(57)【要約】【課題】  溶湯を供給するノズルの案内部が内圧によって破損するのを防止する。【解決手段】  溶湯供給器１２は、ノズル２０と、枠体１９を備えている。ノズル２０は、間隙を隔てて円周面が対向している一対の冷却圧延ローラ間に溶湯を供給する。枠体１９は、ノズル２０の外周面に当接してノズル２０を取り囲む。ノズル２０は、四方を閉塞して扁平な溶湯通路を形成している基部と、基部から延出するとともに一対の冷却圧延ローラに摺接することによって基部を通過した溶湯の幅方向の両端を閉塞する一対の案内部を有している。枠体１９は、案内部の外面に当接することによって、溶湯の圧力に抗する案内部の曲げ強さを補強する補強部を備えている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
間隙を隔てて円周面が対向している一対の冷却圧延ローラ間に溶湯を供給するノズルと、ノズルの外周面に当接してノズルを取り囲む枠体とを備えている溶湯供給器であり、
ノズルは、四方を閉塞して扁平な溶湯通路を形成している基部と、基部から延出するとともに一対の冷却圧延ローラに摺接することによって基部を通過した溶湯の幅方向の両端を閉塞する一対の案内部を有しており、
枠体は、案内部の外面に当接することによって、溶湯の圧力に抗する案内部の曲げ強さを補強する補強部を備えていることを特徴とする溶湯供給器。
【請求項２】
案内部の下流端を除いて下流端の近傍から基部に至るまで案内部と基部の内面に沿って伸びるとともに案内部の材料よりも熱伝導率が小さい材料で形成されている一対の内側板が付加されていることを特徴とする請求項１の溶湯供給器。
【請求項３】
枠体の補強部を冷却する手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２の溶湯供給器。
【請求項４】
「間隙を隔てて円周面が対向している一対の冷却圧延ローラ間に溶湯を供給するとともに、四方を閉塞して扁平な溶湯通路を形成している基部と、基部から延出するとともに一対の冷却圧延ローラに摺接することによって基部を通過した溶湯の幅方向の両端を閉塞する一対の案内部を有しているノズル」の外周面に当接してノズルを取り囲む枠体であり、
案内部の外面に当接することによって溶湯の圧力に抗する案内部の曲げ強さを補強する補強部を備えていることを特徴とする枠体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶湯供給器と、その溶湯供給器に用いられる枠体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
間隙を隔てて円周面が対向している一対の冷却圧延ローラ間に、溶融した金属（溶湯）を供給するノズルが知られている（例えば、特許文献１）。ノズルは、基部と一対の案内部を有している。基部は、四方を閉塞して扁平な溶湯通路を形成している。案内部は、基部から延出するとともに一対の冷却圧延ローラに摺接することによって基部を通過した金属の幅方向の両端を閉塞する。ノズルが供給した金属を一対の冷却圧延ローラが冷却することによって、金属が液相から固相に相変化する。液相から固相に相変化した金属を一対の冷却圧延ローラが圧延することによって、金属シートが連続して鋳造される。圧延することによって金属の組織が微細化され、金属シートの機械的特性が向上する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２９０８８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一対の冷却圧延ローラが圧延する荷重を高くすると、圧延された金属の組織がより微細化され、金属シートの機械的特性がより向上する。金属は、案内部を通過するときに液相から固相に相変化する。このため、圧延荷重を高くすると、ノズルの案内部に作用する内圧が高くなる。内圧が高くなると、案内部が曲げられて破損してしまう。
本発明は、その問題を解決するためになされたものであり、ノズルの案内部が内圧によって破損するのを防止する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の溶湯供給器は、ノズルと、枠体を備えている。ノズルは、間隙を隔てて円周面が対向している一対の冷却圧延ローラ間に溶湯を供給する。枠体は、ノズルの外周面に当接してノズルを取り囲む。ノズルは、四方を閉塞して扁平な溶湯通路を形成している基部と、基部から延出するとともに一対の冷却圧延ローラに摺接することによって基部を通過した溶湯の幅方向の両端を閉塞する一対の案内部を有している。枠体は、案内部の外面に当接することによって、溶湯の圧力に抗する案内部の曲げ強さを補強する補強部を備えている。
この溶湯供給器の枠体は、案内部の外面に当接することによって、溶湯の圧力に抗する案内部の曲げ強さを補強する補強部を備えている。従って、ノズルの案内部が内圧によって破損するのを防止できる。
【０００６】
上記の溶湯供給器において、案内部の下流端を除いて下流端の近傍から基部に至るまで案内部と基部の内面に沿って伸びるとともに案内部の材料よりも熱伝導率が小さい材料で形成されている一対の内側板が付加されていることが好ましい。
上記の溶湯供給器は、案内部の下流端を除いて下流端の近傍から基部に至るまで案内部と基部の内面に沿って伸びるとともに案内部の材料よりも熱伝導率が小さい材料で形成されている一対の内側板を備えている。すなわち、案内部の下流端が溶湯に対して露出している。案内部の下流端が溶湯に対して露出しており、内側板が案内部の材料よりも熱伝導率が小さい材料で形成されていることによって、温度の低下が抑制された状態の溶湯が案内部の下流端に達する。そして、案内部の下流端の溶湯に対して露出している部分を介して放熱することによって溶湯が冷却され、溶湯が液相から固相に確実に相変化する。
【０００７】
上記の溶湯供給器において枠体の補強部を冷却する手段を備えていることが好ましい。
枠体の補強部を冷却する手段を備えていることによって、ノズルの案内部を良好に冷却することができる。
【０００８】
本発明の枠体は、「間隙を隔てて円周面が対向している一対の冷却圧延ローラ間に溶湯を供給するとともに、四方を閉塞して扁平な溶湯通路を形成している基部と、基部から延出するとともに一対の冷却圧延ローラに摺接することによって基部を通過した溶湯の幅方向の両端を閉塞する一対の案内部を有しているノズル」の外周面に当接してノズルを取り囲む。枠体は、案内部の外面に当接することによって溶湯の圧力に抗する案内部の曲げ強さを補強する補強部を備えている。
この枠体の補強部は、案内部の外面に当接することによって、溶湯の圧力に抗する案内部の曲げ強さを補強する。従って、ノズルの案内部が内圧によって破損するのを防止できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の技術によれば、枠体の補強部が案内部の外面に当接して溶湯の圧力に抗する案内部の曲げ強さを補強することによって、案内部が内圧によって破損するのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の好適な実施形態を例示する。
（形態１）
案内部がカーボン製であり、内側板がセラミックス製であることを特徴とする溶湯供給器。
（形態２）
補強部の外部に冷却フィンが設けられていることを特徴とする溶湯供給器。
【実施例】
【００１１】
本発明に係る連続鋳造装置について、図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、連続鋳造装置１０は、溶湯供給器１２と、一対の冷却圧延ローラ１４、１６を備えている。
図２に示すように、溶湯供給器１２は、溶湯ノズル２０と、それを囲む枠体１９を有している。図３に示すように、溶湯ノズル２０は、第１側板２１、第２側板２２、第３側板２３、第４側板２４を持っている。第１側板２１と第２側板２２は対向して配置されている。第１側板２１と第２側板２２の下部は、両側が部分円弧状に切り欠かれることによって窄まっている（以下、第１側板２１と第２側板２２のそれぞれの窄まっている部位を「第１案内部６２」、「第２案内部６３」と呼ぶ）。第３側板２３と第４側板２４も対向して配置されている。第３側板２３と第４側板２４は、矩形状の平面形を有している。第１側板２１と第２側板２２と第３側板２３と第４側板２４によって、溶湯が通過する流路が形成される。
第３側板２３の一方側端部３１には、円形状の貫通孔２５が２つ形成されている。第３側板２３の他方側端部３２には、円形状の貫通孔３３が２つ形成されている。第１側板２１には、第３側板２３の貫通孔２５に連通する貫通孔３０が形成されている。第４側板２４には、第１側板２１の貫通孔３０に連通する貫通孔３４が形成されている。すなわち、第３側板２３の貫通孔２５と第４側板２４の連通孔３４は、第１側板２１の連通孔３０を介して連通している。同様に、第３側板２３の他方側端部３２に形成されている貫通孔３３と第４側板２４の貫通孔３６は、第２側板２２の貫通孔３５を介して連通している。
側板２１、２２、２３、２４はセラミックス製である。
【００１２】
図４に示すように、枠体１９は、第１側部４１、第２側部４２、第３側部４３、第４側部４４を備えている。第１側部４１と第２側部４２は、対向して配置されている。第１側部４１の下部は、溶湯ノズル２０の第１側板２１の案内部６２と同様に、両側が部分円弧状に切り欠かれることによって窄まっている。第２側部４２の下部も、同じように窄まっている。第１側部４１と第２側部４２の窄まっている部分が、請求項に記載の補強部に相当する。第３側部４３と第４側部４４も対向して配置されている。第３側部４３と第４側部４４は、矩形状の平面形を有している。
第３側部４３の一方側端部４５には、円形状の貫通孔４７が２つ形成されている。第３側部４３の他方側端部４６には、円形状の貫通孔４８が２つ形成されている。第４側部４４には、第３側部４３の貫通孔４７に対向する位置に貫通孔５０が形成されている。同様に、第４側部４４にも、第３側部４３の貫通孔４８に対向する位置に貫通孔５１が形成されている。
枠体１９は、金属製（例えば、鉄や銅）である。
【００１３】
図２に示すように、枠体１９と溶湯ノズル２０は、枠体１９が溶湯ノズル２０を収容した状態で、計４本のボルト５２、５３とそれらのボルトに締め込まれたナット（図示省略）によって結合されている。ボルト５２は、枠体１９の貫通孔４７（図４参照）と、溶湯ノズル２０の「第３側板２３の貫通孔２５と、第１側板２１の貫通孔３０と、第４側板２４の貫通孔３４」（図３参照）と、枠体１９の貫通孔５０（図４参照）を通過している。ボルト５３は、枠体１９の貫通孔４８と、溶湯ノズル２０の「第３側板２３の貫通孔３３と、第２側板２２の貫通孔３５と、第４側板２４の貫通孔３６」と、枠体１９の貫通孔５１を通過している。
溶湯ノズル２０の第１側板２１と枠体１９の第１側部４１は、第１側板２１の外面５４（図３参照）と、第１側部４１の内面５６（図４参照）との隙間が小さくなるように、位置関係が調整されている。溶湯ノズル２０の第２側板２２と枠体１９の第２側部４２は、第２側板２２の外面５５（図３参照）と、第２側部４２の内面５７（図４参照）との隙間が小さくなるように、位置関係が調整されている。
【００１４】
図１に示すように、冷却圧延ローラ１４、１６は、円周面が離れた状態で溶湯ノズル２０と枠体１９に摺接している。冷却圧延ローラ１４、１６は、駆動機構（図示省略）に駆動されて矢印６０の方向に回転するとともに、内部に設けられた流路（図示省略）を通過する水によって冷却されている。
溶湯供給器１２の上端には、タンデッシュ（図示省略）が接続されている。タンデッシュには、溶湯（例えば、溶融したアルミ）が流し込まれる。タンデッシュに流し込まれた溶湯は、溶湯供給器１２の溶湯ノズル２０内を通過して冷却圧延ローラ１４、１６の間に供給される。冷却圧延ローラ１４、１６の間に供給された溶湯は、冷却圧延ローラ１４、１６に冷却されることによって固化し（液相から固相に相変化する）、さらに冷却圧延ローラ１４、１６に圧延され、連続する金属シート６１に鋳造される。金属シート６１は、冷却圧延ローラ１４、１６によって圧延されることによって組織が微細化し、良好な機械的特性を有するようになる。
既に説明したように、溶湯ノズル２０の側板２１、２２、２３、２４はセラミックス製である。セラミックスは、耐熱性が高いとともに、金属に比べて断熱性に優れている（熱伝導率が小さい）。セラミックス製の側板２１、２２、２３、２４が断熱性に優れていることによって、溶湯は溶融している状態を維持したままタンデッシュから溶湯ノズル２０を通過して冷却圧延ローラ１４、１６の間に供給される。また、セラミックス製の側板２１、２２、２３、２４は、溶融した金属である溶湯と反応して合金を生成することがない。これに対して、側板２１、２２、２３、２４が金属製（例えば、鉄製）であると、溶湯と側板２１、２２、２３、２４が反応してそれらの内壁に合金が生成される。側板２１、２２、２３、２４の内壁に合金が生成されると、溶湯の流路が狭まってしまう。
【００１５】
連続鋳造装置１０が連続鋳造する金属シートの機械的特性をより向上させるためには、圧延荷重をより大きくする必要がある。圧延荷重を大きくすると、溶湯ノズル２０の第１側板２１の第１案内部６２と、第２側板２２の第２案内部６３に高い内圧が作用する。高い内圧は、第１案内部６２と第２案内部６３を外方に強く曲げようとする。上述したように、第１側板２１の外面５４と第１側部４１の内面５６との隙間と、第２側板２２の外面５５と第２側部４２の内面５７との隙間は小さく調整されている。このため、第１案内部６２が外方に大きく曲がろうとしても、それが枠体１９の第１側部４１によって阻止される。第２案内部６３が外方に大きく曲がろうとしても、それが枠体１９の第２側部４２によって阻止される。逆に言うと、第１案内部６２と第２案内部６３が枠体１９によって補強されている。第１案内部６２と第２案内部６３は、セラミックス製なので金属ほどの強度を持っていない。第１案内部６２と第２案内部６３が枠体１９によって補強されていることによって、圧延荷重を大きくするために溶湯ノズル２０の内圧が高くなっても、その高い内圧によって第１案内部６２と第２案内部６３が外方に曲がって破損してしまうのが防止されている。
内圧によって第１案内部６２が外方に変形すると、その外面が第１側部４１の内面５６に強く密着する。同様に、第２案内部６３も第２側部４２の内面５７に強く密着する。このため、第１案内部６２と第１側部４１の間の熱伝達率と、第２案内部６３と第２側部４２の間の熱伝達率が大きくなる。従って、第１案内部６２と第２案内部６３の内側近傍を通過する溶湯が外部から良好に冷却される。よって、溶湯が冷却されて液相から固相に相変化するときに、冷却圧延ローラ１４、１６の近傍を通過する溶湯のみの固相化が進んでしまい、第１側板２１と第２側板２２の内側近傍を通過する溶湯の固相化が遅れてしまうことが防止され、良質な金属シート６１を連続鋳造することができる。
【００１６】
図５に示すように、溶湯ノズル２０の第１側板２１の内側に第１内側板７０を設けることもできる。図示は省略するが、第２側板２２の内側にも第２内側板を設ける。この場合には、第１側板２１と第２側板２２はカーボン製とし、第１内側板７０と第２内側板はセラミックス製とする。
図６に示すように、第１側板２１の下部の内壁は、第１内側板７０の下部が切り欠かれることによって、符号７１を付した部分が内部に露出している（以下、この部分を「露出部７１」と呼ぶ）。第２側板２２にも、同様の露出部が設けられている。カーボンは、溶湯と反応して合金を生成することがない。また、カーボンは、セラミックスよりも熱伝導率が大きい。このため、第１側板２１の露出部７１と第２側板２２の露出部の近傍を通過する溶湯の熱が外部に多く伝わる。つまり、第１側板２１の露出部７１と第２側板２２の露出部の近傍を通過する溶湯が良好に冷却される。第１側板２１の露出部７１と第２側板２２の露出部が設けられていることによって、それらの近傍を通過する溶湯が、冷却圧延ローラ１４、１６の近傍を通過する溶湯と同様に良好に冷却される。
【００１７】
図７に示すように、枠体１９の第１側部４１の下部に冷却フィン７３を設けることもできる。図示は省略するが、第２側部４２の下部にも冷却フィンを設ける。第１側部４１に冷却フィン７３を設け、第２側部４２に冷却フィンを設けることによって、溶湯ノズル２０の第１案内部６２と第２案内部６３の近傍を通過する溶湯が良好に冷却される（第１案内部６２と第１側部４１を通過してより多くの放熱が行われる。第２案内部６３と第２側部４２を通過してより多くの放熱が行われる）。さらには、第１側部４１に冷却フィン７３を設け、第２側部４２に冷却フィンを設けることによって、第１側部４１と第２側部４２の曲げ強度が向上する。冷却フィンを複数枚設けることもできる。
枠体１９の第１側部４１の下部と第２側部４２の下部に流路を形成し、その流路に冷却用の流体（冷却液、冷却エアー、冷媒等）を流すこともできる。
枠体１９の第１側部４１と第２側部４２の下部を熱伝導率が大きい材料で製作し、第１側部４１と第２側部４２の残りの部分を熱伝導率が小さい材料で製作することもできる。
【００１８】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】連続鋳造装置の側面部。
【図２】溶湯供給器の斜視図。
【図３】溶湯ノズルの斜視図。
【図４】枠体の斜視図。
【図５】溶湯供給器の一方側端部の斜視図。
【図６】図５のVI−VI線断面図。
【図７】枠体の一方側端部の斜視図。
【符号の説明】
【００２０】
１０：連続鋳造装置
１２：溶湯供給器
１４、１６：冷却圧延ローラ
１９：枠体
２０：溶湯ノズル
２１：第１側板
２２：第２側板
２３：第３側板
２４：第４側板
２５：貫通孔
３０：貫通孔
３１：一方側端部
３２：他方側端部
３３、３４、３５、３６：貫通孔
４１：第１側部
４２：第２側部
４３：第３側部
４４：第４側部
４５：一方側端部
４６：他方側端部
４７、４８、５０、５１：貫通孔
５２、５３：ボルト
５４、５５：外面
５６、５７：内面
６１：金属シート
６２：第１案内部
６３：第２案内部
７０：第１内側板
７１：露出部
７３：冷却フィン
【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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