(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、
前記一対の側堰板の少なくとも一方は、
前記一対の主堰板の端面と前記鋳造ロールの端面とに押圧された状態で回転可能に設けられ、
前記一対の主堰板の端面と前記鋳造ロールの端面とにより画成される溶湯ノズルの側壁面を被覆する被覆面が、前記側堰板の回転中心に対する円周方向に連続するように設けられており、
前記回転可能に設けられた側堰板は、鋳造開始から鋳造を終了するまで回転を停止し、鋳造を終了してから次の鋳造が開始されるまでの間に回転制御される双ロール式縦型鋳造装置。
【請求項２】
前記一対の側堰板のそれぞれは、
前記一対の主堰板の端面と前記鋳造ロールの端面とに押圧された状態で回転可能に設けられ、
前記一対の主堰板の端面と前記鋳造ロールの端面とにより画成される溶湯ノズルの側壁面を被覆する被覆面が、前記側堰板の回転中心に対する円周方向に連続するように設けられている請求項１に記載の双ロール式縦型鋳造装置。
【請求項３】
前記回転可能に設けられた側堰板は、前記被覆面を含む円盤状、楕円状又は多角形状に形成されている請求項１又は２に記載の双ロール式縦型鋳造装置。
【請求項４】
前記回転可能に設けられた側堰板は、前記一対の鋳造ロールの回転軸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】
前記回転可能に設けられた側堰板を回転駆動させる回転駆動手段を備え、
前記回転駆動手段は、前記一方の側堰板に設けられたピニオンと、前記一対の鋳造ロールを支持する架台に前記一方の側堰板の回転軸に対して直角方向にスライド可能に設けられたラックと、前記ラックをスライドさせる駆動モータと、を含む請求項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６】
前記回転可能に設けられた側堰板は、支持された鋳造ロールの回転方向とは反対方向に回転制御される請求項４に記載の双ロール式縦型鋳造装置。
【請求項７】
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、
前記一対の側堰板の少なくとも一方は、
前記一対の主堰板の端面と前記鋳造ロールの端面とに押圧された状態で回転可能に設けられ、
前記一対の主堰板の端面と前記鋳造ロールの端面とにより画成される溶湯ノズルの側壁面を被覆する被覆面が、前記側堰板の回転中心に対する円周方向に連続するように設けられており、
前記回転可能に設けられた側堰板は、鋳造開始から鋳造を終了するまで回転を停止し、鋳造を終了してから次の鋳造が開始されるまでの間に回転制御される双ロール式縦型鋳造方法。
【請求項８】
前記一対の側堰板のそれぞれは、
前記一対の主堰板の端面と前記鋳造ロールの端面とに押圧された状態で回転可能に設けられ、
前記一対の主堰板の端面と前記鋳造ロールの端面とにより画成される溶湯ノズルの側壁面を被覆する被覆面が、前記側堰板の回転中心に対する円周方向に連続するように設けられている請求項７に記載の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】
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、一対の側堰板の少なくとも一方を、一対の主堰板の端面と鋳造ロールの端面とに押圧された状態で回転可能に設けるとともに、この側堰板に、一対の主堰板の端面と鋳造ロールの端面とにより画成される溶湯ノズルの側壁面を被覆する被覆面を回転中心に対する円周方向に連続するように設け、この側堰板の回転を鋳造開始から鋳造を終了するまでは停止し、鋳造を終了してから次の鋳造が開始されるまでの間に回転制御することにより、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、側堰板は、溶湯ノズルに注湯された溶湯が液相から固液共存を経て固相となるロールギャップの近傍及び鋳造ロールに押圧されて摺動するロールギャップの近傍が最もダメージを受ける部分であることに鑑み、被覆面を有する側堰板を回転可能に設けられているので、このダメージを受ける部分が側堰板の表面を相対的に移動する。すなわち、ダメージを受ける部分が一箇所に集中することなく側堰板の表面に分散する。その結果、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。
【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２のIII部を拡大して示す断面図である。
【図４】図１の主要部分の断面図である。
【図５Ａ】図１の双ロール式縦型鋳造装置の動作の一実施の形態を説明するための断面図(その１)である。
【図５Ｂ】図１の双ロール式縦型鋳造装置の動作の一実施の形態を説明するための断面図(その２)である。
【図６Ａ】図１の双ロール式縦型鋳造装置の動作の他の実施の形態を説明するための断面図(その１)である。
【図６Ｂ】図１の双ロール式縦型鋳造装置の動作の他の実施の形態を説明するための断面図(その２)である。
【図７】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８】図７の平面図である。
【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側面図である。
【図１０】図９の平面図である。
【図１１】図９のXI部を拡大して示す断面図である。
【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。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第１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、一つの第１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、第１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第１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。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。
【００１７】
これに対し、一対の側堰板１４３，１４４は、図１に示すように、一方の鋳造ロール１１の回転軸１１１に支持され、その外形が円形状に形成された円盤板とされている。そしてこの円形状の外周端は、同図に示すように溶湯ノズル１４の主堰板１４１の上端（溶湯５の液面以上）にまで達する長さとされている。なお、本実施形態の側堰板１４３，１４４は、図１に示すような円形状のほか、楕円形状や多角形形状などに形成してもよい。要するに、一対の主堰板１４１，１４２の端面と、一対の鋳造ロール１１，１２の端面とにより画成される溶湯ノズル１４の側壁面を、円周方向に連続して被覆する被覆面１４４Ｆ（１４３Ｆ）が形成された形状であればよい。図１に示す円形状の側堰板１４４でいえば、同図に符号Ｒで示すドーナツ状の範囲が被覆面１４４Ｆ（１４３Ｆ）を構成する。
【００１８】
一対の側堰板１４３，１４４が、図２の平面図及び図４の断面図に示すように、一対の主堰板１４１，１４２の側面と、一対の鋳造ロール１１，１２の端面に当接することで、上面と下面がそれぞれ開口した矩形筒体の溶湯ノズル１４が構成される。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。
【００１９】
本実施形態の側堰板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、少なくとも被覆面１４３Ｆ，１４４Ｆの表面に、同等の耐熱性を有し、一対の主堰板１４１，１４２及び一対の鋳造ロール１１，１２の端面に後述する押圧機１４５，１４６で押圧された際にこれらの間のシール性を確保し得る柔軟性を有する、たとえばセラミックス製の軟質材料からなる断熱材層が形成されている。
【００２０】
本実施形態の側堰板１４３，１４４は、図１に示すように円盤形状とされ、その中心孔が一方の鋳造ロール１１の両端面の回転軸１１１に挿入されている。なお、図１においては、側堰板１４３，１４４と一対の鋳造ロール１１，１２及び主堰板１４１，１４２の位置関係を理解し易いように、紙面手前の側堰板１４４が透視されるように図示している。図３は、図２のIII部を拡大して示す断面図であり、一方の鋳造ロール１１の他端に設けられた側堰板１４３の構造も同じであるので、図示する一端の説明をし、他端の説明は符号のみを括弧書きで示しその図示を省略する。
【００２１】
図３に示すとおり、本実施形態の側堰板１４４は、一方の鋳造ロール１１の回転軸１１１に軸受１４４Ａ（１４３Ａ）を介して挿入され、側堰板１４４の中心孔の外側に、プーリ及びベルトなどの伝達機構１４４Ｂ（１４３Ｂ）が固定され、この伝達機構は第２回転駆動モータ１４４Ｅ（１４３Ｅ）に接続されている。これにより、側堰板１４４（１４３）は、一方の鋳造ロール１１の回転とは独立した周速度で回転可能に支持されている。第２回転駆動モータ１４４Ｅ（１４３Ｅ）は、回転速度が可変とされたモータであり、図示しない駆動モータ制御装置からの制御信号によって、その回転速度が制御される。側堰板１４３，１４４の回転制御の実施形態については、その回転方向も含め、図５Ａ〜図６Ｂを参照して後述する。
【００２２】
側堰板１４４の中心孔の周囲には、連続的又は離散的なパッド１４４Ｃ（１４３Ｃ）が出没可能に設けられ、弾性体１４４Ｄ（１４３Ｄ）により突出方向に弾性付勢されている。側堰板１４３，１４４のそれぞれは、後述する流体圧シリンダ１４５Ａ，１４６Ａ及びバックアップパッド１４５Ｂ，１４６Ｂを有する押圧機１４５，１４６によって、側堰板１４３，１４４が主堰板１４１，１４２の端面及び鋳造ロール１１，１２の端面に押し付けられる。図１に、押圧機１４５，１４６のバックアップパッド１４５Ｂ，１４６Ｂの外形を点線で示す。側堰板１４３，１４４が押圧機１４５，１５６により押圧されると、このパッド１４４Ｃ（１４３Ｃ）は、弾性体１４４Ｄ（１４３Ｄ）が弾性力に抗して縮み、パッド１４４Ｃ（１４３Ｃ）のみならず、側堰板１４４(１４３)の中心孔の周囲も鋳造ロール１１，１２の端面に接触する。
【００２３】
これに対して、流体圧シリンダ１４５Ａ，１４６Ａ及びバックアップパッド１４５Ｂ，１４６Ｂによる押し付けが解除されると、弾性体１４４Ｄ（１４３Ｄ）の弾性力により側堰板１４４（１４３）が鋳造ロール１１，１２の端面から離れ、パッド１４４Ｃ（１４３Ｃ）のみが鋳造ロール１１，１２の端面に接触する。これにより、流体圧シリンダ１４５Ａ，１４６Ａ及びバックアップパッド１４５Ｂ，１４６Ｂによる押し付けが解除されると、側堰板１４４（１４３）は、鋳造ロール１１，１２に対してパッド１４４Ｃ（１４３Ｃ）の摩擦力のみが作用する軽負荷にて回転することができる。
【００２４】
本実施形態の押圧機１４５，１４６は、図２に示すように、架台４などに固定され、側堰板１４３，１４４への押圧力を発生させる流体圧シリンダ１４５Ａ，１４６Ａと、これら流体圧シリンダ１４５Ａ，１４６Ａのロッドの先端に設けられ側堰板１４３，１４４の裏面に接触・離反するバックアップパッド１４５Ｂ，１４６Ｂとを備える。そして、図２に示すように、第２回転駆動モータ１４３Ｅ，１４４Ｅによって、溶湯ノズル１４を構成する第１位置、すなわち、図４に示すロールギャップ１３、溶湯との接触面１１３，１２３及び一対の主堰板１４１，１４２とで囲まれる断面を含むような位置の側堰板１４３，１４４の裏面に対し、流体圧シリンダ１４５Ａ，１４６Ａを作動させてバックアップパッド１４５Ｂ，１４６Ｂを押し付ける。これにより、図２に示すように、この第１位置にある側堰板１４３，１４４の被覆面１４３Ｆ，１４４Ｆは、一対の主堰板１４１，１４２及び一対の鋳造ロール１１，１２の両端面に押し付けられ、その結果、溶湯ノズル１４のシール性が確保される。また、鋳造を終了して側堰板１４３，１４４を回転させる場合は、流体圧シリンダ１４５Ａ，１４６Ａを作動させてバックアップパッド１４５Ｂ，１４６Ｂを後退させることで押圧機１４５，１４６による押圧を解除する。これにより、側堰板１４３，１４４を高速で回転させることができる。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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る。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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。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。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。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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。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。
【００３２】
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。
【００３３】
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４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。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。
【００３４】
ここで、側堰板１４３，１４４の表層面は、上述したとおり、シール性を確保するためにある程度の柔軟性を有する軟質材料から形成されている。このため、溶湯ノズル１４に注湯された溶湯５が、図４に示す固液共存の溶湯５２及び固相の溶湯５３となるロールギャップ１３の近傍及び一対の鋳造ロール１１，１２に押圧されて摺動するロールギャップ１３の近傍に、溶湯５による熱負荷に加え、浸食と摩耗も生じることから、被覆面１４３Ｆ，１４４Ｆの表層面が最もダメージを受ける。図５Ａの左図にこの最もダメージを受ける範囲をＳ１にて示す。また、側堰板１４３，１４４の表層面は、図４に示す液相の溶湯５１に接している部分も溶湯５による熱負荷を受ける。図５Ａの左図にこの次にダメージを受ける範囲をＳ２にて示す。そのため、仮に側堰板１４３，１４４が主堰板１４１，１４２及び一対の鋳造ロール１１，１２に対して固定されていると、図５Ａの左図に示す範囲Ｓ１，Ｓ２の表層面にダメージが集中し、当該表層面を構成する軟質材料が剥がれ、異物となって鋳造シートに混入するおそれがある。
【００３５】
しかしながら本実施形態では、鋳造を開始してから鋳造を終了するまでの間、又は鋳造を終了してから次の鋳造が開始される間に、側堰板１４３，１４４を回転させるので、このダメージを受ける範囲Ｓ１，Ｓ２が、図５Ａの右図〜図５Ｂの右図又は図６Ａの左図〜図６Ｂに示すように、側堰板１４３，１４４の表面を相対的に移動することになる。すなわち、ダメージを受ける範囲Ｓ１，Ｓ２は、一箇所に集中することなく側堰板１４３，１４４の表面に分散する。その結果、溶湯５による熱負荷と浸食と摩耗によって側堰板１４３，１４４から異物が生じるのを抑制でき、これがアルミニウムシート２に混入するのを抑制することができる。
【００３６】
次に回転可能に設けられた一対の側堰板１４３，１４４の回転駆動の実施形態を説明する。図５Ａ及び図５Ｂに示す実施形態は、鋳造中において一対の鋳造ロール１１，１２の回転と共に側堰板１４３，１４４も回転制御する実施形態、図６Ａ及び図６Ｂは、鋳造中においては回転を停止し、鋳造を終了してから次の鋳造が開始されるまでの間に側堰板１４３，１４４を回転制御する実施形態である。
【００３７】
まず、図５Ａ及び図５Ｂに示す側堰板１４３，１４４の回転制御の実施形態では、鋳造を開始する前に、押圧機１４５，１４６によって側堰板１４３，１４４を主堰板１４１，１４２の端面と鋳造ロール１１，１２の端面とに押し付け、溶湯ノズル１４のシール性を確保する。そして、図５Ａの左図に示すように、鋳造が開始されて一対の鋳造ロール１１，１２を回転させレードル１５から溶湯ノズル１４へ溶湯５を注湯する。これと同時又はその前に側堰板１４３，１４４も回転させる。この際の側堰板１４３，１４４の周速度は、一対の鋳造ロール１１，１２の周速度より低速度に設定することが望ましい。側堰板１４３，１４４を高速で回転させても上述した被覆面１４３Ｆ，１４４Ｆのダメージを軽減できることは勿論であるが、溶湯ノズル１４のシール性が低下することと、側堰板１４３，１４４の交換頻度が高くなるといった相対的欠点がある。したがって、アルミニウムシート２に異物が混入しない程度の低速度で回転制御することが望ましい。
【００３８】
また、図５Ａ及び図５Ｂに示す実施形態では、同図に示す側面図において側堰板１４３，１４４を時計方向（換言すれば、装着される側の鋳造ロール１１の回転方向に対して反対方向）に回転させているが、反時計方向（換言すれば、装着される側の鋳造ロール１１の回転方向と同じ方向）に回転させてもよい。ただし、側堰板１４３，１４４を時計方向に回転させると、ダメージが大きい範囲Ｓ１には、側堰板１４３，１４４の回転にともない、常に全くダメージを受けていない表層面が当該範囲Ｓ１に移動する。これに対して、側堰板１４３，１４４を反時計方向に回転させた場合は、ダメージが大きい範囲Ｓ１には、その前に範囲Ｓ２にてダメージを受けた表層面が移動することになるから、側堰板１４３，１４４を時計方向に回転させる方が、反時計方向に回転させることに比べて、総合的なダメージが小さくなる。その結果、より一層、溶湯５による熱負荷と浸食と摩耗によって側堰板１４３，１４４から異物が生じるのを抑制でき、異物がアルミニウムシート２に混入するのを抑制することができる。
【００３９】
鋳造中においては、図５Ａの右図に示すように、被覆面１４３Ｆ，１４４Ｆの表層面のうち最もダメージを受けた範囲Ｓ１と次にダメージを受けた範囲Ｓ２が徐々に移動し、溶湯ノズル１４の側堰板の部分にはダメージを受けていない表層面が移動する。そして、同図に示すように溶湯ノズル１４に注湯された溶湯５がなくなると鋳造が終了するので、鋳造ロール１１，１２の回転を停止させるとともに、側堰板１４３，１４４の回転も停止させる。次いで、押圧機１４５，１４６による側堰板１４３，１４４の押圧を解除し、側堰板１４３，１４４を主堰板１４１，１４２の端面及び鋳造ロール１１，１２の端面から離したのち、再び第２回転駆動モータ１４３Ｅ，１４４Ｅを制御し、今度は高速で側堰板１４３，１４４を回転させる。このときの回転量は、図５Ｂの左図に示すように、被覆面１４３Ｆ，１４４Ｆの表層面のダメージを受けた範囲Ｓ１，Ｓ２が溶湯ノズル１４の側堰板の部分に含まれない回転量とする。すなわち、次の鋳造が開始される際には、溶湯ノズル１４の側堰板の部分にダメージを受けていない表層面が位置することになる。
【００４０】
次に、図５Ｂの左図に示すように、溶湯ノズル１４の側堰板の部分にダメージを受けていない表層面が位置するまで側堰板１４３，１４４を高速回転させたら、回転を停止させ、押圧機１４５，１４６により再び側堰板１４３，１４４を主堰板１４１，１４２の端面と鋳造ロール１１，１２の端面に押し付け、溶湯ノズル１４のシール性を確保する。そして、図５Ｂの右図に示すように、次の鋳造を開始し、以下この操作を繰り返す。
【００４１】
図６Ａ及び図６Ｂに示す側堰板１４３，１４４の回転制御の実施形態では、鋳造を開始する前に、押圧機１４５，１４６によって側堰板１４３，１４４を主堰板１４１，１４２の端面と鋳造ロール１１，１２の端面とに押し付け、溶湯ノズル１４のシール性を確保する。そして、図６Ａの左図に示すように、鋳造が開始されて一対の鋳造ロール１１，１２を回転させレードル１５から溶湯ノズル１４へ溶湯５を注湯する。この鋳造開始から鋳造を終了するまで、側堰板１４３，１４４の回転は停止したままとする。溶湯ノズル１４に注湯された溶湯５がなくなって鋳造が終了すると、鋳造ロール１１，１２の回転を停止させるとともに、押圧機１４５，１４６による側堰板１４３，１４４の押圧を解除し、側堰板１４３，１４４を主堰板１４１，１４２の端面及び鋳造ロール１１，１２の端面から離す。
【００４２】
次いで、次の鋳造が開始されるまでの間に、高速で側堰板１４３，１４４を回転させる。このときの回転量は、図６Ａの左図に示すように、被覆面１４３Ｆ，１４４Ｆの表層面のダメージを受けた範囲Ｓ１，Ｓ２が溶湯ノズル１４の側堰板の部分に含まれない回転量とする。すなわち、次の鋳造が開始される際には、溶湯ノズル１４の側堰板の部分にダメージを受けていない表層面が位置することになる。そして図６Ａの右図及び図６Ｂに示すように、溶湯ノズル１４の側堰板の部分にダメージを受けていない表層面が位置するまで側堰板１４３，１４４を高速回転させたら、回転を停止させ、押圧機１４５，１４６により再び側堰板１４３，１４４を主堰板１４１，１４２の端面と鋳造ロール１１，１２の端面に押し付け、溶湯ノズル１４のシール性を確保する。そして、図６Ｂに示すように、次の鋳造を開始し、以下この操作を繰り返す。
【００４３】
次に、本発明に係る双ロール式縦型鋳造装置の第２実施形態を説明する。図７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８は、図７の平面図である。以下、上述した第１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。図７及び図８に示す第２実施形態に係る双ロール式縦型鋳造装置１は、上記第１実施形態に係る双ロール式縦型鋳造装置１に対し、側堰板１４３，１４４の鋳造ロール１１，１２への装着位置が相違する。
【００４４】
ずなわち、図１及び図２に示す第１実施形態に係る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の一方１１の両端面に側堰板１４３，１４４を回転下降に支持したが、本実施形態では、一方の鋳造ロール１１の一方の端面（図８において下側）に側堰板１４４が回転可能に支持され、他方の鋳造ロール１２の他方（図８において上側）に側堰板１４３が回転可能に支持されている。なお、他方の鋳造ロール１２は鋳造中に水平方向に移動するため、側堰板１４３の第２回転駆動モータ１４３Ｅ及び伝達機構も鋳造ロール１２を支持する基台に設置することが好ましい。
【００４５】
次に、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２実施形態の主要部を示す側面図、図１０は、図９の平面図、図１１は、図９のXI部を拡大して示す断面図である。上述した第１実施形態及び第２実施形態においては、側堰板１４３，１４４の回転駆動手段として、第２回転駆動モータ１４３Ｅ，１４４Ｅと伝達機構１４３Ｂ，１４４Ｂを用いたが、側堰板１４３，１４４の回転駆動手段はこれにのみ限定されず、たとえば図９〜図１１に示すラック＆ピニオン機構１４３Ｇ，１４４Ｇ，１４３Ｈ，１４４Ｈと、これを駆動する第３駆動モータ１４３Ｉを用いてもよい。
【００４６】
すなわち、図９及び図１１に示すように、円形状の側堰板１４３，１４４の外周面にはピニオンギヤ１４３Ｈ，１４４Ｈがそれぞれ形成されている。また、架台４には第３駆動モータ１４３Ｉが設置され、その回転軸にギヤ１４３Ｋが設けられている。さらに、図１０の平面図に示すように、架台４に対して矢印方向に進退移動可能に、ラックギヤ１４３Ｇ，１４４Ｇと、ギヤ１４３Ｋと噛み合うギヤ１４３Ｊとを含む枠体が設けられている。そして、第３駆動モータ１４３Ｉを駆動させると、ギヤ１４３Ｋとギヤ１４３Ｊとの噛み合いにより枠体が矢印方向に移動し、これによりラックギヤ１４３Ｇ，１４４Ｇも同じ方向に同じ距離だけ移動し、これに噛み合う側堰板１４３，１４４のピニオンギヤ１４３Ｈ，１４４Ｈによって側堰板１４３，１４４が回転する。
【００４７】
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によれば、鋳造を開始してから鋳造を終了するまでの間、又は鋳造を終了してから次の鋳造が開始される間に、側堰板１４３，１４４を回転させるので、被覆面１４３Ｆ，１４４Ｆの表層面のうちダメージを受ける範囲Ｓ１，Ｓ２が、図５Ａの右図〜図５Ｂの右図又は図６Ａの左図〜図６Ｂに示すように、側堰板１４３，１４４の表面を相対的に移動することになる。すなわち、ダメージを受ける範囲Ｓ１，Ｓ２が、一箇所に集中することなく側堰板１４３，１４４の表面に分散する。その結果、溶湯５による熱負荷と浸食と摩耗によって側堰板１４３，１４４から異物が生じるのを抑制でき、これがアルミニウムシート２に混入するのを抑制することができる。
【００４８】
また本実施形態の双ロール式縦型鋳造装置１によれば、図９〜図１１に示すように、一対の側堰板１４３，１４４を回転させる回転駆動手段を、ラックギヤ１４３Ｇ，１４４Ｇ、ピニオンギヤ１４３Ｈ，１４４Ｈ及び第３駆動モータ１４３Ｉにて構成しているので、駆動モータが１つで足りる。また、側堰板１４３，１４４を停止させる場合には、ラックギヤ１４３Ｇ，１４４Ｇとピニオンギヤ１４３Ｈ，１４４Ｈとの噛み合いによって、上述した第１及び第２実施形態のプーリ＆ベルトに比較し、確実に停止するので、溶湯ノズル１４のシール性をさらに高めることができる。
【００４９】
また本実施形態の双ロール式縦型鋳造装置１によれば、側堰板１４３，１４４を鋳造ロール１１の回転方向とは反対方向に回転させるので、ダメージが大きい範囲Ｓ１には、その前に範囲Ｓ２にてダメージを受けた表層面が移動することになる。すなわち、側堰板１４３，１４４を、これを支持する鋳造ロール１１の回転方向とは反対方向に回転させる方が、同一方向に回転させることに比べて、総合的なダメージが小さくなる。その結果、より一層、溶湯５による熱負荷と浸食と摩耗によって側堰板１４３，１４４から異物が生じるのを抑制でき、異物がアルミニウムシート２に混入するのを抑制することができる。
【００５０】
ちなみに、上述した第１〜第３実施形態においては、一対の側堰板１４３，１４４を回転可能に設けたが、少なくとも一方の側堰板を回転可能に設けてもよい。また、上述した第１〜第３実施形態においては、一対の側堰板１４３，１４４を一対の鋳造ロール１１，１２の回転軸１１１，１２１に回転可能に設けたが、側堰板１４３，１４４の回転軸と鋳造ロール１１，１２の回転軸を同軸にすることは必ずしも必要な構成ではなく、側堰板１４３，１４４の回転軸を鋳造ロール１１，１２の回転軸１１１，１２１とは別に設けてもよい。
【００５１】
上述した第２回転駆動モータ１４３Ｅ，１４４Ｅ及び伝達機構１４３Ｂ，１４４Ｂ並びにラックギヤ１４３Ｇ，１４４Ｇ、ピニオンギヤ１４３Ｈ，１４４Ｈ及び第３駆動モータ１４３Ｉが本発明に係る回転駆動手段に相当する。
【符号の説明】
【００５２】
１…双ロール式縦型鋳造装置
１１…鋳造ロール
１１１…回転軸
１１２…第１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…環状凹部
１１８…シール部材
１１９…押圧部材
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…環状凹部
１２８…シール部材
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
１４３Ａ，１４４Ａ…軸受
１４３Ｂ，１４４Ｂ…伝達機構
１４３Ｃ，１４４Ｃ…パッド
１４３Ｄ，１４４Ｄ…弾性体
１４３Ｅ，１４４Ｅ…第２回転駆動モータ
１４３Ｆ，１４４Ｆ…被覆面
１４３Ｇ，１４４Ｇ…ラックギヤ
１４３Ｈ，１４４Ｈ…ピニオンギヤ
１４３Ｉ…第３駆動モータ
１４５，１４６…押圧機
１４５Ａ，１４６Ａ…流体圧シリンダ
１４５Ｂ，１４６Ｂ…バックアップパッド
１４７…引張り弾性体
１５…レードル（取鍋）
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】
0006531570.tif 000002
【図２】
0006531570.tif 000003
【図３】
0006531570.tif 000004
【図４】
0006531570.tif 000005
【図５Ａ】
0006531570.tif 000006
【図５Ｂ】
0006531570.tif 000007
【図６Ａ】
0006531570.tif 000008
【図６Ｂ】
0006531570.tif 000009
【図７】
0006531570.tif 000010
【図８】
0006531570.tif 000011
【図９】
0006531570.tif 000012
【図１０】
0006531570.tif 000013
【図１１】
0006531570.tif 000014