JPH0353060B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶融金属又は溶融合金を急冷する方法
及び装置に係る。

本発明によれば被急冷材（溶融金属又は合金）
の液体ジエツトが高速で送られる一般に金属製の
回転するベルト上に噴射される。このジエツトと
ベルトとの接触点に於いて非常に激しく冷却
（10⁶℃／秒）され、テープの薄化状態がもたらさ
れる。

作業が連続して継続されるためには、溶融金属
又は合金から回転するベルトに与えられる熱を常
時確実に取除くのが良い。実際特別な配慮なしで
は、この熱は得られる物質の品質を犠牲にしてベ
ルトの急速加熱をうながし、ベルト上へのテープ
の貼りつきによつていちはやく生産停止をひき起
こす。

ベルトの冷却を行うためにはさまざまな方法が
すでに提案されている。特にベルト上に噴射され
る冷たい流体を用いる、例えば1980年７月18日付
出願のフランス特許出願第80 15918号に記載され
ているようなコアンダ効果による気体クツシヨン
式ケースを用いる方法などがある。しかしながら
これらの方法は溶融金属又は合金の流量が増大す
るや否や大寸法の装置を必要とする。

本発明の目的は、回転するベルトを所望に冷却
し得、これにより溶融金属又は合金を急冷し得る
方法及び装置を提供することにある。

本発明によれば前述の目的は、第１のローラ
と、第１のローラから離間して設けられた第２の
ローラと、第１のローラと第２のローラとに巻か
れており、第１のローラと第２のローラとの間を
高速で移動する無端金属ベルトと、当該ベルトが
第１のローラから第２のローラに向つて移動する
第１の区間において、前記ベルトの外側表面の上
方に設けられており、前述の外側表面に溶融金属
又は溶融合金を噴射する第１の噴射手段と、前述
の第１の区間内を移動するベルトの内側表面の下
方に設けられており、当該内側表面に加圧空気を
吹き付けて、当該吹き付けられた加圧空気の圧力
によつてベルトを剛直に保持する第２の噴射手段
と、前述の外側表面に形成された金属テープ又は
合金テープがベルトから分離された後に、ベルト
が第２のローラから第１のローラに向つて高速で
移動する第２の区間において、ベルトの外側表面
の下方に設けられており、ベルトの外側表面に加
圧空気を吹き付けて、当該吹付けられた加圧空気
の圧力によつてベルトを剛直に保持する第３の噴
射手段と、前述の第２の区間においてベルトの内
側表面の上方に設けられており、ベルトを冷却す
べく、加圧空気によつて液体をベルトの内側表面
に噴霧する液体噴霧手段と、前述の第２の区間に
おいて、液体噴霧手段及びベルトの内側表面を取
り囲むように第３の噴射手段に取り付けられてお
り、前述の第１の区間内で移動するベルトに前述
の噴霧された液体が到達するのを防止する換気フ
ードとを備える、溶融金属又は溶融合金を急冷す
る装置、及び第１のローラと当該第１のローラか
ら離間して設けられた第２のローラとに巻かれた
無端金属ベルトが第１のローラから第２のローラ
に向つて高速で移動する第１の区間において、ベ
ルトの内側表面に対して加圧空気を吹き付けなが
ら、ベルトの外側表面に金属テープ又は合金テー
プを形成すべく、ベルトの外側表面に溶融金属又
は溶融合金を噴射する段階と、前述の第１の区間
において、前述の形成された金属テープ又は合金
テープをベルトの外側表面から分離する段階と、 ベルトの外側表面に対して加圧空気を吹き付け
ると共に液体が前述の第１の区間内で移動するベ
ルトに達するのを防止しながら、ベルトが第２の
ローラから第１のローラに向つて高速で移動する
第２の区間においてベルトを冷却すべく液体をベ
ルトの内側表面に噴霧する段階とを有する溶融金
属又は溶融合金を急冷する方法により達成され
る。

本発明は回転するベルト上に細かな小滴状にし
た液体を吹きかけるという方法を用いており、こ
の液は水であることが望ましい。

すなわち本発明は、高速で送られる回転するベ
ルト上に溶融状態の被急冷材である金属又は合金
のジエツトを噴射することにより当該金属又は合
金を急冷固化してテープを製造するに際し、前述
のベルトを霧状の液、特に水の噴霧によつて冷却
するものである。

この技術は当業部門ではいくつかの注意を払う
ことが要求される。

実際、本発明者によつて行われた試験によれ
ば、熱い溶融金属又は合金の噴射を受けるベルト
の表面が水の痕跡を残していれば、水は溶融金属
又は合金に接触して蒸発して温発泡現象を生じ、
これが溶融金属又は合金とベルトとの間の接触を
妨げ、従つてテープの形成を妨げることが証明さ
れている。ところで、ベルトの表面が、それぞれ
冷却するために行われた噴霧のために湿つている
際、ベルトが再び熱い溶融金属又は合金の噴射を
受ける以前に、即ち極めて短時間のうちに（例え
ばおよそ30ｍ／秒の速度で回転する長さ４ｍのベ
ルトについておよそ10分の１秒の間に）ベルトを
乾燥させることはきわめて難しいことも証明され
ている。さらにこの同じ表面は急冷工程でその品
質を保持させるために酸化に対して最大限に保護
されていなければならないことも明らかである。

而して、本発明によれば、それ故ベルトの、溶
融金属又は合金との接触が行われる面と反対の面
に液体、例えば水の噴霧が行われる。

さらに好ましくは急冷が行われるベルト面が湿
るのを防ぐためにベルトと向き合わせに、少なく
とも噴霧が行われる部分の領域にコアンダ効果に
よる気体クツシヨン用のケースが配置される。さ
らにベルトの進行方向に関して噴霧手段の下流側
に、スクレーパ、ブラシ及い吸込み口のような余
分な水の排出手段が配置されることが望ましく、
コアンダ効果のクツシヨン用ケースがこれらの手
段が配置されている区域にまで及んでいることが
望ましい。

さらにまた、ベルトの温度が噴霧される液体の
沸騰温度（水の場合は100℃）以下に下がらない
ように、即ちベルトが湿めらないように噴霧手段
の流量を調節することが可能である。このような
流量調節は、赤外線高温計でベルトの温度を計測
し、これにより手動で行うようにしてもよい。

最後に、好ましい具体例では冷却用液体の最終
痕跡を除去するために、スクレーパ及びブラシの
下流側に真空箱が配置される。この真空箱は極め
て僅かな空気の流入を伴つてベルトの通過を可能
ならしめるベルトの断面に極めて近似した断面の
２つのスリツトを含む。

さらに、冷却装置の全体は僅かに減圧された換
気フードの内部に配置されており、溶融金属又は
合金が噴射される部分への蒸気の放射と冷却液の
噴射を防いでいる。

本発明はベルトの温度の非常に細密な調節を可
能ならしめる。ベルトの温度は急冷の特に臨界的
なパラメータであることが判明しており、他のパ
ラメータは不変のまま残して、各製品についてベ
ルトの最適温度が示される。

以下において、図面に示す具体例を参照して本
発明を更に詳細に説明する。

第１図及び第２図において、本発明装置は２個
のローラ２，２′上で高速回転（約40ｍ／秒）す
る無端金属ベルトとしての鋼製ベルト１を含む。
このように、ベルト１に連結されてベルト１を高
速で移動させる２個のローラのうち１個、好まし
くは下流側のローラ２′のほうはベルトが完全に
緊張されて保持されるようにベルトの上側１ａが
前進する方向に動くように設けられている。形成
された金属テープ又は合金テープとしての急冷さ
れた金属又は合金のテープ３は、噴射口５を含む
珪石のような耐熱性物質でつくられた第１の噴射
手段としてのるつぼ４からの被急冷材（溶融金属
又は合金）の噴射によつてベルト１の上側１ａの
外側表面に形成される。

被急冷材の噴射部分の近くに、ベルト１の前記
噴射面とは逆の面に相対して、すなわちベルト１
の内側表面下にベルト１を剛直に保持させるコア
ンダ効果による第２の噴射手段としての第１のケ
ース６が配置されている。ケース６はベルト１に
相対してベルト１の軸線に従つて規則的に間隔を
とつて一列に並べた孔の明いた平面を有する。

水の噴霧を伴う冷却装置は、ベルト１の下側１
ｂの領域に配置されている。

この冷却装置はベルト１の下側１ｂの外側表面
下に配置され、ケース６の形状に類似の形状を有
し、ベルト１を剛直に保持させるコアンダ効果に
よる第３の噴射手段としての第２のケース１１を
含む。これら２個のケース６，１１の孔には加圧
空気としての圧縮空気が供給される。

液体噴霧手段としての水噴霧装置１２は、ベル
ト１の下側１ｂの内側表面上かつケース１１の上
方であつて、下側１ｂの上流側（ベルトの移動方
向に関して）付近に配置される。

水噴霧装置１２は２個の同心形のノズルを有
し、その中央ノズルは噴霧用の液を導き、他方の
環状ノズルは圧縮空気（加圧空気）用である。

水噴霧装置１２の下流側にはベルト１が平面を
形成するように硬質ゴム製の２個のスクレーパ１
３が配置されている（第２図ではこれを１個のみ
示す）。

これらのスクレーパ１３の代りに、又はさらに
好ましくはその下流側に、矢印ｆの方向に回転す
る円筒形の回転ブラシ１４を設け、回転ブラシ１
４によりベルト１の脱水を完全にする。

水噴霧装置１２、回転ブラシ１４及び後述する
減圧ケース１６は、吸入装置を備える換気フード
１５の中に配置され、換気フード１５のスカート
部３０はケース１１の上面に連結されて取り付け
られている。

スクレーパ１３の下流側に、これらのスクレー
パ１３によつてベルト１の縁に向かつて排出され
た水を吸込むようにベルト１のへりの直近隣に配
置されたスリツト又は口を有する減圧ケース１６
が配置されるのが望ましい。

本発明の具体例によれば、ベルト１は、ローラ
２とローラ２′とに巻かれており、ローラ２とロ
ーラ２′との間を高速で移動する。

噴射口５を有するるつぼ４は、ベルト１がロー
ラ２からローラ２′に向つて移動する第１の区間
において、ベルト１の外側表面の上方に設けられ
ており、ベルト１の外側表面に溶融金属又は溶融
合金を噴射する。

第１のケース６は、前述の第１の区間内を移動
するベルト１の内側表面の下方に設けられてお
り、前述の内側表面に圧縮空気を吹き付けて、吹
き付けられた圧縮空気の圧力によつてベルト１を
剛直に保持する。

第２のケース１１は、ベルト１の外側表面に形
成された金属のテープ又は合金のテープ３がベル
ト１から分離された後に、ベルト１がローラ２′
からローラ２に向つて高速で移動する第２の区間
において、ベルト１の外側表面の下方に設けられ
ており、ベルト１の外側表面に圧縮空気を吹き付
けて、吹き付けられた圧縮空気の圧力によつてベ
ルト１を剛直に保持する。

水噴霧装置１２は、前述の第２の区間において
ベルト１の内側表面の上方に設けられており、ベ
ルト１を冷却すべく、圧縮空気によつて液体をベ
ルト１の内側表面に噴霧する。

換気フード１５は、前述の第２の区間において
水噴霧装置１２及びベルト１の内側表面を取り囲
むように第２のケース１１に取り付けられてお
り、前述の第１の区間内で移動するベルト１に、
噴霧された液体が到達するのを防止する。

また、本発明の具体例によれば、溶融金属又は
溶融合金を急冷する方法は、ローラ２とローラ２
から離間して設けられらローラ２′とに巻かれた
ベルト１がローラ２からローラ２′に向つて高速
で移動する第１の区間において、ベルト１の内側
表面に対して圧縮空気を吹き付けながら、ベルト
１の外側表面に金属のテープ又は合金のテープ３
を形成すべく、ベルト１の外側表面に溶融金属又
は溶融合金を噴射する段階と、前述の第１の区間
において、前述の形成された金属のテープ又は合
金のテープをベルト１の外側表面から分離する段
階と、ベルト１の外側表面に対して圧縮空気を吹
き付けると共に液体が前述の第１の区間内で移動
するベルト１に達するのを防止しながら、ベルト
１がローラ２′からローラ２に向つて高速で移動
する第２の区間においてベルト１を冷却すべく液
体をベルト１の内側表面に噴霧する段階とを有す
る。

例として、以下に、長さ４メートル、断面13×
0.8mmのベルト１をセツトしたこの形式の装置に
ついて説明する。ベルト１はほぼ40ｍ／秒の速度
でローラ２′によつて動かされる。

ベルト１のほうへ向いたケース６の上面は長さ
50cm、幅10cmである。ケース６の上面にはベルト
１の軸に沿つて25mmの間隔をとつて一列に並べら
れた直径1.5mmの孔があけられている。これらの
孔には規定時間当り約10m³の流量で加圧空気が供
給される。

ケース１１はケース６の形状と同一の形状を有
し、同じ条件の下で空気の供給を受ける。

回転ブラシ１４は100mmに等しい直径を持つ。

この装置は特に式 Fe_75.6C₁₁P₈Cr₅Si_0.4のガラス質合金のテープを
作成するために利用された。

この場合の条件は以下の通りである。

−合金の流量：40Kg／時 −合金の温度：約1200℃ −噴霧装置１２の先端からベルト１までの距離：
２cm −水噴霧装置１２の供給量：水：約30／時 圧
縮空気：約10m³／規定時 −スクレーパ１３：水噴霧装置１２から上流側の
スクレーパまでの距離：約20cm −ケース６及び１１の供給量：圧縮空気：各ケー
スについて10m³／規定時 −ベルト１の温度（赤外線高温計で測定）：60℃
乃至80℃の間に含まれるのが望ましい。

以上のような条件の下で、極めて高速な極めて
安定した作動状態で、非晶質のあるいは結晶化率
の極めて低い、即ち非常に正確に急冷され固化さ
れた合金Fe_75.6C₁₁P₈Cr₅Si_0.4のテープを得ること
ができた。

以上のように、本発明によれば、金属テープ又
は合金テープが無端金属ベルトから分離された
後、無端金属ベルトが通過する第２の区間に、液
体噴霧手段が設けられ、この液体噴霧手段から噴
霧される液体により実質的に無端金属ベルトの冷
却が行われるため、無端金属ベルトの冷却を極め
て迅速に行い得、大がかりな冷却設備を要するこ
となしに、所定に無端金属ベルトを冷却し得、加
えて噴霧液体の流量調節を例えば手動により行う
ことにより無端金属ベルトの温度制御を高速応答
性をもつて細密に行い得る。そうして無端金属ベ
ルトへの噴霧液体の適用が、金属テープ又は合金
テープの形成面であるところの無端金属ベルトの
外側表面と反対の面である内側表面に対して行わ
れるのに加えて、当該噴霧液体の適用がなされる
第２の区間で無端金属ベルトの外側表面に第３の
噴射手段から空気が吹き付けられる結果、噴霧液
体の無端金属ベルトの外側表面へのまわり込みを
確実になくし得、無端金属ベルトの外側表面に冷
却用の液体が付着、残存することによる弊害をな
くし得る。更に、噴霧液体が無端金属ベルトの内
側表面に適用される故に、この液体の除去が比較
的容易となり、無端金属ベルトの内側表面からの
冷却噴霧液体の除去も確実に行い得る。そうして
更に、液体噴霧手段及び無端金属ベルトの内側表
面を取り囲んで換気フードを設けているため、こ
のように冷却用の液体を噴霧して無端金属ベルト
の内側表面に適用する場合でも、これによる悪影
響、例えば飛散する噴霧液体の無端金属ベルトへ
の不必要な付着をなくし得、これによつても冷却
液体の無端金属ベルト上での残存による弊害をな
くし得る。従つて、本発明は、溶融金属又は溶融
合金と金属ベルトとの接触を妨げると同時に、金
属又は合金の酸化を生起させる液体の第一の区間
への同伴を確実に防止することにより、高品質の
金属テープ又は合金テープの製造を保証し得ると
いう利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明による急冷装置の具
体例の説明図である。 １……ベルト、２，２′……ローラ、３……テ
ープ、４……るつぼ、５……噴射口、６，１１…
…ケース、１２……水噴霧装置、１３……スクレ
ーパ、１４……回転ブラシ、１６……減圧ケー
ス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１のローラと、前記第１のローラから離間
   して設けられた第２のローラと、前記第１のロー
   ラと前記第２のローラとに巻かれており、前記第
   １のローラと前記第２のローラとの間を高速で移
   動する無端金属ベルトと、前記ベルトが前記第１
   のローラから前記第２のローラに向つて移動する
   第１の区間において、前記ベルトの外側表面の上
   方に設けられており、前記外側表面に溶融金属又
   は溶融合金を噴射する第１の噴射手段と、前記第
   １の区間内を移動する前記ベルトの内側表面の下
   方に設けられており、当該内側表面に加圧空気を
   吹き付けて、当該吹き付けられた加圧空気の圧力
   によつて前記ベルトを剛直に保持する第２の噴射
   手段と、前記外側表面に形成された金属テープ又
   は合金テープが前記ベルトから分離された後に、
   前記ベルトが前記第２のローラから前記第１のロ
   ーラに向つて高速で移動する第２の区間におい
   て、前記ベルトの外側表面の下方に設けられてお
   り、前記ベルトの外側表面に加圧空気を吹き付け
   て、当該吹付けられた加圧空気の圧力によつて前
   記ベルトを剛直に保持する第３の噴射手段と、前
   記第２の区間において前記ベルトの内側表面の上
   方に設けられており、前記ベルトを冷却すべく、
   加圧空気によつて液体を前記ベルトの内側表面に
   噴霧する液体噴霧手段と、前記第２の区間におい
   て前記液体噴霧手段及び前記ベルトの内側表面を
   取り囲むように前記第３の噴射手段に取り付けら
   れており、前記第１の区間内で移動する前記ベル
   トに前記噴霧された液体が到達するのを防止する
   換気フードとを備える、溶融金属又は溶融合金を
   急冷する装置。 ２ 前記液体が水である特許請求の範囲第１項に
   記載の装置。 ３ 第１のローラと当該第１のローラから離間し
   て設けられた第２のローラとに巻かれた無端金属
   ベルトが前記第１のローラから前記第２のローラ
   に向つて高速で移動する第１の区間において、前
   記ベルトの内側表面に対して加圧空気を吹き付け
   ながら、前記ベルトの外側表面に金属テープ又は
   合金テープを形成すべく、前記ベルトの外側表面
   に溶融金属又は溶融合金を噴射する段階と、 前記第１の区間において、前記形成された金属
   テープ又は合金テープを前記ベルトの外側表面か
   ら分離する段階と、 前記ベルトの外側表面に対して加圧空気を吹き
   付けると共に液体が前記第１の区間内で移動する
   前記ベルトに達するのを防止しながら、前記ベル
   トが前記第２のローラから前記第１のローラに向
   つて高速で移動する第２の区間において前記ベル
   トを冷却すべく前記液体を前記ベルトの内側表面
   に噴霧する段階とを有する溶融金属又は溶融合金
   を急冷する方法。 ４ 前記液体が水である特許請求の範囲第３項に
   記載の方法。 ５ 式Fe_75.6C₁₁P₈Cr₅Si_0.4によつて近似的に表わ
   される合金が前記ベルト上に溶融状態で噴射さ
   れ、当該ベルトの温度が60℃から80℃の範囲内で
   ある特許請求の範囲第３項又は第４項に記載の方
   法。