(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
双ロールキャスタにおいて連続的なキャスティングによって金属ストリップ（２１）をキャスティングするためのキャスティングロール（１２）であって、
実質的に円筒状の管（１２０）によって形成されたキャスティング面（１２Ａ）と、
前記円筒状の管（１２０）内にかつ該円筒状の管（１２０）に隣接して配置された軸対称な膨張エレメント（１０１〜１１９）と、を備え、各膨張エレメントは、別の膨張エレメントから離隔させられており、前記膨張エレメントは、半径方向寸法が増大するように適応させられており、これにより、前記円筒状の管を膨張させ、キャスティング中に前記キャスティングロールの前記キャスティング面のロールクラウンと、キャストストリップの厚さ分布とを変化させる、キャスティングロール（１２）において、
複数の軸対称な前記膨張エレメントは、前記円筒状の管（１２０）の全長に沿って分布させられており、前記膨張エレメント（１０１〜１１９）への電力供給を１つまたは複数の膨張エレメントから１つまたは複数の別の膨張エレメントへ切り換えるための電力スイッチが、前記キャスティングロール（１２）内または前記キャスティングロール（１２）上に配置されていることを特徴とする、キャスティングロール（１２）。
【請求項２】
前記膨張エレメント（１０１〜１１９）は、４０〜１５０ｍｍの幅を有することを特徴とする、請求項１記載のキャスティングロール（１２）。
【請求項３】
前記膨張エレメントは、膨張リング（１０１〜１１９）を含み、
前記膨張リング（１０１〜１１９）のそれぞれは、４０〜１５０ｍｍの半径方向リング厚さを有することを特徴とする、請求項１または２記載のキャスティングロール（１２）。
【請求項４】
前記膨張エレメントは、リング（１０１〜１１９）またはディスクの形態を有することを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載のキャスティングロール（１２）。
【請求項５】
前記膨張エレメント（１０１〜１１９）のそれぞれには、該膨張エレメントに最大で１５ｋＷの加熱電力を供給することができる電気抵抗加熱エレメントが装備されていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載のキャスティングロール（１２）。
【請求項６】
全ての前記膨張エレメント（１０１〜１１９）に一緒に提供される総電力は、前記キャスティングロール（１２）の外周の１ｍあたり最大で７０ｋＷ以下であることを特徴とする、請求項５記載のキャスティングロール（１２）。
【請求項７】
１６個以上の軸対称な前記膨張エレメントが、前記円筒状の管（１２０）内にかつ該円筒状の管（１２０）に隣接して配置されていることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載のキャスティングロール（１２）。
【請求項８】
複数の軸対称な前記膨張エレメントは、前記キャスティング面（１２Ａ）の端部を含む前記円筒状の管（１２０）の全長に沿って分布させられていることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載のキャスティングロール（１２）。
【請求項９】
前記電力スイッチは、２〜３０秒ごとに、異なる前記膨張エレメント（１０１〜１１９）の間で電力供給を切り換えるように構成されていることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項記載のキャスティングロール（１２）。
【請求項１０】
中央に取り付けられた前記膨張エレメント（１１０）は、永続的に加熱されるように構成されていることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項記載のキャスティングロール（１２）。
【請求項１１】
前記キャスティング面（１２Ａ）の端部に配置された前記膨張エレメント（１０１，１１９）は、永続的に加熱されるように構成されていることを特徴とする、請求項１０記載のキャスティングロール（１２）。
【請求項１２】
前記膨張エレメント（１０１〜１１９）には、それぞれの信号を制御装置に提供するための少なくとも１つの温度センサがそれぞれ装備されていることを特徴とする、請求項１から１１までのいずれか１項記載のキャスティングロール（１２）。
【請求項１３】
前記膨張エレメント（１０１〜１１９）には、制御装置に温度情報を送信するときに前記膨張エレメントを特定するための、少なくとも１つのＲＦＩＤタグがそれぞれ装備されていることを特徴とする、請求項１から１２までのいずれか１項記載のキャスティングロール（１２）。
【請求項１４】
制御装置が、少なくとも前記キャスティングロール（１２）の温度プロセスモデルおよび／または前記膨張エレメント（１０１〜１１９）の温度プロセスモデルに応答してかつ／または前記膨張エレメント（１０１〜１１９）のために測定された温度変化に応答して、前記膨張エレメント（１０１〜１１９）のそれぞれの半径方向寸法を制御するように構成されていることを特徴とする、請求項１から１３までのいずれか１項記載のキャスティングロール（１２）。
【請求項１５】
ロールクラウンを制御することによって薄いストリップを連続的にキャスティングするための装置であって、
一対の逆回転するキャスティングロール（１２）であって、該キャスティングロール（１２）の間にニップ（１８）が設けられており、該ニップから下方へキャストストリップ（２１）を排出することができ、前記キャスティングロールのそれぞれは、実質的に円筒状の管（１２０）によって形成されたキャスティング面（１２Ａ）を有する、一対の逆回転するキャスティングロール（１２）と、
前記ニップ（１８）の上方に配置された金属デリバリシステムであって、前記キャスティングロール（１２）の前記キャスティング面上に支持されたキャスティングプール（１９）を形成することができ、該キャスティングプールを閉じ込めるために前記ニップの端部に隣接した側部ダム（２０）を備える、金属デリバリシステムと、を備える装置において、
少なくとも一方の前記キャスティングロール（１２）は、請求項１から１４までのいずれか１項に従って設計されていることを特徴とする、ロールクラウンを制御することによって薄いストリップを連続的にキャスティングするための装置。
【請求項１６】
ロールクラウンを制御することによって薄いストリップを連続的にキャスティングする方法であって、
一対の逆回転するキャスティングロール（１２）を使用し、該キャスティングロールの間にニップ（１８）が設けられており、該ニップから下方へキャストストリップ（２１）を排出するようになっており、前記キャスティングロールのそれぞれは、実質的に円筒状の管（１２０）によって形成されたキャスティング面（１２Ａ）を有し、
さらに、前記ニップ（１８）の上方に配置された金属デリバリシステムを使用して、前記キャスティングロール（１２）の前記キャスティング面（１２Ａ）上に支持されたキャスティングプール（１９）を形成し、側部ダム（２０）が、前記キャスティングプールを閉じ込めるために前記ニップの端部に隣接しており、
前記少なくとも１つのキャスティングロール（１２）は、前記円筒状の管（１２０）内にかつ該円筒状の管（１２０）に隣接して配置された、軸対称な膨張エレメント（１０１〜１１９）を有し、各膨張エレメントは、別の膨張エレメントから離隔させられており、前記膨張エレメントは、半径方向寸法が増大するように適応させられており、これにより、前記円筒状の管（１２０）を膨張させ、キャスティング中に前記キャスティングロールの前記キャスティング面のロールクラウンおよび前記キャストストリップ（２１）の厚さ分布を変化させる、方法において、
少なくとも１つの前記膨張エレメントは、少なくとも１つの他の膨張エレメントの半径方向寸法が増大させられないまま、半径方向寸法が増大させられ、これにより、前記円筒状の管（１２０）を膨張させ、いずれの膨張エレメントが増大させられるかの制御は、
前記キャストストリップ（２１）の記録された温度分布および／または
前記キャストストリップ（２１）の測定されたストリップ厚さ分布および／または
前記キャスティングロール（１２）の測定された高温クラウンおよび／または
前記キャスティングロール（１２）のうちの一方または両方の温度分布および／または
前記膨張エレメントの測定された温度
に基づいて行われ、
複数の軸対称な前記膨張エレメントは、前記円筒状の管（１２０）の全長に沿って分布させられており、前記膨張エレメント（１０１〜１１９）への電力供給を１つまたは複数の膨張エレメントから１つまたは複数の別の膨張エレメントへ切り換えるための電力スイッチが、前記キャスティングロール（１２）内または前記キャスティングロール（１２）上に配置されていることを特徴とする、ロールクラウンを制御することによって薄いストリップを連続的にキャスティングする方法。
【請求項１７】
異なる前記膨張エレメント（１０１〜１１９）の間の切換えは、２〜６０秒ごとに行われることを特徴とする、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記キャスティングロール（１２）のうちの一方または両方の温度分布は、前記円筒状の管（１２０）の内部の二次元または三次元の温度フィールドをリアルタイムで出力するプロセスモデルによって与えられることを特徴とする、請求項１６または１７記載の方法。
【請求項１９】
前記キャスティングロール（１２）のうちの一方または両方の温度分布は、各膨張エレメント（１０１〜１１９）の平均温度をリアルタイムで出力するプロセスモデルによって与えられることを特徴とする、請求項１６から１８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２０】
いずれの膨張エレメント（１０１〜１１９）が増大させられなければならないかを決定するために、人工知能が付加的に利用されることを特徴とする、請求項１６から１９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２１】
一度に３〜９個のみの膨張エレメントが増大させられることを特徴とする、請求項１６から２０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２２】
中央に取り付けられた膨張エレメント（１１０）のみが、永続的に増大させられることを特徴とする、請求項１６から２１までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２３】
前記キャスティング面（１２Ａ）の端部に配置された前記膨張エレメント（１０１，１１９）が、永続的に増大させられることを特徴とする、請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
前記キャスティングロール（１２）のうちの少なくとも一方が、請求項１から１４までのいずれか１項に従って設計されていることを特徴とする、請求項１６から２３までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、双ロールキャスタにおける連続的なキャスティングによる金属ストリップのキャスティングに関する。
【０００２】
特に、本発明は、双ロールキャスタにおいて連続的なキャスティングによって金属ストリップをキャスティングするためのキャスティングロールであって、
―実質的に円筒状の管によって形成されたキャスティング面と、
―円筒状の管内にかつ該円筒状の管に隣接して配置された、膨張リングなどの、軸対称な膨張エレメントとを備え、各膨張エレメントは、別の膨張エレメントから離隔させられており、膨張エレメントは、半径方向寸法が増大するように適応させられており、これにより、円筒状の管を膨張させ、キャスティング中にキャスティングロールのキャスティング面のロールクラウンと、キャストストリップの厚さ分布とを変化させる、キャスティングロールに関する。
【０００３】
キャスティングロール管の厚さは、しばしば１２０ｍｍ未満、例えば、１００ｍｍ未満またはさらには８０ｍｍ未満である。キャスティングロール管の材料は、通常、選択的にその上にコーティングを備える、銅および銅合金から成るグループから選択される。キャスティングロールは、通常、円筒状の管を通って延びる複数の長手方向水流路を有する。
【０００４】
本発明は、
−一対の逆回転するキャスティングロールであって、キャスティングロールの間にニップが設けられており、ニップから下方へキャストストリップを排出し、各キャスティングロールは、実質的に円筒状の管によって形成されたキャスティング面を有する、一対の逆回転するキャスティングロールを使用し、
−さらに、キャスティングロールのキャスティング面上に支持されたキャスティングプールを形成するために、ニップの上方に配置された金属デリバリシステムを使用し、キャスティングプールを閉じ込めるためにニップの端部に隣接した側部ダムを備え、
−少なくとも一方のキャスティングロールは、円筒状の管内にかつ円筒状の管に隣接して配置された、膨張リングなどの、軸対称な膨張エレメントを有し、各膨張エレメントは、別の膨張エレメントから離隔させられており、膨張エレメントは、半径方向寸法が増大するように適応させられており、円筒状の管を膨張させ、キャスティング中にキャスティングロールのキャスティング面のロールクラウンおよびキャストストリップの厚さ分布を変化させる、
ロールクラウンを制御することによって薄いストリップを連続的にキャスティングするための装置およびロールクラウンを制御することによって薄いストリップを連続的にキャスティングする方法に関する。
【０００５】
双ロールキャスタでは、溶融した金属が、冷却される一対の逆回転させられる水平のキャスティングロールの間に導入され、これにより、金属シェルが、移動するロール面上で固化しかつキャスティングロール間のニップにおいて結合され、これにより、ロール間のニップから下方へ排出される固化したストリップ製品を製造する。「ニップ」という用語は、本明細書では、ロールが互いに最も近い一般的な領域をいう。溶融した金属は、レードルからより小さな容器または一連のより小さな容器へ注入されてもよく、これらの容器から、溶融した金属は、ニップの上方に配置された金属デリバリノズルを通って流れ、溶融した金属のキャスティングプールを形成する。キャスティングプールは、ニップのすぐ上方においてロールのキャスティング面において支持されており、ニップの長さに沿って延びている。このキャスティングプールは、通常、流出しないようにキャスティングプールの２つの端部をせき止めるために、ロールの端面と滑り係合しながら保持されたサイドプレートまたはダムの間に閉じ込められている。
【０００６】
双ロールキャスタは、タレットに配置された一連のレードルによって、溶融した鋼からキャストストリップを連続的に製造することができる。金属デリバリノズルを通流する前に、溶融した金属をレードルから湯だまり、次いで可動な湯だまり内へ注入することは、キャストストリップの製造を中断することなく、タレット上で空のレードルを満杯のレードルと交換することを可能にする。
【０００７】
従来技術
双ロールキャスタによって薄いストリップをキャスティングする際、キャスティングロールのキャスティング面のクラウンはキャスティングキャンペーンの間に変化する。キャスティングロールのキャスティング面のクラウンは、ひいては、双ロールキャスタによって製造される薄いキャストストリップのストリップ厚さ分布、すなわち断面形状を決定する。凸状のキャスティング面（すなわち正のクラウン）を有するキャスティングロールは、負の（凹んだ）断面形状を有するキャストストリップを製造し、凹状のキャスティング面（すなわち負のクラウン）を有するキャスティングロールは、正の（すなわち盛り上がった）断面形状を有するキャストストリップを製造する。キャスティングロールは、概して、通常はクロムまたはニッケルによって被覆された銅または銅合金から形成されており、冷却水の循環のための内部通路は、急速な固化のための高い熱流束を可能にし、そこでは、キャスティングロールは、キャスティングキャンペーン中に溶融した金属に曝されることによって実質的な熱変形を受ける。
【０００８】
薄いストリップキャスティングでは、典型的なキャスティング条件下において所望のストリップ断面厚さ分布を生ぜしめるために、ロールクラウンが望まれる。キャスティング中のキャスティングロールのキャスティング面における盛り上がったクラウンに基づき、低温時にキャスティングロールに初期クラウンを機械加工するのが通常である。しかしながら、低温条件とキャスティング条件との、キャスティングロールのキャスティング面の形状の違いを予測することが困難である。さらに、キャスティングキャンペーン中のキャスティングロールのキャスティング面のクラウンは、著しく変化する可能性がある。キャスティングロールのキャスティング面のクラウンは、キャスタのキャスティングプールに供給される溶融した金属の温度の変化、キャスティングロールのキャスティング速度の変化、および溶融した鋼の組成の僅かな変化などのその他のキャスティング条件により、キャスティング中に変化する可能性がある。
【０００９】
ストリップ幅にわたって測定された厚さ分布は、連続的に変化している。キャスティングロールのニップと、第１の高温の圧延スタンドへの入口との間のどこかでストリップ分布が測定されると、ストリップ幅にわたって最大で３０マイクロメートルまたはさらには４０マイクロメートルのばらつきを示す。ストリップ厚さの最大で１５〜３０個の山と谷を、ストリップの全幅にわたって見ることができる。物理的なストリップエッジにおいて、いわゆるエッジドロップ（すなわち、ストリップエッジの近くのストリップ幅方向における局所的な厚さ変化）は、さらに、最大で１００マイクロメートル以上の値を有する可能性がある。
【００１０】
したがって、キャスティング中にキャスティングロールのキャスティング面におけるクラウンの形状、ひいては双ロールキャスタによって製造される薄いキャストストリップの断面厚さ分布を直接的にかつ厳密に制御するための確実かつ効果的な方法の必要性が存在する。
【００１１】
国際公開第２０１６／０８３５０６号は、キャスティングロールを形成する円筒状の管内でかつ円筒状の管に隣接して位置決めされた膨張リングによってキャスティング面におけるクラウンを制御することによって、キャスティングロールクラウン、ひいては断面ストリップ厚さ分布を制御する方法を開示している。膨張リングは、ここではキャスティングロールのエッジおよび／またはキャスティングロールの中央において、電気的に加熱される。この方法は、エッジドロップを制御するための望ましい効果をすでに示している。
【００１２】
発明の概要
本発明の１つの目的は、ストリップ幅にわたるストリップ表面の山および谷をさらに減じることである。
【００１３】
本発明によれば、これは、膨張リングなどの、複数の軸対称な膨張エレメントが円筒状の管の全長に沿って分布させられており、かつ膨張エレメントへの電力供給を１つまたは複数の膨張エレメントから１つまたは複数の別の膨張エレメントへ切り換えるためにキャスティングロール内またはキャスティングロール上に電力スイッチが配置されているとき、キャスティングロールによって達成することができる。
【００１４】
電力供給を１つまたは複数の膨張エレメントから１つまたは複数の別の膨張エレメントへ切り換えるとは、１つまたは複数の膨張エレメントに供給される電力が減じられる一方で、１つまたは複数の別の膨張エレメントに供給される電力が増大させられることを意味する。１つまたは複数の膨張エレメントに供給される電力が減じられるとき、特定の膨張エレメントのための電力の減少は、ゼロまで減少させることができるが、ほとんどの場合、ゼロまで減少させられることはない。他方、１つまたは複数の別の膨張エレメントに供給される電力を増大させ始めるとき、特定の膨張エレメントは、その瞬間、既に電力を受け取っていることができるまたはその瞬間、電力を受け取っていない。
【００１５】
膨張エレメントは、円筒状の管（キャスティングロールスリーブとも呼ばれる）に沿って分布させられているので、キャスティング面全体のためにまたはエッジまたは中央だけのために、キャスティング面の直径および／またはキャスティング面の温度を変化させることができる。キャスティング面の直径および／またはキャスティング面の温度を局所的に変化させるために、複数の膨張エレメントが必要である。本発明は、キャスティングロールごとに少なくとも２個の膨張エレメントを必要とするが、少なくとも３個の膨張エレメントが設けられることが好ましい。キャスティングロールごとに１１個以上、１６個以上またはさらに２１個以上の膨張エレメントが、さらにより好ましい。したがって、膨張エレメントの典型的な数は、１６〜３０個の、膨張リングなどの軸対称な膨張エレメントである。
【００１６】
本発明の１つの好ましい実施の形態において、膨張リングなどの、軸対称な膨張エレメントは、キャスティング面の端部を含む円筒状の管の全長に沿って分布させられている。
【００１７】
本発明によれば、電力スイッチが、キャスティングロール内またはキャスティングロール上に配置されており、これは、例えば膨張エレメント加熱のためにキャスティングロールに供給される利用可能な電力の総計を、接続された膨張エレメントのうちの多くに、等しい分量でまたは異なる割合で分配するためである。各膨張エレメントは、電気を使用することによって別々に加熱することができ、これにより、別々に温度を制御することができる。
【００１８】
このような電力スイッチはキャスティングロールに組み込まれているので、各膨張エレメントのためのそれぞれの制御ユニットを備える、電気エネルギ供給およびセンサ信号送信のための１０以上のスリップリングは必要ない。これらのスリップリングは、キャスティングロールのより長いシャフトを必要とし、ひいては、キャスティングロールを一方の端部において著しく延長させる。電力スイッチにより、それぞれの制御信号をキャスティングロール、すなわち電力スイッチへ伝送するために１つの制御ワイヤのみが必要とされる。
【００１９】
本発明の１つの好ましい実施の形態において、膨張エレメント、好ましくは複数の膨張エレメント、特に各膨張エレメントは、４０〜１５０ｍｍ、好ましくは４０〜１００ｍｍ、より好ましくは５０〜８５ｍｍの幅（キャスティングロールの軸線に対して平行に測定される）を有する。膨張エレメントは、定義によれば中央孔を有するリングの形態を有することができる、または膨張エレメントは、中央リング孔を備えないディスクの形態を有することができる。膨張エレメントの外径は、あらゆる場合、ロール管内径と公差はめ合いされる。
【００２０】
本発明の好ましい実施の形態において、各膨張リングは、４０〜１５０ｍｍ、好ましくは４０〜１００ｍｍ、より好ましくは４５〜７５ｍｍの半径方向リング厚さ（すなわち、リングの外径と内径との差）を有する。
【００２１】
膨張リングは、好ましくは、少なくとも１０〜５０ｍｍの壁厚および少なくとも１１０ｍｍ以上の外径を有する内部管に取り付けることができ、この内部管に膨張リングは公差はめ合いされている。内部管における膨張リングの軸方向位置は、リングの間のスペーサによってまたはリングのそれぞれのプレスばめ公差（例えば、収縮取付けされたリング）によって固定することができる。
【００２２】
膨張エレメントの外径を、加熱によって増大させることができる。すなわち、本発明の１つの好ましい実施の形態は、各膨張エレメントには、膨張リングに最大で１５ｋＷ、好ましくは３〜１０ｋＷの加熱電力を供給することができる電気抵抗加熱エレメントが装備されていることである。電気抵抗加熱エレメントは、膨張エレメントと接触したリングの形態のワイヤまたはロッドであることができる。
【００２３】
全ての膨張エレメントに一緒に提供される総電力は、キャスティングロールの外周の１ｍあたり最大で７０ｋＷ、好ましくは３５ｋＷ以下であることができる。
【００２４】
本発明の１つの好ましい実施の形態は、中央に取り付けられた膨張エレメントが、永続的に加熱されるように構成されていることである。これは、膨張エレメントの外面と、円筒状の管（キャスティングロールスリーブ）の内面との接触、またはさらには局所的な（熱的）クラウンと重ね合わされた円筒状の管の外方への膨らみを保証する。中央に取り付けられた膨張エレメントは、ほとんどの他の膨張リングと同じ幅を有してもよい、または全ての他の膨張リングより著しく大きな幅、例えば最大で１５０〜４００ｍｍの幅、を有してもよい。
【００２５】
それに加えて、キャスティング面の端部に配置された膨張エレメントが、永続的に加熱されるように構成されていることが好ましい。やはり、これは、２つの膨張エレメントの外面と、円筒状の管（キャスティングロールスリーブ）の内面との接触またはさらには、円筒状の管の端部における局所的な（熱的）クラウンと重ね合わされた円筒状の管の外方への膨らみを保証する。
【００２６】
本発明の好ましい実施の形態は、制御装置が、少なくともキャスティングロールおよび／または膨張リングの温度プロセスモデルに応答してまたはそれぞれの温度センサによる、膨張エレメントのうちの幾つかまたは全てにおいて予測された温度測定に応答して、各膨張エレメントの半径方向寸法を制御するように構成されていることである。したがって、膨張エレメントには、それぞれの信号を制御装置に提供するための少なくとも１つの温度センサがそれぞれ装備されていることができる。
【００２７】
本発明の１つの好ましい実施の形態は、膨張エレメントには、制御装置、好ましくはキャスティングロール内に配置された制御装置に温度情報を送信するときに膨張エレメントを特定するための、少なくとも１つのＲＦＩＤタグがそれぞれ装備されていることである。
【００２８】
このような制御装置、例えば、マイクロコントローラは、制御システムのメインコントローラの一部であることができ、温度を検出しかつ温度値を評価するためにＲＦＩＤタグに接続されていることができる。マイクロコントローラは、２〜６０秒ごと、好ましくは５〜３０秒ごとに全ての膨張エレメントにわたる（すなわち、キャスティングロールの幅にわたる）熱分布を発行し、これをメインコントローラへ送ることができ、メインコントローラは、この温度分布を（例えば、プロセスモデルによって計算された熱分布と組み合わせて）いずれの膨張エレメントが増大させられる、すなわち加熱されるべきかを制御するための入力として利用する。
【００２９】
ロールクラウンを制御することによって薄いストリップを連続的にキャスティングするための本発明による装置は、
−一対の逆回転するキャスティングロールであって、キャスティングロールの間にニップが設けられており、ニップから下方へキャストストリップを排出することができ、各キャスティングロールは、実質的に円筒状の管によって形成されたキャスティング面を有する、一対の逆回転するキャスティングロールと、
−キャスティングプールを閉じ込めるためにニップの端部に隣接した側部ダムを備える、ニップの上方に配置されかつキャスティングロールのキャスティング面上に支持されたキャスティングプールを形成することができる金属デリバリシステムと、を備える装置において、
少なくとも一方のキャスティングロールは、本発明に従って設計されていることを特徴とする。
【００３０】
本発明の目的は、ロールクラウンを制御することによって薄いストリップを連続的にキャスティングする方法であって、
−一対の逆回転するキャスティングロールを使用し、キャスティングロールの間にニップが設けられており、ニップから下方へキャストストリップを排出するようになっており、各キャスティングロールは、実質的に円筒状の管によって形成されたキャスティング面を有し、
−キャスティングプールを閉じ込めるためにニップの端部に隣接した側部ダムを備える、キャスティングロールのキャスティング面上に支持されたキャスティングプールを形成するために、ニップの上方に配置された金属デリバリシステムをさらに使用し、
−少なくとも１つのキャスティングロールは、円筒状の管内にかつ円筒状の管に隣接して配置された、膨張リングなどの軸対称な膨張エレメントを有し、各膨張エレメントは、別の膨張エレメントから離隔させられており、膨張エレメントは、半径方向寸法を増大させ、円筒状の管を膨張させ、キャスティング中にキャスティングロールのキャスティング面のロールクラウンおよびキャストストリップの厚さ分布を変化させるように適応させられている、方法において、
少なくとも１つの膨張エレメントは、少なくとも１つの他の膨張エレメントの半径方向寸法が増大させられないまま、好ましくは加熱によって、半径方向寸法が増大させられ、これにより、円筒状の管を膨張させるのに対し、増大させられる当該膨張エレメントの制御は、
−キャストストリップの記録された温度分布および／または
−キャストストリップの測定されたストリップ厚さ分布および／または
−キャスティングロールの測定された高温クラウンおよび／または
−キャスティングロールのうちの一方または両方の温度分布および／または
−膨張エレメントの測定された温度
に基づいて行われる、ロールクラウンを制御することによって薄いストリップを連続的にキャスティングする方法によっても達成される。
【００３１】
いずれの膨張エレメントが増大させられるべきかの制御が、膨張エレメントの測定された温度に基づいて行われるならば、一方のキャスティングロールの２つ以上の膨張エレメントの温度が測定される、または両キャスティングロールの２つ以上の膨張エレメントの温度が測定される。
【００３２】
したがって、膨張エレメントのうちの少なくとも幾つかの間で電力供給の切換えが行われる。このような切換えは高い頻度で行うことができるが、異なる膨張エレメントの間の切換えは、２〜６０秒ごと、好ましくは５〜３０秒ごとにのみ行われることが好ましい。
【００３３】
本発明の１つの好ましい実施の形態において、キャスティングロールのうちの一方または両方の温度分布は、円筒状の管の内部の二次元または三次元の温度フィールドをリアルタイムで出力するプロセスモデルによって与えられる。
【００３４】
代替的に、本発明の別の好ましくかつより単純な実施の形態において、キャスティングロールのうちの一方または両方の温度分布は、各膨張エレメントの平均温度をリアルタイムで出力するプロセスモデルによって与えられる。
【００３５】
プロセスモデルは、円筒状の管（キャスティングロールスリーブ）内の二次元または三次元の温度フィールドの実際のステータスおよび／または各膨張エレメント、例えば、各膨張リングの平均温度をリアルタイムで提供する。加えて、プロセスモデルは、ストリップクラウンおよび熱分布の情報を提供する。これらの事実に基づき、電力を得る（すなわち、加熱される）、例えば、３、４または５個の膨張エレメントの選択がなされる。
【００３６】
前に加熱された膨張エレメントはすぐに冷えないことが考慮されなければならない。
【００３７】
プロセスモデルは、円筒状の管（キャスティングロールスリーブ）内の二次元または三次元の温度フィールドおよび／または少なくとも１、２または最大で１５秒間継続する計算サイクルにおける各膨張エレメントの平均温度、および円形の横断面における円筒状の管（キャスティングロールスリーブ）の平均温度をリアルタイムで計算しており、これにより、円筒状の管（キャスティングロールスリーブ）のためのおよび膨張エレメントのための変形フィールド計算によって、いずれの膨張エレメントが円筒状の管に接触しており、あるストリップ分布の谷またはストリップ表面温度スポットを排除するために加熱されかつひいては多かれ少なかれ膨張させられなければならないかを予測することができる。
【００３８】
円筒状の管（キャスティングロールスリーブ）内の温度フィールドのためのプロセスモデルおよび各膨張エレメントの平均温度のためのプロセスモデルを、別個のモデルとして設計することができ、したがって、別々に使用しかつ計算することができる。円筒状の管（キャスティングロールスリーブ）内の温度フィールドのためのプロセスモデルは、外部センサを省略することを助けることができる。各膨張エレメントの平均温度のためのプロセスモデルは、膨張エレメント内の温度センサを省略することを助けることができる。
【００３９】
物理数学的プロセスモデルの他に、例えば、ニューラルネットワークアルゴリズムまたは関数同定問題アルゴリズム等の形式における、人工知能または機械学習方法およびモデルも、加熱のための加熱リングの選択を微調整するために使用されてもよい。したがって、本発明の１つの好ましい実施の形態は、いずれの膨張エレメントが増大、好ましくは加熱されなければならないかを決定するために、例えば、ニューラルネットワークアルゴリズムまたは関数同定問題アルゴリズムの形式の人工知能が付加的に利用されることである。
【００４０】
一度に、３〜９個のみ、より好ましくは３〜５個のみの膨張エレメントが増大させられる、好ましくは加熱されることも好ましい。
【００４１】
本発明の１つの好ましい実施の形態は、中央に取り付けられた膨張エレメントのみが、永続的に増大させられる、好ましくは加熱されることを提供する。加えて、キャスティング面の端部に配置された膨張エレメントが、永続的に増大させられる、好ましくは加熱されることが可能である。
【００４２】
上記の方法のために、キャスティングロールのうちの少なくとも一方は、請求項に記載のキャスティングロールに従って設計されることが好ましい。
【００４３】
本発明は、図面に概略的に示された好ましい実施の形態を参照することによってより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本開示の双ロールキャスタの概略的な側面図である。
【図２Ａ】ストリップ分布を測定するためのストリップ検査装置を有する、図１の双ロールキャスタの一部の拡大した部分断面図である。
【図２Ｂ】図２Ａの双ロールキャスタの一部の概略図である。
【図３Ａ】キャストストリップの中央部分に対応する膨張リングを備える図２Ａの従来技術のキャスティングロールのうちの一方の一部の長手方向断面図である。
【図３Ｂ】Ａ−Ａ線において接続される、図３Ａの従来技術のキャスティングロールの残りの部分の長手方向断面図である。
【図４】部分的な内部の詳細が点線で示された、４−４線に沿った図３Ａの従来技術のキャスティングロールの端面図である。
【図５】５−５線に沿った図３Ａの従来技術のキャスティングロールの断面図である。
【図６】６−６線に沿った図３Ａの従来技術のキャスティングロールの断面図である。
【図７】７−７線に沿った図３Ａの従来技術のキャスティングロールの断面図である。
【図８】キャストストリップのエッジ部分から間隔を置かれた２つの膨張リングを備える、図２の従来技術のキャスティングロールのうちの一方の一部の長手方向断面図である。
【図９】キャストストリップのエッジ部分から間隔を置かれた１つの膨張リングを備える、従来技術のキャスティングロールの一部の長手方向断面図である。
【図１０】キャストストリップのエッジ部分から間隔を置かれた２つの膨張リングと、キャストストリップの中央部分に対応する１つの膨張リングとを備える、図２の従来技術のキャスティングロールのうちの一方の一部の長手方向断面図である。
【図１１】１９個の膨張リングを備える、本発明によるキャスティングロールの長手方向断面図である。
【図１２】円筒状の管に沿った長さに対する、半ストリップの厚さの分布修正のグラフである（μｍ対ｍｍ）。
【００４５】
発明を実施する方法
ここで図１、図２Ａおよび図２Ｂを参照すると、主機械フレーム１０を含む双ロールキャスタが示されている。主機械フレーム１０は、工場の床から立ち上がっており、ロールカセット１１におけるモジュールに取り付けられた一対の逆回転可能なキャスティングロール１２を支持している。キャスティングロール１２は、以下で説明するように操作および移動を容易にするためにロールカセット１１に取り付けられている。ロールカセット１１は、セットアップ位置からキャスタにおける作動キャスティング位置への、ユニットとしての、キャスティングの準備ができたキャスティングロール１２の迅速な移動を容易にし、キャスティングロール１２が交換されるときはキャスティング位置からのキャスティングロール１２の迅速な取外しを容易にする。ロールカセット１１が、本明細書に記載されたようなキャスティングロール１２の移動および位置決めを容易にするというその機能を果たす限り、望まれるロールカセット１１の特定の構成はない。
【００４６】
薄い鋼ストリップを連続的にキャスティングするためのキャスティング装置は、それらの間にニップ１８を形成するように横方向に位置決めされた、キャスティング面１２Ａを有する一対の逆回転可能なキャスティングロール１２を有する。溶融した金属が、レードル１３から、金属デリバリシステムを通って、ニップ１８の上方においてキャスティングロール１２の間に位置決めされた金属デリバリノズル１７、もしくはコアノズルに供給される。このようにして供給された溶融した金属は、キャスティングロール１２のキャスティング面１２Ａに支持された、ニップ１８の上方における溶融した金属のキャスティングプール１９を形成する。このキャスティングプール１９は、キャスティングロール１２の端部において一対のサイド閉鎖プレートもしくはサイドダム２０（図２Ａおよび図２Ｂに点線で示されている）によって、キャスティング領域に閉じ込められている。キャスティングプール１９の上面（概して、「メニスカス」レベルと呼ばれる）は、デリバリノズル１７の下端部がキャスティングプール１９内に浸されるように、デリバリノズル１７の下端部より上昇してもよい。キャスティング領域は、キャスティング領域における溶融した金属の酸化を防止するために、キャスティングプール１９の上方における保護雰囲気の付加を含む。
【００４７】
レードル１３は、通常、回転するタレット４０に支持された慣用の構成のものである。金属供給のために、レードル１３は、湯だまり１４に溶融した金属を充填するために、キャスティング位置において、可動な湯だまり１４の上方に配置されている。可動な湯だまり１４は、湯だまり１４を、湯だまり１４がキャスティング温度近くまで加熱される加熱ステーション（図示せず）から、キャスティング位置へ移動させることができる湯だまり移動手段６６に配置されていてもよい。レール３９などの湯だまりガイドが、可動な湯だまり１４を加熱ステーションからキャスティング位置まで移動させることができるように、湯だまり移動手段６６の下方に配置されていてもよい。
【００４８】
可動な湯だまり１４には、溶融した金属を、湯だまり１４から、スライドゲート２５を通り、次いで、耐火性出口シュラウド１５を通って、キャスティング位置におけるトランジションピースまたはディストリビュータ１６まで流れさせるように、サーボ機構によって作動可能なスライドゲート２５が取り付けられていてもよい。ディストリビュータ１６から、溶融した金属は、ニップ１８の上方においてキャスティングロール１２の間に配置されたデリバリノズル１７へ流れる。
【００４９】
サイドダム２０は、ジルコニアグラファイト、グラファイトアルミナ、窒化ホウ素、窒化ホウ素−ジルコニアまたはその他の適切な複合材などの耐火性材料から形成されていてもよい。サイドダム２０は、キャスティングロール１２およびキャスティングプール１９における溶融した金属と物理的に接触することができる面を有する。サイドダム２０は、サイドダム２０をキャスティングロール１２の端部と係合させるために、液圧式または空圧式シリンダ、サーボ機構またはその他のアクチュエータなどのサイドダムアクチュエータ（図示せず）によって可動なサイドダムホルダ（図示せず）に取り付けられている。加えて、サイドダムアクチュエータは、キャスティング中にサイドダム２０を位置決めすることができる。サイドダム２０は、キャスティング作業中にキャスティングロール１２における金属の溶融したプールのための端部閉鎖部を形成している。
【００５０】
図１は、ガイドテーブル３０を横切って、ピンチロール３１Ａを含むピンチロールスタンド３１へ移動するキャストストリップ２１を製造する双ロールキャスタを示している。ピンチロールスタンド３１から出ると、薄いキャストストリップ２１は、キャスティングロール１２から排出されたキャストストリップ２１を熱間圧延することができるギャップを形成する、一対のワークロール３２Ａと、バックアップロール３２Ｂとを含む、熱間圧延機３２を通過し、そこで、キャストストリップ２１は、ストリップを所望の厚さに減じ、ストリップ表面を改良しかつストリップ平坦度を高めるために熱間圧延される。ワークロール３２Ａは、ワークロール３２Ａを横切って、所望のストリップ分布に関連した加工面を有する。熱間圧延されたキャストストリップ２１は、次いで、ランアウトテーブル３３上へ移動し、そこで、水ジェット９０またはその他の適切な手段を介して供給される水などの冷却材と接触することによって、または対流および放射によって、冷却されてもよい。いずれにしても、熱間圧延されたキャストストリップ２１は、次いで、キャストストリップ２１の張力を提供するために第２のピンチロールスタンド９１を通って、次いで、コイラ９２へ移動してもよい。キャストストリップ２１の厚さは、熱間圧延の前には約０．３〜２．０ｍｍであってもよい。
【００５１】
キャスティング作業の最初、通常、キャスティング条件が安定しながら、短い長さの不完全なストリップが生ぜしめられる。連続的なキャスティングが確立された後、キャスティングロール２１は、僅かに離反させられ、次いで、再び接近させられ、キャストストリップ１２のこの前端を離断させ、後続のキャストストリップ２１の真っ直ぐな先頭端部を形成する。不完全な材料は、スクラップ容器ガイドにおいて可動なスクラップ容器２６内へ落下する。スクラップ容器２６は、キャスタの下方のスクラップ収容位置に配置されており、以下に説明するように、シールされたエンクロージャ２７の一部を形成している。エンクロージャ２７は、通常、水冷式である。この時点で、通常はピボット２９からエンクロージャ２７における一方の側へ下方に垂れ下がった水冷式エプロン２８が、キャストストリップ２１の真っ直ぐな端部を、真っ直ぐな端部をピンチロールスタンド３１へ供給するガイドテーブル３０上へ案内するための位置へ回転させられる。エプロン２８は、次いで、垂れ下がった位置へ後退させられ、これにより、キャストストリップ２１が一連のガイドローラと係合するガイドテーブル３０まで移動する前に、キャストストリップ２１はエンクロージャ２７内でキャスティングロール１２の下方にループ状に垂れ下がる。
【００５２】
湯だまり１４からあふれ出ることがある溶融した材料を受け取るために、可動な湯だまり１４の下方にオーバーフローコンテナ３８が設けられていてもよい。図１に示したように、オーバーフローコンテナ３８がキャスティング位置において所望のように可動な湯だまり１４の下方に配置されるように、オーバーフローコンテナ３８は、レール３９または別のガイドにおいて可動であってもよい。加えて、選択的なオーバーフローコンテナ（図示せず）は、ディストリビュータ１６に隣接して、ディストリビュータ１６用に設けられていてもよい。
【００５３】
シールされたエンクロージャ２７は、エンクロージャ２７内の雰囲気の制御を可能にする連続的なエンクロージャ壁部を形成するように様々なシール接続部において一緒に取り付けられた複数の別個の壁部セクションによって形成されている。加えて、スクラップ容器２６は、エンクロージャ２７がキャスティング位置においてキャスティングロール１２のすぐ下方に保護雰囲気を支持することができるように、エンクロージャ２７に取り付けることができてもよい。エンクロージャ２７は、エンクロージャ２７の下側部分、すなわち下側エンクロージャ部分４４に開口を有しており、この開口は、スクラップがエンクロージャ２７からスクラップ収容位置におけるスクラップ容器２６内へ移動するための出口を提供している。下側エンクロージャ部分４４は、エンクロージャ２７の一部として下方へ延びていてもよく、開口は、スクラップ収容位置におけるスクラップ容器２６の上方に位置決めされている。本明細書および本明細書における請求項において使用される場合、スクラップ容器２６、エンクロージャ２７および関連する特徴に関する「シール」、「シールされた」、「シーリング」および「シールするように」は、漏れを防止するための完全なシールでなくてもよく、むしろ、通常は、僅かな許容できる漏れを生じながら所望のようにエンクロージャ２７内の雰囲気の制御および支持を許容するのに適した、完全なシールに満たないものである。
【００５４】
リム部分４５は、下側エンクロージャ部分４４の開口を包囲していてもよくかつスクラップ容器２６の上方に可動に配置されていてもよく、スクラップ収容位置におけるスクラップ容器２６にシールするように係合するおよび／または取り付けられることができる。リム部分４５は、リム部分４５がスクラップ容器２６に係合するシーリング位置と、リム部分４５がスクラップ容器２６から分離させられるクリアランス位置との間を可動であってもよい。代替的に、キャスタまたはスクラップ容器２６は、スクラップ容器２６を、エンクロージャ２７のリム部分４５とシール係合するように上昇させ、次いで、スクラップ容器２６をクリアランス位置へ下降させるためのリフティング機構を有してもよい。シールされると、エンクロージャ２７およびスクラップ容器２６に、エンクロージャ２７内の酸素量を減じかつキャストストリップ２１のための保護雰囲気を提供するために窒素などの所望のガスが充填される。
【００５５】
エンクロージャ２７は、キャスティング位置におけるキャスティングロール１２のすぐ下方に保護雰囲気を支持する上側カラー部分４３を有してもよい。キャスティングロール１２がキャスティング位置にあるとき、上側カラー部分４３は、図２に示したようなキャスティングロール１２に隣接したハウジング部分５３と、エンクロージャ２７との間の空間を閉鎖する延長位置へ移動させられる。上側カラー部分４３は、エンクロージャ２７内にまたはエンクロージャ２７に隣接してかつキャスティングロール１２に隣接して設けられてもよく、サーボ機構、液圧式機構、空圧式機構および回転アクチュエータなどの複数のアクチュエータ（図示せず）によって移動させられてもよい。
【００５６】
キャスティングロール１２は、以下で説明するように、内部で水冷されている。これにより、キャスティングロール１２が逆回転させられると、シェルがキャスティング面１２Ａにおいて固化する。なぜならば、キャスティング面１２Ａは、キャスティングロール１２の一回転ごとに、キャスティングプール１９と接触しかつキャスティングプール１９を通過するからである。シェルは、キャスティングロール１２の間のニップ１８において近寄せられ、ニップ１８から下方へ排出される薄いキャストストリップ製品２１を製造する。薄いキャストストリップ製品２１は、キャスティングロール１２の間のニップ１８におけるシェルから形成され、下方へ排出され、上述のように下流へ移動させられる。
【００５７】
ここで図３Ａ〜図３Ｂを参照すると、各キャスティングロール１２は、キャスティング面１２Ａを形成するために選択的にその上にコーティング、例えばクロムまたはニッケルを備える、銅または銅合金から成るグループから選択された金属の円筒状の管１２０を有する。図３Ａにおいて、従来技術によれば、膨張リング２２０は、キャスティング中にキャスティングロールのキャスティング面において形成されるキャストストリップの中央部分に対応する位置において円筒状の管１２０内にかつ円筒状の管１２０に隣接して配置されていてもよい。
【００５８】
各円筒状の管１２０は、一対のスタブシャフトアセンブリ１２１および１２２の間に取り付けられていてもよい。スタブシャフトアセンブリ１２１および１２２は、それぞれ端部１２７および１２８（図４〜図６に示されている）を有し、これらの端部は、キャスティングロール１２を形成するために、円筒状の管１２０の端部内にぴったりと嵌合する。これにより、円筒状の管１２０は、フランジ部分１２９および１３０をそれぞれ有する端部１２７および１２８によって支持され、これにより、管１２０内に内部キャビティ１６３を形成し、組み立てられたキャスティングロールをスタブシャフトアセンブリ１２１および１２２の間に支持する。
【００５９】
各円筒状の管１２０の外側の円筒状の面は、圧延キャスティング面１２Ａである。円筒状の管１２０の半径方向厚さは、８０ｍｍ以下であってもよい。管１２０の厚さは、４０〜８０ｍｍまたは６０〜８０ｍｍであってもよい。
【００６０】
各円筒状の管１２０には、一連の長手方向水流路１２６が設けられている。長手方向水流路１２６は、一方の端部から他方の端部まで円筒状の管１２０の周方向厚さを貫いて長い孔を穿孔することによって形成されてもよい。孔の端部は、その後、ファスナ１７１によってスタブシャフトアセンブリ１２１および１２２の端部１２７および１２８に取り付けられた端部プラグ１４１によって閉鎖される。水流路１２６は、端部プラグ１４１を備える円筒状の管１２０の厚さを貫いて形成されている。スタブシャフトファスナ１７１および端部プラグ１４１の数は、必要に応じて選択されてもよい。端部プラグ１４１は、以下に説明されるスタブシャフトアセンブリにおける水通路を用いて、ロール１２の一方の端部から他方の端部までシングルパス冷却で提供するように、または、代替的に、マルチパス冷却を提供するように配置されていてもよい。マルチパス冷却では、例えば水を給水部へ直接にまたはキャビティ１６３を通って戻す前に、隣接する流路１２６を通って冷却水の３つのパスを提供するように、流路１２６が接続されている。
【００６１】
円筒状の管１２０の厚さを通る水流路１２６は、キャビティ１６３と直列で給水部に接続されていてもよい。水通路１２６は、冷却水がまずキャビティ１６３を通過し、次いで、給水通路１２６を通って戻りラインへ通過するか、またはまず給水通路１２６を通過し、次いでキャビティ１６３を通って戻りラインへ通過するように、給水部に接続されていてもよい。
【００６２】
円筒状の管１２０には、肩部１２４を形成するように端部において周方向段部１２３が設けられていてもよく、それらの間に、ロール１２の圧延キャスティング面１２Ａの加工部分を備える。肩部１２４は、キャスティング作業中、上述のように、サイドダム２０に係合しかつキャスティングプール１９を閉じ込めるように配置される。
【００６３】
スタブシャフトアセンブリ１２１および１２２のそれぞれの端部１２７および１２８は、通常、円筒状の管１２０の端部にシールするように係合し、円筒状の管１２０を通って延びる水流路１２６に水を供給するように、図４〜図６に示された半径方向に延びる水通路１３５および１３６を有する。半径方向流路１３５および１３６は、冷却がシングルパスの冷却システムであるかまたはマルチパスの冷却システムであるかに応じて、例えばねじ山付き配列において、水流路１２６の少なくとも幾つかの端部に接続されている。水流路１２６の残りの端部は、例えば、水冷却がマルチパスシステムである場合に説明したように、ねじ山付き端部プラグ１４１によって閉鎖されてもよい。
【００６４】
図７に詳細に示したように、円筒状の管１２０は、必要に応じて水流路１２６のシングルパス配列またはマルチパス配列のいずれかで円筒状の管１２０の厚さにおいて環状の配列で位置決めされてもよい。水流路１２６は、キャスティングロール１２の一方の端部において半径方向ポート１６０によって環状のギャラリ１４０に接続されており、ひいては、スタブシャフトアセンブリ１２０における端部１２７の半径方向流路１３５に接続されており、キャスティングロール１２の他方の端部において半径方向ポート１６１によって環状のギャラリ１５０に接続されており、ひいては、スタブシャフトアセンブリ１２１における端部１２８の半径方向流路１３６に接続されている。ロール１２の一方の端部において１つの環状のギャラリ１４０または１５０を通って供給される水は、シングルパスにおいて全ての水流路１２６を通って並列にロール１２の他方の端部まで流れ、円筒状の管１２０の他方の端部における半径方向通路１３５または１３６および他方の環状のギャラリ１５０または１４０を通って流出することができる。指向性流れは、必要に応じて供給および戻りラインの適切な接続によって反転されてもよい。択一的または付加的に、３つのパスなどのマルチパス配列を提供するために、水流路１２６のうちの選択されたものが、選択的に、半径方向通路１３５および１３６に接続されてもよいまたは半径方向通路１３５および１３６から遮断されてもよい。
【００６５】
スタブシャフトアセンブリ１２２は、スタブシャフトアセンブリ１２１より長くてもよく、スタブシャフトアセンブリ１２２には、水流ポート１３３および１３４の２つのセットが設けられている。水流ポート１３３および１３４は、回転式水流継手１３１および１３２との接続が可能であり、回転式水流継手によって、水は、スタブシャフトアセンブリ１２２を通って軸方向にキャスティングロール１２へまたはキャスティングロール１２から送られる。作動中、冷却水は、スタブシャフトアセンブリ１２１および１２２の端部１２７および１２８をそれぞれ通って延びる半径方向通路１３５および１３６を通って、円筒状の管１２０における水流路１２６へおよび水流路１２６から移動する。スタブシャフトアセンブリ１２１には、端部１２７における半径方向通路１３５とキャスティングロール１２内の中央キャビティとの間に流体連通を提供するために、軸方向の管１３７が取り付けられている。スタブシャフトアセンブリ１２２には、軸方向スペース管１３９が取り付けられており、中央キャビティ１６３と流体連通した中央水ダクト１３８を、スタブシャフトアセンブリ１２２の端部１２８における半径方向通路１３６と流体連通した環状の水流ダクト１３９から分離させている。中央水ダクト１３８および環状水ダクト１３９は、キャスティングロール１２へのおよびキャスティングロール１２からの冷却水の流入および流出を提供することができる。
【００６６】
作動中、流入する冷却水は、供給ライン１３１を通じてポート１３３を通って環状ダクト１３９へ供給されてもよく、ポート１３３自体は、半径方向通路１３６、ギャラリ１５０および水流路１２６と流体連通しており、次いで、ギャラリ１４０、半径方向通路１３５、軸方向の管１３７、中央キャビティ１６３および中央水ダクト１３８を通じて水流ポート１３４を通って流出ライン１３２へ戻されてもよい。代替的に、キャスティングロール１２への水流、キャスティングロール１２からの水流およびキャスティングロール１２を通る水流は、必要に応じて逆方向であってもよい。水流ポート１３３および１３４は、水が、必要に応じていずれかの方向にキャスティングロール１２の円筒状の管１２０における水流路１２６へおよび水流路１２６から流れるように、水供給および戻しラインに接続されていてもよい。流れの方向に応じて、冷却水は、水流路１２６を通る前または水流路１２６を通った後にキャビティ１６３を通流する。
【００６７】
本発明によれば、各円筒状の管１２０には、通常、４つ以上の膨張リングが設けられている。従来技術に属する図８に示されているように、各円筒状の管１２０には、キャスティングキャンペーン中にキャスティングロールの互いに反対側の端部に形成されるキャストストリップのエッジ部分の内側４５０ｍｍ以内において、円筒状の管１２０の互いに反対側の端部において間隔を置かれた少なくとも２つの膨張リング２１０が設けられていてもよい。やはり従来技術に属する図９は、キャストストリップのエッジ部分から間隔を置かれた膨張リング２１０を備えるキャスティングロールの一部の長手方向断面図を示している。
【００６８】
代替的に、やはり従来技術に属する図１０に示したように、２つの膨張リング２１０は、キャスティングキャンペーン中にキャスティングロールの互いに反対側の端部に形成されるキャストストリップのエッジ部分の４５０ｍｍ以内において、円筒状の管の互いに反対側の端部において間隔を置かれていてもよく、かつ付加的な膨張リング２００が、キャスティング中にキャスティングロールのキャスティング面において形成されるキャストストリップの中央部分に対応する位置において、円筒状の管１２０内にかつ円筒状の管１２０に隣接して位置決めされてもよい。
【００６９】
電力ワイヤ２２２および制御ワイヤ２２４が、スリップリング２２０から各膨張リングまで延びている。電力ワイヤ２２２は、膨張リング２００，２１０に電気的にパワーを与えるエネルギを供給する。制御ワイヤ２２４は、膨張リングに電気的にパワーを与えるエネルギを調整する。
【００７０】
図１１は、本発明による１９個の膨張リング１０１〜１１９を備えるキャスティングロールの長手方向断面図であるが、キャスティングロール１２の内側部分は省略されている。この例では、膨張リング１０１〜１１９は、ほぼ同じ幅および同じリング厚さを有する。膨張リング１０１および１１９は、キャスティング面１２Ａのエッジに配置されている。軸方向で見ると、膨張リング１０１，１１９の一部はキャスティング面１２Ａの内側に配置されており、膨張リング１０１，１１９の一部はキャスティング面１２Ａの外側に配置されている。隣の膨張リング１０２，１１８までの、キャスティング面１２Ａのエッジにおける膨張リング１０１，１１９の距離は、ここでは、２つの隣接する内側の膨張リング１０２〜１１８の間の距離より大きい。この例における、隣の膨張リング１０２，１１８までのキャスティング面１２Ａのエッジにおける膨張リング１０１，１１９の距離は、１つの膨張リング１０１〜１１９の幅の１．０〜１．５倍である。２つの隣接する内側の膨張リング１０２〜１１８の間の距離は、１つの膨張リング１０１〜１１９の幅より小さく、ここでは、１つの膨張リング１０１〜１１９の幅の約０．５〜０．８倍である。
【００７１】
膨張リング１０１〜１１９は、例えば、収縮取付けによって、内部管１８０の外面に取り付けられている。この内部管１８０は、電気エネルギをワイヤ１８１から各膨張リング１０１〜１１９へ提供するためのワイヤまたはケーブルを格納することができる。また、電力供給を１つまたは複数の膨張リングから１つまたは複数の別の膨張リングへ切り換えるための電力スイッチを内部管１８０に配置することができる。図４〜図７と同様に、内部管１８０は、水冷の一部を含むこともできる。
【００７２】
この場合は膨張リング１１０である中央に取り付けられた膨張リングを、永続的に加熱されるように永続的にワイヤ１８１に接続することができる、または電力スイッチは、中央に取り付けられた膨張リング１１０を永続的に加熱するように構成、プログラムまたは制御される。同じことを、キャスティング面１２Ａのエッジに配置された膨張リング１０１および１１９に当てはめることができる。
【００７３】
各膨張リング１０１〜１１９には、スリップリング（ここには示されていない）へかつスリップリングから通じたワイヤ１８１を介して最大で１５ｋＷ、好ましくは３〜１０ｋＷの加熱電力を各膨張リングに供給する電気抵抗加熱エレメントが装備されている。１つのキャスティングロールのスリップリングを介して提供される総電力は、それぞれのキャスティングロールの外周１ｍあたり最大で７０ｋＷ、好ましくは最大で３５ｋＷに達することがある。
【００７４】
制御装置は、キャスティングロール１２の外側に配置することができ、かつ制御ワイヤ（図示せず）を介して膨張リング１０１〜１１９の加熱エレメントまたは内部管１８０における電力スイッチに接続することができる。制御装置は、例えば、少なくともキャスティングロール１２および／または膨張リング１０１〜１１９の温度プロセスモデルに応答しておよび／または測定された膨張リング温度に応答して、各膨張リング１０１〜１１９に提供される電気エネルギを制御することによって、各膨張リング１０１〜１１９の半径方向寸法を制御する。
【００７５】
キャスティング面のクラウンの変形は、円筒状の管１２０内に配置されたそれぞれの膨張リング１０１〜１１９の半径方向寸法を調整することによって制御されてもよい。膨張リング１０１〜１１９の半径方向寸法は、膨張リングの温度を調整することによって制御されてもよい。ひいては、キャストストリップの厚さ分布は、キャスティングロール１２のキャスティング面１２Ａのクラウンの制御によって制御されてもよい。円筒状の管１２０の周囲厚さは、通常、１２０ｍｍ以下の厚さに形成されているので、キャスティング面１２Ａのクラウンは、膨張リング１０１〜１１９の半径方向寸法の変化に応答して変形させられてもよい。
【００７６】
各膨張リング１０１〜１１９は、半径方向寸法が増大するように適応されており、これにより、円筒状の管１２０を膨張させ、キャスティング中にキャスティング面１２Ａのクラウンおよびキャストストリップ２１の厚さ分布を変化させる。各膨張リングは電気的に加熱され、半径方向寸法が増大する。各膨張リング１０１〜１１９は、最大で１５ｋＷ、好ましくは３〜１０ｋＷの加熱入力を提供してもよい。半径方向寸法の増大により生ぜしめられた力が円筒状の管１２０に加えられ、円筒状の管を膨張させ、キャスティング面のクラウンおよびキャストストリップの厚さ分布を変化させる。図１２は、キャストストリップ厚さ分布に対する膨張リング温度の効果を示している。図１２は、４０℃から２００℃までの膨張温度についての、半ストリップの厚さの分布修正対円筒状の管に沿った長さ（ｍｍ）のグラフである。膨張リング１１０〜１１９の半径方向寸法の制御およびキャスティング速度の制御によって所望の厚さ分布を達成するために、図２および図２Ａに示したようなキャストストリップ２１の厚さ分布を検出するためのストリップ厚さ分布センサ７１が下流に配置されていてもよい。ストリップ厚さセンサ７１は、通常、キャスティングロール１２の直接制御を提供するためにニップ１８とピンチロール３１Ａとの間に設けられている。センサは、周期的にまたは連続的にストリップの幅を横切って厚さ分布を直接測定することができるＸ線計またはその他の適切な装置であってもよい。代替的に、複数の非接触型センサがキャストストリップ２１を横切ってローラテーブル３０に配置されており、キャストストリップ２１を横切った複数の位置からの厚さ測定の組合せが制御装置７２によって処理され、ストリップの厚さ分布を周期的または連続的に決定する。キャストストリップ２１の厚さ分布は、必要に応じてこのデータから周期的または連続的に決定されてもよい。
【００７７】
各膨張リング１０１〜１１９の半径方向寸法は、他の膨張リングの半径方向寸法から独立して制御されてもよい。センサ７１は、キャストストリップ２１の厚さ分布を示す信号を生成する。各膨張リング１０１〜１１９の半径方向寸法は、センサによって生成された信号に従って制御され、このことが、ひいては、キャスティングキャンペーン中にキャスティングロール１２のキャスティング面１２Ａのロールクラウンを制御する。
【００７８】
さらに、キャスティングロール駆動装置は、センサ７１から受信した電気信号に応答して膨張リング１０１〜１１９の半径方向寸法も変化させながらキャスティングロールの回転速度を変化させるように制御されてもよく、これは、ひいては、キャスティングキャンペーン中にキャスティングロールのキャスティング面のロールクラウンを制御する。
【００７９】
各実施の形態において、膨張リングは、１８／８オーステナイト系ステンレス鋼などのオーステナイト系ステンレス鋼から形成されてもよい。各膨張リングは、４０〜１００ｍｍの環状寸法を有してもよい。各膨張リング１０１〜１１９は、最大で２００ｍｍ、好ましくは５０〜１００ｍｍ、より好ましくは６０〜８５ｍｍの幅を有してもよい。しかしながら、中央に取り付けられた膨張リング１１０は、全ての他の膨張リングより大きな幅、例えば、最大で１５０〜４００ｍｍの幅を有してもよい。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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