JPH0225249A - 急冷金属薄帯の製造方法 - 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、溶融金属を急冷凝固させることにより、溶
湯から直接金属薄帯を製造するのに有利な急冷金属薄帯
の製造方法に関するものである。

（従来の技術） 結晶質や非晶質の金属薄帯を連続して製造する方法とし
て、近年溶融金属（溶融合金を含む。以下同じ）を冷却
体表面で急速凝固させ、直接連続薄帯を製造する方法が
数多く提案されている。特に非晶質合金薄帯を作る場合
には、必要とされる１０４〜ｌＯ６℃／　ｓ程度の冷却
速度が容易に得られ、また操作性も良いことがら単ロー
ル法が多用され、０．０２〜０．０５ｍｍ程度の板厚を
有する連続金属薄帯がこの方法で製造されている。

単ロール法によって急冷金属薄帯を製造する場合、とく
に注意すべきは注湯ノズル先端と冷却ロール間に形成さ
れる湯だまり（パドル）を安定に維持することである。

このパドルの維持を確実にして、安定な製板を行なう上
で、極めて重要な要素となるのは、ノズル底面と冷却体
表面との間隔であり、たとえば特開昭５３−５３５２５
号公報では０．０３ないし１胴の範囲を提案している。

−ｍに単ロール法では、加圧されてノズルスリットから
射出される溶融金属は冷却ロールの回転方向に引出され
るばかりでなく、ロールの回転方向とは逆の方向にも飛
散し、ペドルブレーク等の鋳造欠陥を生じる場合がある
。

そこで特開昭５５−５１１１号公報では、このような製
板の不安定性の一因である冷却ロール表面上の吸着水分
や吸着ガスの影響を考慮し、注湯ノズルの後方の冷却ロ
ール表面を加熱することにより、これらのロール面上の
吸着物質を除去する方法を提案している。

また特開昭６１−４９７５３号公報では、同様の目的で
レーザー光によってノズル後方の冷却ロール面を加熱す
ることを提案している。

さらに特開昭５３−１２７２０号公報および特開昭５４
７６４３１号公報では、注湯ノズルの後方および側方の
冷却ロール表面近傍を排気することによって、同様な効
果を得ようとしている。

上記の方法を単独使用あるいは併用することにより、冷
却ロール表面上の吸着水分等の悪影響はほとんど除くこ
とができる。しかしながら工業的に単ロール法を採用す
る場合には、上記方法には以下に述べるような幾つかの
問題を残していた。

（発明が解決しようとする課題） 単ロール法の場合、−本の冷却ロールの周辺に製板工程
に関与する全ての製板手段および計測手段を配置しなけ
ればならない。具体的には注湯ノズル、ノズルの加熱装
置、冷却ロール自身、リボン剥離用のエアノズル、リボ
ンの搬送手段又は巻取手段、ロール表面の清浄化手段、
さらには冷却ロール面の熱膨張量計測手段およびノズル
−ロールｉｌギャンプ計測手段等が製板のための必須の
手段として冷却ロールの周囲に配置されている。

このように冷却ロールの周囲は、既に極めて高密度の設
備配置状態となっているので、新たに加熱手段を設ける
ことは空間的に極めて困難である。

殊に注湯ノズルの後方に加熱手段を設けることは、重要
なノズル−ロール間ギャップ計測を阻害するので好まし
くない。

このような観点から前掲した特開昭６１−４９７５３号
公報に開示のようなレーザー光によるロール面加熱が提
案されたと考えられるが、かような方法は単に設備が高
価なだけでなく、冷却ロール面の高反射率のために熱効
率が低いという欠点があった。

この発明は、上述した従来技術における諸問題の有利な
解決策を提案するものである。すなわちノズル詰り防止
のために、注湯に先立って行なわれる注湯ノズルの予熱
を利用するもので、高温状態の注湯ノズル自身に加熱手
段としての役割を担わせることを狙いとする。

（課題を解決するための手段） すなわちこの発明は、単ロール法によって急冷金属薄帯
を製造するに際し、溶融金属をその注湯ノズルから冷却
ロール表面に供給するに先立ち、予熱処理によって７０
０℃以上に加熱した注湯ノズルの先端を回転する冷却コ
ール表面の１０ｍｍ以内に接近させ、その輻射熱によっ
て冷却ロール表面の吸着水分や吸着ガスなどの吸着物質
を除去することからなる象、冷金属薄帯の製造方法であ
る。

以下、この発明法を具体的に説明する。

この発明法は、たとえば第１図に構成を示したような単
ロール装置において適用することができる。図中番号１
は冷却ロール、２はタンデイツシュ、３は注湯ノズル、
４はノズル３の加熱手段、５は注湯樋、６はエアーナイ
フ、７はリボン搬送ガイド、８はロール清浄化手段、９
は変位計、１０１０′はノズル−ロール間ギャップ計測
器、そして１１は溶融金属である。

さて注湯・製板に先立って、溶湯温度の低下やノズル詰
りを回避するために、タンデイツシュ２をガスバーナー
によって加熱したり、注湯ノズル３をヒーター４によっ
て加熱し、タンデイツシュから注湯ノズルまでを１００
０℃〜１４００℃程度に予熱する。これに伴って注湯ノ
ズル先端も７００〜１０００℃まで加熱される。

ところでガスバーナーによる予熱が行なわれている場合
には、注湯ノズル先端の狭い開口部から燃焼廃ガスが外
部に飛び出すが、この廃ガス中にはタンデイツシュの乾
燥にともなう湿分やガスの燃焼にともなう水分が含まれ
ているので、ノズルスリットから放出される燃焼廃ガス
の露点は高い。

したがって内部強制水冷状態の冷却ロール１の表面近傍
にガスバーナー点火中の注湯ノズル３を接近させると、
冷却ロール面で結露してしまうおそれがある。これはこ
の発明の目的とは逆行する状況である。

そこでこの発明では、注湯ノズルを接近させる前に先ず
ガスバーナーを消火し、ヒーター４で７００℃以上に加
熱した注湯ノズル３の先端が冷却ロール面から１０ｍｍ
以内となるように接近させるのである。この際、冷却ロ
ールの周速は０．５〜１５ｍ／ｓ程度に維持することが
望ましい。というのは０．５ｍ／ｓより低速の場合には
局部加熱となることがあり、また１５ｍ／ｓより高速の
場合には随伴する風のためにノズル先端が冷却され過ぎ
る懸念があるからである。

この発明でノズル先端温度を７００℃以上に限定したの
は、ノズル先端温度が７００℃に満たないとノズルを冷
却ロール面の１０９以内に近づけても、ロール表面をほ
とんど加熱することができず、満足いく冷却ロール面の
吸着物質の除去ができないからである。

ノズル先端温度の好適範囲の上限を確認することはでき
なかったが、約１１００℃でもこの発明の目的にとって
は好ましい結果が得られた。なお第１図に示すように、
ノズル先端は裸出していてロールの回転に伴なう風を受
けるため、１１００℃以上に加熱することはできなかっ
た。

またロール面のクリーニング処理に際して、加熱ノズル
とロール面との間隔は１０ｍｍ以下とする必要がある。

というのはノズル−ロール間ギャップが１０　ｍｍを超
えるとロール面が充分には加熱されず、満足いく程度の
吸着物質の除去が達成されないからである。なお下限は
必ずしも限定されるものでないが、先端温度の低下や操
業上の容易さから１ｆｆｌｙ１以上とすることが望まし
い。

以上のようなりリーニング処理を５〜２０分間冷却ロー
ル面に加えた際、タンデイツシュや注湯ノズルの温度が
注湯にとって好ましくない低温域にまで低下した場合に
は、再度ガスバーナーを併用する予熱を行なったのち、
注湯する。

この発明に従い、上述したようなりリーニング処理を加
えた場合、ノズル−ロール間のパドルは極めて安定して
おり、パドルブレークもなく、円滑な製板を行なうこと
ができた。

（作　用） クリーニング処理を加えることによって、パドルが安定
し、円滑な操業が実現できるのは、冷却ロールの掻く表
面が加熱され、吸着水分等の脱離が生じることによるも
のであるが、輻射温度計等でロール表面温度を測定して
も、クリーニング処理による温度上昇は５〜２０℃に過
ぎない。この理由はロール内部の水冷による効果と考え
られるが、この程度の温度上昇でもこの発明の目的を充
分に達成することができる。

なお内部強制水冷を行ないながら、ロール面が５０℃以
上に加熱されると、銅合金製ロール表面の酸化が生じる
ので好ましくない。

（実施例） 第１図に示したタンデイツシュをガスバーナーにより約
１０００℃に、また注湯ノズルをヒーターにより１３５
０℃に加熱した。このときノズル先端の温度は約９５０
℃まで上昇した。次いでガスバーナーを消火し、ノズル
先端を５１１１／ｓで回転する冷却ロールの５Ｍ直上ま
で下降させ、１０分間保持した。

このときの輻射温度計によるロール表面温度の上昇は＋
８℃であった。その後ノズル先端がロールから３０ｍｍ
上方になるまで上昇させ、ガスバーナーを再点火しタン
デイツシュの加熱を再開した。初期状態に復帰させてか
ら、注湯のためにバーナーは消し、ロール−ノズル間ギ
ャップ：０．４ｍｍまで制御移動した後、１３００℃に
保持しておいたｆｅ７ｓＢ＋ｚＳＩ９ＣＩ　（ａｔ％）
組成の合金溶湯の注湯を開始した。

上記の注湯製板工程においてパドルブレークの発生は全
くなく、注湯開始直後から安定な製板状況に入った。

（発明の効果） かくしてこの発明によれば、新規な装置を必要とするこ
となしに、冷却ロールの表面を効果的に清浄化すること
ができ、ひいては単ロール法による安定な製板を極めて
筒便に実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施に用いて好適な単ロール法装
置の一例を示す模式図である。 １・・・冷却ロール　　　　２・・・タンデイツシュ３
・・・注湯ノズル　　　　４・・・ノズルの加熱手段５
・・・注湯樋　　　　　　６・・・エアーナイフ７・・
・リボン搬送ガイド　８・・・ロール清浄化手段９・・
・変位計　　　　　　１０．１０’・・・ギャップ計測
器１１・・・溶融金属

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、単ロール法によって急冷金属薄帯を製造するに際し
   、溶融金属をその注湯ノズルから冷却ロール表面に供給
   するに先立ち、予熱処理によって７００℃以上に加熱し
   た注湯ノズルの先端を回転する冷却ロール表面の１０ｍ
   ｍ以内に接近させ、その輻射熱によって冷却ロール表面
   の吸着物質を除去することを特徴とする急冷金属薄帯の
   製造方法。 ２、ノズルの輻射熱によって昇温する冷却ロールの表面
   温度が５０℃以下である請求項１記載の製造方法。