WO2017135390A1 - 鋳片反り検出装置、及び鋳片の反り検出方法 - Google Patents

鋳片反り検出装置、及び鋳片の反り検出方法 Download PDF

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俊太郎 今井
亮輔 ▲高▼田
充利 浄▲徳▼
裕陽 内山
光高 服部
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新日鐵住金株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a slab warpage detection device for detecting warpage of a slab drawn from a mold in a continuous casting facility, and a slab warpage detection method using the slab warpage detection device.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2016-018309 for which it applied to Japan on February 2, 2016, and uses the content here.
  • the slab When continuously casting a slab in a continuous casting facility, the slab may not be uniformly cooled due to water leakage from the cooling water piping or clogging of the spray tip, and the slab may be warped. If the amount of warpage of the slab exceeds a predetermined amount, the slab may interfere with the conveying device and the operation may be stopped.
  • Patent Document 1 proposes a method of correcting a slab warp with a reduction roll in a slab transport table.
  • Patent Documents 2 and 3 propose a method of correcting the slab warpage by defining the cooling condition of the slab.
  • a method for correcting warpage of a slab is disclosed, but means for detecting warpage of the slab and means for detecting the amount of warpage are disclosed. Absent. For example, it is conceivable to measure the displacement of the slab with a laser displacement meter, etc., but in a continuous casting facility, the operating environment is bad and the laser displacement meter etc. will deteriorate early due to heat, steam, etc. It is considered that the displacement of the slab cannot be measured stably for a long time.
  • the present invention has been made in view of the above-described situation, and can detect the warpage of a slab pulled out from a mold at an early stage and can detect the amount of warpage, and
  • An object of the present invention is to provide a slab warpage detection method using this slab warpage detection device.
  • a slab warpage detection device is a slab warpage detection device that detects warpage of a slab drawn from a mold in a continuous casting facility.
  • a pair of pressing rolls that sandwich the slab, and a moving means that supports the pair of pressing rolls so as to be movable in the thickness direction of the slab
  • position detecting means for detecting the position of the pressing roll in the thickness direction of the slab.
  • the pair of pressing rolls that sandwich the slab the moving means that supports the pair of pressing rolls so as to be movable in the thickness direction of the slab, and the slab Since the position detection means for detecting the position of the pressing roll in the thickness direction of, the pair of pressing rolls will move in the thickness direction of the slab following the shape of the slab, By detecting the positions of the pair of pressing rolls in the thickness direction of the slab, it is possible to detect warpage of the slab and to accurately detect the amount of warpage. Moreover, the curvature state of a slab can be detected continuously.
  • warping means displacement of a position in a direction perpendicular to the drawing direction of the slab when considering a cross section including the drawing direction of the slab.
  • warpage in the thickness of the slab is set as an object of detection by the slab warpage detection device.
  • the thickness direction of the slab is the thickness direction of the slab immediately below the roll segment.
  • the said press roll and the said moving means are arrange
  • the displacement amount of the position of the pressing roll in the thickness direction of the slab exceeds a predetermined value, for example, pressing of the pair of pressing rolls is performed. It is preferable to correct the warp of the slab by adjusting the pressure balance.
  • the predetermined amount of displacement of the position of the pressing roll in the thickness direction of the slab is a warp that can be stably conveyed without the slab riding on the lower conveyance roll based on past results. This is a value obtained from the allowable value of the quantity.
  • This predetermined value is set according to the roll size of the lower transport roll.
  • the pressing force of the pair of pressing rolls is adjusted so that the slab is warped early. Therefore, it is possible to avoid operation stoppage due to warpage of the slab. That is, about the slab conveyed at the predetermined
  • the slab having a center solid phase ratio of 70% or more may be detected.
  • the slab does not expand due to static pressure, and warpage can be detected more accurately.
  • the continuous casting equipment may be a vertical type.
  • the warp of the slab that is transported without being bent or the like after being pulled out from the mold is detected at an early stage, and the amount of warpage is determined. Can be detected.
  • a method for detecting slab warpage according to one aspect of the present invention includes a slab warpage using the slab warpage detection device according to any one of (1), (3), and (4).
  • the slab is sandwiched between a pair of the pressing rolls, and the pressing when the pair of pressing rolls moves in the thickness direction of the slab following the shape of the slab.
  • the position detecting means By detecting the position of the roll by the position detecting means, the warpage of the slab is detected.
  • the pair of pressing rolls follows the shape of the slab and moves in the thickness direction of the slab.
  • the position detecting means By detecting the position of the pressing roll at this time by the position detecting means, it is possible to detect the warpage of the slab at an early stage and to accurately detect the amount of warpage.
  • the slab may be pressed and sandwiched between the pair of pressing rolls with the same pressing force.
  • the pressing forces do not need to be exactly the same, and there may be a difference in pressing force that does not deform the slab.
  • the allowable difference in pressing force varies depending on the material of the slab, the cross-sectional shape, etc., but it is usually preferably 20 t or less.
  • a slab warpage detection method is a slab warpage detection method using the slab warpage detection device according to any one of (2) to (4).
  • the position of the pressing roll when the pair of pressing rolls moves in the thickness direction of the slab following the shape of the slab, with the slab sandwiched by the pair of pressing rolls. Is detected by the position detecting means, and when the amount of displacement of the position of the pressing roll in the thickness direction of the slab exceeds a predetermined value, the pair of the pressing pieces is detected.
  • the pressing force by the roll is adjusted to correct the slab warpage.
  • the slab warpage detection method of this configuration since the above-described slab warpage detection device is used, it is possible to detect warpage of the slab at an early stage and to accurately detect the warpage amount.
  • the displacement amount of the position in the thickness direction of the said slab of the said press roll exceeds predetermined value, it is set as the structure which adjusts the pressing force by a pair of said press roll, and correct
  • a slab warpage detection device capable of detecting warpage of a slab pulled out from a mold at an early stage and detecting the amount of warpage, and the slab warpage detection device. It is possible to provide a method for detecting the warpage of a slab using the slab.
  • a continuous casting facility 10 shown in FIG. 1 includes a mold 11, a roll segment 13 that is arranged in a plurality of stages below the mold 11 and supports the cast piece 1 drawn from the mold 11, and a cutting machine that cuts the cast piece 1. 15 and a lower continuous roll 17 that supports and transports the slab 1 on the lower side of the cutting machine 15.
  • the slab 1 is pressed and sandwiched by a pair of pressing rolls 21 with the same pressing force, but the pressing roll 21 may be in contact with the slab 1. .
  • the slab curvature detection apparatus 20 which concerns on this embodiment is arrange
  • FIG. 1 the slab warpage detection device 20 is directly below the roll segment 13 (in the upstream side of other devices downstream of the roll segment 13 in the direction in which the slab is conveyed). It is preferable to be provided. That is, the warpage of the slab 1 cooled in the roll segment 13 can be detected by the slab warpage detection device 20 before passing through another process (before the slab 1 is conveyed to another device). preferable. By comprising in this way, the curvature of the slab 1 can be detected at an early stage, and the amount of warpage can be detected. As shown in FIGS.
  • the slab warpage detection device 20 includes a pair of pressing rolls 21 (21 ⁇ / b> A, 21 ⁇ / b> B) that press and hold the slab 1, and the pressing roll 21 in the pressing direction of the slab 1.
  • the moving means 24 movably supported by F and the position detecting means 28 for detecting the position of the pressing roll 21 in the pressing direction F are provided.
  • a pair of pressing rolls 21 (21 ⁇ / b> A, 21 ⁇ / b> B) that sandwich the slab 1 from its plate thickness direction is provided in two stages in the drawing direction of the slab 1.
  • the moving means 24 that supports the pressing roll 21 includes a cylinder 25 that is fixed to the frame 29, and a rod portion 26 that is arranged so as to be able to protrude and retract in the horizontal direction from the cylinder 25.
  • a pressing roll 21 is disposed at the tip.
  • the moving means 24 is composed of eight cylinders 25 each having a rod portion 26.
  • One pressing roll 21 is disposed on the tip of the pair of rod portions 26.
  • the four pressing rolls 21 are supported by the four pairs of rod portions 26.
  • the position detection means 28 is installed on the rod portion 26 of each cylinder 25 and detects the position in the pressing direction F of the pressing roll 21 disposed at the tip of each rod portion 26. As shown in FIG. 1, each position detection unit 28 is connected to the control device 30, and information on the position in the pressing direction F of the pressing roll 21 detected by the position detection unit 28 is transmitted to the control device 30. .
  • the slab 1 drawn out from the mold 11 is fixedly supported by the roll segment 13 and drawn out downward in the vertical direction.
  • the roll segment 13 is provided with cooling means.
  • the slab 1 is cooled by the cooling means provided in the roll segment 13, and solidification progresses at the outlet portion of the roll segment 13 to such an extent that the slab 1 does not expand due to static pressure.
  • the central solid phase ratio is 70% or more.
  • the slab warpage detection device 20 may be provided between the roll segment 13 and the cutting machine 15 that cuts the slab 1 in the continuous casting facility 10.
  • the slab 1 is sandwiched on the downstream side of the cutting machine 15. It is possible to prevent the slab 1 from being stopped because the slab 1 cannot be supported by riding on the supporting transport roll 17.
  • the slab 1 is pressed at the outlet side of the roll segment 13 by a pair of pressing rolls 21 (21A, 21B) from the thickness direction of the slab 1 with the same pressing force. Is in a pressed state.
  • the pressing forces in the horizontal direction do not have to be exactly the same, and the slab 1 There may be a difference in pressing force that does not cause deformation.
  • the allowable difference in pressing force varies depending on the material of the slab, the cross-sectional shape, etc., but is preferably 20 t or less.
  • the pressing roll 21 moves along the pressing direction F following the shape of the slab 1.
  • FIG. 4 as indicated by the two-dot chain line, the pressing roll 21 has moved to the right side.
  • the position of the pressing roll 21 is detected by position detecting means 28 installed on the rod portion 26 of the cylinder 25.
  • information on the position of the pressing roll 21 in the pressing direction F is transmitted from the position detection means 28 to the control device 30.
  • the control device 30 the displacement amount of the position of the upper pressing roll 21 in the thickness direction of the slab 1 and the slab of the lower pressing roll 21 from the information on the position of the pressing roll 21 detected by the position detecting means 28.
  • the displacement amount of the position in the thickness direction of 1 is calculated.
  • the warpage amount X exceeds a predetermined value, the slab 1 rides on the lower transport roll 17 and the transport of the slab 1 may be forced to stop. For this reason, when the slab 1 exits the roll segment 13, it is necessary to detect the warp of the slab 1 based on the position information of the pressing roll 21 and correct the warp of the slab 1 as necessary. is there.
  • the warp is corrected by adjusting the pressing force of the pressing roll 21 (21 ⁇ / b> A, 21 ⁇ / b> B) and bending the slab 1.
  • the pair of pressing rolls 21 (21A, 21B) sandwiching the slab 1 a difference is generated between the pressing force of one pressing roll 21A and the pressing force of the other pressing roll 21B, and the slab Bending deformation is given to 1 and the warp of the slab 1 is corrected.
  • the pair of upper pressing rolls 21 (21A, 21B) and the pair of lower pressing rolls 21 (21A, 21B) are relatively directed in opposite directions. The slab 1 is bent and deformed to correct the warp.
  • a pair of pressing rolls 21 for pressing and clamping the slab 1; Since the moving means 24 that supports the pressing roll 21 so as to be movable in the pressing direction F and the position detecting means 28 that detects the position of the pressing roll 21 in the pressing direction F are provided, a pair of pressing rolls 21 (21A 21B), the position of the pressing roll 21 when the pressing roll 21 moves in the pressing direction F following the shape of the slab 1 in the state where the slab 1 is pressed with the same pressing force as each other. By detecting by 28, the curvature of the slab 1 can be detected.
  • the pair of pressing rolls 21 (21A, 21B) is disposed at the exit portion of the roll segment 13 that fixes and supports the slab 1 drawn out from the mold 11, the slab is obtained when warping becomes obvious. 1 warp can be detected at an early stage, and the amount of warp can be detected accurately. Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG. 4, the lower conveyance roll 17 is calculated from the displacement amount of the position in the pressing direction F of the pair of pressing rolls 21 (21A, 21B) disposed at the exit portion of the roll segment 13. The amount of warpage X at the position can be estimated. Therefore, by correcting the warp before the slab 1 reaches the lower transport roll 17, it is possible to suppress the slab 1 from climbing onto the lower transport roll 17 and to operate stably.
  • positioned up and down is shown.
  • the warpage of the slab 1 is detected from the difference between the displacement amount of the upper pressing roll 21 in the pressing direction F and the displacement amount of the lower pressing roll 21 in the pressing direction F. Can do.
  • the upper pair of pressing rolls 21 (21A, 21B) and the lower pair of pressing rolls 21 (21A, 21B) are moved in opposite directions to each other. By giving bending deformation to the slab 1, the warp of the slab 1 can be corrected relatively easily.
  • the slab warpage detection device and the slab warpage detection method according to an embodiment of the present invention have been described.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments and does not depart from the technical idea of the present invention. Changes can be made as appropriate within the range.
  • the means is described as being fixed to the same frame 29, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 6, the moving means 24 for supporting the upper pair of pressing rolls 21 (21A, 21B) and The moving means 24 that supports the pair of lower pressing rolls 21 (21A, 21B) may be fixed to different frames 29, respectively.
  • a pair of press roll 21 (21A, 21B) is used.
  • One set may be provided.
  • casting is performed. It is possible to detect the amount of warping of the piece 1.
  • the distance between the lowermost pinch roll 14 and the press roll 21 is A ′, and the press roll 21 and the lower transport roll 17.
  • the warpage amount X can be calculated by the following (Equation 2) as in the case described above.
  • Equation 2 E ⁇ B ′ / A ′ + E (Formula 2)
  • the position detecting means 28 is provided on the moving means 24 on both sides of the pair of pressing rolls 21 (21A, 21B).
  • the present invention is not limited to this, and one-side movement is possible.
  • the position detecting means 28 may be disposed only on the means 24.
  • the moving means 24 has been described as a cylinder structure.
  • the present invention is not limited to this.
  • the moving means 24 may move the mechanical screw with an electric motor.
  • the present invention is not limited to this, and the method for correcting the warp is not limited.
  • cooling may be performed only on one side of the slab 1. By cooling only one side of the slab 1, a temperature difference occurs in the thickness direction of the slab 1, and the slab 1 is deformed. The warp of the slab 1 can be corrected using this deformation.
  • the cooling device for the slab 1 is preferably provided directly below the slab warpage detection device 20 according to the present embodiment.
  • a slab 1 having a thickness of 50 mm or more in a cross section perpendicular to the drawing direction of the slab 1 is preferably used.
  • the slab warpage detection device 20 according to this embodiment is preferably used.
  • the cross-sectional shape of the slab 1 may be rectangular, circular, elliptical, H-shaped, or the like.
  • the slab warpage detection device 20 is provided between the roll segment 13 and the cutting machine 15, and in particular, the slab 1 is pulled out downward in the vertical direction and cut. Before the slab 1 is cut to a predetermined length by the machine 15, the slab 1 can not be supported by riding on the transport roll 17 that supports the slab on the lower side of the cutting machine 15, and the operation stops. Can be prevented.
  • a mold 11 In a continuous casting facility 10 according to another embodiment of the present invention, a mold 11, a roll segment 13 that is arranged in a plurality of stages below the mold 11 and supports the slab 1 drawn from the mold 11, and a mold 11 is a slab warpage detection device 20 that detects a slab warpage of a slab 1 that is pulled out of a roll segment 13, and includes a pair of pressing rolls 21 that sandwich the slab 1 on the outlet side of the roll segment 13, and the pair of pressing rolls 21.
  • a slab warpage detection device 20 having a moving means 24 that is movably supported in the thickness direction of the slab 1 and a position detection means 28 that detects the position of the pressing roll 21 in the thickness direction of the slab,
  • disconnects the piece 1 and the lower conveyance roll 17 which supports and transfers the slab 1 in the downward side of the cutting machine 15 are provided.
  • the method according to still another embodiment of the present invention includes a mold 11, a roll segment 13 that is arranged in a plurality of stages below the mold 11 and supports the slab 1 drawn from the mold 11, and a mold 11.
  • a slab warpage detection device 20 having a moving means 24 that is movably supported in a thickness direction of 1 and a position detection means 28 that detects a position of the pressing roll 21 in the thickness direction of the slab 1;
  • the slab 1 is formed by a pair of pressing rolls 21 using a continuous casting facility 10 that includes a cutting machine 15 that cuts 1 and a lower transport roll 17 that supports and transports the slab 1 on the lower side of the cutting machine 15. Pinching
  • the position detecting means 28 detects the position of the pressing roll 21 when the pair of pressing rolls 21 follows the shape of the slab 1
  • the slab warpage detecting device described in the present embodiment was used.
  • the distance A between the upper pair of pressing rolls and the lower pair of pressing rolls in FIG. 4 is 600 mm
  • the distance B between the lower pair of pressing rolls and the lower transport roll is 5660 mm.
  • the pressing force of a pair of press roll the pressing force of both rolls was set substantially equal. Specifically, the pressing force of one pressing roll was 100 t, and the pressing force of the other pressing roll was 92 t.
  • the position of the pair of pressing rolls is adjusted by servo control, and the warpage correction is performed so that the slab warpage amount is 5 mm or less. .
  • Table 1 shows the results of comparing the situation in which no warpage occurred in the present invention example (Invention Example A), the situation in which warpage occurred (Invention Example B), and the situation in which warpage occurred in the comparative example.
  • Table 2 shows the results of evaluating the casting length and the number of conveyance stops due to slab warpage in the present invention example and the comparative example.
  • the slab warpage could not be detected, and the slab climbed on the lower transport roll due to the slab warpage.
  • Such a transport stop occurred three times during the casting length of 27284 m.
  • curvature was detected in the exit part of a roll segment with the slab curvature detection apparatus, and the curvature amount in a lower conveyance roll position was estimated.
  • the warpage amount in the lower transport roll portion calculated from the displacement amount of the upper pressing roll position and the displacement amount of the lower pressing roll position was estimated to be 1.6 mm (less than 20 mm). Even without correcting the warp, the slab did not run on the lower transport roll, and the conveyance stop due to the warp of the slab did not occur during the casting length of 23520 m.
  • the warpage amount in the lower transport roll portion calculated from the displacement amount of the upper pressing roll position and the displacement amount of the lower pressing roll position was estimated to be 46.2 mm (20 mm or more). Corrected warpage. Thereby, the conveyance stop resulting from the curvature of a slab did not generate
  • the warpage of the slab pulled out from the mold can be detected at an early stage and the amount of warpage can be detected. Thereby, generation

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Abstract

連続鋳造設備において鋳型から引き抜かれる鋳片の反りを検出する鋳片反り検出装置であって、前記鋳型から引き抜かれる鋳片を支持するロールセグメントの鋳片引抜方向後方側において、鋳片を挟持する一対の押圧ロールと、この一対の押圧ロールを鋳片の厚さ方向に移動可能に支持する移動手段と、鋳片の厚さ方向における押圧ロールの位置を検出する位置検出手段と、を備えている。

Description

鋳片反り検出装置、及び鋳片の反り検出方法
 本発明は、連続鋳造設備において、鋳型から引き抜かれる鋳片の反りを検出する鋳片反り検出装置、及び、この鋳片反り検出装置を用いた鋳片の反り検出方法に関するものである。
本願は、2016年2月2日に日本に出願された特願2016-018309号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 連続鋳造設備において鋳片を連続鋳造する場合、冷却水配管からの水漏れやスプレーチップの詰まり等により、鋳片の冷却が均一に行われず、鋳片に反りが生じることがある。鋳片の反り量が所定量を超えると、鋳片が搬送装置等と干渉して、操業が中止されるおそれがあった。
 このため、従来、連続鋳造設備において鋳型から引き抜かれる鋳片の反りを低減する方法が提案されている。
 例えば、特許文献1には、鋳片の搬送テーブルにおいて、圧下ロールによって鋳片の反りを矯正する方法が提案されている。
 また、特許文献2,3には、鋳片の冷却条件を規定することにより、鋳片の反りを矯正する方法が提案されている。
日本国特開平06-335755号公報 日本国特開2000-176616号公報 日本国特開2003-019546号公報
 ところで、特許文献1から3に記載された方法においては、鋳片の反りを矯正する方法が開示されているが、鋳片の反りを検知する手段や反り量を検出する手段については開示されていない。例えば、レーザー変位計等によって鋳片の変位量を測定することも考えられるが、連続鋳造設備においては、使用環境が悪く、熱や蒸気等によってレーザー変位計等が早期に劣化してしまうことから、長期間安定して鋳片の変位量を測定することはできないと考えられる。
 ここで、連続鋳造設備において、鋳型から引き抜かれる鋳片を支持するロールセグメントでは、鋳片がロールセグメントで固定されていることから、反りは顕在化しない。鋳片がロールセグメントから出た時点で反りは顕在化するが、その変位量自体は大きくなく、鋳片を長く引き抜いた時点で初めて反りが検知されていた。このため、反りを早期に検知することができず、操業停止を回避できないといった問題があった。
 特に、鋳片を鉛直方向下方側に引き抜いて、切断機によって鋳片を所定長さで切断する垂直型連続鋳造設備においては、鋳片に大きな反りが生じていると、切断機の下方側で鋳片を挟持して支持する搬送ロールに乗り上げて、鋳片を支持することができなくなり、操業が停止してしまうといった問題があった。このため、早期に鋳片の反りを検知して、適切に反りの矯正を行うことが求められている。
 本発明は、前述した状況に鑑みてなされたものであって、鋳型から引き抜かれる鋳片の反りを、早期に検知するとともに、その反り量を検出することが可能な鋳片反り検出装置、及び、この鋳片反り検出装置を用いた鋳片の反り検出方法を提供することを目的とする。
(1)上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る鋳片反り検出装置は、連続鋳造設備において鋳型から引き抜かれる鋳片の反りを検出する鋳片反り検出装置であって、前記鋳型から引き抜かれる前記鋳片を支持するロールセグメントの出口側において、前記鋳片を挟持する一対の押圧ロールと、この一対の押圧ロールを前記鋳片の厚さ方向に移動可能に支持する移動手段と、前記鋳片の厚さ方向における前記押圧ロールの位置を検出する位置検出手段と、を備える。
 この構成の鋳片反り検出装置によれば、前記鋳片を挟持する一対の押圧ロールと、この一対の押圧ロールを前記鋳片の厚さ方向に移動可能に支持する移動手段と、前記鋳片の厚さ方向における前記押圧ロールの位置を検出する位置検出手段と、を備えているので、一対の押圧ロールが鋳片の形状に追従して鋳片の厚さ方向に移動することになり、この一対の押圧ロールの鋳片の厚さ方向における位置を検出することで、鋳片の反りを検知し、その反り量を精度良く検出することが可能となる。また、鋳片の反り状況を連続して検出することができる。
本発明において、反りとは、鋳片の引抜方向を含む断面を考えた場合、鋳片の引抜方向に対して垂直な方向における位置の変位を意味する。本発明では、鋳片の厚さにおける反りを、鋳片反り検出装置による検出の対象とする。また、本発明において鋳片の厚さ方向とは、ロールセグメントの直下における鋳片の厚さ方向である。
 また、本発明においては、前記鋳型から引き抜かれる前記鋳片を支持するロールセグメントの鋳片引抜方向後方(鋳片が搬送される方向)に、前記押圧ロール及び前記移動手段が配設されているので、鋳片の反り量を早期に検出することができ、この反りを矯正する等の適切な対応をすることで、鋳片の反りに起因する操業の停止を回避することができる。
(2)ここで、上記態様の鋳片反り検出装置においては、前記鋳片の厚さ方向における前記押圧ロールの位置の変位量が所定値を超えた場合に、一対の前記押圧ロールの例えば押圧力のバランスを調整して、前記鋳片の反りを矯正することが好ましい。なお、前記鋳片の厚さ方向における前記押圧ロールの位置の変位量の所定値は、過去の実績に基づき、鋳片が下部搬送ロールに乗り上げることなく、安定して搬送することが可能な反り量の許容値から求められる値である。この所定値は、下部搬送ロールのロールサイズに応じて設定されるものである。
 この場合、押圧ロールの鋳片の厚さ方向における位置の変位量が所定値を超えたことを検知した時点で、一対の前記押圧ロールの押圧力を調整することで、鋳片の反りを早期に矯正することができ、鋳片の反りに起因する操業停止を回避することができる。すなわち、所定の速度で搬送されている鋳片について、鋳片の反りを矯正可能な時点で矯正することで、鋳片の反りに起因する操業停止を回避することができる。
(3)上記(1)又は(2)に記載の鋳片反り検出装置では、中心固相率が70%以上である前記鋳片を検出対象としてもよい。この場合、静圧により鋳片が膨張することがなく、反りの検出をより正確に行うことができる。
(4)上記(1)から(3)のいずれか一項に記載の鋳片反り検出装置では、前記連続鋳造設備が垂直型であってもよい。この場合、鋳片を鉛直方向下方側に引き抜く垂直型連続鋳造設備において、鋳型から引き抜かれた後に曲げ等の工程を経ずに搬送される鋳片の反りを早期に検知し、その反り量を検出することができる。
(5)本発明の一態様に係る鋳片の反り検出方法は、上記(1)、(3)及び(4)のいずれか一項に記載の鋳片反り検出装置を用いた鋳片の反り検出方法であって、一対の前記押圧ロールによって前記鋳片を挟持した状態とし、前記一対の押圧ロールが前記鋳片の形状に追従して前記鋳片の厚さ方向に移動した際の前記押圧ロールの位置を、前記位置検出手段によって検出することにより、前記鋳片の反りを検出する。
 この構成の鋳片の反り検出方法によれば、上述の鋳片反り検出装置を用いているので、前記一対の押圧ロールが前記鋳片の形状に追従して前記鋳片の厚さ方向に移動した際の前記押圧ロールの位置を、前記位置検出手段によって検出することにより、鋳片の反りを早期に検知することができるとともに、その反り量を精度良く検出することができる。
 なお、一対の前記押圧ロールによって前記鋳片を挟持する場合、前記押圧ロールが前記鋳片に対して接触した状態とされてもよい。
一方、一対の前記押圧ロールによって互いに同等の押圧力で前記鋳片を押圧して挟持してもよい。この場合、それぞれの押圧力については、厳密に一致している必要はなく、鋳片を変形させない程度の押圧力の差が生じていてもよい。許容される押圧力の差は、鋳片の材質、断面形状等によっても異なるが、通常、20t以下であることが好ましい。
(6)また、本発明の他の態様に係る鋳片の反り検出方法は、上記(2)から(4)のいずれかに記載の鋳片反り検出装置を用いた鋳片の反り検出方法であって、一対の前記押圧ロールによって前記鋳片を挟持した状態とし、前記一対の押圧ロールが前記鋳片の形状に追従して前記鋳片の厚さ方向に移動した際の前記押圧ロールの位置を、前記位置検出手段によって検出することにより、前記鋳片の反りを検出し、前記押圧ロールの前記鋳片の厚さ方向における位置の変位量が所定値を超えた場合に、一対の前記押圧ロールによる押圧力を調整し、前記鋳片の反りを矯正する。
 この構成の鋳片の反り検出方法によれば、上述の鋳片反り検出装置を用いているので、鋳片の反りを早期に検知することができるとともに、その反り量を精度良く検出することができる。
 そして、前記押圧ロールの前記鋳片の厚さ方向における位置の変位量が所定値を超えた場合に、一対の前記押圧ロールによる押圧力を調整し、前記鋳片の反りを矯正する構成としているので、鋳片の反りを早期に矯正することができ、鋳片の反りに起因する操業停止を回避することができる。
 本発明の上記各態様によれば、鋳型から引き抜かれる鋳片の反りを、早期に検知するとともに、その反り量を検出することが可能な鋳片反り検出装置、及び、この鋳片反り検出装置を用いた鋳片の反り検出方法を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る鋳片反り検出装置及び鋳片反り検出方法が適用される連続鋳造設備の説明図である。 上記鋳片反り検出装置の概略構成を説明するための側面図である。 同鋳片反り検出装置の平面図である。 同鋳片反り検出装置において、反り量を算出する方法を示す側面図である。 同鋳片反り検出装置において、鋳片の反りを矯正する方法を示す側面図である。 本発明の他の実施形態に係る鋳片反り検出装置の概略構成を説明するための側面図である。 本発明のさらに他の実施形態に係る鋳片反り検出装置の概略構成を説明するための側面図である。
 以下に、本発明の一実施形態に係る鋳片反り検出装置及び鋳片反り検出方法について、添付した図面を参照して説明する。なお、本発明は、以下の実施形態のみに限定されるものではない。
 まず、本実施形態に係る鋳片反り検出装置20及び鋳片反り検出方法が適用される連続鋳造設備10について説明する。
 図1に示す連続鋳造設備10は、鋳型11と、この鋳型11の下方に複数段配置され、鋳型11から引き抜かれた鋳片1を支持するロールセグメント13と、鋳片1を切断する切断機15と、切断機15の下方側で鋳片1を支持して搬送する下部搬送ロール17と、を備えた垂直型連続鋳造機である。
 本実施形態では、一対の押圧ロール21によって互いに同等の押圧力で鋳片1を押圧して挟持する例を説明するが、押圧ロール21が鋳片1に対して接触した状態とされてもよい。
 そして、ロールセグメント13と切断機15との間に、本実施形態に係る鋳片反り検出装置20が配設されている。なお、鋳片反り検出装置20は、図1に示すように、ロールセグメント13の直下に(鋳片が搬送される方向において、ロールセグメント13の下流側にある他の装置よりも上流側に)設けられることが好ましい。すなわち、他の工程を経る前に(鋳片1が他の装置に搬送される前に)、鋳片反り検出装置20によって、ロールセグメント13において冷却された鋳片1の反りを検出することが好ましい。このように構成することで、早期に鋳片1の反りを検知することができ、その反り量を検出することが可能となる。
 この鋳片反り検出装置20は、図2及び図3に示すように、鋳片1を押圧して挟持する一対の押圧ロール21(21A,21B)と、押圧ロール21を鋳片1の押圧方向Fに移動可能に支持する移動手段24と、押圧ロール21の押圧方向Fにおける位置を検出する位置検出手段28と、を備えている。
 本実施形態では、図2に示すように、鋳片1をその板厚方向より挟持する一対の押圧ロール21(21A,21B)が、鋳片1の引抜方向に2段、設けられている。
 また、押圧ロール21を支持する移動手段24は、フレーム29に固定されたシリンダ25と、このシリンダ25から水平方向に出没可能に配置されたロッド部26と、を備えており、ロッド部26の先端に押圧ロール21が配設されている。本実施形態では、図2及び図3に示すように、移動手段24は、ロッド部26をそれぞれ有する8つのシリンダ25で構成されている。そして、一対のロッド部26の先端に対し、1本の押圧ロール21が配設されている。従って、本実施形態では、4対のロッド部26により4本の押圧ロール21を支持している。
 位置検出手段28は、各シリンダ25のロッド部26に設置されており、各ロッド部26の先端に配設された押圧ロール21の押圧方向Fにおける位置を検出する。図1に示すように、各位置検出手段28は、制御装置30に接続され、これら位置検出手段28で検出された押圧ロール21の押圧方向Fにおける位置の情報が、制御装置30に送信される。
 次に、本実施形態に係る鋳片反り検出装置20を用いた鋳片の反り検出方法について説明する。
 鋳型11から引き抜かれた鋳片1は、ロールセグメント13によって固定支持されて鉛直方向下方側へと引き抜かれる。ロールセグメント13には、冷却手段が設けられている。ここで、ロールセグメント13に設けられた冷却手段により、鋳片1が冷却され、ロールセグメント13の出口部分においては、鋳片1が静圧により膨張してしまうことがない程度に凝固が進捗しており、一般的には、中心固相率が70%以上となっている。
 また、ロールセグメント13では、鋳片1が固定支持されていることから、冷却が均一に行われなかった場合でも、鋳片1の反りは顕在化しない。鋳片1がロールセグメント13を出た時点で、鋳片1が比較的自由に変形できるようになり、反りが顕在化することになる。
本実施形態に係る鋳片反り検出装置20は、連続鋳造設備10において、ロールセグメント13と、鋳片1を切断する切断機15との間に設けられてもよい。この場合、特に鋳片1を鉛直方向下方側に引き抜いて、切断機15によって鋳片1を所定長さで切断する連続鋳造設備10において、切断機15の下流側で鋳片1を挟持して支持する搬送ロール17に乗り上げて、鋳片1を支持することができなくなり、操業が停止することを防ぐことができる。
 本実施形態に係る鋳片反り検出装置20においては、ロールセグメント13の出口側において、鋳片1の厚さ方向より一対の押圧ロール21(21A、21B)によって互いに同等の押圧力で鋳片1を押圧した状態とされている。なお、一対の押圧ロール21(21A、21B)によって互いに同等の押圧力で鋳片1を押圧する場合、それぞれの水平方向の押圧力については、厳密に一致している必要はなく、鋳片1を変形させない程度の押圧力の差が生じていてもよい。許容される押圧力の差は、鋳片の材質、断面形状等によっても異なるが、20t以下であることが好ましい。
 この状態で、鋳片1に反りが生じた場合には、押圧ロール21が、鋳片1の形状に追従して押圧方向Fに沿って移動する。図4では、二点鎖線で示すように、押圧ロール21が右側に移動している。この押圧ロール21の位置を、シリンダ25のロッド部26に設置された位置検出手段28によって検出する。そして、押圧ロール21の押圧方向Fにおける位置の情報が、位置検出手段28から制御装置30へと送信される。
 制御装置30では、位置検出手段28によって検出された押圧ロール21の位置の情報から、上側の押圧ロール21の鋳片1の厚さ方向における位置の変位量及び下側の押圧ロール21の鋳片1の厚さ方向における位置の変位量を算出する。そして、あらかじめ設定されている上側の押圧ロール21と下側の押圧ロール21との距離A及び下側の押圧ロール21と下部搬送ロール17との距離Bに加え、下側の押圧ロール21の位置の変位量C、上側の押圧ロール21の位置の変位量Dを算出し、下部搬送ロール17部分における反り量Xを、以下の(式1)で算出する。各変数としては、例えば、mm単位を用いることができる。
  X=(C-D)×B/A+C  ・・・(式1)
 この反り量Xが所定値を超えると、下部搬送ロール17に鋳片1が乗り上げてしまい、鋳片1の搬送を停止せざるを得なくなるおそれがある。このため、鋳片1がロールセグメント13を出た時点で、押圧ロール21の位置の情報に基づいて鋳片1の反りを検知して、必要に応じて鋳片1の反りを矯正する必要がある。
 本実施形態では、図5に示すように、押圧ロール21(21A,21B)の押圧力を調整し、鋳片1を曲げ変形させることにより、反りを矯正する。すなわち、鋳片1を挟持する一対の押圧ロール21(21A,21B)のうち、一方の押圧ロール21Aの押圧力と他方の押圧ロール21Bの押圧力との間に差を生じさせて、鋳片1に曲げ変形を与え、鋳片1の反りを矯正する。
 なお、本実施形態では、図5に示すように、上側の一対の押圧ロール21(21A,21B)と下側の一対の押圧ロール21(21A,21B)とを、相対的に反対方向に向けて移動させて鋳片1を曲げ変形させることで、反りを矯正している。
 以上のような構成とされた本実施形態に係る鋳片反り検出装置20及び鋳片反り検出方法によれば、鋳片1を押圧して挟持する一対の押圧ロール21(21A、21B)と、この押圧ロール21を押圧方向Fに移動可能に支持する移動手段24と、押圧ロール21の押圧方向Fにおける位置を検出する位置検出手段28と、を備えているので、一対の押圧ロール21(21A、21B)によって互いに同等の押圧力で鋳片1を押圧した状態で、押圧ロール21が鋳片1の形状に追従して押圧方向Fに移動した際の押圧ロール21の位置を、位置検出手段28によって検出することにより、鋳片1の反りを検知することができる。
 また、鋳型11から引き抜かれる鋳片1を固定支持するロールセグメント13の出口部分に、一対の押圧ロール21(21A、21B)が配設されているので、反りが顕在化した時点で、鋳片1の反りを早期に検知することができ、反り量を精度良く検出することができる。
 さらに、本実施形態では、図4に示すように、ロールセグメント13の出口部分に配設された一対の押圧ロール21(21A、21B)の押圧方向Fにおける位置の変位量から、下部搬送ロール17の位置における反り量Xを推測することができる。よって、鋳片1が下部搬送ロール17に到達する前に、反りを矯正することにより、鋳片1が下部搬送ロール17に乗り上げることを抑制でき、安定して操業を行うことができる。
 また、本実施形態では、一対の押圧ロール21(21A、21B)が上下に2組配設されている場合を示している。この形態の場合は、上側の押圧ロール21の押圧方向Fにおける位置の変位量と下側の押圧ロール21の押圧方向Fにおける位置の変位量との差から、鋳片1の反りを検知することができる。
 さらに、鋳片1の反りを矯正する際において、上側の一対の押圧ロール21(21A、21B)と、下側の一対の押圧ロール21(21A、21B)とを、互いに反対方向に移動させて鋳片1に曲げ変形を与えることで、鋳片1の反りを比較的簡単に矯正することができる。
 以上、本発明の一実施形態に係る鋳片反り検出装置及び鋳片反り検出方法について説明したが、本発明は上記の形態のみ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が可能である。
 例えば、本実施形態では、図2に示すように、上側の一対の押圧ロール21(21A、21B)を支持する移動手段と、下側の一対の押圧ロール21(21A、21B)を支持する移動手段を、同じフレーム29に固定したものとして説明したが、これに限定されることはなく、図6に示すように、上側の一対の押圧ロール21(21A、21B)を支持する移動手段24と、下側の一対の押圧ロール21(21A、21B)を支持する移動手段24が、それぞれ別のフレーム29に固定されていてもよい。
 さらに、本実施形態では、一対の押圧ロールを2組配設したものとして説明したが、これに限定されることはなく、図7に示すように、一対の押圧ロール21(21A、21B)を1組、配設したものであってもよい。この場合であっても、ロールセグメント13を構成するピンチロール14と押圧ロール21との間の距離、並びに、一対の押圧ロール21(21A、21B)の押圧方向Fにおける位置の変位量から、鋳片1の反り量を検出することが可能である。例えば、図7に示すように、ロールセグメント13を構成する複数のピンチロール14のうちで最下部のピンチロール14と押圧ロール21との間の距離をA’、押圧ロール21と下部搬送ロール17との距離をB’、押圧方向における押圧ロール21の位置の変位量をEとした場合、先述の場合と同様に、以下の(式2)で反り量X算出することができる。各変数としては、例えば、mm単位を用いることができる。
  X=E×B’/A’+E  ・・・(式2)
 また、本実施形態では、一対の押圧ロール21(21A、21B)の両側の移動手段24に位置検出手段28を配設したものとして説明したが、これに限定されることはなく、片側の移動手段24のみに位置検出手段28を配設してもよい。
 また、本実施形態では、移動手段24をシリンダ構造として説明したが、これに限定されることはなく、例えば、移動手段24がメカスクリューを電動モータにより移動させるものでもよい。
 また、本実施形態では、押圧ロールに21(21A、21B)よって鋳片1の反りを矯正する構成を説明したが、これのみに限定されることはなく、反りの矯正方法に限定はない。例えば、鋳片1の片面だけに冷却を行ってもよい。鋳片1の片面だけに冷却を行うことで、鋳片1の厚さ方向に温度差が生じて変形する。この変形を利用して、鋳片1の反りを矯正することができる。鋳片1の冷却装置は、本実施形態に係る鋳片反り検出装置20の直下に設けられることが好ましい。
本実施形態では、鋳片1の引抜方向に対して垂直な断面における、厚さが50mm以上である鋳片1が好ましく用いられる。鋳片1がこの条件を満たす場合、鋳片1の反りの問題が顕在化するため、本実施形態に係る鋳片反り検出装置20が好ましく用いられる。鋳片1の断面形状は、矩形状、円形状、楕円形状、H型形状等であってよい。
本実施形態に係る連続鋳造設備10のように、ロールセグメント13と切断機15との間に鋳片反り検出装置20が設けられることで、特に鋳片1を鉛直方向下方側に引き抜いて、切断機15によって鋳片1を所定長さで切断する前に、切断機15の下方側で鋳片を支持する搬送ロール17に乗り上げて、鋳片1を支持することができなくなり、操業が停止することを防ぐことができる。
また、本発明の他の実施形態に係る連続鋳造設備10では、鋳型11と、この鋳型11の下方に複数段配置され、鋳型11から引き抜かれた鋳片1を支持するロールセグメント13と、鋳型11から引き抜かれる鋳片1の反りを検出する鋳片反り検出装置20であって、ロールセグメント13の出口側において、鋳片1を挟持する一対の押圧ロール21と、この一対の押圧ロール21を鋳片1の厚さ方向に移動可能に支持する移動手段24と、押圧ロール21の鋳片の厚さ方向における位置を検出する位置検出手段28と、を有する鋳片反り検出装置20と、鋳片1を切断する切断機15と、切断機15の下方側で鋳片1を支持して搬送する下部搬送ロール17と、を備える。
また、本発明のさらに他の実施形態に係る方法は、鋳型11と、この鋳型11の下方に複数段配置され、鋳型11から引き抜かれた鋳片1を支持するロールセグメント13と、鋳型11から引き抜かれる鋳片1の反りを検出する鋳片反り検出装置20であって、ロールセグメント13の出口側において、鋳片1を挟持する一対の押圧ロール21と、この一対の押圧ロール21を鋳片1の厚さ方向に移動可能に支持する移動手段24と、押圧ロール21の鋳片1の厚さ方向における位置を検出する位置検出手段28と、を有する鋳片反り検出装置20と、鋳片1を切断する切断機15と、切断機15の下方側で鋳片1を支持して搬送する下部搬送ロール17と、を備える連続鋳造設備10を用いて、一対の押圧ロール21によって鋳片1を挟持した状態とし、一対の押圧ロール21が鋳片1の形状に追従して鋳片1の厚さ方向に移動した際の押圧ロール21の位置を、位置検出手段28によって検出することにより、鋳片1の反りを検出する方法である。
[実施例]
以下に、本発明の効果を確認すべく、実施した実験結果について説明する。
 本実施形態で説明した連続鋳造設備(垂直型連続鋳造装置)を用いて、断面矩形状で厚さ250mm、幅2200mmの鋳片を連続鋳造した。
 比較例では、鋳片反り検出装置を配設せず、反りの矯正も行わなかった。
 本発明例では、本実施形態で説明した鋳片反り検出装置を用いた。ここで、図4における上側の一対の押圧ロールと下側の一対の押圧ロールとの距離Aを600mm、下側の一対の押圧ロールと下部搬送ロールとの距離Bを5660mmとした。
 また、過去の実績から、下部搬送ロールにおける鋳片の反り量が30mm以上となった場合に、鋳片が下部搬送ロールに乗り上げて搬送停止となった際に用いられていたサイズの下部搬送ロールを用いた。
 なお、一対の押圧ロールの押圧力については、双方のロールの押圧力をほぼ同等に設定した。具体的には、一方の押圧ロールの押圧力を100tとし、他方の押圧ロールの押圧力を92tとした。
 また、下部搬送ロールにおける反り量が20mm以上となると推測される場合には、サーボ制御によって一対の押圧ロール位置を調整し、鋳片の反り量が5mm以下となるように反りの矯正を行った。
 本発明例において反りが生じていない状況(本発明例A)と、反りが生じた状況(本発明例B)と、比較例において反りが生じた状況を比較した結果を表1に示す。
 また、本発明例と比較例とで、鋳造長さと鋳片反りによる搬送停止回数を評価した結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 比較例においては、鋳片の反りを検出することができず、鋳片の反りによって鋳片が下部搬送ロールに乗り上げたことから、鋳片の搬送を停止した。このような搬送停止が、27284mの鋳造長さの間に3回発生した。
 これに対して、本発明例においては、鋳片反り検出装置によってロールセグメントの出口部分で反りを検知し、下部搬送ロール位置における反り量を推定した。
 本発明例Aでは、上側の押圧ロールの位置の変位量及び下側の押圧ロールの位置の変位量から算出される下部搬送ロール部分における反り量が1.6mm(20mm未満)と推定されたため、反りの矯正を実施しなくても、鋳片が下部搬送ロールに乗り上げることなく、23520mの鋳造長さの間に鋳片の反りに起因する搬送停止は発生しなかった。
 本発明例Bでは、上側の押圧ロールの位置の変位量及び下側の押圧ロールの位置の変位量から算出される下部搬送ロール部分における反り量が46.2mm(20mm以上)と推定されたため、反りの矯正を実施した。これにより、鋳片が下部搬送ロールに乗り上げることなく、23520mの鋳造長さの間に鋳片の反りに起因する搬送停止は発生しなかった。
 以上のように、本発明によれば、鋳型から引き抜かれる鋳片の反りを、早期に検知するとともに、その反り量を検出することが可能であることが確認された。これにより、鋳片の反りに起因する搬送停止の発生を抑制でき、安定して操業可能となる。
1 鋳片
10 連続鋳造設備
11 鋳型
13 ロールセグメント
14 ピンチロール
15 切断機
17 下部搬送ロール
20 鋳片反り検出装置
21 押圧ロール
24 移動手段
28 位置検出手段
30 制御装置

Claims (6)

  1.  連続鋳造設備において鋳型から引き抜かれる鋳片の反りを検出する鋳片反り検出装置であって、
     前記鋳型から引き抜かれる前記鋳片を支持するロールセグメントの出口側において、前記鋳片を挟持する一対の押圧ロールと、
    この一対の押圧ロールを前記鋳片の厚さ方向に移動可能に支持する移動手段と、
    前記鋳片の厚さ方向における前記押圧ロールの位置を検出する位置検出手段と、
    を備えていることを特徴とする鋳片反り検出装置。
  2.  前記鋳片の厚さ方向における前記押圧ロールの位置の変位量が所定値を超えた場合に、一対の前記押圧ロールの押圧力を調整して、前記鋳片の反りを矯正する
    ことを特徴とする請求項1に記載の鋳片反り検出装置。
  3.  中心固相率が70%以上である前記鋳片を検出対象とする
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の鋳片反り検出装置。
  4.  前記連続鋳造設備が垂直型である
    ことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の鋳片反り検出装置。
  5.  請求項1、3及び4のいずれか一項に記載の鋳片反り検出装置を用いた鋳片の反り検出方法であって、
     一対の前記押圧ロールによって前記鋳片を挟持した状態とし、前記一対の押圧ロールが前記鋳片の形状に追従して前記鋳片の厚さ方向に移動した際の前記押圧ロールの位置を、前記位置検出手段によって検出することにより、前記鋳片の反りを検出する
    ことを特徴とする鋳片の反り検出方法。
  6.  請求項2から4のいずれか一項に記載の鋳片反り検出装置を用いた鋳片の反り検出方法であって、
     一対の前記押圧ロールによって前記鋳片を挟持した状態とし、前記一対の押圧ロールが前記鋳片の形状に追従して前記鋳片の厚さ方向に移動した際の前記押圧ロールの位置を、前記位置検出手段によって検出することにより、前記鋳片の反りを検出し、
     前記鋳片の厚さ方向における前記押圧ロールの位置の変位量が所定値を超えた場合に、一対の前記押圧ロールによる押圧力を調整し、前記鋳片の反りを矯正する
    ことを特徴とする鋳片の反り検出方法。
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