JP4256566B2

JP4256566B2 - Method and apparatus for winding rapidly solidified ribbon

Info

Publication number: JP4256566B2
Application number: JP2000085314A
Authority: JP
Inventors: 有一佐藤
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2000-03-24
Filing date: 2000-03-24
Publication date: 2009-04-22
Anticipated expiration: 2020-03-24
Also published as: JP2001269749A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、単ロール法によりアモルファス合金薄帯などの急冷凝固薄帯を製造する設備において、冷却ロール円周面の幅方向に複数の金属薄帯を並べて同時に鋳造する際の巻取方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
アモルファス合金薄帯などの急冷凝固薄帯の製造法として、単ロール法が知られている。この方法は図５の例のように、タンディッシュ７内の溶融金属８を、鋳造ノズル９から、高速回転している冷却ロール１１の円周面に供給して急冷凝固させ、凝固した薄帯６を巻取ロール１２に巻取るものであり、非晶質や結晶質の合金あるいは純金属の薄帯６が製造される。１０はタンディッシュストッパーである。
【０００３】
冷却ロール１１は、ロール円周面の速度が２５ｍ／secもの高速で回転し、巻取ロール１２も表面速度を対応させて回転している。巻取り中、特に鋳造初期には薄帯６の不良部等に起因して薄帯６が破断する場合がある。破断すると、冷却ロール１１の円周面の薄帯６が剥離されなくなり、鋳造ノズル９に達して設備損傷に至るので、図５のようにガスノズル１３を設け、破断後の薄帯６を冷却ロール１１の円周面から剥離して排除するとともに、タンディッシュストッパー１０により鋳造を中止している。
【０００４】
なお、薄帯６の先端を冷却ロール１１の円周面から巻取ロール１２に移行させるには、ガスノズルにより剥離して巻取ロール１２の円周面に接着させる接着方式、永久磁石製の巻取ロール１２に吸着させる吸着方式などが採用されている。後者は薄帯６が磁性体の場合である。
上記のように巻取り中に薄帯６が破断した場合、接着方式では、巻取ロール１２の１巻を超えたところでは以後の巻取りが不可能となる。吸着方式では、磁力の及ばない厚さに巻かれた以後の巻取りが不可能となる。
【０００５】
鋳造ノズル９の開口はスリットをなしており、スリット長さが薄帯６の幅に対応する。また、スリットの長さおよび幅、鋳造ノズル９の開口面と冷却ロール１１の間のギャップ、冷却ロール１１の円周面の回転周速などによって溶融金属の冷却速度および薄帯６の厚さがきまる。冷却速度は、薄帯６の結晶化率など材質を支配する重要な因子である。
【０００６】
図６に示す例のように、鋳造ノズル９に複数のスリット１６を穿設して、複数の薄帯６を同時に鋳造することが行われていた。図６（ａ）は、薄帯幅がＷ₁とＷ₂の２本の薄帯６を、図６（ｂ）は、同じくＷ₁，Ｗ₂，Ｗ₃の３本の薄帯６を、それぞれ同時に鋳造する場合のスリット１６の例であり、対向する冷却ロールは矢印の方向に回転する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の単ロール法による急冷凝固薄帯の製造において、複数の薄帯６を同時に鋳造する場合、冷却ロール１１上に鋳造された複数の薄帯６は、１機の巻取ロール１２に同時に巻取られていた。
そのため、同時に鋳造される各薄帯６の幅は異なってもよいが、厚さは同一でなければならない。すなわち図６の例のように、スリット１６の長さＷは異なって、幅ｄは同一にしていた。そのうえ、巻取中に１本の薄帯６が破断すると他の薄帯６の巻取りに悪影響を及ぼし、結果的に全ての薄帯６の巻取りが中断されてしまうことになっていた。
【０００８】
単ロール法による急冷凝固薄帯の製造において、鋳造初期の薄帯６には性状や強度の不良部があって、上記のように巻取中に破断することがあった。破断すると、以後の巻取りが不可能になり薄帯６は製品にならず、また鋳造中止となるので、タンディッシュ７内の溶融金属は再溶解せざるを得ない。このため製造歩留まりが低下するとともに、鋳造作業に支障をきたしていた。
その対策として、従来、鋳造初期の薄帯不良部の改善が試みられたが、巻取中の破断防止は困難であった。
【０００９】
そこで本発明が解決しようとする課題は、単ロール法による急冷凝固薄帯の製造において、複数の薄帯を同時に鋳造する際に、各薄帯の厚さが異なる場合にも巻取可能とし、全ての薄帯の破断を確実に防止することで、製造歩留まりを向上させるとともに鋳造作業を安定させることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明法は、冷却ロール円周面の幅方向に複数の金属薄帯を並べて同時に鋳造する単ロール法による急冷凝固薄帯の製造において、複数の巻取ロールを有するカローゼルリールを用い、複数の薄帯それぞれに対応する複数の巻取ロールを移動可能に配設するとともに、冷却ロール円周面上の薄帯が巻取位置に至る前の位置に、複数の薄帯それぞれに対応する複数の薄帯除去装置を配設し、不良部のある薄帯の鋳造初期部を該除去装置により剥離し、剥離した該鋳造初期部を順次１本ずつ除去しつつ、前記カローゼルリールを回転させることにより前記複数の巻取ロールを順次１機ずつ巻取位置に移動させるとともに、前記カローゼルリールを回転させて巻取中の巻取ロールを巻取位置から退避させて、複数の薄帯を順次１本ずつ巻取ることを特徴とする急冷凝固薄帯の巻取方法である。
【００１１】
本発明法において、冷却ロール円周面に向けて配設したガスノズルから、巻取位置に至る前の薄帯先端に向けてガス噴射することで前記薄帯を剥離し、剥離した薄帯が所要長さに達した時点で、ガス噴射を停止しかつ剥離した薄帯とすることにより、前記鋳造初期部を切断し除去するが好ましい。
【００１２】
また上記課題を解決するための本発明装置は、冷却ロール円周面の幅方向に複数の金属薄帯を並べて同時に鋳造する単ロール法による急冷凝固薄帯の製造において、複数の巻取ロールを有するカローゼルリールを用い、複数の薄帯それぞれに対応する複数の巻取ロールと、該巻取ロールを１機ずつ巻取位置に移動し、かつ前記カローゼルリールを回転させて巻取位置から退避させる移動機構と、冷却ロール円周面上の薄帯が巻取位置に至る前の位置に配設された複数の薄帯それぞれに対応する複数の薄帯除去装置を有して構成されていることを特徴とする急冷凝固薄帯の巻取装置である。
本発明装置において、前記薄帯除去装置が、巻取位置に至る前の冷却ロール円周面に向けて配設されたガスノズルと、剥離した薄帯の保持具を有して構成されていることが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明法は、図５の例のような単ロール法による急冷凝固薄帯の製造設備において行われ、冷却ロール１１の円周面にて急冷凝固された金属薄帯６を巻取ロール１２に巻取る際に適用される。鋳造ノズル９には図６の例のように複数のスリット１６が穿設されていて、冷却ロール１１の円周面の幅方向に複数の金属薄帯６を並べて同時に鋳造する。
【００１４】
冷却ロール１１上の複数の薄帯６それぞれに対応して、複数の巻取ロール１２を移動可能に配設する。また冷却ロール１１上の薄帯６が巻取位置に至る前の位置に、複数の薄帯６それぞれに対応する複数の薄帯除去装置を配設する。そして、不良部のある薄帯６の鋳造初期部を剥離し、剥離した鋳造初期部を順次１本ずつ除去しつつ、複数の巻取ロール１２を順次１機ずつ巻取位置に移動させるとともに、巻取中の巻取ロール１２を巻取位置から退避させて、複数の薄帯６を順次１本ずつ巻取る。
【００１５】
２本の薄帯６Ａおよび６Ｂを同時に鋳造して巻取る例について、図１および図２により本発明法を説明する。本例では、２機の巻取ロール１２Ａおよび１２Ｂをカローゼルリール１５に設け、カローゼルリール１５を回転させることで移動させる機構としている。
【００１６】
また薄帯６の除去装置には、薄帯６を先端から剥離するためのガスノズル１と、剥離した薄帯６を除去するための保持具としての針３を備えたものを採用し、図１のように、ガスノズル１のノズル口２を冷却ロール１１の円周面に向け、薄帯６が巻取位置に至る前の位置に、図２のように１Ａおよび１Ｂと２機並べて配設している。
【００１７】
薄帯６の鋳造初期部に破断するおそれのある不良部が存在しない場合は、まず巻取ロール１２Ａ，１２Ｂの一方を巻取位置に置き、薄帯６Ａ，６Ｂの一方を巻取り他方は剥離する。図１および図２は、薄帯６Ａを巻取ロール１２Ａで巻取り、薄帯６Ｂは剥離している状態を示している。この状態とするには、鋳造開始時、ガスノズル１Ａからは弁５を閉じてガス噴射せず、ガスノズル１Ｂには弁５を開いてガス供給管４からガスを供給し、ガスノズル１Ｂからのみ、ノズル口２からガス噴射しておけばよい。
【００１８】
巻取ロール１２Ａに薄帯６Ａが巻付いた後、カローゼルリール１５を矢印の方向に１８０°回転させて、巻取ロール１２Ａと１２Ｂの位置を入れ替える。このとき薄帯６Ａは、巻取ロール１２Ａに巻取られながら移動して、破線のように入れ替った後の巻取ロール（１２Ａ）に巻取られ続ける。そしてガスノズル１Ｂからのガス噴射を停止する。すると薄帯６Ｂの剥離された部分が針３に保持されて切断除去され、冷却ロール１１上の薄帯６Ｂが、入れ替った後の巻取ロール（１２Ｂ）に巻取られる。薄帯６の切断除去過程については後述する。
【００１９】
薄帯６の鋳造初期部に破断するおそれのある不良部が存在する場合は、まず両薄帯６Ａ，６Ｂともに、ガスノズル１Ａ，１Ｂにより先端から剥離する。破断するおそれのある鋳造初期部を剥離した後、まず薄帯６Ａ，６Ｂの一方を巻取る。薄帯６Ａを巻取るには、ガスノズル１Ａからのガス噴射を停止して薄帯６Ａの剥離された部分を切断除去し、図１および図２の状態とする。以後は上記と同様である。
【００２０】
３本以上の薄帯を同時に鋳造した場合の巻取りは、カローゼルリール１５に３機以上の巻取ロール１２を等間隔に配設し、ガスノズル１を３機以上配設して同様に行うことができる。
なお、１つの鋳造ノズル９に穿設される複数のスリット１６の幅ｄは、図６の例では全て同一となっているが、本発明では異なっていてもよい、複数のスリット１６の間の間隔Ｄは１mm以上あればよい。またガスノズル１のノズル口２は、剥離対象の薄帯６の幅よりわずかに広くし、冷却ロール１１の幅方向位置を、鋳造ノズル９の位置に合わせて配設する。
【００２１】
鋳造初期部の不良部は、巻取中に破断するおそれのある部分である。その長さは薄帯６の成分や製造条件等により決まるので、同一成分、同一条件であらかじめ鋳造実験を行って、破断のおそれがなくなるまでの長さを定め、冷却ロール１１の回転周速から換算した時間が経過した時点で切断する。破断するおそれのある鋳造初期部は、鋳造欠陥が存在したり、結晶化の高い部位などである。通常は、長さにして２５０ｍ以内、鋳造時間にして１０秒以内の部位である。
【００２２】
鋳造初期部の剥離除去過程について、図３に示す具体例により詳述する。まず（ａ）のように、バルブ５を開にしてガスノズル１のノズル口２からガス噴射し、薄帯６を先端から剥離する。剥離した薄帯６が所要長さに達すると、（ｂ）のようにバルブ５を閉にしてガス噴射を停止する。すると以後は、薄帯６は冷却ロール１１に付着した状態で巻取ロールに向けて移行する。
【００２３】
剥離した薄帯６は、まず（ｂ）のように、ノズル口２よりも突出している針３の先端に接触し、ついで突き刺さる。その後は（ｃ）のように、剥離した薄帯６が針３に保持され、冷却ロール１１に付着した薄帯６は、先行部が剥離しつつ湾曲した状態で巻取ロール１２に向かう。この湾曲部が巻取ロール１２との間の狭い隙間に達すると、折られて（ｄ）のように切断され、以後の冷却ロール１１上の薄帯６は巻取ロール１２に巻取られる。切断された鋳造初期部１４は、ガスノズル１を移動させることで除去する。
【００２４】
本発明法における鋳造初期部の除去には、上記の例に限らず、各種手段を採用することができる。たとえば針３に替えて、薄帯６を両面から把持する治具を設けたもの、ガス噴射を停止すると同時に冷却ロール１１にロールを押し当てて図３（ｃ）の薄帯湾曲部を折り曲げ切断するものなどがある。
また複数の巻取ロール１２の移動機構としては、カローゼルリール１５を使用するほか、各巻取ロール１２それぞれにシリンダなどのアクチュエータを取り付けたものなどを採用することもできる。
【００２５】
つぎに本発明装置は、図５の例のような単ロール法による急冷凝固薄帯の製造設備において、図６の例のような複数のスリット１６を有する鋳造ノズル９を採用し、冷却ロール１１の円周面の幅方向に複数の金属薄帯６を並べて同時に鋳造する際に使用される巻取装置である。
本発明装置は、図１および図２の例のように、本例は２本の薄帯６Ａ，６Ｂを巻取る例を示すが、複数の巻取ロール１２と、各巻取ロール１２の移動機構と、複数の薄帯除去装置を有して構成される。
【００２６】
複数の巻取ロール１２は、複数の各薄帯６それぞれに対応して配設される。すなわち図２のように、冷却ロール１１上の例えば薄帯６Ａの進行方向に巻取ロール１２Ａが位置するよう対応して配設される。
移動機構は、各巻取ロール１２を１機ずつ巻取位置に移動しかつ巻取位置から退避させる機構で、図１および図２のようなカローゼルリール１５のほか、各巻取ロール１２それぞれにシリンダなどのアクチュエータを取り付けたものなどを採用することもできる。
【００２７】
複数の薄帯除去装置は、冷却ロール１１の円周面上の薄帯６が巻取位置に至る前の位置に、複数の各薄帯６それぞれに対応して配設される。すなわち図２の各ガスノズル１Ａ，１Ｂのように、冷却ロール１１上の各薄帯６Ａ，６Ｂに向けてノズル口２が向かうように対応して配設される。
【００２８】
本発明装置における薄帯除去装置は、本例のように、巻取位置に至る前の冷却ロール円周面に向けて配設されたガスノズル１と、剥離した薄帯の保持具を有して構成されていることが好ましい。
除去装置の具体例を図４に示す。ガスノズル１は、図４（ｃ）のようにスリット状のノズル口２を有し、ガスノズル１には保持具として図４（ｂ）のように３本の針３が付設され、針３の先端が図４（ａ）の矢印で示すガス噴射方向に向かい、ノズル口２から突出して、図４（ｃ）のように３本がノズル口２に平行に設けられている。４はガス供給管である。なお保持具としては、針３に替えて上記のような各種手段を採用することもできる。
【００２９】
【実施例】
図５に示すような単ロール法鋳造設備により、図６（ａ）のような２本のスリット１６を穿設した鋳造ノズルを採用して、２本の薄帯６Ａ，６Ｂを同時に鋳造し、図１および図２のような本発明装置を使用し、本発明法により巻取りを行った。２本のスリット１６は、図６（ａ）において、Ｗ₁＝Ｗ₂＝５０mm、ｄ＝０．７mm、Ｄ＝１５mmとした。
【００３０】
合金成分はＦｅ_80.5Ｓｉ_6.5Ｂ₁₂Ｃ₁（原子％）（質量％ではＦｅ：９３．３％，Ｓｉ：３．８％，Ｂ：２．７％，Ｃ：０．２％）、溶融金属８の温度は１３２０℃である。鋳造ノズル９の開口と冷却ロールの間隔は２５０μｍである。冷却ロール１１は、材質がＣｕ−０．５％Ｃｒ、直径１２００mm、ロール円周面の回転周速が２５ｍ/secである。巻取ロール１２Ａ，１２Ｂは永久磁石製で、カローゼルリール１５の同一半径位置に１８０°離して設け、円周面の回転周速は冷却ロール１１と同じである。
【００３１】
薄帯除去装置には、図４に示すものを採用した。ガスノズル１Ａ，１Ｂはアルミ製で隣合わせに並べ、いずれもノズル口２は２mm×５５mmのスリット形状とし、冷却ロール１１が鋳造ノズル９に対向する位置と、巻取ロール１２に対向する巻取位置のほぼ中間の位置に固定した。並べた２個のノズル口２の間の間隔はおよそ１０mmであった。ガス噴射方向と噴射位置における冷却ロール接線とのなす角度αを４０°とした。
【００３２】
ガスノズル１Ａ，１ＢからはＮ₂ガスを圧力０．０４MPa （０．４kg／cm²）で、鋳造開始前から噴射した。タンディッシュストッパー１０を上げて鋳造を開始し、まず薄帯６Ａ，６Ｂともに剥離した。開始から５秒後にガスノズル１Ａの弁５を閉じてガス噴射を停止し、剥離された薄帯６Ａの鋳造初期部を図３のような過程を経て切断除去し、以後の薄帯６Ａを巻取ロール１２Ａに巻取った。その後、直ちにカローゼルリール１５を１８０°回転して巻取ロール１２Ａ，１２Ｂの位置を入替えた。このとき、薄帯６Ａは巻取ロール１２Ａに巻取られつつ、破断せずに図１の破線の位置に移行して巻取継続した。
【００３３】
巻取ロール１２Ａ，１２Ｂの位置を入替えたのち、直ちにガスノズル１Ｂからのガス噴射を同様にして停止し、剥離された薄帯６Ｂの鋳造初期部を切断除去し、以後の薄帯６Ｂを巻取ロール１２Ｂに巻取った。
このようにして、２本の薄帯６の同時鋳造を５チャージ行ったところ、５チャージいずれも、２本とも破断することなく全量巻取ることができた。
【００３４】
【発明の効果】
単ロール法による急冷凝固薄帯の製造において、複数の薄帯を並べて同時に鋳造する際、従来は破断することが多く巻取り困難であったが、本発明により破断することなく、安定して確実に巻取ることができる。さらに、厚さの異なる薄帯を同時に鋳造した場合も破断することなく巻取れる。巻取られた薄帯製品は鋳造初期の不良部がなく、全長にわたって良好な品質が確保される。そのうえ製造歩留まりが向上し、鋳造中断や再溶解が解消され鋳造作業が安定する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明法および製造装置の例を示す説明図である。
【図２】本発明法および製造装置の例を示し、図１のＡ−Ａ視相当説明図である。
【図３】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、本発明における鋳造初期部の除去過程の例を示す説明図である。
【図４】本発明で使用する除去装置の例を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は下面図、（ｃ）は正面図である。
【図５】本発明の対象とする単ロール法鋳造設備の例を示す説明図である。
【図６】本発明の対象とする鋳造ノズルの例を示す正面図である。
【符号の説明】
１…ガスノズル
２…ノズル口
３…針
４…ガス供給管
５…バルブ
６…薄帯
７…タンディッシュ
８…溶融金属
９…鋳造ノズル
１０…タンディッシュストッパー
１１…冷却ロール
１２…巻取ロール
１３…ガスノズル
１４…切断された鋳造初期部
１５…カローゼルリール
１６…スリット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a winding method and apparatus for simultaneously casting a plurality of metal ribbons arranged side by side in the width direction of the circumferential surface of a cooling roll in an apparatus for producing a rapidly solidified ribbon such as an amorphous alloy ribbon by a single roll method. It is about.
[0002]
[Prior art]
A single roll method is known as a method for producing a rapidly solidified ribbon such as an amorphous alloy ribbon. In this method, as shown in FIG. 5, the molten metal 8 in the tundish 7 is supplied from the casting nozzle 9 to the circumferential surface of the cooling roll 11 rotating at high speed, rapidly solidified, and solidified. 6 is wound on a winding roll 12, and an amorphous or crystalline alloy or pure metal ribbon 6 is produced. 10 is a tundish stopper.
[0003]
The cooling roll 11 rotates at a high speed of the roll circumferential surface as high as 25 m / sec, and the winding roll 12 also rotates in correspondence with the surface speed. During winding, particularly in the initial stage of casting, the ribbon 6 may break due to a defective portion of the ribbon 6 or the like. When it breaks, the thin ribbon 6 on the circumferential surface of the cooling roll 11 is not peeled off, and reaches the casting nozzle 9 and damages the equipment . Therefore, the gas nozzle 13 is provided as shown in FIG. 11 is peeled off from the circumferential surface of 11 and the casting is stopped by the tundish stopper 10.
[0004]
In order to transfer the tip of the ribbon 6 from the circumferential surface of the cooling roll 11 to the winding roll 12, an adhesive method in which the tip is peeled off by a gas nozzle and bonded to the circumferential surface of the winding roll 12, a permanent magnet winding is used. An adsorption method for adsorbing to the take-up roll 12 is employed. The latter is the case where the ribbon 6 is a magnetic material.
When the ribbon 6 breaks during winding as described above, in the bonding method, it is impossible to perform subsequent winding when the winding roll 12 exceeds one roll. In the attracting method, it is impossible to wind up after being wound to a thickness that does not reach the magnetic force.
[0005]
The opening of the casting nozzle 9 forms a slit, and the slit length corresponds to the width of the ribbon 6. Further, the cooling rate of the molten metal and the thickness of the ribbon 6 depend on the length and width of the slit, the gap between the opening surface of the casting nozzle 9 and the cooling roll 11, the rotational peripheral speed of the circumferential surface of the cooling roll 11, and the like. Decide. The cooling rate is an important factor governing the material such as the crystallization rate of the ribbon 6.
[0006]
As in the example shown in FIG. 6, a plurality of slits 16 are formed in the casting nozzle 9 to cast a plurality of ribbons 6 at the same time. 6 (a) shows two thin strips 6 having a strip width of W ₁ and W ₂ , and FIG. 6 (b) shows _three strips 6 of W ₁ , W ₂ , and W ₃ . It is an example of the slit 16 in the case of casting simultaneously, respectively, and the opposing cooling roll rotates in the direction of the arrow.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the production of a rapidly solidified ribbon by the conventional single roll method, when a plurality of ribbons 6 are cast at the same time, the plurality of ribbons 6 cast on the cooling roll 11 are simultaneously wound around one winding roll 12. It was taken.
Therefore, the width of each ribbon 6 cast at the same time may be different, but the thickness must be the same. That is, as in the example of FIG. 6, the lengths W of the slits 16 are different and the widths d are the same. In addition, if one ribbon 6 breaks during winding, it adversely affects the winding of the other ribbon 6, and as a result, the winding of all the ribbons 6 is interrupted.
[0008]
In the production of a rapidly solidified ribbon by the single roll method, the ribbon 6 at the initial casting stage has a defective portion of properties and strength and sometimes breaks during winding as described above. If it breaks, the subsequent winding becomes impossible and the ribbon 6 does not become a product and the casting is stopped, so that the molten metal in the tundish 7 must be remelted. For this reason, the production yield is lowered and the casting operation is hindered.
As a countermeasure, attempts have been made to improve the defective portion of the ribbon at the early stage of casting, but it has been difficult to prevent breakage during winding.
[0009]
Therefore, the problem to be solved by the present invention is that in the production of rapidly solidified ribbon by the single roll method, when simultaneously casting a plurality of ribbons, it is possible to wind even if the thickness of each ribbon is different, By reliably preventing the rupture of all the ribbons, the production yield is improved and the casting operation is stabilized.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The method of the present invention for solving the above-mentioned problems has a plurality of winding rolls in the production of a rapidly solidified ribbon by a single roll method in which a plurality of metal ribbons are aligned and cast simultaneously in the width direction of the circumferential surface of the cooling roll. Using a carousel reel, a plurality of winding rolls corresponding to each of the plurality of ribbons are movably disposed, and a plurality of ribbons on the circumferential surface of the cooling roll are positioned at a position before reaching the winding position. A plurality of ribbon removing devices corresponding to each ribbon are disposed, the casting initial part of the ribbon having a defective part is peeled off by the removing device, and the peeled casting initial parts are sequentially removed one by one, The plurality of winding rolls are sequentially moved to the winding position one by one by rotating the carousel reel, and the winding roll being wound is retracted from the winding position by rotating the carousel reel. Multiple ribbons A winding method of rapidly solidified ribbon, characterized in that the wind by the following one.
[0011]
In the method of the present invention, from the gas nozzle arranged toward the circumferential surface of the cooling roll, gas is jetted toward the leading end of the ribbon before reaching the winding position, and the ribbon is peeled off. upon reaching a length, by a stop gas injection and exfoliated ribbon will be removed by cutting the cast initial section preferred.
[0012]
The present invention apparatus for solving the above problems is the production of rapidly solidified ribbon by the single roll method to cast simultaneously arranging a plurality of thin metal strip in the width direction of the cooling roll circumferential surface, a plurality of winding roll A plurality of winding rolls corresponding to each of the plurality of ribbons, and the winding rolls are moved to a winding position one by one, and the carousel reel is rotated from the winding position. It has a moving mechanism for retraction, and a plurality of ribbon removing devices corresponding to each of the plurality of ribbons disposed at a position before the ribbon on the circumferential surface of the cooling roll reaches the winding position. It is a winding device for a rapidly solidified ribbon.
In the apparatus of the present invention, the ribbon removing device is configured to include a gas nozzle disposed toward the circumferential surface of the cooling roll before reaching the winding position, and a stripped ribbon holder. Is preferred.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The method of the present invention is performed in a manufacturing facility for rapidly solidified ribbon by the single roll method as in the example of FIG. 5, and the metal ribbon 6 rapidly solidified on the circumferential surface of the cooling roll 11 is applied to the winding roll 12. Applied when winding. A plurality of slits 16 are formed in the casting nozzle 9 as in the example of FIG. 6, and a plurality of thin metal strips 6 are arranged in the width direction of the circumferential surface of the cooling roll 11 and cast simultaneously.
[0014]
Corresponding to each of the plurality of ribbons 6 on the cooling roll 11, a plurality of winding rolls 12 are movably disposed. In addition, a plurality of ribbon removing devices corresponding to the plurality of ribbons 6 are disposed at a position before the ribbon 6 on the cooling roll 11 reaches the winding position. And while peeling the casting initial part of the ribbon 6 with a defective part, while removing the peeled casting initial part one by one sequentially, while moving a plurality of winding rolls 12 one by one sequentially to the winding position, The winding roll 12 being wound is retracted from the winding position, and the plurality of thin strips 6 are sequentially wound one by one.
[0015]
The method of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 for an example in which two ribbons 6A and 6B are cast and wound simultaneously. In this example, two winding rolls 12A and 12B are provided on the carousel reel 15, and the carousel reel 15 is moved by rotating.
[0016]
In addition, as the stripping device for removing the ribbon 6, an apparatus including a gas nozzle 1 for peeling the ribbon 6 from the tip and a needle 3 as a holder for removing the stripped ribbon 6 is adopted. As shown in FIG. 2, the nozzle port 2 of the gas nozzle 1 is directed toward the circumferential surface of the cooling roll 11, and the two machines 1A and 1B are arranged side by side as shown in FIG. 2 at the position before the ribbon 6 reaches the winding position. ing.
[0017]
When there is no defective portion that may break in the initial casting portion of the ribbon 6, first, one of the winding rolls 12 A and 12 B is placed at the winding position, and one of the ribbons 6 A and 6 B is wound and the other is peeled off To do. 1 and 2 show a state where the ribbon 6A is wound up by the winding roll 12A and the ribbon 6B is peeled off. To make this state, at the start of casting, the gas nozzle 1A closes the valve 5 and does not inject gas, and the gas nozzle 1B opens the valve 5 and supplies gas from the gas supply pipe 4, and only from the gas nozzle 1B It is only necessary to inject gas from the mouth 2.
[0018]
After the ribbon 6A is wound around the winding roll 12A, the carousel reel 15 is rotated 180 ° in the direction of the arrow, and the positions of the winding rolls 12A and 12B are switched. At this time, the ribbon 6A moves while being wound around the winding roll 12A and continues to be wound around the winding roll (12A) after being replaced as indicated by a broken line. And the gas injection from gas nozzle 1B is stopped. Then, the peeled portion of the ribbon 6B is held and removed by the needle 3, and the ribbon 6B on the cooling roll 11 is wound on the take-up roll (12B) after the replacement. The process of cutting and removing the ribbon 6 will be described later.
[0019]
If there is a defective portion that may break in the initial casting portion of the ribbon 6, both the ribbons 6A and 6B are first peeled off from the tip by the gas nozzles 1A and 1B. After peeling off the casting initial portion which may break, first, one of the ribbons 6A and 6B is wound up. In order to wind up the ribbon 6A, the gas injection from the gas nozzle 1A is stopped, and the peeled portion of the ribbon 6A is cut and removed to obtain the state shown in FIGS. The subsequent steps are the same as above.
[0020]
When three or more ribbons are cast at the same time, winding is performed in the same manner by arranging three or more winding rolls 12 on the carousel reel 15 at equal intervals and three or more gas nozzles 1. be able to.
The widths d of the plurality of slits 16 perforated in one casting nozzle 9 are all the same in the example of FIG. 6, but may be different in the present invention, between the plurality of slits 16. The distance D may be 1 mm or more. Further, the nozzle port 2 of the gas nozzle 1 is slightly wider than the width of the strip 6 to be peeled, and the position in the width direction of the cooling roll 11 is arranged in accordance with the position of the casting nozzle 9.
[0021]
The defective part of the casting initial part is a part that may break during winding. Since the length is determined by the composition of the ribbon 6, the manufacturing conditions, etc., a casting experiment is performed in advance under the same components and the same conditions, the length until the possibility of breakage is determined, and the rotational peripheral speed of the cooling roll 11 is determined. Disconnect when the converted time has elapsed. The initial casting part that may break may be a casting defect or a highly crystallized part. Usually, the length is within 250 m and the casting time is within 10 seconds.
[0022]
The peeling removal process at the initial casting part will be described in detail with reference to a specific example shown in FIG. First, as shown in (a), the valve 5 is opened, gas is injected from the nozzle port 2 of the gas nozzle 1, and the ribbon 6 is peeled off from the tip. When the strip 6 has reached the required length, the valve 5 is closed as shown in FIG. Then, after that, the ribbon 6 moves toward the winding roll while being attached to the cooling roll 11.
[0023]
The peeled strip 6 first comes into contact with the tip of the needle 3 protruding from the nozzle port 2 as shown in FIG. Thereafter, as shown in (c), the peeled ribbon 6 is held by the needle 3, and the ribbon 6 attached to the cooling roll 11 heads to the winding roll 12 in a state where the leading portion is curved while peeling. When this curved portion reaches a narrow gap between the winding roll 12, it is folded and cut as shown in (d), and the subsequent thin strip 6 on the cooling roll 11 is wound on the winding roll 12. The cut casting initial part 14 is removed by moving the gas nozzle 1.
[0024]
The removal of the casting initial part in the method of the present invention is not limited to the above example, and various means can be employed. For example, instead of the needle 3, a jig for holding the ribbon 6 from both sides is provided. At the same time as the gas injection is stopped, the roll is pressed against the cooling roll 11 to bend and cut the ribbon bending portion of FIG. There are things to do.
In addition to using the carousel reel 15 as the moving mechanism of the plurality of take-up rolls 12, it is also possible to employ a mechanism in which an actuator such as a cylinder is attached to each take-up roll 12.
[0025]
Next, the apparatus of the present invention employs a casting nozzle 9 having a plurality of slits 16 as in the example of FIG. 6 in a facility for manufacturing a rapidly solidified ribbon by a single roll method as in the example of FIG. This is a winding device used when a plurality of thin metal strips 6 are arranged in the width direction of the circumferential surface and cast simultaneously.
As shown in FIGS. 1 and 2, the present invention shows an example in which two thin strips 6 A and 6 B are wound, but a plurality of winding rolls 12 and a moving mechanism of each winding roll 12. And a plurality of ribbon removing devices.
[0026]
The plurality of winding rolls 12 are arranged corresponding to each of the plurality of thin strips 6. That is, as shown in FIG. 2, the winding roll 12 A is disposed so as to be positioned in the traveling direction of the thin strip 6 A on the cooling roll 11.
The moving mechanism is a mechanism for moving each take-up roll 12 to the take-up position and retreating from the take-up position one by one. In addition to the carousel reel 15 as shown in FIGS. It is also possible to employ one with an actuator such as attached.
[0027]
The plurality of thin strip removing devices are disposed corresponding to each of the plurality of thin strips 6 at positions before the strip 6 on the circumferential surface of the cooling roll 11 reaches the winding position. That is, like each gas nozzle 1A, 1B of FIG. 2, it arrange | positions correspondingly so that the nozzle port 2 may face toward each strip 6A, 6B on the cooling roll 11. FIG.
[0028]
The strip removing device in the apparatus of the present invention has a gas nozzle 1 disposed toward the circumferential surface of the cooling roll before reaching the winding position, and a stripped strip holder as in this example. It is preferable to be configured.
A specific example of the removing device is shown in FIG. The gas nozzle 1 has a slit-shaped nozzle opening 2 as shown in FIG. 4C, and the needle 3 is attached to the gas nozzle 1 as shown in FIG. Is directed in the gas injection direction indicated by the arrow in FIG. 4A, protrudes from the nozzle port 2, and is provided in parallel with the nozzle port 2 as shown in FIG. 4 is a gas supply pipe. In addition, as a holder, it can replace with the needle | hook 3 and can also employ | adopt the above various means.
[0029]
【Example】
By adopting a casting nozzle having two slits 16 as shown in FIG. 6 (a) by a single roll method casting equipment as shown in FIG. 5, two thin strips 6A and 6B are cast at the same time, Using the apparatus of the present invention as shown in FIGS. 1 and 2, winding was performed by the method of the present invention. In FIG. 6A, the two slits 16 were W ₁ = W ₂ = 50 mm, d = 0.7 mm, and D = 15 mm.
[0030]
Alloy component is Fe _80.5 Si _6.5 B ₁₂ C ₁ (atomic%) (Fe: 93.3%, Si: 3.8%, B: 2.7%, C: 0.2% in mass%), molten metal The temperature of 8 is 1320 ° C. The distance between the opening of the casting nozzle 9 and the cooling roll is 250 μm. The cooling roll 11 is made of Cu-0.5% Cr, a diameter of 1200 mm, and a rotational circumferential speed of the roll circumferential surface is 25 m / sec. The winding rolls 12 A and 12 B are made of permanent magnets and are provided 180 degrees apart at the same radial position of the carousel reel 15, and the rotational peripheral speed of the circumferential surface is the same as that of the cooling roll 11.
[0031]
The thin strip removing device shown in FIG. 4 was adopted. The gas nozzles 1A and 1B are made of aluminum and are arranged next to each other. In each case, the nozzle port 2 has a slit shape of 2 mm.times.55 mm. It was fixed at an almost middle position. The interval between the two nozzle ports 2 arranged side by side was approximately 10 mm. The angle α formed between the gas injection direction and the chill roll tangent at the injection position was 40 °.
[0032]
N ₂ gas was injected from the gas nozzles 1A and 1B at a pressure of 0.04 MPa (0.4 kg / cm ² ) before the start of casting. Casting was started with the tundish stopper 10 raised, and the ribbons 6A and 6B were first peeled off. 5 seconds after the start, the valve 5 of the gas nozzle 1A is closed to stop the gas injection, and the cast initial portion of the strip 6A is cut and removed through the process shown in FIG. 3, and the subsequent strip 6A is wound up. It wound up on the roll 12A. Immediately thereafter, the carousel reel 15 was rotated 180 ° to change the position of the winding rolls 12A and 12B. At this time, the thin ribbon 6A was wound around the winding roll 12A, and continued to be wound without being broken and moved to the position indicated by the broken line in FIG.
[0033]
After changing the position of the winding rolls 12A and 12B, immediately the gas injection from the gas nozzle 1B is stopped in the same manner, and the initial casting portion of the strip 6B is cut off and the subsequent strip 6B is wound up. It wound up on the roll 12B.
In this way, when two thin strips 6 were simultaneously cast for 5 charges, all of the 5 charges could be wound up without breaking.
[0034]
【The invention's effect】
In the production of rapidly solidified ribbons by the single roll method, when a plurality of ribbons are cast side by side at the same time, the conventional method often breaks and is difficult to wind. Can be rolled up. Furthermore, even when ribbons having different thicknesses are cast at the same time, they can be wound without breaking. The wound ribbon product has no defective part at the initial stage of casting, and good quality is ensured over the entire length. In addition, the production yield is improved, casting interruption and remelting are eliminated, and the casting operation is stabilized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing an example of a method of the present invention and a manufacturing apparatus.
2 shows an example of the method of the present invention and a manufacturing apparatus, and is an explanatory view corresponding to AA in FIG.
3 (a), (b), (c), and (d) are explanatory views showing an example of a removal process of an initial casting portion in the present invention.
4A and 4B show examples of a removing device used in the present invention, in which FIG. 4A is a side view, FIG. 4B is a bottom view, and FIG. 4C is a front view.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a single roll casting apparatus that is an object of the present invention.
FIG. 6 is a front view showing an example of a casting nozzle as a subject of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Gas nozzle 2 ... Nozzle port 3 ... Needle 4 ... Gas supply pipe 5 ... Valve 6 ... Thin strip 7 ... Tundish 8 ... Molten metal 9 ... Casting nozzle 10 ... Tundish stopper 11 ... Cooling roll 12 ... Winding roll 13 ... Gas nozzle 14 ... Cut initial casting part 15 ... Carozel reel 16 ... Slit

Claims

In the production of a rapidly solidified ribbon by a single roll method in which a plurality of metal ribbons are aligned and cast simultaneously in the width direction of the cooling roll circumferential surface, a carousel reel having a plurality of winding rolls is used to each of the ribbons. A plurality of winding strips corresponding to each of the plurality of ribbons at a position before the ribbon on the circumferential surface of the cooling roll reaches the winding position, while arranging a plurality of corresponding winding rolls to be movable. And removing the initial casting portion of the ribbon having a defective portion by the removing device, and rotating the carousel reel while sequentially removing the peeled initial casting portions one by one. The winding rolls are sequentially moved one by one to the winding position, and the carousel reel is rotated to retract the winding roll being wound from the winding position, thereby winding a plurality of thin strips one by one. Abruptly characterized by taking The take-up method of coagulation ribbon.

From the gas nozzle arranged toward the circumferential surface of the cooling roll, gas was sprayed toward the tip of the ribbon before reaching the winding position, and the ribbon was peeled off. The peeled ribbon reached the required length. 2. The method for winding a rapidly solidified ribbon according to claim 1, wherein the initial casting portion is cut and removed by stopping gas injection and separating the ribbon at the time.

In the production of a rapidly solidified ribbon by a single roll method in which a plurality of metal ribbons are aligned and cast simultaneously in the width direction of the cooling roll circumferential surface, a carousel reel having a plurality of winding rolls is used to each of the ribbons. A plurality of corresponding take-up rolls, a moving mechanism for moving the take-up rolls to the take-up position one by one, and rotating the carousel reel to retract from the take-up position; and on the cooling roll circumferential surface Winding of rapidly solidified ribbon characterized by having a plurality of ribbon strip removal devices corresponding to each of a plurality of ribbons disposed at a position before the ribbon reaches the winding position apparatus.

The thin strip removing device includes a gas nozzle disposed toward a circumferential surface of a cooling roll before reaching a winding position, and a stripped strip holder. Item 4. The apparatus for producing a rapidly solidified ribbon according to Item 3.