JPH0369618B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、鋳造パラメータの変更中、特に、ス
トランド断面（すなわちサイズ）を変えるために
鋳型の広い側壁の間に配置された変位可能な鋳型
壁の変位中に、連続鋳造設備用鋳型内でストラン
ド、特に、鋼ストランドを冷却しかつ支持する改
善された方法およびそのための装置に関するもの
である。

ストランド鋳造設備、特に、鋼ストランド鋳造
設備において、調節可能な幅の中空鋳型キヤビイ
テイを有する鋳型を使用することが知られてい
る。このような鋳型において、狭い側壁が広い側
壁の間に配置されておりかつストランド移動方向
に対して横断的にスピンドルなどの適切な変位装
置によつて変位できる。

最近は、さらに鋳造作業中にもストランドサイ
ズを変えることが知られるようになつた。

ここでは、変位装置は遠隔制御によつて動かさ
れる。

先行技術においてサイズ調整方法が、例えば、
米国特許第4356862号（1982年11月２日発行・す
なわち、特開昭56−74354号公報）から知られて
おり、かつ鋼ストランド鋳造設備に使用されて、
短時間の調整時間および鋳造されたストランド中
の短かい過渡期部分がストランド移動方向に関し
て鋳型のひとつの狭い側壁にて縦に一列に配置さ
れた２つの変位装置を設けることで達成される。
これら変位装置は、鋳型壁の回転変位中に２つの
変位装置の変位速度の相互割合を変えるように操
作される。この方法では鋳型壁とストランドの凝
固殻体（すなわち表皮層）との中間ギヤツプの形
成が減少される。従つて、この方法を用いること
によつて、鋳型壁の変位速度又は回転速度があま
り大きくなければ、ストランドの凝固殻体の変形
を狭い範囲内に維持できる。

しかし乍ら、小さな空気ギヤツプは鋳型の狭い
側面の中央範囲にて局部的なふくらみによつて部
分的に補償されるにもかかわらず、冷却能力が端
部領域にて低下し、このことによつて金属のブレ
ークアウトの危険が増大しかつ設備の運転信頼性
が低下する。このような金属のブレークアウトを
防止するために、この調整方法によると、鋳造し
ているストランドの２つの異なるサイズ部分の間
の比較的長い過渡期部分（例えば、幅で50mmを変
えるのに2.5ｍ）をほとんど回避することはでき
ない。

上述のことを念頭において、本発明の主要な目
的は連続鋳造設備用鋳型内の鋳造ストランド、特
に、鋼ストランドを冷却しかつ支持する改善され
た方法およびそのための装置を提供することであ
り、この設備が鋳造パラメータでの変更中、特
に、鋳型壁の位置を変えるときに鋳造しているス
トランドの凝固殻体の最適な冷却および支持を可
能にする。

本発明の別の重要な目的は、鋳造作業中に高速
での鋳型壁の調節を確実に達成する上述タイプの
新しい改善された方法および装置の提供にある。

本発明のさらに意味ある目的は、高い運転信頼
性を達成する鋼ストランド鋳造設備用鋳型内のス
トランドを冷却しかつ支持する新しい改善された
方法および装置に向けられている。

説明を続けることでより容易に明らかになるで
あろうこれら目的およびその他の目的を達成する
ために、本発明の方法は、鋳型壁の変位中に鋳型
壁に曲げを与えてその鋳型壁と関連した動いてい
る凝固殻体の瞬間的な形状に鋳型壁が本質的に一
致する特徴によつて明示される。

一方、本発明の装置は、ある曲率の円を規定す
る前もつて定めた湾曲線に沿つて少なくともひと
つの鋳型壁を曲げるために、曲げ手段がこの鋳型
壁と作動的に関連しており、前述の円の中心軸が
ストランドの移動方向に対して横断的にかつ鋳型
壁に実質的に平行に伸びているとの特徴によつて
明示される。前述の曲げ手段を制御するための制
御手段をも備えられている。

本発明に係る方法および装置を使用することに
よつて、鋳型壁の位置を変えている際中に、スト
ランドの最適な冷却および支持そして、特に、こ
のストランドの薄い凝固殻体が低い摩擦にて達成
される。これは凝固ストランド殻体の均一な成長
を伴なう急速な熱除去の結果となり、かつ欠陥の
ないストランド表面の結果になる。可能な高速で
の調節のために、ストランド中の円錐状過渡期部
分の長さが短かくなり、同時に幅方向の調節ステ
ツプがより大きくできる。さらに、ストランドの
薄い凝固層の最適な冷却および支持が金属ブレー
クアウトの危険を実質的に減らし、異なるストラ
ンドザイズ（すなわち異なる断面形状）の鋳造中
に鋳造プロセスの中断がなく生産の副次的増大の
結果になる。そしてその上に鋳型壁での摩耗が少
なくなる。

先行枢軸回転運動の後でストランド幅が変えら
れるときに、一般的に枢軸回転させた鋳型壁が平
行状態的に変位させられる。変位可能な鋳型壁の
高速調整を達成するために、もし変位運動が鋳型
壁の枢軸回転運動および曲げに付加的に重ねられ
るならばそれは好都合である。

鋳型壁の枢軸速度、変位速度およびストランド
の移動速度に依存してストランドの移動している
凝固殻体の瞬間的形状がプログラマブルコンピユ
ータを使用することで前もつて決定できる。この
ような前もつて決定されかつ記憶された値が鋳型
壁の曲げを制御するのに有利に使用される。しか
しながら、この計算方法に代わるものとして、曲
げおよび変位速度がストランド移動方向に沿つた
一連の鋳型壁の熱出力測定値に依存して調整され
てもよい。

ストランドの凝固殻体の形状の計算中は、ふく
らみは無視できる。本発明の特徴によると、スト
ランドの凝固殻体のガスのない支持が、湾曲した
鋳型壁の曲率の円の中心軸がストランド移動方向
に対して横断的にかつ鋳型壁に対して平行に伸び
ているならば達成できる。

しばしば、曲げ操作の開始および終了にて鋳型
壁がその長さの一部のみが曲げられるならば、そ
れは十分であり、それで鋳型壁はストランド移動
方向に対して横断的に伸びている中心軸の片側に
て曲げられかつこの中心軸の他方片側にてストラ
ンド移動方向に対して傾斜して置かれている。

フレキシブルな鋳型壁の設計は各種構造的原理
を適用することによつてかつ各種のフレキシブル
材料を使用することによつて実現できる。

鋳型がフレキシブルな壁体および剛性な支持板
を含んでなる曲げ手段（装置）が支持板に連続さ
れかつ支持シヤフト（ピン）の両側に配置された
独立して操作できる変位装置を含んでなるならば
有利な構造になる。好ましくは、フレキシブルな
壁体は銅板と、冷却溝（流路）を備えたフレキシ
ブルな非金属化合物板とからなる。

さらに、本発明によると、支持シヤフトがフレ
キシブル壁体と剛性な支持板との間の接合（すな
わちヒンジ構造）を形成することは勧められる。

添付図面と関連した下記の詳細な説明によつて
本発明がさらに理解されかつ上述した以外の目的
が明らかになるであろう。

図面について説明すると、当業者が本発明の基
礎的な原理および概念を容易に理解するのに必要
な程度に簡単にして連続鋳造装置の構成を示して
いることがわかる。図面の第１図において、本発
明にしたがつて構成された連続鋳造設備用鋳型の
実施態様例が概略的に示されており、この鋳型
は、２つの狭い側壁２，２′および２つの広い側
壁３，３′が取付けられているフレーム１を含ん
でなる。狭い側壁２，２′は、ストランドの断面
すなわちストランドサイズを調整するための適切
な変位装置（ここではスピンドル５の形態で示し
てある）および狭い側壁２，２′を湾曲を湾曲さ
せるための曲げ装置７（ここでは概略的に示して
ある）を備えている。狭い側壁２，２′を広い側
壁３，３′の間にこれに連結した棒８を介して把
持するために従来の動力装置が使用される。

第２図に、例えば、第１図に示した鋳型での狭
い側壁として使用できる鋳型壁２０の詳細を示
す。この鋳型壁２０はフレキシブルな（すなわ
ち、湾曲可能な）壁体２１および剛性支持板２２
を含んでなる。適切な曲げ装置２４が支持シヤフ
ト（すなわちピン）２６の両側（上方側および下
方側）で剛性支持板２２に枢軸旋回可能に配置さ
れており、かつフレキシブルな壁体２１に適切に
連結されている。２つの曲げ装置２４は独自に操
作可能でかつ曲げスピンドル２７を適切に動かす
ステツピングモータであつてもよい。ステツピン
グモータを使用することによつて曲げスピンドル
２７の非常に正確な軸方向移動がプログラマブル
コンピユータ１４に接続された従来の制御装置２
８で達成される。

この鋳型壁２０の場合に、支持シヤフト２６は
フレキシブルな壁体２１と剛性支持板２２との間
のヒンジ接続（すなわち枢軸）を形成している。

鋳型壁２０のフレキシブルな壁体２１は、例え
ば、冷却溝（すなわち冷却流路）３１を備えたフ
レキシブルな化合物板３２と銅板３０とからな
る。曲げ力を減らすために、フレキシブルな壁体
２１が非金属材料、例えば、プラスチツク、硬質
ゴム等で作られてもよい。

枢軸回転運動の特質に依存して、フレキシブル
な壁体２１は曲げられて凸面形状又は凹面形状と
なり、凸面形状が一点鎖線（すなわち想像線）に
示されている。

鋳型壁２０を枢軸回転および／又は変位させる
ために、この実施態様例では、スピンドルおよび
スピンドルナツトと協動する駆動手段１２によつ
て構成されるような変位装置２５が鋳型フレーム
１５内に設けられている。制御装置１３によつて
駆動装置１２はコンピユータ１４に電気的に接続
されている。鋳型壁２０の湾曲運動、枢軸回転運
動および平行変位運動が相互協調にて起こる。

ストランド断面（ストランドサイズ）を変える
ための鋳型壁の変位の間じゆう鋳型内ストランド
およびストランドの凝固殻体（すなわち凝固表皮
層）を冷却しかつ支持する方法を第３図に関連し
て説明する。鋳型壁を傾ける際中は、コンピユー
タ解析によつて示されるように、わずかに湾曲し
た凝固殻体層が傾斜速度およびストランド引抜き
速度に対応するストランドの結果になるであろ
う。ストランド引抜き速度が一定だと、狭い側面
でのストランドの凝固殻体の曲率は傾斜角度（す
なわち回転角度）の増大で一時的に増大するであ
ろう。参照番号３３，３４，３５および３６は枢
軸点３８の関しての鋳型壁の４つの異なる回転位
置を表わしている。簡単のために、枢軸点３８を
静止位置にあるように設定する。第３図において
より明瞭のために拡大した曲げで示した算出され
た湾曲線が参照番号３３′，３４′，３５′および
３６′で示されており、湾曲線３３′ないし３６′
のそれぞれは関連した回転位置３３ないし３６に
それぞれ対応する。ストランドの凝固殻体の瞬間
的な幾何的形状に対応して、ストランドのこの凝
固層と関連した鋳型壁の枢軸回転運動は曲げ作用
（すなわち曲げ力）に重なつて、言い換えるなら
ば、鋳型壁は湾曲線３３′ないし３６′に相当する
ように曲げられる。

一点鎖線３３ないし３６に対応して、枢軸回転
運動が４つの想像段階によつて表わされている。
枢軸回転運動中は湾曲が小さなステツプで又は好
ましくは連接的に変化する。

枢軸回転運動および曲げに加えて、壁体位置３
７によつて表わされたように矢印３９の方向への
変位運動が重ね合わされる。このような変位中に
曲げがストランドの凝固殻体の算出された曲率に
相当して通常ゼロまで減少する。

湾曲した鋳型壁の湾曲線の構成する曲率の円の
幾何学的中心を表わす軸４０，４０′はストラン
ド移動方向４２に対して横断的にかつ鋳型壁に対
して実質的に平行に伸びている。

湾曲線３３′，３４′から明らかなように、鋳型
壁はその長さの一部のみ曲げられるであろう。こ
の場合は、鋳型はその中心軸４３の上方側で曲げ
られかつ中心軸４３の下方側でストランド移動方
向４２に対してある角度傾斜しており、中心軸４
３はストランド移動４２に対して横断的に伸びて
いる。

曲げおよび回転運動を制御する算出方法に加え
て、又は代わりに、鋳造ストランドの凝固殻体の
支持かつ冷却を鋳型壁の熱出力のストランド移動
方向４２での一連の測定によつて監視することが
でき、必要ならば、補正することができる。

鋳型壁の曲げないし曲げでの変化を、鋳造速
度、鋳造温度、鋼組成、鋳型内の浴高さなどの鋳
造パラメータを変えるのに鋳造キヤビテイ（すな
わち鋳型区画）の傾斜調整を達成するのに適用で
きる。

本発明の好ましい実施態様を示して説明した
が、本発明はそれに限定されることなく、特許請
求の範囲内での各種態様がありかつ実践されるこ
とが明白に理解される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る鋳型の概略平面図であ
り、第２図は第１図に示した鋳型の狭い側壁の縦
断面図であり、第３図は第２図に示した狭い側壁
の回転および変位中の湾曲線を説明する図であ
る。 ２，２′……狭い側壁、３，３′……広い側壁、
５……スピンドル、７……曲げ装置、１２……駆
動装置、１３……制御装置、１４……コンピユー
タ、２０……鋳型壁、２１……フレキシブルな壁
体、２２……剛性な支持板、２４……曲げ装置、
２６……支持シヤフト、２７……曲げスピンド
ル、３０……銅板、３２……フレキシブルな化合
物板、３３′，３４′，３５′，３６′……湾曲線、
４２……ストランド移動方向。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の広い側壁および該複数の広い側壁間に
   配置した変位可能な鋳型壁を有する連続鋳造設備
   用鋳型内のストランドを冷却しかつ支持する方法
   において、前記ストランドを前もつて決められた
   移動方向に動かす工程；剛性支持板とフレキシブ
   ル壁体とにより構成した前記変位可能な鋳型壁の
   剛性支持板を与えられた変位速度にて変位させる
   ことによつて鋳造しているストランドの断面を変
   える工程；および前記変位可能な鋳型壁の剛性支
   持板の変位中にこの鋳型壁と関連している前記ス
   トランドの移動する凝固殻体の瞬間的な形状に相
   当する曲がりをフレキシブル壁体に与える工程；
   を含んでなることを特徴とするストランドを冷却
   しかつ支持する方法。 ２ 前記方法が、前記変位可能な鋳型壁を変位す
   ると同時にその鋳型壁のフレキシブル壁体を枢軸
   回転させる工程をさらに含んでなることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 前記方法が、前記変位可能な鋳型を変位する
   と同時にその鋳型壁のフレキシブル壁体を平行状
   態的に変位させる工程をさらに含んでなることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４ 前記方法が、前記凝固殻体の瞬間的な形状を
   前記変位可能な鋳型壁の変位速度および前記移動
   する凝固殻体の移動速度の関数として算出する工
   程をさらに含んでなることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の方法。 ５ 前記方法が、前記ストランドの移動方向に対
   して横断的にかつ前記鋳型壁に対して実質的に平
   行に伸びる中心軸を有する曲率の湾曲線となるよ
   うに前記変位可能な鋳型壁のフレキシブル壁体を
   曲げる工程を含んでなることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 ６ 前記方法が、前記変位可能な鋳型壁のフレキ
   シブル壁体をその長さの一部のみ曲げる工程を含
   んでなることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の方法。 ７ 前記方法が、前記変位可能な鋳型壁のフレキ
   シブル壁体を前記ストランドの移動方向に対して
   横断的に伸びる鋳型壁中心軸の片側で曲げる工
   程；および前記変位可能な鋳型壁のフレキシブル
   壁体を前記ストランドの移動方向に関して前記中
   心軸の他方の片側で傾ける工程を含んでなること
   を特徴とする特許請求の範囲第６項記載の方法。 ８ 前記方法が、前記変位可能な鋳型壁の熱出力
   を測定して前記ストランドの移動方向に一連の熱
   出力測定値を得る工程；および前記変位可能な鋳
   型壁を前記熱出力側測定値の関数として曲げかつ
   変位する工程を含んでなることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の方法。 ９ 前記方法が、前記変位可能な鋳型壁のフレキ
   シブル壁体を枢軸回転させて、鋳造テーパを増す
   ように凸状に曲げる工程を含んでなることを特徴
   とする特許請求の範囲第２項記載の方法。 １０ 前記方法が、前記変位可能な鋳造壁のフレ
   キシブル壁体を枢軸回転させて、鋳造テーパを増
   すように凹状に曲げる工程を含んでなることを特
   徴とする特許請求の範囲第２項記載の方法。 １１ 連続鋳造設備にてストランドを鋳造するた
   めの鋳型が、 広い側壁３，３′と、 該広い側壁と協動するフレキシブルな壁体２１
   と、該壁体２１を支持ピン２６を介して支持する
   実質的に剛性な支持板２２とよりなる変位可能な
   鋳型壁２，２′，２０と、 鋳造しているストランドの前もつて定めた移動
   方向４２に対して横断的にかつ前記変位可能な鋳
   型壁に平行に伸びている中心軸４０，４０′を有
   する曲率の円を規定する限定された湾曲線３３′
   〜３６′に沿つて、前記変位可能な鋳型壁２，
   ２′，２０のフレキシブルな壁体２１を曲げるた
   めに前記剛性な支持板２２に装着された曲げ手段
   ７，２４と、 前記変位可能な鋳型壁２，２′，２０の剛性支
   持板２２を変位させるために鋳型フレーム１，１
   ５に装着した変位装置５，２５と、 前記曲げ手段７，２４を制御するための制御手
   段２８と、 を含んでなることを特徴とする連続鋳造設備用鋳
   型。 １２ 前記変位装置２５は前記支持ピン２６の上
   方側および下方側に配置されかつお互いに独立的
   に作動できることを特徴とする特許請求の範囲第
   １１項記載の連続鋳造設備用鋳型。 １３ 前記支持ピン２６は前記フレキシブルな壁
   体２１と前記剛性な支持板２２との間にヒンジ接
   続を与えることを特徴とする特許請求の範囲第１
   ２項記載の連続鋳造設備用鋳型。 １４ 前記フレキシブルな壁体２１は銅板３０
   と、冷却溝３１を備えたフレキシブルな非金属化
   合物板３２とからなることを特徴とする特許請求
   の範囲第１２項記載の連続鋳造設備用鋳型。