JP4001211B2

JP4001211B2 - エンドレスキャスティングベルトを案内し且つ安定させるための磁化されたフィン付きバックアップローラー

Info

Publication number: JP4001211B2
Application number: JP50525898A
Authority: JP
Inventors: ヴァレリージーカーガン; アールウィリアムヘイズレット
Original assignee: ヘイズレットストリップ―キャスティングコーポレイション
Priority date: 1996-07-10
Filing date: 1997-06-30
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2017-06-30
Also published as: WO1998001794A1; CA2259604A1; CN1105948C; EP1012674A4; BR9710155A; EP1012674A1; CN1225181A; US5728036A; EP1012674B1; DE69731129T2; RU2175587C2; JP2001505641A; ATE278977T1; ES2230612T3; CA2259604C; DE69731129D1

Description

発明の分野
本発明は、移動モールドキャビティ又はモールド空間を構成するための１又は２以上のエンドレスで可撓性の熱伝導性移動キャスティングベルト、例えば、金属キャスティングベルトを使用するベルト型キャスティング機械に溶融金属を注ぎ込むことによる溶融金属の連続鋳造の分野のものであり、ベルトは、各ベルトの連続領域がモールドキャビティに入り、モールドキャビティに沿って移動し、引き続いて移動モールドキャビティから立ち去る。そのような連続鋳造の製品は、通常、連続スラブ、板、シート、ストリップ、又はほぼ長方形の連続棒である。
更に詳細には、本発明は、軟磁性の強磁性材料で形成された多数フィンを有するフィン付きバックアップローラーに関し、ベルトが、その表面が溶融材料からくる熱によって加熱され、その裏面が圧送された液体冷却材を流すことによって冷却されてモールドキャビティに沿って移動する間、ベルトが熱歪みをおこさないように案内し且つ安定させるために、ローラーはそれ自体に含まれる多数永久磁石によって磁化され、可撓性で厚さの薄い熱伝導性で軟磁性の強磁性移動キャスティングベルトに到達（reach-out）磁気吸引力を与える。
発明の背景
少なくとも１つの可撓性で厚さの薄い熱伝導性移動キャスティングベルト、例えば、金属キャスティングベルトを使用する機械における溶融金属の連続鋳造中、移動ベルトは、高温金属の存在、及びベルト裏面が適当な液体冷却材によって冷却された場合、ベルト表面に入る高温金属からの強い熱によってベルトに引き起こされて生じた熱応力にもかかわらず、ベルト自体の実質的な平滑即ち平坦さを要求する所定所望の経路に沿って移動したままであることが極めて重要である。少なくとも１つのそのようなキャスティングベルトを使用する機械における溶融金属の連続鋳造は、しばしば、キャスティングベルトの熱的に引き起こされたそり、ねじれ、よじれ、又は座屈（ここでは「歪み」と呼ばれる）によって影響されてきた。ヘイズレット（Hazelett）等は米国特許第３，９３７，２７０号、同第４，００２，１９７号、及び同第４，０８２，１０１号の各々の特許の図８に、アリン（Allyn）等は米国特許第４，７４９，０２７号の図５に、そのようなキャスティングベルトに起った熱的に引き起こされた横方向のねじれ及びよじれを図示している。そのようなベルトには、熱的に引き起こされたそり又は座屈も起った。これらのベルトの歪みは、最初に排気された容器のふたを開き、空気が容器に急激に入り込むとき、容器のふたが突然ポンとなるように全く突然起ることがある。その上、ベルトがモールドキャビティに沿って移動するとき、歪み無しで平坦であるつもりであるキャスティングベルトの歪みの程度及びそれらの特定箇所に関して、これらの歪みは不規則で予測できない。
そのような熱的に引き起こされた歪みは、移動キャスティングベルトが移動モールドキャビティに導入される高温溶融金属の強い熱効果に最初に遭遇するモールドキャビティの入口領域の近くで、即ち移動モールドキャビティへの高温溶融金属の導入後すぐに、より起りやすい。入口領域の近くでは、溶融金属の最初の冷凍が起り又は始まっており、そのような冷凍中のベルトの歪みにより、合金成分の割れ、しみ又は分離を含むキャスティング製品になることがある。キャスティング製品のこれらの欠点は、強度、形成性、外観の問題を導く。
Ｃ．Ｗ．ヘイズレットは上下の冷硬バンドのための上下の冷却組立体を米国特許第２，６４０，２３５号（第７欄）で説明した。これらの冷却組立体は操作が全く同じであり、各冷却組立体は、電磁石の軟質コアを形成するある適当な容易に磁化される材料からなる板を有する。板を電流によって磁化させるとき、バンドを板自体に向って引張ることが板の機能であった。板に向ってのバンドのこの移動を阻止するために銅又は真鍮のスペーサーが使用され、これらのスペーサーはバンドと板との間の室の形成を可能にした。バンドを冷やすために、これらの室内に冷却水が導入された。たとえこの冷却水がかなりの圧力で、しかもバンドを通常ゆがめるに十分導入されたとしても、明細書は、バンドを剛性スペーサーに接触して堅く保持する磁石板の影響のためにそのようにならないことを述べている。このように、明細書は、バンドを歪まないように案内し且つ保持しながらバンドを冷却することができ、それにより、製品の正確な厚さを維持することを述べている。
米国特許第３，９３３，１９３号のウィリアムベーカー（William Baker）等は移動ベルト間で金属ストリップを連続鋳造するための装置を記載した。ベルトは、ベルトの反対側の大気以下の圧力状態によって達成される外部的に付与された吸引力又は同じ目的のために採用された磁気吸引力によって密に間隔を隔てた支持面に接触して保持される。
米国特許第４，１９０，１０３号（第２欄第３８行乃至第４４行）のオリビオシビロッチ（Olivio Sivilotti）等は、「かくして、上述の装置の実施形態では、ベルトは、水で充填したハウジング内の大気以下の圧力によって密に間隔を隔てられた支持面に接触して引張られている。変形の実施形態が、ベルトを所望経路に保持するために、強磁性ベルトの強磁性支持体を通して作用する磁気的手段を設けるべきである。」と記載した。
本発明の譲受人、ヘイズレットストリップ−キャスティング（Hazellet Strip−Casting）社は、定置した電磁ベルトバックアップフィン付きプラテンを移動キャスティングベルトの裏面と摺動接触状態にして実験的に試作したが、それらの継続性を正当化するに十分満足する性能が過度の摩耗又は摩擦の観点でなかった。その上、これらの電磁石フィン付きプラテンは、移動キャスティングベルトを平らな状態に信頼できるように保持し又は安定させるのに失敗した。
開示の概要
上述の特許の中でＣ．Ｗ．ヘイズレット、シビロッチ等、ベーカー等によって説明されたような磁気装置の磁気吸引力、即ち、ベルト又はバンドに及ぼされる引張り力が、キャスティングベルト又はバンドと、移動ベルト又はバンドの熱歪みをおこした部分をその後ろ向きに引張って所定所望の平らな状態にするようになっている磁気装置との間の間隔（隙間）の関数としてあまりに急激に且つ／又はあまりに突然に減少したので、前記磁気装置は溶融金属の連続鋳造に工業的に使用されるようにならなかったことを我々は見つけた。キャスティングベルト又はバンドのこれらの従来の装置の磁気吸引力（引張り力）はかなりの隙間越しに到達せず、従って、熱的に引き起こされた歪みにより、所望の平らな状態から著しく押しのけられるようになったベルト又はバンドの部分を適切に引き戻さなかった。所謂「到達吸引力」がない又は不足しており、即ち「到達引張り力」がない又は不足している。
我々が所謂「到達吸引力」（即ち「到達引張り力」）の中で発見した決定的な重要性の、ベーカー等による開示も示唆もない。
軟磁性で強磁性の材料の薄厚ベルトのこの強力な到達吸引力（引張り力）は、アルニコ５でさえ、在来の材料で作られた磁石の作用と異なっており、ベルトと示し且つ説明したようなフィン付きバックアップローラーの磁化されたフィンとの間にかなりの隙間、例えば隙間１．５ｍｍ（０．０６０インチ）が発生するとき、これらの材料は多くのその引力即ち引張り力を失う。かくして、到達磁石によって磁化されたフィンは、移動キャスティングベルトの熱歪みをおこした部分を回転するフィンの方に引張ることができ、ベルトは、厳密な限界内に保持されたベルトを移動キャスティングベルトの所定所望の安定させられた平らな状態に保つために回転するフィンに沿って移動しており、移動キャスティングベルトを熱歪みをおこさないようにフィン付きバックアップローラーによって支持し且つ安定させる。
我々の発明では、この到達引張り力は、軟磁性の強磁性材料で形成された多数フィンを有するフィン付きバックアップローラーで説明するような磁気回路をなして配列された到達永久磁石に形成された、ここで説明する独特な永久磁石材料によってもたらされる。ベルトが、その表面が溶融金属からくる熱によって加熱され、その裏面が圧送された液体冷却材を流すことによって冷却されてモールドキャビティに沿って移動している間、これらのフィンは、可撓性で厚さの薄い熱伝導性で軟磁性の強磁性移動キャスティングベルトを熱歪みをおこさないように案内し且つ安定させるために、ローラー自体に含まれる多数の到達永久磁石によって磁化される。
本発明によれば、本発明の側面の１つにおいて、軟磁性の強磁性材料を含有するエンドレスで可撓性で熱伝導性キャスティングベルトを案内するための細長いフィン付きバックアップローラーを提供する。そのようなバックアップローラーは多数フィンを有し、各々はローラーの回転軸線と同軸の円形周囲を有する。これらのフィンは軟磁性の強磁性材料で形成され、ローラーに沿って軸線方向に間隔を隔てられた位置でローラーに取付けられる。フィンは、その周囲がローラーに沿って順次交互のＮとＳの磁極性を有するように磁化され、各磁石が、移動キャスティングベルトを安定化させるのに適した３次元パターンをなしてフィンのリムから延び且つフィンのテーパ側面から延びる到達磁気吸引力をもたらすように、細長いローラーに取付けられた多数の到達永久磁石によって磁化される。
本発明の例示の実施形態では、軟磁性の強磁性材料からなるエンドレスで可撓性の熱伝導性キャスティングベルトを案内し且つ安定させるためのフィン付きバックアップローラーが、細長い回転可能な非磁性シャフトを有する。円形周囲を有する軟磁性の強磁性材料を含む多数の環状フィンが、連続フィン間に配置されるカラー形状の到達永久磁石を介在させてシャフトに嵌められる。フィン及び磁石はローラーの長さに沿って順次交互し、フィンは、その円形周囲がローラーに沿って順次交互のＮとＳの磁極性を有するように到達磁石によって磁化される。
本発明は、連続キャスティング機械のエンドレスで可撓性で厚さの薄い熱伝導性の移動キャスティングベルトの熱的に引き起こされた歪みによる上述した永続する問題にうまく取り組み、実質的に打ち勝ち、又はそれを実質的に減少させる。
ここで使用されるように、主にスチールで形成された熱伝導性キャスティングベルトに付加されるときの用語「薄厚」は、厚さが約１０分の１インチ（約２．５ｍｍ）よりも小さい、そして通常、約０．０７０インチ（約２．０ｍｍ）よりも小さいキャスティングベルトを意味するものである。
軟磁性の強磁性材料の透磁率はＢ／Ｈとして定義され、ここで“Ｂ”は材料のガウスでの磁束密度であり、“Ｈ”は材料に付与されたエルステッドでの保磁力である。ここで使用するように、用語「軟磁性の強磁性材料」は、空気、水又は真空の透磁率の少なくとも約５００倍の最大透磁率を有する材料であり、空気、水又は真空の透磁率は約１である。例えば、１９８５年乃至１９８６年の日付のＣＲＣハンドブック・オブ・ケミストリー・アンド・フィジックス第６６版Ｅ−１１５ページによれば、通常の変圧器用スチールは、磁束密度Ｂが約６，０００ガウスで且つ保磁力Ｈが約１．１エルステッドで測定されるとき、最大透磁率約５，４５０である。この用語「軟磁性の強磁性材料」に使用されるときの言い回し「軟磁性」はそのような材料が比較的容易に磁化され又は消磁されることを意味する。かくして、形容詞「軟らかい」は、ここでは、磁化及び消磁されにくいような材料を磁化し又は消磁するための大きな保磁力を要求する磁性材料に付けられる形容詞「硬い」と対照的に使用されている。通常の変圧器用スチールそして、ツインベルト連続キャスティング機械に使用可能な薄厚キャスティングベルトを形成する際に通常採用されるクォーターハード圧延された（quarter-hard-rolled）低炭素シートスチールも「軟磁性の強磁性材料」のカテゴリー内にある。
アメリカ材料試験協会（ＡＳＴＭ）の指示、即ち磁気試験に関する符号及び定義の標準学術用語の第Ａ３４０−９３ページには、「残留磁気、Ｂｒ」は「磁性材料が対称でサイクリックな磁化条件を受けるときの磁界０に相当する磁束密度の値」と定義されている。
硬磁性材料の透磁率は、消磁曲線の有用な部分で測定されるときのΔＢ／ΔＨであり、消磁曲線は、正規ヒステリシスループの第２（又は第４）象限に位置するＢ−Ｈヒステリシスループの部分、即ちＢ−Ｈループ又はＢ−Ｈ曲線として定義される。「正規ヒステリシスループ」は上記ＡＳＴＭの指示に定義されている。
本発明の他の目的、側面、特徴及び利点は、例示として与えられ且つ本発明を限定するものでなく、必ずしも定倍率で描かれていないが本発明の原理を図示する明瞭のために描かれた添付図面に関連して配慮された現在の好ましい実施形態の以下の詳細な説明から理解されよう。参照番号の一致は種々の図を通じて同様の構成要素又は要素を指示するのに使用される。
【図面の簡単な説明】
図１は、エンドレスの可澆性キャスティングベルトを案内し且つ安定させるための多数の磁化されたフィンを有する細長いフィン付きバックアップローラーを示す図２の線１−１における側面図及び部分的な横断面図である。図１は又、ローラーに適したベアリングと係合して取付けるための端フィッティングを示す。
図２は、図１に示したバックアップローラーの端フィッティングの端面図を示す。
図３は、図１の平面３−３に沿ったローラーにおける横断面図である
図４は、上下のキャスティングベルトを案内し且つ安定させる複数のバックアップローラーを示す、ツインベルト連続キャスティング機械の移動モールドキャビティの一部分を貫通する側面からの横断面図である。ベルト冷却材付与装置及び冷却材自体が図４から省略されており、ローラーの横断面が図示の明瞭のために図３に比べて拡大されている。
図５は、軟磁性の強磁性材料で形成された可撓性の熱伝導性キャスティングベルトと関連して作用する本発明を具体化するフィン付きバックアップローラーによってもたらされた磁気回路を示すために、ローラーの一部分を図示する図４の線５−５における拡大図である。
好ましい実施形態の詳細な説明
本発明を具体化する細長いフィン付きバックアップローラー８（図１乃至図３）が軸線方向シャフト１０を含み、シャフト１０は、各端がそのテーパ孔１６にねじ込まれた機械ねじ１４によってフィッティング１２に連結される。端フィッティングのボス１８がシャフト端ソケット２０に挿入され、ボスとソケットは両方ともローラー８の回転軸線２２と同軸である。連続キャスティング機械では、端フィッティング１２はキャスティングベルトのへり領域に係合するローラーとして役立つことができる。これらの端フィッティングは、連続鋳造の技術で知られているようなローラー８をその軸線２２を中心に自由に回転させるのに適当なベアリング要素と係合可能な取付けソケット２４を有する。
軟磁性の強磁性材料、例えば、型式４３０クロムステンレススチールのような材料で形成された多数の環状フィン２６がシャフト１０に均等な間隔で取付けられる。例えば、シャフト１０に沿ったこれらのフィンの中心−中心の間隔は約１インチ（約２５ミリメートル）であるのが好ましく、約１１／４インチ（約３２ｍｍ）まで及んでも良い。これらの環状フィンは等しく、軸線２２と同軸の中央開口２７を有し、且つシャフト直径に応じた内径（Ｉ．Ｄ．）を有し、内径はシャフト１０にぴったり嵌るように寸法決めされる。フィンは軸線２２と同軸の円形周囲（リム）２８（図３）を有し、このリムは平坦であり、即ちリム厚さＴの円筒形態を有する（図５）。例えば、示した例示の実施形態では、リム厚さＴは約０．０８インチ（約２ｍｍ）である。フィンは、リムが薄く且つ中央開口２６の近くで厚い本体を有するようにテーパする。例えば、示したようなフィンの本体はその中央開口の近くで厚さ約０．１８インチ（約５ｍｍ）である。リム２８の外径（Ｏ．Ｄ．）は約３．３０インチ（約８４ｍｍ）乃至約４インチ（約１０２ｍｍ）の範囲にあるのが良い。図示したようなより好ましい実施形態では、このリムの外径は約３．３７インチ（約８５．６ｍｍ）である。
連続フィン間のシャフト１０には、多数の到達永久磁石３０が取付けられる。シャフト１０及び端フィッティング１２はすべて非磁性材料、例えば型式３０４オーステナイトステンレススチールで作られる。各永久磁石３０は円筒形ボア３２を有する中空の円筒形カラーとして形成され、内径（Ｉ．Ｄ．）がシャフト１０にぴったり嵌るように寸法決めされる。示すように、このシャフトは外径約２．３０インチ（約５８ｍｍ）乃至約３インチ（約７６ｍｍ）の範囲にあり、図示したようなより好ましい実施形態では、シャフトは外径約２．３４インチ（約５９．４ｍｍ）である。これらの到達磁石カラー３０の外径（Ｏ．Ｄ．）は約２．７０インチ（約６８．６ｍｍ）乃至約３．４４インチ（約８７ｍｍ）の範囲にあるのが良い。示すように、これらの到達磁石カラーは少なくとも約０．２インチ（約５ｍｍ）、より好ましくは少なくとも約０．２２インチ（約５．６ｍｍ）の半径方向壁厚さを有する。示すように、これらのカラーは少なくとも約０．８インチ（約２０ｍｍ）、より好ましくは、少なくとも約０．８２インチ（約２０．８ｍｍ）の軸線方向長さを有する。
又、当該技術で知られているように、適当な冷却材の流れ（図示せず）をベルトの裏面３４に沿って付与することによってベルトの冷却を可能にするための十分な隙間空間をカラーの外面とキャスティングベルト４０の裏面３４との間に設けるために、リム２８は少なくとも約１／４インチ（約６ｍｍ）、より好ましくは、少なくとも約０．２９インチ（約７．４ｍｍ）の半径方向間隔“ｒ”（図３及び図５）だけカラー３０の外面を越えて半径方向外方に間隔を隔てられるのが好ましい。
可撓性で厚さの薄い熱伝導性移動キャスティングベルト４０（図４及び図５）は、軟磁性の強磁性材料で形成され、例えば、それらはクォーターハード圧延された低炭素シートスチールのような金属材料で形成される。
シャフト１０に対するカラー及びフィンの熱膨張の違いに順応するために、ばねのような弾力装置３６がシャフト１０に沿ったある箇所に取付けられる。好ましくは、この装置３６は、示したように（図１）、端フィッティング１２とシャフトの端の近くの磁石カラー３０との間に配置されるように取付けられる。例えば、このばねのような装置３６は、波形ワッシャー、面取りしたコイル状ガーターばね、又はエラストマーガスケットのような、ばねのような金属ワッシャーであるのが良い。
図４では、矢印４１で示すように下流方向に移動している一対の間隔を隔てたキャスティングベルト４０の間に構成された移動モールドキャビティＣの一部分を横断面図で示す。ベルトは入口（図示せず）からモールドキャビティ、そこから出口（図示せず）に向って移動している。これらの２つのベルトは当該技術で知られているような機械によって支持され且つ駆動され、そのような機械はしばしばツインベルト連続キャスターと呼ばれる。ベルト４０は、上下の移動ベルトを案内し且つ安定させている複数の上下のバックアップローラーのフィン２６のリム２８と転がり接触状態にある。図４の接触領域２９は、移動ベルトの裏面３４がそれぞれのリム２８と接線方向の転がり接触状態にある小領域箇所である。
モールドキャビティＣ（図４）内に、溶融金属、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金を示す。この溶融金属は、ベルトの表面４６に隣接した冷凍層４４で凝固し始めている。移動ベルトの裏面３４は、当該技術で知られている仕方で液体冷却材（図示せず）によって冷却されている。そのような液体冷却材は、例えば、当該技術で知られているような腐食防止剤を含有する水である。凝固するようになる溶融金属の量が増加するので、冷凍層の厚さが下流方向に徐々に厚くなることが注目される。隣接したローラー軸線２２間の間隔Ｓ、即ちシャフトの中心−中心の間隔はフィン２６の外径の約１３／４倍よりも小さく、その結果、図４の隣接した接触領域２９が移動ベルトに沿った長手方向にそれより大きい間隔だけ間隔を隔てられないのが好ましい。又、端フィッティング１２（図１）の外径はフィンの外径と等しいので、これらの端フィッティングは移動ベルトのへりに沿って転がり接触状態にある。
図５では、破線５０が到達磁石３０によって賦勢された磁気回路を指示する。これらの磁気回路の各々を、永久磁石３０のＮ極Ｎ’から始まり、フィン２６内に進み、フィン内で半径方向外方に延びて、リム２８とキャスティングベルト４０の裏面３４とが転がり接触状態にある接触領域２９に至るまで追跡することができる。各回路５０は、軟磁性の強磁性ベルト４０の第１接触領域２９から隣接したフィンの第２接触領域まで延びる。次いで、各回路５０は隣接したフィン内を半径方向内方に延びて磁石のＳ極Ｓ’に至る。各磁気回路は磁石内で磁石のＳ極Ｓ’からＮ極Ｎ’に至り完結する。これらの到達カラー磁石３０が軸線２２と平行の方向に磁化されることが注目される。もしこれらのカラー磁石が腐食を受ける材料で形成されるならば、カラー磁石は耐腐食のために適当に被覆され、例えばニッケルメッキされる。
軟磁性の強磁性材料を含有する移動キャスティングベルト４０の強力な到達吸引力（引張り力）を得るために、回路５０（図５）を強力に磁化し且つ又全部のフィン２６を強力に磁化する到達磁石３０の各々の永久磁石材料は、一定の非常に重要な臨界特性を有する。（１）この永久磁石材料のサンプルが、約８，０００ガウスと等しい、又はそれより大きい磁束密度の残留磁気Ｂｒを有する点でＢ軸と交わる正規ヒステリシスループ（Ｂ−Ｈループ）を有する。（２）この永久磁石材料のサンプルが、空気、冷却水又は真空の透磁率が１とおかれる場合、第２又は第４象限のループの部分の中間点に接する直線が、約４と等しい、又はそれより小さいΔガウス毎Δエルステッドでの中間点微分消磁透磁率を指示する傾きを有する正規ヒステリシスループ（Ｂ−Ｈループ）を有する。又、この永久磁石材料は大きい程度の永続性を有することが必要であり、即ち、おおざっぱにいえば、消磁しにくいことが必要であり、即ち、磁気的意味で「硬く」、即ち、非常に大きな消磁保磁力がこの永久磁石材料を消磁するために必要とされる。
ここで使用するように、用語永久磁石材料のサンプルの「中間点微分消磁透磁率」は、サンプルのＢ−Ｈループと第２又は第４象限にあるこのループの部分の中間点で接する直線のΔガウス毎Δエルステッドで表された傾きを意味する。サンプルのＢ／Ｈループが、Ｂ及びＨの値がそれぞれ垂直軸及び水平軸に沿って目盛られた図に描かれ、その結果、この同じ図に描くとき、真空のＢ／Ｈ又はΔＢ／ΔＨ、即ち保磁力Ｈを真空に付加することになる磁束密度Ｂの傾きは常に１であり、言い換えれば、この同じ図に描くとき、真空のための保磁力を付加した状態での変化ΔＨに対する磁束密度の変化ΔＢの比は常に１であることを理解すべきである。以下の表では、これらの重要な臨界特性に関する我々の選択を述べる。

リムの接触領域２９を通り抜ける磁気回路５０の磁束によってもたらされた、ベルトを接触領域２９でリム２８に向って引張る磁気吸引力との援助関係において、到達磁石３０は、空気及び／又は冷却水（図示せず）を通過し且つ接触領域２９から片寄った多数箇所でベルトに入る、複数の破線ｆ（図４及び図５）によって指示された追加の磁束を与えるのに適した独特の特徴を有する。この追加の到達磁束ｆは追加の磁気吸引力をベルトに付加して、ベルトをリム２８に向って引張る。この到達磁束ｆがフィンのリム及びフィンのテーパ側面から案内し且つ安定させるべきベルトに向って延び、それにより、上流及び下流に延び（図４）且つ各フィンから左右の両方に向って横方向に延びる（図５）ことも含む３次元パターンをなすことを図４及び図５の両方を考慮することから理解すべきである。
上述した非常に重要な臨界特性を呈する永久磁石材料で作られた任意の永久磁石３０が本発明の開示した実施形態での満足な実施が可能であることを、我々は想像する。例えば少なくとも１つの「希土類」化学元素（番号５７乃至７１が付けられた化学元素のランタン系列）を含む磁性材料からなる磁石のような、希土類磁性材料として商業的に知られている永久磁石材料を含有するカラー磁石３０、例えば、好ましくは希土類化学元素ネオジム又はサマリウムからなる永久磁石材料を含有する磁石を使用するのを、我々は好む。例えば、約２０ＭＧＯｅ（メガ−ガウス−エルステッド）の最大エネルギー効果を有するコバルトとサマリウムの化合物（Ｃｏ₅Ｓｍ）からなる永久磁石材料を含有する磁石を使用することができる、というのは、そのＢ−Ｈヒステリシスループは約９，０００ガウスの残留磁気Ｂｒを有するからであり、約２２乃至約２８ＭＧＯｅの範囲の最大エネルギー効果を有するＣｏ₁₇Ｓｍ₂材料を含有する磁石を使用することができる、というのは、そのＢ−Ｈループが約９，０００ガウス乃至約１１，０００ガウスの範囲の残留磁気Ｂｒを有するからである。
約２０ＭＧＯｅの最大エネルギー効果を有するＣｏ₅Ｓｍ永久磁石材料は、約１．０８の中間点微分消磁透磁率を有する。約２２乃至約２８ＭＧＯｅの範囲の最大エネルギー効果を有するＣｏ₁₇Ｓｍ₂永久磁石材料は、約１．１５乃至約１．０の範囲の中間点微分消磁透磁率を有する。
我々の現在の最も好ましい永久磁石３０は、約２５乃至約３５ＭＧＯｅの範囲の最大エネルギー効果を呈し、一般的にはネオジム−鉄−ホウ素、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ、又はＮｄＦｅＢとして知られている、鉄、ネオジム及びホウ素からなる３元素（３成分）化合物を基礎とする永久磁石材料を含有する。そのような磁石は「ネオ磁石」と呼ばれ、約３２乃至約３５ＭＧＯｅのネオ磁石が現在もっとも好ましい。約２５乃至約３５ＭＧＯｅの範囲の最大エネルギー効果を有するＮｄＦｅＢ永久磁石材料は、残留磁気Ｂｒが約１０，７００ガウス乃至約１２，３００ガウスの範囲にあるＢ−Ｈループを有し、且つ約１．１５の中間点微分消磁透磁率を有する。ネオ磁石は耐腐食性が低いので、ニッケルメッキされる。
将来において、その他の永久磁石材料、例えば鉄−サマリウム−窒化物のような３成分化合物、その他のまだ知られていないような３成分永久磁石材料、及びまだ知られていないような他の４元素（４成分）永久磁石材料が商業的に利用できるようになり、それらは、残留磁気Ｂｒが表Ｉに示したように十分高いＢ−Ｈループを有し、且つ表ＩＩに示したような本発明の実施形態に使用するのに適当であるに十分低い中間点微分消磁透磁率を呈することを、我々は想像する。
本発明の特定の現在の好ましい実施形態がここに詳細に開示されているけれども、本発明のこれらの例は例示の目的のために説明されていることを理解すべきである。軟磁性の強磁性材料を含むエンドレスで可撓性で熱伝導性の回転キャスティングベルトを適当な平滑さを有するように平らに保ち、且つ金属の連続鋳造中、連続キャスティング機械内ではたらかせるためのこれらの装置及び方法を適用するために、更に、種々の特定のベルト型連続キャスティング機械又は種々のベルト型キャスターの設置状況に有用であるために、説明した装置を、以下の請求の範囲の範囲から逸脱することなしに連続鋳造の当業者によって細部において、即ち均等な永久磁石材料に変えることができるので、この開示を本発明の範囲を限定するように解釈するつもりはない。

Claims

軟磁性の強磁性材料を含むエンドレスで可撓性の熱伝導性キャスティングベルトを案内するための細長いフィン付きバックアップローラーであって、
各々が前記バックアップローラーの回転軸線と同軸の、円形状を有する多数のフィンを有し、
前記フィンは軟磁性の強磁性材料で形成され、且つ前記バックアップローラーに沿って軸線方向に間隔を隔てた位置に配置され、
各永久磁石は、少なくとも約９，０００ガウスの残留磁気を有し、且つ各々が約４Δガウス／Δエルステッドと等しい又はそれよりも小さい中間点微分消磁透磁率を有する多数の永久磁石を更に有し、
前記永久磁石は、前記フィンの周囲が前記バックアップローラーに沿って交互のＮ及びＳ磁極を有するように前記フィンを磁化する、
前記細長いフィン付きバックアップローラー。
更に、前記軸線と同軸の非磁性シャフトを有し、
前記フィンおよび前記永久磁石は、前記非磁性シャフトに沿って軸線方向に間隔を隔てた位置で前記非磁性シャフトの上に取付けられる、
請求の範囲第１項に記載の細長いフィン付きバックアップローラー。
隣接したフィンの間に少なくとも１つの前記永久磁石が位置決めされるように、前記永久磁石は、前記フィンの間で前記非磁性シャフトに取付けられる、
請求の範囲第２項に記載の細長いフィン付きバックアップローラー。
前記永久磁石は隣接したフィンの間で前記非磁性シャフトを取り囲み、
前記永久磁石は、各永久磁石の両軸端がＮ及びＳ磁極を有するように軸線と平行な方向に磁化され、
同様の極性の磁極はフィンの両側に向って面する、
請求の範囲第３項に記載の細長いフィン付きバックアップローラー。
前記永久磁石は、前記非磁性シャフトに嵌るボアを有するカラーであり、
前記フィンは形状が環状であり、且つ各フィンが連続する永久磁石カラー間に位置決めされるように前記非磁性シャフトに嵌る中央開口を有する、
請求の範囲第４項に記載の細長いフィン付きバックアップローラー。
前記永久磁石カラーおよび前記フィンを前記非磁性シャフトに保持するように前記各非磁性シャフトの各端に取付けられた端フィッティングを更に有し、
前記端フィッティングの各々に、前記永久磁石カラーの１つが隣接し、
前記端フィッティングは非磁性材料で作られ、
前記非磁性シャフトに対する前記永久磁石カラー及び前記フィンの熱膨張の違いに順応するために、前記永久磁石カラーの１つの端に隣接して位置決めされる弾力装置を更に有する、
請求の範囲第５項に記載の細長いフィン付きバックアップローラー。
前記永久磁石は、少なくとも約１０，７００ガウスの残留磁気を有するネオジム−鉄−ホウ素として一般的に知られている材料で形成される、
請求の範囲第１項に記載の細長いフィン付きバックアップローラー。
前記永久磁石は、少なくとも約１０，７００ガウスの残留磁気を有するネオジム−鉄−ホウ素として一般的に知られている材料で形成され、
前記永久磁石は少なくとも約０．８インチ（約２０ｍｍ）の長さを有する、
請求の範囲第４項に記載の細長いフィン付きバックアップローラー。
前記永久磁石カラーは、半径方向に少なくとも約０．２インチ（約５ｍｍ）の肉厚を有し、
前記永久磁石カラーは少なくとも約０．８インチ（２０ｍｍ）の軸線方向長さを有する、
請求の範囲第５項に記載の細長いフィン付きバックアップローラー。
前記永久磁石カラーは、少なくとも約１０，０００ガウスの残留磁気を有する永久磁石材料で形成され
前記永久磁石材料は、最大値が約２．５Δガウス毎Δエルステッドを超えない中間点微分消磁透磁率を有する、
請求の範囲第９項に記載の細長いフィン付きバックアップローラー。
前記フィンの円形周囲は、前記永久磁石カラーから少なくとも約１／４インチ（約６ｍｍ）の距離“ｒ”だけ半径方向外方に間隔を隔てられる、
請求の範囲第９項に記載の細長いフィン付きバックアップローラー。
軟磁性の強磁性材料を含むエンドレスで可撓性の熱伝導性キャスティングベルトを案内するための細長いフィン付きバックアップローラーであって、
回転軸線を有する細長い回転可能な非磁性シャフトと、
各々が円形リムを有し且つ各々がリムと同軸で前記非磁性シャフトに嵌るように寸法決めされた開口を有する、軟磁性の強磁材料からなる多数の環状フィンと、
多数の永久磁石と、を有し、
前記永久磁石はカラーとして形成され、各々が前記非磁性シャフトに嵌るように寸法決めされたボアを有し、且つ各々が、各カラーにＮ及びＳ磁極をその両端に与えるように前記ボアと平行に磁化され、
前記カラーおよび前記フィンは、同じ極性の磁極がフィンを磁化するように各フィンの両側に隣接するように順次交互に前記非磁性シャフトに組立てられ、
前記フィンは前記カラーを越えて半径方向に突出し、且つ前記バックアップローラーに沿って交互のＮ及びＳ磁極性を有し、
前記永久磁石カラーは、少なくとも約８，０００ガウスの残留磁気を有し、且つ、約４Δガウス毎Δエルステッドと等しい又はそれよりも小さい中間点微分消磁透磁率を有する、
前記細長いフィン付きバックアップローラー。
前記非磁性シャフトのカラー及びフィンを保持するように前記非磁性シャフトの各端に且つ前記非磁性シャフトと同軸に連結された端フィッティングを更に有し、
前記端フィッティングは非磁性材料で作られ、
前記非磁性シャフトに対する前記カラー及び前フィンの熱膨張の違いに順応するために前記カラーの端に隣接して前記非磁性シャフトを取り囲む弾力装置を更に有する、
請求の範囲第１２項に記載の細長いフィン付きバックアップローラー。
前記永久磁石カラーは、少なくとも約９，０００ガウスの残留磁気を有する、
請求の範囲第１２項に記載の細長いフィン付きバックアップローラー。
前記永久磁石カラーは、少なくとも約９，０００ガウスの残留磁気を有し、
前記永久磁石カラーは、最大値が約２．５Δガウス毎Δエルステッド撚りも大きくない中間点微分消磁透磁率を有する、
請求の範囲第１３項に記載の細長いフィン付きバックアップローラー。
前記永久磁石カラーは少なくとも約０．８インチの軸線方向長さを有し、
前記永久磁石カラーは少なくとも約１０，７００ガウスの残留磁気を有するネオ磁石である、
請求の範囲第１２項に記載の細長いフィン付きバックアップローラー。
軟磁性の強磁性材料を含むエンドレスで可撓性の熱伝導性キャスティングベルトを案内するための細長いフィン付きバックアップローラーであって、
回転軸線を有する細長い回転可能な非磁性シャフトと、
各々が円形リムを有し且つ各々がリムと同軸で前記非磁性シャフトに嵌るように寸法決めされた開口を有する、軟磁性の強磁性材料からなる多数の環状フィンと、
各々が前記非磁性シャフトに嵌るように寸法決めされたボアを有する多数の永久磁石カラーと、を有し、
前記永久磁石カラーは、各々が各カラーの両端にＮ及びＳ磁極を得るように前記ボアと平行に磁化され、
前記永久磁石カラーおよび前記環状フィンは、同じ極性の磁極がフィンを磁化するように各環状フィンの両側に隣接するように順次交互にして前記非磁性シャフトに組立てられ、
前記環状フィンは、そのリムよりもその中央開口近くが厚く、
前記環状フィンは、前記永久磁石カラーを越えて半径方向外方に突出し、且つ前記バックアップローラーに沿って交互のＮ及びＳ磁極性を有し、
前記永久磁石カラーは、少なくとも約８，０００ガウスの残留磁気を有し、且つ、約４Δガウス毎Δエルステッドと等しい又はそれよりも小さい中間点微分消磁透磁率を有する、
前記細長いフィン付きバックアップローラー。
前記環状フィンは、そのリムの２倍より大きい厚さである、前記永久磁石カラーの磁極に隣接した厚さを有する、
請求の範囲第１７項に記載の細長いフィン付きバックアップローラー。
前記環状フィンは前記永久磁石カラーを越えて少なくとも約１／４インチ（６ｍｍ）半径方向外方に突出する、
請求の範囲第１８項に記載の細長いフィン付きバックアップローラー。
前記永久磁石カラーは少なくとも約１０，０００ガウスの残留磁気を有し、
前記永久磁石カラーは約２．５Δガウス毎Δエルステッドと等しい又はそれよりも小さい中間点微分消磁透磁率を有する、
請求の範囲第１７項に記載の細長いフィン付きバックアップローラー。