JPH0523801A - 溶湯噴出用ノズル及びその製造方法 - Google Patents
溶湯噴出用ノズル及びその製造方法Info
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- JPH0523801A JPH0523801A JP18623891A JP18623891A JPH0523801A JP H0523801 A JPH0523801 A JP H0523801A JP 18623891 A JP18623891 A JP 18623891A JP 18623891 A JP18623891 A JP 18623891A JP H0523801 A JPH0523801 A JP H0523801A
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- silicon nitride
- aluminum titanate
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- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 気密性、耐久性に優れた溶湯噴出用ノズルと
その製造方法を提供する。 【構成】 窒化珪素またはチタン酸アルミニウムを主原
料とする多孔質体の気孔部の一部または全部にＳｉＯ2
およびＳｉＺｒＯ4を主成分とする硬化物の１種または
２種を充填する。
その製造方法を提供する。 【構成】 窒化珪素またはチタン酸アルミニウムを主原
料とする多孔質体の気孔部の一部または全部にＳｉＯ2
およびＳｉＺｒＯ4を主成分とする硬化物の１種または
２種を充填する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は非晶質合金薄帯ないしは
結晶質合金薄帯の製造装置の中で、特に単ロル法および
双ロ−ル法による製造装置に用いられる溶湯噴出用ノズ
ルとその製造方法に関するものである。
結晶質合金薄帯の製造装置の中で、特に単ロル法および
双ロ−ル法による製造装置に用いられる溶湯噴出用ノズ
ルとその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、単ロ−ル法および双ロ−ル法によ
る製造装置において用いられる合金溶湯噴出用ノズル
（以下ノズルと称する）の材質としては、石英および各
種セラミックスが使用されている。セラミックスの例と
しては窒化珪素（特開昭５６−１４０５８号）、窒化ほ
う素（特開昭５４−７６４３４号）、窒化アルミ（特開
昭６１−９９５４８号）、さらにはチタン酸アルミニウ
ム、ジルコニア、カルシア、アルミナなど様々なものが
提案されている。
る製造装置において用いられる合金溶湯噴出用ノズル
（以下ノズルと称する）の材質としては、石英および各
種セラミックスが使用されている。セラミックスの例と
しては窒化珪素（特開昭５６−１４０５８号）、窒化ほ
う素（特開昭５４−７６４３４号）、窒化アルミ（特開
昭６１−９９５４８号）、さらにはチタン酸アルミニウ
ム、ジルコニア、カルシア、アルミナなど様々なものが
提案されている。
【０００３】ノズル材質に要求される特性としては、溶
湯に対する耐反応性、使用温度が千数百度の高温である
ことから高温強度、高温でノズルが分解や変質をおこさ
ないための耐熱性、急加熱を行う事から耐熱衝撃性、ス
リット部には溶湯やノロ等が高温高速で接触するので、
それらに対する耐久性を保持するため硬度が高いことが
必要である。
湯に対する耐反応性、使用温度が千数百度の高温である
ことから高温強度、高温でノズルが分解や変質をおこさ
ないための耐熱性、急加熱を行う事から耐熱衝撃性、ス
リット部には溶湯やノロ等が高温高速で接触するので、
それらに対する耐久性を保持するため硬度が高いことが
必要である。
【０００４】また合金薄帯製造装置においては、ノズル
内に合金溶湯を保持するために、あるいは製造される合
金薄帯の板厚を制御するためにノズル内部の圧力を調節
するが、この場合ノズルの気密性が不足していると圧力
調整が不十分となる。
内に合金溶湯を保持するために、あるいは製造される合
金薄帯の板厚を制御するためにノズル内部の圧力を調節
するが、この場合ノズルの気密性が不足していると圧力
調整が不十分となる。
【０００５】前述の従来のノズル材質のうちで、石英は
軟化点が使用温度近傍にあることから、小量生産には良
く使用されるが大型のノズルで使用し難く大量生産には
向いていない。また、溶湯に活性金属を含む場合、ノズ
ルと溶湯の反応が大きく使用範囲が限られてくる。例え
ばＮｂやＢを含んだ合金溶湯では反応によりノズル内面
が侵食され、ノズルの使用回数は数回が限度となる。
軟化点が使用温度近傍にあることから、小量生産には良
く使用されるが大型のノズルで使用し難く大量生産には
向いていない。また、溶湯に活性金属を含む場合、ノズ
ルと溶湯の反応が大きく使用範囲が限られてくる。例え
ばＮｂやＢを含んだ合金溶湯では反応によりノズル内面
が侵食され、ノズルの使用回数は数回が限度となる。
【０００６】セラミックスの中では、例えば窒化ほう素
は硬度が低いため耐久性に劣り、ノズル材質に適してい
ない。その他窒化アルミは強度が低いこと、ジルコニ
ア、カルシア、アルミナなどは熱衝撃に弱いことからい
ずれもノズル材質として満足できるものでなかった。
は硬度が低いため耐久性に劣り、ノズル材質に適してい
ない。その他窒化アルミは強度が低いこと、ジルコニ
ア、カルシア、アルミナなどは熱衝撃に弱いことからい
ずれもノズル材質として満足できるものでなかった。
【０００７】ノズルに比較的適した材質としては、高温
強度、耐熱衝撃性、耐反応性に優れている点で窒化珪素
が上げられる。窒化珪素焼結体はホットプレス法、常圧
焼結法、または反応焼結法により製造することができる
が、ホットプレス法または常圧焼結法で製造された焼結
体は硬度が高過ぎ、ノズル製造時においてスリットの加
工が容易でない。また、ノズルが熱応力により割れ易い
問題がある。
強度、耐熱衝撃性、耐反応性に優れている点で窒化珪素
が上げられる。窒化珪素焼結体はホットプレス法、常圧
焼結法、または反応焼結法により製造することができる
が、ホットプレス法または常圧焼結法で製造された焼結
体は硬度が高過ぎ、ノズル製造時においてスリットの加
工が容易でない。また、ノズルが熱応力により割れ易い
問題がある。
【０００８】一方、反応焼結法で製造されたノズルは硬
度がそれほど高くなくスリットの加工も容易であるが、
１０〜３０％の気孔率を有する多孔質体であり気密性が
劣るという問題がある。
度がそれほど高くなくスリットの加工も容易であるが、
１０〜３０％の気孔率を有する多孔質体であり気密性が
劣るという問題がある。
【０００９】また、ノズルに比較的適した材質としては
耐熱衝撃性に優れている点でチタン酸アルミニウムがあ
げられる。しかしチタン酸アルミニウム製も反応焼結窒
化珪素と同様に多孔質体で気密性は良くない。
耐熱衝撃性に優れている点でチタン酸アルミニウムがあ
げられる。しかしチタン酸アルミニウム製も反応焼結窒
化珪素と同様に多孔質体で気密性は良くない。
【００１０】以上のような多孔質体を用いたノズルの場
合、ノズル内圧の精密な調節が非常に困難なものとな
り、板厚精度の良好な薄帯を安定して製造することは困
難である。
合、ノズル内圧の精密な調節が非常に困難なものとな
り、板厚精度の良好な薄帯を安定して製造することは困
難である。
【００１１】多孔質体の気密性を向上する方法としては
特開昭５８−３５０４９号においてノズル表面にＳｉ系
有機物の塗膜を施す方法が提案されている。しかし、こ
の方法はノズル表面温度が５００〜７００℃程度の使用
条件下の場合には有効であるが、表面温度が１２００〜
１３００℃となる通常の合金溶湯を対象とする場合には
有機物の塗膜を用いることはできない。
特開昭５８−３５０４９号においてノズル表面にＳｉ系
有機物の塗膜を施す方法が提案されている。しかし、こ
の方法はノズル表面温度が５００〜７００℃程度の使用
条件下の場合には有効であるが、表面温度が１２００〜
１３００℃となる通常の合金溶湯を対象とする場合には
有機物の塗膜を用いることはできない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】前述のようにノズルに
比較的適した材質として窒化珪素またはチタン酸アルミ
ニウムが上げられるが、特に反応焼結窒化珪素またはチ
タン酸アルミニウムは気密性の悪いことが問題となって
いる。気密性を上げる方法としては特開昭５８−３５０
４９号の方法があるが耐熱性の点で問題を残していた。
比較的適した材質として窒化珪素またはチタン酸アルミ
ニウムが上げられるが、特に反応焼結窒化珪素またはチ
タン酸アルミニウムは気密性の悪いことが問題となって
いる。気密性を上げる方法としては特開昭５８−３５０
４９号の方法があるが耐熱性の点で問題を残していた。
【００１３】耐熱性を考慮して有機物の塗膜の変わりに
セラミックスのコーティング剤を表面に塗布することも
考えられるが、使用後母材との熱膨張差が原因による亀
裂がコーティング膜に入り、さらにはコーティング膜が
はがれ落ち気密性を保持することができなくなるため実
際の薄帯製造での使用には問題がある。
セラミックスのコーティング剤を表面に塗布することも
考えられるが、使用後母材との熱膨張差が原因による亀
裂がコーティング膜に入り、さらにはコーティング膜が
はがれ落ち気密性を保持することができなくなるため実
際の薄帯製造での使用には問題がある。
【００１４】さらに気密性を向上する方法としてはノズ
ルの肉厚を厚くする事が考えられるが、ノズル内壁と外
壁との温度差が大きくなり、熱応力により割れ易くなる
という問題がある。
ルの肉厚を厚くする事が考えられるが、ノズル内壁と外
壁との温度差が大きくなり、熱応力により割れ易くなる
という問題がある。
【００１５】また反応焼結窒化珪素およびチタン酸アル
ミニウムは硬度も窒化ほう素等に比べると高いが、使用
段階では耐久性向上のために硬度はより高い方が好まし
い。
ミニウムは硬度も窒化ほう素等に比べると高いが、使用
段階では耐久性向上のために硬度はより高い方が好まし
い。
【００１６】しかしスリット加工を行う場合、硬度が高
すぎるのは加工が難しくなり好ましくない。したがっ
て、加工段階では硬度が多少低く、使用する際は硬度が
高いノズルが好ましい。
すぎるのは加工が難しくなり好ましくない。したがっ
て、加工段階では硬度が多少低く、使用する際は硬度が
高いノズルが好ましい。
【００１７】本発明はこれらの問題点を解決し、気密
性、耐久性に優れた合金製造用ノズルとその製造方法を
提供するものである。
性、耐久性に優れた合金製造用ノズルとその製造方法を
提供するものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明は窒化珪素または
チタン酸アルミニウムを主原料とする多孔質体の気孔部
の一部または全部にＳｉＯ2およびＳｉＺｒＯ4を主成分
とする硬化物の１種または２種を充填したことを特徴と
する溶湯噴出用ノズルである。
チタン酸アルミニウムを主原料とする多孔質体の気孔部
の一部または全部にＳｉＯ2およびＳｉＺｒＯ4を主成分
とする硬化物の１種または２種を充填したことを特徴と
する溶湯噴出用ノズルである。
【００１９】本発明ノズルは気密性を向上させるために
ＳiＯ2系の硬化物を使用するが、これ特開昭５８−３５
０４９号にて提案されている有機物系の塗膜に比べ格段
に耐熱性に優れる。しかも硬化物をノズル内部の気孔部
に入り込ませているため熱膨張差が原因となる脱落が生
ずることはない。さらに、ＳiＯ2、ＳｉＺｒＯ4の硬化
物は非常に硬く、またこの硬化物がＳｉ3Ｎ4の組織を強
固に固定することからノズルの硬度を増すことができ
る。このことからノズルの耐久性も改善する事ができ
る。
ＳiＯ2系の硬化物を使用するが、これ特開昭５８−３５
０４９号にて提案されている有機物系の塗膜に比べ格段
に耐熱性に優れる。しかも硬化物をノズル内部の気孔部
に入り込ませているため熱膨張差が原因となる脱落が生
ずることはない。さらに、ＳiＯ2、ＳｉＺｒＯ4の硬化
物は非常に硬く、またこの硬化物がＳｉ3Ｎ4の組織を強
固に固定することからノズルの硬度を増すことができ
る。このことからノズルの耐久性も改善する事ができ
る。
【００２０】本発明ノズルは、窒化珪素またはチタン酸
アルミニウムを主原料とする多孔質体の気孔部の一部ま
たは全部にＳｉＯ2およびＳｉＺｒＯ4の１種または２種
を生成する金属有機化合物溶液を含浸し、乾燥、硬化す
ることにより製造することができる。
アルミニウムを主原料とする多孔質体の気孔部の一部ま
たは全部にＳｉＯ2およびＳｉＺｒＯ4の１種または２種
を生成する金属有機化合物溶液を含浸し、乾燥、硬化す
ることにより製造することができる。
【００２１】金属有機化合物溶液の含浸、乾燥のサイク
ルは、気孔部への含浸を十分ならしめるため数度繰り返
すことが望ましい。また、含浸液およびノズルを密閉容
器に入れ真空ポンプで減圧することで、より早く、しか
も１度で多量の含浸液を含浸する事も可能である。
ルは、気孔部への含浸を十分ならしめるため数度繰り返
すことが望ましい。また、含浸液およびノズルを密閉容
器に入れ真空ポンプで減圧することで、より早く、しか
も１度で多量の含浸液を含浸する事も可能である。
【００２２】乾燥後の硬化は６００〜１０００℃に加熱
し含浸液の溶媒を完全に除去することにより行うことが
できる。
し含浸液の溶媒を完全に除去することにより行うことが
できる。
【００２３】ノズルの形態は、図１に示すような１体型
でも、図２に示すように本体１とスリット部２の組み合
わせ型でも良い。
でも、図２に示すように本体１とスリット部２の組み合
わせ型でも良い。
【００２４】
【実施例】
（実施例１）気孔率２７．０％の反応焼結窒化珪素製ノ
ズル母材をＳiＯ2を生成し得る含浸液またはＳｉＺｒＯ
4を生成し得る含浸液に２０分間浸した後２４ｈ大気中
で乾燥させ、さらにそれを４回繰り返し行った後６００
℃、１ｈ加熱した。ノズルの気密性はノズル内を１００
リットル／ｍｉｎの真空ポンプで減圧したときの到達圧
力の値で評価した。表１に示したように従来の反応焼結
窒化珪素ノズルは気密性が悪いため−２０ｃｍＨｇ程度
しか減圧されなかった。本発明によるノズルはそれに比
べ−６２ｃｍＨｇまたは−７４ｃｍＨｇまで減圧され気
密性が飛躍的に向上したことがわかる。このノズルを用
いてＦｅ−Ｓｉ−Ｂ系アモルファス合金薄帯の製造実験
を行った結果、板厚精度の良好な薄帯が安定して製造で
きた。
ズル母材をＳiＯ2を生成し得る含浸液またはＳｉＺｒＯ
4を生成し得る含浸液に２０分間浸した後２４ｈ大気中
で乾燥させ、さらにそれを４回繰り返し行った後６００
℃、１ｈ加熱した。ノズルの気密性はノズル内を１００
リットル／ｍｉｎの真空ポンプで減圧したときの到達圧
力の値で評価した。表１に示したように従来の反応焼結
窒化珪素ノズルは気密性が悪いため−２０ｃｍＨｇ程度
しか減圧されなかった。本発明によるノズルはそれに比
べ−６２ｃｍＨｇまたは−７４ｃｍＨｇまで減圧され気
密性が飛躍的に向上したことがわかる。このノズルを用
いてＦｅ−Ｓｉ−Ｂ系アモルファス合金薄帯の製造実験
を行った結果、板厚精度の良好な薄帯が安定して製造で
きた。
【００２５】また図２の組み合わせ型ノズルにおいてス
リット部に含浸処理を行わない場合、表１に示したよう
にスリット部の使用回数の限度は平均４回だったが、本
発明の例では硬度が改善されたためスリット部の耐久性
が向上し、使用回数は２０回または２７回まで改善され
た。なお、１回当り２５Ｋgの溶湯を鋳造した。
リット部に含浸処理を行わない場合、表１に示したよう
にスリット部の使用回数の限度は平均４回だったが、本
発明の例では硬度が改善されたためスリット部の耐久性
が向上し、使用回数は２０回または２７回まで改善され
た。なお、１回当り２５Ｋgの溶湯を鋳造した。
【００２６】（実施例２）気孔率１６．２％のチタン酸
アルミニウム製ノズルをＳiＯ2を生成し得る含浸液また
はＳｉＺｒＯ4を生成し得る含浸液に２０分間浸した後
２４ｈ大気中で乾燥させ、さらにそれを４回繰り返し行
った後６００℃、１ｈで加熱した。
アルミニウム製ノズルをＳiＯ2を生成し得る含浸液また
はＳｉＺｒＯ4を生成し得る含浸液に２０分間浸した後
２４ｈ大気中で乾燥させ、さらにそれを４回繰り返し行
った後６００℃、１ｈで加熱した。
【００２７】実施例１と同一の試験方法で気密性を調査
した結果、表１に示したように従来のチタン酸アルミニ
ウム製ノズルは−３０ｃｍＨｇ程度しか減圧されなかっ
たが、本発明によるノズルはそれに比べ−６５ｃｍＨｇ
または−７５ｃｍＨｇまで減圧され気密性が飛躍的に増
大したことがわかる。このノズルを用いてＦｅ−Ｓｉ−
Ｂ系アモルファス合金薄帯の製造実験を行った結果、板
厚精度の良好な薄帯が安定して製造できた。
した結果、表１に示したように従来のチタン酸アルミニ
ウム製ノズルは−３０ｃｍＨｇ程度しか減圧されなかっ
たが、本発明によるノズルはそれに比べ−６５ｃｍＨｇ
または−７５ｃｍＨｇまで減圧され気密性が飛躍的に増
大したことがわかる。このノズルを用いてＦｅ−Ｓｉ−
Ｂ系アモルファス合金薄帯の製造実験を行った結果、板
厚精度の良好な薄帯が安定して製造できた。
【００２８】また図２の組み合わせ型ノズルにおいてス
リット部に含浸処理を行わない場合、表１に示したよう
にスリット部の使用回数の限度は平均３回だったが、本
発明の例では硬度が改善されたためスリット部の耐久性
が向上し、使用回数は２４回または２５回まで改善され
た。
リット部に含浸処理を行わない場合、表１に示したよう
にスリット部の使用回数の限度は平均３回だったが、本
発明の例では硬度が改善されたためスリット部の耐久性
が向上し、使用回数は２４回または２５回まで改善され
た。
【００２９】
【表１】
【００３０】
【発明の効果】以上説明のように本発明によれば、気密
性、耐久性を改善したきわめて有用なノズルおよびその
製造方法を提供する事ができるため、その効果は著しい
ものがある。
性、耐久性を改善したきわめて有用なノズルおよびその
製造方法を提供する事ができるため、その効果は著しい
ものがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】ノズル形態の１例を示す図である。
【図２】ノズル形態の他の例を示す図である。
１ 本体
２ スリット部
Claims (2)
- 【請求項１】 窒化珪素またはチタン酸アルミニウムを
主原料とする多孔質体の気孔部の一部または全部にＳｉ
Ｏ2およびＳｉＺｒＯ4を主成分とする硬化物の１種また
は２種を充填したことを特徴とする溶湯噴出用ノズル。 - 【請求項２】 窒化珪素またはチタン酸アルミニウムを
主原料とする多孔質体の気孔部の一部または全部にＳｉ
Ｏ2およびＳｉＺｒＯ4の１種または２種を生成する金属
有機化合物溶液を含浸し、乾燥、硬化することにより前
記気孔部をＳiＯ2またはＳｉＺｒＯ4を主成分とする硬
化物で充填することを特徴とする溶湯噴出用ノズルの製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18623891A JPH0523801A (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | 溶湯噴出用ノズル及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18623891A JPH0523801A (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | 溶湯噴出用ノズル及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0523801A true JPH0523801A (ja) | 1993-02-02 |
Family
ID=16184774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18623891A Pending JPH0523801A (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | 溶湯噴出用ノズル及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0523801A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0826651A1 (de) * | 1996-08-28 | 1998-03-04 | W. HALDENWANGER TECHNISCHE KERAMIK GMBH & CO. KG | Verfahren zur Herstellung eines Oxidationsschutzes für poröse Keramiken auf der Basis von SiC und Si3N4 |
-
1991
- 1991-07-25 JP JP18623891A patent/JPH0523801A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0826651A1 (de) * | 1996-08-28 | 1998-03-04 | W. HALDENWANGER TECHNISCHE KERAMIK GMBH & CO. KG | Verfahren zur Herstellung eines Oxidationsschutzes für poröse Keramiken auf der Basis von SiC und Si3N4 |
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