JPS6238071B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明の目的は、ロール間においてストリツプ
を鋳造する機械の作動パラメータを制御調整して
付着の防止と最高生産性の達成とを可能にする方
法を得るにある。

当業者は、連続ストリツプを溶融金属から直接
製造するために使用されるロール式移動鋳型鋳造
機を熟知している。ストリツプの幅は、数メート
ルに達することができ、ストリツプの厚さは、１
センチメートルに近い。

これらの機械は、原則として次のものを有す
る。すなわち、一方において、金属の流出方向に
見て順次に、金属を液体状態に保持する炉と、金
属のレベルと流量とを制御する装置を装備した循
環シユートと、その出口端部に長方形横断面の開
口部を有する金属分配ノズルとから成る液体金属
供給装置と、他方において、それらの軸が平行で
あり且つ所要のストリツプ厚さに従い相互から若
干距離だけ離れている２つのロールから成る冷却
圧延装置とである。ロールは、それらの端部の
各々に軸線方向円筒形延長部または軸を具備し、
前記の軸線方向円筒形延長部または軸は、支持腕
金に形成された開口部の中にあるジヤーナル軸受
または締付け装置を装備し且つ機械の枠を形成す
る２つの垂直柱と一体化した軸受により係合され
る。ロールは、内側に管装置を具備し、冷却流体
は、前記管装置に沿つて循環する。ロールは、め
すおすソケツトにより電動機に結合され、前記電
動機は、ロール反対回転運動を与えつつロールを
駆動する。これらのロールの外表面に対しては、
適当な噴霧装置により潤滑材が定期的に吹き付け
られる。

これらの２つの装置は、ノズルの出口断面がロ
ールの軸と平行であり且つ「出口平面」と呼ばれ
るこれらの軸を通る平面からある距離だけ離れて
位置するように、相互に対して位置決めされる。

機械の作動時においては、ノズルにより分配さ
れた金属は、ノズルの出口断面平面とロールの出
口平面との間に包含された円の弧に沿つたロール
間の何も存在しない空間を満たす。

金属は、ロールの作用により冷却して、ノズル
の出口断面平面から一般的にマーシユ・デプス
（marsh depth）と呼ばれる距離だけ離れて位置
したいくらか粘性の結晶・液体混合物の存在のお
かげにより、マーシユ（marsh）と呼ばれる位置
において凝固を始める。金属は、その後完全に凝
固し、漸進的に限定された空間の中をロールの出
口平面へ向かつて運搬され、前記の漸進的に限定
された空間の中において圧延力を受ける。金属
が、ストリツプの形態でロール間の空間を通過脱
出する時、前記圧延力は、金属をしだいに所要の
厚さにする。ロール間の空間を脱出した金属スト
リツプは、巻き上げ機により巻き取られる。

このストリツプは、その後異なる機械的処理お
よび（または）熱処理を受け、例えば薄板のよう
な製品となる。前記製品の抵抗、降伏強さ、伸
び、かたさ等の機械的性質は、鋳造機から出たス
トリツプの品質に部分的に依存する可能性があ
る。

従つて、ストリツプ鋳造作業の開始時から終了
時まで良好な品質を保持するように努力すること
が重要である。この目的を達成するためには、機
械がその最高速度で作動される時においてさえ
も、この種の結果を得るために最も好ましい条件
の下で機械を作動させることが必要である。

良好な品質は、鋳割れおよび亀裂またはロール
の出口における湯漏れのような欠陥が存在しない
ことを要求する。特願昭56−135385号は、この要
求を満たすことを可能にする制御調整法を開示し
ている。前記制御調整法においては、以下のもの
が作動パラメータとして使用されている。すなわ
ち、圧延力と、ストリツプを動かすために必要な
全トルクと、ストリツプの出口における温度とで
ある。しかし、この種の１つの方法は、ロールと
鋳造製品との間に起こり、ロールの出口平面を越
えて持続して、ストリツプに相当な欠陥を発生さ
せ、往々にしてストリツプを不良品として廃棄す
ることを必要にする付着現象を考慮していない。

この付着の原因は、鋳造速度とロールへ吹き付
けられる潤滑材の流量とに同時に関連している。
要するに、付着傾向は、速度がある程度以上にな
るとより一層重大になることが、立証されてい
る。いうまでもなく、この傾向を防止するために
潤滑材の流量を増加させることは可能である。し
かし、当業者は、過度の潤滑は、鋳造金属とロー
ルの表面との間の熱交換をそこなう危険があり、
且つ、湯漏れを起こさせる危険があることを知つ
ている。従つて、機械の速度を減少させて機械の
生産性を低下させることが必要となる。このた
め、機械が付着を防止しつつその最高速度で作動
できるようにする潤滑材流量と鋳造速度との最適
条件を見出す必要がある。これらの条件を確定的
に一定に固定するという着想が得られ得るが、こ
れらの条件は安定しておらず、時間の経過ととも
に変化する。何故ならば、これらの条件は、完全
且つ連続的な調整制御が困難であり、それらのあ
るものは完全且つ連続的な調整制御が不可能であ
る、液体金属の均質性と温度とレベルおよびロー
ル表面の温度と状態のような多数の変因子に依存
するからである。

さらに、作動因子の起こり得る変動がどのよう
なものであつても付着を防止するために、鋳造機
は、通常、それらの能力よりも明らかに下の速度
で作動される。

本発明者は、この理由により、鋳造機の作動パ
ラメータを制御調整して最高生産性を保持しつつ
付着の防止を可能にする方法を研究し完成した。

全トルクではなくストリツプを動かすためにロ
ールの一方または他方に加えられるトルクがパラ
メータとして使用されるこの方法は、トルク測定
値の変動の周波数が永続的に基準周波数と比較さ
れることを特徴とする。変動周波数が基準周波数
よりも大きい時には、変動周波数が、再び基準周
波数よりも小さくなりこの状態に一定の時間とど
まるまで、機械の鋳造速度の減少および（また
は）潤滑材流量の増加が実施され、その後、鋳造
速度は、変動周波数が基準周波数よりも小さくあ
り続ける間は増加される。

このように、本発明による方法は、まず最初
に、ストリツプを動かすためにロールの一方また
は他方に加えられるトルクを作動パラメータと考
えることのみから成る。このパラメータを使用す
る理由は、ストリツプがロールの一方に付着する
と、トルクのほとんどすべては、付着が起つてい
ない時には２つのロールの間にほとんど均等に分
配されている全トルクに対して実質的に影響を与
えることなく、反対側のロールにより支持される
という事実にある。このように、付着の発生に対
応する突然の変動を検出するためには、これらの
トルクの一方または他方を考察すれば充分であ
る。しかし、これらの条件の下においては、本方
法は、現象の迅速な検出と、ストリツプに欠陥が
発生することを防止せずどうしてもストリツプの
部分的廃棄という結果を招来する現象を抑圧する
ことを目的とした干渉とに限定されると思われる
かも知れない。

要するに、本方法は、付着を予知することと、
欠陥が明らかになる前においてさえも反作用を行
なう装置を得ることとを目的とする。

これは、ストリツプの状態にとつて有害な付着
が形成される前に、ロールの一方の母線の両側の
きわめて小さい区域に限定され且つストリツプの
品質に干渉しない微小付着が最初に起こり、その
後ただちに剥離が起こり、さらに新しい微小付着
が起こり、これらが相次いで連続して、一般的に
ロールが１回または数回回転したのちに全面的付
着が起こることを示す本出願人の観察により可能
となつた。従つて、前記微小付着を感知して前記
微小付着の全面化を予防することができるはずで
ある。ここにおいて再び、本出願人は、正常作動
中には、ロールの一方において測定されたトルク
値は、20秒〜30秒程度の長期間にわたり変動する
が、微小付着が現われると、この期間は相当減少
して１秒よりも小さい値となることを示した。

従つて、微小付着を感知するためには、変動期
間のこの減少を検出してこの減少を１秒程度の基
準期間と比較するか、または、期間は周波数の逆
数であるので、周波数を測定要素として使用して
周波数を１ヘルツ程度の周波数と比較すれば充分
である。

実際には、これは、例えばロールのめすおすソ
ケツトまたは機械の軸の１つに位置決めされた伸
び計が発生する電気信号をコンデンサを使用して
周波数ろ過することにより達成された。しかし、
周波数計または他の任意の適当な装置からの指示
を使用してもよい。正常作動時においては、ろ過
された信号は、ほとんど一定であり、変動周波数
が１ヘルツよりも小さい時には零である。他方、
微小付着が現われるやいなや、ろ過された信号
は、０値から相当偏移し、ある周波数で振動す
る。これに対し、ロールの駆動電動機の強さの変
動、従つて全トルクの変動は、測定できない。

このように、まさに形成されようとしている欠
陥の事前警告が行なわれれば、欠陥の形成を防止
し得るはずである。この目的のため、鋳造速度の
減少および（または）潤滑材流量の増加が実施さ
れる。

速度は、例えば、ロール駆動用電動機の連続供
給電圧に対して作用することにより減少される。
潤滑材流量は、例えば、入口弁の異なる調整によ
り修正される。この干渉は、トルク変動周波数が
基準周波数よりも大きいことを示す信号の検出の
のちただちに実施されず、この信号が約５秒間そ
のままにとどまつたのちに実施される。これは、
起こる可能性があり且つ付着現象と関係のないあ
る作動パラメータの過渡変動に起因する一過性増
加を防止するためである。

機械の作動条件をこのように修正すると、付着
を示す信号が持続するか、または反対に、指示信
号が消滅する。前者の場合には、速度の減少およ
び（または）潤滑材流量の増加を再び実施する。
後者の場合には、１分から２、３分程度の一定の
安定時間ののちに速度を再び増加させて、変動周
波数が基準周波数よりも小さくあり続ける間は速
度を増加させることができる。

機械の速度は、漸進的にかまたは決定された持
続時間の段階を経て増減させてよい。

すなわち、速度は、５分よりも短い期間の間に
減少の直前の瞬間におけるその値の15％よりも小
さい量だけ減少させてよい。

同様に、速度は、５分よりも短い期間の間に増
加の直前の瞬間におけるその値の10％よりも小さ
い量だけ増加させてよい。

潤滑材の流量は、微小付着が現われた時におけ
るその値の５％から15％までだけ増加させてよ
い。

以下の異なる機能、すなわち、伸び計が送り出
す信号の分析と、機械の速度または潤滑条件に関
する前記信号の使用とは、コンピユータ形計算
機、またはミニコンピユータ形計算機、またはマ
イクロプロセツサ形計算機、または従来形のプロ
グラム化可能な自動計算機により遂行される。

供給ノズル１が装着されていることが分る一形
式の機械を示す単一図面により、本発明はより一
層よく理解されよう。液体金属は、供給ノズル１
を通過して２つのロール２，２′の間へ進入す
る。２つのロール２，２′の軸３，４は、柱７と
一体化した軸受５，６により支持される。２つの
ロール２，２′の表面は、弁９，９′から潤滑材の
供給を受ける分配器８，８′の列により潤滑され
る。冷却と圧延とののちに、金属は、ストリツプ
１０の形態で機械から出る。ストリツプ１０は、
１１において巻かれる。ロール２，２′は、電動
機１２により反対回転運動するように駆動され
る。

ロール２，２′の一方におけるトルク測定値
は、伸び計１３により検出される。この測定値
は、計算機１４へ伝送される。そして、計算機１
４は、１５において供給電流の電圧を修正して電
動機１２の速度を制御し、１６，１６′において
弁９，９′により潤滑材の分配器８，８′の列への
進入を制御する。

以下に記述する実施例により、本発明の使用法
を例証する。パーキン・エルマー1620ミニコンピ
ユータを装備したスキヤル・ジヤンボ3C形機械
によつて、その組成がアルミニウム協会発行「ア
ルミニウム圧延製品規格」に記載されている1235
合金を、毎分1.30ｍの速度と毎時4.54Kg（10）
の潤滑材流量とを使用して、厚さ８mmのストリツ
プの形態に鋳造する。機械の速度と潤滑材を進入
させる弁とは、コンピユータにより制御されない
ので、下ロールに加わるトルクは、軸に取り付け
られた伸び計により永続的に測定され、信号は、
電子装置へ伝送され、前記電子装置は、トルク変
動を直接検出することを可能にし、且つ、前記信
号を電子的にろ過してそれらの周波数が１ヘルツ
よりも大きい信号のみを保持することを可能にす
る。ろ過の前の信号の記録は、30秒程度の期間の
トルクの平均値の両側の変動を示し、ろ過された
信号の指示器は、零にとどまる。

鋳造作業が10分間継続したのちに、それらの周
波数が３ヘルツに近いトルク測定値の変動の増加
が認められ、ろ過された信号の指示器は、零から
偏移する。この現象は、２秒間継続し、その後、
指示器は、零へ戻つて、機械が再び正常条件下で
作動していることを示す。同じ現象が、２、３分
後に再び起こり、10秒間継続して再び消滅する。
この種の混乱が４回起こつたのちに、トルク測定
値は突然増加し、全面的付着が発生する。

ストリツプを廃棄したのちに、前と同じ作動条
件が、再び得られる。すなわち、毎分1.3ｍの鋳
造速度と毎時4.54Kg（10）の潤滑材流量とが、
再び得られる。そして、機械の速度と潤滑材を進
入させる弁とは、本発明によるミニコンピユータ
を使用して、ろ過された信号の指示の制御の下に
置かれる。15分の作業時間ののち、３ヘルツに近
いトルク測定値の変動周波数が検出される。する
と、潤滑材流量は、毎時4.994Kg（11）へ自動
的に増加され、鋳造速度は、毎分0.05ｍだけ減少
される。２、３秒ののちに、変動周波数は、再び
正常となり、ろ過された信号は、零となる。これ
らの条件下における５分の作動時間ののち、速度
は、再び漸進的に増加されて毎分1.4ｍとなり、
鋳造作業は、この速度で続けられるが、この場
合、数時間の鋳造時間が経過したのちにおいてさ
えも、新しい微小付着は起こらない。

本発明による方法は、ストリツプのロールへの
付着を防止し機械の作動を最高生産性条件下に保
持することが望ましいすべての場合に、ロール間
における金属の連続鋳造に使用される。

追加の関係 本発明は特許第1344660号（特公昭61−7143号
公報）のロール間のストリツプの連続鋳造を行な
う機械のロールに加えられるトルク、ストリツプ
がジヤーナルに加える応力及びロールを離れる時
のストリツプの温度のいづれか１つを作動パラメ
ータとして監視し制御する方法の発明のうちロー
ルに加えられるトルクを作動パラメータとして制
御調整し防着の防止と最適生産性の達成を可能に
する方法の発明である。

【図面の簡単な説明】

添付図面は、一形式の機械を示す単一図面であ
る。 ２……ロール、２′……ロール、１０……スト
リツプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ストリツプを動かすためにロールの一方また
   は他方に加えられるトルクがパラメータとして使
   用される、ロール間においてストリツプを連続鋳
   造する機械の作動パラメータを制御調整してスト
   リツプがロールに付着することを防止し、かつ最
   適生産性を達成すること可能にする方法におい
   て、前記トルクの瞬間値と、該瞬間の直前の時間
   帯における該トルクの平均値との間の偏差を常時
   計測しておき、トルク測定値の変動の周波数が永
   続的に基準周波数と比較され、変動周波数が基準
   周波数よりも大きい時には、変動周波数が再び基
   準周波数よりも小さくなりこの状態に一定の時間
   とどまるまで機械の鋳造速度の減少および（また
   は）ロールの外表面に対する潤滑材流量の増加が
   実施され、その後鋳造速度は変動周波数が基準周
   波数よりも小さくあり続ける間は増加されること
   を特徴とする、ストリツプを動かすためにロール
   の一方または他方に加えられるトルクがパラメー
   タとして使用される、ロール間においてストリツ
   プを連続鋳造する機械の作動パラメータを制御調
   整して付着の防止と最適生産性の達成とを可能に
   する方法。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の方法におい
   て、変動周波数が５秒間にわたり基準周波数より
   も大きい時にのみ速度の減少および（または）潤
   滑材流量の増加が実施されることを特徴とする方
   法。 ３ 特許請求の範囲第１項に記載の方法におい
   て、変動周波数が少なくとも１分間にわたり基準
   周波数よりも小さくあり続けた時には鋳造速度が
   増加されることを特徴とする方法。 ４ 特許請求の範囲第１項に記載の方法におい
   て、基準周波数は１ヘルツ程度であることを特徴
   とする方法。 ５ 特許請求の範囲第１項に記載の方法におい
   て、鋳造速度は階段状に減少されることを特徴と
   する方法。 ６ 特許請求の範囲第１項に記載の方法におい
   て、鋳造速度は各段階において直前の瞬間におけ
   る速度の値の15％よりも小さい量だけ減少される
   ことを特徴とする方法。 ７ 特許請求の範囲第１項に記載の方法におい
   て、各速度減少段階は５分よりも小さい時間だけ
   継続することを特徴とする方法。 ８ 特許請求の範囲第１項に記載の方法におい
   て、速度は階段状に増加されることを特徴とする
   方法。 ９ 特許請求の範囲第１項に記載の方法におい
   て、鋳造速度は各段階において増加の直前の瞬間
   におけるその値の10％よりも小さい量だけ増加さ
   れることを特徴とする方法。 １０ 特許請求の範囲第１項に記載の方法におい
   て、各速度増加段階は５分よりも小さい時間だけ
   継続することを特徴とする方法。 １１ 特許請求の範囲第１項に記載の方法におい
   て、潤滑材の平均流量はその当初値の５％から15
   ％までだけ増加されることを特徴とする方法。