JPH0519166Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、溶融金属から非晶質又は結晶質の金
属薄帯を直接的に製造する連続鋳造装置に組み込
まれる注湯ノズルに関する。

〔従来の技術〕

溶融金属を急速に冷却して非晶質や結晶質の金
属薄帯を製造する連続鋳造法が、後続する圧延工
程や熱処理工程における負担を軽減し、しかも生
産性の高い技術として最近注目を浴びている。こ
の種の連続鋳造法としては、冷却ドラムの表面に
溶融金属を供給し、その表面から抜熱して金属薄
帯に製造する単ドラム方式や、一対の冷却ドラム
の間で溶融金属を急冷凝固させて、ドラムギヤツ
プから金属薄帯を送り出すツインドラム方式等が
ある。

第４図ａはこの単ドラム方式による非晶質金属
薄帯の連続鋳造装置を示し、同図ｂは冷却ドラム
に多孔する注湯部を示す。

溶融金属１は、その液面レベルが一定になるよ
うにタンデイツシユ２内に注入されている。この
タンデイツシユ２の底壁にはタンデイツシユノズ
ル３が設けられており、このタンデイツシユノズ
ル３に中間ノズル４及びノズルホルダ５が連結さ
れている。これらのタンデイツシユノズル３、中
間ノズル４及びノズルホルダ５の内部に孔が穿設
されており、この孔が接続されて溶湯流路６とな
る。ノズルホルダ５の先端にはノズルチツプ７が
取り付けられており、このノズルチツプ７内部に
設けたノズルスリツト８が前述の溶湯流路６に連
通している。

ストツパー９を上昇させることによつてタンデ
イツシユ２内の溶融金属１は、溶湯流路６を経由
してノズルスリツト８から冷却ドラム１０に向け
て流出する。このとき、タンデイツシユ２内の溶
湯静圧に応じて、ノズルスリツト８から流出する
溶融金属の流量が制御される。ノズルスリツト８
から流出した溶融金属は、冷却ドラム１０の表面
で急速に冷却されて金属薄帯１１となる。

ノズルスリツト８は、目標とする金属薄帯１１
の幅に応じた開口長さをもつている。第４図ｂ
は、この注湯部の先端を拡大して示した水平断面
図である。すなわち、円柱状空洞として形成され
ている溶湯流路６は、ノズルホルダ５に形成した
拡大部１２を経て、ノズルスリツト８に対応した
流路となる。ところが、拡大部１２を経由して溶
湯流路６からノズルスリツト８への溶融金属の供
給を開始するとき、拡大部１２で溶融金属の流量
分布が不均一になりやすい。

たとえば、供給開始時の溶融金属は、ノズルス
リツト８の中央部で多量の流れとなり、それよ
り外側で流入が一旦低下し、更に外側で多量の流
れとなる。その結果、得られた金属薄帯１１の
先端部が、第４図ｃに示すように不規則な形状を
もつ。

また、溶融金属の供給開始時においては、ノズ
ルスリツト８の長手方向に沿つて及びの部分
で溶融金属の流量が多くなつているが、拡大部１
２における溶融金属の圧力が高くなると、と
の間に合流が生じ、溶融金属は定常状態の膜流と
なつてノズルスリツト８から流出する。この合流
時にノズルチツプ７先端で溶融金属が衝突し、ス
プラツシユが生じる。このスプラツシユは、金属
薄帯１１に縦筋や縦割れ等を発生させる原因とな
る。

このようなことから、第４図ｂに示したように
溶湯流路６を単にノズルスリツト８の形状に合わ
せて広げただけでは、金属薄帯１１の製造開始を
安定した条件下で行うことが困難である。

そこで、本考案者等は、このノズルホルダ５内
部における溶融金属の流量分布を均一にして、鋳
造開始から定常状態に至る過程を円滑に行うため
に、ノズルホルダ５内に溶融金属の流速を制御す
る制御板を配置することを開発し、これを特開昭
60−136943号として出願した。この制御板とし
て、多孔質耐火物やハニカム構造体が使用され
る。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ノズルホルダ５内部に整流体を組み込むことに
よつて、溶湯流路６で円柱状になつている溶融金
属が帯状に広がるとき、第４図ｂで説明した流量
の局部的な増加が防止される。ところが、この整
流体は内部に多数の空隙をもつものであり、その
空隙にある気体が溶融金属の流に随伴されて、冷
却ドラム１０に向けて送られる。したがつて、冷
却ドラム１０の表面で冷却されることによつて形
成された金属薄帯１１には、多数のガス抜け疵が
発生している。

このガス抜け疵は、整流体をノズルホルダ５内
に配置しない場合、連続鋳造開始直後には多量に
発生するが、定常状態になるにつれて低減する。
しかし、整流体を組み込んでいる場合、ガス抜け
疵の集中的発生傾向が弱められ、製造された金属
薄帯１１の長い範囲にわたつてガス抜け疵がみら
れる。これは、整流体の内部空洞に残留している
気体が、整流体の多孔質構造やハニカム構造に拘
束されて、整流体内に残存し、これが長い時間に
わたつて徐々に溶融金属流に乗つて持ち出される
ことが原因であると考えられる。そして、このよ
うなガス抜け疵が金属薄帯１１にあると、巻取り
時にその疵を起点として金属薄帯１１が破断し易
く、安定した巻取りが行われない。

そこで、本考案は、気体が滞留しやすい部分の
整流体開口部を閉塞することによつて、定常状態
に至つた段階でノズルホルダ内に残留している気
体が溶融金属流に乗つて持ち出されることを防止
し、ガス抜け疵の発生個所を金属薄帯の先端部の
みに規制し、安定した条件下で金属薄帯を製造す
ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案の金属薄帯連続鋳造装置用注湯ノズル
は、その目的を達成するため、金属薄帯の目標幅
に対応したノズルスリツトを形成したノズルチツ
プを先端に取り付けたノズルホルダの内部に、タ
ンデイツシユから送られてくる溶融金属流を前記
ノズルスリツトの幅に対応した偏平流にする拡大
部をもつ溶湯流路を穿設し、前記拡大部に多孔質
耐火物、ハニカム構造体等の整流体を配置し、且
つ該整流体が前記ノズルチツプの背面に当接する
個所を耐火性充填材で目詰めしたことを特徴とす
る。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら、実施例により本考
案の特徴を具体的に説明する。

第１図は、本考案の第１実施例における注湯ノ
ズルの要部を示す側断面図である。なお、第１図
において、第４図で示した部材等に対応するもの
については、同一の符番で指示した。

ノズルホルダ５には、従来の注湯ノズルと同様
に、冷却ドラム（第４図参照）に対向するノズル
チツプ７が取り付けられている。このノズルチツ
プ７には、溶湯流路６に連通してノズルチツプ５
内に穿設された拡大部１２につながるノズルスリ
ツト８が形成されている。溶湯流路６を経由して
送られて来た溶融金属は、この拡大部１２でノズ
ルスリツト８の幅に対応した偏平状の流れにされ
る。この過程において第４図ｂ及びｃで説明した
ように流量分布が不均一となることを防止するた
め、拡大部１２に整流体１３が組み込まれてい
る。

この整流体１３としては、ジルコニアの多孔質
耐火物が使用される。この多孔質耐火物は、１cm
あたり４〜８個程度の空隙を持つ。あるいは、多
孔質耐火物に代えて、チタン酸アルミニウム、ジ
ルコニア等から作られたハニカム構造体を整流体
１３として使用することもできる。この場合、ハ
ニカムは、１cm²あたり60〜70セル程度の微細な空
隙のものを用いる。

整流体１３は、ノズルチツプ７の背面に当接し
た状態で拡大部１２に配置される。そのため、こ
の当接個所につながる整流体１３内の空隙にある
気体が長時間にわたり残存しやすく、これが定常
状態の下で製造している金属薄帯１１にガス抜け
疵となつて現れる。そこで、本実施例において
は、ノズルチツプ７の背面に当接する整流体１３
の部分に、耐火性充填１４を塗布している。この
耐火性充填材１４としては、チタン酸アルミニウ
ム等が使用される。

耐火性充填材１４によつて、ノズルチツプ７の
背面と整流体１３との間が閉塞され、この接触部
に連通する整流体１３内の空隙はめくら孔とな
る。そのため、その空隙にある気体は、ノズルホ
ルダ５内を通過する溶融金属の流れに随伴され
ず、ガス抜け疵発生が防止される。めくら孔以外
の空隙にある気体は、整流体１３内を流れる溶融
金属によつて容易にノズル外部に持ち出される。
したがつて、鋳造開始から短時間で定常状態に達
することができる。

第２図は、本考案の第２実施例を説明する図で
ある。本実施例の場合にあつては、拡大部１２に
挿入する整流体１３に、空間部１５を溶融金属の
流れに対して直角な方向に形成している。整流体
１３入側の溶融金属は、この空間部１５に流入し
た後で、整流体１３出側の空隙を経由してノズル
スリツト８から流出する。この空間部１５に溶融
金属が流入するとき、流動抵抗の急激な変更によ
つてノズル幅方向に沿つた溶融金属の流量分布が
均一化される。そのため、ノズルスリツト８から
流出する溶融金属は、金属薄帯の目標板幅に対応
した一様な流れとなつて冷却ドラム１０（第４図
参照）の表面に供給されるので、金属薄帯の幅方
向に沿つた厚み変動も少なくなる。

本実施例においても、ノズルチツプ７の背面に
接する整流体１３部分に耐火性充填材１４が施さ
れており、その部分につながる整流体１３内の空
隙をめくら孔としている。

第３図は、前述の第１実施例で示したノズルを
使用して金属薄帯を製造したときの結果を、単に
整流体を組み込んだノズルと比較して示したグラ
フである。

本例においては、Fe_80.5B₁₂Si₇C_0.5の組成をもち
温度1300℃の溶融金属をノズルスリツトから流出
させ、冷却ドラムで冷却速度約30万℃／秒で冷却
して、厚みが30μｍで幅150mmの非晶質金属薄帯
を製造した。また、ガス抜け疵の発生個数は、金
属薄帯の長さ10ｍについて発生したガス抜け疵を
透過光計数方式によつて測定した個数で示してい
る。同図ａは、第１図に示したノズルを使用した
例であり、この場合にはガス抜け疵が鋳造開始直
後に集中しており、定常状態に至つた段階では製
品として実質的に悪影響のない２個以下に抑えら
れている。これに対して、ノズルチツプ７に接す
る部分に耐火性充填材１４を塗布しないで整流体
１３を組み込んだノズルにあつては、同図ｂに示
すように定常状態に至つても依然として多数のガ
ス抜け疵の発生が継続していた。

なお、以上の例においては、単ドラム方式によ
つて金属薄帯を製造する場合について説明した。
しかし、本考案は、これに拘束されるものではな
く、円柱状の流れから偏平状の流れとして溶融金
属をノズルチツプから送り出し、金属薄帯を製造
する限りにおいて、たとえばツインドラム方式等
のその他の形式の連続鋳造装置に適用可能である
ことは勿論である。

〔考案の効果〕

以上に説明したように、本考案においては、整
流体を組み込んだ注湯ノズルにあつて、気体が滞
留しがちな整流体内の空隙をめくら孔とすること
によつて、鋳造作業が定常状態に至つた段階で内
部に残留する気体が溶融金属流に随伴されて持ち
出されることを防止している。他方、その他の空
隙にある気体は、鋳造開始直後、容易に溶融金属
流に随伴されるため、短時間で定常状態に達する
ことができる。このようにして、本考案によると
き、ガス抜け疵の発生を鋳造の初期段階に集中さ
せ、定常状態では優れた品質の金属薄帯を高い生
産性で製造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例における注湯ノズ
ルの要部を示し、第２図は第２実施例の注湯ノズ
ルの要部を示し、第３図は第１実施例の注湯ノズ
ルによる効果を比較例と対比して表したグラフで
ある。他方、第４図は、従来の非晶質金属薄帯を
製造する装置及びその問題点を説明するための図
である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 金属薄帯の目標幅に対応したノズルスリツトを
   形成したノズルチツプを先端に取り付けたノズル
   ホルダの内部に、タンデイツシユから送られてく
   る溶融金属流を前記ノズルスリツトの幅に対応し
   た偏平流にする拡大部をもつ溶湯流路を穿設し、
   前記拡大部に多孔質耐火物、ハニカム構造体等の
   整流体を配置し、且つ該整流体が前記ノズルチツ
   プの背面に当接する個所を耐火性充填材で目詰め
   したことを特徴とする金属薄帯連続鋳造装置用注
   湯ノズル。