JPH03234338A - 誘導・搬送中の急冷金属薄帯の張力測定方法及び張力調整方法 - 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、単ロール法によって製造された非晶質合金薄
帯などの急冷金属薄帯の、誘導・搬送中の張力の測定方
法、及びこの測定方法による結果に基いて薄帯の張力を
調整する張力調整方ｌ去に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、単ロール法や双ロール注などの溶融金属急冷法に
よって、旧敵金属（合金を含む。以下間し）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。

このような直接製板技術における重要な用件の第一は、
板厚の均一性や表面性状などに関する製板技術であるが
、工業的な生産を考えた場合には、それと同程度にコイ
ル状に巻取るための巻取技術の確立も重要である。

板厚１１００ＬＬ以上の結晶質金属薄帯の場合、冷却体
への熱移動による凝固の制約から、製板速度は通常５　
ｍ　／　ｓ　ｅ　ｃ以下になる。この場合には、特開昭
６１−８８９０４号公報に提案されているようなりラン
パを有するメツシュベルトによる搬送と耐熱性ベルトラ
ッパによる巻付けで巻取ることができる。

しかしながら急冷金属薄帯の場合には、板厚が５０ｕｍ
以下と極めて薄く、しかも製板速度は通常２０ｍ／ｓｅ
ｃ以上であるから、結晶質金属薄帯についての技術をそ
のまま適用することはできない。しかも製造された金属
薄帯はその材料特性が製板速度に応じて変化し、しばし
ば機械的強度が損なわれるために、巻取リールへの巻付
けや巻替えの場合にも製板速度を変更できず、このこと
が巻取技術の開発を一層困難にしていた。

特開昭５７−９４４５３号公報及び特公昭５９−３４４
６７号公報では、冷却ロールに近接させて巻取機を配置
することによって搬送の問題を回避していて、巻取リー
ルに磁石を埋込んで金属薄帯を巻付けている。この方法
は、冷却ロールの近接位置に巻取機を配置することによ
って、面倒な搬送技術を不用にした巧妙な方法といえる
。

しかしながら、この方法の場合、巻取機があまりにも冷
却ロールに接近していることから、連続生産には必ずし
も適しているとはいえない。しがち板厚や穴などの検査
装置を設置したり、張力制御装置を配置するスペースを
確保できないので、工業生産を考慮すると決して好まし
い方法ではなし）、ｌ この点、特開昭５６−１２２５７号、５９−４３７７２
号及び５９−１３８５７２号各公報などでは、冷却ロー
ルの遠隔位置に巻取機を配置することを前提に、搬送技
術の開発に正面から取組んでいる。これらはいずれも、
吸引ファン、ブラシロールあるいはブラシ・ソリッドロ
ールよりなるピンチロールなどを金属薄帯の捕捉のため
に利用して効果的に誘導・搬送しようとするものである
６ 本発明者らは、遠隔配置方式が基本的には工業的な優位
性を有するとの判断から、剥離、飛翔してくる金属薄帯
の誘導・搬送技術に取り組んだところ、次のような問題
点に遭遇した。

ここでピンチロールとしては、一対のブラシロールとソ
リッドロールとを組合わせたブラシ・ソリッドロールを
用いた。

冷却ロール上での急冷凝固によって作成された金属薄帯
は、冷却ロールから剥離された後、フードを経由してピ
ンチロール部分に至る。そしてピンチロールの圧下及び
／又は回転数を調節して薄帯に適正張力を付与し、搬送
台車を巻取機に向けて移動して搬送が開始させる。しか
し、誘導・搬送中の張力が精度良く測定できす薄帯破断
によって巻取りの成功率を低下させていた。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は上記問題を解決し、誘導・搬送中の薄帯の張力
を精度よく測定して薄帯の破断を防止し、巻取りの成功
率を向上させようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記課題を解決するために、溶融金属が高速で
回転する冷却ロール上で急冷凝固されて薄帯化し、つい
でロール表面からエアーナイフで剥離され、デフロール
によりピンチロールに誘導され、ピンチロールを積載す
る搬送台車によって巻取機に搬送される急冷金属薄帯が
、前記デフロールとピンチロールとの間で該薄帯に前記
工アーナイフから吹付けられたエアーによって形成する
カテナリーの形状をモニターテレビにより撮影し、これ
と基準カテナリー形状と比較、又はこのカテナリーにレ
ーザ光を照射し、カテナリーの形状によって遮られるレ
ーザ光の変化によって、薄帯の張力を測定することを特
徴とする誘導・搬送中の急冷金属薄帯の張力測定方法、
並びに上記の方法によって測定した薄帯の張力に基いて
、ピンチロールの圧下及び／又は回転数を調節して薄帯
の張力を調整することを特徴とする誘導・搬送中の急冷
金属薄帯の張力調整方法を提供するものである。

［作用１ −Ｍ的に板の張力はロードセルを用いて測定される。と
ころが誘導・搬送中の張力が正確に測定できない理由は
、エアーナイフからのエアー流による外乱によってロー
ドセルなどの張力計が使用できないことによる。もちろ
ん搬送後、巻取りを開始したときには、エアー流の影響
を受けない場所に設置した巻取張力測定器によって張力
測定が可能である。

以下本発明を具体的に説明する。

第３図及び第４図に本発明が実施される装置の説明図を
示す。

注４ノズルｌから溶融金属が噴出され、冷却ロール２と
の間で溶湯パドル３を形成し、冷却ロールからの抜熱に
より急冷凝固して薄帯４となる。冷却ロール上に付着し
ている薄帯はエアーナイフ５から噴出するエアー６によ
って剥離され、フード１２内を飛翔する。ブラシロール
９．ソリッドロール１５からなるピンチロールまで来た
薄帯１０はピンチロールによって張力が付加され、デフ
ロール７との間でカテナリー８を形成する。１３はピン
チロールフードである。ピンチロールを抜けた薄帯は、
ファン１１によって粉砕薄帯１４となる。ピンチロール
９．１５及びファン１１は搬送台車１６上に乗っている
ので搬送台車Ｉ６を巻取機２０まで移動させることによ
って薄帯を巻取機まで搬送することができる。

２１ａ、２１ｂは巻取機のリール、２２は巻取機の公転
輪、１７．１９．２３はデフロール、１８はダンサ−ロ
ールである。

この搬送の際に、薄帯が適正な張力にあるかどうかが重
要であって、適正値より大きくくずれた場合には薄帯の
破断の確率は高くなる。

本発明者らはフード内におけるエアーの圧力や流れ及び
薄帯表面での光の散乱等の影響を受けずに張力を測れる
方法を検討した。その結果、第３図に示すように、エア
ーの圧力を受けた薄帯は張力に比例した形状のカテナリ
ー８を持つことを発見し、本発明に到達したものである
。

カテナリーの形状を式で書くと、 Ｙ　（ｘ）　＝Ｆ　（ｗ、　１２．Ｔ）ここで、Ｙ：デ
フロール７からの距離Ｘにおける薄帯のたわみ量 Ｗ：エアーによって薄帯にかかる等分布荷重 ２：デフロール７とピンチロールの距離Ｔ：ピンチロー
ルによって薄帯に加えられる張力 Ｆ：ｗ、Ｉ２．Ｔによって決定されるカテナリー関数 この関係を利用するとＷ及びＣが一定ならば、カテナリ
ー量Ｙを知って張力Ｔを知ることができる。

そこで本発明者らは、誘導・搬送中にエアー流による外
乱を受けない張力測定方法を種々実験した。例えばレー
ザ距離計や超音波距離計によるカテナリー量の計測であ
るが、これらの方法でもいろいろな問題点があることが
わかった。前者では金属薄帯表面でのレーザ光の散乱、
後者ではフド内の高速エアーによる音波の流過なとであ
った。

最終的にはこれらの外乱に対して影響を受けないモニタ
ーテレビによる適正張力時のカテナリ形状との比較観察
法、及び薄帯によるレーザ光の遮光によってカテナリー
の位置を検出する遮光式カテナリー形状計測方法が使用
し得るという結論に至った。

第１の方法は第３図に示す薄帯のカテナリー８をモニタ
ーテレビで撮影し、ＣＲＴ上に描いた適正張力時のカテ
ナリーと比較する比較観察法である。この方法の場合、
張力調整のためのフィードバックは人の判断によってち
よい。しかし画像解析などの処理を施せば張力の調整を
自動化することができる。

第２の方法は１例えば第１図及び第２図に示すように、
薄帯８にスリット状のレーザ光２４を発光器２５より囮
射し、受光器２６で受けて薄帯８によって遮光されたレ
ーザ光の量又は位置によってカテナリーの形状を計測す
るものである。

第１図はθだけ傾けたレーザ光を薄帯の端部に照射して
カテナリーの位置を測定する方法である。通光した量に
比例した電圧が受光器から出力され、これによりカテナ
リー量を測定することができる。

Ｖ＝Ａ　（ｂ−Ｙ−ｓｉｎθ） ここで、■　出力電圧 Ａ”定数 す、レーザ光幅 Ｙ：カテナリー量 θ：レーザ光の照射角 第２図は薄帯の側面からレーザ光を照射する場合で、こ
の場合、受光側のＣＣＤカメラ２６によって薄帯のカテ
ナリーの位置がわかる。

これらの２つの方法は受光側の出力信号を用いて薄帯の
張力を最適化することを自動化することができる。

上記の測定方法によって測定した薄帯の張力に基いて、
ピンチロールの圧下及び／又は回転数を調節して薄帯の
張力を調整することにより、薄帯の張力が適正に保たれ
るので薄帯の破断が防止され、巻取りの成功率を向上さ
せることができる。

〔実施例〕

実施例１ 第３図及び第４図に示した型式の装置を用い、下記の条
件で製板・誘導・搬送を行った。

溶融金属：　ＦｅＢ□Ｂｌ□Ｓ　ｉ　９Ｃ１（原子％）
漬湯温度：１３００℃ 注湯ノズル：１００ｍｍ幅スリット 冷却ロール二水ｌ令銅合金製 冷却ロール周速：２５ｍ／ｓｅｃ ソリッドロール：直径２００ｍｍ、ｔＷ４製ブラシロー
ル：直径２００ｍｍ、ステンレス線直径０．１５ｍｍ ピンチロール周速：２８ｍ／ｓｅｃ 薄帯の張力測定はモニターテレビを用い画像解析を行い
、ピンチロールの圧下及び回転数の自動調節を行い、張
力４ｋｇｆをかけて搬送を行った。

この結果、薄帯は２０ｕｍ厚、１００ｍｍ幅の６のが製
造され、薄帯をリールに巻付けた後、巻取り用の張力計
との差を調べた結果２％以内の誤差に収まっていること
が確認でき、薄帯の破断もなく良好に巻取れた。

実施例２ 張力測定に第１図の遮光式カテナリー測定器を用いた外
はすべて実施例１と同一条件で行った。

この結果、良好に誘導・搬送・巻取りができた。

宝熔硼１１ 張力測定に第２図の遮光式カテナリー測定器を用いた外
はすべて実施例１と同一条件で行った。

この結果、良好に誘導・搬送・巻取りができた。

比較例１ 張力計としてフード内のデフロールに組込んだロードセ
ルを用いた。他の条件は実施例１と同じで実験を行った
。その結果、張力過多によって誘導・搬送・巻取りに成
功しなかった。原因としてはエアー圧による外乱による
測定誤差によることがわかった。

比較例２ カテナリー計測器としてレーザ距離計を用いた。他の条
件は実施例１と同じで実験を行った。

その結果、レーザ光が薄帯表面で散乱し測定不能となっ
た。

比較例３ カテナリー計測器として発信子の直径が２０ｍｍの超音
波距離計を用いた。他の条件は実施例１と同じで実験を
行った。その結果、フード内のｒＩ６掻がａ　ｎ　ｍ　
／　ｃρρのトめ音波めＳエアーの惠連流によって滝逸
し測定不能となった。

［発明の効果］ 本発明を用いることにより薄帯の誘導・搬送が着実に行
え、巻取りが安定して行えることにより天童商業生産が
可能となり、この結果は産業上の有用性が大である。

【図面の簡単な説明】

第１図はレーザ光の照射状態の１例を示す説明図、第２
図はレーザ光の照射状態の他の例を示す説明図、第３図
及び第４図は本発明が実施される急冷金属薄帯の誘導・
搬送装置の説明図である。 Ｉ・・−ｌ王ン易ノズル ２・・・冷却ロール ３−・−溶湯パドル ４．１０−・−急冷金属薄帯 ５・・・エアーナイフ ６・・−エア ７．１７．１９．２３・・−デフロール８−・−薄帯の
カテナリ ９・・・ブラシロール １１・・・ファン １２・・・フード １３−・−ピンチロールフ １４・・・粉砕薄帯 １５・・・ソリッドロール １６・・−搬送台車 １８・・・ダンサ−ロール ２０・−巻取機 ２１ａ、２１ｂ−・・リール ２２−・−公転輪 ２４・・・レーザ光 ２５・・−発光器 ２６・・・受光器 ド 出 願 人 川崎製 鉄株式

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　溶融金属が高速で回転する冷却ロール上で急冷凝固
   されて薄帯化し、ついでロール表面からエアーナイフで
   剥離され、デフロールによりピンチロールに誘導され、
   ピンチロールを積載する搬送台車によって巻取機に搬送
   される急冷金属薄帯が、前記デフロールとピンチロール
   との間で該薄帯に前記エアーナイフから吹付けられたエ
   アーによって形成するカテナリーの形状をモニターテレ
   ビにより撮影し、これと基準カテナリー形状との比較に
   よって急冷金属薄帯の張力を測定することを特徴とする
   誘導・搬送中の急冷金属薄帯の張力測定方法。 ２　溶融金属が高速で回転する冷却ロール上で急冷凝固
   されて薄帯化し、ついでロール表面からエアーナイフで
   剥離され、デフロールによりピンチロールに誘導され、
   ピンチロールを積載する搬送台車によって巻取機に搬送
   される急冷金属薄帯が、前記デフロールとピンチロール
   との間で該薄帯に前記エアーナイフから吹付けられたエ
   アーによって形成するカテナリーの形状をカテナリーに
   レーザ光を照射し、カテナリーの形状によって遮られる
   レーザ光の変化によって、薄帯の張力を測定することを
   特徴とする誘導・搬送中の急冷金属薄帯の張力測定方法
   。 ３　請求項１又は２記載の方法によって測定した薄帯の
   張力に基いて、ピンチロールの圧下及び／又は回転数を
   調節して薄帯の張力を調整することを特徴とする誘導・
   搬送中の急冷金属薄帯の張力調整方法。