JPH02247304A

JPH02247304A - Ｎｄ合金注湯用ノズル

Info

Publication number: JPH02247304A
Application number: JP6697689A
Authority: JP
Inventors: Rikuhiro Komiya; 小宮　陸紘; Kazuyuki Tashiro; 和幸田代; Kiyousuke Okita; 沖田　協介
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-03-17
Filing date: 1989-03-17
Publication date: 1990-10-03

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〕本発明は、Ｎｄ合金溶湯を冷却ドラムの外周面に噴射し
て急冷・凝固し、フレーク化するときに使用するＮｄ合
金注湯用ノズルに関する。

〔従来の技術〕

溶融金属を急冷凝固して金属薄帯を製造する方法は、非
晶質合金の開発を契機として利点が注目され、新しい材
料の開発のための手段として脚光を浴びている。この急
冷凝固法による金属薄帯の製造技術は、高温の溶融物質
を高速回転している冷却ドラムの外周面に吹き付けて急
冷し、非晶質或いはそれに近い結晶質の材料を製造する
ものである。この技術によるとき、機械加工が困難な、
たとえば冷間圧延が不可能な材料の薄帯を溶融金属から
直接的に得ることができる。また、通常の冷却手段では
不可能な高温相の非晶質化を室温で実現することができ
る。

他方、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石を急冷凝固法によって
製造する技術として、特開昭５７−２１０９３４号公報
、特開昭６０−９８５２号公報等で紹介された方法があ
る。また、同様な方法が、大学、企業等の研究成果とし
て多数報告されている。しかし、従来の技術は、いずれ
も少量の合金を石英坩堝中で溶解し、急冷凝固させる実
験室規模のものである。

そこで、本発明者等は、第３図に示す設備構成をもった
装置を開発し、注湯容器に関する提案を特願昭６３−３
３３８２９号で行った。この装置においては、装置本体
３１の内部を溶解室３２とフレーク化室３３とに区分し
、それぞれを真空排気装置３４に接続している。溶解室
３２には、高周波コイル３５を備えた溶解容器３６が傾
動可能に配置されている。

溶解室３２とフレーク化室３３とを仕切る仕切り壁３７
にはベローズ３８が装着されてふり、このベローズ３８
に漏斗３９及び注湯容器４０が取り付けられる。

注湯容器４０の下端には噴射ノズル４１が設けられてお
り、注湯容器４０本体及び噴射ノズル４１それぞれを所
定温度に保持するための高周波コイル４２が周囲に配置
されている。なお、高周波コイル４２による注湯容器４
０Φ加熱を効率良く行うため、注湯容器４０と高周波コ
イル４２との間に黒鉛ブロック４３が介在されている。

また、黒鉛ブロック４３と高周波コイル４２との間に外
坩堝４５を配置して、注湯容器４０を支持する。

溶解容器３６で所定量のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金原料を溶
解した後、溶解容器３６を傾動させることによって、Ｎ
ｄ合金の溶湯４４を溶解容器３６から漏斗３９を介して
注湯容器４０に移し替える。なお、溶解室３２の内部は
、溶解室扉４６の開閉によって開放又は封止される。

注湯容器４０に供給された溶？＆４４は、注湯容器４０
底部にある噴射ノズル４１から冷却ドラム４７の外周面
に吹き付けられる。溶１４４は、冷却ドラム４７の外周
面上でパドル４８を形成し、冷却ドラム４７を介した抜
熱によってフレーク４９として飛翔する。このフレーク
４９が、ダクト５０を経てフレーク室５１に集められる
。なお、冷却ドラム４７による溶湯４４の冷却を均一に
行うため、バドル４８形成位置の上流側に研磨ロール５
２及びブラシロール５３を設けている。

フレーク室５１に集められたフレーク４９は、粒鉄を除
去した後、所定のサイズに粉砕されて、磁石材料となる
。

〔発明が解決しようとする課題〕

冷却ドラム４７の外周面に噴射されるＮｄ合金溶湯は、
粘性が高く、酸素親和力も大きい。そのため、噴射ノズ
ル４１から均一な流れとしてＮｄ合金溶湯を供給するこ
とが困難である。たとえば、従来の連鋳て使用されてい
るＡｌｘ０ｓ−グラファイト系の注湯ノズルを使用する
ときには、ノズルを構成する耐火物とＮｄ合金溶湯との
反応が激しく、ノズル内壁に地金が多量に付着する。そ
の結果、ノズルの開口面積が大きく変化することにより
、一定した流量の噴射が安定した条件下で行われない。

その結果、冷却ドラム４７の外周面に形成されるパドル
４８のサイズが変動し、冷却条件が不規則的に変化し、
所定サイズのフレーク４９となる歩留りが低下する。ま
た、短時間で噴出口が閉塞するので、噴射ノズル４１の
交換を頻繁に行う必要が生じ、生産性の低下をもたらす
原因となる。

そこで、本発明は、このノズルの材質として石英を選択
し、かつ噴出口の形状を特定することによって、安定し
た流動状態でＮｄ合金溶湯を冷却ドラムの外周面に噴射
させて高歩留りでフレークを製造すると共に、寿命の長
いＮｄ合金注湯用ノズルを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のＮｄ合金注湯用ノズルは、その目的を達成する
ため、不活性雰囲気中でＮｄ合金溶湯を冷却ドラムの外
周面に噴射するノズルであって、石英製のノズル本体と
、該ノズル本体の先端部に形成した偏平な噴出部と、該
噴出部の長手方向に沿って直列に穿設された多数の円形
噴出口とを備えていることを特徴とする。

〔作用〕

本発明においては、第３図に示した注湯容器４０の下部
にＮｄ合金注湯用ノズルを一体的に形成し或いは注湯容
器４０の下部に取り付ける。このＮｄ合金注湯用ノズル
１は、第１図に示すように下端が偏平となってふり、偏
平下端部２の長手方向に沿って複数の円形噴出口３が直
列に穿設されている。Ｎｄ合金注湯用ノズル１の内部空
間４に供給されたＮｄ合金溶湯は、これら各円形噴出口
３から噴射されて第３図の冷却ドラム４７外周面に流下
する。

このように複数の円形噴出口３からＮｄ合金溶湯が噴出
されるので、大きな流量でＮｄ合金溶湯を冷却ドラム４
７に供給することが可能となる。ここで、単１；溶湯供
給量を大きくするためには、図示した複数の円形噴出口
３に代えて、偏平下端部２にスリットを形成することが
考えられる。しかし、スリットから流出したＮｄ合金溶
湯は、粘性が高いことと表面張力とが相俟って、冷却ド
ラム４７の外周面に到達する前に、特に偏平流の両端部
にあるＮｄ合金溶湯が集合して不均一な厚みをもった流
れとなる。これに対し、円形噴出口３から噴出されたＮ
ｄ合金溶渦流は、当初から表面積の小さな流れとなって
いるので、その流動断面を変えることなく冷却ドラム４
７の外周面に到達する。

そのため、冷却ドラム４７外周面上に形成されるパドル
４８の形状も安定化する。

また、Ｎｄ合金注湯用ノノズルの材質として石英を選択
している。この材質選択によって、円形噴出口３の開口
断面が長期にわたり安定した形状に維持される。その理
由は明らかでないが、本発明者等は、次のように考察し
た。すなわち、溶湯中のＮｄ　と石英の８１０．とが反
応して、円形噴出口３の内壁面にＮｄ２Ｏ，の被膜を形
成する。このＮｄ２Ｏ５被膜は、円形噴出口３の周囲を
構成するＳ　ｉ　Ｏ２と反応して時間経過と共に厚くな
る。しかし、内側部分では新たな反応が生じることなく
、円形噴出口３の有効断面積が一定した値に維持される
。この点、Ａｊ！、０．−グラファイト等の他の材質と
したものにあっては、短時間に円形噴出口３の形状が変
わり、それに伴ってＮｄ合金溶湯の噴出流も形状が変わ
る。

しかも、石英は、高温安定性に優れ、特に熱膨張率が小
さく且つ熱伝導率が低い材料である。したがって、ノズ
ルを石英で作るとき、割れ難く、噴出されるＮｄ合金溶
湯の保有熱を奪って降温させることがない。そのため、
割れに起因した変形がノズル孔に生じることな（、且つ
Ｎｄ　合金注湯用ノズルｌを通過する間にＮｄ合金の温
度低下に起因した粘性の上昇がなく、Ｎｄ合金注湯用ノ
ズル１の内壁面に対する地金付着や溶湯の滞留等がない
。

このようにして、石英で作ったＮｄ合金注湯用ノズル」
においては、円形噴出口３の内径変化が抑えられ、安定
した条件下で一定量のＮｄ合金が噴出される。

偏平下端部２に穿設する円形噴出口３の孔径ｄは、最適
な流量及び整流状態でＮｄ合金溶湯を噴出させ、冷却ド
ラム４７の外周面で瞬間的に凝固させるために、０．７
〜１．２ｍｍとすることが好ましい。

この孔径ｄが０．７ｍより小さいとき、粘性の高いＮｄ
合金溶湯がノズル閉塞を起こし易く、安定した噴射流が
長時間に渡って得られ難く、実用的でない。他方、孔径
ｄが１．２ｍを超えると、多量の溶湯が冷却ドラム４７
に供給されるため、急冷効果が得られず、粒鉄の発生率
が高くなる。

隣接する円形噴出口３間のピッチｐは、各円形噴出口３
から噴出されるＮｄ合金溶渦流相互間の影響を無くし、
且つ噴出されるＮｄ合金の流量を確保するため、３〜２
０１１１とすることが好ましい。

このピッチｐが３關未満となると、個々の円形噴出口３
から噴出した溶湯流が集合したり、円形噴出口３の内径
変化が現れる恐れがある。他方、ピッチｐが２０１１を
超えると、必要量のＮｄ合金溶湯を流出させる上から、
長尺のノズルが必要となり実用的でない。

また、円形噴出口３が形成される偏平下端部２は、２Ｉ
Ｉ１１以上の厚みをもったものにすることが好ましい。

この厚みが２鴎未満であると、偏平下端部２が強度的に
弱くなり、内部空間４に収容されたＮｄ合金溶湯の温度
及び静圧に起因した疲労が顕著になる。他方、厚みが太
き（なり過ぎると溶湯の通過に抵抗が生じ、ノズル閉塞
が発生し易くなり、実用的でないこと等から５順以下に
定められる。通常は、３〜４　ａｒｍの厚みに偏平下端
部２が成形される。

〔実施例〕

石英製のＮｄ合金注湯用ノズル１の下部に、幅１５Ｍ、
長さ１３５ｍ５．厚み３−の偏平下端部２を形成し、偏
平下端部２に孔径ｄ＝０．９ｍＩ＋＋、　　ピッチｐ＝
８ｍｍで１５個の円形噴出口３を穿設した。そして、温
度１４３０℃のＮｄ合金溶湯（Ｎｄ　１２原子％、Ｃ０
５原子％、Ｂ６原子％、ＳｉＯ，３原子％、ＡｌＯ，３
原子％、　　Ｆｅバランス量）　を供給Ｌ１円形噴出口
３かろ噴出させた。そして、円形噴出口３から流出した
Ｎｄ合金溶堝流の太さを測定した。その測定結果を、第
２図に示す。

第２図から明らかなように、一定した流動状態でＮｄ合
金溶湯が円形噴出口３から流出されていることが判る。

そのため、第３図の冷却ドラム４７外周面上での冷却条
件が安定化し、所定の結晶状態をもつフレーク４９を歩
留り良く製造することができた。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明のＮｄ合金注湯用ノズル
は、偏平下端部に多数の円形噴出口を穿設しているため
、安定した流動状態で多量のＮｄ合金溶湯を冷却ドラム
の外周面に供給し、フレーク化することができる。また
、Ｎｄ合金注湯用ノズルの材質を石英としているので、
Ｎｄ　による侵食に起因して円形噴出口の内径が変化す
ることがなく、円形噴出口から流出するＮｄ合合金溶流
流太さも一定したものとなる。その結果、冷却ドラムに
よる急冷・凝固が安定条件下で行われ、高い歩留りでフ
レークが製造される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例のＮｄ合金注湯用ノズルを示し、
第２図はそのＮｄ合金注湯用ノズルの性能を具体的に表
したグラフであり、第３図はＮｄ−Ｆｅ−８合金のフレ
ークを製造する装置全体を示したものである。１：　Ｎｄ合金注湯用ノズル２：偏平下端部３：円形噴
出口　　　　　４：内部空間ｄ：円形噴出口の孔径　　
ｐ：円形噴出口のピッチ３９：漏斗　　　　　　　４０
：注湯容器４７：冷却ドラム　　　　４８：パドル４９
：フレーク

Claims

【特許請求の範囲】

１、不活性雰囲気中でＮｄ合金溶湯を冷却ドラムの外周
面に噴射するノズルであって、石英製のノズル本体と、
該ノズル本体の先端部に形成した偏平な噴出部と、該噴
出部の長手方向に沿って直列に穿設された多数の円形噴
出口とを備えていることを特徴とするＮｄ合金注湯用ノ
ズル。