JP4970529B2 - 連続鋳造設備の鋳片案内装置 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1には、鋳片の流れ方向に沿って複数組のドライブロールを備えた鋳片案内装置が記載されている。ドライブロールは、鋳片を挟み込んで案内できるように1組(一対)設けられ、駆動モータからの駆動力が減速機を介して伝達する構成とされている。この特許文献1の鋳片案内装置では、減速機にウォーム減速機が用いられている。
第1の理由は、設置スペースの制約に関係するものである。つまり、生産性が要求される近年の連続鋳造設備では多ストランドの連続鋳造が行われることが多く、多ストランドの連続鋳造設備では鋳片案内装置を水平方向に並べて鋳造が行われる。つまり、鋳片案内装置の両側には別の鋳片案内装置があり、駆動モータなどの設置スペースを側方に確保できないことが多い。このような場合であっても、直交方向に駆動力を伝達できるウォーム減速機を用いていれば、別の鋳片案内装置と駆動モータなどとの間に位置的な干渉が起きる心配がない。
即ち、本発明の連続鋳造設備の鋳片案内装置は、鋳片を挟持するドライブロールが鋳片の流れ方向に沿って複数配備され、当該ドライブロールを回転駆動する駆動力を発生する複数の駆動モータと、前記ドライブロールの回転軸心と直交する方向から入力された駆動モータの駆動力を減速しつつ前記ドライブロールに伝達するウォーム減速機と、前記ドライブロールの回転速度及び/又は前記駆動モータの駆動力を制御する制御部と、を備えた鋳片案内装置であって、前記ウォーム減速機は、前記ドライブロールのうち鋳片の引き抜き速度を付与する基準ドライブロール以外のドライブロールである非基準ドライブロールについては、当該非基準ドライブロールで発生した負荷を駆動モータに伝達する構成となっており、前記制御部は、前記非基準ドライブロールで発生した前記駆動モータの負荷に基づいて、当該負荷が発生した駆動モータに連結する非基準ドライブロールの回転速度及び/又は前記駆動モータの駆動力を制御することを特徴とする連続鋳造設備の鋳片案内装置。
上述したウォーム減速機で大きな減速比を賄えば、1次減速機の能力を小さくでき、1次減速機やユニバーサルスピンドルにコンパクトなものを採用することも可能となるからである。
図1は、本発明の鋳片案内装置1が設けられた垂直型の連続鋳造設備2を示している。
連続鋳造設備2は、ブルーム、ビレットまたはスラブなどの鋳片Sを連続的に鋳造する設備であって、取鍋3から供給される溶鋼を一時的に貯留する有底箱形のタンディッシュ4と、このタンディッシュ4の底部に設けられた浸漬ノズル5から溶鋼が供給される鋳型6と、鋳型6の下部に鋳造方向(長手方向)に沿って設けられた鋳片案内装置1とを有している。連続鋳造設備2では、鋳片案内装置1を用いて鋳型6から鉛直下方に向かって断面が略矩形状とされた長尺の鋳片Sを引き抜くことで鋳造が行われる。
ドライブロール9は、幅方向に沿った長さが鋳片Sの広面側の幅より長くなるように形成されており、鋳片Sの広面に全幅に亘って接するように構成されている。ガイドロール8は、水平方向に距離をあけて1組設けられていて、いずれもフレーム7に対して水平方向(図1の紙面における紙面貫通方向)に沿った軸回りに回動自在とされており、互いのロール間に鋳片Sを挟み込んで案内できる構成となっている。
図2に示す如く、本実施形態の鋳片案内装置1では、ガイドロール8は、鋳片Sの流れ方向に沿って6組連続して設けられ、その下側にはドライブロール9が3組連続して設けられている。このようにして、ガイドロール8とドライブロール9とがそれぞれ複数組ずつ交互に入れ替わって配備されている。
図3〜図5に示すように、ウォーム減速機11は、駆動モータ10からユニバーサルジョイント17を介して伝達されてきた駆動力を減速しつつドライブロール9に伝達するものであり、反基準側のドライブロール9aと基準側のドライブロール9bとのそれぞれに設けられている。ウォーム減速機11は、それぞれドライブロール9の軸部に取り付けられてドライブロール9と一体に回転するウォームホイール13と、それぞれのドライブロール9の軸心と直交する方向に取り付けられてウォームホイール13に噛み合うウォーム14と、このウォーム14を回転させるウォーム軸15とを備えている。反基準側のウォーム軸15と基準側のウォーム軸15との間には、駆動モータ10からの駆動力を2つのロールに2分して伝達するカップリング16が設けられている。
このようなウォーム減速機11に対して、本発明の鋳片案内装置1は、ドライブロール9で発生した負荷が駆動モータ10に伝達されるウォーム減速機11を用いることを特徴としている。具体的には、このようなウォーム減速機11は、進み角γが非セルフロック領域に設定されたウォーム14を有するようなものであり、一般的には減速比が1/40以下、例えば1/20、1/30とされたものである。
ウォーム14の進み角γは、上述のように、ウォーム14を側方から見た場合にウォーム14の歯18がウォーム軸15の軸心に対して為す角度である。このウォーム14の進み角γを横軸にとり、ウォーム14とウォームホイール13との間の静摩擦係数μを縦軸にとって両者の関係を示したものが、セルフロック限界特性線図である。
速度検出器24は、駆動モータ10の駆動軸に取り付けられて、この駆動軸の回転速度から駆動モータ10の回転速度を検出するものであり、本実施形態ではPLG(Pulse Logic Generator)が用いられている。この速度検出器24は、それぞれの駆動モータ10に一つずつ取り付けられており、それぞれの駆動モータ10の回転速度を検出して制御部12に送っている。
速度制御部22には、予め鋳片Sの鋳造速度が与えられており、鋳片Sが予め与えられた鋳造速度となる基準ロール9cの回転速度を算出できるようになっている。速度制御部23では、このようにして算出された基準ロール9cの回転速度と、速度検出器24で実際に検出された駆動モータ10の回転速度との差分が算出される。そして、算出された差分を速度指令にフィードバックし、フィードバックされた速度指令を駆動制御部23の速度制御部に出力することで、駆動モータ10の回転速度が予め与えられた鋳造速度に対応したものになるように制御を行っている。
すなわち、基準ロール9cをPI制御で駆動するようにし、基準ロール9c以外のドライブロール9をP制御で駆動するようにして、基準ロール9cのトルクを基準ロール9c以外のドライブロール9のトルク補償として制御に用いることもできる。
つまり、本発明のように進み角γが非セルフロック領域に設定されたウォーム14を有するようなウォーム減速機11、一般的には減速比が1/40以下のウォーム減速機11を用いていれば、ウォーム減速機11でセルフロックが起きることがなくドライブロール9で発生した負荷が駆動モータ10にも伝達するため、ドライブロール9の負荷を見ながらドライブロール9の負荷に応じて複数の駆動モータ10の出力を確実に調整することができる。
特に、垂直型の連続鋳造設備のように鋳片Sからの落下力が直にドライブロール9に加わる場合には、複数の駆動モータ10は回生状態(駆動モータ10が回されている状態)と力行状態(駆動モータ10により回っている状態)とのいずれかになっており、駆動状態に合わせて駆動モータ10の出力を調整する必要がある。このような場合であっても、ドライブロール9の負荷に応じて駆動モータ10の出力を調整する本発明の鋳片案内装置であれば、駆動状態に合わせて複数の駆動モータ10の出力を効率的に制御することが可能になり、負荷が過大になってウォーム減速機11が破損される心配もない。
本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、発明の本質を変更しない範囲で各 例えば、上記実施形態では垂直型の連続鋳造設備2に設けられた鋳片案内装置1を例に挙げて、本発明の鋳片案内装置1を説明した。しかしながら、本発明の鋳片案内装置1は、例えば垂直曲げ型の連続鋳造設備2に設けられたものにも用いることもできる。
上記実施形態では、反基準側のドライブロール9aと基準側のドライブロール9bとを1台の駆動モータ10で駆動するものを例に挙げたが、本発明の鋳片案内装置1は、例えば鋳片Sを保持する能力に問題が生じない範囲で、基準側または反基準側のいずれか一方のみをドライブロール9とし、他方をフリーロールとしてもよいし、反基準側のドライブロール9aと基準側のドライブロール9bとをそれぞれ個別に駆動する構成としてもよい。
2 連続鋳造設備
3 取鍋
4 タンディッシュ
5 浸漬ノズル
6 鋳型
7 フレーム
8 ガイドロール
9 ドライブロール
9a 反基準側のドライブロール
9b 基準側のドライブロール
9c 基準ロール
10 駆動モータ
11 ウォーム減速機
12 制御部
13 ウォームホイール
14 ウォーム
15 ウォーム軸
16 カップリング
17 ユニバーサルジョイント
18 歯
19 ねじ部
20 1次減速機
21 負荷制御部
22 速度制御部
23 駆動制御部
24 速度検出器
γ 進み角
μ 静摩擦係数
L セルフロック限界特性線
S 鋳片
Claims (7)
- 鋳片を挟持するドライブロールが鋳片の流れ方向に沿って複数配備され、当該ドライブロールを回転駆動する駆動力を発生する複数の駆動モータと、前記ドライブロールの回転軸心と直交する方向から入力された駆動モータの駆動力を減速しつつ前記ドライブロールに伝達するウォーム減速機と、前記ドライブロールの回転速度及び/又は前記駆動モータの駆動力を制御する制御部と、を備えた鋳片案内装置であって、
前記ウォーム減速機は、前記ドライブロールのうち鋳片の引き抜き速度を付与する基準ドライブロール以外のドライブロールである非基準ドライブロールについては、当該非基準ドライブロールで発生した負荷を駆動モータに伝達する構成となっており、
前記制御部は、前記非基準ドライブロールで発生した前記駆動モータの負荷に基づいて、当該負荷が発生した駆動モータに連結する非基準ドライブロールの回転速度及び/又は前記駆動モータの駆動力を制御することを特徴とする連続鋳造設備の鋳片案内装置。 - 前記ウォーム減速機は、進み角が非セルフロック領域に設定されたウォームを有していることを特徴とする請求項1に記載の連続鋳造設備の鋳片案内装置。
- 前記ウォーム減速機は、1/40以下の減速比で前記駆動力を減速するように設定されていることを特徴とする請求項1または2に記載の連続鋳造設備の鋳片案内装置。
- 前記鋳片案内装置は、垂直型の連続鋳造設備に配備されていることを特徴とする請求項1〜3にいずれかに記載の連続鋳造設備の鋳片案内装置。
- 前記連続鋳造設備は複数の鋳片を垂直方向に案内できるように鋳片毎に鋳片案内装置を備えており、
前記ウォーム減速機は、隣接し合う鋳片の間に配備されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の連続鋳造設備の鋳片案内装置。 - 前記ウォーム減速機と駆動モータとの間には、前記駆動モータの駆動力を減速しつつウォーム減速機に伝達する1次減速機が備えられており、
前記鋳片案内装置は、前記1次減速機で減速された駆動力を前記ウォーム減速機でさら
に減速してドライブロールに伝達する構成とされていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の連続鋳造設備の鋳片案内装置。 - 前記ドライブロール及び当該ドライブロールに駆動力を付与する駆動モータは、前記鋳片の流れ方向に沿って複数備えられており、
前記制御部は、それぞれの駆動モータの負荷を検出し、検出された負荷が予め定められた負荷を超過する場合には、超過分の負荷を他の駆動モータに分担させる負荷分担制御を行う構成とされていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の連続鋳造設備の鋳片案内装置。
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