JPS5877751A - 薄板製造装置 - 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】 本発明は、溶融金属を注出ノズルから回転ドラム表面に
注出し、回転ドラム表面で冷却、凝固して薄板を製造す
る薄板製造装置に関する。

このような薄板製造装置においては、製造される薄板の
材料特性を優れたものにするために、適当な運転制御に
よって、薄板の厚みを２０〜１００μとすると共に、そ
の製造速度を２０〜３０ｒｒＸｌｅ０に設定している。

したがって、このような薄板製造装置においては、厚み
の薄い薄板が回転ドラムから高速状態で連続的に放出さ
れており、従来、このような薄板の処理には異常な労力
を必要とするという問題点がある。

このような従来の問題点を解決し、回転ドラムから高速
で連続的に放出されてくる薄板を巻取るようにした薄板
製造装置が提供されている。

すなわち、との薄板製造装置は、溶融金属を注出ノズル
から回転ドラム表面に注出し、回転ドラム表面で冷却、
凝固して、薄板を製造する薄板製造装置において、薄板
が連続的に巻取られる巻取り手段を前記回転ドラムに抑
圧接触して配置するようにしたものである。また、巻取
り手段として巻取りドラムを用い、巻取＃）開始時には
巻取りドラム表面に薄板先端側を吸着して高速状態の薄
板を確実に捕捉すると共に、巻取りの進行に伴う薄板巻
取り径の増大につれて巻取りドラムを回転ドラムから離
間可能とすることによって、薄板の連続的な巻取り作業
を行なうようにしたものである。

しかしながら、このように連続巻取りを行なう薄板製造
装置にあっては、次のような欠点がある。

第１に、巻取開始時に回転ドラムと巻取りドラムとを押
圧接触させておくと、両ドラムの周速がマツチングして
巻取時の同期が確実に行なわれるが、実際にはノズルか
ら噴出された溶融金属がつぶ状に固形化し、この固形化
物が互いに抑圧接触した両ドラムの間に飛び込んで、そ
の押圧力によって固形物が両ドラムの表面を損傷させる
原因になる。

第２に、薄板は急速に冷却されているので、抑圧接触す
る回転ドラムと巻取ドラムとの間における薄板の収縮に
より大きな張力が薄板に作用し、巻取中に、薄板の切断
事故が発生する。

本発明の目的は、このような欠点を解消し、薄板を確実
に巻き取ることができる薄板製造装置を提供するにある
。

本発明は、巻取ドラムの巻取シ面では回転ドラムと非接
触とすることによシ、巻取開始時に飛び込んだ固形物を
回ｉドラムと巻取シトラムとの間で挾み込むことなく逃
がすものとし、かつ、巻取シト２ムの巻取シ面以外の周
面では回転ドラムと抑圧接触させることにより、巻取開
始時における周速のマツチング性を確保するとともに、
巻取り面における周速を回転ドラムの周速よシも低速と
なし、よって、巻取開始時において薄板を緩く巻き付け
るようにし、薄板の収縮による大きな張力を吸収して巻
取中の薄板の切′断事故を防止するようにしたものであ
る。

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図から第３図は、本発明にかかる薄板製造装置の一
実施例を示す説明図である。炉１１は金属が投入される
上方の開口部をカバー１２でおおわれ、外周部はヒータ
コイル１３によって巻回さし、ｍ献金ｔＲｔ　４を収容
するようになっている。

炉１１の中央部には、底部側からカバー１２の上方にま
で延設される注出パイプ１５が配置され、注出パイプ１
５の上端側には開口側に従って口径がしだいに縮径され
る注出ノズル１６が配置され、注出ノズル１６は押え１
７によって、注出パイプ１５と連通した状態でカバー１
２に固定されている。注出ノズル１６の上方には、駆動
モータ１８によって回転される゛誦１９に固定されてい
るドラム２０の下方側の外周面が対向配置されている。

すなわち炉１１内に投入された金属は、ヒータコイル１
３０通鑞によって溶融金属１４とされ、注出力としての
炉内圧２１の作用によって、注出パイプ１５内に押し込
まれ、注出ノズル１６からドラム２０の表面上に噴出さ
れ、ドラム２０の表面上で冷却、凝固されて薄板２２と
される。

次に、このようにして製造される。厚板２２の厚み積度
に関係する因子としての炉内圧２１、ドラム２０の周速
、溶融金属１４の温度、注出ノズル１６とドラム２０と
の間隙の制御方法について説明する。

炉内圧２１は、薄板２２に接触可能にドラム２０に対向
して配置される接触ロー２２３の移動量によって薄板２
２の厚みを検出する厚み検出センサ２４、カバー１２に
内装され炉内圧２１を検出する炉内圧検出センサ２５、
炉内圧２１の適正＋ｉｆを設定する圧力設定器２６の各
出力直が伝達される圧力側＃ａ２７の制御量にもとづい
て即応的な制御をなされる。すなわち、圧力制御盤２７
の制御量に基づき、油圧ポンプ２８及びタンク２９から
なる油圧源によって、芹−ボパルプ３０を介して油圧シ
リンダ３１を作動させる。油圧シリンダ３１の作動は、
ピストンロッド３２を介して、架台３３に配設されてい
る気圧シリンダ３４のシリンダ室３４Ａの容積を変化さ
せる。気圧シリンダ３４は炉１１の上部空間に連通して
いるため、シリンダ室３４Ａの変化は炉内圧２１を即応
的に制御する。

なお、ピストンロッド３２に連結されている気圧シリン
ダ位置検出、センサ３７、炉内圧検出センサ２５の各制
御指令は、加圧ポンプ３８、真空ポンプ３９が接続され
ているバルブ４０に伝達され、溶融金属１４の注出ノズ
ル１６からの注出にともなう注出ヘッドの増加及び炉内
圧２１の低下に対して、炉１１の空間部に圧力流体全補
充し、炉内圧２１を制御卸可能としている。なお、バル
ブ４０の配管系には絞り４１が配設され、気圧シリンダ
３４の動作に対し、パルプ４σの受ける影響度を軽減化
するようになっている。

ドラム２０の周速は、厚み検出センサ２４、速度検出上
ンサ４２、速度設定器４３の各出力値を速度制御盤４４
に伝達し、速度制御盤４４の制御指令にもとづき駆動モ
ータ１８の回転数を調整することによって制御される。

炉１１内の溶融金属１４の温度は、温度検出センサ４５
、温度設定器４６の各出力脇を温度制御盤４７に伝達し
、温度制御盤４７の制御指令によってコイル電源部４８
を制御し、ヒータコイル１３に・市電される電流値を調
整することによって制御される。なお、この溶融金属１
４の温度制御においても、厚み検出センサ２４の出力値
を温度制御４４７に伝達し、薄板２２の厚み検出直にも
とづき、薄板２２の板厚におよぼす温度制御を直接的に
行うようにしてもよい。

注出ノズル１６とドラム２０との間隙は、ギャップ検出
センサ４９及びギャップ設定６５０の各出力値をギャッ
プ制御盤５１に伝達し、ギャップ制御盤５１０制御指令
によって、油圧シリンダ５２を動作し、炉１１を支持し
ている基台５３を上下動することによって制御される。

なお、この注出ノズル１６とドラム２０との間隙制御に
おいても、厚み検出センサ２４の菖力値をギャップ制御
盤５１に伝達し１、・４板２２の板厚検出値に基づき、
ギャップ値が薄板２２の板厚に及ぼす影響を直接的に制
御するようにしてもよい。

さらに、ドラム２０の外周面に対向する任意位置には温
度検出センサ５４が配置され、温度検出センサ５４の検
出値に基づきドラム２０の外部から図示されない送風フ
ァンによって冷却空気等を吹きつけ、ドラム２０の温度
を制御している。このドラム２０の温度制御により、薄
板２２の材料特性が調整可能となっている。

このようにして、厚み精度及び材料特性を調整された薄
板２２は、２０〜１００μの薄い状態で且つ２０〜３９
　ｍ　／８Ｂ３の高速状態でドラム２０から放出された
のち、以下に述べる巻取り手段によってコイル状に巻取
られるようになっている。すなわち、ブラケット５５に
はＬ型状の揺動アーム５６が揺動可能に支持され、揺動
アーム５６の一端側に回転可１詫に支持されている回転
軸５７には巻取りドラム５８が固定されている。

図示は省略したが、巻取シトラム５８の外周面には薄板
を吸着するだめの磁石または真空吸引口等からなる吸着
装置が配置されている。巻取りドラム５８の回転軸５７
は連結軸６３を介して巻取りモータ６４に連結されてい
る。

揺動アーム５６の片端側は、ブラケット６５にトラニオ
ン支持されている抑圧シリンダ６６のピストンロンド先
端部が連結されている。この抑圧シリンダ６６は、巻ｅ
リドラム５８をドラム２０則に押し込むと共に、巻取り
ドラム５８に薄板２２が巻取られ、その巻取シ径が増加
するに従い。

そのピストンロンドを後退させて、巻取シトラム５８を
ドラム２０から離間する方向に揺動アーム５６を揺動可
能に保持している。

巻取りモータ６４は、ドラム２０の加減速に応じて巻取
りドラム５８の回転数を調整する加減速補償ａ６７、ト
ルク設定器６８、巻取シモータ６４の電流値を検出する
電流検出センサ６９の各検出値が伝達されるトルク制御
盤７０の制御指令により、そのトルクが適正値に制御さ
れ、巻取り時の薄板２２に作用する張力を一定状態とし
ている。

第２図および第３図に示すように、巻取りドラム５８の
両端部には７ランジ９０が全周に渡って一定厚さに突設
されており、このフランジ９０は回転ドラム２０の両端
部に外接自在になっている。

したがって、巻４！シトラム５８の中央部９１は回転ド
ラム２０の外周面に対して常に非接触となり、７ランジ
９０が回転ドラム２０に外接したときの中央部９１の外
周面と回転ドラム２０の中央部外周面との間隙寸法は７
ランジ９０の厚さによって規定される。この間隙寸法は
、薄板の板厚が、例えば、５０μ程度である場合、０．
７５頭程度がよく、これに対応するように７ランジ９０
の厚さを設定する。前記巻取りドラム５８の中央部９１
は薄板の巻取り而を実質的に構成している。

次に作用を説明する。

まず、薄板の製造開始時、すなわち薄板の巻取り開始時
には、巻１ｕ）ドラム５８の両端７ランジ９０を回転ド
ラム２０の両端部に押圧接触させる。

この状態で、回転ドラム２０と巻取りドラム５８とを同
期回転させると、両ドラム２０と５８とは両端部におい
て押圧接触しているので、周速のマツチングが確実に行
なわれる。

但し、巻取りドラム５８の中央部における巻取り面９１
の周速は回転ドラム２０の中央部における薄板の繰出し
面の周速よりも遅くなる。けだし、巻取り面５８におけ
る半径はその両端部に比べてフランジ９０の突出厚さ分
だけ小さく、かつ、両端部における周速は回転ドラム２
０の周速と前記マツチングにより等しくなっているから
である。

ここで、巻取りドラム５８の回転ドラム２０に対する周
速の遅れ率は、巻取り面９１と回転ドラム２０の外周面
とにおける前記間隙寸法と巻取り面の直径との比で規定
され、極く僅かで、極端に遅くなるものではない。

例えば、通常巻取りドラム５８の直径は４００■程度で
あシ、間隙寸法は０．７５７１１１１１程度に設定され
るので、周速の遅れ率は、０．１５／４００Ｘ１００　
＝　０．０３７５％、ということになる。但し、遅れ率
が、この値に限定されるものではない。

このような関係により、薄板の巻取り開始時においては
、第２図、第３図に示すように１巻取りドラム５８の巻
取り面９１と回転ドラム２０の繰出し面とは所定の間隙
寸法をもって非接触となり、押圧接触することがないの
で、両者の間に固形物が飛び込んでも、これを挾み込ん
で押し潰すことはなく、したがって、両者２０，５８の
周面を損傷することはない。特に、回転ドラム２０の表
面に損傷が発生すると、以後の薄板製造において、薄板
に常に痕跡が発生することになるので、損傷の発生には
注意を要する。

また、巻取り面９１の周速は回転ドラム２０の繰出し面
の周速よりも必ず遅くなるので、薄板の巻取り側は繰出
し側よりも遅くなって、必ず緩み側となる。したがって
、巻取られる薄板には引張力が加わらず、薄板は切断事
故を起こすことなく巻取られていく。

このようにして、巻取り初期において、薄板は巻取りド
ラム５８にドラム２０，５８の表面における損傷を防止
し、かつ安全に巻取られていく。

この巻取りが進行すると、薄板の巻・■り外径は巻取リ
ドラム５８のフランジ９１の外径に次第に近づいていき
、前記間隙を埋めつくすようになる。

この間隙を埋めつくす時期の前後における適当な時期に
おいて、巻取りドラム５８は回転ドラム２０から離間す
る方向にシリンダ６６の作動により後退される。後退す
るタイミングは、回転ドラム２０の周速により規定され
る巻取りドラム５８の巻取り面９１に巻取られた薄板の
量と、前記間隙とを計算し、溶融金属の噴出開始時期を
基準にして求め、自動的に行なうとよい。

巻ホシドラム５８が後退し始めると、その７ランジ９０
と回転ドラム２０の両端部とは離間し、両ドラム５８と
２０との周速のマツチングはモータ１８と６４との同期
制御のみによって行なわれることになる。そして、この
場合、巻取りドラム５８の回転ドラム２０からの離間速
度は１巻取りドラム５８の巻・収り面９１に巻取られた
薄板の外周面と回転ドラム２０の外周面とが若干の間隙
をもって非接触となり、抑圧接触しないように設定する
とよい。けだし、両者が抑圧接触していると、固形物が
この両者間に飛び込んだ場合に、回転ドラム２０の表面
および製品である薄板の表面に圧痕が発生するからであ
る。

なお、巻取りドラム５８の両端フランジ９０と回転ドラ
ム２０の両端部との外接面には、ゴム等弾性材からなる
防振部材を介在させるとよい。けだし、金属同志の押圧
接触であると、外接回転中、。

僅かの凹凸により周速が極めて速いため、異常振動が発
生するからである。この防振部材は、巻取りドラム側お
よび回転ドラム側の両方に設けても　　　　　　′よい
し、いずれか一方に設けてもよい。但し、巻取りドラム
５８のフランジ９０をこの防振部材で構成すると、経済
的である。

以上説明するように、本発明によれば、高速（通常、周
速で４０ｍ／（８）程度になる。）な薄板の製造巻取り
下にあっても、回転ドラム、巻取りドラムおよび製品の
表面に損畠を発生させずに、かつ、薄板の切断事故も発
生させずに、安全に製造巻取りを行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図は全体の配置図、第２図は要部の側面図、第３図は
要部の平面図である。 １４・・・溶融金属、１６・・・注出ノズル、２０・・
・回転ドラム、２２・・・薄板、５６・・・揺動アーム
、５８・・・巻保りドラム、６６・・・押圧シリンダ、
９０・・・７ランジ、９１・・・巻取り面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、溶融金属を注出ノズルから回転ドラム表面に注出し
   て回転ドラム表面で冷却、凝固せしめ薄板を形成し、こ
   の薄板を回転ドラムに隣接配置された巻取りドラムで連
   続的に巻取るようにした薄板製造装置において、前記巻
   取シトラムの両端部に回転ドラムの両端部に抑圧接触自
   在な７ランジを設けるとともに、前記巻取シトラムの中
   央部の巻取シ面と回転ドラムの外周画表は常に非接触と
   なしたことを特徴とする薄板製造装置。