溶鋼が水冷鋳型１１の１次冷却手段によって冷却されることにより、凝固シェル２が成長し、水冷鋳型１１の下方から鋳片１が引き抜かれる。このとき図１及び図２に示すように、鋳片１の内部には、未凝固部３が存在している。
　この鋳片１は、図１に示すように、ピンチロール部２４によって下方に向けて引き抜かれるとともにベンディングロール部２５によって湾曲させられる。そして、矯正ロール部２６によって曲げ戻され、水平ロール部２７によって水平方向に搬送されることになる。
　このとき、ピンチロール部２４、ベンディングロール部２５、矯正ロール部２６等の鋳片支持ロール２１間に設けられたスプレーノズルから冷却水が鋳片１に向けて噴出され、鋳片１が冷却されて凝固シェル２がさらに成長していく。
　そして、鋳片１が水平方向に引き出される水平帯１７の後段側において、鋳片１が完全に凝固することになる。
　ここで、水冷鋳型１１から引き抜かれた鋳片１は、例えば、中心固相率が０．２以上となった領域において、本実施形態である鋳片圧下装置３０によって圧下される。
　そして、鋳片圧下装置３０によって圧下された鋳片１は、鋳片引抜装置５０によって挟持されて引抜方向Ｚに向けて引き抜かれる。これにより、鋳片１が連続的に製造される。
　上述のような構成とされた本実施形態である連続鋳造設備１０においては、鋳片引抜装置５０が、鋳片１を挟持する一対の鋳片引抜ロール５１（第１鋳片引抜ロール５１ａ及び第２鋳片引抜ロール５１ｂ）を有し、このうち第１鋳片引抜ロール５１ａは、鋳片１の長辺面に形成された凹部５と接触して支持する凹部支持部５２を備えている。この凹部支持部５２の軸方向長さＬ２が、凹部５を形成する大径部３２の軸方向長さＬ１に対して、０．５×Ｌ１≦Ｌ２＜Ｌ１の範囲内とされているので、第１鋳片引抜ロール５１ａと凹部５との接触面積を確保することができる。これにより、鋳片引抜ロール５１の偏摩耗を抑制でき、鋳片引抜ロール５１の寿命延長を図ることができる。また、鋳片１の引抜力が不足することなく、鋳造を安定して実施することができる。
　また、本実施形態においては、第１鋳片圧下ロール３１ａの大径部３２の半径と小径部３３の半径との差分Ｈと、第１鋳片引抜ロール５１ａの凹部支持部５２の半径と小径部５３の半径との差分Ｈ´との関係が、Ｈ≦Ｈ´であるため、大径部３２によって形成された凹部５と凹部支持部５２とを確実に接触させることができ、鋳片引抜ロール５１によって確実に鋳片１を挟持することができる。
　また、本実施形態では、凹部支持部５２と凹部５との接触長さＷ２が、鋳片１の幅方向長さＷ０、大径部３２によって形成される凹部５の鋳片幅方向長さＷ１に対して、（Ｗ０－Ｗ１）＜Ｗ２＜Ｗ１の範囲内となるように構成されているので、鋳片１と鋳片引抜ロール５１との接触面積を十分に確保することが可能となる。
　さらに、鋳片圧下装置３０の第１鋳片圧下ロール３１ａが、その軸方向中央部に径方向外方へ突出した大径部３２と、この大径部３２の両端部に延在する小径部３３と、を備えており、鋳片圧下ロール３１は、大径部３２が位置する鋳片１の幅方向中央領域を押圧し、小径部３３が位置する鋳片１の幅方向端部領域を押圧しない構成とされているので、未凝固部３が存在する鋳片１の幅方向中央領域のみを圧下することが可能となる。よって、圧下荷重を大幅に低減することができる。
　また、本実施形態では、中心固相率が０．２以上となった領域において、本実施形態である鋳片圧下装置３０によって圧下する構成としているので、中心偏析やポロシティの発生を抑制することができる。
　ちなみに、鋳片１の中心固相率が０．２以上では、中心偏析やポロシティの問題が発生することを実験的に知見しており、固相率が０．２以上の領域で圧下することにより、本発明の効果が顕著となることから、鋳片１の中心固相率が０．２以上の領域で圧下することが好ましい。一方、鋳片１の中心固相率の上限は、中心偏析やポロシティの問題が発生する領域であることから、１．０である。
　なお、中心固相率とは、鋳片厚み方向の中心部で、かつ、鋳片幅方向の溶融部分の固相率と定義できる。
　また、中心固相率は、伝熱・凝固計算によって求めることができ、伝熱・凝固計算としては、エンタルピー法や等価比熱法などが広く知られており、いずれの方法を用いてもよい。また、簡易的には、下記の式が広く知られており、この式を用いてもよい。
　　中心固相率＝（液相線温度－溶融部温度）／（液相線温度－固相線温度）
　ここで、溶融部温度とは、鋳片厚み方向の中心部で、かつ、鋳片幅方向の溶融部分の温度を意味しており、伝熱・凝固計算によって求めることができる。また、液相線温度は、例えば、「鐵と鋼、日本鐡鋼協會々誌、Ｖｏｌ．５５、Ｎｏ．３（１９６９０２２７）Ｓ８５、社団法人日本鉄鋼協会」を参照して、また、固相線温度は、例えば、「平居、金丸、森；学振１９委、第５回凝固現象協議会資料、凝固４６（１９６８年１２月）」を参照して、それぞれ算出することができる。
　以上、本発明の実施形態である連続鋳造設備について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
　例えば、本実施形態では、図１に示すように垂直曲げ型連続鋳造機を例に挙げて説明したが、これに限定されることはなく、湾曲型連続鋳造機や垂直型連続鋳造機等の他の方式の連続鋳造設備に適用してもよい。ここで、垂直型連続鋳造機においては、鋳片引抜装置によって鋳片を確実に挟持して保持する必要があるため、本発明を適用することが特に効果的である。
　また、図４に示すように、鋳片引抜装置１５０の鋳片引抜ロール１５１を、軸方向に分割した分割ロールとしてもよい。すなわち鋳片引抜ロール１５１は、鋳片１を挟持して引抜方向に移動させるべく、第１鋳片引抜ロール１５１ａ及び第２鋳片引抜ロール１５１ｂとが対向配置されているが、これら第１鋳片引抜ロール１５１ａ及び第２鋳片引抜ロール１５１ｂをそれぞれ分割ロール構成としてもよい。
　この場合、複数の分割ロールに、鋳片１の凹部５と接触する凹部支持部１５２を設けることが好ましい。そして、各分割ロールの凹部支持部１５２の軸方向長さＬ２（図４においては、Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３の合計）が、０．５×Ｌ１＜（Ｌ２１＋Ｌ２２＋Ｌ２３）＜Ｌ１の範囲内とされていればよい。また、各分割ロールの凹部支持部１５２と凹部５との接触長さＷ２（図４においては、Ｗ２１、Ｗ２２、Ｗ２３の合計）が、（Ｗ０－Ｗ１）＜（Ｗ２１＋Ｗ２２＋Ｗ２３）＜Ｗ１の範囲内とされていることが好ましい。
　このような分割ロール構成の鋳片引抜ロール１５１においても、凹部支持部１５２を有する第１鋳片引抜ロール１５１ａは、ユニバーサルジョイントなどの駆動伝達機構６１を介して、モータなどの駆動機構６２と接続されており、駆動機構６２によって駆動される。すなわち、第１鋳片引抜ロール１５１ａは、駆動機構６２の作動によって、引抜方向に回転駆動力が付与される。第２鋳片引抜ロール５１ｂについても、駆動機構によって引抜方向に駆動させてもよい。
　図４に示すように、鋳片引抜装置１５０の鋳片引抜ロール１５１を、軸方向に分割した分割ロールとした場合には、一つの分割ロールに負荷される荷重を小さくすることができ、鋳片引抜装置１５０の小型化を図ることができる。また、複数の軸受部１５４によって荷重を受けることができ、軸受部１５４の寿命延長を図ることができる。
　本実施形態では、鋳片圧下装置において、第１鋳片圧下ロールに大径部を設けたものとして説明したが、これに限定されることはなく、第１鋳片圧下ロール及び第２鋳片圧下ロールの双方に大径部を設けてもよい。この場合、鋳片引抜装置は、第１鋳片引抜ロール及び第２鋳片引抜ロールの双方に、凹部支持部を設けることが好ましい。
　以下に、本発明の効果を確認すべく行った実験の結果について説明する。
　実施形態において説明した鋳片圧下装置を備えた連続鋳造設備において、鋳片引抜装置の鋳片引抜ロールの形状を変更して鋳造を実施し、鋳片引抜ロールの摩耗量について評価した。
　ここで、鋳片圧下装置の大径部の軸方向長さＬ１を１９００ｍｍとした。また、鋳片の幅方向長さは２２００ｍｍ、鋳片圧下装置によって鋳片に形成された凹部の鋳片幅方向長さも１９００ｍｍであった。
　また、鋳片引抜ロールは昇降装置により、凹部支持部が鋳片凹部に接触する位置に設定した。さらに、鋳片圧下ロールの大径部の半径と小径部の半径との差分Ｈと、鋳片引抜ロールの凹部支持部の半径と小径部の半径との差分Ｈ´とは、Ｈ＝Ｈ´のものを用いた。
　比較例では、鋳片引抜装置の鋳片引抜ロールを、軸方向に径が一定であり、凹部と接触しない構成のものとした。
　これに対し、本発明例１では、鋳片引抜装置の鋳片引抜ロールに凹部支持部を設け、この凹部支持部の軸方向長さＬ２を１８０５ｍｍ（すなわち、０．９５×Ｌ１）とした。
　一方、本発明例２では、鋳片引抜装置の鋳片引抜ロールに凹部支持部を設け、この凹部支持部の軸方向長さＬ２を１３３０ｍｍ（すなわち、０．７０×Ｌ１）とした。
　また本発明例３では、鋳片引抜装置の鋳片引抜ロールに凹部支持部を設け、この凹部支持部の軸方向長さＬ２を９５０ｍｍ（すなわち、０．５０×Ｌ１）とした。
　鋳片引抜装置の鋳片引抜ロールが、摩耗によって交換が必要な所定の径にまで小さくなる時間を評価した。評価結果を表１に示す。なお、表１においては、比較例における上記時間を１として相対評価した結果を記した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　本発明例１は、比較例に比べて、約６倍寿命が長くなった。また、本発明例２は、比較例に比べて、約４．５倍寿命が長くなった。さらにまた本発明例３は、比較例に比べて、約３倍寿命が長くなった。
　以上のことから、本発明例によれば、鋳片引抜ロールの摩耗を抑制し、鋳造を安定して実施できることが確認された。
　また上記の結果からすれば、凹部支持部の軸方向長さＬ２が、前記凹部を形成する前記大径部の軸方向長さＬ１に対して、０．５倍以上あれば、十分鋳片引抜ロールの摩耗を抑制することが判った。またこれらの結果から類推すれば、凹部支持部の軸方向長さＬ２は、凹部を形成する大径部の軸方向長さＬ１に対して、例えば０．４倍であっても、鋳片引抜ロールの摩耗を抑制すると考えられる。しかしながら、そのように大径部の軸方向長さＬ１に対して半分の長さを下回ると、凹部支持部が凹部と接触する面積が狭くなりすぎ、鋳片を引き抜く際に、過大な圧力を鋳片引抜ロールを介して鋳片に対してかけてしまうおそれがある。そうすると、鋳片の品質に悪影響を与えることも予想される。したがって、かかる点を考慮すれば、凹部支持部の軸方向長さＬ２は、凹部を形成する大径部の軸方向長さＬ１に対して、０．５倍以上確保することが好ましい。またより好ましくは、０．７０×Ｌ１、さらにより好ましくは、０．８０×Ｌ１がよい。
１０　連続鋳造設備
３０　鋳片圧下装置
３１　鋳片圧下ロール
３２　大径部
５０　鋳片引抜装置
５１　鋳片引抜ロール
５２　凹部支持部

Claims (2)

  1. 鋳片を圧下する鋳片圧下装置と、この鋳片圧下装置の後段側に配置され、前記鋳片を挟持して引き抜く鋳片引抜装置と、を備えた連続鋳造設備であって、
    前記鋳片圧下装置は、前記鋳片を挟持して押圧する一対の鋳片圧下ロールを有し、前記鋳片を挟んで対になる前記鋳片圧下ロールの少なくとも一方は、軸方向中央部に径方向外方へ突出し、前記鋳片の幅方向中央部を押圧する大径部を備えており、
    前記鋳片圧下装置によって圧下された前記鋳片は、前記大径部に対応する凹部が形成されており、
    前記鋳片引抜装置は、前記鋳片を挟持する一対の鋳片引抜ロールを有し、当該一対の鋳片引抜ロールのうち少なくとも一方の鋳片引抜ロールは、前記凹部と接触して支持する凹部支持部を備えており、かつ駆動機構によって駆動され、
    前記凹部支持部の軸方向長さＬ２が、前記凹部を形成する前記大径部の軸方向長さＬ１に対して、０．５×Ｌ１≦Ｌ２＜Ｌ１の範囲内とされている。
  2. 請求項１に記載の連続鋳造設備において、
    前記鋳片圧下ロールは、前記大径部の鋳片幅方向の両端部に延在する小径部を有し、
    前記鋳片引抜ロールは、前記凹部支持部の鋳片幅方向の両端部に延在する小径部を有しており、
    前記鋳片圧下ロールの前記大径部の半径と前記小径部の半径との差分Ｈと、前記鋳片引抜ロールの前記凹部支持部の半径と前記小径部の半径との差分Ｈ´との関係が、Ｈ≦Ｈ´である。
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