JPS5942160A - 非晶質合金薄帯製造用冷却ロ−ル - Google Patents
非晶質合金薄帯製造用冷却ロ−ルInfo
- Publication number
- JPS5942160A JPS5942160A JP15179682A JP15179682A JPS5942160A JP S5942160 A JPS5942160 A JP S5942160A JP 15179682 A JP15179682 A JP 15179682A JP 15179682 A JP15179682 A JP 15179682A JP S5942160 A JPS5942160 A JP S5942160A
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- JP
- Japan
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- roll
- cooling
- cooling water
- amorphous alloy
- water
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- Pending
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Classifications
-
- 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
- B22D11/068—Accessories therefor for cooling the cast product during its passage through the mould surfaces
- B22D11/0682—Accessories therefor for cooling the cast product during its passage through the mould surfaces by cooling the casting wheel
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は非晶質合金薄帯製造用冷却ロールに関するもの
である。
である。
Ｆｅ−Ｂ、 Ｆｅ−Ｂ−Ｃ，Ｆｅ−Ｂ−３１、Ｆｅ−Ｂ
−３ｌ−Ｃ系等の非晶質薄帯は電磁気特性が特に優れて
いるために各種変圧器鉄芯材として有望視されている。
−３ｌ−Ｃ系等の非晶質薄帯は電磁気特性が特に優れて
いるために各種変圧器鉄芯材として有望視されている。
比較的大型となる配電用巻鉄芯材としての用途は、省エ
ネルギーという社会的ニーズのために太いに期待され開
発研究が盛んである。しかしながら従来の珪素鋼板に比
べて非晶質薄帯はその板厚が約１／１０となるためほぼ
１０倍の枚数を積層することになり、大量生産時の薄帯
の形状寸法精度が厳しいものになる。
ネルギーという社会的ニーズのために太いに期待され開
発研究が盛んである。しかしながら従来の珪素鋼板に比
べて非晶質薄帯はその板厚が約１／１０となるためほぼ
１０倍の枚数を積層することになり、大量生産時の薄帯
の形状寸法精度が厳しいものになる。
非晶質合金薄帯の製造法として液体急冷法、その内でも
単ロール法が、板の大量生産法として適していると評価
されている。
単ロール法が、板の大量生産法として適していると評価
されている。
さて単ロール法による流体急冷法では冷却ロールに近接
したノズルと冷却ロール間の所謂ノＱドル、通常数澗以
内の巾と所要板厚に相当する長さを持った線状の溶湯ブ
ール内で製品板厚が決定される。
したノズルと冷却ロール間の所謂ノＱドル、通常数澗以
内の巾と所要板厚に相当する長さを持った線状の溶湯ブ
ール内で製品板厚が決定される。
パドルから、下流側数１０閣より、数１０Ｃｍ内の冷却
速度が１０４〜１０６℃Ｚｓ ｅ ｃ内でなければ非晶
質化が不完全となる。このパドルとその後の冷却を連続
的に定常的に維持しなければ大量生産は不可能である。
速度が１０４〜１０６℃Ｚｓ ｅ ｃ内でなければ非晶
質化が不完全となる。このパドルとその後の冷却を連続
的に定常的に維持しなければ大量生産は不可能である。
製品形状を決めるパドルは、ノズルのスリット形状の他
、ロール・ノズル間のギヤ、プが大きい影響を現わす。
、ロール・ノズル間のギヤ、プが大きい影響を現わす。
板巾の両端でギャップが異なれば両端の板厚が違ってく
るし、中央部と端部でギャップが異なれば、相当する位
置で板厚が違ってくる。冷却ロールの形状は製造中の全
期間を通じて一定の形状を維持せねばならない。
るし、中央部と端部でギャップが異なれば、相当する位
置で板厚が違ってくる。冷却ロールの形状は製造中の全
期間を通じて一定の形状を維持せねばならない。
また単ロール法によって定常的に連続的に大量生産する
際は、急冷ロール自体の冷却が不可欠である。その熱負
荷は運転条件にもよるが通常１０６１＜ｃａφ２ｈｒの
オーダで冷却設計は厳しいものとなり、通例熱伝導度の
良い銅合金が用いられる。ロールに近接したノズルのス
リット出口で溶湯薄帯と低温の冷却ロールとが接触して
開始する過渡伝熱現象によって急冷するという原理を採
っているため、冷却開始前のロール表面は上記合金系で
は通常１００〜４００℃以内にせねばならない。純銅ロ
ールにおいても、水冷面とロール表面との間の肉厚は１
０〜２０調以内に限られるが火熱負荷のためそれでもな
お数１０ Ｃ／１ｗｒの温度勾配を持つことになる。こ
の温度勾配の存在と平均温度上昇によって冷却ロールに
は大きな歪が誘起される。
際は、急冷ロール自体の冷却が不可欠である。その熱負
荷は運転条件にもよるが通常１０６１＜ｃａφ２ｈｒの
オーダで冷却設計は厳しいものとなり、通例熱伝導度の
良い銅合金が用いられる。ロールに近接したノズルのス
リット出口で溶湯薄帯と低温の冷却ロールとが接触して
開始する過渡伝熱現象によって急冷するという原理を採
っているため、冷却開始前のロール表面は上記合金系で
は通常１００〜４００℃以内にせねばならない。純銅ロ
ールにおいても、水冷面とロール表面との間の肉厚は１
０〜２０調以内に限られるが火熱負荷のためそれでもな
お数１０ Ｃ／１ｗｒの温度勾配を持つことになる。こ
の温度勾配の存在と平均温度上昇によって冷却ロールに
は大きな歪が誘起される。
従来急冷ロールには、水冷等の工夫を施してない純粋研
究用のものは別として、銅合金の円筒を銅フランツで支
持した第１図のものが用いられていた。このロールの冷
却の態様は次のとおりである。
究用のものは別として、銅合金の円筒を銅フランツで支
持した第１図のものが用いられていた。このロールの冷
却の態様は次のとおりである。
一方の回転軸７の内流路１から給水され、銅フランジ２
の内側５を通過して冷却ロール３の円筒内面と内側ロー
ル４の外面との間の隙間５′を高流速で冷却して反対側
の鋼フランジ内側５“を経て他方の軸８の内流路６から
排水される。
の内側５を通過して冷却ロール３の円筒内面と内側ロー
ル４の外面との間の隙間５′を高流速で冷却して反対側
の鋼フランジ内側５“を経て他方の軸８の内流路６から
排水される。
冷却流路内５′の流速を１０ｒｒＶ′ｌ！１〜２０ｍ７
′８以上にすれば前記１０ ｋｃａｔ／ｒｎｈｒの熱
流束をとることができて、なおかつ、ロール表面温度を
１００〜４００℃以内に維持できる。しかしながら冷却
ロール３の温度上昇及び温度勾配のため中ぶくれのクラ
ウン変形を起こし、ひどいときは冷却ロール３への溶湯
噴射用ノズルの両端は所定の０．１〜０３咽のギャップ
であるから、ノズル中央部はロールとノズルが接触して
し壕う。この几め特に板巾１００解程度以上の薄帯製造
時は板巾中央部がすだれ状に孔空きとなる。
′８以上にすれば前記１０ ｋｃａｔ／ｒｎｈｒの熱
流束をとることができて、なおかつ、ロール表面温度を
１００〜４００℃以内に維持できる。しかしながら冷却
ロール３の温度上昇及び温度勾配のため中ぶくれのクラ
ウン変形を起こし、ひどいときは冷却ロール３への溶湯
噴射用ノズルの両端は所定の０．１〜０３咽のギャップ
であるから、ノズル中央部はロールとノズルが接触して
し壕う。この几め特に板巾１００解程度以上の薄帯製造
時は板巾中央部がすだれ状に孔空きとなる。
この対策の１つとして、ノズル面をロール面の凸変形に
合わせて凹に研削研磨しておくことが考られるがスター
ト時に中央部が過大なギャップとなり溶湯噴出を起こし
やすく旨くいかない。このことはロール面を凹に仕上げ
る方法の場合も同様である。
合わせて凹に研削研磨しておくことが考られるがスター
ト時に中央部が過大なギャップとなり溶湯噴出を起こし
やすく旨くいかない。このことはロール面を凹に仕上げ
る方法の場合も同様である。
もう一つの容易な対策として、第２図（１） 、 （２
）に示すように、冷却ロール２の肉厚を厚くしてなお冷
却流路５′を貫通孔の形状にしてロール表面近くにとど
めるような構造をとることができる。これによって冷却
用肉厚／全肉厚の比率程度に（通常の場合の数分の１程
度）冷却ロールの変形を抑制できる。しかしながらなお
充分なロール平坦度維持とは言いがたい上に、流路面積
が減少した分だけ冷却不足となる。
）に示すように、冷却ロール２の肉厚を厚くしてなお冷
却流路５′を貫通孔の形状にしてロール表面近くにとど
めるような構造をとることができる。これによって冷却
用肉厚／全肉厚の比率程度に（通常の場合の数分の１程
度）冷却ロールの変形を抑制できる。しかしながらなお
充分なロール平坦度維持とは言いがたい上に、流路面積
が減少した分だけ冷却不足となる。
さて第１図のロール構造にはもう一つ重大な欠陥がある
。ロール回転数を増すにつれて所定の冷却水流量を確保
するための水圧が極め１大きくなってくる。遂には冷却
水は流れなくなる。この原因は、本発明者の究明によっ
て冷却水の回転運動に由来することが判った。冷却水は
給水側回転軸７内で若干回転を受けるが冷却流路５′に
、概ね回転軸７，８方向に平行に入っていく。この流路
５′は狭いため冷却ロール３及び内側ロール４の回転に
よって、ロール回転方向に加速され、冷却流路５′の出
口ではロール周速に近い回転を得て排出される。さて鋼
７ランノ２′内側にはブレーキとなるものがないため、
排出側回転軸８に近づくにつれ、角運動量保存則によっ
て冷却水の回転速度が増してくる。この回転速度が増し
てくるため水圧は低くなり遂には排水タンクの圧力即ち
大気圧より低くなることもある。この出側鋼フランジ内
皿ち冷却流路５“での圧力低下のために回転数を増すと
異常な圧力を要するようになる。
。ロール回転数を増すにつれて所定の冷却水流量を確保
するための水圧が極め１大きくなってくる。遂には冷却
水は流れなくなる。この原因は、本発明者の究明によっ
て冷却水の回転運動に由来することが判った。冷却水は
給水側回転軸７内で若干回転を受けるが冷却流路５′に
、概ね回転軸７，８方向に平行に入っていく。この流路
５′は狭いため冷却ロール３及び内側ロール４の回転に
よって、ロール回転方向に加速され、冷却流路５′の出
口ではロール周速に近い回転を得て排出される。さて鋼
７ランノ２′内側にはブレーキとなるものがないため、
排出側回転軸８に近づくにつれ、角運動量保存則によっ
て冷却水の回転速度が増してくる。この回転速度が増し
てくるため水圧は低くなり遂には排水タンクの圧力即ち
大気圧より低くなることもある。この出側鋼フランジ内
皿ち冷却流路５“での圧力低下のために回転数を増すと
異常な圧力を要するようになる。
本発明は従来のかかる欠点を排除しうる非晶質合金薄帯
製造用冷却ロールを提供せんとするもので、その要旨と
するところは冷却水によって冷却される冷却ロールと、
該冷却ロールより巾狭な内側ロールとを焼ばめにより一
体的に構成するとともに、上記内側ロールを包囲する鋼
フランツと該内側ロールとで構成した冷却水流路に冷却
水回転防止ひれを設けたことを特徴とする非晶質合金薄
帯製造用冷却ロールにある。
製造用冷却ロールを提供せんとするもので、その要旨と
するところは冷却水によって冷却される冷却ロールと、
該冷却ロールより巾狭な内側ロールとを焼ばめにより一
体的に構成するとともに、上記内側ロールを包囲する鋼
フランツと該内側ロールとで構成した冷却水流路に冷却
水回転防止ひれを設けたことを特徴とする非晶質合金薄
帯製造用冷却ロールにある。
以下、図面をもって、本発明の詳細な説明する。
第３図において、冷却ロール３３は内側ロール３４よυ
［１〕広になるように形成され、かつ、該内側ロール３
４と焼ばめによって一体的に構成されている。また、該
冷却ロール３３は第４図に示す如く、冷却水路３５′を
構成する冷却溝３９がその内側に刻設せられている。ま
た、鋼７ランノ３２の出側冷却流路３５“において冷却
水回転阻止ひれ４０が複数枚内側ロール３４に固設され
ている。
［１〕広になるように形成され、かつ、該内側ロール３
４と焼ばめによって一体的に構成されている。また、該
冷却ロール３３は第４図に示す如く、冷却水路３５′を
構成する冷却溝３９がその内側に刻設せられている。ま
た、鋼７ランノ３２の出側冷却流路３５“において冷却
水回転阻止ひれ４０が複数枚内側ロール３４に固設され
ている。
該阻止ひれ４０は勿論、入側冷却流路３５内にも設けて
もよい。
もよい。
なお、上記冷却溝３９の代りに、冷却水流路面積を考慮
した冷却水貫通孔を設けてもよい。
した冷却水貫通孔を設けてもよい。
本発明に従ったロールは上記の如き構成から成り立って
おり、その効果は次の通力である。
おり、その効果は次の通力である。
まず、上記冷却ロール３３は内側ロール３４に焼ばめさ
れて一体的に構成されているが、かかるロール半径程度
となり、通常の場合１０１５００＝１１５０程度に減少
される。その理由を説明すれば焼ばめしない時の半径の
熱膨張は（半径×温度上昇）に比例する。他方焼ばめし
た場合は、冷却ロール内面は内側ロールによって拘束さ
れるため熱膨張変位は（肉厚×温度上昇）にしか比例し
ないためである。さて、冷却ロール巾に比べて極端に狭
巾のものを中央部で急冷製造するならいざしらず、はぼ
同等程度の巾の薄帯を製造するのが普通であるが、その
際は冷却の端面効果のために端部の冷却ロール温度が低
くなり、若干のクラウン変形が残る。これは焼ばめ有効
な内側ロール巾をはづれたところでは上述の（冷却有効
肉厚）／内側ロール半径で通例１１５０程度の逆比で膨
張する現象を利用して補償できる。即ち、焼ばめ有効部
を決める内側ロール巾を冷却ロール巾よりも狭くして焼
ばめをすれば良い。どの程度にするかは種々なケースで
変わる設計問題として解決できる。
れて一体的に構成されているが、かかるロール半径程度
となり、通常の場合１０１５００＝１１５０程度に減少
される。その理由を説明すれば焼ばめしない時の半径の
熱膨張は（半径×温度上昇）に比例する。他方焼ばめし
た場合は、冷却ロール内面は内側ロールによって拘束さ
れるため熱膨張変位は（肉厚×温度上昇）にしか比例し
ないためである。さて、冷却ロール巾に比べて極端に狭
巾のものを中央部で急冷製造するならいざしらず、はぼ
同等程度の巾の薄帯を製造するのが普通であるが、その
際は冷却の端面効果のために端部の冷却ロール温度が低
くなり、若干のクラウン変形が残る。これは焼ばめ有効
な内側ロール巾をはづれたところでは上述の（冷却有効
肉厚）／内側ロール半径で通例１１５０程度の逆比で膨
張する現象を利用して補償できる。即ち、焼ばめ有効部
を決める内側ロール巾を冷却ロール巾よりも狭くして焼
ばめをすれば良い。どの程度にするかは種々なケースで
変わる設計問題として解決できる。
さて、冷却ロールの冷却流路は冷却能力を上げるために
は大きい方が良い。本発明の如く、焼ばめ法を用いれば
第３図及び第４図に示す冷却溝３９が採用できる。これ
は第１図の薄肉円筒の内面からの冷却に匹敵する冷却能
力を持ち得るため非晶質化しにくい。しかし、品質特性
上有利な合金も実用化の道を拓くものとして非常に有効
である。
は大きい方が良い。本発明の如く、焼ばめ法を用いれば
第３図及び第４図に示す冷却溝３９が採用できる。これ
は第１図の薄肉円筒の内面からの冷却に匹敵する冷却能
力を持ち得るため非晶質化しにくい。しかし、品質特性
上有利な合金も実用化の道を拓くものとして非常に有効
である。
また、冷却水回転阻止ひれ４０が出側冷却流路３５”に
設けられているので、冷却水の回転が阻止され、該流路
３５″における水圧低下を防止できるので順調な冷却水
の供給が可能となる。
設けられているので、冷却水の回転が阻止され、該流路
３５″における水圧低下を防止できるので順調な冷却水
の供給が可能となる。
実施例
本発明に従った冷却ロールを用いて下記条件下でＦｅ−
Ｂ−８ｉ−Ｃ系の非晶質合金薄帯を製造した。
Ｂ−８ｉ−Ｃ系の非晶質合金薄帯を製造した。
内側ロール直径 ９４０φ （材質５４５Ｃ）中
２４０調 冷却ロール肉厚 ３０閣 （材質Ｃｕ・ＩＣｒ銅合
金）冷却溝 巾１０＋ｍｎＸ深さ２０叫 ピツチ１０咽 冷却ロール中 ３００間 ロール周速 ３１．４ ｒｒＶ／ｓｅｃ （６００
ｒｐｍ ）水圧 ７−２流量２００ ｍ３／ｈｒ かくして厚さ２５μｍ１巾２５０朋の非晶質合金薄帯８
００ｋｇを精度よく安定して製造することができた０
２４０調 冷却ロール肉厚 ３０閣 （材質Ｃｕ・ＩＣｒ銅合
金）冷却溝 巾１０＋ｍｎＸ深さ２０叫 ピツチ１０咽 冷却ロール中 ３００間 ロール周速 ３１．４ ｒｒＶ／ｓｅｃ （６００
ｒｐｍ ）水圧 ７−２流量２００ ｍ３／ｈｒ かくして厚さ２５μｍ１巾２５０朋の非晶質合金薄帯８
００ｋｇを精度よく安定して製造することができた０
第１図及び第２図は従来例の一部断面図、第３図は本発
明の一部断面図、第４図は第３図のＢ−Ｂ断面図である
。 第２面 （１）
明の一部断面図、第４図は第３図のＢ−Ｂ断面図である
。 第２面 （１）
Claims (1)
- 冷却水によって冷却される冷却ロールと、該冷却ロール
より巾狭な内側ロールとを焼ばめにより一体的に構成す
るとともに、上記内側ロールを包囲する鋼フランジと該
内側ロールとで構成した冷却水流路に冷却水回転防止ひ
れを設けたことを特徴とする非晶質合金薄帯製造用冷却
ロール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15179682A JPS5942160A (ja) | 1982-09-02 | 1982-09-02 | 非晶質合金薄帯製造用冷却ロ−ル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15179682A JPS5942160A (ja) | 1982-09-02 | 1982-09-02 | 非晶質合金薄帯製造用冷却ロ−ル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5942160A true JPS5942160A (ja) | 1984-03-08 |
Family
ID=15526481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15179682A Pending JPS5942160A (ja) | 1982-09-02 | 1982-09-02 | 非晶質合金薄帯製造用冷却ロ−ル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5942160A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0244257A2 (en) * | 1986-04-30 | 1987-11-04 | Westinghouse Electric Corporation | Cooling system for continuous metal casting machines |
| US4794977A (en) * | 1985-03-27 | 1989-01-03 | Iversen Arthur H | Melt spin chill casting apparatus |
| US4809768A (en) * | 1986-09-06 | 1989-03-07 | Kawasaki Steel Corporation | Cooling rolls for producing rapidly solidified metal strip sheets |
| JPH0328457A (ja) * | 1989-06-27 | 1991-02-06 | Kazuhiko Kishida | ケーソンの型枠 |
| WO1993018875A1 (en) * | 1992-03-25 | 1993-09-30 | Ribbon Technology Corporation | Strip forming apparatus for rapid solidification |
| EP1122004A1 (en) * | 2000-02-01 | 2001-08-08 | Officine Meccaniche Bruno Presezzi S.r.l. | Continuous casting roll |
| CN102049480A (zh) * | 2010-12-03 | 2011-05-11 | 滨州益谦非晶金属材料有限公司 | 一种冷却辊 |
| CN103056319A (zh) * | 2013-01-28 | 2013-04-24 | 青岛云路新能源科技有限公司 | 一种非晶结晶器铜套结构 |
| CN103418763A (zh) * | 2013-07-30 | 2013-12-04 | 浙江大学 | 一种制备高性能快冷金属薄带的冷却辊装置 |
| CN103418764A (zh) * | 2013-07-30 | 2013-12-04 | 浙江大学 | 一种生产非晶纳米晶软磁材料的冷却辊装置 |
| CN103464701A (zh) * | 2013-09-05 | 2013-12-25 | 青岛云路新能源科技有限公司 | 非晶结晶器 |
| CN103586429A (zh) * | 2013-11-08 | 2014-02-19 | 青岛云路新能源科技有限公司 | 非晶结晶器 |
| CN107081410A (zh) * | 2017-04-25 | 2017-08-22 | 王宇 | 一种旋转冷却辊及其冷却方法 |
-
1982
- 1982-09-02 JP JP15179682A patent/JPS5942160A/ja active Pending
Cited By (14)
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