JPH0441056A - 金属薄帯製造用溶湯噴出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は液体急冷法により金属薄帯を製造する場合に用
いる溶湯噴出装置に関する。

（従来の技術） 金属薄帯、例えば非晶質合金薄帯を製造する方法のひと
つである液体急冷法は、溶融した金属、合金を急速に冷
却して適冷させ厚さ数＋１という極薄の薄帯を得る方法
であり、中でも単ロール法は現在最も有利な方法として
知られている。

単ロール法は、溶融した合金すなわち溶湯を溶湯噴出装
置から噴出させ、溶湯噴出装置の真下に位置して高速回
転する冷却ロールの表面で急速に冷却して凝固させて薄
帯として取出す方式である。

この単ロール法に用いる溶湯噴出装置は、溶湯を溜める
とともに底部に溶湯出口が形成されたるつぼと、このる
つぼの底部に設けられ溶湯出口から出た溶湯を受けると
ともにこの溶湯を冷却ローラに向けて噴出する溶湯噴出
口が形成されたノズルとを備えたものである。

（発明が解決しようとする課題） しかし、従来の液体急冷法により金属薄帯を製造する場
合には、次に述べる問題が生じている。

製造される金属薄帯の板厚の寸法精度に許容範囲を越え
るばらつきが生じることがあり、金属薄帯を製造する上
での歩留りを低下させている。

さらに、この板厚のばらつきは、金属薄帯が極めて薄い
ために特性に大きく影響を与えるという問題を生じてい
る。

に用いる装置であって、製造される金属薄帯の板厚の寸
法精度のばらつきを抑制することができる溶湯噴出装置
に関する。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段と作用） 本発明の発明者は、液体急冷法により金属薄帯を製造す
る場合において、製造される金属薄帯の板厚の寸法精度
に許容範囲を越えるばらつきが生じることがあるという
問題について種々研究を重ねてきた。

この結果、金属薄帯の板厚寸法にばらつきを生じる大き
な原因のひとつに、溶湯噴出装置により溶湯を冷却ロー
ルに噴出する時の溶湯の流出性か変動する現象が挙げら
れることが分かった。

具体的には、るつぼの内部に溜められている溶湯が溶湯
出口からノズルに流出する状態に変動が生じて、流出状
態が悪化することがある。

また、ノズルの内部にある溶湯が溶湯噴出口から冷却ロ
ールの表面に噴出する状態が変動して噴出状態が悪化す
ることがある。ノズルの溶湯噴出口から冷却ロールの表
面に噴出されると、その表面張力により湯溜り部を形成
するが、溶湯噴出口からの溶湯の噴出状態が変化すると
、湯溜り部がやせて、冷却ロールの表面で形成される非
晶質合金薄帯の板厚さが変動することが分った。

発明者は金属薄帯の板厚寸法にばらつきが発生する問題
を解決するために、溶湯噴出装置により溶湯を冷却ロー
ルに噴出する時における溶湯の流出性を安定化すること
が有効であることを見出した。すなわち、溶湯がるつぼ
の溶湯出口からノズルに流出する状態の変動を阻止する
こと、また溶湯がノズルの溶湯噴出口から冷却ロールの
表面に噴出する状態の変動を阻止することが有効な手段
であることを見出した。

具体的な手段として、るつぼの底部内面を溶湯出口に向
けて低くなる傾斜面に形成し、るつは内部の溶湯が常に
溶湯出口から停滞することなく安定して流出することが
挙げられる。

また、ノズルの溶湯噴出口の外側開口に、噴出口の内部
から外部に向けて広がる傾斜をもった傾斜面に形成し、
ノズル内部の溶湯が常に溶湯噴出口から停滞することな
く安定して流出してロール表面で充分な湯溜り部を形成
することが挙げられる。

すなわち、本発明の金属薄帯製造用溶湯噴出装置は、溶
湯を溜めるとともに底部に溶湯出口が形成されたるつぼ
と、このるつぼの底部に設けられ前記溶湯出口から出た
溶湯を受けるとともにこの溶湯を回転体に向けて噴出す
る噴ａ口が形成されたノズルとを備え、前記るつぼの底
部内面は、るつぼの側壁から溶湯出口に向けて低くなる
傾斜をもった傾斜面をなしていることを特徴とするもの
である。

また、本発明の金属薄帯製造用溶湯噴出装置は、溶湯を
溜めるとともに底部に溶湯出口が形成されたるつほと、
このるつぼの底部に設けられ前記溶湯出口から出た溶湯
を受けるとともにこの溶出を回転体に向けて噴出する噴
出口が形成されたノズルとを備え、前記ノズルの溶湯噴
出口の外側開口に、噴出口の内部から外部に向けて広が
る傾斜もった傾斜面が形成されていることを特徴とする
ものである。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

本発明の金属薄帯製造用溶湯噴出装置の一実施例につい
て第１図ないし第４図を参照して説明する。この実施例
は単ロール法により非晶質合金磁性薄帯を製造する製造
装置に装備したものである。

本発明の金属薄帯製造用溶湯噴出装置は、第１図および
第２図に示すようにるつぼ１とノズル２を備えており、
冷却ロール９の真上に位置して配設されている。

るつぼ１は例えば石英で形成されている。るつぼ１は、
頭部が開放さ・れ、底部が閉塞された直方筒体をなすも
ので、閉塞された底部の中央には長手方向に沿ってスリ
ット形の溶湯出口３が形成されている。るつぼ１の内部
は溶湯を収容する空間部で、底部内面は周壁全体から中
央の溶湯出口３に向けて低くなるようにテーパ形に傾斜
した傾斜面４として形成されている。なお、るつぼ１の
開放された頭部には蓋５が被せられている。このるつぼ
１は、金属溶湯を溜めるだけでなく溶解を行うことも可
能である。

そして、るつぼ１は冷却ロール９の真上に位置において
長手方向をロール軸方向に沿わせて配置されている。

ノズル２は、耐熱性を有する材料例えばジルコニア、ア
ルミナ、シリカなどのセラミックで形成する。ノズル２
は、頭部が開放され、底部が閉塞された直方筒体をなす
もので、閉塞された底部の中央には長手方向に沿ってス
リット形の溶湯噴出口６が形成されている。溶湯噴出口
６の外側開口の一側角部に、噴出口６の内部から外部に
向けて広がる傾斜もった傾斜面７が溶湯噴出口６の長手
方向に沿って形成されている。すなわち、溶湯噴出口６
の外側開口の一側角部の全体を切欠して傾斜面７が形成
されている。傾斜面７を形成する溶湯噴出口６の一側部
は、他側部に対して冷却ロール９の回転方向の下流側に
位置するものである。

そして、ノズル２は、るつぼ１の底部中央の溶湯出口６
に対応して底部下方に配置され、頭部が底部外面に当接
して固定されている。ノズル２の底部外面は冷却ロール
９の外周面の頂面に対して所定の非晶質磁性合金薄帯Ｓ
を形成する上で必要な大きさの間隙を存している。

なお、るつぼ１には、その内部に収容した溶湯に対して
圧力を加えるためのガスを供給するガス管８が接続され
、このガス管８は図示しないガス圧力調整装置を介して
ガス供給装置に接続されている。

このように構成された金属薄帯製造溶湯噴出装置の作用
について説明する。

非晶質磁性合金を形成する鉄−半金属系合金を溶融して
得られた溶湯Ｍを、るつぼ１の内部に入れて溜める。ガ
ス供給装置から供給したガスを圧力調整装置で圧力調整
してガス管８によりるつぼ１の内部に送込み、るつぼ１
の内部に溜めれている溶湯Ｍに圧力を加える。溶湯Ｍは
ガスに加圧されてるつぼ１の底部の溶湯出口３から出て
ノズル２に内部に入り、次いでノズル２の底部の溶湯噴
出口６から冷却ロール９の表面に噴出される。冷却ロー
ル９は、図示しない回転駆動装置により溶湯噴出口６に
形成した傾斜面７に向けた回転方向で高速で回転してい
る。第４図に示すように冷却ロール９の表面に噴出され
た溶湯Ｍはノズル２の溶湯噴出口６の開口と冷却ロール
９の表面との間で湯溜り部を形成し、その後冷却ロール
９の回転によりロール表面をその回転方向に向けて運ば
れる。このため、溶湯Ｍは急速に冷却され非晶質合金状
態で薄帯Ｓとして連続的に形成される。

ここで、るつぼ１の作用について説明する。

るつぼ１の底部内面に、溶湯出口３に向けて低くなる傾
斜をもった傾斜面４を形成している。このため、るつぼ
１の内部に溜められた溶湯Ｍは傾斜面４に沿って円滑に
流れて溶湯出口３に達し、溶湯出口３からノズル２に流
入する。すなわち、傾斜面４は溶湯Ｍを溶湯出口３に向
けて導く効果を有して、溶湯Ｍを安定して溶湯出口３か
ら流出させることができる。特に第３図に示すように噴
出後半以降はるつぼ１の残り少ない溶湯Ｍを溶湯出口３
に向けて導く効果が強く現れ、るつぽ１の溶湯Ｍを全て
ノズルに流出させることができる。

ノズル２の作用について説明する。

ノズル２の溶湯噴出口３の外側開口の一側角部に、噴出
口６の内部から外部に向けて広がる傾斜もった傾斜面７
を形成している。すなわち、溶湯出口６は外側開口で面
積が拡大し、溶湯Ｍを溶湯噴８０６から外側に向けて広
がるように案内する作用を有している。このため、第４
図に示すようにノズル２の内部から溶湯噴出口６に流入
した溶湯Ｍは外側開口で溶湯噴出口６から外側に向けて
広がるように案内されて冷却ロール９の表面に流出する
。このため、溶湯Ｍはノズル２の溶湯噴出口６から冷却
ロール９に充分かつ安定して流出して充分かつ安定して
湯溜り部を形成する。従って、湯溜り部は常に十分な大
きさに保たれる。

また、溶湯噴出口６の外側開口の冷却ロール９の回転方
向前側に位置する角部に噴出口６の内部から外部に向け
て広がる傾斜もった傾斜面７が形成されているので、前
記開口角部が溶湯を噴出することにより熱応力や摩擦抵
抗力を受けても、溶湯噴出口６の外側開口の冷却ロール
回転方向前側に位置する角部に局的な割れや欠落が発生
することを大幅に阻止することができる。従って、製造
される非晶質合金薄帯Ｓの表面に、ノズル２の溶湯噴出
口６の欠損による傷が発生することを防止できる。

このようにるっぽ１の溶湯Ｍをノズル２に安定して流出
し、ノズル２の溶湯Ｍを冷却ロール９に安定して流出す
ることにより、常に所定の範囲に収まる厚さをもった寸
法精度の高い非晶質合金薄帯Ｓを形成することができる
。

ノズル２の底部外面と冷却ロール９０間隙は、るつぼ１
に供給するガスによる溶湯Ｍに対する押出し圧力、冷却
ロール９の周速度、ノズル２の溶湯噴出口６の幅のいず
れか一つ、または複数を組み合わせて、形成する非晶質
合金薄帯Ｓの厚さが所定の大きさになるように設定する
。

るつぼ１の内部に供給するガスの圧力は、第５図に示す
ようにるっぽ１から溶湯Ｍが流出するにつれてるつぼ１
内部の溶湯Ｍの水頭損失を補正する分の圧力を時系列的
に加えて増加してゆく。そして、るつぼ１から溶湯Ｍが
流出する最後の時にるつぼ１に供給するガス圧力を適当
な高い圧力にすることにより、るつぼ１の残る溶湯Ｍを
強制的に溶湯出口３から押し出す。これにより粘性の高
い溶湯Ｍをすべてるっぽｌから流出させ、さらにノズル
２から噴出させることができる。

なお、本発明は前述した実施例に限定されない。

例えば、第６図に示すようにノズル２では、溶湯噴出口
６の外側開口の冷却ロール回転方向前側に位置する角部
に加えて、後側に位置する角部に噴出口６の内部から外
部に向けて広がる傾斜もった傾斜面７をそれぞれ形成し
ても良い。

なお、前述した実施例では、非晶質磁性合金薄帯を製造
する液体急冷法のひとつとして単ロール法を挙げている
が、この他に双ロール法、遠心法なども対象することが
できる。

さらに、本発明は非晶質磁性合金薄帯を製造する装置に
限らず、各種金属薄帯を得る場合の装置に適用すること
ができる。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明によれば、るつぼの内底面に
、るつぼの側壁から溶融出口に向けて低くなる傾斜をも
った傾斜面を形成することにより、るつぼの溶湯を溶湯
出口からノズルに向けて安定して流出させて、高い寸法
精度をもった金属薄帯を形成することができる金属薄帯
製造用溶湯噴出装置を得ることができる。

また、本発明によれば、ノズルの溶湯噴出口の外側開口
に噴出口の内部から外部に向けて広がる傾斜もった傾斜
面を形成しているので、ノズルの溶湯を冷却ロールに向
けて安定して噴出し、高い寸法精度をもった金属薄帯を
形成することができる金属薄帯製造用溶湯噴出装置を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の一実施例を示し、第１図
ないし第３図は金属薄帯製造用溶湯噴出装置の断面を示
す図、第４図は溶湯をノズルから冷却ロールに噴出した
状態を拡大して示す図、第５図はるつぼに供給する溶湯
加圧用のガスの圧力を示す線図、第６図は他の実施例に
おいてノズルの溶湯噴出口の部分を拡大して示す図であ
る。 １・・・るつぼ、２・・・ノズル、３・・・溶湯出口、
４・・・傾斜面、６・・・溶湯噴出口、７・・・傾斜面
。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶湯を溜めるとともに底部に溶湯出口が形成され
   たるつぼと、このるつぼの底部に設けられ前記溶湯出口
   から出た溶湯を受けるとともにこの溶湯を回転体に向け
   て噴出する噴出口が形成されたノズルとを備え、前記る
   つぼの底部内面は、るつぼの側壁から前記溶湯出口に向
   けて低くなる傾斜をもった傾斜面をなしていることを特
   徴とする金属薄帯製造用溶湯噴出装置。
2. （２）溶湯を溜めるとともに底部に溶湯出口が形成され
   たるつぼと、このるつぼの底部に設けられ前記溶湯出口
   から出た溶湯を受けるとともにこの溶湯を回転体に向け
   て噴出する噴出口が形成されたノズルとを備え、前記ノ
   ズルの溶湯噴出口の外側開口に、溶湯噴出口の内部から
   外部に向けて広がる傾斜もった傾斜面が形成されている
   ことを特徴とする金属薄帯製造用溶湯噴出装置。