JP3843799B2

JP3843799B2 - Metal flake manufacturing equipment

Info

Publication number: JP3843799B2
Application number: JP2001317945A
Authority: JP
Inventors: 廣喜吉澤; 淳平田; 至康松田; 重樹飯島
Original assignee: 石川島播磨重工業株式会社
Priority date: 2001-10-16
Filing date: 2001-10-16
Publication date: 2006-11-08
Anticipated expiration: 2021-10-16
Also published as: JP2003117637A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、金属薄片製造装置に関し、熱電素子用材料、磁石材料、水素吸蔵合金などを製造する場合に必要とされる金属の急冷薄片素材を簡単かつ高能率で製造できるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
熱電素子用材料、磁石材料、水素吸蔵合金などを製造する場合、これら材料が金属間化合物であることが多く、インゴットを粉砕して製造することも可能であるが、性能向上を図る有効な方法として急冷金属薄片素材を用いることが考えられる。この場合、急冷効果としての組成的均一性および急冷方向の結晶の配勾を利用するようにしている。
【０００３】
このような金属薄片は、予め広幅の連続薄帯を製造し、この連続薄帯を粉砕したり、切断することで製造されており、連続薄帯の製造には、主として単ロール法と双ロール法とが用いられている。
【０００４】
単ロール法は、図４（ａ）に示すように、冷却ロール１の上方に設けたノズル２から溶融金属を流出させ、連続的に広幅の薄帯を製造するよう、冷却ロール１の頂部の溶融金属との接触部に溶融金属の表面張力によって湯だまり（パドル）を安定的に保つようにし、得られた連続薄帯を収納箱３に収納するようにしている。
【０００５】
また、双ロール法では、図４（ｂ）に示すように、２つの冷却ロール４を接触させて配置し、この冷却ロール４の接触部直上に溶融金属をノズル５を介して供給し、冷却ロール４間で凝固および圧下させることで薄帯を連続的に製造するようにしている。
【０００６】
ところが、単ロール法では、冷却ロール１の頂部に湯だまり（パドル）を安定的に保つことが難しく、過剰な溶融金属が噴出されると、湯だまりが不安定になって冷却ロール１の横あるいは後ろ方向に落下してしまい、一部の薄片が製品の薄帯に混入し、製品の均一性が低下してしまう。
【０００７】
また、双ロール法では、冷却ロールで冷却凝固と圧下を行うため冷却ロールの駆動に大きな動力を必要とするとともに、冷却ロールの損傷が大きい。
【０００８】
さらに、いずれの従来法でも、製品として連続した薄帯が得られることから、かさ密度が低くなり、大型の収納箱が必要となったり、別に収納箱の前段に粉砕装置や切断装置が必要となっている。
【０００９】
そこで、これらの問題を解消できる金属薄片製造装置として、本願発明者らが特開平２０００−２５１９１２号公報に開示したものがあり、図４（ｃ）に概略構造を示すように、製造すべき金属薄体の厚さより間隔をあけて複数の冷却ロール６，７を設け、しかもこれら複数の冷却ロール６，７を、溶湯ないし金属薄体が順次当たるように段違いに配置し、最上流側の冷却ロール６の表面に図示しないノズルから溶湯を流出させるようにしており、最初の冷却ロール６でノズルから流出した溶湯を急冷して金属薄体を作り、次の冷却ロール７で製造された金属薄体を当てて薄片にするとともに、過剰な溶湯を急冷して金属薄体にするようにしてある。
【００１０】
これにより、溶湯供給の自由度を高め安定して金属薄片を効率的に製造できるようになる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような金属薄片製造装置で一層大量の溶湯を薄片にしようとすると、ノズルから流出する溶湯の量を増大する必要がある。しかし小径のノズルでは溶湯が先端部で滞留してつまりが生じるなど溶湯を安定して流出させることが出来ないという問題があり、大径のノズルでも、溶湯が冷却ロールの表面に広く当らず集中するため、溶湯の全量を薄片にすることが出来ないという問題がある。
【００１２】
この発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたもので、大量の溶湯を流出させても溶湯の滞留によるノズルのつまり等が生じることなく、溶湯の全量を効率良く薄片にできる金属薄片製造装置を提供しようとするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためこの発明の請求項１記載の金属薄片製造装置は、ノズルから流出する溶湯を一次冷却ロールの表面で急冷して金属薄体を作り、次の二次冷却ロールにこの金属薄体を当てて薄片にすることにより金属薄片を製造する装置であって、前記ノズルと前記一次冷却ロールとの間に当該ノズルから流出する溶湯を当ててロール軸方向に拡幅して前記一次冷却ロールに当てる溶湯拡幅手段を設け、この溶湯拡幅手段を、板状材で構成し、前記一次冷却ロールの頂部より回転方向下流側の表面に溶湯を当てることができるように、前記一次冷却ロール側を低く傾けて配置し、かつ前記一次冷却ロールとの間隔を３ｍｍ以下で少なくとも金属薄片を通過可能に設置したことを特徴とするものである。
【００１４】
この金属薄片製造装置によれば、ノズルと一次冷却ロールとの間に当該ノズルから流出する溶湯を当ててロール軸方向に拡幅して前記一次冷却ロールに当てる溶湯拡幅手段を設け、この溶湯拡幅手段を、板状材で構成し、前記一次冷却ロールの頂部より回転方向下流側の表面に溶湯を当てることができるように、前記一次冷却ロール側を低く傾けて配置し、かつ前記一次冷却ロールとの間隔を３ｍｍ以下で少なくとも金属薄片を通過可能に設置するようにしており、ノズル径を拡大するなどで大量の溶湯を流出させても板状材の溶湯拡幅手段で溶湯をロール軸方向に拡げて当てることができ、全量を効率良く薄片にできるとともに、溶湯の滞留によるノズルのつまり等も防止できるようにしている。また、板状材の溶湯拡幅手段の前記一次冷却ロール側の端部を当該一次冷却ロールの表面から３ｍｍ以内に設置するようにしており、溶湯の表面張力などによって溶湯の流れが不安定になることを防止して大量の溶湯の全量を効率良く薄片にするようにしている。
【００１９】
また、この発明の請求項２記載の金属薄片製造装置は、請求項１記載の構成に加え、前記溶湯拡幅手段に加熱手段を設けたことを特徴とするものである。
【００２０】
この金属薄片製造装置によれば、溶湯拡幅手段に加熱手段を設けるようにしており、溶湯が表面に付着したり凝固粒子が生じることを防止できるようにしている。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の１実施の形態について図面に基づき詳細に説明する。
図１および図２はこの発明の金属薄片製造装置の一実施の形態にかかり、図１（ａ）は溶湯拡幅手段として整流板を用いた場合の部分拡大図、図１（ｂ）は溶湯拡幅手段としてガスカーテンを用いた場合の部分拡大図、図１（ｃ）は溶湯拡幅手段として整流板を用いた場合の部分拡大斜視図、図２は全体の概略構成図である。
【００２４】
この金属薄片製造装置１０では、中空の内部冷却式の冷却ロール１１，１２を２個備えており、溶湯の供給上流側の冷却ロール１１の回転軸に対して下流側の冷却ロール１２の回転軸が上方にずらして２つの冷却ロール１１，１２が段違い状態に配置されるとともに、２つの冷却ロール１１，１２の間隔を製造される金属薄体の厚さより大きい間隔とする。例えば冷却ロール１１の冷却能力によって製造される金属薄体の厚さがほぼ決まるが、金属薄体の厚さが５０〜６０μｍであるとすれば、冷却ロール１１，１２の間隔を３ｍｍ程度にしてある。
【００２５】
また、これら冷却ロール１１，１２は互いに逆方向に回転駆動されるようになっており、図示しない駆動機構によって駆動され、例えば周速が１０〜２０ｍ／ｓｅｃ程度となるように回転駆動される。
【００２６】
そして、冷却ロール１１の上部には、タンディッシュおよびノズル１３が設けられ、ノズル１３の下方には、溶湯拡幅手段を構成する板状の整流板１４、あるいは不活性ガスまたは溶解雰囲気ガスを噴出させてカーテン状とするガスカーテン１４ａが設けてあり、タンディッシュに供給される溶融金属（溶湯）をノズル１３から流出させて整流板１４あるいはガスカーテン１４ａに当て、溶融金属をロール軸方向に拡げて１次冷却ロール１１の表面に当てるようになっている。
【００２７】
この整流板１４あるいはガスカーテン１４ａでは、冷却ロール１１の頂部より回転方向下流側の表面に溶湯を当てることができるように配置され、冷却ロール１１に当った溶湯が後方に飛散せず前方に飛び出すようにしてあり、例えば冷却ロール１１の頂部より中心角で４５度程度回転方向下流側の表面に溶湯が当たるようにしてある。
【００２８】
また、この整流板１４はその先端側の端面と冷却ロール１１の表面との間にある程度の間隔をあけて配置されるが、この冷却ロールとの間隔が広くなると、溶湯の表面張力によって溶湯の流れが不安定となるとともに、ロール軸方向への拡がりが小さくなることから２０ｍｍ以内に位置するように配置する。なお、通常は整流板１４の先端側の端面と冷却ロール１１の表面とが平行になるように一定の間隔をあけて配置するが、冷却ロール１１の内部に供給する冷却水によりロール軸方向に温度勾配が生じる場合には、冷却能力に応じて溶湯の供給量をロール軸方向で調整するよう、ロール表面との間隔をロール軸方向で変えて平行としないようにしても良い。
【００２９】
そして、整流板１４の先端側の端面から１０ｍｍ以上離れた位置にノズル１３の中心を位置させて溶湯を流出させて当てるようにする。整流板１４に当った溶湯が整流板１４に沿って流れる距離が１０ｍｍより小さいと、溶湯を拡げる効果が発揮されなくなってしまう。
【００３０】
この整流板１４の先端側の端面と冷却ロールの表面との間隔と溶湯の流れの幅を、実験的に求めた結果を示したものが図３であり、整流板１４は冷却ロール１１に接近して配置することが溶湯を拡げる上で好ましく、特に、３ｍｍ以下にすることが溶湯の流れを広くする上で好ましい。
【００３１】
なお、溶湯拡幅手段としてガスカーテン１４ａを設置する場合には、ガスカーテン１４ａの先端を冷却ロールの表面に当て間隔の無い状態にすることができるが、冷却ロール１１の表面に当ったガスがロール回転方向前方に流れるようにし、溶湯を後方に巻き上げたり、飛散させないように設置する。
【００３２】
このような溶湯拡幅手段として整流板１４あるいはガスカーテン１４ａを設けることで、ノズル１３から流下する溶湯をロール軸方向に薄く拡げて冷却ロール１１に当てることができるようになり、ノズル１３からの溶湯の流下量（供給量）を増大しても全量を金属薄片にでき、これまでノズル１３の直径を最大でも１０ｍｍ程度にしかできなかったものが、直径１２ｍｍ以上の大口径ノズルを使用できる。
【００３３】
これにより、通常セラミックスで製造するノズル１３の製造が容易になるとともに、ノズル付近での溶湯の滞留に起因する溶湯のつまりがなくなり、固形不純物が混入しているような溶湯でもノズルを通過させることができ、連続運転が一層容易になり、運転に要するコストも低減することができる。
【００３４】
なお、ノズル１３には、円形のノズル孔が形成されたものに限らず、スリット状のノズル孔が形成されたものなどであっても良く、また、ノズル孔は、単孔とする場合に限らず、多孔として冷却ロール１１のロール軸方向と平行に複数配置するようにしても良い。
【００３５】
さらに、ノズル１３に保温加熱装置を設けるなどすれば、ノズル部分での溶湯の凝固を防止して安定した状態で操業することができる。
【００３６】
また、ノズル１３から流下する溶湯を整流板１４に当てて溶湯の幅を拡げるようにすることから、整流板１４は溶湯と反応しないで又は熱ショックに強い材料で表面を形成することが好ましく、例えばボロンナイトライドを含む材料で作られるが、溶湯を拡げることができれば必ずしも平板である必要はない。さらに、整流板１４に加熱装置を設けるようにすれば、溶湯が付着することを防止でき、凝固粒子が冷却ロール１１，１２間に噛み込まれてロール表面が損傷することを極力防止できるようになる。
【００３７】
一方、ガスカーテン１４ａの場合には、不活性ガスまたは溶解雰囲気ガスによりガスカーテンを形成するようにすることで、溶湯との反応を防止でき、ガスカーテン１４ａの場合には、溶湯が凝固し難く付着が生じないことから、特にガスを加熱する必要はない。
【００３８】
このような２つの冷却ロール１１，１２の下方には、収納箱１５が配置され、冷却ロール１１で凝固した金属薄体を冷却ロール１２に当てて粉砕して金属薄片にするとともに、冷却ロール１１で冷却凝固されずに飛散する溶湯などを冷却ロール１２で冷却凝固させることで得られたこれら金属薄片を収納箱１５で回収できるようにしてある。
【００３９】
そして、金属薄片を効率良く収納箱１５に回収するため、２つの冷却ロール１１，１２の下方と収納箱１５との間に誘導管１６が配置され、飛散させずに収納箱１５に回収するようにしてある。
【００４０】
また、この金属薄片製造装置１０では、不活性ガスなどの雰囲気ガス中で金属薄片を製造できるようにするため、装置全体が密閉容器１７内に設置されるとともに、タンディッシュの底部に予圧壁１８が設けられ、密閉容器１７が上下に仕切られている。
【００４１】
そして、この密閉容器１７内に不活性ガスを供給する雰囲気ガス供給ノズル１９が、冷却ロール１１，１２の下部からロールの対向面に沿って噴射されるように配置され、製造された金属薄体および金属薄片を冷却するとともに、不活性ガスの流れを利用して金属薄片を収納箱１５に導くことができるようにしている。
【００４２】
また、噴射された不活性ガスは収納箱１５にガス吸引口が設けられ、図示しないブロワで吸引し、熱交換器２０を介して冷却後、再び雰囲気ガス供給ノズル１９から供給して循環するようにしてある。
【００４３】
さらに、この金属薄片製造装置１０では、不活性ガスなどの雰囲気ガス中で冷却ロール１１，１２が高速回転すると、雰囲気ガスの巻き込みによって風（ガスの流れ）が生じることから、この風によるノズル１３の冷却を防止したり、金属薄片が飛散することを防止するため、ノズル１３の両側の予圧壁１８部分から冷却ロール１１，１２に向かって突き出す防風板２１が設けてある。
【００４４】
また、この金属薄片製造装置１０では、冷却ロール１１，１２の表面を清浄に保つため冷却ロール１１，１２のそれぞれの外周に接してロール状の掃除ブラシ２２が設けてある。
【００４５】
このように構成した金属薄片製造装置１０の動作とともに、金属薄片の製造について説明する。
【００４６】
この金属薄片製造装置１０では、雰囲気ガス供給ノズル１９から雰囲気ガスとして不活性ガスを供給した状態とし、溶解炉で溶解した溶融金属をタンディッシュを介してノズル１３から流出させ、整流板１４、あるいはガスカーテン１４ａに当ててロール軸方向に拡げて、回転駆動するとともに、内部から冷却している冷却ロール１１の表面に溶湯を当てる。
【００４７】
すると、溶湯が冷却ロール１１の表面に接触することで凝固して金属薄体になり、冷却ロール１２の表面に当たって粉砕されて金属薄片となる。この冷却ロール１２では、冷却ロール１１で凝固せずにそのまま前方に飛散する少量の塊に分割された溶湯が冷却ロール１２のロール表面に当たって冷却されて凝固し、それぞれの溶湯の塊が金属薄片となる。
【００４８】
こうして、冷却ロール１１および冷却ロール１２で薄片状となった金属薄片は、冷却ロール１２の表面に再び当たってさらに粉砕され、誘導管１６と雰囲気ガス供給ノズル１９から供給される不活性ガスでの流れに誘導されて収納箱１５に回収される。
【００４９】
そして、製造される各段階の金属薄体および金属薄片は、冷却ロール１１から冷却ロール１２に当たるまでの間、冷却ロール１２を経て再び冷却ロール１１に当たるまでの間、さらに誘導管１６を経て収納箱１５に至るまでの間に、雰囲気ガスによって冷却されるとともに、収納箱１５内でも循環される不活性ガスで冷却され、効率的に冷却される。
【００５０】
このような金属薄片製造装置１０によれば、ノズル１３から直接冷却ロール１１に溶湯を供給する場合に比べ、溶湯拡幅手段としての整流板１４あるいはガスカーテン１４ａによって溶湯をロール軸方向に拡げて当てることができ、大量の溶湯の全量を金属薄片にすることができ、生産効率を大巾に向上することができる。
【００５１】
また、大口径のノズル１３を使用することが可能となり、溶湯のつまりを防止でき、溶湯中に不純物などの混入があってもノズル１３を通過できるとともに、ノズルの加工や補修が容易となり、運転コストの低減を図ることができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上、一実施の形態とともに具体的に説明したようにこの発明の請求項１記載の金属薄片製造装置によれば、ノズルと一次冷却ロールとの間に当該ノズルから流出する溶湯を当ててロール軸方向に拡幅して前記一次冷却ロールに当てる溶湯拡幅手段を設け、この溶湯拡幅手段を、板状材で構成し、前記一次冷却ロールの頂部より回転方向下流側の表面に溶湯を当てることができるように、前記一次冷却ロール側を低く傾けて配置し、かつ前記一次冷却ロールとの間隔を３ｍｍ以下で少なくとも金属薄片を通過可能に設置したので、ノズル径を拡大するなどで大量の溶湯を流出させても板状材の溶湯拡幅手段で溶湯をロール軸方向に拡げて当てることができ、全量を効率良く薄片にできるとともに、溶湯の滞留によるノズルのつまり等も防止することができる。
また、板状材の溶湯拡幅手段の前記一次冷却ロール側の端部を当該一次冷却ロールの表面から３ｍｍ以内に設置したので、溶湯の表面張力などによって溶湯の流れが不安定になることを防止して大量の溶湯の全量を効率良く薄片にすることができる。
【００５５】
また、この発明の請求項２記載の金属薄片製造装置によれば、溶湯拡幅手段に加熱手段を設けるようにしたので、溶湯が表面に付着したり凝固粒子が生じることを防止でき、凝固粒子のロール間への噛み込みを防止してロールの損傷も防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の金属薄片製造装置の一実施の形態にかかり、（ａ）は溶湯拡幅手段として整流板を用いた場合の部分拡大図、（ｂ）は溶湯拡幅手段としてガスカーテンを用いた場合の部分拡大図、（ｃ）は溶湯拡幅手段として整流板を用いた場合の部分拡大斜視図である。
【図２】この発明の金属薄片製造装置の一実施の形態にかかる全体の概略構成図である。
【図３】この発明の金属薄片製造装置の一実施の形態にかかり、整流板と冷却ロールの間隔と溶湯の流れの幅との関係を実験的に求めた結果のグラフである。
【図４】従来の金属薄帯の製造装置にかかる単ロール法および双ロール法の説明図である。
【符号の説明】
１０金属薄片製造装置
１１１次冷却ロール
１２２次冷却ロール
１３ノズル
１４整流板（溶湯拡幅手段）
１４ａガスカーテン（溶湯拡幅手段）
１５収納箱
１６誘導管
１７密閉容器
１８予圧壁
１９雰囲気ガス供給ノズル
２０熱交換器
２１防風板
２２掃除ブラシ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a metal flake manufacturing apparatus, which is capable of easily and efficiently manufacturing a metal quenching flake material required for manufacturing thermoelectric element materials, magnet materials, hydrogen storage alloys and the like. .
[0002]
[Prior art]
When manufacturing materials for thermoelectric elements, magnet materials, hydrogen storage alloys, etc., these materials are often intermetallic compounds, and ingots can be crushed and manufactured, but effective methods for improving performance It is conceivable to use a quenched metal flake material. In this case, the compositional uniformity as the quenching effect and the crystal gradient in the quenching direction are used.
[0003]
Such metal flakes are manufactured by producing a wide continuous ribbon in advance and then pulverizing or cutting the continuous ribbon. For the production of the continuous ribbon, the single roll method and the twin roll are mainly used. The law is used.
[0004]
In the single roll method, as shown in FIG. 4 (a), the molten metal is allowed to flow out from a nozzle 2 provided above the cooling roll 1 to continuously produce a wide ribbon. The hot water pool (paddle) is stably maintained by the surface tension of the molten metal at the contact portion with the molten metal, and the obtained continuous ribbon is stored in the storage box 3.
[0005]
In the twin roll method, as shown in FIG. 4B, two cooling rolls 4 are arranged in contact with each other, and molten metal is supplied through a nozzle 5 immediately above the contact portion of the cooling roll 4 to cool the cooling roll. The ribbon is continuously produced by solidifying and rolling between the rolls 4.
[0006]
However, in the single roll method, it is difficult to stably maintain a puddle on the top of the cooling roll 1, and when excessive molten metal is ejected, the puddle becomes unstable and the side of the cooling roll 1 is Or it falls back, and a part of thin piece mixes in the ribbon of a product, and the uniformity of a product will fall.
[0007]
In the twin roll method, since cooling solidification and reduction are performed by the cooling roll, a large amount of power is required to drive the cooling roll, and the cooling roll is greatly damaged.
[0008]
In addition, any conventional method can produce a continuous ribbon as a product, resulting in low bulk density, requiring a large storage box, or a separate crusher or cutting device in front of the storage box. It has become.
[0009]
Therefore, as a metal flake manufacturing apparatus that can solve these problems, the inventors of the present application disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-251912, and the metal to be manufactured as shown in the schematic structure of FIG. A plurality of cooling rolls 6 and 7 are provided at intervals from the thickness of the thin body, and the plurality of cooling rolls 6 and 7 are arranged in steps so that the molten metal or the metal thin body sequentially contacts the cooling roll on the most upstream side. The molten metal is allowed to flow out from a nozzle (not shown) on the surface of the roll 6, and the molten metal flowing out from the nozzle is rapidly cooled by the first cooling roll 6 to form a metal thin body, and the metal thin film produced by the next cooling roll 7. The body is put into thin pieces, and the excess molten metal is quenched to form a metal thin body.
[0010]
Thereby, the freedom degree of molten metal supply can be raised and a metal flake can be manufactured efficiently stably.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, in order to make a larger amount of molten metal into a thin piece with such a metal flake manufacturing apparatus, it is necessary to increase the amount of the molten metal flowing out from the nozzle. However, there is a problem that the molten metal cannot be flowed out stably because the molten metal stays at the tip of the nozzle with a small diameter, and even with a large nozzle, the molten metal does not hit the surface of the cooling roll widely. Therefore, there is a problem that the entire amount of the molten metal cannot be made into thin pieces.
[0012]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and even if a large amount of molten metal flows out, nozzle clogging or the like due to stagnation of the molten metal does not occur, and the metal flakes can efficiently thin the entire amount of the molten metal. It is intended to provide a manufacturing apparatus.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the metal flake manufacturing apparatus according to claim 1 of the present invention is a method of rapidly cooling the molten metal flowing out from the nozzle on the surface of the primary cooling roll to form a metal thin body, A device for producing a metal flake by applying a thin piece to a thin piece, and applying the molten metal flowing out from the nozzle between the nozzle and the primary cooling roll to widen the roll in the roll axial direction and the primary cooling. The molten metal widening means is applied to the roll, and the molten metal widening means is made of a plate-like material, so that the molten metal can be applied to the surface downstream in the rotational direction from the top of the primary cooling roll. Is arranged so as to be inclined at a low angle, and the distance from the primary cooling roll is set to 3 mm or less so that at least the metal flakes can pass therethrough.
[0014]
According to this metal flake manufacturing apparatus, the molten metal widening means is provided between the nozzle and the primary cooling roll to apply the molten metal flowing out from the nozzle to widen it in the roll axial direction and apply it to the primary cooling roll. and constituted by a plate-like member, said to be able to shed the molten metal downstream in the rotation direction of the surface from the top of the primary cooling roll, wherein arranged inclined lower primary cooling roll side, and said primary cooling roll The gap is 3 mm or less so that at least the metal flakes can pass through. Even if a large amount of molten metal flows out, such as by expanding the nozzle diameter, the molten metal is expanded in the roll axis direction using the molten metal widening means. Thus, the entire amount can be thinned efficiently, and the nozzle can be prevented from clogging due to stagnation of the molten metal. Further, the end of the plate-like material widening means on the side of the primary cooling roll is installed within 3 mm from the surface of the primary cooling roll, and the flow of the molten metal becomes unstable due to the surface tension of the molten metal. In order to prevent this, the entire amount of the molten metal is efficiently thinned.
[0019]
According to a second aspect of the present invention, in addition to the structure according to the first aspect , the molten metal widening means is provided with a heating means.
[0020]
According to this metal flake manufacturing apparatus, the heating means is provided in the molten metal widening means so that the molten metal can be prevented from adhering to the surface or the formation of solidified particles.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 and 2 relate to an embodiment of a metal flake manufacturing apparatus according to the present invention. FIG. 1 (a) is a partially enlarged view when a rectifying plate is used as a melt widening means, and FIG. 1 (b) is a melt widening. FIG. 1 (c) is a partially enlarged perspective view when a rectifying plate is used as a molten metal widening means, and FIG. 2 is an overall schematic configuration diagram.
[0024]
The metal flake manufacturing apparatus 10 includes two hollow internal cooling type cooling rolls 11 and 12, and the rotation axis of the cooling roll 12 on the downstream side with respect to the rotation axis of the cooling roll 11 on the upstream side of the molten metal supply. Are shifted upward and the two cooling rolls 11 and 12 are arranged in a stepped state, and the distance between the two cooling rolls 11 and 12 is set to be larger than the thickness of the thin metal body to be manufactured. For example, the thickness of the metal thin body manufactured by the cooling capacity of the cooling roll 11 is almost determined. If the thickness of the metal thin body is 50 to 60 μm, the interval between the cooling rolls 11 and 12 is set to about 3 mm. is there.
[0025]
The cooling rolls 11 and 12 are rotationally driven in directions opposite to each other, and are driven by a driving mechanism (not shown), for example, so that the peripheral speed is about 10 to 20 m / sec.
[0026]
A tundish and a nozzle 13 are provided above the cooling roll 11, and a plate-like rectifying plate 14 constituting an molten metal widening means, or an inert gas or a dissolved atmosphere gas is jetted below the nozzle 13. A gas curtain 14a having a curtain shape is provided. Molten metal (molten metal) supplied to the tundish is discharged from the nozzle 13 and applied to the rectifying plate 14 or the gas curtain 14a, and the molten metal is spread in the roll axis direction. The surface of the primary cooling roll 11 is applied.
[0027]
In this baffle plate 14 or the gas curtain 14a, it arrange | positions so that a molten metal can be applied to the surface of the rotation direction downstream side from the top part of the cooling roll 11, and the molten metal which hits the cooling roll 11 jumps ahead rather than splashing back. For example, the molten metal hits the surface on the downstream side in the rotation direction at a central angle of about 45 degrees from the top of the cooling roll 11.
[0028]
In addition, the current plate 14 is disposed with a certain distance between the end face on the front end side and the surface of the cooling roll 11. When the distance to the cooling roll is increased, the surface tension of the molten metal causes the molten metal to flow. Since the flow becomes unstable and the spread in the roll axis direction becomes small, it is arranged so that it is located within 20 mm. In addition, although it arrange | positions with a fixed space | interval so that the end surface of the front end side of the baffle plate 14 and the surface of the cooling roll 11 may become parallel normally, it is set to a roll axial direction with the cooling water supplied to the inside of the cooling roll 11 When a temperature gradient occurs, the distance from the roll surface may be changed in the roll axis direction so as not to be parallel so that the supply amount of the molten metal is adjusted in the roll axis direction according to the cooling capacity.
[0029]
Then, the center of the nozzle 13 is positioned at a position 10 mm or more away from the end face on the front end side of the rectifying plate 14, and the molten metal is allowed to flow out and hit. If the distance that the molten metal hitting the rectifying plate 14 flows along the rectifying plate 14 is smaller than 10 mm, the effect of expanding the molten metal is not exhibited.
[0030]
FIG. 3 shows the results of experimental determination of the distance between the end face on the front end side of the current plate 14 and the surface of the cooling roll and the width of the flow of the molten metal, and the current plate 14 approaches the cooling roll 11. It is preferable to disperse the molten metal in order to expand the molten metal, and in particular, it is preferable to make it 3 mm or less in order to widen the flow of the molten metal.
[0031]
In addition, when installing the gas curtain 14a as a molten metal widening means, the front-end | tip of the gas curtain 14a can be made into a state without a space | interval with the surface of a cooling roll, but the gas which hit the surface of the cooling roll 11 rolls. Install it so that it flows forward in the direction of rotation, and the molten metal is not rolled up or scattered backwards.
[0032]
By providing the current plate 14 or the gas curtain 14a as the molten metal widening means, the molten metal flowing down from the nozzle 13 can be spread thinly in the roll axis direction and applied to the cooling roll 11, and the molten metal from the nozzle 13 can be applied. Even if the flow amount (supply amount) is increased, the entire amount can be made into thin metal pieces, and the nozzle 13 having a diameter of only about 10 mm at the maximum can be used with a large nozzle having a diameter of 12 mm or more.
[0033]
This facilitates the manufacture of the nozzle 13 that is normally made of ceramics, eliminates clogging of the molten metal due to the stagnation of the molten metal in the vicinity of the nozzle, and allows the molten metal mixed with solid impurities to pass through the nozzle. Therefore, continuous operation becomes easier, and the cost required for operation can be reduced.
[0034]
The nozzle 13 is not limited to one having a circular nozzle hole, but may be one having a slit-like nozzle hole. The nozzle hole is limited to a single hole. Instead, a plurality of holes may be arranged in parallel with the roll axis direction of the cooling roll 11 as a porous body.
[0035]
Furthermore, if the nozzle 13 is provided with a heat retaining heating device, it is possible to prevent the molten metal from solidifying at the nozzle portion and to operate in a stable state.
[0036]
Further, since the molten metal flowing down from the nozzle 13 is applied to the rectifying plate 14 to widen the molten metal, it is preferable that the rectifying plate 14 does not react with the molten metal or is formed of a material resistant to heat shock. For example, it is made of a material containing boron nitride, but is not necessarily a flat plate as long as the molten metal can be expanded. Further, if a heating device is provided on the current plate 14, it is possible to prevent the molten metal from adhering and to prevent the solidified particles from being caught between the cooling rolls 11 and 12 and damaging the roll surface as much as possible. Become.
[0037]
On the other hand, in the case of the gas curtain 14a, the reaction with the molten metal can be prevented by forming the gas curtain with an inert gas or a dissolved atmospheric gas. In the case of the gas curtain 14a, the molten metal is difficult to solidify. Since no adhesion occurs, it is not necessary to heat the gas.
[0038]
A storage box 15 is disposed below the two cooling rolls 11 and 12, and the thin metal body solidified by the cooling roll 11 is applied to the cooling roll 12 to be crushed into metal flakes. The metal flakes obtained by cooling and solidifying the molten metal scattered without being cooled and solidified by the cooling roll 12 can be collected in the storage box 15.
[0039]
In order to efficiently collect the metal flakes in the storage box 15, a guide tube 16 is disposed between the lower side of the two cooling rolls 11 and 12 and the storage box 15 so that the metal flakes are recovered in the storage box 15 without being scattered. It is.
[0040]
Further, in the metal flake manufacturing apparatus 10, the entire apparatus is installed in the sealed container 17 so that the metal flakes can be manufactured in an atmospheric gas such as an inert gas, and the preloading wall 18 is provided at the bottom of the tundish. Is provided, and the sealed container 17 is partitioned vertically.
[0041]
Then, an atmospheric gas supply nozzle 19 for supplying an inert gas into the sealed container 17 is disposed so as to be sprayed from the lower part of the cooling rolls 11 and 12 along the facing surface of the roll, and the manufactured metal thin body In addition to cooling the metal flakes , the metal flakes can be guided to the storage box 15 using the flow of inert gas.
[0042]
Further, the injected inert gas is provided with a gas suction port in the storage box 15, sucked by a blower (not shown), cooled through the heat exchanger 20, supplied again from the atmospheric gas supply nozzle 19 and circulated. It is.
[0043]
Furthermore, in this metal flake manufacturing apparatus 10, when the cooling rolls 11 and 12 are rotated at high speed in an atmospheric gas such as an inert gas, a wind (gas flow) is generated by the entrainment of the atmospheric gas. In order to prevent the cooling and the metal flakes from being scattered, windproof plates 21 protruding from the preloading wall 18 portions on both sides of the nozzle 13 toward the cooling rolls 11 and 12 are provided.
[0044]
Moreover, in this metal flake manufacturing apparatus 10, in order to keep the surface of the cooling rolls 11 and 12 clean, the roll-shaped cleaning brush 22 is provided in contact with each outer periphery of the cooling rolls 11 and 12.
[0045]
Along with the operation of the metal flake manufacturing apparatus 10 configured as described above, the production of metal flakes will be described.
[0046]
In this metal flake manufacturing apparatus 10, an inert gas is supplied as an atmospheric gas from the atmospheric gas supply nozzle 19, and the molten metal melted in the melting furnace is caused to flow out of the nozzle 13 via the tundish, The molten metal is applied to the surface of the cooling roll 11 which is applied to the gas curtain 14a and spreads in the roll axis direction to rotate and is cooled from the inside.
[0047]
Then, the molten metal is solidified by contact with the surface of the cooling roll 11 becomes thin metal body, ing and is milled metal flakes against the surface of the cooling roll 12. In the cooling roll 12, the molten metal is divided into small masses scattered directly forward without solidification at the cooling roll 11 is solidified and cooled against the roll surface of the cooling roll 12, the mass of each of the molten metal and the metal flakes Become.
[0048]
In this way, the metal flakes that have become flakes with the cooling roll 11 and the cooling roll 12 strike the surface of the cooling roll 12 again and are further crushed , and the inert gas supplied from the induction tube 16 and the atmospheric gas supply nozzle 19 It is guided by the flow and collected in the storage box 15.
[0049]
And the metal thin body and metal flakes of each stage to be manufactured are stored in the storage box through the induction pipe 16 until it hits the cooling roll 11 through the cooling roll 12 until it hits the cooling roll 12 from the cooling roll 11. In the meantime, the air is cooled by the atmospheric gas and is also cooled by the inert gas circulated in the storage box 15 to be efficiently cooled.
[0050]
According to such a metal flake manufacturing apparatus 10, compared to the case where the molten metal is supplied directly from the nozzle 13 to the cooling roll 11, the molten metal is spread and applied in the roll axial direction by the current plate 14 or the gas curtain 14 a as the molten metal widening means. The total amount of the molten metal can be made into metal flakes, and the production efficiency can be greatly improved.
[0051]
In addition, it is possible to use a large-diameter nozzle 13, which can prevent clogging of the molten metal, and can pass through the nozzle 13 even if impurities are mixed in the molten metal, and the nozzle can be easily processed and repaired. Cost can be reduced.
[0052]
【The invention's effect】
As described above in detail with the embodiment, according to the metal flake manufacturing apparatus of the first aspect of the present invention, the roll shaft is applied by applying the molten metal flowing out from the nozzle between the nozzle and the primary cooling roll. A molten metal widening means is provided which is widened in the direction and applied to the primary cooling roll. The molten metal widening means is formed of a plate-like material, and the molten metal can be applied to the surface downstream in the rotational direction from the top of the primary cooling roll. As described above, the primary cooling roll side is inclined at a low angle, and at least 3 mm of the distance from the primary cooling roll is set so as to be able to pass through the metal flakes, so that a large amount of molten metal flows out by expanding the nozzle diameter, etc. is not even able to shed by expanding the molten metal in the molten metal widening means of the plate-like material in the roll axis direction, it is possible to efficiently flakes on the total amount, to prevent even clogging of the nozzle due to retention of the melt It is possible.
In addition, the end of the plate-like material widening means on the side of the primary cooling roll is installed within 3 mm from the surface of the primary cooling roll, so that the molten metal flow is prevented from becoming unstable due to the surface tension of the molten metal. And the whole quantity of a large amount of molten metal can be made into a thin piece efficiently.
[0055]
According to the metal flake manufacturing apparatus of claim 2 of the present invention, since the heating means is provided in the molten metal widening means, it is possible to prevent the molten metal from adhering to the surface and the generation of solidified particles. It is possible to prevent biting between the rolls and prevent damage to the rolls.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B show an embodiment of a metal flake manufacturing apparatus according to the present invention, in which FIG. 1A is a partially enlarged view when a rectifying plate is used as a molten metal widening means, and FIG. (C) is a partial enlarged perspective view when a baffle plate is used as a molten metal widening means.
FIG. 2 is an overall schematic configuration diagram according to an embodiment of a metal flake manufacturing apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a graph showing experimentally obtained relationships between the distance between the rectifying plate and the cooling roll and the width of the molten metal flow according to one embodiment of the metal flake manufacturing apparatus of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory view of a single roll method and a twin roll method according to a conventional metal ribbon manufacturing apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Metal flake manufacturing apparatus 11 Primary cooling roll 12 Secondary cooling roll 13 Nozzle 14 Current plate (Melt widening means)
14a Gas curtain (Melt widening means)
15 Storage Box 16 Induction Pipe 17 Sealed Container 18 Preload Wall 19 Atmospheric Gas Supply Nozzle 20 Heat Exchanger 21 Windshield 22 Cleaning Brush

Claims

ノズルから流出する溶湯を一次冷却ロールの表面で急冷して金属薄体を作り、次の二次冷却ロールにこの金属薄体を当てて薄片にすることにより金属薄片を製造する装置であって、
前記ノズルと前記一次冷却ロールとの間に当該ノズルから流出する溶湯を当ててロール軸方向に拡幅して前記一次冷却ロールに当てる溶湯拡幅手段を設け、
この溶湯拡幅手段を、板状材で構成し、前記一次冷却ロールの頂部より回転方向下流側の表面に溶湯を当てることができるように、前記一次冷却ロール側を低く傾けて配置し、かつ前記一次冷却ロールとの間隔を３ｍｍ以下で少なくとも金属薄片を通過可能に設置したことを特徴とする金属薄片製造装置。A device for producing a metal flake by making a metal thin body by rapidly cooling the molten metal flowing out from the nozzle on the surface of the primary cooling roll, and applying the metal thin body to the next secondary cooling roll to make a thin piece,
A molten metal widening means for applying the molten metal flowing out from the nozzle between the nozzle and the primary cooling roll to widen it in the roll axial direction and applying it to the primary cooling roll is provided,
The molten metal widening means is composed of a plate-like material , and is disposed with the primary cooling roll side inclined at a low angle so that the molten metal can be applied to the surface downstream in the rotational direction from the top of the primary cooling roll, and An apparatus for producing metal flakes, characterized in that at least a metal flake can be passed with an interval of 3 mm or less from the primary cooling roll.

前記溶湯拡幅手段に加熱手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の金属薄片製造装置。 The metal flake manufacturing apparatus according to claim 1, wherein a heating means is provided in the molten metal widening means.