(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶鋼を冷却させて鋳片を鋳造する鋳型と、
昇降可能であり、前記鋳型において鋳造された鋳片の下部を支持した状態で下降して、前記鋳型から鋳片を地面と垂直な状態で引き抜く定盤と、
前記鋳型の下側に位置して、前記定盤から引き抜かれた鋳片を支持して、前記鋳片の下降をガイドするガイド装置と、を備え、
前記ガイド装置は、
それぞれが前記鋳型の下側において、前記定盤の移動経路の両側方向に配置されて、前記定盤により移動する鋳片を支持し、前記鋳片の移動をガイドする複数のガイドロール及び前記ガイドロールと連結されて前記鋳片の移動により回転する前記ガイドロールに鋳造速度及び前記鋳型の振動の大きさに応じて調節された制動力を印加して前記ガイドロールの回転力を調節する制動ユニットを有する第１及び第２のガイド部と、
前記鋳型の下側から地面に対して垂直な方向に延設され、前記鋳片及び定盤が地面に対して垂直な方向に移動可能な内部空間を有する案内本体を有し、前記鋳片及び定盤の移動を案内する案内装置と、を備え、
前記案内本体の内部空間に位置して、前記定盤を支持し、前記案内本体の延長方向に沿って昇降可能な移動台車と、を備え、
前記案内装置の一方の側及び他方の側に前記第１及び第２のガイド部が配設され、
前記第１のガイド部と向かい合う前記案内本体の一方の側面に上下方向に並べられて隔設された第１の開口が形成され、
前記第２のガイド部と向かい合う前記案内本体の他方の側面に上下方向に並べられて隔設された第２の開口が形成され、
前記第１のガイド部の複数のガイドロールは、前記第１の開口と対応して位置するように並べて配置されて、前記第１のガイド部の水平移動部により前記第１の開口を通過するように前後進移動し、
前記第２のガイド部の複数のガイドロールは、前記第２の開口と対応して位置するように並べて配置され、前記第２のガイド部の水平移動部により前記第２の開口を通過するように前後進移動することを特徴とする垂直型鋳造設備。
【請求項２】
前記第１及び第２のガイド部のそれぞれは、前記ガイドロールと連結されて、前記ガイドロールを前記鋳片及び定盤の移動経路に向かって前進又は後進させるロール駆動ユニットを備えることを特徴とする請求項１に記載の垂直型鋳造設備。
【請求項３】
前記ロール駆動ユニットは、
前記ガイドロールの先端と連結された支持ブロックと、
前記支持ブロックと連結されて前進移動力及び後進移動力を印加する水平移動部と、を備えることを特徴とする請求項２に記載の垂直型鋳造設備。
【請求項４】
前記第１及び第２のガイド部のそれぞれは、上下方向に並べて配置された複数のガイドロールの間に位置して、鋳片に向かって冷却水を噴射する複数のノズルを備えることを特徴とする請求項２に記載の垂直型鋳造設備。
【請求項５】
前記案内本体は、
それぞれが前記複数の第１の開口及び複数の第２の開口の位置と交差する方向において、上下方向に延設され、互いに向かい合うように対向配置された第１及び第２の支持部材と、
それぞれが第１及び第２の支持部材の延長方向と交差する方向に延設されて、前記第１及び第２の支持部材の一方の側において前記第１の支持部材と第２の支持部材とを連結するように配設され、前記第１及び第２の支持部材の延長方向に並べられて隔設された複数の第１のフレームと、
それぞれが第１及び第２の支持部材の延長方向と交差する方向に延設されて、前記第１及び第２の支持部材の他方の側において前記第１の支持部材と第２の支持部材とを連結するように配設され、前記第１及び第２の支持部材の延長方向に並べられて隔設された複数の第２のフレームと、を備え、
前記第１のフレームと第１のフレームとの間の離隔空間が前記第１の開口であり、前記第２のフレームと第２のフレームとの間の離隔空間が第２の開口であることを特徴とする請求項１に記載の垂直型鋳造設備。
【請求項６】
前記案内装置は、前記案内本体の第１及び第２の支持部材のそれぞれの内側面に前記第１及び第２の支持部材の延長方向に沿って延びるように配設された第１及び第２の案内部材を備えることを特徴とする請求項５に記載の垂直型鋳造設備。
【請求項７】
前記移動台車と連結されて、前記移動台車を昇降させる定盤移動装置を備えることを特徴とする請求項６に記載の垂直型鋳造設備。
【請求項８】
前記移動台車は、
上部に前記定盤が載置される台車本体と、
前記台車本体の両側面と連結されるように配設され、回転可能な一対の第１のシーブと、
前記一対の第１のシーブのそれぞれの一方の側に配設され、回転可能な一対の第２のシーブと、
前記台車本体の両側面に取り付けられて、前記案内装置の第１の案内部材及び第２の案内部材に沿って滑走する第１及び第２の滑走部と、を備えることを特徴とする請求項７に記載の垂直型鋳造設備。
【請求項９】
前記定盤移動装置は、
前記案内装置の外側の上部に位置し、回転可能な第１のウィンチと、
前記移動台車の第１のシーブと前記第１のウィンチとの間を連結するように巻き取られた第１のワイヤーと、
回転自在であり、前記第１のウィンチに巻き取られている第１のワイヤーが巻き取られた第１のドラムと、
前記第１のドラムと連結されて前記第１のドラムを回転させる第１のモーターと、
前記案内装置の外側の下部に位置し、回転可能な第２のウィンチと、
前記移動台車の第２のシーブと前記第２のウィンチとの間を連結するように巻き取られた第２のワイヤーと、
回転可能であり、前記第２のウィンチに巻き取られている第２のワイヤーが巻き取られた第２のドラムと、
前記第２のドラムと連結されて前記第２のドラムを回転させる第２のモーターと、を備えることを特徴とする請求項８に記載の垂直型鋳造設備。
【請求項１０】
前記案内本体の第１のフレームの外側方向に位置して、鋳造の終わった鋳片を受け取って搬出する搬出装置と、
前記搬出装置と向かい合うように、前記第２のフレームの外側方向には、鋳造が終わって前記案内本体内に位置する鋳片を前記搬出装置が位置する方向に押して前記定盤から分離する分離装置と、を備えることを特徴とする請求項５に記載の垂直型鋳造設備。
【請求項１１】
前記第１及び第２の支持部材の延長方向に並べられて隔設された複数の第１のフレームのうち、最下端に位置する第１のフレームが前記搬出装置の上部に比べて上側に位置するようにして、前記案内本体のうち、前記最下端に位置する第１のフレームの下側領域を鋳造の終わった鋳片が前記案内本体から搬出される空間とすることを特徴とする請求項１０に記載の垂直型鋳造設備。
【請求項１２】
前記搬出装置は、前記定盤から垂直状態で置かれた鋳片を受け取って、水平方向に回転させて外部に搬出することを特徴とする請求項１０に記載の垂直型鋳造設備。
【請求項１３】
前記鋳型の外側周縁に配設されて、鋳型内の溶鋼を攪拌する第１の攪拌装置を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載の垂直型鋳造設備。
【請求項１４】
前記案内装置の外側における前記案内装置の上部周縁に配設されるか、あるいは、前記ガイドロールの内部に配設されて、鋳片の鋳造中又は鋳造の終わった鋳片の未凝固の溶鋼を攪拌する第２の攪拌装置を備えることを特徴とする請求項４乃至請求項１２のいずれか一項に記載の垂直型鋳造設備。
【請求項１５】
前記鋳型と前記案内装置との間に移動可能であり、
前記鋳型からの鋳片の引抜きが終わった後、前記案内装置内の鋳片のトップ部が前記鋳型と前記案内装置との間に位置するように上昇させたとき、前記鋳片のトップ部を加熱する加熱装置を備えることを特徴とする請求項４乃至請求項１２のいずれか一項に記載の垂直型鋳造設備。
【請求項１６】
定盤を支持している移動台車を上昇させて、鋳型の下側の開口を閉鎖する過程と、
前記鋳型に溶鋼を供給して、前記鋳型において前記溶鋼を冷却させる過程と、
前記定盤が地面に対して垂直な方向に下降するように前記移動台車を下降させて、前記鋳型から鋳片を連続的に引き抜く過程と、
前記鋳型を振動させる過程と、を含み、
前記鋳片を連続的に引き抜く過程は、
前記鋳型の下側において地面に対して垂直な方向に並べられた複数の第１のガイドロールと、前記鋳型の下側において前記複数の第１のガイドロールと向かい合うように位置する第２のガイドロールとの間に前記鋳片を下降させる過程と、
前記鋳片が前記複数の第１のガイドロールと複数の第２のガイドロールとの間に鋳片を下降させる間に、鋳造速度に応じて、前記複数の第１のガイドロール及び複数の第２のガイドロールのそれぞれに制動力を印加する過程を含み、
前記複数の第１のガイドロール及び複数の第２のガイドロールのそれぞれに制動力を印加するに当たって、
鋳造速度及び前記鋳型を振動させる大きさに応じて前記制動力の大きさを調節して、前記複数の第１のガイドロール及び複数の第２のガイドロールの回転力を調節し、
前記鋳型の下側には、地面に対して垂直な方向に延設され、内部空間を有する案内本体を含む案内装置が配設され、
前記案内装置の一方の側面及び他方の側面のそれぞれには、前記複数の第１のガイドロール及び第２のガイドロールと対応するように複数の第１の開口及び第２の開口が設けられ、
前記鋳型から鋳片を引き抜く前に、前記第１のガイドロールを、前記鋳片の厚さに応じて、前記第１の開口を通過するように水平移動させ、
前記第２のガイドロールを、前記鋳片の厚さに応じて、前記第２の開口を通過するように水平移動させ、
前記移動台車を上昇及び下降させるに当たって、
前記鋳型の下側から地面に対して垂直な方向に延設された前記案内本体の内部において前記案内本体の延長方向に沿って前記移動台車を上昇及び下降させることを特徴とする垂直鋳造方法。
【請求項１７】
前記鋳片が前記第１のガイドロールと第２のガイドロールとの間を移動する間に、前記鋳片に冷却水を噴射することを特徴とする請求項１６に記載の垂直鋳造方法。
【請求項１８】
前記定盤を下降させる前に、前記第１のガイドロール及び前記第２のガイドロールのそれぞれを水平移動させて、鋳造しようとする鋳片の厚さに応じて前記第１のガイドロールと前記第２のガイドロールとの間の間隔を調節して、前記第１のガイドロールが前記鋳片の一方の面に接触され、前記第２のガイドロールが前記鋳片の他方の面に接触されるようにすることを特徴とする請求項１６に記載の垂直鋳造方法。
【請求項１９】
前記定盤により連続的に引き抜かれる前記鋳片は、前記案内装置の内部を通過するように移動することを特徴とする請求項１８に記載の垂直鋳造方法。
【請求項２０】
前記鋳型の外側周縁に配設された第１の攪拌装置を動作させて、前記鋳型内の溶鋼を攪拌する過程を含むことを特徴とする請求項１６乃至請求項１９のいずれか一項に記載の垂直鋳造方法。
【請求項２１】
前記第１のガイドロールの一方の側及び第２のガイドロールの他方の側の位置に配設される第２の攪拌装置を用いて、鋳造中に前記案内装置の内部に移動する鋳片又は鋳造が終わってから凝固中の鋳片内の未凝固の溶鋼を攪拌する過程を含むことを特徴とする請求項１９に記載の垂直鋳造方法。
【請求項２２】
前記鋳片の鋳造が終われば、前記鋳型と第１及び第２のガイドロールとの間に加熱装置を移動させ、
前記鋳片のトップ部が前記鋳型と第１及び第２のガイドロールとの間に位置するように上昇させて、前記加熱装置を用いて前記鋳片のトップ部を加熱することを特徴とする請求項１６乃至請求項１９のいずれか一項に記載の垂直鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直型鋳造設備及びこれを用いた垂直鋳造方法に係り、生産性及び実際の歩留まり率を向上させることのできる垂直型鋳造設備及びこれを用いた垂直鋳造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
厚肉の鋳片（Ｓ４００ｍｍ〜１０００ｍｍ）を鋳造するに当たって、通常の湾曲状の鋳造設備では鋳造し難いため、湾曲状ではなく、垂直型の鋳造設備を用いて鋳造する。ところが、非常に厚肉の鋳片を鋳造する場合には、鋳片が完全に凝固されるまで非常に長い時間がかかるため、連続的に鋳造する場合に設備の垂直部の長さが非常に長くなってしまうという問題がある。このため、所定の長さの鋳片Ｓを鋳造した後に鋳造を終え、次のチャージの鋳片Ｓを鋳造する半連続タイプの垂直鋳造方法で鋳造する。
【０００３】
このような半連続鋳造方式を用いた垂直型鋳造設備は、取鍋Ｌから供給された溶鋼を収容するタンディッシュＴ、タンディッシュＴから溶鋼を連続的に供給されて、溶鋼を凝固させる鋳型Ｍ、昇降可能であり、鋳造の際に鋳型内に嵌入し、鋳型Ｍ内において凝固された鋳片Ｓを支持した状態で下降することにより、前記鋳片Ｓを鋳型から引き抜く定盤１０、鋳型Ｍからの鋳片Ｓの引抜きを補助し且つ案内するフットロール３０を備える。なお、鋳型の上側に位置して、鋳片Ｓの上部（トップ部）を加熱して鋳片Ｓの上部のパイプの欠陥を極力抑える加熱装置を備える。
【０００４】
上述した垂直型鋳造設備を用いた鋳造方法によれば、定盤１０が鋳型Ｍの下側の開口を閉鎖するように嵌入した状態で、鋳型Ｍ内に溶鋼を注入する。鋳型Ｍに供給された溶鋼は、前記鋳型Ｍの壁体の内部において流れる冷却水により凝固され、このとき、定盤１０を垂直方向に下降させれば、鋳片Ｓが鋳型から引き抜かれる。このように、鋳型Ｍ内への溶鋼の注入及び定盤１０の下降を連続的に行えば、下降する定盤により所定の長さの鋳片Ｓが鋳型から引き抜かれる。また、所定の長さの鋳片Ｓが鋳造されれば鋳造を終え、加熱装置で鋳片Ｓの上部（トップ部）を加熱する。
【０００５】
この種の垂直型鋳造設備によれば、１チャージ（ｃｈａｒｇｅ）又は１ヒート（ｈｅａｔ）の鋳造を行った後に鋳造を終え、次のチャージの鋳造を準備する。すなわち、単一の取鍋ＬからタンディッシュＴへと供給される溶鋼の量に見合う分の長さに鋳片Ｓを鋳造した後に鋳造を終えるような形態である。このため、複数の取鍋Ｌの溶鋼をタンディッシュに供給して複数回のチャージの鋳造を行うことができないため、鋳片Ｓの生産性及び実際の歩留まり率が低いという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、生産性及び実際の歩留まり率を向上させることのできる垂直型鋳造設備及びこれを用いた垂直鋳造方法を提供する。
本発明は、従来に比べて長く鋳片を垂直鋳造することのできる垂直型鋳造設備及びこれを用いた垂直鋳造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による垂直型鋳造設備は、溶鋼を冷却させて鋳片を鋳造する鋳型と、昇降可能であり、前記鋳型において鋳造された鋳片の下部を支持した状態で下降して、前記鋳型から鋳片を地面と垂直な状態で引き抜く定盤と、前記鋳型の下側に位置して、前記定盤から引き抜かれた鋳片を支持して、前記鋳片の下降をガイドするガイド装置と、を備え、前記ガイド装置は、それぞれが前記鋳型の下側において、前記定盤の移動経路の両側方向に配置されて、前記定盤により移動する鋳片を支持し、前記鋳片の移動をガイドする複数のガイドロール及び前記ガイドロールと連結されて前記鋳片の移動により回転する前記ガイドロールに制動力を印加する制動ユニットを有する第１及び第２のガイド部を備える。
【０００８】
前記第１及び第２のガイド部のそれぞれは、前記ガイドロールと連結されて、前記ガイドロールを前記鋳片及び定盤の移動経路に向かって前進又は後進させるロール駆動ユニットを備える。
【０００９】
前記ロール駆動ユニットは、前記ガイドロールの先端と連結された支持ブロックと、前記支持ブロックと連結されて前進移動力及び後進移動力を印加する水平移動部と、を備える。
【００１０】
前記第１及び第２のガイド部のそれぞれは、上下方向に並べて配置された複数のガイドロールの間に位置して、鋳片に向かって冷却水を噴射する複数のノズルを備える。
【００１１】
前記鋳型の下側から地面に対して垂直な方向に延設され、前記鋳片及び定盤が地面に対して垂直な方向に移動可能な内部空間を有する案内本体を有し、前記鋳片及び定盤の移動を案内する案内装置を備え、前記案内装置の一方の側及び他方の側に前記第１及び第２のガイド部が配設される。
【００１２】
前記第１のガイド部と向かい合う前記案内本体の一方の側面に上下方向に並べられて隔設された第１の開口が形成され、前記第２のガイド部と向かい合う前記案内本体の他方の側面に上下方向に並べられて隔設された第２の開口が形成され、前記第１のガイド部の複数のガイドロールは、前記第１の開口と対応して位置するように並べて配置されて、前記第１のガイド部の水平駆動部により前記第１の開口を通過するように前後進移動し、前記第２のガイド部の複数のガイドロールは、前記第２の開口と対応して位置するように並べて配置され、前記第２のガイド部の水平駆動部により前記第１の開口を通過するように前後進移動する。
【００１３】
前記案内本体は、それぞれが前記複数の第１の開口及び複数の第２の開口の位置と交差する方向において、上下方向に延設され、互いに向かい合うように対向配置された第１及び第２の支持部材と、それぞれが第１及び第２の支持部材の延長方向と交差する方向に延設されて、前記第１及び第２の支持部材の一方の側において前記第１の支持部材と第２の支持部材とを連結するように配設され、前記第１及び第２の支持部材の延長方向に並べられて隔設された複数の第１のフレームと、それぞれが第１及び第２の支持部材の延長方向と交差する方向に延設されて、前記第１及び第２の支持部材の他方の側において前記第１の支持部材と第２の支持部材とを連結するように配設され、前記第１及び第２の支持部材の延長方向に並べられて隔設された複数の第２のフレームと、を備え、前記第１のフレームと第１のフレームとの間の離隔空間が前記第１の開口であり、前記第２のフレームと第２のフレームとの間の離隔空間が第２の開口である。
【００１４】
前記案内装置は、前記案内本体の第１及び第２の支持部材のそれぞれの内側面に前記第１及び第２の支持部材の延長方向に沿って延びるように配設された案内部材を備える。
【００１５】
前記案内本体の内部空間に位置して、前記定盤を支持し、前記案内本体の延長方向に沿って昇降可能な移動台車を備える。
【００１６】
前記移動台車と連結されて、前記移動台車を昇降させる定盤移動装置を備える。
【００１７】
前記移動台車は、上部に前記定盤が載置される台車本体と、前記台車本体の両側面と連結されるように配設され、回転可能な一対の第１のシーブと、前記一対の第１のシーブのそれぞれの一方の側に配設され、回転可能な一対の第２のシーブと、前記台車本体の両側面に取り付けられて、前記案内装置の第１の案内部材及び第２の案内部材に沿って滑走する第１及び第２の滑走部と、を備える。
【００１８】
前記定盤移動装置は、前記案内装置の外側の上部に位置し、回転可能な第１のウィンチと、前記移動台車の第１のシーブと前記第１のウィンチとの間を連結するように巻き取られた第１のワイヤーと、回転自在であり、前記第１のウィンチに巻き取られている第１のワイヤーが巻き取られた第１のドラムと、前記第１のドラムと連結されて前記第１のドラムを回転させる第１のモーターと、前記案内装置の外側の下部に位置し、回転可能な第２のウィンチと、前記移動台車の第２のシーブと前記第２のウィンチとの間を連結するように巻き取られた第２のワイヤーと、回転可能であり、前記第２のウィンチに巻き取られている第２のワイヤーが巻き取られた第２のドラムと、前記第２のドラムと連結されて前記第２のドラムを回転させる第２のモーターと、を備える。
【００１９】
前記案内本体の第１のフレームの外側方向に位置して、鋳造の終わった鋳片を受け取って搬出する搬出装置と、前記搬出装置と向かい合うように、前記第２のフレームの外側方向には、鋳造が終わって前記案内本体内に位置する鋳片を前記搬出装置が位置する方向に押して前記定盤から分離する分離装置と、を備える。
【００２０】
前記第１及び第２の支持部材の延長方向に並べられて隔設された複数の第１のフレームのうち、最下端に位置する第１のフレームが前記搬出装置の上部に比べて上側に位置するようにして、前記案内本体のうち、前記最下端に位置する第１のフレームの下側領域を鋳造の終わった鋳片が前記案内本体から搬出される空間とする。
【００２１】
前記搬出装置は、前記定盤から垂直状態で置かれた鋳片を受け取って、水平状態で回転可能である。
【００２２】
前記鋳型の外側周縁に配設されて、鋳型内の溶鋼を攪拌する第１の攪拌装置を備える。
【００２３】
前記案内装置の外側における前記案内装置の上部周縁に配設されるか、あるいは、前記ガイドロールの内部に配設されて、鋳片の鋳造中又は鋳造の終わった鋳片の未凝固の溶鋼を攪拌する第２の攪拌装置を備える。
【００２４】
前記鋳型と前記案内装置との間に移動可能であり、前記鋳型からの鋳片の引抜きが終わった後、前記案内装置内の鋳片のトップ部が前記鋳型と案内装置との間に位置するように上昇させたとき、前記鋳片のトップ部を加熱する加熱装置を備える。
【００２５】
本発明による垂直鋳造方法は、定盤を上昇させて、鋳型の下側の開口を閉鎖する過程と、前記鋳型に溶鋼を供給して、前記鋳型において前記溶鋼を冷却させる過程と、前記定盤を地面に対して垂直な方向に下降させて、前記鋳型から鋳片を連続的に引き抜く過程と、前記鋳型を振動させる過程と、を含み、前記鋳片を連続的に引き抜く過程は、前記鋳型の下側において地面に対して垂直な方向に並べられた複数の第１のガイドロールと、前記鋳型の下側において前記複数の第１のガイドロールと向かい合うように位置する第２のガイドロールとの間に前記鋳片を下降させる過程と、前記鋳片が前記複数の第１のガイドロールと複数の第２のガイドロールとの間に鋳片を下降させる間に、鋳造速度に応じて、前記複数の第１のガイドロール及び複数の第２のガイドロールのそれぞれに制動力を印加する過程と、を含む。
【００２６】
前記鋳片が前記第１のガイドロールと第２のガイドロールとの間を移動する間に、前記鋳片に冷却水を噴射する。
【００２７】
前記定盤を下降させる前に、前記第１のガイドロール及び前記第２のガイドロールのそれぞれを水平移動させて、鋳造しようとする鋳片の厚さに応じて前記第１のガイドロールと前記第２のガイドロールとの間の間隔を調節して、前記第１のガイドロールが前記鋳片の一方の面に接触され、前記第２のガイドロールが前記鋳片の他方の面に接触されるようにする。
【００２８】
前記鋳型の下側には、地面に対して垂直な方向に延設され、内部空間を有する案内装置が配設され、前記案内装置の一方の側面及び他方の側面のそれぞれには、前記複数の第１のガイドロール及び第２のガイドロールと対応するように複数の第１の開口及び第２の開口が設けられ、前記鋳型から鋳片を引き抜く前に、前記第１のガイドロールを、前記鋳片の厚さに応じて、前記第１の開口を通過するように水平移動させ、前記第２のガイドロールを、前記鋳片の厚さに応じて、前記第２の開口を通過するように水平移動させる。
【００２９】
前記定盤により連続的に引き抜かれる前記鋳片は、前記案内装置の内部を通過するように移動する。
【００３０】
前記鋳型の外側周縁に配設された第１の攪拌装置を動作させて、前記鋳型内の溶鋼を攪拌する過程を含む。
【００３１】
前記第１のガイドロールの一方の側及び第２のガイドロールの他方の側の位置に配設される第２の攪拌装置を用いて、鋳造中に前記案内装置の内部に移動する鋳片又は鋳造が終わってから凝固中の鋳片内の未凝固の溶鋼を攪拌する過程を含む。
【００３２】
前記鋳片の鋳造が終われば、前記鋳型と第１及び第２のガイドロールとの間に加熱装置を移動させ、前記鋳片のトップ部が前記鋳型と第１及び第２のガイドロールとの間に位置するように上昇させて、前記加熱装置を用いて前記鋳片のトップ部を加熱する。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の実施形態によれば、複数の取鍋を介して連続的に溶鋼を供給して連続的に鋳片を垂直鋳造することができる。すなわち、従来には、単一の取鍋から供給された溶鋼量で１チャージの鋳造のみを行い、鋳造を終えたが、これは、厚肉の鋳片の鋳造の長さが長い場合に移動が不安定であり、これは、操業事故につながる虞があるためである。なお、不安定な鋳片の移動は、一定の鋳速での鋳造を妨げるため、鋳片の品質が低下してしまうという問題があった。しかしながら、本発明においては、鋳型の下側にガイド装置及び案内装置を配設し、ガイドロールに回転力が調節可能なように制動ユニットを連結することにより、従来に比べて長い鋳片が安定的に下降しながら、鋳片の揺動が防がれ、鋳速が安定化するという効果がある。したがって、単一の取鍋ではなく、複数の取鍋から供給された溶鋼で連続的に鋳片を垂直鋳造することができて、鋳片の生産率及び実際の歩留まり率が２倍以上向上するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】通常の半連続垂直鋳造設備を概念的に示す図である。
【図２】本発明の実施形態による垂直型鋳造設備を概念的に示す図である。
【図３】本発明の実施形態による案内装置及びガイド装置を示す立体図である。
【図４】本発明の実施形態による案内装置及びガイド装置を示す立体図である。
【図５】案内装置の複数のフレームが位置する方向において、ガイド装置のガイドロールが複数のフレームの間の離隔空間に対応して位置する様子を概略的に示す図である。
【図６】案内装置の第１及び第２の案内部材が位置する方向において、ガイド装置のガイドロール及びノズルが複数のフレームの間の離隔空間に対応して位置する様子を概略的に示す図である。
【図７】本発明の実施形態による制動ユニットをブロック化して示す図である。
【図８】本発明の実施形態による第１及び第２のガイドロールに第１及び第２の水平移動部が連結された様子を示して、その動作を説明する図である。
【図９】本発明の実施形態による定盤及びこれを支持する移動台車を示す立体図である。
【図１０】本発明の実施形態による移動台車と案内装置との間の締結関係を示す上面図である。
【図１１】本発明の実施形態による垂直型鋳造設備を用いた垂直鋳造方法を概念的に示す図である。
【図１２】本発明の実施形態による垂直型鋳造設備を用いた垂直鋳造方法を概念的に示す図である。
【図１３】本発明の実施形態による垂直型鋳造設備を用いた垂直鋳造方法を概念的に示す図である。
【図１４】本発明の実施形態による垂直型鋳造設備を用いた垂直鋳造方法を概念的に示す図である。
【図１５】本発明の実施形態による垂直型鋳造設備を用いた垂直鋳造方法を概念的に示す図である。
【図１６】本発明の実施形態による垂直型鋳造設備を用いた垂直鋳造方法を概念的に示す図である。
【図１７】本発明の実施形態による垂直型鋳造設備を用いた垂直鋳造方法を概念的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細に説明する。しかしながら、本発明は、後述する実施形態に何等限定されるものではなく、異なる様々な形態に具体化され、単に本実施形態は本発明の開示を完全たるものにし、通常の知識を有する者に発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものである。
【００３６】
図２は、本発明の実施形態による垂直型鋳造設備を概念的に示す図であり、図３及び図４は、本発明の実施形態による案内装置及びガイド装置を示す立体図であり、図５は、案内装置の複数のフレームが位置する方向において、ガイド装置のガイドロールが複数のフレームの間の離隔空間に対応して位置する様子を概略的に示す図である。また、図６は、案内装置の第１及び第２の案内部材が位置する方向において、ガイド装置のガイドロール及びノズルが複数のフレームの間の離隔空間に対応して位置する様子を概略的に示す図であり、図７は、本発明の実施形態による制動ユニットをブロック化して示す図であり、図８は、本発明の実施形態による第１及び第２のガイドロールに第１及び第２の水平移動部が連結された様子を示して、その動作を説明する図である。さらに、図９は、本発明の実施形態による定盤及びこれを支持する移動台車を示す立体図であり、図１０は、本発明の実施形態による移動台車と案内装置との間の締結関係を示す上面図であり、図１１から図１７は、本発明の実施形態による垂直型鋳造設備を用いた垂直鋳造方法を概念的に示す図である。
【００３７】
図２を参照すると、本発明の実施形態による垂直型鋳造設備は、取鍋Ｌから溶鋼を提供されて一時的に貯蔵するタンディッシュＴ、タンディッシュＴから溶鋼を供給されて溶鋼を１次的に凝固させる鋳型Ｍ、鋳型Ｍの外側に位置して鋳型Ｍ内の溶鋼を攪拌する第１の攪拌装置２１００、鋳型Ｍの下側に位置して鋳型からの鋳片Ｓの引抜きを案内又は補助するフットロール３０００、上下に移動可能であり、鋳型Ｍから鋳片Ｓを引き抜く定盤６０００、鋳型Ｍ及びフットロール３０００の下側から地面に対して垂直な方向に延びるように配設されて、鋳片Ｓ及び定盤６０００が安定的に下降できるようにする案内装置４０００、案内装置４０００の延長方向に並べて配置された複数のガイドロール５１００ａ、５１００ｂを有する一対のガイド部５０００ａ、５０００ｂが案内装置４０００の両側方向と向かい合うように配設されて、鋳片Ｓが安定的に下降できるようにし、１次的に凝固された鋳片Ｓに冷却水を噴射して２次的に凝固させるガイド装置５０００を備える。
【００３８】
また、垂直型鋳造設備は、案内装置４０００の内部において定盤６０００を支持するように配設されて、案内装置４０００の延長方向に昇降可能な移動台車７０００、移動台車７０００と連結されて前記移動台車７０００に昇降駆動力を与える定盤移動装置８０００を備える。さらに、鋳型Ｍの外側に位置して鋳型Ｍを振動させる振動発生装置（図示せず）、案内装置４０００の一方の側に位置して、鋳造の終わった鋳片Ｓを押して定盤６０００と分離する分離装置９０００ａ、分離装置９０００ａと向かい合うように案内装置４０００の他方の側に位置して、分離装置９０００ａの動作により移動した鋳片Ｓを垂直に支持して、水平方向に回転させて外部に搬出する搬出装置９０００ｂを備える。
さらに、垂直型鋳造設備は、案内装置４０００又は一対のガイド部５０００ａ、５０００ｂの側方向において上部に配設されて、鋳型Ｍから引き抜かれた鋳片Ｓの未凝固の溶鋼又は凝固中の鋳片の未凝固の溶鋼を攪拌する第２の攪拌装置２２００、フットロール３０００と案内装置４０００との間に移動して鋳造の終わった鋳片Ｓのトップ部（Ｔｏｐ  ａｒｅａ）を加熱する加熱装置２３００を備える。
【００３９】
本発明の実施形態による垂直型鋳造設備において、取鍋Ｌ、タンディッシュＴ、鋳型Ｍ、振動装置（図示せず）、フットロール３０００は、通常の鋳造設備と同様であるため、これについての説明は省略するか、または簡略化する。
上述した構成の本発明の実施形態による垂直型鋳造設備は、複数の取鍋を用いて連続的に鋳片を鋳造し、鋳造を終えるものであり、垂直型半連続鋳造設備と命名される。
鋳型Ｍは、タンディッシュＴから供給される液状の溶鋼を冷却させ且つ凝固させ、その断面が矩形である鋳片Ｓを連続的に鋳造する。このような鋳型Ｍは、内部空間を有し、上側及び下側が開口された筒状であり、鋳造しようとする鋳片Ｓの形状と対応する、例えば、その横断面の形状が矩形である。より具体的に、鋳型Ｍは、一対の短辺及び長辺を有し、内部には断面が矩形である空間を形成する。いうまでもなく、鋳型Ｍの形状は、製造しようとする鋳片Ｓの形状に応じて様々な形状及び大きさに変形可能である。
第１の攪拌装置２１００は、鋳型Ｍの外側周縁に配設されて、鋳型Ｍ内の溶鋼を攪拌する。本発明の実施形態による第１の攪拌装置２１００は、溶鋼に磁場を形成して溶鋼を攪拌する電磁気攪拌手段（Ｅｌｅｃｔｒｏ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｓｔｉｒｒｅｒ；ＥＭＳ）である。このような第１の攪拌装置２１００により鋳型Ｍ内の溶鋼が攪拌されることにより、鋳型Ｍ内の溶鋼の温度の均一化により鋳片Ｓの初期凝固層を均一にし、鋳片内の等軸晶を増大させて内部の品質を向上させる。
【００４０】
いうまでもなく、第１の攪拌装置２１００は、上述した電磁気攪拌手段（Ｅｌｅｃｔｒｏ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｓｔｉｒｒｅｒ；ＥＭＳ）に限定されるものではなく、鋳型Ｍ内の溶鋼が攪拌可能である限り、様々な手段が適用可能である。
定盤６０００は、鋳造前に鋳型Ｍに嵌入して鋳型の下側の開口を閉鎖し、鋳造を開始してからは、鋳型Ｍ内において１次的に凝固された鋳片Ｓを支持して下降することにより、鋳型Ｍから鋳片Ｓを引き抜く。定盤６０００は、鋳型Ｍに溶鋼が流入する前に鋳型Ｍの内側に一部又は全体が嵌入するようにし、溶鋼が鋳型Ｍに流入して１次的に凝固され始めれば、次第に下降する。定盤６０００が鋳型内に嵌入した状態で定盤の外周面と鋳型の内壁との間の空隙（エアギャップ）を封止（ｓｅａｌｉｎｇ）して、溶鋼が鋳型に流入するとき、定盤と冷却鋳型との間の微細な離隔空間に漏れなくなる。なお、鋳片Ｓの凝固が終わった後、鋳片の引抜き及び鋳片Ｓ及び定盤間の分離が行われ易いように、定盤６０００には特定の溝が形成されてもよい。
【００４１】
図２から図６を参照すると、案内装置４０００は、鋳型Ｍの下側から鋳片Ｓの垂直鋳造方向に延設されて、鋳片Ｓ、定盤６０００及び移動台車７０００が安定的に移動できるようにする。このような案内装置４０００は、垂直方向に延設され、鋳型から引き抜かれる鋳片Ｓ、定盤６０００及び移動台車７０００が垂直方向、すなわち、上下方向に移動する内部空間を有する案内本体４１００、案内本体４１００の上に形成される開口であって、一対のガイド部５０００ａ、５０００ｂと向かい合う案内本体４１００の両側方向において、上下の延長方向に並べられて隔設された複数の開口４２００ａ、４２００ｂ、案内本体４１００の内壁に上下の延長方向に配設されて、移動台車７０００の移動を補助する案内部材４３００ａ、４３００ｂを備える。
【００４２】
案内本体４１００は、鋳片Ｓ、定盤６０００及び移動台車７０００が安定的に上下に移動可能なようにする手段であり、上下方向に延びた内部空間を有し、上側及び下側が開放された構造である。このような案内本体４１００は、横断面の大まかな形状が鋳片Ｓ又は鋳型Ｍと対応する形状である。例えば、横断面の形状が長方形である鋳片Ｓを製造するとしたとき、案内本体４１００は、その横断面の形状が長方形である中空状のものであることが好ましい。
以下、案内本体４１００の構造についてより具体的に説明する。
図３から図６を参照すると、案内本体４１００は、鋳型Ｍ又は鋳片Ｓの両短辺とそれぞれ対応する位置から上下方向に延設され、互いに向かい合うように配設された第１及び第２の支持部材４１００ａ、４１００ｂ、鋳型Ｍ又は鋳片Ｓの両長辺とそれぞれ対応する位置に配設され、それぞれが第１及び第２の支持部材４１００ａ、４１００ｂの延長方向と交差又は直交する方向に延設されて、第１及び第２の支持部材４１００ａ、４１００ｂの延長方向に並べられて隔設された複数の第１のフレーム４１００ｃ及び複数の第２のフレーム４１００ｄを備える。ここで、互いに隔設された第１のフレーム４１００ｃと第１のフレーム４１００ｃとの間の離隔空間が、後述する第１のガイド部５０００ａの第１のガイドロール５１００ａが通過可能な第１の開口４２００ａであり、互いに隔設された第２のフレーム４１００ｄと第２のフレーム４１００ｄとの間の離隔空間が、後述する第２のガイド部５０００ｂの第２のガイドロール５１００ｂが通過可能な第２の開口４２００ｂである。すなわち、複数の第１の開口４２００ａは、鋳型Ｍ又は鋳片Ｓの一方の長辺と対応する位置において上下方向に並べられて隔設され、複数の第２の開口４２００ｂは、他方の長辺と対応する位置において上下方向に並べられて隔設される。
【００４３】
このような案内本体４１００の両長辺のうちの一方の外側には、搬出装置９０００ｂが配設され、他方の外側には、分離装置９０００ａが配設される。実施形態による垂直型連続鋳造設備においては、案内本体の第１のフレーム４１００ｃの外側に分離装置が位置し、第２のフレーム４１００ｄの外側に搬出装置９０００ｂが位置する。
実施形態による案内装置４０００の第１及び第２の支持部材４１００ａ、４１００ｂのそれぞれの横断面は、「コ」字状である。より具体的に説明すれば、第１の支持部材４１００ａは、それぞれが上下方向に延設され、鋳型Ｍ又は鋳片Ｓの短辺方向に隔設された一対の第１の支持棒４１２０ａ、４１１０ａ、それぞれが一対の第１の支持棒４１１０ａ、４１２０ａの間を連結するように配設され、前記第１の支持棒４１１０ａ、４１２０ａの延長方向に並べられて隔設された複数の第１の連結部材４１３０ａを備える。
ここで、実施形態による一対の第１の支持棒４１１０ａ、４１２０ａのそれぞれは、「┐」字状又は「Ｌ」字状である。より具体的に、一対の第１の支持棒４１１０ａ、４１２０ａのそれぞれは、鋳片Ｓの短辺方向と対応する方向に延設された第１の部材４１１１、４１２１と、鋳片Ｓの長辺方向と対応する方向に延設された第２の部材４１１２、４１２２と、を備え、第１の部材４１１１、４１２１及び第２の部材４１１２、４１２２は、互いに交差又は直交する状態で連結されている。なお、一対の第１の支持棒４１１０ａ、４１２０ａのそれぞれを構成する２つの第１の部材４１１１、４１２１は、互いに離間して位置する。
【００４４】
第２の支持部材４１００ｂは、上述した第１の支持部材４１００ａと同じ形状及び構成を有する。第２の支持部材４１００ｂは、それぞれが上下方向に延設され、それぞれが第１の支持部材４１００ａの一対の第１の支持棒４１２０ａ、４１１０ａが向かい合うように配設された一対の第２の支持棒４１２０ｂ、４１１０ｂ、それぞれが一対の第２の支持棒４１２０ｂ、４１１０ｂの間を連結するように配設され、前記第２の支持棒４１２０ｂ、４１１０ｂの延長方向に並べられて隔設された複数の第２の連結部材４１３０ｂを備える。
ここで、実施形態による一対の第２の支持棒４１２０ｂ、４１１０ｂのそれぞれは、「┐」字状又は「Ｌ」字状である。より具体的に、一対の第２の支持棒４１２０ｂ、４１１０ｂのそれぞれは、鋳片Ｓの短辺方向と対応する方向に延設された第１の部材４１１１、４１２１と、鋳片Ｓの長辺方向と対応する方向に延設された第２の部材４１１２、４１２２と、を備え、第１の部材４１１１、４１２１及び第２の部材４１１２、４１２２は、互いに交差又は直交する状態で連結されている。なお、一対の第１の支持棒４１１０ａ、４１２０ａのそれぞれを構成する２つの第１の部材４１１１、４１２１は、互いに離間して位置する。
【００４５】
一方、鋳片Ｓの鋳造が終われば、案内装置４０００の案内本体４１００の一方の外側に位置する分離装置９０００ａが鋳片Ｓを案内本体４１００の他方の外側方向に押して、搬出装置９０００ｂに載置されるようにする。すなわち、鋳造が終わった鋳片Ｓは、案内本体４１００の他方の方向に搬出されなければならない。このため、搬出装置９０００ｂが位置する案内本体４１００の他方の方向に配設された複数の第２のフレーム４１００ｄは、第１及び第２の支持部材４１００ａ、４１００ｂの下部まで並設されず、垂直に立てられた搬出装置の上側の位置まで並設される。このため、案内本体４１００上における複数の第２のフレーム４１００ｄのうち、最下端の第２のフレーム４１００ｄの下側領域は、鋳造の終わった鋳片Ｓが案内装置４０００から離脱される空間となる。
案内部材４３００ａ、４３００ｂは、定盤を支持する移動台車７０００の上下方向の移動をガイドするように第１及び第２の支持部材４１００ａ、４１００ｂのそれぞれの内側から上下に延設される。すなわち、第１の支持部材４１００ａの内側には、第１の案内部材４３００ａが配設され、第２の支持部材４１００ｂの内側には、第２の案内部材４３００ｂが配設される。実施形態による第１及び第２の案内部材４３００ａ、４３００ｂは、レール（ｒａｉｌ）状であるが、これに限定されず、移動台車７０００の移動がガイド可能である限り、様々な手段が適用可能である。
【００４６】
実施形態においては、第１の支持部材４１００ａを構成する一対の第１の支持棒４１１０ａ、４１２０ａに第１の案内部材４３００ａが配設され、第２の支持部材４１００ｂを構成する一対の第２の支持棒４１１０ｂ、４１２０ｂのそれぞれに第２の案内部材４３００ｂが配設される。より具体的には、一対の第１の支持棒４１１０ａ、４１２０ａをそれぞれ構成する第１の部材４１１１、４１２１及び第２の部材４１１２、４１２２のそれぞれの内側面に第１の案内部材が配設され、一対の第２の支持棒４１１０ｂ、４１２０ｂをそれぞれ構成する第１の部材４１１１、４１２１及び第２の部材４１１２、４１２２のそれぞれの内側面に第２の案内部材４３００ｂが配設される。
ガイド装置５０００は、定盤６０００により鋳型から引き抜かれた鋳片Ｓの外側面を支持するように駆動されて、鋳片Ｓの下降を補助し、下降する鋳片Ｓに冷却水を噴射して２次的に冷却させる役割を果たす。図２から図６を参照すると、実施形態によるガイド装置５０００は、案内装置４０００の一方の側に位置する第１のガイド部５０００ａ、第１のガイド部５０００ａと向かい合うように案内装置の他方の側に位置する第２のガイド部５０００ｂと、を備える。第１及び第２のガイド部５０００ａ、５０００ｂのそれぞれは、下降する鋳片Ｓの長辺又は案内装置４０００の第１及び第２のフレーム４１００ｃ、４１００ｄと向かい合うように配設される。すなわち、鋳片Ｓの一方の長辺又は案内装置４０００の第１のフレーム４１００ｃと向かい合う方向に第１のガイド部５０００ａが位置し、鋳片Ｓの他方の長辺又は第２のフレーム４１００ｄと向かい合う方向に第２のガイド部５０００ｂが位置する。
【００４７】
第１のガイド部５０００ａは、案内装置４０００の第１の開口４２００ａと向かい合う位置において上下方向に並べられて隔設されて、下降する鋳片Ｓの一方の長辺を支持する複数の第１のガイドロール５１００ａ、複数の第１のガイドロール５１００ａとそれぞれ連結されて、第１のガイドロール５１００ａを回転させ易くし、水平移動又は前後進移動させる第１のロール駆動ユニット５２００ａ、複数の第１のガイドロール５１００ａとそれぞれ連結されて、第１のガイドロール５１００ａに制動力を印加することにより、回転力を調節する第１の制動ユニット５３００ａ、複数の第１のガイドロール５１００ａの間に位置するように上下方向に隔設されて案内装置４０００内に下降する鋳片Ｓに冷却水を噴射する複数の第１のノズル５４００ａ、複数の第１のガイドロール５１００ａ、複数の第１のロール駆動ユニット及び複数の第１のノズル５４００ａが支持、固定可能なように配設される第１のボディ５５００ａを備える。
【００４８】
第２のガイド部５０００ｂは、案内装置４０００の第２の開口４２００ｂと向かい合う位置において上下方向に並べられて隔設されて下降する鋳片Ｓの他方の長辺を支持する複数の第２のガイドロール５１００ｂ、複数の第２のガイドロール５１００ｂとそれぞれ連結されて、第２のガイドロールを回転させ易くし、水平移動又は前後進移動させる複数の第２のロール駆動ユニット５２００ｂ、複数の第２のガイドロール５１００ｂとそれぞれ連結されて、第２のガイドロール５１００ｂに制動力を印加することにより、回転力を調節する第２の制動ユニット５３００ｂ、複数の第２のガイドロール５１００ｂの間に位置するように上下方向に隔設されて案内装置内に下降する鋳片Ｓに冷却水を噴射する複数の第２のノズル５４００ｂ、複数の第２のガイドロール５１００ｂ、複数の第２のロール駆動ユニット５２００ｂ及び複数の第２のノズル５４００ｂが支持、固定可能なように配設される第２のボディ５５００ｂを備える。
第１のガイドロール５１００ａは、鋳型Ｍ又は鋳片Ｓの一方の長辺と対応する方向に延設され、鋳片Ｓの移動により回転可能である。また、複数の第１のガイドロール５１００ａのそれぞれは、上下方向に並べられた複数の第１の開口４２００ａと対応するように位置する。すなわち、複数の第１のガイドロール５１００ａは、上下方向に並べられた複数の第１のフレーム４１００ｃの間の離隔空間（第１の開口）４２００ａと対応するように位置する。このような第１のガイドロール５１００ａは、第１のロール駆動ユニット５２００ａにより第１の開口４２００ａを通過するように水平移動又は前後進される。
【００４９】
第２のガイドロール５１００ｂは、鋳型Ｍ又は鋳片Ｓの他方の長辺と対応する方向に延設され、回転可能である。複数の第２のガイドロール５１００ｂのそれぞれは、上下方向に並べられた複数の第２の開口４２００ｂと対応するように位置する。換言すれば、複数の第２のガイドロール５１００ｂは、上下方向に並べられた複数の第２のフレーム４１００ｄの間の離隔空間（第２の開口）と対応するように位置する。このような第２のガイドロール５１００ｂは、第２のロール駆動ユニット５２００ｂにより第２の開口を通過するように水平移動又は前後進される。
第１のロール駆動ユニット５２００ａと第２のロール駆動ユニット５２００ｂ、第１の制動ユニット５３００ａと第２の制動ユニット５３００ｂは、その構成及び構造が同様である。このため、第１のロール駆動ユニット５２００ａ及び第１の制動ユニット５３００ａの各構成について説明し、第２のロール駆動ユニット５２００ｂ及び第２の制動ユニット５３００ｂについての説明は省略するか、または簡略化する。
第１のロール駆動ユニット５２００ａは、第１のガイドロール５１００ａの一方の端及び他方の端に連結された一対の第１の支持ブロック５２１０ａ、一対の第１の支持ブロック５２１０ａとそれぞれ連結され、水平移動又は前後進駆動力を与える第１の水平移動部５２２０ａを備える。
【００５０】
一対の第１の支持ブロック５２１０ａは、第１のガイドロール５１００ａの一方の端及び他方の端と連結され、その内部には、第１のガイドロール５１００ａの回転を円滑にする軸受けなどの手段が配設されてもよい。すなわち、一対の第１の支持ブロック５２１０ａのそれぞれの内部には軸受けが配設され、第１のガイドロール５１００ａの一方の端及び他方の端が第１の支持ブロック５２１０ａの内部に配設された軸受けと連結されるように配設され、第１の支持ブロック５２１０ａは、軸受け及び前記軸受けと連結された第１のガイドロール５１００ａの一方の端及び他方の端を覆う。
第１及び第２の水平移動部５２２０ａ、５２２０ｂは、鋳造しようとする鋳片Ｓの厚さに応じて第１及び第２のガイドロール５１００ａ、５１００ｂを水平移動させて、第１のガイドロール５１００ａと第２のガイドロール５１００ｂとの間の間隔を調節する。
一対の第１の水平移動部５２２０ａは、一対の第１の支持ブロック５２１０ａとそれぞれ連結されて、前記一対の第１の支持ブロック５２１０ａに水平移動力、すなわち、前後進移動力を与え、第２の水平移動部５２２０ｂは、一対の第２の支持ブロック５２１０ｂとそれぞれ連結されて、前記一対の第２の支持ブロック５２１０ｂに水平移動力、すなわち、前後進移動力を与える。
【００５１】
これらの第１の水平移動部５２２０ａ及び第２の水平移動部５２２０ｂのそれぞれは、図８に示すように、支持ブロック５２１０ａ、５２１０ｂと連結されて前後進移動可能な駆動軸５２２１ａ、５２２１ｂ、駆動軸５２２１ａ、５２２１ｂを前後進移動させる駆動源５２２２ａ、５２２２ｂを備える。
実施形態による第１及び第２の水平移動部５２２０ａ、５２２０ｂは、油圧式シリンダーであるが、これに限定されず、第１及び第２のガイドロール５１００ａ、５１００ｂが前後進移動可能である限り、様々な手段が適用可能である。
一方、第１及び第２のガイドロール５１００ａ、５１００ｂは、鋳型Ｍから引き抜かれて下降する鋳片Ｓの一方の面及び他方の面を支持し、前記鋳片Ｓが下降する力により回転する。また、鋳造の際に溶鋼が鋳型Ｍの内壁に付着（ｓｔｉｃｋｉｎｇ）することを避けるために、別途の振動装置を用いて鋳型を振動（ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ）させる。ところが、このように鋳型Ｍが振動すれば、鋳型Ｍから引き抜かれる鋳片Ｓが上下方向に振動又は揺動してしまい、このとき、第１及び第２のガイドロール５１００ａ、５１００ｂが鋳片Ｓを支持しているため、鋳片Ｓがスリップ（ｓｌｉｐ）される。鋳片Ｓの揺動は、鋳片Ｓの鋳造速度（鋳速）が指定又は設定した速度に制御されず、不安定又は不正確な鋳速で鋳造されてしまう。これは、鋳片Ｓの表面品質を低下させ、操業事故の要因となる。
このため、本発明においては、鋳片Ｓの下降する力により回転する第１及び第２のガイドロール５１００ａ、５１００ｂの回転力を制御して、鋳片Ｓの揺動を防ぐために、第１及び第２のガイドロール５１００ａ、５１００ｂのそれぞれに第１及び第２の制動ユニット５３００ａ、５３００ｂを配設する。
【００５２】
本発明の実施形態による第１及び第２の制動ユニット５３００ａ、５３００ｂは、油圧式ディスクブレーキであって、油圧を調節することにより制動力を調節する。第１及び第２の制動ユニット５３００ａ、５３００ｂの油圧及びこれによる制動力は、鋳造速度及び振動の大きさに応じて適切に調節可能である。
したがって、鋳片Ｓの鋳造に際して、第１及び第２の制動ユニット５３００ａ、５３００ｂを動作させて、第１及び第２のガイドロール５１００ａ、５１００ｂに所定の制動力を加えると、第１及び第２のガイドロール５１００ａ、５１００ｂの回転力が調節される。このため、第１及び第２のガイドロール５１００ａ、５１００ｂが定盤６０００の下降速度と同期化して回転しない。この理由から、鋳片Ｓを支持している第１及び第２のガイドロール５１００ａ、５１００ｂは、鋳片Ｓに揺動が生じるとき、鋳片Ｓの上下移動を妨げるように鋳片Ｓに力を加え、その結果、鋳片Ｓの揺動が防がれる。
第１及び第２の制動ユニット５３００ａ、５３００ｂのそれぞれは、図７に示すように、内部空間を有する筐体５３１０、ガイドロール５１００ａ、５１００ｂと連結されて、ガイドロール５１００ａ、５１００ｂにつれて回転するディスク５３２０、ディスク５３２０の一方の側面及び他方の側面のそれぞれに隔設された第１及び第２のパッド５３３０ａ、５３３０ｂ、筐体５３１０内に配設され、第１及び第２のパッド５３３０ａ、５３３０ｂのそれぞれの後方に連結されて前後進移動可能な第１及び第２のピストン５４００ａ、５４００ｂ、筐体５３１０と連結されて、筐体５３１０の内部に油圧オイルを供給する供給管５５００を備える。ここで、第１及び第２のパッド５３３０ａ、５３３０ｂのそれぞれの前方及び第１及び第２のピストン５４００ａ、５４００ｂの前方は、ディスク５３２０が位置する方向であり、後方は、その反対の方向を意味する。供給管５５００は、第１及び第２のピストン５４００ａ、５４００ｂのそれぞれの後方にオイルを供給するように胴体に連結される。
【００５３】
これらの第１及び第２の制動ユニット５３００ａ、５３００ｂによれば、供給管５５００からオイルが胴体内に供給されれば、第１及び第２のピストン５４００ａ、５４００ｂがディスクに向かって前進し、このため、第１及び第２のパッド５３３０ａ、５３３０ｂがディスクに接触されるように移動する。このとき、回転するディスクの一方の側面及び他方の側面のそれぞれに第１及び第２のパッド５３３０ａ、５３３０ｂが接触されれば、摩擦力によりディスクに制動力が印加され、これにより、ディスクと連結されたガイドロール５１００ａ、５１００ｂに制動力が印加される。
以上、実施形態による第１及び第２の制動ユニット５３００ａ、５３００ｂが油圧式ディスクブレーキタイプであることについて説明したが、これに限定されず、第１及び第２のガイドロール５１００ａ、５１００ｂの回転に制動力を印加して、回転が制御可能である限り、様々な手段が適用可能である。
定盤移動装置８０００は、定盤６０００を上昇又は下降させる手段であり、実施形態による定盤移動装置８０００は、ワイヤー又はワイヤーロープ（ｗｉｒｅ  ｒｏｐｅ）を用いた駆動手段である。実施形態による定盤移動装置８０００は、案内装置４０００の上部に位置する第１の駆動ユニット８０００ａ、案内装置４０００の下部に位置する第２の駆動ユニット８０００ｂ、移動台車７０００に配設された第１のシーブ７２００と第１の駆動ユニット８０００ａとの間を連結するように巻き取られた第１のワイヤーＷ１、第２のシーブ７３００と第２の駆動ユニット８０００ｂとの間を連結するように巻き取られた第２のワイヤーＷ２を備える。
【００５４】
第１の駆動ユニット８０００ａは、それぞれが案内装置の上部の外側において向かい合うように配設され、回転可能であり、第１のワイヤーＷ１が巻き取られた一対の第１のウィンチ８１００ａ、第１のワイヤーＷ１が巻き取られ、回転可能な第１のドラム８３００ａ、第１のドラム８３００ａと連結されて回転力を与える第１のモーター８４００ａを備える。また、第１の駆動ユニット８０００ａは、第１のウィンチ８１００ａと第１のドラム８３００ａとの間に位置して、第１のワイヤーＷ１が巻き取られ、回転可能であり、方向を切り換える役割を果たす第１の方向調節部８２００ａを備える。ここで、一対の第１のウィンチ８１００ａは、案内本体４１００の第１の支持部材４１００ａの外側及び第２の支持部材４１００ｂの外側において前記第１及び第２の支持部材４１００ａ、４１００ｂと向かい合うように配設されてもよい。
第２の駆動ユニット８０００ｂは、それぞれが案内装置の下部の外側において向かい合うように配設され、回転可能であり、第１のワイヤーＷ１が巻き取られた一対の第２のウィンチ８１００ｂ、第２のワイヤーＷ２が巻き取られ、回転可能な第２のドラム８３００ｂ、第２のドラム８３００ｂと連結されて回転力を与える第２のモーター８４００ｂを備える。また、第２の駆動ユニット８０００ｂは、第２のウィンチ８１００ｂと第２のドラム８３００ｂとの間に位置して、第２のワイヤーＷ２が巻き取られ、回転可能であり、方向を切り換える役割を果たす第１の方向調節部８２００ａを備える。ここで、一対の第２のウィンチ８１００ｂは、案内装置４０００の案内本体４１００の第１の支持部材４１００ａの外側及び第２の支持部材４１００ｂの外側において前記第１及び第２の支持部材４１００ａ、４１００ｂと向かい合うように配設されてもよい。
【００５５】
第１の駆動ユニット８０００ａは、第１のワイヤーＷ１を巻き戻したり繰り出したりして、  移動台車７０００を上昇又は下降させる役割を果たし、第２の駆動ユニット８０００ｂは、移動台車の上昇又は下降動作に応じて第２のワイヤーＷ２がテンション又は張力を有するようにして、定盤６０００及び移動台車７０００が安定的に移動できるようにする。
本発明の実施形態においては、第１及び第２の駆動ユニット８０００ａ、８０００ｂにウィンチを配備してワイヤーＷ１、Ｗ２を巻き戻したり繰り出したりする方式で定盤６０００を移動させる手段を例にとって説明した。しかしながら、第１及び第２の駆動ユニット８０００ａ、８０００ｂは、これに限定されず、定盤６０００が移動可能である限り、様々な手段、例えば、油圧シリンダーなどが適用可能である。
以上、ガイド装置５０００が２つのガイド部５０００ａ、５００ｂを備えることについて説明したが、これに限定されず、様々な鋳造条件及び設備構成に応じて追加のガイド部を更に備えていてもよい。
【００５６】
移動台車７０００は、定盤６０００を支持し、案内装置４０００の内側に配設されて、後述する定盤移動装置８０００により案内装置４０００の延長方向に沿って昇降する。
移動台車７０００は、図２、図９及び図１０に示すように、定盤６０００を支持する台車本体７１００、案内装置４０００の第１及び第２の支持部材４１００ａ、４１００ｂを向かい合う方向、すなわち、台車本体７１００の両側面のそれぞれから隔設され、回転可能であり、第１のワイヤーＷ１が巻き取られる一対の第１のシーブ（ｓｈｅａｖｅ）７２００、一対の第１のシーブ７２００の両外側に隔設され、回転可能であり、第２のワイヤーＷ２が巻き取られる一対の第２のシーブ（ｓｈｅａｖｅ）７３００、移動台車７０００の外側面のうち、第１及び第２の支持部材４１００ａ、４１００ｂと向かい合う両側面に配設されて、第１及び第２の案内部材４３００ａ、４３００ｂに乗って滑走可能な滑走部７４００ａ、７４００ｂを備える。ここで、第１及び第２のシーブ７２００、７３００は、移動案内本体４１００と連結されるように固設されて、台車本体７１００の昇降につれて移動する。
【００５７】
台車本体７１００は、案内装置４０００の横断面の形状と対応する形状を有することが好ましく、例えば、矩形状であってもよい。台車本体７１００は、案内装置４０００の案内本体４１００の内側に設けられた案内部材４３００ａ、４３００ｂに沿って昇降する。このために、移動台車７０００の外側面のうち、第１及び第２の支持部材４１００ａ、４１００ｂと向かい合う外側面に第１及び第２の案内部材４３００ａ、４３００ｂに乗って滑走可能な第１及び第２の滑走部７４００ａ、７４００ｂが配設される。
すなわち、案内装置４０００の案内本体４１００の第１の支持部材４１００ａ及び第２の支持部材４１００ｂと向かい合う移動台車７０００の一方の側面及び他方の側面のそれぞれにおいて、第１の案内部材４３００ａ及び第２の案内部材４３００ｂと対応する位置に第１及び第２の滑走部７４００ａ、７４００ｂが配設される。例えば、移動台車が矩形状であるとしたとき、図９に示すように、一方の側面及び他方の側面のそれぞれにおける４隅の位置に配設される。
【００５８】
また、移動台車７０００に配設された第１及び第２の滑走部７４００ａ、７４００ｂは、第１及び第２の案内部材４３００ａ、４３００ｂのそれぞれを滑走するように配設される。すなわち、移動台車７０００の一方の側面に、第１の支持部材４１００ａに配設された第１の案内部材４３００ａに沿って滑走するように複数の第１の滑走部７４００ａが配設される。さらに、移動台車７０００の他方の側面に、第２の支持部材４１００ｂに配設された第２の案内部材４３００ｂに沿って滑走するように複数の第２の滑走部７４００ｂが配設される。換言すれば、移動台車７０００の一方の側面及び他方の側面のそれぞれにおける４隅に第１及び２滑走部７４００ａ、７４００ｂが配設される。
第１及び第２の滑走部７４００ａ、７４００ｂのそれぞれは、第１の滑走部材７４１１及び第２の滑走部材７４１２を備えるが、第１の滑走部材７４１１が第２の滑走部材７４１２に比べて隅に更に近くなるように配設されて、第１の滑走部材７４１１は、第１及び第２の支持部材４１００ａ、４１００ｂのそれぞれを構成する第２の部材４１１２、４１２２に配設された第１及び第２の案内部材４３００ａ、４３００ｂに乗って滑走し、第２の滑走部材７４１２は、第１及び第２の支持部材４１００ａ、４１００ｂのそれぞれを構成する第１の部材４１１１、４１２１に配設された第１及び第２の案内部材４３００ａ、４３００ｂに乗って滑走する。
【００５９】
実施形態による第１及び第２の滑走部材７４１１、７４１２はボール（ｂａｌｌ）状であるが、案内部材に乗って滑走可能である限り、様々な手段が適用可能である。
加熱装置２３００は、鋳片Ｓを搬出する前に、鋳片Ｓのトップ部を加熱して、鋳片Ｓのトップ部からの先凝固を防ぐことにより、鋳片Ｓのトップ部のパイプの欠陥の発生を低減する。このような加熱装置２３００は、鋳片Ｓが通過可能な開口を有する中空状の加熱胴体２３１０、加熱胴体２３１０の内部に配設された発熱体２３２０を備える。実施形態による加熱装置２３００は、誘導加熱装置（ＥＭＨ：Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｈｅａｔｅｒ）であり、発熱体は、誘導加熱コイルであってもよい。
搬出装置９０００ｂは、定盤６０００から垂直状態で置かれた鋳片Ｓを受け取って、水平状態で回転可能である。このような搬出装置９０００ｂは、定盤６０００から分離された垂直状態の鋳片Ｓの下部を支持及び載置する第１の載置部９１００、第１の載置部９１００と交差する方向に延設されて前記第１の載置部９１００と連結されて鋳片Ｓの側面と向かい合う第２の載置部９２００、第２の載置部９２００の延長方向に並べられ、回転可能な複数の搬出ローラー９３００、第１の載置部９１００と第２の載置部９２００との間を連結するように配設されて搬出装置９０００ｂを回転又はチルトさせる回転駆動部９４００を備える。
【００６０】
分離装置９０００ａは、搬出装置９０００ｂと向かい合うように案内装置４０００の外側に位置して、鋳造の終わった鋳片Ｓを搬出装置９０００ｂに向かって押すことにより、定盤６００から鋳片Ｓを分離する。このような分離装置９０００ａは複数設けられて、地面に対して垂直方向又は上下方向に隔設されてもよい。実施形態による分離装置９０００ａは油圧シリンダーであるが、これに限定されず、鋳片Ｓを搬出装置９０００ｂが位置する方向に押して定盤６０００から鋳片Ｓが分離可能である限り、様々な手段が適用可能である。
【００６１】
以下、図１１から図１７に基づいて、本発明の実施形態による半連続鋳造設備を用いた垂直鋳造方法について説明する。
まず、定盤移動装置８０００を用いて移動台車７０００を上昇させて、図１１に示すように、定盤６０００が鋳型Ｍの下側に嵌入するようにして、鋳型Ｍの下側を閉鎖する。すなわち、第１のウィンチ８１００ａを回転させて第１のワイヤーＷ１を引っ張ると、移動台車７０００及び定盤６０００が上昇するが、定盤６０００が鋳型の下側の開口を閉鎖するように移動させる。また、ガイド装置５０００の第１及び第２の水平移動部５２２０ａ、５２２０ｂを動作させて、鋳造しようとする鋳片Ｓの厚さに応じて第１及び第２のガイドロール５１００ａ、５１００ｂのそれぞれを前進又は後進させて、第１のガイドロール５１００ａと第２のガイドロール５１００ｂとの間の離隔距離を調節する。
また、溶鋼が収容された取鍋ＬをタンディッシュＴの上側に移動させ、取鍋Ｌの溶鋼をタンディッシュに出鋼する。
【００６２】
タンディッシュＴの溶鋼がノズルを介して鋳型Ｍに供給されれば、溶鋼は、鋳型Ｍの内部において１次的に凝固されるが、定盤６０００の上部において凝固され始める。このように、鋳型Ｍに溶鋼を供給する間に、鋳型Ｍの外側に位置する第１の攪拌装置２１００を動作させて鋳型Ｍ内の溶鋼を攪拌し、溶鋼が鋳型Ｍの内壁に付着（ｓｔｉｃｋｉｎｇ）することを避けるために、別途の振動装置を用いて鋳型を振動（ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ）させる。
更に、定盤移動装置８０００を用いて移動台車７０００及び定盤６０００を下降させれば、図１２に示すように、１次的に凝固された鋳片Ｓが鋳型Ｍから引き抜かれる。引き続き、鋳型Ｍに溶鋼を注入しながら、定盤６０００を下降させれは、所定の長さの鋳片Ｓが鋳造される（図１３参照）。本発明においては、１チャージの鋳造操業が溶鋼を複数の取鍋Ｌを介して連続的に供給して連続鋳造する。換言すれば、従来には、単一の取鍋Ｌから供給された溶鋼の量に見合う分だけ鋳片Ｓを鋳造したが、本発明においては、２以上の取鍋Ｌから連続的に供給された溶鋼の量に見合う分だけ鋳片Ｓを連続鋳造する。
【００６３】
一方、鋳造されて鋳型Ｍから引き抜かれた鋳片Ｓは、図１２から図１４に示すように、案内装置４０００の内部を通過するように下降する。このとき、鋳片Ｓの側面がガイド装置５０００の第１及び第２のガイドロール５１００ａ、５１００ｂにより支持された状態で下降し、鋳片Ｓが移動する力により第１及び第２のガイドロール５１００ａ、５１００ｂが回転し、複数の第１及び第２のノズル５４００ａ、５４００ｂから噴射される冷却水により鋳片Ｓが２次的に冷却される。なお、第１及び第２のガイド部５０００ａ、５０００ｂのそれぞれの外側に配設された第２の攪拌装置２２００を動作させて、鋳片Ｓのトップ部の未凝固の溶鋼を攪拌することにより、パイプの欠陥の発生を極力抑える。
鋳型Ｍが振動すれば、鋳型Ｍから引き抜かれる鋳片Ｓが上下方向に揺動してしまう。本発明においては、鋳片Ｓの揺動を防ぐために、第１及び第２のガイドロール５１００ａ、５１００ｂのそれぞれに制動ユニット５３００ａ、５３００ｂを配設して、鋳片Ｓの揺動を防ぐ。すなわち、鋳片Ｓの鋳造に際して、第１及び第２の制動ユニット５３００ａ、５３００ｂを動作させて、第１及び第２のガイドロール５１００ａ、５１００ｂに所定の制動力を加え、これにより、第１及び第２のガイドロール５１００ａ、５１００ｂの回転力が調節される。したがって、鋳片Ｓを支持している第１及び第２のガイドロール５１００ａ、５１００ｂは、鋳片Ｓに揺動が生じるとき、鋳片Ｓの上下移動を妨げるように鋳片Ｓに力を加え、その結果、鋳片Ｓの揺動が防がれる。なお、鋳片Ｓ、定盤６０００及び移動台車７０００が案内装置４０００の内部を通過するように下降し、第２のウィンチ８１００ｂが定盤の下側において第２のワイヤーをテンションがかかるように支持しているため、安定的に下降可能である。
【００６４】
複数の取鍋Ｌを介して溶鋼を供給する連続鋳造により目的とする長さの鋳片Ｓが鋳造されれば、図１５に示すように、案内装置４０００の上側に加熱装置を位置付ける。また、定盤及び移動台車を所定の距離だけ上昇させて、鋳片Ｓのトップ部が加熱装置の開口に嵌入するようにする。次いで、加熱装置２３００を動作させれば、鋳片Ｓのトップ部が加熱され、その結果、鋳片Ｓのトップ部のパイプの欠陥の長さを最小化することができる。
鋳片Ｓのトップ部の加熱まで終われば、図１６に示すように、鋳片Ｓの搬出位置まで下降させる。すなわち、鋳片Ｓのトップ部が複数の第１のフレーム４１００ｃのうち最下端の第１のフレーム４１００ｃの下側に位置するようにする。次いで、分離装置９０００ａを動作させて鋳片Ｓを押せば、鋳片Ｓが垂直に立てられている搬出装置９０００ｂに移動する。また、図１７に示すように、搬出装置９０００ｂをチルトさせて鋳片Ｓが水平方向になるようにし、これを搬出する。
【００６５】
このように、本発明の実施形態によれば、４００〜１０００ｍｍの厚肉の鋳片を、複数の取鍋Ｌを介して連続的に溶鋼を供給して連続的に鋳片を垂直鋳造することができる。すなわち、非常に厚肉の極大断面の鋳片の鋳造は、凝固特性及び品質の問題により垂直半連続鋳造機により単一の取鍋Ｌから供給された溶鋼の量で１チャージの鋳造のみを行い、鋳造を終えていた。しかしながら、本発明においては、鋳型Ｍの下側にガイド装置５０００及び案内装置４０００を配設し、ガイドロール５１００ａ、５１００ｂに回転力が調節可能なように制動ユニット５３００ａ、５３００ｂを連結することにより、従来に比べて長い鋳片が安定的に下降しながら、鋳片Ｓの揺動が防がれ、鋳速が安定化するという効果がある。したがって、単一の取鍋ではなく、複数の取鍋Ｌから供給された溶鋼で連続的に鋳片を垂直鋳造することができて、鋳片の生産率及び実際の歩留まり率が２倍以上向上するという効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明による垂直型鋳造設備及びこれを用いた垂直鋳造方法は、  鋳型の下側にガイド装置及び案内装置を配設し、ガイドロールに回転力が調節可能なように制動ユニットを連結することにより、従来に比べて長い鋳片が安定的に下降しながら、鋳片の揺動が防がれ、鋳速が安定化するという効果がある。したがって、単一の取鍋ではなく、複数の取鍋から供給された溶鋼で連続的に鋳片を垂直鋳造することができて、鋳片の生産率及び実際の歩留まり率が２倍以上向上するという効果がある。
【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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【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】
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