JP2007196260A

JP2007196260A - 双ロール鋳造機

Info

Publication number: JP2007196260A
Application number: JP2006017531A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Nakayama; 勝巳中山; Toshiro Matsushita; 俊郎松下; Hisahiko Fukase; 久彦深瀬
Original assignee: Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2006-01-26
Filing date: 2006-01-26
Publication date: 2007-08-09
Also published as: JP2010516467A; EP1979115A1; AU2007209767A1; WO2007085052A1; EP1979115A4; CN101374618A; AU2007209767B2; NZ570205A; KR101367293B1; CN101374618B; EP2505284A2; US20070169914A1; BRPI0706755A2; PL1979115T3; RU2008134717A; EP1979115B1; US7584779B2; KR20080096664A; RU2422240C2; JP5051595B2

Abstract

【課題】ストリップの厚みを均一にできる双ロール鋳造機を提供する。
【解決手段】水平に並べた一対の冷却ロール１の両端部分に装着したロータリジョイント１０へ入る冷却水の流れ、並びにロータリジョイント１０から出る冷却水の流れが、冷却ロール１の回転中心に対して垂直になるように、ロータリジョイント１０に固定側カプラ２１，２２を組み付ける。更に、冷却水送給用ホース２５と冷却水排出用ホース２６を冷却ロール１の径方向に水平に導く直動案内ベアリング３１と、各ホース２５，２６を上方へ向けて垂直に付勢するシリンダ３３とにより、冷却ロール１を枢支している軸箱９の摺動抵抗を低減させ、軸箱９に対する押し付け力を小さくできるようにしてチャターの発生を防ぐ。
【選択図】図２

Description

本発明は双ロール鋳造機に関するものである。

溶湯からストリップを直接的に生産する手法として、回転する水平に並べた一対のロールの間に溶湯を供給し、凝固した金属を薄帯状に送り出す双ロール連続鋳造法がある。

図５及び図６は双ロール鋳造機の一例を示すものであり、水平に並べて配置した一対の冷却ロール１と、当該冷却ロール１に付帯する一対のサイド堰２とを備えている（例えば、特許文献１参照）。

冷却ロール１は、その内部に冷却水が流通し、生産すべきストリップ３の板厚に応じてロール間隙Ｇを拡縮調整できるように構成されている。

また、冷却ロール１の回転方向と速度は、それぞれの外周面が上側からロール間隙Ｇへ向かって等速で移動するように設定してある。

一方のサイド堰２は、各冷却ロール１の一端に面接触し、他方のサイド堰２は、各冷却ロール１の他端に面接触しており、冷却ロール１及びサイド堰２によって四方を囲まれる空間には、耐火物を素材とした溶湯供給ノズル４がロール間隙Ｇの真上に位置するように配置されている。

溶湯供給ノズル４は、その頂部に溶湯５を受けるための細長のノズルトラフ６を有し、長手方向側壁の下端寄り部分には、ノズルトラフ６から冷却ロール１外周面へ向けて貫通する開口７が冷却ロール１軸線に沿って並ぶように複数穿設してあり、ノズルトラフ６に溶湯５を流し込むと、ロール間隙Ｇの上方に冷却ロール１外周面に接する溶湯溜まり８が形成される。

すなわち、冷却水の流通により冷却ロール１を抜熱しながら、溶湯溜まり８を形成して冷却ロール１を回転させると、溶湯５が冷却ロール１外周面で固まって凝固殻を形作り、これら凝固殻がロール間隙Ｇで張り合わされたストリップ３が冷却ロール１の下方へ送り出される。

このとき、生産されるストリップ３が目標板厚となるように、各冷却ロール１のネック部分を枢支している軸箱（図示せず）に、互いに近接する向きへの水平な押し付け力Ｆを付与している。
特開平１１−３１４１３８号公報

ストリップ３を生産する際に、溶湯溜まり８をなす溶湯５によって冷却ロール１に作用する静圧は、ロール径、ロール胴部の長さ、溶湯溜まり８の湯面高さ、ロール回転速度、生産すべきストリップ３の材質などにより定まるが、一例として前記静圧が約１５０ｋｇであるときは、各冷却ロール１のそれぞれに付与すべき押し付け力Ｆの合計が、理論上、１５０ｋｇ＋αぐらいになる（α＜１０ｋｇ）。

ところが実際には、冷却ロール１に秒速２０ｍで１分間あたり５トンの割合で連続送給される冷却水などの影響を含んだ機械系ヒステリシスを考慮して、冷却ロール１に３００ｋｇを上回る押し付け力Ｆを付与しているが、この押し付け力Ｆが過大であるために、時としてチャターが生じ、ストリップ３の厚みが不均一になることがある。

また、ロータリジョイントなどの付帯部品を含めた冷却ロール１の重量配分が不均一であると、上方から見たロールギャップ１が冷却ロール１の一端寄りから他端寄りへ向けてウエッジ状になる事象を発現し、ストリップ３の厚みが不均一になることがある。

本発明はストリップの厚みを均一にできる双ロール鋳造機を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明は、互いに近接する向きに押し付け力が付与される水平に並べた一対の冷却ロールと、これら冷却ロールの内部に冷却水を流通させるために各冷却ロールの両端部分に装着したロータリジョイントとを有し、ロータリジョイントへ入る冷却水の流れ、並びにロータリジョイントから出る冷却水の流れを、冷却ロールの回転中心に対して垂直に設定した構成を採る。

あるいは、互いに近接する向きに押し付け力が付与される水平に並べた一対の冷却ロールと、これら冷却ロールの内部に冷却水を流通させるために各冷却ロールの一端部分に装着したロータリジョイントとを有し、ロータリジョイントへ入る冷却水の流れ、並びにロータリジョイントから出る冷却水の流れを、冷却ロールの回転中心に対して垂直に設定し、ロータリジョイントに釣り合う回転モーメントが生じるようなカウンタウエイトを、各冷却ロールの他端部分に装着した構成を採る。

また、ロータリジョイントへ入る冷却水の流れを上向きに設定した構成を採る。

これに加えて、ロータリジョイントに接続した冷却水送給用ホースと、ロータリジョイントに接続した冷却水排出用ホースと、各ホースを冷却ロールの径方向に水平に導く手段と、各ホースの重量がロータリジョイントに負担されないように各ホースを上方へ向けて垂直に付勢する手段とを備えた構成を採る。

更に、駆動機構から冷却ロールに回転を伝えるスピンドルと、該スピンドルの中間部分を枢支する軸受と、該軸受を上方へ向けて付勢する手段と、前記軸受を水平に案内する手段とを備えた構成を採る。

本発明の双ロール鋳造機によれば、下記のような優れた効果を奏し得る。

（１）ロータリジョインへの冷却水の出入りを、冷却ロールの回転中心に向けて垂直に設定したので、冷却水の流通に伴う力が冷却ロールの径方向に水平に作用せず、よって、冷却ロールに付与する押し付け力を小さくしてもロール間隙が一定に保たれ、ストリップの厚みを均一にできる。

（２）冷却ロールの一端部分のロータリジョイントに釣り合う回転モーメントを生じるようなカウンタウエイトを冷却ロールの他端部分に装着すれば、冷却ロール回転時の重量配分が均等になり、よって、ロールギャップがウエッジ状にならず、ストリップの厚みを均一にできる。

（３）特に、ロータリジョイントへ入る冷却水の流れを上向きに設定した場合は、冷却ロールの両端部分に上向きの力が付与されることになり、よって、冷却ロールを枢支している軸箱など摺動抵抗が軽減され、機械系ヒステリシスが小さくなる。

（４）冷却水送給用ホースと冷却水排出用ホースを冷却ロールの径方向に水平に導き、これらホースの上方へ向けて付勢すれば、各ホースの重量がロータリジョイントを介して冷却ロールに負担されなくなり、よって、冷却ロールに付与する押し付け力を小さくしてもロール間隙が一定に保たれ、ストリップの厚みを均一にできる。

（５）スピンドルの中間部分を枢支する軸受を上方へ向けて付勢し、この軸受を水平に案内すれば、スピンドルの重量が冷却ロールに負担されなくなり、よって、冷却ロールに付与する押し付け力を小さくしてもロール間隙が一定に保たれ、ストリップの厚みを均一にできる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

図１乃至図３は本発明の双ロール鋳造機の第１の例を示すもので、ネック部分を枢支している軸箱９に互いに近接する向きへの水平な押し付け力Ｆが付与され得る冷却ロール１と、これら冷却ロール１の両端部分に装着したロータリジョイント１０とを有している。

冷却ロール１は、円筒状のロール本体１１と、その両端に嵌入した中空のスタブ軸１２と、当該スタブ軸１２内方に同軸に配置した筒状の隔壁１３などを構成要素としている。

ロール本体１１には、その軸線方向に延び且つ周方向に等間隔に位置する冷却通路１４が複数穿設してある。

また、スタブ軸１２の先端部分には、冷却ロール１の回転中心に対して放射状に延びる冷却通路１５，１６が複数穿設してある。

このうち、冷却通路１５は、スタブ軸１２内周面と隔壁１３外周面の間に空隙１７を、前記ロール本体１１の複数の冷却通路１４のうちの所定のものに連通させ、冷却通路１６は、スタブ軸１２内方の空間１８を、前記ロール本体１１の複数の冷却通路１４のうち、冷却通路１４に連通していない残りのものに連通させている。

スタブ軸１２の基端部分には、軸外方から前記空隙１７に連なる入側開口１９と、前記空間１８から軸外方へ連なる出側開口２０とが穿設してある。

ロータリジョイント１０はスタブ軸１２の基端寄り部位に嵌装してあり、入側開口１９に連なって下向きに突出する固定側カプラ２１と、出側開口２０に連なって下向きに突出する固定側カプラ２２とが、冷却ロール１の回転中心に対して垂直に組み付けてある。

つまり、冷却ロール１の両端部分には、同一なロータリジョイント１０と固定側カプラ２１，２２が付帯することになり、冷却ロール１の重量配分が均等化される。

冷却水が流通する経路は、ロータリジョイント１０から一方のスタブ軸１２の空隙１７及び冷却通路１５を経てロール本体１１の所定の冷却通路１４を通過した冷却水がロール本体１１の他の冷却通路１４に移行し、この後、一方のスタブ軸１２の冷却通路１６及び空間１８を経て一方のロータリジョイント１０に戻るような２パス形式（他方のロータリジョイント１０では、ミラー対称の経路を経て冷却水が他方のロータリジョイント１０に戻ってくる）、あるいは冷却水をロール軸線方向に折り返しさせない１パス形式のいずれを採用してもよく、当然のことながら、冷却水をロール軸線方向に多数回にわたって行き来させる形式であってもよい。

固定側カプラ２１には、移動側カプラ２３を介して冷却水送給用ホース２５が接続してあり、また、固定側カプラ２２には、移動側カプラ２４を介して冷却水排出用ホース２６が接続してある。

移動側カプラ２３，２４は、単一のスライドベース２７に取り付けられ、当該スライドベース２７の直下には、リフトフレーム２８が配置してある。

リフトフレーム２８は、当該リフトフレーム２８と架台２９の間に介在させた直動案内ベアリング３０によって垂直に導かれ、スライドベース２７は、当該スライドベース２７とリフトフレーム２８の間に介在させた直動案内ベアリング３１によって冷却ロール１の径方向に水平に（直動案内ベアリング３２による軸箱９の移動方向と平行に）導かれる。

すなわち、移動側カプラ２３，２４を接続した固定側カプラ２１，２２は、垂直な姿勢を保ったまま、軸箱９と一体的に動くことになり、ロータリジョイント１０への冷却水の出入りが冷却ロール１の回転中心に対して垂直に設定され、冷却水の流通に伴う力が冷却ロール１の径方向に水平に作用しない。

更に、リフトフレーム２８と架台２９の間には、昇降機構としてのシリンダ３３が介装させてある。

このシリンダ３３を作動させてリフトフレーム２８を上方へ向けて付勢すれば、冷却水送給用ホース２５、冷却水排出用ホース２６、並びに移動側カプラ２３，２４などの重量がロータリジョイント１０を介して冷却ロール１に負担されることがなくなり、軸箱９の摺動抵抗が低減される。

冷却ロール１を回転させるモータ３４と冷却ロール１の一端部分のスタブ軸１２との間には、減速機３５、自在継手３６、スピンドル３７、及び自在継手３８が介装させてある。

スピンドル３７の長手方向中間部分には軸受３９が嵌装してあり、当該軸受３９と設備床面４０の間にスピンドル支持装置４１を配置してある。

スピンドル支持装置４１は、減速機３５寄りに位置する自在継手３６を中心とした軸受３９の緩やかな円弧状の軌跡に見合うように案内ベアリング４２により導かれるスライドフレーム４３と、当該スライドフレーム４３に並設したブラケット４４，４５と、一方のブラケット４４にバレルを枢支したシリンダ４６と、基端部分が他方のブラケット４５に枢支され且つ先端部分をシリンダ４６のピストンロッドに枢支したリンクレバー４７と、下端部分がリンクレバー４７の長手方向中間部分に枢支され且つ上端部分を前記軸受３９に枢支したリフトアーム４８とを有している。

このスピンドル支持装置４１のシリンダ４６を作動させて軸受３９を上方へ向けて付勢すれば、スピンドル３７などの重量が冷却ロール１に負担されることがなくなり、軸箱９の摺動抵抗が低減される。

また、軸受３９は、案内ベアリング４２によって軸箱９に追従することになる。

図１乃至図３に示す双ロール鋳造機では、冷却ロール１の重量配分が均等化し、冷却水の流通に伴う力が冷却ロール１の径方向に水平に作用せず、また、軸箱９の摺動抵抗を低減させることが可能なので、冷却ロール１に付与する押し付け力Ｆを小さくしてもロール間隙Ｇ（図５参照）が一定に保たれ、よって、ストリップ３（図５参照）の厚みを均一にできる。

更に、各ロータリジョイント１０に冷却水が上向きに垂直に入るので、冷却ロール１の両端部分に上向きの力が付与されることになり、軸箱９など摺動抵抗が軽減され、機械系ヒステリシスが小さくなる。

前述の構成に加えて、スライドベース２７を軸箱９と平行に移動させるアクチュエータや、スライドフレーム４３を案内ベアリング４２に沿って移動させるアクチュエータを設けるようにしてもよく、シリンダ３３，４６をモータ駆動方式のアクチュエータに置き換えてもよい。

図４は本発明の双ロール鋳造機の第２の例を示すもので、図中、図１乃至図３と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。

この双ロール鋳造機では、冷却ロール１の一端部分にだけにロータリジョイント１０を装着し、冷却ロール１の他端部分に、当該ロータリジョイント１０と固定側カプラ２１，２２に釣り合う回転モーメントが生じるように、形状と質量を設定したカウンタウエイト４９を装着している。

このような構成を採った場合、冷却ロール１回転時の重量配分が均等になり、よって、ロールギャップＧ（図５参照）がウエッジ状にならず、ストリップ３（図５参照）の厚みを均一にでき、その他、図１乃至図３に示すものと同様な効果が得られる。

なお、本発明の双ロール鋳造機は、上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変更を加え得ることは勿論である。

本発明の双ロール鋳造機は、鋼をはじめとして種々の金属ストリップの製造に適用することができる。

本発明の双ロール鋳造機の第１の例を示す平面図である。図１における冷却ロールの一端部分の縦断面図である。図１に関連する冷却ロール駆動系の外観図である。本発明の双ロール鋳造機の第２の例を示す平面図である。双ロール鋳造機の一例を冷却ロール径方向に見た状態を示す概念図である。双ロール鋳造機の一例を平面的に見た状態を示す概念図である。

符号の説明

１冷却ロール
１０ロータリジョイント
２５冷却水送給用ホース
２６冷却水排出用ホース
３１直動案内ベアリング（各ホースを冷却ロールの径方向に水平に導く手段）
３３シリンダ（各ホースを上方へ向けて垂直に付勢する手段）
３７スピンドル
３９軸受
４２案内ベアリング（軸受を水平に案内する手段）
４６シリンダ（軸受を上方へ向けて付勢する手段）
４９カウンタウエイト

Claims

互いに近接する向きに押し付け力が付与される水平に並べた一対の冷却ロールと、これら冷却ロールの内部に冷却水を流通させるために各冷却ロールの両端部分に装着したロータリジョイントとを有し、ロータリジョイントへ入る冷却水の流れ、並びにロータリジョイントから出る冷却水の流れを、冷却ロールの回転中心に対して垂直に設定したことを特徴とする双ロール鋳造機。
互いに近接する向きに押し付け力が付与される水平に並べた一対の冷却ロールと、これら冷却ロールの内部に冷却水を流通させるために各冷却ロールの一端部分に装着したロータリジョイントとを有し、ロータリジョイントへ入る冷却水の流れ、並びにロータリジョイントから出る冷却水の流れを、冷却ロールの回転中心に対して垂直に設定し、ロータリジョイントに釣り合う回転モーメントが生じるようなカウンタウエイトを、各冷却ロールの他端部分に装着したことを特徴とする双ロール鋳造機。
ロータリジョイントへ入る冷却水の流れを上向きに設定した請求項１、または請求項２のいずれかに記載の双ロール鋳造機。
ロータリジョイントに接続した冷却水送給用ホースと、ロータリジョイントに接続した冷却水排出用ホースと、各ホースを冷却ロールの径方向に水平に導く手段と、各ホースの重量がロータリジョイントに負担されないように各ホースを上方へ向けて垂直に付勢する手段とを備えた請求項１乃至請求項３いずれかに記載の双ロール鋳造機。
駆動機構から冷却ロールに回転を伝えるスピンドルと、該スピンドルの中間部分を枢支する軸受と、該軸受を上方へ向けて付勢する手段と、前記軸受を水平に案内する手段とを備えた請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の双ロール鋳造機。