JP2005230837A - Apparatus and method for producing metallic sheet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属シートの製造技術に関する。特に、金属溶湯を1対の冷却ローラ間の間隙を通過させ、一定の板厚の金属シートを製造する技術に関する。 The present invention relates to a metal sheet manufacturing technique. In particular, the present invention relates to a technique for manufacturing a metal sheet having a constant thickness by passing a molten metal through a gap between a pair of cooling rollers.
金属溶湯から金属シートを製造するために、1対の冷却ローラを利用する技術が知られている。1対の冷却ローラは、一定の間隙を保って回転する。金属溶湯が冷却ローラ間の間隙の入口に供給されると、冷却ローラの回転によって金属溶湯が間隙内に送込まれる。間隙内に送込まれた金属溶湯は、冷却ローラの間隙を通過する間に冷却されて固化し、金属シートとなって冷却ローラから送出される。この技術によって、一定の板厚の金属シートを連続して製造することができる。 In order to manufacture a metal sheet from a molten metal, a technique using a pair of cooling rollers is known. The pair of cooling rollers rotate with a constant gap. When the molten metal is supplied to the entrance of the gap between the cooling rollers, the molten metal is fed into the gap by the rotation of the cooling roller. The molten metal fed into the gap is cooled and solidified while passing through the gap of the cooling roller, and is sent from the cooling roller as a metal sheet. With this technique, a metal sheet having a certain thickness can be continuously produced.
この製造技術では、冷却ローラの間隙に供給される金属溶湯の温度を適切な温度に制御することが重要となる。即ち、冷却ローラの間隙に供給される金属溶湯の温度が低すぎると、金属溶湯の凝固が早く進行し、固相部分の割合が高くなって冷却ローラにより圧延できない状態が発生する(いわゆる、ローラへのかみこみ)。逆に、冷却ローラの間隙に供給される金属溶湯の温度が高すぎると、金属溶湯が凝固する前に冷却ローラから送出されてしまう状態が発生する(いわゆる、溶湯排出)。このため、冷却ローラに供給する金属溶湯を適切な温度に制御するための技術が開発されている(例えば、特許文献1)。
特許文献1の技術では、とりべ内の金属溶湯がタンディシュを介して冷却ローラの間隙に供給される。タンディシュにはタンディシュ内の金属溶湯を加熱するための加熱装置(プラズマ・アークトーチ)が設けられる。設備起動時には、加熱装置により加熱された高温の金属溶湯が冷却ローラに供給される。高温の金属溶湯によって予熱が行われた後は定常運転に移行し、設備起動時に供給された金属溶湯の温度よりも低い温度の金属溶湯が冷却ローラに供給される。定常運転に移行すると、タンディシュ内の金属溶湯の温度が略一定の温度となるように、加熱装置からタンディシュ内の金属溶湯に熱エネルギーを付与する。
In the technique of Patent Document 1, the molten metal in the ladle is supplied to the gap between the cooling rollers through the tundish. The tundish is provided with a heating device (plasma arc torch) for heating the molten metal in the tundish. When the equipment is activated, a high-temperature molten metal heated by the heating device is supplied to the cooling roller. After preheating is performed with the high-temperature molten metal, the operation shifts to a steady operation, and the molten metal having a temperature lower than the temperature of the molten metal supplied at the time of starting the equipment is supplied to the cooling roller. When shifting to the steady operation, thermal energy is applied from the heating device to the molten metal in the tundish so that the temperature of the molten metal in the tundish becomes a substantially constant temperature.
特許文献1の技術では、タンディシュに設けた加熱装置によって、冷却ローラに供給される金属溶湯の温度を略一定に保つようにしている。しかしながら、この従来技術では、加熱対象となるタンディシュ内の金属溶湯量が多くなると(すなわち、熱容量が大きくなると)、短時間で金属溶湯の温度を変化させることが困難となる。また、冷却ローラに供給される金属溶湯の温度が高くなりすぎた場合は、タンディシュ内の金属溶湯の放熱による温度低下を待つこととなるため、迅速に対応することができない。このため、従来の技術では、冷却ローラの間隙に供給される金属溶湯の温度を適切な温度に安定して制御することが困難であった。 In the technique of Patent Document 1, the temperature of the molten metal supplied to the cooling roller is kept substantially constant by a heating device provided in the tundish. However, in this prior art, when the amount of the molten metal in the tundish to be heated increases (that is, when the heat capacity increases), it becomes difficult to change the temperature of the molten metal in a short time. In addition, when the temperature of the molten metal supplied to the cooling roller becomes too high, a temperature drop due to heat dissipation of the molten metal in the tundish is awaited, and thus it cannot be dealt with quickly. For this reason, in the conventional technique, it has been difficult to stably control the temperature of the molten metal supplied to the gap between the cooling rollers to an appropriate temperature.
本発明は上述した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷却ローラに供給される金属溶湯の温度変化に迅速に対応し、適切な温度の金属溶湯を安定して冷却ローラに供給することができる製造装置と製造方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and its purpose is to quickly respond to the temperature change of the molten metal supplied to the cooling roller and stably supply the molten metal at an appropriate temperature to the cooling roller. It is providing the manufacturing apparatus and manufacturing method which can be performed.
本発明の装置は、金属溶湯から金属シートを製造する装置であって、以下の手段を備える。すなわち、間隙を隔てて対向する1対の冷却ローラと、前記間隙に向けて金属溶湯を供給するノズルと、金属溶湯を第1の温度で保持する第1溶湯保持炉と、金属溶湯を第2の温度で保持する第2溶湯保持炉と、ノズルから前記間隙に向けて供給される金属溶湯の温度を計測する温度センサと、温度センサからの出力に基づいて、第1溶湯保持炉からノズルに供給される金属溶湯量と第2溶湯保持炉からノズルに供給される金属溶湯量の比率を調整する制御手段とを有する。 The apparatus of this invention is an apparatus which manufactures a metal sheet from a molten metal, Comprising: The following means are provided. That is, a pair of cooling rollers facing each other with a gap therebetween, a nozzle that supplies a molten metal toward the gap, a first molten metal holding furnace that holds the molten metal at a first temperature, and a second molten metal. From the first molten metal holding furnace to the nozzle based on the output from the temperature sensor and the temperature sensor for measuring the temperature of the molten metal supplied from the nozzle toward the gap. Control means for adjusting the ratio of the amount of molten metal supplied to the nozzle from the second molten metal holding furnace.
本発明の金属シート製造装置は、金属溶湯を第1の温度で保持する第1溶湯保持炉と、金属溶湯を第2の温度で保持する第2溶湯保持炉を備える。冷却ローラの間隙には、第1の温度で保持された金属溶湯と第2の温度で保持された金属溶湯を混合したものが供給される。したがって、冷却ローラに供給される金属溶湯の温度は、第1の温度で保持された金属溶湯と第2の温度で保持された金属溶湯の混合比を変えることで、短時間で変化(温度上昇又は温度降下)させることができる。本発明の製造装置では、ノズルから冷却ローラに供給される金属溶湯の温度を温度センサで計測し、この計測した温度に基づいて第1の温度で保持された金属溶湯と第2の温度で保持された金属溶湯の混合比を調整するため、適切な温度の金属溶湯を安定して冷却ローラに供給することができる。 The metal sheet manufacturing apparatus of the present invention includes a first molten metal holding furnace that holds a molten metal at a first temperature, and a second molten metal holding furnace that holds the molten metal at a second temperature. A mixture of the molten metal held at the first temperature and the molten metal held at the second temperature is supplied to the gap between the cooling rollers. Therefore, the temperature of the molten metal supplied to the cooling roller changes in a short time (temperature rise) by changing the mixing ratio of the molten metal held at the first temperature and the molten metal held at the second temperature. (Or a temperature drop). In the manufacturing apparatus of the present invention, the temperature of the molten metal supplied from the nozzle to the cooling roller is measured by the temperature sensor, and the molten metal held at the first temperature and the second temperature are held based on the measured temperature. Since the mixing ratio of the molten metal is adjusted, the molten metal having an appropriate temperature can be stably supplied to the cooling roller.
上記金属シート製造装置では、前記冷却ローラの長手方向複数箇所にノズルが設けられ、それら各ノズルには、第1溶湯保持炉と第2溶湯保持炉のそれぞれから金属溶湯が供給可能とされると共に、それら各ノズルから前記間隙に供給される金属溶湯の温度を計測する温度センサがそれぞれ設けられることが好ましい。そして、前記制御手段は、ノズル毎に、当該ノズルに対応する温度センサからの出力に基づいて、第1溶湯保持炉から当該ノズルに供給される金属溶湯量と第2溶湯保持炉から当該ノズルに供給される金属溶湯量の比率を調整することが好ましい。 In the metal sheet manufacturing apparatus, nozzles are provided at a plurality of locations in the longitudinal direction of the cooling roller, and metal melt can be supplied to the nozzles from the first molten metal holding furnace and the second molten metal holding furnace, respectively. It is preferable that a temperature sensor for measuring the temperature of the molten metal supplied from the nozzles to the gap is provided. And the said control means is based on the output from the temperature sensor corresponding to the said nozzle for every nozzle, The amount of metal melt supplied to the said nozzle from a 1st molten metal holding furnace, and the said nozzle from a 2nd molten metal holding furnace to the said nozzle It is preferable to adjust the ratio of the amount of molten metal supplied.
この金属ソート製造装置では、冷却ローラの長手方向複数箇所にノズルが設けられ、各ノズルから冷却ローラの間隙に供給される金属溶湯の温度がそれぞれ制御される。したがって、冷却ローラの長手方向の冷却能力の相違に応じて、各ノズルから適切な温度の金属溶湯が冷却ローラに供給される。 In this metal sort manufacturing apparatus, nozzles are provided at a plurality of locations in the longitudinal direction of the cooling roller, and the temperature of the molten metal supplied from each nozzle to the gap between the cooling rollers is controlled. Therefore, according to the difference in the cooling capacity in the longitudinal direction of the cooling roller, a molten metal having an appropriate temperature is supplied from each nozzle to the cooling roller.
本発明は、また、冷却ローラへのかみこみや溶湯排出を防止することができる金属シートの製造方法を創作した。この製造方法は、第1の温度で保持された金属溶湯と第2の温度で保持された金属溶湯とを混合し、その混合した金属溶湯を1対の冷却ローラの間隙に供給し、前記間隙に供給された金属溶湯を冷却ローラで冷却することによって金属シートを製造する方法であり、前記間隙に供給される金属溶湯の温度を計測する工程と、計測された金属溶湯の温度に基づいて、第1の温度で保持された金属溶湯と第2の温度で保持された金属溶湯の混合比を調整する工程とを有する。
この製造方法によると、冷却ローラに適切な温度の金属溶湯を安定して供給することができ、これによって冷却ローラへのかみこみや溶湯排出を防止することができる。
The present invention has also created a metal sheet manufacturing method capable of preventing biting into the cooling roller and discharge of the molten metal. In this manufacturing method, the molten metal held at the first temperature and the molten metal held at the second temperature are mixed, the mixed molten metal is supplied to a gap between a pair of cooling rollers, and the gap Is a method for producing a metal sheet by cooling the molten metal supplied to the gap with a cooling roller, based on the step of measuring the temperature of the molten metal supplied to the gap, and the measured temperature of the molten metal, Adjusting the mixing ratio of the molten metal held at the first temperature and the molten metal held at the second temperature.
According to this manufacturing method, it is possible to stably supply a molten metal having an appropriate temperature to the cooling roller, thereby preventing biting into the cooling roller and discharge of the molten metal.
以下、本願に係る金属シートの製造装置と製造方法を実施するための最良の形態を列記する。
(形態1)1対の冷却ローラが水平に配置される。冷却ローラ間には所定の間隙が設けられる。金属シート製造時には、冷却ローラ間の間隙の上方に金属溶湯の湯溜りが形成される。湯溜りを形成する溶湯金属は、冷却ローラの回転によって冷却ローラ間の間隙に送込まれる。
(形態2)冷却ローラの上方にはノズル(タンディシュ)が配置される。ノズルの先端には温度センサが配置される。金属シート製造時には、温度センサが湯溜り中に浸漬し、湯溜りを形成する金属溶湯の温度を計測する。
(形態3)高温の金属溶湯を保持する第1溶湯保持炉と、低温の金属溶湯を保持する第2溶湯保持炉が設けられる。第1溶湯保持炉と第2溶湯保持炉はそれぞれ流量調整バルブを介してノズル(タンディシュ)に連結される。
(形態4)コントローラは、温度センサで計測される金属溶湯の温度が目標温度となるように各流量調整バルブの開度を制御して、第1溶湯保持炉からノズルに供給される金属溶湯量と第2溶湯保持炉からノズルに供給される金属溶湯量の比率を調整する。
(形態5)冷却ローラに供給される金属溶湯の目標温度は、装置起動時には高く設定され、時間の経過に伴って低くなるように設定する。定常運転時は、起動時の温度より低い温度で一定に維持される。
(形態6)冷却ローラの長手方向に複数のノズルが配置される。各ノズルは、それぞれ第1溶湯保持炉と第2溶湯保持炉に流量調整バルブを介して連結される。各ノズルの先端には温度センサが配置される。コントローラは、温度センサから出力される金属溶湯の温度データに基づいて、ノズル毎に第1溶湯保持炉の金属溶湯量と第2溶湯保持炉の金属溶湯量の混合比を制御する。
Hereinafter, the best mode for carrying out the metal sheet manufacturing apparatus and method according to the present application will be listed.
(Mode 1) A pair of cooling rollers are horizontally arranged. A predetermined gap is provided between the cooling rollers. When the metal sheet is manufactured, a molten metal puddle is formed above the gap between the cooling rollers. The molten metal forming the hot water pool is fed into the gap between the cooling rollers by the rotation of the cooling roller.
(Mode 2) A nozzle (tundish) is disposed above the cooling roller. A temperature sensor is disposed at the tip of the nozzle. When the metal sheet is manufactured, the temperature sensor is immersed in the hot water pool, and the temperature of the molten metal forming the hot water pool is measured.
(Mode 3) A first molten metal holding furnace for holding a high temperature molten metal and a second molten metal holding furnace for holding a low temperature molten metal are provided. The first molten metal holding furnace and the second molten metal holding furnace are each connected to a nozzle (tundish) via a flow rate adjusting valve.
(Mode 4) The controller controls the opening of each flow rate adjustment valve so that the temperature of the molten metal measured by the temperature sensor becomes the target temperature, and the amount of molten metal supplied from the first molten metal holding furnace to the nozzle And the ratio of the amount of molten metal supplied to the nozzle from the second molten metal holding furnace is adjusted.
(Embodiment 5) The target temperature of the molten metal supplied to the cooling roller is set high when the apparatus is started, and is set so as to decrease as time passes. During steady operation, the temperature is kept constant at a temperature lower than the temperature at startup.
(Mode 6) A plurality of nozzles are arranged in the longitudinal direction of the cooling roller. Each nozzle is connected to the first molten metal holding furnace and the second molten metal holding furnace through a flow rate adjusting valve. A temperature sensor is disposed at the tip of each nozzle. The controller controls the mixing ratio of the molten metal amount of the first molten metal holding furnace and the molten metal amount of the second molten metal holding furnace for each nozzle based on the temperature data of the molten metal output from the temperature sensor.
以下に、本発明の金属シートの製造方法と製造装置の実施例を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
(第1実施例) 図1は、本発明の第1実施例に係わる金属シート製造装置の構成を模式的に示している。本実施例の金属シート製造装置では、一対の冷却ローラ10、12が水平に配置されている。冷却ローラ10と冷却ローラ12の間には、所定の距離の間隙が設けられる。各冷却ローラ10、12内には、冷却水通路(図示省略)が設けられており、冷却水通路には所定の流量の冷却水が流れるようになっている。冷却ローラ10,12には、それぞれモータが接続されている。各モータは、冷却ローラ10,12間の間隙に金属溶湯を送込む方向に冷却ローラ10,12をそれぞれ回転させる。各モータ(すなわち、冷却ローラ10,12)の回転数は、後述するコントローラ32によって制御可能となっている。
Embodiments of a metal sheet manufacturing method and a manufacturing apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
First Embodiment FIG. 1 schematically shows the configuration of a metal sheet manufacturing apparatus according to a first embodiment of the present invention. In the metal sheet manufacturing apparatus of the present embodiment, the pair of
冷却ローラ10,12の両端上方には、サイドダム14,16が摺設されている。金属シート40の製造時には、冷却ローラ10,12及びサイドダム14,16によって、冷却ローラ10,12の間隙の上方に金属溶湯の湯溜り38が形成されるようになっている。湯溜り38内の金属溶湯は、冷却ローラ10,12の外周面と接する部分から固化され、冷却ローラ10,12の回転によって間隙に送込まれる。間隙に送り込まれた金属溶湯は中心部まで固化し、金属シート40となって冷却ローラ10,12の間隙から送出される。
冷却ローラ10,12の中央上方には、ノズル18(タンディシュ)が配設されている。ノズル18は耐熱性のセラミック等によって製作されており、所定量の金属溶湯を貯えることができる。
図2に示すように、金属シート製造時には、ノズル18の先端19が湯溜り38内に浸漬される。したがって、ノズル18内の金属溶湯の液面高さと湯溜り38の液面高さとは相関関係(力学的釣り合い)が成立し、ノズル18内の金属溶湯の液面高さを一定にすることで湯溜り38の液面高さが一定に保たれるようになっている。ノズル18内の金属溶湯の液面高さは、ノズル18の壁面に埋設された液面センサ34によって検出されるようになっている。液面センサ34によって検出された液面高さは、コントローラ32に出力される。
また、ノズル18の先端19には、温度センサ(例えば、熱電対)36が突設されている。金属シート製造時には、温度センサ36が湯溜り38内に浸漬する。したがって、温度センサ36によって、湯溜り38を形成する金属溶湯(すなわち、ノズル18から冷却ローラ10,12に供給された金属溶湯)の温度が計測されるようになっている。温度センサ36によって計測された湯溜り38の温度はコントローラ32に出力される。
なお、ノズル18には、ノズル18内の金属溶湯を保温するための加熱装置(ヒータ)が設けられていてもよい。
A nozzle 18 (tundish) is disposed above the center of the
As shown in FIG. 2, the
A temperature sensor (for example, a thermocouple) 36 projects from the
The
上記ノズル18には、第1溶湯流路22を介して第1溶湯保持炉28が接続される。また、ノズル18には、第2溶湯流路24を介して第2溶湯保持炉30が接続される。
第1溶湯保持炉28と第2溶湯保持炉30は、それぞれノズル18に供給する金属溶湯を所定量だけ貯留することができる。また、第1溶湯保持炉28と第2溶湯保持炉30は、それぞれ貯留する金属溶湯の温度を一定に保持するための加熱装置(ヒータ)を備えている。本実施例では、第1溶湯保持炉28は高温T1(例えば、金属の液相温度より100℃程度高い温度)で金属溶湯を貯留し、第2溶湯保持炉30は低温T2(例えば、金属の液相温度より50℃程度高い温度)で金属溶湯を貯留している。
第1溶湯保持炉28からノズル18に供給される金属溶湯流量Q1は、第1溶湯流路22に設けたバルブ20によって調整される。第2溶湯保持炉30からノズル18に供給される金属溶湯流量Q2は、第2溶湯流路24に設けたバルブ26によって調整される。したがって、バルブ20,26の開度を調整することで、第1溶湯保持炉28からノズル18に供給される金属溶湯流量Q1と第2溶湯保持炉30からノズル18に供給される金属溶湯流量Q2の比率(Q1:Q2)を調整することができる。バルブ18,20による金属溶湯流量Q1,Q2の調整は、コントローラ32によって行うことができる。
なお、図3に示すように、第1溶湯保持炉28からノズル18への金属溶湯の流入口17aと、第2溶湯保持炉30からノズル18への金属溶湯の流入口17bは、ノズル18内に流入した金属溶湯が旋回流となるように、ノズル18に対して接線方向から流入するようになっている。これによって、ノズル18に供給された金属溶湯が均一に混合されるようになっている。
A first molten
Each of the first molten
The molten metal flow rate Q 1 supplied from the first molten
As shown in FIG. 3, the
コントローラ32は、温度センサ36から出力される湯溜り38の温度と、液面センサ34から出力されるノズル18内の金属溶湯の液面高さを受け取る。コントローラ32は、湯溜り38の温度変化と、ノズル18内の金属溶湯の液面高さの変化をモニターし、湯溜り38の温度が目標温度となり、かつ、ノズル18内の金属溶湯の液面高さが一定となるように、バルブ18,20の開度を制御する。
The
コントローラ32による制御内容を、図4のフローチャートを参照して説明する。金属シート製造装置の運転が開始されると、コントローラ32は、まず、装置稼働時間計測用のタイマをスタートさせる(ステップS10)。次いで、バルブ20,26を開いて、第1溶湯保持炉28及び第2溶湯保持炉30からノズル18に金属溶湯の供給を開始する(ステップS12)。これによって、ノズル18から冷却ローラ10,12上に金属溶湯が供給され、冷却ローラ10,12上に湯溜り38が形成される。
次に、コントローラ32は、温度センサ36から出力される湯溜り38の温度Tを読み込み(S14)、液面センサ34から出力されるノズル18内の金属溶湯の液面高さHを読込む(ステップS16)。
The contents of control by the
Next, the
湯溜り38の温度Tとノズル18内の金属溶湯の液面高さHを読込むと、コントローラ32は、読込んだ温度Tと液面高さHから、第1溶湯保持炉28からノズル18に供給される金属溶湯量と第2溶湯保持炉30からノズル18に供給される金属溶湯量を決定し、決定された金属溶湯量がノズル18に供給されるようにバルブ20,26を調整する(ステップS18〜S24)。
具体的な処理としては、まず、コントローラ32は、ステップS10でスタートしたタイマによって計測された時間(装置稼働時間)から、金属溶湯の目標温度Trを決定する(S18)。本実施例では、目標温度Trは装置稼働時間tによって変化するように設定されている。図5は目標温度Trと装置稼働時間tの関係を示すグラフである。図5に示すように、目標温度Trは装置起動時には高めの温度T3に設定されており、時間の経過に伴って徐々に低下し、装置起動時からt1時間経過後は温度T4(T3>T4)で一定となるように設定されている。これによって、装置起動時の装置全体が冷えている状態では高温の金属溶湯が冷却ローラ10,12に供給され、溶湯金属の冷却ローラ10,12へのかみこみが防止される。一方、時間が経過して装置全体が暖まった後は、低温の金属溶湯が冷却ローラ10,12に供給され、溶融金属が溶湯のまま冷却ローラ10,12から排出されてしまうことが防止される。
なお、目標温度Tr(T3〜T4)は、金属溶湯の凝固温度以上で、かつ、冷却ローラ10,12の冷却能力の範囲内(すなわち、金属溶湯が冷却ローラ10,12の間隙を通過する間に凝固できる範囲内)で設定されている。例えば、本実施例の金属シート製造装置でアルミの金属シートを製造する場合は、目標温度T3を730℃程度、目標温度T4を680℃程度に設定することができる。
When the temperature T of the
Specifically, first, the
The target temperature Tr (T 3 to T 4 ) is equal to or higher than the solidification temperature of the molten metal and within the cooling capacity range of the
ステップS18で目標温度Trが決定されると、その決定された目標温度TrとステップS14で計測した測定温度Tに基づいて、第1溶湯保持炉28からの高温溶湯と第2溶湯保持炉30からの低温溶湯の流量比Rを決定する(ステップS20)。すなわち、測定温度Tが目標温度Trより高いときは第2溶湯保持炉30からの低温溶湯が多くなるように流量比Rを変更し、測定温度Tが目標温度Trより低いときは第1溶湯保持炉28からの高温溶湯が多くなるように流量比Rを変更する。
流量比Rは、例えば、下記の式により決定することができる。
R=R0+Kp・(Tr−T)+Ki・∫(Tr−T)dt
式中、R0は目標温度Trによって決まる基準流量比、Kpは比例ゲイン、Kiは積分ゲインを表している。基準流量比R0、比例ゲインKp及び積分ゲインKiは実験結果等に基づいて予め設定することができる。図6には、実験によって求めた基準流量比R0と目標温度Trの関係の一例が示されている。図6に示す例では、金属溶湯の目標温度Trが温度T3のときは第1溶湯保持炉28からの高温溶湯のみがノズル18に供給され(即ち、R0=1.0)、金属溶湯の目標温度Trが温度T4のときは第2溶湯保持炉30からの低温溶湯のみがノズル18に供給されるようになっている(R0=0.0)。
When the target temperature Tr is determined in step S18, based on the determined target temperature Tr and the measured temperature T measured in step S14, from the high temperature molten metal from the first molten
The flow rate ratio R can be determined by the following equation, for example.
R = R 0 + Kp · (Tr−T) + K i · ∫ (Tr−T) dt
In the equation, R 0 represents a reference flow rate ratio determined by the target temperature Tr, Kp represents a proportional gain, and Ki represents an integral gain. The reference flow rate ratio R 0 , the proportional gain Kp, and the integral gain Ki can be set in advance based on experimental results and the like. FIG. 6 shows an example of the relationship between the reference flow rate ratio R0 and the target temperature Tr obtained by experiment. In the example shown in FIG. 6, when the target temperature Tr of the molten metal is the temperature T3, only the high-temperature molten metal from the first molten
ステップS22では、コントローラ32は、冷却ローラ10,12の回転速度とステップS16で計測した金属溶湯の液面高さHに基づいて、ノズル18に供給される全金属溶湯流量Q(=Q1+Q2)を算出する。本実施例では、湯溜り38の液面高さ(すなわち、ノズル18内の金属溶湯の液面高さH)が一定となるように、第1溶湯保持炉28及び第2溶湯保持炉30からノズル18に金属溶湯が供給される。したがって、ステップS16で計測された液面高さHが目標液面高さHrより低いときはノズル18に供給する全金属溶湯流量Qを増加し、逆に、ステップS16で計測された液面高さHが目標液面高さHrより高いときはノズル18に供給する全金属溶湯流量Qを減少させる。また、湯溜り38の金属溶湯は、冷却ローラ10,12が回転することで送出される金属シート40の分だけ減少するため、その減少分だけノズル18から湯溜り38に金属溶湯を供給する必要がある。したがって、ノズル18への全金属溶湯流量Qは、下記の式により決定することができる。
Q=V・tm・L+Gp・(Hr−H)+Gi・∫(Hr−H)dt
式中、Vは金属シート40の排出速度(冷却ローラ10,12の回転数から算出)、tmは金属シート40の厚さ(冷却ローラ10,12間の間隙の距離)、Lは金属シート40の幅(冷却ローラ10,12の水平方向の長さ)、Gpは比例ゲイン、及びGiは積分ゲインである。上記の式の第1項(V・tm・L)は金属シート40の製造による減少分であり、第2項・第3項は測定された液面高さHに基づく補正分である。
In step S22, the
Q = V · t m · L + G p · (Hr−H) + G i · ∫ (Hr−H) dt
In the equation, V is the discharge speed of the metal sheet 40 (calculated from the number of rotations of the
ステップS20で流量比Rが決定され、ステップS22で全金属溶湯流量Qが決定されると、これらの値に基づいてバルブ20,26の開度を算出し、その算出した開度となるようにバルブ20,26を駆動する(ステップS24)。例えば、流量比がRで、全金属溶湯流量がQと決定された場合、第1溶湯保持炉28からノズル18に供給される金属溶湯流量Q1(高温溶湯の流量)はQ×Rとなり、第2溶湯保持炉30からノズル18に供給される金属溶湯流量Q2(低温溶湯の流量)はQ×(1−R)となる。高温溶湯の流量Q1が決定されると、バルブ20の流量特性(バルブ開度−流量)に基づいてバルブ20の開度を決定し、決定した開度となるように駆動信号をバルブ20に出力する。同様に、低温溶湯の流量Q2が決定されると、バルブ26の流量特性からバルブ26の開度を決定し、決定した開度となるように駆動信号をバルブ26に出力する。
When the flow rate ratio R is determined in step S20 and the molten metal flow rate Q is determined in step S22, the opening degrees of the
ステップS26に進むと、コントローラ32は、装置の停止命令が出されているか否かを確認する。装置の停止命令が出ているときには処理を終了する。装置の停止命令が出されていないときは、ステップS14に戻って、ステップS14からの処理を繰り返す。
In step S26, the
本実施例の金属シートの製造装置は、湯溜り38の温度変化に基づいて、第1溶湯保持炉28からノズル18に供給される高温溶湯と、第2溶湯保持炉30からノズル18に供給される低温溶湯の流量比を調整する。したがって、ノズル18から湯溜り38に供給される溶湯温度が短時間に変化し、湯溜り38の温度を目標温度で安定して維持することができる。このため、冷却ローラ10,12のかみこみによる装置停止や、冷却ローラ10,12から未凝固の溶湯金属が排出されてしまうことが効果的に防止される。
The metal sheet manufacturing apparatus of this embodiment is supplied to the
(第2実施例) 第2実施例の金属シート製造装置について説明する。図7に示すように、第2実施例の金属シート製造装置も第1実施例と略同一の構成を有しているが、冷却ローラの長手方向複数箇所にノズルが設けられる点で異なる。したがって、第1実施例と同一構成に係る部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。
本実施例の金属シート製造装置では、冷却ローラ10,12の長手方向3箇所にノズル18a,18b,18cが配置されている。すなわち、ノズル18a,18cは冷却ローラ10,12の両端部近傍に配置され、ノズル18bは冷却ローラ10,12の中央に配置されている。
(2nd Example) The metal sheet manufacturing apparatus of 2nd Example is demonstrated. As shown in FIG. 7, the metal sheet manufacturing apparatus of the second embodiment has substantially the same configuration as that of the first embodiment, but differs in that nozzles are provided at a plurality of locations in the longitudinal direction of the cooling roller. Therefore, the description of the parts related to the same configuration as the first embodiment will be omitted, and different parts will be described.
In the metal sheet manufacturing apparatus of this embodiment,
各ノズル18a,18b,18cの先端には、それぞれ温度センサ36a,36b,36cが設けられている。ノズル18aの温度センサ36aはノズル18aの配置位置における湯溜り38の温度を計測し、ノズル18bの温度センサ36bはノズル18bの配置位置における湯溜り38の温度を計測し、ノズル18cの温度センサ36cはノズル18cの配置位置おける湯溜り38の温度を計測する。温度センサ36a,36b,36cで計測された温度は、それぞれコントローラ32に出力される。
さらに、ノズル18a,18b,18cには、それぞれ液面センサ34a,34b,34cが設けられる。液面センサ34a,34b,34cは、それぞれノズル18a,18b,18cにおける金属溶湯の液面高さを計測する。計測された各液面高さは、コントローラ32に出力される。
Furthermore, the
また、各ノズル18a,18b,18cには、バルブ20a〜20cを介して第1溶湯保持炉28が接続され、また、バルブ26a〜26cを介して第2溶湯保持炉30が接続されている。バルブ20a〜20c並びにバルブ26a〜26cは、コントローラ32によって独立して制御が可能となっている。したがって、ノズル18a,18b,18c毎に、高温溶湯量(第1溶湯保持炉28からの金属溶湯量)と低温溶湯量(第2溶湯保持炉30からの金属溶湯量)の混合比が調整可能となっている。
Moreover, the 1st molten
第2実施例のコントローラ32も、基本的には第1実施例と同様に、温度センサ36a〜36cで計測された温度と液面センサ34a〜34cで計測された液面高さに基づき、バルブ20a〜20c,26a〜26cの調整を行う。ただし、第2実施例のコントローラ32は、ノズル毎に高温溶湯と低温溶湯の流量比を決定し、ノズル毎に冷却ローラ10,12に供給する溶湯温度を変える点で異なる。以下、第1実施例と異なる点を、図4のフローチャートを参照しつつ説明する。
第2実施例のコントローラ32は、ノズル18a,18b,18c毎に湯溜り38の温度と液面高さを取り込む(第1実施例のステップS14,16に相当)。次いで、ノズル18a,18b,18c毎に金属溶湯の目標温度Trを決定する(第1実施例のステップS18に相当)。目標温度Trは、全てのノズル18a,18b,18cで同一の目標温度としてもよいし、ノズル18a,18b,18c毎に異なる目標温度を設定することもできる。例えば、ノズル18a,18cの目標温度を、ノズル18bの目標温度と比較して高めに設定する。これにより、冷却されやすい部分(すなわち、冷却ローラ10,12の両端部)に高温の金属溶湯が供給され、湯溜り38に冷却ローラ10,12の長手方向に温度差が生じることを防止することができる。
Similarly to the first embodiment, the
The
ノズル18a,18b,18c毎に湯溜り38の温度が計測され、目標温度Trが決定されると、第1実施例と同様の手順でノズル18a,18b,18c毎に流量比Rを決定する(第1実施例のステップS20に相当)。計測される湯溜り38の温度(及び/又は目標温度Tr)がノズル毎に異なることから、ノズル毎に決定される流量比も異なることとなる。したがって、ノズル毎に冷却ローラ10,12に供給される金属溶湯の温度も異なることとなる。なお、基準流量比R0、比例ゲインKp及び積分ゲインKiは、ノズル18a,18b,18c毎に設定することができる。
When the temperature of the
ノズル18a,18b,18cの流量比が決定されると、第1溶湯保持炉28と第2溶湯保持炉30からノズル18a,18b,18cに供給される全金属溶湯流量Qを決定する(第1実施例のステップS22に相当)。全金属溶湯流量Qは、第1実施例と同様の手順で計算することができる(すなわち、金属シートの製造による湯溜り38からの金属溶湯減少分と、各ノズル18a,18b,18cの液面変動に応じた補正分との和)。全金属溶湯流量Qが計算されると、各ノズル18a,18b,18cに供給する金属溶湯流量を決定する。例えば、各ノズル18a,18b,18cに均等に金属溶湯を供給するように決定することができる(すなわち、ノズル18aに供給する金属溶湯量Q/3、ノズル18bに供給する金属溶湯量Q/3、ノズル18cに供給する金属溶湯量Q/3)。あるいは、ノズル18a,18b,18c毎に金属溶湯量を変えるようにしてもよい(例えば、ノズル18a,18cの金属溶湯量を多くし、ノズル18bの金属溶湯量を少なくする。)。
ノズル18a,18b,18c毎に金属溶湯量が決まると、それらの値に基づいてバルブ20a〜20c,26a〜26cの開度を決定し、各バルブ20a〜20c,26a〜26cに駆動信号を出力する(第1実施例のステップS24に相当)。以下、停止命令が出されるまで、上述した処理を繰り返す。
When the flow rate ratio of the
When the amount of molten metal is determined for each
上述した説明から明らかなように、第2実施例の金属シート製造装置では、冷却ローラ10,12の長手方向複数箇所にノズル18a,18b,18cを配置し、ノズル18a,18b,18c毎に高温溶湯と低温溶湯の流量比(すなわち、ノズル18a,18b,18cから供給される金属溶湯の温度)を調整する。このため、冷却ローラの長手方向の冷却能力の相違(冷却ローラの端部ほど冷却されやすい)による湯溜り38の温度差の発生が抑制される。このため、冷却ローラ10,12の上方に形成される湯溜り38は冷却ローラ10,12の長手方向に均一な温度となり、高品質な金属シート40を得ることができる。
As is apparent from the above description, in the metal sheet manufacturing apparatus of the second embodiment, the
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
例えば、上述した各実施例では1対の冷却ローラが水平に配置された例であったが、例えば、冷却ローラを上下に並んで配置し、冷却ローラの間隙の近傍に配置したノズル(タンディシュ)から冷却ローラの間隙に金属溶湯を直接送り出すような装置についても本技術は適用可能である。また、冷却ローラの長手方向に配置するノズルの本数や、溶湯保持炉の数は上述した実施例に限られることなく、適宜変更することができる。
また、ノズルから冷却ローラまでの距離が短く、ノズルと冷却ローラとの間に温度センサを配置することが困難な場合には、ノズル内(例えば、ノズル先端)に温度センサを配置し、ノズル内の金属溶湯の温度を計測するようにしてもよい。あるいは、冷却ローラの端部に配置されるノズル用の温度センサを、サイドダムに配置するようにしてもよい。
さらに、上述した高温溶湯と低温溶湯の混合比の調整と併せて、冷却ローラの冷却能力の調整等を行うようにしてもよい。例えば、計測された金属溶湯の温度が高すぎる場合は、冷却ローラ内を流れる冷却水量を増加し、逆に、計測された金属溶湯の温度が低すぎる場合は、冷却ローラ内を流れる冷却水量を減少させる。このように冷却ローラの冷却能力を併せて調整することで、湯溜りの温度変化に迅速に対応することができる。
なお、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
For example, in each of the above-described embodiments, a pair of cooling rollers are arranged horizontally. For example, a nozzle (tundish) in which cooling rollers are arranged side by side and arranged in the vicinity of the gap between the cooling rollers. The present technology can also be applied to an apparatus that directly sends molten metal to the gap between the cooling rollers. Further, the number of nozzles arranged in the longitudinal direction of the cooling roller and the number of molten metal holding furnaces are not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed.
If the distance from the nozzle to the cooling roller is short and it is difficult to place a temperature sensor between the nozzle and the cooling roller, place the temperature sensor inside the nozzle (for example, the nozzle tip) The temperature of the molten metal may be measured. Or you may make it arrange | position the temperature sensor for nozzles arrange | positioned at the edge part of a cooling roller in a side dam.
Further, in addition to the adjustment of the mixing ratio of the high-temperature molten metal and the low-temperature molten metal described above, the cooling capacity of the cooling roller may be adjusted. For example, if the measured temperature of the molten metal is too high, the amount of cooling water flowing through the cooling roller is increased. Conversely, if the measured temperature of the molten metal is too low, the amount of cooling water flowing through the cooling roller is increased. Decrease. Thus, by adjusting the cooling capacity of the cooling roller together, it is possible to quickly cope with the temperature change of the hot water pool.
It should be noted that the technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.
10,12・・冷却ローラ
14,16・・サイドダム
18・・ノズル
20,26・・バルブ
28・・第1溶湯保持炉
30・・第2溶湯保持炉
32・・コントローラ
34・・液面センサ
36・・温度センサ
38・・湯溜り
40・・金属シート
10, 12..
Claims (3)
間隙を隔てて対向する1対の冷却ローラと、
前記間隙に向けて金属溶湯を供給するノズルと、
金属溶湯を第1の温度で保持する第1溶湯保持炉と、
金属溶湯を第2の温度で保持する第2溶湯保持炉と、
ノズルから前記間隙に向けて供給される金属溶湯の温度を計測する温度センサと、
温度センサからの出力に基づいて、第1溶湯保持炉からノズルに供給される金属溶湯量と第2溶湯保持炉からノズルに供給される金属溶湯量の比率を調整する制御手段と、を有する金属シートの製造装置。 An apparatus for producing a metal sheet from molten metal,
A pair of cooling rollers facing each other across a gap;
A nozzle for supplying a molten metal toward the gap;
A first molten metal holding furnace for holding a molten metal at a first temperature;
A second molten metal holding furnace for holding the molten metal at a second temperature;
A temperature sensor for measuring the temperature of the molten metal supplied from the nozzle toward the gap;
And a control unit that adjusts a ratio of the amount of the molten metal supplied from the first molten metal holding furnace to the nozzle and the amount of the molten metal supplied from the second molten metal holding furnace to the nozzle based on an output from the temperature sensor. Sheet manufacturing equipment.
それら各ノズルには、第1溶湯保持炉と第2溶湯保持炉のそれぞれから金属溶湯が供給可能とされると共に、それら各ノズルから前記間隙に供給される金属溶湯の温度を計測する温度センサがそれぞれ設けられ、
前記制御手段は、ノズル毎に、当該ノズルに対応する温度センサからの出力に基づいて、第1溶湯保持炉から当該ノズルに供給される金属溶湯量と第2溶湯保持炉から当該ノズルに供給される金属溶湯量の比率を調整することを特徴とする請求項1に記載の金属シートの製造装置。 Nozzles are provided at a plurality of locations in the longitudinal direction of the cooling roller,
Each of these nozzles can be supplied with molten metal from each of the first molten metal holding furnace and the second molten metal holding furnace, and has a temperature sensor for measuring the temperature of the molten metal supplied from each of the nozzles to the gap. Each provided,
The control means is supplied to the nozzle from the first molten metal holding furnace and the second molten metal holding furnace for each nozzle based on the output from the temperature sensor corresponding to the nozzle. The apparatus for producing a metal sheet according to claim 1, wherein the ratio of the amount of molten metal is adjusted.
前記間隙に供給される金属溶湯の温度を計測する工程と、
計測された金属溶湯の温度に基づいて、第1の温度で保持された金属溶湯と第2の温度で保持された金属溶湯の混合比を調整する工程とを有する金属シートの製造方法。 The molten metal held at the first temperature and the molten metal held at the second temperature are mixed, the mixed molten metal is supplied to a gap between a pair of cooling rollers, and the metal supplied to the gap is supplied. It is a method of manufacturing a metal sheet by cooling molten metal with a cooling roller,
Measuring the temperature of the molten metal supplied to the gap;
A method for producing a metal sheet, comprising: adjusting a mixing ratio of the molten metal held at the first temperature and the molten metal held at the second temperature based on the measured temperature of the molten metal.
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