JPS5966954A - 急冷薄帯製造用ロ−ル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、溶融全屈をノズルから高１ｃ噴出さけで、
ぞの？？？ｌｔ金居をｉ”ｉ速で回転しでいる［１−ル
の外周面（に急激に接触させることにより超高速で凝固
させ、急ｉｒｉ薄帯を製造する技Ｈｉに凹し、特にその
１′１１ｊ貫に使用される［ｌ−ルリなわち急冷薄帯す
Ｉ７３ｆｉ川のロールに門するものである。 岳近（：二至り、３〜８川但用のＳ；を含有リ−る高珪
素１１の薄帯をテ′１端する技ｔｆｉの一つどして、通
常のスラブから熱間圧延曳）冷間圧延にＪ、す―°１造
づる方法に代え、前述のＪ：うｆＫ急冷凝固法により高
珪素ｊＮ溶口から直接薄いリボン状のｊＱ帯を（９る方
法が開弁されでいる。また最近で１．１．非晶７１金居
、ＴＪなわちアモルファス金属の薄帯を製造する場合に
おい゛（も上）本のような急冷凝固法が採用されている
。 ところでこのような急冷凝固法どしては、甲−の１−ル
の外周面上に溶融金属を噴出させる甲ロール法と、狭い
ギＶツブをもって下行にＮｉ！ＦＭされた一対のロール
のギＶツブ上方から溶融金属を噴出させる双ロール法と
があるが、いずれもロールの外周面に接触した高）島の
′ＰＩ向金Ｂを速つかに冷却凝固する必要があり、その
ため通常は

【−１−ルの内部に冷却水を循環させ、ロー
ルの内部からｌＪｉ熱覆る方法が採用されている。この
ような内部冷１１０−ルどしては、例えば第１図に示り
−よ−）に［］−ル１の内側全体を中空２どした中空ス
リーブ１１−ルが知られている。このロール１にｄ３い
ｌ’　１．１．　、　ｔＮ造が簡単で比較的安価な利点
ＩＪ、あるものの、冷川水３が大断面ｆｌ’ｌの中空部
２を流れるため、冷ｉｌｌ水流速が小さく、てのため冷
）１１能が低いｆ）ｓ　３、急冷薄帯Ｗｌ’、ｌ　３ｉ
′８川【１−ルとしては満足できるものではなかった。 −７’Ｊ　’Ｉ”！　２図に示すようにシＶフト状の目
−ル本体４と、内側に螺旋状もしくけ環状の溝５を形成
したスリーブ６どを相合１ｊてぞの溝５に冷Ｆ、Ｉｌ水
３を流りＪ：〕にした組み合せ型ロール７も知られ（い
る。この［コール７においては冷却水流通部分の断面積
が小さく、その冷却水流速を容易に人きり１．ｉ　シｌ
ワるどともに冷却水との接触部も大きくなるため、除用
ｆｉｕが第１図に示されるものと比較して格段に大きく
、したがって急冷薄帯製造用［１−ルに適していると思
われる。しかしながら第２図の［１−ルアは急冷薄帯の
製造に使用した場合法のような問題がある。 ゛りなわも急冷薄帯の！１１造においては１ｒｌｉ渇の
溶融金属を直接ロール外周面へ接触させるため、ロール
の入熱が（止めて大きく、ロールが熱膨張する。 この際のロールの熱膨張率は、ロール幅方向で一定では
なく、Ｌｌ−ルの幅方向両端側（ロールエツジ側）では
外部への放熱が大きくまた溶融金属が接しないためその
熱膨張１が小さいのに対し［］−ル中央部では放熱が小
さくかつ溶融金属が直接接するため熱膨張量が大きく、
でのためＬ】−ル中央部分が外側ｌ＼膨出するいわゆる
ヒートクラウンが生じる。このＪ：うなヒートクラウン
が生じれば、双ロール法の場合には一対のロール間のギ
ャップがロール幅方向で異なり、また単ロール法の場合
には注湯ノズルどＵ−ルとのギャップがロール幅方向で
異なり、いずれの場合もいわゆるロールエツジ側てのギ
ャップが開き、ぞのた°め急冷凝固された薄帯の厚みが
幅方向で不均一となるばかりでなく、幅方向両端部で完
全凝固前にブレークアラ！・が生じて未凝固溶湯が流出
し、仮幅不均−や形状不良を生じるおそれがある。この
ようなし−１〜クラウンを防止するためには、【−１−
ルに対する入熱を制御する方笛が採られているが、ロー
ル入熱の制御には限界があり、実際上有効な解決策では
なかった。したがってＭ２図の臼−ルを用いた場合、冷
却能は高いものの、厚さや幅が一定で形状性が良好４１
曹帯を１ｉ定して１９ることが円Ｖ■とならざるをｌｒ
７ないのが実１青であつＩこ。 （’ｌの発明ＩＬ　＋、゛＜トの事情に鑑みてｔ【され
たちのＣ１冷Ｌｌ＋能が高い（イかり（なく、叩さや幅
が均一な形状性の良／１７な負希薄帯を人定して〒１造
し１りる急冷薄帯Ｗｌ　積用［１−ルを１〒（Ｊするこ
とを目的とするものであろう 寸なわちこの発明１１１、急冷薄帯！１造用［］−ルが
所謂圧延用の（１−ルと異なり、大きな圧下刃を必要と
しないこと、また急冷薄帯製造用ロールが−Ｒ１には熱
伝導が良好な銅もしくは銅合金でｆＹられ【おり、この
場合圧延用ロールに通常使用されている詩ｍと比較し１
８段に軟質であることに着目し【なされたものであり、
不均一な熱量比が生じた場合にロール反力によりロール
スリーブ部分が逆方向に弾性変形、ｔなわも中央部が内
側へ湾曲するように構成でれば、ロール外周面のプロフ
ィルを一定に保持し１！７ると考え、この発明をなすに
至ったのである。 具体的には、この発明の急冷薄帯製造用ロールは、シト
フト状のロール本体と、内周側に１１切壁によっ１区分
された冷ム（１水流通用の宿が形成されたスリーブとべ
同心状に相合せてなるロールにｊ３いで、前記渦を区分
し１いる仕切へ１の内周側蝿面とＬｌ−ル本体外周面と
の間に所定間ＦＮ　（１）隙間ｈす９（）られでいるこ
とを１１徴とづるものｔ’ｃｔ＋す、このようにＵ−ル
木体とスリー７どの間に隙間を設りることによって、熱
膨叫時にＩＪ−ル反力にＪ：リスリーブが内側へ弾性変
形して【」−ル外周面ブ［１）、イルが一定に保たれる
ようにしたもの−Ｃ１うる。 以下この発明の急冷薄帯暫！１３々用Ｌｌ−ル（ニ一つ
いでさらに詳細に説明１−る。 第３図およびｊ’ｆ！／Ｉ図（１それぞ１Ｌこの発明の
急冷薄帯製造用ロールの一例を示すものであり、シャフ
ｔ−伏をなすロー、ル木体４の外周面ＰＩ　１．二け、
ｆｌもしくは銅合金等の熱伝導１１の高い（′４１１か
らなるスリー１６が■合されて、［１−ル木１本ｌｌと
スリーブ６とを同心状に相合せＣなる急冷薄帯製造用相
み合せ型ロールが構成されている。前記ロール木（ト４
の一方の端部には冷却水導入口８が形成され、また他方
の端部【こ（未冷却水排出口９が形成されＣいイ）ウー
ルスリーブＧの内側には第３ｆ’２１に示づよう’−ｊ
：　ｎ　ＩＴ状もしくは第４図に示づような環状の満５
が形成（Ｎ１１でいろ。この溝５は冷７ＪＩ水流通用の
ものＣあり、スリーブ６の内側の螺旋状もしくは１羽状
の仕切壁１０によって区分形成されでいる。 工してこの仕切壁１０け、平常ｒ＋￥りなわち常温Ｃは
その内周咽部′１（）Δとロー・−ル木体４の外周面４
Δどの間に所定間ｍの隙間１１が存在するＪ：うに設定
されもいる。 な；Ｊ３１１−ル本陣・１の一端の冷ム１１水導入］二
」８とてれに近い側の済５／−の間、ｄｊ　Ｊ、び【」
−ル水体４の１１１１喘の冷１４１１ホＩ１１出目９と
それに近い側の潰５との間ｆＺ　ｌｅｔ　、イ１ｔぞ１
１口示しない冷却水連絡路が形成されでいる。ｊ／、：
溝５が螺旋１ｔ（に形成されている１０合（二１°１冷
＋＋＋Δ・がアの轄絆虐にｆ・“〔ってスリーブＧ内を
ての一端１１１から１（１！端四へ流れることになるが
、環状（−形成さイ１ている場合には隣り合う潜５の間
が１［切＝ｑ　１０によっＣ分断されることになるから
、冷Ｒ１＋水をスリーブ６の一端側から他端側へ円滑に
流すためには、隣り合う満５間の仕切壁１０の適宜箇所
に冷却水流通用のスリットもしくは０通穴を形成してお
くことが必要である。すなわち例えば第４図および第５
図に示すように「４り合う環状の合溝５の間の各仕切壁
１０に、ぞ１ｔぞれスリーブ６の軸線方向に沿ったスリ
ット１２を形成し、かつその各スリット１２の位置を、
交互に　１８０゜ずつずらゼておけば、６潜５の全周に
わたって均一に冷却水を循環させることができる。また
場合によっては環状の各溝５内におい−Ｃ冷却水を一方
向に旋回させるべく、各スリッ］−１２をスリーブ６の
軸線方向に対し所定角度傾斜さけ、かつ隣り合う仕切壁
１０におけるスリット１２の位置を、そのスリット１２
による冷Ｎ１水旋回方向に対し反対方向へ若干ずらせた
位置に８９定しても良い。 以上のようなロール７を急冷薄帯！＃造に適用した場合
、前述のように高温の溶融金属からの入熱によって幅方
向に不均一な熱膨張が生じ、そのため従来のロールでは
第６図の仮惣梓１３で示すようにスリーブ６の中央部が
外側へ膨出する所謂ヒ１、　／）　７２ウシが生１じｚ
ｌことがあるが、この発明の１１−ルの１１合（田１ス
リーブ６の仕切壁内周咽部１０△と１．ｊ−ル本ｆ（Ｖ
外周面１１△との間に隙間１１が設（ｌら１１　ｉいる
ため、スリーブ６が内ρｔｌ　ｔ＼撓むことが許容され
Ｃおり、しかもスリーブ６がｆｆｌ　−１”　ｆｆ！１
合金等の比較的軟７°（／１４Ｖｌ　ｒ　ｆＦらＬＬ　
’Ｕいるから、スリ一一−１６の中央部が【］−ル反力
により第５図の１反ＩＱ梓１７１で承りよ）に光生りラ
ウンロし見合うだ（）内側ｌＸ弾１′ｌ：的（、叫Ａ曲
し、ぞの結果スリーブかり“１周面が初１：１１のグ■
）ｆルに保たれるかまたは少なくともピー１〜′、フラ
ウンｌが軒とべされることになる。 プ【お上ジ・１（のように什Ｉ７］壁１０の内周清面１
０Ａど１１−ル水体１１の外冊面４Δとの間には隙間１
１ｈすＵｔら１１．　Ｌ　イｉ、　ｌ）１ら、冷ノ４１
水はその隙ｒ？３　’ｌ　ｉ　′ｉｉも流１ｔ７）こと
（二なイ）　ｈｌ　’＋可の１間゛１１に入信の市川１
（が流１してしＪ゛−）た（１１合、）門５の内奥部分
、リーグ【わちスリーブ６の外内壁部６△（第３図参照
）；二接４ろンイ７．＋１水の）々）勺が；哩くなつＩ
ニリ、ＲＨＶｒ４したりＬ・（冷％、ｊｌ　ｌ’ｆが低
下１）でしまうから、隙間１１のギャップ寸法はこの発
明の目的に１；［つてスリーブ外周面の予想される最大
ヒートクラウン特に対応覆る程度の小さい間隔とし、て
゛の隙間１１を流れる冷却水量を可及的に小さくづるこ
とが望ましい。 具体的には、常温におＣ）る隙間１１のギＶツブを、例
えばスリーブ６の肉厚の１％〜３７６程度とづることか
望ましい。 また上述の如く隙間１゛１のギＶツブが大き過ぎる場合
の冷却能の低下を防止づる１、め、例えば第７図および
第８図に示寸如く、内側に通水孔１５を形成したゴム等
の弾性擾４からなるバッキング１６を隙間１１に介在さ
せて、隙間１１における通水量を調整しでも良い。 なおスリーブ６にお１ノる溝５の形状（深さ、幅）や隙
間１１のギャップＧは必ずしも一定とする必要はなく、
これらを必要に応じて）１宜変化させても良い。例えば
第９図に示すようにスリーブ６の両端側の溝５Δの深さ
を中央部の満５　Ｂの深さＪ、りも大きくづることによ
ってスリーブ６の両端側における外周壁６Ａの肉厚を小
さくし、これにＪ、１（スリー−−／６の中央部分が全
体的に：　ＩＱみ易くなろＪ：うに（ｎ成しくち良い。 またこの場合スリーブ６の中央部（二おける潜５Ｂの幅
を他の溝よりも大きくして、スリーブ中央部の冷却能を
太さくしても良い。 以下；、二この発明のＥｌ−ルを急冷薄帯の製ｊ聞に適
用した実験例を配り。 実バａ１Ｎ ６、５９／、のＳｉを含有する高珪素鋼薄帯を１０００
ｋｌＪヒー１〜リイ゛ズの出蛸容ｎで双ロール法により
製造する（・二あたり、第３図に示すような溝付相合せ
スリーブをｈするロールを用いた。但しスリーブ肉厚は
４０ｍｍ、［１−ル木体外１１４；Ｊ：　６００目ｍ、
常）菖における隙間のギャップは１１ＩｌＩｎでおった
。この実翳にＪ７いては、一定の幅、一定の厚さを有す
る形状１１の良０７な高珪素１急冷傳帯を１７ることが
できた。口”た製造中のヒートクラウンの発生府は、従
４′、の第２図に示すｊ、うなＵ−ルを用いた場合と比
較しく約１　、’　２　ＩＣτｆｔ減された。このこと
はこの発明の特１１′Ｉであるスリーブとロール本体ど
の間の隙間の存在によりスリーブが弾１１弯形づるため
であると考えられる。 なお、高珪素鋼薄帯の製造の１１合のみならず、アモル
ファス合金の製造の場合にも同様な結果が１９られるこ
とが確認された。 以上の説明で明らかなよう１ごこの発明の＠冷ａ帯製造
用ロールはスリーブと１」−ル本体どの間の隙間の存在
によりスリーブが内側へ弾性変形することが許容されて
いるから、操業時にＪ３いて幅方向に不均一な熱膨張が
生じた場合でもＵ−ル反力により内側へ撓むことにより
ヒートクラウンを防止または軽減でき、したがっＣヒー
トクラウンにより製品薄帯に厚さ−ウ幅が不均一な形状
不良を生じることなく、安定して形状性の良好な急冷薄
帯を製造することができる。また前記隙間のギャップ寸
法は最大ヒートクラウン舟に対応する１法以下の小さい
ものであれば良いから、ぞの目間を流れる冷却水間を少
なくして大部分の冷却水が溝内を円滑に循環するように
なすことができ、したがってこの発明のロールは従来の
第２図に示される弓イ・１スリーｆ有用いたｒ−１−ル
ど同様に、冷Ｎ１水流通所而１１１を小さクシ・（冷却
水の流速を人きくしが−）冷ｉｌｌ　７Ｊ（どスリ〜、
）内面どの接触部（へを大きくし、どこ１目により冷７
１１６粍を著しく高めることができる。 ４、ｒ７１而の間中７７　Ｍ明 第１図１１径」４の内部冷却ロールの一例を示１所面図
、第２図（１，従来の内部冷却【−１−ルの他の例を示
！１ｌ１７ｉｒｒｒｉＩＶＩ、第３図はこの発明の急冷
薄帯製造用ロールの第１の例を示す断面図、Ｆ４４図は
この発明の急冷薄帯Ｗ’ｌ造用日用ロール２の例を示す
断面図、笥５図は第１１図００−ルのｖ−ｖ線における
断面図、第６図１１第３図に示されるロールの使用時の
状況を示ｒＪ門面図、第７図はこの発明の急冷博帯シ１
造用【−１−ルの第３の例を示す断面図、第８ｐｕｔ第
７図の■−■梓にＪ３ける断面図、第９図はこの弁明の
急冷薄帯ＦＪ造用ロールの第４の例を示１ｊＩ！？ｉ面
図である。 ４・・・【−１−ル本体、　５・・・溝、　６・・・ス
リーブ、１０・・・イ１切壁、　１１・・・隙間。 第１図 第２図 ア 第３図 第６図 Ｌ■

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 シセフト状の［］−ル本体と、内周側に仕切壁によつ′
   Ｃ８分さ１した冷川水流通用の溝が形成されたスリー１
   とを同心状に相合わせてなるρ冷旧１１造用の１１−ル
   に、１３いて、 前記溝を区５）（）Ｃいる仕切壁の内周側端面と［１−
   ル本体外周面どの間に、所定間隔の隙間が設けられてい
   ることを特１ガどする急冷薄帯製造用ロール。