JPS6039461B2 - 急冷金属薄帯の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は急冷金属薄帯の製造方法に関し、特に本発明は
、溶融金属を出口断面が細長いノズルより移動冷却面上
に連続的に供孫合し、急冷、凝固させる広幅急冷金属薄
帯の製造方法に関するものである。

従来一般に幅数肋、厚さ１呼肌程度の急冷金属薄帯の製
造方法としては、第１図に示すような鞄線方向が平行で
、かつ相薮離して逆回転する１対の冷却ロールー，１′
の噛込部に容器２内に受容された溶融金属３をノズル４
の先端より供給し、急冷、凝固させて急冷金属薄帯５を
製造する双ロ０ール法あるいは第２図に示すように単ロ
ール１の回転外周上に熔融金属３をノズル４の先端より
供給し、急冷、凝固させて急冷金属薄帯５を製造する単
ロール法が採用されている。

第１および２図において６はノズル４出口から流出する
溶融金属タ流であり、ｚはノズル出口と溶官軍金属流が
ロールの回転外周面に接触する点との距離を表す。従来
幅の広い急冷金属薄帯を製造すにはノズル出口の断面が
細長いスリットとなった例えば矩形状あるいは楕円形状
スリットを有するノズルが使用されている。第３図はこ
のようなノズル４の正面図であり、第４図、第５図はそ
れぞれ第３図ノズル４ををｎ−ｎ線に沿って切った横断
面が細長い矩形、楕円形のスリットを有するノズルの出
口横断面図である。第３〜５図において、ｘｉはスリッ
トの長手方向（以下長手方向をｘ方向と称す）の両端部
７，７間の間隔を表し、ｙｉはスリットの長手方向（以
下長手方向に直角な方向をｙ方向と称す）の両側面図８
，８間の間隔を表す。ところでノズルのスリットの内側
面が溶融金属の流れ方向と平行な面で形成されている場
合には溶融金属流６は第６図の斜視図、第７図の正面図
、第８図の側面図にそれぞれ示すようにスリットを離れ
てロールに接触するまでの間にその流形が変化する。す
なわち熔融金属流６はｘ方向に次第に収縮し、一方ｙ方
向に次第に膨張する。したがって広幅急冷金属薄帯を製
造するためにｘ；が大きく、ｙｉの小さいスリットを有
するノズルを用いても溶融金属流６はロール表面に至る
までの間に変形してｘ方向は縮まり、ｙ方向は脹れた稀
東となるのでスリットのｘｉよりはるかに短かし、幅の
金属薄帯しか得られないという欠点があった。この欠点
を除去するためスリットのｘ方向を所定長さより長くす
るとノズルの製造が困難になり、ｙ方向を所定隙間より
短くすると溶融金属の冷却によるノズル閉塞がおこるこ
とがあり、一定の広幅を有する薄帯の製造を困難にして
いた。本発明は、従来方法の有する欠点を除去、改善し
た幅が広く、最尺でかつ表面性状の良好な急冷金属薄帯
の製造方法を提供することを目的とし、特許請求の範囲
記載の方法を提供することをによって前記目的を達成す
ることができる。すなわち本発明の第１発明は、溶融金
属をノズルより移動冷却面上に連続的に供孫貧し急冷、
凝固させる急冷金属薄帯の製造方法において：前記ノズ
ル出口は細長い矩形状もしくは偏平な楕円形状の断面を
有し；前記ノズル出口断面の長手方向と平行な方向のノ
ズルの両端部内側面に、それぞれノズル出口先端にまで
達し、かつ前記長手方向の両外側へ次第に拡大されたテ
ーパーを具え；および前記ノズル出口におけるテーパ−
とノズル出口断面に対して垂直な出口における溶融金属
の流れ方向とのなす角度は４５ｏ以下である；ノズルを
使用することを特徴とする広幅急冷金属薄帯の製造方法
に関するものであり、また本発明の第２発明は、前記／
ズル出口は細長い矩形状もしくは偏平な楕円形状の断面
を有し；前記ノズルの出口断面の長手方向と平行なノズ
ルの両端部内側面にそれぞれノズル出口先端にまで達し
、かつ前記長手方向の両外側へ次第に拡大されたテーパ
ーを具え；前記ノズル出口断面の長手方向と平行な方向
に沿って向い合っているノズルの両内側面に、それぞれ
ノズル出口先端にまで達し、かつ前記ノズルの両内側面
の間隔が次第に狭４・となるテーパ−を具え；および前
記ノズル出口におけるテーパーとノズル出口断面に対し
て垂直な出口における溶融金属の流れ方向とのなす角度
は４５０以下であり；／ズルを使用することを特徴とす
る広幅急冷金属薄帯の製造方法に関するものである。次
に本発明を詳細に説明する。

前述のように従来のノズルの細長い断面形状を有するス
リットから流出する溶融金属は表面張力によって第６，
７あるいは８図に示したようにｘ方向に収縮し、一方ｙ
方向に膨張するようにｘ方向に収縮し、一方ｙ方向に膨
張する。

第７図において溶融金属流がスリットを出てｘ方向の収
縮が終了する点までの距離１，の間の溶融金属流６につ
いて考えると溶融金属流６がノズルのスリット部でＶｉ
の速度をもっているとき溶融金属がスリットから出ると
直ちに溶融金属流６はｘ方向でかつ溶融金属流東の中心
へ向って表面張力によるＶ７ｘという加速度、すなわち
Ｖ７ｘという速度ベクトルを受ける。また第８図に示す
ようにｙ方向に同様にＶ７ｙという速度ベクトルを受け
る。その結果溶融金属流６はｘ、ｙ方向においてＶｘ、
Ｖｙという速度ベクトルをもつて動くことになり、第６
，７図あるいは８図に示すような形状となるものと考え
られる。本発明者等は、上溶融金属流の表面張力によっ
て生起するｘ方向に沿って溶融金属流東の中心へ向う速
度ベクトルＶ↑ｘを打消し、すなわちｘ方向に沿って溶
融金属流が収縮しようとする力を抑制するため、第９図
に示すように細長い断面のスリットを有するノズル４の
スリットのｘ方向の両端部の内側面にノズル出口方向に
向ってｘ方向両外側へ広がるテーパ−（スリットのテー
パー開始位置でのｘ方向の長さｘ；よりスリットのテー
パー最外端位置でのｘ方向の長さｘ。

が大きいテーパ−）を設けたノズル４より溶融金属を流
出させることによってノズル４のスリットｘ方向両端部
を流れ出る溶融金属流６にｘ方向の両外側へ向う速度ベ
クトルＶｉｘをもたせるようにした。その結果スリット
のｘ方向において溶融金属流６が収縮しようとする力は
抑えられるため溶融金属流６がノズルから噴出後収縮が
終るまでの距離１，を延ばすことができ、またノズル４
から出た溶融金属流６のｘ方向の長さはスリットのｘ方
向の長さよりも大きくなる部分があるので、その部分で
ロールの冷却面に溶融金属流を接触させるとロール上に
接触する熔融金属流のｘ方向の長さを大きくすることが
でき、すなわちスリットのｘ方向長さｘ。より広い幅の
薄帯を製造することができる。一方ノズルのスリットｙ
方向においても第１０図に示すように、ｘ方向に沿って
向い合っているスリットの内側面にノズル出口へ向って
ｙ方向にスリットを次第に狭小するようにテーパー（ス
リットのテーパー開始位置でのｙ方向長さｙｉよりスリ
ットのテーパー最外端位置でのｙ方向の長さｙ。が小さ
いテーパ−）を設け、溶融金属流にｙ方向の溶融金属流
束の中心部に向う速度ベクトルＶ↑ｙをもたせることに
よって、表面張力によりｙ方向に溶融金属流が膨張しよ
うとする力を抑制することができる。本発明によれば、
Ｖ＾がＶ７ｙに比べてはるかに大きいためどちらかとい
うとスリットのｘ方向の両端都内側面にテーパーを設け
ることの方が上記熔融金属流がｘ方向に収縮し、かつｙ
方向に膨張することを抑制し得る効果は大きく、かかる
テーパーを設けることだけで十分な抑制効果を発揮させ
ることができる。

しかしさらにノズルのスリット近傍においてｘ方向に沿
ったスリット両側面をｙ方向に狭くするようにテーパー
を設けることによって溶融金属流の上記変形をより大き
く抑制する効果を挙げることができる。しかしながら、
単に上記／ズルスリツトのｘ方向に沿った両側面を狭く
するテーパ−をノズル出口に設けるだけでは十分な抑制
効果を上げることはできない。本発明の第２発明によれ
ば、すなわちノズルのスリット部のｘ方向両端部に出口
方向に行くと従ってｘ方向の両外側に広がるテーパーと
、ｘ方向に沿った両側面を出口方向に行くに従ってｙ方
向に狭くなるテーパーとを併設したノズルを用いること
によって溶融金属流をノズル内で円滑にｘ方向両端部に
行渡らせる効果を有する。本発明によれば、ノズルスリ
ットのｘ方向両端部に設けるテーパーと溶融金属の流れ
方向とのなす角ａはスリット部において４５０以下であ
ることが望ましい。

８が零度では効果は認められないが、わずかな角度があ
れば効果が認められ、８が大きくなるに従って効果が大
となる。

しかし４５０より大きいと溶融金属流に乱れが生じて逆
に効果がなくなり、角度８が１ｏｏ〜３００の範囲内で
最良の効果を上げることができる。本発明によれば、ノ
ズルスリットのｘ方向に沿う両側面に設けるｙ方向のテ
ーパ−と熔融金属の流れ方向とのなす角のまノズルスリ
ット部において４５０以下が望ましい。

前述のようにｘ方向端部に設けるスリット部のテーパ一
角ａは僅少でも零度でなければ、上記角度のは零度であ
っても溶融金属流の変形を抑制する効果は発揮される。
しかしこのテーパ一角のを形成することによって、テー
パ一角のの働きを助長させることができることを本発明
者等は新規に知見した。一方テーパ一角のが４５０より
大きくなると溶融金属がノズルスリット部で円滑に流れ
なくなって前記抑制効果が挙がらず、テーパ一角のま５
ｏ〜２０ｏの範囲のとき最も良い効果を得ることができ
る。またそれぞれの位置でのテーパ−の設け方は第１１
，１２図に示すようにノズルスリット部を流れる溶融金
属に乱流が生じないようなスリット内面形状とすること
が望ましい。次に本発明を実施例について説明する。

実施例 １ ノズルのスリットは２×３Ｑ舷の矩形状であり、スリッ
トのｘ方向のテーパ一角のま１５ｏ、ｙ方向のテーパ一
角のま００である溶融シリカ質ノズルを用いて、互いに
鍵線方向が平行で相接触して６０仇ｐｍで回転する４０
仇奴めの双ロールの噛込部に１５０ぴＣに溶融したＳｉ
６．５％を含有する珪素鋼を前記ノズルから注入したと
ころ、幅４５風、厚さ１５０ム仇の連続した急冷薄帯を
５ｋｇ製造することができた。

一方ノズルのスリットは２×３仇愚の矩状である従来の
ｘ方向テーパ一角８がｏｏ、ｙ方向テーパ一角のがｏｏ
の前記ノズルと同材質からなるノズルを用いて他は前述
と同じ条件で薄帯を製造したところ幅２５側、厚さ１５
０ム仇の狭い幅の薄帯しか得ることができなかった。

実施例 ２ ノズルのスリットは２×３仇岬の矩形状であり、スリッ
トのｘ方向のテーパ一角８は２０ｏ、ｙ方向のテーパ一
角の‘ま１ｏｏである溶融シリカ質ノズルを用いて前記
実施例１と同じ条件で薄帯を製造したところ、幅５５脚
、厚さ１５０〃凧の連続した薄帯を製造することができ
た。

以上本発明によれば、従来法によるよりも幅の広い連続
した急冷金属薄帯を連続して製造することができる。

なお、本発明において用いるノズルは、急冷金属薄帯を
製造する際のみならず、さらに厚さの厚い金属板を製造
する際にも用いることができ、さらにまた溶融金属のみ
ならず、流体をノズルスリットから流出させて空中で落
下もしくは飛翻させて帯状流体とする際流体のｘ方向の
収縮を抑制する必要がある場合にも用いることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は双。 ール法による急袷金属薄帯の製造装置の縦断面図、第２
図は単ロール法による急冷金属簿帯の製造装置の縦断面
図、第３図は細長いスリットを具える溶融金属浮揚用ノ
ズルの縦断面図、第４，５図は第３図のノズルのスリッ
トがそれぞれ矩形、楕円形であるノズルのスリット部の
ｎ−ｎ線に沿って切った横断面図、第６図は従来のノズ
ルとノズルから流出する溶融金属流の流形変化を示す斜
視図、第７図は第６図に示すノズルと溶融金属流をｙ方
向から見た立面図、第８図は第６図に示すノズルと溶融
金属流をｘ方向から見た立面図、第９，１０図は本発明
によるノズルを用いた場合の前記第７，８図にそれぞれ
対応する立面図、第１１，１２図は本発明による／ズル
のスリット部のｘ方向とｙ方向のテーパ−をそれぞれ示
す縦断面図である。１，１′…・・・ロール、２・・…
・容器、３・・・・・・溶融金属、４・・・・・・ノズ
ル、５・・・・・・急冷金属薄帯、６・・・・・・溶融
金属流、７・・…・スリットｘ方向両端部、８．．・．
．・スリットｙ方向両側部。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図 第１１図 第１２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶融金属をノズルより移動冷却面上に連続的に供給
   し、急冷、凝固させる急冷金属薄帯の製造方法において
   ：前記ノズル出口は細長い矩形状もしくは偏平な楕円形
   状の断面を有し；前記ノズル出口断面の長手方向と平行
   な方向のノズルの両端部内側面に、それぞれノズル出口
   先端にまで達し、かつ前記長手方向の両外側へ次第に拡
   大されたテーパーを具え；および前記ノズル出口におけ
   るテーパーとノズル出口断面に対して垂直な出口におる
   溶融金属の流れ方向とのなす角度は４５°以下である；
   ノズルを使用することを特徴とする広幅急冷金属薄帯の
   製造方法。 ２ 溶融金属をノズルより移動冷却面上に連続的に供給
   し、急冷、凝固させる急冷金属薄帯の製造方法において
   ：前記ノズル出口は細長い矩形状もしくは偏平な楕円形
   状の断面を有し；前記ノズル出口断面の長手方向と平行
   なノズルの両端部内側面に、それぞれノズル出口先端に
   まで達し、かつ前記長手方向の両外側へ次第に拡大され
   たテーパーを具え；前記ノズル出口断面の長手方向と平
   行な方向に沿つて向い合つているノズルの両内側面に、
   それぞれノズル出口先端にまで達し、かつ前記ノズルを
   両内側面の間隔が次第に狭小となるテーパーを具え；お
   よび前記ノズル出口におけるテーパーとノズル出口断面
   に対して垂直な出口における溶融金属の流れ方向とのな
   す角度は４５°以下である；ノズルを使用することを特
   徴とする広幅急冷金属薄帯の製造方法。