JP3604376B2 - ローラの芯合せ不良部分の検出法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続鋳造機のローラの芯合せ不良のローラ部分を検出する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
連続鋳造機は、溶融鋼から鋼材を作り出し、該鋼材は、例えば、車両などに用いる薄板を作り出すための圧延工程における出発材料として使用できる。
【０００３】
連続鋳造機では、溶融鋼は、とりべから流れ出て、タンディッシュに入り、そこからさらに流れ下って、鋳型に入る。鋳型は、水冷されており、連続鋳造材料のスラブは、ここで固体のシェルになり始める。次いで、スラブは、セグメント状に配設された多数のローラにより、湾曲トラックに沿って連続的に搬送され、該ローラにより連続的に成形および冷却されて、最終厚さの鋼材になる。トラックの終端では、材料は、適当な個片に切断される。
【０００４】
連続鋳造機のローラは、軸が、前記湾曲トラックの長手方向延長線に対して実質的に垂直になるよう取り付けられ、かつ、それらは、連続鋳造材料のスラブをリードし、かつ、支持できるよう、それぞれ上ローラおよび下ローラを含む対として、配設されている。
【０００５】
さらに、ローラは、ローラの各端部において、支持部材に回動可能に取り付けられており、かつ、ローラは、一般に、ローラの長さ、したがって、それらへの荷重により、少なくとも二つのローラ部分に分割されており、該ローラ部分は、支持部材に独立的に取り付けられているか、あるいは、共通の軸上に回動不能に設けられ、該軸は、支持部材に取り付けられているかのいずれかである。支持部材は、例えば、ころがり軸受あるいはすべり軸受であってよい。さらに、支持部材はまた、適当な軸受ハウジングを含んでいてよい。
【０００６】
本出願者による以前のスウェーデン特許出願Ｎｏ．０１００６２１−１で述べたように、スラブは、ローラにより、完全に、かつ、一様に支持されていないと、高品質の鋳造材料が得られない。支持が十分でないと、曲げ力により、材料に亀裂が生ずる場合がある。これら亀裂は、亀裂を有する材料が、ほとんど圧延不可能であるため、内部亀裂あるいは表面亀裂のいずれかとなり、いずれの場合も、品質低下となる。表面亀裂は、鋳造工程後、高価な処理をすれば、処理可能である。表面亀裂を処理する一つの方法は、それらを溶接することであり、別の方法は、材料の表面層を研磨することである。しかしながら、両方法とも、高価であり、完全な結果が得られず、そのため、その鋼材は、より低い品等に分類しなければならないこともある。内部亀裂を有する材料は、処理ができず、したがって、より低い品等に分類するか、あるいは、廃棄しなければならなくなる。
【０００７】
一般に、スラブの不均一な支持は、異なる種類のローラ破損により生じ、上記の出願では、軸受破損または取付け破損のいずれかであり得るローラ破損を検出する方法が教示されている。これら両種の破損とも、単一ローラおよび（または）ローラのセグメント全体の芯合せ不良、すなわち、ローラおよび（または）セグメントが、連続鋳造機のトラックの長手方向延長線と芯が合っていな状態となる。
【０００８】
しかしながら、上記の出願は、ローラの芯合せ不良のローラ部分の問題を取り扱っていない。上述のように、ローラは、一般に、少なくとも二つのローラ部分に分割されており、このローラ部分は、支持部材に独立的に取り付けられているか、あるいは、共通の軸に回動不能に設けられていて、該軸は、支持部材に取り付けられているか、のいずれかである。
【０００９】
ローラ部分が、共通の軸に設けられている場合は、ローラ部分間の芯合せは、当然正しい。一方、ローラ部分が、支持部材に独立的に取り付けられている場合は、それらを、「ローラ」を形成している仮想水平線に合わせて調整する必要がある。各ローラのローラ部分の芯合せは、従来の測定装置、例えば、定規などで測定し、調整は、例えば、軸受ハウジングにシムを用いて行うことが出来る。
【００１０】
その後、数個のローラを共に取り付けて、セグメントを形成し、該セグメントを、ローラのトラックの長手方向延長線と芯合せした機械に設置する。これらセグメントを連続鋳造機に取り付ける際、ローラのローラ部分間の芯合せが、セグメントのサイズ、重量および不恰好さにより、多かれ少なかれ崩れる可能性が、非常に高い。
【００１１】
したがって、鋳造工程を開始するに当り、ローラの全てのローラ部分が、互いに他と正しく芯合せされている、すなわち、それらが、仮想水平線（該線はローラのトラックの長手方向延長線に垂直な線である）に現れているかどうかをチェックすることが、重要となる。残念なことに、正しく芯合せされたローラ部分と、芯合せ不良のローラ部分との間の距離が、一般に、非常に短いので、芯合せ不良のローラ部分を識別することは、一般に、非常に難しい。
【００１２】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
本発明の目的は、連続鋳造機のローラの芯合せ不良のローラ部分の検出方法であって、該連続鋳造機は、材料の搬送方向で一列に配設された複数のローラを有しており、各ローラは、それぞれ、支持部材に回動可能に取り付けられ、かつ、該連続鋳造械の搬送方向に対して直角な方向に離間して位置する二つのローラ部分に分割されている連続鋳造機での上記検出方法において、該方法は、上記材料によって、ローラの二つのローラ部分の両端での各支持部材に加えられる半径方向荷重を測定する工程と、二つのローラ部分のそれぞれの軸線方向外端部に配設された該支持部材の半径方向荷重値を互いに比較する工程と、二つのローラ部分のそれぞれの軸線方向内端部に配設された該支持部材の半径方向荷重値を互いに比較する工程と、上記二つのローラ部分についての両方の上記外端部における該支持部材の荷重値の間の差と、上記二つのローラ部分についての両方の上記内端部における該支持部材の荷重値の間の差との少なくとも一方が、予め決められた値を上回った場合、芯合せ不良のローラ部分が存在する、と判定する工程と、を含む方法を提供することにより達成される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、上部セグメント１２、内部冷却室１４および外部冷却室１６を有する連続鋳造機の代表的な一部のローラ列１０を図式的に示す斜視図であり、ローラ対１０は、長尺の連続鋳造材料のスラブ１８をリードし、かつ、支持している。上部セグメント１２では、スラブ１８は、多かれ少なかれ、液状のコアーを有しているが、矢印で示した方向における連続送り運動中に、冷却されつつ凝固していく。
【００１４】
ローラ１０は、それぞれ、トラックの長手方向延長線に対して実質的に垂直な軸に取り付けられており、各ローラ１０の各端部における支持部材２０に、回動可能に取り付けられている。
【００１５】
一般に、ローラ１０は、少なくとも二つのローラ部分２２に分割されており、該ローラ部分２２は、互いに他の後に軸方向に位置決めされており、また、該ローラ部分２２は、支持部材２０に独立的に取り付けられているか、あるいは、共通の軸上に回動不能に設けられ、該軸は、支持部材に取り付けられているかのいずれかである。
【００１６】
ローラ部分が、支持部材に独立的に取り付けられている場合は、「ローラ」を形成する仮想水平線に合わせてそれらを調整する必要が有る。ローラ部分２２の芯合せは、例えば、定規など、従来の測定器具で測定可能である。例えば、シムを用いることにより、支持部材２０で仮想水平線に合わせた調整が可能である。
【００１７】
以下、図２および３を参照して、本発明の一実施形態を説明し、本発明の基本原理を明らかにする。
【００１８】
二列への荷重は、スラブ１８の溶融コアーにより、互いに他にそれほど影響しないので、連続鋳造機におけるただ一列のローラ１０を考える。例は、初期芯合せ不良の場合、すなわち、鋳造工程の開始段階で検出可能なローラ１０のローラ部分２２の取付け不良の場合のみを記述するものである。
【００１９】
同様な芯合せ不良は、例えば、一個または数個の支持部材２０が破損した場合、もちろん、鋳造工程中にも生ずる。
【００２０】
この例では、図２を参照し、二つのローラ部分２２で構成されているローラ１０を考えると、該ローラ部分２２は、支持部材２０に個々に取り付けられている。ローラ１０のローラ部分２２が、互いに他に芯合せされている場合は、それらは、仮想水平線２６に現れる。該線は、ローラ１０のトラックの長手方向延長線に垂直である。しかしながら、図３では、ローラ１０のローラ部分２２の一方は、水平線２６に対して芯合せ不良であり、したがって、機械のトラックにも芯合せ不良である。
【００２１】
本発明の方法によれば、ローラ部分２２が、芯合せ不良であるかどうかが、容易に判定できる。手短に言えば、本方法は、材料により、ローラ１０のローラ部分２２の各支持部材２０に加えられる半径方向荷重（図のＦで表す）を測定する工程と、次いで、それらの間の値を比較して、各支持部材２０が、適度な荷重を支持していることを確認する工程と、を含んでいる。望ましくは、ローラの外端部３２，３４に配設された支持部材２０の半径方向荷重値を互いに他と比較し、ローラの内端部２８，３０に配設された支持部材２０の半径方向荷重値を互いに他と比較する。
【００２２】
次いで、ローラ１０の外端部２８，３０の支持部材２０の荷重値の間の差と、ローラ１０の内端部３２，３４の支持部材２０の荷重値の間の差との少なくとも一方が、予め決められた値を上回った場合、芯合せ不良のローラ部分２２が存在することが、判定可能である。許容できる差は、前以て計算しておくかあるいは完全に試験しておく。
【００２３】
例えば、図２で、スラブ１８が、主として、ローラ部分２２と同心に位置している、とすると、ローラ部分２２の内端部２８，３０を支持する二つの支持部材２０、すなわち、該端部が、互いに他に面し、実質的に同じ荷重を支持しており、かつ、ローラ部分２２の外端部３２，３４を支持する二つの支持部材２０が、実質的に同じ荷重を支持している場合は、本模式図の二つの部分２２は、正確に芯合せされている。これは、「理想的な」荷重パターンであり、図では、支持部材２０の反力が、ローラ部分の内端部２８，３０の支持部材２０に作用する力に対して、Ｆ_{ｉｎｎｅｒ}で表され、ローラ部分の外端部３２，３４の支持部材２０に作用する力に対して、Ｆ_{ｏｕｔｅｒ}で表されている。
【００２４】
荷重パターンが、「理想的な」荷重パターンとは、相当に異なる場合は、ローラ部分２２の少なくとも一つは、恐らく、ローラのトラックの長手方向延長線に垂直な仮想水平線２６から外れている。
【００２５】
図３では、図２のローラ１０を示してあるが、この場合は、ローラ部分３６の一つは、芯合せ不良となっている。ここで、芯合せ不良のローラ部分３６が、芯の合ったローラ部分ほど、スラブ１８を支持できないため、スラブ１８からの荷重が異なり、したがって、二つの内側反応力Ｆ_{ｉｎｎｅｒ}は、等しくなく、また、二つの外側反応力Ｆ_{ｏｕｔｅｒ}は、等しくない。したがって、二つの力Ｆ_{ｉｎｎｅｒ}が互いに他と比較された場合、差が有り、これは、二つの力Ｆ_{ｏｕｔｅｒ}の間にも、差が有るのと全く同様である。
【００２６】
各支持部材２０に測定装置２４を設ければ、本方法による芯合せ不良のローラ部分を検出することが可能である。この測定装置２４は、ローラ１０に作用するスラブ１８の荷重により、支持部材２０に作用する半径方向の力Ｆを測定することが、可能である。測定は、鋳造工程の開始時に実施するのが望ましいが、もちろん、工程の後の方で実施して、ローラ部分２２の有り得る破損を検出してよい。
【００２７】
本発明は、上記の、かつ、図示の実施形態に限定されず、添付のクレームの範囲内で変形ができることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】連続鋳造機の一組のローラの図式的な斜視図である。
【図２】正しく芯合せされたローラの二つの部分の模式図である。
【図３】部分の一つが、ローラの仮想水平線と芯合せされていない図３による模式図である。
【符号の説明】
１０ ローラ
１２ 連続鋳造機の上部セグメント
１４ 内部冷却室
１６ 外部冷却室
１８ スラブ
２０ 支持部材
２２ ローラ部分
２４ 測定装置
２６ 仮想水平線
２８ ローラ部分の内端部
３０ ローラ部分の内端部
３２ ローラ部分の外端部
３４ ローラ部分の外端部
３６ 芯合せ不良のローラ部分
Ｆ_{ｉｎｎｅｒ} 内側支持部材の半径方向反力
Ｆ_{ｏｕｔｅｒ} 外側支持部材の半径方向反力

Claims (4)

1. 連続鋳造機のローラ（１０）の芯合せ不良のローラ部分（３６）の検出方法であって、該連続鋳造機は、材料（１８）の搬送方向で一列に配設された複数のローラ（１０）を有しており、各ローラ（１０）は、それぞれ、支持部材（２０）に回動可能に取り付けられ、かつ、該連続鋳造械の搬送方向に対して直角な方向に離間して位置する二つのローラ部分（２２）に分割されている連続鋳造機での上記検出方法において、該方法は、
   - 上記材料（１８）によって、ローラ（１０）の二つのローラ部分（２２）の両端での各支持部材（２０）に加えられる半径方向荷重を測定する工程と、
   - 二つのローラ部分（２２）のそれぞれの軸線方向外端部（３２，３４）に配設された該支持部材（２０）の半径方向荷重値を互いに比較する工程と、
   - 二つのローラ部分（２２）のそれぞれの軸線方向内端部（２８，３０）に配設された該支持部材（２０）の半径方向荷重値を互いに比較する工程と、
   - 上記二つのローラ部分（２２）についての両方の上記外端部（３２，３４）における該支持部材（２０）の荷重値の間の差と、上記二つのローラ部分（２２）についての両方の上記内端部（２８，３０）における該支持部材（２０）の荷重値の間の差との少なくとも一方が、予め決められた値を上回った場合、芯合せ不良のローラ部分（３６）が存在する、と判定する工程と、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 支持部材（２０）は、測定装置（２４）を含むこととする請求項１に記載の方法。
3. 支持部材（２０）は、ころがり軸受であることとする請求項１に記載の方法。
4. 支持部材（２０）は、すべり軸受であることとする請求項１に記載の方法。

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