JPH11138239A

JPH11138239A - 金属薄帯製造装置

Info

Publication number: JPH11138239A
Application number: JP10155036A
Authority: JP
Inventors: Junichi Murakami; 潤一村上; Takashi Hatauchi; 隆史畑内; Teruhiro Makino; 彰宏牧野
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1997-09-02
Filing date: 1998-06-03
Publication date: 1999-05-25
Also published as: US6047763A; DE69819093T2; EP0900608B1; EP0900608A1; DE69819093D1

Abstract

(57)【要約】【課題】チャンバのような大がかりで、かつ作業性に
劣る付帯設備を設けることなく溶湯ノズル近傍雰囲気の
酸素濃度を低減する。【解決手段】冷却ロール１をロール側面大気遮断板６
３、ロール前方大気遮断板６５、ロール正面上大気遮断
板６６、ロール正面大気遮断板６７で覆い、冷却ロール
１の回転方向前方に大気滞留部６８を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は非晶質金属等の金属
薄帯を製造する装置および製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属薄帯を製造する方法として、単一の
冷却ロールを用いる単ロール法が現在最も普及してい
る。図２４は単ロール法を実施するための装置の要部を
示しているが、冷却ロール１０１を高速で回転させつつ
その冷却面頂部に近接した溶湯ノズル１０２から溶融金
属１０３を噴出することにより、溶融金属１０３を冷却
ロール１０１の冷却面で急冷凝固させつつ、冷却ロール
の回転方向（矢印Ａ方向）に引き出すというものであ
る。

【０００３】溶湯ノズル１０２から噴出した溶融金属１
０３は溶湯ノズル１０２の先端と冷却ロール１０１の冷
却面との間に溜まり（以下「パドル」）１０４を形成
し、冷却ロール１０１の回転に伴ってパドル１０４から
逐次溶融金属１０３が引き出され、冷却ロール１０１の
表面上で急冷凝固し、薄帯１０５が連続的に形成され
る。

【０００４】単ロール法に供される材料が酸化されやす
い組成からなる場合には、材料の酸化により溶湯ノズル
１０２が詰まり、溶融金属の噴出が滞ることがあった。
この問題点を解消するために、従来は薄帯の製造装置全
体をチャンバ内に配置し、そのチャンバ内を不活性ガス
雰囲気とすることにより、溶湯ノズル近傍の酸素濃度を
低減して材料の酸化を防止する方法が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】チャンバ内を不活性ガ
ス雰囲気とする方法は、溶湯ノズル詰まりを防止する上
では極めて有効な手段であるが、装置全体がチャンバ内
にあるため作業性の点で難点がある。例えば、１チャー
ジ毎にチャンバを開放して溶融母材を溶解炉またはるつ
ぼに装填し、再度チャンバを密閉した後に不活性ガス雰
囲気に置換するという煩雑な作業が必要である。また、
チャンバ内を不活性ガス雰囲気に保持するための付帯設
備のコストが大きいという問題もある。

【０００６】そこで本発明は、チャンバのような大がか
りで、かつ作業性に劣る付帯設備を設けることなく溶湯
ノズル近傍雰囲気の酸素濃度を低減することが可能な金
属薄帯の製造装置の提供を課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】溶湯ノズルの詰まりを防
止するために溶湯ノズル近傍のみを不活性ガス雰囲気と
することにり酸素量を低減することができれば、従来の
ように薄帯製造装置全体を不活性ガス雰囲気下に置く必
要はない。そして、溶湯ノズル近傍のみを不活性ガス雰
囲気とする設備であれば、従来のチャンバに比べて作業
性の向上、また、設備コスト低減を図ることが可能とな
る。そこで本発明者等はこの点に着目し検討を行ったと
ころ、冷却ロールの回転による大気の溶湯ノズル周囲へ
の巻き込みを防止する大気遮断手段を適所に設けること
により、溶湯ノズル周囲の酸素量を効率よく低減するこ
とができることを知見するに至った。

【０００８】本発明は、以上の知見に基づきなされたも
のであり、金属溶湯を冷却する冷却面を有する冷却ロー
ルと、冷却ロール所定のギャップを保持して前記冷却面
に望ませた溶湯ノズルと、前記溶湯ノズル周囲に不活性
ガスを供給するガスフロー供給手段と、冷却ロールの外
周の少なくとも一部を覆い、前記冷却ロールの回転によ
る大気の巻き込みを防止するロール外周大気遮断手段
と、前記ロール外周大気遮断手段の冷却ロール回転方向
前方に設置された大気滞留部とを有することを特徴とす
る金属薄帯製造装置である。

【０００９】本発明の大気滞留部は、前記ロール外周大
気遮断手段の内部に設けられることもできるし、外部に
設けることもできる。また、前記大気滞留部は前記ロー
ル外周大気遮断手段の開口部面積より大の開口面積を有
するようにすれば、大気滞留効果を向上させることがで
きる。さらに、前記大気滞留部は複数の仕切板により区
切ることによっても大気滞留効果を向上させることがで
きる。

【００１０】本発明の前記大気滞留部は、冷却ロールの
回転方向に進むにしたがって開口面積を変化させるよう
に構成することができ、より具体的には、冷却ロールの
回転方向に進むにしたがって開口面積が大きくなる場合
と、逆に小さくなる場合とがある。また、大気滞留部の
側面を曲面とすることもできる。

【００１１】本発明に於いては、前記ロール外周大気遮
断手段を、前記冷却ロールの回転方向前方、側面及び回
転方向後方に設けた遮断板から構成することがより望ま
しい。また、前記ロール回転方向前方に設けた遮断板に
は、冷却ロールで冷却されて形成された金属薄帯が通過
する通過口を設けることが望ましい。ガスフロー供給手
段は、溶湯ノズルを基準として、冷却ロールの回転方向
後方側に２ヶ所、回転方向に１ヶ所設けるのが望まし
い。特に、冷却ロールの回転方向後方側に配置した２つ
のガスフロー供給手段は、一方のガスフロー供給手段の
スリットが溶湯ノズル先端に臨むように配置され、他方
のガスフロー供給手段は溶湯ノズルと前記一方のガスフ
ロー供給手段との間に配置され、前記一方のガスフロー
供給手段からのガスフロー上に前記他方のガスフロー供
給手段からガスフローを供給することがより望ましい。

【００１２】本発明の金属薄帯製造装置を用いて薄帯を
製造するにあたっては、冷却ロールを回転する前から不
活性ガスを供給することが望ましい。これは、冷却ロー
ル回転後に不活性ガスを供給する場合に比べて、冷却ロ
ール回転前からガスフローを行った方が、酸素濃度の低
下が速くなるからである。したがって、溶湯ノズル近傍
雰囲気の酸素濃度を測定し、所定の酸素濃度に達した後
に冷却ロールの回転を行うようにすれば生産効率上望ま
しい。

【００１３】本発明において、不活性ガスの供給条件と
しては、流速２〜８０m/sec、流量２００〜９００l/min
の条件下で行えばよい。それは、流速が２m/sec未満で
は溶湯ノズル近傍雰囲気の酸素量低減に効果がなく、一
方８０m/secを超えるとガスフローによる周囲からの大
気の巻き込みが原因となり、酸素濃度低減効果が減じて
しまうからである。また、流量が２００l/min未満では
やはり溶湯ノズル近傍雰囲気の酸素量低減に効果がな
く、一方９００l/minを超えても供給量に見合う効果が
望めないからである。また、ガスフローのより好ましい
範囲は、７００〜９００l/minであり、最も好ましくは
８３０l/minである。

【００１４】不活性ガスの供給は、溶湯ノズルを基準と
して後方側、前方側のいずれか一方、または両方から行
うことができる。後方側から２系統のガスフロー、およ
び前方側から１系統のガスフローを供給することが望ま
しい。この場合、前記後方側からの２系統のガスフロ
ーのうち、一方は冷却ロールの接線方向から供給し、他
方のガスフローは前記一方のガスフローの上方から供給
すれば、酸素濃度低減効果が顕著となる。

【００１５】その場合、後方側からの２系統のガスフロ
ーのうち、前記一方のガスフロー（第１のガスフロー）
は流速１０〜３５m/sec、流量５〜４００l/min（常用：
３００l/min）、前記他方のガスフロー（第２のガスフ
ロー）は流速２〜１０m/sec、流量５〜４００l/min（常
用：２８０l/min）、前方側から供給されるガスフロー
（第３のガスフロー）は流速１０〜５０m/sec、流量５
〜４００l/min（常用：２５０l/min）とすることが望ま
しい。第１〜第３のガスフローのより望ましい範囲は、
各々、第１のガスフロー；流速１５〜２５m/sec、流量
５〜３００l/min、第２のガスフロー；流速３〜７m/se
c、流量５〜３００l/min、第３のガスフロー；流速３０
〜４５m/sec、流量５〜３００l/minである。また、最も
好ましいガスフローの流量は、第１のガスフローが３０
０l/min、第２のガスフローが２８０l/min、第３のガス
フローが２５０l/minである。

【００１６】以上のガスフローは溶湯ノズルに近い位置
での比較的局所的なものであるが、これを補完する意味
で、冷却ロールの上・下方、及び／又は側方から、少な
くとも冷却ロールを含む広範囲にわたってガスフローを
供給することも有効である。本発明金属薄帯の製造方法
に用いる不活性ガスとしては、Ｎ₂、Ｈｅ、Ａｒ、Ｋ
ｒ、ＸｅおよびＲｎのうちの１種または２種以上から選
択されるが、後述の実施例から明らかなようにＡｒが望
ましい。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下本発明金属薄帯製造装置の実
施の形態を図１〜図２０に基づき説明する。図１は本実
施の形態にかかる金属薄帯製造装置の基本構成部（一部
の大気遮断板を除く）を示す側面図、図２〜図１０は各
大気遮断板、大気滞留部を説明するための図、図１１〜
図１７は大気滞留部の種々の形態を示す図、図１８〜図
２０はガスフロー供給手段であるガスフローノズルの詳
細を示す図である。本実施の形態にかかる金属薄帯製造
装置は、冷却ロール１、溶湯を保持するるつぼ３の下端
部に連接される溶湯ノズル２、るつぼ３の外周に捲回・
配置された加熱コイル４、不活性ガスをフローするため
の第１〜第４のガスフローノズル５１〜５４、溶湯ノズ
ル近傍への大気流入を遮断することを目的とする大気遮
断板６１〜６７、および大気滞留部６８から基本的に構
成される。

【００１８】冷却ロール１は、図示しないモータにより
矢印（反時計）方向へ回転駆動される。冷却ロール１の
少なくとも表面は、炭素鋼、例えばＪＩＳＳ４５Ｃな
どのＦｅ基合金、または真鍮（Ｃｕ−Ｚｎ合金）、ある
いは純Ｃｕで構成することが望ましい。冷却ロール１の
少なくとも表面が真鍮あるいは純Ｃｕであると、熱伝導
性が高いことから、冷却効果が高く、溶湯の急冷に適し
ている。冷却効果を向上させるためには、内部に水冷構
造を設けることが望ましい。

【００１９】るつぼ３内で溶解された溶融金属は、下端
部の溶湯ノズル２から噴出される。るつぼ３の上部は、
供給管７を介してＡｒガスなどのガス供給源８に接続さ
れると共に、供給管７には、圧力調整弁９と電磁弁１０
とが組み込まれ、供給管７において圧力調整弁９と電磁
弁１０との間には圧力計１１が組み込まれている。ま
た、供給管７には補助管１２が並列的に接続され、補助
管１２には圧力調整弁１３、流量調整弁１４、流量計１
５が組み込まれている。したがって、ガス供給源８から
るつぼ３内にＡｒガスなどのガスを供給して溶湯ノズル
２から溶湯を冷却ロール１に噴出することができるよう
になっている。

【００２０】金属薄帯製造時には、冷却ロール１を高速
で回転させつつ、その頂部付近、もしくは、頂部よりや
や前方に近接配置したノズル２から溶湯を噴出すること
により、冷却ロール１の表面で急速冷却して固化させつ
つ、薄帯を冷却ロール１の回転方向に帯状となして引き
出す。溶湯ノズル２の溶湯吹き出し口は矩形状を有する
が、吹出し幅（冷却ロール１の回転方向の幅）は、０．
２〜０．８mm程度であることが望ましい。０．２mm未満
であると溶湯の組成によっては溶湯ノズル詰まりが生じ
やすくなり、また、０．８mmを超えると十分な冷却が困
難な場合があるからである。

【００２１】金属薄帯製造時の冷却ロール１と溶湯ノズ
ル２との間隔は、０．２〜０．８mmの範囲で選択すれば
よい。０．２mm未満では溶湯の噴出が困難となり、溶湯
ノズル２の破損を引き起こすおそれがあるからであり、
また、０．８mmを超えると良好な性状の薄帯製造が困難
となるからである。冷却ロール１と溶湯ノズル２との間
隔が調整できるように、るつぼ３は図示しない昇降手段
により昇降可能である。金属薄帯製造開始後から冷却ロ
ール１は温度上昇により表面が熱膨張して径が拡大する
ため、冷却ロール１と溶湯ノズル２との間隔を製造開始
後に徐々に大きくしていくことが板厚精度の高い薄帯を
製造するためには望ましい。

【００２２】第１のガスフローノズル５１は、溶湯ノズ
ル２を基準として後方側に配置されている。第１のガス
フローノズル５１は、冷却ロール１の後方のほぼ接線方
向から溶湯ノズル２の先端近傍２００（以下、パドル部
分２００）にガスをフローするためのものである。図１
９に示すように第１のガスフローノズル５１は幅５mmの
比較的細いスリット５１０を有し、ある程度速い流速で
ガスをフローする。

【００２３】第２のガスフローノズル５２は、第１のガ
スフローノズル５１から供給されたガスフローを大気と
遮断して大気が巻き込まれるのを防止するガスフローを
供給するために、溶湯ノズル２と第１のガスフローノズ
ル５１との間に設置されている。第２のガスフローノズ
ル５２は、図１８に示すように、第１のガスフローノズ
ル５１より広い２０mmのスリット５２０を有し、第１の
ガスフローより遅い流速でガスフローを行う。

【００２４】第３のガスフローノズル５３は、冷却ロー
ル１の前方正面方向からの大気の流入を防止することを
目的とするものである。第３のガスフローノズルの形状
は第２のガスフローノズル５２と同様であるが、スリッ
ト５４０の幅を２．５mmと狭くしている。

【００２５】第４のガスフローノズル５４は、図２０に
示すように一端部側に２０mm間隔でφ２mmのガスフロー
用スリット５３０を１０ヶ所開けたφ５mmの銅パイプを
円弧状に巻回し、るつぼ３の上部外周に配置する。第４
のガスフローノズル５４は、溶湯ノズル２の上部から下
部に向けて溶湯ノズル２を取り囲むようにガスを供給す
ることによってパドル部分２００への大気の巻き込みを
防止することを目的として設置したものである。以上の
第１〜第４のガスフローノズルは、単独で用いることは
勿論、複数を組み合わせて使用することができる。パド
ル部分２００の酸素低減効果は、第１および第２のガス
フローノズルが最も大きい。

【００２６】以上の第１〜第４のガスフローノズルは局
所的なガスフローを主に目的としているが、図１に示す
ように、第５のガスフローノズル５５、第６のガスフロ
ーノズル５６のように冷却ロール１の径を含む広い範囲
でガスフローを供給するガスフロー供給手段を設けるこ
ともできる。第５のガスフローノズル５５、第６のガス
フローノズル５６からガスフローを行うことにより、第
１〜第４のガスフローノズルによる酸素濃度低減効果を
より高めることが可能となる。なお、第５のガスフロー
ノズル５５、第６のガスフローノズル５６によるガスフ
ローの供給量としては、各々、２５〜５００l/min、２
０〜５００l/minとすることが望ましい。

【００２７】以上の各ガスフローノズルには、図１の第
１のガスフローノズル５１について例示するように、圧
力調整弁１６が接続された接続管１７を介してガス供給
源１８を接続する。

【００２８】次に、大気遮断板について説明する。ロー
ル表面大気遮断板６１は、冷却ロール１の表面に付着し
てくる大気のパドル部分２００への流入を遮断すること
を目的として設置するものであり、鋭角の先端部を有す
る板状構造を有し、その鋭角の先端部を冷却ロール１の
表面に接触するよう配置する（図５参照）。したがっ
て、冷却ロール１を高速で回転すると、冷却ロール１の
表面に付着してパドル部分２００へ流入しようとする大
気を、ロール表面大気遮断板６１により掻き取るように
して遮断する。図１に示すように、第１および第２のガ
スフローノズル５１、５２を、このロール表面大気遮断
板６１と溶湯ノズル２との間に配置しているので、ロー
ル表面大気遮断板６１により大気を遮断した直後に不活
性ガスフローが供給されることになり、パドル部分２０
０の酸素濃度低減効果を向上させる。なお、大気のパド
ル部分２００への流入をさらに効果的に遮断するため
に、ロール表面大気遮断板６１を複数設けても良い。

【００２９】ロール後方大気遮断板６２は、冷却ロール
１の後方下部からの大気流入を遮断することを目的とし
て設置するものであり、冷却ロール１の幅より大きい幅
を有する平板状構造を有する（図６参照）前記のロール表面大気遮断板６１及びロール後方大気遮
断板６２は、冷却ロール１の回転方向後方、即ち金属薄
帯が引き出される方向の反対方向に向けて溶湯ノズル２
から離間して設置される。

【００３０】ロール側面大気遮断板６３は、冷却ロール
１の側面からの大気の巻き込みを遮断することを目的と
して設置するものであり、冷却ロール１より大径の円板
状を有し、冷却ロール１の両側面に接触、配置してある
（図１〜図４参照）。

【００３１】ロール外周大気遮断板６４は、前記ロール
側面大気遮断板６３の外周縁において、冷却ロール１の
外周と離間しつつ冷却ロール１の外周に沿って冷却ロー
ル１を取り囲むように配置してある（図２〜図４参
照）。即ち、図３に示すように、ロール外周大気遮断板
６４は、溶湯ノズル２近傍から冷却ロール１の回転方向
後方、つまり薄帯が引き出される方向の反対方向に向け
て冷却ロール１の外周に沿って延在している。冷却ロー
ル１は、ロール外周大気遮断板６４と一対のロール側面
大気遮断板６３とにより区画された空間に配置される。
ロール外周大気遮断板６４は、ロール表面大気遮断板６
１による大気遮断効果をより向上させることができる。

【００３２】ロール前方大気遮断板６５は、冷却ロール
１の両側面から冷却ロール１の回転方向前方にむけて、
つまり冷却ロール１の両側面から薄帯が引き出される方
向に向けて、引き出される薄帯を挟むようにして延在し
ている。ロール前方大気遮断板６５は、冷却ロール１の
両側面前方からの大気の流入を遮断することを目的とし
て設置するものであり、前記ロール側面大気遮断板６３
から冷却ロール１の前方に延設される（図２、図４参
照）。尚、ロール側面大気遮断板６３とロール前方大気
遮断板６５は、一体であっても良い。

【００３３】ロール正面上大気遮断板６６は、冷却ロー
ル１の回転方向前方にむけて、つまり冷却ロール１によ
り薄帯が引き出される方向にむけて、溶湯ノズル近傍か
ら延在するように配置されている。ロール正面上大気遮
断板６６は、冷却ロール１の上方からの大気の流入を遮
断することを目的として設置するものであり、前記ロー
ル前方大気遮断板６５の上縁に載置、固定してある（図
２、図４参照）。

【００３４】ロール正面大気遮断板６７は、冷却ロール
１の回転方向、つまり冷却ロール１により薄帯が引き出
される方向にあり、引き出された薄帯が突き当たるよう
に配置されている。ロール正面大気遮断板６７は、冷却
ロール１の冷却面に対向する前方からの大気の流入を遮
断することを目的として設置するものであり、本実施の
形態においては前記ロール前方大気遮断板６５の前端お
よび略中央部の２箇所に設置している（図２、図４参
照）。なお、ロール正面大気遮断板６７の下端部には、
薄帯通過口６７１が設けられており、薄帯製造時には、
この薄帯通過口６７１を薄帯が通過する。本実施の形態
においては、ロール正面大気遮断板６７を２ヶ所に設置
しており、この間の空間が大気滞留部６８を形成する。

【００３５】以上の各大気遮断板６１〜６７は、単独で
用いることは勿論、複数で用いることもできる。全ての
大気遮断板６１〜６７を設置すると冷却ロール１をほぼ
取り囲むことになり、前記第１〜第４のガスフローノズ
ル５１〜５４からのガスフローによって、パドル部分の
酸素濃度低減効果を最も向上することができる。なお、
以上の各大気遮断板６１〜６７を単独で用いる場合に
は、ロール表面大気遮断板６１、ロール側面大気遮断板
６３の酸素量低減効果が最も顕著である。

【００３６】以上の実施の形態においては、大気遮断板
６５、６６、６７で囲まれた空間内に大気滞留部６８を
形成したが、図７、図８に示すように、大気遮断版で囲
まれた空間外に大気滞留部を形成することもできる。す
なわち、図７、図８はそれぞれ装置の側面、正面（図８
では冷却ロール１、ロール側面大気遮断板６３は省略）
を示しているが、大気滞留部６８は、ロール正面大気遮
断板６７より幅広の後壁６８５、上・下壁６８１、６８
２、左・右壁６８３、６８４により形成される。なお、
この実施の形態では大気滞留部６８の一方端は開口して
いるが、閉じることもできる。

【００３７】図７、図８に示す形態の大気滞留部６８に
は、図９に示すように、複数の仕切板６８６を設けても
よい。このように複数の仕切板６８６を設けることによ
り大気滞留の効果が一段と向上する。また、図１０に示
すように大気遮断板６５、６６、６７で囲まれた空間内
に仕切板６８６を複数設けることによっても大気滞留部
６８を形成することもできる。

【００３８】図７、図８に示す大気滞留部６８は一定の
幅を有しているが、本発明の大気滞留部はこれに限定さ
れない。図１１、図１２は大気滞留部の種々の形態を示
す平面模式図であり、ロール正面大気遮断板６７からロ
ール回転方向に進むにしたがって徐々に幅が広くなる形
態（図１１（ａ））、これとは逆に徐々に幅が狭くなる
形態（図１１（ｂ））、幅が一旦広くなり、途中から狭
くなる形態（図１１（ｃ）、図１１（ｄ）、図１２
（ａ））、長手方向に凹凸が存在する形態（図１２
（ｂ））、によっても実施することができる。

【００３９】また仕切板６８６については、図９に示し
たように鉛直方向に設ける以外に、図１３に示すように
水平方向に設ける形態、図１４に示すように斜めに設け
る形態によっても実施することができる。

【００４０】また、大気滞留部６８の外周形状について
は、図１５（ａ）、（ｂ）に示すように後端に後方に延
びる突起部６８７を設ける形態、図１６（ａ）、（ｂ）
に示すように前端に前方に延びる突起部６８７を設ける
形態、図１７（ａ）、（ｂ）に示すように前端及び後端
に側方に延びる突起部６８７を設ける形態によっても実
施することができる。

【００４１】図１に示す薄帯製造装置は小容量のるつぼ
３を用いているので、大量の金属薄帯を連続的に製造す
る場合には、図２１に示す基本構成からなる金属薄帯製
造装置に本発明のガスフロー、大気遮断手段、大気滞留
部を適用することができる。すなわち、図２１に示す金
属薄帯製造装置は、溶融金属１９は、溶解炉２０に保持
されており、この溶解炉２０の底部流出口から流出管２
１を経由してタンディッシュ２２に供給される。タンデ
ィッシュ２２の底部には溶湯ノズル２が設けられてお
り、この溶湯ノズル２から高速回転する冷却ロール１の
表面に噴出され、凝固し、薄帯が形成される。この装置
によると、タンディッシュ２２内の溶融金属が減少した
場合に、溶解炉２０から逐次溶湯をタンディッシュ２２
に補充することができるので、連続生産に適する。

【００４２】本発明に適用して有効な材料としては、以
下が掲げられる。Ｆｅ_bＢ_xＭ_y ただし、Ｍは、Ｔｉ,Ｚｒ,Ｈｆ,Ｖ,Ｎｂ,Ｔａ,Ｍｏ,Ｗ
から選ばれた１種または２種以上の元素（Ｚｒ,Ｈｆ,Ｎ
ｂのいずれかを必ず含む）であり、ｂは７５原子％以上
９３原子％以下、ｘは０．５原子％以上１８原子％以
下、ｙは４原子％以上９原子％以下。（Ｆｅ_1-aＺ_a）_bＢ_xＭ_y ただし、Ｚは、Ｎｉ,Ｃｏのうち１種または２種、Ｍ
は、Ｔｉ,Ｚｒ,Ｈｆ,Ｖ,Ｎｂ,Ｔａ,Ｍｏ,Ｗから選ばれ
た１種または２種以上の元素（Ｚｒ,Ｈｆ,Ｎｂのいずれ
かを必ず含む）であり、ａは０．２以下、ｂは７５原子
％以上９３原子％以下、ｘは０．５原子％以上１８原子
％以下、ｙは４原子％以上９原子％以下。

【００４３】Ｆｅ_bＢ_xＭ_yＸ_z ただし、Ｍは、Ｔｉ,Ｚｒ,Ｈｆ,Ｖ,Ｎｂ,Ｔａ,Ｍｏ,Ｗ
から選ばれた１種または２種以上の元素（Ｚｒ,Ｈｆ,Ｎ
ｂのいずれかを必ず含む）、ＸはＣｕ,Ａｇ,Ｃｒ,Ｒｕ,
Ｒｈ,Ｉｒから選ばれた１種または２種以上の元素であ
り、ｂは７５原子％以上９３原子％以下、ｘは０．５原
子％以上１８原子％以下、ｙは４原子％以上９原子％以
下、Ｚは５原子％以下。

【００４４】（Ｆｅ_1-aＺ_a）_bＢ_xＭ_yＸ_z ただし、Ｚは、Ｎｉ,Ｃｏのうち１種または２種、Ｍ
は、Ｔｉ,Ｚｒ,Ｈｆ,Ｖ,Ｎｂ,Ｔａ,Ｍｏ,Ｗから選ばれ
た１種または２種以上の元素（Ｚｒ,Ｈｆ,Ｎｂのいずれ
かを必ず含む）、ＸはＣｕ,Ａｇ,Ｃｒ,Ｒｕ,Ｒｈ,Ｉｒ
から選ばれた１種または２種以上の元素であり、ａは
０．２以下、ｂは７５原子％以上９３原子％以下、ｘは
０．５原子％以上１８原子％以下、ｙは４原子％以上９
原子％以下、Ｚは５原子％以下。

【００４５】Ｆｅ_bＢ_xＭ_yＸ'_t ただし、Ｍは、Ｔｉ,Ｚｒ,Ｈｆ,Ｖ,Ｎｂ,Ｔａ,Ｍｏ,Ｗ
から選ばれた１種または２種以上の元素（Ｚｒ,Ｈｆ,Ｎ
ｂのいずれかを必ず含む）、Ｘ'はＳｉ,Ａｌ,Ｇｅ,Ｇａ
から選ばれた１種または２種以上の元素であり、ｂは７
５原子％以上９３原子％以下、ｘは０．５原子％以上１
８原子％以下、ｙは４原子％以上９原子％以下、ｔは４
原子％以下。

【００４６】（Ｆｅ_1-aＺ_a）_bＢ_xＭ_yＸ'_t ただし、Ｚは、Ｎｉ,Ｃｏのうち１種または２種、Ｍ
は、Ｔｉ,Ｚｒ,Ｈｆ,Ｖ,Ｎｂ,Ｔａ,Ｍｏ,Ｗから選ばれ
た１種または２種以上の元素（Ｚｒ,Ｈｆ,Ｎｂのいずれ
かを必ず含む）、Ｘ'はＳｉ,Ａｌ,Ｇｅ,Ｇａから選ばれ
た１種または２種以上の元素であり、ａは０．２以下、
ｂは７５原子％以上９３原子％以下、ｘは０．５原子％
以上１８原子％以下、ｙは４原子％以上９原子％以下、
ｔは４原子％以下。

【００４７】Ｆｅ_bＢ_xＭ_yＸ_zＸ'_t ただし、Ｍは、Ｔｉ,Ｚｒ,Ｈｆ,Ｖ,Ｎｂ,Ｔａ,Ｍｏ,Ｗ
から選ばれた１種または２種以上の元素（Ｚｒ,Ｈｆ,Ｎ
ｂのいずれかを必ず含む）、ＸはＣｕ,Ａｇ,Ｃｒ,Ｒｕ,
Ｒｈ,Ｉｒから選ばれた１種または２種以上の元素、Ｘ'
はＳｉ,Ａｌ,Ｇｅ,Ｇａから選ばれた１種または２種以
上の元素であり、ｂは７５原子％以上９３原子％以下、
ｘは０．５原子％以上１８原子％以下、ｙは４原子％以
上９原子％以下、Ｚは５原子％以下、ｔは４原子％以
下。

【００４８】（Ｆｅ_1-aＺ_a）_bＢ_xＭ_yＸ_zＸ'_t ただし、Ｚは、Ｎｉ,Ｃｏのうち１種または２種、Ｍ
は、Ｔｉ,Ｚｒ,Ｈｆ,Ｖ,Ｎｂ,Ｔａ,Ｍｏ,Ｗから選ばれ
た１種または２種以上の元素（Ｚｒ,Ｈｆ,Ｎｂのいずれ
かを必ず含む）、ＸはＣｕ,Ａｇ,Ｃｒ,Ｒｕ,Ｒｈ,Ｉｒ
から選ばれた１種または２種以上の元素、Ｘ'はＳｉ,Ａ
ｌ,Ｇｅ,Ｇａから選ばれた１種または２種以上の元素で
あり、ａは０．２以下、ｂは７５原子％以上９３原子％
以下、ｘは０．５原子％以上１８原子％以下、ｙは４原
子％以上９原子％以下、Ｚは５原子％以下、ｔは４原子
％以下。

【００４９】本発明により以上の組成を有する非晶質の
合金薄帯を得た後に、その結晶化温度以上（例えば、５
００〜６００℃）に加熱して徐冷する熱処理を行えば、
１００〜２００オングストロームの結晶からなる微細結
晶組織を有する軟磁性合金薄帯を得ることができる。

【００５０】

【実施例】以上説明した金属薄帯製造装置を用いて不活
性ガスフロー時間と酸素濃度の変動を調査した結果を説
明する。なお、以下の実施例において、冷却ロール１は
直径３００ｍｍのものを用い、溶湯ノズル２の位置は冷
却ロール１の頂部の前方４ｍｍの位置に設置した。ま
た、不活性ガスとしてはＡｒを用いた。

【００５１】（実施例１）ガスフローノズル、大気遮断
板を下記の条件とし、大気滞留部を図７および図８に示
す形態とした場合（装置Ｎｏ．１）、さらに図９に示す
ように仕切板６８６を設けた場合（装置Ｎｏ．２）の酸
素濃度測定を行った。フローガスはＡｒを用い、ガスフ
ロー開始後１５分経過してから冷却ロール１を１００rp
mで回転し、さらに２分経過後に冷却ロール１の回転数
を２０００rpmにあげて３分間回転した。酸素濃度の測
定は、東レ（株）製のＬＣ−７００Ｈを用い、溶湯ノズ
ル２の前方側の冷却ロール１の表面から０.３mmの位置
にて行った。なお溶湯の噴出は行わずに酸素濃度を測定
した。また、比較として大気滞留部を設けない場合（装
置Ｎｏ．３）についても同様に酸素濃度を測定した。な
お、ガスフロー量は、（株）ユタカ製流量用パネル取付
流量計ＰＦ−７を使用して測定した。

【００５２】ガスフローノズル条件第１のガスフローノズル（流量２００l/min、流速１９m
/sec）第２のガスフローノズル（流量２００l/min、流速４.８
m/sec）第３のガスフローノズル（流量２００l/min、流速１９m
/sec）大気遮断板条件ロール表面大気遮断板、ロール側面大気遮断板、ロール
前方大気遮断板ロール後方大気遮断板、ロール正面上遮断板、ロール
正面大気遮断板

【００５３】冷却ロールの回転開始時、冷却ロール回転
から２分経過時、および冷却ロール回転から５分経過時
の酸素濃度を以下に示す。大気滞留部６８を設けること
により冷却ロールを高速で回転した場合の酸素濃度の上
昇を抑制できること、さらに仕切板を設けることにより
その効果が向上することが確認された。装置Ｎｏ．回転開始時２分経過時５分経過時１０．００４％０．００９％１．２５％２０．００４％０．００９％１．０８％３０．００５％０．００８％３．４１％

【００５４】Ｎｏ．２の装置を用いて、Ｆｅ₈₄Ｎｂ_3.5
Ｚｒ_3.5Ｂ₈Ｃｕ₁（ａｔ．％）の組成を有する下記寸法
の合金薄帯を３組製造した。板厚：３０．５μｍ、幅：１５．６ｍｍ、全長：４４ｍ
ｍなお、大気滞留部を設けなかった場合には、酸化の影響
のために薄帯を得ることができなかった。得られた薄帯
(薄帯Ｎｏ.１〜３)に熱処理（４０℃/minで６５０℃ま
で昇温し、その後放冷）を施し、透磁率（μ'）、飽和
磁束密度（Ｂ₁₀）、保磁力（Ｈｃ）を測定した。結果は
以下の通りである。薄帯製造装置を不活性雰囲気とした
チャンバー内に設置する従来方法により製造した同組成
の薄帯（薄帯Ｎｏ.４）の特性も合わせて示すが、本発
明による薄帯は従来方法による薄帯と同レベルの磁気特
性を得ることができることを確認した。

【００５５】薄帯Ｎｏ. μ'（×１０³）Ｂ₁₀ Ｈｃ１kHz １０KHz （Ｔ） (Ｏｅ) １８１.５４２.５１.４８０.０２１２７６.０５１.０１.５００.０１８３９６.２５２.１１.４９０.０１９４８５.０４７.８１.５００.０２０

【００５６】（実施例２）ロール表面大気遮断板６１を
２枚設けた場合の酸素濃度低減効果を確認した。実施例
１における装置Ｎｏ．１に、ロール表面大気遮断板６１
を１枚付けた場合と２枚付けた場合について調査した。
ここでは、２枚のロール表面大気遮断板６１の間隔を４
５mmとした場合、２５０mmとした場合の２種について確
認を行うとともに、比較のためにロール表面大気遮断板
を１枚とした場合についても確認した。結果を図２２に
示す。なお、冷却ロールの回転数も併記した。図２２に
示すように、ロール表面大気遮断板６１が１枚に比べて
２枚設けた方が冷却ロールを高速（２０００rpm）で回
転した際に酸素濃度を低く抑えることができること、ま
た２枚設けた場合にはその間隔を小さくした方が冷却ロ
ールを高速（２０００rpm）で回転した際に酸素濃度を
低く抑えることができることがわかる。

【００５７】（実施例３）ロール外周大気遮断板６４を
設けた場合の酸素濃度低減効果を確認した。実施例１に
おける装置Ｎｏ．１と、この装置Ｎｏ．１に図２〜図４
に示すようなロール外周大気遮断板６４を取り付けた装
置Ｎｏ．４を使用した。結果を図２３に示す。なお、冷
却ロールの回転数も併記した。図２３に示すように、装
置Ｎｏ．１では、冷却ロールが高速（２０００rpm）で
回転した際に、回転する冷却ロールにより大気が巻き込
まれてパドル部分の酸素濃度が上昇する。一方、装置Ｎ
ｏ．４では、冷却ロールが高速（２０００rpm）で回転
し始めた時点の前後において酸素濃度の変化がなく、冷
却ロールを更に回転させても酸素濃度が低いまま維持さ
れる。従って、装置Ｎｏ．４により金属薄帯を製造する
際には、常に酸素濃度が低い状態で薄帯を製造すること
ができる。上述のように、ロール外周大気遮断板６４
は、冷却ロールの回転による大気の巻き込みを防いでパ
ドル部分での酸素濃度を低く抑えることができることが
わかる。

【００５８】

【発明の効果】以上説明のように、本発明によると、チ
ャンバのような大がかりで、かつ作業性に劣る付帯設備
を設けることなく溶湯ノズル近傍雰囲気の酸素濃度を低
減し、連続生産をすることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明金属薄帯製造装置の１実施の形態を示
す側面図である。

【図２】大気遮断板の配置例を示す図である。

【図３】ロール外周大気遮断板を示す図である。

【図４】大気滞留部および大気遮断板の配置例を示す
図である。

【図５】ロール表面大気遮断板の配置を示す図であ
る。

【図６】ロール後方大気遮断板の配置を示す図であ
る。

【図７】大気滞留部および大気遮断板の他の配置例を
示す図である。

【図８】大気滞留部および大気遮断板の他の配置例を
示す図である。

【図９】大気滞留部に仕切板を設けた一例を示す図で
ある。

【図１０】大気遮断板で囲まれた部分に仕切板を設け
て大気滞留部を形成した例を示す図である。

【図１１】大気滞留部の１形態を示す図である。

【図１２】大気滞留部の他の形態を示す図である。

【図１３】仕切板の他の配置例を示す図である。

【図１４】仕切板のその他の配置例を示す図である。

【図１５】大気滞留部の外周形状の一形態を示す図で
ある。

【図１６】大気滞留部の外周形状の他の形態を示す図
である。

【図１７】大気滞留部の外周形状のその他の形態を示
す図である。

【図１８】第２、第３のガスフローノズルを示す図で
ある。

【図１９】第１のガスフローノズルを示す図である。

【図２０】第４のガスフローノズルを示す図である。

【図２１】連続生産に適した金属薄帯装置の形態を示
す図である。

【図２２】ロール表面大気遮断板を２枚設けた場合の
ロール回転数と酸素濃度との関係を示すグラフである。

【図２３】ロール外周大気遮断板を設けた場合のロー
ル回転数と酸素濃度との関係を示すグラフである。

【図２４】単ロール法による薄帯製造を示す図であ
る。

【符号の説明】

１・・・冷却ロール２・・・溶湯ノズル３・・・るつぼ４・・・加熱コイル５１・・・第１のガスフローノズル（ガスフロー供給手
段）５２・・・第２のガスフローノズル（ガスフロー供給手
段）５３・・・第３のガスフローノズル（ガスフロー供給手
段）５４・・・第４のガスフローノズル（ガスフロー供給手
段）６１・・・ロール表面大気遮断板（ロール外周大気遮断
手段）６２・・・ロール後方大気遮断板（ロール外周大気遮断
手段）６３・・・ロール側面大気遮断板（ロール外周大気遮断
手段）６４・・・ロール外周大気遮断板（ロール外周大気遮断
手段）６５・・・ロール前方大気遮断板（ロール外周大気遮断
手段）６６・・・ロール正面上大気遮断板（ロール外周大気遮
断手段）６７・・・ロール正面大気遮断板（ロール外周大気遮断
手段）６８・・・大気滞留部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属溶湯を冷却する冷却面を有する冷却
ロールと、冷却ロール所定のギャップを保持して前記冷却面に望ま
せた溶湯ノズルと、前記溶湯ノズル周囲に不活性ガスを供給するガスフロー
供給手段と、冷却ロールの外周の少なくとも一部を覆い、前記冷却ロ
ールの回転による大気の巻き込みを防止するロール外周
大気遮断手段と、前記ロール外周大気遮断手段の冷却ロール回転方向前方
に設置された大気滞留部とを有することを特徴とする金
属薄帯製造装置。
【請求項２】前記大気滞留部は、前記ロール外周大気
遮断手段の内部に設けられた請求項１に記載の金属薄帯
製造装置。
【請求項３】前記大気滞留部は、前記ロール外周大気
遮断手段の外部に設けられた請求項１に記載の金属薄帯
製造装置。
【請求項４】前記大気滞留部は前記ロール外周大気遮
断手段の開口部面積より大の開口面積を有する大気滞留
部である請求項３に記載の金属薄帯製造装置。
【請求項５】前記大気滞留部は複数の仕切板により区
切られている請求項１〜４のいずれかに記載の金属薄帯
製造装置。
【請求項６】前記大気滞留部は冷却ロール回転方向に
進むにしたがって開口面積が変化する請求項１〜５のい
ずれかに記載の金属薄帯製造装置。
【請求項７】冷却ロール回転方向に進むにしたがって
開口面積が大きくなる請求項６に記載の金属薄帯製造装
置。
【請求項８】冷却ロール回転方向に進むにしたがって
開口面積が小さくなる請求項６に記載の金属薄帯製造装
置。
【請求項９】前記大気滞留部は側面が曲面を有してい
る請求項６に記載の金属薄帯製造装置。
【請求項１０】前記ロール外周大気遮断手段は、前記
冷却ロールの回転方向前方、側面及び回転方向後方に設
けた遮断板から構成された請求項１〜９のいずれかに記
載の金属薄帯製造装置。
【請求項１１】前記ロール外周大気遮断手段は、前記
冷却ロールの回転方向前方、側面及び回転方向後方に設
けた遮断板から構成され、前記ロール回転方向前方に設
けた遮断板には冷却ロールで冷却されて形成された金属
薄帯が通過する通過口が設けられた請求項１〜１０のい
ずれかに記載の金属薄帯製造装置。
【請求項１２】前記ガスフロー供給手段からのガス流
速は２〜８０ｍ／ｓｅｃ．であり、ガス流量は２００〜
９００ｌ／ｍｉｎ．である請求項１０または請求項１１
に記載の金属薄帯製造装置。