JP2019535530A - 液体金属から鋳物を製造するためのキャタピラ鋳造機およびその方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、液体金属から鋳物（１１）を製造するためのキャタピラ鋳造機（１０）であり、二つのガイドレール（１２）であって、当該ガイドレールを用いて、対向式に設けられた二つの無端の水平式循環軌道（Ｕ）が形成される二つのガイドレールと、複数の支持要素（１４）であって、当該支持要素に取り付けられた冷却ブロック（１６）とともにそれぞれガイドレール（１２）にガイドされており、それにより支持要素（１４）の連続的なチェーンが形成され、支持要素は搬送方向（Ｔ）において循環軌道（Ｕ）に沿って移動され、ガイドレール（１２）の循環軌道（Ｕ）の直線部分において対面するに至る冷却ブロック（１６）同士の間に、鋳物（１１）のための移動式鋳型（１８）が形成される、複数の支持要素を含むキャタピラ鋳造機に関する。キャタピラ鋳造機（１０）はさらに冷却装置（２０）を含み、冷却装置は、それぞれ少なくとも一つの冷却ノズル（２３）を備える別個の冷却ゾーン（２２）を有し、冷却ゾーン（２２）は搬送方向（Ｔ）に沿って、および／または搬送方向（Ｔ）を横断する方向において個々に制御可能であり、それにより冷却ノズル（２３）の開放もしくは閉鎖を調整する。

Description

本発明は請求項１の上位概念に記載された、液体金属から鋳物を製造するためのキャタピラ鋳造機と、請求項１１の上位概念に記載された対応する方法とに関する。

従来技術から、特にアルミニウム合金を製造するために、循環するキャタピラ鋳造機の型式に応じて機能する水平式ブロック鋳造機が知られている。このような鋳造機は例えば欧州特許第１７０４００５号明細書または国際公開第９５／２７１４５号パンフレットから知られている。これらの鋳造機において鋳造機の冷却要素は、互いに向き合うように設けられた鋳造キャタピラの直線部分もしくは軌道部分上で移動式鋳型の壁部を形成する。鋳造キャタピラはそれぞれ、互いに無端式に結合された多数の冷却ブロックからなり、当該冷却ブロックはキャタピラの循環軌道に沿って搬送される。この目的のために冷却ブロックは支持要素上に取り付けられており、支持要素はチェーンに載置され、それによりチェーンリンクのように互いにヒンジ式に結合されている。

欧州特許第０８７３２１１号明細書および国際公開第９７／２６１００号パンフレットからそれぞれ、ストリップ連続鋳造設備が知られており、当該設備では冷却剤を供給するための複数のノズルが備えられている。従来技術によるこれらの冷却システムの不利点は、別個の冷却ゾーンが設けられておらず、チル鋳型ごとの冷却率が確定されていないことである。むしろ冷却率を変化させるために、設備作業者はそのような変更を手動で行う必要があり、それは作業安全性の点からも問題がある。

欧州特許第１７０４００５号明細書 国際公開第９５／２７１４５号パンフレット 欧州特許第０８７３２１１号明細書 国際公開第９７／２６１００号パンフレット

これに応じて本発明は、液体金属から鋳物を製造するためのキャタピラ鋳造機と、対応する方法を、製造プロセスの可変性に関して最適化することを課題とする。

この課題は請求項１に記載の特徴を備えるキャタピラ鋳造機と、請求項１１に記載の方法とによって解決される。本発明の有利な別の構成は従属請求項に定義されている。

本発明によるキャタピラ鋳造機は、液体金属から鋳物を製造するという目的のために用いられる。キャタピラ鋳造機はそのために二つのガイドレールであって、当該ガイドレールを用いて、対向式に設けられた二つの無端の水平式循環軌道が形成される二つのガイドレールと、複数の支持要素であって、当該支持要素に取り付けられた冷却ブロックとともにそれぞれガイドレールにガイドされており、それにより支持要素の連続的なチェーンが形成され、当該チェーンは搬送方向において循環軌道に沿って移動され、ガイドレールの循環軌道の直線部分において対面するに至る冷却ブロック同士の間に、鋳物のための移動式鋳型が形成される、複数の支持要素と、特に冷却ブロックを冷却するための冷却装置と、を含む。冷却装置は、それぞれ少なくとも一つの冷却ノズルを備える別個の冷却ゾーンを有し、当該冷却ゾーンは搬送方向に沿って、および／または搬送方向を横断する方向において個々に制御可能であり、それにより冷却ノズルの開放もしくは閉鎖を調整する。

本発明は同じやり方で、液体金属から鋳物を製造するための方法も規定している。このとき液体金属は移動式鋳型に流し込まれ、当該移動式鋳鋳型は、それぞれ対向式に設けられた二つの無端の循環軌道に沿って、搬送方向において移動される支持要素に取り付けられている冷却ブロック同士の間に形成されている。搬送方向に沿って、および／または搬送方向を横断する方向において、それぞれ少なくとも一つの冷却ノズルを備える別個の冷却ゾーンがそれぞれ個々に制御され、それにより冷却ノズルを開放または閉鎖する。

本発明によれば搬送方向であって、当該搬送方向において支持要素が当該支持要素に取り付けられた冷却ブロックと共に、それぞれのガイドレールおよび当該ガイドレールによって形成される循環軌道に沿って移動される搬送方向とは、鋳造方向と同義であり、当該鋳造方向において液体金属は、対向する水平式循環軌道の直線部分において冷却ブロック同士の間に形成される移動式鋳型に流し込まれる。

支持要素に固定されているとともに、無端の水平式循環軌道に沿ってガイドされている複数の冷却ブロックにより、上部キャタピラと、下部キャタピラがそれぞれ形成される。互いに対向式に設けられているこれら両方のキャタピラの軌道部分の直線部分において移動式鋳型が形成され、当該移動式鋳型内部で鋳物が作られる。

本発明は、冷却装置がそれぞれ少なくとも一つの冷却ノズルを備える別個の冷却ゾーンを有し、当該冷却ゾーンは個々に制御することができるという認識に基づいている。これにより冷却ブロック、およびそれとともに移動式鋳型内で作られる鋳物の結果として行われる冷却を、目標を定めて、例えば選択された鋳造幅および／または流し込まれる材料型式に応じて調整することが可能となる。例えば全ての冷却ノズルが開放されている初期作動位置を起点とし、搬送方向もしくは鋳造方向を横断する方向において縁部領域内の冷却ノズルは目標を定めて閉鎖することができ、それにより結果として生じる冷却をより狭い鋳造幅に適合させる。補足的および／または代替的に、初期作動位置を起点として、選択された冷却ゾーンおよび当該冷却ゾーンの冷却ノズルが搬送方向もしくは鋳造方向に沿って閉鎖されることが規定されてよく、それにより結果として生じる鋳造方向における冷却効果を低減し、それにより所定のプロセスパラメータ、特に金属タイプ、移動式鋳型に流し込まれる所定の金属種類または金属合金、鋳造幅、鋳造速度、または鋳造プロファイルに対する適合を達成する。

本発明の有利な別の構成において、冷却装置は当該冷却装置の冷却ノズルとともに、冷却ノズルを介して排出される冷却剤が、冷却ブロックに直接的に作用するように設けられていることが規定されていてよい。これは上部キャタピラの冷却ブロックに対して、および／または下部キャタピラの冷却ブロックに対して可能である。例えば冷却装置は、上部キャタピラの上部軌道部分の上方および／または下部キャタピラの下部軌道部分の下方に設けられていてよく、それにより冷却剤、好ましくは圧力をかけられた水が冷却ノズルを介して冷却ブロックの表面に直接的に排出されるか、もしくは吹き付けられる。補足的および／または代替的に、少なくとも一つの冷却装置は、上部キャタピラもしくは下部キャタピラの軌道部分同士の間に設けられている中間空間内に設置もしくは受容されていてよく、その場合、冷却剤、好ましくは圧力をかけられた水は冷却ノズルを介して冷却ブロックの裏面に吹き付けられる。

本発明の有利な別の構成において、冷却装置は当該冷却装置に属する冷却ゾーンとともに、複数部材式に形成されていることが規定されていてよい。冷却ゾーンがこのように複数部材式であることにより、規定に応じて冷却すべき冷却ブロックへの適合が好都合に可能である。

本発明の有利な別の構成において、制御装置が備えられていてよく、当該制御装置を用いて、それぞれの冷却ゾーンにおける個々の冷却ノズルを制御することができる。適切なことに当該制御装置の記憶装置に所定の冷却モデルが格納もしくは保存されていてよく、当該冷却モデルに基づいてノズルの制御が行われる。このやり方で鋳型内部の鋳物の温度調節は自動的に影響を及ぼされ、それにより製品品質も経済性も最適化される。特にこのような自動的な温度調節により、従来のキャタピラ鋳造機ではまだ必要とされているような、例えばハンドル車による手動調節の必要はなくなる。

少なくとも一つの所定のプロセスパラメータ、特に金属タイプ、所定の金属合金、鋳造幅、鋳造速度、または鋳造プロファイルに対する正確な適合は、本発明の一の有利な別の構成によれば、冷却装置の部分領域内でそれぞれの冷却ノズルが個々に制御されることによっても達成される。これは上記の制御装置を用いて実現することができる。

以下において本発明の好適な実施の形態を、概略的に簡略化した図面に基づいて詳細に説明する。

本発明に係るキャタピラ鋳造機の部分である冷却装置および当該冷却装置の冷却ゾーンを上から見た図 可能な作動状態における図１の冷却装置を上から見た図 可能な作動状態における図１の冷却装置を上から見た図 可能な作動状態における図１の冷却装置を上から見た図 二つのガイドレールであって、当該ガイドレールを用いて本発明に係るキャタピラ鋳造機のための、対向式に設けられた二つの無端の循環軌道が形成される二つのガイドレールを側面から見た図 本発明に係るキャタピラ鋳造機であって、当該キャタピラ鋳造機の無端の循環軌道は図５に示すガイドレールによって形成されており、図１から図４に示す冷却装置が用いられるキャタピラ鋳造機を側面から見た図

以下に、図１から図６を参照しながら本発明に係るキャタピラ鋳造機１０および当該キャタピラ鋳造機の構成要素の好適な実施の形態を説明するが、当該キャタピラ鋳造機は、液体金属、特にアルミニウムから鋳物１１（図６参照）を製造するのに役立つ。図面において同一の特徴には、それぞれ同一の参照番号が付されている。図面に表示された図は簡略化されているだけであって、特に縮尺を有さずに示されている点をここで特に指摘する。

キャタピラ鋳造機１０は少なくとも一つの冷却装置２０を有し、当該冷却装置は、それぞれが複数の冷却ノズル２３を備える別個の冷却ゾーン２２を含む。このような冷却装置２０を原理的に簡略化して上から見たものが図１に表示されている。キャタピラ鋳造機１０の部分であるこの冷却装置２０の詳細について述べる前に、まずこのようなキャタピラ鋳造機１０の構造的な構成を説明する。

図５は二つのガイドレール１２であって、当該ガイドレールを用いてキャタピラ鋳造機１０のための、対向式に設けられた二つの無端の水平式循環軌道Ｕが形成される二つのガイドレールの側面図を示している。このときそれぞれのガイドレール１２に沿って、複数の支持要素１４が当該支持要素に取り付けられた冷却ブロック１６とともにそれぞれガイドされており、それにより支持要素１４の連続的なチェーンが形成され、当該連続的なチェーンは搬送方向Ｔにおいてガイドレール１６に沿って移動もしくは搬送される。本発明の作用の仕方を明らかにするために図５では両方のガイドレール１２に、それぞれ二つのみの支持要素１４が、当該支持要素に取り付けられた冷却ブロック１６とともに示されている。

図５は、ガイドレール１２により形成される循環軌道Ｕの直線部分において対面するに至る冷却ブロック１６同士の間に、鋳型１８が形成されることを明らかにしている。ガイドレール１２に沿った支持要素１４の搬送方向Ｔを考慮すると、当該鋳型１５は、搬送方向Ｔにおいて移動する鋳型である。

図６は、本発明に係るキャタピラ鋳造機１０を簡略化して側面から見た図である。キャタピラ鋳造機１０は上部キャタピラ１０．１および下部キャタピラ１０．２を有し、当該上部キャタピラおよび下部キャタピラは上記においてすでに説明したように、それぞれ複数の支持要素１４と、当該支持要素に固定された冷却ブロック１６とから形成されており、冷却ブロックは、ガイドレール１４により形成された循環軌道Ｕに沿って搬送方向Ｔにおいて移動される。キャタピラ１０．１，１０．２の駆動はそれぞれ駆動輪１３を介して行われ、駆動輪は循環軌道Ｕを周回する支持要素１４と、当該支持要素に固定された冷却ブロック１６の移動を保証する。鋳造ノズル１９であって、細長く形成されているとともに当該鋳造ノズルの出口部が鋳型１８内に突出している鋳造ノズルを用いて、液体金属（例えばアルミニウム、またはアルミニウム合金）が移動式鋳型１８内に流し込まれる。鋳型１８内部で金属が硬化することにより、鋳物１１が作り出され、当該鋳物は図６の右の図像領域に暗示されているように、キャタピラ１０．１，１０．２の下流において鋳造間隙１８から排出され、その後（図示されていない）加工部に供給される。

キャタピラ鋳造機１０は少なくとも一つの冷却装置２０を含み、当該冷却装置を用いて例えば、支持要素１４に固定されているとともに、ガイドレール１４により形成される循環軌道Ｕに沿って、鋳型１８に隣接した状態で搬送方向Ｔにおいて周回する冷却ブロック１６を冷却することができる。好適な（図示されていない）ホルダを用いて冷却装置２０は、上部キャタピラ１０．１の上部軌道部分の上方にも、下部キャタピラ１０．２の下部軌道部分の下方にも設けられている（図６参照）。これらの冷却装置２０により、付属する冷却ノズル２３を用いて、例えば圧力をかけられた水を冷却ブロック１６に直接的に吹き付けることができ、それは図６において対応する矢印によって象徴的に示されている。

冷却装置２０は図６の表示において、ただ簡略化されてそれぞれ矩形によって象徴的に示されている。

キャタピラ鋳造機１０は制御装置２６を含み（図６参照）、当該制御装置を用いて単独または複数の冷却装置２０の冷却ノズル２３は好適に制御することができ、それにより結果として生じる冷却出力を調整する。この目的のために制御装置２６は、信号技術式に例えばポンプ装置と接続されていてよい。当該制御装置は図６においてただ象徴的に、矩形の形で表示されている。

図６の実施の形態に対しては（図示されていない）リサイクル装置を介して、冷却ノズル２３を介して排出された冷却剤が、冷却ブロック１６に当たって跳ね返った後に、もしくは水を使用した場合、冷却ブロックに当たって流れ落ちた後に、好適に捕捉され、キャタピラ鋳造機１０の（図示されていない）給水部に戻されることが保証されている。

図１に示される冷却装置２０は図６のキャタピラ鋳造機１０の部分であってよく、図１において搬送方向Ｔは同じく矢印によって象徴的に示されている。冷却装置２０は複数の別個の冷却ゾーン２２を有する。一の冷却ゾーン２２内部に３個の冷却ノズル２３（簡略化され、円により記号的に示されている）が隣接して設けられており、図１の表示では右上の図像領域内に、例示するために一の冷却ゾーン２２が単独で取り出された状態で示されている。

冷却装置２０の冷却ゾーン２２は、マトリックスの型式で設けられている。個々には搬送方向Ｔにおいて見た場合、全体で４個の冷却ゾーン２２が（それぞれ隣接して設けられた３個の冷却ノズル２３を有して）設けられている。鋳型１８の幅にわたって、すなわち搬送方向Ｔを横断する方向において、図１の実施の形態では全体で８個の冷却ゾーン２２が設けられている。この点について当然ながら、冷却装置２０のための上記のマトリックスは、図１における表示とは異なる数の冷却ゾーン２２もしくは冷却ノズル２３を有してよい。

上記において他の箇所ですでに説明したように、本発明について、冷却ノズル２３から例えば圧力をかけられた水が冷却ブロック１６に吹き付けられることが規定されていてよい。

図１には初期作動位置にある冷却装置２０が示されており、当該初期作動位置では冷却ノズル２３の全てが開放されている。この初期作動位置を起点として、これらの冷却ノズル２３のいくつかを制御装置２６を用いて制御することにより、目標を定めて閉鎖することが可能であり、それは冷却出力を相応に低下させるが、これについて以下に図２から図４を参照しながら説明する。

図２の表示は、本図において鋳型１８の縁部領域Ｒ内の冷却ノズルが閉鎖されていることを例示しており、そのことはこれらの冷却ノズルの陰影線によって象徴的に示されており、参照番号「２３ｚ」によって表されている。継続して開放されている残りの冷却ノズルであって、すなわちそれらから冷却剤が排出される残りの冷却ノズルは、図２の表示において斜線を付されておらず、参照番号「２３ａ」を付されている。明らかなように図２に示す作動位置では、鋳型１８の中央領域内の冷却ノズル２３ａは搬送方向Ｔに沿って全て開放されている。

鋳型１８の縁部領域Ｒにおいて対応する冷却ノズル２３が、説明したように目標を定めて開放または閉鎖され得ることにより、鋳物１１のための冷却は異なる鋳造幅に適合させることができ、対応するポンプ制御を介してエネルギーが節約される。例えば説明したように、鋳型１８の縁部領域Ｒ内の冷却ノズル２３ｚが閉鎖されているときの比較的狭い鋳造幅に対しては、鋳型１８の幅にわたって必要とされる水は少なくなる。このとき目標を定めて個々の冷却ゾーンを切り替える（すなわち対応する冷却ノズル２３を開放または閉鎖する）ことにより、鋳造プロファイルに影響を及ぼすことも可能である。しかしながら鋳造プロファイルに影響を及ぼすには、目標を定めていわゆる「低温ショルダー」を回避するために、鋳型１８の縁部側ゾーンの冷却を低減するか、または全く冷却しないことも必要になり得る。

図３は冷却装置２０のための別の可能な作動位置を例示している。このとき鋳型１８の全幅にわたって、すなわち搬送方向Ｔを横断する方向において、選択された冷却ゾーン２２内の冷却ノズルは閉鎖されており、それはこれらの冷却ノズルの対応する円形記号の陰影線を介して象徴的に示されるとともに、参照番号「２３ｚ」によって暗示されている。したがって搬送方向Ｔで見ると、制御装置２６を用いて制御することにより選択された冷却ノズル２３ｚは閉鎖され、それは鋳型１８のこれらの領域内で冷却出力を低下させる。これにより鋳物１１の温度およびそれとともに鋳造速度にも、目標を定めて影響を及ぼすことができる。言い換えれば搬送方向Ｔを横断する方向において鋳型１８の全幅にわたって冷却ノズル２３ｚを閉鎖するという型式のこのような「横断方向停止」を介して、鋳物１１における温度推移に目標を定めて影響を及ぼすことができる。鋳造速度を変化させることに比べてこのような温度適合を介した場合、鋳物１１もしくは鋳物から形成されるストリップに対して良好に反応させることができ、それにより鋳物１１に対するこぶやクラックを回避することができる。

図４に表示された作動位置は、図２と図３の作動位置を組み合わせたものに相当する。このとき冷却ノズル２３ｚは制御装置２６を用いて好適に制御することにより、鋳型１８の幅にわたって（すなわち搬送方向Ｔを横断する方向において）も、搬送方向Ｔに沿っても閉鎖される。残りの開放された冷却ノズルは図４の表示において、陰影線付きで示されておらず、例示的に参照番号「２３ａ」を付されている。

前記において説明した冷却ゾーン２２の制御であって、当該制御を用いて選択された冷却ノズルが開放（２３ａ）または閉鎖（２３ｚ）される制御を介して、鋳型１８の対応する領域内で、搬送方向Ｔに沿っておよび／または搬送方向を横断する方向において目標を定めた冷却出力を調整することができる。

製造プロセスの有利な自動化は、制御装置２６の記憶装置内に冷却モデルが格納されていることにより、達成することができる。当該モデルに基づいて温度調節と、作り出される鋳物１１のプロファイルとに影響を及ぼすことができる。

１０ キャタピラ鋳造機
１０．１ 上部キャタピラ
１０．２ 下部キャタピラ
１１ 鋳物
１２ ガイドレール
１３ 駆動輪
１４ 支持要素
１６ 冷却ブロック
１８ 鋳型
１９ 鋳造ノズル
２０ 冷却装置
２２ 冷却ゾーン
２３ 冷却ノズル
２３ａ 開放された冷却ノズル
２３ｚ 閉鎖された冷却ノズル
２４ 中間空間
２５ 中間空間
２６ 制御装置
Ｒ 縁部領域
Ｔ 搬送方向／鋳造方向
Ｕ 循環軌道

本発明は請求項１の上位概念に記載された、液体金属から鋳物を製造するためのキャタピラ鋳造機と、請求項８の上位概念に記載された対応する方法とに関する。

従来技術から、特にアルミニウム合金を製造するために、循環するキャタピラ鋳造機の型式に応じて機能する水平式ブロック鋳造機が知られている。このような鋳造機は例えば欧州特許第１７０４００５号明細書または国際公開第９５／２７１４５号パンフレットから知られている。これらの鋳造機において鋳造機の冷却要素は、互いに向き合うように設けられた鋳造キャタピラの直線部分もしくは軌道部分上で移動式鋳型の壁部を形成する。鋳造キャタピラはそれぞれ、互いに無端式に結合された多数の冷却ブロックからなり、当該冷却ブロックはキャタピラの循環軌道に沿って搬送される。この目的のために冷却ブロックは支持要素上に取り付けられており、支持要素はチェーンに載置され、それによりチェーンリンクのように互いにヒンジ式に結合されている。

欧州特許第０８７３２１１号明細書および国際公開第９７／２６１００号パンフレットからそれぞれ、ストリップ連続鋳造設備が知られており、当該設備では冷却剤を供給するための複数のノズルが備えられている。従来技術によるこれらの冷却システムの不利点は、別個の冷却ゾーンが設けられておらず、チル鋳型ごとの冷却率が確定されていないことである。むしろ冷却率を変化させるために、設備作業者はそのような変更を手動で行う必要があり、それは作業安全性の点からも問題がある。

国際公開第２００５／０６８１０８号パンフレットは請求項１の上位概念に記載された一般的なキャタピラ鋳造機と、請求項８の上位概念に記載された対応する方法を示す。

欧州特許第１７０４００５号明細書 国際公開第９５／２７１４５号パンフレット 欧州特許第０８７３２１１号明細書 国際公開第９７／２６１００号パンフレット 国際公開第２００５／０６８１０８号パンフレット

これに応じて本発明は、液体金属から鋳物を製造するためのキャタピラ鋳造機と、対応する方法を、製造プロセスの可変性に関して最適化することを課題とする。

この課題は請求項１に記載の特徴を備えるキャタピラ鋳造機と、請求項８に記載の方法とによって解決される。本発明の有利な別の構成は従属請求項に定義されている。

本発明によるキャタピラ鋳造機は、液体金属から鋳物を製造するという目的のために用いられる。キャタピラ鋳造機はそのために二つのガイドレールであって、当該ガイドレールを用いて、対向式に設けられた二つの無端の水平式循環軌道が形成される二つのガイドレールと、複数の支持要素であって、当該支持要素に取り付けられた冷却ブロックとともにそれぞれガイドレールにガイドされており、それにより支持要素の連続的なチェーンが形成され、当該チェーンは搬送方向において循環軌道に沿って移動され、ガイドレールの循環軌道の直線部分において対面するに至る冷却ブロック同士の間に、鋳物のための移動式鋳型が形成される、複数の支持要素と、冷却ブロックを冷却するための冷却装置と、を含む。冷却装置は、それぞれ少なくとも一つの冷却ノズルを備える別個の冷却ゾーンを有し、当該冷却ゾーンは搬送方向に沿って、および／または搬送方向を横断する方向において個々に制御可能であり、それにより冷却ノズルの開放もしくは閉鎖を調整する。冷却ブロックに対する冷却は、冷却ゾーンが当該冷却ゾーンの冷却ノズルを用いて、縁部領域内で搬送方向を横断する方向において制御されることにより、所定の鋳造幅に適合可能である。補足的および／または代替的に、冷却ブロックに対する冷却は、冷却ゾーンが当該冷却ゾーンの冷却ノズルを用いて、搬送方向に沿って制御されることにより、金属タイプ、所定の金属合金、鋳造幅、鋳造速度、または鋳造プロファイルから構成される少なくとも一つの所定のプロセスパラメータに適合可能である。

本発明は同じやり方で、液体金属から鋳物を製造するための方法も規定している。このとき液体金属は移動式鋳型に流し込まれ、当該移動式鋳鋳型は、それぞれ対向式に設けられた二つの無端の循環軌道に沿って、搬送方向において移動される支持要素に取り付けられている冷却ブロック同士の間に形成されている。搬送方向に沿って、および／または搬送方向を横断する方向において、それぞれ少なくとも一つの冷却ノズルを備える別個の冷却ゾーンがそれぞれ個々に制御され、それにより冷却ノズルを開放または閉鎖する。詳細には、冷却ゾーンは、縁部領域内で搬送方向を横断する方向において制御され、それにより冷却ブロックに対する冷却を所定の鋳造幅に適合させる。補足的および／または代替的に、冷却ゾーンは当該冷却ゾーンの冷却ノズルを用いて、搬送方向に沿って制御され、それにより冷却を、金属タイプ、所定の金属合金、鋳造幅、鋳造速度、または鋳造プロファイルから構成される所定のプロセスパラメータに適合させる。

本発明によれば搬送方向であって、当該搬送方向において支持要素が当該支持要素に取り付けられた冷却ブロックと共に、それぞれのガイドレールおよび当該ガイドレールによって形成される循環軌道に沿って移動される搬送方向とは、鋳造方向と同義であり、当該鋳造方向において液体金属は、対向する水平式循環軌道の直線部分において冷却ブロック同士の間に形成される移動式鋳型に流し込まれる。

支持要素に固定されているとともに、無端の水平式循環軌道に沿ってガイドされている複数の冷却ブロックにより、上部キャタピラと、下部キャタピラがそれぞれ形成される。互いに対向式に設けられているこれら両方のキャタピラの軌道部分の直線部分において移動式鋳型が形成され、当該移動式鋳型内部で鋳物が作られる。

本発明は、冷却装置がそれぞれ少なくとも一つの冷却ノズルを備える別個の冷却ゾーンを有し、当該冷却ゾーンは個々に制御することができるという認識に基づいている。これにより冷却ブロック、およびそれとともに移動式鋳型内で作られる鋳物の結果として行われる冷却を、目標を定めて、例えば選択された鋳造幅および／または流し込まれる材料型式に応じて調整することが可能となる。例えば全ての冷却ノズルが開放されている初期作動位置を起点とし、搬送方向もしくは鋳造方向を横断する方向において縁部領域内の冷却ノズルは目標を定めて閉鎖され、それにより結果として生じる冷却をより狭い鋳造幅に適合させる。補足的および／または代替的に、初期作動位置を起点として、選択された冷却ゾーンおよび当該冷却ゾーンの冷却ノズルが搬送方向もしくは鋳造方向に沿って閉鎖されることが規定されてよく、それにより結果として生じる鋳造方向における冷却効果を低減し、それにより所定のプロセスパラメータ、特に金属タイプ、移動式鋳型に流し込まれる所定の金属種類または金属合金、鋳造幅、鋳造速度、または鋳造プロファイルに対する適合を達成する。

本発明の有利な別の構成において、冷却装置は当該冷却装置の冷却ノズルとともに、冷却ノズルを介して排出される冷却剤が、冷却ブロックに直接的に作用するように設けられていることが規定されていてよい。これは上部キャタピラの冷却ブロックに対して、および／または下部キャタピラの冷却ブロックに対して可能である。例えば冷却装置は、上部キャタピラの上部軌道部分の上方および／または下部キャタピラの下部軌道部分の下方に設けられていてよく、それにより冷却剤、好ましくは圧力をかけられた水が冷却ノズルを介して冷却ブロックの表面に直接的に排出されるか、もしくは吹き付けられる。補足的および／または代替的に、少なくとも一つの冷却装置は、上部キャタピラもしくは下部キャタピラの軌道部分同士の間に設けられている中間空間内に設置もしくは受容されていてよく、その場合、冷却剤、好ましくは圧力をかけられた水は冷却ノズルを介して冷却ブロックの裏面に吹き付けられる。

本発明の有利な別の構成において、冷却装置は当該冷却装置に属する冷却ゾーンとともに、複数部材式に形成されていることが規定されていてよい。冷却ゾーンがこのように複数部材式であることにより、規定に応じて冷却すべき冷却ブロックへの適合が好都合に可能である。

本発明の有利な別の構成において、制御装置が備えられていてよく、当該制御装置を用いて、それぞれの冷却ゾーンにおける個々の冷却ノズルを制御することができる。当該制御装置の記憶装置に、所定の冷却モデルが格納もしくは保存されており、当該冷却モデルに基づいてノズルの制御が行われる。このやり方で鋳型内部の鋳物の温度調節は自動的に影響を及ぼされ、それにより製品品質も経済性も最適化される。特にこのような自動的な温度調節により、従来のキャタピラ鋳造機ではまだ必要とされているような、例えばハンドル車による手動調節の必要はなくなる。

少なくとも一つの所定のプロセスパラメータ、特に金属タイプ、所定の金属合金、鋳造幅、鋳造速度、または鋳造プロファイルに対する正確な適合は、本発明の一の有利な別の構成によれば、冷却装置の部分領域内でそれぞれの冷却ノズルが個々に制御されることによっても達成される。これは上記の制御装置を用いて実現することができる。

以下において本発明の好適な実施の形態を、概略的に簡略化した図面に基づいて詳細に説明する。

本発明に係るキャタピラ鋳造機の部分である冷却装置および当該冷却装置の冷却ゾーンを上から見た図 可能な作動状態における図１の冷却装置を上から見た図 可能な作動状態における図１の冷却装置を上から見た図 可能な作動状態における図１の冷却装置を上から見た図 二つのガイドレールであって、当該ガイドレールを用いて本発明に係るキャタピラ鋳造機のための、対向式に設けられた二つの無端の循環軌道が形成される二つのガイドレールを側面から見た図 本発明に係るキャタピラ鋳造機であって、当該キャタピラ鋳造機の無端の循環軌道は図５に示すガイドレールによって形成されており、図１から図４に示す冷却装置が用いられるキャタピラ鋳造機を側面から見た図

以下に、図１から図６を参照しながら本発明に係るキャタピラ鋳造機１０および当該キャタピラ鋳造機の構成要素の好適な実施の形態を説明するが、当該キャタピラ鋳造機は、液体金属、特にアルミニウムから鋳物１１（図６参照）を製造するのに役立つ。図面において同一の特徴には、それぞれ同一の参照番号が付されている。図面に表示された図は簡略化されているだけであって、特に縮尺を有さずに示されている点をここで特に指摘する。

キャタピラ鋳造機１０は少なくとも一つの冷却装置２０を有し、当該冷却装置は、それぞれが複数の冷却ノズル２３を備える別個の冷却ゾーン２２を含む。このような冷却装置２０を原理的に簡略化して上から見たものが図１に表示されている。キャタピラ鋳造機１０の部分であるこの冷却装置２０の詳細について述べる前に、まずこのようなキャタピラ鋳造機１０の構造的な構成を説明する。

図５は二つのガイドレール１２であって、当該ガイドレールを用いてキャタピラ鋳造機１０のための、対向式に設けられた二つの無端の水平式循環軌道Ｕが形成される二つのガイドレールの側面図を示している。このときそれぞれのガイドレール１２に沿って、複数の支持要素１４が当該支持要素に取り付けられた冷却ブロック１６とともにそれぞれガイドされており、それにより支持要素１４の連続的なチェーンが形成され、当該連続的なチェーンは搬送方向Ｔにおいてガイドレール１６に沿って移動もしくは搬送される。本発明の作用の仕方を明らかにするために図５では両方のガイドレール１２に、それぞれ二つのみの支持要素１４が、当該支持要素に取り付けられた冷却ブロック１６とともに示されている。

図５は、ガイドレール１２により形成される循環軌道Ｕの直線部分において対面するに至る冷却ブロック１６同士の間に、鋳型１８が形成されることを明らかにしている。ガイドレール１２に沿った支持要素１４の搬送方向Ｔを考慮すると、当該鋳型１５は、搬送方向Ｔにおいて移動する鋳型である。

図６は、本発明に係るキャタピラ鋳造機１０を簡略化して側面から見た図である。キャタピラ鋳造機１０は上部キャタピラ１０．１および下部キャタピラ１０．２を有し、当該上部キャタピラおよび下部キャタピラは上記においてすでに説明したように、それぞれ複数の支持要素１４と、当該支持要素に固定された冷却ブロック１６とから形成されており、冷却ブロックは、ガイドレール１４により形成された循環軌道Ｕに沿って搬送方向Ｔにおいて移動される。キャタピラ１０．１，１０．２の駆動はそれぞれ駆動輪１３を介して行われ、駆動輪は循環軌道Ｕを周回する支持要素１４と、当該支持要素に固定された冷却ブロック１６の移動を保証する。鋳造ノズル１９であって、細長く形成されているとともに当該鋳造ノズルの出口部が鋳型１８内に突出している鋳造ノズルを用いて、液体金属（例えばアルミニウム、またはアルミニウム合金）が移動式鋳型１８内に流し込まれる。鋳型１８内部で金属が硬化することにより、鋳物１１が作り出され、当該鋳物は図６の右の図像領域に暗示されているように、キャタピラ１０．１，１０．２の下流において鋳造間隙１８から排出され、その後（図示されていない）加工部に供給される。

キャタピラ鋳造機１０は少なくとも一つの冷却装置２０を含み、当該冷却装置を用いて例えば、支持要素１４に固定されているとともに、ガイドレール１４により形成される循環軌道Ｕに沿って、鋳型１８に隣接した状態で搬送方向Ｔにおいて周回する冷却ブロック１６を冷却することができる。好適な（図示されていない）ホルダを用いて冷却装置２０は、上部キャタピラ１０．１の上部軌道部分の上方にも、下部キャタピラ１０．２の下部軌道部分の下方にも設けられている（図６参照）。これらの冷却装置２０により、付属する冷却ノズル２３を用いて、例えば圧力をかけられた水を冷却ブロック１６に直接的に吹き付けることができ、それは図６において対応する矢印によって象徴的に示されている。

冷却装置２０は図６の表示において、ただ簡略化されてそれぞれ矩形によって象徴的に示されている。

キャタピラ鋳造機１０は制御装置２６を含み（図６参照）、当該制御装置を用いて単独または複数の冷却装置２０の冷却ノズル２３は好適に制御することができ、それにより結果として生じる冷却出力を調整する。この目的のために制御装置２６は、信号技術式に例えばポンプ装置と接続されていてよい。当該制御装置は図６においてただ象徴的に、矩形の形で表示されている。

図６の実施の形態に対しては（図示されていない）リサイクル装置を介して、冷却ノズル２３を介して排出された冷却剤が、冷却ブロック１６に当たって跳ね返った後に、もしくは水を使用した場合、冷却ブロックに当たって流れ落ちた後に、好適に捕捉され、キャタピラ鋳造機１０の（図示されていない）給水部に戻されることが保証されている。

図１に示される冷却装置２０は図６のキャタピラ鋳造機１０の部分であってよく、図１において搬送方向Ｔは同じく矢印によって象徴的に示されている。冷却装置２０は複数の別個の冷却ゾーン２２を有する。一の冷却ゾーン２２内部に３個の冷却ノズル２３（簡略化され、円により記号的に示されている）が隣接して設けられており、図１の表示では右上の図像領域内に、例示するために一の冷却ゾーン２２が単独で取り出された状態で示されている。

冷却装置２０の冷却ゾーン２２は、マトリックスの型式で設けられている。個々には搬送方向Ｔにおいて見た場合、全体で４個の冷却ゾーン２２が（それぞれ隣接して設けられた３個の冷却ノズル２３を有して）設けられている。鋳型１８の幅にわたって、すなわち搬送方向Ｔを横断する方向において、図１の実施の形態では全体で８個の冷却ゾーン２２が設けられている。この点について当然ながら、冷却装置２０のための上記のマトリックスは、図１における表示とは異なる数の冷却ゾーン２２もしくは冷却ノズル２３を有してよい。

上記において他の箇所ですでに説明したように、本発明について、冷却ノズル２３から例えば圧力をかけられた水が冷却ブロック１６に吹き付けられることが規定されていてよい。

図１には初期作動位置にある冷却装置２０が示されており、当該初期作動位置では冷却ノズル２３の全てが開放されている。この初期作動位置を起点として、これらの冷却ノズル２３のいくつかを制御装置２６を用いて制御することにより、目標を定めて閉鎖することが可能であり、それは冷却出力を相応に低下させるが、これについて以下に図２から図４を参照しながら説明する。

図２の表示は、本図において鋳型１８の縁部領域Ｒ内の冷却ノズルが閉鎖されていることを例示しており、そのことはこれらの冷却ノズルの陰影線によって象徴的に示されており、参照番号「２３ｚ」によって表されている。継続して開放されている残りの冷却ノズルであって、すなわちそれらから冷却剤が排出される残りの冷却ノズルは、図２の表示において斜線を付されておらず、参照番号「２３ａ」を付されている。明らかなように図２に示す作動位置では、鋳型１８の中央領域内の冷却ノズル２３ａは搬送方向Ｔに沿って全て開放されている。

鋳型１８の縁部領域Ｒにおいて対応する冷却ノズル２３が、説明したように目標を定めて開放または閉鎖され得ることにより、鋳物１１のための冷却は異なる鋳造幅に適合させることができ、対応するポンプ制御を介してエネルギーが節約される。例えば説明したように、鋳型１８の縁部領域Ｒ内の冷却ノズル２３ｚが閉鎖されているときの比較的狭い鋳造幅に対しては、鋳型１８の幅にわたって必要とされる水は少なくなる。このとき目標を定めて個々の冷却ゾーンを切り替える（すなわち対応する冷却ノズル２３を開放または閉鎖する）ことにより、鋳造プロファイルに影響を及ぼすことも可能である。しかしながら鋳造プロファイルに影響を及ぼすには、目標を定めていわゆる「低温ショルダー」を回避するために、鋳型１８の縁部側ゾーンの冷却を低減するか、または全く冷却しないことも必要になり得る。

図３は冷却装置２０のための別の可能な作動位置を例示している。このとき鋳型１８の全幅にわたって、すなわち搬送方向Ｔを横断する方向において、選択された冷却ゾーン２２内の冷却ノズルは閉鎖されており、それはこれらの冷却ノズルの対応する円形記号の陰影線を介して象徴的に示されるとともに、参照番号「２３ｚ」によって暗示されている。したがって搬送方向Ｔで見ると、制御装置２６を用いて制御することにより選択された冷却ノズル２３ｚは閉鎖され、それは鋳型１８のこれらの領域内で冷却出力を低下させる。これにより鋳物１１の温度およびそれとともに鋳造速度にも、目標を定めて影響を及ぼすことができる。言い換えれば搬送方向Ｔを横断する方向において鋳型１８の全幅にわたって冷却ノズル２３ｚを閉鎖するという型式のこのような「横断方向停止」を介して、鋳物１１における温度推移に目標を定めて影響を及ぼすことができる。鋳造速度を変化させることに比べてこのような温度適合を介した場合、鋳物１１もしくは鋳物から形成されるストリップに対して良好に反応させることができ、それにより鋳物１１に対するこぶやクラックを回避することができる。

図４に表示された作動位置は、図２と図３の作動位置を組み合わせたものに相当する。このとき冷却ノズル２３ｚは制御装置２６を用いて好適に制御することにより、鋳型１８の幅にわたって（すなわち搬送方向Ｔを横断する方向において）も、搬送方向Ｔに沿っても閉鎖される。残りの開放された冷却ノズルは図４の表示において、陰影線付きで示されておらず、例示的に参照番号「２３ａ」を付されている。

前記において説明した冷却ゾーン２２の制御であって、当該制御を用いて選択された冷却ノズルが開放（２３ａ）または閉鎖（２３ｚ）される制御を介して、鋳型１８の対応する領域内で、搬送方向Ｔに沿っておよび／または搬送方向を横断する方向において目標を定めた冷却出力を調整することができる。

製造プロセスの有利な自動化は、制御装置２６の記憶装置内に冷却モデルが格納されていることにより、達成することができる。当該モデルに基づいて温度調節と、作り出される鋳物１１のプロファイルとに影響を及ぼすことができる。

１０ キャタピラ鋳造機
１０．１ 上部キャタピラ
１０．２ 下部キャタピラ
１１ 鋳物
１２ ガイドレール
１３ 駆動輪
１４ 支持要素
１６ 冷却ブロック
１８ 鋳型
１９ 鋳造ノズル
２０ 冷却装置
２２ 冷却ゾーン
２３ 冷却ノズル
２３ａ 開放された冷却ノズル
２３ｚ 閉鎖された冷却ノズル
２４ 中間空間
２５ 中間空間
２６ 制御装置
Ｒ 縁部領域
Ｔ 搬送方向／鋳造方向
Ｕ 循環軌道

Claims (13)

1. 液体金属から鋳物（１１）を製造するためのキャタピラ鋳造機（１０）であり、
   ・二つのガイドレール（１２）であって、当該ガイドレールを用いて、対向式に設けられた二つの無端の水平式循環軌道（Ｕ）が形成される二つのガイドレールと、
   ・複数の支持要素（１４）であって、当該支持要素に取り付けられた冷却ブロック（１６）とともにそれぞれガイドレール（１２）にガイドされており、それにより支持要素（１４）の連続的なチェーンが形成され、支持要素は搬送方向（Ｔ）において循環軌道（Ｕ）に沿って移動され、ガイドレール（１２）の循環軌道（Ｕ）の直線部分において対面するに至る冷却ブロック（１６）同士の間に、鋳物（１１）のための移動式鋳型（１８）が形成される、複数の支持要素と、
   ・冷却装置（２０）と、
   を含むキャタピラ鋳造機において、
   冷却装置（２０）は、それぞれ少なくとも一つの冷却ノズル（２３）を備える別個の冷却ゾーン（２２）を有し、当該冷却ゾーン（２２）は搬送方向（Ｔ）に沿って、および／または搬送方向（Ｔ）を横断する方向において個々に制御可能であり、それにより冷却ノズル（２３）の開放もしくは閉鎖を調整すること、を特徴とするキャタピラ鋳造機。
2. 冷却装置（２０）の冷却ゾーン（２２）は、冷却ノズル（２３）を介して排出される冷却剤が冷却ブロック（１６）に作用するように設けられていること、を特徴とする請求項１に記載のキャタピラ鋳造機（１０）。
3. 冷却ノズル（２３）は、上部キャタピラ（１０．１）の冷却ブロック（１６）に向けられていること、を特徴とする請求項２に記載のキャタピラ鋳造機（１０）。
4. 少なくとも一つの冷却装置（２０）は、上部キャタピラ（１０．１）の上部軌道部分の上方に設けられており、冷却剤は冷却ノズル（２３）を介して上方から冷却ブロック（２３）に対して排出可能であること、を特徴とする請求項３に記載のキャタピラ鋳造機（１０）。
5. 冷却ノズル（２３）は、下部キャタピラ（１０．２）の冷却ブロック（１６）に向けられていること、を特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載のキャタピラ鋳造機（１０）。
6. 少なくとも一つの冷却装置（２０）は、下部キャタピラ（１０．２）の下部軌道部分の下方に設けられており、冷却剤は冷却ノズル（２３）を介して下方から冷却ブロック（２３）に対して排出可能であること、を特徴とする請求項５に記載のキャタピラ鋳造機（１０）。
7. 冷却ブロック（１６）に対する冷却は、冷却ゾーン（２２）が当該冷却ゾーンの冷却ノズル（２３）を、縁部領域（Ｒ）内で搬送方向（Ｔ）を横断する方向において制御され、好ましくは閉鎖されることにより、所定の鋳造幅に適合可能であること、を特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のキャタピラ鋳造機（１０）。
8. 冷却ブロック（１６）に対する冷却は、冷却ゾーン（２２）が当該冷却ゾーンの冷却ノズル（２３）を、搬送方向（Ｔ）に沿って制御され、好ましくは閉鎖されることにより、少なくとも一つの所定のプロセスパラメータ、特に金属タイプ、所定の金属合金、鋳造幅、鋳造速度、および／または鋳造プロファイルに適合可能であること、を特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のキャタピラ鋳造機（１０）。
9. 制御装置（２６）が備えられており、当該制御装置を用いてそれぞれの冷却ゾーン（２２）における個々の冷却ノズル（２３）は制御可能であること、を特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のキャタピラ鋳造機（１０）。
10. 制御装置内に所定の冷却モデルが格納されており、当該冷却モデルに基づいて冷却ノズル（２３）の制御およびそれとともに鋳型（１８）内部の鋳物（１１）の温度調節は自動的に影響を及ぼされること、を特徴とする請求項９に記載のキャタピラ鋳造機（１０）。
11. 液体金属から鋳物（１１）を製造するための方法であって、液体金属は移動式鋳型（１８）に流し込まれ、当該移動式鋳型は、それぞれ対向式に設けられた二つの無端の循環軌道（Ｕ）に沿って搬送方向（Ｔ）において移動される支持要素（１４）に取り付けられている冷却ブロック（１６）同士の間に形成されている方法において、
    搬送方向（Ｔ）に沿って、および／または搬送方向（Ｔ）を横断する方向において、別個の冷却ゾーン（２２）を備える冷却装置（２０）と、冷却ゾーン内にそれぞれ少なくとも一つの冷却ノズル（２３）が設けられており、冷却ゾーンはそれぞれ個々に制御され、それにより少なくとも一つの冷却ノズル（２３）を開放または閉鎖すること、を特徴とする方法。
12. 冷却ゾーン（２２）は、縁部領域（Ｒ）内で搬送方向（Ｔ）を横断する方向において制御され、それにより冷却ブロック（１６）に対する冷却を所定の鋳造幅に適合させること、を特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 冷却ゾーン（２２）は搬送方向（Ｔ）に沿って制御され、それにより冷却を、所定のプロセスパラメータ、特に金属タイプ、所定の金属合金、鋳造幅、鋳造速度、または鋳造プロファイルに適合させること、を特徴とする請求項１１または１２に記載の方法。

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