JP3717518B2 - 金属ストリップを鋳造するための方法と装置、及びこれに使用される射出器 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、金属ストリップを連続的に鋳造するための方法と装置に関する。特に、本発明は、金属、例えば、アルミニウム（アルミニウム合金を含む）、銅、鋼、その他の金属の連続鋳造に関し、熱を移動させるベルト、ロール、輪又はキャタピラブロックの形で、特に、一対の可撓性の熱を移動させるバンドまたはベルト、例えば、双ベルト鋳造機中の金属ベルトで構成された、１以上の移動表面を使用するものである。
背景技術
金属ストリップの連続鋳造は、多年の間開発され、多くの改良がなされている（例えば、シビロッティ（Sivilotti)に対する米国特許４０６１１７７における双ベルト鋳造装置での案内、安定化及び冷却への改良を参照）が、経済的な価格で優れた表面性状の最終金属製品を得るには、未だ困難がある。
鋳造品の表面外観が、鋳造過程で遭遇する幾つかの要素によりたやすく低下するという特別の問題がある。例えば、離型層が、鋳造表面から冷却製品を離型させるために鋳造表面に通常付着される。しかし、離型層が非常に均一に付着されなければ、製品の表面の異なった領域が、異なった外観を有することになる。さらに、溶融金属との接触後には、鋳造表面は、その金属と離型剤とからの摩耗物により汚染されることになり、そのような材料の存在は、製品の外観に影響を及ぼすことになろう。
表面問題はまた、溶融金属が、移動する鋳造表面に供給することからも生じ得る。金属の供給は、鋳造表面の作動幅を拡張する射出器によって、通常は達成されるが、射出器に移動鋳造表面からの正確な小距離だけ間隔を設けていなければ問題が生じる。しかし、移動鋳造表面と接触しないでその距離を維持する方法は、非常に正確というわけではなく、（例えば、金属をフラッシュバックさせるような機械的熱的歪みにより）充分に信頼できるものでなく、また、移動鋳造表面との接触を利用する方法は、鋳造表面に塗布された離型剤の層が通常は破壊されるか、又は、ベルトへの熱伝導により射出器中で金属の早めの凝固が生じる。
従って、最終製品と操業の信頼性におけるその欠点を克服するためのこのような鋳造方法とその装置を改良する必要がある。
過去には、以下のように、同様の問題を解決する特別の試みがなされていた。
１９４７年３月５日にLeconteらに発行された米国特許３７９５２６９には、移動できるエンドレス表面間での金属の鋳造のための方法と装置を開示している。２層ドレッシングが各鋳造表面に塗布され、鋳造表面に強固に接着された永久断熱コーティングと、金属がコーティングに付着するのを防止するためそのコーティング上に付着した固体粒子状の離型剤の層とから成っている。鋳造表面は、鋳型を形成する鋳造領域を通過して循環され、溶融金属は、連続的に鋳造表面間の鋳型中に射出され、これにより、鋳型内での金属の凝固後には鋳型から連続的に取り出されて金属ストリップが形成される。ブラシ配列が、鋳造ストリップを分離した後で新しい固体離型剤が塗布される前に鋳造表面が清掃される。
三菱重工業株式会社（Mitsubishi Heavy Industry Co.Ltd.)の名称で出願され、１９８９年５月２５日に公開された日本特許出願ＪＰ−Ａ−１−１３３６４９号には、双ドラム連続鋳造装置が開示され、これは、鋳造ドラムの表面に付着する酸化物によって生じる金属の不均質な凝固が、ブラシの使用に訴えるよりもむしろ、金属からの分離に引き続いて、サンドベルトで、ドラム表面を清浄化することにより、回避される。コーティング表面は、ドラムの抜熱容量を制御するため、溶融金属に接触するに先立っＭｇＯやＷＣ等のような、固体粒子状断熱材料が塗布されている。この材料もまた、新しい固体断熱材が塗布される前のドラムの鋳造表面を磨くサンドベルトの作用で除去される。
Hunter Engineering Companyにより出願され、１９８０年５月３０日に公開されたフランス特許出願ＦＲ−Ａ−２４４０２３９は、連続金属鋳造機のための溶融金属供給チップを開示しており、これは、コロイド状シリカの分散物を含む水溶液中の耐火繊維のスラリーから形成されている。液体がスラリーから抽出されて耐火物繊維の可撓性のフェルト状の毛布を形成し、次いで、閉じたダイキャビテイの中で圧縮され、加熱されて、供給チップの硬質の半割り部分が形成される。この２つの半割り部分を組み立てて、それらの間に溶融金属供給間隙を有する供給チップを形成する。
Gyongyosに対して１９７３年９月２７日に与えられた米国特許３７７４６７０は、溶融金属を、ストリップ鋳造工程で連続的の移動する壁によって形成された鋳型の中に配送するノズルが開示されている。ノズルと鋳造表面（好ましくはブロック状の鋳造表面）との間の自己潤滑スペーサの使用が言及されているが、鋳造表面に適用されるコーティングと結合してこのスペーサを使用することはなんら述べられていない。
発明の開示
本発明の目的は、連続鋳造法、特に、ベルト鋳造法により製造された金属ストリップ製品の品質を改良することにある。
本発明の別の目的は、鋳造金属のために使用される射出器の放出口が、鋳造製品と摩擦がなく鋳造表面から正確で均一な距離に保持されることを可能にすることである。
本発明の別の目的は、鋳造金属ストリツプを製造するための装置に使用される改良された射出器を提供することである。
本発明のさらにもう一つの目的は、金属の連続ストリップ鋳造の過程で会う問題を克服することである。
本発明の１つの態様によれば、金属ストリップを連続鋳造するための方法が提供され、この方法は、鋳型を通って連続的に回転している少なくとも１つの鋳造表面を有する鋳型に溶融金属を連続注入すること、及び、その金属の冷却の後に、鋳型から引き出された凝固金属のストリップを取り外すことを含む。離型剤の層は、その少なくとも１つの鋳造表面が鋳型内での溶融金属と接触する前に、その表面に均一に連続的に付着される。離型剤の全部は、その中には摩耗物が含まれるが、その少なくとも１つの鋳造表面が鋳型から出て来た後であって且つ鋳型内での溶融金属と接触するに先立ってその表面に新しい離型剤を塗着する前に、その表面から連続的にその鋳造表面から除去される。
鋳型内への溶融金属の連続的射出は、溶融金属のための放出口を含む可撓性チップによるのが好ましい。チップは、チップを通す鋳造表面の形状に適合している。可撓性チップは、鋳造表面上の離型層に対して直接的に摩耗に耐えることができるか、または、少なくとも１つのスペーサを経て鋳造表面に対して摩耗に耐えるものであればよく、このスペーサは、鋳造表面から予め決定した間隙を維持するものであって、金属ストリップの表面性状を低下させるような鋳造表面上の離型剤の層の変動を避けるものである。
本発明はまた、上記方法を実施するための装置に関する。
その方法及び装置は、特に、液体、粉体及び混合物（液体中の粉末）の離型層を含めて、広い範囲の離型層に適用されることができ、特に、液体離型層に適用可能である。
液体離型層は、いろいろなベルト鋳造の装置と方法にもっとも頻繁に使用され、より低い温度が液体の効果的な使用を可能にする。
本発明の別の態様によると、鋳型を通して連続的に循環する少なくとも１つの鋳造表面を有する鋳型を形成すること、及び、溶融金属を鋳型に連続的に射出し、鋳型内での金属の凝固の後に鋳型からその凝固金属のストリップを取り出すことによって、金属ストリップを連続的に鋳造する方法が提供され、ここに、金属は、溶融金属のための放出口を含む可撓性チップを有する射出器を通じて鋳型内へ射出され、当該チップは鋳造表面の形状に合致しているものである。
本発明はまた、上記方法を実施するための装置に関する。
本発明の方法と装置は、単一ロール又は双ロール鋳造機、ブロック又はキャタピラ鋳造機、ホイール鋳造機、ホイール−ベルト鋳造機（例えば、Secim鋳造機）及び双ベルト鋳造機を含めて、金属ストリップの連続鋳造のための広い範囲の鋳造方法に使用されるものであるが、これらは、特に、少なくとも１つの鋳造表面が移動ベルトにより形成されているような鋳造機に適用でき、特に、相対的に滑らかな鋼又は銅のベルトを使用する双ベルト鋳造機に適用できるものである。
移動ベルト鋳造機に使用されるベルトは、表面の熱歪みを防止するために相対的に低温に維持され、それによって、ベルトと溶融金属との間に実質的な温度勾配を形成しなければならない。そこで、射出器チップでの温度制御の問題が、その鋳造機には最も重要になり、本発明の射出器に達成できるような制御された接触と間隙が特に有利になる。
本発明のさらに別の態様によると、射出器により溶融金属が射出される少なくとも１つの移動鋳造表面を有する連続鋳造装置のための溶融金属射出器が提供され、射出器は、一対の間隔を設けた耐火部材を含み、耐火部材は、上流側金属入り口部のある射出器の通路を形成している内面と、下流側金属出口を含むチップとを有し、さらに、耐火部材は、可撓性で、使用時には、チップが移動鋳造表面の表面形状に適合する。
可撓性チップは、鋳造表面に直接接触しても、又は、スペーサにより鋳造表面から離れてでも、使用される。何れの場合も、チップは、離型層を伴って、または伴わないで使用できる。
１つの特別の具体例は、双ベルト鋳造機の鋳造表面上に離型層を直接接触させる可撓性チップを使用するもので、多くの金属または合金に適した方法を提供する。
しかし、重大な表面の要求を有する金属製品については、離型層から間隔を設けた可撓性チップが好ましい。
いかに特別な金属であろうと制限されないが、本発明の方法と装置とは、特に、相対的に低融点金属、例えば、アルミニウムとアルミニウム合金の鋳造に有用であり、表面欠陥と損害の形成を受けやすい「凝固範囲の大きい合金」の鋳造に特に適している。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の１の態様による離型層除去装置を示すベルト鋳造装置の一部の単純化した断面図である；
図２は、鋳造装置の鋳造表面に新しい離型剤の層を塗着するために使用される装置の単純化した平面図である；
図３は、図２の装置の単純化した縦断面図である；
図４は、本発明の他の態様を例示する金属射出器の斜視図である；
図５Ａは、図４の射出器の一部の部分縦断面図である；
図５Ｂは、破線ＶBで囲まれた図５Ａの一部分の拡大図である；
図６は、図４の射出器の拡大部分斜視図である；
図７は、図４の射出器に使用できる形式の網スペーサの横断面図である；
図８は、図７に示した形式の網スペーサの接触点を示す鋳造表面の平面図である。
本発明を実施するための最良の形態
本発明は、双ベルト鋳造機、例えば、シビロッティ（Sivilotti）に対する米国特許４０６１１７７に示した型の、双ベルト鋳造機に、主に関連しているが、決してこれに限られない。以下の開示は、本発明の方法と装置を例示するためのこの種の双ベルト鋳造機に関連している。
本発明の好ましい具体例において、鉱油、又は、合成油と植物油との混合物から通常は成っている液体離型剤を利用し、これらは、溶融金属が金属射出器により鋳造表面に付着される前に鋳造ベルトの鋳造表面に塗着される。離型剤は、溶融金属と接触した時は、ガスになって凝固金属がベルトに粘着する傾向を低減し、また、鋳造表面に断熱手段も提供するものである。固体粒子の層、例えば、グラファイトやタルクなどが従来この目的で使用されているが、しかし、液体でなくて、液体中の粒子の混合物が、離型剤材料による金属製品の表面汚染を避けるために、本発明には好ましい。
溶融金属との接触中に離型剤中に摩耗物が必然に蓄積することによって生じる困難を回避するために、離型層は、金属製品が鋳造表面から離型された後であって且つ離型剤の新しい層と更に溶融金属とを付着する前において、ベルトの鋳造表面から完全に除去される。
このことは、添付図面の図１に示した型の装置によって達成され得る。双鋳造機１０の一端における上側ベルト１１の一部が、図に示されている。ベルトの表面１１Ａは、溶融金属の層を供給するための射出器側に矢印Ａの方向に動く（不図示）。金属は、矢印Ｂの方向に移動する戻りの表面１１Ｂと接触してスラブ２６として凝固する。ベルト１１の部分１１Ｃは、凝固金属ストリップとの接触から新たに開放されて、高温金属との接触に続いて生じる摩耗物で汚染された離型液の表面コーティングを有している。液体離型剤の新しい層が、溶融金属層を付着するための射出器の上流側の場所（不図示）でベルトの鋳造表面１１Ａに塗着される。
離型層除去装置１２が、新鮮な新しい離型剤が付着される前に古い離型層と摩耗物とをベルトの表面から完全に除去するために、ベルト１１に近接して配置されている。除去装置１２は、ベルトの幅を横切って広げた中空ケース１４から成り、ベルト１１の近い面に対面する開口側１５を除いて、全ての側面が閉じられている。平坦なスプレーノズルを有するスプレーバー１６が、そのケース内に配置され、洗浄液（好ましくは、容積で３０％のケロシンと容積で７０％の水との不燃性の離型容易な混合物）の高圧（好ましくは、３４００−６９００ＫＰａ（５００−１０００p.s.i））のカーテンスプレー１８を、加圧供給管１９からベルト表面に向けてある。洗浄液のスプレーは、ベルトが除去装置１２を通り過ぎて移動するときに、殆どの離型液と汚染摩耗物をベルトの表面から除去する。ベルト表面上の残っている液体または固体は、可撓性で好ましくはエラストマー材料、例えば、ナイロン、シリコーンゴム、またはブナ−ｎから製作されたスクレーパ２０により除去され、スクレーパは、ベルトに対して４５°に傾斜し、ケースの開口側１５の上端にシールを形成し、圧力の下で絞出し器として作用して、ベルトに対して摩耗に耐えることができる。ケース１４の低い方のエッジ２１は、ベルト表面上の付着固体摩耗物を装置１２に入れさせるのに充分に大きい隙間２２によってベルトの鋳造表面から隔設され、これによりケースのエッジの下がトラップになることなく、そしてベルトへの損傷の原因になることがない。最も多くの適用のために、隙間２２は、０．４ｍｍと０．６ｍｍ（０．０１５から０．０２５インチ）の間に保たれる。洗浄液は、ケース内に生じた減圧（例えば、水柱３８ｃｍ（１５インチ））によってケース内に引き込まれた空気の流入により、隙間２２を通ってケース１４から抜け出すのが妨げられている。減圧は、パイプ２３を経由してケースの内部から空気を抜く真空ポンプ（不図示）によって作られる。最も好ましいのは、ケースは、下側エッジ２１とこの下側エッジでの空気の流入を最大にするための上側エッジにおけるスクレーパ２０とを除いたあらゆる場所で移動ベルト表面に対して可撓性のエッジ（不図示）によって密封されることである。
使用された洗浄流体と汚染物は、ケース内に集まり、気圧ドレイン管２０を通じて、貯蔵器（不図示）に取り除かれ、使用された材料は、濾過されて再循環できる。
同様の離型剤除去装置を備えた同様のベルト（不図示）が、その金属スラブ２６の直下に設けられて、その双ベルト鋳造機の第２の部分が備えられている。
離型層除去装置１２は、離型液と固体摩耗物との汚染された層をベルト表面から速やかに、効果的に且つ連続的に除去するのを可能にし、移動する鋳型から出て来るベルトの鋳造表面１１は完全に清浄であり、再び溶融金属を受容する前に離型剤の新しい層の塗着の準備ができている。
ベルト鋳造機の適当な操作のためには、新しい離型液の層を、ベルトの幅に薄く且つ均一に塗着しなければならない。液体層の厚みは、通常は、鋼ベルトにつき２０から２００μｇ／ｃｍ²の範囲に、または、銅ベルトにつき２０から５００μｇ／ｃｍ²の範囲にあるべきであり、ベルトの幅を横断して約±５％（即ち、最大１０％の変化）だけの変化にすべきである。このような仕様を有する層は、各種の方法、例えば、塗膜を平滑にするブラシに先立って往復する空気噴霧スプレーガンによって、又は、ドクターブレードによって、調製することができる。しかし、このような方法には短所がある。スプレーガンとブラシの方法には、離型液の全部がベルトに塗着するのではないので、離型液がどれくらいベルトに塗布されるか判らないからであり、ドクターブレードでは、塗布される離型液の量は、ブレードの設定量と離型液の粘度とベルトの組織依存性との関数である。異なる組成の離型層が、望ましくは、上側ベルト及び下側ベルトに塗布されてよく、また、異なる厚みの層が、同様に使用されてもよい。
これらの問題は、図２と図３に単純化した形で表現したように、非接触型静電スプレー装置を使用することにより回避され得る。この装置は、例えば、エレクトロスタティクコーティングイクィップメント（カナダ）社（Electrostatic Coating Equipment（Canada）Limited）により販売されている静電回転霧化器の改良型があり、各型には、５００００r.p.mまでの速度で回転する１つ以上の回転ベルから成り、１００ＫＶの電位で保持されている。これらのベル中に離型剤が計量され、例えば、電気ギヤモータを使用して、噴霧される。離型剤の量は、ギヤポンプからの液体の流速を変化させることにより変えることができる。
図２に示すように、静電スプレー装置をベルトに沿って互いに重ね合った梯形状に配置することにより、離型剤のベルトの幅に渡る均一な塗着が達成される。液の実際の分布は、ベルトを横切って接触する小金属片を使用して、予備的操作で測定される。その金属片の取外しと正確な重量測定がスプレー分布を知らせるので、必要ならば、均一な塗布のためにこのスプレー装置が調整される。
ベルト表面への離型液の塗布に続いて、ベルトが溶融金属射出器からの溶融金属の層を受けて、その金属が２つ相対するベルト走行の間で鋳造され、ベルト走行が、双ベルト鋳造機の通常の要領で、それらの間の移動鋳造鋳型を決める。
本発明の好ましい態様は、ベルトが射出器を通過した時に射出器がベルト表面上の新しい離型液層の乱れを最小にするように、また、射出器からのベルトへの溶融金属の流れにおける乱れを最小にするように、設計されている。この種の射出器２０は、添付図面の図４、図５及び図６に示されている。
射出器が好ましく成形される材料は、溶融金属に濡れない断熱耐火材料であって、金属鋳造に通常遭遇する温度上昇に対して抵抗を有するものである。溶融アルミニウム及びアルミニウム合金の鋳造においては、適当な材料が、カーボランダムオブカナダ社（Carborundam of Canada Ltd.）から製品番号９７２−Ｈ耐火物シートとして、好ましくは５ｍｍ厚みの材料として、商業的に使用可能である。これは、典型的にはほぼ等量のアルミナとシリカとから成り、通常はある種の硬質化剤（rigidizer)、例えばコロイダルシリカ、例えば、Nalcoag（登録商標）６４０２９などを含むような、耐火物繊維のフェルトである。既成品の形では、フェルトは、コロイダルシリカを含む溶液で満たされている。
射出器を形成する各耐火物部材は、コロイダルシリカの溶液を含む耐火フェルトを形成ダイ中に配置し、ダイ中でフェルトを所望の形状に圧縮する。この形でフェルトは、フェルトを硬質の物体に形成するために予熱ダイを使用するか、又はダイを炉中に置くことにより、加熱される。
フェルトの加熱は、典型的には、約２００℃の温度で１時間実施される。
耐火物部材が長い寸法を有することは、その後の鋳造温度への加熱の際に収縮を生じることが知られており、これは、ある種の問題になっている。その材料は、射出器への組立前に約６００℃に１時間加熱されると、驚くほど寸法的に安定になることが発見された。これは、熱安定化処理と呼ばれ、平坦な耐火物板上に耐火物部材を載置して実施される。
射出器構造体の強度は、上流側の端部の外側表面上のガラス織布メッシュの層を添付することにより、又は、その構造体中特別な位置でガラス織布を付敷することにより、充分に改善される。
この射出器の製造方法は、述べたように、特に、アルミニウム及びアルミニウム合金の鋳造に適した方法である。他の金属、特に、より高温で溶融する金属には、より高い耐火的性質を有し且つ鋳造される金属に対する適切な化学的・機械的抵抗性を有するセラミック材料を必要とする。
これらのセラミック材料は、連続鋳造の技術に精通している人々にはよく知られており、セラミック工業では、広範な開発研究の主題であった。それで、各々個別な鋳造への適用は、鋳造される溶融金属を包容するに最もよく適した材料を、各場合において性質（機械的性質と断熱値）の最もよい範囲でもって、利用することができた。その材料は、好ましくは繊維の形態であり、上述したのと同様の可撓性を考慮して、板状の幾何形状に結合される能力があるべきである。
耐火物の等級の高い方では、炭素繊維が使用され、これは合成物の構造体を形成する炭素結合され、酸化を防止するためにこれらの構造物は不活性ガス遮蔽が必要である。他の材料、例えば、高アルミナ繊維又は高ジルコニア繊維が、耐火性があり、高温で不活性であり、高温耐火性結合剤で結合できる。窒化物耐火物、スピネル、サイアロンを基礎とした同様の繊維がこれらの構造体に同様に使用される。非濡れ性もまたこれらの構造体に重要であり、窒化ホウ素がこれを実現するのに（価格のために塗膜としてしばしば）使用される。
図４から判るように、好ましい射出器は、既に示した材料から作られて、一対の間隔を設けたほぼ矩形の上側と下側の耐火物部材３１と３２によって形成されている。これらの耐火物部材は、一般的に同じであり、各々は主要な平坦部３３、金属入口端で外側に広がったフランジ部３４、及び、出口端における僅かに外側へ広がった部分３５で形成されている。
耐火物部材３１、３２は、図４中に、金属入口部から通って喉部３６で最小の隔離になる部材３１、３２の内面を有する作動位置で示されている。僅かの外側に広がった部分３５は、喉部３６から拡大している。このように配置したので、耐火物部材３１、３２は、それらの間に、金属入口部３７と金属放出口部３８とを有する通路を形成している。耐火物部材３１、３２は、側面部材４０にエッジで添着されている。これらの耐火物部材３１、３２は、好ましくは、少なくともその長さ方向の一部にわたって、例えば耐火性シリカや鋳鉄板などのいろいろな材料から成形できる硬質の支持部材３９により支持されている。支持部材３９は、荷重の大部分を支え、射出器の上流側と中間の範囲での寸法形状を保持している。しかしながら、狭い喉部３６と放出口３８で、即ち、射出器のチップでは、耐火物部材は、背後の支持がないまま、射出器の主たる構造的要素になっている。この部分においては、各耐火物部材は、背面部材３９とベルトの間のブリツジを構成している。この各耐火物部材は、背面部材上の回転モーメントから抑制されて、そして、金属の圧力からの連続的な荷重の結果として、ベルトによる垂直方向の作用を受けている。
射出器のチップは、金属静水圧の荷重（metallorstatic loads）の下で、鋳造表面との、直接的な、又はもっと好ましくは隙間を通して、接触を維持するときにチップが充分に可撓性があるので、鋳造表面に従順である。金属静水圧荷重による特別の寸法での耐火物チップの支持されない部分での撓みは、その部材の慣性モーメントと剛性率により決定される。慣性モーメントは、チップ材料の厚さの第３の力に依存している。
こうして、耐火物部材の厚みを制御することが、撓みは厚さの３乗で変化するから、最も重要であることが明らかになる。耐火物部材の剛性率もまた、重要で、フェルト中に存在する硬質化材の量及び、加圧成形後のように後に添加されるものすべてにより影響を被る。撓みの克服するに良好な制御方法は、フェルトの正確な予備的な厚みに圧縮成形することによって維持されるから、圧縮された形状でダイ中に保持する間に、加熱とフェルト中の硬質化材の硬化によって、維持される。
射出器は、図４及び図６に示したように最もよい形状に形成され、要するに、金属入口部３７から喉部３６での最小厚み部にかけて通路に内側に向けたテーパを設ける。これは、金属が射出器を流れる時の過度の摩擦の損失により金属静圧ヘッドの損失を低減する。言い換えれば、射出器は、ただ必要な場所に、即ち、喉部３６の最小領域を流れるように制限する。この形状は、耐火物部材の下流の縁がベルトと金属のシールを可能にするために、喉部の下流側の射出器の隙間に広がるように耐火物部材内での僅かな外側への広がり又は角度の開きを指示している。この外側広がりもまた、耐火物部材のビーム部の剛性を改善するのに役立っている。外側広がりの好ましい角度は、１から８°の範囲にあり、キャビティー開口部と相対する下流側の耐火物部材の縁の配置に依存する。入口部のフランジ３４は、耐火物部材３２の平坦部３３に対して約９０°の角度にあるのが都合がよく、これは、鋳造機キャビティーへの引き込みに対して支持部材へのカバーを固定する好適な手段として役立つ。
射出器を設置するのに好ましい実施は、上側と下側との耐火物部材３１、３２を、テーパを設けた形状に、望ましい形状を固定するエッジ部材４０を介して、蝶番で止める又は結合させることである。これらのエッジ部材４０は、Pyrotek（登録商標）N-14の硬質耐火物板から切削加工される。射出器が鋳造表面に適合することを確認するために、その部材の下流側部分は、接触点におけるエッジ部材と上側及び下側の耐火物部材との間を、例えば、低密度耐火物Fibrefrax（登録商標）の１．６ｍｍ（１／１６インチ）ストリップの使用を通じて、従順になるように調節される。内側スペーサは、射出器の金属入口端での耐火物部材間を離して保持するのに役立ち、放出口端では、金属静水圧が射出器の下流側端部をベルトに対してしかも離れるように付勢するのに充分であるから、通常は、同様のことはする必要はない。しかし、もしスペーサを下流側端部近くに備えることが重要だと考えるなら、スペーサが喉部の上流側に配置されてもよく、特に、金属供給速度が大きいときは、射出器の下流側の縁の金属流れを乱す原因にはならないであろう。そのような乱れは、鋳造ストリップの表面性状に影響することがある。また、喉部の上流に配置されたとき、スペーサは、喉部方向への収斂形状により、射出器の内部に保持される。スペーサは、ベルトに接近する金属に与える金属乱れを最小にするために、金属流れ方向に流線型にされるべきである。
可撓性射出器は、それが鋳造表面に適合し、金属静圧ヘッドの下でその表面の形状に注型することができる利点があり、これにより、一貫した信頼できる金属の包容を確保するのである。ある適用（例えば、重大でない表面の適用）において、射出器は、鋳造表面上に直接に置かれてよく、離型剤が使用されるかのように、その表面を「シールする」。しかし、離型層が、危険な表面性質に達するように使用される場合、そして、特に、離型剤が双ベルト鋳造機に使用される場合には、射出器の放出口端が、離型剤の層を乱さないように、鋳型表面から小さい一様な距離をもって保持されることが重要である。特に、適当な間隔は、一般的に０．１から１ｍｍの範囲であり、好ましくは、０．２ｍｍと０．７ｍｍとの間であり、最適の間隔は、金属静圧ヘッドと他の鋳造パラメータに依存している。このような間隔の規定は、チップの摩耗と、金属から耐火部材を通過してベルトに至る過剰熱損失とを回避する利点があり、この過剰な熱損失は、射出器の狭い喉部での金属の凝結の結果、あるいは、少なくとも射出器の案内縁部上への金属の凝結の結果を生じ、これらのいずれも、操業の停止の原因となる。従来の方法では、この間隔は、射出器を相対的に非可撓性にして、この射出器をベルトから離して保持することにより達成される。然しながら、ノズルが非可撓的に作られていれば、その間隙は、ベルトが横方向ないし長手方向に平坦でなくなると時間に伴って変化し、射出器のチップとベルトとの間での金属の「噴出（フラッシュバック）」（その間隙が大きすぎる場合）か、その代わりに過度の熱損失と離型層の破壊（チップがベルトに接触する場合）が生じる得る。この問題は、本発明の別の態様により、より可撓性で強固な射出器を提供し、ベルトから射出器の放出口端を離すためのスペーサを使用することによって、解決される。しかし、射出器とベルトとの両方に対して耐えるようなこの種のスペーサは、普通は、金属が鋳造表面に到達する前に離型剤の層を破壊するか、又は、ベルト表面そのものに疵や刻跡をつけるという不利益がある。どの結果でも、金属の最終表面に品質の低下をもたらすだろう。更に加えて、もしそのスペーサが、横方向に大きく形成されると、余分の熱がそのスペーサを通してベルトに伝導され、その結果、射出器の出口に金属が固まることになる。
本発明のこの別の態様による好ましい形で、これらの不利な点は、下側射出器部材３１の下側と上側射出器部材の上側のスペーサとして、金属線スクリーン材料の薄い帯４５を使用すること、及び、そのスクリーン材料が射出器をベルトから離して望ましい間隔を維持するように射出器の放出口端に張り渡すことによって、克服される。スペーサは、支持部材３９内に配置されて要求される正確な長さに切断された剛直な棒４１（図５Ａにだけ図示）に適宜固定されることができる。
より好ましいスクリーンの構造は、非対称形であり、鋳造方向に走るワイヤが、横方向に走るワイヤよりもより充分広い湾曲又はより太い寸法を有している。この広い湾曲は、ワイヤの網目が、鋳造方向に平行な方向と横の方向とで等しくないストランド密度で構成されたときに、鋳造方向に対して横の方向でより高いストランド密度にして得られる。これにより、横方向のワイヤは、網の断面内側に幾らか隠され、即ち、ベルト表面とは接触しない。接触点は、縦方向ワイヤが、直線的な横方向ワイヤとの交叉に対応するために折れ曲がる場所でのみ形成され、このような網を使用するときに得られる間隔の効果は、ワイヤ直径の２倍と３倍の間である。一例として、ワイヤ直径０．０３ｃｍ（０．０１１インチ）で、縦方向に１ｃｍ当たり５．５本（１インチ当たり１４）で、横方向に１ｃｍ当たり７本（１インチ当たり１８本）のステンレス鋼の網は、０．０９６ｃｍ（０．０２７インチ）の間隔効果を生ずる。即ち、縦方向ワイヤは、横方向ワイヤより０．０１３ｃｍ（０．００５インチ）だけ突き出ており、その結果、移動中のベルトとの擦れによりその接触ワイヤに僅かの量の摩耗が誘発されるように長時間の鋳造を行った後でさえ、鋳型とは接触点だけを作る。この型の網は、例えば、Crooks Wire Products of Mississauga, Ontario, Canadaから得ることができる。
図７は、上記の型の網スペーサ４５の断面の図である。鋳造方向に対して横方向に配置された網のワイヤ４６は、鋳造方向に配置されたワイヤ４７に対応するために僅かに起伏するだけである。ワイヤ４７は、その結果として、ワイヤ４６に順応してもっと著しい程度で起伏し、スクリーンに最高の点と最低の点を形成する。
図５Ｂを参照して、網全体厚みｄは、一般的に望ましい間隙を越えるから、射出器のチップには、差し込み部５０が備えられ、網の厚みが調整され、チップと鋳造表面との間の望ましい間隙Ｓが維持されるのを保証している。差し込み部５０は、スクリーンのスペーサより僅かに大きいが、ワイヤとチップとの異なる膨張に対応している。
図８に示すように、スクリーンがスペーサとして使用されるときには、ワイヤ４７の最も外側の点だけが、鋳造表面に縦方向に向けられた楕円形の足跡４８で接触する。ベルトの表面上の液体離型剤は、ワイヤ４７の回りに非乱流で層流様式で流れ、その液体層は速やかに矢印Ｃで示すように自ら形成しなおす。
ベルトと接触しているワイヤは、鋳造方向に移動するから、鋳型表面との接触点は小さく且つ狭いので、鋳造製品の表面に及ぼす接触点の影響は全く現れない。そして、これは、ベルト表面が削り接触により破壊されるときに「水疱」状線ないし他の縞状の欠陥を表す傾向のある長凝固範囲の合金を鋳造するときでさえそうである。明らかに、縦線の接触による如何なる「耕作(ploughing）」も非常に微細であるので、削りの効果は発生せず、液体離型剤は、接触が起こる前のままで一様に残留する。一般的に、液体離型剤の層に生じる乱れは、結果の鋳造製品の表面性状に及ぼす反対効果を生じるという観点からは、無視できる。この治癒機構は、液体離型層で最も有効であるが、ワイヤの接触は、表面に殆ど衝撃がないから、この機構は、液体−粉体離型層と粉体離型層にも、ある程度は有用である筈である。
本発明のこの態様のもう１つの重要な利点は、射出器からの熱は、射出器の耐火物チップと接触する点からベルトとの接触点に行くワイヤに沿って移動しなければならず、これらは（縦線を正弦波と考えて）前の接触点から波長の半分離れている、という事実から出ている。これは、固体金属ストリップがスペーサとして使用された場合に存するであろう熱の流れを劇的に低減する。事実、チップの背後でスクリーンスペーサが鋳型と接触し、スペーサ間の中心にある下流側縁部の近くでの温度測定では、明らかな違いを示すことはできない。
上述の網目大きさとワイヤ直径のスクリーンスペーサは、好ましくは２．５４ｃｍ（１インチ）幅であり、好ましくは、鋳造表面の幅と交叉する中心間５ｃｍ（２インチ）で配置される。それらは、固定した支持構造に達して、耐火物チップの下流側縁部から約０．６３５ｃｍ（１／４インチ）だけ短く鋳造方向に伸びている。
スクリーンスペーサのストリップが装着と使用後の交換の便宜のために使用され、交換はベルトとの接触点でのワイヤの摩耗が最大の限界に達したときである。しかし、その代わりに、完全に鋳造幅を横切る連続的なスクリーンは、非常に高い金属静水圧がかかったとき、望ましくは、交換のサイクルを最大にするために、使用可能である。というのは、スクリーン構造は、局部的な過大な接触圧や摩耗に帰着したり、あるいは、極端な場合には、固体スペーサでときどき生じることが見られるような間隔形成機構の信頼性や精度の欠如をもたらすような重要な反り変形がないので、熱膨張差に対しては順応できるからである。
スクリーンスペーサのもう一つ利益は、ベルトとの接触点が小さいので、射出器の重量がスペーサの考慮すべき幅に亘り分配され、各ワイヤ４７上の実際の荷重が相応に維持される得ることにある。そこで、スペーサによるベルトに観察できる掻き疵がない。さらに、スクリーンスペーサは、非常に可撓性があるので、スクリーンスペーサはベルトの表面の外形にたやすく追随する。上述の如く、可撓性射出器の使用と結合して、これは、射出器のチップとベルト表面との間の間隙が常時均一に保持され得ることを意味する。この鋳造の工程は、非常に信頼でき、射出器のチップで滑らかに実施できる。
本発明で使用したスペーサは、上述の如く、ワイヤー織りスクリーンが好ましいが、同様の効果は、鋳造方向に向けられて、射出器のチップの下側表面と接触する一連の並行線の使用によっても得られる。しかし、このような配置は、疵の時にスペーサの交換に不便を生じ、また、最初の設置の過程で個々のワイヤを整列させる時は困難になり得る。そこで、ワイヤで織った網が、非常に好ましいのである。
本発明のいろいろな態様の好ましい具体例が上で詳細に記述されたが、この技術分野に詳しい人々にとっては、本発明の精神から逸脱しない限りにおいて、各種の修正と変更が成されてよいことは明らかであろう。そのような変形や変更全てが本発明の一部を成している。

Claims (19)

1. 鋳型の鋳造表面に離型剤の層を塗着し、鋳型を通して鋳型表面（１１Ａ、１１Ｂ）を循環し、鋳型に溶融金属を連続的に射出して鋳造表面に接触させ、次いで、鋳型内での金属の凝固後に鋳型から凝固金属のストリップ（２６）を除去することによって、金属ストリップ（２６）を連続鋳造する方法において、
   当該離型剤として、液体または粒子状固体を含む液体が使用されること、
   離型剤の全部と離型剤に含まれる摩耗物とが、鋳造表面が鋳型から出たとき、洗浄液のスプレーをかけることにより鋳造表面から連続的に除去され、その結果形成された洗浄液、離型剤、および摩耗物の混合物を集めて除去し、残った液体および固体を鋳造表面から除去し、続いて、鋳造表面が鋳型に再度入れられる前に、鋳造表面に離型剤の新しい層を塗着することを特徴とする金属ストリップを連続鋳造する方法。
2. 鋳型が一対の回転するエンドレスベルト（１１）の間に形成され、当該ベルトがエンドレス鋳造表面（１１Ａ、１１Ｂ）の対向する組を備えた方法であって、
   当該各鋳造表面は、鋳造表面が鋳型から出たときに、当該離型剤と摩耗物の除去を受け、鋳造表面が鋳型内に再度入る前に、離型剤の新しい層が塗着されることを特徴とする請求の範囲１の方法。
3. 上記溶融金属が、当該溶融金属のため放出口（３８）を含む可撓性チップを有する射出器（３０）から当該鋳型に射出され、当該チップは、当該鋳造表面又はチップを通す面の形状に適合することを特徴とする請求の範囲１の方法。
4. 鋳造表面上の離型剤の層内の乱れを回避するように、鋳造表面から予め決定した間隔（Ｓ）を維持するような少なくとも１つのスペーサ（４５）を介して、チップが当該鋳造表面（１１Ａ、１１Ｂ）を支えることを特徴とする請求の範囲３の方法。
5. 当該チップは、鋳造表面の移動方向に対して横方向及び縦方向に向けて交互に織られたワイヤ（４６、４７）を有するワイヤースクリーンの形で少なくとも１つのスペーサ（４５）を介して、当該鋳造表面（１１Ａ、１１Ｂ）を支えること、及び、縦方向のワイヤ（４７）だけが、鋳造表面とチップに接触するためにスクリーンの上側と下側から突出していることを特徴とする請求の範囲４の方法。
6. スペーサ（４５）が、近接する鋳造表面から０．１から１ｍｍの距離（Ｓ）だけチップを離すものである請求の範囲５の方法。
7. スペーサが（４５）、近接する鋳造表面から０．２から０．７ｍｍの距離（Ｓ）だけチップを離すものである請求の範囲５の方法。
8. 離型剤が、鋳造表面（１１Ａ、１１Ｂ）に２０から５００μｇ／ｃｍ²の量で、且つ鋳造表面上で１０％より少ない変化量で、連続的に塗着される液体であることを特徴とする請求の範囲１、請求の範囲２、請求の範囲３、請求の範囲５、請求の範囲６又は請求の範囲７の方法。
9. 鋳造表面（１１Ａ、１１Ｂ）上に洗浄液のスプレー（１８）を向け、そこで形成された洗浄剤、離型剤及び摩耗物の混合物を集めて除去し、鋳造表面から残留している液体と固体を払拭するために当該スプレーの適用の後に当該鋳造表面にワイパー（２０）を適用することにより、離型剤と摩耗物とが鋳造表面から除去されることを特徴とする請求の範囲１、請求の範囲２、請求の範囲３、請求の範囲５、請求の範囲６又は請求の範囲７の方法。
10. 当該鋳造表面（１１Ａ、１１Ｂ）の一部を、閉じて取り囲む中空ケース（１４）内にスプレーを囲み、当該ケースと当該鋳造表面との間の隙間からの混合物の漏れを防止するため当該ケース内を減圧し、ケースの内側から混合物を排出することにより、当該混合物が集められることを特徴とする請求の範囲９の方法。
11. 鋳造表面の移動に関連して当該ケースの案内エッジでの当該ケース（１４）と当該鋳造表面（１１Ａ、１１Ｂ）との間に間隙が設けられ、当該間隙が、当該案内エッジ下での離型剤と摩耗物との混合物の捕獲を回避する寸法を有することを特徴とする請求の範囲１０の方法。
12. 当該洗浄液としてケロシンと水との不燃性混合物が使用されることを特徴とする請求の範囲９の方法。
13. 少なくとも１つの鋳造表面（１１Ａ、１１Ｂ）を含み、使用時には鋳造表面が鋳型を通って連続的に循環する鋳型と、鋳造表面上に離型剤の層を塗着する塗着機（２５）と、鋳型内での金属凝固の結果で鋳型から出て来る金属ストリップ（２６）を受容する手段と、を有する金属ストリップ連続鋳造のための装置において、
    当該塗着機は、当該離型剤として液体または粒子状固体を含む液体を塗着するためのものであり、
    当該装置は、当該塗着機に先立つ位置の当該鋳型から出る当該鋳造表面から、離型剤とそれに含まれる摩耗物とを完全に除去するための除去装置（１２）を含み、当該装置（１２）は、鋳造表面（１１Ａ、１１Ｂ）に面した中空のケース（１４）と、鋳造表面の上に洗浄液を噴射するようにケース中に配置されたスプレー装置（１６）と、洗浄液、離型剤、および摩耗物の混合物をケースから除去するためにケース内の設けられたドレイン（２４）と、鋳造表面から残った液や摩耗物を除去するために、鋳造表面の移動方向に関してケースの後縁に配置されたシール（２０）とを含む装置であることを特徴とする金属ストリップ連続鋳造のための装置。
14. 射出器（３０）が、溶融金属のための放出口（３８）を含む可撓性のチップを有し、可撓性のチップが、チップに近接する鋳造表面（１１Ａ、１１Ｂ）の形状に適合することができる請求の範囲１３の装置。
15. 少なくとも１つのスペーサ（４５）が、予め決められた距離だけ鋳造表面からチップを離すために、可撓性チップと鋳造表面（１１Ａ、１１Ｂ）との間に配置されていることを特徴とする請求の範囲１４の装置。
16. スペーサ（４５）は、鋳造表面の移動方向に対して横方向及び縦方向に向けて交互に織られたワイヤ（４６、４７）を有するワイヤースクリーンであって、縦方向のワイヤ（４７）だけが、鋳造表面とチップに接触するためにスクリーンの上側と下側から突出していることを特徴とする請求の範囲１５の装置。
17. 除去装置（１２）が、更に、ケースからの液体の漏れを低減するために、ケースのための排出手段を含むことを特徴とする請求の範囲１３〜１６のいずれかの装置。
18. 鋳造表面（１１Ａ、１１Ｂ）の移動方向に関連した当該ケース（１４）の案内エッジでの間隙（２２）を含み、その間隙は、離型剤と離型剤中に含まれる摩耗物とがケース内に入るのを許容するための寸法を有するものである請求の範囲１７の装置。
19. 一対の相対して回転するベルト（１１）により特徴づけられ、各ベルトがその間に鋳型を規定する鋳造表面（１１Ａ、１１Ｂ）を有する請求の範囲１３、請求の範囲１４、請求の範囲１５、請求の範囲１６、又は請求の範囲１８の装置。

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