JPH0478388B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属細線の製造装置に関するものであ
る。

近年、溶融金属より円形断面を有する金属細線
を製造する方法として、所謂回転液中紡糸法が提
案され、その技術確立が急速に進んでいる。すな
わち、特開昭56−165016号、特開昭57−52550号、
特開昭57−79052号等があり、これら先行技術の
特徴は回転する円筒状ドラムの円周面に遠心力に
よる液体層を形成し、その液体層中に溶融金属を
ジエツトとして噴出し、これを急速凝固させて金
属細線を製造するものであつて、これらの方法に
よれば、断面が円形で、かつ優れた諸性質を有す
る金属細線が容易に得られ、旧来法に比し冷却速
度を著しく大きくすることができて非晶質金属あ
るいは微細結晶粒含有金属を材料とする金属細線
の製造に特に適していると推奨されているもので
ある。

本発明者等は前記開示文献等のごとき回転液中
紡糸法の製造装置並びに製造技術の開発について
鋭意研究を続けてきたが、ここにきて大きな障壁
にぶつかつたのである。それはこれらの回転液中
紡糸法がバツチ方式であることにある。すなわ
ち、これらの方法を説明すると、回転する円筒状
ドラム円周面に遠心力で冷却液体層を形成し、こ
の冷却液体層の表面並びに内部を安定に保つこと
により、ジエツトとして噴出した溶融金属流が乱
れることなく安定に該冷却液体層へ浸入せしめ、
かつ溶融金属流を急冷凝固したのち、遠心力によ
り前記円筒状ドラムの内壁に安定して巻取らせて
所望の金属細線となすことを特徴とするものであ
る。その一例を第１図によつてさらに詳細に説明
すると、回転液中紡糸法によつて金属細線を製造
する手順は、まずあらかじめ準備した所定の合金
組成を有する母合金の所定量を加熱装置１を付設
した溶融炉２中に仕込み、加熱溶融して溶融金属
３となし、該炉２の先端部に設けた所定孔径のノ
ズル４からの噴出を待機させる。次いで円筒状回
転ドラム５（以下ドラムと略記する）を所定の回
転数で回転させ、供給装置（図示省略）より所定
量の冷却液体６を供給する。続いて溶融炉系（加
熱装置１及び溶融炉２）を図示したごとくドラム
５の内側の空間部の所定位置にセツトする。しか
る後に、溶融炉２に連通する管７より所定の圧力
で不活性ガスを導入し、溶融金属３に圧力をか
け、前記ノズル４からジエツト８として噴出させ
る。ジエツト８は回転する冷却液体６中に浸入
し、急冷凝固して金属細線９（点状断面で示す）
となり、ドラム５の内壁に巻き取られるものであ
る。この場合、金属細線９は通常にある程度の長
さを巻き取る必要があるので、溶融炉系（加熱装
置１及び溶融炉２は）ドラム５の内周の幅方向に
トラバース１０させる。最初に仕込んだ母合金が
全部噴出され終わつた後、溶融炉系をドラム５の
空間内より外方に移動し、続いてドラム５の回転
を止め、遠心力による保持がなくなり落下する冷
却液体６を図示省略した容器に収容した後に、ド
ラム５の円周面上に製造された金属細線の束を取
り出すものである。かかる手順を１サイクルとす
るバツチ方式の製造装置が回転液中紡糸法の従来
の製造装置であつた。したがつて容易に推察され
るように、かかる製造装置は機械設備の大きさか
ら受ける制約のために１バツチ当りの金属細線の
製造量が制限されることになるとともに、１バツ
チ毎の前準備及び後処理の作業に時間を要するも
のである等の理由により、著しく生産性の低いも
のであるという欠点を有しており、到底企業化し
得難いものであるというのが実状であつた。

本発明者等は従来の製造装置の障害を克服し、
かつ回転液中紡糸法の基本的な特徴を生かすとと
もに、生産性を著しく高めるところの加工コスト
の低い金属細線の連続製造装置を提供するもので
ある。

以下に本発明装置の一実施例を第２、第３図に
よつて詳細に説明する。

第２図は装置の縦断面図で、二個の同径の円筒
状の回転ドラム１０５，１０５′のそれぞれには、
液体槽部が形成される側の一端部に外方突出の鍔
部１１１，１１１′が全周に固設しており、該両
鍔部１１１，１１１′を所定の通糸間隙１１２に
対設させて、図示を省略したモータ（図示省略）
−タイミングベルト（図示省略）−タイミングプ
ーリ１２０，１２０′により両ドラム１０５，１
０５′が同一方向で同一回転するごとく直列に連
設してある。

１１３は固定ボツクスであり、該ボツクス１１
３は両鍔部１１１，１１１′の全周にわたつて外
嵌して、両鍔部１１１，１１１′を液体槽の側壁
として固定ボツクス１１３とで液体槽を構成す
る。１１４，１１４′は両回転ドラム１０５，１
０５′が回転可能で、かつ回転時に液洩れしない
ように両鍔部１１１，１１１′と固定ボツクス１
１３との間に設けるパツキング機構である。その
ような機構として、例えばＯリングがある。１１
５，１１５′は両ドラム１０５，１０５′の通糸間
隙１１２の両側のドラム内壁に設けた堰であり、
該堰１１５，１１５′によつて両鍔部１１１，１
１１′と固定ボツクス１１３とよりなる液体槽に
液体１０６が供給された際に、一定の幅と深さを
有する液体１０６層を形成させるものである。ま
た、１１６，１１６′，１１６″，１１６は両ド
ラム１０５，１０５′を保持するとともに、かつ
回転を助けるためのベアリング装置である。次に
金属の溶融装置（加熱装置１０１及び溶融炉１０
２）は原料金属の供給ライン、加圧噴射用不活性
ガス導入管１０７、溶融炉１０２、溶融炉の先端
部のノズル１０４等よりなり、両ドラム１０５，
１０５′が回転して液体槽部に液体１０６層が形
成された際には、金属の溶融装置が両ドラムの内
部空間内に挿入され、通糸間隙１１２の液面の上
方にノズル１０４の先端が配置される。両ドラム
１０５，１０５′の液体１０６層部の端部は、金
属の溶融装置を回転ドラム内の液体１０６層近傍
の所定位置に設置するため、又はノズルの調整及
び状況観察のため、開口を有する円筒形状とす
る。従つて該ノズル１０４より噴出された溶融金
属１０３のジエツト１０８は両ドラム１０５，１
０５′の回転に伴う遠心力によつて生じた安定な
液体１０６層の中に浸入し、冷却凝固されて金属
細線１０９となり、さらに金属細線１０９自体に
も遠心力が作用することによつて、金属細線１０
９は固定ボツクス１１３の下底位置１１７まで到
達する。

第３図は装置の横断面図であり、固定ボツクス
１１３の下底部には液体の注入口１１８と、液体
１０６の流出とともに金属細線１０９が連続して
引き出される取り出し口１１９とを設けた構造の
一例を示すものであり、溶融金属１０３に圧力を
かけノズル１０４より噴出したジエツト１０８は
冷却した液体１０６層に浸入して、金属細線１０
９となり、金属細線１０９は固定ボツクス１１３
の下底面の取り出し口１１９の近くまで到達し、
さらに液流に乗つて取り出し口１１９の外に連続
して取り出され、連続巻取装置（図示省略）に巻
取られ、他方の液体１０６は回収液槽（図示省
略）内に回収される構造になるものである。なお
注入口１１８より供給し回転する液体流と、取り
出し口１１９より流出する液体流との接する部位
で乱流が発生し、その乱れが回転する液体槽の表
面にまで影響を及ぼすことが懸念されるが、両鍔
部１１１，１１１′の高さ、円筒状ドラムの回転
数、液体の単位時間当りの供給量等を適当に選ぶ
ことにより、金属細線の途中切断が発生すること
もなく連続的な製造が可能となるものである。本
発明製造装置は上記のごとき構造を有してなる
が、形状、構造は実施例の図面に限定するもので
なく、同一技術思想を有しているものなれば、い
ずれも本発明に含まれるものであることはいうま
でもない。

実施例 第２図及び第３図に示した装置を用い、
Fe₇₅Si₁₀B₁₅（添字は原子％）からなる合金を１
ｇ／secの割合で連続的に供給して1320℃で溶解
し、0.13mmφの直径を有するノズルから６Kg／cm²
Ｇの圧力をかけて連続的に噴出した。

このときのドラムの回転数を350rpmに、注入
口よりの液体の供給量を60／minに設定したと
ころ、取出口より、液体とともに連続的に金属細
線を取り出すことができた。

本発明の製造装置は上記のごとき構成によりな
るので、膨大な装置でないにもかかわらず金属細
線の製造が連続化し得るので、製造量が著しく増
大し得て、生産性の向上が図られるととせに冷却
液体の温度が常時均一に保つことが可能となるの
で得られた金属細線のいずれの部分も均質である
という著しく優れた製造装置である。

本発明に適用される金属としては、純粋な金
属、微量の不純物を含有する金属、あるいはあら
ゆる合金があげられるが、特に急冷固化すること
により優れた性質を有する合金、例えば非晶質相
を形成する合金又は非平衡結晶質相を形成する合
金等が最も好ましい合金である。例えば「サイエ
ンス」第８号、1978年62〜72頁、日本金属学会会
報15巻第３号、1976年151〜206頁や、「金属」
1971年12月１日号、73〜78頁等の文献や特開昭49
−91014号、特開昭50−101215号、特開昭49−
135820号、特開昭51−3312号、特開昭51−4017
号、特開昭51−4018号、特開昭51−4019号、特開
昭51−65012号、特開昭51−73923号、特開昭51−
78705号、特開昭51−79613号、特開昭52−5620
号、特開昭52−114421号、特開昭54−99035号等
数多くの公報に記載されているとおりである。そ
れらの合金の中で、非晶質形成能が優れ、しかも
実用的合金としての代表としては、Fe−Si−Ｂ
系、Fe−Ｐ−Ｃ系、Fe−Ｐ−Ｂ系、Co−Si−Ｂ
系等があげられるが、その種類は金属−半金属の
組合せ、金属−金属の組合せから非常に多く選択
できることはいうまでもない。ましてや、その組
成の特徴を生かして、従来の結晶質金属では得ら
れない優れた特性を有する合金の組立ても可能で
ある。また、非平衡結晶質相を形成する合金の具
体例としては、例えば「鉄と鋼」第66巻（1980）
第３号、382〜389頁、「日本金属学会誌」第44巻
第３号、1980年、245〜254頁、
「TRANSACTONS OF THE
JAPANINSTITUTE OF MEMALS」VOL20
No.8August1979 468〜471頁、日本金属学会秋期
大会一般講演要集（1979年10月）350頁、351頁に
記載のFe−Cr−Al系合金、Fe−Al−Ｃ系合金
や、日本金属学会秋期大会一般講演概要集（1981
年11月）423〜425頁に記載のMn−Al−Ｃ系合
金、Fe−Mn−Al−Ｃ系合金等があげられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の縦断面概略図を、第２図は
本発明の一実施例装置の縦断面図を、第３図は第
２図の要部横断面を、それぞれ示すものである。 １，１０１……加熱装置、２，１０２……溶融
炉、３，１０３……溶融金属、４，１０４……ノ
ズル、５，１０５，１０５′……回転ドラム、６，
１０６……冷却媒体、８，１０８……ジエツト、
９，１０９……金属細線、１１１，１１１′……
鍔部、１１２……通糸間隙、１１３……固定ボツ
クス、１１４，１１４′……パツキング機構、１
１５，１１５′……堰、１１６，１１６……ベ
アリング装置、１１８……注入口、１１９……取
り出し口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 二個の同径の円筒状回転ドラム１０５，１０
   ５′のそれぞれには、液体槽部が形成される側の
   一端部に外方突出の鍔部１１１，１１１′を全周
   に固設して、両ドラム１０５，１０５′の鍔部１
   １１，１１１′を所定の通糸間〓１１２に対設さ
   せて両ドラム１０５，１０５′を同時回転可能に
   直列に連設して、該両鍔部１１１，１１１′を液
   体槽側壁となすとともに、かつ両鍔部１１１，１
   １１′には、液洩れなく両ドラムを同時回転可能
   になし得るごとくに鍔部の全周に外嵌した固定ボ
   ツクス１１３を装設して液体槽部を形成させ、該
   固定ボツクス１１３の一部には液体１０６の注入
   口１１８と、液体１０６の流出とともに金属細線
   １０９が連続して引き出される取り出し口１１９
   とをそれぞれ設けてなり、かつ両ドラム１０５，
   １０５′が回転して液体槽部に液体１０６層が形
   成された際には、ノズル１０４を付設した金属溶
   融装置が外方よりドラム内に挿入され前記通糸間
   〓１１２の上方にノズル１０４の先端が配置され
   る構造を有してなることを特徴とする金属細線の
   連続製造装置。