JPS58145339A - 片ロ−ル法で製造される溶融金属急冷凝固薄帯板のクラウン制御方法 - 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】 本発明は片ロール法によシ製造される溶融金属急冷凝固
薄帯板の中方向板厚クラウン制御方法に関するものであ
る。

一般に溶融金属急冷凝固法による薄帯板の製造法は、高
速で回転している急冷用の冷却ロール表面に、ルツボ等
より溶融金属をガス圧等により押出して連続的に供給し
、超高速急冷で凝固させるものとして知られている。

これには冷却ロールを１つだけ使用する片ロール法と、
冷却ロールを２ケ使用する双ロール法の両者が代表的な
ものであるが１本発明はこの内の片ロール法に関するも
のである。

従来片ロール法で均一な板厚の良質な薄帯板を１造する
ためには、（１）ノズル噴出圧力、（２）ロール回転数
、（３）ロールとノズルの間隙等を、厚み偏差に応じて
制御することが行なわれてきた。しかしこれらの方法は
いずれも蛍板長手方向の板厚偏差制御であって、従来の
如く板巾の極く狭い場谷及び製造量が少ない場合には有
効であったが、巾広。

大量製造と共に、中方向板厚偏差が重要な問題として浮
び上ってきた。

これは熱によりロール及びノズルの膨張で、ロールとノ
ズルの間の間隙が巾方向に変化しても、恨巾の狭いとき
は無視し得る根度に小さいが、孜巾が広くなるに従い無
視出来なくなって来るからである。特に電力用トランス
として使用される薄帯板は、必要な厚さまで重ねて使用
する丸め巾方向板厚偏差は極力小さくしなければならず
、巾方向板厚制御の必要性が生じその開発が待たれてい
た。

本発明は上記の問題を解決し、巾方向で均一な本発明は
中方向板厚偏差の内でも、４Ｉに熱影響によるクラウン
変化を補正して、均一な巾方向板厚を得ようとするもの
であシ、他の板厚制御法（例えばノズルをロール垂直方
向に左右別個に動かすことによって、中方向及び長さ方
向の板厚を均一ニ制御する方法）と組合せることによｎ
、＊に効果を発揮するものである。

以下図面により本発明の詳細な説明する。

第１図は１片ロール法による溶融金属急冷凝固薄帯板製
造装置の一般構成を示すものであシ、ｌは溶解炉で、高
周波コイル（図示せず）等の適当な手段によシ原料２を
溶解する。溶解された原料２は、ストッパー３の操作に
よシ導管４を通じ、中間貯留槽５へ導かれ、外部から導
入されるガス６の圧力等によシ、ノズル７よ多連続して
冷却ロール８上へと噴出され、ロール上で急速に冷却凝
固して薄帯板９となる。薄帯板９は必要に応じガス噴射
等の剥離手段ｌＯによって、冷却ロールから剥離されガ
イド板１１に沿って進行し、板厚測定装置１１１２を通
って巻取リール１３に巻取られる。

第２図は冷却ロール８とノズル７の関係を示した平面図
で、ノズルはロール中心線に対してθだけ傾けて設定さ
れている。今ノズル中心よシ距離Ｘたけ離れた点のロー
ル中心線よりずれる量Δ１は、ノズル中をＷ、傾は角を
０．ノズル端移動量をΔｈとすると である。

第３図は第２図に於けるＡ−Ａ線断面を示したものであ
シ、第４図はノズル位置がロール中心線１ｍアル場合と
、それよりΔノだけずれたところにある場合での、ロー
ルとノズル間の間隙の変化を示したものである。ノズル
がロール中心線上よシΔ１ずれると１間隙ｄ。／１′ｉ
ｄとなってΔｄだけ増。

加する。この増加するΔｄはロールの半径をＲとすると Δｄ＝Ｒ−ｒ石π　・・・・・（２） である。（２）式に（１）式を代入するととなって、ノ
ズル端を、センターを中心にして４１ｗだけ動かすと、
ノズル中心よｔ）ｘの距離にある点では、中心位置の間
ｌ！Ｊｄｏ　よシ（３）式で表わされるΔｄだけ間隙は
増加する。

（３）式はＷＲ／２ΔノＥを長径とし、Ｒを短径とする
楕円を意味するが１本発明の実用的範囲に於いてはＷ２
／８ΔａＸを半径とする円弧と考えても差しつかえない
。ここでΔｄＩＬはｘＮｗ／２に於けるΔｄでΔ（Ｌｇ
　＝　Ｒ−ｉ百ｉＪ　・・・・１（４）である。また（
４）式を変形すると Δ１Ｂ　＝へ…−丁預　中・・（５） となり、間隙変化量ΔｄＴＬを得るに必要なノズル端移
動量ΔＩＢを求めることが出来る。

第５図の曲線ｌは直径１．ＱＣ）、ＯＭ（Ｒ＝５００Ｍ
）のロールに対し、ノズルにあらがじめ凹状に０．１１
１＠（Ｄ円弧のクラウン（半径＝　ｗ２１０．ｓ　）　
　を設け、ノズル両端部をロールに接触させた場合のノ
ズル各点に於ける間隙を表わしたものである。尚。

図面中の０点はノズル中心点を示す。またフラットノズ
ルを用いて、ロールに凹状に０．１ｉｎ深さの円弧を設
けても同一曲線となる。

Ｎ６図の曲線２は直径１．０００３１１１（Ｒ＝５００
１１１）Ｏｌ：ｌ−ルｌ：対し、フラットなノズルをロ
ールとの間隙を０にしておき、ロール中心線に対してノ
ズル端をｌ　ＯＮ＋　（ΔＪ、ｚ＝　　（２Ｘ５’０Ｏ
−０，１）＞石、ｌ：１Ｑａｓ＋）傾けたときの各点の
ノズルと、ロール間の間隙を示したもめである。

更に第７図はこの両者を重ね合せて示したものである。

第５図のクラウン量と第６図の７ラットノズルとロール
間の間隙量は、理論的に全く同一となるため、第７図１
．２の２つのカーブは全く同一となる。このことは逆に
初期クラウンＯ，１ｍをつけたノズルを使用しても、最
初にΔｆｇ＝１０ｍ傾けて設置するならば、ＣＩ−ルと
ノズル間の間隙は各点で同一となる。又この傾ける状態
と連動して、ノズル（又はロール）を垂直に動かすこと
により、任意の一定値のロールとノズル間の間隙が得ら
れることは明らかである。

一方、冷却ロール８は、薄帯板の製造開始前は完全にフ
ラットな状況に研磨されているが、製造開始に伴い、ロ
ールの温度が上昇し、ロールは熱膨張を起すことが見い
出された。

このときロールは通常内部水冷が行なわれており１両端
部は盲板にて拘束されているため、フラットな状況のま
ま均一に熱膨張は起らず、その形はつづみ形となること
が見い出された。そして膨張量は、わずかであるため円
弧で近似することが出来る。

第８図はロール膨張の一例を、第５図と同一の条件のも
とに記入したものである。１はノズルの初期クラウンで
あり、３はフラットロールが熱膨張により発生したクラ
ウンであり、そのクラウン量が０．０７５ｍの場合の一
例を示したものである。

４はロール熱膨張によシ生じたロールと、ノズル間の実
質的なりラウン量を示したものであシ、ロール熱膨張に
より、見掛けのクラウン量かＯ，１ｗ。

から０．０２５ｍへと減少したことがわかる。

第９図は、これに対応するためにノズルのロールに対す
る相対的傾きを変更し、かつ垂直に上下させたときの関
係を示している。２は第６図と同じくフラットノズルを
１０ｍ傾けて設置したときのロールと、ノズルとの相対
隙間である。５は第８図の４のカーブに相当するように
、傾きを１０ｊ１１から５　ｍｍ　（ΔＩｇ−ｘ　　−
、Ｘｏ、０２５≠５）に変更したときの相対的隙間の変
化（減少）を示している。６は更にこの状態でノズルを
ロールに対し、０．０７５１ｍ垂直に動かしたときのロ
ールとノズル間の相対的隙間を示している。

第１０図は８崗と９図の最終結果のみを合成したしｊで
ある。月ＩＪち曲線１はノズルの初期クラウン。

曲、ｔｈ＋２はフラットノズルを１０５ｍ傾けて、設置
したときのロールとノズルとの相対隙間１曲線４は０．
０７５ｍのヒートクラウンが生じた場合のロールとノズ
ル間の実質的なりラウン量を示したもの、曲線６はノズ
ルの傾きを１０ＩＩ＠から５簡に変更し。

月、つロールに対し０．０７５■垂直に動がしたときの
ロールとノズル間の相対的隙間を示したものである。

この図より、初期のノズルとロール間の相対距離７と補
償後のロールとノズル間の相対距離８が等しい事がわか
る。従ってノズルの傾動と垂直方向移動を組合せること
によシ、ロールの熱膨張によるロールクラウンの変動を
効果的に補償出来ることがわかる。

以上−例にて示したが、これらの補償は（１）　０−ル
の熱膨張等の形状が円弧で近似できること、（２）ノズ
ルの初期クラウンがロール熱膨張による最大クラウンよ
り大きいことの２点が満たされている場合には、必ず満
足されることが容易に確かめることが出来る。

第１１図は本発明の１実施態様を示したものである。

冷却ロール８は、軸受箱１４を介して左右別個の油圧シ
リンダー１５に支えられて、上下動が出来るようになっ
ている。５は溶湯中間貯留槽で。

凹状クラウンを付けたノズル７を有しており、保持板１
日を介して受板１９で支えられている。更に保持板１８
は連結棒２０．２１を介し、３０゜３１．３２を支点と
してクラウン調節シリンダー２４によって、水平方向に
角度θの傾動が可能な構造となっている。

板厚計１２は３つの検出器１２Ａ、　、１２Ｂ、　　１
２ｃから構成されており、板巾方向の３点を測定してい
る。この測定値は演算制御器２７に伝えられ、平均板厚
及び左右の厚み偏差成分と、巾方向クラウン成分とに分
離して、それぞれ板厚制御器２９とクラウン調節器２日
に入力される。

板厚制御４＋器２９は、板厚−犀になるように油圧制御
弁１７を動かし、別の油圧源（図示せず）がらの油圧を
油圧シリンダー１５へ導入することにより、長手方向の
板厚が一定になるように、ロールを上下方向に位置制御
する。１６はシリンダー位置検出器であり、板厚制御器
２９へフィードバックされる。

パ　クラウン調節器２８は、板巾方向クラウンが零にな
るように油圧制御弁２６を動かし、別の油圧源（図示せ
ず）からの油圧を油圧シリンダー２４へ導入することに
より、巾方向クラウンが零になるように、凹型クラウン
付きノズルを角度θに動かす。２５はシリンダー位置検
出器であシ、クラウン制御器２８へフィードバックされ
る。

尚本例では、板厚検出器が３ケの場合を示したが、更に
多数点を同時測定したり、又は１ケの検出器で巾方向に
スキャンする方法を用いても良い。

又本例ではノズルとロールの並行度が、最初から完全に
セットされたことを前提にして説明したが、当然シリン
ダー１５を別々に制御することにより、並行度も同時に
制御するような制御系も組込むことが出来る。

以、ト述べた如く本発明によれば、帯板の長手方向及び
巾方向板厚偏差の極めて少ない優れた薄板板が得られ、
その工業的価値は非常に高いものである。

【図面の簡単な説明】

Ｍ１図は溶融金属急冷法により片ロール法で薄帯板を製
造する装置の一般構成を示す説明図、第２図〜第１０図
は本発明の詳細な説明図、第１１図は本発明の実施態様
例を示す説明図である。 １・・・溶解炉　　　　　　２・・・溶融金属３・・・
ストッパー　　　　４・・・導管５・・・中間貯留槽　
　　　６・・・ガス圧７・・・ノズル　　　　　　８・
・・冷却ロール９・・・薄帯板　　　　　　１０・・・
ガス噴射管１１・・・ガイド板　　　　　１２・・・板
厚測定装置１３・・・巻取リール　　　　１４・・・軸
受箱１５・・・油圧シリンダー　　１６・・・油圧シリ
ンダー位１７・・・油圧切換弁　　　　　　置検出器１
８・・・中間貯留槽保持板　１９・・・中間貯留槽保持
板２０・・・連結棒　　　　　　　　受 ２１・・・連結棒　　　　　　２２・・・連結棒支点板
２３・・・フォークエンド　　２４・・・油圧シリンダ
ー２５・・・油圧シリンダー位　２６・・・油圧切換装
置検出器　　　　　２７・・・演算制御器２８・・・油
圧位置制御装置２９・・・油圧位置制御装置３０・・・
ピン（支点）　　　　３１・・・ピン（支点）３２・・
・ピン（支点） 馬２図 り 帛３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 浴融金属をノズルよ多回転冷却ロール上へ噴出し薄帯板
   を製造するに際し、ノズル又はロールに或いは双方に、
   サーマルクラウンを補償するに必要な値よシも衆目にあ
   らかじめ凹状のクラウンを付けておき、且つ巾方向で少
   なくとも中央部及び端部の２点で薄帯板の板厚を測定し
   １両者の板厚偏差が極小になるように、ロール又はノズ
   ルを相対的に水平方向に傾けると共に垂直方向へも移動
   させることを特徴とする片ロール法で製造される浴融金
   属急冷凝固薄帯板のクラウン制御方法。