JP3100798B2 - Quenched metal strip manufacturing equipment - Google Patents
Quenched metal strip manufacturing equipmentInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、板厚が薄く、かつ平滑
な表面を持つ金属の薄帯を製造する急冷金属薄帯製造装
置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a quenched metal strip manufacturing apparatus for manufacturing a metal strip having a small thickness and a smooth surface.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年の電子機器の高周波化に対応するた
め、単ロール法を用いたアモルファス合金薄帯の極薄化
が研究されているが、特にこれは、高周波化によって増
加する鉄損を低減することを目的としたものである。鉄
損の一構成因子である渦電流損失は、板厚の減少ととも
に小さくなることから、薄帯の極薄化は高周波域での鉄
損の低減に有効である。2. Description of the Related Art In order to cope with the recent increase in the frequency of electronic devices, research has been conducted on the ultra-thin amorphous alloy ribbon using a single roll method. It is intended to reduce it. Since the eddy current loss, which is one of the components of the iron loss, decreases as the plate thickness decreases, the ultra-thin ribbon is effective for reducing the iron loss in a high frequency range.
【0003】極薄のアモルファス合金薄帯を得るために
は、エアーポケットを減少させることと、安定した湯溜
まり(以下、「パドル」という)の形成が必要である。
エアーポケットとは、鋳造時に、パドルと冷却ロールの
間に巻き込まれたガスの膨張によって生ずる空間であ
る。この部分は熱の伝達が低下するため、反対側の面、
すなわち自由面にもへこみとして現れ、表面の平滑度を
低下させる。薄帯の板厚が厚い場合は影響は比較的小さ
いが、板厚が薄くなると影響が大きくなり、無数のピン
ホール(穴)の形成となって表れる。平滑度が悪く、エ
アーポケットの多い薄帯は、軟磁気特性を劣化させるた
め、板厚低減による効果が相殺されてしまう。In order to obtain an ultrathin amorphous alloy ribbon, it is necessary to reduce air pockets and to form a stable pool (hereinafter referred to as "paddle").
The air pocket is a space created by expansion of gas trapped between the paddle and the cooling roll during casting. This part reduces heat transfer, so the opposite surface,
That is, it appears as a dent on the free surface, and reduces the smoothness of the surface. When the thickness of the ribbon is large, the influence is relatively small. However, when the thickness is small, the influence is large, and the number of pinholes (holes) is formed. Thin ribbons with poor smoothness and many air pockets degrade the soft magnetic properties, thus offsetting the effect of reducing the thickness.
【0004】平滑度を高め、エアーポケットを減少させ
るための方策として、次のような提案がなされている。
すなわち、八木、沢らは、単ロール法において、これを
減圧雰囲気下で行うことを特徴とする極薄アモルファス
合金の製造方法を開示している(特開昭63−2153
48号公報、特開平3−90547号公報、日本学術振
興会アモルファス材料第147委員会第26回研究会資
料6頁)。ここで、単ロール法とは、単一のロールを冷
却体とする金属薄帯製造方法であって、例えばスリット
状のノズルを用いたプラナーフローキャスティング法
(以下、「PFC法」という)がある。PFC法は、ロ
ールとノズルとの間隔を0.03〜1mmに限定し、ロー
ルとノズルによりパドルを支持することで、板厚の均一
な薄帯が得られる。The following proposals have been made as measures for increasing the smoothness and reducing the air pockets.
That is, Yagi and Sawa et al. Disclose a method for producing an ultra-thin amorphous alloy, in which the single-roll method is carried out in a reduced-pressure atmosphere (JP-A-63-2153).
No. 48, Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 3-90547, and the 26th meeting of the Society for the Promotion of Amorphous Materials of the Japan Society for the Promotion of Science, page 26. Here, the single roll method is a method of manufacturing a metal ribbon using a single roll as a cooling body, and for example, there is a planar flow casting method (hereinafter, referred to as a “PFC method”) using a slit-shaped nozzle. . In the PFC method, the gap between the roll and the nozzle is limited to 0.03 to 1 mm, and the paddle is supported by the roll and the nozzle, whereby a thin ribbon having a uniform thickness can be obtained.
【0005】八木、沢らが行った製造では、雰囲気を真
空ないし減圧下とすることにより、ロールの急冷面と溶
融金属の間に閉じこめられるガスが減少し、板厚が薄
く、かつ表面の平滑なアモルファス合金薄帯が得られ
る。しかし、このような減圧雰囲気での製造は、真空容
器あるいは減圧容器といった大がかりな設備が必要とな
り、経済性に問題がある。さらに、容器内で製造を行う
ため、薄帯の取り出しが難しく、作業能率が悪いという
欠点があった。In the production performed by Yagi and Sawa et al., By reducing the atmosphere to a vacuum or reduced pressure, the amount of gas trapped between the quenched surface of the roll and the molten metal is reduced, and the plate thickness is reduced and the surface is smoothed. A simple amorphous alloy ribbon can be obtained. However, manufacturing in such a reduced-pressure atmosphere requires large-scale equipment such as a vacuum vessel or a reduced-pressure vessel, and has a problem in economics. Furthermore, since the production is carried out in a container, it is difficult to take out the ribbon and the work efficiency is poor.
【0006】減圧なしで巻き込みガスを制御する方法と
して、ハワード・ホースト・リーバーマンによる低密度
ガスを吹き付ける方法が開示されている。この方法(特
公平2−18665号公報)は、加熱により低密度化し
た不活性ガス(N2、He、Ne、Ar、Kr、Xeお
よびこれらの混合物)を急冷領域に吹き付けることを特
徴とする、表面の平滑なアモルファス合金薄帯を製造す
る方法である。すなわち、あらかじめ加熱により膨張し
て低密度化したガスを吹き付けることによって、ロール
の急冷面と溶融金属の間に閉じこめられるガスの温度上
昇に伴う膨張を抑えることを狙いとしている。この場
合、特別な減圧容器は必要としないが、ガスを低密度化
するための加熱手段が必要となるほか、吹き付けガスの
流量を高めるために経済性の問題がある。また、吹き付
けガスにより、パドルの安定性が悪い。As a method for controlling the entrained gas without reducing the pressure, a method of blowing a low-density gas by Howard Horst Lieberman is disclosed. This method (Japanese Patent Publication No. 2-18665) is characterized in that an inert gas (N 2 , He, Ne, Ar, Kr, Xe and a mixture thereof) whose density is reduced by heating is blown to a quenching region. This is a method for producing an amorphous alloy ribbon having a smooth surface. In other words, by blowing a gas that has been expanded and reduced in density by heating in advance, the aim is to suppress the expansion accompanying the temperature rise of the gas trapped between the quenched surface of the roll and the molten metal. In this case, a special decompression vessel is not required, but a heating means for reducing the density of the gas is required, and there is a problem of economical efficiency in increasing the flow rate of the blowing gas. Further, the stability of the paddle is poor due to the blowing gas.
【0007】巻き込みガスを抑える方策として、次の方
法も提案されている。それは、Wen-Kuan Wang 等(Inte
rnational Jornal of Rapid Solidification,6(1991)28
5-295)によるものである。彼等はPFC法において、パ
ドル上流部の気体をアークプラズマで加熱し、エアーポ
ケットのない表面の平滑な部分を持つ薄帯を作ることに
成功している。しかし、プラズマ形成によりロール表面
が非常に荒れるため、長時間の鋳造には向かず、またロ
ール表面が高温になると考えられることから、アモルフ
ァスを安定に長時間製造できる急冷条件を得るのは困難
と思われる。The following method has also been proposed as a measure for suppressing the entrained gas. It is similar to Wen-Kuan Wang et al.
rnational Jornal of Rapid Solidification, 6 (1991) 28
5-295). In the PFC method, they succeeded in heating the gas upstream of the paddle with arc plasma to produce a ribbon having a smooth surface without air pockets. However, since the roll surface is extremely rough due to plasma formation, it is not suitable for casting for a long time, and it is considered that it is difficult to obtain quenching conditions that can produce amorphous for a long time stably because the roll surface is considered to be hot. Seem.
【0008】一方、安定したパドルの形成をねらい、H
eガスを流す方法がDavor Pavunaにより提案されている
(Jornal of Materials Science,16(1981)2419-2433)。
Pavunaは、チルブロックメルトスピニング法(以下、
「CBMS法」という)において、パドルにHeを吹き
付け、パドルの安定化を計っている。なお、CBMS法
とは、単孔のノズルを用いた単ロール法の一つであり、
ロールとノズルの間隔を狭い範囲に限定しないことが特
徴である。CBMS法において、丸孔ノズルを通過した
溶湯ジェットはロールに衝突して広がるから、パドルは
不安定である。Pavunaはこの不安定なパドルを安定化す
るために、Heガスの吹き付けを行った。しかし、Pavu
naの方法は極薄化を目的としたものでないため、Heガ
スの吹き付け条件は本発明者等が目的とする極薄化には
適しない。Pavunaの実験において、得られている薄帯は
最も薄くて平均板厚24.6μmであり、平滑度につい
ては厚み方向の振動は4μm(2430頁左欄14行)
もあり、表面の平滑な極薄アモルファスという意味では
全く不十分である。On the other hand, in order to form a stable paddle,
A method of flowing e-gas has been proposed by Davor Pavuna (Jornal of Materials Science, 16 (1981) 2419-2433).
Pavuna uses the chill block melt spinning method (hereinafter
In the “CBMS method”, He is sprayed on the paddle to stabilize the paddle. Note that the CBMS method is one of the single roll methods using a single-hole nozzle,
The feature is that the interval between the roll and the nozzle is not limited to a narrow range. In the CBMS method, since the molten metal jet that has passed through the round hole nozzle collides with the roll and spreads, the paddle is unstable. Pavuna sprayed He gas to stabilize this unstable paddle. But Pavu
Since the method of na is not intended for ultra-thin, the conditions for spraying He gas are not suitable for the ultra-thin intended by the present inventors. In Pavuna's experiment, the obtained ribbon was the thinnest and had an average thickness of 24.6 μm. Regarding the smoothness, the vibration in the thickness direction was 4 μm (page 2430, left column, line 14).
However, it is completely insufficient in terms of a very thin amorphous amorphous surface.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、PFC法に
おいて、表面の平滑な薄帯あるいは極薄の薄帯を、減圧
機構やガスの加熱装置が不要な、安価で容易に製造する
装置を提供することを目的とする。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention provides an apparatus for producing a thin ribbon having a smooth surface or an ultra-thin ribbon in a PFC method at low cost and without the need for a pressure reducing mechanism or a gas heating device. The purpose is to provide.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明は、単一の冷却ロ
ールを用いる急冷金属薄帯製造装置において、下記の
〜の構成部分を具備することを特徴とする急冷金属薄
帯製造装置である。 底面にスリットの幅が0.2〜0.4mmである合金
溶湯を噴出するスリット開口部を有するるつぼ。 上記開口部の上流側に近接して設置されたHeガス
噴出口。 ガス噴出口の位置は、スリット開口部から2〜40
mm、ロール面上0.1〜10mm。 ガス噴出口の形状は、スリットあるいは多孔で、溶
湯ノズルの冷却ロール幅方向に測った長さlに対して
0.8倍以上の長さを有する。 ガスの噴出の方向が、溶湯が接するロール面の接線
を基準として10〜90度の傾きを持つように配置した
ガス噴出口。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a quenched metal ribbon manufacturing apparatus using a single cooling roll, comprising the following components (1) to (4). . A crucible having a slit opening on the bottom surface for ejecting a molten alloy having a slit width of 0.2 to 0.4 mm. A He gas ejection port installed close to the upstream side of the opening; The position of the gas ejection port is 2 to 40 from the slit opening.
mm, 0.1 to 10 mm on the roll surface. The shape of the gas outlet is slit or porous, and has a length of 0.8 or more times the length 1 measured in the cooling roll width direction of the molten metal nozzle. A gas ejection port arranged so that the direction of gas ejection has an inclination of 10 to 90 degrees with respect to the tangent of the roll surface to which the molten metal contacts.
【0011】以下に、本発明を詳細に説明する。本発明
に係る急冷金属薄帯製造装置の主要部を、図1に示す。
るつぼに合金を充填し(図示せず)、加熱手段で合金を
溶解し(図示せず)、るつぼ底面の溶湯ノズル2から溶
湯4を噴出する。溶湯は冷却ロール1で冷却され、薄帯
が得られる。ここまでは通常のPFC法と同様である
が、本発明の装置では、この時ガスノズル3を上流側に
設置し、室温のHeガスを少量流せる機構をもたせたこ
とを特徴とする。Hereinafter, the present invention will be described in detail. FIG. 1 shows a main part of a quenched metal ribbon manufacturing apparatus according to the present invention.
The alloy is filled in the crucible (not shown), the alloy is melted by heating means (not shown), and the molten metal 4 is jetted from the molten metal nozzle 2 on the bottom of the crucible. The molten metal is cooled by the cooling roll 1 to obtain a ribbon. Up to this point, the process is the same as the ordinary PFC method, but the apparatus of the present invention is characterized in that the gas nozzle 3 is installed on the upstream side at this time and a mechanism for flowing a small amount of room temperature He gas is provided.
【0012】本発明の最大の特徴であるガス噴出口を、
スリット開口部の上流側の所定の位置に設置する理由に
ついて述べる。単ロール法において、板厚が薄くかつ表
面が平滑な薄帯を得る場合の条件として、エアーポケッ
トを減少させることが必要であることは先に述べた。こ
の場合、安定したパドルの形成が大きく関与する。The gas outlet, which is the most important feature of the present invention,
The reason for installing at a predetermined position on the upstream side of the slit opening will be described. As described above, in the single roll method, it is necessary to reduce air pockets as a condition for obtaining a thin strip having a small thickness and a smooth surface. In this case, formation of a stable paddle is greatly involved.
【0013】パドルの乱れやそれに伴うエアーポケット
の形成は、次のような作用によると考えられる。パドル
上流のガスは、一定の速度の分布を持ち、この際ロール
表面に吸着した大気中のO2やN2が、パドルの振動に
乗じてパドルとロールの間にもぐり込み、エアーポケッ
トを形成する。パドルを安定させるには、パドルの上流
かつ近傍で、しかもロール表面に近い部分のガス流を制
御することが必要である。そこで、パドルの上流でHe
ガスをロール面に吹き付ける手段を講じることによっ
て、上流域のガス流を抑制し、Heガスの安定した流れ
をパドル近傍に形成することにより、エアーポケットの
形成が著しく抑制できることを見い出した。これによっ
て、それまで吸着していたO2やN2をHeガスに置き
換えて、パドルの振動抑制とガスのもぐり込む圧力低減
を同時に達成することが可能な、本発明の装置を完成さ
せるに至った。The turbulence of the paddle and the formation of air pockets due to the turbulence are considered to be due to the following effects. Gas paddle upstream has a distribution constant rate, O 2 and N 2 of adsorbed atmospheric in this case roll surface, dive between the paddle and the roll multiplied by the vibrations of the paddles, form an air pocket I do. In order to stabilize the paddle, it is necessary to control the gas flow upstream and near the paddle and near the roll surface. So, He, upstream of the paddle
It has been found that the formation of air pockets can be remarkably suppressed by adopting a means for blowing gas onto the roll surface to suppress the gas flow in the upstream region, and by forming a stable flow of He gas near the paddle. This has led to the completion of the apparatus of the present invention, which is capable of simultaneously suppressing paddle vibration and reducing the pressure under which gas is introduced by replacing O 2 and N 2 which have been adsorbed by He gas with He gas. .
【0014】以下に、ガス噴出口の相対位置、形状およ
びガス噴出の方向について説明する。まず、噴出口の相
対位置について述べる。図1に示すガス噴出口とスリッ
ト開口部の距離bは、2〜40mmの範囲に配置する。ガ
ス噴出口の位置をこの範囲とすることにより、Heはロ
ール急冷面のパドル近傍に層流を作り、パドルへのガス
の巻き込みを最小限に抑えることができる。上記距離b
を2mm以下にするとむしろガス流は乱流となり易く、パ
ドルは不安定になり、ガスの巻き込みが多くなる。ま
た、ノズルが冷えてノズル詰まりが起こり易くなる。距
離bを40mm以上にすると、密度の小さいHeはパドル
近傍に到達する前に大気中に飛散してしまい、エアーポ
ケット形成の抑制効果が失われてしまう。Hereinafter, the relative position and shape of the gas ejection port and the direction of the gas ejection will be described. First, the relative position of the ejection port will be described. The distance b between the gas ejection port and the slit opening shown in FIG. 1 is arranged in the range of 2 to 40 mm. By setting the position of the gas ejection port in this range, He creates a laminar flow near the paddle on the quenching surface of the roll, and it is possible to minimize the entrainment of gas into the paddle. The above distance b
If it is less than 2 mm, the gas flow tends to be turbulent, the paddle becomes unstable, and the entrainment of gas increases. In addition, the nozzle cools and nozzle clogging easily occurs. If the distance b is set to 40 mm or more, He having a small density scatters into the atmosphere before reaching the vicinity of the paddle, and the effect of suppressing the formation of air pockets is lost.
【0015】ロール面からの距離cは、0.1〜10mm
とする。距離cを0.1mm以下にすると、ガス流は乱流
となり易くなる。また、10mm以上ではロール面に到達
するHe量が減り、その結果Heの粘性によりロール面
の移動に引かれてパドルに到達するHe量が減少する。The distance c from the roll surface is 0.1 to 10 mm
And If the distance c is 0.1 mm or less, the gas flow tends to be turbulent. If the thickness is 10 mm or more, the amount of He reaching the roll surface decreases, and as a result, the amount of He reaching the paddle decreases due to the movement of the roll surface due to the viscosity of He.
【0016】次に、ガス噴出口の形状について述べる。
ガス噴出口の形状は、スリットあるいは多孔のいずれで
も良い。ガス噴出口の形状の例を、図2のイ〜ホに示
す。多孔の場合は、ガス流に切れ目が出来ないように孔
を配置するのが望ましい。ただし、パドル全体をHe雰
囲気で囲むため、ガス噴出口の長さ(図3中e)は、溶
湯ノズルの冷却ロール幅方向に測った長さl(図3中
d)に対して、0.8倍以上の長さを持たなければなら
ない。Next, the shape of the gas ejection port will be described.
The shape of the gas outlet may be either slit or porous. Examples of the shape of the gas ejection port are shown in FIGS. In the case of a porous structure, it is desirable to arrange the holes so that no break is formed in the gas flow. However, since the entire paddle is surrounded by the He atmosphere, the length of the gas ejection port (e in FIG. 3) is set to be 0.1 mm with respect to the length l (d in FIG. 3) measured in the cooling roll width direction of the molten metal nozzle. Must be at least eight times longer.
【0017】さらに、ガス噴出の方向について述べる。
ガス噴出方向の傾きθは、溶湯の噴出軸が接触するロー
ル面の接線を基準として、10〜90度とする。ガス噴
出の方向をこの範囲に制御することにより、Heは層流
を形成し易くなり、エアーポケット発生の抑制効果が得
られる。水平を基準にして下方に測った傾きθが10度
より小さいと、ガス流は、ロール面に垂直な速度成分が
小さくなり、Heと空気の置換が不十分となる。したが
って、パドル近傍のHeガスの層流形成が困難になる。
また、傾きθが90度よりも大きいと、ガス流はロール
移動方向に対して逆方向の流れとなり、乱流を起こし易
くなる。Further, the direction of gas ejection will be described.
The inclination θ of the gas ejection direction is set to 10 to 90 degrees with reference to the tangent of the roll surface where the ejection axis of the molten metal contacts. By controlling the direction of gas ejection in this range, He easily forms a laminar flow, and an effect of suppressing the generation of air pockets can be obtained. If the inclination θ measured downward with respect to the horizontal is smaller than 10 degrees, the velocity component of the gas flow perpendicular to the roll surface becomes small, and the replacement of He and air becomes insufficient. Therefore, it becomes difficult to form a laminar flow of He gas near the paddle.
When the inclination θ is larger than 90 degrees, the gas flow becomes a flow in a direction opposite to the roll moving direction, and turbulence is likely to occur.
【0018】Heガス噴出ノズルの底面は、ロール面に
対して平行が望ましい。その理由は、吹き付けたHeガ
スが飛散しにくいからである。前述したように、エアー
ポケットを減少させるためには、安定したHeガス流を
パドル近傍に形成することが重要であり、そのためには
軽いHeガスの上方への飛散を防ぐことが必要となる。
ガス噴出ノズルの底面がパドル側に開いた状態やあるい
はその逆のパドル上流側に開いた状態の場合には、He
ガスが上方へ飛散する確率が高まり、十分な効果が得ら
れない。The bottom surface of the He gas ejection nozzle is desirably parallel to the roll surface. The reason is that the sprayed He gas is not easily scattered. As described above, in order to reduce the air pocket, it is important to form a stable He gas flow near the paddle, and for that purpose, it is necessary to prevent light He gas from scattering upward.
If the bottom surface of the gas ejection nozzle is open to the paddle side or vice versa, it is He
The probability that the gas scatters upward increases, and a sufficient effect cannot be obtained.
【0019】Heガスの飛散防止効果を高める構造とし
て、例えば、図4aのように、ガス噴出ノズルの一方を
溶湯ノズルの方向に延ばしたり、あるいは図4bのよう
に、溶湯ノズルの上流側の幅を広げることにより、さら
に効果を高めることができる。As a structure for enhancing the He gas scattering prevention effect, for example, one of the gas ejection nozzles is extended in the direction of the molten metal nozzle as shown in FIG. 4A, or the upstream width of the molten metal nozzle as shown in FIG. 4B. The effect can be further enhanced by expanding.
【0020】次に、溶湯が噴出する、るつぼ底面のスリ
ット幅の数値を限定した理由について説明する。単ロー
ル法において、表面が平滑あるいは極薄の薄帯を得るこ
とを目的とした場合、安定したパドルの形成が不可欠で
ある。図1に示すスリット幅aが0.2mmよりも狭い
と、スリットが目詰まりして、長時間にわたり溶湯の安
定した供給は得られない。また、0.4mmよりも広い
と、溶湯の供給が過剰になり板厚の薄い物は得られな
い。従って、本発明ではスリットの幅を0.2〜0.4
mmと規定する。Next, the reason why the numerical value of the slit width at the bottom of the crucible from which the molten metal is ejected is limited will be described. In the single roll method, when aiming to obtain a flat or ultra-thin ribbon, it is essential to form a stable paddle. If the slit width a shown in FIG. 1 is smaller than 0.2 mm, the slit is clogged, and stable supply of the molten metal cannot be obtained for a long time. On the other hand, if it is wider than 0.4 mm, the supply of the molten metal becomes excessive and a thin plate cannot be obtained. Therefore, in the present invention, the width of the slit is set to 0.2 to 0.4.
It is specified as mm.
【0021】以上のように、スリット開口部の幅を制御
し、かつ形状や位置等を制御したHeガスを流すガス噴
出口を備えた急冷金属薄帯製造装置を用いることによ
り、極薄で、かつ表面の平滑なアモルファス合金薄帯を
製造することができる。As described above, by using the quenched metal ribbon manufacturing apparatus provided with the gas outlet for flowing the He gas of which the width of the slit opening is controlled and the shape and the position of which are controlled, the thickness is extremely thin. In addition, an amorphous alloy ribbon having a smooth surface can be manufactured.
【0022】母合金は、アモルファス形成能や特性を踏
まえ、Fe、Co、Ni、Cr、Sn、Mo、Si、
B、Cなどを所定の組成範囲となるように配合し、溶製
する。急冷ロールは、熱伝導の良いCu、Cu−Cr、
Cu−B、Fe合金等で作られ、急冷面にNi、Cr、
Cu等をメッキしてもよい。ノズルは、石英、アルミナ
(Al2O3)、Si3N4、ZrB2C等からなり、
単一のスリットノズルが望ましい。単一ノズルは、ロー
ルの回転方向に測った幅が0.1〜1.0mmの細長いス
リット状開口を一つ持つノズルである。溶湯を噴出させ
るガス圧は、ゲージ圧で0.05〜1Kg/cm2 、ノズル
とロール急冷面のギャップは1mm以下、ロール周速は1
0〜40m/sec が望ましい。The master alloy is made of Fe, Co, Ni, Cr, Sn, Mo, Si,
B, C, etc. are blended in a predetermined composition range and are melted. The quenching roll is made of Cu, Cu-Cr,
Made of Cu-B, Fe alloy, etc., Ni, Cr,
Cu or the like may be plated. The nozzle is made of quartz, alumina (Al 2 O 3 ), Si 3 N 4 , ZrB 2 C, etc.
A single slit nozzle is desirable. The single nozzle is a nozzle having one elongated slit-like opening having a width of 0.1 to 1.0 mm measured in the roll rotation direction. The gas pressure for injecting the molten metal is 0.05 to 1 kg / cm 2 in gauge pressure, the gap between the nozzle and the roll quenching surface is 1 mm or less, and the roll peripheral speed is 1
0 to 40 m / sec is desirable.
【0023】[0023]
【実施例】以下に、本発明を実施例に基いてさらに説明
する。実施例1 実施例の装置は、次のような構造を有している。すなわ
ち、母合金を充填・溶解する石英製のるつぼがあり、る
つぼの底面には石英製の溶湯噴出用ノズルが接続されて
いる。溶湯ノズルは、単一スリットで、開口部は、長さ
5mm×幅0.2〜0.3mmである。スリットの長手方向
は、ロールの移動方向に垂直になるように設置されてい
る。ノズル底面は、ロール面に平行になるように設置さ
れている。冷却用ロールは、Cu製である。本発明の特
徴であるガス噴出口は、溶湯ノズルの上流側にあり、ス
リット開口部から上流側20mm、ロール面からの距離5
mmのところに位置している。ガス噴出口の形状は、単一
スリットで、開口部は、幅5mm×長さ30mmである。ス
リットは、その長手方向を溶湯ノズルの長手方向に平行
に合わせてある。EXAMPLES The present invention will be further described below with reference to examples. Embodiment 1 The apparatus of the embodiment has the following structure. That is, there is a crucible made of quartz for filling and melting the mother alloy, and a nozzle for jetting molten metal made of quartz is connected to the bottom of the crucible. The melt nozzle has a single slit, and the opening has a length of 5 mm and a width of 0.2 to 0.3 mm. The longitudinal direction of the slit is set so as to be perpendicular to the moving direction of the roll. The nozzle bottom is installed so as to be parallel to the roll surface. The cooling roll is made of Cu. The gas ejection port, which is a feature of the present invention, is located on the upstream side of the molten metal nozzle, 20 mm upstream from the slit opening, and at a distance of 5 mm from the roll surface.
mm. The shape of the gas outlet is a single slit, and the opening is 5 mm wide × 30 mm long. The slit has its longitudinal direction aligned parallel to the longitudinal direction of the molten metal nozzle.
【0024】ガス噴出の方向は、ロール面に対して約5
0度の角度をもち、開口部の底面は、ロール面に対して
ほぼ平行になっている。このガス噴出口は、鋳造時に室
温のHeガスを流すことができる構造になっている。材
質は石英である。The direction of gas ejection is about 5 to the roll surface.
At an angle of 0 degrees, the bottom surface of the opening is substantially parallel to the roll surface. The gas outlet has a structure in which room temperature He gas can flow during casting. The material is quartz.
【0025】次に、上記の装置を用いて行った鋳造につ
いて述べる。Co69Fe4Si16B9Mo2の組成を有
する母合金を溶製した後、500gを高周波溶解した。
溶解した母合金を溶湯ノズルを通して、周速24m/se
c で回転するロールに噴出し、急冷化し、アモルファス
薄帯を作製した。Heの流量は、5l/min (3.3l
/min ・cm2 )とした。Next, casting performed using the above-described apparatus will be described. After melting a mother alloy having a composition of Co 69 Fe 4 Si 16 B 9 Mo 2 , 500 g was subjected to high frequency melting.
The melted mother alloy is passed through the molten metal nozzle and the peripheral speed is 24 m / se
The film was jetted onto a rotating roll at c and quenched to produce an amorphous ribbon. He flow rate is 5 l / min (3.3 l
/ Min · cm 2 ).
【0026】噴出圧とスリット幅を変えることにより、
種々の板厚のアモルファス薄帯を作製した。板厚は、次
の二つの方法で測定した。薄帯の断面を光学顕微鏡で写
真撮影し、エアーポケットを無いものとした輪郭板厚t
aと、薄帯の重量、長さ、幅、密度から求めた平均板厚
tbである。エアーポケットの存在により、tbはta
より小さくなる。即ち、tbがtaに近い程、エアーポ
ケットが少なく、表面が平滑であるといえる。表1に本
発明の装置で作製した薄帯の輪郭板厚ta、平均板厚t
b、平滑度tb/taおよび単位長さ当たりのピンホー
ルの数nを示す。比較例として、Heの代わりにArを
吹き付けたもの、およびHeの吹き付けを行わないで作
製(その他の製造条件は同じ)した薄帯についても、表
1に示す。本発明の装置を用いることにより、12μm
以下の極薄領域で、表面の平滑な薄帯が効果的に得られ
ることが分かる。次に、得られた薄帯から外径18mm、
内径12mmのトロイド状の巻鉄心を作製した。重量は、
3.5〜4.5gである。この巻鉄心をAr雰囲気で1
0Oeの磁界をトロイドの円周方向に印加しながら45
0℃で1時間保持し熱処理した。それぞれの試料の10
0kHzと500kHzにおける保磁力と角型比をB−
Hループアナライザで測定した。その結果を、表1に示
す。本発明の装置を用いることにより、高周波において
優れた磁気特性を示す薄帯が得られる。By changing the ejection pressure and slit width,
Amorphous ribbons of various thickness were produced. The plate thickness was measured by the following two methods. Photograph of the cross section of the ribbon with an optical microscope, and the thickness t of the contour with no air pocket
a and the average thickness tb obtained from the weight, length, width and density of the ribbon. Tb is ta due to the presence of air pocket
Smaller. That is, it can be said that the closer the tb is to the ta, the smaller the number of air pockets and the smoother the surface. Table 1 shows the profile thickness ta and the average thickness t of the ribbon produced by the apparatus of the present invention.
b, smoothness tb / ta and the number n of pinholes per unit length are shown. Table 1 also shows, as comparative examples, a ribbon that was sprayed with Ar instead of He and a ribbon that was fabricated without spraying He (other manufacturing conditions were the same). By using the apparatus of the present invention, 12 μm
It can be seen that in the following ultrathin regions, a thin ribbon with a smooth surface can be effectively obtained. Next, the outer diameter of the obtained ribbon was 18 mm,
A toroidal wound core having an inner diameter of 12 mm was produced. Weight is
3.5-4.5 g. This wound iron core is 1
While applying a magnetic field of 0 Oe in the circumferential direction of the toroid, 45
It was kept at 0 ° C. for 1 hour and heat-treated. 10 of each sample
The coercive force and squareness ratio at 0 kHz and 500 kHz are B-
It was measured with an H loop analyzer. Table 1 shows the results. By using the apparatus of the present invention, a ribbon exhibiting excellent magnetic properties at high frequencies can be obtained.
【0027】[0027]
【表1】 [Table 1]
【0028】実施例2 ガス噴出口の位置を、溶湯ノズルのスリット開口部から
1.5mm、5mm、20mm、40mm、50mmと変えて設置
した装置を用いて鋳造を行った。これ以外の装置構造お
よび設置条件等は、実施例1と同様である。この装置を
用いて、約11μmの輪郭厚の薄帯を作製した。輪郭板
厚ta、平均板厚tb、平滑度tb/taおよび単位長
さ当たりのピンホールの数nを、表2に示す。溶湯ノズ
ルからの位置が1.5mmでは作製時ノズル詰まりのため
薄帯は得られなかった。 Example 2 Casting was performed using an apparatus in which the position of the gas injection port was changed from the slit opening of the melt nozzle to 1.5 mm, 5 mm, 20 mm, 40 mm, and 50 mm. Other device structures and installation conditions are the same as those in the first embodiment. Using this apparatus, a ribbon having a contour thickness of about 11 μm was produced. Table 2 shows the contour plate thickness ta, the average plate thickness tb, the smoothness tb / ta, and the number n of pinholes per unit length. When the position from the melt nozzle was 1.5 mm, no ribbon could be obtained due to nozzle clogging during production.
【0029】[0029]
【表2】 [Table 2]
【0030】実施例3 長さ5mmの溶湯ノズルに対して、ガス噴出口の幅を5mm
に固定し、長さを3mm(比較例)、5mm、30mm(本発
明)に変えたガス噴出口を持つ装置を用いて鋳造を行っ
た。これ以外の装置の構造および設置条件等は、実施例
1と同様である。この装置を用いて、約11μmの輪郭
厚の薄帯を作製した。輪郭板厚ta、平均板厚tb、平
滑度tb/taおよび単位長さ当たりのピンホールの数
nを、表3に示す。ガス噴出口の長さが3mmでは、エア
ーポケットの抑制にあまり効果がなかった。 Example 3 The width of the gas ejection port was set to 5 mm for a melt nozzle having a length of 5 mm.
, And casting was performed using a device having a gas ejection port whose length was changed to 3 mm (comparative example), 5 mm, and 30 mm (the present invention). Other structures and installation conditions of the apparatus are the same as those in the first embodiment. Using this apparatus, a ribbon having a contour thickness of about 11 μm was produced. Table 3 shows the contour plate thickness ta, the average plate thickness tb, the smoothness tb / ta, and the number n of pinholes per unit length. When the length of the gas outlet was 3 mm, it was not so effective in suppressing air pockets.
【0031】[0031]
【表3】 [Table 3]
【0032】[0032]
【発明の効果】本発明の装置を用いることにより、極薄
で穴のない、かつ表面の平滑な薄帯を、減圧機構やガス
の加熱装置を用いることなく、安価で容易に製造するこ
とができる。これにより、実用レベルで、アモルファス
磁心がさらに高い周波数でも使用可能となった。By using the apparatus of the present invention, it is possible to easily manufacture an extremely thin ribbon having no holes and a smooth surface without using a pressure reducing mechanism or a gas heating apparatus. it can. Thus, at a practical level, the amorphous magnetic core can be used even at a higher frequency.
【図1】本発明の装置の構成およびガス噴出口の位置関
係を示した説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing the configuration of the apparatus of the present invention and the positional relationship between gas ejection ports.
【図2】ガス噴出口の形状の例を示した図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a shape of a gas ejection port.
【図3】ガス噴出口のロール幅方向の長さと、溶湯ノズ
ルの長さとの関係を示した図である。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a length of a gas ejection port in a roll width direction and a length of a molten metal nozzle.
【図4】(a)および(b)は本発明の効果をより高め
るための構造例を示した図である。FIGS. 4A and 4B are diagrams showing a structural example for further enhancing the effect of the present invention.
1 冷却ロール 2 溶湯ノズル 3 ガス噴出口 4 溶湯 a 溶湯ノズルのスリットの幅 b スリットとガス噴出口の距離 c ロールとガス噴出口の距離 d 溶湯ノズルのスリットの長さ e ガス噴出口の長さ f ロールの幅 θ ガス噴出軸の傾き 1 Cooling Roll 2 Molten Nozzle 3 Gas Spout 4 Melt a Width of Slit of Melt Nozzle b Distance between Slit and Gas Spout c Distance between Roll and Gas Spout d Length of Molten Nozzle e Length of Gas Spout f Roll width θ Tilt of gas ejection axis
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−269907(JP,A) 特開 平6−182503(JP,A) 特開 平6−114508(JP,A) 特開 昭58−90354(JP,A) 特開 平6−292950(JP,A) 特開 平4−356336(JP,A) 特開 昭62−114747(JP,A) 特開 昭60−187452(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B22D 11/06 360 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-6-269907 (JP, A) JP-A-6-182503 (JP, A) JP-A-6-114508 (JP, A) JP-A-58-1983 90354 (JP, A) JP-A-6-292950 (JP, A) JP-A-4-356336 (JP, A) JP-A-62-1114747 (JP, A) JP-A-60-187452 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B22D 11/06 360
Claims (1)
造装置において、下記の構成部分を具備することを特徴
とする急冷金属薄帯製造装置。 底面にスリットの幅が0.2〜0.4mmである合金
溶湯を噴出するスリット開口部を有するるつぼ。 上記開口部の上流側に近接して設置されたHeガス
噴出口。 ガス噴出口の位置は、スリット開口部から2〜40
mm、ロール面上0.1〜10mm。 ガス噴出口の形状は、スリットあるいは多孔で、溶
湯ノズルの冷却ロール幅方向に測った長さlに対して
0.8倍以上の長さを有する。 ガスの噴出の方向が、溶湯が接するロール面の接線
を基準として10〜90度の傾きを持つように配置した
ガス噴出口。1. A quenched metal ribbon manufacturing apparatus using a single cooling roll, comprising the following constituent parts. A crucible having a slit opening on the bottom surface for ejecting a molten alloy having a slit width of 0.2 to 0.4 mm. A He gas ejection port installed close to the upstream side of the opening; The position of the gas ejection port is 2 to 40 from the slit opening.
mm, 0.1 to 10 mm on the roll surface. The shape of the gas outlet is slit or porous, and has a length of 0.8 or more times the length 1 measured in the cooling roll width direction of the molten metal nozzle. A gas ejection port arranged so that the direction of gas ejection has an inclination of 10 to 90 degrees with respect to the tangent of the roll surface to which the molten metal contacts.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05137526A JP3100798B2 (en) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | Quenched metal strip manufacturing equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06344090A JPH06344090A (en) | 1994-12-20 |
JP3100798B2 true JP3100798B2 (en) | 2000-10-23 |
Family
ID=15200743
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JP05137526A Expired - Lifetime JP3100798B2 (en) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | Quenched metal strip manufacturing equipment |
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---|---|---|---|---|
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-
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- 1993-06-08 JP JP05137526A patent/JP3100798B2/en not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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JPH06344090A (en) | 1994-12-20 |
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