JPH0139861B2 - - Google Patents

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JPH0139861B2
JPH0139861B2 JP56025479A JP2547981A JPH0139861B2 JP H0139861 B2 JPH0139861 B2 JP H0139861B2 JP 56025479 A JP56025479 A JP 56025479A JP 2547981 A JP2547981 A JP 2547981A JP H0139861 B2 JPH0139861 B2 JP H0139861B2
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JP
Japan
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roll
pair
rolls
hardness
molten metal
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JP56025479A
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English (en)
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JPS57139453A (en
Inventor
Isao Ikuta
Noboru Ishihara
Tateo Tamamura
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Hitachi Ltd
Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Metals Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0139861B2 publication Critical patent/JPH0139861B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0637Accessories therefor
    • B22D11/0648Casting surfaces
    • B22D11/0651Casting wheels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、連続した長尺の金属リボン製造装置
に係り、特に溶融金属を高速回転する一対のロー
ルの間隙部に流下させて急冷凝固させる装置に関
する。
溶融金属から直接長尺のリボン例えば板、箔、
ワイヤなどを製造する方法としては、従来一つの
ロールを用いるいわゆる片ロール法および一対の
ロールを用いるいわゆる双ロール法が知られてい
る。片ロール法でか合金工具鋼、炭素工具鋼及び
純銅などがロール材質として提案されている。特
に工業的な用途の場合には純銅を用い、内部を水
冷構造にしている。双ロール法は互いに近接して
高速回転する一対のロールの間に溶融金属を噴出
させて圧延する方式である。ロール表面の面精度
(粗さ)が直接リボンに転写されるので前記片ロ
ール法に比較して面精度の良好なリボンを得るこ
とができる。
しかし片ロール法に比較して双ロール法では、
製造過程における溶湯飛沫の発生、溶湯によるロ
ール表面の摩耗その他の原因によつてロール表面
が損傷し易く、このためにより大きな硬度のロー
ル材質が必要となる。従来は純銅に比較して硬度
の高い合金工具鋼、高速度鋼等のような鉄系合金
が用いられていた。しかし鉄系合金は熱伝導率が
低いので、ロール内部の水冷構造としてもロール
表面の温度上昇を充分に防止することができず、
工業規模でのリボンの製造には適していなかつ
た。さらに、最近非晶質の金属リボンが磁気ヘツ
ドおよび磁気コアとして次第に用いられるように
なつており、この場合占積率を増大させるために
リボンの板厚を増加させることが望まれている。
しかし、前記鉄系合金をロール材質として用いた
場合には、その熱伝導率が悪いために金属溶湯と
ロール表面との界面の熱伝達係数が小さく、リボ
ンの厚板化が困難である。したがつて、前記双ロ
ール方式のロール材質としては硬度が高くしかも
良好な熱伝導率を備えた材料が望まれているが、
従来かかる特定の目的を満足できる材料は何等知
られていない。
本発明の目的はこのような従来技術の現状に着
目し、双ロール法によつて溶融金属から厚板化し
たリボンを工業規模で量産することを可能にする
連続金属リボン製造装置を提供することにある。
本発明は、双ロール法における一対のロールを
いずれも硬さHv300以上、熱伝導率(20℃)
0.17cal/cm・s・℃以上を有する時効型ベリリ
ウム銅によつて構成したこと、及び双ロールの一
方が他方よりもHv30以上高い硬度を有すること
を特徴とする。
ここで硬さをHv300以上としたのは、これより
低いとロール表面の摩耗が激しくなり従来と同程
度の表面精度を有するものしか得られないからで
ある。又、常温20℃の熱伝導率を0.17cal/cm・
s・℃以上としたのは、これ未満ではロールの表
面温度が上がりすぎ、水冷構造にしても従来の鉄
系ロールと同等の厚さのものしか製造できないか
らである。水冷構造にしてもロール表面の温度が
上がつてしまうため量産化にも適さなくなる。
前記特性を満足する材料としては、時効型のベ
リリウム銅がある。この銅合金は本発明における
ロール材として最適である。ベリリウム銅は、
JIS H 3801〜3803で規定されているようにニツ
ケル、コバルト、鉄などを少量含むことができ
る。又、そのほかにシリコン、アルミニウムなど
を少量含んでもよい。いずれにしても時効型ベリ
リウム銅の本質を損わずに、前記特性を有するも
のであれば、削除ロール法におけるロール材料と
して最適である。
本発明者等は、削除双ロール法に用いられる材
質としてまず熱伝導率の良好な面から銅合金に着
目し、種々の銅合金からなるロールを試作して実
験に供した。
まず純銅およびこれよりも硬度の大きなクロム
−銅合金、銀−銅合金又はジルコニウム−銅合金
からなる一対のロールを用いて双ロール法により
前記リボン原料から連続リボンを圧延製造した
(リボン製造原料の組成および製造条件は下記に
同じ)。これらのロールではリボンを製造するこ
とは一応可能であつたが、第1図に示すようにリ
ボンが通過した領域(L)のロール表面には著し
い塑性変形が生じてロールを以後の圧延に用いる
ことができなかつた。この結果から、前記銅及び
銅合金は熱伝導率の点では良好な材質であるが、
硬度の点で問題があり、双ロール法での使用に耐
えないことが確認された。
前記の実験結果から、銅合金系の中では硬度に
すぐれたベリリウム銅をロール材質として選択
し、同様な実験に供した。
以下の各実験に共通して用いた溶湯の急冷圧延
装置の要部の仕様およびリボン製造原料の組成お
よび製造条件等は次の通りである。ノズル:0.6
mmφ単孔、ロール径:200mmφ、ロール回転数:
2000rpm、ロール間圧力:500Kg、溶湯噴出圧
力:0.5Kg/cm2、リボン製造原料:非晶質金属
Co70Fe5Si13B12(%)20g。製造装置は概略第2
図の構造を有する。符号1はノズルで下部に溶融
金属2の噴出口を有する。図では噴出口より溶融
金属が噴出した状態が示されている。3は高周波
加熱コイル、4は高周波電源、5は溶融金属の噴
出圧力調整装置である。ロール6は円周面を対向
させて2個設けられ、一方のロールには加圧シリ
ンダ7及び荷重計8が取付けられている。ロール
6は矢印方向に回転する。9は凝固した金属リボ
ンを示している。
前記原料からリボンを製造し、製造されたリボ
ンをロールからはずした後、ロール表面のリボン
通過領域におけるウネリを観察した。
第3図AおよびBはロールの双方を硬度Hvを
400に調質したベリリウム銅で形成した場合にお
ける前記ウネリの測定結果を示す。
ベリリウム銅の組成は、ベリリウム2.75重量
%、コバルト0.5重量%、シリコン0.3重量%、ア
ルミニウム0.15重量%、残銅である。図から明ら
かなように、両ロール表面のリボン通過部Lには
前記のような塑性変形は全く認められず、かかる
ベリリウム銅は双ロール方式による溶融金属から
のリボンの製造に適していることが確認された。
第3図中、DAおよびDBはリボン通過領域Lで
の溶湯と各ロールとの摩耗より生じたロール表面
の凹部を示すものであり、さらにこの通過領域L
には溶湯の乱流によつて発生した急激な飛沫によ
る陥没部Fが生じている(図中前記各部L,Dお
よびFの大きさを示すためにスケケールが付記さ
れている)。これら陥没部Fは一回のリボン通過
毎に通常数ケ所程度発生するので、ロール表面を
再研摩することが望ましい。なお、前記陥没部
は、一対のロールの両方とも同一の硬度Hvにす
ると両ロールとも発生する。しかし、一方を高く
し、他方を低くし、その硬度差をHv30以上にす
れば低硬度ロールの方にのみ発生させることがで
きる。
このため、本発明の別の実施例においては、ベ
リリウム銅からなる一対のロールの中一方のロー
ルの硬度Hvを400とし、他方のロールの硬度Hv
を430として両ロール間の硬度差をHv30とした。
第4図はかかるロールについてのロール表面のウ
ネリの状態を示す。図から明らかなように、陥没
部Fは硬度Hv(400)のロールの側のみに発生し、
硬度Hv(430)のロールには発生しない。したが
つて両ロールにかかる硬度差をもたせたことによ
り陥没を修正するための再研摩は主として一方の
低硬度のロールのみについて行なえば良い。尚前
記硬度差は少なくとも30以上であることが好まし
く、これ以下では硬度の高い方のロールにも多か
れ少なかれ同様の陥没部が生じる。
第3図および第4図の比較から明らかなよう
に、両ロール間の硬度差をもたせると、硬度の高
い方のロールでは溶湯によるロールの摩耗によつ
て生じる凹部も減少しているが(DD)、それでも
第4図の場合硬度Hv(430)のロール側になお
0.5μm程度の摩耗が生じることが示されている。
本発明のさらに別の実施例によれば硬度の大き
な側のロールにさらにクロムめつきによる表面処
理を施して前記溶湯によるロール表面の摩耗を避
けるようになされている。
第5図は前記一対のロールの硬度Hvを一方は
400、他方は430とし、かつ高硬度側のロール表面
に硬度Hvが約900のクロムめつき層を約10μmの
層厚で施した場合のリボン通過後のロール表面状
態を示す。第5図に示すように、一方の低硬度側
のロールにおけるリボン通過領域Lの凹部DE
よび陥没部Fが減少すると共にクロムめつきで表
面処理した高硬度側のロール(図中のB)のリボ
ン通過領域Lはほとんど平滑となつて前記凹部お
よび陥没部は全く認められらなくなり、このロー
ルについての再研摩はほとんど不要になる。ここ
でクロムめつきによる表面処理層の厚さは10μm
以下とすることが望ましく、これ以上の厚さでは
溶湯とロール表面との間の熱伝達係数が低下して
内部冷却構造によるロール表面の温度上昇防止効
果が不充分になる。また、表面処理層の硬度Hv
が900以下では被処理ロールについて前記のよう
な凹部の完全な消滅効果が得られなくなる。また
ロール表面にクロム削除めつき層を施することに
よつてベリリウム銅の摩耗粉の発生による公害を
防止することができる。
次に本発明に係る前記ベリリウム銅ロールを用
いた双ロール方式によつて非晶質金属
Fe70Ni8B12Si10(%)からリボンを製造した実験
結果を従来の合金工具ロールを用いた場合と比較
して第6図に示す。各ロールはいずれも内部冷却
構造とし、かつ噴出ノズルとしては多孔ノズルを
用い、ロール回転数と溶湯噴出圧力とは種々に変
化させて、得られるリボンの厚さTと幅Wとの関
係および非晶質化の程度を測定した。金属の溶解
量はベリリウム銅ロールを用いる場合には200g
とし、一方合金工具ロールを用いる場合には500
gとした。合金工具ロールで50g以上の溶解量と
すると、冷却効果の低下によつてロール温度が上
昇して非晶質化が困難になる。第6図中、点線
は合金工具RATSを使用した場合の非晶質AMPと
結晶質CRYとの境界線を示し、実線はベリリ
ウム銅ロールRBeCuを使用した場合の非晶質AMP
と結晶質CRYとの境界線を示す。
第6図から明らかなように、本発明におけるベ
リリウム銅ロールを用いる場合には非晶質化する
境界での板厚が従来の合金工具ロールを用いる場
合に比較して約1.5倍に増大する。尚図示の測定
はリボン先端から5mの位置で行なつたものであ
るが、従来の合金工具ロールで幅20mm以上のリボ
ンを製造した場合には、ロールの温度上昇によつ
て5m以降の位置で多くの部分が結晶質化してい
た。これに対して本発明によるベリリウム銅ロー
ルの場合では、リボン末端まで全く結晶質が観察
されない。これはロール内部の水冷効果が優れて
いることを示し、これによつて工業的な規模でリ
ボンの製造が可能となる。
以上のように本発明によれば、双ロール方式に
よる溶湯の急速冷却圧延において厚板のテープを
工業的な規模で量産することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例に用いるロールの表面状態を示
す図、第2図は本発明の一実施例を示す概略正面
図、第3図ないし第5図は夫々本発明の実施例に
用いるロールの表面状態を示す図、第6図は本発
明実施例および従来ロールによつて製造されるテ
ープの状態の測定結果を示す図である。 1……ノズル、2……溶融金属、6……ロー
ル、9……金属リボン。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一対の回転ロール、前記一対の回転ロールの
    間隙部の上方に位置し下部に溶融金属噴出口を有
    するノズル、および前記一対の回転ロールの加圧
    手段を具備し、加圧された前記一対の回転ロール
    の間隙部に溶融金属を受けて急冷凝固させる連続
    金属リボン製造装置において、前記一対のロール
    がいずれもHv300以上、熱伝導率(20℃)
    0.17cal/cm・s・℃以上を有する時効型ベリリ
    ウム銅からなり且つそのうちの一方が他方よりも
    Hv30以上高い硬度を有することを特徴とする連
    続金属リボン製造装置。 2 一対の回転ロール、前記一対の回転ロールの
    間隙部の上方に位置し下部に溶融金属噴出口を有
    するノズル、および前記一対の回転ロールの加圧
    手段を具備し、加圧された前記一対の回転ロール
    の間隙部に溶融金属を受けて急冷凝固させる連続
    金属リボン製造装置において、前記一対のロール
    がいずれも硬さHv300以上、熱伝導率(20℃)
    0.17cal/cm・s・℃以上を有する時効型ベリリ
    ウム銅からなり、そのうちの一方は他方よりも
    Hv30以上高い硬化を有し且つ高硬度側のロール
    表面にクロムめつき層を有することを特徴とする
    連続金属リボン製造装置。
JP2547981A 1981-02-25 1981-02-25 Continuous producing device for metallic ribbon Granted JPS57139453A (en)

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JPS57139453A JPS57139453A (en) 1982-08-28
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