(57)【要約】【課題】製造初期から終期まで溶湯圧力を安定させることができる双ロール式鋳造装置を提供する。【解決手段】  一対の鋳造ロール１１，１２と、一対の主堰板１４１，１４２及び一対の側堰板１４３，１４４とを含み、ロールギャップ１３の溶湯５の流れ方向の上流側に配置されて、溶湯をロールギャップに案内する溶湯ノズル１４と、溶湯が収容され、当該溶湯を溶湯ノズルに注湯する溶湯注出口１５１を有し、当該溶湯注出口１５１と溶湯ノズルの溶湯注入口１４８とが密接して接続され、密閉空間とされたタンディッシュ１５と、タンディッシュに収容された溶湯の液面位置を検出する液面検出センサ１５６と、検出された液面位置に基づいて、タンディッシュの内部圧力を制御する圧力制御器１５５及び制御部１５７と、を備える。【選択図】図１
2018043281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軽金属材料をシートに製造する双ロール式鋳造装置であって、
所定のロールギャップをもって対向配置され、互いに平行な回転軸を中心にして等しい周速度で回転するとともに、相対的に接近する方向へ弾性付勢された一対の鋳造ロールと、
前記回転軸と平行に対向配置された一対の主堰板と、前記回転軸と直交して対向配置されるとともに前記一対の主堰板の両端面に密接された一対の側堰板とを含み、前記ロールギャップの前記軽金属材料の溶湯の流れ方向の上流側に配置されて、前記溶湯を前記ロールギャップに案内する溶湯ノズルと、
前記軽金属材料の溶湯が収容され、当該溶湯を前記溶湯ノズルに注湯する溶湯注出口を有し、当該溶湯注出口と前記溶湯ノズルの溶湯注入口とが密接して接続され、密閉空間とされたタンディッシュと、
前記タンディッシュに収容された溶湯の液面位置を検出する位置検出器と、
検出された液面位置に基づいて、前記タンディッシュの内部圧力を制御する圧力制御ユニットと、を備える双ロール式鋳造装置。
【請求項２】
前記圧力制御ユニットは、前記ロールギャップにおける溶湯圧が一定値になるように、目標内部圧力を設定する請求項１に記載の双ロール式鋳造装置。
【請求項３】
前記圧力制御ユニットは、前記液面位置が下がるほど前記タンディッシュの内部圧力を高く制御する請求項１又は２に記載の双ロール式鋳造装置。
【請求項４】
前記タンディッシュの上部に設けられ、前記軽金属材料の溶湯が収容され、前記タンディッシュの上部から前記密閉空間に挿通する溶湯流路を介して前記溶湯を補給するレードルと、
前記溶湯流路を開閉する開閉器と、
前記レードルの溶湯の収容量を検出する収容量検出器と、
検出されたレードルの溶湯の収容量に基づいて、前記開閉器を制御する補給制御器と、をさらに備え、
前記補給制御器は、
前記レードルの溶湯の収容量が所定量以上の場合には、前記開閉器により溶湯流路を開放して、前記レードルから前記タンディッシュへ溶湯を補給し、
前記レードルの溶湯の収容量が所定量未満の場合には、前記開閉器により溶湯流路を閉塞して、前記レードルから前記タンディッシュへの溶湯の補給を停止する請求項１〜３のいずれか一項に記載の双ロール式鋳造装置。
【請求項５】
鋳造途中において、
前記補給制御器は、
検出されたレードルの溶湯の収容量が前記所定量未満になった場合には、前記溶湯流路を閉塞して、前記レードルに溶湯を補給し、
その後、検出されたレードルの溶湯の収容量が前記所定量以上になった場合には、前記溶湯流路を開放して、前記レードルから前記タンディッシュへの溶湯の補給を再開し、
前記圧力制御ユニットは、
前記レードルに溶湯を補給中には、前記タンディッシュの内部圧力を加圧制御し、
その後、前記レードルから前記タンディッシュへの溶湯の補給を再開したら、前記タンディッシュの内部圧力を減圧制御する請求項４に記載の双ロール式鋳造装置。
【請求項６】
鋳造終期において、
前記補給制御器は、検出されたレードルの溶湯の収容量が前記所定量未満になった場合には、前記溶湯流路を閉塞し、
圧力制御ユニットは、検出された液面位置に基づいて、前記タンディッシュの内部圧力を制御する請求項４又は５に記載の双ロール式鋳造装置。
【請求項７】
前記圧力制御ユニットは、不活性ガスを用いて前記密閉空間の内部圧力を制御する請求項１〜６のいずれか一項に記載の双ロール式鋳造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、双ロール式鋳造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
双ロール鋳造品に対しては、ロール表面への溶湯圧力により熱伝達係数が変化するため鋳造品質の安定には、溶湯圧力の安定が求められる。そのため、鋳造ロール直上に加圧室を設け、上部タンディシュの溶湯量に応じて加圧室の空圧を調整する双ロール式鋳造装置が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２−１２７９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この種の双ロール式鋳造装置では、圧力室がタンディシュと鋳造ロールと間に限定されるため、溶湯圧力はロール半径以下の部分にしか及ばず、鋳造品質を高めるための溶湯圧力因子の活用が充分でないという問題があった。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、製造初期から終期まで溶湯圧力を安定させることができる双ロール式鋳造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、一対の鋳造ロールと、溶湯ノズルと、軽金属材料の溶湯が収容され、当該溶湯を前記溶湯ノズルに注湯する溶湯注出口を有し、当該溶湯注出口と溶湯ノズルの溶湯注入口とが密接して接続され、密閉空間とされたタンディッシュと、を備える双ロール式鋳造装置において、タンディッシュに収容された溶湯の液面位置を検出し、検出された液面位置に基づいてタンディッシュの内部圧力を制御することによって上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
ロールギャップを含む鋳造ロールの表面に作用する溶湯圧力は、タンディッシュに収納された溶湯の液面位置に相関する。このため、製造初期から終期まで、検出された液面位置に基づいてタンディッシュの内部圧力を制御することで、ロールギャップを含む鋳造ロールの表面に作用する溶湯圧力をできる限り均一にすることができる。その結果、ロールギャップが安定することで、得られる軽金属シート材の板厚の均一性並びに表面及び内面の仕上がり品質を一定値以上に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る双ロール式鋳造装置の一実施の形態を示す側面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図１のタンディッシュの溶湯液面、これにともない圧力制御ユニットで実行されるタンディッシュの内部圧力、これによるロールギャップの溶湯圧の時間的変化を示すグラフである。
【図４】本発明に係る双ロール式鋳造装置の他の実施の形態を示す側面図である。
【図５】図４のタンディッシュの溶湯液面、これにともない圧力制御ユニットで実行されるタンディッシュの内部圧力、これによるロールギャップの溶湯圧の時間的変化を示すグラフである。
【図６】図１の主要部分の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の双ロール式鋳造装置１は、溶解された軽金属材料を、特に限定はされないが、例えば１０００℃／秒以上の冷却速度で冷間圧延し、所定厚さｔ、所定幅Ｗ及び所定長Ｌのシート２に製造するための鋳造装置である。冷却速度を大きくすることで不純物が含まれていても大きく成長せず、また生産性も高いという利点がある。鋳造原料となる軽金属材料としては、アルミニウム、マグネシウム、ベリリウム、チタン、アルカリ金属、アルカリ土類金属などが挙げられるが、高速ロール鋳造に対する適正から、アルミニウム及びその合金、マグネシウム及びその合金が好ましい。アルミニウム合金には、アルミニウム・シリコン合金、アルミニウム・シリコン・マグネシウム合金その他のアルミニウム合金が含まれる。なお、アルミニウム系材料の融点又は液相温度は、概ね４５０〜７００℃である。以下の説明では、軽金属としてアルミニウム系材料を使用した例を説明する。
【００１０】
また、以下の説明では、双ロール式鋳造装置のうち双ロール式縦型鋳造装置を本発明の実施形態として説明するが、本発明は縦型のものに限定されず、一対の鋳造ロール（同径及び異径を含む）を斜め配置に配置したタイプの鋳造装置や、水平に配置した横型の鋳造装置も適用することができ、これらのタイプの鋳造装置も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００１１】
《第１実施形態》
本実施形態の双ロール式鋳造装置１は、所定のロールギャップ１３をもって対向配置された一対の鋳造ロール１１，１２と、当該一対の鋳造ロール１１，１２のロールギャップ１３の上方に配置され、アルミニウム系材料の溶湯５を受容する溶湯ノズル１４と、アルミニウム系材料の溶湯５を収容し当該溶湯５を溶湯ノズル１４に案内するタンディッシュ１５と、を備える。図２に示すように、一対の鋳造ロール１１，１２と、溶湯ノズル１４とは、それぞれの幅方向の中心軸ＣＬが一致するように配置されている。なお、図２においてタンディッシュ１５の図示は省略した。
【００１２】
一対の鋳造ロール１１，１２は、架台４に搭載され、一方の鋳造ロール１１は、回転軸１１１を中心にして回転するように設けられ、他方の鋳造ロール１２は、回転軸１１１に平行な回転軸１２１を中心にして回転するように設けられている。本実施形態における一方の鋳造ロール１１は、架台４に対して位置が固定され、他方の鋳造ロール１２は、スライドレール４１を介して一方の鋳造ロール１１に対して水平方向に接近及び離反移動が可能とされている。当該他方の鋳造ロール１２は、一方の鋳造ロール１１に向かう方向にばね又は流体圧シリンダなどの弾性体１２２により弾性付勢されているが、最も接近した際のロールギャップ１３は、目的とするシート２の板厚ｔに応じたゼロを超える所定値、特に限定されないが例えば、０．５〜３ｍｍに設定されている。なお、一対の鋳造ロール１１，１２の両者を、架台４に対して互いに接近及び離反移動が可能に構成してもよい。
【００１３】
一対の鋳造ロール１１，１２は、互いに等しい周速度で回転するように、プーリ及びベルトなどの伝達機構を介して回転駆動モータ１１２に接続されている。本実施形態の鋳造ロール１１，１２は、外径が等しくされているので、一つの回転駆動モータ１１２により互いに逆方向、すなわちロールギャップ１３において溶湯５を鉛直下方向へ押し下げる力が作用するように等しい周速度で回転する。図１に示す例においては、一方の鋳造ロール１１は反時計方向に回転し、他方の鋳造ロール１２は時計方向に回転する。なお図示は省略するが、回転駆動モータ１１２は、出力軸の回転速度を可変とするインバータ装置により回転速度が制御され、当該インバータ装置は制御ユニットからの制御指令により制御される。
【００１４】
ちなみに、一対の鋳造ロール１１，１２の外径を等しくすれば、変速機構を設けることなく一つの回転駆動モータ１１２により等しい周速度で回転させることができる。また、一対の鋳造ロール１１，１２の外径を等しくし、後述する溶湯ノズル１４の主堰板１４１，１４２の中心をロールギャップ１３の中心に一致させれば、溶湯ノズル１４の下端の溶湯５と鋳造ロール１１，１２との接触面１１３，１２３の面積が等しくなるので、鋳造されるシートの表裏における冷却速度が均等になる。ただし、本発明の一対の鋳造ロール１１，１２は、周速度が等しければ異なる外径であってもよい。この場合に、溶湯ノズル１４の下端の溶湯５と鋳造ロール１１，１２との接触面１１３，１２３の面積を等しくするためには、溶湯ノズル１４の主堰板１４１，１４２の中心の位置をロールギャップ１３の中心に対してどちらかにずらせばよい。
【００１５】
一対の鋳造ロール１１，１２は、回転軸１１１，１２１の両端部にそれぞれ固定されたハブ１１４，１２４に、熱伝導性が良好な銅などの金属板１１５，１２５を固定することにより構成されている。金属板１１５，１２５の内部の一部又は全部には、冷媒が循環する循環系統が設けられ、少なくとも溶湯５との接触面１１３，１２３（以下、これらの接触面１１３，１２３を成形面ともいう。）の裏面の金属板１１５，１２５に冷媒が接触するように、スプレーノズルが設けられたり、あるいは金属板１１５，１２５の内部の一部又は全体が冷媒の流路とされている。本実施形態の一対の鋳造ロール１１，１２のそれぞれは、少なくとも溶湯５が接触する鋳造ロールの接触面１１３，１２３の温度を調節する温度調節器を含んでもよい。
【００１６】
本実施形態の溶湯ノズル１４は、一対の鋳造ロール１１，１２の回転軸１１１，１２１と平行に対向配置された一対の主堰板１４１，１４２と、回転軸１１１，１２１と直交して対向配置されるとともに一対の主堰板１４１，１４２の両端面に密接された一対の側堰板１４３，１４４とを含んで構成されている。すなわち、本実施形態の溶湯ノズル１４は、４つの側面を有し、上面と下面がそれぞれ開口した、断面が矩形の筒体とされている。
【００１７】
一対の主堰板１４１，１４２及び一対の側堰板１４３，１４４は、アルミニウム系材料の融点又は液相温度に耐え得る耐熱性を有するセラミックス製板材を基材とし、その表面（少なくとも主堰板と側堰板とで囲まれる内面）に、同等の耐熱性を有する断熱材層が形成されてなる。そして、一対の主堰板１４１，１４２の下端が、上述した一対の鋳造ロール１１，１２の表面に接触又は僅かな隙間をあけて設けられている。また、一対の側堰板１４３，１４４は、図２の平面図に示すように、一対の主堰板１４１，１４２の端面と一対の鋳造ロール１１，１２の両端面に、押圧弾性体１４５，１４６を介して当接する。すなわち、主堰板１４１，１４２の幅方向の長さは鋳造ロール１１，１２の幅方向の長さとほぼ等しく形成され、一対の側堰板１４３，１４４は、これら一対の主堰板１４１，１４２と一対の鋳造ロール１１，１２とに押圧されている。これにより、一対の主堰板１４１，１４２、一対の側堰板１４３，１４４及び一対の鋳造ロール１１，１２のロールギャップ１３の近傍（接触面１１３，１２３）とで囲まれた空間に溶湯５が受容されることになる。
【００１８】
なお、他方の鋳造ロール１２の接触面１２３に接触又は僅かな隙間をあけて設けられる主堰板１４１には、当該他方の鋳造ロール１２が架台４に対して水平方向に移動する際においても、他方の鋳造ロール１２の接触面１２３との接触又は僅かな隙間を維持するように引張り弾性体１４７が設けられている。これに対して、一方の鋳造ロール１１の接触面１１３に接触又は僅かな隙間をあけて設けられる主堰板１４２は、図示はしないが架台４に対して位置が固定されている。
【００１９】
図１及び図２に戻り、一対の鋳造ロール１１，１２の下方には、ロールギャップ１３を通過して固相状態となったシート２を略水平方向に案内するガイド板６が設けられ、その下流にガイドローラ７と巻取機３が設けられている。ロールギャップ１３を通過して固相状態となったシート２は、ガイド板６により水平方向に案内されたのちガイドローラ７の上面を滑りつつ巻取機３によってロール状に巻き取られる。
【００２０】
溶湯ノズル１４の上方には、連続鋳造を可能とするタンディッシュ１５が設けられている。タンディッシュ１５は、図示しないレードル（取鍋）から注湯される溶湯５が収容され、当該溶湯５を溶湯ノズル１４に注湯するための貯槽である。図１のタンディッシュ１５は模式的に示しているが、実際には、溶湯ノズル１４の容積に対して格段に大きい容積を有する。タンディッシュ１５は、その下面に溶湯注出口１５１を有し、当該溶湯注出口１５１と溶湯ノズル１４の溶湯注入口１４８とが密接して接続されている。ただし、溶湯ノズル１４の主堰板１４１は図１において左右方向に移動するので、溶湯注出口１５１の主堰板１４１の上端との密接面は、図１において左右方向に広い面とされている。これにより、タンディッシュ１５の溶湯注出口１５１と溶湯ノズル１４の溶湯注入口１４８との密接状態が維持される。
【００２１】
本実施形態のタンディッシュ１５の上部は、蓋体１５２で閉塞され、その内部は密閉空間とされている。ただし、上述したとおりレードルから溶湯が注湯されるための注湯口（不図示）は設けられているが、注湯後は密閉される。また、タンディッシュ１５には、溶湯注出口１５１を開閉するための開閉弁１５３が設けられ、駆動部１５４により溶湯注出口１５１を閉塞する位置と開放する位置とに移動可能とされている。そして、開閉弁１５３により溶湯注出口１５１を閉塞した状態で、レードルからタンディッシュ１５に溶湯を注湯し、鋳造を開始する際に開閉弁１５３を上昇させて溶湯注出口１５１を開放する。これにより、タンディッシュ１５に収納された多量の溶湯が、適宜の流量で連続して溶湯ノズル１４に供給されるので、長さＬが長いシート２を製造することができる。
【００２２】
本実施形態のタンディッシュ１５には、その密閉空間に接続された圧力制御器１５５と、タンディッシュ１５に収容された溶湯５の液面位置を検出するための液面検出センサ１５６と、圧力制御器１５５の動作を制御する制御部１５７が設けられている。圧力制御器１５５及び制御部１５７が、本発明の圧力制御ユニットに相当する。圧力制御器１５５は、流体ポンプ又はコンプレッサなどの空圧発生器を含み、制御部１５７によって発生する圧力が制御される。圧力制御器１５５は、溶湯５の材料を酸化しないアルゴンガスや窒素ガスなどの不活性ガスを用いて、タンディッシュ１５の密閉空間の内部圧力を制御することが望ましい。液面検出センサ１５６は、例えば距離センサを用いることができ、タンディッシュ１５に収容された溶湯５の液面位置を検出してこれを制御部１５７に出力する。
【００２３】
図６は、図１のタンディッシュ１５の記載を省略した、溶湯ノズル１４からロールギャップ１３に至る部分の拡大断面図である。さて、本実施形態の双ロール式鋳造装置１においては、図１に示すように、一対の鋳造ロール１１，１２の回転を開始すると同時又は若干のタイムラグをもって開閉弁１５３を開放し、タンディッシュ１５に収容された溶湯５を溶湯ノズル１４へ注入する。特に限定されないが、この溶湯注入初期段階においては、歩留まり上、溶湯ノズル１４への溶湯５の注入速度（単位時間当たりの注入容積）は、ロールギャップ１３を通過して固相状態となるシート２の鋳造速度（単位時間当たりの鋳造容積）よりも大きい速度に設定することが望ましい。
【００２４】
図６に示すように、溶湯ノズル１４に注入された溶湯５は、ロールギャップ１３の中心水平線と交わる点Ｐ１から主堰板１４１，１４２に接触又は僅かな隙間をあけて設けられる点Ｐ２までの、一対の鋳造ロール１１，１２の接触面１１３，１２３と接触することで、溶湯５は冷却され、凝固し始める。図６において、溶湯５のうち液相状態の溶湯を符号５１、固液共存の溶湯を符号５２、固相の溶湯（すなわちシート２）を符号５３で示す。本実施形態の双ロール式鋳造装置１は、溶湯５の冷却速度が例えば１０００℃／秒以上となる冷間圧延鋳造法であり、この溶湯５の冷却速度に応じて一対の鋳造ロール１１，１２の周速度が設定される。
【００２５】
本実施形態の双ロール式鋳造装置１においては、タンディッシュ１５に収容された所定量の溶湯５を溶湯ノズル１４に注入し、所定厚さｔ、所定幅Ｗ及び所定長さＬのシート２を得るが、タンディッシュ１５及び溶湯ノズル１４に収容された溶湯５の重量が、鋳造中にロールギャップ１３に重力として作用する。すなわち、タンディッシュ１５に収容された溶湯５の液面が高いと（溶湯重量が大きいと）、弾性体１２２の弾性付勢に反して当該ロールギャップ１３を押し広げようとする反力が増加する。これにより、ロールギャップ１３は大きくなる。また、タンディッシュ１５に収容された溶湯５の液面が高いと（溶湯重量が大きいと）、溶湯５と接触面１１３，１２３との密着度が大きくなり、溶湯５の凝固効率が高くなる。このため、図６に示す液相の溶湯５１及び固液共存の溶湯５２の存在領域が、同図において上方にずれることになり、ロールギャップ１３を通過する溶湯のうち固相の溶湯５３が全体に占める割合が増加し、液相の溶湯５１が全体に示す割合が減少するので、弾性体１２２の弾性付勢に反して当該ロールギャップ１３を押し広げようとする反力が増加する。これによって、ロールギャップ１３は大きくなる。
【００２６】
逆に、タンディッシュ１５に収容された溶湯５の液面が低いと（溶湯重量が小さいと）、弾性体１２２の弾性付勢に反して当該ロールギャップ１３を押し広げようとする反力が減少する。これにより、ロールギャップ１３は小さくなる。また、タンディッシュ１５に収容された溶湯５の液面が低いと（溶湯重量が小さいと）、溶湯５と接触面１１３，１２３との密着度が小さくなり、溶湯５の凝固効率が低くなる。このため、図６に示す液相の溶湯５１及び固液共存の溶湯５２の存在領域が、同図において下方にずれることになり、ロールギャップ１３を通過する溶湯のうち液相の溶湯５１が全体に占める割合が増加し、固相の溶湯５３が全体に占める割合が減少する。このため、弾性体１２２の弾性付勢に反して当該ロールギャップ１３を押し広げようとする反力が減少する。これによって、ロールギャップ１３は小さくなる。このように、タンディッシュ１５に収容された溶湯５の液面の位置が変動すると、ロールギャップ１３の寸法が変動し、その結果、得られるシート２の板厚ｔが不均一となる。
【００２７】
そこで、本実施移形態では、液面検出センサ１５６により検出されたタンディッシュ１５の液面位置に基づいて、制御部１５７が圧力制御器１５５を制御することで、タンディッシュ１５の内部圧力を制御する。具体的には、ロールギャップ１３を含むに溶湯５と接触面１１３，１２３おける溶湯圧が、予め選定された一定値になるように、目標内部圧力が設定される。そして、液面検出センサ１５６により検出された液面位置が下がるほど、タンディッシュ１５の内部圧力を高くする。
【００２８】
次に、図３を参照して本実施形態の作用効果を説明する。
本実施形態の双ロール式鋳造装置１を用いてシート２を鋳造する場合においては、まず時間ｔ０において、タンディッシュ１５には所定量の溶湯５が収容され、溶湯ノズル１４は空の状態である。ここから、一対の鋳造ロール１１，１２の回転を開始すると同時又は若干のタイムラグをもって開閉弁１５３を開放し、タンディッシュ１５に収容された溶湯５を溶湯ノズル１４へ注入する。溶湯ノズル１４に注入された溶湯５は、図６に示すように、ロールギャップ１３の中心水平線と交わる点Ｐ１から主堰板１４１，１４２に接触又は僅かな隙間をあけて設けられる点Ｐ２までの、一対の鋳造ロール１１，１２の接触面１１３，１２３と接触することで冷却され、凝固し始める。本実施形態の双ロール式鋳造装置１は、溶湯５の冷却速度が例えば１０００℃／秒以上となる冷間圧延鋳造法であり、この溶湯５の冷却速度に応じて一対の鋳造ロール１１，１２の周速度が設定される。
【００２９】
この鋳造開始時ｔ０〜ｔ１において、タンディッシュ１５の溶湯５の液面位置が急激に下がるとともに（図３の中図）、これにともないタンディッシュ１５の内部圧力も急激に下がる（図３の下図）。時間ｔ１において、溶湯ノズル１４に溶湯５が充填されると、その後は、一対の鋳造ロール１１，１２の回転速度に応じてシート２が製造されていくため、その量に応じてタンディッシュ１５の溶湯の液面位置も徐々に下降する。この時間ｔ１〜ｔ２において、液面検出センサ１５６により検出された液面位置に応じて、制御部１５７が圧力制御器１５５を制御し、タンディッシュ１５の内部圧力を、ロールギャップ１３の溶湯圧が一定値を維持するように（図３の上図）、徐々に上昇させる（図３の下図）。時間ｔ２において、タンディッシュ１５の溶湯５がなくなり、溶湯ノズル１４にのみ溶湯５が残った状態となる。溶湯ノズル１４の容積は、タンディッシュ１５の容積に比べて充分に小さいので、液面検出センサ１５６（溶湯ノズル１４の液面も検出する位置に設けられている）で検出される溶湯５の液面は急激に下がる（図３の中図）。このため、その下降に応じてタンディッシュ１５の内部圧力をさらに上昇させる（図３の下図）。そして、時間ｔ３〜ｔ４において鋳造を終了する。
【００３０】
このように、鋳造開始から終了に至るまでの間、本実施形態の双ロール式鋳造装置１は、液面検出センサ１５６により検出されたタンディッシュ１５の液面位置に基づいて、制御部１５７が圧力制御器１５５を制御することで、タンディッシュ１５の内部圧力を制御する（図３の中図及び下図）。これにより、図３の上図に示すように、ロールギャップ１３を含むに溶湯５と接触面１１３，１２３おける溶湯圧が、予め選定された一定値になる。その結果、鋳造開始時と終了時の僅かな部分を除き、得られるシート２の板厚の均一性並びに表面及び内面の仕上がり品質を一定値以上に維持することができ、歩留まりが向上する。
【００３１】
《第２実施形態》
図４は、本発明に係る双ロール式鋳造装置の他の実施の形態を示す側面図である。本実施形態の双ロール式鋳造装置１は、上述した第１実施形態の双ロール式鋳造装置１に比べて、タンディッシュ１５に溶湯を補給するレードル（取鍋）１６を追加した点と、これにともない圧力制御器１５５に減圧機構を追加した点が相違する。その他の構成については、第１実施形態の双ロール式鋳造装置１と同じであるため、その構成の説明をここに援用する。
【００３２】
レードル１６は、タンディッシュ１５の上部に設けられ、アルミニウム系材料の溶湯５が、図示しない他のレードルから投入される。レードル１６の上面は開放され、下面には、タンディッシュ１５の蓋体１５２を気密に貫通して、その上部から密閉空間に挿通する溶湯流路１６１を有する。また、この溶湯流路１６１を開閉する開閉弁１６２が設けられ、駆動制御部１６３により溶湯流路１６１を閉塞する位置と開放する位置とに移動可能とされている。そして、開閉弁１６２により溶湯流路１６１を閉塞した状態で、他のレードルから当該レードル１６に溶湯を注湯し、鋳造を開始する際に開閉弁１６２を上昇させて溶湯流路１６１を開放する。これにより、レードル１６に収納された溶湯が、適宜の流量で連続してタンディッシュ１５に補給されるので、上述した第１実施形態に比べてさらに長いシート２を製造することができる。なお、駆動制御部１６３の動作、すなわち開閉弁１６２の開放又は閉塞の状態とタイミングの情報は制御部１５７に出力される。
【００３３】
圧力制御器１５５は、上述した第１実施形態と同様に、タンディッシュ１５の液面位置に応じてタンディッシュ１５の内部圧力を制御（加圧）する機能に加え、レードル１６からタンディッシュ１５に溶湯５を補給する際にタンディッシュ１５の内部圧力を減圧する機能を有する。密閉空間とされたタンディッシュ１５にレードル１６から溶湯５を補給すると、それによりタンディッシュ１５の内部圧力が上昇するからである。
【００３４】
ちなみに、図４に示すように、タンディッシュ１５に溶湯５が充填され（開閉弁１５３は閉塞とする）、レードル１６にも溶湯５が充填されている状態（開閉弁１６２は開放とする）においては、レードル１６に収容された溶湯５の重量及び大気圧と、タンディッシュ１５の内部圧力とが等しくなるところまで、レードル１６からタンディッシュ１５に溶湯５が補給される。したがって、鋳造を開始してタンディッシュ１５の溶湯５の液面が下がると、内部圧力も下がるので、その分だけレードル１６からタンディッシュ１５に溶湯５が自動補給される。
【００３５】
次に、図５を参照して本実施形態の作用効果を説明する。
本実施形態の双ロール式鋳造装置１を用いてシート２を鋳造する場合においては、まず時間ｔ０において、レードル１６及びタンディッシュ１５には所定量の溶湯５が収容され、溶湯ノズル１４は空の状態である。また、レードル１６の開閉弁１６２は開放、タンディッシュ１５の開閉弁１５３は閉塞となっている。ここから、一対の鋳造ロール１１，１２の回転を開始すると同時又は若干のタイムラグをもって開閉弁１５３を開放し、タンディッシュ１５に収容された溶湯５を溶湯ノズル１４へ注入する。溶湯ノズル１４に注入された溶湯５は、図６に示すように、ロールギャップ１３の中心水平線と交わる点Ｐ１から主堰板１４１，１４２に接触又は僅かな隙間をあけて設けられる点Ｐ２までの、一対の鋳造ロール１１，１２の接触面１１３，１２３と接触することで冷却され、凝固し始める。本実施形態の双ロール式鋳造装置１は、溶湯５の冷却速度が例えば１０００℃／秒以上となる冷間圧延鋳造法であり、この溶湯５の冷却速度に応じて一対の鋳造ロール１１，１２の周速度が設定される。
【００３６】
この鋳造開始時ｔ０〜ｔ１において、タンディッシュ１５の溶湯５の液面位置が急激に下がるとともに（図５の中図）、これにともないタンディッシュ１５の内部圧力も急激に下がる（図５の下図）。時間ｔ１において、溶湯ノズル１４に溶湯５が充填されると、その後は、一対の鋳造ロール１１，１２の回転速度に応じてシート２が製造されていくが、タンディッシュ１５の内部圧力が下がった分だけ、レードル１６の溶湯５がタンディッシュ１５に補給される。そのため、時間ｔ１〜ｔ２の間は、タンディッシュ１５の溶湯５の液面も内部圧力も一定に維持される。
【００３７】
時間ｔ２の鋳造途中において、レードル１６の溶湯５が無くなったりして所定量未満になると、レードル１６の開閉弁１６２を閉塞し、他のレードルから新たな溶湯５を当該レードル１６に補給する。レードル１６内の溶湯５が所定量未満になったことは、駆動制御部１６３による開放時間から制御部１５７が判断することができる。またはこれに代えて、レードル１６に液面検出センサを設けて、これを制御部１５７に出力してもよい。レードル１６の開閉弁１６２を閉塞してタンディッシュ１５への溶湯５の補給を停止すると、時間ｔ２〜ｔ３に示すように、シート２が製造される量に応じてタンディッシュ１５の溶湯の液面位置も徐々に下降する。この時間ｔ２〜ｔ３において、液面検出センサ１５６により検出された液面位置に応じて、制御部１５７は圧力制御器１５５を制御し、タンディッシュ１５の内部圧力を、ロールギャップ１３の溶湯圧が一定値を維持するように（図５の上図）、徐々に加圧する（図５の下図）。
【００３８】
時間ｔ３において、レードル１６への新たな溶湯５の補給を完了すると、レードル１６の開閉弁１６２を開放し、タンディッシュ１５への溶湯５の補給を再開する。この時間ｔ３において、レードル１６からタンディッシュ１５へ溶湯５を補給すると、補給した分だけタンディッシュ１５の内部圧力が上昇するため、これを相殺するべく、制御部１５７は圧力制御器１５５を制御し、タンディッシュ１５の内部圧力を、ロールギャップ１３の溶湯圧が一定値を維持するように（図５の上図）、徐々に減圧する（図５の下図）。時間ｔ４において、タンディッシュ１５の内部圧力とレードル１６の溶湯５とが釣り合うと、その後の時間ｔ４〜ｔ５においては、再びタンディッシュ１５の液面位置が一定になる。
【００３９】
時間ｔ５において、レードル１６の溶湯５が無くなると開閉弁１６２を閉塞し、タンディッシュ１５を密閉空間に保持する。そして、時間ｔ５〜ｔ８は上述した第１実施形態と同様に、液面検出センサ１５６により検出された液面位置に応じて、制御部１５７が圧力制御器１５５を制御し、タンディッシュ１５の内部圧力を、ロールギャップ１３の溶湯圧が一定値を維持するように（図５の上図）、徐々に上昇させる（図５の下図）。時間ｔ６において、タンディッシュ１５の溶湯５がなくなり、溶湯ノズル１４にのみ溶湯５が残った状態となる。溶湯ノズル１４の容積は、タンディッシュ１５の容積に比べて充分に小さいので、液面検出センサ１５６（溶湯ノズル１４の液面も検出する位置に設けられている）で検出される溶湯５の液面は急激に下がる（図５の中図）。このため、その下降に応じてタンディッシュ１５の内部圧力をさらに上昇させる（図５の下図）。そして、時間ｔ７〜ｔ８において鋳造を終了する。
【００４０】
このように、鋳造開始から終了に至るまでの間、本実施形態の双ロール式鋳造装置１は、液面検出センサ１５６により検出されたタンディッシュ１５の液面位置に基づいて、制御部１５７が圧力制御器１５５を制御することで、タンディッシュ１５の内部圧力を制御する（図５の中図及び下図）。これにより、図５の上図に示すように、ロールギャップ１３を含むに溶湯５と接触面１１３，１２３おける溶湯圧が、予め選定された一定値になる。その結果、鋳造開始時と終了時の僅かな部分を除き、得られるシート２の板厚の均一性並びに表面及び内面の仕上がり品質を一定値以上に維持することができ、歩留まりが向上する。
【００４１】
これに加えて、鋳造途中において、レードル１６の溶湯５が無くなり更に補給したい場合には、レードル１６への溶湯５の補給中にも、液面検出センサ１５６により検出されたタンディッシュ１５の液面位置に基づいて、制御部１５７が圧力制御器１５５を制御することで、タンディッシュ１５の内部圧力を制御する。これにより、鋳造途中においてもロールギャップ１３を含むに溶湯５と接触面１１３，１２３おける溶湯圧が、予め選定された一定値になる。その結果、得られるシート２の板厚の均一性並びに表面及び内面の仕上がり品質を一定値以上に維持しながら、より長いシート２を製造することができる。
【００４２】
また上述した第１実施形態及び第２実施形態では、圧力制御器１５５は、アルゴンガスや窒素ガスなどの不活性ガスを用いて、タンディッシュ１５の密閉空間の内部圧力を制御するので、溶湯５の材料の酸化が防止できる。また、酸化物が堆積するのも防止できるのでメンテナンスも容易である。
【００４３】
上記液面検出センサ１５６が本発明に係る位置検出器に相当し、上記圧力制御器１５５及び制御部１５７が本発明に係る圧力制御ユニットに相当し、上記開閉弁１６２が本発明に係る開閉器に相当し、上記駆動制御部１６３が本発明に係る収容量検出器及び補給制御器に相当する。
【符号の説明】
【００４４】
１…双ロール式鋳造装置
１１…鋳造ロール
１１１…回転軸
１１２…回転駆動モータ
１１３…溶湯との接触面（成形面）
１１４…ハブ
１１５…金属板
１２…鋳造ロール
１２１…回転軸
１２２…弾性体
１２３…溶湯との接触面（成形面）
１２４…ハブ
１２５…金属板
１３…ロールギャップ
１４…溶湯ノズル
１４１，１４２…主堰板
１４３，１４４…側堰板
１４５，１４６…押圧弾性体
１４７…引張り弾性体
１４８…溶湯注入口
１５…タンディッシュ
１５１…溶湯注出口
１５２…蓋体
１５３…開閉弁
１５４…駆動部
１５５…圧力制御器
１５６…液面検出センサ
１５７…制御部
１６…レードル（取鍋）
１６１…溶湯流路
１６２…開閉弁
１６３…駆動制御部
２…シート
３…巻取機
４…架台
４１…スライドレール
５…溶湯
５１…液相の溶湯
５２…固液共存の溶湯
５３…固相の溶湯（シート）
６…ガイド板
７…ガイドローラ
【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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