(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
間にロール間隙（２）を形成する一対の平行な鋳造ロール（１）と、溶融金属を鋳造ロール（１）間のロール間隙（２）に供給して、ロール間隙（２）直上の鋳造ロール表面に支持される溶融金属の鋳造溜め（６）を形成する金属供給手段（３）（４）（５）と、ロール間隙（２）端から流出しないよう溶融金属を鋳造溜め（６）内に囲込む溜め囲込み手段（１０）と、鋳造ロール（１）を相互方向に回転駆動してロール間隙（２）から下方に送給される凝固金属ストリップ（１１）を製造するロール駆動手段（７１）とで構成したロールアセンブリを含み、各鋳造ロール（１）のスタブ軸（２１）（２２）が鋳造ロール両端から延びて鋳造ロール（１）を中央ロール軸線まわりに回転するよう鋳造ロール両端のジャーナル軸受（６５）（６６）内に取付け、ロールアセンブリの一端のスタブ軸（２２）が、ロールアセンブリの前記一端でスタブ軸（２２）に取付けられた回転水流継手（４０）に接続され鋳造ロール（１）内の水流通路（２６）に水を流出入させる内側水流ダクト（３６）（３９）を有する、金属ストリップ連続鋳造装置において、ロール駆動手段（７１）を、ロールアセンブリの反回転水流継手（４０）側端のスタブ軸（２１）各々に１つずつ取付けた一対のロール駆動モータで構成し、ロール駆動手段（７１）をスタブ軸（２１）上で支持してスタブ軸（２２）他端の回転水流継手（４０）の支持重量と平衡させることを特徴とする、金属ストリップ連続鋳造装置。
【請求項２】
鋳造ロール（１）の少なくとも一方に取付けたジャーナル軸受（６５）（６６）を、一方の鋳造ロール（１）全体が他方の鋳造ロール（１）に対し接近・離反動可能とする一対の可動ロールキャリア（６７）上に支持して、一方の鋳造ロール（１）を他方の鋳造ロール（１）に対し偏寄させる偏寄手段（６８）を設けた、請求項１に記載の金属ストリップ連続鋳造装置。
【請求項３】
ロール駆動手段（７１）であるロール駆動モータを電動モータとした、請求項１又は２に記載の金属ストリップ連続鋳造装置。
【請求項４】
ロール駆動手段（７１）であるロール駆動モータを、各スタブ軸（２１）に固定した回転子と、スタブ軸（２１）上に支持した固定子とで構成した、請求項２に記載の金属ストリップ連続鋳造装置。
【請求項５】
固定子を回転子との回転係合によりスタブ軸（２１）上に支持した、請求項４に記載の金属ストリップ連続鋳造装置。
【請求項６】
固定子が、重量を支持するのでない仕方で回転防止される、請求項５に記載の金属ストリップ連続鋳造装置。
【請求項７】
ロール駆動手段（７１）であるロール駆動モータと回転水流継手（４０）との間の平衡関係が、各ロール回転構造物の質量中心が各鋳造ロール（１）のジャーナル軸受（６５）（６６）間のほぼ中央に配するという関係である、請求項１乃至６のいずれかに記載の金属ストリップ連続鋳造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は金属ストリップ連続鋳造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
双ロール鋳造装置では、冷却されて相互方向に回転する一対の水平鋳造ロール間に溶融金属を導入し、動いているロール表面上で金属殻を凝固させ、ロール間隙にてそれら金属殻を合体させ、凝固したストリップ品としてロール間隙から下方ヘ送給する。本明細書では、「ロール間隙」という語はロール同士が最接近する領域全般を指すものとする。溶融金属は取鍋から１つ又は一連の小容器へと注がれ、更にはそこからロール間隙上方に位置した金属供給ノズルに流れてロール間隙へと向かい、その結果、ロール間隙直上のロール鋳造表面に支持される溶融金属の鋳造溜めを形成することができる。通常、この鋳造溜めは、ロール端面に摺動係合して保持されて鋳造溜めの両端からの溢流を防ぐ側部堰又は側部プレートで囲込まれるが、電磁バリヤ等の代替手段も提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
双ロール鋳造装置では、鋳造ロールを正確にセットし、一般に数ｍｍ以下のロール間隙幅に正しく設定しなければならず、又、特に圧延開始時のストリップ厚変動を吸収するよう鋳造ロールの少なくともいずれか一方を偏寄力に抗して外方に移動可能とする何らかの手段も備えねばならない。通常は、鋳造ロールの一方を固定ジャーナルに取付け、他方のロールを、偏寄手段の作用に抗して可動な支持部に回転可能に取付けて横方向に移動可能とし、ストリップ厚の変動を吸収することができるようなっている。偏寄手段はコイルばね又は一対の圧力流体シリンダ装置であってよい。
【０００４】
横方向に移動可能な鋳造ロールをばね偏寄するストリップ鋳造装置が、オーストラリア特許出願第８５１８５／９８号に開示されている。この装置の場合、ロール支持部と一対の推力反応構造との間に偏寄ばねが作用し、推力反応構造の位置を一対の動力付き機械ジャッキの操作で設定することによってばねの初期圧力を調節し、ロール両端での初期圧力を等しく設定できる。一定プロフィールのストリップを製造するためロール間隙がロール幅方向にわたり均一であるよう、ロール支持部の位置を設定し且つ後で調節する必要がある。
【０００５】
薄板ストリップ製造時、特に板厚１ｍｍ以下のストリップを製造する際、ロール偏寄力は非常に重要であり、正確な制御とするためにはこれらの力はできるだけ小さい必要がある。従って、回転する鋳造ロールの平衡力が動的に偏ることが非常に重大になり、それにより鋳造中のストリップ厚の正確な制御が妨げられてしまうことが起き得る。
【０００６】
オーストラリア特許出願第８５１８５／９８号に開示されている従来の鋳造装置では、鋳造ロールが取付けられる軸がいずれも水流継手を有し、水流継手が軸及び鋳造ロール内のダクトを介し冷却水をロール周に離間配置した長手方向冷却通路へと給排する。水流継手はいずれも鋳造ロールアセンブリの一端に配し、鋳造ロールがロールアセンブリの同端でスタブ軸に接続された駆動軸を介し共通の駆動モータで駆動される。この構成では、鋳造ロールに関連した回転質量を動的に均衡できず、薄いストリップ厚の場合に適正なロール間隙を提供することが極端に困難になる。本発明は回転質量の良好な動的均衡を可能とする改良された金属ストリップ連続鋳造装置を提供する。ロールを独立して速度制御することもでき、そのことは本明細書で後述するように正確なストリップ厚制御に有益となり得る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、間にロール間隙を形成する一対の平行な鋳造ロールと、溶融金属を鋳造ロール間のロール間隙に供給して、ロール間隙直上の鋳造ロール表面に支持される溶融金属の鋳造溜めを形成する金属供給手段と、ロール間隙端から流出しないよう溶融金属を鋳造溜め内に囲込む溜め囲込み手段と、鋳造ロールを相互方向に回転駆動してロール間隙から下方に送給される凝固金属ストリップを製造するロール駆動手段とで構成したロールアセンブリを含み、各鋳造ロールのスタブ軸が鋳造ロール両端から延びて鋳造ロールを中央ロール軸線まわりに回転するよう鋳造ロール両端のジャーナル軸受内に取付け、ロールアセンブリの一端のスタブ軸が、ロールアセンブリの前記一端でスタブ軸に取付けられた回転水流継手に接続され鋳造ロール内の水流通路に水を流出入させる内側水流ダクトを有する、金属ストリップ連続鋳造装置において、ロール駆動手段を、ロールアセンブリの反回転水流継手側端のスタブ軸各々に１つずつ取付けた一対のロール駆動モータで構成し、ロール駆動手段をスタブ軸上で支持してスタブ軸他端の回転水流継手の支持重量と平衡させる、金属ストリップ連続鋳造装置が提供される。
【０００８】
好ましくは、鋳造ロールの少なくとも一方に取付けたジャーナル軸受を、一方の鋳造ロール全体が他方の鋳造ロールに対し接近・離反動可能とする一対の可動ロールキャリア上に支持して、一方の鋳造ロールを他方の鋳造ロールに対し偏寄させる偏寄手段を設ける。
【０００９】
好ましくは、更に、ロール駆動手段であるロール駆動モータを電動モータとする。
【００１０】
好ましくは、ロール駆動手段であるロール駆動モータと回転水流継手との間の平衡関係は、各ロール回転構造物の質量中心が各ロールのジャーナル軸受間のほぼ中央に配するという関係である。又、ロール駆動手段である駆動モータは、各スタブ軸に固定した回転子と、スタブ軸上に支持した固定子とで構成することができる。
【００１１】
固定子は、回転子との回転係合によりスタブ軸上に支持することができる。
【００１２】
有効なバランスを提供するためには、ロール駆動手段である駆動モータの固定子を各スタブ軸上で支持すること、及び、それら固定子が、完全な支持ではない仕方で回転防止されることが重要である。例えば、固定子は、ロール端に隣接した軸受支持ハウジング等、機械適宜個所の取付部から流体シリンダ装置により所定位置へと駆動される拘束ピンに係合させることができる。
【００１３】
駆動モータは、鋳造時にロールの相の変更ができるよう、独立速度制御できるよう操作することができる。このことは、表面特性の違いによる２つの鋳造ロールでの凝固速度の相違を解消するのに非常に有益であり得る。
【００１４】
このように、回転水流継手の重量とロール駆動手段である電動駆動モータの全重量とを平衡するので、動的にバランスした回転アセンブリを達成し、結果的に鋳造中のストリップ厚の正確な制御を行うことができる。
【００１５】
又、偏寄手段により小さな偏寄力を鋳造ロールに加えるので、薄いストリップ厚の場合であっても、適正なロール間隙及び回転構造物の有効な動的バランスで操作することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の特定の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
図１〜図４は本発明の実施の形態の一例を示すもので、図示した金属ストリップ連続鋳造装置は、相互間にロール間隙２を形成する一対の双ロールである鋳造ロール１で構成される。鋳造作業時に溶融金属が取鍋３からタンデイッシュ４と供給ノズル５とを介して鋳造ロール１間のロール間隙２へと供給されてロール間隙２上方に溶融金属の鋳造溜め６を生み出す。鋳造溜め６の端を構成する一対の耐火側部板１０が、以下に示す如く鋳造ロール１のノッチ付けした端に係合する。取鍋３に備えられたスライドゲート弁８を動かすことにより溶融金属を取鍋３から耐火シュラウド９を介してタンデイッシュ４へと流すことができる。
【００１８】
鋳造ロール１には、以下に詳述した仕方で、鋳造ロール１端から冷却水を供給される内側水冷通路を備え、鋳造ロール１を相互方向に回転させることにより連続した凝固金属ストリップ１１を造り出して鋳造ロール１間のロール間隙２から下方へと送給する。
【００１９】
ここまで述べた限りにおいては、図示の装置はアメリカ特許第５，１８４，６６８号及び第５，２７７，２４３号及びオーストラリア特許第６３１７２８号に更に詳しく開示されている。装置の構造及び操作の詳細についてはこれらの特許を参照できる。
【００２０】
２つの鋳造ロール１は同一の構成であり、各々の周面には長手方向の水流通路２６を備え、それらの水流通路２６へと鋳造ロール１端から半径方向通路３５，３６を介して水が給排される。
【００２１】
各鋳造ロール１を形成する銅製又は銅合金製の中実チューブ即ちロール本体２０をステンレス鋼製の一対のスタブ軸２１，２２間に、該スタブ軸２１，２２とロール本体２０とが共軸に固定されて鋳造ロール１を形成するように取付ける。ロール本体２０には一端から他端へと長い孔を穿設することにより一連の長手方向の水流通路２６を設け、孔の端は以下に述べる仕方で栓４１及びスタブ軸固定ねじ７０により塞ぐ。
【００２２】
管状のロール本体２０に端ノッチ２３を設け、これにより耐火側部板１０と係合する一対の肩部２４を形成すると共に、該一対の肩部２４間に比較的厚壁の主部分を形成してロールの鋳造表面２５を構成するようにしてある。
【００２３】
又、スタブ軸２１，２２はロール本体２０の各端部内側に嵌入する端形成部２７，２８と、ロール本体２０の各壁端面に当接する周方向フランジ２９，３０とを有する。スタブ軸２１，２２はロール本体２０端部に固定され、それは周方向フランジ２９，３０に設けた孔に留め具であるスタブ軸固定ねじ７０を通し、長手方向の水流通路２６を構成する長手方向孔の一部のねじタップした端へとねじ込むことによって行う。残りの孔の端は以下に述べるように栓４１により閉じる。
【００２４】
スタブ軸２２には、供給ライン３１及び排出ライン３２を介して水を給排する回転水流継手４０を嵌着する。冷却水は、スタブ軸２１，２２の周方向フランジ２９，３０及びロール本体２０の端を通って延び、環状ギャラリー５０に接続した半径方向通路３５，３６を介して長手方向の水流通路２６に給排される。環状ギャラリー５０はロール本体２０外周に形成されてロール周の長手方向の水流通路２６と連通する。スタブ軸２１，２２には中央スペーサチューブ３７，３８が嵌入され、鋳造ロール１内に水流出入用の別個の内側水流ダクトを構成する。即ち、内側水流ダクトである半径方向通路３６は中央スペーサチューブ３８の外側に配した内側水流ダクトの環状ダクト３９及び半径方向水流口３３を介して供給ライン３１と連通し、他方、鋳造ロール１他端の半径方向通路３５は鋳造ロール１の中空内部と中央スペーサチューブ３７，３８内部により形成されたダクトを介して、回転水流継手４０の端の回転接続部と連通する。
【００２５】
回転水流継手４０は供給ライン３１及び排出ライン３２に接続して、水をロールのいずれの方向にも給排でき、長手方向の水流通路２６は半径方向通路３５，３６に接続して、本願出願人のオーストラリア特許出願第２３７７９／９９号に更に詳述した仕方でロールに亘る冷却水多パス流を提供することができる。
【００２６】
本発明によれば、鋳造ロール１を、ロールアセンブリの一端の軸に直接取付けられた一対のロール駆動手段７１である電動駆動モータにより駆動し、回転水流継手４０は図３，４に略示した仕方でロールアセンブリ他端の軸外端で支持する。鋳造ロール１のスタブ軸２１，２２を、ジャーナル軸受６５，６６を介して可動ロールキャリア６７，６９に取付ける。可動ロールキャリア６７，６９は、鋳造ロール１全体を相互に接近・離反動させて相互間のロール間隙２を変更できる。可動ロールキャリア６９は、ロックして鋳造ロール１の一方を固定位置に保持できる一対の流体シリンダ装置７２により可動である。可動ロールキャリア６７にはばね６８が作用し、ばね６８の支持する鋳造ロール１を、本質的に一定の偏寄力で他方の鋳造ロール１の方へと偏寄させる。
【００２７】
ロール駆動手段７１である電動駆動モータの回転子はスタブ軸２１端に直接接続する。電動駆動モータの固定子は、回転子を介してスタブ軸２１で支持し、適宜の手段により回転防止される。適宜の手段とは、電動駆動モータの重量を支持するものではなく、電動駆動モータがスタブ軸２１端で充分に支持されるようにするものである。例えば、固定子を隣接するロール軸受ハウジングに取付けられた空気圧又は液圧駆動されるピンで拘束することができる。これにより、回転水流継手４０の重量とロール駆動手段７１である電動駆動モータの全重量とを平衡することで、動的にバランスした回転アセンブリを達成できる。
【００２８】
回転水流継手４０は、ロールアセンブリの反ロール駆動手段７１側端のジャーナル軸受６５に近接したスタブ軸２２で充分に支持する。ロール駆動手段７１である電動駆動モータの重量は、ロール回転構造物各々の回転水流継手４０の重量と正確に平衡して、各ロール回転構造物の質量中心が、ロール支持軸受であるジャーナル軸受６５，６６間のちょうど真ん中に位置するようにできる。このことにより、振動及び偏心制御問題は大幅に減少する。それにより、比較的小さな偏寄力をばね６８で、動いている鋳造ロール１に加え、比較的有効な隙間制御システムで操業することが可能となる。ロール駆動手段７１である電動駆動モータは独立駆動でき、それらの速度を、ロール偏心による瞬時の厚さ変動に対処するばかりでなく、２鋳造ロール間の相の変動をも許して、他要因によるロール上での凝固速度差をも許容するよう回転エンコーダにより制御することができる。例えば、鋳造ロール１は、ロール表面のきめの相違により、異なる熱流束値を生じることができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の金属ストリップ連続鋳造装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００３０】
（Ｉ）回転水流継手の重量とロール駆動手段である電動駆動モータの全重量とを平衡するので、動的にバランスした回転アセンブリを達成し、結果的に鋳造中のストリップ厚の正確な制御を行うことができる。
【００３１】
（ＩＩ）偏寄手段により小さな偏寄力を鋳造ロールに加えるので、薄いストリップ厚の場合であっても、適正なロール間隙及び回転構造物の有効な動的バランスで操作することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により構成される金属ストリップ連続鋳造装置の垂直断面図である。
【図２】図１に示した鋳造装置の鋳造ロールの一方の断面を形成する図である。
【図３】鋳造装置の要部の概略立面図である。
【図４】図３に示した鋳造装置構成部品の概略平面図である。
【符号の説明】
１  鋳造ロール
２  ロール間隙
３  取鍋（金属供給手段）
４  タンデイッシュ（金属供給手段）
５  供給ノズル（金属供給手段）
６  鋳造溜め
１０  耐火側部板（溜め囲込み手段）
１１  凝固金属ストリップ
２１  スタブ軸
２２  スタブ軸
２６  水流通路
３６  半径方向通路（内側水流ダクト）
３９  環状ダクト（内側水流ダクト）
４０  回転水流継手
６５  ジャーナル軸受
６６  ジャーナル軸受
６７  可動ロールキャリア
６８  ばね（偏寄手段）
７１  ロール駆動手段
【図１】
0004422297.tif 000002
【図２】
0004422297.tif 000003
【図３】
0004422297.tif 000004
【図４】
0004422297.tif 000005