JP2012152794A - 双ロール鋳造機 - Google Patents

Abstract

【課題】ストリップの実態板厚プロファイルを目標板厚プロファイルに近付けることが可能な双ロール鋳造機を提供する。
【解決手段】冷却ロール１ａ，１ｂ間に配置したノズルピース４ａ，４ｂには、冷却ロール１ａ，１ｂの長手方向に延び且つ溶湯３を受けるためのノズルトラフ５が形成され、
ノズルピース４ａの冷却ロール１ａ，１ｂ外周面に対向した各側壁部には、ノズルトラフ５から冷却ロール１ａ，１ｂ外周面に向けて溶湯３を送出するための複数の開口８が、冷却ロール１ａ，１ｂ長手方向に並ぶように穿設してあり、
開口８から冷却ロール１ａ，１ｂ外周面に向けて送出される溶湯３の流量を調整するためのバッフル２１を有する溶湯流量調整装置Ｃを開口８ごとに備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は双ロール鋳造機に関するものである。

金属溶湯から金属シートを直接的に生産する装置として、軸線が水平に且つ平行に並ぶように配置した一対の冷却ローラと、各冷却ローラの一端に面接触する一方のサイドダムと、各冷却ローラの他端に面接触する他方のサイドダムとを備えた金属シートの製造装置がある（例えば、特許文献１参照）。

冷却ローラ及びサイドダムにより四方を囲まれる空間には、一例として上下方向に延びる複数の筒状のノズルが、ローラ間隙の真上に位置し且つローラ軸線方向に間隔を置くように配置されている。

各ノズルの上端部には、それぞれバルブを有する第一溶湯流路を介して第一溶湯保持炉が接続されるとともに、それぞれバルブを有する第二溶湯流路を介して第二溶湯保持炉が接続されている。

第一溶湯保持炉には、高温の金属溶湯が貯留され、第二溶湯保持炉には、低温の金属溶湯が貯留されており、第一、第二溶湯流路のバルブを開くと、金属溶湯が各ノズルを介して冷却ローラ及びサイドダムにより四方を囲まれる空間に流下し、湯溜まりを形成する。また、各ノズルの下端部には、金属溶湯温度を計測するための温度センサが取り付けられている。

更に、前記温度センサで計測される金属溶湯温度が目標温度となるように、第一溶湯流路のバルブと第二溶湯流路のバルブの開度を制御して、第一溶湯保持炉からノズルへ流下する金属溶湯量と第二溶湯保持炉からノズルへ流下する金属溶湯量の比率を調整するコントローラを有している。

金属溶湯から金属シートを生産する際には、冷却ローラの内部に抜熱用の冷却水を流通させた状態で、各冷却ローラを、それぞれの外周面が上側からローラ間隙へ向うように、同じ速度で周回させるとともに、冷却ローラ及びサイドダムにより四方を囲まれる空間に金属溶湯を供給して前記湯溜まりを形成させる。

冷却ローラの外周面には、金属溶湯が抜熱されて固まった凝固殻が形作られ、この凝固殻は、冷却ローラの回転に伴い、ローラ間隙で貼り合わされ、金属シートとして下方へ送り出されることになる。

上述した金属シートの製造装置では、温度センサが計測した金属溶湯温度が目標温度となるように、第一溶湯保持炉からノズルへ流下する金属溶湯量と第二溶湯保持炉からノズルへ流下する金属溶湯量の比率を調整するので、金属溶湯により形成される湯溜りの温度を均一に保持することができる。

なお、特許文献１に開示されている金属シートの製造装置は、通常、双ロール鋳造機と呼称される場合が多く、特許文献における冷却ローラ、サイドダム、ローラ間隙、及び金属シートは、双ロール鋳造機における冷却ロール、サイド堰、ロール間隙、及びストリップと同意語である。

特開２００５−２３０８３７号公報

特許文献１に開示されている金属シートの製造装置では、冷却ローラの間に形成される
湯溜りの温度を均一にしているが、冷却水の流通による冷却ローラの抜熱量は、冷却ローラ軸線方向に不均一である。

このため、冷却ローラ軸線方向において抜熱量が大きい個所では、冷却ローラの外周面での凝固殻の生成が促進され、金属シートの板厚プロファイル（金属シート幅方向の厚さ分布）の計測値が目標板厚プロファイルよりも厚くなる傾向を呈し、逆に、冷却ローラ軸線方向において抜熱量が小さい個所では、冷却ローラ外周面で凝固殻の生成が抑制され、金属シートの板厚プロファイルの計測値が目標板厚プロファイルよりも薄くなる傾向を呈する。このため、金属シートの実態板厚プロファイルは、目標板厚プロファイルと相違することになる。

本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、ストリップの実態板厚プロファイルを目標板厚プロファイルに近付けることが可能な双ロール鋳造機を提供することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、
軸線が水平に且つ平行に並ぶように配置した一対の冷却ロールと、
各冷却ロールの一端に面接触する一方のサイド堰と、
各冷却ロールの他端に面接触する他方のサイド堰と、
前記冷却ロール及びサイド堰により囲まれる空間に冷却ロール長手方向に空所を隔て、且つロール間隙の上方に位置するように配置したノズルピースとを備えた双ロール鋳造機において、
ノズルピースには、冷却ロールの長手方向に延び且つ溶湯を受けるためのノズルトラフが形成され、
ノズルピースの冷却ロール外周面に対向した各側壁には、前記ノズルトラフから各冷却ロール外周面に向けて溶湯を送出するための複数の開口が、冷却ロール長手方向に並ぶように穿設してあり、
前記ロール間隙から送出されるストリップの板厚プロファイルを、ノズルトラフの開口に対応するように設定したストリップ幅方向に並ぶ複数のゾーンごとに計測する板厚プロファイルセンサを設け、
該板厚プロファイルセンサにより計測された板厚プロファイル計測値に基づき、ノズルピースの開口から冷却ロール外周面に向けて送出される溶湯の流量を各開口ごとに調整する溶湯流量調整装置を設けている。

請求項２に記載の発明は、
前記溶湯流量調整装置は、
前記開口を閉止可能なバッフルと、
該バッフルを、開口を塞ぐ位置と開く位置との間で移動させて溶湯流量を調整し得る開閉機構とを有するものである。

請求項３に記載の発明は、
ノズルピースには、ノズルトラフを冷却ロール長手方向に並ぶ複数の区画に分割するための仕切りが形成され、
各区画には、前記ノズルピースの各側壁に穿設した開口が連通しており、
ノズルトラフの各区画へ高温溶湯を供給する溶湯昇温装置を設け、
ノズルトラフの各区画へ低温溶湯を供給する溶湯降温装置を設けたものである。

請求項４に記載の発明は、
予め設定したストリップの板厚プロファイル目標値と板厚プロファイルセンサにより得たストリップの板厚プロファイル計測値に基づき、各溶湯流量調整装置を作動させる制御手段を備え、
該制御手段は、
前記板厚プロファイル目標値と板厚プロファイル計測値との偏差を、ノズルピースの区画に対応するように設定したストリップ幅方向に並ぶ複数のゾーンごとに求めて、前記偏差が許容範囲に含まれているか否かを判定し、
前記偏差が許容範囲の上限値、または下限値を外れたゾーンを特定し、
前記偏差が許容範囲の上限値を上回ったゾーンに対応する開口から冷却ロール外周面に向けて送出される溶湯供給量が増えるように、溶湯流量調整装置を作動させ、
前記偏差が許容範囲の下限値を下回ったゾーンに対応する開口から冷却ロール外周面に向けて送出される溶湯供給量が減るように、溶湯流量調整装置を作動させる構成としたものである。

本発明の双ロール鋳造機によれば、下記のような優れた作用効果を奏し得る。

板厚プロファイル目標値と板厚プロファイル計測値との偏差が許容範囲を上回ったゾーンに対応するノズルピースの開口から冷却ロール外周面に向けて送出される溶湯供給量を、溶湯流量調整装置によって増やすと、ノズルピースと冷却ロール外周面との間における溶湯温度が高くなり、以後、冷却ロール外周面における凝固殻の生成が抑制され、
また、板厚プロファイル目標値と板厚プロファイル計測値との偏差が許容範囲を下回ったゾーンに対応するノズルピースの開口から冷却ロール外周面に向けて送出される溶湯供給量を、溶湯流量調整装置によって減らすと、ノズルピースと冷却ロール外周面との間における溶湯温度が低くなり、以後、冷却ロール外周面における凝固殻の生成が促進されるので、ストリップの実態板厚プロファイルを目標板厚プロファイルに近付けることができる。

本発明の双ロール鋳造機の第１の例におけるノズルピース、バッフル及び開閉機構を冷却ロール軸線方向に見た断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。 （ａ）は図１に示す冷却ロール、サイド堰、及びノズルピースを上方から見た概念図、（ｂ）は冷却ロール外周面に形作られる凝固殻の断面形状の概念図、（ｃ）はロール間隙において貼り合わされた凝固殻の断面形状の概念図、（ｄ）はストリップ断面形状の概念図である。 （ａ）はストリップの板厚プロファイル目標値、及び板厚プロファイル計測値を示す線図、（ｂ）はストリップの板厚プロファイル目標値と板厚プロファイル計測値との偏差を示す線図である。 本発明の双ロール鋳造機の作動順序を示すフローチャートである。 （ａ）は図１〜図３に示す双ロール鋳造機に用いるノズルピースの他の例をストリップ板厚方向に見た部分断面図、（ｂ）は冷却ロール、サイド堰、及び図６（ａ）に示すノズルピースを上方から見た概念図である。 本発明の双ロール鋳造機の第２の例におけるノズルピース、バッフル、開閉機構、及び第一、第二のトランジションピースを冷却ロール軸線方向に見た断面図である。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ矢視図である。 図７のＩＸ−ＩＸ矢視図である。 図７のＸ−Ｘ矢視図である。 図７に示す冷却ロール、サイド堰、及びノズルピースを上方から見た概念図である。 （ａ）は図７〜図１１に示す双ロール鋳造機に用いるノズルピースの他の例をストリップ板厚方向に見た部分断面図、（ｂ）は冷却ロール、サイド堰、及び図１２（ａ）に示すノズルピースの他の例を上方から見た概念図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

図１〜図３は本発明の双ロール鋳造機の第１の例を示すもので、軸線Ｌａ，Ｌｂが水平に且つ平行に並ぶように配置した一対の冷却ロール１ａ，１ｂと、各冷却ロール１ａ、１ｂの一端に面接触する一方のサイド堰２ａと、各冷却ロール１ａ、１ｂの他端に面接触する他方のサイド堰２ｂとを備えている。これら冷却ロール１ａ，１ｂ及びサイド堰２ａ，２ｂによって四方を囲まれる空間には、該空間内に溶湯３を供給するための一対のノズルピース４ａ，４ｂが、ロール間隙Ｇの真上に位置するように直列に配置されている［図１、図３（ａ）参照］。

冷却ロール１ａ，１ｂは、内部に抜熱用の冷却水が流通し、また、生産すべきストリップＳの板厚に応じてロール間隙Ｇを拡縮調整できるように構成されている。更に、冷却ロール１ａ，１ｂの回転方向と速度は、それぞれの外周面が上側からロール間隙Ｇへ向って同じ速度で周回するようになっている。

ノズルピース４ａ，４ｂには、溶湯３を受けるためのノズルトラフ５が形成され、そして、各ノズルピース４ａ，４ｂの冷却ロール１ａ，１ｂ外周面に対向した各側壁には、前記ノズルトラフ５から各冷却ロール１ａ，１ｂ外周面に向けて溶湯３を送出するための複数の開口８が、冷却ロール１ａ，１ｂ長手方向に並ぶように穿設してある［図２、図３（ａ）参照］。この開口８は、ノズルトラフ５の内底部から下向きに延び、その下端から冷却ロール１ａ，１ｂ外周面に向けて水平に貫通する形状になっており、ノズルトラフ５に溶湯３を流し込むと、この溶湯３が開口８を経て冷却ロール１ａ，１ｂ及びサイド堰２ａ，２ｂによって囲まれる空間に供給され、溶湯溜まり９が形成される［図１、図３（ａ）参照］。

一方のノズルピース４ａにおいて一方のサイド堰２ａに対向した端面は、該一方のサイド堰２ａに対して一定の間隔を保ち、また、他方のノズルピース４ｂにおいて他方のサイド堰２ｂに対向した端面は、該他方のサイド堰２ｂに対して一定の間隔を保ち、且つロール間隙Ｇの真上に位置するように配置されている。これらノズルピース４ａ，４ｂの互いに向き合う端面の間には、空所Ｘが設けられている。この空所Ｘは冷却ロール１ａ，１ｂ長手方向中央部分に位置している［図３（ａ）参照］。

一対のノズルピース４ａ，４ｂの互いに向き合う端面の間に空所Ｘを形成している理由は、サイド堰２ａ，２ｂの摩耗に起因する。すなわち、双ロール鋳造機の操業中、サイド堰２ａ，２ｂは溶湯の漏洩を抑えるために、押圧手段（例えば、スクリュージャッキ）によって冷却ロール１ａ，１ｂの端面に押し付けられるので、双ロール鋳造機の累積操業時間が増加するほど、サイド堰２ａ，２ｂの冷却ロール１ａ，１ｂ接触部分の摩耗量が大きくなり、結果的に一対のサイド堰２ａ，２ｂにおいて冷却ロール１ａ，１ｂが接触しない部分が近接することになるが、これらノズルピース４ａ，４ｂの互いに向き合う端面の間に空所Ｘが形成してあれば、各ノズルピース４ａ，４ｂがサイド堰２ａ，２ｂに対して一定の間隔を保ったままで一対のサイド堰２ａ，２ｂが近接しても、ノズルピース４ａ，４ｂ相互が干渉することを回避できる。

図１〜図３に示す双ロール鋳造機の特徴部分は、
前記ノズルピース４ａ，４ｂの開口８から冷却ロール１ａ，１ｂ外周面に向けて送出される溶湯３の流量を調整する溶湯流量調整装置Ｃを開口８ごとに設け、
前記ロール間隙Ｇから送出されるストリップＳの搬送経路に、該ストリップＳの板厚プロファイル（ストリップ幅方向の板厚分布）を、ノズルピース４ａ，４ｂの開口８に対応するように設定したストリップ幅方向に並ぶ複数のゾーンＺ１〜Ｚ１０ごとに計測する板厚プロファイルセンサ１４を配置し［図３（ｄ）参照］、
ストリップＳの板厚プロファイル目標値と板厚プロファイルセンサ１４により得たストリップＳの板厚プロファイル計測値に基づき、各溶湯流量調整装置Ｃを作動させる制御手段１５を備えた点にある［図１参照］。

板厚プロファイルセンサ１４は、ストリップ幅方向へ移動可能な板厚センサを有するＸ線板厚計測器であり、ロール間隙Ｇから送出されてくるストリップＳの板厚プロファイルを、板厚センサをストリップ幅方向へ移動させながら、前記ゾーンＺ１〜Ｚ１０ごとに連続的にオンラインリアルタイムで計測し［図５のステップＳ１参照］、板厚分布信号を発信するようになっている。

溶湯流量調整装置Ｃは、
ノズルピース４ａ，４ｂ内部に配置され、下端部がノズルトラフ５の内底部側から開口８に嵌入し得るテーパ状に形成されたバッフル２１と、
開口８にバッフル２１の下端部が嵌入して開口８が塞がれる位置と、開口８からバッフル２１の先端部が抜け出して開口８が開かれる位置との間でバッフル２１を昇降させる開閉機構２２とによって構成されており、該開閉機構２２は、冷却ロール１ａ，１ｂの上方に設置されている［図１、図２参照］。

バッフル２１には、その上端面から上方へ突出する縦軸部材２３と、該縦軸部材２３の上端を中心として冷却ロール１ａ，１ｂ長手方向の一端及び他端の双方へと突出する横軸部材２４とが付帯している［図１、図２参照］。

開閉機構２２は、中間部が支点２５を介して位置固定の架構２６に枢支され、両端部が交互に昇降し得るレバー２７と、前記架構２６に装着したサーボシリンダであるアクチュエータ２８とを備えている。

レバー２７には、先端から長手方向に延び且つ上下に貫通するスリット２９が形成してある。このスリット２９には、バッフル２１の縦軸部材２３が挿通され、バッフル２１の横軸部材２４は、スリット２９両側のレバー２７先端部上面に載置されている。更に、レバー２７前端部上面には、前記横軸部材２４のレバー２７長手方向へずれることを抑えるための凸部３０が設けてある。

アクチュエータ２８は、上向きに突出して昇降可能なロッド３１を有しており、該ロッド３１の上端部には、前記レバー２７の基端部が連結されている。アクチュエータ２８のロッド３１を上昇させると、レバー２７を介してバッフル２１が相対的に下降し、該バッフル２１の下端部が開口８に入り込む。そして、開口８に対するバッフル２１の嵌入量が増えるほど、該開口８の溶湯流路断面積が狭まり、最終的には、開口８が塞がれることになる。反対に、アクチュエータ２８のロッド３１を下降させると、レバー２７を介してバッフル２１が相対的に上昇し、該バッフル２１の下端部が開口８から抜け出す。そして、開口８に対するバッフル２１の嵌入量が減るほど、該開口８の溶湯流路断面積が拡がり、最終的には、開口８が開かれることになる。

制御手段１５は、
予め設定したストリップＳの板厚プロファイル目標値［図４（ａ）、図５のステップＳ２参照］と板厚プロファイルセンサ１４から送信される板厚分布信号により得たストリップＳの板厚プロファイル計測値［図４（ａ）参照］の偏差を、前記ゾーンＺ１〜Ｚ１０ごとに求めて、該偏差が許容範囲（下限値＝目標板厚−許容偏差σ、上限値＝目標板厚＋許容偏差σ）に含まれているか否かを判定し［図４（ｂ）、図５のステップＳ３参照］、
前記ゾーンＺ１〜Ｚ１０の中から偏差が許容範囲の上限値、または下限値を外れているものを特定し［図５のステップＳ４参照］、
前記ゾーンＺ１〜Ｚ１０の中の偏差が許容範囲を上回ったものに対応する開口８から冷却ロール１ａ，１ｂ外周面に向けて送出される溶湯３の供給量が増えるように、アクチュエータ２８に開度増大指令信号を送信してバッフル２１を上昇させ［図５のステップＳ５参照］、
前記ゾーンＺ１〜Ｚ１０の中の偏差が許容範囲を下回ったものに対応する開口８から冷却ロール１ａ，１ｂ外周面に向けて送出される溶湯３の供給量が減るように、アクチュエータ２８に開度減少指令信号を送信してバッフル２１を下降させる［図５のステップＳ６参照］構成としてある。

次に、本発明の双ロール鋳造機の第１の例の作動について説明する。

ストリップＳを生産する際には、冷却ロール１ａ，１ｂの内部に抜熱用の冷却水を流通させた状態で、各冷却ロール１ａ，１ｂを、それぞれの外周面が上側からロール間隙Ｇへ向うように、同じ速度で周回させ［図３（ａ）参照］、ノズルトラフ５へ溶湯３を流し込む。

ノズルトラフ５に充填された溶湯３は、開口８から冷却ロール１ａ，１ｂ外周面に向けて送出される。これにより、冷却ロール１ａ，１ｂ及びサイド堰２ａ，２ｂによって囲まれる空間内に、溶湯溜まり９が形成される［図１、図３（ａ）参照］。

開口８は、出口端が冷却ロール１ａ，１ｂの外周面を向き、且つ冷却ロール１ａ，１ｂ長手方向に並ぶように、ノズルピース４ａ，４ｂの側壁に複数穿設されているので、冷却ロール１ａ，１ｂ間に溶湯３ａ，３ｂが均一に行き渡り、溶湯３ａ，３ｂの供給に起因した溶湯溜まり９表面の乱れが生じ難い。

冷却ロール１ａ，１ｂの外周面には、溶湯３ａ，３ｂが固まった凝固殻１９が形作られ［図３（ｂ）参照］、この凝固殻１９は、冷却ロール１ａ，１ｂの回転に伴い、ロール間隙Ｇで貼り合わされ、ストリップＳとしてロール間隙Ｇから下方へ送り出されることになる［図１、図３（ｃ）参照］。

ロール間隙Ｇにおいて、冷却ロール１ａ，１ｂの外周面の凝固殻１９が貼り合わされた直後は、該凝固殻１９の間に未凝固領域２０［図３（ｃ）参照］を残しているが、この未凝固領域２０はやがて凝固により縮小し、一体化してストリップＳとなる［図３（ｄ）参照］。

板厚プロファイルセンサ１４は、ロール間隙Ｇから送出されてくるストリップＳの板厚プロファイルを、前記ゾーンＺ１〜Ｚ１０ごとに連続的にオンラインリアルタイムで計測し［図５のステップＳ１参照］、制御手段１５に対して板厚分布信号を発信する。この板厚分布信号により得たストリップＳの板厚プロファイル実測値は、例えば、図４（ａ）に実線で示すような形状になる。

このとき、例えば、冷却ロール１ａ，１ｂにおいてゾーンＺ３に対応する部分の抜熱量が、他の部分に比べて著しく大きかったとすると、冷却ロール１ａ，１ｂ外周面での凝固殻１９の生成が促進され、図４（ａ）に実線で示すストリップＳの板厚プロファイルの計測値が目標板厚プロファイルよりも厚くなる。また逆に、例えば、冷却ロール１ａ，１ｂにおいてゾーンＺ８に対応する部分の抜熱量が、他の部分に比べて著しく小さかったとすると、冷却ロール１ａ，１ｂ外周面での凝固殻１９の生成が抑制され、図４（ａ）に実線で示すストリップＳの板厚プロファイルの計測値が目標板厚プロファイルよりも薄くなる。

制御手段１５においては、ストリップＳの板厚プロファイル目標値と、ストリップＳの板厚プロファイル計測値との偏差が、複数のゾーンＺ１〜Ｚ１０ごとに求められ、該偏差が許容範囲（下限値＝目標板厚−許容偏差σ、上限値＝目標板厚＋許容偏差σ）に含まれているか否かが判定され、前記ゾーンＺ３は、偏差が許容範囲の上限値を外れていると特定され、前記ゾーンＺ８は、偏差が許容範囲の下限値を外れていると特定される［図４（ｂ）、図５のステップＳ３、ステップＳ４参照］。但し、全てのゾーンＺ１〜Ｚ１０の偏差が許容範囲に含まれている場合、制御フローは、図５のステップＳ３からステップＳ４へは進まずにステップＳ１へと戻る。

ゾーンＺ３におけるストリップＳの板厚プロファイル目標値とストリップＳの板厚プロファイル計測値との偏差が許容範囲の上限値を外れている場合には、制御手段１５からアクチュエータ２８に開度増大指令信号が送信され、バッフル２１が上昇し始めることにより、開口８へのバッフル２１の嵌入量が漸減して該開口８の溶湯流路断面積が拡がり、ゾーンＺ３に対応する開口８から冷却ロール１ａ，１ｂ外周面に向けて送出される溶湯３の供給量が増やされる［図５のステップＳ５参照］。

これにより、ゾーンＺ３のノズルピース４ｂと冷却ロール１ａ，１ｂの外周面との間における溶湯温度が上昇し、以後、冷却ロール１ａ，１ｂ外周面での凝固殻１９の生成が抑制される。ロールギャップＧから送出されるストリップＳにおいて、相対的に凝固殻１９が薄いゾーンＺ３の部分は、ロールギャップＧ通過時に未凝固の溶湯を内部に含みやすくなり、ロールギャップＧ下流側での温度低下に伴って凝固収縮するので、ストリップＳの実態板厚プロファイルを目標板厚プロファイルに近付けることができる。

ゾーンＺ３におけるストリップＳの板厚プロファイル目標値とストリップＳの板厚プロファイル計測値との偏差が、許容範囲に含まれる状態に回復すると、制御手段１５からアクチュエータ２８への開度増大指令信号の送信が中断され、開口８に対するバッフル２１の上昇が止まって、冷却ロール１ａ，１ｂ外周面に向けて送出される溶湯３の供給量が一定に保持され、制御フローは、図５のステップＳ５からステップＳ１へと戻る。

また、ゾーンＺ８におけるストリップＳの板厚プロファイル目標値とストリップＳの板厚プロファイル計測値との偏差が許容範囲の下限値を外れている場合には、制御手段１５からアクチュエータ２８に開度減少指令信号が送信され、バッフル２１が下降し始めることにより、開口８へのバッフル２１の嵌入量が漸増して該開口８の溶湯流路断面積が狭まり、ゾーンＺ８に対応する開口８から冷却ロール１ａ，１ｂ外周面に向けて送出される溶湯３の供給量が減らされる［図５のステップＳ６参照］。

これにより、ゾーンＺ８のノズルピース４ａと冷却ロール１ａ，１ｂの外周面との間における溶湯温度が下降し、以後、冷却ロール１ａ，１ｂ外周面での凝固殻１９の生成が促進されるので、ストリップＳの実態板厚プロファイルを目標板厚プロファイルに近付けることができる。

ゾーンＺ８におけるストリップＳの板厚プロファイル目標値とストリップＳの板厚プロファイル計測値との偏差が、許容範囲に含まれる状態に回復すると、制御手段１５からアクチュエータ２８への開度減少指令信号の送信が中断され、開口８に対するバッフル２１の下降が止まって、冷却ロール１ａ，１ｂ外周面に向けて送出される溶湯３の供給量が一定に保持され、制御フローは、図５のステップＳ６からステップＳ１へと戻る。

なお、図１〜図３により説明した双ロール鋳造機の第１の例では、制御手段１５によって、バッフル２１を昇降させるアクチュエータ２８を自動的に操作する構成としているが、作業管理者が、バッフル２１昇降用のアクチュエータ２８を手動操作してもよいことは勿論である。

図６（ａ）（ｂ）は、図１〜図３に示す双ロール鋳造機に用いるノズルピース４ａ，４ｂの他の例であって、図中、図１〜図３と同一の符号を付した部分は同一物を表している。

一対のノズルピース４ａ，４ｂの互いに対峙する端面に、ノズルトラフ５から溶湯３を、ノズルピース４ａ，４ｂ端面間の空所Ｘへ供給するための補助開口１０を穿設してあり、ノズルトラフ５に充填された溶湯３は、開口８から冷却ロール１ａ，１ｂ外周面に向けて送出されるとともに、ノズルピース４ａ，４ｂの補助開口１０から空所Ｘへ向けて送出される。これにより、冷却ロール１ａ，１ｂ及びサイド堰２ａ，２ｂによって囲まれる空間内に、溶湯溜まり９が形成される。

補助開口１０を出た溶湯は、ノズルピース４ａ，４ｂに対向するノズルピース４ｂ，４ａの端面に突き当たった後、冷却ロール１ａ，１ｂ外周面へ向って流れるので、図２、図３（ａ）に示すノズルピース４ａ，４ｂでは溶湯３が直ちに到達し難かった冷却ロール１ａ，１ｂ外周面において開口８が対峙していない長手方向中間部分にも、補助開口１０から送出されて間もない溶湯３が直ちに到達することになる。

図７〜図１１は本発明の双ロール鋳造機の第２の例を示すものであり、図中、図１〜図３と同一の符号を付した部分は同一物を表している。

この双ロール鋳造機のノズルピース４ａ，４ｂには、高温溶湯３ａと低温溶湯３ｂを受けるためのノズルトラフ５と、該ノズルトラフ５を冷却ロール１ａ，１ｂ長手方向に並ぶ複数の区画６に分割するための仕切り７が形成されており、前記区画８は、ノズルピース４ａ，４ｂの冷却ロール１ａ，１ｂ外周面に対向した各側壁の開口８に対応している。なお、高温溶湯３ａの溶湯温度は約１，６００℃、低温溶湯３ｂの溶湯温度は約１，５５０℃である。

各区画６には、ノズルピース４ａ，４ｂの開口８から冷却ロール１ａ，１ｂ外周面に向けて送出される高温溶湯３ａと低温溶湯３ｂの流量を調整する溶湯流量調整装置Ｃが設けられている。

また、本発明の双ロール鋳造機の第２の例では、
前記ノズルピース４ａ，４ｂの上方に、高温溶湯３ａを貯える第一のトランジションピース１１ａと低温溶湯３ｂを貯える第二のトランジションピース１１ｂを設置し、
前記第一のトランジションピース１１ａからそれぞれ昇温用スライドゲート弁１２ａを介して各ノズルトラフ５の各区画６へ高温溶湯３ａを流下させる複数の高温溶湯供給管１３ａを設け、
前記第二のトランジションピース１１ｂからそれぞれ降温用スライドゲート弁１２ｂを介して各ノズルトラフ５の各区画６へ低温溶湯３ｂを流下させる複数の低温溶湯供給管１３ｂを設けている［図７、図９、図１０参照］。

昇温用スライドゲート弁１２ａは、第一のトランジションピース１１ａの底部に穿設してある溶湯流下用の孔１６ａを閉止可能なゲート１７ａを有し、サーボシリンダであるアクチュエータ１８ａによりゲート１７ａを移動させて前記孔１６ａの開度を調整するためのもので、第一のトランジションピース１１ａ、昇温用スライドゲート弁１２ａ、高温溶湯供給管１３ａ、及びアクチュエータ１８ａにより、溶湯昇温装置Ａを構成している。

降温用スライドゲート弁１２ｂは、第二のトランジションピース１１ｂの底部に穿設してある溶湯流下用の孔１６ｂを閉止可能なゲート１７ｂを有し、サーボシリンダであるアクチュエータ１８ｂによりゲート１７ｂを移動させて前記孔１６ｂの開度を調整するためのもので、第二のトランジションピース１１ｂ、降温用スライドゲート弁１２ｂ、低温溶湯供給管１３ｂ、及びアクチュエータ１８ｂにより、溶湯降温装置Ｂを構成している。

次に、本発明の双ロール鋳造機の第２の例の作動について説明する。

ストリップＳを生産する際には、冷却ロール１ａ，１ｂの内部に抜熱用の冷却水を流通させた状態で、各冷却ロール１ａ，１ｂを、それぞれの外周面が上側からロール間隙Ｇへ向うように、同じ速度で周回させ、第一のトランジションピース１１ａに貯えてある高温溶湯３ａを、高温溶湯供給管１３ａを介してノズルトラフ５の各区画６へ流下させ、これと並行して、第二のトランジションピース１１ｂに貯えてある低温溶湯３ｂを、低温溶湯供給管１３ｂを介してノズルトラフ５の各区画６へ流下させる（図７〜図１０参照）。

このとき、ノズルトラフ５の各区画６に対して、第一のトランジションピース１１ａから流下する高温溶湯３ａと第二のトランジションピース１１ｂから流下する低温溶湯３ｂとの比率が一定になるように、アクチュエータ１８ａ，１８ｂを操作して昇温用スライドゲート弁１２ａ及び降温用スライドゲート弁１２ｂの開度を調整する。

各区画６に充填された高温溶湯３ａと低温溶湯３ｂは、開口８から冷却ロール１ａ，１ｂ外周面に向けて送出される。これにより、冷却ロール１ａ，１ｂ及びサイド堰２ａ，２ｂによって囲まれる空間内に、溶湯溜まり９が形成される［図７、図１０参照］。

開口８は、出口端が冷却ロール１ａ，１ｂの外周面を向き、且つ冷却ロール１ａ，１ｂ長手方向に並ぶように、ノズルピース４ａ，４ｂの側壁に複数穿設されているので、冷却ロール１ａ，１ｂ間に溶湯３ａ，３ｂが均一に行き渡り、溶湯３ａ，３ｂの供給に起因した溶湯溜まり９表面の乱れが生じ難い。

冷却ロール１ａ，１ｂの外周面には、図３（ｂ）及び図３（ｃ）と同様に、溶湯３ａ，３ｂが固まった凝固殻１９が形作られ、この凝固殻１９は、冷却ロール１ａ，１ｂの回転に伴い、ロール間隙Ｇで貼り合わされ、ストリップＳとしてロール間隙Ｇから下方へ送り出されることになる［図７参照］。

制御手段１５は、本発明の双ロール鋳造機の第１の例と同様に、ストリップＳの板厚プロファイル目標値と板厚プロファイルセンサ１４により得たストリップＳの板厚プロファイル計測値に基づき、
前記ゾーンＺ１〜Ｚ１０の中の偏差が許容範囲を上回ったもの［例えば、図４（ｂ）のゾーンＺ３］に対応する開口８から冷却ロール１ａ，１ｂ外周面に向けて送出される溶湯３ａ，３ｂの供給量が増えるように、アクチュエータ２８に開度増大指令信号を送信してバッフル２１を上昇させ［図５のステップＳ５参照］、
前記ゾーンＺ１〜Ｚ１０の中の偏差が許容範囲を下回ったもの［例えば、図４（ｂ）のゾーンＺ８］に対応する開口８から冷却ロール１ａ，１ｂ外周面に向けて送出される溶湯３ａ，３ｂの供給量が減るように、アクチュエータ２８に開度減少指令信号を送信してバッフル２１を下降させる［図５のステップＳ６参照］。

開口８から送出される溶湯３ａ，３ｂの量が増える場合には、該開口８に対応する区画６内の溶湯３ａ，３ｂが不足することを防ぐために、アクチュエータ１８ａ，１８ｂを操作して昇温用スライドゲート弁１２ａ及び降温用スライドゲート弁１２ｂの開度を大きくし、第一のトランジションピース１１ａから流下する高温溶湯３ａと第二のトランジションピース１１ｂから流下する低温溶湯３ｂとの比率が一定値を保ちつつ、溶湯３ａ，３ｂの総量が多くなるようにする。

開口８から送出される溶湯３ａ，３ｂの量が減る場合には、該開口８に対応する区画６から溶湯３ａ，３ｂが溢れ出すことを防ぐために、アクチュエータ１８ａ，１８ｂを操作して昇温用スライドゲート弁１２ａ及び降温用スライドゲート弁１２ｂの開度を小さくし、第一のトランジションピース１１ａから流下する高温溶湯３ａと第二のトランジションピース１１ｂから流下する低温溶湯３ｂとの比率が一定値を保ちつつ、溶湯３ａ，３ｂの総量が少なくなるようにする。

冷却ロール１ａ，１ｂ外周面において、凝固殻１９の生成が進捗し過ぎている個所［例えば、図３（ｄ）のゾーンＺ３］では、溶湯３ａ、３ｂの供給量が増えると、ノズルピース４ｂと冷却ロール１ａ，１ｂの外周面との間の溶湯温度が上昇し、以後、冷却ロール１ａ，１ｂ外周面の該当箇所での凝固殻１９の生成が抑制される。ロールギャップＧから送出されるストリップＳにおいて、相対的に凝固殻１９が薄いゾーンＺ３の部分は、ロールギャップＧ通過時に未凝固の溶湯を内部に含みやすくなり、ロールギャップＧ下流側での温度低下に伴って凝固収縮するので、ストリップＳの実態板厚プロファイルを目標板厚プロファイルに近付けることができる。

ゾーンＺ３におけるストリップＳの板厚プロファイル目標値とストリップＳの板厚プロファイル計測値との偏差が、許容範囲に含まれる状態に回復すると、制御手段１５からアクチュエータ２８への開度増大指令信号の送信が中断され、開口８に対するバッフル２１の上昇が止まって、冷却ロール１ａ，１ｂ外周面に向けて送出される溶湯３ａ，３ｂの供給量が一定に保持され、制御フローは、図５のステップＳ６からステップＳ１へと戻る。

冷却ロール１ａ，１ｂ外周面において、凝固殻１９の生成が遅延している個所［例えば、図３（ｄ）のゾーンＺ８］では、溶湯３ａ、３ｂの供給量が減ると、ノズルピース４ａと冷却ロール１ａ，１ｂの外周面との間の溶湯温度が下降し、以後、冷却ロール１ａ，１ｂ外周面の該当箇所での凝固殻１９の生成が促進されるので、ストリップＳの実態板厚プロファイルを目標板厚プロファイルに近付けることができる。

ゾーンＺ８におけるストリップＳの板厚プロファイル目標値とストリップＳの板厚プロファイル計測値との偏差が、許容範囲に含まれる状態に回復すると、制御手段１５からアクチュエータ２８への開度減少指令信号の送信が中断され、開口８に対するバッフル２１の下降が止まって、冷却ロール１ａ，１ｂ外周面に向けて送出される溶湯３の供給量が一定に保持され、制御フローは、図５のステップＳ６からステップＳ１へと戻る。

更に、本発明の双ロール鋳造機の第２の例では、アクチュエータ１８ａ，１８ｂを操作して昇温用スライドゲート弁１２ａ及び降温用スライドゲート弁１２ｂの開度を調整し、第一、第二のトランジションピース１１ａ，１１ｂからノズルトラフ５の同一の区画６へ流下する高温溶湯３ａと低温溶湯３ｂとの比率を変えれば、その区画６の開口８を経て溶湯溜まり９に送出される溶湯３ａ，３ｂの温度が上昇、あるいは下降する。

冷却ロール１ａ，１ｂ外周面において、凝固殻１９の生成が進捗し過ぎている個所［例えば、図３（ｄ）のゾーンＺ３］がある場合には、高温溶湯３ａの割合が低温溶湯３ｂよりも多くなるように、第一、第二のトランジションピース１１ａ，１１ｂからゾーンＺ３に対応した区画６へ流下させる溶湯３ａ，３ｂの比率を変えると、ノズルピース４ｂと冷却ロール１ａ，１ｂの外周面との間の溶湯温度が上昇して、凝固殻１９の生成が抑制され、ストリップＳの実態板厚プロファイルを目標板厚プロファイルに近付けることができる。

冷却ロール１ａ，１ｂ外周面において、凝固殻１９の生成が遅延している個所［例えば、図３（ｄ）のゾーンＺ８］がある場合には、低温溶湯３ｂの割合が高温溶湯３ａよりも多くなるように、第一、第二のトランジションピース１１ａ，１１ｂからゾーンＺ８に対応した区画６へ流下させる溶湯３ａ，３ｂの比率を変えると、ノズルピース４ａと冷却ロール１ａ，１ｂの外周面との間の溶湯温度が下降して、凝固殻１９の生成が促進され、ストリップＳの実態板厚プロファイルを目標板厚プロファイルに近付けることができる。

なお、図７〜図１１により説明した双ロール鋳造機の第２の例では、制御手段１５によって、バッフル２１を昇降させるアクチュエータ２８を自動的に操作する構成としているが、作業管理者が、バッフル２１昇降用のアクチュエータ２８を手動操作してもよいことは勿論である。

図１２（ａ）（ｂ）は、図７〜図１１に示す双ロール鋳造機に用いるノズルピース４ａ，４ｂの他の例であり、このノズルピース４ａ，４ｂと、図６（ａ）（ｂ）に示すノズルピース４ａ，４ｂとの相違は仕切り７の有無だけで、図１２（ａ）（ｂ）のノズルピース４ａ，４ｂも図６（ａ）（ｂ）のものと同様な作用効果を奏し得る。

１ａ 冷却ロール
１ｂ 冷却ロール
２ａ サイド堰
２ｂ サイド堰
３ 溶湯
３ａ 高温溶湯
３ｂ 低温溶湯
４ａ ノズルピース
４ｂ ノズルピース
５ ノズルトラフ
６ 区画
７ 仕切り
８ 開口
１４ 板厚プロファイルセンサ
１５ 制御手段
Ａ 溶湯昇温装置
Ｂ 溶湯降温装置
Ｃ 溶湯流量調整装置
Ｇ ロール間隙
Ｌａ 軸線
Ｌｂ 軸線
Ｓ ストリップ
Ｚ１〜Ｚ１０ ゾーン

Claims (4)

1. 軸線が水平に且つ平行に並ぶように配置した一対の冷却ロールと、
   各冷却ロールの一端に面接触する一方のサイド堰と、
   各冷却ロールの他端に面接触する他方のサイド堰と、
   前記冷却ロール及びサイド堰により囲まれる空間に冷却ロール長手方向に空所を隔て、且つロール間隙の上方に位置するように配置したノズルピースとを備えた双ロール鋳造機において、
   ノズルピースには、冷却ロールの長手方向に延び且つ溶湯を受けるためのノズルトラフが形成され、
   ノズルピースの冷却ロール外周面に対向した各側壁には、前記ノズルトラフから各冷却ロール外周面に向けて溶湯を送出するための複数の開口が、冷却ロール長手方向に並ぶように穿設してあり、
   前記ロール間隙から送出されるストリップの板厚プロファイルを、ノズルトラフの開口に対応するように設定したストリップ幅方向に並ぶ複数のゾーンごとに計測する板厚プロファイルセンサを設け、
   該板厚プロファイルセンサにより計測された板厚プロファイル計測値に基づき、ノズルピースの開口から冷却ロール外周面に向けて送出される溶湯の流量を各開口ごとに調整する溶湯流量調整装置を設けたことを特徴とする双ロール鋳造機。
2. 前記溶湯流量調整装置は、
   前記開口を閉止可能なバッフルと、
   該バッフルを、開口を塞ぐ位置と開く位置との間で移動させて溶湯流量を調整し得る開閉機構とを有している、請求項１に記載の双ロール鋳造機。
3. ノズルピースには、ノズルトラフを冷却ロール長手方向に並ぶ複数の区画に分割するための仕切りが形成され、
   各区画には、前記ノズルピースの各側壁に穿設した開口が連通しており、
   ノズルトラフの各区画へ高温溶湯を供給する溶湯昇温装置を設け、
   ノズルトラフの各区画へ低温溶湯を供給する溶湯降温装置を設けた、請求項１あるいは２のいずれかに記載の双ロール鋳造機。
4. 予め設定したストリップの板厚プロファイル目標値と板厚プロファイルセンサにより得たストリップの板厚プロファイル計測値に基づき、各溶湯流量調整装置を作動させる制御手段を備え、
   該制御手段は、
   前記板厚プロファイル目標値と板厚プロファイル計測値との偏差を、ノズルピースの区画に対応するように設定したストリップ幅方向に並ぶ複数のゾーンごとに求めて、前記偏差が許容範囲に含まれているか否かを判定し、
   前記偏差が許容範囲の上限値、または下限値を外れたゾーンを特定し、
   前記偏差が許容範囲の上限値を上回ったゾーンに対応する開口から冷却ロール外周面に向けて送出される溶湯供給量が増えるように、溶湯流量調整装置を作動させ、
   前記偏差が許容範囲の下限値を下回ったゾーンに対応する開口から冷却ロール外周面に向けて送出される溶湯供給量が減るように、溶湯流量調整装置を作動させる構成とした、請求項１ないしは３のいずれかに記載の双ロール鋳造機。

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