(57)【要約】  連続鋳造機から出て来る、液芯または部分的液芯を有する円形断面の金属製品の太さを縮小するための軽圧下装置（１）。本装置は、少なくとも２つの軽圧下ユニット（２、３）を備え、前記少なくとも２つの軽圧下ユニット（２、３）は直列に配置され、互いから１２０°に配置された３つのロールのみから成る群が各軽圧下ユニット（２、３）に設けられ、１つの軽圧下ユニットの３つのロール（７、８、９）から成る群は、隣接する軽圧下ユニットの３つのロール（１０、１１、１２）から成る群に対して所定の角度に偏位される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続鋳造機から出て来る液芯または部分的液芯を有する円形断面の金属製鋳造製品の前記円形断面を維持したまま、前記鋳造製品の太さを縮小するための前記鋳造製品の軽圧下装置（１）であって、前記装置は少なくとも２つの軽圧下ユニット（２、３）を備え、
前記少なくとも２つの軽圧下ユニット（２、３）は直列に配置され、
互いから１２０°に配置された３つのロールのみから成る群が各軽圧下ユニット（２、３）に設けられ、
１つの軽圧下ユニットの３つのロール（７、８、９）から成る群は、隣接する軽圧下ユニットの３つのロール（１０、１１、１２）から成る群に対して所定の角度に偏位される、
装置。
【請求項２】
前記所定の角度は１８０°である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
２つの軽圧下ユニット（２、３）のみが設けられ、第１の軽圧下ユニット（２）の前記３つのロールから成る群は前記第１の軽圧下ユニット（２）に隣接する後続の第２の軽圧下ユニット（３）の前記３つのロールから成る群に対して１８０°偏位される、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
３〜８つの軽圧下ユニットが設けられる、請求項１または２に記載の装置。
【請求項５】
４つの軽圧下ユニット（２、３、２’、３’）が設けられ、軽圧下ユニット（２、２’）の３つのロールから成る群は隣接する後続の軽圧下ユニット（３、３’）の３つのロールから成る群に対して１８０°偏位される、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記３つのロールのうちの少なくとも２つのロールの位置を調整するための位置調整手段が各軽圧下ユニットに設けられ、前記位置調整手段は、前記３つのロールのそれぞれの回転軸線に垂直な前記３つのロールの中心線平面を、何れの使用位置においても、互いから１２０°に維持しながら、押圧される前記金属製品の中心に対して前記ロールの位置を調整するように適合化される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
第１の軽圧下ユニット（２）が、好ましくは水平の、回転軸線を有する上側ロール（７）を備え、前記上側ロール（７）は、前記上側ロールの前記回転軸線に対して６０°の角度に傾斜した回転軸線を有する２つの下側ロール（８、９）の上方に配置され、隣接する後続の第２の軽圧下ユニット（３）は下側ロール（１０）を備え、前記下側ロール（１０）は、好ましくは水平の、回転軸線を有し、前記下側ロール（１０）は、前記下側ロールの前記回転軸線に対して６０°の角度に傾斜した回転軸線を有する２つの上側ロール（１１、１２）の下方に固定的に配置される、またはこの逆である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
各軽圧下ユニットにおいて、前記３つのロールのうちの少なくとも１つのロールがモータ駆動される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記第１の軽圧下ユニット（２）において、前記位置調整手段は、３つ全てのロール（７、８、９）の位置を調整するように適合化され、前記第２の軽圧下ユニット（３）において、前記位置調整手段は、前記２つの上側ロール（１１、１２）の位置のみを調整するように適合化される、請求項７または８に記載の装置。
【請求項１０】
前記第１の軽圧下ユニット（２）の前記位置調整手段は、前記回転軸線に垂直なその中心線平面に沿って前記上側ロール（７）を平行移動させるように適合化された第１の平行移動手段と、前記２つの下側ロール（８、９）をそれぞれの傾斜した平面（Ｘ、Ｚ）に沿って平行移動させるように適合化された第２の平行移動手段とを備え、前記２つの傾斜した平面（Ｘ、Ｚ）は互いに近付き、前記上側ロール（７）の前記中心線平面に関して対称である、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記第１の平行移動手段は第１シリンダ（１７）を備え、前記第２の平行移動手段は、前記それぞれの下側ロールを固定されたガイドに沿って直線状に移動させるように適合化された少なくとも１つの第２シリンダ（１８）を各下側ロール（８、９）のために備える、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記第２の軽圧下ユニット（３）の前記位置調整手段は、
−前記２つの上側ロール（１１、１２）に対称に接続された対称レバー機構（２０）であって、両レバーは前記下側ロールの前記回転軸線に直交する前記下側ロール（１０）の中心線平面に関して対称である、対称レバー機構（２０）と、
−前記対称レバー機構（２０）の作動手段と、
を備え、
前記対称レバー機構（２０）は前記２つの上側ロール（１１、１２）をそれぞれの傾斜した平面（Χ’、Ζ’）に沿って平行移動させるように構成され、前記２つの傾斜した平面（Χ’、Ζ’）は互いに近付き、前記下側ロール（１０）の前記中心線平面に関して対称である、請求項９または１０に記載の装置。
【請求項１３】
前記作動手段はシリンダ（２１）である、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記第２の軽圧下ユニット（３）の前記位置調整手段は、前記下側ロールの前記回転軸線に直交する前記下側ロール（１０）の中心面に関して対称に配置された２つの作動手段を備え、前記作動手段は前記上側ロール（１１、１２）を傾斜した平面（Χ’、Ζ’）に沿って直線状に移動させるように適合化され、前記２つの傾斜した平面（Χ’、Ζ’）は互いに近付き、前記下側ロール（１０）の前記中心面に関して対称である、請求項９または１０に記載の装置。
【請求項１５】
円形断面の金属製品の連続製造のための設備であって、
少なくとも１つの円形断面の晶析装置（４）と対応する鋳造カーブ（５）とを備えた連続鋳造機と、
前記対応する鋳造カーブ（５）の端部の近くに配置された、請求項１に記載の軽圧下装置（１）と、
前記軽圧下装置（１）から出て来た前記円形断面の金属製品の加工ライン（６）と、
を備え、
前記鋳造カーブの外弧面が前記加工ラインのパスラインに一致するように、少なくとも２つの軽圧下ユニットの下側ロールが位置付けられる、設備。
【請求項１６】
請求項１５に記載の設備による円形断面の金属製品の連続製造プロセスであって、
−少なくとも１つの円形断面の晶析装置（４）と対応する鋳造カーブ（５）とが設けられた連続鋳造機によって円形断面の金属製品を連続鋳造するステップと、
−前記対応する鋳造カーブ（５）の端部の近くに配置された軽圧下装置（１）によって、軽圧下操作全体にわたって金属製品の円形断面を維持しながら、前記円形断面の金属製品の軽圧下を行うステップと、
−前記軽圧下装置（１）から出て来た前記円形断面の金属製品を加工ライン（６）によって加工するステップと、
を含むプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製品を制御された方法で圧縮して液体部分を減らし、その内部品質を向上させるために、連続鋳造機から出て来る、液芯または部分的液芯を有する円形断面のブルームまたはビレットのための軽圧下装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液芯を有する鋳造製品を押圧するためのさまざまな装置および方法が従来技術から公知であり、この操作は「軽圧下」と呼ばれている。
【０００３】
この技術は、スラブの分野において特に一般的である。スラブは、その厚さより幅がはるかに広いことを特徴とする。
【０００４】
製品の皮膜は、晶析装置において、その製品が受ける漸進的冷却の故に形成され始める。製品が矯正ユニットによって引き抜かれて下流に移動するに伴い、製品は直接および間接的な冷却操作に連続的にさらされる。これにより、冷却システムによって実施される製品の芯からの熱の除去により、皮膜の厚さが増す。
【０００５】
製品はタンディッシュから晶析装置に流し込まれ、下流の引抜領域に向けてその下降を開始し、冷却され、複数の収容ロールによって収容される。製品が下降して冷えるに伴い、製品の皮膜の厚さが増し、最終的に皮膜の自然接合が起こり、所謂「冶金円錐」になる。その時点において製品の完全な凝固が実現される。
【０００６】
皮膜を形成するためのプロセスは、通常、さまざまなパラメータによって影響され、特に、鋳造製品の鋼種によって、鋳造中に鋳造製品が蒙る熱交換によって、鋳造速度によって、および製品自体の寸法によって影響される。
【０００７】
製品の内部品質を保つように製品を完全に凝固させる必要がある。確かに、製品が凝固するに伴い、初めは固体部分に対してより大きな体積を占めていた液体部分が占める体積が減る。この体積の違いは、鋳造カーブの最初の部分においては、製品にそれほど影響を及ぼさない。その理由は、凝固中に失われた液体部分の体積が静鉄圧によって下流に押された更に上流の液体に置換されるからである。ただし、冶金円錐の頂点の近傍においては、固体成分と液体成分とは最早互いにはっきりとは区別されず、ひいては所謂「マッシーゾーン」が生じる。
【０００８】
微視的観点から、液芯に接触している製品の皮膜の外観は、デンドライトと呼ばれる一連の樹枝状結晶を有する。この皮膜が接合されようとするとき、デンドライトは互いに交差する傾向があり、これにより、上方の液体の流入に対するバリアを形成し、凝固の故に液体部分の体積が減少する領域への新しい液体の充填を妨げ、製品の内部構造に望ましくないポロシティを形成する。
【０００９】
この凝固ステップにおいて生じる別の問題は、マクロ偏析の問題である。製品が凝固するに伴い、デンドライトは伸び、合金元素（例えば、炭素、硫黄、等々）を製品の液芯に引き寄せる傾向がある。この現象は、化学組成の違いを製品の断面に沿って引き起こす。このような合金元素のマイグレーションは、製品のさまざまな領域間に機械的特性、熱的特性、等々の望ましくない違いを引き起こす。代わりに、一様な構造および特性を有する製品が望ましい。
【００１０】
これらの欠点を未然に防ぐために、軽圧下処理が開発された。軽圧下処理は、鋳造金属製品、例えばスラブまたはブルームまたはビレット、の制御された押圧をもたらす。鋳造金属製品は、インゴット用鋳型の下流域において、芯が依然として液体または部分的に液体であるときに、太さを減らす操作にかけられ、これにより、連続鋳造機の出口において鋳造製品より太さが細い製品が得られる。
【００１１】
液芯または部分的液芯の太さを減らす主な利点は、凝固構造の向上と鋳造製品の内部品質の向上とが共に得られることである。
【００１２】
有効であるためには、軽圧下は、液芯または部分的液芯が内部に含まれている間に鋳造製品の太さの制御された連続的な圧下を行って、圧下された鋳造製品の範囲がほぼ円錐状の圧下プロファイルになるように行われるべきである。
【００１３】
最も一般的な軽圧下装置は、複数対の対向ロールによる製品の押圧をもたらす。したがって、ここで押圧力は、等しい強さで両方向から加えられ、これにより、製品およびその拡張部（「バルジング」と呼称）の厚さの減少を引き起こす。
【００１４】
この軽圧下処理は、連続スラブ鋳造の分野において一般に使用されている。その理由は、側面の広がりは完成品を大きく損なうほどではないからである。完成品は、湾曲した側部が適宜切り落とされると、圧延または他の連続する操作の準備が整うことになる。
【００１５】
代わりに、矩形または正方形の断面を有する製品に関して、軽圧下はより慎重に実施されるべきである。その理由は、過度の弯曲は製品に過度の変形を引き起こし、その後の加工を困難にするからである。
【００１６】
この問題は、円形断面製品の場合は更に一層感じられる。その理由は、形状の維持は、製品の加工および市場での販売のために必須であることによる。その液芯を閉じるために製品を両方向から押圧する２つのロールのみを使用すると、確かに、製品の断面が過度に楕円変形する危険がある。この楕円形化を修正しようとして、より小さな断面の円形断面を得るように形作られたロールによって別の変形が生じ得る。ただし、この更なる変形は、少なくとも２つのパスを必要とするが、必ずしも製品の断面を縮小すると同時に製品断面を完全に円形に維持するとは限らない。確かに、円形形状の更なる画成のために、更なる成形パスが下流に必要となることが多い。
【００１７】
この問題に対する部分的な一解決策は、楕円形断面の製品を直接鋳造することによって、第１の押圧ステップを排除し、次の軽圧下ステップにおいて、２つの平行造形ロールによって製品を円形に変形することである。
【００１８】
ただし、楕円形断面から円形断面への変形操作は、特に、楕円形が押圧されるほど製品の芯内に緊張が生じるので、その内部品質を損ない得る。
【００１９】
したがって、上記の諸欠点を克服できる円形断面の鋳造製品のための軽圧下装置を提供する必要性が感じられている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の一目的は、ブルームまたはビレットなど円形断面の鋳造金属製品のための軽圧下装置であって、液芯の制御された効果的な閉鎖、ひいては初期の鋳造製品からの製品断面の縮小、を可能にすると同時に、前記装置から出るときに、製品の加工および販売のために既に許容可能な、ほぼ円形を維持できる軽圧下装置を提供することである。
【００２１】
本発明の軽圧下装置は、円形断面を有する金属鋳造製品の軽圧下を実施しながら、軽圧下プロセス全体にわたって前記円形断面を円形断面に維持するために好都合に設計される。したがって、述語「円形断面製品」は、液芯または部分的液芯を有する鋳造製品および完全に凝固した最終的な軽圧下製品の両方を指す。
【００２２】
本発明の別の目的は、製品の断面全体に沿ってほぼ一様な化学組成、ひいては一様な特性、を有する、完全に凝固した円形断面製品を得ることが可能な軽圧下装置を提供することである。
【００２３】
本発明の別の目的は、冷却による製品体積の収縮に起因する空隙の形成を制限できる軽圧下装置を提供することである。
【００２４】
従って、本発明は、連続鋳造機から出て来る金属製品の太さを縮小するための、液芯または部分的液芯を有する円形断面の金属製品の軽圧下装置を提供することによって、上記の諸目的を達成する。この軽圧下装置は、請求項１によると、少なくとも２つの軽圧下ユニットを備え、
前記少なくとも２つの軽圧下ユニットは直列に配置され、
互いから１２０°に配置された３つのロールのみから成る一群が各軽圧下ユニットに設けられ、
１つの軽圧下ユニットの３つのロールから成る群は、隣接する軽圧下ユニットの３つのロールから成る群に対して所定の角度に偏位される。
【００２５】
各軽圧下ユニットの３つのロールは、製品に加わる半径方向押圧力の合成ベクトルがゼロに等しいように、互いから１２０°の角度において作用することによって、その断面を縮小する、ひいては液芯を閉じる、ように、前進する金属製品に干渉する。
【００２６】
等間隔の３方向から等しい強さの押圧力を加えることによって、２つの押圧ロールのみを有する解決策に比べ、変形が急激でないため、液芯の閉鎖がより効果的である。確かに、３つのロールを各軽圧下ユニットに使用するだけで、円形断面製品の外面に最適に巻き付けられる。ロール間の近接を考えると、製品が外側に変形するために十分な空間がないので、このような巻き付きは、押圧力を製品の芯に向けて良好に伝搬させる。したがって、材料は主に製品の中心に向かって移動する傾向があり、液芯が占めている領域を埋めて液芯を後退させる、または、マッシーゾーンの場合は、凝固させる。
【００２７】
この操作は、皮膜の強制的な内部結合をもたらし、ひいてはデンドライトの相互貫入および凝固によって得られるキス点の閉鎖をもたらす。すなわち、凝固した材料が軽圧下ロールによって付勢される変形によって押されて強制的に内部空間に充填されるので、冷却による製品体積の収縮に起因する空隙の形成も回避される。
【００２８】
円形をより良好に維持するために、いくつかの軽圧下ユニットが好都合に直列に配置され、これらユニットにわたって半径方向押圧力が分割される。したがって、第１ユニット以降の複数のユニットのロールによって押圧力がより弱い程度で加えられる。
【００２９】
本発明によると、軽圧下ユニットの数を好都合に変化させ得る。特に、３〜８つの直列に配置された軽圧下ユニット、好ましくは４つの直列に配置された軽圧下ユニット、が設けられ得る。８より多い数の軽圧下ユニットを設けると、温度のばらつきを引き起こし、材料の最適な加工を行えないことが知られている。
【００３０】
円形を最大限維持するために、押圧される製品面域がユニットごとに変わり、したがって円形がより良好に保たれるように、１つの軽圧下ユニットと次の軽圧下ユニットとの間でロールの配置を偏位させると有利である。
【００３１】
第１の有利な変形例においては、直列に配置された２つの軽圧下ユニットが設けられる。これら軽圧下ユニットは、３つの偏位されたロールから成る、すなわち互いから１８０°回転された、群、をそれぞれ有する。この配置では、軽圧下装置の入口と出口との間に６つのロールが設けられる。これらロールは、鋳造された円形断面製品の給送方向に沿った正面図において、鋳造された円形断面製品の中心に対して半径方向に互いから６０°の角度に配置される。
【００３２】
本発明の他の複数の変形例では、軽圧下ユニットの複数のロールから成る群を更に偏位させ得る。例えば、３つのロールを有する軽圧下ユニットが３つ、したがって合計で９つのロール、が設けられ得る。これらロールは、鋳造された円形断面製品の給送方向に沿った正面図において、１つのロールと次のロールとの間が３０°偏位されるように配置される。別の例では、代わりに、３つのロールをそれぞれ有する５つの軽圧下ユニット、したがって合計で１５のロール、が設けられる。これらロールは、鋳造された円形断面製品の給送方向に沿った正面図において、１つのロールと次のロールとの間が１５°偏位されるように配置される。以降のロールについても同様である。本装置を形成する軽圧下ユニットが多いほど、これらロールの各々が部分的圧下に寄与するので、液芯を閉じるために必要なロールの半径方向押圧力の寄与が小さくなり、２つのロールのみを有する従来技術の解決策によって生じる過度な変形作用を制限する。
【００３３】
直列に配置される軽圧下ユニットの数を増やすと同時に多くの入射軸線に沿ってロールを偏位させると、複雑且つ高価になり得るので、更なる有利な一変形例においては、代わりに、３つのロールから成る群を隣接群から１８０°偏位させて直列に配置された複数の、好ましくは４つまたは６つの、あるいは最大８つの、軽圧下ユニットが設けられる。この配置では、軽圧下装置の入口と出口の間に１２または１８または２４のロールが設けられる。これらロールは、鋳造された円形断面製品の給送方向に沿った正面図において、鋳造された円形断面製品の中心に対して半径方向に、互いから６０°の角度に、配置される。これにより、ロールの軸線をＹ−Λ型またはΛ−Ｙ型の順に交互させることによって、２種類の軽圧下ユニットのみを設計および構築するだけで済む。
【００３４】
好適な一変形例において、本発明の装置の軽圧下ユニットは、液芯の閉鎖に加え、連続鋳造機に一般に使用されている引抜および矯正ユニットの機能と同様の機能を行うことによって、鋳造ラインから製品を引き抜くこともできる。この変形例においては、各軽圧下ユニットのロールのうちの少なくとも１つがモータ駆動される。この解決策では、第１の軽圧下ユニットにおいて製品の内弧面および外弧面を把持して、または掴んで、製品を下流に引き抜くと同時に製品を矯正するべき引抜ユニットを軽圧下装置の上流に据え付ける必要がなくなる。
【００３５】
本発明の更なる利点は、同じ軽圧下ユニットがさまざまな直径の製品を加工できるように、ロールの位置を調整するための位置調整手段を設けることができることである。例えば、液圧アクチュエータ、レバーまたはパンタグラフ機構、またはその他によって、ロールを移動させて互いに近付ける、または遠ざける、こともできる。
【００３６】
更に、これらロールの移動は、ガイド、摺動ブロック、または同様の要素に沿って直線状に行われ得る、または曲線移動によって、または直線移動と曲線移動との組み合わせによって、行われ得る。
【００３７】
軽圧下ロールは、更に、鋳造製品の外面に接触する範囲にさまざまな形状を有し得る。軽圧下ロールは、例えば、平坦なパネル形状を有し得る、または加工される製品の直径に適切な角度で造形または接合され得る。
【００３８】
本解決策の更なる特徴は、鋳造製品の外弧面を鋳造カーブの下流のラインのパスラインに一致させられることである。確かに、本発明の軽圧下ユニットが設置される鋳造ラインは、さまざまな直径の製品を鋳造することになるので、鋳造カーブの特定の形状、特に、複数の収容ロールの、および冷却手段の、配置、を各鋳造製品の形状に合わせて変える必要がある。通常、鋳造ラインがそれに基づき設計される複数のアールから成る組立体は、製品の外弧面に従って算出される。次に、鋳造される製品群の最小および最大の内弧面に対応する最小および最大範囲が算出される。
【００３９】
外弧面の半径が万一変化すると、各製品のための鋳造ラインおよび下流のユーティリティユニット（例えば、冷却板、ローラテーブル、等々）の位置合わせに問題が生じるであろう。代わりに、外弧面を、例えば冷却板に対応する、パスラインに一致させることによって、鋳造カーブおよび冷却板が常に位置合わせされるので、このような問題は存在しない。この利点により、これら軽圧下ユニットは既存の鋳造ラインにも設置可能である。その理由は、その延長部が厳密に鉛直であり、これら軽圧下ユニットは鋳造ラインと下流のユーティリティユニットとの間の連続的な位置合わせを保証するからである。
【００４０】
従属請求項には、本発明の好適な実施形態が記載されている。
【００４１】
本発明の更なる特徴および利点は、添付の図面の助けを借りて、非限定例によって開示されている軽圧下装置の好適な、しかし非排他的な、実施形態の詳細な説明に照らして、より明らかになるであろう。
【００４２】
これら図面において、同じ参照符号は同じ要素または構成要素を識別している。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明による軽圧下装置を備えた鋳造ラインの概略図を示す。
【図２】本発明の装置の軽圧下ユニットの第１の実施形態の側面図を示す。
【図３】本発明の装置の軽圧下ユニットの第２の実施形態の側面図を示す。
【図４】第１の動作位置にある図２の部分の側面図を示す。
【図５】第２の動作位置にある図４の部分の側面図を示す。
【図６】第３の動作位置にある図４の部分の側面図を示す。
【図７】第１の動作位置にある図３の部分の側面図を示す。
【図８】第２の動作位置にある図７の部分の側面図を示す。
【図９】第３の動作位置にある図７の部分の側面図を示す。
【図１０】軽圧下ユニットのロールの好適な一変形例の略正面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
これらの図を参照すると、本発明による軽圧下装置の好適な一実施形態が、その全体が１で示されて、図示されている。
【００４５】
このような軽圧下装置は、液芯または部分的液芯を有する円形断面の金属製品の軽圧下を行うように、すなわち、連続鋳造機から出て来る円形断面の鋳造金属製品の太さを縮小するように、設計される。したがって、本装置の各軽圧下ユニットは、金属製品の前進中にその太さを縮小せずに、特に液芯の制御された効果的な閉鎖を実現せずに、金属製品に単に随伴して鋳造製品を案内する調整可能なロールを有するガイドユニットとは大幅に異なる。更に、当業者には公知のように、軽圧下装置および軽圧下ユニットは、機能の観点ばかりでなく、構造の観点からも、圧延装置および圧延ユニットとはそれぞれ明確に区別される。確かに、圧延装置またはユニットは、軽圧下装置またはユニットと異なり、完全に凝固した（したがって液芯のない）金属製品の太さを縮小するように設計されている。圧延装置またはユニットにはバックアップロールが設けられているが、軽圧下装置またはユニットには設けられない。バックアップロールは、ワークロールのための堅牢な支持をもたらすために、ひいては、圧延機全体の適正な性能を保証し易くするために、圧延装置またはユニットに存在する。また、圧延装置において金属製品に作用する力は、完全に凝固した製品と鋳造中の製品との間の稠度の差の故に、軽圧下装置において金属製品に作用する力とは異なる。軽圧下装置と圧延装置との間のいくつかの構造上の違いは、それぞれのコストにも反映され、後者のコストは軽圧下装置の少なくとも２倍である。
【００４６】
図１は、円形断面の金属製品の連続製造のための設備の一部を示す。この設備は、
−少なくとも１つの円形断面の晶析装置４と対応する鋳造カーブ５とが設けられた連続鋳造機と、
−対応する鋳造カーブ５の端部の近くに配置された軽圧下装置１と、
−軽圧下装置１の下流に配置された、円形断面の金属製品の加工ライン６と、
を備える。
【００４７】
軽圧下装置１は、金属製品の給送方向に沿って直列に配置された少なくとも２つの軽圧下ユニット２、３を備える。
【００４８】
各軽圧下ユニット２、３には、互いから１２０°に配置された３つのロールのみから成る群が好都合に設けられる。１つの軽圧下ユニットの３つのロールから成る群は、次の軽圧下ユニットの３つのロールから成る群に対して所定の角度に偏位される。
【００４９】
図１の変形例では、４つの軽圧下ユニット２、３、２’、３’が設けられている。１つの軽圧下ユニットの３つのロールから成る群は、次の隣接する軽圧下ユニットの３つのロールから成る群に対して１８０°偏位される。すなわち、数字２、２’で示されている軽圧下ユニットは、３つのロールの角度配置が等しく、数字３、３’で示されている軽圧下ユニットの３つのロールの等しい角度配置に対して１８０°偏位されている。
【００５０】
図１の例において、本発明の装置の少なくとも第１の軽圧下ユニットは、鋳造カーブ５の端部に沿って位置付けられており、引抜および矯正ユニットとしての役割も果たす。
【００５１】
別の例（不図示）において、全ての軽圧下ユニットは設備の完全に直線状の範囲に沿って、すなわち鋳造カーブ５の完全に後に、互いに平行に配置される。ここでは、特定の引抜および矯正ユニットが本発明の装置の上流に設けられる。
【００５２】
本発明の別の変形例においては、代わりに、２つの軽圧下ユニットのみが設けられ、第１の軽圧下ユニットの３つのロールから成る群は、第１の軽圧下ユニットに隣接する後続の第２の軽圧下ユニットの３つのロールから成る群に対して１８０°偏位される。
【００５３】
他の複数の変形例は、例えば、４、６、または８つの軽圧下ユニットの使用を含み得る。１つの軽圧下ユニットの３つのロールから成る群は、隣接する後続の軽圧下ユニットの３つのロールから成る群に対して１８０°偏位される。
【００５４】
これら全ての変形例においては、ロールユニット間の角度配置により、金属製品の給送方向に沿った正面図において、製品自体の中心に対して半径方向に、例えば、図１０に示されているように互いから６０°の角度に、配置された複数のロールが軽圧下装置の入口と出口の間に設けられる。
【００５５】
装置を形成する軽圧下ユニットが多くなるほど、これら軽圧下ユニットの各々が金属製品の太さの部分的縮小に寄与するので、液芯を確実に閉じるために各軽圧下ユニットが保証すべき半径方向の押圧力の寄与が小さくなる。
【００５６】
本発明の更なる利点は、さまざまな直径の金属製品の加工に本装置を適合させるために、各軽圧下ユニットのロールの位置を調整できることである。
【００５７】
３つのロールのうちの少なくとも２つのロールの位置を調整するための調整手段が好都合に各軽圧下ユニットに設けられ得る。この調整手段は、３つのロールのそれぞれの回転軸線に対して垂直な前記３つのロールの中心線平面を何れの使用位置においても互いから１２０°に維持しながら、押圧される金属製品の中心に対して、すなわち、押圧される金属製品の前進軸線に対して、ロールの位置を調整するように構成される。したがって、３つのロールによって画定されたゾーンを金属製品が通過しているときに、３つのロールは等しい半径方向押圧力を互いから１２０°の位置で金属製品の中心に向けて常に加える。前記３つの半径方向押圧力の合成ベクトルはゼロに等しい。
【００５８】
図２および図３に示されている好適な一実施形態において、軽圧下ユニット２および／または２’は、水平線に対して傾斜した回転軸線を有する２つの下側ロール８、９の上方に配置された、水平回転軸線を有する上側ロール７を備える。隣接する後続の第２の軽圧下ユニット３および／または３’は、水平線に対して傾斜した回転軸線を有する２つの上側ロール１１、１２の下方に固定的に配置された、水平回転軸線を有する下側ロール１０を備える。または、この逆も可能である。ロールの回転軸線に直交するロールの中心線平面の配置を考えると、図３の軽圧下ユニットのロールの構成はＹ字状構成として規定でき、図２の軽圧下ユニットのロールの構成は上下逆のＹ字状構成として、またはΛ（ラムダ）状構成として、規定できる。引抜および矯正機能を向上させるには、第１の軽圧下ユニットとして（図２に示されている構成のような）Λ（ラムダ）構成を有する軽圧下ユニットを製品の給送方向に沿って設けることが好ましい。
【００５９】
ただし、そこで、軽圧下ユニット２および／または２’のロール７および軽圧下ユニット３および／または３’のロール１０は、水平回転軸線を有する必要はない。このようなロール７、１０は、確かに、水平線に対してゼロ以外の角度に傾斜した回転軸線を有することもできる。
【００６０】
各軽圧下ユニットにおいて、前記３つのロールのうちの少なくとも１つのロールがモータ駆動されることが好ましい。好適な一変形例においては、水平回転軸線を有するロール７、１０のみがモータ駆動される。例えば、図２において、上側ロール７は、モータ１４によって作動され得るシャフト１３に、場合によっては延長部に、接続されている。図３の下側ロール１０は、モータ１６によって作動され得るシャフト１５に、場合によっては延長部に、接続されている。
【００６１】
他の複数の変形例においては、２つのロールのみ、または３つ全てのロール、がモータ駆動される。少なくとも１つのロールのこのモータ駆動により、製品を鋳造カーブから引き抜くための引抜ユニットを軽圧下装置の上流に使用する必要がなくなる。
【００６２】
図２に示されている軽圧下ユニット２において、位置調整手段は、３つ全てのロール７、８、９の位置を調整するように適合化されている。図３に示されている軽圧下ユニット３において、位置調整手段は、２つの上側ロール１１、１２の位置のみを調整するように適合化されている。
【００６３】
軽圧下ユニット２の調整手段は、
−上側ロール７をその回転軸線に直交するその中心線平面に沿って平行移動させるように適合化された第１の平行移動手段であって、例えば、ロール７が水平回転軸線を有し、軽圧下ユニット２がその長手方向軸線Ｗを鉛直に配置されている場合は、鉛直に平行移動させるように適合化された第１の平行移動手段と、
−互いから、および上側ロール７に対して、１２０°に配置された２つの下側ロール８、９をそれぞれの傾斜した平面Ｘ、Ｚに沿って平行移動させるように適合化された第２の平行移動手段と、
を備える。２つの傾斜した平面Ｘ、Ｚは、互いに近付き、上側ロール７の中心線平面に関して対称である。好適な一変形例において、傾斜した平面Ｘ、Ｚは、水平線に対して３０°の角度を形成する。下側ロール８、９のそれぞれの中心線平面は、平面Ｘ、Ｚに対してゼロ以外の角度に傾斜し、それぞれの回転軸線に直交し、上側ロール７の中心線平面から１２０°に配置され、ひいては、上側ロールが水平回転軸線を有する場合は、鉛直平面に一致する。
【００６４】
前記第１の平行移動手段は、例えば、第１シリンダ１７を備える。第１シリンダ１７は、ロール７が水平回転軸線を有し、軽圧下ユニット２がその長手方向軸線Ｗを鉛直にして配置される場合は、鉛直軸線を有する。前記第２の平行移動手段は、各下側ロール８、９のために少なくとも１つの第２シリンダ１８を備える。第２シリンダ１８は、それぞれの下側ロールをそれぞれの固定されたガイド１９、または固定された摺動ブロック、に沿って直線状に移動させるように適合化される。この固定されたガイドは、それぞれの平面Ｘ、Ｚに従って傾斜している。１つの変形例においては、例えば、各下側ロール８、９のために２つのシリンダ１８が設けられる。
【００６５】
図４〜図６は、軽圧下が行われる金属製品の直径に合わせるために、３つのロール７、８、９が取る３つの位置を示す。ロール７、８、９の互いからの角度位置を検出するためのセンサ、および／または第１シリンダ１７および第２シリンダ１８の作動を同期させるための同期手段、が設けられ得る。
【００６６】
好適な一変形例において、軽圧下ユニット３（図３）の調整手段は、
−２つの上側ロール１１、１２に鏡面状に接続された対称レバー機構２０であって、両レバーは下側ロール１０自体の回転軸線に直交する下側ロール１０の中心線平面Ｖに関して対称である、対称レバー機構２０と、
−前記対称レバー機構２０の作動手段と、
を備える。
【００６７】
ロール１０が水平回転軸線を有するとき、中心線平面Ｖは鉛直平面である。例えば、前記作動手段は、シリンダ２１、例えば液圧シリンダ、である。シリンダ２１は、ロール１０が水平回転軸線を有し、軽圧下ユニット３がその長手方向軸線を鉛直にして配置されているとき、鉛直軸線を有する。
【００６８】
図７〜図９は、軽圧下が行われる金属製品の直径に合わせるために、上側ロール１１、１２が取る３つの位置を示す。下側ロール１０は固定位置にある。
【００６９】
対称レバー機構２０は、例えば、
−シリンダ２１が作用する、平面Ｖに沿って摺動する、可動要素または押圧要素３０と、
−それぞれのピン２２によって押圧要素３０の第１端部に蝶着された、平面Ｖに関して対称の２つの第１レバー２３と、
−それぞれのピン２４によってそれぞれの第１レバー２３の第２端部に蝶着された第１の頂点と、それぞれの固定されたピン２６によって軽圧下ユニットの構造に蝶着された第２の頂点とを有する、例えば略三角板の形状の、平面Ｖに関して対称の２つの継手２５と、
−その第１端部においてそれぞれのピン２８によってそれぞれの継手２５の第３の頂点に蝶着され、且つその第２端部においてそれぞれのピン３１によってそれぞれのロールホルダ装置２９に蝶着された、平面Ｖに関して対称の２つの第２レバー２７と、
を備え得る。
【００７０】
したがって、各継手２５は、第１レバー２３を対応する第２レバー２７に接続する。各ロールホルダ装置２９は、互いから、および下側ロール１０に対して、１２０°に配置された軽圧下ユニット３の２つの上側ロール１１、１２の一方を支持し、それぞれの傾斜した平面Ｘ’、Ｚ’に沿って摺動するように構成される。２つの傾斜した平面Ｘ’、Ｚ’は互いに近付き、且つ平面Ｖに関して対称である。
【００７１】
ロールホルダ装置２９が摺動するとき、ロールホルダ装置２９は、それぞれの平面Ｘ’、Ｚ’に従って傾斜した関連の固定されたガイド、または固定された摺動ブロック、に沿って、それぞれの上側ロール１１、１２を直線状に移動させる。
【００７２】
好適な一変形例において、平面Ｘ’、Ｚ’は、平面Ｖに対して３０°の角度を形成する。
【００７３】
上側ロール１１、１２の中心線平面は、それぞれの回転軸線に直交し、平面Ｘ’、Ｚ’に対してゼロ以外の角度に傾斜し、ロール１０が水平回転軸線を有する場合は鉛直平面Ｖに一致する、固定された下側ロール１０の中心線平面から１２０°に配置される。
【００７４】
以下においては、図３および図７〜図９を参照して、上記機構２０の移動シーケンスを説明する。
【００７５】
上側ロール１１、１２の移動を制御して押圧を調整するシリンダ２１が押圧要素３０を押すと、押圧要素３０は平面Ｖに沿って下方に摺動する。
【００７６】
図７から図８への移行に示されているように、押圧要素３０に一体化されたピン２２は下方に摺動し、ひいては第１レバー２３を下降させるので、その第２端部が同時に外側に広がる（図８のピン２４の位置を参照）。
【００７７】
第１レバー２３のこの移動は、固定されたピン２６を中心に継手２５を回転させる。これにより、ピン２８を、ひいては第２レバー２７を、下方に押す。図８の構成において、ピン２８は第１レバー２３のそれぞれのピン２４に、およびそれぞれのロールホルダ装置２９のピン３１に、位置合わせされる。
【００７８】
ピン２８の下方への移動は、ロールホルダ装置２９を下方に移動させる。特に、ピン２４がピン３１およびピン２８と位置合わせされると、直線力が伝達され、ロールホルダ装置２９をそれぞれの摺動ブロックまたは固定されたガイド上で摺動させ、ひいてはロール１１、１２を傾斜した平面Ｘ’、Ｚ’に沿って下方に直線状に移動させる。
【００７９】
図８から図９への移行に示されているように、シリンダ２１の最大圧力は、固定されたピン２６を中心に継手２５を更に回転させると同時に、ロールホルダ装置２９および対応付けられたロール１１、１２を摺動ブロックまたは固定されたガイド３２（図３）に沿って最大限下降させる。
【００８０】
ロール１０、１１、１２の相互間の角度位置を検出するためのセンサが設けられ得る。
【００８１】
一代替変形例（不図示）において、軽圧下ユニット３（図３）の調整手段は、平面Ｖに関して対称に配置された２つの作動手段、例えば２つのシリンダ、を代わりに備え得る。これら作動手段は、ロールホルダ装置２９をそれぞれの摺動ブロックまたは固定されたガイドに沿って摺動させて上側ロール１１、１２を傾斜した平面Ｘ’、Ｚ’に沿って下方に直線状に移動させるように適合化される。この変形例においては、ロール１０、１１、１２の相互間の角度位置を検出するためのセンサ、および／または２つの作動手段の作動を同期させるための同期手段、が設けられ得る。
【００８２】
本発明の更なる利点は、鋳造金属製品の外弧面を鋳造カーブの下流の加工ラインのパスラインに一致させるために、上記のロール位置調整手段が使用され得るという事実にある。
【００８３】
少なくとも２つの軽圧下ユニット２、３の下側ロール８、９、および１０は、上流の鋳造カーブ５の外弧面が下流の加工ライン６のパスライン（図１）に一致するように、好都合に位置付けられる。
【００８４】
特に、軽圧下ユニット３、３’、すなわち軽圧下ロールの構成がＹ字形状を有する軽圧下ユニット、の固定された下側ロール１０は、金属製品を前進させるためのその載置面を加工ライン６のパスラインに一致させるように配置される。他方、軽圧下ユニット２、２’、すなわち、軽圧下ロールの構成が上下逆のＹまたはΛ形状を有する軽圧下ユニット、の２つの下側ロール８、９の位置は、前進する金属製品の外弧面が加工ライン６のパスラインに一致するように、上記の調整手段によって調整され得る。
【００８５】
下側ロール８、９の位置の調整は、例えば、設備の自動化の故に、行われ得る。すなわち、パスラインを製品の外弧面に一致させ、ひいては、加工される製品の種類に対して設定された温度モデルのために適切な圧下処理を実現するように、鋳造ラインに沿って、および軽圧下装置自体の上に、設置された複数の測定装置によって、鋳造断面を測定し、前記下側ロールを設定すべき正しい高さを算出しうる。軽圧下装置を形成するさまざまなユニットの押圧圧力は、自動化によっても設定され得るので、ひいては所謂ダイナミック軽圧下も実現され得る。これにより、製品の液芯が確実に最適に押圧されると同時に、最終形状ができる限り円形に近く維持されることになる。
【００８６】
したがって、本発明による円形断面の金属製品の連続製造プロセスは、
−少なくとも１つの円形断面の晶析装置４と対応する鋳造カーブ５とが設けられた連続鋳造機によって円形断面の金属製品を連続鋳造するステップと、
−対応する鋳造カーブ５の端部の近くに配置された軽圧下装置１によって、軽圧下操作全体にわたって円形断面を維持しながら、前記円形断面の金属製品の軽圧下を実施するステップと、
−前記軽圧下装置１から出て来る円形断面の金属製品を加工ライン６によって加工するステップと、
を含む。
【００８７】
軽圧下中、３つのロールのそれぞれの回転軸線に垂直な３つのロールのそれぞれの中心線平面を、何れの使用位置においても、互いから１２０°に維持するように、押圧される金属製品の中心に対して軽圧下ユニットの３つのロールのうちの少なくとも２つのロールの位置の調整が好都合にもたらされ得るので、各軽圧下ユニットはそれぞれの３つのロールによって画定される領域を通過する金属製品の直径に合わせられる。これにより、前記３つのロールは、金属製品の中心に向かう等しい半径方向押圧力を互いから１２０°の位置において加えるので、前記半径方向押圧力の合成ベクトルはゼロに等しい。
【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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【国際調査報告】
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