(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料供給容器を用いて金属のストランドを鋳造する装置であって、液体金属が、前記材料供給容器の注入ノズルによって循環コンベヤベルトの送り側に送給されるようになっており、前記コンベヤベルトは、第１の転向ローラと第２の転向ローラとの間で循環する薄い耐熱性ベルトから構成され、前記第１の転向ローラの下流側の前記注入ノズルの領域で前記液体金属を受け入れるトラフを形成し、前記第２の転向ローラの上流側近傍で平坦な形状に戻るように案内されている装置において、
前記第１及び第２の転向ローラの少なくとも１つの周面は、幅方向中央が膨出した円弧状断面を有し、前記トラフ形成区間との間で前記コンベヤベルトの湾曲方向が反転するように構成されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記転向ローラの膨出度は、前記トラフの形成によって生じる前記コンベヤベルトの引張応力が少なくとも部分的に抑えられるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記トラフの輪郭に対応する前記転向ローラの膨出度は、以下の２つの式
（１）  ＢB／２＝ＸB＋Ｘ＋ＸT
【数１】
0005289334.tif 000003
但し、
ＢＢ：ベルトの幅
Ｌ：トラフ形成区間とトラフ平坦化区間との間の（最終的な）トラフ輪郭の長さ
ＬＶ：トラフの長手方向における空間対角線の長さ
Ｘ：ＬＶを計算するためのＸ座標
ＸＢ：点Ｃからの距離
ＸＴ：ベルトまたはトラフの中心からの距離
Ｙ：ＬＶを計算するためのＹ座標
に従って算定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記コンベヤベルトの幅の全体にわたる不均一な温度分布によって変化する前記コンベヤベルトの長さ（△ＬTemp）が、前記転向ローラの膨出度を考慮に入れて以下の式
（３）△ＬTemp＝ＬTrough・α（ＴM−ＴR）
但し、
ＴＭ：ベルトの中心の温度
ＴＲ：ベルトの端領域の温度
ＬTrough：トラフ長さ
α：ベルト材料の膨張係数
に従って算定されていることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記コンベヤベルトの幅の全体にわたって均一化された引張応力を得るために、前記転向ローラの最適な円弧は、所定のトラフの輪郭（鋳造フォーマット）および温度プロフィルの両方を組み合わせて計算されるようになっていることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記第１の転向ローラの膨出度は、前記第２の転向ローラの膨出度よりも小さくなっていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記転向ローラの膨出度は、前記第１及び第２の転向ローラの少なくとも１つの内部の圧力媒体によって変更できるようになっていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記圧力媒体によって圧力を付与するために、前記転向ローラの周面下の内部にシェルで囲まれた空洞部が設けられていることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記トラフ形成区間の長さおよび前記トラフ平坦化区間の長さは、それぞれ、５００ｍｍよりも大きくなっていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
最大の前記トラフ形成区間の長さまたはトラフ平坦化区間の長さは、前記トラフの輪郭に対応する前記転向ローラの膨出度が２％よりも大きくならないように設定されていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記コンベヤベルトは、前記トラフの輪郭または平坦なベルトを作るために、距離Ｌｅ（Ｌａ）の全体にわたって、前記転向ローラから連続的に成形されていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記コンベヤベルトの材料は、ＣｕＮｉ系およびＦｅ系の耐熱衝撃合金を含んでいることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
前記コンベヤベルトの材料は、単一相銅合金または多相銅合金を含んでいることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
前記コンベヤベルトの材料は、ニッケル基合金を含んでいることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
前記コンベヤベルトは、０．５ｍｍから２．０ｍｍの厚みを有していることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
前記トラフの輪郭は、弧状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
前記トラフの輪郭は、対称的であることを特徴とする請求項１ないし１６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１８】
前記トラフの輪郭は、両端に実質的に直線状の領域を有していることを特徴とする請求項１ないし１７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１９】
前記トラフの輪郭の両側領域は、鋳造輪郭より１０ｍｍ高くなっていることを特徴とする請求項１ないし１８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２０】
前記トラフの輪郭の両側領域は、前記コンベヤベルトの幅方向と垂直な方向に対して±２５°の角変位（β）を有していることを特徴とする請求項１ないし１９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２１】
前記トラフの輪郭は、前記転向ローラの鋳造方向における所定の調整を前記トラフの長さの全体にわたって行うことによって、鋳造断面の収縮に適応するようになっていることを特徴とする請求項１ないし２０のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属、特に、鋼のストランドを材料供給容器によって供給して鋳造する装置を対象にしている。液体金属は、材料供給容器の注入ノズルによって、循環コンベヤベルトの送り側に送給されるようになっている。その循環コンベヤベルトは、第１の転向ローラと第２の転向ローラとの間を循環する薄い耐熱性ベルトから構成されている。このベルトは、第１の転向ローラの下流側、注入ノズルの領域において、液体金属を受け入れるトラフ（trough）を形成し、第２の転向ローラの上流側近傍で平坦なベルトの形状に戻るように案内されている。
【背景技術】
【０００２】
前述の形態の装置は、特許文献１によって知られている。この装置においては、２つの転向ローラの間の送り経路に沿って配置されてベルトに作用する垂直搬送ローラおよび水平搬送ローラによって、ベルトのトラフ形状が得られるようになっている。
【０００３】
液体金属からベルトに伝わることによってベルト幅に沿った比較的大きい温度差が生じることに加えて、平坦な形状からトラフ形状になり、次いで平坦なベルト形状に戻るようにベルトが変形する過程で、ベルト幅に沿った広範囲の長さ変化が生じ、その結果、特に、縁領域においてベルト材料に著しい応力が生じることになる。
【０００４】
ベルト、すなわち、この目的に通常使用されている鋼ベルトは、用いられるベルトの材料に対応する弾性を有しているが、ベルトの幅に沿って生じる種々の異なる応力に起因して、コスト効率の高い寿命を得ることができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５９−１４７７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明の目的は、ベルトに作用する応力を低減させ且つ均等にするように上記の装置を設計することにある。さらに、ベルトに作用する応力を低減させ、より均一にするために、新しい材料をベルトの材料として用いることにある。さらに、円弧の程度を特に調整するために、トラフ形成区間の長さおよびトラフ平坦化区間の長さをトラフ輪郭の幾何学的な形状に適応させることにある。これによって、鋳造プロセスのコスト効率を大幅に向上させることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述の目的は、転向ローラの少なくとも１つの周面が、幅方向中央が膨出した円弧状断面を有し、トラフ形成区間との間で、コンベヤベルトの湾曲方向が反転する構成によって、達成されることになる。
【０００８】
転向ローラの少なくとも１つの周面を所定の程度に円弧状断面とすることにより、トラフの形成に起因するベルトの応力が少なくとも部分的に抑えられる。これに加えて、ベルト幅に沿った不均一な温度分布も円弧の成形に考慮されているので、ベルトに作用する応力が均一化され、これによって、ベルトの寿命に良好な効果をもたらすことになる。
【０００９】
少なくとも１つの転向ローラの膨出度（ベルト幅に対する中央膨出部の高さの割合）が、圧力媒体によって変更可能となっており、鋳造パラメータを変更したときの長さ変化を相殺するようになっていると有利である。この目的を達成するために、ローラのシェルに外郭に囲まれた空洞部が設けられているとよい。これに関連して、第１の転向ローラの膨出度が、例えば、第２の転向ローラの膨出度よりも小さくなっていると有利である。
【００１０】
トラフ輪郭の幾何学的な形状に基づいて膨出度を計算することができる。鋳造輪郭の収縮に適合させるために、トラフ輪郭がトラフの長さの全体にわたって変化している場合、平均的なトラフ形状が計算に用いられることになる。
【００１１】
詳細は、図１〜４に示されている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】転向ローラと共にベルトを示す略側面図である。
【図２】トラフ形状の断面図である。
【図３】計算するために矩形で表わされた単純化したトラフ形状を用いる計算モデルと、転向ローラの円弧の部分とを示す図である。
【図４】温度の影響を計算するためのトラフの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
転向ローラの膨出度は、転向ローラとトラフ輪郭との間のそれぞれのベルト長さＬｅ（トラフ形成区間長さ）およびＬａ（トラフ平坦化区間長さ）の関数により計算され、あるいは、別の観点から、転向ローラの膨出度は、ベルト幅ＢＢ、トラフ幅ＢＴ、トラフ高さＨＴ、およびトラフ高さＨＴの関数により計算される。なお、長手方向に延びる矩形体は、計算のために、仮想化されたものである。
【００１４】
転向ローラの膨出度は、ｆ（Ｌｅ（Ｌａ））、ＢＢ、ＢＴ、ＨＴ、およびトラフ輪郭によって、与えられることになる。
【００１５】
トラフ輪郭の点Ａ，Ｂ間の座標（Ｘ，Ｙ）および長さＬｅ（Ｌａ）によって、転向ローラ上の点Ｃ，Ｄ間のベルト幅ＢＢの半分におけるあらゆる点に対して、円弧の計算を行うことができる。この円弧の計算は、トラフ形成区間側およびトラフ平坦化区間側に対して、実行される必要がある。
【００１６】
ベルト幅の全体にわたる不均一な温度分布によって変化するベルト長さの計算を、ここに示されている式によって、簡単に行うことができる。正確な計算を行うには、鋳造パラメータに対応するベルトの幅の全体にわたる温度プロフィルが計算されることになる。
【００１７】
所定のトラフ輪郭（鋳造フォーマット）および温度プロフィルに対して、ベルトの幅の全体にわたる引張応力を均一化するための転向ローラの最適な膨出度を、以下の２つの式を組み合わせることによって計算することができる。
【００１８】
（１）ＢB／２＝ＸB＋Ｘ＋ＸT
【００１９】
【数１】
0005289334.tif 000002
【００２０】
（３）△ＬTemp＝ＬTrough・α（ＴM−ＴR）
【００２１】
ここで、
ＢＢ：ベルトの幅
ＢＴ：トラフの幅
ＨＴ：トラフの高さ
Ｌ：トラフ形成区間とトラフ平坦化区間との間の（最終的な）トラフ輪郭の長さ
Ｌｅ：第１の転向ローラの中心から最終的なトラフ輪郭までのトラフ形成区間長さ
Ｌａ：最終的なトラフ輪郭から第２の転向ローラの中心までのトラフ平坦化区間長さ
ＬＶ：トラフの長手方向における空間対角線の長さ
Ｘ：ＬＶを計算するためのＸ座標
ＸＢ：点Ｃからの距離
ＸＴ：ベルトまたはトラフの中心からの距離
Ｙ：ＬＶを計算するためのＹ座標
ＴＭ：ベルトの中心の温度
ＴＲ：ベルトの端領域の温度
α：ベルト材料の膨張係数
β：垂線からの角変位
である。
【００２２】
本発明の実施形態は、従属請求項に示されている。
【００２３】
第１の転向ローラの膨出度は、好ましくは、第２の転向ローラの膨出度よりも小さくなっている。
【００２４】
転向ローラの膨出度は、例えば、少なくとも１つの転向ローラの内部に配置された圧力媒体によって変更できるようになっている。この目的を達成する手段として、圧力を付与するために、ローラの周面下にシェルで囲まれた空洞部が設けられていてもよい。
【００２５】
トラフ形成区間長さおよびトラフ平坦化区間長さは、それぞれ、好ましくは、５００ｍｍよりも大きくなっている。
【００２６】
最大のトラフ形成区間長さまたはトラフ平坦化区間長さは、トラフ輪郭に対応する転向ローラの膨出度が２％よりも大きくならないように設定されている。
【００２７】
ベルトは、好ましくは、トラフ輪郭または平坦ベルトを作るために、距離Ｌｅ（Ｌａ）にわたって、転向ローラから連続的に成形されている。
【００２８】
特に適切なベルト材料は、ＣｕＮｉ系およびＦｅ系の耐熱衝撃合金である。
【００２９】
ベルト材料は、単一相銅合金または多相銅合金から作製されていてもよいし、またはニッケル基合金から作製されていてもよい。
【００３０】
ベルト材料は、０．５ｍｍから２．０ｍｍの厚みを有している。
【００３１】
トラフ輪郭は、円弧の形状を有しており、好ましくは、対称となっている。
【図１】
0005289334.tif 000004
【図２】
0005289334.tif 000005
【図３】
0005289334.tif 000006
【図４】
0005289334.tif 000007