專利名稱：連續(xù)鑄造設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種連續(xù)鑄造設(shè)備，具備夾著鑄片通路而對置配置的多個(gè)支持輥。本申請基于2009年4月14日在日本申請的特愿2009-097681號并主張優(yōu)先權(quán)， 在此援用其內(nèi)容。
背景技術(shù)：
在從熔融金屬制造鑄片的連續(xù)鑄造設(shè)備中設(shè)置有鑄片通路，使從澆口盤經(jīng)過鑄模而拉出的鑄片通過；和夾著鑄片通路而對置配置的一對輥組等。在輥組中，引導(dǎo)鑄片的多個(gè)支持輥在鑄片的鑄造方向上排列配置。各支持輥被設(shè)置成能夠分別以在鑄片寬度方向上延伸的中心軸為旋轉(zhuǎn)中心軸而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，通過這些支持輥在以夾著鑄片的狀態(tài)進(jìn)行支持的同時(shí)將鑄片向規(guī)定的鑄造方向拉出而進(jìn)行搬送。各支持輥分別伴隨著鑄片的移動而旋轉(zhuǎn)， 由此鑄片被順暢地引導(dǎo)。在該連續(xù)鑄造設(shè)備中，有時(shí)在鑄模的下方，由于未凝固鋼液的靜壓而在鑄片上產(chǎn)生鼓脹。尤其是，由于上述支持輥的兩端通過軸承部支持，因此支持輥在鑄片寬度方向的中央附近彎曲，所以鑄片寬度方向的中央附近的鼓脹量變大。因此，一直以來，為了使鼓脹量減小，使用如下的支持輥(專利文獻(xiàn)1)在鑄片寬度方向上將支持輥分割為多個(gè)分割輥，通過中間軸承部支持這些分割輥之間。此外，為了抑制該鼓脹，還提出有如下方案(專利文獻(xiàn)幻在連續(xù)鑄造中，在鑄片的固相率相當(dāng)于0. 3 0. 9的位置上，使下游側(cè)的支持輥之間的間隔比上游側(cè)的支持輥之間的間隔小。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開2007-30012號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2005-193^5號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的技術(shù)問題但是，本發(fā)明人調(diào)查發(fā)現(xiàn)，僅通過將支持輥分割為多個(gè)分割輥，有時(shí)不能夠充分地抑制鼓脹。例如，在一個(gè)支持輥中的在鑄片寬度方向上鄰接的分割輥之間，存在輥與鑄片不接觸的非支持部分。即使將該分割輥之間的間隔設(shè)為一定，在非支持部分也有時(shí)能夠、有時(shí)不能夠抑制鼓脹量，不一定實(shí)現(xiàn)充分的鼓脹抑制。并且，由于該鼓脹而產(chǎn)生作為鑄片的內(nèi)部缺陷的中心偏析，鑄片品質(zhì)惡化。本發(fā)明是鑒于上述情況而做出的，其目的在于使鑄片的鼓脹量減小，抑制該鑄片的中心偏析。用于解決技術(shù)問題的手段為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一個(gè)方式的連續(xù)鑄造設(shè)備是具備夾著鑄片的通路而對置配置的多個(gè)支持輥的連續(xù)鑄造設(shè)備，各個(gè)上述支持輥具有沿著上述鑄片的寬度方向配置的多個(gè)分割輥，關(guān)于在連續(xù)鑄造工序中的上述鑄片的中心固相率成為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輥在將上述支持輥中的在上述鑄片的上述寬度方向上鄰接的上述分割輥之間的間隔定義為間隔A(mm)、將從上述支持輥的鑄造方向下游側(cè)的相鄰的支持輥到上述支持輥的鑄造方向上游側(cè)的相鄰的支持輥為止的距離定義為距離B (mm)時(shí)，間隔A及距離B滿足下述公式(1)以及O)。A 彡 0. OOlXB2-L 5XB+735 ...(1)400 彡 B < 680 — (2)發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，能夠減小鑄片的鼓脹量，而抑制該鑄片的中心偏析。


圖1是表示本實(shí)施方式的連續(xù)鑄造設(shè)備的構(gòu)成概況的說明圖。圖2是從側(cè)面觀察輥段裝置的構(gòu)成而示意地表示的說明圖。圖3是從側(cè)面觀察輥段裝置的構(gòu)成而示意地表示的說明圖。圖4是表示分割輥的平面配置的說明圖。圖5是表示非支持帶寬度與鼓脹指數(shù)的關(guān)系的圖表。圖6是表示非支持帶長度和非支持帶寬度的關(guān)系的圖表。
具體實(shí)施例方式以下，對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖1是表示本實(shí)施方式的連續(xù)鑄造設(shè)備1 的構(gòu)成概況的說明圖。如圖1所示，連續(xù)鑄造設(shè)備1具備存積鋼液的澆口盤2 ；噴嘴4，從澆口盤2的底部向鑄模3注入鋼液；鑄片通路5，使從鑄模3拉出的鑄片H通過；以及一對輥組6、7，夾著鑄片通路5而對置配置?！獙伣M6、7分別設(shè)置在鑄片通路5的活動面?zhèn)?所謂L面?zhèn)?、以下有時(shí)記載為 “內(nèi)周側(cè)”)和固定面?zhèn)?所謂F面?zhèn)?、以下有時(shí)記載為“外周側(cè)”)，以便在沿著鑄片通路5 的鑄造方向D1上引導(dǎo)鑄片H。內(nèi)周側(cè)的輥組6具有多個(gè)支持輥10，該多個(gè)支持輥10對鑄片通路5內(nèi)的鑄片H的內(nèi)周側(cè)進(jìn)行引導(dǎo)。各支持輥10以其中心軸朝向鑄片H的寬度方向的方式沿著鑄造方向D1配置成一列。此外，外周側(cè)的輥組7具有多個(gè)支持輥11，該多個(gè)支持輥11對鑄片通路5內(nèi)的鑄片H的外周側(cè)進(jìn)行引導(dǎo)。各支持輥11以其中心軸朝向鑄片H 的寬度方向的方式沿著鑄造方向D1配置成一列。如圖2及圖3所示，支持輥10、11安裝于輥段裝置20。輥段裝置20具有內(nèi)周側(cè)的框架21，安裝多個(gè)內(nèi)周側(cè)的支持輥10 ；和外周側(cè)的框架22，安裝多個(gè)外周側(cè)的支持輥11。 在內(nèi)周側(cè)的框架21和外周側(cè)的框架22之間設(shè)置有支持部件23，該支持部件23用于對這些內(nèi)周側(cè)的框架21和外周側(cè)的框架22進(jìn)行支持，并對支持輥10、11之間的間隔進(jìn)行調(diào)整。 在支持部件23中設(shè)置有液壓缸M。另外，作為支持部件23例如使用活塞桿或圓筒體。在使用圓筒體的情況下，支持部件23優(yōu)選為通過螺合形式來調(diào)整其長度的構(gòu)成。例如，能夠采用夾著螺合部而分割為2部分的構(gòu)成、或者在支持部件23和外周側(cè)的框架22之間配置螺合部的構(gòu)成等。內(nèi)周側(cè)的支持輥10在鑄片H的寬度方向D2上分割為多個(gè)、例如3個(gè)分割輥30a、 30b、30c。各分割輥30成為大致圓柱形狀，在其中心插通有在鑄片寬度方向&上延伸的軸 31。各分割輥30和軸31可以為一體的構(gòu)造、也可以為獨(dú)立的構(gòu)造。此外，軸31也可以通過中間軸承部33而在軸向上被分割。通過所述構(gòu)成，分割輥30能夠以軸31為中心旋轉(zhuǎn)。 在軸31的兩端部設(shè)置有端部軸承部32。此外，在分割輥30之間的軸31上設(shè)置有中間軸承部33(參照圖2、。在軸31通過中間軸承部33而在軸向上被分割的情況下，在中間軸承部 33配置2個(gè)軸承。這些端部軸承部32和中間軸承部33由內(nèi)周側(cè)的框架21支持。在此，在圖4所示那樣的俯視中，相對于1個(gè)支持輥、上述鑄造方向的兩個(gè)相鄰的支持輥(即鑄造方向下游側(cè)的相鄰的支持輥及鑄造方向上游側(cè)的相鄰的支持輥)之間的距離B(mm)，被定義為各輥的中央部的距離。發(fā)明人反復(fù)認(rèn)真研究的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)為了充分地抑制鑄片的中心偏析，僅通過調(diào)整支持輥之間的鑄造方向的間隔是不充分的。另一方面，除了上述調(diào)整之外，通過對應(yīng)于支持輥之間的鑄造方向的間隔，在一個(gè)支持輥中將在鑄片寬度方向上鄰接的分割輥之間的間隔調(diào)整到適當(dāng)?shù)姆秶纱酥行钠龅囊种菩Ч@著提高。即，發(fā)現(xiàn)了為了充分地抑制成為中心偏析的原因的鼓脹量，如以往那樣僅通過一維地調(diào)整分割輥配置是不充分的，還需要二維地調(diào)整支持輥配置及分割輥配置。因此，在一個(gè)支持輥中，以在鑄片寬度方向上鄰接的分割輥之間的鑄片的非支持部分為中心，對跨該一個(gè)支持輥的鑄造方向的兩個(gè)相鄰的支持輥(從上述一個(gè)支持輥觀察的鑄造方向的前方相鄰的支持輥以及從上述一個(gè)支持輥觀察的鑄造方向的后方相鄰的支持輥；以下也簡單記載為兩個(gè)相鄰的支持輥)的范圍的二維平板(鑄片)的變形進(jìn)行解析，并評價(jià)了鼓脹量。此外，根據(jù)鼓脹量和中心偏析之間的關(guān)系， 導(dǎo)出了上述公式(1)，作為用于充分地抑制中心偏析的條件。此外，發(fā)現(xiàn)了當(dāng)一個(gè)支持輥的兩個(gè)相鄰的支持輥之間的間隔為680mm以上時(shí)，即使在滿足上述公式(1)的情況下，鼓脹量也變得過大，而不能夠充分地抑制中心偏析。因此，在上述公式O)中將上限值設(shè)為680mm。另外，在上述公式O)中作為下限值的400mm，是決定為在連續(xù)鑄造設(shè)備中實(shí)際能夠設(shè)置支持輥的最小間隔。如上所述，在本發(fā)明的連續(xù)鑄造設(shè)備中，以滿足上述公式(1)及公式(2)的方式配置有支持輥(分割輥)。因此，能夠減小鑄片的鼓脹量，而充分地抑制該鑄片的中心偏析。另外，所謂中心固相率，能夠定義為鑄片厚度方向的中心部且鑄片寬度方向的熔融部分的固相率。此外，中心固相率能夠通過傳熱凝固計(jì)算來求出，作為傳熱凝固計(jì)算周知熱焓法以及等價(jià)比熱法等，使用哪種方法都可以。此外，簡單地說周知下述公式，也可以使用該公式。中心固相率=(液相線溫度-熔融部溫度)/ (液相線溫度-固相線溫度)在此，所謂熔融部溫度，意味著鑄片厚度方向的中心部且鑄片寬度方向的熔融部分的溫度，能夠通過傳熱凝固計(jì)算來求出。此外，液相線溫度例如能夠參照“鐵和鋼，日本鋼鐵協(xié)會會志，Vol. 55, No. 3 (19690227) S85，社團(tuán)法人日本鋼鐵協(xié)會”來計(jì)算，此外，固相線溫度例如能夠參照“平居，金丸，森；學(xué)振19委，第5次凝固現(xiàn)象協(xié)會資料，凝固46(1968年12月)”來計(jì)算。如圖4所示那樣，分割輥30被配置成所謂的交錯(cuò)狀(曲折形線跡狀)。即，分割輥之間的間隙以沿著鑄造方向不對準(zhǔn)為一列的方式曲折地配置。此外，在連續(xù)鑄造中，在輥組6的處于相當(dāng)于鑄片H的中心固相率為0. 2以上且小于1. 0的位置的支持輥IOa中，構(gòu)成支持輥IOa的分割輥30的間隔、即在鑄片寬度方向&上鄰接的分割輥30a、30b之間的間隔A(以下有時(shí)稱作“非支持帶寬度Α”)、以及該支持輥IOa的鑄造方向D1的兩個(gè)相鄰的支持輥IObUOc之間的距離(間隔)B(以下有時(shí)稱作“非支持帶長度B”)，被設(shè)定為滿足下面所示的公式(1)及公式O)。這些公式(1)及公式O)的詳細(xì)說明將后述。另外，非支持帶寬度A的最小值設(shè)為實(shí)際能夠設(shè)置分割輥30的值、例如為IOOmm左右。A 彡 0. OOlXB2-L 5XB+735 ...(1)400 彡 B < 680 — (2)其中，A是支持輥IOa中的在鑄片寬度方向D2上鄰接的分割輥30a、30b之間的間隔(mm)，B是支持輥IOa的鑄造方向D1的兩個(gè)相鄰的支持輥IObUOc之間的間隔(mm)。如圖2及圖3所示，外周側(cè)的支持輥11也與內(nèi)周側(cè)的支持輥10同樣，在鑄片H的寬度方向A上被分割為多個(gè)、例如3個(gè)分割輥40a、40b、40c。各分割輥40形成為大致圓柱形狀，在其中心插通有在鑄片寬度方向A上延伸的軸41。各分割輥40和軸41存在成為一體構(gòu)造的情況和成為獨(dú)立構(gòu)造的情況。此外，軸41有時(shí)通過中間軸承部43而在軸向上被分割。通過所述構(gòu)成，分割輥40能夠以軸41為中心旋轉(zhuǎn)。在軸41的兩端部設(shè)置有端部軸承部42。此外，在分割輥40之間的軸41上設(shè)置有中間軸承部43。在軸41通過中間軸承部43而在軸向上被分割的情況下，在中間軸承部43中需要2個(gè)軸承。這些端部軸承部42 和中間軸承部43由外周側(cè)的框架22支持。另外，關(guān)于分割輥40的平面配置，與在圖4中說明了的內(nèi)周側(cè)的分割輥30的平面配置相同，所以省略說明。即，支持輥11和分割輥40 被配置成滿足上述公式(1)及公式(2)。對如以上那樣構(gòu)成的連續(xù)鑄造設(shè)備1的作用進(jìn)行說明。首先，澆口盤2中所存積的鋼液經(jīng)由噴嘴4注入鑄模3。在鑄模3內(nèi)，從鋼液的外周開始冷卻而凝固，形成鑄片H。鑄片H被從鑄模3向鑄片通路5拉出，并在被輥組6、7引導(dǎo)的同時(shí)沿著鑄造方向D1向下游側(cè)移動。此時(shí)，輥組6、7中的支持輥10、11之間的距離通過輥段裝置20被調(diào)整為使鑄片H成為規(guī)定厚度。此外，鑄片H在通過鑄片通路5的過程中進(jìn)一步冷卻，而凝固到內(nèi)部。接著，對上述公式(1)及公式(2)進(jìn)行說明。發(fā)明人反復(fù)認(rèn)真研究的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)為了充分地抑制鑄片的中心偏析，需要調(diào)整支持輥之間的間隔，并且還需要在一個(gè)支持輥中調(diào)整鄰接的分割輥之間的間隔。即，發(fā)現(xiàn)了為了充分地抑制成為中心偏析的原因的鼓脹量， 需要二維地調(diào)整輥之間的間隔。因此，如圖4所示，在支持輥IOa中，以在鑄片寬度方向D2上鄰接的分割輥30a、 30b之間的鑄片H的非支持部分為中心，使用有限要素法，對擴(kuò)展到支持輥IOa的鑄造方向 D1的兩個(gè)相鄰的支持輥IObUOc為止的二維平板(非支持帶幻的鑄片厚度方向的變形量 (以下記載為“鼓脹量”)進(jìn)行解析，并評價(jià)了鼓脹量。在鑄片H的中心固相率相當(dāng)于0.8的位置的輥組6中進(jìn)行鼓脹量的評價(jià)。該中心固相率在0.2以上且小于1.0的范圍內(nèi)。由于在鑄片H的中心固相率為0. 2以上且小于1. 0的范圍中，另外確認(rèn)了發(fā)生鑄片H的鼓脹而產(chǎn)生中心偏析的情況，所以該中心固相率設(shè)定為其代表值。此外，在非支持帶S中，使非支持帶寬度A在400mm以下的范圍內(nèi)變化，使非支持帶長度B以450mm、560mm、600mm、640mm、 680mm變化，而進(jìn)行了鼓脹量的評價(jià)。圖5表示所述鼓脹量的評價(jià)結(jié)果。圖5的橫軸表示非支持帶寬度A。此外，圖5的縱軸表示將非支持帶寬度A為Omm且非支持帶長度B為560mm時(shí)的鼓脹量設(shè)為1的情況下的鼓脹量的比率，將其定義為鼓脹指數(shù)。另外，所謂非支持帶寬度A為Omm意味著支持輥未分割的情況。非支持帶長度B雖然成為^Omm,但是為了與支持輥未分割的情況進(jìn)行比較， 即使在非支持帶寬度A為Omm的情況下，為了方便也將非支持帶長度B記述為560mm。此外，在非支持帶寬度A為0mm、支持輥未分割的情況下，實(shí)際上如上述那樣，存在由于支持輥彎曲而產(chǎn)生鼓脹這種問題。但是，在此，在進(jìn)行使非支持帶寬度A及非支持帶長度B變化的情況的研究時(shí)，為了將非支持帶寬度A為Omm的情況作為鼓脹量最少的情況的基準(zhǔn)，假定為支持輥不會彎曲而能夠操作。在此，將非支持帶寬度A為Omm且非支持帶長度B為560mm時(shí)的鼓脹量作為基準(zhǔn)的根據(jù)為，在使用未分割的支持輥(A = Omm)的情況下，通常所設(shè)定的鑄造方向D1的支持輥間隔為280mm左右。因此，發(fā)明人調(diào)查發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鼓脹指數(shù)為2. 8以下時(shí)，能夠充分地抑制鑄片H的中心偏析。即，發(fā)現(xiàn)了圖5中的粗虛線以下的范圍是能夠抑制中心偏析的范圍。因此，求出了滿足鼓脹指數(shù)為2.8以下的條件那樣的非支持帶寬度A和非支持帶長度B之間的關(guān)系。即，在使非支持帶長度B變動的情況下，分別求出鼓脹指數(shù)成為2. 8以下的非支持帶寬度A。將該范圍的非支持帶寬度A和非支持帶長度B如圖6所示那樣進(jìn)行了圖示。然后，對圖6中的圖示進(jìn)行多項(xiàng)式近似，導(dǎo)出了上述公式(1)的關(guān)系式。此外，如圖5所示，可知在非支持帶長度B為680mm以上的情況下，即使減小非支持帶寬度A，非支持帶長度B也過大，因此中心偏析整體地惡化。此外，還可知在非支持帶寬度A為0mm(即、使用未分割的支持輥的情況)時(shí)，在鼓脹指數(shù)為2. 0以上(圖5中的細(xì)虛線之上的范圍)時(shí)，不能夠充分地抑制中心偏析。因此，在上述公式(2)中，將非支持帶長度B的上限值設(shè)為680mm。另外，在上述公式(2)中作為下限值的400mm是根據(jù)如下情況來決定的在連續(xù)鑄造設(shè)備1中，在鑄造方向D1上鄰接的支持輥10、11實(shí)際上能夠設(shè)置的最小間隔為200mm。根據(jù)以上的實(shí)施方式，利用鑄片H的中心固相率為0.8的情況進(jìn)行了說明，但是在相當(dāng)于0.2以上且小于1.0的多個(gè)位置上進(jìn)行了同樣實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，均得到了與上述相同的結(jié)果。如以上所述那樣，根據(jù)本發(fā)明，在相當(dāng)于鑄片H的中心固相率為0. 2以上且小于 1. 0的位置的輥組6、7中，支持輥10、11 (分割輥30、40)被配置成滿足上述公式(1)及公式 O)，因此能夠減小通過鑄片通路5的過程中的鑄片H的鼓脹量。因此，能夠充分地抑制鑄片H的中心偏析，能夠制造高品質(zhì)的鑄片。另外，本發(fā)明的一個(gè)方式的裝置還能夠記載為如下一種連續(xù)鑄造設(shè)備，具備夾著鑄片通路而對置配置的多個(gè)支持輥，其特征在于，上述支持輥在鑄片的寬度方向上被分割為多個(gè)分割輥，在連續(xù)鑄造中、在相當(dāng)于鑄片的中心固相率為0. 2以上且小于1. 0的位置的支持輥中，該支持輥中的在鑄片寬度方向上鄰接的分割輥之間的間隔A和在上述鑄片寬度方向上鄰接的分割輥之間的鑄造方向的兩個(gè)相鄰的支持輥之間的間隔B，滿足上述公式 ⑴及上述公式⑵。
工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明對于具備夾著鑄片通路而對置配置的多個(gè)支持輥的連續(xù)鑄造設(shè)備是有用的。符號說明1連續(xù)鑄造設(shè)備2 澆口盤3 鑄模4 噴嘴5鑄片通路6、7 輥組10、11 支持輥20輥段裝置21、22 框架23支持部件24液壓紅30、40 分割輥31,41 軸32、42端部軸承部33、43中間軸承部H 鑄片S非支持帶
權(quán)利要求
1. 一種連續(xù)鑄造設(shè)備，具備夾著鑄片的通路而對置配置的多個(gè)支持輥，其特征在于， 各個(gè)上述支持輥具有沿著上述鑄片的寬度方向配置的多個(gè)分割輥， 關(guān)于在連續(xù)鑄造工序中的上述鑄片的中心固相率成為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輥在將上述支持輥中的在上述鑄片的上述寬度方向上鄰接的上述分割輥之間的間隔定義為間隔A (mm)、將從上述支持輥的鑄造方向下游側(cè)的相鄰的支持輥到上述支持輥的鑄造方向上游側(cè)的相鄰的支持輥為止的距離定義為距離B(mm)時(shí)， 間隔A及距離B滿足A 彡 0. OOlXB2-L 5XB+735 ... (1)以及 400 彡 B < 680 …(2)。
全文摘要
一種連續(xù)鑄造設(shè)備，具備夾著鑄片的通路而對置配置的多個(gè)支持輥，各個(gè)上述支持輥具有沿著上述鑄片的寬度方向配置的多個(gè)分割輥，關(guān)于在連續(xù)鑄造工序中的上述鑄片的中心固相率成為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輥在將上述支持輥中的在上述鑄片的上述寬度方向上鄰接的上述分割輥之間的間隔定義為間隔A(mm)、將從上述支持輥的鑄造方向下游側(cè)的相鄰的支持輥到上述支持輥的鑄造方向上游側(cè)的相鄰的支持輥為止的距離定義為距離B(mm)時(shí)，間隔A及距離B滿足A≤0.001×B2-1.5×B+735以及400≤B＜680。
文檔編號B22D11/128GK102387878SQ20108001606
公開日2012年3月21日 申請日期2010年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月14日
發(fā)明者今井俊太郎, 岡洋介, 黑木雅嗣 申請人:新日本制鐵株式會社