JPS5897467A - 金属薄帯製造用急冷ロ−ルの冷却装置 - 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】 本発明は金属薄帯製造用急冷ロールの冷却装置に関し、
特に、回転駆動きれる冷却ロール表面で（１） 金属溶湯を直接急冷凝固させながら連続的に薄帯を製造
するのに使用される急冷ロールの冷却装置に関する。

回転する冷却ロール表面で金属溶湯を直接急冷凝固させ
て金属薄帯を得る方法としては、単ロール法および双ロ
ール法がある。

単ロール法は、−個の回転急冷ロールを使用し、該ロー
ルの上部に所定間隙を、ｌ、−いて設置されだ注湯ノズ
ルから該ロール表面に金属溶湯を射出し、付着した溶＠
を該ロール表面で急冷凝固させる方法である。

一方、双ロール法は、互い１（逆向きに回転する２個の
急冷ロールを使用し、これらロールのキス部に注湯ノズ
ルからの金属溶湯を噴射［−１該キス部を通して所定の
圧下刃を受けながら垂下する間に溶湯を急冷凝固させて
金属薄帯を得る方法である。

本発明は、これら単ロール法および双ロール法のいずれ
の急冷ロールに対しても適用可能７′：ｃロール冷却装
置に係わるものである。

〔２） この種の急冷ロールは、１５００℃近くもある高温の金
属溶湯に直接接触してこれを急冷するものであるため、
ロールへの蓄熱量がきわめて太き（、ロール内部からの
水冷のみでは十分な冷却を行なうことができない。

従来のこの秤の急冷ロールの冷却方法はロールの内部水
冷がほとんどであり、前述の如くロール表面の冷却が充
分（で行なえず例えば６００℃程度まで昇温するので、
ロール表面での溶鋼の焼付きが生じたり薄帯シェルのブ
レークアウトが発生するという欠点があった。

また、ロール表面に水を噴射し水の気、化熱により抜熱
を行なうことも考えられるが、水分がロール表面に残存
するため、付着水の一部をワイパーで拭い取ったとして
も十分な冷却効果が得られないばかりか、残存水分が溶
鋼に接しその反応により爆発を生じる危険もあった。

一方、ドライアイスの粉や液体窒素等の冷媒をロール表
面へ噴出する方法も考えられるが、この方法では冷媒の
接触熱伝達のみに頼ることになり、ロール表面に冷却ム
ラが発生するという問題がある。

いずれにしても、金属薄帯製造用の急冷ロールでは、ロ
ール周速が１０００〜２０００　ｒｐｍと高速回転する
だめ、前述のような冷媒衝突によるロール表面の抜熱の
みでは充分な冷却効果が得られなかった。

本発明の目的は、このような従来の急冷ロールの冷却装
置の問題点を解決し、冷媒として液体窒素を使用し冷却
方法として浸漬方式を採用することにより、ロール表面
全体を常時低温（例えば０℃近くの温度）に保つことが
でき、［７かも、ロールの周速により表面上の冷奴ガス
を湯だまりのロール表面との界面へ誘引しうる位置で液
体窒素をスプレィすることによりロールの局部冷却とガ
スシールドによる薄帯の強制剥離を行ないつる金属薄帯
製造用急冷ロールの冷却装置を提供することである。

すなわち、本発明によれば、回転駆動される急冷ロール
表面で金属溶湯を直接急冷凝固させながら連続的に薄帯
を製造するだめの金属薄帯製造用急冷ロールの冷却装置
において、急冷ロール下部に冷媒浸漬タンクを設置して
該タンク内の冷媒に該急冷ロールの一部を浸漬させると
ともに、該急冷ロールの上向き周速を有する側の側部に
冷媒局部スプレィを設置し該スプレィにより急冷ロール
表面に冷媒を噴射することを特徴とする金属薄帯製造用
急冷ロールの冷却装置が提供される、以下、図面を参照
して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明を双ロール式の薄帯製造装置に適用する
場合の実施例を示す図である。

第１図において、一対の急冷ロール１．２がそれらの間
にロールギャップ（キス部）３を形成するよう配置され
、矢印Ａ、Ｂで示す如く互いに逆方向に回転駆動されて
いる。ロールギャップ３の上方に金属溶湯が満たされる
タン°ディツシュ４が位置Ｌ、その底面に設けられた注
湯ノズル５からロールギャップ３内へ金属溶湯を注入し
て湯だまり（パドル）６を形成するようになっている。

溶だまり６の溶湯は、急冷ロールＩ、２の回転に伴ない
ロールギャップ３内へ導かれ、該ロールギャップを通過
する間に所定の圧下刃を受けるとともにロール表面で急
冷凝固され、凝固または半凝固状態の薄帯７となって連
続的に下方へ出てくる。

このような急冷ロール１．２０表面で直接冷却凝固させ
て薄帯を製造する方法は、例えば、６．５％５ｔ−Ｆｅ
あるいは非晶質合金（アモルファス）等の薄帯を製造す
るのに採用される。この場合、湯だまり６の溶鋼温度が
１５００℃程度の高温であるため、急冷ロール１．２の
熱負荷は非常に大きく、急冷ロールは常に冷却する必要
がある。しかし、従来の冷却方法では、主として急冷ロ
ール内部から水冷する内部冷却方式に頼っていだので、
急冷ロールが数十回回転したところで定常領斌に入った
後のロール表面温度は約６００℃に昇温し、薄帯の急冷
効果が小さく、したがってロール表面での溶鋼の焼付き
や薄帯シェルのブレークアウト発生などの不具合が生じ
ていた。第１図の装置では、ロール内部冷却の他に次Ｋ
　％Ｒ，明する外部冷却手段を設けることにより、充分
な急冷ロールの冷却効果が得られ、上述のような不具合
を解消することができる。

すなわち、第１ンｊにおいて、各膚、冷ロール１．２の
下部（（冷媒浸漬タンク８．９が設置され、それらの中
に液体窒素などの冷媒１０が濶されている。冷媒１０の
レベルは各急冷ロール１．２の下部（一部）が浸漬する
程度に維持さねている。

さらに、各急冷ロール１．２の上向き周速を有する側の
細部には冷媒局部スプレィ１１．１２が設置され、これ
らのスプレィから急冷ロール１．２０表面に液体窒素な
どの冷媒を噴射してロール表面を局部冷却するようにな
っている。この場合、ロール表面に噴射されてガス化し
た冷媒はロール表面の周速によって誘引され湯だまり６
の方へ導かれる。しかして、各冷媒局部スプレィ１１．
１２の位置は、ロール表面に沿って誘引される冷媒ガス
が湯だまり６へ到達し溶湯とロール表面との間の界面に
誘導されてガスシールドを形成しつる位置に選定される
。実際には、図示の如く、冷媒浸漬タンク８．９内の冷
媒１０の１７ベル直上で上向き周速を有するロール表面
部であれば、前述のようなガスシールドを形成すること
ができる。このガスシールドを形成することげより、薄
帯７の各急冷ロール１．２表面への焼付きを防止すると
ともにロール表面からの剥離を容易にすることができる
。

この場合、冷媒局部スプレィ］１．１２のノズル噴射と
ロール表面との位置関係は、第２し１に示すごとく、ノ
ズル１４の先端とロール表面との距離りを５０蛯以内１
７ｊセットブるとともに、ノズルからの冷媒噴出方向ａ
ロール１．２の牛径方向Ｒに対しロール周速方向Ｓへ角
度θだげ傾斜させることが好ましい。この傾斜角度θと
しては例えば５度程度の角度が選定される。このような
傾斜角度θを設けることにより冷媒噴射方向がロール回
転方向に保たれ、これによって、ロール表面の効率のよ
い局部冷却並びにロール表面への円滑な冷媒供給すなわ
ちロール表面周速による湯だまり６の界面への冷媒誘導
の容易化を達成することができる。

ｆｌ　図Ｗ、おいて、ロールギャップ３から出てくる薄
帯７の画＠ｉ　Ｉｃ　ｊｄ数段にわたって二次冷却スプ
レィ１３．１４．１５が配置され２、これらのスプレィ
から液化窒素その他の冷媒を薄帯両面に噴射して薄帯の
ａ固完了を行なうよつ１（なっている。

同時（（、これら二次冷却スプレィ１３．１４．１５の
噴射方向は図示の如く下向に傾斜されており、冷媒噴射
の動圧を利用して薄帯７を下方へ案内誘導しつるように
なっている。

前記各冷媒浸漬タンク８．９および各冷却局部スプレィ
１１、］２、さらには二次冷却スプレィ１３．１４．１
５への液体窒素等の冷媒の供給は、床下などに設置され
た冷媒タンク１６がらポンプ１７を使用１−２て例ば２
〜３ｋｇ／ｍの吐出圧でポンプアップして行なわれる。

図示の例では、ポンプ１７からの冷媒を冷媒局部スプレ
ィ１１．１２に圧送し、これらスプレィでロール表面へ
噴射するとともに残りの分が冷媒浸漬タンク８−９へ供
給され、各タンク８．９のオーバーフロー分が二次冷却
スプレィ１３に供給されるよう構成され、かかる構成に
よって効率のよい急冷ロールの冷却ケ行なうようになっ
ている。

以上説明した実施例では、急冷ロールの冷却手段として
最も安定した冷却浸漬式冷却法を採用しだので、従来の
ロール内部冷だ１のみでは高速回転の急冷ロールを十分
に冷却しえないという欠点を解消することができる、 第３図は冷媒として液体窒素を使用した場合の浸漬冷却
とスプレィ冷却との実験結果を例示するグラフであり、
横軸の冷却時間（時間）に対するロール表面温度じＣ）
の変化が示されている。Ｗ３図中の実線はスプレィ冷却
の場合を示し、点線は浸漬冷却の場合を示す。なお、急
冷ロールの直径は４００闘であり、その回転速度は３０
０　ｒｐｍであった。

第３図から明らかなごとく、浸漬冷却でにロール表面温
度が０℃近辺まで急速に冷却されその後完全に飽和状態
に到達しており、充分な冷却効果が達成されている。こ
れに対し、スプレィ冷却のみでは冷却効果が少ない。

次に本発明を実際の金属薄帯製造装置に適用した場合の
結果を、従来技術と比較して、その結果を述べる。

具体例１： 双ロール法π本発明の冷却装置を適用して１００μｍ厚
みの金属薄帯を１０に、９Ｍ造した。２本の急冷ロール
は外径４００顛の銅製ロールで表面にクロームメッキを
施したものであった。その結果は、従来のロール内部冷
却の場合に比べ、ロール表面に溶鋼の焼付きに全く発生
せず、ｔだ、尖端された薄帯の表面は均一で良好である
というすぐれた結果が得られた。

具体例２： 双ロール法により、従来技術では焼付きの多い外径４０
０闘の鉄系ロールを用いて、６．５’％５ｉ−ＦｅＯ薄
帯を製造した。この場合、一本の急冷ロールに本発明に
よる冷却装置を適用［７、他方の急冷ロールにはロール
内部冷却のみを行なった。

その結果、急冷ロールが２〜３回転する間では薄帯が製
造できだが、その後外部冷却がなくロール内部冷却のみ
のロール表面に溶鋼の焼付きが生じて薄帯が該ロールに
巻付いてブレークアウトが発生した。

この具体例２における条件は、ロールギャップの圧下刃
が１トンでロール回転速度が２５０　ｒｐｍであり、ロ
ール内部冷却は水冷で行なった。この時のロール表面下
０．１　ｍｌでの各ロール温度の昇温カーブを第４図に
示す。

第４図中、横軸は注湯開始からの時間（分）を示し、縦
軸はロール表面下Ｑ、ｌ　ｆｆｍの温度（℃）を示し、
グラフ中の実線は内部冷却のみの場合の昇温特性を示し
、点線は外部冷却ありの場合の昇温特性を示す。

第５図は本発明を単ロール法の金属薄帯製造に適用する
場合の実施例を示す図であり、第１図中′１．′ の各部と同じまだは対応する部分はそれぞれ同一符号で
表示されており、その詳細な説明は省略する。

第５図においては、単一の急冷ロール１が使用され、そ
の直上に溶湯が満たされたタンプッシュが位置している
。このタンプッシュ底面に設けられた注湯ノズル５の先
端とロール１との間ＫＨ所定の間隙が形成され、該ノズ
ル５から射出される溶湯はこの間隙部に湯だまり６を形
成しながら矢印Ａ方向に回転するロール１の表面上を搬
送される間に該ロールによって急冷凝固されて薄帯７と
して取り出される。

この実施例においても、第１図の場合と同様、ロール１
の下部に液体窒素などの冷媒ｌＯが満たされた冷媒浸漬
タンク８が設置され、また、該タンク８内を通過した後
の上向き周速を有する側のロール側面には冷媒局部スプ
レィ１１が配置されている。このスプレィ１１の配置状
態は第２図について説明した場合と同様である。また、
冷媒の供給は、冷媒タンク１６およびポンプ１７から第
１図の場合と実質上同じ方法で行なわれる。

以上第５図に示した単ロール法の実施例によっても、第
１図〜第４図を参照して説明した実施例と実質上同じ作
用効果を得ることができ、急冷ロール１の冷却を効率よ
く行なうことができる。

以上の説明から明らかなごとく、本発明によれば、金属
溶湯を直接急冷凝固させながら連続的に薄帯を製造する
だめの急冷ロールの表面’に効率、Ｊ：く冷却し、もっ
て良好な薄帯な製造しうる金属薄帯製造用急冷ロールの
冷却装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を双ロール法に適用する場合の一実施例
を示す説明図、第２図は第１図中の冷媒局部スプレィと
急冷ロールとの位置関係を例示する説明図、第３図は浸
漬冷却およびスプレィ冷却の場合の冷却時間に対するロ
ール表面温度の変化特性を例示するグラフ、第４図は本
発明の実施例および従来の冷却装置における注湯開始か
らの時間に対するロール温度の変化特性を例示するグラ
フ、第５図は本発明を単ロール法に適用する場合の一実
施例を示す説明図である。 １．２・・・急冷ロール、３・・・ロールギャップ（キ
ス部）、５・・・注湯ノズル、６・・・湯だまり、７・
・・薄帯、８．９・・・冷媒浸漬タンク、１ｏ・・・冷
媒、１１．１２・・・冷媒局部スプレィ、１３．１４．
１５・・・二次冷却スプレィ、Ａ％Ｂ・・・急冷ロール
の回転方向。 代理人　　鵜　沼　辰　之 （ほか２名） （１５） ＝３５９−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）１　回転駆動される急冷ロール表面で金線溶湯を
   直接急冷凝固させながら連続的に薄帯を製造するだめの
   金属薄帯製造用急冷ロールの冷却装置において、急冷ロ
   ール下部に冷媒浸漬タンクを設置して該タンク内の冷媒
   に該急冷ロールの一部を浸漬させるとともに、該急冷ロ
   ールの上向き周速を有する側の側部に冷媒局部スプレィ
   を設置し該スプレィにより急冷ロール表面に冷媒を噴射
   することを特徴とする金属薄帯製造用急冷ロールの冷却
   装置、
2. （２）前記冷媒として液体窒素を使用することを特徴と
   する特許請求の範囲第（１）項記載の金属薄帯製造用急
   冷ロールの冷却装置。