(57)【要約】【課題】鋳片の未凝固部の形状変化に柔軟に対応して、該未凝固部を適切に軽圧下する。【解決手段】連続鋳造装置の鋳型から下方に引き出された鋳片を、前記鋳片の凝固末期に厚み方向に軽圧下する連続鋳造装置の軽圧下装置において、前記鋳片を厚み方向に軽圧下する軽圧下ロールと、前記軽圧下ロールを支持する支持部材と、を備え、前記軽圧下ロールは、前記鋳片の幅方向に延伸されたロール軸と、前記鋳片の幅方向に独立して移動可能に設けられ、前記ロール軸を中心に回転可能な複数のロール部と、を備える、連続鋳造装置の軽圧下装置。【選択図】図３Ａ
2015213948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続鋳造装置の鋳型から下方に引き出された鋳片を、前記鋳片の凝固末期に厚み方向に軽圧下する連続鋳造装置の軽圧下装置において、
前記鋳片を厚み方向に軽圧下する軽圧下ロールと、
前記軽圧下ロールを支持する支持部材と、
を備え、
前記軽圧下ロールは、
前記鋳片の幅方向に延伸されたロール軸と、
前記鋳片の幅方向に独立して移動可能に設けられ、前記ロール軸を中心に回転可能な複数のロール部と、
を備える、連続鋳造装置の軽圧下装置。
【請求項２】
前記支持部材は、前記ロール部を前記鋳片の幅方向に移動させる移動機構をさらに備える、請求項１に記載の連続鋳造装置の軽圧下装置。
【請求項３】
前記鋳片の板厚および幅によって決定される鋳片幅方向における所定の位置を未凝固部と判断し、未凝固部と判断した前記所定の位置を少なくとも前記鋳片の二次冷却状態を用いて補正して、前記軽圧下ロールの鋳造方向の位置における前記鋳片の未凝固部の形状を予測する予測部と、
前記未凝固部が存在すると予測された前記鋳片の幅方向の位置に前記ロール部を移動させるよう前記移動機構を制御する制御部と、
をさらに備える、請求項２に記載の連続鋳造装置の軽圧下装置。
【請求項４】
前記鋳片の状態を測定する測定部と、
前記測定部の測定結果から前記鋳片の幅方向における未凝固部および凝固部の位置を判断し、前記軽圧下ロールの鋳造方向の位置における前記鋳片の未凝固部の形状を予測する予測部と、
前記未凝固部が存在すると予測された前記鋳片の幅方向の位置に前記ロール部を移動させるよう前記移動機構を制御する制御部と、をさらに備える、請求項２に記載の連続鋳造装置の軽圧下装置。
【請求項５】
前記軽圧下ロールと対向して前記鋳片を軽圧下する対向ロールをさらに備え、
前記対向ロールは、前記鋳片の幅方向に同一の径を有し、前記鋳片の幅方向に一体化された１つのロール部を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の連続鋳造装置の軽圧下装置。
【請求項６】
前記ロール部は、前記鋳片と接触しない前記鋳片の幅方向の位置に移動可能に設けられる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の連続鋳造装置の軽圧下装置。
【請求項７】
連続鋳造装置の鋳型から鋳片を下方に引き出しながら、前記鋳片の凝固末期にて未凝固部を有する前記鋳片を厚み方向に軽圧下する連続鋳造方法において、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の軽圧下装置が備える前記軽圧下ロールの複数のロール部のうち少なくとも一部を前記未凝固部に対応する前記鋳片の幅方向の位置に移動させ、
前記ロール部が移動された後の前記軽圧下ロールにより、前記未凝固部に対応する前記鋳片の幅方向の位置を前記鋳片の厚み方向に軽圧下する、連続鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続鋳造装置の軽圧下装置および連続鋳造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
連続鋳造方法は、鋳型に溶鋼等の溶融金属を流し込み、鋳型の下端から引き抜かれた鋳片を複数対の支持ロールによって支持および搬送しながら冷却することで、連続的に鋳片を製造する方法である。このような連続鋳造方法では、鋳片の厚み方向の中央部でＣ、Ｐ、Ｓ等の不純物元素が濃化する中心偏析が発生することにより、完成した金属材が脆くなることがあった。
【０００３】
そこで、上記中心偏析を改善するために、鋳片の凝固末期において、鋳片の未凝固部を軽圧下することにより凝固収縮による溶鋼の流動を抑制し、中心偏析の原因となる不純物元素の移動を抑制する技術が提案されている。
【０００４】
また、鋳片の凝固の様態は、連続鋳造の条件、および鋳造する鋳片の形状によって変化するため、凝固末期における未凝固部の形状についても同様に変化することが知られている。例えば、鋳片幅方向の中央部で最終凝固する場合、凝固末期において、未凝固部は鋳片幅方向の中央部に存在する。また、鋳片幅方向の両端部で最終凝固する場合、凝固末期において、未凝固部は鋳片幅方向の両端部に存在する。
【０００５】
そのため、特許文献１には、凝固末期において未凝固部の形状が変化した場合でも適切に未凝固部を軽圧下するために、鋳片幅方向の中央部の直径が両端部の直径よりも大きい凸ロールと、鋳片幅方向の中央部の直径が両端部の直径よりも小さい凹ロールとを備える連続鋳造装置の軽圧下装置が開示されている。
【０００６】
該軽圧下装置は、軽圧下される前の鋳片の温度分布等から軽圧下時における鋳片の未凝固部の形状を予測し、未凝固部が鋳片幅方向の中央部に存在する場合、凸ロールの圧下量を増加させ、未凝固部が鋳片幅方向の両端部に存在する場合、凹ロールの圧下量を増加させる。これにより、未凝固部が鋳片の幅方向の中央部または両端部に存在する場合のそれぞれについて、鋳片の未凝固部を適切に軽圧下することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−６６３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１に開示された連続鋳造装置の軽圧下装置は、未凝固部が上記の特定の形状である場合にしか対応しておらず、未凝固部が他の形状をしている場合には、未凝固部に加えて凝固部をも軽圧下せざるを得なかった。
【０００９】
ここで、連続鋳造装置の軽圧下装置において鋳片を軽圧下するときには、未凝固部のみを軽圧下することが好ましい。例えば、鋳片の凝固部をも軽圧下した場合、凝固部は未凝固部よりも固いため、未凝固部のみを軽圧下する場合と比較して、より高い圧力で軽圧下する必要があり、鋳片の製造コストが上昇してしまうという問題が発生する。また、より高い圧力で軽圧下するためには、ロールの強度を増加させ、軽圧下するロールの変形を防ぐ必要があり、ロールの製造コストが上昇するという問題が発生する。したがって、鋳片の凝固末期において、未凝固部の形状変化に柔軟に対応して、未凝固部のみを適切に軽圧下することが可能な軽圧下装置が求められていた。
【００１０】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、鋳片の未凝固部の形状変化に柔軟に対応して、該未凝固部を適切に軽圧下することが可能な、新規かつ改良された連続鋳造装置の軽圧下装置、および連続鋳造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、連続鋳造装置の鋳型から下方に引き出された鋳片を、前記鋳片の凝固末期に厚み方向に軽圧下する連続鋳造装置の軽圧下装置において、前記鋳片を厚み方向に軽圧下する軽圧下ロールと、前記軽圧下ロールを支持する支持部材と、を備え、前記軽圧下ロールは、前記鋳片の幅方向に延伸されたロール軸と、前記鋳片の幅方向に独立して移動可能に設けられ、前記ロール軸を中心に回転可能な複数のロール部と、を備える、連続鋳造装置の軽圧下装置が提供される。
【００１２】
前記支持部材は、前記ロール部を前記鋳片の幅方向に移動させる移動機構をさらに備えてもよい。
【００１３】
前記鋳片の板厚および幅に基づいて、前記軽圧下ロールの鋳造方向の位置における前記鋳片の未凝固部の形状を予測する予測部と、前記未凝固部が存在すると予測された前記鋳片の幅方向の位置に前記ロール部を移動させるよう前記移動機構を制御する制御部と、をさらに備えてもよい。
【００１４】
前記鋳片の状態を測定する測定部と、前記鋳片の状態に基づいて、前記軽圧下ロールの鋳造方向の位置における前記鋳片の未凝固部の形状を予測する予測部と、前記未凝固部が存在すると予測された前記鋳片の幅方向の位置に前記ロール部を移動させるよう前記移動機構を制御する制御部と、をさらに備えてもよい。
【００１５】
前記軽圧下ロールと対向して前記鋳片を軽圧下する対向ロールをさらに備え、前記対向ロールは、前記鋳片の幅方向に同一の径を有し、前記鋳片の幅方向に一体化された１つのロール部を有してもよい。
【００１６】
前記ロール部は、前記鋳片と接触しない前記鋳片の幅方向の位置に移動可能に設けられてもよい。
【００１７】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、連続鋳造装置の鋳型から鋳片を下方に引き出しながら、前記鋳片の凝固末期にて未凝固部を有する前記鋳片を厚み方向に軽圧下する連続鋳造方法において上記の軽圧下装置が備える前記軽圧下ロールの複数のロール部のうち少なくとも一部を前記未凝固部に対応する前記鋳片の幅方向の位置に移動させ、前記ロール部が移動された後の前記軽圧下ロールにより、前記未凝固部に対応する前記鋳片の幅方向の位置を前記鋳片の厚み方向に軽圧下する、連続鋳造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように本発明によれば、鋳片の未凝固部の形状変化に柔軟に対応して、該未凝固部を適切に軽圧下することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る軽圧下装置が適用される連続鋳造装置を示す側断面図である。
【図２】同実施形態に係る軽圧下装置の構成を示した側断面図である。
【図３Ａ】凝固の一様態における軽圧下ロールの構成を示した説明図である。
【図３Ｂ】凝固の他の様態における軽圧下ロールの構成を示した説明図である。
【図４】ロール軸の軸方向に垂直な面において軽圧下ロールを切断した場合の断面図である。
【図５】ロール部が鋳片と接触しない位置に移動可能に設けられた軽圧下ロールを示す説明図である。
【図６】鋳片における未凝固部の形状を例示する側断面図である。
【図７】ロール部の位置を固定するスペーサの構造を示した説明図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る軽圧下装置の構造の一部を示した斜視図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る軽圧下装置が有する制御に関する内部構成を示したブロック図である。
【図１０Ａ】同実施形態に係る軽圧下装置におけるロール部の位置の制御の一例を示す説明図である。
【図１０Ｂ】同実施形態に係る軽圧下装置におけるロール部の位置の制御の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２１】
＜１．第１の実施形態＞
［１．１．連続鋳造装置の全体構成］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係る軽圧下装置が適用される連続鋳造装置の全体構成について説明する。図１は、本実施形態に係る軽圧下装置が適用される連続鋳造装置を示す側断面図である。
【００２２】
図１に示すように、連続鋳造装置は、連続鋳造用の鋳型１を用いて溶融金属２（例えば溶鋼）を連続鋳造し、スラブ等の鋳片３を製造するための装置である。かかる連続鋳造装置は、鋳型１と、取鍋４と、タンディッシュ５と、浸漬ノズル６と、二次冷却装置７と、鋳片切断機８とを備える。
【００２３】
取鍋４は、溶融金属２を外部からタンディッシュ５まで搬送するための可動式の容器である。取鍋４は、タンディッシュ５の上方に配置され、取鍋４内の溶融金属２をタンディッシュ５に供給する。タンディッシュ５は、鋳型１の上方に配置され、溶融金属２を貯留して、溶融金属２中の介在物を除去する。浸漬ノズル６は、タンディッシュ５の下端から鋳型１に向けて、先端を鋳型１内の溶融金属２に浸漬するように下方に延びている。浸漬ノズル６は、タンディッシュ５にて介在物が除去された溶融金属２を鋳型１内に連続供給する。
【００２４】
鋳型１は、製造される鋳片３の幅および厚みに応じた四角筒状であり、例えば、一対の長辺鋳型板によって一対の短辺鋳型板を幅方向両側から挟むようにして組み立てられる。これら鋳型板は、例えば水冷銅板で構成される。鋳型１は、上述した鋳型板と接触する溶融金属２を冷却し、外殻の凝固部３ａの内部に未凝固部３ｂを含んだ鋳片３を製造する。凝固部３ａが鋳型１下方に向かって移動するにつれて、内部の未凝固部３ｂの凝固が進行し、外殻の凝固部３ａの厚みは、徐々に厚くなる。このような凝固部３ａと未凝固部３ｂを含む鋳片３は、鋳型１の下端から引き抜かれる。
【００２５】
二次冷却装置７は、鋳型１の下方の二次冷却帯９に設けられ、鋳型１下端から引き抜かれた鋳片３を支持および搬送しながら冷却する。この二次冷却装置７は、鋳片３の厚み方向両側に配置される複数対の支持ロール（例えば、サポートロール１１、ピンチロール１２、およびセグメントロール１３）と、鋳片３に対して冷却水を噴射する複数のスプレーノズル（図示せず）と、を有する。
【００２６】
二次冷却装置７が備える支持ロールは、鋳片３の厚み方向両側に対となって配置され、鋳片３を支持しながら搬送する支持搬送手段として機能する。支持ロールにより鋳片３を厚み方向両側から支持することにより、二次冷却帯９において凝固途中の鋳片３のブレークアウトやバルジングを防止できる。
【００２７】
このような支持ロールは、例えば、図１に示すサポートロール１１、ピンチロール１２、およびセグメントロール１３を含む。サポートロール１１、ピンチロール１２、およびセグメントロール１３は、二次冷却帯９における鋳片３の搬送経路（パスライン）を形成する。このパスラインは、図１に示すように、鋳型１の直下では垂直であり、次に曲線状に湾曲し、最終的には水平になる。なお、二次冷却帯９において、パスラインが垂直である部分を垂直帯９Ａ、湾曲している部分を湾曲帯９Ｂ、水平である部分を水平帯９Ｃと称し、湾曲帯９Ｂと水平帯９Ｃとの境目をクレーターエンド３ｃと称する。このようなパスラインを有する連続鋳造装置は、垂直曲げ型の連続鋳造装置と称される。ただし、本発明に係る軽圧下装置は、上記で例示した垂直曲げ型の連続鋳造装置に限定されず、湾曲型または垂直型など各種の連続鋳造装置に適用可能である。
【００２８】
ここで、上記サポートロール１１、ピンチロール１２、およびセグメントロール１３について説明する。サポートロール１１は、鋳型１の直下の垂直帯９Ａに設けられる無駆動式ロールであり、鋳型１から引き抜かれた直後の鋳片３を支持する。鋳型１から引き抜かれた直後の鋳片３は、凝固部３ａが薄い状態であるため、ブレークアウトやバルジングを防止するために比較的短い間隔（ロールピッチ）で支持する必要がある。そのため、サポートロール１１としては、ロールピッチを短くすることが可能な小径のロールを用いることが望ましい。図１では、垂直帯９Ａにおける鋳片３の両側に、小径ロールからなる３対のサポートロール１１が、比較的短いロールピッチで設けられている。
【００２９】
ピンチロール１２は、モータ等の駆動手段により回転する駆動式ロールであり、鋳片３を鋳型１から引き抜く機能を有する。ピンチロール１２は、垂直帯９Ａ、湾曲帯９Ｂおよび水平帯９Ｃの適切な位置に配置される。鋳片３は、ピンチロール１２から伝達される力によって鋳型１から引き抜かれ、上記パスラインに沿って搬送される。なお、ピンチロール１２の配置は、図１に示す例には限られず、任意に設定されてもよい。
【００３０】
セグメントロール１３（ガイドロールとも称する）は、湾曲帯９Ｂおよび水平帯９Ｃに設けられる無駆動式ロールであり、上記パスラインに沿って鋳片３を支持および案内する。セグメントロール１３は、パスライン上の位置によって、および鋳片３のＦ面（Ｆｉｘｅｄ面、図１では左下側の面）とＬ面（Ｌｏｏｓｅ面、図１では右上側の面）とのいずれの面側に配置されているかによって、それぞれ異なるロール径およびロールピッチで配置されてもよい。
【００３１】
鋳片切断機８は、上記パスラインの水平帯９Ｃの終端に配置され、パスラインに沿って搬送された鋳片３を所定の長さに切断する。切断された厚板状の鋳片１４は、テーブルロール１５により次工程の設備に搬送される。
【００３２】
次に、上記で説明した連続鋳造装置の動作について説明する。取鍋４で搬送されてきた溶融金属２はタンディッシュ５に供給され、溶融金属２の介在物が除去される。次に、タンディッシュ５内の溶融金属２は、浸漬ノズル６を通じて鋳型１内に注入される。
【００３３】
鋳型１内では、鋳型１の内面に接触した溶融金属２の外周部分が凝固して、凝固部３ａが形成される。また、鋳型１下方に向かうにつれて、凝固が徐々に進行し、凝固部３ａの厚みは増加する。そして、この凝固部３ａ内に未凝固部３ｂが存在した状態で、鋳片３は鋳型１の下方に引き抜かれる。
【００３４】
次に、鋳型１下方の二次冷却帯９において、鋳型１から引き抜かれた鋳片３は、二次冷却装置７の複数対のロールにより、上記垂直曲げ型のパスラインに沿って支持および搬送されながら、徐々に冷却される。これにより、鋳片３内部の未凝固部３ｂの凝固がさらに進行し、クレーターエンド３ｃ以降の水平帯９Ｃにて凝固が完了する。その後、凝固完了した鋳片３は、鋳片切断機８により、所定長の鋳片１４に切断されて、外部に搬出される。
【００３５】
なお、上記の連続鋳造装置によって製造される鋳片３の種類およびサイズは、特に限定されない。例えば、鋳片３は、厚みが２５０〜４００ｍｍ程度のスラブ、５００ｍｍを超えるブルームまたはビレットであってもよい。また、鋳片３は、厚みが１００ｍｍ程度の薄スラブ、５０ｍｍ以下の薄帯連続鋳造鋳片などであってもよい。さらに、鋳片３の素材は、例えば、鉄鋼、特殊鋼であるが、他にもアルミニウム、アルミニウム合金、チタンなど、連続鋳造が可能な各種の金属であってもよい。
【００３６】
［１．２．軽圧下装置の構成］
次に、図２を参照して、本施形態に係る軽圧下装置の構成について説明する。図２は、本実施形態に係る軽圧下装置の構成を示した側断面図である。
【００３７】
本実施形態に係る軽圧下装置５０は、例えば、二次冷却帯９の水平帯９Ｃにおいて、軽圧下ロールを用いて鋳片３を厚み方向に軽圧下する装置である。この軽圧下装置５０は、二次冷却帯９の鋳片のパスライン上において、鋳片３の大部分が凝固部３ａになり、未凝固部３ｂがわずかとなった凝固末期の鋳片を軽圧下するために適用される。具体的には、軽圧下装置５０は、図１に示すクレーターエンド３ｃ以降に適用され、凝固末期の鋳片の未凝固部３ｂを軽圧下することにより、中心偏析を抑制するものである。
【００３８】
なお、軽圧下装置５０の適用箇所は、上記例示に限定されない。例えば、軽圧下装置５０は、図１で示した垂直帯９Ａまたは湾曲帯９Ｂ等において凝固初期の鋳片３を軽圧下するために用いることも可能である。
【００３９】
図２に示すように、軽圧下装置５０は、上下に対向配置される複数対の軽圧下ロール２１ａ、２１ｂと、圧下機構２３と、支持部材２５と、を備える。なお、支持部材２５によって一体に構成された軽圧下装置５０は、セグメントとも称される。なお、図２では、軽圧下装置５０は、８対の軽圧下ロール２１ａ、２１ｂを備えるが、本発明は、上記例示に限定されない。軽圧下装置５０は、少なくとも１対以上の軽圧下ロール２１ａ、２１ｂを備えていればよい。
【００４０】
軽圧下ロール２１ａ、２１ｂは、鋳片３の厚み方向両側に対となって配置され、両側から鋳片３の未凝固部３ｂを軽圧下する。また、軽圧下ロール２１ａ、２１ｂの少なくとも一方は、鋳片３と接触するロール部が鋳片幅方向に複数片に分割されており、これら複数のロール部が鋳片幅方向に独立して移動可能に設けられている。したがって、軽圧下ロール２１ａ、２１ｂは、複数のロール部を鋳片幅方向に独立して移動させることにより鋳片３の未凝固部３ｂを選択的に軽圧化することができるため、未凝固部３ｂの形状変化に柔軟に対応して軽圧下することができる。なお、軽圧下ロール２１ａ、２１ｂの詳細については、図３Ａおよび３Ｂを参照して後述する。
【００４１】
圧下機構２３は、支持部材２５の上部等に設置されたアクチュエータであり、例えば、圧下機構２３は、油圧シリンダーなどの動力シリンダーである。圧下機構２３は、軽圧下ロール２１ａ、２１ｂ間の距離を調節することにより、所定の圧下設定にて鋳片３を厚み方向に軽圧下する。なお、圧下機構２３は、支持部材２５に支持される軽圧下ロール２１ａ、２１ｂの圧下設定を一様に変更してもよく、軽圧下ロール２１ａ、２１ｂの対ごとに圧下設定を変更してもよい。
【００４２】
支持部材２５は、軽圧下装置５０の各構成を支持する構造部材であり、軽圧下ロール２１ａを支持する上フレームと、軽圧下ロール２１ｂを支持する下フレームと、上フレームおよび下フレームを連結する連結フレームとからなる。支持部材２５は、軽圧下ロール２１ａ、２１ｂを鋳片３の厚み方向の両側に支持する。具体的には、支持部材２５は、軽圧下ロール２１ａ、２１ｂの両端を軸受け部（図示せず）によって軸支し、軽圧下ロール２１ａ、２１ｂが鋳片幅方向を回転軸方向として回転可能となるように支持する。なお、軽圧下ロール２１ａ、２１ｂは、図示しないモータ等の駆動手段により回転する駆動式ロールであってもよく、駆動手段を有さない無駆動式ロールであってもよい。
【００４３】
［１．３．軽圧下ロールの構成］
続いて、図３Ａ〜図７を参照して、本実施形態に係る軽圧下装置が備える軽圧下ロールについて詳細に説明する。図３Ａは、凝固の一様態における軽圧下ロールの構成を示した説明図であり、図３Ｂは、凝固の他の様態における軽圧下ロールの構成を示した説明図である。なお、図３Ａおよび３Ｂでは、説明の便宜上、図２で説明した圧下機構２３および支持部材２５等を省略している。
【００４４】
図３Ａおよび３Ｂに示すように、本実施形態に係る軽圧下装置では、上側の軽圧下ロール１００と、下側の対向ロール２００とが対向配置される。軽圧下ロール１００は、ロール軸１０２と、複数のロール部１０４とを備える。また、対向ロール２００は、ロール軸２０２と、ロール部２０４とを備える。したがって、鋳片３００の未凝固部３０４は、軽圧下ロール１００のロール部１０４と、対向ロール２００のロール部２０４との間で軽圧下される。
【００４５】
軽圧下ロール１００のロール軸１０２は、鋳片幅方向に延伸された棒状の部材である。ロール部１０４は、略円筒形状を有し、鋳片幅方向に複数片に分割されている。また、円筒形状のロール部１０４の軸方向がロール軸１０２の軸方向と一致するように、分割されたそれぞれのロール部１０４は、ロール軸１０２の外周部に嵌合される。ロール軸１０２の両端は支持部材２５に設けられた軸受け部（図示せず）によって軸支されており、ロール軸１０２および複数のロール部１０４は、鋳片幅方向を回転軸方向として一体に回転するように構成される。
【００４６】
なお、軽圧下ロール１００は、図示しないモータ等の駆動手段により回転する駆動式ロールであってもよく、駆動手段を有さない無駆動式ロールであってもよい。ここで、軽圧下ロール１００が駆動式ロールである場合のロール軸１０２およびロール部１０４の断面形状を図４に示す。図４は、ロール軸１０２の軸方向に対して垂直な断面において軽圧下ロール１００を切断した場合の断面図である。
【００４７】
図４に示すように、軽圧下ロール１００が駆動式ロールである場合、ロール軸１０２とロール部１０４は、キー構造により連結されることで一体的に回転可能となる。具体的には、ロール軸１０２の軸方向に垂直な断面は、円と十字を組み合わせた形状を有し、ロール部１０４と嵌合する凸部１０３を有する。また、ロール部１０４の軸方向に垂直な断面は、上述したロール軸１０２の凸部１０３の形状に対応した凹部１０５を有し、ロール軸１０２の凸部１０３と嵌合する。このような断面形状を有するロール軸１０２と、ロール部１０４とが連結されることにより、軽圧下ロール１００は、鋳片幅方向を軸方向としてロール軸１０２およびロール部１０４を一体的に回転させることができる。したがって、駆動式の軽圧下ロール１００は、鋳片３００に対して、該鋳片３００を鋳造方向に搬送する力を伝達することができる。なお、ロール軸１０２およびロール部１０４の軸方向に垂直な断面形状は、ロール軸１０２とロール部１０４とが互いに嵌合可能であれば、上記に限定されず、多様な変形が可能である。
【００４８】
また、ロール部１０４は鋳片幅方向に移動可能に設けられる。したがって、図３Ａに示すように、鋳片幅方向の中央部が未凝固である場合、ロール部１０４は、それぞれのロール部１０４を鋳片幅方向の中央部に寄せて配置することで、未凝固部３０４を軽圧下することができる。また、図３Ｂに示すように、鋳片幅方向の両端部が未凝固である場合、ロール部１０４は、ロール部１０４を２つずつの２グループに分けて、鋳片幅方向の両端部に配置することで、未凝固部３０４を軽圧下することができる。
【００４９】
したがって、本実施形態に係る軽圧下ロール１００は、未凝固部３０４が２箇所以上に分かれて存在する場合であっても、複数のロール部１０４をそれぞれの未凝固部３０４に対して振り分けることにより、未凝固部３０４を適切に軽圧下することができる。
【００５０】
また、複数のロール部１０４は、未凝固部３０４の位置が鋳片の一方の端部に偏っている場合であっても、複数のロール部１０４を未凝固部３０４の位置に移動させることにより、未凝固部３０４を適切に軽圧下することができる。
【００５１】
さらに、複数のロール部１０４は、未凝固部３０４の幅が変動した場合であっても、ロール部１０４同士の間隔を変化させることにより、未凝固部３０４の一端から他端までを軽圧下することができる。
【００５２】
具体的には、ロール部１０４によって鋳片３００が軽圧下された場合、ロール部１０４が当接している領域の両側の領域についても軽圧下による圧力分布が裾を引くため、該両側の領域も軽圧下されている。そのため、間隔を設けてそれぞれのロール部１０４を配置し、鋳片３００を軽圧下した場合でも、それぞれのロール部１０４における軽圧下の圧力分布の裾が重ね合うため、未凝固部３０４の一端から他端までを適切に軽圧下することができる。したがって、このような軽圧下ロール１００によれば、鋳片３００の未凝固部３０４の幅が変動した場合であっても、それぞれの鋳片３００に対して適切に軽圧下することができる。
【００５３】
ここで、図５に示すように、ロール部１０４ｂは、鋳片幅方向において鋳片３００と接触しない位置に移動可能に設けられていてもよい。図５は、ロール部１０４ｂが鋳片３００と接触しない位置に移動可能に設けられた軽圧下ロールを示した説明図である。
【００５４】
具体的には、軽圧下ロール１１０のロール軸１１２は、少なくとも一方向が鋳片３００の幅より延伸されており、ロール軸１１２は、鋳片３００の幅よりもさらに突出した退避部１１２ａを備える。なお、退避部１１２ａの幅は、１つのロール部１０４ａ、１０４ｂの鋳片幅方向の幅よりも大きい。退避部１１２ａに移動したロール部１０４ｂは、鋳片３００と接触しないため、他のロール部１０４ａが鋳片３００を軽圧下した場合でも鋳片３００を軽圧下しなくなる。
【００５５】
この構成によれば、例えば、未凝固部３０４の幅がすべてのロール部１０４ａ、１０４ｂの幅の和よりも小さい場合に、一部のロール部１０４ｂを退避部１１２ａに移動させることで、凝固部３０２を軽圧下することなく、適切に未凝固部３０４を軽圧下することができる。
【００５６】
一方、ロール軸１１２が退避部１１２ａを備えていない場合、すべてのロール部１０４ａ、１０４ｂを隣接させて配置したとしても、ロール部１０４ａ、１０４ｂによって軽圧下される幅は、未凝固部３０４の幅よりも大きくなる。そのため、軽圧下ロール１１０は、未凝固部３０４に加えて凝固部３０２の一部も軽圧下せざるを得ないため、より高い圧力で軽圧下しなくてはならず、好ましくない。ただし、ロール部１０４が軽圧下する鋳片３００の幅は、未凝固部３０４を確実に軽圧下するためには、未凝固部３０４の幅と同じか、軽圧下の圧力が増加しない範囲で未凝固部３０４の幅よりも大きいことが好ましい。
【００５７】
なお、図３Ａおよび３Ｂでは、軽圧下ロール１００のロール部１０４が４つに分割されている例を示したが、本実施形態に係る軽圧下装置は、上記の例示に限定されない。本実施形態に係る軽圧下装置が有する軽圧下ロール１００のロール部１０４は、２つ以上に分割されていればよく、未凝固部３０４の形状変化に対してより柔軟に対応するためには、より多く分割されていることが好ましい。
【００５８】
また、図３Ａおよび３Ｂに示すように、対向ロール２００のロール軸２０２は、鋳片幅方向に延伸された棒状の部材である。また、ロール部２０４は、鋳片幅方向で同一の径を有し、鋳片幅方向で一体化された円筒形状を有し、ロール軸２０２の軸方向と、ロール部２０４の軸方向とが一致するようにロール軸２０２の外周部に嵌合される。また、ロール軸２０２の両端は支持部材２５に設けられた軸受け部（図示せず）によって軸支されており、ロール軸２０２およびロール部２０４は、鋳片幅方向を回転軸方向として一体に回転するように構成される。
【００５９】
このロール部２０４の形状により、対向ロール２００は、軽圧下ロール１００に対して基準面となる機能を果たす。具体的には、鋳片３００は、鋳片幅方向で同一の径を有し、鋳片幅方向で一体化された１つのロール部２０４により、鋳片幅方向において均等な圧力で軽圧下されるため、鋳片３００の厚み分布が抑制され、形状が良好になる。鋳造の後工程である圧延等は、鋳片３００が矩形断面であることを前提としているため、このような対向ロール２００を用いて鋳片３００の形状を良好にした場合、後工程における鋳片３００の歩留まりを向上させることができる。
【００６０】
なお、本実施形態に係る軽圧下装置は、上記で説明した対向ロール２００に替えて、鋳片３００の下側にも複数のロール部１０４が設けられた軽圧下ロール１００を備えてもよい。このような場合、軽圧下装置は、鋳片３００をロール部１０４が分割された軽圧下ロール１００同士で挟み込んで軽圧下することになる。この時、複数のロール部１０４の鋳片幅方向における位置は、上下の軽圧下ロール１００それぞれで同じ位置になることが好ましい。
【００６１】
鋳片３００は、凝固部３０２と、未凝固部３０４とを含む。本実施形態に係る軽圧下装置によって軽圧下される鋳片３００は、凝固末期の鋳片であり、例えば、鋳片の幅および厚みの中心に相当する位置の中心固相率が０．８以上１．０未満の鋳片である。本実施形態に係る軽圧下装置は、このような鋳片３００に対して軽圧下することにより鋳片３００の中心偏析を抑制することができる。
【００６２】
なお、凝固部３０２は、流動性を失い完全凝固した（すなわち、固相率が１．０である）鋳片である。凝固部３０２は、未凝固部３０４よりも固いため、本実施形態に係る軽圧下装置は、軽圧下時の圧力を増加させないために凝固部３０２を避けて未凝固部３０４を軽圧下する。
【００６３】
また、未凝固部３０４は、流動性を有し、完全凝固していない（すなわち、固相率が１．０未満である）鋳片である。本実施形態に係る軽圧下装置は、未凝固部３０４を軽圧下することにより不純物元素の流動を抑制し、中心偏析を抑制することができる。
【００６４】
ここで、図６を参照して、鋳片３００における未凝固部３０４の形状を例示する。図６は、鋳片３００における未凝固部３０４の形状を例示する側断面図である。本実施形態に係る軽圧下装置は、図６で例示した未凝固部３０４の形状変化に柔軟に対応することができるため、凝固部３０２を軽圧下せず、未凝固部３０４のみを適切に軽圧下することが可能である。
【００６５】
図６（ａ）に示す鋳片３００は、鋳片幅方向の中央部に未凝固部３０４を有する鋳片である。このような場合、軽圧下ロール１００は、ロール部１０４の間隔を調整することにより、ロール部１０４により軽圧下される幅を未凝固部３０４の幅と対応させることができる。
【００６６】
図６（ｂ）に示す鋳片３００は、鋳片幅方向の両端部に未凝固部３０４を有する鋳片である。このような場合、軽圧下ロール１００は、ロール部１０４を２グループに分け、それぞれのグループのロール部１０４を未凝固部３０４に対応した位置に移動させることにより、未凝固部３０４を適切に軽圧下することができる。なお、分割されたロール部１０４の数が奇数である場合、例えば、上述した退避部１１２ａにロール部１０４を１つ移動させることによって、複数のロール部１０４を２つのグループに分けることを可能にしてもよい。
【００６７】
図６（ｃ）に示す鋳片３００は、鋳片幅方向の中央部および両端部に未凝固部３０４を有する鋳片である。このような場合、軽圧下ロール１００は、複数のロール部１０４を３グループに分け、それぞれのグループのロール部１０４を未凝固部３０４に対応した位置に移動させることにより、未凝固部３０４を適切に軽圧下することができる。なお、分割されたロール部１０４の数が偶数である場合、例えば、上述した退避部１１２ａにロール部１０４を１つの移動させることによって、複数のロール部１０４を３つのグループに分けることを可能にしてもよい。
【００６８】
図６（ｄ）に示す鋳片３００は、鋳片幅方向の一方の端部に偏って未凝固部３０４を有する鋳片である。このような場合、軽圧下ロール１００は、複数のロール部１０４を未凝固部３０４の位置に対応させて移動させることにより、未凝固部３０４を適切に軽圧下することができる。なお、図６（ａ）と同様に、軽圧下ロール１００は、ロール部１０４の間隔を調整することにより、複数のロール部１０４により軽圧下される幅を未凝固部３０４の幅と対応させることができる。
【００６９】
図６（ｅ）に示す鋳片３００は、鋳片幅方向の両端部に未凝固部３０４が存在し、それぞれの未凝固部３０４の幅が異なる鋳片である。このような場合、軽圧下ロール１００は、ロール部１０４を未凝固部３０４の幅に対応した数で２グループに分け、それぞれのグループのロール部１０４を未凝固部３０４に対応する位置に移動させることによって、未凝固部３０４を適切に軽圧下することができる。
【００７０】
以上説明したように、本実施形態に係る軽圧下装置５０は、鋳片３００の幅および厚みや未凝固部３０４の位置または形状が多様に変化する場合であっても。該未凝固部３０４の変化に柔軟に対応し、適切に未凝固部３０４を軽圧下することが可能である。
【００７１】
なお、第１の実施形態において、複数のロール部１０４の移動は、例えば、鋳片３００の製造バッチごとに人力により、または図示しないモータ等からの動力により行われる。また、移動されたロール部１０４は、ロール軸１０２に対して着脱可能なスペーサによって位置決めされ、固定される。以下では、ロール部１０４の位置を固定するスペーサについて、図７を参照して説明する。図７は、ロール部１０４の位置を固定するスペーサ４００の構造を示した説明図である。
【００７２】
図７に示すように、スペーサ４００は、軽圧下ロール１００のロール軸１０２に着脱自在な構造を有する。具体的には、スペーサ４００は、一対の半環状部４０２、４０２と、ヒンジ部４０４と、一対の当接部４０６、４０６と、ボルト４０８とを備える。
【００７３】
半環状部４０２、４０２は、相互に対称な形状を有する半環状の部材であり、該半環状部４０２の形状および曲率は、軽圧下ロール１００のロール軸１０２の外径に対応している。半環状部４０２、４０２の一端は、ヒンジ部４０４により相互に連結されている。これにより、半環状部４０２、４０２は、ヒンジ部４０４を中心として開閉可能となる。
【００７４】
また、半環状部４０２、４０２の他端には、それぞれ当接部４０６、４０６が設けられている。さらに、当接部４０６、４０６には図示しないボルト孔が貫通形成されている。このような構成により、図７（ａ）に示すように、半環状部４０２、４０２が閉じられたときに、一対の当接部４０６、４０６は、相互に当接し、該当接した当接部４０６、４０６をボルト４０８にて締結して固定することで、半環状部４０２、４０２は開かないように固定される。一方、図７（ｂ）に示すように、ボルト４０８を外し、当接部４０６、４０６を離隔させることで、半環状部４０２、４０２は自由に開くことができる。
【００７５】
このような構成のスペーサ４００は、軽圧下ロール１００のロール軸１０２に対して、鋳片幅方向の適宜の位置に着脱可能である。したがって、かかるスペーサ４００を上記ロール部１０４の両側に装着することにより、ロール軸１０２に装着されたロール部１０４を鋳片幅方向に固定することができる。
【００７６】
以上にて、本発明の第１の実施形態に係る軽圧下ロールの構成について詳しく説明を行った。
【００７７】
［１．４．ロール部の設計例］
以下では、上述した本発明の第１の実施形態に係る軽圧下ロール１００におけるロール部１０４の一設計例について説明する。
【００７８】
例えば、下記の表１にて示した厚みおよび幅の異なる鋳片Ａ〜Ｆを軽圧下することを検討する。なお、鋳片の凝固の様態としては、図６（ａ）で示した鋳片幅方向の中央部に未凝固部３０４が存在する場合、および図６（ｂ）で示した鋳片幅方向の両端部に未凝固部３０４が存在する場合の２通りが主であるため、これらの場合について検討する。なお、以下では、図６（ａ）で示した凝固の様態をセンター凝固と称し、図６（ｂ）で示した凝固の様態をメガネ凝固と称する。
【００７９】
一般的に、センター凝固の場合、鋳片幅方向の未凝固部３０４の幅は、鋳片幅から鋳片厚みを差し引いた値である。また、メガネ凝固の場合、鋳片幅方向の未凝固部３０４のそれぞれの幅は、センター凝固における未凝固部３０４の幅の半分である。したがって、鋳片Ａ〜Ｆのそれぞれの未凝固部の幅は、下記の表１のとおりとなる。
【００８０】
【表１】
2015213948.tif 000003
【００８１】
表１からわかるように、鋳片Ａ〜Ｆをそれぞれ軽圧下するためには、センター凝固において、幅７００ｍｍ〜１１５０ｍｍの未凝固部３０４を軽圧下する必要があり、メガネ凝固において、幅３５０ｍｍ〜５７５ｍｍの未凝固部３０４を軽圧下する必要がある。
【００８２】
例えば、軽圧下ロール１００に設けられたロール部１０４の個数を４つとすると、センター凝固時の未凝固部３０４の最小幅（７００ｍｍ）からロール部１０４の幅は、７００ｍｍ／４＝１７５ｍｍと算出することができる。また、センター凝固時の未凝固部３０４の最大幅（１１５０ｍｍ）におけるロール部１０４の間隔は、（１１５０ｍｍ−１７５ｍｍ×４）／３＝１５０ｍｍと算出される。センター凝固時において未凝固部３０４が最大幅となる場合（鋳片Ｅ）でも、ロール部１０４の間隔（１５０ｍｍ）がロール部１０４の幅（１７５ｍｍ）よりも小さくなるため、軽圧下ロール１００は、センター凝固した鋳片Ａ〜Ｆを適切に軽圧下することができる。
【００８３】
また、メガネ凝固において、上記で算出したロール部の幅（１７５ｍｍ）にて鋳片Ａ〜Ｆを適切に軽圧下することができるか確認する。ロール部１０４の個数を４つであるため、メガネ凝固時の未凝固部３０４は、それぞれ２つのロール部１０４によって軽圧下される。ここで、メガネ凝固時の未凝固部３０４が最小幅（３５０ｍｍ）である場合（鋳片Ｂ）、３５０ｍｍ≧１７５ｍｍ×２である。したがって、メガネ凝固時の未凝固部３０４の最小幅が２つのロール部１０４の幅の和以上となるため、軽圧下ロール１００は、メガネ凝固した鋳片Ａ〜Ｆを適切に軽圧下することが可能であると確認できる。
【００８４】
一方、従来の軽圧下ロールでは、特定の鋳片の幅および厚みに合わせてロール部の形状が設計される。例えば、鋳片Ｄの鋳造量が最も多い場合、鋳片Ｄの幅および厚みにて軽圧下ロールにおけるロール部の形状が設計される。ここで、鋳片Ｄの未凝固部の幅よりも未凝固部の幅が大きい鋳片Ｃ、Ｅ、Ｆを鋳片Ｄの幅および厚みで設計されたロール部にて軽圧下した場合、軽圧下されていない未凝固部が発生し、中心偏析が生じるため、鋳片の品質が低下する。また、鋳片Ｄの未凝固部の幅よりも未凝固部の幅が小さい鋳片Ａ、Ｂを鋳片Ｄの幅および厚みで設計されたロール部にて軽圧下した場合、凝固部を軽圧下しなくてはいけないため圧下力が不足し、軽圧下することができない。
【００８５】
以上で説明した鋳片Ａ〜Ｆにおける本発明に係る軽圧下ロール（本発明の設計例）と、従来の軽圧下ロール（従来例）との鋳片の品質を以下の表２にまとめる。表２において、「○」は鋳片の品質が良好であることを示し、「△」は鋳片の一部で品質が低下していることを示し、「×」は適切に軽圧下されておらず、鋳片の全体で品質が低下していることを示す。
【００８６】
【表２】
2015213948.tif 000004
【００８７】
表２からわかるように、本発明に係る軽圧下ロール１００は、異なる幅および厚みを有する鋳片Ａ〜Ｆがセンター凝固およびメガネ凝固した場合のそれぞれに対して、適切に未凝固部３０４を軽圧下し、良好な品質の鋳片を製造できることがわかる。一方、従来の軽圧下ロールは、設計時に用いた幅および厚みを有する鋳片以外では、適切に未凝固部３０４を軽圧下することができないため、鋳片の品質が劣化することがわかる。
【００８８】
以上説明したように、本実施形態に係る軽圧下装置は、軽圧下ロール１００に独立して移動可能に設けられたロール部１０４により、鋳片３００における未凝固部３０４の形状変化に柔軟に対応することができるため、未凝固部３０４を適切に軽圧下することができる。
【００８９】
＜２．第２の実施形態＞
次に、図８を参照して、本発明の第２の実施形態に係る軽圧下装置について説明する。図８は、本発明の第２の実施形態に係る軽圧下装置の構造の一部を示した斜視図である。
【００９０】
本発明の第２の実施形態に係る軽圧下装置は、第１の実施形態に対して、支持部材１２０が移動機構１２８を備え、移動機構１２８によりロール部１２４が移動される点が相違する。以下、かかる相違点を中心に説明し、第１の実施形態と同様の構成の説明を省略する。なお、図８では、支持部材１２０は、鋳片幅方向に一列に並ぶ軽圧下ロール１２３を支持する構成のみを抽出して示している。
【００９１】
図８に示すように、本実施形態に係る軽圧下装置は、支持部材１２０と、軽圧下ロール１２３とを備える。また、支持部材１２０は、支持レール１２２と、ロール収容部１２６と、移動機構１２８と、を備え、軽圧下ロール１２３は、ロール部１２４と、ロール軸１２５と、を備える。なお、本実施形態に係る軽圧下ロール１２３は、無駆動式ロールである。
【００９２】
支持部材１２０が備える支持レール１２２は、鋳片幅方向に延伸された２本の部材からなるレール状の部材であり、支持レール１２２の両端は、軽圧下装置の図示しない上フレームまたは下フレームと連結されている。ロール収容部１２６は、支持レール１２２の下方に懸吊されたコの字形状の部材であり、該コの字形状の中に軽圧下ロール１２３を収容する。また、ロール収容部１２６は、収容した軽圧下ロール１２３のロール軸１２５を軸受け部（図示せず）にて回転可能に支持する。
【００９３】
移動機構１２８は、支持レール１２２上に架設されて、ロール収容部１２６を支持レール１２２から吊り下げるように支持する。また、移動機構１２８は、支持レール１２２に沿って鋳片幅方向に移動可能なアクチュエータを含み、例えば、電動モータ等の動力により鋳片幅方向に移動する。したがって、移動機構１２８は、支持レール１２２に沿って鋳片幅方向に移動することにより、移動機構１２８によって支持されているロール収容部１２６、およびロール収容部１２６に収容された軽圧下ロール１２３を鋳片幅方向に移動させることができる。
【００９４】
軽圧下ロール１２３が備えるロール軸１２５は、鋳片幅方向に延伸された棒状の部材である。また、ロール部１２４は、略円筒形状を有し、ロール部１２４の軸方向がロール軸１２５の軸方向と一致するようにロール軸１０２の外周部に嵌合される。ロール軸１２５の両端はロール収容部１２６に軸受け部（図示せず）によって軸支されており、ロール軸１２５およびロール部１２４は、鋳片幅方向を回転軸方向として一体に回転するように構成される。
【００９５】
以上説明したように、本実施形態に係る軽圧下装置は、移動機構１２８により軽圧下ロール１２３のロール部１２４を鋳片幅方向にそれぞれ独立して移動させることができる。よって、本実施形態に係る軽圧下装置は、鋳片３００の製造バッチ間だけでなく鋳片３００の製造中においても、軽圧下ロール１２３のロール部１２４を移動させ、鋳片３００に対して軽圧下する位置を変更することができる。
【００９６】
したがって、本実施形態に係る軽圧下装置は、鋳片３００の製造中に未凝固部３０４の形状が変化した場合であっても、移動機構１２８により鋳片３００に対して軽圧下する位置を変更し、未凝固部３０４を適切に軽圧下することができる。
【００９７】
＜３．第３の実施形態＞
次に、図９〜１０Ｂを参照して、本発明の第３の実施形態に係る軽圧下装置について説明する。図９は、本発明の第３の実施形態に係る軽圧下装置が有する制御に関する内部構成を示したブロック図である。
【００９８】
本発明の第３の実施形態に係る軽圧下装置は、第２の実施形態の構成に加えて、さらに制御部を備える。本発明の第３の実施形態に係る軽圧下装置は、制御部によって鋳片の幅および厚みや鋳片の状態から鋳片の幅方向における未凝固部の位置や形状を予測し、予測した未凝固部の位置に合わせて軽圧下ロール１２３のロール部１２４の位置を制御するものである。以下では、かかる特徴を中心に説明を行い、第２の実施形態と同様の構成の説明を省略する。
【００９９】
図９に示すように、本実施形態に係る軽圧下装置５００は、測定部５１０と、予測部５２２および位置制御部５２４を含む制御部５２０とを備える。軽圧下装置５００は、測定部５１０が鋳片３００より測定した情報を用いて鋳片の幅方向における未凝固部の位置や形状を予測し、位置制御部５２４によって、軽圧下ロール１２３が予測した未凝固部の位置を軽圧下するように移動機構１２８を制御する。なお、鋳片３００については、第１の実施形態で説明したとおりであり、移動機構１２８については、第２の実施形態で説明したとおりであるので、ここでの説明を省略する。
【０１００】
測定部５１０は、例えば、各種センサを備え、鋳片３００の情報を測定し、予測部５２２は、測定部５１０が測定した情報を用いて軽圧下ロール１２３の鋳造方向の位置における鋳片３００の未凝固部３０４の形状を予測する。
【０１０１】
測定部５１０は、例えば、製造する鋳片３００の幅および厚み、二次冷却帯９における冷却水を噴出するスプレーの配置および冷却水流量、支持ロールの配置、鋳片３００における冷却水のたまり水状態を測定する。なお、測定部５１０は、上記の情報のうち、軽圧下装置５００または連続鋳造装置１において別途設定されている情報（例えば、製造する鋳片３００の幅および厚み、二次冷却帯９におけるスプレーの配置および冷却水流量、支持ロールの配置など）については、該設定を記憶している連続鋳造装置１の記憶部等から取得してもよい。
【０１０２】
このような場合、予測部５２２は、測定した鋳片３００の幅および厚みから決定される未凝固部３０４の形状をデータベースから取得し、取得した未凝固部の形状を軽圧下ロール１２３の鋳造方向の位置における鋳片３００の未凝固部３０４の形状として予測してもよい。ここで、データベースから取得した鋳片３００の幅および厚みから決定される未凝固部３０４の形状とは、例えば、所定の幅および厚みの鋳片３００において最も形成される頻度が高い未凝固部の形状である。なお、予測部５２２は、二次冷却帯９におけるスプレーの配置および冷却水流量、支持ロールの配置、鋳片３００における冷却水のたまり水状態から鋳片３００の二次冷却の状態を判断し、取得した典型的な未凝固部の形状を鋳片３００の二次冷却の状態を用いてＦＥＭの計算により補正することで、鋳片３００の未凝固部３０４の形状を予測してもよい。
【０１０３】
また、測定部５１０は、例えば、放射温度計により鋳片３００の幅方向における表面温度を測定してもよい。このような場合、予測部５２２は、鋳片幅方向において、表面温度が低い領域は凝固が進行しており、表面温度が高い領域は未凝固であると判断して、軽圧下ロール１２３の鋳造方向の位置における鋳片３００の未凝固部３０４の形状を予測してもよい。
【０１０４】
また、測定部５１０は、例えば、鋳片３００に対して電磁波を照射し、反射波の分布を測定してもよい。このような場合、鋳片３００に対して照射された電磁波は、鋳片３００の未凝固部３０４と凝固部３０２との界面で反射するため、予測部５２２は、反射波の分布を解析することにより鋳片３００の未凝固部３０４の形状を予測することができる。
【０１０５】
さらに、測定部５１０は、例えば、連続鋳造装置１の鋳造方向の上流に位置する他の軽圧下ロールに備えられた歪みゲージを用いて、他の軽圧下ロールのロール部のそれぞれが鋳片３００から受ける反力を測定してもよい。このような場合、予測部５２２は、鋳片幅方向において、鋳片３００から受ける反力が大きい位置は凝固が進行しており、鋳片３００から受ける反力が小さい位置は未凝固であると判断して、下流の軽圧下ロール１２３の鋳造方向の位置における鋳片３００の未凝固部３０４の形状を予測してもよい。
【０１０６】
位置制御部５２４は、予測部５２２が予測した鋳片３００の未凝固部３０４の形状に対応した位置をロール部１２４が軽圧下することができるように移動機構１２８を制御する。例えば、位置制御部５２４は、移動機構１２８の電動モータ等の動力を制御することにより、予測部５２２が予測した鋳片３００の未凝固部３０４の形状に対応する位置に各軽圧下ロール１２３のロール部１２４をそれぞれ移動させる。
【０１０７】
なお、予測部５２２および位置制御部５２４を含む制御部５２０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などのハードウェアによって構成される。具体的には、ＣＰＵは、演算処理装置および制御装置として機能し、各種プログラムに従って制御部５２０が行う制御を実行する。また、ＲＯＭは、ＣＰＵが使用するプログラム、演算パラメータを記憶し、ＲＡＭは、ＣＰＵの実行において使用するプログラムや、その実行において適宜変化するパラメータ等を一時記憶する。
【０１０８】
ここで、図１０Ａおよび１０Ｂを参照して、位置制御部５２４が行う軽圧下ロール１２３のロール部１２４に対する位置制御をさらに具体的に説明する。図１０Ａおよび１０Ｂは、本実施形態に係る軽圧下装置が有する軽圧下ロール１２３におけるロール部１２４の配置の一例を示す説明図である。なお、図１０Ａおよび１０Ｂでは、上から下へ向かう方向が、連続鋳造装置における鋳片３００の鋳造方向である。なお、１つの支持部材１２０に支持された各軽圧下ロール１２３のロール部１２４については、それぞれ同一の符号を付した。
【０１０９】
図１０Ａおよび１０Ｂに示すように、鋳片３００は、凝固部３０２と、未凝固部３０４とを有する。また、鋳片３００は、情報取得位置５１２にて取得された情報に基づいて位置制御されたロール部１２４ａ〜１２４ｈにより軽圧下されている。
【０１１０】
凝固部３０２は、完全凝固した鋳片であり、具体的には、中心固相率が１．０の鋳片である。また、未凝固部３０４は、未凝固の鋳片であり、具体的には、中心固相率が１．０未満の鋳片である。なお、未凝固部３０４は、中心固相率が０．８以上１．０未満である凝固末期の鋳片を含む。
【０１１１】
ここで、測定部５１０は、情報取得位置５１２にて鋳片３００の情報を取得し、予測部５２２は、取得された鋳片３００の情報に基づいて、各軽圧下ロール１２３の鋳造方向の位置における鋳片３００の未凝固部の形状を予測する。また、位置制御部５２４は、移動機構１２８を制御し、予測された未凝固部３０４の形状に対応した位置に各軽圧下ロール１２３が備えるロール部１２４ａ〜１２４ｈを移動させる。
【０１１２】
例えば、位置制御部５２４は、図１０Ａおよび１０Ｂに示すように、各軽圧下ロール１２３におけるロール部の位置を制御してもよい。
【０１１３】
例えば、図１０Ａで示す鋳片３００は、センター凝固の鋳片であり、鋳片幅方向の中央部に存在する未凝固部３０４は鋳片３００の鋳造方向に進むにつれて幅が縮小している。したがって、それぞれの軽圧下ロール１２３に備えられたロール部の間隔は、鋳片３００の鋳造方向に進むにつれて狭くなる。具体的には、ロール部１２４ｃ同士の間隔は、ロール部１２４ｂ同士の間隔より狭く、ロール部１２４ｂ同士の間隔は、ロール部１２４ａ同士の間隔より狭い。また、ロール部１２４ｄでは、未凝固部３０４の幅が十分小さいため、２つのロール部１２４ｄを上述した退避部１１２ａに移動させ、２つのロール部１２４ｄにて軽圧下している。
【０１１４】
また、図１０Ｂで示した鋳片３００は、メガネ凝固の鋳片であり、鋳片幅方向の両端部にそれぞれ存在する未凝固部３０４は、鋳片３００の鋳造方向に進むにつれて幅が縮小している。したがって、それぞれの軽圧下ロール１２３は、ロール部を２グループに分けてそれぞれの未凝固部３０４を軽圧下している。また、各グループのロール部同士の間隔は、鋳片３００の鋳造方向に進むにつれ狭くなる。具体的には、右側２つのロール部１２４ｇの間隔は、右側２つのロール部１２４ｆの間隔より狭く、右側２つのロール部１２４ｆの間隔は、右側２つのロール部１２４ｅの間隔より狭い。また、ロール部１２４ｈでは、未凝固部３０４の幅が十分小さいため、２つのロール部１２４ｈを上述した退避部１１２ａに移動させ、それぞれ１つのロール部１２４ｈにて軽圧下している。
【０１１５】
以上説明したように、本実施形態に係る軽圧下装置は、鋳片３００の板厚および幅、または測定部５１０によって測定した鋳片３００の情報に基づいて、軽圧下ロール１２３の鋳造方向の位置における鋳片３００の未凝固部の形状を予測することができる。また、本実施形態に係る軽圧下装置は、移動機構１２８を制御することにより予測された未凝固部３０４の形状に対応した位置に軽圧下ロール１２３が備えるロール部１２４をそれぞれ独立して移動させることができる。これにより、本実施形態に係る軽圧下装置は、鋳片３００の凝固の様態に合わせて、動的に軽圧下ロール１２３が備えるロール部１２４の位置をそれぞれ制御することができるため、常に未凝固部３０４を適切に軽圧下することができる。
【０１１６】
＜４．まとめ＞
以上説明したように、本発明の第１の実施形態に係る軽圧下装置によれば、軽圧下ロール１００におけるロール部の鋳片幅方向の位置を自由に移動させることができる。したがって、本発明の第１の実施形態に係る軽圧下装置は、鋳片３００の未凝固部３０４の形状変化に対応して、適切に未凝固部３０４を軽圧下することができる。
【０１１７】
また、本発明の第２の実施形態に係る軽圧下装置は、移動機構１２８によって軽圧下ロール１２３のロール部１２４を鋳片幅方向に移動させることができる。したがって、本発明の第２の実施形態に係る軽圧下装置は、鋳片３００の製造中に未凝固部３０４の形状が変化した場合であっても、移動機構１２８によって軽圧下ロール１２３のロール部１２４の位置を移動させることで鋳片の製造を止めずに適切に未凝固部３０４を軽圧下することができる。
【０１１８】
さらに、本発明の第３の実施形態に係る軽圧下装置は、鋳片３００の板厚および幅、または鋳片３００から測定した情報等を用いて鋳片３００の未凝固部３０４の形状を予測することができる。したがって、本発明の第３の実施形態に係る軽圧下装置は、予測した未凝固部３０４の形状に対応する位置に軽圧下ロール１２３のロール部１２４を移動させることによって、常に適切に未凝固部３０４を軽圧下することができる。
【０１１９】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【０１２０】
１０２、１１２、１２５  ロール軸
１０４、１２４          ロール部
１１０、１２３          軽圧下ロール
１１２ａ                退避部
１２２                  支持レール
１２６                  ロール収容部
１２８                  移動機構
２００                  対向ロール
２０２                  軸部
２０４                  ロール部
３００                  鋳片
３０２                  凝固部
３０４                  未凝固部
５１０                  測定部
５２０                  制御部
５２２                  予測部
５２４                  位置制御部
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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