JPH03114637A - 急冷金属薄帯の製造方法 - 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］ 本発明は急冷金属薄帯の製造方法に関し、さらに詳しく
は単ロール法によって製造された非晶質金属薄帯などの
急冷金属薄帯を、冷却ロールから剥離し、巻取装置で工
業的に安定に安価に、巻取る方法に関する。

［従来の技術］ 近年、単ロール法や双ロール法などの液体急冷法によっ
て、溶融金属（合金を含む。以下同じ。）を直接金属薄
帯に加工する製造技術の開発が進められている。

これらの直接製板技術における重要な要素技術の第一は
板厚の均一性や表面性状などに関する製板技術そのもの
であるが、工業的な生産を考えた場合には、それと同等
に重要な要素技術として、コイル状に巻き取るための巻
取技術の確立が肝要である。

単ロール法によって非晶質合金薄帯を製板する場合、注
湯ノズルから射出された溶融金属は高速回転する冷却ロ
ール表面に超急冷凝固されて非晶質合金薄帯になるとと
もに、冷却ロール表面に密着して一緒に回転する。した
がって冷却ロールから剥離するための何らかの手段を有
しないかぎり、冷却ロール表面に巻きついた非晶質合金
薄帯は一回転したのち、注湯ノズルに衝突して、多くの
場合セラミックス製のノズルを破損することになる。こ
のようなトラブルを避けるために、冷却ロール円周上に
おいて、注湯ノズルから半周ないし３／４周下流側の位
置に空気や窒素などのガスナイフを設置して、非晶質合
金薄帯を冷却ロールから剥離することが従来から行われ
ている。

巻取装置の配置には、大きく分けて２種類ある。すなわ
ち特開昭５７−９４４５３号及び特公昭５９−３４４６
７号公報のように、巻取機を冷却ロールに接近させて非
晶質合金薄帯を巻き取る近接配置と、特開昭５６−１２
２５７号、同５９−１３８５７２号公報及び特開平１−
１４３７２０号公報のように、巻取機を冷却ロールから
遠方に位置させる遠隔配置である。

何れにしても、冷却ロール表面での超急冷凝固により製
造された非晶質合金薄帯は冷却ロール表面に密着して回
転し、ガスナイフにより冷却ロールから剥離されると、
冷却ロールからほぼ法線方向に飛翔する。次いで、冷却
ロールから剥離して飛翔する非晶質合金薄帯を磁力、接
着テープあるいは伯の何らかの手段によって巻取装置に
巻き伺け、さらに巻取装置で巻き取っている最中もガス
ナイフからの高速気流を剥離点に作用させることが行わ
れている。

このようにガスナイフを常時稼動させている理由は、急
冷金属薄帯の巻取り中に突然発生するかもしれない薄帯
の破断と、それに付随して生じる急冷金属薄帯の冷却ロ
ールへの巻き付き及び注湯ノズルの破損を恐れるからで
ある。

［発明が解決しようとする課題］ 以上述べたように、これまで単ロール法による急冷金属
薄帯の製造に際しで、ガスナイフによる急冷金属薄帯の
剥離は製板の全過程を通して行われるのが常であった。

その結果、急冷金属薄帯の巻取り中に突然薄帯が破断し
たとしても、それに付随して生じる急冷金属薄帯の冷却
ロールへの巻き付き及び注湯ノズルの破損を防止するこ
とができた。

反面、大量のガスの使用によるコスト上昇、高速気流に
よる設備周辺での騒音問題、及び高速気流であるガスナ
イフによる搬送リボンへの外乱などの感作用も存在して
いた。

本発明の目的はこのようなガスナイフの悪い面を取り除
くことにある。

［課題を解決するための手段］ 急冷金属薄帯が冷却ロールに密着して製造される単ロー
ル法においては、ガスナイフによる急冷金属薄帯の剥離
は製板の全過程を通して行われるので、コスト上昇、騒
音問題、及び搬送リボンへの外乱などが問題になってい
た。この問題の根本的な解決方法はガスナイフを使用し
ないことである。

しかしながら、機械的な剥離手段では、非晶質合金のよ
うに極めて薄くしかも密着力の大きい急冷金属薄帯を冷
却ロールから剥離することは不可能であった・ 本発明で提案する方法は極めて単純である。しかしなが
ら急冷金属薄帯の冷却ロールへの巻き付きを恐れて、こ
れまで誰も行わなかった方法でもある。すなわち本発明
は、高速回転する冷却ロル表面に、溶融金属をノズルか
ら射出して急冷凝固させ急冷金属薄帯を製造するに際し
、■　射出当初において、冷却ロール表面に密着して製
造される急冷金属薄帯をガスナイフにより剥離する工程
、 ■　ピンチロール又は巻取機によって急冷金属薄帯を把
持し、薄帯に張力を付与した後にガスナイフによる剥離
を停止し、前記張力によって急冷金属薄帯を冷却ロール
から剥離する工程 の２工程を有することを特徴とする急冷金属薄帯の製造
方法である。

さらに上記方法において最終的に製板または巻取を停止
するに先立ち、ガスナイフによる急冷金属薄帯の剥離を
再開することを特徴とする急冷金属薄帯の製造方法であ
る。

［イ乍用］ 本発明は、工業的な操業実験の中から得られた。この工
業的な操業実験とは、広幅の非晶質合金薄帯を少なくと
も１０分以上にわたって製板し、かつこれを連続的に巻
き取る実験である。

本発明を実施するには長時間の製板・巻取りが前提とな
り、実験室的な短時間の製板実験においては本発明の意
義がないことは明らかである。すなわち長時間の安定な
製板・巻取りを実現することができたことによって、は
じめて本発明の必要性及び技術思想が生じたのである。

近年においては非晶質合金薄帯を連続的に製板すること
自体はさほど困難なことではない。しかしながら連続的
に製板することと、連続的に巻取り、コイル状の非晶質
合金薄帯を作製することは同義ではない。ある張力のも
とて非晶質合金薄帯を巻取っている場合、瞬間的な破断
が生じたとき、あるいは部分的なりラックが存在したと
き、巻取りを持続することはできない。

単なる製板実験では極めて高速に多量の薄帯が作製され
るため、長時間にわたって操業した場合に生ずる可能性
のある非晶質合金薄帯内における部分的なりラックの形
成を判断することができないことは勿論のこと、瞬間的
な破断てさえもその存在を判断することは決して容易で
はない。

連続巻取りを前提にする場合、製板状況に対して極めて
厳しい評価を下さなければならないのである。

［実施例］ 第１図は注湯ノズル１から射出された溶融金属が高速回
転する冷却ロール２の表面において超急冷されて凝固し
、非晶質合金薄帯３を形成したのち、この非晶質合金薄
帯３がガスナイフ４によって冷却ロール２から剥離され
、巻取機（図示せず）側に飛翔する様子を示している。

第１図中には図示しない巻取機またはピンチロール７に
よって張力を与えられ、デフレフクロール５の位置でパ
スラインを形成している際の非晶質合金薄帯３ａの状況
も点線で示されている。

第２図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本出願人が特開平１−
１４３７２０号公報において先に開示した急冷金属薄帯
の製造装置である。この装置は本願発明を好適に実施す
ることができる装置である。この装置によって、本発明
方法について非晶質合金薄帯の製造例を具体的に説明す
る。

第１図の装置を用い、充分に予熱したタンデイツシュ２
４内に１３００℃に保持したＦｅ７ｑＭｎｔ　Ｂ１２５
１７Ｃ１組成（原子％）の溶融合金を供給したのち、注
湯ノズル１上方のストッパ２５を開放して、注湯ノズル
ｌの開口スロットから、２５ｍ／秒で高速回転する内部
水冷型の銅合金製冷却ロール２の表面上に、溶湯を気に
射出したところ、冷却ロール２面に密着して１００ｍｍ
幅の非晶質合金薄帯３が作製された。

次いで、圧縮機によって加圧された後圧力調整弁により
約３ｋｇ／ｃｒｎ’に制御された空気の面状高速気流か
ら成るガスナイフ４によって、冷却ロル２面に密着した
非晶質合金薄帯３を剥離し、巻取装置側に飛翔させた。

第２図（ａ）に示すように、台車９上のビンチロール７
によって、この飛翔する非晶質合金薄帯３を捕捉したの
ち、第２図（ｂ）に示すように、台車９を巻取装置１１
の後方まで移動させ、非晶質合金薄帯３を搬送し、ダン
サロール１９、デフレフクロール２０．２１、スイング
アーム１５、デフレフクロール１６で張力を調整し、次
に公転軸１２を公転させ、押えロール１８で押え、ナイ
フ１７で切断し、第２図（ｃ）に示すように冷却ロール
２と同速で回転する巻取装置１１の力ロゼルリール１３
または１４に接着させて巻取りを始めた。巻取装置１１
による巻取り張力を張力分断装置２２により冷却ロール
側張力を２〜４ｋｇ／　ｃ　ｒｎ”に制御したところ、
安定なパスラインが形成され、連続的な製板・巻取りが
実現された。

しかしながらデフレフクロール５近傍でのパスラインは
第１図の点線で示す非晶質合金薄帯３ａのような軌跡を
描かず、ガスナイフ４の圧力によって下方にカテナリを
とり、しかも絶えず上下の振動を繰り返した。またガス
ナイフ４出口での高速気流によって、設備の周辺では会
話が不可能な程、騒音が著しかった。そこで安定な巻取
が開始したことを確認してから、ガスナイフ４の高速気
流を停止したところ、点線で示す非晶質合金薄帯３ａの
ようなパスラインが極めて安定に形成された。同時に烈
しい騒音は消失し、冷却ロールと巻取機を回転させる低
いモーター音のほかは全くの静寂が得られた。

この状態で約２０分はど製板を持続してから、ガスナイ
フ４の使用を再開し、また鋳造を停止するために注湯ノ
ズルｌを冷却ロール２から移動させた。これによって製
板は終了し、尾端の薄帯は冷却ロール２に巻きつくこと
なくガスナイフ４によって、冷却ロール２から剥離して
飛翔した。そのため製板中は勿論のこと、製板終了時で
も注湯ノズルｌが破損することはなかった。

また、同様の実験において、ガスナイフ４の高速気流の
停止を、ピンチロールによる急冷金属薄帯への張力付与
後に行い、その後巻取装置による巻取を行ったところ、
前述と同様の好ましい結果が得られた。

１ 以」−１本発明を第１図、第２図の装置を例にとって説
明したが、本発明方法の実施はこの装置に限定されるも
のではな（、他の直接又は離隔式の巻取方式に対しても
有利に適用できるものである。なお製板の途中であって
も、何らかの原因によって製板状況が不安定となり、薄
帯破断の危険が生した場合には、急冷金属薄帯の冷却ロ
ール２への巻きつきを避けるため、ガスナイフ４の使用
を再開したほうが好ましいのはいうまでもない。

ガスナイフに使用する気体は空気、窒素あるいはアルゴ
ンなどの安全なものであれば、その種類は問わないが、
コスト面及び設備周辺での酸欠への配慮からは空気を有
利に用いることができる。

広幅の非晶質合金薄帯を確実に剥離するために使用する
ナイフガス量は１時間当たり２０００ないし２５０ＯＮ
ｒｒｆ’にも到達することから、空気を使用することの
有利性はよく理解される。また本発明で提案する安定な
製板・巻取り時におけるガスナイフの非使用は圧縮機の
容量を縮小する上で、　２ すなわち設備費の節約の面からも極めて重要な意味を有
している。

〔発明の効果］ 本発明によれば、大量のガスの使用によるコスト上昇、
高速気流による設備周辺での騒音問題、及び高速気流で
あるガスナイフによる搬送リボンへの外乱などの感作用
を極めて効果的に取り除（ことができるので、工業的に
急冷金属薄帯を製造する場合、本発明の有効性は極めて
大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は単ロールによる金属薄帯製造装置の縦断面図、
第２図は本発明方法の実施工程の例を示す金属薄帯製造
装置の作動説明図である。 １・・・注湯ノズル ２・・・冷却ロール ３．３ａ・・・非晶質合金薄帯 ４・・・ガスナイフ ５・・−デフレクタロール ６・・・ダクトフード ７・・−ビンチロール 　３ ９−・台車 １１・・−巻取装置 １２・・−公転軸 １３．１４・・・力ローゼルリ １５・・−スイングアーム １７・・・ナイフ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　高速回転する冷却ロール表面に、溶融金属を注湯ノ
   ズルから射出して急冷凝固させ急冷金属薄帯を製造する
   に際し、冷却ロール表面に密着して製造される急冷金属
   薄帯をガスナイフにより剥離する工程、及びピンチロー
   ル又は巻取装置にて該急冷金属薄帯に張力を付与した後
   にガスナイフによる剥離を停止し、前記張力によって急
   冷金属薄帯を冷却ロールから剥離する工程を有すること
   を特徴とする急冷金属薄帯の製造方法。 ２　製板または巻取りを停止するに先立ち、ガスナイフ
   による急冷金属薄帯の剥離を再開することを特徴とする
   請求項１記載の急冷金属薄帯の製造方法。