JPH0636973B2 - 急冷金属薄帯の製造方法およびその装置 - Google Patents
急冷金属薄帯の製造方法およびその装置Info
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- JPH0636973B2 JPH0636973B2 JP9945186A JP9945186A JPH0636973B2 JP H0636973 B2 JPH0636973 B2 JP H0636973B2 JP 9945186 A JP9945186 A JP 9945186A JP 9945186 A JP9945186 A JP 9945186A JP H0636973 B2 JPH0636973 B2 JP H0636973B2
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- slit
- nozzle
- roll
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
- B22D11/0637—Accessories therefor
- B22D11/064—Accessories therefor for supplying molten metal
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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- B22D11/0611—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars formed by a single casting wheel, e.g. for casting amorphous metal strips or wires
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、溶融金属を急冷凝固させることにより、溶
湯から直接、結晶質または非晶質の金属薄帯を製造する
のに有利な製造方法およびその実施に用いて好適な製造
装置に関するものである。
湯から直接、結晶質または非晶質の金属薄帯を製造する
のに有利な製造方法およびその実施に用いて好適な製造
装置に関するものである。
（従来の技術） 結晶質が非晶質の金属薄帯を連続して製造する方法とし
て、近年溶融金属（溶融合金を含む。以下同じ）を冷却
体表面で急速凝固させ、直接連続薄帯を製造する方法が
数多く提案されている。特に非晶質合金薄帯を作る場合
には、必要とされる104〜106℃/s程度の冷却速度が容易
に得られ、また操作，取扱いも簡便なことから単ロール
法が多用され、0.02〜0.05mm程度の板厚を有する連続金
属薄帯がこの単ロール法で製造されている。
て、近年溶融金属（溶融合金を含む。以下同じ）を冷却
体表面で急速凝固させ、直接連続薄帯を製造する方法が
数多く提案されている。特に非晶質合金薄帯を作る場合
には、必要とされる104〜106℃/s程度の冷却速度が容易
に得られ、また操作，取扱いも簡便なことから単ロール
法が多用され、0.02〜0.05mm程度の板厚を有する連続金
属薄帯がこの単ロール法で製造されている。
単ロール法による代表的な非晶質金属薄体の製造方法に
ついては、たとえば特開昭53-53525号公報に開示されて
いる。この製造法では注湯ノズルのスリット状オリフィ
スは冷却表面の移動方向に対して、ほぼ直角の配置とさ
れ、ノズル底面と冷却表面との間隔は0.03ないし１mmに
設定されている。
ついては、たとえば特開昭53-53525号公報に開示されて
いる。この製造法では注湯ノズルのスリット状オリフィ
スは冷却表面の移動方向に対して、ほぼ直角の配置とさ
れ、ノズル底面と冷却表面との間隔は0.03ないし１mmに
設定されている。
しかしながら一般に単ロール法では、加圧されてスリッ
トから射出される溶融金属は冷却ロールの回転方向に引
き出されるばかりでなく、ロールの回転の向きとは逆方
向にも飛散し、バドルブレークが発生し易いという欠点
があった。飛散した溶融金属は、作業性を著しく損うだ
けでなく、連続金属薄帯の形成は関与しないから、歩留
りの著しい低下を招くことは云うまでもない。
トから射出される溶融金属は冷却ロールの回転方向に引
き出されるばかりでなく、ロールの回転の向きとは逆方
向にも飛散し、バドルブレークが発生し易いという欠点
があった。飛散した溶融金属は、作業性を著しく損うだ
けでなく、連続金属薄帯の形成は関与しないから、歩留
りの著しい低下を招くことは云うまでもない。
この点上揚の特開昭53-53525号公報においては、溶融金
属流をロールの回転方向により容易に引き出すために、
ロールの回転方向から見て、上流側の注湯ノズルのスリ
ットの縁を第１リップ、下流側のスリット縁を第２リッ
プと定義したとき、第２リップと冷却体表面との間隔
を、第１リップと冷却体表面との間隔よりも大きく設定
して、パドルブレークの発生防止を図っている。
属流をロールの回転方向により容易に引き出すために、
ロールの回転方向から見て、上流側の注湯ノズルのスリ
ットの縁を第１リップ、下流側のスリット縁を第２リッ
プと定義したとき、第２リップと冷却体表面との間隔
を、第１リップと冷却体表面との間隔よりも大きく設定
して、パドルブレークの発生防止を図っている。
他方、特開昭59-144559号および同59-144560号各公報で
は、上記したようなパドルブレークによる歩留り低下を
防ぐために、ノズルの溶融金属噴出方向を、冷却ロール
の回転方向に沿う方向とし、かつ噴き付けられた溶融金
属が回転ロールに当たる位置におけるロール接線方向に
近付けることを提案している。また同様なノズル配置に
関する提案は国際公開W084/03852号公報にも見られる。
は、上記したようなパドルブレークによる歩留り低下を
防ぐために、ノズルの溶融金属噴出方向を、冷却ロール
の回転方向に沿う方向とし、かつ噴き付けられた溶融金
属が回転ロールに当たる位置におけるロール接線方向に
近付けることを提案している。また同様なノズル配置に
関する提案は国際公開W084/03852号公報にも見られる。
これらのパドルブレークを防止する従来技術によって、
確かにノズル後方への溶融金属の飛散を抑えることがで
きる。
確かにノズル後方への溶融金属の飛散を抑えることがで
きる。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、これらの従来技術によって、急冷金属薄
帯を製造した場合には、冷却ロールに接する側の薄帯表
面にフィッシュスケールと呼ばれる表面欠陥が発生する
ことが新たに判明した。これはパドル後面が冷却ロール
表面に接する部分で、空気の巻込みが生じたためにでき
たもので、薄帯の表面粗さが大きくなって表面性状が損
なわれるが、Fe-B-Si系等の非晶質合金薄帯を変圧器の
鉄心材料として使用する場合、このような表面荒れは占
積率を低下させるので好ましくない。
帯を製造した場合には、冷却ロールに接する側の薄帯表
面にフィッシュスケールと呼ばれる表面欠陥が発生する
ことが新たに判明した。これはパドル後面が冷却ロール
表面に接する部分で、空気の巻込みが生じたためにでき
たもので、薄帯の表面粗さが大きくなって表面性状が損
なわれるが、Fe-B-Si系等の非晶質合金薄帯を変圧器の
鉄心材料として使用する場合、このような表面荒れは占
積率を低下させるので好ましくない。
さらに特開昭59-144559号、同59-144560号および国際公
開W084/03852号各公報に開示されているように、注湯ノ
ズル位置を冷却ロールの中心直上からオフセットさせ、
同時にノズル−ロール間間隔を近接させる方式には工業
的に大きな制約がある。すなわち性状のすぐれた連続金
属薄帯を製造するには注湯開始前、および注湯中でもノ
ズル−ロール間ギャップを精確に計測し、極めて近接さ
せた所定の値に制御する必要があるが、ノズル位置がロ
ール中心直上からずれている場合、例えば光学式のギャ
ップ計測器を最適位置にセットすることは極めて困難で
ある。さらにロール中心直上からずれているノズル先端
底面を冷却ロールの表面形状に沿うように研磨すること
は工業的不利が著しい。
開W084/03852号各公報に開示されているように、注湯ノ
ズル位置を冷却ロールの中心直上からオフセットさせ、
同時にノズル−ロール間間隔を近接させる方式には工業
的に大きな制約がある。すなわち性状のすぐれた連続金
属薄帯を製造するには注湯開始前、および注湯中でもノ
ズル−ロール間ギャップを精確に計測し、極めて近接さ
せた所定の値に制御する必要があるが、ノズル位置がロ
ール中心直上からずれている場合、例えば光学式のギャ
ップ計測器を最適位置にセットすることは極めて困難で
ある。さらにロール中心直上からずれているノズル先端
底面を冷却ロールの表面形状に沿うように研磨すること
は工業的不利が著しい。
この発明は、上記の該問題を有利に解決するもので、工
業的見地からの制約を受けることなしに、パドルブレー
クの発生を効果的に抑制した上で、表面の滑らかな金属
薄帯を得ることができる急冷金属薄帯の製造方法を製造
装置と共に提案することを目的とする。
業的見地からの制約を受けることなしに、パドルブレー
クの発生を効果的に抑制した上で、表面の滑らかな金属
薄帯を得ることができる急冷金属薄帯の製造方法を製造
装置と共に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） すなわちこの発明は、横軸のまわりに高速回転する冷却
ロールの外周表面上に、その母線に沿ってのびるスリッ
ト状のオリフィスを有するノズルから溶融金属を流出さ
せ、急冷凝固によって溶融金属から直接、金属薄帯を製
造するに当り、冷却ロールを20〜50m/sの周速で回転さ
せこの冷却ロールの回転軸を含む鉛直面と該ロールの外
周表面とが交わる位置の近傍にて、該鉛直面に対し５〜
45゜の範囲の角度で後傾するノズル流路を通し、さらに
スリット状のオリフィスの前リップと冷却ロール表面と
の距離ａおよび後リップと冷却ロール表面との距離ｂが
次式(イ),(ロ) (イ)０≦ｂ−ａ≦0.5(mm) (ロ)ａ＝0.1〜1.0(mm) の条件を満足し、かつ少なくとも前リップ底面の表面粗
さが、中心線平均粗さRaで1.0μｍ以下とした、スリッ
ト状オリフィスを介して、溶融金属を連続供給すること
から成る急冷金属薄帯の製造方法である。
ロールの外周表面上に、その母線に沿ってのびるスリッ
ト状のオリフィスを有するノズルから溶融金属を流出さ
せ、急冷凝固によって溶融金属から直接、金属薄帯を製
造するに当り、冷却ロールを20〜50m/sの周速で回転さ
せこの冷却ロールの回転軸を含む鉛直面と該ロールの外
周表面とが交わる位置の近傍にて、該鉛直面に対し５〜
45゜の範囲の角度で後傾するノズル流路を通し、さらに
スリット状のオリフィスの前リップと冷却ロール表面と
の距離ａおよび後リップと冷却ロール表面との距離ｂが
次式(イ),(ロ) (イ)０≦ｂ−ａ≦0.5(mm) (ロ)ａ＝0.1〜1.0(mm) の条件を満足し、かつ少なくとも前リップ底面の表面粗
さが、中心線平均粗さRaで1.0μｍ以下とした、スリッ
ト状オリフィスを介して、溶融金属を連続供給すること
から成る急冷金属薄帯の製造方法である。
また、この発明は、溶融金属の落下流を受け、その急冷
凝固を強いて薄帯化を導く冷却ロールと、この冷却ロー
ルの外周表面上に、ロールの母線に沿ってのびるスリッ
ト状のオリフィスから溶融金属を供給するノズルとから
なり、該ノズルを冷却ロールのロール中心のほぼ直上に
配置し、該ノズルは、冷却ロールの回転軸を含む鉛直面
に対し５〜45゜の範囲の角度で後傾したスリット状の流
路をそなえ、さらにその先端に、スリット状のオリフィ
スの前リップと冷却ロール表面との距離ａおよび後リッ
プと冷却ロール表面との距離ｂが次式(イ),(ロ) (イ)０≦ｂ−ａ≦0.5(mm) (ロ)ａ＝0.1〜1.0(mm) の条件を満足し、かつ少なくとも前リップ底面の表面粗
さが、中心線平均粗さRaで1.0μｍ以下とした、スリッ
ト状のオリフィスを有することから成る急冷金属薄帯の
製造装置である。
凝固を強いて薄帯化を導く冷却ロールと、この冷却ロー
ルの外周表面上に、ロールの母線に沿ってのびるスリッ
ト状のオリフィスから溶融金属を供給するノズルとから
なり、該ノズルを冷却ロールのロール中心のほぼ直上に
配置し、該ノズルは、冷却ロールの回転軸を含む鉛直面
に対し５〜45゜の範囲の角度で後傾したスリット状の流
路をそなえ、さらにその先端に、スリット状のオリフィ
スの前リップと冷却ロール表面との距離ａおよび後リッ
プと冷却ロール表面との距離ｂが次式(イ),(ロ) (イ)０≦ｂ−ａ≦0.5(mm) (ロ)ａ＝0.1〜1.0(mm) の条件を満足し、かつ少なくとも前リップ底面の表面粗
さが、中心線平均粗さRaで1.0μｍ以下とした、スリッ
ト状のオリフィスを有することから成る急冷金属薄帯の
製造装置である。
以下この発明を由来するに到った実験結果について説明
する。
する。
さてこの発明においては、工業的な量産設備への適用を
重視し、注湯ノズルの位置は高速回転する冷却ロール中
心のほぼ直上にすることとしたが、この配置において、
ノズル後方への溶融金属の飛散，すなわちパドルブレー
クを抑制すべく種々検討したところ、第１図に示したよ
うにスリット状のオリフィスから流出すべき溶融金属の
流路をロールの回転軸を通る鉛直面に対して後傾させる
ことが、所期した目的の達成に極めて有効であることを
突止めた。
重視し、注湯ノズルの位置は高速回転する冷却ロール中
心のほぼ直上にすることとしたが、この配置において、
ノズル後方への溶融金属の飛散，すなわちパドルブレー
クを抑制すべく種々検討したところ、第１図に示したよ
うにスリット状のオリフィスから流出すべき溶融金属の
流路をロールの回転軸を通る鉛直面に対して後傾させる
ことが、所期した目的の達成に極めて有効であることを
突止めた。
第１図において番号１はノズル、２は冷却ロール、３は
前リップ、４は後リップ、５は流路、そして６がパド
ル、７が得られた急冷金属薄帯である。ここにに流路５
の後傾角度θが５゜よりも小さいとパドルブレークの発
生防止効果に乏しく、一方45゜を超えて傾けると、パド
ルブレークは発生しないものの、パドル後面での空気巻
込みが多くなって得られた薄帯のロール面側の表面粗さ
が大きくなり、製品として許容される平均粗さRaで1.0
μｍ以下にすることができなくなるので、ノズル流路５
の後傾角度θは５〜45゜の範囲に制限することが肝要で
ある。
前リップ、４は後リップ、５は流路、そして６がパド
ル、７が得られた急冷金属薄帯である。ここにに流路５
の後傾角度θが５゜よりも小さいとパドルブレークの発
生防止効果に乏しく、一方45゜を超えて傾けると、パド
ルブレークは発生しないものの、パドル後面での空気巻
込みが多くなって得られた薄帯のロール面側の表面粗さ
が大きくなり、製品として許容される平均粗さRaで1.0
μｍ以下にすることができなくなるので、ノズル流路５
の後傾角度θは５〜45゜の範囲に制限することが肝要で
ある。
第２図および第３図にFe78B10Si12組成（at%）の合金溶
湯を溶融石英製の細スリットノズルから、周速35m/sで
高速回転する銅合金製の冷却ロール表面上に、スリット
状流路の、冷却ロールの回転軸を含む鉛直面に対する傾
斜角度を種々に変化させて供給し、急冷凝固させて非晶
質金属薄帯を製造した場合における、リボン製造状況お
よびリボン表面性状について調べた結果を、スリット状
流路の後傾角θとの関係で示す。なおその他の実験条件
は次のとおりである。リップ先端と冷却ロール表面との
距離：0.3mm、スリット状オリフィス形状：0.5mm×10m
m、リップ厚し：2mm。
湯を溶融石英製の細スリットノズルから、周速35m/sで
高速回転する銅合金製の冷却ロール表面上に、スリット
状流路の、冷却ロールの回転軸を含む鉛直面に対する傾
斜角度を種々に変化させて供給し、急冷凝固させて非晶
質金属薄帯を製造した場合における、リボン製造状況お
よびリボン表面性状について調べた結果を、スリット状
流路の後傾角θとの関係で示す。なおその他の実験条件
は次のとおりである。リップ先端と冷却ロール表面との
距離：0.3mm、スリット状オリフィス形状：0.5mm×10m
m、リップ厚し：2mm。
第２図および第３図から明らかなように、ノズルスリッ
トの後傾斜角度θを５゜より小さくして、鉛直に近付け
ると、パドルブレークの発生頻度が急上昇し、一方45゜
を超えて傾けると、パドルブレークは発生しないもの
の、パドル後面での空気巻込みが多くなって得られた薄
帯の表面粗さは大きくなった。
トの後傾斜角度θを５゜より小さくして、鉛直に近付け
ると、パドルブレークの発生頻度が急上昇し、一方45゜
を超えて傾けると、パドルブレークは発生しないもの
の、パドル後面での空気巻込みが多くなって得られた薄
帯の表面粗さは大きくなった。
また前掲第１図のように、注湯ノズルのスリット状流路
５を傾斜させた場合、得られる金属薄帯の自由表面側の
表面性状は従来の鉛直ノズルの場合以上に、前リップ３
の底面性状に影響を受けることが判明した。その際、重
要な因子はリップ底面の表面粗さであり、この表面粗さ
が大きくなると、金属薄帯の自由面側表面粗さに悪影響
を与える。すなわちスリットを通過した溶融金属の流れ
がリップ底面の凹凸によって、乱れを受けるものと考え
られる。
５を傾斜させた場合、得られる金属薄帯の自由表面側の
表面性状は従来の鉛直ノズルの場合以上に、前リップ３
の底面性状に影響を受けることが判明した。その際、重
要な因子はリップ底面の表面粗さであり、この表面粗さ
が大きくなると、金属薄帯の自由面側表面粗さに悪影響
を与える。すなわちスリットを通過した溶融金属の流れ
がリップ底面の凹凸によって、乱れを受けるものと考え
られる。
ここにノズルの少なくとも前リップ底面の平均祖さが1.
0μｍRaを超えると、薄帯自由面側の平均粗さを1.0μｍ
Ra以下にすることは容易ではないので、少なくとも前リ
ップ底面の平均表面粗さは1.0μｍRa以下とする。
0μｍRaを超えると、薄帯自由面側の平均粗さを1.0μｍ
Ra以下にすることは容易ではないので、少なくとも前リ
ップ底面の平均表面粗さは1.0μｍRa以下とする。
つぎにノズル・ロール間のギャップについて述べる。
前述したとおり、スリット状流路をロールの回転軸を通
る鉛直面に対して、ロール回転の逆方向に傾斜させる、
すなわち後傾させることによって、パドルブレークを抑
えることができるが、パドル後面で空気巻込みを伴ない
がちである。そこでこのパドル後面での空気巻込みに関
して、計算機シミュレーションによる溶融金属の流動に
関する解析や、実験的検討を重ねた結果、パドル後面で
の空気巻込みを防止するには、溶湯流内の圧力分布をパ
ドル後面で下方に向う大きな流動を生むようにする必要
があることが判明した。具体的には前リップと冷却体表
面間のギャップａを、後リップと冷却体表面間のギャッ
プｂと同じくするか、または小さく、すなわちｂ≧ａと
することにより、パドル後面での流動を制御し、空気の
巻込みを防止することができる。
る鉛直面に対して、ロール回転の逆方向に傾斜させる、
すなわち後傾させることによって、パドルブレークを抑
えることができるが、パドル後面で空気巻込みを伴ない
がちである。そこでこのパドル後面での空気巻込みに関
して、計算機シミュレーションによる溶融金属の流動に
関する解析や、実験的検討を重ねた結果、パドル後面で
の空気巻込みを防止するには、溶湯流内の圧力分布をパ
ドル後面で下方に向う大きな流動を生むようにする必要
があることが判明した。具体的には前リップと冷却体表
面間のギャップａを、後リップと冷却体表面間のギャッ
プｂと同じくするか、または小さく、すなわちｂ≧ａと
することにより、パドル後面での流動を制御し、空気の
巻込みを防止することができる。
しかしながらｂをａよりも0.5mm以上大きくするとパド
ル後方への溶融金属流が著しくなり、パドルブレークに
到った。またａが1.0mmよりも大きくなると、パドルの
自由面側が不安定となり、薄帯表面の凹凸が増大するば
かりでなく、穴の発生にまで達する傾向が確認された。
なおａの下限については確証するデータは得られなかっ
たが、少なくとも0.1mmに設定した場合、美麗な表面性
状を有する急冷金属薄帯を作製することができた。
ル後方への溶融金属流が著しくなり、パドルブレークに
到った。またａが1.0mmよりも大きくなると、パドルの
自由面側が不安定となり、薄帯表面の凹凸が増大するば
かりでなく、穴の発生にまで達する傾向が確認された。
なおａの下限については確証するデータは得られなかっ
たが、少なくとも0.1mmに設定した場合、美麗な表面性
状を有する急冷金属薄帯を作製することができた。
以上述べたところから、実際の操業においては、オリフ
ィスの前リップ３および後リップ４と冷却ロール表面と
のギャップａ，ｂにつき、次式(イ),(ロ) ０≦ｂ−ａ≦0.5(mm)……(イ) ａ＝0.1〜1.0(mm)……(ロ) の関係を満足させることが肝要である。
ィスの前リップ３および後リップ４と冷却ロール表面と
のギャップａ，ｂにつき、次式(イ),(ロ) ０≦ｂ−ａ≦0.5(mm)……(イ) ａ＝0.1〜1.0(mm)……(ロ) の関係を満足させることが肝要である。
オリフィスのスリット間隔は0.1ないし1.2mmにするのが
望ましい。というのはスリット間隔が0.1mmに満たない
と、精度良く長いスリットを切るのが困難であるばかり
でなく、溶融金属の表面張力のために、細スリットを通
して溶融金属を流すことが極めて難しく、一方スリット
間隔が1.2mmを超えた場合には得られる金属薄帯の厚み
を一定、均一に維持するのが困難だからである。
望ましい。というのはスリット間隔が0.1mmに満たない
と、精度良く長いスリットを切るのが困難であるばかり
でなく、溶融金属の表面張力のために、細スリットを通
して溶融金属を流すことが極めて難しく、一方スリット
間隔が1.2mmを超えた場合には得られる金属薄帯の厚み
を一定、均一に維持するのが困難だからである。
次にリップ厚みの好適範囲について述べる。後リップの
厚みが1mmに満たないと、ノズル後方への溶融金属の飛
散、すなわちパドルブレークを完全に抑えることは難し
いので、後リップの厚みは少なくとも１mm以上あること
が望ましい。なお上限に関する確かなデータを得ること
はできなかったが、少なくとも後リップが10mm厚の場合
でも良好な金属薄帯を製造することができた。
厚みが1mmに満たないと、ノズル後方への溶融金属の飛
散、すなわちパドルブレークを完全に抑えることは難し
いので、後リップの厚みは少なくとも１mm以上あること
が望ましい。なお上限に関する確かなデータを得ること
はできなかったが、少なくとも後リップが10mm厚の場合
でも良好な金属薄帯を製造することができた。
一方、前リップの厚みは0.1ないし10mmであることが望
ましい。ここに前リップの下限0.1mmに関する制限は金
属薄帯製造上の制約からくるものでは無く、工業的に量
産する場合に、ノズルリップの厚みを0.1mm以下にする
と、摩耗等による損傷を無視できなくなり、厳密な注湯
条件の確保が困難となるからである。一方、10mm以上に
すると、凝固した金属薄帯との摩擦により損耗が生じが
ちになるからである。なお各リップとくに前リップのス
リット側エッジを滑らかに仕上げる必要があるのはいう
までもない。
ましい。ここに前リップの下限0.1mmに関する制限は金
属薄帯製造上の制約からくるものでは無く、工業的に量
産する場合に、ノズルリップの厚みを0.1mm以下にする
と、摩耗等による損傷を無視できなくなり、厳密な注湯
条件の確保が困難となるからである。一方、10mm以上に
すると、凝固した金属薄帯との摩擦により損耗が生じが
ちになるからである。なお各リップとくに前リップのス
リット側エッジを滑らかに仕上げる必要があるのはいう
までもない。
次に、冷却ロール表面の周速度は20〜50m/s(1200〜3000
m/min)にする必要がある。というのはロール周速が20m/
sに満たないと十分な冷却速度が得られず、一方50m/sを
超えると50mm以上の広幅の金属薄帯を連続して製造する
場合に商業的に価値のある表面性状を有する金属薄帯を
安定して得ることができないためである。
m/min)にする必要がある。というのはロール周速が20m/
sに満たないと十分な冷却速度が得られず、一方50m/sを
超えると50mm以上の広幅の金属薄帯を連続して製造する
場合に商業的に価値のある表面性状を有する金属薄帯を
安定して得ることができないためである。
なおこの発明では、ノズルの配置位置は、冷却ロールの
ロール中心の直上とすることが好ましいが、前後に３〜
10mm程度のずれであればほぼ同様の結果が得られる。
ロール中心の直上とすることが好ましいが、前後に３〜
10mm程度のずれであればほぼ同様の結果が得られる。
（作 用） この発明に従い、ノズル流路を後傾させ、さらにはリッ
プと冷却ロール表面との間隙を適切に調節することによ
り、歩留り低下を招くパドルブレークを起すことなく、
また空気巻き込みや表面溶湯流の乱れによる表面荒れを
伴わない表面の美麗な急冷金属薄帯の連続的な安定した
製造を図り得る。また、ノズルとロールとのギャップを
制御する際の工業的なギャップ計測も極めて容易とな
る。
プと冷却ロール表面との間隙を適切に調節することによ
り、歩留り低下を招くパドルブレークを起すことなく、
また空気巻き込みや表面溶湯流の乱れによる表面荒れを
伴わない表面の美麗な急冷金属薄帯の連続的な安定した
製造を図り得る。また、ノズルとロールとのギャップを
制御する際の工業的なギャップ計測も極めて容易とな
る。
さらに、ノズル先端の少なくとも前リップ底面の表面粗
さを1.0μｍRa以下とすることにより、表面溶湯流に生
じる乱れは確実に回避され、特に金属薄帯の自由面側の
表面性状を向上し得る。
さを1.0μｍRa以下とすることにより、表面溶湯流に生
じる乱れは確実に回避され、特に金属薄帯の自由面側の
表面性状を向上し得る。
（実施例） 実施例１ Fe78B10Si12組成（at%)の合金溶湯から、以下の要領で
非晶質合金薄帯を製造した。
非晶質合金薄帯を製造した。
ノズルとしては窒化けい素製のものを、また冷却ロール
としては内部強制冷却式のCu-Be合金製のものを用い、
下記の条件の下に前掲第１図に示したような配置とし
た。
としては内部強制冷却式のCu-Be合金製のものを用い、
下記の条件の下に前掲第１図に示したような配置とし
た。
ノズル流路の後傾角θ：15゜ ノズル底面の表面平均粗さ：0.5μｍ 前リップと冷却ロール表面との距離ａ：0.4mm 後リップと冷却ロール表面との距離ｂ：0.5mm 前リップの厚み：２mm 後リップの厚み：４mm スリット状オリフィスの寸法：0.6mm×100mm 冷却ロールの周速：28m/s 溶湯温度：1280℃ 上記の条件下に急冷金属薄帯の製造を開始したところ、
製造期間中パドルブレークは全く発生せず、板厚：24μ
ｍ，板幅：100mmで表面性状も良好な広幅非晶質合金薄
帯が連続的に得られた。
製造期間中パドルブレークは全く発生せず、板厚：24μ
ｍ，板幅：100mmで表面性状も良好な広幅非晶質合金薄
帯が連続的に得られた。
Ｘ線回折により、得られた薄帯は非晶質であることが確
認された。また薄帯の表面平均粗さは約0.6μｍと良好
であった。
認された。また薄帯の表面平均粗さは約0.6μｍと良好
であった。
実施例２ 実施例１と同様にして、下記 ノズル流路の後傾角θ：20゜ ノズル底面の表面平均粗さ：0.3μｍ 前リップと冷却ロール表面との距離ａ：0.3mm 後リップと冷却ロール表面との距離ｂ：0.5mm 前リップの厚み：３mm 後リップの厚み：３mm スリット状オリフィスの寸法：0.7mm×100mm 冷却ロールの周速：25m/s の条件下にFe78B10Si12組成の非晶質合金薄帯を製造し
たところ、パドルブレークの発生は皆無であり、板厚：
26μｍ，板厚：100mmの表面性状が良好な連続金属薄帯
が得られた。
たところ、パドルブレークの発生は皆無であり、板厚：
26μｍ，板厚：100mmの表面性状が良好な連続金属薄帯
が得られた。
得られた金属薄帯は非晶質であり、平均表面粗さは約0.
5μｍであった。
5μｍであった。
比較例１ ノズル流路の後傾角θ：０゜ ノズル底面の表面平均粗さ：1.5μｍ 前リップと冷却ロール表面との距離ａ：0.9mm 後リップと冷却ロール表面との距離ｂ：1.5mm とする以外は実施例１と同一条件で注湯したところ、ノ
ズル後方へ激しいパドルブレークが発生した。
ズル後方へ激しいパドルブレークが発生した。
また板厚：29μｍ，板幅：100mmのFe78B10Si12組成の非
晶質合金薄帯を得ることができたが、その表面平均粗さ
は約2.8μｍであり、表面性状に劣っていた。
晶質合金薄帯を得ることができたが、その表面平均粗さ
は約2.8μｍであり、表面性状に劣っていた。
実施例３ Si：6.5wt%を含有する鉄合金溶湯を、30mm幅のスリット
状オリフィスを有する溶融石英管製の注湯ノズルを介し
て、下記の条件下に、周速：40m/sで回転する銅合金製
の冷却ロールの直上に注湯し、急冷凝固させて、結晶質
の高けい素鋼薄帯を製造した。
状オリフィスを有する溶融石英管製の注湯ノズルを介し
て、下記の条件下に、周速：40m/sで回転する銅合金製
の冷却ロールの直上に注湯し、急冷凝固させて、結晶質
の高けい素鋼薄帯を製造した。
ノズル流路の後傾角θ：40゜ ノズル底面の表面平均粗さ：0.5μｍ 前リップと冷却ロール表面との距離ａ：0.15mm 後リップと冷却ロール表面との距離ｂ：0.2mm 前リップの厚み：1mm 後リップの厚み：3mm スリット状オリフィスの寸法：0.5mm×30mm 上記の条件下に溶湯温度：1550℃で注湯したところ、パ
ドルブレークが発生することなしに、板厚：30μｍ，板
幅30mmの表面酸化のない美麗な合金薄帯を製造すること
ができた。
ドルブレークが発生することなしに、板厚：30μｍ，板
幅30mmの表面酸化のない美麗な合金薄帯を製造すること
ができた。
比較例２ ノズル流路の後傾角θを70゜とする他は、実施例３と同
じ条件で注湯したところ、パドルブレークの発生ないし
板厚：23μｍの結晶質合金薄帯を製造することができた
が、薄帯表面の平均粗さは約1.9μｍであり表面性状に
劣っていた。
じ条件で注湯したところ、パドルブレークの発生ないし
板厚：23μｍの結晶質合金薄帯を製造することができた
が、薄帯表面の平均粗さは約1.9μｍであり表面性状に
劣っていた。
（発明の効果） かくしてこの発明によれば、工業的見地からの制約を受
けることなく、またパドルブレーク発生による歩留り低
下を招く不利なしに、表面性状に優れた急冷金属薄帯を
容易に得ることができる。
けることなく、またパドルブレーク発生による歩留り低
下を招く不利なしに、表面性状に優れた急冷金属薄帯を
容易に得ることができる。
第１図は、この発明に従う、溶融金属の注湯要領説明
図、 第２図は、スリット状流路の後傾角度θとパドルブレー
クの発生頻度との関係を示したグラフ、 第３図は、スリット状流路の後傾角度θと金属薄帯のロ
ール面側表面粗さとの関係を示したグラフである。 １……ノズル、２……冷却ロール ３……前リップ、４……後リップ ５……流路、６……溶湯留り ７……急冷金属薄帯
図、 第２図は、スリット状流路の後傾角度θとパドルブレー
クの発生頻度との関係を示したグラフ、 第３図は、スリット状流路の後傾角度θと金属薄帯のロ
ール面側表面粗さとの関係を示したグラフである。 １……ノズル、２……冷却ロール ３……前リップ、４……後リップ ５……流路、６……溶湯留り ７……急冷金属薄帯
Claims (2)
- 【請求項１】横軸のまわりに高速回転する冷却ロールの
外周表面上に、その母線に沿ってのびるスリット状のオ
リフィスを有するノズルから溶融金属を流出させ、急冷
凝固によって溶融金属から直接、金属薄帯を製造するに
当り、 冷却ロールを20〜50m/sの周速で回転させ、この冷却ロ
ールの回転軸を含む鉛直面と該ロールの外周表面とが交
わる位置の近傍にて、該鉛直面に対し５〜45゜の範囲の
角度で後傾するノズル流路を通し、さらに、スリット状
のオリフィスの前リップと冷却ロール表面との距離ａお
よび後リップと冷却ロール表面との距離ｂが次式(イ),
(ロ) (イ)０≦ｂ−ａ≦0.5(mm) (ロ)ａ＝0.1〜1.0(mm) の条件を満足し、かつ少なくとも前リップ底面の表面粗
さが、中心線平均粗さRaで1.0μｍ以下とした、スリッ
ト状オリフィスを介して、溶融金属を連続供給すること
を特徴とする急冷金属薄帯の製造方法。 - 【請求項２】溶融金属の落下流を受け、その急冷凝固を
強いて薄帯化を導く冷却ロールと、この冷却ロールの外
周表面上に、ロールの母線に沿ってのびるスリット状の
オリフィスから溶融金属を供給するノズルとからなり、 該ノズルを冷却ロールのロール中心のほぼ直上に配置
し、該ノズルは、冷却ロールの回転軸を含む鉛直面に対
し５〜45゜の範囲の角度で後傾したスリット状の流路を
そなえ、さらにその先端に、スリット状のオリフィスの
前リップと冷却ロール表面との距離ａおよび後リップと
冷却ロール表面との距離ｂが次式(イ),(ロ) (イ)０≦ｂ−ａ≦0.5(mm) (ロ)ａ＝0.1〜1.0(mm) の条件を満足し、かつ少なくとも前リップ底面の表面粗
さが、中心線平均粗さRaで1.0μｍ以下とした、スリッ
ト状のオリフィスを有することを特徴とする急冷金属薄
帯の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9945186A JPH0636973B2 (ja) | 1986-05-01 | 1986-05-01 | 急冷金属薄帯の製造方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9945186A JPH0636973B2 (ja) | 1986-05-01 | 1986-05-01 | 急冷金属薄帯の製造方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62259645A JPS62259645A (ja) | 1987-11-12 |
| JPH0636973B2 true JPH0636973B2 (ja) | 1994-05-18 |
Family
ID=14247705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9945186A Expired - Lifetime JPH0636973B2 (ja) | 1986-05-01 | 1986-05-01 | 急冷金属薄帯の製造方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0636973B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104169024A (zh) * | 2012-03-15 | 2014-11-26 | 日立金属株式会社 | 非晶态合金薄带及其制造方法 |
-
1986
- 1986-05-01 JP JP9945186A patent/JPH0636973B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62259645A (ja) | 1987-11-12 |
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