JPS6225461B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶融金属を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
を製造する方法及び装置に係り、特に製造開始初
期に発生する不良材を処理するのに好適な薄板製
造方法及び装置に関する。

従来の薄板製造装置においては、出湯初期にノ
ズルからの溶湯金属の流量が安定せず流線が乱れ
るため製造開始初期の薄板は断続的であるか、あ
るいは連続的ではあつても厚みむらが大きい。こ
の様な状態のまま巻取り作業を行うと不良材の凹
凸が、その上に重ね巻取られ正常部分をも傷付け
る欠点があり製品歩留低下、巻取作業困難等実用
上の障害があつた。

製造開始初期の不良材を処理するものとして、
第１図に示すように、巻取ドラム１００をドラム
１０１より離れた位置に配置し、ドラム１０１と
巻取ドラム１００との間にシヤ１０２を設けて不
良材と正常材を切断分離し、不良材１０３をスク
ラツプボツクス１０４にリゼクトする方法が考え
られる。ここで、１０５，１０６，１０７，１０
８及び１０９は通板ガイド、１１０は正常材と不
良材の進行方向を選択するリゼクトゲイトであ
る。

しかし、薄板製造装置においては、厚みの薄い
薄板（例えば20〜100μ）がドラムから高速状態
（例えば20〜30ｍ／sec）で連続的に放出されるも
のであるから、上述した方法では、極めて薄い、
高速の薄板を安定してガイドし、シヤーを高速の
薄板に確実に同期させて切断し、しかも切断後は
瞬時にリゼクトゲイトを切替えて巻取ドラムに案
内しなければならず、従つて装置が複雑で大掛り
となり、精密な制御をしなければならず、又多数
の付属装置を必要とするので設備費が高く、かつ
信頼性に欠ける等実用上の問題も大きいという欠
点がある。更にシヤーの位置では、薄板はすでに
凝固して硬くなつているため薄いとは云つてもか
なりの切断力を必要とするという欠点もある。

本発明の目的は、簡単な手段で確実かつ容易
に、製造開始初期に発生する不良材を切り離し可
能とし、この不良材切り離し後の正常な薄板を製
造し得るようにして、製品の歩留向上を図つ薄板
製造方法及び装置を提供することにある。

本発明の要旨とするところは、溶融金属をノズ
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ものにおいて、
製造開始初期における薄板の不良部分を薄板の未
凝固部で切り離してオフラインへ処理し、この不
良材切り離し後の正常な薄板を回転ドラム表面に
沿つてインラインに導くようにして薄板を製造す
ることにある。

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

第２図は、本発明にかかる薄板製造装置の第１
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によつて巻回され、溶融
金属１４を収容するようになつている。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１５の上端側には開口側に従つて口径がしだい
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１７によつて、注出パイプ１５と
連通した状態でカバー１２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によつ
て回転される軸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１３の通電によつて溶融金属１４とさ
れ、注出力としての炉内圧２１の作用によつて、
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の表面上に墳出され、ドラム２０
の表面とで冷却、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薄板２２の厚
み精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２
０に対向して配置される接触ローラ２３の移動量
によつて薄板２２の厚みを検出する厚み検出セン
サ２１、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の適正値
を設定する圧力設定器２６の各出力値が伝達され
る圧力制御盤２７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ら
なる油圧源によつて、サーボバルブ３０を介して
油圧シリンダ３１を作動させる。油圧シリンダ３
１の作動は、ピストンロツド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３
４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、ピストンロツド３２とフレーム３５
との間にはゴムばね３６が、ピストンロツド３２
の移動方向に介装され、この制御系における即応
性が向上されている。

なお、ピストンロツド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
ともなう注出ヘツ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を補充し、
炉内圧２１を制御可能としている。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、バルブ４０の受ける影響
度を軽減化するようになつている。

ドラム２０の周速は、厚み検出センサ２４、速
度検出センサ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
ることによつて制御される。

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の各出力値を温度制御
盤４７に伝達し、温度制御盤４７の制御指令によ
つてコイル電源部４８を制御し、ヒータコイル１
３に通電される電流値を調整することによつて制
御される。なお、この溶融金属１４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
御盤４７に伝達し、薄板２２の厚み検出値にもと
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、ギヤ
ツプ検出センサ４９及びギヤツプ設定器５０の各
出力値をギヤツプ制御盤５１に伝達し、ギヤツプ
制御盤５１の制御指令によつて、油圧シリンダ５
２を動作し、炉１１を支持している基台５３を上
下動することによつて制御される。なお、この注
出ノズル１６とドラム２０との間隔制御において
も、厚み検出センサ２４の出力値をギヤツプ制御
盤５１に伝達し、薄板２２の板厚検出値に基づ
き、ギヤツプ値が薄板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アンによつて冷却空気等を
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つている。

このようにして、ドラム表面上に厚み精度及び
材料特性を調整された薄板２２が製造されるが、
すでに述べたように出湯初期には不良材が発生す
る。以下この不良材を処理する手段について説明
する。

すなわちこの実施例ではこの不良材をオフライ
ンに配置されるスクラツプボツクス６０に案内処
理するものであるが、出湯後の金属はドラム２０
の表面に密着したまま運ばれる為、ガイド６１の
表面に配置せるノズル６２より圧縮ガス（好まし
くは不活性ガス）をドラム２０に向けて噴出さ
せ、薄板２２をドラム２０から剥離させガイド６
３と６１の間を通過させるものである。

またガイド６３及び６１の終端附近にそれぞれ
モータ６６，６７によつてドラム２０の周速より
速い周速、即ちｖ＜v′なる如く回転するピンチロ
ーラ６４及び６５を配置し、ローラ間は薄板が容
易に通過出来る様に図示の如く開放状態としてお
く。この様な状態で不良材薄板２２が、スクラツ
プボツクス６０に進入可能となる。

一方ノズル１６から噴出する溶融金属１４の流
れが時間の経過と共に安定するので（通常0.1
秒）その時点でピンチロール６４を昇降シリンダ
６８により、ピンチロール６５に向けて作動させ
る。v′＞ｖと設定されているので薄板２２はピン
チロールにより引張られ、正常材と不良材を分離
することができる。この場合、強度的に弱い薄板
の未凝固部、すなわち注出ノズル１６に近い位置
で分離される。一方正常材は巻取機に向けて案内
すれば良いが、これは、ノズル６２からのガス噴
出を停止させ、同時にガイド６３のノズル６９及
びガイド６１のノズル７０からガスを噴出させ、
正常材はドラム２０に密着状態になる様案内ガイ
ドされるようになつている。７２は、薄板２２を
ドラム２０に押付けるためのロールである。また
短時間にピンチロールを圧下する必要があるが、
これは電気油圧サーボ弁等公知の技術により十分
可能である。

不良材切り離し後の正常材は回転ドラム表面に
沿つて案内され、以下に述べる巻取り手段によつ
てコイル状に巻取られるようになつている。すな
わち、ブラケツト８０にはＬ型状の揺動アーム８
１が揺動可能に支持され、揺動アーム８１の一端
側に回転可能に支持されている回転軸８２には巻
取りドラム８３が固定されている。巻取りドラム
８３はドラム２０の外周面に対向して配置され、
巻取りモータ８４の駆動によつて回転されるとと
もに真空吸引力もしくは電磁吸引力の作用下で薄
板２２を巻取り可能となつている。

揺動アーム８１の片側側は、ブラケツト８５に
トラニオン支持されている押圧シリンダ８６のピ
ストンロツド先端部が連結されている。この押圧
シリンダ８６は、巻取りドラム８３をドラム２０
側に押し込むと共に、巻取りドラム８３に薄板２
２が巻取られ、その巻取り径が増加するに従い、
そのピストンロツドを後退させて、巻取りドラム
８３をドラム２０から離間する方向に揺動アーム
８１を揺動可能に保持している。

巻取りモータ８４は、ドラム２０の加減速に応
じて巻取りドラム８３の回転数を調整する加減速
補償器８７、トルク設定器８８、巻取りモータ８
４の電流値を検出する電流検出センサ８９の各検
出値が伝達されるトルク制御盤９０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。

本実施例によれば次のような効果がある。

(1) ピンチロールの周速を製造速度より早く設定
するだけで不良材を正常材から切り離すことが
できる、従つてピンチロールの回転速度の制御
が簡単となる。（尚不良材の長さ、オフライン
に導かれた薄板を引き出すタイミング等によつ
ては切り離された薄板中に正常材が含まれる
が、要は不良材が巻取り装置に搬送されなけれ
ば良く、従つて切り離された薄板中に正常材が
含まれていても構わない。） (2) 強度上最も低い、ドラム表面上の薄板の未凝
固部で切り離されるためピンチロールによる引
き出し力は極めて小さく、しかも切り離し後の
不良材は瞬時に回収され、後続する正常材の邪
魔とならないため正常材のガイドが容易とな
る。

(3) 薄板先端部に発生する不良部分を迅速にオフ
ラインへ処理するので不良材の後処理が容易と
なる。

(4) 正常材のみ巻取り作業を行うことができるの
で不良材の凹凸による正常材への傷付が防止で
き成品歩留りが大巾向上する。

(5) 平坦で形状の良い薄板のみを巻取ることにな
るので巻取作業が安定し、安定した連続巻取り
が実現出来る。

上述した実施例ではドラムの下方に注出ノズル
を配置した装置について説明したが、第３図に示
すようにドラムの上方に注出ノズルを配置した装
置においても本発明を適用しうることは勿論であ
る。

以上説明したように、本発明によれば、簡単な
手段で確実かつ容易に、製造開始初期における薄
板の不良部分を薄板の未凝固部で切り離して正常
な薄板を製造することが可能となり、よつて薄板
製品の歩留りを向上する薄板製造装置が実現出来
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の薄板製造装置を示す図、第２図
は本発明に係る薄板製造装置の第１実施例を示す
一部を断面とした全体構成図、第３図は第２実施
例の要部を示す図である。 １１……炉、１４……溶融金属、１６……注出
ノズル、２０……ドラム、２２……薄板、６１，
６３……ガイド、６２，６９，７０……ノズル、
６４，６５……ピンチロール、８３……巻取りド
ラム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶融金属を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
   するものにおいて、製造開始初期における薄板の
   不良部分を薄板の未凝固部で切り離してオフライ
   ンへ処理し、この不良材切り離し後の正常な薄板
   を回転ドラム表面に沿つてインラインに導くよう
   にして薄板を製造することを特徴とする薄板製造
   方法。 ２ 溶融金属を注出するノズルと、該ノズルから
   抽出された溶融金属をその表面にて冷却、凝固し
   て薄板を形成させる回転ドラムとを有する薄板製
   造装置において、前記回転ドラムで形成された薄
   板をオフラインあるいはインラインのいずれかに
   切替えて案内し得る手段と、オフラインに導かれ
   た薄板を薄板の製造速度より早い速度で引き出す
   ことにより製造開始初期における薄板の不良部分
   を薄板の未凝固部で切り離す手段を備えたことを
   特徴とする薄板製造装置。 ３ 特許請求の範囲第２項において、前記切り離
   し手段は、その周速が薄板の製造速度より早く、
   且つ少くとも一方は薄板をはさむ方向に移動可能
   な一対のピンチロールからなることを特徴とする
   薄板製造装置。 ４ 特許請求の範囲第２項又は第３項において、
   前記案内手段は、薄板を回転ドラム表面に押付け
   る方向の気体噴射口及び薄板の先端を回転ドラム
   表面から離間させる方向の気体噴射口を備えてい
   ることを特徴とする薄板製造装置。