DE3909091A1 - SCHLITZDUESENVORRICHTUNG - Google Patents
SCHLITZDUESENVORRICHTUNGInfo
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- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
- B22D11/0637—Accessories therefor
- B22D11/064—Accessories therefor for supplying molten metal
- B22D11/0642—Nozzles
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schlitzdüsenvorrichtung zum Schmelzspinnen von metallischen Schmelzen, bestehend aus einem zylinderförmigen heizbaren Schmelzenbehälter und aus einer daran angebrachten Düse mit einer Düsenfläche, in der wenigstens ein rechteckiger, von zwei gegenüber liegenden Lippen und zwei gegenüberliegenden Stegen ge bildeter Schlitz vorgesehen ist, und mit schräg zu den Lippen der Düsenfläche hin geneigten gegenüberliegenden Seitenwänden, wobei die Lippen gleiche Breite und zuein ander parallele seitenwandseitige und schlitzseitige Kan ten aufweisen.The invention relates to a slot nozzle device for Melt spinning of metallic melts, consisting of a cylindrical heatable melt container and from an attached nozzle with a nozzle surface, in the at least one rectangular, two opposite lying lips and two opposite webs ge formed slot is provided, and obliquely to the Lips of the nozzle surface inclined towards opposite Sidewalls, the lips of equal width and zuein parallel side wall and slot side channels have.
Zur Herstellung von amorphen Metallbändern wird das Schmelzspinn oder "melt-spinning"-Verfahren in weitem Um fang benützt. Dabei wird eine Metallschmelze, gegebenen falls unter Zwang, über eine Düse auf eine sich bewegen den Kühlkörper, in der Regel auf eine mit mindestens 200 m/min rotierende Metalltrommel, vorzugsweise eine Kupfertrommel, aufgebracht. Durch die daraus resultieren de Abschreckung mit einer Kühlrate von mindestens 105°C/s können nach diesem Verfahren amorphe Metallbänder erhal ten werden (Zeitschrift für Metallkunde 64, 1973, S. 835- 843). For the production of amorphous metal strips, the melt spinning or "melt spinning" method is widely used. In this case, a molten metal, if necessary under duress, via a nozzle on a move the heat sink, usually on a rotating at least 200 m / min metal drum, preferably a copper drum applied. As a result of the resulting de quenching with a cooling rate of at least 10 5 ° C / s, amorphous metal strips can be obtained by this method (Zeitschrift für Metallkunde 64, 1973, p. 835-843).
Als gattungsgemäßer Stand der Technik wird von einer Vor richtung zum Stranggießen eines dünnen Metallstreifens nach der DE-PS 27 46 238 ausgegangen. Bei dieser bekann ten Vorrichtung ist die Breite der in Bewegungsrichtung der Kühlkörper zuerst kommenden Lippe wenigstens gleich der Breite des Schlitzes. Die Breite der anderen Lippe beträgt das 1,5- bis 3-fache der Breite des Schlitzes. Ferner ist der Abstand der Lippen von der Kühloberfläche unterschiedlich. Aufgrund des unterschiedlichen Abstands der beiden Lippen von der Kühloberfläche sowie aufgrund der in der Regel unterschiedlichen Breite der Lippen ist die Herstellung der Düse aufwendig. Wegen der im Ver gleich zur Breite des Schlitzes relativ schmalen Lippen ist die bekannte Düse nicht ausreichend widerstandsfähig, um Anforderungen im Dauereinsatz bei Temperaturen von mehr als 1000°C zu genügen, so daß ein häufiger Aus tausch erforderlich ist.As the generic state of the art is of a Vor direction for the continuous casting of a thin metal strip after the DE-PS 27 46 238 assumed. In this known th device is the width of the direction of movement the heat sink first coming lip at least equal the width of the slot. The width of the other lip is 1.5 to 3 times the width of the slot. Further, the distance of the lips from the cooling surface differently. Due to the different distance of the two lips from the cooling surface as well which is usually different width of the lips the preparation of the nozzle consuming. Because of the Ver equal to the width of the slot relatively narrow lips the known nozzle is not sufficiently resistant, to meet requirements in continuous use at temperatures of more than 1000 ° C, so that a frequent Aus Exchange is required.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht des halb darin, die Schlitzdüsenvorrichtung der gattungsge mäßen Art zur Fertigung von amorphen bzw. teilweise amor phen Metallbändern mit gleichmäßigen Abmessungen und gleichbleibenden Eigenschaften über alle Banddimensionen einfach und widerstandsfähig auszubilden.The object underlying the invention consists of half in it, the slot nozzle device of the genus proper type for the production of amorphous or partially amor phen Metallbändern with uniform dimensions and consistent properties across all tape dimensions easy and resistant to train.
Diese Aufgabe wird ausgehend von der Schlitzdüsenvorrich tung der gattungsgemäßen Art dadurch gelöst, daß die bei den Lippen in ein und derselben, von der Düsenfläche ge bildeten Ebene liegen, daß das Verhältnis der Breite des Schlitzes zur Breite jeder Lippe 1:20 bis 1:5 beträgt und daß die lippenseitigen äußeren Seitenwände der Düse mit der Ebene der Düsenfläche jeweils einen Winkel von 40° bis 60° bilden. This task is based on the Schlitzdüsenvorrich tion of the generic type solved in that the at the lips in one and the same, ge of the nozzle surface lie plane that the ratio of the width of the Slit to the width of each lip is 1:20 to 1: 5 and that the lip-side outer side walls of the nozzle each with the plane of the nozzle surface an angle of 40 ° to 60 ° form.
Überraschenderweise läßt sich mit der erfindungsgemäßen Schlitzdüsenvorrichtung ein Metallband erzeugen, das pro blemlos von einer als Kühlfläche dienenden rotierenden Kupferwalze abgelöst werden kann.Surprisingly, can be with the inventive Slit nozzle device to produce a metal band, the pro without a problem from a rotating surface serving as a cooling surface Copper roller can be detached.
Zweckmäßigerweise bilden die lippenseitigen äußeren Sei tenwände der Düse mit der Ebene der Düsenfläche einen Winkel von 45°.Conveniently, the lip-side outer Sei form tenwände of the nozzle with the plane of the nozzle surface a Angle of 45 °.
Ein vorteilhaftes Verhältnis der Breite des Schlitzes zur Breite jeder Lippe liegt bei 1:10 bis 1:6.An advantageous ratio of the width of the slot to the width of each lip is 1:10 to 1: 6.
Bevorzugt werden die Düse und der vorgeordnete Schmelzen behälter in einem Stück und aus demselben Material gefer tigt.Preference is given to the nozzle and the upstream melting container in one piece and made of the same material Untitled.
Die Düse und der Schmelzenbehälter werden in der Regel für nicht reaktive Metalle oder Metallegierungen, z.B. der 8. Nebengruppe oder der 1. und 2. Nebengruppe aus Quarz, für reaktive Metalle oder Metallegierungen z.B. der 3., 4. oder 5. Nebengruppe aus Graphit und für be sonders hochschmelzende Legierungen wie z.B. ZrY- oder AlTi-Legierungen, die ab ca. 1400°C schmelzen, oder für reaktive Legierungen, die mit Graphitdüsen nicht spinn bar sind, aus Zirkonoxid gefertigt.The nozzle and the melt container are usually for non-reactive metals or metal alloys, e.g. the 8th subgroup or the 1st and 2nd subgroup Quartz, for reactive metals or metal alloys e.g. the 3rd, 4th or 5th subgroup of graphite and for be especially refractory alloys such as e.g. ZrY or AlTi alloys, which melt from about 1400 ° C, or for reactive alloys that do not spin with graphite nozzles are made of zirconia.
Die erfindungsgemäße Schlitzdüsenvorrichtung eigenet sich insbesondere zum Schmelzspinnen von Metallschmelzen zu amorphen Bändern.The slot nozzle device according to the invention is inherent in particular for melt spinning of molten metals amorphous ribbons.
Anhand von Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen: With reference to drawings, embodiments of the Invention explained in more detail. Show it:
Fig. 1 eine Schlitzdüsenvorrichtung im Axialschnitt, Fig. 1 is a slot nozzle assembly in axial section,
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform der Düse und Fig. 2 is a plan view of a first embodiment of the nozzle and
Fig. 3 eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform der Düse. Fig. 3 is a plan view of a second embodiment of the nozzle.
Der in Fig. 1 gezeigte, einer Düse 2 vorgeordnete zylin derförmige Schmelzenbehälter 1 kann mit nicht gezeigten Heizeinrichtungen und Reglern zur Aufrechterhaltung der Temperatur der Schmelze versehen sein. Der Schmelzenbe hälter 1 und die Düse 2 sind in der Regel in einem Stück aus ein und demselben Material gefertigt.The shown in Fig. 1, a nozzle 2 upstream zylin derförmige melt container 1 may be provided with not shown heaters and regulators for maintaining the temperature of the melt. The Schmelzenbe container 1 and the nozzle 2 are usually made in one piece of one and the same material.
Die Düse 2 hat eine Düsenfläche 3 mit einem Schlitz 8 (Fig. 2) oder mit mehreren, fluchtend angeordneten Schlitzen 8 (Fig. 3), die einen rechteckigen Querschnitt für die Erzeugung jeweils eines Bandes aufweisen und die von zwei Lippen 4, 5 begrenzt sind. Die Schlitze 8 sind außerdem von seitlichen Stegen 13 und 14 in der Ausfüh rungsform von Fig. 2 begrenzt. In der Ausführungsform von Fig. 3, in der drei zueinander fluchtende Schlitze 8 dargestellt sind, sind zusätzlich zwischen den Schlitzen 8 noch Stege 15 und 16 vorgesehen. Der Abstand zwischen den Schlitzen 8 bzw. die Erstreckung der Stege 15 und 16 sowie auch die Erstreckung der äußeren Stege 13 und 14 muß so groß sein, daß die für die Düse 2 erforderliche Festigkeit gewährleistet bleibt.The nozzle 2 has a nozzle surface 3 with a slot 8 ( Fig. 2) or with a plurality of aligned slots 8 ( Fig. 3), which have a rectangular cross section for the production of one band and bounded by two lips 4 , 5 are. The slots 8 are also limited by lateral webs 13 and 14 in the Implementing approximate shape of Fig. 2. In the embodiment of Fig. 3, in which three mutually aligned slots 8 are shown, webs 15 and 16 are additionally provided between the slots 8 . The distance between the slots 8 and the extension of the webs 15 and 16 and also the extension of the outer webs 13 and 14 must be so large that the required strength for the nozzle 2 remains ensured.
Die Düse 2 hat lippenseitige ebene Seitenwände 11 und 12, die sich vom Schmelzenbehälter 1 zur Düsenfläche 3 unter einem Winkel α geneigt erstrecken, der bei dem Aus führungsbeispiel von Fig. 1 45° beträgt. The nozzle 2 has lip-side planar side walls 11 and 12 which extend from the melt container 1 to the nozzle surface 3 at an angle α inclined, which is in the exemplary embodiment from Fig. 1 45 °.
Der Schlitz 8 oder die Schlitze 8 sind senkrecht zu den Stegen 13, 14, 15, 16, also lippenseitig, von Kanten 9 begrenzt, die gleichzeitig Kanten der Lippen 4, 5 sind und die zueinander parallel sowie parallel zu den seiten wandseitigen Kanten 10 der Lippen 4, 5 sind. Die Lippen 4, 5 der Düsenfläche 3 weisen die gleiche Breite 7 auf. Das Verhältnis der Breite 6 des Schlitzes 8 bzw. der Schlitze 8 zur Breite 7 einer Lippe 4, 5 erstreckt sich von 1:20 bis 1:5. Bevorzugt ist der Bereich von 1:10 bis 1:6.The slot 8 or the slots 8 are perpendicular to the webs 13 , 14 , 15 , 16 , so lip side, bounded by edges 9 , which are edges of the lips 4 , 5 and parallel to each other and parallel to the sides wall-side edges 10 of Lips 4 , 5 are. The lips 4 , 5 of the nozzle surface 3 have the same width 7 . The ratio of the width 6 of the slot 8 or the slots 8 to the width 7 of a lip 4 , 5 extends from 1:20 to 1: 5. The range is preferably from 1:10 to 1: 6.
Beispielsweise kann die Breite 6 des Schlitzes 8 0,3 bis 0,6 mm und die Breite 7 einer Lippe 4, 5 3 bis 6 mm betra gen. Die Länge des oder der Schlitze 8 bestimmt sich aus der geforderten Breite des herzustellenden Bandes. Für eine Düse 2 mit einem einzigen Schlitz 8 kann die Länge zwischen 4 und 40 mm variieren. Bei einer Düse mit drei zueinander fluchtend ausgerichteten Schlitzen 8, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, liegt der Abstand zwischen den Schlitzen 8 bzw. liegt die Stärke der Stege 15, 16, zwi schen 3 und 6 mm.For example, the width 6 of the slot 8 0.3 to 0.6 mm and the width 7 of a lip 4 , 5 3 to 6 mm betra conditions. The length of the slots or 8 is determined by the required width of the strip to be produced. For a nozzle 2 with a single slot 8 , the length can vary between 4 and 40 mm. In a nozzle with three mutually aligned slots 8 , as shown in Fig. 3, the distance between the slots 8 and is the strength of the webs 15 , 16 , between tween 3 and 6 mm.
Die Schlitzdüsenvorrichtung wird in der Regel senkrecht zu einer nicht gezeigten, sich bewegenden Kühlfläche, meist einer rotierenden Kupferwalze, angeordnet. Durch die plane Düsenoberfläche 3 ist der Abstand beider Lippen 4, 5 zu der Kühloberfläche gleich.The slot nozzle device is usually arranged perpendicular to a, not shown, moving cooling surface, usually a rotating copper roller. Due to the planar nozzle surface 3 , the distance between the two lips 4 , 5 is the same to the cooling surface.
Die Erfindung wird anhand von Beispielen weiter erläutert.The invention will be further explained by way of examples.
In einer Schlitzdüsenvorrichtung nach Fig. 1 aus Quarz wird eine Legierung der Zusammensetzung Fe81B13,5Si3,5C2 bei 1200°C aufgeschmolzen. Unter einem Druck von 0,8 bar wird in einer Heliumatmosphäre das schmelzflüssige Metall durch eine mit einem einzigen Schlitz 8 versehene Düse 2 mit den AbmessungenIn a slot nozzle device according to FIG. 1 made of quartz, an alloy of the composition Fe 81 B 13 , 5 Si 3 , 5 C 2 is melted at 1200 ° C. Under a pressure of 0.8 bar in a helium atmosphere, the molten metal through a provided with a single slit 8 nozzle 2 with the dimensions
im wesentlichen senkrecht auf eine in einem Abstand von 0,2 mm angeordnete, mit 40 m/s rotierende Kupfertrommel gepreßt. Die Schmelze verfestigt sich zu einem amorphen Metallband mit einer Dicke von 50 µm und einer Breite von 20 mm, das äußerst leicht von der Kupfertrommel ablösbar ist.essentially perpendicular to one at a distance from 0.2 mm arranged, with 40 m / s rotating copper drum pressed. The melt solidifies to an amorphous one Metal strip with a thickness of 50 μm and a width of 20 mm, which is extremely easy to detach from the copper drum is.
In einer Schlitzdüsenvorrichtung nach Fig. 1 aus Graphit wird eine Legierung mit der Zusammensetzung Cu65Ti35 bei 1100°C aufgeschmolzen. Unter einem Druck von 0,5 bar in einer Heliumatmosphäre wird das schmelzflüssige Metall durch eine mit einem Schlitz 8 versehene Düse 2 mit den AbmessungenIn a slot nozzle device according to FIG. 1 made of graphite, an alloy having the composition Cu 65 Ti 35 is melted at 1100 ° C. Under a pressure of 0.5 bar in a helium atmosphere, the molten metal through a provided with a slot 8 nozzle 2 with the dimensions
im wesentlichen senkrecht auf eine in einem Abstand von 1,0 mm angeordnete, sich mit 30 m/s drehende Kupfertrom mel gepreßt. Die Schmelze verfestigt sich zu einem amor phen, leicht ablösbaren Metallband mit einer Dicke von 50 µm und einer Breite von 5,5 mm. essentially perpendicular to one at a distance from 1,0 mm arranged, with 30 m / s rotating Kupfertrom mel pressed. The melt solidifies into an amor phen, easily removable metal strip with a thickness of 50 μm and a width of 5.5 mm.
In einer Schlitzdüsenvorrichtung nach Fig. 1 aus Zirkon oxid wird eine Legierung mit der Zusammensetzung ZrY bei 1500°C aufgeschmolzen. Unter einem Druck von 0,8 bar in einer Argonatmosphäre wird das schmelzflüssige Metall durch eine mit einem Schlitz 8 versehene Düse 2 mit den AbmessungenIn a slot nozzle device of FIG. 1 made of zirconium oxide, an alloy having the composition ZrY is melted at 1500 ° C. Under a pressure of 0.8 bar in an argon atmosphere, the molten metal through a provided with a slot 8 nozzle 2 with the dimensions
im wesentlichen senkrecht auf eine in einem Abstand von 0,15 mm angeordnete, sich mit 35 m/s drehende Kupfertrom mel gepreßt. Die Schmelze verfestigt sich zu einem mikro kristallinen, leicht ablösbaren Metallband mit einer Dicke von 8 µm und einer Breite von 10 mm.essentially perpendicular to one at a distance from 0.15 mm arranged, with 35 m / s rotating Kupfertrom mel pressed. The melt solidifies to a micro crystalline, easily removable metal band with a Thickness of 8 microns and a width of 10 mm.
In einer Schlitzdüsenvorrichtung nach Fig. 3 aus Quarz mit drei fluchtend ausgerichteten Schlitzen 8 wird eine Legierung der Zusammensetzung Ni24Zr76 bei 1200°C aufgeschmolzen. Unter einem Druck von 0,8 bar in einer Heliumatmosphäre wird das schmelzflüssige Metall durch die Düse 2 mit den drei Schlitzen 8 und den AbmessungenIn a slot nozzle device according to FIG. 3 made of quartz with three aligned slots 8 , an alloy of composition Ni 24 Zr 76 is melted at 1200 ° C. Under a pressure of 0.8 bar in a helium atmosphere, the molten metal passes through the nozzle 2 with the three slots 8 and the dimensions
im wesentlichen senkrecht auf eine in einem Abstand von 0,15 mm angeordnete und mit 30 m/s rotierende Kupfertrom mel gepreßt. Die Schmelze verfestigt sich gleichzeitig zu drei amorphen, leicht ablösbaren Metallbändern mit einer Dicke von jeweils 50 µm und eimer Breite von je weils 3,5 mm.essentially perpendicular to one at a distance from 0.15 mm arranged and with 30 m / s rotating Kupfertrom mel pressed. The melt solidifies at the same time to three amorphous, easily removable metal bands with a thickness of 50 microns and bucket width of each because 3.5 mm.
Claims (6)
Applications Claiming Priority (1)
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Legal Events
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