JPH0616928B2 - 単ロ−ル式急冷薄帯製造用の注湯ノズル - Google Patents
単ロ−ル式急冷薄帯製造用の注湯ノズルInfo
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- JPH0616928B2 JPH0616928B2 JP28271885A JP28271885A JPH0616928B2 JP H0616928 B2 JPH0616928 B2 JP H0616928B2 JP 28271885 A JP28271885 A JP 28271885A JP 28271885 A JP28271885 A JP 28271885A JP H0616928 B2 JPH0616928 B2 JP H0616928B2
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- pouring nozzle
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
- B22D11/0637—Accessories therefor
- B22D11/064—Accessories therefor for supplying molten metal
- B22D11/0642—Nozzles
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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） この発明は、単ロール式急冷薄帯製造用の注湯ノズルに
関し、とくにその先端面の表面粗さを調整することによ
って、得られる金属薄帯の表面性状の有利な改善を図っ
たものである。
関し、とくにその先端面の表面粗さを調整することによ
って、得られる金属薄帯の表面性状の有利な改善を図っ
たものである。
（従来の技術） 急冷薄帯法は、高速で更新移動する冷却体表面に合金溶
湯を連続して射出し、10５〜10６℃／ｓ程度の冷却速度
で急冷凝固させることによって、0.02〜0.05mm程度の厚
みを有する金属薄帯やアモルファス薄帯を連続的に製造
する方法であり、冷却体として単一の冷却ロールを用い
るいわゆる単ロール法はその代表的な製法である。
湯を連続して射出し、10５〜10６℃／ｓ程度の冷却速度
で急冷凝固させることによって、0.02〜0.05mm程度の厚
みを有する金属薄帯やアモルファス薄帯を連続的に製造
する方法であり、冷却体として単一の冷却ロールを用い
るいわゆる単ロール法はその代表的な製法である。
かような単ロール法において、ノズルの開口部は一般に
冷却ロール表面に対して平行になるように設置され、両
者間のギャップは0.2 〜1.0 mm程度に設定される場合が
多い。
冷却ロール表面に対して平行になるように設置され、両
者間のギャップは0.2 〜1.0 mm程度に設定される場合が
多い。
ところで上記の如き方法で製造される薄帯は、板厚が0.
02〜0.05mmと極めて薄いことから、表面の凹凸が問題と
なる。とくに変圧器用アモルファス合金としての期待が
大きいFe−Ｂ−Si系薄帯などにおいては、表面の凹凸が
大きいと占積率の低下を招き、また変圧器の大型化を余
義なくされるので好ましくない。
02〜0.05mmと極めて薄いことから、表面の凹凸が問題と
なる。とくに変圧器用アモルファス合金としての期待が
大きいFe−Ｂ−Si系薄帯などにおいては、表面の凹凸が
大きいと占積率の低下を招き、また変圧器の大型化を余
義なくされるので好ましくない。
この点、特開昭59−133945号公報では、薄帯出側のノズ
ル先端が反対側先端よりも冷却体に近い配置とすること
によって合金溶湯を縮流し、層流とすることによって凹
凸の防止を図っている。
ル先端が反対側先端よりも冷却体に近い配置とすること
によって合金溶湯を縮流し、層流とすることによって凹
凸の防止を図っている。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上記の方法では、合金溶湯流が薄帯出側と
逆方向にも流出するようになるため、冷却ロール表面と
ノズル先端との間に形成される合金溶湯溜り（以下パド
ルという）の安定化を図ることが難しかった。とはいえ
パドルが薄帯出側と逆方向にブレーキングするのを防ぐ
ために合金溶湯流量を減らした場合には、薄帯が冷却ロ
ール表面に十分な圧力で抑えられなくなるために、冷却
不足となり、アモルファス合金においては部分的に結晶
化を招く不利があった。
逆方向にも流出するようになるため、冷却ロール表面と
ノズル先端との間に形成される合金溶湯溜り（以下パド
ルという）の安定化を図ることが難しかった。とはいえ
パドルが薄帯出側と逆方向にブレーキングするのを防ぐ
ために合金溶湯流量を減らした場合には、薄帯が冷却ロ
ール表面に十分な圧力で抑えられなくなるために、冷却
不足となり、アモルファス合金においては部分的に結晶
化を招く不利があった。
この発明は、上記の問題を有利に解決するもので、注湯
ノズル先端部の表面粗さの調整によって、パドルの不安
定化やアモルファス合金の一部結晶化などを招く不利な
しに、表面性状に優れた急冷薄帯の製造を可能ならしめ
る注湯ノズルを提案することを目的とする。
ノズル先端部の表面粗さの調整によって、パドルの不安
定化やアモルファス合金の一部結晶化などを招く不利な
しに、表面性状に優れた急冷薄帯の製造を可能ならしめ
る注湯ノズルを提案することを目的とする。
（問題点を解決するための手段） さて発明者らは、上記の問題をノズル先端部の改良によ
って解決すべく鋭意研究を重ねたところ、 (1) ノズル先端面の表面粗さが、薄帯形成時における
合金溶湯の流れに敏感に影響すること、 (2) また、ノズル射出口内面とノズル先端面とが交差
するコーナー部の表面粗さが、合金溶湯がノズルから離
脱する際の流れに強い影響を与えること、 の知見を得た。
って解決すべく鋭意研究を重ねたところ、 (1) ノズル先端面の表面粗さが、薄帯形成時における
合金溶湯の流れに敏感に影響すること、 (2) また、ノズル射出口内面とノズル先端面とが交差
するコーナー部の表面粗さが、合金溶湯がノズルから離
脱する際の流れに強い影響を与えること、 の知見を得た。
そこで発明者らは、さらに上記２ケ所の表面粗さを種々
に変化させて、かかる表面粗さと薄帯の表面性状との関
係について調査したところ、各領域の表面粗さを一定値
以下に制限することによって、薄帯表面の平均粗さを著
しく低減できることを突止めた。
に変化させて、かかる表面粗さと薄帯の表面性状との関
係について調査したところ、各領域の表面粗さを一定値
以下に制限することによって、薄帯表面の平均粗さを著
しく低減できることを突止めた。
この発明は、上記の知見に立脚するのである。すなわち
この発明は、高速で回転する単一の冷却ロールの表面に
向けて、急冷薄帯に適合する組成の合金溶湯の流下を導
く開口をもつ、急冷薄帯製造用溶湯の供給を司るノズル
であっで、該ノズルの薄帯出側の開口部先端における、
薄帯出側の射出口内面とノズル先端面とが交差する位置
から同じく薄帯出側方向100 μｍまでの範囲にわたるコ
ーナー面の平均粗さが0.2 μｍ以下でかつ、その外側領
域におけるノズル先端面の平均粗さが0.8μｍ以下であ
る、単ロール式急冷薄帯製造用の注湯ノズルである。
この発明は、高速で回転する単一の冷却ロールの表面に
向けて、急冷薄帯に適合する組成の合金溶湯の流下を導
く開口をもつ、急冷薄帯製造用溶湯の供給を司るノズル
であっで、該ノズルの薄帯出側の開口部先端における、
薄帯出側の射出口内面とノズル先端面とが交差する位置
から同じく薄帯出側方向100 μｍまでの範囲にわたるコ
ーナー面の平均粗さが0.2 μｍ以下でかつ、その外側領
域におけるノズル先端面の平均粗さが0.8μｍ以下であ
る、単ロール式急冷薄帯製造用の注湯ノズルである。
以下この発明を具体的に説明する。
まずこの発明を由来するに至った実験結果について説明
する。
する。
実験は第１図に示した単ロール式急冷薄帯製造装置を用
いて行った。図中番号１は冷却ロール、２は合金溶湯、
３は注湯ノズルであり、４は射出口内面、５はノズル先
端面、そして６が急冷薄帯である。
いて行った。図中番号１は冷却ロール、２は合金溶湯、
３は注湯ノズルであり、４は射出口内面、５はノズル先
端面、そして６が急冷薄帯である。
同図にしめしたように、冷却体としての冷却ロール１の
直上に合金溶湯２を供給するための注湯ノズル３を配置
し、このノズル３の射出口から高速で回転する冷却ロー
ル１上に合金溶湯２を連続して供給することによって急
冷薄帯６を製造するわけであるが、平滑な表面の急冷薄
帯６得るためには、図中ａで示したコーナ部およびｂで
示したノズル先端部における表面粗さが問題となる。
直上に合金溶湯２を供給するための注湯ノズル３を配置
し、このノズル３の射出口から高速で回転する冷却ロー
ル１上に合金溶湯２を連続して供給することによって急
冷薄帯６を製造するわけであるが、平滑な表面の急冷薄
帯６得るためには、図中ａで示したコーナ部およびｂで
示したノズル先端部における表面粗さが問題となる。
第２図に、薄帯出側の射出口内面とノズル先端面とが交
差する位置から同じく薄帯出側方向100μｍまでの範囲
にわたるコーナ面（領域ａ）およびその外側のノズル先
端面（領域ｂ）における表面平均粗さを種々に変化さ
せ、これらの領域ａおよびｂの表面平均粗さが、得られ
る薄帯自由面の平均粗さに及ぼす影響について調べて結
果を整理して示す。
差する位置から同じく薄帯出側方向100μｍまでの範囲
にわたるコーナ面（領域ａ）およびその外側のノズル先
端面（領域ｂ）における表面平均粗さを種々に変化さ
せ、これらの領域ａおよびｂの表面平均粗さが、得られ
る薄帯自由面の平均粗さに及ぼす影響について調べて結
果を整理して示す。
同図より明らかなように、占積率の高い変圧器鉄心を製
作するのに必要とされる1.0 μｍ以下の薄帯表面平均粗
さを得るには、領域ｂの平均粗さを0.8 μｍ以下、かつ
領域ａの平均粗さを1.2 μｍ以下とする必要がある。
作するのに必要とされる1.0 μｍ以下の薄帯表面平均粗
さを得るには、領域ｂの平均粗さを0.8 μｍ以下、かつ
領域ａの平均粗さを1.2 μｍ以下とする必要がある。
従ってこの発明では、注湯ノズルの薄帯出側の開口部先
端につき、薄帯出側の射出口内面とノズル先端面とが交
差する位置から同じく薄帯出側方向100 μｍまでの範囲
にわたるコーナー面（領域ａ）での平均粗さを1.2 μｍ
以下、またその外側領域におけるノズル先端面（領域
ｂ）での平均粗さを0.8 μｍ以下に限定したのである。
端につき、薄帯出側の射出口内面とノズル先端面とが交
差する位置から同じく薄帯出側方向100 μｍまでの範囲
にわたるコーナー面（領域ａ）での平均粗さを1.2 μｍ
以下、またその外側領域におけるノズル先端面（領域
ｂ）での平均粗さを0.8 μｍ以下に限定したのである。
ここに交差部は必ずしも直角である必要ななく、鋭角で
あっても、半径Ｒの曲面であってもよく、とくに曲面と
した場合は合金溶湯の流れを滑らかにする上で一層効果
的である。
あっても、半径Ｒの曲面であってもよく、とくに曲面と
した場合は合金溶湯の流れを滑らかにする上で一層効果
的である。
また平均粗さを1.2 μｍ以下に低減すべきコーナー面の
範囲を、薄帯出側の射出口内面とノズル先端面とが交差
する位置から100 μｍの範囲に限ったのは次の理由によ
る。すなわち事実上、角の粗さを測定することができな
いので、交差する位置に欠落等が入り込む余地のある10
0 μｍの範囲に限定したのである。
範囲を、薄帯出側の射出口内面とノズル先端面とが交差
する位置から100 μｍの範囲に限ったのは次の理由によ
る。すなわち事実上、角の粗さを測定することができな
いので、交差する位置に欠落等が入り込む余地のある10
0 μｍの範囲に限定したのである。
なお注湯ノズルとしては、従来から、溶融シリカ質（Si
O2）や、チタン酸アルミニウム質（Al2O３・TiO2）、窒
化ボロン質(BN)などが知られているが、これらのノズル
先端部における表面平均粗さは、通常1.2 μｍ以上であ
り、また素材の粒子分布等を考慮したものでもせいぜい
1.0 μｍ程度であり、これらのノズルを用いて非晶質合
金薄帯を作製した場合には、薄帯自由面側の平均粗さは
1.8 μｍ程度となるので、高い占積率を得ることはでき
なかった。
O2）や、チタン酸アルミニウム質（Al2O３・TiO2）、窒
化ボロン質(BN)などが知られているが、これらのノズル
先端部における表面平均粗さは、通常1.2 μｍ以上であ
り、また素材の粒子分布等を考慮したものでもせいぜい
1.0 μｍ程度であり、これらのノズルを用いて非晶質合
金薄帯を作製した場合には、薄帯自由面側の平均粗さは
1.8 μｍ程度となるので、高い占積率を得ることはでき
なかった。
（作 用） この発明に従う注湯ノズルを用いることによって、得ら
れる薄帯の表面性状が改善されるのは、注湯ノズルから
射出された合金溶湯流が、射出口を通過してパドルを形
成し冷却ロールに誘引される際に、薄帯表面となるべき
位置での合金溶湯の流れが層流となり、とくに薄帯幅方
向に対しての凹凸が著しく改善されることによる。
れる薄帯の表面性状が改善されるのは、注湯ノズルから
射出された合金溶湯流が、射出口を通過してパドルを形
成し冷却ロールに誘引される際に、薄帯表面となるべき
位置での合金溶湯の流れが層流となり、とくに薄帯幅方
向に対しての凹凸が著しく改善されることによる。
（実施例） 実施例１ スリットの短辺：0.5 mm、長辺：15mmの石英質注湯ノズ
ルの開口部先端につき、第１図に示した領域ａの表面平
均粗さを0.98μｍ、また領域ｂの表面平均粗さを0.8 μ
ｍに粗度調整した。
ルの開口部先端につき、第１図に示した領域ａの表面平
均粗さを0.98μｍ、また領域ｂの表面平均粗さを0.8 μ
ｍに粗度調整した。
かかる注湯ノズルを用いて、第１図に示した製造要領に
従い、Fe78B10Si12(at%)の溶湯から急冷薄帯を製造し
た。
従い、Fe78B10Si12(at%)の溶湯から急冷薄帯を製造し
た。
かくして得られた急冷薄帯の自由面側の平均粗さは1.0
μｍであった。
μｍであった。
実施例２ 実施例１で述べたスリット形状および材質の注湯ノズル
において、領域ａの表面平均粗さを0.45μｍ、また領域
ｂの表面平均粗さを0.25μｍに仕上げた。
において、領域ａの表面平均粗さを0.45μｍ、また領域
ｂの表面平均粗さを0.25μｍに仕上げた。
かかる注湯ノズルを用いて得られたFe78B10Si12(at%)組
成の急冷薄帯の自由面側平均粗さは0.32μｍであり、極
めて平滑な表面の薄帯が得られた。
成の急冷薄帯の自由面側平均粗さは0.32μｍであり、極
めて平滑な表面の薄帯が得られた。
比較例１ 実施例１と同じスリット形状および材質になる注湯ノズ
ル（先端面平均粗さ：1.2 μｍ）をそのまま用いて急冷
薄帯を製造したところ、得られた薄帯の自由面側平均粗
さは2.7 μｍにも達した。
ル（先端面平均粗さ：1.2 μｍ）をそのまま用いて急冷
薄帯を製造したところ、得られた薄帯の自由面側平均粗
さは2.7 μｍにも達した。
（発明の効果） 以上述べたように、この発明に従う注湯ノズルを用いる
ことによって、凹凸の少ない滑らかな表面を有する急冷
薄帯を製造することができ、ひいては占積率の高い変圧
器鉄心の製作に大きく貢献する。
ことによって、凹凸の少ない滑らかな表面を有する急冷
薄帯を製造することができ、ひいては占積率の高い変圧
器鉄心の製作に大きく貢献する。
第１図は、単ロール式の急冷薄帯製造要領の説明図、 第２図は、注湯ノズル先端部のコーナー面（領域ａ）お
よびその外側領域のノズル先端面（領域ｂ）における表
面平均粗さが、急冷薄帯の自由面側平均粗さに及ぼす影
響を示したグラフである。 １……冷却ロール、２……合金溶湯 ３……注湯ノズル、４……射出口内面 ５……ノズル先端面
よびその外側領域のノズル先端面（領域ｂ）における表
面平均粗さが、急冷薄帯の自由面側平均粗さに及ぼす影
響を示したグラフである。 １……冷却ロール、２……合金溶湯 ３……注湯ノズル、４……射出口内面 ５……ノズル先端面
Claims (1)
- 【請求項１】高速で回転する単一の冷却ロールの表面に
向けて、急冷薄帯に適合する組成の合金溶湯の流下を導
く開口をもつ、急冷薄帯製造用溶湯の供給を司るノズル
であって、 該ノズルの薄帯出側の開口部先端における、薄帯出側の
射出口内面とノズル先端面とが交差する位置から同じく
薄帯出側方向 100μｍまでの範囲にわたるコーナー面の
平均粗さが1.2 μｍ以下でかつ、その外側領域における
ノズル先端面の平均粗さが 0.8μｍ以下である、単ロー
ル式急冷薄帯製造用の注湯ノズル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28271885A JPH0616928B2 (ja) | 1985-12-18 | 1985-12-18 | 単ロ−ル式急冷薄帯製造用の注湯ノズル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28271885A JPH0616928B2 (ja) | 1985-12-18 | 1985-12-18 | 単ロ−ル式急冷薄帯製造用の注湯ノズル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62142055A JPS62142055A (ja) | 1987-06-25 |
| JPH0616928B2 true JPH0616928B2 (ja) | 1994-03-09 |
Family
ID=17656135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28271885A Expired - Fee Related JPH0616928B2 (ja) | 1985-12-18 | 1985-12-18 | 単ロ−ル式急冷薄帯製造用の注湯ノズル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0616928B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3909091A1 (de) * | 1988-04-18 | 1989-10-26 | Lonza Ag | Schlitzduesenvorrichtung |
| CN108907123B (zh) * | 2012-03-15 | 2020-10-02 | 日立金属株式会社 | 非晶态合金薄带的制造方法 |
-
1985
- 1985-12-18 JP JP28271885A patent/JPH0616928B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62142055A (ja) | 1987-06-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |