(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロールを用いた連続鋳造によって、単層の金属板又は複層のクラッド金属板を製造する、金属板製造装置において、
冷却能を有する第１ロールと、
第１金属溶湯を貯めるための第１プールと、を備えており、
第１プールは、第１ロールの表面と、第１ロールの回転方向前方に位置する第１前プレートと、第１ロールの回転方向後方に位置する後部材と、両サイド部材と、で囲まれており、
第１前プレートは、先端部を有し、前記先端部と第１ロールの表面との間の距離が変わり得るように、可動に設けられており、
第１ロールは、第１プール内の第１金属溶湯を冷却して第１ロールの表面に半凝固状態乃至凝固状態の第１金属層を形成しながら第１金属層を伴って回転するようになっており、
第１前プレートは、第１ロールの回転に伴って移動する第１金属層の半凝固状態表面に、前記第１前プレートの先端部が一定の力で面的に常時当接するように付勢されている、
ことを特徴とする金属板製造装置。
【請求項２】
第１ロールとは反対方向に回転する、冷却能を有する第２ロールと、
融点が第１金属溶湯の融点以下である第２金属溶湯を、貯めるための、第２プールと、を更に備えており、
第２ロールは、第１前プレートより第１ロールの回転方向前方において、第１ロールに対向して且つ第１ロールに向けて付勢されて、設けられており、
第２プールは、第２ロールの表面と、第１前プレートと、両サイド部材と、第１ロールの表面と、で囲まれており、
第２ロールは、第２プール内の第２金属溶湯を冷却して第２ロールの表面に半凝固状態乃至凝固状態の第２金属層を形成しながら第２金属層を伴って回転するようになっており、
第２ロールの回転に伴って移動する第２金属層が、第１ロールの回転に伴って第１前プレートの先端部と第１ロールの表面との間を通過して来た第１金属層に、接触していき、接触した両層が、上記両ロールによって接合されるとともに完全凝固されるようになっている、
請求項１記載の金属板製造装置。
【請求項３】
第１ロールとは反対方向に回転する、冷却能を有する第２ロールと、
第２ロールと第１前プレートとの間に位置する、第２前プレートと、
融点が第１金属溶湯の融点以下である第２金属溶湯を、貯めるための、第２プールと、
融点が第２金属溶湯の融点以上である第３金属溶湯を、貯めるための、第３プールと、を更に備えており、
第２ロールは、第１前プレートより第１ロールの回転方向前方において、第１ロールに対向して且つ第１ロールに向けて付勢されて、設けられており、
第２プールは、第１前プレートと、第１ロールの表面と、両サイド部材と、第２ロールの表面と、第２前プレートと、で囲まれており、
第３プールは、第２ロールの表面と、第２前プレートと、両サイド部材と、で囲まれており、
第２前プレートは、先端部を有し、前記先端部と第２ロールの表面との間の距離が変わり得るように、可動に設けられており、
第２ロールは、第３プール内の第３金属溶湯を冷却して第２ロールの表面に半凝固状態乃至凝固状態の第３金属層を形成しながら第３金属層を伴って回転するようになっており、
第２前プレートは、第２ロールの回転に伴って移動する第３金属層の半凝固状態表面に、第２前プレートの先端部が一定の力で面的に常時当接するように付勢されており、
第２金属溶湯が、第１ロールの回転に伴って第１前プレートの先端部と第１ロールの表面との間を通過して来た第１金属層と、第２ロールの回転に伴って第２前プレートの先端部と第２ロールの表面との間を通過して来た第３金属層と、に接触して、半凝固状態の第２金属層となり、第１金属層と第２金属層と第３金属層とが、上記両ロールによって接合されるとともに完全凝固されるようになっている、
請求項１記載の金属板製造装置。
【請求項４】
第２ロールの直径が第１ロールの直径より小さい、
請求項２又は３のいずれか一項に記載の金属板製造装置。
【請求項５】
請求項１記載の金属板製造装置を用いて単層の金属板を製造する方法であって、
第１プールに第１金属溶湯を注湯する第１注湯工程と、
第１ロールを回転させて、第１プール内の第１金属溶湯を第１ロールによって冷却して第１ロールの表面に半凝固状態乃至凝固状態の第１金属層を形成しながら、第１ロールの表面と共に第１金属層を移動させる、第１冷却工程と、
第１前プレートの先端部を第１金属層の半凝固状態表面に一定の力で面的に常時当接させて、第１金属層の表面を掻き取りながら均す、第１スクレイピング工程と、を備えていることを特徴とする金属板製造方法。
【請求項６】
請求項２又は４に記載の金属板製造装置を用いて２層のクラッド金属板を製造する方法であって、
第１プールに第１金属溶湯を注湯する第１注湯工程と、
第２プールに第２金属溶湯を注湯する第２注湯工程と、
第１ロールを回転させて、第１プール内の第１金属溶湯を第１ロールによって冷却して第１ロールの表面に半凝固状態乃至凝固状態の第１金属層を形成しながら、第１ロールの表面と共に第１金属層を移動させる、第１冷却工程と、
第１前プレートの先端部を第１金属層の半凝固状態表面に一定の力で面的に常時当接させて、第１金属層の表面を掻き取りながら均す、第１スクレイピング工程と、
第２ロールを回転させて、第２プール内の第２金属溶湯を第２ロールによって冷却して第２ロールの表面に半凝固状態乃至凝固状態の第２金属層を形成しながら、第２ロールの表面と共に第２金属層を移動させる、第２冷却工程と、
上記両ロールを回転させながら、第１金属層と第２金属層とを接触させ、更に、上記両層を、上記両ロールによって接合するとともに完全凝固させる、仕上げ工程と、を備えていることを特徴とする金属板製造方法。
【請求項７】
請求項３又は４に記載の金属板製造装置を用いて３層のクラッド金属板を製造する方法であって、
第１プールに第１金属溶湯を注湯する第１注湯工程と、
第２プールに第２金属溶湯を注湯する第２注湯工程と、
第３プールに第３金属溶湯を注湯する第３注湯工程と、
第１ロールを回転させて、第１プール内の第１金属溶湯を第１ロールによって冷却して第１ロールの表面に半凝固状態乃至凝固状態の第１金属層を形成しながら、第１ロールの表面と共に第１金属層を移動させる、第１冷却工程と、
第１前プレートの先端部を第１金属層の半凝固状態表面に一定の力で面的に常時当接させて、第１金属層の表面を掻き取りながら均す、第１スクレイピング工程と、
第２ロールを回転させて、第３プール内の第３金属溶湯を第２ロールによって冷却して第２ロールの表面に半凝固状態乃至凝固状態の第３金属層を形成しながら、第２ロールの表面と共に第３金属層を移動させる、第２冷却工程と、
第２前プレートの先端部を第３金属層の半凝固状態表面に一定の力で面的に常時当接させて、第３金属層の表面を掻き取りながら均す、第２スクレイピング工程と、
第２プール内の第２金属溶湯を、第１金属層と第３金属層とに接触させて半凝固状態の第２金属層を形成し、更に、第１金属層と第２金属層と第３金属層とを、上記両ロールによって接合するとともに完全凝固させる、仕上げ工程と、を備えていることを特徴とする金属板製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロールを用いた連続鋳造によって、単層の金属板又は複層のクラッド金属板を製造する、金属板製造装置及び金属板製造方法に、関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の産業界においては、ＣＯ２排出量の削減が強く求められている。そこで、自動車業界においては、車両の軽量化などを図るために、アルミニウム合金薄板やアルミニウム合金クラッド板を使用することが、提案されている。
【０００３】
アルミニウム合金薄板を作製する方法としては、ＤＣ鋳造を用いる方法や、それよりも安価に作製する方法として双ロール法が、よく知られているが、双ロール法よりも安価に作製する方法としては、非特許文献１に示されているような単ロール法が知られている。
【０００４】
また、アルミニウム合金クラッド板を作製する方法としては、アルミニウム合金薄板を作製した後に圧延して接合を行う接合法、及び、非特許文献２、特許文献１、２に示されているような双ロール法が、知られている。上記接合法においては、アルミニウム合金薄板を作製するために、ＤＣ鋳造によって作製した厚さ６００ｍｍ程度のスラブを、面削処理、熱処理、熱間圧延処理、及び冷間圧延処理するための、設備及び工程が必要であり、また、アルミニウム合金薄板を接合するために、脱脂処理、エッジの溶接処理、及び熱間圧延処理するための、設備及び工程が必要である。したがって、上記接合法によって得られたクラッド板は、高価である。これに対して、双ロール法は、省工程で且つ簡素な装置で実行できるので、安価にクラッド板を作製できるという利点を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１４２７６３号公報
【特許文献２】特開２００９−１２５７９４号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】羽賀俊雄、外３名、「メルトドラッグ法によるＡｌ‐１２％Ｓｉ合金板の性状に及ぼす溶湯とロールの接触状態」、軽金属  第４８巻  第１２号、１９９８年、Ｐ６１３−６１７
【非特許文献２】Ｔ．Ｈａｇａ、外３名、「Ｃｌａｄ  ｓｔｒｉｐ  ｃａｓｔｉｎｇ  ｂｙ  ａ  ｔｗｉｎ  ｒｏｌｌ  ｃａｓｔｅｒ」、Ａｒｃｈｉｖｅｓ  ｏｆ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、Ｖｏｌｕｍｅ３７、Ｉｓｓｕｅ２、２００９年６月、Ｐ１１７−１２４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
非特許文献１の単ロール法では、連続して生産していると、ロールにより形成された金属層の表面に、塊状の盛り上がった部分が発生するために、得られたアルミニウム合金薄板の板厚が不均一である、という不具合がある。
【０００８】
更に、ロール法では、溶湯としてマグネシウムを含有するアルミニウム合金を用いた場合、溶湯が凝固収縮を起こしやすく、凝固収縮が起こると結晶粒間に隙間ができるため、鋳巣が発生する。上記単ロール法では、形成された金属層の自由凝固面に鋳巣が発生しやすい、という不具合がある。ところで、自由凝固面とは、ロール表面に直接触れないで凝固した面のことを言う。
【０００９】
上記特許文献１、２の双ロール法では、金属溶湯同士が混ざらないようにする目的で仕切り板を設けているが、その仕切り板の先端縁とロールとの距離が固定されているために、溶湯漏が発生しやすく、また、金属溶湯がロール表面で過大に凝固した場合には、凝固した層がロール表面と上記先端縁との間隙に詰まり、装置が停止してしまう、という問題がある。しかも、自由凝固面が平滑にならないために、得られたクラッド板の接合界面が平坦ではなく、金属層間で混合や反応が起こるために、接合界面が不明瞭であり、それ故に、できた金属板の物性が安定しない、という不具合がある。
【００１０】
更に、上記双ロール法では、特許文献１の請求項１に記載のように、接合する前に、高融点側の金属溶湯の凝固殻形成を予め完了させておく必要がある。また、融点が低い材料の注湯温度が、融点が高い材料の液相線温度より高いことを、必須の条件としている。しかし、融点が低い材料の金属溶湯がガスを吸収しないで健全性を保つためには、及び、融点の低い材料が急冷凝固されて微細な組織を形成するためには、融点が低い材料の注湯温度は、融点が高い材料の液相線温度より低い、且つ、その材料の液相線より高くとも液相線に近い、温度であることが望ましく、その場合、融点が高い材料の金属溶湯への、及び、ロールへの、熱負荷も、小さくなる。このため、融点が低い材料の注湯温度を、融点が高い材料の液相線温度より低くした場合においても、接合できる方法が、望まれている。
【００１１】
また、非特許文献２の双ロール法では、２層のクラッド合金板を製造する装置において、「ｓｃｒｉｂｅｒ」と称する可動式仕切り板を用いて、高融点側の金属溶湯が、低融点側の溶湯プールへ漏れないようにする方法が、示されている。しかしながら、可動式仕切り板が平面プレートで構成されており、その先端縁は、ロール表面に形成された金属層に対して、主として線接触しているために、金属層を押し付ける付勢力の調節が難しい。それ故、この可動式仕切り板では、自由凝固面の半凝固状態部分をすべて掻き取って、凝固層のみを引き出すことは、可能であるが、半凝固状態部分の、流動性の高い部分のみを掻き取り、流動性の低い部分を凝固層の上に残して、半凝固状態部分の固相率を調節することは、困難である。更に、付勢力が弱い場合には、溶湯漏れが発生し、付勢力が強い場合には、凝固物がロール表面と可動式仕切り板の先端縁との間隙に詰まり、装置が停止してしまう、という問題がある。
【００１２】
ところで、非特許文献２に示されている、上記２層クラッド合金板製装置に、上記可動式仕切り板を、更にもう一枚追加すると、本発明の第６実施形態で示すような、内側に低融点の金属材料を用い、外側に、それより高融点の材料を用いる、３層クラッド合金板製装置を構成できるが、上記問題が、３層クラッド合金板の製造過程においても、同様に発生する。また、可動式仕切り板で金属層の半凝固状態部分をすべて掻き取って、金属層の表面を固相状態にしてから接合すると、融点が低い第２金属溶湯の注湯温度を、融点が高い第１金属及び第３金属の液相線温度よりも高くしないと、接合界面に隙間ができる、という不具合がある。しかし、第２金属溶湯の注湯温度が高いと、第２金属溶湯がガスを吸収し、できた金属板に細かい気泡となって残るために、物性が劣化しやすい。また、第２金属溶湯が急冷凝固されないため、微細な組織を形成することができない。それ故、できた金属板の延性が劣る。更には、両ロールへの熱負荷が大きくなるため、装置の冷却機能への負担も大きくなるという不具合がある。
【００１３】
本発明は、ロールを用いた連続鋳造によって、単層の金属板又は複層のクラッド金属板を製造する、金属板製造装置及び金属板製造方法において、上記した諸問題を解消することを目的とし、単層の金属板又は複層のクラッド金属板を、省工程で、安価に、製造できる、金属板製造装置及び金属板製造方法を、提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、ロールを用いた連続鋳造によって、単層の金属板又は複層のクラッド金属板を製造する、金属板製造装置において、冷却能を有する第１ロールと、第１金属溶湯を貯めるための第１プールと、を備えており、第１プールは、第１ロールの表面と、第１ロールの回転方向前方に位置する第１前プレートと、第１ロールの回転方向後方に位置する後部材と、両サイド部材と、で囲まれており、第１前プレートは、先端部を有し、前記先端部と第１ロールの表面との間の距離が変わり得るように、可動に設けられており、第１ロールは、第１プール内の第１金属溶湯を冷却して第１ロールの表面に半凝固状態乃至凝固状態の第１金属層を形成しながら第１金属層を伴って回転するようになっており、第１前プレートは、第１ロールの回転に伴って移動する第１金属層の半凝固状態表面に、第１前プレートの先端部が一定の力で面的に常時当接するように付勢されている、ことを特徴としている。
【００１５】
ところで、金属溶湯は、ロールで冷却することにより、次第に、液相状態から固相状態へと変化する。液相状態とは、液体の状態を言い、固相状態とは、完全凝固した固体の状態を言う。半凝固状態とは、液相と固相とが混合して、同時に存在する状態であり、液相状態と固相状態との間の状態を言う。固相率とは、半凝固状態における固相の割合を言う。固相率が低いほど、半凝固状態が液相状態に近いために、流動性が高く、固相率が高いほど、半凝固状態が固相状態に近いために、流動性が低いことを意味する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の金属板製造装置によれば、第１前プレートの先端部が第１金属層の半凝固状態表面に一定の力で面的に当接し続けるので、鋳巣や組成の偏りが発生しやすい第１金属層の半凝固状態表面を掻き取りながら均し、それ故、第１金属層を一定の厚さに調整できる。したがって、本発明の装置によれば、鋳巣や偏析がなく、表面が平滑であり、且つ、板厚分布が略均一な、単層の金属板を、得ることができる。ちなみに、掻き取られた半凝固物は、金属溶湯の熱で再度溶解されるので、第１前プレートの先端部と第１ロールとの間隙に詰まることはない。
【００１７】
更に、上述したように、第１前プレートによって、第１金属層の表面を平滑化できるので、その表面に第２金属層を形成した場合に、接合界面が良好なクラッド金属板を得ることができる。
【００１８】
しかも、第１前プレートへの付勢力を調節することによって、第１金属層の半凝固状態部分の固相率を調節して、第１金属層の半凝固状態表面を、流動性が低い半凝固状態にしておくことにより、融点が低い第２金属溶湯の注湯温度を、融点が高い第１金属液相線温度より低くした場合においても、金属溶等同士が混合や反応をせずに接合界面が明瞭で、且つ、接合界面に隙間が発生せずに接合界面の密着性の高い、良好なクラッド金属板を得ることができる。これにより、融点が低い第２金属溶湯を、融点が高い材料の液相線温度より低い、且つ、第２金属の液相線より高くとも液相線に近い、温度でも、注湯できるため、第２金属溶湯がガスを吸収しないで健全性を保ち、且つ、第２金属溶湯が急冷凝固されて微細な組織を形成するので、できた金属板の延性が優れている。この場合、融点が高い第１金属溶湯への、及び、ロールへの、熱負荷も、小さくなる。よって、装置の冷却機能への負担を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の金属板製造装置の第１実施形態を示す正面断面概略図である。
【図２】図１のII矢視部分図である。
【図３】第１スクレイパーの一部断面部分図である。
【図４】第１実施形態の作動を示す正面断面概略図である。
【図５】本発明の金属板製造装置の第２実施形態を示す正面断面概略図である。
【図６】第２実施形態の作動を示す正面断面概略図である。
【図７】本発明の金属板製造装置の第３実施形態を示す正面断面概略図である。
【図８】第３実施形態の作動を示す正面断面概略図である。
【図９】本発明の金属板製造装置の第４実施形態を示す正面断面概略図である。
【図１０】第４実施形態の作動を示す正面断面概略図である。
【図１１】本発明の金属板製造装置の第５実施形態の作動を示す正面断面概略図である。
【図１２】本発明の金属板製造装置の第６実施形態の作動を示す正面断面概略図である。
【図１３】本発明の金属板製造装置の第７実施形態の作動を示す正面断面概略図である。
【図１４】第２実施例で得られたクラッド金属板の断面を示す、図面に代わる写真である。
【図１５】第２実施例と比較するために作製されたクラッド金属板の断面を示す、図面に代わる写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
［第１実施形態］
図１は、本発明の金属板製造装置の第１実施形態を示す正面断面概略図である。この装置１０Ａは、１種の金属溶湯から単層の金属板を製造するための装置であり、単ロール法を採用している。
【００２１】
装置１０Ａは、第１ロール１及び第１プール３Ａを備えている。
【００２２】
第１ロール１は、その表面１１に接触した金属溶湯を冷却しながら回転するようになっており、すなわち、第１ロール１は、その表面１１に半凝固状態乃至凝固状態の金属層を形成しながらその金属層を伴って回転し、回転しながらその金属層を完全凝固させるようになっている。第１ロール１は、その表面１１に接触した金属溶湯を冷却するための冷却機構（図示せず）を有している。その冷却機構としては、冷却水がロール内部を循環することにより冷却機能を発揮する「水冷式」を採用しているが、他の機構を採用してもかまわない。また、第１ロール１の外部に冷却機構を備えていれば、第１ロール１の内部に冷却機構を有していなくてもよい。
【００２３】
第１プール３Ａは、金属溶湯を貯めることができるように、第１ロール１の表面１１と、第１ロール１の回転方向（矢印Ｒ１方向）前方に位置する第１前プレート（以下「第１スクレイパー」と称する）５Ａと、第１ロール１の回転方向後方に位置する後部材３１と、両サイド部材３２と、で囲まれている。
【００２４】
後部材３１は、製作が安価で設置が簡単なため、ここでは、プレートで構成されているが、第１プール３Ａの後壁を構成できるならば、他の部材でもよい。後部材３１の先端縁３１１は、第１プール３Ａ内に貯められた金属溶湯が後方へ漏れるのを防止できる距離まで、第１ロール１の表面１１に近接している。後部材３１の先端縁３１１は、第１ロール１の回転を許容する限りにおいて、第１ロール１の表面１１に当接してもよいが、回転する第１ロール１との摩擦によって互いに摩耗しないようにするには、第１ロール１の表面１１に当接していない方が好ましい。
【００２５】
図２は、図１のII矢視部分図である。両サイド部材３２は、ここでは、プレートで構成されているが、第１プール３Ａの両側壁を構成できるならば、他の部材でもよい。また、両サイド部材３２は、図１に示した位置に固定されていなくてもよい。具体的には、第１ロール１の端に、円盤又はリング状の両サイド部材３２を、第１ロール１の鍔となるように取り付けてもよい。サイド部材３２は、図１に示されるように、第１スクレイパー５Ａと後部材３１との間に空間を確保できる長さＳを、有している。サイド部材３２の内面３２１は、第１プール３Ａ内に貯めた金属溶湯が第１ロール１の両側に漏れるのを防止できる距離まで、第１ロール１の側面１２に近接している。サイド部材３２の内面３２１は、第１ロール１の回転を許容する限りにおいて、第１ロール１の側面１２に当接してもよいが、回転する第１ロール１との摩擦によって互いに摩耗しないようにするには、第１ロール１の側面１２に当接していない方が好ましい。
【００２６】
そして、第１スクレイパー５Ａは、第１プール３Ａの前壁を構成するように、プレートを加工して設けられている。第１スクレイパー５Ａは、図１の断面図に示したように、ここでは、断面が、折り曲げ形態を有しているが、直線又は円弧状の形態を有していてもよい。第１スクレイパー５Ａは、その先端が鈍角に折れ曲がっており、折れ曲がった箇所から先端が、先端部５１Ａになっている。そして、第１スクレイパー５Ａは、先端部５１Ａと第１ロール１の表面１１との間の距離ＨＡが変わり得るように、可動に設けられている。具体的には、第１スクレイパー５Ａは、基端部５２Ａにて、水平軸５２１Ａ回り（矢印Ｙ方向）に回動自在に支持されており、これにより、距離ＨＡが可変となっている。また、第１スクレイパー５Ａは、距離ＨＡが小さくなる方向（矢印Ｙ１方向）に回動するように、常時付勢されている。具体的には、第１スクレイパー５Ａの基端部５２Ａには、紐６１Ａを介して所定重量の錘６Ａが連結されており、第１スクレイパー５Ａは、錘６Ａによって、矢印Ｙ１方向に回動するように、常時、一定の力で引っ張られている。これにより、第１スクレイパー５Ａの先端部５１Ａは、第１ロール１の表面１１に向かって、常時、一定の力で付勢されている。なお、この一定の力とは、第１プール３Ａに注湯される金属溶湯の半凝固状態における硬さに相当する力であり、金属層の半凝固状態表面の固相率の低い部分を掻き取りながら金属層を平坦に均す程度の力である。第１スクレイパー５Ａに対する付勢は、距離ＨＡが変わっても、常時、一定の力で付勢できるので、且つ、装置を簡易に構成できるので、錘の力で行うのが好ましいが、同様の効果が得られるのであれば、油圧など、他の機構を採用してもよい。
【００２７】
第１スクレイパー５Ａの先端部５１Ａは、第１ロール上の半凝固状態乃至凝固状態の金属層に接するが、この金属層はロール面と平行であるため、先端部５１Ａが、この金属層に、線接触ではなく、面接触するためには、第１ロール１と先端部５１Ａの裏面（ロール側の面）とのなす角度は３０度未満であることが必要であり、より好ましくは角度が０、すなわち平行である。また、先端部５１Ａの長さは、５ｍｍ以上３０ｍｍ以下がよく、１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下が好ましい。これは、先端部５１Ａの長さが短すぎれば、面接触の効果が弱くなり、長すぎれば、伸びた先端部の上に凝固物が堆積する恐れがあるためである。また、先端部の裏面は、平面が好ましいが、平面性を実質的に損なわない範囲で曲率半径の大きな凸面になっていてもよい。
【００２８】
図３は、第１スクレイパー５Ａの一部断面部分図である。第１スクレイパー５Ａは、芯材５３１の表面が２種類の保護材料５３２、５３３で二重に覆われた構成を、採用している。芯材５３１には、鋼板を採用しているが、材質を特に限定するものではなく、他の金属の板を採用してもよい。芯材５３１の表面には、金属溶湯と反応しないために、また、スクレイパーからの熱伝導により金属溶湯の温度低下を防ぐために、保護材料が平面性を損なわない範囲の厚さで付設されている。保護材料５３２、５３３には、シリカ、アルミナシリカなどのクロスシートが使用できる。
【００２９】
次に、上記構成の装置１０Ａの作動について、図４を参照しながら、説明する。なお、図４では、両サイド部材３２の図示を省略している。
【００３０】
まず、第１プール３Ａに第１金属溶湯４Ａを注湯しながら（第１注湯工程）、装置１０Ａを起動させる。そうすると、第１ロール１が、所定速度で回転するとともに、冷却機能が作動する。これにより、第１ロール１が、その表面１１に接触している第１プール３Ａ内の第１金属溶湯４Ａを冷却して半凝固状態乃至凝固状態の第１金属層４１を形成しながら第１金属層４１を伴って回転する（第１冷却工程）。なお、第１金属層４１は、第１ロール１の表面１１側から、凝固状態へと変化していく。また、後部材３１の下端縁３１１から第１スクレイパー５Ａの先端部５１Ａまでの円周距離Ｌ１（図１）は、半凝固状態表面を有する第１金属層４１が形成され得る距離に、設定されている。そして、第１ロール１は、第１金属層４１が、第１スクレイパー５Ａの先端部５１Ａと第１ロール１の表面１１との間を通過した後、すなわち、第１スクレイパー５Ａを越えた後は、回転しながら第１金属層４１を更に冷却して完全凝固させる。こうして、第１金属溶湯４Ａが完全凝固してなる金属板４０Ａが、得られる。
【００３１】
ところで、半凝固状態表面を有する第１金属層４１が第１スクレイパー５Ａを越える時には、第１スクレイパー５Ａの先端部５１Ａが第１金属層４１の表面に一定の力で面的に当接し続ける（第１スクレイピング工程）。すなわち、第１スクレイパー５Ａの先端部５１Ａは、第１金属層４１の厚さに追従する。これにより、第１金属層４１の半凝固状態表面が掻き取られながら均されるとともに、第１金属層４１が一定の厚さに調整される。
【００３２】
したがって、装置１０Ａによれば、第１スクレイパー５Ａの先端部５１Ａが第１金属層４１の半凝固状態表面に一定の力で面的に当接し続けるので、鋳巣や組成の偏りが発生しやすい第１金属層４１の半凝固状態表面を掻き取るとともに、第１金属層４１を一定の厚さに調整できる。したがって、本発明の装置によれば、鋳巣や偏析がなく、表面が平滑であり、且つ、板厚分布が略均一な、単層の金属板４０Ａを、得ることができる。
【００３３】
特に、溶湯としてマグネシウムを含有するアルミニウム合金を用いた場合、ロール法を用いた鋳造では、溶湯が凝固収縮を起こしやすく、凝固収縮が起こると結晶粒間に隙間ができるため、鋳巣が発生しやすい。しかし、第１スクレイパー５Ａで第１金属層４１表面近傍の鋳巣の発生しやすい部位を掻き取るため、鋳巣がない単層のアルミマグネシウム合金の金属板４０Ａを、得ることができる。
【００３４】
また、第１スクレイパー５Ａの先端部５１Ａが、上記作動においては、第１金属層４１の表面に面接触する。それ故、先端部５１Ａは、第１金属層４１の表面に確実に当接する。したがって、装置１０Ａによれば、第１スクレイパー５Ａの上述した機能を、より良好に発揮できる。
【００３５】
更に、第１スクレイパー５Ａの表面が保護材料５３２、５３３で覆われているので、上記作動においては、第１金属溶湯４Ａの温度低下が防止され、また、第１金属溶湯４Ａが第１スクレイパー５Ａの表面に固着してしまうのが防止される。したがって、装置１０Ａによれば、この点からも、第１スクレイパー５Ａの上述した機能を、より良好に発揮でき、しかも、金属板４０Ａの生産効率を向上できる。
【００３６】
［第２実施形態］
図５は、本発明の金属板製造装置の第２実施形態を示す正面断面概略図である。この装置１０Ｂは、２種の金属溶湯から２層のクラッド金属板を製造するための装置であり、単ロール法を採用している。
【００３７】
装置１０Ｂは、第１ロール１、第１プール３Ａ、及び第２プール３Ｂを、備えている。
【００３８】
第１ロール１は、第１実施形態の第１ロール１と同じ構成を有している。
【００３９】
第１プール３Ａは、第１実施形態の第１プール３Ａと同じ構成を有している。
【００４０】
第２プール３Ｂは、金属溶湯を貯めることができように、第１スクレイパー５Ａと、両サイド部材３２と、第１スクレイパー５Ａより第１ロール１の回転方向（矢印Ｒ１方向）前方に設けられた第２前プレート（以下「第２スクレイパー」と称する）５Ｂと、第１ロール１の表面１１と、で囲まれている。
【００４１】
第１スクレイパー５Ａは、第１実施形態の第１スクレイパー５Ａと同じ構成を有している。
【００４２】
第２スクレイパー５Ｂは、第２プール３Ｂの前壁を構成している。第２スクレイパー５Ｂは、第１スクレイパー５Ａと同様の形態を有しており、先端部５１Ｂと第１ロール１の表面１１との間の距離ＨＢが変わり得るように、可動に設けられている。具体的には、第２スクレイパー５Ｂは、基端部５２Ｂにて、水平軸５２１Ｂ回り（矢印Ｙ方向）に回動自在に支持されており、これにより、距離ＨＢが可変となっている。また、第２スクレイパー５Ｂは、距離ＨＢが小さくなる方向（矢印Ｙ１方向）に回動するように、常時付勢されている。具体的には、第２スクレイパー５Ｂの基端部５２Ｂには、紐６１Ｂを介して所定重量の錘６Ｂが連結されており、第２スクレイパー５Ｂは、錘６Ｂによって、矢印Ｙ１方向に回動するように、常時、一定の力で引っ張られている。これにより、第２スクレイパー５Ｂの先端部５１Ｂは、第１ロール１の表面１１に向かって、常時、一定の力で付勢されている。なお、この一定の力とは、第２プール３Ｂに注湯される金属溶湯の半凝固状態における硬さに相当する力であり、金属層の半凝固状態表面の固相率の低い部分を掻き取りながら金属層を平坦に均す程度の力である。第２スクレイパー５Ｂに対する付勢は、距離ＨＢが変わっても、常時、一定の力で付勢できるので、且つ、装置を簡易に構成できるので、錘の力で行うのが好ましいが、同様の効果が得られるのであれば、油圧など、他の機構を採用してもよい。
【００４３】
第２スクレイパー５Ｂの先端部５１Ｂが、上記金属層に面接触するためには、第１実施形態の第１スクレイパー５Ａと同様に、第１ロール１と先端部５１Ｂの裏面（ロール側の面）とのなす角度は、３０度未満であることが必要であり、より好ましくは角度が０、すなわち平行である。また、先端部５１Ｂの長さは、５ｍｍ以上３０ｍｍ以下がよく、１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下が好ましい。これは、先端部５１Ｂの長さが短すぎれば、面接触の効果が弱くなり、長すぎれば、伸びた先端部の上に凝固物が堆積する恐れがあるためである。先端部５１Ｂの裏面は、平面が好ましいが、平面性を実質的に損なわない範囲で曲率半径の大きな凸面になっていてもよい。
【００４４】
また、第２スクレイパー５Ｂは、第１スクレイパー５Ａ（図３）と同様に、芯材５３１の表面が２種類の保護材料５３２、５３３で二重に覆われた構成を、採用している。
【００４５】
後部材３１は、第１実施形態の後部材３１と同じ構成を有している。
【００４６】
両サイド部材３２は、第１実施形態の両サイド部材３２と同じ構成を有しているが、第２プール３Ｂの両側壁も構成できるように、拡張して設けられている。又は、第１実施形態で具体例を示したような、鍔付きの第１ロール１を採用してもよい。
【００４７】
次に、上記構成の装置１０Ｂの作動について、図６を参照しながら、説明する。なお、図６では、両サイド部材３２の図示を省略している。また、第２プール３Ｂに注湯する第２金属溶湯４Ｂの融点は、第１プール３Ａに注湯する第１金属溶湯４Ａの融点以下である。
【００４８】
まず、第１プール３Ａに第１金属溶湯４Ａを注湯しながら、及び、第２プール３Ｂに第２金属溶湯４Ｂを注湯しながら、装置１０Ｂを起動させる。そうすると、第１ロール１が、所定速度で回転するとともに、冷却機能が作動する。これにより、第１ロール１が、その表面に接触している第１プール３Ａ内の第１金属溶湯４Ａを冷却して半凝固状態乃至凝固状態の第１金属層４１を形成しながら第１金属層４１を伴って回転する。なお、第１金属層４１は、第１ロール１の表面１１側から凝固状態へと変化していく。また、第１ロール１における後部材３１の下端縁３１１から第１スクレイパー５Ａの先端部５１Ａまでの円周距離Ｌ１（図６）は、半凝固状態表面を有する第１金属層４１が形成され得る距離に、設定されている。
【００４９】
そして、第１金属層４１が、第１ロール１の回転に伴って移動して第１スクレイパー５Ａを越えると、第２プール３Ｂ内の第２金属溶湯４Ｂが、第１金属層４１に接触して、第１金属層４１を金属結合可能な温度まで加熱するとともに、第２金属溶湯４Ｂ自体は冷却される。これにより、第１金属層４１表面には、第２金属溶湯４Ｂの半凝固状態の第２金属層４２が形成され、第２金属層４２は、第１ロール１の回転に伴って、第１金属層４１と共に移動する。そして、第１金属層４１及び第２金属層４２は、第１ロール１の回転に伴って、更に冷却される。
【００５０】
これにより、第１金属溶湯４Ａが完全凝固してなる第１金属層４０１と、第２金属溶湯４Ｂが完全凝固してなる第２金属層４０２と、が接合してなるクラッド金属板４０Ｂが、得られる。
【００５１】
ところで、第１金属層４１が第１スクレイパー５Ａを越える時には、第１スクレイパー５Ａの先端部５１Ａが第１金属層４１の表面に一定の力で面的に当接し続ける。これにより、第１金属層４１の半凝固状態表面が掻き取られながら均されるとともに、第１金属層４１が一定の厚さに調整される。したがって、第２金属層４２は、第１金属層４１の平坦な表面に、形成されることとなる。
【００５２】
一方、第２金属層４２が第２スクレイパー５Ｂを越える時には、第２スクレイパー５Ｂの先端部５１Ｂが第２金属層４２の表面に一定の力で面的に当接し続ける。これにより、第２金属層４２の半凝固状態表面が掻き取られながら均されるとともに、第２金属層４２が一定の厚さに調整される。
【００５３】
したがって、装置１０Ｂによれば、第１金属層４０１と第２金属層４０２との界面が明瞭であり、且つ、第１金属層４０１及び第２金属層４０２の、厚さ分布が略均一な、２層のクラッド金属板４０Ｂを、得ることができる。
【００５４】
また、第２スクレイパー５Ｂの先端部５１Ｂが、上記作動においては、第２金属層４２の表面に面接触する。それ故、先端部５１Ｂは、第２金属層４２の表面に確実に当接する。したがって、装置１０Ｂによれば、第２スクレイパー５Ｂの上述した機能を、より良好に発揮できる。
【００５５】
更に、第２スクレイパー５Ｂの表面が保護材料５３２、５３３で覆われているので、上記作動においては、第２金属溶湯４Ｂの温度低下が防止され、また、第２金属溶湯４Ｂが第２スクレイパー５Ｂの表面に固着してしまうのが防止される。したがって、装置１０Ｂによれば、この点からも、第２スクレイパー５Ｂの上述した機能を、より良好に発揮でき、しかも、金属板４０Ｂの生産効率を向上できる。
【００５６】
なお、第１スクレイパー５Ａによるその他の作用効果は、第１実施形態の場合と同じである。
【００５７】
［第３実施形態］
図７は、本発明の金属板製造装置の第３実施形態を示す正面断面概略図である。この装置１０Ｃは、２種の金属溶湯から２層のクラッド金属板を製造するための装置であり、双ロール法を採用している。
【００５８】
装置１０Ｃは、第１ロール１、第２ロール２、第１プール３Ａ、及び第２プール３Ｂを、備えている。
【００５９】
第１ロール１は、第１実施形態の第１ロール１と同じ構成を有している。
【００６０】
第２ロール２は、第１スクレイパー５Ａより第１ロール１の回転方向（矢印Ｒ１方向）前方において、第１ロール１に対向して配置されており、且つ、第１ロール１に向けて（すなわち矢印Ａ方向に）付勢されて設けられている。例えば、第２ロール２は、ばね付勢されている。
【００６１】
上記第２ロール２は、第１ロール１の直径と同じものでも良いが、小径ロールの方が安価であるため、且つ、第１プール３Ａ及び第２プール３Ｂを備えるための空間を広く確保できるため、第１ロール１の直径より小さい直径のロールを採用している。また、第２ロール２は、第１ロール１とは反対方向（矢印Ｒ２方向）に回転するように、それぞれ単独で駆動されるように、設けられており、更に、両ロール１、２は、ロール表面１１、２１における周速が、同じになるように、設定されている。具体的には、駆動モーターを２台用いた方式、いわゆるツインドライブ方式を採用することにより、これを達成できる。また、両ロール１、２が同径の場合は、それぞれ単独で駆動されるように、設けられていなくてもよい。これには、いわゆるシングルドライブ方式が採用できる。
【００６２】
更に、第２ロール２も、第１ロール１と同様に、その表面１１に接触した金属溶湯を冷却するための冷却機構（図示せず）を有している。その冷却機構としては、冷却水がロール内部を循環することにより冷却能を発揮する「水冷式」を、採用しているが、他の方式を採用してもかまわない。また、第２ロール２の外部に冷却機構を備えていれば、第２ロール２の内部に冷却機構を有していなくてもよい。
【００６３】
第１プール３Ａは、第１実施形態の第１プール３Ａと同じ構成を有している。
【００６４】
第２プール３Ｂは、金属溶湯を貯めることができるように、第２ロール２の表面２１と、第１スクレイパー５Ａと、両サイド部材３２と、第１ロール１の表面１１と、で囲まれている。
【００６５】
第１スクレイパー５Ａは、第１実施形態の第１スクレイパー５Ａと同じ構成を有している。
【００６６】
後部材３１は、第１実施形態の後部材３１と同じ構成を有している。
【００６７】
両サイド部材３２は、第１実施形態の両サイド部材３２と同じ構成を有しているが、第２プール３Ｂの両側壁も構成できるように、拡張して設けられている。又は、第１実施形態で具体例を示したような、鍔付きの第１ロール１を採用してもよい。
【００６８】
次に、上記構成の装置１０Ｃの作動について、図８を参照しながら、説明する。なお、図８では、両サイド部材３２の図示を省略している。また、第２プール３Ｂに注湯する第２金属溶湯４Ｂの融点は、第１プール３Ａに注湯する第１金属溶湯４Ａの融点以下である。
【００６９】
まず、第１プール３Ａに第１金属溶湯４Ａを注湯しながら（第１注湯工程）、及び、第２プール３Ｂに第２金属溶湯４Ｂを注湯しながら（第２注湯工程）、装置１０Ｂを起動させる。そうすると、第１ロール１と第２ロール２が、所定速度で回転するとともに、冷却機能が作動する。これにより、第１ロール１が、その表面１１に接触している第１プール３Ａ内の第１金属溶湯４Ａを冷却して半凝固状態乃至凝固状態の第１金属層４１を形成しながら第１金属層４１を伴って回転し（第１冷却工程）、また、第２ロール２が、その表面２１に接触している第２プール３Ｂ内の第２金属溶湯４Ｂを冷却して半凝固状態乃至凝固状態の第２金属層４２を形成しながら第２金属層４２を伴って回転する（第２冷却工程）。なお、第１金属層４１は、第１ロール１の表面１１側から、凝固状態へと変化していき、また、第２金属層４２は、第２ロール２の表面２１側から、凝固状態へと変化していく。また、第１ロール１における後部材３１の下端縁３１１から第１スクレイパー５Ａの先端部５１Ａまでの円周距離Ｌ１（図７）は、半凝固状態を有する第１金属層４１が形成され得る距離に、設定されており、また、第２ロール２における第２プール３Ｂの液面から両ロール１、２のキス点までの円周距離Ｌ２は、半凝固状態を有する第２金属層４２が形成され得る距離に、設定されている。
【００７０】
そして、第１金属層４１が、第１ロール１の回転に伴って移動して第１スクレイパー５Ａを越えると、第２ロール２の回転に伴って移動して来た第２金属層４２が、第１金属層４１に、接触していく。そして、接触した両金属層４１、４２が、両ロール１、２によって接合されるとともに、両ロール１、２によって更に冷却される（仕上げ工程）。
【００７１】
これにより、第１金属溶湯４Ａが完全凝固してなる第１金属層４０１と、第２金属溶湯４Ｂが完全凝固してなる第２金属層４０２と、が接合してなるクラッド金属板４０Ｃが、得られる。
【００７２】
ところで、半凝固状態を有する第１金属層４１が第１スクレイパー５Ａを越える時には、第１スクレイパー５Ａの先端部５１Ａが第１金属層４１の表面に一定の力で面的に当接し続ける（第１スクレイピング工程）。これにより、第１金属層４１の半凝固状態表面が掻き取られながら均されるとともに、第１金属層４１が一定の厚さに調整される。したがって、第２金属層４２は、第１金属層４１の平坦な表面に、形成されることとなる。このとき、仕上げ工程における接合性が向上するので、第１金属層４１の半凝固状態表面の固相率の低い部分を掻き取り、第１金属層４１の半凝固状態表面を、流動性が低い半凝固状態にしておくのがよい。
【００７３】
したがって、装置１０Ｃによれば、第１金属層４０１と第２金属層４０２との界面が明瞭であり、且つ、第１金属層４０１及び第２金属層４０２の厚さ分布が略均一な、２層のクラッド金属板４０Ｃを、得ることができる。なお、界面が明瞭であるとは、金属溶湯同士の混合や反応がない状態を言う。
【００７４】
また、第１スクレイパー５Ａの先端部５１Ａが、上記作動においては、第１金属層４１の表面に面接触する。それ故、先端部５１Ａは、第１金属層４１の表面に確実に当接する。したがって、装置１０Ｃによれば、第１スクレイパー５Ａの上述した機能を、より良好に発揮できる。
【００７５】
更に、第１スクレイパー５Ａへの付勢力を調節することによって、第１金属層４１の半凝固状態部分の固相率を調節して、第１金属層４１の半凝固状態表面を、流動性が低い半凝固状態にしておくことにより、融点が低い第２金属溶湯４Ｂの注湯温度を、融点が高い第１金属溶湯４Ａの液相線温度より低くした場合においても、金属溶等同士が混合や反応をせずに接合界面が明瞭で、且つ、接合界面に隙間が発生せずに接合界面の密着性の高い、良好なクラッド金属板を得ることができる。これにより、融点が低い第２金属溶湯４Ｂを、第２金属溶湯４Ｂの液相線より高くとも液相線に近い温度でも注湯できるので、第２金属溶湯４Ｂがガスを吸収しないで健全性を保ち、且つ、第２金属溶湯４Ｂが急冷凝固されて微細な組織を形成するので、できたクラッド金属板の延性が優れている。この場合、融点が高い第１金属溶湯４Ａへの、及び、両ロール１、２への、熱負荷も、小さくなる。よって、装置の冷却機能への負担を減らすことができる。
【００７６】
更に、第１スクレイパー５Ａの表面が保護材料５３２、５３３で覆われているので、上記作動においては、第１金属溶湯４Ａ及び第２金属溶湯４Ｂの温度低下が防止され、また、第１金属溶湯４Ａ及び第２金属溶湯４Ｂが第１スクレイパー５Ａの表面に固着してしまうのが防止される。したがって、装置１０Ｃによれば、この点からも、第１スクレイパー５Ａの上述した機能を、より良好に発揮でき、しかも、金属板４０Ｃの生産効率を向上できる。
【００７７】
［第４実施形態］
図９は、本発明の金属板製造装置の第４実施形態を示す正面断面概略図である。この装置１０Ｄは、２種又は３種の金属溶湯から３層のクラッド金属板を製造するための装置であり、双ロール法を採用している。
【００７８】
装置１０Ｄは、第１ロール１、第２ロール２、第１プール３Ａ、第２プール３Ｂ、及び第３プール３Ｃを、備えている。
【００７９】
第１ロール１は、第１実施形態の第１ロール１と同じ構成を有している。
【００８０】
第２ロール２は、第３実施形態の第２ロール２と同じ構成を有している。
【００８１】
第１プール３Ａは、第１実施形態の第１プール３Ａと同じ構成を有している。
【００８２】
第２プール３Ｂは、金属溶湯を貯めることができように、第１スクレイパー５Ａと、両サイド部材３２と、第１スクレイパー５Ａより第１ロール１の回転方向（矢印Ｒ１方向）前方に設けられた第２前プレート（以下「第２スクレイパー」と称する）５Ｂと、第１ロール１の表面１１と、第２ロール２の表面２１と、で囲まれている。
【００８３】
第３プール３Ｃは、金属溶湯を貯めることができように、第２ロール２の表面２１と、第２スクレイパー５Ｂと、両サイド部材３２と、で囲まれている。
【００８４】
第１スクレイパー５Ａは、第１実施形態の第１スクレイパー５Ａと同じ構成を有している。
【００８５】
第２スクレイパー５Ｂは、第２プール３Ｂの前壁と第３プール３Ｃの後壁とを兼ねており、プレートを加工して設けられている。第１スクレイパー５Ｂは、図９の断面図に示したように、ここでは、断面が、折り曲げ形態を有しているが、直線又は円弧状の形態を有していてもよい。第２スクレイパー５Ｂは、その先端が鈍角に折れ曲がっており、折れ曲がった箇所から先端が、先端部５１Ｂになっている。そして、第１スクレイパー５Ｂは、先端部５１Ｂと第２ロール１の表面２１との間の距離ＨＢが変わり得るように、可動に設けられている。具体的には、第２スクレイパー５Ｂは、基端部５２Ｂにて、水平軸５２１Ｂ回り（矢印Ｙ方向）に回動自在に支持されており、これにより、距離ＨＢが可変となっている。また、第２スクレイパー５Ｂは、距離ＨＢが小さくなる方向（矢印Ｙ２方向）に回動するように、常時付勢されている。具体的には、第２スクレイパー５Ｂの基端部５２Ｂには、紐６１Ｂを介して所定重量の錘６Ｂが連結されており、第２スクレイパー５Ｂは、錘６Ｂによって、矢印Ｙ２方向に回動するように、常時、一定の力で引っ張られている。これにより、第２スクレイパー５Ｂの先端部５１Ｂは、第２ロール２の表面２１に向かって、常時、一定の力で付勢されている。なお、この一定の力とは、第３プール３Ｃに注湯される金属溶湯の半凝固状態における硬さに相当する力であり、金属層の半凝固状態表面の固相率の低い部分を掻き取りながら金属層を平坦に均す程度の力である。第２スクレイパー５Ｂに対する付勢は、装置を簡易に構成できるので、錘の力で行っているが、油圧など、他の機構を採用してもよい。
【００８６】
第２スクレイパー５Ｂの先端部５１Ｂが、上記金属層に面接触するためには、第１実施形態の第１スクレイパー５Ａと同様に、第２ロール２と先端部５１Ｂの裏面（ロール側の面）とのなす角度は、３０度未満であることが必要であり、より好ましくは角度が０、すなわち平行である。また、先端部５１Ｂの長さは、５ｍｍ以上３０ｍｍ以下がよく、１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下が好ましい。これは、先端部５１Ｂの長さが短すぎれば、面接触の効果が弱くなり、長すぎれば、伸びた先端部の上に凝固物が堆積する恐れがあるためである。先端部５１Ｂの裏面は、平面が好ましいが、平面性を実質的に損なわない範囲で曲率半径の大きな凸面になっていてもよい。
【００８７】
また、第２スクレイパー５Ｂは、第１スクレイパー５Ａ（図３）と同様に、芯材５３１の表面が２種類の保護材料５３２、５３３で二重に覆われた構成を、採用している。
【００８８】
後部材３１は、第１実施形態の後部材３１と同じ構成を有している。
【００８９】
両サイド部材３２は、第１実施形態の両サイド部材３２と同じ構成を有しているが、第２プール３Ｂ及び第３プール３Ｃの、両側壁も構成できるように、拡張して設けられている。又は、第１実施形態で具体例を示したような、鍔付きの第１ロール１を採用してもよい。
【００９０】
次に、上記構成の装置１０Ｄの作動について、図１０を参照しながら、説明する。なお、図１０では、両サイド部材３２の図示を省略している。また、第２プール３Ｂに注湯する第２金属溶湯４Ｂの融点は、第１プール３Ａに注湯する第１金属溶湯４Ａの融点以下であり、また、第３プール３Ｃに注湯する第３金属溶湯４Ｃの融点は、第２金属溶湯４Ｂの融点以上である。第１金属溶湯４Ａと第３金属溶湯４Ｃとは、同じでもよい。
【００９１】
まず、第１プール３Ａに第１金属溶湯４Ａを注湯しながら（第１注湯工程）、及び、第２プール３Ｂに第２金属溶湯４Ｂを注湯しながら（第２注湯工程）、及び、第３プール３Ｃに第３金属溶湯４Ｃを注湯しながら（第３注湯工程）、装置１０Ｃを起動させる。そうすると、第１ロール１と第２ロール２が、所定速度で回転するとともに冷却機能が作動する。これにより、第１ロール１が、その表面１１に接触している第１プール３Ａ内の第１金属溶湯４Ａを冷却して半凝固状態乃至凝固状態の第１金属層４１を形成しながら第１金属層４１を伴って回転し（第１冷却工程）、また、第２ロール２が、その表面２１に接触している第３プール３Ｃ内の第３金属溶湯４Ｃを冷却して半凝固状態乃至凝固状態の第３金属層４３を形成しながら第３金属層４３を伴って回転する（第２冷却工程）。なお、第１金属層４１は、第１ロール１の表面１１側から、凝固状態へと変化していき、また、第３金属層４３は、第２ロール２の表面２１側から、凝固状態へと変化していく。また、第１ロール１における後部材３１の下端縁３１１から第１スクレイパー５Ａの先端部５１Ａまでの円周距離Ｌ１（図９）は、半凝固状態表面を有する第１金属層４１が形成され得る距離に、設定されており、また、第２ロール２における第３プール３Ｃの液面から両ロール１、２のキス点までの円周距離Ｌ３は、半凝固状態表面を有する第３金属層４３が形成され得る距離に、設定されている。
【００９２】
そして、第１金属層４１が、第１ロール１の回転に伴って移動して第１スクレイパー５Ａを越えると、第２プール３Ｂ内の第２金属溶湯４Ｂが、第１金属層４１に接触して、第１金属層４１を金属結合可能な温度まで加熱するとともに、第２金属溶湯４Ｂ自体は冷却される。これにより、第１金属層４１表面には、第２金属溶湯４Ｂの半凝固状態の第２金属層４２１が形成され、第２金属層４２１は、第１ロール１の回転に伴って、第１金属層４１と共に移動する。一方、第３金属層４３が、第２ロール２の回転に伴って移動して第２スクレイパー５Ｂを越えると、第２プール３Ｂ内の第２金属溶湯４Ｂが、第３金属層４３に接触して、第３金属層４３を金属結合可能な温度まで加熱するとともに、第２金属溶湯４Ｂ自体は冷却される。これにより、第３金属層４３表面には、第２金属溶湯４Ｂの半凝固状態の第２金属層４２２が形成され、第２金属層４２２は、第２ロール２の回転に伴って、第３金属層４３と共に移動する。なお、第１ロール１における第１スクレイパー５Ａの先端部５１Ａから両ロール１、２のキス点までの円周距離Ｌ２は、半凝固状態の第２金属層４２１、４２２が形成され得る距離に、設定されている。
【００９３】
そして、両ロール１、２の回転に伴って、第２金属層４２１と第２金属層４２２とが接触していき、第１金属層４１と第２金属層４２１と第２金属層４２２と第３金属層４３とが、両ロール１、２によって接合されるとともに、両ロール１、２によって更に冷却される（仕上げ工程）。
【００９４】
これにより、第１金属溶湯４Ａが完全凝固してなる第１金属層４０１と、第２金属溶湯４Ｂが完全凝固してなる第２金属層４０２と、第３金属溶湯４Ｃが完全凝固してなる第３金属層４０３と、が接合してなるクラッド金属板４０Ｄが、得られる。
【００９５】
ところで、第１金属層４１が第１スクレイパー５Ａを越える時には、第１スクレイパー５Ａの先端部５１Ａが第１金属層４１の表面に一定の力で面的に当接し続ける（第１スクレイピング工程）。これにより、第１金属層４１の半凝固状態表面が掻き取られながら均されるとともに、第１金属層４１が一定の厚さに調整される。したがって、第２金属層４２１は、第１金属層４１の平坦な表面に、形成されることとなる。
【００９６】
一方、第３金属層４３が第２スクレイパー５Ｂを越える時には、第２スクレイパー５Ｂの先端部５１Ｂが第３金属層４３の表面に一定の力で当接し続ける（第２スクレイピング工程）。これにより、第３金属層４３の半凝固状態表面が掻き取られながら均されるとともに、第３金属層４３が一定の厚さに調整される。したがって、第２金属層４２２は、第３金属層４３の平坦な表面に、形成されることとなる。このとき、仕上げ工程における接合性が向上するので、第１金属層４１及び第３金属層４３の半凝固状態表面の固相率の低い部分を掻き取り、両金属層４１、４３の半凝固状態表面を、流動性が低い半凝固状態にしておくのがよい。
【００９７】
したがって、装置１０Ｄによれば、第１金属層４０１と第２金属層４０２と第３金属層４０３との各界面が明瞭であり、且つ、第１金属層４０１、第２金属層４０２、及び第３金属層４０３の、厚さ分布が略均一な、３層のクラッド金属板４０Ｄを、得ることができる。
しかも、金属層間の界面が明瞭であるので、第２金属溶湯４Ｂの融点が第１金属溶湯４Ａ及び第３金属溶湯４Ｃの融点以下であっても、良品のクラッド金属板を得ることができる。
【００９８】
また、第２スクレイパー５Ｂの先端部５１Ｂは、上記作動においては、第３金属層４３の表面に面接触する。それ故、先端部５１Ｂは、第３金属層４３の表面に確実に当接する。したがって、装置１０Ｄによれば、第２スクレイパー５Ｂの上述した機能を、より良好に発揮できる。
【００９９】
更に、第１スクレイパー５Ａへの付勢力を調節することによって、第１金属層４１及び第３金属層４３の半凝固状態部分の固相率を調節して、両金属層の半凝固状態表面を流動性が低い半凝固状態にしておくことにより、融点が低い第２金属溶湯４Ｂの注湯温度を、融点が高い第１金属溶湯４Ａ及び第３金属溶湯４Ｃの液相線温度より低くした場合においても、金属溶等同士が混合や反応をせずに接合界面が明瞭で、且つ、接合界面に隙間が発生せずに接合界面の密着性の高い、良好なクラッド金属板を得ることができる。これにより、融点が低い第２金属溶湯４Ｂを、第２金属溶湯４Ｂの液相線より高くとも液相線に近い温度でも注湯できるので、第２金属溶湯４Ｂがガスを吸収しないで健全性を保ち、且つ、第２金属溶湯４Ｂが急冷凝固されて微細な組織を形成するので、できたクラッド金属板の延性が優れている。この場合、融点が高い第１金属溶湯４Ａ及び第３金属溶湯４Ｃへの、及び、両ロール１、２への、熱負荷も、小さくなる。よって、装置の冷却機能への負担を減らすことができる。
【０１００】
更に、第２スクレイパー５Ｂの表面が保護材料５３２、５３３で覆われているので、上記作動においては、第２金属溶湯４Ｂ及び第３金属溶湯４Ｃの温度低下が防止され、また、第２金属溶湯４Ｂ及び第３金属溶湯４Ｃが第２スクレイパー５Ｂの表面に固着してしまうのが防止される。したがって、装置１０Ｄによれば、この点からも、第２スクレイパー５Ｂの上述した機能を、より良好に発揮でき、しかも、金属板４０Ｄの生産効率を向上できる。
【０１０１】
なお、第１スクレイパー５Ａによるその他の作用効果は、第３実施形態の場合と同じである。
【０１０２】
［第５実施形態］
図１１は、本発明の金属板製造装置の第５実施形態を示す正面断面概略図である。この装置１０Ｅは、３種又は４種の金属溶湯から４層のクラッド金属板を製造するための装置であり、双ロール法を採用している。
【０１０３】
装置１０Ｅは、第１ロール１、第２ロール２、第１プール３Ａ、第２プール３Ｂ、第３プール３Ｃ、及び第４プール３Ｄを、備えている。
【０１０４】
第１ロール１は、第１実施形態の第１ロール１と同じ構成を有している。
【０１０５】
第２ロール２は、第３実施形態の第２ロール２と同じ構成を有している。
【０１０６】
第１プール３Ａは、第１実施形態の第１プール３Ａと同じ構成を有している。
【０１０７】
第２プール３Ｂは、金属溶湯を貯めることができように、第１スクレイパー５Ａと、両サイド部材３２と、第１スクレイパー５Ａより第１ロール１の回転方向（矢印Ｒ１方向）前方に設けられた第２前プレート（以下「第２スクレイパー」と称する）５Ｂと、第１ロール１の表面１１と、で囲まれている。
【０１０８】
第３プール３Ｃは、金属溶湯を貯めることができように、第２スクレイパー５Ｂと、両サイド部材３２と、第２スクレイパー５Ｂより第１ロール１の回転方向（矢印Ｒ１方向）前方に設けられた第３前プレート（以下「第３スクレイパー」と称する）５Ｃと、第１ロール１の表面１１と、第２ロール２の表面２１と、で囲まれている。
【０１０９】
第４プール３Ｄは、金属溶湯を貯めることができように、第２ロール２の表面２１と、第３スクレイパー５Ｃと、両サイド部材３２と、で囲まれている。
【０１１０】
第１スクレイパー５Ａは、第１実施形態の第１スクレイパー５Ａと同じ構成を有している。
【０１１１】
第２スクレイパー５Ｂは、第１スクレイパー５Ａと同じ構成を有している。
【０１１２】
第３スクレイパー５Ｃは、第４実施形態の第２スクレイパー５Ｂと同じ構成を有している。なお、第３スクレイパー５Ｃには、紐６１Ｃを介して錘６Ｃが連結されている。
【０１１３】
後部材３１は、第１実施形態の後部材３１と同じ構成を有している。
【０１１４】
両サイド部材３２は、第１実施形態の両サイド部材３２と同じ構成を有しているが、第２プール３Ｂ、第３プール３Ｃ、及び第４プール３Ｄの、両側壁も構成できるように、拡張して設けられている。又は、第１実施形態で具体例を示したような、鍔付きの第１ロール１を採用してもよい。
【０１１５】
上記構成の装置１０Ｅは、次のように作動する。なお、第２プール３Ｂに注湯する第２金属溶湯４Ｂの融点は、第１プール３Ａに注湯する第１金属溶湯４Ａの融点以下であり、また、第３プール３Ｃに注湯する第３金属溶湯４Ｃの融点は、第２金属溶湯４Ｂの融点以下であり、第４プール３Ｄに注湯する第４金属溶湯４Ｄの融点は、第３金属溶湯４Ｃの融点以上である。第１金属溶湯４Ａと第４金属溶湯４Ｄとは、同じでもよい。
【０１１６】
まず、第１プール３Ａに第１金属溶湯４Ａを注湯しながら、及び、第２プール３Ｂに第２金属溶湯４Ｂを注湯しながら、及び、第３プール３Ｃに第３金属溶湯４Ｃを注湯しながら、及び、第４プール３Ｄに第４金属溶湯４Ｄを注湯しながら、装置１０Ｅを起動させる。そうすると、第１ロール１と第２ロール２が、所定速度で回転するとともに、冷却機能が作動する。これにより、第１ロール１が、その表面１１に接触している第１プール３Ａ内の第１金属溶湯４Ａを冷却して半凝固状態乃至凝固状態の第１金属層４１を形成しながら第１金属層４１を伴って回転し、また、第２ロール２が、その表面２１に接触している第４プール３Ｄ内の第４金属溶湯４Ｄを冷却して半凝固状態乃至凝固状態の第４金属層４４を形成しながら第４金属層４４を伴って回転する。なお、第１金属層４１は、第１ロール１の表面１１側から、凝固状態へと変化していき、また、第４金属層４４は、第２ロール２の表面２１側から、凝固状態へと変化していく。また、第１ロール１における後部材３１の下端縁３１１から第１スクレイパー５Ａの先端部５１Ａまでの円周距離Ｌ１（図１１）は、半凝固状態表面を有する第１金属層４１が形成され得る距離に、設定されており、また、第２ロール２における第４プール３Ｄの液面から両ロール１、２のキス点までの円周距離Ｌ４は、半凝固状態表面を有する第４金属層４４が形成され得る距離に、設定されている。
【０１１７】
そして、第１金属層４１が、第１ロール１の回転に伴って移動して第１スクレイパー５Ａを越えると、第２プール３Ｂ内の第２金属溶湯４Ｂが、第１金属層４１に接触して、第１金属層４１を金属結合可能な温度まで加熱するとともに、第２金属溶湯４Ｂ自体は冷却される。これにより、第１金属層４１表面には、第２金属溶湯４Ｂの半凝固状態の第２金属層４２が形成され、第２金属層４２は、第１ロール１の回転に伴って、第１金属層４１と共に移動する。なお、第１ロール１における第１スクレイパー５Ａの先端部５１Ａから第２スクレイパー５Ｂの先端部５１Ｂまでの円周距離Ｌ２（図１１）は、半凝固状態の第２金属層４２が形成され得る距離に、設定されている。
【０１１８】
そして、第２金属層４２が、第１ロール１の回転に伴って移動して第２スクレイパー５Ｂを越えると、第３プール３Ｃ内の第３金属溶湯４Ｃが、第２金属層４２に接触して、第２金属層４２を金属結合可能な温度まで加熱するとともに、第３金属溶湯４Ｃ自体は冷却される。これにより、第２金属層４２表面には、第３金属溶湯４Ｃの半凝固状態の第３金属層４３１が形成され、第３金属層４３１は、第１ロール１の回転に伴って、第２金属層４２と共に移動する。
【０１１９】
一方、第４金属層４４が、第２ロール２の回転に伴って移動して第３スクレイパー５Ｃを越えると、第３プール３Ｃ内の第３金属溶湯４Ｃが、第４金属層４４に接触して、第４金属層４４を金属結合可能な温度まで加熱するとともに、第３金属溶湯４Ｃ自体は冷却される。これにより、第４金属層４４表面には、第３金属溶湯４Ｃの半凝固状態の第３金属層４３２が形成され、第３金属層４３２は、第２ロール２の回転に伴って、第４金属層４４と共に移動する。なお、第１ロール１における第２スクレイパー５Ｂの先端部５１Ｂから両ロール１、２のキス点までの円周距離Ｌ３（図９）は、半凝固状態の第３金属層４３１、４３２が形成され得る距離に、設定されている。
【０１２０】
そして、両ロール１、２の回転に伴って、第３金属層４３１と第３金属層４３２とが接触していき、第１金属層４１と第２金属層４２と第３金属層４３１と第３金属層４３２と第４金属層４４とが、両ロール１、２によって接合されるとともに、両ロール１、２によって更に冷却される。
【０１２１】
これにより、第１金属溶湯４Ａが完全凝固してなる第１金属層４０１と、第２金属溶湯４Ｂが完全凝固してなる第２金属層４０２と、第３金属溶湯４Ｃが完全凝固してなる第３金属層４０３と、第４金属溶湯４Ｄが完全凝固してなる第４金属層４０４と、が接合してなるクラッド金属板４０Ｅが、得られる。
【０１２２】
ところで、第１金属層４１が第１スクレイパー５Ａを越える時には、第１スクレイパー５Ａの先端部５１Ａが第１金属層４１の表面に一定の力で面的に当接し続ける。これにより、第１金属層４１の半凝固状態表面が掻き取られながら均されるとともに、第１金属層４１が一定の厚さに調整される。したがって、第２金属層４２は、第１金属層４１の平坦な表面に、形成されることとなる。
【０１２３】
また、第２金属層４２が第２スクレイパー５Ｂを越える時には、第２スクレイパー５Ｂの先端部５１Ｂが第２金属層４２の表面に一定の力で面的に当接し続ける。これにより、第２金属層４２の半凝固状態表面が掻き取られながら均されるとともに、第２金属層４２が一定の厚さに調整される。したがって、第３金属層４３１は、第２金属層４２の平坦な表面に、形成されることとなる。
【０１２４】
一方、第４金属層４４が第３スクレイパー５Ｃを越える時には、第３スクレイパー５Ｃの先端部５１Ｃが第４金属層４４の表面に一定の力で面的に当接し続ける。これにより、第４金属層４４の半凝固状態表面が掻き取られながら均されるとともに、第４金属層４４が一定の厚さに調整される。したがって、第３金属層４３２は、第４金属層４４の平坦な表面に、形成されることとなる。
【０１２５】
したがって、装置１０Ｅによれば、第１金属層４０１と第２金属層４０２と第３金属層４０３と第４金属層４０４の各界面が明瞭であり、且つ、第１金属層４０１、第２金属層４０２、第３金属層４０３、及び第４金属層４０４の、厚さ分布が略均一な、４層のクラッド金属板４０Ｅを、得ることができる。
【０１２６】
なお、第１スクレイパー５Ａ及び第２スクレイパー５Ｂは、上記実施形態の第１スクレイパー５Ａと同様の作用効果を発揮する。また、第３スクレイパー５Ｃは、第４実施形態の第２スクレイパー５Ｂと同様の作用効果を発揮する。
【０１２７】
［第６実施形態］
図１２は、本発明の金属板製造装置の第６実施形態を示す正面断面概略図である。この装置１０Ｆは、２種又は３種の金属溶湯から３層のクラッド金属板を製造するための装置であり、双ロール法を採用している。
【０１２８】
装置１０Ｆは、第１ロール１、第２ロール２、第１プール３Ａ、第２プール３Ｂ、及び第３プール３Ｃを、備えている。
【０１２９】
第１ロール１及び第２ロール２は、同じ大きさを有しており、水平方向において対向して配置されている。第１ロール１は、図において時計回りに（矢印Ｒ１方向に）回転するように、設けられており、第２ロール２は、図において反時計回りに（矢印Ｒ２方向に）回転するように、設けられている。
【０１３０】
第１ロール１は、その表面１１に接触した金属溶湯を冷却するための冷却機構（図示せず）を有しており、その表面１１に接触した金属溶湯を冷却しながら回転するようになっている。したがって、第１ロール１は、金属溶湯の半凝固状態乃至凝固状態の金属層を形成しながらその金属層を伴って回転し、回転しながらその金属層を完全凝固させるようになっている。冷却機構は、例えば、冷却水がロール内部を循環することにより冷却機能を発揮する「水冷式」が、好ましい。第２ロール２も、第１ロール１と同じ構成及び機能を有している。
【０１３１】
第１プール３Ａは、金属溶湯を貯めることができるように、第１ロール１の表面１１と、第１ロール１の回転方向（矢印Ｒ１方向）前方に位置する第１前プレート（以下「第１スクレイパー」と称する）５Ａと、第１ロール１の回転方向後方に位置する後部材３１Ａと、両サイド部材（図示せず）と、で囲まれている。
【０１３２】
後部材３１Ａは、第１実施形態の後部材３１と同じ構成を有している。
【０１３３】
第１スクレイパー５Ａは、第１実施形態の第１スクレイパー５Ａと同じ構成を有している。
【０１３４】
第３プール３Ｃは、金属溶湯を貯めることができるように、第２ロール２の表面２１と、第２ロール２の回転方向（矢印Ｒ２方向）前方に位置する第２前プレート（以下「第２スクレイパー」と称する）５Ｂと、第２ロール２の回転方向後方に位置する後部材３１Ｂと、両サイド部材（図示せず）と、で囲まれている。第３プール３Ｃは、第１プール３Ａに対して、左右対象の構造を有している。なお、第２スクレイパー５Ｂは、第４実施形態の第２スクレイパー５Ｂと同じである。
【０１３５】
第２プール３Ｂは、金属溶湯を貯めることができるように、第１ロール１の表面１１と、第２ロール２の表面２１と、第１スクレイパー５Ａと、第２スクレイパー５Ｂと、両サイド部材（図示せず）と、で囲まれている。
【０１３６】
両サイド部材は、第１実施形態の両サイド部材３２と同じ構成を有しているが、第２プール３Ｂ、及び第３プール３Ｃの、両側壁も構成できるように、拡張して設けられている。
【０１３７】
上記構成の装置１０Ｆは、次のように作動する。なお、第２プール３Ｂに注湯する第２金属溶湯４Ｂの融点は、第１プール３Ａに注湯する第１金属溶湯４Ａの融点以下であり、また、第３プール３Ｃに注湯する第３金属溶湯４Ｃの融点は、第２金属溶湯４Ｂの融点以上である。第１金属溶湯４Ａと第３金属溶湯４Ｃとは、同じでもよい。
【０１３８】
まず、第１プール３Ａに第１金属溶湯４Ａを注湯しながら、及び、第２プール３Ｂに第２金属溶湯４Ｂを注湯しながら、及び、第３プール３Ｃに第３金属溶湯４Ｃを注湯しながら、装置１０Ｆを起動させる。そうすると、第１ロール１と第２ロール２が、所定速度で回転するとともに、冷却機能が作動する。これにより、第１ロール１が、その表面１１に接触している第１プール３Ａ内の第１金属溶湯４Ａを冷却して半凝固状態乃至凝固状態の第１金属層４１を形成しながら第１金属層４１を伴って回転し、また、第２ロール２が、その表面２１に接触している第３プール３Ｃ内の第３金属溶湯４Ｃを冷却して半凝固状態乃至凝固状態の第３金属層４３を形成しながら第３金属層４３を伴って回転する。なお、第１金属層４１は、第１ロール１の表面１１側から、凝固状態へと変化していき、また、第３金属層４３は、第２ロール２の表面２１側から、凝固状態へと変化していく。また、第１ロール１における後部材３１Ａの下端縁３１１Ａから第１スクレイパー５Ａの先端部５１Ａまでの円周距離Ｌ１（図１２）は、半凝固状態表面を有する第１金属層４１が形成され得る距離に、設定されており、また、第２ロール２における後部材３１Ｂの下端縁３１１Ｂから第２スクレイパー５Ｂの先端部５１Ｂまでの円周距離Ｌ３（図１２）は、半凝固状態表面を有する第３金属層４３が形成され得る距離に、設定されている。
【０１３９】
そして、第１金属層４１が、第１ロール１の回転に伴って移動して第１スクレイパー５Ａを越えると、第２プール３Ｂ内の第２金属溶湯４Ｂが、第１金属層４１に接触して、第１金属層４１を金属結合可能な温度まで加熱するとともに、第２金属溶湯４Ｂ自体は冷却される。一方、第３金属層４３が、第２ロール２の回転に伴って移動して第２スクレイパー５Ｂを越えると、第２プール３Ｂ内の第２金属溶湯４Ｂが、第３金属層４３に接触して、第３金属層４３を金属結合可能な温度まで加熱するとともに、第２金属溶湯４Ｂ自体は冷却される。これにより、第１金属層４１と第３金属層４３との間に、第２金属溶湯４Ｂの半凝固状態の第２金属層４２が形成される。なお、第１ロール１における第１スクレイパー５Ａの先端部５１Ａから両ロール１、２のキス点までの円周距離Ｌ２は、半凝固状態の第２金属層４２が形成され得る距離に、設定されている。第２ロール２における円周距離Ｌ２も同じである。
【０１４０】
そして、第２金属層４２は、両ロール１、２の回転に伴って、第１金属層４１及び第３金属層４３と共に移動していき、第１金属層４１と第２金属層４２と第３金属層４３とが、両ロール１、２によって接合されるとともに、両ロール１、２によって更に冷却される。
【０１４１】
これにより、第１金属溶湯４Ａが完全凝固してなる第１金属層４０１と、第２金属溶湯４Ｂが完全凝固してなる第２金属層４０２と、第３金属溶湯４Ｃが完全凝固してなる第３金属層４０３と、が接合してなるクラッド金属板４０Ｆが、得られる。
【０１４２】
ところで、第１金属層４１が第１スクレイパー５Ａを越える時には、第１スクレイパー５Ａの先端部５１Ａが第１金属層４１の表面に一定の力で面的に当接し続ける。これにより、第１金属層４１の半凝固状態表面が掻き取られながら均されるとともに、第１金属層４１が一定の厚さに調整される。したがって、第２金属層４２は、第１金属層４１の平坦な表面に、形成されることとなる。
【０１４３】
また、第３金属層４３が第２スクレイパー５Ｂを越える時には、第２スクレイパー５Ｂの先端部５１Ｂが第３金属層４３の表面に一定の力で面的に当接し続ける。これにより、第３金属層４３の半凝固状態表面が掻き取られながら均されるとともに、第３金属層４３が一定の厚さに調整される。したがって、第２金属層４２は、第３金属層４３の平坦な表面に、形成されることとなる。
【０１４４】
したがって、装置１０Ｆによれば、第１金属層４０１と第２金属層４０２と第３金属層４０３との各界面が明瞭であり、且つ、第１金属層４０１、第２金属層４０２、及び第３金属層４０３の、厚さ分布が略均一な、３層のクラッド金属板４０Ｆを、得ることができる。
【０１４５】
［第７実施形態］
図１３は、本発明の金属板製造装置の第７実施形態を示す正面断面概略図である。この装置１０Ｇは、３種又は４種の金属溶湯から５層のクラッド金属板を製造するための装置である。
【０１４６】
装置１０Ｇは、第１ロール１、第２ロール２、第１プール３Ａ、第２プール３Ｂ、及び第３プール３Ｃを、備えた下装置部ＦＡと、第３ロール６、第４ロール７、及び第４プール３Ｄを、備えた上装置部ＦＢと、を備えている。
【０１４７】
下装置部ＦＡは、第６実施形態の装置１０Ｆと同じ構成を有している。
【０１４８】
上装置部ＦＢにおいて、第３ロール６及び第４ロール７は、同じ大きさを有しているが、そうでなくてもよく、また、水平方向において対向して配置されているが、そうでなくてもよい。第３ロール６は、図において時計回りに（矢印Ｒ１方向に）回転するように、設けられており、第４ロール７は、図において反時計回りに（矢印Ｒ２方向に）回転するように、設けられている。第３ロール６及び第４ロール７は、両ロール６、７の間の間隙８１が下装置部ＦＡの第２ロール２の幅方向中央の真上に位置するように、配置されているが、ガイド等を使用することにより、そのように真上に配置しなくてもよい。
【０１４９】
第３ロール６は、その表面６１に接触した金属溶湯を冷却するための冷却機構（図示せず）を有しており、その表面６１に接触した金属溶湯を冷却しながら回転するようになっている。したがって、第３ロール６は、金属溶湯の半凝固状態乃至凝固状態の金属層を形成しながらその金属層を伴って回転し、回転しながらその金属層を完全凝固させるようになっている。冷却機構は、例えば、冷却水がロール内部を循環することにより冷却機能を発揮する「水冷式」が、好ましい。第４ロール７も、第３ロール６と同じ構成及び機能を有している。
【０１５０】
第４プール３Ｄは、金属溶湯を貯めることができるように、第３ロール６の表面６１と、第４ロール７の表面７１と、両サイド部材（図示せず）と、で囲まれている。
【０１５１】
上記構成の装置１０Ｇは、次のように作動する。なお、第２プール３Ｂに注湯する第２金属溶湯４Ｂの融点は、第１プール３Ａに注湯する第１金属溶湯４Ａの融点以下であり、また、第３プール３Ｃに注湯する第３金属溶湯４Ｃの融点は、第２金属溶湯４Ｂの融点以上であり、第４プール３Ｄに注湯する第４金属溶湯４Ｄの融点は、第２金属溶湯４Ｂの融点以上である。第１金属溶湯４Ａと第３金属溶湯４Ｃと第４金属溶湯４Ｄは、同じでもよい。
【０１５２】
まず、第１プール３Ａに第１金属溶湯４Ａを注湯しながら、及び、第２プール３Ｂに第２金属溶湯４Ｂを注湯しながら、及び、第３プール３Ｃに第３金属溶湯４Ｃを注湯しながら、及び、第４プール４Ｃに第４金属溶湯４Ｄを注湯しながら、装置１０Ｇを起動させる。そうすると、全ロール１、２、６、７が、各々所定速度で回転するとともに、冷却機能が作動する。これにより、第１ロール１が、その表面１１に接触している第１プール３Ａ内の第１金属溶湯４Ａを冷却して半凝固状態乃至凝固状態の第１金属層４１を形成しながら第１金属層４１を伴って回転し、また、第２ロール２が、その表面２１に接触している第３プール３Ｃ内の第３金属溶湯４Ｃを冷却して半凝固状態乃至凝固状態の第３金属層４３を形成しながら第３金属層４３を伴って回転する。また、一方では、第３ロール６及び第４ロール７が、その表面６１、７１に接触している第４プール３Ｄ内の第４金属溶湯４Ｄを冷却して半凝固状態の第４金属層４４を形成しながら第４金属層４４を伴って回転する。なお、両ロール６、７における第３プール３Ｃの液面から両ロール６、７のキス点までの円周距離Ｌ４は、半凝固状態の第４金属層４４が形成され得る距離に、設定されている。そして、第４金属層４４は、両ロール６、７によって接合される。
【０１５３】
一方、第１金属層４１が、第１ロール１の回転に伴って移動して第１スクレイパー５Ａを越えると、第２プール３Ｂ内の第２金属溶湯４Ｂが、第１金属層４１に接触して、第１金属層４１を金属結合可能な温度まで加熱するとともに、第２金属溶湯４Ｂ自体は冷却される。これにより、半凝固状態の第２金属層４２１が、形成され、第１ロール１の回転に伴って、第１金属層４１と共に移動する。
【０１５４】
また、第３金属層４３が、第２ロール２の回転に伴って移動して第２スクレイパー５Ｂを越えると、第３プール３Ｃ内の第３金属溶湯４Ｃが、第３金属層４３に接触して、第３金属層４３を金属結合可能な温度まで加熱するとともに、第２金属溶湯４Ｂ自体は冷却される。これにより、半凝固状態の第２金属層４２２が、形成され、第２ロール２の回転に伴って、第３金属層４３と共に移動する。
【０１５５】
一方、第４金属層４４が、両ロール６、７の回転に伴って下方に移動し、第２プール３Ｂ内を通過して、第２金属層４２１と第２金属層４２２との間に至る。
【０１５６】
そして、第４金属層４４が、第２金属層４２１と第２金属層４２２とを金属結合可能な温度まで加熱するとともに、第４金属層４４自体は冷却される。これにより、第１金属層４１と第２金属層４２１と第４金属層４４と第２金属層４２２と第３金属層４３とが、共に移動していき、両ロール１、２によって接合されるとともに、両ロール１、２によって更に冷却される。
【０１５７】
これにより、第１金属溶湯４Ａが完全凝固してなる第１金属層４０１と、第２金属溶湯４Ｂが完全凝固してなる第２金属層４０２と、第４金属溶湯４Ｄが完全凝固してなる第３金属層４０３と、第２金属溶湯４Ｂが完全凝固してなる第４金属層４０４と、第３金属溶湯４Ｃが完全凝固してなる第５金属層４０５と、が接合してなるクラッド金属板４０Ｇが、得られる。
【０１５８】
ところで、第１金属層４１が第１スクレイパー５Ａを越える時には、第１スクレイパー５Ａの先端部５１Ａが第１金属層４１の表面に一定の力で面的に当接し続ける。これにより、第１金属層４１の半凝固状態表面が掻き取られながら均されるとともに、第１金属層４１が一定の厚さに調整される。したがって、第２金属層４２１は、第１金属層４１の平坦な表面に、形成されることとなる。
【０１５９】
また、第３金属層４３が第２スクレイパー５Ｂを越える時には、第２スクレイパー５Ｂの先端部５１Ｂが第３金属層４３の表面に一定の力で面的に当接し続ける。これにより、第３金属層４３の半凝固状態表面が掻き取られながら均されるとともに、第３金属層４３が一定の厚さに調整される。したがって、第２金属層４２２は、第３金属層４３の平坦な表面に、形成されることとなる。
【０１６０】
したがって、装置１０Ｇによれば、第１金属層４０１と第２金属層４０２と第３金属層４０３と第４金属層４０４と第５金属層４０５との各界面が明瞭であり、且つ、第１金属層４０１、第２金属層４０２、第３金属層４０３、第４金属層４０４、及び第５金属層４０５の、厚さ分布が略均一な、５層のクラッド金属板４０Ｇを、得ることができる。
【０１６１】
［別の実施形態］
（１）スクレイパーを付勢する機構としては、錘を用いる機構に限るものではなく、例えば、油圧機構でもよい。
（２）スクレイパーは、製作が容易である故にプレートを折り曲げ加工して製作されているが、金属溶湯のプールの壁を構成することができ、且つ、先端部を設けることができれば、他の部材でもよい。
（３）スクレイパーは、芯材のみで構成されてもよい。但し、その場合のスクレイパーの材質は、金属溶湯に対して無反応性である必要がある。具体的な材料としては、アルミナファイバー、ゾノライト系ケイ酸カルシウム、ケイ酸カルシウムなどがある。
【実施例】
【０１６２】
［第１実施例］
本実施例は、図１乃至図４に示される第１実施形態に相当している。本実施例における実施条件は、次のとおりである。
【０１６３】
（実施条件）
・第１ロール１
・ロールシェル材質…ＳＳ４００
・ロール直径…１５００ｍｍ
・ロール幅Ｗ１（図２）…５０ｍｍ
・金属板冷却速度…１００℃／秒  以上
・第１金属溶湯４Ａ
・材料…６０２２合金（Ａｌ−Ｓｉ系合金）；融点６５５℃
・注湯温度…６８０℃
・第１スクレイパー５Ａ
・形態…図１の断面概略図に示したような折り曲げ形態を有したもの
・材質…鋼板を、シリカクロスで覆い、更にアルミナシリカクロスで覆ったもの
・先端部５１Ａの長さ…１．５ｃｍ
・錘６Ａ…０．５ｋｇ
・第１ロール１の回転速度（周速）…２０ｍ／分
・凝固距離Ｌ１…１１０ｍｍ
【０１６４】
なお、凝固距離Ｌ１とは、後部材３１の下端縁３１１から第１スクレイパー５Ａの先端部５１Ａまでの円周距離である。
【０１６５】
（結果）
（１）得られた薄板の表面を観察した。その結果、表面が平滑であり、且つ、板厚分布が圧延可能なほどに均一であった。
（２）得られた薄板について、「１８０度曲げ試験」及び「引張試験」を行った。
(2-1) １８０度曲げ試験
・得られた薄板を、鋳造方向（第１ロール１の回転方向）に対して０度の向きに折り曲げて、薄板の表面と裏面とについて割れの有無を調査した。その結果、いずれの面にも、割れは発見されなかった。
・得られた薄板を、上記鋳造方向に対して９０度の向きに折り曲げて、薄板の表面と裏面とについて割れの有無を調査した。その結果、いずれの面にも、割れは発見されなかった。
(2-2) 引張試験
・得られた薄板を、厚さ１ｍｍまで冷間圧延し、４３０℃で１時間焼鈍し、水焼き入れし、Ｔ４処理した。試験片形状は、７号試験片とした。「引張強さ」、「０．２％耐力」、及び「伸び」を測定した。その結果、「引張強さ」は２４８ＭＰａであり、「０．２％耐力」は１１５ＭＰａであり、「伸び」は３２％であった。これは、自動車ボディパネル材としての使用に耐え得るものであった。
【０１６６】
（変形例）
注湯温度を、６０２２合金の液相線温度６５５℃の近傍である６６５℃として、上記と同様に実施したところ、同様の結果が得られた。
【０１６７】
［第２実施例］
本実施例は、図９及び図１０に示される第４実施形態に相当している。本実施例における実施条件は、次のとおりである。
【０１６８】
（実施条件）
・第１ロール１
・ロールシェル材質…ＳＳ４００
・ロール直径…１５００ｍｍ
・ロール幅Ｗ１…５０ｍｍ
・金属板冷却速度…１００℃／秒  以上
・第２ロール２
・ロールシェル材質…銅
・ロール直径…２５０ｍｍ
・ロール幅Ｗ１…５０ｍｍ
・ばね荷重…１８Ｎ
・金属板冷却速度…１００℃／秒  以上
・第１金属溶湯４Ａ
・材料…３Ｍ０１合金（Ａｌ−Ｍｎ系合金）；
固相線温度：６２８℃、液相線温度：６５５℃
・注湯温度…７００℃
・第２金属溶湯４Ｂ
・材料…４０４５合金（Ａｌ−Ｓｉ系合金）；
固相線温度：５７７℃、液相線温度：５９０℃
・注湯温度…６１０℃
・第３金属溶湯４Ｃ
・材料…３Ｍ０１合金（Ａｌ−Ｍｎ系合金）；
固相線温度：６２８℃、液相線温度：６５５℃
・注湯温度…７５０℃
・第１スクレイパー５Ａ及び第２スクレイパー５Ｂ
・形態…図９の断面概略図に示したような折り曲げ形態を有したもの
・材質…鋼板を、シリカクロスで覆い、更にアルミナシリカクロスで覆ったもの
・先端部５１Ａ及び５１Ｂの長さ…１．５ｃｍ
・錘６Ａ…０．５ｋｇ
・錘６Ｂ…０．５ｋｇ
・第１ロール１及び第２ロール２の回転速度（周速）…２０ｍ／分
・凝固距離Ｌ１…１１０ｍｍ
・凝固距離Ｌ２…１００ｍｍ
・凝固距離Ｌ３…８０ｍｍ
【０１６９】
なお、凝固距離Ｌ１とは、後部材３１の下端縁３１１から第１スクレイパー５Ａの先端部５１Ａまでの円周距離である。凝固距離Ｌ２とは、第１スクレイパー５Ａの先端部５１Ａから両ロール１、２のキス点までの円周距離である。凝固距離Ｌ３とは、第３プール３Ｃの液面から第２スクレイパー５Ｂの先端部５１Ｂまでの円周距離である。
【０１７０】
（結果）
得られた薄板の界面を観察した。その結果、第１金属層と第２金属層と第３金属層との各界面に、金属溶湯の混合や反応は発見されなかった。すなわち、いずれの界面も、明瞭であった。
【０１７１】
注目すべきは、第２金属溶湯４Ｂの注湯温度が、第１金属溶湯４Ａ及び第３金属溶湯４Ｃの、液相線温度以下及び固相線温度以下でも、接合が可能であったことである。これは、スクレイパーで掻かれた後の第１金属層４１及び第３金属層４３の表面を、流動性の低い半凝固状態にしておいたからである。したがって、第２実施例で得られたクラッド金属板は、図１４に示されるように、第３金属層４０３と第２金属層４０２との接合面が明瞭であり、当然に、第１金属層４０１と第２金属層４０２との接合面も明瞭である。この効果は、スクレイパーが、金属層の表面を平滑にするだけでなく、金属層の表面の固相率を調節して、流動性の低い半凝固状態にしておくことによって、初めて可能になったものであり、本発明の特徴である。これに対して、スクレイパーで掻かれた後の第１金属層４１及び第３金属層４３の表面が、固相状態である場合には、図１５に示されるように、第３金属層５０３と第２金属層５０２との接合面に隙間６００ができた。
【０１７２】
（変形例）
第２金属溶湯４Ｂの注湯温度を、４０５５合金の液相線温度５９０℃の近傍である５９５℃として、上記と同様に実施したところ、同様の結果が得られた。
【０１７３】
注目すべきは、第２金属溶湯４Ｂの注湯温度が、その合金の液相線温度近傍の低い温度でも接合できたことである。このように、第２金属溶湯４Ｂの注湯温度が低いために、第２金属溶湯４Ｂがガスを吸収しないで健全性を保ち、且つ、第２金属溶湯４Ｂが急冷凝固されて微細な組織を形成するので、できたクラッド金属板の延性が向上する。また、装置の冷却機能への負担を減らすことができるという利点もある。
【産業上の利用可能性】
【０１７４】
本発明の金属板製造装置及び金属板製造方法は、単層の金属板又は複層のクラッド金属板を省工程で、安価に、製造できるので、産業上の利用価値は大である。
【符号の説明】
【０１７５】
１、２  ロール  １１、２１  表面  ３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ  プール  ３１  後部材  ３２  サイド部材  ４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ  金属溶湯  ５Ａ、５Ｂ、５Ｃ  スクレイパー  ５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ  先端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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