JPH03161149A - 急冷金属薄帯の製造装置および製造方法 - Google Patents

急冷金属薄帯の製造装置および製造方法

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JPH03161149A
JPH03161149A JP29749389A JP29749389A JPH03161149A JP H03161149 A JPH03161149 A JP H03161149A JP 29749389 A JP29749389 A JP 29749389A JP 29749389 A JP29749389 A JP 29749389A JP H03161149 A JPH03161149 A JP H03161149A
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JP
Japan
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surface roughness
cooling roll
roll
metal ribbon
quenched
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JP29749389A
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English (en)
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Nobuyuki Morito
森戸 延行
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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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、液体急冷法で連続的に製造する非品質金属薄
帯などの急冷金属薄帯の表面性状を常に安定に維持する
ために、急冷金属薄帯の製造装置及び製造方法に施した
改良に関する. 〔従来の技術1 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。 電力トランス用の鉄芯材料などの工業的用途に応用可能
な広幅の非品質合金薄帯を液体急冷法で作るには、ほと
んどの場合単ロール法が用いられている。単ロール法で
表面性状や板厚の均一性に優れた急冷金属薄帯を連続的
に安定製板するために,これまでも多くの製造装置及び
製造方法が提案されている. すなわち非品質形成能の優れた合金組成を溶解原料とす
るのは勿論であるが、溶融合金の温度及び射出圧力、注
湯ノズルの材質及び先端形状、ノズル・ロール間の間隙
、冷却ロールの周速、又は冷却ロール材質やその表面性
状などが急冷金属薄帯の製造にとって基本的に重要な製
造条件であることが知られている.しかしながら、これ
らの製造条件を一定にしていても,時として非品質合金
薄帯の表面性状が悪くなったり、また極端な場合にはノ
ズルの前方あるいは後方に溶融金属の飛沫が飛び,安定
な製板を実現できないこともあった。 急冷金属薄帯の製造技術を向上させるには、従来技術に
おける不安定要因を抽出するための手段の開発がこれま
でも必要とされていた。 すなわち従来技術における大きな問題点は、製造開始前
の製造条件は一定に規制することができても、製板中の
条件を規定できないことである。 その第1の理由は製板過程での製造条件を把握するため
の手段に乏しいからである。これは冷却ロールが高速で
回転しているので、製板中における急冷金属薄帯や冷却
ロールの表面性状を正確に計測し認識することが不可能
なためであった。 急冷金属簿帯の製板操業における不安定要因はいくつか
見出されたが、単ロール法による急冷金属薄帯の製造に
際して、製板とともに変化する可能性があるのは主に冷
却ロール表面と考えられる.冷却ロール表面は溶融金属
から熱を奪い、急冷する装置であると共に,急冷金属薄
帯に接して薄帯の表面性状を決定する極めて重要な要素
であるから、最適な一定条件を提供するために従来から
多くの工夫が加えられてきた.例えば、実公昭61−4
5955号公報や特開昭58−35046号公報に提案
されているように、これまでも冷却ロール表面を調整す
るために冷却ロールはインラインの表面加工装置によっ
て改削されてきたし、また特開昭58−25848号公
報や特開昭59−130655号公報に提案されている
ように、製板操業前及び製板中に冷却ロール表面はブラ
シロールやパフロール等によって清浄化が行われてきた
. しかしながら、工業的な規模で長時間の製板実験を繰返
したところ、冷却ロール表面の改削状況、及びブラシロ
ールやパフロールの調整状況によって製板状況が顕著に
変化するばかりでなく、さらに製板の進行に伴って製板
状況自体も変化することが見出された、すなわち非品質
合金薄帯の表面性状が悪くなったり、また極端な場合に
はノズルの前方あるいは後方に溶融金属の飛沫が飛び、
安定な製板を実現できなくなることがあった. 〔発明が解決しようとする課題] 本発明の目的は非品質合金薄帯のような急冷金属薄帯の
製板を行うに際し、製板における操業データを製造プロ
セスに関連して解析するために、.急冷金属薄帯の表面
性状の変化、冷却ロール表面の改削状況やブラシロール
による研磨状況、及び製造による冷却ロール表面性状の
変化をオンラインで追跡すための製造装置及び方法を提
供することである.
【課題を解決するための千段] 本発明は上記課題を解決するために,高速回転する冷却ロール表面に、スリット状の開口部を有する注湯ノズルを介して、溶融金属を射出し急冷凝固させて急冷金属薄帯を製造する装置において、製板直後の急冷金属薄帯の表面粗さ及び製板に用いる冷却ロールの表面粗さをそれぞれオンラインで計測する装置を備えたことを特徴とする急冷金属薄帯の製造装置を提供するもので、急冷金属薄帯の表面粗さをオンラインで計測する装置を、冷却ロール面に密着している急冷金属薄帯の自由面側を計測する装置、又は冷却ロールから巻取機に到る中間位置に設けられ、急冷金属薄帯の自由面側及び/又はロール面側の表面粗さをオンラインで計測する装置とすることができ,冷却ロールの表面粗さをオンラインで計測する装置を急冷金属薄帯を冷却ロールから剥離した位置と注湯ノズル位置との間のロール表面粗さを測定する装置とすることができ、表面粗さをオンラインで計測する装置を光学的表面粗さ計とすることができる. また、本発明は、高速回転する冷却ロール表面に、スリット状の開口部を有する注湯ノズルを介して、溶融金属を射出し急冷凝固させて急冷金属薄帯を製造する方法において、製板直後の急冷金属簿帯の表面粗さ及び製板に用いる冷却ロールの表面粗さをオンラインで計測し,該計測値から製板状態を判定することを特徴とする急冷金fil帯の製造方法を提供するものである. 【作用】
本発明においては,製板直後の急冷金属薄帯及び製板に
用いる冷却ロール表面粗さをオンラインで同時に計測す
るので,巻取後の急冷金属薄帯、あるいは停止させた冷
却ロールの表面粗さを、例えば触針法によって計測する
従来の方法に比較し,常時、計測結果を製造条件の修正
に使用することができるので、急冷金属薄帯の表面品質
の向上に役立つ。 表面粗さをオンラインで計ホ11する装置・方法は特に
限定されるものではないが、光の反射強度を測定する光
学的方法が好適である。 本発明の装置及び方法について、非品質合金薄帯の製造
を例にとった模式図を用いて具体的に説明する。 第1図は注湯ノズルlから射出された溶融金属が高速回
転する冷却ロール2の表面で超急冷されて凝固し、非晶
質合金薄帯3を形成した後、ガスナイフ4によって冷却
ロールから剥離され、ファン12の助けによる高速気流
によって巻取機(図示せず)側に飛翔する様子を示して
いる。 ここで、冷却ロールの表面性状を調整するものとして、
ロールの改削は超硬合金バイトを用いて、製板操業の前
に行われている。また0.08mm径のステンレス鋼ワ
イヤ製のブラシロール5と、芯金の上にガーゼを多数回
巻いたバフロール6は、それぞれ自転しなから製板中も
冷却ロールに接触し、ロール面の調整に供されている.
同図中には台車13が移動して、巻取機によって張力を
与えられ、デフレククロール7の位置でバスラインを形
成している際の非品質合金薄帯8の状況も点線で示され
ている. 一光学式の表面粗さ測定装置20は、製板直後の冷却ロ
ール面に密着している急冷金属薄帯の表面粗さを測定す
るものであって、注湯ノズルと急冷金rs薄帯の剥離点
との中間位置に配置されている。この位置に表面粗さ測
定装置を設置するのは、急冷金属薄帯の剥離点より下流
では製板されたばかりの金属薄帯は冷却ロール表面から
剥離して飛翔しているため、急冷金属薄帯の自由面側か
らの光束の反射強度を測定するのに安定な測定位置を確
保できないからである。急冷金属薄帯が冷却ロール面に
密着している位置であれば、急冷金rX薄帯の自由面側
の光束の反射を測定する場合に金@薄帯を支持する安定
な支持面として冷却ロール面を利用できるからである. なお冷却ロールから巻取機に到る中間位置で、製板直後
の急冷金属薄帯の自由面側及び/又はロール面側の表゜
面粗さをオンラインで計測する場合には,金属薄帯を支
持する安定な支持面としてサポートロール(図示せず)
等を設置して、測定しようとする薄帯表面がサポートロ
ールに接しない9¥側になるように、バスラインを変更
して表面粗さ測定装置(図示せず)を設置する.また、
光学式の表面粗さ測定装置2Nはバフロール6と注湯ノ
ズルとの中間位置に配置されている.この位置に表面粗
さ測定装置を設置するのは、急冷金属薄帯の剥離点より
上流では製板されたばかりの金属薄帯が冷却ロール表面
上に密着しているため,製板に供される冷却ロールの露
出表面の測定ができないし、またブラシロールやバフロ
ールなどによって冷却ロール面上の薄帯片や粉塵などを
除去し,正確な表面粗さ測定の供試面として提供できる
からである。 表面粗さを光学的方法によって測定することは、高温の
溶融金属や注湯ノズルなどの注湯系が冷却ロールに近接
して存在する装置において、遠隔的な方法による表面粗
さ測定方法として好適であり,とりわけ単一波長を有し
.指向性の極めて強い.He−Ne.Ar.炭酸ガス及
びYAGレーザ等を光源として利用するのは特に有効で
ある.なぜなら、単一波長を有する光束の粗面での反射
による光散乱分布の反射角度依存性は、理論的にも実験
的にも解析できるからである。 C実施例〕 第l図に模式図を示した装置を用い、十分に予熱したタ
ンディッシュ9内に1300℃に保持したFe7gMn
l B12S i7Cl組成(原子%)の溶融合金を供
給した後、溶湯ノズル1上方のストッパ1oを開放して
、注湯ノズル1の開ロスロットから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
湯を一気に射出したところ、冷却ロール面に密着して1
00mm幅の非晶質合金薄帯3が作製された。次いで約
3kg/crn”に制御された空気の板状高速気流によ
るガスナイフ4によって冷却ロール面に密着した非品質
合金薄帯3を剥離し、ファンl2の助けによる高速気流
により巻取機側に飛翔させた。 台車l3上のビンチロールl1によって、この飛翔する
非品質合金薄帯を捕捉した後、台車を巻取機後方まで移
動させ、非品質合金薄帯を搬送してから、冷却ロールと
同速で回転する巻取機の巻取リールに接着させて巻取を
始めた。巻取機による巻取張力を約3kg/mrn″に
制御したところ、安定なパスラインが形成され,遣続的
な製板・巻取が実現された。この状態で約20分程製板
を持続した後、製造を停止した。 この製板過程における非品質合金薄帯及び冷却ロールの
表面粗さをHe−Neレーザを光源とする表面粗さ測定
器20及び21でそれぞれオンライン測定したところ、
第2図に示すように両者の反射強度の経時変化はほぼ同
様な関係を示した。 製板と同時に非晶質合金薄帯の表面品質に関連する情報
を冷却ロール表面性状の情報とともに測定することがで
きるので、冷却ロール表面性状やノズル・ロール間ギャ
ップ等の製造条件にフィードバックして非晶質合金薄帯
の表面品質を変化させることができる. 【発明の効果1 本発明によれば、単ロール法による急冷金属薄帯の製板
過程における、急冷金属薄帯の表面性状の変化及び冷却
ロール表面の変化をオンラインで同時に計測することが
できるので、急冷金属薄帯の表面品質を改善する上で本
発明の有効性は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
第l図は本発明方法の実施例に用いた装置の模式縦断面
図、第2図は急冷金属薄帯表面及び冷却口−ル表面から
の反射強度の経時変化を示すグラフである. l・・・注渇ノズル     2・・・冷却ロール3.
8−・・非品質合金薄帯 4・・・ガスナイフ5・・・
ブラシロール    6・・・バフロール7・・−デフ
レククロール  9・・・タンディッシュ10−・・ス
トツバ     1l・・・ピンチロールl2・・・フ
ァン      l3・・・台車20.21・・・表面
粗さ測定装置

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、スリット状の開口
    部を有する注湯ノズルを介して、溶融金属を射出し急冷
    凝固させて急冷金属薄帯を製造する装置において、製板
    直後の急冷金属薄帯の表面粗さ及び製板に用いる冷却ロ
    ールの表面粗さをそれぞれオンラインで計測する装置を
    備えたことを特徴とする急冷金属薄帯の製造装置。 2 前記急冷金属薄帯の表面粗さをオンラインで計測す
    る装置が冷却ロール面に密着している急冷金属薄帯の自
    由面側を測定する装置である請求項1記載の急冷金属薄
    帯の製造装 置。 3 前記急冷金属薄帯の表面粗さをオンラインで計測す
    る装置が冷却ロールから巻取機に到る中間位置に設けら
    れ、急冷金属薄帯の自由面側及び/又はロール面側の表
    面粗さをオンラインで計測する装置である請求項1記載
    の急冷金属薄帯の製造装置。 4 前記冷却ロールの表面粗さをオンラインで計測する
    装置が急冷金属薄帯を冷却ロールから剥離した位置と注
    湯ノズル位置との間の ロール表面粗さを測定する装置である請求項1記載の急
    冷金属薄帯の製造装置。 5 表面粗さをオンラインで計測する装置が光学的表面
    粗さ計である請求項1、2、3又は4記載の急冷金属薄
    帯の製造装置。 6 高速回転する冷却ロール表面に、スリット状の開口
    部を有する注湯ノズルを介して、溶融金属を射出し急冷
    凝固させて急冷金属薄帯を製造する方法において、製板
    直後の急冷金属薄帯の表面粗さ及び製板に用いる冷却ロ
    ールの表面粗さをオンラインで計測し、該計測値から製
    板状態を判定することを特徴とする急冷金属薄帯の製造
    方法。
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