JP2680496B2 - 鋳片ストランドの連続鍛圧装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、連続鋳造にて得られ
た鋳片ストランドを、その引抜き過程で鍛圧加工する場
合に用いて好適な連続鍛圧装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造における鋳片ストランドの引抜
き過程で、該鋳片ストランドの凝固完了域に鍛圧加工を
施す装置としては、たとえば特開平2-70363 号公報に開
示された構造のものが知られている。かかる装置によれ
ば、中心偏析やザクの軽減を図ることが可能で、製品の
内部品質を有利に改善することができる。しかしなが
ら、装置自体に関しては以下に述べるような問題があ
り、未だ改良の余地が残されているのが現状であった。

【０００３】１）二次冷却帯における冷却の不均一や異
鋼種連々鋳の継ぎ目あるいはピンチロールの設置領域に
おける矯正不良等によって、鋳片ストランドに反りが発
生し搬送ラインからずれるために、鍛圧加工時にアンビ
ルによって鋳片ストランドの表裏から均一な圧下量で加
工することができない場合がある。 ２）また表裏の不均衡によって、余った側の圧下力が鋳
片ストランドの加工力としてでなく、設備に対する外力
として作用するために装置が破損するおそれがあり、そ
の寿命も著しく短い。 ３）鍛圧加工の際の過負荷防止やアンビル相互の間隔を
調整するため油圧式シリンダを配置した場合において、
たとえば鍛圧加工前のシリンダ内の圧力と鍛圧加工中の
シリンダ内の圧力との差が200 kg/cm²にもなるような場
合では、作動油の圧縮によって約１％程度の体積変化が
起こり、アンビル相互が最も接近した状態から相互に離
隔する段階に入っても作動油の圧縮分だけ圧下力が残存
するため、これがクランクシャフトを逆回転させる回転
力 (以下、単に負のトルクと記す) となり、該シャフト
につながる減速機では、バックラッシュによるすき間分
でギアの歯面が相互に衝突し異音 (打撃音) や振動が発
生し、装置自体の寿命や安定稼働に著しい悪影響を与え
るおそれがある。

【０００４】上記１) 、２) については、例えば特開昭
60-82222号公報に開示されているような油圧サーボ弁や
油圧制御機構を適用して位置制御を行うこともできる
が、この方式は高価であるため設備費の上昇が免れない
し、また装置を制御するための作動油は高い清浄性が要
求されメンテナンスに手間がかかるため一般の油圧系統
とは分離した構造をとる必要があり、実操業には適して
いない。また、３) についての解決策は今のところな
い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】連続鋳造で得られた鋳
片ストランドをその引抜き過程で鍛圧加工する場合に、
該鋳片ストランドに曲がりや浮き上がりがあってもアン
ビルを常にストランドに追従させその表裏面から均等な
圧下量にして加工することができ、しかも鍛圧加工の際
に発生するのが避けられない設備の異音や振動を極力軽
減できる鍛圧加工装置を提案することがこの発明の目的
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、連続鋳造用
鋳型より引抜いた鋳片ストランドを対向する２面から挟
んで、その相互接近・離隔を繰り返して引抜き移動中の
鋳片ストランドの最終凝固域に連続的な鍛圧加工を施す
一対のアンビルを備えた装置であって、アンビルの一方
をメインフレームに固定保持し、もう一方のアンビルを
メインフレームのガイドに沿って移動可能なサブフレー
ムに固定保持し、メインフレームおよびサブフレームを
各アンビルの相互接近・離隔の往復運動を導くクランク
シャフトにリンクを介してそえぞれ連結し、上記各々の
リンクからアンビルの間に、アンビル相互の間隔を調整
する位置決めシリンダを配置し、各位置決めシリンダの
それぞれのロッド側油室とヘッド側油室とを切替弁を有
する作動油流通経路にて接続し、該位置決めシリンダの
各ヘッド側油室につながる作動油流通経路をバイパス経
路を介して接続してなる、ことを特徴とする鋳片ストラ
ンドの連続鍛圧装置である。

【０００７】この発明においては、上記の構成になる鍛
圧装置において、バイパス経路内に互いに逆向きになる
パイロットチェック弁を配置する。また、位置決めシリ
ンダはロッドの自重により該ロッドが移動するのを防止
するためにバランスシリンダを備えるものとする。ま
た、鋳片ストランドを所定の圧下量で圧下できるように
位置決めシリンダに該シリンダのロッドの変位量を計測
する変位計を備えるものとする。位置決めシリンダの作
動油流通経路内には流量制御弁、リリーフ弁を設けるの
がよく、さらには位置決めシリンダのヘッド側油室に通
じる作動油流通経路とロッド側油室に通じる作動油流通
経路との間にはパイロットチェック弁を有する作動油の
リターン回路を備えることもできる。

【０００８】この発明は、上記構成の鍛圧装置におい
て、さらに各位置決めシリンダのロッド側油室に通じる
作動油流通経路を第２のバイパス経路を介して相互に接
続する構成とすることもでき、この場合、第２のバイパ
ス経路内にパイロットチェック弁を配置することができ
る。

【０００９】また、この発明においては、上記構成にな
る装置に、アンビルの相互接近・離隔の往復運動に制動
を加える制動手段を設けるか、もしくは、鋳片ストラン
ドの鍛圧加工開始時期が異なる少なくとも２組みのアン
ビルを設けるようにしてもよい。

【００１０】さて、図１にこの発明に従う鍛圧加工装置
の構成を示し、図における番号１ａ，１ｂは鋳片ストラ
ンドＳを厚み方向で両側（この例では上下）から挟むア
ンビル、２はアンビル１ｂを固定保持するメインフレー
ム、３はもう一方のアンビル１ａを固定保持しメインフ
レーム２のガイド２ａに沿って移動可能なサブフレー
ム、４はクランクシャフト、５ａ，５ｂはリンクであっ
て、このリンク５ａ，５ｂのそれぞれの一端はメインフ
レーム２およびサブフレーム３に揺動可能に連結され、
それぞれの他端はクランクシャフト４に連結される。
６，７はヘッド側油室６ａ，７ａ、ロッド側油室６ｂ，
７ｂを有し、アンビル１ａ，１ｂ相互の間隔を調整する
ための位置決めシリンダであって、このシリンダ６，７
はリンク５ａ、サブフレーム３のそれぞれに固定保持さ
れる。８ａと８ｄ、８ｃと８ｄは位置決めシリンダ６，
７のそれぞれについてヘッド側油室６ａ，７ａとロッド
側油室６ｂ，７ｂとを接続する作動油流通経路であっ
て、この作動油流通経路８ａ，８ｂの組および８ｃ，８
ｄの組にはそれぞれタンクポートＴと圧力ポートＰとの
切替えを可能とした切替え弁Ｃが配置される。また９は
各位置決めシリンダ６，７のヘッド側油室６ａと７ａを
接続する作動油のバイパス経路、10,11 はバイパス経路
９内のパイロットチェック弁であり、このチェック弁1
0,11 には作動油の供給を可能としたパイロット油圧回
路の圧力ポートＰ₁ が接続される。12は位置決めシリン
ダ７のロッドが自重によって自然落下するのを防止しか
つリンクとのがたつきを防ぐ役目をもったバランスシリ
ンダであって、このバランスシリンダ12はアンビルおよ
びロッドの重量に対応する引上げ力を有している。13,1
4 は位置決めシリンダ６，７のロッドの変位量ａ, ｂを
計測する変位計、15,16 は流量制御弁 (例えば比例電磁
式などが適用される。) であって、この流量制御弁15,1
6によって、アンビル１ａ, １ｂの相互間隔の調整や個
々のアンビルの位置調整を行う。この流量制御弁15,16
では位置調整の際のアンビルの移動速度も別個に制御で
きるようになっている。17，18はリリーフ弁であり、こ
のリリーフ弁17,18は温度低下した鋳片ストランドＳを
鍛圧加工した場合など、アンビルに過負荷が作用しシリ
ンダの内部が所定の圧力を越えた場合に作動油を系外へ
排出する役目をもっている。また、19,20 は作動油流通
経路８に配置される圧力検知器であって、この圧力検知
器19,20 によって位置決めシリンダ６, ７のヘッド側油
室６ａ, ７ａの圧力の異常を検知する。

【００１１】駆動源を備えたクランクシャフト４を回転
させると、これにリンク５ａ, ５ｂを介してつながるメ
インフレーム２、サブフレーム３はそれぞれ上下に移動
する。アンビル１ａ，１ｂはメインフレーム２、サブフ
レーム３にそれぞれ固定保持されているので、フレーム
の動きに合わせて相互に接近・離隔の往復運動を繰返し
鋳片ストランドＳの鍛圧加工を行う。図２に上記構成に
なる鍛圧加工装置の正面を示す。

【００１２】

【作用】この発明では、位置決めシリンダ６, ７のヘッ
ド側油室６ａ, ７ａにつながる作動油流通経路８ｂ，８
ｃを互いにパイロットチェック弁10，11を設けたバイパ
ス経路９にて接続し、鋳片ストランドＳを圧下する際
に、パイロットチェック弁10，11を操作してヘッド側油
室６ａ，７ａを導通する。これによって、鋳片ストラン
ドＳが浮き上がるなどして位置変動が起きてストランド
の表面からアンビルに至るまでの距離がその表裏で異な
る場合でも、位置決めシリンダ６，７の内圧は常に同一
となりアンビルの位置が自動的に補正されるため、スト
ランドＳを上下から均等に圧下することができる。

【００１３】鋳片ストランドＳの鍛圧加工を司るアンビ
ル１ａ、１ｂを位置決めシリンダ６, ７を介してフレー
ム２, ３に固定保持した構造のものにおいては、鍛圧時
と非鍛圧時とでは位置決めシリンダ６，７の内圧変化に
対応して作動油の圧縮される度合いが変動し、これに伴
ってアンビルの相互接近・離隔の鍛圧周期毎に位置決め
シリンダ６, ７のロッドの位置が微小ではあるが、２〜
３mm程度変動・振幅するようになる。そのため、アンビ
ルの微小振幅が外乱信号となり、鍛圧加工時にその位置
を正確に保持することができないおそれがある。このた
め、この発明においては、変位計13，14の検出値に基づ
いて所定の圧下量となるように適宜調整する。

【００１４】図３は上下のアンビル１ａ，１ｂの間隔を
狭め、圧下量を大きくする場合の位置決めにおける作動
油の流通状況を示したものである。このような操作を行
う場合には、まずバイパス経路９の各パイロットチェッ
ク弁10,11 は閉状態にしておき、切替弁Ｃを＃３に切替
えて所定の圧下量が得られるように位置決めシリンダ
６, ７の各ヘッド側油室６, ７内へ作動油を送り込む。

【００１５】図４は、上下のアンビル１ａ，１ｂの間隔
を拡げ、圧下量を小さくする場合の位置決めにおける作
動油の流通状況を示したものであり、このような操作を
行う場合には、切替弁Ｃを＃４に切替えて、アンビルの
組が所定の開度となるように位置決めシリンダ６，７の
各ロッド側油室６ｂ, ７ｂ内へ作動油を送り込む。この
場合もパイロットチェック弁10,11 は閉状態にしてお
く。

【００１６】鍛圧加工時に位置決めシリンダ６, ７から
作動油がリークし圧下量が設定値を外れた場合における
微調整は、上下のアンビル１ａ, １ｂの作動油の流通経
路８ｂ, ８ｃをバイパス経路９によって導通させおき、
個別操作によることなく、一度で両者に所定量の作動油
を補充することによって行うことができ、この場合には
切替え弁Ｃの切替え回数を少なくできる利点がある。

【００１７】図５はアンビル１ａ，１ｂの間隔を狭くす
る方向で微調整する場合の作動油の流通状況を示したも
ので、この場合には、バイパス経路９のパイロットチェ
ック弁10,11 を制御して、位置決めシリンダ６, ７の各
ヘッド側油室６ａ，７ａを導通させる。

【００１８】図６はアンビル１ａ，１ｂの間隔を大きく
する方向で微調整する場合の作動油の流通状況を示した
ものであり、この場合には、切替弁Ｃを＃４に切り換え
て図５と同様の操作を行う。

【００１９】図７はアンビル１ａ, １ｂを鍛圧状態に保
持した状況を示したもので、この場合、切替弁Ｃにおい
て位置決めシリンダ６，７の各油室６ａ，７ａ, ６ｂ,
７ｂに通じる流通経路８ａ〜８ｄは作動油がリークしな
いようロックしてシリンダ内の封入圧を一定に保つよう
にし、バイパス経路９のパイロットチェック弁10,11は
導通状態にしておく。鍛圧加工を継続して行う場合にお
いては作動油の圧縮性による体積減少分ならびにリーク
分は変位計13，14で計測し、切替弁Ｃを制御して図５に
示すごとき油圧回路とし、ヘッド側に油を補給すること
によりヘッド側油室６ａ，７ａ内の油量を一定に保つよ
うにする。

【００２０】鋳片ストランドＳの圧下量は、アンビル１
ａ, １ｂが相互に最接近した時点で決まるので、この状
態でアンビルの位置設定をするのが望ましい。なお、メ
インフレーム２のガイド２ａの伸び分等機械的な伸びに
ついては誤差要因となり、その量は圧下力によって決ま
るので、変位計13,14 で計測される値からその伸び分を
差し引いて圧下量を適宜補正するのが好ましい。

【００２１】鋳片ストランドＳの鍛圧加工中に、アンビ
ル１ａ，１ｂの間隔、すなわち鋳片ストランドの圧下量
を調整するために作動油を流通経路８ａ〜８ｄに出し入
れするに当たっては、作動油の圧縮量等を考慮して非鍛
圧時に行うのが好ましい。図８にアンビル１ａが鋳片ス
トランドＳに接触し鍛圧加工を開始する状態を、また図
９にアンビル１ａによる鍛圧加工を終え鋳片ストランド
Ｓから離脱する状態を示す。作動油の出し入れのタイミ
ングは、図９に示す如く鍛圧装置におけるクランクシャ
フト４の回転角をΘとした場合、β＜Θ＜360 °＋αの
範囲で行うのがよい。なお、上掲図９中において寸法ｂ
はアンビル１ａとアンビル１ｂとが最も接近した状態に
おける位置決めシリンダの作動油の高さであり、ｘはそ
のときの作動油の圧縮量相当の高さであり、作動油がｘ
相当分膨張した時点でアンビル１ａ,１ｂは鋳片ストラ
ンドより離れ始め、このときのクランクシャフト４の回
転角度がβとなる。

【００２２】鍛圧加工のスタート時には、図10に示すよ
うな要領に従ってアンビルの設定間隔を調整する。上掲
図10は上下対称なので上側のアンビル１ａのみについて
示した。まず第１回目の加工は、アンビルの待機位置か
ら、図３に示した状態でＡ＋Ｂ相当分の変位量となるよ
うに作動油を位置決めシリンダに送り、図７に示したよ
うな状態にして鍛圧加工を行う。このときのアンビル１
ａの圧下量はＢに相当する。次に、第２回目は、第１回
目の圧下を終えアンビルの相互が離隔する過程で、上記
圧下量に加えＣ相当分の圧下量が得られるように図４に
示した如き状態にして作動油を供給し、さらに第３回目
は同様にしてＤ相当分の圧下量が得られるように作動油
を位置決めシリンダに供給し、それぞれ図７に示したよ
うな状態で鍛圧加工を行う。このようにして第４回目以
降の定常状態での鍛圧加工では、Ｂ＋Ｃ＋Ｄ相当分の圧
下量が得られるようにして連続的に鍛圧加工を行う。図
10における１ａ´は定常状態での鍛圧加工におけるアン
ビルの最大離隔状態を示したものである。圧下量を変更
する場合におけるアンビルの移動速度は流量制御弁15,1
6 にて制御する。

【００２３】この発明は、上述したように、位置決めシ
リンダ６，７の各ヘッド側油室６ａ，７ａを導通するこ
とにより鍛圧加工の際、鋳片ストランドＳをその厚み方
向に均等に圧下できるようにしたものであるが、とくに
位置決めシリンダは鍛圧力を直接受けるため、大口径の
シリンダが必要となり、したがって位置決めシリンダの
小型化を図る必要がある。位置決めシリンダの小型化に
は、油圧の最大使用圧力を上げる方法が考えられるが、
作動油を供給する際に使用するホース等の耐圧性に伴う
設備の安定稼動の面から実際には300 kg/cm²程度が限界
であり、たとえば圧下力2000t の場合ではシリンダの径
は950 mm程度になる。このような大口径になる位置決め
シリンダを備えた装置を適用して鍛圧加工を行う場合、
次に述べるような不具合を招くおそれがある。

【００２４】すなわち、鍛圧加工の開始時は上掲図10に
示したようにアンビルを待機位置から定常の鍛圧状態に
至るまでの間で迅速に作動油の出し入れの制御を行う必
要があるところ、位置決めシリンダのシリンダ径が大き
いと、これを作動させるのに要する供給油量が非常に多
くなり油圧源としてかなり大容量のポンプ等が必要であ
って設備費の上昇を招き、また、鍛圧加工が定常状態に
入ればアンビルの移動は圧下量の誤差を修正する程度で
よく、必要油量は微量でよいので鍛圧加工を開始するた
めだけに油圧源を大容量とするのは設備的にむだが多
い。

【００２５】そこで、この発明においては、油圧源の小
容量化のため図11のように、作動油流通経路８ａと８
ｄ、８ｃと８ｄを連通することができる＃３を有する切
替弁Ｃを使用して位置決めシリンダ６，７のヘッド側油
室６ａ, ７ａとロッド側油室６ｂ，７ｂを導通させ差動
回路とすることにより所要油量を減らす。この場合にお
いて、作動油流通経路８ａと８ｂ、８ｃと８ｄにはそれ
ぞれパイロットチェック弁21,22 および23,24 を有する
リターン回路25,26 で接続しておく。なお、図11中にお
いて番号27は作動油流通経路８ａと８ｄを接続する第２
のバイパス経路であって、この第２のバイパス経路27に
はパイロットチェック弁28,29 が配置される。ここで、
差動回路とは、図１３に示す様に作動油をシリンダのヘ
ッド側、ロッド側の両方に送り、ヘッド側とロッド側の
受圧面積差と油圧力の積に相当する力を駆動力とする形
式のもので、駆動力は減る不利はあるものの、油の供給
量も｛（ヘッド側面積−ロッド側面積）／ヘッド側面
積｝の比率で減少するので、作動時の供給油量を削減す
るのに有効な油圧回路である。位置決めシリンダ６の断
面を図12に示したようにヘッド側油室の断面積Ａ_H 、ロ
ッド側油室の断面積Ａ_D 、シリンダロッドの断面積Ａ_R
とした場合に作動油の削減比 (γ) はγ＝( Ａ_H −
Ａ_D ) ／Ａ_H ＝Ａ_R ／Ａ_H となり、これに伴いアンビル
を移動させる際の駆動力もγの比率で低下する。しかし
ながら、アンビルを移動させる操作は非鍛圧加工時であ
り、所要駆動力はそれに付随する装置の自重相当分でよ
いので、鍛圧加工の際の圧下力に比べれば充分小さく従
って差動回路としても全く問題はない。差動回路は、切
替弁Ｃを＃３に切替えることによって構成し、アンビル
の相互間隔を小さくする場合（鋳片ストランドＳの圧下
方向）に適用している。

【００２６】アンビルの相互間隔を拡大する場合には、
図１１の構成においてアルビン１ｂ側のシリンダのロッ
ドに加わる自重（Ｗ_e ) 及びバランスシリンダ12の押上
力（Ｆ）を利用するとヘッド側油室の圧力を低下させる
だけで調整することができ、油圧源からの作動油の供給
は必要としないので油圧源の容量の削減につながり、か
つ油圧機器の故障等による作動不良の可能性を小さくで
きる利点がある。なお、この場合には、リターン回路2
5,26 は導通させた状態にしておく。

【００２７】バランスシリンダ12の押上力（Ｆ）を設定
するには、鍛圧加工を行っている段階では、位置決めシ
リンダ６，７のバイパス経路９は導通させた状態になっ
ているので、押上力（Ｆ）をメインフレーム２とアンビ
ル１ｂを含む構造物の自重とバランスさせれば、鍛圧加
工の際に片当たりを回避することができ円滑な圧下が実
現できる。押上力（Ｆ）の設定値としては作動油流通経
路の圧力損失やシリンダの摺動抵抗等を考慮して下記式
の範囲とするのがよい。 0.7 ( Ｗ_e ＋Ｗ_U ) ≦Ｆ≦1.3 ( Ｗ_e ＋Ｗ_U ) Ｗ_e ：位置決めシリンダ６のロッドに加わるメインフレーム等の自重 Ｗ_U ：位置決めシリンダ７のロッドに加わるアンビルの受台等の自重

【００２８】上掲図11に示す油圧回路において、アンビ
ル１ａ，１ｂの間隔を狭める方向で位置決めするような
場合（圧下方向に移動）には、図13のように切替弁Ｃを
＃３に切替えて差動回路を形成するとともに、リターン
回路25,26 のパイロットチック弁21,22 および23,24 と
バイパス経路９のパイロットチェック弁10,11 および第
２のバイパス経路27のパイロットチェック弁28,29 を閉
状態にして位置決めシリンダの作動油の量を調整する
が、このような構成をとれば油量はわずかですむ利点が
ある。

【００２９】アンビルの間隔を大きくする方向で位置決
めするような場合( アンビルの開放) には、図14に示す
ように切替弁Ｃを＃２に、またリターン回路25,26 のパ
イロットチェック弁21,22 および23,24 をそれぞれ連通
させ、各バイパス経路９,27のパイロットチェック弁10,
11 および28,29 は閉状態にしておく。このような構成
をとることによってアンビル１ａはバランスシンリダ１
２、１２の押上げ力（Ｆ）により押上げられヘッド側油
室の作動油がロッド側油室へ移動することになる。一方
アンビル１ｂについては本体フレーム２の自重（Ｗ_e ）
によってヘッド側油室の作動油がロッド側油室へ移動す
ることになり、油圧駆動源を用いずとも簡便にアンビル
の間隔を調整することができる。なお、このような操作
を行うにあたってロッド側油室に供給されない余分な作
動油はリターン回路25,26 のドレンＤを経てタンクへ回
収される。

【００３０】図15は圧下量の補正時にアンビル１ａ，１
ｂの間隔を小さくする方向に微調整する場合の作動油の
流通状況を示したものである。この場合は切替え弁Ｃは
＃３として作動回路を形成し、リターン回路25,26 の各
パイロットチェック弁は閉状態にし、バイパス経路９と
第２のバイパス経路27は導通状態にしておく。

【００３１】図16は圧下量を補正する場合においてアン
ビル１ａ，１ｂの間隔を大きくする方向に微調整する場
合の作動油の流通状況を示したものである。この場合、
リターン回路25,26 は導通状態であり、上掲図14にて説
明したようにバランスシリンダの押上げ力およびフレー
ム本体の自重が作用するのでヘッド側油室の圧力を低下
させるだけでよく作動油を供給するための圧力源は全く
必要としない。この場合も各バイパス経路９,27 は導通
させておく必要がある。

【００３２】図17はアンビルを鍛圧加工できる状態に保
持した状況を示したものであり、この場合、切替弁Ｃは
＃２に切替え、位置決めシリンダ６, ７のロッド側油
室、ヘッド側油室ともに一定の内圧にしておき鍛圧加工
の際の圧下力を位置決めシリンダの封入圧でもって受け
止めるようにする。この状態では、ヘッド側油室６ａ,
７ａおよびロッド側油室６ｂ, ７ｂはバイパス経路９と
第２のバイパス経路27にて導通しているから、たとえ鋳
片ストランドＳが変形していても作動油の適切な移動に
よって上下から均等な圧下量で鍛圧加工することができ
る。アンビルに過大な負荷がかかった時にはリリーフ弁
17、18を制御して作動油を逃がすようにし、この操作と
ともに上掲図14に示したような回路に切り換えてアンビ
ル１ａ, １ｂを迅速に開放する。

【００３３】図18、19は、上記構成になる装置に、アン
ビル１ａ, １ｂ の相互接近・離隔の往復運動に制動を
加える制動手段を設けた例を示したものであり、図にお
ける番号30はクランクシャフト４に配置された制動装置
であって、この制動装置30はアンビル１ａ, １ｂの相互
接近離隔の往復動作に制動を加え鍛圧加工の際に発生す
る負の負荷トルクを極力小さくする。また、31はクラン
クシャフト４につながる減速機、32はクランクシャフト
４を回転駆動するための駆動源である。

【００３４】アンビル１ａ, １ｂを位置決めシリンダ
６, ７を介してフレームに固定保持した構成になる連続
鍛圧装置においては、鍛圧加工に際してアンビル１ａ,
１ｂ相互が最も近接した状態 (圧下終了時) から相互離
隔する段階にはいっても位置決めシリンダ６, ７におけ
る作動油の圧縮分だけ圧下力が残るために、これが図20
に示す如く負のトルクとなり、クランクシャフト４につ
ながる減速機31などではバックラッシュによる異音や振
動が避けられない。このため、この発明では、図18,19
に示したように、鍛圧加工装置の、できるだけ負荷変動
源に近い領域であるクランクシャフト４に制動装置30を
配置して、負のトルク相当分あるいは減速機等の機器に
支障がない範囲 (負のトルクよりもやや低めに設定) で
アンビルの移動速度に制動を加え、鍛圧加工の際の負の
トルクを防止ないしは軽減するようにする。アンビル１
ａ，１ｂの移動速度に制動を加えるタイミングとして
は、鍛圧加工中、常時作用させるのが装置としては簡便
であるけれども、運転動力のコストが問題となるような
場合にはアンビルが相互離隔する開放段階 (異音が発生
するタイミング) のみに電気的なシーケンス等を適用し
て制動するのがよい。

【００３５】制動装置としては、ドラムタイプ、ディス
クタイプの何れでもよいが、連続的に制動を加えるよう
な場合には冷却機能をもたせた構造のものとするのが好
ましい。制動装置の配置位置は上述のように負荷変動源
になるべく近い領域として図21に示すように減速機31の
１軸とするのがよいが、この１軸のバックラッシュを小
さくすれば、これにつながる２〜４軸に配置することも
でき、この場合制動装置の容量は小さくできるメリット
がある。

【００３６】次に、鋳片ストランドＳの鍛圧加工開始時
期が異なる少なくとも２台の鍛圧機を組込んだ装置例を
図22,23 に示す。この例では４ストランドに対応させ
て、４台の鍛圧機を１本のクランクシャフトに夫々９０
°ずらせて連結してある。かかる構成になる装置では、
各アンビルの鍛圧加工の際に発生する負のトルクを、圧
下タイミングをずらした他のアンビルによる圧下にて相
殺することができるので、減速機などにおける異音や設
備の振動を効果的に軽減することができ、しかも多スト
ランドの鍛圧加工に適用して生産性の向上を図れる利点
がある。

【００３７】図24は、鋳片ストランドＳの鍛圧加工にお
けるクランクシャフト４の回転角度の変化状況を示した
ものである。鋳片ストランドＳの鍛圧加工がΘ＝90°に
て終了し、作動油の圧縮性やフレームの伸び等による圧
下力が角度β′の範囲まで保持されるものとすると、負
のトルクは角度β′の範囲で発生するので、この発明に
おいては、この間で他のアンビルによる圧下を開始する
ようにする。図25に２組の鍛圧加工装置Ａ, Ｂによって
２本のアンビルＳ、Ｓに加工を施す場合の圧下状況をと
くにそれぞれのアンビル１ａについてのみ示す。

【００３８】図26は上掲図22に示した構成になる装置の
クランクシャフト４の負荷トルク曲線を示したものであ
る。図示の如くアンビルの鍛圧加工時の圧下終了時期と
圧下開始時期をラップさせ、クランクシャフト４のトー
タルの負荷トルクを正又は、減速機の強度や寿命等に支
障をきたさない範囲で負のトルクを軽減することにより
負荷変動に伴う設備の異音や振動を回避することができ
る。

【００３９】

【実施例】実施例１ 幅340 mm、厚さ270 mmになる炭素鋼(0.05 〜1.0 ％Ｃ)
の鋳片ストランドを連続鋳造しつつ上掲図１に示した構
成になる装置を適用して、圧下量＝80mm、鋳造速度＝0.
9m/minの条件のもとに鍛圧加工を施した。その結果、鋳
片ストランドが反ったりしてもアンビルが追従するため
該鋳片ストランドを上下面より均等に圧下することがで
き、得られたストランドの内部品質も良好なものであっ
た。なお、この場合において、上掲図19に示したような
制動装置30を適用する場合と適用しない場合とにつき、
設備の振動、騒音などを比較調査したが、制動装置を適
用した場合には、適用しない場合に比較し半分以下に振
動、騒音が低減できることが確かめられた。

【００４０】実施例２ 幅340 mm、厚さ270 mmになる炭素鋼(0.05 〜1.0 ％Ｃ)
の鋳片ストランドを連続鋳造しつつ上掲図11に示した構
成になる装置を適用して鍛圧加工を施し、その場合の装
置の作動油の使用量について調査した。また図１に示し
た装置を適用して同一条件で鍛圧加工を施した場合の作
動油の使用量についても調査した。なお、鍛圧加工装置
の位置決めシリンダとしては、シリンダ径が640 mm、ロ
ッド径が400 mm( Ａ_H ＝3217cm² 、Ａ_R ＝1257cm² ) 、
最大使用圧力250 kg/cm²、シリンダの移動速度（Ｖ）15
mm／S になるものを使用した。その結果、図１に示した
構造ものでは、作動油の使用量がＡ_H ・Ｖ×２＝3217×
1.5 ×60×２×10^-3＝579 ｌ／min であったのに対し、
図11に示したものにおいてはＡ_R ・Ｖ×２＝1257×1.5
×60×２×10^-3＝226 ｌ／min であり、作動油の使用量
を約61％程度低減できることが確かめられた。また、油
圧系統の設備費は図１に示したものを100 とした場合に
図11に示したものにおいては約70、鍛圧加工装置全体の
設備費としては約92であり、設備全体で８％程度設備費
を削減できた。

【００４１】

【発明の効果】かくしてこの発明によれば、鋳片ストラ
ンドの引抜き過程で鍛圧加工を行う場合において、該ス
トランドが不均一な冷却などによって変形するようなこ
とがあってもその表裏面から均等な圧下量で圧下するこ
とができる。また、アンビルの位置を決定するシリンダ
はとくに容量の大きなものを必要としないから、装置自
体のコンパクト化を図ることができるし、鍛圧加工にお
ける設備の騒音や振動が極めて小さい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に従う鍛圧加工装置の構成説明図であ
る。

【図２】この発明に従う鍛圧加工装置の正面図である。

【図３】この発明に従う装置の作動要領の説明図であ
る。

【図４】この発明に従う装置の作動要領の説明図であ
る。

【図５】この発明に従う装置の作動要領の説明図であ
る。

【図６】この発明に従う装置の作動要領の説明図であ
る。

【図７】この発明に従う装置の作動要領の説明図であ
る。

【図８】この発明に従う装置のクランク軸の回転角とア
ンビルの位置関係を示した図である。

【図９】この発明に従う装置のクランク軸の回転角とア
ンビルの位置関係を示した図である。

【図１０】鍛圧加工を開始する時点から定常状態に移る
までの状況を説明した図である。

【図１１】この発明に従う鍛圧加工装置の他の例を示し
た図である。

【図１２】位置決めシリンダの断面を示した図である。

【図１３】図11に示した装置の作動要領の説明図であ
る。

【図１４】図11に示した装置の作動要領の説明図であ
る。

【図１５】図11に示した装置の作動要領の説明図であ
る。

【図１６】図11に示した装置の作動要領の説明図であ
る。

【図１７】図11に示した装置の作動要領の説明図であ
る。

【図１８】この発明に従う鍛圧加工装置の他の例を示し
た図である。

【図１９】図１８の側面を示した図である。

【図２０】クランクシャフトの回転角と負荷トルクとの
関係を示したグラフである。

【図２１】減速機の構成模式図である。

【図２２】この発明に従う鍛圧加工装置の他の例を示し
た図である。

【図２３】図２２の側面を示した図である。

【図２４】鍛圧加工状況の説明図である。

【図２５】鍛圧加工状況の説明図である。

【図２６】鍛圧加工状況の説明図である。

【符号の説明】

1a アンビル 1b アンビル ２ メインフレーム 2a ガイド ３ サブフレーム ４ クランクシャフト 5a リンク 5b リンク ６ 位置決めシリンダ 6a ヘッド側油室 6b ロッド側油室 ７ 位置決めシリンダ 7a ヘッド側油室 7b ロッド側油室 8a 作動油流通経路 8b 作動油流通経路 8c 作動油流通経路 8d 作動油流通経路 ９ バイパス経路 10 パイロットチェック弁 11 パンロットチェック弁 12 バランスシリンダ 13 変位計 14 変位計 15 流量制御弁 16 流量制御弁 17 リリーフ弁 18 リリーフ弁 19 圧力検知器 20 圧力検知器 21 パイロットチェック弁 22 パイロットチェック弁 23 パイロットチェック弁 24 パイロットチェック弁 25 リターン回路 26 リターン回路 27 第２のバイパス回路 28 パイロットチェック弁 29 パイロットチェック弁 30 制動装置 31 減速機 32 駆動源 Ｔ タンクポート Ｐ 圧力ポート Ｃ 切替弁 P₁ 小容量ポンプ Ｄ ドレン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤村 俊生 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社 水島製鉄所内 (72)発明者 櫛田 宏一 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社 水島製鉄所内 (72)発明者 ▲吉▼元 義夫 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社 水島製鉄所内 (72)発明者 井上 紀明 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社 水島製鉄所内 (56)参考文献 特開 平２−70363（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−132759（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−149036（ＪＰ，Ａ) 特公 昭37−17300（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続鋳造用鋳型より引抜いた鋳片ストラ
   ンドを対向する２面から挟んで、その相互接近・離隔を
   繰り返して引抜き移動中の鋳片ストランドの最終凝固域
   に連続的な鍛圧加工を施す一対のアンビルを備えた装置
   であって、 アンビルの一方をメインフレームに固定保持し、もう一
   方のアンビルをメインフレームのガイドに沿って移動可
   能なサブフレームに固定保持し、メインフレームおよび
   サブフレームを各アンビルの相互接近・離隔の往復運動
   を導くクランクシャフトにリンクを介してそえぞれ連結
   し、上記各々のリンクからアンビルの間に、アンビル相
   互の間隔を調整する位置決めシリンダを配置し、各位置
   決めシリンダのそれぞれのロッド側油室とヘッド側油室
   とを切替弁を有する作動油流通経路にて接続し、該位置
   決めシリンダの各ヘッド側油室につながる作動油流通経
   路をバイパス経路を介して接続してなる、ことを特徴と
   する鋳片ストランドの連続鍛圧装置。
2. 【請求項２】 バイパス経路内にパイロットチェック弁
   を配置する請求項１に記載の鋳片ストランドの連続鍛圧
   装置。
3. 【請求項３】 サブフレームに、位置決めシリンダのロ
   ッドの移動を防止するバランスシリンダを備える請求項
   １に記載の鋳片ストランドの連続鍛圧装置。
4. 【請求項４】 位置決めシリンダに該シリンダのロッド
   の変位量を計測する変位計を備える請求項１に記載の鋳
   片ストランドの連続鍛圧装置。
5. 【請求項５】 位置決めシリンダのヘッド側油室に通じ
   る作動油流通経路内に、流量制御弁を備える請求項１に
   記載の鋳片ストランドの連続鍛圧装置。
6. 【請求項６】 位置決めシリンダのヘッド側油室に通じ
   る作動油流通経路とロッド側油室に通じる作動油流通経
   路との間にリリーフ弁を備える請求項１に記載の鋳片ス
   トランドの連続鍛圧装置。
7. 【請求項７】 位置決めシリンダのヘッド側油室に通じ
   る作動油流通経路とロッド側油室に通じる作動油流通経
   路との間にパイロットチェック弁を有する作動油のリタ
   ーン回路を備える請求項１に記載の鋳片ストランドの連
   続鍛圧装置。
8. 【請求項８】 各位置決めシリンダのロッド側油室に通
   じる作動油流通経路を第２のバイパス経路を介して相互
   に接続する請求項１に記載の鋳片ストランドの連続鍛圧
   装置。
9. 【請求項９】 第２のバイパス経路内にパイロットチェ
   ック弁を備える請求項８に記載の鋳片ストランドの連続
   鍛圧装置。
10. 【請求項１０】 アンビルの相互接近・離隔の往復運動
    に制動を加える制動手段を有する請求項１に記載の鋳片
    ストランドの連続鍛圧装置。
11. 【請求項１１】 鍛圧加工開始時期が異なる少なくとも
    ２組みのアンビルを備える請求項１に記載の鋳片ストラ
    ンドの連続鍛圧装置。