JPH07108434B2 - 金属ストリツプの連続鋳造方法および装置 - Google Patents
金属ストリツプの連続鋳造方法および装置Info
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- JPH07108434B2 JPH07108434B2 JP59213242A JP21324284A JPH07108434B2 JP H07108434 B2 JPH07108434 B2 JP H07108434B2 JP 59213242 A JP59213242 A JP 59213242A JP 21324284 A JP21324284 A JP 21324284A JP H07108434 B2 JPH07108434 B2 JP H07108434B2
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/008—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths of clad ingots, i.e. the molten metal being cast against a continuous strip forming part of the cast product
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/007—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths of composite ingots, i.e. two or more molten metals of different compositions being used to integrally cast the ingots
-
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- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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- B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
- B22D11/0622—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars formed by two casting wheels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、2つの鋳造ストリップを、これらが凝固しつ
つある間に融合させることによって、金属ストリップ又
はストリップの形態の金属マトリックス複合材料若しく
はストリップの形態のラミネート即ち積層製品を連続的
に鋳造するための方法及び装置である。
つある間に融合させることによって、金属ストリップ又
はストリップの形態の金属マトリックス複合材料若しく
はストリップの形態のラミネート即ち積層製品を連続的
に鋳造するための方法及び装置である。
反対方向に回転する2つの大型直径の内部冷却式金属ロ
ールの間での上向き鋳造は一般的にハンター法として知
られている。この方法の問題点は、溶融金属と冷却式ロ
ーラとの短い接触円弧のために持ち上る。この円弧は、
8mm厚の鋳造ストリップを最大能力で鋳造するとき長さ
約25mm以上にはならない。接触円弧の長さを最大にする
のに必要とされるロールの大直径、80cm又はそれ以上は
設備の資本コストに大きくはねかえり、又、接触円弧を
短くすると、鋳造能力が減少する。同時に、出来た鋳造
ストリップの8mm厚は大変厚いので厚さを薄くするのに
大変強力な冷間圧延設備を必要とする。
ールの間での上向き鋳造は一般的にハンター法として知
られている。この方法の問題点は、溶融金属と冷却式ロ
ーラとの短い接触円弧のために持ち上る。この円弧は、
8mm厚の鋳造ストリップを最大能力で鋳造するとき長さ
約25mm以上にはならない。接触円弧の長さを最大にする
のに必要とされるロールの大直径、80cm又はそれ以上は
設備の資本コストに大きくはねかえり、又、接触円弧を
短くすると、鋳造能力が減少する。同時に、出来た鋳造
ストリップの8mm厚は大変厚いので厚さを薄くするのに
大変強力な冷間圧延設備を必要とする。
移動する鋳造キャビティを形成する2つの水冷式スチー
ルベルト間でほとんど水平に鋳造する方法は一般的にハ
ゼレット法として知られている。接触領域の長さはハン
ター法の場合よりも相当に長い。この方法の問題点は、
冷たいスチールベルトと溶融金属との間の極端な温度差
からベルトがゆがむために持ち上る。このゆがみは鋳造
ストリップの内側の品質の問題とストリップの長さに沿
う又ストリップに亘る寸法変化の両方を引き起す。これ
らの問題点を解消するために、次の対策が取られる。
ルベルト間でほとんど水平に鋳造する方法は一般的にハ
ゼレット法として知られている。接触領域の長さはハン
ター法の場合よりも相当に長い。この方法の問題点は、
冷たいスチールベルトと溶融金属との間の極端な温度差
からベルトがゆがむために持ち上る。このゆがみは鋳造
ストリップの内側の品質の問題とストリップの長さに沿
う又ストリップに亘る寸法変化の両方を引き起す。これ
らの問題点を解消するために、次の対策が取られる。
a)ベルトを絶縁してその冷却作用を減じているが、絶
縁被覆の定期的な交換を必要とする。
縁被覆の定期的な交換を必要とする。
b)鋳造しているとき、ベルトを平に保つためにベルト
を高張力下に置かなければならず、このようなベルトの
高張力には大変大型の強力で高価な設備を必要とする。
を高張力下に置かなければならず、このようなベルトの
高張力には大変大型の強力で高価な設備を必要とする。
c)ベルトのゆがみの影響を最小にするために鋳造厚さ
を13mm以上に増しているが、このような大きい厚さは、
厚さを一層薄くするコストに大きくはね返る。
を13mm以上に増しているが、このような大きい厚さは、
厚さを一層薄くするコストに大きくはね返る。
ハゼレット法が大量の冷却水を必要とするから、大型の
循環及び水冷システムがなければならない。
循環及び水冷システムがなければならない。
最後に、反対方向に回転しているローラ間に溶融金属を
下方に注ぐことによってストリップを鋳造する試みが長
年なされてきた。このような試みは常に失敗していた。
というのは、冷却と凝固の速度をマッチさせるために、
溶融金属の流量を正確に制御することが不可能であるか
らである。
下方に注ぐことによってストリップを鋳造する試みが長
年なされてきた。このような試みは常に失敗していた。
というのは、冷却と凝固の速度をマッチさせるために、
溶融金属の流量を正確に制御することが不可能であるか
らである。
本発明の目的はこれらの問題点をことごとく解消し、非
鉄金属溶湯から非鉄金属ストリップを安価に連続的に鋳
造する方法及び装置を提供することにある。
鉄金属溶湯から非鉄金属ストリップを安価に連続的に鋳
造する方法及び装置を提供することにある。
本発明によれば、非鉄金属溶湯から非鉄金属ストリップ
を連続的に鋳造する方法であって、間に食い込み領域を
構成し、平行な水平軸線を持った間隔の狭い2本のドラ
ムを用意し、該ドラムを食い込み領域において、それぞ
れ下方に回るように、ほぼ同じ表面速度で反対方向に回
転させ、ドラムを冷却してドラムの表面を、溶湯の凝固
温度以下に保ち、ドラムに隣接する面では凝固し、ドラ
ムから遠い面では完全に凝固していない2つの金属ウエ
ブを連続的に鋳造するために、非鉄金属溶湯をドラムの
頂点の後の、上方へ向かって回っているドラムの表面へ
流し込み、2つのウエブは、それぞれのドラムの頂点を
越えて、食い込み領域の方へ下方に送られ、ウエブの完
全に凝固していない向かい合った2つの面を、食い込み
領域で一体に融合させ、それによって食い込み領域より
下で更に融合させることなく、食い込み領域から下方に
移動する単一の連続鋳造ストリップを形成することを特
徴とする非鉄金属ストリップの連続鋳造方法を提供す
る。
を連続的に鋳造する方法であって、間に食い込み領域を
構成し、平行な水平軸線を持った間隔の狭い2本のドラ
ムを用意し、該ドラムを食い込み領域において、それぞ
れ下方に回るように、ほぼ同じ表面速度で反対方向に回
転させ、ドラムを冷却してドラムの表面を、溶湯の凝固
温度以下に保ち、ドラムに隣接する面では凝固し、ドラ
ムから遠い面では完全に凝固していない2つの金属ウエ
ブを連続的に鋳造するために、非鉄金属溶湯をドラムの
頂点の後の、上方へ向かって回っているドラムの表面へ
流し込み、2つのウエブは、それぞれのドラムの頂点を
越えて、食い込み領域の方へ下方に送られ、ウエブの完
全に凝固していない向かい合った2つの面を、食い込み
領域で一体に融合させ、それによって食い込み領域より
下で更に融合させることなく、食い込み領域から下方に
移動する単一の連続鋳造ストリップを形成することを特
徴とする非鉄金属ストリップの連続鋳造方法を提供す
る。
本発明によれば、更に、一組のドラム、ドラムの表面間
に食い込み領域を構成するため、それぞれの軸線を水平
かつ平行にしてドラムを、狭い間隔で支持しかつ該ドラ
ムをその軸線のまわりに回転させるための支持装置、食
い込み領域において、各々のドラム表面が、下方へ向っ
て回る様に、該ドラムを、ほぼ同じ表面速度で反対方向
に回転させる駆動装置、溶湯の凝固温度以下にドラムの
表面温度を保つため、ドラムを冷却する装置、上方へ向
かって回転しているドラムの表面へ溶湯を送り入れる装
置とからなり、それにより凝固しつつある金属の2つの
ウエブをドラムの回転表面上へ鋳造し、それらが、食い
込み領域の中へ下方に送られて1枚の帯状板に融合さ
れ、さらに食い込み領域から下方へと、運ばれることを
特徴とする金属ストリップの連続鋳造装置を提供する。
に食い込み領域を構成するため、それぞれの軸線を水平
かつ平行にしてドラムを、狭い間隔で支持しかつ該ドラ
ムをその軸線のまわりに回転させるための支持装置、食
い込み領域において、各々のドラム表面が、下方へ向っ
て回る様に、該ドラムを、ほぼ同じ表面速度で反対方向
に回転させる駆動装置、溶湯の凝固温度以下にドラムの
表面温度を保つため、ドラムを冷却する装置、上方へ向
かって回転しているドラムの表面へ溶湯を送り入れる装
置とからなり、それにより凝固しつつある金属の2つの
ウエブをドラムの回転表面上へ鋳造し、それらが、食い
込み領域の中へ下方に送られて1枚の帯状板に融合さ
れ、さらに食い込み領域から下方へと、運ばれることを
特徴とする金属ストリップの連続鋳造装置を提供する。
操作にあたり、溶湯を湯だまりから各ドラムの上方に回
わっている表面の上に、かかる面の円周の頂部近くで流
し、前記湯だまりは前記頂部と同一の高さに又はそれと
近接して維持されている。2つのドラムの表面の上に流
れる金属は、凝固しながら食い込み部分の上に運ばれて
その中に下方に運ばれる。すると、凝固しているウエブ
は、それらが食い込み部分の中で出合うとき融合する。
食い込み部分内の各ウエブの凝固の程度を、もし空気冷
却又はミスト冷却を使用すれば、金属温度及び流量並び
に、冷却剤の沸点を越えるドラムの表面温度に応じて液
体から固体まで変えることができる。
わっている表面の上に、かかる面の円周の頂部近くで流
し、前記湯だまりは前記頂部と同一の高さに又はそれと
近接して維持されている。2つのドラムの表面の上に流
れる金属は、凝固しながら食い込み部分の上に運ばれて
その中に下方に運ばれる。すると、凝固しているウエブ
は、それらが食い込み部分の中で出合うとき融合する。
食い込み部分内の各ウエブの凝固の程度を、もし空気冷
却又はミスト冷却を使用すれば、金属温度及び流量並び
に、冷却剤の沸点を越えるドラムの表面温度に応じて液
体から固体まで変えることができる。
複合材料及び積層製品は、ウエブ又はフィラメントの適
切な列を食い込み領域に、又はドラム及びドラムの表面
の上に流れる溶湯の流れの間に送り込むことによって容
易に作られる。
切な列を食い込み領域に、又はドラム及びドラムの表面
の上に流れる溶湯の流れの間に送り込むことによって容
易に作られる。
この方法によって製造されたアルミニウムストリップの
適用には、アルミニウム外壁用及び日除け用材料、樋及
び堅樋口用材料、フェーシア及び屋根用材料、浅絞り成
形缶用材料、蓋用材料、ランプベース用材料、フィン用
材料、窓又は構造体用の圧延成形部分がある。アルミニ
ウムマトリックス複合材料は宇宙空間及び防衛施設の用
途に使用される。この方法によって製造された鉛ストリ
ップの適用には防音シート、電池用材料、ワインのびん
の蓋用材料、タンク設備用材料がある。
適用には、アルミニウム外壁用及び日除け用材料、樋及
び堅樋口用材料、フェーシア及び屋根用材料、浅絞り成
形缶用材料、蓋用材料、ランプベース用材料、フィン用
材料、窓又は構造体用の圧延成形部分がある。アルミニ
ウムマトリックス複合材料は宇宙空間及び防衛施設の用
途に使用される。この方法によって製造された鉛ストリ
ップの適用には防音シート、電池用材料、ワインのびん
の蓋用材料、タンク設備用材料がある。
今、図面を参照して本発明を一層詳細に説明する。
2枚のウエブ10と12(凝固しつつあるストリップ)は、
それぞれ、反対方向に回転している2つの別々のドラム
14と16上で、同時に鋳造される。これらのドラムは、水
平軸18と20を同じ水平平面上にして又、それらの円周面
22を、接近させて取付けられている。回転の方向は、ド
ラムの接近した円周面22が食い込み領域23において、垂
直下方に向って回るようにしてある。溶湯24は、反対方
向から流れて供給され、両方のドラムのそれぞれ上方に
向かって回っている面22の上へと、流されていくが、溶
湯24の上面は、ドラムの表面の頂部の水平平面に近い
が、それよりほんのわずかだけ高めになっている。金属
は、これがドラムの表面でその頂部を越えて2つのドラ
ムの間の最も狭い領域23(普通食い込みと呼ばれてい
る)に向って下方に運ばれるうちに凝固する。2つの回
転ドラムの表面上で凝固していく金属は、ウエブ10と12
を成形する。これらの2枚のウエブが、食い込みの最も
狭い個所に近づくにつれて、一緒に流れる作用と圧力と
の組合わせ作用により、1枚のストリップ26に融合され
る。2枚のウエブ10と12の凝固度、故に食い込みにおけ
る融合状態は、ドラムの回転速度と、ドラムの表面温度
により制御される。
それぞれ、反対方向に回転している2つの別々のドラム
14と16上で、同時に鋳造される。これらのドラムは、水
平軸18と20を同じ水平平面上にして又、それらの円周面
22を、接近させて取付けられている。回転の方向は、ド
ラムの接近した円周面22が食い込み領域23において、垂
直下方に向って回るようにしてある。溶湯24は、反対方
向から流れて供給され、両方のドラムのそれぞれ上方に
向かって回っている面22の上へと、流されていくが、溶
湯24の上面は、ドラムの表面の頂部の水平平面に近い
が、それよりほんのわずかだけ高めになっている。金属
は、これがドラムの表面でその頂部を越えて2つのドラ
ムの間の最も狭い領域23(普通食い込みと呼ばれてい
る)に向って下方に運ばれるうちに凝固する。2つの回
転ドラムの表面上で凝固していく金属は、ウエブ10と12
を成形する。これらの2枚のウエブが、食い込みの最も
狭い個所に近づくにつれて、一緒に流れる作用と圧力と
の組合わせ作用により、1枚のストリップ26に融合され
る。2枚のウエブ10と12の凝固度、故に食い込みにおけ
る融合状態は、ドラムの回転速度と、ドラムの表面温度
により制御される。
この方法と装置においては、食い込み領域23の最も狭い
部分の間隙は、0.254mm(0.01インチ)から7.62mm(0.3
インチ)の範囲である。従って、出来上がった一体のス
トリップ26は、アルミニウムやその合金の商業的利用の
大部分に必要とされている0.254mm(0.01インチ)乃至
1.016mm(0.04インチ)の比較的薄い範囲の厚さをもつ
のが良い。1.016mm(0.04インチ)乃至7.62mm(0.3イン
チ)の厚めのストリップの鋳造も可能だが、市場での需
要は、あまり多くない。薄いストリップの応用について
は上記の発明の要約中に説明してある。
部分の間隙は、0.254mm(0.01インチ)から7.62mm(0.3
インチ)の範囲である。従って、出来上がった一体のス
トリップ26は、アルミニウムやその合金の商業的利用の
大部分に必要とされている0.254mm(0.01インチ)乃至
1.016mm(0.04インチ)の比較的薄い範囲の厚さをもつ
のが良い。1.016mm(0.04インチ)乃至7.62mm(0.3イン
チ)の厚めのストリップの鋳造も可能だが、市場での需
要は、あまり多くない。薄いストリップの応用について
は上記の発明の要約中に説明してある。
他の連続鋳造工程と違い、最終的に融合されたウエブ又
はストリップ26の成形を制御したり形造ったりする噴射
ノズルがない。金属24は、水平で平らな開放樋28の湯だ
まりから、それぞれのドラムの上方へ回転している表面
へ流され、この樋は、完成したストリップ26の望みの幅
よりも、幾分、広い幅である。各樋28は、それぞれの側
30において、(そして、見えてはいないが、底面におい
ても)隣接したドラム(例えば、直径25.4cm乃至60.96c
m(10乃至24インチ)の湾曲面にぴったりと合ってい
る。各樋28には、溶湯が外側の湯だまり31から、自由に
供給され、その溶湯は、流路32から、単位時間あたり一
定量で、外側の湯だまり31に供給することにより、一定
の湯位に維持される。溶湯はそれぞれ外側の湯だまり31
から、ドロスを留めるための障壁40の下方唇状部をくぐ
って、各々の内側の湯だまり24に流れ込む。
はストリップ26の成形を制御したり形造ったりする噴射
ノズルがない。金属24は、水平で平らな開放樋28の湯だ
まりから、それぞれのドラムの上方へ回転している表面
へ流され、この樋は、完成したストリップ26の望みの幅
よりも、幾分、広い幅である。各樋28は、それぞれの側
30において、(そして、見えてはいないが、底面におい
ても)隣接したドラム(例えば、直径25.4cm乃至60.96c
m(10乃至24インチ)の湾曲面にぴったりと合ってい
る。各樋28には、溶湯が外側の湯だまり31から、自由に
供給され、その溶湯は、流路32から、単位時間あたり一
定量で、外側の湯だまり31に供給することにより、一定
の湯位に維持される。溶湯はそれぞれ外側の湯だまり31
から、ドロスを留めるための障壁40の下方唇状部をくぐ
って、各々の内側の湯だまり24に流れ込む。
食い込みにおける金属の厚さ、従って、完成したストリ
ップ26の、正確な板厚は、ドラムの回転速度とロールギ
ャップと時々呼ばれる、ドラム間の食い込みの間隔を制
御することによって、コントロールされる。単位時間あ
たりの容量が同じに保たれていても、ドラムの回転速度
を増大させ、食い込み23の間隙を狭めると、鋳造されて
いるウエブ10と12の厚みは、減少する。逆に、ドラムの
回転速度を減じ、食い込みの間隙を増大させると、鋳造
されているウエブの厚みは、厚くなる。ストリップ26の
板厚制御は、市販されている適当な板厚制御装置27によ
って、自動化される。例えば、このような制御装置27
は、食い込みの状況を感知したり、完成した鋳造ストリ
ップ26から読取りしたりするために、光学装置、機械装
置、圧力装置、磁気装置、その他の装置を使うことがで
きる。センサー29は、電気駆動原動機34(第3図)の可
変速度制御装置27に信号33を送る。
ップ26の、正確な板厚は、ドラムの回転速度とロールギ
ャップと時々呼ばれる、ドラム間の食い込みの間隔を制
御することによって、コントロールされる。単位時間あ
たりの容量が同じに保たれていても、ドラムの回転速度
を増大させ、食い込み23の間隙を狭めると、鋳造されて
いるウエブ10と12の厚みは、減少する。逆に、ドラムの
回転速度を減じ、食い込みの間隙を増大させると、鋳造
されているウエブの厚みは、厚くなる。ストリップ26の
板厚制御は、市販されている適当な板厚制御装置27によ
って、自動化される。例えば、このような制御装置27
は、食い込みの状況を感知したり、完成した鋳造ストリ
ップ26から読取りしたりするために、光学装置、機械装
置、圧力装置、磁気装置、その他の装置を使うことがで
きる。センサー29は、電気駆動原動機34(第3図)の可
変速度制御装置27に信号33を送る。
従って、30において、ドラムにぴったりと合っている樋
28の側36と37、それにドラムの表面、そして食い込み23
の寸法形状により、ウエブとストリップを直接形成す
る。この方法と装置により、金属鋳造は、先行技術の連
続鋳造工程より簡単になり、板厚制御の自動化が容易に
なる。
28の側36と37、それにドラムの表面、そして食い込み23
の寸法形状により、ウエブとストリップを直接形成す
る。この方法と装置により、金属鋳造は、先行技術の連
続鋳造工程より簡単になり、板厚制御の自動化が容易に
なる。
本方法と装置で鋳造を開始する時には、予め設定したロ
ールギャップの食い込みで、融合を得るのに必要とされ
る速度よりも高い速度でドラムを回転させる。次いで、
回転速度を徐々に減じると、2つの凝固しつつあるウエ
ブの厚さが増し、ウエブは食い込みにおいて融合し始め
て鋳造ストリップ26又は26Aを製造する(第4図)。し
かる後、回転速度を、鋳造ストリップ26又は26Aの製造
にちょうど良い値において、比較的一定に保つ。この始
動方法によれば、操縦者は、熱いドラムや溶湯から安全
に遠く離れていることが出来る。
ールギャップの食い込みで、融合を得るのに必要とされ
る速度よりも高い速度でドラムを回転させる。次いで、
回転速度を徐々に減じると、2つの凝固しつつあるウエ
ブの厚さが増し、ウエブは食い込みにおいて融合し始め
て鋳造ストリップ26又は26Aを製造する(第4図)。し
かる後、回転速度を、鋳造ストリップ26又は26Aの製造
にちょうど良い値において、比較的一定に保つ。この始
動方法によれば、操縦者は、熱いドラムや溶湯から安全
に遠く離れていることが出来る。
さらに、この方法と装置は、先行技術の連続鋳造工程よ
りも薄い鋳造物を可能にし、そのような薄い鋳造板厚
は、上述したとうり、経済的理由からも望ましい。その
ような薄めの鋳造は、一つには、ドラムの回転速度を増
すことによって、或いは流路32を流れる溶湯の流量を減
じることによって達成されるが、ドラム14と16の表面温
度を、摂氏100度から400度まで可能にする様にドラムを
設計することによっても、容易に行われる。ドラムの高
い表面温度は、凝固の早過ぎを回避できるので、薄いウ
エブの鋳造に適している。先行技術の連続鋳造工程は、
密閉ドラム、又は分割鋳型の内側に、あるいは、鋳造用
ベルトの裏側に、水冷却を使用している。この水冷却に
より、溶湯に接触している表面は、摂氏100度よりそれ
程高くならない。
りも薄い鋳造物を可能にし、そのような薄い鋳造板厚
は、上述したとうり、経済的理由からも望ましい。その
ような薄めの鋳造は、一つには、ドラムの回転速度を増
すことによって、或いは流路32を流れる溶湯の流量を減
じることによって達成されるが、ドラム14と16の表面温
度を、摂氏100度から400度まで可能にする様にドラムを
設計することによっても、容易に行われる。ドラムの高
い表面温度は、凝固の早過ぎを回避できるので、薄いウ
エブの鋳造に適している。先行技術の連続鋳造工程は、
密閉ドラム、又は分割鋳型の内側に、あるいは、鋳造用
ベルトの裏側に、水冷却を使用している。この水冷却に
より、溶湯に接触している表面は、摂氏100度よりそれ
程高くならない。
本発明においては、一端が開口し、部分的に又は完全に
閉鎖した他端で回転駆動される中空(第2図)のドラム
14と16を使用している。第2図および第3図に示すよう
に、2本の中空ドラムと支持および駆動装置との使用に
より、開口端42において、冷却装置44を挿入することが
でき、この冷却装置は例えば、ドラムの表面を、溶湯24
の凝固温度以下の適当な温度に保っておくために、スプ
レーノズル45や、ミスト又はエアノズルなどを含む。発
生した蒸気は、各ドラムの一端又は両端から容易に排出
される。ドラムの外周は、ドラムの軸線を正確に整列維
持するために、開口端(無駆動)又は両端において、数
群の樋駆動遊び車46と48によって支持されている。この
噴霧冷却方法と装置の重要な利点は、ほとんどの金属の
溶解潜熱よりも、1ポンドにつき5倍から10倍大きい冷
却水の気化潜熱を利用しているところにある。
閉鎖した他端で回転駆動される中空(第2図)のドラム
14と16を使用している。第2図および第3図に示すよう
に、2本の中空ドラムと支持および駆動装置との使用に
より、開口端42において、冷却装置44を挿入することが
でき、この冷却装置は例えば、ドラムの表面を、溶湯24
の凝固温度以下の適当な温度に保っておくために、スプ
レーノズル45や、ミスト又はエアノズルなどを含む。発
生した蒸気は、各ドラムの一端又は両端から容易に排出
される。ドラムの外周は、ドラムの軸線を正確に整列維
持するために、開口端(無駆動)又は両端において、数
群の樋駆動遊び車46と48によって支持されている。この
噴霧冷却方法と装置の重要な利点は、ほとんどの金属の
溶解潜熱よりも、1ポンドにつき5倍から10倍大きい冷
却水の気化潜熱を利用しているところにある。
本方法と装置では、発生した蒸気は、開口端42(第2
図)を通って、かつ又、ドラムの駆動端にある孔又は口
70(第3図)を通って、抜けることが出来る。冷却水の
気化潜熱を利用することにより、冷却水の量を大量に減
らすことが可能であり、それにより、資本と操作費の面
からいって、かなり経済的となる。
図)を通って、かつ又、ドラムの駆動端にある孔又は口
70(第3図)を通って、抜けることが出来る。冷却水の
気化潜熱を利用することにより、冷却水の量を大量に減
らすことが可能であり、それにより、資本と操作費の面
からいって、かなり経済的となる。
本方法および装置では、2つのウエブ10と12を、比較
的、広範囲の凝固状態にわたって、融合させることがで
きるため、都合の良いことに、凝固帯域の温度や位置の
制御は、重要ではない。
的、広範囲の凝固状態にわたって、融合させることがで
きるため、都合の良いことに、凝固帯域の温度や位置の
制御は、重要ではない。
上る述べた用に、本方法および装置では、フィラメント
又はホイスカー状の補強成分50の導入を大変簡単かつ容
易にする。補強フィラメント50は、平行な列52、あるい
は、網状組織の形で加えられる。有利なことに、本方法
と装置では、この平行列52を保持するのに、比較的、都
合が良い。何故なら、平行例52を、フィラメント列送り
出し装置54から食い込み23、そしてコイル状複合ストリ
ップ26の巻き取り装置56まで、張力状態に保つことがで
きるからである。
又はホイスカー状の補強成分50の導入を大変簡単かつ容
易にする。補強フィラメント50は、平行な列52、あるい
は、網状組織の形で加えられる。有利なことに、本方法
と装置では、この平行列52を保持するのに、比較的、都
合が良い。何故なら、平行例52を、フィラメント列送り
出し装置54から食い込み23、そしてコイル状複合ストリ
ップ26の巻き取り装置56まで、張力状態に保つことがで
きるからである。
ホイスカー状の補強成分は、湯だまり31か、24に加えら
れても良いしあるいは、使用されている金属と、ホイス
カーとの組み合わせによっては、ウエブ10と12の上へ、
又は、食い込み領域の中へ、散らすことも出来る。この
様なホイスカーと金属の混合物を、先行技術の噴射ノズ
ルに通すことは困難である。
れても良いしあるいは、使用されている金属と、ホイス
カーとの組み合わせによっては、ウエブ10と12の上へ、
又は、食い込み領域の中へ、散らすことも出来る。この
様なホイスカーと金属の混合物を、先行技術の噴射ノズ
ルに通すことは困難である。
平行列のフィラメント52の代わりに、中実、又は網状の
ウエブを使用することにより、外側に鋳造金属をもつラ
ミネートが、製造出来る。
ウエブを使用することにより、外側に鋳造金属をもつラ
ミネートが、製造出来る。
第4図に示す様に、外側の材料とは違う鋳造金属を、内
側に入れたラミネート、又はクラッド材26Aを有利に製
造することが出来る。この様な薄板ラミネート、又、ク
ラッド薄板材26Aは、中実又は網状のウエブ72、74を夫
々一方又は両方の槽28の下に置かれた、送り出し装置7
6、78から、一方又は両方ドラム14、16の上へ送り、こ
れにより、それぞれのドラムの表面22と接触しながら、
ドラムの頂点に向かって上昇しつつある、中実又は網状
のウエブに、鋳造されつつある金属の流れ24を、接触さ
せかつ付着させることによって作られる。各槽28の底
と、ドラムの表面との間の隙間は、上へ向かって動いて
いる中実又は網状のウェブ72、74を、ドラムの表面と接
触し、隣接する槽の底ともぴったりと合った状態で、槽
とドラム表面との間に通すのに十分なものである。ドラ
ムの表面に近づくとき、ゆがみを防ぎ、かつ上昇中のウ
エブを適所に保つために、ウエブ72と74に張力を加え
る。
側に入れたラミネート、又はクラッド材26Aを有利に製
造することが出来る。この様な薄板ラミネート、又、ク
ラッド薄板材26Aは、中実又は網状のウエブ72、74を夫
々一方又は両方の槽28の下に置かれた、送り出し装置7
6、78から、一方又は両方ドラム14、16の上へ送り、こ
れにより、それぞれのドラムの表面22と接触しながら、
ドラムの頂点に向かって上昇しつつある、中実又は網状
のウエブに、鋳造されつつある金属の流れ24を、接触さ
せかつ付着させることによって作られる。各槽28の底
と、ドラムの表面との間の隙間は、上へ向かって動いて
いる中実又は網状のウェブ72、74を、ドラムの表面と接
触し、隣接する槽の底ともぴったりと合った状態で、槽
とドラム表面との間に通すのに十分なものである。ドラ
ムの表面に近づくとき、ゆがみを防ぎ、かつ上昇中のウ
エブを適所に保つために、ウエブ72と74に張力を加え
る。
第3図に示す様に、夫々のドラム14、16の端に、同心的
に取付けた歯車64、66がある。それと噛み合う一組の回
転駆動の歯車67、68は、原動機34によって駆動され、そ
の速度は、先に説明した様に、制御装置27により制御さ
れる。回転ドラム14と16との間の食い込み領域23の間隙
は、ドラム14の軸線18を弾性型空気シリンダー・ピスト
ン装置60によって作動される機械的連動装置62によって
水平に移動させることで、制御される。別の方法とし
て、食い込み23において2つのウエブ10と12を融合させ
るための弾力性は、スプリング60により得られる。第3
図に示す様に、2つのドラムはその駆動端に、蒸気を抜
くための、複数の孔70を有しているのが良い。
に取付けた歯車64、66がある。それと噛み合う一組の回
転駆動の歯車67、68は、原動機34によって駆動され、そ
の速度は、先に説明した様に、制御装置27により制御さ
れる。回転ドラム14と16との間の食い込み領域23の間隙
は、ドラム14の軸線18を弾性型空気シリンダー・ピスト
ン装置60によって作動される機械的連動装置62によって
水平に移動させることで、制御される。別の方法とし
て、食い込み23において2つのウエブ10と12を融合させ
るための弾力性は、スプリング60により得られる。第3
図に示す様に、2つのドラムはその駆動端に、蒸気を抜
くための、複数の孔70を有しているのが良い。
本発明で製造しうるアルミニウム、又はアルミニウム合
金薄板製品26の例としては、次の様なものがある。アル
ミニウムの外壁用と日よけ用材料、樋と雨樋口用材料、
フェーシアと屋根用薄板、防湿層(蒸発防止)、缶用材
料と電気スタンド台の材料、家具その他の用途のシーム
溶接管材料、テレビアンテナの管・窓・扉・構造用材料
などを含むロール成形品材料、そして衝撃押出しスラグ
の材料などが上げられる。
金薄板製品26の例としては、次の様なものがある。アル
ミニウムの外壁用と日よけ用材料、樋と雨樋口用材料、
フェーシアと屋根用薄板、防湿層(蒸発防止)、缶用材
料と電気スタンド台の材料、家具その他の用途のシーム
溶接管材料、テレビアンテナの管・窓・扉・構造用材料
などを含むロール成形品材料、そして衝撃押出しスラグ
の材料などが上げられる。
本発明で、製造しうる、鉛、又は、鉛合金の薄板製品26
の例としては、ワイン瓶のふた用材料、防音用薄板、電
気蓄電池材料などがある。すず薄板製品26としては、衝
撃押出しスラグと、その他のめっき用材料、などが上げ
られる。本発明で製造しうる亜鉛及び亜鉛合金製品26に
は、屋根用薄板や引抜き製品の材料、などが上げられ
る。
の例としては、ワイン瓶のふた用材料、防音用薄板、電
気蓄電池材料などがある。すず薄板製品26としては、衝
撃押出しスラグと、その他のめっき用材料、などが上げ
られる。本発明で製造しうる亜鉛及び亜鉛合金製品26に
は、屋根用薄板や引抜き製品の材料、などが上げられ
る。
補強フィラメント50およびフィラメントの網状組織52、
又、適当な金属やセラミックスのフィラメント50が凝固
しつつあるウェブ26に導入されているところを示してあ
る。上記で説明した様に、ホイスカー状の金属、又はセ
ラミックスを、溶湯だまり31又は24に、加えることも出
来る。この様な補強物は、鋳造された強化ウエブ26の引
張り強度、又は弾性率、あるいはその両方を増大させ、
この強化ウエブ26は、その補強物を含んでいるマトリッ
クス金属24の強度や弾性率よりも、はるかに上回るもの
となる。この様な素材の組み合わせを金属マトリックス
複合材と呼んでいる。
又、適当な金属やセラミックスのフィラメント50が凝固
しつつあるウェブ26に導入されているところを示してあ
る。上記で説明した様に、ホイスカー状の金属、又はセ
ラミックスを、溶湯だまり31又は24に、加えることも出
来る。この様な補強物は、鋳造された強化ウエブ26の引
張り強度、又は弾性率、あるいはその両方を増大させ、
この強化ウエブ26は、その補強物を含んでいるマトリッ
クス金属24の強度や弾性率よりも、はるかに上回るもの
となる。この様な素材の組み合わせを金属マトリックス
複合材と呼んでいる。
アルミニウム金属マトリックス薄板複合材26は、アルミ
ナ、ほう素、黒鉛、炭化珪素、窒化珪素、鋼鉄、鋼鉄合
金、並びにその他の耐高温性の材料を、補強物50、又は
網状組織52や補強用ホイスカーとして使っている。出来
上がった複合材ウエブ26は、航空機の重量を減ずる構造
部材として、航空宇宙産業において、主に使用されてい
る。
ナ、ほう素、黒鉛、炭化珪素、窒化珪素、鋼鉄、鋼鉄合
金、並びにその他の耐高温性の材料を、補強物50、又は
網状組織52や補強用ホイスカーとして使っている。出来
上がった複合材ウエブ26は、航空機の重量を減ずる構造
部材として、航空宇宙産業において、主に使用されてい
る。
本発明でアルミニウムマトリックス24に、鋼線50、又は
網状組織52若しくは鋼ホイスカーを加えることにより、
AA7075の様な、航空機用合金よりも強い、引張り強度お
よび既存のアルミニウム合金よりも50%以上高い、弾性
率を得ることが可能となる。鋼鉄(及びその合金)は、
利用出来る補強物50の中でも一番安く、鋼鉄で強化され
たアルミニウムマトリックス薄板複合材26の製造が低廉
である本工程により、この様な薄板複合材の商業市場が
開かれることになる。鋼で強化されたアルミニウムマト
リックス薄板複合材の商業利用の例としては、自動車バ
ンパー、ハイウェイのガードレール、構造用管や材料な
どが上げられる。アルミニウムマトリックス薄板複合材
26は、有利なことに、ほう素、黒鉛、セラミックスなど
の、高価な補強物50を含有することも可能であり、本発
明では、先行技術のバッチ工程(回分式)と比較して、
より安価に製造することが出来る。従って、航空宇宙、
その他の産業で、広く使用されることになろう。
網状組織52若しくは鋼ホイスカーを加えることにより、
AA7075の様な、航空機用合金よりも強い、引張り強度お
よび既存のアルミニウム合金よりも50%以上高い、弾性
率を得ることが可能となる。鋼鉄(及びその合金)は、
利用出来る補強物50の中でも一番安く、鋼鉄で強化され
たアルミニウムマトリックス薄板複合材26の製造が低廉
である本工程により、この様な薄板複合材の商業市場が
開かれることになる。鋼で強化されたアルミニウムマト
リックス薄板複合材の商業利用の例としては、自動車バ
ンパー、ハイウェイのガードレール、構造用管や材料な
どが上げられる。アルミニウムマトリックス薄板複合材
26は、有利なことに、ほう素、黒鉛、セラミックスなど
の、高価な補強物50を含有することも可能であり、本発
明では、先行技術のバッチ工程(回分式)と比較して、
より安価に製造することが出来る。従って、航空宇宙、
その他の産業で、広く使用されることになろう。
鋼鉄網状ウエブ52により補強即ち強化された鉛マトリッ
クス薄板複合材26は、本発明により製造出来る。その様
な補強された鉛の薄板製品26は、たるみのない耐クリー
プ性を備え、垂直壁や屋根の防音、そして化学容器に使
用出来る。鉛電池薄板材料26に持込まれた銅線50は、都
合の良いことにも、電池の内部抵抗を減少させる。
クス薄板複合材26は、本発明により製造出来る。その様
な補強された鉛の薄板製品26は、たるみのない耐クリー
プ性を備え、垂直壁や屋根の防音、そして化学容器に使
用出来る。鉛電池薄板材料26に持込まれた銅線50は、都
合の良いことにも、電池の内部抵抗を減少させる。
ラミネート(積層)又はクラッド薄板製品26(第1図)
は、鋳造されつつある2つのウエブ10と12との間に、マ
トリックス素材24以外の中実又は網状のウエブ52を導入
することにより、製造される。別の方法として、ラミネ
ート又はクラッド薄板製品26A(第4図)の他の組み合
わせは、鋳造されつつあるウエブ10と12の一方又は両方
の外側に、中実又は網状のウエブ72、74を導入すること
により製造される。
は、鋳造されつつある2つのウエブ10と12との間に、マ
トリックス素材24以外の中実又は網状のウエブ52を導入
することにより、製造される。別の方法として、ラミネ
ート又はクラッド薄板製品26A(第4図)の他の組み合
わせは、鋳造されつつあるウエブ10と12の一方又は両方
の外側に、中実又は網状のウエブ72、74を導入すること
により製造される。
外側を純度の高いアルミニウム72と74で合わせ板とし
た、アルミニウム合金マトリックス24は、薄板製品26A
を造るのに使用される。この製品26Aの用途は、強さと
耐食性、又は輝きなどの組み合わせを必要とする用途、
例えば、反射鏡、自動車や器具の装飾(トリム)などで
ある。アルミニウムろう接板26Aは、マトリックス合金2
4よりも低い融点で合金72と74の合わせる必要がある。
た、アルミニウム合金マトリックス24は、薄板製品26A
を造るのに使用される。この製品26Aの用途は、強さと
耐食性、又は輝きなどの組み合わせを必要とする用途、
例えば、反射鏡、自動車や器具の装飾(トリム)などで
ある。アルミニウムろう接板26Aは、マトリックス合金2
4よりも低い融点で合金72と74の合わせる必要がある。
鋳造ドラム14と16の一方又は両方の表面22に、見ばえの
良い模様や、実用的な格子模様を刻み込んでおくと、そ
れぞれの鋳造されたウエブ10と12の表面は、その刻み模
様通りに形成される。この手段により、鋳造製品26(第
1図)に装飾的模様を付けることが出来る。例えば、ア
ルミニウムの外壁材26に、木目をつけたり出来る。別の
方法として、補強リブの様な模様を鋳造薄板26に作り、
これはリブ付薄板26からロール成形された構造用管や材
料の、へこみ抵抗性や慣性モーメントを増大させる。
良い模様や、実用的な格子模様を刻み込んでおくと、そ
れぞれの鋳造されたウエブ10と12の表面は、その刻み模
様通りに形成される。この手段により、鋳造製品26(第
1図)に装飾的模様を付けることが出来る。例えば、ア
ルミニウムの外壁材26に、木目をつけたり出来る。別の
方法として、補強リブの様な模様を鋳造薄板26に作り、
これはリブ付薄板26からロール成形された構造用管や材
料の、へこみ抵抗性や慣性モーメントを増大させる。
適用例の多くのものは、本方法と装置により、所要の特
性を得るために、必要ならば、鋳造用合金を使用して所
要の板厚に直接鋳造することにより充足できるというこ
とが予測される。使用例の中には、板厚と特性の必要条
件を満たすのに必要な、圧下率に限定されうる、加工硬
さの減少を必要とするものであるだろう。
性を得るために、必要ならば、鋳造用合金を使用して所
要の板厚に直接鋳造することにより充足できるというこ
とが予測される。使用例の中には、板厚と特性の必要条
件を満たすのに必要な、圧下率に限定されうる、加工硬
さの減少を必要とするものであるだろう。
本発明では、大変良い冷却接触円弧が上記のハンター法
で用いられるローラの直径の半分以下のローラで達成さ
れる。同時に鋳造ストリップの厚さをハンター法による
製品の厚さの1/2以下にまで又ハゼレット法による製品
の厚さの1/4以下にまで減ずることができる。長い冷却
接触円弧によりロールの回転速度を増すことができるた
め、生産の能力が増大する。更に、生産設備の資本コス
トを、より小型のローラの使用により大きく減ずること
ができる。
で用いられるローラの直径の半分以下のローラで達成さ
れる。同時に鋳造ストリップの厚さをハンター法による
製品の厚さの1/2以下にまで又ハゼレット法による製品
の厚さの1/4以下にまで減ずることができる。長い冷却
接触円弧によりロールの回転速度を増すことができるた
め、生産の能力が増大する。更に、生産設備の資本コス
トを、より小型のローラの使用により大きく減ずること
ができる。
第1図は、この発明を具体的に表した、2個ドラム式連
続鋳造法と装置を示す透視図、 第2図は、2本の回転ドラムの、それぞれの開口端にお
ける、支持装置を示す透視図、 第3図は、密閉端における、2本のドラムの駆動装置の
配置と、速度制御の配置を示す図、 第4図は、この発明の2個のドラム式連続鋳造法と装置
の第2の具体例を示す第1図と同様な透視図である。 10、12……ウエブ、14、16……ドラム、18、20……軸
線、22……表面、23……食い込み領域、24……溶湯。
続鋳造法と装置を示す透視図、 第2図は、2本の回転ドラムの、それぞれの開口端にお
ける、支持装置を示す透視図、 第3図は、密閉端における、2本のドラムの駆動装置の
配置と、速度制御の配置を示す図、 第4図は、この発明の2個のドラム式連続鋳造法と装置
の第2の具体例を示す第1図と同様な透視図である。 10、12……ウエブ、14、16……ドラム、18、20……軸
線、22……表面、23……食い込み領域、24……溶湯。
Claims (12)
- 【請求項1】非鉄金属溶湯から非鉄金属ストリップを連
続的に鋳造する方法であって、 間に食い込み領域を構成し、平行な水平軸線を持った間
隔の狭い2本のドラムを用意し、 該ドラムを食い込み領域において、それぞれ下方に回る
ように、ほぼ同じ表面速度で反対方向に回転させ、 ドラムを冷却してドラムの表面を、溶湯の凝固温度以下
に保ち、 ドラムに隣接する面では凝固し、ドラムから遠い面では
完全に凝固していない2つの金属ウエブを連続的に鋳造
するために、非鉄金属溶湯をドラムの頂点の後の、上方
へ向かって回っているドラムの表面へ流し込み、2つの
ウエブは、それぞれのドラムの頂点を越えて、食い込み
領域の方へ下方に送られ、ウエブの完全に凝固していな
い向かい合った2つの面を、食い込み領域で一体に融合
させ、それによって食い込み領域より下で更に融合させ
ることなく、食い込み領域から下方に移動する単一の連
続鋳造ストリップを形成することを特徴とする非鉄金属
ストリップの連続鋳造方法。 - 【請求項2】食い込み領域の最も狭い部分のドラム表面
間の間隙は、0.254mm(0.01インチ)乃至6.35mm(0.25
インチ)の範囲である特許請求の範囲第(1)項記載の
金属ストリップの連続鋳造方法。 - 【請求項3】出来上がりの融合ストリップに補強の目的
で入れるため、補強用ホイスカーを食い込み領域に導入
することを含む特許請求の範囲第(1)項又は第(2)
項記載の金属ストリップの連続鋳造方法。 - 【請求項4】融合ストリップを補強するために、前記ド
ラムの1つに向かって溶湯の流れる少なくとも一方の湯
だまりへ、補強用ホイスカーを導入することによって、
補強用ホイスカーを流れている非鉄金属溶湯へ導入する
ことを含む特許請求の範囲第(1)項記載の金属ストリ
ップの連続鋳造方法。 - 【請求項5】鋳造されている2つのウエブ間に他の材料
のウエブを積層するために、下方に移動している前記他
の材料のウエブを食い込み領域へ導入することを含む特
許請求の範囲第(1)項又は第(2)項記載の金属スト
リップの連続鋳造方法。 - 【請求項6】上方に回っている一方のドラム表面と接触
して第1の合せ材料層を上方に送り、この第1合せ材料
層に凝固しつつある金属の第1ウエブを連続的に鋳造
し、 上方に回っている他方のドラム表面と接触して第2の合
せ材料層を上方に送り、この第2合せ材料層を凝固しつ
つある金属の第2ウエブを連続的に鋳造し、 食い込み領域において2つの連続的に鋳造されたウエブ
を融合させて外側表面に前記合せ材料層をもつストリッ
プを形成することを特徴とする特許請求の範囲第(1)
項又は第(2)項に記載の金属ストリップの連続鋳造方
法。 - 【請求項7】単位時間あたりの溶湯の流入量を一定に保
ちながら、ドラムの回転速度を増大し、食い込み間隙を
減少させることにより、ドラム間の食い込み領域に流さ
れていく金属の厚さを減じ、又は他の方法として、 単位時間あたりの溶湯の流入量を一定に保ちながら、ド
ラムの回転速度を減少させ、食い込み間隙を増大させる
ことにより、食い込み領域に流されていく金属の厚さを
増大させる、特許請求の範囲第(1)項又は第(2)項
記載の金属ストリップの連続鋳造方法。 - 【請求項8】一組のドラム、 ドラムの表面間に食い込み領域を構成するため、それぞ
れの軸線を水平かつ平行にしてドラムを、狭い間隔で支
持しかつ該ドラムをその軸線のまわりに回転させるため
の支持装置、 食い込み領域において、各々のドラム表面が、下方へ向
って回る様に、該ドラムを、ほぼ同じ表面速度で反対方
向に回転させる駆動装置、 溶湯の凝固温度以下にドラムの表面温度を保つため、ド
ラムを冷却する装置、 上方へ向かって回転しているドラムの表面へ溶湯を送り
入れる装置とからなり、それにより凝固しつつある金属
の2つのウエブをドラムの回転表面上へ鋳造し、それら
が、食い込み領域の中へ下方に送られて1枚の帯状板に
融合され、さらに食い込み領域から下方へと、運ばれる
ことを特徴とする金属ストリップの連続鋳造装置。 - 【請求項9】ドラムは、中空で一端が開口しており、冷
却装置は中空ドラムの内面に向けて水スプレーを噴霧す
る水スプレーノズルを含み、水を蒸発させてドラムの表
面温度を、鋳造されている金属の凝固温度以下に維持す
る特許請求の範囲第(8)項記載の金属ストリップの連
続鋳造装置。 - 【請求項10】融合ストリップを含有させるため、補強
成分を、回転ドラム間の食い込み領域に送り込む装置を
有する、特許請求の範囲第(9)項記載の金属ストリッ
プ連続鋳造装置。 - 【請求項11】少くとも一方の回転ドラムの回っている
表面上に他の材料の少くとも1つのウエブを送る装置を
有し、前記他の材料のウエブ上に凝固しつつある金属の
少くとも1つのウエブを鋳造し、凝固しつつある金属の
2つのウエブを融合させて作られたストリップの外部に
前記他の材料のウエブを積層する、特許請求の範囲第
(8)項記載の金属ストリップの連続鋳造装置。 - 【請求項12】融合ストリップの厚みを検出するセンサ
ー装置、および 前記駆動装置の制御用の速度制御装置を有し、速度制御
装置は、前記センサー装置に応答し、融合ストリップの
厚みが、所望のものより薄い場合には、駆動装置の速度
を減じ、又、所望の厚みより厚い場合には、速度を増す
特許請求の範囲第(8)項、第(9)項、第(10)項又
は第(11)項記載の金属ストリップの連続鋳造装置。
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