JPS62156051A - 双ロ−ル式金属急冷薄帯の製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、広幅の薄帯であっても薄帯全長にわたって
所定の板幅を安定して得ることができる双ロール式の金
属急冷薄帯の製造方法に関するものである。

（従来の技術） 金属溶湯を冷却体の表面に注湯し、その急冷凝固を強い
て非晶質あるいは結晶質の金属薄帯を得る方法の一つに
双ロール式急冷薄帯製造法がある。

この双ロール式急冷薄帯製造法においては、ロールキズ
部での凝固形態に第２図Ａ−Ｃに示すような３つの態様
がある。同図に示したところにおいて、矢印方向に回転
する冷却ロール１．２のロールキズ部に上方から連続的
に金属溶湯３が注湯され、この溶湯３は該キス部を通過
する間に急冷され薄帯４として下方から取出される。こ
こに第２図Ａでは、凝固完了点がロールキズ部より上方
であり、薄帯４はロールキズ部で熱間変形を受けるため
、高い圧下力が必要となる（以下圧延型という）。同図
Ｂでは、凝固完了点がロールキズ部に一致しているため
、軽圧下力のもとて製造できる（以下キス点凝固完了型
という）。同図Ｃでは、凝固完了点がロールキズ部より
下方にあり、薄帯４の内部に未凝固溶湯が残存している
ため、ブレークアウトを生じて薄帯にならない（以下未
凝固型という）。

以上の３つの凝固形態の中では第２図Ｂに示したキス点
凝固完了点型が最も適正であり、薄帯の巾方向全域にわ
たってこの凝固形態を維持することが肝要である。

しかしながら従来、冷却ロールの圧下方法としてはスク
リュウあるいはバネが使用され、またロールのギャップ
は鋳込前にプリセットされていたため、前記キス点凝固
完了型を安定して維持することは極めて困難であった。

この点、上記の問題を解決するものとして特開昭５８−
２３５４３号公報において、圧延技術としてよく知られ
ている液圧シリンダ（例えば油圧シリンダ）を用いた第
３図に示したような装置を使用して冷却ロールへの圧下
力を一定に制御する方法が提案された。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上記の方法に従ってロールギャップの一定
制御を行ったとしても、ミル剛性、ロールチョック摺動
および抵抗等に起因したオフセットの発生は免れ得ない
ために、第４図に示す様に巾方向の各断面において凝固
形態が異なり、キス点凝固完了型を安定に維持する事は
ほとんど不可能であった。すなわち第４図の”＋Ｍ　ｃ
　−ｃの断面では、凝固形態が第２図Ｃに示したような
未凝固型となるため、ロールキズ部直下で未凝固部分が
ブレークアウトして飛散し、狭巾薄帯となっていたので
ある。

この発明は、上記の問題を有利に解決するもので、溶湯
の凝固形態を巾方向に均一かつ適正に維持することがで
き、比較的広巾の金属薄帯であっても薄帯全長にわたっ
て所定の板幅を確保できる急冷薄帯の製造方法を提案す
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、固定ロールとこれに対し接近離脱
可能に配置された自由ロールからなる一対の冷却ロール
のロールキズ部に向けて、金属溶湯を、その供給ノズル
から連続して供給し、急冷凝固させて金属薄帯を製造す
るに際し、上記自由冷却ロールの駆動側および操作側そ
れぞれにおける圧下力を、予め設定された基準圧下方を
中心として、上記冷却ロール間の駆動側および操作側そ
れぞれのロールギャップの変化量、ならびに上記基準圧
下力の１７２と駆動側または操作側の実測圧下力との差
から求めた圧下力補正量に基いて、増減させることを特
徴とする双ロール式金属急冷薄帯の製造方法である。

以下この発明を従来法と対比して具体的に説明する。

前掲第２図に示した油圧圧下方式を用いた薄帯製造装置
において、横型ハウジング６内には、チョック７を介し
て設置された固定冷却ロール１と摺動チョック８を介し
て設置された自由冷却ロール２とが設けられ、摺動チョ
ック（駆動側および操作側にそれぞれ設けられている）
８の背圧を油圧シリンダ（各摺動チョックに対応して両
側に設けられている）５で押圧し圧下力を作用させるよ
うな構造となっている。矢印Ｘ、　Ｙ方向に回転する各
ロールのキス部９に対して上方に配置された溶解炉１０
およびノズル１１から溶湯流１２が連続的に供給されロ
ールキズ部９で急冷凝固されて薄帯１３として下方より
取出される。

このような油圧圧下方式の双ロールによってもこれだけ
では第４図に示したように広巾薄帯製造に関してヒート
クラウンの発生、駆動側と操作側とのチョック摺動抵抗
差および巾方向の流量分布の不均一などによって巾方向
に均一な圧下状態を作り得ないことは前述したとおりで
ある。

この発明の特徴は、駆動側および操作側のロールギャッ
プを各々一定に保つため、ロールギャップ量の各々の変
化量ならびに基準圧下力の１７２と駆動側または操作側
いずれかの実測圧下力との差それぞれに比例する圧下力
補正量を付加または削減することにより、圧下力を基準
圧下力を中心として制御することである。

第１図に示した回路図をもとに、この発明に従う圧下力
の具体的な制御要領を示す。

第１図において、駆動側チョック７Ａおよび操作側チョ
ック７Ｂで支持された固定冷却ロール１に対し自由冷却
ロール２が圧下され、両ロールのキス部９で溶湯を急冷
凝固させて薄帯１３が製造される。

自由冷却ロール２は摺動可能な駆動側チョック８Ａおよ
び操作側チョック８Ｂによって固定冷却ロール１に対し
接近離脱可能に支持され、各チョックを押圧する油圧シ
リンダ５Ａおよび５Ｂによって固定ロール１に圧下され
る。自由冷却ロール２には該ロールの駆動側ロールギャ
ップｌ、を検出するロールギャップセンサー１４Ａおよ
び操作側ロールギャップ１２を検出するロールギャップ
センサー１４Ｂが設けられている。

駆動側では、これらの検出信号のうち、操作側の初期ロ
ールギャップ１０２と駆動側ロールギャップ検出信号Ｉ
！、　との差 Δ１．＝Ｉｌ、−７！。２　　　　　　　　　−・（１
）をコンパレータ１５Ａで演算する。

符号１７は基準圧下力設定器であり、この設定器１７か
らは駆動側の基準圧下力Ｐ。Ｉ及び操作側の基準圧下力
Ｐ。２が出力される。このＰ。Ｉ及びＰ。２は予め設定
されるものであり、全域において第２図Ｂに示すキス点
凝固完了型の凝固形態またはこれに近い適正凝固形態を
維持するに必要な基準圧下力Ｐ０並びに駆動側および操
作側ロールチョック摺動抵抗Ｆ、およびＦ２を基に下記
の式によって算出される。

Ｐａ＝Ｐ６１　＋Ｐｏｚ＝Ａ−匈＋ｐ＋＋ｐｚ　　　　
・・・（２）ここではＷは薄帯の幅でありＡは凝固完了
点を適正位置にするのに必要な単位巾当りの圧下力であ
る。なお、この単位巾当りの圧下力ＡはＡ　＝　ｆ　（
Ｒ，Ｅ、υ、σ） で示すことができ、ロール半径Ｒ、ロール材質のヤング
率Ｅ、ポアソン比υおよび薄帯の変形抵抗σの函数であ
る。

一方油圧力センサー２２Ａ、　Ｂによって駆動側および
操作側の油圧シリンダ５Ａおよび５Ｂの作動反力すなわ
ち圧下力ｐｕｔおよびＰ。が測定される。

基準圧下方の２分の１と操作側の油圧力センサーの検出
信号ＰＺｇとの差 Δ−２・−−Ｐ２．　　　　　　　　　…（３）をコン
パレータ１５Ｂで演算する。

駆動側および操作側の演算器２ＯＡ　、　２０Ｂには前
記ロールギャップ変化量Δｌｌ””ｌ　−１０２と荷重
変化分Δ−２”　　　−ＰＺｇ及び各々の基準圧下力ｐ
Ｈ１ｔＰＯＺが入力され、次の演算を行って修正圧下力
設定値Ｐｌ＋Ｐ２が求められる。

Ｐ＋＝Ｐｏ＋＋ΔＰ　、　　　　　　　　−−−（４）
Ｐｚ＝Ｐｏｚ＋ΔＰ　ｚ　　　　　　　　　　　川（ｓ
ｌΔＰ＋＝Ｋｒ＋ΔＩ！ｌ　　　　　　　　　−（６）
ΔＰ２ニーＫ　ＰｇΔ−２−（７） ここにΔＰ１：駆動側の圧下力の増減量ΔＰ２：操作側
の圧下力の増減量 各演算器２０Ａ、Ｂの出力結果に基づき各々のサーボ弁
２１Ａ、２１Ｂを作動させて駆動側および操作側の各油
圧シリンダー５Ａ、５Ｂを修正圧下力設定値ｐ、、ｐ。

に調節するわけである。なお駆動側および操作側を上述
したところと逆にしても同様にして圧下力の制御が行い
得ることはいうまでもない。

（実施例） ロール径５００ｍｍ、ロール周速５ｎ＋／ｓ、薄帯材質
４．５ｗｔＸ５ｉ−Ｆｅ、薄帯中３００１１１Ｉ１１の
製造条件と単位巾当りの圧下率Ａ・２ｋｇ／ａｒｍ、ギ
ャップ−圧下力変換係数Ｂ−１０ｋｓ／μｍの制御条件
とを採用し、従来の一定圧下力の場合、圧下力差一定制
御の場合およびこの発明を適用した場合について三者の
比較実験を行った。

第５図は従来の一定圧下力の場合を示すグラフ、第６図
は圧下力差一定制御の場合を示すグラフであり、第７図
がこの発明を適用した場合の結果を示すグラフである。

なお各図面において、横軸は鋳込開始からの時間を秒で
示し、一方線軸は圧下力（トン）およびロールギャップ
（μｍ）を示した。図中曲線ｐ、は駆動側圧下力、曲線
Ｐ２は操作側の圧下力、曲線１１は駆動側のロールギャ
ップ、曲線１２は操作側のロールギャップをそれぞれ示
す。

従来の一定圧下力の場合は第５図から明らかなごとく、
鋳込み開始後早期に駆動側と操作側とのロールギャップ
差が助長され、所定巾３００ｍｍ０薄帯が得られたのは
初期の限られた時間のみであった。

一方、油圧シリンダーの圧下力の差を零にする圧下力差
一定制御を行った場合、第６図に示すように一定圧下力
に比べてロールギャップ差は小さくなるものの、初期に
発生したオフセットは解消されず１００〜２００μｍの
ロールギャップ差が発生することが多い。この場合、ロ
ールギャップの開いたエツジ部は第４図に示したＣ−Ｃ
断面の如く、ブレークアウトを発生し、作製した薄帯の
エツジは酸化が激しく場合によってはブレークアウト割
れを生じる。

これに対しこの発明を適用した場合は、第７図から明ら
かなごとく、鋳込開始後同様にロールギヤツブ差が生じ
たけれども、これに応じて駆動側および操作側の圧下配
分を変化させてギャップ差をなくす方向に制御すること
によって、巾方向に均一でかつ適正な凝固形態を維持す
る事ができ、所定の巾の薄帯を連続的に製造することが
できた。

（発明の効果） かくしてこの発明によれば、中方向に均一でかつ適正な
凝固形態を維持することができ、所定巾の薄帯を連続的
に安定して製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の双ロール式急冷薄帯製造方法を実
施するための制御系統を示した図、第２図Ａ、Ｂ、Ｃは
それぞれ、ロールキズ部における凝固形態を示す横断面
図、 第３図は油圧圧下方式を採用した双ロール式急冷薄帯製
造装置の側面図、 第４図は駆動側および操作側のロールギャップに差が生
じる状態を例示する説明図、 第５図は一定圧下力の場合の駆動側及び操作側のロール
ギャップ変化を例示するグラフ、第６図は圧下力差を零
にする圧下力差一定制御を例示するグラフ、 第７図は本発明を適用した場合を示すグラフである。 １・・・固定冷却ロール　　２・・・自由冷却ロール３
・・・溶湯　　　　　　　４・・・薄帯５Ａ、　５Ｂ・
・・液圧シリンダ　６・・・ハウジング７Ａ、７Ｂ・・
・チョック　　　８Ａ、　８Ｂ・・・摺動チョック９・
・・ロールキズ部　　　１０・・・溶解炉１１・・・ノ
ズル　　　　　　１２・・・溶湯流１３・・・薄帯 １４Ａ、　１４Ｂ・・・ロールギャップセンサー１５Ａ
・・・ギャップ差演算器 １５Ｂ・・・荷重差演算器 １７・・・基準圧下力設定器 ２０Ａ、　Ｂ・・・圧下力補正値演算器２２Ａ、　Ｂ・
・・ロードセル ＩＩ・・・駆動側ロールギャップ量 １２・・・操作側ロールギャップ量 Ｐ１・・駆動側圧下力　　　Ｐ２・・・操作側圧下力Ｐ
０・・・基準圧下力

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、固定ロールとこれに対し接近離脱可能に配置された
   自由ロールからなる一対の冷却ロールのロールキズ部に
   向けて、金属溶湯を、その供給ノズルから連続して供給
   し、急冷凝固させて金属薄帯を製造するに際し、 上記自由冷却ロールの駆動側および操作側 それぞれにおける圧下力を、予め設定された基準圧下力
   を中心として、上記冷却ロール間の駆動側および操作側
   それぞれのロールギャップの変化量、ならびに上記基準
   圧下力の１／２と駆動側または操作側の実測圧下力との
   差、から求めた圧下力補正量に基いて、増減させること
   を特徴とする双ロール式金属急冷薄帯の製造方法。