JPH01170553A - 急冷金属薄帯の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、急冷金属薄帯の製造装置に関し、とくに該
薄帯の性状を劣化させることなしに、急冷ロールのロー
ル寿命の有利な延長を図ったものである。

（従来の技術） 金属溶湯を、その注湯ノズルから、高速で回転する一対
の冷却ロール間に連続して供給し、急速凝固させて連続
的に金属薄帯を製造する方法において、製造中に生じる
ロール表面損傷が薄帯性状およびロール寿命の観点から
重要な問題となっている。

すなわち上記の如き急冷金属薄帯を製造するに当たって
は、冷却ロールとして一般に銅や調合金製のロールが用
いられるが、かかるロールは比較的軟らかいために薄帯
製造中注湯初期の凝固の不均一や溶湯のスプラッシュに
よって表面が傷付くことがあるが、ロール表面に損傷を
受けるとその傷に起因して薄帯の表面性状が劣化し、ま
たそのロールはそれ以上の使用には供し得なくなる。

このため薄帯性状の劣化防止およびロール寿命の延長を
図るべく、ロール表面に窒化物や炭化物、酸化物などを
コーティングする方法が、特開昭５９−６１５５１号、
同５９−１６３０５６号および同６１−１５９２４７号
各公報に提案された。

上記のコーティング法において、ロールの表面損傷を防
止する観点からすれば、コーティング厚みは厚い方が好
ましいけれども、厚くするとそれに伴ってロールへの抜
熱量が減少するため、ロール対間で完全には凝固が完了
せず、場合によってはブレークアウトを生じて薄帯化し
ないこともあった。

このため従来、コーティング厚みは１００μｍ程度とさ
れていたが、この程度の厚みでは被覆層の硬度よりもロ
ール母材の強度の影響を強くうけるため、製造中におけ
る損傷を皆無とすることはできなかった。

（発明が解決しようとする問題点） 上述したように、冷却ロール表面にコーティングを実施
した従来ロールは、急冷薄帯製造中に損傷し易く、また
少しでも損傷すると、最終的には再度コーティングせざ
るを得ないため、コストが高くなり、製造プロセスへの
適用は極めて困難であった。

とはいえコーティング厚を厚くすることによって上記の
問題の解決を図ろうとした場合は、凝固遅れによって薄
帯化しない部分を生じ易くなるという欠点があった。

この発明は、上記の問題を有利に解決するもので、ロー
ルの損傷を極力軽減した上で十分な抜熱を達成して健全
な薄帯化を導き、併せてロール寿命の延長も効果的に実
現できる急冷金属薄帯の製造装置を提案することを目的
とする。

（問題点を解決するための手段） この発明の要旨構成は次のとおりである。

ｌ）　冷却ロール対の双方に硬質膜をコーティングする
と、薄帯化しないことがあるので、コーチインクバ一方
のロールのみとし、ここにコーティングは溶射によって
行うものとし、またその厚みは１００μｍ以上、ビッカ
ース硬度：８００以上として、薄帯製造中におけるロー
ル表面の損傷およびコーティング層のはく離を防止する
。

ｌｌ）他方の冷却ロールは、銅または調合金製として十
分な抜熱を行い、安定した薄帯化を達成する。

ｉｉｉ　）金属溶湯を上記の如き冷却ロール対のロール
キス部に供給すると、硬質溶射層のないロールの方の損
耗が大きいので、金属溶湯の注湯流は硬質溶射層をそな
えるロール側に落下させ、しかるのち他方の冷却ロール
に接触させて凝固の促進を図る。

以下この発明を具体的に説明する。

この発明では、ビッカース硬度８００以上で、厚み１０
０μｍ以上の溶射層をロールの表面に被覆することによ
ってロール表面の損傷を低減するが、双方ともに被覆し
た場合は抜熱量の低下によって溶融金属に未凝固部を生
じ薄帯化しないことがある。とくに９．５ｍｍ厚以下の
薄帯の場合はその傾向が顕著である。

したがって第１図に示すように、一方のロールのみに被
覆を施し、もう片方のロールは冷却凝固を促進させる機
能を持たせる意味で銅又は調合金製を使用する。

また第２図に示すように、ロール表面損傷（表面粗度）
が大きくなると、注湯初期にロールへ薄帯が巻付き、薄
帯製造が不可能となるので、表面粗度は１．０μｍ以下
、好ましくは０．５μｍ以下とすることが望ましい。

したがって被覆材料はビッカース硬度（Ｈｖ）で８００
以上の硬い物質でなければならない。というのは硬度が
Ｈｖで８００に満たないと、第３図に示すようにロール
表面粗度が１．０μｍに達し、ロールへの巻付き発生頻
度が高くなるからであり、かかる硬質材料としては、Ｗ
Ｃ系、Ｃｒ３Ｃ２系およびＡ　Ｉ！　２０３系などが有
利に適合する。またかかる硬質被膜の膜厚は１００μｍ
以上とする必要がある。

というのは１００μｍに満たないと被覆層の強度が不十
分で、第３図中に示したように表面粗度は０．５μｍ以
上となるからである。

なおこれらの物質にロール表面密着性を高めるため金属
を混入してもよい。次にかかる硬質被膜の被覆方法とし
ては種々考えられるけれども、たとえばめっき法では１
００μｍ以上にも厚くするとはく離が生じ易くなるので
、この発明では、溶射によって行うものとした。

さらにこの発明では、急冷薄帯を製造する場合において
金属溶湯をロール対のロールキス部に供給すると、硬質
溶射層をそなえるロールは損傷しないけれども、他方の
ロールの損傷が大きいので、かかる損傷を低減するため
に溶融金属性渦流は溶射層のあるロール側に落下せしめ
、しかる後にもう片方のロールに接触させて凝固の促進
をはかることとした。

ところでかかる溶射層は、熱伝導率が低いために、ロー
ル表面温度が高まる傾向にあるが、表面温度が８００℃
を超えると薄帯がロールに焼付くおそれが大きい。

実際双ロールのどちらとも、３００μｍ厚のＷＣ系溶射
を施してＱ、　３ｍｍ厚の薄帯を製造しようとした場合
には、双ロール間の湯溜り高さが２００ｍｍに達し、ロ
ール表面温度が７００℃にまで上昇して焼付き発生の危
険領域に入ったが、この発明装置を用いた場合にはＱ、
３ｍｍ厚の薄帯の製造において双ロール間の湯溜り高さ
は１００ｍｍであり、ロール表面温度も、第４図に示し
たとおり、５００℃以下に抑制できるので、焼付きが生
じるおそれはない。

なお溶射したロールと対をなす他方のロールは、冷却凝
固促進のため銅または銅合金とする必要があることは前
述したとおりであるが、銅または銅合金の場合長時間注
湯すると微細なりラック発生や表面肌荒れのため薄帯の
焼付きが生じ易くなる。

したがって上記の不利を解消するために、溶射ロールと
対をなす他方のロールは抜熱を損なわない程度（抜熱量
の低下を１０％以内に留める程度）であれば、ロール表
面に硬質薄膜を被覆しても差し支えない。かような薄膜
の被覆法としては、めっき法やＰＶＤ法などが有利に適
合し、また被覆厚は１００μｍ以内とするのが望ましい
。

（実施例） 直径：５５０ｍｍの内部水冷式銅合金（Ｃｕ−０，５％
Ｃｒ）製ロールとこのロールの表面に第１表に示す表面
被晋処理を施したロールを用い、従来法または第１表に
示した注湯方式に従って、４．５％５ｉ−Ｆｅ溶湯（ｌ
　ｔｏｎ）から、Ｑ、４ｍｍ厚の急冷薄帯を製造した。

上記の薄帯製造過程における製造状況、製造終了後のロ
ールの表面粗度および表面性状ならびに得られた薄帯の
表面性状について調べた結果を、第１表に併記する。

従来例１は、双ロールとも表面処理なしの場合であるが
、この場合は使用後の冷却ロール表面の肌荒れが大きく
微細クランクも発生していた。

従来例２は、双ロールとも３００μｍ厚のＷＣ系溶射を
実施した場合であるが、この場合は一部薄帯化せずロー
ルへの巻付きが発生したため、注湯量は３００ｋｇで中
止を余儀なくさた。

従来例３は、双ロールとも１００μｍ厚のＷＣ系溶射を
実施した場合であり、この場合は薄帯製造中におけるト
ラブルは無く円滑に注湯できたが、冷却ロールには肌荒
れが見られ寿命は短い。

実施例１は、一方のロールのみ３００μｍ厚の坂Ｃ系の
硬質膜を溶射し、片方は表面処理なしの場合であるが、
この場合は、薄帯製造中にトラブルの発生はなかった。

また使用後の溶射ロール表面の粗度はほとんど劣化して
なく、−刃表面処理の無いロールは幾分表面肌荒れが見
られたがその程度は極めて小さかった。

実施例２は、一方のロールに３００μｍ厚のＷＣ系溶射
片方は１００μｍ厚のＮ＋−Ｃｒめっきを施し、第１図
に示す注湯方式で金属溶湯を供給した場合であるが、こ
の場合も最終まで円滑に操業を実施で゛き、またロール
損傷も軽微であった。

比較例１は、実施例２と同一の表面処理を施したロール
を用い、注湯方式のみ従来法に従った場合であるが、こ
の場合には、Ｎｉ−Ｃｕめっきロールの損傷が著しく、
ロール寿命は短かった。

なお第５図に、従来例１．２および実施例１゜２につい
てそれぞれ、冷却体材料費、加工費、表面研削費、表面
処理費およびロール寿命を考慮してロールコストを算出
した結果を比較して示す。

従来例１では、素材費、同３では溶射費が大きいが、実
施例では少なくとも一方のロール寿命が著しく長くなる
ため、コストは従来例にくらべて４５〜６５％も低減し
ている。

（発明の効果） かくしてこの発明によれば、ロールの損傷を招くことな
しに健全な薄帯化を達成することができ、しかもロール
寿命の延長およびコスト低減も併せて実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に従う急冷金属薄帯製造装置の模式
図、 第２図は、ロールの表面粗度と巻付きの発生状況との関
係を示したグラフ、 第３図は、ロール表面被覆層の硬度と使用後ロールの表
面粗度との関係を示したグラフ、第４図は、急冷金属薄
帯製造中におけるロール表面温度を示した図、 第５図は、ロールコストの比較図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属溶湯を、その注湯ノズルから、高速で回転する
   一対の冷却ロール間に連続して供給し、その急冷凝固を
   強いて薄帯化を導く急冷金属薄帯の製造装置において、 冷却ロール対として、銅または銅合金製ロ ールと、表面に厚さ１００μｍ以上、ビッカース硬度８
   ００以上の硬質溶射層をそなえるロールとを用いかつ、
   注湯ノズルの設置位置を、冷却ロール対のロールキス部
   よりも硬質溶射層付きロール側に片寄せる配置としたこ
   とを特徴とする急冷金属薄帯の製造装置。 ２、銅または銅合金製ロールが、硬質薄被覆層をそなえ
   るものである特許請求の範囲第１項記載の装置。