(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳型から引き抜かれる鋳片を圧下する鋳片圧下装置であって、
前記鋳片を挟持して押圧する一対の鋳片押圧ロールと、この鋳片押圧ロールを支持するバックアップロールと、互いに対向するように配置された一対のフレームと、を有し、
前記フレームのそれぞれに、前記鋳片押圧ロール及び前記バックアップロールの組が、鋳片引抜方向に３組以上配設されており、前記一対のフレームには、前記一対のフレーム間の距離を近接離反させる圧下手段が２箇所以上設けられており、
前記鋳片を挟んで対になる前記鋳片押圧ロールの少なくとも一方は、軸方向中央部に、径方向外方へ突出した大径部を有しており、
前記鋳片の厚さをｔとした場合に、前記鋳片押圧ロールの前記大径部によって圧下されない前記鋳片の幅方向端部領域が、前記鋳片の幅方向端部から６０ｍｍ以上であり、かつ、鋳片の幅方向端部から１．５×ｔ以下の領域とされており、
更に前記バックアップロールは、前記鋳片押圧ロールの軸方向において複数に分割され、前記分割されたバックアップロールがそれぞれ独立の回転軸を有し、かつ、前記分割されたバックアップロールの軸受け同士が軸方向に間隔を有していないことを特徴とする鋳片圧下装置。
【請求項２】
前記バックアップロールが、前記鋳片押圧ロールに対して前記鋳片の引抜方向下流側に配設されている、請求項１に記載の鋳片圧下装置。
【請求項３】
前記バックアップロールは、少なくとも一つのバックアップロールが前記鋳片の引抜方向下流側に配設され、少なくとも一つのバックアップロールが前記鋳片の引抜方向上流側に配設されている、請求項１に記載の鋳片圧下装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳型から引き抜かれる鋳片を、鋳片の厚み方向に圧下する鋳片圧下装置に関するものである。
本願は、２０１２年１月１２日に日本に出願された特願２０１２−４１０１号、及び２０１２年６月１８日に日本に出願された特願２０１２−１３７０２０号に基づいて優先権を主張し、これらの内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、鋼の連続鋳造においては、鋳型内に注入された溶鋼が冷却手段によって冷却されることにより、凝固シェルが成長していき、鋳型の下方から鋳片が引き抜かれる。ここで、鋳型から引き抜かれる鋳片は、鋳型から出た時点では完全に凝固しておらず内部に未凝固部を有している。このため、鋳型内の溶鋼の静圧によって鋳片が膨らむように変形するいわゆるバルジング変形を起こすおそれがある。バルジング変形が発生した領域においては、中心偏析が発生することが知られている。【０００３】
このバルジング変形を抑制するために、例えば特許文献１、２には、鋳型から引き抜かれる鋳片の長辺面に接触して前述の静圧を受ける鋳片支持ロールを設けた連続鋳造設備が提案されている。
ここで、鋳片の長辺面を確実に支持するためには、ロール径を小さくして、鋳片支持ロールの間隔を狭くすることが有効である。しかしながら、ロール径を小さくすると、鋳片支持ロールの剛性が不足し、静圧によってたわむように変形してしまい、鋳片を確実に支持することができない。
そこで、特許文献１、２においては、前述の鋳片支持ロールが静圧によって変形しないように、鋳片支持ロールを支持するバックアップロールが配設されている。【０００４】
また、鋳片の内部には、凝固収縮等によってポロシティが発生することがある。ポロシティは、鋳片を熱間圧延する際に強圧下することによって低減を図ることが可能であるが、厚みが大きい製品の場合には、熱間圧延時の圧下量を確保できず、十分にポロシティを低減できない。
そこで、鋳片の段階でポロシティの発生を抑制するために、例えば特許文献３には、鋳片を圧下するロールセグメント装置が提案されている。このロールセグメント装置においては、下フレームと上フレームとを近接させる圧下手段を備えており、鋳片を圧下することが可能とされている。【０００５】
ここで、特許文献３に記載されたロールセグメント装置においては、鋳片に接触するロールが、ロール軸方向に分割された分割ロールとされており、軸方向に隣接する分割ロールの間には、分割ロールを軸支する軸受部が配設されている。このような構成とすることで、ロールに負荷される荷重を複数の軸受部で分散して受けることができ、鋳片を大きな圧下力で圧下して、ポロシティを減少させることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−３２８７９９号公報
【特許文献２】特開平１１−２９１００７号公報
【特許文献３】特開２０００−３１２９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、鋳片に接触するロールをロール軸方向に分割した場合には、軸方向に隣接する分割ロールの間に配設された軸受部においては、鋳片を圧下することができなくなり、この軸受部においてバルジング変形が発生するおそれがある。バルジング変形が発生した箇所を、その後、他の分割ロールで押圧したとしてもバルジング変形を十分に矯正することはできなかった。このため、中心偏析やポロシティが発生し、鋳片の品質が劣化してしまう。
一方、分割ロールを採用しない場合には、ロールに負荷される荷重を２つの軸受部で受けることになり、大きな圧下力で鋳片を圧下することができず、ポロシティを十分に低減することができなかった。
また、鋳片支持ロールにバックアップロールを配設した鋳片支持装置では、バルジング変形を低減し、中心偏析を低減することはできるが、鋳片を圧下しないので、ポロシティを十分に低減することができなかった。
また、鋳片に接触するロールのロール径を大きくすることにより、ロールの剛性を向上させた場合には、ロールを鋳片引抜方向において距離を隔てて配設する必要がある。そうすると、バルジング変形が大きくなり、中心偏析が発生するおそれがあった。加えて鋳片を局所的に押圧することになり、鋳片に内部割れが発生するおそれがあった。
このように、従来は、鋳片の中心偏析とポロシティを同時に低減させることはできなかった。【０００８】
本発明は、前述した状況に鑑みてなされたものであって、鋳型から引き抜かれる鋳片を十分な圧下力で圧下することにより中心偏析及びポロシティを確実に低減でき、かつ、内部割れの発生を抑制でき、高品質な鋳片を製造することが可能な鋳片圧下装置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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る鋳片圧下装置は、鋳型から引き抜かれる鋳片を圧下する鋳片圧下装置であって、前記鋳片を挟持して押圧する一対の鋳片押圧ロールと、この鋳片押圧ロールを支持するバックアップロールと、互いに対向するように配置された一対のフレームと、を有し、前記フレームのそれぞれに、前記鋳片押圧ロール及び前記バックアップロールの組が、鋳片引抜方向に３組以上配設されており、前記一対のフレームには、前記一対のフレーム間の距離を近接離反させる圧下手段が２箇所以上設けられており、前記鋳片を挟んで対になる前記鋳片押圧ロールの少なくとも一方は、軸方向中央部に、径方向外方へ突出した大径部を有しており、前記鋳片の厚さをｔとした場合に、前記鋳片押圧ロールの前記大径部によって圧下されない前記鋳片の幅方向端部領域が、前記鋳片の幅方向端部から６０ｍｍ以上であり、かつ、鋳片の幅方向端部から１．５×ｔ以下の領域とされており、更に前記バックアップロールは、前記鋳片押圧ロールの軸方向において複数に分割され、前記分割されたバックアップロールがそれぞれ独立の回転軸を有し、かつ、前記分割されたバックアップロールの軸受け同士が軸方向に間隔を有していないことを特徴としている。
【００１０】
この構成の鋳片圧下装置によれば、鋳片押圧ロールと、この鋳片押圧ロールを支持するバックアップロールと、を備えているので、鋳片を圧下した際に負荷される荷重を、鋳片押圧ロールの軸受部と、バックアップロールの軸受部とで受けることができる。よって、比較的大きな圧下力で鋳片を圧下することができ、ポロシティを充分に低減することが可能となる。
また、鋳片押圧ロールを分割ロールとすることなく、鋳片の幅方向全体を充分に押圧することができ、中心偏析の発生を抑制することができる。【００１１】
さらに、鋳片押圧ロールのロール径を大きくして剛性を高める必要がなく、鋳片押圧ロールを鋳片引抜方向に狭いピッチで配置でき、鋳片を比較的均一に圧下することが可能となり、鋳片の内部割れを抑制することができる。
また、前記フレームのそれぞれに、前記鋳片押圧ロール及び前記バックアップロールの組が、鋳片引抜方向に３組以上配設されており、このフレームに圧下手段が２箇所以上設けられているので、３組以上の前記鋳片押圧ロール及び前記バックアップロールによって鋳片を均一に圧下することができる。【００１２】
また本発明の鋳片圧下装置は、鋳片を挟んで対となる前記鋳片押圧ロールの少なくとも一方は、軸方向中央部に径方向外方へ突出した大径部を有している。
これによって、未凝固部が存在する鋳片の幅方向中央領域を大径部によって圧下し、完全凝固している鋳片の幅方向端部を圧下しないことが可能となる。よって、圧下荷重を低減することができる。
また、鋳片押圧ロールがバックアップロールによって支持されているので、鋳片押圧ロールの剛性が低い場合であっても、鋳片押圧ロールが圧下方向へたわみ変形することが抑制される。よって、スラブのような比較的幅の広い鋳片であっても、軸方向中央部に径方向外方へ突出した大径部を有する鋳片押圧ロールを適用することができる。
さらに、上述のように、完全凝固している鋳片の幅方向端部には鋳片押圧ロールが押圧されないことから、鋳片押圧ロールの引抜方向へのたわみ変形も抑制することが可能となる。
さらにまた本発明の鋳片圧下装置は、前記鋳片の厚さをｔとした場合に、前記鋳片押圧ロールの前記大径部によって圧下されない前記鋳片の幅方向端部領域が、鋳片の幅方向端部から６０ｍｍ以上であり、かつ、鋳片の幅方向端部から１．５×ｔ以下の領域とされている。
これによって、完全凝固した鋳片の幅方向端部を圧下しないので、圧下荷重を低減することができる。また、鋳片押圧ロールの圧下方向へのたわみ変形や引抜方向へのたわみ変形を抑制することができる。
大径部によって圧下されない前記鋳片の幅方向端部領域が、鋳片の幅方向端部から６０ｍｍ未満の場合、鋳片の厚みによらず、十分に圧下荷重を低減することができないため、鋳片押圧ロールの圧下方向へのたわみ変形や引抜方向へのたわみ変形を抑制しにくいことが、実験的知見によりわかった。
他方、鋳片幅方向端部の凝固部領域の幅は、圧下が必要な鋳造方向凝固端部付近では、最大１．５×ｔであることが実験的知見によりわかった。そのため、大径部によって圧下されない前記鋳片の幅方向端部領域が、鋳片の幅方向端部から１．５×ｔを超える場合、未凝固部位の幅方向全体を圧下しにくくなり、鋳片にバルジング変形が発生し、中心偏析やポロシティといった内部欠陥に繋がり易くなる。
【００１３】
さらに本発明の鋳片圧下装置は、前記バックアップロールが、前記鋳片押圧ロールの軸方向において複数に分割されている。
バックアップロールがロール軸方向において複数に分割されていることから、分割されたバックアップロールの間には軸受部が配設される。よって、鋳片押圧ロールを介してバックアップロールに負荷される荷重を複数の軸受部で受けることができ、より大きな圧下力で鋳片を圧下することができるため、確実にポロシティを低減することが可能となる。
また本発明の鋳片圧下装置は、前記分割されたバックアップロールがそれぞれ独立の回転軸を有し、かつ、前記分割されたバックアップロールの軸受け同士が軸方向に間隔を有していない。
さらに、前記バックアップロールは鋳片押圧ロールの前記大径部の幅方向内側に配設されていることが好ましい。鋳片押圧ロールとバックアップロールが均等に接触することで、バックアップロールの摩耗を均等にすることができる。
【００１４】
さらに、前記バックアップロールが、前記鋳片押圧ロールに対して前記鋳片の引抜方向下流側に配設されていることが好ましい。
この場合、前記鋳片押圧ロールに対して引抜方向下流側に配設されたバックアップロールによって引抜抵抗を受けることができ、鋳片押圧ロールの引抜方向へのたわみ変形を抑制することができる。なお、バックアップロールが分割されている場合には、分割されたバックアップロールの少なくとも一つが前記鋳片押圧ロールに対して引抜方向下流側に配設されていればよい。【００１５】
また、前記バックアップロールは、少なくとも一つのバックアップロールが前記鋳片の引抜方向下流側に配設され、少なくとも一つのバックアップロールが前記鋳片の引抜方向上流側に配設されていてもよい。
操業状況によって鋳造速度（鋳片の引抜速度）が変更される場合には、鋳片押圧ロールに作用する引抜抵抗も変動することになる。そのため、鋳片押圧ロールの引抜方向へのたわみ量が変動し、鋳片押圧ロールに振れが生じることになる。
この点、上記したように、分割された複数のバックアップロールを備え、鋳片押圧ロールを引抜方向の上流側及び下流側から支持することにより、上述の鋳片押圧ロールの振れを抑制できる。
【発明の効果】
【００１７】
上述のように、本発明によれば、鋳型から引き抜かれる鋳片を十分な圧下力で圧下することにより中心偏析及びポロシティを確実に低減でき、かつ、内部割れの発生を抑制でき、高品質な鋳片を製造することが可能な鋳片圧下装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態である鋳片圧下装置が配設される連続鋳造設備の概略説明図である。
【図２】本発明の実施形態である鋳片圧下装置の正面説明図である。
【図３】本発明の実施形態である鋳片圧下装置の部分断面説明図である。
【図４】本発明の実施形態である鋳片圧下装置に採用できる他の圧下手段の説明図である。
【図５】本発明の他の実施形態である鋳片圧下装置の正面説明図である。
【図６】分割されたバックアップロールの鋳片押圧ロールに対する配置例を示す上面説明図である。
【図７】図６に示す配置例の側面説明図である。
【図８】実施例と比較した従来例の鋳片圧下装置の正面説明図である。
【図９】実施例における本発明例１の鋳片圧下装置の正面説明図である。
【図１０】実施例における本発明例２の鋳片圧下装置の正面説明図である。
【図１１】実施例における本発明例３の鋳片圧下装置の正面説明図である。
【図１２】実施例における本発明例４の鋳片圧下装置の正面説明図である。
【図１３】実施例の評価結果を示すグラフである。
【図１４】参考例において評価したケース（１）の鋳片押圧ロールユニットの概略断面説明図である。
【図１５】参考例において評価したケース（２）の鋳片押圧ロールユニットの概略断面説明図である。
【図１６】参考例において評価したケース（３）の鋳片押圧ロールユニットの概略断面説明図である。
【図１７】参考例において算出された鋳片押圧ロールの圧下方向たわみ量を示すグラフである。
【図１８】参考例において評価したケース（４）の鋳片押圧ロールユニットの概略上面説明図である。
【図１９】参考例において評価したケース（５）の鋳片押圧ロールユニットの概略上面説明図である。
【図２０】参考例において評価したケース（６）の鋳片押圧ロールユニットの概略上面説明図である。
【図２１】参考例において算出された鋳片押圧ロールの引抜方向たわみ量を示すグラフである。
【図２２】参考例において評価したケース（７）の鋳片押圧ロールユニットの概略上面説明図である。
【図２３】参考例において評価したケース（８）の鋳片押圧ロールユニットの概略上面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明の一実施形態である鋳片圧下装置について、添付した図面を参照して説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
【００２０】
本実施形態である鋳片圧下装置は、図１に示す連続鋳造設備１０に配設されて使用される。まず、連続鋳造設備１０について説明する。
この連続鋳造設備１０は、水冷鋳型１１と、この水冷鋳型１１の下方に位置する鋳片支持ロール群２０と、を備えており、水冷鋳型１１から引き抜かれた鋳片１を下方へと引き抜く垂直帯１４と、鋳片１を湾曲させる湾曲帯１５と、湾曲させた鋳片１を曲げ戻す矯正帯１６と、鋳片１を水平方向へ搬送する水平帯１７と、を有する垂直曲げ型連続鋳造機とされている。
【００２１】
水冷鋳型１１は、矩形孔を有する筒状をなしており、この矩形孔の形状に合わせた断面の鋳片１が引き抜かれる。例えば、この矩形孔の長辺長さ（鋳片１の幅に相当）は７００〜２３００ｍｍとされ、矩形孔の短辺長さ（鋳片１の厚さに相当）は１５０〜４００ｍｍとされているものが例示できるが、これに限定されるものではない。
また、この水冷鋳型１１には、矩形孔内の溶鋼を冷却するための１次冷却手段（図示なし）が備えられている。
【００２２】
鋳片支持ロール群２０は、垂直帯１４に位置するピンチロール部２４と、湾曲帯１５に位置するベンディングロール部２５と、矯正帯１６に位置する矯正ロール部２６と、水平帯１７に位置する水平ロール部２７と、を備えている。
ここで、これらの鋳片支持ロール群２０は、鋳片１の長辺面を支持する構成とされている。
また、２次冷却手段として、鋳片１の長辺面に向けて冷却水を噴出するスプレーノズル（図示なし）が連続鋳造設備１０に配設されている。
【００２３】
そして、本実施形態である鋳片圧下装置は、水冷鋳型１１から引き抜かれる鋳片１を、鋳片１の厚み方向に圧下するものであり、鋳片１の中心固相率が０．２以上の領域で鋳片１を圧下するように、水平帯１７に配置されている。但し、これに限定されることはない。
【００２４】
この鋳片圧下装置３０は、図２及び図３に示すように、鋳片１の長辺面に接触し、鋳片１を挟んで対となる鋳片押圧ロール３１、３２と、この鋳片押圧ロール３１、３２を支持するバックアップロール４０と、鋳片１の一方の面側に配置された第１フレーム５１と、鋳片１の他方の面側に配置された第２フレーム５２と、を備えている。
【００２５】
第１フレーム５１及び第２フレーム５２には、それぞれ３つ以上の鋳片押圧ロール３１、３２が鋳片引抜方向Ｚに並列されており、本実施形態では、７組の鋳片押圧ロール３１、３２が配設されている。
図２に示すように、鋳片押圧ロール３１、３２は、そのロール軸方向長さが鋳片１の長辺幅よりも長く設定されている。また、鋳片押圧ロール３１、３２は、その両端が各々軸受部３５によって軸支されており、中心軸を中心に回転自在とされている。また、第１フレーム５１の鋳片押圧ロール３１と、第２フレーム５２の鋳片押圧ロール３２とのロール間隔は、鋳片引抜方向Ｚ下流側に向かうにしたがって狭くなるように調整されている。
ここで、本実施形態では、鋳片押圧ロール３１、３２のロール径が３２０ｍｍ以下、鋳片引抜方向Ｚのロールピッチが３４０ｍｍ以下とされていることが好ましい。
【００２６】
また、第１フレーム５１及び第２フレーム５２には、鋳片押圧ロール３１、３２を夫々支持するバックアップロール４０が配設されている。すなわち、第１フレーム５１には鋳片押圧ロール３１及びバックアップロール４０の組が、第２フレーム５２には、鋳片押圧ロール３２及びバックアップロール４０の組が、鋳片引抜方向に３組以上配設されており、本実施形態では、７組の鋳片押圧ロール３１、３２が配設されている。
このバックアップロール４０は、図２に示すように、鋳片押圧ロール３１、３２の軸方向（鋳片１の幅方向）において複数に分割されており、本実施形態では、第１バックアップロール４１、第２バックアップロール４２、第３バックアップロール４３の３つに分割されている。これらの第１バックアップロール４１、第２バックアップロール４２、第３バックアップロール４３は、その両端が軸受部４５によって各々軸支されており、それぞれ中心軸を中心に回転自在とされている。
【００２７】
そして、第１フレーム５１と第２フレーム５２とは、複数の圧下手段５４によって連結されている。本実施形態では、図２及び図３に示すように、４つの圧下手段５４が設けられており、これらの圧下手段５４によって、第１フレーム５１と第２フレーム５２との間の距離が近接離反する構成を有し、鋳片１への圧下力が調整可能である。
この圧下手段５４は、例えばサーボ付きの油圧シリンダで構成されており、シリンダロッド５６の一端が第１フレーム５１に固定されており、第２フレーム５２が第１フレーム５１に対して近接離反するように構成されている。
【００２８】
このような構成を有する連続鋳造設備１０においては、水冷鋳型１１内に挿入された浸漬ノズル１２を介して水冷鋳型１１内に溶鋼が注入され、この溶鋼が水冷鋳型１１の１次冷却手段によって冷却されることにより、凝固シェル２が成長し、水冷鋳型１１の下方から鋳片１が引き抜かれる。このとき図１、図２に示すように、鋳片１の内部には、未凝固部３が存在している。
この鋳片１は、図１に示すように、ピンチロール部２４によって下方に向けて引き抜かれるとともにベンディングロール部２５によって湾曲させられる。そして、矯正ロール部２６によって曲げ戻され、水平ロール部２７によって水平方向に搬送される。
【００２９】
このとき、ピンチロール部２４、ベンディングロール部２５、矯正ロール部２６等のロール間に設けられたスプレーノズルから冷却水が鋳片１に向けて噴出され、鋳片１が冷却されて凝固シェル２がさらに成長していく。そして、鋳片１が水平方向に引き出される水平帯１７の後段側において、鋳片１が完全に凝固する。
このとき、水冷鋳型１１から引き抜かれた鋳片１は、中心固相率が０．２以上となった領域において、本実施形態である鋳片圧下装置３０によって圧下される。
ちなみに、鋳片の中心固相率が０．２以上では、中心偏析やポロシティの問題が発生することは実験的に知見されており、固相率が０．２以上の領域で圧下することにより、本発明の効果が顕著となることから、鋳片の中心固相率が０．２以上の領域で圧下することが好ましい。
一方、鋳片の中心固相率の上限は、中心偏析やポロシティの問題が発生する領域であることから、１．０である。
【００３０】
なお、中心固相率とは、鋳片厚み方向の中心部で、かつ、鋳片幅方向の溶融部分の固相率と定義できる。
また、中心固相率は、伝熱・凝固計算によって求めることができ、伝熱・凝固計算としては、エンタルピー法や等価比熱法などが広く知られており、いずれの方法を用いてもよい。また、簡易的には、下記の式が広く知られており、この式を用いてもよい。
中心固相率＝（液相線温度−溶融部温度）／（液相線温度−固相線温度）
ここで、溶融部温度とは、鋳片厚み方向の中心部で、かつ、鋳片幅方向の溶融部分の温度を意味しており、伝熱・凝固計算によって求めることができる。また、液相線温度は、例えば、「鐵と鋼、日本鐡鋼協會々誌、Ｖｏｌ．５５、Ｎｏ．３（１９６９０２２７）Ｓ８５、社団法人日本鉄鋼協会」を参照して、また、固相線温度は、例えば、「平居、金丸、森；学振１９委、第５回凝固現象協議会資料、凝固４６（１９６８年１２月）」を参照して、それぞれ算出することができる。
【００３１】
上述のような構成とされた本実施形態である鋳片圧下装置３０においては、鋳片押圧ロール３１、３２と、この鋳片押圧ロール３１、３２を各々支持するバックアップロール４０と、を備えているので、鋳片１を圧下した際に負荷される荷重を、鋳片押圧ロール３１、３２の軸受部３５と、バックアップロール４０の軸受部４５とで受けることができる。よって、比較的大きな圧下力で鋳片１を圧下することができ、ポロシティを確実に低減することが可能となる。
また、鋳片押圧ロール３１、３２はロール軸方向に分割されていないので、鋳片１の幅方向全体を押圧することができ、バルジング変形に起因する中心偏析の発生を抑制することができる。
【００３２】
さらに、本実施形態の鋳片圧下装置３０によれば、鋳片押圧ロール３１、３２の剛性を確保するために、ロール径を大きくする必要がなく、鋳片押圧ロール３１、３２を鋳片引抜方向Ｚに密に配列することができ、圧下力が局所的に作用することを防止し、鋳片の内部割れを抑制することができる。具体的には、鋳片押圧ロール３１、３２が３２０ｍｍ以下、鋳片引抜方向Ｚのロールピッチが３４０ｍｍ以下とされているので、鋳片１を小さいピッチで小刻みに圧下することができ、鋳片１の内部割れを充分に抑制することが可能となる。
なお、鋳片押圧ロール３１、３２のサイズや、鋳片引抜方向Ｚのロールピッチの下限値は、特に限定されるものではなく、実際の操業が可能な範囲で設定すればよい。
【００３３】
また、第１フレーム５１及び第２フレーム５２に鋳片押圧ロール３１、３２及びバックアップロール４０の組が、それぞれ鋳片引抜方向Ｚに３組以上（本実施形態では、図３に示すように７組の鋳片押圧ロール３１、３２及びバックアップロール４０）が配設されており、これら第１フレーム５１及び第２フレーム５２に、圧下手段５４が２箇所以上（本実施形態では４箇所）に設けられているので、複数の鋳片押圧ロール３１、３２によって鋳片１を均一に圧下することができる。また、鋳片押圧ロール３１、３２に配設された軸受部３５によって圧下荷重を受けることができる。
【００３４】
ここで、それぞれのフレームに配設される鋳片押圧ロール３１、３２及びバックアップロール４０の組が、鋳片引抜方向Ｚに３組以上としたのは、鋳片押圧ロール３１、３２のサイズや、鋳片引抜方向Ｚのロールピッチを、実際の操業が可能な範囲で設定した場合、２組では鋳片引抜方向の間隔が大きいため、均一に圧下することができないためである。
【００３５】
また、一対のフレームの圧下手段５４は２箇所以上に設けることが必要である。ここで、２箇所とは鋳片の幅方向の両側を意味しており、この様に一対のフレームの圧下手段５４が鋳片の幅方向の両側に設けられていることで、鋳片を均一に圧下することができる。
ちなみに、本実施形態では、鋳片の幅方向の両側２箇所に加えて、各々鋳片引抜方向Ｚにも２箇所の合計４箇所に設けられているので、鋳片引抜方向Ｚに圧下勾配を付与することも可能である。
また、フレームに設けた圧下手段を構成する装置（例えば、シリンダー径など）を大きくするだけで圧下力をより大きくできるので、鋳片圧下装置を鋳造方向に大型化すること無く、より大きい圧下力を付与することが可能となる。
【００３６】
また、バックアップロール４０がロール軸方向において複数に分割されていることから、上記の軸受部３５だけでなく、分割されたバックアップロール４１、４２、４３の間に配設された複数の軸受部４５によっても圧下荷重を受けることができるため、より大きな圧下力で鋳片１を圧下することができ、充分にポロシティを低減することが可能となる。
ちなみに、バックアップロール４０のロール軸方向における分割数は、複数（２つ以上）であればよく、本実施形態では３つの場合を示している。この分割数の上限は特に限定されるものではなく、実際の操業が可能な範囲で設定すればよい。このように、本実施形態である鋳片圧下装置３０によれば、ポロシティ、中心偏析、内部割れの発生が抑制された高品質の鋳片１を製造することが可能となる。
【００３７】
以上、本発明の実施形態である鋳片圧下装置について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、複数に分割されたバックアップロールを備えたものとして説明したが、これに限定されることはなく、分割されていない１つのバックアップロールを備えたものであってもよい。ただし、バックアップロールを複数に分割することにより、圧下荷重を分散して受けることができ、大きな圧下力で鋳片を圧下できるため、バックアップロールを複数に分割することが好ましい。
また、バックアップロールの分割数に制限はなく、２つ、あるいは、４つ以上に分割したものであってもよい。
【００３８】
また、圧下手段として、油圧シリンダを用いたもので説明したが、これに限定されることはなく、例えば、図４に示すように、第１フレーム１５１と第２フレーム１５２とに、皿ばね１５５とスクリュージャッキ１５６とを用いた機械式の圧下手段１５４を配設してもよい。
さらに、垂直曲げ型連続鋳造機に配設するものとして説明したが、湾曲型連続鋳造機や垂直型連続鋳造機や水平型連続鋳造機に適用してもよい。
【００３９】
本発明の鋳片圧下装置は、連続鋳造装置において、鋳片に曲げ歪もしくは矯正歪が発生しない位置に配置することが好ましい。
【００４０】
鋳片に曲げ歪もしくは矯正歪が発生しない位置とは、連続鋳造設備を構成する垂直部、曲げ部、湾曲部、矯正部、水平部のうち、曲げ部、矯正部を除いた位置を意味しており、鋳片圧下装置を当該位置に配置することで、鋳片を圧下した場合に、鋳片の内部割れを抑制することができる。
具体的には、垂直曲げ型連続鋳造設備の場合、垂直部、湾曲部、水平部のいずれの位置に配置しても良い。湾曲型連続鋳造設備の場合、湾曲部、水平部のいずれの位置に配置しても良い。曲げ部、矯正部を持たない水平連続鋳造設備、垂直連続鋳造設備の場合はいずれの位置に配置しても良い。
【００４１】
ただし、鋳型を出てからすぐの位置において、鋳片を大きく圧下した場合、中心偏析、ポロシティの改善に繋がらないばかりか、凝固殻の強度が小さく内部割れの発生に繋がるため、鋳型下端から２ｍ未満の範囲については、通常、中心固相率が０である可能性が高いため、鋳片圧下装置を配置しないことが望ましい。従って、中心偏析等の改善効果が得られるのは、鋳型下端から２ｍ以降の位置に配置して、中心固相率が０よりも大きくなるように冷却することで、上記の効果が得られる。なお、中心固相率の範囲は特に限定されないが、多少、凝固が進行してから圧下しても効果は得られるため、既述したように、０．２〜１．０の範囲としても良く、さらには０．６〜１．０の範囲としても良い。
【００４２】
また図５に示したように、鋳片１を挟んで対となる鋳片押圧ロール３１、３２のうちのいずれか一方もしくは両方を、その軸方向中央部において径方向外方へ突出した大径部２０１と、この大径部２０１の両端にそれぞれ位置する小径部２０２と、を備えるようにしてもよい。
【００４３】
この例においては、鋳片１の幅Ｗが９００ｍｍ以上とされており、一方の鋳片押圧ロール３１は、大径部２０１が位置する鋳片１の幅方向中央領域Ｓ１を押圧し、小径部２０２が位置する鋳片１の幅方向端部領域Ｓ２を押圧しない構成とされている。
なお、鋳片１の幅方向端部領域Ｓ２は、鋳片１の厚さｔとして、鋳片１の幅方向端部から６０ｍｍ以上であり、かつ、鋳片１の幅方向端部から１．５×ｔ以下の領域とされている。この例では、鋳片１の幅方向端部から６０ｍｍ以上であり、かつ、鋳片１の幅方向端部から３６０ｍｍ以下の領域とされている。
【００４４】
一方の鋳片押圧ロール３２を支持するバックアップロール４０は、鋳片押圧ロール３２の軸方向（鋳片１の幅方向）において分割されており、この例では、前記した実施の形態と同様、第１バックアップロール４１、第２バックアップロール４２、第３バックアップロール４３の３つに分割されている。
ここで、これらのバックアップロール４０は、鋳片押圧ロール３２の大径部２０１を支持するように配置されている。
また、これらの第１バックアップロール４１、第２バックアップロール４２、第３バックアップロール４３は、その両端が軸支部４５によって軸支されており、それぞれ中心軸Ｏｂ１、Ｏｂ２、Ｏｂ３を中心に回転自在とされている。
【００４５】
ここで、図６及び図７に示すように、第１バックアップロール４１及び第３バックアップロール４３は、鋳片押圧ロール３１、３２に対して鋳片１の引抜方向Ｚ下流側に配設されていてもよい。その場合、第２バックアップロール４２は、鋳片押圧ロール３１、３２に対して鋳片１の引抜方向Ｚ上流側に配設される。
すなわち、第１バックアップロール４１及び第３バックアップロール４３と、第２バックアップロール４２と、によって、鋳片押圧ロール３１、３２を引抜方向Ｚで挟持するようにしてもよい。
【００４６】
この場合、図７に示すように、鋳片押圧ロール３２を例にとって説明すると、鋳片押圧ロール３２の中心軸Ｏｗに直交する断面において、鋳片押圧ロール３２の中心軸Ｏｗと第１バックアップロール４１及び第３バックアップロール４３の中心軸Ｏｂ１、Ｏｂ３とを結んだ直線と、圧下方向（鉛直方向）と、が成す角度θは５°以下とされている。
また、鋳片押圧ロール３２の中心軸Ｏｗと第１バックアップロール４１及び第３バックアップロール４３の中心軸Ｏｂ１，Ｏｂ３との引抜方向Ｚのずれ量Ｘは、ｓｉｎ０．２３°×（Ｒｗ＋Ｒｂ）≦Ｘ≦ｓｉｎ５°×（Ｒｗ＋Ｒｂ）の範囲内とされている。なお、Ｒｗは鋳片押圧ロール３２の大径部２０１の半径であり、Ｒｂはバックアップロール４０の半径である。
【００４７】
鋳片支持ロールに対して鉛直方向に圧下荷重Ｆが作用する場合、前記鋳片支持ロールに対して前記鋳片の引抜方向下流側に配設された前記バックアップロールの軸受部には、鉛直方向に作用する圧下荷重Ｆと水平方向への荷重の合力であるＦ／ｃｏｓθの荷重が作用することになる。ここで、前記角度θを、θ≦５°としているので、前記バックアップロールの軸受部に作用する荷重が過大となることを抑制でき、前記バックアップロールの軸受部の寿命延長を図ることが可能となる。
また、前記角度θを、θ≧０．２３°としているので、前記バックアップロールによって確実に引抜抵抗を受けることができ、鋳片支持ロールの引抜方向へのたわみ変形を抑制することが可能となる。
【００４８】
なお、この例では、鋳片押圧ロール３２の引抜方向Ｚ上流側に配設された第２バックアップロール４２についても、鋳片押圧ロール３２の中心軸Ｏｗに直交する断面において、鋳片押圧ロール３２の中心軸Ｏｗと第２バックアップロール４２の中心軸Ｏｂ２とを結んだ直線と、圧下方向（鉛直方向）と、が成す角度θ´は５°以下とされており、鋳片押圧ロール３２の中心軸Ｏｗと第２バックアップロール４２の中心軸Ｏｂ２との引抜方向Ｚのずれ量Ｘ´がｓｉｎ０．２３°×（Ｒｗ＋Ｒｂ）≦Ｘ´≦ｓｉｎ５°×（Ｒｗ＋Ｒｂ）の範囲内とされている。
【００４９】
このような鋳片押圧ロール３２の軸方向中央部に、径方向外方へ突出した大径部２０１を有する構成を有する鋳片圧下装置３０を備えた連続鋳造装置１０においては、前記実施の形態で説明したように、鋳片１が水平方向に引き出される水平帯１７の後段側において、鋳片１が完全に凝固することになり、水平帯１７の水平ロール部２７において、鋳片１に対して圧下が実施される。
【００５０】
このとき、鋳片押圧ロール３１、３２には、圧下反力によって圧下方向（本実施形態では鉛直方向）への力が作用することになる。また、鋳片押圧ロール３１、３２には、鋳片１が引抜方向Ｚ側へと移動する際の引抜抵抗によって引抜方向Ｚ（本実施形態では水平方向）への力が作用することになる。
【００５１】
ここで、上述の構成を有する実施形態においては、鋳片押圧ロール３２が、その軸方向中央部に径方向外方へ突出した大径部２０１と、この大径部２０１の両端に位置する小径部２０２と、を備えており、鋳片押圧ロール３２は、大径部２０１が位置する鋳片１の幅方向中央領域Ｓ１を押圧し、小径部２０２が位置する鋳片１の幅方向端部領域Ｓ２を押圧しない構成とされているので、未凝固部３が存在する鋳片１の幅方向中央領域Ｓ１のみを圧下することが可能となる。よって、圧下荷重を大幅に低減することができる。
【００５２】
また、鋳片押圧ロール３２がバックアップロール４０によって支持されているので、圧下方向への鋳片押圧ロール３２のたわみ変形を抑制することができる。
さらに、完全凝固している鋳片１の幅方向端部領域Ｓ２に鋳片押圧ロール３２の小径部２０２が位置されていることから、未凝固部３が存在する幅方向中央領域Ｓ１においてのみ引抜抵抗が作用することになり、鋳片押圧ロール３２の引抜方向へのたわみ変形も防止することが可能となる。
【００５３】
ここで、本実施形態では、小径部２０２が位置する鋳片１の幅方向端部領域Ｓ２が、鋳片１の厚さｔとして、鋳片１の幅方向端部から６０ｍｍ以上であり、かつ、鋳片１の幅方向端部から中心側へ１．５×ｔ以下の領域とされており、具体的には、鋳片１の幅方向端部から６０ｍｍ以上であり、かつ、鋳片１の幅方向端部から３６０ｍｍ以下の領域が例示できる。これにより、完全凝固した領域を圧下することを回避でき、圧下荷重を確実に低減することができる。また、鋳片押圧ロール３１の圧下方向のたわみ変形および引抜方向のたわみ変形を抑制することができる。
【００５４】
また、バックアップロール４０が鋳片押圧ロール３２の軸方向において、第１バックアップロール４１、第２バックアップロール４２、第３バックアップロール４３に分割されているので、これらバックアップロール４０の軸方向長さを短くすることができ、ロール径が小さくても剛性を確保することができる。
【００５５】
ここで、第１バックアップロール４１と第３バックアップロール４３が、鋳片押圧ロール３１、３２に対して鋳片１の引抜方向Ｚ下流側に配設されているので、引抜抵抗を第１バックアップロール４１と第３バックアップロール４３で受けることができ、鋳片押圧ロール３１、３２の引抜方向へのたわみ変形を抑制することができる。
【００５６】
さらに、第２バックアップロール４２が、鋳片押圧ロール３１、３２に対して鋳片１の引抜方向Ｚ上流側に配設されており、第１バックアップロール４１及び第３バックアップロール４３と、第２バックアップロール４２と、によって、鋳片押圧ロール３１、３２を引抜方向Ｚで挟持しているので、操業状況によって鋳造速度（鋳片の引抜速度）が変更された場合であっても、鋳片押圧ロール３１、３２に振れが生じることを抑制できる。
【００５７】
さらに、前記したように、鋳片押圧ロール３２の中心軸Ｏｗと第１バックアップロール４１及び第３バックアップロール４３の中心軸Ｏｂ１、Ｏｂ３との引抜方向Ｚのずれ量Ｘを、ｓｉｎ０．２３°×（Ｒｗ＋Ｒｂ）≦Ｘとすることが好ましい。これにより、鋳片押圧ロール３２に加わる引抜抵抗を、第１バックアップロール４１及び第３バックアップロール４３に確実に伝達することができ、鋳片押圧ロール３２の引抜方向Ｚへのたわみ変形を防止することができる。
【００５８】
また、前記ずれ量Ｘを、Ｘ≦ｓｉｎ５°×（Ｒｗ＋Ｒｂ）とすることが好ましく、鋳片押圧ロール３２の中心軸Ｏｗに直交する断面において、鋳片押圧ロール３２の中心軸Ｏｗと第１バックアップロール４１及び第３バックアップロール４３の中心軸Ｏｂ１、Ｏｂ３とを結んだ直線と、圧下方向（本実施形態では鉛直方向）とが成す角度θが４５°以下とされているので、圧下方向の荷重を第１バックアップロール４１及び第３バックアップロール４３に伝達することができ、鋳片押圧ロール３２の圧下方向へのたわみ変形を抑制することができる。
【００５９】
さらに、鋳片押圧ロール３２の引抜方向Ｚ上流側に配設された第２バックアップロール４２についても、鋳片押圧ロール３１の中心軸Ｏｗと第２バックアップロール４２の中心軸Ｏｂ２との引抜方向Ｚのずれ量Ｘ´を、ｓｉｎ０．２３°×（Ｒｗ＋Ｒｂ）≦Ｘ´≦ｓｉｎ５°×（Ｒｗ＋Ｒｂ）の範囲内とし、鋳片押圧ロール３２の中心軸Ｏｗに直交する断面において、鋳片押圧ロール３２の中心軸Ｏｗと第２バックアップロール４２の中心軸Ｏｂ２とを結んだ直線と、圧下方向（本実施形態では鉛直方向）とが成す角度θ´が５°以下とすることが好ましく、これにより、鋳片押圧ロール３２の引抜方向Ｚにおける振れを防止することができるとともに、この第２バックアップロール４２によって圧下方向の荷重を受けることができる。
【００６０】
上記した例では、バックアップロールを鋳片押圧ロールの引抜方向下流側及び上流側に配設するものとして説明したが、これに限定されることはなく、バックアップロールを鋳片押圧ロールの引抜方向下流側にのみ配設してもよいし、引抜方向において鋳片押圧ロールの中心軸とバックアップロールの中心軸とが同一位置となるように配設されていてもよい。
さらに、前記した例では、鋳片を挟んで対になる鋳片押圧ロール３１、３２のうちの一方の鋳片押圧ロール３２が大径部２０１を有するものとして説明したが、これに限定されることはなく、鋳片を挟んで対になる鋳片押圧ロール３１、３２の両方が大径部を有していてもよい。
【００６１】
本発明においては、対象とする鋳片の幅は９００ｍｍ以上とされていることが好ましい。
９００ｍｍ以上の幅広の鋳片であっても、鋳片押圧ロール３１、３２がバックアップロールによって支持されているので、鋳片押圧ロール３１、３２が圧下方向へたわみ変形することが抑制されることになる。また、鋳片押圧ロール３１、３２の引抜方向へのたわみ変形も抑制される。したがって、確実に鋳片１の幅方向中央部を圧下でき、バルジング変形による中心偏析やポロシティといった内部欠陥の発生を抑制することが可能となる
【実施例】
【００６２】
以下に、本発明の効果を確認すべく行った実験の結果について説明する。
この実験では、図１に示す垂直曲げ型連続鋳造機の水平帯に、図８から図１２に示す鋳片圧下装置を、鋳片の引抜方向に２台連続に設置し、鋳造中の鋳片を圧下し、圧下力指数、バルジング指数、中心偏析指数、ポロシティ指数を評価した。
鋳片のサイズは、厚さ３００ｍｍ×幅２２００ｍｍ、鋳造速度は０．９ｍ／ｍｉｎ、鋳片圧下装置を配置した鋳片中心固相率が０．２〜１．０の範囲となるように、鋳型下２２ｍの位置から鋳片の引抜方向に２台連続に鋳片圧下装置を設置した。
また、鋳片押圧ロール及びバックアップロールのロール径を２７０ｍｍとし、フレームの鋳片引抜方向に、７組の鋳片押圧ロールを配設した。さらに、第１フレーム及び第２フレームは、４つの圧下手段（油圧シリンダ）で連結されたものとした。【００６３】
従来例として、図８に示すように、バックアップロールがなく、鋳片押圧ロール３１、３２をロール軸方向に３分割した構造の鋳片圧下装置を用いた。
本発明例１として、図９に示すように、鋳片の幅よりもロール軸方向長さの長い鋳片押圧ロール３１、３２を有し、この鋳片押圧ロール１本に対して、１本のバックアップロールを配設した構造の鋳片圧下装置を用いた。【００６４】
本発明例２として、図１０に示すように、鋳片の幅よりもロール軸方向長さの長い鋳片押圧ロール３１、３２を有し、この鋳片押圧ロール１本に対して、ロール軸方向に２分割したバックアップロール４０を配設した構造の鋳片圧下装置を用いた。
本発明例３として、図１１に示すように、鋳片の幅よりもロール軸方向長さの長い鋳片押圧ロール３１、３２を有し、この鋳片押圧ロール１本に対して、ロール軸方向に３分割したバックアップロール４０を配設した構造の鋳片圧下装置を用いた。
本発明例４として、図１２に示すように、鋳片の幅よりもロール軸方向長さの長い鋳片押圧ロール３１、３２を有し、上側の鋳片押圧ロール３２が、軸方向中央部に径方向外方へ突出した大径部を有し、この鋳片押圧ロール１本に対して、ロール軸方向に３分割したバックアップロール４０を配設した構造の鋳片圧下装置を用いた。鋳片を押圧する大径部のロール径を２７０ｍｍとし、それ以外の部分のロール径を２５５ｍｍとした。大径部の長さは１９００ｍｍとした。複数のバックアップロールで支持する大径部の範囲を１８９０ｍｍとした。【００６５】
なお実験結果を評価する際の圧下力指数は、鋳造中、軸受下部に配置したロードセルによって測定された各軸受（鋳片押圧ロールの各軸受およびバックアップロールの各軸受）への分配荷重のうち、最も大きい値が、下記の（１）式を満たすように圧下力を調整し、従来例における値を基準化した。
（当該軸受の基本静定格荷重）／（当該軸受への分配荷重）＝５．０    （１）
ちなみに、（１）式の５．０という値は、操業実績から、軸受への荷重の適正範囲内の値であることから、５．０に設定した。
圧下量指数は、鋳造後、鋳片厚みを実測し、圧下を加えた場合と加えなかった場合との厚み差を、鋳片に加えられた圧下量として求め、従来例における圧下量を基準として、相対値で示した。【００６６】
バルジング指数は、有限要素法解析を用いて、鋳片厚み方向の変形量の最大値を評価し、従来例における値を基準として、相対値で示した。【００６７】
中心偏析指数は、下記の（２）式から求めた。
（鋳片Ｍｎ偏析度）／（（従来例における鋳片Ｍｎ偏析度）−１）  （２）
ここで、鋳片Ｍｎ偏析度とは、（Ｍｎ偏析部のＭｎ濃度の最大値）／（鋳片全体のＭｎ濃度）であり、次のような手順で測定した。
鋳片の幅方向に沿って、１０箇所、均等に分割した位置から、鋳片厚み中央部を中心に５０ｍｍ×５０ｍｍのサンプルを採取し、このサンプルの表面を研磨した後、鋳片厚み方向にＸ線による線分析を実施し、Ｍｎ濃度のピーク値を測定し、Ｍｎ偏析部のＭｎ濃度とした。鋳片全体のＭｎ濃度は、溶鋼段階で分析、測定した値を用いた。【００６８】
ポロシティ指数は、鋳片から厚み中央部を中心に２０ｍｍ厚のサンプルを切出し、Ｘ線透過撮影によって、鋳片厚み方向断面積に対するポロシティの合計断面積を求め、従来例における面積率を基準として、相対値で示した。【００６９】
これらの評価結果を表１、図１３に示す。【００７０】
【表１】
0006045509.tif 000002
【００７１】
本発明例１では、従来例に比べ、軸受の数が少ないことにより、各軸受へ分配される荷重が増加し、圧下力指数は下がったが、鋳片押圧ロールが分割されていないことから、鋳片の幅方向でロール未支持帯が無くなり、バルジング指数が低減した。これにより、ポロシティ指数は１５％低減し、中心偏析指数は４０％度低減した。【００７２】
本発明例２では、バックアップロールを２分割としたことにより、各軸受へ分配される荷重が減少し、従来例に比べて圧下力指数を増加することができた。また、バルジング指数が本発明例１と同程度まで低減したことに加えて、圧下力指数が増加したことで、鋳片に凝固収縮を補償する圧下量を付与することができたと考えられ、ポロシティ指数は４０％、中心偏析指数は７０％低減した。【００７３】
本発明例３では、バックアップロールを３分割としたことにより、圧下力指数をさらに増加することができた。これにより、鋳片の圧下量がさらに増え、ポロシティ指数は５５％、中心偏析指数は７５％、低減した。【００７４】
本発明例４では、バックアップロールを３分割としたことにより、発明例２に比べ、各軸受へ分配される荷重が減少し、圧下力指数を増加することができたが、狭い範囲を圧下することになったために、発明例３に比べ、特定の軸受へ分配される荷重が増加し、圧下力指数が若干減少した。しかし、変形抵抗の高い鋳片端部の圧下を避けることができたため、圧下量は増加し、ポロシティ指数は７０％、中心偏析指数は７６％、低減した。【００７５】
このように、本発明例１−４によれば、従来例に比較して、中心偏析とポロシティを同時に改善することが確認された。また鋳片押圧ロールに大径部を有する場合には、中心偏析とポロシティを最も低減させられることがわかった。【００７６】
なお前記した鋳片押圧ロール３２が、その軸方向中央部において径方向外方へ突出した大径部２０１と、この大径部２０１の両端にそれぞれ位置する小径部２０２とを備えるようにしたことによる効果を確認すべく、鋳片押圧ロールの圧下方向及び引抜方向へのたわみ量を有限要素法解析により計算した結果について、参考例（鋳片押圧ロールユニット）として説明する。【００７７】
圧下方向の鋳片押圧ロールたわみ量について、以下のケースについて評価した。
（１）鋳片を挟んで対になる鋳片押圧ロールの一方（上側）のみが軸方向中央部に大径部を有し、かつこれを支持するバックアップロールを有する場合、
（２）鋳片押圧ロールが軸方向中央部に大径部を有さないが、これを支持するバックアップロールを有する場合、
（３）鋳片を挟んで対になる鋳片押圧ロールの一方（上側）のみが軸方向中央部に大径部を有するが、これを支持するバックアップロールを有さない場合。これらケース（１）、（２）、（３）の概要を図１４、図１５、図１６に示す。同図内に各ケースにおける圧下荷重を示す。【００７８】
ここで、ロールの各軸受は弾性体である板により固定されているものとした。板の厚みは４０ｍｍとし、高さを５００ｍｍとした。ロール径はφ３００ｍｍとし、５０ｍｍの冷却水孔が空いているものとした。鋳片のサイズは厚さ３００ｍｍ×幅２２００ｍｍとした。この断面の鋳片を鋳片押圧ロール１本当たり０．６ｍｍ圧下した場合には、鋳片幅方向端部から２００ｍｍの範囲の平均引抜抵抗は、未凝固部の溶鋼静圧による引抜抵抗の約２．３倍程度となることが計算により得られている。（１）、（３）における鋳片押圧ロールの前記大径部によって圧下されない鋳片の幅方向端部領域は片側２００ｍｍとした。なおケース（１）、（２）、（３）においては、いずれも鋳片押圧ロールの中心軸とバックアップロール中心軸の各軸線は、引抜方向で一致している。【００７９】
計算結果を図１７に示す。（１）と（２）の比較により、鋳片を挟んで対になる鋳片押圧ロールの一方（上側）のみが軸方向中央部に大径部を有することで、対になる鋳片押圧ロールの両方に作用する圧下荷重を低減させることができ、対になる鋳片押圧ロールの両方のたわみ変形を３分の２程度まで抑制可能であることが確認された。これにより鋳片押圧ロールに永久変形が生じるまでの寿命を大幅に長くすることができる。また、鋳片押圧ロールの変形に起因するバルジング変形による中心偏析やポロシティといった内部欠陥の少ない高品質な鋳片を製出できる。
また（１）と（３）の比較により、鋳片押圧ロールを、剛性の高い板状フレームに配設したバックアップロールで支持することで、鋳片押圧ロールのたわみ変形を６分の１程度まで抑制可能であることが確認された。なおケース（１）と（２）の比較、および（１）と（３）の比較において、対になる鋳片押圧ロールの他方（下側）のみが大径部を有するとした場合でも、それぞれ同様の効果が得られる。【００８０】
次に、引抜方向の鋳片押圧ロールたわみ量について、以下のケースについて評価した。
（４）鋳片を挟んで対になる鋳片押圧ロールの一方（上側）のみが軸方向中央部に大径部を有し、バックアップロールの軸線と鋳片押圧ロールの軸線とが引抜方向で一致している場合、
（５）鋳片押圧ロールが軸方向中央部に大径部を有さず、バックアップロールの軸線と鋳片押圧ロールの軸線とが引抜方向で一致している場合、
（６）鋳片を挟んで対になる鋳片押圧ロールの一方（上側）のみが軸方向中央部に大径部を有し、バックアップロールの１つが引抜方向下流側に配置された場合。これらケース（４）、（５）、（６）の概要を図１８、図１９、図２０に示す。【００８１】
計算結果を図２１に示す。（４）と（５）の比較により、鋳片を挟んで対になる鋳片押圧ロールの一方（上側）のみが軸方向中央部に大径部を有することで、対になる鋳片押圧ロールの両方に作用する圧下荷重を低減させることができ、その結果、引抜抵抗は圧下荷重に比例するため、引抜抵抗を低減させることができ、鋳片押圧ロールの引抜方向のたわみ変形を３割程度抑制可能であることが確認された。これにより鋳片押圧ロールに永久変形が生じるまでの寿命を大幅に長くすることができる。また、鋳片押圧ロールの変形に起因するバルジング変形による中心偏析やポロシティといった内部欠陥の少ない高品質な鋳片を製出できる。
また（６）のようにバックアップロールの１つを引抜方向下流側に配置した場合、（４）の場合に比べ、引抜抵抗を支持する箇所が増えたため、鋳片押圧ロールのたわみ変形を８分の１程度まで抑制可能であることが確認された。なおケース（４）と（５）の比較、および（４）と（６）の比較において、対になる鋳片押圧ロールの他方（下側）のみが大径部を有するとした場合でも、同様の効果が得られる。【００８２】
次に、（７）鋳片を挟んで対になる鋳片押圧ロールの一方（上側）のみが軸方向中央部に大径部を有するケース、（８）鋳片を挟んで対になる鋳片押圧ロールの両方が軸方向中央部に大径部を有するケースについて、凝固進行中の鋳片を１箇所のロールで圧下したときの内部割れの発生率を実験的に評価した。これらケース（７）、（８）の概要を図２２、図２３に示す。
ここで、内部割れ発生率は、無作為に抽出した鋳片の鋳造方向断面のエッチプリントに、１箇所以上の内部割れが目視で確認された確率を示す。実験条件と内部割れの発生率の結果を表２に示す。【００８３】
【表２】
0006045509.tif 000003
【００８４】
大径部を有するロールが鋳片の片側のみの場合には、鋳片の片側から大きな圧下量で圧下されることになるが、大径部を有するロールを鋳片の両側に配置した場合、鋳片を両側から小さな圧下量で圧下することになるため、内部割れの発生率は非常に小さくなることが確認された。
【符号の説明】
【００８５】
１  鋳片
１０  連続鋳造設備
１１  水冷鋳型
３０  鋳片圧下装置
３１、３２  鋳片押圧ロール
４０  バックアップロール
５１、１５１  第１フレーム
５２、１５２  第２フレーム
５４、１５４  圧下手段
【図１】
0006045509.tif 000004
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
0006045509.tif 000020
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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