JPH09174205A - アモルファス合金薄帯製造のための溶融合金供給方法 - Google Patents
アモルファス合金薄帯製造のための溶融合金供給方法Info
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- JPH09174205A JPH09174205A JP35122595A JP35122595A JPH09174205A JP H09174205 A JPH09174205 A JP H09174205A JP 35122595 A JP35122595 A JP 35122595A JP 35122595 A JP35122595 A JP 35122595A JP H09174205 A JPH09174205 A JP H09174205A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、液体急冷法の溶融合金の供給方法
において、容易に、かつ、安価に、１００ｋｇ／分以下
の少量供給を可能とする方法を提供する。 【解決手段】 取鍋に保持された溶融合金をロングノズ
ルを介してタンディッシュに供給するとき、ロングノズ
ル内の最少断面積を１.２ｃｍ2以下とし、取鍋底面から
ロングノズル内の最少断面積位置までの距離（Ｌｎ）
と、溶融合金供給開始時の取鍋内湯面高さ（Ｌｍ）との
比（Ｌｎ／Ｌｍ）を１.５以上とし、さらに、取鍋スト
ッパ−の位置を、供給開始時所定量だけ上昇させたら溶
融合金の供給を終了するまで、そのままの位置を維持さ
せて取鍋からタンディッシュへ溶融合金を供給する方
法。
において、容易に、かつ、安価に、１００ｋｇ／分以下
の少量供給を可能とする方法を提供する。 【解決手段】 取鍋に保持された溶融合金をロングノズ
ルを介してタンディッシュに供給するとき、ロングノズ
ル内の最少断面積を１.２ｃｍ2以下とし、取鍋底面から
ロングノズル内の最少断面積位置までの距離（Ｌｎ）
と、溶融合金供給開始時の取鍋内湯面高さ（Ｌｍ）との
比（Ｌｎ／Ｌｍ）を１.５以上とし、さらに、取鍋スト
ッパ−の位置を、供給開始時所定量だけ上昇させたら溶
融合金の供給を終了するまで、そのままの位置を維持さ
せて取鍋からタンディッシュへ溶融合金を供給する方
法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、溶融合金を移動
する冷却基板上で急冷凝固して、線および薄い帯状のア
モルファス合金（以下、単に薄帯と称す）を得る液体急
冷法において、溶融合金を保持する取鍋からタンディッ
シュへ溶融合金を供給する方法に関する。
する冷却基板上で急冷凝固して、線および薄い帯状のア
モルファス合金（以下、単に薄帯と称す）を得る液体急
冷法において、溶融合金を保持する取鍋からタンディッ
シュへ溶融合金を供給する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】薄帯を製造するための液体急冷法とし
て、例えば、１つの高速回転している冷却ロ−ル上に溶
融合金を供給して薄帯を得る単ロ−ル法や、１対の高速
回転している冷却ロ−ル間に溶融合金を供給して薄帯を
得る双ロ−ル法などがある。
て、例えば、１つの高速回転している冷却ロ−ル上に溶
融合金を供給して薄帯を得る単ロ−ル法や、１対の高速
回転している冷却ロ−ル間に溶融合金を供給して薄帯を
得る双ロ−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お
いて、例えば図４に示す単ロ−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４において、溶融
合金６は、その湯面レベルが一定になるようにタンディ
ッシュ５に給湯されている。このタンディッシュ５の底
壁には羽口レンガ９が設けられており、この羽口レンガ
９に中間ノズル１０およびノズルホルダ−１１が連結さ
れている。これらの羽口レンガ９、中間ノズル１０およ
びノズルホルダ−１１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１３、ノズルホルダ−１１内
の拡大内部空間１４となる。また、ノズルホルダ−１１
の先端にはノズルチップ１２が取り付けられており、こ
のノズルチップ１２の内部に設けたノズルスリット１５
が溶湯流路１３に連通している。なお、ノズルホルダ−
１１内の拡大内部空間１４、ノズルチップ１２、さらに
ノズルスリット１５については図５にて示すが、拡大内
部空間１４とは、広幅の薄帯を得るためにノズルホルダ
−１１内で溶湯流路１３を広げた部分をさし、ノズルス
リット１５とは、ノズルチップ１２中に設けた溶湯噴出
用の開口をさす。
いて、例えば図４に示す単ロ−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４において、溶融
合金６は、その湯面レベルが一定になるようにタンディ
ッシュ５に給湯されている。このタンディッシュ５の底
壁には羽口レンガ９が設けられており、この羽口レンガ
９に中間ノズル１０およびノズルホルダ−１１が連結さ
れている。これらの羽口レンガ９、中間ノズル１０およ
びノズルホルダ−１１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１３、ノズルホルダ−１１内
の拡大内部空間１４となる。また、ノズルホルダ−１１
の先端にはノズルチップ１２が取り付けられており、こ
のノズルチップ１２の内部に設けたノズルスリット１５
が溶湯流路１３に連通している。なお、ノズルホルダ−
１１内の拡大内部空間１４、ノズルチップ１２、さらに
ノズルスリット１５については図５にて示すが、拡大内
部空間１４とは、広幅の薄帯を得るためにノズルホルダ
−１１内で溶湯流路１３を広げた部分をさし、ノズルス
リット１５とは、ノズルチップ１２中に設けた溶湯噴出
用の開口をさす。
【０００４】タンディッシュストッパ−４を上昇させる
ことによってタンディッシュ５内の溶融合金６は、溶湯
流路１３を経由してノズルスリット１５から冷却ロ−ル
８に向けて流出する。このとき、タンディッシュ５内の
溶湯静圧に応じて、ノズルスリット１５から冷却ロ−ル
８に向けて流出する溶融合金６の流量が制御される。ノ
ズルスリット１５から流出した溶融合金６は、冷却ロ−
ル８の表面で急速に冷却されて薄帯７となる。
ことによってタンディッシュ５内の溶融合金６は、溶湯
流路１３を経由してノズルスリット１５から冷却ロ−ル
８に向けて流出する。このとき、タンディッシュ５内の
溶湯静圧に応じて、ノズルスリット１５から冷却ロ−ル
８に向けて流出する溶融合金６の流量が制御される。ノ
ズルスリット１５から流出した溶融合金６は、冷却ロ−
ル８の表面で急速に冷却されて薄帯７となる。
【０００５】なお、図４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−ル８はタンディッシュ５
の縮尺率よりも大きな縮尺率で描かれている。
解を容易にするため、冷却ロ−ル８はタンディッシュ５
の縮尺率よりも大きな縮尺率で描かれている。
【０００６】いずれの方法であっても、液体急冷法によ
り薄帯を得るには、冷却速度を例えば、１０2Ｋ／秒程
度以上とする必要がある。そのため、得られる薄帯の板
厚には制限があり、薄帯の板厚はせいぜい０.１ｍｍ未
満と小さい。液体急冷法により０.１ｍｍ未満の薄帯を
製造する場合、例えば、従来の凝固技術である普通造塊
法や連続鋳造法に比較して、各種の製造因子における制
約条件に差異が生じてくる。そのなかでも大きく異なる
制約条件として、溶融合金の供給量が挙げられる。すな
わち、例えば、一般に採用されている鋼などの連続鋳造
法の場合、鋳型に供給できる溶融合金の量は、例えば、
鋼の場合数トン／分程度であり、さらに、普通造塊法で
はそれ以上の供給も可能である。
り薄帯を得るには、冷却速度を例えば、１０2Ｋ／秒程
度以上とする必要がある。そのため、得られる薄帯の板
厚には制限があり、薄帯の板厚はせいぜい０.１ｍｍ未
満と小さい。液体急冷法により０.１ｍｍ未満の薄帯を
製造する場合、例えば、従来の凝固技術である普通造塊
法や連続鋳造法に比較して、各種の製造因子における制
約条件に差異が生じてくる。そのなかでも大きく異なる
制約条件として、溶融合金の供給量が挙げられる。すな
わち、例えば、一般に採用されている鋼などの連続鋳造
法の場合、鋳型に供給できる溶融合金の量は、例えば、
鋼の場合数トン／分程度であり、さらに、普通造塊法で
はそれ以上の供給も可能である。
【０００７】これに対して、本発明で対象にしている液
体急冷法においては、溶融合金の供給量は１００ｋｇ／
分以下とかなり少なくしなければならない。これは、前
述したように、薄帯の板厚における制限によるものであ
る。つまり、例えば、単ロ−ル法で通常製造できる薄帯
の最大板厚は０.１ｍｍ程度で、この場合の冷却ロ−ル
の周速は、およそ１０ｍ／秒程度であり、薄帯の板幅は
広くてもせいぜい２００ｍｍ程度であるから、例えば、
鉄を主成分とする合金の場合、その溶融合金の供給量は
およそ９０ｋｇ／分程度に制御しなければならない。
体急冷法においては、溶融合金の供給量は１００ｋｇ／
分以下とかなり少なくしなければならない。これは、前
述したように、薄帯の板厚における制限によるものであ
る。つまり、例えば、単ロ−ル法で通常製造できる薄帯
の最大板厚は０.１ｍｍ程度で、この場合の冷却ロ−ル
の周速は、およそ１０ｍ／秒程度であり、薄帯の板幅は
広くてもせいぜい２００ｍｍ程度であるから、例えば、
鉄を主成分とする合金の場合、その溶融合金の供給量は
およそ９０ｋｇ／分程度に制御しなければならない。
【０００８】液体急冷法により工業的規模で薄帯を生産
する場合、この溶融合金の供給量を少なくすることが重
要な課題となる。例えば、鋼の連続鋳造法の場合、溶融
合金を保持した取鍋から、タンディッシュを介して鋳型
に溶融合金を供給するが、この際、溶融合金供給量を制
御する方法の一つとして、取鍋底部のロングノズル孔に
取り付けた取鍋ストッパ−を用いる方式が採用されてい
る。つまり、取鍋ストッパ−を昇降させることにより、
ロングノズルの開口面積を制御して溶融合金の供給量を
制御するものである。先に述べた通り、連続鋳造法の場
合は数トン／分とかなりの量を供給できることから、こ
のようなストッパ−方式により、容易に供給量を制御す
ることが可能であった。
する場合、この溶融合金の供給量を少なくすることが重
要な課題となる。例えば、鋼の連続鋳造法の場合、溶融
合金を保持した取鍋から、タンディッシュを介して鋳型
に溶融合金を供給するが、この際、溶融合金供給量を制
御する方法の一つとして、取鍋底部のロングノズル孔に
取り付けた取鍋ストッパ−を用いる方式が採用されてい
る。つまり、取鍋ストッパ−を昇降させることにより、
ロングノズルの開口面積を制御して溶融合金の供給量を
制御するものである。先に述べた通り、連続鋳造法の場
合は数トン／分とかなりの量を供給できることから、こ
のようなストッパ−方式により、容易に供給量を制御す
ることが可能であった。
【０００９】これに対して、本発明で対象としている液
体急冷法の場合、溶融金属の供給量を１００ｋｇ／分以
下に抑えなければならないことから、前述のようなスト
ッパ−方式をそのまま採用することは困難となる。そこ
で、液体急冷法においてストッパ−方式を採用する方法
として、例えば特開平１−３４５５０号公報記載の方法
が提案されている。この方法は、アモルファス合金薄帯
の製造に限定したわけではないが、溶融合金の供給量を
比較的小さくするために考え出されたもので、給湯中タ
ンディッシュ内の溶融合金の重量を測定し、この測定値
を基に取鍋ストッパ−の昇降速度及び位置を制御して溶
融合金の供給量を制御する方法である。この方法ではさ
らに、取鍋ストッパ−の上昇量の下限を２ｍｍ、上限を
６ｍｍと制限することにより、かなり良い精度で溶融合
金の供給量を制御することが可能となる旨述べられてい
る。
体急冷法の場合、溶融金属の供給量を１００ｋｇ／分以
下に抑えなければならないことから、前述のようなスト
ッパ−方式をそのまま採用することは困難となる。そこ
で、液体急冷法においてストッパ−方式を採用する方法
として、例えば特開平１−３４５５０号公報記載の方法
が提案されている。この方法は、アモルファス合金薄帯
の製造に限定したわけではないが、溶融合金の供給量を
比較的小さくするために考え出されたもので、給湯中タ
ンディッシュ内の溶融合金の重量を測定し、この測定値
を基に取鍋ストッパ−の昇降速度及び位置を制御して溶
融合金の供給量を制御する方法である。この方法ではさ
らに、取鍋ストッパ−の上昇量の下限を２ｍｍ、上限を
６ｍｍと制限することにより、かなり良い精度で溶融合
金の供給量を制御することが可能となる旨述べられてい
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では給湯中、タンディッシュの重量を測定する必要が
あることから制御が複雑となるばかりでなく、測定装置
や演算装置を搭載するために設備コストが嵩み、製造コ
ストが高くなると考えられる。
法では給湯中、タンディッシュの重量を測定する必要が
あることから制御が複雑となるばかりでなく、測定装置
や演算装置を搭載するために設備コストが嵩み、製造コ
ストが高くなると考えられる。
【００１１】本発明の目的は、液体急冷法の溶融金属の
供給制御において存在していたこのような問題を、ロン
グノズル内の最少断面積と、取鍋底面からロングノズル
内の最少断面積位置までの距離と溶融合金供給開始時の
取鍋内湯面高さとの比を規定することにより解決し、容
易で、かつ、安価な薄帯製造のための溶融合金供給方法
を提供することにある。
供給制御において存在していたこのような問題を、ロン
グノズル内の最少断面積と、取鍋底面からロングノズル
内の最少断面積位置までの距離と溶融合金供給開始時の
取鍋内湯面高さとの比を規定することにより解決し、容
易で、かつ、安価な薄帯製造のための溶融合金供給方法
を提供することにある。
【００１２】
【発明が解決するための手段】本発明は、以下の構成を
要旨とする。すなわち、ロングノズルおよびストッパ−
を有する溶融合金を供給する側である取鍋から、溶融合
金を受給し、かつ、受給した溶融合金を移動する冷却基
板上に誘導する側であるタンディッシュへ溶融合金を連
続的に供給して、線および薄い帯状のアモルファス合金
を製造するための溶融合金供給方法において、ロングノ
ズル内の最少断面積を１.２ｃｍ2以下とし、かつ、取鍋
底面からロングノズル内の最少断面積位置までの距離
（Ｌｎ）と、溶融合金供給開始時の取鍋内湯面高さ（Ｌ
ｍ）との比（Ｌｎ／Ｌｍ）を１.５以上として、取鍋ス
トッパ−を所定の量だけ上昇させて取鍋からタンディッ
シュへの溶融合金の供給を開始し、その後取鍋ストッパ
−の位置を溶融合金の供給を終了するまでそのままに維
持して、取鍋からタンディッシュへ溶融合金を供給する
ことを特徴とするアモルファス合金薄帯製造のための溶
融合金方法である。
要旨とする。すなわち、ロングノズルおよびストッパ−
を有する溶融合金を供給する側である取鍋から、溶融合
金を受給し、かつ、受給した溶融合金を移動する冷却基
板上に誘導する側であるタンディッシュへ溶融合金を連
続的に供給して、線および薄い帯状のアモルファス合金
を製造するための溶融合金供給方法において、ロングノ
ズル内の最少断面積を１.２ｃｍ2以下とし、かつ、取鍋
底面からロングノズル内の最少断面積位置までの距離
（Ｌｎ）と、溶融合金供給開始時の取鍋内湯面高さ（Ｌ
ｍ）との比（Ｌｎ／Ｌｍ）を１.５以上として、取鍋ス
トッパ−を所定の量だけ上昇させて取鍋からタンディッ
シュへの溶融合金の供給を開始し、その後取鍋ストッパ
−の位置を溶融合金の供給を終了するまでそのままに維
持して、取鍋からタンディッシュへ溶融合金を供給する
ことを特徴とするアモルファス合金薄帯製造のための溶
融合金方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に、本発明について図を用い
て具体的に説明する。
て具体的に説明する。
【００１４】図１は、本発明の方法を示す模式図であ
る。すなわち、取鍋３に保持された溶融合金６はロング
ノズル１を介してタンディッシュ５に供給される。この
とき、ロングノズル１内の最少断面積は１.２ｃｍ2以下
とし、図２に示すように、取鍋底面からロングノズル内
の最少断面積位置までの距離（Ｌｎ）と、溶融合金供給
開始時の取鍋内湯面高さ（Ｌｍ）との比（Ｌｎ／Ｌｍ）
を１.５以上とする。さらに、取鍋ストッパ−２の位置
は、供給開始時一旦所定量だけ上昇させたら溶融合金６
の供給を終了するまでそのままの位置を維持させる。も
ちろん、取鍋３からタンディッシュ５へ溶融合金６を供
給中は、タンディッシュストッパ−４を上昇させて溶融
合金６を高速回転している冷却ロ−ル８上に噴出して薄
帯７とする。
る。すなわち、取鍋３に保持された溶融合金６はロング
ノズル１を介してタンディッシュ５に供給される。この
とき、ロングノズル１内の最少断面積は１.２ｃｍ2以下
とし、図２に示すように、取鍋底面からロングノズル内
の最少断面積位置までの距離（Ｌｎ）と、溶融合金供給
開始時の取鍋内湯面高さ（Ｌｍ）との比（Ｌｎ／Ｌｍ）
を１.５以上とする。さらに、取鍋ストッパ−２の位置
は、供給開始時一旦所定量だけ上昇させたら溶融合金６
の供給を終了するまでそのままの位置を維持させる。も
ちろん、取鍋３からタンディッシュ５へ溶融合金６を供
給中は、タンディッシュストッパ−４を上昇させて溶融
合金６を高速回転している冷却ロ−ル８上に噴出して薄
帯７とする。
【００１５】ここで言う、「ロングノズル内の最少断面
積」とは、ロングノズル内面の水平方向断面積の最小値
を意味し、例えば図２に示すような円錐状で、水平方向
断面積が溶融合金６の流れの方向に沿って減少するよう
なロングノズル１の場合、ロングノズル１の最下部の内
面積（図２中のＡｍｉｎ）をさす。図２も、本発明の方
法を説明するための模式図であるが、図２を用いて、さ
らにここで言う「取鍋底面からロングノズル内の最少断
面積位置までの距離（Ｌｎ）」および「溶融合金供給開
始時の取鍋内湯面高さ（Ｌｍ）」について説明すると、
「取鍋底面からロングノズル内の最少断面積位置までの
距離（Ｌｎ）」とは、取鍋３の底部からロングノズル内
の最少断面積を示すロングノズル１の最下部までの鉛直
方向距離（図２中のＬｎ）であり、「溶融合金供給開始
時の取鍋内湯面高さ（Ｌｍ）」とは、取鍋３に保持した
溶融合金６の初期高さ（図２中のＬｍ）である。
積」とは、ロングノズル内面の水平方向断面積の最小値
を意味し、例えば図２に示すような円錐状で、水平方向
断面積が溶融合金６の流れの方向に沿って減少するよう
なロングノズル１の場合、ロングノズル１の最下部の内
面積（図２中のＡｍｉｎ）をさす。図２も、本発明の方
法を説明するための模式図であるが、図２を用いて、さ
らにここで言う「取鍋底面からロングノズル内の最少断
面積位置までの距離（Ｌｎ）」および「溶融合金供給開
始時の取鍋内湯面高さ（Ｌｍ）」について説明すると、
「取鍋底面からロングノズル内の最少断面積位置までの
距離（Ｌｎ）」とは、取鍋３の底部からロングノズル内
の最少断面積を示すロングノズル１の最下部までの鉛直
方向距離（図２中のＬｎ）であり、「溶融合金供給開始
時の取鍋内湯面高さ（Ｌｍ）」とは、取鍋３に保持した
溶融合金６の初期高さ（図２中のＬｍ）である。
【００１６】図２に示すロングノズルは下部ほど水平方
向断面積が小さくなる形状であるから、ロングノズル内
の最少断面積はロングノズルの最下部になるが、本発明
に用いるロングノズルはそのロングノズル内の最少断面
積が１.２ｃｍ2以下であれば、最少断面積の位置が最下
部になるようなロングノズルだけに限定しない。つま
り、例えば図３に示すようなロングノズル内挿入物１Ａ
によりロングノズル内の断面積を小さくしたロングノズ
ルのように、最少断面積（Ａｍｉｎ）が最下部以外の位
置となるようにしたロングノズルでも構わない。但し、
このようなロングノズルの場合、Ｌｎは図３中に示すよ
うな距離となる。
向断面積が小さくなる形状であるから、ロングノズル内
の最少断面積はロングノズルの最下部になるが、本発明
に用いるロングノズルはそのロングノズル内の最少断面
積が１.２ｃｍ2以下であれば、最少断面積の位置が最下
部になるようなロングノズルだけに限定しない。つま
り、例えば図３に示すようなロングノズル内挿入物１Ａ
によりロングノズル内の断面積を小さくしたロングノズ
ルのように、最少断面積（Ａｍｉｎ）が最下部以外の位
置となるようにしたロングノズルでも構わない。但し、
このようなロングノズルの場合、Ｌｎは図３中に示すよ
うな距離となる。
【００１７】図２において、取鍋ストッパ−２の停止位
置として、溶融合金６をタンディッシュへ供給開始する
前の位置と、溶融合金６を供給中の位置の２つの位置を
示している。つまり、実線で示したのが前者の位置で、
点線で示したのが後者の位置である。本発明において
は、溶融合金６を取鍋３からタンディッシュへ供給して
いる間は、取鍋ストッパ−２を点線で示す位置に固定す
る。本発明の方法によれば、溶融合金供給中、取鍋スト
ッパ−位置を固定しても、溶融合金の供給量を一定に維
持することができる。取鍋ストッパ−を固定しても溶融
合金の供給量を一定とできる理由については後述する
が、溶融合金供給中取鍋ストッパ−の位置を固定してよ
いことから、従来のようなタンディッシュの重量を測定
し、取鍋ストッパ−位置を上下して溶融合金の供給量を
制御することが必要なくなるので、容易で、かつ、安価
な溶融合金の供給が可能となる。なお、溶融合金の供給
開始時の取鍋ストッパ−の上昇量（図２中で示すＬｓ）
については特に限定しないが、装置のガタを考慮すると
あまり小さい値は好ましくなく、例えばおよそ５ｍｍ以
上およそ５０ｍｍ以下とするのが好ましい。
置として、溶融合金６をタンディッシュへ供給開始する
前の位置と、溶融合金６を供給中の位置の２つの位置を
示している。つまり、実線で示したのが前者の位置で、
点線で示したのが後者の位置である。本発明において
は、溶融合金６を取鍋３からタンディッシュへ供給して
いる間は、取鍋ストッパ−２を点線で示す位置に固定す
る。本発明の方法によれば、溶融合金供給中、取鍋スト
ッパ−位置を固定しても、溶融合金の供給量を一定に維
持することができる。取鍋ストッパ−を固定しても溶融
合金の供給量を一定とできる理由については後述する
が、溶融合金供給中取鍋ストッパ−の位置を固定してよ
いことから、従来のようなタンディッシュの重量を測定
し、取鍋ストッパ−位置を上下して溶融合金の供給量を
制御することが必要なくなるので、容易で、かつ、安価
な溶融合金の供給が可能となる。なお、溶融合金の供給
開始時の取鍋ストッパ−の上昇量（図２中で示すＬｓ）
については特に限定しないが、装置のガタを考慮すると
あまり小さい値は好ましくなく、例えばおよそ５ｍｍ以
上およそ５０ｍｍ以下とするのが好ましい。
【００１８】次に、本発明において、ロングノズル内の
最少断面積を１.２ｃｍ2以下と限定した理由について説
明する。本発明者等は、主にＦｅ−Ｂ−Ｓｉ−Ｃアモル
ファス合金を用いて、ロングノズル内断面積と本溶融合
金の流量との関係を明らかにするために実験を繰り返
し、検討を行った。その結果、ロングノズル内の最少断
面積を１.２ｃｍ2以下とすれば、溶融合金の流量を１０
０ｋｇ／分以下にできることが明らかになった。これま
で、このように小さい断面積では溶融合金が詰まり、い
わゆるノズル詰まりを発生すると考えられていたが、こ
の結果はこれまでの常識を超えるものである。これは、
アモルファス合金が通常の結晶質合金に比べて、溶融状
態での粘性がはるかに小さいことに起因する。そして、
この現象は例えばＦｅ−Ｂ−Ｓｉ−Ｃアモルファス合金
に限って発現するのでなく、アモルファス化する合金に
おいて広く起こりうると判断できることから、本発明の
方法はアモルファス合金に関して広く応用できる。
最少断面積を１.２ｃｍ2以下と限定した理由について説
明する。本発明者等は、主にＦｅ−Ｂ−Ｓｉ−Ｃアモル
ファス合金を用いて、ロングノズル内断面積と本溶融合
金の流量との関係を明らかにするために実験を繰り返
し、検討を行った。その結果、ロングノズル内の最少断
面積を１.２ｃｍ2以下とすれば、溶融合金の流量を１０
０ｋｇ／分以下にできることが明らかになった。これま
で、このように小さい断面積では溶融合金が詰まり、い
わゆるノズル詰まりを発生すると考えられていたが、こ
の結果はこれまでの常識を超えるものである。これは、
アモルファス合金が通常の結晶質合金に比べて、溶融状
態での粘性がはるかに小さいことに起因する。そして、
この現象は例えばＦｅ−Ｂ−Ｓｉ−Ｃアモルファス合金
に限って発現するのでなく、アモルファス化する合金に
おいて広く起こりうると判断できることから、本発明の
方法はアモルファス合金に関して広く応用できる。
【００１９】さらに、本発明者等は、取鍋底面からロン
グノズル内の最少断面積位置までの距離（Ｌｎ）と、溶
融合金供給開始時の取鍋内湯面高さ（Ｌｍ）との比（Ｌ
ｎ／Ｌｍ）を１.５以上とすれば、得られる薄帯の板厚
に使用上問題となるような変動が発生しないことを見い
出した。つまり、溶融合金の供給量が変化すると、タン
ディッシュでの溶融合金の湯面高さが変化し、このタン
ディッシュの湯面高さの変化は即、冷却ロ−ルへの噴出
する溶融合金の噴出圧の変動を招くので、結果として得
られる薄帯の板厚に変動が生じる。板厚変動が大きい薄
帯は、概して工業材料として用いる場合に問題が生じ
る。よって、取鍋から供給する溶融合金の供給量は極力
均一にする必要があるが、取鍋底面からロングノズル内
の最少断面積位置までの距離（Ｌｎ）と、溶融合金供給
開始時の取鍋内湯面高さ（Ｌｍ）との比（Ｌｎ／Ｌｍ）
を１.５以上とすれば、得られる薄帯において問題にな
るような板厚変動は認められなかった。これが、本発明
において取鍋底面からロングノズル内の最少断面積位置
までの距離（Ｌｎ）と、溶融合金供給開始時の取鍋内湯
面高さ（Ｌｍ）との比（Ｌｎ／Ｌｍ）を１.５以上と限
定した理由である。つまり、取鍋底面からロングノズル
内の最少断面積までの距離（Ｌｎ）を取鍋内湯面高さ
（Ｌｍ）より大きくしていくことにより、溶融合金の供
給量に及ぼす取鍋内湯面高さの影響が少なくなり、取鍋
底面からロングノズル内の最少断面積までの距離（Ｌ
ｎ）が取鍋内湯面高さ（Ｌｍ）の１.５倍以上になる
と、ついには溶融合金の供給量に及ぼす取鍋内湯面高さ
の影響が無くなるためと考えられる。よって、本発明に
おいては、溶融合金を供給中に取鍋ストッパ−を上下し
て供給量を制御せずとも溶融合金の供給量に変動が生じ
ない。つまり、溶融合金の供給を開始してから終了する
まで、間取鍋ストッパ−を固定することが可能となっ
た。なお、本発明において、Ｌｎ／Ｌｍの値は設備スペ
−スにあまり制限がなければ、１.５より多少大きくし
た方が好ましい。
グノズル内の最少断面積位置までの距離（Ｌｎ）と、溶
融合金供給開始時の取鍋内湯面高さ（Ｌｍ）との比（Ｌ
ｎ／Ｌｍ）を１.５以上とすれば、得られる薄帯の板厚
に使用上問題となるような変動が発生しないことを見い
出した。つまり、溶融合金の供給量が変化すると、タン
ディッシュでの溶融合金の湯面高さが変化し、このタン
ディッシュの湯面高さの変化は即、冷却ロ−ルへの噴出
する溶融合金の噴出圧の変動を招くので、結果として得
られる薄帯の板厚に変動が生じる。板厚変動が大きい薄
帯は、概して工業材料として用いる場合に問題が生じ
る。よって、取鍋から供給する溶融合金の供給量は極力
均一にする必要があるが、取鍋底面からロングノズル内
の最少断面積位置までの距離（Ｌｎ）と、溶融合金供給
開始時の取鍋内湯面高さ（Ｌｍ）との比（Ｌｎ／Ｌｍ）
を１.５以上とすれば、得られる薄帯において問題にな
るような板厚変動は認められなかった。これが、本発明
において取鍋底面からロングノズル内の最少断面積位置
までの距離（Ｌｎ）と、溶融合金供給開始時の取鍋内湯
面高さ（Ｌｍ）との比（Ｌｎ／Ｌｍ）を１.５以上と限
定した理由である。つまり、取鍋底面からロングノズル
内の最少断面積までの距離（Ｌｎ）を取鍋内湯面高さ
（Ｌｍ）より大きくしていくことにより、溶融合金の供
給量に及ぼす取鍋内湯面高さの影響が少なくなり、取鍋
底面からロングノズル内の最少断面積までの距離（Ｌ
ｎ）が取鍋内湯面高さ（Ｌｍ）の１.５倍以上になる
と、ついには溶融合金の供給量に及ぼす取鍋内湯面高さ
の影響が無くなるためと考えられる。よって、本発明に
おいては、溶融合金を供給中に取鍋ストッパ−を上下し
て供給量を制御せずとも溶融合金の供給量に変動が生じ
ない。つまり、溶融合金の供給を開始してから終了する
まで、間取鍋ストッパ−を固定することが可能となっ
た。なお、本発明において、Ｌｎ／Ｌｍの値は設備スペ
−スにあまり制限がなければ、１.５より多少大きくし
た方が好ましい。
【００２０】なお、最少断面積を１.２ｃｍ2以下とする
ロングノズルの作製が困難な場合は、図３に示すよう
に、予め断面積の大きなロングノズルを作製し、ロング
ノズル内に挿入物１Ａを装着することにより、断面積を
小さくしたロングノズルとすればよい。また、本発明に
用いるロングノズル内の断面形状については特に限定し
ない。つまり、ロングノズル内の最少断面積が１.２ｃ
ｍ2以下であれば、ロングノズル内の断面形状は、円形
状、楕円形状、さらには多角形状や花形状でもよい。さ
らに、ロングノズル内の断面形状が、溶融合金６の流れ
の方向に沿って変化しても構わない。
ロングノズルの作製が困難な場合は、図３に示すよう
に、予め断面積の大きなロングノズルを作製し、ロング
ノズル内に挿入物１Ａを装着することにより、断面積を
小さくしたロングノズルとすればよい。また、本発明に
用いるロングノズル内の断面形状については特に限定し
ない。つまり、ロングノズル内の最少断面積が１.２ｃ
ｍ2以下であれば、ロングノズル内の断面形状は、円形
状、楕円形状、さらには多角形状や花形状でもよい。さ
らに、ロングノズル内の断面形状が、溶融合金６の流れ
の方向に沿って変化しても構わない。
【００２１】本発明において採用される基本的な薄帯製
造装置は、既に述べたように溶融金属をノズルを介して
冷却基板の上に噴出し、熱的接触によって急冷凝固させ
る、液体急冷装置のうち、単ロ−ル装置および双ロ−ル
装置である。単ロ−ル装置には、ドラムの内壁を使う遠
心急冷装置やエンドレスタイプのベルトを使う装置や、
これらの改良型、例えば補助ロ−ルや、ロ−ル表面温度
制御装置を付属させたもの、あるいは減圧下ないし真空
中または不活性ガス中での鋳造も含まれる。
造装置は、既に述べたように溶融金属をノズルを介して
冷却基板の上に噴出し、熱的接触によって急冷凝固させ
る、液体急冷装置のうち、単ロ−ル装置および双ロ−ル
装置である。単ロ−ル装置には、ドラムの内壁を使う遠
心急冷装置やエンドレスタイプのベルトを使う装置や、
これらの改良型、例えば補助ロ−ルや、ロ−ル表面温度
制御装置を付属させたもの、あるいは減圧下ないし真空
中または不活性ガス中での鋳造も含まれる。
【００２２】次に、本発明の方法において採用される鋳
造条件および具体的な鋳造の作業について説明する。溶
融金属の噴出圧力は０.０１〜３ｋｇ／ｃｍ2で主にタン
ディッシュ内の湯面高さを用いて設定する。冷却ロ−ル
の回転速度（表面速度）は５〜６０ｍ／秒の範囲であ
る。これらの条件は、用いる合金の種類や目的とする薄
帯の板厚、さらにはその他の製造条件に合わせて最適な
値を選択する。
造条件および具体的な鋳造の作業について説明する。溶
融金属の噴出圧力は０.０１〜３ｋｇ／ｃｍ2で主にタン
ディッシュ内の湯面高さを用いて設定する。冷却ロ−ル
の回転速度（表面速度）は５〜６０ｍ／秒の範囲であ
る。これらの条件は、用いる合金の種類や目的とする薄
帯の板厚、さらにはその他の製造条件に合わせて最適な
値を選択する。
【００２３】
【実施例】図４に示すような単ロ−ル薄帯製造装置を用
いて、Ｆｅ−Ｂ12−Ｓｉ6.5−Ｃ1（原子％）合金薄帯の
製造を行った。合金の溶解は、図１に示すような、取鍋
ストッパ−およびロングノズル付きの取鍋を用いた。用
いたロングノズルはアルミナグラファイト製で、内部の
断面形状を円形状とし、その寸法は最上部の内径を３０
ｍｍ、最下部の内径を１２ｍｍ、長さを１ｍとした。よ
って、ロングノズル内の最少断面積は１.１３ｃｍ2で、
取鍋底面からロングノズル内の最少断面積までの距離
（Ｌｍ）は１ｍであった。
いて、Ｆｅ−Ｂ12−Ｓｉ6.5−Ｃ1（原子％）合金薄帯の
製造を行った。合金の溶解は、図１に示すような、取鍋
ストッパ−およびロングノズル付きの取鍋を用いた。用
いたロングノズルはアルミナグラファイト製で、内部の
断面形状を円形状とし、その寸法は最上部の内径を３０
ｍｍ、最下部の内径を１２ｍｍ、長さを１ｍとした。よ
って、ロングノズル内の最少断面積は１.１３ｃｍ2で、
取鍋底面からロングノズル内の最少断面積までの距離
（Ｌｍ）は１ｍであった。
【００２４】合金の溶解は高周波誘導方式により、タン
ディッシュへの溶融合金の供給を開始する前での取鍋内
の湯面高さは２５０ｍｍであった。つまり、本実験での
溶融合金供給開始時の取鍋内湯面高さ（Ｌｎ）は２５０
ｍｍで、Ｌｎ／Ｌｍの値は４であった。なお、用いた取
鍋ストッパ−は、ロングノズルと同じくアルミナグラフ
ァイト製で、長さ８００ｍｍ、外径６０ｍｍの円筒状と
し、先端の３５ｍｍ長さのところだけに曲率（Ｒ１２０
ｍｍとＲ１５ｍｍの組合せ）を持たせた。
ディッシュへの溶融合金の供給を開始する前での取鍋内
の湯面高さは２５０ｍｍであった。つまり、本実験での
溶融合金供給開始時の取鍋内湯面高さ（Ｌｎ）は２５０
ｍｍで、Ｌｎ／Ｌｍの値は４であった。なお、用いた取
鍋ストッパ−は、ロングノズルと同じくアルミナグラフ
ァイト製で、長さ８００ｍｍ、外径６０ｍｍの円筒状と
し、先端の３５ｍｍ長さのところだけに曲率（Ｒ１２０
ｍｍとＲ１５ｍｍの組合せ）を持たせた。
【００２５】取鍋ストッパ−を２０ｍｍ上昇させて溶融
合金をタンディッシュへ誘導し、直後にタンディッシュ
ストッパ−を２０ｍｍ上昇させて薄帯の製造を開始し
た。なお、取鍋ストッパ−およびタンディッシュストッ
パ−は、薄帯の製造が終了するまでいずれも２０ｍｍ上
昇させた位置で固定した。
合金をタンディッシュへ誘導し、直後にタンディッシュ
ストッパ−を２０ｍｍ上昇させて薄帯の製造を開始し
た。なお、取鍋ストッパ−およびタンディッシュストッ
パ−は、薄帯の製造が終了するまでいずれも２０ｍｍ上
昇させた位置で固定した。
【００２６】その他の薄帯製造条件については下記の通
りであった。
りであった。
【００２７】注湯時の取鍋内溶融合金温度：１３５０℃ ノズル開口形状：１２０ｍｍ×０.７ｍｍの矩形状スリ
ットを１.５ｍｍ間隔に２本並べた開口 鋳造時の冷却ロ−ルの表面速度：２０ｍ／ｓ ノズルと冷却ロ−ルとのギャップ：０.３ｍｍ 結果として、幅がおよそ１２０ｍｍである良好な性状の
薄帯が得られた。得られた薄帯から長手方向で間隔を均
等とした５箇所の位置で、それぞれ長さ２０ｍｍのサン
プルを採取し、それぞれのサンプルの重量を測定した。
その結果、いずれのサンプルともおよそ０.９５ｋｇで
あった。採取した２０ｍのサンプルは、１秒間に製造さ
れた薄帯の量であるから、タンディッシュに供給された
溶融合金の量は、およそ５７ｋｇ／分であったことにな
る。得られた薄帯の板厚はおよそ５５μｍで、薄帯長手
方向方向での板厚の変動はほとんどなかった。また、得
られた薄帯は磁気的性質、機械的性質とも良好な薄帯で
あった。
ットを１.５ｍｍ間隔に２本並べた開口 鋳造時の冷却ロ−ルの表面速度：２０ｍ／ｓ ノズルと冷却ロ−ルとのギャップ：０.３ｍｍ 結果として、幅がおよそ１２０ｍｍである良好な性状の
薄帯が得られた。得られた薄帯から長手方向で間隔を均
等とした５箇所の位置で、それぞれ長さ２０ｍｍのサン
プルを採取し、それぞれのサンプルの重量を測定した。
その結果、いずれのサンプルともおよそ０.９５ｋｇで
あった。採取した２０ｍのサンプルは、１秒間に製造さ
れた薄帯の量であるから、タンディッシュに供給された
溶融合金の量は、およそ５７ｋｇ／分であったことにな
る。得られた薄帯の板厚はおよそ５５μｍで、薄帯長手
方向方向での板厚の変動はほとんどなかった。また、得
られた薄帯は磁気的性質、機械的性質とも良好な薄帯で
あった。
【００２８】以上の結果から、このような溶融合金の供
給方法により、溶融合金の供給量は１００ｋｇ／分以下
で、さらに鋳造中均一に供給されたことがわかった。
給方法により、溶融合金の供給量は１００ｋｇ／分以下
で、さらに鋳造中均一に供給されたことがわかった。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明により、単
ロ−ル法などの液体急冷法において、取鍋からタンディ
ッシュへ溶融合金を供給する際に、容易に、かつ、安価
に、１００ｋｇ／分以下の小供給率で均一に供給するこ
とが可能となったことから、良好な薄帯を安価に生産で
きるようになった。
ロ−ル法などの液体急冷法において、取鍋からタンディ
ッシュへ溶融合金を供給する際に、容易に、かつ、安価
に、１００ｋｇ／分以下の小供給率で均一に供給するこ
とが可能となったことから、良好な薄帯を安価に生産で
きるようになった。
【図１】本発明の方法を説明する模式図である。
【図２】本発明の方法を説明する模式図である。
【図３】本発明の方法に用いるロングノズルに一例を示
す模式図である。
す模式図である。
【図４】単ロ−ル急冷凝固薄帯製造装置を用いての鋳造
の様子を説明する模式図である。
の様子を説明する模式図である。
【図５】単ロ−ル急冷凝固薄帯製造装置を用いての鋳造
の様子を説明する拡大模式図である。
の様子を説明する拡大模式図である。
１ ロングノズル １Ａ ロングノズル内挿入物 ２ 取鍋ストッパ− ３ 取鍋 ４ タンディッシュストッパ− ５ タンディッシュ ６ 溶融合金 ７ 薄帯 ８ 冷却ロ−ル ９ 羽口レンガ １０ 中間ノズル １１ ノズルホルダ− １２ ノズルチップ １３ 溶湯流路 １４ 拡大内部空間 １５ ノズルスリット
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成８年２月７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【符号の説明】 １ ロングノズル ２ 取鍋ストッパ− ３ 取鍋 ４ タンディッシュストッパ− ５ タンディッシュ ６ 溶融合金 ７ 薄帯 ８ 冷却ロ−ル ９ 羽口レンガ １０ 中間ノズル １１ ノズルホルダ− １２ ノズルチップ １３ 溶湯流路 １４ 拡大内部空間 １５ ノズルスリット
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
Claims (1)
- 【請求項１】 ロングノズルおよびストッパ−を有する
溶融合金を供給する側である取鍋から、溶融合金を受給
し、かつ、受給した溶融合金を移動する冷却基板上に誘
導する側であるタンディッシュへ溶融合金を連続的に供
給して、線および薄い帯状のアモルファス合金を製造す
るための溶融合金供給方法において、ロングノズル内の
最少断面積を１.２ｃｍ2 以下とし、かつ、取鍋底面から
ロングノズル内の最少断面積位置までの距離（Ｌｎ）
と、溶融合金供給開始時の取鍋内湯面高さ（Ｌｍ）との
比（Ｌｎ／Ｌｍ）を１.５以上として、取鍋ストッパ−
を所定の量だけ上昇させて取鍋からタンディッシュへの
溶融合金の供給を開始し、その後取鍋ストッパ−の位置
を溶融合金の供給を終了するまでそのままに維持して、
取鍋からタンディッシュへ溶融合金を供給することを特
徴とするアモルファス合金薄帯製造のための溶融合金供
給方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07351225A JP3096237B2 (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | アモルファス合金薄帯製造のための溶融合金供給方法 |
| US08/771,808 US5827439A (en) | 1995-12-27 | 1996-12-23 | Supplying method for molten alloy for producing amorphous alloy thin strip |
| US09/178,318 US5965052A (en) | 1995-12-27 | 1998-10-23 | Supplying method for molten alloy for producing amorphous alloy thin strip |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07351225A JP3096237B2 (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | アモルファス合金薄帯製造のための溶融合金供給方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09174205A true JPH09174205A (ja) | 1997-07-08 |
| JP3096237B2 JP3096237B2 (ja) | 2000-10-10 |
Family
ID=18415899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07351225A Expired - Fee Related JP3096237B2 (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | アモルファス合金薄帯製造のための溶融合金供給方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3096237B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103357827A (zh) * | 2013-07-10 | 2013-10-23 | 浙江正耀环保科技有限公司 | 三包非晶喷带机 |
-
1995
- 1995-12-27 JP JP07351225A patent/JP3096237B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103357827A (zh) * | 2013-07-10 | 2013-10-23 | 浙江正耀环保科技有限公司 | 三包非晶喷带机 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3096237B2 (ja) | 2000-10-10 |
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