JP2000225444A - 金属ストリップ連続鋳造装置 - Google Patents
金属ストリップ連続鋳造装置Info
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Abstract
効に抑え得るようにする。 【解決手段】 鋳造ロール16の双方を各対のロール偏
寄装置110,111で偏寄させ得るようにし、鋳造ロ
ール16の一方を横方向全体動ができないよう拘束し且
つ他方をばね偏寄力に抗して横方向に動けるように構成
し、更には、対応するロールカセット13(可動ロール
キャリア)に接続された推力伝達構造122の動きを複
製して、ロール支持部104の横方向の動きに関りなく
偏寄ばね112(圧縮ばね手段)の一定圧縮を維持し得
るように構成する。
Description
続鋳造装置に関するものである。
方向に回転する一対の水平鋳造ロール間に溶融金属を導
入し、動いているロール表面上で金属殻を凝固させ、ロ
ール間隙にてそれら金属殻を合体させ、凝固したストリ
ップ品としてロール間隙から下方ヘ送給する。本明細書
では、「ロール間隙」という語はロール同士が最接近す
る領域全般を指すものとする。溶融金属は取鍋から1つ
又は一連の小容器へと注がれ、更にはそこからロール間
隙上方に位置した金属供給ノズルに流れてロール間隙へ
と向かい、その結果、ロール間隙直上のロール鋳造表面
に支持されてロール間隙長さ方向に延びる溶融金属の鋳
造溜めを形成することができる。通常、この鋳造溜めの
端は、ロール端面に摺動係合して保持されて鋳造溜めの
両端からの溢流を防ぐ側部堰又は側部プレートで構成さ
れるが、電磁バリヤ等の代替手段も提案されている。
調節は重大な問題である。鋳造ロールは正確に据付け
て、ロール間隙の適切な間隙を、通常数ミリメートル以
下程度に正しく設定しなければならない。又、特に操業
開始時のストリップ厚の変動に合わせるよう鋳造ロール
の少くとも一方が偏寄力に抗して外方へと動くことがで
きるようにする手段も必要である。
取付け、他方のロールを回転可能に支持部に取付ける。
支持部は偏寄手段の作用に抗して動くことができるた
め、そのロールを軸と直角な水平方向に動かしてストリ
ップ厚の変動を吸収することができる。偏寄手段はつる
巻圧縮ばねでもよいし、一対の圧力流体シリンダ装置で
構成してもよい。
るストリップ鋳造機がオーストラリア特許出願第851
85/98号に開示されている。その場合、偏寄ばねは
ロール支持部と一対の推力反応構造物との間に作用し、
後者の位置は一対の動力付き機械的ジャッキを操作する
ことにより設定できるので、ばねの初期圧力を調節して
ロール両端に相等しい初期圧縮力を設定することが可能
である。一定プロフィールのストリップを製造するため
には、ロール間隙がロール間隙幅方向に一定となるよ
う、ロール支持部の位置を設定し、鋳造開始後に調節す
る必要がある。
は、鋳造が続くにつれ、ストリップのプロフィールが、
ロール偏心や、可変な熱膨脹等の動的効果の動的変化に
より必然的に変化するという問題があった。
で、鋳造中のストリップのプロフィール変動を有効に抑
え得る金属ストリップ連続鋳造装置を提供することを目
的としている。
ル間隙を形成する一対の平行な鋳造ロールと、溶融金属
をロール間隙に供給して該ロール間隙直上の鋳造ロール
表面に支持された溶融金属鋳造溜めを形成する金属供給
手段と、ロール間隙端から流出しないよう溶融金属を鋳
造溜め内に囲込む溜め囲込み手段と、鋳造ロールを相互
方向に回転駆動してロール間隙から下方に供給される凝
固金属ストリップを製造するロール駆動手段とから構成
した金属ストリップ連続鋳造装置において、少くとも一
方の鋳造ロールを該一方の鋳造ロール全体が他方の鋳造
ロールに対し接近・離反動し得るよう一対の可動ロール
キャリアに取付けると共に、前記一対の可動ロールキャ
リアの各々に対し個別に作用して前記一方の鋳造ロール
全体を前記他方の鋳造ロールの方へと内方に偏寄させる
一対のロール偏寄装置を設け、該各ロール偏寄装置を、
対応するロールキャリアに接続された推力伝達構造と、
推力応力構造と、該推力応力構造のばね当接部と前記推
力伝達構造との間に作用して前記推力伝達構造及び対応
するロールキャリアに推力を働かせる圧縮ばね手段と、
前記推力応力構造の位置を変えるよう作動可能な推力応
力構造設定手段と、推力伝達構造の動きが推力応力構造
の動きとして複製されるようにして推力伝達構造の動き
が圧縮ばねにより課される偏寄力に重大に影響しないよ
う推力応力構造設定手段の作動を制御する制御手段とに
より構成したことを特徴とするものである。
が、推力応力構造と固定構造との間に作用する圧力流体
作動可能手段であることが好ましく、その場合、圧力流
体作動可能な手段が、一端で固定構造に接続され、他端
が推力応力構造を形成するか又は推力応力構造に接続さ
れる流体圧シリンダ装置であることが好ましい。
出する第1の位置センサと、推力応力構造の位置を検出
する第2の位置センサと、第1の位置センサで検出され
た動きが第2の位置センサで検出された動きにより複製
されるよう流体圧力手段を操作する手段とにより構成す
ることが可能である。
追加の動きを課し、偏寄力に変動を生み出して、鋳造時
のストリップ厚の変動を補償するよう作動可能に構成さ
れていることが好ましい。
ストリップ厚センサ手段を設け、制御手段がこれらの信
号を利用して圧力流体作動可能手段の作動を引き起こし
て前記追加の動きを推力応力構造に課するように構成し
ても良い。
ぼ下方に配した各ロールのための対のロール端支持構造
で構成することもでき、この場合、各対のロール端支持
構造は、各ロール端を中央ロール軸心まわりに回転する
よう取付けるジャーナル軸受を担持して構成されている
ことが好ましい。
装置に一体で取付け取外し可能なロールモジュールに取
付けられていることが好ましく、更には、各ロール偏寄
装置の推力伝達構造が対応するロールキャリアから取外
し可能に構成され、且つロール偏寄装置を取外し又は分
解することなくロールモジュールが取外し可能に構成さ
れていると良い。
ルの双方を各対のロール偏寄装置で偏寄させることが可
能となり、しかも、ロールの一方を横方向全体動ができ
ないよう拘束し且つ他方をばね偏寄力に抗して横方向に
動けるようにすることが可能となる。
め、添付図面を参照して特定の実施の形態を詳細に説明
する。
示すもので、図示した鋳造装置は、工場床(図示せず)
から立上がって鋳造ロールモジュールを支持する主機械
フレーム11を有する。鋳造ロールモジュールは、鋳造
装置内の所要位置に一体で入れることができ、鋳造ロー
ル交換時には容易に取外し得るロールカセット13にな
っている。ロールカセット13が担持する一対の平行な
鋳造ロール16には、鋳造作業時に取鍋(図示せず)か
らタンディッシュ17、分配器18及び金属供給ノズル
19を介して溶融金属が供給されて鋳造溜め30を創
る。鋳造ロール16は水冷されているので、動いている
ロール表面に金属殻が形成されロール間隙にて合わされ
て、ロール出口で凝固金属ストリップ20が造られる。
この金属ストリップ20を主コイラに送ることができ
る。
軸41と主機械フレーム11上のトランスミッションと
を介して相互方向に回転される。ロールカセット13を
取出すときにロール駆動軸41はトランスミッションか
ら切離すことができる。鋳造ロール16の銅製周壁に形
成され縦方向に延び周方向に離間した一連の水冷通路に
は、回転グランド43を介して水冷ホース42に接続さ
れたロール駆動軸41内の水冷導管からロール端を介し
冷却水が供給される。鋳造ロール16の典型的な大きさ
は径が約500mmで、最大2000mm幅のストリッ
プ品を造れるよう長さを最大2000mmにすることが
できる。
ット上に支持されており、そこからタンディッシュ17
上方へともたらされてタンディッシュ17を満たすこと
ができる。タンディッシュ17に装着されたスライドゲ
ート弁47をサーボシリンダにより動かすことによっ
て、溶融金属をタンディッシュ17からスライドゲート
弁47と耐火シュラウド48とを介して分配器18へと
流すことができる。
マグネシウム(MgO)等の耐火材料で造られた広皿状
に形成される。分配器18は一側ではタンディッシュ1
7からの溶融金属を受け、他側には縦方向に離間した一
連の金属出口開口52が備えられている。分配器18下
部を担持する取付ブラケット53は、ロールカセット1
3を作動位置に据付ける際に分配器18を主機械フレー
ム11に取付けるためのものである。
ト等の耐火材料で造られた細長体として形成される。金
属供給ノズル19の下部は内方下方にすぼまるようテー
パ状になっているので鋳造ロール16間のロール間隙へ
と突入できる。金属供給ノズル19の上部には外方に突
出する側部フランジ55が形成されて、主機械フレーム
11の一部をなす取付ブラケット60上に位置する。
離間してほぼ上下に延びる流路を有して、溶融金属を鋳
造ロール16の幅方向全体にわたって適宜に低速排出さ
せ、初期凝固が生じるロール表面に直接衝突させること
なく溶融金属をロール間隙へと送給することができる。
又は、金属供給ノズル19には単一の連続長孔出口を設
けて溶融金属の低速カーテン流を直接ロール間隙に送給
したり、それを溶融金属鋳造溜めに浸漬させてもよい。
端で囲込むのが一対の側部堰板56であり、それらは鋳
造ロール16の段付き端57に当てて保持される。側部
堰板56は窒化硼素等の強耐火材料で造られ、鋳造ロー
ル16の段付き端部の湾曲に合ったスカロップ側端を有
する。側部堰板56は板ホルダ82に取付けられる。板
ホルダ82は対の流体圧シリンダ装置83の作動により
可動であって、側部堰板56を鋳造ロール16の段付き
端57に係合させて、鋳造作業時に鋳造ロール16上に
形成される溶融金属の鋳造溜め30の端クロージャを形
成する。
動させることにより溶融金属をタンディッシュ17から
分配器18へと注ぐことができ、金属供給ノズル19を
介して鋳造ロール16上へと流下させることができる。
金属ストリップ20の頭端をエプロンテーブル96の作
動によりピンチロールへとガイドして、そこから巻取り
ステーション(図示せず)へとガイドする。エプロンテ
ーブル96は主機械フレーム11上のピボット取付具9
7から吊下がり、きれいな頭端が形成された後に流体圧
シリンダ装置(図示せず)の作動によりピンチロールの
方へと旋回できる。
ルカセット13を鋳造装置内の所定位置へと据付ける前
に、鋳造ロール16をセットしてロール間隙を調節でき
るように構成されている。更に又、ロールカセット13
据付け時には、主機械フレーム11上に取付けられた二
対のロール偏寄装置110,111がロールカセット1
3のロール支持部104に迅速に接続できて、鋳造ロー
ル16の分離に抗する偏寄力を提供できる。
2からなり、これが鋳造ロール16と、ロール間隙下方
で金属ストリップ20を囲む耐火エンクロージャの上部
103を担持する。鋳造ロール16が取付けられるロー
ル支持部104はロール端軸受(図示せず)を担持し、
これらの軸受により鋳造ロール16は互いに平行な関係
で縦軸線まわりに回転可能に取付けられる。二対のロー
ル支持部104は線形軸受106によりフレーム102
に取付けられるのでフレーム102の横方向に摺動で
き、鋳造ロール16全体の相互への接近・離反動を提供
することができ、従って、それら平行な鋳造ロール16
間の分離・閉止動が可能となる。
7も担持する。スペーサ107は鋳造ロール16下方、
鋳造ロール16間の中央垂直平面付近、二対のロール支
持部104間に位置していて、ロール支持部104の内
方動を制限する止めとして働き、ロール間隙の最小幅を
限定する。以下に説明するように、ロール偏寄装置11
0,111は、調節可能なこれら中央止めであるスペー
サ107に対しロール支持部104を内方へ移動させる
が、プリセットの偏寄力に抗して鋳造ロール16の一方
が外方へとばね運動するのを許すよう作動可能である。
されるジャッキであり、鋳造装置の中央垂直平面に対し
固定された本体108と、ジャッキ作動時に相等しく相
反方向に動かし得る二端109とを有することにより、
ジャッキを伸縮させて、鋳造装置中央垂直平面から鋳造
ロール16を等間隔に維持しつつロール間隙の幅を調節
できるようになっている。
ール支持部104に接続された二対のロール偏寄装置1
10,111を備えている。鋳造装置の一側のロール偏
寄装置110が、本発明によって構成され、作動する。
これらのロール偏寄装置110,111にはつる巻偏寄
ばね112が嵌着されて、対応するロール支持部104
に偏寄力を提供し、他方、機械他側のロール偏寄装置1
11は流体圧アクチュエータ113を組み入れている。
これらの流体圧アクチュエータ113は、中央の止めで
あるスぺーサ107に対して一方の鋳造ロール16に対
応する各ロール支持部104を保持するよう作動可能で
あり、他方の鋳造ロール16はロール偏寄装置110の
偏寄ばね112の作用に抗して横方向に移動自在であ
る。
に示されている。この図からわかるように、ロール偏寄
装置110は、主機械フレーム116に固定ボルト11
7で固定された外ハウジング115内に配したばね胴ハ
ウジング114で構成される。
グ115内を走行するピストン118が形成される。ば
ね胴ハウジング114は、ピストン118に流体圧流体
流を給排することにより、図8に示したような伸び位置
と、縮み位置とに交互に設定できる。ばね胴ハウジング
114の外端が担持する圧力流体作動可能手段である流
体圧シリンダ装置119は、接続ロッド130により流
体圧シリンダ装置119のピストンに接続されたばね応
力プランジャ121の位置を設定するよう作動可能であ
る。
構造122は、ロードセル125を介して対応するロー
ル支持部104に接続される。推力伝達構造122は最
初引かれてコネクタ124によりロール支持部104と
強固に係合する。ロール偏寄装置110を外すべき時に
は、流体圧シリンダ123の作用によりコネクタ124
は延びることができる。
が延びた状態でロール偏寄装置110を対応するロール
支持部104に接続した場合、ばね胴ハウジング114
と流体圧シリンダ装置119の位置は主機械フレーム1
16に対して固定であり、ばね応力プランジャ121の
位置を設定して、ばね応力プランジャ121のばね当接
部と推力伝達構造122との間の有効隙間を調節でき
る。それにより、偏寄ばね112を調節して、推力伝達
構造122と各ロール支持部104に掛かる推力を変え
ることができる。この構成では、鋳造作業時の相対動は
偏寄ばね112に対するロール支持部104と推力伝達
構造122の一体的な動きのみであるロール偏寄装置1
10が作用してロール支持部104を内方へと中央の止
めであるスペーサ107に対して偏寄させるので、金属
が実際に鋳造ロール16間を通る前に所要のばね偏寄力
をロール支持部104に予荷重することを調節でき、そ
の偏寄力は後の鋳造作業時に維持される。
形状制御は、流体圧シリンダ装置119の連続作動によ
りばね応力プランジャ121の位置を変えることによっ
て、ロール支持部104の横方向動きに起因する推力伝
達構造122の動きを複製することで達成される。ロー
ル支持部104が内方又は外方に動くことにより流体圧
シリンダ装置119のシリンダが対応して内方又は外方
に動き、これに従って、ばね応力プランジャ121が対
応して内方又は外方に動くことにより偏寄ばね112の
一定圧縮が維持される。従って、ロール取付具の動きに
関わりなく、ロール各端で一定偏寄力を維持することが
可能であり、従って、動的なくさび制御を達成できる。
この結果は、圧力流体偏寄システムにより生じる偏寄力
を制御しようとすることでは達成できない。そのような
制御は測定した力の信号によって行うが、必然的にエラ
ーが生じて、それが制御システムにフィードバックされ
てしまう。本発明による、ばねを連続設定手段と組合わ
せて使うことにより、一定偏寄力を非常に正確に設定し
て鋳造作業中ずっと維持することができる。非常に剛性
の低いばねを使うことが可能であり、2つのロールのた
めの2つの補償又は制御システムがまったく独立して作
動するため両者間に混線はない。
推力伝達構造122の位置を検出する位置センサ150
で構成でき、この位置センサ150が流体圧シリンダ装
置119の作動を制御する制御回路に接続されるので、
推力伝達構造122の動きが流体圧シリンダ装置119
のシリンダによって複製される。制御回路は、位置セン
サ150と流体圧シリンダ装置119とに接続されたコ
ントローラ151で構成して、鋳造中に流体圧シリンダ
装置119を操作して推力伝達構造122の動きを複製
することができる。コントローラ151は又、演算装置
152から入力信号を受けてシリンダの作動を許し、鋳
造前のロール支持部初期設定(入力点153)及び鋳造
後の静的なくさび調節(鋳造終了直前にはストリップが
尻抜けするため計測不能となるのを避けて、ストリップ
が尻抜けしない状態で計測された厚みに応じて左右のロ
ール間隙を設定し、鋳造終了まで一定に保持する調節)
のための後調節(入力点154)ができる。
作させてばね応力プランジャ121に追加の動きを課
し、偏寄力の変動を生み出して、ストリップ幅方向全体
に亘ったストリップ厚の変動、又は鋳造時のロール端変
形変動によるストリップの対応端でのストリップ厚の変
動を補償することもできる。ストリップ厚の変動は、鋳
造装置を出たストリップをスキャンして(これ又図9に
示されている)論理装置152の入口点155に信号を
供給するX線センサで検出できる。ロール変形による厚
み変動は、正弦波制御信号を生み出すようストリップ長
手方向にほぼ正弦曲線を描き、それらの信号を流体圧シ
リンダ装置119の作動を制御するのに使うことができ
て、ばね応力プランジャ121に、対応する補償正弦波
運動を課する。適当なストリップ厚制御を達成するた
め、制御信号はロール回転との正しい相関係で流体圧シ
リンダ装置119に加えられる。即ち、各回転時に制御
信号のパターンはロール変形により生ずるロール端の動
きのパターンにマッチさせなければならない。正しい相
マッチングは、ロール1回転当たり1パルスを生み出す
参照信号との初期相関係で信号を加え、次いで、相関係
を変動させて厚み変動の振幅の最小化を生み出す。これ
は振幅エラー信号を追跡又はプロットすることにより達
成できる。
一部を構成しない。この構造の充分な詳細やロールカセ
ットフレーム102をどのようにして鋳造機に出し入れ
するかはオーストラリア特許明細書第85185/98
号に記述されている。
鋳造ロールの双方を各対のロール偏寄装置で偏寄させる
ことができ、しかも、鋳造ロールの一方を横方向全体動
ができないよう拘束し且つ他方をばね偏寄力に抗して横
方向に動けるようにすることができ、更には、対応する
ロールキャリアに接続された推力伝達構造の動きを複製
して、ロール支持部の横方向の動きに関りなく圧縮ばね
手段の一定圧縮を維持することができるので、鋳造中の
ストリップのプロフィール変動を有効に抑えることがで
きるという優れた効果を奏し得る。
である。
ある。
る。
装置の状態を示す図である。
装置の状態を示す図である。
面断面図である。
である。
能手段) 121 ばね応力プランジャ(推力応力構造) 122 推力ロッド構造(推力伝達構造) 150 位置センサ(制御手段) 151 コントローラ(流体圧力手段を操作す
る手段)
Claims (10)
- 【請求項1】 相互間にロール間隙を形成する一対の平
行な鋳造ロールと、溶融金属をロール間隙に供給して該
ロール間隙直上の鋳造ロール表面に支持された溶融金属
鋳造溜めを形成する金属供給手段と、ロール間隙端から
流出しないよう溶融金属を鋳造溜め内に囲込む溜め囲込
み手段と、鋳造ロールを相互方向に回転駆動してロール
間隙から下方に供給される凝固金属ストリップを製造す
るロール駆動手段とから構成した金属ストリップ連続鋳
造装置において、少くとも一方の鋳造ロールを該一方の
鋳造ロール全体が他方の鋳造ロールに対し接近・離反動
し得るよう一対の可動ロールキャリアに取付けると共
に、前記一対の可動ロールキャリアの各々に対し個別に
作用して前記一方の鋳造ロール全体を前記他方の鋳造ロ
ールの方へと内方に偏寄させる一対のロール偏寄装置を
設け、該各ロール偏寄装置を、対応するロールキャリア
に接続された推力伝達構造と、推力応力構造と、該推力
応力構造のばね当接部と前記推力伝達構造との間に作用
して前記推力伝達構造及び対応するロールキャリアに推
力を働かせる圧縮ばね手段と、前記推力応力構造の位置
を変えるよう作動可能な推力応力構造設定手段と、推力
伝達構造の動きが推力応力構造の動きとして複製される
ようにして推力伝達構造の動きが圧縮ばねにより課され
る偏寄力に重大に影響しないよう推力応力構造設定手段
の作動を制御する制御手段とにより構成したことを特徴
とする、金属ストリップ連続鋳造装置。 - 【請求項2】 推力応力構造設定手段が、推力応力構造
と固定構造との間に作用する圧力流体作動可能な手段で
ある、請求項1に記載の金属ストリップ連続鋳造装置。 - 【請求項3】 圧力流体作動可能な手段が、一端で固定
構造に接続され、他端が推力応力構造を形成するか又は
推力応力構造に接続される流体圧シリンダ装置である、
請求項2に記載の金属ストリップ連続鋳造装置。 - 【請求項4】 制御手段が、推力伝達構造の位置を検出
する第1の位置センサと、推力応力構造の位置を検出す
る第2の位置センサと、第1の位置センサで検出された
動きが第2の位置センサで検出された動きにより複製さ
れるよう流体圧力手段を操作する手段とからなる、請求
項1乃至3のいずれかに記載の金属ストリップ連続鋳造
装置。 - 【請求項5】 圧力流体作動可能手段が、推力応力構造
に追加の動きを課し、偏寄力に変動を生み出して、鋳造
時のストリップ厚の変動を補償するよう作動可能に構成
された、請求項3又は4に記載の金属ストリップ連続鋳
造装置。 - 【請求項6】 ストリップ厚を示す信号を生み出すスト
リップ厚センサ手段を設け、制御手段がこれらの信号を
利用して圧力流体作動可能手段の作動を引き起こして前
記追加の動きを推力応力構造に課するように構成され
た、請求項5に記載の金属ストリップ連続鋳造装置。 - 【請求項7】 ロールキャリアを、各ロールの端のほぼ
下方に配した各ロールのための対のロール端支持構造で
構成した、請求項1乃至6のいずれかに記載の金属スト
リップ連続鋳造装置。 - 【請求項8】 各対のロール端支持構造が、各ロール端
を中央ロール軸心まわりに回転するよう取付けるジャー
ナル軸受を担持して構成された、請求項7に記載の金属
ストリップ連続鋳造装置。 - 【請求項9】 鋳造ロールとロールキャリアを、鋳造装
置に一体で取付け取外し可能なロールモジュールに取付
けた、請求項1乃至8のいずれかに記載の金属ストリッ
プ連続鋳造装置。 - 【請求項10】 各ロール偏寄装置の推力伝達構造が対
応するロールキャリアから取外し可能に構成され、且つ
ロール偏寄装置を取外し又は分解することなくロールモ
ジュールが取外し可能に構成された、請求項9に記載の
金属ストリップ連続鋳造装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AUPP8526A AUPP852699A0 (en) | 1999-02-05 | 1999-02-05 | Strip casting apparatus |
AU8526 | 1999-02-05 |
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