CN102387878B

CN102387878B - 连续铸造设备

Info

Publication number: CN102387878B
Application number: CN2010800160617A
Authority: CN
Inventors: 今井俊太郎; 黑木雅嗣; 冈洋介
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2009-04-14
Filing date: 2010-04-14
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2030-04-14
Also published as: BRPI1015033A2; WO2010119680A1; JPWO2010119680A1; BRPI1015033B1; JP4880089B2; CN102387878A

Abstract

一种连续铸造设备，具备夹着铸片的通路而对置配置的多个支持辊，各个上述支持辊具有沿着上述铸片的宽度方向配置的多个分割辊，关于在连续铸造工序中的上述铸片的中心固相率成为0.2以上且小于1.0的上述通路上的位置上所配置的上述各支持辊：在将上述支持辊中的在上述铸片的上述宽度方向上邻接的上述分割辊之间的间隔定义为间隔A(mm)、将从上述支持辊的铸造方向下游侧的相邻的支持辊到上述支持辊的铸造方向上游侧的相邻的支持辊为止的距离定义为距离B(mm)时，间隔A及距离B满足A≤0.001×B²-1.5×B+735以及400≤B＜680。

Description

连续铸造设备

技术领域

本发明涉及一种连续铸造设备，具备夹着铸片通路而对置配置的多个支持辊。

本申请基于2009年4月14日在日本申请的特愿2009-097681号并主张优先权，在此援用其内容。

背景技术

在从熔融金属制造铸片的连续铸造设备中设置有：铸片通路，使从浇口盘经过铸模而拉出的铸片通过；和夹着铸片通路而对置配置的一对辊组等。在辊组中，引导铸片的多个支持辊在铸片的铸造方向上排列配置。各支持辊被设置成能够分别以在铸片宽度方向上延伸的中心轴为旋转中心轴而进行旋转，通过这些支持辊在以夹着铸片的状态进行支持的同时将铸片向规定的铸造方向拉出而进行搬送。各支持辊分别伴随着铸片的移动而旋转，由此铸片被顺畅地引导。

在该连续铸造设备中，有时在铸模的下方，由于未凝固钢液的静压而在铸片上产生鼓胀。尤其是，由于上述支持辊的两端通过轴承部支持，因此支持辊在铸片宽度方向的中央附近弯曲，所以铸片宽度方向的中央附近的鼓胀量变大。因此，一直以来，为了使鼓胀量减小，使用如下的支持辊(专利文献1)：在铸片宽度方向上将支持辊分割为多个分割辊，通过中间轴承部支持这些分割辊之间。

此外，为了抑制该鼓胀，还提出有如下方案(专利文献2)：在连续铸造中，在铸片的固相率相当于0.3～0.9的位置上，使下游侧的支持辊之间的间隔比上游侧的支持辊之间的间隔小。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-30012号公报

专利文献2：日本特开2005-193265号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

但是，本发明人调查发现，仅通过将支持辊分割为多个分割辊，有时不能够充分地抑制鼓胀。例如，在一个支持辊中的在铸片宽度方向上邻接的分割辊之间，存在辊与铸片不接触的非支持部分。即使将该分割辊之间的间隔设为一定，在非支持部分也有时能够、有时不能够抑制鼓胀量，不一定实现充分的鼓胀抑制。并且，由于该鼓胀而产生作为铸片的内部缺陷的中心偏析，铸片品质恶化。

本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于使铸片的鼓胀量减小，抑制该铸片的中心偏析。

用于解决技术问题的手段

为了实现上述目的，本发明一个方式的连续铸造设备是具备夹着铸片的通路而对置配置的多个支持辊的连续铸造设备，各个上述支持辊具有沿着上述铸片的宽度方向配置的多个分割辊，关于在连续铸造工序中的上述铸片的中心固相率成为0.2以上且小于1.0的上述通路上的位置上所配置的上述各支持辊：在将上述支持辊中的在上述铸片的上述宽度方向上邻接的上述分割辊之间的间隔定义为间隔A(mm)、将从上述支持辊的铸造方向下游侧的相邻的支持辊到上述支持辊的铸造方向上游侧的相邻的支持辊为止的距离定义为距离B(mm)时，间隔A及距离B满足下述公式(1)以及(2)。

A≤0.001×B²-1.5×B+735 …(1)

400≤B＜680 …(2)

发明的效果：

根据本发明，能够减小铸片的鼓胀量，而抑制该铸片的中心偏析。

附图说明

图1是表示本实施方式的连续铸造设备的构成概况的说明图。

图2是从侧面观察辊段装置的构成而示意地表示的说明图。

图3是从侧面观察辊段装置的构成而示意地表示的说明图。

图4是表示分割辊的平面配置的说明图。

图5是表示非支持带宽度与鼓胀指数的关系的图表。

图6是表示非支持带长度和非支持带宽度的关系的图表。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行说明。图1是表示本实施方式的连续铸造设备1的构成概况的说明图。

如图1所示，连续铸造设备1具备：存积钢液的浇口盘2；喷嘴4，从浇口盘2的底部向铸模3注入钢液；铸片通路5，使从铸模3拉出的铸片H通过；以及一对辊组6、7，夹着铸片通路5而对置配置。

一对辊组6、7分别设置在铸片通路5的活动面侧(所谓L面侧、以下有时记载为“内周侧”)和固定面侧(所谓F面侧、以下有时记载为“外周侧”)，以便在沿着铸片通路5的铸造方向D₁上引导铸片H。内周侧的辊组6具有多个支持辊10，该多个支持辊10对铸片通路5内的铸片H的内周侧进行引导。各支持辊10以其中心轴朝向铸片H的宽度方向的方式沿着铸造方向D₁配置成一列。此外，外周侧的辊组7具有多个支持辊11，该多个支持辊11对铸片通路5内的铸片H的外周侧进行引导。各支持辊11以其中心轴朝向铸片H的宽度方向的方式沿着铸造方向D₁配置成一列。

如图2及图3所示，支持辊10、11安装于辊段装置20。辊段装置20具有：内周侧的框架21，安装多个内周侧的支持辊10；和外周侧的框架22，安装多个外周侧的支持辊11。在内周侧的框架21和外周侧的框架22之间设置有支持部件23，该支持部件23用于对这些内周侧的框架21和外周侧的框架22进行支持，并对支持辊10、11之间的间隔进行调整。在支持部件23中设置有液压缸24。另外，作为支持部件23例如使用活塞杆或圆筒体。在使用圆筒体的情况下，支持部件23优选为通过螺合形式来调整其长度的构成。例如，能够采用夹着螺合部而分割为2部分的构成、或者在支持部件23和外周侧的框架22之间配置螺合部的构成等。

内周侧的支持辊10在铸片H的宽度方向D₂上分割为多个、例如3个分割辊30a、30b、30c。各分割辊30成为大致圆柱形状，在其中心插通有在铸片宽度方向D₂上延伸的轴31。各分割辊30和轴31可以为一体的构造、也可以为独立的构造。此外，轴31也可以通过中间轴承部33而在轴向上被分割。通过所述构成，分割辊30能够以轴31为中心旋转。在轴31的两端部设置有端部轴承部32。此外，在分割辊30之间的轴31上设置有中间轴承部33(参照图2)。在轴31通过中间轴承部33而在轴向上被分割的情况下，在中间轴承部33配置2个轴承。这些端部轴承部32和中间轴承部33由内周侧的框架21支持。

在此，在图4所示那样的俯视中，相对于1个支持辊、上述铸造方向的两个相邻的支持辊(即铸造方向下游侧的相邻的支持辊及铸造方向上游侧的相邻的支持辊)之间的距离B(mm)，被定义为各辊的中央部的距离。

发明人反复认真研究的结果，发现为了充分地抑制铸片的中心偏析，仅通过调整支持辊之间的铸造方向的间隔是不充分的。另一方面，除了上述调整之外，通过对应于支持辊之间的铸造方向的间隔，在一个支持辊中将在铸片宽度方向上邻接的分割辊之间的间隔调整到适当的范围，由此中心偏析的抑制效果显著提高。即，发现了为了充分地抑制成为中心偏析的原因的鼓胀量，如以往那样仅通过一维地调整分割辊配置是不充分的，还需要二维地调整支持辊配置及分割辊配置。因此，在一个支持辊中，以在铸片宽度方向上邻接的分割辊之间的铸片的非支持部分为中心，对跨该一个支持辊的铸造方向的两个相邻的支持辊(从上述一个支持辊观察的铸造方向的前方相邻的支持辊以及从上述一个支持辊观察的铸造方向的后方相邻的支持辊；以下也简单记载为两个相邻的支持辊)的范围的二维平板(铸片)的变形进行解析，并评价了鼓胀量。此外，根据鼓胀量和中心偏析之间的关系，导出了上述公式(1)，作为用于充分地抑制中心偏析的条件。

此外，发现了当一个支持辊的两个相邻的支持辊之间的间隔为680mm以上时，即使在满足上述公式(1)的情况下，鼓胀量也变得过大，而不能够充分地抑制中心偏析。因此，在上述公式(2)中将上限值设为680mm。

另外，在上述公式(2)中作为下限值的400mm，是决定为在连续铸造设备中实际能够设置支持辊的最小间隔。

如上所述，在本发明的连续铸造设备中，以满足上述公式(1)及公式(2)的方式配置有支持辊(分割辊)。因此，能够减小铸片的鼓胀量，而充分地抑制该铸片的中心偏析。

另外，所谓中心固相率，能够定义为铸片厚度方向的中心部且铸片宽度方向的熔融部分的固相率。

此外，中心固相率能够通过传热凝固计算来求出，作为传热凝固计算周知热焓法以及等价比热法等，使用哪种方法都可以。此外，简单地说周知下述公式，也可以使用该公式。

中心固相率＝(液相线温度-熔融部温度)/(液相线温度-固相线温度)

在此，所谓熔融部温度，意味着铸片厚度方向的中心部且铸片宽度方向的熔融部分的温度，能够通过传热凝固计算来求出。此外，液相线温度例如能够参照“铁和钢，日本钢铁协会会志，Vol.55，No.3(19690227)S85，社团法人日本钢铁协会”来计算，此外，固相线温度例如能够参照“平居，金丸，森；学振19委，第5次凝固现象协会资料，凝固46(1968年12月)”来计算。

如图4所示那样，分割辊30被配置成所谓的交错状(曲折形线迹状)。即，分割辊之间的间隙以沿着铸造方向不对准为一列的方式曲折地配置。此外，在连续铸造中，在辊组6的处于相当于铸片H的中心固相率为0.2以上且小于1.0的位置的支持辊10a中，构成支持辊10a的分割辊30的间隔、即在铸片宽度方向D₂上邻接的分割辊30a、30b之间的间隔A(以下有时称作“非支持带宽度A”)、以及该支持辊10a的铸造方向D₁的两个相邻的支持辊10b、10c之间的距离(间隔)B(以下有时称作“非支持带长度B”)，被设定为满足下面所示的公式(1)及公式(2)。这些公式(1)及公式(2)的详细说明将后述。另外，非支持带宽度A的最小值设为实际能够设置分割辊30的值、例如为100mm左右。

A≤0.001×B²-1.5×B+735 …(1)

400≤B＜680 …(2)

其中，A是支持辊10a中的在铸片宽度方向D₂上邻接的分割辊30a、30b之间的间隔(mm)，B是支持辊10a的铸造方向D₁的两个相邻的支持辊10b、10c之间的间隔(mm)。

如图2及图3所示，外周侧的支持辊11也与内周侧的支持辊10同样，在铸片H的宽度方向D₂上被分割为多个、例如3个分割辊40a、40b、40c。各分割辊40形成为大致圆柱形状，在其中心插通有在铸片宽度方向D₂上延伸的轴41。各分割辊40和轴41存在成为一体构造的情况和成为独立构造的情况。此外，轴41有时通过中间轴承部43而在轴向上被分割。通过所述构成，分割辊40能够以轴41为中心旋转。在轴41的两端部设置有端部轴承部42。此外，在分割辊40之间的轴41上设置有中间轴承部43。在轴41通过中间轴承部43而在轴向上被分割的情况下，在中间轴承部43中需要2个轴承。这些端部轴承部42和中间轴承部43由外周侧的框架22支持。另外，关于分割辊40的平面配置，与在图4中说明了的内周侧的分割辊30的平面配置相同，所以省略说明。即，支持辊11和分割辊40被配置成满足上述公式(1)及公式(2)。

对如以上那样构成的连续铸造设备1的作用进行说明。首先，浇口盘2中所存积的钢液经由喷嘴4注入铸模3。在铸模3内，从钢液的外周开始冷却而凝固，形成铸片H。铸片H被从铸模3向铸片通路5拉出，并在被辊组6、7引导的同时沿着铸造方向D₁向下游侧移动。此时，辊组6、7中的支持辊10、11之间的距离通过辊段装置20被调整为使铸片H成为规定厚度。此外，铸片H在通过铸片通路5的过程中进一步冷却，而凝固到内部。

接着，对上述公式(1)及公式(2)进行说明。发明人反复认真研究的结果，发现为了充分地抑制铸片的中心偏析，需要调整支持辊之间的间隔，并且还需要在一个支持辊中调整邻接的分割辊之间的间隔。即，发现了为了充分地抑制成为中心偏析的原因的鼓胀量，需要二维地调整辊之间的间隔。

因此，如图4所示，在支持辊10a中，以在铸片宽度方向D₂上邻接的分割辊30a、30b之间的铸片H的非支持部分为中心，使用有限要素法，对扩展到支持辊10a的铸造方向D₁的两个相邻的支持辊10b、10c为止的二维平板(非支持带S)的铸片厚度方向的变形量(以下记载为“鼓胀量”)进行解析，并评价了鼓胀量。在铸片H的中心固相率相当于0.8的位置的辊组6中进行鼓胀量的评价。该中心固相率在0.2以上且小于1.0的范围内。由于在铸片H的中心固相率为0.2以上且小于1.0的范围中，另外确认了发生铸片H的鼓胀而产生中心偏析的情况，所以该中心固相率设定为其代表值。此外，在非支持带S中，使非支持带宽度A在400mm以下的范围内变化，使非支持带长度B以450mm、560mm、600mm、640mm、680mm变化，而进行了鼓胀量的评价。

图5表示所述鼓胀量的评价结果。图5的横轴表示非支持带宽度A。此外，图5的纵轴表示将非支持带宽度A为0mm且非支持带长度B为560mm时的鼓胀量设为1的情况下的鼓胀量的比率，将其定义为鼓胀指数。另外，所谓非支持带宽度A为0mm意味着支持辊未分割的情况。非支持带长度B虽然成为280mm，但是为了与支持辊未分割的情况进行比较，即使在非支持带宽度A为0mm的情况下，为了方便也将非支持带长度B记述为560mm。

此外，在非支持带宽度A为0mm、支持辊未分割的情况下，实际上如上述那样，存在由于支持辊弯曲而产生鼓胀这种问题。但是，在此，在进行使非支持带宽度A及非支持带长度B变化的情况的研究时，为了将非支持带宽度A为0mm的情况作为鼓胀量最少的情况的基准，假定为支持辊不会弯曲而能够操作。

在此，将非支持带宽度A为0mm且非支持带长度B为560mm时的鼓胀量作为基准的根据为，在使用未分割的支持辊(A＝0mm)的情况下，通常所设定的铸造方向D₁的支持辊间隔为280mm左右。因此，发明人调查发现，当鼓胀指数为2.8以下时，能够充分地抑制铸片H的中心偏析。即，发现了图5中的粗虚线以下的范围是能够抑制中心偏析的范围。

因此，求出了满足鼓胀指数为2.8以下的条件那样的非支持带宽度A和非支持带长度B之间的关系。即，在使非支持带长度B变动的情况下，分别求出鼓胀指数成为2.8以下的非支持带宽度A。将该范围的非支持带宽度A和非支持带长度B如图6所示那样进行了图示。然后，对图6中的图示进行多项式近似，导出了上述公式(1)的关系式。

此外，如图5所示，可知在非支持带长度B为680mm以上的情况下，即使减小非支持带宽度A，非支持带长度B也过大，因此中心偏析整体地恶化。此外，还可知在非支持带宽度A为0mm(即、使用未分割的支持辊的情况)时，在鼓胀指数为2.0以上(图5中的细虚线之上的范围)时，不能够充分地抑制中心偏析。因此，在上述公式(2)中，将非支持带长度B的上限值设为680mm。另外，在上述公式(2)中作为下限值的400mm是根据如下情况来决定的：在连续铸造设备1中，在铸造方向D₁上邻接的支持辊10、11实际上能够设置的最小间隔为200mm。

根据以上的实施方式，利用铸片H的中心固相率为0.8的情况进行了说明，但是在相当于0.2以上且小于1.0的多个位置上进行了同样实验的结果，均得到了与上述相同的结果。

如以上所述那样，根据本发明，在相当于铸片H的中心固相率为0.2以上且小于1.0的位置的辊组6、7中，支持辊10、11(分割辊30、40)被配置成满足上述公式(1)及公式(2)，因此能够减小通过铸片通路5的过程中的铸片H的鼓胀量。因此，能够充分地抑制铸片H的中心偏析，能够制造高品质的铸片。

另外，本发明的一个方式的装置还能够记载为如下：一种连续铸造设备，具备夹着铸片通路而对置配置的多个支持辊，其特征在于，上述支持辊在铸片的宽度方向上被分割为多个分割辊，在连续铸造中、在相当于铸片的中心固相率为0.2以上且小于1.0的位置的支持辊中，该支持辊中的在铸片宽度方向上邻接的分割辊之间的间隔A和在上述铸片宽度方向上邻接的分割辊之间的铸造方向的两个相邻的支持辊之间的间隔B，满足上述公式(1)及上述公式(2)。

工业实用性

本发明对于具备夹着铸片通路而对置配置的多个支持辊的连续铸造设备是有用的。

符号说明

1 连续铸造设备

2 浇口盘

3 铸模

4 喷嘴

5 铸片通路

6、7 辊组

10、11 支持辊

20 辊段装置

21、22 框架

23 支持部件

24 液压缸

30、40 分割辊

31、41 轴

32、42 端部轴承部

33、43 中间轴承部

H 铸片

S 非支持带

Claims

1.一种连续铸造设备，具备夹着铸片的通路而对置配置的多个支持辊，其特征在于，

各个上述支持辊具有沿着上述铸片的宽度方向配置的多个分割辊，

关于在连续铸造工序中的上述铸片的中心固相率成为0.2以上且小于1.0的上述通路上的位置上所配置的上述各支持辊：

在将上述支持辊中的在上述铸片的上述宽度方向上邻接的上述分割辊之间的间隔定义为间隔A(mm)、

将从上述支持辊的铸造方向下游侧的相邻的支持辊到上述支持辊的铸造方向上游侧的相邻的支持辊为止的距离定义为距离B(mm)时，

间隔A及距离B满足

A≤0.001×B²-1.5×B+735 …(1)以及

400≤B＜680 …(2)。