JP2021142563A - 急速凝固技術を使用してストリップを製造するための装置および方法、ならびに金属ストリップ - Google Patents

Abstract

【課題】急速凝固技術を使用してストリップを製造するための装置および方法、ならびに金属ストリップを提供すること。【解決手段】急速凝固技術を使用してストリップを製造するための方法が提供される。回転する鋳造ホイールの移動する外面に溶融物が注がれ、溶融物が外面上で凝固し、ストリップが形成される。ガスジェットが移動する外面に向けられ、鋳造ホイールの外面がジェットで加工される。ジェットはＣＯ２を含み、このＣＯ２の少なくとも一部は、固体状態で鋳造ホイールの移動する外面にぶつかる。【選択図】図１

Description

本発明は、急速凝固技術を使用してストリップを製造するための装置、急速凝固技術を使用してトリップを製造するための方法、および金属ストリップに関する。

経済的理由から、製造プロセス中にストリップが裂けることなく、また鋳造プロセスの期間にわたってストリップの品質が低下することなく、大きく連続するストリップ長で薄く急速に凝固する金属ストリップを製造できることが望ましい。しかしながら、ストリップ製造中の鋳造ホイールに対する熱機械的負荷のために、鋳造ホイールの鋳造トラック表面の継続的な崩壊は、製造されているストリップの最初の数キロメートル以内に始まり、粗さの劣化を伴う不均一なストリップ品質をもたらし、そのため、ストリップの積層係数を含む様々な特性が低下する。
一貫した品質の可能な限り長く連続するストリップ長を製造するために、既知のプロセスでは、表面の品質を可能な限り長く維持するために、鋳造トラックの表面はストリップ製造と同時に加工される。これは、欧州特許第３０８９１７５Ｂ１号明細書に開示されているように、鋳造ドラムを研磨するなどの材料除去プロセスにより、米国特許第６７４９７００Ｂ２号明細書に開示されているように、ドラムを研削することにより、またはブラッシングすることによって実現することができる。米国特許第９７００９３７Ｂ１号明細書は、鋳造ホイールトラックを連続的に回転させて滑らかにする代替の成形プロセスを開示している。しかしながら、鋳造トラックの耐用年数を延ばすために、さらなる改善が望ましい。

欧州特許第３０８９１７５Ｂ１号明細書 米国特許第６７４９７００Ｂ２号明細書 米国特許第９７００９３７Ｂ１号明細書

したがって、目的は、長尺で良好な材料品質を有する金属ストリップを確実に製造することである。

本発明によれば、回転する鋳造ホイールの移動する外面に溶融物が注がれ、それによって溶融物が外面上で凝固し、ストリップが製造される、急速凝固技術を使用してストリップを製造するための方法が提供される。ガスジェットが移動する外面に向けられ、鋳造ホイールの外面がジェットで加工される。ジェットはＣＯ_２を含み、このＣＯ_２の少なくとも一部は、固体状態で鋳造ホイールの移動する外面にぶつかる。

本発明は、鋳造ホイール自体の鋳造トラックを加工するために現在使用されているプロセスおよび方法が、溶融物の濡れ問題およびストリップ内の欠陥につながる可能性がある残留物を鋳造ホイール上に残すという新しい認識に基づいている。材料除去方法を使用すると、鋳造ホイールの外面上にほこり、ブラシの毛、および研磨残留物などの加工残留物を残し、それらを溶融金属液滴内に運ぶ可能性があり、そこでそれらは欠陥を引き起こす可能性がある。ストリップの厚さが２０μｍを超える厚いストリップでは、このタイプの濡れ問題は、アモルファスストリップの鋳造ホイール側のエアポケットまたはガスポケットとして現れる可能性がある。しかしながら、特に厚さが２０μｍ未満の薄いストリップでは、これらの濡れ欠陥により、ストリップに望ましくない大きい穴ができ、ストリップ内の裂け目の開始点が形成される可能性がある。鋳造ホイール表面を加工するために成形方法が使用されるときでも、ピボットおよび支持点からの潤滑剤がホイール表面に到達し、濡れを損ない、そのためストリップに欠陥を引き起こす可能性を排除することは不可能である。本発明によれば、鋳造ホイールの外面上のこれらの残留物は、それによって固体状態のＣＯ_２が外面上で加速されるジェットで除去され、このジェットは、外面の清浄度および表面品質を改善するために残留物を除去することができる。これにより、ストリップ内の欠陥の数を減らすことができる。また、製造の長さを増大させ、長いストリップ長にわたって低い表面粗さを保証することができる。

固体ＣＯ_２は、昇華するというさらなる利点を有する。これにより、ジェット自体が外面上に残留物を残すことが防止される。この昇華は、残留物および鋳造ホイールの表面上に固体または液体の状態で存在する潤滑剤などの他の望ましくない異物も、表面にぶつかるＣＯ_２粒子の昇華によって除去できることを意味する。

一実施形態では、溶融物が回転する鋳造ホイールの外面上に鋳造されているときに、ガスジェットが鋳造ホイールの外面にぶつかる。これは、外面がインラインで、各々が溶融物と接触する前に加工および洗浄できることを意味する。この実施形態は、溶融物が外面上に注がれるときに、材料除去プロセスおよび／または成形プロセスを使用して外面が加工される方法で使用することができる。

一実施形態では、鋳造ホイールは回転方向に移動する。ガスジェットは、回転方向から見ると、溶融物が外面にぶつかる第２の位置の上流に配置された第１の位置で鋳造ホイールの外面にぶつかる。回転方向から見ると、この第１の位置は、ストリップが鋳造ホイールから切り離される点の下流に配置される。外面は、ストリップが外面から切り離された後だが、溶融物が外面のこの領域に再びぶつかる前に、ジェットでこのように加工および洗浄される。

外面の所定の領域を加工するためにジェットを空間的に向けるように、それを通ってジェットが鋳造ホイールの外面に向けられる１つまたは複数のジェットノズルが設けられる場合がある。

一実施形態では、ガスジェットが鋳造ホイールの外面にぶつかる強度を設定するように、ジェットノズルと鋳造ホイールの外面との間にギャップを設定することが可能である。

一実施形態では、ドライアイス粒子を含むＣＯ_２源が提供され、ドライアイス粒子が外面上で加速されてガスジェットを形成する。これらのドライアイス粒子はあらかじめ作ることができる。それらが外面上で加速されているとき、それらは部分的に昇華する可能性があり、その結果、ジェットはドライアイス粒子に加えてＣＯ_２ガスを含む。

ドライアイス粒子は０．１ｍｍ〜１０ｍｍの平均粒子サイズをもつことができる。ドライアイス粒子は、外面に材料除去効果または形成効果をもたらす可能性もあるコーナーをもつことができる。

一実施形態では、ドライアイス粒子は、キャリアガスで鋳造ホイールの外面上で加速される。キャリアガスの圧力は調整可能であってよい。

一実施形態では、ガスジェットはさらなる材料のさらなる粒子も含む。したがって、これらのさらなる粒子はＣＯ_２以外の材料を含み、異なる効果をもつように選択することができる。

粒子は、存在する場合、ドライアイス粒子とは異なるサイズおよび／または形状であってもよい。粒子は球形および／または丸みを帯びてよいが、ドライアイス粒子は、たとえば角張っている。粒子は、外面上に存在する任意の残留物をよりよく除去するために、ドライアイス粒子よりも高い硬度を有してよい。たとえば、粒子は、セラミックビーズおよび／またはガラスビーズであってよい。粒子は１０μｍ〜１ｍｍの平均直径をもつことができる。

一実施形態では、液体ＣＯ_２を含むＣＯ_２源がジェットとして提供される。粒子、すなわち固体状態のＣＯ_２は、この液体ＣＯ_２から結晶化して、ガスとＣＯ_２雪の両方の形態のＣＯ_２を含むＣＯ_２含有ジェットとして鋳造ホイールの外面に衝突するＣＯ_２雪を形成する。このプロセスの結果として、液体ＣＯ_２から結晶化する粒子は、通常、球形である。ＣＯ_２の粒子は、０．１μｍ〜１００μｍの平均粒子サイズをもつ。

一実施形態では、ＣＯ_２雪の粒子は、ＣＯ_２ガスフロー内のさらなるキャリアガスなしに鋳造ホイールの外面上で加速される。

代替の実施形態では、ＣＯ_２雪の粒子は、キャリアガスで鋳造ホイールの外面上で加速される。キャリアガスの圧力は調整可能であってよい。

一実施形態では、固体ＣＯ_２のタイプにかかわらず、外面も、第３の位置に表面加工手段を有する材料除去プロセスを使用して形成または加工される。回転方向から見ると、この第３の位置は、ガスジェットが鋳造ホイールの外面にぶつかる第１の位置の上流だが、ストリップが鋳造ホイールから切り離される点の下流に配置される。結果として、外面は最初に表面加工手段で加工され、次いでＣＯ_２ジェットで加工されるので、固体ＣＯ_２粒子を含むジェットを使用して、鋳造およびストリップ製造プロセスと表面加工手段の両方からの残留物を除去することが可能である。

表面加工手段は、外面を次々に加工することが可能な１つまたは複数の装置を含んでよい。表面加工手段は、材料の除去または成形のいずれかによって外面を加工することができる。

鋳造ホイールが回転するにつれて鋳造ホイールの外面に押し付けられる圧延装置（rolling device）が、成形表面加工手段として提供されてよい。この文脈では、「形成された」および「形成する」という用語は、材料の再分配を指すものと解釈されるべきである。圧延装置は、たとえばブラシで実現することができるように、外面から材料を除去することを意図して使用されない。金属ストリップの製造プロセスに悪影響を与える可能性がある切りくずはまったく生成されず、摩耗粉または他の破片はほとんど生成されない。

鋳造ホイールが回転するにつれて鋳造ホイールの外面に押し付けられる研磨装置、および／または鋳造ホイールが回転するにつれて鋳造ホイールの外面に押し付けられる研削装置、および／または鋳造ホイールが回転するにつれて鋳造ホイールの外面に押し付けられる１つもしくは複数のブラシは、材料除去表面加工手段として提供されてよい。

ブラシは、洗浄効果をもつことができ、外面を磨耗させたり形成したりすることはできい。

一実施形態では、表面加工手段は、溶融物が鋳造ホイールの外面で鋳造されるにつれて、鋳造ホイールの外面を連続的に滑らかにするように、鋳造ホイールの外面に押し付けられる。この実施形態は、圧延装置に使用することができる。

一実施形態では、ガスジェットは、鋳造ホイールの移動する外面にぶつかり、表面加工手段は、溶融物が鋳造ホイールの外面上に鋳造される前に、回転する鋳造ホイールの移動する外面に押し付けられる。この実施形態は、鋳造プロセスより前に外面を準備するために使用することができる。

一実施形態では、表面加工手段は圧延装置であり、圧延装置は、鋳造ホイールの外面を形成するように鋳造ホイールの外面に押し付けられる。

いくつかの実施形態では、２つ以上の表面加工手段が使用され、回転方向から見ると、それらの位置は、ガスジェットが鋳造ホイールの外面にぶつかる位置の上流だが、ストリップが鋳造ホイールから切り離される点の下流に配置される。

材料除去表面加工手段および成形表面加工手段が使用される場合、一実施形態では、材料除去表面加工手段は、回転方向から見ると、成形表面加工手段の上流で使用される。

すでに上記に記載されたように、ＣＯ_２を含む２つ以上のジェットを使用することが可能であり、このＣＯ_２の少なくとも一部は、固体状態で鋳造ホイールの移動する外面にぶつかる。

一実施形態では、第１の位置でのジェットに加えて、材料除去表面加工手段の下流かつ成形表面加工手段の上流で回転する鋳造ホイールの表面にぶつかる追加のガスジェットが使用される。この追加のガスジェットはＣＯ_２を含み、このＣＯ_２の少なくとも一部は、固体状態で鋳造ホイールの移動する外面にぶつかる。この追加のジェットは、本明細書に記載された実施形態のいずれか１つによる特性を有してよい。たとえば、ジェットは、液体ＣＯ_２源からのドライアイス粒子またはＣＯ_２雪を含む場合があり、キャリアガスの有無にかかわらず、外面に対して向けられるか、または加速されてよい。

溶融物、したがってストリップは異なる組成を有することができる。一実施形態では、溶融物は、

Ｆｅ_{１００−ａ−ｂ−ｗ−ｘ−ｙ−ｚ} Ｔ_ａ Ｍ_ｂ Ｓｉ_ｗ Ｂ_ｘ Ｐ_ｙ Ｃ_ｚ（ａｔ％）から構成され、ＴはＣｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、およびＶから構成されるグループ内の１つまたは複数の元素を示し、ＭはＮｂ、Ｍｏ、およびＴａから構成されるグループ内の１つまたは複数の元素を示し、ここで
０≦ａ≦７０
０≦ｂ≦９
０≦ｗ≦１８
５≦ｘ≦２０
０≦ｙ≦７
０≦ｚ≦２
である。
溶融物、そしてストリップは、最大１ａｔ％の不純物を含む場合もある。

凝固したストリップは、通常、少なくともアモルファスであり、ナノ結晶ストリップを製造するために、さらなるプロセスで熱処理することができる。熱処理は、ストリップの特性、たとえば、磁気特性を設定するために使用することもできる。

たとえば、凝固したアモルファスストリップは、少なくとも８０体積％のアモルファス材料から構成することができる。ナノ結晶ストリップは、少なくとも８０体積％のナノ結晶粒子およびアモルファス残留母材を含む場合があり、ナノ結晶粒子の少なくとも８０％は、５０ｎｍ未満の平均粒子サイズおよびランダムな配向を有する。

本発明によれば、急速凝固技術を使用して金属ストリップを製造するための装置が提供される。装置は、溶融物が鋳造される外面、外面上で凝固する溶融物、形成される金属ストリップを備えた回転する鋳造ホイール、および鋳造ホイールの外面上にＣＯ_２含有ジェットを向けるための手段を備え、ジェットはＣＯ_２を含み、このＣＯ_２の少なくとも一部は、鋳造ホイールの外面をジェットで加工および／または洗浄するために、固体状態で鋳造ホイールの移動する外面にぶつかる。

ＣＯ_２含有ジェットを向けるための手段は、それによって、ジェットが鋳造ホイールの外面、特に、鋳造ホイールの外面上の所望の点にぶつかるようにジェットの空間方向を決定することが可能なノズルであり得る。

一実施形態では、装置は、ジェットを形成するためのノズルシステムも有する。ノズルシステムの設計は、ＣＯ_２源のタイプに適合させることができる。

一実施形態では、ＣＯ_２は液体ＣＯ_２として提供され、ノズルシステムは液体ＣＯ_２用のノズルシステムである。ノズルシステムは、単一物質または二重物質のノズルを有してよい。液体ＣＯ_２に加えてキャリアガスが使用される実施形態では、二重物質ノズルを使用することができる。

代替の実施形態では、ＣＯ_２はドライアイス粒子の形態で提供され、ドライアイス粒子は、鋳造ホイールの外面上で加速されて、固体ＣＯ_２を含むジェットを形成する。たとえば、ドライアイス粒子は、キャリアガスでジェットに形成され、外面上で加速され得る。

いくつかの実施形態では、ノズルシステムは、それによってドライアイス粒子が鋳造ホイールの外面上で加速されるキャリアガス源に接続することもできる。たとえば、ノズルシステムは、それをガスボトルに接続することができる気密コネクタを有してよい。

いくつかの実施形態では、ノズルシステムは、他の固体粒子も処理するように設計され、これらの他の固体粒子は、ドライアイス粒子とともに鋳造ホイールの外面上で加速される。これらの他の固体粒子はＣＯ_２を含まず、ドライアイス粒子およびキャリアガスとともに重力によって処理されて、たとえば、混合ジェットを形成することができる。他の固体粒子は、たとえば、セラミックビーズおよび／またはガラスビーズであってよい。

いくつかの実施形態では、装置は、ＣＯ_２ガスを除去するための排気システムも有する。したがって、装置の近くの空気が関連する環境および産業安全規制を満たすことを保証することが可能である。

いくつかの実施形態では、装置は、鋳造ホイールの外面から切り離された材料を除去するための抽出システムも有する。

いくつかの実施形態では、鋳造ホイールは回転方向に移動することができ、ＣＯ_２含有ジェットを向けるための手段は、回転方向から見ると、溶融物が鋳造ホイールの外面にぶつかる第２の位置の上流に配置された第１の位置で、ジェットが鋳造ホイールの外面にぶつかるように設計される。ＣＯ_２含有ジェットは、このように、溶融物が外面にぶつかる少し前または直前に、外面から残留物を除去することができる。これにより、ストリップの品質および鋳造ホイールの表面品質に対するジェットの影響が大きくなる。

いくつかの実施形態では、装置は、外面を形成または材料除去加工するための表面加工手段も有する。この表面加工手段は鋳造ホイール上の第３の位置に配置され、回転方向から見ると、この第３の位置は、ジェットが外面にぶつかる第１の位置の上流だが、ストリップが鋳造ホイールから切り離される点の下流に配置される。したがって、ストリップが切り離されると、外面は最初に表面加工手段で加工され、次いで、ＣＯ_２含有ジェットで加工され、その時だけ溶融物が再び外面上で鋳造される。このシーケンスは、ＣＯ_２含有ジェットが、鋳造ホイール自体の粒子、研磨剤などの外面の材料除去加工からの残留物と、潤滑剤などの外面の成形加工からの残留物の両方を除去できることを意味する。

いくつかの実施形態では、表面加工手段は、１つまたは複数の設計を有する。たとえば、表面加工手段は、鋳造ホイールの外面が移動するにつれて回転する鋳造ホイールの外面に押し付けられる圧延装置、および／または鋳造ホイールの外面が移動するにつれて回転する鋳造ホイールの外面に押し付けられる研磨装置、および／または鋳造ホイールの外面が移動するにつれて回転する鋳造ホイールの外面に押し付けられる研削装置、および／または鋳造ホイールの外面が移動するにつれて回転する鋳造ホイールの外面に押し付けられる１つもしくは複数のブラシであってよい。

材料除去および成形加工方法が使用される場合、外面は、最初に材料除去加工方法で、次いで成形加工方法で、次いでＣＯ_２含有ジェットで加工されてよい。

いくつかの実施形態では、表面加工手段は、回転可能なローラーを有し、鋳造ホイールの外面が形成されるような圧力で回転する鋳造ホイールの外面に回転ローラーの表面を押し付けることができる圧延装置である。

一実施形態では、ローラーは１つの回転方向に駆動され、鋳造ホイールは第２の回転方向に駆動され、第１の回転方向は第２の回転方向と反対である。

一実施形態では、ローラーは、鋳造ホイールの外面とらせん状に接触するように、鋳造ホイールの第２の回転軸に平行に鋳造ホイールの外面を横切って移動する。このように、比較的広い幅の鋳造トラックを形成することが可能であり、そのため、比較的広い幅のストリップを確実に製造することが可能である。

いくつかの実施形態では、ＣＯ_２含有ジェットを誘導するための手段は、鋳造ホイールの回転方向から見ると、ジェットが鋳造ホイール表面にぶつかる第１の位置から、溶融金属塊が鋳造ホイールの外面上に鋳造される第２の位置まで有機および無機の残留物をほとんど含まない技術的に清浄な表面を鋳造ホイールの外面が提供できるように構成される。

いくつかの実施形態では、装置は、凝固したストリップを連続的に取り上げるためのワインダも有する。

いくつかの実施形態では、装置は、そこから溶融物を鋳造ホイールの外面上に鋳造することができる合金の溶融物用の鋳造ノズルも有する。

Ｆｅ_{１００−ａ−ｂ−ｗ−ｘ−ｙ−ｚ} Ｔ_ａ Ｍ_ｂ Ｓｉ_ｗ Ｂ_ｘ Ｐ_ｙ Ｃ_ｚ（ａｔ％）および最大１ａｔ％の不純物から構成される金属ストリップを製造するための前述の実施形態のいずれか１つによる装置の使用も提供され、ＴはＣｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、およびＶから構成されるグループ内の１つまたは複数の元素を示し、ＭはＮｂ、Ｍｏ、およびＴａから構成されるグループ内の１つまたは複数の元素を示し、ここで、０≦ａ≦７０、０≦ｂ≦９、０≦ｗ≦１８、５≦ｘ≦２０、０≦ｙ≦７、および０≦ｚ≦２である。

本発明によれば、Ｆｅ_{１００−ａ−ｂ−ｗ−ｘ−ｙ−ｚ} Ｔ_ａ Ｍ_ｂ Ｓｉ_ｗ Ｂ_ｘ Ｐ_ｙ Ｃ_ｚ（ａｔ％）および最大１ａｔ％の不純物から構成される金属ストリップが提供され、ＴはＣｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、およびＶから構成されるグループ内の１つまたは複数の元素を示し、ＭはＮｂ、Ｍｏ、およびＴａから構成されるグループ内の１つまたは複数の元素を示し、ここで、０≦ａ≦７０、０≦ｂ≦９、０≦ｗ≦１８、５≦ｘ≦２０、０≦ｙ≦７、０≦ｚ≦２であり、金属ストリップは、０．０５μｍと１．５μｍとの間の平均表面粗さＲ_ａを有する少なくとも１つの表面を有する。

一実施形態では、表面粗さＲ_ａは、少なくとも５ｋｍ、好ましくは少なくとも２０ｋｍの製造長にわたって＋／−０．２μｍ未満の偏差を有する。

金属ストリップは、延性かつアモルファスであってもよく、ナノ結晶であってもよい。金属ストリップは、通常、鋳造状態ではアモルファスであり、少なくとも８０体積％のアモルファスである構造を有し、熱処理または焼鈍されて、アモルファスストリップからナノ結晶構造を生成する。熱処理条件は、組成、望ましい特性、および粒子サイズに依存する。ナノ結晶構造は、少なくとも８０体積％のナノ結晶粒子、ならびにナノ結晶粒子の少なくとも８０％が５０ｎｍ未満の平均粒子サイズおよびランダムな配向を有するアモルファス残留母材を含んでよい。

金属ストリップは、鋳造ホイールの外面上で凝固した鋳造ホイール側、および空気中で凝固した反対の空気側を有する。いくつかの実施形態では、それが鋳造ホイールから切り離された直後に、金属ストリップの鋳造ホイール側の表面は、鋳造ホイールの外面の処理に起因して、固体状態のＣＯ_２を含むジェットが到達する有機および無機の残留物がない技術的に清浄な表面である。

いくつかの実施形態では、金属ストリップは、２ｍｍ〜３００ｍｍの幅、５０μｍ未満の厚さ、および１平方メートルあたり最大５０個の穴を有する。

いくつかの実施形態では、金属ストリップは、２０ｍｍ〜２００ｍｍの幅、および／または１０μｍと１８μｍとの間の厚さ、および／または１平方メートルあたり２５個未満の穴、好ましくは１平方メートルあたり１０個未満の穴を有する。この公開では、「穴」という用語は、最小表面積が０．１ｍｍ^２であるストリップ内の穴として定義される。

いくつかの実施形態では、金属ストリップは、少なくとも８０体積％のアモルファスであるか、または少なくとも８０体積％のナノ結晶粒子、ならびにナノ結晶粒子の少なくとも８０％が５０ｎｍ未満の平均粒子サイズおよびランダムな配向を有するアモルファス残留母材を有する構造を有し、空気側および／または鋳造ホイール側は、２３％未満の表面結晶化率を有する。

いくつかの実施形態では、空気側および／または鋳造ホイール側は、５％未満の表面結晶化率を有する。

金属ストリップの鋳造ホイール側および空気側は、製造プロセスの結果として異なる品質をもつので、製造された金属ストリップにおいて認識することができる。金属ストリップの鋳造ホイール側および空気側は、肉眼で区別することもできる。空気側は、通常、金属の輝きをもっているように見えるが、鋳造ホイール側は光沢が少ない。

表面結晶化は、ストリップの表面上、すなわちストリップの表層内の結晶粒子の形成を指す。たとえば、表層内の結晶粒子の８０体積％以上は、１００ｎｍを超える平均粒子サイズを有する。

ナノ結晶金属ストリップ内の結晶粒子の平均粒子サイズは、ナノ結晶金属ストリップ内のナノ結晶粒子の平均粒子サイズよりも大きく、したがって、２つは互いに区別することができる。たとえば、表層内の結晶粒子は、１００ｎｍを超える平均粒子サイズを有する場合があるが、ナノ結晶粒子は、５０ｎｍ以下の平均粒子サイズを有する。

表面結晶化の程度または割合は、銅Ｋα放射線を使用するＸ線粉末回折法によって特定することができる。ここで指定された表面結晶化の割合は、以下のように特定される。アモルファスフォイルの場合、表面結晶化の割合は、結晶相、すなわち表面結晶化の結晶相の特徴的な反射下の面積を、アモルファス相のハロー特性下の面積と結晶相の特徴的な反射の下の面積の合計で割ることによって特定される。

表面結晶化の結晶相の特徴的な反射は、結晶相の構造および組成に依存する。たとえば、ここではほとんど常にそうであるように、シリコンを含む相が（１００）方向に強くテクスチャされている場合、（４００）反射がシリコンを含む相に使用される。

これらの場合、表面結晶化はほとんど常に（１００）方向に強くテクスチャされるので、ナノ結晶サンプルの表面結晶化の割合は以下のように特定することができる。

最初に、ナノ結晶相の第２の特徴的な反射特性の表面部分が特定される。

次いで、表面結晶化の結晶相の第１の特徴的な反射特性下の面積が特定される。しかしながら、この面積は、ナノ結晶相によってもたらされる反射の部分によって削減されるべきである。これは、純鉄の第２の特徴的な反射の２０％、Ｆｅ３Ｓｉの１２．８％である。正確なＳｉ含有量を確認することは難しいので、ここでは２０％が常に差し引かれる。シリコンを含む合金の場合、これは表面結晶化の程度のわずかな過小評価につながる可能性がある。

ナノ結晶フォイルの場合、表面結晶化の割合は、結晶相、すなわち表面結晶化の結晶相の第１の特徴的な反射下の面積マイナスナノ結晶相によってもたらされた反射の部分を、ナノ結晶相の第２の特徴的な反射特性下の面積と結晶相の第１の特徴的な反射特性下の面積の合計で割ることによって特定される。

たとえば、シリコンを含む相の場合、（４００）反射が表面結晶化の第１の特徴的な反射として使用され、（２２０）反射がナノ結晶相の第２の特徴的な反射として使用される。

表面結晶化がテクスチャされていない場合、その程度は、アモルファスフォイルについて前述されたように、ａ−ｃａｓｔアモルファスストリップのみで特定することができる。ナノ結晶状態では、表面結晶化の程度およびナノ結晶相の程度は、表面結晶化のテクスチャの欠如により、粉末回折法を使用して区別することがもはやできない。しかしながら、熱処理下で表面結晶化が連続層になるので、ナノ結晶サンプル内の表面結晶化の程度は、常にアモルファスサンプル内のそれ以上である。

図面を参照して下記に実施形態が説明される。

第１の実施形態による、急速凝固技術を使用して金属ストリップを製造するための装置の概略図である。 表面を加工するためのＣＯ_２含有ジェットの概略図である。 第２の実施形態による、急速凝固技術を使用して金属ストリップを製造するための装置の概略図である。

図１は、第１の実施形態による、急速凝固技術を使用して金属ストリップ１１を製造するための装置１０の概略図を示す。

装置１０は、溶融物１４が鋳造される外面１３を備えた回転する鋳造ホイール１２を有する。鋳造ホイール１２は、ヒートシンクと記載することもでき、図示された装置では、矢印１６によって示された回転方向に軸１５の周りを回転する。溶融物１４は、鋳造ホイール１２の外面１３上で凝固し、金属ストリップ１１が形成される。溶融物１４の凝固速度は、通常、非常に高く、したがって、溶融物１４はアモルファスストリップ１１として凝固する。

装置１０は、ＣＯ_２含有ジェット１８を鋳造ホイール１２の外面１３に向けるための手段１７を有する。ジェット１８はＣＯ_２を含む。ＣＯ_２の少なくとも一部は、鋳造ホイール１２の外面１３がジェット１８によって加工および／または洗浄されるように、固体状態で鋳造ホイール１２の移動する外面１３にぶつかる。図１は、ＣＯ_２の固体粒子１９を示す。これらの固体粒子１９は、ドライアイス粒子によってあらかじめ作られるか、または外面１３のすぐ上流の液体ＣＯ_２から形成されるかのどちらかであってよい。

ジェット１８は、回転方向１６から見ると、溶融物１４が外面１３にぶつかる第２の位置２１の上流に配置された第１の位置２０で鋳造ホイール１２の外面１３にぶつかる。回転方向から見ると、この第１の位置２０は、ストリップ１１が鋳造ホイール１２から切り離される点２２の下流に配置される。結果として、ストリップ１１が外面１３から切り離されると、溶融物１４が外面１３のこの領域に再びぶつかる前に、外面１３はＣＯ_２ジェット１８によって加工および洗浄される。

溶融物１４、そしてストリップ１１は、異なる組成を有してよい。一実施形態では、溶融物１４は、
Ｆｅ_{１００−ａ−ｂ−ｗ−ｘ−ｙ−ｚ} Ｔ_ａ Ｍ_ｂ Ｓｉ_ｗ Ｂ_ｘ Ｐ_ｙ Ｃ_ｚ（ａｔ％）を含み、ＴはＣｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、およびＶから構成されるグループ内の１つまたは複数の元素を示し、ＭはＮｂ、Ｍｏ、およびＴａから構成されるグループ内の１つまたは複数の元素を示し、ここで
０≦ａ≦７０
０≦ｂ≦９
０≦ｗ≦１８
５≦ｘ≦２０
０≦ｙ≦７
０≦ｚ≦２
である。
溶融物は、最大１ａｔ％の不純物を含む場合もある。

一実施形態では、ＣＯ_２含有ジェット１８を鋳造ホイール１２の外面１３に向けるための手段１７は、１つまたは複数のノズル２４を有するジェット装置２３を備える。ジェットノズル２４の幅は、ジェット１８が鋳造トラック全体を覆うように、製造される金属ストリップ１１の幅に調整することができる。しかしながら、ジェットガン２３は、そのスプレージェットが特定の点で鋳造トラック上を移動するように、鋳造ホイール１２上で軸方向に移動することもできる。ブラスト装置は、固体状態のＣＯ_２のジェットを外面に向け、そしてそれをブラストする。

いくつかの実施形態では、装置１０は、１つまたは複数の追加の表面加工手段２５も有する。これらのさらなる表面加工手段２５は、成形プロセス、たとえば圧延を使用して、または材料除去プロセス、たとえば研磨を使用して、外面１３を加工することができる。図１に示された実施形態では、表面加工手段２５としてブラシが設けられている。

この表面加工手段２５は鋳造ホイール１２上の第３の位置２６に配置され、回転方向１６から見ると、この第３の位置２６は、ジェット１８が外面１３にぶつかる固体ＣＯ_２１９を含む第１の位置２０の上流だが、ストリップ１１が鋳造ホイール１２から切り離される点２２の下流に配置される。結果として、ストリップ１１が切り離されると、外面１３は、最初に、外面１３から大きい粒子２９を除去するために表面加工手段２５で加工され、次いで、残留物２７を除去するためにＣＯ_２含有ジェット１８で加工され、その時だけ溶融物１４が再び外面１３上で鋳造される。このシーケンスにより、ＣＯ_２含有ジェット１８が、外面１３上で遂行される材料除去プロセスからの残留物２７、たとえば、鋳造ホイール自体の粒子、研磨剤など、または外面１３上で遂行される成形プロセスからの残留物、たとえば、潤滑剤を除去することが可能になる。

たとえば、表面加工手段２５は、鋳造ホイールの外面１３が移動するにつれて回転する鋳造ホイール１２の外面に押し付けられる圧延装置、および／または鋳造ホイールの外面１３が移動するにつれて回転する鋳造ホイール１２の外面１３に押し付けられる研削装置、および／または鋳造ホイールの外面１３が移動するにつれて回転する鋳造ホイール１２の外面１３に押し付けられる研磨装置、および／または鋳造ホイールの外面１３が移動するにつれて回転する鋳造ホイール１２の外面１３に押し付けられる１つもしくは複数のブラシ２８であってよい。

１つの装置１０において材料除去および成形加工方法が使用される場合、外面１３は、最初に材料除去加工方法を使用して、次いで成形加工方法を使用して、次いでＣＯ_２含有ジェット１８を使用して加工されてよい。

鋳造ホイール表面１３は良好な熱伝導率を有し、そのため、それに塗布される溶融物１４の非常に急速な凝固を引き起こし、それにより、その特定の構造および／または組成に起因して、特定の機械的、物理的、および／または磁気的な特性を有するストリップ１１が作成される。鋳造ホイール１２の外面１３は、銅または銅ベースの合金で作られてよい。

本発明によれば、鋳造ホイール１２は、ストリップ製造中に固体ＣＯ_２を使用して加工および洗浄される。ＣＯ_２の少なくとも一部が固体状態にあるＣＯ_２含有ジェットを用いて、粒子を鋳造トラックから除去することができ、濡れを損なう鋳造トラック上の付着油および他の層も除去することができ、それにより、それ自体の残留物、すなわち昇華によって生成されたＣＯ_２ガスは、多くのアモルファス合金の製造に有利な効果さえもたらす。

一実施形態では、鋳造ホイール１２は、ストリップ製造中にドライアイスジェットによって加工される。ドライアイスによる鋳造ホイール表面１３のブラストは、鋳造プロセス中に、たとえば、研磨ステーションと溶融金属液滴との間で遂行される。このドライアイスブラストは、濡れを損なう鋳造トラックの不純物、ならびに鋳造ホイール材料からの銅粉、砥粒、有機不純物、オイルなどの研磨プロセスからの残留物を除去する。

図２は、ＣＯ_２雪ジェットによる鋳造ホイール１２の外面１３の加工の概略図を示す。ＣＯ_２雪ブラストでは、加圧シリンダからの液体ＣＯ_２３０が表面１３に噴霧されて、ノズルシステムを介して処理される。加圧された液体ＣＯ_２３０の膨張により、図２に示されたように、高い運動エネルギーで表面１３にぶつかる、小さく非常に分散した氷晶３１またはＣＯ_２雪が生成される。この配置では、ノズルシステムは、単一物質ノズル（ＣＯ_２のみ）または二重物質ノズル（すなわち、圧縮空気の追加を伴う）を含んでよい。ジェット１８内のＣＯ_２粒子３１は、ジェット１８が外面１３にぶつかる前と後の両方で昇華し、その結果、残留物２７および他の粒子２９は、外面１３を横切って運ばれ、外面１３から除去される。

鋳造ホイール表面１３上のドライアイス粒子１９または雪３１の昇華により、溶融金属液滴の上流にＣＯ_２含有空気が作成され、これは、ストリップの下側の鉄溶融金属の濡れおよびエアポケットサイズの縮小に非常に有利である。それはまた、鋳造トラックの表面１３を直接冷却し、これは、鋳造ホイール１２上の溶融金属１４の急速な凝固に有利である。

残留物２７および粒子２９は、パルス伝達の効果、急激な温度差による機械的応力の生成、ジェットが表面にぶつかったときの凝集状態の変化によって生成される溶媒効果、および体積の大幅な増加、たとえば、体積が６００倍〜８００倍に増加することによる昇華とともに行われる昇華パルス洗浄により、固体ＣＯ_２を含むジェットによって除去することができる。

洗浄方法を使用すると、鋳造トラックの二次冷却も実現される。鋳造中、鋳造される溶融金属の温度に応じて、一次冷却が遂行され調整されると、通常、表面下に水冷システムが取り付けられる鋳造ホイール（ここでは一次冷却と呼ばれる）は、鋳造トラック上で約１００℃〜５００℃の表面温度を有する。連続鋳造中の一次水冷では、大きいストリップ幅またはより大きい成形金属ストリップの厚さでより低い表面温度を実現することは、不可能とは言わないまでも、非常に困難である。鋳造トラックの表面に直接−８０℃の冷たいドライアイスを使用することにより、鋳造中の一次冷却から生じる鋳造トラックの表面温度をさらに下げることができ、これは一部の合金にとって非常に有利であり得る。ドライアイスは、製造された金属ストリップを直接冷却するためにも使用することができる。

洗浄プロセス後に残っている唯一の残留物は、周囲の空気中の増加したＣＯ_２含有量であり、これは、製造されるアモルファス金属ストリップの品質を向上させるために実際に使用することができる。増加したＣＯ_２含有量による品質の向上は、洗浄プロセス内でのドライアイスの使用によって実現することができる。

図３は、第２の実施形態による装置１０’の概略図を示す。装置１０’は、ＣＯ_２ガスを除去するための排気システム４０も有する。これにより、装置の近くの空気が該当する環境および産業安全基準を満たすことを保証することが可能になる。

装置１０’は、鋳造ホイールの外面から切り離された材料が再び外面に着地することを防止するために、この切り離された材料を除去するための抽出システム４１も有する。

表面加工手段２５を形成するブラシ２８に加えて、装置１０’は、鋳造ホイール１２の外面１３を形成する第２の表面加工手段２５としての圧延装置４２も有する。回転方向１６から見ると、圧延装置は、ブラシ２８の下流でＣＯ_２含有ジェット１８の上流に配置される。図３は、凝固した金属ストリップを連続的に取り上げるワインダ４３も示す。

鋳造中、鋳造ホイール表面は非常に高い機械的および物理的な負荷にさらされる。たとえば、表面に近い領域に非常に高温の溶融金属塊（約９００…１５００℃）を局所的に塗布すると、高温のピークおよび極端な温度勾配がもたらされる。さらなる冷却中、ストリップは縦方向と横方向の両方に収縮する。ストリップとヒートシンク表面との間に高いせん断応力が発生し、相対的な動きが生じ、ストリップは、表面を自然に引き裂くか、または剥離点で力によって引き裂かれる。

これらのプロセスは、鋳造プロセス中に数千回、さらには数万回繰り返されるので、冷却ドラムの表面が絶えず変化する。これにより、材料の疲労、表面の粗さ、およびピッチングなどの熱的および機械的な応力によって摩耗の兆候が発生し、それは、製造される急速に凝固するストリップに悪影響を与える可能性がある。

したがって、この製造プロセスの効率は、摩耗プロセスの習得に非常に大きく依存する。適切な材料、製造プロセス、および表面加工方法を選択することにより、これらの望ましくない副作用の発生を減らすために事前に多くのことを行うことができるが、それらを完全に排除することはできない。したがって、本発明によれば、鋳造ホイールの外面は、ＣＯ_２含有ジェットで加工され、ジェットは、固体ＣＯ_２の粒子が特定の速度で外面にぶつかるような固体状態のＣＯ_２を含む。

予防策に加えて、製造プロセス中の摩耗メカニズムに対抗する直接作用プロセスを使用することも可能である。このタイプの既知のプロセスは、特に、ブラッシング、研削、研磨などの研磨プロセスである。しかしながら、これらのプロセスは、重大な望ましくない副作用（たとえば、ほこりの形成、残留物、不純物など）をもたらし、最終的には濡れ欠陥および裂け目を引き起こす可能性がある。

製造プロセスに影響を与える他の外部の影響も存在する。この文脈における１つの重要な要因は、残留物、堆積物、ならびに／または環境および使用されるプロセスに起因する結露の形成による表面汚染である。それらは溶融金属の濡れを損なうので、製造されるストリップの冷却、形状、および特性に悪影響を及ぼす。主な原因は、揮発性合金成分（Ｂ、Ｃ、Ｓｎなど）、耐火材料の揮発性成分（樹脂など）、たとえば、ワイパからの破片、ならびに表面摩耗および完成したストリップからの残留物であり得る。

非常に効果的な洗浄プロセスが鋳造ノズルの近くでこのように遂行され、それ自体が鋳造プロセスにいかなる悪影響も与えることなく、不純物を確実に除去する。

アモルファスストリップの製造に必要な急速凝固技術（溶融紡糸）では、ガラス形成金属合金は、通常、実質的に酸化セラミック（たとえば、酸化アルミニウム）および／またはグラファイトで作られたるつぼの中で溶融される。溶融物の反応性に応じて、溶融プロセスは、空気中、真空中、またはアルゴンなどの不活性ガス中で行われる場合がある。合金が液相点をはるかに超える温度まで溶融されると、溶融物は鋳造タンディッシュに移送され、一般に、スリット形状の出口開口部を有する鋳造ノズルを通って、銅合金製の回転ホイールに注入される。この目的のために、鋳造ノズルは回転する銅ドラムの表面に非常に近づけられ、鋳造プロセス中にそれから約５０〜５００μｍの距離に置かれる。溶融物はノズル出口を通過し、移動する銅の表面にぶつかり、そこで約１０^４Ｋ／ｍｉｎ〜１０^６Ｋ／ｓの冷却速度で凝固する。ドラムの回転運動は、凝固した溶融物を連続ストリップバンドとして冷却ドラムから運び去り、それを冷却ドラムから切り離し、それを連続バンドストリップとして巻線装置に巻き付ける。原則として、ストリップバンドの可能な最大長はるつぼの保持容量によって制限され、保持容量は、装置のサイズに応じて数キログラムから数トンの範囲になり得る。複数のるつぼを並行して操作するとき、鋳造タンディッシュへの溶融金属のほぼ連続的な供給を実現することさえ可能である。市販のアモルファスストリップが経済的に製造される装置の規模は、通常、１００ｋｇを超えるるつぼサイズを有する。合金ＶＩＴＲＯＰＥＲＭ５００の約１００ｍｍのストリップ幅および約０．０１８，１００ｋｇのストリップの厚さを有するストリップ断面が与えられると、約８ｋｍのストリップ長がもたらされる。したがって、工業プロセスでは、完全なるつぼは数十キロメートルの長さを生み出し、鋳造プロセスが連続鋳造法におけるタンディッシュの定期的な補充を伴う場合、かなり長いキロメートル数になる。

中断がない鋳造プロセス中の鋳造ホイール表面の摩耗は、ホイール表面の表面粗さの増加をもたらし、次に、両方とも溶融金属液滴の下にプロセスガスを移送し、溶融金属液滴と鋳造ホイールとの間の接触領域内でより大きい気泡を引き起こす空洞または不均一な構造の形成をもたらす。溶融金属が凝固すると、これらの気泡はアモルファスストリップ内で凍結し、特に薄いストリップ内で穴のような欠陥につながる可能性がある。このホイールの粗さは、その上に生成されたストリップも増加した粗さを示すように、その上に生成されたストリップの表面にも伝わる。

鋳造ホイールの摩耗を最小化するために、高強度の鋳造ホイール材料を選択することが望ましい。一般的に使用される冶金用銅材料では、強度および熱伝導率の特性が反対方向に作用する傾向がある。可能な限り最大の熱伝導率を有する銅材料は、より高度に合金化された銅材料よりも常に強度が低い。高合金銅材料は一般的に強度があるが、低い導電率に関連付けられる。しかしながら、アモルファス金属ストリップの製造は、ストリップ製造中に十分高い冷却速度を実現するために、比較的高い熱伝導率を有する鋳造ホイール材料の使用を必要とする。冷却速度が十分に高くない場合、ストリップはもろくなるか、または部分的にもろくなり、望ましくない結晶構造、たとえば、あるレベルの表面結晶化度を形成するので、鋳造プロセス内で連続的に巻いたり、巻き取り中に引き剥がしたりすることができず、ストリップ製造の生産性が望ましくないほど低くなる。熱伝導率が２００Ｗ／ｍＫを超える鋳造ホイール材料を使用することが望ましい。しかしながら、そのような材料の硬度は２５０ＨＶ（ＨＶ３０）より小さい。

これらの比較的柔らかく、熱伝導性が高い材料を長期間のアモルファスストリップの鋳造に使用することができるためには、溶融金属／ストリップと鋳造ホイールとの間、すなわち鋳造トラックと鋳造ホイール表面との間の接触面がストリップ製造中に均一に加工されることを保証し、ホイール表面の粗さを一定かつ均一に低いレベルに保つことも必要である。これは、ドラムの研磨もしくは研磨などの材料除去プロセスにより、またはブラシによって実現することができる。

濡れを損なう鋳造ドラム上の残留物を取り除くために、回転する金属ブラシを使用することができる。しかしながら、これらの回転ブラシは、引き離されたブラシの形態の残留物を残す可能性があり、ストリップに局所的な欠陥が生じたり、ストリップの製造中にストリップが頻繁に裂けたりする可能性がある。

さらに粗いブラシを使用すると、鋳造ホイール上の薄いストリップに裂け目が生じる。本発明は、除去されたアイテムおよびほこりを確実に吸引するように設計された真空源を記載しているが、高速回転する鋳造ホイール上のほこりの抽出は、確実に実行可能であることが証明されていない。鋳造ホイールに付着するわずかなほこりの残留物が常に残り、ストリップ内の欠陥をもたらす。

エメリー紙または回転研磨基板を使用する鋳造ホイールの研磨も、表面加工プロセスとして使用することができる。しかしながら、このタイプの研磨材は、ストリップに欠陥をもたらす可能性がある少量のほこりを生成する。

鋳造ドラムの圧延などの非研磨成形プロセスが有利なはずである。成形プロセスは、鋳造ドラムに研磨材の残留物が残らないという利点をもつが、ピボットおよび支持点で表面成形に使用される高速回転ツールは潤滑され、潤滑剤の微粒子がホイール表面に到達し、そこで濡れを損なう可能性があり、その結果、ストリップに穴が形成される。

加工残留物（ほこり、ブラシヘア、研磨残留物、グリース、オイル、有機材料）が溶融金属液滴に運ばれ、そこで欠陥を引き起こす可能性があることを排除することができない。従来技術のいずれも、そのような加工残留物を除去する方法、すなわち、研磨粉、研磨材料粒子、およびブラシヘアなどの固体粒子、またはオイルもしくは研磨剤の付着有機残留物を確実に除去できる方法を教えていない。

一実施形態では、ドライアイスブラストが使用される。ドライアイスブラストは、約−７９℃の温度で固体二酸化炭素、いわゆるドライアイスがブラスト媒体として使用される圧縮空気ブラストプロセスである。このプロセスは、洗浄およびバリ取り用の表面技術で使用される。

ドライアイスは、非導電性、化学的不活性、無毒、および不燃性である。他のブラスト媒体とは対照的に、ドライアイスは液化することなく、周囲圧力で固体から気体の状態に直ちに遷移する、すなわち、昇華する。

洗浄の場合、ドライアイス粒子は、たとえば、毎分５０００リットルの空気速度で吹き付けられ、洗浄される材料に音速でぶつかる。これにより、除去される層が局所的に過冷却および脆化される。その後のドライアイス粒子は、もろい亀裂に浸透し、衝撃で突然昇華する。二酸化炭素はガス状になり、その体積は約７００倍〜１０００倍に増大し、破片または堆積物が表面から分離する。

この最小限の研磨プロセスの利点は、洗浄される表面に対する損傷または変化が低いレベルにあること、および加工後の表面に固体または液体の洗浄剤が残らない事実にある。

ドライアイスは比較的柔らかいので、鋳造ホイールの表面に損傷を与えない。ドライアイスブラストは、塗料、ゴム、オイル、グリース、シリコン、ワックス瀝青コーティング、放出剤および結合剤、ならびに接着剤を除去するために使用することができる。本発明による鋳造ホイール上のドライアイスブラストの使用では、ブラストされたドライアイス粒子の高い運動エネルギーも使用して、鋳造トラックから銅粉または固体研磨残留物またはブラシヘアなどの固体研磨残留物を除去するので、これらの加工が溶融金属液滴に影響を与えることが防止される。

ドライアイス粒子用のキャリアガスとして、０．５〜２５バールの圧力の圧縮空気を使用することができる。代替の実施形態では、ＣＯ_２雪ブラストが使用される。ＣＯ_２洗浄は、ストリップの製造中に行われる。

さらなる実施形態では、圧縮空気ドライアイス混合物は、たとえば、ガラスビーズ、コランダム、ナッツ殻、またはプラスチック顆粒などのさらなるブラスト媒体に添加される。これにより、従来の研磨ブラスト（サンドブラスト）と同じ洗浄結果が実現される。ドライアイスはソフトブラスト媒体（２〜３ Ｍｏｈｓ）なので、いくつかの実施形態では、追加のより硬いブラスト媒体を使用して、鋼の塗料、鋼の腐食孔食、金属の緑青などの頑固な不純物を除去することも可能である。

さらなる実施形態では、鋳造プロセスに悪影響を与えることなく、粒子状および接着性の不純物を確実に除去するために、ＣＯ_２雪ブラストジェットがＣＯ_２含有ジェットとして使用される。

ＣＯ_２雪ブラストでは、加圧シリンダからの液体ＣＯ_２が、ノズルシステムを介して処理される表面に噴霧される。加圧された液体ＣＯ_２の膨張により、図２に示されたように、表面にぶつかる小さく非常に分散した氷晶（雪）が作成される。ノズルシステムは、単一物質ノズル（ＣＯ_２のみ）または二重物質ノズル（すなわち、圧縮空気の追加を伴う）を含んでよい。

ＣＯ_２雪ブラストは、溶融紡糸プロセス内の効果的なインライン洗浄に使用される。ＣＯ_２雪ブラストは、鋳造プロセス中に冷却ドラムの表面を継続的に洗浄するための理想的なプロセスである。それは、それ自体と、さらなる摩耗低減プロセスとの組合せの両方で使用することができる。

プロセスは、通常、鋳造ホイールの外面が鋳造プロセス全体を通して適切であることを保証するために、摩耗メカニズムがあまり重要でない場合に単独で使用される。特定の合金システム（たとえば、Ｃｕベースの合金）では、冷却ドラムの表面にごくわずかな摩耗の兆候しか発生しない。しかしながら、凝縮液の堆積物、ストリップの残留物、および（たとえば、ワイパの）細かい摩耗粉は、ストリップの品質に重大な悪影響を及ぼし、破損につながる可能性がある濡れ欠陥につながる可能性がある。それらは、固体ＣＯ_２を含むブラストジェットを使用して除去することができる。

雪ブラストは、任意の他の鋳造ホイール調整プロセスと組み合わせて使用することもできる。（圧延などの）成形プロセスでは、それは追加の洗浄効果を提供し、（ブラッシング、研磨、研磨などの）材料除去プロセスでは、それは発生する可能性がある任意のほこりまたは他の研磨剤の残留物を除去するのにも役立つ。

加えて、ＣＯ_２ノズルが鋳造ノズルの近くに配置されている場合、空気置換効果は、溶融金属の領域内の濡れおよび凝固速度にプラスの影響を与える可能性もあることを意味する。

すでに記載されたように、ＣＯ_２雪ブラストは、加工面のその後の処理を必要としない、乾燥した残留物および溶剤を含まないプロセスである。既存のプロセスおよび装置に簡単に適合し、プロセスパラメータに合わせて調整することができる。使用されるときに比較的高い空気濃度制限が尊重される場合、電気、溶融金属、火、および水と組み合わせて完全に安全に使用することもできる。

１０ 装置
１０’ 装置
１１ 金属ストリップ
１１ アモルファスストリップ
１２ 鋳造ホイール
１３ 外面
１３ 鋳造ホイール表面
１４ 溶融物
１５ 軸
１６ 回転方向
１７ 手段
１８ ＣＯ_２ジェット
１９ 固体粒子
１９ ドライアイス粒子
１９ 個体ＣＯ_２
２０ 第１の位置
２１ 第２の位置
２２ 点
２３ ジェットガン
２４ ジェットノズル
２５ 表面加工手段
２６ 第３の位置
２７ 残留物
２８ ブラシ
２９ 粒子
３０ 液体ＣＯ_２
３１ 氷晶
３１ 雪
４０ 排気システム
４１ 抽出システム
４２ 圧延装置
４３ ワインダ

Claims (55)

1. 急速凝固技術を使用してストリップを製造するための方法であって、
   回転する鋳造ホイールの移動する外面に溶融物を注ぐステップであって、前記溶融物が前記外面上で凝固し、ストリップが製造される、ステップと、
   前記移動する外面にガスジェットを向け、前記鋳造ホイールの前記外面を前記ジェットで加工するステップであって、前記ジェットがＣＯ_２を含み、このＣＯ_２の少なくとも一部が固体状態で前記鋳造ホイールの前記移動する外面にぶつかる、ステップと
   を含む、
   方法。
2. 前記溶融物が前記回転する鋳造ホイールの前記外面に鋳造されるときに、前記ガスジェットが前記鋳造ホイールの前記外面にぶつかる、
   請求項１に記載の方法。
3. 前記鋳造ホイールが回転方向に移動し、前記ガスジェットが、前記回転方向から見ると、前記溶融物が前記外面にぶつかる第２の位置の上流に配置された第１の位置で前記鋳造ホイールの前記外面にぶつかり、この第１の位置が、前記回転方向から見ると、前記ストリップが前記鋳造ホイールから切り離される点の下流に配置される、
   請求項１または２に記載の方法。
4. １つまたは複数のジェットノズルをさらに備え、それによって、前記１つまたは複数のジェットが前記鋳造ホイールの前記外面に向けられる、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記ジェットノズルと前記鋳造ホイールの前記外面との間の距離が調整可能であり、その結果、前記ガスジェットが前記鋳造ホイールの前記外面にぶつかる強度が次に調整可能である、
   請求項４に記載の方法。
6. ドライアイス粒子を含むＣＯ_２源が提供され、これらのドライアイス粒子が前記外面上で加速されて前記ガスジェットを形成する、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記ドライアイス粒子が０．１ｍｍ〜１０ｍｍの平均粒子サイズを有する、
   請求項４に記載の方法。
8. 前記ドライアイス粒子がコーナーを有する、
   請求項６または請求項７に記載の方法。
9. 前記ドライアイス粒子が、キャリアガスで前記鋳造ホイールの前記外面上で加速される、
   請求項６から８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記キャリアガスの圧力が調整可能である、
    請求項９に記載の方法。
11. 前記ガスジェットがさらなる材料の粒子をさらに含む、
    請求項６から１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記粒子がセラミックビーズおよび／またはガラスビーズである、
    請求項１１に記載の方法。
13. 前記粒子が１０μｍ〜１ｍｍの平均直径を有する、
    請求項１１または請求項１２に記載の方法。
14. 液体ＣＯ_２を含むＣＯ_２源が提供され、ＣＯ_２雪を形成するためにそれから粒子が結晶化し、ＣＯ_２雪がガス状ＣＯ_２雪含有ジェットとして前記鋳造ホイールの前記外面にぶつかる、
    請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
15. ＣＯ_２雪の前記粒子が０．１μｍ〜１００μｍの平均粒子サイズを有する、
    請求項１４に記載の方法。
16. ＣＯ_２雪の前記粒子が、前記ＣＯ_２の流れの中の追加のキャリアガスなしに、前記鋳造ホイールの前記外面上で加速される、
    請求項１４または請求項１５に記載の方法。
17. ＣＯ_２雪の前記粒子が、キャリアガスで前記鋳造ホイールの前記外面上で加速される、
    請求項１４から１５のいずれか一項に記載の方法。
18. 前記キャリアガスの圧力が調整可能である、
    請求項１７に記載の方法。
19. 前記外面が、第３の位置で表面加工手段を有する材料除去プロセスを使用してさらに形成および加工され、前記回転方向から見ると、この第３の位置が、前記ガスジェットが前記鋳造ホイールの前記外面にぶつかる前記第１の位置の上流だが、前記ストリップが前記鋳造ホイールから切り離される点の下流に配置される、
    請求項３から１８のいずれか一項に記載の方法。
20. 前記表面加工手段が、
    前記鋳造ホイールが回転するにつれて前記鋳造ホイールの前記外面に押し付けられる（前記鋳造ホイール表面を形成する）圧延装置、および／または
    前記鋳造ホイールが回転するにつれて前記鋳造ホイールの前記外面に押し付けられる（前記鋳造ホイール表面から材料を除去する）研磨装置、および／または
    前記鋳造ホイールが回転するにつれて前記鋳造ホイールの前記外面に押し付けられる（前記鋳造ホイール表面から材料を除去する）研削装置、および／または
    前記鋳造ホイールが回転するにつれて前記鋳造ホイールの前記外面に押し付けられる（前記鋳造ホイール表面から材料を除去し、かつ／もしくは前記鋳造ホイール表面を洗浄する）１つもしくは複数のブラシ
    を備える、
    請求項１９に記載の方法。
21. 前記溶融物が前記鋳造ホイールの前記外面上に鋳造されるときに前記鋳造ホイールの前記外面を連続的に滑らかにするように、前記表面加工手段が前記鋳造ホイールの前記外面に押し付けられる、
    請求項１９または請求項２０に記載の方法。
22. 前記溶融物が前記鋳造ホイールの前記外面上に注がれる前に、前記ガスジェットが前記鋳造ホイールの前記移動する外面にぶつかり、前記表面加工手段が前記回転する鋳造ホイールの前記移動する外面に押し付けられる、
    請求項１９から２１のいずれか一項に記載の方法。
23. 前記表面加工手段が圧延装置であり、前記圧延装置 が、前記鋳造ホイールの外面を形成するために前記鋳造ホイールの前記外面に押し付けられる、
    請求項１９から２２のいずれか一項に記載の方法。
24. ２つ以上の表面加工手段が使用され、前記回転方向から見ると、それらの位置が、前記ガスジェットが前記鋳造ホイールの前記外面にぶつかる前記第１の位置の上流だが、前記ストリップが前記鋳造ホイールから切り離される点の下流に配置される、
    請求項１９から２３のいずれか一項に記載の方法。
25. 前記材料除去表面加工手段が、前記回転方向から見ると、成形表面加工手段の上流で使用される、
    請求項２４に記載の方法。
26. 追加のガスジェットが、前記材料除去表面加工手段の下流かつ前記成形表面加工手段の上流で前記回転する鋳造ホイールの表面にぶつかり、前記追加のガスジェットがＣＯ_２を含み、このＣＯ_２の少なくとも一部が固体状態で前記鋳造ホイールの前記移動する外面にぶつかる、
    請求項２４または２５に記載の方法。
27. 前記溶融物が、
    Ｆｅ_{１００−ａ−ｂ−ｗ−ｘ−ｙ−ｚ} Ｔ_ａ Ｍ_ｂ Ｓｉ_ｗ Ｂ_ｘ Ｐ_ｙ Ｃ_ｚ（ａｔ％）
    を含み、
    ＴがＣｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、およびＶから構成されるグループ内の１つまたは複数の元素を示し、ＭがＮｂ、Ｍｏ、およびＴａから構成されるグループ内の１つまたは複数の元素を示し、ここで
    ０≦ａ≦７０
    ０≦ｂ≦９
    ０≦ｗ≦１８
    ５≦ｘ≦２０
    ０≦ｙ≦７
    ０≦ｚ≦２
    であり、存在する場合、最大１ａｔ％の不純物を含む、
    請求項１から２６のいずれか一項に記載の方法。
28. 急速凝固技術を使用して金属ストリップを製造するための装置であって、
    溶融物が鋳造される外面、前記外面で凝固する前記溶融物、および形成される金属ストリップを備えた回転する鋳造ホイールと、
    前記鋳造ホイールの前記外面上にＣＯ_２を含むジェットを向けるための手段であって、このジェットがＣＯ_２を含み、このＣＯ_２の少なくとも一部が、前記鋳造ホイールの前記外面を前記ジェットで加工および／または洗浄するために、固体状態で前記鋳造ホイールの前記移動する外面にぶつかる、手段と
    を備える、
    装置。
29. 前記ジェットを形成するためのノズルシステムをさらに備える、
    請求項２８に記載の装置。
30. ＣＯ_２が液体ＣＯ_２の形態で提供され、前記ノズルシステムが液体ＣＯ_２のためのノズルシステムである、
    請求項２８または２９および請求項１６または１７に記載の装置。
31. 前記ノズルシステムが、単一物質ノズルまたは二重物質ノズルを有する、
    請求項３０に記載の装置。
32. ＣＯ_２がドライアイス粒子の形態で提供され、前記鋳造ホイールの前記外面上で加速されて、ドライアイス粒子の前記ジェットを形成する、
    請求項２８または請求項２９に記載の装置。
33. 前記ノズルシステムが、それによって前記ドライアイス粒子が前記鋳造ホイールの前記外面上で加速されるキャリアガス源に接続可能である、
    請求項３２に記載の装置。
34. 前記ノズルシステムが、さらなる固体粒子を処理するように構成され、他の固体粒子が、前記ドライアイス粒子で前記鋳造ホイールの前記外面上で加速される、
    請求項３２または請求項３３に記載の装置。
35. 前記さらなる固体粒子がセラミックビーズおよび／またはガラスビーズである、
    請求項３４に記載の装置。
36. ＣＯ_２ガスを除去するための排気システムをさらに備える、
    請求項２８から３５のいずれか一項に記載の装置。
37. 前記鋳造ホイールの前記外面から切り離された材料を除去するための抽出システムをさらに備える、
    請求項２８から３６のいずれか一項に記載の装置。
38. 前記鋳造ホイールが回転方向に移動可能であり、前記回転方向から見ると、前記溶融物が前記鋳造ホイールの前記外面にぶつかる第２の位置の上流に配置された第１の位置で、前記ジェットが前記鋳造ホイールの前記外面にぶつかるように、前記手段が設計される、
    請求項２８から３７のいずれか一項に記載の装置。
39. 前記鋳造ホイールの第３の位置で前記外面を形成または材料除去加工するための表面加工手段をさらに備え、前記回転方向から見ると、この第３の位置が、前記ジェットが前記外面にぶつかる前記第１の位置の上流だが、前記ストリップが前記鋳造ホイールから切り離される点の下流に配置される、
    請求項２８から３８のいずれか一項に記載の装置。
40. 前記表面加工手段が、
    前記鋳造ホイールの前記外面が移動するにつれて前記回転する鋳造ホイールの前記外面に押し付けられる圧延装置、および／または
    前記鋳造ホイールの前記外面が移動するにつれて前記回転する鋳造ホイールの前記外面に押し付けられる研磨装置、および／または
    前記鋳造ホイールの前記外面が移動するにつれて前記回転する鋳造ホイールの前記外面に押し付けられる研削装置、および／または
    前記鋳造ホイールの前記外面が移動するにつれて前記回転する鋳造ホイールの前記外面に押し付けられる１つもしくは複数のブラシ
    を備える、
    請求項３９に記載の装置。
41. 前記表面加工手段が回転可能なローラーを有する圧延装置であり、前記回転ローラーの表面が、前記鋳造ホイールの前記外面の前記材料を滑らかにし再分配する圧力で、前記回転する鋳造ホイールの前記外面に押し付けられる、
    請求項２８から４０のいずれか一項に記載の装置。
42. 前記ローラーが第１の回転方向に駆動され、前記鋳造ホイールが第２の回転方向に駆動され、前記第１の回転方向が前記第２の回転方向と反対である、
    請求項４１に記載の装置。
43. 前記ローラーが、前記鋳造ホイールの前記外面とらせん状に接触するように、前記鋳造ホイールの第２の回転軸に平行に前記鋳造ホイールの前記外面を横切って移動する、
    請求項４１または請求項４２に記載の装置。
44. ＣＯ_２含有ジェットを向けるための前記手段が、前記鋳造ホイールの前記回転方向から見ると、前記ジェットが前記鋳造ホイール表面にぶつかる前記第１の位置から、金属溶融物が前記鋳造ホイールの前記外面上に鋳造される前記第２の位置まで、有機および無機の残留物をほとんど含まない技術的に清浄な表面を前記鋳造ホイールの前記外面が提供できるように構成される、
    請求項２８から４３のいずれか一項に記載の装置。
45. 前記凝固したストリップを連続的に取り上げるためのワインダをさらに備える、
    請求項２８から４４のいずれか一項に記載の装置。
46. 合金の溶融物用の鋳造ノズルをさらに備え、それを通って前記溶融物が前記鋳造ホイールの前記外面に注ぐことができる、
    請求項２８から４５のいずれか一項に記載の装置。
47. Ｆｅ_{１００−ａ−ｂ−ｗ−ｘ−ｙ−ｚ} Ｔ_ａ Ｍ_ｂ Ｓｉ_ｗ Ｂ_ｘ Ｐ_ｙ Ｃ_ｚ（ａｔ％）および最大１ａｔ％の不純物
    から構成される金属ストリップを製造するためであり、
    ＴがＣｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、およびＶから構成されるグループ内の１つまたは複数の元素を示し、ＭがＮｂ、Ｍｏ、およびＴａから構成されるグループ内の１つまたは複数の元素を示し、ここで
    ０≦ａ≦７０
    ０≦ｂ≦９
    ０≦ｗ≦１８
    ５≦ｘ≦２０
    ０≦ｙ≦７
    ０≦ｚ≦２
    である、
    請求項２８から４６のいずれか一項に記載の装置の使用。
48. Ｆｅ_{１００−ａ−ｂ−ｗ−ｘ−ｙ−ｚ} Ｔ_ａ Ｍ_ｂ Ｓｉ_ｗ Ｂ_ｘ Ｐ_ｙ Ｃ_ｚ（ａｔ％）および最大１ａｔ％の不純物
    から構成され、
    ＴがＣｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、およびＶから構成されるグループ内の１つまたは複数の元素を示し、ＭがＮｂ、Ｍｏ、およびＴａから構成されるグループ内の１つまたは複数の元素を示し、ここで
    ０≦ａ≦７０
    ０≦ｂ≦９
    ０≦ｗ≦１８
    ５≦ｘ≦２０
    ０≦ｙ≦７
    ０≦ｚ≦２
    であり、
    ０．０５μｍと１．５μｍとの間の平均表面粗さＲ_ａを有する少なくとも１つの表面（１６）を有する、
    金属ストリップ。
49. 前記表面粗さＲ_ａが、少なくとも５ｋｍ、好ましくは少なくとも２０ｋｍの製造長にわたって＋／−０．２μｍ未満の偏差を有する、
    請求項４８に記載の金属ストリップ。
50. 前記金属ストリップが延性のアモルファスまたはナノ結晶である、
    請求項４７から４９のいずれか一項に記載の金属ストリップ。
51. 前記鋳造ホイールから引き離された直後に前記鋳造ホイール側に有機および無機の残留物がない技術的に清浄な表面を有する、
    請求項４７から５０のいずれか一項に記載の金属ストリップ。
52. ２ｍｍ〜３００ｍｍの幅、５０μｍ未満の厚さ、および１平方メートルあたり最大５０個の穴を有する、
    請求項４７から５１のいずれか一項に記載の金属ストリップ。
53. ２０ｍｍ〜２００ｍｍの幅、および／または１０μｍと１８μｍとの間の厚さ、および／または１平方メートルあたり２５個未満の穴、好ましくは１平方メートルあたり１０個未満の穴を有する、
    請求項５２に記載の金属ストリップ。
54. 鋳造ホイールの外面上に凝固した鋳造ホイール側と、反対の空気側と、少なくとも８０体積％のアモルファスであるか、または少なくとも８０体積％のナノ結晶粒子、ならびに前記ナノ結晶粒子の少なくとも８０％が５０ｎｍ未満の平均粒子サイズおよびランダムな配向を有するアモルファス残留母材を有する構造とを有し、前記空気側および／または前記鋳造ホイール側が２３％未満の表面結晶化率を有する、
    請求項４７から５３のいずれか一項に記載の金属ストリップ。
55. 前記空気側および／または前記鋳造ホイール側が５％未満の表面結晶化率を有する、
    請求項５４に記載の金属ストリップ。

Images