(57)【要約】【課題】冷却ロールの有効幅全域に亘ってその外周面に堆積した酸化物を確実に掻き落とすことができ、冷却ロールの外周面における溶湯からの抜熱を均一化し得、溶湯から凝固、製造される鋼板の厚さムラをなくして歩留まり向上を図り得る双ロール式連続鋳造装置の冷却ロール研掃装置を提供する。【解決手段】冷却ロールと平行に配設される回転自在なロール胴部材６に、螺旋状のブラシ片７を植毛することにより、ロール胴部材６におけるブラシ片７の周方向近傍位置に植毛されていないスペースとして非植毛部８が形成されるようにしたブラシロール９を備え、該ブラシロール９を、冷却ロールの外周面に対するブラシ片７の接触部においてその移動方向が冷却ロールの外周面の移動方向と反対となるよう回転駆動手段により回転駆動すると共に、押圧手段により冷却ロールに対して押し付ける方向へ付勢する。【選択図】図２
2010120053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向へ所要間隔をあけて配設された一対の冷却ロールの間に溶湯を供給し、凝固した金属を帯状の薄板として送り出す双ロール式連続鋳造装置の冷却ロール研掃装置において、
前記冷却ロールと平行に配設される回転自在なロール胴部材と、前記冷却ロールの外周面に対して接触するよう前記ロール胴部材に植毛されたブラシ片と、該ロール胴部材におけるブラシ片の周方向近傍位置に植毛されていないスペースとして形成される非植毛部とを有するブラシロールと、
前記冷却ロールの外周面に対する前記ブラシ片の接触部においてその移動方向が冷却ロールの外周面の移動方向と反対となるよう前記ブラシロールを回転駆動する回転駆動手段と、
前記ブラシロールを冷却ロールに対して押し付ける方向へ付勢する押圧手段と
を備えたことを特徴とする双ロール式連続鋳造装置の冷却ロール研掃装置。
【請求項２】
前記ブラシロールのブラシ片を螺旋状に配設することにより、前記非植毛部を形成した請求項１記載の双ロール式連続鋳造装置の冷却ロール研掃装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、双ロール式連続鋳造装置の冷却ロール研掃装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、溶湯からストリップを直接的に生産する手法として、水平方向へ所要間隔をあけて配設された一対の冷却ロールの間に溶湯を供給し、凝固した金属を帯状の薄板として送り出す双ロール式連続鋳造装置が用いられているが、操業時間の積み重ねに伴って、冷却ロールの外周面にマンガン（Ｍｎ）や珪素（Ｓｉ）等を含んだ酸化物が付着し、これらの酸化物の付着層の厚みが増すと、溶湯から冷却ロールへの熱伝達が妨げられ、冷却ロールの外周面での凝固殻の生長が抑えられてしまう。
【０００３】
そこで、冷却ロールに対し、その外周面軸線方向全長に亘って当接する円柱状のブラシロールを配置し、該ブラシロールを冷却ロールと同一方向に回転させて冷却ロールの外周面の研掃を実行し、酸化物の付着層を取り除くことが行われている。
【０００４】
従来の場合、前記ブラシロールは、棒材を抱き込むように半分に折った毛体（ステンレススチール製の細線等）を、真っ直ぐに延びるチャンネル状のブラシ保持部材の内側に挟み込むようにして、ブラシ片が全長に亘って植毛されたブラシ保持部材を形成し、該ブラシ保持部材を円筒状のロール胴部材の軸線方向に隙間無く密に巻き付けて溶接等で固定することにより製造され、このように製造された密集植毛タイプのブラシロールが主に利用されてきた。
【０００５】
前記冷却ロールは、所望鋼板厚さプロファイルに合わせてクラウンが付与されており、しかも、鋳造中、熱負荷を受けて高温となった状態では熱応力により冷却ロールの外周面の軸方向形状が複雑な形状を呈するが、前記密集植毛タイプのブラシロールでは、毛体が高密度に植毛されることから剛性が高く、毛体個々の弾性変形が生かされず、冷却ロールの外周面への倣い性が乏しいものとなり、充分な研掃性能を発揮できない場合があった。
【０００６】
この結果、複雑なプロファイルを呈する冷却ロールの外周面を一様に研掃することが困難となり、冷却ロールの外周面に酸化物層の厚さムラを残してしまい、溶湯から大量の抜熱を行い凝固を行う役目を担っている冷却ロールの外周面において、溶湯からの抜熱が不均一となり、凝固、製造される鋼板の厚さムラを引き起こし、歩留まりを低下させる要因となる。
【０００７】
このため、前述の如く、ブラシ保持部材を円筒状のロール胴部材の軸線方向に隙間無く密に巻き付けて溶接等で固定する代わりに、前記ブラシ保持部材をロール胴部材に対し緩やかな螺旋状に巻き付けて溶接等で固定することにより、毛体個々の弾性変形を生かし、冷却ロールの外周面への倣い性を良くし、充分な研掃性能を発揮できるようにすることが、本発明者等によって提案されている。
【０００８】
尚、双ロール式連続鋳造装置の冷却ロール外周面を研掃するためのブラシロールではないが、印刷機の構成部品を清掃する螺旋状のブラシ片を有するブラシロールの一般的技術水準を示すものとしては、例えば、特許文献１がある。
【特許文献１】特開平４−２３２０５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に開示された発明は、印刷機のブランケットシリンダに付着した埃等を「緩める」ために使用されているのに対して、双ロール式連続鋳造装置の冷却ロール研掃装置では、冷却ロールの外周面に堆積した酸化物を「掻き落とす」必要がある。
【００１０】
又、特許文献１の段落［００２９］には「らせん状のブラシ２４はブランケットシリンダ２８により駆動され」ると記載され、しかも、特許文献１の図７に示される如く、前記ブラシ２４は、前記ブランケットシリンダ２８の外周面に対する接触部においてブランケットシリンダ２８の外周面の移動方向と同一となるよう、該ブランケットシリンダ２８に追従する形で回転しているため、前記ブラシ２４を駆動するための特別な駆動手段は設けられていない。
【００１１】
更に又、特許文献１の段落［００２９］に記載されている「ブラシ手段の回転数を変化させる手段」は、特許文献１の図７に示されるフリッカーブレード８２を意味しており、該フリッカーブレード８２を前記ブラシ２４に接触させることにより、ブラシ速度を遅くするようになっている。
【００１２】
即ち、特許文献１には確かに螺旋状のブラシを用いた例が開示されているが、該螺旋状のブラシを採用したことによる効果については記載が全くなく、このように印刷機のブランケットシリンダに付着した埃等を「緩める」ために使用されている特許文献１に開示された発明を、冷却ロールの外周面に堆積した酸化物を「掻き落とす」必要がある双ロール式連続鋳造装置の冷却ロール研掃装置として単に利用することは困難となっているのが現状であった。
【００１３】
本発明は、斯かる実情に鑑み、冷却ロールの有効幅全域に亘ってその外周面に堆積した酸化物を確実に掻き落とすことができ、冷却ロールの外周面における溶湯からの抜熱を均一化し得、溶湯から凝固、製造される鋼板の厚さムラをなくして歩留まり向上を図り得る双ロール式連続鋳造装置の冷却ロール研掃装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、水平方向へ所要間隔をあけて配設された一対の冷却ロールの間に溶湯を供給し、凝固した金属を帯状の薄板として送り出す双ロール式連続鋳造装置の冷却ロール研掃装置において、
前記冷却ロールと平行に配設される回転自在なロール胴部材と、前記冷却ロールの外周面に対して接触するよう前記ロール胴部材に植毛されたブラシ片と、該ロール胴部材におけるブラシ片の周方向近傍位置に植毛されていないスペースとして形成される非植毛部とを有するブラシロールと、
前記冷却ロールの外周面に対する前記ブラシ片の接触部においてその移動方向が冷却ロールの外周面の移動方向と反対となるよう前記ブラシロールを回転駆動する回転駆動手段と、
前記ブラシロールを冷却ロールに対して押し付ける方向へ付勢する押圧手段と
を備えたことを特徴とする双ロール式連続鋳造装置の冷却ロール研掃装置にかかるものである。
【００１５】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【００１６】
回転駆動手段により、冷却ロールの外周面に対するブラシ片の接触部においてその移動方向が冷却ロールの外周面の移動方向と反対となるようブラシロールを回転駆動しつつ、該ブラシロールを押圧手段により冷却ロールに対して押し付けると、所望鋼板厚さプロファイルに合わせてクラウンが付与されている冷却ロールの外周面の軸方向形状が、鋳造中、熱負荷を受けて高温となった状態で熱応力により複雑な形状を呈していたとしても、ブラシロールには、ロール胴部材におけるブラシ片の周方向近傍位置に植毛されていないスペースとして非植毛部が形成されているため、剛性が高い密集植毛タイプのブラシロールとは異なり、ブラシ片を形成する毛体個々の弾性変形が充分に生かされ、冷却ロールの外周面への倣い性が良くなり、複雑なプロファイルを呈する冷却ロールの外周面を一様に研掃することが可能となり、冷却ロールの外周面に酸化物層の厚さムラが残らず、溶湯から大量の抜熱を行い凝固を行う役目を担っている冷却ロールの外周面において、溶湯からの抜熱が均一となり、凝固、製造される鋼板の厚さムラが生じにくくなって、歩留まりを向上させることが可能となる。
【００１７】
前記双ロール式連続鋳造装置の冷却ロール研掃装置においては、前記ブラシロールのブラシ片を螺旋状に配設することにより、前記非植毛部を形成することが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の双ロール式連続鋳造装置の冷却ロール研掃装置によれば、冷却ロールの有効幅全域に亘ってその外周面に堆積した酸化物を確実に掻き落とすことができ、冷却ロールの外周面における溶湯からの抜熱を均一化し得、溶湯から凝固、製造される鋼板の厚さムラをなくして歩留まり向上を図り得るという優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００２０】
図１及び図２は本発明を実施する形態の一例であって、水平方向へ所要間隔をあけて配設された一対の冷却ロール１と、該冷却ロール１に付帯する一対のサイド堰２と、ロール間隙Ｇの真上に位置するように配置された溶湯供給ノズル３と、冷却ロール１の外周面に付着した酸化物を取り除くための冷却ロール研掃装置４とを備えている。
【００２１】
前記冷却ロール１は、その内部に冷却水が流通し、生産すべき鋼ストリップＳ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。
【００２２】
前記冷却ロール１の回転方向及び速度は、各冷却ロール１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。
【００２３】
図示していないレードルから溶湯供給ノズル３へ溶湯を注ぎ、冷却ロール１とサイド堰２で四方を囲まれる空間へ溶湯を供給すると、溶湯溜まり５が形成され、冷却水の流通により冷却ロール１を抜熱しながら回転させると、溶湯が冷却ロール１の外周面で凝固し、各冷却ロール１の外周面に形作られた凝固殻が張り合わされ、ロール間隙Ｇの下方へと鋼ストリップＳが送り出されるようになっており、このとき、鋼ストリップＳの板厚が目標値となるように、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押し付ける力が与えられるようになっている。
【００２４】
そして、前記冷却ロール研掃装置４は、前記冷却ロール１と平行に配設される回転自在なロール胴部材６に、前記冷却ロール１の外周面に対して接触するようブラシ片７を植毛すると共に、該ロール胴部材６におけるブラシ片７の周方向近傍位置に植毛されていないスペースとして非植毛部８（図２参照）が形成されるようにしたブラシロール９と、前記冷却ロール１の外周面に対する前記ブラシ片７の接触部においてその移動方向が冷却ロール１の外周面の移動方向と反対となるよう前記ブラシロール９を回転駆動するモータ等の回転駆動手段１０と、前記ブラシロール９を冷却ロール１に対して押し付ける方向へ付勢する押圧手段１１とを備えてなる構成を有している。
【００２５】
本図示例の場合、図２に示す如く、前記ブラシロール９のブラシ片７を螺旋状に複数条配設することにより、前記非植毛部８を形成するようにしてある。
【００２６】
尚、前記ブラシロール９のブラシ片７は、螺旋状に一条配設したり、或いは、ロール胴部材６の軸線に対し斜めに直線状に延びる複数条の列をなすように配設することも可能である。
【００２７】
又、前記押圧手段１１は、図１に示す如く、前記ブラシロール９を回転自在に支承する軸箱１２を、該ブラシロール９の軸線と平行に延びるピン１３を中心に揺動自在に配置し、該軸箱１２をピン１３を中心に前記冷却ロール１側へ揺動させることにより前記ブラシロール９を冷却ロール１に対して押し付ける方向へ付勢可能な流体圧シリンダ１４を配設してなる構成を有している。
【００２８】
次に、上記図示例の作用を説明する。
【００２９】
回転駆動手段１０により、冷却ロール１の外周面に対するブラシ片７の接触部においてその移動方向が冷却ロール１の外周面の移動方向と反対となるようブラシロール９を回転駆動しつつ、該ブラシロール９を押圧手段１１により冷却ロール１に対して押し付けると、所望鋼板厚さプロファイルに合わせてクラウンが付与されている冷却ロール１の外周面の軸方向形状が、鋳造中、熱負荷を受けて高温となった状態で熱応力により複雑な形状を呈していたとしても、ブラシロール９には、ロール胴部材６におけるブラシ片７の周方向近傍位置に植毛されていないスペースとして非植毛部８が形成されているため、剛性が高い密集植毛タイプのブラシロール９とは異なり、ブラシ片７を形成する毛体個々の弾性変形が充分に生かされ、冷却ロール１の外周面への倣い性が良くなり、複雑なプロファイルを呈する冷却ロール１の外周面を一様に研掃することが可能となり、冷却ロール１の外周面に酸化物層の厚さムラが残らず、溶湯から大量の抜熱を行い凝固を行う役目を担っている冷却ロール１の外周面において、溶湯からの抜熱が均一となり、凝固、製造される鋼板の厚さムラが生じにくくなって、歩留まりを向上させることが可能となる。
【００３０】
ここで、図３は本発明を実施する形態の一例におけるブラシロール９（軸線に対する螺旋角を３０°とし、条数を１６条とした）と従来の密集植毛タイプのブラシロール９´とをそれぞれ、
ブラシロール外径：φ２５０［ｍｍ］
ロール胴部材外径：φ１６０［ｍｍ］
ブラシロール有効幅：５００［ｍｍ］
ブラシ片の毛体材質：ポリプロピレン
ブラシ片の毛体径：φ０．５［ｍｍ］
押圧荷重：１５０〜３００［Ｎ］
回転速度：１５００［ｒｐｍ］
押圧時間：４〜５［ｓｅｃ］
という条件のもと、傾斜配置（ｔａｎθ＝１／５００）した受圧プレート１５に対し接触させた場合の圧力分布を計測するための試験装置を示す概略図であって、前記受圧プレート１５の表面には、圧力分布を計測可能な感圧フィルム１６（幅３００［ｍｍ］、高さ４０［ｍｍ］）を貼り付けてある。
【００３１】
図３に示す試験装置を用い、前記ブラシロール９，９´による圧力付与により発色した前記感圧フィルム１６の画像解析を行い、圧力データに変換した試験結果は、図４に示す線図のようになった。
【００３２】
即ち、図４に示す線図から明らかなように、圧力レベルは本発明の螺旋状としたブラシロール９の方が密集植毛タイプのブラシロール９´より高くなっているが、この理由は、ある瞬間に同時に受圧プレート１５の受圧面に接触し得る毛体本数はその植毛状態を考えれば密集植毛タイプのブラシロール９´に比べて本発明の螺旋状としたブラシロール９で少なくなることから、仮に同じ押圧荷重であったとしても、ある瞬間に毛体一本一本に作用している荷重は密集植毛タイプのブラシロール９´に比べて本発明の螺旋状としたブラシロール９の方が大きくなり、マクロには圧力の増大として現れるためであると考えられる。更に、密集植毛タイプのブラシロール９´では傾斜接触の影響が明瞭に現れているが、本発明の螺旋状としたブラシロール９ではその影響がほとんど見られないことが図４の線図から明らかとなっており、実際の双ロール式連続鋳造装置における冷却ロール１表面は初期クラウンと熱変形との重ね合わせにより複合的な曲線形状となっていることが予想されるが、本発明の螺旋状としたブラシロール９はこのような冷却ロール１の表面プロファイル変化に対しても良好な研掃性能が期待できると言える。
【００３３】
一方、図５は本発明を実施する形態の一例におけるブラシロール９と従来の密集植毛タイプのブラシロール９とをそれぞれ、前述と同様、
ブラシロール外径：φ２５０［ｍｍ］
ロール胴部材外径：φ１６０［ｍｍ］
ブラシロール有効幅：５００［ｍｍ］
ブラシ片の毛体材質：ポリプロピレン
ブラシ片の毛体径：φ０．５［ｍｍ］
押圧荷重：１５０〜３００［Ｎ］
回転速度：１５００［ｒｐｍ］
押圧時間：４〜５［ｓｅｃ］
という条件のもと、表面にブラシロール９，９´の軸線と直角な方向へ直線状のくぼみ１７（幅３又は５［ｍｍ］、深さ０．２［ｍｍ］）が形成されるよう樹脂フィルム１８（厚さ０．２［ｍｍ］）を貼り付けた受圧プレート１５に対し接触させた場合の圧力分布を計測するための試験装置を示す概略図であって、前記受圧プレート１５の表面には、前記樹脂フィルム１８を覆うよう圧力分布を計測可能な感圧フィルム１６（幅３００［ｍｍ］、高さ４０［ｍｍ］）を貼り付けてある。
【００３４】
図６に示す線図からも明らかなように、圧力レベルは本発明の螺旋状としたブラシロール９の方が密集植毛タイプのブラシロール９´より高くなっているが、この理由は、前述と同様に、ある瞬間に同時に受圧プレート１５の受圧面に接触し得る毛体本数はその植毛状態を考えれば密集植毛タイプのブラシロール９´に比べて本発明の螺旋状としたブラシロール９で少なくなることから、仮に同じ押圧荷重であったとしても、ある瞬間に毛体一本一本に作用している荷重は密集植毛タイプのブラシロール９´に比べて本発明の螺旋状としたブラシロール９の方が大きくなり、マクロには圧力の増大として現れるためであると考えられる。
【００３５】
そして、上記の試験結果に基づいて圧力のバラつきの指標となる圧力変動係数（＝標準偏差／平均圧力×１００［％］）を求めると、傾斜配置（ｔａｎθ＝１／５００）した受圧プレート１５に対しブラシロール９，９´を接触させた場合（図３参照）、並びに表面にブラシロール９，９´の軸線と直角な方向へ直線状のくぼみ１７（幅３又は５［ｍｍ］、深さ０．２［ｍｍ］）が形成されるよう樹脂フィルム１８（厚さ０．２［ｍｍ］）を貼り付けた受圧プレート１５に対しブラシロール９，９´を接触させた場合（図５参照）のいずれにおいても、図７に示す如く、前記圧力変動係数は、本発明の螺旋状としたブラシロール９の方が密集植毛タイプのブラシロール９´より小さくなり、圧力の空間的な変動が小さいことがわかる。
【００３６】
こうして、図１及び図２に示すような冷却ロール研掃装置４を用いれば、冷却ロール１の有効幅全域に亘ってその外周面に堆積した酸化物を確実に掻き落とすことができ、冷却ロール１の外周面における溶湯からの抜熱を均一化し得、溶湯から凝固、製造される鋼板の厚さムラをなくして歩留まり向上を図り得る。
【００３７】
尚、本発明の双ロール式連続鋳造装置の冷却ロール研掃装置は、上述の図示例にのみ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内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す全体概要構成図である。
【図２】本発明を実施する形態の一例におけるブラシロールを示す斜視図である。
【図３】本発明を実施する形態の一例におけるブラシロールと従来の密集植毛タイプのブラシロールとをそれぞれ所要の条件のもと、傾斜配置した受圧プレートに対し接触させた場合の圧力分布を計測するための試験装置を示す概略図である。
【図４】図３に示す試験装置による試験結果を示す線図である。
【図５】本発明を実施する形態の一例におけるブラシロールと従来の密集植毛タイプのブラシロールとをそれぞれ所要の条件のもと、表面に直線状のくぼみが形成されるよう樹脂フィルムを貼り付けた受圧プレートに対し接触させた場合の圧力分布を計測するための試験装置を示す概略図である。
【図６】図５に示す試験装置による試験結果を示す線図である。
【図７】図３に示す試験装置による試験結果に基づいて求めた圧力変動係数の比較結果と、図５に示す試験装置の試験結果に基づく圧力変動係数の比較結果とを示す棒グラフである。
【符号の説明】
【００３９】
１    冷却ロール
４    冷却ロール研掃装置
６    ロール胴部材
７    ブラシ片
８    非植毛部
９    ブラシロール
１０    回転駆動手段
１１    押圧手段
１２    軸箱
１３    ピン
１４    流体圧シリンダ
Ｇ    ロール間隙
Ｓ    鋼ストリップ
【図１】
2010120053.tif 000003
【図２】
2010120053.tif 000004
【図３】
2010120053.tif 000005
【図４】
2010120053.tif 000006
【図５】
2010120053.tif 000007
【図６】
2010120053.tif 000008
【図７】
2010120053.tif 000009