鑄坯壓下裝置的製作方法

2023-12-01 07:28:56

本申請涉及一種鑄坯壓下裝置。

背景技術：

當在連續鑄造設備中鑄造成的鑄坯完全凝固時，有時在鑄坯的中央部分產生沿鑄坯的軸向延伸的微小的空洞。在利用軋機對存在這樣的空洞的狀態下的鑄坯進行軋制時，有可能在該空洞部分出現裂紋。因此，日本特開2009－279652號公報(以下，稱作專利文獻1。)公開了一種利用上輥和下輥夾持凝固後的鑄坯的寬度方向上的中央部分(中心軸線部分)的鑄坯壓下裝置。在上輥的軸向上的中央部分設有朝向徑向突出的環狀的突條。若利用該突條對鑄坯的中央部分進行加壓(壓下)，則能夠減少在鑄坯內出現的空洞，因此能夠抑制鑄坯的內部的裂紋。

然而，在連續鑄造設備中鑄造成的鑄坯有時一邊朝向與在設計連續鑄造設備時被設想為鑄坯通過的假想中心線相交叉的方向(鑄坯的寬度方向)偏移一邊到達鑄坯壓下裝置。在該情況下，鑄坯的偏離了中央部分(中心軸線部分)的部分被上輥的突條壓下。由此，在鑄坯的內部產生的應變發生偏頗，因此鑄坯以鑄坯壓下裝置的位置為起點發生彎曲。結果，根據在鑄坯中產生的彎曲的程度，變得難以在鑄坯壓下裝置的下遊側利用切斷機進行鑄坯的切斷處理。

技術實現要素：

因此，本申請說明一種能夠抑制在減少鑄坯內產生的空洞時鑄坯發生彎曲的鑄坯壓下裝置。

本申請的一技術方案的鑄坯壓下裝置包括：第1輥和第2輥，該第1輥和 第2輥用於夾持凝固後的鑄坯並對該凝固後的鑄坯進行加壓；以及驅動機構，其構成為用於驅動第1輥和第2輥中的至少一者，以使第1輥和第2輥彼此靠近和分離，在第1輥和第2輥中的至少一者設有沿該第1輥和第2輥中的至少一者的周向延伸的環狀的突條，在第1輥設有沿其軸向排列的一對引導構件。

在本申請的一技術方案的鑄坯壓下裝置中，第1輥具有沿其軸向排列的一對引導構件。因此，在鑄坯的頂端到達鑄坯壓下裝置時，驅動機構驅動第1輥和第2輥中的至少一者，以使第1輥和第2輥彼此靠近，從而將鑄坯引導為通過由第1輥、第2輥和一對引導構件形成的空間。因而，能夠利用設於第1輥和第2輥中的至少一者的突條對被定位在該空間內的鑄坯進行加壓(壓下)。即，在鑄坯的被壓下的部位處，鑄坯的偏移被抑制，因此能夠對鑄坯的中央部分進行適當的壓下。結果，能夠抑制在減少鑄坯內產生的空洞時鑄坯發生彎曲。

也可以是，在第1輥和第2輥中的至少一者的主體部設有凹部，該凹部構成為用於支承鑄坯，凹部沿著主體部的周向延伸。在該情況下，在利用第1輥和第2輥壓下鑄坯時，鑄坯被支承在凹部內。因此，鑄坯與輥之間的接觸面積增大。結果，設有凹部的輥的旋轉力容易作用於鑄坯，因此能夠有效地向下遊側拉拔鑄坯。

也可以是，在第1輥和第2輥中的至少一者的主體部設有凹部，該凹部構成為用於支承鑄坯，凹部沿著主體部的周向延伸，突條位於凹部內，突條的在主體部的徑向上的頂部的位置與主體部的外周面的位置大致相同。在該情況下，對於圓形的鑄坯，能夠在將鑄坯配置在凹部內的同時壓下鑄坯。另一方面，對於矩形的鑄坯，能夠以鑄坯的外表面分別與輥的外周面和突條的頂端相抵接的狀態壓下鑄坯。因而，能夠利用同一鑄坯壓下裝置對矩形、圓形等多個不同形狀的鑄坯進行壓下。結果，不需要為了處理不同形狀的鑄坯而更換鑄坯壓下裝置的輥等操作。

也可以是，在沿與軸線正交的方向進行觀察時，構成為用於支承圓形的鑄坯的凹部的外形呈圓弧狀。在該情況下，在利用鑄坯壓下裝置壓下尤其是 圓形的鑄坯時，輥的旋轉力容易作用於鑄坯。因而，能夠更有效地向下遊側拉拔鑄坯。

也可以是，在沿與軸線正交的方向進行觀察時，構成為用於支承圓形的鑄坯的凹部的外形包括：第1圓弧狀外緣，其位於軸線那一側；以及第2圓弧狀外緣，其位於比第1圓弧狀外緣靠外側的位置且曲率半徑大於第1圓弧狀外緣的曲率半徑。在該情況下，第2圓弧狀外緣能夠支承的圓形的鑄坯的直徑大於第1圓弧狀外緣能夠支承的圓形的鑄坯的直徑。因此，能夠利用同一鑄坯壓下裝置壓下兩個不同直徑的鑄坯。結果，不需要為了處理不同形狀的鑄坯而更換鑄坯壓下裝置的輥等操作。

也可以是，一對引導構件以能夠相對於第1輥旋轉的方式安裝於第1輥。在該情況下，與鑄坯接觸的一對引導構件不受輥的旋轉約束，隨著鑄坯的移動而自由旋轉。因而，在鑄坯的與一對引導構件接觸的部位不易發生滑動。結果，不易發生鑄坯的外周面被一對引導構件擦傷的情況。

也可以是，本申請的一技術方案的鑄坯壓下裝置還包括調節機構，該調節機構能夠調節一對引導構件之間的間隔。在該情況下，能夠利用同一鑄坯壓下裝置壓下不同寬度的多個鑄坯。結果，不需要為了處理不同形狀的鑄坯而更換鑄坯壓下裝置的輥等操作。

採用本申請的鑄坯壓下裝置，能夠抑制在減少鑄坯內產生的空洞時鑄坯發生彎曲。

附圖說明

圖1是概略地表示連續鑄造設備的一例的側視圖。

圖2是概略地表示圖1中的連續鑄造設備的局部的俯視圖。

圖3是表示鑄坯壓下裝置的一例的主視圖。

圖4的(a)是表示引導構件的一例的主視圖，圖4的(b)是圖4的(a)中的B－B線剖視圖，圖4的(c)是圖4的(a)中的C－C線剖視圖。

圖5是表示間隔件的位置發生了變更的上輥的主視圖。

圖6的(a)～圖6的(c)分別是用於說明上輥朝向下輥下降並且對鑄坯進行定心處理的樣子的圖。

圖7的(a)是用沿著鑄坯的軸向的平面剖切壓下前的鑄坯來表示壓下前的鑄坯的樣子的立體圖，圖7的(b)是用沿著鑄坯的軸向的平面剖切壓下時的鑄坯來表示壓下時的鑄坯的樣子的立體圖。

圖8是表示在實施了定心處理的鑄坯被壓下時在該鑄坯的內部產生的應變的分布的一例的圖。

圖9是概略地表示比較例的連續鑄造設備的局部的俯視圖。

圖10是表示在未實施定心處理的鑄坯被壓下時該鑄坯的內部的應變的分布的一例的圖。

圖11是表示鑄坯壓下裝置的另一例的主視圖。

圖12的(a)是表示小徑的鑄坯被下輥支承著的樣子的主視圖，圖12的(b)是表示大徑的鑄坯被下輥支承著的樣子的主視圖。

附圖標記說明

1、鑄坯壓下裝置；10、上輥(第1輥)；10a、主體；10b、突條；10c、凹部；12、引導構件；12A1、12A2、主體部；12a、凸部；12b、凹部；14、間隔構件(調節機構)；16A、16B、主體部；18A、18B、軸承部；20、下輥(第2輥)；20a、主體；20b、突條；20c、凹部；20c1、圓弧狀外緣(第1圓弧狀外緣)；20c2、圓弧狀外緣(第2圓弧狀外緣)；30、驅動機構；100、連續鑄造設備；101、鑄模；102、二次冷卻帶；103、拉拔矯正裝置；104、鑄坯支承輥；120、夾送輥；130、切斷機；B、緊固構件；Cav、空洞；CL、假想中心線；M、熔融金屬(鋼水)；SB、SA、端面；St、鑄坯(整條坯料(日文：ストランド))；Sl、鑄坯(切片)；TS、傾斜面。

具體實施方式

以下要說明的本申請的實施方式是用於說明本發明的例示，因此本發明不應該限定於以下的內容。在以下的說明中，對同一部件或具有同一功能的部件使用同一附圖標記，並省略重複的說明。

[連續鑄造設備的結構]

首先，說明連續鑄造設備100的結構。如圖1所示，連續鑄造設備100包括鑄模101、二次冷卻帶102、拉拔矯正裝置103、夾送輥120、鑄坯壓下裝置1、切斷機130以及多個鑄坯支承輥104。

鑄模101用於一邊冷卻自未圖示的中間包流出的熔融金屬(鋼水)M一邊將其成形為預定形狀。二次冷卻帶102位於鑄模101的下遊側，用於進一步冷卻自鑄模101拉拔出的鑄坯(整條坯料：Strand)St。拉拔矯正裝置103位於二次冷卻帶102的下遊側，用於一邊對鑄坯St進行彎曲矯正一邊向下遊側拉拔該鑄坯St。

多個鑄坯支承輥104以沿鑄坯St的流通方向(拉拔方向)排列的方式配置在拉拔矯正裝置103的下遊側。鑄坯支承輥104具有沿著鑄坯St的寬度方向延伸的旋轉軸線，其用於支承鑄坯St並且隨著鑄坯St向下遊側移動而進行旋轉。夾送輥120用於以夾持鑄坯St的方式將鑄坯St輸送向下遊側。

在此，通過鑄模101成形的鑄坯St包括表面部凝固而成的所謂的凝固殼以及該凝固殼的內部的未凝固狀態的熔融金屬即熔融部(未凝固部)。鑄坯St隨著朝向下遊側去而被冷卻，熔融部逐漸凝固，凝固殼成長。即，隨著凝固殼的成長，熔融部縮小，凝固殼的厚度增大。在鑄坯St到達鑄坯壓下裝置1之前，鑄坯St完全凝固。

如圖1和圖2所示，鑄坯壓下裝置1配置在夾送輥120的下遊側。如圖7的(a)所示，有時在經過了拉拔矯正裝置103的鑄坯St的中央部分(中心軸線部分)產生沿鑄坯St的軸向延伸的微小的空洞Cav。鑄坯壓下裝置1是用於壓下凝固後(在本實施方式中為完全凝固後)的鑄坯St來減少空洞Cav的裝置。如圖3所示，鑄坯壓下裝置1具有上輥10(第1輥)、下輥20(第2輥)和驅動 機構30。

上輥10位於下輥20的上方。上輥10是在圓柱狀的主體10a的外周面設有突條10b和一對凹部10c而成的。突條10b一體地設於主體10a，自主體10a的外周面向外側突出。突條10b位於主體10a的軸向上的中央部。突條10b為圓環狀，沿著主體10a的周向延伸。

一對凹部10c在主體10a的軸向上位於突條10b的兩側。因此，一對凹部10c沿著主體10a的軸向排列。凹部10c比主體10a的外周面向內側凹陷。凹部10c沿著主體10a的周向延伸。具體而言，凹部10c包括：底壁，其包括直徑小於主體10a的直徑的圓柱面；一對側壁，其自該底壁的兩端沿與主體10a的軸線正交的方向延伸。因而，在沿與主體10a的軸線正交的方向進行觀察時，凹部10c呈U字狀。

在各凹部10c內分別配置有引導構件12和間隔構件14(調節機構)。因此，一對引導構件12和一對間隔構件14在主體10a的軸向上位於突條10b的兩側並且沿著主體10a的軸向排列。

如圖4的(a)～(c)所示，引導構件12包括主體部16A、16B和軸承部18A、18B。主體部16A、16B均是中心角為大致180°的圓弧狀。在主體部16A的各端面SA分別設有向外側突出的凸部12a。在主體部16B的各端面SB分別設有向內側凹陷的凹部12b。凸部12a和凹部12b在主體部16A、16B被組合在一起時位於彼此相對的位置。通過利用緊固構件B(例如，螺栓和螺母)將凸部12a和凹部12b以凸部12a插入凹部12b內的狀態緊固，而使主體部16A、16B一體化。此時，主體部16A、16B呈圓環狀。

在主體部16A、16B的外周緣部設有傾斜面TS。由於傾斜面TS的存在，隨著朝向主體部16A、16B的外周緣去而主體部16A、16B的厚度變薄。如圖3所示，引導構件12以傾斜面TS彼此相對的方式分別安裝於各凹部10c。

返回到圖4的(a)～(c)，軸承部18A、18B均是中心角為大致180°的圓弧狀。軸承部18A、18B分別配置於主體部16A、16B的內周緣。軸承部18A、18B通過與主體部16A、16B一起安裝於凹部10c而作為引導構件12的軸承發 揮作用。作為由軸承部18A、18B構成的軸承，例如，能夠列舉出滑動軸承、滾動軸承。因而，引導構件12以能夠相對於主體10a(上輥10)旋轉的方式安裝於主體10a(上輥10)。

返回到圖3，間隔構件14是用於調節引導構件12彼此之間的間隔的構件。如圖3所示，在凹部10c內，在間隔構件14位於比引導構件12靠近主體10a的端部的位置的情況下，引導構件12彼此之間的間隔以變窄的方式被調節。如圖5所示，在凹部10c內，在間隔構件14位於比引導構件12靠近主體10a的軸向中央的位置的情況下，引導構件12彼此之間的間隔以變寬的方式被調節。

返回到圖3，下輥20在圓柱狀的主體20a的外周面設有突條20b和凹部20c。凹部20c位於主體20a的軸向上的中央部。凹部20c比主體20a的外周面向內側凹陷。凹部20c沿著主體20a的周向延伸。在沿與主體20a的軸線正交的方向進行觀察時，凹部20c呈圓弧狀。即，主體20a的設有凹部20c的部分的直徑隨著朝向主體20a的端部去而變大。

突條20b一體地設於主體20a，自主體20a的外周面向外側突出。突條20b位於主體20a的軸向上的中央部。即，突條20b位於凹部20c內的最凹陷的部分。突條20b的在主體20a的徑向上的頂部(頂端)的位置與主體20a的外周面的位置大致相同。即，該頂部的直徑與主體20a的除凹部20c以外的部分的直徑大致相同。突條20b為圓環狀，沿著主體20a的周向延伸。

上輥10和下輥20以上輥10的軸線與下輥20的軸線彼此平行的方式配置。上輥10的突條10b和下輥20的突條20b沿上下方向排列。

驅動機構30是用於使上輥10升降的升降機構。驅動機構30用於使上輥10靠近下輥20或與下輥20分離。

切斷機130配置在鑄坯壓下裝置1的下遊側。切斷機130用於將到達切斷機130的鑄坯St沿寬度方向切斷，做成預定長度的鑄坯(切片：Slab)Sl。

[鑄坯壓下裝置的動作]

接著，說明鑄坯壓下裝置1的動作。在此，設想這樣的情況：由連續鑄造設備100鑄造成的圓形的鑄坯St的頂端以自在設計連續鑄造設備100時被 設想為鑄坯St通過的假想中心線CL(參照圖2)偏離的狀態到達鑄坯壓下裝置1的情況。

如圖6的(a)所示，在鑄坯St的頂端到達鑄坯壓下裝置1時，利用驅動機構30使上輥10朝向下輥20下降。此時，引導構件12的傾斜面TS與鑄坯St的外周面抵接。在驅動機構30使上輥10進一步下降時，如圖6的(b)所示，鑄坯St被引導為位於一對引導構件12之間。在驅動機構30使上輥10進一步下降時，如圖6的(c)所示，鑄坯St被上輥10的突條10b和下輥20的突條20b壓下。由此，自鑄坯St的中心軸線的兩側對鑄坯St加壓。因而，如圖7的(b)所示，能夠減少鑄坯St內部的空洞Cav，並且如圖8所示，在鑄坯St的內部產生的應變大致對稱。因而，如圖2所示，在鑄坯壓下裝置1的下遊側，鑄坯St以被鑄坯壓下裝置1壓下了的鑄坯St的中心軸線與假想中心線CL大致一致的狀態朝向切斷機130移動。另外，在圖8中，濃度越濃的區域表示拉伸應變越大，濃度越淡的區域表示壓縮應變越大。

[作用]

如所述那樣，在連續鑄造設備100中鑄造成的鑄坯St有時一邊向與假想中心線CL相交叉的方向(鑄坯St的寬度方向)偏移一邊到達鑄坯壓下裝置1。此時，在上輥10未安裝有引導構件12的情況下，如圖9所示，利用上輥10的突條10b壓下鑄坯St的偏離中央部分(中心軸線部分)的部分。由此，如圖10所示，在鑄坯St的內部產生的應變發生偏頗。因此，如圖9所示，鑄坯St以鑄坯壓下裝置1的位置為起點發生彎曲。結果，根據在鑄坯St中產生的彎曲的程度，鑄坯St較大地偏離假想中心線CL而難以利用切斷機130進行鑄坯St的切斷處理。另外，在圖10中，也與圖8同樣地，濃度越濃的區域表示拉伸應變越大，濃度越淡的區域表示壓縮應變越大。在圖10中，在鑄坯St的左側發生較大的拉伸應變，在鑄坯St的右側發生較大的壓縮應變。

但是，在以上那樣的本實施方式中，上輥10具有沿其軸向排列的一對引導構件12。因此，在鑄坯St的頂端到達鑄坯壓下裝置1時，利用驅動機構30驅動上輥10，以使上輥10與下輥20彼此靠近，從而將鑄坯St引導為通過由上 輥10、下輥20和一對引導構件12形成的空間。因而，能夠利用設於上輥10的突條10b壓下被定位在該空間內的鑄坯St。即，在鑄坯St的被壓下的部位處，鑄坯St的偏移被抑制，因此能夠對鑄坯St的中央部分進行適當的壓下。結果，能夠抑制在減少鑄坯St內產生的空洞時鑄坯St發生彎曲。

在本實施方式中，在下輥20設有沿其周向延伸的凹部20c。因此，在利用上輥10和下輥20壓下鑄坯St時，鑄坯St被支承在凹部20c內。因而，鑄坯St與下輥20之間的接觸面積增大。結果，設有凹部20c的下輥20的旋轉力容易作用於鑄坯St，因此能夠有效地向下遊側拉拔鑄坯St。

在本實施方式中，在沿與主體20a的軸線正交的方向進行觀察時，凹部20c的外形呈圓弧狀。因此，在利用鑄坯壓下裝置1壓下尤其是圓形的鑄坯St時，下輥20的旋轉力容易作用於鑄坯St。因而，能夠更有效地向下遊側拉拔鑄坯St。

在本實施方式中，在下輥20的凹部20c內設有突條20b，突條20b的在主體20a的徑向上的頂部(頂端)的位置與主體20a的外周面的位置大致相同。因此，如圖6的(a)～(c)所示，對於圓形的鑄坯St，能夠在將鑄坯St配置在凹部20c內的同時壓下鑄坯St。另一方面，如圖11所示，對於矩形的鑄坯St，能夠通過自上輥10取下引導構件12和間隔構件14，從而以鑄坯St的外表面(圖11中的下表面)分別與下輥20的外周面和突條20b的頂端相抵接的狀態壓下鑄坯St。因而，能夠利用同一鑄坯壓下裝置1對矩形、圓形等多個不同形狀的鑄坯St進行壓下。結果，不需要為了處理不同形狀的鑄坯St而更換鑄坯壓下裝置1的輥等操作。

在本實施方式中，一對引導構件12以相對於上輥10旋轉自如的方式安裝於上輥10。因此，與鑄坯St接觸的一對引導構件12不受上輥10的旋轉約束，隨著鑄坯St的移動而自由旋轉。因而，在鑄坯St的與一對引導構件12接觸的部位不易發生滑動。結果，不易發生鑄坯St的外周面被一對引導構件12擦傷的情況。

在本實施方式中，構成為能夠利用間隔構件14調節一對引導構件12之間 的間隔。因此，能夠利用同一鑄坯壓下裝置1壓下不同寬度的多個鑄坯St。結果，不需要為了處理不同形狀的鑄坯St而更換鑄坯壓下裝置1的上輥10等操作。

以上，詳細地說明了本申請的實施方式，但也可以在本發明的主旨的範圍內對所述實施方式施加各種變形。例如，凹部20c也可以包括具有兩個以上不同的曲率半徑的圓弧狀外緣。具體而言，也可以如圖12的(a)、(b)所示那樣，在沿與主體20a的軸線正交的方向進行觀察時，凹部20c的外形包括位於軸線那一側的圓弧狀外緣20c1(第1圓弧狀外緣)和位於比圓弧狀外緣20c1靠外側的位置且曲率半徑大於圓弧狀外緣20c1的曲率半徑的圓弧狀外緣20c2(第2圓弧狀外緣)。在該情況下，圓弧狀外緣20c2能夠支承的圓形的鑄坯St的直徑大於圓弧狀外緣20c1能夠支承的圓形的鑄坯St的直徑。因此，能夠利用同一鑄坯壓下裝置1壓下兩個不同直徑的鑄坯St。結果，不需要為了處理不同直徑的鑄坯St而更換鑄坯壓下裝置1的下輥20等操作。

也可以是，一對引導構件12設於上輥10和下輥20中的一者。

也可以是，驅動機構30使上輥10和下輥20中的一者或兩者升降，以使上輥10和下輥20彼此靠近和分離。

在本實施方式中，在上輥10和下輥20分別設有突條10b、20b，但在上輥10和下輥20中的至少一者設有突條即可。

在本實施方式中，構成為用於支承鑄坯St的凹部20c設於下輥20，但也可以在上輥10和下輥20中的至少一者設有構成為用於支承鑄坯St的凹部，還可以不設置這樣的凹部。

在本實施方式中，構成為能夠利用間隔構件14調節一對引導構件12之間的間隔，但只要能夠調節一對引導構件12之間的間隔，就也可以使用除間隔構件14以外的調節部件。

在本實施方式中，構成為能夠利用間隔構件14調節一對引導構件12之間的間隔，但也可以是引導構件12一體地設於上輥10或下輥20。

鑄坯壓下裝置1不僅能夠壓下圓形、矩形的鑄坯St還能夠壓下其他形狀 的鑄坯St(例如，正方形、橢圓形)。

也可以在拉拔矯正裝置103與鑄坯壓下裝置1之間配置輕壓下裝置。輕壓下裝置是為了抑制鑄坯St在其凝固過程中產生的中心偏析而將預定的荷重施加於鑄坯St的裝置。