JP5030027B2 - 急冷薄帯製造方法と設備 - Google Patents

Description

本発明は、溶融金属を急冷して薄い帯状とし、これを細片とした後熱処理する急冷薄帯製造方法と設備に関する。

鉄、ニッケル、希土類、磁性体、及びシリコン系の溶融金属から薄帯状の金属（以下これを薄帯という）を製造する場合、表面積が飛躍的に増大するため、周囲に酸素があると急速に酸化し発火する恐れがあるため、真空中または不活性ガス内で製造される。

図６は、２個の冷却ロールを用いて薄帯を製造する方法を示し、（Ａ）は２個の冷却ロール２ａ，２ｂの間隔を開け、ノズル１ａから溶融金属を一方のロール２ａに落下し、ここで一部をフレーク状の金属片にし、残りを他方のロール２ｂに当てフレーク状金属片を製造する。（Ｂ）は２個の冷却ロール２ａ，２ｂの間隔を狭め、ノズル１ａから溶融金属を両方のロール２ａの中間に落下して溶融金属の池を構成し、両ロール２ａ，２ｂ間より押し出すことにより、リボン状、箔状、または板状の金属片を製造する。これらのフレーク状、リボン状、箔状、または板状の金属片を薄帯と称する。

図７は従来の薄帯製造方法を示す。タンディシュ１内の溶融金属は下部に設けられたノズル１ａより冷却水またはガスで冷却されているロール２に吐出され、薄帯となって集合ホッパー３を落下し、下部に設置された搬送容器５内に落下し堆積する。搬送容器５が一杯になると、この搬送容器５は次の加熱処理のため隣接する熱処理炉へ移される。
特開平０９−１５５５０７号公報 特開平０８−２７７４０３号公報

搬送容器５に堆積された薄帯は、集合ホッパー３の直下のみ盛り上がり、周囲にはあまり堆積されないこと、および薄帯の大きさが不揃いであること、によりかさばって充填率が低い。このように充填率が低いと熱処理が均一に行われず、生産性も悪い。このため従来は搬送容器５に充填された薄帯を一旦真空または不活性ガス雰囲気から外に出し、密に充填した後、熱処理炉に搬入していた。しかしこのようにすると、取り出して不均一な充填を直す手間と、出し入れによる温度低下のためエネルギーロスが発生していた。

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、搬送容器に充填される薄帯の細片を均一にかつ充填率を高くする方法と設備とを提供することを目的する。

上記目的を達成するため請求項１の発明では、溶融金属をノズルから連続的に落下させ、下部に設けられた冷却ロールで薄帯とし、この冷却ロールの下部に設けられたホッパーにより発生した前記薄帯を下方に導き、このホッパーの下端に設けられた破砕分散機で、ホッパーより落下する前記薄帯を細片とし下部に配置された搬送容器に均一に充填し、その後、この搬送容器をそのまま隣接する熱処理炉に移送して熱処理を行い、前記破砕分散機は、水平に配置された回転軸を中心に回動する平板よりなり、前記平板が前記回転軸を中心に回動することにより、該平板へ落下する前記薄帯を、該平板に当てて細片にするとともに分散させて前記搬送容器内に蓄積させる。

冷却ロールで生成した薄帯を破砕分散機で細片にし、これを分散するので、搬送容器内には細片が均一にかつ隙間の少ない状態で堆積される。これにより搬送容器の充填率も高くなる。このように搬送容器には細片が均一にかつ充填率も高い状態で充填されるので、この状態で熱処理炉に送ることができるようになり、生産効率が向上し、移動による温度低下もないのでエネルギーロスもなくなる。また、回転軸を中心に平板が回動することにより、落下してくる薄帯はこの平板に当たり細片になるとともに分散して搬送容器内に蓄積される。これにより搬送容器には薄帯の細片が均一にかつ隙間の少ない状態で充填される。

請求項２の発明では、金属性の薄帯または薄帯片を破砕機で破砕して粗破砕片とし、この粗破砕片をホッパーにより下方に導き、このホッパーの下端に設けられた破砕分散機で、ホッパーより落下する前記粗破砕片を細片とし下部に配置された搬送容器に均一に充填し、その後、この搬送容器をそのまま隣接する熱処理炉に移送して熱処理を行い、前記破砕分散機は、水平に配置された回転軸を中心に回動する平板よりなり、前記平板が前記回転軸を中心に回動することにより、該平板へ落下する前記粗破砕片を、該平板に当てて細片にするとともに分散させて前記搬送容器内に蓄積させる。

予め他の設備で生成した金属性の薄帯の粗破砕片を破砕分散機で細片にし、これを分散するので、搬送容器内には細片が均一にかつ隙間の少ない状態で堆積される。これにより搬送容器の充填率も高くなる。このように搬送容器には細片が均一にかつ充填率も高い状態で充填されるので、この状態で熱処理炉に送ることができるようになり、生産効率が向上し、移動による温度低下もないのでエネルギーロスもなくなる。
参考例では、溶融金属をノズルから連続的に落下させ、下部に設けられた冷却ロールで薄帯とし、この冷却ロールの下部に設けられたホッパーにより発生した前記薄帯を下方に導き、このホッパーの下端に設けられた破砕分散機で、ホッパーより落下する前記薄帯を細片とし下部に配置された搬送容器に均一に充填し、その後、この搬送容器をそのまま隣接する熱処理炉に移送して熱処理を行い、前記破砕分散機は、回動可能な円筒と、この円筒に水平軸回りに回動可能に取り付けられ落下してくる薄帯を細片にして下方に分散させるシュートと、を備え、前記シュートを、前記円筒の軸回りに回動させるとともに前記水平軸回りにも回動させることで、前記落下してきた薄帯を、前記シュート内で２重に回動させて細片として前記シュートの吐出口から吐出するものであり、前記吐出口は、前記円筒の前記軸から水平方向に離れて位置している。
参考例では、金属性の薄帯または薄帯片を破砕機で破砕して粗破砕片とし、この粗破砕片をホッパーにより下方に導き、このホッパーの下端に設けられた破砕分散機で、ホッパーより落下する前記粗破砕片を細片とし下部に配置された搬送容器に均一に充填し、その後、この搬送容器をそのまま隣接する熱処理炉に移送して熱処理を行い、前記破砕分散機は、回動可能な円筒と、この円筒に水平軸回りに回動可能に取り付けられ落下してくる粗破砕片を細片にして下方に分散させるシュートと、を備え、前記シュートを、前記円筒の軸回りに回動させるとともに前記水平軸回りにも回動させることで、前記落下してきた粗破砕片を、前記シュート内で２重に回動させて細片として前記シュートの吐出口から吐出するものであり、前記吐出口は、前記円筒の前記軸から水平方向に離れて位置している。
請求項３の発明では、請求項１または２の発明において、前記平板は、前記回転軸を中心に往復回動する。
請求項４の発明では、請求項１、２または３の発明において、前記破砕分散機の下部に配置される搬送容器は水平方向に往復動し、落下してくる細片が均一に充填されるようになっており、前記往復動を、前記平板または前記シュートの前記回動と同期させて行う。

請求項５の発明では、溶融金属をノズルから連続的に落下させるタンディシュと、このタンディシュのノズル下部に設けられ水平軸を中心にロール上側で互いに向き合う方向に回転する冷却された双ロールと、この双ロールの下部に設けられ発生した薄帯を下方に導くホッパーと、このホッパーの下端に設けられ、ホッパーより落下する薄帯を細片とし下部に配置された搬送容器に均一に充填する破砕分散機と、を備え、前記破砕分散機は、水平に配置された回転軸を中心に回動する平板よりなり、前記平板が前記回転軸を中心に回動することにより、前記ホッパーより落下する前記薄帯は、前記平板に当たり細片になるとともに分散して前記搬送容器内に蓄積されるようになっている。

ホッパーの下端に設けられた破砕分散機は、ホッパーを落下してくる薄帯を破砕して、分散させるので、下側に置かれた搬送容器内に均一に、かつ隙間の少ない状態で充填される。これにより、次工程の熱処理において、均一な加熱が可能になるので、そのまま熱処理炉へ送ることができるようになる。また、回転軸を中心に平板が回動することにより、落下してくる薄帯はこの平板に当たり細片になるとともに分散して搬送容器内に蓄積される。これにより搬送容器には薄帯の細片が均一にかつ隙間の少ない状態で充填される。

請求項６の発明では、金属性の薄帯または薄帯片を破砕する破砕機と、破砕した破砕片を下方に導くホッパーと、このホッパーの下端に設けられ、ホッパーより落下する薄帯の破砕片を細片とし下部に配置された搬送容器に均一に充填する破砕分散機と、を備え、前記破砕分散機は、水平に配置された回転軸を中心に回動する平板よりなり、前記平板が前記回転軸を中心に回動することにより、前記ホッパーより落下する前記破砕片は、前記平板に当たり細片になるとともに分散して前記搬送容器内に蓄積されるようになっている。

破砕機は金属性の薄帯または薄帯片を破砕し、ホッパーの下端に設けられた破砕分散機は、ホッパーを落下してくる破砕片を細片とし、分散させるので、下側に置かれた搬送容器内に均一に、かつ隙間の少ない状態で充填される。これにより、次工程の熱処理において、均一な加熱が可能になるので、そのまま熱処理炉へ送ることができるようになる。また、回転軸を中心に平板が回動することにより、落下してくる破砕片はこの平板に当たり細片になるとともに分散して搬送容器内に蓄積される。これにより搬送容器には薄帯の細片が均一にかつ隙間の少ない状態で充填される。

参考例では、溶融金属をノズルから連続的に落下させるタンディシュと、このタンディシュのノズル下部に設けられ水平軸を中心にロール上側で互いに向き合う方向に回転する冷却された双ロールと、この双ロールの下部に設けられ発生した薄帯を下方に導くホッパーと、このホッパーの下端に設けられ、ホッパーより落下する薄帯を細片とし下部に配置された搬送容器に均一に充填する破砕分散機と、を備え、前記破砕分散機は、前記ホッパー下部に回動可能に取り付けられた円筒と、この円筒に水平軸回りに回動可能に取り付けられ落下してくる薄帯を細片にして下方に分散させるシュートと、を備え、前記シュートは、前記円筒の軸回りに回動するとともに前記水平軸回りにも回動することで、前記ホッパーを落下してきた薄帯は、前記シュート内で２重に回動されるようになっている。
参考例では、金属性の薄帯または薄帯片を破砕する破砕機と、破砕した破砕片を下方に導くホッパーと、このホッパーの下端に設けられ、ホッパーより落下する薄帯の破砕片を細片とし下部に配置された搬送容器に均一に充填する破砕分散機と、を備え、前記破砕分散機は、前記ホッパー下部に回動可能に取り付けられた円筒と、この円筒に水平軸回りに回動可能に取り付けられ落下してくる前記破砕片を細片にして下方に分散させるシュートと、を備え、前記シュートは、前記円筒の軸回りに回動するとともに前記水平軸回りにも回動することで、前記ホッパーを落下してきた破砕片は、前記シュート内で２重に回動されるようになっている。

かかる構成により、シュートは円筒軸回りに回転または回動するとともに、水平軸回りにも回動するので、ホッパーを落下してきた薄帯または破砕片は、シュート内で２重に回動されることにより、細かく割れ、シュートより放出される際、分散して搬送容器内に蓄積される。

請求項７の発明では、請求項５または６の発明において、前記平板は、前記回転軸を中心に往復回動する。
請求項８の発明では、請求項５、６または７の発明において、前記破砕分散機の下部に配置される搬送容器は水平方向に往復動し、落下してくる細片が均一に充填されるようになっており、前記往復動は、前記平板または前記シュートの前記回動と同期させられるようになっている。

搬送容器を往復動することにより、細片の均一性と充填率はさらに高くなる。

本発明は、破砕分散機として回動する平板を用い、薄帯を細片として分散して搬送容器に充填するので、細片を搬送容器に均一にかつ高い充填率で充填することができる。これにより搬送容器に細片が一杯に充填されるとそのまま熱処理炉に移送することができるので生産性が向上する。搬送容器の充填率が高くなることにより、搬送容器の小型化が可能になり、これにより急冷薄帯製造装置のコンパクト化も可能になる。なお、後述の実施形態では、前記平板に対応する冷却フラッパーは冷却されているため、薄帯は衝突時に冷却されるので冷却時間が短縮される。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は第１実施形態の急冷薄帯製造設備の構成を示す図である。急冷薄帯製造装備は薄帯を製造する急冷薄帯製造装置１０と、製造された薄帯を熱処理する熱処理炉２０とから構成される。いずれも内部は真空または不活性ガスを充填する環境なので、急冷薄帯製造装置１０は耐圧性の製造装置ケーシング１１で覆われ、熱処理炉２０は耐圧性の炉ケーシング２１で覆われている。

急冷薄帯製造装置１０において、タンディシュ１は、溶融金属を内部に保有し、下部に設けられたノズル１ａから溶融金属を連続的に落下させるようになっている。冷却ロール２は水平方向の軸を有するロールが２個、ほぼ接するように配置され、ロール上側で互いに向き合うように回転し、両ロール２間に落下してくる溶融金属を下側に押し出す。各ロール２は冷却ガスまたは水により冷却されている。

冷却ロール２の下部には集合ホッパー３が設けられ、冷却ロール２で生成された薄帯を下方に導く。集合ホッパー３の下端には２個の冷却フラッパー４が設けられている。冷却フラッパー４は、破砕分散機を構成し、上端に軸４ａを有するガスまたは水で冷却されている平板４ｂよりなり、軸４ａ回りに回動し、落下してくる薄帯を破砕して分散させる。軸４ａは図のように水平に配置されるが、参考例では傾斜して配置される。２個の冷却フラッパー４は、集合ホッパー３の出口面積をカバーするように回動角度が設定されている。冷却フラッパー４の下部には搬送容器５が設置されるようになっており、冷却フラッパー４により細片となった薄帯が、均一にかつ隙間を少なくして充填される。

製造装置ケーシング１１と炉ケーシング２１とは連通しており、薄帯細片が一杯に充填された搬送容器５は、そのまま熱処理炉２０に搬送されるようになっている。冷却フラッパー４の下の搬送容器５が移動すると、図示しない待機位置にある空の搬送容器５が、冷却フラッパー４の下に移動してくるようになっている。

図２は第２実施形態を示す。本実施形態は他の設備で生成された薄帯または薄帯片を破砕機で粗破砕し、更に破砕分散機（冷却フラッパー４）で細片として搬送容器内に均一に分散させるもので、ホッパー３、冷却フラッパー４以降の構成は第１実施形態と同じである。図２において、破砕機９は薄帯または薄帯片が投入されるホッパー９ａとこれらを破砕する回転式破砕刃９ｂよりなり、この破砕機９の下にホッパー３と冷却フラッパー４が設けられている。破砕機９で生成された粗破砕片は、更に冷却フラッパー４で細片として搬送容器内に均一に分散される。以降の動作は第１実施形態と同じである。

図３は参考例の実施形態を示し、図４は図３のＸ−Ｘ断面図である。本実施形態は粉砕分散機を２重回動するシュートにしたもので、他は第１実施形態と同じである。集合ホッパー３の下部には内部円筒６が固定され、この内部円筒６に外部円筒７が回転自在に嵌合している。外部円筒７にはシュート８が水平軸８ａにより回動自在に取り付けられている。シュート８には前後に吐出口８ｂが設けられ、シュート８の内部及び外部円筒軸回りの回動または回転、水平軸８ａ回りの回動により破砕された薄帯の細片を分散して吐出する。これにより搬送容器５内に薄帯の細片を均一にかつ隙間を少なくして充填することができる。

図５は他の実施形態を示す。本実施形態は搬送容器５を図示の方向に往復動できる様にし、往復動方向の薄帯の細片を均一に充填するようにしたものである。往復動は水冷フラッパー４の回動と同期して行い、細片が搬送容器５からこぼれないようにする。なお、本実施形態は、図２に示す第２実施形態にも適用でき、さらに、図３，４に示す２重回転シュート８と本往復動を組み合わせることもできる。この場合も２重回動シュート８の回動や回転と往復動を同期させた方がよい。

本発明の第１実施形態の構成を示す図である。 本発明の第２実施形態の構成を示す図である。 参考例の実施形態の構成を示す図である。 図３のＸ−Ｘ断面図である。 他の実施形態の構成を示す図である。 冷却ロールの動作を説明する図である。 従来の急冷薄帯製造装置の構成を示す図である。

符号の説明

１ タンディシュ
１ａ ノズル
２，２ａ，２ｂ 冷却ロール
３ 集合ホッパー
４ 冷却フラッパー
４ａ 回転軸
４ｂ 平板
５ 搬送容器
６ 内部円筒
７ 外部円筒
８ シュート
８ａ 水平軸
８ｂ 吐出口
９ 破砕機
９ａ ホッパー
９ｂ 回転式破砕刃
１０ 急冷薄帯製造装置
１１ 製造装置ケーシング
２０ 熱処理炉
２１ 炉ケーシング

Claims (8)

1. 溶融金属をノズルから連続的に落下させ、下部に設けられた冷却ロールで薄帯とし、この冷却ロールの下部に設けられたホッパーにより発生した前記薄帯を下方に導き、このホッパーの下端に設けられた破砕分散機で、ホッパーより落下する前記薄帯を細片とし下部に配置された搬送容器に充填し、その後、この搬送容器をそのまま隣接する熱処理炉に移送して熱処理を行い、
   前記破砕分散機は、水平に配置された回転軸を中心に回動する平板よりなり、該平板は、前記ホッパーの出口面積をカバーするように回動角度が設定されており、
   前記平板が前記回転軸を中心に回動することにより、該平板へ落下する前記薄帯を、該平板に当てて細片にするとともに前記搬送容器内に分散させて前記搬送容器内に蓄積させる、ことを特徴とする急冷薄帯製造方法。
2. 金属性の薄帯または薄帯片を破砕機で破砕して粗破砕片とし、この粗破砕片をホッパーにより下方に導き、このホッパーの下端に設けられた破砕分散機で、ホッパーより落下する前記粗破砕片を細片とし下部に配置された搬送容器に充填し、その後、この搬送容器をそのまま隣接する熱処理炉に移送して熱処理を行い、
   前記破砕分散機は、水平に配置された回転軸を中心に回動する平板よりなり、該平板は、前記ホッパーの出口面積をカバーするように回動角度が設定されており、
   前記平板が前記回転軸を中心に回動することにより、該平板へ落下する前記粗破砕片を、該平板に当てて細片にするとともに前記搬送容器内に分散させて前記搬送容器内に蓄積させる、ことを特徴とする急冷薄帯製造方法。
3. 前記平板は、前記回転軸を中心に往復回動する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の急冷薄帯製造方法。
4. 前記破砕分散機の下部に配置される搬送容器は水平方向に往復動し、落下してくる細片が充填されるようになっており、
   前記往復動を、前記平板の前記回動と同期させて行う、ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の急冷薄帯製造方法。
5. 溶融金属をノズルから連続的に落下させるタンディシュと、このタンディシュのノズル下部に設けられ水平軸を中心にロール上側で互いに向き合う方向に回転する冷却された双ロールと、この双ロールの下部に設けられ発生した薄帯を下方に導くホッパーと、このホッパーの下端に設けられ、ホッパーより落下する薄帯を細片とし下部に配置された搬送容器に充填する破砕分散機と、を備え、
   前記破砕分散機は、水平に配置された回転軸を中心に回動する平板よりなり、該平板は、前記ホッパーの出口面積をカバーするように回動角度が設定されており、
   前記平板が前記回転軸を中心に回動することにより、前記ホッパーより落下する前記薄帯は、前記平板に当たり細片になるとともに前記搬送容器内に分散して前記搬送容器内に蓄積されるようになっている、ことを特徴とする急冷薄帯製造設備。
6. 金属性の薄帯または薄帯片を破砕する破砕機と、破砕した破砕片を下方に導くホッパーと、このホッパーの下端に設けられ、ホッパーより落下する薄帯の破砕片を細片とし下部に配置された搬送容器に充填する破砕分散機と、を備え、
   前記破砕分散機は、水平に配置された回転軸を中心に回動する平板よりなり、該平板は、前記ホッパーの出口面積をカバーするように回動角度が設定されており、
   前記平板が前記回転軸を中心に回動することにより、前記ホッパーより落下する前記破砕片は、前記平板に当たり細片になるとともに前記搬送容器内に分散して前記搬送容器内に蓄積されるようになっている、ことを特徴とする急冷薄帯製造設備。
7. 前記平板は、前記回転軸を中心に往復回動する、ことを特徴とする請求項５または６に記載の急冷薄帯製造設備。
8. 前記破砕分散機の下部に配置される搬送容器は水平方向に往復動し、落下してくる細片が充填されるようになっており、
   前記往復動は、前記平板の前記回動と同期させられるようになっている、ことを特徴とする請求項５、６または７に記載の急冷薄帯製造設備。
   

Images