JPS6124101B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属ストリツプの製造に関しかつ特に
金属融解物からの仕上金属ストリツプの一体化し
た連続で高速の製造のための装置および方法に関
する。

不定の長さの金属ロツドすなわち金属ストラン
ドを融解物から冷却された鋳型を介してその融解
物を引き出して鋳造することはよく知られてい
る。この既知の鋳造技術には下向き鋳造、水平ま
たは傾斜鋳造および上向き鋳造が含まれる。

鋳物がチル鋳型を通して引き出される方法は鋳
造プロセスの一つの重要な面である。前進および
後退行程のサイクルは鋳肌の形成を促進し、鋳造
作業の終りをなくし、鋳物が冷却されるにつれて
型の中で鋳物が収縮するのを補正することにより
高品質ロツドの生産を可能ならしめる。しかし鋳
物の引き出しが間欠的であるという性質は例えば
鋳造ロツドを仕上ストリツプに転換するために一
体化した連続のプロセスとすることをはばんでい
る。何故ならばロツドからストリツプへのかかる
転換のためには、圧延機は加工材料が大きく圧延
されなければならない場合には一様な速度で加工
材料を移動することが要求されるからである。

例えば真鍮ストリツプを生産するための従来技
術は厄介なものでありかつ時間を浪費するもので
ある。40以上にも分かれたステツプがあり、仕上
げた薄いストリツプを作るのには加工機械の間で
の待ち時間を含めてではあるが、40日以上も長い
時間が必要である。

それ故本発明の目的は融解物から出発して高品
質の熱間圧延された金属ストリツプを一体化した
連続で高速の生産をするための装置と方法を提供
することである。

本発明の別の目的はその寸法が小型であつて、
従来のストリツプ製造設備より費用がかからず、
かつ非常に高い生産速度で操業する装置を提供す
ることである。

なおさらに別の目的は従来技術によるよりも非
常に少ない費用で、非常に薄い金属ストリツプを
生産できる装置を提供することである。

本発明の一つの特徴によれば、前進および後退
行程の機構で融解物から金属ロツドを連続的に鋳
造し、かつ前記連続的に生産されたロツドを仕上
ストツプに熱間圧延することを含む融解物から金
属ストリツプを連続的に生産する方法が提供され
る。

本発明の他の特徴によれば、前記融解物と連絡
している定置式鋳造チル鋳型からなり該鋳造手段
に関して前進および後退行程の機構で前記鋳型を
通して前記ロツドを引き出す手段からなる鋳造手
段と、該引き出し手段から出た後前記ロツドの移
動方向を変更する手段であつて弓形通路に配置さ
れた複数個の案内ロールからなりそれによつて前
記ロツドを前記弓形通路に従わせる前記ロツドの
移動方向を変更する手段からなる加工手段と、前
記ロツドの横方向の偏向によりたるみを生じさせ
る手段であつて前記弓形通路の中間点近くに配置
された１つまたはそれ以上の組のたるみ調節ロー
ルからなり該弓形通路が前記たるみ調節ロールの
軸に垂直な方向では前記ロツドの偏向をさせる一
方、前記たるみ調節用ロールの軸に平行な方向で
は前記ロツドを拘束するのに適合したものとなつ
ている前記たるみを生じさせる手段と、前記ロツ
ドを前記たるみを制御するようにして前進させる
手段と、前記ロツドを前記ストリツプに転換する
圧延手段とを含む融解物から熱間圧延金属ストリ
ツプの一体化した連続の製造に使用される装置が
提供される。

代表的には銅または真鍮のような銅合金の融解
物から仕上げられた金属ストリツプを一体化した
連続で高速度の製造をするための装置は２つの要
素からなる。第１の要素は高品質ロツドを高速度
で生産できる鋳造装置である。この鋳造装置は前
進および後退行程とロツドの適切な鋳造に必要な
付帯の休止期間とを作り出すための手段を含む。

第２の要素はロツドを熱間圧延ストリツプに連
続的に転換するための加工部門である。

一つの重要な実施例においては、ロツドの鋳造
手段は融解物と液体連通している定置式鋳造チル
鋳型からなる。ピンチロールと関連して駆動され
る引き出しロールは効果的な方法で鋳肌を形成す
るためにロツドを前進および後退行程の機構で鋳
型を通して引き出す。これらの同じロールがまた
ロツドを平らにするように作動し、それによつて
ロツドを熱間圧延ストリツプに転換する。

他の実施例では、ロツド鋳造手段は融解物と液
体で連絡している定置式鋳造チル鋳型からなる。
ピンチロールと関連して駆動される引き出しロー
ルはロツドを前進および後退行程の機構で鋳型を
通して引き出す。それ故これらのロールから出る
際には、そのロツドの速度は変化する。例えば、
19.05ミリメートル（3/4インチ）ロツドに対して
は、正味の引き出し速度は近似的に１から３ヘル
ツの行程頻度で毎分2032ミリメート（80インチ）
を超えるのが好ましい。前進行程は代表的には長
行程べ25.4ミリメートル（１インチ）から38.1ミ
リメートル（11/2インチ）の長さで、毎秒508ミ
リメートル（20インチ）から762ミリメートル
（30インチ）の高い前進速度と１ｇを超える高い
加速度を有する。後退行程は代表的には短行程で
2.03ミリメートル（0.08インチ）から3.3ミリメー
トル（0.13インチ）の長さで、また高い加速度代
表的には３ｇを有する。短期間の休止期間（例え
ば0.1秒）をそのいばずれかの行程またはその両
方の行程の終りに導入できる。

熱間圧延ストリツプでロツドを加工するため
に、そのロツドの速度は駆動ロールを超えて変わ
る場合には、引き続きストリツプに加工するため
には実質的に一定の値に調整される。本発明によ
れば、この実施例に明示されているように、ロツ
ドの運動の調整はロツドがロールから出た後まず
ロツドの移動方向を変ることによつて達成されら
る。この実施例では、移動方向は弓形通路に配置
された複数個の案内ロールによりロツドを案内し
て70度から110度まで変えられるが好ましくは90
度がよい。移動方向でのこの変化は弓形通路の中
間点近くのロツドの横方向偏向により、たるみを
作り出すことを可能にさせる。このたるみは弓形
通路の中間点近くに配置された１つまたはそれ以
上の組のロールにより調節される。これらの円板
状ロールはその円周面に深く凹んだみぞを有して
いる。従つてこのロールはロールの軸に平行な方
向ではロツドを拘束し一方ロールの軸に垂直な方
向ではロツドの横方向偏向をさせ、それによつて
ロツドの間欠運動をならすのに必要なたるみを許
すのである。ロツドのたるみが圧延定数により増
大される正味の前進鋳造速度に等しく圧延機速度
が同期するように維持する変換器によつて監視さ
れる。このようにして横方向偏向の量が制限され
る。たるみ調節ロールをすぎると、整直ロールが
ロツドを熱間圧延ストリツプに転換するために、
加工ステーシヨンに向け実質的に一定な速度で案
内する。

これらの加工ステーシヨンは熱間圧延のために
ロツドの温度を上昇させるための再熱ステーシヨ
ンと、必要ならばロツドをストリツプに平らにす
るための少なくとも１つの熱間圧延機と、ストリ
ツプを冷却するためのクエンチ室と、仕上ストリ
ツプを巻き取るための巻取機とを含む。これらの
ステーシヨンに加えて、必要に応じて冷間圧延、
焼鈍のような他の操作手順が実施される。例え
ば、付加される熱間および冷間圧延機は0.254ミ
リメートル（0.01インチ）またはそれ以下の薄い
ストリツプ材料の生産に使用される。縁を削るの
にエツジミーリング装置に沿つてストツプ幅を制
御するための１つまたはそれ以上のエツジヤが同
様に必要である。勿論再熱器はロツドの温度が熱
間圧延の範囲以下に低下した際にのみ必要であ
る。

冷間圧延前にストリツプ表面を清掃するための
ブラツシ、ストリツプの幅、厚さおよび平坦度を
測定するための種々のゲージもまた必要とされ
る。それから仕上ストリツプは巻取機により巻取
られる。融解物から固体の熱間圧延されたストリ
ツプの全体のプロセスは完成するのにほぼ１分を
要する。

さらにまた別の実施例では、ロツドの鋳造手段
は融解物と液体で連絡している鋳造チル鋳型から
なる。この鋳型は鋳型を通してロツドが移動する
方向における固定された関係位置に関して揺動す
るように配置される。実質的に一定な速度でロツ
ドを引き出す１組のロールが固定された関係位置
に関して実質的に一定の速度で鋳型からロツドを
進める。鋳型の揺動とロツドの一定の引き出し速
度との組み合せは、共に固定された関係位置に関
して高品質のロツドの高速度鋳造に必要な前進お
よび後退行程の機構を作り出す。この実施例で
は、液圧手段が鋳造を揺動するのに使用される。
鋳型の揺動は前進および後退行程に加えてロツド
と鋳型の間の関係運動ないし休止期間を含むよう
にプログラムされる。定置式鋳型の実施例で記載
したのと同一の行程の輪郭が履行される。

ロツドは固定された位置（行程は鋳型の揺動に
より提供されている）に関して一定速度で進めら
れているので、ロツドの移動方向における変化は
定量式鋳型の実施例でのように必要ではない。勿
論ロツド移動の方向は収容する建物の制限に応じ
変更されるものである。それ故ロツドはストリツ
プに転換するめの加工ステーシヨンに直接進む。
定置式鋳型実施例でのように加工ステーシヨンは
また少なくとも１つのクエンチ室と熱間加工され
たストリツプ生産物を巻き取るための巻取機とを
含む。足車の引き出しロールは熱間圧延をもなし
うることに注目すべきである。

本発明のこれらとその他の目的および特徴は添
付図面と対照して読まれるべき以下の詳細な記述
から当業者に対して明らかになる。

第１図を参照すると、金属ロツド１０が融解物
１２の中に浸された定置式チル鋳型１１を通して
引き出されている。融解物は好ましくは銅または
真鍮を含む銅合金であつて、鋳造炉１３の中には
いつている。ロツド１０はそのロツドと摩擦的に
係合する引き出しロール１４によつて前進および
後退行程の機構で引き出される。ロールはロツド
１０の前進および後退の両工程の継続期間、速度
および加速度並びに引き出しロール１４に対して
ロツド１０の運動しない休止期間に広範囲の変更
をさせるように通常の電子プログラム（図示せ
ず）の指示の下に可逆液圧原動機（図示せず）に
より駆動させるのが好ましい。弓形通路に配置さ
れた案内ロール１５，１５′はロツドの移動方向
を例えば90゜変更する。この移動方向の変更は弓
形通路の中間点に近いロツド１０を横方向に偏向
してたるみをつくり出させる。たるみは間欠的引
き出しであるためにチル鋳型から出てくるのに応
じて変わるロツドの速度をストリツプに加工する
ために一定にさせるのに必要である。

たるみは第２図の円周面に深く凹んだみぞを有
するロール１６，１６′によつて調節される。こ
のようにみぞは第１図の平面内ではロツドを偏向
させながら第１図の平面に垂直な方向ではロツド
を拘束している。

ロツド１０と一定の連絡があるようになつてい
るブロツク４１に設けられたたるみ制御ロール４
０がたるみ調節ロール１６，１６′の間に配置さ
れている。ブロツク４１と従つてまたロール４０
とはロツド１０がたるみを引き起こすように偏向
されるのにつれて、案内４３に沿つて横方向に移
動するように配置されている。従つてロール４０
の横方向の位置は図の実線で示されるロツドが中
心にきた位置に関してのロツド１０の変位の量で
ある。ロツド１０の極端な位置は図の破線で示さ
れている。ブロツク４１に連絡された変換器（図
示せず）はロール４０の位置の信号を出し、この
信号は圧延機ロール１９の速度を変更するのに使
用される。ロール１９の速度は正味の鋳造引き出
し速度と圧延定数の積に合致するように調整さ
れ、それによりロツド１０の横方向の偏向の程度
を制御している。

ロツド１０は一連の整直ロール１７を通過する
際ひずみ取りされ、再熱室１８に案内され、そこ
でロツドは熱間圧延のための温度にまで再熱され
る。再熱室からロツドは圧延機１９を通過し、そ
こでストリツプに平らにされる。その後ストリツ
プはクエンチ室２０で急冷される。通常の手段
（図示せず）で水を供給されるクエンチ室内の多
孔マニホルド２１はストリツプ１０がそれを通過
する際ストリツプ１０をスプレーする。クエンチ
室を過ぎると、ストリツプは巻取機２３により巻
き取られる。

第３図を参照すると本発明の別の重要な実施例
として、チル鋳型３５がアーム３６によつて支持
されていてアーム３６はまた液圧シリンダ３７の
ピストン軸３８に取付けられて示されている。他
の直線作動が使用されうることがわかる。液圧シ
リンダ３７は外部構造物３９に堅く取付けられ
る。それ故鋳造炉４５内にいれられた融解物４４
の中に浸された鋳型３５はロツド４６と共通した
直線で移動可能となる。電子プログラム機（図示
せず）は通常の自動制御技術によつてアーム３６
の運動を制御する。特に、鋳型３５は固定された
関係位置のまわりを揺動するようにされる。駆動
ロール４２はロツド４６が同一の固定された関係
位置に関して一定の速度で進むようにロツド４６
と摩擦的に係合する。駆動ロール４２はまた圧延
機としても作動できる。駆動ロール４２の下でロ
ツド４６上にある回転速度計（図示せず）が圧延
比の関数としてのロール速度を制御するための信
号を提供する。これは鋳造物の引き出し割合を要
求された通りに制御するようにする。従つてこの
鋳型の揺動と一定速度のロツドの前進との組合せ
がロツドの生産のために必要は前進および後退の
行程を生み出すのである。鋳型と棒の間の関係運
動がない休止期間もまたプログラムされる。鋳型
の揺動により、たるみを許すようにロツドの移動
方向を変更する必要性はなくなる。勿論ロツド４
６の移動方向は望むならば変更しうる。圧延機す
なわち駆動ロール４２はロツド４６をストリツプ
に加工するために前進させる。この加工は第１図
に示した実施例を同一のステツプを含むものであ
る。

本発明のさらにまた別の実施例が第４図に示さ
れ、融解物６０が炉６１の中に保持されている。
駆動ロール６４は前進および後退工程の機構でチ
ル鋳型６２を通してロツド６３を引き出す。ロー
ル６４はまた圧延機ロールでもあるから、ロツド
６３はロール６４の間を通る際ストリツプに平ら
にされる。ロール６４を通ると、ストリツプは仕
上ストリツプに変換するためさらに加工するステ
ツプを通される。

さらに本発明は下記の非制限的な実施例で説明
される。第１図を参照すると、1089キログラム
（2400ポンド）の融解物１２が摂氏1093度（華氏
2000度）の温度まで炉１３の中で加熱される。融
解物１２の標準組成は銅70重量パーセントと亜鉛
30重量パーセントである。チル冷却器本体１１を
使用して、82.55ミリメートル（３1/4インチ）直
径のロツドが上向き方向で鋳込まれる。勿論真鍮
ストリツプの連続生産に関してはロツド１４が鋳
込まれる方向はどちらの方向でも問題ない。従つ
てロツドは側方鋳造、底部鋳造、上向き鋳造する
ことができる。

チル冷却器本体１１からのロツド１４の平均速
度は毎分約3429ミリメートル（135インチ）であ
る。しかしロツドは実際には以下にのべるプログ
ラムに従つて前進および後退工程の機構で引き出
される。

プログラム 前進時間 0.3秒 前進休止時間 0.088秒 後退時間 0.055秒 後退休止時間 0.085秒 前進速度 毎秒127ミリメートル （毎秒５インチ） 後退速度 毎秒76.2ミリメートル （毎秒３インチ） 正加速度 1.45ｇ 負加速度 3.0ｇ 前進行程(n) 1.451 後退行程(n) 0.145 行程頻度 1.8ヘルツ ストランド速度 毎分3429ミリメートル （毎分135インチ） 引き出しロール１４でのロツド１０の温度は約
摂氏787.8度（華氏1450度）である。引き出しロ
ール１４は冷却器本体の頂部から約1321ミリメー
トル（52インチ）である。引き出しロール１４か
ら再熱器１８の前面の戸口までの距離は約2311ミ
リメートル（91インチ）である。再熱器の戸口で
のロツドの温度は約摂氏565.6度（華氏1050度）
である、再熱器でのロツドの温度は約摂氏801度
（華氏1475度）まで増加される。熱間圧延機１９
は再熱器１８の後部の戸口から約584ミリメート
ル（23インチ）である。熱間圧延機から出た後ロ
ツドはストリツプに連続的に平らにされる。スト
リツプの寸法は厚さ2.03ミリメートル（0.08イン
チ）幅54.23ミリメートル（2135インチ）であ
る。高トルクの熱間圧延機がロツド10をストリツ
プに平らにするのに利用されうることに注目すべ
きである。この実施例で使用される特殊圧延機は
1382.6キログラム・メートル（10000フート・ポ
ンド）のトルクを有しかつ34020キログラム
（75000ポンド）の分離力を及ぼす。

融解物からの金属ストリツプの一体化した連続
で高速の製造のための装置と方法を記載した。本
発明は従来のプロセスの製造割合の何倍もの割合
でストリツプを製造できるものであり、以前には
必要とされた多くのステツプや時間遅れをなくし
たのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を単純化した線図、
第２図は第１図の２―２線の断面図、第３図は本
発明の他の実施例で使用される揺動式鋳型の組立
体の単純化した図、第４図はさらにまた別の実施
例の単純化した図である。 １０……金属ロツド、１１……定置式チル鋳
型、１２……融解物、１３……鋳造炉、１４……
引き出しロール、１５，１５′……案内ロール、
１６，１６′……たるみ調節ロール、１７……整
直ロール、１８……再熱室、１９……圧延機ロー
ル、２０……クエンチ室、２１……多孔マニホル
ド、２３……巻取機、３５……チル鋳型、３６…
…アーム、３７……液圧シリンダ、３８……ピス
トン軸、３９……外部構造物、４０……たるみ制
御ロール、４１……ブロツク、４２……駆動ロー
ル、４３……案内、４４……融解物、４５……鋳
造炉、４６……ロツド、６０……融解物、６１…
…鋳造炉、６２……チル鋳型、６３……ロツド、
６４……駆動ロール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 融解物から熱間圧延された金属ストリツプを
   連続的に製造するための装置にして、前記融解物
   と連絡している定置式鋳造チル鋳型を具備し該鋳
   型に関して前進および後退行程の機構で前記鋳型
   を通して融解物から金属ロツドを引き出す手段を
   含む鋳造手段と、該引き出し手段から出た後前記
   ロツドの移動方向を変更する手段であつて弓形通
   路に配置された複数個の案内ロールからなりそれ
   によつて前記ロツドを前記弓形通路に従わせる前
   記ロツドの移動方向を変更する手段と、前記ロツ
   ドの横方向の偏向によりたるみを生じさせる手段
   であつて前記弓形通路の中間点近くに配置された
   １つまたはそれ以上の組のたるみ調節ロールから
   なり、前記たるみ調節ロールの軸に垂直な方向で
   は前記ロツドの偏向をさせる一方前記たるみ調節
   用ロールの軸に平行な方向では前記ロツドを拘束
   するのに適合したものとなつている前記たるみを
   生じさせる手段と、前記ロツドを前記たるみを制
   御するようにして前進させる手段と、前記ロツド
   を前記ストリツプに転換する圧延手段とを特徴と
   する装置。 ２ 前記たるみを制御するように前記ロツドを進
   める手段が前記ロツド速度を正味の該ロツド鋳造
   速度と圧延定数の積に合致せしめそれにより固定
   された関係位置の近くに前記横方向の偏向を維持
   するように前記横方向の偏向の大いさに応じて圧
   延機ロールの速度を変更するように構成されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   装置。 ３ 前記ロツドを前記ストリツプに転換するため
   の熱間圧延機と、前記ストリツプを急冷するため
   のクエンチ室と、仕上ストリツプを巻き取るため
   の巻取機とを含むことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項又は第２項記載の装置。 ４ 前記たるみ調節ロールは円板状でありかつそ
   の円周面に深く凹んだみぞを有し、該みぞが前記
   たるみを作る前記ロツドの横方向偏向を受け入れ
   るものであることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項、第２項又は第３項記載の装置。 ５ 融解物から熱間圧延された金属ストリツプを
   連続的に製造するための装置にして、金属ロツド
   を鋳造するために前記融解物と連絡している定置
   式の上向き鋳造チル鋳型と、前記ロツドを前進お
   よび後退行程の機構で前記鋳型を通して引き出す
   ために前記ロツドをつかみかつ制御された方法で
   駆動される１つ又はそれ以上の組のロールと、前
   記ロツドを案内するためのものであつて前記ロツ
   ドの移動する方向を変更するための弓形通路に配
   置された複数組の案内ロールと、前記弓形通路の
   中間点近くに配置されているたるみ調節ロールで
   あつて前記たるみ調節ロールの軸に垂直な方向に
   前記ロツドを偏向させる一方前記たるみ調節ロー
   ルの軸に平行な方向に前記ロツドを拘束するよう
   に適合されそれによつてたるみ制御ロールを前記
   弓形通路の中間点近くに配置させ前記偏向に応じ
   て前記ロツドを横方向に移動するように前記ロツ
   ドと一定の連絡があるように配置させることがで
   きる１つまたはそれ以上のたるみ調節ロールと、
   前記ロツドを進めるための可変速駆動ロールであ
   つて該ロールの速度が前記偏向の大きさにより変
   えられそれによつて前記偏向を制限する１組の可
   変速駆動ロールと、熱間圧延のため前記ロツドの
   温度を上昇するための再熱装置と、前記ロツドを
   前記ストリツプに転換するための熱間圧延機と、
   前記ストリツプを急冷するクエンチ室と、前記ス
   トリツプを巻き取り手段とを特徴とする装置。