JPH1157953A - 金属ストリップ鋳造方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋳造ロール端付近に大きなスペースを確保す
る必要のない簡単な構造で、鋳造ロール幅方向の押圧力
分布を正確に制御して定常状態鋳造状態を維持し得、欠
陥のない金属ストリップを鋳造し得る金属ストリップ鋳
造方法及び装置を提供する。 【解決手段】 ほぼ水平なロール軸線１０まわりに回転
可能に各鋳造ロール１を支持する二対のピボットアーム
１１である支持手段が提供され、該支持手段は前記ロー
ル軸線１０の下方・外方に配したピボット軸線１２まわ
りに旋回可能に取付けられて、鋳造ロール１を相互へと
重力偏寄する。ピボットアーム１１は、相互に接近・離
反動可能とした取付手段１３に旋回可能に取付けられ
て、ピボット軸線１２間の距離を選択的に変更する。ピ
ボット軸線１２は相互にねじジャッキ１６により接近・
離反するよう一緒に移動可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属ストリップ鋳
造方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】双ロール鋳造装置では、冷却されて相互
方向に回転する一対の水平鋳造ロール間に溶融金属を導
入し、動いているロール表面上で金属殻を凝固させ、ロ
ール間隙にてそれら金属殻を合体させ、凝固した金属ス
トリップ品としてロール間隙から下方ヘ送給する。本明
細書では、「ロール間隙」という語はロール同士が最接
近する領域全般を指すものとする。溶融金属は取鍋から
小容器へと注がれ、更にはそこからロール間隙上方に位
置した金属供給ノズルに流れてロール間隙へと向かい、
その結果、ロール間隙直上のロール鋳造表面に支持され
る溶融金属の鋳造溜めを形成することができる。通常、
この鋳造溜めの端は、ロール端面に摺動係合して保持さ
れて鋳造溜めの両端からの溢流を防ぐ側部堰又は側部プ
レートで構成されるが、電磁バリヤ等の代替手段も提案
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】鋳造装置を出た後の高
温の金属ストリップはコイラに通して、コイル状に巻取
ることができる。コイラに通す前に、金属ストリップに
は温度降下調整、圧下圧延、十分な熱処理、又はこれら
の処理段階を組合わせたもの、等のインライン処理を施
すことができる。

【０００４】双ロール鋳造はある程度の成功をおさめて
いるが、技術適用にはいろいろ問題が生じている。ロー
ルの鋳造表面で急速に均一な凝固を行うためには鋳造時
に鋳造ロールを相互に押圧して前記ロール間隙を確立し
なければならない。冷却したロール鋳造表面での凝固が
不均一であると鋳造した金属ストリップに欠陥が生じや
すく、鋳造を中断させる程の、厳しい割れ、裂け等の重
大な欠陥を引き起こすことすらある。金属ストリップ鋳
造では、鋳造ロール幅方向の所要の押圧力分布を維持す
ることが特に大切で、所要の力分布からわずかに力変動
が起きても欠陥が生じ得る。従って、ロール間隙を金属
含有物が通ることによるロール間隙でのロール間隔の変
動を含む操業状態の変動や、鋳造溜め高さ及び鋳造速度
の変動により、押圧力の非常に正確な制御で定常状態鋳
造状態を達成することが重要である。

【０００５】ロール間隙でのロール間隔を連続的に監視
し、最適間隔を維持するために荷重測定値に応じて一対
の流体圧シリンダの操作で押圧力を制御することが従来
提案されている。この種の装置は、アメリカ特許第４５
４６８１４号及びヨーロッパ特許第０１９４６２８号に
記述されている。

【０００６】アメリカ特許第４５４６８１４号は、固定
ロールと、ロール軸受ハウジング内に摺動可能に取付け
られた可動ロールとを用い、可動ロール各端の各軸受箱
が各流体圧シリンダにより独立して移動可能なことを教
示している。

【０００７】ヨーロッパ特許第０１９４６２８号も、固
定ロールと、負荷検出器により監視されたロールに作用
する分離力に応答して流体圧シリンダにより移動可能な
可動ロールとを有する鋳造装置を提案しており、可動ロ
ール軸受箱がハウジング内に摺動可能に取付けられてい
る。

【０００８】操作パラメータの測定値に応じて押圧力を
制御することにより、定常状態鋳造状態の正確な制御が
可能となる。

【０００９】しかしながら、この種の制御では操作状態
の変動の検出と押圧力の調節との間のタイムラグの問題
を扱うのに不十分である。変動に対する急速な応答を提
供して均一な冷却・凝固を達成することにより、連続し
た定常状態鋳造状態が維持できるよう又は最少の中断で
再確立できるようにし、鋳造が最適状態で進むようにす
るのが重要である。これらの要件に合わせるには、引っ
掛かり（drag）を減らし応答回数を高めることが重要で
ある。

【００１０】又、アメリカ特許第４３８０２６２号は、
一組の取付レールに取付けられた、固定ロールとばね付
き可動ロールとで構成された装置を提案している。可動
ロールは固定ロールから、予め選んだ最少間隔に離間し
て保持され、自由にこの位置から離れることにより、ロ
ールを分離しようとする力に順応する。ばねはロールを
相互方向に押圧する復元力を提供する。

【００１１】しかしながら、この場合、ロール軸や線形
軸受の軸箱、摺動レールその他の移動可能な取付手段間
の摩擦や膠着（sticking）による引っ掛かりで応答回数
が減少し、チャタリング等、操業上の問題を引き起こし
得ることが判明している。

【００１２】双ロール鋳造装置に通常見いだされる過酷
で、時として不良な高温環境での操業では、ばねや流体
圧ピストン等の偏寄設備は必ずしも期待通りに機能せ
ず、過度のタイムラグを生じ得ることも判明している。

【００１３】引っ掛かり等の摩擦力により応答回数が減
少し、「膠着」の場合には鋳造状態が不安定になり得る
ことが判明している。

【００１４】又、アメリカ特許第２３４５３５２号は、
一対のヨークを備え、鋳造ロールが垂直平面内を旋回可
能に、ヨークから回転可能に吊下げられている、双ロー
ル鋳造装置を提案している。各ヨークには伸張アームが
備えられ、該アームには重りがぶら下げられて鋳造ロー
ルを相互方向に押圧している。この案は繁雑で、嵩張
り、応答時間、タイムラグが長くなってしまうので、商
業的規模での操業では実用的ではない。

【００１５】上記した先行技術で提案されている種類の
偏寄設備は、鋳造ロール端周辺の大きなじゃまとなり、
保守その他でアクセスする問題を難しくし、双ロール鋳
造装置のロール間隙端クロージャ等の重要な構成部品の
設計を難しくすることも判明している。

【００１６】更に又、アメリカ特許第４８８４２０９号
は、「構造基礎部材に取付けられた垂直支持部材によ
り、固定した水平位置に保持された第１のロール」と
「鋳造時に当該第２のロールが第１のロールに対しほぼ
水平方向に自由に移動できるよう、構造基礎部材に旋回
可能に取付けられた垂直支持部材により、これまた固定
した水平位置に保持された第２のロール」とを有する双
ロール鋳造装置を提案している。第２のロールは第１の
ロールへとばね偏寄されている。この特許は、可動ロー
ルに加えられる力が重大であること、「摩擦や重力等の
外来の力による影響を避けねばならないこと」を教示し
ている。この特許は、更に、可動ロールの重力中心より
も内側にピボット軸線を設定することにより重力で可動
ロールが固定ロールから離反偏寄されること、この特許
の明細書で詳述された式を満足するばね定数を持つばね
を設けることにより可動ロールを固定ロール側に押圧す
ることを教示している。更に又、構造基礎部材への枢支
取付けは所定の間隔に設定し固定しなければならないこ
とも教示している。

【００１７】本発明は、斯かる実情に鑑み、鋳造ロール
端付近に大きなスペースを確保する必要のない簡単な構
造で、鋳造ロール幅方向の押圧力分布を正確に制御して
定常状態鋳造状態を維持し得、欠陥のない金属ストリッ
プを鋳造し得る金属ストリップ鋳造方法及び装置を提供
しようとするものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、金属供
給システムを介して溶融金属を、間にロール間隙を形成
する一対の冷却鋳造ロール間へと導入して、鋳造ロール
により支持され、溜め画成端クロージャによりロール間
隙端を画成される、溶融金属の鋳造溜めを形成し、金属
ストリップを鋳造してロール間隙から下方に送給するた
め鋳造ロールを回転させ、支持手段でほぼ水平なロール
軸線まわりに鋳造ロールを回転可能に支持し、前記ロー
ル軸線の下方且つ外方に配したピボット軸線まわりに旋
回可能に支持手段を取付けて鋳造ロールを相互方向に重
力偏寄させて前記ロール間隙を形成した、金属ストリッ
プ鋳造方法が提供される。

【００１９】好ましくは、ピボット軸線がほぼ水平で同
延であり、相互間の距離を変えるよう選択的に、一緒に
相互に接近・離反動可能である。

【００２０】更に好ましくは、ピボット軸線が、一緒に
相互に接近・離反動可能である。

【００２１】ピボット軸線はロール間隙から等距離離間
しているのが好ましい。

【００２２】好ましくは、ピボット軸線間の距離を操業
パラメータの変動に応じて調節して、本質的に定常状態
鋳造状態を維持する。

【００２３】更に好ましくは、ピボット軸線間の距離は
所望のストリップ厚に応じて調節する。

【００２４】本発明は又、間にロール間隙を形成する、
一対の平行な鋳造ロールと、溶融金属をロール間隙に供
給して、ロール間隙上方に支持された溶融金属の鋳造溜
めを形成する金属供給システムと、一対の鋳造ロールの
各端に１つずつ配した一対の溜め画成端クロージャと、
ロールを相互方向に回転させてロール間隙から金属スト
リップを下方に供給するロール駆動手段と、ほぼ水平な
ロール軸線まわりに鋳造ロールを回転可能に支持する支
持手段とで構成し、前記ロール軸線の下方・外方に配し
たピボット軸線まわりに旋回可能に前記支持手段を取付
けて鋳造ロールを相互に重力偏寄させた、金属ストリッ
プ鋳造装置を提供する。

【００２５】好ましくは、ピボット軸線がほぼ水平であ
り、同延である。

【００２６】又、好ましくは、支持手段を相互に接近・
離反動可能なよう取付手段に旋回可能に取付けてピボッ
ト軸線間の距離を選択的に設定できるようにする。

【００２７】ピボット軸線が一緒に相互に接近・離反動
可能であるのが好ましい。

【００２８】又、取付手段をレールに摺動可能に取付け
てほぼ水平面内を動くようにするのも好ましい。

【００２９】好ましくは、支持手段は二対のピボットア
ームで構成する。

【００３０】更に好ましくは、各鋳造ロールを各鋳造ロ
ール各端に隣接配置した各対の個々のピボットアームに
より取付け、各鋳造ロールを各個のピボットまわりのピ
ボットアームの旋回動により個々に移動可能とし、ピボ
ットまわりに他方の鋳造ロールへと重力偏寄させる。

【００３１】好ましくは、各対のピボットアームを共通
のピボット軸線上に旋回可能に取付ける。

【００３２】重力偏寄は、ロールの自重とロールを通る
水の重さを含む、ロールの操業上の重さにより提供する
ことができる。

【００３３】好ましくは、ピボットアームは０°より大
きく９０°より小さい鋭角で下方に傾斜し、より好まし
くは、５°〜４５°の角度で下方に傾斜している。

【００３４】

【発明の実施の形態】本発明を更に充分に説明するた
め、添付図面を参照して特定の実施の形態への適用を詳
細に説明する。

【００３５】図１に示した金属ストリップ鋳造装置は、
相互間にロール間隙２を形成する一対の鋳造ロール１で
構成される。鋳造作業では、溶融金属が取鍋３からタン
ディッシュ４と供給ノズル５とを介して鋳造ロール１間
のロール間隙２へと供給されてロール間隙２上方に溶融
金属の鋳造溜め６を生み出す。取鍋３に備えたストッパ
ロッド７を動かすことにより溶融金属を取鍋３から出口
ノズル８及び耐火シュラウド９を介してタンディッシュ
４へと流下させることができる。

【００３６】鋳造ロール１は、ロール端から冷却水が供
給される内側水冷通路（図示せず）を備え、鋳造ロール
１を駆動手段（図示せず）により相互方向に回転させる
ことにより金属ストリップ２１を造り出して鋳造ロール
１間のロール間隙２から下方に送給する。

【００３７】２つの鋳造ロール１は全般に同一の構成で
ある。即ち、鋳造ロール１各々をオーストラリア特許出
願第３３０２１／９５号に十分に記述されている仕方で
構成して、周面に長手方向水流通路を形成し、それらの
長手方向水流通路へと鋳造ロール１端面の半径方向通路
から水を給排する。各鋳造ロール１は中央軸に取付け、
中央軸により各鋳造ロール１がロール中央軸線まわりに
回転するようにする。鋳造ロール１には更に、ほぼ円筒
形のマンドレルとロール端壁に外嵌した円筒形銅スリー
ブで周壁を構成する。

【００３８】図２〜４は本発明により鋳造ロール１を支
持する仕方を示している。

【００３９】本発明の実施の形態によれば、金属ストリ
ップ２１を鋳造する方法は、（ａ）上記した種類の金属
供給システムを介して溶融金属を、間にロール間隙２を
形成する一対の冷却用の鋳造ロール１間へと導入して、
鋳造ロール１により支持され、溜め画成端クロージャに
よりロール間隙２の端を画成される、溶融金属の鋳造溜
め６を形成し、（ｂ）金属ストリップ２１を鋳造してロ
ール間隙２から下方に送給するため鋳造ロール１を回転
させ、（ｃ）二対のピボットアーム１１で構成した支持
手段でほぼ水平なロール軸線１０まわりに回転可能に鋳
造ロール１を支持し、前記ロール軸線１０の下方・外方
に配したピボット軸線１２のまわりに旋回可能に支持手
段を取付けて鋳造ロール１を相互方向に重力偏寄させて
前記ロール間隙２を形成する、という諸段階から構成さ
れる。

【００４０】鋳造開始前に、ピボット軸線１２は想定さ
れる操業状態及びストリップ厚に応じて所定距離、相互
に離間される。ひとたび安定した鋳造状態が確立されれ
ば、相互間の距離は溜め高さやロール速度等の操業上の
パラメータの変動に応じて調節して、所望のストリップ
厚にほぼ応じて本質的に定常状態鋳造状態を維持するこ
とができる。

【００４１】図２は、鋳造開始前の鋳造ロールの位置
（一点鎖線）と定常状態鋳造状態での動的相対位置とを
概略的に示している。

【００４２】本発明の実施の形態による金属ストリップ
２１の鋳造装置は、間にロール間隙２を形成する一対の
平行な鋳造ロール１と、溶融金属をロール間隙２へと供
給してロール間隙２上方に支持される溶融金属の鋳造溜
め６を形成する（図１に関して上記に例示した如き）金
属供給システム及び一対の鋳造ロール１の各端に１つず
つ配した対の溜め画成端クロージャ（図示せず）と、鋳
造ロール１を相互方向に回転させてロール間隙２から下
方に金属ストリップ２１を送給するロール駆動手段（図
示せず）と、ほぼ水平なロール軸線１０まわりに各鋳造
ロール１を回転可能に支持する二対のピボットアーム１
１から成る支持手段とで構成し、該支持手段が前記ロー
ル軸線１０の下方・外方に配したピボット軸線１２まわ
りに旋回可能に取付けられて鋳造ロール１を相互へと重
力偏寄させて構成している。ピボットアーム１１は、相
互に接近・離反動するようにした取付手段１３に旋回可
能に取付けられて鋳造ロール１を相互へと重力偏寄させ
る。ピボット軸線１２は相互に接近・離反するよう一緒
に移動可能である。各ピボットアーム１１は、ピボット
ブロック１４に取付けられたピボットである取付手段１
３に旋回可能に取付けられる。ピボットブロック１４は
図３及び図４に示した如きレール１５に摺動可能に取付
けられる。ピボットブロック１４はねじジャッキ１６に
より離反動可能である。

【００４３】各鋳造ロール１は鋳造ロール１の各端に隣
接配置した一対の個々のピボットアーム１１により取付
けられ、各鋳造ロール１は各個のピボットまわりのピボ
ットアーム１１の旋回動により個々に移動可能で、ピボ
ットまわりに他の鋳造ロール１へと重力偏寄される。

【００４４】重力偏寄は、鋳造ロール１の自重と鋳造ロ
ール１を通る水の重さを含む、鋳造ロール１の操業上の
重さにより提供される。

【００４５】各対のピボットアーム１１は共通のピボッ
ト軸線１２に旋回可能に取付けられ、ピボット軸線１２
は同延でありほぼ水平である。

【００４６】ピボットアーム１１は０°より大きく９０
°より小さい鋭角で、より好ましくは５°〜４５°の角
度で下方に傾斜している。

【００４７】ピボットアーム１１の長さ、即ち、ピボッ
ト軸線１２からロール軸線１０までの距離は鋳造ロール
１の径に基づいて予め定められ、固定である。しかしな
がら、可変長さのアームを用い、ロールを異なる径のロ
ールへと交換するのを容易とすることもできる。

【００４８】本図示例は構成・操作が容易であり、多数
の鋳造変数に順応できる。本図示例は、ばねや流体圧シ
リンダ等の外部付加設備としての偏寄手段で鋳造ロール
１端付近のスペースを使う必要がなく、鋳造ロール１を
相互に接近動させる時に空気圧又は機械的リニア軸受を
用いる必要がなく、鋳造ロール１の積極的な偏寄を提供
する。長い期間にわたって安定な操業状態を維持するた
めには、鋳造ロール１を互いに離反動できるようにし
て、鋳造バリやスラグ等の金属含有物やその他の異物
を、鋳造ロール１に大きなダメージを与えることのない
よう且つロール間隙２から出る金属ストリップ２１の破
断を起こすことのないようロール間隙２を通過させるこ
とができるのが望ましい。本図示例は、鋳造時のロール
間隙２の動的定常状態間隔を提供する。軸支面の数、従
って、金属ストリップ２１に働く軸支摩擦力の効果は最
少に抑えられるので、本図示例は、発出する金属ストリ
ップ２１の歪みや、裂けや割れを引き起こす可能性のあ
る、不所望な力が金属ストリップ２１に働く虞れを最少
にする。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の金属スト
リップ鋳造方法及び装置によれば、鋳造ロール端付近に
大きなスペースを確保する必要のない簡単な構造で、鋳
造ロール幅方向の押圧力分布を正確に制御して定常状態
鋳造状態を維持し得、欠陥のない金属ストリップを鋳造
し得るという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明により構成される金属ストリップ鋳造装
置の縦断面図である。

【図２】本発明により構成される鋳造装置の主要部の概
略拡大側面図である。

【図３】本発明により構成される鋳造装置の、縮尺を異
ならせた主要部概略側面図である。

【図４】本発明により構成される鋳造装置の、縮尺を異
ならせた主要部概略平面図である。

【符号の説明】

１ 鋳造ロール ２ ロール間隙 ６ 鋳造溜め １０ ロール軸線 １１ ピボットアーム １２ ピボット軸線 １３ 取付手段 １４ ピボットブロック １５ レール ２１ 金属ストリップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ピーター コンラッド ソアンセン オーストラリア ニュー サウス ウェー ルズ バルゴウニー シャーウッド ドラ イヴ 21 (72)発明者 ジョン アンドルー フィッシュ オーストラリア ニュー サウス ウェー ルズ ウーノナ シャーロット ハリソン ドライヴ ６

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属供給システムを介して溶融金属を、
   間にロール間隙を形成する一対の冷却用の鋳造ロール間
   へと導入して、鋳造ロールにより支持され、溜め画成端
   クロージャによりロール間隙端を画成される、溶融金属
   の鋳造溜めを形成し、金属ストリップを鋳造してロール
   間隙から下方に送給するため鋳造ロールを回転させ、 支持手段でほぼ水平なロール軸線まわりに鋳造ロールを
   回転可能に支持し、前記ロール軸線の下方且つ外方に配
   したピボット軸線まわりに旋回可能に支持手段を取付け
   て鋳造ロールを相互方向に重力偏寄させて前記ロール間
   隙を形成することを特徴とする、金属ストリップ鋳造方
   法。
2. 【請求項２】 ピボット軸線がほぼ水平で同延であり、
   相互間の距離を変えるよう選択的に、一緒に相互に接近
   ・離反動可能である、請求項１に記載の金属ストリップ
   鋳造方法。
3. 【請求項３】 ピボット軸線が、一緒に相互に接近・離
   反動可能である、請求項１又は２に記載の金属ストリッ
   プ鋳造方法。
4. 【請求項４】 ピボット軸線がロール間隙から等距離離
   間した、請求項１乃至３のいずれかに記載の金属ストリ
   ップ鋳造方法。
5. 【請求項５】 ピボット軸線間の距離を操業パラメータ
   の変動に応じて調節して、本質的に定常状態鋳造状態を
   維持する、請求項１乃至４のいずれかに記載の金属スト
   リップ鋳造方法。
6. 【請求項６】 ピボット軸線間の距離を、所望のストリ
   ップ厚に応じて調節する、請求項１乃至５のいずれかに
   記載の金属ストリップ鋳造方法。
7. 【請求項７】 間にロール間隙を形成する、一対の平行
   な鋳造ロールと、 溶融金属をロール間隙に供給して、ロール間隙上方に支
   持された溶融金属の鋳造溜めを形成する金属供給システ
   ムと、 一対の鋳造ロールの各端に１つずつ配した一対の溜め画
   成端クロージャと、 ロールを相互方向に回転させてロール間隙から金属スト
   リップを下方に供給するロール駆動手段と、 ほぼ水平なロール軸線まわりに鋳造ロールを回転可能に
   支持する支持手段とで構成し、 前記ロール軸線の下方・外方に配したピボット軸線まわ
   りに旋回可能に前記支持手段を取付けて鋳造ロールを相
   互に重力偏寄させたことを特徴とする金属ストリップ鋳
   造装置。
8. 【請求項８】 ピボット軸線がほぼ水平であり、同延で
   ある、請求項７に記載の金属ストリップ鋳造装置。
9. 【請求項９】 支持手段を相互に接近・離反動可能なよ
   う取付手段に旋回可能に取付けてピボット軸線間の距離
   を選択的に設定できるようにした、請求項７又は８に記
   載の金属ストリップ鋳造装置。
10. 【請求項１０】 ピボット軸線が一緒に相互に接近・離
    反動可能である、請求項７乃至９のいずれかに記載の金
    属ストリップ鋳造装置。
11. 【請求項１１】 取付手段をレールに摺動可能に取付け
    てほぼ水平面内を動くようにした、請求項７乃至１０の
    いずれかに記載の金属ストリップ鋳造装置。
12. 【請求項１２】 支持手段を二対のピボットアームで構
    成した、請求項７乃至１１のいずれかに記載の金属スト
    リップ鋳造装置。
13. 【請求項１３】 各鋳造ロールを各鋳造ロール各端に隣
    接配置した各対の個々のピボットアームにより取付け、
    各鋳造ロールを各個のピボットまわりのピボットアーム
    の旋回動により個々に移動可能とし、ピボットまわりに
    他方の鋳造ロールへと重力偏寄させた、請求項７乃至１
    １のいずれかに記載の金属ストリップ鋳造装置。
14. 【請求項１４】 各対のピボットアームを共通のピボッ
    ト軸線上に旋回可能に取付けた、請求項１２又は１３に
    記載の金属ストリップ鋳造装置。
15. 【請求項１５】 ピボットアームが０°より大きく９０
    °より小さい鋭角で下方に傾斜している、請求項１２乃
    至１４のいずれかに記載の金属ストリップ鋳造装置。
16. 【請求項１６】 ピボットアームが５°〜４５°の角度
    で下方に傾斜している、請求項１５に記載の金属ストリ
    ップ鋳造装置。