(57)【要約】  本発明は、連続鋳造装置内で特に未だ凝固してないメタルストリップを案内するためのストランドガイド装置と方法に関する。公知のストランドガイド装置は、１つのセグメントフレームと、メタルストリップを案内する、向かい合う少なくとも一対のガイドローラとを有する。ガイドローラの少なくとも一方は、並列に配置した少なくとも２つのドライブローラ１２２，１２４の形態で形成されている。ドライブローラは、２つの外側軸受１３２，１３４と少なくとも１つの共通の中間軸受１３３を介してセグメントフレーム１１０に軸受けされている。ガイドローラ１２０の間をメタルストリップが搬送される際に未だ凝固してないメタルストリップの内部の溶鋼静圧によって直接生じさせられるセグメントフレーム１１０の特に中間軸受１３３の領域の弾性変形もしくは撓みを少なくとも部分的に補償するため、本発明によれば、互いに組み合わせても適用可能な異なった３つの補償手段が提案される。これら補償手段は、中間軸受に軸受けされたガイドローラのクラウン付け及び／又は中間軸受１３３と比べて撓み易い外側軸受１３２，１３４の形成及び／又は外側軸受１３２，１３４と比べて中間軸受１３３でのセグメントフレーム１１０とドライブローラ１２２，１２４の中心軸Ｍの間の間隔を大きくすることである。
2010501352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つのセグメントフレーム（１１０）と、
ガイドローラ（１２０）の少なくとも一方が、並列に配置した少なくとも２つのドライブローラ（１２２，１２４）の形態で形成されている、メタルストリップを案内する変更可能なローラ間隙（Ｓ）を備える、向かい合う少なくとも一対のガイドローラ（１２０）と、
セグメントフレーム（１１０）に少なくとも２つのドライブローラ（１２２，１２４）を軸受けするための２つの外側軸受（１３２，１３４）と少なくとも１つの共通の中間軸受（１３３）と、
ローラ間隙（Ｓ）をメタルストリップが搬送される時に中間軸受（１３３）の領域のセグメントフレーム（１１０）の弾性変形を少なくとも部分的に補償するための補償手段と
を有する、未だ凝固してないメタルストリップ、特に薄スラブを案内するための連続鋳造装置のストランドガイド装置（１００）において、
補償手段が、
中間軸受に軸受されたガイドローラ（１２０）にクラウン付けをする形態で、及び／又は、
中間軸受（１３３）と比べて外側軸受（１３２，１３４）を撓み易く形成する形態で、及び／又は、
外側軸受（１３２，１３４）よりも中間軸受（１３３）において、セグメントフレーム（１１０）とドライブローラ（１２２，１２４）の中心軸（Ｍ）の間の間隔（Ａ１）を大きくする形態で、
形成されていることを特徴とするストランドガイド装置。
【請求項２】
単純に中間軸受に軸受けされたガイドローラ（１２０）においてクラウン付けを実現するために、その両ドライブローラ（１２２，１２４）が、それぞれ、真直ぐ又は膨出した輪郭（Ｋ）を有する切頭円錐状に形成されており、それぞれ、その厚い方の端部を共通の中間軸受（１３３）に軸受けされていることを特徴とする請求項１に記載のストランドイガイド装置。
【請求項３】
ドライブローラ（１２２，１２４）もしくはガイドローラ（１２０）のクラウン付けが、放物線又は多項式により形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のストランドガイド装置。
【請求項４】
中間軸受（１３３）と比べて撓み易い外側軸受（１３２，１３４）の形成が、外側軸受の比較的軟らかい弾性支持によって実現されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のストランドガイド装置。
【請求項５】
複数の中間軸受（１３３）が設けられている場合、これら中間軸受は、メタルストリップの中心に向かって硬さが増加するように弾性支持されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のストランドガイド装置。
【請求項６】
メタルストリップの中心領域の１つ又は複数の中間軸受が、高剛性に形成されていることを特徴とする請求項５に記載のストランドガイド装置。
【請求項７】
メタルストリップの搬送方向に連続するように配置された多数のガイドローラ対（１２０）が設けられている場合、セグメントフレーム（１１０）の弾性変形を補償するための本発明による少なくとも個々の補償手段が、メタルストリップの搬送方向にガイドローラ（１２０）の強さが徐々に増加するように形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のストランドガイド装置。
【請求項８】
請求項７に記載のストランドガイド装置内で未だ凝固してないメタルストリップ、特に薄スラブを案内するための方法において、
ストランドガイド装置によってストランド凝固殻に加えられる圧力が、セグメントフレーム（１１０）の弾性変形を補償するために、メタルストリップの搬送方向に徐々に大きくされることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続鋳造装置内で未だ凝固してないメタルストリップ、特に薄スラブを案内するためのストランドガイド装置と方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スラブが連続鋳造装置を出て、圧延ラインに供給される場合、スラブ、特に薄スラブのプロフィルに対して、そのクラウンもしくはテーパに関して高い要求が提起される。従って、コンパクトストリッププロダクションＣＳＰ仕上げラインに供給すべき薄スラブにおいて、プロフィルの隆起に対する要求公差は、スラブの厚さに対して０．５〜１％の範囲内にある。これは、プロフィルの隆起が、例えば５０ｍｍの厚さのスラブの場合０．２５〜０．５ｍｍの間でなければならないことを意味する。加えて、このプロフィルの隆起は、スラブ全長にわたってできるだけ一定にすべきである。
【０００３】
メタルストリップにおけるプロフィル隆起に対する原因は、いわゆる溶鋼静圧であり、この溶鋼静圧は、未だ凝固してないメタルストリップの内部にあり、内部からストランド凝固殻を押し、これによりストランド凝固殻の外方向への膨出を生じさせる。この溶鋼静圧は、確かにストランドの液状部分の内部で本質的に一定であるが、メタルストリップの液状部分が長くなるほど大きくなる。溶鋼静圧を条件とするストランド凝固殻の膨出は、メタルストリップをストランドガイド装置内で案内するガイドローラに負荷を与え、これらガイドローラが、その軸受を介して、更に、ガイドローラを軸受により軸受けするセグメントフレームに負荷を与える。伝達された負荷は、典型的にセグメントフレームの、特に分割式のガイドローラにおける中間軸受の領域に撓みもしくは弾性変形を生じさせる。望ましくないセグメントフレームのこの弾性変形は、典型的にローラ間隙形状の望ましくない変化を生じさせ、これにより特に、ストランドガイド内を案内されるメタルストリップの望ましくない大きなプロフィル隆起を生じさせる。その場合、望ましくないプロフィル隆起に基づいて、メタルストリップは、しばしば後続の圧延機の要求をもはや満たさない。
【０００４】
この問題は、従来技術においても公知であり、例えば特許文献１で検討されている。そこでは、前記要求を遵守するために、本質的に、前記問題に鑑み残留凝固の領域のローラ間隙形状に適切に影響を与えることが重要であることが、強調されている。この目的のため、前記特許文献１には、セグメントフレームの中心領域、即ち分割式のガイドローラの場合の中間軸受の領域で、前記の望ましくないセグメントフレームの弾性変形を少なくとも部分的に補償するために、油圧シリンダの形態の荷重手段を設けることが記載されている。
【０００５】
しかしながら、このような油圧シリンダは、調達についても、整備についても費用がかかり、加えて、例えば規則的に消費される電気エネルギーに基づいて、ランニングコストを生じさせる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】欧州特許第１  ０４３  ０９５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この従来技術から出発して、本発明の根底にある課題は、特に未だ凝固してないメタルストリップを案内するための公知のストランドガイド装置と公知の方法に対し、セグメントの弾性変形の少なくとも部分的な補償を実施するための補償手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、請求項１の対象によって解決される。これは、セグメントの弾性変形を少なくとも部分的に補償するための補償手段が、中間軸受に軸受されたガイドローラにクラウン付けをする形態で、及び／又は、中間軸受と比べて外側軸受を撓み易く形成する形態で、及び／又は、外側軸受よりも中間軸受において、セグメントフレームとドライブローラの中心軸の間の間隔を大きくする形態で、形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明は、セグメントフレームの中間軸受の領域の現状の負荷下の前記弾性変形を受け入れる。即ち、弾性変形の程度を、他の形成、特にセグメントフレームの補強によって変更することは、試みない。
【００１０】
その代わりに、請求した３つ全ての提案が、セグメントフレームが弾性変形するにもかかわらず、ローラ間隙形状が、全く変化しないか、請求した補償手段のない負荷状況に比べて許容可能な限度でしか変化しないように、セグメントの弾性変形の少なくとも部分的な補償を生じさせる。
【００１１】
請求した３つ全ての補償手段は、比較的安価に実現可能であり、特にこれら補償手段は、連続的に消費される電力又はオイルのような運転手段のためのランニングコストを何ら必要としない。
【００１２】
本発明の以下の説明で、ストランドガイド装置の「無負荷」状態と「負荷状態」の間に違いがある。
【００１３】
ストランドガイド装置の「無負荷」状態は、ローラ間隙をメタルストリップが案内されないことを意味する。
【００１４】
これに対して、「負荷状態」は、メタルストリップ、特に未だ凝固してないメタルストリップが、ローラ間隙を案内される場合を意味する。未だ凝固してないメタルストリップ内では、導入部で既に説明したように、メタルストリップのストランド凝固殻を外に向かって押し、従って基本的にメタルストリップのプロフィル隆起を生じさせる内部溶鋼静圧が支配する。ストランド凝固殻を介して、溶鋼静圧は、ストランドガイド装置のガイドローラにも間接的に作用し、ガイドローラを介して更にまたセグメントフレームにも作用する。セグメントフレームに対する圧力は、結局は特に中間軸受の領域にセグメントフレームの弾性変形を生じさせる。
【００１５】
本発明により請求した３つ全ての、セグメントの弾性変形を補償するための補償手段が、ストランドガイド装置が負荷下又は無負荷状態にあるかに依存せずに形成されている。これと、ローラ間隙の横断面がそれぞれ負荷に依存して変化することは、矛盾しない。
【００１６】
セグメントの弾性変形を（部分的に）補償するための請求した補償手段は、有利なことに溶鋼静圧を条件とする、メタルストリップの望ましくない大きなプロフィル隆起の許容可能な閾値への限定もしくは調整を可能にする。
【００１７】
補償手段の特別な形成は、従属請求項の対象である。
【００１８】
ストランドガイド装置内に多数のガイドローラ対がメタルストリップの搬送方向に連続するように配設されている場合、セグメントフレームの弾性変形を補償するための本発明による補償手段の少なくとも個々の補償手段が、メタルストリップの搬送方向にガイドローラの強さが徐々に増加するように形成されている場合が有利である。
【００１９】
この特徴は、以下の問題の解決を目指す。即ち、ストランドガイド装置内でのメタルストリップにおける溶湯尖端の位置が、従って未だ凝固してない領域が、鋳造速度、過熱及び２次冷却の強さの鋳造パラメータに深く依存することである。基本的に、メタルストリップの未だ液状の部分は、鋳造速度が速く、冷却が少ない程長くなる。しかしながら、ストランドの未だ液状の部分が長い程、メタルストリップの内部の溶鋼静圧も大きくなる。請求した、弾性変形を補償するための補償手段の徐々に強さが増す形成は、有利なことに、特に長く未だ凝固してない領域を有するメタルストリップに対する必要な大きな対抗圧力を生じさせる。この場合、その際に支配する溶鋼静圧は、特にメタルストリップの最終凝固の領域での補償手段の請求した形成によって、十分な大きさで反対に作用する。有利なことに、請求した、メタルストリップの搬送方向に強くなるもしくは増加するようなセグメントの弾性変形の補償は、所望の少なくともほぼ一定のプロフィル隆起の形成を、メタルストリップの全長に対し、しかも有利なことに鋳造速度、過熱又は２次冷却の強さのような現在使用されている鋳造パラメータの大きさに依存せずに可能にする。
【００２０】
更に、前記課題は、特に未だ凝固してないメタルストリップを案内するための方法によって解決される。この方法の利点は、最後の段落で述べた、そこで検討した実施形の利点に相応する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】セグメントフレームの弾性変形を補償するための本発明による補償手段のための第１の実施例を示す。
【図２】本発明による補償手段のための第２の実施例を示す。
【図３】本発明による補償手段のための第３の実施例を示す。
【図４】溶湯尖端の位置と、これに依存するセグメントフレームの弾性変形と、本発明によるセグメント弾性変形の部分補償の関係を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明を、前記の図に関係した実施例の形で以下で詳細に説明する。個々の図で、同じ要素は、同じ符号で示す。
【００２３】
図１〜３は、それぞれ、たとえば薄スラブのような特に未だ凝固してないメタルストリップ（図にしめしてない）を案内するための連続鋳造装置のストランドが移動装置１００の横断面図を示す。ストランドガイド装置１００は、各図に図示したセグメントトラバース１１０によって示されたセグメントフレーム１１０を有する。このセグメントフレームに、向かい合う少なくとも一対のガイドローラ１２０が回転可能に軸受けされている。向かい合う両ガイドローラ１２０は、変更可能なローラ間隙Ｓ備え、このローラ間隙内をメタルストリップ（示してない）が案内されている。ガイドローラ１２０は、本発明の場合、少なくとも単純に分離されており、各図では、各ガイドローラ１２０は、例えば並列に配設された２つのドライブローラ１２２，１２４から成る。ドライブローラは、それぞれ、１つの外側軸受１３２，１３４と少なくとも１つの共通の中間軸受１３３を介してセグメントフレームもしくはセグメントトラバース１１０に回転可能に軸受けされている。
【００２４】
３つ全ての図、図１、図２及び図３で、セグメントフレームは、無負荷状態のガイドローラと共に示されている。負荷下、即ちプロフィル隆起を有する未だ凝固してないメタルストリップがローラ間隙Ｓを案内された場合、セグメントフレーム１１０の特に中間軸受１３３の領域は、強く負荷を受け、そこが撓む。撓みの方向は、図１及び２で、中間軸受１３３の領域の矢印によって図示されている。
【００２５】
このセグメントフレームの弾性変形を少なくとも部分的に補償するための第１の補償手段として、本発明によれば、図１に図示されているような、中間軸受に軸受けされたガイドローラのクラウン付けが行なわれる。単純に中間軸受に軸受けされたガイドローラでのクラウン付けを実現するため、その両ドライブローラ１２２，１２４は、それぞれ、真直ぐ又は膨出した輪郭Ｋを有する切頭円錐状に形成されている。このように形成されたドライブローラは、それぞれ、その厚い方の端部を共通の中間軸受１３３に軸受けされている。負荷下（図１に示してない）で、中間軸受１３３は、前記のセグメントフレームの弾性変形に基づいて、外側軸受よりもローラ間隙Ｓの中心から離れるように移動する。即ち、その場合、図１で無負荷状態について示したローラ間隙の負のクラウン付けが、少なくとも部分的に相殺されるか、真直ぐに画成されたローラ間隙又はそれどころかメタルストリップにおいて望ましい僅かなプロフィル隆起に応じた望ましい若干の正のクラウン付けを有するローラ間隙に変えられる。有利なことに、ドライブローラもしくはガイドローラのクラウン付けは、放物線又は多項式により形成されている。
【００２６】
図２は、セグメントフレームの弾性変形を少なくとも部分的に補償するための第２の補償手段を図示する。この第２の補償手段は、外側軸受１３２，１３４が、セグメントの最大弾性変形の領域内の少なくとも１つの中間軸受１３３よりも撓み易くもしくは軟らかい弾性支持により形成されている点にある。複数の中間軸受が設けられている場合、中間軸受は、メタルストリップの中心に向かって有利なことに硬さが増加するように弾性支持されている。これは、セグメントフレームの弾性変形の大きさが、機械的な条件として、セグメントフレームもしくはセグメントトラバースの中心に向かって増加するが、周縁部に向かって減少することによる。この第２の実施例の変形例によれば、メタルストリップの中心の領域の中間軸受が高剛性に、即ち、弾性支持されないように形成可能であり、この変形例は、図２図示されている。その場合、負荷下（図２に図示してない）では、中間軸受１３３の領域のセグメントトラバースに前記最大弾性変形が生じ、外側軸受１３２，１３４の領域では負荷が小さくなるに過ぎない。その場合、全体として、負荷下では、好ましいことに、所望の規模の圧延されたメタルストリップのプロフィル隆起に相当する、ローラ間隙Ｓのための若干正のクラウン付けが生じる。外側軸受と中間軸受の領域のバネの硬さの適切なサイズ決めもしくは設計により、所望のプロフィル隆起は、非常に正確に調整可能である。
【００２７】
図３は、セグメントの弾性変形を部分的に補償するための本発明による補償手段のための第３の実施例を示す。図３に認められるように、そこでは、中間軸受１３３の領域の特に強いセグメントの弾性変形が、中間軸受１３３でのセグメントフレーム１１０とドライブローラ１２２，１２４の中心軸Ｍの間の間隔Ａ１を外側軸受１３２，１３４よりも大きく形成することによって、少なくとも部分的に補償される。この実施例でも、図３で無負荷状態のために示したローラ間隙の負のクラウン付けが、負荷時に平均化されるか、それどころか過補償されるので、その場合には、真直ぐに画成された平行の幅側側面を有するローラ間隙もしくはメタルストリップのプロフィル、又は所望の非常に小さいプロフィル隆起を有するメタルストリップが得られる。
【００２８】
本発明により請求した、セグメントフレームの弾性変形を少なくとも部分的に補償するための全ての補償手段は、個々に使用可能であるばかりでなく、互いに任意に組み合わせても使用可能である。
【００２９】
図４は、鋳型で鋳造した後のメタルストリップ２００が後続の垂直に配設されたストランドガイド装置１００を通る道程を示す。図示したストランドガイド装置の右隣のグラフには、それぞれ右外の線分により、凝固ポイントもしくは溶湯尖端の位置に依存した個々のセグメントフレーム内のセグメントフレームもしくはセグメントトラバースのそれぞれの弾性変形が図示されている。具体的には、図４のグラフは、以下のように読む。図４に模範的にＳＳ１で示した所定の溶湯尖端の位置、即ち所定の溶湯尖端の湯面からの距離における、ストランドガイド装置の第２のセグメント内のガイドローラに付属する弾性変形の大きさは、ポイントＳＳ１から出る点線を、水平に、即ちＸ方向に右外に向かって追跡することによって得られる。その場合、それぞれの弾性変形の大きさは、Ｙ軸から右外の線の間隔Ａとして得られる。弾性変形は、湯面からの距離の増加と共に、即ちＹ軸方向に、増加する傾向にあることが認められる。この効果は、この場合、凝固ポイントもしくは溶湯尖端が、比較的時間的に後になってから初めてストランドガイド装置内に位置するようになること、これに応じて未だ凝固してないメタルストリップの領域が比較的大きいこと、これに応じて溶鋼静圧もセグメントフレームの曲げもしくは弾性変形に責任があること、特に大きくなることに理由がある。
【００３０】
図４に示した、右外の線内の曲折部は、個々のセグメントの終端部のガイドローラが構造的もしくは機械的な条件により軟らかく架設されていることを示す。
【００３１】
最後に、太線は、弾性変形を部分的に補償するための本発明による補償手段を使用した場合の弾性変形の程度を示す。本発明による補償手段の使用により得られるセグメントフレームの弾性変形が、右側の線で示した、本発明による補償手段を使用しないセグメントフレームの弾性変形よりも著しく少ないことが認められる（間隔Ａと間隔Ｂの比較）。最後に、図４から、同様に、それぞれの太線と左外の線の間の間隔Ｃが、セグメントの数の増加と共に、即ち湯面からの距離の増加と共に、徐々に大きくなることが認められる。この大きくなる間隔Ｃは、メタルストリップ２００の搬送方向に有利なことに増大する、それぞれ相応に強く形成された補償手段による補償能力を示す。例えばローラ間隙の中心に向かってドライブローラのクラウン付けが強くなる形態、又はセグメントフレームと中間軸受におけるドライブローラの中心軸の間の間隔を拡大する形態でのこの補償手段の強い形成又は湯面からの距離の増加と共に外側軸受と比べて中間軸受の弾性を徐々に強くすることによるこの補償手段の強い形成は、有利なことに、残留凝固の領域もしくはガイド装置１００の出口でのメタルストリップの所望のプロフィル隆起の少なくともほぼ一定の維持を可能にする。前記のプロフィル隆起のほぼ一定の維持は、図４では、Ｙ軸と太線の間の間隔Ｂが、少なくともほぼストランドガイド装置の全長にわたって一定に維持されている点に認められる。即ち、少なくとも、この間隔Ｂもしくはこれに応じたプロフィル隆起は、本発明による補償手段を使用しない場合のような程度には決して変化しないということであり、これは、左外の線分とＹ軸の間の間隔Ａによって示される。
【符号の説明】
【００３２】
１００            ストランドガイド装置
１１０            セグメントフレームもしくはセグメントトラバース
１２０            ガイドローラ
１２２，１２４    ドライブローラ
１３２，１３４    外側軸受
１３３            中間軸受
Ｋ                輪郭
Ｍ                中心軸
Ｓ                ローラ間隙
【図１】
2010501352.tif 000003
【図２】
2010501352.tif 000004
【図３】
2010501352.tif 000005
【図４】
2010501352.tif 000006
【国際調査報告】
2010501352.tif 000007
2010501352.tif 000008
2010501352.tif 000009
2010501352.tif 000010