JPH01254358A - 急冷金属薄帯の搬送方法 - 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、製造後の急冷金属薄帯を巻取リールへと導
く搬送方法に関する。

急冷金属薄帯、例えばアモルファスリボンのような高速
で連続して生産される薄帯の製造後の搬送には技術上の
難点が多いが、この発明は巻取リールへ至る搬送案内の
安定化を実現しようとするものである。

（従来の技術） 例えばアモルファスリボンの製造は、金属溶湯を高速回
転する冷却ロール表面で急、冷凝固させ、連続的に薄帯
を製造するものである。特に厚さ３０μｍ程度のアモル
ファスリボンの製造は冷却ロールの周速が２０〜４０ｍ
／ｓ前後において実施されている。

この様な高速下で製造される薄帯を巻取るために薄帯を
搬送誘導するには特別の工夫が必要となる。

特開昭５９−４３７７２号公報にはへん平な方形断面の
空洞を仕切ったダクト様の搬送空間から駆動流体として
空気を吹き出し、その高速流体の周辺環境に対しての圧
力低下の影響によりダクト内に周辺流体を吸引し、薄帯
を円滑にダクト内に導入して搬出することが開示されて
いる。この技術は冷却ロールより安定に薄帯が剥離し、
周辺環境流体に乱れがない場合には逐次搬送を行えるが
、ダクト内に薄帯がつまるか、または薄帯の冷却ロール
での剥離点が不安定に上下する場合にはダクト入側で薄
帯が切断する。

一方、特開昭５９−１３８５７２号公報には２個のブラ
シロールにより薄帯を搬出し、かつ摺動抵抗により張力
を付加することが提案されているが、ブラシロールの回
転速度が３Ｏｎ＋／Ｓ以上であり、薄帯の進行が不安定
で、例えば張力差などにより容易に蛇行が生じるため、
連続的に薄帯を搬出する事がむずかしい。さらに適切な
張力を付加するためには、上下ブラシロールに大きな圧
下力を負荷する必要があり、薄帯の破断も発生しやすい
。

また、実開昭６１−１６７２４８号公報では上下ピンチ
ロール、エアーノズルおよび案内コンベアの組合せから
なる薄帯の搬送装置が提案されているが、薄帯の蛇行修
正装置がな（、高速通板は不可能である。さらにこの装
置では冷却ロール以降に張力付加装置が次々と配置され
ており、巻取り初期の大きな張力が発生し、冷却ロール
とピンチロール間の薄帯切断は免れない。

（発明が解決しようとする課題） 例えば金属溶湯を高速で回転する冷却ロール表面で急、
冷凝固させ、連続的に製造した急冷薄帯なとの薄帯を搬
送する際に蛇行を修正し、かつ適切な張力を付加して安
定した搬送を実現し得る装置について提案することが、
この発明の目的である。

（課題を解決するための手段） この発明は、溶融金属の急冷凝固に供する冷却ロールと
巻取リールとの間に配置した、ブラシロールおよびソリ
ッドロールの対になるピンチロールに、冷却ロール表面
で溶融金属を２．冷凝固させて製造した急冷薄帯を通し
搬送するに当り、急冷金属薄帯に加わる張力を２〜８　
ｋｇｆの範囲に制御しつつ、搬送することを特徴とする
や、冷金属薄帯の搬送方法である。

また張力の制御は、ブラシロールのソリッドロールへの
押込量、ブラシロールの圧下力およびブラシロールと冷
却ロールの周速比、のいずれか少なくとも１つを調整し
て行うのが有利である。

この発明で押込量とは、ブラシロールとソリッドロール
の両外周面が接触を開始した時点の両ロール間の軸芯間
距離を０とし、それからさらに圧下を加え、ブラシロー
ルが変形することで押込まれ、両ロール間の軸芯間距離
は狭くなり、この距離の縮み量を°゛押込量°゛と定義
する。

さて第１図にこの発明に有利に適合する搬送装置を示す
。この装置はブラシロール１ａとソリッドロールｌｂと
からなるピンチロール１をそなえ、ブラシロール１ａの
回転軸２に取付けたアーム３の一端を回動自在に固定し
他端を圧下シリンダー４にて上下させ、ブラシロールｌ
ａをソリッドロール１ｂに押付けることができる。なお
ソリッドロール１ｂは蛇行防止に有利なりラウンロール
に加工してあってもよい。

ブラシロール１ａは、ロール軸の周面に例えば鉄やステ
ンレス鋼などの金属製の線材を植毛してなり、とくに線
材を帯状にらせん形で植毛するに当り、中心振分けでロ
ール軸両端から中心部に向けて巻付は方向がロール軸の
一端側と他端側とで逆になる（ダブルヘリカル巻付け）
ようにすることが好ましい、この構造によって、ロール
間を通る薄帯を常にロール胴中心部に位置させ、蛇行を
防ぎ搬送の安定化をはかることができる。なお、搬送す
る薄帯の材質等によりブラシ材質を上記以外のものを適
宜選択して良く、また薄帯の搬送速度や蛇行の程度によ
って、ソリッドロールにクラウンを付すか、否か、およ
び、ブラシロールのブラシをダブルヘリカル巻付けとす
るか否かは適宜選択すればよい。

ブラシロール１ａをソリッドロール１ｂへ押付けること
によって、両ロール間を通る薄帯５に張力を付与するが
、張力は張力計６８にて、また圧下力はロードセル６ｂ
にて測定することができる。

次に上記した装置を用いて、急冷法により得られた薄帯
を巻取装置まで搬送する際の手順を、第２図に基いて具
体的に説明する。

図中７は冷却ロール、８は冷却ロールｌの周面に金属溶
湯を供給するノズル、５は薄帯、９は空気の噴出によっ
て冷却ロール７から薄帯３をはく離するエアーナイフ、
１０はデフロール、１１は冷却ロール７の接線方向に向
いた吸込口をそなえるダクトフード、１はダクトフード
６の後方に配したピンチロールで１ａはブラシロール、
１ｂはソリッドロール、１２はピンチロールの下流に配
したファン、１３はピンチロール１およびファン１３か
らなる誘導装置１４の移動を担う台車、１５は巻取装置
で、１６は公転軸、１７．１８はカローゼルリール、１
９はスウィングアーム、２０はデフロール、２１はナイ
フ、２２は押えロール、２３はダンサ−ロール、２４．
２５はデフロールそして２６は張力分断装置である。

さて同図Ｃａ’）に示すように、ノズル８から注湯され
た溶湯は、冷却ロール７の表面で急速凝固され薄帯５と
なる。ついで冷却ロール７表面に付着して回転する薄帯
５を、エアーナイフ９により冷却ロール７からはく離す
る。はく離された薄帯５をダクトフード１１から回転す
るブラシロール１ａおよびソリッドロール１ｂ間の開口
部に導入し、その後薄帯５の非定常部である先端はファ
ン１２により粉砕される。一方残った定常部の薄帯５は
ブラシロールｌａおよびソリッドロール１ｂ間にて圧下
され張力が付加される。この状態では薄帯５はパスライ
ンが安定し、デフロール１０に接触しながら冷却ロール
７からのはく離が進行する。

次に台車１３を介して誘導装置１４を、薄帯５への張力
付与を維持しながら巻取装置１５の方向へ移動する。こ
のとき、ピンチロールの周速ｖ１、薄帯の搬送速度Ｖｔ
および台車の移動速度Ｖ、の関係は、Ｖ、＞　Ｖ、＞＞
　Ｖ、とすることが好ましい。

同図（ｂ）は薄帯５を巻取装置１５に通板した後でカロ
ーゼルリール１７．１８に巻付ける直前の状態を示し、
台車１３が巻取装置１５の後方まで進んだ後、張力制御
のために、ダンサ−ロール２３、デフロール２４．２５
、張力分断装置２６、デフロール２７およびデフロール
２０に薄帯５を接触させ、巻取り準備に入る。そして公
転軸１６を回転させ、最初のカローゼルリール１７を薄
帯５に接近させる。

ついで同図（Ｃ）に巻取り直前の状態を示すように、ナ
イフ２１にて薄帯５を切断して誘導装置の側の薄帯を切
離し、同時に押さえロール２２で薄帯５をカローゼルリ
ール１７に押し付ける。カローゼルリール１７は、薄帯
の巻付は機能をそなえ、連続巻取りが開始されるわけで
ある。

なお、ダンサ−ロール２３の位置を検出しかつそれを適
正範囲に調節することによって、カローゼルリールの速
度を制御し、よって薄帯に適切な張力を付与することが
有利である。

また張力分断装置２６は、ラインの張力を分断し、張力
分断装置２６とカローゼルリール１７間を巻きに必要な
高張力に、そして張力分断装置２６と冷却ロール７間を
低張力に保持する役目を担う。

（作　用） この発明は、薄帯を巻取装置に巻付けるまでの一連の動
作のうち、冷却ロールからはく離された薄帯をダクトフ
ードから回転するピンチロール間に誘導して張力を付与
する初期通板および、台車を介してピンチロールによる
薄帯への張力付与を維持しながら巻取装置への移動を行
う搬送移動において、薄帯へ付与する張力を２〜８　ｋ
ｇｆの範囲で制御して安定した搬送を実現するものであ
る。

ここで薄帯に付与する張力を２〜８　ｋｇｆの範囲とし
たのは、張力２　ｋｇｆ未満では薄帯に緩みを生じピン
チロールもしくはその手前のダクトフード内で蛇行が発
生し、ダクトフードの壁に薄帯がぶつかったり、ピンチ
ロールからはみ出したりして板破断を生じ、安定した搬
送ができない。

さらに冷却ロールからの薄帯のはく難点の変動、板厚の
変動によりその張力変動が大きくなった場合薄帯の上下
の振動が大きくなり、パスラインが不安定になる。この
ため、ピンチロール前方で板破断が生じるといったトラ
ブルに至る。

一方、張力８　ｋｇｆをこえると薄帯の欠陥（クランク
、ピット）によるピンチロール内での板破断あるいはブ
ラシロールもしくはソリッドロールと薄帯との摩擦係数
の上昇による急激な張力変動もしくはロールへの巻付き
により板破断が生じ、安定した搬送が実現できない。

さて初期通板においては、ブラシロールの押込量、圧下
力およびピンチロールと冷却ロールの周速比を所定値に
調節して薄帯に適正な張力を付与する。

ついで搬送移動において、薄帯の冷却ロールからのはく
離位置が変動すること、薄帯に板厚偏差が生じることお
よび薄帯の蛇行などにより、薄帯に付与されている張力
が変動して適合範囲を外れた場合は、ブラシロールの押
込量、圧下力およびピンチロールと冷却ロールの周速比
のいずれか少なくとも１つを調整して張力制御を行う。

次に第１図に示した搬送装置のブラシロールとソリッド
ロールとの間に、幅１００　ｍｍ、厚さ３０μｍの薄帯
を通板するに当り、（１）ブラシロールの押込量２、（
２）ブラシロールの圧下力、（３）ピンチロールと冷却
ロールの周速比をそれぞれ変化させて薄帯に付与される
張力の変動を調べた実験について述べる。

第３図は、初期通板時のブラシロールの押込量と張力と
の関係を示す。この実験に供したブラシロールの外径は
２００〜３５０　ｍｍで、またピンチロールと冷却ロー
ルの周速比は１．０とした。

同図から、ブラシロールの押込量と張力との間には明確
な相関があり、薄帯に付与する張力を２〜８ｋｇｆの範
囲に制御するには押込量を所定の範囲に調整すればよい
ことがわかる。しかし同図には押込量の適正範囲は、ブ
ラシ材質や線径により異なることも示され、選択したブ
ラシロールに応じた調整が必要になる。

またブラシロールの圧下力は、ピンチロールが通常のソ
リッドロール対である場合は、押込量と同様に扱うこと
ができるが、この発明で用いるピンチロールは一方がブ
ラシロールであるため、ブラシロールの材質や線径、使
用履歴又はロールへの負荷状態などの条件によって、押
込量と圧下力とが確実に対応しない場合が多い。したが
ってブラシロールの圧下力を調整して張力制御を行うこ
ともを効で、両者の相関は第４図に示す通りである。同
図の実験は０．１ｍｍφのステンレス鋼線材のブラシロ
ールを用い、またピンチロールと冷却ロールの周速比は
１．０とした。この他にも種々の線材のブラシロールを
用いて同様の実験を行ったところ、周速比１．０の下で
は圧下力を１０〜１００　ｋｇｆの範囲にすることが張
力を２〜８　ｋｇｆに保持するのに有利であることがわ
かった。

また第５図に、プラス合金線材（０，２ｍｍφ）を用い
たブラシロールを１ｍｒｒｌの押込量で押込んだ際の冷
却ロールとピンチロールの周速比と張力との関係を示す
。同図から、周速比が１．０未満では張力は２　ｋｇｆ
未満と緩く、−刃用速比が１．３をこえると張力は８　
ｋｇｆをこえて板破断が生じることがわかる。この他に
も各種のブラシロールについて同様の実験を行ったとこ
ろ、押込３１１ｍｍの下では周速比１．０〜１．３の範
囲に調整することが張力を２〜８　ｋｇｆの範囲に保持
するのに有利であった。

（実施例） 災詣炭土 下記に示す構成になるソリッドロールおよびブラシロー
ルを適用した第１図の搬送装置を用い、急冷法によって
作成されたＦｅ　−３ｉ　−Ｂアモルファス合金の薄帯
を巻取リールへソリッドロールおよびブラシロールの周
速：３３ｍ／ｓにて搬送するに当り、初期通板における
ブラシロールの押込量、圧下力およびピンチロールと冷
却ロールノ周速比を表１に示すように変化させたときの
張力、蛇行量および安定性について調べた結果を、表１
に併記する。なお比較として、ブラシロール対を用いる
例およびソリッドロール対を用いる例についても同様の
測定を行った結果を表１に併記する。

記 （１）　　ソリッドロール（クラウンロール）ロール径
　中央部：２０１ｍｍ 両端部：　２００　ｍｍ ロール軸長：　２５０　ｍｍ ロール材質：５４５Ｃ （２）ブラシロール ロール径　：　２００ｍｍ ロール軸長７２５０ｍｍ ロール軸径：　５０　ｍｍ ロール軸材質：５４５Ｃ ブラシ用線材径：０．１ｍｍ ブラシ用線材の材質ニステンレス ブラシ用線材の巻付は構造： ブラシロールの胴長中心振分けで、薄板の進行方向に対
して薄板の中心に向う左巻、右巻きのダブルヘリカル巻
付け 次に薄帯の初期通板およびその後の搬送移動における、
張力変動を制御した例および比較例を示す。

災施汎叉 下記に示す構成になるソリッドロールおよびブラシロー
ルを適用した第１図の搬送装置を用い、急冷法によって
作成されたＦｅ−３ｉ−Ｂアモルファス合金の薄帯を巻
取リールへ搬送するに当り、薄帯に４　ｋｇｆの張力を
付与して初期通板を行ったところ、初期通板後２秒経過
した時点で張力変動が生じたが、押込量を調整すること
によって、第６図に示すように終始張力変動の小さい安
定した巻取りを行うことができた。なお初期通板条件は
押込量：０．５ｍｍ、圧下力２０ｋｇｆおよび周速比１
．２とした。

（１）ソリッドロール（フラットロール）ロール径　：
８０１１ＩＩ１１ ロール軸長：　１７０　ｎｕｎ　　　ロール材質：５４
５Ｃ（２）ブラシロール ロール径：　８０ｍｍ　　ロール軸長：　１７０　ｍｎ
＋ロール軸径：　２５ｎ＋ｍ ロール軸材質：５４ｓｃ　　ブラシ用線材径７０．２　
ｍｎ＋ブラシ用線材の材質ニステンレスファイバーブラ
シ用線材の巻付は構造：密接スパイラル巻付（ブラシロ
ールの胴長方向に右もしくは左巻付け） ル較■上 下記に示すソリッドロールの対になるピンチロールを適
用した搬送装置を用い、Ｆｅ−３ｉＢアモルファス薄帯
をピンチロールに誘導し、薄帯を捕獲したところ、第７
図の様な張力変動が生じ、薄帯が数秒後に切断し、巻取
リールに搬送できなかった。

記 （１）ソリッドロール（上ビンチロール−クラウンロー
ル） ロール径　中央部：８３■　両端部：８ｏＩＩ１ｍロー
ル軸長：　７０ｍｍ　　ｏ　−ＪＬ／材質：５４５Ｃ（
２）ソリッドロール（下ビンチロール−フラットロール
） ロール径８８０１１１１Ｍロール軸長：　７０ｍｍロー
ル材質：５４５Ｃ 比較例２ 下記に示すブラシロールの対になるピンチロールを適用
した搬送装置を用い、Ｆｅ−３ｉ−Ｂアモルファス薄帯
をピンチロールに誘導し、薄帯を捕獲したところ、第８
図の様な張力の緩みが生じ薄帯が蛇行し、結局は切断し
巻取リールに搬送できなかった。なお冷却ロールとピン
チロール（ブラシロール）の周速比が０．９と低下した
ため薄帯にたるみが生じこのため周速比を１．０以上に
し、圧下力を２０ｋｇｆ以上に設定したが、張力の緩み
は解消されず薄帯の切断は回避できなかった。

記 ブラシロール（上、下とも） ロール径：　８０ｍｍ　　ロール軸長：　１７０　ｍ＋
ｎロール軸径：　２５ｍｍ　　ロール軸材質：５４５Ｃ
ブラシ用線材径：０．２ｍｍ　　　ブラシ用線材の材質
ニステンレスファイバー ブラシ用線材の巻取は構造：密接スパイラル巻付は 止較凱主 実施例１と同一の構成になるソリッドロールおよびブラ
シロールを適用した第１図の搬送装置を用い、急冷法に
よって作成されたＦｅ−３ｉ−Ｂアモルファス合金の薄
帯を巻取リールへ搬送するに当り、圧下力１００　ｋｇ
ｆ　、ピンチロールと冷却ロールの周速比１．３で薄帯
を捕獲し、張力８　ｋｇｆで初期通板した後２秒後に巻
取リールへ移動したところ、冷却ロールでのはく乱点が
変動し、圧下力が１５０　ｋｇｆに上昇し、圧下力を低
下させる前に薄帯が切断して巻取れなかった。

（発明の効果） 以上述べたようにこの発明によれば、単ロール法あるい
はメルトドラッグ法などに代表される２゜冷薄帯例えば
アモルファスリボンのような高速で連続的に生産される
薄帯を冷却ロールからはく離した後巻取リールに至る搬
送過程で蛇行を修正し、かつ適切な張力を付加すること
で安定した搬送を実現し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に従う搬送装置の説明図、第２図（ａ
）〜（ｃ）は薄帯の搬送手順を示す説明図、 第３図は張力とブラシロールの押付は量との関係を示す
グラフ、 第４図は張力と、ピンチロールと冷却ロールの周速比と
の関係を示すグラフ、 第５図は張力とブラシロールの圧下力との関係を示すグ
ラフ、 第６〜８図は薄帯搬送時の張力と変動を示すグラフであ
る。 １・・・ピンチロール　　　１ａ・・・ブラシロールｌ
ｂ・・・ソリッドロール　　２・・・回転軸３・・・ア
ーム　　　　　　４・・・圧下シリンダー５・・・薄帯
　　　　　　　６ａ・・・張力計６ｂ・・・ロードセル
　　　　フ・・・冷却ロール８・・・ノズル　　　　　
　９・・・エアナイフ１０・・・デフロール　　　　１
１・・・ダクトフード１２・・・ファン　　　　　　１
３・・・台車１４・・・誘導装置　　　　　１５・・・
巻取装置１６・・・公転軸 １７．１８・・・カローゼルリール １９・・・スウィングアーム　２０・・・デフロール２
１・・・ナイフ　　　　　　２２・・・ダンサ−ロール
２３．２４・・・デフロール　　２６・・・張力分断装
置特許出願人　　川崎製鉄株式会社 第１図 第３図 第４図 ピッチロール臣下刃（ｋｌ） 第５図 第６図 ０１２Ｂ４５６ 時間（Ｓｅｃ　） 第７図 第８図 時間（Ｓｅｃ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、溶融金属の急冷凝固に供する冷却ロールと巻取リー
   ルとの間に配置した、ブラシロールおよびソリッドロー
   ルの対になるピンチロールに、冷却ロール表面で溶融金
   属を急冷凝固させて製造した急冷薄帯を通し搬送するに
   当り、急冷金属薄帯に加わる張力を２〜８ ｋｇｆの範囲に制御しつつ、搬送することを特徴とする
   急冷金属薄帯の搬送方法。 ２、張力の制御は、ブラシロールのソリッドロールへの
   押込量、ブラシロールの圧下力およびピンチロールと冷
   却ロールの周速比、のいずれか少なくとも１つを調整し
   て行う請求項１に記載の方法。