JP3172187B2 - 連続ストリップ鋳造方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は金属ストリップの鋳造に関する。特に鋳造鉄
金属ストリップに関するが、これに限定されるものでは
ない。

双ロール鋳造機で連続鋳造することによりアルミニウ
ム等の非鉄金属を鋳造することが公知である。冷却され
る一対の相反方向回転の水平鋳造ロール間に溶融金属を
導くことによって、動いているロール表面に凝固殻を形
成し、凝固殻がロール間隙を通ってひとつになり、ロー
ル間隙出口で凝固ストリップ成品を生み出す。タンディ
ッシュと、タンディッシュから金属流を受けてそれをロ
ール間隙へと向わせるようタンディッシュ下方に位置し
た供給ノズルとにより、溶融金属をロール間隙に導くこ
とができる。

双ロール鋳造は、冷却により急激に凝固する非鉄金属
にはある程度の成功を収めているが、この技術を鉄金属
の鋳造に当てはめるにはいろいろ問題がある。これらの
問題のいくつかは我々の以前のオーストラリア特許出願
第72897/91号、第72896/91号、第80366/91号及び第8696
8/91号で開示されている発明の対象となっている。又、
鋳造中に金属煙気が凝縮して酸化物が鋳造ロール表面上
に生じること及びこれらがストリップ表面に「わに
皮」、即ち、1mm深さ程度の、亀裂というよりむしろ裂
け目のように見える谷亀裂即ち微視亀裂を生み出すのに
影響があることがわかっている。この凝縮金属煙気及び
ロール表面上の酸化物は不均等な殻成長及び不均一な核
形成密度も促進する。

Mn、MnO、SiO₂、Cr及びMn珪酸塩が鋳造ロール表面に
析出することがわかっている。酸化物には、焼結又は実
際に溶融してロール表面に成形体層（compact layer）
を形成するものがあるようである。これら析出物が、溶
融金属溜めからの成分の蒸発と、その後のロール表面で
の凝縮及び酸化とによりロール上方雰囲気から発してい
ると思われる。本発明はより高品質のストリップ成品を
製造するためにこれらの現象を減少させることを目的と
している。

発明の開示 本発明によれば、ロール間隙上方に配した金属供給ノ
ズルを介して溶融金属を一対の平行鋳造ロール間に導入
してロール間隙上に溶融金属溜めを形成し、ロールを相
反回転させてロール間隙から下方へと通る凝固ストリッ
プ成品を製造する型の金属ストリップ鋳造方法におい
て、溜め表面上方の空間を囲む囲み部を形成して被包囲
空間を備え、供給ノズルの各側にひとつづつ前記溜め上
方で溶融金属溜め表面にわたって延びる吸込入口を呈し
た一対の吸込フードを介して前記被包囲空間に吸気を行
なってその表面から発出する蒸気を抜き取り、鋳造ロー
ル表面に接触しないよう追い出し、前記被包囲空間内の
吸込フード外側に配した一対のパージガス供給ノズルを
介して前記被包囲空間内にパージガスを、溶融金属溜め
の表面の方へと鋳造ロール表面上を下方に流れる２つの
流れで導入することからなる、金属ストリップ鋳造方法
が提供される。

好ましくは、パージガスはアルゴン等の不活性ガスで
ある。

好ましくは、更に、パージガスを充分な量供給して前
記被包囲空間内の超大気圧を維持する。

本発明は、又、ロール間隙を形成する一対の平行鋳造
ロールと、鋳造ロール間隙に溶融金属を供給する金属供
給ノズルと、相反方向に鋳造ロールを駆動して凝固金属
ストリップをロール間隙から下方へと通す駆動手段と、
溜め表面上方の空間を囲む効力のある囲み手段と、装置
使用時に溶融金属溜め表面に吸込みを行なって表面から
発出する蒸気を抜き取り、鋳造ロール表面に接触しない
よう追い出す吸込手段と、前記空間へとパージガスを送
るパージガス供給手段とからなり、吸込手段が、供給ノ
ズルの各側にひとつづつ配して前記溜め上方で溶解金属
溜め表面にわたって延びる吸込入口を形成する一対の吸
込フードからなり、パージガス供給手段が、前記被包囲
空間内の吸込フード外側に配されて２つの流れのパージ
ガスを鋳造ロール表面上から下方に溶融金属溜めの表面
の方へと送るよう構成された一対のガス供給ノズルから
なる、金属ストリップ鋳造装置を提供する。

好ましくは、囲み手段が供給手段と吸込手段の両方を
含み、更に好ましくは、囲み手段が、金属供給ノズルの
各側にひとつづつタンディッシュから下方に延びる一対
の側部囲み部材からなる。

好ましくは、装置は、側部囲み部材の下端に、鋳造ロ
ールの上面に対してシールを行なうシール手段を設け
る。

図面の簡単な説明 本発明をより充分に説明するために、装置の一特定形
とその作動を添付図面に関していささか詳細に記述す
る。

図１は、本発明に従って構成し、作動する装置を含ん
だ連続ストリップ鋳造を示す図である。

図２は、図１に示した鋳造機の重要構成部分を示す縦
断面図である。

図３は、図２の断面を横切る方向に切断した、鋳造機
の重要構成部分を示す縦断面図である。

図４は、図２の４−４線に略沿った図である。

図５は、図４の５−５線断面図である。

図６は、図４の６−６線断面図である。

図７は、図４の７−７線断面図である。

好適実施例の詳細な説明 図示した鋳造機は工場床12に立てられた主機フレーム
11からなる。フレーム11はアセンブリステーション14と
鋳造ステーション15との間を水平移動可能な鋳造ロール
台車13を支持する。台車13は一対の平行鋳造ロール16を
担持し、それらへと溶融金属を、鋳造中に取鍋17からタ
ンディッシュ18と供給ノズル19を介して供給する。鋳造
ロール16は水冷されるので、動いているロール表面上で
殻が凝固してロール間隙でひとつになり、ロール出口で
凝固ストリップ成品20を生み出す。この成品を基準コイ
ラ21に送給し、後に第２コイラ22へと移送できる。容器
23を鋳造ステーションに隣接して機械フレームに取付
け、溶融金属をタンディッシュの溢流口24を通し、又
は、鋳造作業中にストリップの甚だしい変形等の不具合
が起きた場合にはタンディッシュ片側の緊急プラグ25を
引抜くことにより、この容器に移すことができる。

ロール台車13は、主機フレーム11の一部に沿って延び
るレール33に載ったホイール32により取付けられる台車
フレーム31からなり、それによりロール台車13全体がレ
ール33に沿った移動のために取付けられる。台車フレー
ム31は、ロール16が回転可能に取付けられた一対のロー
ルクレードルを担持する。鋳造ロール台車をアセンブリ
ステーション14と鋳造ステーション15との間を及びその
逆に移動させるように作動可能なよう、ロール台車上の
駆動ブラケット40と主機フレームとの間に接続された複
動油圧ピストンシリンダ装置39の作動により、台車13は
レール33に沿って移動可能である。

鋳造ロール16は、電動モータ及びトランスミッション
から駆動軸41を介して相反回転される。ロール16は、一
連の長手方向に延び周方向に離間した水冷通路を形成し
た銅製周壁を有し、それには、回転グランド43を介して
供給ホース42に連結されたロール駆動軸41内の給水ダク
トからロール端部を介して冷水が供給される。典型的に
は、1300mm幅のストリップ成品を生産できるようロール
は径が約500mmであり、長さを1300mmまでとすることが
できる。

取鍋17は全く従来の構成であって、ヨーク45を介し天
井クレーンで支持し、それにより溶融金属受けステーシ
ョンから移送可能である。取鍋にはサーボシリンダで作
動させることができるストッパロッド46を備えているの
で、溶融金属を取鍋から出口ノズル47及び耐火シュラウ
ド48を介してタンディッシュ18に流入させることができ
る。

タンディッシュ18も従来の構成である。それは酸化マ
グネシウム（MgO）等の耐火物で造った幅広の鉢状に形
成される。タンディッシュの一側が取鍋から溶融金属を
受け、前記溢流口24及び緊急プラグ25を備えている。タ
ンディッシュ18の他側には、一連の長手方向に離間した
溶融金属出口開口52を備える。タンディッシュ下部は、
タンディッシュをロール台車フレーム31に取付けるため
の取付ブラケット53を有し、且つ、タンディッシュ18を
正確に位置決めするよう台車フレームの位置合わせペグ
54を受ける開口を備えている。

供給ノズル19はアルミナグラファイト等の耐火物製の
細長体として形成される。その下部は内方下向きにすぼ
まるようテーパ状としてあるので鋳造ロール16間隙に突
入できる。取付ブラケット60が備えられていてノズルを
タンディッシュ下側から支持し、ノズル上部には、取付
ブラケットに位置する外側に突出した側部フランジ55を
形成する。

供給ノズル19は内部を上下に延びる通路62を有して、
タンディッシュの出口開口52から流下する溶融金属を受
ける。通路62は、ロール16間隙へと金属流の出口流路と
して働く下端部に向いすぼまっている。より詳しくは、
通路62下部は供給ノズル底端で細長スロット63に終って
おり、該スロットは鋳造ロール間隙の長手方向に延び
る。

鋳造作業中に供給ノズルからの溶融金属はロール間隙
上方に溜め71を形成し、この溜めを鋳造ロール端で画成
するのが一対の側部囲い板56である。側部囲い板56は、
囲い板ホルダ84を備えた一対の油圧シリンダ装置83の作
動によりロール16の段付端57に保持される。溜め71の上
面、いわゆる「メニスカスレベル」は供給ノズル下端よ
りも上方に上がる。従って、供給ノズル下端はこの溜め
に浸漬し、供給ノズル出口通路は溜め表面即ちメニスカ
スレベルの下側へ延びる。金属流はノズル出口内のメニ
スカスレベル72よりも高い位置に溶融金属ヘッドを生み
出す。

本発明によれば、全般に参照番号73で示した、ボルト
75によりロール台車にボルト締めされた矩形周辺フレー
ム74及び囲み手段により、鋳造ロール間の溶融金属溜め
上方の空間が囲まれる。フレーム74がノズル取付ブラケ
ット60を支持するが、そのブラケットは実際にはフレー
ムと一体に形成してもよい。フレーム74には上方を向い
た溝76を形成して、矩形シールストリップ又はガスケッ
ト77を受ける。該ガスケットはタンディッシュがロール
台車上に下ろされた時にタンディッシュ構造物下側に対
しシールをなす。フレーム74には更に一対の側部囲み壁
78を形成して、その下端に、鋳造ロール16の上面を摺動
するガス密摺動シール79を設ける。

周辺フレーム74の２つの端壁が側部囲い板56の頂部に
わたって延び、側部囲い板56の上端に対するシールをな
す上下に移動可能なシールストリップ80及びフレーム端
でロールに対するシールをなす２つの固定した外方シー
ルストリップ81に嵌合することにより、タンディッシュ
と溶融金属溜めとの間に配した空間83の囲い込みを完了
する。空間83は金属供給ノズル19と溶融金属溜め附近の
ロール面下方移動部分を囲い込む。

フレーム端面内のハウジングに配した４つのガスシリ
ンダアクチュエータ90の作動により、移動可能なシール
ストリップ80を上下動できる。これらのストリップは端
板56をロールに接触させるまでは上方の引き込み位置に
あるが、鋳造直前には下方へと延ばされて端板に接す
る。

又本発明によれば、装置には更に、全般に84で示さ
れ、供給ノズル19の各側にひとつづつ被包囲空間83内に
配して対応する対の吸込マニホールド86に連結された一
対の吸込フード85からなる吸込手段を設ける。フード85
はマニホールド86から下方に突出し、金属供給ノズルの
各側に溶融金属溜め表面にわたって延びる吸込入口を呈
し、それにより装置作動時に金属溜めから発する煙気又
は蒸気を被包囲空間83から抜き取り、メニスカス附近で
鋳造ロール表面に接触しないよう追い出すことができ
る。

溜め表面からの煙気の追い出しを助けるため、装置に
は、被包囲空間83内の吸込フード85外側に配してパージ
ガス供給マニホールド88に接続された一対のパージガス
供給ノズル87からなるパージガス供給手段も備える。供
給ノズル87の有するスロット出口は間隙の幅全体に延
び、パージガスのブランケット流を鋳造表面上を下方に
向わせてメニスカスで溶融金属溜めに流入するように位
置決めされる。装置の作動時に、これらのノズルは不活
性ガス（好ましくはアルゴン）のブランケットをロール
表面の酸化と溜め表面にわたった酸化を防ぐ遮蔽ブラン
ケットとして向わせる。不活性ガスはロール表面及び溜
め表面にわたって滑らかに流れ、そして吸込フード85へ
と上方に流れるので、溜め表面から発する蒸気は連続的
に去らせられ、ロール表面と接触することなく空間83か
ら追い出される。従って、溜めの上方及び周囲でのマン
ガン濃厚雰囲気の形成を避けることができる。パージガ
スを充分な量送って被包囲空間83内側の圧力を超大気圧
に保持することにより、外部からの空気の吸込を防ぎ且
つ溜め上方の雰囲気の圧力調節を可能にすることができ
る。

本発明により構成される典型的な鉄金属鋳造機におい
ては、ノズルからのスロット出口幅が1.5mm〜7mmの範
囲、例えば3mm前後である。鋳造作業時にノズル出口通
路内に形成される金属ヘッドは典型的にはメニスカスレ
ベルよりも約20mm上方とすることができる。

初期注湯で造られるストリップ20の先端はエプロンテ
ーブル96を用いてコイラ21の顎部へガイドする。エプロ
ンテーブル96が主フレーム11上のピボット取付部97から
吊り下がり、油圧シリンダ装置98によりコイラへ向けて
揺動できる。ピストンシリンダ装置101により発動され
る上ストリップガイドフラップ99に対しテーブル96を作
動させることができ、ストリップは一対の縦サイドロー
ラ102間に規制されることができる。先端がコイラの顎
部にガイドされたら、コイラを回転させて成品を巻取
り、エプロンテーブルが逆方向へ旋回動して非作動位置
へ戻るのを許し、コイラ21に直接巻取られている成品か
ら離れて単に機械フレームから吊り下がるようにする。
生じたストリップ成品は後にコイラ22に送って、鋳造機
から運び出す最終コイルを製造する。

フロントページの続き (72)発明者 深瀬 久彦 オーストラリア ニュー サウス ウェ ールズ 2500 ウォロンゴン コーリマ ル ストリート 22−26 ユニット 78 (72)発明者 ブレッジ、 ウオルター オーストラリア ニュー サウス ウェ ールズ 2519 ボルゴーニー ライアン ストリート ９ (56)参考文献 特開 平１−317661（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−130749（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−269552（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−261490（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−155539（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−77151（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−288948（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−248747（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−198951（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−66453（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−52148（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−15841（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−127348（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−24350（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B22D 11/06 330 B22D 11/106

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ロール間隙上方に配した金属供給ノズルを
   介して溶融金属を一対の平行鋳造ロール間に導入してロ
   ール間隙上に溶融金属溜めを形成し、ロールを相反回転
   させてロール間隙から下方へと通る凝固ストリップ成品
   を製造する型の金属ストリップ鋳造方法において、溜め
   表面上方の空間を囲む囲み部を形成して被包囲空間を備
   え、供給ノズルの各側にひとつづつ前記溜め上方で溶解
   金属溜め表面にわたって延びる吸込入口を呈した一対の
   吸込フードを介して前記被包囲空間に吸気を行なってそ
   の表面から発出する蒸気を抜き取り、鋳造ロール表面に
   接触しないよう追い出し、前記被包囲空間内の吸込フー
   ド外側に配した一対のパージガス供給ノズルを介して前
   記被包囲空間内にパージガスを、溶融金属溜めの表面の
   方へと鋳造ロール表面上を下方に流れる２つの流れで導
   入することからなる、金属ストリップ鋳造方法。
2. 【請求項２】パージガスが不活性ガスである、請求の範
   囲第１項に記載の金属ストリップ方法。
3. 【請求項３】パージガスがアルゴンである、請求の範囲
   第２項に記載の金属ストリップ方法。
4. 【請求項４】パージガスを充分な量供給して前記被包囲
   空間内の超大気圧を維持する、請求の範囲第１項乃至第
   ３項のいずれかに記載の金属ストリップ方法。
5. 【請求項５】ロール間隙を形成する一対の平行鋳造ロー
   ルと、鋳造ロール間隙に溶融金属を供給する金属供給ノ
   ズルと、相反方向に鋳造ロールを駆動して凝固金属スト
   リップをロール間隙から下方へと通す駆動手段と、溜め
   表面上方の空間を囲む効力のある囲み手段と、装置使用
   時に溶融金属溜め表面に吸込みを行なって表面から発出
   する蒸気を抜き取り、鋳造ロール表面に接触しないよう
   追い出す吸込手段と、前記空間へとパージガスを送るパ
   ージガス供給手段とからなり、吸込手段が、供給ノズル
   の各側にひとつづつ配して前記溜め上方で溶解金属溜め
   表面にわたって延びる吸込入口を形成する一対の吸込フ
   ードからなり、パージガス供給手段が、前記被包囲空間
   内の吸込フード外側に配されて２つの流れのパージガス
   を鋳造ロール表面上から下方に溶融金属溜めの表面の方
   へと送るよう構成された一対のガス供給ノズルからな
   る、金属ストリップ鋳造装置。
6. 【請求項６】囲み手段が供給手段と吸込手段の両方を含
   む、請求の範囲第５項に記載の金属ストリップ鋳造装
   置。
7. 【請求項７】囲み手段が、金属供給ノズルの各側にひと
   つづつタンディッシュから下方に延びる一対の側部囲み
   部材からなる、請求の範囲第５項及び第６項のいずれか
   に記載の金属ストリップ鋳造装置。
8. 【請求項８】側部囲み部材の下端に、鋳造ロールの上面
   に対してシールを行なうシール手段を設けた、請求の範
   囲第７項に記載の金属ストリップ鋳造装置。