JPH02224853A

JPH02224853A - 双ロール式急冷薄帯製造用の冷却ロール

Info

Publication number: JPH02224853A
Application number: JP1043115A
Authority: JP
Inventors: Masao Yukimoto; 正雄行本; Michiharu Ozawa; 小沢　三千晴; Hiroshi Yamane; 浩志山根
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1989-02-27
Filing date: 1989-02-27
Publication date: 1990-09-06
Also published as: EP0396862A1; EP0396862B1; DE69008614D1; US5010947A; DE69008614T2

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、溶融金属から直接薄帯を双ロールによって
製造するプロセスに用いて好適な冷却ロールに関する。

（従来の技術）溶融金属から直接金属薄帯を製造する方法としては、高
速回転する冷却ロールの周面に溶融金属をノズルから流
下させて周面上で急冷凝固させる方法がよく知られてい
る。この冷却ロールを用いる方法には単ロール法と双ロ
ール法とがあり、例えば、高珪素、鋼薄帯、ステンレス
鋼薄帯およびインコネル薄帯などを製造する場合は板の
表面性状、形状の点から双ロール法が有利とされ、その
工業化が進められている。

しかしながら単ロール法または双ロール法を用いる急冷
薄帯の製造において、製造後の薄帯の表面に各種の鋳造
欠陥（以下表面欠陥という）が生じることが、工業化へ
向けての障害の１つとなっている。

例えば溶融金属と冷却ロールとの熱的な接触不良域が存
在し、この領域での凝固が周辺での凝固よりも遅（なる
ため、接触不良域は線状又は点状の表面欠陥となり、場
合によっては不規則なモザイク状の凹み模様、いわゆる
デインプルとなる。

これらの表面欠陥を回避することについて特開昭６３−
５０１０６２号および同６３−２１５３４０号各公報に
は、単ロール法においてロール周面にその円周と平行な
溝を有する冷却ロールにより板厚１０−情以下の結晶質
金属片を作製する方法が提案されている。

また特開昭６２−２５４９５３号公報には、ロール周面
にショツトブラスト処理あるいは格子溝の導入によって
、深さが１０〜２００μ鍋の凹凸を設けた冷却ロールに
て、板厚１〜２０ｍ５＋の金属帯板を製造する方法が提
案されている。

いずれの方法も鋼種や製造条件によってロール周面の溝
のピッチ、深さを適宜選択すれば表面欠陥を低減し得る
が、とくに板厚１１以下のストリップを双ロール法で製
作する場合には次のような内部欠陥の発生という問題を
残していた。すなわち（１）溝付きロールで作製した薄帯の板厚中央部付近に
、いわゆるひけ巣が生じる。このひけ巣の発生はロール
溝に対向する部分で顕著である。

（２）ロール溝での凝固収縮に起因した割れが、溝の縁
と接する個所から発生する。

（発明が解決しようとする課題）そこでこの発明は、薄帯の表面欠陥、すなわち凝固遅れ
によるデインプルおよび溶融金属のロール幅方向への流
れ又は圧延による湯しわの発生、さらには薄帯の内部欠
陥、すなわちひけ巣や割れを回避し、表面品質の良好な
急冷薄帯の製造を、ブレークアウトおよび冷却ロールへ
の巻付きなしに実現するのに有利な冷却ロールを提供す
ることが目的である。

（課題を解決するための手段）この発明は、溶融金属から急冷凝固により直接に薄帯を
製造する一対の冷却ロールであって、周面にロール軸線
を横切る向きにのびかつ互いに平行配列をなす溝をそな
え、一方のロールの溝と他方のロールの溝とは位相差を
設けてなる双ロール式急冷薄帯製造用の冷却ロールであ
る。

ここで溝に一対の冷却ロールの間で位相差を設けること
は、冷却ロールの対向面において溝の対向配置を回避す
る上で肝要である。

またとくに板厚ＩＩ以下の薄帯を製造する場合は、表面
欠陥や内部欠陥を回避し、ブレークアウトおよびロール
への巻き付きのない製造を実現するために、溝を、幅：
　０．０１〜１．０＋ｕａ　、深さ：ｏ、ｏ３〜０　、
５ｍｍｍおよびピッチ：　０．０５〜３．０ｍｍに従う
形状とすることが好ましい。

（作　用）従来、冷却ロール表面は４００番相当のサンドベーパー
で磨かれ、表面粗さを０．３μ■Ｒａ程度に仕上げて使
用していた。しかし、アルミニウム、銅、けい素鋼、ス
テンレス鋼およびインコネルなどの溶融金属が滑らかな
ロール上で圧延凝固される時には表面欠陥が発生し易い
。なおこれらの欠陥はその状況によって点、線、あるい
はモザイク状のデインプルもしくは割れとして薄板の表
面において肉眼で認められる。例えば第６図（ａ）〜（
Ｃ）に第５図のｔ　ｌ　”　ｔ　３における凝固状態を
示すように、ロール表面に冷却不良部１２（×印で示す
）があると凝固遅れ部１３が生じ、ひけ巣１４の発生を
まね（。

なお第５図中、８は液相、９は固液相、１０は固相およ
び１１はガスまたは酸化膜である。

これに対してロール周面に溝を設けると、ロール表面に
生成した凝固層が溝の凹凸によって拘束され、温度低下
にともなう凝固層の収縮が各凹凸にて行われ、収縮が薄
帯のある１か所に集中することはなくなり、表面欠陥の
発生を回避できる。

一方、発明者らが特開昭５８−２０５６５５号公報で開
示したように、板厚１ｍ１１１以下の薄板の製造におい
ては第７図（ａ）に示すロールキス部凝固完了型の形態
をとる事が望ましい。他方、板ｆｆ１ｍ５＋以上の薄板
製造においては同図（１１）に示す圧延型凝固形態をと
る事が知られている。なおロールキス部とは、対向した
冷却ロールの最小間隙を示す。

この発明の如く板厚ｌｌ１ｌｆｌ以下の薄板の製造、す
なわちロールキス部凝固完了型においては、上記表面の
欠陥もさることながら、凝固層の熱収縮、特にロール面
と反対側（自由面）での凝固層の不均一変形は鋳造完了
時の薄板断面の中心部における巣、あるいは未凝固層を
発生させる（第６図参照）。さらに溝付きロールを用い
た場合は溝間での均一凝固の促進にて表面欠陥は低減さ
れるが、第８図（ａ）〜（Ｃ）に第５図ｔ１〜ｔ、にお
ける凝固状態を示すように、溝部１５内での凝固層の熱
収縮は鋳造完了時に溝部１５内に接触していた部分の薄
帯にひけ巣１４が生じ、凝固層の熱収縮によって溝部１
５縁から割れ１６が薄帯の内部へ向かって生じる。

これら板厚１＋ｍ以下の薄板製造における特異な現象を
防ぐためには単にロール表面に溝を付加するだけでは効
果がなく、冷却ロールの対向面において溝の対向配置を
回避すること、すなわち各ロールに溝を導入するに当た
り、各冷却ロールの間で位相差を設けることが肝要であ
る。

さらに表面欠陥や内部欠陥を回避するため、溝ビッヂ、
深さ、幅を十分に検討し、選択する必要がある。すなわ
ち溝は、幅：　０．０１〜１．Ｏｍｍ　、深さ：　０．
０３〜０．５ｒａｒａおよびピッチ：　０．０５〜３．
０＋ｕ＋を満足することが肝要である。

すなわち溝が幅：　０．０１ｍｍ未満かつ深さ：　０．
０３ｒａｖａ未満では、溶融金属の表面張力が静鉄圧に
打ち勝ち溝内に溶融金属が充満しないため凝固核を形成
することができず、凝固の均一性が損われ従来のフラッ
トロールで作製した場合と同様に不均一凝固による表面
欠陥および断面内部でのひけ巣や割れ（内部欠陥）が生
じる。この現象は板厚１１１１＋１以下のロールキス部
凝固完了型の場合に顕著である。

またピッチが３　、　Ｏｒｍｒｍをこえると、ロール周
面における平滑部分の面積が増大し溝と溝との間で不均
一凝固が生じ、全体に均一な凝固が得られない。

一方幅が１．０ｍｍ＋かつ深さが０．５ｍｍをこえるか
、ピッチが０．０５＋ｕｉ未満になると、溶融金属が溝
深くにまで充填されるため、凝固後の薄帯表面が焼付き
、板厚１ｍｍ以下のロールキス部凝固完了型では２枚板
（２本のロールの各々に板が巻付き）ブレークアウト又
は巻付きが生じる。

（実施例）さてこの発明に従う冷却ロールの好適例を、第１図に示
す。

図中１は熱伝導の良好な銅又は銅合金からなるロール胴
および２はロール軸で、ロール胴１の周面に、軸線３と
直交する向きにのび互いに平行配列をなす溝４を形成し
てなる。この溝４は同図出）に示すように、この例では
断面７字形を示し、その幅Ｗ、深さＤおよびピッチＰを
上記した範囲内に設定してなる。

また溝４は第１図に示したものに限らず、例えば第２図
（ａ）〜（Ｃ）に示す形状でもよい。

そして上記のいずれの例であっても、対向するロールに
おける溝の配置が、第３図に示すように、鋳造後の薄帯
の断面の表、裏面で一敗しないこと、すなわち少なくと
もロール対向面での溝が対向しないようにする。

なお溝の加工方法としては、ローレット加工、主に旋盤
およびスロッタ−加工などの機械加工、フォトエツチン
グ、放電加工およびレーザ加工等が望ましい。また溝内
はブラシワイパーにてクリニングするのがよい。

次に第４図に示す双ロール式の象、冷薄帯製造装置に種
々の冷却ロールを適用して行った製造について具体的に
述べる。なお第４図中５は溶融金属６の供給ノズルおよ
び７は薄帯である。

第３図に示した装置に表１に示す仕様になる種々の冷却
ロールを適用し、インコネル６００　（７６ｗｔχＮｉ
−１５ｗｔχＣｒ−０．８ｗｔχＭｎ−０，５ｗｔχ５
ｉ−７，ＯｗｔＸ　Ｆｅ）の溶融金属から幅５００１Ｉ
１１、厚さ０．５＋ｍｓの急冷薄帯をそれぞれ製造し、
得られた薄帯の表面性状を調べた。その結果を表１に併
記する。また製造条件は、ロール周速：　２．１　ｍ／
ｓ　、圧下刃：ｌｔおよび出湯温度：　１６５０°Ｃと
した。

同表から、阻１〜７の冷却ロールを用いて製造された薄
帯に表面欠陥や内部欠陥（ひけ巣、割れ）はみとめられ
ず、一方ロール周面が平滑な冷却ロール（阻１９〜２２
）では得られた薄帯に表面欠陥がみとめられた。またロ
ール周面に溝および凹凸をそなえる冷却ロール（魔１１
〜１８）であってもこの発明の適合条件をはずれている
と薄帯に表面欠陥や内部欠陥（ひけ巣、割れ）がみとめ
られたり、薄帯の焼付きやブレークアウトが発生して操
業を続けることができなかった。

（発明の効果） ′この発明の冷却ロールを双ロール式急冷薄帯の製造に
適用すれば、表面および内部欠陥のない薄帯を、薄帯の
巻付きやブレークアウトをまねくことなしに製造でき、
象、冷効果を利用した高強度薄帯の連続的かつ大量の製
造を実現し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は冷却ロールの正面図、同図［有］）は冷
却ロール表層の断面図、第２図（ａ）〜（Ｃ）は溝の形状を示す模式図、第３図
はロールキス部の断面図、第４図は双ロール式の急冷薄帯製造装置を示す模式図、第５図はロール周面における溶融金属の凝固形態を示す
模式図、第６図（ａ）〜（Ｃ）は平ロールにおけるそれぞれ第５
図のｔ、〜ｔ、での凝固状態を示す模式図、第７図は双
ロール凝固形態を示す図、第８図（ａ）〜（Ｃ）は溝ロールにおけるそれぞれ第５
図のｔ、〜ｔ、での凝固状態を示す模式図、である。１・・・ロール胴　　　　　　２・・・ロール軸３・・
・軸線　　　　　　　　４・・・溝５・・・供給ノズル
　　　　　６・・・溶融金属７・・・薄帯　　　　　　
　　８・・・液相９・・・固液相　　　　　　　１０・
・・固相１１・・・ガスまたは酸化膜　　１２・・・冷
却不良部１３・・・凝固遅れ部　　　　　１４・・・ひ
け巣１５・・・溝部　　　　　　　１６・・・割れ第１
図（ａ）（ｂ）田第２図（ｃＬ）

Claims

【特許請求の範囲】１、溶融金属から急冷凝固により直接に薄帯を製造する
一対の冷却ロールであって、周面にロール軸線を横切る向きにのびかつ互いに平行配列をなす溝をそなえ、一方のロールの溝と
他方のロールの溝とは位相差を設けてなる双ロール式急
冷薄帯製造用の冷却ロール。２、溝は、幅：０．０１〜１．０ｍｍ、深さ：０．０３
〜０．５ｍｍおよびピッチ：０．０５〜３．０ｍｍであ
る請求項１に記載の冷却ロール。