JP2810113B2

JP2810113B2 - 金属薄帯の搬送及び巻取り装置

Info

Publication number: JP2810113B2
Application number: JP1136958A
Authority: JP
Inventors: 荘七土橋; 純田中; 一彦福谷
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-05-29
Filing date: 1989-05-29
Publication date: 1998-10-15
Anticipated expiration: 2013-10-15
Also published as: JPH03454A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、冷却ドラムの周面で溶融金属が急冷・凝固
することにより生成した金属薄帯を、冷却ドラムから巻
取りドラムまで走行させ、巻取りドラムに巻き取る際に
使用する搬送装置及び巻取り装置に関する。

〔従来の技術〕

溶融金属から金属薄帯を直接鋳造する方法として、単
ドラム方式，双ドラム方式等が知られている。この方法
においては、高速回転する冷却ドラムを周面に流下した
溶融金属は、冷却ドラムを介した抜熱によって急冷・凝
固し、非晶質或いは結晶質の金属薄帯となる。

一般に、注湯ノズルから溶融金属を冷却ドラムの周面
に流下させるとき、溶融金属或いは形成された金属薄帯
は、冷却ドラムの周面に付着して、ある円弧角の間は冷
却ドラムと一緒になって回転する。しかし、溶融金属又
は金属薄帯は、冷却ドラムに加えられた強い冷却の下で
固化，凝固，収縮する。そのため、金属薄帯と冷却ドラ
ムの周面との間の接触面の表面状態が変化し、冷却ドラ
ムに対する金属薄帯の接合力が減少する。また、金属薄
帯は、高速で回転する冷却ドラムによって遠心力を受け
る。その結果、金属薄帯は、冷却ドラムの周面から剥離
されて、非晶質又は微結晶質となって送り出される。

ここで、溶融金属又は金属薄帯が冷却ドラムの図面に
付着している間の接触角は、溶融金属の組成，冷却ドラ
ムの材質，温度，雰囲気ガスの種類等によって異なる。
また、これら条件が仮に同じであっても、たとえば周速
15〜40m/秒という高速で冷却ドラムが回転しているた
め、接触角が変化し易く、冷却ドラムの周面から金属薄
帯が離間する位置が変動する。

しかも、冷却ドラムから高速で飛び出した金属薄帯
は、鋳造開始時の大きな条件変動の影響を受けるため、
先端形状が不規則である。このように高速で送り出され
る金属薄帯の不規則な先端を捕捉し、巻取りドラムに金
属薄帯を整然と巻き取ることは非常に困難である。その
ため、鋳造された金属薄帯は、不規則な山積み状態とな
って堆積する。そして、この山積み状態から人手によっ
て、金属薄帯をほぐしながらコイル状に巻き取ってい
た。

しかし、このような巻取り方法では生産性が低い。た
とえば、単ドラム方式や双ドラム方式で鋳造される金属
薄帯は、20〜100μｍと極めて薄く、しかも300mm以下の
狭い板幅で長尺のものである。このような形状をもつ金
属薄帯を山積み状態から人手によりほぐしながら巻き取
ることは、この段階での作業に長時間を要し、鋳造法自
体の生産性を低下させる回路となる。また、金属薄帯を
ほぐす際に、折曲り，破断等が生じ易く、歩留りを低下
させる原因となる。

そこで、工業的な規模で大量の金属薄帯を生産する上
では、金属薄帯の先端を捕捉して巻取りドラムに誘導す
る機構を備えた高速巻取り装置を開発することが必要と
なる。この要求に応えるべく磁石を使用した吸着巻取り
方法（特開昭53−36029号公報），金属薄帯の先端を把
持し所定位置に案内する機構を備えたメカニカル式把持
法（特開昭55−24961号公報），内部を減圧した巻取り
ドラムの周面に金属薄帯を吸着させる減圧吸着法（特開
昭55−156646号公報，特開昭57−94455号公報）、その
他多数の方法が提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、磁気吸着により金属薄帯を巻取りドラ
ムに巻き付ける方式では、巻き取られる金属薄帯が強磁
性体であることを前提にしている。そのため、この方式
は、弱磁性，非磁性等の性質を呈する金属薄帯には不向
きである。また、メカニカル把持法や減圧吸着法では、
ドラム１巻き目の捕捉に失敗すると、鋳造そのものを中
止せざるをえない欠点がある。しかも、減圧吸着法にあ
っては、巻取りドラム内部の減圧が金属薄帯の巻取りに
有効に働かない欠点もある。

また、これら巻取りドラムまで、如何にして金属薄帯
を安定した走行状態で搬送させるかについても、これま
でのところ効果的な解決策が提案されていない。

そこで、本発明は、金属薄帯の搬送路に沿って複数の
ブラシ植設ベルトを配置し、これらブラシ植設ベルトで
金属薄帯を案内しながら巻取りドラムに送ることによ
り、金属薄帯の走行状態を安定化し、金属薄帯の材質に
係わりなく巻取りドラムに確実に金属薄帯を巻き取るこ
とを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の搬送装置は、その目的を達成するために、高
速回転する冷却ドラムの周面で溶融金属を急冷・凝固す
ることによって生成された金属薄帯を前記冷却ドラムか
ら巻取りドラムに搬送する装置であって、前記冷却ドラ
ムから前記巻取りドラムに走行する前記金属薄帯の搬送
路に沿って複数のブラシ植設ベルトを走行可能に配列
し、各ブラシ植設ベルトがブラシ毛をディスク軸方向に
間隔をおいた多数列で櫛歯状に植設しており、隣接する
ブラシ植設ベルトのブラシ毛が前記ブラシ毛の間隔に挿
入されていることを特徴とする。

ここで、複数のブラシ植設ベルトが金属薄帯の搬送路
両側に配置されており、金属薄帯の導入部分では両側に
あるブラシ植設ベルトの距離を大きくすることが好まし
い。

また、本発明の巻取り装置は、高速回転する冷却ドラ
ムの周面で溶融金属を急冷・凝固することによって生成
された金属薄帯を巻取りドラムに巻き取る装置であっ
て、前記巻取りドラムの周囲に多数のブラシ植設ベルト
を走行可能に配列し、各ブラシ植設ベルトがブラシ毛を
ディスク軸方向に間隔をおいた多数列で櫛歯状に植設し
ており、隣接するブラシ植設ベルトのブラシ毛が前記ブ
ラシ毛の間隔に挿入されていることを特徴とする。

この巻取りドラムの周囲に配置された多数のブラシ植
設ベルトは、巻取りドラムに巻き取られた金属薄帯の厚
みに応じて、巻取りドラムから半径方向に移動できるも
のであることが好ましい。

また、冷却ドラムの鋳造位置よりも下流側の周面、前
記冷却ドラムから巻取りドラムまで走行する金属薄帯の
両側、及び前記巻取りドラムの周面に沿って、多数のブ
ラシ植設ベルトを走行可能に配列することもできる。

〔作用〕

第１図は、本発明において使用するブラシ植設ベルト
が金属薄帯に与える作用を説明するための図である。金
属薄帯１は、矢印Ｐで示す方向に沿って走行する。この
金属薄帯１の両側に、ブラシ植設ベルト2a,2b,3a,3bを
多数配置する。そして、下側ブラシ植設ベルト2a,2bを
上側ブラシ植設ベルト3a,3bの回転方向と逆方向に回転
させ、個々のブラシ植設ベルト2a,2b,3a,3bの回転速度
を金属薄帯１の走行速度より大きくすることによって、
走行方向Ｐに沿った力が金属薄帯１に与えられる。

個々のブラシ植設ベルトには、第２図に示すようにベ
ルト４の周方向に沿って多数のブラシ毛５が多数列に植
設されており、各列のブラシ毛５の間には隙間６が形成
される。この隙間６には、隣接するブラシ植設ベルトの
ブラシ毛５が挿入される。また、ベルト４は、少なくと
も一方が駆動源に接続されたプーリ4a,4bによって無限
軌道に沿って走行する。したがって、隣り合うブラシ植
設ベルトは、多数列で形成されるブラシ毛５で構成され
た櫛歯を互いに重ね合わせながら、同一方向に回転す
る。

このブラシ毛５が金属薄帯１の一面に接触することに
よって、走行方向Ｐの搬送力が金属薄帯１に与えられ
る。このとき、たとえばブラシ植設ベルト2aの周面に沿
って金属薄帯１が曲がろうとした場合、後続するブラシ
植設ベルト2bのブラシ毛５により反対方向の力が金属薄
帯１に与えられ、正規の搬送路に金属薄帯１が戻され
る。

また、ブラシ毛５は、撓みながら金属薄帯１の一面に
接触する。そのため、走行する金属薄帯１に適度の張力
が加えられ、金属薄帯１にバタツキや蛇行が生じること
が防止される。

このように金属薄帯１を両側のブラシ植設ベルト2a,2
b,3a,3bで挟持した状態で走行させるとき、たとえ走行
中の金属薄帯１に破断が生じた場合にあっても、金属薄
帯１の破断部に対してブラシ植設ベルト2a,2b,3a,3bの
搬送力が伝えられ、作業を何ら中断させることなく、金
属薄帯１を搬送させ、巻き取ることができる。

このブラシ植設ベルト2a,2b,3a,3bを金属薄帯１の搬
送路両側に沿って多数配置するとき、金属薄帯１は、下
側ブラシ植設ベルト2a,2b及び上側ブラシ植設ベルト3a,
3bの間を通って搬送されるため、走行状態が安定にな
る。これが、請求項１に記載した搬送装置が呈する作用
である。

また、巻取りドラムの周囲に多数のブラシ植設ベルト
を配置するとき、金属薄帯は、巻取りドラムの周面に接
触して走行し、確実に巻取りドラムの周囲を捲回する。
そのため、高速で送り込まれる金属薄帯であっても、巻
取り作業が確実に行われる。これが、請求項３に記載し
た巻取り装置が呈する作用である。

更に、冷却ドラムの周面に設けた鋳造部よりも下流側
から冷却ドラムの周面に沿ってブラシ植設ベルトを多数
配置し、これらブラシ植設ベルトによって金属薄帯を冷
却ドラムの周面に押し付けるとき、冷却ドラムに対する
金属薄帯の接触長を一定にすることができる。従来では
圧縮ガスの吹付けにより冷却ドラムに対する金属薄帯の
接触を図っていたが、この圧縮ガスに吹付けに代えてブ
ラシ植設ベルトを採用することにより、ガス供給用の配
管設備が不要になることは勿論、鋳造雰囲気の制御が容
易になる。これが、請求項５に記載した搬送及び巻取り
装置が呈する作用である。

〔実施例〕

第３図は、本発明に従った搬送装置及び巻取り装置を
組み込んだ単ドラム方式の連続鋳造設備を示す。なお、
搬送装置及び巻取り装置は、それぞれ単独に採用しても
良い。たとえば、巻取り装置としては、前述した磁気吸
着方式，メカニカル把持方式，減圧吸着方式等の設備構
成とすることができる。また、単ドラム方式に代えて、
双ドラム方式により金属薄帯を鋳造する連続鋳造設備に
対しても、本発明が同様に適用されることは勿論であ
る。

鋳造される溶融金属７は、中間容器８に収容され、高
周波コイル等のヒータ９で所定の温度に保持される。或
いは、固体状の原料を中間容器８に装入してヒータ９で
溶解し、溶融金属７とすることもできる。中間容器８の
下部には注湯ノズル10が設けられており、上部には加圧
用の不活性ガス11を導入するための開口部が形成されて
いる。注湯ノズル10は、冷却ドラム12の周面に対向して
いる。不活性ガス11の吹込み量を調整することによっ
て、中間容器８の内圧が一定に維持され、注湯ノズル10
から流出する溶融金属７の流量を制御することができ
る。

冷却ドラム12の周面に流下した溶融金属７は、冷却ド
ラム12を介して急冷・凝固され、金属薄帯１となりなが
ら、高速回転する冷却ドラム12と一体的に回転する。こ
の冷却ドラム12の周面に接触しながら金属薄帯１が走行
する段階で、金属薄帯１の種類によっては冷却ドラム12
周面から金属薄帯１が離間する位置が異なる。そこで、
冷却ドラム12周面に対する金属薄帯１の接触長を一定に
するため、本実施例では、鋳造位置よりも下流側にある
冷却ドラム12の周面に押えパッド13を対向させている。
この押えパッド13は、図示するように冷却ドラム12の周
面に対応した形状の管部14を備えており、冷却ドラム12
周面に対向する側に多数のガス噴出口15が穿設されてい
る。ガス供給口16から送り込まれた押えガス17は、管部
14を経由してガス噴出口15から金属薄帯１の表面に吹き
付けられる。これにより、金属薄帯１が冷却ドラム12の
周面に押し付けられ、押えパッド13を配している範囲に
おいて冷却ドラム12周面と金属薄帯１との接触状態を一
定に維持することができる。

押えパッド13の下流側端部には、前述したブラシ植設
ベルトのうち、最初のブラシ植設ベルト2aが配置されて
いる。このブラシ植設ベルト2aの回転速度を金属薄帯１
の走行速度よりも高めに維持するとき、ブラシ植設ベル
ト2aを周回する方向の力が金属薄帯１の表面側に作用す
る。その結果、冷却ドラム12の周面から金属薄帯１の離
間が促進される。なお、この離間を一層確実に行うた
め、図示の例では、金属薄帯１と冷却ドラム12周面との
間に剥離用ガスを吹き付けるためのノズル18を対向させ
ている。

冷却ドラム12周面から離間した金属薄帯１は、上下２
段に配置されたブラシ植設ベルト2a,2b,3aの間を進行す
る。これらブラシ植設ベルト2a,2b,3aは、個々に或いは
適宜のブロックとして回転伝達軸に連結されており、金
属薄帯１の走行速度より若干高めの速度で回転される。
ここで、上側には、一つのブラシ植設ベルト3aを配置し
ているが、この配置個数は冷却ドラム12から巻取りドラ
ム12までの距離に応じて適宜定められるものである。ま
た、下側のブラシ植設ベルト2a〜2cを連続した１本のベ
ルトとすることも可能である。

また、上側ブラシ植設ベルト3aの入側を、下側ブラシ
植設ベルト2a,2bから若干離して配置することにより、
広範囲にわたって金属薄帯１を受け取ることができる。
そのため、冷却ドラム12から送り出された金属薄帯１に
多少のバタツキがあっても、そのバタツキを吸収して金
属薄帯１を上側及び下側ブラシ植設ベルトの間に案内す
る。

金属薄帯１は、下側ブラシ植設ベルト2aと上側ブラシ
植設ベルト3aとの間に送り込まれた後、上段及び下段の
ブラシ植設ベルトにより挟持された状態で、搬送路Ｌを
走行する。このとき、金属薄帯１に加えられる走行方向
Ｐの力は、ブラシ毛５の撓みにより生じるものであるた
め、適度な力となる。その結果、安定した張力が金属薄
帯１に加えられ、バタツキや蛇行のない走行状態とな
る。また、過大な力が金属薄帯１に発生しないため、冷
却ドラム12周面と金属薄帯１との間の滑り、ひいては鋳
造領域に対して悪影響を与えることがない。

搬送路Ｌの下流側には、巻取りドラム19が配置されて
いる。この巻取りドラム19の周囲には、前述したブラシ
植設ベルト2a,2b,3aと同様なブラシ植設ベルト20a,20b,
20c・・・が、互いに櫛歯を重ね合わせて配置されてい
る。これらブラシ植設ベルト20a,20b,20cは、巻取りド
ラム19の曲率半径に応じて湾曲しているので、ベルト４
の両端に設けたプーリ4a,4bの間に単数又は複数の中間
プーリ4cを介在させて、湾曲形状を維持させる。

多数のブラシ植設ベルト20a,20b,20cをこのように巻
取りドラム19と同心円状に配置することによって、直進
しようとする金属薄帯１を、巻取りドラム19の周面に沿
った軌道に沿って走行させる。このとき、巻取りドラム
19に対する金属薄帯１の押付け力は、ブラシ毛５の撓み
により得られる。すなわち、金属薄帯１の材質に係わり
なく、物理的な力で巻取りドラム19に対する金属薄帯１
の密着状態が維持される。また、巻取りドラム19の内部
を減圧して金属薄帯１を吸着する場合に問題とされた巻
付きが不安定になることもない。

金属薄帯１の巻取りに作用するブラシ植設ベルト20a,
20b,20cの配置範囲は、巻取りドラム19の全周長さに近
くなるほど、金属薄帯１を巻取りドラム19周面に密着さ
せる作用が確実となる。しかし、巻取りドラム19の全周
にブラシ植設ベルト20a,20b,20c・・・を配置しようと
すると、次の層を構成する金属薄帯１が送り込まれる部
分に配置されるブラシ植設ベルトとして、小径のものを
使用することが必要になる。そこで、図示の例において
は、この部分にガイド板21を配置し、このガイド板21と
巻取りドラム19との間に金属薄帯１を案内している。

ガイド板21に至る段階でブラシ植設ベルト20a,20b,20
c・・・によって金属薄帯１が巻取りドラム19周面に押
し付けられる。また、ガイド板21を出た直後の金属薄帯
１は、その上に積層される金属薄帯１の部分で巻取りド
ラム19に押し付けられる。

このようにして、一定の張力を付与しながら、冷却ド
ラム12から搬送路Ｌを経て巻取りドラム19に金属薄帯１
を送り込み、巻取りドラム19に金属薄帯１を巻き付けて
いる。そのため、走行中の金属薄帯１にバタツキや蛇行
が生じることなく、両端縁が揃った状態で金属薄帯１が
巻取りドラム19に巻き取られる。

金属薄帯１の巻取りにしたがって、巻取りドラム19の
実効径が大きくなる。そこで、この実効径の増加に対応
し、各ブラシ植設ベルト20a,20b,20c・・・を巻取りド
ラム19の中心から後退させる機構を組み込むことが有効
である。そのための手段としては、各ブラシ植設ベルト
20a,20b,20c・・・のプーリ4a,4b,4cの回転軸を回転自
在に連結するビーム22に前後進用の支持アーム23を取り
付け、巻取りドラム19に巻き付けた金属薄帯１の層厚を
検出しながら、この層厚に基づいて支持アーム23を伸縮
させる方式を採用することができる。なお、この前後進
機構は、他の個所に配置されているブラシ植設ベルト2a
〜2c,3aに敷設することもできる。

また、第３図では、押えパッド13によって金属薄帯１
を冷却ドラム12の周面に押し付けている。しかし、この
押えパッド13に代えて、前述した多数のブラシ植設ベル
トを冷却ドラム12の周面に沿って配置することも可能で
ある。この場合、冷却ドラム12の周面に沿って配置され
たブラシ植設ベルトは、金属薄帯１の走行速度と同期さ
せて回転する。このブラシ植設ベルトの採用により、押
さガスを使用する必要がなくなるため、中間容器８から
隙間６までを密閉チャンバー内に配置し、雰囲気を制御
することが容易となる。したがって、酸化され易いAl等
の元素を多量に含む溶鋼から金属薄帯を鋳造するときに
使用される設備も、容易に構築される。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明においては、隣接する
ブラシ植設ベルトの櫛歯を互いに重ね合わせた状態で、
多数のブラシ植設ベルトを金属薄帯の搬送路に配置する
ことによって、冷却ドラムから巻取りドラムまでの搬送
路における金属薄帯の走行状態が安定化し、バタツキや
蛇行が防止される。しかも、仮に金属薄帯が途中で破断
した場合にあっても、破断後の金属薄帯の先端が何ら支
障なくブラシ植設ベルトによって下流側に搬送される。
そのため、金属薄帯の巻取りが容易に行われる。

また、巻取りドラムの周囲に同心円状に配置したブラ
シ植設ベルトは、巻取りドラムに対する金属薄帯の密着
状態を確保し、安定した巻取り作業を保証する。このよ
うにして、金属薄帯は、両端縁が揃った状態で巻取りド
ラムの周囲に捲回されるため、この状態のままで次工程
に搬送することができ、単ドラム方式や双ドラム方式等
の高速鋳造の生産性が向上する。

更に、冷却ドラムの周囲にブラシ植設ベルトを配置し
て、このブラシ植設ベルトによって鋳造された金属薄帯
を冷却ドラムの周囲に押し付けるとき、押えガスを使用
した押えパッドの場合と異なり、雰囲気に影響を与えな
い金属薄帯の走行が可能となる。そのため、設備全体を
密閉チャンバー内に配置し、保護雰囲気下で鋳造を行う
ための設備構成が実現される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の作用を説明するための金属薄帯とブラ
シ植設ベルトとの接触状態を示し、第２図は隣接するブ
ラシ植設ベルトの関係を示し、第３図は本発明を単ドラ
ム方式の連続鋳造設備に適用した実施例を示す。 1:金属薄帯、2a,2b:下側ブラシ植設ベルト 3a,3b:上側ブラシ植設ベルト、4:ベルト 4a〜4c:プーリ、5:ブラシ毛 6:隙間、7:溶融金属 8:中間容器、9:ヒータ 10:注湯ノズル、11:不活性ガス 12:冷却ドラム、13:押えパッド 14:管部、15:ガス噴出口 16:ガス供給口、17:押えガス 18:ノズル、19:巻取りドラム 20a〜20c:ブラシ植設ベルト（巻取り用） 21:ガイド板、22:ビーム 23:支持アーム P:走行方向、L:搬送路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者福谷一彦福岡県北九州市八幡東区枝光１丁目１番１号新日本製鐵株式會社第三技術研究所内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B22D 11/06 390 B21C 47/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】高速回転する冷却ドラムの周面で溶融金属
を急冷・凝固することによって生成された金属薄帯を前
記冷却ドラムから巻取りドラムに搬送する装置であっ
て、前記冷却ドラムから前記巻取りドラムに走行する前
記金属薄帯の搬送路に沿って複数のブラシ植設ベルトを
走行可能に配列してなり、各ブラシ植設ベルトがブラシ
毛をベルト幅方向に間隔をおいて櫛歯状に多数列植設し
ており、隣接するブラシ植設ベルトのブラシ毛が対向す
るブラシ毛間に相互に挿入されていることを特徴とする
金属薄帯の搬送装置。
【請求項２】請求項１記載のブラシ植設ベルトが金属薄
帯の搬送路両側に配置されており、金属薄帯の導入部分
では両側にあるブラシ植設ベルトと金属薄帯搬送路との
距離を大きくしたことを特徴とする金属薄帯の搬送装
置。
【請求項３】高速回転する冷却ドラムの周面で溶融金属
を急冷・凝固することによって生成された金属薄帯を巻
取りドラムに巻き取る装置であって、前記巻取りドラム
の周囲に複数のブラシ植設ベルトを走行可能に配列し、
各ブラシ植設ベルトがブラシ毛をディスク軸方向に間隔
をおいた多数列で櫛歯状に植設しており、隣接するブラ
シ植設ベルトのブラシ毛が前記ブラシ毛の間隔に挿入さ
れていることを特徴とする金属薄帯の巻取り装置。
【請求項４】請求項３記載のブラシ植設ベルトが、巻取
りドラムから半径方向に移動可能に配置されていること
を特徴とする金属薄帯の巻取り装置。
【請求項５】溶融金属を急冷・凝固して金属薄帯に鋳造
する冷却ドラムの鋳造位置より下流側の周面、前記冷却
ドラムから巻取りドラムまで走行する金属薄帯の両側、
及び前記巻取りドラムの周面に沿って、多数のブラシ植
設ベルトを走行可能に配列し、各ブラシ植設ベルトがブ
ラシ毛をディスク軸方向に間隔をおいた多数列で櫛歯状
に植設しており、隣接するブラシ植設ベルトのブラシ毛
が前記ブラシ毛の間隔に挿入されていることを特徴とす
る金属薄帯の搬送及び巻取り装置。