JP3979387B2 - 連続鋳造用モールド - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、鋳片の寸法を変化させることの出来る、スラブ等の連続鋳造用モールドに関する。
背景技術
近年、鋳片、とくにスラブ等の大型の鋳片の連続鋳造装置に用いられる鋳造用モールドは、鋳造中にモールドの各辺の位置を移動させることにより、連続鋳造鋳片スラブの寸法を変更することができるように構成されている。
このような鋳造用モールドは一般に、鋳片断面の長辺側のフレーム（長辺フレーム）を鋳造される鋳片の幅よりも幅広にしてある。この幅広の長辺フレームの間に、短辺フレームを挟み、この短辺フレームは鋳片幅変更用の短辺フレーム移動装置、例えばスクリュー式などのシリンダに結合してある。このシリンダのストロークによって短辺側フレームの位置を変更し、したがって鋳片幅を変更できるようにしている。
一方、鋳片の厚み変更は、前記モールドの長辺フレームの位置を変更すると共に、短辺フレームを前記長辺フレームの間隔に適合したものに取替えることによって寸法変更をする。
従来、移動装置と短辺フレームはジョイント等で固定的に結合されており、鋳片厚み変更時にはモールド全体を取り外し、あらかじめ準備しておいた、厚みの異なる短辺フレームをセットした代えのモールドをラインに設置していた。しかしこのような作業手順では、鋳造を長時間停止する必要がある。
これに対し、連続鋳造用モールドの（鋳片厚み変更のための）短辺フレームの交換に掛かる作業を簡略化することを目的とした技術としては、特開平４−２２４０４９号公報に開示されている連続鋳造用鋳片厚さ可変モールドがある。
この技術は連続鋳造用鋳片厚さ可変モールドが遠隔操作により開閉可能な長辺固定フレーム及び長辺可動フレームと、これら長辺フレーム間に挟まれる１対の短辺フレームとを有し、短辺フレームを移動装置に接続された固定短辺フレームと、固定短辺フレームに着脱され、かつ短辺銅鈑を固着した可変短辺フレームとで構成されている。また、短辺フレームを構成する可変短辺フレームに冷却水路が形成されており、固定短辺フレームの給排水路と可変短辺フレームの冷却水路とがフレーム合せ面で接離されるようになっている。さらに、固定短辺フレーム及び可変短辺フレームの合せ部には係合部を備えており、係合部によって位置決めを容易にしたものである。
しかしながら、短辺側フレームを２重構造にした上記技術は、短辺側フレームの厚みが短辺フレーム移動方向に厚くなり、鋳片幅変更のため短辺フレームの移動距離が制約を受ける。また、どうしても短辺フレームの重量が一体で構成するよりも増加するため、鋳込中の高速幅変更を行う場合に荷重が大きくなり、変更幅ストロークを大きくすることができない。ストロークを大きく取るためには鋳片幅変更用移動装置を、長さ・太さともに大きくする必要があり、設備費、操業・維持費および空間のロスを招く。
さらに問題となるのは水漏れの危険性である。上記技術では交換する部分を最小化するために銅板部のみで可変短辺フレームを交換するようにしているが、このような構造では、冷却水を銅板部に接触させるためには、可変フレームと固定フレーム間に冷却水路を設けるしかないため、接合部の水漏れ対策が必要である。このため、例えば固定短辺フレームと可変短辺フレームの間からの水漏れ防止のため、両者を押し付ける押し付けシリンダが必要となるが、連続鋳造作業においては連鋳パウダー等の粉体も扱うため、粉などの異物が２つのフレームの接合部に侵入しやすいく、そのために接合作業には入念な注意と時間が必要となる。さらに、モールドの長寿命化に伴い連続操業時間（期間）が長くなっているため、接合部の冷却水シールの劣化も早い。なお、押し付けシリンダの故障や異物混入、シールの劣化などにより水漏れが生じた場合、銅板の焼き付きを起したり、場合によっては大量の水がモールド内に流入し、水蒸気爆発を起こす危険もある。
発明の開示
本発明は上記問題点を解決し、短辺フレーム全体、すなわち上記可変フレーム相当部（銅板）および固定フレーム相当部（バックフレーム）を分けることなく一体で、その場交換する方法を提供することを目的とする。また、その方法を実現するために移動装置との間の着脱機構を工夫した短辺フレーム、およびその短辺フレームを用いた鋳造モールドを提供するものである。
本発明は、連続鋳造用モールド短辺フレームの幅変更用移動装置（ステッピングシリンダなど）との接合部を凹型構造主体とし、固定治具（とくにモールド上端側から装入可能な固定治具）を挿入することにより、移動装置と短辺フレームを接合固定するようにし、表記の目的を達成したものである。
すなわち本発明は、少なくとも一方が前後方向に可動な１対の長辺フレームと、前記１対の長辺フレームに挟まれた、前後方向に可動な１対の短辺フレームと、前記短辺フレームのそれぞれを前後方向に移動させるための上下１対の移動装置を有し、前記短辺フレームとそれを移動させる前記移動装置がそれぞれ、前記短辺フレームの背面に設置された上下の着脱機構を通じて係合されており、前記着脱機構は、移動装置の可動部と係合する凹部を有する凹型部を有し、前記移動装置の可動部は前記凹部に係合する凸部を備え、各短辺フレームごとに、少なくともいずれかの前記着脱機構が、前記移動装置の可動部を前記凹型部に固定する固定治具を有し、前記凹型部が下方向に開口部を有し、前記固定治具が、上部より凹型部の背面および前記移動装置の少なくとも可動部を貫通するボルトねじであり、前記凹型部の、前記移動装置の可動部を挟む壁の間隔を、前記移動装置の可動部の寸法より０．１〜０．４ｍｍ大きくしたことを特徴とする連続鋳造用のモールドである。ここで、前後方向について、各フレームおける鋳片側を前方向、フレーム背面側を後方向と定義する。
前記凹型部は下方向に開口部を有し、また前記固定治具が、上部より凹型部の背面および前記移動装置の少なくとも一部を貫通するボルトねじである構成が、極めて好ましい。またさらに、前記凹型部の、前記移動装置の一部を挟む壁の間隔を、前記移動装置の一部の寸法より0.1〜0.4mm（好ましくは0.1〜0.2mm）大きくすることが好ましい。また、前記固定治具を有する着脱機構の、前記凹部に固定される移動装置の一部が、略角柱状（角ピン状）の形状をしていることも、好ましい。
なお、着脱機構の構造として、前記凹型部が下方向に開口部を有するものに代り前記凹型部の開口部が前記短辺フレームの背面に向いており、かつ凹型部の下方側の壁の一部が開口されており、さらに前記固定治具が、上部より凹型部の背面および前記移動装置の少なくとも可動部を貫通する上記ボルトねじに代り上部より挿入されるコッタとしてもよい。
いずれの場合においても、前記短辺フレームは、冷却水路を一体となったフレームの内部に有することが望ましい。
また、連続鋳造用のモールドを構成する短辺フレームであって、前記短辺フレームの背面に、前記短辺フレームを前後方向に移動させるための移動装置を係合する１つ以上の着脱機構を背面に有し、前記着脱機構が、移動装置の一部と係合する凹部を有する凹型部を有し、少なくともいずれかの前記着脱機構が、前記移動装置の一部を前記凹型部に固定する固定治具を有する連続鋳造用の短辺フレームとするとよい。短辺フレーム、着脱機構などの好適な実施形態は鋳造モールドと同様である。
さらに、少なくとも一方が前後方向に可動な１対の長辺フレームと、前記１対の長辺フレームに挟まれた、前後方向に可動な１対の短辺フレームと、前記短辺フレームにそれぞれ設置された１つ以上の着脱機構を通じて係合されている、前記短辺フレームを前後方向に移動させるための移動装置をそれぞれ有する連続鋳造用モールドにおいて、係合されている１対の短辺フレーム（Ａとする）を別の１対の短辺フレーム（Ｂとする）とその場で交換する交換方法であって、鋳造を一旦停止するステップと、前記移動装置により前記短辺フレームＡをそれぞれ背面方向に引き出し所定の交換位置に停止させるステップと、長辺フレームの少なくとも一方を前後方向に目的の位置まで移動させ、目標のスラブ厚みに設定するステップと、短辺フレームＡの着脱機構をそれぞれ解除して短辺フレームＡの全体を、前記移動装置よりそれぞれ取り外すステップと、目標のスラブ厚みに対応した幅を有する短辺フレームＢの全体を、短辺フレームＢの着脱機構を介して前記移動装置にそれぞれ係合するステップと、前記移動装置により短辺フレームＢをぞれぞれ前進させて所定のスラブ幅に設定するステップと、鋳造を再開するステップとを含むことによって、連続鋳造用モールドにおける、短辺フレームのその場交換方法ができる。なお、長辺フレームの移動のタイミングはスラブ厚みを増大方向に変更するか減少方向に狭まる方向変更するか、などに応じて適宜設定してよいし、複数回の移動を行っても良いことはいうまでもない。
ここで、上記ステップに加え、短辺フレームＡを前記移動装置より取り外すに先立ち、短辺フレームＡへの冷却水の供給をそれぞれ停止し、短辺フレームＡへの冷却水の供給管を短辺フレームＡよりそれぞれ取り外すステップを有し、かつ、短辺フレームＢの前記移動装置への係合後に、前記冷却水の供給管を短辺フレームＢにそれぞれ結合し、短辺フレームＢへの冷却水の供給をそれぞれ開始するステップとをさらに含むことが好ましい。
本発明により、連続鋳造用モールドにおいて、短辺フレームの銅板とバックフレームとを一体のまま容易にその場で取替可能となる。したがって、鋳片厚みを変更するために短辺側フレームをオンラインで短時間に取替えることが可能となるので、オンラインでの鋳片厚み変更が可能となる。
発明を実施するための最良の形態
本発明の好ましい第１の実施形態を、図１〜図７に示す。図１は第１の実施形態の側面図、図２は着脱機構の拡大図、図３は第１の実施形態の平面図、図４はその取り付け作動を示す説明図、図５〜７は冷却水配管の接続を示す詳細図である。
連続鋳造用モールド１は、例えば図３に示すように、固定側２ａ及び可動側２ｂからなる１対の長辺フレーム２を有し、その間に、短辺フレーム１０を挟んで締付けて矩形断面の空所を形成し、その上方から溶湯を注入し下方へスラブを引き出して連続鋳造する。短辺フレームの表側１１は鋳片側、裏側１２はその反対側とする。各フレームとも、鋳片側に、冷却用の銅板３１が設置されている。
図１および図３に示すように、移動装置２６は、上側ステッピングシリンダ２０、上側ステッピングシリンダ２０の可動部であるロッド（上側ロッド）２２、上側ロッド２２の先端に位置する（上側）ロッド先端ピン２１、下側ステッピングシリンダ２３、下側ステッピングシリンダ２３の可動部であるロッド（下側ロッド）２５、および、下側ロッド２５の先端に位置する（下側）ロッド先端ピン２４を有する。
ここで、ロッド先端ピン２１および２４が、後述の着脱機構の凹型部に係合される、移動装置の一部（先端部である必要はないが、以後簡単のため移動装置の先端部とも称する）に該当する。本実施形態では、上側の先端ピン２１は、短辺フレームとの係合部は略角柱形、ロッド２２との接続部は略円柱形とした。なお、下側の先端ピンは略円柱形とした。
連続鋳造中に、長辺フレーム２の締付を緩めてステッピングシリンダ２０、２３を前後進させることによって、短辺フレーム１０の位置を変更し、スラブの幅を変更することができる。
一方、スラブの厚さを変更するには、例えば次の手順による。図３の例で説明すると、長辺フレームの一方（可動側２ｂ）は、他方（固定側２ａ）を貫通するロッド４を介してウオームジャッキ５に結合されている。可動側長辺フレーム２ｂは、ウオームジャッキ５とロッド４とを有して構成される長辺フレーム移動装置３により、前後方向に移動し、モールドの空所断面の厚さを変更する。それと共に、短辺フレーム１０を、幅の異なる別の短辺フレームに取替える。本発明はこの短辺フレーム１０の取替をオンラインで実施できるようにするもので、短辺フレーム１０の背面１２に上側の着脱機構１３と、下側の着脱機構を構成する凹型部（下側）１７を設けてある。
上側の着脱機構１３は、図２に拡大して示すように、凹部１６を有する凹型部１５と、固定治具であるボルト１４とからなる。凹型部１５は開口部を下に向けて短辺フレームに取りつけられており、この凹型部は、凹部１６で上側のロッド先端ピン２１を係合できる形状になっている。
ボルト１４は、ボルト穴２７に沿って凹型部１５の背の部分（上方）より凹型部を貫通して先端ピン２１の少なくとも一部を貫通することにより、先端ピン２１を凹型部に固定する。固定治具としてボルトを用いることにより、固定治具による固定作業に必要な作業空間は非常に小さくて済む。
凹型部１５にあけたボルト穴２７ａは、ボルト径より若干大きくする。好ましいボルト穴径はボルト径＋０．１〜０．２ｍｍ程度である。また、ボルトのねじ山に対応するねじ山は、先端ピンにあけたボルト孔２７ｂにのみ設けてある。なお、ボルト穴２７ｂは先端ピンを貫通しても良い。
凹部１６は、係合されるピンと略同一の形状とする（ただし着脱できる限度において）ことが好ましい。ただし、本実施形態においては、係合された際に凹型部１５の壁部とピン２１との間に合計で0.1mm以上の隙間が生じるよう形状および寸法を定めることが好ましい。これは、前述のごとく、連続鋳造設備の周辺には粉体などが飛散・浮遊しており、前記隙間を設けないと粉が前記凹部に入り込んだ場合に着脱が困難になる可能性があるためである。
なお、隙間が大きすぎると、固定治具の位置合わせ（ここではボルト孔の位置合わせ）が煩雑となり、ガタも生じ易いので、隙間の上限は0.4mm程度、好ましくは0.2mm程度でとする。逆に隙間の上限が０．４ｍｍ以下であれば、前記の余裕を設けたボルト穴２７ａを通してボルト１４を差し込む際、芯出しが容易となる。
なお、本実施形態においては、固定治具で固定される移動装置の先端部は、断面が略正方形のピン状（略角柱状）であることが、好ましい。これは以下の理由による。
１つの理由は、角柱状の方が円柱状の場合に比べてボルトねじによる固定がより確実となることである。
他の理由としては、位置合わせの機能が高められるということがある。着脱機構の少なくとも１つは、短辺フレームの上下方向の位置合わせ機能を併せ持つことが好ましいが、これは固定治具を有する着脱機構にこの上下方向の位置合わせ機能を備えることが、好ましい（固定治具に固定された部分が最も動きにくいため）。上下位置合わせの目的には、凹部と先端ピンの、少なくとも上面の接触部が平面であることが好ましい。一方、このような形状で、前後方向（短辺フレームの前後方向）の位置合わせ機能も備えるためには、前後方向も平面状であることが好ましい。したがって角柱状が、上記好適条件を満たす最も簡単な形状となる。ここで、角柱の各角部を面取りすることは、なんら構わない。
ただし、略角柱状の先端部を採用する場合、とりわけ飛散粉末の悪影響を受けやすいので、前記隙間を確保することが強く勧められる。
なお、加工性の観点から、ピンは略円柱形のものをロッド先端に取付け、その後、短辺フレームとの係合部を略角柱形に加工することが好ましい。したがって、ロッドとの接続部は略円柱形で良い。
下側着脱機構は実質上凹型部１７（開口部下向き）のみで構成される。固定治具を有する上側着脱機構に係合する先端部として略角柱状ピンを用いた本実施例の場合、下側移動装置の先端部は略円柱状のピンとし、凹部１８はＵ字溝（窪みの底部の断面形状が略半円状）であることが好ましい。非固定式の着脱機構（固定治具を有しない着脱機構）においては、係合される先端部を略円柱状とした方が位置合わせ（とくに前後方向の位置合わせ精度が優先される）が行いやすく、飛散する粉体等を巻き込んでもあまり前後方向の位置精度が落ちないことが、上記構成を好適とする理由である。
図４はこの短辺フレーム１０の取付の説明図で、仮想線で示す短辺フレーム１０ａを矢印５４に示すように下降させ、下側の凹型部１７ｂが上下のロッド２２および２５の間に来るように（すなわちこれらのロッドと干渉しない位置に）位置させる（１０ｂ）。その後短辺フレーム１０ｂを矢印５０で示すように右方向に移動した後下方に移動させ、上下の移動装置先端部（ピン）２１、２４を上下の着脱機構１３、１７にそれぞれ係合させて取付ける。
なお、図４にはモールドフレームの上端面位置２８を参考のために記した。
このとき、上側ステッピングシリンダ２０のロッド先端ピン２１と、下側ステッピングシリンダ２３のロッド先端ピン２４は、ステッピングシリンダーのストロークの後退限界位置より、作業性を確保し得る程度に前進させた位置におくとよい。本実施例では後退限より２００ｍｍ前進させた。なお、上下ピンとも概ね同じ位置（短辺フレームの前後方向について）に停止しておくとよい。
上下の着脱機構のそれぞれの凹型部１５、１７に、上下の先端部（先端ピン）を係合させた後、ボルト１４ａを矢印５１で示されるように上方より、上側着脱機構および、それに係合された上側先端部に設けたボルト穴２７ａ、２７ｂにそれぞれ通し、ボルト１４を締める。ボルト１４は手作業で締めても良いし、機械により締めても良い。短辺フレームの取付け後、必要に応じて後述の冷却水配管を連結させて冷却水を流し、その後、鋳造位置（目的のスラブ幅位置）まで短辺フレームを短辺フレームの前後方向に移動させる。
短辺フレームを取り外す際は、この逆の手順で行う。すなわち、まず、短辺フレームを交換に好適な位置まで前後方向に移動させ、その位置に止める。続いて、必要に応じて冷却水を停止し冷却水配管を外す。その後、ボルトを緩め、除去した後、短辺フレームを矢印５０および５４と逆の方向に移動させて引き上げればよい。
取り付け、取り外しの際の短辺フレームの移動は、長辺フレームや移動装置（ここではステッピングシリンダー）に干渉することなく行えるのであれば、上記の方法に限定する必要はなく、例えば斜め方向の移動を含んでも良い。
また、当然のことであるが、短辺フレームの取付け、取り外しの際は、長辺フレームの間隔は長辺フレームの移動装置（ここではウオームジャッキ）３により短辺フレームの厚みａ（図３参照）以上にしておく必要がある。短辺フレームの交換作業後は、前記移動装置３により、所定の力で短辺フレームを挟みこむ。
以上の構造および手順により、短辺フレームの一体での着脱は極めて簡単にでき、オンラインでの短辺取替が可能となる。
図５は冷却水配管の着脱を示す側面図であり、図６はそのＡ−Ａ’面を短辺フレームの背面側より見た断面図である。また図７は図５のＢ−Ｂ’面を上方から見た平面図である。短辺フレーム１０は表面１１にモールド銅板３１を有し、銅板３１とフレーム本体との間に銅板側の冷却水路３２を有する。また、冷却水路３２に冷却水を供給する背面側水路３３もフレームの内部に有する。
ここで、銅板側冷却水路３２は、冷却効率の観点から、図７に示すように銅板に溝状に多数設けることが好ましい（正面図６では細部を省略し輪郭だけを記す）が、これに限定するものではない。背面側水路３３は本実施例では２本設けたが、この本数は必要な搬水量が確保できれば本数は特に限定しない。
短辺フレームを取りつける際は、モールド冷却水供給用ホース３４をモールド冷却水供給口４６にカップリング３５によって取付け、またモールド冷却水排水用ホース４４をモールド冷却水排出口４８にカップリング４５によって取付けることによって冷却配管を連結する。そして、その後冷却水の供給を開始する。
供給された冷却水は、図５〜７中に矢印６０でモールド水流を示すごとく、モールド冷却水供給用開口部７０を通って背面側冷却水路３３を通り、フレーム下部の配管７３（モールド冷却水銅管側供給用配管）を介して銅板側冷却水路３２に流れ込む。銅板側に入った冷却水は銅板側冷却水路３２を上方に流れた後、モールド冷却水排水用の開口部７１を通って排水用ホース４４に排水される。
一方、短辺フレームを取り外す際は、冷却水の供給を停止した後、モールド冷却水供給用ホース３４のカップリング３５を冷却水供給口４６から外し、同様にモールド冷却水排水用ホース４４のカップリング４５を冷却水排出口４８から外す。
冷却水供給用ホース３４および排水用ホース４４の着脱は手作業でも、機械で行ってもよいし、その順番も問わない。冷却水の供給機構はとくに図示しないが、一般的な設備でよい。
なお、連続鋳造スラブの幅表面を冷却するためのスプレー冷却水路４３が短辺フレームに設けられていることもあるが、この場合も同様にスプレー冷却水の供給口４７に、スプレー冷却水用ホース３６をカップリング３７を介して着脱すればよい。着脱および冷却水の供給・停止のタイミングは、フレームの冷却水と同じで良い。
接続時のスプレー冷却用水の流れは、図５〜７中に矢印６１（スプレー冷却水水流）で示すごとく、スプレー冷却水供給用開口部７２を通って短辺フレーム内の水路（配管でもよい）４３を流れ、短辺レードル下部のスプレー冷却水スプレー供給用の開口部７４を介して、スプレー冷却装置３８に供給される。
以上に述べたように、本発明によれば、冷却水配管の取付け、取外しに際して、短辺フレームの冷却水シールは取付け・取外しを行わないので、短辺フレームの取替に対してシール漏れに対する格別の配慮を必要とせず、常にシールを完璧な状態に保つことができる。また冷却水配管の取付け・取外しの作業も簡単である。
なお、図５中３９はフットロール（バルジング防止などの目的で設置されるサポートロール）で、短辺フレームに設けることが円滑な連続鋳造を図る上で好ましい。
また、モールドの上表面からの溶鋼の放熱防止（温度低下防止）と、連続鋳造用パウダー等の異物の混入防止のために、モールド固定カバー４２およびモールド可動カバー４１が、短辺フレームの上方に別個取付けられていることがあり、これらが短辺フレーム交換のための搬送空間と干渉する場合がある。その場合は短辺フレームの交換に先立ち可動カバー４１を一旦取り外し、交換の終了後にまた取付ければよい。固定カバー４２については、通常は全体を外す必要はなく、上部の覆い板を必要なだけずらせばよい。
本発明の好ましい第２の実施形態を、図８〜図１１に示す。図８は第２の実施形態の側面図、図９はその平面図、図１０はその取り付け作動を示す説明図、図１１は冷却水配管の接続を示す詳細図（側面図）である。
連続鋳造用モールド１、１対の長辺フレーム２、移動装置２６’などは、上側の移動装置の先端部（ピン）２１’の形状を除き、第１の実施形態と同様である。また短辺フレーム１０’においても、上側の着脱機構１３’の構造以外は第１の実施形態と同一である（図８、図９）。
図８から分かるように、この実施形態においては、着脱機構１３’は、前記凹型部１５’の開口部が短辺フレーム１０’の背面１２の方を向いており、かつ凹型部１５’の下方側の壁の一部が開口されており、さらに前記固定治具が、上部より挿入されるコッタ１９である。
別の表現を用いると、凹型部１５’は水平突起設部とその先端垂下部と垂下部の下端の短い水平戻り部とから成る形状といってもよい。また、下に開口した鈎型、下辺の短いコの字状、Ｊ字状（ただし角張っていても良い）と表現することも出来る。
先端ピン２１’はこの鉤部の底の凹部１６’に係止される。すなわち、下辺の短いコの字の内側にロッド先端ピン２１’が抱持されるような形で係止される。
そして、下辺の短いコの字の内側に係止したロッド先端ピン２１’と、短辺フレーム１０’の背面１２との間に、コッタ１９が挿入され、ピンと鈎の離脱が防止される（すなわちピンが凹型部１５’に固定される）。
コッタは上下動自在で、上方から挿脱するテーパを側面に有し、上方から押し下げてロッド先端ピンと２１’短辺フレーム１０’の背面１２との間に挿入され、ロッド先端ピンと２１’を凹型部１５’に固定する。
ロッド先端ピン２１’は係合作業の作業性の観点から、略円柱状が好ましいが、コッタ１９と接する部分は正方形横断面としておくと、コッタ１９とのなじみがよく好ましい。コッタ１９は手動で挿脱できるように図示省略したハンドルや取付具を取付けておくとよい。
図１０はこの短辺フレーム１０’の取付の説明図で、第１の実施様態の場合と同様に、下側の凹型部１７ａが上下のロッド２２および２５の間に来るように位置させた後（１０ａ’）（下降前の図は省略した）、短辺フレーム１０ａ’を矢印５２で示すように右方向に移動した後下方に移動させ、上下の移動装置先端部（ピン）２１’、２４を上下の着脱機構１３’、１７にそれぞれ係合させて取付ける。
これに先立つ先端ピンの位置決めの際、上側ステッピングシリンダ２０のロッド先端ピン２１’は、下側ステッピングシリンダ２３のロッド先端ピン２４より少し前進させた位置に停止しておき、下側のロッド先端ピン２４が下側の着脱機構の凹型部１７に係合したとき、上側ステッピングシリンダ２０のロッド先端ピン２１’を後退させると、ピン２１’は鈎形の凹型部１５’の内側に抱持される。次いでコッタ１９ａを矢印５３で示されるように上方より挿入する。挿入されたコッタ１９を押下げるとピンとフックとの固定が完了する。
短辺フレーム１０’を離脱するときは、上記と逆の手順とすればよい。この場合、コッタ１９を上方に除去後、上側のロッド先端ピン２１’を少し前進させることにより、上側の着脱機構における離脱作業がスムーズに進む。
従って、本実施形態においても、短辺フレームの着脱は極めて簡単にでき、オンラインでの短辺取替が可能となる。
図１１は冷却水配管の着脱を示すものである。冷却水配管の着脱に関する各部は第１の実施の形態と同様であり、その着脱手順も同様である。
第２の実施形態においても、冷却水配管の取付、取外しによって短辺フレームの冷却水シールは短辺フレーム取替のときに取外し取付を行わないので、短辺フレームの取替に対して格別の配慮を必要とせず、常に完璧な状態に保たれる。
以上、２つの実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、短辺フレームの移動装置としてステッピングシリンダを採用する必要はなく、通常の油圧シリンダ（位置検出は例えばガイドロッドと位置センサーを組合せたもので行う）、ウオームジャッキと油圧モータ（位置検出は例えば回転検出装置で行う）、シルナックシリンダーなどを用いることが出来るが、ステッピングシリンダはとくに位置決めの精度が高いため、好ましい。なお長辺フレームの移動装置にも前記のいずれも使用できるが、設置・作業スペースやパワーの面でウオームジャッキが好適である。
また、移動装置として、上下２個のステッピングシリンダを採用したが、ステッピングシリンダ等の移動機構の個数はとくに限定しない。ただし、連続鋳造中のスラブ幅変更に際し、短辺フレームを一旦傾けることにより、徐々に厚みを変更することが好ましく、この目的のためには少なくとも上下に２個の移動機構があることが好ましい。他方、３個以上設置するメリットはあまりないので、短辺フレームがとくに重いなどの場合を除けば、コスト上は移動機構は２個とすることが好ましい。したがって、着脱機構も一般には上下２箇所に設置することが好ましい。
２個以上の移動機構と係合させる場合、固定治具は、どの着脱機構に設けても良い。しかしながら、上側に位置するの着脱機構に固定治具を装備する方が、一般には作業性、確認の容易性の観点から好ましい。
また、作業性の観点から固定治具は、各短辺フレームに１つとすることが好ましいが、２つ以上の着脱機構に設けてもよいのは無論である。
固定治具を設ける着脱機構は、上記の例に限定されず、どのようなものでもよい。例えば移動装置先端部（ピン）を挟むような係合方法を用いても良いが、前記先端部に掛かるフック形状を基本とすることが着脱作業性と固定性の両立が容易であり、好ましい。フック形状型のバリエーションとして、例えば第２の実施様態において、Ｊ字型の開口部を左右で上下別の向きにあけ、ロッドの回転により係合位置にピンを移動させる方法も考えられる。ただし第１、第２の実施様態の方が作業性には優れる。
固定治具は上記の他にキーあるいは一般的な楔、掛け金など、あるいはこれらの組合せ（例えば楔とボルト）が考えられる。なお固定治具は、上方から挿入する方式のものが、作業性および固定状況の確認の観点から、好ましい。
固定治具を設けない着脱機構は、単純に下向きの凹型部を有するものとすることが、作業性およびコスト上好ましいが、これに限定されるものではない。例えば短辺フレームの前後方向に凹型部を有するものでも着脱は可能である。ただし、前後方向に凹型部を設けると、鋳込み中に鋳片の幅変更を行うなどの場合に前後方向に大きな力が掛かるため、（固定治具着き着脱機構の）固定治具に負担が掛かり、当該固定治具の強度が必要となる。このため下向きの凹型部が最も好ましい。
上記着脱機構と係合する、移動装置の先端部は、前述のピンに限定されず、例えばロッド先端に直接切りこみを入れ、着脱機構が当該切り込みを挟み込むようにすることもできる。しかし固定の容易さと強度の面でピンが最も好ましい。
短辺フレームには、前述の冷却スプレーやフットロールなどの他にも、連続鋳造の操業に役立つ付帯設備を設置することが出来る。例えば、ブレークアウト予知用の熱電対を短辺フレームに取付けることが考えられる。この場合、冷却水配管の着脱と同様のタイミングで、配線の離結線を行えば良い。なお、フットロールは１段である必要はなく、鋳造速度などに応じて複数段設けても良い。
また、短辺フレーム内の冷却水水路（配管）は、例示されたものに限定されず、たとえば銅板内の水路は幅広でもよいが、知り得る限りでは例示された形式のものが最も効率が良い。また、モールド冷却水供給・排水口を短辺フレームの下端側に取付けても良いが（従来はこの形式が多い）、作業性の観点から、上端側に取付ける方が好ましい。なお、冷却水の排水経路に変えて、例えばスプレー冷却水路等に排水を供給してもよい。
長辺フレームは、一方を固定、他方を可動とすることが一般的であるが、両方を可動とすることも理論的には可能である。ただし、長辺フレームは鋳片のパスラインを出す上で重要な設備であり、寸法・形状などの品質管理上は一方を固定する方が、モールド交換時の芯出しが容易であり、好ましい。
本発明の方法はスラブの連続鋳造に好適である。スラブ以外の形状の鋳片、例えばブルームビレットなどにも適用は可能であるが、モールド直下の専用体部のロール調整が難しい。このため、スラブの連続鋳造への適用が最も効果的である。
スラブの大きさとしては幅８００〜２５００ｍｍが好適範囲であるが、この範囲に限定されるものではない。また厚みについては本発明の性質上広い自由度を有するが、一般には２００〜３００ｍｍの用途が多い。なお、とくに厚みの種類を多く持つ連続鋳造設備に対し、この発明は効果が大きい。
実施例
本発明の第１の実施形態（図１〜７）に従った短辺フレームおよび連続鋳造モールドを、鋼スラブの連続鋳造ラインに適用した。ここで、スラブの断面寸法は幅１８００〜２５００ｍｍで、厚みは２１５ｍｍ、２６０ｍｍ、３１０ｍｍの３種類とした。連続鋳造速度は約１．０ｍ／分とした。短辺フレームは厚みごとに各４組を用意し、短辺フレームの交換頻度は約１５回／月であった。なお、先端ピン２１と凹型部１５との隙間は０．２ｍｍとし、ボルトの固定・解除作業は手作業とした。また、上側の先端ピン２１の、凹型部１５と係合する部分は一辺約50mmの角柱状（面取りあり）とし、その他の部分と、下側の先端ピン２４は直径約60mmの円柱状とした。
従来のモールドの設定厚みの変更は、モールド本体をクレーンにより吊り出し、予め別の厚みの短辺フレームをセットした代わりのモールドを再セットして実現していた。このためクレーンの段取り、カバー等の全取り外し、吊り上げ時の蒸気対策のための待機時間等で、交換に約９０分掛かっていた。
しかし、本実施例においては、短辺フレーム取替のみで厚み設定変更が可能なので、所要時間は３０分弱（片方当たり約１５分）であり、大幅な時間短縮となった。またカバー等を取り外したりしないので蒸気などが上がらないため、作業環境が改善されたとの評価をオペレーターより得た。
産業上の利用の可能性
本発明によれば、短辺フレームと移動装置との接続機構を凹型構造とし、容易に装脱ができる固定方式とすることにより、オンラインでの短辺フレーム交換が容易かつ短時間で可能となり、このためモールド厚みの変更も短時間で可能となる。
また短辺フレームが一体構造となっているため、従来の分割交換型に比べ、短辺フレームの表面と裏面との間の冷却水のシール不良等も全く心配ない。
さらに、短辺フレームを薄くすることができるため、既設の連続鋳造モールドを改造する場合でも、鋳造可能なスラブ幅を狭くすることなく、本発明を適用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の第１の実施様態の側面図である。
図２は本発明の第１の実施様態における、着脱機構の拡大図である。
図３は本発明の第１の実施様態の平面図である。
図４は本発明の第１の実施様態における、短辺フレーム取付け操作の説明図である。
図５は本発明の第１の実施様態の配管取付詳細図（側面図）
図６は本発明の第１の実施様態の配管取付詳細図（短辺フレームた断面図）である。
図７は本発明の第１の実施様態の配管取付詳細図（平面図）である。
図８は本発明の第２の実施様態の側面図である。
図９は本発明の第２の実施様態の平面図である。
図１０は本発明の第２の実施様態における、短辺フレーム取付け操作の説明図である。
図１１は本発明の第２の実施様態の配管取付詳細図（側面図）である。
符号の説明
１ モールド
２ 長辺フレーム
２ａ 長辺フレーム（固定側）
２ｂ 長辺フレーム（可動側）
３ 長辺フレーム移動装置
４ ロッド
５ ウオームジャッキ
１０、１０ａ、１０ｂ、１０’、１０ａ’ 短辺フレーム
１１ 短辺フレームの表面
１２ 短辺フレームの背面
１３、１３’ 着脱機構（上側）
１４、１４ａ ボルト（固定治具）
１５、１５’ 凹型部（上側）
１６、１６’ 凹部（上側）
１７、１７ｂ 凹型部（着脱機構）（下側）
１８ 凹部（下側）
１９、１９ａ コッタ（固定治具）
２０ ステッピングシリンダ（上側）
２１、２１’ ロッド先端ピン（上側）
２２ ロッド（上側）
２３ ステッピングシリンダ（下側）
２４ ロッド先端ピン（下側）
２５ ロッド（下側）
２６、２６’ 移動装置
２７ ボルト穴
２７ａ ボルト穴（凹型部）
２７ｂ ボルト穴（ロッド先端ピン）
２８ モールドフレーム上端面
３１ モールド銅板
３２ 冷却水路（銅板側）
３３ 冷却水路（背面側）
３４ モールド冷却水供給用ホース
３５ カップリング（モールド冷却水供給用）
３６ スプレー冷却水供給用ホース
３７ カップリング（スプレー冷却水供給用）
３８ スプレー冷却装置
３９ フットロール（サポートロール）
４１ モールド可動カバー
４２ モールド固定カバー
４３ 冷却水路（スプレー冷却水用）
４４ モールド冷却水排水用ホース
４５ カップリング（モールド冷却水排水用）
４６ 冷却水供給口（モールド冷却水用）
４７ 冷却水供給口（スプレー冷却水用）
４８ 冷却水排出口（モールド冷却水用）
５０〜５４ 矢印（移動を表示）
６０ 水流（モールド冷却水）
６１ 水流（スプレー冷却水）
７０ 開口部（モールド冷却水供給用）
７１ 開口部（モールド冷却水排水用）
７２ 開口部（スプレー冷却水供給用）
７３ 配管（モールド冷却水銅板側供給用）
７４ 開口部（スプレー冷却水スプレー供給用）
ａ モールド厚み

Claims (5)

1. 少なくとも一方が前後方向に可動な１対の長辺フレームと、
   前記１対の長辺フレームに挟まれた、前後方向に可動な１対の短辺フレームと、
   前記短辺フレームのそれぞれを前後方向に移動させるための上下１対の移動装置を有し、
   前記短辺フレームとそれを移動させる前記移動装置がそれぞれ、前記短辺フレームの背面に設置された上下の着脱機構を通じて係合されており、
   前記着脱機構は、移動装置の可動部と係合する凹部を有する凹型部を有し、
   前記移動装置の可動部は前記凹部に係合する凸部を備え、
   各短辺フレームごとに、少なくともいずれかの前記着脱機構が、前記移動装置の可動部を前記凹型部に固定する固定治具を有し、
   前記凹型部が下方向に開口部を有し、
   前記固定治具が、上部より凹型部の背面および前記移動装置の少なくとも可動部を貫通するボルトねじであり、
   前記凹型部の、前記移動装置の可動部を挟む壁の間隔を、前記移動装置の可動部の寸法より０．１〜０．４ｍｍ大きくしたことを特徴とする連続鋳造用のモールド。
2. 前記固定治具を有する着脱機構の、前記凹部に固定される前記移動装置の可動部が、略角柱状の形状をしていることを特徴とする請求項１に記載の連続鋳造用のモールド。
3. 前記凹型部が下方向に開口部を有するものに代り前記凹型部の開口部が前記短辺フレームの背面に向いており、かつ凹型部の下方側の壁の一部が開口されており、さらに前記固定治具が、上部より凹型部の背面および前記移動装置の少なくとも可動部を貫通する上記ボルトねじに代り上部より挿入されるコッタであることを特徴とする請求項１に記載の連続鋳造用のモールド。
4. 前記短辺フレームが、冷却水路をその内部に有することを特徴とする請求項１に記載の連続鋳造用のモールド。
5. 前記冷却水路の供給口および／または排水口を、前記短辺フレームの上端側に設けたことを特徴とする請求項１に記載の連続鋳造用のモールド。

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