JPH03502552A - 直接鋳造ストリップの厚さ制御 - Google Patents
直接鋳造ストリップの厚さ制御Info
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- JPH03502552A JPH03502552A JP63503970A JP50397088A JPH03502552A JP H03502552 A JPH03502552 A JP H03502552A JP 63503970 A JP63503970 A JP 63503970A JP 50397088 A JP50397088 A JP 50397088A JP H03502552 A JPH03502552 A JP H03502552A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
直接鋳造ストリップの厚さ制御
技術分野
本発明は、金ｉａ薄根を金属溶湯からｉ接製造する技術に関する。特に、本発明
は冷却された円筒ドラムの外表面上で金属薄板を鋳造する技術に関する。溶１！
層は典型的にはタンディツシュによって上述の鋳造表面へ供給される。このタン
ディツシュは一方の端部が開口され、その開口された端部が鋳造表面に密接に接
近されて該鋳造表面と組み合わされ、タンディツシュと鋳造表面との間隙から溶
湯が漏れ出ないようにして鋳造表面に溶湯を供給するようになされている。溶湯
のレベル位置は、鋳造実施に於けるその他のパラメータと同様に、鋳造ストリッ
プの厚さに彰−する。本発明よりも以前では、冷却されたドラムによる除熱速度
がストリップの中央部分に較べて縁部およびその付近で高いことから、縁部の方
が厚くなる傾向を見せていた。ストリップ製品の引き続く冷間圧延では、一般に
これと逆の形状、即ち中央部分が僅かに厚いストリップ、とすることが必要とさ
れていた。
ヨーロッパ特許公報０ １４７ ９１２ によれば、タンディツシュを鋳造ホ
イールから離れる方向へ引き戻して間隙を拡げることによって、厚いストリップ
を製造できることが示唆されている。これには限界がある。何故ならば、その間
隙が広くなり過ぎれば液体金属が漏れ出てしまうからである。更に又、厚さ分布
を有する形状のストリップが望まれる場合も多々ある。
１１匹ｌ１
本発明の１つの目的は、新規な薄板！１３！！［方法を提供することである。
更に他の目的は、タンディツシュの溶湯を使用して冷却された鋳造ドラム上で金
属薄板を直接形成する上記方法を提供することである。
長手方向並びに幅方向に沿って薄板厚さが均一であるような上述した薄板鋳造方
法を提供することも目的の１つである。
又、タンディツシュとホイールとの間の間隙を変化させることなく長手方向並び
に幅を横断する方向に沿う厚さ形状を制御することのできる薄板鋳造方法を提供
することも目的の１つである。
本発明のこれらの目的によれば、冷却された鋳造表面上で溶湯から金属シートを
直接鋳造するための方法およびタンディツシュが提供される。この装置は、後壁
、対向する両側壁、およびそれらの！部の間に配置された床部材を有する形式の
タンディツシュを含んで構成されており、上記側壁および床部材のリップは冷却
されている鋳造面に密接に接近されるような形状とされている。このタンディツ
シュは、床部材の前部リップの一部が鋳造表面から離れる方向へオフセットされ
て切除されており、鋳造表面との溶湯の長い接触長さを得られるようになってい
るとともに、そのオフセット領域にてより厚い薄板を形成できるようになってい
る。床部材のリップ部分は、タンディツシュの幅を横断する方向に沿ってホイー
ルからの間隙が残りの部分と同じになるように維持され、液体金属を保持できる
ようになっている。幅を横断する方向に沿って均一な厚さのストリップを製造す
るために好ましいとされるオーツセットは、床部材の上面から下方へ向けて形成
される弓形オフセットである。一般的に、ストリップの岸さはオフセットの深さ
寸法に比例している。
望ましい厚さ形状は特定のオフセット形状を形成することによって作ることがで
きるのである。
図面の簡単な説明
第１図は、溶湯から薄板を直接ｉ造づるための装置の概略的な立面図である。
第２（２）図および第２（へ）図は従来技術のタンディツシュの床部材と鋳造表
面との間の領域の拡大図であつ工、間隙が小さい場合と大きな場合とである。
第３図は形状付けられたリップを備えた本発明のタンプ４ｆソシユに於ける鋳造
領域の拡大図を示している。
第４図は、ストリップ厚さに作用する縁部での冷却効果を補償するようになされ
た本発明によるサイン形のオフセットを備えたタンディツシュの平面図である。
第５図は、本発明による他のタンディツシュのオフセットを示す一部欠赦した側
面断面図である。
第６図は、床部材の上面から下方へ向けて弓形のオフセットが形成された他のタ
ンディツシュの斜視図である。
山］１副Ｉ」
溶湯からほぼ最終製品に近い金ｊｉｂ板を直接形成するための既知の装置が第１
図に示されでいる。その液体金属５がタンディツシュ２内に収容されている。こ
のタンディツシュ２の側壁および床部材は開口端に於いて鋳造表面の形状に形成
されて密接に接近されており、鋳造表向とタンディツシュの床部材との間隙から
漏れを生じることなく溶ｌＡ１１ｉｉを供給することがぐきるようになっている
。
第２（２）図および第２（ハ）図に於いて、溶湯５の深さ寸法が冷却された鋳造
表面１に沿う接触長さｄｌに影響することを示している。溶湯が十分に長い時間
にわたって鋳造表面に接触すると、凝固前面４が溶ｒｊＡ５と薄板３１との間に
形成される。タンディツシ１の床部材８と鋳造表向どの離間距ｗＩｘに応じてヒ
ール部７が形成され、多少長い接触長さｄ２を形成するように作用りる。溶湯の
接触長さが負ければ長いほど１根の厚さが厚くなる。より深いｊ法となるように
タンディツシュに溶湯を供給すれば、厚いストリップを形成するように作用する
。しかし過ぎ！これば評価は不利となる。又、離間距離、即ち間隙Ｘを大きくす
ればタンディツシュ内の溶湯深さを深くしないでも接触長さ並びにストリップ厚
さを増大することができるとも知られている。
タンディツシュを通る金属溶湯の流れは製造されるストリップの寸法上の均一性
に重大な影響を及ぼす。タンディツシュに沿って生じる摩擦りは、溶湯の流速を
溝の鍔面に近い部分にて遅くし、これにより熱損失を−・層大きくする。更に、
鋳造ストリップの中央付近に於ける本質的に１方向く放射方向）の熱損失に対し
て、鋳造ストリップの縁部付近に於いては２方向（放射方向および横方向）の熱
放出が本質的に生じる。このように冷却が異なる結果として、凝固したストリッ
プには縁部の厚さが中央部分の厚さよりも厚い犬用骨形状の断面形状が生じてし
まうのである。このストリップ形状は望ましくない。
何故ならば、一般的に受は入れられる圧延加工済ストリップを製造するために加
工段階の数が増え、又、コストが高くなるからである。
本発明は一般的に、ストリップの厚さを均一とするようにｔｓａし、或いは所望
される非環−の厚さ形状とするようにｌ１１１ｍする技術を探究するものである
。特に、本発明は四角形もしくは圧延加工に望まれる僅かに凸形状の横断面とな
す技術を探究するものである。これは、溶湯の凝固が生じるようになされる距離
を制−することによって達成されるのである。この距離は本質的には溶湯がホイ
ールに最初に接触する位置と鋳造層から凝固したストリップが現れてくる位置と
の開の距離である。従って、上側位置は溶湯溜の上側レベル位置に関係し、Ｆ側
位置はタンディツシュの床部材およびリップのレベル位置に関係するのである。
第３図に示すように、凝固距離即ち接触長さｄはタンディツシュの床部材に於け
るリップ１４の形状によって制御することができる。タンディツシュの床部材は
上面１２、下面１３、そしてｖＩ造表向１に合致するように形状付けられたりツ
ブ１４を有している。前面は固定間隙Ｘだけ鋳造表面から離されている。リップ
１４にオフセット即ち除去部１０が形成されでいない所で溶ｓ１１の深さはｈＸ
であり、又、凝固距離はｄである。角度を付されたオフセット１０がリップに形
成されることで、横方向に１番目の位置に於ける溶湯深さは増分ΔｈＸ１だｔづ
増大し、又、凝固距離はΔｄ、たけ増大して、その領域に於けるストリップの厚
さを増分的に増大させることになるのである。
金属ストリップの鋳造に於いては、厚さｍは次式によって凝固距離ｄを移動する
凝固時間ｔに関係することを見出した。即ち、
定数ＣおよびＣ２は次式で計算される。即ち、■ は金属の溶融温度であり凝固
温度
値
Ｔｏは定常状態にある冷却剤の温度
Ｈ，は融解熱
ρ′は溶湯の密度
Ｃ０′は固体状態のストリップの比熱
に′はストリップの熱伝導率
ｈ はモールド金属界面に接する鋳造層即ち凝固層での有効熱伝達であり、
の値に等しい。
Ｈ７は融解熱
■ はホイール□金に間の境界面の温度ｈ は全体的な熱伝達係数であり、
ｋ、ρおよびＣ８は鋳造面に於ける熱伝達率、密度および比熱である。
Ｌユ
鋼製ホイールの上で特定のアルミニウム合金を鋳造するのに関して、定常状態で
の作動に於ける定数０１およびＣ２を算出し、数式（１）を次式のように簡略化
した。即ち、
１４．９Ｍ２＋０．８４３Ｍ−ｔ−０
ストリツプの縁部付近（約２．５３）に於ける熱損失が２方向であることから、
熱伝達係数、それ故に定数ＣおよびＣ２は変化する。仮定として、これはストリ
ツブの幅を横断する方向に於ける状態を定める以下の数式群に従うものと見做せ
る。即ち、
各縁部から 数 式％式％
時間ｔは装置パラメータに対して幾何学的な関係を有する。即ち、
ＲＰＭ
ここで、
α 曽タンディツシュのリップ迄の度数で表した天頂距離
ｈｘ−液体金属の深さ
ｒ −鋳造ホイールの半径
第３図を見れば、リップのオフセットはリップを横断する方向に沿ったｉ番目の
横方向位置に於いて溜の深さをΔｈ 、だけ増大し、又、αをΔαｉだけ増大す
る。これにより数式＋２１は次式のようになる。即ち、時間−距離／速度であり
、ｄ−ｒβ（ｒ−円弧半径−ホイール半径であり、β−ラジアンで表されるトラ
バース角度）であるから、又、速度およびホイール半径は固定値であるから、ｔ
・ （ｔ＋Δ１．）の各々の値がｄ、（ｄ＋Δｄ、）を定め、この値からΔαｉ
を算出す１す
ることができるのである。即ち、
ｉ番目の位置に於けるΔαｉを知ることによって、数式（３）を使用してΔｈｘ
ｉの算出が可能となる。実際に、Δｈｘ１は鋳造ストリップに厚さＭｌを与える
のに必要なｉ番目の位置に於けるタンディツシュφリップの垂直方向のオフセッ
ト値となる。Δｈｘｉの増分値が数値制ｍｉｓ械に入力され、所望のタンディツ
シュ・リップを自動的に形成するようになされるのである。
タンディツシュ・リップは表１に従って形状付けられることができる。３０ｃｍ
幅で０．１ＣＩの鯵さく基準）の僅かなりラウン部を有する（０．１０２３の中
央に対して対称的に０．０９７ｃｍの縁部を有する）アルミニウム・ストリップ
整品を鋼製ホイールで作るために、以下の工程パラメータが使用される。即ち、
鋳造ホイール半径−３５，６ａ
表１．供給容器のリップ形状
（α） （ａｍ） Δα・ Δｈ ・ （α）Ｉ
ＸＩ
（ａｌ）
０、 ０．９６５ ０． ４５． ４．７２０．３１Ｂ ０．９６
７ ０．０３３ ４５．０３３ ４゜７３ ０．０１０．９５３ ０．９６８
０．３１１ ４５．３１１ ４．８６ ０．１４１．５８ｇ ０．９７０
０．６０６ ４５．６０６ ４．９９ ０．２７２．２２３ ０．９７２
０．９０４ ４５．９Ｇ４ ５．１２ ０．４０２．５４ ０．９７４ １
．１８７ ４６．１８７ ５．２５ ０．５３” ５．０８ ０．９８２
１．３５５ ４６．３５５ ５．３２ ０．６０７．６２ ０．９９１
１．５１４ ４６．５１４ ５．３９ ０．６７１０．１６ ０．９９９
１．６８２ ４６．６８２ ５．４７ ０．７５１２．７ １．００８ １
．８４６ ４６．８４６ ５．５４ ０．８２１５．２４ １．０１６ ２
．０１４ ４７．０１４ ５．６２ ０．９０１７．７Ｂ １．００８
１．８４６ ４６．８４６ ５．５４ ０．８２２０．３２ ０．９９９
１．６８２ ４６．６８２ ５．４７ ０．７５２２．８６ ０．９９１
１．５１４ ４６．５１４ ５．３９ ０．６７２５．４ ０．９８２ １
．３５５ ４６．３５５ ５．３２ ０．６０２７．９４ ０．９γ４ １
．１８ｒ ４６．１８７ ５．２５ ０．５３２８．２６ ０．９７２
０．９０４ ４５．９０４ ５．１２ ０．４０２８．８９ ０．９７０
０．６０６ ４５．６０６ ４．９９ ０．２７２９．５３ ０．９６８
０．３１１ ４５．３１１ ４．８６ ０．１４３０．１６ ０．９６７
０．０３３ ４５．０３３ ４．７３ ０．０１３０．４８ ０．９６５
０． ４５． ４゜７２０゜鋳造速度−４１ＲＰＭ−９１，５ｍ／分冷却
水温度−６０℃
Ｘ−４５゜
え−１
第４図は他の滑らかなサイン形状のオフセット１５を示している。このオフセッ
トは所望されるストリップ形状を形成するのである。以下の条件は表２に示され
た形状を形成するものとして使用された。
表 ２
１番目の位置
０、 ０．０２４４ ０．＄４８２．５ ０
．０２４５ ０．６５０５．１ ０．０２４９
０．６６０ｒ、６ ０．０２５５ ０．６９７１０、１
０．０２６２ ０．７２９１２．７ ０．０
２６８ ０．７５６１５．２５ ０．０２７２
０．７？３１７、８５ ０．０２７４ ０．７７８２０
．５ ０．０２７２ ０．７７３２２．８５
０．０２６８ ０．７５６２５．４ ０．０２６２
０．７２９２７．９ ０．０２５５ ０．６９７３
０．２５ ０．０２４９ ０．６６０３３．０（緑部）
０．０２４５ Ｇ、６５０アルミニウムホイール半径−３５
，６ａ１供給容器の位ｍ１−３５．６゜
供給容器の幅 Ｘ−３５，６ａ１
水頭高さ ｈ−３，５１
ホイール速度−１０ＯＲＰＭ
所望された最大オフセット値−基準−厚さが０．６５８ｍで、中央よりも緑部で
約
０．０５ｚはど薄いアルミニウム・ストリップを製造するためには０．９５０ｍ
である第５図は本発明によって凝固距離を長くするための他のリップ形状を示し
ている。このようなオフセットはタンディツシュの全体を横断して横方向に延在
されることができる。或いは、その幅の一部のみを横断して厚さの異なるストリ
ップ製品を形成するようになすことができる。
第６図は他のタンディツシュ２２の斜視図を示している。このタンディツシュは
他の形状とされたリップを有しており、タンディツシュの床部材に於ける上面か
ら下方へ向かって円弧形の切除部２５がリップに形成されている。リップの残り
の部分２４並びにｍ壁の部分２８は鋳造ホイールと組み合って金属１湯が漏れ出
るのを防止するようになっている。
手続補正書（自発）
平成２年り月′３日
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １．金属溶湯を収容するタンディッシュを含み、該タンディッシュは後壁と、対 向する両側壁と、それらの壁の間にある床部材とを有しており、前記側壁および 床部材は冷却された鋳造表面に密接に接近するように輪郭付与されていて、金属 溶湯の層が鋳造時に鋳造表面に与えられるようになされている形式の、冷却され た鋳造表面上で厚さを制御した薄板を溶湯から直接鋳造するための装置であって 、鋳造ホイールに接近されている床部材の上面の一部を含むリップの部分に鋳造 面から離れるようになされたリップ・オフセットが備えられており、これにより 鋳造面との溶湯の凝固距離を長くして、オフセットの付近で薄板を厚くすること ができるようになされたことを特徴とする装置。 ２．請求項１に記載された装置であって、リップ・オフセットがタンディッシュ の床部材に於ける上面から該タンディッシュの床部材に於ける下面よりも上方の １つの高さ位置へ向かって下方へ均一な深さとされていることを特徴とする装置 。 ３．請求項２に記載された装置であって、リツプ・オフセットが側壁間のタンデ ィッシュの全幅にわたって実質的に延在されていることを特徴とする装置。 ４．請求項１に記載された装置であって、リップ・オフセットがタンディッシュ の床部材に於ける上面から該タンディッシュの床部材に於ける下面よりも上方の 複数の高さ位置へ向かって下方へ非均一な深さとされていることを特徴とする装 置。 ５．請求項４に記載された装置であって、リップ・オフセットはタンディッシュ の側壁付近からリップ中央付近へ向かって次第に深さが深くなされていることを 特徴とする装置。 ６．請求項５に記載された装置であって、オフセットに沿う各点が実質的に正弦 曲線を形成していることを特徴とする装置。 ７．冷却された鋳造表面の上で溶湯から直接鋳造される金属薄板の幅を横断する 方向に沿って厚さ形状を所望の形状にするための方法であって、 金属溶湯の溜を収容するタンディッシュであって、後壁と、対向ずる両側壁と、 それらの壁の間にある床部材とを有しており、前記側壁および床部材は冷却され た鋳造表面に密接に接近するように形状付けられていて、該鋳造表面が金属溶湯 に接触するバリヤを形成するようになされている前記タンディッシュを準備し、 床部材の上面の一部を含む鋳造ホイールに隣接された床部材のリップ部分を所望 位置にて切除し、これにより溶湯が鋳造表面に接触する深さを大きくして、幅を 横断する方向に沿って薄板厚さ形状を制御することができるようになし、 溶湯溜を通して鋳造表面を移動させて該鋳造表面上に所望の厚さ形状で金属の凝 固層を形成させる、諸段階を含むことを特徴とする方法。 ８，請求項７に記載された方法であって、タンディッシュの床部材に於ける上面 から該タンディッシュの床部材に於ける下面よりも上方の１つの高さ位置へ向か って下方へ均一な深さでリップ部分を切除する段階を含んでいることを特徴とす る装置。 ９．請求項７に記載された方法であって、タンディッシュの床部材に於ける上面 から該タンディッシュの床部材に於ける下面よりも上方の複数の高さ位置へ向か って下方へ非均一な深さでリップ部分を切除する段階を含んでいることを特徴と する装置。 １０．請求項７に記載された方法であって、タンディッシュの側壁からリップの 中央付近へ向かって次第に深さが深くなるようにリップ部分を切除する段階を含 んでいることを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
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| JPS61253149A (ja) * | 1985-04-12 | 1986-11-11 | Nippon Kinzoku Kogyo Kk | 金属薄板の連続鋳造による製造装置 |
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