JP4118588B2

JP4118588B2 - 金属薄帯鋳造装置

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Publication number: JP4118588B2
Application number: JP2002106490A
Authority: JP
Inventors: 一郎向江; 篤中塚; 守彦冨田
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2002-04-09
Filing date: 2002-04-09
Publication date: 2008-07-16
Anticipated expiration: 2022-04-09
Also published as: JP2003305549A

Description

【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１０７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１１１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２１０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２０００−２３４９５７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２０００−２３４９５７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２０００−２６４１４０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３１８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３２１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１５００〜２０００ｒｐｍ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３００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、隔壁により溶解室とロール室が上下に画成された本体と、前記溶解室に設置され、誘導加熱コイルを有するタンディッシュと、前記隔壁に形成され、前記タンディッシュの下端部が挿通する挿通穴と、前記タンディッシュの下端部に設けられたノズルと、前記ロール室に設けられ、前記ノズルから供給された溶解金属を急冷する冷却ロールと、前記タンディッシュの下端部の外周面と前記隔壁との間を気密にシールするシーリング材とを備える。
【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の金属薄帯鋳造装置は更に、前記タンディッシュの底面部は、前記ノズルの周囲に配置された同心でサイズの異なる複数の環状支持体から構成されており、各環状支持体の間には耐熱性のシート状シール材が介装されている。
【００１４】
このような金属薄帯鋳造装置は、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１に従属する請求項２の金属薄帯鋳造装置は、前記複数の環状支持体は、最内周部に位置する内周側環状支持体と、この内周側環状支持体の外周部に位置し内部冷却水路を備える中間環状支持体と、この中間環状支持体の外周部に位置し内部冷却水路を備える外周側環状支持体とからなり、前記各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いるとともに、前記シート状シール材は、前記各環状支持体間の面接触箇所に介装されている。
【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２に従属する請求項３の金属薄帯鋳造装置は、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。
【００１８】
このような金属薄帯鋳造装置は、シート状シール材に耐熱性、シール性に優れた可撓性グラファイトが用いられているので、タンディッシュの底面部はノズル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】
本発明の実施形態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。タンディッシュは、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】
本実施形態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（Ａｌ₂Ｏ₃）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３７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２３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０．５ｍｍ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７３、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７３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８２ｂ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（Ｍｏ）、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によれば、溶解室とロール室との間の差圧を一定に維持でき、タンディッシュ内の溶湯に常に一定の圧力をかけることができるので、ノズルのスリットから冷却ロールの外周冷却面へ溶湯を定量的にキャストでき、厚さが一定の金属薄帯を形成することができる。また、タンディッシュ底面部の膨張変形によるシール漏れの発生を防止することができる。
【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

Claims

隔壁により溶解室とロール室が上下に画成された本体と、
前記溶解室に設置され、誘導加熱コイルを有するタンディッシュと、
前記隔壁に形成され、前記タンディッシュの下端部が挿通する挿通穴と、
前記タンディッシュの下端部に設けられたノズルと、
前記ロール室に設けられ、前記ノズルから供給された溶解金属を急冷する冷却ロールと、
前記タンディッシュの下端部の外周面と前記隔壁との間を気密にシールするシーリング材とを備えるとともに、
前記タンディッシュの底面部は、前記ノズルの周囲に配置された同心でサイズの異なる複数の環状支持体から構成されており、各環状支持体の間には耐熱性のシート状シール材が介装されていることを特徴とする金属薄帯鋳造装置。
前記複数の環状支持体は、最内周部に位置する内周側環状支持体と、この内周側環状支持体の外周部に位置し内部冷却水路を備える中間環状支持体と、この中間環状支持体の外周部に位置し内部冷却水路を備える外周側環状支持体とからなり、
前記各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いるとともに、前記シート状シール材は、前記各環状支持体間の面接触箇所に介装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。
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２に記載の金属薄帯鋳造装置。