JPS62148061A - 急冷薄帯の板厚制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、急冷薄帯の板厚制御方法に関し、とくに冷
却体として冷却ロールを用いて急冷薄帯を製造する場合
において、長手方向にわたって板厚偏差のない薄帯を有
利に得ようとするものである。

（従来の技術） 急冷薄帯法は、従来のスラブ、熱延板などの中間製品を
つくりながら最終的に、薄帯に仕上げていく製法とは異
なり、溶融金属から直ちに薄帯製品をつ（る方法であり
、とくに溶融金属をその射出ノズルより高速で回転する
冷却ロールに連続して供給し、急冷凝固させて一気に薄
帯を得るいわゆる単ロール法や双ロール法などはその代
表的な製法である。

かような急冷薄帯法によって得られる薄帯についても、
従来法による薄帯と同条長手方向にわたって所定の厚み
を有していることが製品として不可欠な条件であること
は言うまでもない。

単ロール法や双ロール法においては、阪厚は、溶融金属
の成分や温度、ロール周速および薄帯とロールとの接触
長さなどによって決まり、特に溶融金属供給量の変動な
どによって接触長さが変化した場合にはその変化が直ち
に板厚の変動に結びつく。

したがってロール接触長を測定することは、単ロール法
や双ロール法においては必要不可欠な技術要素ではある
が、測定場所の面からの制約で、かかる測定は従来不可
能とされていた。

このため急冷薄帯の板厚制御は、特開昭５８−２３５５
０号公報呻開示されているように、薄帯がほぼ室温近く
まで充分冷却された場所でＴ線厚み計などによって板厚
を測定し、その値に基いて溶融金属供給量またはロール
周速を変更する方式が採用されていた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながらこの方法は、計測点が制御点の遥か下流で
あるため、タイムラグが大きく迅速な応答ができないと
いうところに問題を残していた。

この発明は、上記の問題を有利に解決するもので、板厚
の変動に即応して、迅速にその復元を可能ならしめ得る
板厚制御方法を提案することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） さて発明者らは、急冷薄帯製造に使用される冷却ロール
の構造に着目し、冷却ロール内からの接触長さ測定の可
能性について検討を行った。

その結果、冷却ロールの中空心軸に、該心軸の周囲で水
冷ジャケットを形成するロール胴殻と向い合わせに超音
波探触子を設置し、該探触子からロール胴殻に向けて超
音波を発信させつつ、該超音波のロール胴殻外表面から
の反射波を受信し、該反射波の強度が所定の値を下回る
時間を測定することにより、薄帯がロールと接触してい
る長さを測定し、その測定値に基いて溶湯供給量やロー
ル周速を調節することによって、板厚を有利に制御し得
ることの知見を得た。

この発明は、上記の知見に立脚するものである。

すなわちこの発明は、金属溶湯を、その射出ノズルから
、高速で回転する冷却ロール上に連続して供給し、急冷
凝固させて金属薄帯を製造するに当り、該冷却ロールの
中空ロール心軸に取付けた超音波探触子から、該ロール
心軸の外周でその心軸周面との間に水冷ジャケットを形
成するロール胴殻に向け、その半径方向に超音波を発信
しつつ、該ロール胴殻外表面からの反射波を受信し、該
反射波の強度変化から金属薄帯が冷却ロールに接触して
いる長さを測定し、この測定値が、所望の板厚に応じて
予め定めておいた設定値からずれた場合に、そのずれを
なくすように溶湯供給量および／またはロール周速を調
節することを特徴とする急冷薄帯の板厚制御方法である
。

以下、この発明に従う急冷薄帯の板厚制御要領を第１図
に基いて具体的に説明する。

第１図において番号１は双ロール式急冷薄帯法に用いる
冷却ロールの心軸、２はロール胴殻、３はこれらの心軸
１と胴殻２とで形成される水冷ジャケット内を流れる冷
却水であり、４は冷却ロール間に向はノズル５から流下
しつつある溶融金属、６はその凝固にて生成した薄帯で
ある。図中６ａはロールが薄帯と接触を開始した点、６
ｂは接触を終了した点を示す。従って６ａ〜６ｂがロー
ル接触長さに相当する。

さて７が、この発明に従い心軸１の内周面に設置した超
音波探触子であり、この探触子７はロールと一体的に回
転しつつ冷却水４を介してロール胴殻２に向かってその
半径方向に超音波を連続的に発信し、かつ１詞殻２の内
表面２ａおよび外表面２ｂからの反射波を受信する。こ
の受信波は、心軸１内に埋め込み配線された信号ケーブ
ル８および心軸ｌにはめ込んだスリップリンタ９を通し
てパルサーレシーバ−１Ｏに伝達される。

−万邦音波探触子７の回転角度位置は、心軸１に取り付
けられた回転角度測定器１１によって測定される。また
１２は信号処理器であって、この信号処理器１２はパル
サーレシーバ−１０からの反射波信号および回転角度測
定器１１からの角度信号を受信し、後述の原理に基づい
てパドル高さを算出する。

〔測定原理〕

一般に、超音波を含む弾性波が相異なる物質Ｉ。

■中を伝播するとき、その境界で波の反射が生じるが、
その大きさは各物質のアクウスティックインピーダンス
とよばれる物性値の関数であることが知られていて、次
式（１）で表わされる。

ここで　Ｒ：反射係数 ｚｌ、２’物質、、２のアクウスティックインピーダン
ス すなわち探触子７と向い合ったロール外殻外表面２ａが
空気と接するか薄帯と接するかで、表面での反射波の強
度は異なる。従ってその差が充分に検出可能であれば、
この方法でロール接触長が精度よく測定できるわけであ
り、実際、上記した各反射波の強度には大きなひらきが
あるので、ロール接触長さを高精度の下に測定できるの
である。

それを以下の数値計算によって証明する。

急冷薄帯６として一般鋼、ロール外殻２としてＣｕ系合
金を選び、以下のインピーダンス値を採用する。

この場合に反射係数Ｒは、 （ｉ）ロールが空気と接している時、 （１１）ロールが薄帯と接している時、すなわちロール
が薄帯と接している時は、空気識別は充分可能である。

次にこの識別法を第２図によって詳細に説明する。

同図（ａ）は、ロールが空気と接している時、（ｂ）は
薄帯と接している時の反射波信号である。

図中Ａは、探触子表面からの反射波、Ｂ、はロール外殻
内表面２ａからの反射波、そして［１２−１と８２−２
が同外表面２ｂからの反射波である。Ｂ２−２の高さは
上述したように８２−１の約１／ｌＯになる。なおり２
の現れる位置は探触子の位置に関係なく一定である。

したがって８２付近のみ観察するようにゲートＧど 程度に定め、信号がＨ以下になる時間をパルスカウンタ
ーなどで測定すればロールが薄帯と接している時間（１
）を精度よく求めることができ、またこの接触時間ｔと
ロール周速Ｖとの債からロール接触長さが求まることに
なる。

ここに急冷薄帯の板厚は、前述したとおりロール接触長
さに強く依存するから、予め所望の板厚に応じて設定値
を定めておき、上述の如き手法によって測定したロール
接触長さがこの設定値からずれた場合に、そのずれがな
くなるように溶湯供給量やロール周速を調節してやれば
、長手方向にわたって一定の板厚をもつ急冷薄帯が得ら
れわけである。

なお、第１図においては超音波探触子７を双ロールの１
つにのみ設置した場合について説明したが、パドル高さ
の測定精度を上げるためには、もう一方のロールに設置
したり、あるいはロール軸方向に複数個の探触子を並べ
て配設して複数個所でパドル高さを測定することが有効
であることはいうまでもない。

（実施例） 実験は、前掲第１図に示した装置を用いて行った。

中心周波数ＩＭＨｚの超音波探触子７を第１図のように
取付けた。主な実験条件は以下の通りである。

（１）ロール胴殻：材　質　　　Ｃｕ−Ｂｅ合金スリー
ブ厚み　　　　１５ｍｍ 外径　４００　ｍｍφ 周速　３　ｍ／ｓ 冷却水量　　２０　ｍ３／ｈ （２）鋼種：５％　けい素鋼 （３）ロール接触長さ設定値：　　４０ｎ＋ｎ＋溶鋼供
給量を故意に変動させた。その間のロール接触長の測定
値と、製造された薄帯のマイクロメーターで測定した厚
みとの関係は第３図に示したとおりであった。

第３図に示したとおり、板厚とロール接触長とは、原点
を通る直線でよく近似される比例関係にある。

従ってロール接触長さが一定であれば、薄帯板厚も一定
になるはずであり、実際、溶鋼の供給量を変動させてロ
ール接触長を変化させた場合に、供給量を元にもどすか
、ロール周速を調節してロール接触長を設定値４０　ｍ
ｍに調整したところ、所望板厚２５０μｍの金属薄帯が
安定して得られた。

以上実施例では、急冷薄帯の製造法として双ロール法を
用いた場合について主に説明したが、単ロール法を利用
した場合においても同様の結果が得られることが確めら
れている。

（発明の効果） かくしてこの発明によれば、冷却ロールを用いて急冷薄
帯を製造する場合において、急冷薄帯の厚み制御用信号
としての薄帯ロール接触長さを正確に測定することがで
き、ひいてはこの測定値に基いて薄帯厚みを効果的に制
御することができるので、長手方向に板厚偏差のない金
属薄帯を得る上で極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に従う急冷薄帯の板厚制御要領説明
図、 第２図ａ、ｂはそれぞれ、超音波探触子からの反射波信
号波形を示した図、 第３図は、ロール接触長さと薄帯の板厚との関係を示し
たグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属溶湯を、その射出ノズルから、高速で回転する
   冷却ロール上に連続して供給し、急冷凝固させて金属薄
   帯を製造するに当り、 該冷却ロールの中空ロール心軸に取付けた 超音波探触子から、該ロール心軸の外周でその心軸周面
   との間に水冷ジャケットを形成するロール胴殻に向け、
   その半径方向に超音波を発信しつつ、該ロール胴殻外表
   面からの反射波を受信し、該反射波の強度変化から金属
   薄帯が冷却ロールに接触している長さを測定し、この測
   定値が、所望の板厚に応じて予め定めておいた設定値か
   らずれた場合に、そのずれをなくすように溶湯供給量お
   よび／またはロール周速を調節することを特徴とする急
   冷薄帯の板厚制御方法。