JPH0615099B2 - 非晶質金属薄帯の製造方法 - Google Patents

非晶質金属薄帯の製造方法

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JPH0615099B2
JPH0615099B2 JP61305315A JP30531586A JPH0615099B2 JP H0615099 B2 JPH0615099 B2 JP H0615099B2 JP 61305315 A JP61305315 A JP 61305315A JP 30531586 A JP30531586 A JP 30531586A JP H0615099 B2 JPH0615099 B2 JP H0615099B2
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molten metal
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moving
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雍典 丹治
雄一 立谷
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盛一 山田
忠美 鈴木
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    • 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は溶湯噴出口より,移動冷却体(例えば回転ロー
ル)の表面に金属の溶湯を噴出させ,上記冷却体の表面
に於いて急冷させることにより,非晶質金属薄帯を製造
する方法に関するものである。
〔従来の技術〕
片ロール法による超急冷薄帯の製造技術は著しく進歩
し,最近,磁気ヘッド,高周波トランスコアなどの素材
として用いられているアモルファス磁性合金の薄帯の製
造にも応用されている。このようなアモルファス磁性合
金の薄帯には,磁気特性は勿論の事,品質のよい平滑な
表面をもつことが要求される。
従来の一般的なアモルファス合金薄帯製造方法の場合,
金属の溶湯を溶湯供給管の噴出口部から移動冷却体表面
へ噴出する角度θ(θは,移動冷却体表面の法線方向に
対する角度とする)は,直角又はほぼ直角(特開昭60
−46845号公報)である。或いは,該移動冷却体の移動
方向に対して70゜〜10゜(特開昭59−183957号公
報)の噴出角度θをもって噴出される溶湯は該冷却体の
表面上に湯溜りを形成する。その湯溜りは直ちに104
/sec以上の速度で冷却し薄帯となる。特に,移動冷却
体(冷えば回転ロール)の移動方向に対して同一方向に
噴出角度をつける事によって平滑な薄帯が得られ,他
方,逆方向に溶湯を噴出し,移動冷却体表面上に形成さ
れる湯溜りは乱れ移動冷却体の移動方向とは異なる方向
に溶湯が飛散する場合がある。その溶湯粒に運動量が付
与され再度溶湯粒の1部は噴出口部方向に移動し,噴出
口部に付着したり,移動冷却体表面と噴出口部先端面と
の間隙に狭まって噴出口部を破壊したり,移動冷却体表
面に損傷を与えたりする事が上記特開昭59−183957号
公報の中で述べられている。他方,特開昭57−195564
号公報,特開昭58−16760号公報に於いて,上記とは
全く逆の事象が,微結晶薄帯の製造の場合に,移動冷却
体の移動方向とは逆方向に0θ10゜,θ25゜
で溶湯が噴出される事によって良質な薄帯の製造が可能
である事が述べられている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明者らは特開昭57−195564号公報,特開昭58−
16760号公報の中で述べられている移動冷却体の移動方
向に対して,逆方向に溶湯を噴出させて薄帯を製造する
実験を追試し,特開昭59−183957号公報の中でも述べ
られている様に高速で運動している移動冷却体に逆らっ
て溶湯を逆噴出させる場合,移動冷却体表面上に安定な
湯溜りを形成させる事は一般的にはむづかしい事を実験
的に確認した。特開昭57−195564号公報,特開昭58
−16760号公報には上記逆方向に溶湯を噴出させる事以
外の製造条件(噴出口部形状,噴出口部先端と移動冷却
体表面との間隙,移動冷却体の移動速度,など)につい
て全然述べられていない。しかしこれらの条件によって
薄帯の製造は可能にも不可能にもなる。
本発明者らは溶湯を,移動冷却体の移動方向に対して逆
方向に噴出させる場合,噴出口部(特に後方リップ)先
端面と移動冷却体表面との間隙,それらの平行度,移動
冷却体の移動速度,溶湯噴出速度およびスロット溝幅に
極めて厳密な条件を加えなければ非晶質薄帯の装置の完
成は難しい事を見出した。即ち,本発明の目的は逆噴出
方式によって非晶質薄帯を製造するための上記製造条件
を決定しその条件の基で,移動冷却体の移動方向に対し
て逆方向に溶湯を噴出させる非晶質薄帯の製造技術を提
供にする事にある。
[問題点を解決するための手段] 本発明によれば、金属の溶湯を溶湯供給管の噴出口部か
ら移動冷却体に噴出させ、前記溶湯を急冷させ凝固させ
ることにより非晶質金属薄帯を製造する方法であって、
前記移動冷却体の進行方向とは逆方向に該移動冷却体の
表面に前記溶湯を噴出させ、前記移動冷却体の前記表面
に、該移動冷却体の進行方向に直角に法線を立てた時、
該移動冷却体の進行方向とは逆方向に該移動冷却体に噴
出させる溶湯の噴出方向と前記法線とのなす角度θが1
0゜<θ≦60゜の範囲内にある非晶質金属薄帯の製造
方法において、 前記噴出口部先端の前記進行方向に対して後方寄りの後
方リップと前記移動冷却体の前記表面との間隙をdとす
るとき、該後方リップの前記進行方向に対向した方向の
長さaは少くともdtanθよりも大きいと云う関係が
満足され、dは0.02mm<d<0.6mmの範囲内にあ
り、しかも前記後方リップは前記移動冷却体表面に実質
的に平行になる様に配置され、 前記噴出口部先端の前記進行方向に対して前方寄りの前
方リップと前記移動冷却体の前記表面との間隙をeとす
ると、常にd<eなる関係をもって、前記溶湯が前記移
動冷却体の前記表面に噴出されるようにし、 前記溶融供給管の噴出口溝幅bが0.01mm〜0.6mm
であり、 前記移動冷却体と前記溶湯供給管との相対移動速度が1
0〜60m/secである事を特徴とする非晶質金属薄
帯の製造方法が得られる。
[実施例] 次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。
第2図に示す従来の製造方法(順噴出方式)の場合,即
ち溶湯2の噴出方向は,常に移動冷却体3の移動方向と
同一方向の場合,噴出溶湯の流速は移動冷却体に近づく
につれて,次第に加速される。従って冷却体表面で形成
される湯溜りは安定する事なく,複雑な流速変化を受け
つつ凝固され,移動冷却体の移動速度でもって搬送され
る。流速が加速される際に移動冷却体表面に付着してく
る雰囲気ガス又は大気を巻き込み,それが膨張飛散する
とき薄帯表面に凹凸を生ぜしめる。
これに対して第1図に示す本発明による逆噴出方式の場
合,溶湯2は移動冷却体3とは逆方向に向って噴出され
るために移動冷却体表面に近づくにつれて上記噴出方式
の場合とは異なり移動冷却体の負荷抵抗を受け,噴出流
速を次第に減速させ,更に湯溜り形成位置近傍に於いて
流速ゼロを示し,その後,移動冷却体の移動方向と同じ
方向の速度ベクトルをもつ様になる。やがて上記湯溜り
2′は移動冷却体表面上で凝固し,移動冷却体の移動速
度と等しい速度でもって移動を開始する。
上記の場合,噴出湯が逆噴出されるための負荷抵抗に対
して,湯溜りを安定に静止させ更に逆方向に搬送させる
ための条件を整えねばならない。特開昭59-183957,
特開昭57-195564号公報,特開昭58-16764号公報の
中で述べられている逆噴出方式による不成功は溶湯噴出
角度θのみに寄因するのではなく、その他の設定条件に
誤りがあったためと考えられる。
本発明者らは先ず噴出口先端の移動冷却体3進行方向に
対して後方寄りの後方リップ1′を,前方寄りの前方リ
ップ1より長くし,夫々の移動冷却体との間隙d,eと
の間にd<eなる関係を持たせ,しかもdを出来るだけ
小さくする事を試みた。
このように、後方リップ1′を前方リップ1より長くし
てdを可能な限り小さくすることによって、逆噴出によ
る負荷抵抗を押え、湯溜りの安定性を図り、溶湯の飛散
を防止することができる。
また本発明では、溶湯逆噴出角度をθとするとき、後方
リップ1′の移動冷却体3の進行方向に対向した方向の
長さaは少くともdtanθよりも大きいと云う関係が
満足されるようにする。dtanθは、第1図に示した
ように、溶湯の逆噴出による負荷抵抗により生じる湯溜
りのふくらみを表し、湯溜りの飛散を防ぎ、安定化を図
るたけには、後方リップ1′の長さaはdtanθの厚
みよりも厚い方が良い。
第3図には噴出角度θ=30゜,冷却体移動速度υ=3
0m/sec,噴出口形状b×=0.2×30mm(lは長さ),
噴出圧力PE=1.0kg/cm2の製造条件の下でdを0.02か
ら0.6mmまで変化させたときの薄帯製造評価結果の1部
を示す。この際、dは0.02mm<d<0.6mmの範囲
内に収まっていれば歩留も良く実用性があることを本発
明者等は確認した。
移動冷却体と噴出口部との相対移動速度と溶湯の噴出角
度との明白な相関関係は見られなかった。噴出角度が大
きくなる場合,該移動速度を下げた方が薄帯製造の成功
率は高くなる。
本発明の逆噴出方式によって製造される薄帯は従来の順
噴出方式によって得られる薄帯よりも,より薄手のもの
が得られる。従って条件によっては薄帯は網の目状の孔
があく場合もある。これは単位時間当りの溶湯の噴出量
が不足しているためであり相対移動速度を下げる事によ
って制御可能である。
第4図には噴出角度θ=30゜,冷却体移動速度υ=3
0m/sec,噴出圧力PE=1.0kg/cm2に於ける噴出口部
形状(溝幅b×スリット長さl)の中のbを変えた場合
の薄帯の製造評価結果の1部を示す。ただし,スリット
長さlは30mmである。
移動冷却体表面に形成される湯溜りは量的にも温度的に
も,均一である事が望ましい。湯溜りの温度分布を均一
にするためには一般的に噴出口溝幅bを出来るだけ狭く
する方が望ましい。しかし噴出口溝幅bが小さくなると
噴出圧力PEを高くしなければならず,溶湯供給管,噴
出口部などの機械的強度,高圧下における噴出流速の制
御等に問題が生じ,噴出口溝幅bを狭くする事に,自ず
と限界が生じてくる。実験の結果ではb=0.1〜0.6mmに
おいて薄帯の製造は可能であった。特にb=0.1〜0.3mm
に於いて安定した薄帯製造が可能であった。此の時b
0.6mmの場合,溶湯が噴出口から噴出しやすくなり安定
な薄帯を作るための噴出圧力PEの制御が困難となる。
0.01b0.1の溝幅についても溶湯供給管内の噴出圧
Eの制御機構を高度化する事によって十分実現可能な
領域である。
第5図に,逆噴出する溶湯噴出角度θ=10,15,2
0,30,40,50,60,70゜における最適製造
条件とその製品薄帯評価をまとめて示す。
この図から明らかなようにθを大きくするに従って,薄
帯の板厚は次第に薄くなり,その断面の平行度δもまた
急激に小さくなる。
上述の結果は最適条件下に於ける薄帯製造評価である
が,その条件が適切でないと溶湯の飛散の生ずる場合も
ある。
θが大きくなるにつれて,溶湯噴出圧力PEと移動冷却
体の移動速度υの制御が困難となり,特に溶湯噴出角度
が60゜を越える場合には,均一な薄帯を得ることは困
難であった。
なお、移動冷却体と溶湯供給管との相対移動速度vが1
0〜60m/secであれば、良好な非晶質金属薄帯を
製造することができることも本発明者等によって確認さ
れた。
以上の第5図に示す様な十分な製造条件の制御の下で溶
湯逆噴出方式によって製造された薄帯は順噴出方式(現
在製造の殆んどがこの方式によっている)による薄帯と
は異なり,大気中又は雰囲気中で製造しても,ガスの巻
き込みは少く,滑らかなものであった。
次に本発明の具体例について説明する。
第1図に示す様に移動冷却体(Cu系合金製回転冷却ロー
ル)の回転方向と逆方向に溶湯噴出角度θをもつ溶湯噴
出口部から溶湯噴出口先端面と上記冷却ロール表面との
間隙d=0.10mm<e,冷却ロール周速度υ=28,3
0,および35m/sec,スロット溝幅b=0.2mm,スリッ
ト幅30mm,噴出圧力1.2kg/cm2の条件の下で,(CoFeN
i)73Mo15(SiB)22合金の溶湯を冷却ロール表面上に噴出
させ,板幅30mm板厚0.02〜0.015mmの薄帯を作製し
た。この薄帯について,X線回折により結晶構造を検討
の結果,X線的に非晶質である事を確認した。
以上の様な本発明に従う条件で試作された薄帯の様湯噴
出角度θと薄帯板厚の平行度δとの関係を第6図に示
す。
いづれの場合も安定して薄帯が製作された。図から明ら
かな様に噴出角度θが大きくなるに従って薄帯断面の平
行度変化量δは著しく減少する。
〔発明の効果〕
以上説明したように,本発明によれば,溶湯を逆噴出方
式によって移動冷却体表面に噴出して良好な非晶質薄帯
を製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による逆噴出方式による非晶質薄帯の製
造方法を説明するための図,第2図は一般的な従来の順
噴出方式による薄帯の製造方法を説明するための図,第
3図は噴出口部先端(後方リップ)面と移動冷却体表面
との間隙dの変化による薄帯製造評価を示した図,第4
図は噴出口部形状(溝幅b×長さl)の中,bの変化に
よる薄帯製造評価を示した図,第5図は各溶湯噴出角度
θにおける最良製造条件とその製品薄帯評価を示した
図,第6図は溶湯噴出角度θと薄帯板厚の平行度δとの
関係を示した図である。 1……噴出口部前方リップ,1′……噴出口部後方リッ
プ,2……噴出溶湯,2′……凝固体(薄帯),3……
移動冷却体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 務 宮城県仙台市郡山6丁目7番1号 東北金 属工業株式会社内 (72)発明者 山田 盛一 宮城県仙台市郡山6丁目7番1号 東北金 属工業株式会社内 (72)発明者 鈴木 忠美 宮城県仙台市郡山6丁目7番1号 東北金 属工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−195564(JP,A) 特開 昭53−53525(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金属の溶湯を溶湯供給管の噴出口部から移
    動冷却体に噴出させ、前記溶湯を急冷させ凝固させるこ
    とにより非晶質金属薄帯を製造する方法であって、前記
    移動冷却体の進行方向とは逆方向に該移動冷却体の表面
    に前記溶湯を噴出させ、前記移動冷却体の前記表面に、
    該移動冷却体の進行方向に直角に法線を立てた時、該移
    動冷却体の進行方向とは逆方向に該移動冷却体に噴出さ
    せる溶湯の噴出方向と前記法線とのなす角度θが10゜
    <θ≦60゜の範囲内にある非晶質金属薄帯の製造方法
    において、 前記噴出口部先端の前記進行方向に対して後方寄りの後
    方リップと前記移動冷却体の前記表面との間隙をdとす
    るとき、該後方リップの前記進行方向に対向した方向の
    長さaは少くともdtanθよりも大きいと云う関係が
    満足され、dは0.02mm<d<0.6mmの範囲内にあ
    り、しかも前記後方リップは前記移動冷却体表面に実質
    的に平行になる様に設置され、 前記噴出口部先端の前記進行方向に対して前方寄りの前
    方リップと前記移動冷却体の前記表面との間隙をeとす
    ると、常にd<eなる関係をもって、前記溶湯が前記移
    動冷却体の前記表面に噴出されるようにし、 前記溶湯供給管の噴出口溝幅bが0.01mm〜0.6mm
    であり、 前記移動冷却体と前記溶湯供給管との相対移動速度が1
    0〜60m/secである事を特徴とする非晶質金属薄
    帯の製造方法。
JP61305315A 1986-12-23 1986-12-23 非晶質金属薄帯の製造方法 Expired - Lifetime JPH0615099B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP5168211B2 (ja) * 2009-03-31 2013-03-21 新日鐵住金株式会社 急冷凝固薄帯鋳造用ノズル
CN107234218B (zh) * 2016-06-27 2022-10-18 安泰科技股份有限公司 用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴

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AU503857B2 (en) * 1976-10-22 1979-09-20 Allied Chemical Corp. Continuous casting of metal strip
JPS57195564A (en) * 1981-05-28 1982-12-01 Furukawa Electric Co Ltd:The Production of thin metallic strip

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