(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム系材料をシートに製造する双ロール式縦型鋳造装置であって、
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、一部が成形面を構成する円筒周面を含む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縁部に密接されるか又は一体化された一対の側堰板とを含み、前記一対の鋳造ロールの前記ロールギャップの上方に配置されて、アルミニウム系材料の溶湯が注湯される溶湯ノズルと、を備え、
前記一対の主堰板の下端縁部は、前記円筒周面に接触するか又は僅かな隙間をもって配置され、
前記一対の側堰板の少なくとも一方の側堰板の下端縁部は、前記溶湯ノズル内の溶湯が漏れないように、前記円筒周面に接触するか又は僅かな隙間をもって配置されており、
前記一方の側堰板の外側には、少なくとも前記側堰板の下端縁部と前記鋳造ロールの円筒周面とが対面する部分及び前記ロールギャップを含む範囲をカバーする補助側堰板が、前記側堰板及び前記鋳造ロールの端面に押圧された状態で設けられている双ロール式縦型鋳造装置。
【請求項２】
前記一方の側堰板の下端縁部は、
前記一対の鋳造ロールの円筒周面の形状に応じた形状とされた一対の湾曲縁部と、
前記一対の湾曲縁部の下端を繋ぎ、少なくとも水平に延びる水平縁部と、を備え、
前記湾曲縁部は、前記円筒周面に接触するか又は僅かな隙間をもって配置され、
前記水平縁部は、少なくとも前記ロールギャップの位置まで延在する請求項１に記載の双ロール式縦型鋳造装置。
【請求項３】
前記鋳造ロールの円筒周面の端部に、当該円筒周面から突出する環状部材が設けられ、
前記一方の側堰板は、前記環状部材の内側に設けられている請求項１又は２に記載の双ロール式縦型鋳造装置。
【請求項４】
前記一方の側堰板は、前記一対の鋳造ロールの相対的な接近離反移動に追従するように、前記一対の鋳造ロールに対して、当該鋳造ロールの回転軸と直交する２軸方向に弾性的に支持されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の双ロール式縦型鋳造装置。
【請求項５】
前記ロールギャップの幅に相当する幅を有し、前記アルミニウム系材料の融点より高い融点を有する材料で構成されたテープ状部材を、前記ロールギャップの鉛直方向の上側から前記一方の側堰板の内面に沿って鉛直方向の下側へ送り出す機構を備え、
前記一対の鋳造ロールによる前記アルミニウム系材料の鋳造中に、前記テープ状部材を送り出す請求項１〜４のいずれか一項に記載の双ロール式縦型鋳造装置。
【請求項６】
前記一対の側堰板のそれぞれの下端縁部は、前記円筒周面の両端部のそれぞれに接触するか又は僅かな隙間をもって配置されている請求項１〜５のいずれか一項に記載の双ロール式縦型鋳造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、双ロール式縦型鋳造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼板を鋳造する双ドラム連鋳において、軸が平行で互いに逆方向に回転する一対の冷却ドラムとサイド堰で形成される湯溜部に溶鋼を注入し、この冷却ドラムの周面で溶鋼を冷却・凝固し、凝固シェルを生成しつつ薄肉鋳片を連続鋳造するものが知られている（特許文献１）。この種の連続鋳造においては、一対の冷却ドラムの両端面に、サイド堰を押し付け、冷却ドラムの回転によりサイド堰耐火物（ＡｌＮなどアルミニウムを含有する窒化物又はＳｉＡｌＯＮなどアルミニウムを含有する酸窒化物）を摩耗せしめて、冷却ドラムとサイド堰のシール状態を維持し、溶鋼の湯漏れを防止している。以下、本発明の構成部材に対応させるために、双ドラム連鋳を双ロール鋳造、冷却ドラムを鋳造ロール、サイド堰を側堰板、湯溜部を溶湯ノズル、溶鋼を溶湯と称する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３０５４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
双ロール鋳造において、側堰板は金属溶湯と直接触れることから耐熱性や保温性が求められ、かつ、側堰板と鋳造ロールとの接触部から溶湯が漏れないようにするために、側堰板は鋳造ロールとの摺動面に押し付けられる。このため、金属溶湯による熱負荷と浸食と摩耗とが同時に起きることから、側堰板の表層を構成するコーティング材料が剥がれ、異物となって鋳造シートに混入するといった問題がある。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、側堰板から生じる異物が鋳造品に混入するのを抑制できる双ロール式縦型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、一対の鋳造ロールを回転させながら溶湯ノズルに溶湯を注湯する双ロール式縦型鋳造において、側堰板の下端縁部を鋳造ロールの円筒周面に接触するか又は僅かな隙間をもって配置するとともに、側堰板の外側に、少なくとも側堰板の下端縁部と鋳造ロールの円筒周面とが対面する部分と、ロールギャップを含む範囲とをカバーする補助側堰板を配置し、側堰板及び鋳造ロールの端面に押圧することにより、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、側堰板の下端縁部を鋳造ロールの円筒周面に接触するか又は僅かな隙間をもって配置しているので、側堰板の主面と鋳造ロールの端面とは摺動しない構造となる。したがって、側堰板の内側の表層面を柔軟性を有するコーティング材で被覆する必要性がなくなる。その結果、側堰板を耐摩耗性及び／又は耐剥離性並びに耐熱性を有する硬質材料から構成することができるので、溶湯による熱負荷と浸食と摩耗によって側堰板から異物が生じるのを抑制でき、これが鋳造品に混入するのを抑制することができる。また、側堰板の下端縁部と鋳造ロールの円筒周面とが対面する部分と、ロールギャップを含む範囲とを補助側堰板でカバーするので、側堰板の下端縁部が鋳造ロールの円筒周面に接触するか又は僅かな隙間をもって配置されていても、溶湯の漏洩を補助的にシールすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る双ロール式縦型鋳造装置の第１実施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の主要構成部の分解斜視図である。
【図４】本発明に係る双ロール式縦型鋳造装置の第２実施形態を示す側面図である。
【図５】図４の平面図である。
【図６】図４の主要構成部の分解斜視図である。
【図７】図１及び図４の主要構成部を示す断面図である。
【図８】図２及び図５のVIII-VIII線に沿う断面図である。
【図９】本発明に係る双ロール式縦型鋳造装置の第３実施形態を示す主要構成部の側面図である。
【図１０】図９のX-X線に沿う断面図である。
【図１１】本発明に係る双ロール式縦型鋳造装置の第４実施形態を示す正面断面図（図２のXI-XI線に沿う断面に相当する）である。
【図１２】図１１の主要構成部の側面図（図１１のXII矢視図）である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
《第１実施形態の構成》
図１は、本発明に係る双ロール式縦型鋳造装置の第１実施形態を示す側面図、図２は、図１の平面図、図３は、図１の主要構成部である鋳造ロール１１，１２と溶湯ノズル１４を示す分解斜視図である。本実施形態の双ロール式縦型鋳造装置１は、溶解されたアルミニウム系材料を、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のアルミニウムシート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。鋳造原料となるアルミニウム系材料としては、特に限定されないが例えば、アルミニウムのほか、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。これらアルミニウム系材料の融点又は液相温度は、概ね５８０〜６７０℃である。
【００１０】
本実施形態の双ロール式縦型鋳造装置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に注湯するレードル１５と、を備える。なお、図１及び図２には図示を省略するが、溶湯ノズル１４からロールギャップ１３を通過する溶湯５が、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を推定する反力推定器と、この反力推定器により推定された反力に応じて一対の鋳造ロール１１，１２がロールギャップ１３を通過する溶湯５から受ける単位時間当たりの受熱量を制御する制御ユニットとを設けてもよい。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、レードル１５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。
【００１１】
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、目的とするアルミニウムシート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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
一対の鋳造ロール１１，１２は、熱伝導性が良好な銅などの金属板１１５，１２５を円筒状に成形し、これを、回転軸１１１，１２１の両端部にそれぞれ固定されたハブ１１４，１２４に固定することにより構成されている。鋳造ロール１１，１２の円筒状の外周面を円筒周面１１７，１２７と称する。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１１６，１２６ともいい、その回転軸１１１，１２１方向の長さをＷＲという。）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。
【００１５】
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、又は一体化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矩形筒体とされている。第１実施形態の溶湯ノズル１４は、図３に示すように、一対の主堰板１４１，１４２と一対の側堰板１４３，１４４とが予め一体的且つ液密に接合された矩形筒体の実施形態であり、これに対して後述する第２実施形態の溶湯ノズル１４は、図６に示すように、一対の主堰板１４１，１４２と一対の側堰板１４３，１４４とがそれぞれ別体で構成され、押圧弾性体１４５，１４６及び引張り弾性体１４７等（図４及び図５参照）を用いることで密接された矩形筒体の実施形態である。
【００１６】
本実施形態の一体化された、一対の主堰板１４１，１４２及び一対の側堰板１４３，１４４は、いずれも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硬質の断熱材層が形成されてなる。そして、一対の主堰板１４１，１４２は矩形状に形成され、その下端は、上述した一対の鋳造ロール１１，１２の円筒周面１１７，１２７に接触又は僅かな隙間をあけて設けられている。
【００１７】
これに対し、一対の側堰板１４３，１４４は、図１〜図３に示すように羽子板に類似する形状とされ、その上部は主堰板１４１，１４２と同様に矩形状とされているが、主堰板１４１，１４２の下辺から下部は、鋳造ロール１１，１２の円筒周面１１７，１２７の円形状に応じた円形状とされた一対の湾曲縁部１４３１，１４４１と、この一対の湾曲縁部１４３１，１４４１の下端を繋ぎ、少なくとも水平に延びる水平縁部１４３２，１４４２とを有する、下端に向かって縮径する形状とされている。そして、一対の側堰板１４３，１４４の下端、すなわち湾曲縁部１４３１，１４４１は、一対の鋳造ロール１１，１２の円筒周面１１７，１２７に接触又は僅かな隙間をあけて設けられている。ここで、側堰板１４３，１４４の下端である水平縁部１４３２，１４４２は、溶湯ノズル１４を正規位置にセットした場合に、少なくともロールギャップ１３の位置まで延在する長さとされている。ただし、側堰板１４３，１４４の水平縁部１４３２，１４４２をロールギャップ１３の下方まで延在するようにしてもよい。この場合には、側堰板１４３，１４４の湾曲縁部１４３１，１４４１の下端（円形の終端）と水平縁部１４３２，１４４２との間に鉛直方向に延在する直線縁部を設ければよい。
【００１８】
一対の側堰板１４３，１４４の下端、すなわち湾曲縁部１４３１，１４４１を、一対の鋳造ロール１１，１２の円筒周面１１７，１２７に接触又は僅かな隙間をあけて設ける場合に、成形面１１６，１２６の幅が長くなるように、円筒周面１１７，１２７のできる限り端部に設けることが望ましい。図２に成形面１１６，１２６の幅をＷＭで示す。本実施形態の鋳造ロール１１，１２の円筒周面１１７，１２７の両端部には、図２及び図８に示すように、連続した環状部材１１８，１２８が円筒周面１１７，１２７から突出するように設けられている。図８は図２のVIII−VIII線に沿う断面図である。そして、一対の側堰板１４３，１４４の下端、すなわち湾曲縁部１４３１，１４４１は、環状部材１１８，１２８の内側に接するように設けられる。これにより、鋳造ロール１１，１２の円筒周面１１７，１２７と側堰板１４３，１４４の湾曲縁部１４３１，１４４１とのシール性については、環状部材１１８，１２８の内側面も寄与することになるので、溶湯５が鋳造ロール１１，１２の円筒周面１１７，１２７と側堰板１４３，１４４の湾曲縁部１４３１，１４４１との間から回転軸１１１，１２１の方向へ漏れるのをより良く抑制することができる。なお、本発明の双ロール式縦型鋳造装置１において、環状部材１１８，１２８を設けることは必須ではなく、一対の側堰板１４３，１４４の下端を一対の鋳造ロール１１，１２の円筒周面１１７，１２７に接触させるなどして、溶湯５が鋳造ロール１１，１２の円筒周面１１７，１２７と側堰板１４３，１４４の湾曲縁部１４３１，１４４１との間から回転軸１１１，１２１の方向へ漏れることが防止できれば、これを省略してもよい。
【００１９】
上述したとおり、一対の鋳造ロール１１，１２は、鋳造が開始されると、溶湯５によって、可動とされた他方の鋳造ロール１２が図１の左方向に移動し、ロールギャップ１３が押し広げられ、鋳造が終了すると原位置に戻る。この動きに追従するように溶湯ノズル１４を移動させる必要がある。すなわち、本実施形態の溶湯ノズル１４は、一対の主堰板１４１，１４２と一対の側堰板１４３，１４４とが一体化された矩形筒体であるから、溶湯ノズル１４の全体を図１の左右方向及び鉛直方向に移動可能に支持しておく必要がある。このため、本実施形態の溶湯ノズル１４には、図１及び図２に示すように、一対の主堰板１４１，１４２のそれぞれに、基端が架台４に固定された引張り弾性体１４７，１４８が設けられている。この引張り弾性体１４７，１４８と溶湯ノズル１４の自重とによって、溶湯ノズル１４はロールギャップ１３の変動に追従し、主堰板１４１，１４２の下端と側堰板１４３，１４４の湾曲縁部１４３１，１４４１は、一対の鋳造ロール１１，１２の円筒周面１１７，１２７に接触するか又は僅かな隙間を維持することになる。なお、溶湯ノズル１４の幅方向の位置、すなわち図２に示す上下方向（鋳造ロール１１，１２の回転軸方向）の位置は、環状部材１１８，１２８によって位置決めされているので、後述する第２実施形態の押圧弾性体１４５，１４６は設ける必要はない。ただし、環状部材１１８，１２８を省略する場合には、第２実施形態の押圧弾性体１４５，１４６を設けることが望ましい。
【００２０】
溶湯ノズル１４の上方には、レードル（取鍋）１５が設けられ、当該レードル１５に収容された溶湯５を溶湯ノズル１４に注入するための、ホイストクレーンなどのレードル移動機構（不図示）が設けられている。アルミニウム系材料の固形原材料は、レードル１５に投入された状態で別途の溶解炉にて溶解され、このレードル１５をレードル移動機構により溶湯ノズル１４の近傍に移動し、当該レードル１５を傾けることで溶湯５を溶湯ノズル１４に注入する。図１及び図２に示すレードル１５は、いわゆるバッチ方式による鋳造を行う場合のものを示すが、本発明に適用できるレードルは、溶解炉により溶解したアルミニウム材の溶湯５を連続してレードル１５に給湯し、当該レードル１５の注湯口から溶湯ノズル１４へ連続して溶湯５を注湯するタイプの連続方式のものも含まれる。
【００２１】
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アルミニウムシート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アルミニウムシート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。
【００２２】
《第２実施形態の構成》
次に、図４〜図６を参照して本発明に係る双ロール式縦型鋳造装置１の第２実施形態について説明する。図４は、本発明に係る双ロール式縦型鋳造装置の第２実施形態を示す側面図、図５は、図４の平面図、図６は、図４の主要構成部である鋳造ロール１１，１２と溶湯ノズル１４を示す分解斜視図である。上述したとおり第２実施形態の双ロール式縦型鋳造装置１は、第１実施形態の双ロール式縦型鋳造装置１に比べて、溶湯ノズル１４の部品構成が相違し、具体的には、一対の主堰板１４１，１４２と一対の側堰板１４３，１４４とがそれぞれ別々の部品で構成され、押圧弾性体１４５，１４６及び引張り弾性体１４７等（図４及び図５参照）を用いることで密接された矩形筒体とされている点が相違する。しかし、主堰板１４１，１４２及び側堰板１４３，１４４の形状や材質その他、以下に特記しない構成については上記第１実施形態の構成と同じである。したがって、第１実施形態と同一の部材や構成については、図４〜図６に図１〜図３と同一の符号を付し、その説明をここに援用するものとする。
【００２３】
本実施形態の溶湯ノズル１４は、図４及び図５に示すように、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矩形筒体とされているが、図３に示す第１実施形態の溶湯ノズル１４とは異なり、図６に示すように、一対の主堰板１４１，１４２と一対の側堰板１４３，１４４とがそれぞれ別々の部品、すなわち４つの部品で構成されている。
【００２４】
一対の鋳造ロール１１，１２は、鋳造が開始されると、溶湯５によって、可動とされた他方の鋳造ロール１２が図１の左方向に移動し、ロールギャップ１３が押し広げられ、鋳造が終了すると原位置に戻る。この動きに追従するように溶湯ノズル１４を移動させる必要がある。本実施形態の溶湯ノズル１４は、４つの部品から構成されているので、以下のように構成されている。すなわち、非可動とされた一方の鋳造ロール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。
【００２５】
これに対し、可動とされた他方の鋳造ロール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、基端が架台４に固定された引張り弾性体１４７が設けられている。これにより、他方の鋳造ロール１２が架台４に対して図４の水平方向の左側に移動すると（ロールギャップ１３が広がると）、引張り弾性体１４７の引張力により主堰板１４１も図４の水平方向の左側に移動する。逆に、他方の鋳造ロール１２が架台４に対して図４の水平方向の右側に移動すると（ロールギャップ１３が狭くなると）、引張り弾性体１４７の引張力に抗して主堰板１４１も図４の水平方向の右側に移動する。これにより、主堰板１４１の下端と他方の鋳造ロール１２の接触面１２３との接触又は僅かな隙間が維持される。
【００２６】
また、側堰板１４３，１４４には、図５に示すように、基端が架台４に固定された押圧弾性体１４５，１４６が設けられている。可動とされた他方の鋳造ロール１２が架台４に対して図４の水平方向の左側に移動すると（ロールギャップ１３が広がると）、側堰板１４３，１４４は、その自重によって、主堰板１４１，１４２の端縁部に密接した状態で、図４の水平方向の左側及び下側に移動する。逆に、他方の鋳造ロール１２が架台４に対して図４の水平方向の右側に移動すると（ロールギャップ１３が狭くなると）、側堰板１４３，１４４は、鋳造ロール１１，１２によって、主堰板１４１，１４２の端縁部に密接した状態で、図４の水平方向の右側及び上側に移動する。これにより、側堰板１４３，１４４の下端と一対の鋳造ロール１１，１２の円筒周面１１７，１２７との接触又は僅かな隙間が維持される。
【００２７】
《第１実施形態及び第２実施形態の鋳造作用》
図７は、本実施形態の双ロール式縦型鋳造装置１の溶湯ノズル１４及び一対の鋳造ロール１１，１２で囲まれた鋳造の主要部分を示す断面図である。なお図７は、上述した第１実施形態及び第２実施形態に係る側堰板１４３，１４４を重ねて表示しているが、後述する作用効果には影響しない。
【００２８】
本実施形態の双ロール式縦型鋳造装置１においては、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、レードル１５から溶湯ノズル１４へ溶湯５を注入する。この溶湯注入初期段階において、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アルミニウムシート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。
【００２９】
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７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（すなわちアルミニウムシート２）を符号５３で示す。本実施形態の双ロール式縦型鋳造装置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。
【００３０】
ここで、液相の溶湯５１が接触面１１３，１２３と接触する際の温度が高いと、凝固速度が遅くなり、図７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る。このため、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減少する。これにより、ロールギャップ１３は小さくなる。逆に、液相の溶湯５１が接触面１１３，１２３と接触する際の温度が低いと、凝固速度が早くなり、図７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る。このため、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が全体に占める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。これにより、ロールギャップ１３は大きくなる。このように、溶湯ノズル１４に注入された溶湯５の温度が変動すると、ロールギャップ１３の寸法が変動し、その結果、得られるアルミニウムシート２の板厚ｔが不均一となる。
【００３１】
また、本実施形態の双ロール式縦型鋳造装置１においては、いわゆるバッチ方式により所定量の溶湯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のアルミニウムシート２を得るが、溶湯ノズル１４に注入された溶湯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、溶湯ノズル１４に注入された溶湯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、溶湯ノズル１４に注入された溶湯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７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。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増加する。これによっても、ロールギャップ１３は大きくなるといえる。
【００３２】
逆に、溶湯ノズル１４に注入された溶湯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、溶湯ノズル１４に注入された溶湯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７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。これによっても、ロールギャップ１３は小さくなるといえる。このように、溶湯ノズル１４に注入された溶湯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、得られるアルミニウムシート２の板厚ｔが不均一となる。
【００３３】
このため、本実施形態の双ロール式縦型鋳造装置１では、ロールギャップ１３を通過する溶湯５が、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を推定する反力推定器、たとえば溶湯ノズル１４の液面位置検出器や溶湯ノズル１４の溶湯温度検出器を設け、この反力推定器により推定された反力に応じて一対の鋳造ロール１１，１２がロールギャップ１３を通過する溶湯５から受ける単位時間当たりの受熱量を制御する制御ユニットを設け、推定された反力が大きいほど単位時間当たりの受熱量を小さく制御し、推定された反力が小さいほど単位時間当たりの受熱量を大きく制御してもよい。
【００３４】
次に作用を説明する。
本実施形態の双ロール式縦型鋳造装置１を用いてアルミニウムシート２を鋳造する場合においては、まず一対の鋳造ロール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、レードル１５から溶湯ノズル１４へ溶湯５を注入する。溶湯ノズル１４に注入された溶湯５は、図７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、溶湯５は冷却され、凝固し始める。本実施形態の双ロール式縦型鋳造装置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。
【００３５】
ロールギャップ１３を通過したアルミニウムシート２は、鋳造ロール１１，１２の回転によって順次押し出され、ガイド板６及びガイドローラ７に案内されて巻取機３に巻き取られる。こうした本実施形態の双ロール式縦型鋳造装置１を用いた鋳造過程においては、側堰板１４３，１４４の内面が鋳造ロール１１，１２の端面と摺動するのではなく、側堰板１４３，１４４の下部の湾曲縁部１４３１，１４４１が鋳造ロール１１，１２の円筒周面１１７，１２７との間で摺動するか、又は、僅かな間隔をもって設置される場合は摺動すらしない。したがって、鋳造ロール１１，１２の端面との摺動による側堰板１４３，１４４の表層面の剥離は防止される。また、側堰板１４３，１４４の少なくとも表層面には耐熱性を有する硬質の断熱材層が形成されているので、溶湯５による側堰板１４３，１４４の表層面の摩耗が抑制され、及び／又は、表層面から剥離した部材が生産されたアルミニウムシート２に混入することが抑制される。
【００３６】
《第３実施形態》
次に、本発明に係る双ロール式縦型鋳造装置のさらに他の実施の形態を説明する。図９は、本発明に係る双ロール式縦型鋳造装置の第３実施形態を示す主要構成部の側面図、図１０は、図９のX-X線に沿う断面図である。以下、上述した第１実施形態及び第２実施形態に係る双ロール式縦型鋳造装置１と共通する構成部材には明細書及び図面において同一の符号を付し、その説明の全部または一部を援用して省略する。
【００３７】
上述した第１実施形態及び第２実施形態に係る双ロール式縦型鋳造装置１においては、鋳造ロール１１，１２の円筒周面１１７，１２７の両端に環状部材１１８，１２８を設け、側堰板１４３，１４４のシール性を高めるように構成した。これに対し、本実施形態では、図９及び図１０に示すように、環状部材１１８，１２８を設けることに加え、又はこれに代えて、側堰板１４３，１４４の外側に、少なくとも側堰板１４３，１４４の下端縁部である湾曲縁部１４３１，１４４１及び水平縁部１４３２，１４４２と、鋳造ロール１１，１２の円筒周面１１７，１２７とが対面する部分及びロールギャップ１３を含む範囲をカバーする補助側堰板１６，１７が、側堰板１４３，１４４及び鋳造ロール１１，１２の端面に押圧された状態で設けられている。
【００３８】
補助側堰板１６，１７は、一対の側堰板１４３，１４４と一対の鋳造ロール１１，１２の円筒周面１１７，１２７との間から漏洩する溶湯を補助的にシールするものである。したがって、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などを用いることができる。また、補助側堰板１６，１７の大きさ及び設置位置は、上述したとおり、少なくとも側堰板１４３，１４４の下端縁部である湾曲縁部１４３１，１４４１及び水平縁部１４３２，１４４２と、鋳造ロール１１，１２の円筒周面１１７，１２７とが対面する部分及びロールギャップ１３を含む範囲をカバーするものであればよい。なお、図１０に示すように、それぞれの補助側堰板１６，１７は、押圧弾性体１６１，１７１によって側堰板１４３，１４４に対し内側方向に押し付けられるが、あくまで補助的なシール、換言すれば側堰板１４３，１４４に異常が発生した場合の溶湯５の漏洩を防止するものであるから、押圧弾性体１６１，１７１の弾性力は大きく設定しなくてもよい。これにより、補助側堰板１６，１７と鋳造ロール１１，１２の端面との摺動による摩耗をできる限り小さくすることができ、補助側堰板１６，１７の交換頻度を少なくすることができる。
【００３９】
《第４実施形態》
図１１は、本発明に係る双ロール式縦型鋳造装置の第４実施形態を示す正面断面図（図２のXI-XI線に沿う断面に相当する）、図１２は、図１１の主要構成部の側面図（図１１のXII矢視図）である。以下、上述した第１実施形態及び第２実施形態に係る双ロール式縦型鋳造装置１と共通する構成部材には明細書及び図面において同一の符号を付し、その説明の全部または一部を援用して省略する。
【００４０】
本発明の第１実施形態及び第２実施形態のように、側堰板１４３，１４４を鋳造ロール１１，１２の円筒周面１１７，１２７に接触又は僅かな隙間をもって配置すると、従来のように側堰板１４３，１４４の内面を鋳造ロール１１，１２の端面に接触させたものに比べ、特に湾曲縁部１４３１，１４４１のシール性に劣る。このため、本実施形態では、図１１及び図１２に示すように、ロールギャップ１３の幅に相当する幅を有し、アルミニウム系材料の融点より高い融点を有する材料で構成されたテープ状部材１８，１９を、ロールギャップ１３の鉛直方向の上側から、一対の側堰板１４３，１４４の内面に沿って鉛直方向の下側へ送り出す送り出し機構１８１，１９１を備える。テープ状部材１８，１９としては、アルミニウムシート２がアルミニウム合金からなる場合は、純アルミニウム材などから構成することができる。
【００４１】
また、送り出し機構１８１，１９１としては、鋳造速度に同期して、テープ状部材１８，１９を巻回したロールを回転させる機構などを採用することができる。ただし、溶湯ノズル１４のロールギャップ１３から固相の溶湯５３（すなわちアルミニウムシート２）が送り出される際に、テープ状部材１８，１９がこの固相の溶湯５３の両端縁に引き摺られるので、テープ状部材１８，１９を巻回したロールを回転自在に保持するだけでもよい。
【００４２】
そして、一対の鋳造ロール１１，１２によるアルミニウム系材料の鋳造中に、テープ状部材１８，１９を送り出すと、図１２に示すように、ロールギャップ１３から少し上の部分において、液相の溶湯５１、固液共存の溶湯５２及び固相の溶湯５３が、このテープ状部材１８，１９に遮られ、これにより、左右方向への溶湯５の漏洩が抑制される。
【００４３】
《第１〜第４実施形態の効果》
以上のように構成した本実施形態の双ロール式縦型鋳造装置１では、側堰板１４３，１４４の内面が鋳造ロール１１，１２の端面と摺動するのではなく、側堰板１４３，１４４の下部の湾曲縁部１４３１，１４４１が鋳造ロール１１，１２の円筒周面１１７，１２７との間で摺動する。または、僅かな間隔をもって設置される場合は、摺動すらしない。したがって、鋳造ロール１１，１２の端面との摺動による側堰板１４３，１４４の表層面の剥離が防止される。また、側堰板１４３，１４４の少なくとも表層面には耐熱性を有する硬質の断熱材層が形成されているので、溶湯５による側堰板１４３，１４４の表層面の摩耗が抑制され、及び／又は、表層面から剥離した部材が生産されたアルミニウムシート２に混入することが抑制される。
【００４４】
また、本実施形態の双ロール式縦型鋳造装置１では、鋳造ロール１１，１２の円筒周面１１７，１２７の両端部に環状部材１１８，１２８を設け、側堰板１４３，１４４を環状部材１１８，１２８の内側に接するように配置する。これにより、環状部材１１８，１２８の内側縦面もシール面となるので、側堰板１４３，１４４のシール性がより高くなる。
【００４５】
また、第１実施形態の双ロール式縦型鋳造装置１では、一対の側堰板１４３，１４４は、引っ張り弾性体１４７，１４８により、一対の鋳造ロール１１，１２に対して、当該鋳造ロール１１，１２の回転軸１１１，１２１と直交する２軸方向に弾性的に支持されている。また第２実施形態の双ロール式縦型鋳造装置１では、一対の側堰板１４３，１４４は、押圧弾性体１４５，１４６により、一対の鋳造ロール１１，１２に対して、当該鋳造ロール１１，１２の回転軸１１１，１２１と直交する２軸方向に弾性的に支持されている。これにより、一対の側堰板１４３，１４４は、一対の鋳造ロール１１，１２の相対的な接近離反移動に追従することになり、側堰板１４３，１４４と鋳造ロール１１，１２とのシール性がより高くなる。
【００４６】
また、第３実施形態の双ロール式縦型鋳造装置１では、側堰板１４３，１４４の外側に、少なくとも側堰板１４３，１４４の下端縁部である湾曲縁部１４３１，１４４１及び水平縁部１４３２，１４４２と、鋳造ロール１１，１２の円筒周面１１７，１２７とが対面する部分及びロールギャップ１３を含む範囲をカバーする補助側堰板１６，１７が、側堰板１４３，１４４及び鋳造ロール１１，１２の端面に押圧された状態で設けられている。これにより、一対の側堰板１４３，１４４と一対の鋳造ロール１１，１２の円筒周面１１７，１２７との間から漏洩する溶湯を補助的にシールすることができる。
【００４７】
また、第４実施形態の双ロール式縦型鋳造装置１では、ロールギャップ１３の幅に相当する幅を有し、アルミニウム系材料の融点より高い融点を有する材料で構成されたテープ状部材１８，１９を、ロールギャップ１３の鉛直方向の上側から、一対の側堰板１４３，１４４の内面に沿って鉛直方向の下側へ送り出す送り出し機構１８１，１９１を備える。これにより、一対の鋳造ロール１１，１２によるアルミニウム系材料の鋳造中における左右方向への溶湯５の漏洩が抑制される。
【００４８】
なお、以上説明した各実施形態においては、一対の側堰板１４３，１４４を同じ構成としたが、少なくとも一方の側堰板１４３，１４４を上述した各実施形態の構成にすれば、その側堰板については、上述した作用効果を奏するので、そのようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１…双ロール式縦型鋳造装置
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
１１４…ハブ
１１５…金属板
１１６…成形面
１１７…円筒周面
１１８…環状部材
１２…鋳造ロール
１２１…回転軸
１２２…弾性体
１２３…溶湯との接触面
１２４…ハブ
１２５…金属板
１２６…成形面
１２７…円筒周面
１２８…環状部材
ＷＲ…成形面の回転軸方向の長さ
１３…ロールギャップ
１４…溶湯ノズル
１４１，１４２…主堰板
１４３，１４４…側堰板
１４３１，１４４１…湾曲縁部
１４３２，１４４２…水平縁部
１４５，１４６…押圧弾性体
１４７，１４８…引張り弾性体
１５…レードル（取鍋）
１６，１７…補助側堰板
１６１，１７１…押圧弾性体
１８，１９…テープ状部材
１８１，１９１…送り出し機構
２…アルミニウムシート
ｔ…アルミニウムシートの厚さ
Ｗ…アルミニウムシートの幅
Ｌ…アルミニウムシートの長さ
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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【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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