(57)【要約】【課題】  圧延時に改めて熱エネルギー生成工程を必要とせず、塑性加工によりマグネシウム系金属薄板を効率的に製造することのできるマグネシウム系金属薄板製造方法及び製造装置を提供すること。【解決手段】  マグネシウム系金属を溶融した溶湯ｍ０を溶湯槽１３に供給し、前記溶湯ｍ０を引き出して少なくとも１対の鋳造上ロール２１及び鋳造下ロール２２からなる鋳造用双ロールの間隙に供給して圧力を加え、所定の温度に凝固した所定の厚さの板に鋳造する鋳造工程と、前記鋳造された板を少なくとも一対の圧延ロール４１、４２によって圧力を加え、圧延してマグネシウム系金属薄板を製造する圧延工程とを少なくとも含む。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融したマグネシウム系金属を、少なくとも一対の第１のロール間に供給し、所定の厚さの板材に鋳造する鋳造工程と、
前記鋳造された板材を、少なくとも一対の第２のロールによって圧力を加え、圧延して所定の厚さのマグネシウム系金属薄板を製造する圧延工程とを少なくとも含むことを特徴とするマグネシウム系金属薄板の製造方法。
【請求項２】
前記鋳造工程に入る直前の溶融マグネシウム系金属が、該マグネシウム系金属において固相の占める割合が１０重量％以下となる温度、ないし、該マグネシウム系金属の溶融温度より４０℃上回る温度範囲にあることを特徴とする請求項１記載のマグネシウム系金属薄板の製造方法。
【請求項３】
前記マグネシウム系金属薄板の製造方法において、
前記鋳造工程の前後において、マグネシウム系金属固液混合物が５×１０２℃／秒以上の速度で急冷することを特徴とする請求項１または請求項２記載のマグネシウム系金属薄板の製造方法。
【請求項４】
溶融したマグネシウム系金属を、少なくとも一対の第１のロール間に供給して圧力を加え、所定の温度に凝固した板材に鋳造するための鋳造ロール部と、
前記鋳造された板材に、少なくとも一対の第２のロールによって圧力を加え、圧延して所定の厚さのマグネシウム系金属薄板を製造するための圧延ロール部とを少なくとも備えることを特徴とするマグネシウム系金属薄板の製造装置。
【請求項５】
前記鋳造ロール部は、
前記鋳造ロール部に近接して配置され、前記溶融したマグネシウム系金属を収容している溶湯槽に貯留された前記溶湯をロール表面に付着させてロールの回転力により該溶湯槽の外に引き出す鋳造下ロールと、
前記鋳造下ロールによって、前記溶湯槽の外に引き出された前記マグネシウム系金属の表面を上から押さえて成形もしくは成形及び凝固させる鋳造上ロールと、
前記鋳造下ロール及び鋳造上ロールをそれぞれ回転運動させるための回転駆動部とを少なくとも備え、
前記鋳造下ロール及び鋳造上ロールはそれぞれのロール表面が温度調整可能に構成され、
前記鋳造下ロールの回転軸と前記鋳造上ロールの回転軸とを結ぶ仮想線と、鉛直線とがなす角度を可変自在とすることが可能であり、
前記鋳造下ロール及び鋳造上ロールとの間隔が可変自在に構成されていることを特徴とする請求項４に記載されたマグネシウム系金属薄板の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネシウムまたはその合金の薄板製造方法及び製造装置に関し、マグネシウムまたはその合金を鋳造後圧延することによりマグネシウムまたはその合金薄板を製造するマグネシウムまたはその合金薄板製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マグネシウムは金属の中でも資源が豊富であり、比重がアルミニウムや鉄に比べて軽いことから、軽量な部品としての適用が注目されている。このマグネシウムの実強度はアルミニウムや鉄に劣るものの、軽量であるために比強度が高く、同じ強度要求に対してアルミニウムの代わりに使用することもできる。そのため、介護・福祉用品等の軽量化が必要な製品への応用が期待されている。
また、マグネシウムは電磁シールド性能に優れているため、電子機器の電磁ノイズを防ぐことができ、振動を吸収する能力が高く、騒音も減少させることができるという優れた特性を有している。
更に、マグネシウムは変形に対する抵抗力や衝撃に対しても強く、一方で切削加工が容易に行なえるという面を有している。加えて、低融点であり、リサイクル性に優れているため、地球環境保護に適した金属であるという優れた特性を有している。
【０００３】
ところで、従来、マグネシウム系金属製品の製造はダイキャスト製法やチクソモールド製法（射出成形）で行われ、塑性加工による効率的な製造は困難であった。このため、鋳型を使用した成形しか行なうことができず、限定された製品のみに適用されていた。即ち、塑性加工を利用した様々な用途の製品への適用は、効率的なマグネシウム系金属薄板の製造技術が確立されていないために、市場性に提供できないが実情である。
【０００４】
また、前記したマグネシウム系金属製品の製造にあっては、金型内で成形する際に発生する湯道などの不要部分が大量に発生し、材料歩留まりが悪く、また、内部に気泡を巻き込んで巣を生じさせる等の問題があった。
【０００５】
このような課題に対して、特開２００１−２９４９６６号公報（特許文献１）には、ダイキャスト製法によりマグネシウム系金属の板材を製造し、その後圧延加工することにより、成形が容易なマグネシウム系金属の薄板を製造する方法が開示されている。
このように、マグネシウム系金属の板材を圧延加工することにより、鋳造時に内部に存在した空隙がつぶれて、該空隙が縮小または消滅する。その結果、内部に巣のないマグネシウム系金属の薄板を得ることができる。
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に開示された方法の場合には、ダイキャスト製法によりマグネシウム系金属の板材を製造した後、圧延加工する際に一旦トリミング工程があるために、前記板材の圧延加工は常温にて行われる。
即ち、常温でマグネシウム系金属の板材を圧延加工するために、圧延機によって前記板材に破断が生じない程度の圧下率で板厚方向に圧縮変形を加えている。このように圧下率が制限されるということは、所望の厚さに前記板材を変形できないことを意味するものであり、生産性が良いとはいえない。
【０００７】
この課題を解決する方法として、前記板材を変形させる際、熱間圧延あるいは熱間押し出しを行うことも考えられるが、熱間圧延あるいは熱間押し出しを行なうためには、膨大な熱エネルギーを消費し、生産性が悪いという技術的課題があった。
【０００８】
このような課題を解決する手段として、溶融したマグネシウム系金属を冷却してチクソトロピー性を有する固相を含んだ金属スラリーを形成した後、この金属スラリーをさらに冷却するとともに圧延して一貫した行程により連続板状金属素材とする方法が知られている（特許文献２参照）。しかしながら、この方法は、溶融したマグネシウム系金属をチクソトロピー性を有する程度に冷却した後、双ロール中に供給して鋳造するものであり、鋳造用双ロールに供給される溶湯中の固相の比率が高く（２０％以上、通常は５０％程度で典型的なチクソトロピー性を発揮する）、このような固液相の共存する溶融マグネシウム系金属は、粘度が高く、これを鋳造用双ロールへ溶湯を供給するノズル中において固化しやすく、ノズルつまりを発生するおそれが大きい。そのため、この方法によっても、製造歩留まりが低く、生産性が悪いという技術的課題があった。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１―２９４９６６号公報（第４頁第５欄第３４行乃至第６欄第３行、第３図）
【特許文献２】特開２００２−２８３００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、前記したような事情の下になされたものであり、鋳造と圧延を連続的に行うことにより圧延時に改めて熱エネルギー生成工程を必要とせず、塑性加工によりマグネシウムまたはその合金薄板を効率的に製造することができ、生産性に優れたマグネシウムまたはその合金薄板製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。また、鋳造工程と圧延工程を非連続とすることによって変動する生産量計画に柔軟に対応することのできる製造手段を提供することも目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明にかかるマグネシウムまたはその合金（以下の説明に当たっては、マグネシウムおよびその合金を総称してマグネシウム系金属と呼ぶ。）の薄板製造方法は、マグネシウム系金属溶湯を双ロールによって板材に鋳造し、引き続き圧延することによりマグネシウム系金属薄板を製造する方法であって、前記マグネシウム系金属の溶湯を少なくとも一対のロール間に供給し、所定の温度に凝固した所定の厚さの板材に鋳造する鋳造工程と、前記鋳造された板材に少なくとも一対のロールによって圧力を加え、圧延して所定の厚さのマグネシウム系金属薄板を製造する圧延工程とを少なくとも含むことを特徴としている。
【００１２】
このような本発明によれば、圧延工程時にマグネシウム系金属の板材は、圧延に適した温度であるため、破断を気にせずに所望の圧下率で板材に圧力をかけて薄板へ変形させることができる。すなわち、板材を形成する際の鋳造工程における熱を利用することによって、改めて圧延のための熱エネルギーを生成する必要がなく、効率的にマグネシウム系金属薄板を製造することができる。
【００１３】
また、前記マグネシウム系金属薄板の製造方法において、前記鋳造工程に入る直前の溶融マグネシウム系金属が、該マグネシウム系金属において固相の占める割合が１０重量％以下となる温度、ないし、該マグネシウム系金属の溶融温度より４０℃上回る温度範囲にあることを特徴としている。さらに、前記マグネシウム系金属薄板の製造方法において、前記鋳造工程の前後において、マグネシウム系金属固液混合物を５×１０２ ℃／秒以上の速度で急冷することを特徴としている。これによって溶湯引出口における溶湯の凝固を防止し、かつ均一な金属組織を有する板材を製造することができる。
【００１４】
また、上記課題を解決するために、本発明にかかるマグネシウム系金属薄板製造装置は、マグネシウム系金属を溶融後、圧延することによりマグネシウム系金属薄板を製造するマグネシウム系金属薄板を製造する装置であって、マグネシウム系金属を溶融した溶湯を貯留するための溶湯槽と、前記溶湯槽から前記溶湯を引き出して少なくとも一対のロールによって圧力を加え、所定の温度に凝固した板材に鋳造するための鋳造ロール部と、前記鋳造された板材に少なくとも一対のロールによって圧力を加え、圧延して所定の厚さのマグネシウム系金属薄板を製造するための圧延ロール部とを少なくとも備えることを特徴としている。
【００１５】
このように構成することにより、前記したマグネシウム系金属薄板製造方法と同様に、圧延ロール部に用いるマグネシウム系金属の板材は、圧延に適した温度であるため、破断を気にせずに所望の圧下率で板材に圧力をかけて薄板へ変形させることができる。すなわち、板材を生成する際の鋳造における熱を利用することによって、改めて圧延のための熱エネルギーを生成する必要がなく、効率的にマグネシウム系金属薄板を製造することができる。
【００１６】
また、前記鋳造ロール部は、前記溶湯槽に貯留された前記溶湯をロール表面に凝着させてロールの回転力により該溶湯槽の外に引き出す鋳造下ロールと、前記鋳造下ロールによって、前記溶湯槽の外に引き出された溶湯の凝固面を上から押さえて成形する鋳造上ロールと、前記鋳造下ロール及び鋳造上ロールをそれぞれ回転運動させるための回転駆動部とを少なくとも備え、前記鋳造下ロール及び鋳造上ロールはそれぞれのロール表面が温度調整可能に構成され、前記鋳造下ロール及び鋳造上ロールとの間隔が可変自在に構成されていることが望ましい。このように構成することにより、鋳造する板材に対し、圧延に適した温度及び厚みを自在に設定することができ、効率的に板材を形成することができる。
【００１７】
さらに、前記マグネシウム系金属薄板の製造装置において、前記鋳造下ロールの回転軸と前記鋳造上ロールの回転軸とを結ぶ仮想線と、鉛直線とがなす角度を調整可能とすることが好ましい。この角度が上記範囲を逸脱すると、鋳造したマグネシウム系金属板材の金属組織に応力が残留して、板材が剥離ないし破断されやすく生産性が悪化する。また、１対のロールの角度を調整可能としたことによって、組成が異なるかあるいは板厚が異なる種々のマグネシウム系金属に適用する際に最適な条件に設定しやすくなり、作業性に優れた装置を実現することができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上の説明で明らかなとおり、圧延時に改めて熱エネルギー生成工程を必要とせず、塑性加工によりマグネシウム系金属薄板を効率的に製造することのできるマグネシウム系金属薄板製造方法及び製造装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明にかかるマグネシウム系金属薄板製造方法及び製造装置につき、図１に示す一実施形態に基づいて説明する。
【００２０】
［第１の実施の形態の製造装置］
図１は、本発明の一実施形態のマグネシウム系金属薄板製造装置の全体の構成を示す概略側面図である。
図１の符号１はマグネシウム系金属薄板製造装置である。このマグネシウム系金属薄板製造装置１は、おおむね溶湯供給部１０、鋳造ロール部２０、板材搬送部３０、圧延ロール部４０、および加工部５０からなっている。
【００２１】
（溶湯供給部）
溶湯供給部１０は、マグネシウム系金属薄板製造装置１においてマグネシウム系金属を鋳造するための双ロールからなる鋳造ロール部２０に、図示しない溶融装置によって溶融したマグネシウム系金属を供給するための機構であり、坩堝１１、溶湯槽１３からなっている。
【００２２】
前記坩堝１１はマグネシウム系金属を溶融した状態の溶湯ｍ０を溜めて収容し、その際に溶湯を保温するためのものであり、前記溶湯槽１３に対して溶湯ｍ０を導出することができるように構成されている。
【００２３】
また、前記溶湯槽１３は、溶湯ｍ１を貯留するためのものであって、前記溶湯槽１３の一側面に形成された引出口１３ａから溶湯ｍ１が鋳造ロール部２０によって引き出されるように構成されている。
また、この溶湯槽１３は、その底部が水平面に平行であってもよいが、水平面に対して所定の角度で傾斜していることが好ましい。図１において、水平面に対して、溶湯槽１３の底部とのなす角度βとしては、０〜４５°とすることができる。より好ましい角度は５〜３０°である。この溶湯槽１３底部の水平面とのなす角度を、この範囲とすることによって、鋳造した板材表面にリップルマークなどの異常を生ずることなく、安定して板材を鋳造することができる。
【００２４】
（鋳造ロール部）
鋳造ロール部２０は、前工程から供給されたマグネシウム系金属溶湯を所定の温度において双ロール間で板材に鋳造する機構である。すなわち、図１に示すように、鋳造ロール部２０は、溶湯ｍ１に対して上下から圧力を加え、圧延可能な所定の厚さ及び温度の板材ｍ２に成形するためのものであって、溶湯槽１３の引出口１３ａから引き出した溶湯ｍ１を少なくとも一対のロール、即ち回転動作状態の鋳造上ロール２１と鋳造下ロール２２から構成されている。
【００２５】
このマグネシウム系金属薄板製造装置１の要部である鋳造ロール部２０の構成について図４を用いて詳しく説明する。
図４に示すように、架台２０１上に２本の支柱２０２、２０８が固設されている。この支柱２０２には、傾斜板２０３が一端部を中心に傾動可能に取付けられ、図１に示すロール角αがハンドル螺子２０６の回動によって調節可能に構成されている。即ち、ハンドル螺子２０６の操作によって傾斜板２０３を傾動させることができ、これによってロール角αが変化するように構成されている。
【００２６】
また、傾斜板２０３の上部には、鋳造上ロールの高さ調整部２０７が設けられている。この高さ調整部２０７は、鋳造上ロール２１を軸支する軸受け部２０４と連結されている。この軸受け部２０４は、レール部２０５を介して前記傾斜板２０３上を移動可能に構成されている。
したがって、この鋳造上ロールの高さ調整部２０７を操作することによって、軸受け部２０４が傾斜板２０３上をスライドして上下に移動し、鋳造上ロール２１と鋳造下ロール２２との間隔が調整され、鋳造時における板材に印加する荷重が決定される。
【００２７】
また、前記支柱２０８は、軸受け部２０９を介して鋳造下ロール２２を軸支している。この鋳造下ロール２２は溶湯槽１３の溶湯引出口に近接して配置され、溶湯槽１３に貯留された溶湯が鋳造下ロール２２のロール表面に付着し、その回転力によって溶湯槽１３から外に引き出されるように構成されている。
更にこの鋳造下ロール２２及び鋳造上ロール２１がもっとも近接する位置において、これらの鋳造下ロール２２及び鋳造上ロール２１の両端面に摺接するように、一対のサイドダム２１２が配置されており、鋳造下ロール２２及び鋳造上ロール２１間に供給された溶湯の、これらのロールの端面からの漏出を阻止するようになっている。
【００２８】
前記鋳造上ロール２１及び鋳造下ロール２２にはそれぞれ図示しない回転駆動部が連結されており、図１に示す矢印に示す方向に所定の回転速度で回転動作するように構成されている。これにより、鋳造下ロール２２の回転力によって溶湯槽１３の外に引き出された溶湯は、鋳造上ロール２１によって、その凝固面が上から押さえられ、すなわち圧下されて成形される。この際印加する荷重としては、ロールの幅方向単位長あたりで、０．０１〜１．０ｋＮ／ｍｍの範囲が好ましい。ロールの幅方向単位長あたりの荷重が、上記範囲を下回った場合、連続した板材の形成が困難であるばかりでなく、生成する板材の表面も粗面化され、好ましくない。一方、ロールの幅方向単位長あたりの荷重が上記範囲を上回った場合、成形後の板材の中心部において剥離などの欠陥が生じ、好ましくない。
【００２９】
また、前記鋳造上ロール２１及び鋳造下ロール２２には、それぞれホース２１０、２１１が接続されており、水や油などの熱媒体がホース中を通ってそれぞれのロール内に供給されるように構成されている。即ち、この熱媒体の温度を調整することによって、それぞれのロール表面を所望の温度（鋳造される板材が圧延ロール部まで形状を保持していることが可能な温度になるようなロール表面温度）に冷却もしくは保温・加熱して調整することができるように構成されている。このような構成にすることによって、鋳造後の板材の鋳造下ロール側表面が凝固しており、一方、鋳造上ロール側表面が未凝固の状態の板材を作製することもできるし、両表面が凝固し、中心部が未凝固との状態の板材を鋳造することもできる。
これらの成型ロール２１及び鋳造下ロール２２は、鉄基合金、あるいは銅合金で形成することができる。
【００３０】
上記図４の鋳造ロール部２０の構成において、鋳造上ロール２１と鋳造下ロール２２とのなす角であるロール角αを調整する手段として、ハンドル螺子２０６の回動を採用した例を示したが、これに代えて、油圧装置による駆動機構を採用することができる。また、鋳造上ロール２１と鋳造下ロール２２との間隙を調整する手段である鋳造上ロール高さ調整部２０７としては、バネ材とボルト−ナット装置を組み合わせたによる調整機構でもよいし、油圧装置のような公知の調整機構を採用することもできる。
【００３１】
（搬送部）
板材搬送部３０は、前工程で成型されたマグネシウム系金属板材を次工程である圧延ロール部４０に搬送する機構である。すなわち、図１に示す本実施の形態の装置においては、前記鋳造ロール部２０と圧延ロール部４０間に、前記鋳造ロール部２０によって形成された板材ｍ２を圧延ロール部４０に搬送するためのローラコンベアのような搬送装置３１が配置されている。
この工程においては、板材を単に搬送するだけでなく、鋳造後の比較的高温となっている板材を、圧延に適した温度に制御する温度管理の手段を備えていることが好ましい。そのためには、前記搬送装置３１に近接してあるいはこの搬送装置に組み込んでヒータの様な加熱装置あるいは冷却装置を配置することが好ましい。
【００３２】
（圧延ロール部）
圧延ロール部４０は、前工程で搬送されてきた鋳造金属板材を所定の厚さの薄板に圧延成型する工程である。すなわち、図１の本実施の形態である図１に見られるように、圧延ロール部４０は、板材ｍ２を圧延して、マグネシウム系金属薄板ｍ３を形成するものであって、回転動作状態の少なくとも一対のロール４１及び４２によって板材ｍ２に上下から圧力を加えることによって圧延するように構成されている。また、この圧延ロールには図示しない温度調整機構が付設されており、ロール温度を任意に調整可能となっている。
【００３３】
（加工部）
加工部５０は、前述の圧延ロール部４０において、圧延成形された薄板を所要の形状に加工するための機構であり、細断、長尺巻き取り、型抜き、プレス成形など、金属薄板に施すことのできるいずれの成形手段も適用することができる。
図１においては、この加工部５０機構として、板材の切断機構を適用した例を示している。すなわち、図１において、圧延ロール部４０において圧延され所定の板厚に形成されたマグネシウム系金属薄板ｍ３は、支持台５３上において、切断刃５１によって所定の長さで切断され、薄板載置台５２上に載置されるようになっている。
【００３４】
以上に説明したように、本実施の形態の装置によって、マグネシウム系金属板状成形体をマグネシウム系金属の溶湯から一貫した工程で、かつ高速で製造することができる。このような本発明において最も重要な工程は、鋳造ロール部２０の温度管理工程であり、この工程における温度が高い場合には鋳造後の板材において、金属組織中に液相が残存し強度が不十分であるため、搬送部において破断を生じやすい。また、鋳造ロール部の温度が低い場合には、溶湯引き出し口１４における溶湯の粘度が高くなるため、目詰まりを生じて鋳造が不能になるおそれが大きい。このために、溶湯供給部１０から鋳造ロール部２０に至る過程で、溶湯を急冷する装置工程が重要である。
一方、鋳造ロールによって鋳造された板材は、その後の搬送装置において形状を保持する程度に強度を有している必要があるが、１００％凝固している必要はなく、かえって、完全に凝固していない方がその後の圧延工程において圧延されやすく好ましい。
【００３５】
（本実施の形態の製造装置の作用効果）
上記本実施の形態の装置によれば、通常アルミニウムなどの軽金属の鋳造圧延においては、鋳造圧延した板材がロール表面に結着し剥離しにくく、欠陥のある表面となりやすい。そのために、カーボンなどの粉体からなる離型剤をロール表面に散布して鋳造圧延した板材がロール表面から容易に剥離するようにしている。しかしながら、カーボンのような離型剤を付着させると、製造した板材表面にカーボンが残存し板材の外観を悪化させるばかりではなく、カーボンをロール表面に付着させ、また、鋳造後の板材表面からカーボンを除去する工程が必要となり作業性が低下する。さらに、この離型剤により、鋳造後の板材表面のカーボンが熱伝達を阻害し、冷却スピードが低下するため、薄板の製造効率が低下するという問題が発生する。
マグネシウムを対象とした上記鋳造圧延による板材の製造においてはかかるカーボン離型剤を必要とせず、製造できるため、表面平滑性に優れた板材を鋳造することができ、作業性に優れているばかりではなく、製造コストも低下し、優れた品質の製品の製造が可能となる。
【００３６】
また、本実施の形態の製造装置によれば、従来軽金属の鋳造圧延による板材の製造速度は、２〜５ｍ／ｍｉｎ程度であったものが、以上に説明した本発明の実施の形態の装置によれば、５ｍ／ｍｉｎを超える速度で板材を製造することができる。
【００３７】
［溶湯供給部の変形例］
上記図１の実施の形態における溶湯供給部においては、溶湯供給樋１２を用いて坩堝１１から溶湯槽１３へマグネシウム系金属溶湯を供給する装置を採用した例を説明したが、このような構造の装置に代えて、図２および図３に示すような構造の溶湯供給装置を用いることができる。図２および図３において、図１と同一の機能を有する部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００３８】
図２の溶湯槽１３は、溶湯供給口から溶湯引出口１４に至る経路において、蓋部１６が覆設しており、この間の温度低下を防止し、温度制御を容易にすることができる。また、するようになっている。また、溶湯槽１３に周囲に加熱装置あるいは冷却装置などの温度制御装置を配置し、鋳造ロール部２０に供給される溶湯の温度を制御することができる。
【００３９】
坩堝１１から溶湯槽１３に、マグネシウム溶湯を供給する際に、溶湯が整流されて鋳造ロール部に導入されることが好ましい。そのためには、図３に示すように、ロート型の溶湯供給部材１５を用い、坩堝１１からの溶湯を一度この溶湯供給部材１５に注入し、溶湯を整流しながら溶湯槽１３に移行するよう配置することが好ましい。
【００４０】
［鋳造ロールの変形例］
前記実施の形態においては、鋳造用ロールとして、等しい径を有する２本のロールを用いた例を示したが、この２本のロールの径は必ずしも等しくなくともよい。その例を図５に示す。図５は、本実施の形態における鋳造ロール部分の概略図である。図５において、２１が鋳造上ロールであり、２２が鋳造下ロールである。これらのロールにおいて、鋳造上ロール２１の径が鋳造下ロール２２より小径となっている。このような鋳造ロール部分の構造において、溶湯ｍ１は、鋳造下ロール２２と鋳造上ロール２１との間に供給されるが、溶湯ｍ１を、これらのロール間に安定して供給するために鋳造下ロール２２に接して堰板１６を設けることによって実現することができる。図５の機構において、鋳造上ロール２１及び鋳造下ロール２２の両端部に、図示しないサイドダムを設けることが好ましいことは、前記図４に示した通りである。
【００４１】
［搬送装置の変形例］
上記図１の実施の形態においては、搬送装置３１としてローラコンベアの例を示したが、このローラコンベアに代えてコンベアベルトのような搬送装置３２を採用することができる。すなわち、図６に示すように、図示しない回転駆動装置によって駆動される１対のローラ３３、３４にベルト３２を張架し、この上に板材を載置して搬送するものである。この装置によれば、ローラコンベアと比較してよりなめらかな搬送が可能となり、搬送過程における板材の破壊のおそれが減少する。また、図６においては、搬送される板材ｍ２の下面にベルトコンベア３２を配置した例を示したが、板材ｍ２の下面及び上面にベルトコンベアを板材を挟持するように配置することもできる。これによれば、さらに板材ｍ２破損のおそれのない搬送が可能となる。さらに、ベルトコンベアによって熱放散が遮断されるため、温度管理が容易になる利点もある。
さらに、図６において、３５及び３６は加熱装置あるいは冷却装置のような温度制御装置であり、板材ｍ２の温度を制御することにより圧延ロール部４０における板材の温度を精度良く制御することを可能にし、品質の良い薄板の製造を可能にする。
【００４２】
［製造装置の他の変形例］
また、上記実施の形態の装置においては、マグネシウムの鋳造・圧延を一貫した工程によって行う例を示したが、鋳造後の板材を後工程の圧延工程に連続的に搬送せず、一旦ロールに巻き取った後、再度加熱し、圧延を行うこともできる。このような手段によれば、生産調整などにおいて、より柔軟に製造を行うことができる。
【００４３】
［製造方法］
以上のように図１で示した構成を備えたマグネシウム系金属薄板製造装置１を用いたマグネシウム系金属薄板の製造は次のように行なわれる。
予め準備工程として、ハンドル螺子２０６の調整操作によって、ロール角αが所定の角度に設定される。また、鋳造上ロールの高さ調整部２０７の調整操作によって、鋳造上ロール２１と鋳造下ロール２２との間（圧延される板材の厚さ）が所定の距離（間隔）に設定される。そして、それらの設定に合わせて鋳造ロール部２０のロール表面も所定の温度になされる。
【００４４】
次いで、製造工程として、先ず、坩堝１１において溶融されたマグネシウム系金属が溶湯ｍ０として用意される。そして、坩堝１１内の溶湯ｍ０は、溶湯供給樋１２上に流され、整流され鋳造可能な所定の温度にまで冷却されて溶湯槽３内に溶湯ｍ１として導入される。
そして、溶湯ｍ１は高さｈ２まで溶湯槽３内に供給され、その後、引出口１４から回転動作状態の鋳造上ロール２１及び鋳造下ロール２２によって圧接されながら溶湯槽１３の外に出され、板材ｍ２として成形される。このとき、少なくとも一対のロール表面の温度調整により、板材ｍ２は圧延可能な温度に調整される。
前記板材ｍ２はローラコンベア３１によって圧延ロール部４０に搬送され、圧延上ロール４１および圧延下ロール４２によって上下からの圧力が加えられ、圧延されてマグネシウム系金属薄板ｍ３として成形される。
【００４５】
以上のように、本発明にかかる一実施形態においては、鋳造工程（鋳造ロール部２０による工程）で成形されたマグネシウム系金属の板材を圧延可能な温度状態で成形、導出することにより、そのまま温間圧延処理を行なうことができ、マグネシウム系金属の薄板成形することができる。
また、圧延可能な温度設定を板材の厚さに合わせて行うことができるため、様々な厚さの薄板の成形に対応することができる。
更に、圧延処理工程においては、改めて熱エネルギーを生成する必要（装置、工程の必要）がなく、装置コストを低く抑えることができ、生産性を向上することができる。
【００４６】
［変形例］
次に、上述した鋳造ロール部２０の変形例を図７に基づいて説明する。その他の構成は図１と同じであるため、図１と同一符号で示し、その詳細な説明は省略する。
この鋳造ロール部２０は、架台６１上に鋳造上ロール２１、鋳造下ロール２２、ギャードモータ６２を備えている。前記鋳造上ロール２１は架台６１上に回転可能に固定配置されている。
また、前記鋳造下ロール２２には、溶湯槽１３の引出口１４に取付けられており、鋳造下ロール２２と溶湯槽１３はギャードモータ６２の駆動によって、架台６１上を水平方向に移動可能に構成されている。また、鋳造上ロール２１及び鋳造下ロール２２には、図示しない温度調整機能が備えられている。
【００４７】
この鋳造ロール部２０においては、マグネシウム系金属薄板製造の準備工程としてギャードモータ６２の駆動により、架台６１上の任意の位置に鋳造下ロール２２及び溶湯槽１３を移動させる。すなわち、鋳造下ロール２２（及び溶湯槽１３）の移動によって、鋳造下ロール２２と鋳造上ロール２１との間隔を可変することができるとともに、鋳造下ロール２２と鋳造上ロール２１とのなす角度すなわちローラ角度αを可変することができる。
【実施例】
【００４８】
（実施例１）
図１に示した装置を用いて、マグネシウム合金（組成ＡＭ６０）を６４０℃で溶解し、ロール径３００ｍの銅合金製の一対の鋳造上ロール２１及び鋳造下ロール２２を用い、このロール間のギャップを２ｍｍとし、ロール周速４０ｍ／ｍｉｎ、ロール幅方向単位長あたりの荷重０．６ｋＮ／ｍｍで鋳造した。鋳造用ロールに導入される際の溶湯の温度は、６１２℃であった。鋳造された板材をコンベアベルト搬送装置を用いて搬送し、圧延ロールで圧延して、板厚２．５ｍｍのマグネシウム合金板材を得た。その表面には、リップルマークや、層間剥離、中心線偏析、あるいは表面あれもなく、平滑な表面を有していた。
【００４９】
（比較例１）
比較のために、鋳造用ロールに供給される溶湯の温度を６６０℃としたこと以外は、上記方法と同様にして鋳造及び圧延を行った。その結果、頻繁に板材の破断が生じ連続して操業することは不可能であった。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１はマグネシウム系金属薄板製造装置の全体の構成を示す概略断面図である。
【図２】図２は、本発明の製造装置の溶湯供給部の他の例を示す部分概略断面図である。
【図３】図３は、本発明の製造装置の溶湯供給部において溶湯供給部材を用いた例を示す概略断面図である。
【図４】図４は、図１の要部となる鋳造ロール部の側面図である。
【図５】図５は、本発明の他の実施の形態である鋳造ロール部の概念図である。
【図６】図６は、本発明の製造装置の搬送部の他の例を示す部分概念図である。
【図７】図７は、鋳造ロール部の別の形態を示すマグネシウム系金属薄板製造装置の概念図である。
【符号の説明】
【００５１】
１…マグネシウム系金属薄板製造装置
１０…溶湯供給部
１１…坩堝
１２…溶湯供給樋
１３…溶湯槽
１４…溶湯引出口
１５…溶湯供給部材
１６…堰板
２０…鋳造ロール部
２１…鋳造上ロール
２２…鋳造下ロール
３０…板状体搬送部
３１…搬送装置
４０…圧延ロール部
４１…圧延上ロール
４２…圧延下ロール
５０…加工部
５１…切断刃
５２…薄板載置台
５３…支持台
６１…架台
６２…ギャードモータ
２０１…架台
２０２…支柱
２０３…傾斜板
２０４…軸受け部
２０５…レール部
２０６…ハンドル螺子
２０７…鋳造上ロールの高さ調整部
２０８…支柱
２０９…軸受け部
２１０…冷却ホース
２１１…冷却ホース
２１２…サイドダム
【図１】
2008307542.tif 000003
【図２】
2008307542.tif 000004
【図３】
2008307542.tif 000005
【図４】
2008307542.tif 000006
【図５】
2008307542.tif 000007
【図６】
2008307542.tif 000008
【図７】
2008307542.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成15年11月14日(2003.11.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融したマグネシウム系金属を、少なくとも一対の第１のロール間に供給し、所定の厚さの板材に鋳造する鋳造工程と、
前記鋳造された板材を、少なくとも一対の第２のロールによって圧力を加え、圧延して所定の厚さのマグネシウム系金属薄板を製造する圧延工程とを少なくとも含むことを特徴とするマグネシウム系金属薄板の製造方法において、
前記鋳造工程に入る直前の溶融マグネシウム系金属が、該マグネシウム系金属において固相の占める割合が１０重量％以下となる温度、ないし、該マグネシウム系金属の溶融温度より４０℃上回る温度範囲にあることを特徴とするマグネシウム系金属薄板の製造方法。
【請求項２】
前記マグネシウム系金属薄板の製造方法において、
前記鋳造工程の前後において、マグネシウム系金属固液混合物が５×１０２℃／秒以上の速度で急冷することを特徴とする請求項１に記載のマグネシウム系金属薄板の製造方法。
【請求項３】
溶融したマグネシウム系金属を、該マグネシウム系金属において固相の占める割合が１０重量％以下となる温度、ないし、該マグネシウム系金属の溶融温度より４０℃上回る温度範囲において少なくとも一対の第１のロール間に供給して圧力を加え、所定の温度に凝固した板材に鋳造するための鋳造ロール部と、
前記鋳造された板材に、少なくとも一対の第２のロールによって圧力を加え、圧延して所定の厚さのマグネシウム系金属薄板を製造するための圧延ロール部とを少なくとも備えることを特徴とするマグネシウム系金属薄板の製造装置。
【請求項４】
前記鋳造ロール部は、
前記ロール部に近接して配置され、前記溶融したマグネシウム系金属を収容している溶湯槽に貯留された前記溶湯をロール表面に付着させてロールの回転力により該溶湯槽の外に引き出す鋳造下ロールと、
前記鋳造下ロールによって、前記溶湯槽の外に引き出された前記マグネシウム系金属の表面を上から押さえて成形もしくは成形及び凝固させる鋳造上ロールと、
前記鋳造下ロール及び鋳造上ロールをそれぞれ回転運動させるための回転駆動部とを少なくとも備え、
前記鋳造下ロール及び鋳造上ロールはそれぞれのロール表面が温度調整可能に構成され、
前記鋳造下ロールの回転軸と前記鋳造上ロールの回転軸とを結ぶ仮想線と、鉛直線とがなす角度を可変自在とすることが可能であり、
前記鋳造下ロール及び鋳造上ロールとの間隔が可変自在に構成されていることを特徴とする請求項３に記載されたマグネシウム系金属薄板の製造装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
さらに、前記マグネシウム系金属薄板の製造装置において、前記鋳造下ロールの回転軸と前記鋳造上ロールの回転軸とを結ぶ仮想線と、鉛直線とがなす角度（この角度をロール角αとする）を調整可能とすることが好ましい。この角度αが一定の範囲を逸脱すると、鋳造したマグネシウム系金属板材の金属組織に応力が残留して、板材が剥離ないし破断されやすく生産性が悪化する。また、１対のロールの角度を調整可能としたことによって、組成が異なるかあるいは板厚が異なる種々のマグネシウム系金属に適用する際に最適な条件に設定しやすくなり、作業性に優れた装置を実現することができる。