JPH0459154A - 回転する基体から連続鋳造ストリップを分離する方法および装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、迅速に凝固されたストランドを造るよう回
転されるチルド金属面の表面への溶融金属の連続鋳造に
関するものである。

［発明の背景］ 鋳造ストランドは結晶質または非晶質にすることが出来
、製造されるストランドは幅狭いリボンや、種々な幅の
ワイヤまたはストリップにすることが出来る。凝固され
たストランドは、水冷されるホイールやドラムまたはベ
ルトとすることが出来る回転面から出る。冷却を許すよ
う特別な箇所にてストリップが基体から出るのを確実に
するために、基体からストリップを分離する種々な装置
が使用されている。

溶融金属と回転するチルド面との間の分離を助けるよう
ストリッパーバーとして機械的手段を用いることが一般
的に知られている。米国特許箱４６４４．９９９号明細
書はストリップを鋳造ホイールから分離してコイル巻取
機に向ける装置を示している。また、分離装置はストリ
ップをコイラに向けている。

凝固支持体から金属ストリップを分離するように作用す
る機械的スクレーパやナイフ等の別の例が米国特許箱４
．７７８９．０２２号明細書に示されている。

米国特許箱２，８４７，７３７号明細書によって示され
る様に、掻取り用のストリッパーシューを有する楔形ブ
ロックが長い期間に互ってホイールからストリップを掻
取っている。

米国特許箱４，７７０，２７７号明細書は同様な楔形分
離部材を示している。

米国特許箱４　３０１．８５４号明細書はチルロールの
内面から鋳造ストリップを剥がす幾つかの手段を列挙し
ている。これら手段にはチルロールからフィラメントを
持ち上げるよう流体ジェット、スクレーパブレード、ブ
ラシ、磁気装置および吸引装置等の使用が含まれる。

この発明に対して最も興味が引かれる従来技法は、回転
する基体からの鋳造スト１ルンブの分離を行うようガス
や流体の使用にある。この分野における従来技法の例は
米国特許第４．３０１．８５５号明細書で、ロールの回
転方向と反対方向にロール表面に対して接線方向にガス
媒体を吹出すノズルを使用している。ノズルは、溶融金
属が凝固されるロールの周囲に配置される。

米国特許第４，７７６．３８３号明細書においては、ス
トリッパーノズルがドラムからストリップを分離するよ
う用いられ、流体として空気や保護ガスを使用出来る。

日本の特公昭５９−２３２６５３号公報はロールから鋳
造ストリップを剥がすようガスを吹付けることを示して
いる。

米国特許第４．２２１．２５７号明細書は、鋳造状態を
改善するよう溶融金属溜まりの前方の基体回転方向に不
活性ガスを吹付けているが、基体からのストリップの分
離を意図していない。

上述した文献は、全く成功してはいないが様々な手段を
介しての回転する面からの鋳造スト１ルンプの分離を改
善するように試みている。もし、ストリップの粘着がホ
イールの完全な一回転の前に剥がされないと、非常な失
敗状態が起こる。

流体分離装置を使用する従来の試みは回転する基体に対
して近接配置できる高圧ガスノズルを設けていない。ノ
ズルの近接配置は、基体の周りに回転するストリップか
らの損傷のための大きな危険を持っている。基体上のス
トリップ構成は、もし近接して配置されると、ノズルと
接触してしまう。基体から鋳造ストリップを安全に除去
するよう使用できる装置が大いに必要となる。

［発明の要約］ この発明は、安全な具合に基体から鋳造ストリップを分
離するよう回転する基体の周辺周りの流体ノズルからの
流体の流れを方向付けする方法および装置を提供するも
のである。この発明は、ストリップのコイリング事故の
心配なく基体に近接して位置できる自由流体ジェットを
設けると共に、同一流体ノズル位置からの幅広い範囲に
亙ってのストリップ分離を設けるものである。

この発明の流体ノズルは、流体ノズルがストリ・ンブ分
離点のストリップと基体との間の接触領域に直接に向け
られないために、従前の流体ノズルとは異なっている。

流体ノズル開口は、開口を出て流体ノズルの傾斜面また
は湾曲面に続く高圧自由流体ジェットを形成する。自由
流体ジェットはこの接続面に沿って流れて、接続面に自
由流体ジエ・ント自体を接触させるように為す。特に有
益であるよう見い出された流体ノズルは開口から４５°
の角度で傾斜し、傾斜面と回転する基体との間に約０．
６２５ｍｍ（０．，０２５インチ）の間隙を有している
。ホイールからの間隙は鋳造されるストリップの厚さに
基いて選ばれる。流体ノズル縁はストリップ厚さよりも
基体に接近されねばならない。

流体は湾曲した基体の上を分離領域へと流れる。

また、この発明の設計の流体ノズルは、ホイール上のス
トリップ構成を制御したり或は凝固したストリップが適
切に収集されない鋳造装置に対する損傷を防止するよう
に鋳造されるストリップの厚さよりも基体に近接して流
体ノズルの放出縁を配置することによって機械的分離の
ストリッパーバーとして作用するよう能力を組合わせて
いる。

この発明の他の目的や特徴および利点は以下の添付図面
に沿っての詳細な説明から明らかになろつ。

［実　施　例］ この発明の説明のために、用語“ストリップ”は、ワイ
ヤ、リボン、シートおよび同等物等とすることが出来、
且つ如何な断面形状とすることも出来るストランドを含
むものである０組成は凝固した時に結晶や非晶質゛金属
に成ることが出来る。

この発明は特別な鋳造方法に制限されるものでなく、溶
融溢れ、溶融ドラッグ、二重ロール、ベルト、平面流れ
等の様な周知の方法との組合せに使用出来る。ストラン
ドが回転する基体上に鋳造されて完全な回転が行われる
前に基体から除去される鋳造装置に流体分離ノズルが使
用出来る。

鋳造ストリップはストリップが凝固する基体に突き刺さ
る傾向を持っている０組織、潤滑、ロール処理および清
掃等の様な基体に対する種々な表面処理は突き刺し傾向
を減少出来るが、連続作用の中断を起こさずに且つ鋳造
速度を確実にする粘着を確実にするように確動分離装置
が必要とされる。

この発明は、幅広い範囲の融通性を持った一層確実で安
全な分離を設けるような具合に基体からストリップを空
圧的に持ち上げる能力を設けるものである。これは分離
領域に流体を直接に押しやり流体ノズル上にストリップ
バー縁を有する流体装置を用いることによって得られる
。流体が流体ノズルを取囲む面を流れることが出来るよ
うに設計され且つ回転する基体に取付けられたこの発明
の流体ノズルから自由流体ジェットが流出する。

流体ノズルの傾斜角度は所要通路に沿って流体が流れる
ことが出来るように制御される０周囲大気分子および自
由流体ジェットとの相互作用は自由流体ジェットと傾斜
面の間に部分的真空を生じる。

この部分的真空は周囲圧力よりも低い圧力で、自由流体
ジェットを傾斜面にくっ付けるようにする。

空圧ストリッパ装置は、流体が回転する基体上を分離点
に流れるので、正確な位置における大きな自由度を持っ
ている。この特徴は基体周りの如何な位置にても流体ノ
ズルを全く位置させるべく出来、ストリッパが基体を出
る箇所に分離力を作用する。流体ノズルの縁は基体に対
して流体が飛び上がるよう基体に接近して配置されない
。流体ノズルの近接した配置は流体ノズルの縁か機械的
剥離作用を行うように許す、この流体原理の利用はこの
発明の図面に関連して以下に検討されよう。

第１図は比較的簡単な鋳造作用のストリップ分離装置の
一実施例を示している。溶融金属１１は加熱装置１５に
よって加熱できる鋳造用のノズル１３を介して調整され
る。溶融金属１１は、矢印２１方向に回転する基体１９
上にて冷却されることによってストリップ１７に凝固さ
れる。基体１９は軸２３周りに回転する。流体ノズル２
７は傾斜面３１の開口２９を通る自由流体ジェット２５
を形成する。流体は、ストリップの酸化を防止する不活
性ガスが好適であり、また、このガスは基体からのスト
リップの分離または持ち上げを行う。

流体は、圧力流体源に接続された圧力室３３から開口２
９を通って放出される。

流体ノズル２７は作動位置にて示されているが、流体ノ
ズル２７を基体１９から離れた位置に配置するように矢
印２８の方向に回転することが出来る。これは基体１９
を一層容易に表面処理するように出来ると共に、流体ノ
ズル２７が鋳造金属によって部分的に詰まった場合に流
体ノズル２７を掃除するよう出来る。流体ノズル２７は
軸３５周りに回転し、支持装置３７によって支持されて
いる。流体ノズル２７は、所要の間隙ｇが設けられた後
に、流体ノズル２７が基体１９から離れるように動くの
を防止すべく所要位置に錠止できる。

基体１９にくっ付いたストリップを剥がすために流体ノ
ズルの縁が緊急ストリッパバーである場合には、均一な
間隙の維持が重要である。軸３５は幾つかの位置の１つ
に位置できる。もし、軸３５が第２図に示される様に位
置され）ば、流体ノズル縁に接触するストリップの力は
基体に対して流体ノズルを押圧する。これはストリップ
材料と基体組成とに起因して基体に成る損傷を生じる。

併し、この回転は確実で、鋳造装置は損傷されない。

流体ノズルの基体側に軸３５を配置することによって、
流体ノズルは基体から離れるように動く傾向を為し、基
体に対する損傷が同様に少ない。この配置は、流体ノズ
ルが所要位置に錠止される他は、緊急の際に鋳造装置を
同程度に保護しない。軸３５の他の位置は最終位置の流
体ノズルの直ぐ下である。これは中立位置と、容易に錠
止できる位置の１つを表している。軸回転位置の選択は
間隔条件、保護すべき装置の費用、流体供給管の様な他
の一般的な関係等に基いている。

この発明の設計の流体ノズルはストリップの連続鋳造に
使用される他の流体ノズルとは異なっている。この流体
ノズルは、流体ノズルの中央に直接にストリップを溝付
けして流体ノズルを半分に分割する中央スロートを持っ
ていない、この発明の設計の流体ノズルは十分な質量を
有しており、ストリップと接触した場合にストリップに
よって機械的縁部が破損されることを防止するように為
し、ストリップが流体ノズルの中心ではなくてホイール
から離れるように向く傾斜外面を有している。

流体ノズルからの流体の供給は機械的ストリッパとして
機械的ノズル縁の使用の際に正確に維持できる。

流体は、図示しない流体供給源に接続された供給部材３
９によって流体ノズル２７に供給される。

圧力室３３に供給するように内溝の様な他の手段を使用
できる。流体ノズルの組体のために種々な位置決め装置
を使用できる。流体ノズル２７を間隙ｇと同一の所要の
間隔を以て基体１９から位置させるようにエアシリンダ
の様な調節自在な停止装置４１と位置決め装置４２が示
されている。流体ノズル２７を位置決めするために他の
周知の機械的、電気的および流体的装置が使用できる。

基体１９に対する流体放出点における流体ノズル２７の
縁の配置は鋳造されるストリップの厚さに基いて変化す
る。第２図に明示される様に、基体１９と流体ノズル２
７の縁との間の間隙は、除去されないストリップが流体
ノズルの分離点を通過する基体用りに回転しないのを確
実にするようにストリップ厚さよりも小さい。流体ノズ
ル２７の細長い開口２９は分離領域にて意図する高圧流
体を造らない。自由流体ジェット２５は流体ノズル２７
から放出されて、流体ノズル２７の縁の周囲と基体１９
に沿って払拭する。また、自由流体ジェット２５は、ス
トランドが基体１つを出る点に対する回転方向と反対の
方向に基体に沿って流れる融通性を持った分離力を生じ
るよう９０°よりも大きい角度Ａを以て基体１９に対し
て方向付けされる。更に、流体ノズル２７の傾斜面３１
の傾斜は自由流体ジェット２５によって除去されないス
トリップの円滑な緊急除去面を設ける。ストリップ厚さ
よりも近接して配置された流体ノズル２７の機械的縁は
、所要値Ｗでコイル状にならないストリップからの鋳造
装置に対する損傷における最小の機会を持った連続鋳造
作用を確実にする二重ストリップ除去装置を設ける。

流体ノズル２７のスロットから放出される流体が放出出
口角度を維持しないが代わりの傾斜角度を伴うこの発明
の設計の流体ノズルが見出された。

これは、流体ノズルが基体から先に押し離されて維持が
非常に困難な非常に小さな間隙を形成する基体に向かっ
て流体が指向されないために、流体ノズルの縁の非常に
接近した配置を許す、また、この発明の設計の流体ノズ
ルは、流体流れが分離してストリップ分離点に到達する
迄、流体流れが基体に沿って維持されるので、非常に幅
広い範囲の配置を与える。これは冷却装置や他の装Ｗの
ための離昇領域周りに広い場所を設ける。流体ノズルは
、ホイールから来る非常に高い温度でストリップに対し
て近接位置することに関連した高熱に耐えるようにしな
い。

第２図のホイール間隔に対する流体ノズルはストリップ
厚さ、流体圧力、ノズル形状および他の要因等に基いて
決められる０間隔は僅かな構成や丸みの外のホイールに
起因する接触の危険なしに基体に出来るだけ接近される
のが普通である。流体ノズルの基体間隔に対する一般的
な間隙は約０．０５〜０．２５ｍｍ（０．００２〜０．
０１インチ）の範囲に在るが、この間隙はストリップ厚
さや所要のロール構成制御に基いている。流体ノズルは
、ロール丸みやストリップ構成を許す間隔に流体ノズル
を接続する良好な間隔センサや制御装置の使用によって
一定間隔に維持出来る。自由流体ジェットに必要な圧力
関係は一般的に不活性ガスを用いて約３．５〜１４．１
＋ｋｇ／ｃｚ２（５０〜２００ｐｓｉ）である。圧力条
件は、ストリップが基体１９から出る位置に関するスト
リップ寸法や流体ノズル２７の位置によって変わる。傾
斜面３１は、基体１つに対して約１３５°の角度を形成
する基体に向かって上方に傾斜した約４５°の角度が好
適である。併し、基体１９に対して約９０°以上のどん
な角度も作用する。傾斜面３１は乱れを減少するよう滑
らかな面に機械加工され、もし必要ならばストリップが
流体ノズル上にコイル状にならないならば緊急ストリッ
プ出口を設ける。流体ノズル２７は流体ノズルの幅を横
切って基体に対して均一な間隔を有するよう一般に整列
され、流体ノズルの開口から安全な間隔で離されるリッ
プや放出縁を有しなければならない。流体ノズルの放出
縁は、流体が所要の空圧分離力を形成しなかったり、或
は基体上のストリップ構成を制御するように補助機械的
ストリッピング装置を設ける。開口は一般的に約０．２
５ｚ贋（０，０１インチ）であるが、０．１２５〜１．
２５肩肩（０，００５〜００５インチ〉の範囲に出来る
。好適には、スロットは鋳造される標準幅よりも幅広い
。スロットはストリップ鋳造のために形状が一般的に矩
形である。

約５：１〜１５：１、好適には約１０：１の一般的な関
係が、流体ノズルの放出縁と基体との間の間隙に対する
流体ノズルの傾斜長さが存在する。

傾斜長さＬは流体ノズル開口からの距離によって決めら
れ、一般的に約０．６２５〜１８．７５ｍｍ（０．０２
５〜０．７５インチ）の範囲である。従って、０６２５
肩肩（０，０２５インチ）の間隙ｇは６２５ｉｚ（０，
２５インチ）の一般的な傾斜面長さを有する。開口と基
体の間の長い傾斜面は、流体が表面を流れるが、緊急の
際のストリップ移動を除いて基体のためにならないので
、使用出来る。

流体ノズルの放出縁とガス供給装置の間の長さの延長は
、ホイールからストリップを機械的に掻き取るための流
体ノズルの縁の緊急な使用の際の損傷の恐れの機会を減
少する。流体ノズルの開口を越える傾斜面の長さは厳格
でない。傾斜角度は極端に厳格でなく、表面の機械加工
を容易にするように選択出来る。好適には、基体に対し
て１１５〜１６５°の角度を庸す約２５〜７５°の角度
が使用され、−層好適には約３０〜６０°の傾斜角度が
約１２０〜１５０°の角度で基体に対して流体ノズルを
設けるように使用される。４５°の角度が好適に使用さ
れる。

作動変化に関する分離用流体ノズルの位置は、もし状態
が制御されるならば比較的安定に維持される。一定した
状態は温度制御される基体、均一な浴温度、比較的均質
な浴組成、一定な基体回転速度、基体上のストリップ構
成の制御および基体上の均一な表面状態等を含んでいる
。この発明によって形成される薄い自由流体ジェットは
幅広い状態に亙って分離力を設けると共に、連続ストリ
・ンブ製造における安全な作動を盲す。この発明の流体
分離装置の使用は良好な分離を容易にする薄ν）ガス境
界層を設けると共に、流体ノズルの縁の使用による緊急
ストリッピング装置を設けるように勤める。流体ノズル
の位置は自由流体ジェットが基体に続く能力のために可
能であり、分離点に近接して配置されない。自由流体ジ
ェットが基体に対して傾斜されるために、自由流体ジェ
ットは流体ノズルを基体から離すように押さず、もし流
体力が落ちても緊急ストリッピング装置として作用すべ
く流体ノズルの近接した配置を許す。この特徴が第３図
に示されており、単一の流体ノズルにおける機械的掻取
り流体分離の特徴が示されている。流体源は図示されて
いないが、当業者によって容易に供給部材３９に接続で
きる。

鋳造ロールからストリップを分離するガスの使用は、ロ
ールに対してストリップを押圧し、凝固のためにストリ
ップを冷却し、ストリップ厚さを調節し、ストリップが
ロールから既に離れた後のストリップ移動の方向を助け
るように流体を用いる種々な試みによって混乱されない
。また、ストリップの方向がこの発明に重要であるが、
流体の動きは基体からストリップを離すよう持ち上げて
この発明では基体に向かって方向付けられる。

この発明は特別な浴組成の鋳造や基体の形式に制限され
ない。以下の例はこの発明の範囲を制限せず、分離装置
を用いた幾つかの可能な状態を表している。

基体からの変化する分離による従来の問題はこの発明に
依って大きく低減される。この発明は、分離点に基体が
続いて補助分離装置として付加的な掻取り縁を設ける自
由流体ジェットの使用を介して基体からのストリップの
安全な分離を確実にする。推奨実施例が図示のために以
上に説明されたが、種々の変更がこの発明から逸脱する
ことなく出来ることが当業者には明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の分離用の流体ノズルを用いる回転す
るホイール上にストリップを鋳造するための装置の一部
を断面した概略側面図、第２図は鏑造ホイールに隣接し
て配置されたこの発明の分離用の流体ノズルの側断面図
、第３図は機械的掻取状態での流体ノズルを示す第２図
の流体ノズルの側断面図、第４図は鋳造ホイールに隣接
して配置されたこの発明の分離用の流体ノズルの斜視図
である０図中、１１．溶融金属、１３．ノズル、１５：
加熱装置、１７：ストリップ、１つ、基体、２３．３５
：軸、２５：自由流体ジェット、２７・流体ノズル、２
つ二開口、３１・傾斜面、３３・圧力室、３９：供給部
材、４１．停止装置、４２、位置決め装置。

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. （１）基体から機械的にストランドを分離するために基
   体からストランド厚さよりも小さい間隔で隔たつた放出
   縁を有する流体ノズルから基体に対して９０゜以上の角
   度で流体の加圧された自由流体ジェットを接線方向に吹
   付けて、基体から鋳造ストランドを空圧分離するように
   鋳造ストランドと基体の間の分離領域に基体の回転方向
   と反対方向に自由流体ジェットが基体に沿っている、冷
   却された回転する基体上に溶融金属ストランドを連続鋳
   造する方法。
2. （２）流体ノズルの放出縁が基体から約０．０５〜０．
   ２５ｍｍ（０．００２〜０．０１インチ）隔たっている
   請求項１記載の方法。
3. （３）流体ノズルが約０．１２５〜１．２５ｍｍ（０．
   ００５〜０．０５インチ）のスロット開口を有している
   請求項１記載の方法。
4. （４）流体ノズルが約０．６２５〜１８．７５ｍｍ（０
   ．０２５〜０．７５インチ）の傾斜面長さを有している
   請求項１記載の方法。
5. （５）流体ノズルが約５：１〜１５：１の傾斜長さ対流
   体ノズル間隔比を有している請求項１記載の方法。
6. （６）自由流体ジェットが３．５ｋｇ／ｃｍ＾２（５０
   ｐｓｉ）以上の圧力下に在る請求項１記載の方法。
7. （７）流体ノズルが、基体と１１５〜１６５゜の角度を
   成している放出縁を有している請求項１記載の方法。
8. （８）連続鋳造方法が溶融溢流である請求項１記載の方
   法。
9. （９）流体ノズルが基体から離れて回転可能である請求
   項１記載の方法。
10. （１０）流体ノズルの角度が約１２０〜１５０゜である
    請求項７記載の方法。
11. （１１）ジェット用の流体ノズルが基体に対して約０．
    ０５〜０．２５ｍｍ（０．００２〜０．０１インチ）の
    間隔と、約０．１２５〜１．２５ｍｍ（０．００５〜０
    ．５インチ）の開口と、約０．６２５〜１８．７５ｍｍ
    （０．０２５〜０．７５インチ）の傾斜面長さと、基体
    と１１５〜１６５゜の角度を成している放出縁とを有す
    るよう設けられ、該放出縁は基体からストランドを分離
    するための機械的補助分離装置を設けている、冷却され
    た基体から鋳造ストランドを分離する方法。
12. （１２）流体ノズルの放出縁が基体に対して１２０〜１
    ５０゜の角度を成している請求項１１記載の方法。
13. （１３）流体は不活性ガスであり、少なくとも３．５ｋ
    ｇ／ｃｍ＾２（５０ｐｓｉ）の圧力を有している請求項
    １１記載の方法。
14. （１４）溶融金属を供給する供給装置、供給装置に接続
    される鋳造用のノズル、溶融金属が鋳造される回転する
    基体、基体から鋳造ストリップ厚さよりも小さい間隔で
    配置された機械的掻取り縁と基体からストリップが分離
    される点に流体源からの基体回転方向と反対の方向に流
    体を移送すべく基体に対して９０゜以上の角度で傾斜し
    た流体放出面とを有するストリップ除去装置を備えたス
    トリップ鋳造装置。
15. （１５）流体ノズルの放出縁が基体から約０．０５〜０
    ．２５ｍｍ（０．００２〜０．０１インチ）隔たつてお
    り、且つ約０．１２５〜１．２５ｍｍ（０．００５〜０
    ．０５インチ）のスロット開口を有している請求項１４
    記載の装置。
16. （１６）流体ノズルが約０．６２５〜１８．７５ｍｍ（
    ０．０２５〜０．７インチ）の傾斜面長さを有している
    請求項１５記載の装置。
17. （１７）傾斜面長さが流体ノズルの縁と基体の間の間隔
    の約５〜１５倍である請求項１６記載の装置。
18. （１８）流体ノズルの放出面が基体に対して１１５〜１
    ６５゜の角度で傾斜している請求項１４記載の装置。
19. （１９）流体ノズルは、基体からストリップを分離する
    よう３．５〜１４．１ｋｇ／ｃｍ＾２（５０〜２００ｐ
    ｓｉ）の圧力下の不活性ガスが供給される請求項１４記
    載の装置。（２０）流体ノズルが基体に向かって回動自
    在である請求項１４記載の装置。