JP2012521884A - 連続鋳造装置のための調節可能なサイドダム - Google Patents

Abstract

本願発明の例示的な実施形態は、鋳造キャビティーを形成する細長い向かい合った鋳造面を有する連続金属鋳造装置のためのサイドダムを提供する。サイドダムは、互いに横方向に旋回可能である、細長い上流部分および細長い下流部分と、サイドダムの上流端部から下流端部まで連続して延在する平滑な金属接触側面とを有する。該面は、サイドダムの上流部分と下流部分とに形成される領域を有する。サイドダムの前記上流部分と前記下流部分とを互いに旋回させることによって、平滑な金属接触側面の前記領域が、互いの同一面の整列からずれることができる。従って鋳造物品の特性を高めるように、および鋳造方法を補助するように、収束または発散した鋳造キャビティーのどちらかを形成して、サイドダムは用いることができる。

Description

本発明は、連続的に移動する細長い鋳造面（casting surface）と、移動する鋳造面の間に形成された鋳造キャビティー（casting cavity）に溶融金属および半溶融金属を制限する（または閉じ込める、confine）サイドダム（side dam）とを用いる種類の連続ストリップ鋳造装置による金属ストリップ物品の鋳造に関する。更にとりわけ、本発明はサイドダム自体、特に（しかし排他的にではなく）アルミニウムおよびアルミニウム合金の鋳造を意図したサイドダムに関する。

金属ストリップ物品（例えば金属ストリップ、金属スラブおよび金属板等）、とりわけアルミニウムおよびアルミニウム合金により作られる金属ストリップ物品は、一般的に連続ストリップ鋳造装置で製造される。このような装置において鋳造キャビティーを形成する２つの狭い、間隔が空けられた（通常積極的に冷却された）、細長い、移動する鋳造面の間に溶融金属が導入され、そして金属が凝固するまで（少なくとも外側の凝固シェルを形成するように十分）鋳造キャビティー内に制限される。無限の長さで製造されてよい凝固ストリップ物品は、移動する鋳造面によって鋳造キャビティーから連続的に排出される。このような装置の１つの形態はツインベルト鋳造機（twin-belt caster）であり、２つの向かい合うベルトが連続的に回転し、桶（またはラウンダー、launder）またはインジェクター（injector）によって、ベルトが向かい合う領域の間で形成された薄い鋳造キャビティーまたは金型に、溶融金属が導入される。または、ブロックによって鋳造面が形成される回転ブロック式（rotating block）鋳造機であり、該ブロックは固定した通路の周りを動きおよび鋳造キャビティーの内部で互いに整列にされる（または一直線にされる、align）。両種の装置では、装置の一端に溶融金属が導入され、移動するベルトまたはブロックによって金属が凝固するのに効果的な距離搬送され、そして装置の反対側の端部にてベルトまたはブロックの間から凝固したストリップが現れる。

鋳造キャビティー内に溶融および半溶融金属を制限するように、すなわち鋳造面の間から横方向に金属が漏れるのを防止するように、装置のそれぞれの側面に金属ダムを提供することが一般的である。ツインベルト鋳造機および回転ブロック式鋳造機のために、鋳造キャビティーのそれぞれの側面において鋳造方向に延在する連続的なラインまたはチェーン（または列、chain）を形成するように、連結された一連の金属ブロックによって、この種のサイドダムが形成され得る。一般的に、サイドダムブロック（side dam block）と呼ばれるこれらのブロックは鋳造面の間に閉じ込められ（trap）鋳造面に沿って動き、鋳造キャビティーの出口から現れるブロックがガイド（または案内、guided）されたサーキット（または回路、circuit）の周りを動いて鋳造キャビティーの入口に返ってくるように、ブロックは再循環される。金属通路（またはトラック、track）、または同様のガイドによってこのサーキットの周りでブロックはガイドされ、ブロック間の限られた動きを可能にする緩やかな様式（loose fashion）でブロックは滑ることができる（とりわけ鋳造キャビティーの外側でサーキットの曲がった部分の周りをブロックが動く場合）。

この種のブロックにより作られたサイドダムの問題は、ベルトの通路厚さの収束（convergence）を変える、すなわち金属スラブからより多くの熱を取り出すように入口よりも出口において鋳造キャビティーをより薄くする（収束したと言う）、または金属スラブからより少ない熱を取り出すように入口よりも出口においてより厚くする（発散したと言う）ことが望まれる場合があることである。ベルトが、鋳造キャビティーを通るサイドダムブロックも駆動させるという要件は、鋳造ベルトがこのように変えられ得る程度を制限する場合がある。

鋳造ベルトまたは鋳造ブロックは、鋳造キャビティーを通り抜ける溶融金属から熱を取り出すがしかし、溶融金属が、通常、鋳鉄または軟鋼のような熱伝導性材料により作られるサイドダムブロックに接触するキャビティーの側面においても、熱は取り出される。キャビティーの側面での熱の取り出しは、これらの領域におけるスラブの微細構造および厚さをしばしば変化させ、鋳造金属スラブの望ましくない側面から中央への不均一さをもたらす。

１９８９年９月２６日発行のＹａｎａｇｉらによる米国特許第４,８６９,３１０号は、上述したような移動するサイドダムブロックを備えたサイドダムを有するツインベルト鋳造装置を開示している。しかしながら、この特許は、また、移動するサイドダムブロックと比較するために、この特許の図７および８に、固定したサイドダムの使用も示している。これらの固定したサイドダムは鋳造キャビティー全長に亘って延在しており、金属が凝固する時に焼き付き（seizure）を生じやすいと考えられている。また、このような固定したサイドダムが用いられる場合、鋳造品の幅の変化は不可能であると考えられている。

従って、上述した問題に対処する必要性がある。

１つの例示的な実施形態によれば、その間に鋳造キャビティーを形成する細長い向かい合った鋳造面を有する連続金属鋳造装置のためのサイドダムが提供される。サイドダムは、互いに横方向に（または水平方向に、laterally）旋回可能な（pivotable）細長い上流部分および細長い下流部分と、サイドダムの上流端部から下流端部まで連続して延在する平滑な金属接触側面（metal-contacting side surface）とを含む。該側面は、上流部分と下流部分とに形成される領域を有し、サイドダムの上流部分と下流部分とを互いに旋回させることによって、平滑な金属接触側面の領域は、互いの同一面の整列（または配列、alignment）からずれることができる。

平滑な連続面は、好ましくは、サイドダムの上流端部から下流端部まで連続して延在する可撓性のある（または柔軟性のある、flexible）耐火性材料の細長いストリップの外面であり、好ましくは、該ストリップは、鋳造中に金属が凝固する際、金属がその表面上に堆積（build up）しないように溶融金属に対する摩擦係数を有する材料により作られる。例えば、細長いストリップは、可撓性のあるグラファイト複合材料により作られてよい。好ましくは、使用中に連続鋳造装置の鋳造面が向かい合う表面におけるサイドダムの上流部分と下流部分との残りの部分（または余った部分、remainder）から細長いストリップは盛り上がる（例えば、約１ｍｍ以下の距離だけ）。理想的には、使用中に鋳造面と向かい合うサイドダムの表面の残りの部分は、耐火性のある低い摩擦の耐磨耗性材料（例えば、窒化ホウ素のような金属窒化物等）のコーティングを有する。

サイドダムは、細長い可撓性のあるストリップに隣接した断熱材料（例えば耐火性絶縁板）の層を有してよい。このことは、鋳造された金属からサイドダムの構造（fabric）内部への熱損失を減少させる。サイドダムはまた、サイドダムの金属接触側面に対向した上流部分および/または下流部分の側面に沿った、頑丈な材料（好ましくは、鋼のような金属）により作られた細長い支持要素を有してもよい。

好ましくは、サイドダムは、また、連続金属鋳造装置の要素に対するサイドダムの強固な取り付けのために、上流端部に隣接する固定具（ボルト、接着用途のための領域または取付金具等を保持してよい）を少なくとも１つ有する。このことは、サイドダムが鋳造面によって鋳造方向に引きずられることを防止する。

好ましくは、サイドダムは、上流部分と下流部分との間で機能するヒンジ（その部分の互いの旋回を可能にし、ガイドする）を有する。ヒンジは、支持要素の材料により作られたドアタイプのヒンジであってよく、または単に、サイドダムのそれぞれの部分に接着された（そうでなければ取り付けられた）可撓性のある材料のウェブ（または織物、web）であってよい。

好ましくは、サイドダムは、上流端部から下流端部までの長さを有し、該長さは、サイドダムが用いられた連続鋳造装置の鋳造キャビティーの長さよりも少ないがしかし、装置の溶融金属鋳造材および半溶融金属鋳造材の下流の範囲よりも大きい。従って、サイドダムは、金属が鋳造キャビティーから漏れるまたは流れ出る可能性のある距離を単に覆っている。

別の例示的な実施形態は、その間に鋳造キャビティーを形成する向かい合った回転する鋳造面と、キャビティーに溶融金属を導入するための金属注入口と、鋳造キャビティーに溶融金属を制限するための２つのサイドダムとを含む連続金属鋳造装置を提供する。２つのサイドダムの少なくとも１つ（好ましくは両方）は、互いに横方向に旋回可能な、細長い上流部分および細長い下流部分と、上流端部から下流端部まで連続して延在しかつ上流部分と下流部分とに形成される領域を有する平滑な金属接触側面とを含み、サイドダムの上流部分と下流部分とを互いに旋回させることによって、平滑な金属接触側面の領域が互いの同一面の整列からずれることができる。

この鋳造装置において鋳造面は、好ましくは、一組の向かい合った回転鋳造ベルトの表面、または一連の回転鋳造ブロックの表面である。金属注入口は、好ましくは、向かい合った鋳造面の間で突出したノズルを有する溶融金属インジェクター（molten metal injector）であり、サイドダムの少なくとも１つはノズル（ノズルの外面または内面）に取り付けられる。

この鋳造装置において、サイドダムの上流部分と下流部分とは、好ましくは、金属の鋳造方向に対して収束角度または発散角度（最も好ましくは後者）で配置される。この角度は好ましくは１０°以下である。

別の例示的な実施形態は、その間に鋳造キャビティーを形成する向かい合った回転する鋳造面と、キャビティーに溶融金属を導入するための金属注入口と、鋳造キャビティーに溶融金属を制限するための２つのサイドダムとを有し、２つのサイドダムの少なくとも１つは、溶融金属による攻撃（または腐食、attack）に耐性を有する低い摩擦の耐火性材料である、金属接触側面および対向した側面を有する可撓性のある細長いストリップと、可撓性のある細長いストリップの対向した側面と接触する断熱材料である、可撓性のある細長いストリップから離れた表面を有する細長いブロックと、細長いブロックの離れた表面に接触する頑丈な材料の支持要素とを含み、可撓性のある細長いストリップ、細長いブロックおよび支持要素は、向かい合った鋳造面の両方と接触する金属注入口に隣接して、向かい合った鋳造面の間で適合する。

例示的な実施形態は、とりわけ、アルミニウムもしくはアルミニウム合金（の鋳造）での使用に適しているがしかし、他の金属（例えば、銅、鉛および亜鉛、ならびにマグネシウムおよび鋼でさえ）を同じ方法で鋳造することも可能である。

本願発明の例示的な実施形態は、添付図面を参照して以下に詳細に示される。
図１は、例示的な実施形態に係るサイドダムを示す、上部のベルトを除いたツインベルト鋳造装置の平面図である。 図２は、図１に示す種類のサイドダムを示すツインベルト鋳造装置の簡略側面図である。 図３は、独立して示す、例示的な実施形態に係るサイドダムの斜視図である。 図４は、上流端部と下流端部との間の図３のサイドダムの垂直な横断面図である。 図５は、図１と同様の平面図であるが、別の例示的な実施形態に係るサイドダムを備えた別の配置を示す。 図６（図４の添付図面と同じシートを示す）は、ノズル１８の先端周辺の領域および鋳造キャビティーに隣接した部分のみを示す図５（しかし、溶融金属を除いて）に示す鋳造機の鉛直断面図である。

以下に示される本願発明の例示的な実施形態は、とりわけ、ツインベルト鋳造機、例えば、１９７７年１２月６日発行のＳｉｖｉｌｏｔｔｉらによる米国特許第４,０６１,１７８号（本公報の開示は、参照によって本明細書に組み込まれる）に開示された種類のツインベルト鋳造機での使用に関して示される。しかしながら、他の例示的な実施形態は、例えば、回転ブロック式鋳造機のような他の種類の鋳造機での使用であってよい。ツインベルト鋳造機は、ローラーおよび/または固定ガイドの周りで回転する、上部の可撓性のあるベルトと下部の可撓性のあるベルトとを有する。入口と出口とを有する、薄い鋳造キャビティーまたは金型（またはモールド）を形成するこれらの長さの部分に亘ってベルトは互いに向かい合う。溶融金属は入口に供給され、鋳造金属スラブは出口から現れる。冷却水スプレーは、金属を冷却する目的で鋳造キャビティーの領域におけるベルトの内面に向けられる。溶融金属は、桶によって鋳造キャビティー内に導入されてよいがしかし、入口のベルト間の鋳造キャビティー内に部分的に突出したインジェクターを備えることはより一般的である。最も好ましくは、１９７７年９月３０日、Ｓｕｌｚｅｒらによる米国特許第５,６７１,８００号に開示された可撓性のあるノズルを有する金属インジェクターのタイプを伴い、例示的な実施形態が用いられてよい。

添付図面の図１は、進行中の鋳造作業を示す、上部のベルトを除いたツインベルト鋳造装置１０の平面図である。図２は、所定の位置に示された回転する鋳造ベルト１１および１２の両方を有する同じ装置の簡略側面図である。下部のベルト１２は、図１に示され、軸１４および１６の周りで矢印Ａ（鋳造方向）の方向に回転する。同じように、上部ベルト（図１に示さず）は、軸１４‘および１６‘の周りで反対方向に回転する。矢印Ｂに示されるように、溶融金属４２（例えばアルミニウム合金）は上流の入口において装置内に導入され、溶融金属インジェクター１８を通り、上部のベルト１１と下部のベルト１２との向かい合った細長い表面２２と２４との間に形成された鋳造キャビティー２０に入る。溶融金属は、回転ベルトによって矢印Ａの方向へ搬送され、最終的に凝固して無限の長さの鋳造スラブの形状をしたストリップ物品２６を形成し、出口２８（規定された通路の周りで循環する場合、ベルト１１、１２は方向を変える）にて装置から現れる。多くの金属（とりわけアルミニウム合金）の場合、完全に溶融した状態から完全に凝固した状態まで変化する間に、半溶融になる。従って、インジェクター１８から出口２８に進んでいる時、鋳造キャビティー内の金属は溶融領域３０、半溶融領域３２および完全に凝固した領域３４を有する。熱は鋳造スラブの側面よりも中央の方がゆっくりと取り出される傾向があるため、半溶融領域３２は、図示するようにいくらか曲がっている。

インジェクター１８は、図１の破線で示される側壁４０によって分離された上部の壁および下部の壁３８、３９（図１に上部の壁３８のみが示されるが、図６に両方が示される）の間に形成された金属搬送用チャンネル３６を有する。溶融金属４２は、下流端部のノズル４４における、末端の開口部またはインジェクター１８を通って、ベルトの間の鋳造キャビティー内に現れ、完全に凝固して自己支持する（または自立する、self-supporting）まで、一組の固定サイドダム４６間で横方向に制限される。図４８に示すように、インジェクター１８の側壁４０が大きな横幅を有することに起因して、溶融金属がノズル４４から現れる場合、サイドダム４６に接触するよう最初は横方向に（および前方向に）流れる。

図３にサイドダム４６の１つが独立して示される。サイドダムは、上流端部４７と、下流端部４９と、サイドダムの上流端部と下流端部との間で連続的に延在する平滑で途切れない金属接触表面５０とを有する。サイドダムの他の横方向の側面は、向かい合った外面５２を有する。可撓性のある、好ましくは、低い摩擦の耐火性材料により作られた可撓性のある細長いストリップ５４の外面によって金属接触表面５０は形成され、該材料は溶融金属による攻撃に耐えることができ、鋳造中に凝固した金属の堆積を抑える。材料は例えば、Ｏｒａｎｇｅ Ｃｏｕｎｔｒｙ、 Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ、ＵＳＡのＡｍｅｒｉｃａｎ Ｓｅａｌ ａｎｄ Ｐａｃｋｉｎｇ（Ｓｔｅａｄｍａｎ＆Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ社の１つの部）によってグラフォイル（登録商標）として売られる材料のような、好ましくは可撓性のあるグラファイト複合体である。しかしながら、例えば、炭素−炭素複合体、窒化ホウ素のコーティングを有する耐火性板および固体の窒化ホウ素のような、非濡れ（non-wetting）性、非反応（non-reacting）性、低い熱伝導性、高い耐磨耗性および低い摩擦特性を有する他の材料が用いられてよい。ストリップ５４は、例えば耐火性板等の断熱材料の細長いブロック５６により支持される。これは、インジェクター１８が作られるのと同じ種類の材料、または異なる材料（例えば、製品番号９７２-Ｈ耐火性シートのような、Ｃａｒｂｏｒｕｎｄｕｍ ｏｆ Ｃａｎａｄａ社から市販される材料等）であってよい。これは、通常アルミナとシリカとをおおよそ同比率から成り、一般的に、例えばコロイダルシリカ等（商標Ｎａｌｃｏａｇ６４０２９のような）の何らかの形の硬化剤を含む耐火性繊維のフェルトである。細長いブロック５６は、２つの部分、すなわち上流部分５６Ａと下流部分５６Ｂとに形成される。従って、サイドダムブロックは、また、ストリップ５４を除く２つの部分にも形成され、該ストリップは、途切れずに延在して、下に位置するブロック５６の２つの部分５６Ａと５６Ｂとの間の接合部をつなぐ。従って、金属接触表面５０は、細長いブロック５６の部分５６Ａに形成される上流の領域５０Ａと、細長いブロックの部分５６Ｂに形成される下流の領域５０Ｂとを有する。鋼（例えば）または他の金属により作られる強固な支持要素５８によって、ブロック５６は、それ自身支持され、さらに、垂直軸ヒンジ６０によって、連結された２つの部分５８Ａおよび５８Ｂにブロック５６が形成される。ヒンジ６０は、ブロック５６の上流部分と下流部分とが、互いに横方向に旋回することを可能にし、その結果、サイドダムが完全に直線である場合に金属接触表面５０の上流の領域と下流の領域とが有する互いの同一面の整列からずれてよい。Ｖ形状の開口部６４を形成する絶縁ブロック５６の部分５６Ａと５６Ｂとの内側の端部６１と６２とにおいて形成された傾いた面によって、および開口部６４の領域でこの要素を曲げられるストリップ５４の可撓性によって、この旋回が調整される。可撓性のあるストリップ、絶縁ブロックおよび支持要素は、例えば、機械的な留め具（図示されず）によって取り付けられる。好ましくは、このような留め具は、隣接する絶縁ブロック５６（領域５６Ａもしくは領域５６Ｂ、または両方）に対して、可撓性のあるストリップ５４を、いくばくかの長軸方向の遊び（または緩み、play）を備えて取り付け、その結果、サイドダムの部分４６Ｂは、開口部６４にて可撓性のあるストリップを引き伸ばさずに時計方向に（図３に参照）旋回されてよい（半時計方向に旋回できるようには、この方向に旋回させることは曲げによってのみでは適合できないため）。

サイドダム４６は、鋳造装置に固定されたままであり、金属が凝固し、ベルトによって前方に搬送される場合、可撓性のある細長いストリップ５４の低い摩擦特性によって、移動する金属がサイドダム４６に接触して付着する、または詰まるどのような傾向も抑えられる。細長いストリップ５４は、鋳造ベルトの両方に接触する寸法にされ、ストリップの可撓性は、ストリップがベルトの形状に押し戻されることと、溶融金属の流出とに対して優れた密閉を形成することを可能にする。ストリップの低い摩擦特性は、ベルトがサイドダム全体を移動する時のベルトからの摩擦抵抗を低減させる。密閉の形成を容易にするように、ストリップは、サイドダムの上部および下部の表面６６および６８の残りの部分からわずかに（例えば、約１ｍｍ以下）盛り上がってよい。このことは添付図面の図４に示され、上流端部と下流端部との間のサイドダムの中間部分を通る横方向に垂直な部分である。可撓性のあるストリップ５４は、上部および下部の端部５４Ｃおよび５４Ｄを有し、上部の表面６６および下部の表面６８の残りの部分から距離Ｘ盛り上がる。ベルトからのサイドダムの摩擦抵抗を更に低減させるように、サイドダムの上部および下部の表面６６および６８の残りの部分は、金属窒化物（例えば、ホウ化窒化物）のような低い摩擦材料（示されず）によりコーティングされてよい。

上述の記載では、ストリップ５４と鋳造ベルトとの間の優れた密閉の形成について言及しているがしかし、実際には、ストリップ５４（または表面６６、６８の最も高い部分）と、鋳造ベルトの隣接した表面との間で、金属の損失無しに約１ｍｍ以下の隙間があってよいことはここで示されるべきである。このことは、溶融金属が、このような隙間の浸透無しに約１ｍｍ以下の隙間を乗り越えるメニスカスを作るある程度の表面張力を有することに起因する。従ってサイドダムと金属表面との直接かつ強固な接触は本質的ではない。このようにして隙間の提供は、例えば、入口と出口との間の鋳造ベルトの収束を提供することを可能にする。すなわち、サイドダム４６は、ノズル４４の領域で鋳造ベルトに全く接触しなくてもよいがしかし、ベルトの収束に起因して、下流端部４９に隣接するベルトに少し接触してもよい。盛り上がった部分を圧縮でき、従って、距離Ｘ減少できることに起因して、ストリップ５４の可撓性によりベルトの更なる収束が提供できる。ベルトの更なる収束が提供される場合でさえ、サイドダム４６は上流端部４７から下流端部４９まで高さが徐々に減少されてよい。対照的に、いくつかの場合、鋳造方向に発散するように鋳造キャビティーを設置することが望ましい場合があり、それに応じて、下流端部にて、側壁とベルトとの間にわずかな間隔を提供することによって、および/または、側壁を上流端部から下流端部までの高さに関して少しずつ減少させることによって、このことは提供できる。

細長い可撓性のあるストリップ５４および絶縁ブロック５６は好ましくは、断熱材料により作られ、従って低い熱質量と低い熱伝導性（従来のサイドダムブロックの金属よりも大幅に低い）とを有し、その結果、側面（より均一な凝固微細組織および厚さを提供するように、スラブの幅に亘って金属を均一に冷却させることを可能にする）にて金属スラブから非常に少ない熱が取り出される。この層を通してわずかな熱が取り出される場合に、金属が細長い可撓性のある層５４で固まりにくいことを、この断熱特性は更に意味している。可撓性のあるストリップで直接固まるどのような金属も、移動するスラブの残りの部分によって、ストリップの低い摩擦特性に起因して、容易に取り除かれる。従って、固体金属は固定サイドダムで形成されにくい。

強固な支持要素５８は、サイドダムの他の要素を保護し、支持する役割を果たす。なぜなら、これらの他の部分が、かなり痛みやすく、容易に損傷を受けるからである。サイドダムを鋳造装置の所定の位置で強固に固定できる強固な（または固体の、solid）基盤も、この要素５８は形成し、その比較的高い熱容量に起因して、サイドダムの残りの部分の不具合の場合、溶融金属を固まらせおよび食い止める役割を果たす。

図１および２の実施形態では、サイドダム４６は、例えば、ボルト７０（図２）を用いて、または他の手段によって溶融金属インジェクター１８の側壁に固定される。固定具を提供するように、ボルトのための孔はサイドダムに予め開けられてよく、または他の連結手段が提供されてよい。この連結は、回転鋳造ベルトに接触することによりサイドダムが鋳造方向に動かされることを防止する。好ましくはインジェクター１８から、金属スラブがスラブの側面の端部で完全に凝固するちょうど下流の位置まで、サイドダムは延在する（すなわち、図１の固相線７２をちょうど越えて）。サイドダムは、必要に応じて、鋳造キャビティーに沿って更に延在するように作られてよいが、そのようにする利点はない。なぜなら固相線７２を超えた更なる横方向の閉じ込めを、固体金属は必要とせず、より大きな長さのサイドダムは単により多くの摩擦をベルトにもたらすから、および製造コストがより高いからである。更に、キャビティーの収束および発散に関する上述の記載から認識されるように、示される実施形態の利点は、サイドダムからの妨害（または障害、interference）無しに出口２８に向かって、より広範囲に鋳造キャビティーの深さ（すなわち、通路厚さ）を変えることを、鋳造キャビティーの端部の手前のサイドダムの末端部が可能にすることである。冷却された鋳造ベルトによるより多くまたはより少ない冷却のために、金属スラブからの熱の除去を変えることを、このことは可能にする。例えば、図２の矢印Ｃに示すように上部の鋳造ベルト１１の下流端部を動かすことによって、鋳造キャビティーは出口２８に向かって収束することができる。従来の鋳造装置よりもより大きい量のこのような変化が、示される実施形態において提供されてよい。なぜなら、（a）キャビティーの出口の手前のサイドダムの末端部は、上部および下部の鋳造面の間の角度のより大きい変化を可能にするため、および（ｂ）小さな隙間をもたらす可能性に起因して、およびサイドダム４６の残りの部分の上部表面６６から、上側にわずかに延在する細長いストリップ５４の可撓性のあるかつ圧縮可能な性質にも起因して、サイドダムが存在する場所でさえ鋳造面の高さの小さな変化が提供されてよいためである。

サイドダム４６がインジェクター１８を越えて延在することが必要とされる、鋳造キャビティーに沿った距離は、溶融金属の領域３０および半溶融金属の領域３２（合わせて、溶融金属「サンプ（sump）」と言う）の長さに依存する。そして、このことは、鋳造材である合金の特性、鋳造速度および鋳造材であるスラブの厚さに依存する。以下の表１は、一般的なアルミニウム合金の典型的な加工範囲と好ましい範囲とを提供する。

上述したように、サイドダム４６はヒンジ６０をそれぞれ備え、サイドダムの上流部分４６Ａと下流部分４６Ｂとの間の接合を可能にする。上流部分４６Ａは、インジェクター１８の側面（通常平行）にしっかりと設置され、従って平行であり、横方向への発散または収束無しに鋳造方向に延在する。しかしながら、下流部分４６Ｂが、図１に矢印Ｄに示すようにヒンジ６０の周りで回転できる。従って、上流部分の任意のずれ（または外れ、misalignment）を提供し、および/または鋳造キャビティーをわずかに収束またはわずかに発散させることができる。鋳造方向（矢印Ａ）に対するサイドダムの下流部分の角度は、好ましくは、過度に収束されるべきではなく、さもなければ移動する凝固スラブは、可撓性のあるストリップ５４に接触して過度に強固に圧迫し、損傷を与える可能性があるだろう。一方で、その角度は、過度に発散されるべきではなく、さもなければ溶融金属が、鋳造方向に沿った可撓性のあるストリップ５４とスラブとの間で漏れることによって、鋳造キャビティーから漏れ出る可能性がある。しかしながら、その角度は、金属の流動を提供するように、最適化が成され得る。例えば、わずかな外側のフレア（発散）が、可撓性のあるストリップにおける凝固スラブ（とりわけ、半溶融領域３２の周り）からの妨害を低減させる。概して、サイドダムのより低い部分４６Ｂの動作の操作範囲は、１０°以下である（すなわち、鋳造方向のそれぞれの側面で５°以下）。実用的には、鋳造方向のそれぞれの側面で２°−３°以下の範囲が、通常であり、標準的な長さのサイドダムでは、鋳造方向のそれぞれの側面で、約２°−約５°以下までの下流端部４９の動きを意味するであろう。例えば、長さ０．５ｍの下流部分を有するサイドダムでは、下流端部４９の３ｍｍの回転は、角度０．３４°に相当する。下流部分の長さ０．２５ｍｍでは、動き３ｍｍは、角度０．５°に相当する。ヒンジ６０は、スラブの側面の溶融領域３０の端部とノズル１８との間の任意の場所に位置されてよいがしかし、通常、図１および図４に示す部分またはおおよそ中間に位置される。

鋳造方向に対するサイドダム４６の下流部分４６Ｂの角度は、鋳造が始まる前に設定されてよく、または、調節の効果もしくはその（例えば、スラブの周りの溶融金属の漏れ）必要性がみられる場合に鋳造中に調節されてよい。細長いストリップ５４の低い摩擦特性と、サイドダムの上部および下部の表面６６、６８の残りの部分に備えられる低い摩擦のコーティング（もし存在すれば）とは、鋳造装置が作動下にある時に下流部分が動かされることを可能にする。その下流端部近くの支持要素５８に取り付けられたロッド８０によって、このことは正確に行うことができる。手動または電気的もしくは水力的/空気圧モーター８２（コンピューターの制御下であってよい）によってロッドは、所望の量、軸方向に前方または後方、正確に動かされる。

図１の配置では、上述のように、ノズル１８から位置４８のサイドダム４６まで横方向に溶融金属が流れる。インジェクター１８の内側の壁４０の厚さに起因して、ノズル４４の開口部が鋳造キャビティーの幅よりも狭いため、このことは必要である。この横方向の動きは、滑らかな流動を妨げ他の結果を有する、溶融金属の渦流をもたらす可能性がある。これを避けるように、サイドダム４６は、図５に示すようにインジェクター１８の内部で部分的に位置する。この実施形態では、サイドダムの上流部分４６Ａは、インジェクター１８の側壁４０の内面、または他の内側の部分に取り付けられ、好ましくは、インジェクター注入口からノズル４４の先端までの全体の距離に亘って延在し、従ってインジェクターの内部から鋳造キャビティーを通って延在する連続した平滑な側壁を提供し、従って連続した平滑な金属接触表面５０を提供し、渦流等をもたらし得る全ての障害物を取り除く。このような配置は、鋳造キャビティーの幅が、正確にノズルの幅に合うことを意味しており、その結果、溶融金属の横方向の動きがない。当然に、この実施形態では、インジェクター１８の横幅は、同じ幅の鋳造スラブを製造するよう図１のインジェクターのそれよりも長く作られる。しかしながら、異なる鋳造操作を目的として１つのインジェクターのみを用いることおよび内部または外部にサイドダムを取り付けることによって、実施形態は、異なる幅のスラブを製造するように、鋳造装置を迅速に変えるように、どのように用いることができるのかをこのことは示している。また、異なる幅のインジェクターは互いに取り替えられてよく、サイドダムは、商業的な要求に合う異なる幅のスラブを鋳造するようにそれぞれのインジェクターに、排他的に外部に、排他的に内部に、または内部および外部に組み合わせて取り付けられる。

図５の実施形態において、および図６により明確に示すように、インジェクター１８内部のサイドダムの部分の高さは、インジェクターの上部の壁３８および底の壁３９の厚さに適合する分（amount）だけ鋳造キャビティー内部のサイドダムの高さよりも少なくてよい。すなわち、サイドダムがインジェクターから離れた地点において、サイドダム４６の上部または下部の表面の、上側または下側の段９０があり、その結果、鋳造キャビティーの内部のサイドダムのその部分が、鋳造面にかなり接近するよう十分な高さを有し、サイドダムより上側またはより下側の溶融金属の漏れを防止する。図示するように、インジェクター１８の内部ではサイドダムは、実質的にインジェクターの上部の壁３８から下部の壁まで完全に延在する。

上述の実施形態では、サイドダムは、３つの要素、すなわち可撓性のあるストリップ５４、独立するブロック５６および支持要素５８を含む。しかしながら、３つの要素全てを提供することはいつも必要というわけではない。サイドダムの金属接触表面は、好ましくは、低い摩擦特性および優れた耐熱性を有する材料により作られる、またはコーティングされるべきである。好ましくは、サイドダムでの固体金属の堆積およびサイドダムの作業可能な寿命を減少させる磨耗を防止するのに、摩擦特性は十分低いべきである。好ましくは、サイドダムの下流部分が上流部分に対して横方向に旋回できるように、金属の漏れを生ずるであろう破壊をもたらさずに、または固体金属の堆積無しに、金属接触表面は屈曲（flexing or bending）ができるべきである。好ましくは、鋳造キャビティーの側面で、溶融金属からの熱流束（熱フラックス）を低減させるように、サイドダムは断熱するべきである。好ましくは、鋳造ストリップ物品の問題のあるミクロ構造欠陥の形成と鋳造物品を横切る厚さの大きな変化とを避けるように、断熱の程度は十分であるべきである。絶縁ブロックにより、または可撓性のあるストリップの材料自体（または両方）により断熱が提供されてよい。他の要素が使用の間に過度の損傷を避けおよび装置の他の部品またはインジェクターへの安全な取り付けを可能にするのに十分に構造的に強固で耐久性がある場合、支持要素５８は除外されてよい。ヒンジ６０は、側壁の上流および下流の要素に取り付ける材料の平滑なウェブ（web）に取り替えられてよく、または平滑な部材が接合部の裂けまたは破壊を防ぐのに十分に強い場合、全体が除かれてよい。

示された実施形態は、長軸方向に固定されるが、曲げることができる（旋回可能な）サイドダムを鋳造キャビティーの両側面に提供する。このことは、鋳造スラブの両側面が、同じ鋳造条件下に置かれることを確実にするために好まれる。しかしながら、必要に応じて、固定したサイドダムの１つは、曲げることができなくてもよく、またはキャビティーの１つの側面は、従来の種類の移動可能なブロックにより閉じられてよいがしかし、鋳造キャビティーの収束/発散の利点は適用できないであろう。なぜなら移動するブロックは、必ず、鋳造キャビティーの全体の長さに亘り延在しなければならないからである。

いくつかの鋳造機は、溶融金属インジェクター１８を有さないが、その代わりに、桶（金属供給トラフ）または同じような先端のない、ドラグアウト型（drag-out style）の金属供給配置により溶融金属が供給されることに留意されたい。このような場合、固定サイドダムは、インジェクター自体に対して固定するもの（anchorage）が存在し得ない場合、鋳造機のフレームまたは金属供給トラフに固定される。

Claims (27)

1. その間に鋳造キャビティーを形成する細長い向かい合った鋳造面を有する連続金属鋳造装置のためのサイドダムであって、
   互いに横方向に旋回可能である、細長い上流部分と細長い下流部分と、
   該サイドダムの上流端部から下流端部まで連続して延在し、かつ前記上流部分と前記下流部分とに形成される領域を有する平滑な金属接触側面と、
   を含み、該サイドダムの前記上流部分と前記下流部分とを互いに旋回させることによって、前記平滑な金属接触側面の前記領域が、互いの同一面の整列からずれることができることを特徴とするサイドダム。
2. 前記平滑な連続面が、前記サイドダムの前記上流端部から前記下流端部まで連続して延在する可撓性のある耐火性材料の細長いストリップの外面であることを特徴とする請求項１に記載のサイドダム。
3. 鋳造中に前記金属が凝固する際に前記金属が前記表面に堆積しないように、前記材料が、溶融金属に対する摩擦係数を有することを特徴とする請求項２に記載のサイドダム。
4. 前記細長いストリップが、可撓性のあるグラファイトの複合材料により作られていることを特徴とする請求項２または３に記載のサイドダム。
5. 前記細長いストリップが、使用中に連続鋳造装置の鋳造面に向かい合う表面において前記サイドダムの前記上流部分と前記下流部分との残りの部分から盛り上がっていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のサイドダム。
6. 前記細長いストリップが、１ｍｍ以下の高さが盛り上がっていることを特徴とする請求項５に記載のサイドダム。
7. 使用中に前記鋳造面に向かい合う前記表面が、耐火性のある低い摩擦の耐磨耗性材料のコーティングを有することを特徴とする請求項５または６に記載のサイドダム。
8. 前記金属接触側面に向かい合う前記細長い可撓性のあるストリップに隣接する断熱材料の層を含むことを特徴とする請求項２〜７のいずれか１項に記載のサイドダム。
9. 前記断熱材料が、耐火性のある絶縁板であることを特徴とする請求項８に記載のサイドダム。
10. 前記金属接触側面に対向し、かつ前記上流部分と下流部分との側面に沿う強固な材料の細長い支持要素を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のサイドダム。
11. 前記支持要素が、金属より作られることを特徴とする請求項１０に記載のサイドダム。
12. 前記金属が、鋼であることを特徴とする請求項１１に記載のサイドダム。
13. 連続金属鋳造装置の要素に強固に取り付けるために、前記上流端部に隣接する少なくとも１つの固定具を有することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載のサイドダム。
14. 前記上流部分と前記下流部分との間で機能するヒンジであって、前記ヒンジが前記上流部分と前記下流部分との前記互いの旋回を可能にし、かつガイドすることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載のサイドダム。
15. 前記上流端部から前記下流端部までの距離が、前記サイドダムが用いられた連続鋳造装置の鋳造キャビティーの長さよりも短く、かつ前記装置の溶融金属および半溶融金属の鋳造材の下流の範囲よりも大きいことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載のサイドダム。
16. その間に鋳造キャビティーを形成する向かい合った回転する鋳造表面と、前記キャビティーに溶融金属を導入するための金属注入口と、前記鋳造キャビティーに溶融金属を制限するための２つのサイドダムとを含む連続金属鋳造装置であって、前記２つのサイドダムの少なくとも１つが、
    互いに横方向に旋回できる細長い上流部分および細長い下流部分と、
    前記上流部分と前記下流部分とに形成される領域を有しおよび前記サイドダムの上流端部から下流端部まで連続して延在する平滑な金属接触側面と、
    を含み、前記サイドダムの前記上流部分と前記下流部分とを互いに旋回させることによって、前記平滑な金属接触側面の前記領域が、互いの同一面の整列からずれることができることを特徴とする連続金属鋳造装置。
17. 前記２つのサイドダムの両方それぞれが、
    互いに横方向に旋回可能である細長い上流部分および細長い下流部分と、
    前記サイドダムの上流端部から下流端部まで連続して延在しおよび前記上流部分と前記下流部分とに形成される領域を有する平滑な金属接触側面と、
    を含み、前記サイドダムの前記上流部分と前記下流部分とを互いに旋回させることによって、平滑な金属接触側面の前記領域が、互いの同一面の整列からずれることができることを特徴とする請求項１６に記載の鋳造装置。
18. 前記２つのサイドダムの前記少なくとも１つが、前記金属注入口から前記鋳造キャビティーに沿って全体に亘っては延在しないが、前記装置の溶融金属鋳造材および半溶融金属鋳造材の下流の範囲を越えて延在することを特徴とする請求項１６または１７に記載の鋳造装置。
19. 前記鋳造面が、一組の向かい合った回転鋳造ベルトの表面であることを特徴とする請求項１６〜１８に記載の鋳造装置。
20. 前記鋳造面が、一連の回転鋳造ブロックの表面であることを特徴とする請求項１６〜１８に記載の鋳造装置。
21. 前記金属注入口が、前記向かい合った鋳造面の間で突出したノズルを有する溶融金属インジェクターであり、前記サイドダムの前記少なくとも１つが前記ノズルに取り付けられることを特徴とする請求項１６〜１８に記載の鋳造装置。
22. 前記サイドダムの前記少なくとも１つが、前記ノズルの外面に取り付けられることを特徴とする請求項１６〜１８に記載の鋳造装置。
23. 前記サイドダムの前記少なくとも１つが、前記ノズルの内面に取り付けられることを特徴とする請求項１６〜１８に記載の鋳造装置。
24. 前記サイドダムの前記少なくとも１つの前記上流部分と前記下流部分とが、前記金属の鋳造方向に対して収束角度を有して配置されることを特徴とする請求項１７〜２３に記載の鋳造装置。
25. 前記サイドダムの前記少なくとも１つの前記上流部分と前記下流部分とが、前記金属の鋳造方向に対して発散角度を有して配置されることを特徴とする請求項１７〜２３に記載の鋳造装置。
26. 前記収束角度または発散角度が、１０°以下であることを特徴とする請求項２４または２５に記載の鋳造装置。
27. その間に鋳造キャビティーを形成する向かい合った回転する鋳造面と、前記キャビティーに溶融金属を導入する金属注入口と、前記鋳造キャビティーに溶融金属を制限する２つのサイドダムとを含む連続金属鋳造装置であって、前記２つのサイドダムの少なくとも１つが、
    溶融金属による攻撃に耐性を有する低い摩擦の耐火性材料より成る、金属接触側面および対向した側面を有する可撓性のある細長いストリップと、
    前記可撓性のある細長いストリップの前記対向した側面と接触する断熱材料の、前記可撓性のある細長いストリップから離れた面を有する細長いブロックと、
    前記細長いブロックの前記離れた表面および接触する強固な材料の支持要素と、
    を含み、前記可撓性のある細長いストリップ、前記細長いブロックおよび前記支持要素が、向かい合った鋳造面の両方に接触する前記金属注入口に隣接して、前記向かい合った鋳造面の間で適合することを特徴とする連続金属鋳造装置。

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