JPH04228246A - Manufacture for fine crystalline and amordhous metallic strip and its producing device - Google Patents
Manufacture for fine crystalline and amordhous metallic strip and its producing deviceInfo
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Landscapes
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Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明は、微細結晶とアモルファ
ス金属ストリップの製造方法およひその製造装置に係り
、これは電気エンジニアリング、エレクトロニクス/マ
イクロエレクトロニクス、一般エンジニアリングや他の
分野の工業への用途を見出だすことができる。[Industrial Application Field] The present invention relates to a method and apparatus for producing microcrystalline and amorphous metal strips, which have industrial applications in electrical engineering, electronics/microelectronics, general engineering and other fields. can be found.
【0002】0002
【従来の技術】0.01〜0.06mmの限られた厚さ
の薄いストリップを作る方法は公知である。この方法で
は、溶融物はノズルから回転する金属ディスクの外側表
面に送られる。溶融物は限定された幾何学的寸法のスト
リップの形状で自由に広がり、冷却表面で急速に熱を奪
う結果、冷却される。ストリップを分離する装置が金属
ディスク1に接触している。BACKGROUND OF THE INVENTION Methods for producing thin strips of limited thickness from 0.01 to 0.06 mm are known. In this method, the melt is directed from a nozzle onto the outer surface of a rotating metal disk. The melt spreads freely in the form of a strip of limited geometric dimensions and is cooled as a result of rapid heat transfer at the cooling surface. A device for separating the strips is in contact with the metal disk 1.
【0003】この方法を行う装置は、熱インダクターと
このインダクターに設けられた溶融物を送るノズルとを
具備している。ノズルの下方には、金属ディスクが設け
られ、これは作られたストリップ2を分離する装置と接
触している。[0003] A device for carrying out this method comprises a thermal inductor and a nozzle for conveying the melt, which is provided in the inductor. Below the nozzle a metal disk is provided, which is in contact with a device for separating the produced strip 2.
【0004】この方法および装置で作られるストリップ
は、幾何学的な寸法が制限され、物理的および機械的な
特性が満足できるものではなく、不均斎な準安定のアモ
ルファス構造である。The strips produced by this method and apparatus are heterogeneous, metastable, amorphous structures with limited geometric dimensions and unsatisfactory physical and mechanical properties.
【0005】公知の双ロール方法では、溶融物は二つの
金属ロール間にノズルを通って送られる。この金属ロー
ルは、高速で逆の方向に回転している。溶融物からスト
リップを形成する間の冷却は、金属表面の熱の誘導ある
いは両ロール3の周面部分にある軸冷却溝に沿って強制
的に水を流すことにより成される。In the known twin-roll process, the melt is passed through a nozzle between two metal rolls. This metal roll is rotating at high speed in the opposite direction. Cooling during the formation of the strip from the melt is achieved by induction of heat on the metal surface or by forcing water to flow along shaft cooling grooves in the circumference of both rolls 3.
【0006】この公知の双ロール方法の欠点は、作られ
たストリップの微細結晶構造は不均一で方位性がなく、
その物理的、機械的な特性が満足されるものではないこ
とである。The disadvantage of this known twin-roll method is that the microcrystalline structure of the strip produced is non-uniform and non-oriented;
Its physical and mechanical properties are not satisfactory.
【0007】公知の強制冷却付き双ロール装置は、坩堝
を設け、坩堝の下方に溶融物を送るノズルを設けている
。ノズルの下方には軸方向または角度をもって配置され
た強制水冷却用の溝をもったロールが水平方向に設けら
れている。溶融物はそれ自身の重量下でロール間に落ち
る。これらロールは溶融物を冷却して金属ストリップ2
を作る。A known twin roll device with forced cooling is provided with a crucible and a nozzle for feeding the melt below the crucible. Below the nozzle there is a horizontal roll with forced water cooling grooves arranged axially or at an angle. The melt falls between the rolls under its own weight. These rolls cool the molten metal strip 2
make.
【0008】この公知の強制冷却付き双ロール装置の欠
点は、強制水冷却用の溝をもったロールは均一な熱の誘
導を確実におこなえず、製造されたストリップの質に影
響を与えることである。The disadvantage of this known forced cooling twin roll device is that the grooved rolls for forced water cooling cannot ensure uniform heat induction, which may affect the quality of the produced strip. be.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の一般
的な目的は、微細結晶とアモルファス金属ストリップの
製造方法およひその製造装置を提供することで、このス
トリップは製造される金属ストリップの幾何学的寸法が
広い範囲にあり、微細結晶とアモルファス構造に安定性
があり、その結果物理的、機械的特性を改善することで
ある。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is a general object of the present invention to provide a method and an apparatus for manufacturing microcrystalline and amorphous metal strips, which It has a wide range of geometric dimensions and stability in microcrystalline and amorphous structures, resulting in improved physical and mechanical properties.
【0010】0010
【課題を解決する手段】この目的は、溶融金属を強制冷
却のロール間に送る方法により達成される。ロール方向
に送る間に溶融物は均一化され、溶融物の冷却は、徐々
にかつ調整可能に規定されており、同時にロール間の溶
融物に電場が作用される。溶融物についての形成工程と
圧延工程の後に、均一な磁場の作用を受け、同時に調整
可能に規定された冷却がなされる。This object is achieved by a method of transporting molten metal between rolls with forced cooling. During transport in the direction of the rolls, the melt is homogenized, the cooling of the melt is gradually and adjustable, and at the same time an electric field is applied to the melt between the rolls. After the forming and rolling steps on the melt, it is subjected to the action of a homogeneous magnetic field and, at the same time, an adjustable and defined cooling.
【0011】厚さ0.01〜0.07mmの薄い安定し
たアモルファスストリップの製造に関する一つの変形例
では、均一化された溶融物が形成ロールに送られ、その
表面に自由に拡がり、次いでそれらの間の接触ライン内
において第二のロールにより延ばされる。[0011] In one variant for the production of thin stable amorphous strips with a thickness of 0.01-0.07 mm, the homogenized melt is fed to the forming rolls, spreading freely over its surface and then their a second roll in the line of contact between the two rolls.
【0012】厚さ0.07〜0.35mmの微細結晶の
方向性をもった金属ストリップの製造に関する他の変形
例では、均一化された溶融物を垂直または両ロール間の
接触ラインに対して角度をもって送り、次いで、温度T
>>Tkrで、強制されかつ調整可能に規定された冷却
がなされて、電場中で同時に金属ストリップが形成され
、圧延される。金属ストリップの磁気的な方位は、均一
な磁場の作用下で、同時に調整可能に冷却することによ
りなされ、温度はキューリ点付近(T<Tkr)である
。Another variant for the production of finely grained oriented metal strips with a thickness of 0.07 to 0.35 mm is to apply the homogenized melt vertically or against the line of contact between the two rolls. feed at an angle, then temperature T
>> At Tkr, a metal strip is simultaneously formed and rolled in an electric field with forced and adjustable defined cooling. The magnetic orientation of the metal strip is made under the action of a homogeneous magnetic field and with simultaneous adjustable cooling, the temperature being near the Curie point (T<Tkr).
【0013】この方法をおこなう装置は、誘導坩堝、送
りノズル、強制冷却される形成ロールを備えている。坩
堝とロールとの間には、誘導均一化装置とノズルを備え
た微細結晶化装置が設けられ、ロールに対して溶融物を
イオン化するシステムが接続され、下方には磁気的な「
方位」をもたせるためのシステムと調整可能な冷却をお
こなうための室が設けられている。The apparatus for carrying out this method is equipped with an induction crucible, a feed nozzle, and a forcedly cooled forming roll. A microcrystallizer with an induction homogenizer and a nozzle is provided between the crucible and the roll, a system for ionizing the melt is connected to the roll, and a magnetic "
It is equipped with a system for "orientation" and a chamber for adjustable cooling.
【0014】[0014]
【発明の効果】この方法及び装置の利点は次のとおりで
ある。The advantages of this method and apparatus are as follows.
【0015】この方法は良好な均一化と溶融物の均等な
拡がりと、多段の(zonal )強制冷却と、厚さ0
.01〜0.35mm及び幅1〜300mmの金属(と
くに磁気の)ストリップを溶融物から直接同時に形成し
圧延する。この方法は、電場、磁場での溶融物に直接作
用することにより、段階的な(zonal )調整原理
に基づいてなされる。そしてその結果、微細結晶とアモ
ルファスのフェロスタブル(ferrostable
)な方位をもった構造の磁気ストリップの特性が保証さ
れる。圧延ユニットは、寸法が小さく、出力が大きく、
エネルギー消費が少なく、予め設定したプログラムに従
ってロールとその付属システムを調整し、コントロール
する可能性を持つ特徴がある。設備は軽く、高価でなく
、スペースは少なくてよく、少しのユニットと要素のみ
でよい。この装置は、ロールやこのシステム、すなわち
溶融物から直接方位をもった微細結晶や安定した構造の
アモルファスについて異なる厚さのストリップを作るた
めのシステム、を早急に再調整するのに適応される。ま
た、信頼性の高い状態で、かつ異なる条件で操作され、
環境を汚染することなく本発明方法をおこなうことがで
きる。This method provides good homogenization and uniform spreading of the melt, zonal forced cooling, and a thickness of 0.
.. Metal (especially magnetic) strips of 0.01 to 0.35 mm and width of 1 to 300 mm are simultaneously formed directly from the melt and rolled. The method is based on the zonal adjustment principle by direct action on the melt with electric and magnetic fields. As a result, microcrystalline and amorphous ferrostable
) properties of the magnetic strip with the structure are guaranteed. The rolling unit has small dimensions, large output,
It is characterized by low energy consumption and the possibility to adjust and control the roll and its attached systems according to preset programs. The equipment is light, inexpensive, takes up little space, and requires only a few units and elements. This device is adapted for the rapid reconditioning of rolls and systems for producing strips of different thicknesses of oriented microcrystalline or stable structure amorphous materials directly from the melt. It can also be operated reliably and in different conditions,
The method of the invention can be carried out without polluting the environment.
【0016】[0016]
【実施例】本発明をよりよく理解するために、本発明の
好適な実施例を示している図面を参照して本発明を説明
する。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS For a better understanding of the invention, reference will now be made to the drawings, which illustrate preferred embodiments of the invention.
【0017】2または4つロールをもつ圧延ユニットは
、誘導坩堝1と、その上に載置された誘導混合器(均一
化装置)2と、下方に広幅ストリップ用の噴出口とスロ
ットを備えたノズル3が設けられ、ノズルには微細結晶
化装置4に設けられている。そして下方には二つの駆動
ローラー5と二つの支持ローラー5aとがそれぞれ設け
られ、これらは電気的に絶縁されている。駆動絶縁ロー
ラー5に対して、溶融物をイオン化するシステム6が接
続されている。その下には冷却システム7、磁気的な方
位を持たせるシステム8が設けられている。末端部分に
は巻取ワインダ9、熱処理室10と自動溶接ユニット1
1が設けられている。この工程の自動化のために、マイ
クロプロセッサーシステム12を組込むことも可能であ
る。The rolling unit with two or four rolls is equipped with an induction crucible 1, an induction mixer (homogenizer) 2 placed on it, and jets and slots for wide strips below. A nozzle 3 is provided, and the nozzle is provided with a microcrystallization device 4 . Two drive rollers 5 and two support rollers 5a are provided below, and these are electrically insulated. A system 6 for ionizing the melt is connected to the driven insulating roller 5 . Below that, a cooling system 7 and a magnetic orientation system 8 are provided. At the end part there is a take-up winder 9, a heat treatment chamber 10 and an automatic welding unit 1.
1 is provided. It is also possible to incorporate a microprocessor system 12 to automate this process.
【0018】双ロール装置の操作は次のとおりである。The operation of the twin roll device is as follows.
【0019】所定の化学組成を有する溶融物は、坩堝1
内に入れられ、混合器(均一化装置)2に送られる。そ
こで所定時間保持される。次いで微細結晶化装置4に設
けられたノズル3を通り、ロール5間(または一つのロ
ール上をそれぞれ)所定の温度と流出速度で送られる。
予め、スクリュー付きタービンを備えた駆動ロールは所
定の速度で回転され、冷却される。ロール5間にはシス
テム6により電圧Uが印加されている。これは溶融物を
温度T>Tkrでイオン化する。延ばされた金属ストリ
ップは、冷却室7に約キューリー点の温度(磁気相)で
送られる。均一な磁場8が冷却過程中ストリップに作用
する。そして、作られたストリップは自動的に巻取ワイ
ンダー9に巻かれる。その速度はローラーの周速度に同
期されている。さらにストリップは熱磁気処理室10に
送られる。そして必要ならば(ストリップの破損時)、
自動溶接ユニット11に送られる。マイクロプロセッサ
ーシステム12は温度、圧力、ストリップ速度、ストリ
ップ厚さの検出器、変換器により、装置を制御する。The melt having a predetermined chemical composition is placed in crucible 1.
and sent to the mixer (uniformizer) 2. There, it is held for a predetermined period of time. It then passes through a nozzle 3 provided in a microcrystallization device 4 and is sent between rolls 5 (or over one roll, respectively) at a predetermined temperature and outflow rate. In advance, a drive roll equipped with a screw turbine is rotated at a predetermined speed and cooled. A voltage U is applied between the rolls 5 by a system 6. This ionizes the melt at temperatures T>Tkr. The stretched metal strip is sent to the cooling chamber 7 at a temperature of approximately the Curie point (magnetic phase). A homogeneous magnetic field 8 acts on the strip during the cooling process. The produced strip is then automatically wound onto the take-up winder 9. Its speed is synchronized to the circumferential speed of the roller. Further, the strip is sent to a thermomagnetic processing chamber 10. And if necessary (when the strip breaks),
It is sent to the automatic welding unit 11. A microprocessor system 12 controls the apparatus with temperature, pressure, strip speed, and strip thickness detectors and transducers.
【0020】この装置を用いておこなった実験では、厚
さ0.02〜0.07mmのフェロマグネティク金属ス
トリップ用の微細結晶で方位をもった構造、およびアモ
ルファスの安定構造が作られた。(100)タイプの微
細立方構造を持つ鉄基試料に対して熱的機械的処理を施
した後は、以下の特性を有していた。
周波数f=50Hzでの磁気損失:ΔV(1.0)=0
.32=0.4W/kg;
B25に対する磁気誘導=1.7〜1.8T;場の保持
力:Hc=0.21−0.24Oe;機械的強度:従来
方法で作られたアモメファスストリップ(場での付加的
な圧延がない)と比べて100〜200%高い;機械的
なビッカース硬さ:結晶構造と比べて10〜15%高い
。
参考文献
1.米国特許明細書番号38815422.グラッシー
メタルズ IとII、スプリンガーベルラグ、ベルリ
ン/ハイデルベルグ/ニューヨーク,1981
3.米国特許明細書番号3881541In experiments carried out with this apparatus, fine-crystalline, oriented structures and amorphous stable structures for ferromagnetic metal strips with a thickness of 0.02 to 0.07 mm were produced. The iron-based sample with (100) type microcubic structure had the following properties after being subjected to thermomechanical treatment. Magnetic loss at frequency f = 50Hz: ΔV (1.0) = 0
.. 32 = 0.4 W/kg; Magnetic induction for B25 = 1.7-1.8 T; Holding force of field: Hc = 0.21-0.24 Oe; Mechanical strength: Amome fas strip made by conventional method 100-200% higher compared to (without additional rolling in-situ); mechanical Vickers hardness: 10-15% higher compared to crystalline structure. References 1. U.S. Patent Specification No. 38815422. Glassy Metals I and II, Springer Berlag, Berlin/Heidelberg/New York, 1981 3. U.S. Patent Specification No. 3881541
【図1】本発明装置の一例を示す説明図。FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of the device of the present invention.
1…坩堝、2…誘導均一化装置、3…ノズル、4…微細
結晶化装置、5…ロール、6…溶融物をイオン化するシ
ステム、7…調整可能な冷却用室、8…磁気的な「方位
」をもたせるためのシステム。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Crucible, 2... Inductive homogenizer, 3... Nozzle, 4... Microcrystallizer, 5... Roll, 6... System for ionizing the melt, 7... Adjustable cooling chamber, 8... Magnetic " A system for providing direction.
Claims (5)
プの製造方法であって、溶融金属は強制冷却されている
金属ロール間に送られ、この溶融物はロールに送られる
前に均一化され、溶融物の冷却は段階的(zonal
)であり、調整可能であり、同時にロール間に電場が作
用し、次いで均一な磁場が作用する上記方法。1. A method for producing microcrystalline and amorphous metal strips, in which molten metal is passed between forcedly cooled metal rolls, the melt is homogenized before being passed to the rolls, and the melt is Cooling is zonal
), which is adjustable and at the same time an electric field acts between the rolls and then a homogeneous magnetic field.
01乃至0.07mmのアモルファスストリップは、均
一な溶融物を形成ロールに送り、その表面に溶融物を広
げることにより作られ、次いでそれらの間の接触ライン
内にある第二のロールにより圧延される上記方法。2. The method of claim 1, wherein the thickness is 0.
01 to 0.07 mm amorphous strips are made by feeding the homogeneous melt into a forming roll and spreading the melt over its surface, which is then rolled by a second roll located in the line of contact between them. The above method.
もった微細結晶構造で幅が0.07乃至0.35mmの
金属ストリップは、均一化溶融物を垂直または二つのロ
ールの接触ラインに対して角度をもって送り、次いで温
度T>>Tkrでそれを形成し圧延することにより作ら
れる上記方法。3. In the method of claim 1, the metal strip with an "oriented" microcrystalline structure and a width of 0.07 to 0.35 mm is used to direct the homogenized melt vertically or to the contact line of two rolls. The method described above is made by feeding at an angle to the temperature T>>Tkr and then forming and rolling it at a temperature T>>Tkr.
いて、金属ストリップの磁気的「方位」は、均一な磁場
の作用下で、同時にキューリ点付近(T<Tkr)の温
度で調整可能に冷却することにより、もたらされる上記
方法。4. The method according to claim 1, wherein the magnetic "orientation" of the metal strip is adjustable under the action of a uniform magnetic field and at a temperature near the Curie point (T<Tkr). The above method brought about by cooling.
て、誘導坩堝、溶融物放出ノズル、強制冷却される形成
ロールを備え、坩堝1とロール5との間には、誘導均一
化装置2とノズル3を備えた微細結晶化装置4が設けら
れ、ロールに対して溶融物をイオン化するシステム6が
接続され、下方には磁気的「方位」用システム8と調整
可能な冷却用室7が設けられている上記装置。5. An apparatus for carrying out the method according to claim 1, comprising an induction crucible, a melt discharge nozzle, and a forcedly cooled forming roll, and an induction homogenizing device 2 and a nozzle between the crucible 1 and the roll 5. A microcrystallization device 4 is provided with 3 and connected to the rolls a system 6 for ionizing the melt, below which a system 8 for magnetic "orientation" and a chamber 7 for adjustable cooling are provided. The above equipment.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BG91762A BG60092A3 (en) | 1990-04-13 | 1990-04-13 | Method and device for the production of microcrystalline and amorphous metal strips from smelt |
BG91762 | 1990-04-13 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP3109850A Pending JPH04228246A (en) | 1990-04-13 | 1991-04-15 | Manufacture for fine crystalline and amordhous metallic strip and its producing device |
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BG (1) | BG60092A3 (en) |
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SE (1) | SE9101117L (en) |
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CN102658362A (en) * | 2012-05-30 | 2012-09-12 | 哈尔滨工业大学 | Water cooling copper crucible directional freezing method for superhigh-temperature Nb-Si alloy |
CN109967703A (en) * | 2019-04-08 | 2019-07-05 | 东北大学 | A method of with a thickness of 80~1500 μm of wide cut amorphous thin ribbons, continuously big cooling rate is efficiently prepared |
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- 1991-04-15 SE SE9101117A patent/SE9101117L/en not_active Application Discontinuation
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