JP2003305549A

JP2003305549A - 金属薄帯鋳造装置

Info

Publication number: JP2003305549A
Application number: JP2002106490A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Koe; 一郎向江; Atsushi Nakatsuka; 篤中塚; Morihiko Tomita; 守彦冨田
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2002-04-09
Filing date: 2002-04-09
Publication date: 2003-10-28
Anticipated expiration: 2022-04-09
Also published as: JP4118588B2

Abstract

(57)【要約】【課題】下端にスリット付きノズルを備えたルツボ型
溶湯容器の外周側に誘導加熱コイルを巻装し、これらを
ハウジング内に収容したタンディッシュにおいてスリッ
トを除くタンディッシュの底面部が気密にシールされた
金属薄帯鋳造装置を提供すること。【解決手段】ＢＮ製のノズル６１の外周部と断熱用外
套６２を支持するグラファイトの内周側環状支持体７３
と、同支持体７３の外周部を支持する銅製で水冷の中間
環状支持体７４と、同支持体７４の外周部を支持するＳ
ＵＳ製で水冷の外周側環状支持体７６とによってタンデ
ィッシュ１５の底面部７２を構成すると共に、各環状支
持体の接触面には可撓性グラファイト７８を介装し、外
周側環状支持体７６の外周部は側壁７１の下端部と一体
的に接合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は金属薄帯鋳造装置に
関するものであり、更に詳しくは、隔壁で画成された上
方の溶解室のタンディッシュのノズルから下方の回転す
る冷却ロールへ差圧によって溶湯をキャストして金属薄
帯を鋳造する装置において、鋳造時にタンディッシュの
底面部が膨張変形することなく差圧が維持される金属薄
帯鋳造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】金属の溶湯を急冷して薄帯状、または粉
末状やフレーク状の鋳造物を製造することは既に行われ
ているところであり、これに関しては多くの技術が提案
され一部で実用化されている。例えば図４は特公昭５９
−４２５８６号公報に例示されている連続ストリップ製
造装置１００の斜視図であり、誘導加熱コイル１０９を
備え、溶融金属を保持する溜め１０８と冷却ロール１０
７とからなる。溜め１０８はスロット付きノズル１１０
と繋がっており、このノズル１１０は冷却ロール１０７
の表面に極めて近接して取り付けられている。また図示
されていないが溜め１０８には圧力をかけて溶融金属を
ノズル１１０から排出させる手段が設けられている。す
なわち、この連続ストリップ製造装置１００において
は、溜め１０８に圧力をかけることにより内部の溶融金
属がノズル１１０から例えば０．１５ｍｍの間隔を開け
て回転する冷却ロール１０７の表面へ排出され、直ちに
冷却固化されて厚さ０．０５ｍｍの連続ストリップ１１
１が形成されるようになっている。この溜め１０８は内
部を加圧するものであり、溜め１０８の内部に真空シー
ルを要する箇所はなく、事実、真空シールに付いての記
述はない。

【０００３】その他、特開平５−４７５３８号公報、特
開平５−１２３８３５号公報、特開平８−２２９６４１
号公報にも、溶融金属を冷却ロールによって急冷して金
属薄帯または金属鋳片を得る製造方法が開示されてい
る。特開平５−４７５３８号公報は、図５に示すような
金属薄帯鋳造装置２００が示されている。すなわち、真
空チャンバー２０１内に冷却ロール２０２、冷却ロール
２０２に近接して石英ノズル２０３が配置されており、
石英ノズル２０３の回りには高周波誘導コイル２０４が
巻装されている。また石英ノズル２０３の上端部はノズ
ル位置制御部２０５に接合されており、その途中にはガ
ス加圧部２０６が設けられている。ガスは調圧タンク２
１０から調整弁２０７を経て供給される。この方法にお
いてもノズル２０３内での真空シールは不要であると思
われ、当然のことながら、それに関する記述はない。ま
た、特開平５−１２３８３５号公報には、ノズルの本体
（タンディッシュ）からノズルを経て冷却ロールの表面
へ注湯する場合に、発熱体を埋め込んだノズルを使用す
ることが開示されている。この場合、ノズルおよび本体
内に真空シールを要する箇所はなく、真空シールについ
ての言及はない。更にまた、特開平８−２２９６４１号
公報にも、溶解炉からタンディッシュへ出湯された溶融
金属をタンディッシュのノズルから冷却ロールへ注湯し
金属鋳片を製造する方法が開示されているが、同様にタ
ンディッシュの真空シールについての記述はない。

【０００４】他方、本願出願人の出願による特願２００
０−２３４９５７号には、溶解室への加圧力とタンディ
ッシュ内の溶湯のヘッドとの和を一定にして溶解室の圧
力とし、この溶解室の圧力とロール室の圧力との差圧に
よってノズルのスリットからから溶湯を冷却ロールの外
周冷却面へキャストする方法を開示している。また、冷
却ロールの軸心方向に長いスリットは例えば長辺の寸法
が５０ｍｍであるに対し短辺の寸法は０. ５ｍｍと狭
く、ともすれば溶湯の温度が低下し粘度が上昇すること
によってノズル詰まりを生起し易い。これに対して本願
出願人の出願による特願２０００−２６４１４０号に
は、ノズル詰まりを全く発生させないものとして、タン
ディッシュ（またはルツボ）本体および下端側のノズル
の外周に誘導加熱コイルを巻装した鋳造装置、更には熱
伝導性の大きい窒化ホウ素からなるノズルを備えた鋳造
装置を開示している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記特願２０００−２
３４９５７号による溶解室とロール室との差圧によって
溶湯をノズルから注湯する方法は均一な厚さの金属薄帯
を製造するには欠くべからざる方法であり、特願２００
０−２６４１４０号によるダンディッシュとそのノズル
に誘導加熱コイルを巻装することはノズル詰まりを防ぐ
には回避し難い手法である。そして両者を単純に組合せ
た場合には図６の断面図に示すような構成の金属薄帯鋳
造装置３００となる。

【０００６】すなわち、金属薄帯鋳造装置３００は隔壁
３０４によって、タンディッシュ３１５が設けられてい
る溶解室３１０と、冷却ロール３２１が設けられている
ロール室３２０とに画成されている。そして、タンディ
ッシュ３１５は隔壁３０４に形成された挿通開口３０６
からロール室３２０側へ吊り下げるように挿入されてお
り、上端のフランジ３１５ｆと隔壁３０４との間に溶解
室３１０とロール室３２０との間の差圧をシールするシ
ールリング３１９が介装されている。そして、タンディ
ッシュ３１５内には温度１０００〜１６００℃の溶湯Ｍ
が収容され、タンディッシュ３１５とノズル３１６の外
周には、内部を冷却水が流れる中空の誘導加熱コイル３
１８が巻装されており、溶湯Ｍを加熱し保温する。そし
て溶解室３１０の圧力をロール室３２０の圧力よりも高
くし、その差圧によって溶湯Ｍをタンディッシュ３１５
のノズル３１６に形成されたスリット３１７から回転す
る冷却ロール３２１の外周冷却面へキャストされる。

【０００７】ロール室３２０には、ノズル３１６の直下
に位置して例えば水冷で直径４００ｍｍの冷却ロール３
２１が設置されており、ノズル３１６の下端と冷却ロー
ル３２１の外周冷却面との間隔は例えば０．５ｍｍとさ
れ、冷ロール３２１は回転速度１５００〜２０００ｒｐ
ｍとし矢印で示す方向へ回転され、注湯された溶湯を急
冷して金属薄帯を形成させる。

【０００８】然るに、図６に示した金属薄帯鋳造装置３
００においては、次に示すような問題点を有している。１) 冷却が行われるロール室３２０内に高温度のタンデ
ィッシュ３１５を吊り下げることは好ましいことではな
く、タンディッシュ３１５からの輻射熱が冷却ロールお
よびその近傍を加熱し冷却能を阻害する。２）誘導加熱コイル３１８内に水を流しても、タンディ
ッシュ３１５からの輻射熱によって水温が上昇し気泡を
発生するなどして誘導加熱コイル３１８の温度上昇を十
分に防ぎ得ない。３）吊り下げられたタンディッシュ３１５は振動され易
く、それによってノズル３１６のスリット３１７と冷却
ロール３２１の外周冷却面との間隙が変動することを避
け難い。

【０００９】本発明は上述の問題に鑑みてなされ、金属
薄帯鋳造装置の本体内が隔壁によって、タンディッシュ
の設置された溶解室と冷却ロールの設置されたロール室
とに画成されており、溶解室の圧力をロール室より高く
し、その差圧によって溶湯をタンディッシュのノズルか
ら冷却ロールの外周冷却面へキャストする装置におい
て、タンディッシュは、少なくとも、スリット付きノズ
ルを有するルツボ型溶湯容器と、その外周に巻装された
誘導加熱コイルと、コイル支持部材と、それらを収容す
る有底の筒状ハウジングとからなるものとして、タンデ
ィッシュの下端部を隔壁の挿通穴からロール室側へ挿通
し、ノズルの直下に冷却ロールを位置させる構成におい
て、鋳造時にタンディッシュの底面部が膨張変形するこ
となくスリットを除いて気密にシールされ、同時にタン
ディッシュの外周面と隔壁との間が気密にシールされて
おり、金属薄帯の鋳造時に溶解室とロール室との差圧が
シール漏れせず、かつノズル下端と冷却ロールの間隔が
常に一定に維持される金属薄帯鋳造装置を提供すること
を課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題は請求項１の
構成によって解決されるが、その解決手段を説明すれ
ば、次の如くである。

【００１１】請求項１の金属薄帯鋳造装置は、真空また
は不活性ガスの雰囲気下に、高速回転する冷却ロールの
外周冷却面へ、タンディッシュの下端部に設けられ、冷
却ロールの軸心方向に長いスリットを備えたノズルから
金属の溶湯を供給し急冷して金属薄帯を形成させる金属
薄帯鋳造装置において、金属薄帯鋳造装置内で隔壁を介
してタンディッシュが上方の溶解室に設置され、冷却ロ
ールが下方のロール室に設置されており、隔壁の挿通穴
を挿通されるタンディッシュの下端部のノズルが冷却ロ
ールの外周冷却面の直上に配置されており、溶解室の圧
力をロール室の圧力よりも高くし、その差圧によって溶
湯がノズルから冷却ロールの外周冷却面へキャストされ
るように構成されている場合に、タンディッシュが、下
端にスリットを備えたノズルを有するルツボ型溶湯容器
と、ルツボ型溶湯容器の外周に若干の間隔をあけて設け
られた断熱用外套と、断熱用外套の外側に巻装された誘
導加熱コイルと、誘導加熱コイルの支持部材と、これら
の要素を収容する有底筒形状のハウジングとからなり、
少なくともノズルの外周部を支持するハウジングの底面
部が鋳造時に膨張変形することなくスリット部分を除い
て気密にシールされると共に、ハウジングの外周面と隔
壁とが気密にシールされている装置である。

【００１２】このような金属薄帯鋳造装置は、隔壁の挿
通穴を挿通されるタンディッシュのハウジングの底面
部、およびタンディッシュの外周面と隔壁との間がシー
ルされているので、溶解室とロール室との間の差圧が一
定に維持され、タンディッシュ内の溶湯には常に一定の
圧力がかかることから、ノズルのスリットから冷却ロー
ルの外周冷却面へ溶湯が定量的にキャストされ、冷却さ
れて形成される金属薄帯の厚さを一定化させる。

【００１３】請求項１に従属する請求項２の金属薄帯鋳
造装置は、ハウジングの底面部が、同心の複数（ｎ個）
の環状支持体から構成されており、少なくともノズルの
外周部を支持する第１環状支持体と、第１環状支持体の
外周部を支持し冷却するための内部水路を備えた第２環
状支持体と、同様な繰り返しの環状支持体に続いて、第
（ｎ−１）環状支持体の外周部を支持し冷却するための
内部水路を備えた第ｎ環状支持体と、各環状支持体間に
介装された耐熱性のシート状シール材とからなり、第ｎ
環状支持体の外周部はハウジングの側壁の下端部に一体
的に接続されている装置である。

【００１４】このような金属薄帯鋳造装置は、高温度の
ノズルを支持する第１環状支持体、第１環状支持体を支
持する第２環状支持体、同様な繰り返しの環状支持体に
続いて、第（ｎ−１）環状支持体を支持する第ｎ環状支
持体は、第１環状支持体以外の環状支持体は水冷されて
熱膨張が抑制されているほか、各環状支持体間は固定さ
れておらず、シート状シール材を介して面接触している
だけであるので、仮に多少の熱膨張があるとしても面接
触箇所でズレを生じるのみであり、底面部が膨張し変形
してシール漏れを生ずるようなトラブルを発生させな
い。

【００１５】請求項２に従属する請求項３の金属薄帯鋳
造装置は、ハウジングの底面部が、ノズルの外周部およ
び断熱用外套の下端を支持する内周側環状支持体と、内
周側環状支持体の外周部を支持し冷却するための内部水
路を備えた中間環状支持体と、中間環状支持体の外周部
および要すればコイル支持部材の下端を支持し冷却する
ための内部水路を備えた外周側環状支持体とからなり、
内周側環状支持体、中間環状支持体、外周側環状支持体
は何れも内周部が低く外周部が高い段差付き形状とされ
ており、ノズルを支持する内周側環状支持体の外周部の
下面に中間環状支持体の内周部の上面が接して支持し、
中間環状支持体の外周部の下面に外周側環状支持体の内
周部の上面が接し支持して、各環状支持体間の面接触箇
所にはシート状シール材が介装されており、かつ外周側
環状支持体の外周部はハウジングの側壁の下端部と一体
的に接続されている装置である。

【００１６】このような金属薄帯鋳造装置は、高温度の
ノズルを支持する内周側環状支持体を支持する中間環状
支持体および外周側環状支持体が水冷されて熱膨張を抑
制されているほか、中間環状支持体は内周側環状支持体
および外周側環状支持体とは固定されず面接触している
だけであるので、内周側環状支持体や中間環状支持体が
多少熱膨張しても面接触箇所に生じるズレによって、底
面部の直径が大になるようなことはなく、底面部の変形
によるトラブルを発生させない。

【００１７】請求項３に従属する請求項４の金属薄帯鋳
造装置は、ノズルが窒化ホウ素からなり、ノズルを支持
する内周側環状支持体がグラファイトからなり、中間環
状支持体が銅または銅合金からなり、外周側環状支持
体、コイル支持部材、およびハウジングの側壁がステン
レス鋼からなり、シート状シール材が可撓性グラファイ
トからなる装置である。

【００１８】このような金属薄帯鋳造装置は、内周側環
状支持体に耐熱性が大でモース硬さの小さいグラファイ
トを使用することによりノズルと内周側環状支持体との
間のシール性が保たれ、中間環状支持体として熱伝導性
に優れた銅または銅合金によるものを水冷して使用する
ことにより内周側環状支持体から中間環状支持体に至る
熱が除去され、外周側環状支持体としてハウジングの側
壁と同一のステンレス鋼からなるものを水冷して使用す
ることにより、外周側環状支持体は温度上昇が抑制され
て底面部は殆ど熱膨張が抑制されると共に、外周側環状
支持体の外周部はハウジングの側壁と一体化が可能であ
る。そして内周側環状支持体と中間環状支持体との面接
触箇所、および中間環状支持体と外周側環状支持体との
面接触箇所には可撓性グラファイトかシート状シール材
として使用されているので、ハウジングの底面部すなわ
ちタンディシュの底面部はスリットを除いて気密にシー
ルされ溶解室とロール室との差圧が維持される。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の金属薄帯鋳造装置は、上
述したように、真空または不活性ガスの雰囲気下に、高
速回転する冷却ロールの外周冷却面へ、タンディッシュ
の下端部に設けられ、冷却ロールの軸心方向に長いスリ
ットを備えたノズルから金属の溶湯を供給し急冷して金
属薄帯を形成させる金属薄帯鋳造装置において、金属薄
帯鋳造装置内で隔壁を介してタンディッシュが上方の溶
解室に設置され、冷却ロールが下方のロール室に設置さ
れており、隔壁の挿通穴を挿通されるタンディッシュの
下端部のノズルが冷却ロールの外周冷却面の直上に配置
されており、溶解室の圧力をロール室の圧力よりも高く
し、その差圧によって溶湯がノズルから冷却ロールの外
周冷却面へキャストされるように構成されている場合
に、タンディッシュが、下端にスリット付きノズルを備
えたルツボ型溶湯容器と、ルツボ型溶湯容器の外周に若
干の間隔をあけて設けられた断熱用外套と、断熱用外套
の外側に巻装された誘導加熱コイルと、誘導加熱コイル
の支持部材と、これらの要素を収容する有底筒形状のハ
ウジングとからなり、少なくともノズルの外周部を支持
するハウジングの底面部が鋳造時に膨張変形することな
くスリット部分を除いて気密にシールされると共に、ハ
ウジングの外周面と隔壁とが気密にシールされている装
置である。

【００２０】本発明におけるタンディッシュとは、上述
したように、下端にスリット付きのノズルを備えたルツ
ボ型溶湯容器と、ルツボ型溶湯容器を囲うように設けら
れた断熱用外套と、断熱用外套の外側に巻装された誘導
加熱コイルと、誘導加熱コイルの支持部材と、これらを
収容する有底筒形状のハウジングとから構成されている
ものである。ルツボ型溶湯容器のスリット付きノズルは
窒化ホウ素（ＢＮ）からなるものが使用される。また、
ルツボ型溶湯容器はアルミナ（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）からなるも
のが使用されるが、アルミナ以外のセラミックス、例え
ば窒化ホウ素からなるものとしてもよい。そして、ルツ
ボ型溶湯容器内の溶湯が温度低下して粘度が上昇すると
ノズル詰まりを生起して冷却ロールの外周冷却面への円
滑なキャスティングが期待できなくなるので、後述する
ように、ルツボ型溶湯容器とその下端のノズルの外周に
は誘導加熱コイルを巻装して加熱し溶湯の温度を一定に
保持することを要する。この誘導加熱コイルは内部に水
路を備えた水冷の誘導加熱コイルとされる。そして、少
なくともスリット付きノズルはハウジングの底面部で支
持することを要する。

【００２１】更には、温度が１０００〜１６００℃にな
るルツボ型溶湯容器の輻射熱によって誘導加熱コイル中
の冷却水に気泡を生じ冷却効果が低下することを避ける
ために、また誘導加熱コイル以外に、例えばハウジング
の側壁の温度上昇も抑制する要があることから、ルツボ
型溶湯容器の外周には若干の間隔をあけて断熱用外套を
設けることを要する。この断熱用外套もアルミナ等のセ
ラミックスによるものが使用される。そして、この断熱
用外套の外周側に所要のターン数の誘導加熱コイルが巻
装される。また誘導加熱コイルはハウジング内で支える
ことを要するが、コイル支持部材としてはハウジングの
底面部にコイル支柱を立設し、誘導加熱コイルを支持す
るように、コイル支柱からハウジングの中心部へ向けて
支持梁を設けてもよく、また同様な支持梁をハウジング
の内壁面に設けるようにしてもよい。このようなコイル
支持部材は通常はハウジングの側壁と同様にＳＵＳ（ス
テンレス鋼）製とされる。

【００２２】上記のような構成において、ハウジングの
底面部はノズルを支持する部分では高温度となるが、ハ
ウジングの側壁の下端部と接続される外周部ではシール
用ゴムリングが使用可能な温度に低下させること、また
底面部が熱膨張し変形してトラブルとなることを防ぐこ
とが必要であり、かつスリット部分を除くハウジングの
底面部は溶解室とロール室との間の差圧をシールするも
のであること要する。更には、タンディッシュの下端部
が隔壁の挿通穴へ挿通されていることから、タンディッ
シュの外周面であるハウジングの側壁と隔壁との間も気
密にシールされていなければならない。

【００２３】タンディッシュの底面部に付いての上記の
ような要請に対して、本発明のタンディッシュは、スリ
ット付きノズルを備えたルツボ型溶湯容器、断熱用外
套、誘導加熱コイル、およびコイル支持部材を収容する
有底筒形状のハウジングの底面部を同心でサイズの異な
る複数の環状支持体から構成されるものとしている。す
なわち、ノズルの外周部を支持する第１環状支持体、第
１環状支持体の外周部を支持する第２環状支持体、一般
化して第（ｎ−１）環状支持体の外周部を支持する第ｎ
環状支持体からなるものとし、高温度のノズルの第１環
状支持体を除く各環状支持体は水冷可能なものとして、
各環状支持体が面接触する箇所には耐熱性のシート状シ
ール材を介装させている。そして、第ｎ環状支持体の外
周部はハウジングの側壁に一体的に接合されたものとさ
れる。すなわち、底面部は各環状支持体間の面接触によ
って底面部の上方と下方とが気密にシールされるので、
各環状支持体間で熱膨張の度合いに違いがあっても面接
触箇所でズレを生じ、底面部が膨張し変形してシール漏
れを生ずるようなトラブルには至らない。上記におい
て、ｎは２以上の整数であるが、５以上としても底面部
が複雑化するだけで、複雑化に見合う効果は得られない
ので、通常的には３ないし４とされる。

【００２４】そして、ｎが３である実質的な場合の一例
を説明すると、底面部はノズルの外周部および断熱用外
套の下端を支持する内周側環状支持体と、内周側環状支
持体の外周部を支持し冷却するための内部水路を備えた
中間環状支持体と、中間環状支持体の外周部および要す
ればコイル支持部材の下端を支持し冷却するための内部
水路を備えた外周側環状支持体とし、かつ内周側環状支
持体、中間環状支持体、外周側環状支持体は何れも内周
部が低く外周部が高い段差付き形状として、ノズルを支
持する内周側環状支持体の外周部の下面に中間環状支持
体の内周部の上面が接して支持し、中間環状支持体の外
周部の下面に外周側環状支持体の内周部の上面が接して
支持しするものとし、内周側環状支持体と中間環状支持
体とが面接触する箇所、および中間環状支持体と外周側
環状支持体とが面接触する箇所には耐熱性のシート状シ
ール材を介装したものとしている。そして、外周側環状
支持体の外周部はハウジングの側壁の下端部と一体的に
接続したものとしている。

【００２５】スリット付きノズルには、耐熱性が大で熱
伝導性が良好な窒化ホウ素からなるものが好適に使用さ
れる。そして、ノズルの外周部を支持する内周側環状支
持体には耐熱性が大でモース硬さの小さいグラファイト
によるものが好適に使用される。また、水冷の中間環状
支持体には熱伝導性に優れている銅（Ｃｕ）または銅合
金によるものが使用される。この銅系で水冷の中間環状
支持体によって、内周側環状支持体から伝達されるノズ
ルの熱は効果的に除去される。勿論、熱伝導性が良好な
銅系金属以外の金属類の使用を排除するものではない。
そして外周側環状支持体としては、通常はハウジングの
側壁と同一材料で水冷のＳＵＳからなるものとすること
により、外周側環状支持体は温度上昇が抑制されると共
に、ハウジングの側壁と一体化させたシーリングが可能
となる。勿論、ＳＵＳ以外のものとしてもよい。そし
て、各環状支持体間の接触面に介装する耐熱性のシート
状シール材としては、グラファイトを酸処理し熱膨張さ
せた可撓性グラファイトが耐熱性、シール性に優れてい
るので好適に使用される。

【００２６】上述したように、高温度のノズルを支持す
るタンディッシュの底面部すなわちハウジングの底面部
が、同心でそれぞれ異なる特性に応じた好適な材料によ
る環状支持体によって構成され、中間環状支持体と外周
側環状支持体とは水冷としていること、および高温度の
ルツボ型溶湯容器の外周側に断熱用外套を設けることに
より、タンディッシュの外周面すなわちハウジングの側
壁はゴム製シーリング材の使用が可能な温度となり、タ
ンディッシュの下端部の外周面と、タンディッシュの挿
通穴が形成された隔壁との間は一般的なゴム製リングに
よって隔壁の上下の差圧がシールされるようになる。

【００２７】

【実施例】次に、本発明の金属薄帯鋳造装置を実施例に
より図面を参照して具体的に説明する。

【００２８】図１は実施例の金属薄帯鋳造装置１の全体
の内部構成を示す正面図であり、図２は図１における
［２］−［２］線方向の同様な側面図である。図１、図
２を参照して、金属薄帯鋳造装置１は型鋼のフレーム２
で囲われた本体３内に隔壁４を介して上下に溶解室１０
とロール室２０が画成されており、溶解室１０には溶解
炉１１とタンディッシュ１５が設置され、ロール室２０
には冷却ロール２１が移動台車３１に設置された状態で
挿入されている。なお、移動台車３１は走行用モータ３
７と車輪３８を有する自走式とされており、冷却ロール
２１はメンテナンス時には引き出される。

【００２９】図２を参照し、溶解室１０においては、誘
導加熱用ケーブル１４を備えた溶解炉１１が両側の傾動
軸１２によって支持されており、本体３の外側の図示を
省略した傾動機構の軸、図１においてフレーム２に固定
された傾動軸受１３に軸支された傾動軸１２の回りに傾
動されて内部の溶湯をタンディッシュ１５へ出湯する。
また、同様に誘導加熱用ケーブル１７を備えた図２に示
すタンディッシュ１５は、図１に示すように、スリット
付きのノズル１６を備えた下端部が隔壁４の挿通穴６か
らロール室２０へ挿通された状態とされている。そし
て、タンディッシュ１５の下端部の外周面と隔壁４との
間は気密にシールされており、タンディッシュ１５内の
溶湯のヘッドを含む溶解室１０の圧力を下方のロール室
２０の圧力より高くし、その差圧によってタンディッシ
ュ１５内の溶湯が下端のスリット付きのノズル１６から
キャストされるようになっている。なお詳細は省略する
が、タンディッシュ１５はジャッキ９１によって上下方
向（Ｚ方向）の移動が可能とされ、クロス・リニアガイ
ド５１によって図１で左右の方向（Ｙ方向）および図２
で左右の方向（Ｘ方向）の位置調整が可能とされてい
る。そのほか、機構の図示は省略するが、図１において
タンディッシュ１５のＺ方向の中心軸のＺＹ面内（紙面
内）における傾きの調整も可能とされている。

【００３０】図１は冷却ロール２１が移動台車３１によ
って本体３の側壁３ｗに形成された挿入開口５からロー
ル室２０内へ挿入されている状態を示すが、挿入開口５
は移動台車３１に取り付けられた蓋板３５によって挿入
と同時に密閉される。そして、冷却ロール２１の挿入端
側の回転軸２２はロール室２０内へ挿入される移動台車
３１の片持梁３３に立設されたサポート３４上の軸受２
３によって支持され、移動台車３１側の回転軸２２は移
動台車３１に固定されて回転軸２２を気密に回転させる
回転軸受２５によって支持されている。そして、冷却ロ
ール２１は挿入された時点で、移動台車３１において本
体３の外側となる部分に設置された駆動モータ２７によ
り、回転軸２２上のプーリー２４と駆動モータ２７のプ
ーリー２８とに巻装されたタイミングベルト２９によっ
てベルト駆動されて回転する。なお、冷却ロール２１は
直径４００ｍｍφの水冷であり、１６００ｒｐｍの回転
速度で回転される。

【００３１】図３は図１においてタンディッシュ１５と
冷却ロール２１が隔壁４を介してセットされている部分
において本発明の要部を説明するに必要な構成要素を拡
大して示す図である。なお図３では、スリット付きのノ
ズル６１の下端と冷却ロール２１の外周冷却面とは接触
しているように描かれているが、実際には例えば０．５
ｍｍ程度の間隙があけられる。図３に示すように、タン
ディッシュ１５は、冷却ロール２１の軸心方向に長いス
リット（開口サイズ５０ｍｍ×０．４ｍｍ）を備えたノ
ズル６１を下端に有するルツボ型溶湯容器６０と、若干
の間隔をあけてルツボ型溶湯容器６０を囲うように設け
られた断熱用外套６２と、断熱用外套６２の外周側に所
定の巻き（ターン）数で巻装された誘導加熱コイル６３
と、後述の底面部７２と同心円の円周上に９０度の等角
度間隔に設けられ、それぞれから中心へ向かう水平方向
の支持梁６５によって誘導加熱コイル６３を支持する４
本のコイル支柱６４と、これらの構成要素を収容するハ
ウジングク７０、すなわち側壁７１と底面部７２とから
なる有底円筒形状のハウジング７０とからなっている。
なお、断熱用外套はルツボ型溶湯容器の高温が誘導加熱
コイル、その他に影響することを防ぐものであるが、ル
ツボ型溶湯容器を保温する効果もあることは言うまでも
ない。

【００３２】底面部７２は、ルツボ型溶湯容器６０の下
端のＢＮからなるスリット付きノズル６１の外周部の下
面および断熱用外套６２の下端を支持するグラファイト
の内周側環状支持体７３と、内周側環状支持体７３の外
周部を支持し内部に冷却水路７５を有する銅製の中間環
状支持体７４と、中間環状支持体７４の外周部を支持し
内部に冷却水路７７を有し、コイル支柱６５の下端を支
持するＳＵＳ製の外周側環状支持体７６とからなってい
る。そして、図３に示すように、内周側環状支持体７
３、中間環状支持体７４、外周側環状支持体７６は、何
れも内周部が低く外周部が高い段差付きの形状とされて
おり、スリット付きノズル６１の外周部の下面に内周側
環状支持体７３の内周部の上面が接してノズル６１を支
持し、内周側環状支持体７３の外周部の下面に中間環状
支持体７４の内周部の上面が接して内周側環状支持体７
３を支持し、中間環状支持体７４の外周部の下面に外周
側環状支持体７６の内周部の上面が接して中間環状支持
体７４を支持しており、内周側環状支持体７３と中間環
状支持体７４との接触面、および中間環状支持体７４と
外周側環状支持体７６との接触面にはシート状の可撓性
グラファイト７８がシール材として介装されている。そ
して、外周側環状支持体７６の外周部は同じＳＵＳ製の
側壁７１の下端部と一体的に接続されている。

【００３３】また、実施例のタンディッシュ１５は、図
３に示すように、下端部が隔壁４の挿通穴６へ挿通され
ているが、タンディッシュ１５のハウジング７０の側壁
７１と隔壁４とは気密にシールされている。すなわち、
隔壁４上に固定されたクロス・リニアガイド５１の下板
５２の上面に接し、ハウジング７０の側壁７１に接する
断面がＬ字形の環状中間部材８１を設け、側壁７１と環
状中間部材８１との間にＯ−リング８２ａ、クロス・リ
ニアガイド５１の下板５２の上面との間にＯ−リング８
２ｂを介装して、下板５２と一体的な隔壁４とハウジン
グ７０の側壁７１との間をシールするが、環状中間部材
８１の浮き上がりを防ぐために、９０度の等角度間隔に
配置した押圧機構８３により、コロ保持部材８７に転動
可能に保持されたコロとしての球体８８介して環状中間
部材８１により押圧するように構成されている。そし
て、Ｏ−リング８２ｂを押圧する力は、図３に示したタ
ンディッシュ支持板８０、および一点鎖線で示すクロス
・リニアガイド５１を上下に遊挿する押圧棒８４の周囲
のコイルバネ８６に依っている。すなわち、タンディッ
シュ支持板８０の下面と、押圧棒８４に螺着された鍔材
８５との間のコイルバネ８６によって押圧棒８４は下方
へ付勢されており、コロ保持部材８７に保持された球体
８８を介して環状中間部材８１を押圧して、Ｏ−リング
８２ｂによるシールが行われている。

【００３４】上記において球体８８を使用するのは、溶
湯のキャストを開始する前の、タンディッシュ１５のＸ
方向、Ｙ方向、Ｚ方向の位置を調整し、タンディッシュ
１５の中心軸の傾きを垂直にする段階で、環状中間部材
８１をタンディッシュ１５の移動、傾きの修正に追従さ
せるために、環状中間部材８１を強く押圧しない状態で
隔壁４と一体的な下板５２の上面を摺動させることを要
するからである。

【００３５】そして図１、図２を参照し、溶解炉１１に
おいて溶解した鉄／ネオジウム系合金の温度１４００℃
の溶湯をタンディッシュ１５内の予熱されたルツボ型溶
湯容器６０内へ出湯し、ロール室２０の圧力を１×１０
^-1Ｐａとして、溶解室１０への加圧力とルツボ型溶湯容
器６０内の溶湯Ｍのヘッドとの和である溶解室１０の圧
力をロール室２０の圧力より常に５ｋＰａ高く保持し、
その差圧によって溶湯Ｍをノズル６１のスリットから回
転する冷却ロール２１の外周冷却面へキャストして金属
薄帯を鋳造した。この時、図３を参照して、タンディッ
シュ１５のノズル６１の下端と冷却ロール２１の外周冷
却面との間隔０．５ｍｍは変化せず、また、溶解室１０
とロール室２１との差圧はタンディッシュ２０のハウジ
ング７０の底面部７２においてシール漏れすることな
く、またハウジング７０の側壁７１と隔壁４との間にお
いてもシールされていることにより所定通りに維持さ
れ、溶湯Ｍがノズル６１から冷却ロール２１へ定量的に
キャストされることにより、金属薄帯は常に一定の厚さ
（約１０μｍ）で鋳造された。

【００３６】以上、本発明の金属薄帯鋳造装置を実施例
によって説明したが、勿論、本発明はこれによって限定
されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の
変形が可能である。

【００３７】例えば本実施例においては、タンディッシ
ュ１５を構成するハウジング７０の側壁７１や外周側環
状支持体７３、コイル支持柱６５をＳＵＳ製としたが、
ＳＵＳ以外の金属、例えばニッケル（Ｎｉ）系合金によ
るものとしてもよい。また本実施例においては、内周側
環状支持体としてグラファイトからなるものを使用した
が、これに換えて、内周側環状支持体をモリブデン（Ｍ
ｏ）、タンタル（Ｔａ）、またはタングステン（Ｗ）の
ような高融点金属によるものとしてもよい。

【００３８】また本実施例においては、シーリング材と
してゴム製のシールリングを使用したが、これに換えて
例えばアルミニウムの中空リングのようなシールリング
を使用してもよい。また本実施例においては、各環状支
持体間の接触面に介在させるシール材として可撓性グラ
ファイトを使用したが、これに換えてアルミナ・ペーパ
ーと称されるものも使用し得る。また本実施例において
は、ルツボ型溶湯容器を支持する内周側環状支持体に耐
熱用外套支持させるようにしたが、中間環状支持体に支
持させるようにしてもよい。

【００３９】また本実施例においては、内周側環状支持
体、中間環状支持体、外周側環状支持体を何れも内周部
が低く外周部が高い段差付きの環状体としたが、段差を
持たない環状体としてもよい。また本実施例において
は、ルツボ型溶湯容器は予め予熱しておき、溶解炉で溶
解された金属の溶湯が出湯される容器として説明した
が、誘導加熱コイルを備えているので、溶解炉として使
用することも可能である。また本実施例においては、鉄
／ネオジウム系合金による金属薄帯の鋳造を例示した
が、本発明の金属薄帯鋳造装置は、上記以外の金属薄
帯、例えば鉄／ニッケル／燐／ホウ素の合金などの鉄系
合金、銅合金、またはアルミニウム合金による金属薄帯
の鋳造にも適用され得る。

【００４０】

【発明の効果】本発明の金属薄帯鋳造装置は以上に説明
したような形態で実施され、次に記載するような効果を
奏する。

【００４１】請求項１の金属薄帯鋳造装置によれば、ス
リット付きノズルを備えたルツボ型溶湯容器と、断熱用
外套と、断熱用外套の外側に巻装された誘導加熱コイル
と、誘導加熱コイルの支持部材と、これらの要素を収容
する有底筒形状のハウジングとからなるタンディッシュ
の下端部が、タンディッシュの設置された溶解室と、溶
解室より圧力が低く冷却ロールの設置されたロール室と
を上下に画成する隔壁の挿通穴を挿通される系におい
て、少なくともスリット付きノズルの外周部を支持する
ハウジングの底面部がスリットを除いて気密にシールさ
れていると共に、ハウジングの外周面と隔壁とが気密に
シールされており、かつハウジングの底面部のノズルの
下端と冷却ロールとの間隔も変化せず所定通りに維持さ
れることから、ルツボ型溶湯容器内の溶湯はスリットか
ら冷却ロールの外周冷却面へ定量的にキャストされ、金
属薄帯を常に一定の厚さに形成させる。

【００４２】請求項２の金属薄帯鋳造装置によれば、ハ
ウジングの底面部が、同心の複数（ｎ個）の環状支持体
から構成されており、少なくともノズルの外周部を支持
する第１環状支持体と、第１環状支持体の外周部を支持
し冷却するための内部水路を備えた第２環状支持体と、
同様な繰り返しの環状支持体に続いて、第（ｎ−１）環
状支持体の外周部を支持し冷却するための内部水路を備
えた第ｎ環状支持体と、各環状支持体間に介装された耐
熱性のシート状シール材とからなり、第ｎ環状支持体の
外周部がハウジングの側壁の下端部に接続されているの
で、高温度のノズルを支持する第１環状支持体を除い
て、各環状支持体は水冷されて熱膨張が抑制されている
ほか、各環状支持体間は固定されずシート状シール材を
介して面接触しているだけであり、仮に多少の熱膨張が
あるとしても面接触箇所でのズレとなるのみであり、底
面部が膨張し変形してシール漏れを生じるようなトラブ
ルを招かない。

【００４３】請求項３の金属薄帯鋳造装置によれば、ハ
ウジングの底面部が、ノズルの外周部および断熱用外套
の下端を支持する内周側環状支持体と、内周側環状支持
体の外周部を支持し冷却するための内部水路を備えた中
間環状支持体と、中間環状支持体の外周部および要すれ
ばコイル支持部材の下端を支持し冷却するための内部水
路を備えた外周側環状支持体とからなり、内周側環状支
持体、中間環状支持体、外周側環状支持体は何れも内周
部が低く外周部が高い段差付き形状とされて、ノズルを
支持する内周側環状支持体の外周部の下面に中間環状支
持体の内周部の上面が接して支持し、中間環状支持体の
外周部の下面に外周側環状支持体の内周部の上面が接し
て支持し、外周側環状支持体の外周部はハウジングの側
壁の下端部と一体的に接続されており、面接触箇所には
耐熱性のシート状シール材が介装されているので、高温
度のノズルを支持する内周側状支持部材を除く中間環状
支持体、外周側環状支持体は水冷されて熱膨張を抑制さ
れているほか、中間環状支持体は内周側環状支持体およ
び外周側環状支持体とは固定されず面接触しているだけ
であるので、内周側環状支持体、中間環状支持体が多少
熱膨張することはあっても面接触箇所にズレを生ずるの
みであり、底面部の直径等が大になり変形してシールが
漏れるようなトラブルを招かない。

【００４４】請求項４の金属薄帯鋳造装置によれば、ノ
ズルが窒化ホウ素からなり、ノズルを支持する内周側環
状支持体が耐熱性大でモース硬さの小さいグラファイト
からなり、水冷の中間環状支持体が熱伝導性に優れた銅
または銅合金からなり、水冷の外周側環状支持体、コイ
ル支持部材、およびハウジングの側壁がステンレス鋼か
らなり、耐熱性のシート状シール材が可撓性グラファイ
トからなっているので、高温度のノズルの熱は内周側環
状支持体から中間環状支持体に至って大部が除去され、
中間環状支持体および外周側環状支持体は温度上昇が抑
制されると共に、外周側環状支持体はハウジングの側壁
と一体化が可能である。そして内周側環状支持体と中間
環状支持体との面接触箇所、および中間環状支持体と外
周側環状支持体との面接触箇所には可撓性グラファイト
かシート状シール材として使用されているので、ハウジ
ングの底面部すなわちタンディシュの底面部において、
仮に中間環状支持体と外周側環状支持体が多少熱膨張す
ることがあっても面接触箇所でのズレとなって底面部の
径を増大させず、溶解室とロール室との間の所定の差圧
は常に一定に維持される。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の金属薄帯鋳造装置の内部構成を示す正
面図である。

【図２】図１における［２］−［２］線方向の同様な側
面図である。

【図３】図１におけるタンディシュと冷却ロール、およ
びそれらの近傍を示す拡大図である。

【図４】従来例の金属薄帯鋳造装置である連続ストリッ
プにおける溶湯の溜めと冷却ロールとを示す斜視図であ
る。

【図５】他の従来例の金属薄帯鋳造装置の構成要素を示
す断面図である。

【図６】第３の従来例の金属薄帯鋳造装置の構成要素を
示す断面図である。

【符号の説明】

１金属薄帯鋳造装置４隔壁６挿通穴１０溶解室１５タンディッシュ２０ロール室２１冷却ロール５１クロス・リニアガイド６０ルツボ型溶湯容器６１スリット付きノズル６２断熱用外套６３誘導加熱コイル６５コイル支柱７０ハウジング７１側壁７２底面部７３内周側環状支持体７４中間環状支持体７６外周側環状支持体７８可撓性グラファイト８１環状中間部材８３押圧機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ２２Ｄ 23/00 Ｂ２２Ｄ 23/00 Ｂ 41/015 41/015 (72)発明者冨田守彦神奈川県茅ヶ崎市萩園2500番地株式会社アルバック内Ｆターム(参考） 4E014 AA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空または不活性ガスの雰囲気下に、高
速回転する冷却ロールの外周冷却面へ、タンディッシュ
の下端部に設けられ前記冷却ロールの軸心方向に長いス
リットを備えたノズルから金属の溶湯を供給し急冷して
金属薄帯を形成させる金属薄帯鋳造装置において、前記金属薄帯鋳造装置内で隔壁を介して前記タンディッ
シュが上方の溶解室に設置され、前記冷却ロールが下方
のロール室に設置されており、前記隔壁の挿通穴を挿通
される前記タンディッシュの下端部の前記ノズルが前記
冷却ロールの外周冷却面の直上に配置されており、前記
溶解室の圧力を前記ロール室の圧力よりも高くし、その
差圧によって溶湯が前記ノズルから前記冷却ロールの外
周冷却面へキャストされるように構成されている場合
に、前記タンディッシュが、下端に前記スリットを備えたノ
ズルを有するルツボ型溶湯容器と、前記ルツボ型溶湯容
器の外周に若干の間隔をあけて設けられた断熱用外套
と、前記断熱用外套の外側に巻装された誘導加熱コイル
と、前記誘導加熱コイルの支持部材と、前記各要素を収
容する有底筒形状のハウジングとからなり、少なくとも
前記ノズルの外周部を支持する前記ハウジングの底面部
が鋳造時に膨張、変形することなく前記スリット部分を
除いて気密にシールされると共に、前記ハウジングの外
周面と前記隔壁とが気密にシールされていることを特徴
とする金属薄帯鋳造装置。
【請求項２】前記ハウジングの底面部が、同心の複数
（ｎ個）の環状支持体から構成されており、少なくとも
前記ノズルの外周部を支持する第１環状支持体と、前記
第１環状支持体の外周部を支持し冷却するための内部水
路を備えた第２環状支持体と、同様な繰り返しの環状支
持体に続いて、第（ｎ−１）環状支持体の外周部を支持
し冷却するための内部水路を備えた第ｎ環状支持体と、
各環状支持体間に介装された耐熱性のシート状シール材
とからなり、第ｎ環状支持体の外周部は前記ハウジング
の側壁の下端部に一体的に接続されていることを特徴と
する請求項１に記載の金属薄帯鋳造装置。
【請求項３】前記ハウジングの底面部が、前記ノズル
の外周部および前記断熱用外套の下端を支持する内周側
環状支持体と、前記内周側環状支持体の外周部を支持し
冷却するための内部水路を備えた中間環状支持体と、前
記中間環状支持体の外周部および要すれば前記コイル支
持部材の下端を支持し冷却するための内部水路を備えた
外周側環状支持体とからなり、前記内周側環状支持体、
前記中間環状支持体、前記外周側環状支持体は何れも内
周部が低く外周部が高い段差付き形状とされており、前
記ノズルを支持する前記内周側環状支持体の外周部の下
面に前記中間環状支持体の内周部の上面が接し支持し
て、前記各環状支持体間の面接触箇所には前記シート状
シール材が介装されており、かつ前記外周側環状支持体
の外周部は前記ハウジングの側壁の下端部と一体的に接
続されていることを特徴とする請求項２に記載の金属薄
帯鋳造装置。
【請求項４】前記ノズルが窒化ホウ素からなり、前記
ノズルを支持する前記内周側環状支持体がグラファイト
からなり、前記中間環状支持体が銅または銅合金からな
り、前記外周側環状支持体と前記ハウジングの側壁がス
テンレス鋼からなり、前記シート状シール材が可撓性グ
ラファイトからなることを特徴とする請求項３に記載の
金属薄帯鋳造装置。