JP5120382B2 - 双ベルト式鋳造機及び連続スラブ鋳造方法 - Google Patents

Description

本発明は、鋳造スラブを連続的に鋳造する双ベルト式鋳造機及び連続スラブ鋳造方法に関する。

アルミニウムやアルミニウム合金などからなる鋳造スラブ製品（以下、スラブという）を連続的に製造する装置として双ベルト式鋳造機が知られている。図１７は、従来の双ベルト式鋳造機を示した図であって、（ａ）は、側面図、（ｂ）は、キャビティーの下流側を示した拡大図である。

図１７に示すように、従来の双ベルト式鋳造機１は、上下に相対峙する一対の回転ベルト部３，３の間にアルミニウム合金溶湯などの金属溶湯を流し込み、スラブＳを連続的に鋳造する装置である（例えば、文献１及び文献２参照）。
具体的には、双ベルト式鋳造機１は、エンドレスベルト２を備えて上下に対峙する一対の回転ベルト部３，３と、この一対の回転ベルト部３，３の間に形成されるキャビティー４と、回転ベルト部３の内部に設けられた図示しない冷却手段と、を備えている。下側の回転ベルト部３に係る下側エンドレスベルト２ａは、薄い金属板からなり、離間して配置された駆動ローラ５ａとサポートローラ６ａとに掛け回されている。一方、上側の回転ベルト部３に係る上側エンドレスベルト２ｂは、薄い金属板からなり、離間して配置された駆動ローラ５ｂとサポートローラ６ｂとに掛け回されている。駆動ローラ５ａを、時計回りに回転させるとともに、駆動ローラ５ｂを、反時計回りに回転させると、スラブＳが鋳造方向の下流側に連続的に押し出されるようになる。

図示しない冷却手段は、例えば冷却水を噴出するノズル等を備えており、エンドレスベルト２の裏面に冷却水等を供給して、キャビティー４内で成形されるスラブＳを冷却するように形成されている。

溶融金属は、上流側に設けられたインジェクター７等によって供給され、キャビティー４内を移動するエンドレスベルト２と略同一の速度で移動するとともに、エンドレスベルト２に熱を放出しながら冷却凝固し下流側からピンチローラ８等に挟持されてスラブＳとして引き抜かれる。なお、スラブＳのうち、完全に凝固していない状態の鋳塊を以下、インゴットＳともいう。

文献１．特表２００４−５０５７７４号公報
文献２．国際公開第２００７／１０４１５６号パンフレット

従来の双ベルト式鋳造機１によると、双ベルト式鋳造機１から引き抜かれるスラブＳが鋳造方向に波打つ現象、いわゆる歪みが発生するという問題がある。
この波打ち現象の原因の一つとして、上下に相対峙する一対の下側エンドレスベルト２ａと、上側エンドレスベルト２ｂ間におけるスラブ冷却の不均衡が考えられる。即ち、図１７の（ｂ）に示すように、インゴットＳは、キャビティー４の上流側においては、インゴットＳの上面及び下面ともそれぞれ下側エンドレスベルト２ａ及び上側エンドレスベルト２ｂと接触しているが、下流側に向かうにつれて凝固収縮が発生するため板厚が減少する。図１７の（ｂ）に示す従来例においては、キャビティー４の下流側において、インゴットＳの上面と、上側エンドレスベルト２ｂとが距離Ｋｂだけ離間している。これにより、インゴットＳの下面と下側エンドレスベルト２ａとの距離と、インゴットＳの上面と上側エンドレスベルト２ｂとの距離とが不均衡となり、スラブ冷却の不均衡を招来する。

このようなスラブ冷却の不均衡によってインゴットＳの波打ち現象が起こると、キャビティー４内におけるインゴットＳが波打つため、その振動がメニスカス部分にまで伝播することにより、鋳造されたスラブＳの表面欠陥を発生させるという問題があった。また、スラブＳの幅方向の温度分布の不均衡が顕著になり板厚プロファイルが悪化する可能性が高かった。さらに、鋳造方向の温度分布が周期的に変化するため、双ベルト式鋳造機１の下流側に設置されるスキンパス圧延機、巻き取り機等との周期を制御するのが困難となっていた。

このような観点から本発明は、上下に配置された一対のエンドレスベルトにおけるスラブ冷却の不均衡を解消する双ベルト式鋳造機を提供することを課題とする。また、本発明は、上下に配置された一対のエンドレスベルトにおけるスラブ冷却の不均衡を解消する連続スラブ鋳造方法を提供することを課題とする。

このような課題を解決する本発明に係る双ベルト式鋳造機は、エンドレスベルトを備え上下に対峙する一対の回転ベルト部と、この一対の前記回転ベルト部の間に形成されるキャビティーと、前記回転ベルト部の内部に設けられた冷却手段とを備え、前記キャビティー内に金属溶湯が供給されて連続的にスラブを鋳造する双ベルト式鋳造機であって、上下に対峙する一対の前記回転ベルト部の少なくとも一方の内部に、前記スラブと前記エンドレスベルトとが離間する部分に応じて、前記エンドレスベルトを前記スラブから離間又は近接させる距離調節手段を備え、前記冷却手段は、筐体内に設置されるとともに、前記エンドレスベルトを内側から支持する支持部を備えた複数のノズルを有し、前記距離調節手段は、前記ノズルを昇降させる昇降手段を有し、前記ノズルの前記支持部には、前記エンドレスベルトに開口して前記冷却媒体が流出される貫通孔が形成されていることを特徴とする。

かかる構成によれば、スラブが凝固収縮して板厚が薄くなったとしても、下側のエンドレスベルトとスラブの下面との距離及び上側のエンドレスベルトとスラブの上面との距離を調節することができるため、スラブ冷却の不均衡を解消することができる。さらに、ノズルから流出した冷却媒体がエンドレスベルトを冷却するとともに、ノズルの支持部で支持されたエンドレスベルトを昇降手段で昇降させることでスラブとエンドレスベルトとの距離を調節することができる。

また、本発明に係る前記昇降手段は、前記ノズルの一端側に設けられたシリンダと、このシリンダ内を摺動するピストンと、このピストンと前記ノズルとを連結するピストンロッドとを備え、圧力を利用して昇降させることが好ましい。かかる構成によれば、比較的簡易な構成で昇降手段を構成することができる。

また、本発明に係る前記ピストンロッドは、その内部に中空部を備え、前記ノズルに前記冷却媒体を供給することが好ましい。かかる構成によれば、ピストンロッドを介して冷却媒体を供給することで少ない部品点数で冷却手段を構成することができる。

また、本発明に係る前記昇降手段は、複数の前記ノズルに亘って取り付けられる連結棒と、前記連結棒の近傍に設けられたシリンダと、このシリンダ内を摺動するピストンと、このピストンと前記連結棒とを連結するピストンロッドとを備え、圧力を利用して前記ノズルを昇降させることが好ましい。

かかる構成によれば、複数のノズルを連結する連結棒を有するため、複数のノズルを一括して昇降させてエンドレスベルトとスラブとの距離を調節することができる。これにより、簡易な構成で精度の高い距離調節を行うことができる。

また、本発明に係る前記昇降手段は、前記ノズルの内部に設置されこのノズルを前記エンドレスベルト側に付勢する弾性部材と、複数の前記ノズルの近傍に亘って配置されるスライド棒と、前記ノズルに形成された係合部とを有し、前記スライド棒が前記ノズルに対して横方向に相対的にスライド移動することにより、前記スライド棒の長手方向に亘って所定の間隔で突出する凸部と、この凸部に対応する前記係合部とが係合して、前記ノズルが下降することが好ましい。

かかる構成によれば、スライド棒をスライド移動させることで、複数のノズルを一括して昇降させてエンドレスベルトとスラブとの距離を調節することができる。これにより、簡易な構成で精度の高い距離調節を行うことができる。

また、本発明に係る前記スライド棒は、送りねじによってスライド移動されることが好ましい。かかる構成によれば、簡易な構成でスライド棒をスライド移動させることができる。

また、本発明に係る前記筐体の外壁に前記スライド棒を通す挿通孔を設け、前記挿通孔と前記スライド棒との隙間にＯリングを設けることが好ましい。かかる構成によれば、筐体内を確実に密閉することができる。

また、本発明に係る距離調節手段は、前記スラブの幅方向において、前記エンドレスベルトの一部を前記スラブから離間又は近接させることが好ましい。かかる構成によればスラブの幅方向において、下側のエンドレスベルトとスラブの下面との距離及び上側のエンドレスベルトとスラブの上面との距離の不均衡が生じていたとしても、それぞれの距離を調節することができるため、スラブ冷却の不均衡を解消することができる。

また、本発明は、一対のエンドレスベルトを上下に対峙させて形成されたキャビティー内に、金属溶湯を供給して連続的にスラブを鋳造する連続スラブ鋳造方法であって、前記エンドレスベルトを内側から支持する支持部を備えるとともに前記エンドレスベルトに開口して冷却媒体が流出される貫通孔を備えた複数のノズルを、前記スラブと前記エンドレスベルトとが離間する部分に応じて昇降させることにより、一対の前記エンドレスベルトの少なくとも一方を前記スラブから離間又は近接させることを特徴とする。

かかる構成によれば、スラブが凝固収縮して板厚が薄くなったとしても、下側のエンドレスベルトとスラブの下面の距離と、上側のエンドレスベルトとスラブの上面の距離とを調節することができるため、スラブ冷却の不均衡を解消することができる。

また、本発明は、鋳造中に有効キャビティー長を調節しながら前記スラブを鋳造することが好ましい。かかる構成によれば、スラブを冷却する範囲を適宜調節して所望の性質を備えたスラブを鋳造することができる。

本発明に係る双ベルト式鋳造機によれば、上下に配置された一対のエンドレスベルトにおけるスラブ冷却の不均衡を解消することでスラブの歪の発生を防止することができる。また、本発明に係る連続スラブ鋳造方法によれば、上下に配置された一対のエンドレスベルトにおけるスラブ冷却の不均衡を解消することで歪の少ないスラブを製造することができる。

第一実施形態に係る連続スラブ鋳造方法を示したキャビティーの下流側の拡大図である。 第二実施形態に係る連続スラブ鋳造方法を示したキャビティーの下流側の拡大図であって、（ａ）は、通常時、（ｂ）は、上昇時を示す。 第三実施形態に係る双ベルト式鋳造機を示した側面図である。 第三実施形態に係る冷却手段を示した平面図である。 第三実施形態に係る水供給用ノズルを示した斜視図である。 第三実施形態に係る昇降手段を示した図であって、（ａ）は、上昇時、（ｂ）は、下降時を示す。 第三実施形態に係るスライド棒の一方の端部側を示した正面図である。 第三実施形態に係るキャビティーの下流側において、エンドレスベルトの離間状態を示した側面図である（図４のＩ−Ｉ線矢視方向）。 第四実施形態に係るキャビティーの下流側において、エンドレスベルトの離間状態を示した側面図である。 昇降手段の第一変形例を示した側断面図であって、（ａ）は、ノズル上昇時、（ｂ）は、ノズル下降時を示す。 昇降手段の第一変形例を示した正面図である。 昇降手段の第二変形例を示した側断面図であって、（ａ）は、ノズル上昇時、（ｂ）は、ノズル下降時を示す。 昇降手段の第三変形例を示した側断面図であって、（ａ）は、ノズル上昇時、（ｂ）は、ノズル下降時を示す。 昇降手段の第四変形例を示した側断面図であって、（ａ）は、ノズル上昇時、（ｂ）は、ノズル下降時を示す。 第五実施形態に係る双ベルト式鋳造機を示した側面図である。 第五実施形態に係るキャビティーの下流側を示した拡大図である。 従来の双ベルト式鋳造機を示した図であって、（ａ）は、側面図、（ｂ）は、キャビティーの下流側を示した拡大図である。

符号の説明

１ 双ベルト式鋳造機
２ エンドレスベルト
２ａ 下側エンドレスベルト
２ｂ 上側エンドレスベルト
３ 回転ベルト部
４ キャビティー
５ａ 駆動ローラ
５ｂ 駆動ローラ
６ａ サポートローラ
６ｂ サポートローラ
７ インジェクター
１０ 冷却手段
１１ 昇降手段（距離調節手段）
１２ 水供給用ノズル
１３ 冷却タンク
１４ 水供給管
１４ｂ 水供給管
２１ 貫通孔
２４ 係合部
３１ 弾性部材
３２ スライド棒
３２ｂ 凸部
６２ シリンダ
６３ ピストン
６３ａ 中空部
６４ ピストンロッド
８１ Ｏリング
８２ 送りねじ
９０ 電磁石（距離調節手段）
Ｌ 離間部分
Ｓ スラブ（インゴット）
Ｑ 筐体

本発明の実施形態の説明においては、まず、連続スラブ鋳造方法における説明を行った後、双ベルト式鋳造機の詳細な構成について説明する。連続スラブ鋳造方法に用いる双ベルト式鋳造機の概略の構成は、図１７に示した双ベルト式鋳造機１と略同等であるため詳細な説明は省略する。なお、本説明に用いる図面は、説明を分かりやすくするため、鉛直方向と水平方向の縮尺を適宜変更して示している。

［第一実施形態］
第一実施形態に係る連続スラブ鋳造方法は、図１に示すように、下側エンドレスベルト２ａの一部を下方（下側エンドレスベルト２ａの内側方向）に移動させたことを特徴とする。図１は、第一実施形態に係る連続スラブ鋳造方法を示したキャビティーの下流側の拡大図である。なお、図面において、上下方向、鋳造方向上流側及び下流側は、図１の矢印にしたがう。

本実施形態に係る連続スラブ鋳造方法では、図１に示すように、インゴットＳの上面と上側エンドレスベルト２ｂが離間する部分Ｌにおいて、下側エンドレスベルト２ａを、上流側でインゴットＳと下側エンドレスベルト２ａとが接触している高さ位置よりも相対的に下降させる。これにより、スラブ冷却の不均衡を解消することができる。

なお、下側エンドレスベルト２ａの移動距離は、インゴットＳの上面から上側エンドレスベルト２ｂまでの距離Ｋｂと、インゴットＳの下面から下側エンドレスベルト２ａまでの距離Ｋａとが略同等となるのが好ましい。距離Ｋａと距離Ｋｂとが略同等となることで、インゴットＳの上面と下面とのスラブ冷却の均衡を図ることができる。

ここで、インゴットＳの上面と上側エンドレスベルト２ｂとが離間する部分Ｌ（以下、離間部分Ｌともいう）とは、インゴットＳが凝固収縮により板厚が減少し始める開始位置Ｌ１から、キャビティー４の終端Ｌ２までの範囲をいう。下側エンドレスベルト２ａを下降させる部分は、離間部分Ｌの全長に亘って行うのが好ましいが、離間部分Ｌの一部であってもよい。なお、下側エンドレスベルト２ａを下降させる距離調節手段の構造については後記する。

［第二実施形態］
第二実施形態に係る連続スラブ鋳造方法は、図２に示すように、上側エンドレスベルト２ｂの一部を上方（上側エンドレスベルト２ｂの内側方向）に移動させた点で第一実施形態と相違する。図２は、第二実施形態に係る連続スラブ鋳造方法を示したキャビティーの下流側の拡大図であって、（ａ）は、通常時、（ｂ）は、上昇時を示す。

例えば、図２の（ａ）に示すように、上側の回転ベルト部３内に設置された図示しない冷却手段の冷却温度を、下側の回転ベルト部３内に設置された図示しない冷却手段の冷却温度よりも低くした場合、インゴットＳの凝固収縮により板厚が減少し、インゴットＳの下面と、下側エンドレスベルト２ａとが離間する可能性がある。

このような場合には、図２の（ｂ）に示すように、インゴットＳの下面と下側エンドレスベルト２ａとが離間する離間部分Ｌにおいて、上側エンドレスベルト２ｂを、上流側でインゴットＳと上側エンドレスベルト２ｂとが接触している高さ位置よりも相対的に上昇させる。これにより、スラブ冷却の不均衡を解消することができる。

なお、上側エンドレスベルト２ｂの移動距離は、インゴットＳの下面から下側エンドレスベルト２ａまでの距離Ｋａと、インゴットＳの上面から上側エンドレスベルト２ｂまでの距離Ｋｂとが略同等となるのが好ましい。これにより、距離Ｋａと距離Ｋｂとが略同等となるため、インゴットＳの上面と下面とのスラブ冷却の均衡を図ることができる。

また、第一実施形態及び第二実施形態においてはインゴットＳからエンドレスベルト２を離間させたが、これに限定されるものではなく、後記する距離調節手段によってインゴットＳにエンドレスベルト２を近接させて、距離の均衡を図ってもよい。

［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態に係る双ベルト式鋳造機１の構成について詳細に説明する。図３は、第三実施形態に係る双ベルト式鋳造機を示した側面図である。図４は、第三実施形態に係る冷却手段を示した平面図である。図５は、第三実施形態に係る水供給用ノズルを示した斜視図である。図６は、第三実施形態に係る昇降手段を示した図であって、（ａ）は、上昇時、（ｂ）は、下降時を示す。図７は、第三実施形態に係るスライド棒の一方の端部側を示した正面図である。図８は、第三実施形態に係るキャビティーの下流側において、エンドレスベルトの離間状態を示した側面図である。

本実施形態に係る双ベルト式鋳造機１は、図３に示すように、上流側に金属溶湯を供給するインジェクター７が設置されており、下流側に鋳造されたスラブＳを所定の位置で挟持する一対のピンチローラ８が設置されている。即ち、双ベルト式鋳造機１は、インジェクター７から供給された金属溶湯をキャビティー４の中で冷却・成形し、凝固したスラブＳを下流側に連続的に引き出して製造するものである。
より詳しくは、双ベルト式鋳造機１は、エンドレスベルト２を備えて上下に対峙する一対の回転ベルト部３，３と、この一対の回転ベルト部３，３の間に形成されるキャビティー４と、回転ベルト部３の内部に設けられた冷却手段１０及び距離調節手段である昇降手段１１とを主に備えている。

一対の回転ベルト部３，３のうち、下側の回転ベルト部３に係る下側エンドレスベルト２ａは薄い金属板からなり、離間して配置された駆動ローラ５ａとサポートローラ６ａとに掛け回されている。
一方、上側の回転ベルト部３に係る上側エンドレスベルト２ｂは、薄い金属板からなり離間して配置された駆動ローラ５ｂとサポートローラ６ｂとに掛け回されている。駆動ローラ５ａを、時計回りに回転させるとともに、駆動ローラ５ｂを、反時計回りに回転させると、スラブＳが鋳造方向の下流側に連続的に押し出されるようになる。

冷却手段１０及び昇降手段１１は、図３に示すように、一対のエンドレスベルト２の内部（内周側）にそれぞれ配置されるとともに、筐体Ｑによって包囲されている。上側の冷却手段１０及び昇降手段１１は、下側の冷却手段１０及び昇降手段１１と配置の向き以外は同等であるため、説明においては下側の冷却手段１０及び昇降手段１１を用いる。

冷却手段１０は、図３乃至図６に示すように、下側エンドレスベルト２ａの裏面から冷却媒体である冷却水を流出させてインゴットＳを冷却させるものである。冷却手段１０は、本実施形態においては、冷却水を流出する複数のノズル（水供給用ノズル１２）と、冷却水を貯蔵する冷却タンク１３（図７参照）と、冷却タンク１３に冷却水を供給する図示しないポンプと、冷却タンク１３と水供給用ノズル１２とを連結する水供給管１４ｂとを主に有する。

水供給用ノズル１２は、下側エンドレスベルト２ａの裏面に微細な隙間をあけて配置されており、冷却水を流出させて下側エンドレスベルト２ａを冷却するとともに、下側エンドレスベルト２ａを支持する役割を果たす。水供給用ノズル１２は、図４に示すように、本実施形態においては、平面視円形を呈し、千鳥状に配置されている。

水供給用ノズル１２は、図５及び図６に示すように、冷却タンクに連通するとともに、冷却タンクの上基板１３ａから突出した水供給管１４ｂの上部を覆うように設置されている。水供給用ノズル１２は、本体部２２と、本体部２２の上部に形成された支持部２３と、本体部２２の下部に形成された係合部２４とを有する。水供給用ノズル１２の本体部２２は、筒状を呈する。本体部２２は、その内周が、水供給管１４ｂの上部の外周に接触していて、水供給管１４ｂに対して相対的に上下方向に摺動するように形成されている。

支持部２３は、図５及び図６に示すように、下側エンドレスベルト２ａの裏面に微細な隙間をあけて対向し、冷却水を介して下側エンドレスベルト２ａを支持する役割を果たす。また、支持部２３の中央には、下側エンドレスベルト２ａに向けて開口し、水供給管１４ｂに連通する貫通孔２１を備えている。

係合部２４は、後記するスライド棒３２と係合する部位である。係合部２４は、本体部２２の外周面から外側に向けて凸設されており、本実施形態においては、円環状に形成されている。係合部２４の形状は、限定されるものではなく、スライド棒３２の位置やスライド棒３２の凸部３２ｂの形状等によって適宜設定すればよい。

隣り合う水供給用ノズル１２は、図４乃至図６に示すように、支持部２３の上面が面一になるとともに、隣り合う支持部２３同士が微細な隙間をあけて千鳥状に配置されている。また、図４に示すように、隣り合う支持部２３同士が対向する位置の下方には、排水孔２５が形成されている。排水孔２５は、冷却タンクを貫通する図示しない排水管に接続されている。排水管は、冷却タンクの下方に設置された図示しないポンプに連結されており、排水を再度冷却水として循環できるように形成されている。

即ち、図示しないポンプによって冷却タンク内に供給された冷却水は、水供給管１４ｂ及び本体部２２を介して貫通孔２１から下側エンドレスベルト２ａの裏面に向かって流出する。貫通孔２１から流出した冷却水は、下側エンドレスベルト２ａを冷却した後、排水として隣り合う水供給用ノズル１２，１２の隙間から排水孔２５及び排水管に流れ込み、図示しないポンプへと導かれる。

このように水供給用ノズル１２が、千鳥状に配置されることにより、冷却水が流出する貫通孔２１を緻密に配置することができるため、きめ細かな冷却を行うことができる。
ここで、複数の水供給用ノズル１２の幅方向における並びを「列」とする。本実施形態では、複数の水供給用ノズル１２からなる列を幅方向に互い違いに配置して、例えば１７列（図４においては９列）配置している。複数の水供給用ノズル１２からなるノズルの列を何列設けるかは、キャビティー４の長さに応じて適宜設定すればよい。

また、図示しない冷却ポンプ又は冷却タンクに冷却水の温度を調節する公知の温度調節手段を備えてもよい。これにより、必要に応じて冷却水の温度を調節して冷却速度を変更することができる。

昇降手段１１は、水供給用ノズル１２を昇降させる役割を果たす。昇降手段１１は、本実施形態においては、図６の（ａ）に示すように、水供給用ノズル１２の内部に設置された弾性部材３１と、水供給用ノズル１２の列ごとに配置されるスライド棒３２と、スライド棒３２の浮き上がりを抑える抑え具３３とを有する。

弾性部材３１は、水供給用ノズル１２の内部に設置されており、水供給用ノズル１２を水供給管１４ｂに対して相対的に上方（スラブ側方向）に付勢する役割を果たす。弾性部材３１は、本実施形態においては、リング状のゴム部材を用いており、当該ゴム部材の下面が水供給管１４ｂの上端に当接されるとともに、ゴム部材の上面が支持部２３の裏面に当接されている。弾性部材３１は、本実施形態においてはゴム部材を用いているが、これに限定されるものではなく、例えばコイルスプリングなどを用いてもよい。

スライド棒３２は、図４に示すように、幅方向に隣り合う複数の水供給用ノズル１２に亘って、列ごとに配置される棒状の部材であって、幅方向にスライド移動することで、複数の水供給用ノズル１２を一括して下降させる部材である。スライド棒３２は、図５及び図６の（ａ）に示すように、隣り合う水供給用ノズル１２の係合部２４の直上に延設される軸部３２ａと、軸部３２ａに所定の間隔で下方に向けて突設された凸部３２ｂとを有する。凸部３２ｂは、軸部３２ａの下面から下方に向かって突出形成されており、隣り合う水供給用ノズル１２の間隔と略同等の間隔を開けて配設されている。凸部３２ｂは、本実施形態においては、断面視台形で形成されている。なお、凸部３２ｂの高さ（軸部３２ａの下面から凸部３２ｂの下端までの距離）は、水供給用ノズル１２の下降距離と等しくなることから、所望の下降距離に合わせて適宜設定すればよい。

抑え具３３は、図５及図６に示すように、スライド棒３２の浮き上がりを防止するための部材であって、本実施形態においては、逆Ｌ字状を呈する部材である。抑え具３３は、略鉛直に形成された鉛直部３３ａと、鉛直部３３ａの上端から鉛直部３３ａに対して垂直に張り出した張出し部３３ｂとからなる。鉛直部３３ａの下端は、冷却タンクの上基板１３ａの上面に固定されている。水供給用ノズル１２は、弾性部材３１により上方に向けて付勢されているため、張出し部３３ｂの下面は、スライド棒３２の上面と常に当接するように形成されている。抑え具３３は、本実施形態においては、このように形成したが、スライド棒３２の浮き上がりを防止する構造であれば、他の形態であってもよい。

次に、図４及び図７を用いて筐体Ｑの構成について説明する。筐体Ｑは、冷却手段１０及び昇降手段１１を包囲して形成されている。筐体Ｑの一方の外壁Ｑａには、スライド棒３２が挿通される挿通孔８３が形成されている。外壁Ｑａに形成された挿通孔８３とスライド棒３２との隙間にＯリング８１が形成されている。Ｏリング８１によって、筐体Ｑ内を確実に密閉することができる。

スライド棒３２の端部には、送りねじ８２が取り付けられており、スライド棒３２が所定の範囲で水平にスライド移動するように形成されている。送りねじ８２のスライド距離は、本実施形態においては、隣り合う水供給用ノズル１２，１２間距離の略半分の距離に設定されている。送りねじ８２は、本実施形態においては、図示しない制御装置に接続されており、この制御装置から送られる信号に基づいて、単数又は複数のスライド棒３２が幅方向にスライド移動（往復移動）するように形成されている。

次に、本実施形態にかかる双ベルト式鋳造機１の昇降手段１１の動作について説明する。
昇降手段１１は、図６に示すように、スライド棒３２のスライド移動によって水供給用ノズル１２を下方（下側エンドレスベルト２ａの内側方向）へ押し下げる。即ち、通常の状態では、図６の（ａ）に示すように、スライド棒３２の凸部３２ｂは、隣り合う水供給用ノズル１２，１２の間に配置されている。

水供給用ノズル１２を下降させる場合は、送りねじ８２（図７参照）を稼動させて、スライド棒３２を水平方向にスライド移動させる。これにより、図６の（ｂ）に示すように、凸部３２ｂの高さ分だけ係合部２４が下方に押し下げられ、水供給用ノズル１２がスライド棒３２の高さ位置よりも相対的に下降する。

一方、水供給用ノズル１２を上昇させる場合は、水供給用ノズル１２が下降した状態で、送りねじ８２を稼動させてスライド棒３２を水平方向にスライド移動させる。これにより、凸部３２ｂが隣り合う水供給用ノズル１２，１２の間に配置されるため、水供給用ノズル１２が弾性部材３１によって上方に押し上げられ、スライド棒３２の高さ位置よりも相対的に上昇する。なお、本実施形態においては、凸部３２ｂの形状を断面視台形に形成しているため、台形の斜辺と係合部２４が摺動することにより水供給用ノズル１２をスムーズに昇降させることができる。

次に、図８を用いて下側エンドレスベルト２ａの昇降の動作について説明する。
本実施形態においては、上側の冷却手段１０と下側の冷却手段１０の冷却温度は、略同等に設定しており、インゴットＳの凝固収縮によって、インゴットＳの板厚が減少し、インゴットＳの上面と上側エンドレスベルト２ｂの間に距離Ｋｂの隙間が形成される。したがって、本実施形態においては、離間部分Ｌにおいて、下側エンドレスベルト２ａのみを下降させればよい。ちなみに、インゴットＳの板厚の減少率は、約１．５〜２．０％程度である。
インゴットＳの上面と上側エンドレスベルト２ｂとが離間する離間部分Ｌは、本実施形態においては、インゴットＳが凝固収縮により板厚が減少し始める開始位置Ｌ１から最も下流側に配置された水供給用ノズル１２の終端Ｌ２までに設定する。

図示しない制御装置によって、下側エンドレスベルト２ａ内に配設された水供給用ノズル１２のうち、離間部分Ｌに対応する送りねじ８２（図７参照）に信号を送り、該当するスライド棒３２を幅方向にスライド移動させる。これにより、離間部分Ｌ内における水供給用ノズル１２が距離Ｋａだけ下降する。即ち、下側エンドレスベルト２ａ内に配設された水供給用ノズル１２の下降に伴って、それと同じ距離だけ下側エンドレスベルト２ａも下降する。

以上説明した双ベルト式鋳造機１によれば、インゴットＳの上面から上側エンドレスベルト２ｂまでの距離Ｋｂと、インゴットＳの下面から下側エンドレスベルト２ａまでの距離Ｋａとを略同等に形成することができる。これにより、インゴットＳの上面及び下面におけるスラブ冷却の不均衡を解消することができるため、スラブＳの歪みを抑制し、スラブＳの質を向上させることができる。
また、スラブＳの歪みを解消することができるため、その歪みによる振動がメニスカス部分にまで伝播する可能性が低くなり、表面欠陥の発生を防止することができる。また、双ベルト式鋳造機１の下流側に設置されるスキンパス圧延機、巻き取り機等を好適に行うことができる。

また、スライド棒３２を用いて幅方向に配置された複数の水供給用ノズル１２を列ごとに昇降させることができるため、設定した離間部分Ｌに応じて適宜対応する複数の水供給用ノズル１２を一括して下降させることができる。これにより、昇降作業の効率を高めることができる。また、離間部分Ｌに応じて該当するスライド棒３２を適宜スライド移動させることで、有効キャビティー長を変更しながら作業を行うことができる。

［第四実施形態］
次に、図９を用いて上側エンドレスベルトを昇降させる第四実施形態について説明する。図９は、第四実施形態に係るキャビティーの下流側において、エンドレスベルトの離間状態を示した側面図である。
第三実施形態においては、上側の冷却手段１０と下側の冷却手段１０の冷却温度は、略同等に設定したが、第四実施形態においては、上側の冷却手段１０の冷却温度を下げる点で第三実施形態と相違する。このような場合には、図２に示すように、インゴットＳの下面と下側エンドレスベルト２ａの間に距離Ｋａで隙間が形成される。

したがって、第四実施形態においては、離間部分Ｌにおいて、上側エンドレスベルト２ｂのみを上昇（上側エンドレスベルト２ｂの内側方向に向けて移動）させればよい。上側エンドレスベルト２ｂ内に配設された複数の水供給用ノズル１２の上昇に伴って、それと同じ距離だけ上側エンドレスベルト２ｂも上昇する。上側エンドレスベルト２ｂの昇降の構造については、下側エンドレスベルト２ａと略同等であるため、説明を省略する。

ここで、前記した第三実施形態及び第四実施形態に係る昇降手段１１は、水供給用ノズル１２の内部に設置された弾性部材３１と、スライド棒３２等によって構成されたが、これに限定されるものではなく他の形態であってもよい。以下に、昇降手段の変形例について示す。

［第一変形例］
図１０は、昇降手段の第一変形例を示した側断面図であって、（ａ）は、ノズル上昇時、（ｂ）は、ノズル下降時を示す。図１１は、昇降手段の第一変形例を示した正面図である。
第一変形例に示す昇降手段４０は、ピストン機構を備えたことを特徴とする。即ち、昇降手段４０は、隣接する複数の水供給用ノズル１２に亘って取り付けられる連結棒４１と、この連結棒４１の下方に設けられたシリンダ４２と、このシリンダ４２内を摺動するピストン４３と、ピストン４３と連結棒４１とを連結するピストンロッド４４とを備えている。昇降手段４０は、シリンダ４２の底面にスペースをあけて冷却タンクの上基板１３ａの上面に載置されている。

連結棒４１は、図１０及び図１１に示すように、双ベルト式鋳造機１の幅方向に隣り合う水供給用ノズル１２，１２・・・に亘って取り付けられる断面矩形の棒状の部材である。連結棒４１は、ピストン機構によって複数の水供給用ノズル１２を列ごとに一括して昇降させる役割を果たす。連結棒４１の下面は、ピストンロッド４４の上端に当接している。連結棒４１の下面のうち、ピストンロッド４４から幅方向に突出している鍔部４１ａは、水供給用ノズル１２の係合部２４に係合されている。

水供給用ノズル１２は、第三実施形態と同様に、水供給管１４の上部に上下方向に摺動可能に挿通されている。水供給用ノズル１２の内部には、弾性部材３１が設置されている。弾性部材３１は、リング状のゴム部材を用いており、その下端が水供給管１４に当接され、上端が水供給用ノズル１２の支持部２３の裏側に当接されている。弾性部材３１は、水供給管１４に対して水供給用ノズル１２を相対的に上方に付勢している。

シリンダ４２は、略円柱形状を呈する部材であって、その内部をピストン４３が上下方向に摺動するように形成されている。ピストン４３は、シリンダ４２の内部の体積よりも小さく形成されており、ピストン４３の上部とシリンダ４２との間には、第一圧縮室４６が形成され、ピストン４３の下部とシリンダ４２との間には第二圧縮室４７が形成されている。シリンダ４２の側壁には、第一圧縮室４６に連通する孔４６ａが形成されており、シリンダ４２の底面には、第二圧縮室４７に連通する孔４７ａが形成されている。

かかる昇降手段４０によれば、第一圧縮室４６及び第二圧縮室４７に相互に圧力を付与又は除去することで、ピストン４３及びピストンロッド４４が昇降する。即ち、水供給用ノズル１２を下降させる場合は、図１０の（ｂ）に示すように、第一圧縮室４６に圧力を付与し、第二圧縮室４７から圧力を除去することで、ピストン４３及びピストンロッド４４が下降する。これに伴い、連結棒４１に係合する水供給用ノズル１２の係合部２４が押し下げられるため、水供給用ノズル１２を下降させることができる。

一方、水供給用ノズル１２を上昇させる場合は、第二圧縮室４７に圧力を付与し、第一圧縮室４６から圧力を除去することで、ピストン４３及びピストンロッド４４が上昇する。これに伴い、水供給用ノズル１２の内部に設置された弾性部材３１の付勢によって、水供給用ノズル１２が上方（スラブ側方向）に押し上げられるため、水供給用ノズル１２を上昇させることができる。
なお、第一圧縮室４６及び第二圧縮室４７に付与する圧力は、油圧、空気圧、水圧等の種別を問うものではない。また、昇降手段４０は、図示しない制御装置に接続し、離間部分Ｌ（図８参照）に応じて適宜該当する連結棒４１が昇降するように形成するのが好ましい。

［第二変形例］
図１２は、昇降手段の第二変形例を示した側断面図であって、（ａ）は、ノズル上昇時、（ｂ）は、ノズル下降時を示す。第二変形例に係る昇降手段５０は、第二圧縮室４７に伸縮部材５１を設置した点で、第一変形例と相違する。即ち、伸縮部材５１は、例えばコイルスプリングからなり、その上端がピストン４３の下面に当接され、下端がシリンダ４２の底部に当接されており、上方に向けて付勢して形成されている。伸縮部材５１は、本実施形態においてはコイルスプリングを用いたが、他の伸縮部材を用いてもよい。昇降手段５０は、伸縮部材５１以外の構成は、第一変形例と略同等であるため、詳細な説明は省略する。

かかる昇降手段５０によれば、水供給用ノズル１２を下降させる場合は、図１２の（ｂ）に示すように、第一圧縮室４６に圧力を付与し、ピストン４３及びピストンロッド４４を下降させる。これにより、水供給用ノズル１２を下降させることができる。一方、水供給用ノズル１２を上昇させる場合は、図１２の（ａ）に示すように、第一圧縮室４６から圧力を除去することで、伸縮部材５１の付勢によってピストン４３及びピストンロッド４４が上昇するとともに、弾性部材３１の付勢により水供給用ノズル１２を上昇させることができる。

［第三変形例］
図１３は、昇降手段の第三変形例を示した側断面図であって、（ａ）は、ノズル上昇時、（ｂ）は、ノズル下降時を示す。第三変形例に示す昇降手段６０は、ピストン機構を冷却タンク１３の内部に設置し、ピストンロッド６４を介して冷却水を供給することを特徴とする。

昇降手段６０は、水供給用ノズル１２の下方において、冷却タンク１３の内部に設けられたシリンダ６２と、このシリンダ６２内を摺動するピストン６３と、冷却水を水供給用ノズル１２に供給するとともにピストン６３と水供給用ノズル１２とを連結するピストンロッド６４とを備えている。

シリンダ６２は、略円柱形状を呈する部材であって、冷却タンク１３の下基板１３ｂから上基板１３ａに亘って形成されており、その内部をピストン６３が上下方向に摺動するように形成されている。シリンダ６２の側壁には、第一圧縮室６６に連通する孔６６ａが形成されており、シリンダ６２の底面には、第二圧縮室６７に連通する孔６７ａが形成されている。また、シリンダ６２の中腹部分には、冷却タンク１３内の冷却水を中空部６３ａに導くための孔６２ａが形成されている。シリンダ６２の上端部分は、キャップ６８で密閉されている。

ピストン６３は、シリンダ６２の内部の体積よりも小さく形成されており、ピストン６３の上部とシリンダ６２との間には、第一圧縮室６６が形成され、ピストン６３の下部とシリンダ６２との間には第二圧縮室６７が形成されている。
また、ピストン６３の内部には、鉛直方向に連続する中空部６３ａが形成されている。中空部６３ａの下部には、冷却タンク１３から流入する冷却水を中空部６３ａに導く第一連通部６３ｂ及び第二連通部６３ｃが形成されている。第一連通部６３ｂは、シリンダ６２の内周面とピストン６３の外周面との間に形成された環状の空間であり、シリンダ６２の内側面に沿って上下方向に延設されている。第一連通部６３ｂは、ピストン６３が上下に摺動したとしても、第一連通部６３ｂの一部が孔６２ａと常に連通するように形成されている。第二連通部６３ｃは、中空部６３ａと第一連通部６３ｂとを連結する空間部分である。

ピストンロッド６４は、ピストン６３と水供給用ノズル１２とを連結するとともに、第一連通部６３ｂ及び第二連通部６３ｃから流入する冷却水を水供給用ノズル１２へ導く役割を果たす。ピストンロッド６４は、内部にピストン６３から連続する中空部６３ａが形成されている。これにより、冷却水を水供給用ノズル１２へ導くことができる。

かかる昇降手段６０によれば、第一圧縮室６６及び第二圧縮室６７に相互に圧力を付与又は除去することで、ピストン６３及びピストンロッド６４が昇降するとともに、水供給用ノズル１２が昇降する。また、昇降手段６０は、図１３の（ａ）及び（ｂ）に示すように、ピストンロッド６４が昇降したとしても、シリンダ６２に穿設された孔６２ａ、第一連通部６３ｂ、第二連通部６３ｃ及び中空部６３ａが常に連通しているため、ピストン６３及びピストンロッド６４を介して水供給用ノズル１２に冷却水を供給することができる。このように、第三変形例によれば、比較的簡易な構成で昇降手段６０を形成することができ、ピストン６３及びピストンロッド６４を介して冷却水を供給することができるため、部品点数を減らすことができる。

なお、第三変形例は、上記したように形成したが、この形態に限定されるものではない。例えば、冷却タンク１３からピストンロッド６４に冷却水を導くためには、少なくともシリンダ６２に穿設された孔６２ａとピストンロッド６４が連通していればよい。

［第四変形例］
図１４は、昇降手段の第四変形例を示した側断面図であって、（ａ）は、ノズル上昇時、（ｂ）は、ノズル下降時を示す。第四変形例に係る昇降手段７０は、第二圧縮室６７に伸縮部材６９を設置した点で、第三変形例と相違する。即ち、伸縮部材６９は、例えばコイルスプリングからなり、上端がピストン６３の下面に当接され、下端がシリンダ６２の底部に当接されており、上方に向けて付勢して形成されている。伸縮部材６９は、本実施形態においてはコイルスプリングを用いたが、他の伸縮部材を用いてもよい。昇降手段７０は、伸縮部材６９以外の構成は、第三変形例と略同等であるため、詳細な説明は省略する。

かかる昇降手段７０によれば、水供給用ノズル１２を下降させる場合は、図１４の（ｂ）に示すように、第一圧縮室６６に圧力を付与し、ピストン６３及びピストンロッド６４を下降させる。これにより、水供給用ノズル１２を下降させることができる。一方、水供給用ノズル１２を上昇させる場合は、図１４の（ａ）に示すように、第一圧縮室６６から圧力を除去することで、伸縮部材６９の付勢によってピストン６３及びピストンロッド６４が上昇するため、水供給用ノズル１２を上昇させることができる。

以上の第一変形例乃至第四変形例によれば、圧力を利用して水供給用ノズル１２を昇降させることができる。したがって、インゴットＳに対して、エンドレスベルト２を近接させることもできる。例えば、図２の（ａ）を参照して説明すると、インゴットＳの下面と下側エンドレスベルト２ａとが離間している場合には、下側エンドレスベルト２ａを、上流側においてインゴットＳと下側エンドレスベルト２ａとが接触する高さ位置よりも上方に移動（上昇）させて、インゴットＳの下面と下側エンドレスベルト２ａとを接触させてもよい。これにより、インゴットＳに対してエンドレスベルト２を近接させても、スラブ冷却の不均衡を解消することができる。

［第五実施形態］
次に、図１５及び図１６を用いて、距離調節手段に電磁力を用いた第五実施形態について説明する。
第三実施形態及び第四実施形態においては、距離調節手段として昇降手段１１を用いて下側エンドレスベルト２ａ又は上側エンドレスベルト２ｂを昇降させたが、第五実施形態のように、電磁力を用いてもよい。

第五実施形態に示す双ベルト式鋳造機１００は、下側の回転ベルト部３の内部に、距離調節手段として電磁石９０を備えている。電磁石９０は、公知の電磁石であって、キャビティー４の下流側において、下側エンドレスベルト２ａの裏面に対向して配置されている。下側エンドレスベルト２ａは、薄い金属板であるため、図１６に示すように、電磁石９０を下降させるとそれに伴って下側エンドレスベルト２ａも下降する。これにより、スラブ冷却の不均衡を解消することができる。なお、インゴットＳの下面と下側エンドレスベルト２ａとが離間する距離Ｋａは、インゴットＳの上面と上側エンドレスベルト２ｂとが離間する距離Ｋｂと略同等に設定するのが好ましい。

また、第五実施形態においては、下側の回転ベルト部３内のみに電磁石９０を設置したが、上側の回転ベルト部３に電磁石９０を設置してもよい。また、電磁石９０の形状、大きさ等はキャビティー４の長さ等に応じて適宜設定すればよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更が可能である。
例えば、冷却手段の冷却媒体は本実施形態においては、液体（水）を用いたが、他の液体であってもよいし、気体等であってもよい。また、スライド棒のスライド移動においては、送りねじを用いたが、水供給用ノズルが横方向に移動するものあれば他の機構であっても構わない。

また、本実施形態においては、エンドレスベルトとインゴットとの距離を制御することで、スラブ冷却の不均衡を解消したが、これに限定されるものではなく、冷却手段に備えられた図示しない温度調節手段を用いてもよい。例えば、図２の（ａ）を参照して説明すると、上側に設置された冷却手段の冷却媒体の温度を、下側に設置された冷却手段の冷却媒体の温度よりも高くすることで、スラブ冷却の不均衡を解消することができる。
また、当然に、温度調節手段と、距離調節手段とを併用してスラブ冷却の不均衡の解消を図ってもよい。

また、本実施形態においては、スラブの幅方向に亘って配置されている複数の水供給用ノズルを、列ごとに一括して昇降させることにより、スラブの鋳造方向に対するスラブ厚の変化に応じてスラブ冷却の不均衡を解消するものとした（図８等参照）。
しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、スラブの幅方向に配置された複数のノズルの一部を、他のノズルよりも相対的に昇降させてもよい。かかる構成によればスラブの幅方向において、下側のエンドレスベルトとスラブの下面の距離と、上側のエンドレスベルトとスラブの上面の距離との不均衡が生じていたとしても、下側のエンドレスベルトとスラブの下面の距離と、上側のエンドレスベルトとスラブの上面の距離とを調節することができるため、スラブ冷却の不均衡を解消することができる。

つまり、例えば図６を参照するように、第三実施形態におけるスライド棒３２に複数個形成された凸部３２ｂ，３２ｂ・・・の高さは、全て同等に形成されているが、凸部３２ｂの高さをそれぞれ変えてもよい。これにより、スラブの幅方向において、エンドレスベルトとスラブとの距離の一部を相対的に可変することができる。即ち、このような構成にすることで、スラブの鋳造方向に対する凝固収縮によるスラブ冷却の不均衡だけでなく、スラブの幅方向に対する凝固収縮によるスラブ冷却の不均衡に対しても対応可能となる。
また、前記した第三変形例及び第四変形例の場合は、図１３及び図１４を参照するように、スラブの幅方向に配置された複数の昇降手段６０，７０のうち、これらの昇降手段６０，７０の一部を可動させることで、同様の効果を得ることができる。

Claims (10)

1. エンドレスベルトを備え上下に対峙する一対の回転ベルト部と、この一対の前記回転ベルト部の間に形成されるキャビティーと、前記回転ベルト部の内部に設けられた冷却手段とを備え、前記キャビティー内に金属溶湯が供給されて連続的にスラブを鋳造する双ベルト式鋳造機であって、
   上下に対峙する一対の前記回転ベルト部の少なくとも一方の内部に、前記スラブと前記エンドレスベルトとが離間する部分に応じて、前記エンドレスベルトを前記スラブから離間又は近接させる距離調節手段を備え、
   前記冷却手段は、筐体内に設置されるとともに、前記エンドレスベルトを内側から支持する支持部を備えた複数のノズルを有し、
   前記距離調節手段は、前記ノズルを昇降させる昇降手段を有し、
   前記ノズルの前記支持部には、前記エンドレスベルトに開口して前記冷却媒体が流出される貫通孔が形成されていることを特徴とする双ベルト式鋳造機。
2. 前記昇降手段は、前記ノズルの一端側に設けられたシリンダと、このシリンダ内を摺動するピストンと、このピストンと前記ノズルとを連結するピストンロッドとを備え、圧力を利用して前記ノズルを昇降させることを特徴とする請求項１に記載の双ベルト式鋳造機。
3. 前記ピストンロッドは、その内部に中空部を備え、前記ノズルに前記冷却媒体を供給することを特徴とする請求項２に記載の双ベルト式鋳造機。
4. 前記昇降手段は、複数の前記ノズルに亘って取り付けられる連結棒と、前記連結棒の近傍に設けられたシリンダと、このシリンダ内を摺動するピストンと、このピストンと前記連結棒とを連結するピストンロッドとを備え、圧力を利用して前記ノズルを昇降させることを特徴とする請求項１に記載の双ベルト式鋳造機。
5. 前記昇降手段は、前記ノズルの内部に設置されこのノズルを前記エンドレスベルト側に付勢する弾性部材と、複数の前記ノズルの近傍に亘って配置されるスライド棒と、前記ノズルに形成された係合部とを有し、
   前記スライド棒が前記ノズルに対して横方向に相対的にスライド移動することにより、前記スライド棒の長手方向に亘って所定の間隔で突出する凸部と、この凸部に対応する前記係合部とが係合して、前記ノズルが下降することを特徴とする請求項１に記載の双ベルト式鋳造機。
6. 前記スライド棒は、送りねじによってスライド移動されることを特徴とする請求項５に記載の双ベルト式鋳造機。
7. 前記筐体の外壁に前記スライド棒を通す挿通孔を設け、前記挿通孔と前記スライド棒との隙間にＯリングを設けることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の双ベルト式鋳造機。
8. 前記距離調節手段は、前記スラブの幅方向において、前記エンドレスベルトの一部を前記スラブから離間又は近接させることを特徴とする請求項１に記載の双ベルト式鋳造機。
9. 一対のエンドレスベルトを上下に対峙させて形成されたキャビティー内に、金属溶湯を供給して連続的にスラブを鋳造する連続スラブ鋳造方法であって、
   前記エンドレスベルトを内側から支持する支持部を備えるとともに前記エンドレスベルトに開口して冷却媒体が流出される貫通孔を備えた複数のノズルを、前記スラブと前記エンドレスベルトとが離間する部分に応じて昇降させることにより、一対の前記エンドレスベルトの少なくとも一方を前記スラブから離間又は近接させることを特徴とする連続スラブ鋳造方法。
10. 鋳造中に有効キャビティー長を調節しながら前記スラブを鋳造することを特徴とする請求項９に記載の連続スラブ鋳造方法。

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