JP5074246B2 - オンライン短辺交換を行う電磁ブレーキを搭載した連続鋳造鋳型 - Google Patents

Description

本発明は、固定側長辺部材、移動側長辺部材、及び対となる短辺部材を備えた連続鋳造鋳型において、固定側長辺部材及び移動側長辺部材を連続鋳造設備に取付けた状態で（オンラインで）両短辺部材を交換する電磁ブレーキを搭載した連続鋳造鋳型に関する。

連続鋳造鋳型は、固定側長辺部材と、固定側長辺部材に対向し固定側長辺部材との対向距離の調整が可能な移動側長辺部材と、固定側長辺部材及び移動側長辺部材で挟まれて対向する対となる短辺部材とを有し、両短辺部材の幅を変更することで、厚みの異なる鋳片を鋳造している。一方、従来の電磁ブレーキを搭載した連続鋳造鋳型では、短辺部材を交換して種々の厚みの鋳片を鋳造するタイプの連続鋳造鋳型に適用されておらず、電磁ブレーキのコアは連続鋳造鋳型を連続鋳造設備に取付ける固定フレームに固定されて、固定フレームをヨークとして兼用している。そして、連続鋳造鋳型内の溶鋼に作用する電磁力を確保するため、コアはできるだけ各長辺部材に近付けて配置する必要があるが、鋳造中における短辺部材の熱変形で長辺部材間の間隔（距離）が拡大することでコアと接触するようになるため、長辺部材の背面側とコアとの間に長辺部材間の距離の拡大分を吸収する、例えば、５ｍｍ程度の隙間を設けて、コアの接触を防止している（例えば、特許文献１参照）。

実開平７−９５４５号公報

電磁ブレーキが搭載された連続鋳造鋳型において、連続鋳造鋳型を連続鋳造設備に取付けた状態で厚みの異なる鋳片を鋳造するには、連続鋳造鋳型の対となる長辺部材を固定側長辺部材及び移動側長辺部材で構成し、固定側長辺部材及び移動側長辺部材を連続鋳造設備に取付けた状態で、固定側長辺部材との距離が更に拡大するように移動側長辺部材を移動させて、短辺部材交換のための十分な作業空間を確保する必要がある。しかしながら、電磁ブレーキのコアは固定フレームに固定され、コアと移動側長辺部材との間には５ｍｍ程度の一定量の隙間しか存在しないので、移動側長辺部材の移動可能な距離が制限されて十分な作業空間を確保できないという問題が生じる。このため、両短辺部材を交換するためには、連続鋳造鋳型を連続鋳造設備から取り外して整備場に搬入して、鋳造する鋳片厚みに対応する幅を有する短辺部材に交換し、交換後の連続鋳造鋳型を再び連続鋳造設備に取付ける必要がある。このため、短辺部材の交換に多くの時間を要し、連続鋳造設備の稼働率が低下するという問題がある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、連続鋳造鋳型の対となる固定側長辺部材及び移動側長辺部材を連続鋳造設備に取付けた状態で両短辺部材を交換して厚みの異なる鋳片を鋳造することを可能にする電磁ブレーキを搭載した連続鋳造鋳型を提供することを目的とする。

前記目的に沿う本発明に係る電磁ブレーキを搭載した連続鋳造鋳型は、固定側長辺部材と、該固定側長辺部材に対向し該固定側長辺部材との間隔の調整が可能な移動側長辺部材と、該固定側長辺部材及び該移動側長辺部材で挟まれて対向する対となる短辺部材とを有し、前記固定側長辺部材及び前記移動側長辺部材を連続鋳造設備に取付けた状態で前記両短辺部材を交換する電磁ブレーキを搭載した連続鋳造鋳型であって、
該連続鋳造鋳型を前記連続鋳造設備に固定する固定フレームをそれぞれ基部が貫通し、前記固定側長辺部材の背面側に先部が配置された固定側コア及び前記移動側長辺部材の背面側に先部が配置されると共に該移動側長辺部材の移動方向に沿って移動可能に設けられた移動側コアと、
前記固定側コア及び前記移動側コアの外周にそれぞれ隙間を設けて捲回された電磁ブレーキコイルと、
前記固定フレームに取付けられ、前記移動側コアを前記移動側長辺部材の移動方向に沿って移動させて、該移動側コアと該移動側長辺部材との距離を調整する駆動部とを有している。

本発明に係る電磁ブレーキを搭載した連続鋳造鋳型において、前記移動側コアの基部に鍔部を設け、前記短辺部材と交換した短辺部材との幅の差分に相当する厚みのライナーを、前記固定フレームと該鍔部の間に形成された隙間に挿入して該移動側コアの位置決めを行うことができる。
これによって、作業空間を確保するために移動させた移動側コアの短辺部材交換後の位置決めを、簡素な構成で確実に、かつ精度よく実施できる。

本発明に係る電磁ブレーキを搭載した連続鋳造鋳型において、前記両短辺部材を交換する際に移動する前記移動側コアの移動量は、前記ライナーの厚みより大きいことが好ましい。
これによって、移動側コアを大きく移動させて十分な作業空間を確保することができる。

本発明に係る電磁ブレーキを搭載した連続鋳造鋳型において、前記ライナーは、前記鍔部に対向する前記固定フレームの面上に載置され、該固定フレームに取付けられた第２の駆動部を用いて該固定フレームと該鍔部との前記隙間に挿入されることが好ましい。
これによって、ライナーの挿入を簡素な構成で確実に行うことができる。

本発明に係る電磁ブレーキを搭載した連続鋳造鋳型においては、電磁ブレーキの移動側コアを移動側長辺部材の移動方向に沿って移動させることで、対向距離が拡大するように移動側長辺部材を移動させることができ、両短辺部材の交換に必要な作業空間を容易に確保することが可能になる。その結果、固定側長辺部材及び移動側長辺部材を連続鋳造設備に取付けた状態で両短辺部材の交換が可能になり、オンラインでの鋳片厚み変更が可能になる。
また、電磁ブレーキを構成する部材の中で移動するのは移動側コアのみなので、電磁ブレーキの構造が簡素となり、製造コストの上昇を抑えることができる。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の一実施の形態に係る電磁ブレーキを搭載した連続鋳造鋳型の一部切り欠き平面図、図２は同電磁ブレーキを搭載した連続鋳造鋳型の正面図、図３は図２のＡ−Ａ断面図、図４は同電磁ブレーキを搭載した連続鋳造鋳型において移動側コアを移動させその位置決めが行われた状態を示す説明図、図５は同電磁ブレーキを搭載した連続鋳造鋳型で移動側長辺部材を移動した状態を示す説明図である。

図１〜図３に示すように、本発明の一実施の形態に係る電磁ブレーキを搭載した連続鋳造鋳型（以下、単に連続鋳造鋳型ともいう）１０は、固定側長辺部材１１と、固定側長辺部材１１に対向し固定側長辺部材１１との間隔（対向距離）の調整が可能な移動側長辺部材１２と、固定側長辺部材１１及び移動側長辺部材１２で挟まれて対向する対となる短辺部材１３、１４とを有し、固定側長辺部材１１及び移動側長辺部材１２を連続鋳造設備（図示せず）に取付けた状態で両短辺部材１３、１４を交換可能とするものである。そして、連続鋳造鋳型１０を連続鋳造設備に固定する固定フレーム１６を基部が貫通し固定側長辺部材１１の背面側に先部が配置される固定側コア１７と、固定フレーム１６を基部が貫通し移動側長辺部材１２の背面側に先部が配置されると共に移動側長辺部材１２の移動方向に沿って移動可能に設けられた移動側コア１８と、固定側コア１７及び移動側コア１８の外周にそれぞれ隙間を設けて捲回された電磁ブレーキコイル１９、２０と、固定フレーム１６に取付けられ、移動側コア１８を移動側長辺部材１２の移動方向に沿って移動させて、移動側コア１８と移動側長辺部材１２との距離を調整する駆動部の一例であるコア移動用シリンダ２１とを有している。以下詳細に説明する。

固定側長辺部材１１は、溶鋼に接触して凝固シェルを形成する固定側長辺銅板２２と、固定側長辺銅板２２の背面に取付けられ内部を冷却水が通過して固定側長辺銅板２２を冷却する固定側長辺冷却箱２３とを有している。また、移動側長辺部材１２は、溶鋼に接触して凝固シェルを形成する移動側長辺銅板２４と、移動側長辺銅板２４の背面に取付けられ内部を冷却水が通過して移動側長辺銅板２４を冷却する移動側長辺冷却箱２５とを有している。

そして、固定側長辺部材１１と移動側長辺部材１２は、平面視して矩形枠状の固定フレーム１６の内側に、固定側長辺銅板２２と移動側長辺銅板２４が対向した状態で垂直配置されている。そして、固定側長辺部材１１は、固定側長辺冷却箱２３の上部に設けた取付け部２６、２７を介して固定フレーム１６に固定され、移動側長辺部材１２は、移動側長辺冷却箱２５の上部に設けた摺動部２８、２９を介して固定フレーム１６に移動可能に取付けられている。更に、固定フレーム１６内に対向配置された固定側長辺冷却箱２３及び移動側長辺冷却箱２５の対向面同士は、固定側長辺銅板２２及び移動側長辺銅板２４を挟んで両側に配置された移動側冷却箱解放シリンダ３０、３１を介して連結されている。これによって、移動側冷却箱解放シリンダ３０、３１を同期駆動させて、固定側長辺部材１１（固定側長辺冷却箱２３）に対して移動側長辺部材１２（移動側長辺冷却箱２５）を短辺部材１３、１４の幅方向に移動させることができ、固定側長辺部材１１（固定側長辺銅板２２）と移動側長辺部材１２（移動側長辺銅板２４）との対向距離を変えることができる。

短辺部材１３、１４は、溶鋼を冷却して凝固シェルを形成する短辺銅板３２、３３と、短辺銅板３２、３３の背面に取付けられ内部を冷却水が通過して短辺銅板３２、３３を冷却する短辺冷却部３４，３５とを有している。また、短辺部材１３、１４は、移動側長辺部材１２の移動方向と直交する方向に短辺銅板３２、３３を対向させ、移動側長辺部材１２の移動方向と直交する方向に進退するピストンロッド３６、３７を備えた短辺位置決めシリンダ３８、３９を介して固定フレーム１６に取付けられている。そして、短辺位置決めシリンダ３８、３９を操作して短辺部材１３、１４の位置決めを行い、短辺銅板３２、３３の幅方向（移動側長辺部材１２の移動方向）両側が対向配置した固定側長辺銅板２２及び移動側長辺銅板２４で挟まれるように、移動側冷却箱解放シリンダ３０、３１を操作して移動側長辺部材１２の位置決めが行われる。

固定フレーム１６を貫通している固定側コア１７の基端部には固定用鍔部４０が取付けられ、固定用鍔部４０を締結部材の一例であるボルト４１を用いて固定フレーム１６に取付けることにより、固定側コア１７が固定フレーム１６に固定されている。そして、固定側コア１７において、固定フレーム１６内に突出した突出部の外周には、隙間を設けて捲回された電磁ブレーキコイル１９が配置され、突出部の先側部分は、固定側長辺冷却箱２３の背面側に形成された凹部４２内に挿入され、固定側コア１７の先端面は凹部４２の底面に接触している。

固定フレーム１６に取付けられた移動側長辺部材１２の移動側長辺冷却箱２５背面に対向する固定フレーム１６のフレーム部材４３の中央部には貫通孔４４が形成され、移動側コア１８は貫通孔４４を貫通して固定フレーム１６内に突出している。ここで、移動側コア１８の基端部には、移動側コア１８の移動方向と直交する方向に突出する鍔部５０が設けられている。また、移動側コア１８の基側中央部には切り欠き部（凹部）４５が形成され、コア移動用シリンダ２１は、そのピストンロッド４６の先端を切り欠き部４５内に向けると共に進退方向が移動側長辺部材１２の移動方向に沿うようにして、取付け部材４７を介して移動側コア１８の基部に固定されている。そして、ピストンロッド４６は、移動側コア１８の切り欠き部４５内に位置し基部が固定フレーム１６（貫通孔４４内）に取付けられたフレーム連結部４８の先部とピン４９を介して連結している。これによって、コア移動用シリンダ２１を操作することで、移動側コア１８を移動側長辺部材１２の移動方向に沿って移動させることができ、鍔部５０を貫通孔４４の縁部に当接させることにより、移動側コア１８の位置決めが行われる。なお、コア移動用シリンダ２１の最大ストロークは、電磁ブレーキを搭載した連続鋳造鋳型１０の短辺部材１３、１４を交換する際に移動させる移動側長辺部材１２の移動距離より大きく設定している。

また、移動側コア１８において、固定フレーム１６内に突出した突出部の外周には、隙間を設けて捲回された電磁ブレーキコイル２０が配置され、突出部の先側部分は、移動側長辺冷却箱２５の背面側に形成された凹部５１内に挿入されている。そして、位置決めされた移動側長辺部材１２に対して、移動側コア１８の鍔部５０を貫通孔４４の縁部に当接させた際に（移動側コア１８の位置決めを行った際に）、移動側コア１８の先端面と移動側長辺冷却箱２５の凹部５１の底面との間に隙間Ｔ（例えば、２〜７ｍｍ）が形成されるように、移動側コア１８の長さ及び鍔部５０の取付け位置が調整されている。ここで、隙間Ｔは、連続鋳造鋳型１０に適用される最大幅寸法の短辺部材の熱変形で生じる固定側長辺部材及び移動側長辺部材間の距離の拡大代が吸収されるように設定する。

対となる短辺部材１３、１４を短辺部材１３、１４より幅の大きな対となる別の短辺部材に交換することに対応して、短辺部材１３、１４と別の短辺部材との幅の差分に相当する厚みのライナー５２、５３が予め形成されている。そして、ライナー５２、５３は、鍔部５０に対向する固定フレーム１６のフレーム部材４３の面上で鍔部５０の両外側の領域に移動側コア１８を挟んで先側を対向させて載置され、ライナー５２、５３の基側はフレーム部材４３にそれぞれ取付けられた第２の駆動部の一例であるライナー移動用シリンダ５４、５５に接続されており、ライナー移動用シリンダ５４、５５を操作することで、ライナー５２、５３をフレーム部材４３上で移動させることができる。

ここで、電磁ブレーキを搭載した連続鋳造鋳型１０の短辺部材１３、１４を別の短辺部材に交換する場合、別の短辺部材が固定側長辺部材１１と移動側長辺部材１２の間に挿入できるようにしなければならないので、移動側長辺部材１２の最大移動距離は、短辺部材１３、１４と別の短辺部材との幅の差分に相当する長さ（ライナー５２、５３の厚み）より大きくなる。そして、コア移動用シリンダ２１の最大ストロークは、移動側長辺部材１２の最大移動距離より大きく設定されているので、移動側コア１８の移動量を、ライナー５２、５３の厚みより大きくできる。従って、移動側コア１８を移動させて鍔部５０とフレーム部材４８の隙間の距離を、ライナー５２、５３の厚みより大きくしておくと、ライナー移動用シリンダ５４、５５を操作してライナー５２、５３を隙間に確実に挿入することができる。そして、移動側コア１８をフレーム部材４８に向けて移動させた場合、鍔部５０がライナー５２、５３に当接した時点で移動側コア１８の移動を停止させることができるので、固定フレーム１６に対して移動側コア１８の位置決めを行うことができる。

続いて、本発明の一実施の形態に係る電磁ブレーキを搭載した連続鋳造鋳型１０の作用について説明する。
図４、図５に示すように、短辺部材１３、１４を交換する場合、先ず、コア移動用シリンダ２１を操作して短辺部材１３、１４と別の短辺部材との幅の差分に相当する長さ、すなわち、ライナー５２、５３の厚みより大きい距離だけ移動側コア１８を移動させる。次いで、移動側冷却箱解放シリンダ３０、３１を操作して、短辺部材１３、１４を取外して別の短辺部材に交換することができるように移動側長辺部材１２を移動させる（なお、移動側コア１８の移動量は移動側長辺部材１２の移動量より大きい）。これによって、短辺部材１３、１４を別の短辺部材に交換する際の作業空間が確保される。

短辺部材１３、１４を別の短辺部材に交換した後、移動側冷却箱解放シリンダ３０、３１を操作して移動側長辺部材１２の位置決めを行う。このとき、移動側コア１８の鍔部５０とフレーム部材４３の間には、ライナー５２、５３の厚みより大きな距離の隙間が形成されている。このため、ライナー移動用シリンダ５４、５５を操作してライナー５２、５３を移動させると、ライナー５２、５３を鍔部５０とフレーム部材４３との隙間に挿入することができる。

ここで、別の短辺部材に対して位置決めされた移動側長辺部材１２では、移動側長辺冷却箱２５の凹部５１の底面位置は、短辺部材１３、１４に対して位置決めされた移動側長辺部材１２における移動側長辺冷却箱２５の凹部５１の底面位置より、短辺部材１３、１４と別の短辺部材との幅の差分に相当する距離、すなわち、ライナー５２、５３の厚みに相当する距離だけ移動側コア１８側に移動している。このため、コア移動用シリンダ２１を操作して、移動側コア１８を移動側長辺冷却箱２５に向けて移動させ、移動側コア１８の鍔部５０がライナー５２、５３に当接した時点で移動を停止すると、移動側コア１８の先端位置は、短辺部材１３、１４に対して位置決めされた移動側コア１８の先端位置よりライナー５２、５３の厚みに相当する距離だけフレーム部材４３側にずれている。

その結果、移動側コア１８の先端と移動側長辺冷却箱２５の凹部５１の底面との間には、隙間Ｔが形成されることになる。このように、ライナー５２、５３を鍔部５０とフレーム部材４３との隙間に挿入し、移動側コア１８の鍔部５０がライナー５２、５３に当接するまで移動させるだけで、短辺部材１３、１４を別の短辺部材に交換した際の移動側コア１８の位置決めを容易に行うことができる。

以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
例えば、本実施の形態では、使用する短辺部材の種類を２種類としたが、３種類以上にすることもできる。この場合、最小幅の短辺部材で連続鋳造鋳型を形成した際の移動側コアの位置決めが移動側コアの鍔部を固定フレームに当接させたときに行われるようにしておき、ライナーの形状を階段状にして最小幅の短辺部材と残りの短辺部材との幅の差分に相当する高さの平坦部が、高さが高くなるにつれて先側から基側に向けて順次形成されるようにする。そして、鍔部と固定フレームの間に形成される隙間に挿入するライナーの挿入量を調整することで、短辺部材を交換した際の移動側コアの位置決めを行うことができる。また、鍔部とライナーを側面視して互いに当接する楔形状として、鍔部に当接するライナー位置を調整することで、短辺部材を交換した際の移動側コアの位置決めを行うようにすることもできる。
更に、移動側コア及びライナーの移動をそれぞれコア移動用シリンダ、ライナー移動用シリンダを用いて行ったが、ねじ送り機構を用いて移動することもできる。

本発明の一実施の形態に係る電磁ブレーキを搭載した連続鋳造鋳型の一部切り欠き平面図である。 同電磁ブレーキを搭載した連続鋳造鋳型の正面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 同電磁ブレーキを搭載した連続鋳造鋳型において移動側コアを移動させその位置決めが行われた状態を示す説明図である。 同電磁ブレーキを搭載した連続鋳造鋳型が適用された連続鋳造鋳型で移動側長辺部材を移動した状態を示す説明図である。

符号の説明

１０：電磁ブレーキを搭載した連続鋳造鋳型、１１：固定側長辺部材、１２：移動側長辺部材、１３、１４：短辺部材、１６：固定フレーム、１７：固定側コア、１８：移動側コア、１９、２０：電磁ブレーキコイル、２１：コア移動用シリンダ、２２：固定側長辺銅板、２３：固定側長辺冷却箱、２４：移動側長辺銅板、２５：移動側長辺冷却箱、２６、２７：取付け部、２８、２９：摺動部、３０、３１：移動側冷却箱解放シリンダ、３２、３３：短辺銅板、３４、３５：短辺冷却部、３６、３７：ピストンロッド、３８、３９：短辺位置決めシリンダ、４０：固定用鍔部、４１：ボルト、４２：凹部、４３：フレーム部材、４４：貫通孔、４５：切り欠き部、４６：ピストンロッド、４７：取付け部材、４８：フレーム連結部、４９：ピン、５０：鍔部、５１：凹部、５２、５３：ライナー、５４、５５：ライナー移動用シリンダ

Claims (4)

1. 固定側長辺部材と、該固定側長辺部材に対向し該固定側長辺部材との間隔の調整が可能な移動側長辺部材と、該固定側長辺部材及び該移動側長辺部材で挟まれて対向する対となる短辺部材とを有し、前記固定側長辺部材及び前記移動側長辺部材を連続鋳造設備に取付けた状態で前記両短辺部材を交換する電磁ブレーキを搭載した連続鋳造鋳型であって、
   該連続鋳造鋳型を前記連続鋳造設備に固定する固定フレームをそれぞれ基部が貫通し、前記固定側長辺部材の背面側に先部が配置された固定側コア及び前記移動側長辺部材の背面側に先部が配置されると共に該移動側長辺部材の移動方向に沿って移動可能に設けられた移動側コアと、
   前記固定側コア及び前記移動側コアの外周にそれぞれ隙間を設けて捲回された電磁ブレーキコイルと、
   前記固定フレームに取付けられ、前記移動側コアを前記移動側長辺部材の移動方向に沿って移動させて、該移動側コアと該移動側長辺部材との距離を調整する駆動部とを有することを特徴とする電磁ブレーキを搭載した連続鋳造鋳型。
2. 請求項１記載の電磁ブレーキを搭載した連続鋳造鋳型において、前記移動側コアの基部に鍔部を設け、前記短辺部材と交換した短辺部材との幅の差分に相当する厚みのライナーを、前記固定フレームと該鍔部の間に形成された隙間に挿入して該移動側コアの位置決めを行うことを特徴とする電磁ブレーキを搭載した連続鋳造鋳型。
3. 請求項２記載の電磁ブレーキを搭載した連続鋳造鋳型において、前記両短辺部材を交換する際に移動する前記移動側コアの移動量は、前記ライナーの厚みより大きいことを特徴とする電磁ブレーキを搭載した連続鋳造鋳型。
4. 請求項２及び３のいずれか１項に記載の電磁ブレーキを搭載した連続鋳造鋳型において、前記ライナーは、前記鍔部に対向する前記固定フレームの面上に載置され、該固定フレームに取付けられた第２の駆動部を用いて該固定フレームと該鍔部との前記隙間に挿入されることを特徴とする電磁ブレーキを搭載した連続鋳造鋳型。

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