JPS6245454A - 溶湯急冷装置の冷却体 - 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】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、溶湯急冷法によって金属薄帯を製造する際
に使用される溶湯急冷装置の冷却ロールや冷却ベルト等
の如き冷却体に関するもので、特に温度上昇に伴う形状
変化が少なく、溶湯急冷装置の冷却体用に使用して板厚
精度の優れた金属薄帯製品を安定に製造することが可能
な冷却体を提供するものである。

〈従来技術並びにその問題点〉 近年、連続的に移動更新される冷却体表面に金属溶湯を
噴射して急冷凝固させることにより直接的に薄帯を得る
手段が開発され、高性能電子材料等の有力な製造手段の
１つとして大きな注目を集めるようになってきた。

例えば、第１図は単ロール方式の溶湯急冷凝固法を示す
ものであって、溶湯供給ノズル１から噴射された金属溶
湯２が溶湯急冷ロール３によシ急冷凝固せしめられ、薄
帯材４を形成する様子を模式化しており、また第２図は
単ロール方式溶湯急冷凝固法の変形例を示すもので、こ
の場合には、　　−金属溶湯２はブー！Ｊ−５，５のま
わりを回転移動する溶湯急冷無端ベルト６（通常は内面
側から水冷されている）により急冷凝固せしめられて薄
帯材４となる。

ところで、上述の如き溶湯急冷凝固法においては、これ
まで鋼或いは調合金製の単ロール、双ロール、回転ドラ
ム及びベルト等が溶湯冷却体とり。

て用いられてきたが、これら鋼又は調合金製の溶湯冷却
体には次のような問題が残されていた。

即ち、前記溶湯冷却体は、内部もしくは表面からの強制
冷却が行われてはいるものの、溶融金属に直接接触する
ことから熱延ロール等に比べて単位時間当シの受熱量が
１０倍以上にも達（−でしまい、このため、熱伝導度の
良好な材料を使用ｊ〜たり冷却能力に工夫を凝らしたと
しても、金属薄帯製造中の表面温度は２００〜３００℃
程度の高温となる上、その温度分布に「溶湯冷却体の中
央部及び表面部は高く、エツジ部や内部では低い」と言
う“ムラ″が生じるのを防止できないでいたのである。

例えば、第３図に模式化して示した如き双ロール方式の
溶湯急冷凝固法によって］−〇〇μ厚程度の薄帯を連続
的に製造する場合では、一般にその銅合金製溶湯急冷ロ
ール３，３の表面温度は製造開始後時間の経過とともに
第４図で示されるように上昇１〜、最終的には２．５０
１１１″にも達−する。そして、このときの溶湯急冷ｒ
］−ル表面の幅方向における温度分布は、第５図に示さ
れる如く、口・−ル中央部で最も高くなるとともにロー
ルエツジ部では：はぼ常温の寸まとなる。

この結果、溶湯急冷口・−ル３，３は、熱膨張により変
形して直径が増大するばかりか、第６図に示スような°
゛ロールサーマルクラウン″を発生し７てし１う。そし
て、この溶湯急冷ロールの変形量は、大形・広幅の量産
規模のものほど大きくなり、直径：　５００朋、幅、４
００頭の冷却１７−ルで３００Ｕ幅の金属薄帯を製造し
た場合のロール中央部とエツジ部でのロール直径差は５
０μ以」二にも達する。この値は、通常の熱間圧延の’
４４で使用される鋼板や、これに加えて冷間圧延が施こ
されて使用される金属帯では許容される量である１、し
かるに、溶湯急冷法で溶湯から直接製造される金属帯、
例えば５〜６重量％（３１系電磁鋼板やアモルファス合
金等は、２０〜２００μ厚の極薄のものであり、従って
」二記の如きロール変形があると必要な寸法精度を満足
しないことになる。

また、双ロール方式溶湯急冷凝固法の変形例である第７
図に示す方法を採用する場合でも、溶湯急冷ロール３の
膨径やサーマルクラウンの発生はもちろん、第８図に示
すような溶湯急冷無端ベルト６における″中央部のふく
らみ変形″をも呼び起こすこととなる。

上述の如き溶湯冷却体の変形が起きると、第３図及び第
７図で示した双ロール方式又はこれと類似の溶湯急冷凝
固法では、ロール間隙（又はロールとベルトの間隙）と
板厚がほぼ一致するため、溶湯急冷ロールの変形及び溶
湯急冷無端（ルトの変形がそのまま板厚偏差となって製
品品質に影響してしまうこととなる。更に、第１図及び
第２図に示される如き単ロール方式又はこれと類似の溶
湯急冷凝固法では、溶湯供給ノズルｌの先端と溶湯急冷
ロール又は溶湯急冷無端ベルトの表面との距離が金属薄
帯の板厚に影響するため、やはり溶湯急冷ロールや溶湯
急冷無端はルトに変形が生じると製品品質に悪影響が及
ぼされることとなる。

従って、一定の板厚を有し、かつ良好な平坦度の薄帯を
製造するためには、上記熱膨張によるロールの変形をコ
ントロールしなければならない。

例えば、溶湯急冷ロール直径の増大に対処する場合、単
ロール方式等では、溶湯急冷ロール表１■と溶湯供給ノ
ズル先端部の距離を一定にするよう、ノズル若しくは溶
湯急冷ロールを移動する手段が採用され、また双ロール
方式等では、ロール間隙を一定とするよう両ロールの軸
間距離を変化させる手段の採用が可能である。しかしな
がら、溶湯急冷ロールのサーマルクラウンや溶湯急冷無
端ベルトの変形を補正することは非常に困難で、簡単か
つ有効な対策が見出されていないのが現状であった。

〈問題点を解決するだめの手段〉 本発明者等は、上述のような観点から、板厚変動がなく
、シかも優れた平坦度を有する金属薄帯を溶湯急冷法に
より安定して製造し得る手段を提供するため、特に、「
溶湯急冷ロールの位置移動等の如き対症療法的手段には
限界があり、前記目的を達［戊ずろ／こめには熱変形の
極力小さい材料で溶湯冷却体を作成することが不可欠で
ある」との結論の下に、熱変形量が少なり、シかも溶湯
冷却用と［，２てのその他の必要特性を十分に兼ね備え
た冷却体イに屋出すべく便宜を行った結果、：３０妬（
１，′〕、■、成分割合を表わす条は重量遁とする）以
［−ｃｓ　、仏４未満のＣｏと５へ一１５％のりｒとを
含有ぜし７めるとともに、残部を実質的にＦ′ｅで構成
１［−だ合危に１、常温から３００℃の範囲における線
膨張係数が５Ｘ１０−６／℃以下と言う極めて低い値を
イミしく因に、従来から溶湯冷却体用材料として使用さ
れてきたな及び銅合金では、それぞれ１２Ｘ　ｉ　Ｏ”
”７℃　　及び１７　Ｘ　１　ｏ−６／℃程度の線膨張
係数を示すに過き゛なかった）、かつ強度その他の溶湯
冷却体用材料に必要な特性を兼備し、ているため、該合
金にて溶湯冷却体を作成すると、温度上畔に伴う冷却体
の変形量を一挙に従来のものの数分の１以下に低域する
ことができ、冷間圧延を施すことなし７に寸法公差を満
足する極薄金属帯の製造が可能になる′３そして、この
ような溶湯急冷却体がロールであ：）、乞場合には、「
１・−ル自体の変形が小さくなる結果、ロールに面に発
生しがち５（サーマルクラックを防止できるとともに、
高Ｃｒ合金製であるため耐食性の面においても極めて漫
、ｉでおり、特に外面より水冷される形式の口・−ルで
あっても著しい寿畠延長効甲が得られる、との知見を・
得るに至一つだのである。

この発明は、上記知見に茫づいてなされたものであり、 溶湯急冷装置の冷却体を、 Ｃ（１：５０％以＋６．５％未満、 （−！ｒ：５　〜１．５　妬 を含有するとともに、残部が実質的にＦ’ｅから成る成
分組成の合金にて構成することにより、溶湯、τｊ、冷
装置用冷却体の熱変形並びに熱衝撃による表面のクラッ
ク発生等を極力抑え、板厚寸法や平坦度の優れた溶湯急
冷金属薄帯を安定１〜で量産Ｉ７得るようにした点、 に特徴を有するものである。

なお、この発明において「冷却体」とは、ロール方式の
溶湯急冷装置にあってはロールを、そしてベルト方式の
溶湯急冷装置にあってはベルト、又はベルトと該ベルト
を巻き掛けるだめのロールを指すことは言うまでもない
。

次に、この発明の溶湯急冷装置の冷却体において、その
構成成分たるＧｏ及びＣｒの含有量を前記の如くに限定
した理由を説明する。

（ａ）　　Ｃ。

（’ｏ酸成分含有量が５０チ未満であったり、或いは６
５％以上になったりすると、合金の熱膨張率が大きくな
り過ぎて所望の低線膨張係数を確保できなくなることか
ら、Ｃｏ含有量は５０チ以上６５チ未満と定めだが、好
ましくはＣｏ含有量を５２〜５７％に調整するのが良い
。

（ｂ）　　Ｃｒ Ｃｒ成分のか有量が５％未満であったり、或いは１５チ
を越えたりすると、やはり合金の熱膨張率が大きくなり
過ぎて所望の低線膨張係数を確保するのが困難となるこ
とから、Ｃｒ含有量は５〜１５チと定めたが、好ましく
は９〜１１チに調整するのが良い。

なお、この発明の溶湯急冷装置の冷却体で（ま、その強
度の更なる向上を目脂して、熱膨張率を増加させない程
度のそれぞれ２％以下の値でＣ，Ｎｉ、Ｍｏ、　Ｗ　、
　Ｍｎ、　Ｓｉ、Ｔ１、Ａ２及びｃ２ｕのうちの１種以
上を添加することもでき、これによってこの発明の冷却
体の本質的特性には何らの実質的悪影響も及ぼされるこ
とがない。

次いで、この発明を実施例により比較例と対比しながら
説明する。

〈実施例〉 まず、常法にて第１表に示される如き成分組成の７種類
の合金を溶製し、続いて通常の手段により外径：３００
閣、内径二２８０朋、長さ：４００朋の溶湯急冷ロール
用円筒を作成した。

次に、得られた溶湯急冷ロール用円筒についてその線膨
張率を室温から２００℃の間で測定し、線膨張率の平均
値を算出した。

更に、２００℃に加熱したときの円筒中央部とエツジ部
での外径の差（サーマルクラウン量）をも測定し、それ
ぞれの値を第１表に併せて示した。

第３１表に示される結果からも明らかなように、この発
明の冷却体では、従来の溶湯冷却体よりもその熱１彩脹
率が］／３〜１／１０に低減している。これより、温度
上昇による溶湯冷却体の変形は、本発明のものを使用す
ることにより従来のものの１／３〜ｌ／１０　Ｋ軽減さ
れ、高精度で一定した板厚の金属薄帯を連続的に量産し
得ることが明白である。

なお、上記本発明の溶湯急冷ロールを用いて双ロール法
にて溶湯急冷薄鋼帯の製造を実施したところ、サーマル
クラック発生による製品への表面疵の転写や冷却水使用
による腐食からのロール面地荒れ等の格別な不都合を来
たすことなく品質良好な製品の得られることが確認され
た。

く総括的な効果〉 以上に説明した如く、この発明によれば、板厚精度が良
り、シかも平坦度に優れた溶湯急冷金属薄帯を安定して
量産できる溶湯急冷装置の冷却体が実現でき、溶湯急冷
金属薄帯製品の適用分野の更なる拡大が可能となるなど
、産業上極めて有用な効果がもたらされるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、単ロール方式の溶湯急冷凝固法を示す概略模
式図、 第２図は、単ロール方式溶湯急冷凝固法の変形例を示す
概略模式図、 第３図は、双ロール方式の溶湯急冷凝固法を示す概略模
式図、 第４図は、溶湯急冷凝固法の作業開始からの経過時間と
銅合金製溶湯急冷ロール表面温度との関係を示す線図、 第５図は、銅合金製溶湯急冷ロール表面の幅方向におけ
る温度分布を示す線図、 第６図は、ロールのサーマルクラウン発生状況を示す概
念図、 第７図は、双ロール方式溶湯急冷凝固法の変形例を示す
概略模式図、 第８図は、溶湯急冷無端ベルトにおける°゛中央部のふ
くらみ変形″の発生状況を示す概念図である。 図面において、 ｌ・・・溶湯供給ノズル、　　２・・・金属溶湯、３・
・溶湯急冷ロール、　４・・薄帯材、５・・プーリー、 ６・・・溶湯急冷無端ベルト。 出願人　　住友金属工業株式会社 代理人　　富　　１）　和　　夫　ほか２名手６図 第７図 第８図 犠

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 重量割合にて、 Ｃｏ：５０％以上６５％未満、 Ｃｒ：５〜１５％ を含有するとともに、残部が実質的にＦｅから成る合金
   で構成されたことを特徴とする、溶湯急冷装置の冷却体
   。