JP2005014029A - 連続鋳造機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】スラブ搬送方向に隣り合う2つの分割ロールの胴長方向分割位置が異なるようにする。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、スラブの連続鋳造機に関する。
【0002】
【従来の技術】
連続鋳造機は、一般に、図6に示すように鋳型10から引き抜かれた高温のスラブを湾曲部20を通過させたのち矯正部30で平坦に矯正し、さらに引抜矯正部40を経るように構成されている。湾曲部20,矯正部30,引抜矯正部40には多数のサポートロール50が上下に配列されていて、上下のサポートロール群55の間を高温のスラブが搬送される(非特許文献1参照)。これらのサポートロール50の表面は、操業時、回転により高温のスラブと接触,離隔を繰り返すため、熱疲労により亀裂が発生し、割損するおそれがある。そこで、近年、胴長方向に分割したロール(以下、分割ロールという)を使用して、熱疲労を抑制し、亀裂の発生あるいは割損を防止しようという動きがある。
【0003】
分割ロールは、通常、胴長方向に長さの異なる2種類のロールを中間軸受を挟んで胴長方向に並べたものが使用される。非分割のロールの場合は、胴長方向両端に軸受を配置するが、分割ロールの場合は、さらに中間軸受を配置することから、軸受の間隔を狭くすることが可能になり、ロール胴長が短い分、高温のスラブを湾曲させたり矯正したりすることに伴う、スラブから受ける反力に抗する作用が大きくなるとともに、ロール胴長が短い分、熱膨張が小さくなることも手伝って、亀裂の発生,割損を抑制できる。
【0004】
たとえば図7に示すように、胴長方向両端部軸受1a,1bと中間軸受2を用いて、長分割ロール3aと短分割ロール3bとを支持する場合は、胴長方向両端部軸受1a,1bで1本のロールを支持する場合に比べて、軸受1a,2,1bの間隔を狭くすることができる。つまり分割ロールとは、胴長方向両端部軸受1a,1bの中間部に中間軸受2を配置し、各軸受間に、1本のロールをいわば仮想的に分割して短いロールをそれぞれ配置したものの総称であるが、殆どの場合、その仮想的な分割は、胴長方向に長さが異なる(すなわち長分割ロール3aと短分割ロール3bの組み合わせ)ように行なわれる。なお図7中の矢印mは、スラブを搬送する方向(以下、スラブ搬送方向という)を示す。
【0005】
分割が胴長方向に長さが異なるように行なわれる理由は、全て同一長さの等分割ロールをいくつもスラブ搬送方向に並べて設置すると、中間軸受2がスラブ幅方向中央にてスラブ搬送方向に一列に並ぶため、スラブの表面に局部的な凸部ができ、平坦部との境界に疵等の欠陥が生じて、これを平坦に矯正する必要が新たに生じたり、欠陥をグラインダで除去するのに伴ってスラブの歩留りが低下したりする等の問題があるからである。
【0006】
図6に示した連続鋳造機100 の例では、分割ロールをスラブ搬送方向に複数並べて1つのセグメント60を構成し、該セグメント60をスラブ搬送方向に複数並べてサポートロール群55を構成する。なお、図7に示すように、1組の胴長方向両端部軸受1a,1bと中間軸受2とで支持される長分割ロール3aと短分割ロール3bの組み合わせを、1本の分割ロールと称する。
【0007】
図6中、上側の各セグメントには、それぞれ個別に図示しない油圧シリンダーが取付けられており、図中矢印A方向に動作することでスラブに付与する荷重を各セグメント毎に調整できる。なお図7では、セグメントのフレーム,油圧シリンダー等は図示を省略している。
【0008】
ところで、図8に示すように、スラブ搬送方向に隣り合う2つのサポートロールについて、同じ分割ロールを配置すると、分割ロールの分割位置(すわなち中間軸受2の位置)が、2つ続けて胴長方向で同じ位置にくる。
【0009】
この状態で搬送中のスラブに対して各セグメントから荷重を付与すると、中間軸受2の存在による非拘束部分がスラブを搬送する方向mに2箇所連続する。このため比較的大きな非拘束空間ができ、そこへ向けてスラブが膨張する。すると、それによってできるスラブの膨張部位が、スラブ搬送方向さらにその1つ下流側に配置されるサポートロール50で一度に矯正されることになる。すると、該サポートロール50には局部的に強い矯正負荷が作用する。その局部的に強い矯正負荷が作用する領域を、図4中に過負荷領域4として図示する。
【0010】
この過負荷領域4には局部的にスラブから受ける強い矯正反力的な負荷が作用するため、長期間操業すると損耗が激しく、熱の影響で亀裂も発生しやすい。よって、亀裂の発生したサポートロールを頻繁に交換する必要が生じる。その結果、補修費が増大するとともに、連続鋳造機100 の稼働率も低下する、という問題があったのである。
【0011】
【非特許文献1】
第3版「鉄鋼便覧」第II巻 p624, p632 ,丸善,昭和54年10月15日発行
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような問題を解消し、その分割ロールの寿命を延長することによって、サポートロールひいてはセグメントの交換頻度を減らし、連続鋳造機の補修費の削減ならびに稼働率の向上を図ることを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明は、胴長方向複数に分割した分割ロールをスラブ搬送方向に複数並べて1つのセグメントを構成し、さらに該セグメントをスラブ搬送方向に複数並べてサポートロール群を構成する連続鋳造機であって、スラブ搬送方向に隣り合う2つの分割ロールがある箇所は胴長方向分割位置が異なるようにしたことを特徴とする連続鋳造機である。
【0014】
この発明において、あるセグメントを構成するサポートロールが全て分割ロールである場合、その本数を偶数とし、スラブ搬送方向に分割ロールの胴長方向分割位置を千鳥配置することが好ましい。
【0015】
また本発明は、胴長方向複数に分割した分割ロールをスラブ搬送方向に複数並べて1つのセグメントを構成し、さらに該セグメントをスラブ搬送方向に複数並べてサポートロール群を構成する連続鋳造機であって、ある隣り合う2つのセグメントを構成するサポートロールが全て分割ロールである場合、その本数をともに奇数とし、該隣り合うセグメントの両者ともスラブ搬送方向に分割ロールの胴長方向分割位置を千鳥配置するとともに、該隣り合うセグメントのうち、スラブ搬送方向下流側のセグメントのスラブ搬送方向2番目の長分割ロールの直径を、スラブ搬送方向1番目の長分割ロールの直径に比べて小さくなるようにしたことを特徴とする連続鋳造機である。
【0016】
この発明において、前記スラブ搬送方向下流側のセグメントのスラブ搬送方向4番目の長分割ロールの直径が、前記スラブ搬送方向1番目の長分割ロールの直径に比べて小さく、かつ前記スラブ搬送方向2番目の長分割ロールの直径に比べて大きくなるようにすることが好ましい。
【0017】
【発明の実施の形態】
図1(a) は、本発明の連続鋳造機の分割ロールの配置の例について、第1の実施の形態を模式的に示した展開平面図である。セグメントは湾曲部20,矯正部30の箇所に用いるものもあるので、便宜上平面的に展開して示したものである。図1(a) 中の矢印mはスラブ搬送方向を示す。
【0018】
本発明では、例えば図1(a) に示すように、長分割ロール3a,短分割ロール3bを、それぞれ胴長方向両端部軸受1a,1bと中間軸受2で支持して配置する。これらの分割ロールを配置した各セグメントには、それぞれ個別に図示しない油圧シリンダーが取付けられており、スラブに付与する荷重を各セグメント毎に調整することができるようになっている。
【0019】
図1(a) では、スラブ搬送方向上流側のセグメントIにはロール番号I−1〜I−5の分割ロールが配置され、下流側のセグメントIIにはロール番号II−1〜II−5の分割ロールが配置されている。図1(a) にはセグメントI,セグメントIIのみ図示するが、実際には図6に示したように、連続鋳造機100 のサポートロール群55は複数のセグメントから構成される。なお図1(a) では、セグメントI,セグメントIIのフレームは図示を省略している。
【0020】
本発明においては、1つのセグメントを構成する複数の分割ロールは、スラブ搬送方向に隣り合うもので胴長方向分割位置(すなわち中間軸受2の位置)が異なるように(必ずしも千鳥配置でなくてもよい)、長分割ロール3aと短分割ロール3bあるいは等分割ロール3c(必ずしも等しい長さに分割する必要はないが、ここでは1つの例として等分割を挙げている)等を組み合わせるように配置するのが好ましいが、これに限るものではない。また、上記の例では、長短2分割の分割ロールの場合、等分割の2分割ロールの場合を示したが、本発明はこれに限るものではなく、3分割以上の分割ロールを用いても良い。
【0021】
本発明によれば、スラブ搬送方向に隣り合う2つのセグメント、すなわち図1(a) の例のように、上流側のセグメントIと下流側のセグメントIIとの接続箇所にて、セグメントIの終端位置の分割ロール(すなわちロール番号I−5)と、セグメントIIの開始位置の分割ロール(すなわちロール番号II−1)の分割位置(すわなち中間軸受2の位置)が異なるようになるとともに、このような分割ロール(長分割ロール3aと短分割ロール3bの組み合わせ)の配置のセグメントを、複数並べてサポートロール群を構成する。その結果、スラブ搬送方向に隣り合う分割ロールの中間軸受2の位置、すなわち分割ロールの胴長方向分割位置が、スラブ搬送方向に見て異なる配置となる。したがって、図8に示した従来の分割ロールの配置で発生していた過負荷領域4を解消することができる。
【0022】
ここで、以上述べた第1の実施の形態のように、胴長方向に2分割した分割ロールを使用する場合に、長さの種々異なるロールを3種類以上組み合わせて使用し、中間軸受2の位置をスラブ搬送方向に見たときに種々変化させることももちろん可能であるが、多種類の分割ロールの予備品を保有せねばならなくなるため、予備品の保有数を最少化する観点からは、長短2種類のロールにて分割ロールを構成するのが好ましい。
【0023】
図1(b) は、本発明の連続鋳造機の分割ロールの配置の例について、第2の実施の形態を模式的に示した平面図である。長分割ロール3aの長さを全て同一とし、短分割ロール3bの長さも全て同一とすれば、長分割ロール3aと短分割ロール3bを各々1種類ずつ保有すれば良いので、分割ロールの予備品の保有数を最少にすることができる。
【0024】
同一長さの長分割ロール3aと同一長さの短分割ロール3bとを用いる場合には、1つのセグメントに複数本の分割ロールを、隣り合う分割ロールの中間軸受2の位置が異なるように配置すると、スラブ搬送方向に見て、各セグメント内の中間軸受2の位置は、図1(b) に示すような千鳥配置と呼ばれる配置になる。
【0025】
ここで、各セグメントに配置される分割ロールの本数が奇数である場合は、上流側のセグメントIと下流側のセグメントIIとの接続箇所においても、中間軸受2の位置が異なるように長分割ロール3aと短分割ロール3bを配置するためには、図1(b) のセグメントIとセグメントIIのように、分割ロールの配置の異なる2種類のセグメントを保有する必要が生ずる。すると、セグメントを一体で交換できるようにしておくことで、交換時間の最小化も図りたいとした場合、セグメントの予備品の保有数も都合2倍の数必要になる。そこで、次のような方策がある。
【0026】
図1(c) は、本発明の連続鋳造機の分割ロールの配置の例について、第3の実施の形態を模式的に示した平面図である。このように、各セグメント内に配置される分割ロールの本数を偶数にすると、各セグメントの分割ロールの配置は1種類だけになるから、セグメントの予備品の保有数はさらに半分にすることができ、しかもそのセグメントを複数並べて配置することによって、サポートロール群55を構成する分割ロールの中間軸受2の位置を全て千鳥配置にすることもできる。
【0027】
このようにして、本発明によれば、連続鋳造機のサポートロールの過負荷領域4を解消し、サポートロールに亀裂が発生するのを防止し、サポートロールの寿命を延長できる。その結果、サポートロールひいてはセグメントの交換頻度を減らし、連続鋳造機の補修費の削減ならびに稼動率の向上を図ることができる。
【0028】
図2および図3は、本発明の連続鋳造機の分割ロールの配置の例について、第4の実施の形態を模式的に示した図である。実は、各セグメントに配置される分割ロールの本数が奇数であっても、過負荷領域4にかかる負荷を軽減できる別な方策がある。それは本発明の第4の実施の形態と言え、例えば図2に示すように、スラブの搬送方向上流側のセグメントIと下流側のセグメントIIの接続箇所にて、セグメントIの終端位置の分割ロール(すなわちロール番号I−5)と、セグメントIIの開始位置の分割ロール(すなわちロール番号II−1)の中間軸受2の位置が一致しているものの、図3に示すように、下流側のセグメントIIのスラブ搬送方向の2番目に配置されるロール番号II−2の長分割ロール3aの直径を、セグメントIIのスラブ搬送方向の1番目に配置されるロール番号II−1の長分割ロール3aの直径に比べて小さくするようにするものである。図3は、このような長分割ロール3aの配列の例を、図2中のA−A矢視の断面図として示したものである。
【0029】
このようにすれば、ロール番号I−5とロール番号II−1の中間軸受2の位置で拘束力が減少し、スラブが膨張したとしても、図3に示すように、ロール番号II−2の長分割ロール3aの直径が小さくなっていることによって、スラブの膨張部位が通過するときのロール番号II−2の長分割ロール3aに作用する負荷を軽減でき、過負荷領域4に加わる負荷を幾分でも軽減できる。また、予備品の保有も1種類だけとすることができるから、実質的に本発明の第3の実施の形態と同様、セグメントの保有数はさらに半分にできる。
【0030】
さらに、本発明の第5の実施の形態として、下流側のセグメントIIのスラブ搬送方向の4番目に配置されるロール番号II−4の長分割ロール3aの直径を、ロール番号II−2の長分割ロール3aの直径に比べて大きくし、かつロール番号II−1の長分割ロール3aの直径に比べて小さくすれば、スラブの膨張部位が通過するときのサポートロール側の負荷をロール番号II−2とII−4の2つの長分割ロール3aで分けて負担できるため、過負荷領域4に加わる負荷をさらに軽減できる。3つ以上の長分割ロール3aすなわちロール番号II−2,II−4,(II−6)・・・で分けて負担してももちろんよい。ただし、これらについては図示を省略する。
【0031】
このようにして、本発明によれば、連続鋳造機のサポートロールの過負荷領域4に加わる負荷を軽減し、サポートロールに亀裂が発生して割損するのを防止し、サポートロールの寿命を延長できる。その結果、サポートロールひいてはセグメントの交換頻度を減らし、連続鋳造機の補修費の削減ならびに稼動率の向上を図ることができる。
【0032】
【実施例】
図1(b) に示すように長分割ロール3aと短分割ロール3bとを組み合わせた分割ロールを5本ずつ配置し、中間軸受2を千鳥配置になるようにしたセグメントをスラブ搬送方向に複数並べて配置した連続鋳造機で操業した。隣り合うセグメントの接続箇所においても、中間軸受2が千鳥配置になるようにした。なお、長分割ロール3a,短分割ロール3bは、全て同じ直径( 295mm)のものを使用した。これを発明例1とする。
【0033】
次に、図2,3に示すように長分割ロール3aと短分割ロール3bとを組み合わせた分割ロールを5本ずつ配置し、中間軸受2を千鳥配置になるようにしたセグメントをスラブ搬送方向に複数並べて配置した連続鋳造機で操業した。隣り合うセグメントの接続箇所においては、上流側セグメントのスラブ搬送方向終端位置の分割ロールと、下流側セグメントのスラブ搬送方向開始位置の分割ロールの中間軸受2の位置が一致するようにした。ここで、図3のロール番号II−2の長分割ロール3aのように、下流側セグメントのスラブ搬送方向2番目の長分割ロール3aの直径を 292mmとし、他の長分割ロール3a,短分割ロール3bは全て直径 295mmとした。これを発明例2とする。
【0034】
一方、 比較例として、図8に示すように長分割ロール3aと短分割ロール3bと非分割のサポートロール50を並べて配置した。ここで、長分割ロール3a,短分割ロール3bは、全て発明例1と同じ直径のものを使用した。
【0035】
発明例1,2と比較例の場合について、連続鋳造操業を行ない、各ロールの摩耗量(mm/ 100万トン)と亀裂深さ(mm/ 100万トン)を調査した。摩耗量は、スラブを 100万トン製造したときのロール直径(mm)の減少量を指し、亀裂深さは、スラブを 100万トン製造したときの熱疲労によって生じた亀裂の深さを指す。
【0036】
このようにして得られた摩耗量の分布を図4に示し、亀裂深さの分布を図5に示す。なお比較例では、ロール番号II−2の長分割ロール3aに最も大きな負荷が作用するので、図4,5には、いずれもロール番号II−2の長分割ロール3aのデータを示す。ただし発明例2では、ロール番号II−4の長分割ロール3aのデータも併せて示す。これらのデータは、5つの異なるセグメントから得られたデータである。
【0037】
図4,5から明らかなように、発明例1(ロール番号II−2),発明例2(ロール番号II−2,II−4)は、いずれも比較例(ロール番号II−2)に比べて、摩耗量および亀裂深さが低減できた。つまり、本発明では分割ロールの過負荷領域4に加わる負荷を抑制し、熱亀裂が生ずるのを防止できることが確かめられた。
【0038】
また、発明例1(ロール番号II−2)と発明例2(ロール番号II−2)を比べると、摩耗量,亀裂深さともに発明例1の方が低かった。これは、発明例1では中間軸受2の位置を全て千鳥配置にできるので、分割ロールに過負荷領域4が発生しないことが原因である。つまり分割ロールの摩耗量,亀裂深さを低減するためには発明例1の方が好適であるが、上記で説明した通り、 発明例1では分割ロールの配置の異なる2種類のセグメントを保有する必要がある。セグメントの保有数を予備品を含め、最少にするためには、発明例2の方が好適であると言える。
【0039】
発明例1あるいは発明例2は、連続鋳造機の構造や操業の条件に応じて適宜選択して適用すれば良い。どちらを選択しても、比較例に比べて、摩耗量および亀裂深さが低下するのは、図4,5に示した通りである。
【0040】
なお、上記の発明例1,2いずれにも登場してこないが、1つのセグメントに配置する分割ロールの本数を偶数として、中間軸受2の位置を千鳥配置とすれば、分割ロールの摩耗量,亀裂深さの低減も図れ、同時に分割ロールおよびセグメントの種類とそれらの予備品の数を最少にすることもできる。
【0041】
【発明の効果】
本発明によれば、分割ロールの寿命を延長することによって、サポートロールひいてはセグメントの交換頻度を減らし、連続鋳造機の補修費の削減ならびに稼動率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の分割ロールの配置の例を模式的に示す平面図である。
【図2】本発明の分割ロールの配置の他の例を模式的に示す平面図である。
【図3】図2中のA−A矢視の断面図である。
【図4】分割ロールの摩耗量の分布を示す図ある。
【図5】分割ロールの亀裂深さの分布を示す図である。
【図6】連続鋳造機の一例を示す図である。
【図7】従来の分割ロールの例を模式的に示す平面図である。
【図8】従来の分割ロールの配置の例を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
1a,1b 胴長方向両端部軸受
2 中間軸受
3a 長分割ロール
3b 短分割ロール
3c 等分割ロール
4 過負荷領域
5 スラブ
10 鋳型
20 湾曲部
30 矯正部
40 引抜矯正部
50 サポートロール
55 サポートロール群
60 セグメント
100 連続鋳造機
Claims (4)
- 胴長方向複数に分割した分割ロールをスラブ搬送方向に複数並べて1つのセグメントを構成し、さらに該セグメントをスラブ搬送方向に複数並べてサポートロール群を構成する連続鋳造機であって、スラブ搬送方向に隣り合う2つの分割ロールがある箇所は胴長方向分割位置が異なるようにしたことを特徴とする連続鋳造機。
- あるセグメントを構成するサポートロールが全て分割ロールである場合、その本数を偶数とし、スラブ搬送方向に分割ロールの胴長方向分割位置を千鳥配置したことを特徴とする請求項1に記載の連続鋳造機。
- 胴長方向複数に分割した分割ロールをスラブ搬送方向に複数並べて1つのセグメントを構成し、さらに該セグメントをスラブ搬送方向に複数並べてサポートロール群を構成する連続鋳造機であって、ある隣り合う2つのセグメントを構成するサポートロールが全て分割ロールである場合、その本数をともに奇数とし、該隣り合うセグメントの両者ともスラブ搬送方向に分割ロールの胴長方向分割位置を千鳥配置するとともに、該隣り合うセグメントのうち、スラブ搬送方向下流側のセグメントのスラブ搬送方向2番目の長分割ロールの直径を、スラブ搬送方向1番目の長分割ロールの直径に比べて小さくなるようにしたことを特徴とする連続鋳造機。
- 前記スラブ搬送方向下流側のセグメントのスラブ搬送方向4番目の長分割ロールの直径が、前記スラブ搬送方向1番目の長分割ロールの直径に比べて小さく、かつ前記スラブ搬送方向2番目の長分割ロールの直径に比べて大きくなるようにしたことを特徴とする請求項3に記載の連続鋳造機。
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2003
- 2003-06-25 JP JP2003180901A patent/JP2005014029A/ja active Pending
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