JPH07314101A - 金属ストリップ連続鋳造方法及び装置 - Google Patents

金属ストリップ連続鋳造方法及び装置

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JPH07314101A
JPH07314101A JP7148181A JP14818195A JPH07314101A JP H07314101 A JPH07314101 A JP H07314101A JP 7148181 A JP7148181 A JP 7148181A JP 14818195 A JP14818195 A JP 14818195A JP H07314101 A JPH07314101 A JP H07314101A
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metal
sound wave
metal strip
acoustic
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JP7148181A
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Lazar Strezov
ストレッチョフ レイザー
John Freeman
フリーマン ジョン
Steve Osborn
オズボーン スティーブ
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BlueScope Steel Ltd
IHI Corp
Original Assignee
BHP Steel JLA Pty Ltd
Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
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Publication date
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    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
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    • B22D11/10—Supplying or treating molten metal
    • B22D11/11—Treating the molten metal
    • 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
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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
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
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  • Medicines Containing Plant Substances (AREA)
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  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 凝固速度を大幅に向上して、厚肉の金属スト
リップを製造したり、鋳造速度を速めたりすることがで
きるようにする。 【構成】 間にロール間隙を有する一対の鋳造ロール１
６と、鋳造ロール１６間のロール間隙に溶融金属を送給
してロール間隙の直上部に溶融金属溜め３０を形成する
金属供給ノズル１９と、互いに相反する方向へ鋳造ロー
ル１６を回転駆動してロール間隙から金属ストリップ２
０を下方へ引出させるロール駆動手段と、溶融金属の溶
融金属溜め３０に音波を当てることにより、溶融金属溜
め３０の溶融金属とロール１６の表面との間に相対的な
振動を発生させる音波当て手段１１１，１１２とを備え
ている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は金属ストリップ連続鋳造
方法及び装置にかかるものであり、特に、鉄系金属スト
リップの鋳造に関するが、これに限られるものではな
い。
【０００２】
【従来の技術】双ロール鋳造機で連続鋳造することによ
り金属ストリップを鋳造することが公知となっている。
双ロール鋳造機では、冷却され、相反する方向へ回転さ
れる一対の水平鋳造ロール間へ溶融金属を導くことによ
り、動いている鋳造ロールの表面に金属殻が凝固され、
凝固殻がロール間隙にて合体されて、ロール間隙から下
方へ引出され、金属ストリップが製造される。本明細書
では、「ロール間隙」という用語で、ロール同士が最も
近接する領域一般を指すものとする。そして、溶融金属
は、取鍋から小容器へと注がれ、そこからロール間隙の
上方に配置された金属供給ノズルを介して、ロール間隙
へと送られ、ロール間隙の直上部に位置するロール表面
部分に保持される溶融金属溜めを形成する。この溶融金
属溜めは、ロールの表面と、ロール端に対して摺動可能
に係合保持された側板又はサイドダムとの間に画成され
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記した双ロール鋳造
は、冷却によって急速に凝固する非鉄系金属にはある程
度の成功をおさめているが、鉄系金属の鋳造技術に適用
するにはいろいろ問題がある。一つの大きな問題とし
て、如何にしてロール表面上に金属を充分急速且つ均一
に冷却させるかということがある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、動いて
いる鋳型の表面と接触するよう溶融金属溜めを形成し
て、動いている鋳型の表面に溶融金属溜めの金属を凝固
させる金属ストリップ連続鋳造方法において、溶融金属
溜めに音波を当て、溶融金属溜めの溶融金属と鋳型表面
との間に相対的な振動を引き起こすことを特徴とする金
属ストリップ連続鋳造方法が提供される。
【０００５】より詳細には、本発明は、一対の鋳造ロー
ル間のロール間隙に、ロール間隙の上方に配した金属供
給ノズルを介して溶融金属を導入することにより、ロー
ル間隙の直上部にロールの表面によって保持される溶融
金属溜めを創り出し、鋳造ロールを回転させてロール間
隙から下方へ金属ストリップを引出す金属ストリップ連
続鋳造方法において、溶融金属溜めに音波を当て、溶融
金属溜めの溶融金属と鋳型表面との間に相対的な振動を
引き起こすことを特徴とする金属ストリップ連続鋳造方
法を提供する。
【０００６】本発明は、更に、間にロール間隙を形成す
る一対の鋳造ロールと、鋳造ロール間のロール間隙に溶
融金属を送給してロール間隙の直上部に鋳型表面に保持
される溶融金属溜めを形成する金属供給ノズルと、相反
する方向に鋳造ロールを回転駆動してロール間隙から金
属ストリップを下方へ引出すロール駆動手段と、溶融金
属の溶融金属溜めに音波を当て、それにより溶融金属溜
めの溶融金属とロールの表面との間の相対的な振動を引
き起こす音波当て手段とを備えたことを特徴とする金属
ストリップ連続鋳造装置を提供する。
【０００７】好ましくは、音波は、溶融金属溜めの自由
上面に当てる。
【０００８】音波は、音波発生器から音響カップリング
装置を介してロール表面の自由表面へと伝える。
【０００９】音波発生器を音響ラウドスピーカとし、カ
ップリングの系統を音響ラウドスピーカから溶融金属溜
め自由表面へと延びる中空チューブ又はダクトにより提
供することができる。チューブ又はダクトを、溶融金属
溜め表面の方へと拡径するホーン(horn)形状とすること
ができる。
【００１０】音波を溶融金属溜めの別々の領域に加える
ことができる。この場合、複数の音波発生器とそれら音
波発生器から溶融金属溜め表面の各領域に延びる別々の
音響カップリング装置とすることができる。詳細には、
一対の音波発生器と、それら音波発生器から金属供給ノ
ズルの両側に配した溶融金属溜め表面の領域へと延びる
対応する対の音響カップリング装置とすることができ
る。
【００１１】好ましくは、音波は、音速周波数範囲内の
波とする。例えば５０〜１０００Ｈｚの周波数範囲の波
とすることができる。
【００１２】好ましくは、音波は、範囲内の一広がりの
周波数にわたって加えられる。例えば、２００〜３００
Ｈｚの周波数をカバーする広域ノイズ信号として加える
ことができる。
【００１３】音波は１２５〜１５０ｄＢの範囲の音響強
度で伝えることができる。
【００１４】好ましくは、ロール表面は５ミクロン以下
の算術平均粗度（Ｒa）を有する。
【００１５】本発明により、出願人による先行国際出願
ＰＣＴ／ＡＵ９３／００５９３号で開示したのと同様
な、結果としての金属ストリップの表面粒構造精練化を
達成できる。従って、少なくとも４００核／ｍｍ2の核
形成密度をもつ金属ストリップを製造することが可能で
ある。
【００１６】鉄系金属ストリップ製造のための本発明に
よる典型的な方法では、核形成密度を６００〜７００核
／ｍｍ2の範囲にすることができる。
【００１７】
【作用】出願人による国際特許出願ＰＣＴ／ＡＵ９３／
００５９３号では、溶融金属溜めの溶融金属とロールの
表面との間に相対的な振動を加えると共に、ロール表面
にある程度の滑らかさを持たせることにより、ロールの
表面での金属冷却を劇的に改良できるいう進展について
記載している。特に、この明細書によれば、周波数と振
幅を選択した振動を加えることによって金属凝固工程に
全く新しい効果をもたらすことができるようになり、凝
固する溶融金属からの熱伝達を劇的に改良し、同一鋳造
速度で肉厚を非常に顕著に増加させるか、又は、同一肉
厚での鋳造速度を大幅に増加させることができるという
改良が得られるようになる。熱伝達が改良されるのは、
鋳造金属の表面構造が非常に顕著に精練されることと関
連がある。
【００１８】溶融金属溜めの溶融金属に音波を当てるこ
とにより、上記利点が得られるような溶融金属溜めの溶
融金属とロール表面との間の有効な相対的な振動を引き
起こすことができることを出願人は知見した。熱伝達を
増加させ凝固構造を精練化させることに関する利便な結
果は、非常に低出力レベルで音速域内の音波を当てるこ
とにより達成できる。
【００１９】以下の記述では、ロール表面の滑らかさの
量的尺度に言及する必要がある。出願人の実験作業に用
いられ、本発明の範囲を限定するのに有用な１つの特定
の尺度は、一般に記号Ｒaで示され算術平均粗度(Arithm
etical Mean Roughness value)として知られている標準
尺度である。この値は、プロフィールの中心線から測定
長さｌm以内の粗さプロフィールの全絶対距離の相加平
均値として定義される。プロフィールの中心線とは、そ
の線のまわりで粗さが測定される線であり、それとその
両側にあるプロフィール部分との間に含まれる面積の合
計が等しくなるよう粗さ−幅カットオフ(roughness-wid
th cut-off)の限度内でのプロフィールの全般の方向に
平行な線である。算術平均粗度は次のように定義でき
る。
【００２０】
【数１】
【００２１】
【実施例】本発明をより充分に説明するため、現在まで
に行われた実験作業の結果を添付図面を参照して説明す
る。
【００２２】図１は、４０×４０ｍｍの大きさの冷やし
たブロックを、双ロール鋳造機の溶融金属とロールとの
界面の状態を正確にシミュレートできるような速度で溶
融鋼の浴へと進めるようにした金属凝固試験道具を示し
ている。冷やしたブロックが溶融浴内を動くにつれて鋼
が冷やしたブロック上に凝固し、ブロックの表面に凝固
した鋼の層を造る。この層の厚みをその領域中の諸点で
計測することにより、凝固速度の変動を、従って、種々
の位置における熱伝達の有効速度をマッピングすること
ができる。従って、全体凝固速度を測定すること、並び
に、金属ストリップ全体にわたる個々の凝固速度をマッ
ピングすることが可能である。凝固速度は式
【数２】ｄ＝Ｋ√ｔ （但し、ｄは金属ストリップ厚、ｔは時間である）によ
り決められる因子Ｋによって全般に測定される。金属ス
トリップ表面の顕微鏡組織を調べて、凝固顕微鏡組織の
変化を、観測した熱伝達値の変化と互に関係付けること
も可能である。
【００２３】図１に示された実験装置を構成するインダ
クタ炉１は、不活性ガスであるアルゴンガス雰囲気中に
溶融金属２を収容する。全体を３で示した浸漬パドルが
取付けられたスライダ４は、任意の速度で溶融金属２内
に進めることができ、後で、コンピュータ制御したモー
タ５の作動により引込めることができる。
【００２４】浸漬パドル３を構成する鋼体６は、４０×
４０ｍｍ角で、１８ｍｍ厚の銅製の基質７を含む。それ
には基質７の温度上昇を監視する図示しない熱電対を計
装する。
【００２５】実験装置は更に、音波発生器８と、音波発
生器８からの音波を溶融金属２の表面へ送る音響カップ
リング装置９とで構成される。音波発生器８は電気信号
発生・増幅器１０からの電気的入力により音波をつくる
ことのできる標準的な音響ラウドスピーカである。実験
装置においては、音響カップリング装置９は単純な筒型
のもので、末端が炉内の溶融金属表面のすぐ上に位置す
る。溶融金属溜め表面への音波の伝わりは、炉内へ挿入
され、且つ、溶融金属溜めの表面に近くに配置された圧
力センサＰによって検出する。
【００２６】図１に示された実験装置で行われた試験に
より実証されたことは、金属凝固時に溶融金属に音波を
当てることにより、出願人による国際出願ＰＣＴ／ＡＵ
９３／００５９３号で既に開示しているような、移動す
る基質７へ機械的振動を加えることと同様に、熱伝達が
大いに高められた凝固金属の精細化粒構造を生み出すこ
とができることである。基質７に機械的振動を加える場
合と同様、ロール表面の表面粗さを減らして低Ｒa（算
術平均粗度）値を持たせるようにすれば効果が特に著し
い。
【００２７】図２は、溶融金属溜め表面に音波を当てた
場合と当てない場合における、滑らかな銅製の基質７上
に炭素鋼を凝固して得られる熱流束測定値を示す。これ
らの試験では、溶融金属は次の様な組成を有する炭素鋼
であった。 炭素 − ０．０６重量％ マンガン − ０．５重量％ 硅素 − ０．２５重量％ アルミニウム − ０．００２重量％
【００２８】溶融金属溜め表面に音波振動を加えること
により、特に凝固の初期段階において非常に顕著な熱流
束値の増加が生み出されたことがわかる。従って、凝固
速度が顕著に増加し、ストリップ鋳造機でより厚い金属
ストリップを、又はより速い速度での製造をすることが
できる。
【００２９】上記した試験では、１００〜３００Ｈｚに
わたる広い帯域の周波数を持つ音波が、溶融金属溜め表
面に対し、単位面積（１ｃｍ2）当り１Ｗ台の出力で放
射された。出力要件を最小にするためには音波を共鳴周
波数で当てることが望ましい。しかし、正確な共鳴周波
数を測定することは難しいし、いずれにしろ共鳴周波数
は溶融金属溜めの液位変化と共に変動するので、音速周
波数範囲、或いは、５０〜１０００Ｈｚの範囲の周波
数、或いは、２００〜３００Ｈｚの範囲の周波数などの
広帯域信号を伝えてシステムが適宜の周波数で共鳴し得
るようにする方が好ましい。
【００３０】音波振動を溶融金属に加えることによって
得られる熱流束値の増加は、凝固した鋼の粒構造の著し
い精細化にも関連していた。図３は音波振動を加えない
で製造された鋼見本の表面構造を示す顕微鏡写真であ
り、図４は音波を当てて製造された典型的な見本の表面
構造を示す顕微鏡写真である。音波を当てない場合、凝
固した鋼が著しい樹状構造の粗表面粒を有することがわ
かる。音波を当てることにより表面構造が劇的に精細化
して粒サイズがはるかに小さくなり、より質の密な構造
となる。より詳細には、表面構造は１ｍｍ2当り４００
核を越え、典型的には１ｍｍ2当り６００〜７００核台
の核形成密度を示す。
【００３１】図５は、炭素鋼の凝固を高めるための音響
出力要件を知るための実験結果を示している。この図
は、滑らかな銅製の基質７と、クロムをコーティングし
たＲa（算術平均粗度）値が０．０５の基質７とを用い
た多数の実験で、増幅器出力値を変えて、Ｋ値として特
定した凝固速度を描いている。凝固速度の増加が増幅器
の出力増加とともに得られるのがわかる。しかしなが
ら、発生可能な音響強度は一般に音響ラウドスピーカの
効率と能力によって制限される。音波は一般に１２５〜
１５０ｄＢの音響強度で伝えられる。
【００３２】出願人の先行する国際出願ＰＣＴ／ＡＵ９
３／０００５３号で開示したようなロール表面へ機械的
振動を加える場合と同様、ロール表面が粗過ぎると、凝
固組織の粒構造を精細化することや、凝固における熱流
束を高めることができないことがわかっている。ロール
表面には５ミクロン以下の算術平均粗度（Ｒa）を持た
すのが望ましい。Ｒa値が０．２ミクロン以下で最良の
結果が得られた。
【００３３】図６〜図１０は本発明に応じて作動可能な
双ロール連続鋳造機を示している。この鋳造装置は工場
床１２から立上がった主機械フレーム１１を有する。主
機械フレーム１１が支持する鋳造ロール台車１３はアセ
ンブリステーション１４と鋳造ステーション１５との間
を水平に移動可能である。鋳造ロール台車１３が担持す
る一対の平行な鋳造ロール（鋳型）１６には、鋳造時に
取鍋１７から分配器１８と金属供給ノズル１９とを介し
て溶融金属が供給されて溶融金属溜め３０を創り出す。
鋳造ロール１６は水冷されているので、動いているロー
ル表面（鋳型表面）１６Ａに凝固金属殻が形成され、凝
固金属殻がロール間隙で接合されて、ロール出口で金属
ストリップ２０が造られる。この金属ストリップ２０を
標準コイラ２１に送り、後に第２コイラ２２に送給する
ことができる。容器２３が鋳造ステーション１５に隣接
して主機械フレーム１１に取付けられているので、溶融
金属を分配装置の溢れ口２４を介して、又は金属ストリ
ップ２０の甚だしい変形等、鋳造作業時に重大な不都合
があった時には緊急プラグ２５を抜くことにより、容器
２３へと逃すことができる。
【００３４】鋳造ロール台車１３を構成する台車フレー
ム３１がホイール３２を介してレール３３に載り、レー
ル３３は主機械フレーム１１の一部に沿って延設されて
いるので、鋳造ロール台車１３全体がレール３３に移動
可能に載っていることになる。台車フレーム３１が担持
する対のロールクレードル３４に鋳造ロール１６が回転
可能に取付けられる。ロールクレードル３４は、相互に
係合した相補的な摺動部材３５，３６を介して台車フレ
ーム３１に取付けられ、油圧シリンダ装置３７，３８に
よって台車上を動いて鋳造ロール１６間隔を調節し、以
下で詳細に説明するような金属ストリップ２０を横切る
弱化線を形成する必要がある場合、鋳造ロール１６を急
速離反動させることができる。鋳造ロール台車１３全体
をレール３３に沿って移動させることができる複動油圧
ピストンシリンダ装置３９は鋳造ロール台車１３の駆動
ブラケット４０と主機械フレーム１１との間に接続され
て、鋳造ロール台車１３をアセンブリステーション１４
から鋳造ステーション１５へ、又その逆へ移動させるこ
とができるようになっている。
【００３５】鋳造ロール１６は、図示しない電動モータ
のロール駆動軸４１と台車フレーム３１上のトランスミ
ッションとを介して相反する方向に回転される。鋳造ロ
ール１６の銅製周壁に形成され縦方向に延び周方向に離
間した一連の水冷通路には、回転グランド４３を介して
水冷ホース４２に接続されたロール駆動軸４１内の水冷
導管からロール端を介し冷却水が供給される。鋳造ロー
ル１６の典型的な大きさは、径が約５００ｍｍで、幅が
２０００ｍｍの金属ストリップ２０をつくるために、長
さは２０００ｍｍまでにすることができる。
【００３６】取鍋１７はまったく在来の構成であって、
図示しない天井クレーンからヨーク４５を介して支持さ
れており、高温金属受けステーションから定位置へと移
すことができる。取鍋１７に取付けられたストッパロッ
ド４６をサーボシリンダで動かすことによって、溶融金
属を取鍋１７から出口ノズル４７と耐火シュラウド４８
とを介して分配器１８へと流すことができる。
【００３７】分配器１８も従来の構成であって、酸化マ
グネシウム（ＭｇＯ）等の耐火材で造られた広皿状のも
のである。分配器１８の一側は取鍋１７からの溶融金属
を受けられるようになっており、又、前記した溢れ口２
４と緊急プラグ２５とを備えている。分配器１８の他側
には縦方向に離間した一連の出口開口５２が備えられて
いる。分配器１８下部を担持する取付ブラケット５３は
分配器１８を台車フレーム３１に取付けるためのもので
あって、取付ブラケット５３に備えた開口で台車フレー
ム３１の位置合わせペグ５４を受けて分配器１８を正確
に位置決めするようになっている。
【００３８】金属供給ノズル１９はアルミナグラファイ
ト等の耐火材料で造られた細長体として形成され、下部
がテーパ状になっていて下方へ行くに従い内方へすぼま
っているので、鋳造ロール１６間隙に挿入できる。取付
ブラケット又は取付プレート６０が、金属供給ノズル１
９を台車フレーム３１で支持するために備えられ、金属
供給ノズル１９上部には外方に突出する側部フランジ５
５が形成されて取付ブラケット６０上に位置する。
【００３９】金属供給ノズル１９は一連の、水平に離間
し略上下に延びる流路を有し、鋳造ロール１６幅方向に
金属の適宜の低速放出流を生み出し、初期凝固の起きる
鋳造ロール１６表面に直接当てることなく溶融金属を鋳
造ロール１６間隙に送ることができる。若しくは、金属
供給ノズル１９を単一の長孔の形にして鋳造ロール１６
間隙に低速のカーテン状の溶融金属を直接送るようにし
てもよく、或いは、金属供給ノズル１９が溶融金属溜め
３０に浸ってもよい。
【００４０】溶融金属溜め３０は、鋳造ロール１６の端
部に設けられた一対の側部閉止板５６によって画成され
る。側部閉止板５６は、鋳造ロール台車１３が鋳造ステ
ーション１５にある時には、鋳造ロール１６の段付端５
７へ保持される。側部閉止板５６は窒化ホウ素等の強い
耐火材で造られ、鋳造ロール１６の段付端５７の曲面に
合ったスカロップ形状部８１を有する。側部閉止板５６
が取付けられる板ホルダ８２は、一対の油圧シリンダ装
置８３の作動により、鋳造ステーション１５において可
動となっており、側部閉止板５６が鋳造ロール１６の段
付端５７に係合されることにより、鋳造作業中に鋳造ロ
ール１６間に形成される溶融金属溜め３０の端部を閉止
する。
【００４１】そして、鋳造作業中において、ストッパロ
ッド４６を作動させて、溶融金属が取鍋１７から分配器
１８へと、そして金属供給ノズル１９を介して鋳造ロー
ル１６へと注がれるようにする。金属ストリップ２０の
クリーンな頭端がエプロンテーブル９６の作動により標
準コイラ２１の顎部へガイドされる。エプロンテーブル
９６は主機械フレーム１１上のピボット取付部９７から
吊り下げられており、油圧シリンダ装置９８の作動によ
り標準コイラ２１へ向けて揺動されるようになってい
る。ピストンシリンダ装置１０１によって作動される上
ストリップガイドフラップ９９に対してエプロンテーブ
ル９６が作動され、金属ストリップ２０は一対の縦サイ
ドロール１０２間に制限される。金属ストリップ２０の
先端が標準コイラ２１の顎部にガイドされたら、標準コ
イラ２１を回転させて金属ストリップ２０を巻付け、そ
の後、エプロンテーブル９６を逆方向へ旋回動させて非
作動位置へ戻して、標準コイラ２１に直接巻取られてい
る金属ストリップ２０から離させ、単に主機械フレーム
１１から吊り下げられている状態とする。金属ストリッ
プ２０は、後で第２コイラ２２へ送られて、鋳造装置か
ら運び出される最終巻取品となる。
【００４２】図６〜図１０に示した鋳造機に対し、本発
明では、音波当て手段として、一対の音波発生器１１１
と、それに関連して音波を金属供給ノズル１９の両側の
溶融金属溜め３０の自由表面に伝える溶融金属溜め音響
カップリング装置１１２とを取付けて作動させるように
する。音響カップリング装置１１２は、分配器１８の底
部に取付けられるか又は組付けられる一対のホーン形状
をしており、取付プレート又は取付ブラケット６０と結
合して音波を溶融金属溜め３０の自由表面に伝える。音
波発生器１１１は標準の音響スピーカの形状をしていて
もよく、音響カップリング装置１１２が、略丸い又は四
角な入口端から金属供給ノズル１９の各側に１つずつあ
る溶融金属溜め３０の略全長に延びる幅広だが狭い出口
端へと末広がり状となるようにすることができる。音波
発生器１１１には、図示しない増幅器を介して適宜の電
気信号を所望の周波数及び出力で供給することができ
る。
【００４３】取付プレート又は取付ブラケット６０の長
孔１１３は溶融金属溜め３０の略全長に亘って延びる連
続した細長孔であってもよいし、溶融金属溜め３０に沿
って離間した２列の長孔となるよう構成してもよい。何
れの場合も、金属供給ノズル１９の各側に配したロール
表面１６Ａの凝固域に、側部閉止板５６間の溶融金属溜
め３０の略全長にわたって音波が加えられる。
【００４４】尚、上述した装置は、単に例示のために示
したものに過ぎず、本発明がこの特定の装置の使用、即
ち、双ロール鋳造に限定されるものではないことは勿論
である。本発明は例えば、単ロール鋳造機や移動ベルト
鋳造機に当てはめることができる。従って、添付した請
求の範囲内に多数の修飾例や改変例が含まれると理解す
べきである。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の金属スト
リップ連続鋳造方法及び装置によれば、凝固速度を大幅
に向上して、厚肉の金属ストリップを製造したり、鋳造
速度を速めたりすることができるという優れた効果を奏
し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】溶融金属溜め表面に音波を当てた場合の双ロー
ル鋳造機をシミュレートした状態で金属凝固速度を測定
する実験装置を示す概略側面図である。
【図２】溶融金属溜め表面に音波を当てた場合と当てな
い場合に実験的に得られる熱流束値を示すグラフであ
る。
【図３】図２のデータを引出した金属凝固実験で得られ
た凝固表面金属の粗表面を示す顕微鏡写真である。
【図４】図２のデータを引出した金属凝固実験で得られ
た凝固表面金属の精練化表面を示す顕微鏡写真である。
【図５】異なる音響出力で音波を当てた、異なる粗度の
基質から得られた凝固定数を示すグラフである。
【図６】本発明により作動可能な連続ストリップ鋳造機
の平面図である。
【図７】図６で示したストリップ鋳造機の側部立面図で
ある。
【図８】図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ矢視図である。
【図９】図６のＩＸ−ＩＸ矢視図である。
【図１０】図６のＸ−Ｘ矢視図である。
【符号の説明】
１６ 鋳造ロール（鋳型） １６Ａ ロール表面（鋳型表面） １９ 金属供給ノズル ２０ 金属ストリップ ２３ 容器 ３０ 溶融金属溜め ６０ 取付プレート又は取付ブラケット １１１ 音波発生器（音波当て手段） １１２ 音響カップリング装置（音波当て手
段） １１３ 長孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 レイザー ストレッチョフ オーストラリア ニュー サウス ウェー ルズ 2289 アダムスタウン ハイツ マ リン ストリート ７ (72)発明者 ジョン フリーマン オーストラリア ニュー サウス ウェー ルズ 2290 カヒバー レマナ プレイス ７ (72)発明者 スティーブ オズボーン オーストラリア ニュー サウス ウェー ルズ 2290 ホワイトブリッジ ウォーリ アン ロード 25

Claims (31)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 動いている鋳型の表面と接触するよう溶
    融金属溜めを形成して、動いている鋳型の表面に溶融金
    属溜めの金属を凝固させる金属ストリップ連続鋳造方法
    において、溶融金属溜めに音波を当て、溶融金属溜めの
    溶融金属と鋳型表面との間に相対的な振動を引き起こす
    ことを特徴とする金属ストリップ連続鋳造方法。
  2. 【請求項２】 溶融金属溜めの自由上面に音波を当てる
    請求項１記載の金属ストリップ連続鋳造方法。
  3. 【請求項３】 音波発生器から音響カップリング装置を
    介して鋳型表面の自由表面へと音波を伝える請求項２記
    載の金属ストリップ連続鋳造方法。
  4. 【請求項４】 音波発生器として音響ラウドスピーカを
    用い、音響カップリング装置として音響ラウドスピーカ
    から溶融金属溜めの自由表面へと延びる中空チューブ又
    はダクトを用いて音波を伝える請求項３記載の金属スト
    リップ連続鋳造方法。
  5. 【請求項５】 溶融金属溜めの表面へと拡径するホーン
    形状の中空チューブ又はダクトを用いて音波を伝える請
    求項４記載の金属ストリップ連続鋳造方法。
  6. 【請求項６】 音速周波数範囲内の音波を当てる請求項
    １〜５のいずれか記載の金属ストリップ連続鋳造方法。
  7. 【請求項７】 ５０〜１０００Ｈｚの周波数範囲の音波
    を当てる請求項６記載の金属ストリップ連続鋳造方法。
  8. 【請求項８】 ２００〜３００Ｈｚの周波数をカバーす
    る広帯域ノイズ信号として音波を当てる請求項７記載の
    金属ストリップ連続鋳造方法。
  9. 【請求項９】 １２５〜１５０ｄＢの範囲の音響強度で
    音波を伝える請求項１〜８のいずれか記載の金属ストリ
    ップ連続鋳造方法。
  10. 【請求項１０】 鋳型表面の算術平均粗度（Ｒa）を５
    ミクロン以下とする請求項１〜９のいずれか記載の金属
    ストリップ連続鋳造方法。
  11. 【請求項１１】 一対の鋳造ロール間のロール間隙に、
    ロール間隙の上方に配した金属供給ノズルを介して溶融
    金属を導入することにより、ロール間隙の直上部にロー
    ルの表面によって保持される溶融金属溜めを創り出し、
    鋳造ロールを回転させてロール間隙から下方へ金属スト
    リップを引出す金属ストリップ連続鋳造方法において、
    溶融金属溜めに音波を当て、溶融金属溜めの溶融金属と
    鋳型表面との間に相対的な振動を引き起こすことを特徴
    とする金属ストリップ連続鋳造方法。
  12. 【請求項１２】 溶融金属溜めの自由上面に音波を当て
    る請求項１１記載の金属ストリップ連続鋳造方法。
  13. 【請求項１３】 音波発生器から音響カップリング装置
    を介して鋳型表面の自由表面へと音波を伝える請求項１
    ２記載の金属ストリップ連続鋳造方法。
  14. 【請求項１４】 音波発生器として音響ラウドスピーカ
    を用い、音響カップリング装置として音響ラウドスピー
    カから溶融金属溜めの自由表面へと延びる中空チューブ
    又はダクトを用いて音波を伝える請求項１３記載の金属
    ストリップ連続鋳造方法。
  15. 【請求項１５】 溶融金属溜めの表面へと拡径するホー
    ン形状の中空チューブ又はダクトを用いて音波を伝える
    請求項１４記載の金属ストリップ連続鋳造方法。
  16. 【請求項１６】 複数の音波発生器と、各音波発生器か
    ら溶融金属溜め表面の各領域へ延びる別々の音響カップ
    リング装置とにより、音波を溶融金属溜め表面の別々の
    領域に当てる請求項１３〜１５のいずれか記載の金属ス
    トリップ連続鋳造方法。
  17. 【請求項１７】 一対の音波発生器と、各音波発生器か
    ら金属供給ノズルの両側に配した溶融金属溜め表面の領
    域へと延びる対応する対の音響カップリング装置とを用
    いて音波を伝える請求項１６記載の金属ストリップ連続
    鋳造方法。
  18. 【請求項１８】 音速周波数範囲内の音波を当てる請求
    項１１〜１７のいずれか記載の金属ストリップ連続鋳造
    方法。
  19. 【請求項１９】 ５０〜１０００Ｈｚの周波数範囲の音
    波を当てる請求項１８記載の金属ストリップ連続鋳造方
    法。
  20. 【請求項２０】 ２００〜３００Ｈｚの周波数をカバー
    する広帯域ノイズ信号として音波を当てる請求項１９記
    載の金属ストリップ連続鋳造方法。
  21. 【請求項２１】 １２５〜１５０ｄＢの範囲の音響強度
    で音波を伝える請求項１１〜２０のいずれか記載の金属
    ストリップ連続鋳造方法。
  22. 【請求項２２】 ロール表面の算術平均粗度（Ｒa）を
    ５ミクロン以下とする請求項１１〜２１のいずれか記載
    の金属ストリップ連続鋳造方法。
  23. 【請求項２３】 溶融金属を、ロールの鋳型表面上の、
    少なくとも１ｍｍ2当り４００核の核形成密度で離間し
    た核形成位置で凝固させる、請求項１１〜２２のいずれ
    か記載の金属ストリップ連続鋳造方法。
  24. 【請求項２４】 核形成密度を１ｍｍ2当り６００〜７
    ００核の範囲とする請求項２３記載の金属ストリップ連
    続鋳造方法。
  25. 【請求項２５】 間にロール間隙を形成する一対の鋳造
    ロールと、鋳造ロール間のロール間隙に溶融金属を送給
    してロール間隙の直上部に鋳型表面に保持される溶融金
    属溜めを形成する金属供給ノズルと、相反する方向に鋳
    造ロールを回転駆動してロール間隙から金属ストリップ
    を下方へ引出すロール駆動手段と、溶融金属の溶融金属
    溜めに音波を当て、それにより溶融金属溜めの溶融金属
    とロールの表面との間の相対的な振動を引き起こす音波
    当て手段とを備えたことを特徴とする金属ストリップ連
    続鋳造装置。
  26. 【請求項２６】 音波当て手段が音波発生器と、音波発
    生器と溶融金属溜めの自由表面との間に音響を伝達させ
    る音響カップリング装置とからなる請求項２５記載の金
    属ストリップ連続鋳造装置。
  27. 【請求項２７】 音波発生器が音響ラウドスピーカであ
    り、音響カップリング装置が、音響ラウドスピーカから
    溶融金属溜め自由表面へと延びる中空ダクトである請求
    項２６記載の金属ストリップ連続鋳造装置。
  28. 【請求項２８】 ダクトを、溶融金属溜めの表面へと拡
    径するホーン形状に形成した請求項２７記載の金属スト
    リップ連続鋳造装置。
  29. 【請求項２９】 一対の音波発生器と、各音波発生器か
    ら金属供給ノズルの両側に配した溶融金属溜め表面の領
    域へと延びる対応する対の音響カップリング装置とを備
    えた請求項２７又は２８記載の金属ストリップ連続鋳造
    装置。
  30. 【請求項３０】 ５０〜１００Ｈｚの周波数範囲の音波
    を発生可能な音波当て手段を設けた請求項２５〜２９記
    載の金属ストリップ連続鋳造装置。
  31. 【請求項３１】 鋳造ロールの鋳型表面を、５ミクロン
    以下の算術平均粗度（Ｒa）に形成した請求項２５〜３
    ０のいずれか記載の金属ストリップ連続鋳造装置。
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