(57)【要約】【課題】鋳造中に連続鋳造用鋳型の短辺の直下に配置した短辺側フットロールに加わる鋳片の短辺側からの反力を検知し、反力の値に応じて鋳片の短辺側に当接する短辺側フットロールの位置を制御することにより鋳片の短辺側に対する短辺側フットロールの押圧力を調節してバルジングを抑制することが可能な鋳片の連続鋳造方法及びその連続鋳造用鋳型を提供する。【解決手段】それぞれ対向配置された長辺１１及び短辺１２を有し、各短辺１２の直下に短辺側フットロール１３を備える連続鋳造用鋳型１０において、短辺側フットロール１３は、短辺１２の下端部から下方に突出させて設けた短辺側フレーム１４に、進退駆動手段１５を介して鋳片１６の短辺側１７に対して進退可能に設けられた軸受部材１８に支持されたロール軸１９に装着されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ対向配置された長辺及び短辺を有し、前記各短辺の直下に短辺側フットロールを備える連続鋳造用鋳型を用いた鋳片の連続鋳造方法において、
前記短辺側フットロールが装着されるロール軸を支持する軸受部材を、前記短辺の下端部から下方に突出させて設けた短辺側フレームに、進退駆動手段を介して前記鋳片の短辺側に対して進退可能に設け、前記鋳片の鋳造中に前記軸受部材を前記鋳片の短辺側に対して進退させて前記短辺側フットロールによる前記鋳片の短辺側に対する押圧力を調節することを特徴とする鋳片の連続鋳造方法。
【請求項２】
請求項１記載の鋳片の連続鋳造方法において、前記短辺側フットロールに加わる短辺側反力を測定し、該短辺側反力に基づいて前記進退駆動手段を操作して、該短辺側反力を一定範囲内に制御することを特徴とする鋳片の連続鋳造方法。
【請求項３】
それぞれ対向配置された長辺及び短辺を有し、前記各長辺の直下に長辺側フットロールを備える連続鋳造用鋳型を用いた鋳片の連続鋳造方法において、
前記長辺側フットロールが装着される長辺ロール軸を支持する長辺側軸受部材を、前記長辺の下端部から下方に突出させて設けた長辺側フレームに、長辺側進退駆動手段を介して前記鋳片の長辺側に対して進退可能に設け、前記鋳片の鋳造中に前記長辺側軸受部材を前記鋳片の長辺側に対して進退させて前記長辺側フットロールによる前記鋳片の長辺側に対する押圧力を調節することを特徴とする鋳片の連続鋳造方法。
【請求項４】
請求項３記載の鋳片の連続鋳造方法において、前記長辺側フットロールに加わる長辺側反力を測定し、該長辺側反力に基づいて前記長辺側進退駆動手段を操作して、該長辺側反力を一定範囲内に制御することを特徴とする鋳片の連続鋳造方法。
【請求項５】
それぞれ対向配置された長辺及び短辺を有し、前記各短辺の直下に短辺側フットロールを備える連続鋳造用鋳型において、
前記短辺側フットロールは、前記短辺の下端部から下方に突出させて設けた短辺側フレームに、進退駆動手段を介して前記鋳片の短辺側に対して進退可能に設けられた軸受部材に支持されたロール軸に装着されていることを特徴とする連続鋳造用鋳型。
【請求項６】
請求項５記載の連続鋳造用鋳型において、前記軸受部材を前記鋳片の短辺側に対して進退させて前記短辺側フットロールで前記鋳片の短辺側を押圧した際に該短辺側フットロールに作用する短辺側反力を測定する反力測定手段と、該短辺側反力に基づいて前記進退駆動手段を操作する駆動制御手段とを有することを特徴とする連続鋳造用鋳型。
【請求項７】
それぞれ対向配置された長辺及び短辺を有し、前記各長辺の直下に長辺側フットロールを備える連続鋳造用鋳型において、
前記長辺側フットロールは、前記長辺の下端部から下方に突出させて設けた長辺側フレームに、長辺側進退駆動手段を介して前記鋳片の長辺側に対して進退可能に設けられた長辺側軸受部材に支持された長辺ロール軸に装着されていることを特徴とする連続鋳造用鋳型。
【請求項８】
請求項７記載の連続鋳造用鋳型において、前記長辺側軸受部材を前記鋳片の長辺側に対して進退させて前記長辺側フットロールで前記鋳片の長辺側を押圧した際に該長辺側フットロールに作用する長辺側反力を測定する長辺側反力測定手段と、該長辺側反力に基づいて前記長辺側進退駆動手段を操作する長辺側駆動制御手段とを有することを特徴とする連続鋳造用鋳型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳造中に連続鋳造用鋳型の短辺の直下に配置した短辺側フットロールに加わる鋳片の短辺側からの短辺側反力を検知し、短辺側反力の値に応じて鋳片の短辺側に当接する短辺側フットロールの位置を制御することにより鋳片の短辺側に対する短辺側フットロールの押圧力を調節して、又は長辺の直下に配置した長辺側フットロールに加わる鋳片の長辺側からの長辺側反力を検知し、長辺側反力の値に応じて鋳片の長辺側に当接する長辺側フットロールの位置を制御することにより鋳片の長辺側に対する長辺側フットロールの押圧力を調節してバルジングを抑制する鋳片の連続鋳造方法及びその連続鋳造用鋳型に関する。
【背景技術】
【０００２】
連続鋳造用鋳型の直下では、鋳片の凝固シェル厚が薄く、鋳片内部の溶鋼静圧により鋳片はバルジングしようとする。そこで、ブレークアウトの防止あるいは鋳片の均一な冷却を目的として、連続鋳造用鋳型の直下には、連続鋳造用鋳型から出てきた鋳片の長辺側及び短辺側にそれぞれ当接して鋳片の移動を案内する長辺側フットロール及び短辺側フットロールが設けられている。
例えば、特許文献１には、ステンレス鋼の連続鋳造において、鋳片の長辺側をできるだけ平坦にし、かつ短辺側を僅かに窪ませることを目的として、鋳片の長辺側はフラット型のフットロールとし、鋳片の短辺側はクラウン付きのフットロールとすることが提案されている。また、クラウン付きのフットロールを使用すると、鋳片の短辺中央部への押込みが過剰となってブレークアウトの危険性が高まること、クラウン付きのフットロールはフラット型フットロールに比べて製造コストが嵩むこと等の問題を有することから、例えば、特許文献２には、鋳片の短辺側に当接するフットロールを、鋳片の短辺中央部に当接する１個の中央ロールと、鋳片の短辺両端部にそれぞれ当接する２個の端ロールで構成することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−２９１１３０号公報
【特許文献２】特開２００５−２７０９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、特許文献１のクラウン付きのフットロールは、連続鋳造用鋳型の短辺銅板を取り付けた短辺フレーズの下端部に設けられたフットロールフレームに支持されているので、クラウン付きフットロールの位置は固定された状態になっている。このため、溶鋼の鋼種や鋳造速度が変更になって鋳片の凝固収縮量が変わると、鋳造時にフットロールによる鋳片の短辺側に対する押込み力も変化する。例えば、フットロールによる鋳片の短辺側に対する押込み力が低下すると、高温強度の低い鋼種（極低炭素鋼やＳＵＳ４３０等）においては、鋳片の短辺側に大きなバルジング変形が発生し易くなって、バルジング変形開始部では、鋳片割れが発生し易いという問題が生じる。
【０００５】
一方、特許文献２では、フットロールを構成している中央ロールと中央ロールの両側にそれぞれ配置した２個の端ロールのロール軸を、鋳型短辺銅板を保持する鋳型フレームの底部に設けた支軸からぶら下げたスイングフレームで支持し、スイングフレームの下端部と、鋳型フレームの底部から下方に伸ばした固定フレームの下端部とを、皿バネ式の弾力付与手段で連結することにより、ロール軸を介してフットロール（中央ロール及び２個の端ロール）を鋳片の短辺に適度な力で押し付けるようにしている。このため、溶鋼の鋼種や鋳造速度の変更によって鋳片の凝固収縮量が変化するとスイングフレームが回動するため、鋳造時の弾力付与手段によるフットロールの押し付け力も変化する。例えば、鋳片の凝固収縮量が増加すると、連続鋳造用鋳型から排出される鋳片の短辺側はフットロールから離脱しようとするので、フットロールは鋳片の短辺側に追従して移動し、皿バネの弾性回復力の低下に伴ってフットロールの鋳片の短辺側に対する押込み力は低下する。その結果、高温強度の低い鋼種（極低炭素鋼やＳＵＳ４３０等）においては、鋳片の短辺側に大きなバルジング変形が発生し易くなって、バルジング変形開始部では、鋳片割れが発生し易いという問題が生じる。
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、鋳造中に連続鋳造用鋳型の短辺の直下に配置した短辺側フットロールに加わる鋳片の短辺側からの短辺側反力を検知し、短辺側反力の値に応じて鋳片の短辺側に当接する短辺側フットロールの位置を制御することにより鋳片の短辺側に対する短辺側フットロール（場合によっては、長辺の直下に配置した長辺側フットロールに加わる鋳片の長辺側からの長辺側反力を検知し、長辺側反力の値に応じて鋳片の長辺側に当接する長辺側フットロールの位置を制御することにより鋳片の長辺側に対する長辺側フットロール）の押圧力を調節してバルジングを抑制することが可能な鋳片の連続鋳造方法及びその連続鋳造用鋳型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的に沿う第１の発明に係る鋳片の連続鋳造方法は、それぞれ対向配置された長辺及び短辺を有し、前記各短辺の直下に短辺側フットロールを備える連続鋳造用鋳型を用いた鋳片の連続鋳造方法において、
前記短辺側フットロールが装着されるロール軸を支持する軸受部材を、前記短辺の下端部から下方に突出させて設けた短辺側フレームに、進退駆動手段を介して前記鋳片の短辺側に対して進退可能に設け、前記鋳片の鋳造中に前記軸受部材を前記鋳片の短辺側に対して進退させて前記短辺側フットロールによる前記鋳片の短辺側に対する押圧力を調節する。
【０００８】
第１の発明に係る鋳片の連続鋳造方法において、前記短辺側フットロールに加わる短辺側反力を測定し、該短辺側反力に基づいて前記進退駆動手段を操作して、該短辺側反力を一定範囲内に制御することが好ましい。
【０００９】
前記目的に沿う第２の発明に係る鋳片の連続鋳造方法は、それぞれ対向配置された長辺及び短辺を有し、前記各長辺の直下に長辺側フットロールを備える連続鋳造用鋳型を用いた鋳片の連続鋳造方法において、
前記長辺側フットロールが装着される長辺ロール軸を支持する長辺側軸受部材を、前記長辺の下端部から下方に突出させて設けた長辺側フレームに、長辺側進退駆動手段を介して前記鋳片の長辺側に対して進退可能に設け、前記鋳片の鋳造中に前記長辺側軸受部材を前記鋳片の長辺側に対して進退させて前記長辺側フットロールによる前記鋳片の長辺側に対する押圧力を調節する。
【００１０】
第２の発明に係る鋳片の連続鋳造方法において、前記長辺側フットロールに加わる長辺側反力を測定し、該長辺側反力に基づいて前記長辺側進退駆動手段を操作して、該長辺側反力を一定範囲内に制御することが好ましい。
【００１１】
前記目的に沿う第３の発明に係る連続鋳造用鋳型は、それぞれ対向配置された長辺及び短辺を有し、前記各短辺の直下に短辺側フットロールを備える連続鋳造用鋳型において、
前記短辺側フットロールは、前記短辺の下端部から下方に突出させて設けた短辺側フレームに、進退駆動手段を介して前記鋳片の短辺側に対して進退可能に設けられた軸受部材に支持されたロール軸に装着されている。
【００１２】
第３の発明に係る連続鋳造用鋳型において、前記軸受部材を前記鋳片の短辺側に対して進退させて前記短辺側フットロールで前記鋳片の短辺側を押圧した際に該短辺側フットロールに作用する短辺側反力を測定する反力測定手段と、該短辺側反力に基づいて前記進退駆動手段を操作する駆動制御手段とを有することが好ましい。
なお、前記進退駆動手段は、進退駆動源と、該進退駆動源と前記軸受部材を連結し、中間部の断面積が減縮している駆動伝達部材とを有する構成とすることができ、前記反力測定手段は、前記駆動伝達部材の中間部に埋設される歪みゲージを有する構成とすることができる。
【００１３】
前記目的に沿う第４の発明に係る連続鋳造用鋳型は、それぞれ対向配置された長辺及び短辺を有し、前記各長辺の直下に長辺側フットロールを備える連続鋳造用鋳型において、
前記長辺側フットロールは、前記長辺の下端部から下方に突出させて設けた長辺側フレームに、長辺側進退駆動手段を介して前記鋳片の長辺側に対して進退可能に設けられた長辺側軸受部材に支持された長辺ロール軸に装着されている。
ここで、鋳片の長辺側に対して進退可能に設けられた長辺側軸受部材とは、長辺側軸受部材を鋳型内に向けて水平に移動可能に設けることをいう。
【００１４】
第４の発明に係る連続鋳造用鋳型において、前記長辺側軸受部材を前記鋳片の長辺側に対して進退させて前記長辺側フットロールで前記鋳片の長辺側を押圧した際に該長辺側フットロールに作用する長辺側反力を測定する長辺側反力測定手段と、該長辺側反力に基づいて前記長辺側進退駆動手段を操作する長辺側駆動制御手段とを有することが好ましい。
なお、前記長辺側進退駆動手段は、長辺側進退駆動源と、該長辺側進退駆動源と前記長辺側軸受部材を連結し、中間部の断面積が減縮している長辺側駆動伝達部材とを有する構成とすることができ、前記長辺側反力測定手段は、前記長辺側駆動伝達部材の中間部に埋設される歪みゲージを有する構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
第１の発明に係る鋳片の連続鋳造方法においては、鋳片の鋳造中に、短辺側フットロールによる鋳片の短辺側に対する押圧力を調節するので、バルジングし易い鋼種（例えば、低炭素鋼やＳＵＳ４３０等）の鋳片の短辺側におけるバルジングを効果的に抑制して、鋳片の割れ発生頻度を低減させることが可能になる。
【００１６】
第１の発明に係る鋳片の連続鋳造方法において、短辺側フットロールに加わる短辺側反力を測定し、短辺側反力に基づいて進退駆動手段を操作して、短辺側反力を一定範囲内に制御する場合、鋳片の短辺側を短辺側フットロールで押圧する際の押圧力を適正範囲に制御することができ、鋳片の短辺側のバルジングを効果的に抑制すると共に、鋳片の変形及び変形に伴う鋳片の割れを防止することが可能になる。
また、短辺側フットロールで鋳片の短辺側を押圧する際の押圧力を調節するので、鋳片の短辺側に所望の深さの窪みを形成することが可能になる。このため、鋳片の対向する短辺側を吊り具で挟む際に、吊り具の先側を鋳片の短辺側に掛止することが容易になる。
【００１７】
第２の発明に係る鋳片の連続鋳造方法においては、鋳片の鋳造中に、長辺側フットロールによる鋳片の長辺側に対する押圧力を調節するので、バルジングし易い鋼種の鋳片の長辺側におけるバルジングを効果的に抑制して、鋳片の割れ発生頻度を低減させることが可能になる。
【００１８】
第２の発明に係る鋳片の連続鋳造方法において、長辺側フットロールに加わる長辺側反力を測定し、長辺側反力に基づいて長辺側進退駆動手段を操作して、長辺側反力を一定範囲内に制御する場合、鋳片の長辺側を長辺側フットロールで押圧する際の押圧力を適正範囲に制御することができ、鋳片の長辺側のバルジングを効果的に抑制すると共に、鋳片の変形及び変形に伴う鋳片の割れを防止することが可能になる。
【００１９】
第３の発明に係る連続鋳造用鋳型においては、進退駆動手段を操作して短辺側フットロールを鋳片の短辺側に対して進退させることができるので、鋳片の鋳造中に、短辺側フットロールによる鋳片の短辺側に対する押圧力を調節することが可能になる。その結果、バルジングし易い鋼種（例えば、低炭素鋼やＳＵＳ４３０等）の鋳片の短辺側におけるバルジングを効果的に抑制して、鋳片の割れ発生頻度を低減させることが可能になる。
【００２０】
第３の発明に係る連続鋳造用鋳型において、軸受部材を鋳片の短辺側に対して進退させて短辺側フットロールで鋳片の短辺側を押圧した際に短辺側フットロールに作用する短辺側反力を測定する反力測定手段と、短辺側反力に基づいて進退駆動手段を操作する駆動制御手段とを有する場合、鋳片の短辺側を短辺側フットロールで押圧する際の押圧力を適正範囲に制御することができ、鋳片と短辺側のバルジングを効果的に抑制すると共に、鋳片の変形及び変形に伴う鋳片の割れを防止することが可能になる。
【００２１】
第４の発明に係る連続鋳造用鋳型においては、長辺側進退駆動手段を操作して長辺側フットロールを鋳片の長辺側に対して進退させることができるので、鋳片の鋳造中に、長辺側フットロールによる鋳片の長辺側に対する押圧力を調節することが可能になる。その結果、バルジングし易い鋼種の鋳片の長辺側におけるバルジングを効果的に抑制して、鋳片の割れ発生頻度を低減させることが可能になる。
【００２２】
第４の発明に係る連続鋳造用鋳型において、長辺側軸受部材を鋳片の長辺側に対して進退させて長辺側フットロールで鋳片の長辺側を押圧した際に長辺側フットロールに作用する長辺側反力を測定する長辺側反力測定手段と、長辺側反力に基づいて長辺側進退駆動手段を操作する長辺側駆動制御手段とを有する場合、鋳片の長辺側を長辺側フットロールで押圧する際の押圧力を適正範囲に制御することができ、鋳片と長辺側のバルジングを効果的に抑制すると共に、鋳片の変形及び変形に伴う鋳片の割れを防止することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る連続鋳造用鋳型の短辺側の部分側断面図である。
【図２】同連続鋳造用鋳型の短辺側の背面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図４】進退駆動手段及び長辺側進退駆動手段をそれぞれ操作する駆動制御手段及び長辺側駆動制御手段の説明図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る連続鋳造用鋳型の長辺側の部分側断面図である。
【図６】同連続鋳造用鋳型の長辺側フットロールの平面図である。
【図７】実施例１における鋳造速度と短辺側反力の関係を示す説明図である。
【図８】実施例１における鋳造速度と長辺側反力の関係を示す説明図である。
【図９】実施例２における鋳造速度と短辺側反力の関係を示す説明図である。
【図１０】実施例２における鋳造速度と長辺側反力の関係を示す説明図である。
【図１１】実施例３における鋳造速度と短辺側反力の関係を示す説明図である。
【図１２】実施例３における鋳造速度と長辺側反力の関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
本発明の一実施の形態に係る連続鋳造用鋳型１０は、図１、図２に示すように、対向配置される一対の長辺１１と、長辺１１の間に横移動可能に対向配置される一対の短辺１２とを有し、各短辺１２の直下に短辺側フットロール１３を備えている。短辺側フットロール１３は、短辺１２の下端部から下方に突出させて設けた短辺側フレーム１４に、進退駆動手段１５を介して鋳片１６の短辺側１７に対して進退可能（それぞれ対向する長辺１１及び短辺１２で構成される鋳型空間の直下に向けて水平移動可能）に設けられた軸受部材１８に支持されたロール軸１９に装着されている。以下、詳細に説明する。
【００２５】
図３に示すように、軸受部材１８は、隙間を設けて平行配置され、先側にロール軸１９の両端側がそれぞれ嵌入する嵌入孔２０、２１が形成されたロール支持部２２、２３と、ロール支持部２２、２３の基端側を連結する連結部２４とを有している。また、図１〜図３に示すように、短辺側フレーム１４は、短辺１２に固定された短辺バックプレート２５の下端部の幅方向（短辺１２の幅方向）の両側に、下方に突出させてそれぞれ設けた突出部２６、２７と、突出部２６、２７の下端に、下方に向けて突出させて平行配置した側板部２８、２９と、側板部２８、２９を連結する接続部３０とを有している。
なお、短辺側フットロール１３は、ロール軸１９に外装したブッシュ３１（すべり軸受の一例）を介して取り付けられている。これによって、短辺側フットロール１３は、ロール軸１９の周りで回転自在となる。
【００２６】
ここで、平行配置された側板部２８、２９の間隔は、連結部２４で連結された状態のロール支持部２２、２３が嵌入可能な距離に調整されている。このような構成とすることにより、軸受部材１８のロール支持部２２、２３を、短辺側フレーム１４の側板部２８、２９間に装入することができ、ロール支持部２２、２３の外側表面を側板部２８、２９の内側表面上で摺動させることができる。その結果、軸受部材１８の移動を、短辺側フレーム１４の側板部２８、２９によって案内することができ、短辺側フレーム１４の側板部２８、２９を鋳片１６の短辺側１７の表面に直交するように（鋳片１６の長辺側８０（図５参照）の表面に平行に）配置すると、軸受部材１８を鋳片１６の短辺側１７に直交する方向に沿って進退させることができる。
【００２７】
図１、図２に示すように、進退駆動手段１５は、短辺側フレーム１４の突出部２６、２７に先側が固着されて水平配置された取り付け部材３２の基部に下方に向けて立設された支持部材３３に保持された進退駆動源の一例であるスクリュージャッキ３４を有している。ここで、スクリュージャッキ３４は、スクリュージャッキ３４の出力ねじ軸３５の先端を、軸受部材１８の連結部２４に向けて水平に配置されるように、支持部材３３に保持されている。
更に、進退駆動手段１５は、スクリュージャッキ３４の出力ねじ軸３５に螺合し、出力ねじ軸３５の回転に伴って出力ねじ軸３５の軸心方向に移動するトラベリングナット３６に基側が接続され、先側が軸受部材１８の連結部２４に固着されて、中間部の断面積が減縮している駆動伝達部材の一例であるボルト部材３７を有している。なお、符号３８は、スクリュージャッキ３４の図示しない入力軸と接続して、出力ねじ軸３５に回転駆動力を与える電動機（例えば、サーボモータ）である。
【００２８】
ここで、ボルト部材３７は、連結部２４で連結されたロール支持部２２、２３を、接続部３０で連結された側板部２８、２９間に装入した状態で、連結部２４の幅方向（ロール軸１９の軸心方向）中央部に形成された貫通孔３９及び接続部３０の幅方向（短辺バックプレート２５の幅方向）の中央部に形成された貫通孔４０に、連結部２４側から挿通されて、ボルト部材３７の先側は接続部３０の貫通孔４０から、出力ねじ軸３５の先端部に向けて突出している。そして、ボルト部材３７の中間部より頭部側に形成された雄ねじ部にナット４１、４２を螺合させることにより連結部２４を厚み方向両側からボルト部材３７の頭部４３及びナット４１で締結している。なお、ナット４１をナット４２で押圧することで、ナット４１の緩みを防止できる。
【００２９】
また、接続部３０の貫通孔４０から突出するボルト部材３７の先側には、出力ねじ軸３５の先端部に形成された突起部４４が嵌入可能な嵌入穴４５が形成されたナット部材４６が取り付けられている。そして、ナット部材４６の嵌入穴４５に、出力ねじ軸３５の突起部４４を嵌入させた状態で、トラベリングナット３６とナット部材４６を当接させ、締結部材の一例であるボルト４７及びナット４８を用いて、トラベリングナット３６とナット部材４６は連結されている。
【００３０】
このような構成とすることにより、スクリュージャッキ３４の出力ねじ軸３５を回転させて、トラベリングナット３６を出力ねじ軸３５の軸心方向に移動させることができ、ナット部材４６を介してトラベリングナット３６の移動に連動させて、ボルト部材３７をボルト部材３７の軸心方向に進退させることができる。これにより、ボルト部材３７が連結している軸受部材１８を介してロール軸１９を、出力ねじ軸３５の軸心方向に、即ち、鋳片１６の短辺側１７に対して直交する方向に沿って進退させることができる。
【００３１】
また、連続鋳造用鋳型１０は、図４に示すように、軸受部材１８を鋳片１６の短辺側１７に対して進退させて短辺側フットロール１３で鋳片１６の短辺側１７を押圧した際に、短辺側フットロール１３に作用する短辺側反力を測定する反力測定手段４９と、短辺側反力に基づいてスクリュージャッキ３４を操作、即ち、スクリュージャッキ３４のトラベリングナット３６の位置制御を行う駆動制御手段５０とを有している。
【００３２】
ここで、反力測定手段４９は、ボルト部材３７の中間部に埋設される歪みゲージ５１を有している。ここで、歪みゲージ５１は、ボルト部材３７の先端側から中間位置まで穿孔した取り付け用の穴部の底部側に装入され、歪みゲージ５１に接続されたリード線５２が穴部から外部に取り出されている。そして、歪みゲージ５１が装入された穴部内には樹脂（例えば、エポキシ樹脂）を充填し固化させている。このような構成とすることにより、ボルト部材３７の中間部が歪むと、穴部内に充填された樹脂も同時に歪み、この樹脂の歪みを歪みゲージ５１で測定することにより、ボルト部材３７の中間部の歪みが検出できる。
【００３３】
更に、反力測定手段４９は、歪みゲージ５１にリード線５２を介して接続され、歪みゲージ５１の歪みに伴う電気抵抗変化を測定するブリッジボックス５３と、ブリッジボックス５３から出力される電気抵抗の信号からボルト部材３７の中間部に発生した歪みを求める短辺側歪み測定器を備えた歪み測定部５４と、歪み測定部５４で求めた歪み信号から短辺側フットロール１３に加わる短辺側反力を演算する短辺側反力測定器を備えた演算部５５とを有している。
なお、短辺側反力測定器は、ボルト部材３７を形成している素材の弾性率を記憶する記憶部を備え、歪み信号からボルト部材３７の中間部の歪み量を計算するプログラムと、ボルト部材３７の中間部の弾性率及び歪み量から応力を計算して、ロール軸１９に加わる鋳片１６からの短辺側反力を算出するプログラムが搭載された、例えばパーソナルコンピュータを用いて構成できる。
【００３４】
演算器５５の短辺側反力測定器で求めた短辺側反力に基づいて、スクリュージャッキ３４を操作する駆動制御手段５０は、短辺側反力を設定する入力機能と、予め設定した基準位置に対する短辺側フットロール１３の位置を表示する機能を備えた短辺側操作パネル５６と、演算器５５の短辺側反力測定器から入力される短辺側反力信号及び短辺側操作パネル５６から出力される短辺側反力設定信号を用いて、短辺側反力測定器からの短辺側反力信号が短辺側反力設定信号となるように短辺側フットロール１３の位置を決めるための位置制御信号を作成するプログラムが搭載された制御部５７とを有している。更に、駆動制御手段５０は、制御部５７から出力される位置制御信号に基づいて、スクリュージャッキ３４の電動機３８に信号ケーブル５８を介して駆動信号、電力ケーブル５９を介して電力をそれぞれ供給する信号電力出力部６０を有している。
【００３５】
そして、連続鋳造用鋳型１０は、図１、図２に示すように、短辺バックプレート２５の上下両側に設けられた連結ピン６１、６２にそれぞれ接続されるピストン６３、６４をそれぞれ備えたシリンダ６５、６６と、シリンダ６５、６６が取り付けられた固定フレーム７０とを有している。このような構成とすることにより、シリンダ６５、６６のピストン６３、６４を進退させて短辺バックプレート２５を移動させることにより、短辺１２のテーパの調節を行うことができる。
【００３６】
更に、連続鋳造用鋳型１０には、図５、図６に示すように、各長辺１１の直下に長辺側フットロール７７が設けられ、長辺側フットロール７７は、長辺１１の下端部から下方に突出させて設けた長辺側フレーム７８に、長辺側進退駆動手段７９を介して鋳片１６の長辺側８０に対して進退可能（それぞれ対向する長辺１１及び短辺１２で構成される鋳型空間の直下に向けて水平移動可能）に設けられた長辺側軸受部材８１に支持された長辺ロール軸８２に装着されている。
【００３７】
長辺側軸受部材８１は、隙間を設けて平行配置され、先側に長辺ロール軸８２の両端側がそれぞれ嵌入する嵌入孔（図示せず）が形成された長辺側ロール支持部８３、８４と、長辺側ロール支持部８３、８４の基端側を連結する長辺側連結部８５とを有している。また、長辺側フレーム７８は、長辺１１に固定された長辺バックプレート８６の下端部の幅方向（長辺１１の幅方向）の両側に、下方に突出させてそれぞれ設けた長辺側突出部８７と、各長辺側突出部８７の下端に、下方に向けて突出させて平行配置した長辺側の側板部８８、８９と、長辺側の側板部８８、８９の基側（長辺バックプレート８６の背面の後方側）を連結する長辺側接続部９０とを有している。
なお、長辺側フットロール７７は、長辺ロール軸８２に外装したブッシュ９１（すべり軸受の一例）を介して取り付けられている。これによって、長辺側フットロール７７は、長辺ロール軸８２の周りで回転可能になる。
【００３８】
ここで、平行配置された長辺側の側板部８８、８９の隙間は、長辺側連結部８５で連結された状態の長辺側ロール支持部８３、８４が嵌入可能な距離に調整されている。このような構成とすることにより、長辺側軸受部材８１の長辺側ロール支持部８３、８４を、長辺側フレーム７８の長辺側の側板部８８、８９間に装入することができ、長辺側ロール支持部８３、８４の外側表面を長辺側の側板部８８、８９の内側表面上で摺動させることができる。その結果、長辺側軸受部材８１の移動を、長辺側フレーム７８の長辺側の側板部８８、８９によって案内することができ、長辺側フレーム７８の長辺側の側板部８８、８９を鋳片１６の長辺側８０の表面に直交するように配置すると、長辺側軸受部材８１を鋳片１６の長辺側８０に直交する方向に沿って進退させることができる。
【００３９】
長辺側進退駆動手段７９は、長辺側フレーム７８の対となる長辺側突出部８７の一方側に先側が固着されて水平配置された取り付け部材９２の基部に下方に向けて立設された支持部材９３に保持された長辺側進退駆動源の一例であるスクリュージャッキ９４と、長辺側フレーム７８の対となる長辺側突出部８７の他方側に先側が固着されて水平配置された取り付け部材９５の基部に下方に向けて立設された支持部材９６に保持された長辺側進退駆動源の一例であるスクリュージャッキ９７とを有している。ここで、スクリュージャッキ９４、９７は、スクリュージャッキ９４、９７の出力ねじ軸９８、９９の先端を、長辺側軸受部材８１の長辺側連結部８５に向けて水平に配置されるように、支持部材９３、９６にそれぞれ保持されている。
更に、長辺側進退駆動手段７９は、スクリュージャッキ９４、９７の出力ねじ軸９８、９９にそれぞれ螺合し、出力ねじ軸９８、９９の回転に伴って出力ねじ軸９８、９９の軸心方向に移動するトラベリングナット１００、１０１に基側が接続され、先側が長辺側軸受部材８１の長辺側連結部８５に固着されて、中間部の断面積が減縮している長辺側駆動伝達部材の一例であるボルト部材１０２、１０３を有している。なお、符号１０４、１０５は、スクリュージャッキ９４、９７の図示しない入力軸と接続して、出力ねじ軸９８、９９に回転駆動力を与える電動機（例えば、サーボモータ）である。
【００４０】
ここで、ボルト部材１０２、１０３は、長辺側連結部８５で連結された長辺側ロール支持部８３、８４を、長辺側接続部９０で連結された長辺側の側板部８８、８９間に装入した状態で、長辺側連結部８５の幅方向（長辺ロール軸８２の軸心方向）両側に形成された貫通孔１０６及び長辺側接続部９０の幅方向（長辺バックプレート８６の幅方向）両側に形成された貫通孔１０７に、長辺側連結部８５側から挿通されて、ボルト部材１０２、１０３の先側は長辺側接続部９０の貫通孔１０７から、出力ねじ軸９８、９９の先端部に向けて突出している。そして、ボルト部材１０２、１０３の中間部より頭部側に形成された雄ねじ部にナット１０８、１０９を螺合させることにより長辺側連結部８５を厚み方向両側からボルト部材１０２、１０３の頭部１１０及びナット１０８で締結している。なお、ナット１０８をナット１０９で押圧することで、ナット１０８の緩みを防止できる。
【００４１】
また、長辺側接続部９０の貫通孔１０７から突出するボルト部材１０２、１０３の先側には、出力ねじ軸９８、９９の先端部に形成された突起部１１１が嵌入可能な嵌入穴１１２が形成されたナット部材１１３が取り付けられている。そして、ナット部材１１３の嵌入穴１１２に、出力ねじ軸９８、９９の突起部１１１を嵌入させた状態で、トラベリングナット１００、１０１とナット部材１１３を当接させ、締結部材の一例であるボルト１１４及びナット１１５を用いて、トラベリングナット１００、１０１とナット部材１１３は連結されている。
【００４２】
このような構成とすることにより、スクリュージャッキ９４、９７の出力ねじ軸９８、９９を回転させることにより、トラベリングナット１００、１０１を出力ねじ軸９８、９９の軸心方向に移動させることができ、ナット部材１１３を介してトラベリングナット１００、１０１の移動に連動させて、ボルト部材１０２、１０３をボルト部材１０２、１０３の軸心方向に進退させることができる。これにより、ボルト部材１０２、１０３が連結している長辺側軸受部材８１を介して長辺ロール軸８２を、出力ねじ軸９８、９９の軸心方向に、即ち、鋳片１６の長辺側８０に対して直交する方向に沿って進退させることができる。
【００４３】
また、連続鋳造用鋳型１０は、図４、図５に示すように、長辺側軸受部材８１を鋳片１６の長辺側８０に対して進退させて長辺側フットロール７７で鋳片１６の長辺側８０を押圧した際に、長辺側フットロール７７に作用する長辺側反力を測定する長辺側反力測定手段１１６と、長辺側反力に基づいてスクリュージャッキ９４、９７を同期して操作、即ち、スクリュージャッキ９４、９７のトラベリングナット１００、１０１の位置制御を行う長辺側駆動制御手段１１７とを有している。
【００４４】
ここで、長辺側反力測定手段１１６は、ボルト部材１０２、１０３の中間部に埋設される歪みゲージ１１８を有している。ここで、歪みゲージ１１８は、ボルト部材１０２、１０３の先端側から中間位置まで穿孔した取り付け用の穴部の底部側に装入され、歪みゲージ１１８に接続されたリード線１１９が穴部から外部に取り出されている。そして、歪みゲージ１１８が装入された穴部内には樹脂（例えば、エポキシ樹脂）を充填し固化させている。このような構成とすることにより、ボルト部材１０２、１０３の中間部が歪むと、穴部内に充填された樹脂も同時に歪み、この樹脂の歪みを歪みゲージ１１８で測定することにより、ボルト部材１０２、１０３の中間部の歪みが検出できる。
【００４５】
更に、長辺側反力測定手段１１６は、歪みゲージ１１８に接続されたリード線１１９が接続されて、歪みゲージ１１８の歪みに伴う電気抵抗変化を測定する図示しないブリッジボックスと、ブリッジボックスから出力される電気抵抗の信号からボルト部材１０２、１０３の中間部に発生した歪みをそれぞれ求める長辺側歪み測定器を備えた歪み測定部５４と、歪み測定部５４で求めた歪み信号から長辺側フットロール７７に加わる長辺側反力を演算する長辺側反力測定器を備えた演算器５５とを有している。
なお、長辺側反力測定器は、ボルト部材１０２、１０３を形成している素材の弾性率を記憶する記憶部を備え、歪み信号からボルト部材１０２、１０３の中間部の歪み量を計算するプログラムと、ボルト部材１０２、１０３の中間部の弾性率及び歪み量から応力を計算して、長辺ロール軸８２に加わる鋳片１６からの長辺側反力を算出するプログラムが搭載された、例えばパーソナルコンピュータを用いて構成できる。
【００４６】
演算器５５の長辺側反力測定器で求めた長辺側反力に基づいて、スクリュージャッキ９４、９７を操作する長辺側駆動制御手段１１７は、長辺側反力を設定する入力機能と、予め設定した基準位置に対する長辺側フットロール７７の位置を表示する機能を備えた長辺側操作パネル１２０と、演算器５５の長辺側反力測定器から入力される長辺側反力信号及び長辺側操作パネル１２０から出力される長辺側反力設定信号を用いて、長辺側反力測定器からの長辺側反力信号が長辺側反力設定信号となるように長辺側フットロール７７の位置を決めるための位置制御信号を作成するプログラムが搭載された制御部１２１とを有している。
【００４７】
更に、長辺側駆動制御手段１１７は、制御部１２１から出力される位置制御信号に基づいて、スクリュージャッキ９４、９７の電動機１０４、１０５に信号ケーブル１２２を介して駆動信号、電力ケーブル１２３を介して電力をそれぞれ供給する信号電力出力部１２４を有している。各電動機１０４、１０５には、制御部１２１から同一の駆動信号が入力されるので、各電動機１０４、１０５は同期して駆動することになる。このため、長辺側フットロール７７は、長辺側フットロール７７の軸心方向を鋳片１６の長辺側８０の表面に対して平行に保持して進退することになり、長辺側フットロール７７による鋳片１６の変形を防止できる。
【００４８】
続いて、本発明の一実施の形態に係る連続鋳造用鋳型１０を用いた鋳片１６の連続鋳造方法について説明する。
それぞれ対向配置された長辺１１及び短辺１２を有し、各短辺１２の直下に短辺側フットロール１３を備える連続鋳造用鋳型１０を用いた鋳片１６の連続鋳造方法では、短辺側フットロール１３が装着されるロール軸１９を支持する軸受部材１８を、短辺１２の下端部から下方に突出させて設けた短辺側フレーム１４に、進退駆動手段１５を介して鋳片１６の短辺側１７に対して進退可能に設けている。そして、鋳片１６の鋳造中に、短辺側フットロール１３に加わる短辺側反力を測定し、短辺側反力に基づいて進退駆動手段１５を操作することにより、軸受部材１８を鋳片１６の短辺側１７に対して進退させて短辺側フットロール１３による鋳片１６の短辺側１７に対する押圧力を調節している。
このため、鋳片１６の短辺側１７を短辺側フットロール１３で押圧する際の押圧力を適正範囲に制御することができ、鋳片１６の短辺側１７のバルジングを効果的に抑制すると共に、鋳片１６の変形及び変形に伴う鋳片１６の割れを防止することが可能になる。
【００４９】
また、短辺側フットロール１３で鋳片１６の短辺側１７を押圧する際の押圧力を調節できるので、鋳片１６の短辺側１７に所望の深さの窪みを形成することも可能になる。このため、鋳片１６の対向する短辺側１７を図示しない吊り具で挟む際に、吊り具の先側を鋳片１６の短辺側１７に掛止することが容易になる。その結果、鋳片１６の取扱が容易になる。
【００５０】
本発明の連続鋳造用鋳型１０を用いた鋳片１６の連続鋳造方法では、各長辺１１の直下に長辺側フットロール７７を設け、長辺側フットロール７７が装着される長辺ロール軸８２を支持する長辺側軸受部材８１を、長辺１１に取り付けられた長辺バックプレート８６の下端部から下方に突出させて設けた長辺側フレーム７８に、長辺側進退駆動手段７９を介して鋳片１６の長辺側８０に対して進退可能に設けている。そして、鋳片１６の鋳造中に、長辺側フットロール７７に加わる長辺側反力を測定し、長辺側反力に基づいて長辺側進退駆動手段７９を操作することにより、長辺側軸受部材８１を鋳片１６の長辺側８０に対して進退させて長辺側フットロール７７による鋳片１６の長辺側８０に対する押圧力を調節している。
このため、鋳片１６の長辺側８０を長辺側フットロール７７で押圧する際の押圧力を適正範囲に制御することができ、鋳片１６の長辺側８０のバルジングを効果的に抑制すると共に、鋳片１６の変形及び変形に伴う鋳片の割れを防止することが可能になる。
【実施例】
【００５１】
（実施例１）
対向配置された長辺の間に対向配置された短辺で構成された角筒状の鋳型空間部と、長辺及び短辺の直下にそれぞれ長辺側フットロール及び短辺側フットロールを備えた連続鋳造用鋳型を使用して、鋳型空間部に注湯した溶綱Ａから鋳片を種々の鋳造速度で鋳造した。その際、進退駆動手段及び長辺側進退駆動手段をそれぞれ操作して、連続鋳造用鋳型の鋳型空間部の下端から排出された鋳片の短辺側及び長辺側にそれぞれ短辺側フットロール及び長辺側フットロールを当接させて鋳片の移動を案内しながら、短辺側フットロールに加わる短辺側反力を進退駆動手段のボルト部材内に埋設した歪みゲージで歪みを測定することにより、長辺側フットロールに加わる長辺側反力を長辺側進退駆動手段のボルト部材内に埋設した歪みゲージで歪みを測定することによりそれぞれ求めた。短辺側反力の測定結果を図７に、長辺側反力の測定結果を図８にそれぞれ示す。
なお、鋳型空間部の下端内寸法は、長辺側の間隔が、例えば２００ｍｍ、短辺側の間隔が、例えば１２００ｍｍ、鋳型空間部の長さが、例えば７００ｍｍであり、短辺の内表面に形成したテーパ率は、１．２１％／ｍであった。
【００５２】
図７、図８に示すように、鋳造を開始して、鋳造速度が一定値になると、短辺側反力及び長辺側反力はそれぞれ一定の範囲内で変動することが確認された。また、短辺側反力は、長辺側反力より大きく、鋳片が短辺側にバルジングし易いことが確認できた。
更に、鋳造速度が大きくなると、短辺側反力及び長辺側反力は共に増大する傾向を示した。短辺側反力及び長辺側反力がそれぞれ増大することは、鋳造速度が大きくなると鋳片を冷却する機能が低下し（鋳片の収縮率が小さくなって）、鋳型空間部から排出された鋳片の寸法が大きくなることと対応していると解される。
【００５３】
（実施例２）
実施例１と同一構成の連続鋳造用鋳型を用いて、溶綱Ａから鋳片を種々の鋳造速度で鋳造し、鋳造中に短辺側フットロール及び長辺側フットロールに加わる短辺側反力及び長辺側反力をそれぞれ求めた。短辺側反力の測定結果を図９に、長辺側反力の測定結果を図１０にそれぞれ示す。なお、鋳型空間部の下端内寸法は、長辺側の間隔が、例えば２００ｍｍ、短辺側の間隔が、例えば１２００ｍｍ、鋳型空間部の長さが、例えば７００ｍｍであり、短辺の内表面に形成したテーパ率は、１．２５％／ｍであった。
図９、図１０に示すように、鋳造を開始して、鋳造速度が一定値になると、短辺側反力及び長辺側反力はそれぞれ一定の範囲内で変動することが確認された。また、長辺側反力が、短辺側反力より大きくなり、鋳片が短辺側にバルジングする傾向が小さくなったことが確認できた。これは、短辺のテーパ率を１．２５％／ｍとすることにより、鋳片の短辺側の冷却が促進され、凝固シェルの短辺側の厚みが増加したためと解される。
【００５４】
（実施例３）
実施例１と同一構成の連続鋳造用鋳型を用いて、溶綱Ｂから鋳片を種々の鋳造速度で鋳造し、鋳造中に短辺側フットロール及び長辺側フットロールに加わる短辺側反力及び長辺側反力をそれぞれ求めた。短辺側反力の測定結果を図１１に、長辺側反力の測定結果を図１２にそれぞれ示す。なお、鋳型空間部の下端内寸法は、長辺側の間隔が、例えば２００ｍｍ、短辺側の間隔が、例えば１２００ｍｍ、鋳型空間部の長さが、例えば７００ｍｍであり、短辺の内表面に形成したテーパ率は、１．４５％／ｍであった。
図１１、図１２に示すように、鋳造を開始して、鋳造速度が一定値になると、短辺側反力及び長辺側反力はそれぞれ一定の範囲内で変動することが確認された。また、長辺側反力が、短辺側反力より大きくなり、鋳片が短辺側にバルジングする傾向が小さくなったことが確認できた。これは、短辺側の押圧力が適正化されたためと解される。
【００５５】
以上、説明したように、本発明の鋳片の連続鋳造方法及び連続鋳造用鋳型では、鋳造中、長辺側フットロール及び短辺側フットロールに加わる鋳片からの長辺側反力及び短辺反力をそれぞれ精度よく測定できることが確認でき、短辺側反力及び長辺側反力に基づいて、短辺側フットロール及び長辺側フットロールの位置を調節することにより、短辺側フットロール及び長辺側フットロールで鋳片を最適な押圧力で支持しながら、鋳片の移動を案内できることが確認できた。
【００５６】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
更に、本実施の形態とその他の実施の形態や変形例にそれぞれ含まれる構成要素を組合わせたものも、本発明に含まれる。
例えば、短辺側フットロール及び長辺側フットロールはそれぞれ上下方向１段のみ、又は２段以上設けることができる。
また、短辺側フットロール及び長辺側フットロールをそれぞれ複数設け、短辺側フットロール及び長辺側フットロールに対してそれぞれ短辺側反力測定手段及び長辺側反力測定手段を設置したが、短辺側反力測定手段及び長辺側反力測定手段は、短辺側フットロール及び長辺側フットロールのそれぞれ少なくとも１つに設けてもよい。
更に、本実施の形態では、連続鋳造用鋳型の短辺に短辺側フットロール、長辺に長辺側フットロールをそれぞれ設けたが、短辺にのみ短辺側フットロールを、又は長辺にのみ長辺側フットロールを設けることもできる。
【符号の説明】
【００５７】
１０：連続鋳造鋳型、１１：長辺、１２：短辺、１３：短辺側フットロール、１４：短辺側フレーム、１５：進退駆動手段、１６：鋳片、１７：短辺側、１８：軸受部材、１９：ロール軸、２０、２１：嵌入孔、２２、２３：ロール支持部、２４：連結部、２５：短辺バックプレート、２６、２７：突出部、２８、２９：側板部、３０：接続部、３１：ブッシュ、３２：取り付け部材、３３：支持部材、３４：スクリュージャッキ、３５：出力ねじ軸、３６：トラベリングナット、３７：ボルト部材、３８：電動機、３９、４０：貫通孔、４１、４２：ナット、４３：頭部、４４：突起部、４５：嵌入穴、４６：ナット部材、４７：ボルト、４８：ナット、４９：反力測定手段、５０：駆動制御手段、５１：歪みゲージ、５２：リード線、５３：ブリッジボックス、５４：歪み測定部、５５：演算部、５６：短辺側操作パネル、５７：制御部、５８：信号ケーブル、５９：電力ケーブル、６０：信号電力出力部、６１、６２：連結ピン、６３、６４：ピストン、６５、６６：シリンダ、７０：固定フレーム、７７：長辺側フットロール、７８：長辺側フレーム、７９：長辺側進退駆動手段、８０：長辺側、８１：長辺側軸受部材、８２：長辺ロール軸、８３、８４：長辺側ロール支持部、８５：長辺側連結部、８６：長辺バックプレート、８７：長辺側突出部、８８、８９：長辺側の側板部、９０：長辺側接続部、９１：ブッシュ、９２：取り付け部材、９３：支持部材、９４：スクリュージャッキ、９５：取り付け部材、９６：支持部材、９７：スクリュージャッキ、９８、９９：出力ねじ軸、１００、１０１：トラベリングナット、１０２、１０３：ボルト部材、１０４、１０５：電動機、１０６、１０７：貫通孔、１０８、１０９：ナット、１１０：頭部、１１１：突起部、１１２：嵌入穴、１１３：ナット部材、１１４：ボルト、１１５：ナット、１１６：長辺側反力測定手段、１１７：長辺側駆動制御手段、１１８：歪みゲージ、１１９：リード線、１２０：長辺側操作パネル、１２１：制御部、１２２：信号ケーブル、１２３：電力ケーブル、１２４：信号電力出力部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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