(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、前記回転軸方向に所定長さの成形面を有する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、一定量のアルミニウム系材料の溶湯が注湯される溶湯ノズルと、
前記アルミニウム系材料の溶湯を収容するレードル本体と、前記レードル本体から前記溶湯ノズルに前記溶湯を注湯する注湯口と、前記注湯口の両端部に、平面視において中央に向かって凸となり、前記注湯口の幅を前記レードル本体の幅よりも狭める凸部とを有するレードルと、を備える双ロール式縦型鋳造装置。
【請求項２】
前記レードルは、前記注湯口の両端部に、鉛直方向において前記レードル本体の底面に対して凹となる凹部を有する請求項１に記載の双ロール式縦型鋳造装置。
【請求項３】
前記成形面の前記所定長さをＷＲ，前記注湯口の幅をＷＬとした場合に、
０．９ＷＲ≦ＷＬ≦ＷＲである請求項１又は２に記載の双ロール式縦型鋳造装置。
【請求項４】
前記ロールギャップを通過する溶湯が、弾性付勢に反して当該ロールギャップを押し広げようとする反力を示す検出値を検出する反力推定器と、
前記検出値に応じて、前記一対の鋳造ロールが前記ロールギャップを通過する溶湯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、をさらに備え、
前記制御ユニットは、前記検出値により示される反力が大きいほど前記単位時間当たりの受熱量を小さく制御し、前記検出値により示される反力が小さいほど前記単位時間当たりの受熱量を大きく制御する請求項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】
前記制御ユニットは、前記検出値により示される反力が大きいほど前記一対の鋳造ロールの周速度を大きく制御し、前記検出値により示される反力が小さいほど前記一対の鋳造ロールの周速度を小さく制御する請求項４に記載の双ロール式縦型鋳造装置。
【請求項６】
前記反力推定器は、
前記溶湯ノズルに受容された溶湯の温度を検出する温度検出器を含み、
前記制御ユニットは、
前記温度検出器により検出された溶湯の温度が高いほど前記反力が小さいと判断して、前記一対の鋳造ロールの周速度を小さく制御し、前記溶湯の温度が低いほど前記反力が大きいと判断して、前記一対の鋳造ロールの周速度を大きく制御する請求項５に記載の双ロール式縦型鋳造装置。
【請求項７】
前記反力推定器は、
前記溶湯ノズルに受容された溶湯の液面の位置を検出する位置検出器を含み、
前記制御ユニットは、
前記位置検出器により検出された溶湯の液面の位置が高いほど前記反力が大きいと判断して、前記一対の鋳造ロールの周速度を大きく制御し、前記液面の位置が低いほど前記反力が小さいと判断して、前記一対の鋳造ロールの周速度を小さく制御する請求項５又は６に記載の双ロール式縦型鋳造装置。
【請求項８】
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、前記回転軸方向に所定長さの成形面を有する一対の鋳造ロールの前記ロールギャップに、
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を受容する溶湯ノズルから前記溶湯を注湯し、前記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方法であって、
前記アルミニウム系材料の溶湯を、注湯口を有するレードルのレードル本体に収容する工程と、
前記レードル本体に収容された前記溶湯を、前記溶湯ノズルに、両端に設けられた凸部によって幅が前記レードル本体よりも狭められた前記注湯口から注湯する工程と、を含む双ロール式縦型鋳造方法。
【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及び双ロール式縦型鋳造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
溶湯液面の状態に左右されずに板厚と品質が安定したシートを高速度で採取することができる双ロール式縦型鋳造装置として、一対の水冷回転ロールの上方に、一対の主堰及び一対の横堰を延設した溶湯ノズルを有するものが知られている（特許文献１）。溶湯ノズルには、溶湯が収容されたレードル（取鍋）から当該溶湯が注湯される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４８７３６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
レードルを傾けて注湯口から溶湯ノズルに溶湯を注湯する場合に、注湯口から流出した溶湯が幅方向へ広がり、この溶湯が、横堰と鋳造ロールとの摺動部分へ飛散し、付着する可能性が高いので、清掃等を頻繁に行わないと鋳造ロールが固着して安定した周速度で回転しないことになる。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、鋳造ロールを安定した周速度で回転させることができる双ロール式縦型鋳造装置及び双ロール式縦型鋳造方法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、レードルの注湯口の両端部に、平面視において中央に向かって凸となり、注湯口の幅をアルミニウム系材料の溶湯を収容するレードル本体の幅よりも狭める凸部を設けることによって上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
注湯口の両端部に、平面視において中央に向かって凸となる凸部を設けることで、レードル本体から流出する溶湯の流速を部分的に増大させ、注湯口から流出した溶湯が幅方向へ広がならないように抑制することができる。これにより、側堰板と鋳造ロールとが摺動する部分へ、溶湯が飛散し、付着することを防止できるので、双ロール式縦型鋳造装置を安定的に稼働させることができる。
【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の分解斜視図である。
【図４】図１の主要部分の断面図である。
【図５Ａ】図１の制御ユニットに記憶される制御マップの第１例を示すグラフである。
【図５Ｂ】図１の制御ユニットに記憶される制御マップの第２例を示すグラフである。
【図５Ｃ】図１の制御ユニットに記憶される制御マップの第３例を示すグラフである。
【図６】ロールギャップ、鋳造ロールの周速度及び溶湯の液面の位置の経時変化を測定した実施例及び比較例を示すグラフである。
【図７】ロールギャップ、鋳造ロールの周速度及び溶湯の温度の経時変化を測定した実施例及び比較例を示すグラフである。
【図８】鋳造初期におけるロールギャップ、鋳造ロールの周速度及び溶湯の液面の位置の経時変化を測定した実施例及び比較例を示すグラフである。
【図９】鋳造終期におけるロールギャップ、鋳造ロールの周速度及び溶湯の液面の位置の経時変化を測定した実施例及び比較例を示すグラフである。
【図１０】（Ａ）は図１及び図２のレードルの一例を示す平面図、（Ｂ）はレードルの開口部に取り付けられる蓋体を示す平面図、（Ｃ）はＸＣ−ＸＣ線に沿う断面図である。
【図１１】図１０のＸＩ部を示す拡大斜視図である。
【図１２】（Ａ）は図１及び図２のレードルの他の例を示す平面図、（Ｂ）はXIIＢ−XIIＢ線に沿う断面図である。
【図１３】（Ａ）は図１及び図２のレードルのさらに他の例を示す平面図、（Ｂ）はXIIIＢ−XIIIＢ線に沿う断面図である。
【図１４】図１及び図２のレードルのさらに他の例を適用した双ロール式縦型鋳造装置の全体を示す側面図である。
【図１５Ａ】比較例に係るレードルを用いた双ロール式縦型鋳造装置を示す平面図である。
【図１５Ｂ】図１５Ａに示す比較例に係るレードルを用いた双ロール式縦型鋳造装置において、回転軸中央部と端部の溶湯温度と鋳造ロール温度を測定した結果を示す図である。
【図１５Ｃ】図１５Ａに示す比較例に係るレードルを用いた双ロール式縦型鋳造装置により製造されたアルミニウムシート材の幅方向中央部の断面状態を示す電子顕微鏡写真である。
【図１６Ａ】図１及び図２に示す双ロール式縦型鋳造装置により製造されたアルミニウムシート材の幅方向中央部の断面状態を示す電子顕微鏡写真である。
【図１６Ｂ】図１及び図２に示す双ロール式縦型鋳造装置（実施例）により製造されたアルミニウムシート材と、図１５Ａに示す双ロール式縦型鋳造装置（比較例）により製造されたアルミニウムシート材それぞれの、表面状態（上図）と断面状態（下図）を示す電子顕微鏡写真である。
【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１８と、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１５と、反力推定器１５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１６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、レードル１８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及び図４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、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１１６により回転速度が制御され、当該インバータ装置１１６は制御ユニット１６からの制御指令により制御されるが、その制御内容については後述する。
【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、回転軸１１１，１２１の両端部にそれぞれ固定されたハブ（不図示）に中空状筒体１１４，１２４をそれぞれ固定し、その表面に熱伝導性が良好な銅などの金属層（金属板）１１５，１２５を固定することにより構成されている。中空状筒体１１４，１２４の内部の一部又は全部には、後述する熱媒体が循環する循環系統１７１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。）の裏面の金属層１１５，１２５に熱媒体が接触するように、スプレーノズルが設けられたり、あるいは中空状筒体１１４，１２４の内部の一部又は全体が熱媒体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１７を含むが、その詳細は後述する。
【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。
【００１６】
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の側縁と一対の鋳造ロール１１，１２の両側面に、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ＷＮは鋳造ロール１１，１２の幅方向の長さ（成形面１２６の回転軸方向の長さ）ＷＲ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。
【００１７】
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。
【００１８】
溶湯ノズル１４の上方には、レードル（取鍋）１８が設けられ、当該レードル１８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１８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１８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１８を傾けることで溶湯５を溶湯ノズル１４に注入する。
【００１９】
図１０（Ａ）は、図１及び図２のレードル１８のレードル本体１８１の一例を示す平面図、図１０（Ｂ）は、レードル１８の開口部１８３に取り付けられる蓋体１８４を示す平面図、図１０（Ｃ）は、図１０（Ａ）のＸＣ−ＸＣ線に沿う断面図である。本実施形態のレードル１８は、直方体形状の有底筒状とされ、上面に開口部１８３を有するレードル本体１８１と、上面の開口部１８３を開閉可能に覆う蓋体１８４とを備える。レードル本体１８１は、アルミニウムの溶湯５の温度に耐え得る程度の耐熱性を有するセラミック材などで構成され、蓋体１８４は、レードル本体１８１に収容された溶湯５の放熱を抑制するための断熱性乃至遮熱性を有する金属材又はセラミック材などで構成されている。図１及び図２のレードル１８は、図１０（Ａ）のレードル本体１８１に、図１０（Ｂ）の蓋体１８４をヒンジ１８５などを用いて開閉可能に装着することで構成されている。
【００２０】
レードル本体１８１は、バッチ式鋳造の場合、１バッチに必要とされる所定量Ｖ０の溶湯５が収容可能な容積Ｖとなるように、幅ＷＬ０，長さＬＬ及び深さＤＬが設定されている。また、上述したとおり、アルミニウム系材料の固形原材料は、レードル１８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１８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１８を傾けることで溶湯５を溶湯ノズル１４に注入する。そのため、レードル本体１８１の開口部１８３の、溶湯ノズル１４側の一辺は、注湯口１８２とされ、当該注湯口１８２からレードル本体１８１の底面に至る注湯口側壁１８６は、レードル１８を傾けていく際に溶湯５が徐々に注湯口１８２から流出するように傾斜面とされている。
【００２１】
本実施形態のレードル本体１８１の注湯口１８２の両端部には、図１０（Ａ）の平面視において中央に向かって凸となる凸部１８７が形成されている。この凸部１８７の上面は、レードル本体１８１の開口部１８３の上面（注湯口１８２を含む）と面一とされ、レードル本体１８１の一般部の幅ＷＬ０を注湯口の幅ＷＬに狭めている。そして、本実施形態のレードル１８においては、注湯口の幅ＷＬが鋳造ロール１１，１２の成形面１２６の幅ＷＲと同等寸法に設定されている。この場合の同等寸法とは、注湯口の幅ＷＬと鋳造ロール１１，１２の成形面１２６の幅ＷＲとが等しい場合のほか、注湯口の幅ＷＬが鋳造ロール１１，１２の成形面１２６の幅ＷＲより１０％程度小さい場合も含まれる。すなわち、注湯口の幅ＷＬと鋳造ロール１１，１２の成形面１２６の幅ＷＲとの関係は、０．９ＷＲ≦ＷＬ≦ＷＲであることが望ましい。
【００２２】
注湯口の幅ＷＬが鋳造ロール１１，１２の成形面１２６の幅ＷＲより大きいと、注湯口１８２から流出した溶湯が幅方向へ広がり、この溶湯５が、側堰板１４３，１４４と鋳造ロール１１，１２との摺動部分へ飛散し、付着する可能性が高いので、清掃等を頻繁に行わないと鋳造ロール１１，１２が固着して安定した周速度で回転しないことになる。一方において、注湯口の幅ＷＬが鋳造ロール１１，１２の成形面１２６の幅ＷＲの９０％未満であると、ロールギャップ１３に注湯される溶湯の幅方向における温度分布が不均一になり、上述した本発明の課題が生じる。
【００２３】
すなわち、レードル１８を傾けて注湯口１８２から溶湯を流出させる場合に、注湯口１８２の両端部における流速は、注湯口１８２の中央部における流速に比べて小さくなる。そのため、注湯口１８２から流出した溶湯は幅方向へ広がることになるが、本例の凸部１８７は、レードル本体１８１から流出する溶湯５の流速を部分的に増大させ、注湯口１８２から流出した溶湯が幅方向へ広がならないように抑制する機能がある。これにより、側堰板１４３，１４４と鋳造ロール１１，１２とが摺動する部分へ、溶湯５が飛散し、付着することを防止できるので、双ロール式縦型鋳造装置１を安定的に稼働させることができる。なお、レードル１８の注湯口１８２から流出した溶湯５の幅方向への広がり寸法を予め予測し、その分だけ注湯口１８２を含めたレードル本体の幅ＷＬ０を小さく設定すれば、凸部１８７を省略してもよい。
【００２４】
図１０（Ａ）〜（Ｃ）に示すレードル本体１８１は、開口部１８３周縁の上面が、注湯口１８２を含めて面一とされているが、図１２（Ａ）〜（Ｂ）に別例として示すレードル本体１８１のように、開口部１８３周縁の上面のうち、注湯口１８２の上面のみを鉛直方向の下側に段差を設けて形成してもよい。図１２（Ａ）は、図１及び図２のレードル１８の他の例を示す平面図、図１２（Ｂ）は、XIIＢ−XIIＢ線に沿う断面図であり、図１２（Ａ）において蓋体１８４は図示を省略している。この場合に、凸部１８７の上面を、注湯口１８２以外の開口部１８３周縁の上面と面一に形成することで、注湯口側壁１８６から注湯口１８２の先端に至るまでの領域の両端部に堤（土手）が形成される。これにより、レードル１８を傾けて注湯口１８２から溶湯を流出させる場合に、溶湯が注湯口１８２の両端部から開口部１８３の上面を超えて溢れるのを防止することができ、側堰板１４３，１４４と鋳造ロール１１，１２とが摺動する部分へ、溶湯５が飛散し、付着することをより確実に防止することができる。
【００２５】
図１２及び図１３に示すレードル１８のように、注湯口１８２の両端部に凸部１８７を形成することで、注湯口１８２の両端部における流速を増加させ、注湯口１８２から流出した溶湯が幅方向へ広がならないように抑制することができる。図１３（Ａ）は、図１及び図２のレードル１８のさらに他の例を示す平面図、図１３（Ｂ）は、XIIIＢ−XIIIＢ線に沿う断面図であり、図１３（Ａ）において蓋体１８４は図示を省略している。図１３にさらなる別例として示すレードル本体１８１は、注湯口の両端部に、図１２及び図１３に示す凸部１８７を形成するとともに、これら凸部１８７の中央部側に、鉛直方向において底面から凹となる凹部１８８が形成されている。なお、図１３において凸部１８７を省略し、注湯口１８２の両端部に凹部１８８のみを形成してもよい。注湯口１８２の両端部に凹部１８８を形成することで、レードル１８を傾けて注湯口１８２から溶湯を流出させる場合に、注湯口１８２の両端部における流速は中央部に比べて遅くなるものの、両端部における流量が増加する。これにより、注湯口１８２から流出した溶湯が幅方向へ広がならないように抑制することができる。
【００２６】
図１及び図２並びに図１０〜図１３に示すレードル１８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連続方式のものも含まれる。図１４は、図１及び図２のレードル１８のさらに他の例を適用した双ロール式縦型鋳造装置の全体を示す側面図である。図１４に示す双ロール式縦型鋳造装置１は、溶解炉１９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１８に給湯し、当該レードル１８の注湯口１８２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一例である。そのため、溶解炉１９は、アルミニウム材の固形原料を溶解して保持する溶湯保持炉１９１と、当該溶湯保持炉１９１に保持されたアルミニウム材の溶湯５を吸引してレードル１８に給湯する電磁式給湯機１９２と、当該電磁式給湯機１９２により吸引された溶湯５をレードル１８に案内する樋１９３とを備える。
【００２７】
そして、図１４に示すレードル１８は、架台４に対して位置が固定され、溶湯ノズル１４側の側壁下部に注湯口１８２が設けられている。この注湯口１８２は、上述した図１０から図１３に示すレードル１８の注湯口１８２と同様に構成されている。なお、本例においては、後述する温度検出器１５１と位置検出器１５２は、レードル１８に設けることもできる。こうした連続給湯式の双ロール式縦型鋳造装置１に本発明のレードル１８の構造を適用しても、上述した作用効果を奏することになる。
【００２８】
さて、図１５Ａは、比較例に係るレードル１８を用いた双ロール式縦型鋳造装置１を示す平面図、図１５Ｂは、図１５Ａに示す比較例に係るレードル１８を用いた双ロール式縦型鋳造装置１において、回転軸１１１，１２１の中央部と端部における溶湯５の温度（●印）と、鋳造ロール１１，１２の温度（■印）を測定した結果を示す図である。図１５Ａに示す比較例のレードル１８は、一対の鋳造ロール１１，１２の成形面１２６の長さＷＲに対して、注湯口１８２の幅ＷＬが著しく小さいものであり（ＷＲ＜＜ＷＬ）、このレードル１８に収容した溶湯５を溶湯ノズル１４に注湯し、鋳造ロール１１，１２を回転してアルミニウムシート２を成形した。原材料としてアルミニウム・シリコン合金系の材料を用いた。
【００２９】
その結果、図１５Ｂに示すように、レードル１８から溶湯ノズル１４に注湯される溶湯５の落下地点である中央付近の溶湯５の温度が、鋳造ロール１１，２１の両端部に比べて５℃ほど高く、またこの温度差によって鋳造ロール１１，１２の表面温度についても、中央部が両端部に比べて１５℃ほど高くなっていることが判明した。このように鋳造ロール１１，１２の回転軸方向に温度差が生じるが、鋳造ロール１１，１２の周速度は中央部も両端部も同じであるため、鋳造ロール１１，１２の中央部における溶湯５の凝固時間が長くなり、両端部における溶湯５の凝固時間が短くなる。図１５Ｃは、図１５Ａに示す比較例に係るレードル１８を用いた双ロール式縦型鋳造装置１により製造されたアルミニウムシート２の幅方向中央部の断面状態を示す電子顕微鏡写真である。
【００３０】
その結果、図１５Ｃに示すように、成形されたアルミニウムシート２の中央部の断面状態を電子顕微鏡で観察すると、同図の右に示すように、アルミニウムシートの内部には、厚さ方向の中央部付近に、引け巣とＳｉ偏析が多く発生していることが解った。この引け巣とＳｉ偏析の相は、アルミニウムシート２に求められる部品強度の均一性を損ない、また加工面に発生することにより外観品質も損なうものである。
【００３１】
これに対し、図１及び図２並びに図１０〜図１４に示す本発明の実施形態に係るレードル１８を適用した双ロール式縦型鋳造装置１で、同じアルミニウム・シリコン合金系の材料を用いてアルミニウムシート２を成形したところ、図１６Ａに示すように引け巣とＳｉ偏析の発生が著しく抑制された。図１６Ａは、図１及び図２に示す双ロール式縦型鋳造装置１により製造されたアルミニウムシート２の幅方向中央部の断面状態を示す電子顕微鏡写真である。また、図１６Ｂは、図１及び図２に示す双ロール式縦型鋳造装置１（実施例）により製造されたアルミニウムシート２と、図１５Ａに示す双ロール式縦型鋳造装置１（比較例）により製造されたアルミニウムシート２のそれぞれの、表面状態（上図）と断面状態（下図）を示す電子顕微鏡写真である。図１６Ｂに示すように、Ｓｉ偏析と引け巣の減少に加えて、マクロ的な組織の均一性が向上した。
【００３２】
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。
【００３３】
図４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り、本実施形態の双ロール式縦型鋳造装置１においては、レードル１８から溶湯ノズル１４へ溶湯５を注入すると同時又は若干のタイムラグをもって、一対の鋳造ロール１１，１２の回転を開始する。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。
【００３４】
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４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。
【００３５】
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。
【００３６】
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４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。
【００３７】
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４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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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４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。
【００４１】
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４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。
【００４２】
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。
【００４３】
そこで、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１５と、この反力推定器１５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１６と、を備え、制御ユニット１６は、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する。
【００４４】
本実施形態に係る反力推定器１５は、上述したとおりロールギャップ１３に作用する反力は溶湯５の温度と溶湯５の液面の位置に相関することから、溶湯ノズル１４に受容された溶湯５の温度を検出する温度検出器１５１と、溶湯ノズル１４に受容された溶湯５の液面の位置を検出する位置検出器１５２とを含んで構成される。温度検出器１５１は、熱電対などで構成され、検出された溶湯５の温度のデータは検出信号として所定時間間隔で制御ユニット１６へ読み込まれる。また、位置検出器１５２は、レーザ式変位センサなどで構成され、検出された溶湯の液面の位置データは検出信号として所定時間間隔で制御ユニット１６へ読み込まれる。ちなみに、反力推定器１５として、温度検出器１５１及び位置検出器１５２に代えて、他方の鋳造ロール１２の水平方向の変位を測定する鋳造ロール変位検出器１５３を用いてもよい。
【００４５】
一方、制御ユニット１６は、上述した温度検出器１５１と位置検出器１５２とからそれぞれ検出された溶湯５の温度と溶湯５の液面の位置とに応じて、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が、当該単位時間当たりの受熱量の制御として、一対の鋳造ロール１１，１２の周速度を制御することと、これに代えて又はこれに加えて、一対の鋳造ロール１１，１２の接触面１１３，１２３の温度を制御することが含まれる。
【００４６】
一対の鋳造ロール１１，１２の周速度を制御することで、単位時間当たりの受熱量を制御する場合は、制御ユニット１６からインバータ装置１１６に制御信号を出力すればよいが、そのための制御マップが制御ユニット１６に記憶されている。図５Ａは、制御ユニット１６に記憶される制御マップの第１例を示すグラフであり、溶湯５の温度及び溶湯５の液面の位置に対する鋳造ロール１１，１２の周速度の制御関係を示すものである。
【００４７】
上述したとおり、溶湯ノズル１４に受容された溶湯５の液面の位置が高い（溶湯重量が大きい）とロールギャップ１３は大きくなり、液面の位置が低い（溶湯重量が小さい）とロールギャップ１３は小さくなる。このため、位置検出器１５２により検出された溶湯ノズル１４の溶湯５の液面の位置が高い場合には、ロールギャップ１３を小さくするために鋳造ロール１１，１２の周速度を大きく制御し、逆に位置検出器１５２により検出された溶湯ノズル１４の溶湯５の液面の位置が低い場合には、ロールギャップ１３を大きくするために鋳造ロール１１，１２の周速度を小さく制御する。図５Ａに示すグラフにおいて液面の位置と鋳造ロールの周速度の関係が右上がりの線になっていることがこれを表している。ただし、液面の位置と鋳造ロール１１，１２の周速度との関係は、予め双ロール式縦型鋳造装置１の実機を用いてデータを収集するか、コンピュータシミュレーションなどを用いて収集し、そのデータを制御ユニット１６に記憶するので、図５Ａに示す制御線のプロファイルは一例を示すものである。
【００４８】
また上述したとおり、溶湯ノズル１４に受容された溶湯５の温度が高いとロールギャップ１３は小さくなり、溶湯５の温度が低いとロールギャップ１３は大きくなる。このため、温度検出器１５１により検出された溶湯ノズル１４の溶湯５の温度が高い場合には、ロールギャップ１３を大きくするために鋳造ロール１１，１２の周速度を小さく制御し、逆に温度検出器１５１により検出された溶湯ノズル１４の溶湯５の温度が低い場合には、ロールギャップ１３を小さくするために鋳造ロール１１，１２の周速度を大きく制御する。図５Ａに示すグラフにおいて、溶湯５の温度が低いほど鋳造ロールの周速度が高くなることがこれを表している。
【００４９】
ちなみに、図５Ａに示す制御マップは、溶湯５の液面の位置及び溶湯５の温度に対する鋳造ロール１１，１２の周速度の関係を示すものであり、たとえば溶湯５の温度を５ｄｅｇ間隔にした場合の液面の位置に対する周速度を示すが、温度検出器１５１により検出された温度が当該５ｄｅｇ間隔の中間にあたる場合（線上にない場合）は、内挿処理などを用いて周速度を求めればよい。
【００５０】
また、図５Ａに示す制御マップは、溶湯５の液面の位置及び溶湯５の温度に対する鋳造ロール１１，１２の周速度の関係を示すものであり、溶湯５の液面の位置と溶湯５の温度の両者に応じて鋳造ロール１１，１２の周速度を制御する例であるが、溶湯５の液面の位置又は溶湯５の温度のいずれか一方に応じて鋳造ロール１１，１２の周速度を制御してもよい。図５Ｂは、溶湯５の液面の位置のみに応じて鋳造ロール１１，１２の周速度を制御する場合の制御マップの一例であり、図５Ｃは、溶湯５の温度のみに応じて鋳造ロール１１，１２の周速度を制御する場合の制御マップの一例である。
【００５１】
図６は、位置検出器１５２により検出された溶湯５の液面の位置を制御ユニット１６に読み込み、溶湯５の温度を一定とした場合に、制御ユニット１６により鋳造ロール１１，１２の周速度を制御した際のロールギャップ１３の変位を測定した実施例を示すグラフである。同図の点線は、溶湯の液面の位置に依らず鋳造ロール１１，１２の周速度を一定に制御した場合のロールギャップ１３の変位を比較例として示したものである。
【００５２】
図６に示すように、鋳造を開始してからの時間Ｔ１〜Ｔ２において、溶湯５の液面の位置が所定値Ｈ０から低くなった場合に、比較例のように鋳造ロール１１，１２の周速度を所定値Ｖ０に維持すると、ロールギャップ１３は、比較例の点線で示すように所定値Ｇ０より大幅に小さくなる。これに対して、実施例においては、溶湯５の液面の位置が所定値Ｈ０から低くなるのに応じて制御ユニット１６が鋳造ロール１１，１２の周速度を所定値Ｖ０より小さく制御するため、ロールギャップ１３は所定値Ｇ０より大幅に小さくはならない。
【００５３】
また、鋳造を開始してからの時間Ｔ２〜Ｔ３において、溶湯５の液面の位置が所定値Ｈ０から高くなった場合に、比較例のように鋳造ロール１１，１２の周速度を所定値Ｖ０に維持すると、ロールギャップ１３は、比較例の点線で示すように、所定値Ｇ０より大幅に大きくなる。これに対して、実施例においては、溶湯５の液面の位置が所定値Ｈ０から高くなるのに応じて制御ユニット１６が鋳造ロール１１，１２の周速度を所定値Ｖ０より大きく制御するため、ロールギャップ１３は所定値Ｇ０より大幅に大きくはならない。
【００５４】
図７は、温度検出器１５１により検出された溶湯５の温度を制御ユニット１６に読み込み、溶湯５の液面の位置は一定とした場合に、制御ユニット１６により鋳造ロール１１，１２の周速度を制御した際のロールギャップ１３の変位を測定した実施例を示すグラフである。同図の点線は、溶湯の温度に依らず鋳造ロール１１，１２の周速度を一定に制御した場合のロールギャップ１３の変位を比較例として示したものである。
【００５５】
図７に示すように、鋳造を開始してからの時間Ｔ１〜Ｔ２において、溶湯５の温度が所定値ｔ０から低くなった場合に、比較例のように鋳造ロール１１，１２の周速度を所定値Ｖ０に維持すると、ロールギャップ１３は、比較例の点線で示すように、所定値Ｇ０より大幅に小さくなる。これに対して、実施例においては、溶湯５の温度が所定値ｔ０から低くなるのに応じて制御ユニット１６が鋳造ロール１１，１２の周速度を所定値Ｖ０より大きく制御するため、ロールギャップ１３は所定値Ｇ０より大幅に小さくはならない。
【００５６】
また、鋳造を開始してからの時間Ｔ２〜Ｔ３において、溶湯５の温度が所定値ｔ０から高くなった場合に、比較例のように鋳造ロール１１，１２の周速度を所定値Ｖ０に維持すると、ロールギャップ１３は、比較例の点線で示すように、所定値Ｇ０より大幅に大きくなる。これに対して、実施例においては、溶湯５の温度が所定値ｔ０から高くなるのに応じて制御ユニット１６が鋳造ロール１１，１２の周速度を所定値Ｖ０より小さく制御するため、ロールギャップ１３は所定値Ｇ０より大幅に大きくはならない。
【００５７】
以上のとおり、本実施形態の双ロール式縦型鋳造装置１において、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１５、具体的には、溶湯５の温度を検出する温度検出器１５１及び／又は溶湯５の液面の位置を検出する位置検出器１５２により推定された反力に応じて、一対の鋳造ロール１１，１２の受熱量、具体的には一対の鋳造ロール１１，１２の周速度を制御するので、一対の鋳造ロール１１，１２の接触面１１３，１２３における受熱量の変動が小さくなり、溶湯の凝固速度の変動が小さくなり、その結果、ロールギャップ１３が安定する。これにより、板厚ｔ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。
【００５８】
既述したとおり、制御ユニット１６は、温度検出器１５１と位置検出器１５２とからそれぞれ検出された溶湯５の温度と溶湯５の液面の位置とに応じて、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が、当該単位時間当たりの受熱量の制御として、図５Ａ〜図７に示すように、一対の鋳造ロール１１，１２の周速度を制御すること以外に、一対の鋳造ロール１１，１２の接触面１１３，１２３の温度を制御することが含まれる。以下に、一対の鋳造ロール１１，１２の接触面１１３，１２３の温度を制御することにより、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例を説明する。なお、この制御は、上述した鋳造ロール１１，１２の周速度の制御に代えて、又はこれに加えて実行することができる。
【００５９】
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１７を含み、当該温度調節器１７は、少なくとも接触面１１３，１２３を加熱又は冷却する熱媒体の循環系統１７１と、当該熱媒体の流量を調節する流量調節器１７２と、熱媒体の温度を調節する媒体温度調節器１７３と、を含んで構成されている。熱媒体は、一対の鋳造ロール１１，１２の少なくとも接触面１１３，１２３の裏面に接触すればよいが、上述したとおり中空状筒体１１４，１２４の内部の一部または全部を循環させるように構成してもよい。また熱媒体は、一対の鋳造ロール１１，１２の少なくとも接触面１１３，１２３の裏面に接触し、当該接触面１１３，１２３の温度を加熱又は冷却するものであるが、冷却のみを行う冷媒、たとえば冷却水であってもよい。
【００６０】
媒体温度調節器１７３は、一対の鋳造ロール１１，１２を循環して帰還した熱媒体を加熱又は冷却する加熱器、冷却器又は熱交換器などから構成され、熱媒体が冷媒である場合は冷却器又は加熱用熱交換器などから構成される。また流量調節器１７２は、流量調節弁などから構成される。これら流量調節器１７２及び媒体温度調節器１７３は、制御ユニット１６からの制御信号により制御される。
【００６１】
そして、温度検出器１５１及び位置検出器１５２を含む反力推定器１５により推定された反力が大きいほど、温度調節器１７により少なくとも接触面１１３，１２３を加熱制御することで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、温度調節器１７により少なくとも接触面１１３，１２３を冷却制御することで単位時間当たりの受熱量を大きく制御する。また、熱媒体が冷媒（冷却水）である場合は、温度検出器１５１により検出された溶湯５の温度が高いほど流量調節器１７２により冷却水の流量を多く制御することで単位時間当たりの受熱量を大きく制御し、溶湯５の温度が低いほど流量調節器１７２により冷却水の流量を少なく制御することで単位時間当たりの受熱量を小さく制御するとともに、位置検出器１５２により検出された溶湯５の液面の位置が高いほど流量調節器１７２により冷却水の流量を少なく制御することで単位時間当たりの受熱量を小さく制御し、液面の位置が低いほど流量調節器１７２により冷却水の流量を多く制御することで単位時間当たりの受熱量を大きく制御する。
【００６２】
反力推定器１５により推定された反力が大きいほど、ロールギャップ１３における溶湯の凝固速度が早いので、温度調節器１７により少なくとも接触面１１３，１２３を加熱制御することで凝固速度を遅く抑制する。また、反力推定器１５により推定された反力が小さいほど、ロールギャップ１３における溶湯の凝固速度が遅いので、温度調節器１７により少なくとも接触面１１３，１２３を冷却制御することで凝固速度を早く抑制する。
【００６３】
以上のとおり、本実施形態の双ロール式縦型鋳造装置１において、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１５、具体的には、溶湯５の温度を検出する温度検出器１５１及び／又は溶湯５の液面の位置を検出する位置検出器１５２により推定された反力に応じて、一対の鋳造ロール１１，１２の受熱量、具体的には一対の鋳造ロール１１，１２の接触面１１３，１２３の温度を加熱制御又は冷却制御するので、一対の鋳造ロール１１，１２の接触面１１３，１２３における受熱量の変動が小さくなり、溶湯の凝固速度の変動が小さくなり、その結果、ロールギャップ１３が安定する。これにより、板厚ｔ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。
【００６４】
なお、上述した反力推定器１５に応じて受熱量を制御することは、鋳造途中のみならず、本実施形態の双ロール式縦型鋳造装置１のようなバッチ式鋳造における鋳造初期及び鋳造終期においてもその効果を発揮する。
【００６５】
すなわち、鋳造初期においては、レードル１８から溶湯ノズル１４に一定量の溶湯５が所定の流速（単位時間当たりの流量）で注入されるが、注入し始めてから溶湯５の液面が所定位置に達するまでは、溶湯５の液面は徐々に上昇するため、この間の一対の鋳造ロール１１，１２が溶湯から受ける受熱量を一定にすると、具体的には一対の鋳造ロール１１，１２の周速度を一定にすると、図８の左図の比較例に示すとおりロールギャップ１３も、初期は狭く溶湯５の液面の上昇に応じて徐々に広くなる。このため、鋳造初期のアルミニウムシート２の板厚ｔは目標板厚より薄くなり、所期の目的には使用できず廃棄しなければならない。
【００６６】
これに対して、図８の右図の実施例に示すように、溶湯５の液面の位置に応じて一対の鋳造ロール１１，１２の周速度を徐々に大きく制御すれば、換言すれば、鋳造初期における一対の鋳造ロール１１，１２の周速度を小さく設定し、ここから徐々に大きくなるように制御すれば、ロールギャップ１３が所定値に安定するまでの時間が短縮され、アルミニウムシート２の廃棄長さが短くなる。この場合に、溶湯５の液面の位置は、位置検出器１５２により検出してもよいが、溶湯ノズル１４の容積と、レードル１８から溶湯ノズル１４へ注湯される際の流速が既知であるから、注湯し始めてから液面の位置が所定の高さに達するまでの時間は演算できる。したがって、位置検出器１５２に代えて注湯開始からの時間に基づいて一対の鋳造ロール１１，１２の周速度を制御してもよい。
【００６７】
また、この溶湯５の液面の位置又は鋳造開始からの時間による、鋳造初期における一対の鋳造ロール１１，１２の周速度を小さく制御することに加えて、溶湯５の温度を温度検出器１５１で検出し、検出された溶湯温度と、図５Ａに示す制御マップとを用いて一対の鋳造ロール１１，１２の周速度を制御してもよい。この鋳造初期においても、検出された溶湯の温度が高いほど一対の鋳造ロール１１，１２の周速度を小さく制御し、溶湯の温度が低いほど一対の鋳造ロール１１，１２の周速度を大きく制御する。
【００６８】
さらにこれに加えて、温度調節器１７を用いて一対の鋳造ロール１１，１２の接触面を加熱又は冷却制御してもよい。すなわち、鋳造初期においては温度検出器１５１及び位置検出器１５２を含む反力推定器１５により推定された反力が相対的に小さいので、温度調節器１７により少なくとも接触面１１３，１２３を冷却制御することで単位時間当たりの受熱量を大きく制御する。また、熱媒体が冷媒（冷却水）である場合は、鋳造初期において、流量調節器１７２により冷却水の流量を多く制御することで単位時間当たりの受熱量を大きく制御する。
【００６９】
同様に、鋳造終期においては、溶湯ノズル１４に注入された溶湯５の液面が所定位置から徐々に下降するため、この間の一対の鋳造ロール１１，１２が溶湯から受ける受熱量を一定にすると、具体的には一対の鋳造ロール１１，１２の周速度を一定にすると、図９の左図の比較例に示すとおりロールギャップ１３も溶湯５の液面の下降に応じて徐々に狭くなる。このため、鋳造終期のアルミニウムシート２の板厚ｔは目標板厚より薄くなり、所期の目的には使用できず廃棄しなければならない。
【００７０】
これに対して、図９の右図の実施例に示すように、溶湯５の液面の位置が下降するのに応じて一対の鋳造ロール１１，１２の周速度を徐々に小さく制御すれば、ロールギャップ１３が所定値を維持する時間が長くなり、アルミニウムシート２の廃棄長さが短くなる。この場合に、溶湯５の液面の位置は、位置検出器１５２により検出してもよいが、溶湯ノズル１４の容積と、溶湯ノズル１４から吐出される溶湯の流速が既知であるから、溶湯の液面の位置が所定の高さから下降し始めてから溶湯がなくなるまでの時間は演算できる。したがって、位置検出器１５２に代えて溶湯５の液面の位置の下降開始からの時間に基づいて一対の鋳造ロール１１，１２の周速度を制御してもよい。
【００７１】
また、この溶湯５の液面の位置又は下降開始からの時間による、鋳造終期における一対の鋳造ロール１１，１２の周速度を小さく制御することに加えて、溶湯５の温度を温度検出器１５１で検出し、検出された溶湯温度と、図５Ａに示す制御マップとを用いて一対の鋳造ロール１１，１２の周速度を制御してもよい。この鋳造終期においても、検出された溶湯の温度が高いほど一対の鋳造ロール１１，１２の周速度を小さく制御し、溶湯の温度が低いほど一対の鋳造ロール１１，１２の周速度を大きく制御する。
【００７２】
さらにこれに加えて、温度調節器１７を用いて一対の鋳造ロール１１，１２の接触面を加熱又は冷却制御してもよい。すなわち、鋳造終期においては温度検出器１５１及び位置検出器１５２を含む反力推定器１５により推定された反力が相対的に小さいので、温度調節器１７により少なくとも接触面１１３，１２３を冷却制御することで単位時間当たりの受熱量を大きく制御する。また、熱媒体が冷媒（冷却水）である場合は、鋳造初期において、流量調節器１７２により冷却水の流量を多く制御することで単位時間当たりの受熱量を大きく制御する。
【００７３】
以上のとおり、本実施形態の双ロール式縦型鋳造装置１によれば、レードル１８の注湯口１８２の幅ＷＬを、一対の鋳造ロール１１，１２の成形面１２６の軸方向の長さＷＲと同等（好ましくは、０．９ＷＲ≦ＷＬ≦ＷＲ）にしたので、レードル１８から溶湯ノズル１４を介して一対の鋳造ロール１１，１２のロールギャップ１３に溶湯５を注湯すると、当該溶湯５は、一対の鋳造ロール１１，１２の成形面１２６の軸方向の長さＷＲと同等の幅で、レードル１８から溶湯ノズル１４に注湯される。これにより、鋳造ロール１１，１２への入熱量が軸方向に対して均一になるので、アルミニウムシート２の仕上がり品質を一定値以上に維持することができる。
【００７４】
また本実施形態の双ロール式縦型鋳造装置１において、注湯口１８２の両端部に、平面視において中央に向かって凸となる凸部１８７を設けることで、レードル本体１８１から流出する溶湯５の流速を部分的に増大させ、注湯口１８２から流出した溶湯が幅方向へ広がならないように抑制することができる。これにより、側堰板１４３，１４４と鋳造ロール１１，１２とが摺動する部分へ、溶湯５が飛散し、付着することを防止できるので、双ロール式縦型鋳造装置１を安定的に稼働させることができる。
【００７５】
また本実施形態の双ロール式縦型鋳造装置１において、注湯口１８２の両端部に、鉛直方向において底面から凹となる凹部１８８を設けることで、レードル１８を傾けて注湯口１８２から溶湯を流出させる場合に、注湯口１８２の両端部における流速は中央部に比べて遅くなるものの、両端部における溶湯５の流量が増加する。これにより、注湯口１８２から流出した溶湯が幅方向へ広がならないように抑制することができる。その結果、側堰板１４３，１４４と鋳造ロール１１，１２とが摺動する部分へ、溶湯５が飛散し、付着することを防止できるので、双ロール式縦型鋳造装置１を安定的に稼働させることができる。
【符号の説明】
【００７６】
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…中空状筒体
１１５…金属層
１２…鋳造ロール
１２１…回転軸
１２２…弾性体
１２３…溶湯との接触面
１２４…中空状筒体
１２５…金属層
１２６…成形面
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
１４５，１４６…押圧弾性体
１４７…引張り弾性体
１５…反力推定器
１５１…温度検出器
１５２…位置検出器
１５３…鋳造ロール変位検出器
１６…制御ユニット
１７…温度調節器
１７１…循環系統
１７２…流量調節器
１７３…媒体温度調節器
１８…レードル（取鍋）
１８１…レードル本体
１８２…注湯口
１８３…開口部
１８４…蓋体
１８５…ヒンジ
１８６…注湯口側壁
１８７…凸部
１８８…凹部
ＷＬ…注湯口の幅
１９…溶解炉
１９１…溶湯保持炉
１９２…電磁式給湯機
１９３…樋
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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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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１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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