(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの可動冷却壁間で薄金属ストリップを連続鋳造するための鋳造機、特にツインロール鋳造機またはツインベルト鋳造機の鋳造空間を閉鎖するための側壁であって、支持板（１５）の背面（３）に固定された金属台板（４）を任意選択的に介して、前記側壁を前記冷却壁の端面に当接させるために前記支持板（１５）の背面（３）に推力部材がその作用を及ぼすようにした支持板（１５）と、前記支持板（１５）の前面に当てて配置され、側方部が前記冷却壁の前記端面と接触して最大深さｅまで幅ｌにわたって摩滅するように意図された作用部とを備えており、前記支持板（１５）と前記作用部とは非破壊的に分離できるように互いに接触しており、前記支持板の前面に作用部における摩擦形状に対応する高さがｅより大きくかつｌ未満の幅を持つ凸部を有することを特徴とする側壁。
【請求項２】
前記作用部を取り囲むバンド（２６）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の側壁。
【請求項３】
前記作用部が少なくとも１つのコア（２１）および１つのインサート（２２）を含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の側壁。
【請求項４】
その作用部が、コア（２１、２１’）およびインサート（２２、２２’）をその２つの面の各々に有する中心板（１８）を含むことを特徴とする、請求項３に記載の側壁。
【請求項５】
前記バンドが前記中心板（１８）と一体構造をなしていることを特徴とする、請求項４に記載の側壁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は金属の連続鋳造（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｃａｓｔｉｎｇ）に関する。さらに詳しくは、それは「ツインロール鋳造機」と呼ばれる種類の薄金属ストリップ連続鋳造機に関する。
【０００２】
液体金属すなわち溶融金属（ｌｉｑｕｉｄ  ｍｅｔａｌ）（例えば鋼、ステンレス鋼および他の合金鉄、ならびに銅）から直接行われる厚さ数ミリの薄金属ストリップ（ｓｔｒｉｐ）の鋳造は、「ツインロール鋳造機」と呼ばれる鋳造機（ｃａｓｔｅｒ）で、溶融金属を鋳込ノズルによりタンディッシュから供給しながら行うことができる。鋳造機は、鋳造空間の長辺が平行な水平軸を有しこれらの軸を中心として反対方向に回転する１対の内部冷却ロールによって境界を定められ、短辺が推力部材（ｔｈｒｕｓｔ  ｍｅｍｂｅｒｓ）によってロールの平端に当接した「側壁」と呼ばれる耐火材料から形成された閉止板によって境界を定められる鋳型を含む。溶融金属の凝固は、鋳造空間から連続的に抽出されるストリップを形成するために、ロールの冷却円筒面に接して、ニップの領域（ロールの表面を分離する距離が最小である領域）で接合させられる凝固シェルを形成することによって起こる。一部の鋳造機（一般的により厚い製品を鋳造するもの）ではロールを、鋳造空間の入口で湾曲した形状を与えられた可動冷却ベルトに置き換えることができる。これらの鋳造機はまた、ツインロール鋳造機のものと同様の側壁（ｓｉｄｅ  ｗａｌｌｓ）と、これらの側壁をベルトの端面に当接させるための手段とを有する。それらは通常「ツインベルト鋳造機」と呼ばれる。
【０００３】
従来、各側壁は次のように形成される。それは第一に、好ましくはシリカなど優れた断熱性を有する材料から形成された支持板を含む。通常、それはその背面（鋳造空間から外側を向いた面）を、推力部材が作用する金属台板に固定される。しかし、支持板が充分な機械的強度と剛性を持つ場合、推力部材がその作用を支持板に直接働かせるような手段を講じることができる。この支持板の前面には側壁の作用部、すなわちロールおよび溶融金属と接触するように意図された材料が配置される。非常にしばしば、ロールと接触またはニップと近接しなければならないこの作用部の外部領域は、ＳｉＡｌＯＮ（登録商標）または炭化けい素など、溶融金属による摩耗および腐食に対する優れた耐性を呈する第１材料から形成され、溶融金属と接触しなければならないこの作用部の中心領域は、シリカフォームなど、優れた断熱性を呈する第２材料から形成される。しばしば、外部領域を形成する要素は用語「インサート」で呼ばれ、側壁の残りを形成する要素は用語「コア」で呼ばれる。鋳造工程を開始する前に、鋳造空間に溶融金属が充填されている最中に金属が側壁の作用部で凝固するのを防止するために側壁は予熱される。
【０００４】
側壁は、金属ストリップ、特に鋼ストリップのツインロール鋳造の成功に最も重要である。側壁とロールの縁との封止が不十分であると、鋳造空間から溶融金属が漏出するおそれがあり、これはプラントの運転の規則正しさおよびしたがってストリップの品質を損ねる。極端な場合には、そのような漏出が結果的に鋳造工程を停止させるかもしれない。同様に、鋳造中にその要素の１つが破断したり、作用面を形成する多くの要素が脱離すると、鋳造工程はすぐに停止する。したがって、側壁の材料の選択には非常に特別な注意を払わなければならず、その中には非常に高価なものがある（特にインサートに使用される材料）。同様に、側壁の組立、および特にその作用部の製造は複雑な作業であり、高度の資格を持つ注意深い作業員が実行しなければならず、この組立（および組立後に行う使用した耐火材および結合材の乾燥）は非常に多くの時間を要する。側壁は１回の鋳造工程にしか使用できず、その後取り外し、少なくともその作用部は廃棄される。これらの理由から、側壁は薄ストリップツインロール鋳造機（または２つの移動する冷却壁間で鋳造するためのプラント一般）の運転費における主要な要素の１つを構成し、それらの性能または信頼性を損ねることなくそれらに付随する時間および材料の消費を削減させることができる何らかの技術的進歩が大いに望まれる。
【０００５】
本発明の目的は、製造および運転の費用が従来の設計の側壁に比較して実質的に軽減される、２つの可動冷却壁間で薄金属ストリップを鋳造するための鋳造機の側壁を設計を提供することである。
【０００６】
この目的のため、本発明の主題は、２つの可動冷却壁間で薄金属ストリップを連続鋳造するための鋳造機、特に「ツインロール鋳造機」または「ツインベルト鋳造機」の鋳造空間を閉鎖するための側壁であって、支持板の背面に固定された金属台板を任意選択的に介して前記側壁を前記冷却壁の端面に当接させるために支持板の背面に推力部材が作用するようにした支持板と、前記支持板の前面に当てて配置され、側方部が前記冷却壁の前記端面と接触して最大深さ「ｅ」まで幅「ｌ」にわたって摩滅するように意図された作用面とを備えており、支持板と作用部とは非破壊的に分離できるように互いに接触しており、前記支持板の前面の中心部に深さが「ｅ」より大きい凹部を有することと、前記前面の外縁が作用部の外縁の概略形状と一致する概略形状を持ち、「ｌ」未満の幅を持つことを特徴とする側壁である。
【０００７】
理解していただけるであろうが、本発明は、２回の鋳造工程の間に側壁の作用部を単に逆にするだけで、この作用部をもはや１回だけではなく２回の鋳造工程に使用できるように側壁を設計することから成る。この目的のため、特に支持板の前面に特別な形状を与えなければならない。したがって、連続して行われる２回目の鋳造工程前の側壁の準備において、かなりの量の時間が節約される。
【０００８】
本発明は、添付の図面に関連して述べる以下の説明を読むと、いっそう明瞭に理解されるであろう。
【０００９】
本発明の基本的原理の説明を明確にするため、側壁の種々の要素は図中で一定の縮尺では示されていない。通常、鋳造ロールは約５００ないし１５００ｍｍの直径を有し、ニップは鋳造したいストリップの厚さに対応して数ｍｍの幅を有する。
【００１０】
図１ａから図１ｃに概略的に示す先行技術による側壁１の例は、次の要素を含む。
・側壁１を鋳造ロールの端面に当接させるように、推力部材（図示せず）が矢印５によって示される方向にその作用を及ぼす冷却金属台板４に背面３が固定された、高い断熱性を持つ耐火材で形成された支持板２（前記ロールの輪郭線６、６’は破線で描かれ、ニップ７のレベルが点破線ｘ−ｘで示される）；
・支持板２の平坦な前面８に配置された作用部であって、２つの要素すなわち優れた断熱性を呈する耐火材（シリカフォームなど）から形成されたコア９と溶融金属による摩耗および腐食に対する優れた耐性を呈する耐火材（ＳｉＡｌＯＮ（登録商標）または炭化けい素）から形成されたインサート１０から成る作用部。図示した例では、インサート１０は単一部品によって形成されるが、それは数個の部品の並置によって形成することもできる。コア９およびインサート１０は例えば接着によって一つに固定され、それらが形成する作用部全体が、その結合力を増加する好ましくは金属から形成されたバンド１１によって取り囲まれる。
【００１１】
支持板２および作用部（コア９／インサート１０）は、好ましくは、鋳造工程後にそれらを破壊することなく、または少なくとも支持板２を損傷することなくそれらを分離させることができる手段によって、相互に押しつけ合って保持されるので、前記鋳造工程後に少なくとも後者を再使用することができる。ボルトのシステム、又は、支持板２に締結された若しくはそれに組み込まれ、作用部が挿入されているクレードルが、そのような手段の実例である。
【００１２】
１回だけの鋳造工程に使用された後、側壁１は図１ｃに示した状態になる。ロールで摩擦されたインサート１０の部分は深さ「ｅ」まで浸食され、それは鋳造工程の持続時間、インサート１０の材料の性質、およびそれが受けた摩擦の激しさによって数ｍｍ程度または数ｃｍにもなることがある（一般的には約１０ｍｍ）。コア９は、溶融金属による腐食のため、および鋳造空間１２の内部で移動する溶融金属との摩擦のためにも、くり抜かれて中空になっている。さらに作用部はしばしば、鋳造の最後にその上に堆積された１層の凝固金属１３により、少なくともところどころを覆われる。これらの理由から、側壁１の作用部は、初期表面仕上げを回復するために作用部全体を機械加工しない限り、その後の鋳造工程で再使用することはできず、それは長い時間がかかり不経済なプロセスである。
【００１３】
図２ａ及び図２ｂに示す本発明による側壁１４の第１実施例は、正面から見たとき、図１ａの正面図に示した先行技術による側壁１と同じ外観を持つ。これはまた、以下で説明する本発明による側壁の他の実施例にも当てはまる（図５に示す第４実施例の場合を除く）。したがって、本発明による側壁の例の特定の正面図は図示しない。図２ａ及び図２ｂでは、先行技術による側壁１と共通する要素は同じ参照番号で示される。この図は再び、推力部材が作用する金属台板４に背面３が固定された、断熱耐火材から形成される支持板１５を慣習的に示す。他方、支持板１５の前面１６は平面ではない。その中心部に、その高さ全体にわたって凹部１７を有しており、その形状および機能を以下で説明する。
【００１４】
この側壁１４の作用部も特殊な構成を持つ。それは、その両面に凹部１９、２０を持つ膨張係数の低い断熱耐火材（例えばシリカをベースとする耐火材）から形成された中心板１８を含む。これらの凹部１９、２０の各々に収容されているのは、コア２１、２１’およびインサート２２、２２’によって形成された組立体であり、その構成および寸法（おそらく厚さを除く）は、上述した先行技術による側壁１のコア１０およびインサート９のものと同一である。２つのコア−インサート組立体２１−２２、２１’−２２’は、異なる種類の関係材料による膨張差を吸収するのに充分なように、接着剤で結合した部品を相互に相対的に移動させることができる接着剤によって中心板１８に固定される。そのような接着剤の一例が、商品名「ＲＥＦＲＡＣＯＬ  Ｎｏ．４」で販売されている製品であり、これはコランダムに基づく耐火性グラウティングセメントであり、けい酸ナトリウムに基づくバインダを含む。このバインダは高温時に接着剤をガラス質にするので、接着された部品が相対的に移動して剪断作用することが可能である。
【００１５】
側壁１４の支持板１５および作用部は今度は、先行技術の側壁１の例ですでに述べたものなど（ボルトのシステムまたはクレードル）、それらを非破壊的に分離させることができる手段によって、必ず相互に押し当てて保持しなければならない。
【００１６】
本発明による側壁１４が作成され組み立てられた後、それは、鋳造機の図２ａに示す位置に装着され、通常の方法で１回目の鋳造工程に使用される。この１回目の鋳造工程の終了時に、作用部の前面が再び、選好技術の側壁１の作用部の前面の前述した（かつ図１ｃに示した）状態になる。ロールはインサート２２の外縁を深さ「ｅ」まで、幅「ｌ」にわたって摩耗し、コア２１は溶融金属による化学的および機械的浸食によってくり抜かれて中空になり、凝固金属１３は作用部の前面を少なくともところどころ覆う。ひとたび１回目の鋳造工程が完了すると、側壁１４の作用部は支持板１５から分離され、上下をさかさまにして、支持板１５に再び配置される。この方法で、１回目の鋳造工程中に作用部の前面を形成したコア２１およびインサート２２は、２回目の鋳造工程中にはその背面を形成することができる。逆に、１回目の鋳造工程中に作用部の背面を形成したコア２１’およびインサート２２’は、２回目に鋳造工程中にその前面を形成する。非常に迅速に実行できる、取り外し、さかさまにし、再び組み立てるこの簡単な操作はしたがって、側壁１をすぐに使用できるように再設定するのに十分であるが、先行技術の種類の新しい側壁１の準備はずっと長くかかる。注意すべきは、特に、側壁１４の全ての要素がすでに１回目の鋳造工程に先立ち行われているため、耐火材および結合材を乾燥させる作業は、２回目の鋳造工程の準備のためには必要ではない。
【００１７】
側壁１４を再び組み立てる操作が可能であるためには、支持板１５の凹部１７が次の条件を満たさなければならない。その深さは、インサート２２の摩耗した外縁に比較して、「ｅ」に等しい（あるいは凝固金属１３が存在する領域では「ｅ」よりおそらく大きい）厚さが浮き上がっているインサート２２およびコア２１の部分が、作用面をさかさまにした後その中に収容できるのに十分でならない。言い換えると、凹部１７の深さは、「ｅ］と凝固金属１３の層の最大厚さとの和より大きいものでなければならない。したがって、１回目の鋳造工程中にこれらのパラメータが取る最大値を少なくとも大まかに推定し、それに従って支持板１５を製造しなければならない。任意選択的に、この計算は「ｅ」だけを考慮に入れることができ、作用部に凝固金属１３がある場合には、機械的手段によってこれを除去することを決定することができる。しかし、これは、２回目の鋳造工程前に側壁を準備するためにかかる時間を増加する危険がある。支持板１５の外縁２３、２３’に関して、これらは、インサート２２の外縁の概略形状に一致する概略形状、およびインサート２２の摩耗部分の幅「ｌ」未満の幅を持ち、その中に挿入することができるようにしなければならない。側壁を再び組み立てる前にインサート２２の前記摩耗部を機械加工する必要は一般的に無く、１回目の鋳造工程中のロールの作用がこの目的にとって十分である。先行技術の側壁１では、推力部材によって働く力を作用部に伝達するのは支持板２の前面全体８であるのに対して、本発明による側壁１４では、これらの力は支持板１５の外縁２３、２３’だけによって伝達されることに気付かれるかもしれない。しかし、前記外縁２３、２３’はロールと摩擦しなければならない作用部の領域とちょうど反対にあり、したがって鋳造空間１２が封鎖されることを確実にするために推力部材からの力の適切な伝達が特に必要である点にあるので、この状況は問題ではない。したがって、この観点から、支持板の新規の構成１５は先行構成２よりずっと効果的である。
【００１８】
図３に１回目の鋳造工程の開始前の初期状態を示す、本発明による第２実施例の側壁２４は、その作用部の中心板２５の構成だけによって前の実施例とは区別される。この第２実施例では、前記中心板２５は単純な平板であり、その輪郭はインサート２２−コア２１組立体のそれと一致する。側壁２４の作用部全体の結合力は、前述した先行技術の側壁１の場合のバンド１１と同様の好ましくは金属から形成されたバンド２６によって提供されるが、前の実施例の側壁１４の構成は、そのようなバンドを中心板１８自体に組み込むことを必要とした。中心板２５とは独立したバンド２６の存在は、後者が破断した場合でも、それは中心板２５の結合を促進するという点で有利である。
【００１９】
図４に１回目の鋳造工程の開始前の初期状態を示す、本発明による第３実施例の側壁２７は、作用部の中心板２５が省かれるという点で、前の実施例とは区別される。連続的に両面で２回の鋳造工程中に使用されるのは、同じコア２１および同じインサート２２である。ここでも再び、好ましくは金属から形成されるバンド２６がそれらの結合を確実にする。
【００２０】
図５に１回目の鋳造工程の開始前の初期状態を示す、本発明による第４実施例の側壁２８は、作用部が単一要素２９だけから形成され、その機能が前の実施例のコア２１の機能およびインサート２２の機能を結合することであるという点で、前の実施例とは区別される。この要素２９は、それがロールと接触することによって鋳造空間１２が密閉されることを確実にしなければならないので、それは、金属による摩耗および腐食に対する優れた耐性を持つ材料から形成しなければならない。しかし、それはまた、その中心部で受け入れ可能な挙動を呈するために、可能な限り優れた断熱性および熱衝撃および亀裂に対する優れた耐性をも最適に持たなければならない。窒化ほう素およびＳｉＡｌＯＮ（登録商標）などの材料をこの目的に使用することができる。この作用部は一体構成であり、本質的にその結合力は確保されるので、側壁２８の作用部を取り囲むバンド２６の存在は絶対的に必要なものではない。しかし、それにもかかわらず、そのようなバンド２６は、要素２９が使用中にひび割れる可能性を最小にすることができるので、推奨される。
【００２１】
同様に、本発明による側壁の前の実施例の全てにおいて、中心板１８、２５の両側に配置したインサート２２、２２’−コア２１、２１’組立体を、要素２９と同様の単一要素に置き換えることが可能である。したがって、この結果、側壁を準備するために必要な時間は削減されるが、その反面、インサート機能およびコア機能の両方を正しく達成できる材料は、これらの機能の一方または他方に従来使用されている材料より高価であるので、材料のコストが増加する。
【００２２】
本発明はツインロール鋳造機だけではなく、ツインベルト鋳造機など移動冷却壁の端面に当接される、上述した先行技術による側壁を使用するどんな種類の薄金属ストリップ鋳造機にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】  先行技術による薄ストリップ鋳造用の側壁を正面から見た図である。
【図１ｂ】  先行技術による薄ストリップ鋳造用の側壁の初期状態をＩｂ−Ｉｂにおける断面として上から見た図である。
【図１ｃ】  先行技術による薄ストリップ鋳造用の側壁の使用後をＩｂ−Ｉｂにおける断面として上から見た図である。
【図２ａ】  本発明による薄ストリップ鋳造用の側壁の第１実施例の１回目の使用前の初期状態をＩｂ−Ｉｂにおける断面として上から見た図である。
【図２ｂ】  本発明による薄ストリップ鋳造用の側壁の第１実施例の２回目の使用前の状態をＩｂ−Ｉｂにおける断面として上から見た図である。
【図３】  本発明による薄ストリップ鋳造用の側壁の第２実施例の１回目の使用前の初期状態をＩｂ−Ｉｂにおける断面として上から見た図である。
【図４】  本発明による薄ストリップ鋳造用の側壁の第３実施例の１回目の使用前の初期状態をＩｂ−Ｉｂにおける断面として上から見た図である。
【図５】  本発明による薄ストリップ鋳造用の側壁の第４実施例の１回目の使用前の初期状態をＩｂ−Ｉｂにおける断面として上から見た図である。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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