铸坯压下装置的制作方法

本申请涉及一种铸坯压下装置。

背景技术：

当在连续铸造设备中铸造成的铸坯完全凝固时，有时在铸坯的中央部分产生沿铸坯的轴向延伸的微小的空洞。在利用轧机对存在这样的空洞的状态下的铸坯进行轧制时，有可能在该空洞部分出现裂纹。因此，日本特开2009－279652号公报(以下，称作专利文献1。)公开了一种利用上辊和下辊夹持凝固后的铸坯的宽度方向上的中央部分(中心轴线部分)的铸坯压下装置。在上辊的轴向上的中央部分设有朝向径向突出的环状的突条。若利用该突条对铸坯的中央部分进行加压(压下)，则能够减少在铸坯内出现的空洞，因此能够抑制铸坯的内部的裂纹。

然而，在连续铸造设备中铸造成的铸坯有时一边朝向与在设计连续铸造设备时被设想为铸坯通过的假想中心线相交叉的方向(铸坯的宽度方向)偏移一边到达铸坯压下装置。在该情况下，铸坯的偏离了中央部分(中心轴线部分)的部分被上辊的突条压下。由此，在铸坯的内部产生的应变发生偏颇，因此铸坯以铸坯压下装置的位置为起点发生弯曲。结果，根据在铸坯中产生的弯曲的程度，变得难以在铸坯压下装置的下游侧利用切断机进行铸坯的切断处理。

技术实现要素：

因此，本申请说明一种能够抑制在减少铸坯内产生的空洞时铸坯发生弯曲的铸坯压下装置。

本申请的一技术方案的铸坯压下装置包括：第1辊和第2辊，该第1辊和 第2辊用于夹持凝固后的铸坯并对该凝固后的铸坯进行加压；以及驱动机构，其构成为用于驱动第1辊和第2辊中的至少一者，以使第1辊和第2辊彼此靠近和分离，在第1辊和第2辊中的至少一者设有沿该第1辊和第2辊中的至少一者的周向延伸的环状的突条，在第1辊设有沿其轴向排列的一对引导构件。

在本申请的一技术方案的铸坯压下装置中，第1辊具有沿其轴向排列的一对引导构件。因此，在铸坯的顶端到达铸坯压下装置时，驱动机构驱动第1辊和第2辊中的至少一者，以使第1辊和第2辊彼此靠近，从而将铸坯引导为通过由第1辊、第2辊和一对引导构件形成的空间。因而，能够利用设于第1辊和第2辊中的至少一者的突条对被定位在该空间内的铸坯进行加压(压下)。即，在铸坯的被压下的部位处，铸坯的偏移被抑制，因此能够对铸坯的中央部分进行适当的压下。结果，能够抑制在减少铸坯内产生的空洞时铸坯发生弯曲。

也可以是，在第1辊和第2辊中的至少一者的主体部设有凹部，该凹部构成为用于支承铸坯，凹部沿着主体部的周向延伸。在该情况下，在利用第1辊和第2辊压下铸坯时，铸坯被支承在凹部内。因此，铸坯与辊之间的接触面积增大。结果，设有凹部的辊的旋转力容易作用于铸坯，因此能够有效地向下游侧拉拔铸坯。

也可以是，在第1辊和第2辊中的至少一者的主体部设有凹部，该凹部构成为用于支承铸坯，凹部沿着主体部的周向延伸，突条位于凹部内，突条的在主体部的径向上的顶部的位置与主体部的外周面的位置大致相同。在该情况下，对于圆形的铸坯，能够在将铸坯配置在凹部内的同时压下铸坯。另一方面，对于矩形的铸坯，能够以铸坯的外表面分别与辊的外周面和突条的顶端相抵接的状态压下铸坯。因而，能够利用同一铸坯压下装置对矩形、圆形等多个不同形状的铸坯进行压下。结果，不需要为了处理不同形状的铸坯而更换铸坯压下装置的辊等操作。

也可以是，在沿与轴线正交的方向进行观察时，构成为用于支承圆形的铸坯的凹部的外形呈圆弧状。在该情况下，在利用铸坯压下装置压下尤其是 圆形的铸坯时，辊的旋转力容易作用于铸坯。因而，能够更有效地向下游侧拉拔铸坯。

也可以是，在沿与轴线正交的方向进行观察时，构成为用于支承圆形的铸坯的凹部的外形包括：第1圆弧状外缘，其位于轴线那一侧；以及第2圆弧状外缘，其位于比第1圆弧状外缘靠外侧的位置且曲率半径大于第1圆弧状外缘的曲率半径。在该情况下，第2圆弧状外缘能够支承的圆形的铸坯的直径大于第1圆弧状外缘能够支承的圆形的铸坯的直径。因此，能够利用同一铸坯压下装置压下两个不同直径的铸坯。结果，不需要为了处理不同形状的铸坯而更换铸坯压下装置的辊等操作。

也可以是，一对引导构件以能够相对于第1辊旋转的方式安装于第1辊。在该情况下，与铸坯接触的一对引导构件不受辊的旋转约束，随着铸坯的移动而自由旋转。因而，在铸坯的与一对引导构件接触的部位不易发生滑动。结果，不易发生铸坯的外周面被一对引导构件擦伤的情况。

也可以是，本申请的一技术方案的铸坯压下装置还包括调节机构，该调节机构能够调节一对引导构件之间的间隔。在该情况下，能够利用同一铸坯压下装置压下不同宽度的多个铸坯。结果，不需要为了处理不同形状的铸坯而更换铸坯压下装置的辊等操作。

采用本申请的铸坯压下装置，能够抑制在减少铸坯内产生的空洞时铸坯发生弯曲。

附图说明

图1是概略地表示连续铸造设备的一例的侧视图。

图2是概略地表示图1中的连续铸造设备的局部的俯视图。

图3是表示铸坯压下装置的一例的主视图。

图4的(a)是表示引导构件的一例的主视图，图4的(b)是图4的(a)中的B－B线剖视图，图4的(c)是图4的(a)中的C－C线剖视图。

图5是表示间隔件的位置发生了变更的上辊的主视图。

图6的(a)～图6的(c)分别是用于说明上辊朝向下辊下降并且对铸坯进行定心处理的样子的图。

图7的(a)是用沿着铸坯的轴向的平面剖切压下前的铸坯来表示压下前的铸坯的样子的立体图，图7的(b)是用沿着铸坯的轴向的平面剖切压下时的铸坯来表示压下时的铸坯的样子的立体图。

图8是表示在实施了定心处理的铸坯被压下时在该铸坯的内部产生的应变的分布的一例的图。

图9是概略地表示比较例的连续铸造设备的局部的俯视图。

图10是表示在未实施定心处理的铸坯被压下时该铸坯的内部的应变的分布的一例的图。

图11是表示铸坯压下装置的另一例的主视图。

图12的(a)是表示小径的铸坯被下辊支承着的样子的主视图，图12的(b)是表示大径的铸坯被下辊支承着的样子的主视图。

附图标记说明

1、铸坯压下装置；10、上辊(第1辊)；10a、主体；10b、突条；10c、凹部；12、引导构件；12A1、12A2、主体部；12a、凸部；12b、凹部；14、间隔构件(调节机构)；16A、16B、主体部；18A、18B、轴承部；20、下辊(第2辊)；20a、主体；20b、突条；20c、凹部；20c1、圆弧状外缘(第1圆弧状外缘)；20c2、圆弧状外缘(第2圆弧状外缘)；30、驱动机构；100、连续铸造设备；101、铸模；102、二次冷却带；103、拉拔矫正装置；104、铸坯支承辊；120、夹送辊；130、切断机；B、紧固构件；Cav、空洞；CL、假想中心线；M、熔融金属(钢水)；SB、SA、端面；St、铸坯(整条坯料(日文：ストランド))；Sl、铸坯(切片)；TS、倾斜面。

具体实施方式

以下要说明的本申请的实施方式是用于说明本发明的例示，因此本发明不应该限定于以下的内容。在以下的说明中，对同一部件或具有同一功能的部件使用同一附图标记，并省略重复的说明。

[连续铸造设备的结构]

首先，说明连续铸造设备100的结构。如图1所示，连续铸造设备100包括铸模101、二次冷却带102、拉拔矫正装置103、夹送辊120、铸坯压下装置1、切断机130以及多个铸坯支承辊104。

铸模101用于一边冷却自未图示的中间包流出的熔融金属(钢水)M一边将其成形为预定形状。二次冷却带102位于铸模101的下游侧，用于进一步冷却自铸模101拉拔出的铸坯(整条坯料：Strand)St。拉拔矫正装置103位于二次冷却带102的下游侧，用于一边对铸坯St进行弯曲矫正一边向下游侧拉拔该铸坯St。

多个铸坯支承辊104以沿铸坯St的流通方向(拉拔方向)排列的方式配置在拉拔矫正装置103的下游侧。铸坯支承辊104具有沿着铸坯St的宽度方向延伸的旋转轴线，其用于支承铸坯St并且随着铸坯St向下游侧移动而进行旋转。夹送辊120用于以夹持铸坯St的方式将铸坯St输送向下游侧。

在此，通过铸模101成形的铸坯St包括表面部凝固而成的所谓的凝固壳以及该凝固壳的内部的未凝固状态的熔融金属即熔融部(未凝固部)。铸坯St随着朝向下游侧去而被冷却，熔融部逐渐凝固，凝固壳成长。即，随着凝固壳的成长，熔融部缩小，凝固壳的厚度增大。在铸坯St到达铸坯压下装置1之前，铸坯St完全凝固。

如图1和图2所示，铸坯压下装置1配置在夹送辊120的下游侧。如图7的(a)所示，有时在经过了拉拔矫正装置103的铸坯St的中央部分(中心轴线部分)产生沿铸坯St的轴向延伸的微小的空洞Cav。铸坯压下装置1是用于压下凝固后(在本实施方式中为完全凝固后)的铸坯St来减少空洞Cav的装置。如图3所示，铸坯压下装置1具有上辊10(第1辊)、下辊20(第2辊)和驱动 机构30。

上辊10位于下辊20的上方。上辊10是在圆柱状的主体10a的外周面设有突条10b和一对凹部10c而成的。突条10b一体地设于主体10a，自主体10a的外周面向外侧突出。突条10b位于主体10a的轴向上的中央部。突条10b为圆环状，沿着主体10a的周向延伸。

一对凹部10c在主体10a的轴向上位于突条10b的两侧。因此，一对凹部10c沿着主体10a的轴向排列。凹部10c比主体10a的外周面向内侧凹陷。凹部10c沿着主体10a的周向延伸。具体而言，凹部10c包括：底壁，其包括直径小于主体10a的直径的圆柱面；一对侧壁，其自该底壁的两端沿与主体10a的轴线正交的方向延伸。因而，在沿与主体10a的轴线正交的方向进行观察时，凹部10c呈U字状。

在各凹部10c内分别配置有引导构件12和间隔构件14(调节机构)。因此，一对引导构件12和一对间隔构件14在主体10a的轴向上位于突条10b的两侧并且沿着主体10a的轴向排列。

如图4的(a)～(c)所示，引导构件12包括主体部16A、16B和轴承部18A、18B。主体部16A、16B均是中心角为大致180°的圆弧状。在主体部16A的各端面SA分别设有向外侧突出的凸部12a。在主体部16B的各端面SB分别设有向内侧凹陷的凹部12b。凸部12a和凹部12b在主体部16A、16B被组合在一起时位于彼此相对的位置。通过利用紧固构件B(例如，螺栓和螺母)将凸部12a和凹部12b以凸部12a插入凹部12b内的状态紧固，而使主体部16A、16B一体化。此时，主体部16A、16B呈圆环状。

在主体部16A、16B的外周缘部设有倾斜面TS。由于倾斜面TS的存在，随着朝向主体部16A、16B的外周缘去而主体部16A、16B的厚度变薄。如图3所示，引导构件12以倾斜面TS彼此相对的方式分别安装于各凹部10c。

返回到图4的(a)～(c)，轴承部18A、18B均是中心角为大致180°的圆弧状。轴承部18A、18B分别配置于主体部16A、16B的内周缘。轴承部18A、18B通过与主体部16A、16B一起安装于凹部10c而作为引导构件12的轴承发 挥作用。作为由轴承部18A、18B构成的轴承，例如，能够列举出滑动轴承、滚动轴承。因而，引导构件12以能够相对于主体10a(上辊10)旋转的方式安装于主体10a(上辊10)。

返回到图3，间隔构件14是用于调节引导构件12彼此之间的间隔的构件。如图3所示，在凹部10c内，在间隔构件14位于比引导构件12靠近主体10a的端部的位置的情况下，引导构件12彼此之间的间隔以变窄的方式被调节。如图5所示，在凹部10c内，在间隔构件14位于比引导构件12靠近主体10a的轴向中央的位置的情况下，引导构件12彼此之间的间隔以变宽的方式被调节。

返回到图3，下辊20在圆柱状的主体20a的外周面设有突条20b和凹部20c。凹部20c位于主体20a的轴向上的中央部。凹部20c比主体20a的外周面向内侧凹陷。凹部20c沿着主体20a的周向延伸。在沿与主体20a的轴线正交的方向进行观察时，凹部20c呈圆弧状。即，主体20a的设有凹部20c的部分的直径随着朝向主体20a的端部去而变大。

突条20b一体地设于主体20a，自主体20a的外周面向外侧突出。突条20b位于主体20a的轴向上的中央部。即，突条20b位于凹部20c内的最凹陷的部分。突条20b的在主体20a的径向上的顶部(顶端)的位置与主体20a的外周面的位置大致相同。即，该顶部的直径与主体20a的除凹部20c以外的部分的直径大致相同。突条20b为圆环状，沿着主体20a的周向延伸。

上辊10和下辊20以上辊10的轴线与下辊20的轴线彼此平行的方式配置。上辊10的突条10b和下辊20的突条20b沿上下方向排列。

驱动机构30是用于使上辊10升降的升降机构。驱动机构30用于使上辊10靠近下辊20或与下辊20分离。

切断机130配置在铸坯压下装置1的下游侧。切断机130用于将到达切断机130的铸坯St沿宽度方向切断，做成预定长度的铸坯(切片：Slab)Sl。

[铸坯压下装置的动作]

接着，说明铸坯压下装置1的动作。在此，设想这样的情况：由连续铸造设备100铸造成的圆形的铸坯St的顶端以自在设计连续铸造设备100时被 设想为铸坯St通过的假想中心线CL(参照图2)偏离的状态到达铸坯压下装置1的情况。

如图6的(a)所示，在铸坯St的顶端到达铸坯压下装置1时，利用驱动机构30使上辊10朝向下辊20下降。此时，引导构件12的倾斜面TS与铸坯St的外周面抵接。在驱动机构30使上辊10进一步下降时，如图6的(b)所示，铸坯St被引导为位于一对引导构件12之间。在驱动机构30使上辊10进一步下降时，如图6的(c)所示，铸坯St被上辊10的突条10b和下辊20的突条20b压下。由此，自铸坯St的中心轴线的两侧对铸坯St加压。因而，如图7的(b)所示，能够减少铸坯St内部的空洞Cav，并且如图8所示，在铸坯St的内部产生的应变大致对称。因而，如图2所示，在铸坯压下装置1的下游侧，铸坯St以被铸坯压下装置1压下了的铸坯St的中心轴线与假想中心线CL大致一致的状态朝向切断机130移动。另外，在图8中，浓度越浓的区域表示拉伸应变越大，浓度越淡的区域表示压缩应变越大。

[作用]

如所述那样，在连续铸造设备100中铸造成的铸坯St有时一边向与假想中心线CL相交叉的方向(铸坯St的宽度方向)偏移一边到达铸坯压下装置1。此时，在上辊10未安装有引导构件12的情况下，如图9所示，利用上辊10的突条10b压下铸坯St的偏离中央部分(中心轴线部分)的部分。由此，如图10所示，在铸坯St的内部产生的应变发生偏颇。因此，如图9所示，铸坯St以铸坯压下装置1的位置为起点发生弯曲。结果，根据在铸坯St中产生的弯曲的程度，铸坯St较大地偏离假想中心线CL而难以利用切断机130进行铸坯St的切断处理。另外，在图10中，也与图8同样地，浓度越浓的区域表示拉伸应变越大，浓度越淡的区域表示压缩应变越大。在图10中，在铸坯St的左侧发生较大的拉伸应变，在铸坯St的右侧发生较大的压缩应变。

但是，在以上那样的本实施方式中，上辊10具有沿其轴向排列的一对引导构件12。因此，在铸坯St的顶端到达铸坯压下装置1时，利用驱动机构30驱动上辊10，以使上辊10与下辊20彼此靠近，从而将铸坯St引导为通过由上 辊10、下辊20和一对引导构件12形成的空间。因而，能够利用设于上辊10的突条10b压下被定位在该空间内的铸坯St。即，在铸坯St的被压下的部位处，铸坯St的偏移被抑制，因此能够对铸坯St的中央部分进行适当的压下。结果，能够抑制在减少铸坯St内产生的空洞时铸坯St发生弯曲。

在本实施方式中，在下辊20设有沿其周向延伸的凹部20c。因此，在利用上辊10和下辊20压下铸坯St时，铸坯St被支承在凹部20c内。因而，铸坯St与下辊20之间的接触面积增大。结果，设有凹部20c的下辊20的旋转力容易作用于铸坯St，因此能够有效地向下游侧拉拔铸坯St。

在本实施方式中，在沿与主体20a的轴线正交的方向进行观察时，凹部20c的外形呈圆弧状。因此，在利用铸坯压下装置1压下尤其是圆形的铸坯St时，下辊20的旋转力容易作用于铸坯St。因而，能够更有效地向下游侧拉拔铸坯St。

在本实施方式中，在下辊20的凹部20c内设有突条20b，突条20b的在主体20a的径向上的顶部(顶端)的位置与主体20a的外周面的位置大致相同。因此，如图6的(a)～(c)所示，对于圆形的铸坯St，能够在将铸坯St配置在凹部20c内的同时压下铸坯St。另一方面，如图11所示，对于矩形的铸坯St，能够通过自上辊10取下引导构件12和间隔构件14，从而以铸坯St的外表面(图11中的下表面)分别与下辊20的外周面和突条20b的顶端相抵接的状态压下铸坯St。因而，能够利用同一铸坯压下装置1对矩形、圆形等多个不同形状的铸坯St进行压下。结果，不需要为了处理不同形状的铸坯St而更换铸坯压下装置1的辊等操作。

在本实施方式中，一对引导构件12以相对于上辊10旋转自如的方式安装于上辊10。因此，与铸坯St接触的一对引导构件12不受上辊10的旋转约束，随着铸坯St的移动而自由旋转。因而，在铸坯St的与一对引导构件12接触的部位不易发生滑动。结果，不易发生铸坯St的外周面被一对引导构件12擦伤的情况。

在本实施方式中，构成为能够利用间隔构件14调节一对引导构件12之间 的间隔。因此，能够利用同一铸坯压下装置1压下不同宽度的多个铸坯St。结果，不需要为了处理不同形状的铸坯St而更换铸坯压下装置1的上辊10等操作。

以上，详细地说明了本申请的实施方式，但也可以在本发明的主旨的范围内对所述实施方式施加各种变形。例如，凹部20c也可以包括具有两个以上不同的曲率半径的圆弧状外缘。具体而言，也可以如图12的(a)、(b)所示那样，在沿与主体20a的轴线正交的方向进行观察时，凹部20c的外形包括位于轴线那一侧的圆弧状外缘20c1(第1圆弧状外缘)和位于比圆弧状外缘20c1靠外侧的位置且曲率半径大于圆弧状外缘20c1的曲率半径的圆弧状外缘20c2(第2圆弧状外缘)。在该情况下，圆弧状外缘20c2能够支承的圆形的铸坯St的直径大于圆弧状外缘20c1能够支承的圆形的铸坯St的直径。因此，能够利用同一铸坯压下装置1压下两个不同直径的铸坯St。结果，不需要为了处理不同直径的铸坯St而更换铸坯压下装置1的下辊20等操作。

也可以是，一对引导构件12设于上辊10和下辊20中的一者。

也可以是，驱动机构30使上辊10和下辊20中的一者或两者升降，以使上辊10和下辊20彼此靠近和分离。

在本实施方式中，在上辊10和下辊20分别设有突条10b、20b，但在上辊10和下辊20中的至少一者设有突条即可。

在本实施方式中，构成为用于支承铸坯St的凹部20c设于下辊20，但也可以在上辊10和下辊20中的至少一者设有构成为用于支承铸坯St的凹部，还可以不设置这样的凹部。

在本实施方式中，构成为能够利用间隔构件14调节一对引导构件12之间的间隔，但只要能够调节一对引导构件12之间的间隔，就也可以使用除间隔构件14以外的调节部件。

在本实施方式中，构成为能够利用间隔构件14调节一对引导构件12之间的间隔，但也可以是引导构件12一体地设于上辊10或下辊20。

铸坯压下装置1不仅能够压下圆形、矩形的铸坯St还能够压下其他形状 的铸坯St(例如，正方形、椭圆形)。

也可以在拉拔矫正装置103与铸坯压下装置1之间配置轻压下装置。轻压下装置是为了抑制铸坯St在其凝固过程中产生的中心偏析而将预定的荷重施加于铸坯St的装置。