JPH03275248A - Method for forming inert gas atmosphere in apparatus for producing metal strip using rapid cooling roll - Google Patents

Method for forming inert gas atmosphere in apparatus for producing metal strip using rapid cooling roll

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JPH03275248A
JPH03275248A JP7486590A JP7486590A JPH03275248A JP H03275248 A JPH03275248 A JP H03275248A JP 7486590 A JP7486590 A JP 7486590A JP 7486590 A JP7486590 A JP 7486590A JP H03275248 A JPH03275248 A JP H03275248A
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JP
Japan
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inert gas
cooling roll
chamber
gas atmosphere
molten metal
Prior art date
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Pending
Application number
JP7486590A
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Japanese (ja)
Inventor
Jun Tanaka
純 田中
Kazuhiko Fukutani
福谷 一彦
Minoru Yamate
山手 實
Soshichi Dobashi
土橋 荘七
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Publication of JPH03275248A publication Critical patent/JPH03275248A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain the atmosphere having low oxygen concn. in a short time by making low vacuum degree having the specific Torr of an inner part of a chamber surrounding a molten metal charging vessel and a nozzle arranged to this and a cooling roll and successively, repeating the process for introducing inert gas. CONSTITUTION:In the production apparatus for metal strip S, the charging vessel 7 for molten metal M and the pouring nozzle 9 arranged to this and the cooling roll 10 set below this, are set. This apparatus is surrounded with the chamber 14. Then, the inner part of chamber 14 is made to low vacuum degree of about 1-100Torr. Following to this, the inert gas is introduced from an introducing hole 16. By repeating this process at plural times, the inert gas atmosphere is formed. By this method, replacement of the inert gas atmosphere under comparatively low vacuum degree, can be executed.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ステンレス鋼のような鉄系合金やアルミニウ
ム系合金の酸化性の結晶質金属薄帯のロール急冷法によ
る製造装置における不活性ガス雰囲気への置換法に関す
る。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention is directed to an inert gas in an apparatus for producing oxidizable crystalline metal ribbons of iron-based alloys such as stainless steel or aluminum-based alloys by a roll quenching method. Concerning the method of replacing the atmosphere.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

溶融金属を連続的に冷却ロール上に流下せしめて30〜
200μm厚の結晶質金属薄帯を形成すること自体は、
例えば、特公昭61−5821号公報にも記載されてい
るように、本願の出願前から広く知られている。
The molten metal is continuously flowed down onto the cooling roll for 30~
Forming a 200 μm thick crystalline metal ribbon itself is
For example, as described in Japanese Patent Publication No. 61-5821, it has been widely known before the filing of the present application.

とくに、この単ロール急冷法をステンレス鋼、アルミニ
ウム合金のような表面酸化が好ましくない結晶質材料に
適用する場合には、装置内雰囲気を不活性にする必要が
ある。
In particular, when this single roll quenching method is applied to crystalline materials such as stainless steel and aluminum alloys where surface oxidation is undesirable, it is necessary to make the atmosphere inside the apparatus inert.

このための対応としては、通常の真空装置のように装置
全体をチャンバーによってシールした構造とし、雰囲気
ガスを不活性ガスと置換することが考えられる。ところ
が、装置全体をチャンバーで覆う方式は、設備上、実験
室的な規模に限られ、比較的大規模な金属薄帯の製造装
置には適用できない。
As a countermeasure for this, it is conceivable to construct the entire apparatus in a sealed structure with a chamber like a normal vacuum apparatus, and to replace the atmospheric gas with an inert gas. However, the method of covering the entire device with a chamber is limited to a laboratory scale due to the equipment, and cannot be applied to a relatively large-scale metal ribbon manufacturing device.

また、不活性ガス雰囲気を部分的に形成すること、とく
に金属に対する酸化が激しい溶湯注出ノズル近傍のみを
、例えば、不活性ガスの吹付けによってシールする方式
の適用が考えられるが、この方式では、冷却ロールが高
速で回転するため大気の巻き込みは避けることができず
効果的な対策にはなり得ない。
In addition, it is possible to partially form an inert gas atmosphere, and in particular, apply a method of sealing only the vicinity of the molten metal pouring nozzle where the metal is heavily oxidized, for example by spraying inert gas. Since the cooling roll rotates at high speed, air entrainment cannot be avoided and cannot be an effective countermeasure.

このため、装置全体を空間的に、金属溶湯保持部と同保
持部に設けられたノズル部と同ノズル部から注出される
溶湯を受けて冷却して薄帯とする冷却ロール部とからな
る鋳造区域と、前記鋳造区域によって形成された金属薄
帯を受けて巻き取る巻取区域とに分離して、鋳造区域に
おける駆動装置を系外に配置し、前記鋳造区域全体をチ
ャンバーによってシールする方式が提案された。
For this reason, the entire casting device is spatially comprised of a molten metal holding part, a nozzle part provided in the holding part, and a cooling roll part that receives the molten metal poured from the nozzle part and cools it into a thin ribbon. and a winding section that receives and winds up the metal ribbon formed by the casting section, a driving device for the casting section is disposed outside the system, and the entire casting section is sealed by a chamber. was suggested.

このように、巻取区域から分離した鋳造区域をシールし
てこの区域を不活性ガス雰囲気にする方式は、装置自体
の操作と得られた薄帯の取扱いに格別の支障を与えるこ
となく、しかも、格別大規模な置換設備を使用すること
なく効率的に不活性ガス雰囲気にして、この不活性ガス
雰囲気の下で操業できる点で大きな利点がある。
In this way, the method of sealing the casting area separate from the winding area and creating an inert gas atmosphere in this area does not pose any particular hindrance to the operation of the apparatus itself and the handling of the obtained ribbon. It has a great advantage in that it can efficiently create an inert gas atmosphere and operate under this inert gas atmosphere without using particularly large-scale replacement equipment.

ところが、かかる装置において鋳造区域の雰囲気を不活
性ガス雰囲気にする当たって、−旦、チャンバー内を真
空にした後、不活性ガスを導入することは、低酸素量を
含有する雰囲気の形成のための真空熱処理炉等では通常
行われている技術である。
However, when creating an inert gas atmosphere in the casting area in such an apparatus, it is difficult to introduce the inert gas after first evacuating the chamber because it creates an atmosphere containing a low oxygen content. This is a technique commonly used in vacuum heat treatment furnaces and the like.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、金属溶湯収納容器、ノズル、急冷ロール
等の諸装置を有し、その上、配線、配管等の付属品を多
く含む金属薄帯の製造装置において、かかる従来の真空
処理装置のような不活性ガス置換法をそのまま適用した
のでは、10−’〜10−5トール以上の高真空を必要
とし、それに伴って高度のシール機構を必要とし、設備
コスト、操業負荷が増大する。
However, in a metal ribbon manufacturing apparatus that includes various devices such as a molten metal storage container, a nozzle, and a quenching roll, and also includes many accessories such as wiring and piping, there are disadvantages such as the conventional vacuum processing apparatus. If the active gas replacement method is applied as it is, a high vacuum of 10-' to 10-5 Torr or higher is required, and a sophisticated sealing mechanism is accordingly required, which increases equipment costs and operational load.

本発明において解決すべき課題は、急冷ロールを用いて
金属薄帯を鋳造する装置において、比較的低い負荷の下
で不活性ガス雰囲気を形成できる不活性ガス雰囲気形成
方法を提供することにある。
The problem to be solved by the present invention is to provide an inert gas atmosphere forming method that can form an inert gas atmosphere under a relatively low load in an apparatus for casting metal ribbon using a quench roll.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明は、溶融金属収納容器と同容器に設けられた注出
ノズルと同ノズルの下方に配置された冷却ロールを一体
的に囲むチャンバー内を、■〜100トール程度の低真
空にした後、引き続き不活性ガスを導入する工程を複数
回繰り返すことを特徴とする。
In the present invention, after creating a low vacuum of approximately 1 to 100 Torr in a chamber that integrally surrounds a molten metal storage container, a pouring nozzle provided in the container, and a cooling roll placed below the nozzle, It is characterized in that the process of subsequently introducing an inert gas is repeated multiple times.

〔作用〕[Effect]

本発明においては、不活性ガス置換のために形成される
真空度は従来の100分の工程度で充分であるため、真
空形成のための回数は増大するが、シールのためのチャ
ンバー構造と真空ポンプの容量も極端に小さくて済み、
それに伴い全体装置も簡単で済み、しかも、酸化防止の
ために必要な雰囲気酸素濃度である1 000ppm以
下を簡単に遠戚することができる。
In the present invention, the degree of vacuum created for inert gas replacement is sufficient in the conventional process time of 100 minutes, so although the number of times for vacuum creation increases, the chamber structure for sealing and the vacuum The capacity of the pump is also extremely small,
Accordingly, the entire device can be simple, and the atmospheric oxygen concentration required for oxidation prevention, which is 1000 ppm or less, can be easily achieved.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の方法を適用するのに好適な急冷ロール
による金属薄帯の製造装置の全体構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a metal ribbon manufacturing apparatus using quench rolls suitable for applying the method of the present invention.

同図を参照して、同製造装置は、鋳造区域1と巻取区域
2とからなる。
Referring to the figure, the manufacturing apparatus consists of a casting section 1 and a winding section 2.

鋳造区域1は金属溶湯保持部と、同保持部に設けられた
ノズル部と、同ノズル部から注出される溶湯を受けて冷
却して薄帯とする冷却ロール部を有する。
The casting zone 1 has a molten metal holding part, a nozzle part provided in the holding part, and a cooling roll part that receives the molten metal poured from the nozzle part and cools it into a ribbon.

金属溶湯保持部は、支持フレーム3上を移動して来る溶
湯運搬車4と収容した溶湯の温度を保持する高周波コイ
ルのような加熱手段6を有する容器7を有し、同容器7
内の溶湯Mは上面開口上に載置される蓋8によって密閉
し、その内部にガスを供給することにより溶湯表面を加
圧状態にすることができる。さらに、多量の薄帯を製造
する場合には、金属溶湯保持部の上部に溶解炉を設置・
連絡し、開口5を介して連続的に溶湯を供給することが
できる。
The molten metal holding section includes a molten metal transport vehicle 4 moving on a support frame 3 and a container 7 having a heating means 6 such as a high frequency coil for maintaining the temperature of the contained molten metal.
The molten metal M inside is sealed by a lid 8 placed on the top opening, and the surface of the molten metal can be pressurized by supplying gas to the inside. Furthermore, when manufacturing a large amount of ribbon, a melting furnace is installed above the molten metal holding section.
molten metal can be continuously supplied through the opening 5.

金属溶湯保持部の下方に配置されたノズル部には、一定
量の溶湯が、時間的にも、また巾全体においても切れ間
なく連続的に注出できる形状に孔を形成したノズル9を
有する。
The nozzle section disposed below the molten metal holding section has a nozzle 9 with a hole formed in a shape that allows a certain amount of molten metal to be poured out continuously over time and over the entire width.

また、上記ノズル9の下方には、図示しない駆動源によ
って回転される冷却ロール10とガイド11と吸引ベル
トによる搬送手段12等を有する冷却ロール部が配置さ
れている。
Further, below the nozzle 9, a cooling roll section is arranged which includes a cooling roll 10 rotated by a drive source (not shown), a guide 11, a conveyance means 12 using a suction belt, and the like.

13は、ノズル9の下面と冷却ロール10表面との間の
ギャップを測定し、ノズルと冷却ロールとの間隔を一定
に保つための制御手段に連繕されたギャップ測定器を示
す。
Reference numeral 13 indicates a gap measuring device connected to a control means for measuring the gap between the lower surface of the nozzle 9 and the surface of the cooling roll 10 and keeping the distance between the nozzle and the cooling roll constant.

鋳造区域]は、その全体をチャンバー14によって囲わ
れており、そのチャンバー14の下面近傍には雰囲気置
換のための真空ポンプと連結した吸引「」15ど不活性
ガス源と連結された不活性ガス導入口16とが開口され
ている。
The entire casting area is surrounded by a chamber 14, and near the bottom of the chamber 14 there is an inert gas source connected to an inert gas source such as a suction unit 15 connected to a vacuum pump for replacing the atmosphere. The introduction port 16 is open.

また、17は形成された金属薄帯Sを巻取区域2に搬送
するための連絡口であって、不活性ガスによるガスカー
テンを示す。これによって、連続的に形成された薄帯S
を、チャンバー14内の不活性ガス雰囲気内に外気が進
入することなく連続的に巻取部2内に導入することがで
きる。
Further, 17 is a communication port for conveying the formed metal ribbon S to the winding area 2, and indicates a gas curtain using an inert gas. As a result, the continuously formed thin strip S
can be continuously introduced into the winding section 2 without outside air entering the inert gas atmosphere inside the chamber 14.

巻取区域2は、チャンバー20によってシールされその
酸素濃度を低減状態にした鋳造区域1において製造され
た金属薄帯Sを受ける搬送手段18と巻取機19を備え
ている。
The winding section 2 comprises a winding machine 19 and a conveying means 18 for receiving the metal ribbon S produced in the casting zone 1 sealed by a chamber 20 and with its oxygen concentration reduced.

この巻取機19としては、例えば本発明者らが提案した
特開平1−136958号に記載の構造を有する巻取機
が好適に使用できる。
As this winder 19, for example, a winder having a structure described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-136958 proposed by the present inventors can be suitably used.

さらに、この巻取区域2の区域は鋳造区域1から搬送さ
れる薄帯Sの表面温度が酸化温度以下にある場合には何
等の雰囲気調整は必要ではないが、ステンレス鋼帯にお
いては、巻取機19に搬送された段階でも酸化が進む温
度域にある場合がある。
Further, in this area of the winding zone 2, if the surface temperature of the ribbon S conveyed from the casting zone 1 is below the oxidation temperature, no atmosphere adjustment is necessary; Even at the stage of being transported to the machine 19, the temperature may be in a range where oxidation progresses.

これを防止するために、巻取区域2を簡単なシールのた
めのチャンバー20を形成して、低程度の不活性ガスを
導入口21から導入することによって完全に酸化を防止
することができる。
To prevent this, oxidation can be completely prevented by forming the winding section 2 into a chamber 20 for simple sealing and by introducing a low degree of inert gas through the inlet 21.

第2図は不活性ガスとしてN2. A r、 Heを用
いた上記第1図に示すチャンバー内の雰囲気置換の工程
を示す図である。
Figure 2 shows N2 gas as an inert gas. FIG. 2 is a diagram showing a process of replacing the atmosphere in the chamber shown in FIG. 1 using Ar, He.

第2図を参照して、チャンバー内を真空ポンプく油回転
ポンプ)を用いて、略9分間で0,015kg/cm2
(11)−ル)に減圧した。
Referring to Figure 2, using a vacuum pump (oil rotary pump) inside the chamber, 0,015 kg/cm2 was generated in approximately 9 minutes.
The pressure was reduced to (11)-L).

この状態の下で、各置換ガスをパージしてチャンバー内
圧力を大気圧に戻した。
Under this condition, each replacement gas was purged to return the chamber pressure to atmospheric pressure.

さらに、それぞれの雰囲気ガスを吸引して、0.075
kg/ cm2(−57) −ル)  ニNJ3E シ
タ(Dチ、再度、置換ガスをパージした。
Furthermore, by suctioning each atmospheric gas, 0.075
kg/cm2 (-57) -l) NJ3E (D) The replacement gas was purged again.

第3図は上記第2図に示す不活性ガス置換工程の結果到
達した雰囲気中の酸素濃度を示す。
FIG. 3 shows the oxygen concentration in the atmosphere reached as a result of the inert gas replacement step shown in FIG. 2 above.

N2 の場合には23分間の処理で500〜60002
ppmを達成した。また、Arの場合には約19分〜2
3分間の処理によって500〜60002ppmの酸素
濃度を達成し、He の場合には約15〜17分間の処
理で200〜400021111mの酸素濃度を達成し
得た。
In the case of N2, 500 to 60002 after 23 minutes of treatment
Achieved ppm. In addition, in the case of Ar, about 19 minutes to 2
An oxygen concentration of 500-60002 ppm could be achieved with a 3 minute treatment, and in the case of He, an oxygen concentration of 200-400021111 m could be achieved with a treatment of about 15-17 minutes.

なお、本実施例でのガス種類による置換時間の違いは、
同一の供給圧力での流量の違いによるものであり、本質
的な相違ではない。低酸素濃度の雰囲気を確保するには
、できるだけ短時間に置換操作を完了することが肝要で
ある。
In addition, the difference in replacement time depending on the gas type in this example is as follows:
This is due to a difference in flow rate at the same supply pressure, and is not an essential difference. In order to ensure an atmosphere with a low oxygen concentration, it is important to complete the replacement operation in as short a time as possible.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によって以下の効果を奏することができる。 The following effects can be achieved by the present invention.

(1)  活性な金属薄帯の非酸化鋳造に必要な低酸素
濃度に短時間で達することができるので、活性金属の巾
広の薄帯の製造に好適である。
(1) The low oxygen concentration required for non-oxidative casting of active metal ribbons can be reached in a short time, so it is suitable for producing wide active metal ribbons.

(2)比較的低真空下で不活性ガス雰囲気の置換を行う
ことができるので、設備が小さくて済む。
(2) Since the inert gas atmosphere can be replaced under a relatively low vacuum, the equipment can be small.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の方法を適用するのに好適な金属薄帯製
造装置の概要を示す。 第2図は本発明の実施態様を示し、第3図は第2図の処
理工程によって達成された酸素濃度分布を各不活性ガス
毎に示す。 1;鋳造区域   2:巻取区域 3:支持フレーム 4:溶湯運搬車 5;開口     6:加熱手段 7;容器     8:蓋 9:ノズル    10:冷却ロール 11ニガイド    12:搬送手段 13:ギャップ測定器 14:チャンバー  15:吸引口 16:不活性ガス導入口 17;ガスカーテン 18;搬送手段 19:巻取機    20:チャンバー21:不活性ガ
ス導入口 (u、+dd) ηl峯匈if匹
FIG. 1 shows an outline of a metal ribbon manufacturing apparatus suitable for applying the method of the present invention. FIG. 2 shows an embodiment of the present invention, and FIG. 3 shows the oxygen concentration distribution achieved by the process shown in FIG. 2 for each inert gas. 1: Casting zone 2: Winding zone 3: Support frame 4: Molten metal carrier 5; Opening 6: Heating means 7; Container 8: Lid 9: Nozzle 10: Cooling roll 11 guide 12: Conveying means 13: Gap measuring device 14 : Chamber 15: Suction port 16: Inert gas inlet 17; Gas curtain 18; Conveying means 19: Winder 20: Chamber 21: Inert gas inlet (u, +dd)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、溶融金属収納容器と同容器に設けられた注出ノズル
と同ノズルの下方に配置された冷却ロールを有する金属
薄帯の製造装置を囲むチャンバー内を、1〜100トー
ル程度の低真空とし、それに引き続いて、不活性ガスを
導入する工程を複数回繰り返す不活性ガス雰囲気形成方
法。
1. Create a low vacuum of about 1 to 100 Torr in the chamber surrounding the metal ribbon manufacturing equipment, which has a molten metal storage container, a pouring nozzle installed in the container, and a cooling roll placed below the nozzle. , followed by a method for forming an inert gas atmosphere in which the step of introducing an inert gas is repeated multiple times.
JP7486590A 1990-03-22 1990-03-22 Method for forming inert gas atmosphere in apparatus for producing metal strip using rapid cooling roll Pending JPH03275248A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5762126A (en) * 1995-02-10 1998-06-09 Bhp Steel (Jla) Pty Ltd. Casting steel strip

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5762126A (en) * 1995-02-10 1998-06-09 Bhp Steel (Jla) Pty Ltd. Casting steel strip
US5960855A (en) * 1995-02-10 1999-10-05 Ishikawajima-Harima Heavy Industries Company Limited Apparatus for casting steel strip

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