JPH0683142U - Opening shape of slit-shaped pouring nozzle for metal strip manufacturing - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】厚さの均一な、幅の広い金属薄帯の製造を可能
とするスリット状注湯ノズルの開口形状を提供する。 【構成】注湯ノズル５の開口部を、壁８によって５ａ、
５ｂの開口に分割した。Ｌ（各開口とも）は２０〜１５
０ｍｍ、ｄは０．１〜２ｍｍ、θ＝２０〜６０°とす
る。なお、隣接する開口５ａ、５ｂ間は、間隔ｂと間隔
ｃが距離ｄを介して対向するようにずらせて配設する。
但し、壁８の到る所でａ＝ｂ＋ｃである。 (57) [Abstract] [Purpose] To provide an opening shape of a slit-shaped pouring nozzle capable of manufacturing a wide metal ribbon having a uniform thickness. [Structure] The opening of the pouring nozzle 5 is formed by a wall 8a,
It was divided into 5b openings. L (with each opening) is 20 to 15
0 mm, d is 0.1 to 2 mm, and θ is 20 to 60 °. It should be noted that the openings 5a and 5b adjacent to each other are arranged such that the distance b and the distance c face each other with a distance d therebetween.
However, a = b + c at every point of the wall 8.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は、溶融金属を急冷凝固させることにより結晶質あるいは非結晶金属薄 帯を製造するにあたり、幅広でかつ厚さの均一な薄帯の製造を可能とする金属薄 帯製造用スリット状注湯ノズルの開口形状に関するものである。 The present invention is intended to produce a crystalline or amorphous metal ribbon by rapidly solidifying molten metal, which enables the production of a wide ribbon of uniform thickness and a slit-shaped pouring for producing a metal ribbon. The present invention relates to a nozzle opening shape.

【０００２】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

近年、液体急冷法により溶融金属から金属薄帯（以下リボンと称す）を直接製 板することが行われており、特に幅５０ｍｍ以上のリボンを製造する場合はスリ ット状の注湯ノズルから冷却ロール上に溶融金属を射出する単ロール法が用いら れている。 In recent years, a metal ribbon (hereinafter referred to as a ribbon) is directly produced from a molten metal by a liquid quenching method. Particularly, when producing a ribbon having a width of 50 mm or more, a slit-shaped pouring nozzle is used. A single roll method in which molten metal is injected onto a cooling roll is used.

【０００３】 この単ロール法においてはノズルのスリットの厚さが、得られる金属リボンの 厚さを決定する上で重要なパラメータであることが知られている。しかし、鉄基 合金などを注湯する場合はノズル温度が１０００℃を超えるため、特に幅１００ ｍｍを超えるスリットではノズル材質の熱膨張による変形のためリボンの中央の 厚さが端部の厚さよりも厚く或は薄くなるといった問題が発生する。In this single roll method, it is known that the thickness of the slit of the nozzle is an important parameter for determining the thickness of the obtained metal ribbon. However, when pouring iron-based alloys, etc., the nozzle temperature exceeds 1000 ° C, so especially in slits with a width of more than 100 mm, the thickness of the center of the ribbon is less than the thickness of the end due to deformation due to thermal expansion of the nozzle material. There is a problem that the thickness becomes thicker or thinner.

【０００４】 このノズルの熱変形による板厚の不均一を防ぐため、例えば特開昭５８−１６ ７５９号公報では複数個の孔を列状に並べたノズルが提案されている。しかし、 このような孔状のノズルからの注湯で得られたリボンは孔の間隙部分のリボン厚 さがロールノズル底面間隙などの操業条件の変動により不安定となり、長時間の 製造には不向きであった。In order to prevent uneven plate thickness due to thermal deformation of the nozzle, for example, Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 58-16759 proposes a nozzle having a plurality of holes arranged in rows. However, the ribbon obtained by pouring from such a hole-shaped nozzle is not suitable for long-term manufacturing because the ribbon thickness in the hole gap becomes unstable due to fluctuations in operating conditions such as the bottom gap of the roll nozzle. Met.

【０００５】 また、特開昭５８−１３２３５７号公報ではノズルスリットの入口部を堰で分 割し、堰下部に設けたスリット連絡部で出口部を一体化させることにより熱変形 を防止することを提案している。しかし、このノズルにおいても本考案者らの実 験では堰部分で溶融金属流動が阻害され、リボンが部分的に薄くなり均一な厚さ のリボンが得られなかった。Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-132357, it is possible to prevent thermal deformation by dividing the inlet portion of the nozzle slit with a weir and integrating the outlet portion with a slit connecting portion provided in the lower portion of the weir. is suggesting. However, even in the case of this nozzle, in the experiments conducted by the present inventors, the molten metal flow was hindered at the weir portion, and the ribbon was partially thinned, so that a ribbon having a uniform thickness could not be obtained.

【０００６】[0006]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

本考案は前記問題点を解決して、幅１００ｍｍを超え、かつ、均一な厚さのリ ボンの製造を可能とする金属薄帯製造用スリット状注湯ノズルの開口形状を提供 することを課題とするものである。 It is an object of the present invention to provide an opening shape of a slit-shaped pouring nozzle for manufacturing a metal ribbon, which solves the above-mentioned problems and enables production of a ribbon having a width of more than 100 mm and a uniform thickness. It is what

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

本考案は、高速回転する冷却単ロール上に溶融金属を射出し、該溶融金属を急 冷凝固させて金属薄帯を製造するスリット状注湯ノズルの開口形状に適用され、 次の技術手段を採った。すなわち、 該開口部は、複数の開口からなり、各開口は長さ２０〜１５０ｍｍとし、長手 方向に対し２０〜６０°の傾きをもつ壁を有し隣接開口間の長手中心線が０．１ 〜２ｍｍの偏りを有することを特徴とする金属薄帯製造用スリット状注湯ノズル の開口形状である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is applied to the opening shape of a slit-shaped pouring nozzle for injecting a molten metal onto a cooling single roll rotating at a high speed and rapidly solidifying the molten metal to produce a metal ribbon. I took it. That is, the opening is composed of a plurality of openings, each opening has a length of 20 to 150 mm, has a wall having an inclination of 20 to 60 ° with respect to the longitudinal direction, and has a longitudinal center line between adjacent openings of 0.1. It is an opening shape of a slit-shaped pouring nozzle for producing a metal ribbon, which has a deviation of ˜2 mm.

【０００８】[0008]

【作用】[Action]

本考案は、幅１００ｍｍ以上の金属リボンを製造する実験によって得られた知 見を基にしてなされたものである。本考案者らの実験においては、リボンの中央 と端部の厚さの不均一はリボン幅１００ｍｍ以上から顕著になり、幅２００ｍｍ においては平均厚さの１０％以上に達する。注湯途中のノズルを冷却し、スリッ トノズル内部で凝固した金属の厚さを測定したところ、ノズルの幅方向中央付近 では、常温でのスリット厚さの１０％以上の厚さの増加が認められ、リボン厚さ の不均一はスリットノズルの熱変形に起因するということが判明した。 The present invention was made based on the knowledge obtained by the experiment for manufacturing a metal ribbon having a width of 100 mm or more. In the experiments conducted by the present inventors, the nonuniformity of the thickness at the center and the end of the ribbon becomes remarkable from a ribbon width of 100 mm or more, and reaches 10% or more of the average thickness at a width of 200 mm 2. When cooling the nozzle during pouring and measuring the thickness of the solidified metal inside the slit nozzle, an increase in the thickness of 10% or more of the slit thickness at room temperature was observed near the widthwise center of the nozzle. It was found that the uneven ribbon thickness was caused by the thermal deformation of the slit nozzle.

【０００９】 スリットノズルのスリットの熱変形を防止するためには、スリットを横切る壁 を設けて分断し、スリットの厚さ方向の変形を拘束することが有効である。ノズ ルの幾何学的形状において、リボンの厚さを決定する要素は、ロール回転方向に 沿ったスリットの厚さである。 そこで、本考案では、スリット状注湯ノズルの開口形状を上述のように形成し たものである。すなわち、図１に示すようにスリット状注湯ノズル５の熱変形を 防止する壁８を設けて、ノズル５を開口５ａ、５ｂに分割する。壁８はノズル５ の長手方向に対して所定の角度θを持つように配設し、かつ、ロール回転方向に 沿った開口５ａ、５ｂの厚さの合計ｂ＋ｃが壁８の如何なる位置でも５ａおよび ５ｂの厚さａに等しくなるように配置した。In order to prevent thermal deformation of the slit of the slit nozzle, it is effective to provide a wall across the slit and divide the wall to restrain the deformation of the slit in the thickness direction. In the nozzle geometry, the factor that determines the ribbon thickness is the slit thickness along the roll rotation direction. Therefore, in the present invention, the opening shape of the slit-shaped pouring nozzle is formed as described above. That is, as shown in FIG. 1, a wall 8 for preventing thermal deformation of the slit-shaped pouring nozzle 5 is provided, and the nozzle 5 is divided into openings 5a and 5b. The wall 8 is arranged so as to form a predetermined angle θ with respect to the longitudinal direction of the nozzle 5, and the total thickness b + c of the openings 5a and 5b along the roll rotation direction is 5a at any position on the wall 8 and It was arranged so as to be equal to the thickness a of 5b.

【００１０】 本考案者らの実験によれば、隣り合う開口５ａ、５ｂの厚さ方向中心線の距離 ｄが２ｍｍ以下、スリット状注湯ノズル５の厚さ方向中心線と壁８のなす角度θ が２０〜６０度の範囲において、均一な厚さをもつ幅１００ｍｍ以上のリボンが 製造可能であった。 上述の距離ｄが２ｍｍを超えると、冷却単ロール回転方向に対して後方に位置 する開口から供給された溶融合金と、前方に位置する開口から供給された溶融合 金との間に生じたと見られる欠陥が発生した。一方、ｄが０．１ｍｍより小さい と熱変形により壁８が破れる恐れがある。また、角度θが２０度よりも小さいと 開口の末端部分の溶融金属の流動阻害によると考えられる部分的な板厚減少が生 じ、角度θが６０度よりも大きいと溶融金属の重合わせの幅が小さくなり開口５ ａ、５ｂから供給された合金の間に流動が小さい幅において急激に変化したため に生じたと見られる欠陥が発生した。According to experiments conducted by the present inventors, the distance d between the center lines in the thickness direction of the adjacent openings 5 a and 5 b is 2 mm or less, and the angle formed by the center line in the thickness direction of the slit-shaped pouring nozzle 5 and the wall 8 In the range of θ of 20 to 60 degrees, a ribbon having a uniform thickness and a width of 100 mm or more could be manufactured. When the above-mentioned distance d exceeds 2 mm, it is considered that it occurs between the molten alloy supplied from the opening located at the rear of the cooling single roll rotation direction and the molten alloy supplied from the opening located at the front. Defects occurred. On the other hand, if d is less than 0.1 mm, the wall 8 may be broken due to thermal deformation. Further, if the angle θ is smaller than 20 degrees, a partial reduction in plate thickness is considered to be caused by the flow inhibition of the molten metal at the end portion of the opening, and if the angle θ is larger than 60 degrees, the overlapping of the molten metals is caused. As the width became smaller and the alloys supplied from the openings 5a, 5b had a defect which appeared to be caused by a rapid change in the flow in the small width.

【００１１】 分割された個々の開口５ａ、５ｂの中心幅Ｌを１５０ｍｍ未満としたのは、Ｌ が１５０ｍｍを超えると、個々の開口５ａ、５ｂが熱変形し、製造されたリボン の厚さが均一にならないためである。 一方、個々の開口５ａ、５ｂの幅Ｌが２０ｍｍ以上の場合、開口５ａ、５ｂの 端部の影響を受けず開口５ａ、５ｂ内の溶湯流れの安定している幅が広がり、リ ボンの表面粗度の幅方向の平均値が小さくなるので、リボン表面品質向上の点で 好ましい。The central width L of each of the divided openings 5a and 5b is set to less than 150 mm, because when L 2 exceeds 150 mm, the individual openings 5a and 5b are thermally deformed and the thickness of the manufactured ribbon is reduced. This is because it is not uniform. On the other hand, when the width L of each of the openings 5a and 5b is 20 mm or more, the stable width of the molten metal flow in the openings 5a and 5b is widened without being affected by the ends of the openings 5a and 5b, and Since the average value of the roughness in the width direction becomes small, it is preferable in terms of improving the ribbon surface quality.

【００１２】 以上の理由から本考案においては、Ｌは２０〜１５０ｍｍ、ｄは０．１〜２ｍ ｍ、θは２０度〜６０度とした。分割された開口の個々の幅Ｌは必ずしも等しく しなくてもよい。なお、隣接する開口間の壁形状が上述の条件を満たしていれば 開口の数が３個以上であっても問題はない。For the above reason, in the present invention, L is set to 20 to 150 mm, d is set to 0.1 to 2 mm, and θ is set to 20 to 60 degrees. The individual widths L of the divided openings do not necessarily have to be equal. There is no problem even if the number of openings is three or more as long as the wall shape between adjacent openings satisfies the above conditions.

【００１３】[0013]

【実施例】【Example】

図４に本考案を使用する金属リボン製造装置を示す。タンディッシュ１には注 湯パイプ２から溶湯が供給され、下部の溶湯溜め４を介してスリット状注湯ノズ ル５から冷却ロール６上に溶湯が供給される。タンディシュはガス供給装置７よ りアルゴンガスを供給することによって溶湯の射出圧力を調整することができる 。なお３はノズル保温ヒータを示す。 FIG. 4 shows a metal ribbon manufacturing apparatus using the present invention. Molten metal is supplied to the tundish 1 from a pouring pipe 2, and the molten metal is supplied from a slit-shaped pouring nozzle 5 to a cooling roll 6 through a lower molten metal reservoir 4. The tundish can adjust the injection pressure of the molten metal by supplying argon gas from the gas supply device 7. Reference numeral 3 indicates a nozzle heat retaining heater.

【００１４】 図１は本考案の一実施例の説明図であり、図１（ａ）は注湯ノズルの注湯出口 方向より見た平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ部の拡大図である。図１に示 すようにスリット状注湯ノズル５は壁８によって、長さＬの５ａ、５ｂとの２個 の開口に分割され、壁８はスリットの厚さ方向中心線に対して角度θをなしてい る。また、ロール回転方向に沿った隣り合う開口５ａ、５ｂ、図１（ｂ）に示す ように厚さ方向中心線間距離ｄが所定値となるようにスリットの厚さ方向中心線 から垂直方向にずらせて配設されている。すなわち、スリットの厚さは、壁８の 到る所でａ＝ｂ＋ｃである。FIG. 1 is an explanatory view of an embodiment of the present invention, FIG. 1 (a) is a plan view seen from a pouring outlet direction of a pouring nozzle, and FIG. 1 (b) is a plan view of FIG. 1 (a). It is an enlarged view of the A section. As shown in FIG. 1, the slit-shaped pouring nozzle 5 is divided by a wall 8 into two openings, 5a and 5b having a length L, and the wall 8 has an angle θ with respect to the center line in the thickness direction of the slit. Is doing. Further, the openings 5a, 5b adjacent to each other along the roll rotation direction, and as shown in FIG. 1 (b), the distance d between the thickness direction center lines is set to a predetermined value in a direction perpendicular to the thickness direction center line of the slit. They are arranged in a staggered manner. That is, the thickness of the slit is a = b + c throughout the wall 8.

【００１５】 図２（ａ）および（ｂ）は本考案の他の実施例の説明図で、いずれも壁８を部 分的に集中して配置し、開口を５ａ、５ｂ、５ｃの５個に分割したものであり、 スリット材質の熱膨張が大きく、分割壁８の強度が不足する場合に好適な例であ る。また、この集中部分は２ケ所以上に配置してもよい。 図３は本考案の一実施例を示し、５ａ、５ｂ、５ｃの５個の開口から構成され る。図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ部の拡大図である。本実施例では、図３（ｂ） に示すように、ａ＝０．７ｍｍ、ｄ＝０．４ｍｍ、θ＝３２°、Ｌ＝６０ｍｍに 形成した。2 (a) and 2 (b) are explanatory views of another embodiment of the present invention, in which the walls 8 are arranged in a partially concentrated manner, and the openings 5a, 5b, 5c are five. This is a suitable example when the slit material has a large thermal expansion and the partition wall 8 is insufficient in strength. Further, this concentrated portion may be arranged at two or more places. FIG. 3 shows an embodiment of the present invention, which is composed of five openings 5a, 5b and 5c. FIG. 3B is an enlarged view of the B portion of FIG. In this embodiment, as shown in FIG. 3 (b), a = 0.7 mm, d = 0.4 mm, θ = 32 °, and L = 60 mm.

【００１６】 溶融金属Ｆｅ−１３Ｂ−９Ｓｉ（ａｔ％），３００ｋｇをロール径１０００ｍ ｍの冷却単ロールを用いてロール周速２５ｍ／ｓ、ロールノズル間隙０．３ｍｍ 、溶湯射出圧力０．３ｋｇ／ｃｍ² の操業条件で図３に示すスリット状注湯ノズ ルを用いて幅３００ｍｍのリボンを製造した。 得られたリボンは、中央部と端部の厚さが等しく、欠陥もなく良好であった。Molten metal Fe-13B-9Si (at%), 300 kg, using a cooling single roll having a roll diameter of 1000 mm, a roll peripheral speed of 25 m / s, a roll nozzle gap of 0.3 mm, and a molten metal injection pressure of 0.3 kg / cm. It was produced ribbon 300mm wide using a slit-shaped pouring nozzle shown in FIG. 3 in ^two operating conditions. The obtained ribbon had the same thickness at the central portion and the end portion, and was good without defects.

【００１７】[0017]

【考案の効果】[Effect of device]

本考案は、厚さの均一な幅の広い金属リボンの製造を可能とする優れた効果を 奏する。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention has an excellent effect that it is possible to manufacture a wide metal ribbon having a uniform thickness.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本考案の一実施例の説明図であり、図１（ａ）
は溶湯出口側から見た平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）
のＡ部の拡大図である。1 is an explanatory view of an embodiment of the present invention, FIG.
Is a plan view seen from the molten metal outlet side, and FIG. 1 (b) is FIG. 1 (a).
It is an enlarged view of the A section.

【図２】本考案の他の実施例の説明図である。FIG. 2 is an explanatory view of another embodiment of the present invention.

【図３】本考案の実施例の説明図であり、図３（ａ）は
溶湯出口側から見た平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の
Ｂ部の拡大図である。FIG. 3 is an explanatory view of an embodiment of the present invention, FIG. 3 (a) is a plan view seen from the molten metal outlet side, and FIG. 3 (b) is an enlarged view of portion B of FIG. 3 (a).

【図４】本考案を使用する金属リボン製造装置の断面の
説明図である。FIG. 4 is an explanatory view of a cross section of a metal ribbon manufacturing apparatus using the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ タンディッシュ ２ 注湯パイプ ３ ノズル保温ヒータ ４ 溶湯溜め ５ スリット状注湯ノズル ５ａ、５ｂ、５ｃ 開口 ６ 冷却ロール ７ ガス加圧装置 ８ 壁 Ｌ 分割された開口の幅 ｄ 隣接する開口間の厚さ方向中心線間の距離 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tundish 2 Pouring pipe 3 Nozzle heat-retaining heater 4 Molten metal reservoir 5 Slit-shaped pouring nozzles 5a, 5b, 5c Opening 6 Cooling roll 7 Gas pressurizer 8 Wall L Divided opening width d Thickness between adjacent openings Distance between center lines

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 行本 正雄 千葉市中央区川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内 (72)考案者 野崎 努 千葉市中央区川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masao Yukumoto 1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba City Kawasaki Steel Co., Ltd. Technical Research Division (72) Tsutomu Nozaki 1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba Kawasaki Steel Co., Ltd. Technical Research Division

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項１】 高速回転する冷却単ロール上に溶融金属
を射出し、該溶融金属を急冷凝固させて金属薄帯を製造
するスリット状注湯ノズルの開口形状において、 該開口部は、複数の開口からなり、各開口は長さ２０〜
１５０ｍｍとし、長手方向に対し２０〜６０°の傾きを
もつ壁を有し隣接開口間の長手中心線が０．１〜２ｍｍ
の偏りを有することを特徴とする金属薄帯製造用スリッ
ト状注湯ノズルの開口形状。1. An opening shape of a slit-shaped pouring nozzle for injecting a molten metal onto a cooling single roll rotating at a high speed and rapidly solidifying the molten metal to produce a thin metal strip, wherein the opening has a plurality of openings. It consists of openings, each opening is 20 ~
150 mm, with a wall having an inclination of 20 to 60 ° with respect to the longitudinal direction, and the longitudinal center line between adjacent openings is 0.1 to 2 mm
An opening shape of a slit-shaped pouring nozzle for producing a metal ribbon, which is characterized by having a deviation.