JPS582737B2 - テ−プジヨウヒシヨウシツキンゾクノ セイゾウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶融金属をテープ状で急冷することによりテー
プ状非晶質金属を製造する方法に関するものである。

一般に金属溶湯を急冷して結晶化させないことにより通
常の金属にはみられない機械的物理的性質を附与できる
ことから、近年溶融金属を薄膜状に適当な条件下に急冷
することによりテープ状非晶質金属を製造することが行
なわれている。

このテープ状非晶質金属の製造法としては、遠心法と圧
延法が主流を占め、両法の折衷法も開示されているが、
これら２つの方法にはいずれも一長一短があり、そのま
ま規模を拡大しても工業的製法としては不適当である。

従来の圧延法としては急冷によって非晶質化しようとす
る金属の溶湯を適当なガス圧をかけてノズルから噴出さ
せ、それを高速回転する一対のロールの間隙に通して圧
延と急冷を行なわせる方法が採られているが、この方法
で問題になるのは圧延の初期ではロールが冷えているた
め十分な冷却能を発揮するも時間の経過につれて溶湯と
接触するロール個所が加熱されてくる為、ロールによる
溶湯の冷却が行なわれなくなることである。

しかも上記の溶湯との接触によって生ずるロールの加熱
帯はロール表面１〜２ｍｍの深さに局在しロール内部か
らの強制冷却でも必要な熱をうばいとることができない
。

又、通常の合金鋼製のロールに代えて熱伝導率の高い銅
製のロールを使用することも考えられるが、それでも十
分な冷却効果は期待できない。

そこでロールを肉薄の中空円筒状にして前記の加熱帯に
近く内部より強制的に冷却することも考えられるが、こ
の場合にはロールの剛性が大巾に低下し到底実用に耐え
ないものとなる。

これは溶湯の圧延時には通常５１ｋｇ程度の荷重がロー
ル面にかかり、上記の肉薄中空構造のロールではそれに
耐えるだけの十分の強度を有しないことによる。

その対策としてテープ状非晶質金属のテープ巾に比して
十分長目のロールを使用してロールによるテープの圧延
、冷却個所を連続的に移動させる方法もあるが、この場
合には圧延、冷却によってロール間より出てくるテープ
にはどうしても曲りや捩れの如き塑性変形が生じ易く、
しかも溶湯の噴出流とロールとに相対的な運動を行わせ
るために装置自体も複雑となり有利ではない。

又通常のロール径は５０ｍｍ前後であるが、例えば１０
倍径の如く大きい径のロールを使用してロールによるテ
ープの有効圧延長を１０倍にも大きくすることも考えら
れるが、この場合にはロールの駆動力は逆に１００倍に
も大きくすることが必要となり、かつ支持部もより大き
いものを要する等、製造装置の大型化をきたし、しかも
ロール面は溶湯の熱によって又更に湯の散乱によって破
損や摩耗を受け易いので補修、交換等の管理面からして
も大型ロールの使用は著しく不利にする。

本発明はこのような圧延法によるテープ状非晶質金属の
製造における諸問題を根本的に解消したもので、前記の
圧延、冷却用のロールに夫々金属ベルトを掛回走行せし
め、圧延、冷却すべき溶融金属の噴出流に対し該金属ベ
ルトの新しい面を次次と接触せしめて圧延、冷却を行う
ことにより実際的には近接ロールの表面を延長して冷却
と圧延を行うことに相当した作用をさせ、その結果長期
に亘って急冷効果を発揮できるようにして所期の目的を
達成したものである。

本発明において使用される金属ベルトはエンドレスにし
てロールに掛回する場合に限られず繰出し紬から巻取り
軸に至る間で一方向走行せしめてロールに掛回するよう
にしてもよい。

又前者のエンドレスの場合にはベルト長を十分大きくと
れるときはベルトをロール外で自然冷却せしめればよい
が、ベルト長を大きくとれないときはベルトに対して強
制的な空冷、水冷等の対策を講ずるのがよい。

又ベルト巾は近接ロール巾よりも小さくかつ所望のテー
プ状非晶質金属テープの巾よりも大きくすればよい。

その際ベルト面がロールの軸方向に変位しないようにロ
ールの円周にベルト巾に等しくかつベルト厚に等しいか
もしくはそれより浅い凹部を形成してこの凹部にベルト
を掛けるようにしたり、又はベルトとロールとの接触面
に噛合いの凹凸を形成したり或いは又ベルトのロールへ
の掛回の前後でベルトの軸方向への変位を押えロールで
押えたり、更に又ベルトのロールへの接触位置を一定に
する矯正ロールその他の矯正手段を採用することは本発
明の実施上極めて有利である。

又ベルトの材質は溶湯によって破損したり摩耗したりし
ないものであれば特に熱伝導の良いものを選ぶ必要はな
く通常の炭素鋼、合金鋼で十分である。

又温度に関係なくロール間での金属ベルトの張力を一定
に保つためにベルトの張力調整装置を配することは得ら
れるテープ状非晶質金属の平面性を良くし厚さを均一な
らしめる点で有利である。

更に本発明を具体的ならしめるためにこれを図面によっ
て説明する。

先づ第１図及び第２図について説明すると２個の近接ロ
ール２，３に夫々エンドレスの金属ベルト４，４が掛回
されているが、一方のベルトはロール２とガイドロール
５，６に、他方のベルトはロール３とガイドロール１，
８に夫々掛けられ、これらガイドロールの回転駆動或い
は又近接ロールの回転駆動によって各ベルトを矢印方向
に移動走行せしめるようになっている。

そこで溶融金属の噴出流１は近接ロール２，３間に噴出
されるが、各ロール２，３には夫々ベルト４が掛けられ
ているので、上記の溶湯はベルト４を介してロール２，
３で圧延され金属テープ９として得られることになる。

そのため溶湯はベルト４によって直接に冷却、圧延され
、近接ロール２，３はベルト４を圧する働きをするだけ
であるから、ロール２，３自身は加熱や摩耗を受けるこ
とはない。

近接ロール２，３間で溶湯の圧延を終えた直後のベルト
４はかなり加熱されるが、ベルト長が十分長ければロー
ルを離れて一周する間にベルトの両面から十分自然冷却
されてロール２，３の位置に戻ることになる。

尚ベルトをロール２，３の外方で強制冷却すればベルト
長を短縮できることは言うまでもない。

又ベルトの厚さは０．５ｍｍもあれば十分であるが、そ
の厚さを小さくすれば加熱され易いが逆に冷却もされ易
いので必要な冷却能の得られる範囲で可及的に薄くする
のが望ましく、更にこれによってベルト長の短縮化も可
能となる。

尚ベルトの引張シ強度は駆動に耐えればよいのでベルト
の厚さを薄くすることに対して原理的には特別な制約は
受けないが、近接ロールの周速は通常５〜２０ｍ／秒で
あるのでこれに合せてベルトの長さや厚さを適当に決め
ればよい。

又１０はベルト４のロール２，３における掛合位置がロ
ール軸方向にずれないようにしている押えロールである
。

又ロール２，３として第３図のように中央にベルト４の
掛合できるガイド溝１１を周設した構造とすれば押えロ
ールを省略できる。

第４図はベルト４を繰出し軸１２側より巻取シ軸１３側
に一方向的に走行せしめる例を示し、その走行途中で近
接ロール２，３の圧延部に掛合している。

以上本発明によれば圧延側とは反対側より近接ロールで
支えられたベルト同志による圧延であるため圧延部には
常時冷えたベルト面を圧延並びに冷却面として供給でき
るので極めて長尺の非晶質金属テープを連続的に製造す
ることが可能である。

又装置的にも従来のものにベルト駆動を加えるだけでよ
いので簡単でしかも比較的小型化することができコスト
的にも有利である。

更に本発明の有利な点は近接ロールで直接圧延するもの
ではないため、ロールの表面を鏡面仕上げする等の必要
もなく、従ってロール面の摩耗もないのでロール面を平
滑にするための研磨の必要は全くなく、只ベルトの交換
のみで済み、しかもそれには市販の圧延材をそのまま使
用できるので製造装置の保守管理面でも著しく有利であ
る。

実施例 ｌ 第１図及び第２図の如き装置において近接ロール２，３
として直径５０ｍｍ、長さ４０ｍｍの高速度鋼ロールを
使用し、ロール表面にベルトのガイド用に深さ０．１ｍ
ｍ、巾２１ｍｍの溝を周設した。

各ロールに厚さ０． ２ｍｍ、巾２０ｍｍで全長１０ｍ
の鏡面仕上げの高速度鋼ベルトを掛け、これに数Ｋｇの
張力を与えた。

尚近接ロールにはベルトを介して４０Ｋｇの荷重をばね
の力でかけておく。

これによりベルトは近接ロールの回転に伴い自由回転で
きる。

そこで近接ロールを８ｍ／秒（３０００ｒ， ｐ．ｍ
の周速で駆動し、ベルトを介したロール間隙に溶湯温
度１．１００℃の５ ０ Ｆｅ − ２５Ｃｏ−１５Ｓ
ｉ−１０Ｂ（原子％）合金２ ５ ０ ｇｒを０． ５
ｍｍφのノズルから噴出せしめた所、巾８ｍｍ、厚さ
３０μ、長さ１３０ｍの非晶質金属テープが得られた。

尚ベルトは自然冷却によった。得られたテープの両端に
は機械的性質の差異は認められず、冷却が良好に行われ
たことを示す。

これに対してベルトを除いて同一条件で実施した所せい
ぜい巾ｌ４ｍｍ、長さ数ｍのものしか得られずベルト使
用の効果の優れていることが判る。

実施例 ２ 実施例ｌにおいて溶湯の溶解量を２倍にした所、圧延終
点時にベルトが温まってくる傾向が認められたので、近
接ロールとガイドロールの中間に冷水スプレ一式の冷却
装置を設けてベルトの両面より冷却を加えた所一層良好
な結果が得られた。

この場合にはベルト表面が常に焼入れ硬化されるという
利点がある。

実施例 ３ 第４図の装置を用い繰出し軸側でベルトに緩いブレーキ
を、巻取シ軸側ではベルトにスリップをそれぜれ与えて
近接ロールの送りに追従できるようにした。

本実施例では同一圧延中はベルトの同じ個所が２度と使
用されることがないので、実施例１，２に比し一層優れ
た冷却能がしかも同一条件で得られた。

本実施例のものは実施例１，２に比べ長いベルトを用意
しなければならないが、より薄いベルトで済むので重量
的には比較的軽くて済み、しかも空間的にはコンパクト
にできる意味でその実用価値は大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明方法の実施態様を示した側面
図及び平面図、第３図は同上の近接ロールの変形図、第
４図は本発明方法の他の実施形態を示した側面図である
。 １・・・・・・溶湯の噴出流、２，３・・・・・・近接
ロール、４・・・・・・金属ベルト、５〜８・・・・・
・ガイドロール、９・・・・・・非晶質金属テープ、１
０・・・・・・押えロール、１１・・・・・・ガイド溝
、１２・・・・・・繰出し軸、１３・・・・・・巻取り
軸。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 溶融金属を高速回転する２個の近接ロール間に噴出
   せしめて圧延、冷却することにより、テープ状非晶質金
   属を製造するに際し、上記の２個の近接ロールに夫々金
   属ベルトを掛回走行せしめながら該近接ロール間でこれ
   ら金属ベルト面によって前記の溶融金属の噴出流に圧延
   と急冷とを与えることを特徴とするテープ状非晶質金属
   の製造法．