JPH08192252A - 急冷凝固薄帯の巻取り方法 - Google Patents

急冷凝固薄帯の巻取り方法

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JPH08192252A
JPH08192252A JP220295A JP220295A JPH08192252A JP H08192252 A JPH08192252 A JP H08192252A JP 220295 A JP220295 A JP 220295A JP 220295 A JP220295 A JP 220295A JP H08192252 A JPH08192252 A JP H08192252A
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JP
Japan
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roll
cooling
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coiling
winding
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Application number
JP220295A
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Inventor
Yuichi Sato
藤 有 一 佐
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 30μm超の厚い薄帯を特性の劣化なしに巻
取る方法を提供すること。 【構成】 厚手薄帯をオンラインで巻取る際、巻取り部
表面の直下で、冷却媒体を循環させることを可能とした
巻取りロールを用いる。 【効果】 特性の劣化なしに厚い薄帯の巻取りができる
ようになったことから、薄帯を高歩留で生産することが
可能となった。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液体状態の金属および
合金(以下、「溶融金属」という。)を、移動する冷却
基板上で急冷凝固して、薄い帯状の金属および合金を得
る液体急冷法において、急冷凝固薄帯(以下、「薄帯」
という。)を冷却基板から剥離した後にオンラインで巻
取る方法に関する。
【0002】
【従来の技術】薄帯を製造するための液体急冷法とし
て、高速回転している1個の冷却ロール上に溶融金属を
供給して薄帯を得る、いわゆる、単ロール法や、高速回
転している1対の冷却ロール間に溶融金属を供給して薄
帯を得る、双ロール法などがある。
【0003】液体急冷法により薄帯を形成する方法につ
いて、図3に示す単ロール急冷凝固薄帯製造装置を用い
る場合を例にして説明する。図3において、溶融金属1
は、その湯面レベルが一定になるようにタンディッシュ
2に給湯されている。このタンディッシュ2の底壁には
羽口レンガ3が設けられており、この羽口レンガ3に中
間ノズル4およびノズルホルダー5が連結されている。
これらの羽口レンガ3、中間ノズル4およびノズルホル
ダー5の内部に孔が設けられており、この孔が接続され
て溶湯流路6、ノズルホルダー内の拡大内部空間12と
なる。また、ノズルホルダー5の先端にはノズルチップ
7が取り付けられており、このノズルチップ7の内部に
設けられたノズルスリット8が溶湯流路6に連通してい
る。
【0004】ノズルホルダー内の拡大内部空間12、ノ
ズルチップ7およびノズルスリット8については、図4
に示す。拡大内部空間とは、広幅の薄帯を得るためにノ
ズルホルダー5内で溶湯流路6を広げた部分をさし、ノ
ズルスリット8とは、ノズルチップ7中に設けた溶湯噴
出用の開口をさす。
【0005】ストッパー9を上昇させることによってタ
ンディッシュ2内の溶融金属1は、溶湯流路6を経由し
てノズルスリット8から冷却ロール10に向けて流出す
る。このとき、タンディッシュ2内の溶湯静圧に応じ
て、ノズルスリット8から冷却ロール10に向けて流出
する溶融金属の流量が制御される。ノズルスリット8か
ら流出した溶融金属は、冷却ロール10の表面で急速に
冷却されて薄帯11となる。なお、図3において、装置
全体に関する理解を容易にするため、冷却ロール10は
タンディッシュ2の縮尺率よりも大きな縮尺率で描かれ
ている。
【0006】これらの液体急冷法により得られる薄帯
を、冷却基板から剥離した後にオンラインで巻取る方法
として、これまで種々の方法が提案されている。基本的
には、巻取りロールを用いて、この巻取りロールの回転
によって巻取る方法が採用されている。例えば、磁気を
有する薄帯の場合、特開昭57−94453号公報で提
案されているように、永久磁石を表面に埋め込んだ巻取
りロールを用いて、磁石の力でもって薄帯を捕まえ、そ
の後巻取りロールの回転によって巻取る方法である。
【0007】この巻取り方法は、回転冷却基板上で急冷
凝固後、冷却基板表面に密着しつつ回転する磁性を有す
る薄帯を、鋭利な高圧ガスのジェットで剥離すると同時
に、剥離後の薄帯の先端を回転冷却基板と同等以上の周
速で回転する表面に磁性を帯びた巻取りロールに磁気吸
着した後、連続的に巻取る方法である。そして、前記公
報には、巻取りロールとして希土類コバルト磁石といっ
た永久磁石を表面に埋め込んだロールを使用できること
が開示されている。本発明者らは、例えば単ロール法に
おいて薄帯を製造する際、得られる薄帯をオンラインで
巻取るために、この方法により薄帯の巻取りを試みた。
【0008】その結果、薄帯の板厚が30μm以下の場
合は巻取り可能であり、品質上の問題もなく良好な薄帯
を得ることができた。しかし、薄帯の板厚が30μmを
超えるような厚手材となると、巻取りは可能であったも
のの、得られた薄帯の品質において問題が発生した。す
なわち、磁気的性質や延性などの機械的性質において特
性が劣化したのである。これは薄帯の板厚が30μm以
下と小さい場合は、巻き取った時点での薄帯の温度はお
よそ100℃以下と低いのに対し、薄帯の板厚が30μ
mを超えると巻き取った際の薄帯の温度が高くなり、つ
いには薄帯の特性に影響を及ぼすほどになるためであ
る。
【0009】特に、薄帯がアモルファス合金の場合、ア
モルファス合金の特性は熱に敏感で、高温に晒されると
結晶化し易くなって特性は劣化する。薄帯の板厚が大き
くなることにより巻き取られた状態での薄帯の温度が高
くなるのは、板厚が大きくなることにより高い温度で冷
却ロールから剥離するようになり、巻取った後ではその
後の薄帯の冷却がほとんどなされないためであると考え
られる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】厚手薄帯の巻取りの際
に発生する前述のような薄帯の冷却不良問題は、表面が
磁性を帯びた巻取りロールを用いる方法においてのみ発
生する問題ではなく、巻取りロールの回転によって巻取
る如何なる方法においても起る不変的な問題である。
【0011】本発明の目的は、30μmを超える厚い薄
帯を製造する場合においても、薄帯の特性の劣化を生じ
させないような薄帯の巻取り方法を提供することにあ
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、下記の事項を
その要旨としている。すなわち、移動する冷却基板上に
液体状態の金属および合金を噴出して得た急冷凝固薄帯
を、オンラインで巻取る方法において、巻取り部表面の
直下で冷却媒体を循環させた巻取りロールを用いること
を特徴とする、急冷凝固薄帯の巻取り方法。
【0013】以下に、本発明を詳細に説明する。本発明
は、冷却ロール10の表面で急速に冷却して得た薄帯1
1を巻取る際に、冷却可能な巻取りロールを用いること
を特徴とする。本発明の方法に採用できる巻取りロール
の模式図を一例として、図1に示す。巻取りロール13
の内部には、例えば液体や気体の冷却媒体が循環できる
ようにしてある。すなわち、回転軸の一方から冷却媒体
を供給し、冷却媒体を巻取りロール内の配管を用いて巻
取り部表面である巻取りロール表面の直下に誘導し、巻
取りロール表面直下を両側からそれぞれ半周させた後、
回転軸の他方に誘導して排出する。
【0014】巻取りロールの表面を内部から冷却媒体で
冷却することにより、薄帯巻取り中に薄帯を冷却するこ
とが可能となり、これまで厚手薄帯を巻取る際に発生し
ていた薄帯の冷却不良問題を抑制することができるよう
になった。
【0015】巻取りロールの内部を循環させる冷却媒体
としては、安価なことから冷却水などが好ましいが、冷
却媒体の温度をあまり低くすると巻取りロール表面で結
露が発生することから、冷却ロール表面が露点以上とな
るように冷却媒体の温度を制御する必要がある。巻取り
ロール表面で結露が発生すると、巻取った薄帯の表面に
水分が付着し錆などが発生するので好ましくない。
【0016】図1には冷却媒体の巻取りロール内部を循
環する経路がすべての箇所で密閉された場合を示してい
るが、冷却媒体の循環経路は巻取りロールの巻取り部を
冷却するという目的が達成されるのであれば、必ずしも
密閉されていなくてもよい。例えば、巻取りロールの内
側が溝になるようにして回転開始後にこの溝のところに
冷却媒体を供給し、巻取りロールの回転による遠心力で
冷却媒体を保持する機構としてもよい。
【0017】本発明の方法に採用される厚手薄帯の巻取
り条件として、例えば薄帯先端捕捉時の巻取りロールと
冷却ロール間の距離は、衝突しない程度にできるだけ接
近させた方がよく、例えば10mm程度以下とすること
が好ましい。但し、薄帯の先端を捕捉し、安定して巻取
れるようになったら、巻取りロールの巻き太りを考慮し
て巻取りロールを冷却ロールから遠ざける必要がある。
巻取りロールを遠ざけるタイミングなどについては下記
の実施例で詳しく述べる。
【0018】また、本発明の方法を用いて薄帯を量産す
るためには、図2に示すように円盤15を用いてこれを
回転させ、1個の巻取りリールで巻ききれなくなった場
合を想定して、予備の巻取りリール13′を冷却ロール
側に待機させる方式も採用できる。なお、このように薄
帯が長いパスラインを形成する場合は、支持ローラ16
を用いることにより安定した巻取りが可能となる。
【0019】本発明は、表面が磁性を帯びた巻取りロー
ルを用いる巻取り方法においてだけでなく、例えば粘着
物質を表面に塗布してこの粘着物質によって薄帯を捕捉
して巻取るなどの、他の巻取り方法においても適用可能
である。
【0020】また、薄帯を形成させる方法として単ロー
ル法の場合を述べたが、本発明の方法は、例えば1対の
高速回転している冷却ロール間に溶融合金を供給して薄
帯を得る、双ロール法などのその他の液体急冷法にも適
用できる。なお、薄帯を形成させる際の好ましい鋳造条
件やその他の巻取り条件などについては、下記の実施例
において詳しく述べる。
【0021】
【実施例】以下に、本発明を実施例にもとづいてさらに
説明する。実施例1 図3に示す大気中単ロール薄帯製造装置を用いて、Fe
−Si6.5 −B12−C1 アモルファス合金の厚手薄帯を
製造し、巻取りロールを用いて巻取りを試みた。鋳造に
用いた溶融試料噴出用ノズルチップのノズル開口形状
は、1.5mm×150mmとした。また、高周波誘導
方式で溶解した上記合金の溶融試料の流量を50kg/
分とし、銅からなる冷却ロールの周面に吹き付けて薄帯
とした。冷却ロールの表面速度は、20m/秒とした。
【0022】巻取りロールとして、図1に示すような内
部に冷却水を循環できるようにしたアルミニウム製の巻
取りロールを用いた。この巻取りロールの表面に、φ1
0mm×6mmtの丸棒状のサマリウム‐コバルトを、
互いに隣接する磁極が異なるように表面のアルミニウム
に樹脂で埋め込んだ。巻取りロールのサイズは、幅20
0mm、直径600mmであった。巻取り中巻取りロー
ルの冷却媒体供給側から、水温25℃(露点21.5
℃)の冷却水を、7kg/cm2 の圧力で供給して巻取
りロール表面を冷却した。
【0023】その他の巻取り条件として、薄帯先端捕捉
時の巻取りロールの位置は、図2中の待機位置とし、溶
融試料を噴出するノズルチップと冷却ロールの中心を結
んだ線から、およそ150°下の方向に回転させた位置
とした。また、巻取り開始0.5秒後以降は2.5kg
fの荷重がかかるように巻取りロールの回転数を調整し
た。さらに、巻取りロールと冷却ロールとの間隔は、初
め2mmとし、巻取り開始後2秒後に25mm/秒の速
度で10秒間巻取りロールを後退させた。
【0024】結果として、得られた薄帯全量を巻取るこ
とができ、薄帯の外観も良好であった。得られた薄帯の
板厚は、およそ45μmであり、板幅は、およそ150
mmであった。
【0025】薄帯の機械的特性および磁気的特性を評価
するために、長手方向で20mごとに長さ200mmの
サンプルを採取し、それぞれについて密着曲げ試験およ
びSST装置による鉄損の測定を行った。その結果を、
表1中の試料No.1に示す。
【0026】表1に示すように、すべてのサンプルで密
着曲げが可能であった。また、360℃、1時間磁場中
焼鈍した後の鉄損値(W13/50 )は、すべてのサンプル
で0.1W/kg以下と良好な値を示した。このことか
ら、薄帯製造時の巻取り工程における特性の劣化は認め
られず、良好な薄帯が得られることがわかった。
【0027】
【表1】
【0028】実施例2 実施例1と同様大気中単ロール薄帯製造装置および巻取
りロールを用いて、Fe−Si6.5 −B12−C1 アモル
ファス合金の厚手薄帯を製造した。用いた溶融試料噴出
用ノズルチップのノズル開口は、1mm×150mmの
スリットを鋳造方向に2mmの間隔をおいて2個平行に
並べた形状とした。その他の製造条件は、実施例1と同
様とした。
【0029】結果として、得られた薄帯全量を巻取るこ
とができ、薄帯の外観も良好であった。得られた薄帯の
板厚はおよそ65μmで、板幅はおよそ150mmであ
った。薄帯の機械的特性および磁気的特性を評価するた
めに、長手方向で20mごとに長さ200mmのサンプ
ルを採取し、それぞれについて密着曲げ試験およびSS
T装置による鉄損の測定を行った。その結果を、表1中
の試料No.2に示す。
【0030】密着曲げ試験結果として、すべてのサンプ
ルで密着曲げまでは至らなかったが、破壊直径がすべて
のサンプルで3mm以下と良好な値を示した。一方、3
60℃、1時間磁場中焼鈍した後の鉄損値(W13/50
は、すべてのサンプルで0.11W/kg以下と良好な
値を示した。このことから、薄帯製造時の巻取り工程に
おける特性の劣化は認められず、良好な薄帯が得られる
ことがわかった。
【0031】比較例 実施例1、2と同様に大気中単ロール薄帯製造装置を用
いて、Fe−Si6.5−B12−C1 アモルファス合金の
薄帯を製造し、巻取りロールにより巻取りを試みた。用
いた巻取りロールは実施例1および2で用いたものとし
たが、巻取り中は巻取りロール内部に冷却水を供給しな
かった。その他の製造条件は、実施例2と同様とした。
【0032】結果として、得られた薄帯全量を巻取るこ
とができ、薄帯の外観も良好であった。得られた薄帯の
板厚はおよそ65μmで、板幅はおよそ150mmであ
った。薄帯の機械的特性および磁気的特性を評価するた
めに、長手方向で20mごとに長さ200mmのサンプ
ルを採取し、それぞれについて密着曲げ試験およびSS
T装置による鉄損の測定を行った。その結果を、表1中
の試料No.3に示す。
【0033】密着曲げ試験結果については、破壊直径が
すべてのサンプルで10mm以上と不良であった。ま
た、360℃、1時間磁場中焼鈍した後の鉄損値(W
13/50 )は、すべてのサンプルで0.20W/kg以上
と高い値を示した。得られた薄帯が良好な外観を示した
にもかかわらず、機械的特性および磁気的特性ともかな
り不良であったのは、薄帯製造時の巻取り工程において
薄帯の温度が高いまま保持されたために薄帯の特性が劣
化したことによると考えられる。
【0034】
【発明の効果】アモルファス合金などの急冷凝固薄帯を
工業的に生産するにはオンラインで巻取ることが前提と
なるが、本発明の方法により、厚手薄帯の巻取り時に発
生していた特性の劣化を抑制できるようになったことか
ら、厚手薄帯を高歩留で生産することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に用いる巻取りロールの一例を説明する
ための模式図である。
【図2】本発明により薄帯を巻取る様子を示す模式図で
ある。
【図3】液体急冷法の一例として、単ロール法を説明す
るための模式図である。
【図4】ノズルホルダー周辺部を拡大した説明図であ
る。
【符号の説明】
1 溶融金属 2 タンディッシュ 3 羽口レンガ 4 中間ノズル 5 ノズルホルダー 6 溶湯流路 7 ノズルチップ 8 ノズルスリット 9 ストッパー 10 冷却ロール 11 薄帯 12 拡大内部空間 13 巻取りロール 13′ 予備の巻取りロール 14 巻取り装置 15 円盤 16 支持ローラ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】移動する冷却基板上に液体状態の金属およ
    び合金を噴出して得た急冷凝固薄帯を、オンラインで巻
    取る方法において、巻取り部表面の直下で冷却媒体を循
    環させた巻取りロールを用いることを特徴とする、急冷
    凝固薄帯の巻取り方法。
JP220295A 1995-01-10 1995-01-10 急冷凝固薄帯の巻取り方法 Pending JPH08192252A (ja)

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JP220295A JPH08192252A (ja) 1995-01-10 1995-01-10 急冷凝固薄帯の巻取り方法

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101509636B1 (ko) * 2012-12-28 2015-04-08 주식회사 포스코 마그네슘 합금 판재의 냉각 장치 및 그 방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20030304