JPS5813261B2 - 金属の帯状材を案内する方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は回転するリングの内面で連続鋳造される金属帯
状材を案内する方法、およびその装置に関する。

本発明は特に鋳造された帯状材の変形を最小にして前記
リングから該帯状材を案内する方法、およびその装置に
関する。

軸線のまわりに回転するリング、即ちドラムの内面で金
属帯状材を連続鋳造することは周知である。

このようにして平らな帯状材を鋳造する装置はへイズレ
ット（Ｈａｚｅ ｌｅｔ ｔ ）の１９７５年８月２４
日付米国特許第２，３ ８ ３，３ １ ０号に開示さ
れている。

チャンネル形状断面の帯状材をこのように鋳造する装置
はへイズレットの１９４８年１０月５日付米国特許第２
，４ ５ ０，４ ２ ８号に開示されている。

最初に挙げた特許は、凝固した帯状材がリングの開放端
部を通ってらせん状に出ることを記載しているが、その
装置を記載も図示もしていない。

この特許はリングの円周内で帯状材をコイルに巻く装置
のみを示し、かなり大きい直径のリングを予定している
。

このような構造は帯状材をコイルの形態において冷却さ
せ、これはくせ取りを困難にし、コイル巻きにされた帯
状材を取出すための連続鋳造を中断する必要がある。

リングの端部を通して帯状材を引き出す際の主要な問題
は鋳造された金属を過度に局部的にゆがめることなく引
き出すことである。

帯状材は勿論高温であり、かつ損傷することなくある程
度まで曲げることができるが、特にリングからまさに離
れる際に非常に限定された程度にしか変形に耐えること
ができない。

鋳造された帯状材がリングから離れる時の自然の傾向は
その自重によって落下して、リングから離れる最も弱い
個所においてひどく曲がることである。

この曲げは、抑制されない場合、帯状材をリングから引
き出すのに必要であるか、または望ましい半径より極め
て小さい半径で生じる。

即ち、帯状材がガイドなしで自由に落下すると、帯状材
は極めて鋭角に曲がって落下し、曲げの区域において応
力が増大する。

ピンチロールで引っ張る結果生ずるような小さい機械的
外力でも、同様に帯状材の最も弱い個所に曲げ変形を集
中させる傾向がある。

スクレーパは使用された場合に同様なことをする傾向が
ある。

さらに、帯状材をリングから引き出すのにリングの外側
に加えられる力は帯状材を主としてその最も弱い個所に
おいてねじる傾向がある。

したがって、本発明の目的はリングの内部で連続鋳造さ
れた帯状材を曲げとねじり変形を最小にして前記リング
の一端から連続的に引き出す方法および装置を提供する
ことである。

本発明の別な目的はチャンネル形状の帯状材を案内する
ようにされた方法および装置を提供することである。

本発明の別な目的は、帯状材を容易に通す前記のような
装置を提供することである。

本発明の他の目的は以下の説明で明らかになる。

本発明の装置は鋳造された帯状材を鋳造リングの端部か
ら連続的に案内して引き出し、曲げとねじりの双方の変
形を局部的に最小にする。

装置は、帯状材が鋳造リングの表面から離れて想像円錐
の表面に接触する直前までの第１領域においては帯状材
の両側縁の曲率を不等に減らし、したがって帯状材が想
像円錐に完全接触している第２領域にある間は、想像円
錐の表面上の漸減する曲率、即ち漸増する曲率半径のら
せん状進路へ凝固した帯状材を鋳造リングから案内する
。

帯状材が想像円錐から局部的に離れるにつれて（第３領
域）、本発明の装置は、帯状材がらせん状進路を進行す
るように、帯状材の両側縁の曲率を等しくさせ始める。

その後、帯状材がピンチ・ロールに接近するにつれて（
第４領域）、帯状材は水平な平面に向かって平坦になっ
ていくことができる。

本発明は好適実施例を示す添付図面を参照して容易に理
解される。

図面において、帯状材１０は鋳造リング１２の内面１１
とロール１４の外面１３との間で凝固し、該ロールは該
リングの最下点に近くに該リングの内部に位置決めされ
ている。

リング１２は図示しない装置によって第１図に見られる
ような時計方向に回転させられ、該リングの外面は図示
しない噴霧装置のような装置により冷却され、該リング
の内面１１から熱を奮う。

同様に、冷却媒体がロール１４の外面１３から熱を奮う
ようにロール１４を通って循環する。

溶融金属はとい１５を通ってリング１２の底部へ供給さ
れる。

リング１２は内向きに傾斜したフランジ１６を両側に形
成され、金属のたまりが該リングの最下部分において該
フランジの間に収容される。

ロール１４は、（凝固した帯状材１０がチャンネル形状
断面になるように）フランジ１６と対面する面取り端部
１７を形成されている。

リング１２とロール１４との間で凝固した帯状材１０は
リング１２の内面１１と概ね同じ曲率を有し、該内面は
勿論円筒状である。

リング１２の開放端を通して帯状材１０を出すために、
帯状材の曲率は増大しなければならず、また帯状材はリ
ング１２の軸線方向に移動しなければならない。

帯状材の進路におけるこのような変化は次に説明する引
き続いて位置決めされた案内装置、即ち案内ユニットに
帯状材を通すことによって達成される。

これらの案内ユニットは第１図の斜視図に示され、また
詳しくは第２図と第３図に示されている。

帯状材１０がリング１２から離れる際に最初に出会う第
１案内ユニット１８は細長い取付けブラケット２７を含
み、平行なスピンドル２１と２２は該ブラケットの両端
にあって該ブラケットの一方の表面から突出している。

スピンドル２１は自由に回転可能なロール２３を担持し
、このロール２３はリング１２の内面１１と同様に外方
に傾斜し、かつ同じ形状のフランジ２４を各端に形成さ
れている。

スピンドル２２は自由に回転可能なロール２５を担持し
、このロールはロール１４の外面１３と同様に面取りさ
れ、かつ同じ形状の端部２６を有する。

プレート２９に軸受けされ、かつ該プレートを貫通する
シャフト２８は取付けブラケット２７の反対側の面から
突出している。

シャフト２８の軸線はスピンドル２１と２２の軸線の中
間にあるが、スピンドル２２の軸線よりもスピンドル２
１の軸線に近い。

シャフト２８の突出端部は半径方向に延びるクランク腕
３０を担持している。

ブラケット３１はプレート２９のクランク腕３０と同じ
側に取り付けられ、複動空圧シリンダ３３の一端を保持
するトラニオンリング３２が該ブラケットに軸受けされ
ている。

空圧シリンダ３３のピストンロツド３４がピボットピン
３５によりクランク腕３０に取り付けられている。

図示しない給源から圧縮空気が空気管３７を通して空圧
シリンダ３３のトラニオン端部へ導入され、また同じ給
源からの圧縮空気は空気管３８を通して空圧シリンダ３
３の反対端部へ導入される。

これらの空気管は図示しない四方弁へ連結され、該弁に
よって空気は所望に応じて空圧シリンダのいずれか一方
の端部へ供給することができる。

案内ユニット１８は、ロール２３がリンク１２の内面１
１と該内面から離れる鋳造された帯状材１０の進路との
間にある状態でリング１２の内部に位置決めされる。

ロール２５は鋳造された帯状材１０の反対側にある。

案内ユニット１８は鋳造された帯状材１０を内方へ曲げ
てその曲率を増大するように位置決めされる。

また、案内ユニット１８は、リング１２の出口端に隣接
する側における帯状材１０の曲率の増大が反対側におけ
るその曲率の増大よりもいくらか小さいように位置決め
される。

第２と第３の案内ユニット１９と２０はそれぞれ案内ユ
ニット１８と同じ構造である。

それぞれが少なくとも部分的にリング１２の内部にある
３個の案内ユニット１８，１９および２０は、リング１
２の内部にある連続した案内ユニットの部分が次第に小
さくなるように位置決めされる。

また、これらの案内ユニットは、それらが帯状材１０に
与える進路がリング１２を通る軸線を有する想像円錐の
まわりのら旋であるように位置決めされる。

この想像円錐の直径方向の対向部分が第１図の破線４０
，４１として示されている。

この円錐の頂角は僅かに数度であり、この想像円錐の底
面は第１図に示すようにリング１２の出口端に隣接して
いる。

破線４０は帯状材が最初に接触する想像円錐の表面の第
１の部分である。

破線４０はリング１２の内面１１に近接して位置し、か
つ帯状材１０がリング１２から離れた直後に帯状材の表
面に位置するが、帯状材１０の縁と破線４０との間の角
度は直角から数度だけずれる。

即ち、帯状材の形状はリング１２の内面に一致した概ね
円筒形状から想像円錐に巻きついたら旋に変化する。

しかしながら、帯状材の幅の後行縁が破線４０に出会う
時に、帯状材の全幅は破線４０を母線とする想像円錐の
表面に完全に接触しない。

即ち、この時、破線４０と帯状材の両側縁との間の角度
は直角ではない。

前記の案内ユニット１８，１９および２０はすべて少な
くとも部分的にリング１２の上半分内に位置決めされて
いる。

これらの案内ユニットにより帯状材に付与される曲率は
帯状材を湾曲した進路に沿ってさらに連続移動させ、リ
ング１２の最下部分において、またはその近くでほぼ水
平平面内に動かす。

帯状材の進路の上下に配置されたピンチロール４３，４
４は帯状材１０の両側縁の曲率を次第に等しくさせ、か
つ帯状材の移動進路を想像円錐上のら旋から円に変える
ように（リング１２の最下部分に近く位置決めされてい
る。

）同時に、これらのピンチロールは、（中央部分が平ら
な帯状材を作るように）所望なら前記の等しくされた曲
率を零に減らす。

これらのピンチロールは図示しない装置により駆動され
る。

案内ユニツｌ−１８，１９および２０は帯状材１０の引
き出されるリング１２の端部とは反対側の開放端部へ突
入しているフレーム構造体（図示せず）に取り付けられ
ている。

個々の案内ユニット１８，１９および２０は前記のよう
に帯状材１０を案内するのに必要な角度にそれぞれの取
付けプレート２９を該フレーム構造体に取り付けること
によって該フレーム構造体に取り付けられる。

この目的のため、前記フレーム構造体または取付けプレ
ート２９は図示しない調節ねじのような通常の調節装置
を設けられている。

本発明の案内装置の作動を開始する際に、各案内ユニッ
ト１８，１９および２０のロール２３，２５は、これら
ロールの平行な軸線に共通な平面が帯状材の進路に対し
概ね直角になるように設定される。

このことはロール２３，２５の間に最大幅のすき間を提
供する。

これらのロールは空気管３７を介して空圧シリンダ３３
へ空気を入れることによってこの位置に設定される。

鋳造すべき帯状材１０と幅がほぼ等しいが、いくぶん薄
いダミー即ち種帯状材が一端をリング１２内の最下部分
に位置させた状態でロール１４の下から案内ユニット１
８，１９および２０、さらにピンチロール４３ ，４４
に通される。

次に、溶融金属がとい１５を通してリング１２の最下部
分へ導入され、リング１２は回転させられる。

ビンチロール４３，４４も同様に起動される。

リング１２とロール１４との間で凝固した最初の溶融金
属は前記ダミー帯状材の端部で硬化し、かつ該帯状材に
より案内装置を通して引き出される。

凝固した帯状材１０が案内ユニット内にある時、（空気
が空気管３８へ導入され、かつ空気管３７を通して排出
されて、）ピストンロツド３４を第２図において右へ移
動させ、かつロール２３，２５を第１図に示すように最
小すき間の位置まで回転させる。

シャフト２８の中心線は鋳造された帯状材１０の厚さよ
り僅かに大きい距離だけロール２３から離隔し、口−ル
２３，２５の間のすき間を広げたり小さくしたりするよ
うにシャフト２８を回転することは帯状材の進路の上限
を著るしく変えることはない。

前記のように、想像円錐の頂角は小さく、かつできるだ
け小さいのが望ましい。

その最小値は鋳造された帯状材の幅と該帯状材を通して
引き出すリングの内径との間の関係により決定される。

この角度の値が約６°と約１５°との間にある装置が好
結果を収めている。

帯状材が想像円錐の表面に完全に接触状態にある湾曲範
囲は限定されているので、想像円錐上の帯状材の湾曲し
た進路をできるだけ短くするのも望ましい。

即ち、帯状材を過度にひずませることなくその形状を変
える機会を十分に与える必要があるので、帯状材が想像
円錐の表面に完全接触する湾曲範囲が限定されるのであ
る。

帯状材は、鋳造リングの表面を離れてから破線４０にお
いて想像円錐に接触する直前までの第１領域において円
筒形状の鋳造リング上の概ね部分円弧形状から想像円錐
上の湾曲形状に変化しなければならない。

この形状変化が第１の領域において小さい湾曲範囲で生
じると、帯状材は過度にひずみ、その形状の連続性が保
たれないことがあるからである。

想像円錐の頂角が増大するにつれて、帯状材が鋳造リン
グの中心軸線に平行な直線から想像円錐の表面上の傾斜
した直線に到るまでひずむ程度が大きくなるので、帯状
材が想像円錐に完全接触する湾曲範囲は想像円錐の頂角
いかんで定まる。

ピンチロール４３，４４を通して帯状材を概ね水平に引
き出すことが一般に望ましい。

溶融金属のたまりはリング１２の下方部分を占めている
から、ロール１４は第１図において時計方向に前記たま
りから下流側になければならず、かつ冷却された帯状材
はロール１４のやや下流でリング１２および口−ル１４
から離れる。

したがって、有効な角度方向の進路は３６０°よりも少
し小さい。

約３１５℃短い角度方向の進路において前記のようにし
て帯状材を引き出すことが可能である。

ピンチロール４３，４４を離れ去る際の帯状材の進路は
リング１２の端部の鉛直平面に対し平行ではないが、想
像円錐の頂角および該円錐上の帯状材の進路の湾曲長さ
、即ち想像円錐の表面に完全接触する帯状材の部分の長
さにより決まる角度だけ該鉛直平面に対し傾けられてい
る。

本発明の装置は鋳造される帯状材の条件に応じて変更し
てもよい。

大きい鋳造用リングを採用する場合、一部または全部の
案内ユニットの案内ロール２３．２５の一方または双方
を駆動するのが望ましいことがある。

幅の非常に広い帯状材を鋳造する場合、想像円錐の頂角
は前記の値よりも幾分大きくなる。

鋳造された帯状材を案内ユニットへ送り込むために、ダ
ミー帯状材ではなくて固定補助案内部材を使用すること
が、ある状況の下では望ましいことがある。

この固定補助案内部材は帯状材を第１組のロール２３，
２５まで到達させる進路を画成する固定部材、例えばと
い状構造体であってよい。

帯状材の鋳造分野の専門家にとって他の変更も想起可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の一部を破断し、その本質的特徴
を示す斜視図；第２図は本発明の装置の案内ロールおよ
びその取付装置を含む案内ユニットの端面図；および第
３図は第２図の平面３〜３に沿った本発明の装置の断面
立面図である。 図において、１０……帯状材、１２……リング、１４…
…ロール、１５……とい、１８，１９，２０……案内ユ
ニット。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転するリングの内面において連続鋳造された金属
   の帯状材を前記リングの開放端部を通して前記リングか
   ら取り出す方法において、前記帯状材を前記リングから
   分離すること、前記リングの前記開放端部から最も離れ
   た前記帯状材の縁の曲率が前記リングの前記開放端部に
   最も近い前記帯状材の縁の曲率よりも増大するように、
   前記帯状材が前記リングから離れるにつれて前記帯状材
   の曲率を増大させること、および前記帯状材が前記リン
   グを貫通する軸線を有する想像円錐の表面に位置したら
   せん状進路を進行するように前記曲率を次第に減らすこ
   とを含む金属の帯状材をリングから取り出す方法。 ２ 接触して金属の帯状材を鋳造する鋳造リングであっ
   て、回転の中心軸線、前記中心軸線に対して横断方向に
   あって前記鋳造リングの出口端にある垂直平面および内
   部鋳造表面を有するような鋳造リングと組み合わせた案
   内装置において、前記垂直平面を横切って前記鋳造リン
   グから出る前記帯状材を案内する湾曲状の進路を画成す
   る連続した案内表面装置を含み、この案内表面装置の案
   内表面は、前記湾曲状の進路が最初は前記内部鋳造表面
   の曲率半径より小さい曲率半径を有し、かつ前記帯状材
   が前記鋳造リングから離れる際に前記帯状材の幅の先導
   縁が後行縁よりも大きい曲率半径を有するように配設さ
   れ、また前記連続した案内表面は前記帯状材を前記鋳造
   リングから退出させるように前記中心軸線および前記垂
   直平面に関して変位していることを特徴とする鋳造リン
   グと組み合わせた案内装置。