(57)【要約】【課題】  １対の冷却ローラを用いて金属溶湯から金属シートを製造する装置において、冷却ローラ上の金属溶湯のメニスカスの位置を測定してメニスカスの位置の変動を抑制することにより、均一な板厚でシワのない高品質な金属シートを提供する。【解決手段】  冷却ローラに金属溶湯を送込むタンディシュのスリットに、渦電流センサを埋め込む。渦電流センサによって、メニスカスまでの距離を測定する。メニスカスの位置が変動した場合には、冷却ローラの回転速度、冷却ローラの冷却能力、金属溶湯の温度、金属溶湯の送込み量のうちのいずれかを制御することにより、メニスカスの位置の変動を抑制して、高品質な金属シートを得ることが可能となる。【選択図】  図１
2005118803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属溶湯から金属シートを製造する装置であり、
間隙を隔てて対向する１対の冷却ローラと、
前記間隙に向けてスリットから金属溶湯を送出すダンディシュと、
スリットから送出された金属溶湯が１対の冷却ローラに向けて広がるメニスカスまでの距離を計測する渦電流センサと、
渦電流センサの出力に基づいて、冷却ローラの回転速度、冷却ローラの冷却能力、金属溶湯の温度、金属溶湯の送出し量のうちの少なくとも一つを増減調整するコントローラを有する金属シートの製造装置。
【請求項２】
前記１対の冷却ローラの回転速度は独立に制御可能であり、
前記スリットの表裏両サイドに渦電流センサが設けられ、
表側の渦電流センサの出力に基づいて、表側冷却ローラの回転速度が増減調整され、
裏側の渦電流センサの出力に基づいて、裏側冷却ローラの回転速度が増減調整されることを特徴とする請求項１の金属シートの製造装置。
【請求項３】
スリットから１対の冷却ローラの間隙に金属溶湯を送出し、前記間隙に送込まれた金属溶湯を冷却ローラで冷却することによって金属シートを製造する方法であり、
スリットから送出された金属溶湯が１対の冷却ローラに向けて広がるメニスカスに流れる渦電流を利用してメニスカスまでの距離を計測する工程と、
計測された距離に基づいて、冷却ローラの回転速度、冷却ローラの冷却能力、金属溶湯の温度、金属溶湯の送出し量のうちの少なくとも一つを増減調整して、メニスカスまでの距離をフィードバック制御する工程とを有する金属シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属シートの製造技術に関する。特に、金属溶湯を１対の冷却ローラ間の間隙を通過させて、均一な板厚の金属シートを製造する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属溶湯から金属シートを製造するために、１対の冷却ローラを利用する技術が知られている。１対の冷却ローラは、一定の間隙を保って回転する。金属溶湯が冷却ローラ間の間隙の入口に供給されると、冷却ローラの回転によって金属溶湯が間隙内に送込まれる。冷却ローラの間隙を通過する間に金属溶湯は冷却されて固化し、金属シートとなって冷却ローラから送出される。この技術によって、一定の板厚の金属シートを連続して製造することができる。
【０００３】
冷却ローラの間隙に入る直前の金属溶湯は、表面張力によって冷却ローラに向けて拡がるメニスカスを形成する。メニスカスの位置は、冷却ローラの回転速度、冷却ローラの冷却能力、金属溶湯の温度、金属溶湯の送出し量等の様々な要因によって変動する。メニスカスの位置が変動すると、製造される金属シートの板厚が波打つように変動したり、金属シート表面に縞状のシワが発生したりする。金属シートの不均一な板厚や、表面に形成された縞状のシワは、その後の加工工程（例えば圧延工程）で取り除くことが非常に困難であり、金属シートの品質低下の原因となっている。
板厚の変動を防ぐ技術が、特許文献１に開示されている。特許文献１の技術では、１対の冷却ローラを水平に並べ、冷却ローラ間の間隙の上部に設置されたタンディシュのノズルから、冷却ローラ間の間隙の上部に金属溶湯を供給する。供給された金属溶湯は、冷却ローラ間で湯溜まりを形成する。特許文献１の技術では、センサを用いて湯溜まりの液面の高さを測定し、その測定結果に基づいて、湯溜まりの液面の高さを一定の高さに制御する。湯溜まりの液面の高さを一定の高さにフィードバック制御することによって、金属シートの品質を一定に保つ。
【特許文献１】特開平０７−１３２３４９号公報
【０００４】
特許文献１の技術では、1対の冷却ローラ間の間隙の上部に金属溶湯の湯溜まりを形成し、湯溜まりの液面高さが一定に維持されるようにフィードバック制御する。1対の冷却ローラを水平に配置し、間隙の上部に金属溶湯の湯溜まりを形成する方式を採用すると、液面高さを測定しやすく、液面高さが一定に維持されるようにフィードバック制御することができる。しかしながら、冷却ローラ間の間隙の上部に湯溜まりを形成する場合、湯溜まりが形成され始める成形開始時と湯溜まりが解消されていく成形終了時に成形不良が発生して無駄が生じやすいという問題が存在する。
湯溜まりを形成せず、ダンディシュのスリットから冷却ローラの間隙に溶湯を直接に送出す技術が開発されている。この方式では、湯溜まりを形成する必要がないために、成形開始時と成形終了時の無駄が少ない。ダンディシュのスリットから冷却ローラ間の間隙に向けて送出された金属溶湯は、一対の冷却ローラの間隙に送込まれる直前に、表面張力によって冷却ローラに向けて広がり、メニスカスを形成する。前記したように、このメニスカスの位置は、成形される金属シートの厚みを一定に維持するのに非常に重要である。しかしながら、ダンディシュのスリットから冷却ローラの間隙に溶湯を直接に送出す方式では、ダンディシュのスリットと1対の冷却ローラを極めて接近させて配置する必要があり、メニスカスの位置をカメラによって監視したり、メニスカスの位置を測定するセンサを設置したりすることは困難であり、現状では金属溶湯のメニスカスの位置を測定することができない。ダンディシュのスリットから冷却ローラの間隙に溶湯を直接に送出す技術では、メニスカスの位置を測定して一定位置に維持されるように制御することができず、均一な板厚の金属シートを製造する障害となっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ダンディシュのスリットから冷却ローラ間の間隙に金属溶湯を直接に送出して金属シートを製造する装置では、冷却ローラ間の間隙に入る直前の金属溶湯のメニスカスの位置を測定し、測定結果に基づいて金属シート製造装置の運転条件をフィードバック制御し、メニスカスの位置の変化を抑制する技術が必要とされている。メニスカスの位置の変動を抑制することができれば、製造する金属シートの板厚を均一化することができる。また、金属シート表面にシワが発生せず、表面品質の高い金属シートを得ることができる。
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、金属溶湯から金属シートを製造する際に、金属溶湯のメニスカスの位置を正確に測定し、測定結果に基づいて運転条件をフィードバック制御し、メニスカスの位置の変動を抑制することにより、板厚が均一であり、表面にシワのない高品質な金属シートを製造することのできる製造装置と製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の装置は、金属溶湯から金属シートを製造する装置であって、以下の手段を備えている。即ち、間隙を隔てて対向する１対の冷却ローラと、その間隙に向けてスリットから金属溶湯を送出すダンディシュと、スリットから送出された金属溶湯が１対の冷却ローラに向けて広がるメニスカスまでの距離を計測する渦電流センサと、渦電流センサの出力に基づいて、冷却ローラの回転速度、冷却ローラの冷却能力、金属溶湯の温度、金属溶湯の送出し量のうちの少なくとも一つを増減調整するコントローラを有する。
【０００７】
本発明の金属シート製造装置は、渦電流センサを備えている。渦電流センサは小型化可能であり、ダンディシュと1対の冷却ローラが近接して配置されている場合でも、メニスカスまでの距離を測定できる位置に配置できる。また、金属溶湯からもたらされる高温に耐えることができる。渦電流センサを利用すると、メニスカスの位置を測定し、メニスカスの位置の変化を知ることができる。
メニスカスの位置は、冷却ローラの回転速度、冷却ローラの冷却能力、金属溶湯の温度、金属溶湯の送出し量のいずれかの値を増減調整することによって、調整することができる。メニスカスの位置の変化が検出されたとき、コントローラによってその変化を抑制するように装置の運転条件を調整することにより、メニスカスの位置をほぼ一定に保つことが可能となる。メニスカスの位置が安定することによって、製造される金属シートの板厚が均一化し、表面にシワのない高品質な金属シートを得ることができる。
【０００８】
１対の冷却ローラの回転速度が独立に制御可能であり、スリットの表裏両サイドに渦電流センサが設けられていることが好ましい。コントローラは、表側の渦電流センサの出力に基づいて表側冷却ローラの回転速度を増減調整し、裏側の渦電流センサの出力に基づいて裏側冷却ローラの回転速度を増減調整する。
【０００９】
タンディシュのスリットの表裏両サイドに渦電流センサが設けられていることにより、表側冷却ローラに向けて拡がる金属溶湯のメニスカスの位置と、裏側冷却ローラに向けて拡がる金属溶湯のメニスカスの位置を知ることができる。表側に拡がるメニスカスの位置と、裏側に拡がるメニスカスの位置が異なる場合、表側冷却ローラの回転速度と裏側冷却ローラの回転速度を独立に制御することにより、表側と裏側の両方のメニスカスの位置をそれぞれ一定に位置に維持することが可能となる。
【００１０】
本発明は、また、金属溶湯から板厚が均一で表面にシワのない高品質な金属シートを製造する方法を創作した。この製造方法は、スリットから送出された金属溶湯が１対の冷却ローラに向けて広がるメニスカスに流れる渦電流を利用してメニスカスまでの距離を計測する工程と、計測された距離に基づいて、冷却ローラの回転速度、冷却ローラの冷却能力、金属溶湯の温度、金属溶湯の送出し量のうちの少なくとも一つを増減調整して、メニスカスまでの距離をフィードバック制御する工程とを有する。
【発明の効果】
【００１１】
本願発明の金属シートの製造装置と製造方法によると、スリットから１対の冷却ローラ間の間隙に金属溶湯を送出し、間隙に送込まれた金属溶湯を冷却ローラで冷却することによって金属シートを製造する際に、渦電流センサによって金属溶湯が冷却ローラに向けて拡がるメニスカスの位置を測定することができる。渦電流センサの測定結果からメニスカスの位置を知り、それに基づいて冷却ローラの回転速度、冷却ローラの冷却能力、金属溶湯の温度、金属溶湯の送出し量のいずれかの値を増減調整することによって、メニスカスの位置の変化を抑制し、メニスカスの位置をほぼ一定に保つことが可能となる。メニスカスの位置が安定することによって、製造される金属シートの板厚が均一化し、表面にシワのない高品質な金属シートを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本願に係る金属シートの製造装置と製造方法を実施するための最良の形態を列記する。
（形態１）１対の冷却ローラが上下に並んで配置されている。上側の冷却ローラと下側の冷却ローラの間には、所定の間隔の間隙が設けられている。
（形態２）冷却ローラの内部の冷却水通路を冷却水が通過する。冷却水通路にバルブが設けられていて、冷却水の単位時間当りの流量が制御できる。冷却水の流量によって冷却ローラの冷却能力が調整される。
（形態３）上下に配置された1対の冷却ローラの側方にダンディシュが配置される。ダンディシュの先端に、冷却ローラの幅とほぼ同一の幅のスリットが冷却ローラ間の間隙に向かって開口しており、スリットから送出される金属溶湯が冷却ローラ間の間隙に送込まれる。
（形態４）渦電流センサは、ダンディシュのスリットに沿って複数箇所に埋め込まれる。
（形態５）渦電流センサは、スリットを挟んでダンディシュの表裏両サイドに少なくとも１個ずつ埋め込まれる。
（形態６）コントローラは、スリットの上側の渦電流センサの出力に基づいて上側の冷却ローラの冷却能力を増減調整し、スリットの下側の渦電流センサの出力に基づいて下側の冷却ローラの冷却能力を増減調整する。
（形態７）渦電流センサは、冷却ローラの冷却水の通過路に対応する位置に配置される。コントローラは、渦電流センサから出力されるメニスカスの位置のデータに基づいて、渦電流センサに対応する位置の冷却水の流量を独立に制御する。
【実施例】
【００１３】
以下に、本発明の金属シートの製造方法と製造装置の実施例を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
（第１実施例）  図１は、本発明の第１実施例に係わる、金属シートの製造装置の構成を模式的に示している。
本実施例の金属シートの製造装置は、一対の冷却ローラ２、２２が上下に配置されている。冷却ローラ２と冷却ローラ２２の間には、所定の距離の間隙が設けられている。上側の冷却ローラ２の内部に冷却水通路４が設けられており、冷却水バルブ８から所定の流量の冷却水が供給される。下側の冷却ローラ２２の内部に、冷却水通路２４が設けられており、冷却水バルブ２８から所定の流量の冷却水が供給される。冷却ローラ２にはモータ６が接続されており、冷却ローラ２２にはモータ２６が接続されている。モータ６，２６によって、冷却ローラ２，２２は、間隙に供給される金属溶湯が間隙に送込まれる向きに回転する。即ち、冷却ローラ２は、図１において時計回りに回転し、冷却ローラ２２は、反時計回りに回転する。モータ６，２６の回転数は独立して制御することが可能であり、冷却ローラ２，２２の回転速度はモータ６，２６の回転数によって変化する。
【００１４】
ダンディシュ５０は耐熱性のセラミックによって作られており、金属溶湯４６を貯えることができる。ダンディシュ５０は、金属溶湯４６を加圧して冷却ローラ２，２２の間隙に向けて送出す加圧手段４２と、金属溶湯４６を所定温度に加熱するヒータ４４を備えている。
ダンディシュ５０の先端にスリット５２が開口している。スリット５２の幅は、冷却ローラ２，２２の幅とほぼ同じとなっている。ダンディシュ５０は、冷却ローラ２，２２の側方に配置されており、スリット５２から送出される金属溶湯４６が冷却ローラ２，２２の外周面に到達する。本実施例のダンディシュ５０と冷却ローラ２，２２は非常に近接して配置されており、外部から冷却ローラ２と冷却ローラ２２の間隙を観察したり、冷却ローラ２，２２とダンディシュ５０の間にセンサ等を挿入したりすることが非常に困難である。
スリット５２から冷却ローラ２，２２の間隙に向けて送出された金属溶湯４６は、表面張力によって冷却ローラ２，２２の外周面に向けて広がり、冷却ローラ２、２２の回転によって間隙に送込まれる。間隙に送込まれた金属溶湯４６は、冷却ローラ２，２２に接する部分から固化が始まり、中心部まで全て固化することによって金属シート４８となって冷却ローラ２，２２の間隙から送出される。
【００１５】
冷却ローラ２，２２の間隙に向かって送出された金属溶湯４６は、冷却ローラ２，２２の間隙に入る直前に、表面張力によって冷却ローラ２，２２の外周に向かって拡がりメニスカス５４，５６を形成する。メニスカス５４，５６の位置は、金属溶湯４６の温度、加圧手段４２の加圧力（これが金属溶湯４６の送出し量を変化させる）、冷却ローラ２，２２の回転速度、冷却ローラ２，２２の冷却能力等の変化によって変動する。また、冷却ローラ２に向かって拡がるメニスカス５４と、冷却ローラ２２に向かって拡がるメニスカス５６が、異なる位置に変動する場合がある。
【００１６】
タンディシュ５０のスリット５２の上側に渦電流センサ６０のセンサコイル１０が埋め込まれている。スリット５２の下側に渦電流センサ６２のセンサコイル３０が埋め込まれている。センサコイル１０，３０には、耐熱性の高いコアなしコイルが使用される。
渦電流センサ６０は、交流電源１２から、センサコイル１０に高周波電流を供給する。センサコイル１０は、高周波電流が流れると高周波磁界を発生させる。センサコイル１０の高周波磁界によって、メニスカス５４の表面に磁束の通過する向きに垂直な渦電流が流れる。メニスカス５４とセンサコイル１０との間の距離が短い場合には発生する渦電流が大きくなり、渦電流の作用でセンサコイル１０のインピーダンスが大きくなる。メニスカス５４とセンサコイル１０との間の距離が長いときには発生する渦電流が小さくなり、センサコイル１０のインピーダンスが小さくなる。このようにメニスカス５４とセンサコイル１０との距離が、渦電流センサ６０によってインピーダンスの値として測定される。
同様に、渦電流センサ６２は、センサコイル３０の高周波磁界によってメニスカス５６に渦電流を発生させ、メニスカス５６とセンサコイル３０との距離をインピーダンスの値として測定する。
渦電流センサ６０のインピーダンス計１４は、センサコイル１０のインピーダンスの測定結果をセンサコイル１０とメニスカス５４の距離に変換して、コントローラ４０に出力する。渦電流センサ６２のインピーダンス計３４は、センサコイル３０のインピーダンスの測定結果をセンサコイル３０とメニスカス５６の距離に変換して、コントローラ４０に出力する。
【００１７】
冷却ローラ２，２２とダンディシュ５０の間の距離は固定であり、渦電流センサ６０，６２はタンディシュ５０に埋め込まれているので、測定されたセンサコイル１０，３０とメニスカス５４，５６の距離の変化はメニスカス５４，５６の位置の変化を示している。
コントローラ４０は、メニスカス５４とセンサコイル１０の距離の変化と、メニスカス５６とセンサコイル３０の距離の変化を渦電流センサ６０，６２から受け取る。コントローラ４０は距離の変化を監視し、メニスカス５４，５６の位置が許容範囲を超えて変化したときには、変化を抑制するために、冷却ローラ２，２２の運転条件を制御する。
【００１８】
コントローラ４０による制御内容を、図２のフローチャートを参照しつつ説明する。コントローラ４０は、運転が開始されると同時に制御を開始する。最初に、メニスカス５４、５６とセンサコイル１０、３０の距離の規格を、距離の最大値Ｌｍａｘと距離の最小値Ｌｍｉｎの値として読み込む（ステップＳ２）。規格値には、製造される金属シート４８の板厚が一定となり表面にシワを生じないメニスカス５４，５６の位置が、センサコイル１０，３０からの距離として定義されている。
次にコントローラ４０は、ステップＳ４で渦電流センサ６０、６２が出力するメニスカス５４、５６までの距離を読み込む。
【００１９】
ステップＳ６以下で、コントローラ４０は、ステップＳ２で読み込んだメニスカス５４、５６の距離の規格値と、ステップＳ４で読み込んだ距離の測定値を比較して判定する。比較判定の結果、メニスカス５４，５６の位置が規格値を超えて移動したことが明らかとなったとき、コントローラ４０はモータ６，２６の回転数を制御して冷却ローラ２，２２の回転速度を調整し、メニスカス５４，５６の位置の変化を抑制する。
ステップＳ６で、コントローラ４０は、メニスカス５４とセンサコイル１０の距離の測定値を距離の規格の最小値Ｌｍｉｎと比較する。距離の測定値が規格の最小値Ｌｍｉｎよりも小さいとき、ステップＳ６がノーとなり、ステップＳ８の制御が行われる。このときメニスカス５４は冷却ローラ２の外周に拡がりすぎて、センサコイル１０に近づきすぎている。ステップＳ８でコントローラ４０はモータ６の回転速度を上げる。モータ６の回転速度を上げることによって冷却ローラ２の回転速度が早くなり、冷却ローラ２が周辺の金属溶湯４６を間隙に速く送込むので、メニスカス５４は拡がりが抑制され、センサコイル１０から規格内の距離となる位置に戻る。。
メニスカス５４の距離の測定値が規格の最小値Ｌｍｉｎよりも大きいときはステップＳ６がイエスとなる。コントローラ４０の制御は、ステップＳ１０に進んで次の比較判定を行う。
【００２０】
ステップＳ１０で、コントローラ４０は、メニスカス５４とセンサコイル１０の距離の測定値を距離の規格の最大値Ｌｍａｘと比較する。距離の測定値が規格の最大値Ｌｍａｘよりも大さいとき、ステップＳ１０がノーとなり、ステップＳ１２の制御が行われる。このときメニスカス５４は冷却ローラ２，２２の間隙に入り込み過ぎ、センサコイル１０からの距離が遠くなりすぎている。コントローラ４０は、ステップＳ１２でモータ６の回転速度を下げる。モータ６の回転速度を下げることによって冷却ローラ２の回転速度が遅くなり、冷却ローラ２が周辺の金属溶湯４６を間隙に送込む速度が遅くなるので、メニスカス５４は適切な位置まで拡がって、規格内の距離に戻る。ステップＳ１２の制御を終えたコントローラ４０は、ステップＳ１４に進んで次の比較判定を行う。メニスカス５４の距離の測定値が規格の最大値Ｌｍａｘよりも小さいとき、ステップＳ１０がイエスとなる。コントローラ４０の制御は、ステップＳ１４に進んで次の比較判定を行う。
【００２１】
ステップＳ１４で、コントローラ４０は、メニスカス５６とセンサコイル３０の距離の測定値を距離の規格の最小値Ｌｍｉｎと比較する。測定値が規格の最小値Ｌｍｉｎよりも小さいとき、ステップＳ１４がノーとなって、コントローラ４０の制御はステップＳ１６に進む。ステップＳ１６で、コントローラ４０はモータ２６の回転速度を上げる。この制御によって、拡がりすぎていたメニスカス５６は規格内の距離となる位置に戻る。測定値が規格の最小値Ｌｍｉｎよりも大きいときは、ステップＳ１４がイエスとなり、コントローラ４０の制御は、ステップＳ１８に進む。
【００２２】
ステップＳ１８で、コントローラ４０は、メニスカス５６とセンサコイル３０の距離の測定値を距離の規格の最大値Ｌｍａｘと比較する。測定値が規格の最大値Ｌｍａｘよりも大きいとき、Ｓ１８がノーとなって、コントローラ４０の制御はステップＳ２０に進む。ステップＳ２０で、コントローラ４０はモータ２６の回転速度を下げる。この制御によって、間隙に入りすぎていたメニスカス５６は規格内の距離となる位置に戻る。距離の測定値が規格の最大値Ｌｍａｘよりも小さいときにはステップＳ２０がイエスとなり、コントローラ４０の制御は、ステップＳ２２に進む。
【００２３】
ステップＳ６からステップＳ２０まででコントローラ４０が行う判定と制御の処理によって、メニスカス５４，５６とセンサコイル１０，３０の距離が規格値から外れた場合には、直ちに冷却ロール２，２２の回転速度が調整されて、メニスカス５４，５６が好ましい位置に保たれる。製造される金属シート４８は、板厚が均一であり、表面にシワが発生していない。
ステップＳ２２でコントローラ４０は、装置の停止命令が出ているか否かを確認する。装置の停止命令が出ているときには、処理を終了する。装置の停止命令が出ていないときには、ステップＳ４の処理に戻って、新しくメニスカス５４，５６とセンサコイル１０，３０の距離の測定結果を読み込み、判定と制御の処理を繰り返す。
【００２４】
コントローラ４０は、メニスカス５４，５６が規格外となる位置に移動したとき、モータ６，２６の回転速度を制御する代わりに、冷却ローラ２，２２の冷却能力を制御して、メニスカス５４，５６の変動を抑制するようにしてもよい。
メニスカス５４の距離が規格の最大値よりも大きくなった場合、コントローラ４０が冷却水バルブ８を絞る。すると冷却水通路４を通過する冷却水の量が減少する。冷却水の量の減った冷却ローラ２は、金属溶湯４６を冷却する能力が下がるために、冷却ローラ２と接する側の金属溶湯４６は、粘性が低い状態で冷却ローラ２，２２の間隙に送込まれる。このため、メニスカス５４は冷却ローラ２の外周部に拡がり易くなり、メニスカス５４の位置を、規格内の位置に戻すことができる。逆に、メニスカス５４の距離が規格の最小値よりも小さくなった場合、冷却水バルブ８の開放量を増やす。すると冷却水の量が増え、冷却ローラ２は金属溶湯４６を冷却する能力が上がる。冷却能力が上がった冷却ローラ２と接する金属溶湯４６は粘性が高まり、冷却ローラ２の外周部に拡がりにくくなる。冷却ローラ２の外周に拡がりすぎていたメニスカス５４の位置を、規格内の位置に戻すことができる。冷却ローラ２２の冷却水バルブ２８に対しても同様の制御を行うことにより、メニスカス５６の変動を抑制することができる。
【００２５】
コントローラ４０は、メニスカス５４又はメニスカス５６が規格外となる位置に変動したとき、冷却ローラ２，２２に接続するモータ８，２８の回転速度と、冷却ローラ２，２２に冷却水を供給する冷却水バルブ８，２８の開放量を共に制御するようにしてもよい。冷却ローラ２，２２の回転数と冷却能力を同時に変更すると、メニスカス５４，５６の変動はより迅速に抑制され、規格内の位置に保たれる。
【００２６】
タンディシュ５０のスリット５２に沿って上部と下部にそれぞれ２以上の渦電流センサを埋め込むことができる。図３に、複数の渦電流センサの埋め込まれたタンディシュ５０の一部を示す。渦電流センサ６０ａ，６０ｂはスリット５２の上側に埋め込まれ、渦電流センサ６２ａ、６２ｂはスリット５２の下側に埋め込まれている。コントローラ４０は、スリット５２の上側に配置された全ての渦電流センサから出力されるメニスカス５４の距離の値を平均し、平均値に基づいて冷却ローラ２の回転速度若しくは冷却能力を制御することができる。同様に、スリット５２の下側に配置された全ての渦電流センサから出力されるメニスカス５６の距離の値を平均し、平均値に基づいて冷却ローラ２２の回転速度若しくは冷却能力を制御することができる。メニスカス５４，５６の位置を複数箇所で測定することにより、精度高くメニスカス５４，５６の位置の変動を知り、位置を制御することが可能となる。
【００２７】
本実施例の金属シートの製造装置は、冷却ローラ２，２２の間隙に、近接したダンディシュ５０のスリット５２から金属溶湯４６が送込まれる。スリット５２の上下に埋め込まれた渦電流センサ１０，３０を用いることによって、これまでは測定が困難であった金属溶湯４６のメニスカス５４，５６の位置の測定が可能となり、メニスカス５４，５６の位置の変動を正確に知ることができる。メニスカス５４，５６の位置の変動を読み込んだコントローラ４０が、冷却ローラ２，２２の回転数及び／又は冷却能力を制御することによって、メニスカス５４，５６の位置の変動を抑制し、製造される金属シート４８の板厚の不均一や表面のシワの発生を抑えることができる。結果、高品質な金属シート４８が製造される。
本実施例のコントローラ４０は、メニスカス５４の位置を測定した渦電流センサ１０のデータに基づいて上側の冷却ローラ２の運転条件を制御し、メニスカス５６の位置を測定した渦電流センサ３０のデータに基づいて下側の冷却ローラ２２の運転条件を制御している。冷却ローラ２と冷却ローラ２２の運転条件が独立して制御されることにより、異なる位置に変動したメニスカス５４とメニスカス５６の位置を同時に調整し、規格内の位置に保つことができる。
【００２８】
（第２実施例）  本実施例の金属シートの製造装置の構成は第１実施例と同一であり、同一符号を付与して重複説明を省略する。本実施例のコントローラ４０による制御内容を、図４のフローチャートを参照しつつ説明する。
コントローラ４０は、メニスカス５４，５６とセンサコイル１０，３０の距離の測定結果を判定するだけでなく、メニスカス５４とメニスカス５６の距離の平均値を求めてこの値を規格値と比較し、判定する。判定の結果、メニスカス５４，５６の距離のいずれかが規格外となった場合には、冷却水バルブ８，２８の開放量を制御してメニスカス５４，５６の変動を抑制する。メニスカス５４とメニスカス５６の距離の平均値が規格外となった場合には、タンディシュ５０のヒータ４４の温度を制御してメニスカス５４，５６の変動を抑制する。
【００２９】
本実施例のコントローラ４０は、制御を開始すると、メニスカス５４，５６とセンサコイル１０，３０の間の距離の規格を、許容される距離の最大値Ｌｍａｘと距離の最小値Ｌｍｉｎの値として読み込む（ステップＳ３２）。次にコントローラ４０は、ステップＳ３４で渦電流センサ６０、６２が出力するメニスカス５４、５６までの距離を読み込む。コントローラ４０は、読み込んだメニスカス５４，５６の距離の値の平均値Ｌａｖｅを求める（ステップＳ３６）。
【００３０】
ステップＳ３８以下で、コントローラ４０は、メニスカス５４、５６の距離の規格値と、距離の測定結果および測定結果の平均値Ｌａｖｅの比較判定を進める。
ステップＳ３８とステップＳ４２の判定の結果、メニスカス５４の位置が規格値を超えて移動したことが明らかとなったとき、コントローラ４０はステップＳ４０とステップＳ４４の制御で冷却水バルブ８の開放量を調整して、メニスカス５４の移動を抑制する。ステップＳ４６とステップＳ５０の判定の結果、メニスカス５６の位置が規格値を超えて移動したことが明らかとなったとき、コントローラ４０はステップＳ４８とステップＳ５２の制御で冷却水バルブ２８の開放量を調整して、メニスカス５６の移動を抑制する。
【００３１】
ステップＳ５４で、コントローラ４０は、距離の平均値Ｌａｖｅと規格の最小値Ｌｍｉｎを比較する。距離の平均値Ｌａｖｅが規格の最小値Ｌｍｉｎよりも小さいとき、ステップＳ５４がノーとなって、ステップＳ５６の制御が行われる。このときメニスカス５４、５６の位置は全体が冷却ローラの外周に拡がりすぎ、センサコイル１０、３０に近づきすぎている。ステップＳ５６でコントローラ４０はダンディシュ５０のヒータ４４の温度を下げる。ヒータ４４の温度が下がったことで、ダンディシュ５０の金属溶湯４６の粘性が高くなり、メニスカス５４，５６全体の拡がりが抑えられて、センサコイル１０，３０から規格内の距離となる位置に戻る。
距離の平均値Ｌａｖｅが規格の最小値Ｌｍｉｎよりも大きいとき、ステップＳ５４がイエスとなる。コントローラ４０の制御はステップＳ５８に進む。
【００３２】
ステップＳ５８で、コントローラ４０は、距離の平均値Ｌａｖｅと規格の最大値Ｌｍａｘと比較する。距離の平均値Ｌａｖｅが規格の最大値Ｌｍａｘよりも大さいとき、ステップＳ５８がノーとなって、ステップＳ６０の制御が行われる。このとき、メニスカス５４、５６全体の位置は冷却ローラ２，２２の間隙に入り込みすぎて、センサコイル１０、３０からの距離が規格値よりも遠くなっている。コントローラ４０は、ステップＳ６０でヒータ４４の温度を上げ、金属溶湯４６の粘性を下げる。金属溶湯４６が冷却ローラ上で拡がりやすくなるために、メニスカス５４，５６全体が、センサコイル１０，３０からの距離が規格内となる適切な位置に戻る。
距離の平均値Ｌａｖｅが、規格の最大値Ｌｍａｘよりも小さいときにはステップＳ５８がイエスとなる。ステップＳ５４とＳ５８が共にイエスとなったときには、コントローラ４０は、ヒータ４４の温度を変更しない。このとき、メニスカス５４，５６のセンサコイル１０，３０からの距離は、全体として規格内に保たれている。
コントローラ４０の制御はステップＳ６２に進む。ステップＳ６２で装置の停止命令が出ているときには、コントローラ４０は処理を終了する。装置の停止命令が出ていないときには、ステップＳ３４の処理に戻って、新しくメニスカス５４，５６とセンサコイル１０，３０の距離の測定結果を読み込む。
【００３３】
コントローラ４０は、メニスカス５４，５６の距離の平均値が規格外となったとき、タンディシュ５０のヒータ４４の温度の制御に変えて、加圧手段４２の圧力を制御して、メニスカス５４，５６の変動を抑制するようにしてもよい。
コントローラ４０は、メニスカス５４，５６の距離の平均値が規格の最小値よりも小さいとき、加圧手段４２の圧力を下げることで、スリット５２から送出される金属溶湯４６の量を減らす。これによりメニスカス５４，５６の拡がりを抑えることができる。メニスカス５４，５６の距離の平均値が規格の最大値よりも大きいときは、加圧手段４２の圧力を上げることで、スリット５２から送出される金属溶湯４６の量を増やす。これによりメニスカス５４，５６を拡げることができる。
【００３４】
本実施例のコントローラ４０は、メニスカス５４，５６の距離の単独の測定値に加えて、メニスカス５４，５６の距離の平均値Ｌａｖｅの値を、規格値Ｌｍｉｎ、Ｌｍａｘと比較して判定している。距離の平均値Ｌａｖｅが規格値の範囲から外れた場合には、タンディシュ５０のヒータ４４及び／又は加圧手段４２の運転条件を制御して、メニスカス５４，５６の位置を全体として規格内に保つことができる。また、メニスカス５４，５６の距離の測定値と規格値との比較判定の結果から、冷却ローラ２，２２の回転数及び／又は冷却能力を制御して、メニスカス５４，５６の位置を個々に規格内に保つことができる。
【００３５】
（第３実施例）  図５に、本発明の第３実施例に係わるコントローラ４０が行う制御内容の一覧表を示す。本実施例のコントローラ４０は、渦電流センサ１０，３０が出力するメニスカス５４，５６との距離の値を規格値と比較判定し、判定結果に基づいてモータ６，２６の回転速度又はダンディシュ５０の加圧手段４２の加圧力を制御する。
【００３６】
本実施例のコントローラ４０は、メニスカス５４とメニスカス５６の距離の測定値が同一の傾向で規格を外れて変動した場合に、ダンディシュ５０の加圧手段４２の加圧力を制御する。即ち、距離の測定値が共に規格の最小値よりも小さくなったときには、加圧手段４２の加圧力を減らす制御を行って、金属溶湯４６の送出し量を減らす。距離の測定値が共に規格の最大値よりも大きくなったときには、加圧手段４２の加圧力を上げる制御を行って、金属溶湯４６の送出し量を増やす。
【００３７】
コントローラ４０は、メニスカス５４とメニスカス５６のいずれか一方の距離の測定値が規格値から外れ、他方が規格内にある場合には、規格値から外れた側のモータの回転数を制御することにより冷却ローラ２，２２の回転速度を調整して、規格値から外れた側のメニスカスの位置の変動を抑制する。
また、コントローラ４０は、メニスカス５４又はメニスカス５６のいずれか一方の距離の測定値が規格の最小値よりも小さい値となり、他方の値が規格の最大値よりも大きい値となった場合には、一方のモータの回転速度を遅くし、他方のモータの回転速度を速くすることによって、冷却ローラ２、２２の金属溶湯４６の取込み量を調整し、メニスカス５４，５６の位置を共に規格内となる位置に戻す。
【００３８】
（第４実施例）  図６は、本発明の第４実施例に係わる、金属シート製造装置の冷却ローラに供給される金属溶湯と渦電流センサの配置を模式的に示している。
本実施例の金属シートの製造装置では、一対の冷却ローラ７０、８０が、一定の間隙を保って上下に配置されている。上側の冷却ローラ７０の内部には４本の冷却水通路７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄが平行に設けられている。それぞれの冷却水通路の冷却水の量は、図示されない冷却水バルブの開閉量によって、独立に調整される。下側の冷却ローラ８０の内部には図示されない４本の冷却水通路が平行に設けられており、それぞれの冷却水通路の冷却水の量は、各冷却水バルブによって独立に調整される。
【００３９】
本実施例のタンディシュ５０には、スリット５２の上側に、渦電流センサ６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄが埋め込まれている。渦電流センサ６０ａ〜６０ｄの埋め込み位置は、冷却水通路７２ａ〜７２ｄの幅方向の位置とほぼ一致している。スリット５２の下側に、図示されない４台の渦電流センサが埋め込まれている。下側の渦電流センサの位置は、下側の冷却ローラ８０の冷却水通路の位置にほぼ一致している。
【００４０】
本実施例のコントローラ４０は、個々の渦電流センサの出力を規格値と比較判定し、判定結果に基づいて、冷却水バルブの開閉量を独立に制御する。
図６では、冷却ローラ７０の外周に拡がるメニスカスの一部分５４ａが規格値よりも拡がりすぎている。コントローラ４０は全ての渦電流センサの測定値を順に規格値と比較判定することで、５４ａの部分の距離を測定した渦電流センサ６０ａ，６０ｂから出力された値が規格値を超えているが、メニスカスの残りの部分５４ｂの距離を測定した渦電流センサ６０ｃ，６０ｄの測定値は規格内に入っていることを検出する。このような場合に、コントローラ４０は、距離の測定値が規格外となった渦電流センサ６０ａ，６０ｂの位置に対応する冷却水通路７２ａ，７２ｂの冷却水バルブの開放量を増やして、冷却ローラ７０の冷却能力を高める。メニスカス５４ａの部分は、冷却ローラ７０の冷却能力が高められたことによって拡がりが抑制される。コントローラ４０の制御によって、メニスカス５４ａ，５４ｂが共に規格内の距離となる位置に保たれる。
【００４１】
本実施例の金属シートの製造装置は、冷却ローラ７０，８０上のメニスカス５４，５６の一部が位置の変動を起こして規格値を超えた場合でも、複数の冷却水供給バルブを独立に制御することによって、変動した一部分のみの位置を規格内となる位置に戻すことができる。メニスカス５４，５６の変動により細かく対応することが可能となり、さらに高品質な金属シートを生産することができる。
【００４２】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。例えば、実施例では１対の冷却ローラの配置が縦に垂直な構成について説明したが、冷却ローラが横に配置されている装置や、水平面に対してある角度で配置される装置についても本技術は適用可能である。コントローラが運転中に２以上の運転条件を制御する場合の組み合わせは自由であり、コントローラによる制御のフローは、同一の効果が得られる範囲で自由に変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の金属シートの製造装置の構成を模式的に示す図
【図２】第１実施例のコントローラの制御内容を示すフローチャート
【図３】第１実施例の渦電流センサの配置を模式的に示す図
【図４】第２実施例のコントローラの制御内容を示すフローチャート
【図５】第３実施例のコントローラの制御内容を示す図
【図６】第４実施例の渦電流センサと冷却水通路の配置を模式的に示す図
【符号の説明】
【００４４】
２，２２，７０，８０・・冷却ローラ
４，２４，７２・・冷却水通路
６，２６・・モータ
８，２８・・冷却水バルブ
１０，３０・・センサコイル
１２，３２・・交流電源
１４，３４・・インピーダンス計
４０・・コントローラ
４２・・加圧手段
４４・・ヒータ
４６・・金属溶湯
４８・・金属シート
５０・・タンディシュ
５２・・スリット
５４、５６・・メニスカス
６０，６２・・渦電流センサ
【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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