JPH03142048A - 急冷金属薄帯の誘導・搬送方法 - 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］ この発明は単ロール法によって製造された急冷金属薄帯
を、冷却単ロールから巻取機まで誘導・搬送する言置に
関する。

「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）から直接急冷金属薄帯を製
造する技術の開発が進められている。これらの技術の実
施にあたって重要な要素は、第１に板厚の均一性や表面
性状などを決定する製板技術そのものにあるが、工業的
に生産を行う場合には、さらに製造した薄帯の取扱い、
すなわちコイル状に巻き取るため巻取技術の確立が要求
される。

板厚１００μｍ以上の結晶薄帯の場合は、冷却体への熱
移動による凝固の制約から製板速度は通常５ｍ／秒以下
になるため、特開昭６１−８８９０４号公報に提案され
ているような、クランパーを有するメツシュベルトによ
る搬送と耐熱性ベルトラッパーによる巻き付けで巻取る
ことができる。

一方非晶質薄帯の場合には、板厚が５０ａｍ以下と極め
て薄くしかも製板速度は通常２０ｍ／秒以上であるから
、上記公報に開示の手段をそのまま適用することは出来
ない。さらには非晶質薄帯は製板速度に依存してその材
料特性が変化してしばしば機械的強度が損なわれるため
、巻取リールへの巻き付けや巻き替えの場合にも製板速
度を変更できないことは、巻取技術の確立を一層困難に
していた。

特開昭５７−９４４５３号及び特公昭５９−３４４６７
号各公報には、冷却ロールに近接させて、巻取リールを
配置し、また巻取リールには磁石を埋め込んで、非晶質
合金薄帯を巻きつけることが提案されている。この方法
は冷却ロールの近接位置に巻取リールを配置することに
よって、面倒な搬送技術を不要にした巧妙な手法である
が、巻取りリールが冷却ロールに極めて接近しでいるた
めに、連続生産には必ずしも適していない。また板厚や
孔などの検査装置を設置したり、張力制御装置を配置す
るスペースを確保できないなど、工業生産を考慮する場
合には好ましい方法ではない。

この点、特開昭５６−１２２５７号、同５９４３７７２
号、同５９−１３８５７２号及び特開平１−１３３６５
２号公報などは冷却ロールの遠隔位置に巻取機を配置す
ることを前提に、搬送技術の確立に正面から取り組んだ
もので、いずれも吸引器、ブラシロールあるいはブラシ
・ソリッドロール対などを、非晶質薄帯の捕捉のための
ピンチロールとして利用して搬送することを提案したも
のである。冷却ロールから剥離した非晶質薄帯が破壊さ
れることなくピンチロール間に捕捉され、同時に搬送に
必要な張力を与えてあれば安定した巻取を実現すること
ができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

これまで非晶質合金薄帯の製板技術に比較して、製板後
の搬送・巻取技術に関しては公知の資料が少なく、すべ
ての技術を検討するのは容易ではないが、発明者らは上
記した遠隔配置方式が基本的には工業的な優位性を有す
るとの判断から、巻取機を４却ロールから遠隔配置して
、冷却ロールから剥離、飛翔してくる非晶質薄帯の誘導
・搬送技術の一層の改善に取り組んだ。

上記した誘導・搬送方法においてはピンチロールとして
ブラシロールとソリッドロールとを組み合わせたブラシ
・ソリッドロール対を用いており、このピンチロール間
に非晶質薄帯を捕捉すれば、搬送に必要な張力を薄帯に
付与できることは確認しである。

ついで冷却ロール上での急冷凝固によって作成された非
晶質合金は、冷却ロールから剥離された後、搬送ガイド
を経由してピンチロールまで誘導するに当り、エアナイ
フや搬送ガイドに工夫を加えたところ、誘導はさほど困
難ではなかった。

しかしながら、次のような問題点に遭遇した。

すなわち４却ロールから剥離した薄帯を、搬送ガイド内
を飛翔さ♂てピンチロールまで到達させてピンチロール
で捕捉してち薄帯を連続して引っ張ることができず、時
に薄帯を引っ張ることができても冷却ロールと搬送ガイ
ドの間で破断してしまうために、ピンチロールを巻取リ
ールまで移動させて巻取ることができなかった。

本発明は、薄帯の搬送に必要な張力を付与することを可
能とし、冷却ロールとピンチロールとの間の確実な誘導
・搬送を実現しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ すなわちこの発明は、高速回転する冷却車ロル周面上で
の急冷凝固により作成した急冷金属薄帯を、冷却単ロー
ルから剥離し、ついで筒状の搬送ガイド内に導入し搬送
ガイドの終端に配置したピンチロールまで誘導し、ピン
チロールにて急冷金属薄帯を捕捉した後ピンチロールを
巻取機まで移動し急冷金属薄帯の搬送を行うに当り、搬
送ガイドの上流入口にエアフロータの機能を持つデフレ
クタロールによって実質的に急冷薄帯のバスラインを形
成し、冷却ロールから剥離した金属薄帯がピンチロール
に捕捉されて張力を付与された時、冷却ロールの剥離点
とピンチロールのとの間にパスラインを形成し、このと
きデフレクタロールの摩擦をなくするためエアフロータ
を用いることを特徴とするものである。

そして、デフレクタロールは搬送ガイドの上流入口にあ
って、搬送ガイド内を飛翔する薄帯の飛翔姿勢を制御す
るに必要な空気の流れを乱さないように、搬送ガイド底
板との間に空気が十分に通過するだけの間隙を設けるこ
とを特徴とする。

以下にこの発明を具体的に説明する。

第２図にこの発明に直接使用する装置の好適例を示す。

高速回転する冷却ロール１面上での急冷凝固により作成
された薄帯２を、冷却ロール１からエアナイフ３で剥離
した後、筒状の搬送ガイド４に誘導し、次いで、搬送台
車６上に積載されたピンチロール５（ブラシロール５ａ
とソリッドロール５ｂとの組み合わせ）により薄帯２を
捕捉し、搬送台車６をピンチロール５とともに巻取機（
図示せず）へ移動し、巻取機にて薄帯２を巻取る。

この一連の構成の中で搬送ガイド４の上流入口には、搬
送ガイド４の底板の上方にデフレクタロール７が設置し
てあり、デフレクタロール７はピンチロール５で薄帯２
を捕捉する前の薄帯２の飛翔姿勢を良好にするため、第
１図に第２図の部分拡大図を示すように、空気流入口１
０と捕捉後にパスラインが形成されて摩擦が起きないよ
うにエアフロータとして空気を噴出するための空気噴出
孔１１を備える。

さらに、デフレクタロール７によって搬送ガイド４内に
流入する空気流の乱れを小さくするために、必要に応じ
てデフレクタロール７の下面に搬送ガイド内の空気流を
滑らかにするエプロン１２（ガイド板）を設けることは
有効である。

デフレクタロール７は薄帯に張力が付与された場合に適
正パスラインを形成させるように機能している。また、
デフレクタロール７は、搬送ガイド４が冷却ロールの高
さ方向にセット位置が変りた場合に特にパスラインを形
成するのに効果的であることはいうまで６ない。

なお、搬送ガイド４内には、ピンチロール５の後方に設
置したブロワ８によって、高速の空気流が形成されてい
る。なお、９は注湯ノズルである。

ここでデフレクタロール７のロール軸方向は冷却ロール
軸ならびにピンチロール５軸とは平行に配置することで
、薄帯２の幅方向に均一な張力を付与することができる
。

［イ乍用１ 次に本発明を導くに至った実験について説明する。

第３図に示す装置を用いて、薄帯２の誘導・搬送を繰り
返し行った。

なお、同図の装置は第２図に示した装置のデフレクタロ
ール７を搬送ガイド４の底板に取付けて配置したちので
ある。第３図の実験によると、；Ｊ帯２は冷却ロールｌ
から搬送ガイド４を通って、ピンチロール５の入側まで
導入できたけれども薄帯２に張力を付与することができ
なかった。また、時に張力を付与することができてもす
ぐに薄帯２が破断するという結果であった。その原因を
解明するために、搬送ガイド４内を飛翔する薄帯２の挙
動をＶＴＲなどで記録したが、連続した薄帯しか観察す
ることができなかった。

本発明が対象とする非晶質合金のような薄帯を鋳造する
場合、製板速度は通常２５〜３０ｍ／ｓｅｃであるから
、−殻内なＶＴＲの撮影方法では像流れのない静止像を
得ることができないために、薄帯の詳細な動きを解析で
きないことがわかった。そこで、全体を暗所とし、１７
５００００秒のストロボ発光をおこなって撮影したとこ
ろ、搬送ガイド内を飛翔する薄帯の像流れのない静止像
をＶＴＲ記録することができた。　次にその記録を詳細
に解析したところ、それまでのＶＴＲ観察では全く予想
の出来なかった１次のような結果を得るに到った。すな
わち、 （１）ピンチロールが薄帯を捕捉すると、薄帯はピンチ
ロールと４却ロールの間で直線的に張るが、この間にデ
フレクタロールがあると薄帯は、デフレクタロールと冷
却ロールの間でパスラインが形成されてエアナイフの風
に左右されない安定した剥離点を維持できる。

（２）ピンチロールで薄帯が捕捉されると瞬間的に薄帯
に張力が付与されるが、その直後にデフレクタロール部
で破断していた。

（３）ピンチロールで薄帯が捕捉されると瞬間的に薄帯
がデフレクタロールに密着していた。

（４）（３）で薄帯はデフレクタロールから下流側に離
れた後も搬送ガイド底板との間で衝突し破断していた。

（５）搬送ガイド内を飛翔中の薄帯は、搬送ガイド入口
付近でエアナイフからの風によって下向きの力を持った
気流によって底板に叩かれている様子が見られた。

このようにデフレクタロールは、ピンチロールと冷却ロ
ールの間で薄帯のパスライン形成に必須のものとなるが
、一方で薄帯の破断を招いてしまうことが、ピンチロー
ルで非晶質金属薄帯に張力を与えられない原因であるこ
とが判明した。

この原因について検討したところ、ピンチロールで捕捉
された薄帯に張力が付与されてデフレクタロールに接す
ると、デフレクタロール表面で薄帯に摩擦が生じ、その
結果デフレクタロールを境にしてそｂ上流と下流で薄帯
の張力が違ういわゆるスティッキング現象が生じている
ことがわかった。

すなわち、デフレクタロールの上流と下流で薄帯のスピ
ード差ができて、上流側のスピードが製板速度よりも低
下して薄帯のたるみが生じ、デフレクタロールに薄帯が
衝突する形で破断を生じる。

スティッキング現象を解決する手段として、デフレクタ
ロールの薄帯通過面にフロータエアを採用することでこ
の問題は全て解決された。

つぎに、フロータ−エアを備えたデフレクタロールを用
いて破断のない薄帯を捕捉したが、デフレクタロールを
通過した直後に薄帯が搬送ガイド底板に叩かれて破断す
る現象がＶＴＲによって認められた。これは、デフレク
タロール周辺の風の流れによるものであることがわかっ
た。

すなわち、ブロワによる吸引力で搬送ガイド内に引き込
まれる風が、デフレクタロールを取り付けたことによっ
て、搬送ガイド入口の底板付近で風速が著しく小さくな
り、一方薄帯剥離用のエアナイフの風によって薄帯が下
向きの力を受けている。

これらの解決策として、デフレクタロールと搬送ガイド
の間に間隙をつくり、風の流路を作ったところ、間隙を
流れる風は、薄帯を上方に押しあげるに十分な風速を持
つことがわかり、薄帯破断もなくなった。

また、この間隙からの風は、薄帯が冷却ロールから剥離
されてピンチロールで捕捉されるまでの製板初期におい
て、搬送ガイド内を飛翔する薄帯の飛翔姿勢を上方へ押
しやる効果にも大きく作用し、その結果、薄帯が捕捉前
に搬送ガイド内で底板に衝突して破断するといった不具
合も大きく改善する効果をもたらした。

また、デフレクタロールと搬送ガイドの間隙から流れる
風をさらにスムースなものとするために、デフレクタロ
ールにエプロン１２を採用したところ、薄帯の不連続的
な張力変動で起こる波打ち現象があったときでもこれを
吸収する効果のあることが確認された。

［実施例］ 次に、実施例に基づいて、本発明を説明する。

Ｂ：１０ａｔ％、Ｓｉ：９ａｔ％、及びＣ：ｌａｔ％、
残部Ｆｅの組成になる溶融合金を１３００℃に保持した
後、１００ｍｍ幅のスリット状ノズルから、高速回転（
２５ｍ／５ｅｃ）する銅合金製冷却ロール直上に射出し
、板厚２５μｍの非晶質合金薄帯を製造した。なお、デ
フレクタロール７は第１図に示すように、薄帯通過面に
空気噴出口１１を有し、搬送ガイド底板との間に空気流
入口１０を設けており、ピンチロール後方のブロワの吸
引によって搬送ガイド内に高速気流を形成した。

ついで、冷却ロールからエアナイフで薄帯を剥離しこの
薄帯を搬送ガイド内に導入し開口状態にあるブラシ・ソ
リッドロールで構成されたピンチロールまで導き、ロー
ル間を通過させてから、ピンチロールを圧下することに
よって、薄帯を捕捉した。捕捉直後の薄帯は、飛翔状態
から一気に張力付与されてピンチロールとデフレクタロ
ールの間でパスラインが形成されたが、デフレクタロー
ルに衝撃的に接触することなく、また、パスラインが安
定し、破断することなく誘導された。次いで、冷却ロー
ルより２　ｍ　／　ｓ　ｅ　ｃはど高速回転するピンチ
ロールによって、非晶質合金薄帯に対して安定な張力を
与え、ピンチロールを搬送台車によって移動することに
よって、薄帯を搬送できることが確認された。

［発明の効果１ 以上述べたように、本発明に従えば、単ロール法によっ
て製造された非晶質金属合金薄帯を、破断することなく
、誘導・搬送し、そして巻取ることができるので、工業
的に優れた生産技術を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に用いる誘導・搬送装置の部分拡
大図、第２図は本発明の実施に用いる誘導・搬送装置の
模式図、第３図は実験装置の模式図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　高速回転する冷却単ロール周面上での急冷凝固によ
   り作製した急冷金属薄帯を、冷却単ロールから剥離し、
   ついで筒状の搬送ガイド内に導入し、搬送ガイドの終端
   に配置したピンチロールまでブロワの吸引力によって誘
   導し、該ピンチロールに急冷金属薄帯を捕捉させた後ピ
   ンチロールを巻取機まで移動し急冷金属薄帯の搬送・巻
   取りを行うに当り、 搬送ガイドの上流入口にエアフロータ式デフレクタロー
   ルを設けて実質的に急冷金属薄帯のパスラインを形成し
   該パスラインに沿って金属薄帯を浮遊状態で搬送ガイド
   中を通板することを特徴とする急冷金属薄帯の搬送誘導
   方法。 ２　前記デフレクタロールと搬送ガイド底板との間から
   、前記ブロワの吸引力によって空気を流入させることを
   特徴とする請求項１記載の急冷金属薄帯の搬送誘導方法
   。