JPH0428464B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0428464B2
JPH0428464B2 JP56068447A JP6844781A JPH0428464B2 JP H0428464 B2 JPH0428464 B2 JP H0428464B2 JP 56068447 A JP56068447 A JP 56068447A JP 6844781 A JP6844781 A JP 6844781A JP H0428464 B2 JPH0428464 B2 JP H0428464B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
casting
casting surface
strip
orifice passage
orifice
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP56068447A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS574361A (en
Inventor
Edowaado Marinjaa Robaato
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.)
Battelle Development Corp
Original Assignee
Battelle Development Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Battelle Development Corp filed Critical Battelle Development Corp
Publication of JPS574361A publication Critical patent/JPS574361A/en
Publication of JPH0428464B2 publication Critical patent/JPH0428464B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D15/00Casting using a mould or core of which a part significant to the process is of high thermal conductivity, e.g. chill casting; Moulds or accessories specially adapted therefor
    • B22D15/04Machines or apparatus for chill casting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/005Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths of wire
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0637Accessories therefor
    • B22D11/064Accessories therefor for supplying molten metal
    • B22D11/0642Nozzles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は急速冷却高生産速度でのストリツプ材
料の鋳造装置に関する。特に本発明は金属の薄い
ストリツプ材料を急速に鋳造する装置に関する。
同日付の関連出願がある。 鋳造技法によつて薄い金属ストリツプ材料を生
産することは通常の圧延引抜き作業に比較して著
しい利点がある。ストリツプ鋳造に際して冷却速
度を著しく大にして非晶質材料を生産する意義は
大きい。しかし鋳造されたストリツプを使用可能
の品質とし、均等な組成構造とするためには、制
御監視すべきストリツプ鋳造パラメータの数は多
い。このため、当業者の意見では、市場に受入れ
可能のストリツプ鋳造装置の開発は複雑な問題が
多い。 薄い金属材料、例えば板、膜、ストリツプ、リ
ボンの鋳造の概念は1900年代の初期からある、例
えば米国特許第905758号、993904号に記載された
方法は、溶融材料を運動する冷却面上に流し、材
料を引張り硬化させて連続した薄いストリツプと
する。この方法は、溶融金属を回転液冷の銅ドラ
ム又は円板の平滑外周面に流すことを開示する。
しかし、20世紀前半にはストリツプ鋳造は市場で
成功しなかつた。 近年米国特許3522836号、3605863号は連続した
製品、例えば金属ワイヤ又はストリツプを溶融金
属から製造する方法を示す。この方法では、溶融
金属は凹面の皿からノズルを経て流出する。熱吸
収面、例えば水冷のドラムが出口オリフイスにほ
ぼ平行の経路を動き溶融金属の皿に接触して皿か
ら金属を連続的に引用して均等な連続品を形成す
る。上述の方法は溶融物引出法と称される。溶融
金属の皿のノズルオリフイスの下を通る熱吸収面
は溶融金属流形成、即ちノズルからの引出し効果
を有する。 更に近年のストリツプ鋳造技法の研究は、金属
ストリツプ鋳造技法に関して比較的狭い改善を目
的とする。例えば、米国特許4142571号は金属ス
トリツプ鋳造ノズルの寸法範囲を定めたスロツト
構造を示す。米国特許4077462号はストリツプ鋳
造用冷却ロールの外周面の固定ハウジングの特別
な構造を示す。 他の既知の急速冷却技法として、例えば溶融物
旋回法によつて金属フイラメントを製造するため
に、細い溶融流を自由運動させ、又は冷却ブロツ
クに当てる方法が実施されている。更に、溶融物
引出法として、米国特許3838185号があり、懸垂
降下溶融物引出法として米国特許3896203号があ
る。この種急速鋳造の技法では均等な板又はスト
リツプを製造するのは困難である。他の多くの関
数、例えば補助面冷却、面被覆等が急速鋳造スト
リツプ材料の製品の厚さ及び品質に影響する。 ストリツプ鋳造の技法は比較的長い歴史があ
り、近年の進歩があるが、現在ではストリツプ鋳
造は広く受入れられず、工業上主要な作業になつ
ていない。ストリツプ鋳造技法を工業上主要な作
業とするためには、各種の改良発明を必要とする
ように思われる。特にこの改良の中には、溶湯の
タンデイツシユの構造、ノズルオリフイスの大き
さと寸法、鋳造面からの間隔、鋳造面の動く速
度、急冷の割合、金属温度と供給速度、等につい
て正確な限定を必要とし、これによつて鋳造スト
リツプの有効な市場性ある生産に必要とする均等
性と持続性を得られる。特にノズルとスロツトの
構造、ストリツプを鋳造する鋳造面とスロツトと
の寸法関係が、均等なストリツプ鋳造面を得るに
は現在までは不適切である。 それ故、比較的広い薄いストリツプ材料を鋳造
し既知の構造の欠点を克服する新らしい装置が要
望される。この装置は信頼性が高く、既知の装置
より効率が良く、再現性、均等性、耐久性をスト
リツプ鋳造で得られる装置とする。 本発明の概要は、金属ストリツプを連続鋳造す
る装置を提供する。この装置はタンデイツシユ
と、曲面素子をらなるノズルとを備え、曲面素子
には長手方向全長に亘つて均等な断面寸法を有す
るオリフイス通路を形成する。ノズルの外側に設
けた冷却鋳造面はオリフイス通路の長手軸線にほ
ぼ直角に方向に動いで通過する。曲線素子の第1
第2の内面はオリフイス通路を形成し、通路を経
て溶湯が鋳造面に供給される。 分離した曲面素子をもつことによつて、タンデ
イツシユにノズル開口を形成することが容易とな
る。曲面素子はノズル開口の方向を容易にコント
ロール出来、その結果、タンデイツシユは従来の
ように上方のみから鋳造輪の表面に溶融金属を供
給するのではなく、溶融金属を鋳造面の側部に供
給することができる。鋳造輪の側部に溶融金属を
供給できるということは、タンデイツシユの重量
を受けるノズルと鋳造面との間の離間距離或いは
スタンドオフ距離のよりすぐれたコントロールを
可能とする。タンデイツシユの重量および溶融金
属が鋳造面へ供給される際のタンデイツシユの変
化する重量は、従来の場合スタンドオフ距離に影
響を与えるが、本発明の場合、従来のものに比べ
てノズルと鋳造面との間のスタンドオフ距離への
影響が小さくより優れたコントロールにつなが
る。このようなコントロールは製品のより優れた
鋳造につながる。 又、分離した曲面素子を使用することにより、
タンデイツシユと、ノズルと、オリフイスと鋳造
輪との間の正確な寸法関係により容易に維持する
ことができる。特に、分離した曲面素子の使用に
よりオリフイス通路を長手方向全長に亘つて均等
な断面とすることができる。従来のノズル構造お
よび鋳造面に対するノズル構造の寸法関係は、均
一なストリツプ鋳造結果をもたらすには十分では
なかつた。 したがつて、本発明のストリツプ鋳造装置の利
点はほゞ均等な寸法、ほゞ均等な品質を全長に亘
つて有する金属ストリツプを連続的に鋳造し得る
点にある。 本発明の他の利点は、ストリツプ鋳造装置のノ
ズル構造によつて、金属ストリツプの急速な効率
の良い鋳造を鋳造間金属渦流を最小にして行ない
得る点にある。 本発明の目的は有効なストリツプ鋳造作業を再
現し得るストリツプ鋳造装置を提供する。 本発明の他の目的はストリツプ鋳造装置の提供
し、生産されたストリツプの十分急速な冷却を行
ない非晶質ストリツプを得られる。本発明装置は
結晶質材料も連続鋳造可能である。 本発明の別の目的は各種設計上寸法上の要件を
開示し、特にノズル構造によつて均等な寸法及び
均等な品質の金属ストリツプを連続的に再現可能
に急速鋳造可能とする。 本発明を例示とした実施例並びに図面について
説明する。 第1図は本発明による金属ストリツプ10の鋳
造装置を示す。この装置は鋳造ドラム、輪、ベル
ト等の上にストリツプ10を鋳造する。好適な例
では連続ストリツプ10を第1図に示す円筒形ド
ラム又は平滑外周面14上に鋳造する。円形以外
の形状とすることもできる。例えば平滑な切頭円
錐形外周面の鋳造輪とすることもできる。例えば
ほぼ楕円形経路を回転するベルトを鋳造素子とし
て使用することもできる。使用する形状は何れで
あつても鋳造面14は鋳造金属の凝固温度以下に
冷却し、鋳造するストリツプ巾以上の巾とする。 好適な例では、鋳造素子12は水冷の折出硬化
銅合金輪とし、約98%の銅と約2%のクロムを含
む。銅、銅合金は熱伝導率が大きく、耐磨耗性で
あれため好適であるが、ベリリウム銅合金、鋼、
真鍮、アルミニウム、アルミニウム合金等を単独
で又は組合せて使用し得る。例えば組合て鋳造輪
の外周面をモリブテン等の材料のスリーブとす
る。同様に、水以外の冷却媒体も使用できる。水
は安価で使用し易い。 本発明のストリツプ鋳造装置の作動に際して鋳
造輪又は鋳造素子12の鋳造面14は最初の鋳造
点16において溶湯に接触して生じた熱を吸収す
る必要があり、この熱を鋳造輪12の回転間に十
分に輪内に伝達する必要がある。最初の鋳造点1
6はタンデイツシユ22から流れる溶湯20が鋳
造面14に接触する位置である。熱伝導による冷
却には、十分な量の水を鋳造輪12の外周面附近
の内部通路に供給して行う。これに代えて冷却媒
体を接触面の下側に直接供給することもできる。
冷凍技法を使用して冷却速度を加速減速し、及び
又は鋳造輪の鋳造間の膨脹収縮を制御することも
できる。 鋳造のために、ドラム、輪、ベルトの何れを使
用する場合にも、鋳造面は平滑対称形であり、ス
トリツプ鋳造の均等性を最大にする。例えば、あ
るストリツプ鋳造作業では鋳造外周面14と、溶
湯を鋳造面に供給するノズルのオリフイス通路を
形成する面との間の間隔は鋳造間所要設定寸法を
保つ必要がある。この寸法はスタンドオフ寸法又
は間隙と称する。この間隙は均等なストリツプを
鋳造する時に金鋳造作業間ほぼ同じ値を保つ必要
がある。 鋳造に鋳造素子12、例えばドラム又は輪上に
行う時は、回転体は注意深く製作し、回転間の円
の偏差が生ぜず、均等なストリツプ鋳造を行うよ
うにする。実験上、ドラム又は輪の円の偏差が約
0.020in(約0.5mm)以上とすれば寸法上の不安定を
生じ、作動間修正しなければ不合格品となる。寸
法対称性を保ち、溶接部へ多孔性を除くには、冷
間圧延又は鍛造銅合金の一体のスラブからドラム
又は輪を製造する。スルーブ、被覆等を使用する
こともできる。 本発明の装置で鋳造される溶湯20はノズルを
有するタンデイツシユ22内に保持する。ノズル
は図示の例ではタンデイツシユの下部部分の位置
とする。後述する通り、ノズルはタンデイツシユ
22に取付けた曲面素子24とする。 曲面素子24はタンデイツシユの下部の一部を
形成し、第2,3図に示す。図に示す通り、オリ
フイス通路30は曲面素子24のほぼ中央の位置
とする。オリフイス通路即ちスロツト30をほぼ
中央の位置とすることによつて、溶湯の圧力がほ
ぼ均等に作用し、鋳造間ほぼ等しい圧力を保つ。
スロツトを中央以外の位置とすることもできる。 オリフイス通路30の長手方向寸法は鋳造すべ
きストリツプの巾とほぼ等しくする。オリフイス
通路の長手方向寸法は限定がなく、36in(約900
mm)以上の寸法とし、曲面素子を相当する寸法と
することができる。曲面素子24のオリフイス通
路30を通る溶湯流の均等性によつて、均等な高
品質のストリツプが形成される。他の実施例によ
つて各種巾のストリツプを製造するには、複数の
長手方向のオリフイス通路30を曲面素子24に
切込んでタンデイツシユ22のノズルを形成す
る。オリフイス通路30の寸法の大小に拘らず、
オリフイス通路30の断面寸法は全長手方向につ
いて等しくし、均等な寸法のストリツプを得る。
本発明のストリツプ鋳造装置の作動に際して、冷
却した鋳造面14がオリフイス通路30の前を、
オリフイス通路30の長手軸線にほぼ直角方向に
通る。 第4図に示す通り、オリフイス通路30は曲面
素子24の第1の側部32と第2の側部34との
間に形成される。第1の側部32はオリフイス通
路30の第4図の矢印で示す鋳造面の動きの方向
に関して下流側位置である。第1の側部32はほ
ぼ平面の内面36と外方リツプ突出面38を有
し、突出面38は鋳造面14に面する。オリフイ
ス通路30より下流側で突出面38は段部40を
形成してリツプ突出部42を形成する。第2の側
部34はオリフイス通路30の第4図の矢印で示
す鋳造面14の動きの方向に関して上流側にあ
る。第2の側部34はほぼ平面の内面46を第1
の側部32の内面36に対向して形成し、オリフ
イス通路30を通るタンデイツシユ22からの溶
湯流の方向に関して少なくともオリフイス通路3
0の出口部においてほぼ平行とする。第2の側部
34の底面48は鋳造面14に面する。 第4図のスタンドオフ距離又は間〓hにはスト
リツプ材料を良好に鋳造するために重要である。
とくに突出面38の間〓hが第2の側部34の底
面48の間〓より重要であることが解つた。この
突出面38は曲面素子24に断部40を設けるこ
とによつて形成されるが、該段部は鋳造されつつ
あるストリツプに悪影響を与えることなしに、ノ
ズルを鋳造面に十分接近させることを可能とす
る。すなわち、段部40はストリツプの上面に悪
影響を与えないように鋳造されつつあるストリツ
プとノズルとの間の接触を最小限にする。 好適な実施例によつて、第1の側部32の外方
リツプ突出面38と第2の側部34の底面48の
一部とは下方を動く鋳造面14に対して完全に平
行とする。鋳造ドラム又は輪を使用する場合に研
磨可能の曲面素子24をほぼ完全に平行とするに
は、研磨紙等を鋳造面14上に粗面を曲面素子2
4に面して取付ける。曲面素子24を動かして鋳
造面14に研磨紙を介して密接させ、鋳造面と研
磨紙を回転させれば、第1の側部32のリツプ突
出面38と第2の側部34の底面48とは同時に
研磨紙の粗面によつて研磨され、鋳造面14とほ
ぼ完全な平行となる。この平行形成は大部分の耐
火物のノズルについて、凸面等の曲面の鋳造面を
使用する場合にも行い得る。この方法で平行を得
るには、400番又は600番の研磨紙が好適である。 外方リツプ突出面38の一部を鋳造面14に対
して完全な平行を保つことによつて、突出面38
と鋳造面14との間隙hは突出部42の全長に亘
つて等しくなる。外方リツプ突出面38と鋳造面
14との間の間隙hは約0.120in(約3mm)以下と
し、有効にストリツプ鋳造を行ない得る。好適な
例としては、間隙hは約0.080in(約2mm)以下と
し、ある種の合金を薄いストリツプに鋳造するに
は0.01in(約0.25mm)以下の間隙hが好適である。
更に、第2の側部34の底面48における間隙h
には厳密な寸法限定がないようである。第2の側
部34に対する好適な限定条件は、内面46が鋳
造面14に向けて延長し、オリフイス通路30の
少なくとも出口部分においては第1の側部32の
内面36と平行とし、溶湯が曲面素子24のオリ
フイス通路30を通つて運動鋳造面14に安定し
た流れを保つのを妨害しないようにする。それ
故、第2の側部34の底面48は、鋳造面14か
ら僅に離れて第7図に示す通り約0.002in(約0.05
mm)以内とするか、又は底面48をオリフイスか
ら鋳造面を離れる方向にテーパさせ、第8図に示
す構成とすることができる。何れの場合にも、第
2の側部34の底面48と鋳造面14との間隙h
はノズル部において十分狭い間隙とし、鋳造間溶
湯の後方への流れを防ぐようにする。 第5図に示す実施例では、第1の側部32の内
面36は曲面50を介して外方リツプ突出面38
に延長し、第4図に示す急激な90°曲りでない。
ある種のストリツプ材料の製造には曲面隅部50
が有利である。この曲面隅部50はストリツプ鋳
造間の溶湯の渦流を最小にし均等な生産を得るこ
とができる。実施上内面36と外方リツプ突出面
38との間の鋭い隅部は圧力変化と流れパターン
の変化とを生じ、曲面素子24に応力集中部を生
じ、鋳造間に破損、亀裂、磨耗を生じて均等なス
トリツプ鋳造作業を害する。曲面部50を形成す
ればタンデイツシユ22のノズルを形成する曲面
素子24を通る溶湯流の渦流等の悪影響は生じな
い。 ストリツプ鋳造間の渦流を更に減少するために
オリフイス通路30の内方部に段部又はテーパ部
を形成する。図に示す通り、第1の側部32、第
2の側部34の内方部分をV型に又は更に曲面と
して漏斗状とし、金属流パターンの均等性を大に
し、ストリツプ鋳造内の不規則流、渦流を最小に
する。 他の好適な実施例として、ストリツプ鋳造間の
溶湯の渦流を少なくするために、曲面素子24を
鋳造面14とある角度として溶湯を鋳造面と同じ
方向に供給する。このためには内面36,46で
形成するオリフイス通路30を鋳造面に対して
90°より小さいある角度、好適な例では45°とす
る。この構成とすれば、溶湯の流れの方向はオリ
フイス通路30を鋳造面14に対して直角とする
場合に比較して急激な変化を生じない。 るつぼ即ちタンデイツシユ22は優れた絶縁性
の材料製とする。絶縁性が不十分である時は溶湯
を比較的一定温度に保つために補助加熱器、例え
ばタンデイツシユ22内及び又は周囲に取付けた
誘導コイル又はワイヤ等の抵抗素子を使用する。
タンデイツシユ用の有利な材料は繊維化カオリ
ン、即ち天然物の高純度アルミナシリカ耐火物製
の絶縁板である。この絶縁材料は商品名カオウー
ルHSボードとして市販される。長期使用のため
又は高融点合金の鋳造のためには、各種の別の材
料を使用してタンデイツシユ22、曲面素子24
を製造する。例えば、グラフアイト、アルミナグ
ラフアイト、石英、クレーグラフアイト、窒化硼
素、窒化珪素、炭化珪素、炭化硼素、アルミナ、
ジルコニア、これらの各種の組合せ又は混合物が
ある。これらの材料は強化することができる。例
えば繊維化カオリンはシリカゲル等を含浸させて
強化する。 曲面素子24のオリフイス通路30はストリツ
プ鋳造間開放を保ち、形状がほぼ安定する必要が
ある。オリフイス通路が腐食され又はつまれば、
ストリツプ鋳造間の主目的の均等製保持とタンデ
イツシユ22内の金属流渦流の低減が害される。
このために、ある種の絶縁材料は長い鋳造期間に
亘つて寸法の安定性を保たない。この問題点を避
けるためには曲面素子24のオリフイス通路30
を形成する側部部分32,34は寸法安定性を保
ち、高溶湯温度に長時間曝されて一体性を保つ材
料を使用する。この材料を一体のほぼ半円状の曲
面素子24に形成し、スロツト30を切出して第
3図と形状とする。曲面素子24を2個の対向す
るインサートとしてタンデイツシユ内に保持して
中間にスロツト30を形成し第6図の形状とする
こともできる。好適な例では、一体の曲面素子2
4のオリフイス通路30は超音波で切断して所要
スロツト寸法を正確に形成する。曲面素子の材料
として、例えば石英、グラフアイト、クレーグラ
フアイト、窒化硼素、アルミナグラフアイト、炭
化珪素、安定化ジルコニアシリケート、ジルコニ
ア、マグネシア、アルミナ等の溶湯抵抗材料とす
る。この曲面素子24はタンデイツシユ22内に
機械的に保持し、又は各種耐火セメントで接着す
る。 ドラム、輪等の鋳造面14の駆動装置及びハウ
ジングは剛性構造とし、ドラム回転間構造的な不
安定からドラムの滑り又は振動を生じないように
する。特に鋳造面の作動速度での固有振動数を避
ける注意を必要とする。鋳造面の線速度は約200
〜10000ft/min(約60〜3000m/min)程度であ
る。ドラム外周を約8ft(約2.4m)とすれば、こ
の速度はドラム回転数として約25〜1250rpmとな
る。3HP可変速可逆発電制動モータが一体鋳造
銅合金ドラムの厚さ2in(約50mm)外周約8ft(約2.4
m)のものを好適に駆動する。 ある実施例によつて、本発明装置の輪又はドラ
ムの鋳造面14を平滑とする。場合によつて、例
えば非晶質材料の場合に鋳造素子12の外周面1
4を400番〜600番の研磨紙で仕上げ、製品の均等
性を良くする。 第2図に示す実施例では、タンデイツシユ22
を絶緑ボード、例えば商品名カオウールHSボー
ド製とし、曲面素子24をクレーグラフアイト製
の溶湯耐性材料としてタンデイツシユ22の壁部
内に保持する。オリフイス通路30はクレーグラ
フアイト素子24に超音波加工で切出す。曲面素
子の第1の側部32と第2の側部34間にオリフ
イス通路30を形成する。他の実施例として、曲
面素子24は石英又は商品名バイコールガラスの
板とし、溶湯耐性の高い材料であり、巾約0.5in
(約37mm)のものを図に示す通り所要の小さい半
径に曲げる。別の実施例として曲面素子24は鋳
造した窒化硼素とする。曲面素子24にオリフイ
ス通路30を形成するスロツトは超音波ドリルで
正確に切出す。第2,3,4図に示す一体の曲面
素子24は溶湯耐性材料の半円のリングから製造
する。この例ではスロツト巾bは平行内面36,
46間で約0.010〜0.080in(約0.25〜2mm)とし、
超音波加工でクレーグラフアイトのインサート材
料に形成し、インサートを第2図に示す通りにタ
ンデイツシユ22内に取付ける。曲面素子ノズル
の外方縁は所要の形状として曲面素子24をタン
デイツシユ22の壁内に保持するのを補強するこ
ともできる。 本発明の曲面素子24に形成するオリフイス通
路30の形状は第4図の拡大断面図に示す。本発
明の実施例によつて、第4図に示す寸法の限界は
次の通りである。
The present invention relates to an apparatus for casting strip material with rapid cooling and high production rates. More particularly, the present invention relates to an apparatus for rapidly casting thin strips of metal.
There is a related application dated the same date. Producing thin metal strip material by casting techniques has significant advantages over conventional rolling drawing operations. It is of great significance to significantly increase the cooling rate during strip casting to produce an amorphous material. However, there are a large number of strip casting parameters that must be controlled and monitored in order to achieve usable quality and uniform composition of the cast strip. For this reason, in the opinion of those skilled in the art, the development of a commercially acceptable strip casting apparatus is complicated. The concept of casting thin metal materials, such as plates, membranes, strips, and ribbons, dates back to the early 1900s; for example, the methods described in U.S. Pat. , the material is tensile cured into a continuous thin strip. The method discloses flowing molten metal onto a smooth outer peripheral surface of a rotating liquid-cooled copper drum or disk.
However, in the first half of the 20th century, strip casting was not a market success. Recently, US Pat. In this method, molten metal flows out of a concave dish through a nozzle. A heat absorbing surface, such as a water-cooled drum, moves in a path generally parallel to the exit orifice and contacts the pan of molten metal to continuously draw metal from the pan to form a uniform continuous article. The method described above is referred to as melt drawing method. The heat absorbing surface of the molten metal pan passing under the nozzle orifice has the effect of molten metal flow formation or withdrawal from the nozzle. Furthermore, recent research into strip casting techniques has aimed at relatively narrow improvements in metal strip casting techniques. For example, U.S. Pat. No. 4,142,571 shows a slotted structure that defines the size range of a metal strip casting nozzle. U.S. Pat. No. 4,077,462 shows a special construction of a fixed housing on the outer circumferential surface of a cooling roll for strip casting. Other known rapid cooling techniques are implemented in which a thin melt stream is allowed to move freely or impinge on a cooling block, for example to produce metal filaments by melt swirling. Furthermore, there is US Pat. No. 3,838,185 as a melt drawing method, and US Pat. No. 3,896,203 as a rappelling melt drawing method. It is difficult to produce uniform plates or strips using this type of rapid casting technique. Many other functions, such as auxiliary surface cooling, surface coating, etc., affect product thickness and quality of rapidly cast strip materials. Although the technique of strip casting has a relatively long history and there have been recent advances, strip casting has not yet gained wide acceptance or become a major industrial practice. It appears that various improvements and inventions will be needed to make the strip casting technique a major industry operation. In particular, these improvements require precise limitations on the structure of the molten metal tundish, the size and dimensions of the nozzle orifice, the spacing from the casting surface, the speed of movement of the casting surface, the rate of quenching, the metal temperature and feed rate, etc. This provides the uniformity and continuity necessary for effective marketable production of cast strips. In particular, the structure of the nozzle and slot, and the dimensional relationship between the casting surface on which the strip is cast and the slot, have hitherto been inadequate to obtain a uniform strip casting surface. Therefore, there is a need for a new apparatus for casting relatively wide thin strips of material and overcoming the deficiencies of known constructions. The device is reliable, more efficient than known devices, and provides repeatability, uniformity, and durability for strip casting. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an apparatus for continuously casting metal strip. This device includes a tundish and a nozzle comprising a curved element, in which an orifice passageway having a uniform cross-sectional dimension over its entire longitudinal length is formed. A cool cast surface on the outside of the nozzle passes through the orifice passage in a direction generally perpendicular to the longitudinal axis. first curve element
The second inner surface defines an orifice passageway through which molten metal is supplied to the casting surface. Having a separate curved element facilitates forming the nozzle opening in the tundish. The curved element allows easy control of the direction of the nozzle opening, and as a result, the tundish feeds molten metal to the side of the casting surface, rather than only from above as in the past. be able to. The ability to supply molten metal to the sides of the casting wheel allows for better control of the separation or standoff distance between the nozzle, which bears the weight of the tundish, and the casting surface. The weight of the tundish and the changing weight of the tundish as molten metal is fed to the casting surface conventionally affect the standoff distance, but in the present case the distance between the nozzle and the casting surface is reduced compared to the conventional one. less impact on the standoff distance between the two, leading to better control. Such control leads to better casting of the product. Also, by using separate curved elements,
The precise dimensional relationship between the tundish, nozzle, orifice and casting wheel can be easily maintained. In particular, the use of separate curved elements allows the orifice passage to have a uniform cross-section over its entire longitudinal length. Conventional nozzle structures and the dimensional relationship of the nozzle structure to the casting surface have not been sufficient to provide uniform strip casting results. Therefore, an advantage of the strip casting apparatus of the present invention is that metal strips can be continuously cast having substantially uniform dimensions and substantially uniform quality over their entire length. Another advantage of the present invention is that the nozzle structure of the strip casting apparatus allows rapid and efficient casting of metal strip with minimal metal swirl during casting. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a strip casting apparatus capable of reproducing an effective strip casting operation. Another object of the invention is to provide a strip casting apparatus which allows sufficiently rapid cooling of the produced strip to obtain an amorphous strip. The apparatus of the present invention can also continuously cast crystalline materials. Another object of the present invention is to disclose various design and dimensional requirements, in particular the nozzle construction which allows metal strips of uniform dimensions and quality to be continuously and reproducibly rapidly cast. Embodiments and drawings illustrating the present invention will be described. FIG. 1 shows an apparatus for casting metal strip 10 according to the invention. This apparatus casts the strip 10 onto a casting drum, hoop, belt, etc. In the preferred embodiment, the continuous strip 10 is cast onto a cylindrical drum or smooth outer circumferential surface 14 as shown in FIG. It can also have a shape other than circular. For example, it can also be a cast ring with a smooth frustoconical outer circumferential surface. For example, a belt rotating in an approximately elliptical path can also be used as the casting element. Whatever shape is used, the casting surface 14 is cooled below the solidification temperature of the cast metal and has a width equal to or greater than the width of the strip to be cast. In a preferred example, cast element 12 is a water-cooled, deposit-hardened copper alloy ring containing about 98% copper and about 2% chromium. Copper and copper alloys are suitable because of their high thermal conductivity and wear resistance, but beryllium copper alloys, steel,
Brass, aluminum, aluminum alloys, etc. may be used alone or in combination. For example, the outer peripheral surface of the assembled cast ring is made of a sleeve made of a material such as molybdenum. Similarly, cooling media other than water can be used. Water is cheap and easy to use. In operation of the strip casting apparatus of the present invention, the casting surface 14 of the casting wheel or casting element 12 must absorb the heat generated by contact with the molten metal at the initial casting point 16, which heat is transferred during the rotation of the casting wheel 12. need to be sufficiently transmitted to the inside of the ring. first casting point 1
6 is a position where the molten metal 20 flowing from the tundish 22 contacts the casting surface 14. Cooling by thermal conduction is achieved by supplying a sufficient amount of water to the internal passages near the outer circumferential surface of the casting wheel 12. Alternatively, the cooling medium can also be supplied directly to the underside of the contact surface.
Refrigeration techniques may also be used to accelerate or slow the cooling rate and/or control expansion and contraction of the casting wheel between castings. Whether using drums, wheels, or belts for casting, the casting surfaces are smooth and symmetrical to maximize strip casting uniformity. For example, in some strip casting operations, the spacing between the outer casting surface 14 and the surface defining the orifice passage of the nozzle for supplying molten metal to the casting surface must be maintained at a required set point during casting. This dimension is referred to as the standoff dimension or gap. This gap must remain approximately the same throughout the gold casting operation when casting uniform strips. When casting is carried out on a casting element 12, such as a drum or wheel, the rotating bodies are carefully constructed so that no circular deviations occur between revolutions and a uniform strip is cast. Experimentally, the deviation of the circle of the drum or ring is approximately
If it is more than 0.020in (approximately 0.5mm), it will cause dimensional instability, and if it is not corrected during operation, it will be rejected. To maintain dimensional symmetry and eliminate porosity in the welds, the drum or ring is manufactured from a one-piece slab of cold rolled or wrought copper alloy. Thrubs, coatings, etc. may also be used. The molten metal 20 cast by the apparatus of the present invention is held in a tundish 22 having a nozzle. In the illustrated example, the nozzle is located at the lower part of the tundish. As will be described later, the nozzle is a curved element 24 attached to a tundish 22. The curved element 24 forms part of the lower portion of the tundish and is shown in FIGS. As shown in the figure, the orifice passage 30 is located approximately at the center of the curved element 24. By locating the orifice passageway or slot 30 in a substantially central position, the pressure of the molten metal acts substantially evenly and maintains substantially equal pressure during casting.
It is also possible to have the slot in a position other than the center. The longitudinal dimension of orifice passage 30 is approximately equal to the width of the strip to be cast. The longitudinal dimension of the orifice passage is not limited, and is 36 inches (approximately 900 inches).
mm) or larger, and the curved element can have corresponding dimensions. The uniformity of the melt flow through the orifice passages 30 of the curved elements 24 results in uniform, high quality strips. To produce strips of various widths according to another embodiment, a plurality of longitudinal orifice passages 30 are cut into the curved element 24 to form the nozzle of the tundish 22. Regardless of the size of the orifice passage 30,
The cross-sectional dimensions of the orifice passages 30 are made equal along their entire length to provide a uniformly sized strip.
In operation of the strip casting apparatus of the present invention, the cooled casting surface 14 passes in front of the orifice passage 30.
It runs approximately perpendicular to the longitudinal axis of orifice passageway 30. As shown in FIG. 4, an orifice passageway 30 is formed between a first side 32 and a second side 34 of curved element 24. The first side 32 is the downstream position of the orifice passageway 30 with respect to the direction of movement of the casting surface indicated by the arrows in FIG. First side 32 has a generally planar inner surface 36 and an outward lip projecting surface 38 that faces casting surface 14 . Downstream of the orifice passageway 30, the protruding surface 38 forms a step 40 to form a lip protrusion 42. The second side 34 is upstream of the orifice passageway 30 with respect to the direction of movement of the casting surface 14 as indicated by the arrow in FIG. The second side 34 has a generally planar inner surface 46 on the first side.
is formed opposite the inner surface 36 of the side 32 of at least the orifice passage 30 with respect to the direction of flow of molten metal from the tundish 22 through the orifice passage 30.
They are almost parallel at the exit part of 0. A bottom surface 48 of second side 34 faces casting surface 14 . The standoff distance or distance h in FIG. 4 is important for good casting of the strip material.
In particular, it has been found that the distance h between the protruding surfaces 38 is more important than the distance h between the bottom surfaces 48 of the second side portion 34. This raised surface 38 is formed by providing a section 40 in the curved element 24, which step allows the nozzle to be brought sufficiently close to the casting surface without adversely affecting the strip being cast. possible. That is, the step 40 minimizes contact between the strip being cast and the nozzle so as not to adversely affect the top surface of the strip. In accordance with a preferred embodiment, the outward lip projecting surface 38 of the first side 32 and a portion of the bottom surface 48 of the second side 34 are completely parallel to the downwardly moving casting surface 14. . To make the abrasive curved elements 24 almost perfectly parallel when using a casting drum or wheel, place abrasive paper or the like on the casting surface 14 to smooth the rough surface of the curved elements 2.
Install it facing 4. By moving the curved surface element 24 and bringing it into close contact with the casting surface 14 via the abrasive paper, and rotating the casting surface and the abrasive paper, the lip protruding surface 38 of the first side 32 and the bottom surface 48 of the second side 34 are formed. At the same time, it is polished by the rough surface of the abrasive paper and becomes almost completely parallel to the casting surface 14. This parallel formation can also be achieved for most refractory nozzles when using curved cast surfaces, such as convex surfaces. To obtain parallelism with this method, 400 or 600 grit abrasive paper is suitable. By keeping a portion of the outer lip projecting surface 38 perfectly parallel to the casting surface 14, the projecting surface 38
The gap h between the casting surface 14 and the casting surface 14 is equal over the entire length of the protrusion 42. The gap h between the outer lip projecting surface 38 and the casting surface 14 should be less than about 0.120 inches (about 3 mm) to allow effective strip casting. Preferably, the gap h is less than about 0.080 inch (about 2 mm), with a gap h of less than 0.01 inch (about 0.25 mm) being suitable for casting some alloys into thin strips.
Furthermore, the gap h at the bottom surface 48 of the second side portion 34
It seems that there are no strict dimensional limitations. Preferred limitations for the second side 34 are such that the inner surface 46 extends toward the casting surface 14 and is parallel to the inner surface 36 of the first side 32 at least in the exit portion of the orifice passageway 30, such that the molten metal has a curved surface. Maintaining a steady flow through the orifice passageway 30 of the element 24 to the moving casting surface 14 is avoided. Therefore, the bottom surface 48 of the second side 34 is approximately 0.002 inches (0.05 inches) away from the casting surface 14 as shown in FIG.
mm) or the bottom surface 48 may be tapered away from the orifice and away from the casting surface, resulting in the configuration shown in FIG. In either case, the gap h between the bottom surface 48 of the second side 34 and the casting surface 14
The gap should be sufficiently narrow at the nozzle part to prevent the molten metal from flowing backward during casting. In the embodiment shown in FIG.
, and does not have the sharp 90° bend shown in Figure 4.
Curved corners 50 are used in the manufacture of some strip materials.
is advantageous. The curved corners 50 minimize swirling of the molten metal during strip casting to provide uniform production. In practice, sharp corners between the inner surface 36 and the outer lip protruding surface 38 create pressure changes and flow pattern changes that create stress concentrations in the curved element 24 and cause breakage, cracking, and wear during casting. This will harm the uniform strip casting operation. If the curved surface portion 50 is formed, adverse effects such as swirling of the molten metal flow passing through the curved surface element 24 forming the nozzle of the tundish 22 will not occur. A step or taper is formed in the interior of the orifice passageway 30 to further reduce swirl during strip casting. As shown, the inner portions of the first side 32, second side 34 are V-shaped or even curved to provide a funnel-like shape to increase the uniformity of the metal flow pattern and eliminate irregularities within the strip casting. Minimize currents and vortices. In another preferred embodiment, the curved element 24 is at an angle with the casting surface 14 to feed the molten metal in the same direction as the casting surface to reduce swirling of the molten metal during strip casting. For this purpose, the orifice passage 30 formed by the inner surfaces 36 and 46 must be aligned with the casting surface.
An angle less than 90°, preferably 45°. With this configuration, the direction of flow of the molten metal does not change abruptly compared to the case where the orifice passage 30 is perpendicular to the casting surface 14. The crucible or tundish 22 is made of a highly insulating material. When insulation is insufficient, auxiliary heaters, such as resistive elements such as induction coils or wires mounted in and/or around the tundish 22, are used to maintain the molten metal at a relatively constant temperature.
An advantageous material for the tundish is an insulating board made of fibrous kaolin, a natural high-purity alumina-silica refractory. This insulating material is commercially available under the trade name Kao Wool HS Board. For long-term use or for casting high melting point alloys, various other materials may be used to form the tundish 22, curved element 24.
Manufacture. For example, graphite, alumina graphite, quartz, clay graphite, boron nitride, silicon nitride, silicon carbide, boron carbide, alumina,
zirconia, various combinations or mixtures thereof. These materials can be reinforced. For example, fibrous kaolin is strengthened by impregnating it with silica gel or the like. The orifice passage 30 of the curved element 24 must remain open and substantially stable in shape during strip casting. If the orifice passage becomes corroded or clogged,
The primary objective of maintaining uniformity during strip casting and reducing metal flow swirl within the tundish 22 is compromised.
Because of this, some insulating materials do not maintain dimensional stability over long casting periods. In order to avoid this problem, the orifice passage 30 of the curved surface element 24
The side portions 32, 34 that form the wafer are made of a material that is dimensionally stable and maintains its integrity when exposed to high melt temperatures for extended periods of time. This material is formed into a one-piece, generally semicircular curved element 24, and a slot 30 is cut out and shaped as in FIG. The curved element 24 can also be held in the tundish as two opposing inserts with a slot 30 in between, resulting in the configuration shown in FIG. In a preferred example, the integral curved element 2
No. 4 orifice passage 30 is cut using ultrasonic waves to accurately form the required slot size. The material for the curved surface element may be a molten metal resistance material such as quartz, graphite, clay graphite, boron nitride, alumina graphite, silicon carbide, stabilized zirconia silicate, zirconia, magnesia, or alumina. The curved element 24 is held mechanically within the tundish 22 or bonded with various refractory cements. The drive and housing of the casting surface 14, such as a drum, wheel, etc., is of rigid construction to avoid drum slippage or vibration from structural instability during drum rotation. In particular, care must be taken to avoid natural frequencies at the working speed of the casting surface. The linear velocity of the casting surface is approximately 200
~10000ft/min (approximately 60~3000m/min). If the outer circumference of the drum is approximately 8 ft (approximately 2.4 m), this speed will be approximately 25 to 1250 rpm as the drum rotation speed. 3HP variable speed reversible dynamic braking motor with integrally cast copper alloy drum 2in (approx. 50mm thick) outer circumference approx. 8ft (approx. 2.4cm)
m) is suitably driven. In some embodiments, the casting surface 14 of the ring or drum of the apparatus of the invention is smooth. In some cases, the outer circumferential surface 1 of the cast element 12, for example in the case of an amorphous material.
Finish step 4 with 400- to 600-grit abrasive paper to improve the uniformity of the product. In the embodiment shown in FIG.
is made of a green-proof board, for example, Kao Wool HS board (trade name), and the curved surface element 24 is held in the wall of the tandem tray 22 as a molten metal resistant material made of clay graphite. The orifice passage 30 is cut into the clay graphite element 24 by ultrasonic machining. An orifice passageway 30 is formed between a first side 32 and a second side 34 of the curved element. In another embodiment, the curved element 24 is a plate of quartz or Vycor glass, a material that is highly resistant to molten metal, and has a width of about 0.5 inches.
(approximately 37 mm) to the required small radius as shown in the diagram. In another embodiment, curved element 24 is cast boron nitride. The slot forming the orifice passage 30 in the curved element 24 is precisely cut out using an ultrasonic drill. The integral curved element 24 shown in Figures 2, 3 and 4 is fabricated from a semicircular ring of melt resistant material. In this example, the slot width b is the parallel inner surface 36,
Approximately 0.010 to 0.080in (approximately 0.25 to 2mm) between 46 and
The claygraphite insert material is formed by ultrasonic machining and the insert is installed in the tundish 22 as shown in FIG. The outer edge of the curved element nozzle can also be shaped as desired to strengthen retention of the curved element 24 within the walls of the tundish 22. The shape of the orifice passage 30 formed in the curved surface element 24 of the present invention is shown in the enlarged cross-sectional view of FIG. According to an embodiment of the invention, the limits of the dimensions shown in FIG. 4 are as follows.

【表】 非晶質ストリツプ製造のためには、オリフイス
30の巾bは通常約0.010〜0.040in(約0.25〜1
mm)の範囲とする。結晶質ストリツプ材料、例え
ばステンレス鋼の場合は、オリフイス通路30の
巾bは上述の値より大きくし、厚いストリツプを
均等に製造するには約0.080in(約2mm)までの巾
とする。 曲面素子24の厚さe、オリフイス通路30の
頂部の逃げの巾f、オリフイス通路30の頂部の
逃げの深さgは任意に定めることができる。オリ
フイス通路30の頂部の逃げの寸法f,gは第4
図に示し、溶湯がオリフイス内でつまるのを防ぐ
のが主目的である。 ストリツプ鋳造間の渦流を最小にし、避けるに
は、鋳造方向のノズルの鋭い縁部を曲面とする。
この隅の曲面部、例えば第5図に示す曲面50は
曲面素子24を腐食性材料例えばカオウールHS
ボード等で製造し、ストリツプ鋳造間に自然の腐
食によつて形成させることもできる。第5図に示
す通り、曲面素子24の第1の側部32の突出部
42の隅部50を完全に曲面とすることによつて
渦流を防ぐことができる。 本発明鋳造装置の作動に際して、加熱したタン
デイツシユ22に溶湯を供給する。誘導コイル、
抵抗ワイヤ等の加熱器をタンデイツシユ22内及
び周囲に取付けて所要の比較的一定の溶湯温度を
保つ。予熱したタンデイツシユに溶湯を注ぐこと
もできる。予熱温度は最初の鋳造作業においてオ
リフイス通路での凝固又はつまりを防ぎ得る温度
とし、この後は溶湯流がタンデイツシユ22とノ
ズルを形成する曲面素子24とを所要温度に保
ち、オリフイス通路30を通る定常流を形成する
ようにする。所要に応じて曲面素子24を鋳造間
外部加熱する。更に、タンデイツシユ22に供給
する溶湯を過熱してある程度の温度損失があつて
もオリフイス通路30を通る溶湯流に悪影響を生
じないようにする。 更に、タンデイツシユ22内の押湯高さは比較
的一定レベルに保つ。通常オリフイス通路30上
10in(約250mm)以下とし、全鋳造間比較的一定の
静圧をオリフイス通路30上に保つ。このために
は、最初にタンデイツシユ22内に溶湯20を注
入して所要高さとし、順次溶湯20をタンデイツ
シユ22に追加注入して所要静圧を保つ。タンデ
イツシユ22に溶湯を追加する割合はオリフイス
通路30からの金属流が鋳造面14に流れてスト
リツプ10を形成する割合に一致させる。タンデ
イツシユ22内の溶湯高さを保つことはオリフイ
ス通路30を通る溶湯流圧力を一定とし、鋳造作
業及びストリツプ10の特性に悪影響を防ぐ。外
圧を作用してオリフイス通路30における圧力を
制御することもできる。 実施の例として第1図に示すタンデイツシユ2
2を商品名ガーネツクスの市販タンデイツシユ材
料製とし、規格304ステンレス鋼を鋳造した。
タンデイツシユの基部のオリフイス通路30は長
さ約1.3in(約21mm)巾0.08in(約2mm)とし外方リ
ツプ突出面38と鋳造面14との間隙を0.02〜
0.04in(約0.5〜1.0mm)とした。水冷銅合金ドラム
回転を線速度約930ft/min(約(約280m/min)
に保持し、溶湯をタンデイツシユ22内に光高温
計測定値2900〓(約1600℃)で注入した。鋳造間
押湯高さ約6in(約150mm)を保つた。製造された
ストリツプは約0.006〜0.008in(約0.15〜0.2mm)の
厚さで、鋳放しで強度、靭性を有し、通い特性を
示した。 ストリツプの鋳造間、ストリツプ10が鋳造面
14に比較的長い距離、例えば数フイート(約1
m)程度最初の鋳造点16から接着を保つ傾向が
見られた。ストリツプ10が鋳造素子12に全回
転附着していれば、タンデイツシユ22特に曲面
素子22のオリフイス通路30を破損させる。ド
クター刃、例えばナイフ型の素子を鋳造面14に
オリフイスから2.5〜6ft(約0.8〜1.8m)の位置に
取付ければ容易に剥離させることができる。この
実施例では鋳造されたストリツプを鋳造素子12
からドクター刃によつて剥した。このドクター刃
は薄い非晶質ストリツプ材料の鋳造に際して特に
有効であり、この材料は結晶質ストリツプ材料よ
りも接着性が大きい。ストリツプを鋳造面に保持
する力はストリツプ10と鋳造面14との間の熱
接触の強さを反映すると思われる。他の構成、例
えばエアナイフを使用してストリツプ10を鋳造
素子12から分離することもできる。 非晶質、本発明においては少なくとも25%の非
晶質を含む材料、等の比較的高品質のストリツプ
を本発明鋳造装置によつて鋳造できる。同じ厚さ
の結晶質ストリツプに比較して非晶質とするには
急冷の割合を高くする必要がある。冷却速度を大
きくするには例えば鋳造面14の速度を増加す
る。この方法は2種の有効なモードで行ない得
る。外方リツプ突出面38と鋳造面14との間で
測定して、オリフイス通路30を鋳造面に著しく
接近させれば、0.001〜0.003in(約0.03〜0.08mm)
の厚さで結晶質又は結晶性材料を鋳造できる。曲
面素子24の第1の側部32の外方リツプ突出面
38を鋳造面14から離し、鋳造面速度を低下さ
せれば0.005〜0.050in(約0.13〜1.3mm)の厚さのス
トリツプを鋳造できる。このモードでは急冷速度
は著しく低くなり、この理由の一部は製品の厚さ
の増大に基く。 好適な実施例について本発明を説明したが、本
発明は多種の変型が可能であり、実施例は例示で
あつて発明を限定するものではない。
[Table] For manufacturing amorphous strips, the width b of the orifice 30 is usually about 0.010 to 0.040 inches (about 0.25 to 1
mm) range. For crystalline strip materials, such as stainless steel, the width b of the orifice passageway 30 will be greater than the values noted above, up to about 0.080 inches wide to uniformly produce thick strips. The thickness e of the curved surface element 24, the width f of the relief at the top of the orifice passage 30, and the depth g of the relief at the top of the orifice passage 30 can be determined arbitrarily. The relief dimensions f and g at the top of the orifice passage 30 are the fourth
As shown in the figure, the main purpose is to prevent molten metal from clogging in the orifice. To minimize and avoid swirling during strip casting, the sharp edges of the nozzle in the casting direction are curved.
The curved surface portion at this corner, for example, the curved surface 50 shown in FIG.
It can also be made of board or the like and formed by natural corrosion during strip casting. As shown in FIG. 5, vortices can be prevented by having the corners 50 of the protrusion 42 on the first side 32 of the curved element 24 be completely curved. During operation of the casting apparatus of the present invention, molten metal is supplied to the heated tundish 22. induction coil,
A heater, such as a resistance wire, is installed in and around the tundish 22 to maintain the desired relatively constant melt temperature. You can also pour the molten metal into a preheated tandice. The preheating temperature is set to a temperature that can prevent solidification or clogging in the orifice passage during the initial casting operation, and after this, the molten metal flow maintains the tundish 22 and the curved element 24 forming the nozzle at the required temperature, and maintains a steady flow through the orifice passage 30. Make sure to form a flow. If necessary, the curved surface element 24 is externally heated during casting. Furthermore, even if the molten metal supplied to the tundish 22 is overheated and some temperature loss occurs, the flow of the molten metal through the orifice passage 30 is not adversely affected. Additionally, the height of the riser within the tundish 22 is maintained at a relatively constant level. Normal orifice passage 30 top
10 inches (approximately 250 mm) or less to maintain a relatively constant static pressure on the orifice passageway 30 during the entire casting. For this purpose, molten metal 20 is first injected into the tundish 22 to reach the required height, and additional molten metal 20 is sequentially injected into the tundish 22 to maintain the required static pressure. The rate at which molten metal is added to the tundish 22 corresponds to the rate at which the metal flow from the orifice passageway 30 flows to the casting surface 14 to form the strip 10. Maintaining the melt height within the tundish 22 maintains a constant melt flow pressure through the orifice passageway 30 and prevents adverse effects on the casting operation and properties of the strip 10. External pressure can also be applied to control the pressure in the orifice passageway 30. As an example of implementation, the tundish tray 2 shown in FIG.
2 was made of a commercially available tundish material under the trade name Garnetx, and was cast from standard 304 stainless steel.
The orifice passage 30 at the base of the tundish is approximately 1.3 inches (approximately 21 mm) long and 0.08 inches (approximately 2 mm) wide, with a gap between the outer lip protruding surface 38 and the casting surface 14 of 0.02 to 0.2 mm.
It was set to 0.04in (approximately 0.5 to 1.0mm). The water-cooled copper alloy drum rotates at a linear speed of approximately 930 ft/min (approximately 280 m/min)
The molten metal was injected into the tundish 22 at a temperature of 2900° (approximately 1600°C) as measured by an optical pyrometer. The height of the riser was maintained at approximately 6 inches (approximately 150 mm) during casting. The manufactured strips were approximately 0.006 to 0.008 inches (approximately 0.15 to 0.2 mm) thick and exhibited as-cast strength, toughness, and passability properties. During the casting of the strip, the strip 10 is exposed to the casting surface 14 a relatively long distance, such as several feet (approximately 1
m) A tendency to maintain adhesion from the first casting point 16 was observed. If the strip 10 were attached to the cast element 12 for a full rotation, it would damage the tundish 22, particularly the orifice passage 30 of the curved element 22. Peeling can be facilitated by attaching a doctor blade, such as a knife-shaped element, to the casting surface 14 at a position of 2.5 to 6 ft (approximately 0.8 to 1.8 m) from the orifice. In this embodiment, the cast strip is inserted into the cast element 12.
It was peeled off with a doctor blade. This doctor blade is particularly useful in casting thin amorphous strip materials, which have greater adhesion than crystalline strip materials. It is believed that the force holding the strip to the casting surface reflects the strength of the thermal contact between the strip 10 and the casting surface 14. Other arrangements may also be used to separate the strip 10 from the cast element 12, such as using an air knife. Relatively high quality strips of amorphous materials, such as materials containing at least 25% amorphous in the present invention, can be cast with the casting apparatus of the present invention. Compared to a crystalline strip of the same thickness, a higher rate of quenching is required to achieve amorphousness. To increase the cooling rate, for example, the speed of the casting surface 14 is increased. This method can be performed in two effective modes. If the orifice passageway 30 is brought very close to the casting surface, as measured between the outer lip protruding surface 38 and the casting surface 14, it will be approximately 0.001 to 0.003 in.
Crystalline or crystalline materials can be cast in thicknesses of . If the outwardly protruding lip surface 38 of the first side 32 of the curved element 24 is moved away from the casting surface 14 and the casting surface speed is reduced, a strip with a thickness of 0.005 to 0.050 inches can be cast. can. The quench rate is significantly lower in this mode, due in part to the increased thickness of the product. Although the present invention has been described with reference to preferred embodiments, the present invention is capable of many modifications, and the embodiments are intended to be illustrative and not to limit the invention.

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

第1図は本発明ストリツプ連続鋳造装置の一部
断面とした側面図、第2図は第1図の装置のノズ
ルの部分拡大断面図、第3図はノズルを形成する
曲面素子の斜視図、第4図は第2,3図のノズル
のオリフイス通路を通る部分拡大断面図、第5図
は他の実施例のオリフイス通路の部分拡大断面
図、第6図は別の実施例のオリフイス通路の断面
図、第7図は他の実施例のオリフイス通路の部分
拡大図、第8図は別の実施例のオリフイス通路の
部分拡大断面図である。 10:ストリツプ、12:鋳造素子、14:鋳
造面、16:鋳造点、20:溶湯、22:タンデ
イツシユ、24:ノズル(曲面素子)、30:オ
リフイス通路、32:第1の側部、36,46:
内面、38:外方リツプ突出面、42:リツプ突
出部、48:底面、50:曲面。
FIG. 1 is a partially sectional side view of the continuous strip casting apparatus of the present invention, FIG. 2 is a partially enlarged sectional view of the nozzle of the apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a perspective view of a curved element forming the nozzle. FIG. 4 is a partially enlarged sectional view of the orifice passage of the nozzle shown in FIGS. 2 and 3, FIG. 5 is a partially enlarged sectional view of the orifice passage of another embodiment, and FIG. 6 is a partially enlarged sectional view of the orifice passage of another embodiment. 7 is a partially enlarged view of an orifice passage in another embodiment, and FIG. 8 is a partially enlarged sectional view of an orifice passage in another embodiment. 10: strip, 12: casting element, 14: casting surface, 16: casting point, 20: molten metal, 22: tundish, 24: nozzle (curved element), 30: orifice passage, 32: first side, 36, 46:
Inner surface, 38: outward lip protrusion surface, 42: lip protrusion, 48: bottom surface, 50: curved surface.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 金属ストリツプ連続鋳造装置であつて、溶融
金属を受入れ保持するタンデイツシユと、タンデ
イツシユに取付けた曲面素子からなるノズルと、
鋳造すべきストリツプの巾以上の巾を有する冷却
した鋳造面とを備え;上記曲面素子にオリフイス
通路を設け、オリフイス通路の長さを鋳造すべき
ストリツプの巾にほぼ等しくし、オリフイス通路
は長手方向全部に亘つてほぼ均等な断面寸法と
し;上記鋳造面をノズルから0.120in(3mm)以下
の間〓としてオリフイス通路の長手軸線にほぼ直
角の方向にオリフイス通路を横切つて運動可能と
し、オリフイス通路は曲面素子の第1の側部と第
2の側部との間に形成され、前記第1の側部はオ
リフイス通路に関してほぼ平坦な内面を有し、か
つオリフイス通路の吐出端で外方リツプ突出面が
鋳造面に少なくとも0.1in(0.25mm)の長さに亘つ
て対向した後に外方リツプ突出面に段部を設けて
リツプ突出部を形成したことを特徴とするストリ
ツプ鋳造装置。 2 前記第2の側部が少なくともオリフイス通路
の下部において第1の側部の内面に対向しかつほ
ぼ平坦とした内面と、鋳造面に対向した底面とを
有する特許請求の範囲第1項記載の装置。 3 前記オリフイス通路の曲面素子のほぼ中央の
位置とする特許請求の範囲第1項記載の装置。 4 前記鋳造面がノズルの前を動いて通過する速
度を線速度200〜10000ft/min(60〜3000m/
min)とする特許請求の範囲第1項記載の装置。 5 前記鋳造面がノズルの前を動いて通過する速
度を線速度1800〜4000ft/min(540〜1200m/
min)とする特許請求の範囲第1項記載の装置。 6 前記第1の側部の内面と第2の側部の内面と
の間に形成されるオリフイス通路の内方部分が、
ノズルの溶湯保持部とから該両内面が互いに平行
となる部分に向かつて内方にテーパさせる特許請
求の範囲第2項記載の装置。 7 前記外方リツプ突出面と鋳造面との間〓を
0.080in(2mm)以下とする特許請求の範囲第1項
記載の装置。 8 前記外方リツプ突出面と鋳造面に少なくとも
0.02in(5mm)の長さに亘つて対向した後に段部
を設けてリツプ突出部を形成した特許請求の範囲
第1項記載の装置。 9 前記第1の側部の内面と第1の側部の外方リ
ツプ突出面との間に一体形成の曲面を設けた特許
請求の範囲第1項記載の装置。 10 前記第2の側部の底面と鋳造面との間の間
〓を0.080in(2mm)以下とする特許請求の範囲第
2項記載の装置。 11 前記鋳造面を水冷回転輪の外周面に形成す
る特許請求の範囲第1項記載の装置。 12 前記回転輪を銅、銅合金、アルミニウム、
アルミニウム合金、鋼、モリブデン及びその組合
せから成る群から選択した金属で製造する特許請
求の範囲第11項記載の装置。 13 前記外方リツプ突出面の少なくとも一部を
対向鋳造面に対して完全に平行とする特許請求の
範囲第1項記載の装置。 14 前記第2の側部の底面の少なくとも一部を
対向する鋳造面に対して完全に平行とする特許請
求の範囲第2項記載の装置。 15 前記鋳造面と対向した平行の第1の側部の
外方リツプ突出面との間〓を0.025in(0.63mm)以
下とする特許請求の範囲第13項記載の装置。 16 前記鋳造面と対向した平行の第1の側部の
外方リツプ突出面との間〓を0.01in(0.25mm)以下
とする特許請求の範囲第13項記載の装置。 17 前記鋳造面と対向した平行の第1の側部の
外方リツプ突出面との間〓を0.003〜0.006in(0.08
〜0.15mm)の範囲とする特許請求の範囲第13項
記載の装置。 18 前記オリフイス通路の少なくとも外方部分
を形成する平行内面間の間〓を0.010〜0.035in
(0.25〜0.89mm)の範囲とする特許請求の範囲第
2項記載の装置。 19 前記第2の側部の底面と鋳造面との間〓を
0.002in(0.05mm)以下に保たせる特許請求の範囲
第2項記載の装置。 20 前記オリフイス通路を形成する両内面を鋳
造面に対して90°より小さい角度とする特許請求
の範囲第2項記載の装置。 21 前記オリフイス通路を形成する両内面を鋳
造面に対して45°の角度とする特許請求の範囲第
2項記載の装置。 22 前記曲面素子をグラフアイト、アルミナグ
ラフアイト、クレーグラフアイト、石英、繊維化
カオリン、窒化硼素、窒化珪素、炭化珪素、炭化
硼素、アルミナ、ジルコニア、安定化ジルコニア
シリケート、マグネシア及びその組合せから成る
群から選択した材料で製造する特許請求の範囲第
1項記載の装置。
[Scope of Claims] 1. A continuous metal strip casting apparatus comprising: a tundish for receiving and holding molten metal; a nozzle comprising a curved element attached to the tundish;
a cooled casting surface having a width equal to or greater than the width of the strip to be cast; an orifice passage is provided in the curved element, the length of the orifice passage being approximately equal to the width of the strip to be cast, and the orifice passage extending in the longitudinal direction; The casting surface has approximately uniform cross-sectional dimensions throughout; the casting surface is movable across the orifice passageway in a direction approximately perpendicular to the longitudinal axis of the orifice passageway, such that the casting surface is no more than 0.120 inches (3 mm) from the nozzle; is formed between a first side and a second side of the curved element, said first side having a generally flat inner surface with respect to the orifice passageway and having an outer lip at the discharge end of the orifice passageway. A strip casting apparatus characterized in that the outer lip protruding surface is stepped to form a lip protrusion after the protruding surface faces the casting surface for a length of at least 0.1 inch (0.25 mm). 2. The method according to claim 1, wherein the second side has a substantially flat inner surface facing the inner surface of the first side at least in the lower part of the orifice passage, and a bottom surface facing the casting surface. Device. 3. The device according to claim 1, wherein the orifice passage is located approximately at the center of the curved element. 4 The speed at which the casting surface moves in front of the nozzle is set at a linear velocity of 200 to 10,000 ft/min (60 to 3,000 m/min).
2. The device according to claim 1, wherein the device has a minimum of 100 min). 5 The speed at which the casting surface moves in front of the nozzle is set at a linear velocity of 1800 to 4000 ft/min (540 to 1200 m/min).
2. The device according to claim 1, wherein the device has a minimum of 100 min). 6 an inner portion of an orifice passage formed between an inner surface of the first side portion and an inner surface of the second side portion;
3. The device according to claim 2, wherein the nozzle tapers inward from the molten metal holding portion toward a portion where both inner surfaces are parallel to each other. 7. Between the outer lip protruding surface and the casting surface.
The device according to claim 1, wherein the diameter is 0.080 in (2 mm) or less. 8 At least on the outer lip protruding surface and the casting surface.
2. The device of claim 1, wherein the lip protrusion is formed by providing a stepped portion after facing each other over a length of 0.02 inches (5 mm). 9. The device of claim 1, further comprising an integrally formed curved surface between the inner surface of the first side and the outwardly projecting surface of the first side. 10. The apparatus according to claim 2, wherein the distance between the bottom surface of the second side portion and the casting surface is 0.080 inches (2 mm) or less. 11. The device according to claim 1, wherein the casting surface is formed on the outer circumferential surface of a water-cooled rotary ring. 12 The rotating wheel is made of copper, copper alloy, aluminum,
12. The device of claim 11 made of a metal selected from the group consisting of aluminum alloys, steel, molybdenum and combinations thereof. 13. The apparatus of claim 1, wherein at least a portion of the outward lip projecting surface is completely parallel to the opposing casting surface. 14. The apparatus of claim 2, wherein at least a portion of the bottom surface of the second side is completely parallel to an opposing casting surface. 15. The apparatus according to claim 13, wherein the distance between the casting surface and the outwardly protruding surface of the parallel first side is 0.025 inches (0.63 mm) or less. 16. The apparatus according to claim 13, wherein the distance between the casting surface and the outwardly protruding surface of the parallel first side is 0.01 inch (0.25 mm) or less. 17 The distance between the casting surface and the outward lip protruding surface of the opposing parallel first side is 0.003 to 0.006 inch (0.08 inch).
14. The device according to claim 13, wherein the diameter is within the range of 0.15 mm). 18 The distance between the parallel inner surfaces forming at least the outer portion of the orifice passage is 0.010 to 0.035 inches.
(0.25 to 0.89 mm). 19 Between the bottom surface of the second side part and the casting surface
The device according to claim 2, which maintains the distance below 0.002 inches (0.05 mm). 20. The apparatus of claim 2, wherein both inner surfaces forming the orifice passage form an angle of less than 90° with respect to the casting surface. 21. The device according to claim 2, wherein both inner surfaces forming the orifice passage are at an angle of 45° with respect to the casting surface. 22 The curved surface element is selected from the group consisting of graphite, aluminagraphite, claygraphite, quartz, fibrous kaolin, boron nitride, silicon nitride, silicon carbide, boron carbide, alumina, zirconia, stabilized zirconia silicate, magnesia, and combinations thereof. 2. A device according to claim 1, manufactured from a material selected from:
JP6844781A 1980-05-09 1981-05-08 Casting device for strip Granted JPS574361A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14842180A 1980-05-09 1980-05-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS574361A JPS574361A (en) 1982-01-09
JPH0428464B2 true JPH0428464B2 (en) 1992-05-14

Family

ID=22525693

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6844781A Granted JPS574361A (en) 1980-05-09 1981-05-08 Casting device for strip

Country Status (17)

Country Link
EP (1) EP0040069B1 (en)
JP (1) JPS574361A (en)
KR (1) KR830005942A (en)
AT (1) AT389252B (en)
AU (1) AU542805B2 (en)
BG (1) BG45213A3 (en)
BR (1) BR8102821A (en)
CA (1) CA1180873A (en)
DE (1) DE3165199D1 (en)
ES (1) ES502048A0 (en)
HU (1) HU180410B (en)
MX (1) MX155278A (en)
NO (1) NO158049C (en)
PL (1) PL133112B1 (en)
RO (1) RO84488B (en)
SU (1) SU1386020A3 (en)
YU (1) YU43228B (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0111728A3 (en) * 1982-11-12 1985-04-03 Concast Standard Ag Method of and device for producing products in the shape of strips or foils
GB2134428B (en) * 1983-02-03 1987-06-17 Metal Box Plc Continuous extrusion of metals

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5592258A (en) * 1979-01-02 1980-07-12 Allied Chem Method of casting uniform*glassy filament of metallic alloy and its device

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4142571A (en) * 1976-10-22 1979-03-06 Allied Chemical Corporation Continuous casting method for metallic strips
US4257830A (en) * 1977-12-30 1981-03-24 Noboru Tsuya Method of manufacturing a thin ribbon of magnetic material

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5592258A (en) * 1979-01-02 1980-07-12 Allied Chem Method of casting uniform*glassy filament of metallic alloy and its device

Also Published As

Publication number Publication date
ES8303951A1 (en) 1983-03-01
YU96081A (en) 1987-12-31
AU542805B2 (en) 1985-03-14
BG45213A3 (en) 1989-04-14
NO158049B (en) 1988-03-28
NO811574L (en) 1981-11-10
AU6997881A (en) 1981-11-12
JPS574361A (en) 1982-01-09
DE3165199D1 (en) 1984-09-06
RO84488A (en) 1984-06-21
EP0040069B1 (en) 1984-08-01
PL133112B1 (en) 1985-05-31
ATA205281A (en) 1989-04-15
NO158049C (en) 1988-07-06
YU43228B (en) 1989-06-30
CA1180873A (en) 1985-01-15
KR830005942A (en) 1983-09-14
PL231050A1 (en) 1982-02-01
HU180410B (en) 1983-03-28
SU1386020A3 (en) 1988-03-30
RO84488B (en) 1984-08-30
BR8102821A (en) 1982-02-02
ES502048A0 (en) 1983-03-01
MX155278A (en) 1988-02-12
AT389252B (en) 1989-11-10
EP0040069A1 (en) 1981-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR850001152B1 (en) Method of and apparatus for strip casting
US4479528A (en) Strip casting apparatus
US4409296A (en) Rapidly cast alloy strip having dissimilar portions
US4274471A (en) Process for continuous casting of metals and an apparatus therefor
US4484614A (en) Method of and apparatus for strip casting
US4485839A (en) Rapidly cast alloy strip having dissimilar portions
EP0040073B1 (en) Strip casting apparatus
KR850000920B1 (en) Rapidly cast alloy strip having dissimilar portions
US4475583A (en) Strip casting nozzle
JPH0428464B2 (en)
KR850001744Y1 (en) Strip casting nozzle
KR850000692B1 (en) Method for strip casting abstract of the disclosure
KR850000589Y1 (en) Strip casting apparatus
JPS609553A (en) Stopping down type continuous casting machine
JP7389340B2 (en) Cooling drum for continuous casting of thin-walled slabs, apparatus for manufacturing thin-walled slabs, and method for manufacturing thin-walled slabs
JPH0420694B2 (en)
JPH0790336B2 (en) Pouring nozzle for metal strip continuous casting machine
JPH0712524B2 (en) Method of pouring metal in continuous casting apparatus for thin metal strip
JPH03174952A (en) Continuous casting method
JPS6044156A (en) Apparatus for producing light-gauge matellic strip
JPH09164454A (en) Continuous casting equipment of sheet metal
JPH08281383A (en) Roll for continuously casting metallic strip
JPH05321013A (en) Spinning nozzle
JPH0924444A (en) Method for supplying molten metal at the time of continuously casting wide and thin cast slab
JPS59212151A (en) Method for preventing formation of solidified shell on short-side surface in charging port part in continuous casting of thin-walled billet