JPH03133551A - Production of amorphous alloy strip - Google Patents
Production of amorphous alloy stripInfo
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- JPH03133551A JPH03133551A JP27030189A JP27030189A JPH03133551A JP H03133551 A JPH03133551 A JP H03133551A JP 27030189 A JP27030189 A JP 27030189A JP 27030189 A JP27030189 A JP 27030189A JP H03133551 A JPH03133551 A JP H03133551A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野ｊ
本発明は液体急冷法によって広幅の非晶質合金薄帯を製
造する製造方法であって、長時間に亘って非晶質合金薄
帯の安定的な製造を行うための方法に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Field of Application] The present invention is a manufacturing method for manufacturing a wide amorphous alloy ribbon by a liquid quenching method, and the manufacturing method includes a manufacturing method for manufacturing a wide amorphous alloy ribbon by a liquid quenching method. This invention relates to a method for stable manufacturing.
［従来の技術］
近年、単ロール法や双ロール法などの液体急冷法によっ
て、溶融金属（合金を含む。以下同じ）から直接非晶質
合金薄帯を製造することが行われている。特に広幅の非
晶質合金薄帯を製造する場合には、スリット状の開口ス
ロットを有する／、、ＩＥ湯ノズルから溶融合金を高速
回転する冷却ロール上に射出し、急冷凝固させて薄帯を
連続的に製造する単ロール法が多用されている。この単
ロール法で欠陥の少ない非晶質合金薄帯を安定的に製造
するには、注湯ノズル先端形状、注湯ノズルと冷却ロー
ルとの間の間隔、および冷却ロールの速度・表面性状な
どの操業条件の管理が極めて重要であることが知られて
いる。[Prior Art] In recent years, amorphous alloy ribbons have been produced directly from molten metal (including alloys; the same applies hereinafter) by liquid quenching methods such as the single roll method and the twin roll method. In particular, when producing a wide amorphous alloy ribbon, the molten alloy is injected from an IE hot water nozzle onto a cooling roll rotating at high speed and rapidly solidified to form a ribbon. A single roll method for continuous production is often used. In order to stably produce an amorphous alloy ribbon with few defects using this single roll method, the shape of the tip of the pouring nozzle, the distance between the pouring nozzle and the cooling roll, the speed and surface properties of the cooling roll, etc. It is known that the management of operating conditions is extremely important.
特開昭５３−５３５２５号公報では、注湯ノズルの先端
形状に関して、注湯スリット幅を０．２ないし１ｍｍ、
前リップ（溶融金属が流れ、薄帯が製造されていく側の
リップ）の厚みをスリット幅の１．５ないし３倍、およ
び後ろリップ（前リップの反対側のリップ）の厚みをス
リット幅のｌｆｇ以上とし、さらに注湯ノズルと冷却ロ
ール表面との間の間隔をスリット幅の０．１ないし１倍
に制御することが非晶質合金薄帯の連続的な製造におい
て重要であると提案している。In JP-A-53-53525, regarding the shape of the tip of the pouring nozzle, the width of the pouring slit is 0.2 to 1 mm;
The thickness of the front lip (the lip on the side where the molten metal flows and the ribbon is manufactured) is 1.5 to 3 times the slit width, and the thickness of the back lip (the lip on the opposite side of the front lip) is the slit width. lfg or more, and furthermore, it is important to control the distance between the pouring nozzle and the cooling roll surface to 0.1 to 1 times the slit width in the continuous production of amorphous alloy ribbon. ing.
このようにノズル先端形状の数値限定をする理由として
、第２図のように流出ノズル４の出口スリット６内の溶
融金属の溜まり（パドル）１２を、金属薄帯１５の固化
前面１６、後ろリップ１３および前リップ１４の間でｐ
Ａ械的に支持し、制御することが連続的にストリップを
鋳造する上で重要であるからと述べている。なお、第２
図中７は冷却ロール、７ａはその移動方向である。The reason for numerically limiting the shape of the nozzle tip is that, as shown in FIG. p between 13 and front lip 14
A: Mechanical support and control are important for continuous strip casting. In addition, the second
In the figure, 7 is a cooling roll, and 7a is its moving direction.
しかしながら、本発明者らの単ロール法による鋳造実験
では、安定な連続製板が行われている時でも、パドルが
後ろリップや萌リップに機械的な支持を受けるような状
況は認められなかった。むしろ前リップによるパドルの
必要以上の支持は安定製板を阻害し、時にはノズルの破
↑０をもたらすことになった。However, in our casting experiments using the single roll method, even when stable continuous board production was being performed, no situation was observed where the paddle was mechanically supported by the rear lip or the sprouting lip. . On the contrary, excessive support of the paddle by the front lip hindered stable board production, and sometimes resulted in nozzle failure.
また特開昭５６−５６７５８号公報は注湯ノズルの先端
形状に関して、注湯ノズルの開口幅を１．５ないし６ｍ
ｍとし、さらに注湯ノズルと冷却ロール表面との間の間
隔をスリット幅の０．００５ないし０．６倍にすること
を提案している。しかしながらこのような広い開口部を
有する注湯ノズルでは安定製板に間届かあり、長時間の
操業を持続することが困難であった。Furthermore, regarding the tip shape of the pouring nozzle, JP-A No. 56-56758 discloses that the opening width of the pouring nozzle is 1.5 to 6 m.
It is proposed that the distance between the pouring nozzle and the cooling roll surface be 0.005 to 0.6 times the slit width. However, a pouring nozzle with such a wide opening cannot reach stable plate production, making it difficult to sustain long-term operation.
実開昭５７−１５６２５７号公報は注湯ノズルの先端形
状に関して、開口スリットから２ｍｍ以遠の前リップ底
面に０．３ ｍ ｍ以上の段差を有する段付き後退部分
を設け、安定製板の確保に努めている。しかしながら広
幅の非晶質合金薄帯を長時間にわたって連続的に製造す
る操業を行ったところ、このような条件だけでは安定製
板を持続するには不十分であることが判った。Regarding the shape of the tip of the pouring nozzle, Japanese Utility Model Publication No. 57-156257 provides a step-recessed part with a step difference of 0.3 mm or more on the bottom of the front lip at a distance of 2 mm or more from the opening slit to ensure stable board production. I'm trying. However, when we conducted an operation to continuously produce a wide amorphous alloy ribbon over a long period of time, we found that these conditions alone were not sufficient to sustain stable plate production.
さらに国際公開Ｗ○８４１０３８５２号公報では、スリ
ットの幅を０．２ないし１ｍｍ、後ろリップの厚みを３
ｍ ｍ以上および前リップの厚みを３ないしｌ Ｏｍ
ｍとし、注湯ノズルのリップと冷却ロール表面間の間隔
を前リップよりも後ろリップの位置でより広くとる製造
装置を提案している。Furthermore, in International Publication No. W○84103852, the width of the slit is set to 0.2 to 1 mm, and the thickness of the rear lip is set to 3 mm.
mm or more and the thickness of the front lip from 3 to 1 Om
m, and proposes a manufacturing device in which the gap between the lip of the pouring nozzle and the surface of the cooling roll is wider at the position of the rear lip than at the front lip.
しかしながらこの方法では、安定な製板を連続的に維持
することができなかった。However, with this method, it was not possible to continuously maintain stable plate manufacturing.
特開昭６１−１５９２４６号公報では前リップの厚みを
スリット幅の０．８倍以下にすることによって、湯溜ま
りの機械的な支持を解消する装置を提案している。この
場合、非晶質合金薄帯の製造に適した前リップの厚みは
スリット幅の関数になるが、本発明者らの知見によれば
適切な前リップの厚みはスリット幅の関数ではなく、絶
対値で限定されるべきである。JP-A-61-159246 proposes a device that eliminates mechanical support of the pool by making the thickness of the front lip less than 0.8 times the slit width. In this case, the thickness of the front lip suitable for manufacturing the amorphous alloy ribbon is a function of the slit width, but according to the findings of the present inventors, the thickness of the front lip suitable for manufacturing the amorphous alloy ribbon is not a function of the slit width. Should be limited by absolute value.
（発明が解決しようとする課Ｍ）
以上述べたように、広幅の非晶質合金薄帯を連続的に製
造するためにこれまでもいくつかの提案が行われている
が、確実な操業にとって満足できるものではなかった０
本発明の目的は広幅の非晶質合金薄帯を安定に製造する
ために、主として注湯ノズル側の条件を限定することで
ある。(Problem M to be solved by the invention) As mentioned above, several proposals have been made to continuously produce wide amorphous alloy ribbons, but they are not suitable for reliable operation. It was not satisfactory0
The purpose of the present invention is to mainly limit the conditions on the pouring nozzle side in order to stably produce a wide amorphous alloy ribbon.
［課題を解決するための手段１
本発明において、広幅の非晶質合金薄帯を安定に連ｋｔ
製造するための製造方法として提案するのは、溶融合金
をスリット状の開口スロットを有する注湯ノズルを介し
て高速回転する冷却ロール直上にａ−を出し、急冷凝固
させて非晶質合金薄帯を製造するに際し、次の■〜■の
条件Ｇこて操業することによって、ノズル先端にバａ成
される湯溜まりがノズル底面に支持されることなく、ノ
ズルのスロットから溶融金属が流下する状態にあること
を特徴とする非晶質合金薄帯の製造方法である。ここで
、ノズルのスロットから溶融金属が流下する状態とは、
スロットから流下した溶融金属がノズルの底面には接触
しない状態にあることをいう。[Means for solving the problem 1 In the present invention, a wide amorphous alloy ribbon can be stably connected to kt.
The proposed manufacturing method is to pour the molten alloy through a pouring nozzle with a slit-like opening directly above the cooling roll that rotates at high speed, and rapidly solidify it to form an amorphous alloy ribbon. When manufacturing a trowel, under the following conditions G to G, a puddle formed at the tip of the nozzle is not supported by the bottom of the nozzle, and molten metal flows down from the slot of the nozzle. A method for producing an amorphous alloy ribbon is characterized in that: Here, the state in which molten metal flows down from the slot of the nozzle is
This means that the molten metal flowing down from the slot does not come into contact with the bottom of the nozzle.
■ 開口スロットのスリット幅を０．５ないし１．５ｍ
ｍ、前リップの底面厚みを０．２ないし１．５ｍｍ、お
よび後ろリップの底面厚みを０．２ないし５ｍｍとする
。■ Adjust the slit width of the opening slot to 0.5 to 1.5m.
m, the bottom thickness of the front lip is 0.2 to 1.5 mm, and the bottom thickness of the back lip is 0.2 to 5 mm.
■ 溶融金属の射出圧力を０．１ないし０．５ｋｇｆ／
ｃ ｒｎ’とする。■ Adjust the injection pressure of molten metal to 0.1 to 0.5 kgf/
Let cr rn'.
■ ノズル・ロール間の間隔をＯ，ｌないし１ｍｍとす
る。■ The distance between the nozzle and roll should be 0.1 to 1 mm.
■ 冷却ロール表面の移動速度を秒速２０ないし３０ｍ
とする。■ Adjust the moving speed of the cooling roll surface to 20 to 30 m/s.
shall be.
さらに、上記方法において、注湯ノズルの前ノツプは底
面厚みを０．２ないし１．５ ｍ ｍとして、同時に底
面から２ｍｍ以上の高さにおける前リップの厚みは少な
くとも１．５ ｍ ｍ以上とすることが強度上好ましい
。Furthermore, in the above method, the front tip of the pouring nozzle has a bottom thickness of 0.2 to 1.5 mm, and at the same time, the thickness of the front lip at a height of 2 mm or more from the bottom is at least 1.5 mm. This is preferable in terms of strength.
［作用］
本発明は１００ｍｍ幅以上の非晶質合金薄帯を少なくと
も１０分以上にわたって製板し、連続的に巻取る操業実
験の中から得られたものである。[Function] The present invention was obtained from an operational experiment in which an amorphous alloy ribbon having a width of 100 mm or more was made into a plate for at least 10 minutes and continuously wound.
近年においては非晶質合金薄帯を連続的に装板すること
自体はさほど困難なことではない。しかしながら連続的
に製板することと連続的に巻取り、コイル状の非晶質合
金薄帯を作製することとは同義ではない。In recent years, it is not so difficult to continuously plate amorphous alloy ribbons. However, continuous plate manufacturing is not the same as continuous winding to produce a coiled amorphous alloy ribbon.
すなわち単なる製板実験では極めて高速に多ｍの薄帯が
作成されるため、長時間にわたって操業した場合、非晶
質合金薄帯内に形成された部分的なりラックは勿論のこ
と、Ｔ！Ｑ間的な破断てさえもその存在をｌｌ１１断す
ることは決して容易でない。しかしある張力のもとて非
晶質合金薄帯を巻取っている場合、瞬間的な破断てもあ
るいは部分的なりラックが存在しても、自明なことであ
るが、巻取を持続することはできない、すなわち連続巻
取を前提にすることば製板状況に対して極めて厳しい評
価を下すことができるのである。In other words, in a simple plate-making experiment, a multi-m ribbon is produced at an extremely high speed, so when the operation is continued for a long time, not only partial racks formed in the amorphous alloy ribbon but also T! It is by no means easy to eliminate the existence of even a Q-interval rupture. However, when winding an amorphous alloy ribbon under a certain tension, it is obvious that the winding will continue even if there is a momentary break or a partial rack. In other words, it is possible to make an extremely harsh evaluation of the state of sheet manufacturing based on continuous winding.
本発明を得るに至ったい（つかの実Ｍ″−■実を具体的
な実験方法と共に述べる。The results of achieving the present invention will be described together with specific experimental methods.
非晶質合金薄帯の安定な製板中における注湯ノズル先端
での溶融金属の溜まり（パドル）形状を詳細に調べたと
ころ、第１図に示すように溶融金属流はスリット開口か
ら冷却ロール面に向ってほぼ真直に射出されて、ロール
面で凝固し装板が進行していた。すなわち特開昭５３−
５３５２５号公報に示されている第２図のような、パド
ルが同化１１１面１６、後ろリップ１３および前リップ
Ｉ４の間で機械的に支持される状況は親察されなかった
。従って１前後ろリップの底面の厚みに関して１本発明
者等の操業条件ではさほど大きな値はｌ・要ないことが
わかった。A detailed study of the puddle shape of the molten metal at the tip of the pouring nozzle during stable sheet production of amorphous alloy ribbon revealed that the molten metal flow flows from the slit opening to the cooling roll, as shown in Figure 1. It was injected almost straight toward the surface, solidified on the roll surface, and plate mounting progressed. That is, JP-A-53-
The situation in which the paddle is mechanically supported between the assimilation 111 surface 16, the rear lip 13, and the front lip I4 as shown in FIG. Therefore, it has been found that the thickness of the bottom surface of the front and rear lips does not require a very large value under the operating conditions of the present inventors.
第３図に本発明の非晶質合金薄帯の製造装置の１例を示
す。図中番号１はタンデイツシュ、２はスト・ソバ、３
は注７易バイブ、４（ま７Ｍ出ノズＪし、５はノズルヒ
ータ、６は出口スロット、７は冷却ロール、８は溶湯溜
めである。流出ノズル４は底壁には出口スロット６を備
え、溶湯溜め８の上方開口でストッパ２を介しタンデイ
ツシュｌの内部と連通ずる。ストッパ２は、溶湯溜め８
の閉塞、開放を司る。FIG. 3 shows an example of an apparatus for manufacturing an amorphous alloy ribbon according to the present invention. Number 1 in the diagram is Tandaitsu, 2 is Suto Soba, and 3
5 is a nozzle heater, 6 is an outlet slot, 7 is a cooling roll, and 8 is a molten metal reservoir.The outflow nozzle 4 has an outlet slot 6 on the bottom wall, The upper opening of the molten metal sump 8 communicates with the inside of the tundish dish 1 via a stopper 2. The stopper 2 is connected to the molten metal sump 8
Controls blockage and opening.
第１図は流出ノズル４の出口スロット６の拡大図であり
、本発明において特に規定する部分に関するものである
。FIG. 1 is an enlarged view of the outlet slot 6 of the outlet nozzle 4, and relates to the part particularly defined in the present invention.
Ｆｅ７ｏＭｎ １ＢＩＯ５ｉ ＋ｔの組成（原子％）に
なる合金を高周波誘導溶解炉で溶解し、溶湯Ｃ品度を１
３００℃に保持した。この溶湯を第３図に示した非晶質
合金薄帯の製造装置の約１１００’Ｃにｐ熱した内径４
００ｍｍのタンデイツシュｌ内に汀ぎ、タンデイツシュ
ｌ内の溶湯の静鉄圧が０．１５ｋｇｆ／ｃｒｒＩ′を超
過した時点でストッパ２を引にげ、（δ湯を約１３５０
’Ｃに予熱した流出ノズル４内に注入した。An alloy with a composition (atomic %) of Fe7oMn 1BIO5i +t was melted in a high frequency induction melting furnace, and the molten metal C grade was reduced to 1.
It was maintained at 300°C. This molten metal was heated to about 1100'C in the amorphous alloy ribbon manufacturing apparatus shown in Figure 3.
When the static iron pressure of the molten metal in the tandem canister exceeds 0.15 kgf/crrI', pull the stopper 2,
The mixture was injected into the outlet nozzle 4 which was preheated to 'C.
その結果、開口スロット６（スロットの幅０．７ｍｍ、
Ｍリップの底面厚み： ０．７ ｍ ｍ、後ろリップの
底面厚み： ２．５ ｍ ｍ ｌでのノズル詰りは生ず
ることなく、また２７ｍ／抄で回転する冷ｌ１１０−ル
ア上に？蚕出した溶湯流は、０．３５ ｎｎ ｍのノズ
ル・ロール間ギャップ内でパドルブレークを生ずること
なく、金属薄帯Ｉ５の安定した′５Ｊ仮が行われた。As a result, the opening slot 6 (slot width 0.7 mm,
Bottom thickness of M lip: 0.7 mm, bottom thickness of rear lip: 2.5 mm No nozzle clogging occurred, and on a cold l110-lua rotating at 27 m/shear? The molten metal flow produced a stable '5J transition of the metal ribbon I5 without causing any puddle break within the nozzle-roll gap of 0.35 nm.
タンデイツシュｌ内の溶湯量は操業中宮にほぼ０、２４
ｋ ｇ ｆ ／ ｃ ｒｎ’になるように流量制御し
たところ、３０分間にわたって連続的な製板・巻取が安
定に行われたので、注湯を停止して操業を終了させた。The amount of molten metal in the tank is almost 0.24 during operation.
When the flow rate was controlled to be kg f / cr n', continuous plate making and winding were performed stably for 30 minutes, so pouring was stopped and the operation was terminated.
この安定製板過程でのバドル１２の形状は第１図のよう
であり、前リップ１４及び後ろリップ１３によって支持
されることはなかった。The shape of the paddle 12 during this stable plate-making process was as shown in FIG. 1, and was not supported by the front lip 14 and the rear lip 13.
本発明の限定理由を以下に説明する。The reasons for the limitations of the present invention will be explained below.
注湯ノズルのリップ厚みの下限は主に高温での機械的強
度の必要性から定められる。−射的な注湯ノズルには耐
熱性、機械的強度及び組織の微細さなどの要求から、溶
融石英、窒化珪素又は窒化硼素の焼結体、又は窒化珪素
・窒化硼素の複合焼結体、さらにサイアロンなどのファ
インセラミックス材料が多く用いられている。従って、
あまりに微細な加工を施すことは困難である。一方間ロ
スロット部としては製板する薄帯の表面性状をよくする
ために、ノズル先端面において確実なスロット形状を確
保しなければならない。これらの必要性から前リップの
厚みの下限として０．２ ｍ ｍに限定する。The lower limit of the lip thickness of the pouring nozzle is determined primarily by the need for mechanical strength at high temperatures. - Due to the requirements for heat resistance, mechanical strength, and fineness of the structure, radiation pouring nozzles are made of sintered bodies of fused silica, silicon nitride, or boron nitride, or composite sintered bodies of silicon nitride and boron nitride. Furthermore, fine ceramic materials such as sialon are often used. Therefore,
It is difficult to perform extremely fine processing. On the other hand, in order to improve the surface quality of the ribbon to be made, a reliable slot shape must be ensured at the nozzle tip surface for the slot slot portion. Due to these requirements, the lower limit of the thickness of the front lip is limited to 0.2 mm.
一方、前リップ厚みの上限は安定な製板を持続するため
の条件として定められた。すなわち広幅の非晶質合金薄
帯を長時間にわたって製造する場合、未凝固物の極く一
部が飛散して前リップの底面に付着する現象が観察され
た。この付着物は製板開始時の溶湯流の乱れによっても
形成され、時にはノズル底面の大きな付着物が冷却ロー
ル面に接触してノズルを破壊することもあるがこれは注
湯開始時の工夫で対処することができた。On the other hand, the upper limit of the front lip thickness was set as a condition for maintaining stable board production. That is, when manufacturing a wide amorphous alloy ribbon over a long period of time, a phenomenon was observed in which a small portion of the unsolidified material was scattered and adhered to the bottom surface of the front lip. These deposits are also formed due to turbulence in the flow of the molten metal at the start of plate making, and sometimes large deposits on the bottom of the nozzle come into contact with the cooling roll surface and destroy the nozzle, but this can be done by ingenuity at the start of pouring. I was able to deal with it.
しかしながら製板の進行と共に成長する前リップ底面の
付着物がパドル部から出てきたばかりの半溶融状態にあ
る非晶質合金薄帯を自由面側から傷付け、クラックを作
ったり、破断の原因を導入する現象は操業条件の工夫の
みで防止することはできなかった。However, deposits on the bottom of the front lip that grow as plate making progresses damage the semi-molten amorphous alloy ribbon that has just come out of the paddle from the free surface side, creating cracks and introducing the cause of breakage. This phenomenon could not be prevented only by improving operating conditions.
第４図は前リップの厚みを３ｍｍにした場合に、前リッ
プ底面に形成された付着物の顕微鏡写真の１例である。FIG. 4 is an example of a microscopic photograph of deposits formed on the bottom surface of the front lip when the thickness of the front lip is 3 mm.
このような付着物が製板と共に成長して、冷却ロール面
に密着した非晶質合金薄帯の表面を引掻く程になると、
第５図のような凹凸を薄帯表面に形成し、過厚部分での
結晶化及び脆化の原因となることが分かった。このよう
な部分が非晶質合金薄帯に形成されると、連続的な巻取
を維持できないのは言うまでもない。When such deposits grow as the plate is made and reach the point where they scratch the surface of the amorphous alloy ribbon that is in close contact with the cooling roll surface,
It was found that unevenness as shown in FIG. 5 was formed on the surface of the ribbon, causing crystallization and embrittlement in the overthick portion. Needless to say, if such a portion is formed in the amorphous alloy ribbon, continuous winding cannot be maintained.
さらに、この付着物は製板が長時間に及ぶと１ｍｍ以上
にも胛大することがあり、ノズル破損や冷却ロール面を
傷付ける原因になった。Furthermore, this deposit may grow to a size of 1 mm or more when the plate is made for a long time, causing damage to the nozzle and damage to the cooling roll surface.
製板過程における付着物の形成現象について詳細な観察
を行ったところ、不思議なことに前リップ底面のスロッ
ト開口部の直近には付着物の生成することはなかった。A detailed observation of the formation of deposits during the plate-making process revealed that, strangely, no deposits were formed in the immediate vicinity of the slot opening on the bottom of the front lip.
開口部のスロット幅およびノズル・ロール間ギャップを
種々変更して実験を試みたところ、製板時間が１０分を
越えても付着物の形成される位置はスロット開口部から
１．５ｍｍ以下になることはなかった。そこで前リップ
底面の厚みを１．５ｍｍ以下にしたところ、前リップ底
面に付着物が形成されることはなくなった。Experiments were carried out by varying the slot width of the opening and the gap between the nozzle and roll, and the results showed that even if the plate making time exceeded 10 minutes, the position where deposits were formed was 1.5 mm or less from the slot opening. That never happened. Therefore, when the thickness of the bottom surface of the front lip was set to 1.5 mm or less, deposits were no longer formed on the bottom surface of the front lip.
これが前リップＩ４の底面の厚みＷｌを１．５ ｍ ｍ
以下に限定した理由である。This makes the thickness Wl of the bottom of the front lip I4 1.5 mm.
The reason for this limitation is as follows.
前リップの厚みを１．５ ｍ ｍ以下の薄さにすれば、
これらの問題は解消することになるが、機械的な強度が
不足して製板中に溶湯流と共に前リップがノズル前方に
破ｍ Ｌでしまう。そこで前リップにおいてノズル底面
から２ｍｍ以上の高さ］］における前リすプの厚みＷ２
は少なくともｌ、５ｍｍ以上にすることによって、機械
的強度を確保する。If the thickness of the front lip is made thinner than 1.5 mm,
Although these problems would be solved, the mechanical strength would be insufficient and the front lip would break in front of the nozzle along with the flow of molten metal during plate making. Therefore, the thickness W2 of the front lip at a height of 2 mm or more from the bottom of the nozzle]
Mechanical strength is ensured by making it at least l, 5 mm or more.
前述したように、安定な製板を継続中においてはパドル
が同化前面、後ろリップおよび前リップの間で機械的に
支持される状況は観察されないことから、後ろリップの
厚みに関してもさほど大きな値は必要ないとして、後ろ
リップの厚みの下限は０．２ ｍ ｍに限定した。As mentioned above, during stable plate making, the paddle is not mechanically supported between the assimilation front, rear lip, and front lip, so the thickness of the rear lip is not very large. The lower limit of the thickness of the rear lip was determined to be 0.2 mm since it was not necessary.
後ろリップ厚みの上限は製板上の必要性から決められた
ものではない。安定な製板においてノズル・ロール間ギ
ャップは極めて重要な操業因子であり、多（の場合製板
前および製板中にも、ノズルとロール間の間隔を光学的
な方法で測定し制御されるが、ノズル底面の厚みがあま
りに大きくなると測定精度が低下することになる。そこ
で本発明においては、後ろリップ底面の厚み上限を５ｍ
ｍに限定する。The upper limit of the back lip thickness is not determined based on board manufacturing needs. The gap between the nozzle and roll is an extremely important operational factor in stable plate making, and in many cases, the gap between the nozzle and roll is measured and controlled by optical methods before and during plate making. If the thickness of the bottom of the nozzle becomes too large, measurement accuracy will decrease. Therefore, in the present invention, the upper limit of the thickness of the bottom of the rear lip is set to 5 m.
m.
本発明においては注湯スロットの開口幅Ｗを０、５ ｍ
ｍないし１．５ ｍ ｍに限定した。これはスノット
の幅が０．５ ｍ ｍよりも小さいとノズル詰まりが生
じて製板が不可能であり、一方スリット幅を１．５ ｍ
ｍよりも大きくすると、ノズル・ロール間ギャップを
小さくしてもスリット開口部からの注湯量が過大となり
、安定な製板を維持するための最適な板厚である約１５
ないし３０μｍの確保が困難になるからである。In the present invention, the opening width W of the pouring slot is 0.5 m.
m to 1.5 mm. This is because if the width of the snot is smaller than 0.5 mm, the nozzle will become clogged, making board making impossible.
If it is larger than m, the amount of molten metal poured from the slit opening will be excessive even if the gap between the nozzle and the roll is made small, and the optimum plate thickness for maintaining stable plate production is approximately 15 mm.
This is because it becomes difficult to secure a thickness of 30 μm.
単に非晶質合金薄帯を製作するだけならば。If you just want to make an amorphous alloy ribbon.
５０μｍ以上の薄帯も製板可能であるが、本発明の目的
とする長時間の安定な製板および連続巻取を前提にする
と、板厚の大きな非晶質合金薄帯における機械的な脆さ
は致命傷になることが分かった。Although it is possible to manufacture thin strips with a thickness of 50 μm or more, assuming stable sheet manufacturing and continuous winding over a long period of time, which is the objective of the present invention, mechanical embrittlement in thick amorphous alloy thin strips is a problem. It turned out to be a fatal injury.
本発明では、製板中にノズルのスロットから溶融金属が
流下する状態で、ノズル先端に形成される湯溜まりがノ
ズル底面に支持されない状態にあることが大切である。In the present invention, it is important that the pool of molten metal formed at the tip of the nozzle is not supported by the bottom surface of the nozzle while the molten metal flows down from the slot of the nozzle during plate making.
すなわち、湯溜まりがノズル底面を支持すると、特にノ
ズルの前リップを傷付けることになり、得られる非晶質
金属薄帯の表面性状を劣化させるので好ましくないから
である。That is, if the pool of hot water supports the bottom surface of the nozzle, it is undesirable because it will damage the front lip of the nozzle in particular and deteriorate the surface quality of the obtained amorphous metal ribbon.
また本発明においては、溶融金属の射出圧力を０、１な
いし０．５ ｋ ｇ ｆ ／ ｃ ｒｒ１″に限定した
。射出圧力が０．１ｋｇｆ／ｃｒｎ”以下になると、単
にノズル詰まりになりやすいだけでなく、パドル部にお
いて溶融金属を冷却ロール面に押付ける圧力が不足する
ために、パドルとロール面の間に空気の巻き込みが生じ
やすくなり、結果的に非晶質合金薄帯ロール面側の表面
性状は満足できなくなった。また０、５ｋｇｆ／ｃｒｎ
”以上になると、パドル内の溶融金属は前後リップの底
面まで拡がり、リップによって機械的に支持されるよう
な状況となる。この状態を安定に維持することは極めて
困難であり、パドルブレークとなって安定な製板を続行
することができない。特に前リップを傷付けることによ
って、非晶質合金薄帯の表面性状は顕著に劣化すること
になった。これが射出圧力を０．ｌないし０．５ｋｇｆ
／ｃｒｎ”に限定する理由である。In addition, in the present invention, the injection pressure of molten metal is limited to 0.1 to 0.5 kgf/crr1''. If the injection pressure is less than 0.1 kgf/crn, the nozzle is likely to become clogged. However, since there is insufficient pressure to press the molten metal against the cooling roll surface at the paddle part, air tends to be trapped between the paddle and the roll surface, and as a result, the amorphous alloy ribbon roll surface side The surface quality was no longer satisfactory. Also 0.5kgf/crn
``At this point, the molten metal in the paddle spreads to the bottom of the front and rear lips, and becomes mechanically supported by the lips.It is extremely difficult to maintain this state stably, resulting in a paddle break. In particular, by damaging the front lip, the surface quality of the amorphous alloy ribbon deteriorated significantly.This caused the injection pressure to increase from 0.1 to 0.5 kgf.
This is the reason why it is limited to "/crn".
さらに本発明においてノズル・ロール間の間隔をＯ，ｌ
ないし１ｍｍに限定した理由を述べる。広幅の非晶質合
金薄帯を作製する場合、約１３００゛Ｃに加熱された高
温のセラミックス性ノズルチップが、２０ないし３０ｍ
／抄の高速で回転する冷却ロール表面に接近することに
なる。一方、ノズル・ロール間の間隔は溶融金属の流出
する広幅ノズルの中央付近で直接に計測することはでき
ないから、ノズルの端部を利用して計測することになる
。さらに製板の開始とともに冷却ロールの熱膨張が生ず
ることを考えれば、製板過程でのノズル・ロール間の間
隔を０．１ｍｍ未満に制御することは工業的には非現実
的であり、ノズル先端が冷却ロール面に衝突するおそれ
が高い。またノズル・ロール間の間隔が１ｍｍを越える
と、第１図に示した注湯流に乱れが生じて非晶質合金薄
帯の表面性状は顕著に劣化した。Furthermore, in the present invention, the distance between the nozzle and the roll is set to O, l.
The reason for limiting the width to 1 mm will be explained below. When producing a wide amorphous alloy ribbon, a high-temperature ceramic nozzle tip heated to about 1300°C
/ The paper comes close to the surface of the cooling roll rotating at high speed. On the other hand, since the distance between the nozzle and the roll cannot be directly measured near the center of the wide nozzle through which the molten metal flows out, the distance must be measured using the end of the nozzle. Furthermore, considering that thermal expansion of the cooling roll occurs with the start of plate making, it is industrially unrealistic to control the distance between the nozzle and the roll to less than 0.1 mm during the plate making process. There is a high possibility that the tip will collide with the cooling roll surface. Further, when the distance between the nozzle and the roll exceeded 1 mm, turbulence occurred in the pouring flow shown in FIG. 1, and the surface quality of the amorphous alloy ribbon was significantly deteriorated.
本発明で冷却ロール表面の移動速度を秒速２０ないし３
０ｍに限定した。低速側の限定は非晶質合金薄帯を生成
するために必要な高冷却速度を実現するために行われた
ものであり、−万３０ｍ／秒を越える回転速度になると
、冷却ロールの引き起こす風圧のためパドルとロール面
の間に空気の巻き込みが生じやすくなり結果的に非晶質
合金薄帯ロール面側の表面性状は満足できなくなった。In the present invention, the moving speed of the cooling roll surface is set to 20 to 3 per second.
It was limited to 0m. The limitation on the low speed side was done to achieve the high cooling rate necessary to produce an amorphous alloy ribbon, and when the rotation speed exceeds 30,000 m/s, the wind pressure caused by the cooling roll increases. Therefore, air was likely to be trapped between the paddle and the roll surface, and as a result, the surface quality of the amorphous alloy ribbon roll surface became unsatisfactory.
これが本発明において冷却ロール表面の移動速度を秒速
２０ないし３０ｍに限定する理由である。This is the reason why the moving speed of the cooling roll surface is limited to 20 to 30 m/s in the present invention.
次に実施例に基いて本発明を説明する。Next, the present invention will be explained based on Examples.
実施例１
Ｆ ｅ７ａＭ ｎ Ｉ Ｂ １０Ｓ ｉ １１の組成（
原子％）になる合金を高周波誘導溶解炉で溶解し、（８
湯７Ｂ度を１３００°Ｃに保持した。この溶湯を第３図
に示した非晶質合金薄帯の製造装置の約１１００℃に予
熱した内径４００ｍｍのタンデイツシュＩ内に注ぎ、タ
ンデイツシュ１内の溶湯の静鉄圧が０．１５ｋｇｆ／ｃ
ｍ２を超過した時点でストッパ２を引上げ、溶湯を約１
３５０°Ｃに予熱した流出ノズル４内に注入した。Example 1 Composition of Fe7aM n I B 10S i 11 (
%) is melted in a high frequency induction melting furnace to obtain (8 atomic%).
The hot water was kept at 7B degrees and 1300°C. This molten metal was poured into a tundish I with an inner diameter of 400 mm preheated to about 1100°C in the amorphous alloy ribbon manufacturing apparatus shown in Fig. 3, and the static iron pressure of the molten metal in the tundish 1 was 0.15 kgf/c.
When the molten metal exceeds m2, pull up the stopper 2 and remove the molten metal by approximately 1 m2.
It was injected into the outlet nozzle 4 which was preheated to 350°C.
ノズルの先端形状に関しては、開口スリットの幅を０．
８ ｍ ｍ 、前リップの底面厚みを１． Ｏｍ ｍ後
ろリップの底面厚みを４．０ ｍ ｍ 、および底面か
らの高さ２ｍｍの位置における前リップ厚みを３ｍｍと
したところ、出口スリット６でのノズル詰りは生ずるこ
となく、また２５ｍ／抄で回転する冷却ロール７上に流
出した溶湯流は、０．３０ｍｍのノズル・ロール間ギャ
ップ内でパドルブレークを生じず、安定な製板が行われ
た。また製板中にノズルの破損することな（、板厚的２
４μｍの表面性状に優れた非晶質合金薄帯が製造された
。タンデイツシュｌ内の溶湯量は操業中常にほぼ０．２
４ｋｇｆ／ｃｍ２になるように流量制御したところ、３
０分間にわたって連続的な製板・巻取が安定に行われた
ので、注湯を停止して操業を終了させた。Regarding the tip shape of the nozzle, the width of the opening slit is set to 0.
8 mm, the bottom thickness of the front lip is 1. When the bottom thickness of the back lip was 4.0 mm and the thickness of the front lip at a height of 2 mm from the bottom was 3 mm, no nozzle clogging occurred at the exit slit 6, and at 25 m/sheet. The molten metal flow flowing onto the rotating cooling roll 7 did not cause paddle break within the nozzle-roll gap of 0.30 mm, and stable plate manufacturing was performed. Also, the nozzle will not be damaged during plate making (2
A 4 μm amorphous alloy ribbon with excellent surface quality was produced. The amount of molten metal in the tank is always approximately 0.2 during operation.
When the flow rate was controlled to be 4 kgf/cm2, 3
Since continuous plate making and winding were performed stably for 0 minutes, pouring was stopped and the operation was terminated.
実施例２
ノズルの先端形状に関しては、開口スリットの幅を０．
５ ｍ ｍ 、前リップの底面厚みを０．４ ｍ ｍ、
後ろリップの底面厚みを２．０ ｍ ｍ、および底面か
らの高さ２ｍｍの位置における前リップ厚みを３ｍｍと
したところ、出口スリット６でのノズル詰りは生ずるこ
となく、また２７ｍ／秒で回転する冷却ロール７上に流
出した溶（Ｒ流は、Ｃ１３５ｍｍのノズル・ロール間ギ
ヤ・ンブ内でパドルブレークを生じず、安定した製板が
行われた。また′！Ａ扱中にノズルの破損することなく
、板厚的１９ａｍの表面性状に優れた非晶質合金薄帯が
製造された。Example 2 Regarding the shape of the tip of the nozzle, the width of the opening slit was set to 0.
5 mm, the bottom thickness of the front lip is 0.4 mm,
When the bottom thickness of the rear lip was 2.0 mm and the thickness of the front lip at a height of 2 mm from the bottom was 3 mm, no nozzle clogging occurred at the exit slit 6 and the machine rotated at a speed of 27 m/sec. The melt (R flow) that flowed onto the cooling roll 7 did not cause a paddle break in the gear unit between the C135mm nozzle and the roll, and stable board production was performed. An amorphous alloy ribbon with a thickness of 19 am and excellent surface properties was produced without any problems.
タンデイツシュ１内の溶／Ｊ％量射出圧が操業中常にほ
ぼ０．２１ ｋ ｇ ｆ／ｃｒｎ”になるように流量制
御したところ、３０分間にわたって連続的な製板・巻取
が安定に行われたので、注湯を停止して操業を終了させ
た。When the flow rate was controlled so that the melt/J% injection pressure in Tundish 1 was always approximately 0.21 kg f/crn during operation, continuous plate making and winding were carried out stably for 30 minutes. Therefore, pouring was stopped and the operation was terminated.
比較例１
注湯ノズルの開口スリットの幅を０．２ ｍ ｍとする
伯は、実施例１と同様に処理したところ、出口スリット
６でのノズル詰りか生じて、製板を開始することができ
なかった。Comparative Example 1 When a metal pouring nozzle with an opening slit width of 0.2 mm was treated in the same manner as in Example 1, the nozzle was clogged at the exit slit 6, and board making could not be started. could not.
比較例２
ノズルの先端形状に関して開口スリットの幅を０、６
ｍ ｍ、前リップの底面厚みを２．０ ｍ ｍ 、後ろ
リップの底面厚みを４．０ ｍ ｍ 、および底面から
の高さ２ｍｍの位置における前リップ厚みを３ｍｍとす
るほかは、実施例１と同様に処理したところ、出口スリ
ット６でのノズル詰りは生ずることなく、また２５ｍ／
秒で回転する冷却ロール７上に流出した（′Ｆｊ湯流は
、０．４０ｍｍのノズル ロール間ギャップ内でパドル
ブレークを生じず、製板が開始された。板厚的２２μｍ
の非晶質合金薄帯が製造されたが、製板を開始してから
約２分経過した時、製板直後の非晶質合金薄帯が切れ１
巻取りを続行することができなくなったので、操業を中
断した。Comparative Example 2 Regarding the nozzle tip shape, the width of the opening slit is 0 and 6.
Example 1 except that the bottom surface thickness of the front lip was 2.0 mm, the bottom surface thickness of the rear lip was 4.0 mm, and the front lip thickness at a height of 2 mm from the bottom surface was 3 mm. When the treatment was carried out in the same manner as above, no nozzle clogging occurred at the exit slit 6, and a distance of 25 m/
The melt flow flowed onto the cooling roll 7, which rotated in seconds, without causing a paddle break within the nozzle gap of 0.40 mm, and plate making was started.The plate thickness was 22 μm.
An amorphous alloy ribbon of 1 was produced, but when about 2 minutes had passed from the start of plate making, the amorphous alloy ribbon immediately after being made broke 1.
Operations were suspended because winding could no longer be continued.
［発明の効果ｊ
本発明は注湯ノズルの先端形状、ノズル・ロル間の間隔
、射出圧力及び冷却ロール面の移動速度を規定すること
により、／）Ｅ湯ノズル先端でパドルを機械的に支持す
ることなく非晶質合金薄帯を製板するものであって、ノ
ズル詰りゃノズル破損の発生なしに、また非晶質合金薄
帯の破断もなく、安定に長時間の連続製板および巻取が
可能になるので工業的な意義は極めて大きい。[Effects of the Invention j The present invention provides a mechanism for mechanically supporting the paddle at the tip of the E-molten nozzle by specifying the tip shape of the pouring nozzle, the distance between the nozzle and the roll, the injection pressure, and the moving speed of the cooling roll surface. This system allows for stable continuous plate making and winding for long periods of time without causing nozzle damage due to nozzle clogging, and without breaking the amorphous alloy ribbon. It is of great industrial significance because it makes it possible to remove
第１図は本発明の説明図、第２図は従来技術の説明図、
第３図は単ロール法の説明図、第４図は前リップ底面の
付着物の走査電子顕微鏡写真、第５図は非晶質合金薄帯
の表面にできた引掻き傷の部分の断面写真である。
■・・−タンデイツシュ
３・・・注湯バイブ
５・・・ノズルヒータ
７・・・冷却ロール
Ｉ２・・−パドル
１４・・・前リップ
１６・・・同化前面
２・・−ストッパ
４・・−流出ノズル
６・・・出口スロット
８・・−溶湯溜め
１３・・・後ろリップ
１５・・−金属薄帯FIG. 1 is an explanatory diagram of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of the prior art,
Figure 3 is an explanatory diagram of the single roll method, Figure 4 is a scanning electron micrograph of deposits on the bottom of the front lip, and Figure 5 is a cross-sectional photograph of a scratch formed on the surface of an amorphous alloy ribbon. be. ■...-Tandish 3...Pouring vibrator 5...Nozzle heater 7...Cooling roll I2...-Paddle 14...Front lip 16...Assimilation front 2...-Stopper 4...-Outflow Nozzle 6...Exit slot 8...-Molten metal reservoir 13...Back lip 15...-Metal ribbon
Claims (1)
ノズルを介して高速回転する冷却ロール直上に射出し、
急冷凝固させて非晶質合金薄帯を製造するに際し、下記
条件にてノズルのスロットから溶融金属が流下する状態
で製造することを特徴とする非晶質合金薄帯の製造方法
。 （１）開口スロットのスリット幅を０．５ないし１．５
ｍｍ、前リップの底面厚みを０．２ないし１．５ｍｍ、
および後ろリップの底面厚みを０．２ないし５ｍｍとす
る。 （２）溶融金属の射出圧力を０．１ないし０．５ｋｇｆ
／ｃｍ＾２とする。 （３）かつノズル・ロール間の間隔を０．１ないし１ｍ
ｍとする。 （４）冷却ロール表面の移動速度を秒速２０ないし３０
ｍとする。 ２ 前リップの底面から２ｍｍ以上の高さにおける厚み
を少なくとも１．５ｍｍ以上とすることを特徴とする請
求項１記載の非晶質合金薄帯の製造方法。[Claims] 1. Injecting molten alloy directly onto a cooling roll rotating at high speed through a pouring nozzle having a slit-like opening,
A method for producing an amorphous alloy ribbon, which is characterized in that when producing the amorphous alloy ribbon by rapid solidification, the molten metal is produced in a state in which it flows down from a slot of a nozzle under the following conditions. (1) The slit width of the opening slot is 0.5 to 1.5
mm, the bottom thickness of the front lip is 0.2 to 1.5 mm,
And the bottom thickness of the rear lip is 0.2 to 5 mm. (2) Injection pressure of molten metal is 0.1 to 0.5 kgf
/cm^2. (3) and the distance between the nozzle and roll is 0.1 to 1 m
Let it be m. (4) Adjust the moving speed of the cooling roll surface to 20 to 30 per second.
Let it be m. 2. The method for manufacturing an amorphous alloy ribbon according to claim 1, wherein the thickness at a height of 2 mm or more from the bottom surface of the front lip is at least 1.5 mm.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1270301A JPH07102434B2 (en) | 1989-10-19 | 1989-10-19 | Amorphous alloy ribbon manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1270301A JPH07102434B2 (en) | 1989-10-19 | 1989-10-19 | Amorphous alloy ribbon manufacturing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03133551A true JPH03133551A (en) | 1991-06-06 |
| JPH07102434B2 JPH07102434B2 (en) | 1995-11-08 |
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ID=17484365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP1270301A Expired - Fee Related JPH07102434B2 (en) | 1989-10-19 | 1989-10-19 | Amorphous alloy ribbon manufacturing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07102434B2 (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5353525A (en) * | 1976-10-22 | 1978-05-16 | Allied Chem | Method and device for continuously casting metal strip |
-
1989
- 1989-10-19 JP JP1270301A patent/JPH07102434B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5353525A (en) * | 1976-10-22 | 1978-05-16 | Allied Chem | Method and device for continuously casting metal strip |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07102434B2 (en) | 1995-11-08 |
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