JPH03165954A - 急冷金属薄帯の製造装置および製造方法 - 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、液体急冷法で連続的に製造する非品官金属薄
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流した
改良に関する。

【従来の技術ｌ 近年、単ロール法や双ロール法などの浦体急冷法によっ
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用いられ
る広幅の非品質合金薄帯を液体急冷法で作るには、ほと
んどの場合に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ｌ晶度及び射出圧力、
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、及び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。

すなわち従米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。

急冷金属薄帯の製造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ｌ去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６　１
−４５９５５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′Ｊ 本発明の目的は非品質合金薄帯のような急伶金属薄帯の
製板を行うに際し、製阪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、急伶金属薄帯の表面性
状の変化をオンラインで追跡するための製造装置及び方
法を提供することである５ 〔課題を解決するための手段Ｊ 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圧渇ノズル
を介して、イ容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、装板直後の急冷金属薄帯
の表面粗さをオンラインで計測する装置を備えた二とを
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は
、急ｌ令金属薄帯が冷却ロール面に密着している位置の
自由面側，又は，冷却ロールから巻取機に到る中間位置
の急冷金属薄帯の自由面側及び／又はロール面側に備え
ることができ，さらにこの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伶却ロール表面に，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１疑固させて急冷金属薄帯を製造する方法に
おいて、裂板直後の急冷金属薄帯の表面粗さをオンライ
ンで計測することを特徴とする急冷金属薄帯の製造方注
を提供するものてある。

［作用１ 本発明においては、製板直後の急冷金属薄帯の表面粗さ
をオンラインで計測するので、巻取後の急伶金属薄帯の
表面粗さを、利λシよ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測する装置・方法は
特に限定されるものではないが，光の反射強度を一〇定
する光学的方法が好適である。

本発明の装置及び方注について、非晶實合金薄帯の製造
を例にとった模式図を用いて具体的に説明する７ 第ｌ図は冫土湯ノズル１から射出された溶融金属が高速
回転する冷却ロール２０表面で超急冷されて凝固じ、非
品質合金薄帯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ｌ２によって巻取機（図
示せず）測に飛翔する様子を示している。

ここで、冷却ロールの表面状態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，製坂操業の前
に行われている。またＯ．ＯＳｍｍ径のステンレス鋼ワ
イヤ製のブラシロール５と、，に：公の１，にカーセを
多数同在いたパフ〔Ｊ−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ｌ３が移動した後，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。

光学式の表面粗さ測定装置２ｏは，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属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、急冷金属薄帯の自由面側の光束の反射を測
定する場合に金属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や 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
接しない外側になるように、パスラインを変重して表面
粗さ測定装置（図示せず）を設置する。

９ 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向での反射に
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。

［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Ｆ　ｅ７ｇＭ
ｎ　Ｉ　Ｂ１２Ｓ　ｉ　７　Ｃ　Ｉ組成（原子％）の溶
融合金を供給した後，溶湯ノズルｌ上方のストッパ１０
を開放して，注渇ノズルｌの開口スロットから２５ｍ／
秒で高速同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１００ｍｍ＠の非晶質合金薄帯３が作製された
。次いで１　０ 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１２により巻取機（図示
せず）側に飛翔させた。台車ｌ３上のピンチロール１１
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／ｍｔｎ”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でオンライン測定したところ、第２図に示す反射
強度の変化を追跡することができた。

製板と同時に非品質合金薄帯の表面品質に関連する情報
を測定することができるので、冷却ロ＝１１ 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品質合金薄帯の表面品質を変化さ
せることができた。

［発明の効果］ 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、急冷金属薄帯の表而性状の変化をオンラ
インで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１図は本発明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ａ帯表而からの反射強度の経時変化を
示すグラフである。 １・・・注湯ノズル 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 １　２ ９・・・タンディッシュ １０−・−ストツバ １１・・−ビンチロール ｌ２・・・ファン ｌ３・・・台車 ２０・・・表面粗さ測定装置 出 代 願 理 人 人 川崎製鉄株式会社

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を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、急冷金属薄帯が冷却ロール面に密着している
   位置の自由面側に備えられた請求項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又は３記載の急冷金属
   薄帯の製造装置。 ５　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をオンラインで計測する
   ことを特徴とする急冷金属薄帯の製造方法。